CN103889625B - 铣削用可转位切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明旨在改善铣削用切削刀具的加工面，该切削刀具具有用于精加工的副切削刃。设置在角部的副切削刃（3）具有：两个圆弧形切削刃部（3a、3a），其与主切削刃（2）相连；以及直线形切削刃部（3b），其设置在两个圆弧形切削刃部（3a）之间。当沿厚度方向观察该切削刀具时，满足以下条件：0.05TA≤L1≤0.4TA，0.1L1≤L≤0.5L1，并且h≤15μm，其中，TA是各个主切削刃（2）的内接圆的半径，L1是副切削刃（3）在直线形切削刃部（3b）的纵向上的长度，L是直线形切削刃部（3b）的长度，h是副切削刃（3）的高度。

Description

铣削用可转位切削刀具

技术领域

本发明涉及铣削用可转位切削刀具（在下文中简称为切削刀具），更具体地涉及角部处具有用作修光刃（wiperedge）的副切削刃的切削刀具。

背景技术

PTL1中公开了前文所述的铣削用可转位刀具的实例如下。

PTL1中的切削刀具大致呈多边形，例如正方形，并具有形成于多边形的各个角部处的直线形副切削刃（副刀刃），从而在平面图中，副切削刃在与角部的平分线垂直的方向上延伸。

在其它情况下，多边形的各个角部处设置的是曲率半径大并接近于直线的圆弧形副切削刃，而不是设置直线形副切削刃。

<引用文献列表>

专利文献

PTL1：日本未审查的专利申请公开No.2009-274207。

发明内容

<技术问题>

在平面图中呈直线形的副切削刃的缺点在于，如果切削刀具相对于切削刀盘主体的安装方向改变（相对于标准安装方向倾斜），则副切削刃会形成粗糙的加工面。典型的铣削刀盘装备有多个切削刀具，并且几乎不可能校准每个切削刀具的方向（即，使得每个切削刀具的面角相等）。

如果各个切削刀具的安装方向改变，则如图7所示，在用直线形副切削刃13进行精加工时会在工件W上遗留更多的应予移除的部分，并因此形成粗糙的加工面。另外，如果各个切削刀具的倾斜角改变，则加工面会表现出不规则的走刀痕迹，因而难以提高加工面的质量。

相反地，与利用直线形副切削刃进行精加工相比，利用圆弧形副切削刃进行精加工，不容易受到切削刀具的倾斜角的影响。然而，如图8所示，即使切削刀具相对于标准方向的倾斜角接近0°，利用圆弧形副切削刃23进行精加工而得到的加工面上所残留的刃间凸纹（edge-to-edgeridge）的高度h1比利用直线形副切削刃进行精加工而得到的加工面上所残留的凸纹的高度大；因此，与直线形副切削刃相比，圆弧形副切削刃23会遗留更多的应予移除的部分。

同时，因为用于测量刀刃摆振的基准位置改变，所以难以校准多个切削刀具的圆弧形切削刃的位置。这导致在使用具有圆弧形副切削刃的切削刀具进行加工之后的表面粗糙度增大，因而难以提高加工质量。

本发明旨在提供一种铣削用切削刀具，所述切削刀具具有用于修光的副切削刃，以便提高加工面的质量。

<技术方案>

为了解决上述问题，根据本发明的一种大致多边形的铣削用可转位切削刀具具有位于角部处的用于精加工的副切削刃。所述副切削刃包括：两个圆弧形切削刃部，其与所述角部两侧的直线形主切削刃部相连；以及直线形切削刃部，其位于所述两个圆弧形切削刃部之间。所述铣削用可转位切削刀具的构造如下。

具体地说，所述铣削用可转位切削刀具满足以下条件：

0.05TA≤L1≤0.4TA，0.1L1≤L≤0.5L1，并且h≤15μm其中，TA是沿所述铣削用可转位切削刀具的厚度方向观察到的所述主切削刃内侧的内接圆的半径，L1是所述副切削刃在所述直线形切削刃部的纵向上的长度，L是所述直线形切削刃部的长度，h是所述副切削刃的高度。

