CN106457421B - 切削刀片、该切削刀片用的躯体及切削工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种角切削刃不易缺损的旋削用的刀片。切削刀片（1）具有上表面（11）、下表面（21）、和将它们连接的侧面（31），在上表面与侧面的交叉棱线上形成有切削刃（4）。切削刃依次具备第2主切削刃（42）、第1主切削刃（43）、与它们连接的角切削刃（41）、和修光刃（44）。第2主切削刃与第1主切削刃所成的角度（θ）是钝角，修光刃与第1主切削刃所成的角度的内角（α）比修光刃与第2主切削刃所成的角度的内角（β）大。相邻于第1主切削刃而在上表面上设有刃带（12），其宽度越靠近第1角切削刃就越扩大。

Description

切削刀片、该切削刀片用的躯体及切削工具

技术领域

本发明涉及在切削工具中使用的切削刀片、特别是在旋削工具中使用的切削刀片。此外，涉及装配该切削刀片的躯体及切削工具。

背景技术

以往，作为旋削用的切削刀片，例如有专利文献1的图3所示那样的、具有五边形状的上表面及底面、和将它们相连的侧面的刀片。在该切削刀片的上表面及底面与侧面的交叉棱线上，设有以直线状的主切削刃、副切削刃及修光刃、和曲线状的第1及第2角切削刃为一组的作为切削刃部分的集合体的切削刃，所述曲线状的第1及第2角切削刃将主切削刃与副切削刃之间及副切削刃与修光刃之间分别相连。该文献的切削刀片在单面具备五组、在两面具备十组这样的切削刃部分的集合体。副切削刃和主切削刃所成的角度是钝角，修光刃和副切削刃所成的角度比修光刃和主切削刃所成的角度大。此外，具有与主切削刃对应的主切削刃刃带部和与副切刃对应的副切刃刃带部，关于主切削刃刃带部与副切刃刃带部的宽度的比，公开了优选的是1：0.7～1：1.3。

专利文献1：国际公开第2010/150907号小册子。

发明内容

在专利文献1那样的以往的切削刀片中，角切削刃及其附近部位与主切削刃等直线状的切削刃部分相比相对尖锐，所以有即使作用相同大小的切削阻力、也比直线状的切削刃部分更容易缺损的倾向。作为其对策之一，也可以考虑使角切削刃的曲率半径更大，但在此情况下，在相同大小的切削刀片中，必须使修光刃及主切削刃等其他的切削刃部分变短，在切削刃的长度等规格确定时并不一定能够采用该对策。

本发明的目的是提供一种即使不使角切削刃的曲率半径变大、角切削刃及其附近部位也不易缺损的切削刀片。

涉及本发明的切削刀片，是具有上表面、下表面、和将前述上表面与前述下表面连接的侧面的切削刀片，其特征在于，在前述上表面与前述侧面的交叉棱线的一部分或全部上形成有切削刃；前述切削刃具备直线状或曲线状的第1主切削刃、与前述第1主切削刃连接的直线状或曲线状的第2主切削刃、在与前述第2主切削刃相反的一侧与前述第1主切削刃连接的大致圆弧状的角切削刃、和在与前述第1主切削刃相反的一侧与前述角切削刃连接的直线状或曲线状的修光刃；直线状的前述第2主切削刃或将曲线状的前述第2主切削刃的两端部连结而成的弦、与直线状的前述第1主切削刃或将曲线状的前述第1主切削刃的两端部连结而成的弦所成的角度是钝角；前述修光刃与直线状的前述第1主切削刃或曲线状的前述第1主切削刃的弦所成的角度的内角比前述修光刃与直线状的前述第2主切削刃或曲线状的前述第2主切削刃的弦所成的角度的内角大；相邻于前述第1主切削刃而在前述上表面上设有刃带；前述刃带的宽度越靠近前述角切削刃就扩大。

本发明的切削刀片优选的是，在相邻于前述第2主切削刃的前述上表面上也设有刃带，前述刃带的宽度越靠近前述角切削刃就越扩大，并且相邻于前述第1主切削刃的刃带的宽度的扩大率比相邻于前述第2主切削刃的刃带的宽度的扩大率大。

