CN103328142A - 高硬度材料切削用立铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及立铣刀，具有底刃和外周刃，上述底刃包括沿与刀具轴垂直的方向观察时呈曲线状的圆弧刃和呈直线状或曲线状的中低倾斜刃，当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃以及圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘呈具有曲率半径的曲线状，圆弧刃的曲率半径被设定得小于圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径。

Description

高硬度材料切削用立铣刀
技术领域
本发明涉及高硬度材料切削用立铣刀。
背景技术
近年来，对缩短用于制作模具的交货期的要求变高，因此希望为了制作模具而进行高效的加工。对于模具的高效粗加工，广泛使用球头立铣刀、半径端铣刀。但是，由于球头立铣刀在中心部附近的切削多，因此无法提高切削速度，切削性变差。此外，还存在中心部附近的容屑槽小、切屑不易排出的缺点。因此，最近在模具的高效粗加工中半径端铣刀被更多地使用。由于半径端铣刀在外周侧的切削多，因此容屑槽宽，在切屑的排出性良好且切削速度快的位置形成切削，与球头立铣刀相比可进行高效的粗加工。
但是，最近伴随对新成形材料的使用、成形效率的提高的要求，对模具的耐用性的要求也在提高。因此，广泛采用具有远远高出通常的模具材料的硬度的高硬度模具材料。在这样的高硬度模具材料的高效粗加工中，在使用以往的半径端铣刀的情况下，仍存在易产生缺损、磨损快的问题。另外，特别是在加工模具的角部时容易产生切削时的振动，因此尚无法实现足够的寿命与稳定性。
为了通过抑制这样的高硬度材料的切削中的立铣刀的磨损快、提高耐缺损性以及抑制切削加工时的振动，来实现高效且稳定的加工，提出了几种包含半径端铣刀在内的方案。
专利文献1记载了从刀具的端面看至少沿它们的长度的一部分弯曲的、底刃的切削用部分形成为圆弧形状的正面铣刀，以便提高金属去除率来抑制刀具磨损并延长刀具的寿命。
专利文献2记载了如下的椭圆弧状立铣刀，其特征在于，在绕轴心旋转的刀具主体的前端部形成大致椭圆弧状的切刃，上述椭圆的焦点相对于轴心位于大致对称位置，上述切刃的至少一部分由超高硬度材料构成。
专利文献3记载了如下的端铣立铣刀（正面フライスエンドミル），立铣刀的切削刃由外周刃、圆弧状底刃以及连接它们的圆弧状角隅R（corner R）刃构成，立铣刀以高进给加工以及高效加工为目的。
专利文献4记载了具有如下特征的高进给切削用立铣刀：在具有多个角隅刃的超硬合金制整体立铣刀中，该角隅刃由形成该立铣刀的旋转轨迹的主角隅刃1和尺寸相比该旋转轨迹缩减的副角隅刃2构成，该主角隅刃为圆弧状，该副角隅刃为与该主角隅刃相同或更小的圆弧状，并且尺寸相比形成该旋转轨迹的刃径缩减0.5％～10％。
（现有技术文献）
（专利文献）
专利文献1：日本特表2009-532222号公报
专利文献2：日本特开2003-326414号公报
专利文献3：美国专利7125210号
专利文献4：日本特开2005-52924号公报
发明内容
（发明要解决的课题）
近年来，在模具加工中，对高效切削的要求越发提高，但存在在对高硬度模具材料进行高效粗加工时，立铣刀的寿命非常短的问题。究其原因，可以举出在高硬度材料的高效粗加工中，立铣刀的切削热容易变高，磨损快，除此之外因对刃尖的冲击也容易产生缺损，因此立铣刀的寿命变短。进而，在执行模具的加工中所必须的角部的加工、刀具突出量长的加工时，立铣刀因振动而容易产生刃尖的缺损。因此，在高硬度材料的粗加工中，立铣刀的寿命极短，因此存在很难实现高效且长寿命的切削的问题。
专利文献1所记载的立铣刀虽然通过刃尖的形状设计来提高了立铣刀的耐缺损性，但在本发明的目的之一的、进行高硬度材料模具的角部的切削、刀具的突出长的加工的情况下无法充分抑制振动，因此立铣刀容易产生缺损。
专利文献2所记载的立铣刀虽然通过椭圆的底刃形状设计而增强了刃尖的强度，能够使耐缺损性提高，但由于与被切削件接触的切削刃长，因此切削阻力变大，存在缺损的危险性。因此，在高硬度材料的切削中存在寿命会变短的问题。
专利文献3所记载的立铣刀虽然通过圆弧状的底刃能够在高效的粗加工中确保刃尖的耐磨损性，但与专利文献1相同，在模具的角部的加工、突出长的加工中存在无法充分抑制振动、会产生缺损的问题点。
专利文献4所记载的立铣刀的副角隅刃的尺寸缩减，因此在模具的角部的加工中同时接触刃减少，具有抑制振动的效果。但是，半径端铣刀的底刃与外周刃仅以单一的圆弧状的角隅R刃接触，因此切屑增厚，特别是在高硬度材料的切削中切削热升高，因此存在磨损快、寿命变短的问题。
鉴于上述问题，本发明要解决的课题的目的在于提供一种在高硬度模具件的粗切削中立铣刀的切削刃的耐缺损性与耐磨损性优异，并且在模具的角部形状部分的加工、刀具的突出量较长的加工的情况下可抑制振动，在高效的加工中也能够以现有的立铣刀无法实现的长寿命实现稳定的加工的立铣刀。
（用于解决课题的手段）
本发明人为了实现上述目的，改变立铣刀的底刃形状并重复切削实验来做出评价，对最佳的切削刃的形状进行了研究。结果发现为了解决高硬度材料的切削过程中的上述问题，重要的是将底刃的形状形成为与以往的立铣刀不同的新颖的形状。
即，本发明的立铣刀，具有底刃和外周刃，上述底刃包括沿与刀具轴垂直的方向观察时呈曲线状的圆弧刃和与圆弧刃连续的呈直线状或曲线状的中低倾斜刃，该立铣刀的特征在于，当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃以及圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘呈具有曲率半径的曲线状，圆弧刃的曲率半径被设定得小于圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃的曲率半径被设定得大于刀具半径。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃的曲率半径被设置在圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.3倍以上且0.7倍以下的范围内。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃的曲率半径被设置在刀具半径的1.1倍以上且1.5倍以下的范围内。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径被设置在刀具半径的2倍以上且4倍以下的范围内。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，具有多个外周刃和多个底刃，上述多个外周刃包括配置在相对处于外周侧的位置的主外周刃和配置在相对处于内周侧的位置的副外周刃，上述多个底刃包括从刀具轴延伸的长度相对地长的主底刃和从刀具轴延伸的长度相对地短的副底刃，其中，主底刃包括具有相对于刀具半径的1.5倍以上且5倍以下的长度的曲率半径的圆弧刃和从上述圆弧刃的端部向刀具轴延伸的中低倾斜刃，副底刃位于从主底刃沿与刀具轴垂直的方向在相对于刀具直径的0.0025倍以上且0.01倍以下的范围内缩减了尺寸的位置，副外周刃位于从主外周刃沿与刀具轴垂直的方向在相对于刀具直径的0.0025倍以上且0.01倍以下的范围内缩减了尺寸的位置。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，当沿与刀具轴垂直的方向观察构成主底刃中的圆弧刃的圆弧的中心时的位置处于沿与刀具轴垂直的方向测量时，距刀具轴为刀具直径的0.05倍以上且0.25倍以下的范围内。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，关于底刃中的圆弧刃的长度与刀具半径的比例，在沿与刀具轴垂直的方向测量时，至少主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的50％以上且90％以下。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，构成主底刃中的圆弧刃的圆弧的曲率半径与构成副底刃中的圆弧刃的圆弧的曲率半径相同。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，各个底刃以及外周刃经由具有曲率半径的大致圆弧状的R刃连接。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，上述R刃的曲率半径处于刀具半径的0.02倍以上且0.2倍以下的范围内。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，各个底刃以及外周刃经由倒角刃连接。
本发明的超硬合金制立铣刀优选为，上述倒角刃的宽度处于刀具半径的0.02倍以上且0.2倍以下的范围内。
（发明的效果）
对于本发明的立铣刀而言，在沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃以及圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘呈具有曲率半径的曲线状，圆弧刃的曲率半径被设定得小于圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径，因此切屑的排出性良好。另外，圆弧刃的后隙面宽度越接近刀具轴中心，宽度越窄，外周侧的后隙面的宽度逐渐变宽。因此，外周侧的刃尖的刚性提高，能够将切削速度设定得较高，因此能够进行高进给速度的加工，能够提高切削效率。
本发明中，优选为沿与刀具轴平行的方向观察时的、圆弧刃的曲率半径被设定得大于刀具半径。由此，外周侧的后隙面的宽度逐渐变宽，并且在刀具的最外周即切削负担最大的圆弧刃与外周刃的连接部中，能够使外周侧的后隙面的宽度最宽。因此，圆弧刃与外周刃的连接部的刚性进一步提高，即便在进行高效的切削加工时，也能够无缺损地进行稳定的切削加工。
本发明中，优选为将圆弧刃的曲率半径设定在圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.3倍以上且0.7倍以下的范围内。由此，能使切屑的排出性更加良好，在对硬度60HRC以上的高硬度材料的包含角部形状的模具的高效粗加工中，与以往的立铣刀相比也能够实现1.5倍以上的高效加工。
另外，优选为将圆弧刃的曲率半径设定在刀具半径的1.1倍以上且1.5倍以下的范围内。由此，在对硬度60HRC以上的高硬度材料的包含角部形状的模具的高效粗加工中，与以往的立铣刀相比，能够无缺损地实现1.5倍以上的寿命。
本发明中，优选为沿与刀具轴平行的方向观察时的、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径被设定在刀具半径的2倍以上且4倍以下的范围内。由此，外周侧的后隙面的宽度增厚，刚性提高，因此即便在以更高效的加工条件进行加工的情况下，也能够不使外周侧的刃尖缺损地实现稳定的加工。
