CN104487194B - 切削刀具和使用该切削刀具的端面铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明解决了提高用于铣刀的切削刀具的加工效率的问题。在该切削刀具中，与两个多边形主面的各个边相连的侧面包括：主侧面，其具有沿着贯穿主侧面的方向形成的安装孔；第一副侧面，其与主侧面垂直；以及第二副侧面，其设置在第一副侧面和主侧面之间。主面和主侧面之间的棱形成主切削刃，主面和第二副侧面之间的棱形成副切削刃。主切削刃和副切削刃之间的夹角至少为145°。

Description

切削刀具和使用该切削刀具的端面铣刀
技术领域
本发明涉及一种能够执行高效率机械加工并且能够用于进行精加工的切削刀具和使用该切削刀具的端面铣刀。
背景技术
例如，专利文献PTL 1和PTL 2描述了已知的用于铣刀的切削刀具。
这些专利文献中公开的切削刀具都是所谓的竖直使用类型的(vertical-usetype)切削刀具，这种切削刀具将通常被称为侧面的矩形表面用作前刀面。使用该竖直使用类型的切削刀具，能够执行高进刀速率、高效率的机械加工，这是因为各个切削刀具在承受切削力的主分量的方向上厚度大并且刚度大。
PTL 2的切削刀具具有通过切除用作前刀面的矩形侧面的角部而形成的副切削刃。副切削刃形成于各个角部处，使得副切削刃和主切削刃以约45°的角度相交，主切削刃是侧面的长边。因此，通过将切削刀具安装到刀体上并使主切削刃形成45°的主偏角(approach angle)，能使副切削刃起修光刃(flat cutting edge)的作用。
引用文献列表
专利文献
PTL 1：日本未审查专利申请公开No.2004-291205
PTL 2：日本未审查专利申请公开No.2009-226510
发明内容
技术问题
如上所述，能够使用竖直使用式切削刀具执行高进刀速率、高效率的机械加工。然而，随着进刀速率提高，主切削刃所产生的切屑的厚度增大，并且切削力增大。因此，难以进一步提高进刀速率，而且切削刀具不能满足进一步提高加工效率的需要。
当通过设置主偏角来执行机械加工时，由于主偏角的负作用，被加工表面的表面粗糙度随着进刀速率的增大而增大。PTL 2中描述的切削刀具的副切削刃用作修光刃，以消除上述负作用。然而，由于副切削刃相对于主切削刃成45°角，所以副切削刃的长度受限制。
因此，需要将进刀速率设置在不抑制副切削刃的精加工效果的范围内。这也导致难以进一步提高加工效率。
本发明的目的在于，通过改进切削刀具的形状来进一步提高加工效率。
技术方案
为了实现目的，本发明提供一种用于铣刀的切削刀具，所述切削刀具包括两个多边形主面和多个侧面，所述两个主面彼此相反，各个侧面分别与各个主面的相应边相连，所述主面被用作前刀面，所述主面和所述侧面相交处的棱被用作切削刃。所述切削刀具的构造如下。
所述多个侧面包括：主侧面，安装孔贯穿所述主侧面延伸；第一副侧面，其与所述主侧面垂直；以及第二副侧面，其设置在所述第一副侧面和所述主侧面之间。各个主面和所述主侧面相交处的棱形成主切削刃，各个主面和所述第二副侧面相交处的棱形成副切削刃。所述主切削刃和所述副切削刃之间的夹角为145°以上。
所述切削刀具安装在刀体上的如下位置：所述副切削刃形成副偏角(face angle)为5°以下的修光刃，并且优选的是在0′至30′的范围内。在这种情况下，所述主切削刃的主偏角为35°以下。
本发明还提供一种使用根据本发明的切削刀具的端面铣刀，其中，所述切削刀具安装在位于刀体的端部的外周的支承座上。
本发明的有益效果
主切削刃所产生的切屑的厚度随着主切削刃的主偏角变小而变小。根据本发明的切削刀具的主面的各个角部处具有副切削刃，并且主切削刃与副切削刃之间的夹角为145°以上。因此，当切削刀具处于使得副切削刃被用作修光刃的位置时，主切削刃的主偏角为35°以下。
