CN101844244A

CN101844244A - 立铣刀

Info

Publication number: CN101844244A
Application number: CN201010150994A
Authority: CN
Inventors: 畔上贵行
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: KR20100106225A; KR101359171B1; CN101844244B; US20100239378A1; ATE516100T1; US8277152B2; EP2233234A1; JP2010221321A; EP2233234B1; JP5287405B2

Abstract

提供一种具有不会损害立铣刀主体前端部的刚性、能够确保良好的切屑排出性并能够抑制应力集中的中心槽的立铣刀。在正交于中心槽(6)的底刃前刀面(6A)与中心槽底面(6B)的交叉棱线部的截面中，将中心槽底面(6B)与底刃前刀面(6A)、以及中心槽底面(6B)与中心槽壁面(6C)通过呈凹曲线状或凹折线状的第1、第2连接面(8A、8B)分别连接，使其中的第1连接面(8A)的凹曲线的曲率半径(R1)或内切于凹折线的圆的半径比第2连接面(8B)的凹曲线的曲率半径(r1)或内切于凹折线的圆的半径大。

Description

立铣刀

技术领域

本发明涉及在形成于立铣刀主体的前端部外周上的切屑排出槽的前端还形成有中心槽、将该中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面作为底刃前刀面、在其前端上形成有底刃的立铣刀。

背景技术

在直角型立铣刀、圆弧头立铣刀、球头立铣刀等立铣刀中，已知有在形成于立铣刀主体的前端部外周上的切屑排出槽的前端上、将该切屑排出槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面切口而形成凹槽状的中心槽、将该中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面作为底刃前刀面、在其前端侧边棱部上形成底刃的结构。

作为这样的立铣刀，例如在专利文献1中，提出了将上述底刃前刀面与上述中心槽的朝向立铣刀主体前端侧的中心槽底面的交叉棱线部、以及该中心槽底面与该中心槽的朝向立铣刀旋转方向后方侧的中心槽壁面的交叉棱线部中的至少一个形成为在与该交叉棱线部延伸的方向正交的截面中呈凹曲线状、并且使该交叉棱线部的截面形成的凹曲线的曲率半径在上述立铣刀主体的外周侧比内周侧大的结构。

此外，在专利文献2中，提出了在轴向前端的半球状部上设有槽直角截面为V字形状的中心槽、沿着该中心槽形成有球状刃的球头立铣刀中、V字形状的中心槽的一对侧壁中的与球状刃相反侧的刃背侧侧壁在槽直角截面中具有平滑地弯曲而凹陷的弯曲面的结构。

【专利文献1】特开2005-125433号公报

【专利文献2】特开2008-44038号公报

但是，在专利文献1中记载的立铣刀中，在将底刃前刀面与中心槽底面的交叉棱线部、以及该中心槽底面与中心槽壁面的交叉棱线部中的任一个形成为在与该交叉棱线部延伸的方向正交的截面中呈凹曲线状的情况下，在另一个交叉棱线部，底刃前刀面与中心槽底面或中心槽底面与中心槽壁面有角度地弯折而直接交叉，所以由底刃生成并沿着底刃前刀面流动的切屑容易发生堵塞，有可能阻碍平顺的切屑排出。

此外，如果这样底刃前刀面与中心槽底面或中心槽底面与中心槽壁面有角度地交叉，则还有可能在该交叉棱线部应力集中而发生龟裂，由此残留在中心槽之间的立铣刀主体前端部破损等。另外，在专利文献2中记载的立铣刀中，由于形成在刃背侧侧壁上的弯曲面与球状刃侧侧壁有角度地交叉或以半径较小的凹圆弧连接，所以这些问题也同样有可能发生。

另一方面，在专利文献1中记载的立铣刀中，将底刃前刀面与中心槽底面的交叉棱线部、和中心槽底面与中心槽壁面的交叉棱线部两者形成为呈截面凹曲线状，特别是如该专利文献1的图3所示，在将上述中心槽底面本身做成平滑地与底刃前刀面和中心槽壁面连接的曲率半径较大的截面凹圆弧状的情况下，切屑的流动变好，也不会发生应力集中。

但是，在此情况下，由于必须这样用曲率半径较大的凹圆弧将底刃前刀面与中心槽壁面连接，所以中心槽的宽度变大，相反，在底刃的立铣刀旋转方向后方侧，残留在中心槽之间的立铣刀主体前端部的壁厚(里衬金属)变小，所以刚性受损。并且，这样的问题特别在底刃的数量是3个以上、中心槽的数量也是3个以上、原来立铣刀主体的前端部被中心槽切口的部分较大的立铣刀中变得显著。