本发明的立铣刀设置有配置在相对地处于外周侧的位置的主外周刃和配置在相对地处于内周侧的位置的副外周刃，主底刃包括具有相对于刀具半径的1.5倍以上且5倍以下的长度的曲率半径的圆弧刃和从上述圆弧刃的端部向刀具轴中心延伸的中低倾斜刃，因此切削时所产生的切屑变薄，切削阻力与冲击减少。由此，能够提高耐磨损性与耐缺损性。另外，切屑变薄，从而也能够抑制切削热，因此能够进一步实现耐磨损性的提高。由此，能够提高进给速度，从而能够提高效率。因此，在对硬度60HRC以上的高硬度材料的包含角部形状的模具的粗加工中，与以往的立铣刀相比也能够实现1.5倍以上的高效加工。
本发明中，副底刃位于从主底刃沿与刀具轴垂直的方向在相对于刀具直径的0.0025倍以上且0.01倍以下的范围内缩减了尺寸的位置，副外周刃位于从主外周刃沿与刀具轴垂直的方向在相对于刀具直径的0.0025倍以上且0.01倍以下的范围内缩减了尺寸的位置，因此即便在模具的加工中所必须进行的角部形状的加工中，也能够抑制振动，能够实现非常稳定的加工。具体而言，在对硬度60HRC以上的高硬度材料的包含角部形状的模具的高效粗加工中，与以往的立铣刀相比，能够无缺损地实现1.5倍以上的寿命。
本发明中，通过使沿与刀具轴垂直的方向观察构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心时的位置在沿与刀具轴垂直的方向测量时距刀具轴处于刀具直径的0.05倍以上且0.25倍以下的范围内，能够避免立铣刀利用切削速度为零的中心部及其附近的切削刃进行切削。另外，即便设定成更大的切深量，也只有底刃能够进行切削，因此在切削时形成的实际的切屑的厚度变薄，与以往的立铣刀相比，能够实现高效且稳定的加工。
本发明中，通过使构成主底刃的圆弧刃的圆弧的曲率半径与构成副底刃的圆弧刃的圆弧的曲率半径相同，可使得底刃整体的负担均匀，能够实现更稳定的加工。
本发明中，优选为底刃与外周刃经由大致圆弧状的R刃连接，并且R刃的曲率半径可以处于刀具半径的0.02倍以上且0.2倍以下的范围内。或者，优选为底刃与外周刃经由倒角刃连接，并且优选倒角刃的宽度处于刀具半径的0.02倍以上且0.2倍以下的范围内。底刃的外周刃侧的切削速度最快，容易产生缺损等，但通过使底刃与外周刃经由R刃、倒角刃连接，即便在外周刃与底刃的连接部分与被切削件接触的情况下，也能够不产生缺损地实现更长寿命的加工。
因此，本发明能够提供可高效地进行复杂的模具形状的加工、而且在高硬度的材料的加工中也能够实现长寿命且稳定的加工的立铣刀。
附图说明
图1是作为本发明的一个实施例的立铣刀的主视图。
图2是从与图1所示的立铣刀的刀具轴垂直的方向观察时的前端附近的放大图。
图3是从与图1所示的立铣刀的刀具轴平行的方向观察时的底刃的放大图。
图4是图3所示的立铣刀的底刃的放大图。
图5是表示圆弧刃的曲率半径与圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径相同的情况下的以往的立铣刀的图。
图6是对模具的角部进行加工时的、立铣刀的前端附近的放大图。
图7是表示底刃与外周刃经由大致圆弧状的R刃连接的立铣刀的图。
图8是表示底刃与外周刃经由大致圆弧状的倒角刃连接的立铣刀的图。
图9是设置有相对地设置在外侧的主外周刃与相对地设置在内侧的副外周刃的本发明的立铣刀的图。
图10是作为本发明的一个实施例的超硬立铣刀的主视图。
图11是表示从与图10所示的立铣刀的刀具轴垂直的方向观察时的外周刃的旋转轨迹的立铣刀的前端附近的放大图。
图12是表示对立铣刀的进给方向是直线以及接近直线的部分进行加工时的、主底刃的切削量的立铣刀的前端附近的放大图。
图13是表示对立铣刀的进给方向是直线以及接近直线的部分进行加工时的、副底刃的切削量的立铣刀的前端附近的放大图。
图14是表示对模具的角部进行加工时的、主底刃与副底刃的切削量的差异的立铣刀的前端附近的放大图。
图15是表示对模具的壁面进行切削时的、主底刃的切削量的立铣刀的前端附近的放大图。
图16是表示对模具的壁面进行切削时的、副底刃的切削量的立铣刀的前端附近的放大图。
图17是表示使用图10所示的本发明的另一实施例的立铣刀加工模具的角部时的主外周刃和副外周刃的与被切削件的接触的差异的、从底刃侧观察的立铣刀的放大图。
图18是表示利用以往的半径端铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。
图19是利用本发明的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。
图20是表示使用具有主底刃的圆弧刃的曲率半径小于刀具半径的1.5倍的主底刃的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。
图21是表示使用具有主底刃的圆弧刃的曲率半径超过刀具半径的5倍的主底刃的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。
图22是表示使用圆弧的中心距离小于刀具直径D的0.05倍的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。
图23是表示使用圆弧的中心距离为超过刀具直径D的0.25倍的值的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。
图24是表示主底刃的圆弧刃的曲率半径与副底刃的圆弧刃的曲率半径相同的本发明的立铣刀的图。
图25是在将底刃以及外周刃经由大致圆弧状的R刃连接的本发明的立铣刀中，放大了R刃附近的图。
图26是在将底刃以及外周刃经由倒角刃连接的本发明的立铣刀中，放大了倒角刃附近的图。
图27是将主外周刃形成为2片、副外周刃形成为4片的本发明的立铣刀的左侧视图。
图28是表示在与刀具轴垂直的方向进行测量时的圆弧刃的长度的、本发明的另一个立铣刀的旋转轨迹的放大图。
图29是表示在与刀具轴垂直的方向进行测量时的圆弧刃的长度的、本发明的另一个立铣刀的旋转轨迹的放大图。
图30是示出本发明的立铣刀的另一个实施例的图。
具体实施方式
作为本发明的代表性的方式，使用图1～图9对本发明的立铣刀进行说明。图1是作为本发明的一个实施例的立铣刀的主视图。如图1所示，本发明的立铣刀11由外周刃1、设置在前端侧的端面的底刃2构成。本发明的立铣刀11通常在等高线加工中使用，主要使用底刃2进行切削。
图2是从与图1所示的立铣刀的刀具轴垂直的方向观察时的前端附近的放大图。本发明的切削刃主要包括底刃2与外周刃1，所述底刃2由呈曲线状的圆弧刃32和与圆弧刃32连续的中低倾斜刃33构成。本发明的立铣刀为了在模具等的等高线加工中使用而使用底刃2进行切削。在此，底刃2由圆弧刃32与中低倾斜刃33构成，但切削中主要使用的是圆弧刃32。
图3是从与图1所示的立铣刀的刀具轴平行的方向观察时的底刃的放大图。本发明的立铣刀11的底刃由圆弧刃32以及中低倾斜刃33构成。圆弧刃32由刃槽与圆弧刃的后隙面35构成，位于上述圆弧刃32的旋转后方侧的刃槽与圆弧刃的后隙面35为经由圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘34连接而成的结构。另外，圆弧刃32以及中低倾斜刃33经由圆弧刃与中低倾斜刃的边界部42连接，同样地，圆弧刃的后隙面35以及中低倾斜刃的后隙面经由圆弧刃的后隙面与中低倾斜刃的后隙面的边界线43连接。
图4是图3所示的立铣刀的底刃的放大图。如上所述，本发明的立铣刀的圆弧刃32以及中低倾斜刃33经由圆弧刃与中低倾斜刃的边界部42连接，圆弧刃的后隙面35以及中低倾斜刃的后隙面44经由圆弧刃的后隙面与中低倾斜刃的后隙面的边界线43连接。即，圆弧刃32以从圆弧刃与中低倾斜刃的边界部42起、到与外周刃的连接部为止的方式被设置，中低倾斜刃33以从圆弧刃与中低倾斜刃的边界部42起、到刀具轴O为止的方式被设置。
另外，由于圆弧刃32的曲率半径即圆弧刃的曲率半径Ra（圆弧的中心38）比圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘34的曲率半径即旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb（圆弧的中心39）小，因此圆弧刃的刃尖棱线被设为朝向外周侧，切屑朝外周侧排出。因此，切屑不会滞留在立铣刀的容屑槽内而能够实现稳定的加工。
如图4所示，由于圆弧刃的曲率半径Ra比圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb小，因此圆弧刃的后隙面的宽度x增宽至外周侧的程度。在此，圆弧刃的后隙面的宽度x为在旋转方向上测量圆弧刃的后隙面35的宽度时的长度。若圆弧刃的后隙面的宽度x变宽，则刃尖的刚性提高而不易缺损。在采用立铣刀的切削过程中，通常始终以相同的转速进行切削，如果转速相同，则立铣刀中心侧的切削速度慢，外周侧的切削速度快。根据本发明的结构，在切削速度快、容易产生缺损的外周侧将圆弧刃的后隙面的宽度x设计得宽，在切削速度慢、不易产生缺损的中心侧因无需刃尖的刚性而将圆弧刃的后隙面的宽度x设计得窄，增大容屑槽，据此能够设定最佳条件，能够以稳定的高效的切削条件进行加工。在此，优选地，以圆弧刃的曲率半径形成的圆弧36以及以圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径形成的圆弧37在设置于底刃中心侧的终端附近的交点40处相交。
在此，交点40为底刃与圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘相交的点，由各个棱线所成的夹角为非常尖锐的锐角，因此刃尖的刚性差。因此，通常在所使用的等高线加工中，如果交点40始终与被切削件接触而进行切削，则可能会因刚性不足而产生崩刃。因此，优选地，交点40通常被设置在所使用的等高线加工中不与被切削件接触的中低倾斜刃33上。另外，当从与刀具轴平行的方向观察时，优选交点40被设置在与刀具轴O相距刀具直径D的0.05倍以上、0.25倍以下的距离的位置，更优选设置在与刀具轴O相距刀具直径D的0.10倍以上、0.25倍以下的距离的位置。
在此，优选地，圆弧刃的曲率半径Ra处于圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb的0.3倍以上、0.7倍以下的范围内。如果圆弧刃的曲率半径Ra比圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb的0.3倍小，则最外周的位置的圆弧刃的后隙面的宽度不会增宽，可确认因刚性不足而容易产生缺损的趋势。如果圆弧刃的曲率半径Ra比圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb的0.7倍大，则从圆弧刃排出的切屑不易向外周方向排出，可确认因切屑堵塞而容易产生缺损的趋势。
此外，在本说明书中，示出了如图2所示当从与立铣刀的刀具轴垂直的方向观察本发明的立铣刀时，用一条直线连结中低倾斜刃33与刀具轴O的例子，但在用曲线连结中低倾斜刃33与刀具轴O的情况下，也能够起到与本发明相同的效果。另外，在中低倾斜刃33经由交点40而由多条直线或平缓的曲线构成的情况下，例如在以从圆弧刃与中低倾斜刃的边界部42到交点40为直线状、从交点40到刀具轴O为曲线状的方式形成中低倾斜刃33的情况下，也是同样的。
