CN101795801B - 切削镶刀以及切削方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切削镶刀及切削方法，该切削镶刀具有：形成在位于沿着角部的断屑槽的内侧的上表面的突出部位于最靠角部侧的断屑突起、以比所述断屑突起更向上方突出的方式与所述断屑突起连接形成的断屑壁面、与所述断屑壁面连接形成的断屑侧面。所述断屑壁面以随着朝向该断屑壁面的突出方向而宽度变窄的方式形成，并且以随着从所述角部离开而位于高位的方式倾斜。所述断屑侧面以随着从所述角部离开而宽度变宽的方式形成。所述断屑突起的高度为所述断屑壁面的顶部的高度的二分之一以下、且比沿着所述角部的切刃的高度低。

Description

切削镶刀以及切削方法

技术领域

本发明涉及一种在较宽的切削条件的范围内用于金属材料等的切削加工的切削镶刀以及切削方法。

背景技术

以往，具有通过向断屑槽中突出的突出部提高切屑的排出性的切削镶刀。例如日本特开平6-190612号公报所记载的切削镶刀具有形成在上表面的周围的切刃、形成在该切刃的内侧的断屑槽、位于该断屑槽的内侧的中央部和从该中央部朝向角部向所述断屑槽中突出的断屑突起(突出部)。

所述中央部具有俯视时构成大致五边形的断屑上表面，其侧面由从断屑底面朝向断屑上表面以斜面状形成的一对断屑侧面构成。所述断屑突起在侧面视构成大致梯形，其上表面以比断屑上表面低的方式与中央部连接形成。

这样的形状的切削镶刀当切深量小时，所述断屑突起起到作为断屑器(breaker)的作用。当切深量大时，所述断屑上表面以及断屑侧面起到作为断屑器的作用。切深量二者之间时，所述断屑突起、断屑上表面以及断屑侧面分别起到作为断屑器的作用。

但是，在所述切削镶刀中存在下记(i)、(ii)所示的问题。

(i)所述断屑侧面在角部的二等分线上左右分开。因此，在切深量小(特是切深量为角R以下的区域)、进给量大的条件下，断屑上表面的五边形前端部接触被切削件的表面，切屑的排出方向不稳定。

(ii)所述断屑上表面和断屑突起的台阶差小。因此，在切深量小、进给量大的条件下，通过断屑突起中的切屑搭在断屑上表面，不起到作为断屑器的作用，所以排出不稳定的切屑。

另一方面，在日本特开平9-38808号公报记载的切削镶刀其中央部具有在俯视时角部侧构成大致圆弧状的断屑上表面，其侧面由从断屑底面朝向断屑上表面以斜面状形成的断屑侧面构成。

并且，从所述中央部朝向角部向断屑槽中突出的断屑突起，以在上方构成凸状的曲面形状，其顶部比断屑上表面低的方式与中央部连接而形成。

在这样的结构的切削镶刀中，由于位于所述角部侧的断屑侧面以曲面状构成，所以关于所述(i)的问题得以改善，但不充分。另外，所述断屑上表面与断屑突起的台阶差小，所以存在与所述(ii)同样的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在较宽的切削条件的范围内具有稳定的切屑排出性的切削镶刀以及切削方法。

本发明的方式所涉及的切削镶刀，其具有：角部；具有配置在该角部的两侧的第一边和第二边的上表面；与该上表面对应的下表面。该切削镶刀具有：至少沿着所述角部以及所述第一边连续形成的切刃；在位于该切刃的内侧的所述上表面，至少沿着所述角部以及所述第一边连续形成的断屑槽；形成在位于沿着所述角部的断屑槽的内侧的所述上表面的突出部；形成在位于沿着所述第一边的断屑槽的内侧的所述上表面，沿着所述第一边形成的倾斜侧面。所述突出部具有：位于最靠角部侧的断屑突起；位于该断屑突起的内侧，且以比所述断屑突起更向上方突出的方式与所述断屑突起连接形成的断屑壁面；与所述断屑壁面连接且沿着所述第一边形成的断屑侧面。所述断屑壁面以随着朝向该断屑壁面的突出方向而宽度变窄的方式形成，并且在俯视时由所述角部的二等分线一分为二，且在包含所述角部的二等分线的相对于所述下表面垂直的垂直剖面中，以随着从所述角部离开而位于高位的方式倾斜。所述断屑侧面沿着所述第一边，以随着从所述角部离开而宽度变宽的方式、且与所述倾斜侧面连接而形成。在包含所述角部的二等分线的相对于所述下表面垂直的垂直剖面中，所述断屑突起相对于通过所述断屑槽的最下点且与下表面平行的基准线的高度，为所述断屑壁面的顶部的高度的二分之一以下、且比沿着所述角部的切刃的高度低。

