CN102753289B - 可转位刀片式切槽工具及端面切槽加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可转位刀片式切槽工具及端面切槽加工方法,切削刀片(130)形成为关于高度方向的轴线(C3)旋转对称,并且形成为关于刀片假想平面(VS1)面对称,宽度方向的轴线(C2)随着朝向第1宽度方向(C2A)逐渐向工件(W)旋转的旋转方向的前方倾斜,延伸方向的轴线(C1)以随着朝向第1延伸方向(C1A)逐渐接近工具假想平面的方式向刀片主体(131)的下表面侧延伸,另一方的切削刃(132B)中一方的角部(143C)比其中一方的切削刃(132A)中一方的角部(143A)更靠第1宽度方向(C2A)配置。
Description
技术领域
本发明涉及一种可转位刀片式切槽工具及利用该可转位刀片式切槽工具的端面切槽加工方法。
本申请对2010年2月5日在日本申请的日本专利申请2010-24710号及2010年2月5日在日本申请的日本专利申请2010-24708号主张优先权,并将其内容援用于本说明书中。
背景技术
以往,已知有使由金属材料等构成的工件绕旋转轴线旋转并用切削刀片的切削刃实施切槽加工的可转位刀片式切槽工具。可转位刀片式切槽工具对以工件的旋转轴线为中心形成的加工孔的里面(端面)或形成于工件的外周面的台阶部中面向旋转轴线方向的端面进行切槽加工。例如,图23所示的以往的可转位刀片式切槽工具1100在呈轴状的工具主体11的前端部装卸自如地安装有形成为截面矩形的棒状的切削刀片130。切削刀片130在呈棒状的刀片主体131的延伸方向(图23中的左右方向(X方向))的两端部具有一对切削刃132。而且,这些切削刃132中从工具主体11的前端面突出的一方的切削刃132A对工件W的加工孔H的里面(端面)B实施切槽加工(内孔端面切槽)。图23的例子中,工件W的里面B形成为与旋转轴线WO正交并且与加工孔H的内周面(周面)S相邻。一方的切削刃132A通过沿该内周面S与旋转轴线WO平行地向X方向移动来对里面B进行切槽加工。另外,切削刀片130形成为关于通过刀片主体131的延伸方向及宽度方向的中央且向与这些延伸方向及宽度方向垂直的高度方向延伸的刀片高度轴线C3旋转对称。并且,切削刀片130形成为关于包含该刀片高度轴线C3且与所述延伸方向正交的刀片假想平面(未图示)面对称。无论工具主体11的规格为左手方向或右手方向切削刀片130都能够使用两个切削刃132A、132B。
另外,图23中,当一对切削刃132中另一方的切削刃132B不使用于切削、一方的切削刃132A因磨损或破损等不适于使用时,使刀片主体131的安装方向向延伸方向反转。由此,该切削刃132B从工具主体11的前端面突出而用于切槽加工。
这样,对工件W的加工孔H中配置于内周面S的径向内侧且面向旋转轴线WO方向的里面(内孔端面)B进行利用可转位刀片式切槽工具1100的内孔端面切槽加工。
另外,图24的例子中,所述切削刀片130装卸自如地安装于呈轴状的可转位刀片式切槽工具1105的前端部。而且,从工具主体11的前端面突出的一方的切削刃132A朝向形成为多段圆柱状的工件W的台阶部U中面向旋转轴线WO方向的端面E与旋转轴线WO平行地向X方向移动,由此对该端面E实施切槽加工(外圆端面切槽)。在该例子中,工件W的端面E形成为与旋转轴线WO正交并且与外周面(周面)R的小径部分相邻。一方的切削刃132A通过沿所述小径部分移动来对端面E进行切槽加工。
这样,对工件W的所述小径部分中配置于外周面R的径向外侧且面向旋转轴线WO方向的端面(外圆端面)E进行利用可转位刀片式切槽工具1105的外圆端面切槽加工。
并且,作为用于这种切槽加工的其他切削刀片,例如已知有专利文献1中记载的切削刀片。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公平7-115251号公报
发明内容
但是,在前述可转位刀片式切槽工具1100、1105中存在如下课题。
切削刀片130中,其刀片主体131的延伸方向(图23、图24所示的刀片长边轴线C1)相对工件W的旋转轴线WO平行。并且,刀片长边轴线C1配置成相对于工件W的周面S、R平行地延伸,一对切削刃132距周面S、R的距离相同。在这种切削刀片130的配置状态下,其中一方的切削刃132A远离工件W的周面S、R而对端面B、E进行切槽加工时没有特别问题。但是,当切削刃132A一边沿工件W的周面S、R移动一边对端面B、E进行切槽加工时,另一方的切削刃132B与周面S、R接触而导致损伤。另外,如图23、图24所示,当工件W中最靠工具主体11的基端侧的端面F到加工孔H的端面B或台阶部U的端面E的深度d1小于另一方的切削刃132B到端面B、E的距离L3时无接触,但是若d1为L3以上则接触。该接触影响加工外观质量,所以不优选,为了防止接触限制工件W的形状。另外,可以想到加工中所述距离L3逐渐缩小且产生前述接触。若产生这种接触,则不仅无法确保工件W的加工精度,还导致未使用的另一方的切削刃132B受损。详细而言,如图25、图26所示,另一方的切削刃132B中位于工件W的周面S、R侧的角部143C与周面S、R接触。因此,无法进行图23及图24这样的沿工件W的周面S、R的端面切槽。
为了防止这种切削刃132B接触于周面S、R,例如可考虑改变安装于工具主体11的切削刀片130的姿势。即,如图27及图28所示,从切削刀片130的前刀面133侧(刀片主体131的上表面侧)观察时,刀片主体131的刀片长边轴线C1配置成随着从其中一方的切削刃132A侧朝向另一方的切削刃132B侧逐渐远离工件W的周面S(R)。即,使切削刀片130相对X方向倾斜来安装于工具主体11即可。由此,切削刀片130中配置于另一方的切削刃132B的周面S(R)侧的角部143C配置成远离该周面S(R),所以可以防止前述接触。
但是,这时,若着眼于其中一方的切削刃132A,则如图28所示,切削刃132A的正面切削刃141相对与旋转轴线WO垂直的工件假想平面VS4仅倾斜图中的角度α。正常要求通过切槽加工形成的槽的槽底D与旋转轴线WO垂直(即与工件假想平面VS4平行)。但是,由于如前述正面切削刃141倾斜,因此被切削的槽的槽底D也相对工件假想平面VS4仅倾斜角度α,且无法充分确保加工精度。
另一方面,在专利文献1中记载的切削刀片中,将该切削刀片形成为关于所述刀片高度轴线旋转对称,相反,并没有形成为关于所述刀片假想平面面对称,而是形成为整个刀片主体扭曲。由此,将切削刀片安装于工具主体时,使另一方的切削刃中周面S(R)侧的角部比其中一方的切削刃中周面S(R)侧的角部更远离该周面S(R)。但是,此时,按照工具主体的规格,必须分别准备左手方向用及右手方向用的切削刀片,组件件数增加而管理变得复杂。
本发明是鉴于这种情况而完成的,其目的在于提供一种无需增加切削刀片的组件件数且即使在沿工件的周面进行端面切槽加工时也能够充分确保加工精度的可转位刀片式切槽工具及端面切槽加工方法。
为了实现上述目的,本发明提出以下方法。
即,本发明为一种可转位刀片式切槽工具,其具有:切削刀片,使切削刃朝向以旋转轴线为中心旋转的工件的端面突出;及工具主体,呈轴状且在前端部装卸自如地安装所述切削刀片,该工具用所述切削刃对所述端面进行切槽加工。所述切削刀片具备呈棒状的刀片主体及一对切削刃,所述一对切削刃形成于所述刀片主体的延伸方向的两端部中该刀片主体的上表面。所述切削刀片形成为关于高度方向的轴线旋转对称,并且,形成为关于包含所述高度方向的轴线且与所述延伸方向垂直的刀片假想平面面对称,所述高度方向的轴线相对于通过所述一对切削刃的中央且向所述延伸方向延伸的延伸方向的轴线、及向与所述延伸方向垂直的宽度方向延伸而通过所述中央的宽度方向的轴线,在所述中央正交。所述切削刃具有:正面切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的端缘并沿所述宽度方向延伸;一对角部,配置于该正面切削刃的两端并形成为向所述宽度方向突出;及一对侧面切削刃,以随着从所述角部沿所述延伸方向朝向所述中央逐渐缩小相互间隔的方式延伸。所述切削刀片配置成沿所述工具主体的一侧面,使所述一对切削刃中一方的切削刃从所述前端部的前端面向切槽方向突出。所述宽度方向的轴线随着朝向第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的前方倾斜,所述第1宽度方向为所述宽度方向中从所述一对角部的位于所述工具主体的一侧面侧的一方的角部朝向另一方的角部的方向。所述延伸方向的轴线相对包含所述一方的切削刃中另一方的角部及所述旋转轴线的工具假想平面倾斜,并以随着朝向第1延伸方向逐渐接近所述工具假想平面的方式朝向所述刀片主体的下表面侧延伸,所述第1延伸方向为所述延伸方向中从所述一对切削刃的另一方的切削刃朝向所述一方的切削刃的方向。所述另一方的切削刃中所述一方的角部比所述一方的切削刃中所述一方的角部更靠所述第1宽度方向配置。
并且,本发明为一种端面切槽加工方法,其利用具有使切削刃朝向以旋转轴线为中心旋转的工件的端面突出的切削刀片、及呈轴状且在前端部装卸自如地安装所述切削刀片的工具主体的可转位刀片式切槽工具,并用所述切削刃对所述工件的端面进行切槽加工。所述切削刀片具备呈棒状的刀片主体及一对切削刃,所述一对切削刃形成于所述刀片主体的延伸方向的两端部中该刀片主体的上表面。所述切削刀片形成为关于高度方向的轴线旋转对称,并且,形成为关于包含所述高度方向的轴线且与所述延伸方向垂直的刀片假想平面面对称,所述高度方向的轴线相对于通过所述一对切削刃的中央且向所述延伸方向延伸的延伸方向的轴线、及向与所述延伸方向垂直的宽度方向延伸而通过所述中央的宽度方向的轴线,在所述中央正交。所述切削刃具有:正面切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的端缘并沿所述宽度方向延伸;一对角部,配置于该正面切削刃的两端并形成为向所述宽度方向突出;及一对侧面切削刃,以随着从所述角部沿所述延伸方向朝向所述中央逐渐缩小相互间隔的方式延伸。将所述切削刀片配置成沿所述工具主体的一侧面,使所述一对切削刃中一方的切削刃从所述前端部的前端面向切槽方向突出,向所述切槽方向移动该一方的切削刃从而对所述端面进行切槽加工。进行该切槽加工时,使所述宽度方向的轴线随着朝向第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的前方倾斜,所述第1宽度方向为所述宽度方向中从所述一对角部的位于所述工具主体的一侧面侧的一方的角部朝向另一方的角部的方向。并且,使所述延伸方向的轴线相对包含所述一方的切削刃中另一方的角部及所述旋转轴线的工具假想平面倾斜,并以随着朝向第1延伸方向逐渐接近所述工具假想平面的方式朝向所述刀片主体的下表面侧延伸,所述第1延伸方向为所述延伸方向中从所述一对切削刃的另一方的切削刃朝向所述一方的切削刃的方向。并且所述另一方的切削刃中所述一方的角部比所述一方的切削刃中所述一方的角部更靠所述第1宽度方向配置。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具及端面切槽加工方法,由于从工具主体的前端部朝向工件的端面突出的切削刀片的其中一方的切削刃的正面切削刃随着以与宽度方向的轴线平行的方式朝向所述第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的前方倾斜,因此提高其中一方的切削刃的切屑的排出性。
另外,切削刀片的延伸方向的轴线以随着朝向所述第1延伸方向逐渐接近工具假想平面的方式倾斜,并朝向刀片主体的下表面侧(工具主体的下表面侧)延伸。即,另一方的切削刃相对所述工具假想平面朝向刀片主体的上表面侧(工具主体的上表面侧)远离,所以能够较大地形成其中一方的切削刃的楔角。因此,可以充分确保对工件进行切槽加工的其中一方的切削刃的刀尖强度。
另外,另一方的切削刃中位于所述第1宽度方向的相反侧的其中一方的角部相对于其中一方的切削刃中位于所述相反侧的其中一方的角部更靠所述第1宽度方向配置。由此,例如在沿以工件的旋转轴线为中心形成的圆柱孔状的加工孔的内周面对该加工孔的里面(端面)进行切槽加工(内孔端面切槽)时,得到如下作用效果。即,例如在以与工件的内周面抵接的方式靠近配置切削刀片的一方的切削刃中其中一方的角部,并使该切削刀片沿该内周面向切槽方向移动来进行切槽加工时,另一方的切削刃中其中一方的角部远离该内周面,可以切实防止该角部与该内周面接触而导致损伤。另外,例如在呈多级圆柱状的工件的台阶部,沿具有与旋转轴线平行的外周面的小径部分对该工件的端面进行切槽加工(外圆端面切槽)时,可以得到与前述相同的作用效果。即,例如在以与工件的所述小径部分的外周面抵接的方式靠近配置切削刀片的一方的切削刃中其中一方的角部,并使该切削刀片沿该小径部分向切槽方向移动来进行切槽加工时,另一方的切削刃中其中一方的角部远离小径部分,可以防止该角部与该小径部分接触而导致损伤。
并且,可以防止由于前述接触导致未使用的另一方的切削刃损伤。
并且,无论图23、图24中说明的工件W的端面B、E的深度d1如何,另一方的切削刃的其中一方的角部都会远离工件的周面,可以切实防止该角部与该周面接触而导致损伤。
另外,若着眼于一方的切削刃所切削的工件的槽底,切削刀片的宽度方向的轴线随着朝向所述第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的前方倾斜,延伸方向的轴线以随着朝向所述第1延伸方向相对工具假想平面接近的方式朝向刀片主体的下表面侧倾斜,并且,另一方的切削刃中其中一方的角部比其中一方的切削刃中一方的角部更靠所述第1宽度方向配置,由此该槽底具备相对工件的旋转轴线接近垂直的倾斜而形成。即,图28中说明的槽底D的角度α较小地形成,可以提高工件上的槽的加工精度。
另外,各切削刃各自具备的一对侧面切削刃形成为以随着从刀片主体的延伸方向的外端缘朝向中央逐渐缩小相互间隔的方式倾斜,因此可确保槽壁的加工精度。即,即使如前述设定切削刀片相对工具主体的安装姿势,其中一方的切削刃中配置于工件周面的相反侧(即所述第1宽度方向)的侧面切削刃也不会与形成于工件上的槽的靠所述相反侧的槽壁的开口端缘接触。
并且,在本发明的可转位刀片式切槽工具中,从与所述工具假想平面正交的方向观察所述切削刀片时,所述宽度方向的轴线与所述旋转轴线所成的角度θ1也可以为90°以上90.5°以下。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,例如在工件的所述周面形成为与旋转轴线平行的情况下,从与所述工具假想平面正交的方向观察切削刀片时,刀片主体的延伸方向的轴线相对工件的周面倾斜的角度成为近似宽度方向的轴线与旋转轴线所成的角度θ1减去90°的值(即θ1-90°)且稍大于(θ1-90°)的值。即,通过使刀片主体的延伸方向的轴线相对工件的所述周面稍微倾斜的同时使其大致平行来将切削刀片安装于工具主体。因此,如前述使另一方的切削刃的一方的角部切实远离该周面来确保该周面的加工精度的同时,能够确保形成于工件的端面上的槽的槽底的加工精度。详细而言,通过在前述范围内设定角度θ1,被切槽的工件的槽底形成为与旋转轴线大致垂直,可提高该槽底的加工精度。
