CN111670081A - 立铣刀及加工方法 - Google Patents

Abstract

一种用于等高线加工的立铣刀，其目的在于尽可能较长地设定刃长，并在降低加工成本的同时提高加工精度。一种立铣刀，在刃部中沿圆周方向设置有外径尺寸比轴部的外径尺寸大的八个螺旋状的外周刃，着眼于八个外周刃之中的一个外周刃，将沿该外周刃的轴向的刃长设为L，将该外周刃的螺旋角设为θ，将在该外周刃的下端中该外周刃和与该外周刃的工具旋转方向后方相邻的另一外周刃之间的圆周方向距离设为a时，在从外周刃的下端至少刃长的一半的区域中，由以下的公式表示的n对于八个外周刃均约为1，n＝(L×tanθ)/(2×a)。

Description

立铣刀及加工方法

技术领域

本发明涉及一种立铣刀以及使用该立铣刀的加工方法。

本申请根据2018年2月2日在日本申请的专利申请2018-017384号要求优先权，并且在此援用其内容。

背景技术

在模具加工中，在对深立面(90°壁)进行切削加工时，如果使用长刃长立铣刀，则由于立铣刀的刚性不足导致加工精度降低。因此，对立壁加工提出如下的等高线加工：该加工使用短刃长立铣刀，在轴向上阶段性地移动的同时向与轴心的直角的方向进行切削加工，将多级连接起来进行切削加工(例如专利文献1)。

专利文献1：日本专利公开特开2000-334615号公报

在立面的等高线加工中，如果将深度方向的切削深度设为外周刃的全长，则在加工过程中工具容易弯曲，加工精度容易降低。因此，为了获得高精度的精加工面品质，反复多次零切削，因此需要花费加工时间，结果存在加工成本高的问题。另外，在深度方向的切削深度较小的情况下，使立铣刀在轴向上多次移动的同时进行加工，因此加工时间较长，结果存在加工成本高的问题。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的之一是提供一种立铣刀，该立铣刀用于等高线加工，能够降低精加工中的零切削，且能提高加工精度。

本发明的一个方式的立铣刀，具备：沿中心轴延伸的圆柱形状的轴部；以及位于所述轴部的前端侧的刃部，在所述刃部中沿圆周方向设置有外径尺寸比所述轴部的外径尺寸大的八个外周刃，所述外周刃是围绕所述中心轴以螺旋状延伸的螺旋刃，着眼于八个所述外周刃之中的一个外周刃，将沿该外周刃的轴向的刃长设为L，将该外周刃的螺旋角设为θ，将在该外周刃的下端中该外周刃和与该外周刃的工具旋转方向后方相邻的另一所述外周刃之间的圆周方向距离设为a时，在从所述外周刃的下端至少所述刃长的一半的区域中，由以下的公式表示的n对于八个所述外周刃均约为1，

n＝(L×tanθ)/(2×a)。

本发明的立铣刀应用的是在深度方向的切削深度比外周刃的全长短的情况下再现优异的工具性能的结构。具体而言，该结构在将深度方向的切削深度设为外周刃的全长的一半的等高线加工中，再现特别优异的工具性能。由上述公式表示的n表示在外周刃的下半部分的区域中，在利用立铣刀切削工件的过程中总是与工件接触的外周刃的数量。根据上述结构，在切削加工中，在外周刃的下半部分的区域中总是约有一个外周刃与工件接触(下半部分的区域中的同时接触刃数总是约为1)。在利用立铣刀切削工件的过程中，如果同时接触刃数增减，则立铣刀从工件受到的切削阻力就会增减。由此，存在立铣刀振动导致加工精度降低的问题。在外周刃的下半部分的区域中，由于加工余量大，因此同时接触刃数增减时立铣刀的振动容易放大。另外，即使在外周刃的下半部分的区域的同时接触刃数总是为2以上的自然数的情况下，与同时接触刃数总是约为1的情况相比，加工精度也会降低。通过设为在加工余量大的外周刃的下半部分的区域中同时接触刃数总是约为1的结构，从而在加工过程中难以产生工具的弯曲，且能够抑制立铣刀的振动，提高加工面的加工精度。

此外，在满足上述结构的范围内，能够在轴向上较长地确保外周刃的刃长，通过在进行等高线加工时的一个步骤就能加工更大范围，结果能够降低加工成本。

另外，根据上述结构，设置有八个外周刃。通过设为在外周刃的下半部分的区域中同时接触刃数约为1的结构，同时增加外周刃的数量，从而能够抑制与工件接触的外周刃切换时的切削阻力的增减幅度。通过设置八个外周刃，能够降低切削阻力的增减幅度，抑制切削中的立铣刀的振动，结果能够提高加工精度。

