CN103889624B - 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

本发明的技术方案的切削镶刀中，上表面沿着切削刃设置，随着从切削刃朝向内方依次具有：以与贯通上下表面的中心轴垂直的垂直面为基准，朝向下表面以第一前角倾斜的第一前刀面；位于比第一前刀面靠内方，以垂直面为基准，朝向下表面以与第一前角不同的第二前角倾斜的第二前刀面，第一前刀面与第二前刀面的交线部在沿着第二侧面的区域具有最高位的隆起部。提供一种具备该切削镶刀的切削工具、及使用该切削工具来制造切削加工物的方法。

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
以往，作为为了进行平面铣削加工而使用的切刀，提出了从拐角切削刃朝向内侧设有前刀面、台阶部及底座面的结构(例如，参照日本特开2004-314301号公报)。
然而，日本特开2004-314301号公报的切刀例如在精切削等的切入量小的切削条件下使用时，存在切屑未卷曲·断开而延伸，而划伤被切削件的加工面的可能性。
因此，为了抑制上述那样的切屑引起的被切削件的加工面的品质下降，要求具备优异的切屑排出性的镶刀。
发明内容
本发明的课题之一在于提供具备优异的切屑排出性的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。
本发明的技术方案涉及的切削镶刀具备：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，且依次具有第一侧面、拐角侧面及第二侧面；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、位于所述上表面与所述拐角侧面的交线部的拐角切削刃、位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，所述上表面沿着所述切削刃设置，随着从所述切削刃朝向内方依次具有：以与贯通所述上下表面的中心轴垂直的垂直面为基准，朝向所述下表面以第一前角倾斜的第一前刀面；位于比所述第一前刀面靠内方，以所述垂直面为基准，朝向所述下表面以与所述第一前角不同的第二前角倾斜的第二前刀面，所述第一前刀面与所述第二前刀面的交线部在沿着所述第二侧面的区域具有最高位的隆起部。
本发明的技术方案涉及的切削工具具备：上述的技术方案涉及的切削镶刀；安装所述切削镶刀的刀架。
本发明的技术方案涉及的切削加工物的制造方法包括：使上述的技术方案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；使所述切削工具从所述被切削件离开的工序。
根据本发明的技术方案涉及的切削镶刀，上表面沿着切削刃设置，随着从切削刃朝向内方依次具有：以与贯通上下表面的中心轴垂直的垂直面为基准，朝向下表面以第一前角倾斜的第一前刀面；位于比第一前刀面靠内方，以垂直面为基准，朝向下表面以与第一前角不同的第二前角倾斜的第二前刀面，第一前刀面与第二前刀面的交线部在沿着第二侧面的区域具有最高位的隆起部，因此，即使在主要使用拐角切削刃及副切削刃的切入量比较小的切削条件下，通过位于沿着第二侧面的区域的高的隆起部也能够使生成的切屑稳定地卷曲，从而能够发挥优异的切屑排出性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的切削镶刀的图，(a)是立体图，(b)是俯视图(上面图)，(c)是(b)的X1向视侧视图(第二侧面侧)，(d)是(b)的X2向视侧视图(第一侧面侧)。
图2是表示对图1的切削镶刀的一部分进行了变形的例子的侧视图，(a)及(b)分别是相当于图1(c)的放大图的图。需要说明的是，图2是表示对图1所示的切削镶刀中的第一侧面的结构进行了变形的例子的图。这一点，在图5及图12中也同样。
图3是表示图1的切削镶刀的侧视图，是图1(d)的放大图。
图4是表示图1的切削镶刀的侧视图，(a)是图1(d)的放大图，(b)是(a)的E-E线处的放大剖视图。
图5是表示对图1的切削镶刀的一部分进行了变形的例子的剖视图，(a)是沿图4(a)的A-A线剖切得到的剖视图，(b)是沿图4(a)的B-B线剖切得到的剖视图，(c)是沿图4(a)的C-C线剖切得到的剖视图，(d)是沿图4(a)的D-D线剖切得到的剖视图。
图6是表示图1的切削镶刀的图，(a)是俯视图(上面图)，(b)是沿(a)的a-a线剖切得到的剖视图，(c)是沿(a)的b-b线剖切得到的剖视图，(d)是沿(a)的c-c线剖切得到的剖视图。
图7是表示图1的切削镶刀的图，(a)是俯视图(上面图)，(b)是沿(a)的d-d线剖切得到的剖视图，(c)是沿(a)的e-e线剖切得到的剖视图，(d)是沿(a)的f-f线剖切得到的剖视图。
图8是表示用于对本发明的实施方式的切削镶刀进行安装的刀架的图，(a)是侧视图，(b)是从与(a)不同的角度观察到的侧视图，即，是使(a)旋转90度所得到的侧视图，即从下方观察(a)得到的侧视图，(c)是前端视图。
图9是表示本发明的实施方式的切削工具的图，(a)是立体图，(b)是侧视图。
图10中，(a)是将图9(b)的切削工具的前端部放大表示的局部放大图，(b)是(a)的前端视图。
图11(a)～(c)是按工序顺序表示本发明的实施方式的切削加工物的制造方法的立体图。
