CN102266975B - 枞树形刀具以及使用该刀具的叶轮叶根部的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种枞树形刀具及使用该刀具的叶轮叶根部的加工方法，所述枞树形刀具是叶轮叶根部加工用枞树形刀具，所述枞树形刀具至少由以下部分构成：刀具主体；1个或2个外周切削刃成形为铲背铣刀刃形的装拆式超硬合金制切削刀片；用于将装拆式超硬合金制切削刀片以能够对外周切削刃的前面进行再次研磨的状态安装在刀具主体上的夹紧机构，其特征在于，在所述切削刀片的任一外周切削刃上，设有两个以上凸状部，所述凸状部与枞树形叶轮叶根部对应地进行切削，所述加工方法是由所述枞树形刀具进行的切削方法，即在将所述切削刀片安装在刀具主体上的状态下反复再次研磨后进行切削。

Description

枞树形刀具以及使用该刀具的叶轮叶根部的加工方法

技术领域

本发明涉及对安装在叶轮旋转轴上的叶轮叶根部进行加工时使用的枞树形刀具(christmas cutter)以及使用该枞树形刀具的叶轮叶根部的加工方法。

背景技术

将叶轮叶片安装在叶轮旋转轴上的叶轮叶根部呈倒枞树(christmas tree)状(以下，简称为树状)，并交替具有凹状部、凸状部，凹状部、凸状部的凹凸幅度从所述叶片根部的外周向叶轮旋转轴方向逐渐变窄。作为对被加工部件即叶轮叶根部的树状凹状部、凸状部进行切削加工的刀具，已知一种枞树形刀具，其外周切削刃的刃径呈树状连续，与凹状部、凸状部的横宽变化相对应，随着趋向刀具前端侧使宽度呈树状增减，同时，刀具整体的直径向刀具前端逐渐变小。

在所述叶轮叶根部的加工时使用的枞树形刀具(以下，也称为刀具)中，有粗加工用枞树形刀具和精加工用枞树形刀具，使用这些刀具经过粗加工工序和精加工工序，完成具有所希望的凹状部、凸状部的树状叶轮叶根部。

为了可靠地实现叶轮叶片与叶轮旋转轴的嵌合而要求叶轮叶根部的树状凹状部、凸状部的形状精度为高精度。因此，在以往的通过相同的材质来制造整体型枞树形刀具，即枞树形刀具的切削刃部整体的情况下，从刀具的制作比较容易、且容易确保树状凹状部、凸状部的形状精度以及防止枞树形刀具的折损的目的考虑，枞树形刀具的材质在大多数情况下选择高速工具钢。另外，高速工具钢制的枞树形刀具，由于材质韧性的优越性，能够使外周切削刃取得较大的前角，并且，从容易设置螺旋角、切削性好等观点考虑，也使枞树形刀具成为主流。

在切削工具的整个领域中，由于要求高速加工和延长工具寿命的要求，所以一般适用有超硬合金及其他高硬度材料。但是，在作为本发明的对象的叶轮叶根部的切削加工中，强烈地要求与高速工具钢制的枞树形刀具相比大幅度地延长寿命，但对于作为代替材料的例如超硬合金而言，由于考虑到原料和加工费的增加导致的制造成本的增大、使用与高速工具钢相比脆性相对低的超硬合金时因刀具破损导致的叶轮叶片的不良以及工序的延迟、以及因重新制造刀具导致的更多的成本增大，刀具材质的代替几乎完全没有被推进。枞树形刀具的切刃部分的超硬合金化充其量为以下所述的作为超硬刀片使用的提案程度。

虽然与本发明的目的相比，切削对象不同，但在专利文献1中提出了一种槽的铣刀加工方法，该方法是在叶轮旋转轴上形成用于将叶轮叶根部插入到叶轮旋转轴上的下刻(under cut)槽。在形成于叶轮旋转轴上的槽的加工中，由于要求加工精度，所以，专利文献1中公开了这样一种方法：通过超硬刀片对各枞树状槽的主要部分按照每个槽三次工序进行切削，最后(第四次)通过仿形铣刀以一次刀具通过进行铣刀加工。专利文献1中使用的最初的三个铣刀都是在树状的一个凸状部仅安装一个小切削刀片的枞树形刀具，并推荐适用超硬合金刃。最后(第四次)加工即仿形铣刀也使用小切削刀片，但为仅产生极少的切削屑的加工。

专利文献2也公开了一种加工用的切削工具，用于在叶轮旋转轴上形成将叶轮叶根部插入到叶轮旋转轴上的槽。切削工具在工具主体上按照槽的每个凸出部分改变小切削刀片的形状和识别编号，并能够在切削过程中，根据磨损的部分，依赖标识编号来更换刀片。作为发明的效果，由于更换小切削刀片，所以不需要再次研磨，并且能够选择合适尺寸的小切削刀片并没有错误地更换。虽然介绍了在小切削刀片上实施硬质材料的包覆的实施例，但对于小切削刀片的材质没有记述，是不明了的。除专利文献2以外，还有在枞树形刀具的刃部局部使用超硬合金的类型，但在该情况下，也仅提出了以下程度的刀具，即由高速工具钢制备枞树形刀具主体，刃部为超硬合金制不重磨(throw away)刀片。

若枞树形刀具的锋利度降低或发生磨损、卷刃，则需要对外周切削刃进行再次研磨使其恢复到最适合的形状。以往的高速工具钢制枞树形刀具的外周切削刃在多数情况下以铲背铣刀刃形来构成刀具的外周后隙面(也称为后角面)。因此，不在外周后隙面进行再次研磨，而仅进行前面研磨。其目的在于，避免为了成形准确的形状精度而需要最多加工工时的外周切削刃的铲背铣刀刃形研磨加工，削减再次研磨费用以及将再次研磨导致的刀具外径的减少量抑制到最小限度等，尤其考虑了经济性。

专利文献1：日本特表2004-507369号公报

专利文献2：日本特开2000-254812号公报

发明内容

叶轮旋转轴以及叶轮叶片由不锈钢或超耐热合金构成，具有要求高精度的枞树状的复杂形状，因此，不允许叶轮叶根部的切削加工的尺寸不良。况且，有时还因切削加工中发生的枞树形刀具的切削刃破损等导致被加工物损坏，这是禁止发生的事故。因此，从切削寿命以及切削效率等观点考虑，即使已知超硬合金的材质比高速工具钢优良，但由于枞树形刀具的破损导致工序的延迟以及刀具成本的显著增大等重大事故的危险性，目前仍然使用高速工具钢。

在以往的高速工具钢制枞树形刀具中，在因使用产生磨损而需要再次研磨的情况下，只有对枞树形刀具主体进行再次研磨的方法，该情况下，预先准备更换用的新枞树形刀具，或必须等待已经磨损的枞树形刀具的再次研磨结束。但是，高速工具钢制枞树形刀具由于寿命短，所以进行再次研磨的频率很大，并且废弃周期也快。另外，还存在加工现场发生因再次研磨等待等导致的切削工序停滞，最坏的情况下，刀具的数量不足导致叶轮叶片的加工线停止等不良情况。

而且，在偶尔发生的枞树形刀具的破损中，即使仅在一把刀具中的多片切削刃内的仅一片上发生因切屑的咬入等产生的刀尖崩刃等，也只能使整个枞树形刀具废弃。

由于以上的情况，在使用高速工具钢制枞树形刀具的情况下，为了防备万一发生的不良情况，需要事先准备较多余量的刀具，所以，存在经济负担大的问题。

而且，高速工具钢制枞树形刀具在切削条件方面也存在问题。即使以缩短叶轮加工时间为目的而试图提高切削速度以及工作台送进速度，但由于刀具的刀尖磨损剧烈、刀具的破损以及叶轮叶根部的加工面的品质降低等原因，在改善加工效率方面受限。

如上所述，在专利文献1、2中提出了一种切削工具，其目的不是加工本发明中成为对象的叶轮叶根部，而是加工叶轮旋转轴的枞树状槽，并且设置超硬合金制小切削刀片取代高速工具钢制枞树形刀具。

但是，专利文献1记载的铣刀以及使用该铣刀的加工方法，该方法虽然对各刀片的负荷小，但仅阶段性地减小负荷而进行铣刀加工，所以，整体而言存在切削工时多的问题。另外，专利文献1记载的铣刀是在立铣刀的凸状外周切削刃的一部分上安装小切削刀片，尤其是并不具有作为切削工具的特征。因此，由所述文献的各图的形状也可知，能够容易地推测专利文献1记载的铣刀在树状凹状部以及凹状部和凸状部的连接部分等很难得到准确的形状。即，在通过专利文献1记载的方法对叶轮旋转轴的枞树状槽进行加工的情况下，针对本来需要的树状凹状部、凸状部，形状差异容易变大，尤其由于精加工用刀具的加工余量增加，导致叶轮叶片的加工面的品质容易降低。

专利文献2记载的铣刀工具配置有超硬合金制小切削刀片，该切削刀片被成形为与设置成枞树状的各凹状部、凸状部对应的形状。但是，由于需要使超硬合金制小切削刀片成形为与设成树状的各凹状部、凸状部对应的形状，所以，超硬合金制小切削刀片的单价变得很高。另外，由于需要多种超硬合金制小切削刀片，所以，还需要很多工时将所述超硬合金制小切削刀片设置在刀具的主体上。因此，在叶轮旋转轴的枞树状槽的加工过程中，由于需要所述超硬合金制小切削刀片所花费的高额费用以及设置超硬合金制小切削刀片的工时，所以，使叶轮旋转轴的枞树状槽的制造成本大幅度增加。

而且，在专利文献2记载的铣刀工具中，将由小切削刀片构成的枞树形刀具分割成一个个树形凹状部、凸状部，所以，各小切削刀片的连接处会以线条状转印在叶轮叶片的加工面上，尤其在精加工时，存在导致叶轮旋转轴的枞树状槽的品质降低的问题。

