CN103619519B - 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

基于本发明的一技术方案的切削镶刀具备主体部(10)，该主体部(10)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)、位于上表面(2)与侧面(4)的交叉部的切削刃(5)。切削刃(5)具有呈向主体部(10)的外方凸出的凸状的圆弧状主切削刃(51)和呈向主体部(10)的外方凸出的凸状且具有比圆弧状主切削刃(51)的曲率半径小的曲率半径的圆弧状副切削刃(52)，在上表面(2)上沿着圆弧状主切削刃(51)设有以随着从圆弧状主切削刃(51)朝向主体部(10)的内方而接近下表面(3)的方式倾斜的第一前刀部(21)，第一前刀部(21)的倾斜角随着从与圆弧状主切削刃(51)的一端部相连的部分朝向与圆弧状主切削刃(51)的中央部相连的部分而减小。

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
在耐热合金及高硬度材料这样的被称作所谓的难切削材料的金属材料的加工(以下简称作难切削材料的加工)中，例如使用专利文献1公开那样的具有俯视下圆弧状的切削刃的切削镶刀。这样的切削镶刀与俯视下直线状的切削刃的情况相比，从生成的切屑薄且切削刃强度高等观点出发，在难切削材料的加工方面有利。
但是，随着进刀量增大，生成的切屑变厚，因此，即使是上述那样的切削镶刀，也存在切削阻力变大而切削刃容易缺损的情况。
专利文献1：国际公开第2010／023659号
发明内容
本发明的一技术方案的切削镶刀具备主体部，该主体部具有上表面、下表面、与所述上表面和所述下表面连接的侧面、位于所述上表面与所述侧面的交叉部的切削刃。所述切削刃具有呈向所述主体部的外方凸出的凸状的圆弧状主切削刃和呈向所述主体部的外方凸出的凸状且具有比所述圆弧状主切削刃的曲率半径小的曲率半径的圆弧状副切削刃。在所述上表面上沿着所述圆弧状主切削刃设有以随着从所述圆弧状主切削刃朝向所述主体部的内方而接近所述下表面的方式倾斜的第一前刀部。所述第一前刀部的倾斜角随着从与所述圆弧状主切削刃的一端部相连的部分朝向与所述圆弧状主切削刃的中央部相连的部分而减小。
本发明的一技术方案的切削工具具备上述技术方案的切削镶刀和具有旋转中心轴的圆柱状的刀架。所述切削镶刀以所述圆弧状主切削刃从所 述刀架的外周面突出的方式安装于所述刀架。
本发明的切削加工物的制造方法包括：使上述技术方案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而对所述被切削件进行切削的工序、使旋转的所述切削工具的所述切削刃与所述被切削件分离的工序。
附图说明
图1是表示本发明的切削镶刀的实施方式的一例的立体图。
图2是图1所示的切削镶刀的俯视图。
图3的(a)是图2所示的切削镶刀的箭头A所指的方向的侧视图。(b)是图2所示的切削镶刀的箭头B所指的方向的侧视图。
图4是图2所示的切削镶刀的沿C-C线的剖视图。
图5是图2所示的切削镶刀的沿D-D线的剖视图。
图6是图2所示的切削镶刀的沿E-E线的剖视图。
图7是图2所示的切削镶刀的沿F-F线的剖视图。
图8是图2所示的切削镶刀的沿G-G线的剖视图。
图9是图2所示的切削镶刀的沿H-H线的剖视图。
图10是图3所示的切削镶刀的沿I-I线的剖视图。
图11是图1所示的切削镶刀的仰视图。
图12是表示本发明的切削刀架的实施方式的一例的立体图。
图13的(a)是图12所示的J区域的局部放大立体图。(b)是图13的(a)所示的区域的俯视图。
图14的(a)是表示本发明的切削工具的实施方式的一例的立体图。(b)是图14的(a)所示的切削工具的侧视图。(c)是图14的(a)所示的K区域的局部放大图。
图15是说明本发明的被切削件的切削方法的实施方式的一例的工序图。
具体实施方式
<切削镶刀>
以下，使用图1～图11说明作为本发明的实施方式的一例的切削镶刀1(以下简称作镶刀1)。