图12是表示对图1的切削镶刀的一部分进行了变形的例子的侧视图，是相当于图1(d)的放大图的图。
具体实施方式
<切削镶刀>
以下，关于本发明的实施方式的切削镶刀(以下，有时称为“镶刀”)，使用图1～图7进行详细说明。
如图1所示，本实施方式的镶刀1大致具备上表面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及平坦面21，侧面4具有第一侧面41、拐角侧面43以及第二侧面42，切削刃5具有主切削刃51、拐角切削刃53以及副切削刃52。以下，关于镶刀1的各结构要件，依次进行说明。
如图1(b)所示，镶刀1在俯视下为大致四边形状(大致长方形状)。在此，以下只要没有特别说明，俯视就是指从上表面2侧观察镶刀1的状态。需要说明的是，镶刀1的形状并未限定为大致四边形状，可以为在俯视下，例如三角形、五边形、六边形、八边形等大致多边形的板状。
在镶刀1中，俯视下的大致四边形状的长边可以为例如8～15mm左右，短边可以为例如4～8mm左右，而且，从上表面2到下表面3的厚度可以为例如3～7mm左右。在此，厚度是指在侧视下，从上表面2中的位于最上方的部位到下表面3中的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。而且，以下只要没有特别说明，侧视就是指朝向第一侧面41观察镶刀1的状态。镶刀1的中心轴S1是贯通上表面2及下表面3之间的轴，在俯视下，是指使镶刀1旋转时成为旋转轴的轴。
另外，在镶刀1中，如图1(a)所示，与上表面2侧同样地，在下表面3与侧面4的交线部也具备切削刃5A，该切削刃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，可以使用上表面2的平坦面21作为向后述的刀架10安装的安装座面。即，本实施方式的镶刀1能够将上表面2侧和下表面3侧分别使用于切削加工，因此为了能够在使镶刀1上下翻转的状态下使用，下表面3侧的主切削刃51A成为使上表面2侧的主切削刃51翻转得到的形状。
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。因而，在本实施方式的镶刀1中，能够使用上表面2及下表面3分别为2处、总计4处的拐角进行切削加工。这样，侧面4中的形成主切削刃51的部位与形成副切削刃52的部位如第一侧面41及第二侧面42那样分别构成，因此能够比较容易地将主切削刃51以及沿着该主切削刃51而位于上表面2的前刀面8、相对于副切削刃52的后刀面(第二上限制面42a)分别形成为适合的结构而设计。以下，关于本实施方式的镶刀1的各结构要素，进行更详细的说明。
(关于切削刃)
切削刃5如上述那样位于上表面2与侧面4的交线部，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，主切削刃51及副切削刃52经由拐角切削刃53而连接。本实施方式的镶刀1能够使用包含主切削刃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，是在切削作用中对切屑生成发挥主要作用的刃。如图1(b)所示，主切削刃51在俯视下具有随着离开副切削刃52侧而朝向外方呈平缓的凸状的曲线，如图1(d)所示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的刃尖缺损，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侧而逐渐减小。需要说明的是，在主切削刃51中的距副切削刃52最远的端部，侧视下的倾斜角度可以为零。
其次，副切削刃52位于上表面2与第二侧面42的交线部，是具有将后述的被切削件100的精加工面102形成为平滑的作用的刃。在本实施方式中，在切削加工时，在上表面2与第二侧面42的交线部中，优选主要使用从主切削刃51(拐角切削刃53)侧端部到中央部的区域。
在本实施方式中，如图1(b)所示，副切削刃52在俯视下为直线状。而且，如图1(c)所示，在从第二侧面42侧观察的侧视下，副切削刃52随着离开拐角切削刃53而向下表面3侧倾斜。更具体而言，在从第二侧面42侧观察的侧视下，副切削刃52随着从主切削刃51(拐角切削刃53)侧的一端朝向离开主切削刃51(拐角切削刃53)的一侧的另一端，而朝向下方呈直线状地倾斜。副切削刃52的倾斜角度在从第二侧面42侧观察的侧视下，优选以与中心轴S1垂直的平面为基准而设定为6～13°。一端侧的部位是起到用于将被切削件100的精加工面102形成为平滑的主要作用的部位。
这样，通过一条直线来形成副切削刃52，由此，从一端朝向另一端没有最高点那样突出的部位。其结果是，能够抑制在使用一方的拐角侧面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)而排出时、与后述的另一方的拐角侧面43P侧的主切削刃51P、拐角切削刃53P以及副切削刃52P中的副切削刃52P发生碰撞的情况，因此，能够减少对未使用的副切削刃52P造成的损伤。需要说明的是，作为其他的例子，在从第二侧面42侧观察的侧视下，副切削刃52可以设为平缓的1个圆弧状。
