CN106573318A - 刀刃旋转式铣削工具及使用该工具的切削方法 - Google Patents

Abstract

在使切削刃(5)中沿工具轴线(O)方向的工具前端缘(5a)沿工具轴线(O)周围的工具圆周方向旋转而形成假想圆，并将所述假想圆上的经过工具前端缘(5a)的切线以朝向沿工具轴线(O)方向的工具基端侧的方式与工具轴线(O)平行地移动时的轨迹中得到的假想平面设为基准平面(SS)时，该基准平面(SS)与包含切削刃(5)的切削刃假想平面(VS₀)之间的交叉线(CL)相对于投影在基准平面(SS)上的工具轴线(O)倾斜的角度ARt在‑30°～‑60°的范围内，且相对于与工具轴线(O)正交的工具径向中经过工具前端缘(5a)的规定的工具径向，以朝向经过该工具前端缘(5a)的工具径向的外侧的方式延伸的切削刃(5)的刀刃切线倾斜的角度RR在‑30°～‑75°的范围内。

Description

刀刃旋转式铣削工具及使用该工具的切削方法

技术领域

本发明涉及一种呈圆板状的切削刀片绕其刀片轴线旋转自如地安装在绕工具轴线旋转的工具主体的前端外周部中所形成的刀片安装座上的刀刃旋转式铣削工具及使用该刀刃旋转式铣削工具来切削工件材料的切削方法。

本申请主张基于2014年6月18日于日本申请的专利申请2014-125816号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

以往，作为将耐热合金等难切削材料等作为工件材料的铣削加工(旋削加工)中所使用的刀刃旋转式铣削工具(旋转铣削工具)，例如已知有如下述专利文献1、2所示的铣削工具，该铣削工具中，呈圆板状且在外周缘具备切削刃的切削刀片绕其刀片轴线旋转自如地安装在绕工具轴线旋转的工具主体的前端外周部中所形成的刀片安装座上。

在刀刃旋转式铣削工具中，关于切削刀片，朝向刀片轴线方向的两侧的前表面和背面中，前表面以朝向沿工具轴线周围的工具旋转方向的前方的方式配置而被作为前刀面，背面以朝向工具旋转方向的后方的方式配置，并且该背面安置在刀片安装座上。

而且，在进行切削时，通过切削刀片切入工件材料而进行加工时切削刃所承受的力(是切削力或切削阻力且包含刀刃力或边缘力的成分)，切削刀片相对于刀片安装座绕刀片轴线从动旋转。由此，可抑制仅由切削刃的规定部分连续进行切削，并且防止该切削刃的局部的锋利度下降及刀刃缺损等。

专利文献1：日本专利第3264540号公报

专利文献2：日本专利公表2011-515231号公报

然而，在上述以往的刀刃旋转式铣削工具中，存在下述问题。

即，在专利文献1、2的刀刃旋转式铣削工具中，因安装在刀片安装座上的切削刀片的切削刃切入工件材料而进行加工时所承受的力，切削刀片的旋转轴等(专利文献1中的轴部32及球8或专利文献2中的支撑销9)有可能会变形、磨损及破损等。尤其，在难切削材料的重切削加工等中，容易出现这种问题。

并且，在这种刀刃旋转式铣削工具中，对于使安装在刀片安装座上的切削刀片稳定地绕刀片轴线从动旋转，还存在改善的余地。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种刀刃旋转式铣削工具及使用该刀刃旋转式铣削工具的切削方法，该刀刃旋转式铣削工具能够防止切削刀片的旋转轴等旋转支撑体的变形、磨损及破损等且能够使安装在刀片安装座上的切削刀片稳定地绕刀片轴线从动旋转，由此能够稳定地提高切削的加工精度并延长工具寿命。

为了解决这种问题并实现所述目的，本发明提出以下方案。

即，本发明是一种呈圆板状的切削刀片绕其刀片轴线旋转自如地安装在绕工具轴线旋转的工具主体的前端外周部中所形成的刀片安装座上的刀刃旋转式铣削工具，所述刀刃旋转式铣削工具的特征在于，所述切削刀片具有与所述刀片轴线交叉的前表面和背面及连接所述前表面的周缘和所述背面的周缘的外周面，所述前表面和所述背面中，前表面以朝向沿所述工具轴线的周围的工具旋转方向的前方的方式配置，背面以朝向所述工具旋转方向的后方的方式配置，并且安置在所述刀片安装座上，在所述前表面的周缘形成有沿所述刀片轴线的周围延伸的圆形状的切削刃，在使所述切削刃中沿所述工具轴线方向的工具前端缘沿所述工具轴线的周围的工具圆周方向旋转而形成假想圆，并将所述假想圆上的经过所述工具前端缘的切线以朝向沿所述工具轴线方向的工具基端侧的方式与所述工具轴线平行地移动时的轨迹中得到的假想平面设为基准平面时，该基准平面与包含所述切削刃的切削刃假想平面之间的交叉线相对于投影在所述基准平面上的所述工具轴线倾斜的角度ARt在-30°～-60°的范围内，且相对于与所述工具轴线正交的工具径向中经过所述工具前端缘的规定的工具径向，经过该工具前端缘且以朝向工具径向的外侧的方式延伸的所述切削刃的刀刃切线倾斜的角度RR在-30°～-75°的范围内。

并且本发明是一种呈圆板状的切削刀片绕其刀片轴线旋转自如地安装在绕工具轴线旋转的工具主体的前端外周部中所形成的刀片安装座上的刀刃旋转式铣削工具，所述刀刃旋转式铣削工具的特征在于，所述切削刀片具有与所述刀片轴线交叉的前表面和背面及连接所述前表面的周缘和所述背面的周缘的外周面，所述前表面和所述背面中，前表面以朝向沿所述工具轴线的周围的工具旋转方向的前方的方式配置，背面以朝向所述工具旋转方向的后方的方式配置，并且安置在所述刀片安装座上，在所述前表面的周缘形成有沿所述刀片轴线的周围延伸的圆形状的切削刃，在使所述切削刃中沿所述工具轴线方向的工具前端缘沿所述工具轴线的周围的工具圆周方向旋转而形成假想圆，并将所述假想圆上的经过所述工具前端缘的切线以朝向沿所述工具轴线方向的工具基端侧的方式与所述工具轴线平行地移动时的轨迹中得到的假想平面设为基准平面时，该基准平面与包含所述切削刃的切削刃假想平面之间的交叉线相对于投影在所述基准平面上的所述工具轴线倾斜的角度ARt在-30°～-60°的范围内，且相对于与所述工具轴线正交的工具径向中经过所述工具前端缘的规定的工具径向，经过该工具前端缘且以朝向工具径向的外侧的方式延伸的所述切削刃的刀刃切线倾斜的角度RR在-20°～30°的范围内。

并且本发明是一种使用呈圆板状的切削刀片绕其刀片轴线旋转自如地安装在绕工具轴线旋转的工具主体的前端外周部中所形成的刀片安装座上的刀刃旋转式铣削工具来切削工件材料的切削方法，所述切削方法的特征在于，所述切削刀片具有与所述刀片轴线交叉的前表面和背面及连接所述前表面的周缘和所述背面的周缘的外周面，所述前表面和所述背面中，以朝向沿所述工具轴线周围的工具旋转方向的前方的方式配置前表面，以朝向所述工具旋转方向的后方的方式配置背面，并且将所述背面安置在所述刀片安装座上，在所述前表面的周缘形成有沿所述刀片轴线的周围延伸的圆形状的切削刃，与所述刀片轴线正交的刀片径向中，将切削加工时从工件材料分布于所述切削刀片而作用的力视为集中载荷，并将此时经过该集中载荷的作用点的规定的刀片径向与所述切削刃之间的交点设为切削代表点，将沿与经过所述切削代表点的所述切削刃的切线垂直的第1假想平面和包含所述切线及沿所述切削代表点上的瞬间切削方向的假想直线的第2假想平面之间的交线且朝向所述工具旋转方向的后方的方向设为主分力方向，切削加工时所述切削刀片从工件材料所承受的力中，将所述切削代表点上的沿所述主分力方向的分力设为主分力，将与该主分力方向垂直且沿朝向所述刀片径向的内侧的背分力方向的分力设为背分力，此时，在所述第1假想平面的面内，将所述刀片轴线相对于所述主分力与所述背分力的合力的方向倾斜的角度设定在±20°的范围内。

根据使用本发明所涉及的刀刃旋转式铣削工具的切削方法，在与经过切削代表点的切削刃的切线垂直的第1假想平面内，安装在工具主体的刀片安装座上的切削刀片的刀片轴线的方向设定成与切削刀片的切削刃切入工件材料而进行加工时所承受的力(是切削力或切削阻力且包含刀刃力或边缘力的成分)中主分力与背分力的合力(合成切削力)的方向平行，因此充分地抑制位于切削刀片的刀片轴线上的旋转轴及从刀片径向的外侧旋转自如地支撑该切削刀片的径向轴承等旋转支撑体，从刀片径向(即从旋转轴等旋转支撑体的剪切方向)被所述合力按压，并且能够经由切削刀片的背面而有效地向刀片安装座释放所述合力。由此，防止切削刀片的旋转轴等旋转支撑体的变形、磨损、破损及防止过大的摩擦力矩的产生等。另外，“防止过大的摩擦力矩的产生”是指例如从刀片径向的外侧通过径向轴承等旋转支撑体旋转自如地支撑切削刀片时，防止摩擦力矩过大而难以旋转的现象。

即，通过以与切削加工时从工件材料作用于切削刃的切削代表点上的合力的方向平行的方式预先确定刀片轴线的倾斜度，能够稳定且显著地降低对切削刀片的旋转支撑体的负荷，其中，切削刃的切削代表点根据利用刀刃旋转式铣削工具的所希望的切削加工(规定的切削条件等)来确定。

在此，对本说明书中所称的“切削代表点”进行说明。

在进行切削加工时，安装在工具主体中的切削刀片的切削刃切入工件材料而进行加工时所承受的力是包括所流出的切屑在内该切削刀片与工件材料接触的整个区域中所分布的载荷(分布载荷)，但根据通过这种分布载荷由切削刀片所承受的力与力矩(从刀片中心观察的力矩)，视为所述分布载荷是集中载荷的情况(假设的情况)下，本说明书中将经过该集中载荷的作用点(相当于分布载荷的重心的点)的规定的刀片径向与切削刃之间的交点称为“切削代表点”。具体而言，在图12中，将切削加工时从工件材料作用于切削刀片3的分布载荷视为集中载荷，并将此时经过该集中载荷的作用点P的规定的刀片径向ID与呈圆形状的切削刃5之间的交点5c是切削代表点。并且切削代表点也可以称为切削刃中切削加工时最靠近切削力的平均作用点的点。切削代表点位于切削刀片的切削刃上，即使在切削刀片绕刀片轴线从动旋转的情况下，该切削代表点也不会与切削刀片一同旋转移动，与工具的相对位置不会变化。另外，例如，当工具轴线方向的切削深度发生变化时，力的作用点发生变化，因此该切削代表点与其一同移动。

