CN109070238B - 切削刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明的切削刀具具有主体以及刃部。刃部包括上表面、侧表面以及平台表面。侧表面具有前侧表面以及一对横向侧表面。平台表面与前侧表面之间的交叉部形成前切削刃。平台表面与一对横向侧表面之间的交叉部形成一对横向切削刃。刃部包含80体积百分比以上的金刚石。在上表面与平台表面之间设有断屑器凹槽。形成断屑器凹槽的表面包括前刀面以及断屑器壁表面。上表面具有隔着断屑器凹槽位于前切削刃的相对侧的前缘部。一对突出部设置成从前缘部朝向前切削刃延伸。

Description

切削刀具
技术领域
本发明涉及切削刀具。本申请要求2016年4月27日提交的日本专利申请No.2016-089268的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
日本专利公报特开2008-272923(PTL 1)公开了一种切削刀具，其例如在诸如钢等的工件上开槽。用于切削刀具的刃部的材料是硬质合金。然而，使用硬质合金容易将工件焊接到刀尖。这导致切削刀具的寿命缩短，致使工件不能具有良好的表面质量。
日本专利公报特开7-314204(PTL 2)公开了一种切削刀具，其中用于刃部的材料是金刚石烧结体，并且用于保持刃部的基体的材料是硬质合金。将用于刃部的材料从硬质合金变成金刚石烧结体可以显著地减少工件焊接到刃部的情况。然而，金刚石因为是硬度非常高的容易碎裂的材料而难以加工。因此切削刀具在基体中而不是在刃部中设置有断屑器壁。
引用列表
专利文献
PTL 1：日本专利公报特开2008-272923
PTL 2：日本专利公报特开07-314204
发明内容
根据本发明实施例的切削刀具包括主体以及设置在主体上的刃部。刃部包括上表面、侧表面以及平台表面。侧表面具有前侧表面以及与前侧表面相邻的一对横向侧表面。平台表面与前侧表面之间的交叉部形成前切削刃。平台表面与一对横向侧表面中的每个横向侧表面之间的交叉部形成一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃。刃部包含80体积百分比(vol％)以上的金刚石。在上表面与平台表面之间设有断屑器凹槽。形成断屑器凹槽的表面包括与平台表面相接的前刀面以及与上表面相接的断屑器壁表面。上表面具有隔着断屑器凹槽与前切削刃相对的前缘部。一对突出部设置成从前缘部朝向前切削刃延伸。
附图说明
图1是示出根据实施例1的切削刀具的结构的示意性透视图。
图2是示出根据实施例1的切削刀具的刃部的结构的示意性平面图。
图3是沿着图2中的线III-III截取的示意性截面图。
图4是示出根据实施例2的切削刀具的刃部的结构的示意性平面图。
图5是沿着图4中的线V-V截取的示意性截面图。
图6是沿着图4中的线VI-VI截取的示意性截面图。
图7是示出根据实施例3的切削刀具的刃部的结构的示意性平面图。
图8是沿着图7中的线VIII-VIII截取的示意性截面图。
图9是示出如何在工件上开槽的示意性透视图。
图10是示出如何在工件上开槽的示意性平面图。
图11示出螺旋形切屑。
图12示出不规则切屑的第一实例。
图13示出不规则切屑的第二实例。
图14是示出如何交叉进给工件的示意性透视图。
图15是示出如何交叉进给工件的示意性平面图。
图16是示出交叉进给的加工实例的示意性平面图。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
日本专利公报特开07-314204中所描述的用于切削刀具的断屑器壁的材料是硬质合金。当用切削刀具切削诸如铝合金等的工件时，切屑的流动方向可以控制，但由于材料的高韧性，切屑不能被分割。如果切屑没有被分割，则基本上不能对工件进行加工，因为细长的切屑会围绕工件扭曲。切削刀具仅在沿开槽方向远离刀尖的位置处设置有断屑器壁，并且在沿交叉进给方向的位置处没有设置断屑器壁。相应地，在用切削刀具交叉进给时，切屑不能被分割，因为切屑无法控制。
本发明的一方面的目的是提供一种既能够在开槽时又能够在交叉进给时将切屑分割的切削工具。
[本公开的有益效果]
根据本发明的一方面，可以提供既能够在开槽时又能够在交叉进给时将切屑分割的切削工具。
[本发明的实施例的描述]
现在将描述本发明的实施例的概述。
(1)根据本发明的一方面的切削刀具30包括主体1以及设置在主体1上的刃部2。刃部2包括上表面4、侧表面32以及平台表面9。侧表面32具有前侧表面5以及与前侧表面5相邻的一对横向侧表面6。平台表面9与前侧表面5之间的交叉部形成前切削刃7。平台表面9与一对横向侧表面6中的每个横向侧表面之间的交叉部形成一对横向切削刃8中的对应一个横向切削刃。刃部2包含80体积百分比以上的金刚石。在上表面4与平台表面9之间设有断屑器凹槽10。形成断屑器凹槽10的表面包括与平台表面相接的前刀面11以及与上表面4相接的断屑器壁表面24。上表面4具有隔着断屑器凹槽10与前切削刃7相对的前缘部31。一对突出部12设置成从前缘部31朝向前切削刃7延伸。
在根据上述第(1)项的切削刀具30中，一对突出部12设置成从前缘部31朝向前切削刃7延伸。断屑器凹槽10的在一对突出部12之间的部分允许在开槽时切屑被分割成短段。断屑器凹槽10的位于一对突出部12中的每个突出部与一对横向侧表面6中的对应一个横向侧表面之间的部分允许在交叉进给时切屑被切削成短段。因而，当例如在诸如铝合金等具有高韧性的工件上进行开槽和交叉进给时，切屑可以被分割成短段。因此可以将切削工件时由于围绕工件扭曲的切屑而引起的加工精度降低减至最低程度。还有，可以防止或减少由于围绕工件扭曲的切屑而导致的切削中断。结果，切削可以自动化。
(2)在根据上述第(1)项的切削刀具30中，一对突出部12中的每个突出部可以与平台表面9相接。当突出部和平台表面彼此相接时，与突出部和平台表面彼此分开时相比，被研磨表面(lapped surface)(将在下面详细描述被研磨表面)的比率更高。因此，在开槽期间可以有效地减少刀尖的焊接(熔接)。尤其是当使用铝和铝合金之中的具有高韧性的材料时，可以有效地减少刀尖的焊接。
(3)在根据上述第(2)项的切削刀具30中，一对突出部12中的一个肋12b与平台表面9之间的边界33b的长度X1加上一对突出部12中的另一个肋12a与平台表面9之间的边界33a的长度X2的总和G除以前切削刃7的长度L得到的值(G/L比值)可以为0.1以下。这减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。因而，可以防止或减少由于切屑与加工出的壁表面接触而对加工出的壁表面造成的损坏。
(4)在根据上述第(1)项的切削刀具30中，一对突出部12中的每个突出部可以与平台表面9分开。当突出部和平台表面彼此分开时，与突出部和平台表面彼此相接时相比，可以更加高效地对刀尖施加切削流体。因此可以高效地获得刀尖的润滑效果。因而，尤其是当切削铝和铝合金之中的含有诸如硅(Si)等的硬质物质的材料时，可以高效地获得刀尖的润滑效果。
(5)在根据上述第(4)项的切削刀具30中，在穿过一对突出部12中的每个突出部的末端29b且与前切削刃7的延伸方向垂直的截面中，从一对突出部中的每个突出部的最低位置26b到断屑器凹槽10的最深部分23c的高度y除以断屑器凹槽10在最深部分23c处的深度H得到的值可以为0.3以上且1.0以下。这可以减小切屑长度。
(6)在根据上述第(1)至(5)项中的任一个的切削刀具30中，一对突出部12之间的间距可以随着远离前切削刃7而减小。
(7)在根据上述第(1)至(6)项中的任一个的切削刀具30中，断屑器壁表面可以具有前断屑器壁表面部24c，前断屑器壁表面部被置于一对突出部12之间并且与前缘部31相接。在平面图中，在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上，从前断屑器壁表面部24c到平台表面9的距离D可以为0.3mm以上且1.5mm以下。这减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。因而，可以防止或减少由于切屑与加工出的壁表面接触而对加工出的壁表面造成的损坏。
(8)在根据上述第(7)项的切削刀具30中，前断屑器壁表面部24c可以由多个凸起部15形成。这减小了切屑与前断屑器壁表面部之间的接触面积，从而减小了切削阻力。