因此，主切削刃所产生的切屑的厚度比现有的主偏角为45°以上的端面铣刀所产生的切屑的厚度小。结果，切削力得到减小。因此，放宽了进刀速率的设置范围的限制，从而可以提高加工效率。
此外，通过将形成在主面的角部处的副切削刃用作修光刃，能够减小被加工表面的表面粗糙度。因此，不需要进行精加工，因而能够进一步提高加工效率。
附图说明
图1是示出根据本发明的切削刀具的实例的透视图。
图2示出图1中的切削刀具的主面。
图3示出图1中的切削刀具的主侧面。
图4示出图1中的切削刀具的第一副侧面和第二副侧面。
图5是沿着图2中的线V-V截取的放大剖视图。
图6是示出根据本发明的切削刀具的另一实例的透视图。
图7示出图6中的切削刀具的主面。
图8示出图6中的切削刀具的主侧面。
图9示出图8中的切削刀具的第一副侧面和第二副侧面。
图10是示出根据本发明的切削刀具的另一实例的透视图。
图11示出图10中的切削刀具的第一副侧面和第二副侧面。
图12示出端面铣削加工中产生的切屑的厚度如何基于主偏角而不同，其中，图下部中的主偏角ψ比图上部中的主偏角ψ小。
图13是使用图1中的切削刀具的铣刀的透视图。
图14是图13中的铣刀的侧视图。
图15是图13中的铣刀的正视图。
图16示出图13中的铣刀的主偏角和副偏角。
具体实施方式
下面将参考图1至图16描述根据本发明的切削刀具和使用该切削刀具的铣刀的实施例。
图1至图5示出根据本发明的切削刀具的实例。切削刀具1具有彼此相反的两个八边形主面2以及分别与各个主面的相应边相连的多个侧面。
在图中所示的切削刀具1中，各个主面2均被用作前刀面，侧面被用作后刀面，主面2和侧面相交处的棱被用作切削刃6。各个切削刃6均包括主切削刃6a和副切削刃6b。
侧面包括：两个主侧面3，二者彼此相反，安装孔7贯穿这两个主侧面；第一副侧面4，其与两个主侧面3垂直；以及第二副侧面5，其设置在第一副侧面4与主侧面3之间。主面2和主侧面3相交处的棱形成主切削刃6a。
主面2和第二副侧面5相交处的棱形成副切削刃6b。各个副切削刃6b和对应的一个主切削刃6a之间形成的夹角α为145°以上(图中所示的切削刀具的α＝145°)。优选地，各个副切削刃6b的长度为1mm以上。在本实例中，各个副切削刃6b的长度为1mm以上。
副切削刃6b的长度可以基于切削刀具的尺寸、切削刃的角度和切口的尺寸而不同。从经济性的角度来看，可以使用较大数量的角部，因而优选的是，副切削刃6b的长度小于或等于切削刀具的纵向宽度的一半。作为标准尺寸，优选的是，副切削刃6b的长度为1mm以上且10mm以下；更优选的是，副切削刃6b的长度为2mm以上且5mm以下。
在面铣削加工中，主面2和第一副侧面4相交处的棱不被用作切削刃。
一个主侧面3用作前刀面，另一个主侧面3用作安装到支承座上的座面(seatingsurface)。在本实施例中，各个主侧面3的面积均大于各个主面2的面积。
本实例的切削刀具1具有位于各个主面2的中央部分的平地部8，平地部8被用作座面。平地部8从切削刃6的位置凹入，从而在切削刃6和平地部8之间设置具有前角β(参见图5)的倾斜的前刀面9。
然而，非必要的是，平地部8从切削刃的位置凹入并设置倾斜的前刀面9。例如，在重视切削刃的强度的应用场合中，优选的是，主面2和侧面以90°以上的角度相交。
非必要的是，当沿着与主侧面3垂直的方向看去时，主侧面3和与主侧面3相连的第二副侧面5形成如图3所示的矩形形状，并且非必要的是，主切削刃6a为直线形刃。
图6至图9示出切削刀具1，其中，当沿着与主侧面3垂直的方向看去时，各个主侧面3和与主侧面3相连的第二副侧面5形成如图8所示的平行四边形。
在图8中，前侧的平行四边形的锐角角部的位置与后侧的平行四边形的锐角角部的位置相反，并且前侧的切削刃6的倾斜方向与后侧的切削刃6的倾斜方向相反。
