CN109862983B - 切削刀片及可转位刀片式旋转切削工具 - Google Patents
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Abstract
该切削刀片具有作为切削刃的呈朝向前端外周侧凸出的圆弧状的圆弧状切削刃,在一对圆弧状切削刃的各后刀面彼此的交叉棱线部形成有横刃部,在圆弧状切削刃的刀尖的放射角度至少为30°以下的范围内形成有倒圆,圆弧状切削刃的与刃长方向垂直的剖面中的倒圆的曲率半径为20~40μm,在刀片正面观察中,形成在圆弧状切削刃的前端部与横刃部的横刃之间的横刃角为150~170°。
Description
技术领域
本发明涉及一种对工件实施半精加工或精加工等的切削加工的切削刀片及安装有该切削刀片的可转位刀片式旋转切削工具。
本申请基于2016年10月21日在日本申请的专利申请2016-206988号要求优先权,并且在此援引其内容。
背景技术
以往,例如在对冲模等中使用的铸铁等工件实施半精加工或精加工等的切削加工时,使用如下述专利文献1所记载的可转位刀片式球头立铣刀。
可转位刀片式球头立铣刀具备:绕中心轴旋转的工具主体;形成在工具主体的中心轴方向的前端部的狭缝状的安装座;和能够旋转地安装到安装座上且具有切削刃的板状的切削刀片。
另外,切削刃具有圆弧状切削刃,该圆弧状切削刃形成在前刀面与后刀面之间的交叉棱线上,并且朝向工具的前端外周侧凸出。在切削刀片中以中心轴为中心而180°旋转对称地形成有一对圆弧状切削刃。这些圆弧状切削刃绕中心轴旋转而形成的旋转轨迹呈朝向工具前端侧凸出的半球面状。
专利文献1:日本专利公开2004-291096号公报
然而,现有的可转位刀片式球头立铣刀具有下述问题。
例如,有时要求对实施淬火处理后的铸铁等的高硬度工件实施高切入且高进给切削加工的高效加工。另外,需要对具有断续的凹凸形状或孔等的冲模等的工件进行利用断续加工的高效加工。在这种高硬度材进行高效加工时,在良好维持工件的加工面的表面性状(加工面精度)的同时防止切削刃的缺损而延长工具寿命方面具有改善的余地。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而提出的,其目的是提供一种切削刀片及使用该切削刀片的可转位刀片式旋转切削工具,该切削刀片及使用该切削刀片的可转位刀片式旋转切削工具在用于高硬度材的高效加工的情况下,也能够良好维持加工面精度,并且能够防止缺损而延长工具寿命。
本发明的一方式涉及一种切削刀片,所述切削刀片为能够装卸地安装到绕中心轴旋转的工具主体的前端部上的板状的切削刀片,所述切削刀片的特征在于,具备:前刀面;后刀面;和形成在所述前刀面与所述后刀面之间的交叉棱线上的切削刃,所述切削刃具有呈朝向该切削刀片的前端外周侧凸出的圆弧状的圆弧状切削刃,所述圆弧状切削刃被形成为一对,一对所述圆弧状切削刃以所述中心轴为中心180°旋转对称,在一对所述圆弧状切削刃的各后刀面彼此的交叉棱线部上形成有横刃部,当对包含所述圆弧状切削刃上的规定的点及所述中心轴的基准面投射经过所述圆弧状切削刃的圆弧中心点和所述规定的点的假想直线时,所述假想直线在所述基准面内相对于所述中心轴倾斜的角度定义为放射角度,在所述圆弧状切削刃的刀尖中的所述放射角度至少为30°以下的范围内形成有倒圆,所述倒圆在所述圆弧状切削刃的与刃长方向垂直的剖面上的曲率半径为20~40μm,在从所述中心轴方向的前端朝向基端侧观察该切削刀片的刀片正面观察中,形成于所述圆弧状切削刃的前端部与所述横刃部的横刃之间的横刃角为150~170°。
另外,本发明的一方式提供一种可转位刀片式旋转切削工具,具备:绕中心轴旋转的工具主体;形成于所述工具主体的所述中心轴方向的前端部上的安装座;和能够装卸地安装到所述安装座上且具有切削刃的切削刀片,所述可转位刀片式旋转切削工具的特征在于,所述切削刀片使用上述切削刀片。
在本发明的切削刀片及可转位刀片式旋转切削工具中,对圆弧状切削刃中的至少放射角度为30°以下的范围实施倒圆。
详细而言,对圆弧状切削刃中的尤其在高硬度材的高效加工时等中易发生刀尖缺损的中心轴方向的最前端附近(放射角度为0°的附近)至放射角度为30°的区域(以下,称为圆弧状切削刃的前端部附近)实施倒圆。并且,在圆弧状切削刃的与刃长方向垂直的剖面(与切削刃垂直的剖面)中,倒圆的曲率半径为20~40μm。由此,能够充分提高工件的加工面精度的同时,防止圆弧状切削刃及与该圆弧状切削刃的前端侧相连的横刃部的缺损。
具体而言,由于圆弧状切削刃的倒圆的曲率半径为20μm以上,因此例如在对实施淬火处理后的铸铁等的高硬度工件进行利用断续加工的半精加工等的高效加工的情况下,也能够充分确保圆弧状切削刃的前端部附近的刀尖强度,并且防止崩刀。即,由于圆弧状切削刃的刀尖被适度倒圆,能抑制因与工件接触时的冲击或过切导致的刀尖缺损等。
另一方面,如果圆弧状切削刃的倒圆的曲率半径小于20μm,则在如上所述的高效加工时,无法在圆弧状切削刃的前端部附近确保刀尖强度,容易发生崩刀。
另外,由于圆弧状切削刃的倒圆的曲率半径为40μm以下,因此能够将该圆弧状切削刃的刀尖维持为尖锐,并且能确保锋利度,在如上所述的高效加工时,也能够良好维持工件的加工面的表面性状。
另一方面,如果圆弧状切削刃的倒圆的曲率半径大于40μm,则圆弧状切削刃的锋利度下降,影响工件的加工面的表面性状。
另外,在从中心轴方向的前端朝向基端侧观察切削刀片的刀片正面观察中,形成在圆弧状切削刃的前端部与横刃部的横刃之间的横刃角为150~170°。由此,能提高工件的加工面精度的同时,显著防止横刃部附近的缺损。
此外,上述横刃角是指在刀片正面观察中圆弧状切削刃与横刃交叉形成的锐角及钝角中的钝角的角度。
具体而言,由于横刃角为150°以上,因此能够通过抑制横刃相对于圆弧状切削刃的前端部的倾斜度过大,防止在圆弧状切削刃与横刃的连接部分形成急剧弯曲的部分(弯曲部),并且能防止因应力集中在该弯曲部而引起的缺损。另外,如果横刃角为150°以上,则由于容易确保横刃部的长度(圆弧状切削刃的前端部的沿刃长方向的长度),因此与此相应地还容易确保暂时保持从圆弧状切削刃的前端部排出的切屑的凹部(与横刃部相邻的容屑槽)的容量。由此,在如上所述的高效加工时,也能够良好维持从圆弧状切削刃的前端部等生成的切屑的排出性,从而防止发生因切屑堵塞引起的横刃部附近的缺损。
另一方面,如果横刃角小于150°,则容易形成上述弯曲部,并且容易发生起因于该弯曲部的缺损。另外,横刃部的长度较短,无法稳定地排出从圆弧状切削刃的前端部等生成的切屑,因此在横刃部附近容易发生缺损。
另外,由于横刃角为170°以下,因此能抑制横刃相对于圆弧状切削刃的前端部的倾斜度过缓,从而缩小横刃的长度(横刃的棱线方向的长度)。如果横刃的长度被控制为较小,则能够使圆弧状切削刃绕中心轴的旋转轨迹接近预期的半球面(特别是,容易使圆弧状切削刃的最前端附近的旋转轨迹与半球面一致),并且圆弧状切削刃的R精度(实际圆弧状切削刃相对于上述预期的半球面沿放射方向凹凸的偏移量)被控制在±5μm的范围内。
另一方面,如果横刃角大于170°,则横刃相对于圆弧状切削刃的前端部的倾斜度过缓,横刃的长度变长,无法良好维持圆弧状切削刃的R精度。因此,影响工件的加工面精度。
综上,根据本发明,在用于高硬度材的高效加工的情况下,也能够良好维持加工面精度,并且能防止缺损并延长工具寿命。
另外,对上述切削刀片来说,优选所述倒圆的曲率半径随着沿所述圆弧状切削刃的刃长方向从最前端朝向最外周点侧而逐渐变小。
本发明的发明人进行反复深入研究的结果发现,在将切削刀片用于高效加工的情况下,最难确保圆弧状切削刃的前端部附近的刀尖强度(即,最容易发生缺损),并且随着沿该圆弧状切削刃的刃长方向从最前端朝向最外周点侧而容易确保刀尖强度(难以发生缺损)。另外,确认到在圆弧状切削刃的前端部发生缺损的情况下,与该圆弧状切削刃的前端侧相连的横刃部也容易发生缺损。
因此,如上述结构那样,通过使倒圆的曲率半径随着沿圆弧状切削刃的刃长方向从最前端朝向最外周点侧而逐渐变小,从而能够在圆弧状切削刃的前端部附近良好维持加工面精度的同时,还充分确保刀尖强度,并且显著防止圆弧状切削刃的从前端部至横刃部的区域的缺损。另外,通过在圆弧状切削刃的与沿刃长方向的前端部附近相比更靠最外周点侧的区域,使倒圆的曲率半径逐渐减小,从而能够进一步提高加工面精度。
另外,对于上述切削刀片来说,优选在所述圆弧状切削刃的刃长方向的整个区域形成有所述倒圆。
在该情况下,能得到在圆弧状切削刃的刃长方向的整个区域防止刀尖缺损的效果,并且能应对各种各样的切削方式。
另外,对于上述切削刀片来说,优选所述切削刀片的工具刃径D(mm)为6~50mm,在所述刀片正面观察中,所述横刃部的沿与所述圆弧状切削刃的前端部的刃长方向垂直的宽度方向的横刃厚度L1(mm)满足0.007×D≤L1≤0.024×D。
