CN103658866A - 开槽加工方法、开槽加工刀具以及开槽加工刀具保持结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种开槽加工方法，开槽加工刀具以及开槽加工刀具保持结构，在加工过程中，切屑不易存留于切削刃之间且能够减小施加于刀具的负载。刀具（1）形成为：在纵向配置的刀片（10）的左右侧部分别呈直线状配置有多个切削刃（11），且配置于一侧部的切削刃（11）朝下取向，配置于另一侧部的切削刃（11）朝上取向，使刀具（1）在形成切削刃（11）的面内进行圆运动来切削，沿切削方向偏移预定间距而重复实施基于圆运动的切削。刀具（1）在被施加有较大的应力时在切削面内倾斜。

Description

开槽加工方法、开槽加工刀具以及开槽加工刀具保持结构

技术领域

本发明涉及实施开槽加工的开槽加工方法、开槽加工刀具以及用于将开槽加工刀具安装于机床的开槽加工刀具保持结构。

背景技术

在进行用于形成宽度较窄的槽的所谓的狭槽加工的情况下，存在使用锯齿形状的刀具进行加工的方法。例如在专利文献1中，使用在拉刀主体的全长范围呈锯状地设置有刃的拉刀（开槽加工刀具），将拉刀插入于加工孔，通过滑动动作来切削加工出键槽。

专利文献1：日本特开2004-322239号公报

可是，在狭缝加工中，特别是在进行深槽加工的情况下，由于施加于开槽加工刀具的负载变大，因此存在刀具破损或发生过早磨损这样的情况。

另外，在如上述专利文献1那样使用锯状的刀具的情况下，切屑容易存留于切削刃之间，这成为了加工面恶化的原因。

发明内容

因此，本发明鉴于这样的问题，目的在于提供一种在加工过程中切屑不易存留于切削刃之间且能够减小施加于刀具的负载的开槽加工方法、开槽加工刀具以及开槽加工刀具保持结构。

为了解决上述课题，技术方案1的发明的开槽加工方法的特征在于，该开槽加工方法使刀具在切削刃所配置的面内进行圆运动或圆弧运动，来对被加工物进行切削加工，所述刀具具备切削刃组，在所述切削刃组中，呈直线状配置有多个所述切削刃，且所述切削刃组的切削方向为配置多个切削刃的方向。

根据该方法，由于使刀具进行圆运动或圆弧运动，因此，不是连续地进行一次切削，从而切屑不易存留在切削刃之间。因此，能够减轻施加于刀具的负载，从而能够持续进行顺畅的加工。另外，不存在直线运动，而是进行圆运动或圆弧运动来切削，由此能够顺畅地进行加工动作，能够在每个加工的周期使切屑落下。

技术方案2的发明的特征在于，在技术方案1所述的方法中，在实施基于所述圆运动或圆弧运动的切削后，使所述工具沿切削方向偏移预定间距而重复实施基于所述圆运动或圆弧运动的切削。

根据该方法，由于偏移间距而进行加工，因此不是仅对特定部位进行切削，从而能够实现形成同样的切削面的开槽加工。

技术方案3的发明的特征在于，在技术方案1或2所述的方法中，所述刀具在纵向配置的刀片的左右两侧平行地具备所述切削刃组，并且，所述刀具通过将所述切削刃组的切削方向互相反向地配置而成，在利用朝下的切削刃组朝下进行切削后，利用朝上的切削刃组朝上进行切削，通过基于所述刀具的圆运动实现的一次往复移动来切削出槽的左右侧部。

根据该结构，无需在加工相反侧的槽侧面时变更刀具的朝向，能够通过刀具的一次往复运动来加工出槽的两端部，从而能够缩短加工时间。

技术方案4的发明的开槽加工刀具安装于机床上，用于对被加工物实施开槽加工，所述机床具备至少沿正交的两个轴移动的机构，所述开槽加工刀具的特征在于，所述开槽加工刀具在纵向配置的刀片的左右两侧平行地配置有切削刃组，所述切削刃组具有呈直线状配置的多个切削刃，且将切削方向设定为配置多个切削刃的方向，并且，将所述切削刃组的切削方向设置成互相反向。