(9)在根据上述第(8)项的切削刀具30中，在平面图中，在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上，多个凸起部15中的每个凸起部的高度F可以为0.1mm以上且0.5mm以下。这减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。还有，可以防止或减少在凸起部的末端处发生碎裂。
(10)在根据上述第(1)至(9)项中的任一个的切削刀具30中，平台表面9可以具有一对横向平台表面部9a和9b，每个横向平台表面部与一对横向侧表面6中的对应一个横向侧表面相接。在平面图中，在与横向切削刃8的延伸方向垂直的方向上，一对突出部12a和12b中的每个突出部与一对横向平台表面部9a和9b中的对应一个横向平台表面部之间的间距A为0.15mm以上且0.7mm以下。相应地可以减小切屑的长度。
(11)在根据上述第(10)项的切削刀具30中，在平面图中，在与一对横向切削刃8中的每个横向切削刃的延伸方向垂直的方向上，一对横向平台表面部9a和9b中的每个横向平台表面部的宽度C可以为10μm以上且100μm以下。相应地可以减小切屑的长度。还有，可以在防止或减少在刀尖处发生碎裂的同时减少后刀面的磨损量。
(12)在根据上述第(1)至(11)项中的任一个的切削刀具30中，平台表面9可以具有与前侧表面5相接的前平台表面部9c。在平面图中，在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上，前平台表面部9c的宽度J可以为10μm以上且100μm以下。相应地可以减小切屑的长度。还有，可以在防止或减少在刀尖处发生碎裂的同时减少后刀面的磨损量。
(13)在根据上述第(1)至(12)项中的任一个的切削刀具30中，前刀面11相对于平台表面9的倾斜角度θ2可以为15°以上且45°以下。相应地可以减小切屑的长度。还有，可以在防止或减少在刀尖处发生碎裂的同时减少后刀面的磨损量。
(14)在根据上述第(1)至(13)项中的任一个的切削刀具30中，断屑器凹槽10的最大深度H可以为60μm以上且200μm以下。相应地可以减小切屑的长度。还有，可以在防止或减少在刀尖处发生碎裂的同时减少后刀面的磨损量。
(15)在根据上述第(1)至(14)项中的任一个的切削刀具30中，在平面图中，一对突出部12中的每个突出部的拉拔角度θ1可以为5°以上且35°以下。这减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。还有，可以防止或减少加工出的槽的壁表面的质量降低。
(16)在根据上述第(1)至(15)项中的任一个的切削刀具30中，断屑器壁表面可以具有一对横向断屑器壁表面部24a和24b，每个横向断屑器壁表面部面对一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃。一对横向断屑器壁表面部24a和24b中的每个横向断屑器壁表面部可以由与一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃平行地交替布置的凹部和突起部形成。这减小了切屑与横向断屑器壁表面部之间的接触面积，从而减小了切削阻力。
(17)在根据上述第(16)项的切削刀具30中，一对突出部12中的每个突出部具有一对直部30a和30b中的与一对横向切削刃8中的对应一个横向切削刃平行的对应一个直部，并且一对直部30a和30b中的每个直部的长度B可以为0.15mm以上且0.5mm以下。相应地可以在减小切屑长度的同时减少后刀面的磨损量。
(18)在根据上述第(17)项的切削刀具30中，一对直部30a和30b中的每个直部位于前切削刃7侧。
[本发明的实施例的细节]
现在将参考附图详细地描述本发明的实施例(在下文中，每个实施例被称为本实施例)。应该注意的是，在以下附图中，相同或对应的部分用相同的附图标记来表示，并且将不重复对其的描述。
[第一实施例]
首先，将描述根据实施例1的切削刀具30的结构。
如图1所示，根据实施例1的切削刀具30主要包括主体1和刃部2。刃部2设置在主体1上。刃部2例如设置在主体1的突出部分的表面上。主体1具有例如紧固孔20。主体1的材料例如是硬质合金或钢。
如图1和图2所示，刃部2包括上表面4、侧表面32以及平台表面9。侧表面32主要具有前侧表面5以及与前侧表面5相邻的一对横向侧表面6。刃部2包含80体积百分比以上的金刚石。刃部2由例如金刚石烧结体形成。金刚石可以是多晶金刚石或单晶金刚石。刃部2优选包含90体积百分比以上、更优选包含95体积百分比以上的金刚石。当以稍微大的切削深度进行交叉进给时，刃部2上的负载相对高。考虑到上述情况，用于刃部2的材料优选为多晶金刚石，其比单晶金刚石更耐碎裂。使用由于添加剂的存在而具有增加的强度的单晶金刚石也可以有效地防止或减少刃部2的碎裂。
用研磨机将包含金刚石的刃部2的表面进行了研磨。研磨是指足以实现镜面平面而进行的平滑化。在该表面上进行的激光加工形成断屑器凹槽10。因而，平台表面9变成被研磨表面。平台表面9的表面粗糙度例如为0.05μm或更大且0.2μm或更小。这里，表面粗糙度是指不平微结构的十点高度(Rz)。结果，在铝的加工中可以防止或减少铝焊接到刃部2的平台表面9。刀尖(切削刃)可以经受珩磨或负倒棱加工。这增加了刀尖的强度，在例如碎裂是一个问题时是有效的。
平台表面9与前侧表面5之间的交叉部形成前切削刃7。平台表面9与一对横向侧表面6中的每个横向侧表面之间的交叉部形成一对横向切削刃8中的对应一个横向切削刃。一对横向侧表面6具有第一横向侧表面6a和与第一横向侧表面6a相反的第二横向侧表面6b。一对横向切削刃8具有第一横向切削刃8a以及与第一横向切削刃8a相反的第二横向切削刃8b。第一横向侧表面6a与平台表面9之间的交叉部形成第一横向切削刃8a。类似地，第二横向侧表面6b与平台表面9之间的交叉部形成第二横向切削刃8b。
如图2所示，平台表面9具有一对横向平台表面部(第一横向平台表面部9a和第二横向平台表面部9b)以及前平台表面部9c。一对横向平台表面部9a和9b中的每个横向平台表面部与一对横向侧表面6a和6b中的对应一个横向侧表面相接。第一横向侧表面6a与第一横向平台表面部9a之间的交叉部形成第一横向切削刃8a。第二横向侧表面6b与第二横向平台表面之间的交叉部形成第二横向切削刃8b。前平台表面部9c与前侧表面5相接。前侧表面5与前平台表面部9c之间的交叉部形成前切削刃7。
断屑器凹槽10设置在上表面4与平台表面9之间。断屑器凹槽10可以通过例如在刃部2上进行激光加工而形成。形成断屑器凹槽10的表面包括前刀面11以及断屑器壁表面24。前刀面11与平台表面9相接。断屑器壁表面24与上表面4相接。前刀面11包括第一横向前刀面部11a、第二横向前刀面部11b以及前侧前刀面部11c。断屑器壁表面24包括一对横向断屑器壁表面部(第一横向断屑器壁表面部24a和第二横向断屑器壁表面部24b)以及前断屑器壁表面部24c。一对横向断屑器壁表面部24a和24b中的每个横向断屑器壁表面部面对一对横向切削刃8a和8b中的对应一个横向切削刃。
如图2所示，断屑器凹槽10包括第一凹槽10a、第二凹槽10b和第三凹槽10c。第一凹槽10a由第一横向前刀面部11a、第一底表面23a、第一横向断屑器壁表面部24a以及第一倾斜表面22a限定。换句话说，形成第一凹槽10a的表面包括第一横向前刀面部11a、第一底表面23a、第一横向断屑器壁表面部24a以及第一倾斜表面22a。第一横向前刀面部11a与第一横向平台表面部9a相接。第一横向断屑器壁表面部24a与上表面4相接。第一底表面23a将第一横向断屑器壁表面部24a和第一横向前刀面部11a彼此连接。第一倾斜表面22a与第一横向断屑器壁表面部24a、第一底表面23a、第一横向前刀面部11a以及前平台表面部9c相接。
第二凹槽10b由第二横向前刀面部11b、第二底表面23b、第二横向断屑器壁表面部24b以及第二倾斜表面22b限定。换句话说，形成第二凹槽10b的表面包括第二横向前刀面部11b、第二底表面23b、第二横向断屑器壁表面部24b以及第二倾斜表面22b。第二横向前刀面部11b与第二横向平台表面部9b相接。第二横向断屑器壁表面部24b与上表面4相接。第二底表面23b将第二横向断屑器壁表面部24b和第二横向前刀面部11b彼此连接。第二倾斜表面22b与第二横向断屑器壁表面部24b、第二底表面23b、第二横向前刀面部11b以及前平台表面部9c相接。
