CN102762326A - 切削镶刀及切削工具、以及使用该切削工具的切削加工物的制造方法 - Google Patents

切削镶刀及切削工具、以及使用该切削工具的切削加工物的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种切削阻力小且切屑排出性良好的切削镶刀，另外提供具有该切削镶刀的切削工具、以及使用该切削工具制造切削加工物的方法。本发明的实施方式涉及的切削镶刀(1)具有：上表面(2)；下表面(3)；侧面(4)；设置于上表面(2)与侧面(4)的交线部的切削刃(5)，在上表面(2)上与切削刃(5)连续地设置有前刀面，前刀面具有：与切削刃(5)的中央部对应配置且与含有交线部的水平面(L)平行的、或随着离开切削刃(5)而向下方倾斜的第一前刀面(21)；位于第一前刀面(21)的两侧且随着离开切削刃(5)而向上方倾斜并且具有凹部(221b、c)的一对第二前刀面(22)。

Description

切削镶刀及切削工具、以及使用该切削工具的切削加工物的制造方法
技术领域
本发明涉及切削镶刀及切削工具、以及使用该切削工具的切削加工物的制造方法。
背景技术
就用于切槽加工的切削镶刀而言，有切削镶刀的进给量越低则得到的切屑的厚度越薄的倾向。薄的切屑刚性低，因此有时不能够将切屑稳定地向外部排出。
对此，例如专利文献1的切削镶刀公开了在与切削刃连续设置的前刀面中与切削刃的中央部对应的部分向下方倾斜且与切削刃的两端部对应的部分向上方倾斜的结构。由该切削镶刀生成的切屑对应于前刀面的角度不同而变形成波型，因此能够提高刚性。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开平1-115503号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，在该切削镶刀中，由于在与切削刃的两端部对应的部分前刀面向上方倾斜，因此生成的切屑和前刀面的摩擦阻力变大，其结果是有切削阻力变大之虞。
因此，需要切削阻力小且切屑排出性良好的切削镶刀。
【用于解决课题的手段】
本发明的第一实施方式涉及的切削镶刀具有：上表面；下表面；侧面；设置于所述上表面与所述侧面的交线部的切削刃，在所述上表面上与所述切削刃连续地设置有前刀面，所述前刀面具有：与所述切削刃的中央部对应配置且与含有所述交线部的水平面平行的、或随着离开所述切削刃而向下方倾斜的第一前刀面；位于所述第一前刀面的两侧且随着离开所述切削刃而向上方倾斜的一对第二前刀面，所述一对第二前刀面分别具有凹部。
本发明的第二实施方式涉及的切削镶刀具有：上表面；下表面；侧面；设置于所述上表面与所述侧面的交线部的切削刃，在所述上表面上与所述切削刃连续地设置有前刀面，所述前刀面具有：与所述切削刃的中央部对应配置且与含有所述交线部的水平面平行的、或随着离开所述切削刃而向下方倾斜的第一前刀面；位于所述第一前刀面的两侧且随着离开所述切削刃而向上方倾斜的一对第二前刀面，在所述第一前刀面上设置沿与所述切削刃平行的方向相互隔离配置的一对凸部，所述一对凸部分别具有随着离开所述切削刃而向上方倾斜的倾斜面。
本发明的第三实施方式涉及的切削镶刀具有：上表面；侧面，其具有前侧面和与所述前侧面连接的一对横侧面；前切削刃，其位于所述上表面及所述前侧面的交线部；一对横切削刃，该一对横切削刃位于所述上表面及所述一对横侧面的交线部，所述上表面具有：与所述前切削刃连续且具有随着离开所述前切削刃而向下方倾斜的下降部的第一前刀面；与所述前切削刃连续且具有随着离开所述前切削刃而向上方倾斜的上升部，并且与所述第一前刀面的两端侧连续且离开所述一对横切削刃配置的一对第二前刀面，所述一对第二前刀面分别具有上部和与所述上部的所述一对横切削刃中的邻接的横切削刃侧连续的第一侧部，所述上部及所述第一侧部的交线部具有在俯视下随着离开所述前切削刃而离开所述邻接的横切削刃且向所述第一前刀面侧凸出的第一曲线区域。
本发明的实施方式涉及的切削工具具有上述的各实施方式涉及的切削镶刀和安装所述切削镶刀的刀夹。
本发明的一实施方式涉及的切削加工物的制造方法包括：使上述的实施方式涉及的切削工具的前切削刃与旋转的被切削件接触的工序；在所述工序之后，使所述切削工具的横切削刃与旋转的所述被切削件接触的工序。
本发明的另一实施方式涉及的切削加工物的制造方法包括：使被切削件旋转的工序；使所述切削工具中的所述切削刃、所述前切削刃或所述横切削刃的任一个与旋转的所述被切削件接触的工序；使所述被切削件和所述切削工具离开的工序。
【发明效果】
根据本发明的第一实施方式涉及的切削镶刀，前刀面具有：与切削刃的中央部对应配置且与含有交线部的水平面平行的、或随着离开切削刃而向下方倾斜的第一前刀面；位于第一前刀面的两侧且随着离开切削刃而向上方倾斜并且具有凹部的一对第二前刀面。因此，在切削阻力变大的第二前刀面上，切屑阻力小，并且基于一对第二前刀面，切屑的流动方向变得容易稳定，切屑排出性也变得良好。