其次，如图1(b)所示，拐角切削刃53位于上表面2与拐角侧面43的交线部，是具有抑制主切削刃51与副切削刃52的交叉部处的切削刃的缺损的作用的刃。在本实施方式中，拐角切削刃53是夹在主切削刃51与副切削刃52之间的比较平滑的曲线状。
(关于上表面)
如图1(a)所示，上表面2具有沿着切削刃5设置且随着离开切削刃5而向下方倾斜的前刀面8，在贯通孔6的周围且在离开切削刃5的部位具有在侧视下至少一部分位于比主切削刃51靠上方的平坦面21。
首先，前刀面8是与在切削加工时由主切削刃51生成的切屑进行接触，使切屑产生变形或行进方向的变更，由此具备将切屑顺畅地向外部排出的作用的部位。需要说明的是，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，而且只要能起到其作用即可，也包括些许的凹凸或弯曲。这一点对于曲面状也同样。
其次，平坦面21是在安装于刀架10时具有作为安装座面的功能的部位。
并且，在本实施方式中，如图6及图7所示，前刀面8沿着切削刃5设置，随着从切削刃5朝向内方依次具有：以与贯通上下表面2、3的中心轴S1垂直的垂直面S1b为基准，朝向下表面3以第一前角θ1倾斜的第一前刀面81；位于比第一前刀面81靠内方，以垂直面S1b为基准，而朝向下表面3以与第一前角θ1不同的第二前角θ2倾斜的第二前刀面82。并且，第一前刀面81与第二前刀面82的交线部83具有在沿着第二侧面42的区域作为最高位的隆起部831。根据这样的结构，即使在主要使用拐角切削刃53及副切削刃52的切入量比较小的切削条件下，通过位于沿着第二侧面42的区域上的高的隆起部831也能够使生成的切屑稳定地卷曲，能够发挥优异的切屑排出性。
在此，内方是指相对于切削刃5而言镶刀1的内侧，指贯通孔6侧(中心轴S1侧)的情况。而且，高位是以垂直面S1b为基准的高度，即是指镶刀1的中心轴S1方向上的距离大的情况。第二前刀面82的第二前角θ2可以与第一前刀面81的第一前角θ1局部相同。
另外，在本实施方式中，在俯视下，如图6(a)及(c)所示，隆起部831位于比第二侧面42的中点42A靠拐角侧面43侧的位置。根据这样的结构，能够使在上述那样的低切入的切削条件下生成的切屑有效地卷曲。
在本实施方式中，如图6(c)所示，第一前刀面81的第一前角θ1在通过隆起部831的部位处最小。根据这样的结构，尤其是容易设置隆起部831与比隆起部831靠前刀面8的位于拐角切削刃53侧的部位的高低差。
在本实施方式中，如图7所示，第二前刀面82的第二前角θ2随着从拐角切削刃53向主切削刃51侧离开而减小。根据这样的结构，对第二前刀面82，在图1(a)所示的第一端部8a侧能够确保厚度，因此在切入量大的区域中能够抑制主切削刃51的损伤。需要说明的是，第一端部8a是沿着主切削刃51设置的前刀面8的两端部中的位于距副切削刃52远的一侧的端部。而且，以下说明的第二端部8b是沿着主切削刃51设置的前刀面8的两端部中的位于距副切削刃52近的一侧的端部。
在本实施方式中，如图7所示，第一前刀面81的第一前角θ1与第二前刀面82的第二前角θ2在拐角切削刃53侧和主切削刃51侧具有角度大小颠倒的区域。在本实施方式中，θ1及θ2在图7(b)中具有θ1＜θ2的关系，在图7(c)中具有θ1＜θ2的关系，在图7(d)中具有θ1＞θ2的关系。即，在本实施方式中，第一前角θ1与第二前角θ2随着离开拐角切削刃53而相互的角度大小颠倒。根据这样的结构，对于第二前刀面82，在第二端部8b侧能够减小俯视下的朝向内方的宽度，因此能够较大地确保平坦面21的面积而提高向刀架的安装稳定性，并且在第一端部8a侧能够确保厚度，因此在切入量大的区域中能够抑制主切削刃51的损伤。需要说明的是，可以不使相互的角度大小颠倒而维持第一前角θ1比第二前角θ2小的关系。
在本实施方式中，如图7所示，第一前刀面81的第一前角θ1在从第一侧面41到拐角侧面43的区域中，角度增减小于第二前刀面82的第二前角θ2。
需要说明的是，前刀面8可以与主切削刃51连续，也可以经由所谓刃带面(刃带部)而形成。在此，刃带面是指沿着切削刃5而设于上表面2的一定宽度的细带状的面。刃带面以抑制切削刃5的缺损为目的而设置。在本实施方式中，如图6及图7所示，上表面2还具有位于切削刃5与第一前刀面81之间的刃带面22。在本实施方式中，刃带面22位于镶刀1的整周。
刃带面22可以平坦，或者可以随着从切削刃5朝向内方、以垂直面S1b为基准、向朝着下表面3的方向或离开下表面3的方向以刃带角θ3倾斜。刃带角θ3以垂直面S1b为基准朝向下表面3倾斜时判断为正(+)，向离开下表面3的方向倾斜时判断为负(-)。在本实施方式中，刃带面22随着从切削刃5朝向内方，以垂直面S1b为基准，向朝着下表面3的方向以刃带角θ3倾斜。即，在本实施方式中，刃带角θ3为正。并且，在本实施方式中，刃带角θ3小于第一前刀面81的第一前角θ1。
需要说明的是，在本实施方式中，上表面2与下表面3具备相同的结构，因此只要不需要特别的说明，以下就省略下表面3的说明。
(关于贯通孔)
贯通孔6是在将镶刀1向刀架10安装时用于插入紧固螺钉或安装用的螺栓的孔。在本实施方式中，贯通孔6位于上表面2的中央部。而且，在本实施方式中，贯通孔6的中心轴与镶刀1的中心轴S1存在于相同的位置。
(关于侧面)
