CN103025462B - 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镶刀、具有该切削镶刀的切削工具及使用该切削工具制造切削加工物的方法。本发明一实施方式涉及的镶刀具有：上表面；下表面；分别与上表面及下表面连接且具有相互邻接的第一侧面及第二侧面的侧面；具有位于上表面与第一侧面的交线部的主切削刃及位于上表面与第二侧面的交线部的副切削刃的切削刃，上表面具有沿主切削刃配置的前刀面，第二侧面从上表面朝向下表面依次具有以中心轴为基准向内侧以倾斜角度α1倾斜的第二上拘束面及与第二上拘束面连续且向外侧以倾斜角度α2倾斜的第二下拘束面。

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
作为切削镶刀的一例，在日本特表2008-544872号公报中公开了在俯视下为正方形状的、可反转型的切削镶刀。并且，在日本特表2008-544872号公报中说明了上述切削镶刀使用与正方形的各边对应的主侧面的主刀刃和切拐角部而形成的辅助侧面的辅助刀刃来切削加工工件的情况。
然而，根据上述切削镶刀，由于使用平面状的辅助侧面的辅助刀刃切削工件表面，因此产生在辅助侧面和工件表面之间不易确保充分的后角的课题。正因为如此，有由辅助侧面与工件表面的接触引起工件表面的精加工表面粗糙度降低、或辅助侧面磨损而在反转时不能够发挥期望的功能之虞。
另一方面，为了抑制辅助侧面与工件表面接触，例如在将切削镶刀安装于刀夹时，需要减小主侧面的主刀刃的轴向前角，因此有主刀刃所受到的切削阻力增大之虞。另外，也担忧由在用辅助侧面的辅助刀刃切削工件表面时施加于切削镶刀的规定方向的切削力引起切削镶刀从刀夹浮起的状况。
发明内容
本发明的课题之一在于提供一种兼备降低切削阻力及高寿命的切削镶刀及切削工具、及使用该切削工具的切削加工物的制造方法。
本发明一实施方式涉及的切削镶刀具有：上表面；下表面；侧面，其分别与所述上表面及所述下表面连接且具有相互邻接的第一侧面及第二侧面；切削刃，其具有位于所述上表面与所述第一侧面的交线部的主切削刃及位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，所述上表面具有沿所述主切削刃配置且随着离开所述主切削刃而向下方倾斜的前刀面，所述第二侧面从所述上表面朝向所述下表面依次具有以贯通所述上表面及所述下表面之间的中心轴为基准向内侧以倾斜角度α1倾斜的第二上拘束面及与所述第二上拘束面连续且向外侧以倾斜角度α2倾斜的第二下拘束面。
本发明一实施方式涉及的切削工具具有上述实施方式涉及的切削镶刀和安装所述切削镶刀的刀夹，所述刀夹具有与所述切削镶刀的所述下表面抵接的安装座面及与所述切削镶刀的所述第一上拘束面抵接的第一拘束面，所述安装座面的假想延长线和所述第一拘束面的假想延长线形成的角的角度为锐角。
本发明一实施方式涉及的切削加工物的制造方法包括：使上述实施方式涉及的切削工具旋转的工序；使旋转的所述切削工具的所述切削刃与被切削件接触的工序；使所述切削工具离开所述被切削件的工序。
【发明效果】
根据本发明的实施方式涉及的切削镶刀，由于第二侧面从上表面朝向下表面依次具有以贯通上表面及下表面之间的中心轴为基准向内侧以倾斜角度α1倾斜的第二上拘束面及与第二上拘束面连续且向外侧以倾斜角度α2倾斜的第二下拘束面，所以在向刀夹安装时不必使切削镶刀向刀夹的旋转方向的行进方向侧前倾，就能够在第二侧面和被切削件的精加工表面之间确保较大的后角。换言之，不必使切削镶刀前倾，就能够较大地确保主切削刃的轴向前角。正因为如此，能够较小地设定侧视切削镶刀本身时的主切削刃的倾斜，因此作为结果，产生不必过大地形成切削镶刀的厚度的优点。
附图说明
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)是俯视图(上视图)，(c)是从(b)的箭头a方向观察的侧视图(第二侧面侧)，(d)是从(b)的箭头b方向观察的侧视图(第一侧面侧)。
图2(a)及(b)分别是图1(c)的放大图。
图3是图1(d)的放大图。
图4是表示本发明的第二实施方式涉及的切削镶刀的图，(a)是立体图，(b)是俯视图(上视图)，(c)是侧视图(第二侧面侧)，(d)是侧视图(第一侧面侧)。
图5(a)是图4(d)的放大图，(b)是(a)的E-E线的放大剖视图。
图6(a)是图5(a)的A-A线的放大剖视图，(b)是图5(a)的B-B线的放大剖视图，(c)是图5(a)的C-C线的放大剖视图，(d)是图5(a)的D-D线的放大剖视图。
图7(a)是图4(c)的放大图，(b)是图4(b)的放大图。
图8是表示本发明的第三实施方式涉及的切削镶刀的图，(a)是立体图，(b)是俯视图(上视图)，(c)是侧视图(第二侧面侧)，(d)是侧视图(第一侧面侧)。
图9是表示图8的切削镶刀的图，(a)是俯视图(上视图)，(b)是(a)的A-A线的放大剖视图，(c)是(a)的B-B线的放大剖视图，(d)是(a)的C-C线的放大剖视图，(e)是(a)的D-D线的放大剖视图。
图10是表示用于安装本发明的实施方式涉及的切削镶刀的刀夹的图，(a)是侧视图，(b)是从与(a)不同的角度观察的侧视图，即使(a)旋转90度的侧视图，也就是从下方观察(a)的侧视图，(c)是前端视图。
图11是表示本发明的实施方式涉及的切削工具的图，(a)是立体图，(b)是侧视图。
图12(a)是放大表示图11(b)的切削工具的前端部的局部放大图，(b)是(a)的前端视图。
