CN111372708A - 切削刀具以及切削加工物的制造方法 - Google Patents

Abstract

一方案的切削刀具具有：刀架，其是从第一端延伸到第二端的棒形状并且具有刀槽；以及切削刀片，其位于刀槽。刀架还具有：上表面；下表面，其位于上表面的相反侧；第一端面，其在上表面与下表面之间位于第一端侧；第一侧面，其在上表面与下表面之间位于从第一端到第二端；凹部，其相对于第一端面以及第一侧面开口而成；第一流路，其沿着刀架的中心轴配置，并且具有流入口；以及第二流路，其位于比凹部靠上表面侧的位置并且与第一流路连接，并具有流出口。通过中心轴且与下表面正交的假想平面为基准面。刀槽在凹部开口，并且从凹部朝向基准面凹陷。

Description

切削刀具以及切削加工物的制造方法

相关申请的相互参照

本申请主张2017年11月30日申请的日本专利申请2017-227793号的优先权，并将该在先申请的公开援引于此以供参照。

技术领域

本方案一般来说涉及在切削加工中使用的切削刀片。具体而言，涉及在开槽加工等车削加工中使用的切削刀具。

背景技术

作为在对金属等被切削件进行开槽加工时使用的切削刀具，例如已知有日本特开2016-55360号公报(专利文献1)所记载的切削刀具。在专利文献1中记载有具备切削刀片以及刀架的切削刀具。切削刀片具有切削刃以及前刀面。刀架具有固定切削刀片的刀片固定部、以及冷却剂的喷出口。喷出口位于前刀面的后方，并朝向切削刃开口。从喷出口喷射的冷却剂能够朝向切削刀片的切削刃喷射。

发明内容

基于一方案的切削刀具具有从第一端延伸到第二端的棒形状的刀架以及切削刀片。刀架具有刀槽。刀架具有上表面、下表面、第一端面、第一侧面、凹部、第一流路、第二流路以及刀槽。下表面位于上表面的相反侧。第一端面在上表面与下表面之间位于第一端侧。第一侧面在上表面与下表面之间位于从第一端到第二端。凹部相对于第一端面以及第一侧面开口而成。第一流路沿着刀架的中心轴配置，并且具有流入口。第二流路位于比凹部靠上表面侧的位置并且与第一流路连接，并具有流出口。切削刀片位于刀槽。通过中心轴且与下表面正交的假想平面为基准面。刀槽相对于凹部开口，并且从凹部朝向基准面凹陷。

附图说明

图1是表示实施方式的切削刀具的立体图。

图2是透视观察图1所示的切削刀具中的流路时的图。

图3是图2所示的区域A1的放大图。

图4是主视观察图1所示的切削刀具中的上表面时的图。

图5是透视观察图4所示的切削刀具中的流路时的图。

图6是从B1方向观察图4所示的切削刀具的侧视图。

图7是从B2方向观察图4所示的切削刀具的侧视图。

图8是透视观察图6所示的切削刀具中的流路的图。

图9是图8所示的区域A2的放大图。

图10是表示实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

图11是表示实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

图12是表示实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

具体实施方式

近年来，为了提高冷却效率，要求提高冷却剂的喷射压力。然而，在专利文献1所记载的切削刀具中，供冷却剂流动的流路与刀片固定部侧的侧面之间的壁厚较薄。因此，难以应对上述要求。

以下，使用附图详细地说明实施方式的切削刀具1。但是，以下参照的各图为了方便说明，仅简化示出说明实施方式所需的主要构件。因此，以下公开的切削刀具能够具备未被参照的各图示出的任意的构成构件。另外，各图中的构件的尺寸并不如实地表示实际的构成构件的尺寸及各构件的尺寸比率等。

<切削刀具>

本公开的切削刀具1具有刀架3以及切削刀片5(以下，也简称为刀片5。)。如图1所示，刀架3可以是沿着中心轴X1从第一端3a延伸到第二端3b的棒形状。一般来说，第一端3a被称作“前端”，第二端3b被称作“后端”。