并且，“切削代表点上的瞬间切削方向”是指在该切削代表点上工具与工件材料之间的相对的瞬间速度的方向，主要伴随工具的旋转而旋转移动。

并且，所谓“在第1假想平面的面内，相对于所述主分力与所述背分力的合力的方向，所述刀片轴线的延伸的方向被平行地设定或以呈规定的微小角度的方式设定(即以成为平行的方式设定)”，具体而言是指在使用了该刀刃旋转式铣削工具的可以设想的切削条件的范围内，在所述第1假想平面的面内(从经过切削代表点的切削刃的切线方向观察)，刀片轴线相对于所述合力的方向倾斜的角度在±20°的范围内。即，刀片轴线与所述合力的方向这两个直线之间所形成的角度在±20°的范围内，将其以“平行地设定或以呈规定的微小角度的方式设定”来表示。另外，优选所述角度为±10°，更优选所述角度为±5°，当所述角度为0°时，刀片轴线与所述合力的方向平行(被平行地设定)。

另外，上述的刀片轴线相对于所述合力的方向倾斜的角度在±20°的范围内是指，所述合力的方向与刀片轴线之间所形成的角度为20°以下。并且，刀片轴线相对于所述合力的方向倾斜的角度在±10°的范围内是指，所述合力的方向与刀片轴线之间所形成的角度为10°以下。并且，刀片轴线相对于所述合力的方向倾斜的角度在±5°的范围内是指，所述合力的方向与刀片轴线之间所形成的角度为5°以下。

并且，基于下述的理由，将刀片轴线相对于所述合力的方向延伸的方向并不仅限定于“平行”而设成若干个角度范围。

即，考虑到例如因切削刀片的前刀面形状、切削刃的刀刃处理及磨损状态、工件材料的摩擦系数以及切削条件(切削深度、进给量等)等，所述合力的方向会引起变化，因此难以准确地平行设定刀片轴线相对于该合力的方向延伸的方向，所以作为能够充分获得基于本发明的效果的范围，设为“被平行地设定或以呈规定的微小角度的方式设定”。

并且，如上所述，难以从刀片径向按压切削刀片的旋转轴等旋转支撑体，因此通过该切削刀片切入工件材料而进行加工时切削刃所承受的力，能够使该切削刀片相对于刀片安装座稳定地绕刀片轴线从动旋转。

另外，切削刃切入工件材料时所承受的力中，关于除主分力及背分力以外的进给分力(朝向切削刃的经过切削代表点的切线方向的分力、经过切削代表点且与所述第1假想平面正交的方向的分力)，大致抵消切削刀片与推力滑动轴承部件等旋转机构之间的摩擦力而发挥产生从动旋转的作用，且按压切削刀片的旋转轴等旋转支撑体的力与该进给分力以外的力相比足够小，因此作为从刀片径向按压切削刀片的旋转支撑体的力几乎可以忽视，即不会因进给分力而使较强的按压力作用于切削刀片的旋转支撑体，因此在所述第1假想平面的面内，刀片轴线以与所述合力的方向成为平行的方式延伸，由此能够稳定地获得上述的作用效果。

并且，如上所述，切削刀片的刀片轴线延伸的方向与所述合力的方向相互大致平行，因此具体而言，该刀片轴线随着向工具旋转方向的前方而逐渐向工具轴线方向的前端侧倾斜而延伸(即前倾)，或/和随着向工具旋转方向的前方而逐渐向工具径向的外侧倾斜而延伸。因此，在刀片安装座中能够容易地确保配设用于使该切削刀片从动旋转的推力滑动轴承部件等旋转机构的空间。具体而言，通过刀片轴线如此倾斜而延伸，尤其在安装多个切削刀片而成的多刃的刀刃旋转式铣削工具中，即使在绕工具轴线的相邻的刀片安装座彼此的间隔经常变窄的情况下，也能够容易地确保配设所述旋转机构的空间。

并且，根据本发明所涉及的刀刃旋转式铣削工具，角度ARt被设在-30°～-60°的范围内且角度RR被设在-30°～-75°的范围内，因此通过切削刀片切入工件材料而进行加工时所承受的力，容易使切削刀片相对于刀片安装座更稳定地绕刀片轴线从动旋转，并且前述的效果更为显著。

本说明书中所称的所述角度ARt是指考虑了切削中所使用的切削刃的工具前端缘上的瞬间切削方向的轴向前角。在图6所示的沿基准平面SS的纵剖面视觉下，当角度ARt为-(minus)时，是负(negative)的轴向前角，当为+(plus)时，是正(positive)的轴向前角。具体而言，在图6中，当角度ARt为-时，交叉线CL随着从工具前端缘5a向工具基端侧而逐渐向工具旋转方向T的前方延伸。并且，当角度ARt为+时，虽然并未特别图示，但交叉线CL随着从工具前端缘5a向工具基端侧而逐渐向工具旋转方向T的后方延伸。另外，角度ARt是未考虑与切削刀片的切削刃相邻的前刀面形状的角度，因此也可以称为表观上的轴向前角。在图6中，工具轴线O与角度ARt(轴向前角)＝0°的基准面相吻合。另外，所述基准面是指与切削刃5的工具前端缘5a上的瞬间切削方向垂直的假想平面。

并且，所述角度RR是指切削中所使用的切削刃的工具前端缘上的径向前角。如图1及图20所示，在从工具轴线O方向的前端向基端侧观察刀刃旋转式铣削工具1、31时的正面视觉下，当角度RR为-(minus)时，是负(negative)的径向前角，当角度RR为+(plus)时，是正(positive)的径向前角。具体而言，在图1中，当角度RR为-时，刀刃切线L2随着从工具前端缘5a向工具径向的外侧而逐渐向工具旋转方向T的后方延伸。并且，在图20中，当角度RR为+时，刀刃切线L2随着从工具前端缘5a向工具径向的外侧而逐渐向工具旋转方向T的前方延伸。在图1及图20中，规定的工具径向D与角度RR(径向前角)＝0°的基准面相吻合。

而且，通过以成为上述的角度ARt的范围且成为角度RR的范围的方式将切削刀片安装在刀片安装座上，能够稳定地获得切削刀片的从动旋转，且显著抑制前刀面磨损等，从而能够期待进一步延长工具寿命的效果。

具体而言，当角度ARt在上述范围以外时(大于-30°或小于-60°时)，难以在第1假想平面的面内相互平行地维持刀片轴线的方向与所述合力的方向，难以抑制由所述合力引起的对切削刀片的旋转轴(旋转支撑体)的负荷(来自刀片径向的按压力)，从而有可能难以稳定地获得上述的效果。

并且，当角度RR在上述范围以外时，具体而言，当角度RR大于-30°时(且小于-20°时)，有可能难以通过上述角度RR与上述角度ARt的组合获得稳定地使切削刀片从动旋转的效果。并且，当角度RR小于-75°时，切削加工时的切削力较大而有可能容易发生抖振。

并且，根据本发明所涉及的刀刃旋转式铣削工具，角度ARt被设在-30°～-60°的范围内且角度RR被设在-20°～30°的范围内，因此通过切削刀片切入工件材料而进行加工时切削刃所承受的力，容易使切削刀片相对于刀片安装座更稳定地绕刀片轴线从动旋转，并且前述的效果更为显著。

而且，通过以成为上述的角度ARt的范围且成为角度RR的范围的方式将切削刀片安装在刀片安装座上，因此能够稳定地获得切削刀片的从动旋转，显著抑制前刀面磨损等，从而能够期待进一步延长工具寿命的效果。

具体而言，当角度ARt在上述范围以外时(大于-30°或小于-60°时)，难以在第1假想平面的面内相互平行地维持刀片轴线的方向与所述合力的方向，难以抑制由所述合力引起的对切削刀片的旋转轴的负荷(来自刀片径向的按压力)，从而有可能难以稳定地获得上述的效果。

并且，当角度RR小于-20°时(且大于-30°时)，有可能难以通过上述角度RR与上述角度ARt的组合获得稳定地使切削刀片从动旋转的效果。并且，当角度RR大于30°时，切削加工时容易发生抖振，或切削刀片的外周面(后刀面)容易干扰工件材料而有可能难以确保工具主体的绕工具轴线的每单位旋转的向工具径向的移动量(即进给量fz)。另外，当以确保所述进给量fz为目的而加大切削刀片的外周面的后角时，难以充分确保切削刃的刀具角而有可能发生刀刃缺损等。

通过以上，根据本发明，能够防止切削刀片的旋转轴等旋转支撑体的变形、磨损及破损等，且能够使安装在刀片安装座上的切削刀片稳定地绕刀片轴线从动旋转，由此，稳定地提高切削的加工精度，从而能够延长工具寿命。

并且，在本发明所涉及的刀刃旋转式铣削工具中，所述切削刀片的所述前表面中，在沿所述刀片径向的所述切削刃的内侧也可以形成有随着从该切削刃向所述刀片径向的内侧而逐渐从沿所述刀片轴线方向的所述前表面侧向所述背面侧倾斜的锥形的前刀面。

如上所述，例如，当刀片轴线随着向工具旋转方向的前方而逐渐向工具轴线方向的前端侧倾斜而延伸时，以表观上的轴向前角(角度AR)为负(negative)的安装姿势切削刀片安装在刀片安装座上，但根据本发明的上述结构，实际上的轴向前角设定在比所述表观上的轴向前角更靠正(positive)侧，从而能够稳定地提高切削刃的锋利度。

并且，当刀片轴线随着向工具旋转方向的前方而逐渐向工具径向的外侧倾斜而延伸时，以表观上的径向前角(角度RR)为负(negative)的安装姿势切削刀片安装在刀片安装座上，但根据本发明的上述结构，实际上的径向前角设定在比所述表观上的径向前角更靠正(positive)侧，从而能够稳定地提高切削刃的锋利度。

并且，当刀片轴线随着向工具旋转方向的前方而逐渐向工具轴线方向的前端侧及工具径向的外侧倾斜而延伸时，也能够获得与上述相同的效果。

并且，在本发明所涉及的刀刃旋转式铣削工具中，在所述切削刀片的所述外周面也可以形成有锥形的后刀面，所述锥形的后刀面自所述切削刃起随着从沿所述刀片轴线方向的所述前表面向所述背面侧而逐渐向所述刀片径向的外侧倾斜。

在这种情况下，即使以上述的安装姿势来在刀片安装座上安装切削刀片，也能够较大程度地确保切削刃的刀具角，从而防止刀刃缺损等。

并且，在本发明所涉及的刀刃旋转式铣削工具中，也可以在所述切削刀片中形成有在所述刀片轴线上延伸并在所述前表面和背面开口的贯穿孔，所述刀刃旋转式铣削工具中设置有旋转轴，该旋转轴具有：轴部，其设成直径小于所述贯穿孔的直径，且插穿于该贯穿孔内并安装在所述刀片安装座上；及头部，其设成直径大于所述贯穿孔的直径，且配置成在所述头部与所述前表面之间隔着间隙，能够调整所述旋转轴相对于所述刀片安装座的沿所述刀片轴线方向的位置，所述刀刃旋转式铣削工具具备限制所述旋转轴相对于所述刀片安装座沿所述刀片轴线方向移动的限制部。

在这种情况下，切削刀片从刀片径向的内侧，被插穿在其贯穿孔中的旋转轴(旋转支撑体)的轴部支撑并相对于刀片安装座从动旋转，且通过旋转轴的头部来防脱。而且，通过调整旋转轴相对于刀片安装座的沿刀片轴线方向的位置，能够将该旋转轴的头部与切削刀片的前表面之间的间隙(间隔)设为所希望的值，在进行该调整后，通过限制部能够限制旋转轴相对于刀片安装座的沿刀片轴线方向的移动。