图13(a)～(c)是按工序顺序表示本发明的实施方式涉及的切削加工物的制造方法的立体图。
具体实施方式
<切削镶刀>
(第一实施方式)
以下，参照图1～图3对本发明的切削镶刀(以下，有时称为“镶刀”。)涉及的第一实施方式进行详细说明。
如图1所示那样，本实施方式的切削镶刀1大略具有上表面2、下表面3、分别与上表面2及下表面3连接的侧面4、贯通上表面2及下表面3之间的贯通孔6、以及位于上表面2与侧面4的交线部的切削刃5。上表面2具有前刀面8及立起面9以及平坦面21，侧面4具有相互邻接的第一侧面41及第二侧面42，切削刃5具有主切削刃51及副切削刃52。以下，依次对镶刀1的各构成要素进行说明。
如1(b)所示那样，镶刀1在俯视下为大致四边形状(大致长方形状)。在此，只要不作特别记载，俯视是指从上表面2侧观察镶刀1的状态。需要说明的是，镶刀1的形状不限定于大致四边形状，在俯视下例如能够设为三角形、五边形、六边形、八边形等大致多边形状的板状。
在镶刀1中，将俯视下的大致四边形状的长边例如设为8～15mm左右，将短边例如设为4～8mm左右即可，另外，将从上表面2至下表面3的厚度例如设为3～7mm左右即可。在此，厚度是指在侧视下上表面2中位于最上方的部位至下表面3中位于最下方的部位的距离中的与镶刀1的中心轴S1平行的线段。镶刀1的中心轴S1是指贯通上表面2及下表面3之间的轴，在俯视下使镶刀1旋转时成为旋转轴的轴。
另外，镶刀1如图1(a)所示那样，与上表面2侧同样，在下表面2与侧面4的交线部也具有切削刃5A，其中，切削刃5A具有主切削刃51A及副切削刃52A。在使用下表面3侧的主切削刃51A进行切削加工的情况下，能够将上表面2的平坦面21作为向后述的刀夹10安装的安装座面使用。即，为了使本实施方式的镶刀1的上表面2侧及下表面3侧能够分别用于切削加工，将下表面3侧的主切削刃51A形成为使上表面2侧的主切削刃51翻转后的形状，使得能够在使镶刀1上下翻转的状态下使用下表面3侧的主切削刃51A。
即，镶刀1成为以与图1(c)的纸面成直角的线为中心的旋转对称。正因为如此，在本实施方式涉及的镶刀1中，能够在上表面2及下表面3的各表面使用两个部位、共计四个部位的拐角进行切削加工。如此，将侧面4中的形成主切削刃51的部位和形成副切削刃52的部位如第一侧面41及第二侧面42那样分别构成，因此将主切削刃51、沿其配置于上表面2上的后刀面8及立起面9、以及相对于副切削刃52的后刀面(第二上拘束面42a)作为与各自适合的结构进行设计变得比较容易。
切削刃5如上述那样位于上表面2和侧面4的交线部，且具有主切削刃51及副切削刃52。在本实施方式中，如图1(b)所示那样，主切削刃51及副切削刃52经由拐角切削刃53连接。本实施方式的镶刀1能够使用包括主切削刃51、副切削刃52及拐角切削刃53的拐角进行切削加工。
首先，主切削刃51位于上表面2与第一侧面41的交线部，为在切削作用中对切屑生成发挥主要作用的切削刃。主切削刃51如图1(b)所示那样具有在俯视下随着离开副切削刃52侧而朝向外侧的平缓的凸状的曲线，如图1(d)所示那样在侧视下随着离开副切削刃52侧而向下方倾斜。根据前者的结构能够抑制主切削刃51的刀尖缺损，根据后者的结构能够减少切削加工时的切削阻力。主切削刃51的侧视下的倾斜角度随着离开副切削刃52侧而逐渐变小。需要说明的是，可以在主切削刃51中的距副切削刃52最远的端部将侧视下的倾斜角度设为零。
其次，副切削刃52位于上表面2与第二侧面42的交线部，为具有使后述被切削件100的精加工表面102平滑的作用的切削刃。在本实施方式中，在切削加工时，优选使用上表面2与第二侧面42的交线部中的主要从主切削刃51(拐角切削刃53)侧端部至中央部的区域。另外，在本实施方式中，副切削刃52如图1(c)所示那样在从第二侧面42侧观察的侧视下为直线状，另外，如图1(b)所示那样在俯视下也为直线状。
其次，拐角切削刃53如图1(b)所示那样，介于主切削刃51和副切削刃52之间且为较平缓的曲线状，具有抑制主切削刃51与副切削刃52的交叉部的缺损的作用。
另一方面，上表面2如图1(a)所示那样，具有沿主切削刃51配置且随着离开主切削刃51而向下方倾斜的前刀面8，在中心轴S1(贯通孔6)的周围且与主切削刃51离开的部位具有在侧视下与中心轴S1垂直并且至少一部分与主切削刃51相比位于上方的平坦面21。需要说明的是，在以下只要不作特别记载，侧视是指朝向第一侧面41观察镶刀1的状态。
前刀面8为具有通过切削加工时与在主切削刃51生成的切屑接触而产生切屑的变形或切屑的行进方向的变更从而将切屑向外部顺畅地排出的作用的部位。前刀面8可以与主切削刃51连续，也可以经由所谓刃带部而形成。另外，前刀面8可以具有平面状的部分，也可以具有曲面状的部分。在此，平面状不仅包括严格意义上的平面，只要具有其功能则也可以包括若干的凹凸或弯曲。这一点对曲面也同样。
平坦面21为向刀夹10安装时具有作为安装座面的功能的部位。进而，在本实施方式中，上表面2如图1(a)所示那样，具有与前刀面8的至少一部分连续配置且随着离开主切削刃51而向上方倾斜的立起面9。并且，前刀面8中的位于远离副切削刃52的一侧的第一端部8a经由立起面9与平坦面21连续，前刀面8中的位于接近副切削刃52一侧的第二端部8b与平坦面21连续。
需要说明的是，也可以在前刀面8和立起面9之间形成具有平坦的底部那样的结构。需要说明的是，在本实施方式中，在上表面2中的副切削刃52的内侧区域52d不存在上述立起面9那样向上方倾斜的部位，与上述前刀面8相当的部位与平坦面21连续。