并且,在本发明的可转位刀片式切槽工具中可以设为如下:所述端面为形成于工件的加工孔中面向所述工具主体的基端侧的里面,所述一方的切削刃对该里面进行内孔端面切槽加工。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,即使在与形成于工件上且例如与呈圆柱孔状的加工孔的里面相邻而形成与旋转轴线平行的内周面时,无论切槽的里面位置如何,都能够进行精度较高的内孔端面切槽。
并且,在本发明的可转位刀片式切槽工具中可以设为如下:所述端面为形成于工件的外周面的台阶部中面向所述工具主体的基端侧的端面,所述一方的切削刃对该端面进行外圆端面切槽加工。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,即使在与例如呈多级圆柱状的工件的台阶部中面向工具主体的基端侧的端面相邻而形成具有与旋转轴线平行的外周面的小径部分时,无论切槽的端面的位置如何,都能够进行精度较高的外圆端面切槽。
另外,本发明的可转位刀片式切槽工具中,所述一方的切削刃中所述一对角部可以配置于与所述旋转轴线垂直的工件假想平面上。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,由于一方的切削刃中一对角部配置于与工件的旋转轴线垂直的同一工件假想平面上,因此能够将用一方的切削刃切削的工件的槽底形成为相对旋转轴线垂直。因此,可充分确保工件槽的精加工精度。
另外,在本发明的可转位刀片式切槽工具中可以设为如下:所述角部具有凸曲线状的第1刃角,所述一方的切削刃中所述另一方的角部在所述工具假想平面上配置与该角部相邻的所述正面切削刃的延长线和从所述第1刃角中所述宽度方向的外边缘朝向所述延长线延长的垂线的交点。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,由于切削刃的角部具有凸曲线状的第1刃角,所以可以防止该角部的刀尖破损等。
另外,在本发明的可转位刀片式切槽工具中可以设为如下:所述角部具有连接所述第1刃角中所述中央侧的端部与所述侧面切削刃的直线状的第2刃角,从与所述工具假想平面正交的方向观察所述切削刀片时,所述第2刃角以相对工件的所述旋转轴线平行的方式延伸。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,由于切削刃的角部中连接第1刃角的沿刀片主体的延伸方向的中央侧端部和侧面切削刃的第2刃角以相对工件的旋转轴线平行的方式延伸,因此该第2刃角对一方的切削刃的正面切削刃及第1刃角所切削的工件的槽壁进行修光,提高该槽壁的精加工精度。
本发明为一种可转位刀片式切槽工具,其具有:切削刀片,使切削刃朝向以旋转轴线为中心旋转的工件的端面突出;及工具主体,呈轴状且在前端部装卸自如地安装所述切削刀片,并且,该工具用所述切削刃对所述端面进行切槽加工。所述切削刀片具备呈棒状的刀片主体及一对切削刃,所述一对切削刃形成于所述刀片主体的延伸方向的两端部中该刀片主体的上表面。所述切削刀片形成为关于高度方向的轴线旋转对称,并且,形成为关于包含所述高度方向的轴线且在与所述延伸方向垂直的刀片假想平面面对称,所述高度方向的轴线相对于通过所述一对切削刃的中央且向所述延伸方向延伸的延伸方向的轴线、及向与所述延伸方向垂直的宽度方向延伸而通过所述中央的宽度方向的轴线,在所述中央正交。所述切削刃具有:正面切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的端缘并沿所述宽度方向延伸;一对角部,配置于该正面切削刃的两端并形成为向所述宽度方向突出;及一对侧面切削刃,以随着从所述角部沿所述延伸方向朝向所述中央逐渐缩小相互间隔的方式延伸。所述切削刀片配置成沿所述工具主体的一侧面,使所述一对切削刃中一方的切削刃从所述前端部的前端面向切槽方向突出。所述宽度方向的轴线随着朝向第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的后方倾斜,所述第1宽度方向为所述宽度方向中从所述一对角部的位于所述工具主体的一侧面侧的一方的角部朝向另一方的角部的方向。所述延伸方向的轴线相对包含所述一方的切削刃中一方的角部及所述旋转轴线的工具假想平面倾斜,并以随着朝向第1延伸方向逐渐接近所述工具假想平面的方式朝向所述刀片主体的上表面侧延伸,所述第1延伸方向为所述延伸方向中从所述一对切削刃的另一方的切削刃朝向所述一方的切削刃的方向。所述另一方的切削刃中所述一方的角部比所述一方的切削刃中所述一方的角部更靠所述第1宽度方向配置。
并且,本发明为一种端面切槽加工方法,其利用具有使切削刃朝向以旋转轴线为中心旋转的工件的端面突出的切削刀片、及呈轴状且在前端部装卸自如地安装所述切削刀片的工具主体的可转位刀片式切槽工具,并用所述切削刃对所述工件的端面进行切槽加工。所述切削刀片具备呈棒状的刀片主体及一对切削刃,所述一对切削刃形成于所述刀片主体的延伸方向的两端部中该刀片主体的上表面。所述切削刀片形成为关于高度方向的轴线旋转对称,并且,形成为关于包含所述高度方向的轴线且与所述延伸方向垂直的刀片假想平面面对称,所述高度方向的轴线相对于通过所述一对切削刃的中央且向所述延伸方向延伸的延伸方向的轴线、及向与所述延伸方向垂直的宽度方向延伸来通过所述中央的宽度方向的轴线,在所述中央正交。所述切削刃具有:正面切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的端缘并沿所述宽度方向延伸;一对角部,配置于该正面切削刃的两端并形成为向所述宽度方向突出;及一对侧面切削刃,以随着从所述角部沿所述延伸方向朝向所述中央逐渐缩小相互间隔的方式延伸。将所述切削刀片配置成沿所述工具主体的一侧面,使所述一对切削刃中一方的切削刃从所述前端部的前端面向切槽方向突出,向所述切槽方向移动该一方的切削刃,从而对所述端面进行切槽加工。进行该切槽加工时,使所述宽度方向的轴线随着朝向第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的后方倾斜,所述第1宽度方向为所述宽度方向中从所述一对角部的位于所述工具主体的一侧面侧的一方的角部朝向另一方的角部的方向。并且,使所述延伸方向的轴线相对包含所述一方的切削刃中一方的角部及所述旋转轴线的工具假想平面倾斜,并以随着朝向第1延伸方向逐渐接近所述工具假想平面的方式朝向所述刀片主体的上表面侧延伸,所述第1延伸方向为所述延伸方向中从所述一对切削刃的另一方的切削刃朝向所述一方的切削刃的方向。并且,所述另一方的切削刃中所述一方的角部比所述一方的切削刃中所述一方的角部更靠所述第1宽度方向配置。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具及端面切槽加工方法,由于从工具主体的前端部朝向工件的端面突出的切削刀片的其中一方的切削刃的正面切削刃随着以与宽度方向的轴线平行的方式朝向所述第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的后方倾斜,所以使用该工具主体降低横向进给时的切削阻力。
即,通常工具主体横向进给时,当进行内孔端面切槽加工时从工件的内周面朝向旋转轴线移动该工具主体,当进行外圆端面切槽加工时从工件的外周面朝向旋转轴线的相反侧(远离外周面的方向)移动该工具主体。此时,切削刀片的其中一方的切削刃中位于移动方向的前方的另一方的角部及侧面切削刃尖锐地切入工件,因此可降低切削阻力。
并且,当进行内孔端面切槽加工时,由于切槽时产生的切削阻力的分力从工具主体中配置有切削刀片的一侧面作用朝向该工具主体的中心,因此切削加工稳定并确保加工精度。
另外,当进行外圆端面切槽加工时,能够通过如前述设定其中一方的切削刃的正面切削刃来以更加高精度且稳定地进行切削加工。详细而言,可转位刀片式切槽工具在安装于机床等时呈至少将面向工具主体的所述一侧面的相反侧的侧方的另一侧面抵接于该机床等的状态。切削刀片的其中一方的切削刃的正面切削刃随着朝向所述第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的后方侧倾斜,由此切槽时该切削刃所承受的切削阻力的分力以将工具主体的所述另一侧面按压于机床等的方式发挥作用。由此,切削时可转位刀片式切槽工具相对机床等的位置稳定,能够稳定地进行精度较高的切削加工。
并且,切削刀片的延伸方向的轴线以随着朝向所述第1延伸方向逐渐接近工具假想平面的方式倾斜,并朝向刀片主体的上表面侧(工具主体的上表面侧)延伸。即,另一方的切削刃相对所述工具假想平面朝向刀片主体的下表面侧(工具主体的下表面侧)远离,所以能够通过使其中一方的切削刃尖锐地切入工件的端面来充分提高切削锋利性。
并且,另一方的切削刃中位于所述第1宽度方向的相反侧的其中一方的角部相对一方的切削刃中位于所述相反侧的其中一方的角部更靠所述第1宽度方向配置。由此,例如在沿以工件的旋转轴线为中心形成的圆柱孔状的加工孔的内周面对该加工孔的里面(端面)进行切槽加工(内孔端面切槽)时,得到如下作用效果。即,例如在以与工件的内周面抵接的方式靠近配置切削刀片的其中一方的切削刃中一方的角部,使该切削刀片沿该内周面向切槽方向移动来进行切槽加工时,另一方的切削刃中一方的角部远离该内周面,可以切实防止该角部与该内周面接触而导致损伤。并且,例如在呈多级圆柱状的工件的台阶部中,沿具有与旋转轴线平行的外周面的小径部分对该工件的端面进行切槽加工(外圆端面切槽)时,可以得到与前述相同的作用效果。即,例如在以与工件的所述小径部分的外周面抵接的方式靠近配置切削刀片的一方的切削刃中其中一方的角部,并使该切削刀片沿该小径部分向切槽方向移动来进行切槽加工时,另一方的切削刃中其中一方的角部远离小径部分,可以防止该角部与该小径部分接触而导致损伤。
另外,可以防止因前述接触导致未使用的另一方的切削刃损伤。
并且,无论图23、图24中说明的工件W的端面B、E的深度d1如何,另一方的切削刃的其中一方的角部都会远离工件的周面,可以切实防止该角部与该周面接触而导致损伤。
另外,若着眼于一方的切削刃所切削的工件的槽底,切削刀片的宽度方向的轴线随着朝向所述第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的后方倾斜,延伸方向的轴线以随着朝向所述第1延伸方向相对工具假想平面接近的方式朝向刀片主体的上表面侧倾斜,并且,另一方的切削刃中其中一方的角部比一方的切削刃中其中一方的角部更靠所述第1宽度方向配置,由此该槽底具备相对工件的旋转轴线接近垂直的倾斜而形成。即,图28中说明的槽底D的角度α较小地形成,可以提高工件上的槽的加工精度。
另外,各切削刃各自具备的一对侧面切削刃形成为以随着从刀片主体的延伸方向的外端缘朝向中央逐渐缩小相互间隔的方式倾斜,因此可确保槽壁的加工精度。即,即使如前述设定切削刀片相对工具主体的安装姿势,其中一方的切削刃中配置于工件周面的相反侧(即所述第1宽度方向)的侧面切削刃也不会与形成于工件上的槽的靠所述相反侧的槽壁的开口端缘接触。
并且,在本发明的可转位刀片式切槽工具中,从与所述工具假想平面正交的方向观察所述切削刀片时,所述宽度方向的轴线与所述旋转轴线所成的角度θ1也可以为90°以上90.5°以下。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,例如在工件的所述周面形成为与旋转轴线平行的情况下,从与所述工具假想平面正交的方向观察切削刀片时,刀片主体的延伸方向的轴线相对工件的周面倾斜的角度成为近似宽度方向的轴线与旋转轴线所成的角度θ1减去90°的值(即θ1-90°)且稍大于(θ1-90°)的值。即,通过使刀片主体的延伸方向的轴线相对工件的所述周面稍微倾斜的同时使其大致平行来将切削刀片安装于工具主体。因此,如前述使另一方的切削刃的一方的角部切实远离该周面来确保该周面的加工精度的同时,能够确保形成于工件的端面上的槽的槽底的加工精度。详细而言,通过在前述范围内设定角度θ1,由于被切槽的工件的槽底形成为与旋转轴线大致垂直,可提高该槽底的加工精度。
并且,在本发明的可转位刀片式切槽工具中可以设为如下:所述端面为形成于工件的加工孔中面向所述工具主体的基端侧的里面,所述一方的切削刃对该里面进行内孔端面切槽加工。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,即使在与形成于工件上且例如呈圆柱孔状的加工孔的里面相邻而形成与旋转轴线平行的内周面时,无论切槽的里面位置如何,都能够进行精度较高的内孔端面切槽。
并且,在本发明的可转位刀片式切槽工具中可以设为如下:所述端面为形成于工件的外周面的台阶部中面向所述工具主体的基端侧的端面,所述一方的切削刃对该端面进行外圆端面切槽加工。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,即使在与例如呈多级圆柱状的工件的台阶部中面向工具主体的基端侧的端面相邻而形成具有与旋转轴线平行的外周面的小径部分时,无论切槽的端面的位置如何,都能够进行精度较高的外圆端面切槽。
另外,本发明的可转位刀片式切槽工具中,所述一方的切削刃中所述一对角部可以配置于与所述旋转轴线垂直的工件假想平面上。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,由于一方的切削刃中一对角部配置于与工件的旋转轴线垂直的同一工件假想平面上,因此能够将用一方的切削刃切削的工件的槽底形成为相对旋转轴线垂直。因此,可充分确保工件槽的精加工精度。
另外,在本发明的可转位刀片式切槽工具中可以设为如下:所述角部具有凸曲线状的第1刃角,所述一方的切削刃中所述一方的角部在所述工具假想平面上配置与该角部相邻的所述正面切削刃的延长线和从所述第1刃角中所述宽度方向的外边缘朝向所述延长线延长的垂线的交点。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,由于切削刃的角部具有凸曲线状的第1刃角,所以可防止该角部的刀尖破损等。
另外,在本发明的可转位刀片式切槽工具中可以设为如下:所述角部具有连接所述第1刃角中所述中央侧的端部与所述侧面切削刃的直线状的第2刃角,从与所述工具假想平面正交的方向观察所述切削刀片时,所述第2刃角以相对工件的所述旋转轴线平行的方式延伸。
