CN112805110B - 切削刀具和镗削工具 - Google Patents

Abstract

切削刀具具有：座面、外周面、顶面和附接孔。切削刃包括弯曲的拐角切削刃部、与拐角切削刃部的一端续接的呈直线状的第一切削刃部、以及与拐角切削刃部的另一端续接的呈直线状的第二切削刃部。顶面包括与第一切削刃部续接的第一前刀面、与第二切削刃部续接的第二前刀面、以及与拐角切削刃部续接并且还与第一前刀面和第二前刀面续接的第三前刀面。第三前刀面具有与第一前刀面续接的第一区域以及与第二前刀面续接的第二区域。第一前刀面和第一区域均具有正的前角。第二前刀面和第二区域均具有负的前角。

Description

切削刀具和镗削工具

技术领域

本公开涉及一种切削刀具和镗削工具。本申请要求基于2018年10月11日提交的日本专利申请No.2018-192619的优先权。该日本专利申请中描述的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

日本专利申请公开No.2007-185766(PTL 1)公开了一种具有主后刀面和副后刀面的车削刀具。根据该车削刀具，副后刀面的后角比主后刀面的后角大至少1°。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本专利申请公开No.2007-185766

发明内容

根据本公开的切削刀具包括座面、外周面、顶面和附接孔。外周面与座面续接。顶面与外周面续接，并且顶面隔着外周面位于座面的相反侧。附接孔在顶面和座面之间穿透切削刀具。在沿垂直于座面并且从顶面朝向座面延伸的方向观察顶面的顶视图中，顶面的外形为多边形。由顶面和外周面形成的脊线构成切削刃。切削刃包括在多边形的一个顶点处形成的弯曲的拐角切削刃部(cutting corner edge portion)、与拐角切削刃部的一端续接并且呈直线状延伸的第一切削刃部、以及与拐角切削刃部的另一端续接并且呈直线状延伸的第二切削刃部。顶面包括与第一切削刃部续接的第一前刀面、与第二切削刃部续接的第二前刀面、以及与拐角切削刃部续接并且还与第一前刀面和第二前刀面续接的第三前刀面。第三前刀面具有与第一前刀面续接的第一区域以及与第二前刀面续接的第二区域。第一前刀面和第一区域均具有正的前角。第二前刀面和第二区域均具有负的前角。

附图说明

图1是根据实施例的切削刀具的构造的示意性透视图。

图2是根据本实施例的切削刀具的构造的示意性平面图。

图3是沿图2中的线III-III截取的示意性截面图。

图4是图2中的区域IV的放大示意性平面图。

图5是图2中的区域IV的放大示意性透视图。

图6是沿图4中的线VI-VI截取的示意性截面图。

图7是沿图4中的线VII-VII截取的示意性截面图。

图8是沿图4中的线VIII-VIII截取的示意性截面图。

图9是沿图4中的线IX-IX截取的示意性截面图。

图10是沿图4中的线X-X截取的示意性截面图。

图11是沿图4中的线XI-XI截取的示意性截面图。

图12是沿图4中的线XII-XII截取的示意性截面图。

图13是根据本实施例的镗削工具的构造的示意性平面图。

图14是示出了使用切削刀具加工工件内径的状态的示意图。

具体实施方式

[本公开所要解决的问题]

然而，当使用日本专利申请公开No.2007-185766所述的车削刀具来加工工件内径时，难以充分减少边界磨损。

本公开的目的是提供一种能够减少边界磨损的切削刀具和镗削工具。

[本公开的有利效果]

根据本公开，可以提供一种能够减少边界磨损的切削刀具和镗削工具。

[本公开的实施例的概述]

