CN104822479B - 切削工具用主体和应用了该主体的切削工具 - Google Patents

Abstract

在具有拆装自如地装配切削刀片（2）的刀片座（3）的切削工具（100）的主体（1）中，在采用防止因应力集中而发生的刀片座部分的裂纹的结构的同时，使得切削刀片（2）相对于刀片座（3）稳定地落位且牢固地装配。在刀片座（3）的底面（4）与壁面（5）的交叉部分设置有凹面状的曲面部（7）。在以与底面（4）垂直的截面观察的情况下，曲面部（7）的截面形状包含曲率半径R为0.5mm以上且1.2mm以下的范围的圆弧。将从底面（4）到壁面（5）与曲面部（7）的连接部的高度（H）设定在0.1mm以上且0.8mm以下的范围。

Description

切削工具用主体和应用了该主体的切削工具

技术领域

本发明涉及拆装自如地装配切削刀片而用于金属材料等的切削加工的切削工具和该工具用的主体。

背景技术

关于装配切削刀片的切削工具的刀片座的形状，以往做成在刀片座的底面与壁面之间设置曲面部的结构。作为采用这样的结构的以往的切削工具的一例，有专利文献1所示的结构。专利文献1的切削工具是拆装自如地装配切削刀片的切削工具，在刀片座的底面与壁面的交叉部设置有截面圆弧状的缺口槽即曲面部。设置该曲面部的目的是缓和底面与壁面的交叉部分处的应力来防止裂纹。因而，在专利文献1中，曲面部以从容易产生裂纹的刀片座的外端部沿着交叉部分延伸的方式配设，为越是接近于外端部的部位越深并且越是朝向里侧其深度逐渐减小的形状。

专利文献1：日本实开平5－70820号公报。

发明内容

这样，专利文献1的切削工具是专门以防止刀片座的底面与壁面的交叉部分处的裂纹为目的而构成的，除了适应该目的而使曲面部的深度变化以外，关于曲面部的优选形状及各部分的尺寸没有公开任何具体的方针。

本发明的目的是提供一种在采用防止因应力集中而引起的裂纹的结构的同时切削刀片相对于刀片座稳定地落位并且牢固地装配的构成。

为此，本发明提供一种切削工具（100）用的主体（1），设置有拆装自如地装配切削刀片（2）的刀片座（3），其中，上述刀片座（3）具有第1面（4）和第2面（5），第1面（4）和第2面（5）在装配时与上述切削刀片（2）抵接，并且向相互交叉的方向扩展，在上述刀片座（3）上，沿着与上述第1面（4）和第2面（5）的交叉部延伸有凹面状的曲面部（7），以与上述第1面（4）垂直的截面观察，上述曲面部（7）的截面形状包含0.5mm以上且1.2mm以下的范围的曲率半径（R）的圆弧，从上述第1面（4）到上述第2面（5）与上述曲面部（7）的连接部的高度（H）设定在0.1mm以上且0.8mm以下的范围。

此外，本发明提供一种切削工具（100），包括上述主体（1）和装配在上述刀片座（3）上的切削刀片（2）。

在本发明中，在以与第1面（底面4）垂直的截面观察的情况下，曲面部（7）的截面形状包含曲率半径R为0.5mm以上且1.2mm以下的范围的圆弧，从第1面（4）到第2面（壁面5）与曲面部（7）的连接部的高度（H）设定在0.1mm以上且0.8mm以下的范围。通过这样，能够使刀片座（3）的第2面（5）进而与切削刀片（2）实际抵接的抵接面（6）在高度方向上接近第1面（4），并且能够将从与第1面（4）对置的方向观察的情况下的刀片座（3）的第1面（4）与抵接面（6）的距离（W）保持得较小。因此，切削刀片的落位性稳定，能够牢固地固定。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的切削工具的立体图。

图2是图1的切削工具中的切削刀片周边的放大立体图。

图3是图1的切削工具中的刀片座的放大立体图。

图4是图3的刀片座的放大俯视图。

图5是图3的刀片座的放大主视图。

图6是图3的刀片座的放大右视图。

具体实施方式

参照附图对应用了本发明的实施方式的切削工具100进行说明。图1是本发明的一实施方式的切削工具的立体图。图2是图1的切削工具中的切削刀片周边的放大立体图。图3是图1的切削工具中的刀片座的放大立体图。