因此，在切削刀具1围绕一个主侧面3的中心线CL旋转180°时，一侧的主侧面3的轮廓与另一侧的主侧面3的轮廓彼此重合，因而能够使用多个角部。
如果切削刀具1的形状改变使得位于图8中的后侧的平行四边形设置在前侧，并且位于前侧的平行四边形移动到后侧，则得到切削刃沿相反的方向延伸的切削刀具1。
图10和图11示出一种切削刀具1，其中，各个主侧面3和与主侧面3相连的第二副侧面5具有如下形状：当沿着与主侧面3垂直的方向看去时，随着从主侧面3的两端到主侧面3的中央的距离增大，一对主面2之间的距离增大并且在中央处达到最大值，如图10所示。因此，主切削刃6a呈凸弧状。
根据本发明的具有上述构造的各种切削刀具1安装到刀体上，并具有预定的副偏角和预定的主偏角。
图13至图15示出使用根据本发明的切削刀具的端面铣刀的实例。在本实例的端面铣刀10中，主切削刃6a具有预定的主偏角ψ。
在图中所示的铣刀10中，图1中的切削刀具被安置在支承座12上，支承座12形成在刀体11的端部的外周；并且，切削刀具1利用紧固螺栓13固定到位。
如图16所示，在切削刀具1中，副切削刃6b具有适当的副偏角FA，主切削刃6b具有预定的主偏角ψ。
副切削刃6b的副偏角FA为5°以下，优选的是在约0′至30′的范围内。因为图1中的切削刀具1的主切削刃6a与副切削刃6b之间的夹角α为145°，所以如果副偏角FA为30′，则主切削刃6a的主偏角为34°30′。
如图12所示的对比图，在进刀速率f恒定的情况下，主切削刃6a所产生的切屑的厚度t随着主偏角ψ变小而变小。
使用根据本发明的切削刀具的铣刀(端面铣刀)10的主偏角ψ为35°以下。因此，铣刀10所产生的切屑的厚度t比现有的主偏角为45°的铣刀所产生的切屑的厚度小。结果，切削力得到减小。
因此，可以使进刀速率比现有铣刀的进刀速率高，从而可以提高加工效率。
此外，通过将进刀速率设置在副切削刃6b的长度的范围内，能够减小被加工表面的表面粗糙度。因此，不需要进行精加工，因而能够进一步提高加工效率。
以上公开的本发明实施例的构造只是示例性的，本发明的范围不限于实施例的描述。本发明的范围在权利要求书进行了描述，并且包括落入权利要求书所描述的范围内的全部变型及其等同内容。
<附图标记列表>
1 切削刀具
2 主面
3 主侧面
4 第一副侧面
5 第二副侧面
6 切削刃
6a 主切削刃
6b 副切削刃
7 安装孔
8 平地部
9 前刀面
10 端面铣刀
11 刀体
12 支承座
13 紧固螺栓
α 主切削刃和副切削刃之间的夹角
β 前角
FA 副偏角
ψ 主偏角
t 切屑的厚度
CL 主侧面的中心线

Claims (3)

1.一种用于铣刀的切削刀具，所述切削刀具包括两个多边形主面和多个侧面，所述两个主面彼此相反，各个侧面分别与各个主面的相应边相连，所述主面被用作前刀面，所述主面和所述侧面相交处的棱被用作切削刃，
其中，所述多个侧面包括：主侧面，安装孔贯穿所述主侧面延伸；第一副侧面，其与所述主侧面垂直；以及第二副侧面，其设置在所述第一副侧面和所述主侧面之间，其中，各个主面和所述主侧面相交处的棱形成主切削刃，各个主面和所述第二副侧面相交处的棱形成副切削刃，所述主切削刃和所述副切削刃之间的夹角为145°以上，当沿着与所述主侧面垂直的方向看去时所述主切削刃呈凸弧状，所述切削刀具具有位于各个主面的中央部分的平地部，所述平地部被用作座面。
2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，所述副切削刃的长度为1mm以上。
3.一种端面铣刀，包括根据权利要求1或2所述的切削刀具，所述切削刀具安装在支承座上，所述支承座设置在刀体的端部的外周上，其中，所述切削刀具设置在如下位置：所述副切削刃形成副偏角为5°以下的修光刃，并且所述主切削刃的主偏角为35°以下。
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