CN114951779B - 切削刀片及切削工具 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够使切削工具小型化的切削刀片。切削刀片10包括：彼此相对且具有多个角部的上表面50和下表面51；连接上表面50和下表面51，并分别在与上表面50之间和与下表面51之间形成交叉棱线70、71的侧面52；以及具有从上表面50朝向下表面51的中心轴且从上表面50贯穿至下表面51的通孔53。在上表面50与侧面52之间的交叉棱线70形成有在与上表面50的角部对应的位置上配置的拐角切削刃100、与拐角切削刃100的第一端连接的副切削刃101、以及与拐角切削刃100的第二端连接的主切削刃102。在侧面52形成有拐角切削刃100的后刀面120以及位于该拐角切削刃100的后刀面120的下表面51侧的凹部130。

Description

切削刀片及切削工具
技术领域
本发明涉及一种切削刀片及切削工具。
背景技术
在切削被切削件的直角部分的肩铣等的铣削加工中，使用具有切削刀片的切削工具。
如上所述的切削工具包括：圆柱状的工具主体；以及在该主体的前端上沿围绕主体的旋转轴的同一圆周上固定的多个切削刀片。并且，上述切削工具的工具主体绕旋转轴旋转，多个切削刀片一边旋转一边与被切削件接触，从而能够切削被切削件(参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5773085号公报
技术课题
但是，在如上所述的使用切削工具的切削加工中，期望使切削工具小型化，以便切削更小更细的部分。然而，在如上所述的切削工具中，例如如果将工具主体做细(减小直径)，则多个切削刀片互相干扰，无法安装多个切削刀片。因此，无法使切削工具小型化。
本发明是鉴于这一点而完成的，其目的在于提供一种能够使切削工具小型化的切削刀片及切削工具。
发明内容
本发明的一个方面所涉及的切削刀片具有：彼此相对且具有多个角部的上表面和下表面；连接所述上表面和所述下表面，并分别在与所述上表面之间和与所述下表面之间形成交叉棱线的侧面；以及具有从上表面朝向下表面的中心轴且从所述上表面贯穿至所述下表面的通孔，在所述上表面和所述侧面之间的交叉棱线上形成有配置于与所述上表面的角部对应的位置上的拐角切削刃、与该拐角切削刃的第一端连接的副切削刃、以及与所述拐角切削刃的第二端连接的主切削刃，在所述侧面形成有拐角切削刃的后刀面、以及位于该拐角切削刃的后刀面的所述下表面侧的凹部。
根据上述方面，能够将多个切削刀片以更接近而不互相干扰的状态固定于工具主体，因此能够减小工具直径而使切削工具小型化。
在上述方面中，在所述侧面形成有副切削刃的后刀面，所述凹部也可以形成为到达所述副切削刃的后刀面的所述下表面侧的位置。
在上述方面中，所述凹部的外缘包括所述下表面与所述侧面之间的下缘交叉棱线，所述凹部的下缘交叉棱线也可以相对于将所述拐角切削刃的后刀面沿该后刀面向所述下表面侧延伸并投影到与所述下表面的同一平面上而形成的第一延长投影线，向所述通孔的中心轴侧后退。
在上述方面中，在所述侧面形成有主切削刃的后刀面，位于所述主切削刃的下表面侧的所述侧面与所述下表面之间的第一交叉棱线相对于将所述主切削刃的后刀面沿该后刀面向所述下表面侧延伸并投影到与所述下表面同一平面上而形成的第二延长投影线，向所述通孔的中心轴侧后退，所述凹部的下缘交叉棱线相对于所述第一延长投影线的最大后退量可以大于所述第一交叉棱线相对于所述第二延长投影线的最大后退量。