在该情况下,由于切削刀片的工具刃径D(mm)为6~50mm,并且横刃部的横刃厚度L1(mm)满足0.007×D≤L1≤0.024×D,因此能够良好维持工件的加工面精度的同时,提高横刃部附近的耐缺损性。
具体而言,由于切削刀片的工具刃径D(mm)为6~50mm,并且横刃部的横刃厚度L1(mm)为0.007×D(mm)以上,因此能够充分提高横刃部的强度,并且进一步有效地防止横刃部的缺损。
另外,由于切削刀片的工具刃径D(mm)为6~50mm,并且横刃部的横刃厚度L1(mm)为0.024×D(mm)以下,因此能抑制横刃部过厚的同时抑制横刃的长度过长,从而防止横刃影响加工面精度。
另外,对于上述切削刀片来说,优选在所述刀片正面观察中,在所述横刃部上形成有直线状的棱线部,所述棱线部沿所述圆弧状切削刃的前端部的刃长方向而在所述圆弧状切削刃的延长线上延伸,并且横刃交叉量为0.10~0.20mm,所述横刃交叉量为沿所述刃长方向的所述棱线部中的与所述圆弧状切削刃的最前端相反的一侧的边缘和所述中心轴之间的距离。
在该情况下,由于横刃交叉量为0.10~0.20mm,因此能够良好维持工件的加工面精度的同时,防止在横刃部附近发生缺损。
具体而言,由于横刃交叉量为0.10mm以上,因此能够充分确保暂时保持从圆弧状切削刃的前端部(最前端附近)等排出的切屑的凹部(与横刃部相邻的容屑槽)的容量。由此,在高效加工时,也能够良好维持从圆弧状切削刃的前端部等生成的切屑的排出性,从而防止因切屑堵塞而在横刃部附近发生缺损。
另外,由于横刃交叉量为0.20mm以下,因此能抑制横刃的长度与横刃交叉量一同过长,从而良好维持圆弧状切削刃的R精度。因此,能够良好维持工件的加工面精度。
另外,对于上述切削刀片来说,优选在所述横刃的棱线方向的两端连接有一对所述圆弧状切削刃,所述横刃的后角在一对所述圆弧状切削刃中随着从具有与所述横刃的后刀面共同的后刀面的一个所述圆弧状切削刃沿所述棱线方向朝向另一个所述圆弧状切削刃侧而逐渐变大。
在该情况下,在切削加工时,在横刃的后刀面区域(横刃部中的在工具旋转方向的相反侧与横刃相邻的区域)中,该横刃的后角随着沿横刃的棱线方向从中心轴朝向横刃的边缘侧而变小。即,越是横刃中的切削加工时圆周速度(绕中心轴旋转的速度)加快且从工件受到的阻力也容易变大的棱线方向的边缘附近,越能够将该横刃的后刀面区域的刀座后部确保为较大(较厚),其结果能提高横刃部的强度并防止缺损。
另外,在该情况下,在横刃的前刀面区域(横刃部中的在工具旋转方向与横刃相邻的区域)中,该横刃的前角随着沿横刃的棱线方向从中心轴朝向横刃的边缘侧而变大。即,越是横刃中的切削加工时圆周速度加快且从工件受到的阻力也容易变大的棱线方向的边缘附近,越能够将该横刃的前刀面的阻力控制为较小,从而抑制对加工面精度的影响。
另外,对于上述切削刀片来说,优选所述圆弧状切削刃的前端部上的后角小于15°。
在该情况下,由于圆弧状切削刃的前端部上的后角小于15°,因此能够在圆弧状切削刃的前端部大幅确保后刀面区域的刀座后部(即,能提高刚性),并且提高该前端部的切削刃强度。
此外,为了使上述作用效果进一步显著,最好圆弧状切削刃的前端部上的后角为11°以下。
另外,对于上述切削刀片来说,优选所述圆弧状切削刃的最外周点上的螺旋角为26~32°。
在该情况下,由于圆弧状切削刃的最外周点上的螺旋角为26~32°,因此能够良好维持排屑性并提高切削精度的同时,确保切削刀片的刚性。
具体而言,由于圆弧状切削刃的最外周点上的螺旋角为26°以上,因此能提高圆弧状切削刃的最外周点附近的锋利度,并且容易朝向中心轴方向的基端侧排出由最外周点附近切削生成的切屑。因此,能够良好维持排屑性,并且稳定地提高加工面精度。
另外,由于圆弧状切削刃的最外周点上的螺旋角为32°以下,因此能抑制切削加工时作用于切削刀片的背分力(朝向中心轴方向的基端侧的力)过大,并且能够大幅确保切削刃的刀座后部。由此,能够有效地抑制因切削加工时较大的背分力引起的颤振等,能提高加工面精度,并且还能提高切削刀片的刚性并防止缺损或裂损等。
另外,对于上述切削刀片来说,优选所述圆弧状切削刃呈朝向绕所述中心轴的工具旋转方向凸出的圆弧状,所述圆弧状切削刃中的朝向所述工具旋转方向最突出的最凸点配置在所述放射角度为30~47°的范围内。
在该情况下,由于圆弧状切削刃中的朝向工具旋转方向的最凸点配置在放射角度为30~47°的范围内,因此能够将切削阻力控制为较小,并且能够良好维持排屑性并提高加工面精度。
具体而言,由于圆弧状切削刃中的朝向工具旋转方向的最凸点配置在放射角度为30°以上的范围内,因此能够在圆弧状切削刃的从沿刃长方向的最前端至最凸点的区域中防止轴向前角向负(negative)角侧过大,其结果能够在圆弧状切削刃的前端部附近将切削阻力控制为较小,并且能抑制切削堵塞并良好维持排屑性。
另外,由于圆弧状切削刃中的朝向工具旋转方向的最凸点配置在放射角度为47°以下的范围内,因此能够将圆弧状切削刃的从沿刃长方向的最前端至最凸点的区域即轴向前角为负角的区域抑制为较短,在切削阻力的降低化方面很有效。另外,能够将圆弧状切削刃的从沿刃长方向的最凸点至最外周点的区域即轴向前角为正(positive)角的区域确保为较长,在提高排屑性方面很有效。即,能提高圆弧状切削刃的从最凸点至最外周点的区域中的锋利度,并且容易朝向中心轴方向的基端侧排出由所述区域切削生成的切屑。因此,能够良好维持排屑性,并且稳定地提高加工面精度。
另外,对于上述切削刀片来说,优选在与所述基准面垂直且包含所述假想直线的假想平面内,将作为所述圆弧状切削刃的前刀面相对于所述基准面倾斜的角度的实际前角定义为放射方向前角时,所述放射角度为0°的所述放射方向前角大于所述放射角度为90°的所述放射方向前角,并且为所述最凸点上的所述放射方向前角以下,所述放射方向前角的最大值设定在所述放射角度为20~40°的范围内,所述放射方向前角随着从所述圆弧状切削刃的所述最凸点朝向最外周点逐渐变小。
在上述结构中,由于在将放射角度为0°的放射前角的值设为α,将放射角度为90°的放射前角的值设为β,将圆弧状切削刃的朝向工具旋转方向的最凸点上的放射方向前角的值设为γ时圆弧状切削刃的放射方向前角满足β<α≤γ的关系,因此能提高对工件的切入性并抑制颤振的同时,能提高加工面精度,并且能确保切削刃强度。
具体而言,由于圆弧状切削刃的放射方向前角满足β<α的关系,因此能减小圆弧状切削刃的最前端附近的切削阻力并提高对工件的切入性,并且能够在切屑厚度增加的圆弧状切削刃的最外周点附近确保充分的切削刃强度。
另外,由于圆弧状切削刃的放射方向前角满足α≤γ的关系,因此能够在与工件最先接触的圆弧状切削刃的工具旋转方向的最凸点上,将切削阻力控制为较小,能提高对工件的切入性并抑制颤振,并且提高加工面精度。
另外,由于放射方向前角的最大值设定在放射角度20~40°的范围内,因此容易将圆弧状切削刃中的放射方向前角的最大值配置在该圆弧状切削刃的从沿刃长方向的前端部附近至最凸点的区域。
详细而言,圆弧状切削刃在工具旋转方向的最凸点上与工件最先接触,之后与工件的接触区域沿该圆弧状切削刃的刃长方向朝向最前端侧和最外周点侧扩展。即在圆弧状切削刃中,与沿刃长方向的最凸点相比,最前端侧的圆弧状切削刃的轴向前角为负角,与最凸点相比,最外周点侧的圆弧状切削刃的轴向前角为正角。
因此,如果在圆弧状切削刃的从沿刃长方向的前端部附近至最凸点的区域,放射方向前角为最大值(即,锋利度最高的刀尖形状),则所述区域的轴向前角为负角的同时还降低切削阻力,从而能够良好维持锋利度。
另外,由于放射方向前角在圆弧状切削刃的从工具旋转方向的最凸点至最外周点逐渐缩小(连续减小),因此能够充分确保该圆弧状切削刃中的切屑厚度容易变厚的最外周点侧的刀尖强度。
另外,对于上述切削刀片来说,优选在该切削刀片的朝向厚度方向的两个面中,与所述前刀面朝向相同方向的面为正面,与所述前刀面朝向相反方向的面为背面时,沿所述厚度方向的所述圆弧状切削刃的最外周点和所述背面之间的距离大于沿所述厚度方向的所述最外周点和所述正面之间的距离。
在该情况下,在圆弧状切削刃中的刀座后部容易变薄的最外周点附近,也能够将刀座后部的厚度确保为足够大,并且能提高切削刀片的刚性。由此,能够在圆弧状切削刃的最外周点附近有效地防止切削刃的缺损或切削刀片的裂损等。
根据本发明的切削刀片及可转位刀片式旋转切削工具,在用于高硬度材的高效加工的情况下,也能够良好维持加工面精度,并且能防止缺损并延长工具寿命。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的可转位刀片式旋转切削工具的立体图。