侧面4如上述那样与上表面2及下表面3分别连接，具有彼此相邻的第一侧面41及第二侧面42。第一侧面41及第二侧面42具有以下说明的多个限制面，各个限制面根据向刀架10安装的安装方向的不同而发挥作为对刀架10的安装面的功能，或者发挥避免与被切削件100的接触的作为所谓后刀面的功能。
另外，在本实施方式中，如图1(b)所示，侧面4还具有夹设在第一侧面41与第二侧面42之间且在俯视下向外方弯曲的拐角侧面43。即，在本实施方式中，侧面4依次具有第一侧面41、拐角侧面43及第二侧面42。
另外，本实施方式的镶刀1在俯视下是第一侧面41侧的外缘为长边且第二侧面42侧的外缘为短边的长方形状。并且，副切削刃52中的离开拐角切削刃53的一侧的端部52a位于比短边的中点42a靠拐角切削刃53侧的位置。
需要说明的是，如上述那样，本实施方式的镶刀1在俯视下是第一侧面41侧的外缘为长边且第二侧面42侧的外缘为短边的长方形状。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。第三侧面41P及第四侧面42P与第一侧面41及第二侧面42的结构分别相同，因此只要不需要特别的说明，以下就以对于第一侧面41及第二侧面42的说明来取代对于第三侧面41P及第四侧面42P的说明。这一点对于与拐角侧面43成对的另一拐角侧面43P也同样。
需要说明的是，本实施方式的镶刀1中，图1(b)所示的俯视下的从第一侧面41到第三侧面41P的距离(宽度)W1大于图1(c)及(d)所示的侧视下的从上表面2到下表面3的距离(厚度)W2。即，本实施方式的镶刀1是所谓卧式的镶刀。并且，如后述那样，镶刀1使用向贯通孔6插入的紧固螺钉61而安装于刀架10。根据这样的结构，由于镶刀1的宽度大，因此能够将前刀面8形成为所希望的大小·形状，能够提高切屑的排出性。而且，由于向贯通孔6插入紧固螺钉61，因此无需将镶刀1的厚度增大为必要以上，因此也能够减少材料成本。
如图2(a)及图3所示，第一侧面41从上表面2朝向下表面3依次具有：以中心轴S1为基准而向外方以倾斜角度β1倾斜的第一上限制面41a；与第一上限制面41a连续，向内方以倾斜角度β2倾斜的第一下限制面41b。在此，第一上限制面41a是在使用位于第三侧面41P侧的主切削刃51P进行切削加工时，与刀架10抵接，而具备将镶刀1和刀架10固定的作用的部位。反之也同样。
另外，如图2(b)及图3所示，第一侧面41具有位于主切削刃51与第一上限制面41a之间的第一上强化面41c，该第一上强化面41c具有随着从上表面2朝向下表面3而以中心轴S1为基准、以倾斜角度β3倾斜的部位，第一上强化面41c的倾斜角度β3大于第一上限制面41a的倾斜角度β1。
同样地，第一侧面41具有位于下表面3侧的主切削刃51A与第一下限制面41b之间、随着从上表面2朝向下表面3而以中心轴S1为基准、以倾斜角度β4倾斜的第一下强化面41d，第一下强化面41d的倾斜角度β4大于第一下限制面41b的倾斜角度β2。
在此，倾斜角度β1是指平行于中心轴S1的面S1a与第一上限制面41a的假想延长线L1所成的角的角度，倾斜角度β2是指面S1a与第一下限制面41b的假想延长线L2所成的角的角度。而且，倾斜角度β3是指面S1a与第一上强化面41c的假想延长线L3所成的角的角度，倾斜角度β4是指面S1a与第一下强化面41d的假想延长线L4所成的角的角度。各个倾斜角度由以中心轴S1为基准的绝对值表示。
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，而且，具有倾斜角度β3＝倾斜角度β4的关系。并且，例如，倾斜角度β1及β2分别优选设定为3～5°，倾斜角度β3及β4分别优选设定为4～7°。需要说明的是，可以使上述的倾斜角度随着离开副切削刃52而变化。
在本实施方式中，如图4及图5所示，第一上强化面41c在副切削刃52(拐角切削刃53)侧的第一区域41cA和离开副切削刃52(拐角切削刃53)的一侧的第二区域41cB中具有不同的结构。需要说明的是，在图5中，直线S1b垂直于中心轴S1且通过镶刀1的厚度方向的中心。
具体而言，第一上强化面41c在第一区域41cA中，如图5(a)及图5(b)所示，随着从上表面2朝向下表面3而向外方倾斜。更具体而言，第一上强化面41c成为随着从上表面2朝向下表面3而向外方鼓出的形状。在本实施方式中，在图5(c)所示的区域中也为同样的形状。
相对于此，如图5(d)所示，在第二区域41cB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而向内方倾斜，并且与上部区域41c1的下表面3侧连续的下部区域41c2进一步随着朝向下表面3侧而向外方倾斜。更具体而言，下部区域41c2进一步成为随着朝向下表面3侧而向外方鼓出的形状。
这样，第一上强化面41c的上部区域41c1相对于镶刀1的中心轴S1而向内方倾斜，由此在将镶刀1安装于刀架10的状态下使镶刀1以刀架10的旋转轴S2为中心旋转时，在上部区域41c1与被切削件100的壁面101之间能够确保间隙，因此能够有效地抑制给被切削件100的壁面101带来损伤的情况。如图5(a)所示，以上的点对于第一下强化面41d而言，上部区域41d1及下部区域41d2的关系也同样。
