CN101568405B - 磨削形成方法以及旋转切削工具 - Google Patents

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Abstract

提供在利用旋转磨石磨削形成尖端后刀面的工具中心侧时不会磨削其他底刃、且能够降低切削加工面粗糙度的实用性极优异的旋转切削工具。在使用旋转磨石(6)在三刃以上的旋转切削工具的工具主体(1)的尖端面上磨削形成尖端后刀面(4)的该尖端后刀面(4)的磨削形成方法中，在工具主体(1)的外周形成有多条从工具尖端朝向基端侧的螺旋状的切屑排出槽(2)，且在该切屑排出槽(2)的前刀面(3)与工具主体(1)的尖端后刀面(4)交叉的交叉棱线部上分别设有底刃(5)，在磨削形成一个尖端后刀面(4)的工具中心侧的预定范围时，使该旋转磨石(6)的旋转方向(A)相对于磨削形成的所述一个尖端后刀面(4)所涉及的一个底刃(5)成小于90°的交叉角度(α)进行磨削，以免所述旋转磨石(6)与所述一个底刃(5)以外的其他底刃(5)干涉。

Description

磨削形成方法以及旋转切削工具
技术领域
本发明涉及磨削形成方法以及旋转切削工具。 
背景技术
例如在专利文献1中所公开的普通的具有三个以上底刃(底 
Figure DEST_PATH_GSB00000239037400011
)的多刃球头立铣刀(ball end mill)形成如下的结构：在工具主体的外周形成有多条从工具尖端朝向基端侧的螺旋状的切屑排出槽，且在该切屑排出槽的前刀面(すくい面)与所述工具主体的尖端后刀面(逃げ面)交叉的交叉棱线部上分别设有底刃，该尖端后刀面是通过与高速旋转的旋转磨石接触并复制所述旋转磨石的移动轨迹而磨削形成的。 
具体而言，该尖端后刀面是通过使旋转磨石相对于设置在尖端后刀面与切屑排出槽的前刀面的交叉棱线部上的底刃呈直角地交叉(使底刃与旋转磨石的旋转轴大致平行的状态)、并使工具主体和旋转磨石相对移动而磨削形成的。 
专利文献1：日本特开2005-224898号公报 
但是，例如在四刃以上的球头立铣刀中，或者为了降低切削阻力而将底刃以不等分而不是等分的方式配置在工具主体的圆周方向上的三刃球头立铣刀中，在以使旋转磨石相对于底刃呈直角地交叉的方式磨削形成尖端后刀面的情况下，在磨削形成一个尖端后刀面的工具中心侧时，会产生旋转磨石也与该一个尖端后刀面所涉及的底刃以外的其他底刃接触使得底刃的工具中心侧的切削作用下降的问题。 
发明内容
本发明就是为了解决上述问题同时改善切削加工面粗糙度而完成的。本发明提供下述的实用性极其优异的磨削形成方法以及旋转切削工 具：在利用旋转磨石磨削形成一个尖端后刀面的工具中心侧时，通过使旋转磨石的旋转方向相对于底刃以小于90°的角度交叉，由此不仅不会磨削其他底刃，而且能够降低切削加工面粗糙度。 
参照附图对本发明的主旨进行说明。 
第一方面所述的磨削形成方法是使用旋转磨石6在三刃以上的旋转切削工具的工具主体1的尖端面上磨削形成尖端后刀面4的该尖端后刀面4的磨削形成方法中，所述旋转切削工具在工具主体1的外周形成有多条从工具尖端朝向基端侧的螺旋状的切屑排出槽2，且在该切屑排出槽2的前刀面3与所述工具主体1的尖端后刀面4交叉的交叉棱线部上分别设有底刃5，其特征在于，在磨削形成一个尖端后刀面4的工具中心侧的预定范围时，使所述旋转磨石6的旋转方向A相对于磨削形成的所述一个尖端后刀面4所涉及的一个底刃5成小于90°的交叉角度α进行磨削，以免所述旋转磨石6与所述一个底刃5以外的其他底刃5干涉。 
并且，根据第一方面所述的磨削形成方法，第二方面所述的磨削形成方法的特征在于，所述交叉角度α设定为30°～65°。 
并且，根据第二方面所述的磨削形成方法，第三方面所述的磨削形成方法的特征在于，所述一个尖端后刀面4中的距工具中心O为工具外径的0.5％以下的区域是以所述交叉角度α磨削形成的。 
并且，根据第三方面所述的磨削形成方法，第四方面所述的磨削形成方法的特征在于，在磨削时，所述交叉角度α以越靠工具中心侧越小的方式变化。 
