CN104023886A

CN104023886A - 球头立铣刀

Info

Publication number: CN104023886A
Application number: CN201380004810.8A
Authority: CN
Inventors: 畔上贵行; 阿部太郎
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2033-03-13
Also published as: KR101832551B1; EP2832484B1; KR20140148390A; JP5799875B2; EP2832484A4; US9821383B2; WO2013146238A1; CN104023886B; ES2751954T3; EP2832484A1; US20150056027A1; JP2013202771A

Abstract

在由长刃和短刃交替形成的球头立铣刀中，不会损害长刃的尤其是在轴线上交叉的立铣刀主体前端侧部分的刀尖强度，且得到良好的切屑排出效果。本发明的球头立铣刀中，在绕轴线(O)旋转的立铣刀主体(1)的前端部沿圆周方向隔开间隔形成有绕轴线(O)的旋转轨迹呈半球状的偶数片切削刃(7)，在圆周方向上每隔1个形成的切削刃(7)为在立铣刀主体(1)前端的轴线(O)上交叉的长刃(7A)，剩余的在圆周方向上每隔1个形成的切削刃(7)为在远离轴线(O)的位置具有内周端的短刃(7B)，长刃(7A)的中心槽(6A)和该长刃在立铣刀旋转方向(T)上相邻的短刃(7B)的中心槽(6B)在立铣刀主体(1)前端侧连通，长刃(7A)的中心槽(6A)至少在立铣刀主体(1)前端侧被设为圆周方向宽度比短刃(7B)的中心槽(6B)的圆周方向宽度宽。

Description

球头立铣刀

技术领域

本发明涉及一种偶数刃的球头立铣刀，其在绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部沿圆周方向隔开间隔形成有绕上述轴线的旋转轨迹呈在该轴线上具有中心的半球状的偶数片切削刃。

背景技术

作为这种偶数刃的球头立铣刀，在专利文献1中提出有如下6片刃的球头立铣刀：在立铣刀主体的前端部形成有6片球头刃，其中在圆周方向上每隔1个形成的3片球头刃为在立铣刀主体前端的轴线上交叉的长球头刃(长刃)，并且剩余的3片球头刃为在远离轴线的位置具有内周端的短球头刃(短刃)。

在这种球头立铣刀中，相对于6片球头刃均为长球头刃的球头立铣刀，能够轻松地形成在立铣刀主体前端的轴线上对接的长球头刃，并且能够确保切屑排出用的容屑槽容量来防止切屑堵塞。另一方面，相对于以往的对置配置的2片球头刃为长球头刃且剩余的4片球头刃为短球头刃的球头立铣刀，由于立铣刀主体前端的长球头刃较多，因此能够实现加工面精度的提高及切削刃寿命的延长。

专利文献1：日本专利公开2011-183532号公报

然而，在该专利文献1中记载的球头立铣刀中，为了在立铣刀主体前端使短球头刃的内周端为远离轴线的位置，在与短球头刃相连的前端后刀面的前端内周侧形成随着朝向与轴线垂直的方向或比其更靠内周侧而稍微朝向前端侧的方向延伸的缺口面，使短球头刃的内周端位于该缺口面、前端后刀面和短球头刃的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面的交点上。

而且，在长球头刃为3片的基础上，如此通过缺口面在比短球头刃的内周端更靠内周侧形成比长球头刃的旋转轨迹所成的半球更加后退的空间，并且还通过该空间确保排出切屑的容屑槽的容量，但若要确保更大的容屑槽容量而扩大该缺口面，则缺口面达到长球头刃的与立铣刀主体前端侧的部分相连的前端后刀面，在长球头刃的尤其是在轴线上交叉的部分，无法确保立铣刀旋转方向后侧的立铣刀主体的壁厚，导致刀尖强度下降，存在该部分容易产生缺损等之虞。

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球头立铣刀，如上所述由长刃(长球头刃)和短刃(短球头刃)交替形成的球头立铣刀中，不会损害在长刃的尤其是在轴线上交叉的立铣刀主体前端侧部分的刀尖强度，且能够得到良好的切屑排出效果。