而且，为了制作专利文献1、2记载的小切削刀片而准备超硬合金制小切削刀片时，由超硬合金的粉末来成形标准的超硬合金制小切削刀片的方法是通过模具进行冲压成形，所以，因制作技术的问题，枞树形刀具所必需的前角以及螺旋角不能充分成形，与高速工具钢制刀具相比，切削性非常不好。

另外，损害经济性的最大的原因在于，使用任何形状的小切削刀片的枞树形刀具都会随着磨损的进行而废弃(丢弃)超硬合金制小切削刀片。该使用方法导致经济上的很大浪费，从节约钨、钴等稀有金属的角度考虑也存在问题。

而且，安装有专利文献1的仿形铣刀以及专利文献2记载的小切削刀片的枞树形刀具，由于用于将小切削刀片紧固在刀具主体上的紧固螺纹的位置位于图11所示的小切削刀片的前面侧的中央附近，所以，因有可能破坏用于紧固的紧固螺纹而不能在前面进行再次研磨。假设，即使通过将外周切削刃研磨成与各凹状部、凸状部对应的形状等而进行再次成形研磨，其成形费用为高价，不经济。

如以上说明的那样，目前，现有技术中的超硬合金在叶轮叶根部的切削加工中的利用方法限于技术问题较多的将切削刃进行细分布的刀片型，而没有提出由超硬合金一体成形的刀具或包含多个枞树状凹凸的超硬合金制刀片型枞树形刀具的方案。

本发明是以上述现有技术的问题作为背景而作出的发明，其主要目的在于提供一种枞树形刀具，该刀具通过使用新的形状的超硬合金作为切削刃，使刀具的性能和寿命显著提高，而且考虑了刀具的资源再利用和对环境的影响。更具体地，本发明的目的在于提供一种枞树形刀具及使用所述枞树形刀具的叶轮叶根部的加工方法，所述刀具的装拆式切削刀片具有能使在以往的高速工具钢制枞树形刀具以及超硬合金制切削刀片中成为问题点的再次研磨在技术上、经济上都容易进行的结构，即使为超硬合金制的切刃也能够重复使用，并且即使经过几次再次研磨，也能够确保工件良好的加工面的品质，同时能够大幅度地提高加工效率和刀具的寿命。

本发明提供一种枞树形刀具及使用该刀具的叶轮叶根部的切削方法，所述枞树形刀具的特征在于，将1枚或2枚设有两个以上树状刃形的凸状部的装拆式超硬合金制切削刀片(以下，有时简称为“切削刀片”。)安装在枞树形刀具主体上，使取消各凸状部和凹状部的阶差的刃形即所述装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃形成为铲背铣刀刃形，由此，同时具有以下效果：提高超硬合金所具有的切削性能，铲背铣刀刃形产生的再次研磨的容易性，提高叶根部的精加工精度。

另外，本发明中，可以将安装在枞树形刀具主体上的所述装拆式超硬合金制切削刀片的枚数设为一个包含全部凹状部、凸状部的刃形的刀片，或者充其量分割成两个。这样，将切削刀片的分割数极力抑制到最少，若采用1枚或2枚具有两个以上外周切削刃的凸状部的切削刀片，则在所述切削刀片上必然包括凸状部、凹状部及凸状部的连续部分。由此，作为本发明的品质方面的优点，能够大幅度减少小切削刀片不能回避的枞树形的连接处，得到在加工完的面上不会残留作为阶差的切削痕迹的良好的叶轮叶根部的加工面。另外，由于安装在刀具主体上的切削刀片极少，所以，能够大幅度地降低制造以及加工枞树形刀具时的成本。

即，本发明的第一技术方案为一种枞树形刀具，是在对设有多个凸状部和凹状部的枞树形叶轮叶根部进行切削加工时使用的枞树形刀具，所述枞树形刀具至少由以下部分构成：枞树形刀具的主体；1枚或2枚外周切削刃成形为铲背铣刀刃形的装拆式超硬合金制切削刀片；用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片以能够对所述外周切削刃的前面进行再次研磨的状态安装在所述枞树形刀具的主体上的夹紧机构(clamp system)，其特征在于，在所述装拆式超硬合金制切削刀片的任一外周切削刃上设有两个以上凸状部，所述凸状部与枞树形叶轮叶根部中设置的多个凹状部的形状对应并进行切削。本发明的枞树形刀具的主体能够由构造用合金钢或工具钢制作。

本发明中，将装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃形成为铲背铣刀刃形，且所述夹紧机构由用于将装拆式超硬合金制切削刀片安装在枞树形刀具主体上的紧固螺纹构成，或者由楔形紧固件和用于紧固所述楔形紧固件的紧固螺纹构成，用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片机械地安装在所述枞树形刀具的主体上的所述紧固螺纹和外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部的间隔即最小直径部和紧固螺纹的间隔，或者通过用于夹紧楔形紧固件的紧固螺纹被固定的楔形紧固件和外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部的间隔即最小直径部和楔形紧固件的间隔为0.5mm以上，由此，再次研磨用砂轮不会与所述楔形紧固件以及用于夹紧所述楔形紧固件的紧固螺纹发生干涉，所以，不仅为装拆式刀片类型的切削刃，同时能够从前面进行再次研磨。

即，本发明的第二技术方案提供一种枞树形刀具，即在第一技术方案中，为了在安装了切削刃的状态下再次研磨前面，而包括将装拆式超硬合金制切削刀片安装在枞树形刀具的主体上的夹紧机构的手段。具体地，其特征在于：所述夹紧机构由用于将装拆式超硬合金制切削刀片安装在枞树形刀具主体上的紧固螺纹构成，或者由楔形紧固件和用于紧固所述楔形紧固件的紧固螺纹构成，用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片机械地安装在所述枞树形刀具的主体上的所述紧固螺纹和外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部的间隔即最小直径部和紧固螺纹的间隔，或者通过用于夹紧楔形紧固件的紧固螺纹被固定的楔形紧固件和外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部的间隔即最小直径部和楔形紧固件的间隔为0.5mm以上。

如本发明的第二技术方案那样设置所述紧固螺纹或所述楔形紧固件的位置，由此，在进行前面的再次研磨时，能够在再次研磨用砂轮不会与用于将装拆式超硬合金制切削刀片安装在枞树形刀具的主体上的所述紧固螺纹、或所述楔形紧固件以及用于紧固所述楔形紧固件的紧固螺纹发生干涉的情况下进行再次研磨。该再次研磨能够在将超硬合金制切削刀片安装在刀具主体上的状态下重复多次。

所述紧固螺纹或所述楔形紧固件的位置与外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部的间隔为0.5mm以上的间隙时，该间隙部分发挥容屑槽的作用，在利用本发明的装拆式超硬合金制切削刀片中的各外周切削刃的凹状部进行切削时产生的切屑能够容易地从该间隙部分排出，具有提高了排出性的切削方面的效果。

本发明的第三技术方案是一种枞树形刀具，其特征在于，在第一或第二技术方案的任一枞树形刀具中，能够将切削刃的形状不同的装拆式超硬合金制切削刀片安装在一个枞树形刀具的主体上。通过该特征，即使在使用如粗加工以及精加工那样虽具有大致相同的尺寸但用途不同的装拆式超硬合金制切削刀片时，也能够共用枞树形刀具的主体，所以，不仅能够使手持的枞树形刀具主体的数量为最小数，还能够在突然需要尺寸不同的刀具时，通过替换装拆式超硬合金制切削刀片等来灵活地对应。

本发明的第四技术方案是叶轮叶根部的切削方法，其特征在于，使用本发明的第一至第三技术方案中的任一枞树形刀具，进行叶轮叶根部的切削，所述装拆式超硬合金制切削刀片的再次研磨以如下方式进行，所述装拆式超硬合金制切削刀片在最初制作枞树形刀具时安装在枞树形刀具的主体上，并在该状态下，进行所述装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面的研磨，重复进行所述装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面的再次研磨，并再次使用同一个所述装拆式超硬合金制切削刀片进行切削。第四技术方案提供一种最大限度地发挥了本发明的枞树形刀具的效果的切削方法，对于最初在刀具主体上安装了所述装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具，为了进行再次研磨，无需拆下切削刀片，而在安装了切削刀片的状态下重复进行再次研磨并进行切削。

本发明的枞树形刀具主体可以由包括构造用合金钢或高速工具钢的工具钢制作。由此，由于仅将切削刀片由超硬合金制，所以，与整个枞树形刀具的体积相比，仅安装微小体积的切削刀片，由此能够得到使切削寿命得到飞跃性的提高的效果，而且，由于切削刀片能够容易地重复进行再次研磨，因此，对枞树形刀具的费用的效果较大。

本发明的枞树形刀具通过在装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃上设有两个以上凸状部，该凸装部用于加工枞树形叶轮叶根部中设置的多个凹状部，从而减少了所述切削刀片的枚数，并大幅度地减少小切削刀片不能避免的枞树形的连接处，能够得到在加工完毕的面上不残留阶梯式切削痕的良好的叶轮叶根部加工面。而且，枞树形刀具的制造变得容易，降低了刀具制造的最初成本。

另外，利用本发明的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具时，由于具有1枚或2枚将所述切削刀片的外周切削刃成形为铲背铣刀刃形的所述切削刀片，所以形成能够在发生磨损的情况下容易地进行所述外周切削刃的前面再次研磨的切削刀片夹紧机构，因此，能够在将切削刀片安装在刀具主体上的状态下或根据需要进行拆卸的状态下，重复进行再次研磨后使用同一个所述切削刀片，并能够大幅度地削减操作成本。即使在拆下所述刀片的情况下，由于至少1枚切削刀片设有两个以上的凸状部，而且，切削刀片的枚数为1枚或2枚，与不重磨刀片式的刀具相比，能够以较少枚数形成树形，所以，拆下和再安装切削刀片时的各削刀片的对位容易。还具有能够使每个切削刀片的振动以及前角、螺旋角的偏差为最小限度的效果。

