CN102947035A - 切削用刀片以及刃尖更换式旋削工具 - Google Patents

Abstract

提供一种适于模具等的凹部加工的切削用刀片以及使用其的刃尖更换式切削工具。本发明的切削用刀片（10）具有前刀面（14）、后刀面（15）、形成于前刀面（14）和后刀面（15）的交叉棱线部而沿与旋削工具的切入方向交叉的方向延伸的主切削刃（11），在沿主切削刃（11）的方向中在该主切削刃（11）的中途具有至少一个不参与切削的分割部（12）。上述主切削刃（11）包括被上述分割部（12）分离的两根的第1切削刃（11a）以及第2切削刃（11b），在将该切削用刀片安装于切削工具的工具本体（1）时，第1切削刃（11a）以及第2切削刃（11b）的切入角（κ1、κ2）为5°以上20°以下的范围。

Description

切削用刀片以及刃尖更换式旋削工具

技术领域

本发明涉及切削用刀片以及安装有该切削用刀片的刃尖更换式旋削工具。

背景技术

以往，在模具的制造等中进行的凹部加工中，有时使用能够进行开孔加工的旋削工具。在凹部加工中，将生成的切削屑从加工后的凹陷（凹部）定常地持续排出是用于进行高效加工的条件之一，为此，使用鼓风机。该排出方法为，向加工后的凹陷喷射高压的空气，利用其风压将切削屑向孔外吹散。

在使用鼓风机时，并不是能够喷射多大的的切削屑都能吹散的程度的高压的空气，所以对于进行凹部加工的旋削工具要求生成尽可能细化的切削屑。作为实现切削屑的细化的方法之一，专利文献1公开了下述切削用刀片：在后刀面上形成多根缺口而令切削刃断续。

专利文献1 : 日本特开2007－283482号公报。

发明所要解决的课题

但是，专利文献1所公开的那样的带缺口的切削用刀片如果以单体使用则形成缺口的部分无法进行切削。因此，还需要为了弥补利用一个带缺口的切削用刀片不能切削的部分而进行切削的其他的形状的切削用刀片。因此，在使用带缺口切削用刀片时，总是需要准备多种刀片，导致保管成本的增大。此外，虽然说是其他的形状的刀片，但其不同很微小，所以有发生安装了本来应安装的种类以外的刀片的安装错误等的可能性。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种利用一种的刀片就能够实现切削屑的细化的切削用刀片以及能够安装该切削用刀片的旋削工具。

用于解决课题的手段

即，本发明的切削用刀片是拆装自如地安装于旋削工具的工具本体而具有前刀面、后刀面、形成于上述前刀面和上述后刀面的交叉棱线部分的切削刃的切削用刀片，其特征在于，在上述切削刃中，主切削刃包含至少两个分割的小切削刃，相邻的该至少两个的小切削刃分别与形成于前刀面和后刀面的交叉棱线部的分割部连接，在从前刀面的正面看时，隔着上述分割部而位于进给方向后方侧的一方的小切削刃与上述分割部的连接部形成于下述位置：比将隔着该分割部而位于进给方向前方侧的另一方的小切削刃向上述位于进给方向后方侧的一方的小切削刃方向延长的虚拟直线靠切削用刀片的中心侧。

此外，优选为下述切削用刀片，在隔着一个分割部而相邻的两个小切削刃中，位于进给方向后方侧的小切削刃的切入角比位于进给方向前方侧的另一方的小切削刃的切入角小。

此外，优选为下述切削用刀片，一个小切削刃的切入角设定为5°以上20°以下时，其他的全部的小切削刃的切入角也都为5°以上20°以下。

此外，优选为下述切削用刀片，上述分割部为直线状。

本发明的刃尖更换式旋削工具能够拆装自如地安装上述的任意的本发明的切削用刀片。

发明的效果

本发明的切削用刀片的切削刃中，主切削刃被分割为多个，但它们的切削区域相互局部重叠，所以能够生成细化的切削屑，并且能够利用一种的切削刀片进行加工。因此，伴随着本发明的切削用刀片的管理的成本及工序与以往相比变得非常小。