本发明的切削刀片优选的是，相邻于前述第1主切削刃的刃带的宽度的扩大率是相邻于前述第2主切削刃的刃带的宽度的扩大率的2倍以上5倍以下的范围。

本发明的切削刀片优选的是，当侧视时，前述第2主切削刃及前述第1主切削刃相对于前述下表面倾斜，其倾斜方向是下述这样的朝向：越远离前述角切削刃，与前述下表面的距离就越近。

本发明的切削刀片优选的是，在前述下表面与前述侧面的交叉棱线部的交叉棱线的一部分或全部上，也形成有与形成在前述上表面与前述侧面的交叉棱线部上的前述切削刃为180°旋转对称的相同形状的切削刃。

本发明的切削刀片优选的是，在前述侧面上，形成有配置在前述上表面侧的第1倾斜面、和配置为比前述第1倾斜面靠前述下表面侧的第2倾斜面，前述第1倾斜面以越是靠近前述下表面的部位就越靠近前述切削刀片的中心的朝向倾斜，前述第2倾斜面以越是靠近前述上表面的部位就越靠近前述切削刀片的中心的朝向倾斜。

并且，本发明躯体是一种装配这样的形态的切削刀片的躯体，其特征在于，前述躯体具备用来安装前述切削刀片的刀片安装座；前述刀片安装座具备第1侧壁；前述第1侧壁具备与形成在前述切削刀片的前述侧面上的前述第2倾斜面抵接的凸部。

本发明躯体优选的是，其外形形状是圆筒状；前述刀片安装座还具有位于比前述第1侧壁靠前述躯体的外周侧的位置的第2侧壁；前述第2侧壁具备与形成在前述切削刀片的前述侧面上的前述第1倾斜面抵接的凸部。

此外，本发明体现于具备上述切削刀片的切削工具中。

在本发明的切削刀片中，连接在角切削刃上的修光刃与第1主切削刃所成的角度的内角比修光刃与第2主切削刃所成的角度的内角大，并且相邻于与角切削刃连接的第1主切削刃而形成在上表面上的刃带的宽度越靠近角切削刃就越扩大。如果相邻于切削刃而形成刃带，则切削屑有在与刃带的棱线成直角的方向上流出的倾向，所以切削屑的流出方向从与第1主切削刃成直角的方向向与角切削刃相反的一侧倾斜。由于该方向是远离被加工物的表面的方向，所以向角切削刃的负担减小，角切削刃变得不易缺损。此外，由于刃带的宽度在角切削刃的附近变得宽度最大，所以角切削刃自身也被强化。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的切削刀片的立体图。

图2是从别的角度观察图1的切削刀片的立体图。

图3是图1的切削刀片的俯视图。

图4是图1的切削刀片的侧视图。

图5是为了说明第1、第2主切削刃及修光刃间的角度关系而示意地表示图1的切削刀片的切削刃的一部分的放大图。

图6是为了说明刃带相对于第1及第2主切削刃的形成方式而示意地表示图1的切削刀片的切削刃的一部分的放大图。

图7是安装着图1的切削刀片的切削工具的正视图。

图8是图7的切削工具的仰视图。

图9是表示图7的切削工具的刀片安装座的放大图。

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的一实施方式。

另外，在本说明书及权利要求书中，对各表面赋予并使用上或下等表示空间内的朝向及位置的用语，但并不是企图要限定各表面的空间内的绝对的朝向及位置关系。即，所谓“上表面”，是为了方便而称呼当切削刀片安装在工具躯体上时切削刃呈现的表面的用语，此外，所谓“下表面”， 是为了方便而称呼与工具躯体的刀片座抵接的一侧的表面的用语。本实施方式的切削刀片如后述那样，上表面及下表面都具有相同形状，在将上下表面翻转而安装在躯体上的情况下，表面的位置关系反转。此外，只要没有特别否定，在使用表示其他空间内的朝向及位置关系的用语的情况下也是同样的。