根据该结构，由于在刀片的两侧具备切削刃，因此无需在加工相反侧的槽侧面时变更刀具，从而能够缩短加工时间。

另外，能够通过使纵向配置的刀具向下方移动和向上方移动这两个方向的移动来进行切削，从而能够通过刀具的圆弧运动或圆运动实施槽两侧部的加工，能够缩短加工时间。

技术方案5的发明的特征在于，在技术方案4所述的结构中，在平行地配置于所述刀片的左右两侧的切削刃组中，最末端的切削刃配置成比其他的切削刃突出预定量。

根据该结构，能够通过突出的最末端的切削刃来实施精加工，从而无需更换用于精加工的刀具，因此能够提高加工效率。

技术方案6的发明的开槽加工刀具保持结构用于将刀具架保持于机床的刀具座，所述刀具架使安装有开槽加工刀具的块保持于基座，所述开槽加工刀具具有呈直线状配置的多个切削刃，所述机床具备至少沿正交的两个轴移动的机构，所述开槽加工刀具保持结构的特征在于，所述块被保持在枢轴安装于所述基座的状态，所述块在被保持的状态下能够在与配置有所述切削刃的面平行的面内摆动。

根据该结构，由于能够使刀具的角度变化，因此，在开槽加工时施加于刀具的应力变大的情况下，通过使刀具角度变化，能够避免应力，从而能够防止刀具破损。

技术方案7的发明的特征在于，在技术方案6所述的结构中，所述基座具有：限制单元，其限制所述块的摆动幅度；和弹性施力单元，其对块向制止摆动的方向施力，所述弹性施力单元成对地形成为从左右双方对在摆动面内摆动的块进行推压，所述块被所述弹性施力单元施力而保持规定角度的稳定状态，所述块在受到超过预定应力的外力时在摆动范围内倾斜。

根据该结构，只要没有施加过大的应力，刀具就不会倾斜，从而能够实现高精度的加工。

根据本发明的开槽加工方法，由于使刀具进行圆运动或圆弧运动来切削加工，因此，不是连续地进行一次切削，从而切屑不易存留在切削刃之间。因此，能够减轻施加于刀具的负载，从而能够持续进行顺畅的加工。另外，不存在直线运动，而是进行圆运动或圆弧运动来切削，由此能够顺畅地进行加工动作，能够在每个加工的周期使切屑落下。

另外，根据本发明的开槽加工刀具，无需在加工槽的相反侧时变更刀具的朝向，能够通过刀具的往复运动来加工出槽的两端部，从而能够缩短加工时间。

另外，根据本发明的开槽加工刀具保持结构，由于能够使刀具的角度变化，因此，在加工时施加于刀具的应力变大的情况下，通过使刀具角度变化，能够避免应力，从而能够防止刀具破损。

附图说明

图1是示出本发明的开槽加工刀具的一个示例的说明图，（a）是主视图，（b）是沿A-A线的纵剖视图，（c）是沿B-B线的剖视图。

图2是C部分的放大图。

图3是刀具末端的放大图。

图4是加工顺序的说明图，并且是开槽加工进刀时的主视说明图。

图5是图4的开槽加工的前加工的说明图。

图6是加工部的放大说明图。

图7是示出加工的流程的说明图。

图8是示出加工的流程的另一说明图。

标号说明

1：刀具；2：块；3：基座；4：刀具架；6：销；10：刀片；11：切削刃；11a：末端刃；30：球塞（弹性施力单元）。

具体实施方式

以下，参照附图对将本发明具体化的实施方式详细地进行说明。图1示出本发明的开槽加工刀具的一个示例，（a）是主视图，（b）是沿A-A线的纵剖视图，（c）是沿B-B线的剖视图。示出了在刀具架4安装有刀具1的状态，在刀具架4中，用于安装刀具的块2被保持于基座3。如图1所示，刀具1被固定成以上部保持于基座3方式下垂，从而对被加工物实施开槽加工。