如图3所示，第二凹槽10b在与前切削刃7的延伸方向平行的方向上的宽度随着远离上表面4而减小。第二底表面23b可以基本平行于上表面4和第二横向平台表面部9b。在第二底表面23b与第二横向断屑器壁表面部24b之间形成的角度可以大于90°。类似地，在第二底表面23b与第二横向前刀面部11b之间形成的角度可以大于90°。
如图2所示，第三凹槽10c由前侧前刀面部11c、第三底表面23c、前断屑器壁表面部24c、第三倾斜表面27以及第四倾斜表面28限定。换句话说，形成第三凹槽10c的表面包括前侧前刀面部11c、第三底表面23c、前断屑器壁表面部24c、第三倾斜表面27以及第四倾斜表面28。前侧前刀面部11c与前平台表面部9c相接。前断屑器壁表面部24c与上表面4相接。第三底表面23c将前断屑器壁表面部24c和前侧前刀面部11c彼此连接。第三倾斜表面27和第四倾斜表面28这两者与前断屑器壁表面部24c、第三底表面23c以及前侧前刀面部11c相接。第四倾斜表面28隔着第三底表面23c与第三倾斜表面27相对。
上表面4是与刃部2中和主体1接触的那个表面相反的表面。上表面4设置在第一凹槽10a与第二凹槽10b之间。换句话说，第一凹槽10a隔着上表面4与第二凹槽10b相对。上表面4具有隔着断屑器凹槽10的第三凹槽10c与前切削刃7相对的前缘部31。前断屑器壁表面部24c置于一对突出部12之间并与前缘部31相接。换句话说，前断屑器壁表面部24c在前缘部31处与上表面4接触。前缘部31是前断屑器壁表面部24c与上表面4之间的交叉部。
如图2所示，一对突出部12设置成从前缘部31朝向前切削刃7延伸。一对突出部12是刃部2的一部分。一对突出部12包括第一突出部12a和第二突出部12b。第一突出部12a位于第一凹槽10a与第三凹槽10c之间。换句话说，第三凹槽10c隔着第一突出部12a与第一凹槽10a相对。第二突出部12b位于第二凹槽10b与第三凹槽10c之间。换句话说，第三凹槽10c隔着第二突出部12b与第二凹槽10b相对。第三凹槽10c位于第一突出部12a与第二突出部12b之间。一对突出部12之间的间距可以随着远离前切削刃7而减小。
第三倾斜表面27和第一横向断屑器壁表面部24a的一部分形成第一突出部12a。第一突出部12a借助第一横向断屑器壁表面部24a向被第一横向切削刃8a切削下来的切屑施加压力，从而将切屑分割。第一突出部12a改变切屑前进的方向，使得被前切削刃7切削下来的切屑因第三倾斜表面27而朝向前断屑器壁表面部24c行进。类似地，第四倾斜表面28和第二横向断屑器壁表面部24b的一部分形成第二突出部12b。第二突出部12b借助第二横向断屑器壁表面部24b向被第二横向切削刃8b切削下来的切屑施加压力，从而将切屑分割。第二突出部12b改变切屑前进的方向，使得被前切削刃7切削下来的切屑因第四倾斜表面28而朝向前断屑器壁表面部24c行进。
如图2所示，一对突出部12中的每个突出部可以与平台表面9相接。具体而言，第一突出部12a和第二突出部12b中的每个突出部将前平台表面部9c和上表面4彼此连接。第一突出部12a的上端表面与前平台表面部9c和上表面4两者相接。类似地，第二突出部12b的上端表面与前平台表面部9c和上表面4两者相接。
第二突出部12b(作为一对突出部12中的一个突出部)与前平台表面部9c之间的边界33b的长度X1加上第一突出部12a(作为一对突出部12中的另一个突出部)与前平台表面部9c之间的边界33a的长度X2的总和G除以前切削刃7的长度L得到的值例如为0.1以下。长度X1和长度X2的总和G除以前切削刃7的长度L得到的值可以为0.05以上或0.02以下。在平面图(从垂直于上表面4的方向看)中，一对突出部12中的每个突出部在与前切削刃7的延伸方向平行的方向上的宽度可以随着远离前平台表面部9c而增大。
[第二实施例]
现在将描述根据实施例2的切削刀具的结构。根据实施例2的切削刀具的结构与根据实施例1的切削刀具的结构的不同之处在于，一对突出部中的每个突出部均与平台表面分开，并且在其它方面基本上类似于根据实施例1的切削刀具的结构。
如图4所示，根据实施例2的切削刀具30的一对突出部12中的每个突出部可以与平台表面9分开。第一突出部12a和第二突出部12b通过凹槽10与前平台表面部9c分离。第三倾斜表面27和第一横向断屑器壁表面部24a的一部分形成第一突出部12a。第一突出部12a的末端26a是第三倾斜表面27、第一横向断屑器壁表面部24a以及前侧前刀面部11c的交叉部。类似地，第四倾斜表面28和第二横向断屑器壁表面部24b的一部分形成第二突出部12b。第二突出部12b的末端26b是第四倾斜表面28、第二横向断屑器壁表面部24b以及前侧前刀面部11c的交叉部。在垂直于上表面4的方向上，第一突出部12a的末端26a和第二突出部12b的末端26b位于比上表面4低的位置。
图5示出了穿过第二突出部12b的末端26b且垂直于前切削刃7的延伸方向的截面。图6示出了穿过第一突出部12a的末端26a和第二突出部12b的末端26b之间的中间位置且垂直于前切削刃7的延伸方向的截面。如图5和图6所示，从第二突出部12b的最低位置到断屑器凹槽10的最深部分23c的高度y除以断屑器凹槽10在最深部分23c处的深度H得到的值例如为0.3以上且1.0以下。高度y除以深度H得到的值可以是0.5以上且1.0以下。应该注意的是，突出部12的最低位置不需要是突出部12的末端26a、26b。突出部12的最低位置可以位于突出部12的末端26a、26b与突出部12的上端29a、29b之间(参见图4)。应该注意的是，突出部12的上端29a、29b是突出部12的上表面部分的沿着上表面4延伸的末端。
[第三实施例]
现在将描述根据实施例3的切削刀具的结构。根据实施例3的切削刀具的结构与根据实施例1的切削刀具的结构的不同之处主要在于，前断屑器壁表面部由多个凸起部形成，并且一对横向断屑器壁表面部中的每个横向断屑器壁表面部由与一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃平行地交替布置的凹部和突起部形成，并且在其它方面基本上类似于根据实施例1的切削刀具的结构。
如图7所示，根据实施例3的切削刀具30的前断屑器壁表面部24c由多个凸起部15形成。每个凸起部15例如从上表面4朝向前切削刃7凸起。每个凸起部15在前切削刃7的延伸方向上的宽度随着更靠近前切削刃7而减小。凸起部15的数量例如是两个并且可以是三个或更多个。
在平面图中，每个凸起部15在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上的高度F例如为0.1mm以上且0.5mm以下。尽管每个凸起部15的高度F的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为0.35mm。尽管每个凸起部15的高度F的下限没有特别限制，但是该下限可以例如为0.15mm。凸起部15的高度F例如是从凸起部15的上端表面的末端到前缘部31的边界的距离。
如图7所示，一对横向断屑器壁表面部24a和24b中的每个横向断屑器壁表面部可以由与一对横向切削刃8a和8b中的对应一个横向切削刃平行地交替布置的凹部33和突起部34形成。应该注意的是，凹部33和突起部34交替布置的方向可以不平行于横向切削刃8a和8b的延伸方向，并且可以从平行状态稍微偏移，只要可以实现类似效果即可。凹部33和突起部34可以是尖的或修圆的。凹部33和突起部34的形状在平面图中可以是三角形或矩形。
在平面图中，在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上，从前断屑器壁表面部24c到前平台表面部9c的距离D可以例如为0.3mm以上且1.5mm以下。尽管距离D的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为1.1mm。尽管距离D的下限没有特别限制，但是该下限可以例如为0.7mm。距离D例如是从作为前断屑器壁表面部24c与上表面4之间的边界的前缘部31到前平台表面部9c与前侧前刀面部11c之间的边界的距离。