作为本发明的实施方式的一例的镶刀1具备主体部10，该主体部10具有上表面2、下表面3、与上表面2及下表面3连接的侧面4。在本例中，如图1及图2所示，该主体部10是板状。主体部10的形状在俯视下观察为例如圆形状或三角形状、四边形状、五边形状、六边形状或八边形状等多边形状等。这些形状是本领域技术人员通常使用于镶刀的形状。在本例中，具体而言，为大致圆形状。在本例中，对于主体部10的尺寸而言，上表面2的最大宽度为5mm～20mm，从下表面3到上表面2的高度为2mm～8mm。切削刃5位于上表面2与侧面4的交叉部。
作为镶刀1的材质，例如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)中加入钴(Co)粉末并进行烧结而生成的WC-Co、在WC-Co中添加碳化钛(TiC)而成的WC-TiC-Co或在WC-TiC-Co中添加碳化钽(TaC)而成的WC-TiC-TaC-Co。另外，金属陶瓷是在陶瓷成分中复合金属而成的烧结复合材料，具体而言，有以碳化钛(TiC)或氮化钛(TiN)为主成分的钛化合物。
镶刀1的表面也可以使用化学蒸镀(CVD)法或物理蒸镀(PVD)法覆膜。作为膜的组成，举出碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)或氧化铝(Al2O3)等。
上表面2中的沿切削刃5的区域作为切屑擦过的前刀面发挥作用。侧面4中的沿切削刃5的区域作为后刀面发挥作用。
切削刃5具有俯视下观察呈向主体部10的外方凸出的凸状、且具有曲率半径r1的圆弧状主切削刃51和呈向主体部10的外方凸出的凸状、且具有曲率半径r2的圆弧状副切削刃52。圆弧状副切削刃52的曲率半径r2小于圆弧状主切削刃51的曲率半径r1。即，r1>r2。具体而言，本例中的圆弧状主切削刃51的曲率半径为6.0mm，圆弧状副切削刃52的曲率半径为4.5mm。这样，通过设置具有多个曲率半径的切削刃5，能容易地进行三维加工等的复杂的曲面的形成。
在本例中，如图2所示，在俯视下，圆弧状主切削刃51的长度比圆弧状副切削刃52的长度长。利用该结构，能确保作为主切削刃发挥作用 的圆弧状主切削刃51比作为副切削刃发挥作用的圆弧状副切削刃52长。
如图3所示，圆弧状主切削刃51以随着远离圆弧状副切削刃52而接近下表面3的方式倾斜。另外，圆弧状副切削刃52以随着远离圆弧状主切削刃51而接近下表面3的方式倾斜。利用该结构，能减少与被切削件的接触面积，从而降低切削阻力。
因此，能抑制在圆弧状主切削刃51及圆弧状副切削刃52与被切削件之间产生的相对振动(以下称作颤振)。其结果是，适合于仿形加工那样的要求加工面的精度的切削。另外，利用接触面积的减少能抑制切削时的发热，适合于耐热合金及高硬度材料这样的难切削材料的加工。
如图3所示，在切削刃5中，最远离下表面3的最高点53位于圆弧状主切削刃51与圆弧状副切削刃52之间。具体而言，最远离下表面3的最高点53位于圆弧状主切削刃51的较高侧端部与圆弧状副切削刃52的较高侧端部之间。即，圆弧状主切削刃51的较高侧端部与圆弧状副切削刃52的较高侧端部位于距离下表面3相等高度的位置。利用该结构，最高点53作为圆弧状主切削刃51与圆弧状副切削刃52之间的拐角部发挥作用，容易切入被切削件而降低切削阻力，能抑制颤振。
如图3所示，切削刃5的最接近下表面3的最低点54位于圆弧状主切削刃51的较低侧端部与圆弧状副切削刃52的较低侧端部。即，圆弧状主切削刃51的较低侧端部与圆弧状副切削刃52的较低侧端部位于距离下表面3相等高度的位置。利用该结构，圆弧状主切削刃51的最大进刀量和圆弧状副切削刃52的最大进刀量相等。
在本例中，如图3(a)所示，在侧视下，圆弧状主切削刃51及圆弧状副切削刃52向远离下表面3的一侧弯曲。利用该结构，能良好地分散背向分力，能抑制圆弧状主切削刃51及圆弧状副切削刃52的缺损。需要说明的是，在本例中，由曲率半径15mm的一条曲线构成，但也可以由多个曲率半径的多条曲线构成。
如图1及图2所示，上表面2与切削刃5连续，具有以随着从切削刃5朝向主体部的内方侧而接近下表面3的方式倾斜的前刀面20。前刀面20影响由切削刃5生成的切屑的厚度。一般而言，存在前刀面的角度变大则切屑的厚度变薄的倾向。通过上表面2与切削刃5连续且具有前刀面20， 从而切削刃5向被切削件的切入良好，能降低切削阻力。