另外，在上述立铣刀中，可以设为所述n是0.9以上且1.1以下的结构。

如上所述，在外周刃的下半部分的区域中同时接触刃数总是约为1的情况下(即n≒1)，能够提高加工面的加工精度。另一方面，在n超过1.1时或n小于0.9时，加工中的立铣刀的振动影响加工精度，难以形成充分的加工精度的加工面。即，根据上述结构，能够充分提高加工面的加工精度。更优选地，n为0.95以上且1.05以下。

另外，上述立铣刀也可以设为在所述外周刃的全长中，由以下的公式表示的m对于八个所述外周刃均约为2的结构。

m＝(L×tanθ)/a

由上述公式表示的m表示在外周刃的全长中，在利用立铣刀切削工件的过程中总是与工件接触的外周刃的数量。根据上述结构，在将深度方向的切削深度设为外周刃的全长的一半的等高线加工中，能够主要由刃长的下半部分的区域形成加工面，然后，在由下半部分的区域加工新的面的过程中刃长的上半部分的区域弯曲，由刃长的上半部分的区域对由刃长的下半部分的区域加工的区域再次进行加工。在使用传统的立铣刀的等高线加工中，由于立铣刀的弯曲引起在深度方向的切入边界部分产生微小的台阶。根据上述结构，能够在下一次切入中，使用刃长的上半部分，将刃长和同时接触刃对齐来对以刃长的下半部分加工的区域进行加工。也就是说，能够将最初以下半部分的刃长加工的面在下一次切入中，以刃长的上半部分的区域中约为1的同时接触刃数来进行修光。因此，加工面的加工精度进一步提高，且还能够减轻深度方向的切入边界部分产生的台阶。

另外，在上述立铣刀中，还可以设为所述m为1.9以上且2.1以下的结构。

如上所述，在外周刃的全长中同时接触刃数总是约为2的情况下(即m≒2)，能够提高加工面的加工精度。另一方面，m超过2.1时或m小于1.9时，加工中的立铣刀的振动影响加工精度，难以形成充分的加工精度的加工面。即，根据上述结构，能够充分提高加工面的加工精度。更优选地，m为1.95以上且2.05以下。

另外，在上述立铣刀中，所述外周刃的外径尺寸D优选为4mm以上。

如果外周刃的外径尺寸较小，则难以形成八片刃。因此，在以八片刃为前提的本发明的立铣刀中，外周刃的外径尺寸优选为4mm以上。进而，外周刃的外径尺寸优选为5mm以上。另外，如果外径尺寸过大，则难以制造实心立铣刀。因此，外周刃的外径尺寸优选为30mm以下。

在上述立铣刀中，所述螺旋角优选为35°以上且40°以下。

根据上述结构，通过将外周刃的螺旋角设为35°以上且40°以下，在具有八个外周刃且在外周刃的下半部分的区域中同时接触刃总是约为1的立铣刀中，由于形成有刃长不太长的外周刃的结构，因此工具的刚性提高且在加工中难以发生工具的弯曲。由此，能够在没有零切削的情况下充分提高加工面的加工精度。进而，外周刃的螺旋角优选为37°以上且39°以下。