根据本发明的第二实施方式涉及的切削镶刀，前刀面具有：与切削刃的中央部对应配置且与含有交线部的水平面平行的、或随着离开切削刃而向下方倾斜的第一前刀面；位于第一前刀面的两侧且随着离开切削刃而向上方倾斜的一对第二前刀面，在第一前刀面上设置沿与所述切削刃平行的方向相互隔离配置的一对凸部，一对凸部分别具有随着离开切削刃而向上方倾斜的倾斜面。因此，即使在由于切屑极端薄而导致切屑以向左右摇摆的方式行进那样的条件下，切屑排出性也变得良好。
根据本发明的第三实施方式涉及的切削镶刀，在使用横切削刃进行横进给加工的情况下，能够使在横切削刃生成的切屑与第二前刀面的第一侧部接触而使切屑卷曲。并且，由于一对第二前刀面的上部及第一侧部的交线部具有在俯视下随着离开前切削刃而离开所述邻接的横切削刃且向第一前刀面侧凸出的第一曲线区域，所以能够在从低进刀量至高进刀量的宽条件范围中使切屑的排出稳定性提高。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的切削镶刀的图，(a)是立体图，(b)是主视图(长度方向的侧视图)，(c)是俯视图，(d)是宽度方向的侧视图。
图2是局部放大图1所示的切削镶刀的切削部I及夹紧部II的一部分的立体图。
图3是局部放大图1所示的切削镶刀的切削部I及夹紧部II的一部分的俯视图。
图4是图3所示的切削镶刀的剖视图，(a)是A-A线的剖视图，(b)是B-B线的剖视图。
图5是图3所示的切削镶刀的剖视图，(a)是C-C线的剖视图，(b)是D-D线的剖视图。
图6是局部放大图1所示的切削镶刀的切削部I及夹紧部II的一部分的俯视图。
图7是图6所示的切削镶刀的E-E线的剖视图。
图8是局部放大图1所示的切削镶刀的切削部I及夹紧部II的一部分的立体图。
图9是局部放大图1所示的切削镶刀的切削部I及夹紧部II的一部分的俯视图。
图10是图9所示的切削镶刀的剖视图，(a)是C-C线的剖视图，(b)是D-D线的剖视图。
图11是表示本发明的实施方式涉及的切削工具的立体图。
图12是表示本发明的实施方式涉及的切削加工物的制造方法的简要图。
具体实施方式
<切削镶刀>
(第一实施方式)
以下，参照图1～图5对本发明的第一实施方式涉及的切削镶刀进行详细的说明。
第一实施方式涉及的切削镶刀具有上表面、下表面、侧面、设置于上表面与侧面的交线部的切削刃，在上表面上与切削刃连续地设置有前刀面。并且，前刀面具有：与切削刃的中央部对应配置且与含有交线部的水平面平行的、或随着离开切削刃而向下方倾斜的第一前刀面；位于第一前刀面的两侧且随着离开切削刃而向上方倾斜并且具有凹部的一对第二前刀面。因此，在切削阻力变大的第二前刀面上，切屑阻力小，并且基于一对第二前刀面，切屑的流动方向变得容易稳定，切屑排出性也变得良好。
以下，对本发明的切削镶刀1进行详细的说明。
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的切削镶刀的图，(a)是立体图，(b)是主视图(长度方向的侧视图)，(c)是俯视图，(d)是宽度方向的侧视图。
如图1(c)所示那样，切削镶刀1(以下，有时只称为镶刀1)形成大致角柱状，并且具有：位于两端部的切削部I；位于切削部I之间且具有在用刀夹11的夹紧构件固定时与刀夹11相接的夹紧面26的夹紧部II。本实施方式的镶刀1能够使用于内径或外径的切槽加工或切断加工，也能够适宜地使用于肩槽加工(shoulder grooving)或横割加工。
图2是放大图1所示的切削镶刀1的切削部I的立体图。
如图2所示那样，切削部I具有上表面2、下表面3、与上表面2和下表面3连接的侧面4。上表面2作为前刀面发挥作用，下表面3作为向刀夹载置的载置面发挥作用，并且侧面4作为后刀面发挥作用。侧面4如图1(b)所示那样，具有位于正面侧的前侧面4a、与前侧面4a连接的一对横侧面4b。
需要说明的是，作为切削镶刀1的材质，例如能够举出超硬合金或金属陶瓷等。作为超硬合金的组成，例如有在碳化钨(WC)中添加钴(Co)粉末且烧结而生成的WC-Co、在WC-Co合金中添加碳化钛(TiC)的WC-TiC-Co、在WC-TiC-Co中添加碳化钽(TaC)的WC-TiC-TaC-Co。另外，金属陶瓷为使金属复合于陶瓷成分的烧结复合材料。具体而言，有以碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)等钛系化合物为主成分的烧结复合材料。
在切削镶刀1的表面可以用化学气相生长(CVD)法或物理气相生长(PVD)法形成覆膜。作为形成的覆膜的组成，有碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)及氧化铝(Al2O3)等。
另外，在本实施方式中，镶刀1的宽度方向的长度为2～6mm，镶刀1的长度方向的长度为20mm。镶刀1的从下表面3至上表面2的高度对应于镶刀1的宽度方向的长度而定为4～6mm。
在上表面2与侧面4的交线部设置切削刃5。在本实施方式的镶刀1中，在切削部I的宽度方向的交线部即上表面2及前侧面4a的交线部设置前切削刃5a，在切削部I的长度方向的交线部即上表面2及横侧面4b的交线部设置横切削刃5b，并且在连接前切削刃5a及横切削刃5b的位置设置具有曲线状的曲线部的拐角切削刃5c。