本发明的方式所涉及的切削工具具有刀架和安装在该刀架的前端上的所述切削镶刀。

本发明其他方式所涉及的切削工具具有：刀架；安装在该刀架的前端上的切削镶刀。所述切削镶刀具有：角部；具有配置在该角部的两侧的第一边和第二边的上表面；与该上表面对应的下表面；至少沿着所述角部以及所述第一边连续形成的切刃；在位于该切刃的内侧的所述上表面，至少沿着所述角部以及所述第一边连续形成的断屑槽；形成在位于沿着所述角部的断屑槽的内侧的所述上表面的突出部；形成在位于沿着所述第一边的断屑槽的内侧的所述上表面，且沿着所述第一边形成的倾斜侧面。所述突出部具有：位于最靠角部侧的断屑突起；位于该断屑突起的内侧，且以比所述断屑突起更向上方突出的方式与所述断屑突起连接形成的断屑壁面；与所述断屑壁面连接且沿着所述第一边形成的断屑侧面。所述断屑壁面以随着朝向该断屑壁面的突出方向而宽度变窄的方式形成，并且在俯视时由所述角部的二等分线一分为二，且在包含所述角部的二等分线的相对于所述下表面垂直的垂直剖面中，以随着从所述角部离开而位于高位的方式倾斜。所述断屑侧面沿着所述第一边，以随着从所述角部离开而宽度变宽的方式、且与所述倾斜侧面连接而形成。在包含所述角部的二等分线的相对于所述下表面垂直的垂直剖面中，所述断屑突起相对于通过所述断屑槽的最下点且与所述刀架的基准面平行的基准线的高度，为所述断屑壁面的顶部的高度的二分之一以下、且比沿着所述角部的切刃的高度低。

本发明的实施方式所涉及的切削方法使用上述切削工具切削被切削件，其具有以下的(i)～(iii)的工序。

(i)使切削工具相对接近所述被切削件的接近工序。

(ii)使所述被切削件旋转，并使所述切刃接触被切削件的表面，从而切削被切削件的表面的切削工序。

(iii)使所述被切削件和所述切削工具相对远离的离开工序。

根据所述切削镶刀、切削工具以及切削方法，具有能够在较宽的切削条件的范围内表现稳定的切削排出性的效果。即、在切削加工中，当切深量小时，所述断屑突起以及断屑壁面的至少一方起到作为断屑器的作用。当切深量大时，所述断屑侧面起到作为断屑器的作用。在切深量比断屑突起以及断屑壁面的至少一方起到作为断屑器的作用的切深量大且比所述断屑侧面起到作为断屑器的作用的切深量小时，至少所述断屑壁面起到作为断屑器的作用。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的切削镶刀的立体图。

图2是表示本发明的一实施方式所涉及的切削镶刀的角部附近的局部放大立体图。

图3是表示本发明的一实施方式所涉及的切削镶刀的平面图。

图4(a)是表示图3的A-A线的剖断线的图示，(b)是表示图3的B-B线的剖断线的图示，(c)是表示图3的C-C线的剖断线的图示。

图5(a)是表示图3的D-D线的剖断线的图示，(b)是表示图3的E-E线的剖断线的图示。

图6(a)～(c)是表示本发明的一实施方式所涉及的切削工具以及切削方法的概略说明图。

图7(a)是表示本发明的其他实施方式所涉及的切削工具的平面图，(b)是其侧面图。

图8是表示本发明的其他实施方式所涉及的切削镶刀的侧面图。

具体实施方式

以下，参照图1～图5详细说明本发明的切削工具的一实施方式。如图1～图5所示，本实施方式所涉及的切削镶刀(以下，简称作“镶刀”)1具有：具有角部6以及配置在该角部6的两侧的第一边和第二边的上表面2、与该上表面2对应的下表面3。