即，根据该结构，例如，当在刀片安装座上设置有能够从动旋转地支撑切削刀片的推力滑动轴承部件等旋转机构时，根据该旋转机构的磨损(损耗)情况，能够沿刀片轴线方向进退旋转轴而对位置进行微调后固定该旋转轴，由此更稳定地维持切削刀片相对于刀片安装座的从动旋转。

并且，在本发明所涉及的刀刃旋转式铣削工具中，所述刀片安装座也可以具有以所述刀片轴线为中心的轴对称形状的安装面。

在这种情况下，刀片安装座的安装面被设为以刀片轴线为中心(中心轴)的轴对称形状，因此具体而言该安装面例如被设为与刀片轴线垂直的圆形平面状、以刀片轴线为中心轴的圆锥面状、球面状及这些各形状的组合形状。由此，能够通过该刀片安装座的整个安装面来分散承受从切削刀片传递至刀片安装座中的所述合力，并且防止该安装面上的局部磨损等，从而能够长时间稳定地获得上述的作用效果。

根据本发明的刀刃旋转式铣削工具及使用该刀刃旋转式铣削工具的切削方法，能够防止切削刀片的旋转轴等旋转支撑体的变形、磨损及破损等，且能够使安装在刀片安装座上的切削刀片稳定地绕刀片轴线从动旋转，由此能够稳定地提高切削的加工精度，并延长工具寿命。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具的主视图(从工具轴线方向以前端面为正面观察刀刃旋转式铣削工具的图)。

图2是表示图1的刀刃旋转式铣削工具的A向视的侧视图。

图3是表示图1的刀刃旋转式铣削工具的B向视的侧视图。

图4是放大表示图3的主要部分的图。

图5是表示图1的刀刃旋转式铣削工具的E-E截面的侧剖视图。

图6是放大表示图5的主要部分的图。

图7是本发明的第1实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具的主要部分的分解立体图。

图8是放大表示本发明的第1实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具的工具主体的前端部的立体图。

图9A是本发明的第1、第2实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具中所安装的切削刀片的从刀片轴线方向以前表面为正面观察的俯视图。

图9B是本发明的第1、第2实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具中所安装的切削刀片的从刀片轴线方向以外周面为正面观察的侧视图。

图10是图9B的切削刀片的侧剖视图(纵剖视图)。

图11是表示安装在刀刃旋转式铣削工具中的切削刀片的各角度的图。

图12是表示切削刀片的切削刃切入工件材料时由该切削刃的局部所切削的切削截面的形状的放大图，是说明该切削刃上的切削代表点的图。

图13是说明在与经过切削代表点的切削刃的切线垂直的第1假想平面的面内，主分力与背分力的合力的方向和刀片轴线延伸的方向被设定为大致平行的图。

图14A是说明当切削代表点位于工具前端缘(5a)时的第2假想平面(加工面)及切削的倾斜角的立体图。

图14B是说明当切削代表点位于工具前端缘(5a)时的第2假想平面(加工面)及切削的倾斜角的立体图。

图15是说明当切削代表点位于工具前端缘与工具外径端缘之间的中间点(5c)时的第2假想平面(加工面)及切削的倾斜角的立体图。

图16是从刀片轴线方向以前表面为正面观察切削刀片的主视图，是说明切削代表点的图。

图17是用于几何法求出用于使第1、第2实施方式的刀刃旋转式铣削工具的切削刀片稳定地从动旋转的角度ARt、角度RR的图表，表示切削深度da＝0.5时的一例。

图18是说明在本发明的第1、第2实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具中，适合使切削刀片稳定地从动旋转的角度ARt及角度RR的范围的图表。

图19是表示本发明的第2实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具的立体图。

图20是表示本发明的第2实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具的主视图(从工具轴线方向以前端面为正面观察刀刃旋转式铣削工具的图)。

图21是表示图20的刀刃旋转式铣削工具的G向视的侧视图。

图22是从经过切削刀片的切削刃的工具前端缘(切削代表点)的切线方向观察图20的刀刃旋转式铣削工具的侧视图。

图23是放大表示图22的主要部分的图。

图24是说明第2实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具的切削刀片的夹紧机构的局部剖视图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，参考附图对本发明的第1实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具1及使用该刀刃旋转式铣削工具1的切削方法进行说明。

如图1～图8所示，本实施方式的刀刃旋转式铣削工具1具备由钢等形成的工具主体2及由硬质合金等硬质材料形成的切削刀片3，呈圆板状的切削刀片3绕其刀片轴线C旋转自如地、可装卸地安装在绕工具轴线O旋转的工具主体2的前端外周部中所形成的刀片安装座4上。切削刀片3是具有圆形状的切削刃5的所谓的圆形刀片，在该切削刀片3安装在刀片安装座4上的状态下，切削刃5向工具主体2的前端侧及径向外侧突出。

刀刃旋转式铣削工具1中，其工具主体2的基端部安装在机床(未图示)的主轴上，并且沿围绕工具轴线O的工具旋转方向T旋转，以供耐热合金等的难切削材料等工件材料的切削加工(尤其重切削加工)。该刀刃旋转式铣削工具1是通过切削刀片3切入工件材料而进行加工时切削刃5所承受的力(是切削力或切削阻力且包含刀刃力或边缘力的成分)来使该切削刀片3相对于刀片安装座4绕刀片轴线C从动(被动)地旋转的旋转铣削工具。

在此，在本说明书中，将工具主体2的沿工具轴线O方向的刀片安装座4侧称为工具前端侧或简称为前端侧(图2～图6中的下侧)，将沿工具轴线O方向的与刀片安装座4相反的一侧(机床的主轴侧)称为工具基端侧或简称为基端侧(图2～图6中的上侧)。并且，将与工具轴线O正交的方向称为工具径向，将环绕工具轴线O周围的方向称为工具圆周方向。并且所述工具圆周方向中，将切削时工具主体2所旋转的方向称为工具旋转方向T或工具旋转方向T的前方，将朝向与工具旋转方向T(的前方)相反的一侧的方向称为工具旋转方向T的后方。并且，将与切削刀片3的刀片轴线C正交的方向称为刀片径向，将环绕刀片轴线C周围的方向称为刀片圆周方向。

工具主体2呈圆柱状或圆盘状且能够绕其中心轴即工具轴线O旋转。在图示的例子中，工具主体2呈圆柱状，与该工具主体2的前端部(刃部)相比，该前端部以外的部位(刀柄部)形成为大径。在本实施方式中，工具主体2的前端部随着向工具前端侧而逐渐缩径而呈锥形。

在工具主体2的前端外周部沿工具圆周方向隔着间隔以从该前端外周部以凹状切开的方式形成有多个容屑槽6。在这些容屑槽6中，在朝向工具旋转方向T的壁面分别形成有可装卸地安装切削刀片3的刀片安装座4。

在图8中，在刀片安装座4上形成有朝向工具旋转方向T的安装面4a、从安装面4a的周缘部竖起的限制面4b、穿设在安装面4a的旋转轴安装孔4c、及向该刀片安装座4与切削刀片3之间喷出冷却液(切削液)的冷却液孔(未图示)。并且，如图6及图7所示，在本实施方式中，在刀片安装座4上设置有夹装在切削刀片3与安装面4a之间的片状的推力滑动轴承部件(旋转机构)8。

在图8中，安装面4a与切削刀片3的形状相应地形成为大致圆形平面状，具体而言，该安装面4a成为以刀片轴线C为中心的轴对称形状。另外，本说明书中所称的“轴对称形状”是指不仅包含严格的轴对称形状的结构，还包含大致轴对称的形状的结构。在图3所示的工具主体2的侧面视觉(刀片安装座4的侧面视觉)下，安装面4a随着向工具主体2的前端侧(图3中的下侧)而逐渐向工具旋转方向T的后方倾斜。并且，在本实施方式中，安装面4a随着向工具径向的外侧而逐渐向工具旋转方向T的后方倾斜。

限制面4b从安装面4a上的工具主体2的基端侧端缘向工具旋转方向T的前方竖起，并且被设为朝向工具前端侧的平面状的壁面。从正面观察刀片安装座4的安装面4a，限制面4b以直线状延伸。

旋转轴安装孔4c呈多级圆柱孔状，在该旋转轴安装孔4c中在安装面4a开口的端部(开口部)的内径比该开口部以外的部位的内径大一些。旋转轴安装孔4c中所述开口部以外的部位被设为实施内螺纹加工的内螺纹部。

并且，在工具主体2的前端部，在工具圆周方向上相邻的刀片安装座4彼此之间形成有螺钉孔7，该螺钉孔7在该前端部的外周面开口且以沿工具径向的方式延伸而与旋转轴安装孔4c内连通。

所述冷却液孔穿过工具主体2的内部而与安装于该工具主体2的基端部中的机床的主轴连通。并且，从正面观察刀片安装座4的安装面4a，所述冷却液孔的中心轴以沿切削刀片3的刀片圆周方向(沿刀片圆周方向的切线方向)的方式延伸，并且以从开口于安装面4a的该冷却液孔所喷出的冷却液的方向沿切削刀片3相对于刀片安装座4的从动旋转方向的方式设定。

在图7中，推力滑动轴承部件(滑动轴承部件)8呈圆板状，在朝向其厚度方向(推力滑动轴承部件8的中心轴方向)的一对圆形面的中心，开口有贯穿该推力滑动轴承部件8而形成的孔8a。并且，在推力滑动轴承部件8的外周面的一部分形成有从厚度方向观察该推力滑动轴承部件8的正面视觉下切成直线状的缺口部8b。并且，在推力滑动轴承部件8中形成有沿厚度方向贯穿该推力滑动轴承部件8的冷却液流通孔8c。

如本实施方式，当刀片安装座4上设有推力滑动轴承部件8时，在该推力滑动轴承部件8中朝向厚度方向的一对圆形面中，安置有切削刀片3的一侧的圆形面8d被设为刀片安装座4中的安装面。即，当刀片安装座4具备推力滑动轴承部件8时，切削刀片3的背面(朝向工具旋转方向T的后方的面)10在该刀片安装座4的推力滑动轴承部件8中安置在朝向工具旋转方向T的前方的一侧的圆形面(安装面)8d上。并且，一侧的圆形面8d被设为以刀片轴线C为中心的轴对称形状。

在推力滑动轴承部件8配设在安装面4a上的状态下，孔8a与旋转轴安装孔4c连通，冷却液流通孔8c与所述冷却液孔连通。并且，缺口部8b与限制面4b相对配置且能够卡止，由此限制推力滑动轴承部件8相对于安装面4a的刀片圆周方向的旋转。

在本实施方式中，在进行切削时，并不是仅通过切削刀片3切入工件材料而进行加工时切削刃5所承受的力(是切削力或切削阻力且包含刀刃力或边缘力的成分)来使切削刀片3相对于刀片安装座4从动旋转，还通过使从所述冷却液孔通过冷却液流通孔8c喷出的冷却液与该切削刀片3的安置面13碰撞来使该切削刀片3向规定的刀片圆周方向更容易地从动旋转。

另外，在本实施方式中，对刀片安装座4具备推力滑动轴承部件8的例子进行了说明，但并不限定于此，例如刀片安装座4也可以代替推力滑动轴承部件8具备推力滚动轴承部件(滚动轴承部件)。在这种情况下，切削刀片3的背面10在刀片安装座4的推力滚动轴承部件中安置在朝向工具旋转方向T的前方的安装面上。而且，也可以在刀片安装座4上不设置这些轴承部件而将切削刀片3的背面10直接安置在工具主体2的安装面4a上。