需要说明的是，切削刃5可以具有刃带部51。在此，刃带部51是指切削部I的交线部中的位于上表面2侧的大致恒定幅度的细带状的区域。在切削刃5为与前刀面尤其是第一前刀面21连续的结构的情况下，通过设置刃带部51，能够使切削刃5前端的强度提高而抑制缺损。
在上表面2上的切削刃5的内侧设置前刀面(第一前刀面21及第二前刀面22)。前刀面为具有使切屑一边擦过一边向排出方向引导的作用的面。在本实施方式中，如图2所示那样，前刀面具有位于前切削刃5a的中央部的内侧的第一前刀面21、位于第一前刀面21的两侧的一对第二前刀面22、与一对拐角切削刃5c的每一个连续的一对拐角前刀面23。需要说明的是，在本说明书中，只要不作特别记载，“内侧”是指在俯视下将切削刃5作为基准的镶刀本体部的中央侧。需要说明的是，各拐角前刀面23具有在拐角切削刃5c的整个区域随着离开拐角切削刃5c而向下方倾斜的下降部23a。
图3是放大图1所示的切削镶刀的切削部I的俯视图。另外，图4是图3所示的切削镶刀的剖视图，(a)是A-A线的剖视图，(b)是B-B线的剖视图。
第一前刀面21与含有前切削刃5a的水平面L平行，或者具有以随着离开前切削刃5a而接近下表面3的方式倾斜的下降部211a，第二前刀面22具有随着离开前切削刃5a而相对于含有前切削刃5a的水平面L以离开下表面3的方式倾斜的上升部(前前刀部)221a。需要说明的是，在本说明书中，只要不作特别记载，“水平面”是指将切削镶刀配置于规定的平面时与该平面平行的平面。
通过这样的结构，从前切削刃5a生成的切屑分别与切屑擦过的第一及第二前刀面对应而变形。具体而言，切屑的截面在擦过第一前刀面21的中央部变形成凹状，在擦过第二前刀面22的两端部变形成凸状而成为波型形状。由此，提高切屑的刚性，即使在进给量低的情况下，切屑也能够卷曲成发条状。另外，该切屑通过成为波型形状而变得比前切削刃5a的宽度即切削部I的一边的宽度窄，因此减少损伤周围的被切削件的加工面。进而，容易由上述的结构将切屑的行进方向决定为从前切削刃5a朝向夹紧面26的方向。
具体而言，如图4(a)、(b)所示那样，将含有前切削刃5a的水平面设为L，将第一前刀面21的下降部211a的假想延长线P和水平面L形成的角度设为前角α，将第二前刀面22的前前刀部221a的假想延长线Q和水平面L形成的角度设为前角β。另外，在剖视下若将前刀面和水平面L的交点设为旋转中心，将假想延长线P与水平面L相比以离开下表面3的方式旋转的倾斜方向设为正，并且将假想延长线Q与水平面L相比以接近下表面3的方式旋转的倾斜方向设为负，则α≥0°、β＜0°。需要说明的是，图4为侧视图，因此水平线用直线表示。
需要说明的是，从维持镶刀强度的观点出发优选前角α为10°～30°，从减少切削阻力的观点出发优选前角β为-10°～-20°。进而，从减少切削阻力的观点出发优选前角α与前角β的差的绝对值为25°～30°。例如，在本实施方式中，前角α为16°，前角β为-12°，在该情况下，前角α与前角β的差的绝对值(|α-β|)成为28°。
第二前刀面22的宽度在俯视下随着离开前切削刃5a而变窄。具体而言，若将图5(a)的第二前刀面22的宽度设为Wx1，将图5(b)的第二前刀面22的宽度设为Wx2，则Wx1＞Wx2。如此，通过随着离开下表面3而减少第二前刀面22与切屑的接触面积，能够减少摩擦阻力，因此能够减少切削阻力。需要说明的是，从减少切削阻力的观点出发，如图3所示那样，若将第二前刀面22的最大的宽度设为Wx0，则优选一对第二前刀面22的最大的宽度Wx0的合计为前切削刃5a的宽度W5a的30％～50％。
在第二前刀面22上设置凹部221b、c。第二前刀面22的前角β为负数，因此阻力变得最大。通过具有凹部221b、c，能够使切屑与第二前刀面22的接触面积减少，从而能够减少切削阻力。需要说明的是，在本实施方式中，如图4(a)所示那样，凹部221b、c为形成一个的形态，但凹部221b、c的数目并不特别限制，也可以设置多个。
进而，如图4(b)所示那样，第二前刀面22具有离开下表面3那样的前前刀部221a，优选凹部221b、c与前前刀部221a相比位于离开前切削刃5a的一侧。通过该结构，切屑在前前刀部221a被确定排出方向且在刚性提高后到达凹部221b、c，因此能够使切屑的排出方向更加稳定。
需要说明的是，第二前刀面22在扩展槽宽度的加工即“横进给加工”中也具有控制从横切削刃5b生成的切屑的作用。此时，通过第二前刀面22具有凹部221b、c，由此距下表面3的高度变低，从而缓和从横切削刃5b生成的切屑受到的冲击，抑制切屑在加工槽中堵塞。
在第一前刀面21和一对第二前刀面22之间具有随着从第一前刀面21朝向第二前刀面22而离开下表面3那样的边界部24。该边界部24与前切削刃5a连续且具有使边界部24之间的距离随着离开前切削刃5a而变窄的区域。具体而言，在图5(a)中，将从一个边界部24的第一前刀面21侧的端部至另一个边界部24的第一前刀面21侧的端部的距离设为Wy1，在图5(b)中，将从一个边界部24的第一前刀面21侧的端部至另一个边界部24的第一前刀面21侧的端部的距离设为Wy2，则Wy1＞Wy2。由此，能够更加可靠地使切屑以比切削部I的宽度变窄的方式变形。