此外，第一侧面41具有第一后刀面41e，该第一后刀面41e在主切削刃51的下方，位于比第一上强化面41c及第一上限制面41a都靠第二侧面42侧的位置，从上表面2朝向下表面3而以中心轴S1为基准、向外方以倾斜角度γ倾斜。第一后刀面41e的倾斜角度γ(未图示)小于第一上强化面41c的倾斜角度β3。通过具有第一后刀面41e，在切削加工时能够抑制与被切削件100的成为壁面101的部位的接触，能够实现加工精度的提高和镶刀1的损伤的抑制。需要说明的是，在本实施方式中，如图3所示，第一后刀面41e不仅形成在上述那样的主切削刃51的下方，而且也形成在拐角切削刃53的下方。由此在拐角切削刃53侧也能够起到同样的效果。
并且，在本实施方式的镶刀1中，如图1(d)及图4(a)所示，在侧视下，第一上限制面41a与第一下限制面41b的交界部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。交界部41g在第一侧面41中位于最外方。交界部41g是具有比较宽的宽度的带状，成为随着从该宽度方向的一端朝向另一端而向外方凸出的曲面状。根据这样的结构，能够比较大地确保第一上限制面41a及第一下限制面41b的面积，并且在对镶刀1进行成形时，能够顺畅地进行向模具的材料的填充。需要说明的是，作为曲线的曲率半径，优选设定为例如0.1～0.5mm。作为其他的例子，交界部41g在侧视下可以局部性地或者在全长上设为曲线状。
另外，在本实施方式中，如图1(d)及图4(a)所示，第一侧面41的第一上限制面41a及第一下限制面41b具有由位于第一侧面41的大致中央部的凹部41f分别分割成两部分的结构41a1、41a2及41b1、41b2。即，第一上限制面41a具有第一上限制部41a1及第二上限制部41a2。而且，第一下限制面41b具有第一下限制部41b1及第二下限制部41b2。根据这样的结构，在将镶刀1向刀架10安装时，各自的分割的2个面41a1、41a2、41b1、41b2隔着凹部41f独立地与刀架10抵接，因此与以单一的面进行抵接的情况相比，即使在向刀架10的安装时产生些许的位置错动的情况下，也能够比较大地确保与刀架10的抵接面积，因此向刀架10安装的安装稳定性提高。
尤其是在本实施方式中，能够使包括第二侧面42的第二上限制面42a(或第二下限制面42b)在内的3个面(41a1、41a2、42a)与刀架10抵接，因此能够发挥优异的安装稳定性。
另外，在侧视下，凹部41f优选随着从上表面2朝向下表面3而向接近副切削刃52的方向倾斜，由此能够使被分割成两部分的限制部41a1、41a2(41b1、41b2)的面积相互接近。其结果是，在对被切削件100进行切削时，主要施加给镶刀1的切削力能够由被分割成两部分的限制部41a1、41a2(41b1、41b2)平衡性良好地承受，从而能够提高安装稳定性。需要说明的是，凹部41f的深度41f1优选设定为例如0.03～0.15mm。
如图3所示，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为基准而向内方以倾斜角度α1倾斜的第二上限制面42a；与第二上限制面42a连续，向外方以倾斜角度α2倾斜的第二下限制面42b。倾斜角度α1是指平行于中心轴S1的面S1a与第二上限制面42a的假想延长线L5所成的角的角度，倾斜角度α2是指面S1a与第二下限制面42b的假想延长线L6所成的角的角度。
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，例如倾斜角度α1及α2分别优选设定为4～8°。在此，第二侧面42的第二下限制面42b是在使用位于第四侧面42P侧的副切削刃52P进行切削加工时，与刀架10抵接，由此具备将镶刀1和刀架10固定的作用的部位。反之也同样。
另外，在本实施方式中，如图1(c)及图1(d)所示，第二侧面42具有：位于副切削刃52与第二上限制面42a之间且与中心轴S1大致平行的第二上强化面42c；位于下表面3侧的主切削刃51A与第二下限制面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、第二上限制面42a、第二下限制面42b及第二下强化面42d。根据这样的结构，第二侧面42通过具有第二上限制面42a及第二下限制面42b而能够抑制切削时的与被切削件100的接触，而且通过具有与中心轴S1大致平行的第二上强化面42c及第二下强化面42d而能够兼具优异的刃尖强度。
需要说明的是，在本实施方式中，第二上强化面42c及第二下强化面42d伴随着如上述那样副切削刃52呈直线状地倾斜的情况而离开对应的主切削刃51(拐角切削刃53)侧，随之镶刀1的厚度方向上的长度减小。
具有上述结构的本实施方式的镶刀1可以使用例如超硬合金、陶瓷或金属陶瓷等硬质材料、或者通过PVD或CVD等方式向上述材料的母材涂敷了TiC、TiN、TiCN或A12O3等的硬质膜所得到的物质。从耐卷刃性及涂层的稳定性的观点出发，优选使用向超硬合金进行了PVD涂层所得到的结构。
<切削工具>
接下来，使用图8～图10，说明本发明的实施方式的切削工具。
如图9及图10所示，本实施方式的切削工具20是将上述的镶刀1在刀架10的外周前端部安装多个的结构。
具体而言，如图8所示，在本实施方式的刀架10的外周前端部，沿周向相互隔开间隔而形成有多个镶刀凹槽11。如图8(c)所示，镶刀凹槽11是在前端观察下呈大致V字状地对刀架10的外周前端部进行切口的部分，镶刀凹槽11中的通过切口而形成的多个安装面作为镶刀1的安装部位发挥功能。并且，分别向镶刀凹槽11各安装一个镶刀1。