需要说明的是，在本例中，如图1及图2所示，为了增强切削刃5的刃尖的强度，在切削刃5与前刀面20的交叉部设置平坦的刃背6。刃背6的宽度根据切削条件适当设定，在本例中为0.12mm。需要说明的是，在本例中，切削刃5为圆弧状，因此，由切削刃5生成的切屑比直线状的切削刃薄。因此，通过擦过前刀面20而容易卷曲为螺旋状。即，利用前刀面20能抑制切屑的排出方向。在因切削条件不同而难以控制切屑的排出方向的情况下，在上表面2上另外设置凹部或凸部，适当设计断屑槽形状即可。
在上表面2上沿着圆弧状主切削刃51设有以随着从圆弧状主切削刃51朝向主体部10的内方而接近下表面3的方式倾斜的第一前刀部21。第一前刀部21的倾斜角随着从与圆弧状主切削刃51的一端部相连的部分朝向与圆弧状主切削刃51的中央部相连的部分而变小。利用该结构，圆弧状主切削刃51的切削刃强度随着从圆弧状主切削刃51的一端部朝向中央部而提高。因此，在圆弧状主切削刃51的进刀量变大那样的加工中，也能抑制圆弧状主切削刃51的缺损。
特别是，在像本例中的第一前刀部那样，倾斜角随着从与圆弧状主切削刃的一端部相连的部分朝向与圆弧状主切削刃的另一端部相连的部分而变小的情况下，即使在圆弧状主切削刃51的进刀量进一步变大那样的加工中，也能抑制圆弧状主切削刃51的缺损。
图4表示圆弧状主切削刃51的一端部的法线方向的截面。图5表示圆弧状主切削刃51的中央部的法线方向的截面。图6表示圆弧状主切削刃51的另一端部的法线方向的截面。
在本例中，具体而言，图4所示的第一前刀部21的接近圆弧状主切削刃51一侧的端部的假想延长线P1和与通过圆弧状主切削刃51的水平面平行的基准面h1所成的角度为α1。图5所示的第一前刀部21的接近圆弧状主切削刃51一侧的端部的假想延长线P2和与通过圆弧状主切削刃51的水平面平行的基准面h1所成的角度为α2。图6所示的第一前刀部21的接近圆弧状主切削刃51一侧的端部的假想延长线P3和与通过圆弧状主切削刃51的水平面平行的基准面h1所成的角度为α3。
此时，α1>α2>α3。角度α1、α2、α3在10°～40°的范围内适当设定。在本例中，具体而言，α1=32°，α2=25°，α3=21°。需要说明的是，图4～图6均是侧视图，因此，水平面h1用直线表示。
在俯视下，第一前刀部21在与圆弧状主切削刃51的中央部相对应的区域中最接近主体部内方(旋转中心轴线S1)，在与圆弧状主切削刃51的两端部相对应的区域中最远离主体部内方(旋转中心轴线S1)。具体而言，在本例中，如图4～图6所示，圆弧状主切削刃51的法线方向的长度w1在与圆弧状主切削刃51的中央部相对应的区域中最大，在与圆弧状主切削刃51的两端部相对应的区域中最小。利用这样的结构，能减少生成的切屑与上表面2的接触面积，促进切削阻力的降低。其结果是，能进一步抑制圆弧状主切削刃51的缺损。
上表面2具有沿着圆弧状副切削刃52以随着从圆弧状副切削刃52朝向主体部内方而接近下表面3的方式倾斜的第二前刀部22。第二前刀部22的倾斜角随着从与圆弧状副切削刃52的一端部相连的部分朝向与圆弧状副切削刃52的中央部相连的部分而变小。利用该结构，圆弧状副切削刃52的切削刃强度随着从圆弧状副切削刃52的一端部朝向中央部而提高。因此，在圆弧状副切削刃52的进刀量变大那样的加工中，也能抑制圆弧状副切削刃52的缺损。
图7表示圆弧状副切削刃52的一端部的法线方向的截面。图8表示圆弧状副切削刃52的中央部的法线方向的截面。图9表示圆弧状副切削刃52的另一端部的法线方向的截面。
在本例中，具体而言，图7所示的第二前刀部22的接近圆弧状副切削刃部52一侧的端部的假想延长线Q1和与通过圆弧状副切削刃52的水平面平行的基准面h2所成的角度为β1。图8所示的第二前刀部22的接近圆弧状副切削刃部52一侧的端部的假想延长线Q2和与通过圆弧状副切削刃52的水平面平行的基准面h2所成的角度为β2。图9所示的第二前刀部22的接近圆弧状副切削刃部52一侧的端部的假想延长线Q3和与通过圆弧状副切削刃52的水平面平行的基准面h2所成的角度为β3。
