CN101646519A - 切削镶刀及切削工具、以及使用了该切削工具的被切削材料的切削方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切削镶刀及切削工具、以及使用了该切削工具的被切削材料的切削方法，所述切削镶刀具有：切削刃；与该切削刃连续的前刀面区域；位于比该前刀面区域靠内侧且高位的夹紧面区域。该切削镶刀具有：在所述前刀面区域，与所述切削刃连续的第一前刀面；从该第一前刀面朝向所述夹紧面区域以斜面状形成的第二前刀面；至少一部分位于所述第一前刀面，在俯视下设置在与所述切削刃的中央区域对应的位置且具有顶部的突起；至少一部分位于所述第二前刀面，在俯视下位于比所述突起靠内侧的凹部或凸部。由此，在切屑的排出空间狭窄的切槽加工中，能够减少切屑在镶刀滞留以及在前刀面区域产生的摩擦阻力，发挥较高的切屑排出性。

Description

切削镶刀及切削工具、以及使用了该切削工具的被切削材料的切削方法

技术领域

本发明涉及一种在金属材料等车削加工中用于切槽加工的切削镶刀等。

背景技术

切槽加工用的切削镶刀在加工方式上多用于排出切屑的空间狭窄的加工的情况。因此，要求所述切削镶刀具有将生成的切屑顺畅地排出的结构。

在专利文献1公开的切削镶刀具有：在镶刀本体部的上表面形成的前刀面和夹紧面；在镶刀本体部的侧面形成的后刀面；在前刀面和后刀面的交叉部形成的切削刃。前刀面具有：与切削刃连续的第一前刀面；在其后方从第一前刀面朝向夹紧面以斜面状形成的第二前刀面(倾斜壁)。并且，在第一前刀面中靠近切削刃的两端的部位形成有突起(凸部)。

由专利文献1公开的另一切削镶刀除了上述切削镶刀的结构以外，以分割第二前刀面的方式在前刀面从靠近切削刃的两端的部位延续到夹紧面的前端侧部位形成有凹部。并且，在该凹部内和所述切削刃的靠近两端的部位分别形成有突起。

由专利文献1公开的两个切削镶刀分别存在以下问题。即，在上述专利文献1的切削镶刀中，在第一前刀面由于突起形成在切削刃的靠近两端的部位，因此将切屑的两端抬起，在切屑的宽度方向中央使切屑向下变形的力起较大作用(拉深作用)。因此，切屑在第一前刀面变形成截面呈大致U字状。

然而，由于第二前刀面由平面构成，因此在第一前刀面变形的切屑和第二前刀面的接触面积大，导致摩擦阻力增大。因此，在这样的切削镶刀中，切屑容易滞留在前刀面，切屑排出性变差，存在引发镶刀破损的问题。

在上述专利文献1的另一切削镶刀中，通过以分割第二前刀面的方式到达夹紧面形成的凹部，在第二前刀面也容许切屑在宽度方向中央向下变形。因此，在这样的镶刀中，对因突起而变形的切屑而言，拉深作用也作用在第二前刀面上。

另一方面，第二前刀面以斜面状形成。因此，在该第二前刀面，对切屑除了施加拉深作用外，沿着切屑的长度方向向上卷曲的力也起作用(卷曲作用)。

即，在专利文献1的另一切削镶刀中，生成的切屑在第一前刀面受到拉深作用，在第二前刀面受到拉深作用以及卷曲作用的力。因此，在第二前刀面，由于大致正交的两个力同时作用于切屑，因此切屑的排出方向不稳定。其结果是，存在切屑在位于凹部的第二前刀面的局部滞留的问题。

专利文献1：日本特开2001-322010号公报。

发明内容

本发明的课题在于提供能够减少切屑的摩擦阻力、且发挥优越的切屑排出性的切削镶刀及切削工具、以及使用了该切削工具的被切削材料的切削方法。

本发明的切削镶刀具有：在上表面的棱部形成的切削刃；与该切削刃连续且在所述上表面形成的前刀面区域；以位于比该前刀面区域靠内侧且高位的方式在所述上表面形成的夹紧面区域。所述切削镶刀具有：在所述前刀面区域，与所述切削刃连续形成的第一前刀面；在所述前刀面区域，从所述第一前刀面朝向所述夹紧面区域以斜面状形成的第二前刀面；以至少一部分位于第一前刀面的方式形成，在俯视下设置在与所述切削刃的中央区域对应的位置且具有顶部的突起；至少一部分位于所述第二前刀面，并且在俯视下位于比所述突起靠内侧地形成的凹部或凸部。

本发明的切削工具具有所述切削镶刀和将该切削镶刀安装在前端的刀夹。

本发明的被切削材料的切削方法是使用所述切削工具切削被切削材料的切削方法，包括：使被切削材料旋转的工序；使所述切削工具接近所述被切削材料的工序；使所述切削工具的切削刃与所述被切削材料接触而切削被切削材料的工序；使所述切削工具从所述被切削材料离开的工序。

根据本发明的切削镶刀，拉深作用和卷曲作用这两个作用对切屑平衡良好地作用，能够实现在切屑的排出过程中产生的摩擦阻力的减少，且减少切屑在前刀面区域上的滞留，显示优越的切屑排出性。

根据本发明的切削工具，能够减少切屑在排出过程左右振动，发挥优越的切屑排出性，并且由于施加给第二前刀面的摩擦阻力的减少，因此能够减少镶刀的破损，从而实现工具寿命的提高。

