CN114867575A - 可转位刀片式切削工具保持架及可转位刀片式切削工具 - Google Patents

Abstract

在围绕轴线沿保持架旋转方向旋转的保持架主体(1)的前端外周部形成有刀片安装座(3)，刀片安装座(3)具备：安装座底面，朝向保持架旋转方向；第一安装座壁面(3b)，朝向保持架主体(1)的外周侧；以及第一后刀部(3d)，形成在该安装座底面与该第一安装座壁面(3b)相交叉的隅角部上，在第一安装座壁面(3b)的保持架主体(1)的内周侧形成有倾斜面(6)，该倾斜面(6)在从该第一安装座壁面(3b)的轴线方向前端侧的端缘(3b1)向径向内周侧2mm以下的范围内具有轴线方向前端侧的端缘(P)，并且该倾斜面随着趋向内周侧而朝向轴线方向后端侧，沿轴线的剖面中的、倾斜面(6)相对于垂直于轴线的平面(R)的倾斜角(θ)为20°以上且50°以下。

Description

可转位刀片式切削工具保持架及可转位刀片式切削工具

技术领域

本发明涉及可转位刀片式切削工具保持架以及具备该可转位刀片式切削工具保持架的可转位刀片式切削工具，该可转位刀片式切削工具保持架在围绕轴线沿工具旋转方向旋转的保持架主体的前端外周部形成有刀片安装座，具备切削刃的切削刀片能够装卸地安装于该刀片安装座。

本申请基于2020年2月13日在日本申请的特愿2020-022579号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

作为这种可转位刀片式切削工具保持架，例如在专利文献1中记载有一种可转位刀片式切削工具的工具主体，切削刀片能够装卸地安装于在围绕轴线旋转的工具主体的外周形成的刀片安装座上。上述刀片安装座具备切削刀片的落座面所落座的安装座底面、以及作为刀片约束面且切削刀片的至少两个侧面所抵接的、朝向工具外周侧的安装座壁面和朝向工具前端侧的安装座壁面。

另外，参考该专利文献1的图7可以看出，在刀片安装座的安装座底面与两个安装座壁面相交叉的隅角部以及两个安装座壁面彼此相交叉的隅角部上形成有相对于这些安装座底面和安装座壁面凹陷的凹部。这样的凹部形成为后刀部，该后刀部用于避免切削刀片的落座面与两个侧面之间的交叉棱线部以及两个侧面彼此之间的交叉棱线部与刀片安装座相干扰而导致的切削刀片的安装不稳定。

专利文献1：日本特开2017-164849号公报

另外，在该专利文献1所记载的可转位刀片式切削工具保持架中，如该专利文献1的上述图7所示，在刀片安装座的朝向工具外周侧的安装座壁面的工具内周侧的工具主体的前端面上形成有倾斜面。该倾斜面在上述轴线方向前端侧具有端缘，并且随着趋向上述保持架主体的内周侧而朝向上述轴线方向后端侧。这里，在该专利文献1所记载的工具主体中，该倾斜面的轴线方向前端侧的端缘如上述图7所示与刀片安装座的朝向工具外周侧的安装座壁面的轴线方向前端侧的端缘重合。

这样的倾斜面用于承受由切削刀片的切削刃所作用的对工具内周侧的切削负荷。以往，通过极力使沿上述轴线的剖面中的、该倾斜面相对于垂直于轴线的平面的倾斜角减小，从而将刀片安装座的朝向工具外周侧的安装座壁面的工具内周侧的工具主体的厚度确保得较大。由此来提高保持架的刚性并耐受对工具内周侧的切削负荷已成为技术常识。在这种可转位刀片式切削工具保持架中，上述倾斜角为0°。即，也可以看到，刀片安装座的朝向工具外周侧的壁面的工具内周侧的保持架主体前端面在整个面上形成为垂直于轴线的平面状。

然而，本发明的发明人经对这种可转位刀片式切削工具保持架的反复专心研究，发现以下问题。即，如果像这样使倾斜面的上述倾斜角减小来提高刀片安装座的朝向工具外周侧的安装座壁面的保持架主体内周侧的刚性，则由切削刃经由切削刀片而作用于保持架主体内周侧的切削负荷所引起的应力会集中在后刀部。该后刀部是在该刀片安装座的朝向工具外周侧的安装座壁面与安装座底面相交叉的隅角部上形成的凹处。而且，如果应力像这样集中在后刀部，则有可能从该后刀部开始产生保持架主体的破损。

发明内容

本发明是在这种背景下产生的。本发明的目的在于提供一种可转位刀片式切削工具保持架及可转位刀片式切削工具，能够避免切削负荷所引起的应力集中在后刀部，从而能够防止从该后刀部开始的保持架主体的破损，其中该后刀部形成在刀片安装座的朝向保持架旋转方向的安装座底面与朝向保持架主体外周侧的安装座壁面相交叉的隅角部上。

这里，本发明的发明人经对这种可转位刀片式切削工具保持架进一步反复研究的结果得到以下见解。即，并不是像上述现有的技术常识那样使上述倾斜面的倾斜角减小来提高刀片安装座的朝向保持架主体外周侧的安装座壁面的保持架主体内周侧的刚性，而是相反使沿上述轴线的剖面中的、该倾斜面相对于垂直于轴线的平面的倾斜角在规定范围内增大。由此，能够使第一安装座壁面的保持架主体内周侧具有一定程度的弹性，使应力分散在整个刀片安装座上。而且，能够避免切削负荷所引起的应力集中在后刀部，其中该后刀部形成在刀片安装座的朝向保持架旋转方向的安装座底面与朝向保持架主体外周侧的安装座壁面相交叉的隅角部上。

