CN104640658A - 多刃立铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明提高在使用具有切口和刃槽的多刃立铣刀以高速度的高进给对难切削性合金制的叶轮等薄壁构件进行切削加工时的、白切口(7)的切屑排出效果和向刃槽(8)的引导效果。切削刃(3)的前刀面从旋转轴(O)侧到半径方向外周侧包括：底刃(6)的前刀面(6a)；外周刃(4)的前刀面(4a)，其与该底刃(6)的前刀面(6a)邻接，且形成与底刃(6)的前刀面(6a)不同的面，并兼作圆角刃(5)的前刀面，位于底刃(6)的前刀面(6a)与外周刃(4)的前刀面(4a)的边界的凸出的棱线(64)和位于底刃(6)的前刀面(6a)与刃槽(8)的底面(8b)的边界的凸出的棱线(68)的交点，与圆角刃(5)的后刀面(5b)和底刃(6)的后刀面(6b)的边界相比向半径方向旋转轴(O)侧进入。

Description

多刃立铣刀

技术领域

本发明涉及一种使用三轴或五轴控制的机床通过切削加工而制造例如在涡轮、增压器等旋转机械装置中使用的薄壁的叶轮、叶片等时，安装于机床，并以能够对叶轮等构件进行高进给的切削加工的方式进行了改善的多刃立铣刀。

背景技术

将Ni基耐热合金、不锈钢或钛合金制的难切削性合金构件(材料)固定于机床的旋转轴上，一边使立铣刀等切削刀具旋转一边进行多轴控制，经由对该合金构件进行粗加工、半精加工以及精加工的切削加工工序，从而制造出在涡轮、增压器等旋转机械装置中使用的薄壁的叶轮(impeller)、叶片等。

在该切削加工工序内的精加工中，需要将合金构件的表面精加工成弯曲的曲面状，因此一直以来使用球头立铣刀、锥形球头立铣刀、或具备由外周刃、角刃、底刃构成的切削刃的圆弧立铣刀。特别是在刀具主体的前端部具备多个切削刃、例如6个以上的切削刃的整体型的圆弧立铣刀(以下，也称为“多刃立铣刀”)正逐渐被使用。

作为与多刃立铣刀有关的现有技术，存在如图11所示的如下的方式，即，具备多个切削刃，在立铣刀的旋转方向R(周向)上邻接的切削刃之间具备用于排出切屑的、靠近径向中心(旋转轴)的切口7和靠近外周的刃槽8(参照专利文献1)。图11具体示出了专利文献1的图8所记载的例子。

在图11所示的例子(专利文献1)中，在形成于底刃6的旋转方向R前方侧的切口7的半径方向外周侧的、旋转方向R后方侧形成有刃槽8，由于与切口7连续地形成有刃槽8，因此认为具有切屑不易滞留于切口7，从而提高底刃6切削出的切屑的排出性的效果。

在图12中示出了专利文献1以外的、在形成于径向中心附近的切口的径向外周附近形成有刃槽的立铣刀的例子(参照专利文献2)。图12示出了专利文献2的图2。在该例子中，在切口7的径向外周附近连续地形成有相当于专利文献1的刃槽的切屑排出槽4，在切屑排出槽4与切口7之间形成有用于形成角刃12的前刀面11的凹部10(段落0017、0018)，因此切口7与切屑排出槽4经由凹部10连通。

在专利文献2中，将描绘圆弧的角刃12形成至越过圆弧的突端P的半径方向中心侧的、底刃9的开始点Q，并从点Q到立铣刀的后端部侧而形成，使划分出凹部10的交线L位于与通过突端P并与中心轴平行的直线相比靠半径方向中心侧的位置，从而能够使角刃12生成的切屑不会向底刃前刀面8侧旋入，而从角刃前刀面11排出(段落0019～0024)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：DE 20 2009 013 808 U1号公报(图8)

专利文献2：日本特开2010-167520号公报(权利要求1，段落0016～0024，图1，图2)

发明内容

发明要解决的课题

在图11的例子(专利文献1)中，切口7的底面的、相对于从径向中心(旋转轴)侧到外周侧的半径方向的倾斜平缓，近似于与立铣刀的端面平行，因此无法充分期待自切口7的切屑排出效果。另外，与切口7连续的刃槽8偏向径向外周附近而形成，因此认为也无法期待从切口7向刃槽8的引导效果。

另外，在图11的例子中，外周刃4的前刀面4a兼作圆角刃5的前刀面，因此与不兼作圆角刃5的前刀面的情况相比，如图7-(b)的实线所示能够略微较大地得到刃槽8(刀片凹槽)的容积。但是，由于刃槽8偏向径向外周附近而形成，因此不会具有获得刃槽8的容积的优点。刀片凹槽(CP)为切口的容积与刃槽的容积之和，该容积越大，则切屑的蓄积能力和排出效果越高。在图7-(b)中，实线表示外周刃4的前刀面4a兼作圆角刃5的前刀面的情况下的剖面，双点划线表示外周刃4的前刀面4a不兼作圆角刃5的前刀面的情况下的剖面。

在专利文献2中，为了阻止角刃12生成的切屑向切口7侧的旋入，在夹于切口7与切屑排出槽4之间的凹部10的切口7侧的面上形成有鼓起的壁面13(段落0019)。因此，认为凹部10可能会损害底刃9所生成并掉落至切口7内的切屑向切屑排出槽4的排出效果，从而无法得到从切口7内向切屑排出槽4的切屑的引导效果。

本发明基于上述背景，提供一种与专利文献1的例子相比能够显著提高自切口的切屑排出效果和向刃槽的引导效果的方式的多刃立铣刀。

一直以来，在使用三轴或五轴的NC控制的机床对具有弯曲表面的所述叶轮的表面以高速度进行高进给的切削加工时，难以在将所生成的切屑在短时间内从立铣刀排出，从而有时会产生阻碍切削加工的情况。根据该背景，迫切期望能够对叶轮的表面以高速度进行高进给的切削加工的多刃立铣刀的开发。在将叶片等难切削性合金构件作为对象的情况下也相同。

基于这一点，本发明的基本目的在于，提供一种即使对难切削性合金构件实施高进给的切削加工也实现上述的切屑的排出性良好的、对切削刃部的结构进行了改良的多刃的圆弧立铣刀。

详细而言，本发明的目的在于，能够使用安装于三轴或五轴的NC机床的多刃的圆弧立铣刀(多刃立铣刀)，通过一个多刃立铣刀对以往较为困难的由难切削性合金的薄壁构件构成的具有弯曲的表面的叶轮等难切削性合金构件的表面，与以往相比以高效率(高速度加工)长时间进行高进给的精加工用的切削加工。并且其目的在于，即使进行高进给的切削加工，也能够良好地排出所生成的切屑。

需要说明的是，“多刃”是指，如图1、图2所示，从刀具主体(多刃立铣刀)的前端部的旋转轴O侧(半径方向中心侧)到刀柄部2a的半径方向外周侧具备多个、尤其是6个以上切削刃3的圆弧立铣刀，所述切削刃3由底刃6、与底刃6连续的圆角刃5、与圆角刃5连续的外周刃4构成。

用于解决课题的手段

技术方案1所述的发明的多刃立铣刀具有：切削刃部，其形成于刀柄部的前端部，且从旋转轴O侧到所述刀柄部的半径方向外周侧具备由底刃、与底刃连续的圆角刃、与圆角刃连续的外周刃构成的多个切削刃；切口和刃槽，它们分别形成在沿着绕所述旋转轴O的旋转方向R邻接的所述切削刃之间的所述径向的中心侧和外周侧，所述多刃立铣刀的特征在于，