而且，如下配置用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片安装在枞树形刀具主体上的紧固螺纹或楔形紧固件和用于夹紧所述楔形紧固件的紧固螺纹的位置，即配置在距离成形在所述切削刀片上的、具有枞树形刀具整体的最小直径的凹状部的最小直径部0.5mm以上的位置，该凹状部与枞树形叶轮叶根部中设有的多个凸状部的形状对应地进行切削，由此在进行再次研磨时，不仅使研磨砂轮不与刀具发生干涉，还能够确保枞树形刀具整体的凹状部中具有外周切削刃最小直径的凹状部的容屑槽，所以，不会发生切屑阻塞，从而能够得到叶轮叶根部的良好切削面。

即，在所述位置不足0.5mm的情况下，切削时产生的切屑没有排出场所，并凝聚在具有最小直径的凹状部中，存在使叶轮叶根部的加工面恶化的可能性。

根据本发明，将切削刃制成所述装拆式超硬合金制切削刀片，并将该切削刀片的外周切削刃形成为铲背铣刀刃形，由此能够获得这样一种枞树形刀具，即，能够进行如以往的高速工具钢制枞树形刀具那样的再次研磨，并能够像以往的超硬合金制不重磨刀片式那样容易地更换切削刃，同时具有两者的长处。

作为本发明的效果，不仅如以往那样能够对枞树形刀具主体进行再次研磨，还能够在切削加工现场以及刀具管理现场等，仅对装拆式超硬合金制切削刀片进行更换，并能够通过螺纹卡定程度的简单作业容易地更换为新的装拆式超硬合金制切削刀片。即，根据本发明，能够使所谓的换产调整大幅简化。另外，即使在切削刃像以往废弃整个枞树形刀具时那样破损的情况下，也能够仅更换破损的切削刀片。

根据本发明，仅使切削刃为超硬合金制切削刀片，所以，能够减少高价稀有元素的使用。另外，能够容易地对超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面进行再次研磨并使用至所述切削刀片的寿命，所以，能够提供一种在原材料的使用方法上也考虑了地球环境的枞树形刀具。以往的不重磨式刀片虽然也能够更换，但使用过的刀片仅通过一次更换就废弃了。而本发明的枞树形刀具，由于能够在将切削刀片安装在刀具主体上的状态下进行再次研磨并使用至切削刀片的寿命，所以，从资源的有效利用的观点考虑，与不重磨式刀片相比，发明的效果大。

附图说明

图1是表示使用了本发明的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具进行加工的代表性叶轮叶片主体的形状的图。

图2是叶轮叶根部的截面放大图。

图3是包括叶轮叶根部前端附近的凹状部4和5及凸状部7和8的图2的局部放大图。

图4是表示本发明的实施例中使用的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的外观的图。

图5是表示本发明之一例的装拆式超硬合金制切削刀片的放大图。

图6是包含装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的凸状部20和21及凹状部23和24的图5的局部放大图。

图7是表示图5作为装拆式超硬合金制切削刀片的主视图时的左侧视图。

图8是表示使图5作为装拆式超硬合金制切削刀片的主视图时的俯视图旋转90°后的图。

图9是图7的左侧视图。

图10是表示叶轮叶根部与对其进行切削加工的本发明的枞树形刀具(安装了装拆式超硬合金制切削刀片)的切削位置的对应关系的图。

图11是表示专利文献2记载的铣刀工具的图，配置有成形为与各外周切削刃的凹状部以及外周切削刃的凸状部对应的形状的超硬合金制小切削刀片。

图12是表示为了对图11的铣刀工具进行再次研磨而使砂轮从前面侧接触时的、铣刀工具和再次研磨用砂轮的位置关系的图。

图13是表示在使用一枚图5记载的切削刀片的情况下，对本发明的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的外周切削刃的前面进行再次研磨时的前面、作为夹紧机构的楔形紧固件、紧固螺纹及再次研磨用砂轮的位置关系的图。

图14是表示在刀具旋转轴方向上夹紧2枚装拆式超硬合金制切削刀片的本发明的其他方式的枞树形刀具的实施例的图。

图15是表示仅通过紧固螺纹将1枚装拆式超硬合金制切削刀片夹紧的本发明的安装有切削刀片的枞树形刀具的其他实施例的图。

图16是表示粗加工叶轮叶根部时本发明的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具与被加工件即叶轮叶根部的位置关系的图。

图17是图14所示的本发明的枞树形刀具中的外周切削刃的凹状部22附近的放大图。

图18是图15所示的本发明的枞树形刀具中的外周切削刃的凹状部22附近的放大图。

附图标记的说明

1 叶轮叶片主体

2 叶轮叶根部

3 叶轮叶根部的凹状部

4 叶轮叶根部的凹状部

5 叶轮叶根部的凹状部

6 叶轮叶根部的凸状部

7 叶轮叶根部的凸状部

8 叶轮叶根部的凸状部

9 阶差的一半长度

10 阶差的一半长度

11 阶差的一半长度

12 枞树形刀具

13 枞树形刀具主体

14 装拆式超硬合金制切削刀片

14′ 外周切削刃中设有一个凸状部的切削刀片

15 楔形紧固件

16 紧固螺纹

17 外周切削刃

18 底刃

19 外周切削刃的凸状部

20 外周切削刃的凸状部

21 外周切削刃的凸状部

22 外周切削刃的凹状部

23 外周切削刃的凹状部

24 外周切削刃的凹状部

25 阶差的一半长度

26 阶差的一半长度

27 阶差的一半长度

28 基准面

29 基准面

30 加压面

31 装拆式超硬合金制切削刀片的安装部的宽度

32 外周切削刃的前面

33 外周切削刃的前角

34 基准面

35 外周切削刃的螺旋角

36 底刃的后角

37 小切削刀片

38 小切削刀片

39 小切削刀片

40 小切削刀片

41 小切削刀片的连接处

42 小切削刀片的连接处

43 小切削刀片的连接处

44 切削刀片的连接处

45 叶轮叶根部的精加工形状

46 切削余量

47 叶轮叶根部精加工前的形状

48 再次研磨用砂轮

49 最小直径部

50 最小直径部和楔形紧固件的间隔

51 最小直径部和紧固螺纹的间隔

O 叶轮叶根部的中心轴

O′ 刀具旋转轴

A 叶轮叶根部的凸状部8和叶轮叶根部的凹状部5的边界点

B 叶轮叶根部的凸状部7和叶轮叶根部的凹状部5的边界点

C 叶轮叶根部的凸状部7和叶轮叶根部的凹状部4的边界点

D 外周切削刃的凸状部20和外周切削刃的凹状部23的边界点

E 外周切削刃的凸状部21和外周切削刃的凹状部23的边界点

F 外周切削刃的凸状部21和外周切削刃的凹状部24的边界点

X 再次研磨用砂轮的中心

Y 再次研磨用砂轮的移动方向

具体实施方式

以下，参照图1至图18对实施本发明的方式进行说明。

图1是表示使用本发明的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具进行加工的代表性叶轮叶片主体的形状的图。在叶轮叶片主体1上设有叶轮叶根部2。叶轮叶根部2是用于使叶轮叶片主体1与叶轮旋转轴嵌合而设置的部分。

图2是叶轮叶根部的截面放大图。图2的斜线表示截面。叶轮叶根部2具有与叶轮叶根部2的中心轴O′正交的方向的宽度向图2的下方向反复增减，同时逐渐变窄的形状。在图2所示的叶轮叶根部2上，设有与叶轮叶根部的中心轴O′正交的方向的尺寸变窄的部分，即叶轮叶根部的凹状部3至凹状部5，还设有与叶轮叶根部的中心轴O′正交的方向的尺寸变宽的部分，即叶轮叶根部的凸状部6至凸状部8。若立体地观察叶轮叶根部，则叶轮叶根部的凸状部8为凸状部中直径最小的凸状部，叶轮叶根部的凹状部5为凹状部中直径最小的凹状部。

在本发明中，关于叶轮叶根部的各凹状部和凸状部及两者的边界的定义，利用图3进行说明。图3是包含叶轮叶根部前端附近的凹状部4和5及凸状部7和8的图2的局部放大图。在本发明中，在为叶轮叶根部的凸状部的情况下，将相邻凹凸的阶差在与叶轮叶根部的中心轴O′正交的方向上的长度的一半的外侧作为叶轮叶根部的凸状部，将相邻凹凸的阶差在与叶轮叶根部的中心轴O′正交的方向上的长度的一半的内侧作为叶轮叶根部的凹状部。

在图3中，举例说明，相邻凹凸的阶差是指凹状部5的最小直径部到相邻凸状部8或凸状部7的最大直径部分在垂直于中心轴方向上的距离。其他部分中的相邻凹凸的阶差的定义也可以同样考虑。在例如包含中心轴的剖视图的图3中，相邻凹凸的阶差的一半长度9，是在以与叶轮叶根部的中心轴O′正交的方向的长度来定义由叶轮叶根部的凸状部8和叶轮叶根部的凹状部5产生的阶差时的一半长度。叶轮叶根部的凸状部8和叶轮叶根部的凹状部5的边界点A表示在叶轮叶根部的凸状部8和叶轮叶根部的凹状部5之间，相对叶轮叶根部的凹状部5的最小直径部以阶差的一半长度9的量位于外侧的位置。

