CN114147269B - 切削刀片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适合小径铣削工具的切削刀片。切削刀片10包括前刀面20、底面30、周侧面40以及通孔19。前刀面20与周侧面40相交形成的第一棱线R1包括：第一主切削刃11；以及第一拐角切削刃12，其连接于该第一主切削刃11的前端11F。底面30包括：第一底面31，从通孔19的中心轴O观察时，其随着靠向第一主切削刃11侧而接近前刀面20；以及第二底面32，从中心轴O观察时，其随着靠向与第一主切削刃11相反的一侧而接近前刀面20。将第一底面31延长所得的第一假想面K与将第二底面32延长所得的第二假想面L相交形成假想交线M，该假想交线M与第一主切削刃11的距离W2、W2随着沿第一主切削刃11的延伸方向从前端11F侧靠向与该前端11F相反的一侧的末端11R侧而减小。

Description

切削刀片

技术领域

本发明涉及一种切削刀片。

背景技术

目前市面上流通有能够精密加工模具等的小径铣削工具。工具直径越小，承受对切削刀片施加的切削阻力的工具主体的壁厚越小。针对此问题，有时将切削刀片配置成径向前角为负。若工具直径相同，则径向前角越为负，支承切削刀片底面的部位的壁厚越大。相反，在切削刀片的厚度恒定的情况下，若径向前角为负，则刀片安装座的底面成为朝外的斜面。因此，在切削刀片与底面之间产生使切削刀片滑向外周侧的分力，导致切削刀片容易发生位置偏移。

为了防止这种位置偏移，提出一种将切削刀片的底面形成为V字形的楔状的切削刀片(例如，参考专利文献1)。将底面形成为V字形时，底面中的外周侧的大致一半压靠在工具主体的刀片安装座上，以抵抗使切削刀片滑向外周侧的力，从而实现牢固的固定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/060195号公报

技术课题

然而，切削刀片受工具主体的刀片安装座的底面及壁面约束。在工具主体及切削刀片的尺寸上，可容许微小偏差作为公差，因此，当切削刀片的底面形成为V字形而大致分成两半时而，约束涉及的底面的面积成为大致一半。

作用在切削刀片的切削刃上的切削阻力并不均匀。切削刃中，尤其是拐角切削刃的切削条件严苛。在拐角切削刃附近，若切削刀片的底面与工具主体的刀片安装座的接触面积较小，则约束力较小，拐角切削刃的刀头容易晃动。鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种适合小径铣削工具的切削刀片

发明内容

本发明的一个方面的切削刀片包括前刀面、与该前刀面相反的一侧的底面、将前刀面与底面连接的周侧面以及贯穿前刀面及底面的通孔。前刀面与周侧面相交形成的第一棱线包括：第一主切削刃；以及第一拐角切削刃，其连接于该第一主切削刃的前端。底面包括：第一底面，从通孔的中心轴观察时，其随着靠向第一主切削刃所在的一侧而接近前刀面；以及第二底面，从中心轴观察时，其随着靠向与第一主切削刃相反的一侧而接近前刀面。将第一底面延长所得的假想面与将第二底面延长所得的假想面相交形成的假想交线与第一主切削刃的距离随着从第一主切削刃的前端所在的一侧靠向与该前端相反的一侧的末端所在的一侧而减小。

根据该方面，在第一底面，与靠末端部位相比，第一主切削刃的靠前端部位与假想交线之间的距离更大而形成为宽幅。由于第一主切削刃的前端侧有第一拐角切削刃，所以与切削刃的其他部位相比，切削条件更严苛。虽然底面被分割成第一底面及第二底面而与工具主体的刀片安装座的接触面积成为大致一半，但是能够确保第一底面与刀片安装座在切削条件严苛的前端侧的接触面积较大，因此，拐角切削刃的刀头不易晃动。从而能够提供一种加工精度及耐久性优异、适合小径铣削工具的切削刀片。