所述切削刃的前刀面从所述半径方向中心侧到外周侧包括：所述底刃的前刀面；所述外周刃的前刀面，其与该底刃的前刀面邻接，且形成与所述底刃的前刀面不同的面，并兼作所述圆角刃的前刀面，

所述切削刃的后刀面从所述半径方向中心侧到外周侧包括：所述底刃的后刀面；与该底刃的后刀面邻接的所述圆角刃的后刀面；与该圆角刃的后刀面邻接的所述外周刃的后刀面，

所述刃槽包括：所述外周刃的前刀面；在旋转方向R前方侧与所述外周刃的前刀面对置的刃槽面；形成在所述外周刃的前刀面与所述刃槽面的边界处的底面，

位于所述底刃的前刀面与所述外周刃的前刀面的边界的凸出的棱线和位于所述底刃的前刀面与所述刃槽的底面的边界的凸出的棱线的交点，与所述圆角刃的后刀面和所述底刃的后刀面的边界相比向所述半径方向中心侧进入。

技术方案1中的“半径方向”是指与旋转轴O正交的剖面上的通过旋转轴O的放射方向，在从刀柄部2a的前端部侧、即多刃立铣刀1的前端部1a侧向刀柄部2a侧观察切削刃部2b时，切口7形成在靠近半径方向的旋转轴O(中心)的、在旋转方向R上邻接的底刃6、6的后刀面6b、6b之间。刃槽8形成在半径方向的外周侧的、在旋转方向R上邻接的圆角刃5、5的后刀面5b、5b之间。“刀柄部2a的前端部”与“多刃立铣刀1的前端部1a”同义。

“外周刃4的前刀面4a形成与底刃6的前刀面6a不同的面”是指外周刃4的前刀面4a与底刃6的前刀面6a不位于同一个面内。“外周刃4的前刀面4a兼作圆角刃5的前刀面”是指外周刃4的前刀面4a从外周刃4跨至圆角刃5而形成，然而外周刃4的前刀面4a如后述那样从外周刃4跨至底刃6。

刃槽8由外周刃4的前刀面4a、在多刃立铣刀1的旋转方向R前方侧与该外周刃4的前刀面4a对置的刃槽面8a构成，在外周刃4的前刀面4a与刃槽面8a的边界形成有成为刃槽8的底部的底面8b(技术方案3)。底面8b在旋转方向R(多刃立铣刀1的周向)上具有宽度，如图5所示，在宽度方向(旋转方向R)两侧的、底面8b与外周刃4的前刀面4a之间形成有边界线10a，在底面8b与刃槽面8a之间形成有边界线10b。边界线10a与边界线10b均形成为凹陷的棱线。在从半径方向外周侧向中心侧观察多刃立铣刀1时，底面8b存在形成为向下凸出的曲面状、或V字状等的情况和形成为平坦面的情况。

“位于底刃6的前刀面6a与外周刃4的前刀面4a的边界的凸出的棱线64”是指，如图5、图6所示，形成在半径方向上连续的圆角刃5和底刃6的凸出的棱线在从圆角刃5向底刃6过渡时，朝向与底刃6面对的切口面7a侧(底刃6的前刀面6a侧)分支的棱线。棱线64从圆角刃5的后刀面5b与底刃6的后刀面6b的边界附近向切口面7a分支，成为底刃6的前刀面6a与外周刃4的前刀面4a的边界线。

“位于底刃6的前刀面6a与刃槽8的底面8b的边界的凸出的棱线68”是指，位于刃槽8的底面8b与刃槽面8a的边界线10b的延长线上、且从边界线10b朝向与切口7面对的底刃6(底刃6的前刀面6a侧)侧的棱线。棱线68成为底刃6的前刀面6a与刃槽8的底面8b之间的边界线。棱线68从在旋转方向R前方侧与外周刃4的前刀面4a对置的刃槽面8a与切口7的底面7b相交的位置朝向底刃6侧与棱线64相互交叉。切口7的底面7b形成在底刃6的前刀面6a与在旋转方向R前方侧同该底刃6的前刀面6a对置的切口面7a之间的边界(技术方案2)。

棱线64将外周刃4的前刀面4a与底刃6的前刀面6a划分(区分)，因此通过从圆角刃5朝向切口面7a侧分支，从而如图5、图6所示，使外周刃4的前刀面4a向底刃6的前刀面6a侧进入(深入)。同样地，棱线68将刃槽8的底面8b与底刃6的前刀面6a划分(区分)，因此通过从边界线10b朝向底刃6侧，从而使刃槽8的底面8b向底刃6的前刀面6a侧进入(深入)。

由于外周刃4的前刀面4a与刃槽8的底面8b构成刃槽8，因此通过使外周刃4的前刀面4a和刃槽8的底面8b均向底刃6的前刀面6a侧进入，从而产生引导存在于切口7内的切屑向刃槽8内掉落的效果，由此提高自切口7内的切屑的排出性。

“位于底刃6的前刀面6a与外周刃4的前刀面4a的边界的凸出的棱线64和位于底刃6的前刀面6a与刃槽8的底面8b的边界的凸出的棱线68的交点66，与圆角刃5的后刀面5b和底刃6的后刀面6b的边界相比向半径方向旋转轴O侧进入”是指，如图3、图6所示，在从刀柄部2a(多刃立铣刀1)的前端部1a侧向旋转轴O方向观察切削刃部2b时，棱线64与棱线68的交点66与圆角刃5的后刀面5b和底刃6的后刀面6b的边界(边界线)相比向半径方向旋转轴O侧进入。在图3、图9中，靠近圆角刃5和底刃6的虚线示出了凸出的棱线64。

在图5等中，在半径方向上邻接的底刃6的后刀面6b与圆角刃5的后刀面5b之间、以及圆角刃5的后刀面5b与外周刃4的后刀面4b之间示出了表示边界的线，然而实际上有时无法用肉眼观察到该线。例如在邻接的底刃6的后刀面6b与圆角刃5的后刀面5b、以及圆角刃5的后刀面5b与外周刃4的后刀面4b，以从圆角刃5的后刀面5b的面内方向(周向)观察该圆角刃5的后刀面5b时的回旋曲线那样邻接的曲面(包括平面的情况)的曲率逐渐变化这种情况下，无法观察到边界线。在曲率变化的部分有时也能观察到边界线。

“棱线64和棱线68的交点66与底刃6的后刀面6b和圆角刃5的后刀面5b的边界相比向刀柄部2a的半径方向的旋转轴O侧进入”是指，棱线64和棱线68的交点66位于与圆角刃5的后刀面5b和底刃6的后刀面6b的边界相比靠旋转轴O侧处，棱线64和棱线68形成为从半径方向外周侧朝向中心侧(旋转轴O)相互交叉的线。

通过棱线64和棱线68的交点66与后刀面6b和后刀面5b的边界相比向刀柄部2a的半径方向的旋转轴O侧进入，如果从前端部1a侧观察多刃立铣刀1，则刃槽8形成为，从半径方向外周侧到中心侧(旋转轴O侧)，从圆角刃5跨至底刃6，因此如上所述，能够得到从切口7向刃槽8的切屑的引导效果。同时，如图7-(b)中用实线所示地那样，外周刃4的前刀面4a兼作圆角刃5的前刀面会具有获得刃槽8的容积的优点，因此能够增大刃槽8的容积、即刀片凹槽(CP)的容积。刃槽8的容积增大意味着切屑的蓄积能力和排出效果提高。刀片凹槽(CP)是指形成切口7的空间的容积和形成刃槽8的空间的容积之和。