所述副切削刃的高度h是所述直线形切削刃部与平行于所述直线形切削刃部并从所述副切削刃的端点穿过的直线之间在所述角部的平分线方向上的距离。如果所述距离在所述副切削刃的左端点与右端点处不同，则高度h是较大的距离。

在一个优选实施例中，沿所述铣削用可转位切削刀具的厚度方向观察到，所述直线形切削刃部与所述两个圆弧形切削刃部的圆弧相切。

<有益效果>

因为根据本发明的切削刀具的副切削刃包括位于两个圆弧形切削刃部之间的直线形切削刃部，所以利用所述副切削刃进行精加工而得到的加工面上所遗留的凸纹的高度比利用整体呈圆弧形的副切削刃进行精加工而得到的加工面上所遗留的凸纹的高度低。因此，根据本发明的切削刀具在加工面上遗留更少的应予切除的部分，由此得到较小的表面粗糙度。

因为副切削刃的两侧是圆弧形切削刃，所以即使切削刀具的安装方向是倾斜的，副切削刃仍然不容易受到上述倾斜角的影响（加工余量的变化以及副切削刃的轨迹形状的变化），因而形成较少的不规则走刀痕迹。

因为副切削刃的直线形切削刃部位于角部的中心处，所以可以将直线形切削刃部用作测量刀刃摆振的基准。用直线形切削刃部作为基准来测量刀刃摆振能够精确地校准多个切削刀具的刀刃位置。这样产生了协同效应，与使用现有技术中的切削刀具加工得到的表面相比，提高了加工面质量。

附图说明

图1是示出根据本发明的切削刀具的实例的平面图。

图2是图1中的切削刀具的侧视图。

图3是图1中的部分A的放大平面图。

图4是示出根据本发明的切削刀具的另一个实施例的平面图。

图5是图4中的部分A的放大平面图。

图6是将利用根据本发明的切削刀具的副切削刃进行切削之后遗留在加工面上的凸纹的高度与利用整体上呈圆弧形的副切削刃进行切削之后遗留的凸纹的高度进行比较的示意图。

图7是以放大视图的方式示出利用具有直线形副切削刃的倾斜切削刀具加工得到的表面的轮廓的示意图。

图8是以放大视图的方式示出利用具有整体上呈圆弧形的副切削刃的倾斜切削刀具加工得到的表面的轮廓的示意图。

具体实施方式

现在参考图1至图5来描述根据本发明的铣削用切削刀具的实施例。

示例性切削刀具1是用于平面铣削刀盘的大致正方形的正角刀片，其前角（leadangle）为45°。附图标记2表示主切削刃，附图标记3表示形成在角部处的副切削刃。

主切削刃2由形成前刀面的顶面4与侧面5相交的位置处的脊部形成，侧面5与顶面4相交成锐角。

副切削刃3形成于刀具的基本形状的角部处。副切削刃3由两个圆弧形切削刃部3a、3a和一个直线形切削刃部3b构成。

两个圆弧形切削刃部3a和3a具有相等的曲率半径R1和R2，并且沿切削刀具1的厚度方向观察到，在图3的平面图中，这两个圆弧形切削刃部3a和3a各自的圆心O1和O2位于与直线形切削刃部3b垂直的直线上。这些圆弧形切削刃部3a、3a与角部两侧的主切削刃2之间通过圆弧半径较小的连接部6相连。

左侧和右侧的圆弧形切削刃部3a和3a可以具有不同的曲率半径R1和R2。

直线形切削刃部3b位于两个圆弧形切削刃部3a和3a之间。该直线形切削刃部3b与角部的平分线C垂直，并且直线形切削刃部3b的两端分别与左侧和右侧的圆弧形切削刃部3a和3a相连。