因此，为了解决上述问题并实现这种目的，本发明的一个方案是一种可转位刀片式切削工具保持架，在围绕轴线沿保持架旋转方向旋转的保持架主体的前端外周部形成有刀片安装座，具备切削刃的切削刀片能够装卸地安装于该刀片安装座上，其特征在于，上述刀片安装座至少具备：安装座底面，朝向上述保持架旋转方向，上述切削刀片的落座面落座于该安装座底面；第一安装座壁面，从该安装座底面朝向上述保持架旋转方向延伸，并与上述切削刀片的朝向上述保持架主体的内周侧的第一侧面抵接，并且该第一安装座壁面朝向上述保持架主体的外周侧；以及第一后刀部，形成在该第一安装座壁面与上述安装座底面相交叉的隅角部上，并且相对于上述第一安装座壁面及上述安装座底面凹陷，在上述第一安装座壁面的上述保持架主体的内周侧形成有倾斜面，该倾斜面在从该第一安装座壁面的上述轴线方向前端侧的端缘向相对于上述轴线的径向内周侧2mm以下的范围内具有上述轴线方向前端侧的端缘，并且该倾斜面随着趋向上述保持架主体的内周侧而朝向上述轴线方向后端侧，沿上述轴线的剖面中的、上述倾斜面相对于垂直于上述轴线的平面的倾斜角θ为20°以上且50°以下。

另外，本发明的可转位刀片式切削工具的一个方案的特征在于，具备：上述的可转位刀片式切削工具保持架；以及切削刀片，具有所述切削刃，并且能够装卸地安装于所述刀片安装座上。

在这样构成的可转位刀片式切削工具保持架及可转位刀片式切削工具中，倾斜面的上述倾斜角θ设定得比较大，为20°以上且50°以下。因而，由此能够如上所述使切削负荷所引起的应力分散到整个刀片安装座来承受。能够防止在第一后刀部处应力最大，其中该第一后刀部形成在朝向保持架主体外周侧的第一安装座壁面与安装座底面相交叉的隅角部上。因此，能够防止从该第一后刀部开始的保持架主体的破损而进行长期稳定的切削加工。

即，如果该倾斜角θ小到低于20°的程度，则基于上述见解，如后述的实施例所证实的那样，会难以降低第一后刀部处的应力的最大值。而且，保持架主体的前端面与加工面之间的空间区域中的轴线方向上的间隔较小，如果因切削而生成的切屑卡在该空间区域，则有可能因切屑被压缩而使排屑性受损。另外，即使该倾斜角θ大到超过50°的程度，由于因第一安装座壁面的保持架主体的内周侧的厚度较小而引起的刚性不足，应力的最大值也容易升高。此外，该倾斜角θ优选为20°以上且40°以下，更优选为25°以上且35°以下。

另外，如果该倾斜面的轴线方向前端侧的端缘形成在从第一安装座壁面的轴线方向前端侧的端缘向相对于轴线的径向内周侧超过2mm的范围，则存在下述可能性。即，在向相对于该轴线的径向内周侧超过2mm的部分，第一安装座壁面的保持架主体内周侧的刚性过高，有可能无法降低第一后刀部处的应力的最大值。

此外，从第一安装座壁面的轴线方向前端侧的端缘到倾斜面的轴线方向前端侧的端缘在相对于轴线的径向上的间隔可以局部地或整体地为0mm。即，第一安装座壁面与倾斜面可以局部地、或者不通过后述的保持架前端外周面而整体地直接交叉。

另外，在上述倾斜面的上述保持架主体的内周侧，可以以与上述倾斜面交叉的方式形成有保持架前端内周面，该保持架前端内周面在沿上述轴线的剖面中的、相对于垂直于上述轴线的平面的倾斜角为0°，或者该保持架前端内周面在该倾斜角小于20°的范围内随着趋向上述保持架主体的内周侧而朝向上述轴线方向后端侧。在这种情况下，沿上述轴线的剖面中的、上述保持架前端内周面和上述倾斜面的交点与上述倾斜面的上述轴线方向前端侧的端缘在上述轴线方向上的间隔h(mm)与上述第一安装座壁面的上述保持架旋转方向侧的端缘的长度L(mm)之比值h/L优选为0.1以上且0.45以下。

如果该比值h/L小到低于0.1的程度，则有可能给予第一安装座壁面的保持架主体内周侧的弹性不充分而无法获得应力分散效果。另一方面，与此相反，如果该比值h/L大到超过0.45的程度，则保持架主体内周侧的厚度相对于第一安装座壁面的轴线方向的长度较薄的区域增多，有可能刚性不足而在第一安装座壁面上引起变形等劣化。此外，该比值h/L优选为0.1以上且0.35以下，更优选为0.15以上且0.30以下。

此外，上述倾斜面优选为以上述轴线为中心的圆锥面状。由此，能够准确地以20°以上且50°以下的倾斜角θ来形成倾斜面。不过，只要沿轴线的剖面中的、上述倾斜面相对于垂直于轴线的平面的倾斜角θ为20°以上且50°以下，则倾斜面在该沿轴线的剖面中可以形成为凸曲线状或凹曲线状，还可以形成为多段折线状。

另一方面，在上述倾斜面的上述保持架主体的外周侧可以配置有保持架前端外周面，该保持架前端外周面在沿上述轴线的剖面中的、相对于垂直于上述轴线的平面的倾斜角为0°，或者该保持架前端外周面在该倾斜角小于20°的范围内随着趋向上述保持架主体的内周侧而朝向上述轴线方向后端侧，上述保持架前端外周面可以形成在上述倾斜面的上述轴线方向前端侧的端缘与上述第一安装座壁面的上述轴线方向前端侧的端缘之间。