根据本发明的被切削材料的切削方法，能够发挥优越的精加工表面精度，并且实现加工效率的提高。

附图说明

图1(a)是表示本发明的第一实施方式的切削镶刀的整体立体图，(b)是其俯视图。

图2是图1的A-A线剖视图。

图3是表示由本发明的第一实施方式的切削镶刀生成的切屑的截面形状的简要说明图。

图4(a)是表示本发明的第二实施方式的切削镶刀的整体立体图，(b)是其俯视图。

图5是表示由本发明的第二实施方式的切削镶刀生成的切屑的截面形状的简要说明图。

图6是表示本发明的第三实施方式的切削镶刀的俯视图。

图7(a)是图6的B-B线剖视图，(b)是图6的C-C线剖视图。

图8是表示本发明的第四实施方式的切削镶刀的俯视图。

图9(a)是图8的D-D线剖视图，(b)是图8的E-E线剖视图。

图10是表示本发明的第五实施方式的切削镶刀的俯视图。

图11(a)是图10的F-F线剖视图，(b)是图10的G-G线剖视图。

图12是表示本发明的一实施方式的切削工具的整体立体图。

图13(a)～(c)是表示本发明的一实施方式的被切削材料的切削方法的简要说明图。

具体实施方式

<切削镶刀>

(第一实施方式)

以下，参照图1～图3对本发明的切削镶刀(以下称之为镶刀)的第一实施方式进行详细说明。如图1以及图2所示，本实施方式的镶刀1用于切槽加工，且具有：在镶刀本体部2的上表面的一部分形成的前刀面3(前刀面区域)以及夹紧面4(夹紧面区域)；在镶刀本体部2的侧面形成的副后刀面5；在前刀面3和副后刀面5的交叉部(上表面的棱部)形成的切削刃6。与切削刃6连续形成有前刀面3。

镶刀主体部2形成大致多棱柱状。具体而言，具有安装在刀夹的中央部分2a和从该中央部分2a突出形成的切削部2b。镶刀本体部2具有两个切削部2b，镶刀1为使用2角的镶刀。即，镶刀1具有两个切削刃6。另外，镶刀本体部2不限于此，在俯视下也可以是形成大致正多边形状的结构。另外，镶刀本体部2的形状既可以如本实施方式那样上表面和下表面形成相似形状，也可以使下表面与后述的刀夹11的镶刀安装座部14对应而形成与上表面不同的形状。

在镶刀本体部2的中央部形成有贯通孔50。在该贯通孔50中插入将镶刀1固定在刀夹11的螺钉。镶刀1为相对于该贯通孔50的中心轴对称旋转180度的形状。由此，当使用的一个切削刃磨损时，使镶刀1旋转180度，可以用还没有使用的另一个切削刃，因此经济合算。

夹紧面4形成在比前刀面3靠内侧且高位。这里所说的内侧(以下也称之为后方)是指，相对于切削刃6镶刀本体部2的内方侧的部位，即切屑的排出方向侧的部位。这里所说的“高位”是指，相对于切削刃6在镶刀本体部2的厚度方向位于高位的部位。更具体而言，是指在以镶刀本体部2的下表面为支承面静置镶刀1的情况下，以切削刃6为基准夹紧面4位于更高的位置。另外，在以所述下表面为支承面静置镶刀1存在困难的情况下，只要是在安装于刀夹11的状态下比前刀面3更高位置地形成夹紧面4的结构即可。另外，所谓的夹紧面4是指，将镶刀1安装在刀夹时使用的面。在本实施方式中，夹紧面4由一个平面构成，但本发明并不局限于此。夹紧面4可以与被安装的刀夹的面形状对应而由多个面构成，另外也可以由曲面构成。

前刀面3具有与切削刃6连续形成的第一前刀面31和从该第一前刀面31朝向夹紧面4以斜面状形成的第二前刀面32。第二前刀面32相对于第一前刀面31位于镶刀本体部2的内侧。

进而，在前刀面3形成有位于第一前刀面31的突起7和位于第二前刀面32的凹部8。突起7在俯视的情况下，其顶部T7形成在与切削刃6的中央区域对应的位置。在俯视的情况下，凹部8以比突起7更位于镶刀本体部2的内侧的方式形成。这里所说的镶刀本体部2的内侧是指相对于镶刀本体部2的切削刃6在夹紧面4侧的部位，即切屑的排出方向侧。

需要说明的是，在本发明的镶刀中，只要凹部或凸部的至少一部分位于第二前刀面32即可。即，只要是在第一前刀面31形成的突起7的后方并且沿着切削刃6的方向的凹部或凸部的两端部具有比突起7的沿着切削刃6的方向的两端部分别位于外方侧的断屑面的结构即可。在本实施方式中，例示了仅在第二前刀面32形成有凹部8的实施方式。对于凸部的至少一部分位于第二前刀面32的实施方式，利用图6～图9之后叙述。

第一前刀面31为与切削刃6连续形成的前刀面部分，是由切削刃6生成的切屑最初通过的面区域。该第一前刀面31是用于以切屑在前刀面3的后方、在切屑的长度方向被稳定地卷曲的方式对切屑施加充分的硬度的区域。作为第一前刀面31的形状，可以是平面也可以是曲面，但如本实施方式那样，优选由平面构成第一前刀面31。通过这样的结构，在刀尖侧前角局部地变得非常大，能够减少刀尖强度降低的情况。

第二前刀面32为从切削刃6朝向夹紧面4以斜面状形成的前刀面部分。切屑与该斜面状的面部接触，由此能够使切屑在该切屑的长度方向上向上方卷曲。第二前刀面32可以如图1所示与夹紧面4连续构成，也可以在第二前刀面32和夹紧面4之间设置其他的面区域。还有，如本实施方式那样，通过连续构成第二前刀面32和夹紧面4，能够将切屑更加顺畅地排出。另外，第二前刀面32的形状可以为平面也可以为曲面。还有，如图2所示的本实施方式那样，优选由平面构成第二前刀面32。通过这样的结构，在夹紧面4附近，第二前刀面32的倾斜角度局部地变大，能够减少切屑不易向后方流动的情况，且减少切屑在第二前刀面32上滞留的效果提高。