刀架3例如既可以如图1所示那样是大致四棱柱形状，另外，也可以是大致圆柱形状。刀架3既可以由一个构件构成，另外，也可以由多个构件构成。

本公开的刀架3具有下表面7、上表面9、第一端面11、第一侧面13、凹部15、以及刀槽17。如图1所示，下表面7可以位于从第一端3a到第二端3b，并由一个平面构成。图1所示的一例中的下表面7位于上表面9的相反侧。

上表面9既可以由一个平面构成，另外，也可以由多个平面构成。图1所示的一例中的上表面9由多个平面构成，并且这些多个平面分别相对于下表面7平行。

图1所示的一例中的第一端面11、第一侧面13以及凹部15分别位于下表面7以及上表面9之间。此时，第一端面11位于第一端3a侧。另外，第一侧面13位于从第一端3a到第二端3b。

刀架3的中心轴X1能够由下述的顺序定义。首先，如图6所示，主视观察切削刀具1中的第一端面11。接下来，将为刀架3的与下表面7正交的方向(图6中的上下方向)上的中央并且为刀架3的与下表面7平行的方向(图6中的左右方向)上的中央的点作为第一端面11的中心。然后，将通过该第一端面11的中心且与下表面7以及第一侧面13平行的假想线作为中心轴X1即可。

凹部15可以位于刀架3中的第一端3a侧，例如如图1所示，分别相对于第一端面11以及第一侧面13开口。换言之，可以为，刀架3的一部分在第一端3a侧处凹陷，并且该凹陷的部分为凹部15。凹部15也可以如图1所示相对于下表面7开口。

凹部15并不限定于特定的结构。例如如图1所示，凹部15可以具有与下表面7大致平行的第一面、与第一端面11大致平行的第二面、以及与第一侧面13大致平行且平坦的第三面。在图1所示的一例中，第三面比第一面以及第二面大。因此，在以下的说明中，为了方便，将第三面作为第一底面19。

本公开的刀架3具有刀槽17。刀槽17是在将刀片5安装于刀架3时刀片5所处的部位。刀槽17并不限定于特定的结构，但为了将刀片5稳定地固定于刀架3，也可以为与刀片5的形状对应的结构。

在以下的说明中，将通过中心轴X1且与下表面7正交的假想平面作为基准面S。

刀槽17可以相对于凹部15开口并且从凹部15朝向基准面S凹陷。此时，刀槽17也可以如图1所示相对于凹部15中的第一底面19开口。刀槽17也可以位于刀架3中的第一端3a侧。另外，刀槽17也可以相对于第一端面11开口。

在图1所示的一例中，成为第一底面19的一部分凹陷的结构，该凹陷的部分是刀槽17。图1所示的刀槽17具有与第一侧面13大致平行的面。在以下的说明中，为了方便，将刀槽17中的与第一侧面13大致平行的面作为第二底面21。

本公开的刀架3具有第一流路23以及第二流路25。第一流路23以及第二流路25位于刀架3的内部。第一流路23以及第二流路25能够在切削刀具1的使用时作为供冷却剂流动的部分而发挥功能。第一流路23沿着中心轴X1配置，并具有冷却剂的流入口27。在图5所示的一例中，第一流路23从刀架3中的第二端3b朝向第一端3a与中心轴X1平行地呈直线状延伸。

在图5所示的一例中，冷却剂的流入口27位于刀架3中的第二端3b侧的端面。这里，将刀架3中的第二端3b侧的端面作为第二端面31。需要说明的是，冷却剂的流入口27的位置并不限定于上述的第二端面31，例如，也可以位于刀架3中的在第一侧面13的相反侧配置的侧面(以下，也称为第二侧面33)，或者位于上表面9。