图5是表示圆弧刃的曲率半径与圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径相同的情况的以往的立铣刀的图。在图5所示的以往的立铣刀41中，圆弧刃的曲率半径Ra与圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb为相同的值，并且在圆弧刃的后隙面35与设置在圆弧刃32的旋转后方侧的刃槽之间设置有与圆弧刃的后隙面35不同的平面。图5（a）是将上述平面设置得比较窄的例子。图5（b）是将上述平面设置得比较宽的例子。如图5所示，在圆弧刃的曲率半径Ra与圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb相同的情况下，圆弧刃的后隙面宽度从中心侧到外周侧是均一的，刃尖的刚性也均一。如上所述，立铣刀的中心侧的切削速度慢，外周侧的切削速度快，但如果圆弧刃的刚性在中心侧与外周侧均一，则容易因外周侧的刃尖刚性不足而产生缺损等，难以高效地进行加工。
另外，如图5所示，在立铣刀中，在圆弧刃的后隙面35与设置在圆弧刃32的旋转后方侧的刃槽之间设置有与圆弧刃的后隙面35不同的平面的情况下，容屑槽变窄，因此在进行高效的切削加工的情况下会产生切屑堵塞。本发明如图3以及图4所示，由于构成为圆弧刃的后隙面35与刃槽经由圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘34连续、即相邻的两个刃槽通过一个平面（圆弧刃的后隙面35）连接，因此容屑槽变宽，即便在进行切削加工的情况下也能够稳定地排出切屑。因此，与以往的立铣刀相比能够高效地进行切削加工。
在图4所示的从与刀具轴平行的方向观察时的底刃的放大图中，如果圆弧刃的曲率半径Ra比刀具半径R小，则立铣刀的最外周的位置处的圆弧刃的后隙面的宽度x无法变宽，容易因刚性不足而产生缺损，因此优选圆弧刃的曲率半径Ra大于刀具半径R。
另外，优选圆弧刃的曲率半径Ra处于刀具半径R的1.1倍以上、1.5倍以下的范围内。由此，在硬度60HRC以上的高硬度材料的包含角部形状的模具的高效粗加工中，与以往的立铣刀相比，能够无缺损地实现1.5倍以上的切削寿命。在圆弧刃的曲率半径Ra偏离刀具半径R的1.1倍以上、1.5倍以下的范围的情况下，可确认切削寿命略微降低的趋势。
图6是表示在对模具的角部进行加工时的、立铣刀的前端附近的放大图。图7是表示底刃与外周刃经由大致圆弧状的R刃连接的立铣刀的图。图8是表示底刃与外周刃经由大致圆弧状的倒角刃连接的立铣刀的图。本发明的立铣刀在等高线加工中主要使用底刃2进行切削，但在加工模具等的角部时，会将所有圆弧刃32用于切削。此时，若底刃2与外周刃1的连接部为棱角，则存在产生缺损的可能性，因此优选底刃2与外周刃1经由大致圆弧状的R刃8或者倒角刃9连接。另外，优选R刃8的曲率半径或者在从与刀具轴O垂直的方向测量倒角刃9时的宽度为刀具半径的0.02倍以上、0.2倍以下。如果小于刀具半径的0.02倍，则防止缺损的效果差，可确认容易产生缺损的趋势。如果比刀具半径的0.2倍大，则与被切削件接触的距离长，可确认容易因切削阻力增大而产生缺损、折损等的趋势。
将圆弧刃以及圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘形成为如上所述的新颖的形状的本发明能够提供可高效地进行复杂的模具形状的加工、并且在高硬度的材料的加工中也可以进行长寿命且稳定的加工的立铣刀。
另外，具有这样的圆弧刃以及圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的结构的立铣刀在刀具制造时能够通过一边使刀具轴旋转，一边使砂轮从刀具中心向外周侧移动来制成，其中该砂轮从底刃的刃尖棱线起沿法线方向与立铣刀抵靠。
另外，在本发明中，即便使立铣刀的底刃的形状、底刃与外周刃的配置以及连接底刃与外周刃的部分的形状变化，也能够发挥本发明效果。图9是设置有相对地设置在外侧的主外周刃与相对地设置在内侧的副外周刃的本发明的立铣刀的图。如图9所示，在距主外周刃3为外周刃的尺寸缩减量14的量的内侧的位置处设置有副外周刃4。由此，能够抑制振动、减少切削阻力。并且通过将由圆弧刃与中低倾斜刃构成的底刃以及外周刃的结构形成为相对地设置在外侧的主底刃及主外周刃、以及相对地设置在内侧的副底刃及副外周刃，即便在刀具的突出量长的、轴向上的深位置处的切削加工中，也能够抑制振动、减少切削阻力。因此，特别是在进行兜孔加工（pocket machining）时，能够抑制在设置于深兜孔的底面侧的兜孔的壁面、兜孔的角部频繁发生的缺损的产生。以下，对本发明的另一个实施例进行说明。
作为本发明的另一个实施例，采用图10～图30对本发明的超硬立铣刀进行说明。图10是作为本发明的一个实施例的超硬立铣刀的主视图。如图10所示，本发明的立铣刀11由外周刃1和设置在前端侧的端面的底刃2构成。本发明的立铣刀在等高线加工中使用，主要使用底刃2进行切削。
图11是表示从与图10所示的立铣刀的刀具轴垂直的方向观察时的外周刃的旋转轨迹的立铣刀的前端附近的放大图。本发明的另一个实施例的切削刃主要包括：主外周刃3、构成从刀具轴O延伸的长度相对地长的主底刃5的主底刃的圆弧刃19以及主底刃的中低倾斜刃20、副外周刃4、以及构成从刀具轴O延伸的长度相对短的副底刃6的副底刃的圆弧刃21以及副底刃的中低倾斜刃22。另外，本发明的另一个实施例中的主底刃的中低倾斜刃20以及副底刃的中低倾斜刃22形成从各个圆弧刃的端部向刀具轴O延伸的形状。另外，在图11中，相对地位于外周侧的主外周刃3、主底刃的圆弧刃19以及主底刃的中低倾斜刃20的旋转轨迹用实线示出，相对地位于内周侧的副外周刃4、副底刃的圆弧刃21以及副底刃的中低倾斜刃22的旋转轨迹用虚线示出。
如图11所示，本发明的另一个实施例中的副外周刃4和构成副底刃6的副底刃的圆弧刃21以及副底刃的中低倾斜刃22分别被设置在相对于主外周刃3和构成主底刃5的主底刃的圆弧刃19以及主底刃的中低倾斜刃20向内周侧缩减了外周刃的尺寸缩减量14的间隔的位置、向内周侧缩减了底刃的尺寸缩减量15的间隔的位置。在本发明中，优选外周刃的尺寸缩减量14以及底刃的尺寸缩减量15在与刀具轴O垂直的方向上处于刀具直径D的0.0025倍以上、0.01倍以下的范围内。
即，在本发明中，优选副底刃6以及副外周刃4为分别在从主底刃5以及主外周刃3沿与刀具轴O垂直的方向上在刀具直径D的0.0025倍以上、0.01倍以下的范围内形成为缩减尺寸的位置。在此情况下，最能够发挥刀具的防振效果。此外，本发明的立铣刀的底刃的尺寸缩减量15是在与刀具轴O垂直的方向上测量时的主底刃5与副底刃6的距离。因此，会存在底刃的尺寸缩减量15因底刃上的测量的位置而不同的情况。本发明中，优选设计成作为底刃的尺寸缩减量15中的最大值的尺寸缩减量的最大值和作为底刃的尺寸缩减量15中的最小值的尺寸缩减量的最小值双方均包含于刀具直径D的0.0025倍以上、0.01倍以下的范围内。
图12是表示对立铣刀的进给方向是直线以及接近直线的部分进行加工时的、主底刃的切削量的立铣刀的前端附近的放大图。图13是表示对立铣刀的进给方向是直线以及接近直线的部分进行加工时的、副底刃的切削量的立铣刀的前端附近的放大图。在图12中，用斜线表示在以轴向切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1的切削条件进行加工的情况下的主底刃5的切削量。另外，图13中也同样，用斜线表示在以轴向切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1的切削条件进行加工的情况下的副底刃6的切削量。此外，在以图12为首的表示这些切削量的图中，以示意图简单表示轴向的切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1、构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心17的位置、大小等。
如图12以及图13所示，在利用本发明的另一个实施例的立铣刀进行切削加工的过程中，在本发明的立铣刀的刀具轴位于立铣刀的刀具轴O的位置的情况下，如果本发明的立铣刀在对直线以及接近直线的部分加工时移动单刃进给量f1，则本发明的立铣刀的刀具轴的位置成为移动了单刃进给量时的立铣刀的刀具轴O′的位置。如图12以及图13所示，可知移动了上述单刃进给量f1时的主底刃5的切削量比副底刃6的切削量多。由此，在对立铣刀的进给方向为直线以及接近直线的方向的部分进行加工的过程中，主底刃5与副底刃6的切削量不同，据此具有能够抑制共振等由相同周期波产生的振动的效果。
图14是表示对模具的角部进行加工时的、主底刃与副底刃的切削量的差异的立铣刀的前端附近的放大图。当对模具的角部切削时，利用机床以及CAM的功能，一边使立铣刀减速，一边进入模具的角部，因此单刃进给量小。如图14所示，对角部进行加工时的单刃进给量f2比图12以及图13中的对直线以及接近直线的部分进行加工时的单刃进给量f1小，并且比底刃的尺寸缩减量15小。在图14中，用斜线表示上述单刃进给量f2比上述单刃进给量f1小、并且比底刃的尺寸缩减量15小的情况下的主底刃5的切削量。如果上述单刃进给量f2在底刃的尺寸缩减量15的值以下，则仅主底刃5与被切削件接触，而副底刃6不与被切削件接触，因此立铣刀的与被切削件同时接触的同时接触刃、即与位于模具的角部的壁面接触的底刃的片数减少了副底刃6的片数。
因此，在本发明中，将副底刃6以及副外周刃4分别形成在从主底刃5以及主外周刃3在与刀具轴O垂直的方向上以刀具直径D的0.0025倍以上、0.01倍以下的范围缩减了尺寸的位置，据此，同时接触刃减少，不会从多个方向承受切削阻力，因此能够有效地抑制在模具加工中必须进行的角部加工时容易产生的振动。若底刃的尺寸缩减量15小于刀具直径D的0.0025倍，则同时接触刃难以减少，防振效果非常小。若底刃的尺寸缩减量15超过刀具直径D的0.01倍，则主底刃5的切削量变得非常大，因此有可能存在主底刃5容易过早受损，立铣刀的寿命也缩短的倾向。
图15是表示对模具的壁面切削时的、主底刃的切削量的立铣刀的前端附近的放大图。图16是表示对模具的壁面切削时的、副底刃的切削量的立铣刀的前端附近的放大图。在图15中，用斜线表示以刀具移动方向a为刀具轴O的方向、轴向切深量ap的切削条件进行加工的情况下的主底刃5的切削量。另外，图16中也同样用斜线表示以刀具移动方向a为刀具轴O的方向、轴向切深量ap的切削条件进行加工的情况下的副底刃6的切削量。如图15以及图16所示，可知以刀具移动方向a为刀具轴O的方向、轴向切深量ap的切削条件进行加工时的主底刃5的切削量比副底刃6的切削量多。在切削模具的壁面时，在对立铣刀的进给方向为直线以及接近直线的方向的部分的加工过程中，如图15以及图16所示由于主底刃5与副底刃6的切削量不同，因此具有可抑制共振等由相同周期波产生的振动的效果。
图17是表示使用图10所示的本发明的另一个实施例的立铣刀对模具的角部进行加工时的主外周刃和副外周刃的与被切削件的接触的差异的、从底刃侧观察的立铣刀的放大图。当对模具的角部进行切削时，利用机床以及CAM的功能，一边使立铣刀减速，一边进入角部，因此单刃进给量小。在对模具的角部切削时，如果单刃进给量为外周刃的尺寸缩减量14以下，则图17所示，仅主外周刃3与被切削件W接触，而副外周刃4不与被切削件W接触，因此同时接触刃即与位于模具的角部的壁面接触的外周刃的片数减少。在图17所示的情况下，当立铣刀的外周刃全部配置在主外周刃3的位置上时，与被切削件W同时接触的同时接触刃为2片，而本发明的立铣刀的副外周刃4以外周刃的尺寸缩减量14配置在内周侧，因此与被切削件W同时接触的同时接触刃为1片。如果同时接触刃减少，则不会从多个方向承受切削阻力，因此能够有效地抑制振动。若外周刃的尺寸缩减量14小于刀具直径D的0.0025倍，则同时接触刃难以减少，防振效果非常小。若外周刃的尺寸缩减量14超过刀具直径D的0.01倍，则主外周刃3的切削量变得非常大，因此有可能主外周刃3容易过早受损，立铣刀的寿命也会缩短。