贯通孔6为将镶刀1向刀夹10安装时用于插入紧固螺钉或安装用螺栓的孔。贯通孔6位于上表面2的中央部。贯通孔6的中心轴与镶刀1的中心轴S1位于相同的位置。需要说明的是，在本实施方式中，上表面2和下表面3具有相同的结构，因此只要不作特别的说明，在以下省略下表面3的说明。
侧面4如上述那样分别与上表面2及下表面3连接，且具有相互邻接的第一侧面41及第二侧面42。第一侧面41及第二侧面42具有在以下说明的多个拘束面，各拘束面根据向刀夹10的安装方向为发挥作为相对于刀夹10的安装面的功能或者作为避开与被切削件100的接触的所谓后刀面功能的部位。另外，在本实施方式中，侧面4如图1(b)所示那样，还具有介于第一侧面41和第二侧面42之间且在俯视下向外侧弯曲的拐角侧面43。
需要说明的是，本实施方式的镶刀1为在俯视下将第一侧面41侧的外缘设为长边、将第二侧面42侧的外缘设为短边的长方形状。因此，与第一侧面41成对的第三侧面41P位于相反侧，与第二侧面42成对的第四侧面42P位于相反侧。由于第三侧面41P及第四侧面42P分别与第一侧面41及第二侧面42的结构相同，所以只要不作特别说明，在以下用对第一侧面41及第二侧面42的说明代替对第三侧面41P及第四侧面42P的说明。在这点上，对与拐角侧面43成对的另一拐角侧面43P也同样。
需要说明的是，在本实施方式涉及的镶刀1中，俯视下的从第一侧面41至第三侧面41P的距离(宽度)W1比侧视下的从上表面2至下表面3的距离(厚度)W2大。即，本实施方式涉及的镶刀1为所谓横型的镶刀1。并且，如后述那样使用插入贯通孔6的紧固螺钉61将镶刀1安装于刀夹10。由此，镶刀1的宽度大，因此能够将前刀面8及立起面9形成期望的大小、形状，从而能够使切屑的排出性提高。另外，由于将紧固螺钉61插入贯通孔6，因此没有必要将镶刀1的厚度形成大至需要以上，所以能够减少材料成本。
第一侧面41如图2(a)及图3所示那样，从上表面2朝向下表面3依次具有以中心轴S1为基准向外侧以倾斜角度β1倾斜的第一上拘束面41a及与第一上拘束面41a连续且向内侧以倾斜角度β2倾斜的第一下拘束面41b。
另外，第一侧面41如图2(b)及图3所示那样还具有第一上强化面41c，该第一上强化面41c具有位于主切削刃51和第一上拘束面41a之间且随着从上表面2朝向下表面3而以中心轴S1为基准向外侧以倾斜角度β3倾斜的部位，第一上强化面41c的倾斜角度β3比第一上拘束面41a的倾斜角度β1大。
同样，第一侧面41还具有第一下强化面41d，该第一下强化面41d位于下表面3侧的主切削刃51A和第一下拘束面41b之间且随着从上表面2朝向下表面3而以中心轴S1为基准向内侧以倾斜角度β4倾斜，第一下强化面41d的倾斜角度β4比第一下拘束面41b的倾斜角度β2大。
在此，倾斜角度β1是指与中心轴S1平行的面S1a和第一上拘束面41a的假想延长线L1形成的角的角度，倾斜角度β2是指面S1a和第一下拘束面41b的假想延长线L2形成的角的角度。另外，倾斜角度β3是指面S1a和第一上强化面41c的假想延长线L3形成的角的角度，倾斜角度β4是指面S1a和第一下强化面41d的假想延长线L4形成的角的角度。将各倾斜角度设为以中心轴S1为基准的绝对值表示的角度。
在本实施方式的镶刀1中，具有倾斜角度β1＝倾斜角度β2的关系，另外具有倾斜角度β3＝倾斜角度β4的关系。并且，例如优选将倾斜角度β1及β2分别设定为3～5°，优选将倾斜角度β3及β4分别设定为4～7°。需要说明的是，也可以使这些角度以随着离开副切削刃52而变化的方式设定。
进而，第一侧面41还具有与主切削刃51连续且与第一上强化面41c及第一上拘束面41a的任一面相比位于第二侧面42侧并且从上表面2朝向下表面3以中心轴S1为基准向外侧以倾斜角度γ倾斜的第一后刀面41e，第一后刀面41e的倾斜角度γ(未图示)比第一上强化面41c的倾斜角度β3小。通过具有第一后刀面41e，能够抑制在切削加工时与成为被切削件100的壁面101的部位接触，从而能够提高加工精度和抑制镶刀1的损伤。第一后刀面41e的倾斜角度γ比第一上拘束面41a的倾斜角度β1小3～15°。
需要说明的是，在本实施方式中，如图3所示那样，第一后刀面41e不仅与主切削刃51连续，也与拐角切削刃53连续。由此在拐角切削刃53侧也能够具有同样的效果。在此，在使用位于第三侧面41P侧的主切削刃51P进行切削加工的情况下，第一侧面41的第一上拘束面41a为具有通过与刀夹10抵接而固定镶刀1和刀夹10的作用的部位。相反也同样。
第二侧面42从上表面2朝向下表面3依次具有以中心轴S1为基准向内侧以倾斜角度α1倾斜的第二上拘束面42a及与第二上拘束面42a连续且向外侧以倾斜角度α2倾斜的第二下拘束面42b。倾斜角度α1是指与中心轴S1平行的面S1a和第二上拘束面42a的假想延长线L5形成的角的角度，倾斜角度α2是指面S1a和第二下拘束面42b的假想延长线L6形成的角的角度。
在本实施方式的镶刀1中，具有倾斜角度α1＝倾斜角度α2的关系，例如优选将倾斜角度α1及a2分别设定为4～8°。在此，在使用位于第四侧面42P侧的副切削刃52P进行切削加工的情况下，第二侧面42的第二下拘束面42b为具有通过与刀夹10抵接而固定镶刀1和刀夹10的作用的部位。相反也同样。需要说明的是，拐角切削刃53P位于副切削刃52P和上述主切削刃51P之间。
具有上述结构的本实施方式的镶刀1例如能够使用超硬合金、陶瓷或金属陶瓷等硬质材料或者用PVD或CVD等方法在这些母材料上涂敷TiC、TiN、TiCN或Al2O3等硬质膜而成的材料。从耐崩刀性及涂敷层的稳定性的观点出发，优选使用在超硬合金上进行了PVD涂敷的材料。
