CN103974793A - 带冷却孔的立铣刀 - Google Patents

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Abstract

在多个底刃中的一个为长刃的立铣刀中，防止长刃和立铣刀主体本身的强度下降，并确保良好的切屑排出效果和耐磨损性。在形成于绕轴线(Ｏ)旋转的立铣刀主体(1)的前端部外周的三条排屑槽(4)前端部的中心槽(6)的朝向立铣刀旋转方向(T)的壁面与前端后刀面(7)的交叉棱线部形成三个底刃(9)，其中一个底刃(9)为在立铣刀主体(1)前端越过轴线(Ｏ)而延伸的长刃(9A)，剩余的两个底刃(9)的内终端自轴线(Ｏ)隔开间隔而配置，在立铣刀主体(1)内朝向轴线(Ｏ)方向前端侧贯穿设置有两个冷却孔(10)，其中一个冷却孔(10A)在长刃(9A)的前端后刀面(7)上开口，另一个冷却孔(10B)在剩余两个底刃(9)中的一个底刃(9B)的中心槽(6B)上开口。

Description

带冷却孔的立铣刀
技术领域
本发明涉及一种在立铣刀主体的前端部形成多个底刃，并且在立铣刀主体内形成多个冷却孔而在前端部上开口的带冷却孔的立铣刀。
背景技术
作为这种具备多个底刃和多个冷却孔的带冷却孔的立铣刀，例如专利文献1中，为了相对于在四刃球头立铣刀的四个底刃(前端切削刃)中的两个底刃的前端后刀面上开口有冷却孔(流体供给孔)的立铣刀，向所有的底刃均等地供给冷却液(流体)，提出有沿三条或四条排屑槽(螺旋槽)在前端部形成有底刃，并且在底刃的前端后刀面分别开口有与这些排屑槽相同数目的冷却孔的立铣刀。
专利文献1：日本登录实用新型第3025383号公报
然而，如该专利文献1中所记载，在排屑槽前端的底刃的前端后刀面分别形成与排屑槽相同数目的冷却孔的立铣刀中，虽然有助于提高前端后刀面的耐磨损性，但是当加大轴线方向切深量时，有可能冷却液无法到达排屑槽而切屑排出效果受损，从而发生切屑堵塞及熔敷。并且，四个底刃中的两个底刃的前端后刀面上开口有冷却孔的立铣刀中，有可能变得无法充分供给冷却液。
另一方面，可以想到在多个排屑槽的前端部形成中心槽，而在该中心槽的朝向立铣刀旋转方向侧的壁面与前端后刀面的交叉棱线部形成底刃的立铣刀中，为了确保切屑排出效果而在这些中心槽分别开口冷却孔，但此时流体因底刃而变得难以到达切屑部位，可能有损于耐磨损性。并且，当在中心槽的底部开口冷却孔时，这种中心槽底部是基于切削负载的应力最为集中的部分，因此底刃的强度下降而导致容易产生缺损等。
另外，为了兼顾切屑排出效果与耐磨损性，还可以想到对各底刃在其中心槽与前端后刀面这两者分别开口冷却孔，但此时冷却孔的数量成为底刃数的两倍，因此立铣刀主体的截面积减少而导致其强度显著降低，导致耐折损性及耐缺损性极度降低的结果。
并且，最近还提出有多个底刃中的一个底刃为在立铣刀主体前端越过立铣刀主体的轴线延伸的长刃的立铣刀，在这种立铣刀中，由于因长刃而产生更多的切屑，因此容易堵塞长刃的排屑槽，另一方面，由于切削时的负载也在长刃上变得最大而容易产生磨损及缺损，因此在何种位置开口冷却孔成为重要的问题。
发明内容
本发明是在这种背景下完成的，其目的在于提供一种在如上述多个底刃中的一个为长刃的立铣刀中，能够防止该长刃和立铣刀主体本身的强度下降，并确保良好的切屑排出效果和耐磨损性的立铣刀。