一对突出部12中的每个突出部具有一对直部30a和30b中的与一对横向切削刃8a和8b中的对应一个横向切削刃平行的对应一个直部。具体而言，第一突出部12a具有与第一横向切削刃8a平行的第一直部30a。类似地，第二突出部12b具有与第二横向切削刃8b平行的第二直部30b。一对直部30a和30b中的每个直部位于前切削刃7侧。一对直部(第一直部30a和第二直部30b)中的每个直部的长度B例如为0.15mm以上且0.5mm以下。尽管长度B的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为0.40mm。尽管长度B的下限没有特别限制，但是该下限可以例如为0.25mm。应该注意的是，一对直部30a和30b的延伸方向可以不平行于一对横向切削刃8a和8b的延伸方向，并且可以从平行状态稍微偏移，只要可以实现类似效果即可。
在平面图中，在与一对横向切削刃8中的对应一个横向切削刃的延伸方向垂直的方向上，一对突出部12a和12b中的每个突出部与一对横向平台表面部9a和9b中的对应一个横向平台表面部之间的间距A例如为0.15mm以上且0.7mm以下。具体而言，间距A是第一突出部12a的直部30a与第一横向平台表面部9a和第一前刀面部11a间的边界之间的间距。类似地，间距A是第二突出部12b的直部30b与第二横向平台表面部9b和第二前刀面部11b间的边界之间的间距。尽管间距A的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为0.50mm。尽管间距A的下限没有限制，但是该下限可以例如为0.20mm。
在平面图中，在与一对横向切削刃8a和8b中的对应一个横向切削刃的延伸方向垂直的方向上，一对横向平台表面部9a和9b中的每个横向平台表面部的宽度C例如为10μm以上且100μm以下。具体而言，宽度C是第一横向平台表面部9a在与第一横向切削刃8a的延伸方向垂直的方向上的宽度。类似地，宽度C是第二横向平台表面部9b在与第二横向切削刃8b的延伸方向垂直的方向上的宽度。尽管宽度C的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为50μm。尽管宽度C的下限没有特别限制，但是该下限可以例如为20μm。在平面图中，前平台表面部9c在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上的宽度J例如为10μm以上且100μm以下。尽管宽度J的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为50μm。尽管宽度J的下限没有特别限制，但是该下限可以例如为20μm。
在平面图中，一对突出部12(第一突出部12a和第二突出部12b)中的每个突出部的拉拔角度θ1可以是5°以上且35°以下。第一突出部12a的上表面具有第一直部30a以及与第一直部30a相反的第一倾斜部35a。第一倾斜部35a与第三倾斜表面27相接。类似地，第二突出部12b的上表面具有第二直部30b以及与第二直部30b相反的第二倾斜部35b。第二倾斜部35b与第四倾斜表面28相接。拉拔角度θ是在第一直部30a与第一倾斜部35a之间形成的角度。类似地，拉拔角度θ是在第二直部30b与第二倾斜部35b之间形成的角度。尽管拉拔角度θ1的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为25°。尽管拉拔角度θ的下限没有特别限制，但是该下限可以例如为15°。
如图8所示，前刀面11相对于平台表面9的倾斜角度θ2为15°以上且45°以下。具体而言，倾斜角度θ2是第二横向前刀面部11b相对于第二横向平台表面部9b的倾斜角度。尽管倾斜角θ2的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为35°。尽管倾斜角θ2的下限没有特别限制，但是该下限可以例如为20°。第二横向前刀面部11b相对于第二横向平台表面部9b的倾斜角度可以基本上等于第一横向前刀面部11a相对于第一横向平台表面部9a的倾斜角度以及前侧前刀面部11a相对于前平台表面部9c的倾斜角度。
如图8所示，断屑器凹槽10的最大深度H例如为60μm以上且200μm以下。断屑器凹槽10的最大深度H例如是第二底表面23b与第二横向平台表面部9b之间在与上表面4垂直的方向上的距离。尽管最大深度H的上限没有特别限制，但是该上限可以例如为150μm。尽管最大深度H的下限没有特别限制，但是该下限可以例如为100μm。
现在将描述根据本实施例的切削刀具的功能和效果。
在根据本实施例的切削刀具30中，一对突出部12设置成从前缘部31朝向前切削刃7延伸。断屑器凹槽10的位于一对突出部12之间的部分允许在开槽时切屑被分割成短段。还有，断屑器凹槽10的位于一对突出部12中的每个突出部与一对横向侧表面6中的对应一个横向侧表面之间的部分允许在交叉进给中切屑被分割成短段。因此，当例如在诸如铝合金等具有高韧性的工件上进行开槽和交叉进给时，切屑可以被分割成短段。因此，可以将切削工件时由于围绕工件扭曲的切屑而引起的加工精度降低减至最低程度。还有，可以防止或减少由于围绕工件扭曲的切屑而导致的切削的中断。结果，切削可以自动化。
在根据本实施例的切削刀具30中，一对突出部12中的每个突出部与平台表面9相接。当突出部和平台表面彼此相接时，与突出部和平台表面彼此分开时相比，被研磨表面的比率更高。因此，在开槽期间可以有效地减少刀尖的焊接。尤其是当使用铝和铝合金中具有高韧性的材料时，可以有效地减少刀尖的焊接。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，作为一对突出部12中的一个突出部的突出部12b与平台表面9之间的边界33b的长度X1加上作为一对突出部12中的另一个突出部的突出部12a与平台表面9之间的边界33a的长度X2的总和G除以前切削刃7的长度L得到的值(G/L比值)可以为0.1以下。这减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。因而，可以防止或减少由于切屑与加工出的壁表面接触而对加工出的壁表面造成的损坏。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，一对突出部12中的每个突出部均与平台表面9分开。当突出部和平台表面彼此分开时，与突出部和平台表面彼此相接时相比，可以更加高效地对刀尖施加切削流体。因此可以高效地获得刀尖的润滑效果。因而，尤其是当切削铝和铝合金之中的含有诸如硅(Si)等的硬质物质的材料时，可以高效地获得刀尖的润滑效果。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，在穿过一对突出部12中的每个突出部的末端29b且与前切削刃7的延伸方向垂直的截面中，从一对突出部中的每个突出部的最低位置26b到断屑器凹槽10的最深部分23c的高度y除以断屑器凹槽10在最深部分23c处的深度H得到的值为0.3以上且1.0以下。这可以减小切屑长度。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，一对突出部12之间的间距可以随着远离前切削刃7而减小。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，断屑器壁表面可以置于一对突出部12之间并且具有与前缘部31相接的前断屑器壁表面部24c。在平面图中，在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上，从前断屑器壁表面部24c到平台表面9的距离D可以为0.3mm以上且1.5mm以下。这减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。因而，可以防止或减少由于切屑与加工出的壁表面接触而对加工出的壁表面造成的损坏。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，前断屑器壁表面部24c可以由多个凸起部15形成。这减小了切屑与前断屑器壁表面部之间的接触面积，从而减小了切削阻力。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，在平面图中，在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上，每个凸起部15的高度F可以为0.1mm以上且0.5mm以下。这减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。