图2是可转位刀片式旋转切削工具的主视图。
图3是可转位刀片式旋转切削工具的俯视图。
图4是可转位刀片式旋转切削工具的侧视图。
图5是表示可转位刀片式旋转切削工具的工具主体的主视图。
图6是表示可转位刀片式旋转切削工具的工具主体的俯视图。
图7是表示可转位刀片式旋转切削工具的工具主体的侧视图。
图8是表示切削刀片的立体图。
图9是表示切削刀片的俯视图,并且是用于说明放射角度及放射方向前角的图。
图10是切削刀片的侧视图。
图11是切削刀片的主视图。
图12是放大表示图11的横刃部的图。
图13是表示图12的A-A剖面的图。
图14是表示图12的B-B剖面的图。
图15是表示切削刀片的圆弧状切削刃中的放射方向前角分布的图表。
图16是表示切削刀片的横刃部的变形例的放大图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的一实施方式所涉及的切削刀片5及具备该切削刀片5的可转位刀片式旋转切削工具进行说明。在本实施方式中,可转位刀片式旋转切削工具为可转位刀片式球头立铣刀6。该可转位刀片式球头立铣刀6例如适合对实施淬火处理后的铸铁等的高硬度工件进行利用断续加工的半精加工或精加工等的高效加工。
如图1~图4所示,可转位刀片式球头立铣刀6具备:绕中心轴C旋转的大致圆柱状的工具主体1;安装座3,形成在工具主体1的中心轴C方向的前端部2;和切削刀片5,能够装卸地安装到安装座3上且具有切削刃4。
本实施方式的可转位刀片式球头立铣刀6具备由钢材等形成的工具主体1和由比工具主体1更硬的硬质合金等形成的切削刀片5。呈板状的切削刀片5在其刀片中心轴与工具的中心轴C对齐的状态下能够装卸地安装到形成于工具主体1的前端部2的安装座(刀片安装座)3上。安装在安装座3上的切削刀片5的切削刃4向工具主体1的前端侧及径向外侧突出而配置。
可转位刀片式球头立铣刀6的工具主体1的基端部(刀柄部)安装在机床的主轴(未图示)上,随着主轴的旋转驱动,可转位刀片式球头立铣刀6沿绕中心轴C的工具旋转方向R旋转。并且,通过将工具主体1与主轴一同沿与中心轴C交叉的方向或沿中心轴C方向送出,切削刀片5的切削刃4切入由金属材料等形成的工件,并且实施旋转切削加工(铣削加工)。此外,优选在例如4~6轴的多轴控制加工中心等的机床中使用本实施方式的可转位刀片式球头立铣刀6。
在本实施方式中,将工具主体1的中心轴C所延伸的方向即沿中心轴C的方向称为中心轴C方向。另外,在中心轴C方向中,将从工具主体1的刀柄部朝向安装座3的方向(图3及图4中的左侧)称为前端侧,将从安装座3朝向刀柄部的方向(图3及图4中的右侧)称为基端侧。
另外,将与中心轴C正交的方向称为径向。在径向中,将靠近中心轴C的方向称为径向内侧,将远离中心轴C的方向称为径向外侧。
另外,将环绕中心轴C周围的方向称为圆周方向。在圆周方向中,将切削时工具主体1因主轴的旋转而旋转的朝向称为工具旋转方向R,将与该工具旋转方向R相反的旋转方向称为工具旋转方向R的相反侧(即,反工具旋转方向)。
此外,在刀片中心轴与可转位刀片式球头立铣刀6的中心轴C对齐(同轴配置)的切削刀片5中也同样适用上述朝向(方向)的定义。因此,在表示切削刀片5的图9~图12中,使用与中心轴C相同的附图标记C来表示刀片中心轴。另外,有时将刀片中心轴简称为中心轴C。
如图1~图7所示,安装座3具备:狭缝状的刀片嵌合槽7,在工具主体1的前端部2上被形成为包含工具的中心轴C且沿径向延伸;和固定用螺钉8,用于固定插入到刀片嵌合槽7中的切削刀片5。
在图5~图7中,刀片嵌合槽7在工具主体1的前端面上开口,并且还沿工具主体1的径向延伸并在工具主体1的外周面上开口。
刀片嵌合槽7具备:平面状的一对内壁7a、7b,以中心轴C为中心彼此平行地相对配置;和底壁7c,配置在该刀片嵌合槽7中的基端侧的端部且用于将一对内壁7a、7b彼此连接。底壁7c朝向中心轴C方向的前端侧,并且呈朝向基端侧凹陷的剖面凹V字状。
由于在工具主体1的前端部2形成有狭缝状的刀片嵌合槽7,工具主体1的前端部2具有沿径向分割为两个的一对前端半体部2a、2b。
一对前端半体部2a、2b分别呈大致半圆形的板状。另外,前端半体部2a、2b的各前端侧部分随着朝向前端侧而厚度逐渐变薄。
在工具主体1的前端部2上形成有刀片固定用螺纹孔2c,该刀片固定用螺纹孔2c从一对前端半体部2a、2b中的一个前端半体部2a的外表面朝向径向内侧延伸,并且与刀片嵌合槽7交叉并到达另一个前端半体部2b内。刀片固定用螺纹孔2c的螺纹孔中心轴在前端部2中沿径向延伸,具体而言,沿径向中的与刀片嵌合槽7在工具主体1的径向上延伸的方向正交的方向延伸。
在刀片固定用螺纹孔2c中,形成于一个前端半体部2a的孔部分的内径大于形成于另一个前端半体部2b的孔部分的内径。另外,在形成于另一个前端半体部2b的孔部分的内周面上形成有与固定用螺钉8的外螺纹部螺合的内螺纹部。在刀片固定用螺纹孔2c中,形成于至少一个前端半体部2a的孔部分为贯通孔。在本实施方式的例中,一个前端半体部2a及另一个前端半体部2b的各孔部分分别为贯通孔。
如图8~图11所示,切削刀片5具备:板状的刀片主体15;形成于刀片主体15的前刀面和后刀面;形成于前刀面与后刀面之间的交叉棱线上的切削刃4;以及形成于刀片主体15上且沿厚度方向贯通该刀片主体15的螺钉插通孔18。此外,厚度方向与刀片中心轴C垂直,螺钉插通孔18的中心轴与刀片中心轴C正交。
本实施方式的切削刀片5呈以中心轴C为中心(对称轴)的正背反转对称形状(180°旋转对称形状),并且具备一对(两组)切削刃4。即,该切削刀片5为双刃切削刀片。
刀片主体15呈大致平板形状。在刀片主体15的朝向厚度方向的两面(正面及背面)上形成有呈与该厚度方向垂直的平面状的一对平面部16、17。另外,在刀片主体15的朝向中心轴C方向的基端侧的面上形成有顶面19,该顶面19呈朝向基端侧突出的剖面凸V字状。
在将该切削刀片5插入到安装座3的刀片嵌合槽7中时,一对平面部16、17与刀片嵌合槽7的内壁7a、7b抵接。另外,顶面19与刀片嵌合槽7的底壁7c抵接。由此,能限制切削刀片5相对于刀片嵌合槽7向径向及圆周方向移动。
螺钉插通孔18为沿厚度方向贯通刀片主体15且在一个平面部16和另一个平面部17上开口形成的贯通孔。在将切削刀片5安装并固定于安装座3时,向螺钉插通孔18插通固定用螺钉8。
详细而言,在将切削刀片5插入到安装座3的刀片嵌合槽7中的状态下,通过从一个前端半体部2a的刀片固定用螺纹孔2c的孔部分插入固定用螺钉8,并且将该固定用螺钉8插通到切削刀片5的螺钉插通孔18内并使之与另一个前端半体部2b的刀片固定用螺纹孔2c的孔部分螺接,从而切削刀片5固定到安装座3。另外,能限制切削刀片5从刀片嵌合槽7中脱离。
切削刃4形成在刀片主体15中的中心轴C方向的前端部至径向外侧的端部。
一对切削刃4分别具备:圆弧状切削刃(底切削刃)11,呈朝向刀片主体15(切削刀片5)的前端外周侧(前端侧及外周侧)凸出的圆弧状;和外周切削刃9,与作为圆弧状切削刃11的径向外侧的边缘且还作为中心轴方向C的基端侧的边缘的最外周点S连接,并且从该最外周点S朝向中心轴C方向的基端侧延伸。
圆弧状切削刃11和外周切削刃9在最外周点S上彼此连接,即,圆弧状切削刃11和外周切削刃9以在彼此连接的部分具有共同的切线的方式光滑地连接。
另外,一对圆弧状切削刃11彼此被形成为以中心轴C为中心而180°旋转对称,一对外周切削刃9彼此被形成为以中心轴C为中心而180°旋转对称。
如图10及图11所示,圆弧状切削刃11呈朝向绕中心轴C的工具旋转方向R凸出的圆弧状。在本实施方式中,将圆弧状切削刃11中的朝向工具旋转方向R最突出的点称为最凸点Q。
圆弧状切削刃11的朝向工具旋转方向R的最凸点Q配置在放射角度θ为30~47°的范围内。
上述“放射角度θ”为在图9中将经过圆弧状切削刃11的圆弧中心点O和规定的点F的假想直线VL投射到包含圆弧状切削刃11上的规定的点F及中心轴C的基准面Pr时,假想直线VL在基准面Pr内相对于中心轴C倾斜的角度θ。此外,“基准面Pr”为与可转位刀片式球头立铣刀6的工具主运动方向(工具旋转方向R)垂直的假想平面,在该假想平面的面内包含中心轴C及圆弧状切削刃11上的规定的点F。另外,“将假想直线VL投射到基准面Pr”是指以与基准面Pr垂直的方式投射假想直线VL。另外,“假想直线VL在基准面Pr内相对于中心轴C倾斜的角度”是指在基准面Pr内假想直线VL与中心轴C交叉形成的锐角及钝角中的锐角的角度。此外,“圆弧状切削刃11的圆弧中心点O”在从厚度方向观察切削刀片5的俯视图(图9)中位于中心轴C上。另外,在从与厚度方向和中心轴C正交的方向观察切削刀片的侧视图(图10)中,圆弧中心点O作为厚度方向上的位置而位于中心轴C上。