同样，在图3中，阶差的一半长度10，是在以与叶轮叶根部的中心轴O′正交的方向的长度定义由叶轮叶根部的凸状部7和叶轮叶根部的凹状部5产生的阶差的一半长度。叶轮叶根部的凸状部7和叶轮叶根部的凹状部5的边界点B表示在叶轮叶根部的凸状部7和叶轮叶根部的凹状部5之间，相对叶轮叶根部的凹状部5的最小直径部以阶差的一半长度10的量位于外侧的位置。

叶轮叶根部的凸状部7和凹状部4的阶差的一半长度11，是在以与叶轮叶根部的中心轴O′正交的方向的长度定义由凸状部7和叶轮叶根部的凹状部4产生的阶差的一半长度。叶轮叶根部的凸状部7和叶轮叶根部的凹状部4的边界点C表示在叶轮叶根部的凸状部7和叶轮叶根部的凹状部4之间，相对叶轮叶根部的凹状部4的最小直径部以阶差的一半长度11的量位于外侧的位置。

即，叶轮叶根部的凹状部5表示叶轮叶根部2中从所述边界点A到所述边界点B的部分。叶轮叶根部的凸状部7表示叶轮叶根部2中从所述边界点B到所述边界点C的部分。关于其他的叶轮叶根部的凹状部及叶轮叶根部的凸状部，也通过同样的方法来确定叶轮叶根部的凹状部及叶轮叶根部的凸状部的边界。

图4是表示本发明的实施例中也使用的安装了装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的外观的图。本发明的枞树形刀具12中，将装拆式超硬合金制切削刀片14安装在枞树形刀具主体13上。刀具主体13需要作为刀具的刚性，优选由对构造用合金钢或工具钢进行淬火回火后而获得的原料制造。图4记载的切削刀片由1枚构成，但还能够将该切削刀片在切削刃部的凹状部分割成为2枚。图14是两枚切削刀片被安装在刀具主体上时的本发明实施例。图4是本发明的第二发明的例子，作为夹紧机构，使用楔形紧固件15和紧固螺纹16。装拆式超硬合金制切削刀片14通过楔形紧固件15被紧固在枞树形刀具的刀具主体13上，而且，楔形紧固件15被紧固螺纹16夹紧。所述楔形紧固件以及用于夹紧所述楔形紧固件的紧固螺纹与外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部的间隔为0.5mm以上。

图5是表示本发明的一例即装拆式超硬合金制切削刀片的放大图。装拆式超硬合金制切削刀片14具有外周切削刃17及底刃18。如图5所示，在外周切削刃17中，外周切削刃的凸状部19至凸状部21和外周切削刃的凹状部22至凹状部24分别以直径不同的形状而整体设置成枞树状。另外，底刃18相当于安装了装拆式超硬合金制切削刀片14的枞树形刀具的底刃，该底刃是有助于刀具的中心轴方向的切削的部分。

关于本发明的外周切削刃的凹状部、外周切削刃的凸状部及所述凹状部和凸状部的边界的定义，使用对图5的凸状部20、21附近进行了放大的图6进行说明。图6是包含装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的凸状部20和21及凹状部23和24的图5的局部放大图。在图6中，将与刀具旋转轴O垂直的上下方向的长度中外周切削刃的凸状部的最长位置和与其相邻的凹状部的最短位置的阶差的正中(中间位置)的上侧作为外周切削刃的凸状部，将中间位置的下侧作为外周切削刃的凹状部。

具体举例而言，如包含中心轴的剖视图即图6所示，阶差的一半长度25是指由外周切削刃的凸状部20的最上部和外周切削刃的凹状部23的最下部产生的阶差的一半长度。外周切削刃的凸状部20和外周切削刃的凹状部23的边界点D表示在外周切削刃的凸状部20和外周切削刃的凹状部23之间，相对图6中外周切削刃的凹状部23的最下部以阶差的一半长度25的量位于上侧的位置。

阶差的一半长度26是在以图6中上下方向的长度定义由外周切削刃的凸状部21和外周切削刃的凹状部23产生的阶差时的一半长度。外周切削刃的凸状部21和外周切削刃的凹状部23的边界点E表示在外周切削刃的凸状部21和外周切削刃的凹状部23之间，相对于图6中外周切削刃的凹状部23的最下部以阶差的一半长度26的量位于图6中的上侧的位置。

阶差的一半长度27是在以图6中上下方向的长度定义由外周切削刃的凸状部21和外周切削刃的凹状部24产生的阶差时的一半长度。外周切削刃的凸状部21和外周切削刃的凹状部24的边界点F表示在外周切削刃的凸状部21和外周切削刃的凹状部24之间，相对于图6中的外周切削刃的凹状部24的最下部以阶差的一半长度27的量位于图6中的上侧的位置。

即，外周切削刃的凹状部23表示装拆式超硬合金制切削刀片中从所述边界点D到所述边界点E的部分。外周切削刃的凸状部21表示在装拆式超硬合金制切削刀片中从所述边界点E到所述边界点F的部分。关于其他的外周切削刃的凹状部及外周切削刃的凸状部，能够通过同样的方法来确定外周切削刃的凹状部、外周切削刃的凸状部及他们的边界。

图7是表示将图5作为装拆式超硬合金制切削刀片的主视图时的左侧视图。如图7所示，外周切削刃17的凸轮高度形成相同距离的铲背铣刀刃形。在装拆式超硬合金制切削刀片14上设有基准面28、基准面29及由楔形紧固件等夹紧机构形成的加压面30。基准面28的宽度为装拆式超硬合金制切削刀片的安装部的宽度31。在将所述装拆式超硬合金制切削刀片14紧固在枞树形刀具主体上时，基准面28、基准面29成为枞树形刀具旋转方向的定位基准面，并与枞树形刀具主体接触。另外，该加压面30被楔形紧固件加压，并使基准面28及基准面29向枞树形刀具主体侧靠紧，所以，能够在刀具主体上安装所述切削刀片。以与加压面30连接的方式设有外周切削刃的前面32，在图7中，所述外周切削刃的前面32和加压面30所成的角度由外周切削刃的前角33表示。外周切削刃的前角33优选为15°至0°，在从粗加工到半精加工的加工过程中，前角可以形成为10°所有。如精加工用枞树形刀具等那样需要特别高的精度的情况下，可以使外周切削刃的前角33形成为0°左右。

图8是将以图5作为装拆式超硬合金制切削刀片的主视图时的俯视图旋转90°后的图。在装拆式超硬合金制切削刀片14上设有基准面29、基准面34及加压面30。在所述装拆式超硬合金制切削刀片14被紧固在枞树形刀具主体上的情况下，基准面34成为枞树形刀具旋转轴方向的定位基准面，与枞树形刀具主体接触。在装拆式超硬合金制切削刀片14上设有外周切削刃的前面32，从枞树形刀具的外周的方向观察时，所述外周切削刃的前面32的倾斜度由外周切削刃的螺旋角35表示。此外，为了降低切削阻力，在所述装拆式超硬合金制切削刀片14上设有外周切削刃的螺旋角35极为有效。外周切削刃的螺旋角35优选为0°以上30°以内，更优选的范围是5°～15°为适量。另外，在如精加工用枞树形刀具等那样，特别需要枞树形具有高精度的情况下，可以使外周切削刃的螺旋角35接近0°。另外，优选在所述装拆式超硬合金制切削刀片14上，如图6那样将底刃的后角36设置为0.5°～6°左右，更优选的角度为1°～3°。

图9是图7的左侧视图。如图9所示，在装拆式超硬合金制切削刀片上，以与外周切削刃的前面32在材料上连结的方式设置楔形紧固件等的夹紧机构的加压面30。夹紧机构所作用的加压面30是通过对刀具主体加压而紧固的部分，所以优选确保其面积如图9所示那样尽可能大，与外周切削刃的前面32的边界优选相对外周切削刃的最小外周切削刃凹状部的底部隔开0.5mm以上5.0mm以下的范围。

图10是表示叶轮叶根部和对其进行切削加工的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的本发明的枞树形刀具的切削位置的对应关系图。装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的凸状部19、外周切削刃的凸状部20、外周切削刃的凸状部21分别成为对叶轮叶根部的凹状部3、叶轮叶根部的凹状部4、叶轮叶根部的凹状部5进行切削加工的部位。另外，装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的凹状部22、外周切削刃的凹状部23、外周切削刃的凹状部24分别成为对叶轮叶根部的凸状部6、叶轮叶根部的凸状部7、叶轮叶根部的凸状部8进行切削加工的部位。此外，图10中的虚线表示切削加工时外周切削刃的各凸状部及凹状部与叶轮叶根部的凹状部以及凸状部的各部位对应的位置。

从图10的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具12的外周切削刃17和叶轮叶根部2的位置关系也可知，在安装了装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具12的外周切削刃的凹状部中，具有外径最小的部分的外周切削刃的凹状部22对叶轮叶根部的凸状部中水平方向的尺寸最宽的部分即叶轮叶根部的凸状部6进行加工。因此可知，安装了装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具12的外周切削刃17和叶轮叶根部2的各直径的大小关系相反。

图11是表示专利文献2记载的铣刀工具的图，配置有成形为与各外周切削刃的凹状部以及外周切削刃的凸状部对应的形状的超硬合金制小切削刀片。在配置了超硬合金制小切削刀片的铣刀工具上，与每一个凸状部对应且具有不同形状的超硬合金制小切削刀片37、38、39、40通过紧固螺纹16(图11中为四个)被直接紧固在枞树形刀具的刀具主体13上。

在以往的铣刀工具中，尤其是在精加工用枞树形刀具的情况下，若存在图11那样的小切削刀片的连接处41、42、43，则不能避免在加工完的叶轮叶根部上也残留因小切削刀片的连接处被转印而产生的条纹，使加工面的品质劣化。