为了解决上述课题并实现这种目的，本发明的球头立铣刀，其在绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部沿圆周方向隔开间隔形成有偶数片切削刃，所述切削刃的绕上述轴线的旋转轨迹呈在该轴线上具有中心的半球状，这些偶数片切削刃中，在圆周方向上每隔1个形成的切削刃为在上述立铣刀主体前端的上述轴线上交叉的长刃，剩余的在圆周方向上每隔1个形成的切削刃为在远离上述轴线的位置具有内周端的短刃，上述长刃的中心槽和该长刃在立铣刀旋转方向上相邻的短刃的中心槽在立铣刀主体前端侧连通，并且该长刃的中心槽至少在上述立铣刀主体前端侧被设为圆周方向宽度比上述短刃的中心槽的圆周方向宽度宽。

在如此构成的球头立铣刀中，与专利文献1中记载的球头立铣刀同样地，在立铣刀主体的圆周方向上每隔1个形成的剩余的切削刃为短刃，并且，长刃的中心槽和该长刃在立铣刀旋转方向上相邻的短刃的中心槽在立铣刀主体前端侧连通，因此在比该短刃的内周端更靠内周侧会形成相对于长刃的旋转轨迹后退的空间。另一方面，长刃的中心槽至少在立铣刀主体前端侧被设为圆周方向宽度比短刃的中心槽的圆周方向宽度宽，因此不必过度扩大上述空间，也能够在长刃的中心槽本身确保充分的用于排出切屑的容屑槽容量。

因此，在长刃的尤其是在轴线上交叉的立铣刀主体前端侧部分能够得到良好的切屑排出效果，并且无需如专利文献1中记载的球头立铣刀那样，为了确保用于排出由长刃生成的切屑的容屑槽容量而加大短刃的内周侧的缺口面并大幅切开该部分的长刃的前端后刀面，因此能够确保与该部分的立铣刀旋转方向后侧相连的立铣刀主体的壁厚来抑制切削刃强度下降、产生缺损等。因此，即使赋予更高的进给量也能够进行稳定的切削，能够促进高效率的加工。

另外，至少在上述立铣刀主体前端侧，使长刃与该长刃在立铣刀旋转方向上相邻的短刃的圆周方向间隔小于该短刃与该短刃在立铣刀旋转方向上相邻的长刃的圆周方向间隔，由此能够为立铣刀主体确保长刃的立铣刀旋转方向后侧的更大的壁厚。因此，由此也能够实现长刃的切削刃强度的提高，从而能够可靠地防止缺损等的产生。

此外，为了如上所述在立铣刀主体前端侧使长刃的中心槽为圆周方向宽度比短刃的中心槽的圆周方向宽度宽，将球头立铣刀设为，在如此使长刃的中心槽为圆周方向宽度比短刃的中心槽的圆周方向宽度宽的部分，具备向与该长刃的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面和朝向立铣刀旋转方向后方的壁面交叉的方向延伸的底面，或与这些壁面相切的呈凹曲面状的底面，由此使圆周方向宽度扩大与该底面相应的量即可。

如以上说明，根据本发明，在立铣刀主体前端侧部分，无需如专利文献1中记载的球头立铣刀那样，为了确保用于排出由长刃生成的切屑的容屑槽容量而加大短刃的内周侧的缺口面并大幅切开长刃的前端后刀面，也能够确保良好的切屑排出效果，由此能够在长刃的立铣刀旋转方向后侧充分保留立铣刀主体的壁厚来防止由切削刃强度的下降引起的缺损等。

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所示的实施方式的放大主视图。

图3是从图2中的A方向观察的侧视图。

图4是从图2中的B方向观察的侧视图。

图5中(a)是与图1所示的实施方式的立铣刀主体前端侧的长刃的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面与朝向立铣刀旋转方向后方的壁面的延长面的交叉棱线垂直的剖视图(图1～图3的点L处的剖视图)，(b)是图(a)所示的剖视图的放大图，(c)是表示图(b)的第1变形例的剖视图，(d)是表示图(b)的第2变形例的剖视图。

图6中(a)是与图1所示的实施方式的立铣刀主体前端侧的短刃的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面与朝向立铣刀旋转方向后方的壁面的交叉棱线垂直的剖视图(图1～图3的点S处的剖视图)，(b)是图(a)所示的剖视图的放大图，(c)是表示图(b)的变形例的剖视图。