还有，可以防止或减少在凸起部的末端处发生碎裂。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，平台表面9可以具有一对横向平台表面部9a和9b，每个横向平台表面部与一对横向侧表面6中的对应一个横向侧表面相接。在平面图中，在与横向切削刃8的延伸方向垂直的方向上，一对突出部12a和12b中的每个突出部与一对横向平台表面部9a和9b中的对应一个横向平台表面部之间的间距A为0.15mm以上且0.7mm以下。相应地可以减小切屑的长度。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，在平面图中，在与一对横向切削刃8a和8b中的对应一个横向切削刃的延伸方向垂直的方向上，一对横向平台表面部9a和9b中的每个横向平台表面部的宽度C可以为10μm以上且100μm以下。相应地可以减小切屑的长度。还有，可以在防止或减少在刀尖处发生碎裂的同时减少后刀面的磨损量。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，平台表面9可以具有与前侧表面5相接的前平台表面部9c。在平面图中，在与前切削刃7的延伸方向垂直的方向上，前平台表面部9c的宽度J可以为10μm以上且100μm以下。这减小了切屑长度。还有，可以在防止或减少在刀尖处发生碎裂的同时减少后刀面的磨损量。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，前刀面11相对于平台表面9的倾斜角度θ2可以为15°以上且45°以下。因此可以减小切屑的长度。还有，可以在防止或减少在刀尖处发生碎裂的同时减少后刀面的磨损量。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，断屑器凹槽10的最大深度H可以为60μm以上且200μm以下。因此可以减小切屑的长度。还有，可以在防止或减少在刀尖处发生碎裂的同时减少后刀面的磨损量。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，在平面图中，一对突出部12中的每个突出部的拉拔角度θ1可以为5°以上且35°以下。这减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。还有，可以防止或减少加工出的槽的壁表面的质量降低。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，断屑器壁表面可以具有一对横向断屑器壁表面部24a和24b，每个横向断屑器壁表面部面对一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃。一对横向断屑器壁表面部24a和24b中的每个横向断屑器壁表面部可以由与一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃平行地交替布置的凹部和突起部形成。这减小了切屑与横向断屑器壁表面部之间的接触面积，从而减小了切削阻力。
此外，在根据本实施例的切削刀具30中，一对突出部12中的每个突出部具有一对直部30a和30b中的与一对横向切削刃8中的对应一个横向切削刃平行的对应一个直部，并且一对直部30a和30b中的每个直部的长度B可以为0.15mm以上且0.5mm以下。相应地可以在减小切屑长度的同时减少后刀面的磨损量。
[实例]
[实例1]
在该实例中，调查了值(G/L比值)对切屑卷曲直径以及切屑状态的影响，其中该值是第二突出部12b与前平台表面部9c之间的边界33b的长度X1加上第一突出部12a与前平台表面部9c之间的边界33a的长度X2的总和G除以前切削刃7的长度L得到的。首先，制备样品编号为1A至1D的切削刀具。样品编号为1A至1D的切削刀具的G/L比值分别为0.02、0.05、0.10和0.15。
如图9和图10所示，用切削刀具30将工件开槽。切削刀具30被固定至保持构件40。切削刀具30的进给方向是垂直于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A6061。工件的尺寸是直径为30mm且长度为60mm。切削方法是开槽。切削方式是湿切削。切削距离是200m。工件的外周表面速度为180m/min。对整个槽宽进行开槽。工具开槽深度为直径8mm。工具进给速度为0.07mm/rev。
<工具形状>
工具是多晶金刚石(PCD)多功能工具，其槽宽为2mm且横向切削刃长度为4.5mm。PCD是指通过在高温和高压下烧结金刚石颗粒而获得的烧结多晶金刚石。多功能工具是指既可用于开槽又可用于交叉进给的工具。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.03mm。凹槽的最大深度(H)为100μm。距离(A)为0.2mm。距离(D)为0.5mm。凸起部高度(F)为0.15mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。拉拔角度(θ1)为10°。
[表1]
Figure BDA0001842780480000191
如表1所示，当使用样品编号为1A至1C的切削刀具时，切屑卷曲直径为10mm以下，并且切屑状态为螺旋形。如图11所示，螺旋形切屑从具有非常小的卷曲直径的状态逐渐变大并且在其某个中点处被分割开。相比之下，当使用样品编号为1D的切削刀具时，切屑卷曲直径为30mm至50mm，并且切屑状态是不规则的。例如如图12所示，某个不规则的切屑具有大的卷曲直径，相应地很可能缠绕在工件上。例如如图13所示，另一个不规则的切屑不能整齐地卷曲并且看起来被堵塞，并且很可能缠绕在工件上。例如当使用样品编号为1D的切削刀具时，虽然切屑被分割开，但获得了如图13所示的不规则切屑。上述结果证实，将切削刀具的G/L比值设定为0.10以下可以减小切屑卷曲直径，允许切屑具有螺旋形状。
[实例2]
在该实例中，调查了值(y/H比值)对切屑长度的影响，其中该值是从一对突出部中的每个突出部的最低位置26b到断屑器凹槽10的最深部分23c的高度y除以断屑器凹槽10在最深部分23c处的深度H得到的。首先，制备样品编号为2A至2D的切削刀具。样品编号为2A至2D的切削刀具的y/H比值分别为0.1、0.3、0.5和0.7。
如图14和图15所示，用切削刀具30在工件上进行外径交叉进给。切削刀具30的进给方向是平行于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A6061。工件的尺寸是直径为10mm且长度为40mm。切削方法是外径交叉进给。切削方式是湿切削。切削距离为200m。工件的外周表面速度为250m/min。工具切削深度为0.15mm。工具进给速度为0.07mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2mm且横向切削刃长度为4.5mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.03mm。距离(A)为0.4mm。距离(D)为0.85mm。凸起部高度(F)为0.15mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。拉拔角度(θ1)为15°。
[表2]
Figure BDA0001842780480000201
如表2所示，当使用样品编号为2B的切削刀具时，切屑长度为50mm至120mm以下。当使用样品编号为2C和2D的切削刀具时，切屑长度为30mm至80mm以下。相比之下，当使用样品编号为2A的切削刀具时，切屑长度为250mm至350mm以下。认为小于0.3的y/H比值不能提供变形大到足以将切屑分割的切屑，从而导致较长的切屑。上述结果证实，将切削刀具的y/H比值设定为0.3以上可以有效地减小切屑长度。
[实例3]
在该实例中，调查了突出部的直部的长度(B)对切屑长度以及后刀面磨损量的影响。首先，制备样品编号为3A至3E的切削刀具。样品编号为3A至3E的切削刀具的直部的长度(B)分别为0.05、0.15、0.35、0.50和0.60。