在上述方面中，周侧面也可以包括面对第一主切削刃的第一侧面。关于第一侧面，也可以随着沿第一主切削刃的延伸方向从前端侧靠向末端侧，前刀面与第一底面的距离增大。

与拐角切削刃相同，切入边界部(最大切入部)的切削条件比切削刃的其他部位更严苛。切入边界部面对比被切削件的其他部分更硬的铸件表面或烧结表面，也面对经加工固化以防因切削加工引起塑性变形的被切削件的表面。根据该方面，第一主切削刃中成为切入边界部的末端侧的切削刀片的厚度大于前端侧。在切入边界部所在的第一主切削刃的末端侧，能够确保切削刀片的刚性，从而提高切削刀片的耐久性。

在上述方面中，将包括距前刀面最远的底面的一端且与中心轴正交的假想面作为基准面时，第一底面与第一侧面相交形成的第二棱线也可以随着沿第一主切削刃的延伸方向从前端侧靠向末端侧而接近基准面。第一主切削刃也可以随着沿该第一主切削刃的延伸方向从前端侧靠向末端侧而接近基准面，且远离第二棱线。

当构成为轴向前角为正时，在主切削刃的末端侧，切削刀片的壁厚容易比前端侧小。根据该方面，尽管第一主切削刃能够构成为切削工具的轴向前角为正，但是切削刀片的厚度仍能够构成为作为切入边界部的末端侧大于前端侧。

在上述方面中，周侧面也可以包括面对第一主切削刃的第一侧面。第一侧面也可以包括：后刀面，其连接于第一主切削刃；以及约束面，其比该后刀面更靠近第一底面。也可以后刀面以随着靠向第一主切削刃而接近中心轴的方式倾斜，约束面形成为与中心轴平行。

根据该方面，面对第一主切削刃的第一侧面被分割成两个以上的面。由于约束面与通孔的中心轴平行，因此能够恰当当地将切削刀片约束在工具主体的刀片安装座上。由于后刀面向切削刀片的中心侧倾斜，因此第一主切削刃的刀头角度较大，第一主切削刃的刀头不易损坏。

在上述方面中，第一棱线还可以包括：第二主切削刃，其位于与第一主切削刃相反的一侧；第一修光刃，其连接于第一拐角切削刃；第一内刃，其连接于该第一修光刃；以及第一连接部，其将该第一内刃与第二主切削刃连接。周侧面还可以包括面对第一内刃的第四侧面、以及面对第一连接部的第五侧面。第五侧面可以超过将第一底面与第四侧面相交形成的棱线延长所得的假想延长线，向远离前刀面中心的方向突出。

根据该方面，面对第一连接部的第五侧面形成为比假想延长线突出的厚壁部。在第一连接部能够确保刚性，从而提高切削刀片的耐久性。

根据本发明，能够提供一种适合小径铣削工具的切削刀片。

附图说明

图1是示出装有本发明的一实施方式的切削刀片的铣削工具的一个例子的立体图。

图2是示出本发明的一实施方式的切削刀片的一个例子的立体图。

图3是示出图2所示的切削刀片的前刀面的俯视图。

图4是示出图2所示的切削刀片的底面的仰视图。

图5是示出图2所示的切削刀片的第一侧面的侧视图。

图6是沿图5中的VI-VI线的剖视图。

图7是沿图5中的VII-VII线的剖视图。

图8是沿图5中的VIII-VIII线的剖视图。

图9是沿图5中的IX-IX线的剖视图。

图10是示出图2所示的切削刀片的第二侧面的侧视图。

主要元件符号说明

铣削工具 1

工具主体 2

刀片安装座 3

紧固螺钉 9

切削刀片 10

第一主切削刃 11

第二主切削刃 11’

前端 11F、11F’

末端 11R、11R’

第一拐角切削刃 12

第二拐角切削刃 12’

第一修光刃 13

第二修光刃 13’

第一内刃 14

第二内刃 14’

第一连接部 15

第二连接部 15’

通孔 19

前刀面 20

底面 30

第一底面 31

第二底面 32

中央连接面 33

周侧面 40

第一侧面 41、41’

第二侧面 42、42’

第三侧面 43、43’