作为镶刀1的安装方法，可列举例如向镶刀1的贯通孔6内插入紧固螺钉61，并使紧固螺钉61的前端部与形成在刀架10的安装面上的螺纹孔12螺合的方法等。需要说明的是，作为镶刀1的其他的安装方法，可列举例如夹紧结构等。
在此，如图8及图10(b)所示，刀架10(镶刀凹槽)具有与镶刀1的下表面3抵接的安装座面11c和与镶刀1的第一上限制面41a(第三上限制面41Pa)抵接的第一限制面11a(抵接面)，安装座面11c的假想延长线L7与第一限制面11a的假想延长线L8所成的角δ1的角度为锐角。
另外，如图8及图10(a)所示，刀架10(镶刀凹槽)还具有与镶刀1的第二下限制面42b(第四下限制面42Pb)抵接的第二限制面11b(抵接面)，安装座面11c的假想延长线L7与第二限制面11b的假想延长线L9所成的角δ2的角度为锐角。
镶刀1以上表面2朝向图10的箭头I所示的旋转方向的前方且主切削刃51从刀架10的外周突出的状态，安装于刀架10。并且，第一侧面41及第二侧面42位于刀架10的前端外周侧，通过主切削刃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中的对切削作用没有贡献的面、即第三侧面41P及第四侧面42P分别与刀架10的抵接面抵接。即，如图10(a)所示的虚线21包围的区域所示那样，第四侧面42P的第四下限制面42Pb与刀架10的第二限制面11b抵接，如图10(b)所示的虚线22包围的区域那样，第三侧面41P的第三上限制面41Pa与刀架10的第一限制面11a抵接，由此以镶刀1与刀架10相互被限制的方式将镶刀1安装于刀架10。
因此，根据本实施方式的切削工具20，如图10(b)所示，在切削加工时，第一侧面41侧的主切削刃51受到的比较大的切削力经由向贯通孔6插入的紧固螺钉61，作为使镶刀1的第三侧面41P侧从刀架10向箭头Y1方向浮起的力(浮力)发挥作用，但是由于角δ1的角度为锐角，因此产生该浮力的第三侧面41P的第三上限制面41Pa能够由刀架10的第一限制面11a从上方进行按压，能够有效地限制镶刀1。
另外，如图10(a)所示，第二侧面42侧的副切削刃52受到的比较小的切削力经由向贯通孔6插入的紧固螺钉61，作为使镶刀1的第四侧面42P侧从刀架10向箭头Y2方向浮起的力(浮力)发挥作用，但是由于角δ2的角度为锐角，因此产生该浮力的第四侧面42P的第四下限制面42Pb能够通过刀架10的第二限制面11b从上方进行按压，能够有效地限制镶刀1。如此，根据本实施方式的切削工具20，根据施加切削力的位置及切削力的大小而能够发挥适当的限制力，因此能够提高镶刀1和刀架10的限制稳定性。
另外，根据本实施方式的切削工具20，能够得到上述的镶刀1向刀架10安装的安装自由度的提高及基于此的优异的作用效果。即，如图10(a)所示，主切削刃51以具有正的轴向前角δ3的方式配置。由此，能够实现切削阻力的减少。而且，第二侧面42的第二上限制面42a以具有8～15°左右的后角δ4的方式配置。由此，能够实现第二上限制面42a的损伤抑制及被切削件100的精加工面102的面粗糙度提高。
主切削刃51的轴向前角δ3优选在副切削刃52侧的端部处为8～15°左右，且随着离开副切削刃52而减小。在此，轴向前角δ3是指相对于与刀架10的中心轴S2平行的面S2a的倾斜角度，后角δ4是指相对于与刀架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架10的旋转轴S2具有2～6°左右的倾斜的方式配置，伴随于此，副切削刃52以相对于与刀架10的旋转轴S2垂直的面S2b具有0～1°左右的倾斜的方式配置。
另外，上表面2与第二侧面42的交线部中的实质上未作为副切削刃52使用的非切削区域、即图10(a)所示的由虚线23包围的区域、即从中央部到与拐角切削刃53相反的一侧的端部的区域优选相对于与刀架10的旋转轴S2垂直的面S2b以具有0～2°左右的倾斜的方式配置。如此一来，在切削加工时，非切削区域从被切削件100的精加工面102离开，因此能够抑制相互的接触，能够减少非切削区域的损伤。即，在使上表面2和下表面3翻转来使用镶刀1的情况下，能够适当发挥非切削区域作为副切削刃52的功能。
使具备以上那样的结构的切削工具20以刀架10的旋转轴S2为中心向箭头I方向旋转，从而进行主切削刃51及副切削刃52对被切削件100的切削。
<切削加工物的制造方法>
接下来，使用图11说明本发明的实施方式的切削加工物的制造方法。
首先，在开始被切削件100的切削加工之前，如上述那样预先准备在刀架10上安装有多个镶刀1的切削工具20。而且，如图11所示，切削工具20配置为刀架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。
其次，如图11(a)所示，将被切削件100固定在铣床的床身等(未图示)上，使切削工具20向箭头II方向移动而设定适当的切入量。
其次，如图11(b)所示，使切削工具20以刀架10的旋转轴S2为中心向箭头I方向旋转，同时向箭头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，对与切入量对应的区域进行切削。此时，多个镶刀1依次进入切削区域进行切削，因此在被切削件100的表面(底面)残留有圆弧状的痕纹(切削痕)。该圆弧状的痕纹由副切削刃52切削，而形成平滑的表面。