根据本发明的可转位刀片式切槽工具,由于切削刃的角部中连接第1刃角的沿刀片主体的延伸方向的中央侧端部和侧面切削刃的第2刃角以相对工件的旋转轴线平行的方式延伸,因此该第2刃角对一方的切削刃的正面切削刃及第1刃角所切削工件的槽壁进行修光,提高该槽壁的精加工精度。
发明效果
根据本发明的可转位刀片式切槽工具及端面切槽加工方法,无需增加切削刀片的组件件数且即使在沿工件的周面进行端面切槽加工时也能够充分确保加工精度。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的可转位刀片式切槽工具和利用该可转位刀片式切槽工具实施切槽加工的工件的概要立体图。
图2是表示本发明的第1实施方式的可转位刀片式切槽工具和利用该可转位刀片式切槽工具实施切槽加工的工件的概要立体图。
图3是从与切削刀片的前刀面对置的方向观察本发明的第1实施方式的可转位刀片式切槽工具和工件的俯视图,且为从顶视观察切削刀片的图。
图4是表示本发明的第1实施方式的可转位刀片式切槽工具和工件的概要侧视图。
图5是从工具主体的前端观察本发明的第1实施方式的可转位刀片式切槽工具的主视图。
图6是表示切削刀片的立体图。
图7是放大表示图1的切削刀片的其中一方的切削刃132A的图。
图8是放大表示图3的切削刀片130附近的图。
图9是放大表示图8的切削刀片的另一方的切削刃132B的图。
图10是放大表示图5的切削刀片130附近的图。
图11是表示切削刀片130的安装姿势和使角部143A绕旋转轴线WO旋转的假想圆VC1及使角部143B绕旋转轴线WO旋转的假想圆VC2的图。
图12是表示本发明的第2实施方式的可转位刀片式切槽工具和利用该可转位刀片式切槽工具实施切槽加工的工件的概要立体图。
图13是从与切削刀片的前刀面对置的方向观察本发明的第2实施方式的可转位刀片式切槽工具和工件的俯视图,且为从顶视观察切削刀片的图。
图14是表示本发明的第2实施方式的可转位刀片式切槽工具和工件的概要侧视图。
图15是从工具主体的前端观察本发明的第2实施方式的可转位刀片式切槽工具的主视图。
图16是表示切削刀片的立体图。
图17是放大表示图12的切削刀片的其中一方的切削刃132A的图。
图18是放大表示图13的切削刀片130附近的图。
图19是放大表示图15的切削刀片130附近的图。
图20是表示切削刀片130的安装姿势和使角部143A绕旋转轴线WO旋转的假想圆VC1及使角部143B绕旋转轴线WO旋转的假想圆VC2的图。
图21是表示切削刀片的切削刃的角部的变形例的图。
图22是表示切削刀片的切削刃的角部的变形例的图。
图23是从与切削刀片的前刀面对置的方向观察以往的可转位刀片式切槽工具(内孔端面切槽)和工件的俯视图,且为从顶视观察切削刀片的图。
图24是从与切削刀片的前刀面对置的方向观察以往的可转位刀片式切槽工具(外圆端面切槽)和工件的俯视图,且为从顶视观察切削刀片的图。
图25是放大表示图23的A1部的图。
图26是放大表示图24的A2部的图。
图27是从与切削刀片的前刀面对置的方向观察以往的可转位刀片式切槽工具和工件的俯视图,且为从顶视观察切削刀片的图。
图28是放大表示图27的切削刀片130及槽底D的图。
图29是表示本发明的第3实施方式的可转位刀片式切槽工具和利用该可转位刀片式切槽工具实施切槽加工的工件的概要立体图。
图30是表示本发明的第3实施方式的可转位刀片式切槽工具和利用该可转位刀片式切槽工具实施切槽加工的工件的概要立体图。
图31是从与切削刀片的前刀面对置的方向观察本发明的第3实施方式的可转位刀片式切槽工具和工件的俯视图,且为从顶视观察切削刀片的图。
图32是表示本发明的第3实施方式的可转位刀片式切槽工具和工件的概要侧视图。
图33是从工具主体的前端侧观察本发明的第3实施方式的可转位刀片式切槽工具的主视图。
图34是放大表示图29的切削刀片的其中一方的切削刃132A的图。
图35是放大表示图31的切削刀片130附近的图。
图36是放大表示图35的切削刀片的另一方的切削刃132B的图。
图37是放大表示图33的切削刀片130附近的图。
图38是表示切削刀片130的安装姿势和使角部143A绕旋转轴线WO旋转的假想圆VC 1及使角部143B绕旋转轴线WO旋转的假想圆VC2的图。
图39是表示本发明的第4实施方式的可转位刀片式切槽工具和利用该可转位刀片式切槽工具实施切槽加工的工件的概要立体图。
图40是从与切削刀片的前刀面对置的方向观察本发明的第4实施方式的可转位刀片式切槽工具和工件的俯视图,且为从顶视观察切削刀片的图。
图41是表示本发明的第4实施方式的可转位刀片式切槽工具和工件的概要侧视图。
图42是从工具主体的前端观察本发明的第4实施方式的可转位刀片式切槽工具的主视图。
图43是放大表示图39的切削刀片的其中一方的切削刃132A的图。
图44是放大表示图40的切削刀片130附近的图。
图45是放大表示图42的切削刀片130附近的图。
图46是表示切削刀片130的安装姿势和使角部143A绕旋转轴线WO旋转的假想圆VC 1及使角部143B绕旋转轴线WO旋转的假想圆VC2的图。
图47是表示切削刀片的切削刃的角部的变形例的图。
图48是表示切削刀片的切削刃的角部的变形例的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
图1~图11表示本发明的第1实施方式的可转位刀片式切槽工具110及用于该可转位刀片式切槽工具110的切削刀片130。本实施方式的可转位刀片式切槽工具110具有:工具主体11,形成为轴状,与其中心轴线TO正交的截面呈大致圆形;及切削刀片130,装卸自如地安装于沿该工具主体11的中心轴线TO的前端侧的端部(前端部)13上,并使切削刃132从该工具主体11的前端面11A朝向前端侧突出。
本实施方式的可转位刀片式切槽工具110为对大致圆筒状的工件W进行内孔端面切槽加工的工具。工件W中呈圆柱孔状的加工孔H上形成有面向该工件W的旋转轴线WO且与该旋转轴线WO平行的内周面(周面)S。该内周面S位于加工孔H的最里部并与正交于旋转轴线WO且由圆形状的平面构成的里面(端面)B相邻。可转位刀片式切槽工具110将工具主体11的中心轴线TO配置成相对工件W的旋转轴线WO大致平行。该状态下,在以旋转轴线WO为中心向旋转方向WT旋转的工件W中以该旋转轴线WO为中心形成的加工孔H中插入工具主体11的前端部13,沿内周面S移动切削刃132,切削该加工孔H的里面B。另外,本实施方式中,将表示方向的符号X、Y、Z用于一部分图中。在此,符号X、Y分别表示水平方向,详细而言,X方向表示与工件W的旋转轴线WO平行的水平方向,Y方向表示与旋转轴线WO垂直的水平方向。并且符号Z表示铅垂方向。
工具主体11由钢材等形成,沿其中心轴线TO的前端部13以外的中央部及基端部呈大致恒定的外径而成为刀柄部12。在工具主体11的外周面中位于刀柄部12的区域中形成有上表面12A、下表面12B,该上表面和下表面以上下(Z方向)夹住中心轴线TO且由与该中心轴线TO平行地延伸的带状平面构成,并且相互背向配置。该可转位刀片式切槽工具110通过以根据这些上表面12A、下表面12B止转的状态保持刀柄部12来固定支承于未图示的机床。另外,本实施方式中,中心轴线TO向X方向延伸,上表面12A、下表面12B配置于X-Y水平面内。在以下说明中,有时将工具主体11的前端侧(图3中左右方向(X方向)的左侧)称为一方侧,将基端侧(图3中X方向的右侧)称为另一方侧。
工具主体11的前端部13以图3所示的工具主体11的俯视观察时呈大致梯形状,从其前端面11A向前端侧突出而形成上颚部16及下颚部17。前端部13的上颚部16和下颚部17向上下方向(Z方向)相互对置配置,且在前端面11A形成于与旋转轴线WO垂直的方向(图3中Y方向)中一侧(图3中下侧)的端部。并且,如图4所示,前端部13的上表面13A形成为比刀柄部12的上表面12A更凹陷一级。另外,工具主体11的前端部13的下表面13B与刀柄部12的下表面12B成为同一水平面。
并且,工具主体11中,其前端部13的面向侧方(图3中的Y方向)的两侧面中,面向所述一侧的一侧面13C与刀柄部12中面向所述一侧的侧面(一侧面)12C相连为同一表面,从而形成面向上颚部16及下颚部17的所述一侧的侧面。前端部13的一侧面13C及刀柄部12的一侧面12C中Z方向的中央部分与上表面12A、下表面12B垂直而形成为沿中心轴线TO延伸的带状平面。
并且,前端部13上形成有所述两侧面中面向另一侧(图3中上侧)且与一侧面13C背向配置的另一侧面13D。前端部13的另一侧面13D以随着从工具主体11的基端朝向前端侧逐渐朝向所述一侧的方式倾斜而形成为锥状。并且,另一侧面13D的基端部与刀柄部12中面向所述另一侧的截面凸曲线状的侧面(另一侧面)12D相连。另外,前述工具主体11的刀柄部12及前端部13的形状为一例,并不限定于本实施方式。例如,一侧面13C、12C的形状不限于前述平面,也可以为除此之外的曲面状或凹凸形状等。并且,一侧面13C和12C无需连接为同一表面。可以形成为例如以图3的俯视观察时,刀柄部12的一侧面12C相对前端部13的一侧面13C向图示的Y方向的下侧突出或向Y方向的上侧凹陷。
以图4所示的工具主体11的侧视观察时,上颚部16呈大致三角形状,上颚部16的上表面随着从基端朝向前端侧逐渐向下表面13B侧倾斜而形成。并且,以图5所示的工具主体11的主视观察时,下颚部17中面向其旋转轴线WO的面呈截面凹曲线状,面向旋转轴线WO的相反侧的面呈截面凸曲线状,整体上形成为大致弓形。如图5所示,下颚部17的壁厚形成为随着从上表面13A侧朝向下表面13B侧逐渐变薄壁。详细而言,以在该主视观察时,下颚部17形成为与刀柄部12的一侧面12C及前端部13的一侧面13C中Z方向的下侧部分对应,随着朝向Z方向的下侧逐渐朝向另一侧面13D弯曲。另外,以图4的侧视观察时,下颚部17呈大致矩形状,比上颚部16更向工具主体11的前端侧突出。
并且,这些上颚部16与下颚部17之间设有间隙,成为装卸自如地安装切削刀片130的刀片安装座14。工具主体11在该刀片安装座14上安装切削刀片130,沿面向该工具主体11的侧方的一侧面13C、12C配置该切削刀片130。详细而言,以图3的俯视观察时,切削刀片130当安装于在工具主体11的前端部13的一侧面13C开口的刀片安装座14时,相对中心轴线TO大致平行地延伸,在使后述的切削刃132B的角部143C从该一侧面13C稍微向Y方向的下侧突出的状态下,沿该一侧面13C配置。
刀片安装座14呈大致长方体孔状,位于前端部13的一侧面13C侧且沿X方向延伸。刀片安装座14其前端部及中央部位于上颚部16与下颚部17之间且向Y方向的两侧开口。并且,刀片安装座14的前端部还向X方向中面向前端侧的方向(后述的切槽方向XA)开口。另外,刀片安装座14的基端部位于上表面13A与下表面13B之间且在一侧面13C开口。以图4的侧视观察时,刀片安装座14形成为随着从工具主体11的基端朝向前端侧逐渐从上表面13A朝向下表面13B倾斜。并且,刀片安装座14的基端部上形成有面向工具主体11的前端侧的台阶部14A。
并且,刀片安装座14的基端侧形成有呈宽度比该刀片安装座14更窄的间隙状,且在前端面11A、一侧面13C及另一侧面13D开口的紧固部18。紧固部18形成为随着从工具主体11的基端朝向前端侧逐渐从上表面13A朝向下表面13B倾斜。
并且,如图5、图10所示,从前端面11A侧观察(即在正面观察前端面11A)时,刀片安装座14中上下相对的顶壁面14B及底壁面14C分别形成为凸V字状。并且,如图4所示,紧固部18相对刀片安装座14较窄地形成顶壁面14D与底壁面14E的间隔。紧固部18的顶壁面14D上形成有在前端部13的上表面13A开口而插通夹紧螺钉15的贯穿孔15A。并且,紧固部18的底壁面14E上形成有与贯穿孔15A同轴设置且对内周面实施内螺纹加工的螺纹孔(未图示)。
另外,安装于该可转位刀片式切槽工具110的切削刀片130由硬质合金等硬质材料构成,如图4所示,具备呈棒状的刀片主体131及形成于刀片主体131的延伸方向(图4的左右方向(X方向))的两端部中该刀片主体131的上表面(图4中面向Z方向的上侧的面)的一对切削刃132。切削刀片130为所谓狗骨形切削刀片。
在此,图6~图9等所示的符号C1表示沿刀片主体131的延伸方向的延伸方向的轴线,该延伸方向的轴线C1通过刀片主体131中与所述延伸方向正交的宽度方向的中央,分别通过一对切削刃132中后述的正面切削刃141、141的中央而延伸。即,延伸方向的轴线C1通过一对切削刃132的中央且向所述延伸方向延伸。并且,符号C2表示沿刀片主体131的宽度方向的宽度方向的轴线,该宽度方向的轴线C2通过沿延伸方向的轴线C1的刀片主体131的中央(为所述一对切削刃132的中央,在图中用双圆表示的部位),与该延伸方向的轴线C1正交并与正面切削刃141平行地延伸。并且,符号C3表示沿刀片主体131的高度方向的高度方向的轴线,该高度方向的轴线C3通过刀片主体131的所述中央,并向与延伸方向的轴线C1及宽度方向的轴线C2正交的方向延伸。
另外,切削刀片130形成为关于通过沿延伸方向的轴线C1的刀片主体131的中央且与该延伸方向的轴线C1垂直的刀片假想平面VS1对称(即面对称)。并且,该切削刀片130形成为还关于包含延伸方向的轴线C1及高度方向的轴线C3通过刀片主体131的上表面(图5中面向上下方向(Z方向)的上方的面)及下表面(图5中面向Z方向的下方的面)的各中央的刀片假想平面VS2对称(面对称)。即,该切削刀片130形成为关于高度方向的轴线C3旋转对称。另外,切削刀片130也可不形成为关于刀片假想平面VS2面对称。
并且,如图6、图10所示,切削刀片130在刀片主体131的上表面中所述延伸方向的中央部及下表面与延伸方向的轴线C1正交的截面处分别形成为凹V字状。根据这种刀片主体131的形状引导切削刀片130在刀片安装座14的于前端侧开口的部位与顶壁面14B及底壁面14C滑动接触,并向所述另一方侧(工具主体11的基端侧)插入。
如图4所示,插入于刀片安装座14的切削刀片130通过刀片主体131的所述另一方侧的端面与台阶部14A接触而被定位。在该状态下,通过紧固夹紧螺钉15,紧固部18的顶壁面14D边向底壁面14E弹性变形边靠近,刀片安装座14的顶壁面14B边向底壁面14C弹性变形边靠近。这样,顶壁面14D、14B与底壁面14E、14C的间隔变窄,切削刀片130固定支承于工具主体11的前端部13。
并且,刀片主体131的上表面中沿延伸方向的轴线C1方向的两端部上配置有一对切削刃132。如图8所示,切削刃132具有:直线状的正面切削刃141,形成于刀片主体131的延伸方向的端缘并沿与该延伸方向正交的宽度方向(图8中的左右方向)延伸;一对角部143,配置于该正面切削刃141的两端并形成为分别向所述宽度方向突出;及一对侧面切削刃142,以随着从这些角部143沿所述延伸方向朝向该刀片主体131的中央(内侧)逐渐缩小相互间隔的方式分别延伸为直线状。