另外，如图2所示，可以是在第一前刀面31和第二前刀面32之间具有其他的面区域30的结构。即，可以由平面构成第一前刀面31和第二前刀面32，由平滑的曲面构成位于这两个面部之间的面区域30，由该面区域30连接第一前刀面31和第二前刀面32而构成前刀面3。通过这样的结构，对第一前刀面31赋予适当的前角，并且切屑从第二前刀面32向后方的流动变得顺畅。而且，切屑从第一前刀面31向第二前刀面32顺畅地流动。因此，提高切屑排出性的效果更进一步增强。

在镶刀1中，在所述的第一前刀面31形成有突起7。由于该突起7形成在与切削刃6的中央区域对应的位置，因此生成的切屑的宽度方向中央被突起7抬起，切屑变形成截面为凸形状(参照图3)。此时，通过与突起7的碰撞、摩擦，切屑的硬度提高。因突起7变形成截面为凸形状的硬度高的切屑在切屑的宽度方向的两端与第二前刀面32稳定地接触。

因此，能够减少切屑向凹部8的嵌入，由第二前刀面32稳定地将切屑向上方卷曲。此外，由于以位于突起7的后方的方式在第二前刀面32形成凹部8，因此能够减少第二前刀面32和切屑的接触面积，从而减少在第二前刀面32产生的摩擦阻力。由此，在前刀面3中，能够使拉深作用和卷曲作用这两个作用对切屑平衡良好地作用。其结果是，能够减少在第二前刀面32的切屑的滞留，提高切屑排出性，并且能够减少镶刀的破损，从而实现工具寿命的提高。

特别是，即使在被切削材料为富有延展性的材料、在第一前刀面31的切屑的变形量容易变小的情况下，由于在第二前刀面32形成凹部8，因此能够适当地实现第二前刀面32的摩擦阻力的减少。由此，即使在富有延展性的材料中，也能够使在前刀面3对切屑起作用的拉深作用和卷曲作用的平衡良好。其结果是，能够减少切屑在第二前刀面32上滞留的情况，从而能够形成切屑排出性优越的镶刀。

这样，在第二前刀面32形成有凹部8的情况下，在第二前刀面32中由凹部8沿着切削刃6的方向分割的两个面区域各自成为与在第一前刀面31变形的切屑的两端部接触的断屑面。

如图3所示，由镶刀1生成的切屑的截面变形成大致中央为凸状。即，以切屑的中央部的凸状部成为最高位置、两端部成为最低位置的方式，在第一前刀面31通过突起7变形。由于这样变形的切屑通过与突起7的摩擦由此硬度变高，因此在切屑截面中成为最低位置的切屑的两端与第二前刀面32接触。其结果是，能够减少切屑向凹部8的嵌入，并且能够实现在第二前刀面32产生的摩擦阻力的减少。

这里，所谓的突起7设置在与切削刃6的中央区域对应的位置是指突起7配置为与在切削刃6生成的切屑接触，而抬起切屑的宽度方向中央部。具体而言，是指在俯视下后述的突起7的顶部T7位于与从切削刃6的一端至相当于全长的1/3的位置到相当于2/3的位置为止之间对应的区域。即，突起7的顶部T7位于图1(b)所示的Y的范围内。这样，若突起7设置在与切削刃6的中央部位对应的位置，则能够抬起由切削刃6生成的切屑的宽度方向的中央部。其结果是，能够使切屑变形成截面为凸形状。附带说一下，Y表示从切削刃6的一端至相当于全长的1/3的位置到相当于2/3的位置为止的范围。

需要说明的是，在本实施方式中，突起7仅形成在第一前刀面31，并且凹部8仅形成在第二前刀面32，但本发明并不限定于此。即，只要至少一部分位于第一前刀面31，不仅在第一前刀面31，突起7也可以一直形成到第二前刀面32。另外，只要至少一部分位于第二前刀面32，不仅在第二前刀面32，凹部8也可以一直形成到第一前刀面31。不论哪种情况，关键在于凹部8位于比突起7靠后方的位置。由此，使切屑变形成截面为凸形状，并且减少切屑嵌入凹部8，从而实现第二前刀面32的摩擦阻力的减少。另外，在俯视下，凹部8不限于位于突起7的正后方，也可以位于斜后方。

作为突起7的形状，优选在俯视下形成为大致椭圆形状、即形成为大致半椭圆体状。由此，可以将切屑和突起的接触作为稳定的点接触。因此，在切屑的排出过程中，减少切屑向左右振动的效果提高。

需要说明的是，大致半椭圆体状的突起可以偏心，对于将切屑和突起的接触作为点接触而言，例如，在俯视下可以为大致圆形状，即可以为大致半球状等。另外，突起的形状不限于此，例如，也可以为三角锥台形状、四角锥台形状等多角锥台形状、圆锥台形状、椭圆锥台形状等。还有，在形成所述的任意一种形状的突起中，在取得所述效果方面，优选突起的头部由曲面构成。

如图1(b)所示，在俯视下，凹部8的宽度的中点M8位于通过切削刃6的中点M6和突起7的顶部T7的直线X上。即，在突起7为一个的情况下，在凹部8中，在俯视下沿着切削刃6的方向的凹部8的尺寸W8(凹部8的宽度)的中点M8位于通过切削刃6的中点M6和突起7的顶部T7的直线X上。即，切削刃6的中点M6、凹部8的尺寸W8的中点M8和突起7的顶部T7位于同一直线X上。进而换言之，凹部8形成在突起7的正后方。由此，在第二前刀面32中可以使施加给切屑的宽度方向两端的摩擦阻力的平衡良好。具体而言，能够减少因突起7变形成截面为凸形状的切屑嵌入在凹部8，减少第二前刀面32的摩擦阻力的效果提高。其结果是，在形成凹部8的第二前刀面32上，能够稳定地使切屑卷曲。

