CN107405701A - 锥形立铣刀及切削头 - Google Patents

Abstract

在围绕轴线(O)旋转的立铣刀主体(1)的前端部设置有切削刃部(7)，该切削刃部(7)具有：底刃(5)，从立铣刀主体(1)的内周侧向外周侧延伸；及锥形外周刃(6)，从该底刃(5)的外周端向后端侧延伸，且随着朝向后端侧，切削刃外径逐渐变大，并且，在该切削刃部(7)的后端侧设置有随着朝向后端侧外径逐渐变大的圆锥台状的锥形颈部(8)，该切削刃部(7)与该锥形颈部(8)之间设置有以轴线(O)为中心的圆柱状的直颈部(12)。

Description

锥形立铣刀及切削头

技术领域

本申请发明涉及一种锥形立铣刀及切削头，该锥形立铣刀在围绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部设置有具有底刃和锥形外周刃的切削刃部，该锥形外周刃从该底刃的外周端向后端侧延伸，且随着朝向后端侧，切削刃外径逐渐变大，所述切削头是将这种锥形立铣刀作为头部交换式立铣刀而构成的情况下的切削头，所述头部交换式立铣刀具有立铣刀主体后端侧的刀夹和可装卸地安装于该刀夹的前端的切削头。

本申请主张基于2015年6月12日于日本申请的专利申请2015-119216号的优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

作为这种锥形立铣刀，例如在专利文献1中记载有如下的立铣刀：在外周形成有切削刃(锥形外周刃)的刃部(切削刃部)与刀柄部之间的头部(颈部)，以呈锥面半角θ的方式形成有锥形部(锥形颈部)。

专利文献1：日本特开2010-115736号公报(A)

然而，该专利文献1中所记载的锥形立铣刀中，锥形外周刃和锥形颈部呈彼此相等的锥面半角θ，锥形颈部的外周面位于将锥形外周刃围绕轴线旋转的轨迹所成的圆锥台面向后端侧延伸的假想圆锥面上。因此，若使立铣刀主体沿锥面半角的方向向前端侧移动，从而欲进行如将通过锥形外周刃而形成的加工壁面延伸的较深的台阶面加工和槽加工，则有可能切屑进入锥形颈部与加工壁面之间，或者锥形颈部与加工壁面接触。

发明内容

本申请发明是在这种背景下完成的，其目的在于，提供一种锥形立铣刀及切削头，该锥形立铣刀在进行如上所述的较深的台阶面加工和槽加工的情况下，也不会发生切屑的进入和该锥形立铣刀与加工壁面的接触，并且该切削头是将这种锥形立铣刀作为头部交换式立铣刀的情况下的切削头。

为了解决上述课题以达到这种目的，本申请发明的一方式的锥形立铣刀(以下，称作“本申请发明的锥形立铣刀”)的特征在于，在围绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部设置有切削刃部，该切削刃部具有：底刃，从上述立铣刀主体的内周侧向外周侧延伸；及锥形外周刃，从该底刃的外周端向后端侧延伸，且随着朝向后端侧，切削刃外径逐渐变大，该切削刃部的后端侧设置有随着朝向后端侧外径逐渐变大的圆锥台状的锥形颈部，在该切削刃部与该锥形颈部之间，设置有以上述轴线为中心的圆柱状的直颈部。

从而，在这种锥形立铣刀中，在具有锥形外周刃的切削刃部与朝向后端侧外径逐渐变大的锥形颈部之间，设置有以立铣刀主体的轴线为中心的圆柱状的直颈部，因此该直颈部和锥形颈部的外周面相对于将锥形外周刃围绕轴线旋转的轨迹所成的圆锥台面向后端侧延伸的假想圆锥面，向立铣刀主体的内周侧后退。因此，在进行如上所述的较深的台阶面加工和槽加工的情况下，确保先前通过锥形外周刃而形成的加工壁面与立铣刀主体之间的间隙，从而能够防止切屑的进入和立铣刀主体与加工壁面的接触。