第四侧面 44、44’

第五侧面 45、45’

上阶面(后刀面的一个例子) 411

中阶面(约束面的一个例子) 412

下阶面 413

上阶面 421

中阶面 422

下阶面 423

径向 Dr

轴向 Dz

周向 Dθ

距离 H1、H2、H3、H4

第一假想面 K

第二假想面 L

假想交线 M

假想延长线 N

中心轴 O

基准面 P

第一棱线 R1

第二棱线 R2

第三棱线 R3

距离 W1、W2

角度 α、β

具体实施方式

参考附图对本发明的优选实施方式进行说明。另外，在各图中，标有相同符号的构件具有相同或者类似的构成。本发明的一实施方式的切削刀片10的特征之一在于，将底面30呈V字形分割成两部分的假想交线M是与主切削刃11、11’斜交，而非平行(参考图4)。由于在拐角切削刃12、12’的正下方，能够确保切削刀片10的底面30与工具主体2的刀片安装座3的接触面积较大，因此拐角切削刃12、12’的刀头不易晃动。适合能够进行精密加工的小径铣削工具1(参考图1)。

切削刀片10上远离拐角切削刃12、12’的部位虽然与刀片安装座3的接触面积较小，但因形成为厚壁而不易破损。主切削刃11、11’上的切削刀片10的厚度H1、H2、H3、H4随着远离连接于拐角切削刃12、12’的前端11F、11F’而增大(参考图6至图9)。此外，在与拐角切削刃12、12’隔着主切削刃11、11’且为相反的一侧的拐角处的连接部15、15’，形成有厚壁部(参考图4)。以下，参考附图对各构成进行详细说明。

图1是示出装有本发明的一实施方式的切削刀片10的铣削工具1的一个例子的立体图。铣削工具1例如是立铣刀，包括可更换式切削刀片10、以及对切削刀片10进行固定的工具主体2。工具主体2连接于机床的主轴。在图示的例子中，从装有切削刀片10的前端侧观察时，铣削工具1构成为当沿逆时针方向旋转时对被切削件进行切削。

各切削刀片10固定于工具主体2的刀片安装座3。在图示的例子中，刀片安装座3构成为将紧固螺钉9插通至切削刀片10的通孔19的螺纹旋入式。刀片安装座3并不限于螺纹旋入式，也可以是楔入式等。

在刀片安装座3形成有落座面，该落座面从铣削工具1的周向Dθ、径向Dr及轴向Dz这三个方向对切削刀片10进行约束。周向Dθ的落座面形成为V字形，从工具主体2的外周侧与下述第一底面31及第二底面32中的任一者接触。

图2是示出本发明的一实施方式的切削刀片10的一个例子的立体图。如图2所示，切削刀片10包括前刀面20、与该前刀面20相反的一侧的底面30、以及将前刀面20与底面30连接的周侧面40。上述通孔19贯穿前刀面20及底面30的中心。切削刀片10以通孔19的中心轴O为轴形成为180度对称。在以下说明中，有时将从底面30向前刀面20的朝向称为朝上，将从前刀面20向底面30的朝向称为朝下，将中心轴O的轴线方向称为上下方向。

前刀面20与周侧面40在第一棱线R1处相交。第一棱线R1的至少一部分形成为切削刃。在图示的例子中，第一棱线R1包括一对主切削刃(第一主切削刃及第二主切削刃)11、11’、一对拐角切削刃(第一拐角切削刃及第二拐角切削刃)12、12’、一对修光刃(第一修光刃及第二修光刃)13、13’、以及一对内刃(第一内刃及第二内刃)14、14’作为切削刃。其中一个切削刃(11、12、13、14)与另一个切削刃(11’、12’、13’、14’)之间通过连接部(第一连接部及第二连接部)15、15’连接。

前刀面20大致形成为平行四边形。一对主切削刃11、11’位于前刀面20的较长的对边。一对拐角切削刃12、12’位于前刀面20的锐角的拐角。一对修光刃13、13’及一对内刃14、14’位于前刀面20的较短的对边。连接部15、15’位于前刀面20的钝角的拐角。前刀面20的拐角例如是包括第一棱线R1的曲率取最大值时的顶点及其附近的部位。