另外，如图11所示，本发明的主底刃5包括主底刃的中低倾斜刃20和主底刃的圆弧刃19，主底刃的圆弧刃19具有刀具半径R的1.5倍以上、5倍以下的主底刃的圆弧刃的曲率半径R1。同样，本发明的副底刃6包括具有副底刃的圆弧刃的曲率半径R2的副底刃的圆弧刃21和副底刃的中低倾斜刃22。若上述曲率半径R1处于相对于刀具半径R为1.5倍以上、5倍以下的范围内，则能够确保主底刃5的刃尖的强度。另外，切削时产生的切屑也能够变薄。另外，由于本发明的立铣刀的底刃的尺寸缩减量15处于相对于刀具直径为0.0025倍～0.01倍的范围内，因此副底刃6无需缩小曲率半径R1，就能够与主底刃5同样地确保刃尖强度。另外，上述曲率半径R2也与上述曲率半径R1同样，只要处于相对于刀具半径R为1.5倍以上、5倍以下的范围内，就能够确保副底刃6的刃尖的强度，因此较为优选。
图18是表示在利用以往的半径端铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。图18中，用斜线表示以轴向切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1的切削条件进行加工的情况下的以往的半径端铣刀的底刃24的切削量。以往的半径端铣刀23的底刃的圆弧刃的曲率半径R3为刀具半径R的0.1倍～0.5倍的程度，因此在连结以往的半径端铣刀的构成底刃的圆弧刃的圆弧的中心27或构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心17、与位于距中低倾斜刃和圆弧刃的交点的轴向切深量ap的高度的直线和圆弧刃的交点的直线的方向上，对用斜线表示的区域的长度进行测量时的实际的切屑的厚度7变厚，据此切削时的冲击变大，容易产生缺损。另外，由于实际的切屑的厚度7增厚，因此切削热升高，磨损也快。
图19是表示在利用本发明的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。图19中，用斜线表示以轴向切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1的切削条件进行加工的情况下的主底刃5的切削量。本发明的立铣刀的主底刃5包括主底刃的中低倾斜刃和主底刃的圆弧刃，所述主底刃的圆弧刃具有刀具半径R的1.5倍以上、5倍以下的主底刃的圆弧刃的曲率半径R1，因此在切削时形成的实际的切屑的厚度7变薄，据此切削时的冲击被减轻，提高了耐缺损性。另外，由于实际的切屑的厚度7变薄，因此还能够抑制切削热，能够实现耐磨损性的提高。通过这些效果能够提高进给速度，也能够提高效率。因此，在利用本发明的立铣刀高效地切削高硬度材料时，能够实现长寿命且稳定的加工。
图20是表示使用具有主底刃的圆弧刃的曲率半径小于刀具半径的1.5倍的主底刃的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。图20中，用斜线表示当以轴向切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1的切削条件进行加工的情况下的主底刃5的切削量。在主底刃的圆弧刃的曲率半径R1小于刀具半径R的1.5倍的情况下，接近球头立铣刀的形状，因此在切削时形成的实际的切屑的厚度7变厚，切削阻力也变大。另外，由于主底刃5的刃尖的强度不足，因此容易产生缺损。
另外，图21是表示使用具有主底刃的圆弧刃的曲率半径超过刀具半径的5倍的主底刃的立铣刀进行切削时所产生的切屑示简图。图21中，用斜线表示当以轴向切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1的切削条件进行加工的情况下的主底刃5的切削量。在主底刃的圆弧刃的曲率半径R1的值超过刀具半径R的5倍的情况下，如果将上述切深量ap设定得大，则会始终依靠使用了主外周刃3以及副外周刃4的切削进行加工，因此切削时形成的实际的切屑的厚度7变厚。另外，切削时的冲击增大，容易产生缺损。此外，由于切削热变高，因此磨损也快。
如图11所示，在本发明中，优选在与刀具轴O垂直的方向上测量构成主底刃的圆弧刃19的圆弧的中心17时的距离即圆弧的中心距离18在从刀具轴O开始沿与刀具轴O垂直的方向上进行测量时处于刀具直径D的0.05倍以上、0.25倍以下的范围内。若上述中心距离18为刀具直径D的0.05倍以上，则能够避免立铣刀的切削速度为零的中心部及其附近的切削刃所进行的切削。另外，若上述中心距离18为刀具直径D的0.25倍以下，则即便将轴向切深量设定得更大，也仅有底刃2能够进行切削，因此切削时形成的实际的切屑的厚度7变薄，能够实现高效且稳定的加工。
图22是表示使用圆弧的中心距离小于刀具直径D的0.05倍的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。图22中，用斜线表示当以轴向切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1的切削条件进行加工的情况下的主底刃5的切削量。若在与刀具轴O垂直的方向上测量构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心17时的距离即圆弧的中心距离18小于刀具直径D的0.05倍，则如图22所示由切削速度低的立铣刀中心部及其附近的切削刃进行切削，因此切削性能下降，磨损容易加快。
图23是表示使用圆弧的中心距离被设定为超过刀具直径D的0.25倍的值的立铣刀进行切削时所产生的切屑的简图。图23中，用斜线表示当以轴向切深量ap、对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量f1的切削条件进行加工的情况下的主底刃5的切削量。当在与刀具轴O垂直的方向上测量构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心17的时的距离即圆弧的中心距离18超过刀具直径D的0.25倍的情况下，如图23所示实际的切屑的厚度7变厚，因此无法较大地设定切深量，难以实现高效的加工。
图28是表示在与刀具轴垂直的方向上测量时的圆弧刃的长度的、本发明的另一个立铣刀的旋转轨迹的放大图。图28所示的立铣刀是主底刃的圆弧刃的长度28为刀具半径R的80％、副底刃的圆弧刃的长度29也同样为刀具半径R的80％的例子。如图28所示，在本发明中，关于圆弧刃与中低倾斜刃的长度的比例，优选在与刀具轴O垂直的方向上，至少主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径R的50％以上且小于90％。如果至少主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径R的50％以上且小于90％，则圆弧刃19与中低倾斜刃20的连接点的位置距刀具轴O的沿垂直方向的距离与圆弧刃的中心17的位置处于相同范围。因此，如果主底刃的圆弧刃的长度小于50％，则产生与图23所示的现象相同的现象，实际的切屑的厚度7变厚，因此可能无法将切深量设定得大。另外，如果主底刃的圆弧刃的长度为90％以上，则会产生与图22所示的现象相同的现象，由切削速度低的立铣刀中心部及其附近的切削刃进行切削，因此存在切削性能下降，磨损容易加快的可能性。
图29是表示在与刀具轴垂直的方向上测量时的圆弧刃的长度的、本发明的另一个立铣刀的旋转轨迹的放大图。图29所示的立铣刀是主底刃的圆弧刃的长度28为刀具半径R的80％、副底刃的圆弧刃的长度29为刀具半径R的77％的例子。在本发明中，主底刃的圆弧刃的长度28与副底刃的圆弧刃的长度29无需一定为相同长度，在副底刃的圆弧刃的长度29比主底刃的圆弧刃的长度28短20％左右的情况下，也能够发挥本发明效果。即只要副底刃的圆弧刃的长度29为主底刃的圆弧刃的长度28的80％以上、100％以下的长度，就能够发挥本发明效果。此外，优选的副底刃的圆弧刃的长度29为主底刃的圆弧刃的长度28的90％以上、100％以下的长度。
图30是表示本发明的立铣刀的另一个实施例的图。在本发明中，优选在与刀具轴O垂直的方向上测量构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心17和圆弧刃与中低倾斜刃的连接部30时的间隔即圆弧的中心与连接部的间隔31为刀具半径的0％以上且20％以下。由此，切屑的厚度7变得非常薄，抑制了切削阻力，因此能够实现极高寿命且稳定的切削加工。此时，圆弧刃与中低倾斜刃的连接部30相对地位于构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心17的内侧的情况能够改善加工面，因此更优选。另外，当圆弧的中心与连接部的间隔31为刀具半径的0％，即构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心17和圆弧刃与中低倾斜刃的连接部30存在于与刀具轴O平行的直线上的情况下，可得到最佳的本发明的效果，只要将圆弧的中心与连接部的间隔31设定为刀具半径的0％以上且10％以下，就能够得到几乎同等的效果。
在本发明中，优选主底刃的圆弧刃的曲率半径R1与副底刃的圆弧刃的曲率半径R2相同。图24是表示主底刃的圆弧刃的曲率半径与副底刃的圆弧刃的曲率半径相同的本发明的立铣刀的图。如图24所示，在上述曲率半径R1与上述曲率半径R2相同的情况下，底刃2遍及整体地，底刃的尺寸缩减量15均一，因此在进行切削时，遍及底刃2整体地，底刃2所承受的负担均一，能够实现稳定的加工。在此情况下，当比较上述曲率半径R1与上述曲率半径R2的值时，即便在产生刀具半径R的0.001倍以上、0.2倍以下的差时，在本发明中也能够视为上述曲率半径R1与上述曲率半径R2相同，可得到与上述曲率半径R1和上述曲率半径R2完全相同时同等的效果。另外，在刀具制造上，具有相同的曲率半径的主底刃以及副底刃的立铣刀的制造相比于具有不同的曲率半径的主底刃以及副底刃的立铣刀更容易制作，因此可确保刀具精度并且也可以削减制造成本。
图25是在将底刃以及外周刃经由大致圆弧状的R刃连接的本发明的立铣刀中，放大了R刃附近的图。本发明的立铣刀的外周刃1与底刃2也可以经由大致圆弧状的R刃8连接。在利用设置有这种大致圆弧状的R刃8的本发明的立铣刀对具有设置了接近垂直的角度的倾斜面的模具进行切削的过程中，本发明的立铣刀的外周刃1与底刃2的连接部分与被切削件接触的情况下，也能够不产生缺损地实现更长寿命的加工。
图26是在经由倒角刃连接底刃以及外周刃的本发明的立铣刀中，放大了倒角刃附近的图。本发明的立铣刀的外周刃1与底刃2也可以经由倒角刃9连接。与设置了大致圆弧状的R刃8的情况相同，在利用设置有这种倒角刃9的本发明的立铣刀对具有设置了接近垂直的角度的倾斜面的模具进行切削的过程中，在本发明的立铣刀的外周刃1与底刃2的连接部分与被切削件接触的情况下，也能够不产生缺损地实现更长寿命的加工。
图27是将主外周刃形成为2片、副外周刃形成为4片的本发明的立铣刀的左侧视图。图17中示出了将主外周刃3形成为3片、副外周刃4形成为3片、且交替配置主外周刃3以及副外周刃4的本发明的立铣刀，但只要是主外周刃3以及副外周刃4分别形成1组以上的结构，则即便主外周刃3以及副外周刃4的片数不一定相同也可得到本发明的效果。关于主外周刃3以及副外周刃4的配置，即使不交替配置，而如图27所示以主外周刃3、副外周刃4、副外周刃4、主外周刃3、副外周刃4、副外周刃4的方式进行配置也可以得到本发明的抑制颤动的效果。另外，即便在外周刃的片数为与本说明书不同片数的立铣刀的情况下，也能够通过适当调整主外周刃3以及副外周刃4的片数以及配置来得到本发明的效果。