在上述立铣刀中，所述外周刃也可以设为具有正型的前刀面的结构。

根据上述结构，由于外周刃具有正型的前刀面，因此与具有负型的前刀面的情况相比，外周刃的切削锋利性良好。由此，能够在没有零切削的情况下充分提高加工面的加工精度。

在上述立铣刀中，所述外周刃也可以设为具有两级后刀面的结构。

根据上述结构，与后刀面为一级的情况相比，即使在立铣刀的进给量较大的情况下，也能够提高加工面的精度。由此，能够在没有零切削的情况下充分提高加工面的加工精度。

本发明的一个方式的加工方法是使用上述立铣刀的加工方法，将深度方向的切削深度设为所述刃长的一半进行等高线加工。

根据上述结构，能够在不进行零切削的情况下提高加工精度。

根据本发明，能够提供一种用于等高线加工的立铣刀，该立铣刀能够降低用于提供尺寸精度的零切削，且能够提高加工精度。

附图说明

图1是一实施方式的立铣刀的示意图。

图2是一实施方式的立铣刀的刃部的主视图。

图3是一实施方式的立铣刀的刃部的俯视图。

图4是一实施方式的立铣刀的外周刃的放大剖面图。

图5A是表示使用一实施方式的立铣刀进行的壁面的等高线加工顺序的图，表示等高线加工的最初的步骤。

图5B是表示使用一实施方式的立铣刀进行的壁面的等高线加工顺序的图，表示图5A的下一步骤。

图5C是表示使用一实施方式的立铣刀进行的壁面的等高线加工顺序的图，表示图5B的下一步骤。

图6是沿圆周方向展开一实施方式的外周刃的展开示意图。

图7是表示在试验例1-1、试验例1-2、试验例1-3、试验例1-4及试验例1-5的切削试验中，加工面的深度与加工面的歪斜量的测量结果的关系的图表。

图8A是表示试验例2-1的切削试验中的切削阻力的随时间变化的图表。

图8B是表示试验例2-2的切削试验中的切削阻力的随时间变化的图表。

具体实施方式

以下，参照附图对适用本发明的实施方式进行详细说明。另外，在以下说明中使用的附图中，为了便于理解特征部分，有时为了方便起见省略非特征部分来图示。

图1是一实施方式的立铣刀1的示意图。图2是立铣刀1的刃部20的主视图。图3是立铣刀1的刃部20的俯视图。

如图1所示，立铣刀1是以轴线(中心轴)O为中心沿轴线方向延伸的大致圆柱的棒体。立铣刀1由硬质合金等硬质材料构造。

在本说明书中，与立铣刀1的轴线O平行的方向简称为轴线方向。另外，与轴线O正交的方向称为径向。另外，围绕轴线O旋转的方向称为圆周方向。在圆周方向之中，在切削加工时，立铣刀1旋转的方向称为工具旋转方向T。另外，在以下说明中，有时相对于特定部位，将工具旋转方向T侧的区域称为旋转方向前方侧，将与工具旋转方向T侧相反的一侧的区域称为旋转方向后方侧。

本实施方式的立铣刀1是直角型立铣刀。立铣刀1通过等高线加工进行立壁的加工。由立铣刀1加工的工件例如是树脂成型用的模具的内嵌件。

立铣刀1具有刀柄部12、刀颈部(轴部)11和刃部20。刀柄部12、刀颈部11和刃部20从基端侧朝向前端侧沿轴线O以该顺序排列。

刀柄部12是沿轴线O延伸的圆柱状。刀柄部12被机床9夹持。立铣刀1在刀柄部12中被机床9夹持并在围绕轴线O的方向中朝向工具旋转方向T旋转。立铣刀1应用于金属材料等的工件的切削加工(铣削加工)。另外，立铣刀1通过机床9围绕轴线O旋转，并在与轴线O交叉的方向上被进给来进行工件的加工。

刀颈部11是沿轴线O延伸的圆柱状。刀颈部11位于刀柄部12的前端侧。在本实施方式中，刀颈部11的外径小于刀柄部12的外径。刀颈部11是与通过使用立铣刀1的等高线加工形成的加工面相对置的区域。

如图2和图3所示，刃部20位于刀颈部11的前端侧。在刃部20中设置有八个外周刃21和在外周刃21的前端(下端)侧分别与外周刃21连接的八个底刃22。

八个外周刃21在刃部20的外周沿圆周方向等间隔配置。另外，八个底刃22在刃部20的前端沿圆周方向等间隔配置。

如图3所示，在本实施方式的立铣刀1中，在八个底刃22之间分别设置有中心槽26。另外，八个底刃22具有从轴线O附近朝向半径方向外周侧的中心刃22a、和相对于中心刃22a位于径向外侧且与中心刃22a相连并朝向径向外侧的主底刃22b。在中心刃22a的旋转方向后方侧设置有中心刃副后刀面23a。另外，主底刃22b的旋转方向后方侧设置有主底刃副后刀面23b。中心刃副后刀面23a和主底刃副后刀面23b在径向上连续形成。中心刃副后刀面23a及主底刃副后刀面23b构成底刃22的后刀面23。

主底刃副后刀面23b的圆周方向的宽度随着朝向径向内侧而逐渐变窄。主底刃副后刀面23b的径向内端中的圆周方向的宽度比中心刃副后刀面23a的径向外端的圆周方向的宽度窄。中心刃副后刀面23a的圆周方向的宽度随着朝向径向内侧而逐渐变窄。

在中心刃22a与位于该中心刃22a的旋转方向前方侧的中心刃副后刀面23a之间的边界部上设置有与中心槽26相连的中央槽27。各个中央槽27在径向内侧到达轴线O。根据本实施方式，尽管在中心刃22a的旋转方向前方侧形成中央槽27，但也能够制成存在于中心槽26内的细微的切屑难以进入中央槽27内的状态。

如图2所示，外周刃21是围绕轴线O螺旋状延伸的螺旋刃。外周刃21随着从立铣刀1的基端侧朝向前端侧，以规定的螺旋角θ朝向工具旋转方向T螺旋状扭转。在本实施方式中，八个外周刃21的螺旋角θ是相同角度。即，本实施方式的外周刃21是等导程。