此时，β1<β2<β3。角度β1、β2、β3在10°～40°的范围内适当设定。需要说明的是，图7～图9是剖视图，因此，水平面h2用直线表示。
在俯视下观察，第二前刀部22的从圆弧状副切削刃52到主体部内方的宽度大致恒定。利用该结构，能提高生成的切屑的排出方向的稳定性。在本例中，第二前刀部22的从圆弧状副切削刃52到主体部内方的宽度是指圆弧状副切削刃52的法线方向上的长度。上述的宽度具体而言是图7～图9所示的w2。可知，第二前刀部22的宽度w2在整个第二前刀部22上为大致恒定。需要说明的是，大致恒定定义为大小的变化量为±2mm。
在本例中，如图1及图2所示，主体部10在中央部具有贯通上表面2及下表面3的贯通孔7。切削刃5在贯通孔7的周围具备多个包含圆弧状主切削刃51及圆弧状副切削刃52的切削部50。贯通孔7是为了安装于刀架(见后述)上而供安装螺栓贯穿的孔。利用该结构，使镶刀1绕贯通孔7旋转，能将多个切削部分别用于切削，经济性良好。
具体而言，如图2所示，在贯通孔7的周围形成有三个切削部50(50a、50b、50c)。各个切削部具有一个圆弧状主切削刃51及一个圆弧状副切削刃52。即，具有三个圆弧状主切削刃51(51a、51b、51c)和三个圆弧状副切削刃52(52a、52b、52c)。在本例中，在俯视下观察，以圆弧状主切削刃51a、最高点54、圆弧状副切削刃52a、最低点54、圆弧状主切削刃51b…的顺序分别交替地配置圆弧状主切削刃51a、51b、51c和圆弧状副切削刃52a、52b、52c。
在此，不限定于通过将圆弧状主切削刃51和圆弧状副切削刃52交替地配置而形成的形状。例如，在主体部10的形状为俯视下观察多边形状的情况下，也可以在上表面2的各边形成圆弧状主切削刃51、在上表面2的拐角配置圆弧状副切削刃52而形成多边形状。
在本例中，如图2所示，上表面2为大致三角形状，在三条边上具有三个圆弧状主切削刃51(51a、51b、51c)，在三个拐角具有三个圆弧状副切削刃52(52a、52b、52c)。这样，通过将圆弧状主切削刃51和圆弧状副切削刃52配置为俯视下观察呈多边形状，能抑制由圆弧状主切削刃51及圆弧状副切削刃52的曲率半径的增大引起的镶刀1的尺寸变大。
另外，切削刃5的形状也可以为与上述的形状不同的结构。本例的切削刃5具备多个圆弧状主切削刃51及多个圆弧状副切削刃52，在各个圆弧状主切削刃51之间配置有圆弧状副切削刃52。这样，本例中的切削刃 仅由圆弧状主切削刃51和圆弧状副切削刃52构成，但切削刃的结构不限定于这样的形态。例如，也可以为在圆弧状主切削刃51与圆弧状副切削刃52之间具有直线状切削刃的结构。
另外，也可以为直线状切削刃分别位于多个圆弧状主切削刃51之间、且圆弧状副切削刃52分别位于各个圆弧状主切削刃51与直线状切削刃之间的结构。在这样的情况下，切削刃5以圆弧状主切削刃51、圆弧状副切削刃52、直线状切削刃、圆弧状副切削刃52、圆弧状主切削刃51、…这样的顺序配置。需要说明的是，上述的“圆弧状”及“直线状”是指俯视下观察的形状。因此，并不要求在侧视观察的情况下也为“圆弧状”及“直线状”。
如图2所示，上表面2具有比第一前刀部21及第二前刀部22位于主体部10的内方的平坦面23。平坦面23与旋转中心轴线S1垂直。平坦面23比第一前刀部21及第二前刀部22低。在俯视下观察，平坦面23在圆弧状主切削刃51的中央部最远离圆弧状主切削刃51。利用该结构，能提高圆弧状主切削刃51的中央部的切削刃强度，能抑制颤振。
如图2所示，上表面2具有位于平坦面23与第一前刀部21及第二前刀部22之间的台阶部24。台阶部24以随着朝向主体部内方而接近下表面3的方式倾斜。台阶部24随着远离圆弧状副切削刃52而倾斜角变小。另外，在与多个圆弧状主切削刃51的中央部相对应的区域中，台阶部24的倾斜角与第一前刀部21的倾斜角相等。圆弧状主切削刃51作为主切削刃使用，但在该圆弧状主切削刃51的中央部，能将上表面2的作为前刀面发挥作用的区域确保得较大。因此，能提高生成的切屑的排出方向的稳定性。