在上述方面中，在仰视下，所述凹部的下缘交叉棱线向主切削刃侧延长的假想延长线与所述主切削刃上的假想线所成的第一内角的角度也可以大于所述副切削刃向所述拐角切削刃侧延长的假想延长线与所述主切削刃向所述拐角切削刃侧延长的假想延长线所成的第二内角的角度。
在上述方面中，在仰视下，所述凹部的下缘交叉棱线的第一端和第二端也可以位于隔着通过所述拐角切削刃的顶点和所述通孔的中心轴的假想线的相反侧。
在上述方面中，所述凹部的外缘也可以具有：形成在所述拐角切削刃的后刀面的下端的顶缘部、从该顶缘部与下缘交叉棱线的第一端连接的第一侧缘部、以及从所述顶缘部与下缘交叉棱线的第二端连接的第二侧缘部。
在上述方面中，所述凹部也可以具有向所述通孔的中心轴侧凹陷的弯曲形状。
在上述方面中，在俯视下，切削刀片的最大尺寸的2倍也可以大于固定有该切削刀片的切削工具的工具主体的工具直径。
本发明的另一方面所涉及的切削工具具有上述切削刀片以及固定有切削刀片的工具主体。
附图说明
图1是切削工具的立体图。
图2是切削刀片的立体图。
图3是切削刀片的俯视图。
图4是切削刀片的仰视图。
图5是将角部设为正面的切削刀片的侧视图。
图6是切削刀片的侧视图。
图7是说明第一延长投影线的说明图。
图8是说明第二延长投影线的说明图。
图9是从前端侧观察到的切削工具的图。
图10是从侧面观察到的切削工具的图。
图11是示出切削工具中的两个切削刀片的位置关系的说明图。
主要元件符号说明
铣削工具 1
切削刀片 10
工具主体 20
上表面 50
下表面 51
侧面 52
通孔 53
交叉棱线 70
交叉棱线 71
拐角切削刃 100
副切削刃 101
主切削刃 102
后刀面 120
凹部 130
下缘交叉棱线 140
中心轴 C
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的优选实施方式进行说明。
图1是示出本实施方式所涉及的切削工具1的概况的说明图。图2是切削刀片10的立体图。另外，在本说明书中，“上”和“下”是以图2所示的切削刀片10的姿势为基准。
图1所示的切削工具1是刀刃可更换式的铣削工具。切削工具1并无特别限定，例如是小直径肩铣用的工具。切削工具1包括多个切削刀片10以及固定有切削刀片10的工具主体20。工具主体20例如形成为圆柱状，其中心轴为旋转轴A。工具主体20具有垂直于旋转轴A且平坦的前端端面21。工具主体20围绕其前端端面21具有通过螺钉30固定切削刀片10的多个固定部22。固定部22等间隔地设置在以旋转轴A为中心围绕旋转轴A的多个位置，例如等间隔地设置在两个位置。能够将切削刀片10以其上表面50朝向旋转方向B的方式固定于固定部22上。
如图2所示的切削刀片10具有例如扁平之类的大致三角柱形状。图3为切削刀片10的俯视图，图4为切削刀片10的仰视图。图5为切削刀片10的侧视图。
如图2所示的切削刀片10包括：彼此相对且具有多个角部的上表面50和下表面51；连接上表面50和下表面51，并分别在上表面50之间和下表面51之间形成交叉棱线70、71的三个侧面52；以及从上表面50贯穿至下表面51的通孔53。
如图3所示的上表面50例如具有大致三角形状，并且具有三个角部80。通孔53设置在上表面50的中央，并且沿从上表面50向下表面51的方向(上下方向)(图3的纸面前后方向)贯穿。通孔53具有朝向上下方向的中心轴C。
如图4所示的下表面51例如具有大致三角形状，或者是大致六边形状，例如主要具有三个角部90。下表面51例如是平坦面。通孔53的中心轴C垂直于下表面51。下表面51比上表面50的外径小，仰视下，下表面51的外形的边位于比上表面50的外形的边更靠内侧(中心轴C侧)。位于下表面51和侧面52之间的交叉棱线71形成在下表面51的外形的边上，位于上表面50和侧面52之间的交叉棱线70形成在上表面50的外形的边上。