另外，如图3所示那样，在边界部24设置凸部241。凸部241为用于使生成的切屑变形成发条状且截断排出而设置。凸部241在沿前切削刃5a的方向上设置于与凹部221b、c对应的位置为佳。具体而言，在图3中，凸部241位于通过凹部221b、c的中央部的横切削刃5b的垂线上。由此，能够减少由于切屑与凸部241接触而增加的切削阻力。另外，凸部241设置于与前前刀部221a相比远离前切削刃5a的位置为佳。通过该结构，能够在提高切屑的刚性后由凸部241使其变形成发条状且截断排出，因此切屑排出性变得更加良好。
如图4(a)所示那样，可以在上表面2上的与凸部241相比离开前切削刃5a的一侧除了第一前刀面21的上升部211b以外还具有倾斜部25。上升部211b及倾斜部25为用于使生成的切屑变形成发条状且截断排出而设置。由此，在生成的切屑刚性不足而跃过凸部241的情况下，也能够用上升部211b及倾斜部25截断。
另外，倾斜部25与将镶刀1固定于刀夹时与刀夹抵接的夹紧面26连续设置。倾斜部25的夹紧面26侧的端部位于上表面2中最高的位置。通过该结构，能够抑制由于跃过上升部211b的切屑与刀夹冲突而使刀夹磨损。倾斜部25的倾斜角度根据切削条件适宜设定，但通常设定于20°～40°左右的范围。
(第二实施方式)
其次，主要参照图6及图7对本发明的第二实施方式涉及的切削镶刀进行详细的说明。需要说明的是，基本结构与上述的第一实施方式的切削镶刀相同，因此有时对相同的结构要素的说明，标注相同的符号而适宜省略。另外，根据需要，参照图1～图5说明。
第二实施方式涉及的切削镶刀具有上表面、下表面、侧面及设置于上表面与侧面的交线部的切削刃，在上表面上与切削刃连续地设置有前刀面。并且，前刀面具有：与切削刃的中央部对应配置且与含有交线部的水平面平行的、或以随着离开切削刃而接近下表面的方式倾斜的第一前刀面；位于第一前刀面的两侧且以随着离开切削刃而相对于水平面离开下表面的方式倾斜的一对第二前刀面。在该第一前刀面上设置配置于与切削刃平行的方向且相互隔离的一对凸部，凸部具有以随着离开切削刃而离开下表面的方式倾斜的倾斜面。因此，即使在由于切屑极端薄而切屑以向左右摇摆的方式行进的情况下，切屑排出性也变得良好。
需要说明的是，上述专利文献1的镶刀在与切削刃连续设置的前刀面中的与切削刃的中央部对应的部分向下方倾斜，在与切削刃的两端部对应的部分向上方倾斜。通过该前刀面的角度的不同，使生成的切屑变形成波型而容易提高刚性。然而，例如若切屑变得极端薄，则有切屑以向左右摇摆的方式行进，切屑排出性变差的情况。
以下，对本实施方式的切削镶刀1进行详细的说明。
在第一前刀面21上设置配置于与前切削刃5a平行的方向且相互隔离的一对凸部241。凸部241为用于抑制切屑以向左右摇摆的方式行进而设置。具体而言，切屑的下部与凸部241接触且被支承，因此例如即使在切屑极端薄的情况下，也能够抑制切屑以向左右摇摆的方式行进。
凸部241被设置成在俯视下以随着离开前切削刃5a而离开下表面3的方式倾斜的倾斜面241a在俯视下位于与前切削刃5a正交的线上。通过该结构，切屑变得容易与倾斜面241a接触，能够适宜确保接触的面积，从而能够更加可靠地抑制切屑以向左右摇摆的方式行进。
另外，倾斜面241a的形状并不特别限制。为了使切屑更加可靠地与倾斜面241a接触，在本实施方式中，倾斜面241a如图7所示那样，在与前切削刃5垂直的方向的剖视下向下表面3侧弯曲为佳。
进而，将更加良好地支承切屑作为目的，倾斜面241a如图5(b)所示那样，在与切削部I的宽度方向平行的剖视下，也以随着接近横切削刃5b而离开下表面3的方式倾斜。
倾斜面241a如图6所示那样，在俯视下随着离开前切削刃5a而宽度变宽。通过该结构，与切屑接触的面积随着朝向切屑的流动方向而逐渐变大，因此能够期待更加良好的切屑排出。
在本实施方式中，如图7所示那样，倾斜面241a与凸部241中的距下表面的距离最大的顶部241b连续。顶部241b的高度并不特别限制。在本实施方式中，凸部241的顶部241b比前切削刃5a高。具体而言，如图7所示那样，含有顶部241b的水平面H位于比水平面L高的位置。通过该结构，从前切削刃5a生成的切屑变得容易与凸部241接触，因此能够更加可靠地支承。
只要一对凸部241、241满足上述的结构，就可以设置于上表面2的任一部分。作为更加优选的位置关系，为分别设置于第一前刀面21的端部，具体而言，为分别设置于一对第二前刀面22侧的端部。如图6所示那样，在俯视下凸部241分别与第二前刀面22连续设置。通过该结构，能够从切削部I的宽度方向的两侧支承变形的切屑的下部，因此能够更加良好地抑制切屑的向左右摇摆那样的行进。
另外，在本实施方式中，从一对凸部241、241的前切削刃5a侧的端部至前切削刃5a的距离相互相等。通过这样的结构，切屑与各凸部接触的时刻变得相等，从而能够促进更加稳定的切屑的排出。
具体而言，如图6所示那样，在一对凸部241、241的每一个中，若将通过前切削刃5a侧的端部且与前切削刃5a平行的直线设为R、S，则直线R与直线S一致。即，若将从直线R、S至前切削刃5a的距离分别设为D1、D2，则D1＝D2。