在本例中，图4所示的台阶部24的接近圆弧状主切削刃51一侧的端部的假想延长线R1和与通过圆弧状主切削刃51的水平面平行的基准面h1所成的角度为γ1。图5所示的台阶部24的接近圆弧状主切削刃51一侧的端部的假想延长线R2和与通过圆弧状主切削刃51的水平面平行的基准面h1所成的角度为γ2。图6所示的台阶部24的接近圆弧状主切削刃51一侧的端部的假想延长线R3和与通过圆弧状主切削刃51的水平面平行的基准面h1所成的角度为γ3。在图4～图6中，γ1>γ2>γ3，γ2=α2。 需要说明的是，角度γ在10°～70°的范围内适当设定。
如图2所示，台阶部24在与圆弧状主切削刃51的中央部相对应的区域中最接近主体部内方。另外，台阶部24在与多个圆弧状主切削刃51的两端部相对应的区域中最远离主体部内方。圆弧状主切削刃51作为主切削刃使用，但在该圆弧状主切削刃51的中央部，能将上表面2的作为前刀面发挥作用的区域确保得较大。因此，能提高生成的切屑的排出方向的稳定性。
如图2所示，上表面2在贯通孔7的周围具有螺钉抵接部8。螺钉抵接部8与安装螺钉的螺钉头抵接，与安装螺钉的螺钉头的抵接面呈同一形状。将安装螺钉安装于贯通孔7中时，螺钉抵接部8与螺钉头的抵接面密接。利用该结构，能抑制在螺钉头与上表面2之间出现间隙，从而抑制切屑堵塞。
在该情况下，螺钉抵接部8最好位于与切削刃5相同高度的位置或比切削刃5低的位置。在本例中，如图4～图6所示，螺钉抵接部8位于比切削刃5低的位置。利用该结构，由于安装螺钉的螺钉头与螺钉抵接部8接触的位置位于比切削刃5低的位置，因此，不易在安装螺钉的螺钉头与螺钉抵接部8之间咬入切屑。
如图1所示，就侧面4而言，上表面2与侧面4所成的角度随着从圆弧状主切削刃51朝向圆弧状副切削刃52而变大。即，退刀角随着从圆弧状主切削刃51朝向圆弧状副切削刃52而变大。利用该结构，通过根据切削刃5所受到的切削力使退刀角变化，从而能容易地确保切削刃强度均衡，能抑制颤振。在本例中，如图4所示，在圆弧状主切削刃51的中央部的法线方向的截面中，退刀角为0°。如图7所示，在圆弧状副切削刃52的中央部的法线方向的截面中，退刀角为锐角。
在此，如图4～图9所示，在侧视下观察，退刀角是侧面4相对于分别与基准面h1、h2垂直的辅助线V1、V2的倾斜角度θ1、θ2。退刀角θ1、θ2的大小没有特别限制，但优选在0°～15°的范围内，在该范围内适当设定即可。具体而言，在本例中，退刀角以图5中的θ1=0°、且图8中的θ2=8°的方式从圆弧状主切削刃51到圆弧状副切削刃52圆滑地变化。
侧面4具有凹状的约束部，约束部具备位于圆弧状主切削刃51下方 的第一约束部41和位于圆弧状副切削刃52下方的第二约束部42。第一约束部41随着从下表面3朝向上表面2而向主体部10的内方倾斜。第二约束部42随着从下表面3朝向上表面2而向主体部10的外方倾斜。利用该结构，利用第一约束部41能分出圆弧状主切削刃51。因此，利用第二约束部42能正确地分出圆弧状副切削刃52，并且能使镶刀1不易从刀架脱离。
在本例中，如图3所示，在侧视下观察，第一约束部41位于圆弧状主切削刃51的下方。在侧视下观察，第二约束部42位于圆弧状副切削刃52的下方。利用该结构能正确地分割圆弧状主切削刃51及圆弧状副切削刃52而用于切削。
另外，在本例中，如图4所示，第一约束部41随着从下表面3朝向上表面2而向接近旋转中心轴线S1的方向倾斜。如图7所示，第二约束部42随着从下表面3朝向上表面2而向远离旋转中心轴线S1的方向倾斜。利用该结构，第一约束部41从所抵接的刀架侧受到的力为从上表面2朝向下表面3的方向，因此，镶刀1不易从刀架脱离。
具体而言，如图4所示，第一约束部41相对于与旋转中心轴线S1平行的线11的倾斜角δ和第二约束部42相对于与旋转中心轴线S1平行的线12的倾斜角的值均优选为2°～15°。另外，优选如本例这样倾斜角δ和倾斜角的值相等。利用该结构，由于能将镶刀1的上表面2作为下表面3、且将下表面3作为上表面2使用，因此经济性提高。
另外，在本例中，如图10所示，第一约束部41和第二约束部42配置为形成以旋转中心轴S1为中心的正六边形。利用该结构，第一约束部41及第二约束部42的转矩相等，能抑制镶刀1的旋转。