上表面2以及下表面3其外形为大致平行四边形。并且，在上表面2的大致中央形成有贯通孔7。该贯通孔7是用于将镶刀1固定在后述的刀架51上的结构。镶刀1呈相对于该贯通孔7的中心轴180度旋转对称的形状。由此，在使用中的一切刃4磨损时，可以将镶刀1旋转180度，使用未使用的另一切刃4，所以使用便利性良好。

切刃4沿着角部6和所述第一边以及第二边连续形成。该切刃4形成在上表面2和构成后隙面的侧面8的交叉部上(参照图2)。沿着该切刃4形成刃带部9。

在位于切刃4的内侧的上表面2上形成有断屑槽5。该断屑槽5沿着角部6和所述第一边以及第二边连续形成。在位于该断屑槽5的内侧的上表面2上形成有中央部20。在断屑槽5上从切刃4朝向中央部20顺次形成有前倾面10、断屑底面11。

中央部20具有在俯视时构成大致三角形的断屑上表面21。中央部20的两侧面由从断屑底面11朝向断屑上表面21形成的一对倾斜侧面22、22构成。倾斜侧面22形成在位于沿着所述第一边以及第二边的断屑槽5的内侧的上表面2上，沿着所述第一边以及第二边形成。倾斜侧面22形成凹曲面状。

在位于沿着角部6的断屑槽5内侧的上表面2上形成有突出部30。突出部30从中央部20朝向角部6向断屑槽5中突出。突出部30从角部6侧顺次具有断屑突起31、断屑壁面33、一对断屑侧面35、35。

断屑突起31位于最靠角部6侧。另外，断屑突起31由具有与角部6的二等分线L1交叉的棱线的两个平面构成(参照图3)。另外，所谓角部6的二等分线L1是俯视时的角部6的二等分线。

断屑壁面33与断屑突起31连接。即、断屑壁面33位于断屑突起31的内侧，并且以比断屑突起31更向上方突出的方式与断屑突起31连接形成。

另外，断屑壁面33俯视时以随着从与断屑突起31的连接部32朝向中央部20而宽度变窄的方式形成。即、断屑壁面33以随着朝向该断屑壁面33的突出方向而宽度变窄的方式形成。并且，断屑壁面33在俯视时由角部6的二等分线L1一分为二，并且在包含角部6的二等分线L1的相对于下表面3垂直的垂直剖面中，以随着从角部6离开而位于高位的方式倾斜(参照图4(a))。

断屑壁面33具有与角部6相对的倾斜平面。在本实施方式中，相对倾斜平面正交的直线在俯视时与角部6的二等分线L1大致平行。

一对断屑侧面35、35分别与断屑壁面33的两侧端连接而形成。具体地，一对断屑侧面35、35与断屑壁面33连接，且沿着所述第一边以及第二边形成。

另外，一对断屑侧面35、35沿着所述第一边以及第二边，以随着从角部6离开而宽度变宽的方式且与倾斜侧面22、22连接而形成。即，一对断屑侧面35、35在俯视时以随着从与断屑壁面33的连接部34朝向中央部20而宽度变宽的方式形成。一对断屑侧面35、35具有凹曲面，并且与倾斜侧面22、22分别连接而形成。

断屑壁面33和断屑侧面35的连接部34被倒角处理。由此，生成的切屑在连接部34上顺畅地流动。

在此，断屑突起31的高度H1为断屑壁面33与中央部20的连接部40的高度、即断屑壁面33的顶部的高度H2的二分之一以下，且比沿着角部6的切刃4的高度H3形成得低(参照图3、图4(a))。断屑突起31的高度H1在包含角部6的二等分线L1的相对于下表面3垂直的垂直剖面中，以通过断屑槽5的最下点且与下表面3平行的线L2为基准计算出。另外，断屑突起31的高度H1意味着相对于线L2在铅直方向上的断屑突起31的高度中的最大高度。