在图11所示的按照切削刃的各个凹凸配置超硬合金制小切削刀片的现有不重磨式刀具中，不能在将所述小切削刀片安装在刀具主体上的状态下进行再次研磨。其理由在于，为了对图11的铣刀工具进行再次研磨而使其从前面侧接触砂轮时的、铣刀工具和再次研磨用砂轮的位置关系，如图12所示。

图12是表示为了对图11的铣刀工具进行再次研磨而从前面侧使其与砂轮接触时的、铣刀工具和再次研磨用砂轮的位置关系的图。图12的虚线表示进行再次研磨时再次研磨用砂轮48通过的外形线，十字线的中心表示再次研磨用砂轮的中心X。所述砂轮的中心X为了进行再次研磨而沿Y方向从图12的右侧向左侧移动。如图12所示，在使再次研磨用砂轮48沿再次研磨用砂轮的移动方向Y从右侧向左侧移动的情况下，再次研磨用砂轮48与用于安装小切削刀片37的紧固螺纹16发生干涉，使紧固螺纹16破损，所以，导致小切削刀片不能装拆。因此，如专利文献2记载的铣刀工具那样的小切削刀片式铣刀工具，存在不能在安装了小切削刀片的状态下对前面进行再次研磨的决定性缺陷。假设在拆下小切削刀片后准备其他的再次研磨用刀具的情况下，再次研磨时的切削刀片的固定是通过将再次研磨时的固定用螺纹紧固在小切削刀片上来进行的。因此，再次研磨时，由于砂轮和其固定用螺纹发生干涉，所以不能对小切削刀片的前面进行再次研磨。另外，不使用固定用螺纹而通过夹具等握持小切削刀片，从而对再次研磨时的小切削刀片进行固定并进行再次研磨，此种情况下，再次研磨后的小切削刀片的尺寸精度变得非常不好，对切削性能产生不好的影响，因此，不实用。

本发明与所述专利文献2记载的铣刀工具不同，使安装了装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的外周切削刃如图5所示的切削刀片14那样，在刀具旋转轴方向具有1枚或充其量2枚程度的装拆式超硬合金制切削刀片14。(这里所说的1枚装拆式超硬合金制切削刀片是指刀具旋转轴方向的所述装拆式超硬合金制切削刀片14的数量，而不是刀具旋转方向的刀具数。)。本发明中，不像如图11记载的以往不重磨式铣刀工具那样，根据外周切削刃的各个凹凸分开使用形状不同的小切削刀片37、38、39、40，而是将所述装拆式超硬合金制切削刀片的数量抑制在2枚以下的最少数量。由此，本发明的枞树形刀具容易将装拆式超硬合金制切削刀片安装到刀具主体上，还能够大幅削减安装工时以及刀具费用。

本发明的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的发明效果能够在对其外周切削刃的前面进行再次研磨时得到充分发挥。图13是表示在使用一枚图5记载的切削刀片的情况下，对本发明的安装了装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的外周切削刃的前面进行再次研磨时的、前面、作为夹紧机构的楔形紧固件、紧固螺纹及再次研磨用砂轮的位置关系图。图中的虚线表示在研磨加工外周切削刃的前面时再次研磨用砂轮48的外形线，十字线的中心表示再次研磨用砂轮的中心X。本发明中，加压面30、楔形紧固件15及紧固螺纹16都相对外周切削刃的最小直径后退设置，所以，即使在使再次研磨用砂轮48沿再次研磨用砂轮的移动方向Y移动的情况下，在外周切削刃的前面进行研磨加工时，所述楔形紧固件15以及用于对楔形紧固件进行夹紧的紧固螺纹16也不会与再次研磨用砂轮48发生干涉，从而能够进行枞树形刀具的再次研磨。其效果与使外周切削刃的尺寸和砂轮的直径与图13相同而进行说明的、砂轮对以往的小切削刀片的干涉图(图12)相比较一目了然。

另外，如前所述，使装拆式超硬合金制切削刀片的枚数在沿刀具旋转轴方向进行计数时为每1刀刃1枚或2枚，且将外周切削刃形成为铲背铣刀刃形，由此，在刀具旋转方向的每1刀刃中，仅通过沿刀具旋转轴方向的1枚或2枚切削刀片即可完成枞树形刀具的再次研磨，并将其反复进行刀具旋转方向的刀刃数量。即，本发明的枞树形刀具是具有装拆式超硬合金制切削刀片的切削刃的枞树形刀具，而且，能够以与以往的高速工具钢制枞树形刀具相同的感觉进行再次研磨。

图14是表示在刀具旋转轴方向夹紧2枚装拆式超硬合金制切削刀片的本发明其他方式的枞树形刀具的实施例的图。图14所示的枞树形刀具是将设有两个外周切削刃的凸状部的装拆式超硬合金制切削刀片14和设有一个外周切削刃的凸状部的切削刀片14’作为一组而紧固在刀具主体上的枞树形刀具。另外，图14所示的枞树形刀具的构造为，使楔形紧固件15贴合在设于切削刀片14及14’上的加压面30上，并将贯穿楔形紧固件15的紧固螺纹16紧固在枞树形刀具的刀具主体13上。关于外周切削刃17的沿刀具旋转轴方向的长度超过40mm的中型至大型刀具，为了构成外周切削刃17，有时沿刀具旋转轴方向需要2枚切削刀片14和14′，但如图14所示，使切削刀片14和14′以凹状部处连结，通过楔形紧固件15以及紧固螺纹16夹紧，所以，不会使切削刀片的连接处44在叶轮叶根部转印而在叶轮叶根部的凹状部上产生条纹。对切削刀片进行分割是因为考虑到了叶轮叶根部的刚性，但即使在进行分割的情况下，切削刀片的数量也以2枚为限度。

图15是表示仅通过紧固螺纹对1枚装拆式超硬合金制切削刀片进行夹紧的本发明的、安装有切削刀片的枞树形刀具的其他实施例的图。如图15所示，通过紧固螺纹16直接夹紧装拆式超硬合金制切削刀片14，可以将所述切削刀片14固定在枞树形刀具的刀具主体13上。在为图13以及图15所示那样的不分割的切削刀片的类型时，再次研磨通过1枚切削刀片即可完成，所以，能够大幅度地削减再次研磨花费的费用以及缩短再次研磨的交货期。

图16是表示在叶轮叶根部粗加工时本发明的安装了装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具以及被加工件即叶轮叶根部的位置关系图。在图示中，叶轮叶根部2、枞树形刀具12都部分省略了与切削加工无关的部位。在将本发明的装拆式超硬合金制切削刀片用于为形成叶轮叶根部的精加工前形状47的粗加工用枞树形刀具12的情况下，装拆式超硬合金制切削刀片优选以相对图16中虚线所示的精加工后的叶轮叶根部的形状即叶轮叶根部的精加工形状45设置大致一定的精加工用切削余量46的方式进行切削。另外，在法线方向对外周切削刃的凹状部以及凸状部的任意点进行测定时，所述切削余量46相对于外周切削刃的形状曲线的长度优选为0.05mm～0.5mm。

在所述切削佘量46不足0.05mm的情况下，切削余量46过于少量，因粗加工在加工面上形成的条纹在精加工后不能被除去，可能导致加工面的表面粗糙度恶化，相反，在切削余量46超过0.5mm的情况下，由于精加工用枞树形刀具的切削负荷大，导致精加工面的品质恶化以及精加工用枞树形刀具的寿命缩短等问题。上述粗加工用外周切削刃17形成为具有波形切削刃的粗加工刃形，这对切削性能有效。在叶轮叶根部2需要粗加工和精加工的中间加工面以及切削条件的情况下，在切削刀片的外周切削刃17上配置从U型、V型、凹型、圆弧以及直线等形状中选择的成形刻痕是有效的。

此外，若对本发明的装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃涂布硬质被膜，则在再次研磨外周切削刃的前面之后，在外周切削刃的外周面还残存最初包覆的硬质被膜的涂膜，并保持涂层的效果，因此，能够期待以低成本维持高性能且使刀具寿命进一步延长。

图17是图14所示的本发明的枞树形刀具中的外周切削刃的凹状部22附近的放大图。如图17中所示，在将装拆式超硬合金制切削刀片14通过楔形紧固件15和紧固螺纹16紧固在枞树形刀具主体上的情况下，优选将楔形紧固件15设置在以下位置上，即在外周切削刃的凹状部22，沿着与刀具旋转轴O垂直的方向即图17中的上下方向进行测定时，刀具旋转轴O和外周切削刃的凹状部22的间隔为最小长度的最小直径部49与楔形紧固件15的间隔即最小直径部和楔形紧固件的间隔50为0.5mm以上的位置。由此，即使在使再次研磨用砂轮48沿再次研磨用砂轮的移动方向Y移动的情况下，再次研磨用砂轮也不会与用于将装拆式超硬合金制切削刀片14紧固在枞树形刀具主体上的楔形紧固件15等发生干涉，从而能够进行再次研磨。

图18是图15所示的本发明的枞树形刀具中外周切削刃的凹状部22附近的放大图。在仅通过紧固螺纹16来夹紧装拆式超硬合金制切削刀片14的情况下，优选将紧固螺纹16设置在以下位置上，即在外周切削刃的凹状部22沿着与刀具旋转轴O垂直的方向即图18中的上下方向进行测定时，刀具旋转轴O和外周切削刃的凹状部22的间隔为最小长度的最小直径部和紧固螺纹的间隔51为0.5mm以上的位置。由此，因与图17相同的理由，在对外周切削刃的前面进行再次研磨时，再次研磨用砂轮不会与用于将所述切削刀片14紧固在枞树形刀具主体上的紧固螺纹16发生干涉，从而能够进行再次研磨。