在本实施方式中，凸部241在沿前切削刃5a的方向上与凹部221b、c对应配置为佳。具体而言，在图6中，通过一对凸部241的顶部241b的直线D通过凹部221b、c。由此，能够减少由于切屑与凸部241接触而增加的切削阻力。另外，凸部241设置于与前前刀部221a相比远离前切削刃5a的位置为佳。通过该结构，切屑充分地变形为波型形状而在提高刚性后，能够由凸部241支承、排出，因此切屑排出性变得更加良好。
(第三实施方式)
以下，主要参照图8～图10对本发明的第三实施方式涉及的切削镶刀进行详细的说明。需要说明的是，基本结构与上述的第一实施方式的切削镶刀相同，因此有时对相同的结构要素的说明，标注相同的符号而适宜省略。另外，根据需要，参照图1～图5说明。
第三实施方式涉及的切削镶刀具有：上表面；具有前侧面和与前侧面连接的一对横侧面的侧面；位于上表面及前侧面的交线部的前切削刃；位于上表面及一对横侧面的交线部的一对横切削刃。并且，上表面具有：与前切削刃连续且具有随着离开前切削刃而向下方倾斜的下降部的第一前刀面；与前切削刃连续且具有随着离开前切削刃而向上方倾斜的上升部，并且与第一前刀面的两端侧连续且离开一对横切削刃配置的一对第二前刀面，一对第二前刀面分别具有上部和与上部的一对横切削刃中的邻接的横切削刃侧连续的第一侧部，上部及第一侧部的交线部具有在俯视下随着离开前切削刃而离开邻接的横切削刃并且向第一前刀面侧凸出的第一曲线区域。因此，能够使用于切槽加工等，并且在使用横切削刃进行横进给加工的情况下，能够使在横切削刃生成的切屑与第二前刀面的第一侧部接触而使切屑卷曲。并且，由于一对第二前刀面的上部及第一侧部的交线部具有在俯视下随着离开前切削刃而离开所述邻接的横切削刃并且向第一前刀面侧凸出的第一曲线区域，所以能够在从低进刀量至高进刀量的宽条件范围中使切屑的排出稳定性提高。
对此，上述专利文献1的切削镶刀具有其图2所示那样的结构，因此在前部切屑偏转器(chip deflector)表面29a、29b中，在俯视下其上表面中的侧部切削缘25a、25b侧的端部成为向侧部切削缘25a、25b侧凸出的形状。因此，在使用侧部切削缘25a、25b进行横进给加工的情况下，有切屑不被卷曲而以跃过前部切屑偏转器表面29a、29b的方式延伸，从而与其他构件或被切削件缠绕之虞。这样的现象在切屑薄而切屑容易不稳定地延伸的情况下或者在切削由富有延展性的材料构成的被切削件的情况下有容易显著化之虞。
以下，对本实施方式的切削镶刀1进行详细的说明。
与上述的第一实施方式同样，前刀面(第一前刀面21及第二前刀面22)设置于上表面2上的切削刃5的内侧。前刀面为具有使切屑一边擦过一边向排出方向引导的作用的面。在本实施方式中，如图8所示那样，前刀面具有位于前切削刃5a的中央部的内侧的第一前刀面21、位于第一前刀面21的两侧的一对第二前刀面22及与一对拐角切削刃5c的每一个连续的一对拐角前刀面23。需要说明的是，“内侧”是指在俯视下以切削刃5为基准的镶刀本体部的中央侧。需要说明的是，各拐角前刀面23具有在拐角切削刃5c的整个区域随着离开拐角切削刃5c而向下方倾斜的下降部22a。
通过前刀面具有这样的结构，在切槽加工中进行形成槽的“纵进给加工”的情况下，从前切削刃5a生成的切屑与擦过的前刀面的部位对应而厚度不同，因此在剖视下成为中央部为凹状而其两端部为凸状的波型形状。图10是图9所示的切削镶刀的剖视图，(a)是C-C线的剖视图，(b)是D-D线的剖视图。前刀面(第一前刀面21及第二前刀面22)具有这样的截面形状，因此切屑以追随其形状的方式变形。这样，切屑在剖视下变形成波型形状而变得比切削部I的宽度方向的宽度窄，因此能够抑制切屑损伤被切削件的加工面或存在于周围的构件。另外，一对第二前刀面22分别如图9所示那样具有上部221及侧部222(第一侧部222a、第二侧部222b)，在与前切削刃5平行的剖视下为大致梯形状，因此也具有容易向一个方向决定切屑的行进方向而抑制切屑向左右的移动的作用。并且，在第二前刀面22中，如图9所示那样，优选其上部221及第二侧部222b(为第一实施方式的边界部24的一部分)的交线部具有在俯视下随着离开前切削刃5a而接近邻接的横切削刃5b并且向邻接的横切削刃5b侧凸出的第二曲线区域A2。
第一前刀面21如图8所示那样，具有从前切削刃5a朝向内侧配置的底部211。底部211如图9及图4(a)所示那样，具有上述的下降部211a、与下降部211a连续配置的上升部211b。通过该结构，在由前切削刃5a生成的切屑跃过后述的凸部212a的情况下，也能够通过与上升部211b接触而截断。需要说明的是，在本实施方式中，底部211如图9所示那样，为平面及曲面连续的面，成为不存在角部的平滑的结构。
优选底部211与前切削刃5a连续且在俯视下具有其宽度随着离开前切削刃5a而变窄的区域。具体而言，如图10(a)、(b)所示那样，底部211的宽度具有Wy1＞Wy2的关系。由此，能够更加可靠地使切屑变形成U字状。