(第二实施方式)
其次，参照图4～图7对本发明的第二实施方式涉及的镶刀进行详细说明。需要说明的是，在图4～图7中，对与上述图1～图3相同的结构部分标注相同的符号而省略说明。
如图4所示那样，本实施方式的镶刀1A具有的切削刃5与第一实施方式涉及的镶刀1同样，主切削刃51及副切削刃52经由拐角切削刃53连接。
并且，在本实施方式中，副切削刃52如图7(a)所示那样，在自第二侧面42侧的侧视下在中央区域具有最高的最高点52T(顶点)，随着从最高点52T朝向主切削刃51(拐角切削刃53)侧的一端521及离开主切削刃51(拐角切削刃53)的一侧的另一端522而分别向下方倾斜。需要说明的是，从最高点52T朝向一端521的倾斜角度比从最高点52T朝向另一端522的倾斜角度小。并且，任一区域的倾斜均为曲线状或者圆弧状。尤其，从最高点52T至一端521的部位为主要具有使被切削件100的精加工表面102平滑的作用的部位，从最高点52T朝向一端521形成向上表面2侧凸起的、平缓的圆弧状。
另外，在本实施方式中，副切削刃52如图7(b)所示那样，在俯视时由三个直线部52a、52b、52c构成。具体而言，中央区域的直线状的第一部52a位于镶刀1的最外侧，其两侧的直线状的第二部52b及第三部52c分别随着离开中央区域而向内侧倾斜。
根据这样的结构，在使主切削刃51(拐角切削刃53)侧的第二部52b沿被切削件100的精加工表面102且使上表面2朝向旋转方向的前方的状态下安装于刀夹10的情况下，能够较大地确保上表面2的离开主切削刃51(拐角切削刃53)的一侧的第三部52c与被切削件100的精加工表面102的间隙，并且也能够较大地确保与上述上表面2对应构成的下表面3侧的副切削刃52A的第二部及拐角切削刃与被切削件100的精加工表面102的间隙，因此能够通过抑制这些部位与精加工表面102的接触而提高被切削件100的精加工表面102的表面精度。
需要说明的是，代替将副切削刃52形成上述那样的结构，也可以形成为在俯视下连接第一部52a和第三部52c的一根直线。另外，代替将副切削刃52用上述那样的直线部构成，也可以设为在俯视下随着从两端朝向中央区域而向镶刀1的外侧凸起那样的曲线状。
侧面4与第一实施方式同样分别与上表面2及下表面3连接且具有相互邻接的第一侧面41及第二侧面42。
首先，第一侧面41与第一实施方式同样具有第一上拘束面41a及第一下拘束面41b。另外，具有倾斜角度β1＝倾斜角度β2的关系。例如优选将倾斜角度β1及β2分别设定为3～5°。
并且，在本实施方式的镶刀1A中，如图4(d)及图5(a)所示那样，在侧视下第一上拘束面41a与第一下拘束面41b的边界部41g为直线状，相对于镶刀1的中心轴S1的垂线，随着离开副切削刃52而向下表面3侧倾斜。边界部41g位于第一侧面41中的最外侧。需要说明的是，边界部41g严格上为在镶刀1A的厚度方向上具有较细的宽度的带状，形成随着从宽度方向上的一端朝向另一端而向外侧凸起的曲面状。据此，能够在较大地确保第一上拘束面41a及第一下拘束面41b的面积的同时，在成形镶刀1A时顺畅地向模具填充材料。需要说明的是，作为其他的例子，边界部41g也可以在侧视下在局部或者整个长度形成曲线状。
另外，在本实施方式中，第一侧面41如图4(d)及图5(a)所示那样，具有由位于第一侧面41的大致中央部的凹部41f分别两分割第一上拘束面41a及第一下拘束部41b而成的构成41a1(第一上拘束部)、41a2(第二上拘束部)、41b1(第一下拘束部)、41b2(第二下拘束部)。由此，将镶刀1A安装于刀夹10时，各自的被分割的两个面(区域)41a1、41a2、41b1、41b2经由凹部41f单独与刀夹10抵接，因此与以单一的面抵接的情况相比，即使为在向刀夹10安装时产生稍微的位置偏离的情况下也能够较大地确保与刀夹10的抵接面积，因此相对于刀夹10的安装稳定性提高。尤其，在本实施方式中，由于能够使加上第二侧面42的第二上拘束面42a(或者第二下拘束部42b)的三个面(41a1、41a2、42a)与刀夹10抵接，因此能够发挥优异的安装稳定性。
另外，优选在侧视下凹部41f随着从上表面2朝向下表面3而向接近副切削刃52的方向倾斜，由此能够使被两分割的拘束面41a1、41a2(41b1、41b2)的面积相互接近。其结果是，能够在切削被切削件100时用两个被分割的拘束面41a1、41a2(41b1、41b2)均衡地接受主要施加于镶刀1A的切削力而使安装稳定性提高。需要说明的是，凹部41f的深度41f1例如优选设定为0.03～0.15mm。
进而，在本实施方式中，第一侧面41的第一上强化面41c如图5及图6所示那样，还具有与主切削刃51连续的上部区域41c1。并且，上部区域41c1具有在侧视下位于接近副切削刃52(拐角切削刃53)的一侧的第一区域和位于远离副切削刃52(拐角切削刃53)的一侧的第二区域，并且随着朝向下表面3，第一区域向外侧倾斜且第二区域向内侧倾斜。需要说明的是，在图5中，从A-A线附近至C-C线附近的区域相当于第一区域，D-D线附近的区域相当于第二区域。另外，在图6中，直线S1b与中心轴S1垂直，并且通过镶刀1的厚度方向的中心。
具体而言，在位于接近副切削刃52(拐角切削刃53)的一侧的第一区域中，如图6(a)及图6(b)所示那样，第一侧面41的第一上强化面41c(上部区域41c1)随着从上表面2朝向下表面3而向外侧倾斜。更加具体而言，第一侧面41的第一上强化面41c(上部区域41c1)成为随着从上表面2朝向下表面3而向外侧凸起那样的形状。在本实施方式中，即使在如图6(c)所示的区域中，也为同样的形状。