如图2、图3及图4所示的侧面52例如由与上表面50的三个角部80对应的三个面构成。
例如在图2和图3所示，在上表面50与各侧面52之间的交叉棱线70形成有：在与上表面50的角部80对应的位置上配置的拐角切削刃100、与拐角切削刃100的第一端100a连接的副切削刃101、以及与拐角切削刃100的第二端100b连接的主切削刃102。拐角切削刃100弯曲成大致圆弧的的曲线状，副切削刃101的第一端100a侧的区间和主切削刃102的第二端100b侧的区间至少为直线状。
如图5所示，各侧面52具有与拐角切削刃100对应的第一侧面部110、与副切削刃101对应的第二侧面部111、以及与主切削刃102对应的第三侧面部112，对于各角部80，各侧面52与上表面50之间形成交叉棱线70。相邻的侧面52是将一个侧面52的第二侧面部111与另一侧面52的第三侧面部112平滑地连接。
各侧面52的第一侧面部110具有与拐角切削刃100连接的后刀面120。第二侧面部111具有与副切削刃101连接的后刀面121。第三侧面部112具有与主切削刃102连接的后刀面122。各后刀面120、121、122以从交叉棱线70朝向下表面51的交叉棱线71逐渐向中心轴C侧后退的方式倾斜。后刀面120、121、122形成在从交叉棱线70朝向下表面51的途中。
在各侧面52形成有位于拐角切削刃100的后刀面120以及副切削刃101的后刀面121的下表面51侧的凹部130。凹部130例如几乎无法到达主切削刃102的后刀面122的下方，即使到达了也以最小限度消失。另外，凹部130也可以不形成在例如主切削刃102的后刀面122的下方。
凹部130具有凹向通孔53的中心轴C侧的弯曲形状。即，凹部130在从上端部朝向下端部时，首先急剧地(曲率半径减小)向中心轴C侧后退(凹陷)，然后逐渐缓慢地(曲率半径增大)后退(凹进)。凹部130从后刀面120、121的下缘到达下表面51的交叉棱线71。
凹部130的外缘例如由以下构成：作为下表面51与侧面52之间的交叉棱线71的一部分的下缘交叉棱线140、形成在拐角切削刃100的后刀面120的下端的顶缘部141、从顶缘部141与凹部130的下缘交叉棱线140的第一端140a连接的第一侧缘部142、以及从顶缘部141与下缘交叉棱线140的第二端140b连接的第二侧缘部143。
顶缘部141例如具有锐角的内角。第一侧缘部142相对于拐角切削刃100的第一侧面部110位于副切削刃101侧，第二侧缘部143相对于拐角切削刃100的第一侧面部110位于主切削刃102侧。第一侧缘部142和第二侧缘部143分别在凹部130的主视图中向外侧凸出弯曲。
下缘交叉棱线140例如形成为直线状。如图6和图7所示，下缘交叉棱线140相对于将拐角切削刃100的后刀面120沿该后刀面120向下表面51侧延伸并投影到与下表面51同一平面上而形成的第一延长投影线L1，向通孔53的中心轴C侧后退。
此外，侧面52与下表面51之间的交叉棱线71具有位于主切削刃102的下表面51侧的第一交叉棱线150。如图6及图8所示，第一交叉棱线150相对于将主切削刃102的后刀面122沿该后刀面122向下表面51侧延伸并投影到与下表面51同一平面上而形成的第二延长投影线L2，向通孔53的中心轴C侧后退。并且，凹部130的下缘交叉棱线140相对于第一延长投影线L1的最大后退量D1大于第一交叉棱线150相对于第二延长投影线L2的最大后退量D2。此外，后退量D1是连接第一延长投影线L1的任意的点和中心轴C的线上的、从第一延长投影线L1到下缘交叉棱线140的距离；后退量D2是连接第二延长投影线L2的任意的点和中心轴C的线上的、从第二延长投影线L2到第一交叉棱线150的距离。最大后退量D1比最大后退量D2大0.05mm以上且0.15mm以下，优选为大0.08mm以上且0.12mm以下。并且，最大后退量D1为0.3mm以上且0.5mm以下，优选为0.35mm以上且0.45mm以下。