周侧面40包括一对第一侧面41、41’、一对第二侧面42、42’、一对第三侧面43、43’、一对第四侧面44、44’、以及一对第五侧面45、45’。在周侧面40，第一侧面41是面对第一主切削刃11的部位，第一侧面41’(如图4所示)是面对第二主切削刃11’的部位。第二侧面42是面对第一拐角切削刃12的部位，第二侧面42’(如图4所示)是面对第二拐角切削刃12’的部位。第三侧面43是面对第一修光刃13的部位，第三侧面43’(如图4所示)是面对第二修光刃13’的部位。第四侧面44是面对第一内刃14的部位，第四侧面44’是面对第二内刃14’的部位。第五侧面45(如图10所示)是面对第一连接部15的部位，第五侧面45’是面对第二连接部15’的部位。

另外，一对主切削刃11、11’具有大致相同的形状及功能。一对拐角切削刃12、12’具有大致相同的形状及功能。一对修光刃13、13’具有大致相同的形状及功能。一对内刃14、14’具有大致相同的形状及功能。一对连接部15、15’具有大致相同的形状及功能。因此，以第一主切削刃11、第一拐角切削刃12、第一修光刃13、第一内刃14、第一连接部15为代表进行详细说明，对于第二主切削刃11’、第二拐角切削刃12’、第二修光刃13’、第二内刃14’及第二连接部15’不再赘述。

同样地，一对第一侧面41、41’具有大致相同的形状及功能。一对第二侧面42、42’具有大致相同的形状及功能。一对第三侧面43、43’具有大致相同的形状及功能。一对第四侧面44、44’具有大致相同的形状及功能。一对第五侧面45、45’具有大致相同的形状及功能。因此，以第一至第五侧面41、42、43、44、45为代表进行详细说明，对于第一至第五侧面41’、42’、43’、44’、45’不再赘述。

图3是示出图2所示的切削刀片10的前刀面20的俯视图。如图3所示，主切削刃11、11’沿前刀面20的长度方向平行地延伸。在以下说明中，有时将包括从第一主切削刃11向第二主切削刃11’的朝向及其反方向的方向称为前刀面20的宽度方向。在图示的例子中，主切削刃11、11’从其前端11F、11F’到末端11R、11R’形成为直线状。主切削刃11、11’也可以稍微弯曲。

在切削刀片10装在工具主体2上的状态(参考图1)下，主切削刃11、11’沿铣削工具1的径向Dr对被切削件进行切削。当使用第一主切削刃11时，从通孔19的中心轴O观察时，第一主切削刃11侧成为径向Dr上的外周侧，从中心轴O观察时，第二主切削刃11’侧成为径向Dr上的中心侧。第一主切削刃11的前端11F配置在铣削工具1的轴向Dz上的前端侧，末端11R配置在轴向Dz上的基端侧(机床的主轴侧)。当使用第二主切削刃11’时，第一主切削刃11与第二主切削刃11’的位置关系相反。

也就是说，从通孔19的中心轴O观察时的第一主切削刃11侧也可以称为铣削工具1的外周侧及中心侧中的任一侧。从中心轴O观察时的第二主切削刃11’侧也可以称为铣削工具1的外周侧及中心侧中的任一另一侧。第一主切削刃11的延伸方向的前端11F侧也可以称为铣削工具1的前端侧及基端侧中的任一侧。第一主切削刃11的延伸方向的末端11R侧也可以称为铣削工具1的前端侧及基端侧的任一另一侧。

拐角切削刃12、12’连接于主切削刃11、11’的前端11F、11F’。修光刃13、13’从与主切削刃11、11’相反的一侧连接于拐角切削刃12、12’，且沿铣削工具1的轴向Dz、即与主切削刃11、11’的延伸方向大致正交的方向延伸。修光刃13、13’对主切削刃11、11’及拐角切削刃12、12’切削出的被切削件的表面进行修光，将完工面修饰得更平滑。