如图16所示，用切削刀具30在工件上进行外径交叉进给。如图16所示，切削刀具30平行于工件旋转轴线进给，随后垂直于工件旋转轴线进给。重复这种进给方式。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A6061。工件的尺寸是直径为10mm且长度为3000mm。切削方法是外径交叉进给。切削方式是湿切削。切削距离为1,000m。工件的外周表面速度为250m/min。工具切削深度分别为0.1mm和1.5mm。交替地加工出具有小切削深度(0.1mm)的槽以及具有大切削深度(1.5mm)的槽。具有小切削深度的槽和具有大切削深度的槽中的每一个的节距为10mm。工具进给速度为0.07mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2mm且横向切削刃长度为4.5mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.03mm。凹槽的最大深度(H)为100μm。距离(A)为0.4mm。距离(D)为0.85mm。凸起部高度(F)为0.15mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。拉拔角度(θ1)为15°。
[表3]
Figure BDA0001842780480000221
如表3所示，当使用样品编号为3A的切削刀具时，切屑长度为300mm以上。当直部的长度小至约0.05mm时，在切削深度为0.1mm的加工中，横向断屑器壁表面部具有凹陷形状，相应地，实质上的断屑器宽度增加，使得切屑不能被分割成短段。还有，可以想到的是，在切削深度为1.5mm的加工中，与切屑接触的面积过小，因此降低了切屑的稳定性。
当使用样品编号为3E的切削刀具时，后刀面的磨损量变得大于使用另一切削刀具时的磨损量。当直部的长度变得大到约0.60mm时，可以想到以下情况。不能充分地获得减小切屑接触面积的效果，并且切削流体不能充分地供给到刀尖，使得与使用另一切削刀具时相比，意味着工具寿命的切屑长度更差。上述结果证实，将切削刀具的直部的长度(B)设定为0.15mm以上可以有效地减小切屑长度。还有，证实了将切削刀具的直部的长度(B)设定为0.50mm以下可以有效地减少后刀面的磨损量。
[实例4]
在该实例中，调查了从前断屑器壁表面部24c到前平台表面部9c的距离(D)对切屑卷曲直径的影响。首先，制备样品编号为4A至4F的切削刀具。样品编号4A至4F的切削刀具的距离(D)分别为0.15mm、0.3mm、0.7mm、1.1mm、1.5mm和2.0mm。
如图9和图10所示，用切削刀具30将工件开槽。切削刀具30的进给方向是垂直于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A5056。工件的尺寸是直径为20mm且长度为60mm。切削方法是开槽。切削方式是湿切削。切削距离为200m。工件的外周表面速度为350m/min。对整个槽宽进行开槽。开槽深度为直径10mm。工具进给速度为0.12mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2.5mm且横向切削刃长度为6.0mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.07mm。凹槽的最大深度(H)为100μm。距离(A)为0.4mm。凸起部高度(F)为0.1mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。拉拔角度(θ1)为15°。
[表4]
Figure BDA0001842780480000231
如表4所示，当使用样品编号为4A的切削刀具时，切屑卷曲直径为50mm以上，并且切屑状态是不规则的。当使用样品编号为4A的切削刀具时，可以想到以下情况。因过小的断屑器宽度而导致切屑叠置到刃部的上表面上，因此难以控制切屑。当使用样品编号为4F的切削刀具时，切屑卷曲直径为30mm至50mm，并且切屑状态是不规则的。当使用样品编号为4F的切削刀具时，可以想到以下情况。由于断屑器宽度过大，切屑不接触前断屑器壁表面部，并且相应地不能稳定地控制切屑，使得表现出不规则的卷曲。
相比之下，当使用样品编号为4B至4E的切削刀具时，切屑卷曲直径为20mm以下，并且切屑状态是螺旋形。上述结果证实，将切削刀具的距离(D)设定为0.3mm以上且1.5mm以下可以减小切屑卷曲直径并且允许切屑具有螺旋形状。
[实例5]
在该实例中，调查了凸起部15的高度(F)对切屑卷曲直径和凸起部状态的影响。首先，制备样品编号为5A至5E的切削刀具。样品编号为5A至5F的切削刀具的凸起部15的高度(F)分别为0.05mm、0.10mm、0.20mm、0.35mm、0.50mm和0.60mm。
如图9和图10所示，用切削刀具30将工件开槽。切削刀具30的进给方向是垂直于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金ADC12。工件的尺寸是直径为50mm且长度为50mm。切削方法是开槽。切削方式是湿切削。切削距离为150m。工件的外周表面速度为400m/min。对整个槽宽进行开槽。工具开槽深度为6mm。工具进给速度为0.07mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2.5mm且横向切削刃长度为4.5mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.03mm。凹槽的最大深度(H)为100μm。距离(A)为0.4mm。距离(D)为0.85mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。拉拔角度(θ1)为15°。
[表5]
Figure BDA0001842780480000251
如表5所示，当使用样品编号为5A的切削刀具时，切屑卷曲直径为50mm以上，并且切屑状态是不规则的。还有，凸起部及其周边被焊接。当使用样品编号为5A的切削刀具时，可以想到以下情况。由于凸起部高度过小，所以切屑接触整个前断屑器壁表面部，并且难以将切削流体施加到刀尖。这增加了切削阻力，导致焊接。当使用样品编号为5F的切削刀具时，切屑卷曲直径为30mm至50mm，并且切屑状态是不规则的。还有，凸起部的末端碎裂。当使用样品编号为5F的切削刀具时，可以想到以下情况。凸起部的末端变得尖锐以至于降低了其强度，并且相应地末端碎裂，这使得难以控制切屑。
相比之下，当使用样品编号为5B至5E的切削刀具时，切屑卷曲直径为10mm以下，并且切屑状态是螺旋形的。凸起部中未发现异常。上述结果证实，将切削刀具的凸起部15的高度(F)设定为0.10mm以上且0.50mm以下减小了切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。还证实了可以防止或减少凸起部发生异常。
[实例6]
在该实例中，调查了一对突出部12a和12b中的每个突出部与一对横向平台表面部9a和9b中的对应一个横向平台表面部之间的间距(A)对切屑长度的影响。首先，制备样品编号为6A至6F的切削刀具。样品编号为6A至6F的切削刀具的间距(A)分别为0.10mm、0.15mm、0.30mm、0.50mm、0.70mm和0.80mm。
如图14和图15所示，用切削刀具30在工件上进行外径交叉进给。切削刀具30的进给方向是平行于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A2014。工件的尺寸是直径为20mm且长度为50mm。切削方法是外径交叉进给。切削方式是湿切削。切削距离为200m。工件的外周表面速度为250m/min。工具切削深度为0.7mm。工具进给速度为0.10mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2.5mm且横向切削刃长度为4.5mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.03mm。凹槽的最大深度(H)为100μm。距离(D)为0.85mm。凸起部高度(F)为0.25mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。拉拔角度(θ1)为15°。
[表6]
Figure BDA0001842780480000261