以下，通过下述的实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不受它们的限定。
（实施例）
（实施例1）
为了确认本发明的立铣刀的优异性，进行了兜孔形状的切削加工的切削试验。切削试验中使用了本发明的例子以及以往的例子。各个刀具的规格如下所示。
实施例1中使用本发明例1、以往例2以及3。作为共通的立铣刀形状的各种要素，准备了这样的立铣刀：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金。
在本发明例1、以往例2以及3中，制成圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm，使圆弧刃的曲率半径变化的立铣刀。
作为本发明例1，制成圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.3倍即6.5mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径的2.6倍即13mm、使圆弧刃的曲率半径小于圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径、并使底刃与外周刃连接的立铣刀。
作为以往例2，制成圆弧刃的曲率半径为13mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径为与圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径相同的数值的立铣刀。
作为以往例3，制成圆弧刃的曲率半径为20mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径比圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径大的立铣刀。
作为评价的方法，以等高线加工进行兜孔形状的粗加工，比较刀具的受损状态。作为切削试验的条件，对所有试样编号都以统一的条件进行。作为被切削件，准备SKD11的淬火件（62HRC）的块状件，被切削件的尺寸为高度60mm、长度120mm、宽度70mm。设定立铣刀的转速为2200转／min（切削速度70m/min）、进给速度为3300mm/min（单刃进给量为0.25mm/刃）、轴向切深量为0.2mm、径向切深量为5mm，并使用鼓风。加工形状为包括容易振动的角部的形状的兜孔状的形状。兜孔的尺寸为深度40mm、长度100mm、宽度50mm、壁面的倾斜角度为1°。为了评价制成的试样的加工寿命，以相同条件切削到2个兜孔为止，使用光学显微镜测量评价磨损宽度，并目测观察底刃有无缺损。
作为切削试验的评价基准，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且无缺损的情况视为良好。试验结果示于表1。
[表1]
Figure BDA00003529708500181
作为结果，由于本发明例1的圆弧刃的曲率半径Ra比旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb小，因此是底刃的后隙面的磨损宽度为0.047mm且无缺损的良好结果。
与此相对，由于以往例2以及3的圆弧刃的曲率半径Ra为旋转后方侧的边缘的曲率半径Rb以上的大小，因此在切削时的冲击变大，产生缺损。
（实施例2）
在实施例2中，为了确认本发明例中圆弧刃的曲率半径与圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的关系，与实施例1同样地进行了兜孔形状的切削加工的切削试验。
实施例2使用本发明例4～10。与实施例1所使用的本发明例1同样地，作为共通的立铣刀形状的各种要素，准备了这样的立铣刀：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径的2.6倍即13mm、涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金、且底刃与外周刃连接。
作为本发明例4，制成圆弧刃的曲率半径为刀具半径的0.52倍即2.6mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径为圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.2倍的立铣刀。
作为本发明例5，制成圆弧刃的曲率半径为刀具半径的0.78倍即3.9mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径为圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.3倍的立铣刀。
作为本发明例6，制成圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.04倍即5.2mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径为圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.4倍的立铣刀。
作为本发明例7，制成圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.3倍即6.5mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径为圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.5倍的与本发明例1相同规格的立铣刀。
作为本发明例8，制成圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.56倍即7.8mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径为圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.6倍的立铣刀。
作为本发明例9，制成圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.82倍即9.1mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径为圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.7倍的立铣刀。
作为本发明例10，制成圆弧刃的曲率半径为刀具半径的2.08倍即10.4mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为13mm、圆弧刃的曲率半径为圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.8倍的立铣刀。
作为评价的方法，采用与实施例1相同的评价，以等高线加工进行兜孔形状的粗加工，比较刀具的受损状态。作为切削试验的评价基准，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且无缺损的情况视为良好。试验结果示于表2。
[表2]
其结果，本发明例4～10的底刃的后隙面的磨损宽度都小于0.08mm且无缺损的良好结果。圆弧刃的曲率半径为圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.3倍以上、0.7倍以的本发明例5～9的磨损宽度为0.07mm以下，得到了更加良好的结果。以圆弧刃的曲率半径为6.5mm且圆弧刃的曲率半径是圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.5倍制作的本发明例7的磨损宽度为0.048mm，磨损宽度最小。若圆弧刃的曲率半径减小，则刃尖的刚性退化，存在磨损因振动而变大的趋势。另外，增大圆弧刃的曲率半径也会使切屑排出性能变差，结果存在磨损变大的趋势。
（实施例3）
在实施例3中，为了确认本发明例中圆弧刃的曲率半径与刀具半径的关系，与实施例1同样地进行了兜孔形状的切削加工的切削试验。
实施例3中使用了本发明例11～17。与实施例1所使用的本发明例1相同地，作为共通的立铣刀形状的各种要素，准备了这样的立铣刀：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径的2.6倍即13mm、涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金、且底刃与外周刃连接。
作为本发明例11，制成圆弧刃的曲率半径为5mm、圆弧刃的曲率半径为刀具半径R的1.0倍的立铣刀。
作为本发明例12，制成圆弧刃的曲率半径为5.5mm、圆弧刃的曲率半径为刀具半径R的1.1倍的立铣刀。
作为本发明例13，制成圆弧刃的曲率半径为6mm、圆弧刃的曲率半径为刀具半径R的1.2倍的立铣刀。
作为本发明例14，制成圆弧刃的曲率半径为6.5mm、圆弧刃的曲率半径为刀具半径R的1.3倍的与本发明例1相同的规格的立铣刀。
作为本发明例15，制成圆弧刃的曲率半径为7mm、圆弧刃的曲率半径为刀具半径R的1.4倍的立铣刀。
作为本发明例16，制成圆弧刃的曲率半径为7.5mm、圆弧刃的曲率半径为刀具半径R的1.5倍的立铣刀。
作为本发明例17，制成圆弧刃的曲率半径为8mm、圆弧刃的曲率半径为刀具半径R的1.6倍的立铣刀。
作为评价的方法，采用与实施例1相同的评价，以等高线加工进行兜孔形状的粗加工，比较了刀具的受损状态。作为切削试验的评价基准，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且无缺损的情况视为良好。试验结果示于表3。
[表3]
Figure BDA00003529708500201
其结果，本发明例11～17的底刃的后隙面的磨损宽度都小于0.08mm且无缺损的良好结果。并且圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.1倍以上、1.5倍以下的本发明例12～16的磨损宽度为0.06mm以下，得到了更加良好的结果。圆弧刃的曲率半径为6.5mm且圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.3倍的本发明例14的磨损宽度为0.051mm，磨损宽度最小。若圆弧刃的曲率半径减小，则存在磨损变大的趋势。另外，增大圆弧刃的曲率半径也会使切削阻力变大，存在磨损变大的趋势。
（实施例4）
在实施例4中，为了确认本发明例中圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径与刀具半径的关系，与实施例1同样地进行了兜孔形状的切削加工的切削试验。
实施例4使用了本发明例18～24。与实施例1所使用的本发明例1相同地，作为共通的立铣刀形状的各种要素，准备了这样的立铣刀：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.3倍即6.5mm、涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金、且底刃与外周刃连接。