如果左侧和右侧的圆弧形切削刃部3a和3a具有不同的曲率半径R1和R2，则直线形切削刃部3b的纵向中心将偏离角部的平分线C（直线形切削刃部3b在角部的平分线C的两侧具有不同的长度）。在这种情况下，将直线形切削刃部3b的中心的偏移量设置成：使直线形切削刃部3b的中心位于距副切削刃3的一端为副切削刃3的端到端长度L1（副切削刃3在直线形切削刃部3b的纵向上的总长度）的40%至60%的位置处。

对于图1中的切削刀具1，在图1和图3的平面图中（沿切削刀具1的厚度方向观察），直线形切削刃部3b与两个圆弧形切削刃部3a、3a的圆弧相切，并且直线形切削刃部3b与圆弧形切削刃部3a、3a之间不存在棱边。

圆弧形切削刃部3a还与圆弧半径较小的连接部6相连，使圆弧形切削刃部3a与连接部6之间不形成棱边。类似地，连接部6与主切削刃2相连，使连接部6与主切削刃2之间不形成棱边（从而由连接部6的切线来限定主切削刃2）。

考虑到切削刃保护和加工精度，优选的是，直线形切削刃部3b与两个圆弧形切削刃部3a、3a的圆弧相切（之间不形成棱边）。然而，如图4和图5所示，直线形切削刃部3b可以与圆弧形切削刃部3a相连，而在直线形切削刃部3b与圆弧形切削刃部3a之间形成棱边。

对于图4和图5中的切削刀具1，两个圆弧形切削刃部3a和3a具有相等的曲率半径R1和R2，并且各个圆弧形切削刃部3a的圆心O位于角部的平分线C上，如图5所示。这些圆弧形切削刃部3a和3a通过圆弧半径较小的连接部6与角部两侧的直线形主切削刃2相连。与前述实施例中类似，主切削刃部2由连接部6的切线限定。

如图6所示，直线形切削刃部3b设置成使得根据本发明的切削刀具在左侧和右侧的圆弧形切削刃部3a和3a（如虚线所示）之间进行切削。因此，遗留在加工面上的凸纹的高度比在利用整体呈圆弧形的副切削刃进行切削之后遗留的凸纹的高度低。

具体地说，在图6中，利用整体呈圆弧形的副切削刃进行切削之后遗留在加工面上的凸纹的高度为h1，利用根据本发明的切削刀具的副切削刃3进行切削之后遗留的凸纹的高度为（h1-Δh）。因此，与现有技术中具有整体呈圆弧形的副切削刃的切削刀具相比，根据本发明的切削刀具遗留更少的应予切除的部分。

将圆弧形切削刃部3a和3a的曲率半径R1和R2设置为大约20mm至200mm。

将副切削刃3的长度L1（副切削刃3在直线形切削刃部3b的纵向上的端到端长度）和直线形切削刃部3b的长度L设置成满足以下条件：0.05TA≤L1≤0.4TA，0.1L1≤L≤0.5L1，并且h≤15μm，其中，TA是主切削刃2内侧的内接圆的半径，h是副切削刃3的高度。

如果副切削刃3的端到端长度L1为0.05TA以上，则与整体呈圆弧形的副切削刃（修光刃）相比，能够有效地提高加工面质量。如果长度L1为0.4TA以下，则主切削刃2具有足够的长度。

如果直线形切削刃部3b的长度L为L1的0.1倍以上，则与整体呈圆弧形的副切削刃相比，副切削刃3能够有效地提高加工面质量。如果长度L是L1的0.5倍以下，则圆弧形部可以有效地校正切削刀具1的倾斜角。

如果副切削刃3的高度h为15μm以下，则能够充分地提高通过用圆弧形切削刃部3a进行切削而得到精加工的加工面的表面平坦度。

如果如上所述地设置副切削刃3的长度L1、直线形切削刃部3b的长度L和副切削刃3的高度h，则圆弧形切削刃部3a的曲率半径比现有技术中的圆弧形切削刃的曲率半径大。这使得加工面的粗糙度减小，并且不受切削刀具1的轻微倾斜的影响。