发明内容

本发明是在这样的背景下做出的，目的是提供一种具有不会如上述那样损害立铣刀主体前端部的刚性、能够确保良好的切屑排出性并能够抑制应力集中的中心槽的立铣刀。

为了解决上述问题、达到这样的目的，本发明是一种立铣刀，在形成于绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部外周上的切屑排出槽的前端上，将该切屑排出槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面切口而形成中心槽，将该中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面作为底刃前刀面，在其前端侧边棱部上形成底刃，其特征在于，在上述底刃前刀面与上述中心槽的朝向上述立铣刀旋转方向的后方侧的中心槽壁面之间，形成上述中心槽的中心槽底面；该中心槽底面与上述底刃前刀面及中心槽壁面通过在正交于上述底刃前刀面与中心槽底面的交叉棱线部的截面中呈凹曲线状或凹折线状的连接面分别连接；其中，将上述底刃前刀面与中心槽底面连接的第1连接面与将上述中心槽底面与中心槽壁面连接的第2连接面相比，上述截面中的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径大。

在这样构成的立铣刀中，由于构成中心槽的底刃前刀面及中心槽壁面和其之间的中心槽底面在各个交叉棱线部用上述那样的呈截面凹曲线状或凹折线状的连接面连接，所以如果这些底刃前刀面与中心槽底面及中心槽底面与中心槽壁面的交叉角分别相同，则与原状有角度地使它们交叉的情况相比应力集中较少，并且能够使切屑的排出性变好。

进而，由于这些连接面其中的将底刃前刀面与中心槽底面连接的第1连接面与将中心槽底面与中心槽壁面连接的第2连接面相比，上述截面中的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径大，即形成为，使第1连接面比第2连接面更大地弯曲而将底刃前刀面与中心槽底面连接，所以从该底刃前刀面朝向中心槽底面的切屑的流动能够与将中心槽底面整体做成曲率半径较大的截面凹圆弧状的情况同样良好地维持。

并且，另一方面，第2连接面相反，与该第1连接面相比，上述截面中的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径较小，所以能够在维持切屑的平顺的流动的同时、防止中心槽的宽度变大。因此，根据上述结构的立铣刀，能够实现切屑的流动的改善带来的良好的切屑排出性、和立铣刀主体前端部的壁厚的确保带来的刚性的提高的并存。

这里，优选的是，在这些第1、第2连接面中，第1连接面在上述截面中形成的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径相对于上述底刃的外径D为0.04×D～0.08×D的范围内。如果第1连接面的曲率半径或上述内切圆的半径比该范围小，则不仅该第1连接面的切屑的流动受损，而且第2连接面的曲率半径或内切圆半径变得更小，所以有可能导致切屑的堵塞、或根据情况有可能导致应力的集中。另一方面，在第1连接面的曲率半径或上述内切圆的半径比该范围大的情况下，也有可能不使第2连接面的曲率半径或内切圆半径更小就不能防止中心槽的宽度变大。

此外，根据同样的理由，优选的是，第2连接面在上述截面中形成的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径相对于上述底刃的外径D为0.01×D～0.05×D的范围内。即，如果第2连接面的曲率半径或上述内切圆的半径比该范围小，则在该第2连接面中有可能导致切屑的堵塞或应力的集中，另一方面，如果第2连接面的曲率半径或上述内切圆的半径比该范围大，则第1连接面的曲率半径或内切圆半径变得更大，所以中心槽宽度也有可能变大。

另外，如上所述，由于能够减小中心槽的宽度而确保立铣刀主体前端部的强度，所以本发明特别应用到在立铣刀主体的前端上形成有3个以上底刃的立铣刀中是有效的。即，在底刃是1个或两个的立铣刀中，即使中心槽的宽度较大，在底刃的立铣刀旋转方向后方侧也能够充分确保残留在下个中心槽之间的立铣刀主体前端部的壁厚，但如果为3个以上，则难以确保这样的充分大的壁厚。

如以上说明，根据本发明，通过防止中心槽的宽度变得过大，在实现立铣刀主体前端部的刚性的提高的同时使由底刃生成的切屑的流动变好而确保平顺的切屑排出性，并且防止应力的集中，通过这些，能够防止残留在中心槽之间的立铣刀主体前端部的破损而实现寿命的延长，并且能够促进稳定的切削加工。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的局部剖断侧视图。