并且，在这种锥形立铣刀中，将上述锥形颈部的外周面相对于上述轴线所形成的颈部锥面半角设定成大于上述锥形外周刃围绕上述轴线旋转的轨迹相对于上述轴线所形成的外周刃锥面半角，由此能够提高锥形颈部的刚性。因此，能够抑制如下情况：因直颈部和锥形颈部的外周面相对于上述假想圆锥面后退而造成立铣刀主体的刚性受到损伤，从而加工时容易产生挠曲、弯曲及振动等。

而且，如此将颈部锥面半角设定成大于外周刃锥面半角的情况下，使上述锥形颈部的外周面在该锥形颈部的后端所成的圆位于将上述锥形外周刃围绕上述轴线旋转的轨迹所成的圆锥台面向后端侧延伸的假想圆锥面上，由此能够将从锥形外周刃的前端到锥形颈部后端的上述圆为止的轴线方向的长度设为与现有的锥形立铣刀相等，在该现有的锥形立铣刀中，锥形外周刃和锥形颈部的锥面半角彼此相等，且锥形颈部的外周面位于将锥形外周刃围绕轴线旋转的轨迹所成的圆锥台面向后端侧延伸的假想圆锥面上。因此，从外周刃前端到锥形颈部后端为止的轴线方向的长度不会因设置有直颈部而相应地变长，能够更进一步可靠地抑制加工时立铣刀主体的挠曲、弯曲及振动等。

并且，本申请发明的锥形立铣刀形成为上述底刃围绕上述轴线旋转的轨迹呈在该轴线上具有中心的半球状，从而适用于在模具中形成具有曲面状底面的凹部时所使用的锥球头立铣刀，即使在该凹部的墙角也能够确保如上所述的间隙，因此尤其有效。然而，本申请发明的锥形立铣刀除了适用于这种锥球头立铣刀以外，当然也可以适用于底刃大致沿与轴线正交的平面延伸并与外周刃保持角度而交差的方形的锥形立铣刀、以及底刃与外周刃之间的角部形成为圆弧等凸曲线状的锥形圆弧头立铣刀。

并且，本申请发明的锥形立铣刀也可以适用于上述立铣刀主体具有后端侧的刀夹和可装卸地安装于该刀夹前端的切削头的头部交换式锥形立铣刀。该情况下，将上述锥形颈部设置于上述刀夹，并且上述切削刃部和上述直颈部设置于上述切削头，由此直颈部能够通过与切削刃部相同的高硬度的材料形成，从而能够进一步确保刚性，并且在与切削头相比为低硬度且价格低廉的刀夹上，形成有朝向后端侧外径逐渐变大的锥形颈部，由此能够降低成本。

而且，本申请发明的另一方式的切削头(以下，称作“本申请发明的切削头”)是这种头部交换式锥形立铣刀中的切削头，即该切削头在前端部设置有上述切削刃部，并且在后端部设置有上述直颈部，而且，在该直颈部设置有将该切削头可装卸地安装于上述刀夹上的安装部。

在此，上述安装部上设置有围绕上述轴线扭曲的螺纹部，从而通过螺纹嵌合将切削头安装于刀夹上，该情况下，通过在上述直颈部的外周面设置使作业用工具卡合的凹状卡合部，该作业用工具使该切削头围绕上述轴线旋转，由此在该卡合部中能够确保的直颈部与加工壁面之间的间隙更大，从而能够进一步可靠地防止切屑的进入等。

如以上说明，根据本申请发明，在使立铣刀主体沿外周刃锥面半角的方向向前端侧移动，从而进行如使先前通过锥形外周刃而形成的加工壁面延伸的较深的台阶面加工和槽加工的情况下，也可以确保先前通过锥形外周刃而形成的加工壁面与立铣刀主体之间的间隙，因此能够防止切屑进入到立铣刀主体与加工壁面之间以及立铣刀主体与加工壁面的接触，从而进行顺畅的切削加工。