为了解决上述课题而达到这种目的，本发明的立铣刀的特征在于，在绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部外周形成有三条排屑槽，并且在这些排屑槽的前端部分别形成有中心槽，这些中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面与上述立铣刀主体的前端后刀面的交叉棱线部上形成有三个底刃，这三个底刃中的一个底刃为自外周侧在上述立铣刀主体前端越过上述轴线而延伸的长刃，并且剩余的两个底刃的内终端在上述立铣刀主体前端自上述轴线隔开间隔而配置，在上述立铣刀主体内朝向上述轴线方向前端侧贯穿设置有两个冷却孔，其中一个冷却孔在上述长刃的前端后刀面上开口，并且另一个冷却孔在上述剩余两个底刃中的一个底刃的中心槽上开口。
因此，如此构成的立铣刀中，首先底刃为三个而冷却孔为两个，冷却孔的数量比底刃的数量少一个，因此能够充分确保立铣刀主体的强度。并且，对于底刃中切削时的负载变得最大的长刃，两个冷却孔中的其中一个冷却孔不在该长刃的中心槽上开口，而是在长刃的前端后刀面上开口，因此能够确保长刃的强度和耐磨损性。
另一方面，两个冷却孔中的另一个冷却孔不在长刃上开口而是在底刃上开口，即在立铣刀主体前端不到达上述轴线而内终端在立铣刀主体前端自上述轴线隔开间隔配置的剩余的两个底刃中的一个底刃的中心槽上开口，这种底刃切削时的负载小于长刃，因此即使在该中心槽上开口有另一个冷却孔，也不会显著促进该底刃的磨损，并且即使中心槽的底部开口有另一个冷却孔，在该底刃产生缺损的可能性也较少。
并且，如此剩余的底刃为在立铣刀主体前端不到达上述轴线而内终端在立铣刀主体前端自上述轴线隔开间隔配置的底刃，由此在这些底刃的内周侧形成与轴线之间不存在底刃的间隙部，从而使从另一个冷却孔供给的冷却液经由该间隙部充分到达这些剩余的底刃和长刃的排屑槽，能够确保切屑排出效果。因此，不仅是不达到轴线的底刃，在长刃上也能够可靠地防止其排屑槽中的切屑堵塞及熔敷。
并且，通过使上述另一个冷却孔形成为在上述长刃在立铣刀旋转方向邻接的一个底刃的中心槽上开口，从而经由形成于该一个底刃的内周侧的上述间隙部，能够将从另一个冷却孔供给的冷却液有效且充分地流入于该紧靠立铣刀旋转方向后方侧的长刃的排屑槽中，并能够更加可靠地防止长刃的排屑槽中的堵塞及熔敷。
另外，使上述长刃的中心槽与该长刃在立铣刀旋转方向邻接的一个底刃的中心槽连通，并且该长刃在立铣刀旋转方向邻接的一个底刃的中心槽与该一个底刃进一步在立铣刀旋转方向邻接的剩余的一个底刃的中心槽连通，剩余的底刃的中心槽以从长刃的中心槽朝向立铣刀旋转方向依次连通的方式形成，由此使在这些剩余底刃的内周侧形成的上述间隙部增大，从而能够将更多的冷却液供给于长刃的排屑槽。
如以上说明，根据本发明，在三个底刃中的一个为长刃的立铣刀中，不仅能够实现立铣刀主体强度的提高，而且对于切削时的负载变大且产生大量的切屑的长刃，也能够防止强度下降，并且能够与剩余底刃一同确保良好的切屑排出效果和耐磨损性。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的立体图。
图2是图1中示出的实施方式的放大主视图。
图3是从图2中的箭头A方向观察的侧视图。
图4是从图2中的箭头B方向观察的侧视图。
符号说明
1-立铣刀主体，2-刀柄部，3-切削刃部，4-排屑槽，5-外周刃，6(6A～6C)-中心槽，7-前端后刀面，8-前刀面，9-底刃，9A-长刃，9B-中刃，9C-短刃，10(10A、10B)-冷却孔，Ｏ-立铣刀主体1的轴线，T-立铣刀旋转方向。
具体实施方式