所述直线X成为切削刃6的中垂线。由此，在第一前刀面31上变形的切屑在切屑的宽度方向的两端与第二前刀面32接触。此时，可以使施加给切屑的宽度方向的两端的摩擦阻力的平衡良好。因此，在切屑的排出过程中，可以减少切屑向左右振动。另外，由于沿着切屑的排出方向顺次配置突起7以及凹部8，因此切屑的排出方向稳定的效果进一步提高，从而实现切屑排出性的提高。

还有，这里所说的突起7的顶部T7如图2所示，是指从通过镶刀本体部2的切削刃6的中点M6且与切削刃6垂直的截面剖视，以第一前刀面31为基准时的突起7的最高部。另外，如图1(b)所示，在俯视下，可以将沿着切削刃6的方向的凹部8的最大尺寸作为凹部8的尺寸W8，从而将凹部8的宽度的中点M8作为该尺寸W8的中点算出。

在俯视下，突起7的宽度与凹部8的宽度大致相同。即，沿着切削刃6方向的突起7的尺寸W7(突起7的宽度)和凹部8的尺寸W8大致相同。由此，减少在切屑的排出过程中切屑向左右振动的效果更进一步提高。进而，减少由于切屑向凹部8的嵌入而使切屑滞留在凹部8的情况，并且使在第二前刀面32产生的摩擦阻力减少的效果提高。

还有，这里所说的突起7的尺寸W7与所述的凹部8的尺寸W8同样，在俯视下，可以作为沿着切削刃6的方向的突起7的尺寸W7算出。

另外，将突起7的沿着切削刃6的方向的尺寸W7的中点与所述的凹部8的尺寸W8的中点M8同样地算出，而作为突起7的尺寸W7的中点M7。此时，如图1(a)所示，优选突起7的顶部T7位于突起7的尺寸W7的中点M7。由此，突起7与切屑稳定接触，并且减少切屑在排出过程中向左右振动的效果进一步提高。

凹部8由第二前刀面32包围。即，凹部8形成在倾斜形成的第二前刀面32内。由此，即使被切削材料为富有延展性的材料，也能够在第二前刀面32减少作用于切屑的向切屑的宽度方向的下方的压缩力。因此，减少切屑向凹部8的嵌入，维持减少在第二前刀面32产生的摩擦阻力的效果，同时实现镶刀整体的强度的提高。其结果是，能够减少镶刀的破损，且提高工具寿命。

如图2所示，在通过切削刃6的中垂线的镶刀本体部2的截面上，凹部8的内方侧表面和第二前刀面32形成的角度θ为钝角。由此，能够适当地实现第二前刀面32的摩擦阻力的减少，并且凹部8的加工变得容易。另外，由于凹部8的内方侧表面和第二前刀面32的连接部分的强度提高，因此进一步实现工具寿命的提高。

这里所说的凹部8的内方侧表面是指凹部8的表面中相对于切削刃6位于镶刀本体部2的内方侧的表面。即，所谓的凹部8的内方侧表面是指凹部8的表面中位于夹紧面4侧的表面。所述角度θ在提高使第二前刀面32的摩擦阻力减少的效果的方面，优选在钝角中接近180度的值。具体而言，优选所述角度θ为160度～170度。

凹部8的最深部位于比前刀面3的最深部更高的位置。由此，维持使在第二前刀面32产生的摩擦阻力减少的效果，同时在第二前刀面32减少切屑的宽度方向的中央向下方变形的效果提高。由此，能够减少摩擦阻力，且减少切屑向凹部8的嵌入，从而能够减少切屑的滞留，进一步实现切屑排出性的提高。特别，形成这样的结构在被切削材料为富有延展性的材料的情况下有效。

需要说明的是，如图2所示，这里所说的凹部8的最深部是指与镶刀本体部2的下表面垂直的方向的最下点P8。另外，前刀面3的最深部也同样是指与镶刀支承面垂直的方向的最下点P3。根据本实施方式，以镶刀支承面为基准，P8以比P3更高的位置的方式构成。

突起7的高度比凹部8的深度大。由此，可以通过突起7将生成的切屑有效地变形成截面为凸形状，从而减少切屑嵌入在凹部8而滞留的情况。另外，能够实现第二前刀面32和切屑的接触面积的减少，从而减少在第二前刀面32产生的摩擦阻力。

即，首先，在切削截面，能够使切屑变形为切屑的宽度方向中央的凸状部分和切屑的宽度方向两端的部分的高度位置的间隙变大。然后，由于凹部8在突起7的后方形成为比突起7的高度浅，因此这样在切屑截面的中央部和两端部的高度的间隙大的切屑不容易嵌入在凹部8。因此，减少切屑向凹部8滞留的效果更进一步提高。

其结果是，能够减少第二前刀面32和切屑的接触面积，即减少在第二前刀面32产生的摩擦阻力，从而能够有效地减少切屑的滞留。因此，能够使前刀面3作用于切屑的拉深作用和卷曲作用的平衡适当，从而能够在第二前刀面32适当地卷曲切屑。

特别，由于凹部8的深度构成为小于突起7的高度，因此即使在被切削材料为富有延展性的材料的情况下，也能够减少切屑和第二前刀面32的摩擦阻力，并且能够减少切屑向凹部8嵌入。因此，在第二前刀面32上使切屑稳定的卷曲作用发挥作用，从而能够减少切屑滞留，且发挥优越的切屑排出性。

需要说明的是，这里所说的突起7的高度是指突起7的高度方向的尺寸。具体而言，如图2所示，是指在通过突起7的顶部T7且与切削刃6垂直的截面上，与连结突起7的前端和后端的虚拟直线L7垂直的方向的突起7的尺寸H。即，在形成突起7的第一前刀面31为平面的情况下，以第一前刀面31为基准，为与该第一前刀面31垂直的方向的尺寸H。