刀具1形成为，在由长方形的板状的钢材构成的刀片10的长边侧两侧部分别具备切削刃组，所述切削刃组如锯那样以固定的间距呈直线状配置有多个切削刃11。图3是将刀具末端放大后的图，如图3所示，在一侧部形成的切削刃11的刃朝下，在另一侧部形成的切削刃11的刃朝上。

另外，如图3所示，在刀具1的末端形成的切削刃（末端刃）11a形成为比其他的切削刃11稍微突出突出量m。该末端刃11a是在后述的精加工中使用的刃。该刀具1如后述那样被两根螺栓5固定于块2，块2通过销6被枢轴安装于基座3进行保持。

块2是将前表面作为刀具1的安装面并将背面作为与基座3紧贴的紧贴面的金属制块体，在块2的左右两侧面遍及上下地形成有与基座3卡合的槽2a。另外，沿前后方向设有一对用于紧密固定刀具1的螺纹孔2b，刀具1被螺栓5密着固定。在上部中央即螺纹孔2b的上部，贯穿设置有用于将块2安装于基座3的销插入孔2c。

基座3具有收纳块2的矩形凹部3a，在该矩形凹部3a的左右壁面，遍及上下地形成有与块2的槽2a卡合的突条片3b，块2从下方滑动插入于矩形凹部3a而被收纳。

并且，在矩形凹部3a内的上部贯穿设置有与块2的销贯穿插入孔2c对应的连结孔3c，通过将销6从块2侧贯穿插入于这两个孔2c、3c，由此将块2枢轴安装于基座3。在销6的突出于基座3背部的末端部安装有挡环7来防止脱落。

但是，如图2的C部分放大图所示，矩形凹部3a形成为宽度比块2的宽度稍大，并且矩形凹部3a形成为，在收纳并保持着块2的状态下在左右双方产生间隙S。根据该结构，通过销6使块2以连结部为中心稍微转动，则处于下垂状态的刀具1能够向左右稍微摆动。即，能够在与切削刃11的形成面平行的面内摆动。

另外，在基座3下部配置有一对球塞30。球塞30由滚珠和螺旋弹簧构成（未图示），并且配置成在基座3的成为矩形凹部3a的左右下部的下部位置互相面对，双方都以推压块2的方式进行作用，且双方配置成从左右夹持块2。

其结果是，块2被从左右两侧推压，从而以稳定的状态被保持在矩形凹部3a的中央。并且，在块2被保持于基座3的状态下，当超过预定大小的应力沿切削刃11的方向即左右方向作用于块2时，块2如图1的（a）所示那样稍微倾斜，从而向切削刃11的方向即左右方向摆动。

基于如上述那样保持于基座3的刀具1进行的槽加工如下述这样实施。图4示出了开槽加工进刀时的主视说明图，图5示出了图4的开槽加工的前加工的说明图，图6示出了加工部的放大说明图，参照这些附图进行说明。

作为开槽加工的前加工，如图5所示，在被加工物W形成用于贯穿插入刀具1的孔。在此，使用金工锯8从表背双方切入被加工物W，实施用于设置贯穿部9的粗加工。这样制作出的槽是图4所示的形状那样的从上下形成为半圆状的槽，在槽的中央形成有贯穿部9。

如图4所示那样将刀具1插入于该贯穿部9来实施开槽加工。现在，当将刀具1设置于Z-X平面并使形成的槽同样处于Z-X平面方向时，使刀具1在Z-X平面上进行圆运动从而实施开槽加工。

图6是基于该圆运动进行的切削的说明图，示出了使用朝下的切削刃11并使刀具1朝下如箭头Y2所示进行圆运动来实施切削的情况。通过该加工，通过切削刃11在被加工物W形成圆弧状的凹陷P。然后，偏移预定的间距来进行该圆运动（轨迹动作），重复执行进行两次的加工（两个轨迹为一个周期的加工），直至设定的预定量被切削，由此进行开槽加工。