作为本发明例18，制成圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为7.5mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径R的1.5倍的立铣刀。
作为本发明例19，制成圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为10mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径R的2.0倍的立铣刀。
作为本发明例20，制成圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为12.5mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径R的2.5倍的立铣刀。
作为本发明例21，制成圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为15mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径R的3.0倍的立铣刀。
作为本发明例22，制成圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为17.5mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径R的3.5倍的立铣刀。
作为本发明例23，制成圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为20mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径R的4.0倍的立铣刀。
作为本发明例24，制成圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为22.5mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径R的4.5倍的立铣刀。
作为评价的方法，采用与实施例1相同的评价，以等高线加工进行兜孔形状的粗加工，比较了刀具的受损状态。作为切削试验的评价基准，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且无缺损的情况视为良好。试验结果示于表4。
[表4]
Figure BDA00003529708500221
其结果，本发明例18～24的底刃的后隙面的磨损宽度都小于0.08mm且无缺损的良好结果。另外，圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径的2.0倍以上、4.0倍以下的本发明例19～23的磨损宽度为0.07mm以下，得到了特别良好的结果。圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为15mm且圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径R的3.0倍的本发明例21的磨损宽度为0.050mm，磨损宽度最小。若圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径减小，则存在磨损变大的趋势；另外，增大圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径也会使切削阻力变大，存在磨损变大的趋势。
（实施例5）
在实施例5中，为了进行本发明例中连接底刃与外周刃的R刃的有效性的研究，进行了切削试验。
实施例5中使用了本发明例25～32。与实施例1所使用的本发明例1相同地，作为共通的立铣刀形状的各种要素，准备了这样的立铣刀：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.3倍即6.5mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径的2.6倍即13mm，涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金。
作为本发明例25，制成与连接了底刃与外周刃的本发明例1相同的形状且未设置连接底刃与外周刃的R刃的立铣刀。
作为本发明例26，制成设置有连接底刃与外周刃的R刃，R刃的曲率半径为0.05mm且是刀具半径的0.01倍的立铣刀。
作为本发明例27，制成设置有连接底刃与外周刃的R刃，R刃的曲率半径为0.1mm且是刀具半径的0.02倍的立铣刀。
作为本发明例28，制成设置有连接底刃与外周刃的R刃，R刃的曲率半径为0.25mm且是刀具半径的0.05倍的立铣刀。
作为本发明例29，制成设置有连接底刃与外周刃的R刃，R刃的曲率半径为0.5mm且是刀具半径的0.10倍的立铣刀。
作为本发明例30，制成设置有连接底刃与外周刃的R刃，R刃的曲率半径为0.75mm且是刀具半径的0.15倍的立铣刀。
作为本发明例31，制成设置有连接底刃与外周刃的R刃，R刃的曲率半径为1.0mm且是刀具半径的0.20倍的立铣刀。
作为本发明例32，制成设置有连接底刃与外周刃的R刃，R刃的曲率半径为1.25mm且是刀具半径的0.25倍的立铣刀。
作为评价的方法，采用与实施例1相同的评价方法，以等高线加工进行兜孔形状的粗加工，比较了底刃以及底刃与外周刃的连接点（设置有R刃的情况下为R刃与外周刃的连接点）的受损状态。其中，要加工的兜孔的尺寸为：深度40mm、长度200mm、宽度25mm、且壁面的倾斜角度为1°。为了评价连接底刃与外周刃的R刃，选取对壁部的切削多、且容易使R刃与被切削件接触的形状。为此，将所准备的被切削件的尺寸变更为高度60mm、长度220mm、宽度45mm。本次的试验的加工体积与实施例1的相同，因此与实施例1同样地，作为试验的评价基准，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且底刃无缺损的情况视为良好。试验结果示于表5。
[表5]
其结果，本发明例25～32的底刃的后隙面的磨损宽度都小于0.08mm且底刃无缺损，因此显示出良好的结果。另外，R刃的曲率半径为刀具半径R的0.02倍以上、0.2倍以下的本发明例27～31的底刃的后隙面的磨损宽度都在0.07mm以下，且底刃无缺损，除此之外，R刃的后隙面的磨损宽度都小于0.08mm，底刃与外周刃的连接点无缺损，因此显示出特别良好的结果。
（实施例6）
在实施例6中，为了进行本发明例中连接底刃与外周刃的倒角刃的有效性的研究，进行了切削试验。
实施例6中使用了本发明例33～40。与实施例1所使用的本发明例1相同地，作为共通的立铣刀形状的各种要素，准备了这样的立铣刀：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、圆弧刃的曲率半径为刀具半径的1.3倍即6.5mm、圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径为刀具半径的2.6倍即13mm、涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金。
作为本发明例33，制成与连接了底刃与外周刃的本发明例1相同的形状且未设置连接底刃与外周刃的倒角刃的立铣刀。
作为本发明例34，制成设置有连接底刃与外周刃的倒角刃，倒角刃的宽度为0.05mm且是刀具半径的0.01倍的立铣刀。
作为本发明例35，制成设置有连接底刃与外周刃的倒角刃，倒角刃的宽度为0.1mm且是刀具半径的0.02倍的立铣刀。
作为本发明例36，制成设置有连接底刃与外周刃的倒角刃，倒角刃的宽度为0.25mm且是刀具半径的0.05倍的立铣刀。
作为本发明例37，制成设置有连接底刃与外周刃的倒角刃，倒角刃的宽度为0.5mm且是刀具半径的0.10倍的立铣刀。
作为本发明例38，制成设置有连接底刃与外周刃的倒角刃，倒角刃的宽度为0.75mm且是刀具半径的0.15倍的立铣刀。
作为本发明例39，制成设置有连接底刃与外周刃的倒角刃，倒角刃的宽度为1.0mm且是刀具半径的0.20倍的立铣刀。
作为本发明例40，制成设置有连接底刃与外周刃的倒角刃，倒角刃的宽度为1.25mm且是刀具半径的0.25倍的立铣刀。
作为评价的方法，采用与实施例5相同的评价方法，以等高线加工进行兜孔形状的粗加工，比较了底刃以及底刃与外周刃的连接点（设置有倒角刃的情况下为倒角刃与外周刃的连接点）的受损状态。作为试验的评价基准，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且底刃无缺损的情况视为良好。试验结果示于表6。
[表6]
Figure BDA00003529708500251
其结果，本发明例33～40的底刃的后隙面的磨损宽度都小于0.08mm且底刃无缺损，因此显示出良好的结果。另外，倒角刃的宽度为刀具半径R的0.02倍以上、0.2倍以下的本发明例35～39的底刃的后隙面的磨损宽度都在0.07mm以下，且底刃无缺损，除此之外，倒角刃的后隙面的磨损宽度都小于0.08mm，底刃与外周刃的连接点无缺损，因此显示出特别良好的结果。
（实施例7）
为了确认本发明的立铣刀的优异性，进行了兜孔形状的切削加工的切削试验。切削试验中使用了本发明例、比较例以及以往例。各个刀具的规格如下所示。
实施例7中使用了本发明例42～49、本发明例52～56、本发明例59～63、比较例41、50、51、57、58、64和以往例65、66。作为共通的立铣刀形状的各种要素，准备了这样的立铣刀：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金的立铣刀。另外，本发明例42～49、本发明例52～56、本发明例59～63采用以下的形状：在与刀具轴O垂直的方向上测量构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心时的距离即圆弧的中心距离被设定为距刀具轴为刀具直径的0.15倍即1.5mm，主底刃与主外周刃连接，副底刃与副外周刃连接。
在本发明例42～49、比较例41以及比较例50中，分别制成使主底刃的圆弧刃的曲率半径R1变化了的立铣刀。