如图11所示,在从中心轴C方向的前端朝向基端侧观察切削刀片5的刀片正面观察中,具有最凸点Q的一对圆弧状切削刃11整体呈以中心轴C为中心的大致S字状。
圆弧状切削刃11绕中心轴C旋转而得到的旋转轨迹呈在中心轴C上具有中心并且朝向前端侧凸出的半球面状。
圆弧状切削刃11中的沿径向的每单位长度朝向中心轴C的变位量(即,相对于与中心轴C垂直的假想平面的倾斜度)随着从该圆弧状切削刃11的径向外端(最外周点S)朝向径向内侧而逐渐变小,在径向内端为零。换言之,圆弧状切削刃11的径向内端上的切线与和中心轴C垂直的假想平面平行。
圆弧状切削刃11的径向内端也为该圆弧状切削刃11中的中心轴C方向的前端侧的边缘。在本实施方式中,将圆弧状切削刃11的前端侧的边缘称作最前端P。
在切削刃4的朝向工具旋转方向R的前刀面中的、与圆弧状切削刃11相邻的部分(在基端内周侧与圆弧状切削刃11相邻的部分)形成有圆弧状切削刃11的前刀面12。在本实施方式的例中,圆弧状切削刃11的前刀面12呈朝向工具旋转方向R凸出的曲面状。
如图9所示,在与基准面Pr垂直且包含假想直线VL的假想平面VS内,将作为圆弧状切削刃11的前刀面12相对于基准面Pr倾斜的角度的实际前角定义为放射方向前角δ。
如图15所示,在本实施方式的例中,放射方向前角δ在圆弧状切削刃11的刃长方向(圆弧状切削刃11的延伸方向)的整个区域被设定为负(negative)角。即,在放射角度θ为0~90°的范围内,放射方向前角δ为负角。此外,在图15中示出打点本实施方式的一例所涉及的切削刀片的放射方向前角δ的实测值的同时通过曲线连接这些点而成的分布图。
另外,放射角度θ为0°时的放射方向前角δ大于放射角度θ为90°时的放射方向前角δ,并且为最凸点Q上的放射方向前角δ以下。即,在将放射角度θ为0°时的放射方向前角δ的值设为α,将放射角度θ为90°时的放射方向前角δ的值设为β,将圆弧状切削刃11的朝向工具旋转方向R的最凸点Q上的放射方向前角δ的值设为γ时,圆弧状切削刃11的放射方向前角δ满足β<α≤γ的关系。
放射方向前角δ的最大值设定在放射角度θ为20~40°的范围内。在本实施方式中,放射方向前角δ的最大值配置在从圆弧状切削刃11的沿刃长方向的前端部附近至最凸点Q之间。
另外,放射方向前角δ随着从圆弧状切削刃11的最凸点Q朝向最外周点S而逐渐变小。
在图9的本实施方式的例中,圆弧状切削刃11的圆弧中心点O位于螺钉插通孔18的中心轴上。另外,在图9及图10中用附图标记M表示的是与切削刀片的中心轴C垂直且包含圆弧中心点O的假想平面。在本实施方式的例中,圆弧状切削刃11的最外周点S位于假想平面M上。
在图10中,圆弧状切削刃11的最外周点S上的螺旋角ε为正(positive)角,具体而言为26~32°。螺旋角ε相当于圆弧状切削刃11的最外周点S上的轴向前角。
在图10所示的切削刀片5的侧面观察中,将该切削刀片5(刀片主体15)的朝向厚度方向的两面中的、与切削刃4的前刀面朝向相同方向的面(配置有平面部16的面)设为正面,将与前刀面朝向相反方向的面(配置有平面部17的面)设为背面。在本实施方式的例中,切削刀片5的从沿厚度方向的最外周点S至背面(平面部17)的距离T2大于切削刀片5的从沿厚度方向的圆弧状切削刃11的最外周点S至正面(平面部16)的距离T1。
在图9中,在圆弧状切削刃11的刀尖中的放射角度θ至少为30°以下的范围内形成有倒圆。在本实施方式的例中,在圆弧状切削刃11的刃长方向的整个区域(即,在放射角度θ为90°以下的范围内)形成有倒圆。
在圆弧状切削刃11的与刃长方向垂直的剖面(与切削刃4垂直的剖面)中,倒圆的曲率半径为20~40μm。另外,倒圆的曲率半径随着沿圆弧状切削刃11的刃长方向从最前端P朝向最外周点S侧而逐渐变小。如果列举本实施方式的一例,则倒圆的曲率半径在圆弧状切削刃11的沿刃长方向的最前端P附近(放射角度θ为0°的附近)为32μm,在放射角度θ为45°附近为21μm,在圆弧状切削刃11的沿刃长方向的最外周点S附近(放射角度θ为90°的附近)为16μm。即,圆弧状切削刃11的最前端P附近的倒圆的曲率半径为圆弧状切削刃11的最外周点S附近的倒圆的曲率半径的两倍以上。
为了在制造切削刀片5时对圆弧状切削刃11的刀尖赋予这种倒圆,例如利用金刚石磨粒分散于毛刷部而成的专用毛刷等,来实施如圆弧状切削刃11和专用毛刷进行三维相对运动的刀尖处理即可。作为一例,可在呈大致圆筒形状的专用毛刷绕旋转轴旋转的状态下,使圆弧状切削刃11沿与毛刷旋转轴平行的方向变更相对速度的同时经过毛刷内部,并且根据此时的圆弧状切削刃11与毛刷之间的交叉角度或交叉速度的最佳化来改变倒圆的外观。
如图8、图10及图11所示,在刀片主体15的外周面中的、与圆弧状切削刃11相邻的部分(在工具旋转方向R的相反侧与圆弧状切削刃11相邻的部分)形成有圆弧状切削刃11的后刀面13。圆弧状切削刃11的后刀面13以随着从该圆弧状切削刃11朝向工具旋转方向R的相反侧,从该圆弧状切削刃11绕中心轴C的旋转轨迹所成的假想半球面朝向径向内侧后退的方式倾斜,由此对圆弧状切削刃11赋予后角。
在本实施方式的例中,圆弧状切削刃11的前端部中的后角小于15°。优选圆弧状切削刃11的前端部中的后角为11°以下。
在图11及图12中,在一对圆弧状切削刃11的各后刀面13彼此的交叉棱线部形成有横刃部20。横刃部20配置在切削刀片5(刀片主体15)的前端部,并且位于中心轴C上。横刃部20具有横刃21,该横刃21形成在一对圆弧状切削刃11的各后刀面13彼此的交叉棱线上。即,在横刃部20中,两个后刀面13经由横刃21连接。横刃21与中心轴C正交并沿径向延伸。
如图12所示,在从中心轴C方向的前端朝向基端侧观察切削刀片5的刀片正面观察中,形成在圆弧状切削刃11的前端部(最前端P附近)与横刃部20的横刃21之间的横刃角σ为150~170°。
此外,上述横刃角σ是指在刀片正面观察中圆弧状切削刃11与横刃21交叉形成的锐角及钝角中的钝角的角度。
切削刀片5的工具刃径D(mm)为6~50mm,在图12所示的刀片正面观察中,横刃部20的沿与圆弧状切削刃11的前端部的刃长方向(图12中的左右方向)垂直的宽度方向(图12中的上下方向)的横刃厚度L1(mm)满足0.007×D≤L1≤0.024×D。此外,切削刀片5的工具刃径D(mm)为以圆弧状切削刃11的最外周点S与中心轴C之间的距离为半径的圆的直径,具有圆弧状切削刃11的最外周点S与中心轴C之间的距离的两倍长度。
另外,在该刀片正面观察中,在横刃部20上沿圆弧状切削刃11的前端部的刃长方向形成有直线状的棱线部22,该棱线部22在圆弧状切削刃11的延长线上延伸,并且横刃交叉量L2为0.10~0.20mm,所述横刃交叉量为棱线部22中的与圆弧状切削刃11的最前端P相反的一侧的边缘23和中心轴C之间的沿所述刃长方向的距离。
在横刃部20的宽度方向的两端形成有一对棱线部22,并且该一对棱线部22被配置为比圆弧状切削刃11的最前端P更向中心轴C方向的基端侧后退。另外,在棱线部22的边缘23连接有呈凹曲线状的横刃圆弧部24。棱线部22和横刃圆弧部24以在边缘23上彼此相切的方式光滑地连接。
另外,如图12所示,在从中心轴C方向的前端朝向基端侧观察切削刀片5的刀片正面观察中,在横刃圆弧部24的延伸方向的两个边缘中的、位于与棱线部22的边缘23相反的一侧的边缘上连接有棱线部25。棱线部25呈直线状,并且以在与横刃圆弧部24连接的边缘上具有与该横刃圆弧部24共同的切线的方式,与横刃圆弧部24光滑地连接。
由棱线部22、25及横刃圆弧部24包围的凹部26作为暂时保持切屑的排屑用容屑槽发挥功能。在本实施方式的例中,在该刀片正面观察中,形成在棱线部22与棱线部25之间的角度ζ呈锐角。
在横刃21的棱线方向(横刃21的棱线所延伸的方向)的两端连接有一对圆弧状切削刃11的最前端P。
如图12~图14所示,横刃21的后角η随着从一对圆弧状切削刃11中的具有与横刃21的后刀面13A(13)共同的后刀面13A(13)的一个圆弧状切削刃11A(11)沿横刃21的棱线方向朝向另一个圆弧状切削刃11B(11)侧而逐渐变大。此外,后角η为横刃21的后刀面13A和与中心轴C正交的面所成的角度。
另外,该切削刀片5被形成为以中心轴C为中心而正背旋转对称(180°旋转对称)。因此,横刃21的后角λ随着从一对圆弧状切削刃11中的具有与横刃21的后刀面13B(13)共同的后刀面13B(13)的另一个圆弧状切削刃11B(11)沿横刃21的棱线方向朝向一个圆弧状切削刃11A(11)而逐渐变大。此外,后角λ为横刃21的后刀面13B和与中心轴C正交的面所成的角度。
详细而言,由于横刃21形成在一对圆弧状切削刃11A、11B的各后刀面13A、13B彼此的交叉棱线上,因此横刃21的后角η、λ设定在夹着该横刃21的棱线的两侧。