如图9A、图9B及图10所示，切削刀片3具有与刀片轴线C交叉(与刀片轴线C大致正交)的前表面9和背面10及连接所述前表面9的周缘和所述背面10的周缘的外周面11。另外，本说明书中所称的“与刀片轴线C交叉的前表面9和背面10”是指刀片轴线C配置于在前表面9和背面10开口的后述的贯穿孔14内且该刀片轴线C贯穿这些前表面9和背面10的中心(假想中心)的状态。并且，外周面11以沿刀片轴线C方向的方式延伸连接前表面9的周缘和背面10的周缘。

如图1～图6所示，在切削刀片3安装在工具主体2的刀片安装座4的状态下，前表面9和背面10中，前表面9以朝向工具旋转方向T的前方的方式配置，背面10以朝向工具旋转方向T的后方的方式配置，并且该背面10安置在刀片安装座4(本实施方式中为刀片安装座4的推力滑动轴承部件8)上。

在图9A、图9B及图10中，在前表面9的周缘形成有呈沿刀片圆周方向延伸的圆形状且配置在与刀片轴线C正交的切削刃假想平面VS₀上的切削刃5，并且切削刃5比前表面9上的除该切削刃5以外的部位更向刀片轴线C方向突出。

并且，在图10中，在前表面9上的切削刃5的刀片径向的内侧形成有随着从该切削刃5向刀片径向的内侧而逐渐从沿刀片轴线C方向的前表面9向背面10侧倾斜的锥形的前刀面12。另外，在本说明书中，有时将刀片轴线C方向中从前表面9向背面10侧的方向简称为沿刀片轴线C方向的背面10侧。并且，有时将刀片轴线C方向中从背面10向前表面9侧的方向简称为沿刀片轴线C方向的前表面9侧。

在图10所示的切削刀片3的包含刀片轴线C的纵剖面视觉下，前刀面12相对于切削刃假想平面VS₀倾斜的角度α例如设在35°～50°的范围内。前表面9上的除切削刃5及前刀面12以外的部位呈与刀片轴线C垂直的平面状。

并且，背面10上的外周缘部比该外周缘部以外的部位凹陷一些。背面10上的除所述外周缘部以外的部位被设为安置在刀片安装座4的安装面(本实施方式中为推力滑动轴承部件8的圆形面8d)上的安置面13。在本实施方式中，与刀片安装座4的安装面呈与刀片轴线C垂直的平面状的情况对应地，安置面13呈与刀片轴线C垂直的平面状。

在切削刀片3中形成有在刀片轴线C上延伸并在前表面9和背面10开口的贯穿孔14。在图9A及图10中，贯穿孔14中的刀片轴线C方向的两端部的直径大于该两端部以外的部位的直径。并且，在图示的例子中，贯穿孔14的除所述两端部以外的部位被设为遍及整个刀片轴线C方向大致恒定的内径。

并且，在切削刀片3的外周面11形成有锥形的后刀面15，该后刀面15自形成前表面9的外周端缘的切削刃5起随着从沿刀片轴线C方向的前表面9向背面10侧而逐渐向刀片径向的外侧倾斜。在切削刀片3的包含刀片轴线C的纵剖面视觉下，后刀面15相对于刀片轴线C(与其平行的假想直线)倾斜的角度β例如设在10°～35°的范围内。

在切削刀片3的外周面11上，在位于比后刀面15更靠近沿刀片轴线C方向的背面10侧的部分形成有相对于刀片轴线C的倾斜程度比该后刀面15更平缓的齿背曲面16。即，与后刀面15上的沿刀片轴线C方向的每单位长度在刀片径向上的位移量相比，齿背曲面16上的所述位移量较小。并且，外周面11上的沿刀片轴线C方向的背面10侧的端部呈以刀片轴线C为中心的圆柱面状。通过这种结构，切削刀片3的外周面11从沿刀片轴线C方向的前表面9侧向背面10侧直径变大。

并且，在图10所示的纵剖面视觉下，形成于前刀面12与后刀面15之间的以切削刃5为中心的刀具角γ例如被设在65°～75°的范围内。

并且，在图7中，该刀刃旋转式铣削工具1作为用于将切削刀片3旋转自如地安装在刀片安装座4上的切削刀片的夹紧机构，具备旋转轴(旋转支撑体)17及限制部。旋转轴17具有：轴部17a，其设成直径小于切削刀片3的贯穿孔14及推力滑动轴承部件8的孔8a的直径，且插穿于这些贯穿孔14内及孔8a内并安装在刀片安装座4上；及头部17b，其设成直径大于贯穿孔14的直径，且配置成在所述头部17b与前表面9之间隔着间隙。

轴部17a中的与头部17b相反的一侧的端部被设为其直径小于该端部以外的部位的直径，并且成为实施了外螺纹加工的外螺纹部。通过轴部17a的外螺纹部螺固在旋转轴安装孔4c的内螺纹部，旋转轴17能够装卸地安装于刀片安装座4，通过调整所述外螺纹部对所述内螺纹部的旋入量，能够调整旋转轴17相对于刀片安装座4的沿刀片轴线C方向的位置。

并且，通过在工具主体2的螺钉孔7中拧入紧定螺钉18并将该紧定螺钉18的前端抵接于旋转轴17的轴部17a，能够限制旋转轴17相对于刀片安装座4沿刀片轴线C方向移动，并且构成具有这些螺钉孔7及紧定螺钉18的限制部。另外，在本实施方式中，紧定螺钉18的前端在轴部17a中与所述外螺纹部以外的部位抵接(参考图24)。

如图3～图6所示，在本实施方式的例子中，在刀片安装座4上安装有切削刀片3的状态下，该切削刀片3的刀片轴线C随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具前端侧倾斜而延伸。但本发明并不限定于此，切削刀片3的刀片轴线C也可以随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具径向的外侧倾斜而延伸。或者，切削刀片3的刀片轴线C也可以随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具旋转方向T的前方且向工具径向的外侧倾斜而延伸。具体而言，刀片轴线C倾斜的方向是通过设定下述的切削代表点来确定。但是，刀片轴线C的倾斜的方向并不是通过确定切削代表点来毫无疑义地确定，例如还可以考虑用于使切削刀片3更容易地从动旋转的倾斜的方向等来确定。

如图12～图15所示，与刀片轴线C正交的刀片径向中，将切削加工时从工件材料分布于切削刀片3而作用的力视为集中载荷(与集中载荷近似时)，并将此时经过该集中载荷的作用点P的规定的刀片径向ID与切削刃5之间的交点设为切削代表点(后述的符号5a、5b、5c中的任一个)，将沿第1假想平面VS₁和第2假想平面VS₂之间的交线L(图13中的左右方向)且朝向工具旋转方向T的后方的方向(图13中的右方向)设为主分力方向，其中，所述第1假想平面VS₁与经过该切削代表点的切削刃5的切线L2垂直，所述第2假想平面VS₂包含所述切线L2及沿所述切削代表点上的瞬间切削方向的假想直线L1。在切削加工时切削刀片3从工件材料所承受的力中，将所述切削代表点上的沿所述主分力方向的分力设为主分力F1，将沿与该主分力方向垂直且朝向刀片径向的内侧的背分力方向(图13中的上方向)的分力设为背分力F2，此时，在图13中以剖视图来示出的第1假想平面VS₁的面内，相对于主分力F1与背分力F2的合力F3的方向，刀片轴线C的延伸的方向被平行地设定或以呈规定的微小角度的方式设定(即大致平行地设定)。

另外，在图13中以符号F4表示的力是切削刃5切入工件材料而进行加工时所承受的力(是切削力或切削阻力且包含刀刃力或边缘力的成分)中，对于朝向该切削刃5的经过所述切削代表点的切线L2方向的分力(即经过所述切削代表点且与第1假想平面VS₁正交的方向的分力)，本说明书中将该分力称为进给分力F4。在本实施方式中，进给分力F4以朝向工具径向的外侧的方式设定。

在此，对本说明书中所称的所述“切削代表点”进行说明。

在进行切削加工时，安装在工具主体2中的切削刀片3的切削刃5切入工件材料而进行加工时该切削刀片3所承受的力是如下的载荷(分布载荷)：即该载荷分布于包含切入到工件材料的切削刀片3的切削区域(图12中以阴影线表示的区域，也称为“切削截面”)的、前刀面12与工件材料/切屑的整个接触区域(通常切屑从所述切削区域向切削刀片3的大致中心方向在前刀面12上接触的同时流出)上。在根据由这种分布载荷而使切削刀片3所承受的力与力矩(从刀片中心观察的力矩)，视为所述分布载荷是集中载荷时(假设时)，本说明书中将经过该集中载荷的作用点(相当于分布载荷的重心的点)P的规定的刀片径向ID与切削刃5之间的交点称为“切削代表点”。具体而言，在图12中，将切削加工时从工件材料作用于切削刀片3的分布载荷视为集中载荷，并将此时的该集中载荷的作用点由符号P表示，经过该作用点P的规定的刀片径向ID与呈圆形状的切削刃5之间的交点5c为切削代表点。并且切削代表点也可以称为切削刃5中切削加工时最靠近切削力的平均作用点的点。切削代表点位于切削刀片3的切削刃5上，即使在切削刀片3绕刀片轴线C从动旋转的情况下，该切削代表点也不会与切削刀片3一同旋转移动，并且与工具的相对位置不发生变化。另外，例如当工具轴线O方向的切削深度发生变化时，力的作用点P发生变化，因此该切削代表点随其一同移动。

并且，“切削代表点上的瞬间切削方向”是指在该切削代表点上工具与工件材料之间的相对的瞬间速度的方向，主要伴随工具的旋转而旋转移动。

另外，在图12中，以符号f来表示的是依赖于每一刀刃的进给量的量，通过刀刃旋转式铣削工具1的工具主体2向工具径向提供进给，位于工具旋转方向T的前方的切削刀片3的切削刃5(由双点划线表示的切削刃5)切削工件材料后，位于该切削刃5的工具旋转方向T的后方的另外的(当前的)切削刀片3的切削刃5(由实线表示的切削刃5)切削图12中以阴影线表示的区域。另外，上述“依赖于每一刀刃的进给量的量f”表示与通常所称的进给量fz不同的量，由于该量f依赖于工具旋转位置及刀片轴线C的安装角度，因此采用了如上述的叫法。

并且，切削代表点在安装在工具主体2中的切削刀片3的切削刃5整周中设定在位于沿工具轴线O方向的前端的部分(工具前端缘5a)与位于沿工具径向的外端的部分(工具外径端缘5b)之间的中心角90°的圆弧状部分(将切削刃5的圆周设为1时的1/4圆弧)中的规定位置上。

更详细而言，例如，当利用刀刃旋转式铣削工具1的所希望的切削加工的种类为“平面加工”等时，切削刃5上的切削代表点为较靠近工具前端缘5a的位置。并且，当所希望的切削加工的种类为“台阶面加工”等时，切削刃5上的切削代表点为较靠近工具外径端缘5b的位置。并且，当所希望的切削加工的种类为平面加工及台阶面加工的复合加工即“圆弧加工”等时，切削刃5上的切削代表点为位于工具前端缘5a与工具外径端缘5b之间的中间点5c上。