通过以从半径方向外周侧到中心侧(旋转轴O侧)从圆角刃5跨至底刃6的方式形成刃槽8，从而会具有因外周刃4的前刀面4a兼作圆角刃5的前刀面而带来的、能够较大地获得刃槽8(刀片凹槽)的容积的优点。通过外周刃4的前刀面4a兼作圆角刃5的前刀面，从而较大地获得刃槽8的容积，这是由于，如上所述，如图7-(b)所示那样通过与圆角刃5正交的剖面进行观察时，圆角刃5的后刀面5b与刃槽8的底面8b仅由作为单一的平面或曲面的前刀面4a连结，因此与具有用双点划线表示的圆角刃5的前刀面的情况相比，不存在向刃槽8侧突出的部分的体积。图7-(b)示出了图5的z-z线的剖面。

外周刃4的前刀面4a兼作圆角刃5的前刀面还意味着：由于不形成圆角刃5的前刀面，因此减少形成(磨削加工)包含外周刃4的前刀面4a在内的切削刃3的前刀面整体的加工的时间和劳力，能够获得提高切削刃3的前刀面整体的加工性的优点。

在形成有圆角刃5的前刀面5a的情况下，如图7-(b)所示，在连结圆角刃5与边界线10a的直线的刃槽8侧形成有用双点划线的剖面线表示的突起部分。与之相对，在技术方案1中，通过外周刃4的前刀面4a兼作圆角刃5的前刀面，未形成有剖面线的突起部分，因此刃槽8(刀片凹槽)的容积增加与具有前刀面5a的情况下的突起部分对应的量。

棱线64和棱线68的交点66与底刃6的后刀面6b和圆角刃5的后刀面5b的边界相比向刀柄部2a的半径方向的旋转轴O侧进入，其结果是，外周刃4的前刀面4a相对于底刃6的前刀面6a相对地位于旋转方向R后方侧。通过前刀面4a相对于前刀面6a位于旋转方向R后方侧，从而存在于切口7内的切屑随着多刃立铣刀1的旋转，容易进入刃槽8内，并且刃槽8内的切屑容易向多刃立铣刀1外排出，因此根据这一点(前刀面4a位于前刀面6a的旋转方向R后方侧)，也能够实现自切口7以及刃槽8的切屑排出性的提高。

如上所述，刃槽8的底面8b在旋转方向R上具有宽度，通过底面8b具有宽度，从而与不具有宽度的情况相比，具有不易使从底刃6、圆角刃5等切削刃3的任一刃直接或从切口7向刃槽8内掉落的切屑停滞的效果。同样地，为了提高掉落到切口7内的切屑的排出性，也可以使切口7的底面7b在旋转方向R上具有宽度。在该情况下，切口7和刃槽8的底面7b、8b均具有宽度，如果刃槽8内的切屑停滞，则可能会阻碍自切口7内的切屑的排出。由此，为了提高存在于切口7内的切屑向刃槽8的排出的效率，将自切口7到排出目的地的排出性良好作为条件，因此优选将刃槽8的底面8b的宽度确保为比切口7的底面7b的宽度大(技术方案2)。

在图11所示的例子中也能够观察到使切口7的底面7b和刃槽8的底面8b具有宽度，然而在该例子中刃槽8的底面8b的宽度与切口7的底面7b的宽度相比相对较小，因此在刃槽8内发生切屑的停滞时，存在阻碍自切口7的切屑的排出、或排出停滞的可能性。与之相对，在刃槽8的底面8b的宽度比切口7的底面7b的宽度大的情况下(在技术方案2中)，在刃槽8内不易发生切屑的停滞，因此阻碍自切口7的切屑的排出的可能性、排出停滞的可能性降低。

如图2、图10所示，外周刃4的后刀面4b形成为与刀柄部2a的表面2c邻接且与表面2c连续的面，因此“棱线64和棱线68的交点66与后刀面6b和后刀面5b的边界相比向半径方向中心侧进入”也可以说成“外周刃4的前刀面4a从底刃6的后刀面6b跨至刀柄部2a的表面2c”。通过外周刃4的前刀面4a从底刃6的后刀面6b跨至刀柄部2a的表面2c，从而从切口7经由刃槽8的切屑的向多刃立铣刀1外的排出性和排出速度提高。

在技术方案1中，通过具备“位于底刃6的前刀面6a与外周刃4的前刀面4a的边界的凸出的棱线64和位于底刃6的前刀面6a与刃槽8的底面8b的边界的凸出的棱线68的交点66，与底刃6的后刀面6b和圆角刃5的后刀面5b的边界相比向旋转轴O侧进入”的要件，从而底刃6产生的切屑被分为经由切口7向刃槽8掉落的部分和直接掉落至刃槽8的部分。这成为切屑不易在切口7内滞留从而发挥切屑自切口7的排出效果和自切口7向刃槽8的引导效果的依据。

如上所述，在刃槽8的底面8b的宽度方向两侧，与外周刃4的前刀面4a的边界线10a和与刃槽面8a的边界线10b形成为凹陷的棱线。这里，尤其是如图5所示，在底面8b与外周刃4的前刀面4a的边界线10a通过凸出的棱线64与凸出的棱线68的交点66的情况(技术方案3)下，所述棱线64为前刀面6a与前刀面4a的边界，所述棱线69为前刀面6a与底面8b的边界，通过外周刃4的前刀面4a与刃槽8的底面8b形成谷，因此存在于切口7内的切屑容易向刃槽8内掉落，由此进一步提高自切口7向刃槽8的引导效果。

另外，通过刃槽面8a具有内侧面81a和外侧面82a至少两个面，所述内侧面81a在旋转方向R后方侧与切口7的底面7b相接，所述外侧面82a形成与内侧面81a不同的面，并在半径方向上与切口面7a相接(技术方案4)，由此进一步增大由外周刃4的前刀面4a和在旋转方向R前方侧与该外周刃4的前刀面4a对置的刃槽面8a构成的刃槽8的空间的容积。切口面7a为在旋转方向R前方侧与底刃6的前刀面6a对置的面。如图8所示，该情况下的外侧面82a相对于内侧面81a，从多刃立铣刀1的刀柄部2a侧到前端部1a侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜、或从半径方向中心侧到外周侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜，在内侧面81a与外侧面82a之间作为边界线88而呈现出凸出的棱线。“具有至少两个面”是指刃槽面8a存在具有三个面以上的面的情况。

“外侧面82a从多刃立铣刀1的刀柄部2a侧到前端部1a侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜”是描述从侧面向半径方向中心侧观察多刃立铣刀1时的外侧面82a的倾斜状况，“从半径方向中心侧到外周侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜”是描述从前端部1a侧向刀柄部2a侧观察多刃立铣刀1时的外侧面82a的倾斜状况。

“内侧面81a在旋转方向R后方侧与切口7的底面7b相接”是指，底面7b和内侧面81a隔着位于上述凸出的棱线68的延长线上且从边界线10b分支的边界线邻接，内侧面81a相对于底面7b相对地位于旋转方向R后方侧。该底面7b与内侧面81a之间的边界线成为上述的位于前刀面6a与底面8b的边界的凸出的棱线68的一部分，因此底面7b与内侧面81a隔着凸出的棱线68邻接。

“外侧面82a在半径方向上与切口面7a相接”是指，切口面7a与外侧面82a隔着边界线邻接，外侧面82a相对于切口面7a相对地位于半径方向外周侧。该切口面7a与外侧面82a之间的边界线为切口面7a与刃槽面8a之间的边界线78，该边界线78与作为上述的内侧面81a与外侧面82a之间的边界线88的凸出的棱线连续。