此外，在安装本发明的切削用刀片时，无需考虑将哪个刀片安装在工具本体的哪个位置，所以能够非常顺畅地进行更换、安装作业。

在本发明的切削用刀片的主切削刃中，在沿着主切削刃的方向中在该主切削刃的中途设置至少一个将分割为两个的小切削刃彼此连接而不参与切削的分割部。从相互地分离的各小切削刃生成的切削屑沿主切削刃的方向的长度变短，变为容积小的切削屑，在凹部加工中，这样的紧凑且轻量的切削屑能够借助鼓风机而容易地从上述凹部被排出，能够抑制切削屑咬入导致的切削刃的缺损及加工面的损伤。

在本发明的刃尖更换式旋削工具中，由于使用了本发明的切削用刀片，所以不需要在每个刀片安装座上安装不同的种类的刀片的工作。因此，机械性作业变得容易，更换作业时间比以往缩短。

此外，本发明的刃尖更换式旋削工具所生成的切削屑被细化，且厚度也薄，所以当在凹部加工中使用本发明的刃尖更换式旋削工具时，不易产生切削屑的咬入等的切削屑无法从加工孔排出而导致的各种问题。

附图说明

图1是本发明的实施方式的切削用刀片的主视图。

图2是图1所示的切削用刀片的右视图。

图3是图1所示的切削用刀片的俯视图。

图4是图1的X向箭头视图。

图5是图1的切削用刀片的主切削刃的放大图。

图6是本发明的实施方式的端铣刀的主视图。

图7是图6所示的端铣刀的要部的右视图。

图8是图6所示的端铣刀的要部的俯视图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式的端铣刀。图1是用于该端铣刀的切削用刀片的主视图。图2以及图3分别是图1所示的切削用刀片的右视图以及俯视图。图4是图1的X向箭头视图。图5是图1的切削用刀片的主切削刃的放大图。图6是从轴线方向看该端铣刀的主视图。图7以及图8分别是图5所示的端铣刀的要部的右视图以及俯视图。

本实施方式的切削用刀片10如图1所示，呈大致平行四边形的板状，在对置的上下表面中在上表面形成前刀面14，在下表面形成就位面19，在对置的上下表面间延伸的侧面上形成后刀面15，在前刀面14和后刀面15的交叉棱线部形成切削刃。在对置的上下表面的中央形成贯通该上下表面的安装孔20。

切削用刀片10为各后刀面15随着从切削刃向下表面接近而向内侧倾斜的所谓正型刀片，至少切削刃由超硬合金、金属陶瓷、陶瓷等的硬质材料、金刚石、CBN等的超高压烧结体、或者对上述的任意的材质进行了包含Ti及铝等的金属化合物的涂层的材质构成。

形成于前刀面14的一对的短边的切削刃具有：锐角角部16、与锐角角部16相连的修光刃18、与修光刃18相连的主切削刃11、与主切削刃11相连的钝角角部17，修光刃18沿与H轴大致平行的方向直线状地延伸。另外，H轴在本实施方式中是与进给的方向平行的轴线，图1的右方为进给的方向。而且，修光刃18的长度形成为与安装切削用刀片10的切削工具中设定的最大的进给量相等、或者比其稍大。另外，修光刃18也可以为圆弧状。

主切削刃11形成于前刀面14和后刀面15的交叉棱线部。该主切削刃11借助与该主切削刃11同样地形成于前刀面14和后刀面15的交叉棱线部的分割部12而被分割为两个短的小切削刃。而且，在以下的说明中，将隔着分割部12而位于进给方向后方侧的小切削刃称为第1切削刃11a，将隔着分割部12而位于进给方向前方侧的小切削刃称为第2切削刃11b。

在前刀面14的一对的长边的各自上形成外周切削刃13，切削用刀片10以外周切削刃13相对于旋削工具本体与其中心轴线平行、或者形成离角的方式安装。

形成于切削用刀片10的下表面的就位面19、从外周切削刃13延伸的侧面（后刀面15）以及从修光刃18延伸的侧面（后刀面15a）作为与设置于旋削工具本体的刀片座的座面以及周壁抵接的抵接面起作用。

如图1所示，在从正面看前刀面15时，第1切削刃11a以及第2切削刃11b呈直线状。但是，第1切削刃11a以及第2切削刃11b也可以弯曲为圆弧状。第1切削刃11a的切入角κ1设定为5°以上20°以下的范围，第2切削刃11b的切入角κ2也设定为5°以上20°以下的范围。换言之，将第1切削刃11a以及第2切削刃11b设置为在将切削用刀片10以第1切削刃11a的切入角κ1为5°以上20°以下的方式安装于旋削工具本体时，第2切削刃11b的切入角κ2也同时为5°以上20°以下的范围。如果将切入角以上述的范围内设定，则切削屑的切取厚度变薄，所以即便在进行进给量大的高进给加工时，也能够将施加于切入边界部的切削阻力抑制为较小，能够抑制该部分的卷刃及缺损等的发生。