附图说明

图1是表示本申请发明的一实施方式的立体图。

图2是图1所示的实施方式的侧视图。

图3是图1所示的实施方式的局部剖切侧视图。

图4是表示在图1所示的实施方式中使用的本申请发明的切削头的一实施方式的侧视图。

具体实施方式

图1至图3是表示本申请发明的锥形立铣刀的一实施方式的图。本实施方式的锥形立铣刀是其立铣刀主体1具有后端侧(图1中的右上侧，图2及图3中为右侧)的刀夹2和可装卸地安装于该刀夹2的前端(图1中的左下侧，图2及图3中为左侧)的切削头3的头部交换式锥形立铣刀，图4是表示该切削头3的一实施方式的图。

该立铣刀主体1呈以轴线O为中心的轴状，其最后端部(刀夹2的最后端部)被设成刀柄部4，并且最前端部(切削头3的最前端部)形成有具备底刃5和锥形外周刃6的切削刃部7。在这种锥形立铣刀中，刀柄部4被把持于机床的旋转轴上，并且围绕轴线O向立铣刀旋转方向T旋转的同时，通常向与轴线O正交的方向送出，从而通过切削刃部7对工件进行台阶面加工和槽加工。

刀夹2由钢材等金属材料形成为一体，该刀夹2的上述刀柄部4形成为以轴线O为中心的圆柱状，并且在刀柄部4的前端侧形成有随着朝向后端侧外径逐渐变大的圆锥台状的锥形颈部8。该锥形颈部8的外周面在后端侧与刀柄部4的外周面交差，并且锥形颈部8的前端面(刀夹2的前端面)为与轴线O垂直的平坦面。

并且，该前端面的中央部形成有安装孔9，其具备：凹孔9A，以轴线O为中心，随着朝向后端侧内径逐渐缩径；及螺孔9B，从该凹孔9A的孔底进一步向后端侧延伸，且以轴线O为中心。另外，该螺孔9B的底面开有从刀柄部4的后端面(刀夹2的后端面)沿轴线O延伸的冷却液孔9C。

另一方面，切削头3具备由比刀夹2更高硬度的硬质合金等材料形成的头部主体10，切削刃部7形成于该头部主体10的前端部。

并且，在头部主体10的后端部中央，以向后端侧突出的方式设置有安装部11。

该安装部11具备：圆锥台状凸部11A，一体形成于头部主体10，且以轴线O为中心，随着朝向后端侧外径逐渐缩径；及外螺纹部11B，向该凸部11A的后端侧突出，并围绕轴线O扭曲。凸部11A所成的圆锥台的外周面相对于轴线O所成的倾斜角与安装孔9的上述凹孔9A的内周面相对于轴线O所成的倾斜角相等，并且外螺纹部11B可以拧入上述螺孔9B中。

并且，向安装部11的前端外周侧延伸的头部主体10的朝向后端侧的面被设为与轴线O垂直的平坦面，通过将外螺纹部11B拧入螺孔9B中，安装部11的凸部11A的外周面与凹孔9A的内周面紧密接触，并且，头部主体10的朝向后端侧的上述面抵接于刀夹2的前端面，从而切削头3可装卸地安装于刀夹2的前端。

另外，外螺纹部11B形成于例如由与刀夹2相同的钢材等金属材料形成的中空轴状安装部件上，并且在头部主体10的从凸部11A的后端面朝向前端侧的部分，沿轴线O形成有供该安装部件的前端侧的中空轴部可嵌插的未图示的孔部。这种安装部件被塑性变形为如下：其前端侧的上述中空轴部嵌插于头部主体10的上述孔部的基础上，通过在该中空轴部内压入比其内径稍微大的外径的销而扩径，从而该安装部件凿密固定于上述孔部而固定于头部主体10。