内刃14、14’从与拐角切削刃12、12’相反的一侧连接于修光刃13、13’，且沿铣削工具1的轴向Dz、即与主切削刃11、11’的延伸方向斜交的方向延伸。当在铣削工具1的径向Dr与轴向Dz复合而成的倾斜方向上进行切削、即进行斜面加工时，内刃14、14’对在铣削工具1的进给方向上先行的主切削刃11、11’或拐角切削刃12、12’未切削到的被切削件进行切削。

连接部15、15’形成在未用于切削的钝角的拐角处，且将内刃14、14’与主切削刃11、11’的末端11R、11R’连接。在本发明中，修光刃13、13’、内刃14、14’及连接部15、15’并不是必须的构成，也可以适当省略。

图4是示出图2所示的切削刀片10的底面30的仰视图。底面30形成为V字形的楔状，被分割成两个以上的面。在图示的例子中，底面30包括第一底面31、位于与第一底面31相反的一侧的第二底面32、以及将第一底面31与第二底面32之间连接的中央连接面33。各个面31、32、33也可以稍微弯曲。中央连接面33并不是必须的构成，也可以适当省略。第一底面31及第二底面32形成为底面30的大致一半的大小。

从通孔19的中心轴O观察时，第一底面31以随着靠向第一主切削刃11侧而接近前刀面20的方式倾斜。从中心轴O观察时，第二底面32以随着靠向第二主切削刃11’而接近前刀面20的方式倾斜(参考图6至图9)。

将第一底面31延长所得的第一假想面K与将第二底面32延长所得的第二假想面L相交形成假想交线M，该假想交线M与主切削刃11、11’斜交，而非平行。假想交线M的延伸方向的一个例子是中央连接面33的延伸方向。在图示的例子中，主切削刃11、11’与假想交线M所成的角度是16.5度。假想交线M与第一主切削刃11之间的距离(W1>W2)随着沿第一主切削刃11的延伸方向从前端11F侧靠向末端11R侧而减小。也就是说，在第一拐角切削刃12的正下方，第一底面31形成为宽幅。

在图示的例子中，第一底面31与第四侧面44相交形成的第三棱线R3形成为直线状。同样地，第二底面32与第四侧面44’相交形成的棱线形成为直线状。面对第一连接部15的第五侧面45超过将第三棱线R3延长所得的假想延长线N向切削刀片10的外周侧(与中心轴O相反的一侧)突出，且壁厚较大。也就是说，第五侧面45、45’形成为厚壁部。

图5是示出图2所示的切削刀片10的第一侧面41的侧视图。图6是沿图5中的VI-VI线的剖视图。图7是沿图5中的VII-VII线的剖视图。图8是沿图5中的VIII-VIII线的剖视图。图9是沿图5中的IX-IX线的剖视图。如图6至图9所示，面对第一主切削刃11的第一侧面41形成为前刀面20与第一底面31的距离、即切削刀片10的厚度随着沿第一主切削刃11的延伸方向从前端11F侧靠向末端11R侧而增大(H1<H2<H3<H4)。

再次参考图5进行说明。将包括上下方向上距前刀面20最远的底面30的一端(下端)且与通孔19的中心轴O正交的假想面设为基准面P。第一底面31与第一侧面41相交形成的第二棱线R2形成为随着沿第一主切削刃11的延伸方向从前端11F侧靠向末端11R侧而接近基准面P。第一主切削刃11形成为随着沿第一主切削刃11的延伸方向从前端11F侧靠向末端11R侧而接近基准面P，且远离第二棱线R2。当将基准面P与第一主切削刃11所成的角度设为α，将基准面P与第二棱线R2所成的角度设为β时，角度α略小于角度β。在图示的例子中，角度α为2度，角度β为3度。