这样的保持架前端外周面即使在倾斜面的轴线方向前端侧的端缘与第一安装座壁面的轴线方向前端侧的端缘之间局部地形成，也能获得下述效果。即，相比于例如倾斜面与第一安装座壁面直接交叉，且倾斜面的轴线方向前端侧的端缘与第一安装座壁面的轴线方向前端侧的端缘在全长上呈一条直线状地重合的情况，根据本发明的上述结构，能够防止出现诸如在上述的第一安装座壁面与倾斜面之间的交叉棱线上因切削负荷而产生变形之类的状况。

另外，关于本发明，在沿上述轴线的剖面中的上述倾斜面的形状上看出特征。因此，在沿上述轴线的剖面中，垂直于上述轴线的平面可以不存在于上述保持架主体中。在该情况下，将上述倾斜面相对于垂直于上述轴线的假想平面的倾斜角设为倾斜角θ。

上述可转位刀片式切削工具保持架也可以设为如下结构：在上述倾斜面的上述保持架主体的内周侧配置有保持架前端内周面，在沿上述轴线的剖面中，上述保持架前端内周面相对于垂直于上述轴线的假想平面的倾斜角θ2为上述倾斜角θ以下，上述保持架前端内周面具有：第一内周面部，为在与上述轴线垂直的方向上扩展的平面状或者以上述轴线为中心的圆锥面状；以及第二内周面部，在相对于上述轴线的径向上配置在上述第一内周面部与上述倾斜面之间，并且与上述第一内周面部及上述倾斜面连接，上述第二内周面部在沿上述轴线的剖面中呈凹曲线状。

在这种情况下，通过凹曲面状的第二内周面部，保持架前端内周面与倾斜面的交点平滑连接。因此，抑制了切削负荷所引起的应力集中于该交点。

如以上所说明的那样，根据本发明，能够防止切削负荷所引起的应力集中在第一后刀部，从而使应力分散到整个刀片安装座来承受，其中该第一后刀部形成在刀片安装座的第一安装座壁面与安装座底面相交叉的隅角部上。由此，能够防止从该第一后刀部开始的保持架主体的破损而进行长期稳定的切削加工。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的可转位刀片式切削工具保持架的侧视图。

图2是从轴线方向前端侧观察图1所示的可转位刀片式切削工具保持架时的底视图。

图3是图2中的ZZ剖视图，详细而言，是从第一安装座壁面的轴线方向前端侧的端缘与倾斜面的轴线方向前端侧的端缘相交叉的一点通过的、沿保持架主体的轴线的剖视图。

图4是图3中的A部的放大剖视图。

图5是图2中的B部的放大底视图。

图6是示出本发明的一实施方式的可转位刀片式切削工具的侧视图。

图7是从轴线方向前端侧观察图6所示的可转位刀片式切削工具时的底视图。

图8是示出本实施方式的一个变形例的可转位刀片式切削工具保持架的剖视图，详细而言，是从第一安装座壁面的轴线方向前端侧的端缘与倾斜面的轴线方向前端侧的端缘相交叉的一点通过的、沿保持架主体的轴线的剖视图。

图9是图8中的C部的放大剖视图。

图10是将本实施方式的另一变形例的可转位刀片式切削工具保持架的一部分放大显示的剖视图。

图11是在本发明的实施例中示出沿轴线的剖面中的、倾斜面相对于垂直于轴线的平面的倾斜角θ与最大应力值之间的关系的图。

图12是在本发明的实施例中示出比值h/L与最大应力值之间的关系的图。该比值h/L是沿轴线的剖面中的、保持架前端内周面和倾斜面的交点与倾斜面的轴线方向前端侧的端缘在轴线方向上的间隔h(mm)与第一安装座壁面的保持架旋转方向侧的端缘的长度L(mm)之比值。

具体实施方式

图1～图5示出本发明的一实施方式的可转位刀片式切削工具保持架10。图6和图7示出本发明的一实施方式的可转位刀片式切削工具30。可转位刀片式切削工具30具备可转位刀片式切削工具保持架10和切削刀片20。可转位刀片式切削工具保持架10具备保持架主体1。在本实施方式中，保持架主体1由钢材等金属材料形成为以轴线O为中心的圆柱状。保持架主体1的后端部(在图1、图3和图6中为下侧部分)为通过心轴等安装于机床主轴的安装部2。保持架主体1的前端部(在图1、图3和图6中为上侧部分)为切削刃部4。在切削刃部4上形成有刀片安装座3，具备切削刃21的切削刀片20能够装卸地安装于该刀片安装座3上。

在本实施方式中，将工具中心轴延伸的方向即轴线O延伸的方向称为轴线O方向。在轴线O方向之中，将从安装部2朝向切削刃部4的一个方向侧称为轴线O方向前端侧或前端侧，将从切削刃部4朝向安装部2的另一方向侧称为轴线O方向后端侧或后端侧。

将与轴线O正交的方向称为相对于轴线O的径向或径向。在径向之中，将靠近轴线O的方向称为径向内周侧或内周侧，将远离轴线O的方向称为径向外周侧或外周侧。

将围绕轴线O旋转的方向称为圆周方向。在圆周方向之中，一个方向侧是保持架旋转方向T，另一方向侧是保持架旋转方向T的相反侧即逆保持架旋转方向。

这样的可转位刀片式切削工具保持架10在切削刀片20安装于刀片安装座3的状态下，通过上述心轴安装于机床主轴。详细而言，通过将从前端侧向保持架主体1的阶梯状的内周部插通的未图示的安装螺栓拧入到在上述心轴的前端部形成的螺纹孔，从而使安装部2安装于心轴的前端部。