“外侧面82a相对于内侧面81a，从刀柄部2a侧到前端部1a侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜”是指，如图8所示，外侧面82a相对于内侧面81a，从刃槽8的底面8b侧到位于旋转方向R前方侧的圆角刃5的后刀面5b侧从旋转方向R后方侧朝向前方侧倾斜。

“外侧面82a相对于内侧面81a，从半径方向中心侧到外周侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜”是指，外侧面82a相对于内侧面81a，从多刃立铣刀1的半径方向中心侧到外周侧从旋转方向R后方侧朝向前方侧倾斜。其结果是，外侧面82a以从刃槽8的底面8b侧到位于旋转方向R前方侧的圆角刃5的后刀面5b侧，较薄地切除或削除切削刃3的背面(旋转方向R后方侧的面)侧的面的方式而形成。

外侧面82a相对于内侧面81a，从刀柄部2a侧到前端部1a侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜，同时，也存在从半径方向中心侧到外周侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜的情况。

在技术方案4中，通过刃槽面8a具有内侧面81a、形成与内侧面81a不同的面的外侧面82a至少两个面，从而外周刃4的前刀面4a的前端部1a侧的位置和与之对置的刃槽面8a的前端部1a侧的位置之间的周向(旋转方向R)的距离增大，因此刃槽8的空间的容积增大，与切口7的容积对应的刀片凹槽(CP)的容积增大。通过增大刃槽8(刀片凹槽)的空间的容积，从而能够得到进一步提高切屑的排出性的优点。

发明效果

通过底刃的前刀面与外周刃的前刀面的边界的凸出的棱线和底刃的前刀面与刃槽的底面的边界的凸出的棱线的交点，与底刃后刀面和圆角刃后刀面的边界相比向旋转轴O侧进入，从而能够将底刃产生的切屑分为经由切口向刃槽掉落的部分和直接向刃槽掉落的部分，因此切屑不易在切口内滞留，自切口的切屑排出效果和自切口向刃槽的引导效果提高。尤其是外周刃的前刀面从底刃的后刀面跨至刀柄部的表面，因此从切口经由刃槽的切屑向多刃立铣刀外的排出性和排出速度提高。

另外，通过底刃前刀面与外周刃前刀面的边界的凸出的棱线和底刃前刀面与刃槽底面的边界的凸出的棱线的交点，与底刃后刀面和圆角刃后刀面的边界相比向刀柄部的半径方向中心侧进入，从而刃槽从半径方向外周侧到中心侧从圆角刃跨至底刃而形成，因此自切口向刃槽的引导效果提高。同时，具有因外周刃前刀面兼作圆角刃前刀面而带来的获得刃槽的容积的优点，因此能够增大刃槽的容积、即刀片凹槽的容积。其结果是，即使在将难切削性合金构件作为被切削材料，与以往相比加大切入量进行高进给的切削加工的情况下，也能够进行高精度且稳定的高进给加工，从而实现多刃立铣刀的长寿命化。

进一步地，在使用圆角刃对叶轮等的弯曲的面实施高速且高进给的切削加工时，能够阻止由圆角刃生成的切屑向切口流动，能够直接沿刃槽内尤其是刃槽的底面向外部顺畅地排出，从而能够抑制切屑的堵塞。其结果是，即使对难切削性合金构件实施高速且高进给的切削加工，也能够防止包括圆角刃在内的切削刃的损伤。

附图说明

图1是表示本发明的多刃立铣刀的制作例的侧视图。

图2是图1的切削刃部的放大图。

图3是表示从端面侧沿旋转轴方向观察图1所示的切削刃部时的状况的多刃立铣刀的端面图。

图4是图2的x-x线剖视图。

图5是表示从前端部侧向刀柄部侧观察图1所示的多刃立铣刀的切削刃部时的状况的立体图。

图6是图5的y-y线的向视图。

图7(a)是表示在圆角刃5的剖面的端部观察到两根棱线64、68和边界线10a的状况的图5的z-z线剖视图，图7(b)是图5的z-z线的剖视端面图，用实线表示不具有圆角刃5的前刀面的本发明，用点划线表示具有圆角刃5的前刀面的参考例。

图8是表示刃槽面由内侧面和外侧面这两个面构成的情况下的本发明的多刃立铣刀的其他制作例的立体图。

图9(a)是表示从端面(前端部)侧观察切削刃为10个的情况下的本发明的多刃立铣刀的切削刃部的状况的端面图，图9(b)为从端面侧观察切削刃为十五个的情况下的本发明的多刃立铣刀的切削刃部的状况的端面图。

图10是表示外周刃的外形线形成为与旋转轴O平行的情况下的本发明的多刃立铣刀的制作例的侧视图。

图11是从前端部侧向刀柄部侧观察专利文献1所记载的立铣刀的状况的立体图。

图12是专利文献2所记载的立铣刀的局部放大侧视图(专利文献2的图2)。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的多刃立铣刀的实施方式进行说明。

在以下的说明中，在将例如Ni基耐热合金制的构件设为被切削材料的情况下，“高速度加工(高速加工)”通常是指切削速度Vc为60～80mm/min的加工。如果切削速度Vc小于60mm/min，则切削性降低切削阻力变得过大。另一方面，如果切削速度Vc超过80mm/min，则切削温度变得非常高，会产生切削刃的磨损加剧、切屑溶敷于切削刃的现象。此外，由于被切削材料与切削刃的刮蹭过大，因此尤其是切削刃的后刀面的磨损增大。由此，在将Ni基耐热合金制构件设为被切削材料的情况下，切削速度Vc的更优选范围为65～80mm/min，进一步优选的范围为70～80mm/min。

另外，例如在将Ni基耐热合金制构件设为被切削材料的情况下，“高进给加工”通常是指进给速度Vf为1000～3000mm/min的加工。如果进给速度Vf小于1000mm/min，则加工效率降低。另一方面，如果进给速度Vf超过3000mm/min，则由于切屑的生成量过大，因此容易发生切屑堵塞。进给速度Vf的更优选范围为1500～3000mm/min，进一步优选的范围为1800～3000mm/min。

通过每一个切削刃能够实现的实质的切削的效率由根据进给速度、转速以及刃数导出的每一刃的进给量fz[mm/t]、径向切入量ae[mm]、轴向切入量ap[mm]来确定。在以往的多刃立铣刀中，仅能够以每一刃的进给量fz为0.03～0.06mm/t，径向切入量ae为0.4～0.6mm，轴向切入量ap为0.4～0.6mm左右的效率来确保实际的切削寿命(不需要进行刀具的更换而通过一个多刃立铣刀完成叶轮的精加工所需的寿命)。然而，在本发明的多刃立铣刀1中，能够以每一刃的进给量fz为0.08～0.3mm/t，径向切入量ae为1～10mm，轴向切入量ap为0.8～2.0mm左右的非常高效率的切削条件进行切削加工。因此，在上述这种非常高效率的切削条件(高速度加工和高进给加工)下也能够确保与以往相比能够长时间使用的实际的切削寿命成为本发明的多刃立铣刀1的优点。

如图1所示，多刃立铣刀1由在旋转轴O方向上具有规定的长度的圆柱状的刀柄部2a、形成在刀柄部2a的作为旋转轴O方向的一侧的前端部1a侧的切削刃部2b这两部分构成。刀柄部2a的另一方的端部为，在使用多刃立铣刀1进行例如基于三维或五维控制的切削加工时安装于机床，并被把持的部分。

在切削刃部2b上具备多个(多枚)由外周刃4、圆角刃5、底刃6构成的切削刃3。在图2及图3中示出形成于切削刃部2b的各切削刃3的结构例。圆角刃5形成为切削刃3内的大致圆弧状、或凸曲线状等向上表面侧凸出的形状。