符号说明

1-立铣刀主体，3-切削刃部，4-排屑槽，5-外周刃，6-中心槽，6A-长刃7A的中心槽，6B-短刃7B的中心槽，6a-中心槽6的朝向立铣刀旋转方向T的壁面，6b-中心槽6的朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面，6c-中心槽6的底面，7-切削刃(球头刃)，7A-长刃，7B-短刃，8A-长刃7A的前端后刀面，8B-短刃7B的前端后刀面，9-缺口面。

具体实施方式

图1至图6是表示本发明的一实施方式的图。在本实施方式中，立铣刀主体1由硬质合金等硬质材料形成并呈以轴线O为中心的大致圆柱状，其后端侧部分(在图2、图3中为右侧部分)为保持圆柱状的刀柄部2，并且前端部为切削刃部3。这种球头立铣刀中，上述刀柄部2被把持于机床的主轴上并绕轴线O向立铣刀旋转方向T旋转，同时向与该轴线O交叉的方向被送出，由此通过上述切削刃部3用于对例如模具等的曲面进行切削加工的立铣刀。

在该切削刃部3中，在其后端侧的外周部沿圆周方向隔开间隔以随着朝向轴线O方向后端侧而向立铣刀旋转方向T的后侧扭转的方式形成有偶数条(在本实施方式中为6条)排屑槽4，在这些排屑槽4的朝向立铣刀旋转方向T侧的壁面的外周侧边棱部分别形成有将该壁面作为前刀面的外周刃5。这些外周刃5呈绕轴线O的旋转轨迹以该轴线O为中心的1个圆筒面。

另一方面，在切削刃部3的前端部即立铣刀主体1的前端部，以随着朝向前端侧而朝向内周侧进一步切开上述排屑槽4的前端部的方式形成有中心槽6，在该中心槽6的朝向立铣刀旋转方向T侧的壁面6a的外周缘部分别形成有与外周刃5相同数量的偶数个(在本实施方式中为6片)切削刃(球头刃)7，所述切削刃将该壁面6a作为前刀面并与上述外周刃5的前端相连且随着朝向前端侧而凸曲的同时朝向内周侧。这些切削刃7呈其绕轴线O的旋转轨迹在该轴线O上具有中心且向前端侧凸出的1个半球，该半球的半径被设为与上述外周刃5的旋转轨迹所成的圆筒面的半径相等。

这些6片切削刃7中，在圆周方向上每隔1个形成的3片切削刃7为从外周刃5的前端延伸至达到立铣刀主体1前端的轴线O上并在该轴线O上相互交叉的长刃7A，并且剩余的3片切削刃7为在比这些长刃7A更远离轴线O的位置具有内周端的短刃7B。另外，长刃7A的中心槽6A与该长刃7A在立铣刀旋转方向T上相邻的短刃7B的中心槽6B连通。此外，3片长刃7A和3片短刃7B在圆周方向上分别以等间隔形成。

而且，如图6的(b)所示，短刃7B的中心槽6B由成为该短刃7B的前刀面的朝向立铣刀旋转方向T的上述壁面6a和与该壁面6a对置且朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面6b形成，相对于此，如图5的(b)所示，长刃7A的中心槽6A由成为该长刃7A的前刀面的朝向立铣刀旋转方向T的上述壁面6a、与该壁面6a对置且朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面6b及在这些壁面6a、6b之间延伸的底面6c形成，由此，至少在立铣刀主体1的前端侧，长刃7A的中心槽6A被设为圆周方向宽度比短刃7B的中心槽6B的圆周方向宽度宽。即，长刃7A的中心槽6A和短刃7B的中心槽6B的截面呈不同形状。

在此，在本实施方式中，长刃7A的中心槽6A在与朝向该立铣刀旋转方向T和立铣刀旋转方向T后方的壁面6a、6b的延长面的交叉棱线正交的截面上，如图5的(b)所示，形成为这些壁面6a、6b向以锐角交叉的方向延伸，中心槽6A的上述底面6c在该截面上以与这些壁面6a、6b呈角度交叉的方式延伸。并且，短刃7B的中心槽6B在与朝向该立铣刀旋转方向T和立铣刀旋转方向T后方的壁面6a、6b的交叉棱线正交的截面上，如图6的(b)所示，形成为这些壁面6a、6b以锐角交叉。