如表6所示，当使用样品编号为6A和6F的切削刀具时，切屑长度为300mm以上。当使用样品编号为6A的切削刀具时，可以想到以下情况。由于过小的断屑器宽度而导致切屑叠置在刃部的上表面上，这使得难以控制切屑。当使用样品编号为6F的切削刀具时，可以想到以下情况。由于断屑器宽度过大，切屑与横向断屑器壁表面接触不充分，相应地不能充分地提供变形，导致切屑长。相比之下，当使用样品编号为6B至6E的切削刀具时，切屑长度为30mm至130mm。上述结果证实，将切削刀具的间距(A)设定为0.15mm以上且0.70mm以下可以有效地减小切屑长度。
[实例7]
在该实例中，调查了横向平台表面部的宽度(C)对切屑长度和以及后刀面磨损量的影响。首先，制备样品编号为7A至7F的切削刀具。样品编号为7A至7F的切削刀具的横向平台表面部的宽度(C)分别为5μm、10μm、30μm、50μm、100μm和120μm。
如图14和图15所示，用切削刀具30在工件上进行外径交叉进给。切削刀具30的进给方向是平行于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A6061。工件的尺寸是直径为10mm且长度为40mm。切削方法是外径交叉进给。切削方式是湿切削。切削距离为200m。工件的外周表面速度为200m/min。工具切削深度为1.0mm。工具进给速度为0.15mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2.5mm且横向切削刃长度为4.5mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的最大深度(H)为100μm。深度(D)为1.0mm。凸起部高度(F)为0.2mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。拉拔角度(θ1)为15°。
[表7]
Figure BDA0001842780480000281
如表7所示，当使用样品编号为7A的切削刀具时，切屑长度为250mm至350mm，并且后刀面磨损量为0.045mm。还有，刀尖碎裂。当使用样品编号为7A的切削刀具时，可以想到以下情况。由于刀尖变得尖锐但其强度降低，所以因刀尖发生碎裂而导致无法正常控制切屑。当使用样品编号为7F的切削刀具时，切屑长度为200mm至300mm，并且后刀面磨损量为0.012mm。当使用样品编号为7F的切削刀具时，可以想到以下情况。由于切屑更不容易流入断屑器凹槽，所以不能充分地控制切削，使得切屑变得较长。这导致不规则的卷曲直径。
相比之下，当使用样品编号为7B至7E的切削刀具时，切屑长度为30mm至120mm，并且后刀面磨损量为0.012mm至0.015mm。上述结果证实，将切削刀具的横向平台表面部的宽度(C)设定为10μm以上且100μm以下可以有效地减小切屑长度和后刀面磨损量。
[实例8]
在该实例中，调查了前刀面的倾斜角度(θ2)对切屑长度和后刀面磨损量的影响。首先，制备样品编号为8A至8F的切削刀具。样品编号为8A至8F的切削刀具的前刀面的倾斜角(θ2)分别为10°、15°、25°、35°、45°和55°。
如图14和图15所示，用切削刀具30在工件上进行外径交叉进给。切削刀具30的进给方向是平行于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A6061。工件的尺寸是直径为30mm且长度为60mm。切削方法是外径交叉进给。切削方式是湿切削。切削距离为200m。工件的外周表面速度为500m/min。工具切削深度为0.5mm。工具进给速度为0.08mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2.5mm且横向切削刃长度为4.5mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.03mm。凹槽的最大深度(H)为150μm。距离(A)为0.4mm。距离(D)为0.85mm。凸起部高度(F)为0.15mm。拉伸角度(θ1)为15°。
[表8]
Figure BDA0001842780480000291
如表8所示，当使用样品编号为8A的切削刀具时，切屑长度为200mm至300mm，并且后刀面磨损量为0.019mm。当使用样品编号为8A的切削刀具时，可以想到以下情况。由于在恒定的断屑器宽度情况下断屑器深度随着前角减小而逐渐减小，所以不能获得供切屑流入的足够凹槽空间，使得切屑不能被分割成短段。当使用样品编号为8F的切削刀具时，切屑长度为150mm至300mm，并且后刀面磨损量为0.051mm。还有，刀尖碎裂。当使用样品编号为8F的切削刀具时，可以想到以下情况。由于刀尖变得尖锐而其强度降低，所以因刀尖发生碎裂而导致无法正常控制切屑。
这使得由于刀尖处的碎裂而难以正常地控制切屑。
相比之下，当使用样品编号为8B至8E的切削刀具时，切屑长度为50mm至130mm，并且后刀面磨损量为0.015mm至0.020mm。上述结果证实，将切削刀具的前刀面的倾斜角度(θ2)设定为15°以上且45°以下有效地减小了切屑长度和后刀面磨损量两者。
[实例9]
在该实例中，调查了断屑器凹槽的最大深度(E)对切屑长度和后刀面磨损量的影响。首先，制备样品编号为9A至9F的切削刀具。样品编号为9A至9F的切削刀具的断屑器凹槽的最大深度(E)分别为30μm、60μm、100μm、150μm、200μm和250μm。
如图14和图15所示，用切削刀具30在工件上进行外径交叉进给。切削刀具30的进给方向是平行于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A6061。工件的尺寸是直径为20mm且长度为60mm。切削方法是外径交叉进给。切削方式是湿切削。切削距离为200m。工件的外周表面速度为300m/min。工具切削深度为0.7mm。工具进给速度为0.10mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2.5mm且横向切削刃长度为4.5mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.03mm。距离(A)为0.6mm。距离(D)为0.85mm。凸起部高度(F)为0.15mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。拉拔角度(θ1)为15°。
[表9]
Figure BDA0001842780480000311
如表9所示，当使用样品编号为9A的切削刀具时，切屑长度为250mm至350mm，并且后刀面磨损量为0.021mm。当使用样品编号为9A的切削刀具时，可以想到以下情况。因过浅的断屑器凹槽而导致不能实现用于卷曲切屑的足够空间，所以切屑加工性降低。当使用样品编号为9F的切削刀具时，切屑长度为150mm至300mm，并且后刀面磨损量为0.050mm。还有，刀尖碎裂。当使用样品编号为9F的切削刀具时，可以想到以下情况。由于加深的断屑器凹槽而导致刀尖的强度降低，并且相应地刀尖碎裂，这使得难以理想地控制切屑。
相比之下，当使用样品编号为9B至9E的切削刀具时，切屑长度为50mm至150mm，并且后刀面磨损量为0.022mm至0.026mm。上述结果证实，将切削刀具的断屑器凹槽的最大深度(E)设定为60μm以上且200μm以下有效地减小了切屑长度和后刀面磨损量。
[实例10]
在该实例中，调查了突出部的拉拔角度(θ1)对切屑卷曲直径以及加工出的槽壁表面质量的影响。首先，制备样品编号为10A至10F的切削刀具。样品编号为10A至10F的切削刀具的突出部的拉拔角度(θ1)分别为2°、5°、15°、25°、35°和45°。
如图9和图10所示，用切削刀具30将工件开槽。切削刀具30的进给方向是垂直于工件旋转轴线的方向。
<切削条件>
工件是具有圆柱形状的铝合金A6061。工件的尺寸是直径为30mm且长度为60mm。切削方法是开槽。切削方式是湿切削。切削距离为200m。工件的外周表面速度为250m/min。工具切削深度为直径8mm。工具进给速度为0.07mm/rev。
<工具形状>
工具是PCD多功能工具，其槽宽为2.5mm且横向切削刃长度为4.5mm。用于工具的材料是包含90体积百分比的平均粒径为0.5μm的金刚石的多晶硬质烧结体。保持件型号为SGWR1212。平台表面的宽度(C)为0.03mm。凹槽的最大深度(H)为10μm。距离(A)为0.4mm。距离(D)为0.85mm。凸起部高度(F)为0.15mm。前刀面的倾斜角度(θ2)为25°。