在图17中的最小直径部和楔形紧固件的间隔50或图18中的最小直径部和紧固螺纹的间隔51不足0.5mm的情况下，在进行再次研磨时，再次研磨用砂轮有可能与楔形紧固件以及紧固螺纹发生干涉。另外，在对本发明进行研发的过程中确认了以下结果，即，在进行切削加工时，由于具有最小直径部49的外周切削刃的凹状部22的容屑槽变小，所以，切屑容易阻塞，有可能使叶轮叶根部的加工面的品质降低，或者，最坏的情况是装拆式超硬合金制切削刀片有可能破损并使叶轮叶根部不良。若将最小直径部和楔形紧固件的间隔50以及最小直径部和紧固螺纹的间隔51设为0.5mm以上，则切屑的排出也变得容易，但考虑到与尽可能确保夹紧力的目的的平衡，1mm至3mm左右最合适。

在最小直径部和楔形紧固件的间隔50及最小直径部和紧固螺纹的间隔51超过5.0mm的情况下，所述螺纹以及所述楔形紧固件的夹紧力降低，在切削中有可能发生所述切削刀片振动或偏移。

在本说明书中，作为用于将装拆式超硬合金制切削刀片紧固在枞树形刀具主体上的夹紧机构的一例，具体例示了使用楔形紧固件以及紧固螺纹的枞树形刀具，但只要能够实现将所述切削刀片紧固在枞树形刀具主体上的目的，还可以使用利用夹紧挡块的夹紧方法等各种夹紧方法。

用于将装拆式超硬合金制切削刀片紧固在枞树形刀具主体上的方法，优选使用楔形紧固件。与通过紧固螺纹将所述切削刀片紧固在点上的情况相比，通过楔形紧固件和紧固螺纹以面进行夹紧的情况在刚性方面有利，因为能够期待在使用中抑制因切削阻力而产生的所述切削刀片的偏移等。此外，楔形紧固件的数量优选1枚切削刀片为两个左右，但根据切削刀片的大小，还可以为一个或多个。而且，通过一个可覆盖1枚切削刀片的一半以上的面积的大楔形紧固件进行夹紧等的方法在刚性方面以及夹紧工时方面也是有效的。

叶轮叶根部的加工用枞树形刀具粗略地分为粗加工用刀具和精加工用刀具。在粗加工用刀具的情况下，可以使用将外周切削刃形成为由波形切削刃构成的粗加工切削刃的刀具，或者配置有由U型、V型、凹型、圆弧以及直线等构成的成形刻痕的刀具等，只要适当选择外周切削刃的切削刃形状、前角以及螺旋角后加以使用即可。另一方面，在精加工用刀具的情况下，可以采用重视树形的形状精度的、外周切削刃的螺旋角以及外周切削刃的前角为0°或接近0°的刃形的枞树形刀具。

本发明中，使上述粗加工用以及精加工用的切削刀片的安装部的宽度差为最小限度，由此，无论外周切削刃的形状以及枞树形刀具的使用用途如何，都能够共用枞树形刀具主体。因此，粗加工用切削刀片的安装部的宽度(图7中的标记31)和精加工用切削刀片的安装部的宽度的差优选在1.0mm以内。在所述安装部的宽度差超过1.0mm的情况下，楔形紧固件以及紧固螺纹的夹紧力不足，并且切削刀片可能会在切削中偏移、破损。

其次，在使用本发明的枞树形刀具时，尤其是在被用于叶轮叶根部的精加工用的枞树形刀具的情况下，从枞树形刀具的精度管理及提高效率的角度考虑，最优选用新安装的装拆式超硬合金制切削刀片对叶轮叶根部进行切削加工，然后，在该状态下反复进行再次研磨并使用。另外，因很少发生的装拆式超硬合金制切削刀片的破损等，也可以仅对破损的装拆式超硬合金制切削刀片进行更换并使用。

本发明中，用于精加工的枞树形刀具主体，若发生精度的劣化，则能够转用到对切削刀片的安装精度存在较大余地的粗加工中。这样，使用本发明的枞树形刀具时，装拆式超硬合金制切削刀片以及刀具主体都能够循环使用，由此使刀具的废弃频率大幅度降低，并够实现有利于地球环境的叶轮叶片的加工。

下面，对将装拆式超硬合金制切削刀片安装在枞树形刀具主体上的本发明的枞树形刀具的制造方法进行说明。

在制造安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的情况下，切削刀片和刀具主体的组合有以下两种方法。第一种组合为，在制作时，完成装拆式超硬合金制切削刀片的基准面28、基准面29、及基准面34的研磨加工后，在枞树形刀具主体上安装装拆式超硬合金制切削刀片，使枞树形刀具主体一体化，然后进行装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面和外周切削刃的铲背铣刀刃形的研磨加工以及底刃的研磨加工。该情况下的优点为，不仅为安装了装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具，同时与以高速工具钢制为代表的整体型同样地容易进行枞树形的高精度加工。该枞树形刀具的组合方法尤其在用于精加工用枞树形刀具时有效。

第二种组合为，预先准备其他枞树形刀具主体作为主体，通过所述主体进行装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面和外周切削刃的铲背铣刀刃形的研磨加工以及底刃的研磨加工，并完成装拆式超硬合金制切削刀片，然后将所述装拆式超硬合金制切削刀片重新安装在其他的枞树形刀具主体上。该情况下的优点可以举出：能够先生产大量相同形状的装拆式超硬合金制切削刀片；另外，能够在用枞树形刀具对叶轮叶根部进行加工的现场安装装拆式超硬合金制切削刀片，所以，交付对应以及刀具管理变得容易。该安装方法与尤其进行精加工用的枞树形刀具相比，可以适用于在安装精度方面存在余地的粗加工用枞树形刀具。

下面，在对本发明的枞树形刀具进行再次研磨的情况下，基本的考虑方法为，将装拆式超硬合金制切削刀片和枞树形刀具主体即使在再次研磨时也处于制作时紧固的组合状态，并在该组合状态下，重复进行刀具的使用和再次研磨，保持所述切削刀片的寿命。这是由于最优先考虑安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的枞树形精度，在替换切削刀片时，为了避免偶尔发生的细微安装误差以及安装错误导致的事故，将安全方面以及品质管理方面作为最优先考虑的因素。

在本发明的枞树形刀具主体中优选设置油孔以对切削刃进行冷却以及排出切屑等，对于刀具旋转方向的每1刀刃，将油孔设置在一处到三处左右是有效的。另外，优选至少在装拆式超硬合金制切削刀片上实施硬质被膜的包覆。作为硬质被膜的种类，能够适用以TiAlN类、TiSiN类、AlCrN类、TiN类等作为主体，并将这些材料进行组合层叠的复合被膜。此外，此处关于被膜种类中列举的“类”是指，以由这些元素构成的化合物作为主体，还可以包含其他的Si、B以及Zr等元素。

以下，通过下述实施例详细地说明本发明，但本发明不受实施例的记载的限定。

【实施例】

作为本发明的实施例，制作四种叶轮叶片根加工用枞树形刀具。各枞树形刀具的切削刃的规格如下。

本发明例1及2的枞树形刀具，如图4所示，刀具旋转方向的刀刃数为4枚刃，所述4枚刃中每1枚刃的装拆式超硬合金制切削刀片的数量为1枚，所述切削刀片通过楔形紧固件和紧固螺纹被固定在枞树形刀具主体上。外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部和楔形紧固件的间隔为0.5mm。即若以以往的高速工具钢制枞树形刀具为例，相当于4枚刃的枞树形刀具。

本发明例3及4的枞树形刀具，其刀具旋转方向的刀刃数为4枚刃，所述4枚刃中的每1枚刃的装拆式超硬合金制切削刀片的数量为2枚，即被分割成两部分，所述切削刀片通过楔形紧固件和紧固螺纹被固定在枞树形刀具主体上。外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部和楔形紧固件的间隔为0.5mm。作为切削刀片的形状及夹紧机构，为图14那样的形状。

本发明例1是粗加工使用的刀具，本发明例2是精加工使用的刀具，共用本发明例1的刀具主体安装切削刀片而进行制造。本发明例3、本发明例4是使用分割成为两部分的装拆式超硬合金制切削刀片的刀具，本发明例3进行粗加工，本发明例4共用本发明例3的刀具主体安装切削刀片，进行精加工。

现有例1和现有例2中，安装专利文献2记载的超硬合金制小刀片，并且现有例1以适用于粗加工用的超硬合金制小刀片准备枞树形刀具，现有例2以适用于精加工用的超硬合金制小刀片准备枞树形刀具。现有例3、现有例4是一直以来最通常使用的刀具，是刀具主体以及切削刃部都一体地由高速工具钢制造的被称为整体型的枞树形刀具。现有例3准备了设置有波形外周刃的粗加工用刀具，现有例4准备了精加工用枞树形刀具。本发明例1至4及现有例1至4的规格在表1中示出。

表1

任何枞树形刀具的各外周切削刃的凹状部及外周切削刃的凸状部的外径尺寸和刃形状在粗加工用和精加工用的区分中都是统一的。

粗加工用的外径尺寸如下设置：从枞树形刀具的底刃依次可见外周切削刃的凸状部和外周切削刃的凹状部，第一凸状部即外周切削刃的凸状部19的最大外径约为76.5mm，第二凸状部即外周切削刃的凸状部20的最大外径约为80.9mm，第三凸状部即外周切削刃的凸状部21的最大外径约为85.6mm，第一凹状部即外周切削刃的凹状部22的最小外径约为70.0mm，第二凹状部即外周切削刃的凹状部23的最小外径约为74.8mm，第三凹状部即外周切削刃的凹状部24的最小外径约为79.6mm，从底刃距第三凸状部的最大外径的距离约为22.9mm。精加工用的外径尺寸如下设置：在法线方向对外周切削刃的形状曲线进行测定时，长度比粗加工用尺寸大0.5mm，精加工用的枞树形刀具的外周切削刃的凸状部的最大外径及外周切削刃的凹状部的最小外径分别比粗加工用尺寸大1.0mm。