而且，在切削刃部7的外周部，沿圆周方向隔开间隔而形成有多条(本实施方式中为四条)排屑槽7A，该排屑槽7A在头部主体10的前端(立铣刀主体1的前端)开口，且随着朝向后端侧而围绕轴线O向立铣刀旋转方向T的相反侧扭曲。在这些排屑槽7A或底刃5的后刀面中的至少一个上形成有未图示的冷却液喷射孔，该冷却液喷射孔经由头部主体10的上述孔部和上述中空轴部的内周部而与刀夹2的上述冷却液孔9C连通。

并且，在这些排屑槽7A的朝向立铣刀旋转方向T的壁面的前端侧边棱部上，形成有从立铣刀主体1的内周侧向外周侧延伸的上述底刃5，并且在同一壁面的外周侧边棱部上形成有上述锥形外周刃6，上述锥形外周刃6从该底刃5的外周端向后端侧延伸，且随着朝向后端侧切削刃外径逐渐变大。底刃5形成为围绕轴线O旋转的轨迹呈在该轴线O上具有中心的半球状，即本实施方式的锥形立铣刀为锥球头立铣刀。

而且，在该切削刃部7的后端侧，在该切削刃部7与上述安装部11之间设置有以轴线O为中心的圆柱状(圆板状)的直颈部12。从而，该直颈部12与切削刃部7一同一体形成于头部主体10，该直颈部12的外径被设为与刀夹2的上述锥形颈部8的前端面的外径相等的外径。圆柱状的直颈部12的外周面在轴线O方向上与轴线O平行。并且，直颈部12在轴线O方向的长度被设定为比锥形颈部8在轴线O方向的长度足够短，而且被设定为比切削刃部7的锥形外周刃6在轴线O方向的长度短。

虽然没有特别的限定，但优选直颈部12在轴线O方向的长度为锥形颈部8在轴线O方向的长度的0.06倍～0.5倍，更优选为0.1倍～0.25倍。同样，虽然没有特别的限定，但直颈部12在轴线O方向的长度为锥形外周刃6在轴线O方向的长度的0.16倍～1.0倍，更优选为0.25倍～0.5倍。

另外，该直颈部12的外周面形成有凹状卡合部12A，其使作业用工具卡合，该作业用工具使切削头3围绕轴线O旋转。在本实施方式中，该卡合部12A使如扳手和扳钳之类的作业用工具卡合，两个卡合部12A形成为彼此的底面平行并关于轴线O对称，其中，该卡合部12A从直颈部12的外周面凹陷且朝向外周侧的平坦的底面向以轴线O为中心的圆的切线方向延伸。

并且，如图2所示，上述锥形颈部8的外周面相对于轴线O所成的颈部锥面半角α被设定为大于锥形外周刃6围绕轴线O旋转的轨迹相对于该轴线O所成的外周刃锥面半角β。虽然无特别的限定，但优选颈部锥面半角α被设定为比外周刃锥面半角β大0.06°～4.9°，更优选设定为比外周刃锥面半角β大0.29°～1.3°。

而且，同样如图2所示，锥形颈部8的外周面在该锥形颈部8的后端所成的圆8A，即锥形颈部8和刀柄部4的外周面彼此的交差棱线所成的圆，位于将锥形外周刃6围绕轴线O旋转的轨迹所成的圆锥台面向后端侧延伸的假想圆锥面P上。

在如此构成的锥形立铣刀中，在切削刃部7的锥形外周刃6与锥形颈部8之间，设置有以立铣刀主体1的轴线O为中心的恒定外径的圆柱状的直颈部12，因此如图2所示，该直颈部12和锥形颈部8的外周面相对于将锥形外周刃6围绕轴线O旋转的轨迹所成的圆锥台面向后端侧延伸的上述假想圆锥面P向立铣刀主体1的内周侧后退。