所谓的凹部8的深度是指凹部8的深度方向的尺寸。具体而言，如图2所示，是指与连结凹部8的前端和后端的虚拟直线L8垂直的方向的凹部8的尺寸D。即，在形成凹部8的第二前刀面32为平面的情况下，以第二前刀面32为基准，为与该第二前刀面32垂直的方向的尺寸D。

(第二实施方式)

接着，参照图4以及图5对本发明的第二实施方式进行说明。对于与上述的第一实施方式大致同样的结构，标注与第一实施方式同样的符号，而省略说明。还有，在后述的本发明的第三～第五实施方式中也同样省略说明。

如图4所示，第二实施方式的镶刀21与具有一个突起7的第一实施方式的镶刀1不同，具有多个突起27(271、272)。在该多个突起27中，至少一部分位于第一前刀面31，并且形成在与切削刃6对应的位置。在本实施方式中，形成有两个突起271、272作为多个突起27。

为了减少生成的切屑嵌入滞留到形成于突起27的后方的凹部8，多个突起27不形成在靠近切削刃6的两端部，而是以与切削刃6的中央区域对应的方式形成。即，与所述的第一实施方式的镶刀1同样，在俯视下，突起27的顶部(T271、T272)位于从切削刃6的一端至相当于全长的1/3的位置到相当于2/3的位置为止之间。

进而，如本实施方式那样，在具有多个突起27的情况下，优选多个突起27以构成以下的关系的方式形成在前刀面3。

如图4(b)所示，在俯视下，将多个突起27中最接近切削刃6的一端的第一突起271的顶部T271和最接近切削刃6的另一端的第二突起272的顶部T272的距离设为L0。然后，将沿着切削刃6的方向的第一突起271的顶部T271和切削刃6的一端的距离设为L1，将沿着切削刃6的方向的第二突起272的顶部T272和切削刃6的另一端的距离设为L2。此时，距离L0比距离L1以及L2小。即，优选构成L0＜L1且L0＜L2的关系。

由此，即使切削刃的长度为较长的镶刀，也可以通过多个突起将由切削刃生成的切屑稳定地变形成切屑的宽度方向中央为凸状，从而能够在切屑的宽度方向的两端与第二前刀面32稳定地接触。而且，能够减少切屑和第二前刀面32的摩擦阻力，在第二前刀面32使切屑稳定地向上方卷曲。

即，如图5所示，切屑截面不构成与两端部相比中央部凹陷的形状，而通过多个突起27构成使切屑的宽度方中央抬起的凸状，从而使切屑稳定地变形。因此，可以减少切屑向凹部8嵌入。其结果是，发挥较高的切屑排出性，并且也能够减少在第二前刀面32产生的摩擦阻力，从而减少镶刀的破损。由此，能够提高工具寿命。还有，这里所说的突起27的顶部与所述的实施方式的突起7的顶部T7同样地限定。

另外，如图4(b)所示，在本实施方式中，在突起27的与切削刃6垂直的方向，突起27的顶部(T271、T272)位于靠近突起27的后方，但本发明并不限于此。与切削加工条件相适应，突起27的顶部可以位于突起27的与切削刃6垂直的方向的大致中央，也可以位于比所述大致中央更靠近前方的位置。不论哪种情况，通过使距离L0、L1以及L2构成上述的关系，可以得到上述的效果。

优选距离L0比距离L1的一半以及距离L2的一半小。即，优选所述L0、L1以及L2进一步满足L0＜1/2(L1)以及L0＜1/2(L2)的关系。由此，可以更加稳定地使切屑变形成截面形状为凸状。其结果是，作用于切屑的拉深作用及卷曲作用的平衡良好，提高切屑排出性的效果增强。

优选距离L1和距离L2大致相同，即，满足L1＝L2的关系。由此，能够减少第二前刀面32和切屑的接触面积，从而使切屑与第二前刀面32在切屑的宽度方向的两端稳定地接触。因此，能够使切屑排出方向更加稳定。

进而，在具有第一突起271以及第二突起272的本实施方式中，优选距离L3和距离L4大致相同，其中，距离L3为与切削刃6垂直的方向的第一突起271的顶部T271和切削刃6的距离，距离L4为与切削刃6垂直的方向的第二突起272的顶部T272和切削刃6的距离。由此，生成的切屑可以与第一突起271和第二突起272稳定地接触。因此，在第一突起271和第二突起272将切屑的两端适当地抬起，可以使切屑稳定地变形成截面为凸形状。因此，在切屑排出过程中，减少切屑向左右振动，从而能够发挥优越的切屑排出性。

(第三、第四的实施方式)

接着，参照图6～图9，对本发明的第三、第四实施方式进行说明。如图6以及图7所示，第三实施方式的镶刀31与在第二前刀面32形成有凹部8的第一实施方式的镶刀1不同，在第二前刀面32形成有从该第二前刀面32突出的凸部17。

这样以凸部17位于比形成在第一前刀面31的突起7靠镶刀本体部2的内方侧的方式，在第二前刀面32形成凸部17，由此在第二前刀面32通过突起7变形成截面为凸形状的硬度高的切屑与凸部17稳定地接触。具体而言，图3所示的切屑的两端和凸部17稳定地接触。

而且，能够通过凸部17向上方稳定地卷曲切屑。还有，此时在第二前刀面32，由于切屑与从第二前刀面32突出的凸部17接触而被卷曲，因此与第二前刀面32的接触面积减少，从而能够减少在第二前刀面32产生的摩擦阻力。其结果是，在前刀面3上拉深作用和卷曲作用这两个作用适当地作用，可以减少切屑在前刀面3上以及夹紧面4上滞留的情况，抑制镶刀的破损，从而实现镶刀寿命的提高。