并且，在图4所示的仰视图中，将凹部130的下缘交叉棱线140向主切削刃102侧延长的假想延长线L3与将主切削刃102上的假想线L4所成的第一内角的角度α1大于将副切削刃101向拐角切削刃100侧延长的假想延长线L5与将主切削刃102向拐角切削刃100侧延长的假想延长线L6所成的第二内角的角度α2。例如，第一内角的角度α1与第二内角的角度α2之差例如为5°以上且30°以下，优选为10°以上且25°以下，进一步优选为15°以上且20°以下。此外，第一内角的角度α1例如为90°以上且130°以下，优选为100°以上且120°以下，进一步优选为105°以上且115°以下。
在图4所示的仰视图中，凹部130的下缘交叉棱线140的第一端140a和第二端140b位于隔着通过拐角切削刃100的顶点(距离中心轴C最远的点)E和通孔53的中心轴C的假想线L7的相反侧。
切削刀片10形成为，在图3所示的俯视图中的切削刀片10的最大尺寸M的2倍大于图9所示的固定有该切削刀片10的切削工具1的工具主体20的工具直径R(M×2>R)。并且，俯视图中切削刀片10中的最大尺寸M的位置根据切削刀片10的形状而不同。此外，如图3所示的切削刀片10的最大尺寸M也可以是在俯视下以主切削刃102为基准，相对于该主切削刃102成直角的方向的最大尺寸。
如图1所示，在如上所述构成的切削刀片10通过螺钉30固定在切削工具1的工具主体20的固定部22。此时，切削刀片10的上表面50朝向绕旋转轴A的旋转方向B，拐角切削刃100的角部80位于工具前端。并且如图1与图10所示,凹部130与工具主体20的平坦的前端端面21没有较大阶差地连接。
如图9所示，切削工具1的工具主体20上固定有两个切削刀片10。两个切削刀片10固定在围绕旋转轴A相隔180°、以旋转轴A为点对称的位置。此时，如图11所示的两个切削刀片10上下朝向相反时，有拐角切削刃100的第一侧面部110彼此靠近，且一个切削刀片10的凹部130与另一个切削刀片10的后刀面120相对，彼此凹凸嵌合。由此，两个切削刀片10在彼此靠近的状态下被固定。
根据本实施方式，由于在切削刀片10的侧面52形成有拐角切削刃100的后刀面120以及位于该拐角切削刃100的后刀面120的下表面51侧的凹部130，因此，例如图11所示，多个切削刀片10能够以更接近而不互相干扰的状态固定在工具主体20上。其结果是能够减小工具直径R而使切削工具1小型化。
另外，由于在后刀面120的下表面51侧设有凹部130，因此在将切削刀片10安装于工具主体20使用时，能够抑制由被切削件产生的切屑卷入被切削件和切削工具1之间等。
凹部130形成为到达副切削刃101的后刀面121的下表面51侧的位置。由此，由凹部130形成的空间扩大，因此能够使固定在工具主体20上的多个切削刀片10进一步靠近而不互相干扰，能够实现切削工具1的小型化。而且，还能够进一步抑制被切削件和切削工具1之间的切屑的卷入。
如图6所示，凹部130的下缘交叉棱线140相对于将拐角切削刃100的后刀面120沿该后刀面120向下表面51侧延伸并投影到与下表面51的同一平面上而形成的第一延长投影线L1，向通孔53的中心轴C侧后退。由此，能够充分确保由凹部130形成的后刀面120的下表面51侧的空间。