详细而言,一对侧面切削刃142形成为以随着从刀片主体131的延伸方向的外端缘朝向中央逐渐从宽度方向的外端缘朝向中央(内侧)的方式倾斜,得到所谓倒锥形。
并且,刀片主体131的上表面的所述两端部比所述中央部更下降一级而分别呈大致四边形状,成为一对前刀面133。前刀面133其外周边中除所述延伸方向的中央侧以外的三个边成为正面切削刃141及一对侧面切削刃142。
另外,在图6中,刀片主体131的外面中连接上表面和下表面的周面上形成有与正面切削刃141相连的正面后刀面151和分别与一对侧面切削刃142相连的一对侧面后刀面152。正面后刀面151形成为以随着从正面切削刃141朝向下表面侧逐渐从刀片主体131的外面后退的方式倾斜。并且,侧面后刀面152形成为以随着从侧面切削刃142朝向下表面侧逐渐从刀片主体131的外面后退的方式倾斜。另外,在此所说的所述外面表示通过刀片主体131的正面切削刃141或侧面切削刃142且与高度方向的轴线C3平行的假想平面。在以下说明中,将在刀片主体131中形成正面后刀面151的面称为切削刀片130的正面,将在刀片主体131中形成侧面后刀面152的面称为切削刀片130的侧面。
若切削刀片130安装于工具主体11的刀片安装座14上,则如图3所示,在一对切削刃132中所述一方侧(图3中的X方向的左侧)配置切削刃132A,在所述另一方侧(图3中的X方向的右侧)配置切削刃132B。而且,其中一方的切削刃132A从工具主体11的前端部13的前端面11A朝向前端侧突出,且与工件W的里面B对置配置,对该里面B实施切槽加工。详细而言,工具主体11使一对切削刃132中其中一方的切削刃132A从前端部13的前端面11A朝向所述X方向中用符号XA表示的切槽方向突出来安装切削刀片130。
并且,图3、图5~图8中用符号C2A表示的方向表示刀片主体131的宽度方向(宽度方向的轴线C2方向)中另一方的宽度方向即第1宽度方向。第1宽度方向C2A为从一对角部143A、143B(143C、143D)中位于工具主体11的一侧面12C、13C侧的(位于工件W的内周面S侧)一方的角部143A(143C)朝向比该一方的角部143A(143C)更靠工具主体11的另一侧面12D、13D侧的(位于内周面S的相反侧)的另一方的角部143B(143D)的方向。如图10的工具主体11的主视观察时,切削刀片130的宽度方向的轴线C2随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W的旋转方向WT的前方倾斜。
即,该切削刀片130的其中一方的切削刃132A的正面切削刃141随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐向工件W的旋转方向WT的前方倾斜。详细而言,如图5所示,切削刀片130的切削刃132A的正面切削刃141随着从工具主体11的一侧面13C朝向另一侧面13D侧逐渐向旋转方向WT的前方(朝向该工具主体11的下表面13B)倾斜。并且由此,在其中一方的切削刃132A中,一对角部143A、143B中位于所述第1宽度方向C2A的角部143B相对角部143A配置于工件W的旋转方向WT的前方。
本实施方式中,切削刃132A的正面切削刃141随着朝向旋转轴线WO远离内周面S逐渐向工件W的旋转方向WT的前方倾斜。在此,图4、图5及图10中符号VS3表示包含切削刃132A的角部143B及旋转轴线WO的工具假想平面。图10中,切削刃132A的正面切削刃141与工具假想平面VS3所成的角度θ2为大于0°并在7°以下。另外,在本实施方式中,该θ2假设为3°左右。并且,由于宽度方向的轴线C2相对正面切削刃141平行,所以所述θ2也可以说是该宽度方向的轴线C2与工具假想平面VS3所成的角度。另外,本实施方式中,工具假想平面VS3配置于X-Y水平面内。
并且,图3及图4中用符号C1A表示的方向表示刀片主体131的延伸方向(延伸方向的轴线C1方向)中其中一方的延伸方向即第1延伸方向。第1延伸方向C1A为从一对切削刃132A、132B的另一方的切削刃132B朝向一方的切削刃132A的方向。如图4所示,从工具主体11的一侧面13C侧观察时,切削刀片130的延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐接近工具假想平面VS3的方式倾斜。
详细而言,以图4的侧视观察时,延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C 1A逐渐从刀片主体131的上表面向下表面侧(图4中Z方向的下方)接近工具假想平面VS3的方式延伸。即,延伸方向的轴线C1随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐从工具主体11的上表面13A向下表面13B侧延伸。并且由此,切削刃132B的正面切削刃141相对工具假想平面VS3朝向刀片主体131的上表面侧(工具主体11的上表面13A侧)远离。而且,图4中,延伸方向的轴线C1与工具假想平面VS3所成的角度θ3大于0°并在10°以下。本实施方式中,该θ3假设为3°左右。
安装于工具主体11的切削刀片130如图4所示配置成如下:从配置切削刃132B的所述另一方侧向配置切削刃132A的所述一方侧以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐向工具主体11的下表面13B的方式倾斜。
并且,图3、图8为从与工具假想平面VS3正交的方向观察切削刀片130的顶视图,以该顶视观察时,宽度方向的轴线C2与旋转轴线WO所成的角度θ1在90°以上90.5°以下。切削刀片130以所述角度θ1成为所述范围内的方式安装于刀片安装座14上。在本实施方式中,所述θ1为90°左右。由此,以该顶视观察时,与宽度方向的轴线C2平行的切削刃132A的正面切削刃141的延长线与旋转轴线WO所成的角度也为θ1(=90°)。并且在图8中,延伸方向的轴线C1与旋转轴线WO所成的角度θ4大于0°小于1°。本实施方式中,该θ4为0.2°左右。详细而言,所述θ4与所述θ1的关系为1°>θ4>θ1-90°。本实施方式中,由于所述θ1为90°,所以以图8所示的工具主体11的顶视观察时,投影于工具假想平面VS3的宽度方向的轴线C2与旋转轴线WO相互正交。另一方面,投影于工具假想平面VS3的宽度方向的轴线C2与延伸方向的轴线C1并不相互正交。即,投影于工具假想平面VS3的延伸方向的轴线C1与旋转轴线WO互不平行。
而且,如图8、图9所示,从与工具假想平面VS3正交的(与前刀面133对置的)方向观察时,该切削刀片130中,另一方的切削刃132B中位于所述第1宽度方向C2A的相反侧的角部143C比其中一方的切削刃132A中位于所述相反侧的角部143A更靠所述第1宽度方向C2A配置。即,其中一方的切削刃132A中位于工具主体11的一侧面13C侧(图8中的右侧)的角部143A比另一方的切削刃132B中位于一侧面13C侧的角部143C更靠一侧面13C侧(第1宽度方向C2A的相反侧)配置。本实施方式中,切削刃132B中位于内周面S侧的角部143C相对切削刃132A中位于内周面S侧的角部143A远离内周面S。
另外,通过调整前述θ1~θ4,如图8、图11所示,能够将其中一方的切削刃132A中一对角部143A、143B配置于与旋转轴线WO垂直的同一工件假想平面VS4上。本实施方式中,调整角度θ2、θ3来设为角度θ1=90°,由此一对角部143A、143B配置于工件假想平面VS4上。详细而言,如图11所示,在切削刃132A中使角部143A绕旋转轴线WO旋转而得到的假想圆VC1和使角部143B绕旋转轴线WO旋转而得到的假想圆VC2均包含于工件假想平面VS4内。另外,假想圆VC 1的外周(轨迹)与形成于工件W的槽的槽底D的外周边缘一致,而假想圆VC2的外周与槽底D的内周边缘一致。并且,切削刃132A的正面切削刃141即使在位于角部143A与角部143B之间的任意部位也配置在工件假想平面VS4上。
在本实施方式中,具有所述结构的工具主体11的切削刀片130在以将一方的切削刃132A的角部143A抵接于工件W的内周面S的方式靠近配置的状态下,沿该内周面S朝向工件W的旋转轴线WO方向向切槽方向XA移动。而且,切削刃132A对面向工具主体11的基端侧的里面B进行切槽加工。
如以上说明,根据本实施方式的可转位刀片式切槽工具110及利用该可转位刀片式切槽工具的端面切槽加工方法,从工具主体11的前端部13朝向工件W的里面B突出的切削刀片130的其中一方的切削刃132A的正面切削刃141与宽度方向的轴线C2平行,随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W旋转的旋转方向WT的前方倾斜,因此提高一方的切削刃132A的切屑的排出性。
即,由于切削刃132A的正面切削刃141如前述倾斜,因此可朝向工具主体11的另一侧面13D侧(朝向内周面S的相反侧的旋转轴线WO的方向)排出该切削刃132A的切屑。由此,切屑的排出性提高,防止切屑与位于工具主体11的一侧面13C侧的工件W的内周面S接触及在该内周面S附近产生切屑贮留,从而提高加工精度。
并且,切削刀片130的延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐接近工具假想平面VS3的方式倾斜,并朝向刀片主体131的下表面侧(工具主体11的下表面13B侧)延伸。即,另一方的切削刃132B相对工具假想平面VS3朝向刀片主体131的上表面侧(工具主体11的上表面13A侧)远离,所以能够较大地形成一方的切削刃132A的楔角β(图4中前刀面133与正面后刀面151所成的角度)。因此,可充分确保对工件W进行切槽加工的一方的切削刃132A的刀尖强度。
并且,根据这种切削刀片130的安装姿势,能够充分确保工具主体11的前端部13中支承该切削刀片130的下颚部17的壁厚,并可提高该前端部13的机械强度。另外,充分确保切削刃132A的正面切削刃141的刀尖强度的同时,与该正面切削刃141相连的正面后刀面151远离槽底D,可以防止与该槽底D接触。
另外,另一方的切削刃132B中位于所述第1宽度方向C2A的相反侧的其中一方的角部143C相对于其中一方的切削刃132A中位于所述相反侧的一方的角部143A更靠所述第1宽度方向C2A配置。由此,如本实施方式,当沿以工件W的旋转轴线WO为中心形成的圆柱孔状的加工孔H的内周面S对该加工孔H的里面B进行切槽加工(内孔端面切槽)时,起到如下作用效果。
即,在以将切削刀片130的一方的切削刃132A中其中一方的角部143A抵接于工件W的内周面S的方式靠近配置,并沿该内周面S向切槽方向XA移动该切削刀片130来进行切槽加工时,另一方的切削刃132B中其中一方的角部143C远离该内周面S,可以切实防止该角部143C与该内周面S接触而导致损伤。并且,可以防止由于该接触导致未使用的另一方的切削刃132B损伤。
并且,无论图3所示的工件W的里面B的深度d1如何,另一方的切削刃132B的一方的角部143C远离工件W的内周面S,可以切实防止该角部143C与该内周面S接触而导致损伤。
另外,若着眼于其中一方的切削刃132A所切削的工件W的槽底D,则切削刀片130的宽度方向的轴线C2随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W旋转的旋转方向WT的前方倾斜,延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A相对工具假想平面VS3接近的方式朝向刀片主体131的下表面侧倾斜,并且,另一方的切削刃132B中其中一方的角部143C比一方的切削刃132A中一方的角部143A更靠所述第1宽度方向C2A配置,从而该槽底D具备相对工件W的旋转轴线WO接近垂直的倾斜而形成。即,图28中的槽底D的角度α变得极小,可以提高工件W上的槽的加工精度。
并且,各切削刃132A、132B各自具备的一对侧面切削刃142、142形成为以随着从刀片主体131的延伸方向的外端缘朝向中央逐渐缩小相互间隔的方式倾斜,因此可确保加工槽的槽壁的加工精度。即,即使如前述设定切削刀片130相对工具主体11的安装姿势,其中一方的切削刃132A中配置于工件W的内周面S的相反侧(即所述第1宽度方向C2A)的侧面切削刃142也不会与形成于工件W上的槽的所述相反侧的槽壁的开口端缘接触。
并且,从与工具假想平面VS3正交的方向观察切削刀片130时,沿刀片主体131的宽度方向的宽度方向的轴线C2与工件W的旋转轴线WO所成的角度θ1为90°以上90.5°以下。由此,图8中,沿刀片主体131的延伸方向的延伸方向的轴线C 1相对工件W的旋转轴线WO倾斜的角度θ4成为近似于角度θ1减去90°的值(即θ1-90°)且稍大于(θ1-90°)的值。在本实施方式中,工件W的内周面S形成为与旋转轴线WO平行,通过使延伸方向的轴线C1相对工件W的内周面S稍微倾斜的同时使其大致平行来将切削刀片130安装于工具主体11。因此,如前述使另一方的切削刃132B的其中一方的角部143C切实远离内周面S来确保该内周面S的加工精度的同时,能够确保形成于工件W的里面B的槽的槽底D的加工精度。详细而言,根据在前述范围内设定角度θ1,由于被切槽的工件W的槽底D形成为与旋转轴线WO大致垂直,因此可提高该槽底D的加工精度。
并且,如本实施方式,当一方的切削刃132A的一对角部143A、143B配置于与工件W的旋转轴线WO垂直的同一工件假想平面VS4上时,能够将用其中一方的切削刃132A切削的工件W的槽底D切实形成为相对旋转轴线WO垂直。因此,可充分确保工件W的槽的精加工精度。
这样,在利用前述可转位刀片式切槽工具110的内孔端面切槽加工中,即使与形成于工件W上且呈圆柱孔状的加工孔H的里面B相邻而形成与旋转轴线WO平行的内周面S,无论切槽的里面B的位置如何都能够进行精度较高的内孔端面切槽。
(第2实施方式)
接着,参考图12~图20对本发明的第2实施方式的可转位刀片式切槽工具120进行说明。另外,对与前述的实施方式相同的部件添加相同符号并省略其说明。
本实施方式的可转位刀片式切槽工具120为对大致圆柱状的工件W进行外圆端面切槽加工的工具。详细而言,工件W呈多级圆柱状,并在其大径部分与小径部分之间具有台阶部U。工件W的台阶部U上形成有由与所述小径部分的外周面R相邻并与旋转轴线WO正交的圆环面构成的端面E。
该可转位刀片式切槽工具120具有形成为轴状且截面呈大致矩形的工具主体11及装卸自如地安装于该工具主体11的前端部13并使切削刃132A从该工具主体11的前端面11A朝向前端侧的切槽方向XA突出的前述切削刀片130。可转位刀片式切槽工具120相对工件W的旋转轴线WO大致平行地配置工具主体11延伸的方向(图示的X方向)。在该状态下,使工具主体11的前端部13面向以旋转轴线WO为中心向旋转方向WT旋转的工件W的台阶部U,以沿该台阶部U的所述小径部分的外周面R的方式移动切削刃132A,并切削端面E。