图2是图1的AA放大剖视图。

图3是表示本发明的第2实施方式的、对应于图1的AA放大剖视图的进一步的放大剖视图。

附图标记说明

1立铣刀主体

3切削刃部

4切屑排出槽

4A外周刃前刀面

5外周刃

6中心槽

6A底刃前刀面

6B中心槽底面

6C中心槽壁面

7底刃

8A、9A第1连接面

8B、9B第2连接面

O立铣刀主体1的轴线

T立铣刀旋转方向

R1、r1在正交于底刃前刀面6A与中心槽底面6B的交叉棱线部的截面中，第1、第2连接面8A、8B形成的凹曲线的曲率半径

R2、r2在正交于底刃前刀面6A与中心槽底面6B的交叉棱线部的截面中，内切于第1、第2连接面9A、9B形成的凹折线的圆的半径

具体实施方式

在图1及图2所示的本发明的第1实施方式中，立铣刀主体1由硬质合金等硬质材料形成，呈以轴线O为中心的大致圆柱状，其后端侧部分(在图1中是右侧部分)为圆柱状的原状的柄部2，并且前端侧部分(在图1中是左侧部分)为切削刃部3，通过将柄部2保持在机床的主轴上、一边绕轴线O向立铣刀旋转方向T旋转一边向与该轴线O交叉的方向送出，用上述切削刃部3对被切削件实施切削加工。

在切削刃部3的外周上，从其前端朝向后端侧形成有绕轴线O向立铣刀旋转方向T后方侧扭曲的3条以上(在本实施方式中是4条)切屑排出槽4，这些切屑排出槽4的朝向立铣刀旋转方向T侧的壁面在正交于轴线O的截面中呈向立铣刀旋转方向T的后方侧凹陷的凹曲线状，在其外周侧边棱部上分别形成有外周刃5。因而，上述壁面为该外周刃5的前刀面即外周刃前刀面4A，在本实施方式中，4条外周刃5形成为，使其匹配于形成该外周刃前刀面4A的切屑排出槽4的扭曲而扭曲为螺旋状。

另一方面，在立铣刀主体1的前端部上，形成有从上述切屑排出槽4向内周侧延伸的凹槽状的中心槽6，该中心槽6的朝向立铣刀旋转方向T的壁面形成为，将呈截面凹曲线状的上述切屑排出槽4的壁面4A仅将其内周侧的部分、或直到立铣刀主体1的外周以平面状切口，在该壁面的前端侧边棱部上，形成有从上述外周刃5的前端分别向立铣刀主体1的内周侧延伸的底刃7。

因而，在本实施方式中，中心槽6的朝向立铣刀旋转方向T的上述壁面为底刃7的前刀面即底刃前刀面6A，与外周刃5同样为3个以上的4条底刃7形成为，从立铣刀主体1前端部的外周侧朝向内周侧以直线状延伸。这里，本实施方式的立铣刀为外周刃5的绕轴线O的旋转轨迹是以该轴线O为中心的大致圆筒状、并且该外周刃5与底刃7以相同的旋转轨迹大致正交的直角型立铣刀。

进而，在上述中心槽6中，具备连接在上述底刃前刀面6A的立铣刀旋转方向T侧且朝向立铣刀主体1的轴线O方向前端侧的中心槽底面6B、和连接在该中心槽底面6B的更靠立铣刀旋转方向T侧且对置于底刃前刀面6A而朝向立铣刀旋转方向T的后方侧的中心槽壁面6C。这里，中心槽壁面6C在本实施方式中也做成平面状，随着朝向轴线O方向前端侧而远离底刃前刀面6A这样延伸，由此，中心槽6形成为，在立铣刀主体1的侧视图中呈随着朝向前端侧而宽度变宽的V字槽，并且朝向外周侧也宽度变宽。

并且，在本实施方式中，其中的底刃前刀面6A和中心槽底面6B在与这些底刃前刀面6A和中心槽底面6B的交叉棱线部正交的截面中如图2所示那样由呈凹曲线状的第1连接面8A平滑地连接，并且中心槽底面6B和中心槽壁面6C也同样在与底刃前刀面6A和中心槽底面6B的交叉棱线部正交的截面中如图2所示那样由呈凹曲线状的第2连接面8B平滑地连接，其中，在上述截面中第1连接面8A形成的凹曲线的曲率半径R1比第2连接面8B形成的凹曲线的曲率半径r1大。其中，上述交叉棱线部是使底刃前刀面6A与中心槽底面6B延长交叉时的虚拟的棱线部。