如此形成的断屑突起31相对于断屑底面11稍高，该断屑突起31与断屑上表面21的台阶差大。镶刀1通过在该台阶差部分设置具有特定形状的倾斜平面的断屑壁面33，与该断屑壁面33连接而形成一对断屑侧面35、35的结构构成。

如此构成的镶刀1能够与如表1所示的较宽的切削条件(a)～(d)的范围对应。即、镶刀1与表1所示的各切削条件对应地，断屑突起31、断屑壁面33(倾斜平面)以及断屑侧面35分别起到作为断屑器的作用，所以能够显示稳定的切屑排出性。

另外，在此所谓的起到作为断屑器的作用是指适合使切屑卷曲或使切屑向适当的方向排出。在表1中，○表示起到作为断屑器的作用。△表示根据情况不同而起到断屑器的作用。一表示几乎不起到作为断屑器的作用。

表1

具体地说明，当切深量小时，断屑突起31以及断屑壁面33的至少一方起到作为断屑器的作用。即，在切削条件(a)下，断屑突起31、断屑壁面33中，主要是断屑突起31起到作为断屑器的作用，处理切屑。在切削条件(b)下，断屑壁面33起到作为断屑器的作用，处理切屑。

另一方面，当切深量大时、即在切削条件(d)下，断屑侧面35起到作为断屑器的作用，处理切屑。并且，在切深量比断屑突起31以及断屑壁面33的至少一方起到作为断屑器的作用的切深量大且比断屑侧面35起到作为断屑器的作用的切深量小时，至少断屑壁面33起到作为断屑器的作用。即，在切削条件(c)下，断屑壁面33、断屑侧面35中主要是断屑壁面33起到作为断屑器的作用，处理切屑。

因此，通过使断屑突起31的高度相对于断屑底面11稍高，从而能够使在切深量小、进给量小的条件下的切屑由断屑突起31、断屑壁面33可靠地处理。另外，在切深量小、进给量大的条件下，所生成的切屑顺畅地通过断屑突起31，由断屑壁面33进行切屑

理。切深量在二者之间的条件下，能够由断屑壁面33、断屑侧面35稳定地处理切屑。在切深量大的条件下，能够由断屑侧面35处理切屑。

所述切深量“小”时，意味着切深量为角R以下时。所述切深量“大”时，意味着切深量为角R的2倍以上时。所述切深量为“两者之间”时，意味着切深量比角R大且比角R的2倍小时。所述“角R”与JIS标准记载的“角半径”意思相同，意味着圆角部的圆角的标称半径(呼び半径)。

另一方面，角部6在俯视时形成为大致圆弧状。该角部6的两端(即圆弧结束的位置)6a、6b在上表面2中位于与角部6的二等分线L1正交的直线L3上(参照图3)。并且，断屑突起31以及断屑壁面33在俯视时形成在位于分别通过角部6的两端6a、6b且与二等分线L1平行的两根直线L4、L5内的断屑槽5的区域。若通过这样的特定配置形成断屑突起31以及断屑壁面33，则断屑突起31以及断屑壁面33的作为断屑器的作用最佳化，能够显示更优秀的切屑排出性。

接着，将所述的镶刀1安装在刀架的前端的切削工具以及使用该切削工具切削被切削件的方法参照图6(a)～(c)进行说明。如图6(a)所示，本实施方式所涉及的切削工具50具有刀架51和安装在该刀架51的前端的镶刀1。

在刀架51的前端部上形成有用于安装镶刀1的镶刀槽(未图示)。该镶刀槽具有与镶刀1的下表面3抵接的安装台面。

在将镶刀1安装于刀架51中，首先，在镶刀1的贯通孔7中插通固定螺栓15。接着，将该固定螺栓15的前端侧与形成在刀架51上的所述镶刀槽的安装台面上的螺纹孔螺合，从而将镶刀1安装在刀架51上。