需要说明的是，在本例中，从维持镶刀1的强度的观点出发，为了使第一约束部41与第二约束部42之间平滑地连续而设置连续面43。在本例中，第一约束部41位于圆弧状主切削刃51的中央部的下方，连续面43位于圆弧状主切削刃51的端部的下方。如图4及图7所示，连续面43相对于旋转中心轴的倾斜角度不特别限定。
下表面3在将镶刀1安装于刀架上时作为用于与刀架抵接的面发挥作用。因此，至少具备相对于旋转中心轴线S1垂直的面即可，下表面3的 形状不特别限定。
在本例中，下表面3是将上表面2以与旋转中心轴S1正交的直线为中心轴翻转的形状。即，如图11所示，下表面3与上表面2同样地分别具备第一前刀部31及第二前刀部32、平坦面33、台阶部34。利用该结构，镶刀1能作为所谓的两面使用的镶刀使用。
如图11所示，主体部10在下表面3与侧面4的交叉部具备下切削刃5U。下切削刃5U具有呈向主体部10的外方凸出的凸状的圆弧状下主切削刃51U和呈向主体部10的外方凸出的凸状的圆弧状下副切削刃52U。圆弧状下副切削刃52U的曲率半径r2小于圆弧状下主切削刃51U的曲率半径r1。另外，在本例中，如图11所示，切削刃5U具有三个(50Ua、50Ub、50Uc)包含圆弧状下主切削刃51U和圆弧状下副切削刃52U在内的切削部。即，具有三个圆弧状下主切削刃51U(51Ua、51Ub、51Uc)和三个圆弧状下副切削刃52U(52Ua、52Ub、52Uc)。因此，镶刀1是六角使用的镶刀。
圆弧状副切削刃52的曲率半径小于圆弧状下主切削刃51U的曲率半径。因此，即使在轴向前角为负的情况下，也能抑制圆弧状下主切削刃51U与被切削件干涉。因此，能良好地进行切削刃5在与被切削件的表面平行的方向和与被切削件的表面垂直的方向这两方向上行进而进行切削的除去加工。
下表面3的平坦面33为镶刀1与刀架抵接时的支承面。在本例中，下表面3的平坦面33最接近圆弧状下副切削刃52U。利用该结构，在将镶刀1安装于刀架时，能确保下表面3的平坦面33较大。因此，能承受圆弧状主切削刃51受到的切削力，且能提高切削约束力而抑制颤振。
<切削刀架>
如图12所示，作为本发明的实施方式的一例的切削刀架100在具有旋转中心轴S2的圆柱状的支承主体部的外周面形成有镶刀槽101。
如图13所示，镶刀槽101具有与旋转方向对置的安装座面103和位于与安装座面103交叉的方向上的多个约束侧面104。多个约束侧面104分别随着远离安装座面103而向接近安装座面103的垂线的方向倾斜。在安装座面103上设有在将镶刀1安装于刀架100时供安装螺钉(未图示) 螺合的螺纹孔105。安装座面103与镶刀1的平坦面23抵接。多个约束侧面104与镶刀1的第一约束部41抵接。
利用该结构，约束侧面104随着远离安装座面103而向接近安装座面103的垂线13的方向倾斜。因此，约束面104不易受到在约束镶刀1时在镶刀1中拧入安装螺钉而产生的阻力。因此，镶刀1的下表面3与安装座面103更容易抵接，镶刀1稳定地被约束。在本例中，约束侧面104的倾斜角形成得与第一约束部41的倾斜角相等。利用该结构，约束侧面104与第一约束部41更可靠地抵接。
另外，如图13所示，多个约束侧面104配置为在俯视下观察交叉。利用该结构，在难切削材料的加工那样的背向分力较大的加工的情况下，也能抑制镶刀1的旋转。
需要说明的是，在本例中，为了保持切屑的排出方向的稳定性而设置切屑排出槽102。如图12所示，从提高切屑的排出方向的稳定性的观点出发，切屑排出槽102优选形成为与镶刀槽101的后端侧连续。
<切削工具>
如图14所示，作为本发明的实施方式的一例的切削工具110具备切削刀架100和安装于镶刀槽101的切削镶刀1。切削镶刀1以圆弧状主切削刃51从刀架100的外周面突出的方式安装于刀架100。即，利用该结构，圆弧状主切削刃51在进行切削时被约束于从刀架100的外周面最突出的位置，能良好地起到本发明的镶刀1的效果。
在本例中，如图14所示，镶刀1利用安装螺钉111安装于镶刀槽101。即，将安装螺钉111插入镶刀1的贯通孔7中、并将该安装螺钉111的前端插入形成于镶刀槽101的螺纹孔而使螺纹状的槽部(未图示)彼此螺合，从而将镶刀1安装于刀架100。