对此，如图6(d)所示那样，在位于远离副切削刃52(拐角切削刃53)的一侧的第二区域中，第一上强化面41c中的与主切削刃51连续的上部区域41c1相对于镶刀1的中心轴S1向内侧倾斜，并且与上部区域41c1的下表面3侧连续的下部区域41c2进而随着朝向下表面3侧而向外侧倾斜。更加具体而言，下部区域41c2进一步成为随着朝向下表面3侧而向外侧凸起那样的形状。
如此，通过第一上强化面41c的上部区域41c1相对于镶刀1的中心轴S1向内侧倾斜，在将镶刀1安装于刀夹10的状态下且使镶刀1以刀夹10的旋转轴S2为中心旋转时，能够在上部区域41c1和被切削件100的壁面101之间确保间隙，因此能够有效地抑制被切削件100的壁面101损伤。随此，在本实施方式中，在离开副切削刃52(拐角切削刃53)的一侧的区域中，与上述的第一实施方式不同，第一上强化面41c中的向外侧凸起的区域变小。以上这点，如图6(a)所示那样，关于第一下强化面41d，上部区域41d1及下部区域41d2的关系也为同样。例如，上部区域41d1及下部区域41d2的倾斜角度分别从上表面2向下表面3以中心轴S1为基准判断。
需要说明的是，在本实施方式中，第一侧面41的第一后刀面41e与第一实施方式不同，随着离开副切削刃52侧，相对于镶刀1的中心轴S1的倾斜从上表面2向下表面3从向内侧的倾斜变化为向外侧的倾斜。
第二侧面42与第一实施方式同样，具有第二上拘束面42a及第二下拘束面42b。另外，具有倾斜角度α1＝倾斜角度α2的关系，例如优选将倾斜角度α1及α2分别设定为4～8°。
除此之外，在本实施方式中，第二侧面42如图4(c)及图4(d)所示那样，还具有位于副切削刃52和第二上拘束面42a之间且与中心轴S1大致平行的第二上强化面42c以及位于下表面3侧的主切削刃51A和第二下拘束面42b之间且与中心轴S1大致平行的第二下强化面42d。
即，在本实施方式中，第二侧面42随着从上表面2朝向下表面3依次具有第二上强化面42c、第二上拘束面42a、第二下拘束面42b及第二下强化面42d。如此，除了能够通过具有第二上拘束面42a及第二下拘束面42b而抑制切削时的与被切削件100的接触以外，还能够通过具有与中心轴S1大致平行的第二上强化面42c及第二下强化面42d而兼备优异的刀尖强度。
需要说明的是，在从上表面2向下表面3的镶刀1A的厚度方向上，优选第二上拘束面42a的长度比第二上强化面42c的长度大。若两者的长度的比例在第二侧面42的宽度方向上变化时，则优选将第二上拘束面42a的面积形成为比第二上强化面42c的面积大。尤其，若考虑相对于刀夹10的安装稳定性的观点，则优选将第二上拘束面42a的面积形成为第二上强化面42c的面积的三倍以上。其他的结构与上述的第一实施方式涉及的镶刀1相同，因此省略说明。
(第三实施方式)
其次，参照图8及图9对本发明的第三实施方式涉及的镶刀进行详细说明。需要说明的是，在图8及图9中，对与上述图1～图7相同的结构部分标注相同的符号而省略说明。另外，第三实施方式涉及的镶刀的基本的结构与上述第二实施方式涉及的镶刀1A相同，因此在以下的说明中，主要说明与第二实施方式涉及的镶刀的差异，对重复的内容省略说明。
如图8所示那样，本实施方式的镶刀1B具有的切削刃5与第一实施方式及第二实施方式涉及的镶刀1、1A同样，主切削刃51及副切削刃52经由拐角切削刃53连接。
并且，在本实施方式中，副切削刃52与第二实施方式不同，如图8(c)所示那样，在自第二侧面42侧的侧视下，随着从主切削刃51(拐角切削刃53)侧的一端521朝向离开主切削刃51(拐角切削刃53)的一侧的另一端522而向下方直线状地倾斜。倾斜角度优选在侧视下以与中心轴S1垂直的平面为基准设定为6～13°。
一端521侧的部位为具有用于使被切削件100的精加工表面102平滑的主要作用的部位。如此，在本实施方式中，通过将副切削刃52用一根直线形成，与第二实施方式相比，从一端521向另一端522不存在如最高点52T那样突出的部位。其结果是，在使用一个拐角侧面43侧的切削刃51～53进行切削加工的情况下生成的切屑在通过上表面2(前刀面8)排出时，与另一个拐角侧面43P侧的副切削刃52P冲突的状况被抑制，因此能够减少对不使用的副切削刃52P的损伤。需要说明的是，作为其他的例子，也可以在自第二侧面42侧的侧视下将副切削刃52设为平缓的一个圆弧状。
侧面4与第一实施方式及第二实施方式涉及的镶刀1、1A同样，如图8及图9所示那样，分别与上表面2及下表面3连接且具有相互邻接的第一侧面41及第二侧面42。
首先，第一侧面41与第二实施方式同样，如图8所示那样，随着从上表面2朝向下表面3具有第一上强化面41c、第一上拘束面41a、第一下拘束面41b及第一下强化面41d。另外，第一侧面41如图8(d)所示那样，具有第一后刀面41e。进而，第一侧面41如图8(d)及图9(e)所示那样，具有第一上拘束面41a与第一下拘束面41b的边界部41g及位于第一上拘束面41a及第一下拘束面41b的大致中央部的凹部41f。
并且，在本实施方式中，边界部41g与较细的直线状的第二实施方式不同，为在镶刀1B的厚度方向上具有较宽的宽度的带状，并且，随着从宽度方向上的一端朝向另一端而形成向外侧凸起的、平缓的曲线状。据此，在形成镶刀1B时，能够更加顺畅地向模具填充材料。需要说明的是，作为曲线的曲率半径，例如优选设定为0.1～0.5mm。