即切削代表点是指根据预期的切削加工能够预先确定的切削刃5上的规定位置(规定范围)，在本实施方式中，相对于该切削代表点上的主分力F1与背分力F2的合力F3的方向，将刀片轴线C的倾斜度设定为大致平行。

在此，本说明书中所称的“在第1假想平面VS₁的面内，相对于主分力F1与背分力F2的合力F3的方向，刀片轴线C的延伸的方向被平行地设定或以呈规定的微小角度的方式设定(即以成为平行的方式设定)”，具体而言是指在使用了该刀刃旋转式铣削工具1的能够设想到的切削条件的范围内，在所述第1假想平面VS₁的面内(从经过切削代表点的切削刃5的切线L2方向观察)，刀片轴线C相对于合力F3的方向倾斜的角度在±20°的范围内。即，刀片轴线C与合力F3的方向这两个直线之间所形成的角度在±20°的范围内，并将其以“被平行地设定或以呈规定的微小角度的方式设定”来表示。另外，优选所述角度为±10°，更优选所述角度为±5°，当所述角度为0°时，刀片轴线C与合力F3的方向平行(平行地设定)。

另外，上述的刀片轴线C相对于合力F3的方向倾斜的角度在±20°的范围内是指合力F3的方向与刀片轴线C之间所形成的角度为20°以下。并且，刀片轴线C相对于合力F3的方向倾斜的角度在±10°的范围内是指合力F3的方向与刀片轴线C之间所形成的角度为10°以下。并且，刀片轴线C相对于合力F3的方向倾斜的角度在±5°的范围内是指合力F3的方向与刀片轴线C之间所形成的角度为5°以下。

并且，基于下述的理由，将刀片轴线C相对于合力F3的方向延伸的方向并不仅限定于“平行”而设成若干个角度范围。

即，考虑到例如因切削刀片3的前刀面12形状、切削刃5的刀刃处理及磨损状态、工件材料的摩擦系数以及切削条件(切削深度、进给量等)等，合力F3的方向会引起变化，因此难以准确地平行设定刀片轴线C相对于该合力F3的方向延伸的方向，所以作为充分获得基于本发明的效果的范围，设为“平行地设定或以呈规定的微小角度的方式设定”。

在本实施方式的刀刃旋转式铣削工具1中，为了简单地说明合力F3与刀片轴线C大致平行的情形，使用了将切削刃5上的切削代表点设定在工具前端缘5a上的一例。

即，从图1所示的切削刀片3的切削刃5的经过工具前端缘5a(本实施方式中的切削代表点)的切线L2方向观察的图为图3及图4，在该切线L2方向视觉(与切线L2垂直的第1假想平面VS₁的面内)下，主分力F1与背分力F2的合力F3的方向与刀片轴线C平行地设定或以与刀片轴线C呈规定的微小角度的方式设定。

并且，图4中以符号MS来表示的是由该刀刃旋转式铣削工具1进行切削加工的工件材料的加工面。

在此，本说明书中所称的加工面MS是指包含切削刃5的经过切削代表点的切线L2及沿该切削代表点上的瞬间切削方向的假想直线(图1中由符号L1表示的假想圆VC的切线)的假想平面(即上述的第2假想平面VS₂)，是实际上通过圆板状的切削刀片3进行加工的凹曲面中将包含切削代表点的微小范围以平面状延展表示的用于说明本发明的假想的构成要件(概念)。而且，在图4所示的切线L2方向视觉下，刀片轴线C相对于加工面MS(第2假想平面VS₂)倾斜的角度(倾斜角)θ例如在20°～70°的范围内。

在此，对于角度θ的范围，优选通过与由所希望的切削加工条件设定的合力F3的方向相应地确定刀片轴线C的倾斜度来设置基准，并对成为该基准的角度设置若干个振幅(±的角度范围)。例如，当成为基准的角度为45°时，角度θ优选在45°±20°的范围内，更优选在45°±5°的范围内(例如，参考图17的图表中所示的角度ARn的范围(相当于切削刃5的切削代表点位于工具前端缘5a时的角度θ的角度范围))。

并且，图5及图6是在图1所示的刀刃旋转式铣削工具1的工具径向中，从经过切削刃5的工具前端缘5a的规定的工具径向D观察的E-E截面。

在图1中，在使切削刃5中工具前端缘5a(切削代表点)沿工具圆周方向旋转而形成假想圆VC，并将所述假想圆VC上的经过所述工具前端缘5a的切线L1(沿瞬间切削方向的假想直线)以朝向工具基端侧的方式与工具轴线O平行地移动时的轨迹中所得到的假想平面设为基准平面SS时，在将该基准平面SS以侧剖面(纵剖面)来表示的图5及图6中，该基准平面SS与包含圆形状的切削刃5的切削刃假想平面VS₀之间的交叉线CL相对于投影在基准平面SS上的工具轴线O所倾斜的角度ARt例如被设在-30°～-60°的范围内。即，所述角度ARt是考虑了供切削的切削刃5的工具前端缘5a上的瞬间切削方向的轴向前角，具体而言，成为负(negative)的轴向前角。在图6所示的沿基准平面SS的纵剖面视觉下，当角度ARt为-(minus)时，是负(negative)的轴向前角，当为+(plus)时，是正(positive)的轴向前角。具体而言，在图6中，当角度ARt为-时，交叉线CL随着从工具前端缘5a向工具基端侧而逐渐向工具旋转方向T的前方延伸。并且，当角度ARt为+时，虽然并未特别图示，但交叉线CL随着从工具前端缘5a向工具基端侧而逐渐向工具旋转方向T的后方延伸。在图6中，工具轴线O与角度ARt(轴向前角)＝0°的基准面相吻合。另外，所述基准面是指与切削刃5的工具前端缘5a上的瞬间切削方向垂直的假想平面。

另一方面，如图3及图4所示，从与切削刃假想平面VS₀垂直的工具径向观察，切削刃假想平面VS₀相对于工具轴线O倾斜的角度ARn例如被设在-30°～-50°的范围内。即，所述角度ARn是未考虑安装在工具主体2中的切削刀片3作为单体的瞬间切削方向的轴向前角，且成为负(negative)的轴向前角。如图4所示，朝向工具径向的内侧观察刀刃旋转式铣削工具1，且在与切削刃假想平面VS₀垂直的侧面视觉下，当角度ARn为-(minus)时，是负(negative)的轴向前角，当为+(plus)时，是正(positive)的轴向前角。具体而言，在图4中，当角度ARn为-时，切削刃假想平面VS₀随着从工具前端缘5a向工具基端侧而逐渐向工具旋转方向T的前方延伸。并且，当角度ARn为+时，虽然并未特别图示，但切削刃假想平面VS₀随着从工具前端缘5a向工具基端侧而逐渐向工具旋转方向T的后方延伸。在图4中，工具轴线O与角度ARn(轴向前角)＝0°的基准面平行。

并且，本实施方式的刀刃旋转式铣削工具1中，切削代表点设定在切削刃5的工具前端缘5a上，因此如图4所示，加工面MS(第2假想平面VS₂)与刀片轴线C之间所形成的倾斜角θ与所述ARn相等。

另外，角度ARt及角度ARn是未考虑切削刀片3的与切削刃5相邻的前刀面12形状的角度，因此可以说是表观上的轴向前角。

并且，在本实施方式中，角度ARt被设为负45°(-45°)，角度ARn被设为负30°(-30°)。

并且，在图1中，经过该工具前端缘5a且以朝向工具径向的外侧的方式延伸的切削刃5的刀刃切线L2相对于工具径向中经过工具前端缘5a的规定的工具径向D倾斜的角度RR例如被设在-30°～-75°的范围内。即，所述角度RR是供切削的切削刃5的工具前端缘5a上的径向前角，具体而言，是负(negative)的径向前角，在本实施方式中该角度RR成为负55°(-55°)。如图1所示，在从工具轴线O方向的前端向基端侧观察刀刃旋转式铣削工具1的正面视觉下，当角度RR为-(minus)时，是负(negative)的径向前角，当角度RR为+(plus)时，是正(positive)的径向前角。具体而言，在图1中，当角度RR为-时，刀刃切线L2随着从工具前端缘5a向工具径向的外侧而逐渐向工具旋转方向T的后方延伸。并且，当角度RR为+时，刀刃切线L2随着从工具前端缘5a向工具径向的外侧而逐渐向工具旋转方向T的前方延伸(参考图20)。在图1中，规定的工具径向D与角度RR(径向前角)＝0°的基准面相吻合。

另外，图11示出的是简化表示上述角度ARt、ARn、RR的各角度的图。

并且，图13是说明上述的主分力F1与背分力F2的合力F3的方向和刀片轴线C的延伸方向相互大致平行的简化视图。图13中的切削刃5上的切削代表点成为工具前端缘5a，但如上所述，切削代表点也可以是切削刃5上的工具外径端缘5b或工具前端缘5a与工具外径端缘5b之间的中间点5c(对于切削刃5圆周上的工具外径端缘5b及中间点5c的位置，参考图1及图4)。

即，本发明并不限定于本实施方式的说明中所使用的刀刃旋转式铣削工具1的结构。具体而言，如本实施方式，当切削代表点设定在工具前端缘5a上时，以工具前端缘5a为基准的加工面MS(第2假想平面VS₂)与工具轴线O垂直，切削刀片3的刀片轴线C大致位于与加工面MS(第2假想平面VS₂)垂直的假想平面内。另一方面，当切削代表点设定在工具外径端缘5b上时，以工具外径端缘5b为基准的加工面MS(第2假想平面VS₂)与工具轴线O平行，切削刀片3的刀片轴线C大致位于与加工面MS(第2假想平面VS₂)垂直的假想平面内。并且，当切削代表点设定在中间点5c上时，以中间点5c为基准的加工面MS(第2假想平面VS₂)被设为与工具轴线O不垂直且不平行的倾斜面，切削刀片3的刀片轴线C大致位于与加工面MS(第2假想平面VS₂)垂直的假想平面内。

图14A～图16简化表示切削刀片3的切削代表点及以该切削代表点为基准的加工面MS(第2假想平面VS₂)。

图14A及图14B表示将切削刀片3的切削代表点设定在工具前端缘5a上的情形，图中所示的符号i表示加工面MS(第2假想平面VS₂)上的切削的倾斜角，该加工面MS为包含沿该工具前端缘5a上的瞬间切削方向的假想直线L1(工具前端缘5a的沿工具旋转方向T的旋转轨迹即假想圆VC的经过该工具前端缘5a的切线L1)及切削刃5的经过该工具前端缘5a的切线L2这两个直线的假想平面。当切削代表点设定在工具前端缘5a上时，加工面MS(第2假想平面VS₂)是与工具轴线O垂直的假想平面。

具体而言，切削的倾斜角i是在该加工面MS(第2假想平面VS₂)内，与切削刃5的经过切削代表点(在图14A及图14B中为工具前端缘5a)的切线L2垂直的法线NL和沿切削代表点的瞬间切削方向延伸的假想直线L1(切线L1)之间所形成的角度。另外，切线L1是假想圆VC的经过该工具前端缘5a的切线，该假想圆VC为切削刃5的切削代表点即工具前端缘5a绕工具轴线O旋转而形成的旋转轨迹。

