CN102781612A - 切削刀片以及切削工具 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有能够抑制随着切入深度的增加而施加于切入边界部的切削阻力的增大的切削刃的切削刀片。切削刀片具有前刀面、后刀面、和形成于前刀面与后刀面的交叉部的切削刃，能够取下地安装于切削工具本体的安装座，切削刃在至少一部分上具有切入角沿着切削刃的切入深度增加的方向慢慢地减少的切入角减少切削刃部。例如，前刀面包含形成于上表面的上部前刀面和形成于下表面的下部前刀面，后刀面形成于在上表面与下表面之间延伸的侧面，切削刃形成于上部前刀面与后刀面的交叉部。

Description

切削刀片以及切削工具
技术领域
本发明涉及一种切削刀片以及具有该切削刀片的切削工具。
背景技术
在对工件进行切削加工时，对应于加工的种类及工件的材料等而选择最佳的切削工具。而且，作为对于选择切削工具而言十分重要的一个要素，是实际地与工件的切削相关的切削刀片的切削刃形状。例如，在加工模具的凹部形状时，使用切削刃的形状为大致圆弧状的切削刀片（参照专利文献1），在模具的其他加工时，使用切削刃的形状为直线状的切削刀片（参照专利文献2）。
专利文献1：日本特开2006－82168号公报。
专利文献2：日本特开2009－107051号公报。
发明所要解决的课题
但是，在切削刃的形状为圆弧形状时，随着切入深度增加而切入角慢慢变大。另外，切入角是切削刃的切线与垂直于工具本体的中心轴线的基准面所成的角度。随着切入角的增加，切下厚度也变厚。因此，向切削刃中作为与切削相关的部分和与切削不相关的部分的边界的切入边界部施加的切削阻力增大。该切削阻力的增大很有可能会导致切削刃磨耗而直到不能使用的切削刃的寿命变短、且引起切入边界部的突发的损坏。因此，在具有圆弧形状的切削刃的切削刀片时，一般将切入深度抑制为1.0mm左右，存在加工效率相对较低的问题。
另一方面，在切削刃为直线状的切削刀片时，切下厚度不会伴随着切入深度的增加而增大，但在切入深度较小的阶段中施加于切入边界部的切削阻力有与圆弧状的切削刃相比变大的倾向。因此，在具有直线状的切削刃的切削刀片中，有可能在切入工件的瞬间切削刃发生突发的损坏。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于提供一种切削刀片以及固定有该切削刀片的切削工具，能够抑制伴随着切入深度的增加而施加于切入边界部的切削阻力的增大。
用于解决课题的手段 
本发明的切削刀片具有：前刀面、后刀面、和形成于上述前刀面与上述后刀面的交叉部的切削刃，以能够取下的方式安装在切削工具本体的安装座上，其特征在于，上述切削刃在至少一部分处具有切入角沿着上述切削刃的切入深度增加的方向慢慢地减少的切入角减少切削刃部。优选地，切削刀片相对于上述前刀面的中心轴线具有旋转对称性。
优选地，上述切削刃具有多个上述切入角减少切削刃部。
进而优选地，上述前刀面包含形成于上表面的上部前刀面和形成于下表面的下部前刀面，上述后刀面形成于在上述上表面与下表面之间延伸的侧面，上述切削刃包含形成于上述上部前刀面与上述后刀面的交叉部的上部切削刃、以及形成于上述下部前刀面与上述后刀面的交叉部的下部切削刃。此时，优选上述上部切削刃与上述下部切削刃相对于通过上述上表面与下表面的中间并且与上述切削刀片的中心轴线垂直的平面为面对称。此外，上述侧面由与上述切削刃的形状对应的弯曲面或者凹凸面构成，上述侧面固定于上述安装座。
优选地，上述切削刃的切入角减少切削刃部由凹状地弯曲的曲线形成。
取而代之，上述切削刃的切入角减少切削刃部由多个线段构成。
取而代之，上述前刀面形成于在上表面和下表面之间延伸的第一侧面，上述后刀面形成于在上述上表面和下表面之间延伸且与上述第一侧面交叉的第二侧面，上述切削刃形成于上述第一侧面与第二侧面的交叉部。
优选地，上述后刀面具有与形成于上述切削工具本体的安装座的卡合突起卡合的卡合槽。