其次，第二侧面42与第二实施方式同样，如图8(c)及图9所示那样，随着从上表面2朝向下表面3，依次具有第二上强化面42c、第二上拘束面42a、第二下拘束面42b及第二下强化面42d。并且，与第二实施方式同样，具有倾斜角度α1＝倾斜角度α2的关系，例如优选将倾斜角度α1及α2分别设定为4～8°。
另外，与第二实施方式同样，第二侧面42如图8(c)及图9所示那样，还具有位于副切削刃52和第二上拘束面42a之间且与中心轴S1大致平行的第二上强化面42c以及位于下表面3侧的主切削刃51A和第二下拘束面42b之间且与中心轴S1大致平行的第二下强化面42d。因此，镶刀1B能够具有与第二实施方式相同的作用效果。
并且，在本实施方式中，第二上强化面42c及第二下强化面42d如上述那样随着副切削刃52直线状地倾斜，如图9(b)及～图9(d)所示那样，随着离开对应的主切削刃51(拐角切削刃53)侧，镶刀1B的厚度方向上的长度变小。其他结构与上述第一实施方式及第二实施方式涉及的镶刀1、1A相同，因此省略说明。
<切削工具>
其次，参照图10～图12对本发明的实施方式涉及的切削工具进行说明。在本实施方式中，以安装了上述第一～第三实施方式涉及的镶刀中的第一实施方式涉及的镶刀1的切削工具为例进行说明。
如图11及～图12所示那样，本实施方式的切削工具20为将多个上述镶刀1安装于刀夹10的外周前端部的切削工具。
具体而言，如图10所示那样，在刀夹10的外周前端部沿周向相互隔开间隔形成多个镶刀槽11。镶刀槽11如图10(c)所示那样，为在前端视下将刀夹10的外周前端部切成大致V字状而成的缺口部分，并且镶刀槽11中的由缺口形成的多个安装面作为镶刀1的安装部位发挥作用。并且，将镶刀1一个一个地分别安装于镶刀槽11。
作为镶刀1的安装方法，例如能够举出将紧固螺钉61插入镶刀1的贯通孔6，且使紧固螺钉61的前端部螺合于在刀夹10的安装面形成的螺钉孔中的方法等(参照图10(b)、图11及图12(a))。需要说明的是，作为镶刀1的其他的安装方法，例如能够举出夹紧结构等。
在此，刀夹10(镶刀槽)如图10及图12(b)所示那样，具有与镶刀1的下表面3抵接的安装座面11c和与镶刀1的第一上拘束面41a(第三上拘束面41Pa)抵接的第一拘束面11a(抵接面)，安装座面11c的假想延长线L7和第一拘束面11a的假想延长线L8形成的角δ1的角度为锐角。
另外，刀夹10(镶刀槽)如图10及图12(a)所示那样，还具有与镶刀1的第二下拘束面42b(第四下拘束面42Pb)抵接的第二拘束面11b(抵接面)，安装座面11c的假想延长线L7和第二拘束面11b的假想延长线L9形成的角δ2的角度为锐角。
使上表面2朝向用图12的箭头I表示的旋转方向的前方且在主切削刃51从刀夹10的外周突出那样的状态下将镶刀1安装于刀夹10。并且，第一侧面41及第二侧面42位于刀夹10的前端外周侧，用主切削刃51及副切削刃52进行被切削件100的切削加工。
此时，镶刀1的侧面4中的无助于切削作用的面即第三侧面41P及第四侧面42P分别与刀夹10的抵接面抵接。即，通过如用图12(a)所示的虚线c围住的区域所示那样，第四侧面42P的第四下拘束面42Pb与刀夹10的第二拘束面11b抵接，且如用图12(b)所示的虚线d围住的区域所示那样，第三侧面41P的第三上拘束面41Pa与刀夹10的第一拘束面11a抵接，镶刀1与刀夹10相互拘束而使镶刀1被安装于刀夹10。
因此，根据本实施方式的切削工具20，如图12(b)所示那样，虽然在切削加工时第一侧面41侧的主切削刃51受到的较大切削力经由插入贯通孔6的紧固螺钉61作为使镶刀1的第三侧面41P侧从刀夹10向箭头e方向浮起的力(浮力)作用，但通过使角δ1的角度为锐角，能够用刀夹10的第一拘束面11a从上方按压产生该浮力的第三侧面41P的第三上拘束面41Pa，从而能够有效地拘束镶刀1。
另外，如图12(a)所示那样，虽然第二侧面42侧的副切削刃52受到的较小切削力经由插入贯通孔6的紧固螺钉61作为使镶刀1的第四侧面42P侧从刀夹10向箭头f方向浮起的力(浮力)作用，但通过角δ2的角度为锐角，能够用刀夹10的第二拘束面11b从上方按压产生该浮力的第四侧面42P的第四下拘束面42Pb，从而能够有效地拘束镶刀1。如此，根据本实施方式的切削工具20，能够根据施加切削力的位置及切削力的大小而发挥适当的拘束力，因此能够使镶刀1与刀夹10的拘束稳定性提高。
另外，根据本实施方式的切削工具20，能够提高上述镶刀1向刀夹10安装的安装自由度及得到基于此的优异的作用效果。即，如图12(a)所示那样，以主切削刃51具有正的轴向前角θ1的方式配置。由此，能够实现切削阻力的减少。另外，以第二侧面42的第二上拘束面42a具有8～15°左右的后角θ2的方式配置。由此，能够实现抑制第二上拘束面42a的损伤及提高被切削件100的精加工表面102的表面粗糙度。
主切削刃51的轴向前角θ1优选在副切削刃52侧的端部为8～15°左右且随着离开副切削刃52而变小。在此，轴向前角θ1是指相对于与刀夹10的中心轴S2平行的面S2a的倾斜角度，后角θ2是指相对于与刀夹10的中心轴S2垂直的面S2b的倾斜角度。