和形成有上述的凹部8的实施方式相同，即使在接近切削刃6设置的突起7的后方设有凸部17的本实施方式中，也适用于被切削材料富有延展性的情况。即，即使在被切削材料富有延展性而在突起7不能获得充分的加工硬化的情况下，由于能够获得凸部17的拉深作用以及卷曲作用，因此可以减少切屑的滞留，发挥优越的切屑排出性。

这样，形成有凸部17的本实施方式与形成有凹部8的实施方式不同，凸部17本身作为与在第一前刀面31变形的切屑的两端部接触的断屑面而发挥作用。

此时，在加工富有延展性的被切削材料时，优选凸部17的一部分形成在第一前刀面31。即，优选凸部17形成延续到第一前刀面31和第二前刀面32的两面部。通过这样的结构，即使是被切削材料富有延展性而不容易获得加工硬化的切屑，也能够实现与第一前刀面31的接触面积的减少，减少切屑和前刀面3整体的摩擦阻力，由此，抑制切屑滞留的效果提高。

即，即使是由不能够通过突起7充分加工硬化而拉深作用小且延展性高的被切削材料生成的切屑，也可以抑制与第一前刀面31及第二前刀面32整面接触，与突起7的位于第一前刀面31的部分平滑地接触，从而能够减少摩擦阻力，同时适当地受到卷曲作用。

如图7(b)所示，凸部17的上表面具有平坦部19，该平坦部19的宽度比突起7的宽度大。即，平坦部19的沿着切削刃6的方向的尺寸W19(平坦部19的宽度)比突起7的沿着切削刃6的方向的尺寸W7(突起7的宽度)大(W19＞W7)。通过这样的结构，在突起7截面形状变形为凸状的切屑的两端部能够与凸部17的平坦部19稳定地接触。因此，切屑的排出方向稳定，且能够抑制切屑在前刀面3上滞留。另外，能够实现凸部17的磨损的减少。

还有，在平坦部19的两端部以圆弧与凸部17的侧面连接的情况下，W19如图7(b)所示算出。即，在平坦部19的各端部，分别作图得到以圆弧连接的直线部分的虚设延长线的交点，并将得到的交点间的距离作为W19。

凸部17的与副后刀面5大致平行的截面形状(与切削刃6平行的截面形状)是以平坦部19为上边的大致梯形。即，在所述截面形状中，平坦部19的所述W19比凸部17的沿着切削刃6的方向的尺寸W17小(W19＜W17)。还有，这里所说的大致梯形是指在所述截面形状中，只要实际上形成以平坦部19为上边的梯形形状即可，也可以是平坦部19和侧面以圆弧等连接的形状。这样，通过截面形状形成以平坦部19为上边的大致梯形，由此可以如图3、图5所示截面变形成凸状的切屑的两端与凸部17的上表面稳定地接触。除此之外，能够抑制在凸部17和前刀面3的边界部分产生裂纹。另外，减少凸部17的磨损的效果也提高。因此，能够进一步实现工具寿命的提高。

这里所说的尺寸W17是指所谓的凸部17的宽度。具体而言，如图7(b)所示，是指与副后刀面5大致平行的截面形状即大致梯形的下边。

另外，凸部17如图8以及图9所示的本发明的第四实施方式那样，可以在上表面设置从切削刃6向夹紧面4延伸的槽18。即，凸部17的上表面可以是具有由槽18沿着切削刃6的方向分割而成的凸部17’、17’的形状。由此，通过突起7变形成截面为凸状的切屑的两端部与通过槽18分割的凸部17’、17’分别稳定地接触，从而能够稳定切屑排出方向。另外，能够在槽18的作用下实现第二前刀面32与切屑的接触面积的进一步减少。即，在切屑的卷曲作用所需要的第一前刀面31留出与截面变形成凸状的切屑的两端接触的部分，同时能够最大限度实现第二前刀面32和切屑的接触面积的减少。

需要说明的是，在本实施方式中，与上述的突起7和凹部8的位置关系同样，凸部17的中点M17位于通过切削刃6的中点M6和突起7的顶部T7的直线X上。由此，能够稳定切屑的排出方向。

(第五实施方式)

参照图10以及图11，对本发明的第五实施方式进行说明。如图10所示，在本实施方式的镶刀51中，在俯视下，随着从切削刃6的另一端侧朝向一端侧(箭头I所示方向)，第二前刀面32的夹紧面4侧端部以从切削刃6远离的方式倾斜(箭头II所示方向)。即，切削刃6的另一端侧62和第二前刀面32的夹紧面4侧端部中另一端侧322的距离L92与切削刃6的一端侧61和第二前刀面32的夹紧面4侧端部中一端侧321的距离L91满足L92＜L91的关系。还有，这里所说的距离L91以及L92都是指相对于切削刃6垂直的方向的尺寸。

这里所说的第二前刀面32的夹紧面4侧端部是指，在连续设置第二前刀面32和夹紧面4的本实施方式那样的情况下，第二前刀面32和夹紧面4的交叉棱线。所谓的在第二前刀面32和夹紧面4之间配置其他的面区域的情况下的第二前刀面32的夹紧面4侧端部是指，第二前刀面32和所述其他的面区域的交叉棱线。

通过以满足L91＜L92的方式形成前刀面3，由此能够将在突起7受到拉深作用而被加工硬化的切屑在第二前刀面32向上方卷曲时，向位于切削刃6的一端侧61的前刀面区域排出。即，以在第一前刀面31受到拉深作用的切屑朝向第二前刀面32的一端侧321的方式能够控制切屑的排出方向。由此，能够使切屑稳定地向可以确保比较广阔的排出空间的被切削材料的开口侧排出，抑制切屑堵塞在加工槽内的情况。因此，可以控制切屑损伤加工壁面。其结果是，能够提高加工精度。