本发明的多刃立铣刀1具备多个切削刃3，因此即使使用三轴或五轴控制的NC机床，尤其是使用圆角刃5以高速度且高进给对难切削性合金制的叶轮的表面进行精加工的切削加工，也能够实现圆角刃5的耐磨损性的提高和抑制卷刃等缺损发生，并且能够确保切屑的良好的排出性。

如图2、图3、图5所示，切削刃3从旋转轴O侧(半径方向中心侧)到半径方向外周侧由底刃6、与底刃6连续的圆角刃5、与圆角刃5连续的外周刃4构成。多刃立铣刀1具有在周向上以等间隔排列的、主要6个以上且30个以下的切削刃3。图示的多刃立铣刀1因底刃6以直线状形成至旋转轴O附近这一点，而视为圆弧立铣刀的一种。

切削刃3的前刀面从半径方向中心侧到外周侧包括底刃6的前刀面6a和外周刃4的前刀面4a，所述外周刃4的前刀面4a与底刃6的前刀面6a邻接，且形成与底刃6的前刀面6a不同的面，兼作圆角刃5的前刀面。切削刃3的各前刀面6a、4a具有平面的情况和曲面的情况。

切削刃3的后刀面从半径方向中心侧到外周侧包括底刃6的后刀面6b、与底刃6的后刀面6b邻接的圆角刃5的后刀面5b、与圆角刃5的后刀面5b邻接的外周刃4的后刀面4b。图2所示的L1表示外周刃4的形成开始点P1处的多刃立铣刀的刃径(刀柄部2a的直径)，L2表示外周刃4与圆角刃5的连接部处的多刃立铣刀的刃径，L3表示切削刃3的刃长。圆角刃5的后刀面5b形成为曲面状，然而底刃6的后刀面6b和外周刃4的后刀面4b具有平面的情况和曲面的情况。

图3所示的“箭头R”表示进行切削加工时的多刃立铣刀1的旋转方向R，“箭头R”的方向的下游侧表示旋转方向R的前方(旋转方向R前方)，相反侧(上游侧)表示旋转方向R后方。

在绕旋转轴O的旋转方向R上邻接的切削刃3、3之间的、半径方向上的中心侧(旋转轴O侧)与外周侧分别形成有切口7和刃槽8。切口7由底刃6的前刀面6a、在绕旋转轴O的旋转方向R前方侧与该前刀面6a对置的切口面7a、形成于底刃6的前刀面6a与切口面7a的边界的底面7b构成。刃槽8由外周刃4的前刀面4a、在绕旋转轴O的旋转方向R前方侧与该前刀面4a对置的刃槽面8a、形成于外周刃4的前刀面4a与刃槽面8a的边界的底面8b构成。刃槽8为用于将由于任一个切削刃3进行切削加工而生成的切屑向多刃立铣刀1的外部排出的切屑排出槽，与切口7连通并且形成至刀柄部2a的外周面2c。

在沿半径方向观察切口7和刃槽8时的底面7b、8b的剖面形状除形成为向下凸出的V字状、或U字状(曲面状)以外，形成为平坦面状。在刃槽8的底面8b的宽度方向(旋转方向R)两侧形成有位于与外周刃4的前刀面4a的边界的边界线10a、位于与刃槽面8a的边界的边界线10b。在边界线10b的半径方向中心侧(旋转轴O侧)的延长线上，形成划分(分隔)出底刃6的前刀面6a与刃槽8的底面8b并成为底刃6的前刀面6a与刃槽8的底面8b的边界线的凸出的棱线68。在图5、图8中示出了底面8b的宽度方向两侧的边界线10a、10b相互平行，然而边界线10a、10b并不一定需要平行。

图4示出了切口7的底面7b以及刃槽8的底面8b与边界线10a、10b的关系。图4示出了图2的x-x线的剖面，并示出了利用通过旋转轴O并朝向半径方向的平面切断某一切口7，而观察旋转方向R后方侧时的状况。如上所示，切口7的底面7b以与半径方向的直线呈锐角的方式与该直线相交，刃槽8的底面8b以与同旋转轴O平行的直线呈锐角的方式与该直线相交。刃槽8的底面8b通过切口7的底面7b的半径方向外周侧的端部，并连续至底刃6的近前。底面8b的宽度方向两侧的边界线10a、10b中的、前刀面4a侧的边界线10a连续的前端的底刃6的近前的地点为棱线64与棱线68的交点66。边界线10a的底刃6侧的端部位于以0.1mm～2.0mm程度接近底刃6的位置。切口7的底面7b在半径方向外周侧的端部与刃槽8的底面8b空间性地连通。

切口7的底面7b与刃槽8的底面8b均为了不易使切屑堵塞而在旋转方向R上具有宽度，为了避免作为存在于切口7内的切屑的排出目的地的刃槽8内的切屑的停滞，提高自刃槽8的切屑的排出性，刃槽8的底面8b的宽度设定为比切口7的底面7b的宽度大。优选为，与旋转轴O正交的直线(半径方向的直线)与切口7的底面7b所成的角度、即切口7的角度β为15°～45°。在角度β小于15°的情况下，刀片凹槽(CP)的体积(V)过小，流动至多刃立铣刀1的旋转轴O附近的切屑容易啮入，从而发生切削刃的卷刃。另一方面，如果角度β超过45°则圆角刃5的强度不足。

如图4～图6等所示，位于底刃6的前刀面6a与外周刃4的前刀面4a的边界的凸出的棱线64、与位于底刃6的前刀面6a与刃槽8的底面8b的边界的凸出的棱线68的交点66处于与圆角刃5的后刀面5b和底刃6的后刀面6b的边界相比向半径方向的中心侧进入的状态，棱线64与棱线68成为切入前刀面6a内的形状。

从前端部1a侧观察多刃立铣刀1时，从多刃立铣刀1的表面2c向半径方向连续的切削刃3的外周刃4、圆角刃5以及底刃6形成为凸出的棱线，如图5、图6所示，该凸出的棱线64从圆角刃5的后刀面5b与底刃6的后刀面6b的边界附近，向与底刃6的前刀面6a对置的切口面7a分支。另一方面，位于上述的刃槽底面8b的刃槽面8a侧的边界线10b的延长线上的凸出的棱线68朝向底刃6的前刀面6a侧，与凸出的棱线64在底刃6的前刀面6a内交汇，并在上述交点66处交叉。

处在位于刃槽8的底面8b与刃槽面8a的边界的边界线10b的延长线上的棱线68划分(分隔)出底刃6的前刀面6a和刃槽8的底面8b，相对于底面8b位于多刃立铣刀1的旋转方向R后方侧的外周刃4的前刀面4a，相对于底刃6的前刀面6a也位于旋转方向R后方侧。通过外周刃4的前刀面4a位于底刃6的前刀面6a的旋转方向R后方侧，从而从前刀面6a(切口7)脱离的切屑容易旋入前刀面4a(刃槽8)。

由于形成刃槽8的底面8b的边界线10b的延长线上的棱线68划分出底刃6的前刀面6a和刃槽8的底面8b、且底面7b位于前刀面6a的切口面7a侧，因此切口7的底面7b与刃槽8的底面8b不连续，刃槽8的底面8b相对于切口7的底面7b位于旋转方向R后方侧。通过刃槽8的底面8b相对于切口7的底面7b位于旋转方向R后方侧，从而同外周刃4的前刀面4a与底刃6的前刀面6a的关系相同，通过切口7的底面7b而移动的切屑容易向刃槽8的底面8b侧旋入。