因此，在通过锥形外周刃6对工件材料形成加工壁面之后，使立铣刀主体1沿外周刃锥面半角β的方向向前端侧移动，由此进行如使先前通过锥形外周刃6而形成的上述加工壁面延伸的较深的台阶面加工和槽加工的情况下，也能够确保先前通过锥形外周刃6而形成的上述加工壁面与立铣刀主体1之间的间隙。从而，当进行这种加工时，能够防止切屑进入到立铣刀主体1与上述加工壁面之间，或者能够防止立铣刀主体1与上述加工壁面接触，从而能够进行顺畅的切削加工。

并且，在本实施方式中，如上所述，锥形颈部8的外周面相对于轴线O所成的颈部锥面半角α被设定为大于锥形外周刃6的上述外周刃锥面半角β，例如与颈部锥面半角α和外周刃锥面半角β相等的情况等相比，能够提高锥形颈部8的刚性。因此，通过使直颈部12和锥形颈部8的外周面相对于上述假想圆锥面P后退，能够抑制加工时在立铣刀主体1上容易产生挠曲、弯曲及振动等，而且能够进行顺畅的切削加工。并且，在本实施方式中，直颈部12在轴线O方向的长度比锥形颈部8在轴线O方向的长度足够短，因此能够进一步确保刚性。

而且，在本实施方式中，如此将颈部锥面半角α设定为大于外周刃锥面半角β，并且锥形颈部8的外周面在其后端所成的圆8A位于上述假想圆锥面P上，从而如图2所示，能够将从锥形外周刃6的前端到锥形颈部8后端的上述圆8A为止的轴线O方向的长度L设为与不具有直颈部12的现有的锥形立铣刀相等。从而，能够避免因设置有直颈部12而上述长度L变长，由此可以进一步可靠地抑制加工时立铣刀主体1的挠曲、弯曲及振动等。

并且，本实施方式的锥形立铣刀是如上所述的锥球头立铣刀，这种锥球头立铣刀例如在模具上形成具有曲面状底面的凹部时被使用。从而，即使在形成深度较深的这种凹部的情况下，如上所述，也能够在该凹部的加工壁面的墙角确保该加工壁面与立铣刀主体1之间的间隙，因此尤其有效。然而，在本实施方式中，如此将本申请发明适用于锥球头立铣刀，但当然也可以适用于底刃大致沿与轴线正交的平面延伸且与外周刃保持角度而交差的锥形立铣刀、及底刃与外周刃之间的角部以圆弧等凸曲线状形成的锥形圆弧头立铣刀。

并且，如此，本实施方式的锥形立铣刀是锥球头立铣刀，并且还可以是立铣刀主体1具有后端侧的刀夹2和可装卸地安装于该刀夹2的前端的切削头3的头部交换式锥形立铣刀。而且，外径为锥形颈部8的外径以下的圆柱状的直颈部12形成于与切削刃部7相同地由硬质合金等硬质材料构成的切削头3的头部主体10，因此能够进一步确保刚性。

另一方面，随着朝向后端侧而外径从直颈部12的外径逐渐变大的锥形颈部8、及位于该锥形颈部8的后端侧且外径最大的刀柄部4由价格比硬质合金等低廉的钢材等形成，因此能够实现锥形立铣刀整体成本的降低。然而，在本实施方式中，如此将本申请发明适用于头部交换式锥形立铣刀，但当然也可以将本申请发明适用于立铣刀主体整体由硬质合金等硬质材料形成的整体式锥形立铣刀。

并且，在这种头部交换式即本实施方式的锥形立铣刀中，在切削头3的头部主体10的前端部设置有上述切削刃部7，并且在后端部设置有上述直颈部12，而且，该直颈部12上设置有用于将切削头3可装卸地安装于刀夹2的安装部11。而且，该安装部11的凸部11A的外周面与刀夹2的凹孔9A的内周面紧密接触，并且头部主体10的朝向后端侧的面抵接于刀夹2的前端面，从而通过两个面而约束并固定该切削头3和刀夹2，因此能够将切削头3牢固地安装于刀夹2。

