CN112008131A

CN112008131A - 切削刀片

Info

Publication number: CN112008131A
Application number: CN202010467304.4A
Authority: CN
Inventors: 阿曽孝洋
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2040-05-28
Also published as: CN112008131B; US11192193B2; EP3744454B1; JP2020196119A; EP3744454A1; JP6703317B1; US20200376572A1

Abstract

本发明提供一种主切削刃更加不易发生缺损的形状的切削刀片。切削刀片10至少在上表面20形成有主切削刃24、拐角刃23、修光刃22、以及内切削刃21，在侧面40中对应于主切削刃24的主切削刃侧面部41形成有向外侧突出的突出部43，当俯视时，突出部43具有随着远离拐角刃而其突出量减小的第1部分43a。此外，优选形成于主切削刃侧面部41的主切削刃后刀面部42具备随着远离拐角刃23而后角减小的第1后角变化部42a、以及随着远离拐角刃而后角增大的第2后角变化部42b，第1后角变化部42a与第2后角变化部42b相比位于更靠近拐角刃23的位置，在第1后角变化部42a的端部中远离拐角刃23的一方的端部中的后角为负值。

Description

切削刀片

技术领域

本发明涉及在用于切削加工的切削工具中使用的切削刀片，特别是涉及用于刀头更换式的铣削工具的切削刀片。

背景技术

以往，作为用于肩铣的切削刀片，存在如专利文献1所公开的俯视的形状为大致长方形的切削刀片。形成于长边侧的主切削刃对壁面进行加工，形成于短边侧的副切削刃对平面进行加工。

专利文献

专利文献1：日本特开2008-213078号公报

发明内容

一般而言，当切削刃向工件切入时，将经历拐角(corner)刃附近的部分先切入，然后渐渐地离拐角刃较远的部分也切入这样的过程。此时，在向工件切入的瞬间对切削刃施加的负荷远大于在切入后对切削刃施加的负荷，在切入的瞬间切削刃容易发生缺损。因此，如专利文献1所公开的主切削刃的后角为正值的切削刀片容易发生刀头的缺损，并难以在更高负荷的切削条件下进行加工。本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种主切削刃更加不易发生缺损的形状的切削刀片。

本发明涉及的切削刀片具备内切削刃、与内切削刃连接的修光刃、与修光刃连接的拐角刃、以及与拐角刃连接的主切削刃，在对应于主切削刃的侧面部具备向切削刀片的外侧突出的突出部，当俯视时，突出部具有随着远离拐角刃而突出量变小的第1部分。

此外，对于本发明的切削刀片，优选对应于主切削刃的后刀面具备随着远离拐角刃而后角变小的第1后角变化部、以及随着远离拐角刃而后角变大的第2后角变化部，第1后角变化部与第2后角变化部相比位于更靠近拐角刃的位置，第1后角变化部的端部中距离拐角刃较远的一个端部中的后角为负值(minus)。