另外，在本例中，如图14(c)所示，镶刀1以圆弧状主切削刃52相对于刀架100的旋转中心轴S2具有正的轴向前角ψ的方式安装于刀架100。即，如图14(c)所示，在侧视下观察，配置于刀架100的外周面侧的镶刀1的切削刃5以随着从刀架100的前端侧朝向后端侧而远离刀架100的旋转中心轴线S2的方式倾斜。利用这样的结构，能谋求降低切削时产生的切削阻力，能抑制颤振。其结果是，能抑制切削刃5的缺损。
<切削加工物的制造方法>
使用图15对作为本发明的实施方式的一例的切削加工物的制造方法，以使用切削工具10的情况为例进行说明。本例的切削加工物的制造方法包含以下的(i)～(iii)的工序。
(i)如图15(a)所示，使切削工具110以刀架100的旋转中心轴S2为中心向箭头X方向旋转的工序，以及通过使切削工具110向箭头Y1方向移动而使切削工具110的切削刃5接近被切削件200的工序。
(ii)如图15(b)所示，使镶刀1的切削刃5与被切削件200的表面接触，使旋转的切削工具110例如向箭头Z方向移动而对被切削件200的表面进行切削的工序。
(iii)如图15(c)所示，使旋转的切削工具110向箭头Y2方向移动而使切削工具110与被切削件200分离的工序。
通过这样地使用切削工具110对被切削件200进行切削加工能制造切削加工物。
需要说明的是，在上述(i)的工序中，使切削工具110和被切削件200相对地接近即可，例如也可以使被切削件200接近切削工具110。与此同样地，在上述(iii)的工序中，使被切削件200与切削工具110相对地远离即可，例如也可以使被切削件200远离切削工具110。在继续切削加工的情况下，维持使切削工具110旋转的状态，反复使镶刀1的切削刃5与被切削件200的不同的部位接触的工序即可。在本例中，如上所述，镶刀1的切削刃5具有三个切削部，因此，在使用的切削部(切削刃5)发生磨损时，使镶刀1相对于贯通孔7的旋转中心轴S1旋转，使用未使用的切削部(切削刃5)即可。
另外，作为被切削件200的材质的代表例，例举有碳素钢、合金钢、不锈钢、铸铁或非铁金属等。
符号说明
1 切削镶刀(镶刀)
2 上表面
20 前刀面
21 第一前刀部
22 第二前刀部
23 平坦面
24 台阶部
3 下表面
30 下表面侧的前刀面
31 下表面侧的第一前刀部
32 下表面侧的第二前刀部
33 下表面侧的平坦面
34 下表面侧的台阶部
4 侧面
41 第一约束部
42 第二约束部
43 连续面
5 切削刃
50 切削部
51 圆弧状主切削刃
52 圆弧状副切削刃
53 最高点
54 最低点
5U 下切削刃
50U 下切削刃侧的切削部
51U 圆弧状下主切削刃
52U 圆弧状下副切削刃
53U 下切削刃侧的最高点
54U 下切削刃侧的最低点
6 刃背
7 贯通孔
8 螺钉抵接部
10 主体部
100 刀架
101 镶刀槽
102 切屑排出槽
103 安装座面
104 约束侧面
105 螺纹孔
110 切削工具
111 安装螺钉
200 被切削件

Claims (15)

1.一种切削镶刀，其特征在于，
该切削镶刀具备主体部，该主体部具有上表面、下表面、与所述上表面和所述下表面连接的侧面、位于所述上表面与所述侧面的交叉部的切削刃，
所述切削刃具有：呈向所述主体部的外方凸出的凸状的圆弧状主切削刃、呈向所述主体部的外方凸出的凸状且具有比所述圆弧状主切削刃的曲率半径小的曲率半径的圆弧状副切削刃，
在所述上表面沿着所述圆弧状主切削刃设有以随着从所述圆弧状主切削刃朝向所述主体部的内方而接近所述下表面的方式倾斜的第一前刀部，
所述第一前刀部的倾斜角随着从与所述圆弧状主切削刃的一端部相连的部分朝向与所述圆弧状主切削刃的另一端部相连的部分而减小，
在所述上表面设有平坦面，所述平坦面位于比所述第一前刀部靠所述主体部的内方的位置，
在俯视下观察，所述平坦面在所述圆弧状主切削刃的中央部处最远离所述圆弧状主切削刃。
2.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，
所述圆弧状主切削刃以随着远离所述圆弧状副切削刃而接近所述下表面的方式倾斜，所述圆弧状副切削刃以随着远离所述圆弧状主切削刃而接近所述下表面的方式倾斜。