并且，图15表示将切削刀片3的切削代表点设定在中间点5c上的情形。当切削代表点为中间点5c时，该中间点5c绕工具轴线O旋转而形成的旋转轨迹即假想圆VC配置在比上述的切削代表点设定在工具前端缘5a上时的假想圆VC更靠近工具基端侧且直径较大。并且，在这种情况下，加工面MS(第2假想平面VS₂)成为与工具轴线O不垂直且不平行的倾斜面，该加工面MS为包含沿中间点5c上的瞬间切削方向的假想直线L1(假想圆VC的经过中间点5c的切线L1)及切削刃5的经过该中间点5c的切线L2这两个直线的假想平面。

图15中的切削的倾斜角i是在该加工面MS(第2假想平面VS₂)内，与切削刃5的经过切削代表点(图15中为中间点5c)的切线L2垂直的法线NL和沿切削代表点的瞬间切削方向延伸的假想直线L1(切线L1)之间所形成的角度。另外，这种情况下的切线L1是假想圆VC的经过该中间点5c的切线，该假想圆VC为切削刃5的切削代表点即中间点5c绕工具轴线O旋转而形成的旋转轨迹。

并且，虽然并未特别图示，但当将切削刀片3的切削代表点设定在工具外径端缘5b上时，加工面MS(第2假想平面VS₂)成为与工具轴线O平行的假想平面，切削的倾斜角i成为在该加工面MS(第2假想平面VS₂)内，与切削刃5的经过切削代表点(工具外径端缘5b)的切线L2垂直的法线NL和沿切削代表点的瞬间切削方向延伸的假想直线L1(切线L1)之间所形成的角度。

本发明的发明人，根据实验结果及模拟(解析)等得到了如下研究结果，即，当该切削的倾斜角i被设为i≤-15°且15°≤i的范围，且满足本发明的条件(在第1假想平面VS₁的面内，刀片轴线C与合力F3的方向大致平行)时，切削刀片3容易稳定地从动旋转。

另外，本说明书中所称的切削刀片3稳定地从动旋转是指切削加工中切削刀片3每切入工件材料时，每次微小地持续绕刀片轴线C旋转的状态。

在此，图17所示的图表表示如下范围，即在设定了根据上述的研究结果以几何学来计算出的规定的切削代表点(是以切削刃5上的切削代表点为中间点5c的情形，具体而言，工具主体2的相对于工件材料的工具轴线O方向的切削深度da为da＝0.5mm)的刀刃旋转式铣削工具中，用于使切削刀片3容易稳定地从动旋转的角度ARt与角度RR之间的适当的组合的范围。

该图表中示出的角度ARn相当于使刀片轴线C相对于加工面MS(第2假想平面VS₂)倾斜的角度θ(相对于合力F3的方向大致平行地设定刀片轴线C的角度)，图示的例子中设为45°±5°。而且，用于使切削刀片3容易稳定地从动旋转的切削的倾斜角i为i≤-15°且15°≤i的范围，因此通过这些组合(角度范围相互重叠的区域)，确定角度ARt、RR的范围。

根据这种思路，求出与切削深度da相应地以各种形式设定切削代表点时的角度ARt、RR的范围的图表是图18所示的图表。

本实施方式中说明的角度ARt：-45°及角度RR：-55°的组合与切削深度da的大小无关(具体而言，至少da在0.5～2.0mm的范围内)而在使切削刀片3稳定地从动旋转的范围内。

并且，在图6中，包含供切削刀片3安装的刀片安装座4的安装面4a及推力滑动轴承部件8的一侧的圆形面(安装面)8d的一对圆形面均呈与刀片轴线C垂直的平面状。具体而言，刀片安装座4的所述安装面成为以刀片轴线C为中心的轴对称形状。

根据以上说明的本实施方式的刀刃旋转式铣削工具1及使用该刀刃旋转式铣削工具1的切削方法，安装在工具主体2的刀片安装座4上的切削刀片3的刀片轴线C的方向被设定为，在与经过切削代表点的切削刃5的切线L2垂直的第1假想平面VS₁内，与切削刀片3的切削刃5切入工件材料而进行加工时所承受的力(是切削力或切削阻力且包含刀刃力或边缘力的成分)中主分力F1与背分力F2的合力(合成切削力)F3的方向平行，因此能够充分地抑制位于切削刀片3的刀片轴线C上的旋转轴(旋转支撑体)17从刀片径向(即从旋转轴17的剪切方向)被所述合力F3按压，并且将所述合力F3经由切削刀片3的背面10有效地向刀片安装座4释放。由此，防止切削刀片3的旋转轴17的变形、磨损及破损等。

即，通过以与切削加工时从工件材料作用于切削刃5的切削代表点上的合力F3的方向平行的方式预先确定刀片轴线C的倾斜度，由此能够稳定且显著地降低对切削刀片3的旋转轴17的负荷，其中，所述切削刃5的切削代表点根据利用刀刃旋转式铣削工具1的所希望的切削加工(规定的切削条件等)来确定。

并且，难以从刀片径向按压切削刀片3的旋转轴17，因此通过该切削刀片3切入工件材料而进行加工时切削刃5所承受的力，能够使该切削刀片3相对于刀片安装座4稳定地绕刀片轴线C从动旋转。

另外，在本实施方式中，旋转轴17用作切削刀片3的旋转支撑体，但并不限定于此，例如作为旋转支撑体，也可以使用从刀片径向外侧旋转自如地支撑切削刀片3的径向轴承(包含径向滑动轴承)。在这种情况下，也能够抑制径向轴承(旋转支撑体)从刀片径向被所述合力F3按压，从而防止该径向轴承的变形、磨损、破损及过大的摩擦力矩的产生等。另外，“防止过大的摩擦力矩的产生”是指如上所述从刀片径向外侧通过径向轴承等旋转支撑体旋转自如地支撑切削刀片3时，防止摩擦力矩过大而难以旋转的现象。

另外，在本实施方式的刀刃旋转式铣削工具1及使用该刀刃旋转式铣削工具1的切削方法中，切削刃5切入工件材料时所承受的力中，关于除主分力F1及背分力F2以外的进给分力(朝向切削刃5的经过切削代表点的切线L2方向的分力、经过切削代表点且与第1假想平面VS₁正交的方向的分力)F4，大致抵消切削刀片3与推力滑动轴承部件8(旋转机构)之间的摩擦力而发挥产生从动旋转的作用，并按压切削刀片3的旋转轴17的力与该进给分力F4以外的力相比足够小，因此几乎可以忽视从刀片径向按压切削刀片3的旋转轴17的力，即不会因进给分力F4而较强的按压力作用于切削刀片3的旋转轴17，因此通过在第1假想平面VS₁的面内刀片轴线C以与所述合力F3的方向平行的方式延伸，能够稳定地获得上述的作用效果。

并且，在本实施方式的例子中，切削代表点设定在切削刃5上的工具前端缘5a上，因此刀片轴线C随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具前端侧倾斜而延伸(即前倾)，因此在刀片安装座4中能够容易地确保配设用于使该切削刀片3从动旋转的旋转机构(本实施方式中为推力滑动轴承部件8)的空间。具体而言，通过刀片轴线C如此前倾，如本实施方式，在安装多个切削刀片3而成的多刃的刀刃旋转式铣削工具1中，即使在工具圆周方向上相邻的刀片安装座4彼此的间隔经常较窄的情况下，也能够容易地确保配设所述旋转机构的空间。

另外，当切削代表点设定在切削刃5上的工具外径端缘5b上时，刀片轴线C随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具径向的外侧倾斜而延伸。并且，当切削代表点在切削刃5上设定在位于工具前端缘5a与工具外径端缘5b之间的中间点5c上时，刀片轴线C也可以随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具前端侧及工具径向的外侧倾斜而延伸。在这种情况下，依然能够在工具圆周方向上相邻的刀片安装座4彼此之间容易地确保空间。

通过以上，根据本实施方式，能够防止切削刀片3的旋转轴17等旋转支撑体的变形、磨损及破损等，且能够使安装在刀片安装座4上的切削刀片3沿刀片圆周方向稳定地从动旋转，由此，能够稳定地提高切削的加工精度并延长工具寿命。

并且，本实施方式中说明的刀刃旋转式铣削工具1中，切削刀片3的切削刃5的切削代表点在切削刃5整周中设定在位于沿工具轴线O方向的前端的部分(工具前端缘5a)和位于沿与工具轴线O正交的工具径向的外端的部分(工具外径端缘5b)之间的中心角90°的圆弧状部分中的规定位置上，因此发挥下述效果。

即，例如，若利用刀刃旋转式铣削工具1的切削加工的种类为“平面加工”，则切削刃5上的切削代表点靠近工具前端缘5a。并且，若切削加工的种类为“台阶面加工”，则切削刃5上的切削代表点靠近工具外径端缘5b。

根据本实施方式的上述结构，切削代表点设定在切削刃5上的从工具前端缘5a至工具外径端缘5b的中心角90°的圆弧状部分(将切削刃5的圆周设为1时的1/4圆弧)的规定位置，因此例如对于平面加工、台阶面加工及它们的复合加工(圆弧加工)等中所使用的刀刃旋转式铣削工具1，能够适用本发明。

并且，在本实施方式中，角度ARt被设在-30°～-60°的范围内，且角度RR被设在-30°～-75°的范围内，因此通过切削刀片3切入工件材料而进行加工时切削刃5所承受的力，使切削刀片3相对于刀片安装座4容易稳定地绕刀片轴线C从动旋转，从而前述的效果更为显著。具体而言，本实施方式的角度ARt、RR是依据图18的图表来导出的角度。

而且，通过切削刀片3以成为上述角度ARt的范围且成为角度RR的范围的方式安装在刀片安装座4上，能够稳定地获得切削刀片3的从动旋转，显著地抑制前刀面12磨损等，从而能够期待进一步延长工具寿命的效果。

具体而言，当角度ARt在上述范围以外时(大于-30°或小于-60°时)，难以在第1假想平面VS₁的面内相互平行地维持刀片轴线C的方向与所述合力F3的方向，难以抑制由所述合力F3引起的对切削刀片3的旋转轴(旋转支撑体)17的负荷(来自刀片径向的按压力)，从而有可能难以稳定地获得上述的效果。

并且，当角度RR在上述范围以外时，具体而言，当角度RR大于-30°时(且小于-20°时)，有可能难以通过上述角度RR与上述角度ARt的组合获得使切削刀片3稳定地从动旋转的效果。并且，当角度RR小于-75°时，切削加工时的切削力较大而有可能容易发生抖振。

并且，切削刀片3的前表面9中，在沿刀片径向的切削刃5的内侧形成有随着从该切削刃5向刀片径向的内侧而逐渐从沿刀片轴线C方向的前表面9向背面10侧倾斜的锥形的前刀面12，在本实施方式中包含切削刀片3的刀片轴线C的纵剖面视觉下，前刀面12相对于切削刃假想平面VS₀倾斜的角度α被设在35°～50°的范围内，因此能够获得下述的效果。

即，在本实施方式的例子中，如上所述，刀片轴线C随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具轴线O方向的前端侧倾斜而延伸，因此即使以表观上的轴向前角(角度ARt，ARn)为负(negative)的安装姿势来将切削刀片3安装在刀片安装座4上，实际上的轴向前角也设定在比所述表观上的轴向前角更靠正(positive)侧，从而稳定地提高切削刃5的锋利度，并且防止刀刃缺损等。

并且，刀片轴线C也可以随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具径向的外侧倾斜而延伸，在这种情况下，成为以表观上的径向前角(角度RR)为负(negative)的安装姿势切削刀片3安装在刀片安装座4上，但实际上的径向前角设定在比所述表观上的径向前角更靠正(positive)侧，依然稳定地提高切削刃5的锋利度。