外周刃21的外径尺寸D小于刀颈部11的外径尺寸d。由此，抑制刀颈部11干涉通过等高线加工形成的加工面。

在外周刃21彼此之间设置有排屑槽24。多个排屑槽24在圆周方向上等间隔形成。排屑槽24沿轴向以规定的螺旋角螺旋状扭转。排屑槽24的螺旋角与外周刃21的螺旋角θ一致。排屑槽24在刃部20的基端侧的端部中切至立铣刀1的外周。

在排屑槽24的旋转方向后方侧的端缘上形成有外周刃21。即，排屑槽24位于外周刃21的旋转方向前方侧。排屑槽24的壁面包括底面24a和前刀面24b。底面24a是在排屑槽24中相对于轴线O朝向径向外侧的面。另外，前刀面24b是在排屑槽24中朝向工具旋转方向T的壁面。

外周刃21在刃部20的外周面中形成于前刀面24b与后刀面25的交叉棱线上。后刀面25是相对于排屑槽24与旋转方向后方侧相邻的面。后刀面25在外周刃21的旋转方向后方侧中从外周刃21朝向排屑槽24在圆周方向上连成一体地延伸。

图4是放大外周刃21的与轴线O正交的剖面并示意性地示出的剖面示意图。此外，在图4中示出通过外周刃21切削的工件。

本实施方式的外周刃21具有两级后刀面。即，外周刃21的后刀面25具有沿圆周方向排列的第一区域25a和第二区域25b。第一区域25a位于外周刃21侧。另外，第二区域25b位于排屑槽24侧。第一区域25a和第二区域25b在立铣刀1的横截面中分别被形成为相对于以轴线O为中心的虚拟圆偏心的圆形状。第一区域25a和第二区域25b分别被形成为相互不同的偏心的圆形状。在外周刃21的后刀面25中，第一区域25a的后角β例如为4°，第二区域25b的后角γ例如为11°。即，第二区域25b的后角γ大于第一区域25a的后角β。

根据本实施方式，由于外周刃21由两级后刀面构造，因此外周刃21在切削加工时在微小的第一级后刀面(第一区域25a)中与加工面接触并摩擦工件的加工面。由此，能够使加工面上形成的伤痕和凹凸平滑，能够提高加工面精度。

第一级后刀面(第一区域25a)的后角β优选为1°以上且10°以下，更优选为4°±1°的范围。如果第一级后刀面(第一区域25a)的角度过小，则有切削阻力增大、加工面变粗的危险。另一方面，如果第一级后刀面(第一区域25a)的角度过大，则虽然能够抑制切削阻力，但是在第一级后刀面上摩擦加工面并使凹凸平滑的效果较小。通过将第一级后刀面(第一区域25a)的后角β设定为上述范围，能够在抑制切削阻力的同时使加工面平滑，并且能够提高加工面的尺寸精度。

此外，在本说明书中，后刀面的后角在与轴线O正交的切断面上测量。在测量时，首先求出连结外周刃的前端的虚拟圆，并且相对于经过测量对象的外周刃前端的虚拟圆的切线，求出后刀面的角度。

另外，第一级后刀面(第一区域25a)的宽度w优选为0.01mm以上且0.15mm以下，更优选为0.03±0.01mm的范围。通过将第一级后刀面(第一区域25a)的宽度w设定为上述范围，能够减小后刀面25对工件的接触面积，能够在抑制切削阻力的同时使加工面平滑，另外能够提高加工面的尺寸精度。

此外，在本说明书中，第一级后刀面(第一区域25a)的宽度w在与轴线O正交的切断面上测量。在测量时，首先求出连结外周刃的前端的虚拟圆，将经过测量对象的外周刃前端的虚拟圆的切线方向上的第一区域25a的长度尺寸设为宽度w。

如图4所示，本实施方式的外周刃21具有正型的前刀面24b。即，从轴向来看，前刀面24b从外周刃21的刀尖开始相对于连结刀尖与轴线O的直线朝向工具旋转方向T的相反侧延伸。根据本实施方式，由于外周刃21具有正型的前刀面24b，因此与具有负型的前刀面的情况相比，外周刃21的切削锋利性良好。因此，能够充分提高加工面的加工精度。

图5A、图5B和图5C是示出使用立铣刀1进行的壁面的等高线加工顺序的图。图5A～图5C图示等高线加工的各步骤。此外，在图5A～5C中，将沿外周刃21的轴向的刃长设为L。

在本实施方式的加工方法中，将深度方向的切削深度设为刃长L的一半进行等高线加工。在利用立铣刀1进行的等高线加工中，外周刃21主要由刃长L的下半部分的区域形成加工面，并由刃长L的上半部分的区域对加工面再次进行加工。