可转位刀片式切槽工具120与可转位刀片式切槽工具110相同地切削刀片130的延伸方向的轴线C1沿工具主体11的延伸方向延伸。并且另一方面,如图13所示,可转位刀片式切槽工具120中,面向工具主体11的侧方(Y方向)的两侧面中一侧面13C(12C)与另一侧面13D(12D)的相互配置与前述可转位刀片式切槽工具110不同。
可转位刀片式切槽工具120的工具主体11中,其前端部13以外的中央部及基端部呈大致长方体状而成为刀柄部12。刀柄部12的一侧面12C及另一侧面12D分别形成为矩形平面状。该可转位刀片式切槽工具120通过以被止转的状态保持刀柄部12来固定支承于未图示的机床。
并且,如图15所示,前端部13的一侧面13C中与上颚部16对应的部分形成为以随着从上表面13A朝向下表面13B逐渐朝向另一侧面13D侧(图15中的Y方向的右侧)的方式弯曲成截面凹曲线状。并且,上颚部16中面向另一侧面13D侧的侧面形成为以随着从上表面13A朝向下表面13B逐渐朝向另一侧面13D侧的方式弯曲成截面凸曲线状。另外,前端部13的一侧面13C中与下颚部17对应的部分形成为以随着从上表面13A朝向下表面13B逐渐朝向一侧面13C侧(图15中的Y方向左侧)的方式弯曲成截面凹曲线状。并且,下颚部17中面向另一侧面13D侧的侧面形成为以随着从上表面13A朝向下表面13B逐渐朝向一侧面13C侧的方式弯曲成截面凸曲线状。以图15所示的工具主体11的主视观察时,整个上颚部16及下颚部17形成为大致弓形。
而且,切削刀片130在工具主体11的前端部13中配置成沿所述一侧面13C。并且,如图13、图16及图18所示,切削刀片130的其中一方的角部143A(143C)配置成位于工具主体11的一侧面12C、13C侧并与工件W的所述小径部分的外周面R对置。该可转位刀片式切槽工具120中,从一方的角部143A(143C)朝向另一方的角部143B(143D)的第1宽度方向C2A与前述可转位刀片式切槽工具110朝向相反。
并且,以图19所示的工具主体11的主视观察时,其中一方的切削刃132A的正面切削刃141随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W的旋转方向WT的前方倾斜。并且由此,在其中一方的切削刃132A中,一对角部143A、143B中位于所述第1宽度方向C2A的角部143B相对角部143A配置于工件W的旋转方向WT的前方。
本实施方式中,切削刃132A的正面切削刃141随着朝向旋转轴线WO的相反侧远离所述小径部分的外周面R逐渐朝向工件W的旋转方向WT的前方倾斜。并且,工具假想平面VS3包含切削刃132A的角部143B及旋转轴线WO。图15、图19中,切削刃132A的正面切削刃141与工具假想平面VS3所成的角度θ2大于0°并在7°以下。另外,本实施方式中,该θ2假设为3°左右。另外,宽度方向的轴线C2相对正面切削刃141平行,所以所述θ2还可以说是该宽度方向的轴线C2与工具假想平面VS3所成的角度。
并且,如图14所示,从工具主体11的一侧面13C侧观察时,切削刀片130的延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐接近工具假想平面VS3的方式倾斜。
详细而言,以图14所示的工具主体11的侧视观察时,延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐从刀片主体131的上表面朝向下表面侧(图14中的Z方向的左侧)接近工具假想平面VS3的方式延伸。即,延伸方向的轴线C1随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐从工具主体11的上表面13A朝向下表面13B侧延伸。并且由此,切削刃132B的正面切削刃141相对工具假想平面VS3朝向刀片主体131的上表面侧(工具主体11的上表面13A侧)远离。而且,图14中,延伸方向的轴线C1与工具假想平面VS3所成的角度θ3大于0°并在10°以下。本实施方式中,该θ3假设为3°左右。
并且,图13为从与工具假想平面VS3正交的方向观察切削刀片130的顶视图,以该顶视观察时,宽度方向的轴线C2与旋转轴线WO所成的角度θ1在90°以上90.5°以下。切削刀片130以所述角度θ1成为所述范围的方式安装于刀片安装座14。本实施方式中,所述θ1为90°左右。由此,以该顶视观察时,与宽度方向的轴线C2平行的切削刃132A的正面切削刃141的延长线与旋转轴线WO所成的角度也为θ1(=90°)。并且,在图13中,延伸方向的轴线C1与旋转轴线WO所成的角度θ4大于0°且小于1°。本实施方式中,该θ4为0.2°左右。详细而言,所述θ4与所述θ1的关系为1°>θ4>θ1-90°。本实施方式中,由于所述θ1为90°,所以以图13所示的工具主体11的顶视观察时,投影于工具假想平面VS3的宽度方向的轴线C2与旋转轴线WO相互正交。另一方面,投影于工具假想平面VS3的宽度方向的轴线C2与延伸方向的轴线C1并不相互正交。即,投影于工具假想平面VS3的延伸方向的轴线C1与旋转轴线WO并不相互平行。
而且,如图18所示,从与工具假想平面VS3正交的(与前刀面133对置的)方向观察时,该切削刀片130中,另一方的切削刃132B中位于所述第1宽度方向C2A的相反侧的角部143C比其中一方的切削刃132A中位于所述相反侧的角部143A更靠所述第1宽度方向C2A配置。即,其中一方的切削刃132A中位于工具主体11的一侧面13C侧(图18中的左侧)的角部143A比另一方的切削刃132B中位于一侧面13C侧的角部143C更靠一侧面13C侧(第1宽度方向C2A的相反侧)配置。本实施方式中,切削刃132B中位于外周面R侧的角部143C相对切削刃132A中位于外周面R侧的角部143A远离外周面R。
另外,如图18、图20所示,通过调整前述θ1~θ4,能够将其中一方的切削刃132A的一对角部143A、143B配置于与旋转轴线WO垂直的同一工件假想平面VS4上。本实施方式中,调整角度θ2、θ3来设为角度θ1=90°,由此,一对角部143A、143B配置于工件假想平面VS4上。详细而言,如图20所示,切削刃132A中使角部143A绕旋转轴线WO旋转而获得的假想圆VC1与使角部143B绕旋转轴线WO旋转而获得的假想圆VC2均包含于工件假想平面VS4内。另外,假想圆VC1的外周与形成于工件W的槽的槽底D的内周边缘一致,假想圆VC2的外周与槽底D的外周边缘一致。
在本实施方式中,具有前述结构的工具主体11的切削刀片130在以将其中一方的切削刃132A的角部143A抵接于工件W的所述小径部分的外周面R的方式靠近配置的状态下,沿该外周面R朝向工件W的旋转轴线WO方向向切槽方向XA移动。而且,切削刃132A对面向工具主体11的基端侧的端面E进行切槽加工。
根据本实施方式的可转位刀片式切槽工具120,在呈多级圆柱状的工件W的台阶部U中沿具有与旋转轴线WO平行的外周面R的小径部分对该工件W的端面E进行切槽加工(外圆端面切槽)时,得到与前述实施方式相同的作用效果。
详细而言,其中一方的切削刃132A的正面切削刃141与宽度方向的轴线C2平行,随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W旋转的旋转方向WT的前方倾斜,因此可提高其中一方的切削刃132A的切屑的排出性。即,由于切削刃132A的正面切削刃141如前述倾斜,因此用该切削刃132A的切屑朝向工具主体11的另一侧面13D侧(远离外周面R的相反侧的旋转轴线WO的方向)排出。由此,提高切屑的排出性,并防止切屑与位于工具主体11的一侧面13C侧的工件W的外周面R接触及在该外周面R附近产生切屑贮留,提高加工精度。
而且,无论切削刀片130的切削刃132A进行切槽的工件W的端面E的位置如何,切削刃132B的角部143C都会远离外周面R,可以切实防止该角部143C与该外周面R接触而导致损伤,并能够进行精度较高的外圆端面切槽。
另外,本发明不限于前述实施方式,在不脱离本发明宗旨的范围内能够施加各种变更。
例如,在前述的第1、第2实施方式中,工具主体11的前端部13上形成有刀片安装座14,但是并不限定于此。即,可以在前端部13安装可装卸的头部,在该头部形成刀片安装座14。此时,刀片安装座14在所述头部的一侧面开口而形成,切削刀片130沿所述一侧面配置。并且,前述工具主体11的形状不限于前述实施方式中说明的形状。
并且,切削刃132的一对角部143并不限定于前述第1、第2实施方式中说明的形状。图21及图22表示角部143的变形例。图21中,角部143呈凸曲线状,并具有平滑地连接正面切削刃141及侧面切削刃142的第1刃角144。而且,其中一方的切削刃132A的角部143B在所述工具假想平面VS3上配置与该角部143B相邻的正面切削刃141的延长线VL1与从第1刃角144中刀片主体131的宽度方向的外边缘朝向延长线VL1延长的垂线VL2的交点P。此时,可防止各角部143的刀尖破损等。
并且,图22中,角部143具有第1刃角144及连接该第1刃角144中沿刀片主体131的延伸方向的中央侧(图22中的上方)的端部与侧面切削刃142的直线状第2刃角145。从与工具假想平面VS3正交的方向观察切削刀片130时,第2刃角145以相对工件W的旋转轴线WO平行的方式延伸,并形成为相对内周面S(外周面R)平行地延伸。此时,该第2刃角145对其中一方的切削刃132A的正面切削刃141及第1刃角144所切削的工件W的槽壁进行修光,提高该槽壁的精加工精度。
并且,前述第1、第2实施方式中,切削刀片130的切削刃132A沿工件W的周面S、R对端面B、E进行切槽加工,但是并不限定于此。例如,切削刃132A也可对远离工件W的周面S、R的端面B、E部分进行切槽加工。根据本发明的实施方式,即使在对与工件W的周面S、R相邻的端面B、E部分或远离的端面B、E部分的任意一个端面进行切槽加工时,也能够进行高精度的切削加工。
(第3实施方式)
图6、图29~图38表示本发明的第3实施方式的可转位刀片式切槽工具210及用于该可转位刀片式切槽工具210的切削刀片130。本实施方式的可转位刀片式切槽工具210具有:工具主体21,形成为轴状,与其中心轴线TO正交的截面呈大致圆形;及切削刀片130,装卸自如地安装于沿该工具主体21的中心轴线TO的前端侧的端部(前端部)23上,并使切削刃132从该工具主体21的前端面21A朝向前端侧突出。
本实施方式的可转位刀片式切槽工具210为对大致圆筒状的工件W进行内孔端面切槽加工的工具。工件W中呈圆柱孔状的加工孔H上形成有面向该工件W的旋转轴线WO且与该旋转轴线WO平行的内周面(周面)S。该内周面S位于加工孔H的最里部并与正交于旋转轴线WO且由圆形状的平面构成的里面(端面)B相邻。可转位刀片式切槽工具210将工具主体21的中心轴线TO配置成相对工件W的旋转轴线WO大致平行。该状态下,在以旋转轴线WO为中心向旋转方向WT旋转的工件W中以该旋转轴线WO为中心形成的加工孔H中插入工具主体21的前端部23,沿内周面S移动切削刃132,切削该加工孔H的里面B。另外,本实施方式中,将表示方向的符号X、Y、Z用于一部分图中。在此,符号X、Y分别表示水平方向,详细而言,X方向表示与工件W的旋转轴线WO平行的水平方向,Y方向表示与旋转轴线WO垂直的水平方向。并且符号Z表示铅垂方向。
工具主体21由钢材等形成,沿其中心轴线TO的前端部23以外的中央部及基端部呈大致恒定的外径而成为刀柄部22。在工具主体21的外周面中位于刀柄部22的区域中形成有上表面22A、下表面22B,该上表面和下表面以上下(Z方向)夹住中心轴线TO且由与该中心轴线TO平行地延伸的带状平面构成,并且相互背向配置。该可转位刀片式切槽工具210通过以根据这些上表面22A、下表面22B止转的状态保持刀柄部22来固定支承于未图示的机床。另外,本实施方式中,中心轴线TO向X方向延伸,上表面22A、下表面22B配置于X-Y水平面内。在以下说明中,有时将工具主体21的前端侧(图31中左右方向(X方向)的左侧)称为一方侧,将基端侧(图31中X方向的右侧)称为另一方侧。
工具主体21的前端部23以图31所示的工具主体21的俯视观察时呈大致梯形状,从其前端面21A向前端侧突出而形成上颚部26及下颚部27。前端部23的上颚部26和下颚部27向上下方向(Z方向)相互对置配置,且在前端面21A形成于与旋转轴线WO垂直的方向(图31中Y方向)中一侧(图31中下侧)的端部。并且,如图32所示,前端部23的上表面23A形成为比刀柄部22的上表面22A更凹陷一级。另外,工具主体21的前端部23的下表面23B与刀柄部22的下表面22B成为同一水平面。
并且,工具主体21中,其前端部23的面向侧方(图31中的Y方向)的两侧面中,面向所述一侧的一侧面23C以同一水平面方式与刀柄部22中面向所述一侧的侧面(一侧面)22C相连,从而形成面向上颚部26及下颚部27的所述一侧的侧面。前端部23的一侧面23C及刀柄部22的一侧面22C中Z方向的中央部分与上表面22A、下表面22B垂直而形成为沿中心轴线TO延伸的带状平面。
并且,前端部23上形成有所述两侧面中面向另一侧(图31中上侧)且与一侧面23C背向配置的另一侧面23D。前端部23的另一侧面23D以随着从工具主体21的基端朝向前端侧逐渐朝向所述一侧的方式倾斜而形成为锥状。并且,另一侧面23D的基端部与刀柄部22中面向所述另一侧的截面凸曲线状的侧面(另一侧面)22D相连。另外,前述工具主体21的刀柄部22及前端部23的形状为一例,并不限定于本实施方式。例如,一侧面23C、22C的形状不限于前述平面,也可以为除此之外的曲面状或凹凸形状等。并且,一侧面23C和22C无需以同一水平面方式连接。可以形成为例如以图31的俯视观察时,刀柄部22的一侧面22C相对前端部23的一侧面23C向图示的Y方向的下侧突出或向Y方向的上侧凹陷。
以图32所示的工具主体21的侧视观察时,上颚部26呈大致三角形状,上颚部26的上表面随着从基端朝向前端侧逐渐向下表面23B侧倾斜而形成。并且,以图33所示的工具主体21的主视观察时,下颚部27中面向其旋转轴线WO的面呈截面凹曲线状,面向旋转轴线WO的相反侧的面呈截面凸曲线状,整体上形成为大致弓形。如图33所示,下颚部27的壁厚形成为随着从上表面23A侧朝向下表面23B侧逐渐变薄壁。详细而言,以在该主视观察时,下颚部27形成为与刀柄部22的一侧面22C及前端部23的一侧面23C中Z方向的下侧部分对应,随着朝向Z方向的下侧逐渐朝向另一侧面23D弯曲。另外,以图32的侧视观察时,下颚部27呈大致矩形状,比上颚部26更向工具主体21的前端侧突出。