在图1中，在假定将本实施方式的切削用刀片10如上所述地以沿H轴方向进给且沿垂直于H轴的V轴方向切入的方式使用时，图示各切入角κ1、κ2。此时，切入角κ1由第1切削刃11a与平行于H轴的轴线所成的角规定，切入角κ2由第2切削刃11b与平行于H轴的轴线所成的角规定。各切入角κ1、κ2不受一方的切入角的设定值影响地设定为分别地独立。因而，可以令切入角κ1和切入角κ2不同，此外，也可以令这两个值为相同大小。但是，切入角κ2的大小如果大于切入角κ1的大小，则从刀片整体考虑时的可切入的深度的最大值增加，能够进行高效的加工。另外，在第1切削刃11a或者第2切削刃11b为圆弧状时，以切入角的最大值为5°以上20°以下的范围的方式设计各小切削刃。

本实施方式的直线状的第1切削刃11a形成为，从分割部12与第2切削刃11b的连接部分（Pb）到H轴的距离（Lb）比从分割部12与第1切削刃11a的连接部分（Pa）到H轴的距离（La）长。换言之，第1切削刃11a与分割部12的连接部形成在比将第2切削刃11b向第1切削刃11a侧延伸的虚拟直线靠切削用刀片10的中心侧。

因此，分割部12形成在比通过与第2切削刃11b的连接部分Pb且平行于H轴的轴线靠V轴方向后方侧，即便在第2切削刃11b进行切削时也不会与被削材有任何接触而不参与切削。此外，如果形成这样的分割部12，则在第1切削刃11a的可切削区域和第2切削刃11b的可切削区域之间，产生能够同时地切削的重叠的可切削区域。由此，借助本实施方式的切削刀片10单体，或者通过使用多个本实施方式的切削刀片10，不会在被削材上形成没有被切削的部分。本实施方式的切削用刀片10为正型刀片，所以从分割部12向下表面延伸的侧面也由随着朝向下表面而向切削用刀片10的内方倾斜的倾斜面形成。

本实施方式的切削用刀片10如上所述，在加工面上不产生没有被切削的部分。因此，能够进行利用本实施方式的切削用刀片10单体的切削，保管成本比以往降低。此外，在使用多个切削用刀片的旋削工具中使用本实施方式的切削用刀片10时，无需对于每个安装部位考虑切削用刀片的种类的工作，能够进行高效的刃尖更换。

分割部12、第1切削刃11a以及第2切削刃11b不限定于上述的实施方式的形式。即，本发明的切削用刀片10的主要的技术构思为，在主切削刃的中途设置不参与切削的部分从而将主切削刃分割为两个以上的短的小切削刃，此外令分割的各小切削刃的可切削区域局部重叠，所以具有能够实现上述内容的形状的主切削刃的切削用刀片都属于本发明的技术的范围。

因此，例如，分割部也可以不是上述的实施方式那样地为直线状，也可以为曲线状。此时，只要隔着分割部位于进给方向后方侧的小切削刃和分割部的连接部形成在比将位于进给方向前方侧的另一方的小切削刃向位于进给方向后方侧的小切削刃侧延伸的虚拟延长线靠切削用刀片的中心侧，则能够设定分割部不参与切削的切入角，此外两个小切削刃的可切削区域局部重叠。另外，在分割部为曲线时，也可以为朝向切削用刀片的中心侧凹状地弯曲的曲线，也可以为朝向切削用刀片的外方凸状地弯曲的曲线。

如果进给方向后方侧的小切削刃与分割部的连接部位于比位于进给方向前方侧的小切削刃的虚拟延长线还靠切削刀片的外方，则无论要怎样设定切入角，分割部都会参与切削。另外，“进给方向的前方侧”在令某位置为基准时是指比该位置还靠与进给的方向相同侧的位置，“进给方向的后方侧”在以某位置为基准时是指比该位置还靠与进给的方向相反方向侧的位置。

此外，作为本发明的切削用刀片的其他的形式，在本实施方式中，第1切削刃11a和分割部12以钝角交叉，但也可以与此相反地以锐角交叉。同样地，分割部12和第2切削刃11b也可以以锐角交叉，也可以以钝角交叉。