另外，在本实施方式中，镶刀1以在侧视下其长度方向相对于刀夹10的旋转轴S2具有2～6°左右的倾斜的方式配置，随此，副切削刃52被配置成相对于与刀夹10的旋转轴S2垂直的面S2b具有0～1°左右的倾斜。另外，上表面2与第二侧面42的交线部中作为副切削刃52而实质上没有使用的非切削区域、即从中央部至与拐角切削刃53相反侧的端部的区域，以相对于与刀夹10的旋转轴S2垂直的面S2b具有0～2°左右的倾斜的方式配置。如此，在切削加工时非切削区域离开被切削件100的精加工表面102，因此能够抑制相互的接触，从而能够减少非切削刃区域的损伤。即，在使上表面2和下表面3翻转而使用镶刀1的情况下，能够适宜地发挥该上表面2侧的非切削区域作为副切削刃52的功能。上下面相反的情况也同样。
通过使具有以上那样的结构的切削工具20以刀夹10的旋转轴S2为中心向箭头I方向旋转而用主切削刃51及副切削刃52对被切削件100进行切削。
<切削加工物的制造方法>
其次，参照图13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。在本实施方式中，以上述切削工具20为例进行说明。
首先，在开始进行被切削件100的切削加工之前，如上述那样准备将多个镶刀1安装于刀夹10的切削工具20。另外，如图13所示那样，切削工具20以刀夹10的旋转轴S2与被切削件100中的被切削而成为壁面101的面大致平行的方式配置。
接着，如图13(a)所示那样，将被切削件100固定于铣床的床部等(未图示)，使切削工具20向箭头II方向移动并设定适当的进刀量。
接着，如图13(b)所示那样，一边使切削工具20以刀夹10的旋转轴S2为中心向箭头I方向旋转，一边向箭头III方向进给(移动)。由此，主切削刃51与位于进给方向前方的被切削件100的圆弧状的部分抵接，切削与进刀量对应的区域。此时，多个镶刀1依次进入切削区域进行切削，所以在被切削件100的表面(底面)剩下圆弧状的条纹(切削痕)。该圆弧状的条纹被副切削刃52切削，从而形成平滑的表面。
接着，如图13(c)所示那样，在切削工具20通过被切削件100后，将切削工具20向箭头IV方向提升，由此使切削工具20离开被切削件100。
经过以上的各工序，制造具有壁面101及精加工表面102的切削加工物110。即，在本实施方式的切削加工物的制造方法中，通过依次进行使切削工具20旋转且各镶刀1与被切削件100接触而进行切削，接着使切削工具20离开被切削件100的工序而制造切削加工物110。
需要说明的是，在继续进行切削加工时，保持使切削工具20旋转的状态且使切削工具20的切削刃5与被切削件100的同一部位或不同部位接触，反复进行如上述图13(b)及图13(c)所示的工序即可。
并且，当使用的切削刃5磨损时，使镶刀1以中心轴S1为轴旋转，或者将上表面2和下表面3翻转，使用未使用的切削刃5、5P进行切削即可。
需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，在本发明的范围内能够施加众多的修正及变更。
例如，对上述的第一～第三实施方式涉及的镶刀1、1A、1B，为了发挥各镶刀的各部位的功能，也可以在可能的范围内进行将上述各部位相互应用那样的变更。
另外，在上述实施方式中，在使切削工具20旋转的状态下向被切削件100进给，代替于此，也可以通过使切削工具20在规定位置旋转，且使被切削件100向切削工具20进给而进行切削加工。或者在上述实施方式中，作为机床举例出了铣床，但也可以代替于此，如车床那样通过使不旋转的切削工具20与旋转的被切削件100接触而进行切削加工。
另外，在上述实施方式中，虽然以安装了第一实施方式涉及的镶刀1的切削工具及使用了该切削工具的切削加工物的制造方法为例进行了说明，但代替于第一实施方式涉及的镶刀1，即使使用第二、第三实施方式涉及的镶刀1A、1B，也能够具有同样的效果。
尤其，若使用第二、第三实施方式涉及的镶刀1A、1B，则在刀夹10的第一拘束面11a为平面状的情况下，第一上拘束面41a中的由凹部41f分割成两个的两个面(区域)41a1、41a2与第一拘束面11a抵接。因此，根据第二、第三实施方式涉及的镶刀1A、1B，即使在向刀夹10安装时产生稍微的位置偏离，也能够较大地确保与刀夹10的抵接面积，因此具有提高相对于刀夹10的安装稳定性的效果。

Claims (18)

1.一种切削镶刀，具有：
上表面；
下表面；
侧面，其分别与所述上表面及所述下表面连接且具有相互邻接的第一侧面及第二侧面；
切削刃，其具有位于所述上表面与所述第一侧面的交线部的主切削刃及位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，
所述上表面具有沿所述主切削刃配置且随着离开所述主切削刃而向下方倾斜的前刀面，
所述第一侧面从所述上表面朝向所述下表面依次具有以贯通所述上表面及所述下表面之间的中心轴为基准向外侧以倾斜角度β1倾斜的第一上拘束面及与所述第一上拘束面连续且向内侧以倾斜角度β2倾斜的第一下拘束面，
所述第二侧面从所述上表面朝向所述下表面依次具有以所述中心轴为基准向内侧以倾斜角度α1倾斜的第二上拘束面及与所述第二上拘束面连续且向外侧以倾斜角度α2倾斜的第二下拘束面，
所述第一侧面还具有第一上强化面，所述第一上强化面具有位于所述主切削刃和所述第一上拘束面之间且随着从所述上表面朝向所述下表面而以所述中心轴为基准向外侧以倾斜角度β3倾斜的部位，
所述第一上强化面的所述倾斜角度β3比所述第一上拘束面的所述倾斜角度β1大。
2.根据权利要求1所述的切削镶刀，其中，
所述第一上强化面还具有与所述主切削刃连续的上部区域，
所述上部区域具有在侧视下位于接近所述副切削刃的一侧的第一区域及位于远离所述副切削刃的一侧的第二区域，并且随着朝向所述下表面，所述第一区域向外侧倾斜且所述第二区域向内侧倾斜。
3.根据权利要求2所述的切削镶刀，其中，