使用切削工具50的被切削件140的切削如以下进行。即，首先，如图6(a)所示，使被切削件140以该被切削件140的轴心141为中心旋转。接着，使镶刀1的切刃4接近被切削件140(图6(a)中的箭头A方向)。另外，只要切刃4和被切削件140相对接近即可，例如使被切削件140接近切削工具50。

然后，如图6(b)所示，使切刃4接触被切削件140的表面，使刀架51向箭头B方向输送并同时切削该被切削件140。这时，镶刀1由于由所述的特定结构构成，所以在所述切削条件(a)～(d)的范围内显示稳定的切屑排出性。因此，能够抑制由切屑损伤加工壁面。其结果，加工面精度提高。

之后，如图6(c)所示，从被切削件140使切削工具50向箭头C方向离开。另外，只要被切削件140和切削工具50相对远离即可，例如可以使被切削件140从切削工具50远离。在继续切削加工的情况下，保持使被切削件140旋转的状态，只要反复进行使切削工具50的切刃4接触被切削件140的不同部位的工序即可。在使用中的切刃4磨损时，可以将镶刀1相对于贯通孔7的中心轴旋转180度，使用未使用的切刃4。

接着，关于本发明的切削工具的其他实施方式，参照图7(a)，(b)进行详细说明。如图7(a)，(b)所示，本实施方式所涉及的切削工具60具有刀架70和安装在该刀架70的前端的镶刀80。

镶刀80除了作为规定断屑突起的高度的基准线，采用通过断屑槽的最下点且与刀架70的基准面71平行的线以外，与所述的一实施方式所涉及的镶刀1具有相同的结构。

即，镶刀80所具有的断屑突起的高度，在包含所述角部的二等分线的相对于所述下表面垂直的垂直剖面中，以通过断屑槽的最下点且与刀架70的基准面71平行的线为基准，为所述断屑壁面的顶部的高度的二分之一以下、且比沿着所述角部的切刃的高度低而形成。

因此，镶刀80在安装在刀架70上的状态下，具有与所述的一实施方式所涉及的镶刀1相同的结构。刀架70的基准面71意味着将刀架70安装在外部设备上时作为基准的面。

更具体地说明，则在所述的一实施方式中，刀架51的镶刀槽的安装台面相对于基准面大致平行地设置(未图示)。因此，安装在镶刀槽上的镶刀1的下表面3与刀架70的基准面大致平行。

另一方面，如图7(b)所示，在本实施方式中，刀架51的镶刀槽的安装台面相对于基准面71倾斜设置。因此，安装在镶刀槽上的镶刀80的下表面相对于刀架70的基准面71倾斜。

本实施方式，在像这样，镶刀80的下表面相对于刀架80的基准面71倾斜设置的工具中，具有规定了突出部和切刃的关系的上述结构。这样，镶刀本身不具有所述的一实施方式所涉及的结构的情况下，以安装在刀架上的状态具有所述结构，从而在较大范围的切削条件下，能够发挥优越的切屑排出性。其他结构与所述的一实施方式所涉及的切削工具50同样。

并且，在所述的一实施方式所涉及的切削工具50中，刀架51具有基准面52(参照图6(a))。因此，也能够代替所述的一实施方式所涉及的镶刀1，采用设置有以通过断屑槽的最下点且与刀架50的基准面52平行的线为基准，具有特定的高度的断屑突起的镶刀。

以上，表示了本发明所涉及的多个实施方式，但是本发明不限于上述的实施方式，自如能够也能够适用于在本发明的要旨的范围内进行的变更或改良。例如在所述的一实施方式中，仅说明了镶刀1的上表面2的结构，但是如图8所示，也可以在下表面3设置与上表面2同样的结构。与此同样地，在所述的一实施方式中，在上表面中的第一边以及第二边上都形成有切刃、断屑槽、倾斜侧面以及断屑侧面，但也可以是仅在例如第一边上形成切刃、断屑槽、倾斜侧面以及断屑侧面的方式。