作为本发明的切削用刀片的其他的形式，也可以是隔着分割部而一方的小切削刃为直线状、另一方的小切削刃为圆弧状的形状（未图示）。此外，作为其他的形式，也可以是主切削刃具有两个以上的分割部且具有三个以上的小切削刃的形状（未图示）。此时，任意的分割部与连接于其两端的小切削刃的关系如上所述，需要将隔着分割部而位于进给方向后方侧的小切削刃与分割部的连接部形成在比将位于进给方向前方侧的另一方的小切削刃向位于进给方向后方侧的小切削刃侧延伸的虚拟延长线靠切削用刀片的中心侧。此外，作为本发明的切削用刀片的其他的形态，能够置换为三角形、五边形等的多边形板状的刀片、负型刀片。

接着，以作为其一实施方式的端铣刀来说明本发明的旋削工具。如图6～图8所示，上述实施方式的切削用刀片10借助插通在安装孔20中的紧固螺钉30而被拆装自如地安装在呈大致圆杆状的工具本体1的顶端外周部所设置的刀片座4上。在刀片座4的工具旋转方向K的前方侧，设置有邻接于刀片座4且将工具本体的外周面2切去而形成的切削屑凹部5，在安装于上述刀片座4的切削用刀片10的前刀面14的前方形成有用于收纳切削屑的足够的空间。

切削用刀片10如从图7以及图8所知那样，以钝角角部17、第2切削刃11b、第1切削刃11a从工具本体1的顶端面3突出的方式，此外以外周切削刃13从工具本体1的外周面2突出的方式安装于工具本体1。在此，切削用刀片10以位于工具本体1的基端侧的一侧的端部稍微向工具本体1的中心侧倾斜的方式安装。由此，切入角κ1、κ2为5°以上20°以下的范围，另外外周切削刃13与工具本体1的中心轴线平行、或者具有离角。

在该端铣刀中，如图7、图8所示，与分割部12的各端部连接的第1切削刃11a以及第2切削刃11b的端部在工具本体1的径方向中分离，且从分割部12位于钝角角部17侧的第2切削刃11b位于比从分割部12位于锐角角部16侧的第1切削刃11a的延长线EL1靠工具本体1的顶端侧，与延长线EL2大致平行。进而，分割部12和第2切削刃11b部分的连接部（相当于图1的Pb）比分割部12和第1切削刃11a的连接部（相当于图1的Pa）位于工具本体1的顶端侧。

分割部12和第2切削刃11b的连接部比分割部12和第1切削刃11a的连接部向工具本体1的顶端侧突出，从而分割部12的全部比第2切削刃11b向工具本体1的后端侧退入地形成。因此，分割部12为在加工时不与被削材有任何接触的不参与切削的部分。而且，当然，从分割部12向下表面延伸的侧面也由随着朝向下表面而向该切削用刀片的内方倾斜以便不与被削材接触的倾斜面形成。

根据本实施方式的切削用刀片以及端铣刀，在主切削刃11的中途形成一个不参与切削的分割部12，由此将主切削刃11断开为第1切削刃11a和第2切削刃11b的两个部分，从而各切削刃生成具有与各自的刃长对应的宽度的短且容积小的切削屑。在模具的凹部加工中，这样地紧凑且轻量的切削屑能够借助鼓风机被容易地从凹部排出，所以能够抑制切削屑的咬入导致的主切削刃11及外周切削刃13等的缺损。

第1切削刃11a的切入角κ1以及第2切削刃11b的切入角κ2都设定在5°以上20°以下的较小的值的范围内，从而第1切削刃11a以及第2切削刃11b的实质切取厚度变小，施加于切削刃整体的切削中的负荷降低。由此，能够抑制第1切削刃11a或者第2切削刃11b的损伤，特别地抑制切入边界部的损伤，提高切削刃整体的寿命。

在主切削刃的切入角小的切削工具中，一般地主切削刃和被削材的接触长度长，切削屑的宽度大。但是，在本实施方式的切削用刀片以及端铣刀中，主切削刃11被分割为第1切削刃11a和第2切削刃11b，所以由各自的切削刃生成的切削屑的宽度变得比主切削刃11的长度短。此外，第1切削刃11a的切入角κ1以及第2切削刃11b的切入角κ2分别设定为较小的值，所以由第1切削刃11a以及第2切削刃11b生成的切削屑的厚度也变薄。如由以上的情况可知地，通过在主切削刃11上形成分割部12，本实施方式的切削用刀片10以及端铣刀能够生成宽度窄且薄的切削屑。宽度窄且薄的切削屑为紧凑且轻量且容易弹性变形的弹簧状，能够容易地被排出。因此，抑制切削屑的咬入导致的切削刃的缺损的效果变得非常高。