外周刃的外径尺寸D在外周刃的全长中一样。因此，由刃长L的上半部分区域进行的加工中的加工余量是微小的。

一般地，在使用立铣刀的等高线加工中，由于立铣刀的弯曲引起在深度方向的切入的边界部分产生微小的台阶。根据本实施方式，将在上半部分的区域中对由外周刃21的下半部分的区域形成的加工面进行再加工。因此，通过利用刃长的上半部分的区域进行的再加工，能够使在深度方向的切入的边界部分产生的台阶减轻。结果能够通过立铣刀1形成提高加工精度的加工面。

图6是将刃部20的外周刃21沿圆周方向展开的展开示意图。

这里，着眼于八个外周刃21之中的一个外周刃，将沿该外周刃21的轴向的刃长设为L、将该外周刃21的螺旋角设为θ，将在该外周刃21的下端21b中，该外周刃21和与该外周刃21的工具旋转方向后方相邻的另一外周刃21之间的圆周方向距离设为a。此外，这里的圆周方向距离是指以轴线O为中心在圆周方向上延伸的圆弧长。

沿外周刃21的轴向的刃长L是实质上进行工件切削的外周刃21的有效刃长。即，刃长L是指沿轴向螺旋状延伸的外周刃21之中，沿直径比刀颈部11的直径大的具有规定的外径尺寸D的区域的轴向的长度。另外，外周刃21的上端21a是指在外周刃21中维持外径尺寸D的区域的上端。同样地，外周刃21的下端21b是指在外周刃21中维持外径尺寸D的区域的下端。此外，由于本实施方式的立铣刀1是直角型立铣刀，因此外周刃21的下端21b是与底刃22的连接部。当立铣刀1是圆弧头立铣刀时，外周刃21的下端21b是与圆弧状的圆弧头刃的连接部。

在本实施方式中，对于所有外周刃21来说，其与和其工具旋转方向后方相邻的另一外周刃21之间的圆周方向距离a相等，a＝Dπ/8。同样地，在本实施方式中，对于所有的外周刃21来说，其沿轴向的刃长L和外周刃21的螺旋角θ相等。

本实施方式的立铣刀1，在从外周刃21的下端21b至少刃长的一半(L/2)的区域中，由以下的(公式1)表示的n对于八个外周刃21均约为1。

n＝(L×tanθ)/(2×a)(公式1)

这里，着眼于在圆周方向上彼此相邻的一对外周刃21。对于在(公式1)中n＝1的立铣刀1来说，工具旋转方向前方的一个外周刃21的轴向的中间点21c和与工具旋转方向T的后方相邻的另一个外周刃21的下端21b之间的圆周方向的位置大致一致。立铣刀1围绕轴线O旋转，在刃部20中进行工件的切削加工。在(公式1)中，n＝1的立铣刀1无论刃部20的相位如何，在外周刃21的下半部分的区域中，八个外周刃21之中的某一个外周刃21总是与工件接触。

即，由上述公式表示的n表示在外周刃21的下半部分的区域中，在利用立铣刀1切削工件的过程中总是与工件接触的外周刃21的数量。根据本实施方式，在切削加工中，在外周刃21的下半部分的区域中，总是有约一个外周刃21与工件接触(下半部分的区域中的同时接触刃数总是约为1)。

如上所述，本实施方式的立铣刀1被设为在将深度方向的切削深度设为刃长L的一半来进行等高线加工时再现特别优异的工具性能的结构。因此，外周刃21的下半部分的区域由于加工余量大，因此成为产生振动的支配性的原因，重要的是构造为抑制振动的结构。

在利用立铣刀1切削工件的过程中，下半部分的区域中的同时接触刃数增减时，立铣刀1从工件受到的切削阻力也会增减。更具体地说，在下半部分的区域中，当外周刃21离开工件时，切削阻力急剧减小，当外周刃21开始接触工件时，切削阻力急剧增加。由此，存在立铣刀振动导致加工精度降低的问题。另外，即使在下半部分的区域中的同时接触刃数总是2以上的自然数的情况下，与同时接触刃数总是约为1的情况相比，加工精度也会降低。

根据本实施方式，通过将下半部分的区域中的同时接触刃数设为总是约为1，在一个外周刃21离开工件的几乎同时另一外周刃21开始与工件接触，因此能够抑制加工中的立铣刀1的振动，提高加工面的加工精度。

另外，在满足上述结构的范围内，能够在轴向上较长地确保外周刃21的刃长，能够在进行等高线加工时的一个步骤中加工更大范围，结果能够降低加工成本。

在本实施方式的立铣刀1中，由上述(公式1)表示的n优选为0.9以上且1.1以下。如上所述，在下半部分的区域中的同时接触刃数总是约为1的情况下(即n≒1)，最能提高加工面的加工精度。另一方面，在n超过1.1时或n小于0.9时，加工过程中的立铣刀1的振动影响加工精度，难以形成充分的加工精度的加工面。即，通过将n设为0.9以上且1.1以下，能够充分提高加工面的加工精度。另外，更优选将n设为0.95以上且1.05以下。通过将n设为0.95以上且1.05以下，能够更有效地抑制立铣刀1的振动。