该实施方式的切削工具100是将切削刀片2拆装自如地装配在主体1的刀片座3上而使用的立铣刀。另外，在本实施方式中，切削刀片2具有大致多边形状的一对对置面和将它们相连的侧面，在对置面的至少一方与至少一部分的侧面的交叉棱部设置有切削刃，并且另一方的对置面及侧面的一部分抵接在主体1的刀片座3上而装配。并且，在本实施方式中，设刀片座的第1面为与上述另一方的对置面抵接的“底面”，并设刀片座的第2面为包含与切削刀片2的一部分的侧面抵接的部位的“壁面”来进行说明，但这是为了方便，并不意图规定空间内的绝对朝向及位置关系。这关于以下出现的“高度”的表达也是同样的。

切削刀片2的切削刃在切削刀片2上形成为复杂的3维曲线，以使其旋转轨迹形成圆筒面。在用来装配这样的切削刀片2的主体1的刀片座3中，难以将壁面形成为与切削刀片2的切削刃形状对应的复杂形状，此外制造成本也增大。于是，有时采用这样的构成：将切削刀片2的后隙面中的从切削刃离开的部分形成为平面状，并且该平面成为与刀片座3的壁面5的抵接面。该实施方式提供与这样的构成对应的主体1，进而提供将切削刀片2稳定地固定的切削工具100。在应用于这样的切削工具100的主体1中，刀片座3的壁面5的抵接面相对于切削刀片2实际所抵接的刀片座3的底面4接近地配置。

另一方面，在主体1的刀片座3的底面4与壁面5的交叉部分，在沿着与切削工具100的旋转中心轴O或底面4垂直的方向的截面形状中，设置有具有预定的曲率半径的凹面状的曲面部7。设置该曲面部7的理由是为了在刀片座3的底面4与壁面5的交叉部发生的应力集中的缓和、以及用于形成刀片座3的立铣刀等切削工具的加工效率提高及工具的长寿命化等。此外，作为其它理由，可以举出通过具有预定的曲率半径的凹面作为避免切削刀片2的底面边缘部与刀片座3的干涉的退避部发挥功能。因此，曲面部7也被称作退避部或避让部等。

具体而言，以与底面4垂直的截面观察，曲面部7形成为呈包含曲率半径R为0.5mm以上且1.2mm以下的范围的圆弧的截面形状。通过这样设定曲率半径R，能够实现获得应力缓和等效果的要求，并且通过将刀片座3的底面4和刀片座3的壁面5相互接近配置，能够实现获得将切削刀片2稳定地固定的效果的要求，从而实现两个要求的兼顾。

同时，在按照该要求的同时，还强烈地希望充分地确保壁面5相对于切削刀片2的抵接面自身的大小，所以必须使壁面5的下端部即壁面5与曲面部7的连接部充分得低。

参照图4和图5，对关于各部分优选地设定的尺寸和曲面部7的形状进行说明。

壁面5与曲面部7的连接部的距底面4的高度H为0.1mm以上且0.8mm以下的范围。通过设置这样的尺寸及形状的曲面部7，能够将具有复杂的3维曲线形状的切削刃的切削刀片2牢固地固定，此外并且能够获得刀片座3的加工容易的切削工具。该高度H如果用相对于壁面5的高度的比率表示，则是壁面5的高度的50%以下，壁面5与曲面部7的连接部为壁面5内的最低位置。特别是在该实施方式中，高度H为壁面5的高度的20%以下，为相当程度低的位置。另外，壁面5与曲面部7的连接部的距底面4的高度H并不一定需要沿着曲面部7的延伸方向设为恒定的高度。例如也可以通过设置倾斜或阶差来使得高度变化。这样的情况下的高度H只要遍及曲面部7的延伸方向、即与壁面5相对于切削刀片2的实质性抵接面6连接的曲面部7的整体，在哪个位置都设定在0.1mm以上且0.8mm以下的范围即可。

在使刀片座3的壁面5与曲面部7的连接部的高度H降低，另一方面使曲面部7的曲率半径R增大至关于应力缓和等能够获得更高的效果的程度的情况下，有时仅在刀片座3的壁面5内不能形成曲面部7。因此，能够以也跨越刀片座3的底面4的方式设置曲面部7。但是，在该情况下，刀片座3的底面4从刀片座3的壁面5离开，刀片座3的底面4的宽度变窄，相应地面积减小，所以切削刀片2的落位稳定性有可能受损。即，在使刀片座3的壁面5的抵接面6的高度H降低的同时使曲面部7的曲率半径R增大、和通过使刀片座3的底面4接近壁面5而在底面4上确保充分的面积为相反的课题。