进而，保持架主体1被如此安装在主轴上的可转位刀片式切削工具保持架10一边围绕轴线O沿保持架旋转方向T旋转，一边通常沿与轴线O交叉的方向被送出。由此，通过在切削刃部4的刀片安装座3上安装的切削刀片20的切削刃21来对工件实施切削加工。

切削刃部4以保持架主体1的轴线O方向中央部的外周面向内周侧缩窄为凹曲面状的方式形成。在该缩窄的部分，以开口于保持架主体1的前端面并延伸到安装部2跟前的方式形成有容屑槽5。容屑槽5的垂直于轴线O的剖面呈L形。在圆周方向上隔开间隔(在本实施方式中为等间隔)而形成有多个(在本实施方式中为五个)容屑槽5。

刀片安装座3配置在这些容屑槽5的朝向保持架旋转方向T的壁面的前端部，形成为在保持架主体1的前端面和外周面开口的凹处。如图6和图7所示，在本实施方式中，由硬质合金等硬质材料形成的大致正方形板状的切削刀片20安装于刀片安装座3。即，可转位刀片式切削工具保持架10具有在圆周方向上彼此隔开间隔配置的多个刀片安装座3，各刀片安装座3上分别安装有切削刀片20。也就是说，可转位刀片式切削工具30具备在圆周方向上彼此隔开间隔配置的多个切削刀片20。

为了安装这样的切削刀片20，如图1～图5所示，本实施方式的刀片安装座3具备安装座底面3a、第一安装座壁面3b以及第二安装座壁面3c。安装座底面3a通过从容屑槽5的朝向保持架旋转方向T的壁面向保持架旋转方向T的相反侧凹陷一段而形成，并且朝向保持架旋转方向T。安装座底面3a是大致正方形形状。第一安装座壁面3b从该安装座底面3a的、保持架主体1的内周侧的边棱部向保持架旋转方向T侧延伸。第一安装座壁面3b朝向保持架主体1的外周侧。第二安装座壁面3c从安装座底面3a的、保持架主体1后端侧的边棱部向保持架旋转方向T侧延伸。第二安装座壁面3c朝向保持架主体1前端侧。

另外，在第一安装座壁面3b与安装座底面3a相交叉的隅角部形成有相对于上述的第一安装座壁面3b及安装座底面3a凹陷为凹圆柱面状的第一后刀部3d。在第二安装座壁面3c与安装座底面3a相交叉的隅角部形成有相对于上述的第二安装座壁面3c及安装座底面3a凹陷为凹圆柱面状的第二后刀部3e。此外，还在第一安装座壁面3b与第二安装座壁面3c彼此相交叉的隅角部形成有相对于上述的第一安装座壁面3b及第二安装座壁面3c凹陷为凹圆柱面状的第三后刀部3f。即，刀片安装座3具备第一后刀部3d、第二后刀部3e以及第三后刀部3f。

此外，如图6所示的切削刀片20具有第一正方形面22、第二正方形面23以及安装孔24。第一正方形面22朝向保持架旋转方向T而作为前刀面。第二正方形面23朝向保持架旋转方向T的相反侧而作为贴合于安装座底面3a的落座面。安装孔24形成为从第一正方形面22的中央部贯穿到第二正方形面23的中央部。另外，如图3所示，刀片安装座3具有螺纹孔3g。螺纹孔3g形成在安装座底面3a的中央部。切削刀片20通过将从第一正方形面22插通上述安装孔24中的夹紧螺钉25拧入螺纹孔3g而能够装卸地安装于刀片安装座3上。

另外，如图6所示，切削刀片20具有第一侧面26和第二侧面27。在如上所述被作为切削刀片20的落座面的第二正方形面23贴合于安装座底面3a的状态下，切削刀片20的第一侧面26朝向保持架主体1的内周侧。第一侧面26与刀片安装座3的第一安装座壁面3b抵接。切削刀片20的第二侧面27朝向保持架主体1后端侧。第二侧面27与刀片安装座3的第二安装座壁面3c抵接。而且，通过将上述夹紧螺钉25拧入螺纹孔3g，从而使切削刀片20的第一侧面26、第二侧面27被挤压到刀片安装座3的第一安装座壁面3b、第二安装座壁面3c，切削刀片20被固定。

另一方面，如图1～图5所示，在保持架主体1的前端面上形成有随着趋向保持架主体1的内周侧而朝向轴线O方向后端侧的倾斜面6。倾斜面6配置在第一安装座壁面3b的保持架主体1的内周侧。倾斜面6在从该第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1向相对于轴线O的径向内周侧2mm以下的范围内具有轴线O方向前端侧的端缘P。而且，如图4所示，沿轴线O的剖面中的、倾斜面6相对于垂直于轴线O的平面R的倾斜角θ为20°以上且50°以下。

此外，在本实施方式中，在保持架主体1的前端面上，保持架前端内周面7以与倾斜面6交叉的方式形成在倾斜面6的保持架主体1的内周侧。保持架前端内周面7在沿轴线O的剖面中的、相对于垂直于轴线O的平面R的倾斜角为0°，或者保持架前端内周面7在该倾斜角小于20°的范围内随着趋向保持架主体1的内周侧而朝向轴线O方向后端侧。

特别地，本实施方式中的保持架前端内周面7是相对于垂直于轴线O的平面R的倾斜角为0°的平面状，即如图4所示，与垂直于轴线O的平面R重合。因此，在图4中，倾斜面6的上述倾斜角θ为相对于该保持架前端内周面7的倾斜角θ。