尽管示出的切削刀具1的副切削刃3的长度L1是2mm，直线形切削刃部3b的长度L是0.6mm，并且圆弧形切削刃部3a、3a的曲率半径R1和R2是40mm，但副切削刃3的尺寸规格不限于本文所列举的这些尺寸。

在侧视图中，副切削刃3不一定呈直线形。例如，在侧视图中，直线形切削刃部3b可以呈凸形；并且，在侧视图中，直线形切削刃部3b两侧的圆弧形切削刃部3a可以呈直线形或者呈圆弧半径比直线形切削刃部3b的圆弧半径大的凸形。

尽管示出的切削刀具1呈大致正方形，但本发明也可以应用到具有例如等边三角形、菱形和矩形等基本形状的切削刀具上。

<实例>

对使用具有如图1和图3所示的形状的切削刀具（本发明产品）、具有长度为2mm的直线形副切削刃的切削刀具以及具有曲率半径R为40mm和80mm（端到端长度为2mm）的副切削刃的切削刀具，以0.2mm、0.5mm和1.0mm的每齿进给量Fz进行切削加工得到的表面的特性进行比较。本发明产品的副切削刃的尺寸规格如下：内接圆的半径TA为13.34mm，副切削刃3的长度L1为2mm，直线形切削刃部3b的长度L为0.6mm，圆弧形切削刃部3a和3a的曲率半径R1和R2为40mm，并且高度h为6.5μm。

当切削刀具的安装方向的变化量（倾斜角）为0°、5′或10′时，检验遗留在加工面上的凸纹的高度（表面粗糙度）。结果列在表I中。表中的数值表示十点平均粗糙度Rz（μm）。

表I

表I中的比较数据表明：当倾斜角为0°并且每齿进给量Fz高时，在表面粗糙度Rz方面，具有直线形副切削刃的切削刀具优于本发明产品。数据还表明：当每齿进给量Fz为0.2mm或0.5mm时，以及当每齿进给量Fz为1.0mm并且切削刀具的倾斜角为10′时，在表面粗糙度Rz方面，具有圆弧形副切削刃R80的切削刀具优于本发明产品。然而，在其它条件下，在表面粗糙度方面，本发明产品优于现有技术中的产品，这证明了本发明的切削刀具有利于提高加工面质量。

尽管以上描述了本发明的实施例，但所公开的实施例只是示例性的，而不限制本发明的范围。相反地，本发明的范围由权利要求书以及落入权利要求书的等同内容的含义和范围内的所有变型来限定。

<附图标记列表>

1切削刀具

2主切削刃

3、13、23副切削刃

3a圆弧形切削刃部

3b直线形切削刃部

4顶面

5侧面

6连接部

C角部的平分线

O、O1、O2圆弧形切削刃部的圆心

L1副切削刃的长度（副切削刃的端部之间的直线距离）

L直线形切削刃部的长度

W工件

h副切削刃的高度

Claims (2)

1.一种多边形的铣削用可转位切削刀具，其角部处具有用于精加工的副切削刃，其特征在于，所述副切削刃包括：两个圆弧形切削刃部，其与所述角部两侧的直线形主切削刃相连；以及直线形切削刃部，其位于所述两个圆弧形切削刃部之间，所述铣削用可转位切削刀具满足如下条件：

0.05TA≤L1≤0.4TA，0.1L1≤L≤0.5L1，并且h≤15μm

其中，TA是沿所述铣削用可转位切削刀具的厚度方向观察到的所述主切削刃内侧的内接圆的半径，L1是所述副切削刃在所述直线形切削刃部的纵向上的长度，L是所述直线形切削刃部的长度，h是所述副切削刃的高度。

2.根据权利要求1所述的铣削用可转位切削刀具，其中，

当沿所述铣削用可转位切削刀具的厚度方向观察时，所述直线形切削刃部与所述两个圆弧形切削刃部的圆弧相切。