切削刀片1如图1～图4所示，具备俯视基本形状为正八边形的上表面11、与上表面11相同形状的下表面21、和在中央部形成有凹部32的侧面31，在上表面11与侧面31的交叉棱线部及下表面21与侧面31的交叉棱线部上形成切削刃。在本实施方式中，作为正八边形状的上表面11的对置的两边之间的宽度即内接圆的直径是13mm。上表面11具备具有正的刃带角的刃带12、相邻于刃带12且具有正的前角的倾斜面13、和能够与形成在躯体上的刀片安装座抵接的抵接面15。下表面21也与上表面11同样，具备具有正的刃带角的刃带22、相邻于刃带22且具有正的前角的倾斜面23、和能够与形成在躯体上的刀片安装座抵接的抵接面25，抵接面15及25被设为平行。因而，切削刀片1即使上下倒转也是相同的形状。即，切削刀片1与抵接面15及25平行，为相对于穿过切削刀片1的中心的轴线180°旋转对称的形状。切削刀片1具备将上表面11及下表面21垂直地贯通的贯通孔14，当将切削刀片1向躯体101安装时，在贯通孔14中插通螺纹件等紧固件而固定。

如图3所示，当对切削刀片1俯视时，切削刃4具有以直线状的第2主切削刃42、第2角切削刃45（参照图5）、直线状的第1主切削刃43、第1角切削刃41和修光刃44为一组的切削刃部分的集合体，所述直线状的第2主切削刃42沿着上表面11与侧面31的交叉棱线依次形成，所述第2角切削刃45与第2主切削刃42连接，所述直线状的第1主切削刃43与第2角切削刃45连接，所述第1角切削刃41与第1主切削刃43连接并朝向切削刀片1的外侧弯曲，所述修光刃44与第1角切削刃41连接。并且，在本实施方式的切削刀片1的上表面11上，具备八个作为这样的切削刃部分的集合体的切削刃4，各切削刃4的第2主切削刃42与属于相邻的切削刃的修光刃44连接。另外，第1主切削刃43与第2主切削刃42所成的角度是微小的，它们可以看作不经由第2角切削刃45而直接交叉。

当如图4所示那样对切削刀片1侧视时，第2主切削刃42、第1主切削刃43及修光刃44都以越远离第1角切削刃41越向下表面21靠近的朝向倾斜。关于在下表面21与侧面31的交叉棱线部上形成的切削刃，也为与在上述的上表面11与侧面31的交叉棱线部上形成的切削刃180°旋转对称的相同的形状。

图5是示意地表示一个切削刃部分的集合体的放大图。另外，为了更容易理解各部的特征，将角度及长度夸张地描绘。如图5所示，第2主切削刃42和第1主切削刃43以内角为钝角的方式交叉，在本实施方式中，交叉角度θ为约175°。因此，修光刃44与第1主切削刃43所成的角度的内角的大小α比修光刃44与第2主切削刃42所成的角度的内角的大小β大5°。另外，所谓“内角”，是如图5所示那样对切削刃部分彼此所成的角度从切削刀片1的内侧进行测量时的角度。

在有八个的各侧面部分上形成有凹部32。这些凹部32具备第1倾斜面33和第2倾斜面34，所述第1倾斜面33以随着从上表面11朝向下表面21而向切削刀片1的中心靠近的朝向倾斜，所述第2倾斜面34配置在比第1倾斜面33靠下表面21的一侧，以随着从下表面21朝向上表面而向切削刀片1的中心靠近的朝向倾斜。第1倾斜面33和第2倾斜面34经由弯曲面35连接。

刃带12的刃带角在每个位置都是恒定的，在本实施方式中为5°。当将俯视切削刀片1时（图3）的、从上表面11的边缘到刃带12与倾斜面13的棱线12a的长度规定为刃带的“宽度”时，与第1主切削刃43相邻的刃带的宽度如图6所示，越靠近第1角切削刃41就越宽。在本实施方式的第1主切削刃43中，与距第1角切削刃41较远的端部对应的位置（图6所示的位置P1）的刃带的宽度W1是0.20mm，另一方面，对应于与第1角切削刃41连接的连接部（图6所示的位置P2）的位置的刃带的宽度W2为0.30mm。

相邻于第2主切削刃42的刃带的宽度也与相邻于第1主切削刃43的刃带同样，越靠近第1角切削刃41就越宽。在本实施方式的第2主切削刃42中，与距第1角切削刃41较远的端部对应的、与属于相邻的切削刃部分集合体的修光刃44连接的连接部（图6所示的位置P0）的刃带的宽度W0是0.10mm，另一方面，对应于与第1主切削刃43连接的连接部（图6所示的位置P1）的位置的刃带的宽度W1为0.20mm。相邻于第1主切削刃43的刃带的宽度的扩大率比相邻于第2主切削刃42的刃带的宽度的扩大率大。