并且，即使在刀片轴线C随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具前端侧及工具径向的外侧倾斜而延伸的情况下，也能够获得与上述相同的效果。

具体而言，当角度α小于35°时，刀刃的锋利难以达到充分提高切削刃5的锋利度的程度，从而有可能无法确保加工精度。并且，当角度α超过50°时，刀具角γ较小而有可能发生刀刃缺损等。

并且，在切削刀片3的外周面11形成有锥形的后刀面15，该后刀面15自切削刃5起随着从沿刀片轴线C方向的前表面9向背面10侧而逐渐向刀片径向的外侧倾斜，在本实施方式中包含切削刀片3的刀片轴线C的纵剖面视觉下，后刀面15相对于刀片轴线C倾斜的角度β被设在10°～35°的范围内，因此能够获得下述的效果。

即，即使以上述的安装姿势来将切削刀片3安装在刀片安装座4上，也能够较大地确保切削刃5的刀具角γ，从而防止刀刃缺损等。

具体而言，当角度β小于10°时，难以足够大地确保切削刃5的刀具角γ，难以获得防止刀刃缺损等的效果。并且，当角度β超过35°时，后刀面15与工件材料的加工面的间隙变窄，因切屑在该间隙的咬入等而有可能无法确保加工面品质。

并且，在本实施方式中，设置有用于在刀片安装座4上旋转自如地安装切削刀片3的旋转轴(旋转支撑体)17，并且具备能够调整旋转轴17相对于刀片安装座4的沿刀片轴线C方向的位置、且能限制旋转轴17相对于刀片安装座4沿刀片轴线C方向移动的限制部，因此能够获得下述的效果。

即，切削刀片3从刀片径向的内侧，被插穿在其贯穿孔14的旋转轴17的轴部17a支撑并且相对于刀片安装座4从动旋转，且通过旋转轴17的头部17b来防脱。而且，通过调整旋转轴17相对于刀片安装座4的沿刀片轴线C方向的位置，能够将该旋转轴17的头部17b与切削刀片3的前表面9之间的间隙(间隔)设为所希望的值，在进行该调整后，通过限制部能够限制旋转轴17相对于刀片安装座4沿刀片轴线C方向移动。

根据该结构，例如本实施方式，当在刀片安装座4上设置有能够从动旋转地支撑切削刀片3的推力滑动轴承部件8等旋转机构时，根据该旋转机构的磨损(损耗)情况，能够将旋转轴17沿刀片轴线C方向进退而微调位置后固定该旋转轴17，由此更稳定地维持切削刀片3相对于刀片安装座4的从动旋转。

并且，根据该结构，例如即使在切削刀片3的刀片轴线C方向的外形高度(前表面9和背面10彼此之间的距离)上出现基于产品的不均的情况下，根据各切削刀片3的所述外形高度，也能够分别调整旋转轴17相对于刀片安装座4的进退位置(旋入量)，由此能够容易地应对。

另外，具体而言，若要进行旋转轴17在轴向上的位置调整，例如，首先将插穿在切削刀片3中的旋转轴17的轴部17a逐渐拧入旋转轴安装孔4c(紧固螺丝)，并由其头部17b与切削刀片3的前表面9抵接的状态，以规定旋转数(或规定旋转角度)来回拧旋转轴17(松弛螺丝)，由此在头部17b与前表面9之间设置规定量的间隔，并在该状态下通过限制部(螺钉孔7及紧定螺钉18)固定旋转轴17即可。

并且，安置有切削刀片3的背面10的刀片安装座4的安装面(推力滑动轴承部件8的圆形面8d或安装面4a)被设为以刀片轴线C为中心(中心轴)的轴对称形状，因此能够通过该刀片安装座4的所述安装面整体来分散承受从切削刀片3传递至刀片安装座4中的所述合力F3，并且防止该安装面上的局部磨损等，从而长时间稳定地获得上述的作用效果。

另外，代替所述安装面形成为平面状，也可以形成为以刀片轴线C为中心轴的圆锥面状、球面状或这些各形状的组合形状，在这种情况下也发挥相同的效果。具体而言，刀片安装座4的所述安装面例如被设为凹圆锥面状(或凸圆锥面状)的情况下，切削刀片3的背面10形成为以刀片轴线C为中心轴的凸圆锥面状(或凹圆锥面状)。

(第2实施方式)

接着，参考附图对本发明的第2实施方式所涉及的刀刃旋转式铣削工具31及使用该刀刃旋转式铣削工具31的切削方法进行说明。

另外，对于与前述的实施方式相同的结构，使用相同的名称或相同的符号，并省略其说明。

如图19～图24所示，本实施方式的刀刃旋转式铣削工具31中，相对于刀片安装座4的切削刀片3的安装姿势(尤其角度RR)与前述的实施方式不同。

具体而言，在第2实施方式中，如图22及图23所示，在刀片安装座4上安装有切削刀片3的状态下，该切削刀片3的刀片轴线C也随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具前端侧倾斜而延伸。但并不限定于此，切削刀片3的刀片轴线C也可以随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具径向的外侧倾斜而延伸。或者，切削刀片3的刀片轴线C也可以随着向工具旋转方向T的前方而逐渐向工具旋转方向T的前方且向工具径向的外侧倾斜而延伸。在本实施方式中，刀片轴线C倾斜的方向是通过设定下述的切削代表点来确定，但与前述的实施方式同样地，刀片轴线C的倾斜的方向并不是一概地通过确定切削代表点来确定，例如还考虑用于使切削刀片3更容易地从动旋转的倾斜的方向等来确定。

如图12、图20及图23所示，与刀片轴线C正交的刀片径向中，将切削加工时从工件材料分布于切削刀片3而作用的力视为集中载荷时(与集中载荷近似时)的经过该集中载荷的作用点P的规定的刀片径向ID和切削刃5之间的交点设为切削代表点，将沿第1假想平面VS₁和第2假想平面VS₂之间的交线L且朝向工具旋转方向T的后方的方向(图23中的右方向)设为主分力方向，所述第1假想平面VS₁与经过该切削代表点的切削刃5的切线L2垂直，所述第2假想平面VS₂包含所述切线L2及沿所述切削代表点上的瞬间切削方向的假想直线L1。切削加工时切削刀片3从工件材料所承受的力中，将所述切削代表点(图23中为符号5a)上的沿所述主分力方向的分力设为主分力F1，将与该主分力方向垂直且沿朝向所述刀片径向的内侧的背分力方向(图23中的上方向)的分力设为背分力F2，此时，在第1假想平面VS₁的面内，相对于主分力F1与背分力F2的合力F3的方向，刀片轴线C的延伸的方向被平行地设定或以呈规定的微小角度的方式设定。

另外，虽然并未特别图示，但在本实施方式中，切削刃5切入工件材料而进行加工时所承受的力(是切削力或切削阻力且包含刀刃力或边缘力的成分)中，朝向该切削刃5的经过所述切削代表点的切线L2方向的分力(即与经过所述切削代表点的第1假想平面VS₁正交的方向的分力)即进给分力F4以朝向工具径向的内侧的方式设定。

另外，在本实施方式中，也与前述的实施方式同样地，切削代表点设定在工具前端缘5a上，但该切削代表点也可以在安装在工具主体2中的切削刀片3的切削刃5整周中设定在位于沿工具轴线O方向的前端的部分(工具前端缘5a)与位于沿工具径向的外端的部分(工具外径端缘5b)之间的中心角90°的圆弧状部分(将切削刃5的圆周设为1时的1/4圆弧)中的规定位置上。

并且，在图20中，将切削刃5中工具前端缘5a(切削代表点)沿工具圆周方向旋转而形成的假想圆VC上的经过所述工具前端缘5a的切线L1(沿瞬间切削方向的假想直线)朝向工具基端侧与工具轴线O平行地移动时的轨迹中所得到假想平面，并将该假想平面设为基准平面SS时，该基准平面SS与包含圆形状的切削刃5的切削刃假想平面VS₀之间的交叉线CL(在本实施方式中，并未特别图示，参考前述实施方式的图5及图6)相对于投影在基准平面SS上的工具轴线O倾斜的角度ARt例如被设在-30°～-60°的范围内。即，所述角度ARt是考虑了供切削的切削刃5的工具前端缘5a上的瞬间切削方向的轴向前角，具体而言，成为负(negative)的轴向前角。

另外，在本实施方式中，角度ARt被设为负50°(-50°)。

另一方面，如图22及图23所示，从与切削刃假想平面VS₀垂直的工具径向观察，切削刃假想平面VS₀相对于工具轴线O倾斜的角度ARn例如被设在-30°～-50°的范围内。即，所述角度ARn是未考虑安装在工具主体2中的切削刀片3作为单体的瞬间切削方向的轴向前角，并且成为负(negative)的轴向前角。

并且，在图20中，经过该工具前端缘5a且以朝向工具径向的外侧的方式延伸的切削刃5的刀刃切线L2相对于工具径向中经过工具前端缘5a的规定的工具径向D倾斜的角度RR例如被设在-20°～30°的范围内。即，所述角度RR是供切削的切削刃5的工具前端缘5a上的径向前角，在本实施方式中，该角度RR成为正(positive)的5°(+5°)。如图20所示，在从工具轴线O方向的前端向基端侧观察刀刃旋转式铣削工具31的正面视觉下，当角度RR为+时，刀刃切线L2随着从工具前端缘5a向工具径向的外侧而逐渐向工具旋转方向T的前方延伸。在图20中，规定的工具径向D与角度RR(径向前角)＝0°的基准面相吻合。

并且，在图23及图24中，包含供切削刀片3安装的刀片安装座4的安装面4a及推力滑动轴承部件8的一侧的圆形面(安装面)8d的一对圆形面均呈与刀片轴线C垂直的平面状，具体而言，刀片安装座4的所述安装面成为以刀片轴线C为中心(中心轴)的轴对称形状。

并且，在图23所示切削刃5的经过切削代表点(工具前端缘5a)的切线L2方向视觉下，切削刀片3的刀片轴线C与加工面MS(第2假想平面VS₂)之间所形成的角度θ例如被设在20°～70°的范围内。

在以上说明的第2实施方式的刀刃旋转式铣削工具31及使用该刀刃旋转式铣削工具31的切削方法中，安装在工具主体2的刀片安装座4上的切削刀片3的刀片轴线C的方向在与经过切削代表点的切削刃5的切线L2垂直的第1假想平面VS₁内，以与切削刀片3的切削刃5切入工件材料而进行加工时所承受的力(是切削力或切削阻力且包含刀刃力或边缘力的成分)中主分力F1和背分力F2的合力(合成切削力)F3的方向平行地设定，因此能够获得与前述的第1实施方式相同的作用效果。

并且，在本实施方式中，角度ARt被设在-30°～-60°的范围内，且角度RR被设在-20°～30°的范围内，因此通过切削刀片3切入工件材料而进行加工时切削刃5所承受的力，使切削刀片3相对于刀片安装座4更容易稳定地绕刀片轴线C从动旋转，从而前述的效果更为显著。

在此，在图18所示的图表中，本实施方式中说明的角度ARt：-50°及角度RR：+5°的组合与切削深度da的大小无关(具体而言，至少da在0.5～2.0mm的范围内)而在能够使切削刀片3稳定地从动旋转的范围内。