作为比较例41，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的1.0倍即5mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例42，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的1.5倍即7.5mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例43，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的2.0倍即10mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例44，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的2.5倍即12.5mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例45，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例46，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.5倍即17.5mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例47，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的4.0倍即20mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例48，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的4.5倍即22.5mm，外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例49，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的5.0倍即25mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为比较例50，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的5.5倍即27.5mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
在本发明例52～56、比较例51以及比较例57中，分别制成使作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值或作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值变化的立铣刀。
作为比较例51，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.002倍即0.02mm的立铣刀。
作为本发明例52，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.0025倍即0.025mm的立铣刀。
作为本发明例53，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.005倍即0.05mm的立铣刀。
作为本发明例54，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为本发明例55，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.0075倍即0.075mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为本发明例56，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.01倍即0.1mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为比较例57，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.0125倍即0.125mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.007倍即0.07mm的立铣刀。
在本发明例59～63、比较例58以及比较例64中，分别制成使外周刃的尺寸缩减量变化的立铣刀。
作为比较例58，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.002倍即0.02mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为本发明例59，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃尺寸缩减量为刀具直径的0.0025倍即0.025mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为本发明例60，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.005倍即0.05mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为本发明例61，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为本发明例62，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.0075倍即0.075mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为本发明例63，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.01倍即0.1m、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为比较例64，制成主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.0125倍即0.125mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径0.007倍即0.07mm的立铣刀。
作为以往例65，制成6片刃的球头立铣刀。另外，作为以往例66，制成6片刃的角隅R刃的半径为2mm的半径端铣刀。
作为评价的方法，以等高线加工进行兜孔形状的粗加工，并比较了刀具的受损状态。作为切削试验的条件，对所有试样编号都以统一的条件进行。作为被切削件，准备SKD11的淬火件（62HRC）的块状件，被切削件的尺寸为高度60mm、长度120mm、宽度70mm。设定立铣刀的转速为2200转／min（切削速度70m/min）、进给速度为3300mm/min（单刃进给量为0.25mm/刃）、轴向切深量为0.2mm、径向切深量为5mm，并使用鼓风。加工形状为包括容易振动的角部的形状的兜孔状的形状。兜孔的尺寸为深度40mm、长度100mm、宽度50mm、壁面的倾斜角度为1°。由于以往的立铣刀在上述条件下的切削的寿命难以持续2个兜孔的加工，因此为了评价制成的试样的加工寿命，以相同条件切削到2个兜孔为止，使用光学显微镜测量评价磨损宽度，并目测观察底刃有无缺损。
作为切削试验的评价基准，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且无缺损的情况视为良好。试验结果示于表7。
[表7]
其结果，为本发明例42～49、本发明例52～56、本发明例59～63的底刃的后隙面的磨损宽度都小于0.08mm且无缺损的良好的结果。
与此相对，比较例41的主底刃的圆弧刃的曲率半径R1小，主底刃的强度不足，因此产生了缺损。
比较例50的主底刃的圆弧刃的曲率半径R1大，切削热高，因此磨损快，底刃的后隙面的磨损宽度为0.115mm。
比较例51的底刃的尺寸缩减量的最小值小，为0.02mm，在角部的加工中，抑制振动的效果小，因此产生了缺损。
比较例57的底刃的尺寸缩减量的最大值大，为0.125mm，在切削时与副底刃相比，主底刃的切削量大，因此在主底刃上产生了缺损。
比较例58的外周刃的尺寸缩减量小，为0.02mm，在角部的加工中，抑制振动的效果小，因此产生了缺损。
比较例64的外周刃的尺寸缩减量小，为0.125mm，在壁面的加工时与副外周刃相比，主外周刃的切削量变得非常大，因此在主外周刃上产生了缺损。
由于以往例65为球头立铣刀，因此在中心部附近的切削增多，无法提升切削速度，切削性变差，因此后隙面的磨损宽度变得非常大，为0.183mm。
由于以往例66为半径端铣刀，因此角隅R刃的半径非常小为2mm，因此与比较例1相同，强度不足，产生了缺损。
（实施例8）
在实施例8中，对在与刀具轴O垂直的方向上测量构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心时的距离即圆弧的中心距离的差异以及倒角刃、圆弧状的R刃的有无所导致的切削寿命进行了比较。以下示出各个刀具的规格。
实施例8中使用了本发明例67～75。准备了通用的立铣刀形状的规格为：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金的立铣刀。并且在本发明例67～75中，设定主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.007倍即0.07mm。
在本发明例67～73中分别制成使圆弧的中心距离变化的立铣刀。
本发明例67形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.03倍即0.3mm，主底刃与主外周刃连接，副底刃与副外周刃连接。
本发明例68形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.05倍即0.5mm，主底刃与主外周刃连接，副底刃与副外周刃连接。
本发明例69形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.10倍即1.0mm，主底刃与主外周刃连接，副底刃与副外周刃连接。
本发明例70形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.15倍即1.5mm，主底刃与主外周刃连接，副底刃与副外周刃连接。
本发明例71形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.20倍即2.0mm，主底刃与主外周刃连接，副底刃与副外周刃连接。
本发明例72形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.25倍即2.5mm，主底刃与主外周刃连接，副底刃与副外周刃连接。
本发明例73形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.3倍即3.0mm，主底刃与主外周刃连接，副底刃与副外周刃连接。
本发明例74形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.15倍即1.5mm，且底刃与外周刃经由倒角刃连接。
本发明例75形成如下形状：使圆弧的中心距离距刀具轴为刀具直径的0.15倍即1.5mm，且底刃与外周刃经由圆弧状的R刃连接。
作为评价的方法，进行与实施例7相同的切削试验直至4个兜孔为止。作为切削试验的评价基准，在加工2个兜孔后用与实施例1所示的方法相同的方法确认刀具的受损，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且底刃无缺损的情况视为良好，进而继续进行切削加工直至4个兜孔为止。在加工完4个兜孔后用相同的方法确认了刀具的受损。试验结果示于表8。
[表8]
Figure BDA00003529708500321
其结果，本发明例67～75加工2个兜孔后的底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且无缺损，因此是良好的。另外，本发明例74以及本发明例75为底刃与外周刃经由倒角刃或圆弧状的R刃连接而成的形状，因此加工4个兜孔后仍无缺损，是特别良好的结果。