所述第一上强化面还具有与所述上部区域的所述下表面侧连续的下部区域，
在所述第二区域中，所述下部区域随着朝向所述下表面而向外侧倾斜。
4.根据权利要求1所述的切削镶刀，其中，
所述第一侧面还具有第一后刀面，所述第一后刀面与所述主切削刃连续且与所述第一上强化面及所述第一上拘束面的任一面相比位于所述第二侧面侧，并且从所述上表面朝向所述下表面以所述中心轴为基准向外侧以倾斜角度γ倾斜，
所述第一后刀面的所述倾斜角度γ比所述第一上强化面的所述倾斜角度β3小。
5.一种切削镶刀，具有：
上表面；
下表面；
侧面，其分别与所述上表面及所述下表面连接且具有相互邻接的第一侧面及第二侧面；
切削刃，其具有位于所述上表面与所述第一侧面的交线部的主切削刃及位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，
所述上表面具有沿所述主切削刃配置且随着离开所述主切削刃而向下方倾斜的前刀面，
所述第一侧面从所述上表面朝向所述下表面依次具有以贯通所述上表面及所述下表面之间的中心轴为基准向外侧以倾斜角度β1倾斜的第一上拘束面及与所述第一上拘束面连续且向内侧以倾斜角度β2倾斜的第一下拘束面，
所述第二侧面从所述上表面朝向所述下表面依次具有以所述中心轴为基准向内侧以倾斜角度α1倾斜的第二上拘束面及与所述第二上拘束面连续且向外侧以倾斜角度α2倾斜的第二下拘束面，
所述第一侧面在所述第一上拘束面与所述第一下拘束面交叉的位置还具有边界部，
所述边界部为直线状，
在侧视下，所述边界部为在厚度方向上具有规定的宽度的带状，并且为随着从宽度方向上的一端朝向另一端而向外侧凸起的曲面状。
6.一种切削镶刀，具有：
上表面；
下表面；
侧面，其分别与所述上表面及所述下表面连接且具有相互邻接的第一侧面及第二侧面；
切削刃，其具有位于所述上表面与所述第一侧面的交线部的主切削刃及位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，
所述上表面具有沿所述主切削刃配置且随着离开所述主切削刃而向下方倾斜的前刀面，
所述第一侧面从所述上表面朝向所述下表面依次具有以贯通所述上表面及所述下表面之间的中心轴为基准向外侧以倾斜角度β1倾斜的第一上拘束面及与所述第一上拘束面连续且向内侧以倾斜角度β2倾斜的第一下拘束面，
所述第二侧面从所述上表面朝向所述下表面依次具有以所述中心轴为基准向内侧以倾斜角度α1倾斜的第二上拘束面及与所述第二上拘束面连续且向外侧以倾斜角度α2倾斜的第二下拘束面，
所述第一侧面还具有在所述第一上拘束面及所述第一下拘束面的至少一个面上从所述上表面侧至所述下表面侧配置的凹部，
所述第一上拘束面及所述第一下拘束面中的至少一个面由所述凹部分割成两个区域。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述切削镶刀在俯视下是将所述第一侧面侧的外缘设为长边且将所述第二侧面侧的外缘设为短边的长方形状。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述第二侧面还具有位于所述副切削刃和所述第二上拘束面之间并且与所述中心轴平行的第二上强化面。
9.根据权利要求1～6中任一项所述的切削镶刀，其中，
在侧视下，所述副切削刃随着离开所述主切削刃侧而向下方直线状地倾斜。
10.根据权利要求1～6中任一项所述的切削镶刀，其中，
在侧视下，所述副切削刃在其中央区域具有顶点，随着从所述顶点朝向所述主切削刃侧而向下方倾斜。
11.根据权利要求10所述的切削镶刀，其中，
在侧视下，所述副切削刃的向所述下表面侧的倾斜为向所述上表面侧凸起的圆弧状。
12.根据权利要求1～6中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述上表面还具有与所述前刀面的至少一部分连续配置且随着离开所述主切削刃而向上方倾斜的立起面。
13.根据权利要求12所述的切削镶刀，其中，
所述上表面在所述中心轴的周围且与所述主切削刃离开的部位还具有与所述中心轴垂直的平坦面，
所述前刀面中的位于远离所述副切削刃的一侧的第一端部经由所述立起面与所述平坦面连续。
14.根据权利要求1～6中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述上表面在所述中心轴的周围且与所述主切削刃离开的部位还具有与所述中心轴垂直的平坦面，
所述前刀面中的位于接近所述副切削刃的一侧的第二端部与所述平坦面连续。
15.根据权利要求1～6中任一项所述的切削镶刀，其中，
还具有贯通所述上表面及所述下表面之间的贯通孔。
16.一种切削工具，具有权利要求1～15中任一项所述的切削镶刀和安装所述切削镶刀的刀夹，
所述刀夹具有与所述切削镶刀的所述下表面抵接的安装座面及与所述切削镶刀的所述第一上拘束面抵接的第一拘束面，
所述安装座面的假想延长线和所述第一拘束面的假想延长线形成的角的角度为锐角。
17.根据权利要求16所述的切削工具，其中，
所述刀夹还具有与所述切削镶刀的所述第二下拘束面抵接的第二拘束面，
所述安装座面的假想延长线与所述第二拘束面的假想延长线形成的角的角度为锐角。
18.一种切削加工物的制造方法，包括：
使权利要求16～17中任一项所述的切削工具旋转的工序；
使旋转的所述切削工具的所述切削刃与被切削件接触的工序；
使所述切削工具离开所述被切削件的工序。
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