首先，将对本公开的实施例进行概述。

(1)根据本公开的切削刀具100包括座面7、外周面8、顶面5和附接孔6。外周面8与座面7续接。顶面5与外周面8续接，并且顶面5隔着外周面8位于座面7的相反侧。附接孔6在顶面5和座面7之间穿透切削刀具。在沿垂直于座面7并且从顶面5朝向座面7延伸的方向观察顶面5的顶视图中，顶面5具有多边形形式的外形。由顶面5和外周面8形成的脊线构成切削刃4。切削刃4包括在多边形的一个顶点处形成的弯曲的拐角切削刃部3、与拐角切削刃部3的一端续接并且呈直线状延伸的第一切削刃部1、以及与拐角切削刃部3的另一端续接并且呈直线状延伸的第二切削刃部2。顶面5包括与第一切削刃部1续接的第一前刀面10、与第二切削刃部2续接的第二前刀面20、以及与拐角切削刃部3续接并且还与第一前刀面10和第二前刀面20续接的第三前刀面30。第三前刀面30具有与第一前刀面10续接的第一区域31以及与第二前刀面20续接的第二区域32。第一前刀面10和第一区域31均具有正的前角。第二前刀面20和第二区域32均具有负的前角。

在根据上述条款(1)所述的切削刀具100中，第一前刀面10和第一区域31均具有正的前角，并且第二前刀面20和第二区域32均具有负的前角。第一前刀面10和第一区域31均具有正的前角允许维持良好的锋利度和切屑控制。第二前刀面20和第二区域32均具有负的前角允许减少边界磨损。

(2)在根据上述条款(1)所述的切削刀具100中，第三前刀面30可以包括与第二区域32续接的第三区域33。第三区域33可以具有正的倾斜角。

(3)在根据上述条款(2)所述的切削刀具100中，在顶视图中，第二区域32和第三区域33可以形成连接至拐角切削刃部3的第一区域31和第二区域32的边界的脊线。

(4)在根据上述条款(1)至(3)中任何一项的所述切削刀具100中，第一前刀面10可以具有大于0°并且小于20°的前角。

(5)在根据上述条款(1)至(4)中任何一项所述的切削刀具100中，第二前刀面20可以具有大于-10°并且小于0°的前角。

(6)在根据上述条款(1)至(5)中任何一项所述的切削刀具100中，在顶视图中，顶面5可以具有三角形形式的外形。

(7)根据本公开的镗削工具200包括上述条款(1)至(6)中任何一项所述的切削刀具100，以及支撑切削刀具100的保持器70。切削刀具100布置在保持器70的前部91处设置的切削刀具附接部71处。在顶视图中，第二切削刃部2沿着切削刀具附接部71的侧面布置，并且第一切削刃部1相对于附接孔6位于前部91。

[本公开的实施例的细节]

以下，将参考附图更具体地描述本公开的实施例。在附图中，相同或等同的部件用相同附图标记表示，并且将不再重复描述。

首先，将描述根据本实施例的切削刀具100的构造。图1是表示根据本实施例的切削刀具的构造的示意性透视图。图2是根据本实施例的切削刀具的构造的示意性平面图。图3是沿图2中的线III-III截取的示意性截面图。

如图1所示，根据本实施例的切削刀具100主要具有座面7、外周面8、顶面5和附接孔6。座面7为平坦面。座面7是这样的表面：切削刀具100在该表面上附接于保持器70(参见图13)。外周面8与座面7续接。顶面5与外周面8续接，并且顶面5隔着外周面8位于座面7的相反侧。附接孔6在顶面5和座面7之间穿透切削刀具。外周面8围绕附接孔6。在沿垂直于座面7并且从顶面5朝向座面7延伸的方向观察顶面5的顶视图中，顶面5具有多边形形式的外形。在本说明书中，顶视图是指观察顶面5的方向是垂直于座面7并且从顶面5朝向座面7延伸的方向。换言之，示出当放置切削刀具100使得座面7与某一平面完全接触时的切削刀具100的顶面的视图表示了在顶视图中所观察的顶面5的图。即使当切削刀具100附接至保持器70时，顶视图也是指沿相同方向观察顶面5。即，观察顶面5的方向是指垂直于座面7并且从顶面5朝向座面7延伸的方向。由顶面5和外周面8形成的脊线构成切削刃4。

如图2所示，在顶视图中，顶面5例如具有三角形形式的外形。当顶面5具有三角形形式的外形时，该三角形的三个顶点用作切削刃4。顶面5主要具有第一前刀面10、第二前刀面20、第三前刀面30、断屑部40和平坦面50。平坦面50围绕附接孔6。注意的是，顶面5的外形不局限于三角形。例如，顶面5可以具有方形形式的外形。