于是，本发明解决该相反的课题，使得在将刀片座3的壁面5与曲面部7的连接部的高度H降低的同时，确保曲面部7的预定的曲率半径R，此外并且将刀片座3的底面4向壁面5的方向扩大而能够提高切削刀片2的落位稳定性。具体而言，如图4所示，在从与刀片座3的底面4对置的方向观察的情况下，当设将刀片座3的壁面5中的与切削刀片2的抵接面6和曲面部7的连接部近似的直线为近似直线L1时，能够将近似直线L1和刀片座3的曲面部7与底面4的连接部的距离W设定得小至0.1mm以上且0.7mm以下的范围。如果使距离W为这样的数值范围，则确保了充分大小的底面4，切削刀片2的落位稳定性提高。即，所谓距离W表示从与底面4对置的方向观察时的抵接面6与底面4的距离，是与底面4的大小关联的距离。该距离W越短，底面4的大小即宽度越大，能够将切削刀片2宽度较大地支承。

更具体地讲，由图3和图4可见，在本实施方式中，不是使曲面部7以直线状延伸，而是在延伸范围的中途设置以包括对壁面5进行挖削的部分7b的方式弯曲的弯曲部。由此，曲面部7包括为了确保曲面部7的预定的曲率半径R而使壁面5与曲面部7的连接部的高度H降低的部分7a、和为了提高切削刀片2的落位稳定性而对壁面5进行挖削用来扩大底面4的部分7b。如图4所示，用来扩大刀片座3的底面4的部分7b咬入在壁面5的内侧。即，由于该部分7b的周边的壁面5后退，所以在该部分7b的周边不形成抵接面6。在该实施方式中，在曲面部7的延伸方向上，以在将底面4扩大的部分7b的两侧出现使壁面5的下端部降低的部分7a的方式，使曲面部7在两处以上弯曲地形成。其结果为，抵接面6在刀片座3的轴向前端侧和后端侧这两端分割为两个地形成。如果抵接面6以这样的方式分割为两个，则切削刀片2相对于壁面5的落位稳定性不会受损，反而提高。即，在由于部分7b而失去抵接面6的一部分方面没有问题，使切削刀片2抵接在刀片座3的轴向前端侧和后端侧这两端在消除发生晃动的可能性而提高落位稳定性上反而成为优点。

该实施方式的主体1为了确保刀片座3的沿着壁面5的底面4的大小，从与底面4对置的方向观察，刀片座3的曲面部7与底面4的连接部具有接近近似直线L1（在本实施方式中，是将处于曲面部7的延伸方向的两侧的部分7a与壁面5的连接部彼此连结的直线）的部分7b。这里，为了将底面4朝向壁面5侧逐渐扩大，可以在曲面部7设置将部分7a和7b相连的部分7c，以使刀片座3的曲面部7与底面4的连接部相对于近似直线L1逐渐接近。

进而，如图5所示，可以将刀片座3的抵接面6设置为相对于刀片座3的底面4的垂线倾斜。在切削刀片2的后隙面是单纯的平面形状的情况下，通常刀片座3的抵接面6相对于底面4的垂线的倾斜角度α为与切削刀片2的后角对应的角度。在如该实施方式的切削工具100那样切削刀片2的后隙面是复杂的面形状的情况下，刀片座3的抵接面6相对于底面4的垂线的倾斜角度α可以设定为任意的角度。倾斜角度α如果设为1°以上且15°以下的范围，则成为与通常的正角型的切削刀片用的刀片座同样的角度，刀片座3成为容易加工的形状，但并不限定于此，刀片座3的抵接面6相对于底面4的垂线的倾斜角度α也可以设为0°。此外，抵接面6的上部侧也可以设为悬吊在底面4的上方那样的反向倾斜，也可以使其倾斜角度-α为1°以上且15°以下的范围。在这样设为反向倾斜的情况下，由于抑制了刀片座3的壁面5从切削刀片2的底面4的浮起，所以切削刀片2的落位稳定性进一步提高。

表1表示关于基于本发明构成的切削工具的实施例及比较例的第1实验结果。这是关于壁面5与曲面部7的连接部的高度H的实验。曲面部7的曲率半径R为本发明的范围中所包含的1.0mm。切削条件是，使用4台与本发明的实施方式类似的形状的刀具直径50mm的直角肩部切削用的旋转切削工具，在切削速度为150m/min且每刃进给量0.1mm/t下，将碳钢S55C干式切削而进行了实验。实验的结果是，如果高度H为0.9mm以上，则抵接面的大小不足，所以切削刀片的落位稳定性不足，确认了在切削刃上发生崩刃。即，确认了高度H优选的是0.8mm以下。