图9所示的一例中的第二流路25位于比凹部15靠上表面9侧的位置，并且具有冷却剂的流出口29。在图5所示的一例中，第二流路25与第一流路23相比位于刀架3中的第一端3a侧，沿着中心轴X1呈直线状地延伸。另外，在俯视观察的情况下，第二流路25位于比凹部15的第一底面19靠近中心轴X的位置。第二流路25与第一流路23连接，并且从第一流路23的流入口27供给的冷却剂通过第一流路23向第二流路25供给。供给到第二流路25的冷却剂从第二流路25的流出口29朝向外部喷射。

冷却剂也可以从第二流路25的流出口29朝向刀片5喷射。在冷却剂朝向刀片5喷射的情况下能够冷却刀片5。另外，冷却剂也可以从第二流路25的流出口29朝向切屑喷射。在冷却剂朝向切屑喷射的情况下切屑的排出性较高。

第二流路25既可以与第一流路23直接地连接，另外，也可以间隔着其他流路与第一流路23连接。在图3所示的一例中，第二流路25间隔着第三流路35与第一流路23连接。在图3所示的一例中，第三流路35将第一流路23中的第一端3a侧的端部与第二流路25中的第二端3b侧的端部连接。

流出口29也可以位于刀片5的正上方。即，也可以是，在如图5所示从上表面9侧主视观察的情况下，流出口29位于与刀片5重合的位置。在流出口29位于刀片5的正上方的情况下容易朝向刀片5喷射冷却剂。

冷却剂例如由非水溶性油剂或者水溶性油剂构成，能够根据被切削件的材质适当选择并使用。作为非水溶性油剂，例如可列举油性类型、非活性极压类型以及活性极压类型的切削油。作为水溶性油剂，例如可列举乳液、调水油以及溶液等的切削油。另外，冷却剂并不限定于液体，也可以为非活性气体等气体。

流路(第一流路23、第二流路25以及第三流路35)的形状只要能够使冷却剂流动就没有特别限定。实施方式的一例中的第一流路23、第二流路25以及第三流路35各自的与冷却剂的流动方向正交的剖面的形状为圆形状，但例如上述的剖面中的流路的形状也可以为椭圆形，另外，也可以为多边形。流路的内径例如为1～10mm。

流路能够通过使用钻头等对成为主体部3的构件进行孔加工而形成。需要说明的是，对于通过进行孔加工而形成的孔部中的不作为流路发挥功能的部分，以使冷却剂不泄漏的方式由密封构件(未图示)堵塞即可。作为密封构件，例如可列举焊料、树脂构件、螺钉构件。

作为构成刀架3的构件，例如，可列举钢、铸铁以及铝合金等。刀架3的大小根据被切削件的大小适当设定即可。刀架3的沿着中心轴X1的方向的长度例如设定为60～200mm程度。另外，与中心轴X1正交的方向的宽度例如设定为6～50mm程度。

本公开所示的刀片5位于刀槽17。如图3所示，刀片5可以通过固定构件45固定于刀架3。如图3所示，刀片5可以是具有一对端面37以及位于一对端面37之间的多个侧面39的平板形状。图3所示的一例中的一对端面37分别为多边形形状，具体而言为三角形形状。刀片5可以以一对端面37中的一方与刀槽17中的第二底面21抵接的方式配置于刀槽17内。

本公开所示的刀片5具有切削刃41。如图3所示，切削刃41可以位于多个侧面39交界的至少一部分。能够通过使切削刃41与被切削件接触而进行切削加工。刀片5既可以仅具有一个切削刃41，另外，也可以具有多个切削刃41。图3所示的一例的刀片5具有三个切削刃41。在刀片5具有多个切削刃41的情况下，在一次切削加工中，使用多个切削刃41中的任一个即可。