并且,这些上颚部26与下颚部27之间设有间隙,成为装卸自如地安装切削刀片130的刀片安装座24。工具主体21在该刀片安装座24上安装切削刀片130,沿面向该工具主体21的侧方的一侧面23C、22C配置该切削刀片130。详细而言,以图31的俯视观察时,当切削刀片130安装于在工具主体21的前端部23的一侧面23C开口的刀片安装座24时,相对中心轴线TO大致平行地延伸,在使后述的切削刃132B的角部143C从该一侧面23C稍微向Y方向的下侧突出的状态下,沿该一侧面23C配置。
刀片安装座24呈大致长方体孔状,位于前端部23的一侧面23C侧且沿X方向延伸。刀片安装座24其前端部及中央部位于上颚部26与下颚部27之间且向Y方向的两侧开口。并且,刀片安装座24的前端部还向X方向中面向前端侧的方向(后述的切槽方向XA)开口。另外,刀片安装座24的基端部位于上表面23A与下表面23B之间且在一侧面23C开口。以图32的侧视观察时,刀片安装座24形成为随着从工具主体21的基端朝向前端侧逐渐从下表面23B朝向上表面23A倾斜。并且,刀片安装座24的基端部上形成有面向工具主体21的前端侧的台阶部24A。
并且,刀片安装座24的基端侧形成有呈宽度比该刀片安装座24更窄的间隙状,且在前端面21A、一侧面23C及另一侧面23D开口的紧固部28。紧固部28形成为随着从工具主体21的基端朝向前端侧逐渐从下表面23B朝向上表面23A倾斜。
并且,如图33、图37所示,从前端面21A侧观察(即在正面观察前端面21A)时,刀片安装座24中上下相对的顶壁面24B及底壁面24C分别形成为凸V字状。并且,如图32所示,紧固部28相对刀片安装座24较窄地形成顶壁面24D与底壁面24E的间隔。紧固部28的顶壁面24D上形成有在前端部23的上表面23A开口而插通夹紧螺钉25的贯穿孔25A。并且,紧固部28的底壁面24E上形成有与贯穿孔25A同轴设置且对内周面实施内螺纹加工的螺纹孔(未图示)。
另外,安装于该可转位刀片式切槽工具210的切削刀片130由硬质合金等硬质材料构成,如图32所示,具备呈棒状的刀片主体131及形成于刀片主体131的延伸方向(图32的左右方向(X方向))的两端部中该刀片主体131的上表面(图32中面向Z方向的上侧的面)的一对切削刃132。切削刀片130为所谓狗骨形切削刀片。
在此,图6、图34~图36等所示的符号C1表示沿刀片主体131的延伸方向的延伸方向的轴线,该延伸方向的轴线C1通过刀片主体131中与所述延伸方向正交的宽度方向的中央,分别通过一对切削刃132中后述的正面切削刃141、141的中央而延伸。即,延伸方向的轴线C1通过一对切削刃132的中央且向所述延伸方向延伸。并且,符号C2表示沿刀片主体131的宽度方向的宽度方向的轴线,该宽度方向的轴线C2通过沿延伸方向的轴线C1的刀片主体131的中央(为所述一对切削刃132的中央,在图中用双圆表示的部位),与该延伸方向的轴线C1正交并与正面切削刃141平行地延伸。并且,符号C3表示沿刀片主体131的高度方向的高度方向的轴线,该高度方向的轴线C3通过刀片主体131的所述中央,并向与延伸方向的轴线C1及宽度方向的轴线C2正交的方向延伸。
另外,切削刀片130形成为关于通过沿延伸方向的轴线C1的刀片主体131的中央且与该延伸方向的轴线C1垂直的刀片假想平面VS1对称(即面对称)。并且,该切削刀片130形成为还关于包含延伸方向的轴线C1及高度方向的轴线C3通过刀片主体131的上表面(图33中面向上下方向(Z方向)的上方的面)及下表面(图33中面向Z方向的下方的面)的各中央的刀片假想平面VS2对称(面对称)。即,该切削刀片130形成为关于高度方向的轴线C3旋转对称。另外,切削刀片130也可不形成为关于刀片假想平面VS2面对称。
并且,如图6、图37所示,切削刀片130在刀片主体131的上表面中所述延伸方向的中央部及下表面与延伸方向的轴线C1正交的截面处分别形成为凹V字状。根据这种刀片主体131的形状引导切削刀片130以在刀片安装座24的前端侧开口的部位与顶壁面24B及底壁面24C滑动接触,并插入所述另一方侧(工具主体21的基端侧)。
如图32所示,插入于刀片安装座24的切削刀片130通过刀片主体131的所述另一方侧的端面与台阶部24A接触而被定位。在该状态下,通过紧固夹紧螺钉25,紧固部28的顶壁面24D边向底壁面24E弹性变形边靠近,刀片安装座24的顶壁面24B边向底壁面24C弹性变形边靠近。这样,顶壁面24D、24B与底壁面24E、24C的间隔变窄,切削刀片130固定支承于工具主体21的前端部23。
并且,刀片主体131的上表面中沿延伸方向的轴线C1方向的两端部上配置有一对切削刃132。如图35所示,切削刃132具有:直线状的正面切削刃141,形成于刀片主体131的延伸方向的端缘并沿与该延伸方向正交的宽度方向(图35中的左右方向)延伸;一对角部143,配置于该正面切削刃141的两端并形成为分别向所述宽度方向突出;及一对侧面切削刃142,以随着从这些角部143沿所述延伸方向朝向该刀片主体131的中央(内侧)逐渐缩小相互间隔的方式分别延伸为直线状。
详细而言,一对侧面切削刃142形成为以随着从刀片主体131的延伸方向的外端缘朝向中央逐渐从宽度方向的外端缘朝向中央(内侧)的方式倾斜,得到所谓倒锥形。
并且,刀片主体131的上表面的所述两端部比所述中央部更下降一级而分别呈大致四边形状,成为一对前刀面133。前刀面133其外周边中除所述延伸方向的中央侧以外的三个边成为正面切削刃141及一对侧面切削刃142。
另外,在图6中,刀片主体131的外面中连接上表面和下表面的周面上形成有与正面切削刃141相连的正面后刀面151和分别与一对侧面切削刃142相连的一对侧面后刀面152。正面后刀面151形成为以随着从正面切削刃141朝向下表面侧逐渐从刀片主体131的外面后退的方式倾斜。并且,侧面后刀面152形成为以随着从侧面切削刃142朝向下表面侧逐渐从刀片主体131的外面后退的方式倾斜。另外,在此所说的所述外面表示通过刀片主体131的正面切削刃141或侧面切削刃142且与高度方向的轴线C3平行的假想平面。在以下说明中,将在刀片主体131中形成正面后刀面151的面称为切削刀片130的正面,将在刀片主体131中形成侧面后刀面152的面称为切削刀片130的侧面。
若切削刀片130安装于工具主体21的刀片安装座24上,则如图31所示,在一对切削刃132中所述一方侧(图31中的X方向的左侧)配置切削刃132A,在所述另一方侧(图31中的X方向的右侧)配置切削刃132B。而且,其中一方的切削刃132A从工具主体21的前端部23的前端面21A朝向前端侧突出,且与工件W的里面B对置配置,对该里面B实施切槽加工。详细而言,工具主体21使一对切削刃132中其中一方的切削刃132A通过从前端部23的前端面21A朝向所述X方向中用符号XA表示的切槽方向突出来安装切削刀片130。
并且,图31、图33~图35中用符号C2A表示的方向表示刀片主体131的宽度方向(宽度方向的轴线C2方向)中另一方的宽度方向即第1宽度方向。第1宽度方向C2A为从一对角部143A、143B(143C、143D)中位于工具主体21的一侧面22C、23C侧的(位于工件W的内周面S侧)一方的角部143A(143C)朝向比该一方的角部143A(143C)更靠工具主体21的另一侧面22D、23D侧的(位于内周面S的相反侧)的另一方的角部143B(143D)的方向。如以图37的工具主体21的主视观察时,切削刀片130的宽度方向的轴线C2随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W的旋转方向WT的后方倾斜。
即,该切削刀片130的其中一方的切削刃132A的正面切削刃141随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐向工件W的旋转方向WT的后方倾斜。详细而言,如图33所示,切削刀片130的切削刃132A的正面切削刃141随着从工具主体21的一侧面23C朝向另一侧面23D侧逐渐向旋转方向WT的后方(朝向该工具主体21的上表面23A)倾斜。并且由此,在其中一方的切削刃132A中,一对角部143A、143B中位于所述第1宽度方向C2A的角部143B相对角部143A配置于工件W的旋转方向WT的后方。
本实施方式中,切削刃132A的正面切削刃141随着朝向旋转轴线WO远离内周面S逐渐向工件W的旋转方向WT的后方倾斜。在此,图32、图33及图37中符号VS3表示包含切削刃132A的角部143A及旋转轴线WO的工具假想平面。图37中,切削刃132A的正面切削刃141与工具假想平面VS3所成的角度θ2为大于0°并在7°以下。另外,在本实施方式中,该θ2假设为3°左右。并且,由于宽度方向的轴线C2相对正面切削刃141平行,所以所述θ2也可以说是该宽度方向的轴线C2与工具假想平面VS3所成的角度。另外,本实施方式中,工具假想平面VS3配置于X-Y水平面内。
并且,图31及图32中用符号C1A表示的方向表示刀片主体131的延伸方向(延伸方向的轴线C1方向)中其中一方的延伸方向即第1延伸方向。第1延伸方向C1A为从一对切削刃132A、132B的另一方的切削刃132B朝向一方的切削刃132A的方向。如图32所示,从工具主体21的一侧面23C侧观察时,切削刀片130的延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐接近工具假想平面VS3的方式倾斜。
详细而言,以图32的侧视观察时,延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐从刀片主体131的下表面向上表面侧(图32中Z方向的上方)接近工具假想平面VS3的方式延伸。即,延伸方向的轴线C1随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐从工具主体21的下表面23B向上表面23A侧延伸。并且由此,切削刃132B的正面切削刃141相对工具假想平面VS3朝向刀片主体131的下表面侧(工具主体21的下表面23B侧)远离。而且,图32中,延伸方向的轴线C1与工具假想平面VS3所成的角度θ3大于0°并在10°以下。本实施方式中,该θ3假设为3°左右。
安装于工具主体21的切削刀片130如图32所示配置成如下:从配置切削刃132B的所述另一方侧向配置切削刃132A的所述一方侧以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐向工具主体21的上表面23A的方式倾斜。
并且,图31、图35为从与工具假想平面VS3正交的方向观察切削刀片130的顶视图,以该顶视观察时,宽度方向的轴线C2与旋转轴线WO所成的角度θ1在90°以上90.5°以下。切削刀片130以所述角度θ1成为所述范围内的方式安装于刀片安装座24上。在本实施方式中,所述θ1为90°左右。由此,以该顶视观察时,与宽度方向的轴线C2平行的切削刃132A的正面切削刃141的延长线与旋转轴线WO所成的角度也为θ1(=90°)。并且在图35中,延伸方向的轴线C1与旋转轴线WO所成的角度θ4大于0°小于1°。本实施方式中,该θ4为0.2°左右。详细而言,所述θ4与所述θ1的关系为1°>θ4>θ1-90°。本实施方式中,由于所述θ1为90°,所以以图35所示的工具主体21的顶视观察时,投影于工具假想平面VS3的宽度方向的轴线C2与旋转轴线WO相互正交。另一方面,投影于工具假想平面VS3的宽度方向的轴线C2与延伸方向的轴线C1并不相互正交。即,投影于工具假想平面VS3的延伸方向的轴线C1与旋转轴线WO互不平行。
而且,如图35、图36所示,从与工具假想平面VS3正交的(与前刀面133对置的)方向观察时,该切削刀片130中,另一方的切削刃132B中位于所述第1宽度方向C2A的相反侧的角部143C比其中一方的切削刃132A中位于所述相反侧的角部143A更靠所述第1宽度方向C2A配置。即,其中一方的切削刃132A中位于工具主体21的一侧面23C侧(图35中的右侧)的角部143A比另一方的切削刃132B中位于一侧面23C侧的角部143C更靠一侧面23C侧(第1宽度方向C2A的相反侧)配置。本实施方式中,切削刃132B中位于内周面S侧的角部143C相对切削刃132A中位于内周面S侧的角部143A远离内周面S。
另外,通过调整前述θ1~θ4,如图35、图38所示,能够将其中一方的切削刃132A中一对角部143A、143B配置于与旋转轴线WO垂直的同一工件假想平面VS4上。本实施方式中,调整角度θ2、θ3来设为角度θ1=90°,由此,一对角部143A、143B配置于工件假想平面VS4上。详细而言,如图38所示,在切削刃132A中使角部143A绕旋转轴线WO旋转而得到的假想圆VC1和使角部143B绕旋转轴线WO旋转而得到的假想圆VC2均包含于工件假想平面VS4内。另外,假想圆VC1的外周(轨迹)与形成于工件W的槽的槽底D的外周边缘一致,而假想圆VC2的外周与槽底D的内周边缘一致。并且,切削刃132A的正面切削刃141即使在位于角部143A与角部143B之间的任意部位也配置在工件假想平面VS4上。
在本实施方式中,具有所述结构的工具主体21的切削刀片130在以将一方的切削刃132A的角部143A抵接于工件W的内周面S的方式靠近配置的状态下,沿该内周面S朝向工件W的旋转轴线WO方向向切槽方向XA移动。而且,切削刃132A对面向工具主体21的基端侧的里面B进行切槽加工。
如以上说明,根据本实施方式的可转位刀片式切槽工具210及利用该可转位刀片式切槽工具的端面切槽加工方法,从工具主体21的前端部23朝向工件W的里面B突出的切削刀片130的其中一方的切削刃132A的正面切削刃141与宽度方向的轴线C2平行,随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W旋转的旋转方向WT的后方倾斜,所以降低沿Y方向与中心轴线TO大致垂直地该工具主体21横向进给时的切削阻力。
即,当进行如本实施方式的内孔端面切槽加工时,通常横向进给工具主体21时,从工件W的内周面S朝向旋转轴线WO移动该工具主体21。此时,切削刀片130的一方的切削刃132A中位于移动方向的前方的另一方的角部143B及侧面切削刃142尖锐地切入工件W,因此可降低切削阻力。另外,如图33所示,在本实施方式的内径侧端面切槽加工中,切槽时产生的切削阻力的分力F2从工具主体21中配置有切削刀片130的一侧面23C向该工具主体21的中心轴线TO侧作用,因此切削加工稳定并确保加工精度。