另外，在本实施方式中，长刃7A的中心槽6A通过朝向该立铣刀旋转方向T后方的上述壁面6b在立铣刀主体1前端的上述轴线O的极周边，以与短刃7B的中心槽6B的朝向立铣刀旋转方向T后方的上述壁面6b交叉的方式延伸，由此与该短刃7B的中心槽6B连通。在这些长刃7A的中心槽6A和短刃7B的中心槽6B的朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面6b彼此的交叉棱线的外周侧，如图6的(b)所示，短刃7B的中心槽6B的朝向立铣刀旋转方向T的壁面6a和该短刃7B在该立铣刀旋转方向T后侧相邻的长刃7A的中心槽6A的朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面6b交叉，另外，在其外周侧形成有将短刃7B的前端后刀面8B的内周部随着朝向与轴线O垂直的方向或比其更靠内周侧而稍微朝向前端侧的方向切开的缺口面9，该缺口面9、短刃7B的前端后刀面8B及成为短刃7B的前刀面的中心槽6B的上述壁面6a的交点为短刃7B的内周端。

此外，在本实施方式中，在沿相对于轴线O的径向形成有短刃7B的范围内，至少在立铣刀主体1的前端部内周侧，长刃7A与该长刃7A在立铣刀旋转方向T上相邻的短刃7B的圆周方向间隔小于该短刃7B与该短刃7B在立铣刀旋转方向T上相邻的长刃7A的圆周方向间隔。另一方面，在与外周侧的外周刃5相连的部分，可以是保持原来的间隔，另外，也可以是长刃7A和短刃7B在圆周方向上以等间隔形成，相反，长刃7A与在该长刃7A立铣刀旋转方向T上相邻的短刃7B的圆周方向间隔也可以大于该短刃7B与该短刃7B在立铣刀旋转方向T上相邻的长刃7A的圆周方向间隔。

在此，立铣刀主体1前端侧的长刃7A的中心槽6A的宽度是，从轴线O方向前端侧观察时，在以轴线O为中心且通过短刃7B的内周端的圆周上，从长刃7A至该长刃7A的中心槽6A的朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面6b与该长刃7A在立铣刀旋转方向T上相邻的短刃7B的前端后刀面8B或缺口面9的交线为止的宽度(圆弧的长度)；立铣刀主体1前端侧的短刃7B的中心槽6B的宽度是，同样从轴线O方向前端侧观察时，在以轴线O为中心且通过短刃7B的内周端的圆周上，从短刃7B至该短刃7B的中心槽6B的朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面6b与该短刃7B在立铣刀旋转方向T上相邻的长刃7A的前端后刀面8A的交线为止的宽度(圆弧的长度)。

并且，同样地，立铣刀主体1前端侧的长刃7A与该长刃7A在立铣刀旋转方向T上相邻的短刃7B的圆周方向间隔也是，从轴线O方向前端侧观察时，在以轴线O为中心且通过短刃7B的内周端的圆周上的长刃7A与该长刃7A在立铣刀旋转方向T上相邻的短刃7B的间隔(圆弧的长度)；短刃7B与该短刃7B在立铣刀旋转方向T上相邻的长刃7A的圆周方向间隔也是，从轴线O方向前端侧观察时，以轴线O为中心且通过短刃7B的内周端的圆周上的短刃7B与该短刃7B在立铣刀旋转方向T上相邻的长刃7A的间隔(圆弧的长度)。

在如此构成的球头立铣刀中，长刃7A的中心槽6A至少在立铣刀主体1前端侧的轴线O周边被设为圆周方向宽度比短刃7B的中心槽6B的圆周方向宽度宽，因此能够在该长刃7A的中心槽7B确保用于排出切屑的较大的容屑槽。因此，无需如专利文献1中记载的球头立铣刀那样，为了确保该容屑槽容量而将缺口面扩大至长刃7A的前端后刀面8A，也能够得到良好的切屑排出效果，并且通过加大长刃7A的立铣刀旋转方向T后侧的立铣刀主体1的壁厚，能够抑制切削刃强度的下降。

并且，该长刃7A的中心槽6A同样地在立铣刀主体1前端侧的轴线O周边与该长刃7A在立铣刀旋转方向T上相邻的短刃7B的中心槽6B连通，因此能够确保更加良好的切屑排出效果。因此，根据上述结构的球头立铣刀，即使赋予更高的进给量进行切削加工，也能够防止在长刃7A上产生缺损等，同时顺畅地排出切屑，且能够进行稳定的高效率切削加工。