如上所述，位于刃槽8的底面8b与外周刃4的前刀面4a的边界的边界线10a也与交点66交叉，棱线64、棱线68、边界线10a通过一点的交点66相交。通过边界线10a与交点66交叉，从而形成外周刃4的前刀面4a与刃槽8的底面8b所形成的槽(谷)的底部，将由前刀面4a和底面8b构成的槽形成为向下方切込的形状，因此发挥容易使存在于切口7内的切屑掉落至刃槽8内的作用。

图8示出具有刃槽面8a具有内侧面81a和外侧面82a至少两个面的形态的情况下的多刃立铣刀1的制作例，所述内侧面81a在旋转方向R后方侧与切口7的底面7b相接，所述外侧面82a形成与内侧面81a不同的面并在半径方向上与切口面7a相接。外侧面82a相对于内侧面81a，从多刃立铣刀1的刀柄部2a侧到前端部1a侧、或者从半径方向中心侧到外周侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜。

切口面7a与刃槽面8a形成相互不同的面，因此如图8所示，在切口面7a与刃槽面8a之间作为凸出的棱线而表示有边界线78，该边界线78与刃槽8的底面8b侧连续，从而成分划分(分隔)内侧面81a和外侧面82a的边界线88。边界线78通过切口7的底面7b的半径方向外周侧的端部和所述凸出的棱线68的端部，作为边界线88与刃槽8的底面8b的刃槽面8a侧的边界线10b相交。

外侧面82a相对于内侧面81a倾斜的结果为，与位于外侧面82a的旋转方向R前方侧的圆角刃5的后刀面5b以及外周刃4的后刀面4b相交的外侧面82a的、半径方向外周侧的外形线与图5的例子相比略微偏向于旋转方向R前方侧，然而外侧面82a从半径方向中心侧到外周侧倾斜，外侧面82a的靠近表面2c的外形线与后刀面5b、4b相交，因此不会影响切削刃3(刃尖)的刚性。

在图8的例子中，外侧面82a相对于内侧面81a，从刀柄部2a侧到前端部1a侧、或者从旋转轴O侧到半径方向外周侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜，从而在从前端部1a侧沿旋转轴O方向观察多刃立铣刀1时，刃槽8的周向的宽度从半径方向中心侧到外周侧增大，刃槽8的容积扩大，因此与图5的例子相比具有存在于切口7内的切屑的排出能力提高的优点。

图3所示的“角度a”为底刃6的后刀面6b的宽度的角度，且是指底刃6、与后刀面6b的旋转方向R后方侧的棱线(切口面7a与后刀面6b的边界线)所成的角度。“角度b”为“切口7的开口角度”，且是指后刀面6b的旋转方向R后方侧的棱线与在该底刃6的旋转方向R后方侧邻接的底刃6所成的角度。这些角度a、b与多刃立铣刀1的刀片凹槽(CP)的容积有关。

如图3所示，在从前端部1a侧沿旋转轴O方向观察多刃立铣刀1时，将底刃6、与底刃6的后刀面6b的旋转方向R后方侧的棱线所成的角度设为“角度a(底刃6的后刀面6b的宽度的角度)”，将底刃6的后刀面6b的旋转方向R后方侧的棱线、与在该底刃6的旋转方向R后方侧邻接的底刃6所成的角度设为“角度b(切口7的开口角度)”时，优选为，以角度b处于角度a的1.5倍以上且3倍以下的范围的方式，形成各底刃6和底刃后刀面6b。

“角度a”根据多刃立铣刀1的刃径、切削刃3的刃数而设定。例如在刃数为8个的情况下角度a设定为10°～30°左右，在刃数为10个的情况下设定为8°～24°左右，在刃数为12个的情况下设定为6°～20°左右。“角度b”通过从将360°除以刃数而得到的数值减去“角度a”的值而求出。例如角度b在刃数为8个的情况下设定为35°～15°左右，在刃数10个的情况下设定为28°～12°左右，在刃数为12个的情况下设定为24°～10°左右。

另外，以在不损害切削刃3中的尤其是底刃6、圆角刃5的刚性的范围内，确保切口7的容积的方式进行设定。例如在刃径为30mm，切削刃3的刃数为10个的情况下，角度a设定为12°左右，切口7的开口角度b设定为24°左右。

优选角度b设定为底刃后刀面6b的宽度的角度a的1.5倍以上且3倍以下的理由如下。在角度b设定为小于角度a的1.5倍的情况下，能够提高各切削刃3的刃尖刚性，然而在实施提升了切深、进给速度的高效率加工时，刀片凹槽(CP)变小。即，由于角度b变小，因此无法高效地向刃槽8输送切屑，容易产生切屑的啮入。另一方面，在角度b超过角度a的3倍的情况下，底刃6、圆角刃5的刃尖强度不足，尤其是在叶轮的加工中，容易使成为主要的切削刃3的圆角刃5发生卷刃。因此，优选角度b设定为角度a的1.5倍以上且3倍以下。

如图2所示，外周刃4自从多刃立铣刀1的前端部1a侧向刀柄部2a的外周面侧靠近的P1点朝向前端部1a侧，与旋转轴O呈角度α而形成。P1点为，从刀柄部2a的外周面朝向多刃立铣刀1的前端部1a侧而形成的外周刃4的开始点。以下，将P1点称为“外周刃4开始点”，将角度α称为外周刃4的“倾斜角度α”。

外周刃4的倾斜角度α优选为0°～10°，更优选为5°～10°。在倾斜角度α小于5°的情况下，在对弯曲的叶轮的表面凹部进行切削加工时有时会产生外周刃4的咬入(过切削)的情况。当倾斜角度α超过10°时，多刃立铣刀1的前端部1a侧的切削刃部2b的直径过小，圆角刃5、底刃6等切削刃的长度变短，会导致切削刃3的各刃尖强度降低，刀片凹槽(CP)的体积减少。另外，在将倾斜角度α设为0°以上且小于5°(例如0°)的情况下，在将多刃立铣刀1把持于五轴的NC机床而进行叶轮的切削加工时，需要进行多刃立铣刀1以及叶轮本身的各倾斜控制。由此，在将倾斜角度α设为0°的多刃立铣刀的情况下，也能够发挥与将倾斜角度设为5°～10°的多刃立铣刀相同的本发明的有益的效果。

外周刃4在外周刃4的形成开始点P1处相对于旋转轴O例如以倾斜角度α倾斜，在成为外周刃4的终端部的P2点处与圆角刃5连续。P2点成为外周刃4与圆角刃5的边界点。在从侧面(沿周向)观察多刃立铣刀1时，圆角刃5从外周刃4与圆角刃5的边界点P2到多刃立铣刀1的前端部1a侧形成为具有恒定的曲率的、或具有变化的曲率的曲线状。另外，外周刃4相对于旋转轴O的方向例如以20°的扭转角θ扭转(参照图1)。

在图2中，使外周刃4相对于旋转轴O方向具有倾斜角度α，然而如图10所示，也存在不使外周刃4相对于旋转轴O方向倾斜的情况。图10的例子为使外周刃4与旋转轴O平行的情况。

如图4所示，与圆角刃5的另一端部连续的底刃6以从多刃立铣刀1的前端部1a侧的半径方向外周侧到中心侧(旋转轴O侧)，具有从前端部1a侧朝向刀柄部2a侧的倾斜地以直线状形成至旋转轴O的附近。

如上所述，将形成切口7的空间的容积与形成刃槽8的空间的容积之和称为刀片凹槽(CP)。如果刀柄部2a的直径和刃数恒定，则在刀片凹槽的容积较大的情况下切屑的排出效果较高。如图5中斜线所示，每一刃的刀片凹槽是指在旋转方向R上邻接的切削刃3、3之间所形成的空间。刀片凹槽存在有与多刃立铣刀1的切削刃3的刃数相同的数量。