这里，在本实施方式中，形成为，使第1、第2连接面8A、8B都在上述截面中呈凹圆弧状，相对于底刃7的外径D(底刃7的外周端绕轴线O所成的圆的直径)，分别将第1连接面8A形成的凹圆弧的半径R1设定在0.04×D～0.08×D的范围内、将第2连接面8B形成的凹圆弧的半径r1设定在0.01×D～0.05×D的范围内。另外，中心槽底面6B也可以以平面状残留在这些第1、第2连接面8A、8B之间，此外也可以做成将呈截面凹曲线状的这些第1、第2连接面8A、8B平滑地连接的连线部。

在这样构成的立铣刀中，首先中心槽6的底刃前刀面6A与中心槽底面6B、以及中心槽底面6B与中心槽壁面6C没有有角度地交叉，而由这些呈截面凹曲线状的第1、第2连接面8A、8B平滑地连接，所以切削负荷等引起的应力不会集中在该交叉棱线部上。因而，能够防止因这样的应力集中而在上述交叉棱线部发生龟裂而底刃7破损那样的事态发生，能够实现立铣刀寿命的延长。

此外，如果这样底刃前刀面6A与中心槽底面6B、或中心槽底面6B与中心槽壁面6C没有有角度地交叉，而如本实施方式那样由呈截面凹曲线状的第1、第2连接面8A、8B平滑地连接，则由底刃7生成并沿着底刃前刀面6A流出的切屑也不会在这些底刃前刀面6A与中心槽底面6B的交叉棱线部或中心槽底面6B与中心槽壁面6C的交叉棱线部发生堵塞等，而平滑地流动并被排出。

并且，此时，由于连接底刃前刀面6A与中心槽底面6B的第1连接面8A的半径R1比连接中心槽底面6B与中心槽壁面6C的第2连接面8B的半径r1大，所以切屑在从这些第1连接面8A到第2连接面8B之间逐渐受到阻力而卷曲。因此，也不会有如切屑急剧地受到阻力而卷曲的情况那样较大的切屑阻力作用在立铣刀主体1上的情况，由此也能够实现立铣刀寿命的延长而促进平顺的切削加工。

并且，还通过这样使第1连接面8A的半径R1比第2连接面8B的半径r1大、换言之使第2连接面8B的半径r1比第1连接面8A的半径R1小，根据上述结构的立铣刀，与用该第1连接面8A的较大的半径R1的原状将中心槽底面6B与中心槽壁面6C连接的情况相比，能够防止该中心槽壁面6C与底刃前刀面6A的间隔、即中心槽6的宽度变得过大。

因此，能够相反地使在沿周向相邻的中心槽6之间残留的立铣刀主体1的前端部的壁厚变大，因而能够提高底刃7的立铣刀旋转方向T后方侧的立铣刀主体1前端部的刚性，所以能够更可靠地防止残留在中心槽6之间的立铣刀主体1前端部的破损，能够进一步延长立铣刀的寿命。这特别在如本实施方式那样底刃7是3个以上、残留在中心槽6之间的立铣刀主体1前端部的壁厚容易变小的立铣刀中是有效的。

接着，图3是表示本发明的第2实施方式的图，是表示将对应于第1实施方式的与中心槽6的底刃前刀面6A与中心槽底面6B的交叉棱线部正交的截面的截面的中心槽底面6B周边进一步放大表示的图，对于与第1实施方式共通的部分赋予相同的附图标记而省略说明。

即，在第1实施方式中，上述第1、第2连接面8A、8B呈截面凹曲线(凹圆弧)状，相对于此，在本第2实施方式中，将其底刃前刀面6A与中心槽底面6B连接的第1连接面9、和将中心槽底面6B与中心槽壁面6C连接的第2连接面9B在上述截面中呈相对于这些底刃前刀面6A、中心槽底面6B及中心槽壁面6C所成的直线以钝角交叉的直线状，分别为凹折线状。

并且，其中，使内切于第1连接面9A形成的凹折线的圆的半径R2比内切于第2连接面9B形成的凹折线的圆的半径r2大。另外，在本实施方式中，将其中的第1连接面9A的上述半径R2相对于底刃7的外径D设定在0.04×D～0.08×D的范围内，并且将第2连接面9B的上述半径r2设定在0.01×D～0.05×D的范围内。