具体而言，在本实施方式中，第1主切削刃43的长度（P1－P2之间的距离）为0.70mm，宽度最窄的部位处的刃带的宽度W1是0.20mm，宽度最宽的部位处的刃带的宽度W2是0.30mm，所以刃带的宽度的扩大率是约0.143。在本实施方式中，第2主切削刃42的长度（P0－P1之间的距离）为1.70mm，宽度最窄的部位处的刃带的宽度W0是0.10mm，宽度最宽的部位处的刃带的宽度W1是0.20mm，所以刃带的宽度的扩大率是约0.059。因而，相邻于第1主切削刃43的刃带的宽度的扩大率为相邻于第2主切削刃42的刃带的宽度的扩大率的约2.4倍。

另外，刃带宽度可以是，从第1主切削刃43与第1角切削刃41的连接部朝向修光刃44与属于相邻的切削刃部分集合体的第2主切削刃42的连接部，在沿着第1角切削刃41及修光刃44的同时缩小。

图7及图8表示安装着上述实施方式的切削刀片1的切削工具。切削工具100由圆筒状的躯体101和八个切削刀片1构成，在躯体101的末端，沿着其周向形成有用来安装切削刀片1的刀片安装座110（图9）。将放置在刀片安装座110上的切削刀片1用螺纹件固定。形成在刀片安装座110的底面115上的螺纹孔的中心轴线形成在比切削刀片1的贯通孔14的中心轴线更靠刀片安装座110的侧壁111侧的位置。由此，切削刀片1被朝向侧壁111推压，所以被更牢固地向刀片安装座110固定。由于没有对切削刀片1的侧面赋予后角，所以为了在被加工物与侧面之间设置适当的间隙（所谓的“后隙”），将切削刀片1向工具旋转方向前方倾斜地安装。

如图9所示，在刀片安装座110的两个侧壁（第1、第2侧壁）111、112的壁面上，形成有凸部113、114。当将两个凸部113、114的高度以刀片安装座110的底面115为基准比较时，形成在位于更靠躯体101的外侧的位置处的侧壁112上的凸部114形成在更高的位置。当将切削刀片1安装在刀片安装座110上时，形成在较高位置的凸部114与形成在切削刀片1的侧面31上的凹部32的第1倾斜面33抵接，形成在较低位置的凸部113与侧面的第2倾斜面34抵接。

接着，对切削刀片1起到的效果进行说明。相邻于第1主切削刃43并形成在上表面11上的刃带12的宽度随着朝向角切削刃而扩大，由此，切削屑的流出方向不是向与第1主切削刃成直角的方向（由图6的箭头A1表示的方向）变化、而是向与刃带12成直角的方向（由图6的箭头A2表示的方向）变化。由于与刃带12成直角的方向A2是由修光刃41带来的从被加工物的表面离开的方向，所以从第1角切削刃41及修光刃44流出的切削屑比较快地从切削刃离开。因此，向第1角切削刃41及修光刃44的负担变小，第1角切削刃41不易缺损。进而，由于刃带12的宽度在第1角切削刃41的附近为最大，所以第1角切削刃41自身也被强化。

由于第1主切削刃43和第2主切削刃42以钝角交叉，所以从第1主切削刃43流出的切削屑部分的方向A2与从第2主切削刃42流出的切削屑部分的方向（由图6的箭头A3表示的方向）交叉。该交叉只要有下述这样的情况就会发生：至少与第1主切削刃43相邻的刃带的宽度越靠近第1角切削刃41就越扩大。但是，与第2主切削刃42相邻的刃带的宽度也越靠近第1角切削刃41就越扩大，进而，如果第1主切削刃43的刃带的宽度的扩大率比第2主切削刃42的刃带的宽度的扩大率大，则从第1主切削刃43流出的切削屑部分的方向A2与从第2主切削刃42流出的切削屑部分的方向A3以更大的角度交叉。因此，当作为切削屑整体观察时，切削屑以朝向第1主切削刃43与第2主切削刃42之间聚束的方式卷曲。即，在从第1主切削刃43流出的切削屑部分与从第2主切削刃42流出的切削屑部分之间产生相互排斥的排斥力。由此，第2主切削刃42承担作用在第1主切削刃43上的负担的一部分，其承担程度比下述情况要大：像例如刃带的宽度的扩大率在第1主切削刃43和第2主切削刃42之间相同的情况那样切削屑部分的交叉角度较浅。并且，切削刃的长度与第1主切削刃43相比较长，所以从主体地生成切削屑的第2主切削刃42流出的切削屑部分将从第1主切削刃43流出的切削屑部分向后推而将该流动矫正，由此，减轻向第1主切削刃43的负担。通过减轻向第1主切削刃43的负担，第1角切削刃41变得更不易缺损。