这里，在本实施方式中，图4所示的间隔h(mm)与图1所示的长度L(mm)之比值h/L为0.1以上且0.45以下。如图4所示，间隔h是沿轴线O的剖面中的、保持架前端内周面7和倾斜面6的交点Q与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P在轴线O方向上的间隔。如图1所示，长度L是第一安装座壁面3b的保持架旋转方向T侧的端缘3b2的长度。

另外，在本实施方式中，如图2、图4和图5所示，第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P以在上述的第一安装座壁面3b和倾斜面6的保持架旋转方向T侧以一点M重合的方式相交叉。

另一方面，在本实施方式中，在比该一点M更靠近保持架旋转方向T的相反侧，在保持架主体1的前端面上，保持架前端外周面8配置在倾斜面6的保持架主体1的外周侧。保持架前端外周面8在沿轴线O的剖面中的、相对于垂直于轴线O的平面的倾斜角为0°，或者保持架前端外周面8在该倾斜角小于20°的范围内随着趋向保持架主体1的内周侧而朝向轴线O方向后端侧。保持架前端外周面8形成在倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P与第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1之间。

从轴线O方向前端侧观察时，如图2和图5所示，该保持架前端外周面8形成为大致三角形形状。保持架前端外周面8随着从上述一点M趋向保持架旋转方向T的相反侧，相对于轴线O的径向上的宽度逐渐增大。该保持架前端外周面8的保持架旋转方向T的相反侧的端部与第三后刀部3f的保持架主体1的前端面上的开口部交叉而中断。

但是，倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P如上所述位于从第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1向相对于轴线O的径向内周侧2mm以下的范围内。因此，该保持架前端外周面8的相对于轴线O的径向上的宽度不会超过2mm。

此外，本实施方式中的保持架前端外周面8也与保持架前端内周面7同样为垂直于轴线O的平面状。另一方面，本实施方式中的倾斜面6形成为以轴线O为中心的圆锥面状。因此，作为倾斜面6与保持架前端外周面8之间的交叉棱线的、倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P会位于以轴线O为中心的一个圆周上。

在这样构造的可转位刀片式切削工具保持架10及可转位刀片式切削工具30中，在保持架主体1的前端面上，以沿轴线O的纵剖面观察，倾斜面6相对于垂直于轴线O的平面R(在本实施方式中为保持架前端内周面7)的倾斜角θ设定得比较大，为20°以上且50°以下。

因此，能够使作用于切削刀片20的切削负荷所引起的应力分散到整个刀片安装座3上。能够防止应力集中在刀片安装座3的第一后刀部3d。由此，能够防止从该第一后刀部3d开始的保持架主体1的破损而进行长期稳定的切削加工。

这里，如果该倾斜角θ小到低于20°的程度，则会难以降低第一后刀部3d的最大应力值。而且，如果倾斜角θ低于20°，则保持架主体1的前端面与工件加工面之间的空间区域中的轴线O方向上的间隔减小。因此，如果因切削而生成的切屑卡在该空间区域，则有可能因切屑被压缩而使排屑性受损。

另一方面，相反地如果该倾斜面6的上述倾斜角θ大到超过50°的程度，则刀片安装座3的第一安装座壁面3b的保持架主体1的内周侧的厚度减小，会因刚性不足而使应力容易集中。

此外，在本实施方式中，在倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P与第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1之间形成有上述保持架前端外周面8。如果该保持架前端外周面8的相对于轴线O的径向上的宽度，即倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P与第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1在相对于轴线O的径向上的间隔超过2mm，则存在下述可能性。即，有可能第一安装座壁面3b的保持架主体1的内周侧的厚度变厚，刚性提高，从而无法使应力分散。因此，倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P形成为位于从第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1向相对于轴线O的径向内周侧2mm以下的范围内。

此外，在本实施方式中，保持架前端内周面7以与倾斜面6交叉的方式形成在上述倾斜面6的保持架主体1的内周侧。保持架前端内周面7在沿轴线O的剖面中的、相对于垂直于轴线O的平面的倾斜角为0°，或者保持架前端内周面7在该倾斜角小于20°的范围内随着趋向保持架主体1的内周侧而朝向轴线O方向后端侧。因此，能够避免倾斜面6以倾斜角θ的状态到达圆柱状的保持架主体1的内周部，从而能够防止保持架主体1的切削刃部4的刚性不必要地受损。

此外，在如此在倾斜面6的保持架主体1的内周侧形成有与倾斜面6交叉的保持架前端内周面7的情况下，优选设为下述结构。即，如本实施方式那样，沿轴线O的剖面中的、保持架前端内周面7和倾斜面6的交点Q与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P在轴线O方向上的间隔h(mm)与第一安装座壁面3b的保持架旋转方向T侧的端缘3b2的长度L(mm)之比值h/L优选为0.1以上且0.45以下。

如果该比值h/L小到低于0.1的程度，则有可能给予第一安装座壁面3b的保持架主体1的内周侧的弹性不充分而无法获得应力分散效果。另一方面，与此相反，如果该比值h/L大到超过0.45的程度，则相对于第一安装座壁面3b的轴线O方向的长度即端缘3b2的长度L(mm)，第一安装座壁面3b的保持架主体1的内周侧的厚度较薄，有可能刚性不足而在第一安装座壁面3b上引起变形等劣化。

进而，在本实施方式中，倾斜面6为以轴线O为中心的圆锥面状。在沿轴线O的剖面中，倾斜面6如图3和图4所示以规定的倾斜角θ及直线状随着趋向保持架主体1的内周侧而朝向轴线O方向后端侧。因此，在形成倾斜面6时，能够将该倾斜角θ准确地设定为20°以上且50°以下。