如图3所示，在截面中，外周面8具有例如渐缩形状(锥形形状)。例如，外周面8倾斜成使得外周面8的宽度从顶面5朝向座面7减小。附接孔6敞开成穿过顶面5和座面7。附接孔6为通孔。附接孔6在顶面5处的直径大于在座面7处的直径。

图4是图2中的区域IV的放大示意性平面图。图5是图2中的区域IV的放大示意性透视图。如图4和图5所示，切削刃4包括在多边形的一个顶点处形成的拐角切削刃部3、第一切削刃部1和第二切削刃部2。第一前刀面10与第一切削刃部1续接。第二前刀面20与第二切削刃部2续接。第三前刀面30与拐角切削刃部3续接。第三前刀面30与第一前刀面10和第二前刀面20中的每一个续接。第三前刀面30位于第一前刀面10与第二前刀面20之间。由外周面8和第一前刀面10形成的脊线构成第一切削刃部1。由外周面8和第二前刀面20形成的脊线构成第二切削刃部2。由外周面8和第三前刀面30形成的脊线构成拐角切削刃部3。外周面8用作后刀面。例如，外周面8具有11°的后角。

如图4所示，拐角切削刃部3是弯曲的。第一切削刃部1是直的。第一切削刃部1为多边形的一个边，并且与拐角切削刃部3的一端续接。第二切削刃部2是直的。第二切削刃部2是多边形的另一个边，并且与拐角切削刃部3的另一端续接。拐角切削刃部3位于第一切削刃部1和第二切削刃部2之间。

第三前刀面30具有第一区域31、第二区域32和第三区域33。第一区域31与第一前刀面10续接。第二区域32与第二前刀面20续接。第三区域33与第二区域32续接。第三区域33隔着第二区域32位于拐角切削刃部3的相反侧。第三区域33位于第一区域31和第二区域32之间。

如图4所示，在顶视图中，第二区域32和第三区域33可以形成连接至拐角切削刃部3的第一区域31和第二区域32的边界的脊线(第一脊线51)。顶面5具有与断屑部40和第二前刀面20续接的第五倾斜面21。第五倾斜面21位于断屑部40和第二前刀面20之间。第二前刀面20和第五倾斜面21形成与第一脊线51续接的脊线(第二脊线52)。

如图5所示，断屑部40为凸起部。断屑部40具有第一倾斜面41、第二倾斜面42、第三倾斜面43和第四倾斜面44。第一倾斜面41与第一前刀面10续接。第二倾斜面42与第五倾斜面21续接。第三倾斜面43与第一前刀面10、第五倾斜面21、第一区域31和第三区域33续接。第四倾斜面44与第一倾斜面41、第二倾斜面42、第三倾斜面43和平坦面50续接。第四倾斜面44位于第一倾斜面41和第二倾斜面42之间。

图6是沿图4中的线VI-VI截取的示意性截面图。图6的截面是这样的截面：该截面包括将由沿第一切削刃部1延伸的直线和沿第二切削刃部2延伸的直线所形成的角二等分的直线，并且该截面还垂直于座面7。在图6所示的截面中，第三前刀面30具有正的前角(第三前角θ3)。例如，第三前角θ3为15°。例如，第三前角θ3可以是10°以上并且20°以下。

在本说明书中，具有正的角度(正角)的表面是指具有该角度的表面倾斜成随着该表面离切削刃4越远，该表面与座面7距离越小。相反，具有负的角度(负角)的表面是指具有该角度的表面倾斜成随着该表面离切削刃4越远，该表面与座面7距离越大。

与位于切削刃4上的点P续接的表面的角度θ定义如下：首先，在顶视图中，对切削刃4上的特定点P确定法线N。法线N平行于座面7。随后，确定包括有点P和法线N并且垂直于座面7的截面。在该截面中由与点P续接的表面和座面7形成的角度是角度θ。

角度θ的符号(即，角度θ是正角还是负角)被定义如下：首先，在该截面中，将平行于座面7并且从点P朝向断屑部40延伸的方向定义为X。随后，当与点P续接的表面相对于X进行微分并且微分系数为负时，表面的角度θ为正角。相反，当微分系数为正时，表面的角度θ为负角。

在图6至图12中，切削刃4上的点P确定为切削刃4上从第一切削刃部1、第二切削刃部2和拐角切削刃部3中选择的单个点。在这些图中，沿水平方向的虚线是法线N的一部分，并且同样与座面7平行。