形成在上表面11上的第2主切削刃42及第1主切削刃43如图4所示那样以随着从第1角切削刃41离开而向下表面21靠近的朝向倾斜，所以能够使轴向前角成为正的值，锋利度提高。

在本实施方式的切削刀片1的侧面上形成的凹部32起到防止由切削阻力带来的切削刀片1的浮起等的效果。即，如果在第2主切削刃42及第1主切削刃43上作用朝向刀片安装座的底面方向的主分力，则与第2主切削刃42及第1主切削刃43隔着贯通孔14处于相反侧的切削刀片1的底面的一部分要从刀片安装座的底面浮起，但与第2倾斜面34抵接的凸部113以抑制该浮起的方式发挥功能。

凸部114与第1倾斜面33抵接，由此抑制因固定用的螺纹件的头与贯通孔14的内壁碰抵而产生的切削刀片1的末端侧的浮起。即，由于螺纹件的中心轴线比贯通孔14的中心轴线向侧壁111侧偏移，所以切削刀片1从螺纹件受到使切削刀片1的位于工具末端侧的部分浮起的方向的力矩。但是，与第1倾斜面33抵接的凸部114相反带来将切削刀片1的位于工具末端侧的部分向刀片安装座110的底面侧推压的方向的力矩，所以能防止切削刀片1的浮起。

本发明在上述实施方式以外还能够在不脱离发明的主旨的范围内得到各种各样的实施方式。例如，在上述实施方式中，俯视时的基本形状是八边形，但也可以是四边形、五边形或六边形等其他多边形。此外，使上表面11及下表面21为相同形状而形成切削刀片1，能够上下翻转使用，但也可以是仅在某一个表面侧设置切削刃的结构，切削刃也可以设在与侧面的交叉棱线的一部分上。即，切削刃只要形成在具有多边形状而对置的两个表面的至少一个表面与侧面的交叉棱线的一部分或全部上就可以。

在上述实施方式中没有对切削刀片的侧面赋予后角，但也可以是对侧面赋予了后角的所谓负型的结构。

关于第2主切削刃42、第1主切削刃43及修光刃44，也可以不像上述实施方式那样是直线状。即，也可以是，1个以上的切削刃部分是弯曲的曲线状。在切削刃部分是曲线状的情况下，能够使用将各切削刃部分的端部彼此连结而成的弦来规定上述各种各样的角度。例如，如果第1主切削刃43是直线状，第2主切削刃42是曲线状（弧状），则上述角度θ被规定为直线状的第1主切削刃43与将曲线状的第2主切削刃42的两端连结而成的弦（即与第2主切削刃42形成的弧对应的弦）的关系。

关于第2主切削刃42与第1主切削刃43所成的角度，在上述实施方式中设定为175°，但并不限定于该角度。确认的是，只要第2主切削刃42和第1主切削刃43所成的角度θ是130°≦θ<180°，就充分产生效果。

与相邻于第2主切削刃42的刃带的宽度的扩大率相对的相邻于第1主切削刃43的刃带的宽度的扩大率在上述实施方式中设为约5倍，但并不限定于该值。确认的是，只要第1主切削刃43的刃带相对于第2主切削刃42的刃带是2倍以上5倍以下的程度，就充分产生效果。

在上述实施方式中，刃带角被设定为5°，但并不限于该值，当然能够根据切削刀片的使用方式而适当变更。

Claims (9)