另外，上述立铣刀1在外周刃21的全长中，由以下的(公式2)表示的m对于八个外周刃21均约为2。

m＝(L×tanθ)/a…(公式2)

由(公式2)表示的m表示在外周刃21的全长中，在利用立铣刀1切削工件的过程中总是与工件接触的外周刃21的数量。通过采用这样的结构，能够在将深度方向的切削深度设为外周刃21的全长的一半的等高线加工中，主要以刃长L的下半部分的区域形成加工面，然后，以刃长L的上半部分的区域对加工面再次进行加工。在使用传统的立铣刀的等高线加工中，由于立铣刀的弯曲引起在深度方向的切入的边界部分产生微小的台阶。根据上述结构，在刃长L的下半部分和上半部分中，刃长和同时接触刃相同。因此，加工面的加工精度更高，且还能够减轻深度方向的切入的边界部分产生的台阶。

在本实施方式的立铣刀1中，由上述(公式2)表示的m优选为1.9以上且2.1以下。如上所述，在外周刃21的全长中同时接触刃数总是约为2的情况下(即m≒2)，能够提高加工面的加工精度。另一方面，当m超过2.1时或m小于1.9时，加工过程中的立铣刀1的振动影响加工精度，难以形成充分的加工精度的加工面。即，根据上述结构，能够充分提高加工面的加工精度。另外，更优选将m设为1.95以上且2.05以下。通过将n设为1.95以上且2.05以下，能够更有效地抑制立铣刀1的振动。

另外，根据本实施方式，在刃部20设有八个外周刃21。在外周刃21的下半部分的区域中，将同时接触刃数设为总是约为1，通过增加外周刃21的数量，能够抑制与工件接触的外周刃21切换时的切削阻力的增减幅度。通过设置八个外周刃21，能够减小切削阻力的增减幅度，抑制切削中的立铣刀1的振动，结果能够提高加工精度。

在立铣刀1中，外周刃21的外径尺寸D优选为4mm以上。如果外周刃21的外径尺寸D较小，则难以形成八片刃。因此，在以八片刃为前提的本实施方式的立铣刀1中，外周刃21的外径尺寸D优选为4mm以上。进而，外周刃21的外径尺寸D优选为5mm以上。另外，外径尺寸D过大时，难以制造实心立铣刀。因此，外周刃21的外径尺寸D优选为30mm以下。

为了提高立铣刀1的刚性并充分提高加工精度，在形成有外周刃21的部分的与轴线O正交的剖面中的立铣刀1的芯厚优选为同一剖面中的外周刃21的外径尺寸D的75％以上且85％以下。另外，为了提高立铣刀1的刚性并充分提高加工精度，外周刃21的刃长L优选为外周刃21的外形尺寸D的1.5倍以下，更优选为1.2倍以下。

在立铣刀1中，螺旋角θ优选为35°以上且40°以下。通过将外周刃21的螺旋角θ设为35°以上且40°以下，在具有在外周刃的下半部分的区域中同时接触刃总是约为一个的八个外周刃21的立铣刀1中，由于外周刃21为刃长L不太长的结构，因此立铣刀1的刚性提高，在加工过程中难以发生立铣刀1的弯曲。由此，能够在没有零切削的情况下充分提高加工面的加工精度。出于同样的理由，外周刃21的螺旋角更优选为37°以上且39°以下。

【实施例】

以下，示出实施例来更详细地说明本发明，但是本发明不限于这些实施例。

(试验1)

在以下条件下，进行试验例1-1、试验例1-2、试验例1-3、试验例1-4以及试验例1-5的立壁中的精加工的切削试验。

·工件：DAC(H)48HRC

·立铣刀：外周刃的外径尺寸Φ6mm、芯厚80％

·机械：MAKINO V33(HSK-F63)

·切削条件：转数n＝2650转/分钟

进给速度Vf＝636mm/分钟

加工余量0.1mm

加工深度40mm

顺铣

干风吹送加工(ドライ－エアブロー加工)

用于试验例1-1的立铣刀使用在外周刃的下半部分的区域中同时接触刃约为一个的立铣刀。而且，将深度方向的切削深度设为外周刃的刃长的一半来进行等高线加工。因此，在试验例1-1中，对由外周刃的下半部分切削的加工面，由外周刃的上半部分进行再加工。即，在试验例1-1中，以外周刃的下半部分和上半部分的区域的同时接触刃数分别总是约为1的方式进行各步骤的切削。