并且,切削刀片130的延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐接近工具假想平面VS3的方式倾斜,并朝向刀片主体131的上表面侧(工具主体21的上表面23A侧)延伸。即,另一方的切削刃132B相对工具假想平面VS3朝向刀片主体131的下表面侧(工具主体21的下表面23B侧)远离,所以一方的切削刃132A尖锐地切入工件W的里面B,能够充分提高切削锋利性。
另外,另一方的切削刃132B中位于所述第1宽度方向C2A的相反侧的其中一方的角部143C相对于其中一方的切削刃132A中位于所述相反侧的一方的角部143A更靠所述第1宽度方向C2A配置。由此,如本实施方式,当沿以工件W的旋转轴线WO为中心形成的圆柱孔状的加工孔H的内周面S对该加工孔H的里面B进行切槽加工(内孔端面切槽)时,起到如下作用效果。
即,在以将切削刀片130的一方的切削刃132A中其中一方的角部143A抵接于工件W的内周面S的方式靠近配置,并沿该内周面S向切槽方向XA移动该切削刀片130来进行切槽加工时,另一方的切削刃132B中其中一方的角部143C远离该内周面S,可以切实防止该角部143C与该内周面S接触而导致损伤。并且,可以防止由于该接触导致未使用的另一方的切削刃132B损伤。
并且,无论图31所示的工件W的里面B的深度d1如何,另一方的切削刃132B的一方的角部143C远离工件W的内周面S,可以切实防止该角部143C与该内周面S接触而导致损伤。
另外,若着眼于其中一方的切削刃132A所切削的工件W的槽底D,则切削刀片130的宽度方向的轴线C2随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W旋转的旋转方向WT的后方倾斜,延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A相对工具假想平面VS3接近的方式朝向刀片主体131的上表面侧倾斜,并且,另一方的切削刃132B中其中一方的角部143C比一方的切削刃132A中一方的角部143A更靠所述第1宽度方向C2A配置,从而该槽底D具备相对工件W的旋转轴线WO接近垂直的倾斜而形成。即,图28中的槽底D的角度α变得极小,可以提高工件W上的槽的加工精度。
并且,各切削刃132A、132B各自具备的一对侧面切削刃142、142形成为以随着从刀片主体131的延伸方向的外端缘朝向中央逐渐缩小相互间隔的方式倾斜,因此可确保被加工的槽的槽壁的加工精度。即,即使如前述设定切削刀片130相对工具主体21的安装姿势,其中一方的切削刃132A中配置于工件W的内周面S的相反侧(即所述第1宽度方向C2A)的侧面切削刃142也不会与形成于工件W上的槽的所述相反侧的槽壁的开口端缘接触。
并且,从与工具假想平面VS3正交的方向观察切削刀片130时,沿刀片主体131的宽度方向的宽度方向的轴线C2与工件W的旋转轴线WO所成的角度θ1为90°以上90.5°以下。由此,图35中,沿刀片主体131的延伸方向的延伸方向的轴线C 1相对工件W的旋转轴线WO倾斜的角度θ4成为近似于角度θ1减去90°的值(即θ1-90°)且稍大于(θ1-90°)的值。在本实施方式中,工件W的内周面S形成为与旋转轴线WO平行,通过使延伸方向的轴线C1相对工件W的内周面S稍微倾斜的同时使其大致平行来将切削刀片130安装于工具主体21。因此,如前述使另一方的切削刃132B的其中一方的角部143C切实远离内周面S来确保该内周面S的加工精度的同时,能够确保形成于工件W的里面B的槽的槽底D的加工精度。详细而言,根据在前述范围内设定角度θ1,由于被切槽的工件W的槽底D形成为与旋转轴线WO大致垂直,因此提高该槽底D的加工精度。
并且,如本实施方式,当一方的切削刃132A的一对角部143A、143B配置于与工件W的旋转轴线WO垂直的同一工件假想平面VS4上时,能够将用其中一方的切削刃132A切削的工件W的槽底D切实形成为相对旋转轴线WO垂直。因此,可充分确保工件W的槽的精加工精度。
这样,在利用前述可转位刀片式切槽工具210的内孔端面切槽加工中,即使与形成于工件W上且呈圆柱孔状的加工孔H的里面B相邻而形成与旋转轴线WO平行的内周面S,无论切槽的里面B的位置如何都能够进行精度较高的内孔端面切槽。
(第4实施方式)
接着,参考图16、图39~图46对本发明的第4实施方式的可转位刀片式切槽工具220进行说明。另外,对与前述的实施方式相同的部件添加相同符号并省略其说明。
本实施方式的可转位刀片式切槽工具220为对大致圆柱状的工件W进行外圆端面切槽加工的工具。详细而言,工件W呈多级圆柱状,并在其大径部分与小径部分之间具有台阶部U。工件W的台阶部U上形成有由与所述小径部分的外周面R相邻并与旋转轴线WO正交的圆环面构成的端面E。
该可转位刀片式切槽工具220具有形成为轴状且截面呈大致矩形的工具主体21及装卸自如地安装于该工具主体21的前端部23并使切削刃132A从该工具主体21的前端面21A朝向前端侧的切槽方向XA突出的前述切削刀片130。可转位刀片式切槽工具220相对工件W的旋转轴线WO大致平行地配置工具主体21延伸的方向(图示的X方向)。在该状态下,使工具主体21的前端部23面向以旋转轴线WO为中心向旋转方向WT旋转的工件W的台阶部U,以沿该台阶部U的所述小径部分的外周面R的方式移动切削刃132A,并切削端面E。
可转位刀片式切槽工具220与可转位刀片式切槽工具210相同地切削刀片130的延伸方向的轴线C1沿工具主体21的延伸方向延伸。并且另一方面,如图40所示,可转位刀片式切槽工具220中,面向工具主体21的侧方(Y方向)的两侧面中一侧面23C(22C)与另一侧面23D(22D)之间的配置与前述可转位刀片式切槽工具210不同。
可转位刀片式切槽工具220的工具主体21中,其前端部23以外的中央部及基端部呈大致长方体状而成为刀柄部22。刀柄部22的一侧面22C及另一侧面22D分别形成为矩形平面状。该可转位刀片式切槽工具220通过以被止转的状态保持刀柄部22来固定支承于图42中用双点划线表示的机床M。详细而言,可转位刀片式切槽工具220在将工具主体21的刀柄部22中的至少下表面22B及另一侧面22D抵接于机床M的安装凹部m的状态下支承于该机床M。
并且,如图42所示,前端部23的一侧面23C中与上颚部26对应的部分形成为以随着从上表面23A朝向下表面23B逐渐朝向另一侧面23D侧(图42中的Y方向的右侧)的方式弯曲成截面凹曲线状。并且,上颚部26中面向另一侧面23D侧的侧面形成为以随着从上表面23A朝向下表面23B逐渐朝向另一侧面23D侧的方式弯曲成截面凸曲线状。另外,前端部23的一侧面23C中与下颚部27对应的部分形成为以随着从上表面23A朝向下表面23B逐渐朝向一侧面23C侧(图42中的Y方向左侧)的方式弯曲成截面凹曲线状。并且,下颚部27中面向另一侧面23D侧的侧面形成为以随着从上表面23A朝向下表面23B逐渐朝向一侧面23C侧的方式弯曲成截面凸曲线状。以图42所示的工具主体21的主视观察时,整个上颚部26及下颚部27形成为大致弓形。
而且,切削刀片130在工具主体21的前端部23中配置成沿所述一侧面23C。并且,如图40、图16及图44所示,切削刀片130的其中一方的角部143A(143C)配置成位于工具主体21的一侧面22C、23C侧并与工件W的所述小径部分的外周面R对置。该可转位刀片式切槽工具220中,从一方的角部143A(143C)朝向另一方的角部143B(143D)的第1宽度方向C2A面向前述可转位刀片式切槽工具210的相反侧。
并且,以图45所示的工具主体21的主视观察时,其中一方的切削刃132A的正面切削刃141随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W的旋转方向WT的后方倾斜。并且由此,在其中一方的切削刃132A中,一对角部143A、143B中位于所述第1宽度方向C2A的角部143B相对角部143A配置于工件W的旋转方向WT的后方。
本实施方式中,切削刃132A的正面切削刃141随着朝向旋转轴线WO的相反侧远离所述小径部分的外周面R逐渐朝向工件W的旋转方向WT的后方倾斜。并且,工具假想平面VS3包含切削刃132A的角部143A及旋转轴线WO。图42、图45中,切削刃132A的正面切削刃141与工具假想平面VS3所成的角度θ2大于0°并在7°以下。另外,本实施方式中,该θ2假设为3.4°左右。另外,宽度方向的轴线C2相对正面切削刃141平行,所以所述θ2还可以说是该宽度方向的轴线C2与工具假想平面VS3所成的角度。
并且,如图41所示,从工具主体21的一侧面23C侧观察时,切削刀片130的延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐接近工具假想平面VS3的方式倾斜。
详细而言,以图41所示的工具主体21的侧视观察时,延伸方向的轴线C1以随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐从刀片主体131的下表面朝向上表面侧(图41中的Z方向的左侧)接近工具假想平面VS3的方式延伸。即,延伸方向的轴线C1随着朝向所述第1延伸方向C1A逐渐从工具主体21的下表面23B朝向上表面23A侧延伸。并且由此,切削刃132B的正面切削刃141相对工具假想平面VS3朝向刀片主体131的下表面侧(工具主体21的下表面23B侧)远离。而且,图41中,延伸方向的轴线C1与工具假想平面VS3所成的角度θ3大于0°并在10°以下。本实施方式中,该θ3假设为3°左右。
并且,图40为从与工具假想平面VS3正交的方向观察切削刀片130的顶视图,以该顶视观察时,宽度方向的轴线C2与旋转轴线WO所成的角度θ1在90°以上90.5°以下。切削刀片130以所述角度θ1成为所述范围的方式安装于刀片安装座24。本实施方式中,所述θ1为90°左右。由此,以该顶视观察时,与宽度方向的轴线C2平行的切削刃132A的正面切削刃141的延长线与旋转轴线WO所成的角度也为θ1(=90°)。并且,在图40中,延伸方向的轴线C1与旋转轴线WO所成的角度θ4大于0°且小于1°。本实施方式中,该θ4为0.2°左右。详细而言,所述θ4与所述θ1的关系为1°>θ4>θ1-90°。本实施方式中,由于所述θ1为90°,所以以图40所示的工具主体21的顶视观察时,投影于工具假想平面VS3的宽度方向的轴线C2与旋转轴线WO相互正交。另一方面,投影于工具假想平面VS3的宽度方向的轴线C2与延伸方向的轴线C1并不相互正交。即,投影于工具假想平面VS3的延伸方向的轴线C1与旋转轴线WO并不相互平行。
而且,如图44所示,从与工具假想平面VS3正交的(与前刀面133对置的)方向观察时,该切削刀片130中,另一方的切削刃132B中位于所述第1宽度方向C2A的相反侧的角部143C比其中一方的切削刃132A中位于所述相反侧的角部143A更靠所述第1宽度方向C2A配置。即,其中一方的切削刃132A中位于工具主体21的一侧面23C侧(图44中的左侧)的角部143A比另一方的切削刃132B中位于一侧面23C侧的角部143C更靠一侧面23C(第1宽度方向C2A的相反侧)配置。本实施方式中,切削刃132B中位于外周面R侧的角部143C相对切削刃132A中位于外周面R侧的角部143A远离外周面R。
另外,如图44、图46所示,通过调整前述θ1~θ4,能够将其中一方的切削刃132A的一对角部143A、143B配置于与旋转轴线WO垂直的同一工件假想平面VS4上。本实施方式中,调整角度θ2、θ3来设为角度θ1=90°,由此,一对角部143A、143B配置于工件假想平面VS4上。详细而言,如图46所示,切削刃132A中使角部143A绕旋转轴线WO旋转而获得的假想圆VC1与使角部143B绕旋转轴线WO旋转而获得的假想圆VC2均包含于工件假想平面VS4内。另外,假想圆VC1的外周与形成于工件W的槽的槽底D的内周边缘一致,假想圆VC2的外周与槽底D的外周边缘一致。
在本实施方式中,具有前述结构的工具主体21的切削刀片130在以将其中一方的切削刃132A的角部143A抵接于工件W的所述小径部分的外周面R的方式靠近配置的状态下,沿该外周面R朝向工件W的旋转轴线WO方向向切槽方向XA移动。而且,切削刃132A对面向工具主体21的基端侧的端面E进行切槽加工。
根据本实施方式的可转位刀片式切槽工具220,在呈多级圆柱状的工件W的台阶部U中沿具有与旋转轴线WO平行的外周面R的小径部分对该工件W的端面E进行切槽加工(外圆端面切槽)时,起到与前述实施方式相同的作用效果。即,无论切削刀片130的切削刃132A所切槽的工件W的端面E的位置如何,切削刃132B的角部143C远离外周面R,从而切实防止该角部143C与该外周面R接触而导致损伤,可进行精度较高的外圆端面切槽。
并且,从工具主体21的前端部23朝向工件W的端面E突出的切削刀片130的其中一方的切削刃132A的正面切削刃141与宽度方向的轴线C2平行,随着朝向所述第1宽度方向C2A逐渐朝向工件W旋转的旋转方向WT的后方倾斜,因此降低以沿Y方向的方式该工具主体21横向进给时的切削阻力。
即,进行如本实施方式的外圆端面切槽加工时,通常横向进给工具主体21时,从工件W的外周面R朝向旋转轴线WO的相反侧移动该工具主体21。此时,切削刀片130的其中一方的切削刃132A中位于移动方向的前方的另一方的角部143B及侧面切削刃142尖锐地切入工件W,因此可降低切削阻力。
并且,该可转位刀片式切槽工具220在将工具主体21的刀柄部22的下表面22B及另一侧面22D抵接于机床M的安装凹部m的状态下被支承。切削刀片130的切削刃132A的正面切削刃141如前述倾斜,从而如图42所示,沿与切削刃132A的正面切削刃141垂直的高度方向的轴线C3从上方朝向下方产生切槽时其中一方的切削刃132A从工件W承受的外力(切削阻力)FT。该切削阻力FT包含Z方向的分力F1和Y方向的分力F2,所述分力F1以将工具主体21的下表面22B按压于机床M的方式发挥作用,所述分力F2以将工具主体21的另一侧面22D按压于机床M的方式发挥。由此,切削时的可转位刀片式切槽工具220相对机床M的位置稳定,可稳定地进行精度较高的切削加工。
另外,本发明不限于前述实施方式,在不脱离本发明宗旨的范围内能够施加各种改变。
例如,在前述的第3、第4实施方式中,工具主体21的前端部23上形成有刀片安装座24,但是并不限定于此。即,可以在前端部23安装可装卸的头部,在该头部形成刀片安装座24。此时,刀片安装座24在所述头部的一侧面开口而形成,切削刀片130沿所述一侧面配置。并且,前述工具主体21的形状不限于前述实施方式中说明的形状。