1.一种切削刀片（1），该切削刀片（1）具有上表面（11）、下表面（21）、和将前述上表面（11）与前述下表面（21）连接的侧面（31），其特征在于，

在前述上表面（11）与前述侧面（31）的交叉棱线的一部分或全部上形成有切削刃（4）；

前述切削刃（4）具备直线状或曲线状的第1主切削刃（43）、与前述第1主切削刃连接的直线状或曲线状的第2主切削刃（42）、在与前述第2主切削刃（42）相反的一侧与前述第1主切削刃（43）连接的大致圆弧状的角切削刃（41）、和在与前述第1主切削刃（43）相反的一侧与前述角切削刃（41）连接的直线状或曲线状的修光刃（44）；

直线状的前述第2主切削刃（42）或将曲线状的前述第2主切削刃的两端部连结而成的弦、与直线状的前述第1主切削刃（43）或将曲线状的前述第1主切削刃的两端部连结而成的弦所成的角度（θ）是钝角；

前述修光刃（44）与直线状的前述第1主切削刃（43）或曲线状的前述第1主切削刃的弦所成的角度的内角（α）比前述修光刃（44）与直线状的前述第2主切削刃（42）或曲线状的前述第2主切削刃的弦所成的角度的内角（β）大；

相邻于前述第1主切削刃（43）而在前述上表面（11）上设有刃带（12）；

前述刃带（12）的宽度越靠近前述角切削刃（41）就越扩大。

2.如权利要求1所述的切削刀片（1），其特征在于，

在相邻于前述第2主切削刃（42）的前述上表面（11）上也设有刃带（12），前述刃带（12）的宽度越靠近前述角切削刃（41）就越扩大，并且相邻于前述第1主切削刃（43）的刃带（12）的宽度的扩大率比相邻于前述第2主切削刃的刃带（12）的宽度的扩大率大。

3.如权利要求2所述的切削刀片（1），其特征在于，

相邻于前述第1主切削刃（43）的刃带（12）的宽度的扩大率是相邻于前述第2主切削刃（42）的刃带（12）的宽度的扩大率的2倍以上5倍以下的范围。

4.如权利要求1～3中任一项所述的切削刀片（1），其特征在于，

当侧视时，前述第2主切削刃（42）及前述第1主切削刃（43）相对于前述下表面（21）倾斜，其倾斜方向是下述这样的朝向：越远离前述角切削刃（41），与前述下表面（21）的距离就越近。

5.如权利要求1～3中任一项所述的切削刀片（1），其特征在于，

在前述下表面（21）与前述侧面（31）的交叉棱线部的交叉棱线的一部分或全部上，也形成有与形成在前述上表面（11）与前述侧面（31）的交叉棱线部上的前述切削刃（4）为180°旋转对称的相同形状的切削刃（4）。

6.如权利要求1～3中任一项所述的切削刀片（1），其特征在于，

在前述侧面（31）上，形成有配置在前述上表面（11）侧的第1倾斜面（33）、和配置为比前述第1倾斜面（33）靠前述下表面（21）侧的第2倾斜面（34），前述第1倾斜面（33）以越是靠近前述下表面（21）的部位就越靠近前述切削刀片（1）的中心的朝向倾斜，前述第2倾斜面（34）以越是靠近前述上表面（11）的部位就越靠近前述切削刀片（1）的中心的朝向倾斜。

7.一种躯体（101），该躯体（101）装配权利要求6所述的切削刀片（1），其特征在于，

前述躯体（101）具备用来安装前述切削刀片（1）的刀片安装座（110）；

前述刀片安装座（110）具备第1侧壁（111）；

前述第1侧壁（111）具备与形成在前述切削刀片（1）的前述侧面（31）上的前述第2倾斜面（34）抵接的凸部（113）。

8.如权利要求7所述的躯体，其特征在于，

前述躯体（101）的外形形状是圆筒状；

前述刀片安装座（110）还具有位于比前述第1侧壁（111）靠前述躯体（101）的外周侧的位置的第2侧壁（112）；

前述第2侧壁（112）具备与形成在前述切削刀片（1）的前述侧面（31）上的前述第1倾斜面（33）抵接的凸部（114）。

9.具备权利要求1～6中任一项所述的切削刀片（1）的切削工具（100）。