其次，如图11(c)所示，在切削工具20通过了被切削件100之后，将切削工具20向箭头IV方向提拉，由此使切削工具20从被切削件100离开。
经过以上那样的各工序，制造出具有壁面101及精加工面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，依次进行使切削工具20旋转，通过各个镶刀1与被切削件100接触来切削，接着使切削工具20离开被切削件100这样的工序，从而制造出切削加工物110。
需要说明的是，在继续进行切削加工的情况下，只要保持使切削工具20旋转的状态，使切削工具20的切削刃5与被切削件100的同一部位或不同的部位接触，重复进行上述的图11(b)及图11(c)所示的工序即可。
并且，在使用的切削刃5发生了磨损时，只要使镶刀1以中心轴S1为轴旋转，或者将上表面2与下表面3翻转，而利用未使用的切削刃5进行切削即可。
需要说明的是，本发明并未限定为上述的实施方式，在本发明的范围内当然能够施加多种修正及变更。
例如，在上述的实施方式中，使切削工具20在旋转的状态下相对于被切削件100进给，但也可以将其取代，使切削工具20在规定位置处旋转，并使被切削件100相对于切削工具20进给移动来进行切削加工。或者在上述的实施方式中，作为机床列举了铣床为例，但也可以将其取代而像车床那样使不旋转的切削工具20与旋转的被切削件100接触来进行切削加工。
另外，在上述的实施方式中，副切削刃52在俯视下为直线状，但也可以将其取代，在俯视下利用3个直线部来构成副切削刃52。具体而言，中央区域的直线状的第一部分位于镶刀1的最外方，其两侧的直线状的第二部分及第三部分分别随着离开中央区域而向内方倾斜。根据这样的结构，以主切削刃51(拐角切削刃53)侧的第二部分沿着被切削件100的精加工面102，且上表面2朝向旋转方向的前方的状态将镶刀1安装于刀架10时，能够较大地确保上表面2中的离开主切削刃51(拐角切削刃53)的一侧的第三部分与被切削件100的精加工面102的间隙，并且也能够较大地确保对应于上述的上表面2而构成的下表面3侧的副切削刃52A的第二部分及拐角切削刃与被切削件100的精加工面102的间隙，因此通过抑制上述的部位与精加工面102的接触而能够提高被切削件100的精加工面102的面精度。
另外，也可以取代上述的实施方式的结构，使上表面2具有与前刀面8的至少一部分连续地设置、且随着离开主切削刃51而向上方倾斜的立起面。此时，优选的是，前刀面8中的位于离开副切削刃52的一侧的第一端部8a经由立起面而与平坦面21连续，前刀面8中的位于接近副切削刃52的一侧的第二端部8b与平坦面21连续。此外，在前刀面8与立起面之间可以具有平坦的底部。需要说明的是，在本实施方式中，优选的是，在上表面2中的副切削刃52的内侧区域，不存在上述的立起面那样向上方倾斜的部位，而相当于上述的前刀面8的部位与平坦面21连续。
另外，在上述的实施方式中，凹部41f在侧视下与镶刀1的厚度方向垂直的宽度大致恒定，但也可以将其取代，使凹部41f在侧视下形成为图12所示的形状。具体而言，如图12所示，本实施方式的凹部41f’在侧视下位于第一侧面41的大致中央部，具有与镶刀1的厚度方向垂直的宽度w。在本实施方式中，凹部41f’的短边411与主切削刃51、51A大致平行，宽度w与连结短边411的两端部的直线平行。并且，在本实施方式中，宽度w在接近主切削刃51、51A的位置处变窄，在离开主切削刃51、51A的位置处变宽。根据这样的结构，能够起到如下的效果。即，若增大镶刀1的尺寸，则在切削加工时等由于向镶刀1自身施加的力而镶刀1较大地变形，限制部41a1、41a2、41b1、41b2与刀架10未充分地抵接而存在无法将镶刀1适当地固定于刀架10的可能性。当采用凹部41f’时，即使在镶刀1较大地变形的情况下，也能够使由凹部41f’分割的限制部41a1、41a2、41b1、41b2比较强地与刀架10抵接。而且，凹部41f’优选在接近主切削刃51、51A的位置处变窄，由此能够维持主切削刃51、51A的强度。需要说明的是，限制部41a1、41a2、41b1、41b2中的凹部41f’的周边且接近主切削刃51、51A的部位由于特别强地与刀架10抵接，因此使特别强地抵接的部位的接触长度增加那样的变形也是有效的。

Claims (13)

1.一种切削镶刀，其具备：
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，且依次具有第一侧面、拐角侧面及第二侧面；
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、位于所述上表面与所述拐角侧面的交线部的拐角切削刃、位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，
所述上表面沿着所述切削刃设置，随着从所述切削刃朝向内方依次具有：以与贯通所述上下表面的中心轴垂直的垂直面为基准，朝向所述下表面以第一前角倾斜的第一前刀面；位于比所述第一前刀面靠内方，以所述垂直面为基准，朝向所述下表面以与所述第一前角不同的第二前角倾斜的第二前刀面，