另外，在所述的一实施方式中，说明了俯视时为大致平行四边形的镶刀1，但是本发明所涉及的镶刀的形状不限于此，例如也可以是大致三角形状、大致五边形状等的多边形状。

断屑突起的形状不限于由具有与角部6的二等分线L1交叉的棱线的两个平面构成的断屑突起31，例如也可以是在上方由凸状的曲面(凸曲面)构成的情况，也可以是其他形状。

断屑壁面33和中央部20的连接部40可以被倒角处理。由此，生成的切屑在连接部40上顺畅地流动。

镶刀向刀架的安装，关于将镶刀10螺纹固定在刀架20上的嵌夹(クランプ)方式进行了说明，但是也可以采用例如嵌留(クランプオン)方式，锁杆方式等。

作为切削方法，关于外径加工，具体地横割加工进行了说明，但是本发明所涉及的切削工具除外径加工，例如也能够适用内径加工等其他切削加工。

Claims (10)

1.一种切削镶刀，其具有：

本体，所述本体具有上表面，所述上表面具有角部以及配置在该角部的两侧的第一边和第二边；以及，与该上表面对应的下表面，

至少沿着所述角部及所述第一边连续形成的切刃；

位于所述切刃的内侧、并且至少沿着所述上表面上的所述角部及所述第一边连续形成的断屑槽；

沿着所述上表面上的所述角部、并且位于断屑槽的内侧配置的突出部；

沿着所述上表面上的所述第一边、并且位于断屑槽的内侧配置的倾斜侧面，

所述突出部具有：

位于最靠所述角部侧的断屑突起；

位于所述断屑突起的内侧，且以比所述断屑突起更向上方突出的方式与所述断屑突起连接的断屑壁面；

与所述断屑壁面连接且沿着所述第一边配置的断屑侧面，

所述断屑壁面以随着朝向该断屑壁面的突出方向而宽度变窄的方式形成，并且在俯视时由所述角部的二等分线一分为二，且在包含所述角部的二等分线的相对于所述下表面垂直的垂直剖面中，以随着从所述角部离开而位于高位的方式倾斜，

所述断屑侧面沿着所述第一边，以随着从所述角部离开而宽度变宽的方式、且与所述倾斜侧面连接而形成，以及

在包含所述角部的二等分线的相对于所述下表面垂直的垂直剖面中，所述断屑突起相对于通过所述断屑槽的最下点且与下表面平行的基准线的高度，为所述断屑壁面的顶部的高度的二分之一以下、且比沿着所述角部的切刃的高度低；

所述断屑突起由具有与所述二等分线交叉的棱线的两个平面、或凸曲面构成。

2.如权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，

所述断屑侧面具有凹曲面，并且所述倾斜侧面为凹曲面。

3.如权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，

所述断屑壁面和断屑侧面的连接部被倒角处理。

4.如权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，

所述角部的两端在上表面位于与所述二等分线正交的直线上，

断屑槽具有位于两条直线之间的前端区域，在俯视时，所述两条直线分别通过所述角部的两端并且与所述二等分线平行，以及

所述断屑突起及所述断屑壁面配置在所述前端区域。

5.如权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，

所述断屑壁面包括一个表面。

6.如权利要求5所述的切削镶刀，其特征在于，

所述断屑壁面具有与角部相对的倾斜平面。

7.如权利要求5所述的切削镶刀，其特征在于，

所述断屑壁面具有在俯视时相对于所述角部的所述二等分线大致对称的形状。

8.如权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，

在俯视时，所述突出部越离开所述角部时，所述突出部的宽度越大。

9.一种切削工具，其特征在于，具有：

刀架；

安装在所述刀架的前端的权利要求1所述的切削镶刀。

10.一种切削方法，该方法使用权利要求9所述的切削工具对被切削件进行切削，其特征在于，具有：

使切削工具相对接近所述被切削件；

使所述被切削件旋转，并使所述切刃接触被切削件的表面，从而切削被切削件的表面；

使所述被切削件和所述切削工具相对远离。

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