并且，第五方面所述的旋转切削工具是三刃以上的旋转切削工具，所述旋转切削工具在工具主体1的外周形成有多条从工具尖端朝向基端侧的螺旋状的切屑排出槽2，且在该切屑排出槽2的前刀面3与所述工具主体1的尖端后刀面4交叉的交叉棱线部上分别设有底刃5，利用旋转磨石6来磨削形成所述尖端后刀面4，其特征在于，一个所述尖端后刀面4的工具中心侧的预定范围是通过使所述旋转磨石6的旋转方向A相对于所述一个尖端后刀面4所涉及的一个底刃5成小于90°的交叉角度α来磨削形成的。 
并且，根据第五方面所述的旋转切削工具，第六方面所述的旋转切削工具的特征在于，所述交叉角度α设定为30°～65°。 
并且，根据第六方面所述的旋转切削工具，第七方面所述的旋转切削工具的特征在于，所述一个尖端后刀面4中的距工具中心O为工具外径的0.5％以下的区域是以所述交叉角度α磨削形成的。 
并且，根据第七方面所述的旋转切削工具，第八方面所述的旋转切削工具的特征在于，在磨削时，所述交叉角度α以越靠工具中心侧越小的方式变化。 
发明效果 
由于本发明具有上述特征，因此能够形成如下的实用性极其优异的磨削形成方法以及旋转切削工具：在磨削形成一个尖端后刀面时，不仅不会对该一个尖端后刀面所涉及的一个底刃以外的其他底刃进行磨削，而且，通过相对于该一个底刃将磨削方向形成小于90°的交叉角度，能够降低切削加工面粗糙度。 
附图说明
图1是本实施例所涉及的四刃球头立铣刀的概要说明主视图。 
图2是本实施例所涉及的四刃球头立铣刀的主要部分的概要说明立体图。 
图3是对旋转磨石与底刃之间的交叉关系(平行)进行说明的概要说明俯视图。 
图4是以图3的交叉关系形成的后刀面形状的概要说明侧视图。 
图5是对旋转磨石与底刃之间的交叉关系(直角)进行说明的概要说明俯视图。 
图6是以图5的交叉关系形成的后刀面形状的概要说明侧视图。 
图7是对本实施例的旋转磨石与底刃之间的交叉关系进行说明的概要说明俯视图。 
具体实施方式
根据附图示出本发明的作用并对认为优选的本发明的实施方式简单地进行说明。 
在磨削形成三刃以上的旋转切削工具的一个尖端后刀面4的工具中心侧的预定范围时，对于旋转磨石6，为了使该旋转磨石6不与所述一个尖端后刀面4所涉及的一个底刃5以外的其他底刃5干涉，使该旋转磨石6的旋转方向相对于该一个底刃5成小于90°的交叉角度α(使旋转磨石6的旋转轴不与所述一个底刃5平行而是相对于该一个底刃5倾斜的状态)，并使所述工具主体1和所述旋转磨石6相对移动进行磨削，由此能够一边使旋转磨石6从其他底刃5退让一边磨削形成一个尖端后刀面4的工具中心侧，因此，在磨削形成一个尖端后刀面4时仅在工具中心附近与所述其他底刃5干涉(在工具中心附近无法避免干涉)。 
并且，由于使旋转磨石6的旋转方向相对于底刃5以不是直角而是倾斜预定角度的状态交叉并磨削形成尖端后刀面4的工具中心侧，因此能够降低使用该工具切削加工了的工件的切削加工面粗糙度。即，虽然尖端后刀面的磨削面粗糙度相同，但是工件的切削加工面粗糙度得到改善。这是因为，对于工件的切削加工完成面，由于存在将工具中心附近的最突出部的旋转轨迹形状复制的作用和加工工件时工件的反弹，因此如果使磨削方向小于90°，则后刀面和加工面相互摩擦并在改善完成面方面发挥作用。 
实施例 
根据附图对本发明的具体实施例进行说明。 
本实施例涉及尖端后刀面4的磨削形成方法，即：使用旋转磨石6在三刃以上的球头立铣刀的工具主体1的尖端面上磨削形成尖端后刀面4，在工具主体1的外周形成有多条从工具尖端朝向基端侧的螺旋状的切屑排出槽2，在该切屑排出槽2的前刀面3与所述工具主体1的尖端后刀面4交叉的交叉棱线部上分别设有底刃5，其中，在磨削形成一个尖端后刀面4的工具中心侧的预定范围时，使该旋转磨石6的旋转方向A相对于由磨削形成的所述一个尖端后刀面4形成的一个底刃5以小于90°的交叉角度α交叉的状态下，使所述工具主体1和所述旋转磨石6相对移动 来磨削形成，以免所述旋转磨石6与所述一个底刃5以外的其他底刃5干涉。 