不过，在本实施方式中，倾斜面6像这样形成为以轴线O为中心的圆锥面状，但并不限定于此。只要沿轴线O的剖面中的、倾斜面6相对于垂直于轴线O的平面R的倾斜角θ为20°以上且50°以下，则倾斜面6在沿轴线O的剖面中可以形成为凸曲线状或凹曲线状，还可以形成为多段折线状。

此外，在本实施方式中，在保持架主体1的前端面的比倾斜面6更靠近外周侧，形成有保持架前端外周面8。保持架前端外周面8在沿轴线O的剖面中的、相对于垂直于轴线O的平面R的倾斜角为0°，或者保持架前端外周面8在该倾斜角小于20°的范围内随着趋向保持架主体1的内周侧而朝向轴线O方向后端侧。因而，该保持架前端外周面8形成在倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P与第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1之间。

因此，相比于例如在保持架主体1的前端面上倾斜面6与第一安装座壁面3b以一条交叉棱线直接交叉，且倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P与第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1在全长上以上述交叉棱线呈一条直线状地相重合的情况，根据本实施方式，能够获得下述效果。即，在本实施方式中，能够防止在上述的第一安装座壁面3b与倾斜面6之间的交叉棱线上因切削负荷而产生变形，进而能够进行长期稳定的切削加工。

另外，在本实施方式中，第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P以在上述的第一安装座壁面3b和倾斜面6的保持架旋转方向T侧以一点M相重合的方式相交叉。而且，在比该一点M更靠近保持架旋转方向T的相反侧形成有保持架前端外周面8。不限于此，只要该保持架前端外周面8的相对于轴线O的径向上的宽度不超过2mm，则第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P也可以不交叉。即，也可以在第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘3b1的全长上形成保持架前端外周面8。

图8～图10是示出本实施方式的变形例的可转位刀片式切削工具保持架10的剖视图。具体而言，图8和图9示出一个变形例，图10示出另一变形例。另外，在这些变形例的图示中，对与前述的本实施方式相同的结构要素附以相同的附图标记，在下文中主要对不同点进行说明。

在这些变形例中，在倾斜面6的保持架主体1的内周侧配置有保持架前端内周面7。如图8～图10所示，在沿轴线O的剖面中，垂直于轴线O的平面可以为假想平面R，保持架前端内周面7相对于假想平面R的倾斜角θ2为倾斜面6相对于上述假想平面R的倾斜角θ以下(参照图10)。而且，保持架前端内周面7具有第一内周面部7a和第二内周面部7b。

在图8和图9所示的一个变形例中，第一内周面部7a为在与轴线O垂直的方向上扩展的平面状。即，在该变形例中，第一内周面部7a相当于垂直于轴线O的假想平面R的一部分。但不限于此，第一内周面部7a也可以为以轴线O为中心的圆锥面状。在图10所示的另一变形例中，第一内周面部7a是随着趋向径向内周侧而位于轴线O方向后端侧的圆锥面状。或者，虽未特别图示，但第一内周面部7a也可以是随着趋向径向内周侧而位于轴线O方向前端侧的圆锥面状。

第二内周面部7b在相对于轴线O的径向上配置在第一内周面部7a与倾斜面6之间。第二内周面部7b是凹曲面状。第二内周面部7b在沿轴线O的剖面中呈凹曲线状。第二内周面部7b与第一内周面部7a及倾斜面6连接。

具体而言，第二内周面部7b的外周侧的端部与倾斜面6的内周侧的端部通过交点Q连接。在图9和图10所示的各变形例中，以沿轴线O的纵剖面观察，第二内周面部7b的外周侧的端部上的切线与倾斜面6重合。也就是说，第二内周面部7b与倾斜面6以彼此相切的方式平滑连接。但不限于此，以上述纵剖面观察，第二内周面部7b的外周侧的端部上的切线也可以与倾斜面6不重合。

另外，第二内周面部7b的内周侧的端部与第一内周面部7a的外周侧的端部连接。在图9所示的一个变形例中，以上述纵剖面观察，第二内周面部7b的内周侧的端部上的切线与第一内周面部7a不重合。但不限于此，也可以如图10所示的另一变形例那样，以上述纵剖面观察，第二内周面部7b的内周侧的端部上的切线与第一内周面部7a重合。即，第二内周面部7b与第一内周面部7a以彼此相切的方式平滑连接。

根据图8～图10所示的各变形例，通过凹曲面状的第二内周面部7b，保持架前端内周面7与倾斜面6的交点Q被平滑连接。因此，抑制了切削负荷所引起的应力集中于该交点Q。

本发明在不脱离本发明宗旨的范围内可以组合前述实施方式和实施例等中所说明的各种结构，还可以进行结构的添加、省略、替换及其他变更。另外，本发明不由前述的实施方式等限定，而仅由权利要求书限定。

实施例1

下面，基于上述的实施方式，举出本发明的实施例来进行说明。首先，在实施例1中，对沿轴线O的剖面中的、倾斜面6相对于垂直于轴线O的平面R的倾斜角θ与最大应力值之间的关系进行说明。在本实施例1中，准备了安装于刀片安装座3的切削刀片20的切削刃21的直径(切削刃21的外周端围绕轴线O所形成的圆的直径)为63mm的可转位刀片式切削工具保持架10及可转位刀片式切削工具30。而且，使用有限元分析模拟软件，通过有限元分析(以下称为CAE分析)确认了在可转位刀片式切削工具保持架10及可转位刀片式切削工具30中，使倾斜面6的倾斜角θ(°)在从10°到70°的范围内变化时，最大应力值(MPa)如何变化。