如图11(a)、(b)所示，在第一前刀面31的前角中，优选在切削刃6的一端侧61(前角γ)比切削刃6的另一端侧62(前角β)大(β＜γ)。特别，优选第一前刀面31的前角随着从切削刃6的另一端侧62朝向一端侧61而增大。通过这样的结构，能够使在突起7受到拉深作用而加工硬化的切屑的排出方向朝向第二前刀面32的夹紧面4侧端部中的一端侧321。

即，由于切削刃6的一端侧61的前角γ比另一端侧62的前角β大，因此与切削刃6的另一端侧62相比在一端侧61生成的切屑的厚度变薄，并且切屑的生成速度变快。因此，切屑厚度更薄且生成速度更快的一端侧61的切屑先受到第二前刀面32的卷曲作用。由此，切屑的排出方向的轨迹在上方且在俯视下成为逆时针的螺线状。因此，能够使切屑稳定地向可以确保比较广阔的排出空间的切削刃6的一端侧61排出。其结果是，与上述的第二前刀面32的形状同样，能够控制切屑堵塞在加工槽内，从而损伤加工壁面的情况。

在本实施方式，例示了形成有一个突起7的结构，但即使在如第二实施方式那样形成有两个突起7的实施方式中，所述前角β、γ构成上述的关系在发挥优越的切屑排出性这一点上优选。即，由于设置分别与切屑的生成速度不同的切屑的两端部对应的突起7，因此在所述两端部切屑的生成速度不同的切屑在第一前刀面31稳定变形，并向第二前刀面32顺畅地排出。

除此之外，通过使第一前刀面31的前角如上所述那样渐变，而构成在切削刃6的另一端侧62切削刃强度变高、且在一端侧61切削阻力变小的结构，从而能够发挥优越的切削性能。

还有，这里所说的第一前刀面31的前角如图11(a)、(b)所示，是指在相对于切削刃6垂直的截面，第一前刀面31和通过切削刃6且与下表面平行的基准线形成的角度(β、γ)。

需要说明的是，在本实施方式中，第二前刀面32的夹紧面4侧端部以倾斜的方式形成，并且第一前刀面31的前角渐变，但本发明不限定于此，也可以是仅具有任意一方的结构。

上述说明的各实施方式的镶刀可以适用于内径的切槽加工(内径加工用)、外径的切槽加工(外径加工用)的任一方。还有，各实施方式的镶刀用于滞留的切屑容易堵塞在刀片和被切削材料之间的内径加工用，在提高本发明的有用性方面为优选。另外，作为被切削材料，优选富有延展性的材料，作为具体例可以举出例如奥氏体系不锈钢(例如SUS304等)、铬钼钢(如SCM435等)等，特别优选铬钼钢等。即使是富有延伸性的材料，各实施方式的镶刀也能够发挥优越的切屑排出性。

另外，作为各实施方式的镶刀本体部2，可以使用例如在超硬合金、金属陶瓷、陶瓷等烧结体上形成有膜的材料。该膜用于改善镶刀的耐磨损性、耐缺损性等。作为其组成，可以举出例如碳化钛、氮化钛、碳氮化钛等钛系化合物、或氧化铝等。另外，膜至少一层即可，也可以由多层构成。还有，作为镶刀本体部，并不限定于形成有这样的膜的材料，也可以使用由没有形成膜的超硬合金、金属陶瓷、陶瓷等烧结体构成的材料。

需要说明的是，作为形成有多个突起的情况，在第二实施方式中，例示了形成有两个突起27的情况，但本发明并不限定于此，也可以形成三个、四个等以及比这些多的数量的突起。

另外，例示了突起7、27的基部在整周上形成为与前刀面3交叉的结构。即，例示了突起7以及突起27形成为孤立在前刀面3上的岛状的结构，但本发明并不限定于此，在突起由多个构成的情况下，各突起也可以一体地形成。即，也可以是突起的一部分的周面形成为和与该突起邻接的其他的突起的周面交叉的结构。在形成这样的突起的情况下，能够提高突起的强度，实现工具寿命的提高。还有，在各突起一体地形成的情况下，突起的顶部可以如上述定义。

<切削工具>

接着，参照图12，对本发明的切削工具的一实施方式进行说明。本实施方式的切削工具10具有上述的第一实施方式的镶刀1和将该镶刀1安装在前端的刀夹11。

刀夹11形成大致棒状，具体而言形成大致圆柱状。刀夹11由前端部12和用于将刀夹11安装于外部设备的支承部13构成。前端部12具有：安装镶刀1的镶刀安装座部14；位于比安装在该镶刀安装座部14的镶刀1的夹紧面4更低的位置的前端部上表面15；与该前端部上表面15连续且朝向所述支承部13向高位倾斜的倾斜部16。

镶刀1以切削刃6比刀夹11的外周突出的方式安装于镶刀安装座部14。具体而言，在镶刀本体部2的贯通孔50插入螺钉51，使该螺钉51与形成在镶刀安装座部14的螺纹孔螺合，从而将镶刀1安装于刀夹11。镶刀1的向刀夹11的安装方法不限于例示的螺纹固定，可以适用各种的夹紧机构。

在刀夹11的前端部12设有当镶刀1通过螺纹固定安装时位于比夹紧面4靠低位置的前端部上表面15。由此，可以在刀夹11的前端部12的上方广阔地确保切屑的排出空间。因此，可以减少在由切削刃6生成后在第一前刀面31及第二前刀面32变形、卷曲的切屑滞留在镶刀上表面以及刀夹前端部上表面的情况，从而能够使切屑顺畅地向工具外排出。