而且，该安装部11上设置有围绕上述轴线O扭曲的外螺纹部(螺纹部)11B，通过该外螺纹部11B拧入到刀夹2的螺孔9B中，如上所述，凸部11A与凹孔9A紧密接触，并且头部主体10的朝向后端侧的面抵接于刀夹2的前端面，从而切削头3被固定。而且，为了如此将外螺纹部11B拧入到螺孔9B，在本实施方式中，在直颈部12的外周面形成有使作业用工具卡合的凹状卡合部12A，在该卡合部12A能够将直颈部12与加工壁面之间的间隙确保为更大，因此可以进一步可靠地防止切屑的进入等。

产业上的可利用性

能够更顺畅地进行基于立铣刀的切削加工，并能够适用于各种组件的制造中。

符号说明

1 立铣刀主体

2 刀夹

3 切削头

4 刀柄部

5 底刃

6 锥形外周刃

7 切削刃部

7A 排屑槽

8 锥形颈部

8A 锥形颈部8的外周面在该锥形颈部8的后端所成的圆

9 安装孔

9A 凹孔

9B 螺孔

10 头部主体

11 安装部

11A 凸部

11B 外螺纹部

12 直颈部

12A 卡合部

O 立铣刀主体1的轴线

T 立铣刀旋转方向

P 将锥形外周刃6围绕轴线O旋转的轨迹所成的圆锥台面向后端侧延伸的假想圆锥面

L 从锥形外周刃6的前端到锥形颈部8后端的圆8A为止的轴线O方向的长度

α 颈部锥面半角

β 外周刃锥面半角

Claims (7)

1.一种锥形立铣刀，其特征在于，

在围绕轴线旋转的立铣刀主体的前端部设置有切削刃部，该切削刃部具有：底刃，从上述立铣刀主体的内周侧向外周侧延伸；及锥形外周刃，从该底刃的外周端向后端侧延伸，且随着朝向后端侧，切削刃外径逐渐变大，

该切削刃部的后端侧设置有随着朝向后端侧外径逐渐变大的圆锥台状的锥形颈部，

在该切削刃部与该锥形颈部之间，设置有以上述轴线为中心的圆柱状的直颈部。

2.根据权利要求1所述的锥形立铣刀，其特征在于，

上述锥形颈部的外周面相对于上述轴线所形成的颈部锥面半角设定成大于上述锥形外周刃围绕上述轴线旋转的轨迹相对于上述轴线所形成的外周刃锥面半角。

3.根据权利要求2所述的锥形立铣刀，其特征在于，

上述锥形颈部的外周面在该锥形颈部的后端所形成的圆位于将上述锥形外周刃围绕上述轴线旋转的轨迹所形成的圆锥台面向后端侧延伸的假想圆锥面上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的锥形立铣刀，其特征在于，

上述底刃形成为围绕上述轴线旋转的轨迹呈在该轴线上具有中心的半球状。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的锥形立铣刀，其特征在于，

上述立铣刀主体具有后端侧的刀夹和可装卸地安装于该刀夹前端的切削头，

上述锥形颈部设置于上述刀夹，并且上述切削刃部和上述直颈部设置于上述切削头。

6.一种切削头，其特征在于，该切削头为权利要求5所述的锥形立铣刀中的切削头，

在前端部设置有上述切削刃部，并且在后端部设置有上述直颈部，

在该直颈部设置有将该切削头可装卸地安装于上述刀夹上的安装部。

7.根据权利要求6所述的切削头，其特征在于，

上述安装部上设置有围绕上述轴线扭曲的螺纹部，

在上述直颈部的外周面上设置有使作业用工具卡合的凹状卡合部，该作业用工具使该切削头围绕上述轴线旋转。