而且，通过以成为上述的角度ARt的范围且成为角度RR的范围的方式将切削刀片3安装在刀片安装座4上，能够稳定地获得切削刀片3的从动旋转，显著抑制前刀面12磨损等，从而能够期待进一步延长工具寿命的效果。

具体而言，当角度ARt在上述范围以外时(大于-30°或小于-60°时)，难以在第1假想平面VS₁的面内相互平行地维持刀片轴线C的方向与所述合力F3的方向，并且难以抑制由所述合力F3引起的对切削刀片3的旋转轴17的负荷(来自刀片径向的按压力)，从而有可能无法稳定地获得上述的效果。

并且，当角度RR小于-20°时(且大于-30°时)，有可能难以通过上述角度RR与上述角度ARt的组合获得使切削刀片3稳定地从动旋转的效果。并且，当角度RR大于30°时，切削加工时容易发生抖振，或切削刀片3的外周面11(后刀面15)容易干扰工件材料而有可能难以确保工具主体2绕工具轴线O旋转的每单位旋转在工具径向上的移动量(即进给量fz)。另外，当以确保所述进给量fz为目的加大切削刀片3的外周面11的后角时，难以充分地确保切削刃5的刀具角γ而有可能发生刀刃缺损等。

另外，本发明并不限定于前述的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变更。

例如，在前述的实施方式中，通过规定轴向前角即角度ARt与径向前角即角度RR的数值范围的组合而进行了说明，但并不限定于此。

即，本发明在第1假想平面VS₁的面内(从切削刃5中经过切削代表点的切线L2方向观察)，刀片轴线C的延伸的方向与合力F3的方向大致平行即可，仅通过该结构，能够获得在切削加工时使切削刀片3容易良好地从动旋转的作用。而且，通过前述的角度ARt与角度RR的组合，能够进一步使上述从动旋转可靠且稳定。

并且，在前述的实施方式中，作为将切削刀片3沿刀片圆周方向旋转自如地安装在刀片安装座4上的切削刀片的夹紧机构，以具备如下部件的夹紧机构为例进行了说明，但并不限定于此，其中该夹紧机构具备插穿于切削刀片3的贯穿孔14内且沿刀片轴线C方向能够进退地螺固在刀片安装座4的旋转轴安装孔4c中的旋转轴17、及限制该旋转轴17在刀片轴线C方向上的进退移动的限制部(螺钉孔7及紧定螺钉18)。

即，作为与前述的切削刀片的夹紧机构不同的切削刀片的夹紧机构，例如，也可以使用以如下方式构成的夹紧机构来在刀片安装座4上旋转自如地轴支撑切削刀片3，即，该夹紧机构具有插穿于切削刀片3的贯穿孔14内的筒状的间隔物，该间隔物的一端与刀片安装座4抵接，旋转轴17的轴部17a插穿于所述间隔物内而螺固在旋转轴安装孔4c，该旋转轴17的头部17b与所述间隔物的另一端抵接，由此在旋转轴17的头部17b与切削刀片3的前表面9之间设置规定的间隔(间隙)。

并且，在前述的实施方式中，安装在刀刃旋转式铣削工具1中的切削刀片3中的切削刃5的切削代表点在该切削刃5整周中设定在工具前端缘5a与工具外径端缘5b之间的中心角90°的圆弧状部分中的规定位置上，但并不限定于此。即，切削代表点也可以设定在切削刃5中例如位于比所述中心角90°的圆弧状部分的圆弧的端部更靠近沿该圆弧的延伸方向的外侧。在这种情况下，所述圆弧状部分的中心角大于90°。

另外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，也可以组合前述的实施方式、变形例及附文等中说明的各结构(构成要件)，并且可以进行结构的附加、省略、置换及其他的变更。并且，本发明并不限定于前述的实施方式，仅限定于权利要求范围。

符号说明

1、31 刀刃旋转式铣削工具

2 工具主体

3 切削刀片

4 刀片安装座

4a 安装面

5 切削刃

5a 切削刃上的工具前端缘(切削代表点)

5b 切削刃上的工具外径端缘(切削代表点)

5c 在切削刃上位于工具前端缘与工具外径端缘之间的中间点(切削代表点)

7 螺钉孔(限制部)

8d 一侧的圆形面(安装面)

9 前表面

10 背面

11 外周面

12 前刀面

14 贯穿孔

15 后刀面

17 旋转轴(旋转支撑体)

17a 轴部

17b 头部

18 紧定螺钉(限制部)

ARn 角度(轴向前角)

ARt 角度(轴向前角)

C 刀片轴线

CL 交叉线

D 规定的工具径向

F1 主分力

F2 背分力

F3 合力

ID 规定的刀片径向

L 交线

L1 切线(沿切削代表点上的瞬间切削方向的假想直线)

L2 刀刃切线(切削刃的经过切削代表点的切线)

O 工具轴线

P 作用点

RR 角度(径向前角)

SS 基准平面

T 工具旋转方向

VC 假想圆

VS₀ 切削刃假想平面VS₁ 第1假想平面

VS₂ 第2假想平面

Claims (9)

1.一种刀刃旋转式铣削工具，呈圆板状的切削刀片绕其刀片轴线旋转自如地安装在绕工具轴线旋转的工具主体的前端外周部中所形成的刀片安装座上，其中，

所述切削刀片具有：

与所述刀片轴线交叉的前表面和背面；及

连接所述前表面的周缘和所述背面的周缘的外周面，

所述前表面和所述背面中，

前表面以朝向沿所述工具轴线的周围的工具旋转方向的前方的方式配置，

背面以朝向所述工具旋转方向的后方的方式配置，并且安置在所述刀片安装座上，

在所述前表面的周缘形成有沿所述刀片轴线的周围延伸的圆形状的切削刃，

在使所述切削刃中沿所述工具轴线方向的工具前端缘沿所述工具轴线的周围的工具圆周方向旋转而形成假想圆，并将所述假想圆上的经过所述工具前端缘的切线以朝向沿所述工具轴线方向的工具基端侧的方式与所述工具轴线平行地移动时的轨迹中得到的假想平面设为基准平面时，该基准平面与包含所述切削刃的切削刃假想平面之间的交叉线相对于投影在所述基准平面上的所述工具轴线倾斜的角度ARt在-30°～-60°的范围内，

且相对于与所述工具轴线正交的工具径向中经过所述工具前端缘的规定的工具径向，经过该工具前端缘且以朝向工具径向的外侧的方式延伸的所述切削刃的刀刃切线倾斜的角度RR在-30°～-75°的范围内。

2.一种刀刃旋转式铣削工具，呈圆板状的切削刀片绕其刀片轴线旋转自如地安装在绕工具轴线旋转的工具主体的前端外周部中所形成的刀片安装座上，其中，

所述切削刀片具有：

与所述刀片轴线交叉的前表面和背面；及

连接所述前表面的周缘和所述背面的周缘的外周面，

所述前表面和所述背面中，

前表面以朝向沿所述工具轴线的周围的工具旋转方向的前方的方式配置，

背面以朝向所述工具旋转方向的后方的方式配置，并且安置在所述刀片安装座上，

在所述前表面的周缘形成有沿所述刀片轴线的周围延伸的圆形状的切削刃，

在使所述切削刃中沿所述工具轴线方向的工具前端缘沿所述工具轴线的周围的工具圆周方向旋转而形成假想圆，并将所述假想圆上的经过所述工具前端缘的切线以朝向沿所述工具轴线方向的工具基端侧的方式与所述工具轴线平行地移动时的轨迹中得到的假想平面设为基准平面时，该基准平面与包含所述切削刃的切削刃假想平面之间的交叉线相对于投影在所述基准平面上的所述工具轴线倾斜的角度ARt在-30°～-60°的范围内，

且相对于与所述工具轴线正交的工具径向中经过所述工具前端缘的规定的工具径向，经过该工具前端缘且以朝向工具径向的外侧的方式延伸的所述切削刃的刀刃切线倾斜的角度RR在-20°～30°的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的刀刃旋转式铣削工具，其中，

所述切削刀片的所述前表面中，在沿与所述刀片轴线正交的刀片径向的所述切削刃的内侧，形成有随着从该切削刃向所述刀片径向的内侧而逐渐从沿所述刀片轴线方向的所述前表面向所述背面侧倾斜的锥形的前刀面。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的刀刃旋转式铣削工具，其中，

在所述切削刀片的所述外周面形成有锥形的后刀面，所述锥形的后刀面自所述切削刃起随着从沿所述刀片轴线方向的所述前表面向所述背面侧而逐渐向与所述刀片轴线正交的刀片径向的外侧倾斜。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的刀刃旋转式铣削工具，其中，

在所述切削刀片中形成有在所述刀片轴线上延伸并在所述前表面和所述背面开口的贯穿孔，

所述刀刃旋转式铣削工具中设置有旋转轴，所述旋转轴具有：轴部，其设成直径小于所述贯穿孔的直径，且插穿于该贯穿孔内并安装在所述刀片安装座上；及头部，其设成直径大于所述贯穿孔的直径，且配置成在所述头部与所述前表面之间隔着间隙，

能够调整所述旋转轴相对于所述刀片安装座的沿所述刀片轴线方向的位置，

所述刀刃旋转式铣削工具具备限制所述旋转轴相对于所述刀片安装座沿所述刀片轴线方向移动的限制部。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的刀刃旋转式铣削工具，其中，

所述刀片安装座具有以所述刀片轴线为中心的轴对称形状的安装面。

7.一种使用刀刃旋转式铣削工具的切削方法，其使用刀刃旋转式铣削工具来切削工件材料，所述刀刃旋转式铣削工具中，呈圆板状的切削刀片绕其刀片轴线旋转自如地安装在绕工具轴线旋转的工具主体的前端外周部中所形成的刀片安装座上，其中，

所述切削刀片具有：

与所述刀片轴线交叉的前表面和背面；及

连接所述前表面的周缘和所述背面的周缘的外周面，

所述前表面和所述背面中，

以朝向沿所述工具轴线的周围的工具旋转方向的前方的方式配置前表面，

以朝向所述工具旋转方向的后方的方式配置背面，并且将所述背面安置在所述刀片安装座上，

在所述前表面的周缘形成有沿所述刀片轴线的周围延伸的圆形状的切削刃，

与所述刀片轴线正交的刀片径向中，将切削加工时从工件材料分布于所述切削刀片而作用的力视为集中载荷，并将此时经过该集中载荷的作用点的规定的刀片径向与所述切削刃之间的交点设为切削代表点，

将沿与经过所述切削代表点的所述切削刃的切线垂直的第1假想平面和包含所述切线及沿所述切削代表点上的瞬间切削方向的假想直线的第2假想平面之间的交线且朝向所述工具旋转方向的后方的方向设为主分力方向，

切削加工时所述切削刀片从工件材料所承受的力中，将所述切削代表点上的沿所述主分力方向的分力设为主分力，将与该主分力方向垂直且沿朝向所述刀片径向的内侧的背分力方向的分力设为背分力，

此时，在所述第1假想平面的面内，将所述刀片轴线相对于所述主分力与所述背分力的合力的方向倾斜的角度设定在±20°的范围内。

8.根据权利要求7所述的使用刀刃旋转式铣削工具的切削方法，其中，

将所述刀片轴线相对于所述合力的方向倾斜的角度设定在±10°的范围内。

9.根据权利要求7或8所述的使用刀刃旋转式铣削工具的切削方法，其中，

将所述刀片轴线相对于所述合力的方向倾斜的角度设定在±5°的范围内。