另外，在底部211的周围存在侧部212(为第一实施方式的边界部24的一部分)，如图9所示那样，侧部212具有向底部211的中央附近突出的凸部212a。凸部212a具有使在前切削刃5a生成的切屑变形成发条状且截断排出的作用。需要说明的是，凸部212a在沿前切削刃5a的方向上与后述的中前刀部221b接近设置为佳。具体而言，在图9中，凸部212a位于中前刀部221b的内侧端部的附近。由此，能够缓和由于切屑与凸部212a接触而增大的切削阻力。另外，凸部212a设置于与前前刀部(上升部)221a相比远离前切削刃5a的位置为佳。通过该结构，能够在提高切屑的刚性后由凸部212a使其变形成发条状且截断排出，因此切屑排出性变得更加良好。
第二前刀面22如图8所示那样，具有从前切削刃5a朝向内侧配置的上部221。在本实施方式中，如图9所示那样，上部221为平面及曲面连续的面，成为不存在角部的平滑的结构。优选上部221与前切削刃5a连续并且在俯视下具有其宽度随着离开前切削刃5a而变窄的区域。具体而言，若将图10(a)的第二前刀面22的宽度设为Wx1，将图10(b)的第二前刀面22的宽度设为Wx2，则Wx1＞Wx2。由此，通过随着离开前切削刃5a而减少第二前刀面22与切屑的接触面积，能够减少切削阻力。需要说明的是，从减少切削阻力的观点出发，如图9所示那样，若将第二前刀面22的最大的宽度设为Wx0，则优选一对第二前刀面22的最大的宽度Wx0的合计为从前切削刃5a至拐角切削刃5c的宽度W5a的30％～50％。
更加详细而言，第二前刀面22的上部221如图9及图4(a)所示那样，朝向内侧依次具有前前刀部221a、中前刀部221b及后前刀部221c。在此，如图4(b)所示那样，随着离开前切削刃5a而向上方倾斜的倾斜角即前角在前前刀部221a、中前刀部221b及后前刀部221c中的中前刀部221b为最小。换言之，由中前刀部221b及后前刀部221c的两者构成凹部221b、c。另外，在本实施方式中，中前刀部221b随着离开前切削刃5a而向下方倾斜，因此有助于更进一步减少切削阻力。需要说明的是，一对第二前刀面22在与后前刀部221c相比的内侧一体化，构成一个平面。
通过第二前刀面22的上部221具有以上那样的结构，在前角β的前前刀部221a虽然切削阻力变大，但通过在该前前刀部221a和后前刀部221c之间介入前角最小的中前刀部221b，能够使切屑和第二前刀面22的接触面积减少，作为第二前刀面22整体能够减少切削阻力。其结果是，切屑在前前刀部(上升部)22a被确定排出方向且在刚性提高后到达中前刀部221b，因此能够使切屑的排出方向更加稳定。
需要说明的是，在本实施方式中，如图4(a)所示那样，为介入一个中前刀部221b或凹部的形态，但中前刀部221b或凹部的数目并不特别限制，也可以设置多个。
其次，在切槽加工中进行扩展槽宽度的加工即“横进给加工”的情况下，第二前刀面22具有使从拐角切削刃5b及横切削刃5b生成且通过拐角前刀面23的下降部23a附近的切屑与第一侧部222a接触而使切屑卷曲的作用。具体而言，在本实施方式中，如图9所示那样，由于第二前刀面22的上部221及第一侧部222a的交线部具有在俯视下随着离开前切削刃5a而离开邻接的横切削刃5b并且向第一前刀面21侧凸出的第一曲线区域A1，所以能够在从低进刀量至高进刀量的宽条件范围中使切屑的排出稳定性提高。第一曲线区域A1如图9所示那样，优选从前前刀部221a到达中前刀部221b。需要说明的是，在较高的进刀条件的情况下，从拐角切削刃5b及横切削刃5b生成的切屑通过沿横切削刃5b配置的横前刀面(未图示)后与第一侧部222a接触。此时，通过第二前刀面22具有中前刀部221b，由此距下表面3的高度变低，从而缓和从横切削刃5b生成的切屑受到的冲击，抑制切屑在加工槽中堵塞。
另外，在本实施方式中，一对横切削刃5b如图9所示那样，在俯视下随着从前切削刃5a朝向内侧而相互的距离变短，但在该情况下也优选第一曲线区域A1为在俯视下随着离开前切削刃5a而离开邻接的横切削刃5b的结构。这是因为在使从拐角切削刃5b及横切削刃5b生成的切屑的排出稳定性提高的方面，横切削刃5b和第一曲线区域A1的位置关系产生影响。需要说明的是，优选第一侧部222a与前切削刃5a连续，根据该结构，能够在进刀量小的切削条件下使从拐角切削刃5b生成的切屑的排出稳定性提高。另外，优选上部221及第一侧部222a的交线部即第一曲线区域A1与前切削刃5a的两端部分别连接。在本实施方式中，前切削刃5a的两端部是指与一对拐角切削刃5c的连接点。
<切削工具>
其次，以将上述的镶刀1适用于切槽加工用的切削工具为例，参照图11对本发明的实施方式涉及的切削工具进行说明。需要说明的是，作为其他的例子，镶刀1也能够适用于内径的切槽加工用、外径的切槽加工用及切断加工用的任一个。
如图11所示那样，本实施方式的切削工具10具有镶刀1、将镶刀1夹持于前端的夹持构件12及安装夹持构件12的大致柱状的刀夹11。
以切削刃5从夹持构件12的前端突出的方式夹持镶刀1，以切削刃5从刀夹11的前端突出的方式将夹持构件12安装于刀夹11。需要说明的是，代替于这样的结构，也可以使用将刀夹11和夹持构件12一体形成的构件。
在本实施方式中，使用用设置于刀夹11的前端的螺钉13调节约束力，而将镶刀1从上方压入约束的“夹住(clamp on)方式”，但并不限定于此。例如，能够使用“杆锁方式”或“凸轮锁方式”等，该“杆锁方式”在镶刀1开孔，利用形成大致L字型的杆的杠杆作用从镶刀1的孔内壁约束，该“凸轮锁方式”使用轴部和头部偏心的销，利用在镶刀开的孔而约束。