在图13及图14中,用附图标记η所示的后角表示以位于图12的横刃21的左上方的后刀面13A为基础的横刃21的后角η,用附图标记λ所示的后角表示以位于图12的横刃21的右下方的后刀面13B为基础的横刃21的后角λ。
换句话说明上述结构,可以说本实施方式具有下述结构。
即,横刃21的前角(将图13及图14中的横刃21的右方的后刀面13B看作前刀面时的前角)随着从一对圆弧状切削刃11中的具有与横刃21的后刀面13A(13)共同的后刀面13A(13)的一个圆弧状切削刃11A(11)沿横刃21的棱线方向朝向另一个圆弧状切削刃11B(11)侧而逐渐变小。
另外,横刃21的前角(将图13及图14中的横刃21的左方的后刀面13A看作前刀面时的前角)随着从一对圆弧状切削刃11中的具有与横刃21的后刀面13B(13)共同的后刀面13B(13)的另一个圆弧状切削刃11B(11)沿横刃21的棱线方向朝向一个圆弧状切削刃11A(11)而逐渐变小。
如图8~图11所示,外周切削刃9配置在切削刃4的中心轴C方向的基端部,并且沿中心轴C方向延伸。具体而言,外周切削刃9随着从其与圆弧状切削刃11的最外周点S连接的前端朝向中心轴C方向的基端侧,朝向与工具旋转方向R相反的一侧扭曲延伸。
如图10所示,外周切削刃9的螺旋角与圆弧状切削刃11在最外周点S上的螺旋角ε大致相同。
在本实施方式的例中,外周切削刃9与圆弧状切削刃11的最外周点S一同在切削刃4中位于径向最外侧。外周切削刃9绕中心轴C旋转而得到的旋转轨迹呈以中心轴C为中心的圆筒面状。
在切削刃4的朝向工具旋转方向R的前刀面中的、与外周切削刃9相邻的部分(在径向内侧与外周切削刃9相邻的部分)形成有外周切削刃9的前刀面10。在本实施方式的例中,外周切削刃9的前刀面10呈平面状。另外,外周切削刃9的径向前角在外周切削刃9的刃长方向的整个区域被设定为负角。
在本实施方式的例中,与圆弧状切削刃11同样在外周切削刃9的刀尖上也形成有倒圆,但也可以在外周切削刃9上不形成倒圆。
如图8、图10及图11所示,在刀片主体15的外周面中的、与外周切削刃9相邻的部分(在工具旋转方向R的相反侧与外周切削刃9相邻的部分)形成有外周切削刃9的后刀面14。外周切削刃9的后刀面14以随着从该外周切削刃9朝向工具旋转方向R的相反侧,从该外周切削刃9绕中心轴C的旋转轨迹所成的假想圆筒面朝向径向内侧后退的方式倾斜,由此对外周切削刃9赋予后角。
在本实施方式的例中,外周切削刃9的后刀面14从该外周切削刃9朝向工具旋转方向R的相反侧延伸的长度(即,后刀面14的宽度)与圆弧状切削刃11的后刀面13从该圆弧状切削刃11朝向工具旋转方向R的相反侧延伸的长度(后刀面13的宽度)大致相同。即,后刀面的宽度在切削刃4的刃长方向的整个区域恒定。
在以上所说明的本实施方式的切削刀片5及可转位刀片式球头立铣刀6中,对圆弧状切削刃11中的放射角度θ至少为30°以下的范围内实施倒圆。
详细而言,对圆弧状切削刃11中的、尤其从高硬度材的高效加工时等容易发生刀尖缺损的中心轴C方向的最前端P附近(放射角度θ为0°的附近)至放射角度θ为30°的区域(以下,称为圆弧状切削刃11的前端部附近)实施倒圆。并且,在与圆弧状切削刃11的刃长方向垂直的剖面(与切削刃4垂直的剖面)中,倒圆的曲率半径为20~40μm。由此,能够充分提高工件的加工面精度的同时,防止圆弧状切削刃11及与该圆弧状切削刃11的前端侧相连的横刃部20的缺损。
具体而言,由于圆弧状切削刃11的倒圆的曲率半径为20μm以上,因此例如在对实施淬火处理后的铸铁等的高硬度工件进行利用断续加工的半精加工等的高效加工的情况下,也能够充分确保圆弧状切削刃11的前端部附近的刀尖强度,并且防止崩刀。即,由于圆弧状切削刃11的刀尖被适度磨圆,能抑制因与工件接触时的冲击或过切导致的刀尖缺损等。
另一方面,如果圆弧状切削刃11的倒圆的曲率半径小于20μm,则在如上所述的高效加工时,无法在圆弧状切削刃11的前端部附近确保刀尖强度,容易发生崩刀。
另外,由于圆弧状切削刃11的倒圆的曲率半径为40μm以下,因此能够将该圆弧状切削刃11的刀尖维持为尖锐,并且能确保锋利度,在如上所述的高效加工时,也能够良好维持工件的加工面的表面性状。
另外,如果圆弧状切削刃11的倒圆的曲率半径大于40μm,则圆弧状切削刃11的锋利度下降,影响工件的加工面的表面性状。
此外,圆弧状切削刃11的倒圆的曲率半径优选为20~35μm,更优选为20~32μm,但并不限定于此。
另外,如图12所示,在从中心轴C方向的前端朝向基端侧观察切削刀片5的刀片正面观察中,形成在圆弧状切削刃11的前端部与横刃部20的横刃21之间的横刃角σ为150~170°。由此,能提高工件的加工面精度的同时,显著防止横刃部20附近的缺损。
具体而言,由于横刃角σ为150°以上,因此能够通过抑制横刃21相对于圆弧状切削刃11的前端部的倾斜度过大,防止在圆弧状切削刃11与横刃21的连接部分(即,最前端P)形成急剧弯曲的部分(弯曲部),并且能防止因应力集中在该弯曲部而引起的缺损。另外,如果横刃角σ为150°以上,则由于容易确保横刃部20的长度(圆弧状切削刃11的前端部的沿刃长方向的长度),因此与此相应地还容易确保暂时保持从圆弧状切削刃11的前端部排出的切屑的凹部(与横刃部20相邻的容屑槽)的容量、由此,在如上所述的高效加工时,也能够良好维持从圆弧状切削刃11的前端部等生成的切屑的排出性,从而防止发生因切屑堵塞引起的横刃部20附近的缺损。
另一方面,如果横刃角σ小于150°,则容易形成上述弯曲部,并且容易发生起因于该弯曲部的缺损。另外,横刃部20的长度变短,无法稳定地排出从圆弧状切削刃11的前端部生成的切屑,因此在横刃部20附近容易发生缺损。
另外,由于横刃角σ为170°以下,因此能抑制横刃21相对于圆弧状切削刃11的前端部的倾斜度过缓,从而缩小横刃21的长度(横刃21的棱线方向的长度)。如果横刃21的长度被控制为较小,则能够使圆弧状切削刃11绕中心轴C的旋转轨迹更加接近预期的半球面(特别是,容易使圆弧状切削刃11的最前端P附近的旋转轨迹与半球面一致),并且圆弧状切削刃11的R精度(实际圆弧状切削刃11相对于上述预期的半球面朝向放射方向凹凸的偏移量)被控制在±5μm的范围内。此外,放射方向为从上述预期的半球面的中心朝向半球面上的任意点的方向。
另一方面,如果横刃角σ大于170°,则横刃21相对于圆弧状切削刃11的前端部的倾斜度过缓,横刃21的长度变长,无法良好维持圆弧状切削刃11的R精度。因此,影响工件的加工面精度。
此外,横刃角σ优选为152~167°,更优选为154~163°,但并不限定于此。
综上,根据本实施方式,在用于高硬度材的高效加工的情况下,也能够良好维持加工面精度,并且能防止缺损以延长工具寿命。
另外,在本实施方式中,圆弧状切削刃11的倒圆的曲率半径随着沿该圆弧状切削刃11的刃长方向从最前端P朝向最外周点S侧而逐渐变小,因此取得下述作用效果。
即,本发明的发明人进行反复深入研究的结果发现,在将切削刀片5用于高效加工的情况下,最难确保圆弧状切削刃11的前端部附近的刀尖强度(即,最容易发生缺损),并且随着沿该圆弧状切削刃11的刃长方向从最前端P朝向最外周点S侧而容易确保刀尖强度(难以发生缺损)。另外,确认到在圆弧状切削刃11的前端部发生缺损的情况下,与该圆弧状切削刃11的前端侧相连的横刃部20也容易发生缺损。
因此,如上述结构那样,通过使倒圆的曲率半径随着沿圆弧状切削刃11的刃长方向从最前端P朝向最外周点S侧而逐渐缩小,从而能够在圆弧状切削刃11的前端部附近良好维持加工面精度的同时,还充分确保刀尖强度,并且显著防止圆弧状切削刃11的从前端部至横刃部20的区域的缺损。另外,通过在圆弧状切削刃11的比沿刃长方向的前端部附近更靠最外周点S侧的区域,使倒圆的曲率半径逐渐缩小,从而能够进一步提高加工面精度。
另外,在本实施方式中,由于在圆弧状切削刃11的刃长方向的整个区域形成有倒圆,因此能获得在该圆弧状切削刃11的刃长方向的整个区域防止刀尖缺损的效果,并且能够应对各种各样的切削方式。
另外,在本实施方式中,由于切削刀片5的工具刃径D(mm)为6~50mm,并且横刃部20的沿宽度方向的横刃厚度L1(mm)满足0.007×D≤L1≤0.024×D,因此能够良好维持工件的加工面精度的同时,提高横刃部20附近的耐缺损性。
具体而言,由于切削刀片5的工具刃径D(mm)为6~50mm,并且横刃部20的横刃厚度L1(mm)为0.007×D(mm)以上,因此能够充分提高横刃部20的强度,并且进一步有效地防止横刃部20的缺损。