关于切削刃的规格，对于进行粗加工的本发明例1和3，外周切削刃的螺旋角为5°，外周切削刃的前角在最靠近前端的第一凸状部即外周切削刃的凸状部19中被设定为约5°。另外，在本发明例1及3的装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃上具有由波形切削刃构成的粗加工切削刃，且在装拆式超硬合金制切削刀片的表面涂布了硬质被膜，该硬质被膜是最下层为TiAlN、最上层为TiSiN的层叠构造。关于进行精加工的本发明例2和4，外周切削刃的螺旋角为0°，外周切削刃的前角在最靠近前端的第一凸状部即外周切削刃的凸状部19中被设定为约5°。另外，本发明例2及4的装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃不具有粗加工切削刃，而是具有为叶轮叶根部的树形状的通常切削刃，关于本发明例2和4，在切削刀片的外周切削刃表面涂布了硬质被膜，该硬质被膜是最下层为TiAlN、最上层为TiSiN的层叠构造。尤其是，由于本发明例2的切削刀片为图4所示的未分割型刀片，所以，不发生涂层膜厚的不均，与现有例2相比，考虑到精度的切削刀片的安装容易得多，与本发明例4相比也可简单地完成。

现有例1、2的枞树形刀具，如图11所示，刀具旋转方向的刀刃数为4枚刃，所述4枚刃中的每1枚刃的超硬合金制小切削刀片的数量为4枚，超硬合金制小切削刀片通过紧固螺纹固定。超硬合金制小切削刀片的形状在外周切削刃上具有枞树形凸状部，将各小切削刀片在枞树形凹状部处连结。

若以以往的高速工具钢制枞树形刀具为例，则相当于4枚刃的枞树形刀具，在整个枞树形刀具上配置16枚超硬合金制小切削刀片。在现有例1的枞树形刀具中，在制作超硬合金制小切削刀片时，通过模具来制作粗加工切削刃是比较困难的，由于不具有本发明例1的枞树形刀具那样的粗加工切削刃而是通常切削刃，所以，能够容易地推测出粗加工时的切削阻力与本发明例1相比大幅增加。

关于粗加工用即现有例1的刀具的切削刃规格，外周切削刃的螺旋角为0°，外周切削刃的前角在图11所示的最靠近前端的小切削刀片37中约为1°。另外，在超硬合金制的各小切削刀片的表面涂布了硬质被膜，该硬质被膜是最下层为TiAlN、最上层为TiSiN的层叠构造。

关于精加工用即现有例2的切削刃的规格，外周切削刃的螺旋角为0°，外周切削刃的前角在图11所示的最靠近前端的小切削刀片37中约为1°。另外，在超硬合金制的各小切削刀片的表面涂布了硬质被膜，该硬质被膜是最下层为TiAlN、最上层为TiSiN的层叠构造。由于现有例1和现有例2都是分割成4枚小切削刀片刃，所以，将涂层结束后的小切削刀片安装到刀具主体上时，用于维持尺寸精度而进行位置调整所需的时间比本发明例多3倍左右。

进行粗加工的现有例3、进行精加工的现有例4的枞树形刀具都是由高速工具钢制成的整体型枞树形刀具。现有例3被设定为：沿刀具旋转方向计数时的刀刃数为4枚，外周切削刃的螺旋角为5°，外周切削刃的前角约为5°。现有例4被设定为：在沿刀具旋转方向进行计数时的刀刃数为4枚，外周切削刃的螺旋角及外周切削刃的前角都为0°。现有例3的外周切削刃具有由波形切削刃构成的粗加工切削刃，现有例4的外周切削刃不是粗加工切削刃而是具有为通常树形的通常切削刃。另外，在现有例3及现有例4的外周切削刃的表面涂布了硬质被膜，该硬质被膜是最下层为TiAlN、最上层为TiSiN的层叠构造。

对本发明例1至4的枞树形刀具的制作工序进行说明。本发明的制作工序被分为：枞树形刀具主体的制作工序(第一工序到第五工序)；装拆式超硬合金制切削刀片的加工工序及使枞树形刀具主体和切削刀片一体化的加工工序。

首先，枞树形刀具主体的制作工序的第一工序是原材料的切断，在这里原材料使用工具钢即SKD61。在第二工序的刀具主体的旋削中，使枞树形刀具主体的柄部形成为直径42mm的直柄，在外周设置约0.2mm的研磨余量。接下来，沿着应加工的叶轮叶根部的枞树形轮廓，对紧固装拆式超硬合金制切削刀片的部分即枞树形部进行成形旋削加工，使刀具成为缩小约0.5mm枞树形的形状。

刀具主体制作的第三工序为铣刀加工工序，是外周刃槽切和夹紧机构(紧固装拆式超硬合金制切削刀片的接合面)的前加工、插入楔形紧固件的部分及紧固螺纹的加工工序。第四工序中，进行热处理，使枞树形刀具主体的硬度约为50HRC。第五工序是枞树形刀具主体的研磨工序，进行枞树形刀具主体的柄部的圆筒研磨，使得针对直径为42mm的尺寸，配合公差h为6。此外，更进一步需要装拆式超硬合金制切削刀片的夹紧精度的情况下，可以对夹紧机构(紧固装拆式超硬合金制切削刀片的接合面)及插入楔形紧固件的部分实施研磨工序。

另一方面，装拆式超硬合金制切削刀片的加工工序为，首先准备六面被研磨加工过的长方体形超硬原材料(原材料的制造工序省略)，沿着预先设定的装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形的精加工形状，通过线切割成形为设置了约0.3mm的研磨余量的形状，然后，在本发明例1及2中，将装拆式超硬合金制切削刀片和枞树形刀具主体通过楔形紧固件和紧固螺纹夹紧并牢固地使其一体化。

另外，本发明例3及4如图14所示，通过线切割成形并制作出具有外周切削刃的凸状部19及外周切削刃的凸状部20的装拆式超硬合金制切削刀片14和设有一个具有外周切削刃的凸状部21的外周切削刃的凸状部的切削刀片14′。沿刀具旋转轴方向并列2枚装拆式超硬合金制切削刀片14及设有一个外周切削刃的凸状部的切削刀片14′，然后使所述切削刀片14及所述切削刀片14′通过楔形紧固件和紧固螺纹紧固在枞树形刀具主体上，从而使其一体化。

在使枞树形刀具主体和切削刀片一体化后的第一工序是对装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面进行研磨的工序，对于作为扁钢的装拆式超硬合金制切削刀片的原材料，用金刚石砂轮对外周切削刃的前面进行研磨。本发明例1及3的切削刃由于为粗加工切削刃，所以，为了优先切削性，如图7那样，使外周切削刃的前面32的形状形成为大致圆弧状。而作为精加工用枞树形刀具的本发明例2及4，对于扁钢的装拆式超硬合金制切削刀片的原材料，在扁钢上对前面进行研磨，极力抑制再次研磨时的变形。

使刀具主体和切削刀片一体化后的第二工序是用金刚石砂轮对所述切削刀片的外周切削刃进行铲背研磨。然后，作为第三工序，是进行所述切削刀片的底刃的刃磨加工，至此，研磨工序结束。

在安装了装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的最后工序中，在外周切削刃上涂布硬质被膜，但此时，使完成了研磨的装拆式超硬合金制切削刀片临时从枞树形刀具主体上拆下，在涂布后再次进行夹紧操作，从而完成最后工序。夹紧操作需要确保外周切削刃的位置精度，可以通过投影机边进行切削刀片的位置管理边将所述切削刀片安装在规定的位置上。

(切削实施例)

(实施例1)

关于本发明例1、本发明例3、现有例1及现有例3，使用本发明例和现有例的枞树形刀具进行了粗加工的切削试验。各枞树形刀具的外周切削刃、切削刀片及小切削刀片的种类和诸要素如表1所示。

切削试验使用的叶轮叶片的材质为含有13重量％的铬元素的不锈钢类的耐热钢，叶轮叶片的形状为图2所示的由三个叶轮叶根部的凸状部、三个叶轮叶根部的凹状部构成的形状。

切削条件为，在本发明例1、本发明例3及现有例1中，使刀具的转速为280次/min，进给速度为168mm/min。另外，由于现有例3为高速工具钢制，所以，现有例3的切削条件比本发明例1、本发明例3及现有例1中的切削条件低，即刀具的转速为90次/min，进给速度为43mm/min。对本发明例以及现有例的枞树形刀具的寿命的评价是通过以下方式进行的，即通过光学显微镜对外周切削刃的凸状部中包含最大直径的外周切削刃的凸状部的最大径部的最大磨损量进行测定，对所述最大磨损量约为0.15mm时的总切削长度进行比较。

评价基准为，若总切削长度为30m以上，则判断为良好，若总切削长度不足30m，则判断为不良。将试验结果表示在表2中。

表2

进行粗加工的本发明例1及本发明例3的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的总切削长度分别为36m、35m，显示了良好的结果。而进行粗加工的现有例1的总切削长度为27m，不良。现有例3，虽然降低了切削条件，但总切削长度为13m。

能够确认本发明例的枞树形刀具在切削性能方面比现有例具有优越性。推测实施例1中的本发明例1、本发明例3和现有例1的总切削长度不同的原因为，在现有例1中，因在制作小刀片时不在外周切削刃上设置粗加工切削刃，螺旋角以及前角也没有充分设置，所以切削刃的负荷变得过大。对于现有例3，推测是由于母材为高速工具钢，所以，耐磨损性与超硬合金相比较差。

(实施例2)