<切削加工物的制造方法>
其次，以上述的第三实施方式涉及的镶刀1及安装了该镶刀1的切削工具10适用于切槽加工的情况为例，参照图12对本发明的实施方式涉及的切削加工物的制造方法进行说明。
本实施方式的切削加工物的制造方法具有以下的(i)～(iv)的工序。
(i)如图12(a)所示那样，使被切削件100向箭头E方向旋转的工序。
在本工序中，只要被切削件100和切削工具10相对接近即可，例如也可以使被切削件100接近切削工具10。
(ii)将切削工具10向箭头F方向移动，使切削工具10接近旋转的被切削件100的工序。
在本工序中，只要被切削件100和切削工具10相对远离即可，例如也可以使被切削件100远离切削工具10。
(iii)如图12(b)所示那样，使切削工具10的切削刃5接触旋转的被切削件100而切削被切削件100的工序。
在本工序中，在切槽加工时，进行形成槽的“纵进给加工”，并且进行扩展槽的宽度的“横进给加工”。
(iv)如图12(c)所示那样，使切削工具10向箭头G方向移动，使切削工具10离开切削的被切削件100的工序。
通过实施以上那样的(i)～(iv)的工序，能够得到切削加工物。此时，能够取得下面那样优异的效果。
具体而言，前刀面具有上述那样的结构，因此在进行“纵进给加工”的情况下，从前切削刃5a生成的切屑与擦过的前刀面的部位对应而厚度不同，因此在剖视下成为中央部为凹状且其两端部为凸状的波型形状。前刀面(第一前刀面21及第二前刀面22)具有如图10所示那样的截面形状，因此切屑以追随其形状的方式变形。如此，切屑在剖视下变形成波型形状而变得比切削部I的宽度方向的宽度窄，因此能够抑制切屑损伤被切削件的加工面或存在于周围的构件。另外，一对第二前刀面22分别如图9所示那样具有上部221及侧部222(第一侧部222a、第二侧部222b)，在与前切削刃5平行的剖视下为大致梯形状，因此也具有容易向一个方向决定切屑的行进方向而抑制切屑向左右的移动的作用。
另外，在进行“横进给加工”的情况下，第二前刀面22具有使从拐角切削刃5b及横切削刃5b生成且通过拐角前刀面23的下降部23a附近的切屑与第一侧部222a接触而使切屑卷曲的作用。即，如图9所示那样，由于第二前刀面22的上部221及第一侧部222a的交线部具有在俯视下随着离开前切削刃5a而离开邻接的横切削刃5b并且向第一前刀面21侧凸出的第一曲线区域A1，所以能够在从低进刀量至高进刀量的宽条件范围中使切屑的排出稳定性提高。
进而在继续进行切削加工的情况下，保持使被切削件100旋转的状态，反复进行使切削工具10的切削刃5与被切削件100的不同部位接触的工序即可。需要说明的是，镶刀1为能够使用两个拐角的规格。因此，在使用的一个切削刃5损耗时，使用未使用的另一个切削刃5即可。
进而，作为被切削件100的材质的代表例，能够举出碳素钢、合金钢及不锈钢。
需要说明的是，代替于上述的切槽加工，在进行切断加工的情况下，至被切削件100被截断为止，实施纵进给加工即可。
以上，例示了本发明的实施方式，但本发明不限定于上述的实施方式，只要不脱离本发明的要旨，可以为任意的方式。
例如，在上述的切削加工物的制造方法的实施方式中，在正式切槽加工时，以进行形成槽的纵进给加工并且进行扩展槽的宽度的横进给加工的方式进行。代替于此，即使只进行形成槽的纵进给加工，也能够取得上述那样的效果。
【符号说明】
1-切削镶刀
2-上表面
21-第一前刀面
211-底部
211a-下降部
211b-上升部
212-侧部
212a-凸部
22-第二前刀面
221-上部
221a-前前刀部(上升部)
221b-中前刀部(凹部)
221c-后前刀部(凹部)
222-侧部
222a-第一侧部
222b-第二侧部
A1-第一曲线区域
A2-第二曲线区域
23-拐角前刀面
23a-下降部
24-边界部(212、222b)
241-凸部(212a)
241a-倾斜面
241b-顶部
25-倾斜部
26-夹紧面
3-下表面
4-侧面
4a-前侧面
4b-横侧面
5-切削刃
5a-前切削刃
5b-横切削刃
5c-拐角切削刃
51-刃带部
10-切削工具
11-刀夹
12-夹持构件
13-螺钉
100-被切削件

Claims (23)

1.一种切削镶刀，具有：
上表面；下表面；侧面；设置于所述上表面与所述侧面的交线部的切削刃，
在所述上表面上与所述切削刃连续地设置有前刀面，
所述前刀面具有：与所述切削刃的中央部对应配置且与含有所述交线部的水平面平行的、或随着离开所述切削刃而向下方倾斜的第一前刀面；位于所述第一前刀面的两侧且随着离开所述切削刃而向上方倾斜的一对第二前刀面，
所述一对第二前刀面分别具有凹部。
2.根据权利要求1所述的切削镶刀，其中，
所述一对第二前刀面的宽度分别在俯视下随着离开所述切削刃而变窄。
3.根据权利要求1或2所述的切削镶刀，其中，
所述一对第二前刀面的最大的宽度的合计为所述切削刃的宽度的30％～50％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述一对第二前刀面还分别具有随着离开所述切削刃而向上方倾斜的前前刀部，