具体而言是对如下情况进行说明：如图1所示，由超硬合金形成的四刃球头立铣刀在工具主体1的外周形成有从工具尖端朝向基端侧的螺旋状的四条切屑排出槽2，在该切屑排出槽2的前刀面3与所述工具主体1的外周面交叉的交叉棱线部形成有外周刃7，在该切屑排出槽2的前刀面3与所述工具主体1的尖端后刀面4交叉的交叉棱线部上分别设有1/4圆弧状的底刃5(球形刃)，使用旋转磨石6(普通的金刚石研磨磨石)磨削形成该四刃球头立铣刀的尖端后刀面4。图中，标号X是工具的旋转方向。另外，并不限于四刃球头立铣刀，三刃或五刃以上的球头立铣刀也相同。 
并且，在本实施例中，在工具主体1上，在形成上述切屑排出槽2(以及切痕)之后，形成上述尖端后刀面4，进一步形成上述外周刃7。 
在本实施例中，如图2所示，在使该旋转磨石6的旋转方向A相对于所述一个底刃5以30°～65°的交叉角度α交叉的状态下，使旋转磨石6沿着一个底刃5的延伸设置方向移动，由此磨削形成一个尖端后刀面4的距工具中心O至少在工具外径(外周刃的旋转轨迹的直径)的0.5％以下的区域，从而使旋转磨石6不与由所述一个尖端后刀面4形成的一个底刃5以外的其他底刃5(一个尖端后刀面4的工具旋转方向后方侧的底刃5)干涉。 
对于交叉角度α，发明人等通过实验的结果确认了以下情况：当交叉角度α不足30°时，底刃5的支承(back up)量不足、强度不足，因此容易产生微小崩刃(tipping)；并且当交叉角度α在65°以上时，复制到该尖端后刀面4的工具中心侧的磨石的磨削面粗糙度降低，从而在改善切削加工面粗糙度方面作用变小。 
具体而言，如图3、图4所示，当微观地观察切削刃附近时，交叉角度α越接近0°，磨削纹路的方向越接近于与底刃15平行，因此底刃15的支承量不足，容易产生卷刃。特别地，当不足30°时确认到由卷刃引起的切削加工面粗糙度的显著恶化。进一步，交叉角度α越接近0°， 磨石的平面度被复制到尖端后刀面14上，因此在磨石上存在变形、塌角(ダレ)等形状溃损(形状崩れ)的情况下，无法稳定地形成预定的目标后角(参照图4放大部)，确认会产生无法确保预定的间隙、无法确保期望的底刃刚性的缺点。另外，图中，标号a是旋转磨石16的旋转方向，标号b是旋转磨石16的移动方向，标号13是前刀面。 
并且，如图5、图6所示，在交叉角度α为90°的情况下，沿着一个底刃15的延伸设置方向复制有旋转磨石16的圆弧形状，并利用旋转磨石16的最突出部进行磨削，因此能够确认以下情况：存在没有磨石形状的变形、塌角等的影响、尖端后刀面14成为稳定的下凹形状(参照图6放大部)的优点，另一方面，切削时的加工面粗糙度大。 
对于该点，如图7所示，当将交叉角度α形成大于0°且小于90°的角度时，虽然尖端后刀面的磨削面粗糙度为同等程度，但是工件的切削加工面粗糙度得到改善。这是因为，对于工件的切削加工完成面，由于存在将工具中心附近的最突出部的旋转轨迹形状复制的作用和工件加工工件时工件的反弹，因此当使磨削方向小于90°时后刀面和加工面相互摩擦从而以改善完成面的方式发挥作用。具体而言，确认在交叉角度α为30°～45°的范围内切削加工面粗糙度大幅改善，特别是在30°附近切削加工面粗糙度显著改善。 
鉴于以上各点，在本实施例中，将交叉角度α设定为30°～65°(优选为30°～45°)。 
并且，在本实施例中，使上述交叉角度α为90°以下对距工具中心O为工具外径的0.5％以下的区域(工具中心侧区域)进行磨削，并使上述交叉角度α为90°对残余的区域(工具外周侧区域)进行磨削。在超出上述工具中心侧区域的广阔区域中也可以使交叉角度α小于90°，但是由于在使用最多的平面精加工中是不发挥切削作用的区域，因此不能发挥效果。 
并且，在对工具中心侧区域进行磨削时，一边以越靠近工具中心侧交叉角度α越小的方式使旋转磨石6的倾斜角度变化一边进行磨削。在本实施例中，在最靠近工具中心侧以交叉角度α为45°的方式设定旋转磨 石6的倾斜角度，且到距工具中心O为工具外径的5％的位置为止使交叉角度α逐渐变大，在比距工具中心O为工具外径的5％的位置还靠外侧的位置使交叉角度α为90°。 
即，在本实施例中，使工具中心侧的交叉角度α为45°，从工具中心侧到距工具中心O为工具外径的5％的位置为止使旋转磨石6一边移动一边朝交叉角度逐渐变大的方向变化并最终达到90°，在更靠工具外周侧的位置使交叉角度α保持90°，由此形成尖端后刀面4。 