在图7所示的一例中，切削刃41在刀架3的第一端3a侧处位于距第二端3b最远的位置。在切削刃41距第二端3b最远而突出的情况下，能够使仅切削刃41的附近与被切削件接触。切削刃41既可以在沿着中心轴X1的方向上延伸，另外，也可以在与中心轴X1正交的方向上延伸。图5所示的一例中的切削刃41在与中心轴X1正交的方向上延伸。

如图3所示，刀片5可以具有在一对端面37处分别开口的贯通孔43。在图3所示的一例中，贯通孔43在与第一侧面13大致正交的方向上延伸。也可以使将刀片5固定于刀架3的固定构件45插入贯通孔43中。

需要说明的是，刀片5的形状并不限定于图3所示的结构。例如，也可以是，刀片5中的一对端面37为四边形形状或者五边形形状。另外，刀片5也可以是在沿着刀架3的中心轴X1的方向上延伸的棒形状。这种棒形状的刀片5有时被称作犬骨型。

作为构成刀片5的构件的材质，例如可列举超硬合金或金属陶瓷等。作为超硬合金的组成，例如可列举WC-Co、WC-TiC-Co以及WC-TiC-TaC-Co。WC-Co是向碳化钨(WC)添加钴(Co)的粉末并烧结而生成。WC-TiC-Co通过向WC-Co添加碳化钛(TiC)而成。WC-TiC-TaC-Co通过向WC-TiC-Co添加碳化钽(TaC)而成。

另外，金属陶瓷是向陶瓷成分中复合金属而成的烧结复合材料。具体而言，作为金属陶瓷，可列举以碳化钛(TiC)、以及氮化钛(TiN)等钛化合物为主成分的陶瓷。

固定构件45是用于将刀片5固定于刀架3的构件。在图3所示的一例中，固定构件45为螺钉。然而，固定构件45并不限定于螺钉，例如，也可以为夹紧构件。在图3所示的一例中，刀片5如上述那样具有贯通孔43，刀架3在与贯通孔43对应的位置具有螺孔。通过将螺钉插入刀片5的贯通孔43，并且将该螺钉固定于刀架3的螺孔，能够将刀片5固定于刀架3。在图3所示的一例中，贯通孔43以及螺孔在与中心轴X1正交的方向上延伸。

在本公开的切削刀具1中，刀架3具有凹部15。因此，即使当切屑在第一侧面13侧流动时，切屑也容易在凹部15所处的空间中流动。因此，切屑不易积存在刀槽17内。因而，本公开的切削刀具1的切屑排出性较高。

另外，在图3所示的一例中的第二流路25位于比凹部15靠上表面9侧的位置。因此，能够使第二流路25与第一侧面13之间的刀架3的壁厚以凹部15的深度的量进一步地变厚。因而，本公开的切削刀具1能够实现耐久性较高，且提高冷却剂的喷射压力。

在图5所示的一例中，切削刃41在与中心轴X1正交的方向上延伸。另外，在图5所示的一例中，在主视观察上表面9的情况下，第二流路25沿着中心轴X1呈直线状延伸。在这种情况下，切屑排出的方向稳定。因此，图5所示的一例的切削刀具1的切屑排出性较高。

这里，在第二流路25如上述那样呈直线状延伸的情况下，第二流路25与第一侧面13之间的刀架3的壁厚容易变薄，但在图9所示的一例的切削刀具1中，凹部15未相对于上表面9开口。因此，位于比凹部15靠上表面9侧的第二流路25与第一侧面13之间的刀架3的壁厚较厚。

另外，在图9所示的一例中，在主视观察第一侧面13的情况下，第二流路25以随着靠近第一端3a而靠近下表面7的方式倾斜。在这种情况下，冷却剂容易接触切削刀片5中的前刀面等。因此，图9所示的一例的切削刀具1的冷却效率较高。

