发明内容

本发明的主要目的是克服或减轻现有技术的缺点中至少一个缺点，或者提供一种有用的替代方案。特别地是，目的是提供一种适合于加工包括蜂窝芯的工件或由蜂窝芯构成的工件(即，蜂窝芯不被包括在夹层结构中)的切削刀具。此外，与现有技术的切削刀具相比，目的是提供这种具有改进的刀具寿命的切削刀具，从而提供改进的加工经济性。

根据本发明的第一方面，至少主要目的是通过最初限定的切削刀具实现的，该切削刀具呈现权利要求1的特征部分中限定的特征。

切削刀具具有纵向轴线，该切削刀具能够围绕该纵向轴线在旋转方向上旋转，并包括：

-前端；

-后端，其与前端相反，切削刀具适于被紧固到刀架或机床主轴；

-外围表面，其在前端和后端之间围绕纵向轴线延伸；

-一组螺旋排屑槽，其形成在外围表面中，用于排屑，该螺旋排屑槽从前端朝向后端以相对于纵向轴线的第一螺旋角α延伸，其中45°≤α≤65°，螺旋排屑槽具有第一深度；

-一组螺旋脊，每个螺旋脊与一对相邻的螺旋排屑槽相关联并在它们之间形成，所述一对相邻的螺旋排屑槽包括第一相关联的螺旋排屑槽和第二相关联的螺旋排屑槽，其中，第二相关联的螺旋排屑槽在旋转方向上定位在第一相关联的螺旋排屑槽后方，

-至少一个螺旋凹槽，其形成在外围表面中，所述至少一个螺旋凹槽具有小于第一深度的第二深度，使得所述至少一个螺旋凹槽被螺旋排屑槽中断，

其中所述至少一个螺旋凹槽与螺旋脊相交，从而在每个螺旋脊上形成多个刀棱面，每个刀棱面在第一相关联的螺旋排屑槽和第二相关联的螺旋排屑槽之间延伸，并且使得在每个螺旋脊上形成多个切削齿，每个切削齿至少由所述多个刀棱面中的一对相关联的相邻的刀棱面定界，所述一对相关联的相邻的刀棱面包括第一相关联的刀棱面和第二相关联的刀棱面，其中第二相关联的刀棱面与第一相关联的刀棱面相比定位在距前端更大的轴向距离处。

该刀具的特征在于，所述至少一个螺旋凹槽以相对于纵向轴线的第二螺旋角β延伸，其中90°<β≤100°，并且所述多个切削齿中的每个切削齿包括：

-第二脊，该第二脊形成在第一相关联的刀棱面和第二相关联的刀棱面之间的过渡部中，

-切削刃，其形成在第一相关联的刀棱面和第一相关联的螺旋排屑槽之间的过渡部中，以及

-间隙边缘，其形成在第二相关联的刀棱面和第一相关联的螺旋排屑槽之间的过渡部中，其中第二脊、切削刃和间隙边缘在构成切削齿的径向最外点并且位于切削刀具的切削半径处的齿尖中会合。

切削刀具具有从前端朝向后端延伸的切削部分，该切削部分包括所述切削齿。切削刀具还可具有从后端朝向前端延伸的安装部分。切削刀具可适于直接或通过中间部件紧固到刀架，但它也可与刀架一体地形成。切削刀具通常可适于紧固到刀架或机床主轴，其中后端面向刀架或机器主轴。

纵向轴线是切削刀具的中心轴线。

角度α对于螺旋排屑槽中的至少一个螺旋排屑槽或对于所述一组螺旋排屑槽内的所有螺旋排屑槽来说沿着一部分或沿着整个切削部分可以是恒定的。

特别地是但不排它地是，螺旋排屑槽可以彼此相同或基本相同并且/或者彼此等距间隔开。至少两个螺旋排屑槽可以彼此平行。

特别地是但不排它地是，一个螺旋排屑槽的第一深度沿着其延伸可以是恒定的。特别地是但不排它地是，所述一组螺旋排屑槽内的所有螺旋排屑槽可以沿着它们的延伸具有恒定的第一深度。

被包括在所述多个刀棱面中的刀棱面可以彼此相同或基本相同。替代性的是，被包括在沿一个螺旋脊的所述多个刀棱面中的刀棱面彼此相同或基本相同。

当第二螺旋角β在90°<β≤100°的范围内时，并且当第一螺旋角α在45°≤α≤65°的范围内时，第二螺旋角β和第一螺旋角α一起导致相对较低的切削力。角度β必须大于90°以创建螺旋凹槽。此外，如果角度β将等于90°，则该凹槽将不具有任何节距，这会导致切削齿和齿尖的不利轴向分布。此外，如果β大于100°，则与刀具相关的益处就会减少。由于相对较低的切削力，生成的热量相对少，这继而又增加了刀具寿命，从而也提高了加工经济性。