用于试验例1-1的立铣刀的外周刃的刃长为6mm。

用于试验例1-1的立铣刀的外周刃具有两级后刀面。

用于试验例1-1的立铣刀具有螺旋角为38°的等导程的八个外周刃。

用于试验例1-1的立铣刀的外周刃的前角为正型。

用于试验例1-2的立铣刀将外周刃的刃长设为用于试验例1-1的立铣刀的外周刃的刃长的一半。而且，在试验例1-2中，将深度方向的切削深度设为外周刃的全刃长来进行等高线加工。即，在试验例1-2中，以在刃长的整个区域中同时接触刃数总是约为1的方式进行各步骤的切削。

用于试验例1-2的立铣刀的外周刃的刃长为3mm。

用于试验例1-2的立铣刀的外周刃具有两级后刀面。

用于试验例1-2的立铣刀具有螺旋角为38°的等导程的八个外周刃。

用于试验例1-2的立铣刀的外周刃的前角为正型。

用于试验例1-3的立铣刀，将试验例1-1中使用的立铣刀的外周刃的刃长加倍，将外周刃的下半部分的区域中的同时接触刃数设为约为两个。而且，将深度方向的切削深度设为外周刃的刃长的一半来进行等高线加工。即，在试验例1-3中，以同时接触刃数总是约为两个来进行各步骤的切削。

用于试验例1-3的立铣刀的外周刃的刃长为12mm。

用于试验例1-3的立铣刀的外周刃具有两级后刀面。

用于试验例1-3的立铣刀具有螺旋角为38°的等导程的八个外周刃。

用于试验例1-3的立铣刀的外周刃的前角为正型。

用于试验例1-4的立铣刀与试验例1-2同样设为缩短外周刃的刃长，进而外周刃具有一级后刀面的结构。而且，在试验例1-4中，将深度方向的切削深度作为外周刃的全刃长来进行等高线加工。即，在刃长的整个区域中，以同时接触刃数约为1来进行等高线加工。

其中，用于试验例1-4的立铣刀的外周刃具有一级后刀面。

用于试验例1-4的立铣刀的外周刃的刃长为3mm。

用于试验例1-4的立铣刀具有螺旋角为38°的等导程的八个外周刃。

用于试验例1-4的立铣刀的外周刃的前角为正型。

用于试验例1-5的立铣刀的螺旋角与用于试验例1-1的立铣刀的螺旋角彼此不同。而且，在试验例1-5中，将深度方向的切削深度设为外周刃的全刃长来进行等高线加工。即，在刃长的整个区域中，以同时接触刃数总是约为1来进行等高线加工。

用于试验例1-5的立铣刀的外周刃的刃长为6mm。

用于试验例1-5的立铣刀的外周刃具有两级后刀面。

用于试验例1-5的立铣刀具有螺旋角为21°的等导程的八个外周刃。

用于试验例1-5的立铣刀的外周刃的前角为正型。

图7是表示在试验例1-1、试验例1-2、试验例1-3、试验例1-4以及试验例1-5的切削试验中加工面的深度与加工面的歪斜量的测量结果的关系的图表。如图7所示，能够确认在试验例1-1中的歪斜量与其他试验例相比足够小。

以下的表1是在试验例1-1、试验例1-2、试验例1-3、试验例1-4以及试验例1-5的切削试验中形成的加工面的评价结果。

在表1中，“Ra”是加工面的算术平均粗糙度，“Rz”是加工面的最大高度。另外，“外观及光泽感”是加工面的目视评价结果。“加工痕迹(筋)”是由于深度方向上的进给的各步骤而形成的等间隔的痕迹的状态的目视评价结果。“歪斜精度”是基于图7所示的图表的评价结果。切削阻力是基于切削阻力的测量结果进行评价的评价结果。另外，在各项目中，A表示最优，B表示次优，C表示第三优，D表示不良的状态。

【表1】

从表1所示的结果也可以确认，试验例1-1中的加工面与其他试验例中的加工面相比是最优异的。

试验例1-1的歪斜精度和表面性状都比较优异，不需要进行零切削来修正。在切削深度大的试验例1-3和1-5中，歪斜精度差，即使进行5～10次零切削以作为补充工序，也确认到10μm左右的未切削量。试验例1-2和1-4的歪斜精度在5μm以下，但与试验例1-1相比，表面性状变差。

(试验2)

接着，对表示将外周刃的刃数设为8的优势性的试验2进行说明。

在以下条件下，进行试验例2-1及试验例2-2的切削试验。

·工件：DAC(H)48HRC

·立铣刀：外周刃的外径尺寸Φ6mm

·机械：MAKINO V33(HSK-F63)