在图2所示的外周刃4的形成开始点P1处的多刃立铣刀1的刃径L1(刀柄部2a的直径)为10mm～30mm，切削刃3的刃数为6个～30个时，优选每一刃的刀片凹槽(CP)的容积(V)设定在25mm³以上且120mm³以下的范围内。刀片凹槽(CP)的体积(V)为，相对于形成切口7和刃槽8之前的无垢的多刃立铣刀1，因形成切口7和刃槽8而去除的材料的体积。

如上所述，多刃立铣刀1具备6个～30个的切削刃3。在将外周刃4的形成开始点P1处的多刃立铣刀1的刃径L1设为30mm的情况下，切削刃3的刃数(个数)的上限优选为30个左右。理由如下。

本发明的多刃立铣刀1在对叶轮等进行切削加工的情况下，能够进行提高了轴向以及径向的切入量ae、ap的高进给加工，此外，为了实施高效率加工需要提高进给速度Vf。为了提高进给速度Vf，需要提高每一刃的进给量fz[mm/t]、或提高切削速度Vc[m/min]。然而，尤其是在进行难切削性合金构件的切削加工的情况下，切削时产生的温度上升成为问题。主轴的转速(刀具的切削速度Vc)越快，则切削时的温度越高，切削温度的上升会给覆盖于立铣刀表面的硬质皮膜带来损伤，缩短立铣刀的寿命，因此无法大幅提高切削速度。例如在被切削材料为Ni基耐热合金制构件的情况下，Vc＝80m/min左右为极限。在使用多刃立铣刀1进行切削加工时，“进行不产生较高的切削热的切削加工”特别重要，因此还需要考虑这样的要素。

另外，当过度提高每一刃的进给量fz时，施加于立铣刀的刃尖的负担过大，因此无法大幅提高每一刃的进给量fz。尤其是当每一刃的进给量fz超过0.3mm/t时，该现象显著。因此为了实现高效率加工需要增加切削刃3的刃数，与以往的2个刃、或4个刃的立铣刀相比，如果不使用具有至少6个以上的刃数的多刃立铣刀，则难以实施高效率加工。另一方面，当刃数超过30个时，刀片凹槽(CP)过小，因此切屑容易在旋转轴O附近、切口7内堵塞，容易因咬入堵塞的切屑而使切削刃发生卷刃。

在使用本发明的多刃立铣刀1的圆角刃5提高三轴或五轴NC控制的机床以高效率的高进给对由Ni基超耐热合金等构成的叶轮进行切削加工的情况下，作为切削条件，例如轴向切入量ap设定为0.8mm～2.0mm(优选为1.0～1.5mm)，径向切入量ae设定为1～10mm(优选为1～5mm)的值。另外，每一刃的进给量fz设定为0.08～0.3mm/t左右(优选为0.1～0.2mm/t)，提高刃数，从而与以往相比能够显著提高直至叶轮的精加工结束为止的整体的切削加工效率。

鉴于以上内容，优选为，切削刃3的刃数设为至少6个以上，其上限设为30个以下。需要说明的是，在轴向切入量ap、径向切入量ae以及每一刃的进给量fz为小于上述设定范围的值的情况下，不能确认与以往的高进给加工的差异。另一方面，如果轴向切入量ap、径向切入量ae以及每一刃的进给量fz的设定范围超过上述范围则刀具寿命显著降低，并不实用。

图9-(a)示出了切削刃3为10个的情况下的沿旋转轴O方向观察多刃立铣刀1的切削刃部2b的端面的状况。图9-(b)示出了切削刃3为15个的情况下观察多刃立铣刀1的切削刃部2b的端面的状况。

在将本发明的多刃立铣刀1安装于三轴或五轴NC控制机床，以高效率对叶轮等弯曲的表面进行精加工时，优选为，将图2所示的外周刃4的形成开始点P1处的多刃立铣刀的刃径L1设定为10mm～30mm的范围。理由如下。

如果刃径L1为10～30mm，在进行高效率的切削加工的前提下，即使在将刃数设为6个以上30个以下的多刃的情况下，也能够将刀片凹槽(CP)的体积(V)设为25mm³以上且120mm³以下。但是，在刃径L1小于10mm的情况下，如果增多切削刃3的刃数，则难以确保25mm³以上的刀片凹槽(CP)的体积(V)。另一方面，在刃径L1超过30mm的情况下，在欲将刀片凹槽(CP)的体积(V)设定为25mm³以上、120mm³以下时，上述切口的开口角度b(参照图3)变得非常小，可能会妨碍切屑的排出。刃径L1的更优选的范围为15mm～25mm。优选为，刃长L3处于外周刃4的形成开始点P处的多刃立铣刀1的刃径L1的30％～60％的范围内。当刃长L3超过刃径L1的60％时，在进行高进给的切削加工时会发生抖振。

在使用本发明的多刃立铣刀1的、叶轮的高进给且高效率的切削加工中，通过将每一刃的刀片凹槽(CP)的体积(V)设定为上述25mm³以上、120mm³以下的范围，从而即使在以高进给进行高效率的加工的情况下，也能够将生成的切屑顺畅地排出。理由如下。

在刀片凹槽(CP)的体积(V)小于25mm³的情况下，在进行高效率的切削加工时，主要由圆角刃5形成的切屑无法顺畅地排出，容易因切屑堵塞而发生切削刃3的缺损、卷刃。另一方面，如果刀片凹槽(CP)的体积(V)超过120mm³，在增多刃数成为多刃时，作为刀具的整体的体积、即切削刃部2b的由超硬合金构成的部分的体积减小，因此难以确保切削刃部2b的刚性，容易因切削时的冲击而使切削刃3发生卷刃。在减少刃数，从而防止作为刀具的整体的体积减小的情况下，到精加工结束为止的总共的进给速度Vf[mm/min]降低，因此无法实现作为本发明的目的高效率的切削加工。根据以上观点，在本发明中，刀片凹槽(CP)的体积(V)的优选范围为25mm³～100mm³，更优选范围为45mm³～70mm³。

需要说明的是，在将每一刃的刀片凹槽(CP)的体积(V)设定为25mm³以上、120mm³以下时，优选为，以极力增大存在于圆角刃5的旋转方向R前方侧的切口7以及刃槽8的方式形成刀片凹槽(CP)。具体而言，以不损害多刃立铣刀1的刚性的程度，极力增大设定切口7的开口角度b。此外，极力增大外周刃4的前刀面4a的径向长度，另外极力增大从外周刃4以及圆角刃5到边界线10a的距离。

刀片凹槽(CP)的容积(V)使用通过下述的方法而得到的值。使用非接触式三维计测系统(商品名：RexcanIII，Solutionix制)依次实施试制的多刃立铣刀的表面部(还包括切削刃部)的三维计测而作成本发明的多刃立铣刀的三维CAD模型。根据该三维CAD模型，求出将形成在邻接的切削刃3、3之间的切口7、与该切口7连续的刃槽8相加而得到的空间部的体积，以作为每一刃的刀片凹槽(CP)的体积(V)。

虽然未图示，但在本发明的多刃立铣刀1中，形成有用于在被切削材料的切削加工中供给冷却剂(冷却液)的冷却剂孔。冷却剂孔从多刃立铣刀1的前端部1a侧贯穿设置有一个或多个。由于如下目的而形成冷却剂孔，即，在切削加工中对各切削刃3进行冷却的目的、将通过切削加工而生成的切屑从形成在切削刃3与切削刃3之间的切口7经由刃槽8顺畅地向外部排出的目的、防止切屑附着(熔敷)于切削刃3的目的。