并且,切削刃132的一对角部143并不限定于前述第3、第4实施方式中说明的形状。图47及图48表示角部143的变形例。图47中,角部143呈凸曲线状,并具有平滑地连接正面切削刃141及侧面切削刃142的第1刃角144。而且,其中一方的切削刃132A的角部143A在所述工具假想平面VS3配置与该角部143A相邻的正面切削刃141的延长线VL1与从第1刃角144中刀片主体131的宽度方向的外边缘朝向延长线VL1延长的垂线VL2的交点P。此时,可防止各角部143的刀尖破损等。
并且,图48中,角部143具有第1刃角144及连接该第1刃角144中沿刀片主体131的延伸方向的中央侧(图48中的上方)的端部与侧面切削刃142的直线状第2刃角145。从与工具假想平面VS3正交的方向观察切削刀片130时,第2刃角145以相对工件W的旋转轴线WO平行的方式延伸,并形成为相对内周面S(外周面R)平行地延伸。此时,该第2刃角145对其中一方的切削刃132A的正面切削刃141及第1刃角144切削的工件W的槽壁进行修光,提高该槽壁的精加工精度。
并且,前述第3、第4实施方式中,切削刀片130的切削刃132A沿工件W的周面S、R对端面B、E进行切槽加工,但是并不限定于此。例如,切削刃132A也可对远离工件W的周面S、R的端面B、E部分进行切槽加工。根据本发明的实施方式,即使在对与工件W的周面S、R相邻的端面B、E部分或远离的端面B、E部分的任意一个端面进行切槽加工时,也能够进行高精度的切削加工。
符号的说明
11、21-工具主体,11A、21A-前端面,12C、13C、22C、23C-一侧面,13、23-前端部,110、120、210、220-可转位刀片式切槽工具,130-切削刀片,131-刀片主体,132-切削刃,132A-其中一方的切削刃,132B-另一方的切削刃,141-正面切削刃,142-侧面切削刃,143-角部,143A-其中一方的切削刃中位于第1宽度方向C2A的相反侧的一方的角部,143B-其中一方的切削刃中位于第1宽度方向C2A的另一方的角部,143C-另一方的切削刃中位于第1宽度方向C2A的相反侧的一方的角部,143D-另一方的切削刃中位于第1宽度方向C2A的另一方的角部,144-第1刃角,145-第2刃角,B-里面(端面),C1-延伸方向的轴线(刀片主体的延伸方向),C1A-刀片主体的延伸方向中从另一方的切削刃朝向一方的切削刃的方向即第1延伸方向,C2-宽度方向的轴线(刀片主体的宽度方向),C2A-刀片主体的宽度方向中从其中一方的角部朝向另一方的角部的方向即第1宽度方向,C3-高度方向的轴线(刀片主体的高度方向),E-端面,H-加工孔,P-延长线VL1与垂线VL2的交点,R-工件的外周面(周面),S-内周面(周面),U-台阶部,VL1-正面切削刃的延长线,VL2-从第1刃角的外边缘朝向延长线VL1延长的垂线,VS1-刀片假想平面,VS3-工具假想平面,VS4-工件假想平面,W-工件,WO-工件的旋转轴线,WT-工件的旋转方向,XA-切槽方向,θ1-从工具主体的顶视观察时,宽度方向的轴线与工件的旋转轴线所成的角度。
Claims (14)
1.一种可转位刀片式切槽工具,其具有:
切削刀片,使切削刃朝向以旋转轴线为中心旋转的工件的端面突出;及
工具主体,呈轴状且在前端部装卸自如地安装所述切削刀片,
并且用所述切削刃对所述端面进行切槽加工,其特征在于,
所述切削刀片具备:
呈棒状的刀片主体;及
一对切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的两端部中该刀片主体的上表面,
该切削刀片形成为关于高度方向的轴线旋转对称,并且,形成为关于包含所述高度方向的轴线且与所述延伸方向垂直的刀片假想平面面对称,所述高度方向的轴线相对于通过所述一对切削刃的中央且向所述延伸方向延伸的延伸方向的轴线、及向与所述延伸方向垂直的宽度方向延伸而通过所述中央的宽度方向的轴线,在所述中央正交,
所述切削刃具有:
正面切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的端缘并沿所述宽度方向延伸;
一对角部,配置于该正面切削刃的两端并形成为向所述宽度方向突出;及
一对侧面切削刃,以随着从所述角部沿所述延伸方向朝向所述中央逐渐缩小相互间隔的方式延伸,
所述切削刀片沿所述工具主体的一侧面配置,使所述一对切削刃中一方的切削刃从所述前端部的前端面向切槽方向突出,
所述宽度方向的轴线随着朝向第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的前方倾斜,所述第1宽度方向为所述宽度方向中从所述一对角部的位于所述工具主体的一侧面侧的一方的角部朝向另一方的角部的方向,
所述延伸方向的轴线相对包含所述一方的切削刃中另一方的角部及所述旋转轴线的工具假想水平面倾斜,并以随着朝向第1延伸方向逐渐接近所述工具假想水平面的方式朝向所述刀片主体的下表面侧延伸,所述第1延伸方向为所述延伸方向中从所述一对切削刃的另一方的切削刃朝向所述一方的切削刃的方向,
所述另一方的切削刃中所述一方的角部比所述一方的切削刃中所述一方的角部更靠所述第1宽度方向配置,
从与所述工具假想水平面正交的方向观察所述切削刀片时,所述宽度方向的轴线与所述旋转轴线所成的角度θ1为90°以上90.5°以下。
2.如权利要求1所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述端面为形成于工件的加工孔中面向所述工具主体的基端侧的里面,
所述一方的切削刃对该里面进行内孔端面切槽加工。
3.如权利要求1所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述端面为形成于工件的外周面的台阶部中面向所述工具主体的基端侧的端面,
所述一方的切削刃对该端面进行外圆端面切槽加工。
4.如权利要求1所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述一方的切削刃中所述一对角部配置于与所述旋转轴线垂直的工件假想平面上。
5.如权利要求1所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述角部具有凸曲线状的第1刃角,
所述一方的切削刃中所述另一方的角部在所述工具假想水平面上配置与该角部相邻的所述正面切削刃的延长线和从所述第1刃角上的所述宽度方向的外边缘朝向所述延长线延长的垂线的交点。
6.如权利要求5所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述角部具有连接所述第1刃角中所述中央侧的端部与所述侧面切削刃的直线状的第2刃角,
从与所述工具假想水平面正交的方向观察所述切削刀片时,
所述第2刃角以相对工件的所述旋转轴线平行的方式延伸。
7.一种端面切槽加工方法,其利用具有使切削刃朝向以旋转轴线为中心旋转的工件的端面突出的切削刀片、及呈轴状且在前端部装卸自如地安装所述切削刀片的工具主体的可转位刀片式切槽工具,用所述切削刃对所述工件的端面进行切槽加工,其特征在于,
所述切削刀片具备:
呈棒状的刀片主体;及
一对切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的两端部中该刀片主体的上表面,
该切削刀片形成为关于高度方向的轴线旋转对称,并且,形成为关于包含所述高度方向的轴线且与所述延伸方向垂直的刀片假想平面面对称,所述高度方向的轴线相对于通过所述一对切削刃的中央且向所述延伸方向延伸的延伸方向的轴线、及向与所述延伸方向垂直的宽度方向延伸来通过所述中央的宽度方向的轴线,在所述中央正交,
所述切削刃具有:
正面切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的端缘并沿所述宽度方向延伸;
一对角部,配置于该正面切削刃的两端并形成为向所述宽度方向突出;及
一对侧面切削刃,以随着从所述角部沿所述延伸方向朝向所述中央逐渐缩小相互间隔的方式延伸,
在将所述切削刀片配置成沿所述工具主体的一侧面,使所述一对切削刃中一方的切削刃从所述前端部的前端面向切槽方向突出,向所述切槽方向移动该一方的切削刃,从而对所述端面进行切槽加工时,
使所述宽度方向的轴线随着朝向第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的前方倾斜,所述第1宽度方向为所述宽度方向中从所述一对角部的位于所述工具主体的一侧面侧的一方的角部朝向另一方的角部的方向,
使所述延伸方向的轴线相对包含所述一方的切削刃中另一方的角部及所述旋转轴线的工具假想水平面倾斜,并以随着朝向第1延伸方向逐渐接近所述工具假想水平面的方式朝向所述刀片主体的下表面侧延伸,所述第1延伸方向为所述延伸方向中从所述一对切削刃的另一方的切削刃朝向所述一方的切削刃的方向,
所述另一方的切削刃中所述一方的角部比所述一方的切削刃中所述一方的角部更靠所述第1宽度方向配置,
从与所述工具假想水平面正交的方向观察所述切削刀片时,所述宽度方向的轴线与所述旋转轴线所成的角度θ1为90°以上90.5°以下。
8.一种可转位刀片式切槽工具,其具有:
切削刀片,使切削刃朝向以旋转轴线为中心旋转的工件的端面突出;及
工具主体,呈轴状且在前端部装卸自如地安装所述切削刀片,
并且用所述切削刃对所述端面进行切槽加工,其特征在于,
所述切削刀片具备:
呈棒状的刀片主体;及
一对切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的两端部中该刀片主体的上表面,
该切削刀片形成为关于高度方向的轴线旋转对称,并且,形成为关于包含所述高度方向的轴线且与所述延伸方向垂直的刀片假想平面面对称,所述高度方向的轴线相对于通过所述一对切削刃的中央且向所述延伸方向延伸的延伸方向的轴线、及向与所述延伸方向垂直的宽度方向延伸而通过所述中央的宽度方向的轴线,在所述中央正交,
所述切削刃具有:
正面切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的端缘并沿所述宽度方向延伸;
一对角部,配置于该正面切削刃的两端并形成为向所述宽度方向突出;及
一对侧面切削刃,随着以从所述角部沿所述延伸方向朝向所述中央逐渐缩小相互间隔的方式延伸,
所述切削刀片配置成沿所述工具主体的一侧面,使所述一对切削刃中一方的切削刃从所述前端部的前端面向切槽方向突出,
所述宽度方向的轴线随着朝向第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的后方倾斜,所述第1宽度方向为所述宽度方向中从所述一对角部的位于所述工具主体的一侧面侧的一方的角部朝向另一方的角部的方向,
所述延伸方向的轴线相对包含所述一方的切削刃中一方的角部及所述旋转轴线的工具假想水平面倾斜,并以随着朝向第1延伸方向逐渐接近所述工具假想水平面的方式朝向所述刀片主体的上表面侧延伸,所述第1延伸方向为所述延伸方向中从所述一对切削刃的另一方的切削刃朝向所述一方的切削刃的方向,
所述另一方的切削刃中所述一方的角部比所述一方的切削刃中所述一方的角部更靠所述第1宽度方向配置,
从与所述工具假想水平面正交的方向观察所述切削刀片时,
所述宽度方向的轴线与所述旋转轴线所成的角度θ1为90°以上90.5°以下。
9.如权利要求8所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述端面为形成于工件的加工孔中面向所述工具主体的基端侧的里面,
所述一方的切削刃对该里面进行内孔端面切槽加工。
10.如权利要求8所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述端面为形成于工件的外周面的台阶部中面向所述工具主体的基端侧的端面,
所述一方的切削刃对该端面进行外圆端面切槽加工。
11.如权利要求8所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述一方的切削刃中所述一对角部配置于与所述旋转轴线垂直的工件假想平面上。
12.如权利要求8所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述角部具有凸曲线状的第1刃角,
所述一方的切削刃中所述一方的角部在所述工具假想水平面上配置与该角部相邻的所述正面切削刃的延长线和从所述第1刃角中所述宽度方向的外边缘朝向所述延长线延长的垂线的交点。
13.如权利要求12所述的可转位刀片式切槽工具,其特征在于,
所述角部具有连接所述第1刃角中所述中央侧的端部与所述侧面切削刃的直线状的第2刃角,
从与所述工具假想水平面正交的方向观察所述切削刀片时,
所述第2刃角以相对工件的所述旋转轴线平行的方式延伸。
14.一种端面切槽加工方法,其利用具有使切削刃朝向以旋转轴线为中心旋转的工件的端面突出的切削刀片、及呈轴状且在前端部装卸自如地安装所述切削刀片的工具主体的可转位刀片式切槽工具,用所述切削刃对所述工件的端面进行切槽加工,其特征在于,
所述切削刀片具备:
呈棒状的刀片主体;及
一对切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的两端部中该刀片主体的上表面,
所述切削刀片形成为关于高度方向的轴线旋转对称,并且,形成为关于包含所述高度方向的轴线且与所述延伸方向垂直的刀片假想平面面对称,所述高度方向的轴线相对于通过所述一对切削刃的中央且向所述延伸方向延伸的延伸方向的轴线、及向与所述延伸方向垂直的宽度方向延伸而通过所述中央的宽度方向的轴线,在所述中央正交,
所述切削刃具有:
正面切削刃,形成于所述刀片主体的延伸方向的端缘并沿所述宽度方向延伸;
一对角部,配置于该正面切削刃的两端并形成为向所述宽度方向突出;及
一对侧面切削刃,以随着从所述角部沿所述延伸方向朝向所述中央逐渐缩小相互间隔的方式延伸,
在将所述切削刀片配置成沿所述工具主体的一侧面,使所述一对切削刃中一方的切削刃从所述前端部的前端面向切槽方向突出,向所述切槽方向移动该一方的切削刃,从而对所述端面进行切槽加工时,
使所述宽度方向的轴线随着朝向第1宽度方向逐渐朝向工件旋转的旋转方向的后方倾斜,所述第1宽度方向为所述宽度方向中从所述一对角部的位于所述工具主体的一侧面侧的一方的角部朝向另一方的角部的方向,
使所述延伸方向的轴线相对包含所述一方的切削刃中一方的角部及所述旋转轴线的工具假想水平面倾斜,并以随着朝向第1延伸方向逐渐接近所述工具假想水平面的方式朝向所述刀片主体的上表面侧延伸,所述第1延伸方向为所述延伸方向中从所述一对切削刃的另一方的切削刃朝向所述一方的切削刃的方向,
所述另一方的切削刃中所述一方的角部比所述一方的切削刃中所述一方的角部更靠所述第1宽度方向配置,
从与所述工具假想水平面正交的方向观察所述切削刀片时,所述宽度方向的轴线与所述旋转轴线所成的角度θ1为90°以上90.5°以下。
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