在前端部上表面15中，切屑的排出方向的后方的宽度W15B设置为比切屑的排出方向的前方的宽度W15A宽(W15A＜W15B)。由此，实现切屑排出性的提高。

通过在前端部12设置倾斜部16，广阔地确保切屑的排出空间，能够进一步实现切屑排出性的提高。

根据这样的切削工具10，能够减少切屑滞留在镶刀的前刀面3的情况，切屑排出性提高，并且能够实现切削阻力的减少。因此，能够减少镶刀1的破损以及切屑的啮入，能够实现精加工表面精度的提高。特别是，由于能够减少在切屑排出过程中的切屑向左右的振动，因此在加工方式上，即使在切屑排出空间狭窄的内径切槽加工中，也能够减少切屑对被切削材料的损伤，因此能够实现精加工表面精度的提高。其结果是，能够长期地进行稳定的切槽加工。

<被切削材料的切削方法>

最后，对本发明的被切削材料的切削方法的一实施方式使用所述的切屑工具10为例，参照图13进行说明。本实施方式的被切削材料的切削方法具有以下的(i)～(iv)的工序。

(i)如图13(a)所示，使被切削材料100沿箭头D所示的方向旋转的工序。

(ii)沿箭头E所示的方向移动切削工具10，使切削工具10接近被切削材料100的工序。

(iii)如图13(b)所示，使切削工具10的切削刃6接触被切削材料100从而切削被切削材料的工序(外径加工)。

(iv)如图13(c)所示，使切削工具10沿箭头F所示的方向移动，使切削工具10从被切削材料100离开的工序。

所述(iii)的工序由于使用具有优越的切屑排出性以及优越的精加工表面精度的切削工具10来进行，因此能够实现切削能力高的加工，并且能够实现加工效率的提高。另外，即使在富有延展性的被切削材料的加工中，也能够发挥优越的切削排出性，从而能够长期实现稳定的切削加工。

还有，在所述(i)的工序中，只要使被切削材料100和切削工具10相对接近即可，例如也可以使被切削材料100接近切削工具10。与此同样，在所述(iv)的工序，只要使被切削材料100和切削工具10相对远离即可，例如也可以使被切削材料100远离切削工具10。在继续进行切削加工时，保持使被切削材料100旋转的状态，反复使切削工具10的切削刃6接触被切削材料100的不同部位即可。当使用的切削刃磨损时，使镶刀1相对贯通孔50的中心轴旋转180度，使用未使用的切削刃即可。

以上例示了本发明的实施方式，但本发明并不限定于实施的方式，只要不脱离本发明的目的，当然可以构成任意的方式。

Claims (16)

1.一种切削镶刀，其具有：在上表面的棱部形成的切削刃；与该切削刃连续且在所述上表面形成的前刀面区域；以位于比该前刀面区域靠内侧且高位的方式在所述上表面形成的夹紧面区域，

所述切削镶刀的特征在于，其具有：

在所述前刀面区域，与所述切削刃连续形成的第一前刀面；

在所述前刀面区域，从所述第一前刀面朝向所述夹紧面区域以斜面状形成的第二前刀面；

以至少一部分位于所述第一前刀面的方式形成，在俯视下设置在与所述切削刃的中央区域对应的位置且具有顶部的突起；

至少一部分位于所述第二前刀面，并且在俯视下位于比所述突起靠内侧地形成的凹部或凸部。

2.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，

所述突起设置一个，

在俯视的情况下，所述凹部或凸部的宽度的中点位于通过所述切削刃的中点和所述突起的顶部的直线X上。

3.根据权利要求2所述的切削镶刀，其特征在于，

在俯视的情况下，所述突起的宽度与所述凹部的宽度大致相同。

4.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，

所述突起设置多个，

在俯视的情况下，最接近所述切削刃的一端的第一突起的顶部和最接近所述切削刃的另一端的第二突起的顶部的距离L0比沿着所述切削刃的方向的所述第一突起的项部和所述切削刃的一端的距离L1及沿着所述切削刃的方向的所述第二突起的顶部和所述切削刃的另一端的距离L2小。

5.根据权利要求4所述的切削镶刀，其特征在于，

所述距离L0比所述距离L1的一半以及所述距离L2的一半小。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的切削镶刀，其特征在于，

所述凹部由所述第二前刀面包围。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的切削镶刀，其特征在于，

所述凹部的最深部位于比所述前刀面区域的最深部更高的位置。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的切削镶刀，其特征在于，

所述突起的高度比所述凹部的深度大。

9.根据权利要求1或2所述的切削镶刀，其特征在于，

所述凸部的一部分形成在所述第一前刀面。

10.根据权利要求1、2或9所述的切削镶刀，其特征在于，

所述凸部的上表面具有平坦部，

该平坦部的宽度比所述突起的宽度大。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的切削镶刀，其特征在于，

在俯视的情况下，所述第二前刀面的所述夹紧面区域侧端部以随着从所述切削刃的另一端侧朝向一端侧而从所述切削刃远离的方式倾斜。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的切削镶刀，其特征在于，

所述第一前刀面的前角随着从所述切削刃的另一端侧朝向一端侧而增大。

13.一种切削工具，其具有：

权利要求1～12中任一项所述的切削镶刀；

将该切削镶刀安装在前端的刀夹。

14.根据权利要求13所述的切削工具，其特征在于，

所述刀夹具有：安装于外部设备的支承部；形成有安装所述切削镶刀的镶刀安装座部的前端部，

该前端部具有前端部上表面，该前端部上表面位于比所述切削镶刀的所述夹紧面区域更低的位置。

15.一种被切削材料的切削方法，该方法是使用权利要求13或14所述的切削工具对被切削材料进行切削的方法，

所述被切削材料的切削方法的特征在于，包括：

使被切削材料旋转的工序；

使所述切削工具接近所述被切削材料的工序；

使所述切削工具的切削刃与所述被切削材料接触而对被切削材料进行切削的工序；

使所述切削工具从所述被切削材料离开的工序。

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