优选为，冷却剂孔沿多刃立铣刀的周向均匀地配置有至少三个，该冷却剂孔形成于切口面7a、或底刃6的后刀面6b。冷却剂在切削加工中从三轴或者五轴NC机床供给，并从多个冷却剂孔喷出。

(多刃立铣刀的制造方法)

接下来，以下对本发明的多刃立铣刀1的制造方法的一个例子进行说明。虽然未特别限定，然而优选为多刃立铣刀1的基体由以WC(炭化钨)为主要成分的WC基超硬合金的粉末构成。通过以规定的温度对通过模具将原料粉末成形而得到的成形体进行烧结，并通过使用了金刚石砂轮等磨削加工装置对得到的烧结体进行磨削加工，从而形成WC基超硬合金制的基体，以作为在切削刃部2b具有一定数量的切削刃3的多刃立铣刀1。此时，根据需要沿多刃立铣刀1(刀柄部2a)的内部的旋转轴O方向贯穿设置冷却剂孔。

例如通过使用了薄板状的金刚石砂轮等的NC控制的磨削加工装置，按照如下顺序进行对未加工状态的切削刃部2b的加工。

(1)首先形成图5所示的形成刃槽8的一方的壁面的外周刃4的前刀面4a、与该前刀面4a对置的另一方的刃槽面8a、两者之间的底面8b。此时，形成兼作圆角刃的外周刃4。刃槽面8a相对于切口面7a形成为，从多刃立铣刀1前端部1a侧到刀柄部2a侧从旋转方向R前方侧朝向后方侧的倾斜面、或从半径方向中心侧到外周侧从旋转方向R后方侧朝向前方侧的倾斜面。

(2)接下来，通过磨削加工形成构成切口7的底刃6的前刀面6a、切口面7a、两者之间的底面7b。此时，也形成了底刃6。在该磨削加工中，以底刃6的前刀面6a相对于外周刃4的前刀面4a位于旋转方向R前方侧的方式进行加工。由此，在外周刃4的前刀面4a与底刃6的前刀面6a的边界处形成凸出的棱线64和凸出的棱线68，并且形成刃槽8的底面8b和刃槽8的宽度方向两侧的边界线10a、10b。底刃6的前刀面6a相对于外周刃4的前刀面4a形成为，从多刃立铣刀1前端部1a侧到刀柄部2a侧从旋转方向R后方侧朝向前方侧的倾斜面，由此确保包含底刃6在内的切削刃3的刚性。

在形成外周刃4的前刀面4a之后，进行切口面7a的磨削加工，形成切口7的底面7b。由此，如图5所示，在刃槽8的底面8b与切口7的底面7b不连续的状态下，刃槽8的底面8b形成为相对于切口的底面7b位于旋转方向R后方侧。接下来，对各切削刃3形成后刀面6b、5b、4b，由此切削刃部2b的加工结束。

(3)在切削刃部2b的加工结束后，在形成为规定尺寸的基体的表面内的至少切削刃部2b的整个表面上例如通过PVD法覆盖厚度为几μm(例如3μm左右)的硬质皮膜。虽然不特别限定，但作为硬质皮膜优选A1CrN膜等A1Cr类硬质皮膜。

工业上的可利用性

本发明的多刃立铣刀1作为如下的有效的切削刀具而被使用，该切削刀具用于安装于三轴或五轴的加工中心等，以高速且高进给对由Ni基耐热合金制构件构成的叶轮的弯曲的表面等进行切削加工。

符号说明

1…多刃立铣刀，1a…前端部，

2a…刀柄部，2b…切削刃部，2c…表面，

3…切削刃，

4…外周刃，4a…外周刃的前刀面，4b…外周刃的后刀面，

5…圆角刃，5a…圆角刃的前刀面，5b…圆角刃的后刀面，

6…底刃，6a…底刃的前刀面，6b…底刃的后刀面，

64…凸出的棱线(底刃前刀面6a与外周刃前刀面4a之间的边界线)，

68…凸出的棱线(底刃前刀面6a与刃槽底面8b之间的边界线)，

66…凸出的棱线64与凸出的棱线68的交点，

7…切口，7a…切口面，7b…切口的底面，

78…切口面与刃槽面的边界线，

8…刃槽，8a…刃槽面，81a…内侧面，82a…外侧面，8b…刃槽的底面，

88…内侧面与外侧面的边界线，

10a…边界线，10b…边界线

O…旋转轴，

R…旋转方向，

a…底刃的后刀面的宽度的角度，

b…切口的开口角度，

L1…外周刃的形成开始点处的多刃立铣刀的刃径，

L2…外周刃与圆角刃的连接部处的多刃立铣刀的刃径，

L3…刃长，

P1…外周刃的形成开始点，

P2…外周刃与圆角刃的连接部，

α…外周刃的倾斜角度，

β…切口的角度，

θ…扭转角。

Claims (4)

1.一种多刃立铣刀，其具有：切削刃部，其形成于刀柄部的前端部，且从旋转轴O侧到所述刀柄部的半径方向外周侧具备由底刃、与底刃连续的圆角刃、与圆角刃连续的外周刃构成的多个切削刃；切口和刃槽，它们分别形成在沿着绕所述旋转轴O的旋转方向R邻接的所述切削刃之间的所述径向的中心侧和外周侧，所述多刃立铣刀的特征在于，

所述切削刃的前刀面从所述半径方向中心侧到外周侧包括：所述底刃的前刀面；所述外周刃的前刀面，其与该底刃的前刀面邻接，且形成与所述底刃的前刀面不同的面，并兼作所述圆角刃的前刀面，

所述切削刃的后刀面从所述半径方向中心侧到外周侧包括：所述底刃的后刀面；与该底刃的后刀面邻接的所述圆角刃的后刀面；与该圆角刃的后刀面邻接的所述外周刃的后刀面，

所述刃槽包括：所述外周刃的前刀面；在旋转方向R前方侧与所述外周刃的前刀面对置的刃槽面；形成在所述外周刃的前刀面与所述刃槽面的边界处的底面，

位于所述底刃的前刀面与所述外周刃的前刀面的边界的凸出的棱线和位于所述底刃的前刀面与所述刃槽的底面的边界的凸出的棱线的交点，与所述圆角刃的后刀面和所述底刃的后刀面的边界相比向所述半径方向中心侧进入。

2.根据权利要求1所述的多刃立铣刀，其特征在于，

所述刃槽的底面的宽度比构成所述切口的底面的宽度大，构成所述切口的底面形成在所述底刃的前刀面与在旋转方向R前方侧同所述底刃的前刀面对置的切口面之间的边界。

3.根据权利要求1或2所述的多刃立铣刀，其特征在于，

所述刃槽的底面的所述外周刃侧的、形成为凹陷的棱线的边界线通过如下的交点，所述交点为，位于所述底刃的前刀面与所述外周刃的前刀面的边界的凸出的棱线和位于所述底刃的前刀面与所述刃槽的底面的边界的凸出的棱线的交点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多刃立铣刀，其特征在于，

所述刃槽面具有内侧面和外侧面至少两个面，所述内侧面在旋转方向R后方侧与所述切口的底面相接，所述外侧面形成与该内侧面不同的面，并在所述半径方向上与构成所述切口且在旋转方向R前方侧与所述底刃的前刀面对置的切口面相接，所述外侧面相对于所述内侧面，从所述刀柄部侧到所述前端部侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜、或从所述半径方向中心侧到外周侧从旋转方向R后方侧向前方侧倾斜。