另外,由于切削刀片5的工具刃径D(mm)为6~50mm,并且横刃部20的横刃厚度L1(mm)为0.024×D(mm)以下,因此能抑制横刃部20过厚的同时抑制横刃21的长度过长,从而防止横刃21影响加工面精度。
另外,在本实施方式中,由于横刃部20的横刃交叉量L2为0.10~0.20mm,因此能够良好维持工件的加工面精度的同时,防止在横刃部20附近发生缺损。
具体而言,由于横刃交叉量L2为0.10mm以上,因此能够充分确保暂时保持从圆弧状切削刃11的前端部(最前端P附近)等排出的切屑的凹部(与横刃部20相邻的容屑槽)的容量。由此,在高效加工时,也能够良好维持从圆弧状切削刃11的前端部等生成的切屑的排出性,从而防止因切屑堵塞而在横刃部20附近发生缺损。
另外,由于横刃交叉量L2为0.20mm以下,因此能抑制横刃21的长度与横刃交叉量L2一同过长,从而良好维持圆弧状切削刃11的R精度。因此,能够良好维持工件的加工面精度。
另外,在本实施方式中,由于横刃21的后角η、λ随着从一对圆弧状切削刃11中的具有与横刃21的后刀面13共同的后刀面13的一个圆弧状切削刃11(11A或11B)沿所述棱线方向朝向另一个圆弧状切削刃11(11A或11B)而逐渐变大,因此取得下述作用效果。
即,在该情况下,在切削加工时,在横刃21的后刀面13区域(横刃部20中的在工具旋转方向R的相反侧与横刃21相邻的区域)中,该横刃21的后角η、λ随着沿横刃21的棱线方向从中心轴C朝向横刃21的边缘(即,最前端P)侧而逐渐变小。即,越是横刃21中的切削加工时圆周速度(绕中心轴C的速度)加快且从工件受到的阻力也容易变大的棱线方向的边缘附近,越能够将该横刃21的后刀面13区域的刀座后部确保为较大(较厚),其结果能提高横刃部20的强度并防止缺损。
另外,在该情况下,在横刃21的前刀面区域(横刃部20中的在工具旋转方向R与横刃21相邻的区域)中,该横刃21的前角随着沿横刃21的棱线方向从中心轴C朝向横刃的边缘(最前端P)侧而变大。即,越是横刃21中的切削加工时圆周速度加快且从工件受到的阻力也容易变大的棱线方向的边缘附近,越能够将该横刃21的前刀面的阻力控制为较小,从而抑制对加工面精度的影响。
另外,在本实施方式中,由于在图12所示的刀片正面观察中,形成在棱线部22与棱线部25之间的角度ζ呈锐角,因此在制造切削刀片5时,能提高形成横刃部20附近(尤其凹部26)时的易加工性,并且在将切削刀片5安装到形成于工具主体1的中心轴C方向的前端部2的狭缝状的安装座3(刀片嵌合槽7)上时,能够确保更宽的约束切削刀片5的面积。
另外,在本实施方式中,由于圆弧状切削刃11的前端部上的后角小于15°,因此能够在圆弧状切削刃11的前端部大幅确保后刀面13区域的刀座后部(即,能提高刚性),并且提高该前端部的切削刃强度。
此外,为了使上述作用效果进一步格外显著,最好圆弧状切削刃11的前端部上的后角为11°以下。
另外,在本实施方式中,由于圆弧状切削刃11的最外周点S上的螺旋角ε为26~32°,因此能够良好维持排屑性并提高切削精度的同时,确保切削刀片5的刚性。
具体而言,由于圆弧状切削刃11的最外周点S上的螺旋角ε为26°以上,因此能提高圆弧状切削刃11的最外周点S附近的锋利度,并且容易朝向中心轴C方向的基端侧排出由最外周点S附近切削生成的切屑。因此,能够良好维持排屑性,并且稳定地提高加工面精度。
另外,由于圆弧状切削刃11的最外周点S上的螺旋角ε为32°以下,因此能抑制切削加工时作用于切削刀片5的背分力(朝向中心轴C方向的基端侧的力)过大,并且能够大幅确保切削刃4的刀座后部。由此,能够有效地抑制切削加工时因较大的背分力引起的颤振等,能提高加工面精度,并且还能提高切削刀片5的刚性并防止缺损或裂损等。
另外,在本实施方式中,由于圆弧状切削刃11中的朝向工具旋转方向R最突出的最凸点Q配置在放射角度θ为30~47°的范围内,因此能够将切削阻力控制为较小,并且能够良好维持排屑性并提高加工面精度。
具体而言,由于圆弧状切削刃11中的朝向工具旋转方向R突出的最凸点Q配置在放射角度θ为30°以上的范围内,因此如图10所示,能够在圆弧状切削刃11的从沿刃长方向的最前端P至最凸点Q的区域中防止轴向前角向负(negative)角侧过大,其结果能够在圆弧状切削刃11的前端部附近将切削阻力控制为较小,并且能抑制切屑堵塞并良好维持排屑性。
另外,由于圆弧状切削刃11中的朝向工具旋转方向R的最凸点Q配置在放射前角θ为47°以下的范围内,因此能够将圆弧状切削刃11的从沿刃长方向的最前端P至最凸点Q的区域即轴向前角为负角的区域控制为较短,在切削阻力的降低化方面很有效。另外,能够将圆弧状切削刃11的从沿刃长方向的最凸点Q至最外周点S的区域即轴向前角为正(positive)角的区域确保为较长,在提高排屑性方面很有效。即,能提高圆弧状切削刃11的从最凸点Q至最外周点S的区域中的锋利度,并且容易朝向中心轴C方向的基端侧排出由所述区域切削生成的切屑。因此,能够良好维持排屑性,并且稳定地提高加工面精度。
另外,在本实施方式中,由于在将放射角度θ为0°的放射方向前角δ的值设为α,将放射角度θ为90°的放射方向前角δ的值设为β,将圆弧状切削刃11的朝向工具旋转方向R的最凸点Q上的放射方向前角δ的值设为γ时圆弧状切削刃11的放射方向前角δ满足β<α≤γ的关系,因此能提高对工件的切入性并抑制颤振的同时,能提高加工面精度,并且能确保切削刃强度。
具体而言,由于圆弧状切削刃11的放射方向前角δ满足β<α的关系,因此能减小圆弧状切削刃11的最前端P附近的切削阻力并提高对工件的切入性,并且能够在切屑厚度增加的圆弧状切削刃11的最外周点S附近确保充分的切削刃强度。
另外,由于圆弧状切削刃11的放射方向前角δ满足α≤γ的关系,因此能够在与工件最先接触的圆弧状切削刃11的工具旋转方向R的最凸点Q上,将切削阻力控制为较小,能提高对工件的切入性并抑制颤振,并且提高加工面精度。
另外,由于放射方向前角δ的最大值设定在放射角度θ为20~40°的范围内,因此如本实施方式中说明的那样,容易将圆弧状切削刃11中的放射方向前角δ的最大值配置在该圆弧状切削刃11的从沿刃长方向的前端部附近至最凸点Q的区域。
详细而言,圆弧状切削刃11在工具旋转方向R的最凸点Q上与工件最先接触,之后与工件接触的区域沿该圆弧状切削刃11的刃长方向朝向最前端P侧和最外周点S侧扩展。即在圆弧状切削刃11中,与沿刃长方向的最凸点Q相比,最前端P侧的圆弧状切削刃11的轴向前角为负角,与最凸点Q相比,最外周点S侧的圆弧状切削刃11的轴向前角为正角。
因此,如果在圆弧状切削刃11的从沿刃长方向的前端部附近至最凸点Q的区域,放射方向前角δ为最大值(即,锋利度最高的刀尖形状),则所述区域的轴向前角为负角的同时切削阻力降低,从而能够良好维持锋利度。
另外,由于放射方向前角δ在圆弧状切削刃11的从工具旋转方向R的最凸点Q至最外周点S逐渐变小(连续减小),因此能够充分确保该圆弧状切削刃11中的切屑厚度容易变厚的最外周点S侧的刀尖强度。
此外,在本实施方式中,该圆弧状切削刃11的倒圆的曲率半径随着沿圆弧状切削刃11的刃长方向从最凸点Q朝向最外周点S侧而逐渐变小。因此,即使如上述那样从圆弧状切削刃11的最凸点Q至最外周点S的放射方向前角δ逐渐变小,也能够良好维持圆弧状切削刃11的最外周点S侧的锋利度。
另外,在本实施方式中,如果在切削刀片5的朝向厚度方向的两个面中,将与切削刃4的前刀面朝向相同方向的面设为正面,将与前刀面朝向相反方向设为背面,则由于沿所述厚度方向的最外周点S和背面之间的距离T2大于沿所述厚度方向的圆弧状切削刃11的最外周点S和正面之间的距离T1,因此取得下述作用效果。
即,在该情况下,在圆弧状切削刃11的刀座后部容易变薄的最外周点S附近及外周切削刃9附近,也能够将刀座后部的厚度确保为足够大,并且能提高切削刀片5的刚性。由此,能够在圆弧状切削刃11的最外周点S附近及外周切削刃9附近有效地防止切削刃的缺损或切削刀片5的裂损等。
此外,本发明并不限定于前述实施方式,在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。
例如,在前述实施方式中在切削刀片5上形成有螺钉插通孔18,但也可以是未形成螺钉插通孔18的切削刀片5。在该情况下,切削刀片5通过夹紧机构等能够装卸地安装在工具主体1的安装座3上。
另外,在前述实施方式中,圆弧状切削刃11的倒圆形成在该圆弧状切削刃11的刃长方向的整个区域,但并不限定于此。即,圆弧状切削刃11的倒圆形成在至少放射角度θ为30°以下的范围内即可。