由于切削刃形成在由相对较浅的螺旋凹槽和螺旋排屑槽形成的刀棱面之间的过渡部中，并且由于第二脊形成在沿着一个螺旋脊彼此相邻形成的两个刀棱面之间的过渡部中，即相交部中，所以没有线性切削刃形成在两个相邻的螺旋排屑槽之间的相交部中，即过渡部中。取而代之的是，相邻的螺旋排屑槽通过形成在所述螺旋脊上的刀棱面(即一连串刀棱面)彼此分开，其中相邻的刀棱面仅由形成在其间的过渡部(即相交部)中的第二脊分开。因此，与包括沿螺旋排屑槽延伸的线性切削刃的切削刀具相比，在加工期间出现的切削力可以得以减小。因此，通过形成在刀棱面和螺旋排屑槽之间的过渡部中的切削刃而不是通过形成在两个相邻的螺旋排屑槽之间的相交部中的线性切削刃来执行切削作用。已经发现：在刀棱面和螺旋排屑槽之间的过渡部中形成的切削刃比这种线性切削刃具有更合适的延伸方向。

所提出的切削刀具的构造导致了相对锋利的切削刃，特别适用于蜂窝芯的加工。

所述至少一个螺旋凹槽不必具有与螺旋排屑槽相同的轴向延伸。螺旋凹槽可具有较短的轴向延伸，由此切削刀具的一个或多个部分可设有不同的切削几何形状。这可以适合例如用于加工包含被夹在薄层之间的蜂窝芯材料的层叠的结构，在这种情况下，不同的切削几何形状可以是提供更适合加工纤维增强聚合物的更坚固切削刃的切削几何形状。例如，具有不同切削几何形状的部分可提供为与切削刀具的前端关联和/或更靠近切削刀具的后端。

切削刀具可包括四个或五个或六个或更多个用于排屑的螺旋排屑槽。根据一个实施例，切削刀具可包括八个螺旋排屑槽。

切削刀具可以进一步包括形成在切削刀具的前端处的至少两个前切削刃。前切削刃的数目可以优选地小于用于排屑的螺旋排屑槽的数目。

第一螺旋角α应该在45°和65°之间。选择45°的下限，以保证有利的切削力方向，从而保证令人满意的切削作用。如果第一螺旋角α小于45°，则获得较为不利的切削力方向。选择65°的上限是因为螺旋角较大的排屑槽难以制造。

根据一个实施例，当在垂直于纵向轴线的平面中观察时，所述多个齿中的每个切削齿的切削刃以相对于在纵向轴线和齿尖之间延伸的径向线的角度γ从齿尖径向向内延伸。观察到：这种切削刃的延伸在加工蜂窝芯方面比在两个螺旋排屑槽之间的相交部中形成的切削刃的延伸更有利，在后一种情形中，切削刃围绕刀具的外围延伸并且不径向向内延伸。

根据进一步的一个实施例，当在垂直于纵向轴线的平面中观察时，角度γ使得-20°≤γ≤+30°，更优选地是-5°≤γ≤+20°并且最优选地是γ＝0°。已经观察到：值-20°≤γ≤+30°是最合适的。如果角度γ小于-20°，则实现较为不利的切削作用，并且生成更多的热量。如果角度γ大于+30°，则切削齿太弱。当-5°≤γ≤+20°时，观察到更加改进的性能。从制造的角度来看，γ＝0°是优选的。如果与齿尖相邻，角γ在旋转方向上在纵向轴线和齿尖之间延伸的径向线后方延伸，即如果在切削刀具的旋转方向上看时，切削刃的切线在径向线后方延伸，则角γ被定义为正的。

根据一个实施例，每个第二脊具有与齿尖重合的第一端以及在旋转方向上位于第一端后方的第二端。第二脊可以优选地形成直线并且/或者它可以具有与所述至少一个螺旋凹槽的延伸方向平行的延伸。

根据一个实施例，每个第二脊的第二端和纵向轴线之间的径向距离小于或等于每个第二脊的第一端和纵向轴线之间的径向距离。优选地是，在旋转方向上位于第一端后方的第二脊上的所有点与第一端相比位于距纵向轴线更小的径向距离处，从而在加工期间在第二脊和工件表面之间提供间隙。这从制造的角度来看是有益的，并且对切削力有积极的影响，这意味着切削力会降低。

根据一个实施例，当沿着所述至少一个螺旋凹槽的延伸方向测量时，所述多个刀棱面中的每一个刀棱面的最大刀棱面宽度小于当沿着所述至少一个螺旋凹槽的延伸方向测量时的位于两个相邻的螺旋脊上的所述刀棱面中的两个刀棱面之间的最短距离的30％，优选小于20％，更优选小于15％并且最优选地是小于10％。