图1至图4为表示本发明的一实施方式的图。本实施方式中，立铣刀主体1通过硬质合金等硬质材料一体形成为以轴线Ｏ为中心的大致圆柱轴状，其后端部(图1的右上侧部分。图3、图4的右侧部分)为维持圆柱状的刀柄部2，并且前端部(图1的左下侧部分。图3、图4的左侧部分)为切削刃部3。有关这种立铣刀，刀柄部2被把持于机床的主轴，绕轴线Ｏ向立铣刀旋转方向T旋转，并且通常向与轴线Ｏ交叉的方向送出，通过切削刃部3对工件进行切削加工。
在本实施方式中，在立铣刀主体1前端部的切削刃3的外周上随着从切削刃部3的前端朝向后端侧而绕轴线Ｏ向立铣刀旋转方向T后方侧扭曲的三条排屑槽4在圆周方向上等间隔形成。在这些排屑槽4的朝向立铣刀旋转方向T的壁面的外周侧边棱部，与各排屑槽4同样地随着从切削刃部3的前端朝向后端侧而绕轴线Ｏ向立铣刀旋转方向T后方侧扭曲，并且绕轴线Ｏ的旋转轨迹呈以该轴线Ｏ为中心的一个圆筒面的外周刃5仍然在圆周方向上等间隔形成。
并且，在各排屑槽4的前端部，以使该排屑槽4朝向立铣刀旋转方向T侧的上述壁面朝向立铣刀主体1的内周侧切开的方式形成有凹槽状的中心槽6。并且，在这些中心槽6的朝向立铣刀旋转方向T侧的壁面与切削刃部3前端的前端后刀面7的交叉棱线部，将该中心槽6的壁面作为前刀面8而从外周刃5的前端向内周侧延伸的三个底刃9仍在圆周方向上以等间隔分别形成。
其中，本实施方式的立铣刀的这些三个底刃9在绕轴线Ｏ的旋转轨迹上大致位于与该轴线Ｏ垂直的一个平面上，因此本实施方式的立铣刀为外周刃5与底刃9在旋转轨迹上正交的方形立铣刀。并且，如图3及图4所示，本实施方式中的中心槽6呈朝向上述立铣刀旋转方向T侧而作为前刀面8的壁面和与其对置而朝向立铣刀旋转方向T后方侧的壁面在中心槽6的底部经由凹曲面连结的截面大致V字状。
另外，形成于三条排屑槽4的前端部的三个中心槽6中，两个中心槽6A、6B以将这些中心槽6B、6C的作为底刃9的前刀面8的上述壁面与该底刃9的前端后刀面7切开而延伸的方式形成，以使与该两个中心槽6A、6B在立铣刀旋转方向T侧邻接的中心槽6B、6C连通。另一方面，剩余一个中心槽6C未与该中心槽6C在立铣刀旋转方向T侧邻接的中心槽6A连通，而是以在与将该中心槽6A的上述壁面作为前刀面8的底刃9之间留有该底刃9的前端后刀面7的方式形成。
因此，未连通有在立铣刀旋转方向T后方侧邻接的中心槽6C的上述中心槽6A的底刃9从外周刃5的前端朝向内周侧延伸至该中心槽6A在立铣刀旋转方向T侧邻接的中心槽6B切开该底刃9的前刀面8及前端后刀面7的位置，成为在立铣刀主体1前端越过轴线Ｏ而延伸的长刃9A。
并且，该长刃9A以外的剩余的两个底刃9的内周端在立铣刀主体1前端自轴线Ｏ隔开间隔而位于外周侧，本实施方式中，其中长刃9A在立铣刀旋转方向T侧邻接的底刃9为刃长比长刃9A短，且与长刃9A在立铣刀旋转方向T后方侧邻接的底刃9相比，刃长稍长的中刃9B。另外，长刃9A在立铣刀旋转方向T后方侧邻接的底刃9为在三个底刃9中刃长最短的短刃9C。
另外，在立铣刀主体1内，自刀柄部2的后端面朝向前端侧贯穿设置有两个冷却孔10。这些冷却孔10在本实施方式中呈彼此为相同直径的截面圆形，在距离轴线Ｏ规定半径的位置处于关于轴线Ｏ180°对称的位置上，如在图1中以虚线表示，以随着朝向轴线Ｏ方向后端侧绕轴线Ｏ朝向立铣刀旋转方向T后方侧扭曲的方式以螺旋状贯穿设置，其导程与排屑槽4的扭曲的导程相等。
并且，在立铣刀主体1前端，这些冷却孔10的其中一个冷却孔10A在上述长刃9A的前端后刀面7上开口，并且另一个冷却孔10B在剩余的两个底刃9中的一个底刃9的中心槽6上开口。尤其在本实施方式中，该另一个冷却孔10B在长刃9A在立铣刀旋转方向T邻接的上述中刃9B的中心槽6B的呈凹曲面状的上述底部开口。