在图示的例子中，面对第一主切削刃11的第一侧面41在包括从前刀面20朝向底面30的朝下及其反向的朝上的上下方向上被分割成三个面，包括上阶面(后刀面)411、中阶面(约束面)412以及下阶面413。同样地，面对第一拐角切削刃12的第二侧面42在上下方向上被分割成三个面，包括上阶面(后刀面)421、中阶面422以及下阶面423。也可以省略下阶面413、423，将第一侧面41及第二侧面42分割成两个面。下阶面413、423随着靠向底面30而向通孔19的中心轴O侧倾斜。

上阶面411是连接于第一主切削刃11的后刀面，随着靠向该第一主切削刃11而向通孔19的中心轴O侧倾斜(参考图6至图9)。同样地，上阶面412是连接于第一拐角切削刃12的后刀面，随着靠向该第一拐角切削刃12而向通孔19的中心轴O侧倾斜。在使用第二主切削刃11’时，中阶面412构成为从径向Dr被约束在工具主体2的刀片安装座3上的约束面。中阶面412形成为与通孔19的中心轴O平行(参考图6至图9)。

图10是示出图2所示的切削刀片的第二侧面42的侧视图。如图10所示，在上下方向，第一拐角切削刃12形成在距底面30的基准面P的高度最高的位置。第一修光刃13及第一内刃14形成为从第一拐角切削刃12缓慢地下降。第一连接部15形成为向第二主切削刃11’的末端11R’上升。

以上所说明的实施方式是为了易于理解本发明，并非用以限定解释本发明。实施方式所包括的各要素及其配置、材料、条件、形状及尺寸等并不限定于例示的情况，可适当变更。此外，可部分替代或组合不同的实施方式所示的构成彼此。

Claims (4)

1.一种切削刀片，包括前刀面、与所述前刀面相反的一侧的底面、将所述前刀面与所述底面连接的周侧面、以及贯穿所述前刀面和所述底面的通孔，

其中，所述前刀面与所述周侧面相交形成的第一棱线包括第一主切削刃以及与所述第一主切削刃的前端连接的第一拐角切削刃，

所述底面包括第一底面以及第二底面，从所述通孔的中心轴观察时，所述第一底面随着靠向所述第一主切削刃所在的一侧而接近所述前刀面，从所述中心轴观察时，所述第二底面随着靠向与所述第一主切削刃相反的一侧而接近所述前刀面，

将所述第一底面延长所得的假想面与将所述第二底面延长所得的假想面相交所形成的假想交线与所述第一主切削刃之间的距离随着沿所述第一主切削刃的延伸方向从所述前端所在的前端侧靠向与所述前端相反的一侧的末端侧而减小；

其中，所述周侧面包括面对所述第一主切削刃的第一侧面，

关于所述第一侧面，随着沿所述第一主切削刃的延伸方向从所述前端侧靠向所述末端侧，所述前刀面与所述第一底面的距离增大。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，将包括距所述前刀面最远的所述底面的一端且与所述中心轴正交的假想面作为基准面时，

所述第一底面与所述第一侧面相交形成的第二棱线随着沿所述第一主切削刃的延伸方向从所述前端侧靠向所述末端侧而接近所述基准面，

所述第一主切削刃随着沿所述第一主切削刃的延伸方向从所述前端侧靠向所述末端侧而接近所述基准面，且远离所述第二棱线。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的切削刀片，其中，所述周侧面包括面对所述第一主切削刃的第一侧面，

所述第一侧面包括连接于所述第一主切削刃的后刀面以及比所述后刀面更靠近所述第一底面的约束面，所述后刀面以随着靠向所述第一主切削刃而接近所述中心轴的方式倾斜，

所述约束面形成为与所述中心轴平行。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的切削刀片，其中，所述第一棱线还包括：第二主切削刃，其位于与所述第一主切削刃相反的一侧；第一修光刃，其连接于所述第一拐角切削刃；第一内刃，其连接于所述第一修光刃；以及第一连接部，其将所述第一内刃与所述第二主切削刃连接，

所述周侧面还包括面对所述第一内刃的第四侧面、以及面对所述第一连接部的第五侧面，

所述第五侧面超过将所述第一底面与所述第四侧面相交形成的第三棱线延长所得的假想延长线，向远离所述前刀面中心的方向突出。