此外，本发明的切削刀片优选突出部的后角为正值。

此外，对于本发明的切削刀片，优选突出部进一步具备随着远离拐角刃而突出量变大的第2部分，第2部分与上述第1部分相比位于更靠近上述拐角刃的位置。

此外，本发明的切削刀片优选当俯视时，突出部的第1部分的始端与主切削刃的中间位置相比位于更靠近拐角刃侧的位置。

此外，本发明涉及的切削刀片安装于以旋转轴为中心而进行旋转的工具体(body)。该切削刀片具备第1端面、第2端面、侧面、主切削刃、副切削刃、拐角切削刃，上述第1端面包含前刀面；当安装于工具体时上述第2端面与工具体接触；上述侧面包含连接第1端面与第2端面并朝向旋转轴方向的副切削刃侧面部、以及连接第1端面与第2端面并朝向与旋转轴垂直的外径方向的主切削刃侧面部；上述主切削刃形成于第1端面与主切削刃侧面部的交叉棱线部；上述副切削刃形成于第1端面与副切削刃侧面部的交叉棱线部；上述拐角切削刃连接主切削刃与副切削刃。此外，形成有贯穿第1端面以及第2端面的贯通孔。该主切削刃侧面部具备突出部，当从平行于上述贯通孔的中心轴线的方向观察上述第1端面时，上述突出部向与上述主切削刃垂直的方向突出，并包含第2部分、以及第1部分，上述第2部分的相对于主切削刃的突出量随着远离拐角切削刃而增加，上述第1部分与第2部分连接且其突出量随着远离拐角切削刃而减小。该突出部具备第1后角变化部、以及第2后角变化部，上述第1后角变化部的后角的值随着远离拐角切削刃而减小，上述第2后角变化部与第1后角变化部相比形成于远离拐角切削刃的位置，且其后角的值随着远离拐角切削刃而增加。进而，与第2后角变化部连接的主切削刃的长度优选大于与第1后角变化部连接的主切削刃的长度。

此外，与第1后角变化部连接的主切削刃的长度、和与第2后角变化部连接的主切削刃的长度之和优选大于主切削刃整体的长度的10％，进一步优选大于20％。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式涉及的刀片的主视图。

图2为图1的刀片的立体图。

图3为图1的刀片的仰视图。

图4为图1的刀片的右视图。

图5为图1的刀片的后视图。

图6为图1的VI-VI剖视图。

图7为本发明的一个实施方式涉及的刀头更换式切削工具的立体图。

图8为图7的刀头更换式切削工具的前端图。

图9为图7的刀头更换式切削工具的主视图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的一个实施方式进行说明。应予说明，为了方便说明，有时使用“上”和“下”等表示两个物体的相对位置关系的语句，但此时归根结底不过是对各附图中的位置关系进行说明，并不规定这两个物体的绝对的位置关系。即，即使记载了“物体A与物体B相比位于上方”，也只是在特定的附图中这样描绘，并不说明物体A与物体B相比总是绝对地配置于上方。

本实施方式的切削刀片10具备上表面20(“第1端面”的一个例子)、与上表面20相对地配置的下表面30(“第2的端面”的一个例子)、以及连接上表面20与下表面30的侧面40。切削刀片10具备从上表面20到下表面30为止的贯通孔50，并且在将切削刀片10固定于工具体101的情况下，螺钉被插入于上述贯通孔50。

当俯视时(在切削刀片10上形成有贯通孔50的情况下，从平行于贯通孔50的中心轴线的方向即与上表面20相对的方向观察上表面20时)，上表面20的形状形成为一组大致平行的边棱部比另一组大致平行的边棱部更长的大致平行四边形般的形状，并形成为关于贯通孔50的中心轴线180°旋转对称。

上表面20与侧面40的交叉棱线部的一部分形成为切削加工时的切削刃。具体而言，上表面20的短边侧的边棱部形成为包含内切削刃21和修光刃22的副切削刃，上表面20的角部形成为拐角刃23，上表面20的长边侧的边棱部形成为主切削刃24。在本实施方式的情况下，以内切削刃21、修光刃22、拐角刃23、以及主切削刃24的顺序连接。当俯视时，内切削刃21与修光刃22以钝角交叉，它们的交叉部由曲率半径极小的圆弧构成。与内切削刃21以及修光刃22连接的侧面部分(包含后刀面，当安装于工具体101(图7)时，朝向工具体101的旋转轴方向的“副切削刃侧面部”的一个例子)的后角形成为正值(所谓的“正型(positive)”)。如图3所示，当从与内切削刃21以及修光刃22的后刀面相对的方向观察时，内切削刃21以及修光刃22随着朝向拐角刃23而向远离下表面30的方向倾斜，并且修光刃22的倾斜角度大于内切削刃21的倾斜角度。