如图6所示，第三倾斜面43与第三前刀面30续接。第三倾斜面43凸起成随着第三倾斜面43距第三切削刃部3越远，第三倾斜面43与座面7的距离越大。第四倾斜面44与第三倾斜面43续接。第三倾斜面43位于第三前刀面30与第四倾斜面44之间。第四倾斜面44与平坦面50续接。第四倾斜面44位于第三倾斜面43与平坦面50之间。平坦面50和第三倾斜面43形成的角度可以大于由平坦面50和第四倾斜面44形成的角度。第三倾斜面43和第四倾斜面44均具有负的倾斜角。

图7是沿图4中的线VII-VII截取的示意性截面图。图7的截面是垂直于第一切削刃部1、横向于(transverse to)第一倾斜面41、并且垂直于座面7的截面。在图7的截面中，第一前刀面10具有正的前角(第一前角θ1)。例如，第一前角θ1为5°。例如，第一前角θ1可以大于0°并且小于20°。第一前角θ1可以是15°以下，并且可以是10°以下。第一倾斜面41与第一前刀面10续接。第一倾斜面41隔着第一前刀面10位于第一切削刃部1的相反侧。第一倾斜面41凸起成随着第一倾斜面41距第一切削刃部1越远，第一倾斜面41与座面7的距离越大。第一倾斜面41具有负的倾斜角。

图8是沿图4中的线VIII-VIII截取的示意性截面图。图8的截面是垂直于第一切削刃部1、横向于第三倾斜面43、并且垂直于座面7的截面。在图8的截面中，第一前刀面10具有正的前角(第四前角θ4)。例如，第四前角θ4为10°。例如，第四前角θ4可以大于0°并且小于15°。第四前角θ4大于第一前角θ1。第一前刀面10可以具有随着第一前刀面10靠近第三前刀面30而改变以具有增大的前角的部分。第三倾斜面43与第一前刀面10续接。第三倾斜面43隔着第一前刀面10位于第一切削刃部1的相反侧。第三倾斜面43具有这样的部分：该部分凸起成随着第三倾斜面43距第一切削刃部1越远，第三倾斜面43与座面7的距离越大。

图9是沿图4中的线IX-IX截取的示意性截面图。图9的截面是垂直于第二切削刃部2、横向于第二倾斜面42、并且垂直于座面7的截面。在图9的截面中，第二前刀面20具有负的前角(第二前角θ2)。例如，第二前角θ2为-5°。例如，第二前角θ2可以大于-10°并且小于0°。第五倾斜面21与第二前刀面20续接。第五倾斜面21隔着第二前刀面20位于第二切削刃部2的相反侧。第五倾斜面21倾斜成随着第五倾斜面21距第二切削刃部2越远，第五倾斜面21与座面7的距离越小。第二倾斜面42与第五倾斜面21续接。第五倾斜面21位于第二前刀面20和第二倾斜面42之间。第二倾斜面42凸起成随着第二倾斜面42距第二切削刃部2越远，第二倾斜面42与座面7的距离越大。第五倾斜面21具有正的倾斜角。

图10是沿图4中的线X-X截取的示意性截面图。图10的截面是垂直于第二切削刃部2、横向于第三倾斜面43、并且垂直于座面7的截面。在图10的截面中，第二前刀面20具有负的前角(第五前角θ5)。例如，第五前角θ5为-5°。例如，第五前角θ5可以大于-10°并且小于0°。第五前角θ5可以等于第二前角θ2。第三倾斜面43与第五倾斜面21续接。第五倾斜面21位于第二前刀面20和第三倾斜面43之间。第三倾斜面43具有这样的部分：该部分凸起成随着第三倾斜面43距第二切削刃部2越远，第二倾斜面42与座面7之间的距离增大。

图11是沿图4中的线XI-XI截取的示意性截面图。图11的截面是横向于第一区域31和第三倾斜面43并且垂直于座面7的截面。在图11的截面图中，第一区域31具有正的前角(第六前角θ6)。例如，第六前角θ6为17°。例如，第六前角θ6可以为10°以上并且20°以下。第三倾斜面43与第一区域31续接。第三倾斜面43隔着第一区域31位于拐角切削刃部3的相反侧。第三倾斜面43凸起成随着第三倾斜面43距拐角切削刃部3越远，第三倾斜面43与座面7的距离越大。第三倾斜面43具有负的倾斜角。