图7是示出该加工的流程的说明图，标号P1表示通过第1轨迹切削掉的部分，标号P2表示通过第2轨迹切削掉的部分。标号t表示切削深度，示出了通过1次圆运动形成深度t的凹陷P1的情况。该凹陷P1对应于与被加工物W的加工面接触的切削刃11的数量形成。接下来，通过偏移了预定间距的第2次圆运动形成凹陷P2。

在此，示出了偏移切削刃11的间距Pi（图3所示的）的二分之一来实施基于两次圆运动（两次轨迹动作）的加工的情况，并且示出了进行深度2t的加工的状态。这样，发挥了刀具1的多刃的效果，加工出多个凹陷P，从而能够以最小的移动量增加每单位时间的切削去除量。

以上对槽加工中的左侧部的加工进行了说明，槽的相反侧的加工由在刀具1的相反侧形成的朝上的切削刃11切削。

该加工通过使刀具1向上方移动来实施，在上述圆运动的向下动作时实施左侧的加工，然后，通过连续的圆运动的向上动作来实施右侧的加工。该右侧的加工也与左侧的加工同样地实施，例如实施偏移切削刃11的间距Pi的二分之一的、两个轨迹为一个周期的加工。

然后，重复执行该两个轨迹为一个周期的加工，直至达到所设定的进刀量。

这样，由于使刀具1在形成切削刃11的面内进行圆运动，因此，不是呈直线状连续地进行一次切削，从而切屑不易存留在切削刃11之间。因此，能够减轻施加于刀具1的负载，从而能够持续进行顺畅的加工。另外，不存在直线运动，而是进行圆运动来切削，由此能够顺畅地进行加工动作，还能够在每个加工的周期使切屑落下。

另外，由于偏移预定间距进行加工，因此不是仅对特定部位进行切削，从而能够实现形成同样的切削面的开槽加工。

此外，由于在刀片10的两侧具备切削刃11，因此无需在对槽的相反侧进行加工时变更刀具，从而能够缩短加工时间，并且能够通过使纵向配置的刀具1向下方移动和向上方移动这两种移动来进行切削，通过基于刀具1的圆运动实现的往复运动能够对槽两端部进行加工，从而能够缩短加工时间。

另外，刀具1没有固定安装于基座3，在施加有过大的应力的情况下，刀具1倾斜从而使角度变化，因此能够避免应力，从而能够防止刀具破损。

相反，只要没有施加过大的应力，由于一对球塞30的作用力，刀具1不会倾斜，因此能够实现高精度的加工。

并且，上述一系列的加工是在加工面存在多个凹陷P的粗加工，完成粗加工后，最后进行精加工。如图3所示，在刀具上形成的切削刃中的末端刃11a形成为比其他的切削刃11突出m的量，因此利用该突出的末端刃11a实施精加工。如图3所示，该精加工不是以圆运动而是以箭头Y1所示的直线运动来实施，精加工由一个切削刃来实施。

这样，由于精加工以直线运动来实施，因此，切屑不会存留于切削刃11之间，从而能够顺畅地进行切削。并且，由于能够利用突出的最末刃11a实施精加工，因此无需更换用于精加工的刀具，加工效率提高。

并且，上述实施方式是将第1轨迹与偏移了预定间距的第2轨迹的深度设定为相同来实施的，但也可以在每一轨迹加工中依次增加加工的深度。即，偏移了间距的加工能够容易比刚刚形成的凹陷形成得深，因此无需限定为同样的深度，也可以依次更深地进行加工。图8示出了该情况下的加工的流程，并且示出了使第2轨迹的深度u比第1轨迹的深度t深的加工形态。