如图4所示，主切削刃24随着其与拐角刃23的连接部朝向另一内切削刃21(设置于与一侧的内切削刃21关于贯通孔50的中心轴线而180度旋转对称的位置的内切削刃21)而逐渐接近下表面30。对应于主切削刃24的侧面部分41(以下，记载为“主切削刃侧面部”)具备与主切削刃24邻接且构成后刀面的主切削刃后刀面部42，该侧面部分41相当于如下的面：当安装于工具体101(图7)时侧面40中的朝向以工具体101的旋转轴为基准的外径方向的面。

主切削刃后刀面部42具备第1后角变化部42a、以及第2后角变化部42b，该第1后角变化部42a的后角随着远离拐角刃23而向负值减小，该第2后角变化部42b的后角随着远离拐角刃23而向正值增大。第1后角变化部42a从主切削刃24与拐角刃23之间的连接部开始经过指定的长度而形成，第2后角变化部42b与第1后角变化部42a连接。即，第1后角变化部42a与第2后角变化部42b相比位于更靠近拐角刃23的位置。第1后角变化部42a的始端部的后角约为0°，且越是远离拐角刃23，后角越小，在与第2后角变化部42b的交叉部中变为负值。在本实施方式中，第1后角变化部42a的后角在与第2后角变化部42b的交叉部处为-5°。例如，在第1后角变化部42a中，可以以后角随着远离拐角刃23而单调减小的方式形成第1后角变化部42a。第2后角变化部42b的始端部的后角随着远离拐角刃23而增大。例如，在第2后角变化部42b中，可以以后角随着远离拐角刃23而单调增加的方式形成第2后角变化部42b。在本实施方式中，第2后角变化部42b的终端部的后角变为-3°。

如图1所示，当俯视时，主切削刃后刀面部42比主切削刃24更向外侧突出，并构成突出部43。突出部43具备随着远离拐角刃23而突出量减小的第1部分43a、以及随着远离拐角刃23而突出量增大的第2部分43b。应予说明，突出量是指当观察与主切削刃24垂直的剖面时从主切削刃24至突出部43的端部的距离，即，图1的俯视图(从与贯通孔50的中心轴线平行的方向观察上表面20的情况)中的主切削刃24、与垂直于主切削刃24的方向上的突出部43的端部的点之间的距离。第2部分43b也可包含主切削刃24与拐角刃23的连接部。此外，第1部分43a与第2部分43b连接。

当俯视时，突出部43的第1部分43a的始端的位置与主切削刃24的中间位置相比位于更靠近拐角刃23侧的位置。

突出部43的后角为正值，并在任意处都为相同的值。在本实施方式中为4°。应予说明，突出部43的后角为相对于主切削刃后刀面部42而与下表面30侧连接的面的后角，并且指与旋转轴垂直的剖面中的从突出部43开始并连接至下表面30的侧面部41所形成的线段与突出部43所面向的被加工物的切线所成的角。

如上的切削刀片10的侧面部41具备突出部43，当从平行于贯通孔50的中心轴线的方向观察上表面20时，该突出部43向与主切削刃24垂直的方向突出。因此，在与主切削刃24垂直的剖面中，突出部43比主切削刃24更向与贯通孔50的中心轴线垂直的方向突出。此外，如图1所示，其突出量从主切削刃24与拐角切削刃23的连接部附近向远离拐角切削刃23的方向逐渐增大，并在拐角切削刃23的附近具有最大的突出量。然后，向进一步远离拐角切削刃23的方向逐渐减小。突出部43形成为，与朝向远离拐角切削刃23的方向，从突出部43的突出量为零的位置开始至变为最大的位置为止所对应的主切削刃24的长度相比，从突出量变为最大的位置开始至再次变为零的位置为止所对应的主切削刃24的长度更大，例如，具有2倍以上的长度。此外，与第1后角变化部42a连接的主切削刃24的长度、和与第2后角变化部42b连接的主切削刃24的长度之和大于主切削刃24整体的长度的10％，优选大于20％。