本发明的切削工具的特征在于，具有：切削刀片，具有前刀面、后刀面、和形成于上述前刀面与上述后刀面的交叉部的切削刃；以及切削工具本体，具有以能够取下的方式安装上述切削刀片的安装座，上述切削刃为，在将上述切削刀片安装于上述安装座的状态下，至少在一部分处具有切入角沿着上述切削刃的切入深度增加的方向慢慢地减少的切入角减少切削刃部，所述切入角是该切削刃上的点处的切线与垂直于上述切削工具本体的中心轴线的基准面所成的角。
优选地，在上述后刀面上形成卡合槽，上述切削工具本体的安装座具有与上述卡合槽卡合的卡合突起。
发明的效果 
根据本发明，能够提高加工效率并且降低加大切入深度时施加于切入边界部的切削阻力。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的切削工具的立体图。
图2是图1的切削工具的主视图。
图3是图2的III－III线方向的剖视图。
图4是表示图1的切削工具的工具本体的立体图。
图5是表示本发明的一实施方式的实施方式的切削刀片的立体图。
图6是表示图5的切削刀片的俯视图。
图7是图6的VII－VII线方向的剖视图。
图8是安装于切削工具本体的状态的切削刀片的切削刃的放大图。
图9A是表示卡合突起的其他的例子的剖视图。
图9B是表示卡合槽以及卡合突起的进而其他的例子的剖视图。
图9C是表示卡合槽以及卡合突起的进而其他的例子的剖视图。
图10A是本发明的其他的实施方式的切削刀片的立体图。
图10B是本发明的进而其他的实施方式的切削刀片的立体图。
具体实施方式
以下参照图1至图8说明本发明的一实施方式。
图1以及图2所示的切削工具20是高进给切削器，包含切削工具本体21和多个切削刀片10。
切削工具20的切削工具本体21如图4等所示，为大致圆筒形状，在其中心部，从切削工具本体21的后端部向尖端部贯通地设置有与工作机械连结用的连结孔23。此外，切削工具本体21具有在以中心轴线J为中心的圆周方向上等间隔地形成的多个安装座22。在多个安装座22的各自上安装后述的切削刀片10。切削刀片10借助螺栓BT而固定于切削工具本体21。在形成于切削工具本体21的尖端部的安装座22的旋转方向R前方，形成有令切屑的生成、收纳以及排出变得顺畅用的切屑凹部24。另外，安装座22的构造在之后描述。
切削工具20被安装于机械加工中心等的工作机械的主轴上，令其以其中心轴线J为中心旋转。而且，利用切削刀片10对位于与切削工具20的中心轴线J垂直的基准面上的工件进行切削加工。
安装座22为，将切削工具本体21的尖端部的一部分以与切削刀片10的下表面为大致相同的形状的方式切去。切去的深度D10如图4所示，与切削刀片10的厚度大致相等。安装座22形成为，相对于与中心轴线J垂直的基准面，切削刀片10以约10°倾斜。
切削刀片10如图5～图7所示，为超硬合金制的大致四边形的板状，在中心部形成有用于插入螺栓BT而将切削刀片10固定于切削工具本体21的贯通孔16。此外，在切削刀片10的上表面以及下表面上形成有切屑擦过的前刀面11，在与前刀面11垂直地交叉的侧面上形成有用于避免与工件的接触的后刀面12。进而，在前刀面11与后刀面12交叉的交叉部处，形成有用于对工件进行切削的切削刃13。
前刀面11包含形成于外周缘部的平面部11a、和从平面部11a朝向前刀面11的中深部而倾斜的倾斜面部11b。因此，即便切削刀片10相对于切削工具20的中心轴线J的方向（轴向）以负的角度配置，基于倾斜面部11b的倾斜角度的大小的量，前角也回到正侧，能够抑制锋利度的降低。轴向方向上负的角度是指前刀面11向切削工具20的旋转方向倾斜的状态，轴向方向上正的角度是指前刀面11向与切削工具20的旋转方向相反的方向倾斜的状态。
接着，说明切削刀片10的切削刃13的构成。
图8表示安装在切削工具本体21的安装座22上的切削刀片10的切削刃13的构成。
在图8中，切削刃13是在切削中最先咬入工件的部分，形成为直线状，包含从P1点到P2点被规定的修光刃13a、与其相连而从P2点到P3点被规定的尖端切削刃13b、和与其相连而从P3点到P4点被规定的、由凹状地弯曲的曲线构成的切入角减少切削刃部13c。