图12是沿图4中的线XII-XII截取的示意性截面图。图12的截面是横向于第二区域32、第三区域33和第三倾斜面43并且垂直于座面7的截面。在图12的截面中，第二区域32具有负的前角(第七前角θ7)。例如，第七前角θ7为-5.4°。例如，第七前角θ7可以大于-10°并且小于0°。

第三区域33与第二区域32续接。第三区域33隔着第二区域32位于拐角切削刃部3的相反侧。第三区域33倾斜成随着第三区域33距拐角切削刃部3越远，第三区域33与座面7的距离越小。换言之，第三区域33具有正的倾斜角。第三倾斜面43隔着第三区域33位于第二区域32的相反侧。换言之，第三区域33位于第二区域32和第三倾斜面43之间。

以下，将对根据本实施例的镗削工具的构造进行描述。图13是根据本实施例的镗削工具的构造的示意性平面图。

如图13所示，根据本实施例的镗削工具200主要包括切削刀具100、保持器70和紧固螺钉60。保持器70支撑切削刀具100。保持器70设置有切削刀具附接部71。切削刀具附接部71是设置在保持器70中的凹部。切削刀具附接部71设置在保持器70的前部91处。切削刀具100布置在切削刀具附接部71处。紧固螺钉60布置在切削刀具100的附接孔6中。通过将紧固螺钉60旋拧至设置在保持器70中的螺纹孔(未示出)中而将切削刀具100固定至保持器70。如图13所示，在顶视图中，第二切削刃部2沿切削刀具附接部71的侧面设置。在顶视图中，第一切削刃部1相对于附接孔6设置在保持器70的前部91处。

根据本实施例的切削刀具100具有以下功能和效果：

根据本实施例，切削刀具100具有均具有正的前角的第一前刀面10和第一区域31，以及均具有负的前角的第二前刀面20和第二区域32。均具有正的前角的第一前刀面10和第一区域31允许维持良好的锋利度和切屑控制。均具有负的前角的第二前刀面20和第二区域32允许减少边界磨损。

示例

(制备样品)

首先，制备根据样品1-1、1-2、1-3、2-1、2-2和2-3的切削刀具100。根据样品1-1、1-2和1-3的切削刀具100具有设定为5°的第一前角θ1、设定为-5°的第二前角θ2、设定为15°的第三前角θ3、设定为10°的第四前角θ4、以及设定为-5°的第五前角θ5。根据样品2-1、2-2和2-3的切削刀具100具有设定为5°的第一前角θ1、设定为5°的第二前角θ2、设定为15°的第三前角θ3、设定为10°的第四前角θ4、以及设定为10°的第五前角θ5。即，根据样品1-1、1-2和1-3的切削刀具100以及根据样品2-1、2-2和2-3的切削刀具100的不同之处在第二前角θ2和第五前角θ5，并且其余部分的构造与图1所示的切削刀具100相同。

(评价方法)

使用由BIG DAISHOWA SEIKI CO.,LTD.制造的镗削头组(型号：EWN32-60CKB3)和由BIG DAISHOWA SEIKI CO.,LTD.制造的柄部保持器(型号：BT40-CK3-135)作为工具。使用由DMG MORI.CO.LTD.制造的加工中心(型号：NV5000/BBT40)作为机器。工件由S50C形成。切削刀具100由无镀层金属陶瓷形成。

使用具有根据样品1-1、1-2、1-3、2-1、2-2和2-3的切削刀具100的切削工具加工工件的内径。图14是示出了使用切削刀具100加工工件内径的状态的示意图。如图14所示，在工具旋转的同时，切削刀具100的拐角切削刃部3与工件80的孔表面81接触以精加工孔表面81。切削速度(Vc)设定为200m/min。进给速率(f)设定为0.06mm/转。切削深度设定为0.2mm。使用水溶性切削液。施加内部润滑(2MPa)。切削长度设定为1m。图14中的箭头92表示切削刀具100移动的方向。在沿图14所示的线XI-XI截取的截面中，第一区域31的前角(第六前角θ6)是正角(参见图11)。在沿图14所示的线XII-XII截取的截面中，第二区域32的前角(第七前角θ7)为负角(参见图12)。