第1切削刃11a以及第2切削刃11b的各自的一部分进入通过第1切削刃11a的连接部Pa的平行于H轴的线与通过第2切削刃11b的连接部Pb的平行于H轴的线之间的区域（参照图5），所以第1切削刃11a的可切削域与第2切削刃11b的可切削域没有断开地连续。因此，不会发生被削材的切削残余。

本实施方式的切削用刀片10的前刀面14为，钝角角部17的尖端在切削用刀片10的厚度方向中为最高位，随着从钝角角部17离开而在切削用刀片10的厚度方向中逐渐变为低位。形成于这样的前刀面14的倾斜面14a从对置于前刀面14的方向看呈将钝角角部17作为一个顶点的大致三角形，令与该倾斜面14a相连的第1切削刃11a、第2切削刃11b以及外周切削刃13的前角增加。

在安装了前角增加的切削用刀片10的端铣刀中，主要负责切削的第1切削刃11a以及第2切削刃11b的径方向前角β増加。通过增加径方向前角β，切削阻力降低，在凹部加工中，能够进行工具振颤少的稳定的加工。而且，径方向前角β与负的值相比更优选为正的值。如果径方向前角β为正，则切削阻力减少并且切削阻力的方向朝向工具本体1的中心侧。其结果，能够防止切削刃的缺损。如果径方向前角β为正，则由第1切削刃11a以及第2切削刃11b生成的切削屑的流出方向也朝向工具本体1的中心侧。这样一来，能够抑制在工具本体1的外周侧在残留壁面地切削的壁面加工、特别地凹部加工中的壁面加工中切削屑咬入到上述壁面与工具本体的外周面2的间隙。由此，能够抑制向上述壁面的切削屑粘结，提高上述壁面的外观品质。

通过如本实施方式的端铣刀那样将外周切削刃13配置为与工具本体1的中心轴线平行，能够高精度地精加工被削材的壁面。但是，如果外周切削刃13和上述壁面的接触长变大，则由于切削阻力的增加而有可能导致工具的振颤，为了防止这一情况，也可以令切削用刀片10的前刀面14的长边从其中途到锐角角部16从外周切削刃向内侧倾斜、或者令其凹陷，从而任意地设置离角。

在前述的实施方式以及其变形例等中，具有一定程度的具体性地说明了本发明，但本发明不限定于此。例如，在上述的说明中，作为旋削工具的一实施方式而使用了端铣刀，但本发明的旋削工具也能够应用于正面铣刀及侧面铣刀等的端铣刀以外的旋削工具。对于本发明，必须理解为能够不脱离权利要求书所记载的发明的精神及范围地进行各种改变及变更。即，本发明包含由权利要求书所限定的本发明的思想所包含的所有变形例及应用例、均等物。

Claims (5)

1.一种切削用刀片，拆装自如地安装于旋削工具的工具本体，具有前刀面、后刀面、和形成于上述前刀面和上述后刀面的交叉棱线部分的切削刃，其特征在于，

在上述切削刃中，主切削刃包含至少两个被分割的小切削刃，相邻的该至少两个的小切削刃分别与形成于前刀面和后刀面的交叉棱线部的分割部连接，在从前刀面的正面看时，隔着上述分割部而位于进给方向后方侧的一方的小切削刃与上述分割部的连接部形成于下述位置：与将隔着该分割部而位于进给方向前方侧的另一方的小切削刃向上述位于进给方向后方侧的一方的小切削刃方向延长的虚拟直线相比，更靠切削用刀片的中心侧。

2.根据权利要求1所述的切削用刀片，其特征在于，

在隔着一个分割部而相邻的两个小切削刃中，位于进给方向后方侧的小切削刃的切入角比位于进给方向前方侧的另一方的小切削刃的切入角小。

3.根据权利要求1或2所述的切削用刀片，其特征在于，

一个小切削刃的切入角设定为5°以上20°以下时，其他的全部的小切削刃的切入角也都为5°以上20°以下。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的切削用刀片，其特征在于，

上述分割部为直线状。

5.一种刃尖更换式旋削工具，能够拆装自如地安装权利要求1至4的任意一项所述的切削用刀片。

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