在此，切入角α是切削刃13上的点处的切线与基准面BF所成的角度。本说明书中的切入角是以JIS等的工业规格为基准的参数。即如图8所示，是切削刃13上的点处的切线与基准面BF所成的角度。
尖端切削刃13b形成为凸状地弯曲，所以尖端切削刃13b处的切入角α沿着切削刃13的切入深度D增加的方向慢慢地增加。
切削刃13的切入深度D到达D1时，即切入角减少切削刃部13c的P3点开始参与切削时，切入角α为α1，为最大值。
在切削刃13的切入深度D从D1进一步增加的方向，即从P3点向P4点慢慢地减少，在P4点为最小值。
通过令切入角减少切削刃部13c为这样的形状，如果切入角减少切削刃部13c切入工件，则其后随着切入深度D变大，切入角α连续地变小。与此相伴，切屑的切下厚度也变薄，所以施加于切入边界部的切削阻力也减少，抑制该部分的摩耗。
切入角减少切削刃部13c在切削刀片10的上表面和下表面的各切削刃13的各自上形成在四个部位。因而，上部的切削刃13和下部的切削刃13相对于通过上表面与下表面的中间并且与切削刀片的中心轴线K垂直的平面为面对称。
进而，切削刀片10的侧面（后刀面）12由与切削刃13的形状对应的弯曲面构成。在切削刀片10的后刀面12上，如图5及图7所示，形成有截面为V状的卡合槽14。
切削刀片10的侧面弯曲，所以如果将其载置在平坦的通常的安装座上，则与安装座的接触面的接触面积变小，所以有就位稳定性降低的倾向。
因此，在本实施方式的工具本体的安装座22上，如图3以及图4所示，形成有卡合突起26。该卡合突起26与形成于切削刀片10的卡合槽14卡合从而提高切削刀片10的就位稳定性。
即，在安装座22的接触面25上，形成有与形成于切削刀片10的V字的卡合槽14卡合，用于切削刀片10的卡合突起26。
该卡合突起26以与卡合槽14的倾斜角度相同的角度朝向旋转方向前方伸出地形成，如果将切削刀片10载置于安装座22，则卡合突起26与卡合槽14的旋转方向后方侧的倾斜面密接地抵接。卡合突起26与卡合槽14嵌合，从而在切削时即便向切削刀片10的外方施加切削阻力，卡合突起26将切削刀片10向安装座22推压并固定，所以提高切削刀片10的就位稳定性。
卡合槽14的截面形状以及卡合突起26的截面形状不限定于上述情况。例如，也可以如图9A所示，以卡合突起26A完全地嵌入卡合槽14A的方式将卡合突起26A的形状形成为与卡合槽14A对应的V形状。这样一来，进一步提高切削刀片10A的就位稳定性。
此外，同样也可以如图9B所示，令卡合槽为横截面形状形成为矩形状的卡合槽14B，令卡合突起26也为嵌入卡合槽14B的矩形状的突起26B。
此外，同样也可以如图9C所示，令卡合槽为横截面形状形成为半圆形状的卡合槽14C，令卡合突起26为嵌入卡合槽14的截面为半圆状的突起26C。
此外，虽未图示，也可以沿着切削刃13的形状而形成安装座22的接触面的形状，从而增加切削刀片10接触的面积，进一步增加就位稳定性。
本实施方式的切削刀片相对于前刀面的中心轴K为90°旋转对称。因此，切削刀片的成形容易，安装座的加工变得容易。此外，在令切削刀片旋转而更替切削刃时，能够高精度地分度切削刃。进而，本实施方式的切削刀片向安装座的安装稳定性优异。
此外，切削刀片的外形形状不限定为四边形，例如也可以如图10A及图10B那样为大致八边形、或大致圆形。
本发明不限定于上述的实施方式。例如，在将本发明的切削刀片安装于车刀及钻头这样的旋削工具及孔加工工具、或者上述的高进给切削器以外的旋转切削工具时也能够实现同样的效果。
切削刀片的材质也可以采用超硬合金以外的材质，例如能够采用金属陶瓷、陶瓷、金刚石烧结体、立方氮化硼（cBＮ）烧结体、或者在这些材料的表面进行了涂层的材质。
此外，也可以在切削刀片的前刀面上设置断屑槽而将切屑切断为较细。此时，断屑槽的形状采用公知形状即可。
切削刃13的切入角减少切削刃部13c除了为曲线以外，也可以由多个线段构成。此时，切削刀片的后刀面（侧面）由凹凸面而不是由弯曲面构成。
在上述实施方式中，说明了尖端切削刃凸状地弯曲的情况，但是尖端切削刃也可以为直线状。此外，说明了具有修光刃的情况，但是在不存在修光刃及尖端切削刃时也能够应用本发明。