因此，本实施例通过使交叉角度α越靠尖端侧越小、且在最尖端部为45°，从而当用于对淬火钢等高硬度的难切削材料进行精加工时，能够得到高精度方面优异的切削加工面粗糙度，能够得到面粗糙度的质量寿命长的球头立铣刀。 
另外，在本实施方式中，在以上述方式对工具中心侧区域进行磨削时，一边使交叉角度α逐渐变化一边进行磨削，但是，也可以用恒定的交叉角度α进行磨削。 
并且，在本实施例中，一边使工具主体1移动一边进行磨削，但是，也可以一边使旋转磨石6移动一边进行磨削、或者一边使双方移动一边进行磨削。 
并且，在本实施例中对球头立铣刀进行说明，也可以使用上述方法对方形端铣刀或圆角立铣刀(radius end mill)的尖端后刀面实施加工，在该情况下也能够得到与本实施例大致同等的效果。 
由于本实施例形成上述方式，因此在对三刃以上的球头立铣刀的一个尖端后刀面4的工具中心侧的预定范围进行磨削时，对于旋转磨石6，在使旋转磨石6相对于由所述一个尖端后刀面4形成的一个底刃5以30°～65°交叉，以免该旋转磨石6与所述一个底刃5以外的其他底刃5干涉，在该状态下使所述工具主体1和所述旋转磨石6相互移动进行磨削形成，由此，能够一边使旋转磨石6从作为磨削对象的由一个尖端后刀面4形成的一个底刃5以外的其他底刃5退让，一边对一个尖端后刀面4的工具中心侧进行磨削形成，在磨削加工一个尖端后刀面4时能够仅在尖端(工具中心)附近产生与所述其他底刃5的干涉。 
并且，使旋转磨石6的旋转方向相对于底刃5以倾斜预定角度而不是直角的状态交叉，并使工具主体1和旋转磨石6相对移动来磨削球头立铣刀中的对加工面进行精加工的尖端后刀面4的工具中心侧，由此能够降低切削加工面粗糙度。 
因此，本实施例的实用性极其优异，在磨削形成一个尖端后刀面时，不仅不会对由该一个尖端后刀面形成的一个底刃以外的其他底刃进行磨削，而且能够降低切削加工面粗糙度。 

Claims (8)

1.一种磨削形成方法，所述磨削形成方法是使用旋转磨石在三刃以上的旋转切削工具的工具主体的尖端面上磨削形成尖端后刀面的该尖端后刀面的磨削形成方法，所述旋转切削工具在工具主体的外周形成有多条从工具尖端朝向基端侧的螺旋状的切屑排出槽，且在该切屑排出槽的前刀面与所述工具主体的尖端后刀面交叉的交叉棱线部上分别设有底刃，其特征在于，
在磨削形成一个尖端后刀面的工具中心侧的预定范围时，使所述旋转磨石的旋转方向相对于磨削形成的所述一个尖端后刀面所涉及的一个底刃成小于90°的交叉角度进行磨削，以免所述旋转磨石与所述一个底刃以外的其他底刃干涉。
2.根据权利要求1所述的磨削形成方法，其特征在于，
所述交叉角度设定为30°～65°。
3.根据权利要求2所述的磨削形成方法，其特征在于，
所述一个尖端后刀面中的距工具中心为工具外径的0.5％以下的区域是以所述交叉角度磨削形成的。
4.根据权利要求3所述的磨削形成方法，其特征在于，
在磨削时，所述交叉角度以越靠工具中心侧越小的方式变化。
5.一种旋转切削工具，所述旋转切削工具是三刃以上的旋转切削工具，所述旋转切削工具在工具主体的外周形成有多条从工具尖端朝向基端侧的螺旋状的切屑排出槽，且在该切屑排出槽的前刀面与所述工具主体的尖端后刀面交叉的交叉棱线部上分别设有底刃，利用旋转磨石来磨削形成所述尖端后刀面，其特征在于，
一个所述尖端后刀面的工具中心侧的预定范围是通过使所述旋转磨石的旋转方向相对于所述一个尖端后刀面所涉及的一个底刃成小于90°的交叉角度来磨削形成的。
6.根据权利要求5所述的旋转切削工具，其特征在于，
所述交叉角度设定为30°～65°。
7.根据权利要求6所述的旋转切削工具，其特征在于，
所述一个尖端后刀面中的距工具中心为工具外径的0.5％以下的区域是以所述交叉角度磨削形成的。
8.根据权利要求7所述的旋转切削工具，其特征在于，
在磨削时，所述交叉角度以越靠工具中心侧越小的方式变化。
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