另外,在前述实施方式中,切削刀片5的工具刃径D(mm)为6~50mm,横刃部20的横刃厚度L1(mm)满足0.007×D≤L1≤0.024×D,但并不限定于此。但是,当横刃厚度L1相对于工具刃径D而在上述数值范围内时,能够良好维持工件的加工面精度的同时提高横刃部20附近的耐缺损性,由于这种效果格外显著,因此进一步优选。在工具刃径D(mm)为6~10mm的情况下,横刃部20的横刃厚度L1(mm)进一步优选满足0.013×D≤L1≤0.024×D,在工具刃径D(mm)大于10mm且25mm以下的情况下,横刃部20的横刃厚度L1(mm)进一步优选满足0.009×D≤L1≤0.017×D,在工具刃径D(mm)大于25mm且50mm以下的情况下,横刃部20的横刃厚度L1(mm)进一步优选满足0.007×D≤L1≤0.011×D,但并不限定于此。
此外,为了使能够良好维持工件的加工面精度的同时防止在横刃部20附近发生缺损这一上述效果更进一步显著,进一步优选根据工具刃径D以如下方式设定横刃部20的横刃厚度L1。即,在工具刃径D为25mm的情况下,横刃厚度L1优选为0.225~0.275mm,进一步优选为0.230~0.270mm,更进一步优选为0.235~0.265。在工具刃径D为30mm的情况下,横刃厚度L1优选为0.240~0.280mm,在工具刃径D为20mm的情况下,横刃厚度L1优选为0.200~0.240mm,在工具刃径D为16mm的情况下,横刃厚度L1优选为0.170~0.210mm。此外,与工具刃径D(mm)相应的横刃厚度L1并不限定于上述范围。
另外,在前述实施方式中,横刃部20的横刃交叉量L2为0.10~0.20mm,但并不限定于此。但是,当横刃交叉量L2在上述数值范围内时,能够良好维持工件的加工面精度的同时防止在横刃部20附近发生缺损,由于这种效果格外显著,因此进一步优选。
通过在横刃部20的横刃交叉量L2的范围基础上,将切削刀片5的工具刃径D设定在规定范围内,从而能够良好维持工件的加工面精度的同时防止在横刃部20附近发生缺损,并且这种上述效果更进一步显著。
例如,当工具刃径D为8mm~30mm时,横刃交叉量L2优选为上述的0.10~0.20mm,进一步优选为0.12~0.19,更进一步优选为0.14~0.18mm,但并不限定于此。
另外,在前述实施方式中,在图12所示的刀片正面观察中,形成在棱线部22与棱线部25之间的角度ζ呈锐角,但并不限定于此。
图16所示的是在前述实施方式中说明的切削刀片5的横刃部20的变形例。在该变形例的刀片正面观察中,形成在棱线部22与棱线部25之间的角度ζ呈钝角或直角。在该情况下,能够大幅确保由棱线部22、25及横刃圆弧部24包围的凹部26(排屑用容屑槽)的容量,并且良好维持排屑性,从而能够有效地防止发生切屑堵塞。由此,能提高工件的加工面精度的同时防止横刃部20附近的缺损的效果格外显著。
此外,图16的实施例中的A-A剖面及B-B剖面分别与图13及图14相同。
另外,在前述实施方式中,圆弧状切削刃11的前端部中的后角小于15°,但并不限定于此。但是,当圆弧状切削刃11的前端部的后角在上述数值范围内时,能够在该圆弧状切削刃11的前端部中使后刀面13区域的刀座后部足够厚,并且格外显著提高该前端部的切削刃强度,因此更优选。圆弧状切削刃11的前端部中的后角的下限值并不受特别限定,但优选将该后角设为7°以上。
另外,在前述实施方式中,圆弧状切削刃11的最外周点S上的螺旋角ε为26~32°,但并不限定于此。但是,当圆弧状切削刃11的最外周点S的螺旋角ε在上述数值范围内时,能够良好维持排屑性并提高切削精度的同时确保切削刀片5的刚性,由于这种效果格外显著,因此更优选。圆弧状切削刃11的最外周点S上的螺旋角ε进一步优选为26~30°,更进一步优选为26~28°,但并不限定于此。
另外,在前述实施方式中,圆弧状切削刃11中的朝向工具旋转方向R的最凸点Q配置在放射角度θ为30~47°的范围内,但并不限定于此。但是,当圆弧状切削刃11的最凸点Q配置在放射角度θ为30~47°的范围内时,能够将切削阻力控制为较小,并且良好维持排屑性并提高加工面精度,由于这种效果格外显著,因此更优选。最凸点Q进一步优选配置在放射角度θ为35~47°的范围内,更优选配置在40~47°的范围内,但并不限定于此。
另外,在前述实施方式中,在将放射角度θ为0°的放射方向前角δ的值设为α,将放射角度θ为90°的放射方向前角δ的值设为β,将圆弧状切削刃11的朝向工具旋转方向R的最凸点Q上的放射方向前角δ的值设为γ时,圆弧状切削刃11的放射方向前角δ满足β<α≤γ的关系,但并不限定于此。但是,在满足上述关系的情况下,能提高对工件的切入性并抑制颤振,并且能提高加工面精度并能确保切削刃强度,由于这种效果格外显著,因此更优选。
另外,在前述实施方式中,放射方向前角δ的最大值设定在放射角度θ为20~40°的范围内,但并不限定于此。但是,当放射方向前角δ的最大值设定在放射角度θ为20~40°的范围内时,能够在圆弧状切削刃11的从沿刃长方向的前端部附近至最凸点Q的区域中容易配置该放射方向前角δ的最大值,其结果所述区域的轴向前角为负角的同时还能降低切削阻力,从而能够良好维持锋利度,由于这种效果格外显著,因此更优选。放射方向前角δ的最大值进一步优选设定在放射角度为20~35°的范围内,更进一步优选设定在20~30°的范围内,但并不限定于此。
另外,在前述实施方式中,作为可转位刀片式旋转切削工具,以可转位刀片式球头立铣刀6为一例进行了说明,但并不限定于此。即,可转位刀片式旋转切削工具至少具备作为切削刀片5的切削刃4的呈朝向该切削刀片5的前端外周侧凸出的圆弧状的圆弧状切削刃11即可,外周切削刃9的形状并不受限。
具体而言,例如外周切削刃9也可以与圆弧状切削刃11的最外周端(最外周点)S相切,并且随着朝向中心轴C方向的基端侧,朝向径向外侧且与工具旋转方向R的相反侧延伸。在该情况下,外周切削刃9绕中心轴C的旋转轨迹例如呈随着朝向中心轴C方向的基端侧而逐渐扩径的圆锥台(截头圆锥)状,或者呈朝向径向外侧膨出的锥筒状。因此,在该情况下,可转位刀片式旋转切削工具为可转位刀片式锥形球头立铣刀或可转位刀片式异形工具。
但是,如前述实施方式中说明的那样,如果外周切削刃9绕中心轴C的旋转轨迹呈圆筒面状(即,外周切削刃9与中心轴C之间的径向距离沿中心轴C方向恒定),则能够大幅确保重磨量而不会使切削刃4的刃径(最大直径)发生变化,因此更优选。
另外,作为切削刀片5的切削刃4,也可以设置有圆弧状切削刃11及外周切削刃9以外的切削刃部分。另外,在切削刃4上也可以不设置外周切削刃9。
此外,在前述实施方式中,切削刀片5的基体(刀片主体15)材质除了使用包含碳化钨和钴的硬质合金以外,例如也可以使用金属陶瓷、高速钢、碳化钛、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝及由它们的混合体构成的陶瓷、立方晶氮化硼烧结体、金刚石烧结体、以及在超高压下对由多晶金刚石或立方晶氮化硼构成的硬质相和陶瓷或铁族金属等结合相进行烧成而成的超高压烧成体。
另外,工具主体1除了例如由SKD61等合金工具钢制造的情况以外,也可以使用接合SKD61等合金工具钢和硬质合金而形成的工具主体。
此外,在不脱离本发明主旨的范围内,也可以组合前述的实施方式、变形例及在附言(なお書き)等中说明的各结构(结构要素),并且可以进行结构的附加、省略、置换和其他变更。另外,本发明并非由前述实施方式来限定,而是仅由权利要求书的范围来限定。
实施例
下面,根据实施例对本发明进行具体说明。但是,本发明并不限定于该实施例。
作为本发明的实施例1~5,准备具备前述实施方式的切削刀片5的可转位刀片式球头立铣刀6。另外,作为现有的比较例1~7,准备具备与本发明不同的结构的切削刀片的可转位刀片式球头立铣刀。在下表1中示出这些可转位刀片式球头立铣刀的诸多因素。
在此,本发明的实施例1~5及比较例1~7共同的结构为,圆弧状切削刃的最外周点的螺旋角ε为26°,圆弧状切削刃的最凸点Q的放射角度θ为45°,圆弧状切削刃的放射方向前角δ满足β<α≤γ的关系,放射方向前角δ的最大值设定在放射角度θ为20~40°的范围内。
在切削试验之前,使用各可转位刀片式球头立铣刀,来测量新切削刀片的圆弧状切削刃的R精度。此时的评价方法如下所述。
测量装置:瓦尔特公司制造的型号Helicheck(注册商标)NC4型
测量位置:切削刀片的切削刃
评价基准:相对于预期的半球面(规定的半球面)在±5μm的范围内
接下来,使用各可转位刀片式球头立铣刀,在下述切削条件下,进行用于评价工具寿命的切削试验。
<切削条件>
工件: SKD11、60HRC
加工方式: 对具有宽度10mm×12个槽的工件表面进行断续加工的扫描线加工(往复)
使用机器: 立式加工中心BT50类型
冷却: 干式(鼓风)
切削速度: Vc=314m/分钟
主轴的转速: n=4000转/分钟
每刃的进给: fz=0.7mm/t
工作台进给: Vf=5600mm/分钟