如此构成的带冷却液的立铣刀中，底刃9的数量为三个而冷却孔10为两个，冷却孔10的数量比底刃9的数量还要少一个，因此立铣刀主体1的截面积很少因冷却孔10而减少。因此，能够确保立铣刀主体1的充分的强度而防止产生折损等。
并且，两个冷却孔10中的一个冷却孔10A在该长刃9A的前端后刀面7上开口，并且另一个冷却孔10B在中刃9B的中心槽6B上开口，长刃9A的中心槽6A上未开口有冷却孔10。因此，对于在立铣刀主体1前端越过轴线Ｏ延伸的长刃9A作用有最大的切削负载的情况，在长刃9A上也能够确保充分的强度而防止缺损等，并且能够实现长刃9A的耐磨损性的提高。
另一方面，像这样另一个冷却孔10B在中心槽6B的底面开口的中刃9B不会像长刃9A那样在立铣刀主体1前端越过轴线Ｏ而延伸，而是比长刃9A短，因此切削时所作用的负载也变小。因此，即使如上述在该中刃9B的中心槽6B的例如底部开口有另一个冷却孔10B，也能够防止因切削负载的应力集中而从另一个冷却孔10B的开口部朝向中刃9B产生龟裂和缺损的情况，并且即使中刃9B的前端后刀面7上未开口有冷却孔10，也能够抑制中刃9B的磨损。
并且，该中刃9B和比中刃9B还要稍短的短刃9C不会像长刃9A那样在立铣刀主体1前端越过轴线Ｏ而延伸，而是其内周端自轴线Ｏ隔开间隔而配置于外周侧，由此在这些中刃9B及短刃9C的内周端与轴线Ｏ之间不形成参与切削的底刃9，而是形成相对于长刃9A绕轴线Ｏ所成的旋转轨迹向立铣刀主体1的后端侧后退的间隙部。
因此，通过由上述另一个冷却孔10B供给的冷却液不仅能够实现中刃9B的冷却、润滑，而且能够从该中刃9B的内周端与轴线Ｏ之间的间隙部向长刃9A的中心槽6A输送冷却液来实现该长刃9A的冷却、润滑，并且使冷却液充分到达长刃9A的排屑槽4而提高切屑排出效果。因此，能够可靠地防止在由于长刃较长而广泛地生成更多的切屑的长刃9A的排屑槽4中产生切屑堵塞和熔敷等。
并且，由该另一个冷却孔10B供给的冷却液也经由短刃9C的内周端与轴线Ｏ之间的间隙部流入于短刃9C的中心槽6C而通过其排屑槽4排出，因此即使对于未在中心槽6C和前端后刀面7上开口冷却孔10的短刃9C，也能够实现其稳定的冷却、润滑和切屑排出效果的提高。另外，从在上述短刃9C在立铣刀旋转方向T侧邻接的长刃9A的前端后刀面7上开口的其中一个冷却孔10A供给的冷却液也有助于该短刃9C的冷却、润滑和切屑排出效果。
尤其，本实施方式中，上述另一个冷却孔10B在作为长刃9A在立铣刀旋转方向T侧邻接的底刃9的中刃9B的中心槽6B上开口，通过立铣刀主体1的旋转，能够更有效且充分地将由该另一个冷却孔10B供给的冷却液从上述间隙部输送至长刃9A的中心槽6A和排屑槽4。因此，根据本实施方式，能够更加可靠地抑制、防止长刃9A的磨损和其排屑槽4中的切屑堵塞、熔敷。
并且，本实施方式中，为了如上述在中刃9B及短刃9C的内周端与轴线Ｏ之间形成如上述的间隙部，使长刃9A的中心槽6A与作为该长刃9A在立铣刀旋转方向T侧邻接的一个底刃9的中刃9B的中心槽6B连通，并且使该中刃9B的中心槽6B与作为该中刃9B在立铣刀旋转方向T侧邻接的剩余的一个底刃9的短刃9C的中心槽6C连通。
因此，凹槽状的中心槽6A与中心槽6B及中心槽6B与中心槽6C如此连通，由此能够使在中刃9B与短刃9C的内周侧形成的上述间隙部更大地凹陷于立铣刀主体1的后端侧而后退。因此，根据本实施方式，将由另一个冷却孔10B供给的冷却液更大量地输送至长刃9A和短刃9C的中心槽6A、6C及排屑槽4中，从而能够实现更加可靠的冷却和润滑及切屑排出效果的提高。