关于本发明例2、本发明例4、现有例2及现有例4，使用本发明例和现有例的枞树形刀具进行精加工的切削试验，所述精加工是对在实施例1中经过粗加工的叶轮叶根部进行精加工。各枞树形刀具的外周切削刃、切削刀片及小切削刀片的种类和诸要素如表1所示。

对于切削条件，在本发明例2、本发明例4及现有例2中，使刀具的转速为280次/min，进给速度为112mm/min。另外，由于现有例4为高速工具钢制，所以，现有例4的切削条件与本发明例2、本发明例4及现有例2中的切削条件相比较低，即刀具的转速为90次/min，进给速度为36mm/min。

作为评价基准，是通过接触式表面粗糙度测定器对精加工后的叶轮叶片的加工面进行测定，若表面粗糙度的最大高度Rz为0.50μm以下则判断为良好，在表面粗糙度的最大高度Rz超过0.50μm的情况下则判断为不良。将试验结果表示在表3中。

表3

进行精加工的本发明例2及本发明例4的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具的表面粗糙度的最大高度Rz分别为0.50μm以下，显示出良好的结果。另外，现有例2的最大高度粗糙度Rz为0.92μm，现有例4的最大高度粗糙度Rz为1.83μm，不良。

能够确认，本发明例在精加工表面粗糙度方面与现有例样品相比具有优越性。推测实施例2中的本发明例2、本发明例4和现有例2的精加工面的表面粗糙度的最大高度Rz不同的原因为，由于现有例2的外周切削刃由小切削刀片形成，所以，因小切削刀片的连接处导致精加工面的品质降低，或者与本发明例2、本发明例4相比，锋利度劣化。推测现有例4中，因母材为高速工具钢，所以，与超硬合金相比会更快被磨损，导致精加工面的品质降低。

(实施例3)

在本发明中，通过精加工来比较外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部和楔形紧固件的间隔及最小直径部和紧固螺纹的间隔。

在本发明例5至13中，共用本发明例1中使用的枞树形刀具主体，边调整刀片的高度边实施。此时，作为切削刀片的夹紧方法即夹紧机构，使用楔形紧固件及紧固螺纹，使外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部和楔形紧固件的间隔分别为0mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm、1.5mm、3.0mm及5.0mm，除此以外，与本发明例2的规格相同。

在本发明例14至22中，制成图13那样的枞树形刀具主体，边调整刀片的高度边实施。此时，作为切削刀片的夹紧方法即夹紧机构，使用紧固螺纹，使外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部和紧固螺纹的间隔分别为0mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm、1.5mm、3.0mm及5.0mm，除此以外，与本发明例4的规格相同。

切削条件与本发明例2相同，使刀具的转速为280次/min，进给速度为112mm/mim。另外，评价基准与实施例2相同。将试验结果汇总示于表4。

表4

在本发明例5至22中，各表面粗糙度的最大高度Rz为0.50μm以下，与切削刀片的夹紧方法无关，均显示出良好的结果。另外，在本发明例8至13及本发明例17至22中，最大高度粗糙度Rz为0.45μm以下，显示出更良好的结果。在这些实施例中，由于外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部和楔形紧固件的间隔或外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部和紧固螺纹的间隔为0.5mm以上，所以，提高了切屑的排出性。

(再次研磨的实施例)

在加工现场对实施例1中使用的本发明例1、本发明例3、现有例1及现有例3的枞树形刀具进行再次研磨。

本发明例1及3的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具，使外周切削刃的凸状部中包含最大直径的外周切削刃的凸状部的最大径部在再次研磨时的切削余量设为约0.3mm，在对新品时安装的装拆式超硬合金制切削刀片进行夹紧的状态下，对装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面进行再次研磨，并将使用和再次研磨重复进行七次。

对于现有例1的安装有装拆式超硬合金制小切削刀片的枞树形刀具，即使再次研磨超硬合金制小切削刀片也难以确保加工精度，由于不能进行再次研磨，所以，在第一次的废弃时刻结束观察。在实际的加工现场，如该例那样取代再次研磨而废弃使用过的小刀片，更换成新的超硬合金制小切削刀片。即，现有例1以及现有例2的小切削刀片，并进行在安装在刀具主体上的状态下的再次研磨，在更换成新刀片时，会产生包含刀尖形状配合在内的换产调整时间的损失。

现有例3的高速工具钢制枞树形刀具，将外周切削刃的凸状部中包含最大直径的凸状部的最大径部在再次研磨时的切削佘量设为约0.3mm，重复进行刀具的使用和外周切削刃的前面的再次研磨，共计12次。

本发明例1的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具，每进行一次再次研磨的切削长度为36m，进行了七次再次研磨，所以，包含新品时在内，每一根枞树形刀具的总切削长度为288m(36m×8次)。

本发明例3的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具，与本发明例1同样，每进行一次再次研磨的切削长度为35m，由于进行了七次再次研磨，所以，包含新品时在内，每一根枞树形刀具的总切削长度为280m(35m×8次)。现有例1的安装2超硬合金制小切削刀片的枞树形刀具，新品时的切削长度约为27m，由于不能进行再次研磨，所以，每一根枞树形刀具的总切削长度约为27m。不过，费用比较高，如果进行一次再次研磨更换一次超硬合金制切削刀片，并且与装拆式超硬合金制切削刀片的再次研磨次数同样地，更换七次超硬合金制小切削刀片，则每一根枞树形刀具的总切削长度包含新品时在内为216m(27m×8次)。

现有例3的高速工具钢制枞树形刀具中，每进行一次再次研磨的切削长度约为13m，进行12次再次研磨，每一根枞树形刀具的总切削长度包含新品时的一次在内约为169m(13m×13次)。

因此，本发明例1及3的每一根枞树形刀具的总切削长度及费用与现有例1及现有例3相比得到良好的结果。由此，本发明的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具，除了能够进行如以往的高速工具钢制枞树形刀具那样的再次研磨，还不会如以往的小切削刀片那样产生换产调整的时间以及新的小切削刀片所花费的成本，加工现场中的使用效率大幅提高。

(安装切削刀片的实施例)

切削刀片的安装工时(时间)控制制造费中占较大比例的人工费。因此，将以往的最标准的工序即使用高速工具钢的枞树形刀具即现有例3作为基准(100)，对粗加工用的实施例即本发明例1和现有例1进行评价，即比较安装时间产生的费用增大多少。将比较结果表示在表5中。

表5

本发明例1的安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具，每一根枞树形刀具安装4枚刀片，每一枚刀片的夹紧时间约为2分钟，夹紧4枚需要约8分钟。另一方面，现有例1的安装有装拆式超硬合金制小切削刀片的枞树形刀具，每一根枞树形刀具安装16枚小刀片，每一枚刀片的夹紧时间约为1分钟，夹紧16枚需要约16分钟，与本发明例1比较，现有例1需要约2倍的夹紧工时。另外，由于现有例1的小切削刀片的种类多、夹紧出错的可能性也高，所以耗精力。

此外，对于实施例1记载的三种相同大小的枞树形刀具的单价，由于原材料的不同以及形状的复杂度，若将制造高速工具钢制枞树形刀具所花费的费用作为100，则安装有装拆式超硬合金制切削刀片的枞树形刀具为188，安装了装拆式超硬合金制小切削刀片的枞树形刀具为266，小切削刀片式即现有例1价格最高。

工业实用性

本发明的枞树形刀具为仅在外周切削刃使用超硬合金制切削刀片的叶轮叶根部的切削加工用刀具，是一开始就能够实际使用的刀具，并且，能够在将所述切削刀片安装在刀具主体上的状态下重复进行再次研磨，切削至超硬合金的寿命。因此，能够以最小限度使用高价的稀有元素，是对环境影响小的切削工具。本发明的枞树形刀具与以往的高速工具钢制的整体型刀具相比，能够实现高性能的切削，切削现场中切削工具的换产调整也大幅减少，所以，能够有助于叶轮叶根部的切削加工的合理化。

Claims (3)

1.一种枞树形刀具，是用于切削加工设有多个凸状部和凹状部的枞树形叶轮叶根部的枞树形刀具，所述枞树形刀具至少由以下部分构成：枞树形刀具的主体；1枚或2枚外周切削刃成形为铲背铣刀刃形的装拆式超硬合金制切削刀片；用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片以能够对所述外周切削刃的前面进行再次研磨的状态紧固在所述枞树形刀具的主体上的夹紧机构，其特征在于，在所述装拆式超硬合金制切削刀片的任一外周切削刃上设有两个以上凸状部，所述凸状部与枞树形叶轮叶根部中设置的多个凹状部的形状对应并进行切削，

所述夹紧机构由用于将装拆式超硬合金制切削刀片安装在枞树形刀具的主体上的紧固螺纹构成，或者由楔形紧固件和用于夹紧所述楔形紧固件的紧固螺纹构成，用于将所述装拆式超硬合金制切削刀片机械地安装在所述枞树形刀具的主体上的所述紧固螺纹和外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部的间隔即最小直径部和紧固螺纹的间隔，或者通过用于夹紧楔形紧固件的紧固螺纹被固定的楔形紧固件和外周切削刃的具有最小直径的凹状部的最小直径部的间隔即最小直径部和楔形紧固件的间隔为0.5mm以上。

2.如权利要求1所述的枞树形刀具，其特征在于：能够将切削刃的形状不同的装拆式超硬合金制切削刀片安装在一个枞树形刀具的主体上。

3.一种叶轮叶根部的切削方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的枞树形刀具进行叶轮叶根部的切削，所述装拆式超硬合金制切削刀片的再次研磨以如下方式进行，将所述装拆式超硬合金制切削刀片在最初制作枞树形刀具时安装在枞树形刀具的主体上，并在该状态下，研磨所述装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面，重复进行所述装拆式超硬合金制切削刀片的外周切削刃的前面的再次研磨，并再次使用同一个所述装拆式超硬合金制切削刀片进行切削。

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