另外，实施了基于圆运动的加工，在该加工形态中，在刀片10的两侧设有切削刃11，而且在切削刃11反向地形成的情况下，能够高效地进行加工，但是，在双方的切削刃都朝向同一方向形成的情况下，也可以进行圆弧动作而不是圆运动。在该情况下，在切削时成为与圆运动同样的加工，但由于不伴随有相反侧的切削刃11的加工，因此刀具1的返回动作可以是直线运动。并且，基于该圆弧动作的加工形态良好地适用于仅在刀片10的单侧具备切削刃11的刀具的情况。

另外，在通过圆运动或圆弧运动进行加工时，也可以以包括微小距离的直线运动的动作进行加工，在加工过程中（刀具1与被加工物W接触而进行加工时）实施微小距离的直线运动的情况下，也起到上述效果，因此也包含于本发明。

此外，在一个侧面一个侧面地加工或仅对单侧进行加工的情况下，也可以使用双方的切削刃都朝下或仅在单侧具有切削刃的刀具进行本加工。

另外，一个周期的轨迹数量并不限定于两个轨迹，也可以由三个轨迹或四个轨迹构成一个周期，只要对应于使用的刀具1或被加工物W的形状来设定即可，并且无需也将各个轨迹之间的移动量固定为切削刃11的间距Pi的二分之一。

此外，安装刀具架4的刀具座并不限定于加工中心主轴，也可以安装于车床的回转头或专用的刀具座等。

Claims (7)

1.一种开槽加工方法，其特征在于，

该开槽加工方法使刀具在切削刃所配置的面内进行圆运动或圆弧运动，来对被加工物进行切削加工，所述刀具具备切削刃组，在所述切削刃组中，呈直线状配置有多个所述切削刃，且所述切削刃组的切削方向为配置多个切削刃的方向。

2.根据权利要求1所述的开槽加工方法，其特征在于，

在实施基于所述圆运动或圆弧运动的切削后，使所述刀具沿切削方向偏移预定间距而重复实施基于所述圆运动或圆弧运动的切削。

3.根据权利要求1或2所述的开槽加工方法，其特征在于，

所述刀具在纵向配置的刀片的左右两侧平行地具备所述切削刃组，并且，所述刀具通过将所述切削刃组的切削方向互相反向地配置而成，

在利用朝下的切削刃组朝下切削被加工物后，利用朝上的切削刃组朝上切削所述被加工物，通过基于所述刀具的圆运动实现的一次往复移动来切削出槽的左右侧部。

4.一种开槽加工刀具，其安装于机床上，用于对被加工物实施开槽加工，所述机床具备至少沿正交的两个轴移动的机构，

所述开槽加工刀具的特征在于，

所述开槽加工刀具在纵向配置的刀片的左右两侧平行地配置有切削刃组，所述切削刃组具有呈直线状配置的多个切削刃，且将切削方向设定为配置多个切削刃的方向，并且，将所述切削刃组的切削方向设置成互相反向。

5.根据权利要求4所述的开槽加工刀具，其特征在于，

在平行地配置于所述刀片的左右两侧的切削刃组中，最末端的切削刃配置成比其他的切削刃突出预定量。

6.一种开槽加工刀具保持结构，所述开槽加工刀具保持结构用于将刀具架保持于机床的刀具座，所述刀具架使安装有开槽加工刀具的块保持于基座，所述开槽加工刀具具有呈直线状配置的多个切削刃，所述机床具备至少沿正交的两个轴移动的机构，

所述开槽加工刀具保持结构的特征在于，

所述块被保持在枢轴安装于所述基座的状态，所述块在被保持的状态下能够在与配置有所述切削刃的面平行的面内摆动。

7.根据权利要求6所述的开槽加工刀具保持结构，其特征在于，

所述基座具有：

限制单元，其限制所述块的摆动幅度；和

弹性施力单元，其对块向制止摆动的方向施力，

所述弹性施力单元成对地形成为从左右双方对在摆动面内摆动的块进行推压，

所述块被所述弹性施力单元施力而保持规定角度的稳定状态，所述块在受到超过预定应力的外力时在摆动范围内倾斜。

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