·切削条件：转数n＝2650转/分钟

进给速度Vf＝636mm/分钟

加工余量0.1mm

顺铣

干风吹送加工

用于试验例2-1的立铣刀具有等导程的八个外周刃，外周刃的螺旋角为38°。用于试验例2-1的立铣刀是与上述试验例1-1的立铣刀相同结构的立铣刀。

另一方面，用于试验例2-2的立铣刀具有等导程的两个外周刃，外周刃的螺旋角为72°。用于试验例2-2的立铣刀的其他结构与试验例2-1的立铣刀同样。

在试验例2-1及试验例2-2中测量了在等高线加工中仅使用外周刃的下半部分的区域进行切削的步骤(即图5A所示的步骤)中的切削阻力的随时间变化。

图8A是表示试验例2-1的切削试验中的切削阻力的随时间变化的图表。图8B是表示试验例2-2的切削试验中的切削阻力的随时间变化的图。图8A和图8B中的横轴是时间，纵轴是切削阻力。在图8A和图8B中，横轴的比例尺相同。此外，在图8A和图8B的图表中，对在沿圆周方向排列的外周刃分别开始接触的点记载数字。

如图8A及图8B所示，在试验例2-1及试验例2-2中，在一个外周刃离开工件的同时另一外周刃开始接触工件的瞬间，切削阻力提高。如果着眼于切削阻力的绝对值，则试验例2-1的切削阻力的绝对值大于试验例2-2的切削阻力的绝对值。这被认为是由于试验例2-1的立铣刀的螺旋角小于试验例2-2的立铣刀的螺旋角引起的。但是，如果着眼于切削阻力的增减的幅度，则试验例2-1的切削阻力的增减幅度小于试验例2-2的切削阻力的增减幅度。如果切削阻力的增减幅度大，则由于切削阻力的增减引起立铣刀振动，加工精度降低。即，通过使用具备用于试验例2-1的八个外周刃的立铣刀，能够与使用两个外周刃的立铣刀(试验例2-2的立铣刀)的情况相比提高加工面的精度。

以上对本发明的实施方式进行了说明，实施方式中的各结构及其组合等是一例，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可进行结构的附加、省略、置换以及其他的变更。另外，本发明不受实施方式的限制。

附图标记说明

1 立铣刀

11 刀颈部(轴部)

20 刃部

21 外周刃

21b 下端

22 底刃

24b 前刀面

25 后刀面

A 圆周方向距离

d、D 外径尺寸

L 刃长

O 轴线(中心轴)

T 工具旋转方向

θ 螺旋角

Claims (11)

1.一种立铣刀，具备：

沿中心轴延伸的圆柱形状的轴部；以及

位于所述轴部的前端侧的刃部，

在所述刃部中沿圆周方向设置有外径尺寸比所述轴部的外径尺寸大的八个外周刃，

所述外周刃是围绕所述中心轴以螺旋状延伸的螺旋刃，

着眼于八个所述外周刃之中的一个外周刃，将沿该外周刃的轴向的刃长设为L，将该外周刃的螺旋角设为θ，将在该外周刃的下端中该外周刃和与该外周刃的工具旋转方向后方相邻的另一所述外周刃之间的圆周方向距离设为a时，在从所述外周刃的下端至少所述刃长的一半的区域中，由以下的公式表示的n对于八个所述外周刃均约为1，

n＝(L×tanθ)/(2×a)。

2.根据权利要求1所述的立铣刀，其中，所述n为0.9以上且1.1以下。

3.根据权利要求1所述的立铣刀，其中，在所述外周刃的全长中，由以下的公式表示的m对于八个所述外周刃均约为2，

m＝(L×tanθ)/a。

4.根据权利要求3所述的立铣刀，其中，所述m为1.9以上且2.1以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的立铣刀，其中，所述外周刃的外径尺寸为4mm以上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的立铣刀，其中，所述螺旋角为35°以上且40°以下。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的立铣刀，其中，所述外周刃具有正型的前刀面。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的立铣刀，其中，所述外周刃具有两级后刀面。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的立铣刀，其中，在所述刃部中，除了八个所述外周刃之外，还设置有设置在所述刃部的前端并从所述中心轴侧朝向径向外侧延伸的八个底刃和将所述外周刃与所述底刃平滑连接的八个圆弧头刃，

在所述圆弧头刃和所述外周刃的边界与所述圆弧头刃和所述底刃的边界之间，所述刃部的最前端点位于所述圆弧头刃上。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的立铣刀，将深度方向的切削深度设为刃长的一半来进行等高线加工。

11.一种加工方法，使用权利要求1～10中任一项所述的立铣刀，并将深度方向的切削深度设为所述刃长的一半来进行等高线加工。

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