（实施例9）
在实施例9中，对主底刃的圆弧刃的长度与副底刃的圆弧刃的长度进行了研究。以下示出各个刀具的规格以及测试内容。
实施例3中使用了本发明例76～85。准备通用的立铣刀形状的规格为：刀具直径D为10mm、钻心厚度为7.5mm、外周刃的扭转角为20度、刃数为6片、涂层为TiSiN类、立铣刀的母材为超硬合金的立铣刀。另外，在本发明例76～85中，设定主底刃的圆弧刃的曲率半径R1为刀具半径的3.0倍即15mm、外周刃的尺寸缩减量为刀具直径的0.006倍即0.06mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最大值的尺寸缩减量的最大值为刀具直径的0.007倍即0.07mm、作为底刃的尺寸缩减量中的最小值的尺寸缩减量的最小值为刀具直径的0.007倍即0.07mm，并使构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心处于距刀具轴1.5mm的位置。
在本发明例76～85中，制成使主底刃的圆弧刃的长度以及副底刃的圆弧刃的长度变化的立铣刀。
本发明例76中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的40％即2.00mm，副底刃的圆弧刃的长度与主底刃的圆弧刃的长度相同也是2.00mm。
本发明例77中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的50％即2.50mm，副底刃的圆弧刃的长度与主底刃的圆弧刃的长度相同也是2.50mm。
本发明例78中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的60％即3.00mm，副底刃的圆弧刃的长度与主底刃的圆弧刃的长度相同也是3.00mm。
本发明例79中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的70％即3.50mm，副底刃的圆弧刃的长度与主底刃的圆弧刃的长度相同也是3.50mm。
本发明例80中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的80％即4.00mm，副底刃的圆弧刃的长度与主底刃的圆弧刃的长度相同也是4.00mm。
本发明例81中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的90％即4.50mm，副底刃的圆弧刃的长度与主底刃的圆弧刃的长度相同也是4.50mm。
本发明例82中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的95％即4.75mm，副底刃的圆弧刃的长度与主底刃的圆弧刃的长度相同也是4.75mm。
本发明例83中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的80％即4.00mm，副底刃的圆弧刃的长度为主底刃的圆弧刃的长度的85％即3.40mm。
本发明例84中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的80％即4.00mm，副底刃的圆弧刃的长度为主底刃的圆弧刃的长度的90％即3.60mm。
本发明例85中设定主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的80％即4.00mm，副底刃的圆弧刃的长度为主底刃的圆弧刃的长度的95％即3.80mm。
作为评价的方法，进行与实施例7相同的切削试验直至4个兜孔为止。作为切削试验的评价基准，在加工2个兜孔后用与实施例1所示的方法相同的方法确认刀具的受损，将底刃的后隙面的磨损宽度小于0.08mm且底刃无缺损的情况视为良好，进而继续进行切削加工直至4个兜孔为止。在加工4个兜孔后用相同的方法确认了刀具的受损。试验结果示于表9。
[表9]
其结果，本发明例76～85在加工2个兜孔后的底刃的后隙面磨损宽度小于0.08mm且无缺损，因此为良好的结果。尤其是在主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的50％以上、90％以下的本发明例77～81、以及副底刃的圆弧刃的长度为主底刃的圆弧刃的长度的90％以上、100％以下的本发明例84～85中，磨损宽度小于0.06mm，为更良好的结果。另外，在主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的70％以上、80％以下的本发明例79、80以及主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的80％、副底刃的圆弧刃的长度为主底刃的圆弧刃的长度的95％的本发明例85中，在加工4个兜孔后仍无缺损，显示出特别良好的结果。
（产业上的可利用性）
本发明的立铣刀通过具有特征的底刃的形状、外周刃与底刃相连的部分的切削刃的形状的组合，能够更高效且长寿命地切削高硬度材料。并且利用副底刃相对于主底刃缩减尺寸的形状，能够有效地抑制切削中的振动，能够避免突发的缺损，较之以往形状能够实现至少2倍以上的寿命。本发明的立铣刀无需担心缺损等，即便在高硬度材料的粗切削加工中也能够长寿命地进行切削，因此有助于大幅缩短加工时间和削减刀具费用。
本发明的立铣刀的主要切削对象材料为合金刀具钢、高速钢等，特别适于高硬度材料模具直接加工的切削。
（附图标记的说明）
1-外周刃；2-底刃；3-主外周刃；4-副外周刃；5-主底刃；6-副底刃；
7-实际的切屑的厚度；8-R刃；9-倒角刃；11-本发明的立铣刀；
14-外周刃的尺寸缩减量；15-底刃的尺寸缩减量；
17-构成主底刃的圆弧刃的圆弧的中心；18-圆弧的中心距离；19-主底刃的圆弧刃；
20-主底刃的中低倾斜刃；21-副底刃的圆弧刃；22-副底刃的中低倾斜刃；
23-以往的半径端铣刀；24-以往的半径端铣刀的底刃；
25-以往的半径端铣刀的外周刃；26-构成副底刃的圆弧刃的圆弧的中心；
27-以往的半径端铣刀中的构成底刃的圆弧刃的圆弧的中心；
28-主底刃的圆弧刃的长度；29-副底刃的圆弧刃的长度；
30-圆弧刃与中低倾斜刃的连接部；31-圆弧的中心与连接部的间隔；32-圆弧刃；
33-中低倾斜刃；34-圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘；35-圆弧刃的后隙面；
36-以圆弧刃的曲率半径形成的圆弧；
37-以旋转后方侧的边缘的曲率半径形成的圆弧；
38-以圆弧刃的曲率半径形成的圆弧的中心；
39-以旋转后方侧的边缘的曲率半径形成的圆弧的中心；40-交点；41-以往的立铣刀；
42-圆弧刃与中低倾斜刃的边界部；
43-圆弧刃的后隙面与中低倾斜刃的后隙面的边界线；44-中低倾斜刃的后隙面；
O-刀具轴；O′-移动了单刃进给量时的立铣刀的刀具轴；D-刀具直径；R-刀具半径；
f1-对直线以及接近直线的部分加工时的单刃进给量；
f2-对角部加工时的单刃进给量；ap-轴向切深量；a-刀具移动方向；b-刀具旋转方向；
W-被切削件；R1-主底刃的圆弧刃的曲率半径；R2-副底刃的圆弧刃的曲率半径；
R3-底刃的圆弧刃的曲率半径；Ra-圆弧刃的曲率半径；
Rb-旋转后方侧的边缘的曲率半径；x-圆弧刃的后隙面的宽度。

Claims (13)

1.一种立铣刀，具有底刃和外周刃，上述底刃包括沿与刀具轴垂直的方向观察时呈曲线状的圆弧刃和与圆弧刃连续的呈直线状或曲线状的中低倾斜刃，该立铣刀的特征在于，
其中，当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃以及圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘呈具有曲率半径的曲线状，圆弧刃的曲率半径被设定得小于圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，
当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃的曲率半径被设定得大于刀具半径。
3.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，
当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃的曲率半径被设置在圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径的0.3倍以上且0.7倍以下的范围内。
4.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，
当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃的曲率半径被设置在刀具半径的1.1倍以上且1.5倍以下的范围内。
5.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，
当沿与刀具轴平行的方向观察时，圆弧刃的后隙面的旋转后方侧的边缘的曲率半径被设置在刀具半径的2倍以上且4倍以下的范围内。
6.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，
具有多个外周刃和多个底刃，上述多个外周刃包括配置在相对地处于外周侧的位置的主外周刃和配置在相对地处于内周侧的位置的副外周刃，
其中，上述多个底刃包括从刀具轴延伸的长度相对地长的主底刃和从刀具轴延伸的长度相对地短的副底刃，
主底刃包括具有相对于刀具半径的1.5倍以上且5倍以下的长度的曲率半径的圆弧刃和从上述圆弧刃的端部向刀具轴延伸的中低倾斜刃，
副底刃位于从主底刃沿与刀具轴垂直的方向在相对于刀具直径的0.0025倍以上且0.01倍以下的范围内缩减了尺寸的位置，副外周刃位于从主外周刃沿与刀具轴垂直的方向在相对于刀具直径的0.0025倍以上且0.01倍以下的范围内缩减了尺寸的位置。
7.根据权利要求6所述的立铣刀，其特征在于，
在沿与刀具轴垂直的方向观察构成主底刃中的圆弧刃的圆弧的中心时的位置处于沿与刀具轴垂直的方向测量时，距刀具轴为刀具直径的0.05倍以上且0.25倍以下的范围内。
8.根据权利要求6所述的立铣刀，其特征在于，
关于底刃的圆弧刃的长度与刀具半径的比例，在沿与刀具轴垂直的方向测量时，至少主底刃的圆弧刃的长度为刀具半径的50％以上且90％以下。
9.根据权利要求6所述的立铣刀，其特征在于，
构成主底刃中的圆弧刃的圆弧的曲率半径与构成副底刃中的圆弧刃的圆弧的曲率半径相同。
10.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，
各个底刃以及外周刃经由具有曲率半径的大致圆弧状的R刃连接。
11.根据权利要求10所述的立铣刀，其特征在于，
上述R刃的曲率半径处于刀具半径的0.02倍以上且0.2倍以下的范围内。
12.根据权利要求1所述的立铣刀，其特征在于，
各个底刃以及外周刃经由倒角刃连接。
13.根据权利要求12所述的立铣刀，其特征在于，
上述倒角刃的宽度处于刀具半径的0.02倍以上且0.2倍以下的范围内。
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