另外，在本实施方式中，至少在立铣刀主体1的前端部内周侧，长刃7A与该长刃7A在立铣刀旋转方向T上相邻的短刃7B的间隔小于该短刃7B与该短刃7B在立铣刀旋转方向T上相邻的长刃7A的间隔。因此，在沿相对于轴线O的径向形成有短刃7B的范围的至少内周侧部分，能够将长刃7A的立铣刀旋转方向T后方的立铣刀主体1的壁厚确保得更大，且能够提高长刃7A的切削刃强度来可靠地防止缺损等的产生。

此外，在本实施方式中，如图5的(b)所示，将长刃7A的中心槽6A的底面6c形成为与成为该长刃7A的前刀面的朝向立铣刀旋转方向T的壁面6a和朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面6b呈角度交叉，但如图5的(c)所示的第1变形例，也可以是底面6c向与壁面6a、6b交叉的方向延伸，但这些壁面6a、6b的至少一个(在图5的(c)中为两个)和底面6c交叉的部分形成为上述截面呈凹圆弧等凹曲线状且与这些壁面6a、6b和底面6c相切的凹曲面状。

或者，如图5的(d)所示的第2变形例，将整个底面6c形成为上述截面呈凹圆弧等凹曲线状且与中心槽6A的朝向立铣刀旋转方向T和其后方的这些壁面6a、6b相切的凹曲面。这对短刃7B的中心槽6B也是同样的，如图6的(c)所示的变形例，朝向该立铣刀旋转方向T的壁面6a和朝向立铣刀旋转方向T后方的壁面6b也可以在上述截面上经由与这些壁面6a、6b相切的截面呈凹曲线状的凹曲面相连，在这种情况下，若长刃7A的中心槽6A的底面6c也是凹曲面，则使上述截面上的其曲率半径大于短刃7B的中心槽6B的凹曲面的曲率半径即可。

此外，在上述实施方式中，在遍及切削刃(球头刃)7的长刃7A的全长，在中心槽6A中形成有这种底面6c，但在与外周刃7相连的部分，相邻的切削刃7的间隔也变得较大而可以得到良好的切屑排出效果，因此只要不发生极端的宽窄，则无需如上所述使长刃7A的中心槽6A的宽度为较宽，即可以不在长刃7A的中心槽6A中形成上述底面6c。

并且，在上述实施方式中，对在6片刃的球头立铣刀适用本发明的情况进行了说明，但也能够适用于8片刃以上的偶数刃的球头立铣刀或4片刃以下的偶数刃的球头立铣刀。但是，若适用于4片刃的球头立铣刀，则短刃7B的容屑槽变得过度狭窄，切屑堵塞成为问题，另外，在2片刃的球头立铣刀中，长刃7A和短刃7B只能各形成1片，因此本发明优选适用于6片刃以上尤其是6片刃或8片刃的球头立铣刀。

Claims

1.一种球头立铣刀，其特征在于，

在绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部沿圆周方向隔开间隔形成有偶数片切削刃，所述切削刃的绕上述轴线的旋转轨迹呈在该轴线上具有中心的半球状，这些偶数片切削刃中，在圆周方向上每隔1个形成的切削刃为在上述立铣刀主体前端的上述轴线上交叉的长刃，剩余的在圆周方向上每隔1个形成的切削刃为在远离上述轴线的位置具有内周端的短刃，上述长刃的中心槽和该长刃在立铣刀旋转方向上相邻的短刃的中心槽在立铣刀主体前端侧连通，并且该长刃的中心槽至少在上述立铣刀主体前端侧被设为圆周方向宽度比上述短刃的中心槽的圆周方向宽度宽。

2.根据权利要求1所述的球头立铣刀，其特征在于，

上述长刃与该长刃在立铣刀旋转方向上相邻的短刃的圆周方向间隔至少在上述立铣刀主体前端侧小于该短刃与该短刃在立铣刀旋转方向上相邻的长刃的圆周方向间隔。

3.根据权利要求1或2所述的球头立铣刀，其特征在于，

在上述长刃的中心槽在圆周方向宽度比上述短刃的中心槽的圆周方向宽度宽的部分，具有向与该长刃的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面和朝向立铣刀旋转方向后方的壁面交叉的方向延伸的底面，或与这些壁面相切的呈凹曲面状的底面。