(评价结果)

表1

在使用具有根据样品1-1、1-2、1-3、2-1、2-2和2-3的切削刀具100的切削工具来加工工件的内径之后，测量切削刀具100在第二切削刃部2附近的边界磨损量。如表1所示，根据样品1-1、1-2和1-3的切削刀具100分别磨损了-0.008mm、-0.011mm和-0.010mm。相反，根据样品2-1、2-2和2-3的切削刀具100分别磨损了-0.013mm、

-0.015mm和-0.014mm。根据上述结果证实，均具有负的第二前角θ2和第五前角θ5可以实现减少磨损量的目的。

应当理解的是，本公开的实施例和示例在任何方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求的条款所限定而不是由上文的描述所限定，并且旨在包括在与权利要求的条款等同的含义和范围内的任何修改。

附图标记列表

1第一切削刃部，2第二切削刃部，3拐角切削刃部，4切削刃，5顶面，6附接孔，7座面，8外周面，10第一前刀面，20第二前刀面，21第五倾斜面，30第三前刀面，31第一区域，32第二区域，33第三区域，40断屑部，41第一倾斜面，42第二倾斜面，43第三倾斜面，

44第四倾斜面，50平坦面，51第一脊线，52第二脊线，60紧固螺钉，

70保持器，71切削刀具附接部，80工件，81孔表面，91前部，92箭头，100切削刀具，200镗削工具。

Claims (11)

1.一种切削刀具，包括：

座面；

外周面，其与所述座面续接；

顶面，其与所述外周面续接，并且隔着所述外周面位于所述座面的相反侧；以及

附接孔，其在所述顶面和所述座面之间穿透所述切削刀具，

在沿垂直于所述座面并且从所述顶面朝向所述座面延伸的方向观察所述顶面的顶视图中，所述顶面的外形为多边形，

由所述顶面和所述外周面形成的脊线构成切削刃，

所述切削刃包括在所述多边形的一个顶点处形成的弯曲的拐角切削刃部、与所述拐角切削刃部的一端续接并且呈直线状延伸的第一切削刃部、以及与所述拐角切削刃部的另一端续接并且呈直线状延伸的第二切削刃部，

所述顶面包括与所述第一切削刃部续接的第一前刀面、与所述第二切削刃部续接的第二前刀面、以及与所述拐角切削刃部续接并且还与所述第一前刀面和所述第二前刀面续接的第三前刀面，

所述第三前刀面具有与所述第一前刀面续接的第一区域以及与所述第二前刀面续接的第二区域，

所述第一前刀面和所述第一区域均具有正的前角，

所述第二前刀面和所述第二区域均具有负的前角。

2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，

所述第三前刀面包括与所述第二区域续接的第三区域，并且

所述第三区域具有正的倾斜角。

3.根据权利要求2所述的切削刀具，其中，

在所述顶视图中，所述第二区域和所述第三区域形成连接至所述拐角切削刃部的所述第一区域和所述第二区域的边界的脊线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的切削刀具，其中，所述第一前刀面具有大于0°并且小于20°的前角。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的切削刀具，其中，所述第二前刀面具有大于-10°并且小于0°的前角。

6.根据权利要求4所述的切削刀具，其中，所述第二前刀面具有大于-10°并且小于0°的前角。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的切削刀具，其中，在所述顶视图中，所述顶面的所述外形为三角形。

8.根据权利要求4中任一项所述的切削刀具，其中，在所述顶视图中，所述顶面的所述外形为三角形。

9.根据权利要求5所述的切削刀具，其中，在所述顶视图中，所述顶面的所述外形为三角形。

10.根据权利要求6所述的切削刀具，其中，在所述顶视图中，所述顶面的所述外形为三角形。

11.一种镗削工具，包括根据权利要求1至10中任一项所述的切削刀具和支撑所述切削刀具的保持器，

所述切削刀具被布置在所述保持器的前部处设置的切削刀具附接部处，

在所述顶视图中，所述第二切削刃部沿着所述切削刀具附接部的侧面布置，所述第一切削刃部相对于所述附接孔位于所述前部。

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