另外，本实施方式中，如上述两个冷却孔10为相同直径，但为了增大由另一个冷却孔10B供给的冷却液量，使该另一个冷却孔10B的内径为比其中一个冷却孔10A大，或者也可在内径相同的状态下，使从机床侧向刀柄部2的后端面的另一个冷却孔10B的开口部供给的冷却液的供给压力为比其中一个冷却孔10A高。
并且，本实施方式中，另一个冷却孔10B在作为长刃9A在立铣刀旋转方向T侧邻接的底刃9的中刃9B的中心槽6B上开口，但在长刃9A以外的剩余两个底刃9的内周侧形成流入冷却液的上述间隙部，因此另一个冷却孔10B也可在作为长刃9A在立铣刀旋转方向T后方侧邻接的底刃9的短刃9C的中心槽6C上开口。
其中，如本实施方式，当在作为长刃9A在立铣刀旋转方向T侧邻接的底刃9的中刃9B的中心槽6B上开口另一个冷却孔10B时，在与长刃9A的前端后刀面7上开口的其中一个冷却孔10A之间，能够将两个冷却孔10如上述配置在关于轴线Ｏ对称的位置上，从而能够维持立铣刀主体1的旋转平衡，因此与能够有效地向中刃9A输送冷却液这一点结合更加优选。
另外，本实施方式中，另一个冷却孔10B在中刃9B的中心槽6B的底部开口，但例如也可在该中心槽6B的朝向立铣刀旋转方向T后方侧的壁面上朝向中刃9B开口。并且，中心槽6在本实施方式中呈朝向立铣刀旋转方向T侧和其后方侧的壁面经由凹曲面状的底部连结的截面大致V字状，但也可为呈该底部与上述两壁面以钝角交叉的平面状的截面梯形形状。
进而，本实施方式中冷却孔10为与切削排出槽4的导程相等的导程的螺旋状，但若在与轴线Ｏ正交的截面上贯穿设置在内接于排屑槽4的底面的圆(芯厚圆)内，则也可以以例如与轴线Ｏ平行的直线状延伸。其中，若考虑底刃9的再研磨，则优选如本实施方式形成为螺旋状。
另外，本实施方式中，三个底刃9由长刃9A和刃长从该长刃A朝向立铣刀旋转方向T依次变短的中刃9B及短刃9C构成，但长刃9A以外的剩余的两个底刃9也可刃长彼此相等。并且，也可从长刃9A朝向立铣刀旋转方向T依次以短刃9C、中刃9B的顺序配置。另外，三个个底刃9和外周刃5可为不等间隔，或者也可为不等导程，并且也可在底刃9上以朝向内周侧而朝向立铣刀主体1后端侧的方式赋予挖芯角，另外除方形立铣刀以外，例如也可在圆弧头立铣刀中适用本发明。

Claims (3)

1.一种带冷却孔的立铣刀，其特征在于，
在绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部外周形成有三条排屑槽，并且在这些排屑槽的前端部分别形成有中心槽，这些中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面与上述立铣刀主体的前端后刀面的交叉棱线部上形成有三个底刃，这三个底刃中的一个底刃为自外周侧在上述立铣刀主体前端越过上述轴线而延伸的长刃，并且剩余的两个底刃的内终端在上述立铣刀主体前端自上述轴线隔开间隔而配置，在上述立铣刀主体内朝向上述轴线方向前端侧贯穿设置有两个冷却孔，其中一个冷却孔在上述长刃的前端后刀面上开口，并且另一个冷却孔在上述剩余两个底刃中的一个底刃的中心槽上开口。
2.根据权利要求1所述的带冷却孔的立铣刀，其特征在于，
上述另一个冷却孔在上述长刃在立铣刀旋转方向邻接的一个底刃的中心槽上开口。
3.根据权利要求1或2所述的带冷却孔的立铣刀，其特征在于，
上述长刃的中心槽与该长刃在立铣刀旋转方向邻接的一个底刃的中心槽连通，并且该长刃在立铣刀旋转方向邻接的一个底刃的中心槽与该一个底刃进一步在立铣刀旋转方向邻接的剩余的一个底刃的中心槽连通。
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