轴向切入量: ap=0.5m
径向切入宽度: ae=1mm
工具刃径: φ25mm
工具突出量: OH=183mm
通过评价切削刃的缺损状态而进行基于上述切削试验的“工具寿命”的评价。测试多个(三个以上)切削刀片(提供于上述切削试验),其中切削刃缺损为零的情况为“良”,缺损只为一部分的情况为”合格”,发生多处缺损的情况为”不合格”。详细而言,测试三个切削刀片,将切削刀片均无缺损的情况评价为“良”,将一个或两个切削刀片缺损的情况评价为”合格”,将三个切削刀片缺损的情况评价为”不合格”。
关于排屑性的评价,使用高速相机来拍摄上述切削试验下的切削状态,并且通过观察其慢速播放图像来判定优良。详细而言,当在横刃圆弧部24上观察到与切屑稍微接触的痕迹时判定为“普通”,当在横刃圆弧部24上完全未观察到与切屑接触的痕迹时判定为“优良”。
在下表1中示出圆弧状切削刃的R精度的评价结果和切削试验(切削刃的缺损状态和排屑性)的评价结果。此外,表1的“评价结果”的“判定”基准如下。
AA…圆弧状切削刃的R精度在±5μm的范围内,“工具寿命”(切削刃的缺损状态)的评价为“良”,并且在排屑性的观察中排屑性的评价为“优良”。
A…圆弧状切削刃的R精度在±5μm的范围内,“工具寿命”的评价为“良”,并且在排屑性的观察中评价为“普通”(标准)。
B…圆弧状切削刃的R精度在±5μm的范围内,“工具寿命”的评价为”合格”,并且在排屑性的观察中评价为“普通”(标准)。
C…除圆弧状切削刃的R精度在±5μm的范围以外,“工具寿命”的评价为”不合格”,或者在排屑性的观察中评价为“不良”。
如表1那样,实施例1~4的评价结果为A或B。即,能实现圆弧状切削刃11的切削刃棱线(刀尖)的前端部的强化,并且切削刃棱线的R精度也维持在±5μm的范围内,从而得到优良的结果。
其中,关于横刃交叉量L2为0.10~0.20mm的实施例2~4,能进一步改善耐缺损性,并且避免在切削刃棱线的前端部发生切屑堵塞,评价结果均为A。
实施例5的评价结果为AA。认为其理由在于,在排屑性观察中排屑性的评价为“优良”,其改善效果得到认可。实施例5具有评价为“A”的实施例2的基本结构的同时,进一步将切削刃前端部中的角度ζ值设定为钝角110°。因此,认为能确保排屑用容屑槽(凹部26)的更大的容量,良好维持排屑性以防止发生切屑堵塞。关于实施例1~4及比较例1~7,角度ζ值被设定为锐角86°,因此在排屑性的观察中得到比实施例5更差的结果。但是,在圆弧状切削刃的前端部几乎不发生切屑堵塞,排屑性为普通(标准)状态。
另一方面,比较例1~7的评价结果均为C。其理由是R精度未满足基准值±5μm,或者因圆弧状切削刃的切削刃棱线的前端部的强度不足而发生缺损。
此外,由于比较例1~3的横刃交叉量较大,因此在圆弧状切削刃的切削刃棱线的前端部不发生切屑堵塞。然而,在切削刃前端部观察到多处缺损。对此认为切削刃前端部的强度不足。
另外,比较例2与实施例3相比虽然横刃角和横刃厚度相同,但发生较大的缺损。对此认为由于圆弧状切削刃的倒圆的曲率半径较小,为10μm,因此切削刃棱线的前端部的强度不足。
另外,虽然比较例4、5的R精度满足基准值±5μm,但发生缺损。对此也认为由于圆弧状切削刃的倒圆的曲率半径较小,为10μm,因此切削刃棱线的前端部的强度不足。
另外,比较例6的R精度为±8μm,未满足基准值。另外,比较例7的圆弧状切削刃的切削刃棱线的前端部的强度不充分,发生缺损。
产业上的可利用性
本发明的切削刀片及可转位刀片式旋转切削工具在用于高硬度材的高效加工的情况下,也能够良好维持加工面精度,并且能防止缺损以延长工具寿命。因此,具有产业上的可利用性。
附图标记说明
1 工具主体
2 前端部
3 安装座
4 切削刃
5 切削刀片
6 可转位刀片式球头立铣刀(可转位刀片式旋转切削工具)
11 圆弧状切削刃(底切削刃)
12 圆弧状切削刃的前刀面
13 圆弧状切削刃的后刀面
20 横刃部
21 横刃
22 棱线部
23 棱线部的边缘
24 横刃圆弧部
25 棱线部
26 凹部
C 中心轴
F 圆弧状切削刃上的规定的点
L1 横刃厚度
L2 横刃交叉量
O 圆弧中心点
P 圆弧状切削刃的最前端
Pr 基准面
Q 最凸点
R 工具旋转方向
S 圆弧状切削刃的最外周点
T1、T2 距离
VL 假想直线
VS 假想平面
δ 放射方向前角(实际前角)
ε 螺旋角
ζ 棱线部22与棱线部25所交叉的角度
η、λ 横刃的后角
θ 放射角度
σ 横刃角
Claims (11)
1.一种切削刀片,所述切削刀片为能够装卸地安装到绕中心轴旋转的工具主体的前端部上的板状的切削刀片,所述切削刀片的特征在于,具备:
前刀面;
后刀面;和
形成在所述前刀面与所述后刀面之间的交叉棱线上的切削刃,
所述切削刃具有呈朝向该切削刀片的前端外周侧凸出的圆弧状的圆弧状切削刃,
所述圆弧状切削刃被形成为一对,一对所述圆弧状切削刃以所述中心轴为中心180°旋转对称,
在一对所述圆弧状切削刃的各后刀面彼此的交叉棱线部上形成有横刃部,
当对包含所述圆弧状切削刃上的规定的点及所述中心轴的基准面投射经过所述圆弧状切削刃的圆弧中心点和所述规定的点的假想直线时,所述假想直线在所述基准面内相对于所述中心轴倾斜的角度定义为放射角度,
在所述圆弧状切削刃的刀尖中的所述放射角度至少为30°以下的范围内形成有倒圆,
所述倒圆在所述圆弧状切削刃的与刃长方向垂直的剖面上的曲率半径为20~40μm,
在从所述中心轴方向的前端朝向基端侧观察该切削刀片的刀片正面观察中,形成于所述圆弧状切削刃的前端部与所述横刃部的横刃之间的横刃角为150~170°,
在所述横刃的棱线方向的两端上连接有一对所述圆弧状切削刃,
所述横刃的后角在一对所述圆弧状切削刃中随着从具有与所述横刃的后刀面共同的后刀面的一个所述圆弧状切削刃沿所述棱线方向朝向另一个所述圆弧状切削刃侧而逐渐变大。
2.根据权利要求1所述的切削刀片,其特征在于,
所述倒圆的曲率半径随着沿所述圆弧状切削刃的刃长方向从最前端朝向最外周点侧而逐渐变小。
3.根据权利要求1或2所述的切削刀片,其特征在于,
在所述圆弧状切削刃的刃长方向的整个区域中形成有所述倒圆。
4.根据权利要求1或2所述的切削刀片,其特征在于,
所述切削刀片的工具刃径D为6~50mm,
在所述刀片正面观察中,所述横刃部的沿与所述圆弧状切削刃的前端部的刃长方向垂直的宽度方向的横刃厚度L1满足0.007×D≤L1≤0.024×D,
其中,所述工具刃径D及所述横刃厚度L1的单位为mm。
5.根据权利要求1或2所述的切削刀片,其特征在于,
在所述刀片正面观察中,在所述横刃部上形成有直线状的棱线部,所述棱线部沿所述圆弧状切削刃的前端部的刃长方向而在所述圆弧状切削刃的延长线上延伸,
并且横刃交叉量为0.10~0.20mm,所述横刃交叉量为沿所述刃长方向的所述棱线部中的与所述圆弧状切削刃的最前端相反的一侧的边缘和所述中心轴之间的距离。
6.根据权利要求1或2所述的切削刀片,其特征在于,
所述圆弧状切削刃的前端部中的后角小于15°。
7.根据权利要求1或2所述的切削刀片,其特征在于,
所述圆弧状切削刃的最外周点上的螺旋角为26~32°。
8.根据权利要求1或2所述的切削刀片,其特征在于,
所述圆弧状切削刃呈朝向绕所述中心轴的方向中的工具旋转方向凸出的圆弧状,
所述圆弧状切削刃中的朝向所述工具旋转方向最突出的最凸点配置在所述放射角度为30~47°的范围内。
9.根据权利要求8所述的切削刀片,其特征在于,
在与所述基准面垂直且包含所述假想直线的假想平面内,将作为所述圆弧状切削刃的前刀面相对于所述基准面倾斜的角度的实际前角定义为放射方向前角时,
所述放射角度为0°的所述放射方向前角大于所述放射角度为90°的所述放射方向前角,并且为所述最凸点上的所述放射方向前角以下,
所述放射方向前角的最大值设定在所述放射角度为20~40°的范围内,
所述放射方向前角随着从所述圆弧状切削刃的所述最凸点朝向最外周点逐渐变小。
10.根据权利要求1或2所述的切削刀片,其特征在于,
在该切削刀片的朝向厚度方向的两个面中,与所述前刀面朝向相同方向的面为正面,与所述前刀面朝向相反方向的面为背面时,
沿所述厚度方向的所述圆弧状切削刃的最外周点和所述背面之间的距离大于沿所述厚度方向的所述最外周点和所述正面之间的距离。
11.一种可转位刀片式旋转切削工具,具备:
绕中心轴旋转的工具主体;
形成于所述工具主体的所述中心轴方向的前端部上的安装座;和
能够装卸地安装到所述安装座上且具有切削刃的切削刀片,
所述可转位刀片式旋转切削工具的特征在于,
所述切削刀片使用权利要求1~10中的任一项所述的切削刀片。
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