此外，当在通过贯通孔50的中心轴线的剖面中观察切削刀片10时，上表面20形成为随着靠近主切削刃24而与下表面30的距离增大。由此，容易实现正的前刀角(径向前角)，并可以提高锋利程度。此外，主切削刃后刀面部42形成为随着远离主切削刃24而与中心轴线的距离(在与中心轴线垂直的方向上的距离)增大。因此，切削刀片10的厚度增加，可以抑制随着切削阻力的减少而发生的刀头强度下降，特别是，可以抑制在咬住后向切削刃施加的负荷所导致的缺损。

此外，突出部43形成为，在拐角切削刃23的附近，例如，在与拐角切削刃23间隔相对于主切削刃24的全长(构成主切削刃24的一个边棱部的全长)的20％以下的拐角切削刃附近的区域，具有最大的突出量。因此，在主切削刃24中，可以特别增大最先咬住的部分附近的厚度。此外，通过设置突出部43，与不设置突出部43的情况相比，后角变小，因而可以促进切屑向远离拐角切削刃23的方向移动。此时，通过突出部43的第1部分43a，越是远离拐角切削刃23而后角越是增大，因而可以抑制被咬入于与被加工对象物的壁面之间的切屑损伤壁面。

接着，对具备本实施方式的切削刀片的刀头更换式切削工具进行说明。如图7至图9所示，刀头更换式切削工具100由大致圆柱状的工具体101、以及安装于工具体101的前端的切削刀片10构成。在工具体101的前端形成两个刀片座102。切削刀片10通过插入于贯通孔50并与形成于刀片座102的内螺纹螺合的外螺纹螺钉而载置并固定于刀片座102。切削刀片10的上表面20作为前刀面而发挥作用，下表面30的至少一部分抵接于刀片座102。此时，上表面20朝向工具体101的旋转方向，与内切削刃21以及修光刃22连接的侧面部分(“副切削刃侧面部”)朝向工具体101的旋转轴方向，与主切削刃24连接的侧面部41朝向与工具体101的旋转轴方向垂直的外径方向。切削刀片10安装为使内切削刃21以及修光刃22位于工具体101的前端侧，并且修光刃22形成为相对于工具体101的旋转轴线基本垂直。刀头更换式切削工具100通过内切削刃21或修光刃22进行平面加工，并通过主切削刃24进行壁面加工。

接着，对上述实施方式的效果进行说明。在主切削刃侧面部41具有越是远离拐角刃23则突出量越小的突出部43的第1部分43a，因而拐角刃23附近的主切削刃24形成为较厚。因此，主切削刃24变得结实，并且在咬住工件时，主切削刃24不易发生缺损。

此外，通常存在生成的切屑随着逐渐伸长而卷曲，并且切屑的前端部被咬入于切削刃的后方部与工件之间的情况。应予说明，切削刃的后方部是指在安装于工具体101的切削刀片10中，更加远离刀头更换式切削工具100的前端的位置的部分。在主切削刃后刀面部42中，其后方部分形成为组合主切削刃24的突出部43的第1部分43a和第2后角变化部42b而成的形状，因而在与被加工的壁面之间形成非常大的间隙。因此，即使在切削加工中在主切削刃24的后方部发生切屑的咬入，被咬入的切屑也不易损伤切削刀片10以及加工面。

在本实施方式的切削刀片10的情况下，突出部43的第2部分43b与突出部43的第1部分43a相比形成于更靠近拐角刃23的位置，因而从第1部分43a向拐角刃23的后刀面的形状变化变得平滑，第1部分43a的强度增加。

突出部43的后角为正值，因而被加工的壁面与切削刀片10之间的间隙变得更大，从而不易损伤切削刀片10和加工面。

通过使得当俯视时，突出部43的第1部分43a的始端的位置与主切削刃24的中间位置相比位于更靠近拐角刃23侧的位置，可以有效地强化主切削刃24的更加容易发生缺损的部分。