第一底面19既可以相对于基准面S平行，另外，也可以倾斜。例如，第一底面19也可以随着趋向第二端3b而靠近基准面S。在第一底面19如上述那样倾斜时，凹部15中的第二端3b侧的区域的空间较大。因此，即使在切屑在第一侧面13侧流动而从第一端3a侧朝向第二端3b侧行进的情况下，切屑的排出性也较高。

另外，如图6所示，第一底面19也可以随着趋向下表面7而靠近基准面S。在第一底面19如上述那样倾斜时，即使在切屑在第一侧面13侧流动的情况下，切屑也不朝向上表面9侧而是容易朝向凹部15所开口的下表面7侧流动。因此，切屑的排出性较高。

第一侧面13既可以由一个平面构成，另外，也可以由多个平面构成。例如，如图1所示，第一侧面13可以具有第一区域13a以及第二区域13b。第一区域13a位于比凹部15靠第二端3b侧的位置。第二区域13b位于比凹部15靠上表面9侧的位置。

也可以是，在第一侧面13具有第一区域13a以及第二区域13b时，第二区域13b位于比第一区域13a靠近基准面S的位置。在这种情况下，刀架3的耐久性较高。这是因为，在刀架3为上述的结构的情况下，远离切削刃41的第二端3b侧处的刀架3的壁厚较厚。通过第二端3b侧处的刀架3的壁厚较厚，能够减小切削加工时的颤振。

需要说明的是，在图6所示的一例中的第二区域13b与第一区域13a相互平行，另外，第二区域13b以及第一区域13a分别相对于基准面S平行。

另外，如图6所示，也可以是，第二区域13b距基准面S的距离与第一区域13a距基准面S的距离之差小于第二区域13b距基准面S的距离与第一底面19距基准面S的距离之差。在第二区域13b以及第一区域13a为上述的结构的情况下，凹部15所处的空间较大。因此，切屑排出性较高。

如上述那样，第二流路25位于比凹部15靠上表面9侧的位置。因此，也可以是，在平面透视观察第一侧面13的情况下，第二流路25的整体与第二区域13b重合。在第二流路25的整体与第二区域13b重合且不与凹部15重合的情况下，在第二流路25与第一侧面13之间处的刀架3的壁厚在较大范围内较厚。因此，刀架3的耐久性较高。

另外，在图6所示的一例中，刀片5的切削刃41比第一侧面13向远离基准面S的一侧突出。在这样配置切削刃41的情况下，在切削加工时第一侧面13难以与被切削件接触。因此，被切削件的加工面变得平滑，并且刀架3的耐久性较高。

<切削加工物的制造方法>

接下来，参照图10～图12详细地对本公开的实施方式的切削加工物的制造方法进行说明。实施方式的一例的切削加工物的制造方法包括以下的(1)～(4)的工序。

(1)如图10所示，准备被切削件101以及切削刀具1，

(2)如图10所示，使被切削件101旋转，

(3)如图11所示，使被切削件101与切削刀具1相互接触，

(4)如图12所示，使被切削件101与切削刀具1相互分离。

具体地进行说明，作为在(1)的工序中准备的被切削件101的材质，例如可列举碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁以及非铁金属等。另外，在图10所示的一例中，在(1)的工序中准备上述的切削刀具1。

在(2)的工序中，如图10所示，使被切削件101以其旋转轴O为基准旋转。

在(3)的工序中，首先，使切削刀具1沿箭头Y1方向移动，使切削刀具1相对地接近旋转着的被切削件101。接下来，如图11所示，使切削刀具1与旋转着的被切削件101接触。在图11所示的一例中，使切削刀具1的切削刃与被切削件101接触，对被切削件101进行切削。此时，使冷却剂从流出口流出并且切削被切削件101即可。