此外，该CAE分析中所负荷的应力值根据实测的最大阻力值计算得到。具体而言，在可转位刀片式切削工具保持架10的保持架主体1上安装一个切削刀片20，对于硬度32HRC的工件，在切削速度Vc＝140m/min、每刃的进给量fz＝2.0mm/t、轴线O方向的切削深度ap＝1.0mm、相对于轴线O的径向的切削深度ae＝45mm的切削条件下进行切削试验，得到最大阻力值4517.2N。

进而，由于最大阻力值4517.2N的分力是主分力3965.3N、背分力2164.3N，因此在CAE分析中使用下述各应力值。即，对第一安装座壁面3b和安装座底面3a使用主分力3965.3N除以各面的面积得到的应力值，对第二安装座壁面3c使用背分力2164.3N除以轴线O方向的约束面的面积得到的应力值。而且，将保持架主体1的材质设定为杨氏模量210GPa、泊松比0.3的钢材而进行CAE分析。将其结果示于图11。

此外，在该CAE分析中的分析条件下，倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P的位置固定在距离轴线O半径19.17mm的圆周上。另外，改变倾斜角θ，以使沿轴线O的剖面中的、保持架前端内周面7和倾斜面6的交点Q与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P在轴线O方向上的间隔h(mm)为1.28mm。另外，保持架主体1的前端面的保持架前端内周面7和保持架前端外周面8均为垂直于轴线O的平面。

这里，最大应力值(MPa)是可转位刀片式切削工具保持架10的保持架主体1的破损指标。这是因为在铣削加工中，可转位刀片式切削工具保持架10的保持架主体1的破损的主要原因是在切削加工时可转位刀片式切削工具30断断续续地接触工件而引起的反复疲劳。产生反复疲劳的是容易受到反复应力的部分，即显示出最大应力值的部分。因此，该最大应力值为保持架主体1的破损指标。

根据图11所示的结果，在倾斜面6的倾斜角θ为20°以上且50°以下的情况下，最大应力值被抑制到大致500MPa以下，可知最大应力值降低。

与此相对，在倾斜角θ为10°而小于20°的情况下，最大应力值超过500MPa，最大应力值的降低不充分。而且，在该倾斜角θ小于20°的情况下，倾斜面6会靠近因切削加工形成的工件的加工面(底面)，保持架主体1的前端面侧的空间区域变窄。因此，在该空间区域中因切削加工而生成的切屑有可能被挤碎并压缩，给排屑性带来不良影响。

另一方面，在倾斜面6的倾斜角θ为60°而超过50°的情况下，由于倾斜面6的保持架主体1的内周侧的厚度较薄，因此最大应力值一下子飞涨到1500MPa左右。可知因切削负荷所引起的应力集中，容易产生从第一后刀部3d开始的保持架主体1的破损。

实施例2

下面，仍然基于上述的实施方式，以实施例2来对比值h/L与最大应力值(MPa)之间的关系进行说明。比值h/L是沿轴线O的剖面中的、保持架前端内周面7和倾斜面6的交点Q与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P在轴线O方向上的间隔h(mm)与第一安装座壁面3b的保持架旋转方向T侧的端缘3b2的长度L(mm)之比值。此外，CAE分析的设定条件与实施例1同样。

在该实施例2中，也准备了安装于刀片安装座3的切削刀片20的切削刃21的直径为63mm的可转位刀片式切削工具保持架10及可转位刀片式切削工具30。在可转位刀片式切削工具保持架10及可转位刀片式切削工具30中，将倾斜面6的倾斜角θ(°)固定在30°，并且将第一安装座壁面3b的保持架旋转方向T侧的端缘3b2的长度L(mm)固定在6.85mm。而且，通过CAE分析，模拟了在调节保持架前端内周面7的轴线O方向上的位置，以使沿轴线O的剖面中的、保持架前端内周面7和倾斜面6的交点Q与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P在轴线O方向上的间隔h(mm)变化时，最大应力值(MPa)如何变化。将其结果示于图12。

此外，在该实施例2的CAE分析中的分析条件下，倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P的位置也在距离轴线O半径19.17mm的圆周上。另外，保持架主体1的前端面的保持架前端内周面7和保持架前端外周面8均为垂直于轴线O的平面。

根据图12所示的结果，在如上所述长度L(mm)为6.85mm的情况下，当间隔h(mm)为0.78mm～2.78mm时，比值h/L为0.1以上且0.45以下。在比值h/L为0.1以上且0.45以下的情况下，最大应力值在大致460MPa以下的范围，可知应力被分散，最大应力值降低。

与此相对，在间隔h为0.28mm的情况下，比值h/L为0.04，低于0.1。在这种情况下，最大应力值一下子飞涨到500MPa以上。可知由于间隔h(mm)减小，第一安装座壁面3b的保持架主体1的内周侧的刚性提高，应力未充分被分散。

另一方面，在间隔h为3.28mm的情况下，比值h/L为0.48，超过0.45。在这种情况下，最大应力值也略微超过460MPa，可知与比值h/L为0.1以上且0.45以下的情况相比，应力的分散不充分。而且，在这种情况下，相对于第一安装座壁面3b的保持架旋转方向T侧的端缘3b2的长度L(mm)，间隔h(mm)即倾斜面6的轴线O方向上的高度增大。由于第一安装座壁面3b的保持架主体1的内周侧的厚度较薄的区域增多，因此有可能在该区域中保持架主体1的刚性不足而在第一安装座壁面3b上引起变形等劣化。