所述第一前刀面与所述第二前刀面的交线部在沿着所述第二侧面的区域具有最高位的隆起部，
所述第一前刀面的所述第一前角在通过所述隆起部的部位处最小。
2.一种切削镶刀，其具备：
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，且依次具有第一侧面、拐角侧面及第二侧面；
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、位于所述上表面与所述拐角侧面的交线部的拐角切削刃、位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，
所述上表面沿着所述切削刃设置，随着从所述切削刃朝向内方依次具有：以与贯通所述上下表面的中心轴垂直的垂直面为基准，朝向所述下表面以第一前角倾斜的第一前刀面；位于比所述第一前刀面靠内方，以所述垂直面为基准，朝向所述下表面以与所述第一前角不同的第二前角倾斜的第二前刀面，
所述第一前刀面与所述第二前刀面的交线部在沿着所述第二侧面的区域具有最高位的隆起部，
所述第二前刀面的所述第二前角随着从所述拐角切削刃朝向所述主切削刃侧而减小。
3.一种切削镶刀，其具备：
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，且依次具有第一侧面、拐角侧面及第二侧面；
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、位于所述上表面与所述拐角侧面的交线部的拐角切削刃、位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，
所述上表面沿着所述切削刃设置，随着从所述切削刃朝向内方依次具有：以与贯通所述上下表面的中心轴垂直的垂直面为基准，朝向所述下表面以第一前角倾斜的第一前刀面；位于比所述第一前刀面靠内方，以所述垂直面为基准，朝向所述下表面以与所述第一前角不同的第二前角倾斜的第二前刀面，
所述第一前刀面与所述第二前刀面的交线部在沿着所述第二侧面的区域具有最高位的隆起部，
所述第一前刀面的所述第一前角和所述第二前刀面的所述第二前角在所述拐角切削刃侧与所述主切削刃侧具有角度大小颠倒的区域。
4.一种切削镶刀，其具备：
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，且依次具有第一侧面、拐角侧面及第二侧面；
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、位于所述上表面与所述拐角侧面的交线部的拐角切削刃、位于所述上表面与所述第二侧面的交线部的副切削刃，
所述上表面沿着所述切削刃设置，随着从所述切削刃朝向内方依次具有：以与贯通所述上下表面的中心轴垂直的垂直面为基准，朝向所述下表面以第一前角倾斜的第一前刀面；位于比所述第一前刀面靠内方，以所述垂直面为基准，朝向所述下表面以与所述第一前角不同的第二前角倾斜的第二前刀面，
所述第一前刀面与所述第二前刀面的交线部在沿着所述第二侧面的区域具有最高位的隆起部，
在从所述第一侧面到所述拐角侧面的区域，所述第一前刀面的所述第一前角的角度增减小于所述第二前刀面的所述第二前角。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的切削镶刀，其中，
在俯视下，所述隆起部位于比所述第二侧面的中点靠所述拐角侧面侧的位置。
6.根据权利要求1、2、4中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述第一前刀面的所述第一前角小于所述第二前刀面的所述第二前角。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述上表面还具有位于所述切削刃与所述第一前刀面之间的刃带面。
8.根据权利要求7所述的切削镶刀，其中，
所述刃带面以所述垂直面为基准以刃带角倾斜，所述刃带角小于所述第一前刀面的所述第一前角。
9.根据权利要求1～4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拐角切削刃而向所述下表面侧倾斜。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的切削镶刀，其中，
在俯视下，所述切削镶刀是以所述第一侧面侧的外缘为长边且以所述第二侧面侧的外缘为短边的长方形状，并且，所述副切削刃中的离开所述拐角切削刃的一侧的端部位于比所述短边的中点靠所述拐角切削刃侧的位置。
11.根据权利要求1～4中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述切削镶刀还具备贯通所述上表面及所述下表面之间的贯通孔。
12.一种切削工具，其具备：
权利要求1～11中任一项所述的切削镶刀；
安装所述切削镶刀的刀架。
13.一种切削加工物的制造方法，其包括：
使权利要求12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；
使所述切削工具从所述被切削件离开的工序。
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