所述凹部与所述前前刀部相比离开所述切削刃配置。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述第一前刀面和所述水平面形成的角度与所述一对第二前刀面和所述水平面形成的角度的差的绝对值为25°～30°。
6.一种切削镶刀，具有：
上表面；下表面；侧面；设置于所述上表面与所述侧面的交线部的切削刃，
在所述上表面上与所述切削刃连续地设置有前刀面，
所述前刀面具有：与所述切削刃的中央部对应配置且与含有所述交线部的水平面平行的、或随着离开所述切削刃而向下方倾斜的第一前刀面；位于所述第一前刀面的两侧且随着离开所述切削刃而向上方倾斜的一对第二前刀面，
在所述第一前刀面上设置沿与所述切削刃平行的方向相互隔离配置的一对凸部，
所述一对凸部分别具有随着离开所述切削刃而向上方倾斜的倾斜面。
7.根据权利要求6所述的切削镶刀，其中，
所述一对凸部分别位于所述第一前刀面中的所述一对第二前刀面侧的端部。
8.根据权利要求6或7所述的切削镶刀，其中，
所述一对凸部的从所述切削刃侧的端部至所述切削刃的距离相互相等。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述倾斜面在与所述切削刃垂直的方向的剖视下向下方弯曲。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述倾斜面在俯视下随着离开所述切削刃而宽度变宽。
11.根据权利要求6～10中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述一对第二前刀面分别具有与所述切削刃连续且随着离开所述切削刃而宽度变窄的前前刀部。
12.根据权利要求6～11中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述凸部的顶部比所述切削刃高。
13.一种切削镶刀，具有：
上表面；
侧面，其具有前侧面和与所述前侧面连接的一对横侧面；
前切削刃，其位于所述上表面及所述前侧面的交线部；
一对横切削刃，该一对横切削刃位于所述上表面及所述一对横侧面的交线部，
所述上表面具有：
与所述前切削刃连续且具有随着离开所述前切削刃而向下方倾斜的下降部的第一前刀面；
与所述前切削刃连续且具有随着离开所述前切削刃而向上方倾斜的上升部，并且与所述第一前刀面的两端侧连续且离开所述一对横切削刃配置的一对第二前刀面，
所述一对第二前刀面分别具有上部和与所述上部的所述一对横切削刃中的邻接的横切削刃侧连续的第一侧部，所述上部及所述第一侧部的交线部具有在俯视下随着离开所述前切削刃而离开所述邻接的横切削刃且向所述第一前刀面侧凸出的第一曲线区域。
14.根据权利要求13所述的切削镶刀，其中，
所述一对第二前刀面分别从所述前切削刃朝向内侧具有前前刀部、中前刀部及后前刀部，
随着离开所述前切削刃而向上方倾斜的倾斜角在所述前前刀部、所述中前刀部及所述后前刀部中的所述中前刀部为最小。
15.根据权利要求14所述的切削镶刀，其中，
所述第一曲线区域从所述前前刀部到达所述中前刀部。
16.根据权利要求13～15中任一项所述的切削镶刀，其中，
在俯视下，所述一对横切削刃随着从所述前切削刃朝向内侧而相互的距离变短。
17.根据权利要求13～16中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述第一侧部与所述前切削刃连续。
18.根据权利要求13～17中任一项所述的切削镶刀，其中，
还具有连接所述前切削刃及所述一对横切削刃且具有曲线状的曲线部的一对拐角切削刃，
所述上部及所述第一侧部的所述交线部分别与所述前切削刃的两端部连接。
19.根据权利要求18所述的切削镶刀，其中，
所述上表面还具有与所述一对拐角切削刃的每一个连续的一对拐角前刀面，
所述一对拐角前刀面具有在所述一对拐角切削刃的整个区域随着离开所述一对拐角切削刃而向下方倾斜的下降部。
20.根据权利要求13～19中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述一对第二前刀面分别具有与所述上部的所述第一前刀面侧连续的第二侧部，所述上部及所述第二侧部的交线部还具有在俯视下随着离开所述前切削刃而接近所述邻接的横切削刃且向所述邻接的横切削刃侧凸出的第二曲线区域。
21.一种切削工具，具有权利要求1～20中任一项所述的切削镶刀和安装所述切削镶刀的刀夹。
22.一种切削加工物的制造方法，包括：
使权利要求21所述的切削工具的所述前切削刃与旋转的被切削件接触的工序；
在所述工序之后，使所述切削工具的所述横切削刃与旋转的所述被切削件接触的工序。
23.一种切削加工物的制造方法，包括：
使被切削件旋转的工序；
使权利要求21所述的切削工具中的所述切削刃、所述前切削刃或所述横切削刃的任一个与旋转的所述被切削件接触的工序；
使所述被切削件和所述切削工具离开的工序。
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