产业上的可利用性

根据本发明的可转位刀片式切削工具保持架及可转位刀片式切削工具，能够防止切削负荷所引起的应力集中在第一后刀部，从而使应力分散到整个刀片安装座来承受，其中该第一后刀部形成在刀片安装座的第一安装座壁面与安装座底面相交叉的隅角部上。由此，能够防止从该第一后刀部开始的保持架主体的破损，从而能够进行长期稳定的切削加工。因而，具有产业上的可利用性。

附图标记说明

1 保持架主体

2 安装部

3 刀片安装座

3a 安装座底面

3b 第一安装座壁面

3b1 第一安装座壁面3b的轴线O方向前端侧的端缘

3b2 第一安装座壁面3b的保持架旋转方向T侧的端缘

3c 第二安装座壁面

3d 第一后刀部

3e 第二后刀部

3f 第三后刀部

4 切削刃部

5 容屑槽

6 倾斜面

7 保持架前端内周面

7a 第一内周面部

7b 第二内周面部

8 保持架前端外周面

10 可转位刀片式切削工具保持架

20 切削刀片

21 切削刃

23 第二正方形面(落座面)

26 第一侧面

30 可转位刀片式切削工具

O 保持架主体1的轴线

T 保持架旋转方向

θ 倾斜面6的倾斜角

θ2 保持架前端内周面7的倾斜角

P 倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘

Q 沿轴线O的剖面中的、保持架前端内周面7和倾斜面6的交点

R 垂直于轴线O的平面(保持架前端内周面)

L 第一安装座壁面3b的保持架旋转方向T侧的端缘3b2的长度

h 沿轴线O的剖面中的、保持架前端内周面7和倾斜面6的交点Q与倾斜面6的轴线O方向前端侧的端缘P在轴线O方向上的间隔

Claims (6)

1.一种可转位刀片式切削工具保持架，在围绕轴线沿保持架旋转方向旋转的保持架主体的前端外周部形成有刀片安装座，具备切削刃的切削刀片能够装卸地安装于该刀片安装座上，其特征在于，

上述刀片安装座至少具备：

安装座底面，朝向上述保持架旋转方向，上述切削刀片的落座面落座于该安装座底面；

第一安装座壁面，从该安装座底面朝向上述保持架旋转方向延伸，并与上述切削刀片的朝向上述保持架主体的内周侧的第一侧面抵接，并且该第一安装座壁面朝向上述保持架主体的外周侧；以及

第一后刀部，形成在该第一安装座壁面与上述安装座底面相交叉的隅角部上，并且相对于上述第一安装座壁面及上述安装座底面凹陷，

在上述第一安装座壁面的上述保持架主体的内周侧形成有倾斜面，该倾斜面在从该第一安装座壁面的上述轴线方向前端侧的端缘向相对于上述轴线的径向内周侧2mm以下的范围内具有上述轴线方向前端侧的端缘，并且该倾斜面随着趋向上述保持架主体的内周侧而朝向上述轴线方向后端侧，

沿上述轴线的剖面中的、上述倾斜面相对于垂直于上述轴线的平面的倾斜角θ为20°以上且50°以下。

2.根据权利要求1所述的可转位刀片式切削工具保持架，其特征在于，

在上述倾斜面的上述保持架主体的内周侧，以与上述倾斜面交叉的方式形成有保持架前端内周面，该保持架前端内周面在沿上述轴线的剖面中的、相对于垂直于上述轴线的平面的倾斜角为0°，或者该保持架前端内周面在该倾斜角小于20°的范围内随着趋向上述保持架主体的内周侧而朝向上述轴线方向后端侧，

沿上述轴线的剖面中的、上述保持架前端内周面和上述倾斜面的交点与上述倾斜面的上述轴线方向前端侧的端缘在上述轴线方向上的间隔h与上述第一安装座壁面的上述保持架旋转方向侧的端缘的长度L之比值h/L为0.1以上且0.45以下，其中，上述间隔h及上述长度L的单位为mm。

3.根据权利要求1或2所述的可转位刀片式切削工具保持架，其特征在于，上述倾斜面为以上述轴线为中心的圆锥面状。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的可转位刀片式切削工具保持架，其特征在于，

在上述倾斜面的上述保持架主体的外周侧配置有保持架前端外周面，该保持架前端外周面在沿上述轴线的剖面中的、相对于垂直于上述轴线的平面的倾斜角为0°，或者该保持架前端外周面在该倾斜角小于20°的范围内随着趋向上述保持架主体的内周侧而朝向上述轴线方向后端侧，

上述保持架前端外周面形成在上述倾斜面的上述轴线方向前端侧的端缘与上述第一安装座壁面的上述轴线方向前端侧的端缘之间。

5.根据权利要求1所述的可转位刀片式切削工具保持架，其特征在于，

在上述倾斜面的上述保持架主体的内周侧配置有保持架前端内周面，

在沿上述轴线的剖面中，上述保持架前端内周面相对于垂直于上述轴线的假想平面的倾斜角θ2为上述倾斜角θ以下，

上述保持架前端内周面具有：

第一内周面部，为在与上述轴线垂直的方向上扩展的平面状或者以上述轴线为中心的圆锥面状；以及

第二内周面部，在相对于上述轴线的径向上配置在上述第一内周面部与上述倾斜面之间，并且与上述第一内周面部及上述倾斜面连接，

上述第二内周面部在沿上述轴线的剖面中呈凹曲线状。

6.一种可转位刀片式切削工具，其特征在于，具备：

权利要求1至5中任一项所述的可转位刀片式切削工具保持架；以及

切削刀片，具有所述切削刃，并且能够装卸地安装于所述刀片安装座上。

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