符号说明

10…切削刀片

20…上表面

21…内切削刃

22…修光刃

23…拐角刃

24…主切削刃

30…下表面

40…侧面

41…主切削刃侧面部

42…主切削刃后刀面部

42a…第1后角变化部

42b…第2后角变化部

43…突出部

43a…突出部的第1部分

43b…突出部的第2部分

50…贯通孔

100…刀头更换式切削工具

101…工具体

102…刀片座

Claims

1.一种切削刀片，其具备具有多个边棱部且彼此相对的第1端面以及第2端面、和连接这两个端面的侧面，

在所述第1端面与所述侧面之间的交叉棱线部的至少一部分形成有切削刃，

所述切削刃具备内切削刃、与所述内切削刃连接的修光刃、与所述修光刃连接的拐角刃、以及与所述拐角刃连接的主切削刃，

作为所述侧面的一部分且对应于所述主切削刃的主切削刃侧面部具备向外侧突出的突出部，

当从与所述第1端面相对的方向观察时，所述突出部具备随着远离所述拐角刃而突出量变小的第1部分。

2.如权利要求1所述的切削刀片，其中，

所述主切削刃侧面部具备与所述主切削刃邻接的主切削刃后刀面部，

所述主切削刃后刀面部具备随着远离所述拐角刃而后角变小的第1后角变化部、以及随着远离所述拐角刃而后角变大的第2后角变化部，

所述第1后角变化部与所述第2后角变化部相比位于更靠近所述拐角刃的位置，

在所述第1后角变化部的端部中距离所述拐角刃较远的一个端部中的后角为负值。

3.如权利要求1或2所述的切削刀片，其中，

所述突出部的后角为正值。

4.如权利要求1～3中任一项所述的切削刀片，其中，

所述突出部进一步具备随着远离所述拐角刃而突出量变大的第2部分，所述第2部分与所述第1部分相比位于更靠近所述拐角刃的位置。

5.如权利要求1～4中任一项所述的切削刀片，其中，

当从与所述第1端面相对的方向观察时，所述突出部的所述第1部分的始端与所述主切削刃的中间位置相比位于更靠近所述拐角刃侧的位置。

6.一种切削刀片，其安装于以旋转轴为中心而进行旋转的工具体，其中，

所述切削刀片具备：

第1端面，所述第1端面包含前刀面；

第2端面，当安装于所述工具体时所述第2端面与所述工具体接触；

侧面，所述侧面包含连接所述第1端面与所述第2端面并朝向所述旋转轴方向的副切削刃侧面部、以及连接所述第1端面与所述第2端面并朝向与所述旋转轴垂直的外径方向的主切削刃侧面部；

主切削刃，所述主切削刃形成于所述第1端面与所述主切削刃侧面部的交叉棱线部；

副切削刃，所述副切削刃形成于所述第1端面与所述副切削刃侧面部的交叉棱线部；以及

拐角切削刃，所述拐角切削刃连接所述主切削刃与所述副切削刃，

所述切削刀片形成有贯穿所述第1端面以及所述第2端面的贯通孔，

所述主切削刃侧面部具备突出部，当从平行于所述贯通孔的中心轴线的方向观察所述第1端面时，所述突出部向与所述主切削刃垂直的方向突出，并包含第2部分、以及第1部分，所述第2部分的相对于所述主切削刃的突出量随着远离所述拐角切削刃而增加，所述第1部分与所述第2部分连接且其突出量随着远离所述拐角切削刃而减少，

所述突出部具备第1后角变化部、以及第2后角变化部，所述第1后角变化部的后角的值随着远离所述拐角切削刃而减小，所述第2后角变化部与所述第1后角变化部相比形成于远离所述拐角切削刃的位置，且其后角的值随着远离所述拐角切削刃而增加，与所述第2后角变化部连接的所述主切削刃的长度大于与所述第1后角变化部连接的所述主切削刃的长度。

7.如权利要求6所述的切削刀片，其中，

与所述第1后角变化部连接的所述主切削刃的长度、和与所述第2后角变化部连接的所述主切削刃的长度之和大于所述主切削刃整体的长度的10％。