3.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，
所述切削刃的最远离所述下表面的最高点位于所述圆弧状主切削刃与所述圆弧状副切削刃之间。
4.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，
在侧视下观察，所述圆弧状主切削刃及所述圆弧状副切削刃向远离所述下表面的一侧弯曲。
5.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，
在俯视下观察，所述第一前刀部在与所述圆弧状主切削刃的中央部相对应的区域最接近所述主体部内方，在与所述圆弧状主切削刃的两端部相对应的区域最远离所述主体部内方。
6.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，
在俯视下观察，所述圆弧状主切削刃的长度比所述圆弧状副切削刃的长度长。
7.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，
所述上表面沿着所述圆弧状副切削刃具有以随着从所述圆弧状副切削刃朝向所述主体部内方而接近所述下表面的方式倾斜的第二前刀部，
该第二前刀部的倾斜角随着从与所述圆弧状副切削刃的一端部相连的部分朝向与所述圆弧状副切削刃的中央部相连的部分而减小。
8.根据权利要求7所述的切削镶刀，其特征在于，
所述第二前刀部的倾斜角随着从与所述圆弧状副切削刃的一端部相连的部分朝向与所述圆弧状副切削刃的另一端部相连的部分而减小。
9.根据权利要求7所述的切削镶刀，其特征在于，
在俯视下观察，所述第二前刀部的从所述圆弧状副切削刃朝向所述主体部内方的方向的宽度为大致恒定。
10.根据权利要求1所述的切削镶刀，其特征在于，
所述主体部具有贯通所述上表面及所述下表面的贯通孔，
所述切削刃在所述贯通孔的周围具备多个包含所述圆弧状主切削刃及所述圆弧状副切削刃的切削部。
11.一种切削镶刀，其特征在于，
该切削镶刀具备主体部，该主体部具有上表面、下表面、与所述上表面和所述下表面连接的侧面、位于所述上表面与所述侧面的交叉部的切削刃，
所述切削刃具有：呈向所述主体部的外方凸出的凸状的圆弧状主切削刃、呈向所述主体部的外方凸出的凸状且具有比所述圆弧状主切削刃的曲率半径小的曲率半径的圆弧状副切削刃，
在所述上表面沿着所述圆弧状主切削刃设有以随着从所述圆弧状主切削刃朝向所述主体部的内方而接近所述下表面的方式倾斜的第一前刀部，
所述第一前刀部的倾斜角随着从与所述圆弧状主切削刃的一端部相连的部分朝向与所述圆弧状主切削刃的中央部相连的部分而减小，
在侧视下观察，所述侧面具有凹状的约束部，
该约束部具备位于所述圆弧状主切削刃下方的第一约束部和位于所述圆弧状副切削刃下方的第二约束部，
所述第一约束部随着从所述下表面朝向所述上表面而向所述主体部的内方倾斜，所述第二约束部随着从所述下表面朝向所述上表面而向所述主体部的外方倾斜。
12.根据权利要求11所述的切削镶刀，其特征在于，
所述主体部具有贯通所述上表面及所述下表面的贯通孔，
所述切削刃在所述贯通孔的周围具备多个包含所述圆弧状主切削刃及所述圆弧状副切削刃的切削部。
13.一种切削工具，其特征在于，
该切削工具具备权利要求1～12中任一项所述的切削镶刀和具有旋转中心轴的圆柱状的刀架，
所述切削镶刀以所述圆弧状主切削刃从所述刀架的外周面突出的方式安装在所述刀架上。
14.根据权利要求13所述的切削工具，其特征在于，
所述切削镶刀以所述圆弧状主切削刃相对于所述刀架的所述旋转中心轴具有正的轴向前角的方式安装于所述刀架。
15.一种切削加工物的制造方法，其特征在于，
该切削加工物的制造方法包括：
使权利要求13或14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而对所述被切削件进行切削的工序；
使旋转的所述切削工具的所述切削刃与所述被切削件分离的工序。
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