[表10]
Figure BDA0001842780480000321
如表10所示，当使用样品编号为10A的切削刀具时，切屑卷曲直径为10mm以下，并且切屑状态是螺旋形的。然而，在加工出的槽的壁表面上形成流动和凿孔。当使用样品编号为10A的切削刀具时，可以想到以下情况。切屑因拉拔而较少弯曲，并且由于摩擦加工的壁表面而形成流动或凿孔。当使用样品编号为10F的切削刀具时，切屑卷曲直径为30mm至50mm，并且切屑状态是不规则的。还有，在加工出的槽的壁表面上形成流动和凿孔。当使用样品编号为10F的切削刀具时，可以想到以下情况。过高的拉拔效应抑制了切屑的流动，这可能导致切屑的堵塞或焊接。
相比之下，当使用样品编号为10B至10E的切削刀具时，切屑卷曲直径为20mm以下，并且切屑状态是螺旋形的。还有，加工出的槽的壁面质量良好。上述结果证实，将切削刀具的突出部的拉拔角度(θ1)设定为5°以上且35°以下可以减小切屑卷曲直径，从而允许切屑具有螺旋形状。还有，加工出的槽的壁表面的质量也良好。
尽管上面已经描述了第一横向前刀面部11a通过第一底表面23a与第一横向断屑器壁表面部24a相接、第二横向前刀面部11b通过第二底表面23b与第二横向断屑器壁表面部24b相接以及前侧前刀面部11c通过第三底表面23c与前断屑器壁表面部24c相接的情况，但本发明不限于此。取决于断屑器凹槽10的宽度以及前刀面的角度，刃部2可以不具有第一底表面23a、第二底表面23b和第三底表面23c中的任何一个。换句话说，第一横向前刀面部11a可以与第一横向断屑器壁表面部24a直接相接。第二横向前刀面部11b可以与第二横向断屑器壁表面部24b直接相接。前侧前刀面部11c可以与前断屑器壁表面部24c直接相接。
应该理解的是，本文公开的实施例和实例是出于说明的目的而提出的，并且在每个方面都是非限制性的。旨在本发明的范围不限于以上描述，而是由权利要求的范围限定，并且包括与权利要求的含义和范围等同的所有修改。
附图标记列表
1主体、2刃部、4上表面、5前侧表面、6横向侧表面、6a第一横向侧表面、6b第二横向侧表面、7前切削刃、8横向切削刃、8a第一横向切削刃、8b第二横向切削刃、9平台表面、9a第一横向平台表面部、9b第二横向平台表面部、9c前平台表面部、10断屑器凹槽、10a第一凹槽、10b第二凹槽、10c第三凹槽、11前刀面、11a第一横向前刀面部、11b第二横向前刀面部、11c前侧横向前刀面部、12突出部、12a第一突出部、12b第二突出部、15凸起部、20紧固孔、22a第一倾斜表面、22b第二倾斜表面、23a第一底表面、23b第二底表面、23c第三底表面(最深部分)、24断屑器壁表面、24a第一横向断屑器壁表面部、24b第二横向断屑器壁表面部、24c前断屑器壁表面部、26a、26b末端、29a、29b上端、27第三倾斜表面、28第四倾斜表面、30切削刀具、30a第一直部、30b第二直部、31前缘部、32侧表面、33凹部、33a、33b边界、34突起部、35a第一倾斜部、35b第二倾斜部、40保持构件。

Claims (15)

1.一种切削刀具，包括：
主体；以及
刃部，其设置在所述主体上，
所述刃部包括上表面、侧表面以及平台表面，所述平台表面具有前平台表面部，
所述侧表面具有前侧表面以及与所述前侧表面相邻的一对横向侧表面，
所述平台表面与所述前侧表面之间的交叉部形成前切削刃，
所述平台表面与所述一对横向侧表面中的每个横向侧表面之间的交叉部形成一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃，
所述刃部包含80体积百分比以上的金刚石，
在所述上表面与所述平台表面之间设有断屑器凹槽，
形成所述断屑器凹槽的表面包括与所述平台表面相接的前刀面以及与所述上表面相接的断屑器壁表面，
所述上表面具有隔着所述断屑器凹槽与所述前切削刃相对的前缘部，
一对突出部设置成从所述前缘部朝向所述前切削刃延伸，所述一对突出部与所述前平台表面部是分开的，所述一对突出部之间的间距随着远离所述前切削刃而减小，
所述突出部具有与所述上表面和所述平台表面共面的上表面部分，其中，所述突出部的所述上表面部分、所述上表面和所述平台表面是经研磨的。
2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，所述一对突出部中的每个突出部均与所述平台表面分开。
3.根据权利要求2所述的切削刀具，其中，在穿过所述一对突出部中的每个突出部的末端且与所述前切削刃的延伸方向垂直的截面中，从所述一对突出部中的每个突出部的最低位置到所述断屑器凹槽的最深部分的高度除以所述断屑器凹槽在所述最深部分处的深度得到的值为0.3以上且1.0以下。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的切削刀具，其中，
所述断屑器壁表面具有前断屑器壁表面部，所述前断屑器壁表面部被置于所述一对突出部之间并且与所述前缘部相接，并且
在平面图中，在与所述前切削刃的延伸方向垂直的方向上，从所述前断屑器壁表面部到所述平台表面的距离为0.3mm以上且1.5mm以下。
5.根据权利要求4所述的切削刀具，其中，所述前断屑器壁表面部由多个凸起部形成。
6.根据权利要求5所述的切削刀具，其中，在平面图中，在与所述前切削刃的所述延伸方向垂直的所述方向上，所述多个凸起部中的每个凸起部的高度为0.1mm以上且0.5mm以下。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的切削刀具，其中，
所述平台表面具有一对横向平台表面部，每个横向平台表面部与所述一对横向侧表面中的对应一个横向侧表面相接，并且
在平面图中，在与所述横向切削刃的延伸方向垂直的方向上，所述一对突出部中的每个突出部与所述一对横向平台表面部中的对应一个横向平台表面部之间的间距为0.15mm以上且0.7mm以下。
8.根据权利要求7所述的切削刀具，其中，在与所述一对横向切削刃中的每个横向切削刃的延伸方向垂直的方向上，所述一对横向平台表面部中的每个横向平台表面部的宽度为10μm以上且100μm以下。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的切削刀具，其中，
所述平台表面具有与所述前侧表面相接的前平台表面部，并且
在平面图中，在与所述前切削刃的延伸方向垂直的方向上，所述前平台表面部的宽度为10μm以上且100μm以下。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的切削刀具，其中，所述前刀面相对于所述平台表面的倾斜角度为15°以上且45°以下。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的切削刀具，其中，所述断屑器凹槽的最大深度为60μm以上且200μm以下。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的切削刀具，其中，在平面图中，所述一对突出部中的每个突出部的拉拔角度为5°以上且35°以下。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的切削刀具，其中，
所述断屑器壁表面具有一对横向断屑器壁表面部，每个横向断屑器壁表面部面对所述一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃，并且
所述一对横向断屑器壁表面部中的每个横向断屑器壁表面部由与所述一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃平行地交替布置的凹部和突起部形成。
14.根据权利要求13所述的切削刀具，其中，
所述一对突出部中的每个突出部具有一对直部中的与所述一对横向切削刃中的对应一个横向切削刃平行的对应一个直部，并且
所述一对直部中的每个直部的长度为0.15mm以上且0.5mm以下。
15.根据权利要求14所述的切削刀具，其中，所述一对直部中的每个直部位于前切削刃侧。
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