在(4)的工序中，如图12所示，通过使切削刀具1沿箭头Y2方向移动，从而使切削刀具1从被切削件101离开，得到切削加工物。

根据实施方式的切削加工物的制造方法，由于使用切削刀具1，因此能够高效地冷却切削刃，并且能够良好地排出切屑。

需要说明的是，在(3)的工序中，也可以使被切削件101接近切削刀具1。在(4)的工序中，也可以使被切削件101远离切削刀具1。在继续进行切削加工的情况下，重复维持使被切削件101旋转着的状态，使切削刃与被切削件101的不同的位置接触的工序即可。

以上，对本公开的实施方式的切削刀具1以及切削加工物的制造方法进行了例示，但本公开并不限定于上述的实施方式，不言而喻的是只要不脱离本公开的主旨就能够为任意的方案。

例如，图1等所示的切削刀具1是外径开槽加工用的刀具，但并不限定于这种刀具。作为切削刀具，例如，可列举内径开槽加工用的刀具以及外径车削加工用的刀具等。

附图标记说明：

1···切削刀具

3···刀架

3a··第一端

3b··第二端

5···刀片

7···下表面

9···上表面

11···第一端面

13···第一侧面

13a··第一区域

13b··第二区域

15···凹部

17···刀槽

19···第一底面

21···第二底面

23···第一流路

25···第二流路

27···流入口

29···流出口

31···第二端面

33···第二侧面

35···第三流路

37···端面

39···侧面

41···切削刃

43···贯通孔

45···固定构件

101···被切削件。

Claims (10)

1.一种切削刀具，其中，

所述切削刀具具有：

刀架，其是从第一端延伸到第二端的棒形状，并且具有刀槽；以及

切削刀片，其位于所述刀槽，

所述刀架还具有：

上表面；

下表面，其位于所述上表面的相反侧；

第一端面，其在所述上表面与所述下表面之间位于所述第一端侧；

第一侧面，其在所述上表面与所述下表面之间位于从所述第一端到所述第二端；

凹部，其通过相对于所述第一端面以及所述第一侧面开口而成；

第一流路，其沿着所述刀架的中心轴配置，并且具有流入口；以及

第二流路，其位于比所述凹部靠所述上表面侧的位置并且与所述第一流路连接，并具有流出口，

通过所述中心轴且与所述下表面正交的假想平面为基准面，

所述刀槽相对于所述凹部开口，并且从所述凹部朝向所述基准面凹陷。

2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，

在主视观察所述上表面的情况下，所述第二流路沿着所述中心轴延伸，并且，在主视观察所述第一侧面的情况下，所述第二流路随着靠近所述第一端而靠近所述下表面。

3.根据权利要求1或2所述的切削刀具，其中，

所述凹部具有供所述刀槽开口的平坦的底面，

所述底面随着趋向所述第二端而靠近所述基准面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的切削刀具，其中，

所述凹部具有供所述刀槽开口的平坦的底面，

所述底面随着趋向所述下表面而靠近所述基准面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的切削刀具，其中，

所述第一侧面具有：

第一区域，其位于比所述凹部靠所述第二端侧的位置；以及

第二区域，其位于比所述凹部靠所述上表面侧的位置，

所述第二区域位于比所述第一区域靠近所述基准面的位置。

6.根据权利要求5所述的切削刀具，其中，

所述第一区域距所述基准面的距离与所述第二区域距所述基准面的距离之差小于所述凹部距所述基准面的距离与所述第二区域距所述基准面的距离之差。

7.根据权利要求5或6所述的切削刀具，其中，

所述第二区域相对于所述基准面平行。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的切削刀具，其中，

在平面透视观察所述第一侧面的情况下，所述第二流路的整体与所述第二区域重合。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的切削刀具，其中，

所述切削刀片具有切削刃，

所述切削刃比所述第一侧面向远离所述基准面的一侧突出。

10.一种切削加工物的制造方法，其中，

所述切削加工物的制造方法包括以下工序：

使被切削件旋转；

使权利要求1至9中的任一项所述的切削刀具与旋转着的所述被切削件接触；以及

使所述切削刀具从所述被切削件离开。

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