本发明也能够应用于后刀面带有后角的所谓正型的刀片。
对于上述实施方式的切削刀片10，说明了在切削工具本体21的安装座22的朝向旋转方向R的接触面上拧入螺栓BT而进行固定的情况。本发明不限定于该切削刀片10。例如，本发明也可以应用于下述切削刀片，其将前刀面形成于在上表面与下表面之间延伸的第一侧面，将后刀面形成于在上表面与下表面之间延伸且与第一侧面交叉的第二侧面，在第一侧面与第二侧面的交叉部形成切削刃。此时，切削刀片通过向切削工具本体的安装座的朝向半径方向的接触面拧入螺栓而进行固定。
产业上的利用可能性 
本发明的切削刀片能够减轻对于切入边界部的负荷，所以在高进给的加工时，能够延长切削刃的寿命并提高切削效率。此外，根据本发明，能够延长切削刃的寿命所以能够实现长时间的连续高进给加工。
进而，通过将本发明的切削工具与本发明的切削刀片一起使用，能够可靠地固定本发明的切削刀片。加工中的刃尖的瑕疵减少，能够令精加工面的状态良好。

Claims (12)

1.一种切削刀片，具有：前刀面、后刀面、和形成于上述前刀面与上述后刀面的交叉部的切削刃，以能够取下的方式安装在切削工具本体的安装座上，其特征在于，
上述切削刃在至少一部分上具有切入角沿着上述切削刃的切入深度增加的方向慢慢地减少的切入角减少切削刃部。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，
上述切削刃具有多个上述切入角减少切削刃部。
3.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，
上述前刀面包含形成于上表面的上部前刀面和形成于下表面的下部前刀面，
上述后刀面形成于在上述上表面与下表面之间延伸的侧面，
上述切削刃包含形成于上述上部前刀面与上述后刀面的交叉部的上部切削刃、以及形成于上述下部前刀面与上述后刀面的交叉部的下部切削刃。
4.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，
上述前刀面形成于在上表面与下表面之间延伸的第一侧面，
上述后刀面形成于在上述上表面与下表面之间延伸且与上述第一侧面交叉的第二侧面，
上述切削刃形成于上述第一侧面与第二侧面的交叉部。
5.根据权利要求3或4所述的切削刀片，其特征在于，
上述侧面由与上述切削刃的形状对应的弯曲面或者凹凸面构成，上述侧面固定于上述安装座。
6.根据权利要求3所述的切削刀片，其特征在于，
上述上部切削刃与上述下部切削刃相对于通过上述上表面与下表面的中间并且与上述切削刀片的中心轴线垂直的平面为面对称。
7.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，
相对于上述前刀面的中心轴线具有旋转对称性。
8.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，
上述切削刃的切入角减少切削刃部由凹状地弯曲的曲线形成。
9.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，
上述切削刃的切入角减少切削刃部由多个线段构成。
10.根据权利要求1所述的切削刀片，其特征在于，
上述后刀面具有与形成于上述切削工具本体的安装座的卡合突起卡合的卡合槽。
11.一种切削工具，其特征在于，
具有：切削刀片，具有前刀面、后刀面、和形成于上述前刀面与上述后刀面的交叉部的切削刃；以及切削工具本体，具有以能够取下的方式安装上述切削刀片的安装座，
上述切削刃为，在将上述切削刀片安装于上述安装座的状态下，至少在一部分上具有切入角沿着上述切削刃的切入深度增加的方向慢慢地减少的切入角减少切削刃部，所述切入角是该切削刃上的点处的切线与垂直于上述切削工具本体的中心轴线的基准面所成的角。
12.根据权利要求11所述的切削工具，其特征在于，
在上述后刀面上形成卡合槽，上述切削工具本体的安装座具有与上述卡合槽卡合的卡合突起。
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