［表1］

表1

	R（mm）	H（mm）	崩刃
				实施例1	1.0	0.7	无
实施例2	1.0	0.8	无
				比较例1	1.0	0.9	有
比较例2	1.0	0.10	有

表2表示关于基于本发明构成的切削工具的实施例及比较例的第2实验结果。这是关于距离W的实验。曲面部7的曲率半径R为本发明的范围中所包含的1.0mm。高度H为本发明的范围中所包含的0.8mm或0.6mm。切削条件是使用4台与本发明的实施方式类似的形状的刀具直径50mm的直角肩部切削用的旋转切削工具，其他切削条件与第1实验相同。实验的结果是，如果距离W为0.9mm以上，则切削刀片的落位稳定性不足，确认了在切削刃上发生崩刃。即，确认了距离W优选的是0.7mm以下。

［表2］

表2

	R（mm）	H（mm）	W（mm）	崩刃
					实施例3	1.0	0.8	0.5	无
实施例4	1.0	0.8	0.7	无
					比较例3	1.0	0.8	0.9	有
比较例4	1.0	0.8	1.1	有

本发明并不限定于以上说明的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更及追加。例如，曲面部7在图3和图4中表示了将多个直线上部分连续地组合的形状，但并不限定于此，也可以是以曲线地变化的方式弯曲的形状。即，也可以设置将部分7a和7b平滑地连接的部分7c。

此外，在上述实施方式中，对将本发明应用于立铣刀形式的切削工具的例子进行了说明，但本发明当然也能够应用于其他车削加工用或钻削加工用等其他切削工具。进而，本发明当然可以通过在工具主体即主体上装配切削刀片而构成切削工具，在此基础上也应用于该切削工具。

Claims (7)

1.一种切削工具（100）用的主体（1），设置有拆装自如地装配切削刀片（2）的刀片座（3），其特征在于，

上述刀片座（3）具有第1面（4）和第2面（5），第1面（4）和第2面（5）在装配时与上述切削刀片（2）抵接，并且向相互交叉的方向扩展，

在上述刀片座（3）上，沿着与上述第1面（4）和第2面（5）的交叉部延伸有凹面状的曲面部（7），

以与上述第1面（4）垂直的截面观察，上述曲面部（7）的截面形状包含圆弧，

从上述第1面（4）到上述第2面（5）与上述曲面部（7）的连接部的高度（H）设定在0.1mm以上且0.8mm以下的范围，

上述曲面部（7）具有第1部分（7a）及第2部分（7b），

在从与上述第1面（4）对置的方向观察的情况下，当设将上述第2面（5）中的与上述切削刀片（2）抵接的抵接面（6）与上述曲面部（7）的连接部近似的直线为近似直线（L1）时，相比于上述第1部分（7a）与上述第1面（4）的连接部，上述第2部分（7b）与上述第1面（4）的连接部更接近于上述近似直线（L1）。

2.如权利要求1所述的主体（1），其特征在于，

上述圆弧的曲率半径（R）设定在0.5mm以上且1.2mm以下的范围。

3.如权利要求1或2所述的主体（1），其特征在于，

在从与上述第1面（4）对置的方向观察的情况下，将上述近似直线（L1）、和上述刀片座（3）的上述曲面部（7）与上述第1面（4）的连接部之间的距离W设定在0.1mm以上且0.7mm以下的范围。

4.如权利要求1或2所述的主体（1），其特征在于，

上述曲面部（7）以跨越上述第2面（5）的上述抵接面（6）和上述第1面（4）的方式形成，上述第2部分（7b）在上述曲面部（7）的延伸范围的中途以对上述第2面进行挖削的方式形成。

5.如权利要求1或2所述的主体（1），其特征在于，

上述抵接面（6）相对于上述第1面（4）的垂线倾斜。

6.如权利要求5所述的主体（1），其特征在于，

上述抵接面（6）相对于上述第1面（4）的垂线倾斜的倾斜角度α设定在1°以上且15°以下的范围。

7.一种切削工具（100），其特征在于，

包括权利要求1～6中任一项所述的主体（1）、和装配在上述刀片座（3）上的切削刀片（2）。