根据一个实施例，当沿着所述至少一个螺旋凹槽的延伸方向测量时，所述多个刀棱面中的每一个刀棱面都具有沿着刀棱面所定位的螺旋脊的延伸方向变化的刀棱面宽度。

根据一个实施例，在位于同一螺旋脊上的每一对相邻的第二脊之间，所述一对相邻的第二脊包括第一相关联的第二脊和第二相关联的第二脊，第一相关联的第二脊与第二相关联的第二脊相比定位得更靠近前端，刀棱面宽度从第一相关联的第二脊朝向第二相关联的第二脊增加。因此，刀棱面宽度在远离第二脊的方向上增加，即：当沿着间隙边缘远离切削刀具的前端移动时增加。由于这一点，间隙边缘获得了其间隙功能，而同时容易地创建所述至少一个螺旋凹槽和刀棱面。

根据一个实施例，第一深度使得所述螺旋排屑槽中的每一个螺旋排屑槽的表面与纵向轴线之间的最短径向距离为切削半径的55-70％，或切削半径的60-65％。在所提及的55-70％的区间内，该刀具具有最佳的生产率。如果所述螺旋排屑槽中的每一个螺旋排屑槽的表面与纵向轴线之间的最短距离小于切削半径的55％，则由于螺旋排屑槽是较深的，故而刀具具有良好的排屑能力，但刀具可能太弱而以致无法承受高的进刀速率，因此必须降低进刀速率。如果代替地是，所述螺旋排屑槽中的每一个螺旋排屑槽的表面与纵向轴线之间的最短径向距离大于切削半径的70％，则刀具具有良好的强度，但排屑能力降低，并且进刀速率必须降低以避免因排屑困难而生成过多热量，这继而降低刀具寿命。当所述螺旋排屑槽中的每一个螺旋排屑槽的表面与纵向轴线之间的最短径向距离为切削半径的60-65％时，实现最佳性能和刀具寿命。

第一深度(即螺旋排屑槽的深度)与所述螺旋排屑槽中的每一个螺旋排屑槽的表面与纵向轴线之间的所述最短径向距离之和等于切削半径。

根据一个实施例，第二深度使得所述多个刀棱面中的每一个刀棱面的表面与纵向轴线之间的最短径向距离为切削半径的85-99.9％，更优选地为切削半径的92-99％，最优选地是切削半径的95-97％。在所提及的85-99.9％区间内，刀具可以实现其最佳生产率。如果所述多个刀棱面中的每一个刀棱面的表面与纵向轴线之间的径向距离为切削半径的至少85％，则切削齿足够坚固并且能够承受高的进刀速率。如果所述多个刀棱面中的每一个刀棱面的表面与纵向轴线之间的径向距离不大于99.9％，则间隙边缘具有足够的间隙角，并且因此限制热量生成。此外，可以赋予切削刃足够的长度以实现期望的生产率。

第二深度(即螺旋凹槽的深度)与每个刀棱面的表面与纵向轴线之间的所述最短径向距离之和等于切削半径。

根据一个实施例，所述多个刀棱面中的每一个刀棱面都是弯曲表面的形式。由于这一点，切削刃可以被赋予期望的角度γ并且间隙边缘也可以被赋予期望的间隙角。

根据一个实施例，在切削刀具的轴向方向上测量时，切削刀具(1)的两个齿尖之间的最小轴向距离y为0＜y≤0.3mm，优选为0.05≤y≤0.2mm。通过下限保证了切削齿位于不同的轴向位置处，并且上限保证了切削性能不恶化。在0.05≤y≤0.2mm的区间内，提供了良好的切削齿轴向分布，从而提高了刀具寿命。

根据一个实施例，所述最小轴向距离y是在位于所述螺旋脊中的第一螺旋脊上的第一齿尖和位于所述螺旋脊中的第二螺旋脊上的第二齿尖之间测量的，所述第二螺旋脊在旋转方向上位于第一螺旋脊正后方。其中，第二齿尖定位得比第一齿尖更靠近前端。由于这一点，材料被逐步去除，这进一步减少了热量生成并提高了刀具寿命。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造所提出的切削刀具的方法，该方法包括：

-提供带有圆形基部的圆柱形刀具毛坯，

-使用具有第一磨削表面和第二磨削表面的第一砂轮形成所述一组螺旋排屑槽，第二磨削表面相对于第一磨削表面优选地以35-55°的角度θ₁形成，

-使用具有第一磨削表面和第二磨削表面的第二砂轮形成所述至少一个螺旋凹槽，第二磨削表面相对于第一磨削表面优选地以10-20°的角度θ₂形成。

根据本发明的又另一方面，提供了用于加工包括蜂窝芯的工件的方法，该方法包括：

-提供所提出的切削刀具，

-同时在旋转方向上旋转切削刀具和在进刀方向上相对于工件移动切削刀具，或相对于切削刀具移动工件，使得切削齿的切削刃中的至少一些切削刃与蜂窝芯接合。

本发明的其它优点和有利实施例将从以下详细描述中显现。