因而，在这样构成的第2实施方式中，与底刃前刀面6A与中心槽底面6B及中心槽底面6B与中心槽壁面6C分别有角度地交叉而形成的结构相比，呈截面凹折线状的第1、第2连接面9A、9B与这些底刃前刀面6A或中心槽底面6B、中心槽壁面6C以较大的交叉角交叉，所以能够抑制应力的集中。此外，由底刃7生成的切屑沿着内切于这些第1、第2连接面9A、9B的截面形成的凹折线的上述圆的圆弧流出，所以与第1实施方式的切屑沿着第1、第2连接面8A、8B形成的截面凹曲线(凹圆弧)流出同样，能够使切屑的流动变得平顺。

并且，还由于使其中的内切于第1连接面9A的截面形成的凹折线的圆的半径R2比内切于第2连接面9B的截面形成的凹折线的圆的半径r2大，所以也与第1实施方式同样能够抑制切屑带来的切削阻力的增大，并且能够减小中心槽6的宽度，由此能够防止立铣刀主体1的损伤等。此外，与将底刃前刀面6A与中心槽底面6B以及中心槽底面6B与中心槽壁面6C用截面凹曲线状的第1、第2连接面8A、8B连接以使其平滑地连接的第1实施方式相比，还能够得到这些连接面9A、9B的形成较容易的优点。

另外，在该第2实施方式中，第1、第2连接面9A、9B也可以形成为，在上述截面中将底刃前刀面6A与中心槽底面6B、以及中心槽底面6B与中心槽壁面6C以一直线状连接，与这些底刃前刀面6A、中心槽底面6B、中心槽壁面6C所成的直线呈凹折线状，此外，也可以使两条以上的直线以钝角交叉而将底刃前刀面6A与中心槽底面6B、以及中心槽底面6B与中心槽壁面6C连接。但是，在哪种情况下，形成凹折线的直线彼此的交叉角都优选为120°以上的钝角。

此外，在这些第1、第2实施方式中，各个第1连接面8A、9A在上述截面中形成的凹曲线(凹圆弧)的曲率半径R1或内切于上述凹折线的圆的半径R2如果其过小则会损害切屑的平顺的流动，并且第2连接面8B、9B的曲率半径r1或内切圆的半径r2比其更小，所以有可能导致切屑堵塞或应力集中，另一方面，这些半径R1、R2如果过大，则不使第2连接面8B、9B的半径r1、r2变小就不能避免中心槽6的宽度变大。

同样，关于各个第2连接面8B、9B的上述半径r1、r2也是，如果其过小则在第2连接面8B、9B处容易导致切屑堵塞或应力集中，如果过大则第1连接面8A、9A的半径R1、R2变得更大，所以中心槽6有可能宽度变宽。因此，如这些第1、第2实施方式那样，第1连接面8A、9A的上述半径R1、R2相对于底刃7的外径D优选为0.04×D～0.08×D的范围内，第2连接面8B、9B的上述半径r1、r2优选为0.01×D～0.05×D的范围内。

进而，在第1实施方式中，将第1、第2连接面8A、8B两者做成截面凹曲线状，在第2实施方式中，将第1、第2连接面9A、9B两者做成截面凹折线状，但也可以将第1连接面做成截面凹曲线状而将第2连接面做成截面凹折线状，或反之将第1连接面做成截面凹折线状而将第2连接面做成截面凹曲线状，在哪种情况下，都是第1连接面形成的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径只要比第2连接面形成的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径大就可以。

Claims

1.一种立铣刀，在形成于绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部外周上的切屑排出槽的前端上，将该切屑排出槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面切口而形成中心槽，将该中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面作为底刃前刀面，在其前端侧边棱部上形成底刃，其特征在于，

在上述底刃前刀面与上述中心槽的朝向上述立铣刀旋转方向的后方侧的中心槽壁面之间，形成上述中心槽的中心槽底面；

该中心槽底面与上述底刃前刀面及中心槽壁面通过在正交于上述底刃前刀面与中心槽底面的交叉棱线部的截面中呈凹曲线状或凹折线状的连接面分别连接；

其中，将上述底刃前刀面与中心槽底面连接的第1连接面与将上述中心槽底面与中心槽壁面连接的第2连接面相比，上述截面中的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径大。

2.如权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，上述第1连接面在上述截面中形成的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径相对于上述底刃的外径D为0.04×D～0.08×D的范围内。

3.如权利要求1或2所述的立铣刀，其特征在于，上述第2连接面在上述截面中形成的凹曲线的曲率半径或内切于凹折线的圆的半径相对于上述底刃的外径D为0.01×D～0.05×D的范围内。

4.如权利要求1～3中任一项所述的立铣刀，其特征在于，在上述立铣刀主体的前端上，形成有3个以上上述底刃。