如图6所示，凹部130的下缘交叉棱线140相对于第一延长投影线L1的最大后退量D1大于主切削刃102的第一交叉棱线150相对于第二延长投影线L2的最大后退量D2。由此，能够充分确保由凹部130形成的后刀面120的下表面51侧的空间。并且，由于第一交叉棱线150的后退量相对较小，因此能够确保下表面51的面积(固定面的面积)，将切削刀片10牢固地固定在工具主体20上。
在图4所示的仰视图中，将凹部130的下缘交叉棱线140向主切削刃102侧延长的假想延长线L3与主切削刃102上的假想线L4所成的第一内角的角度α1大于将副切削刃101向拐角切削刃100侧延长的假想延长线L5与将主切削刃102向拐角切削刃100侧延长的假想延长线L6所成的第二内角的角度α2。由此，凹部130的下缘交叉棱线140相对于上表面50的交叉棱线70的后退量随着靠近主切削刃102而增大。由此，能够进一步抑制被切削件和切削工具1之间的切屑的卷入。
在图4所示的仰视图中，凹部130的下缘交叉棱线140的第一端140a和第二端140b位于隔着通过拐角切削刃100的顶点E和通孔53的中心轴C的假想线L7的相反侧。由此，能够充分确保由凹部130形成的后刀面120的下表面51侧的空间。
凹部130的外缘具有顶缘部141、第一侧缘部142、以及第二侧缘部143。由此，凹部130能够形成为适当的范围，从而维持切削刀片10的强度。
凹部130具有向通孔53的中心轴C侧凹陷的弯曲形状。由此，在充分确保由凹部130形成的后刀面120的下表面51侧的空间的同时，能够抑制下表面51的面积的减小，将切削刀片10牢固地固定在工具主体20上。并且，能够充分抑制被切削件和切削工具1之间的切屑的卷入。
在俯视下，切削刀片10的最大尺寸M的2倍大于固定有该切削刀片10的切削工具1的工具主体20的工具直径R。其结果是，例如在安装尺寸与以往相同的切削刀片10时，减小切削工具1的工具直径R即可，因而能够使切削工具1小型化。
以上参考附图对本发明的优选实施方式进行说明，但本发明不限于以上实施例。本领域技术人员应当清楚的是，在权利要求书所记载的思想的范畴内，可以想到各种变更例或者修正例，并且应当理解这些也自然属于本发明的技术范围。
例如切削刀片10的结构不限于上述实施方式的结构。例如凹部130也可以不位于副切削刃101的后刀面121的下表面51侧，而只位于拐角切削刃100的后刀面120的下表面51侧。并且，凹部130在主切削刃102侧的边界也可以稍微到达后刀面122侧。例如凹部130的主切削刃102侧的边界也可以相对于拐角切削刃100的后刀面110和主切削刃102的后刀面112的边界，向主切削刃102侧伸出例如不超过1.5mm左右。凹部130的外缘的形状也不限于上述实施方式的形状。
切削刀片10不限于大致三角形状、也可以是五边形状、六边形状、以及八边形状等具有其他多个角部的形状。拐角切削刃100、副切削刃101、以及主切削刃102的形状、数量和尺寸也不限于上述实施方式。
本实施方式所记载的切削工具1的用途并无特别限定，也能够适用于除肩铣加工以外的用途。此外，切削工具1也可以是立铣刀、铣刀、钻头等。
本发明在提供能够使切削工具小型化的切削刀片和切削工具时是有用的。

Claims (8)

1.一种切削刀片，包括：
彼此相对且具有多个角部的上表面和下表面；
连接所述上表面和所述下表面，并分别在与所述上表面之间和与所述下表面之间形成交叉棱线的侧面；以及
具有从上表面朝向下表面的中心轴且从所述上表面贯穿至所述下表面的通孔，
其中，在所述上表面和所述侧面之间的交叉棱线形成有与所述上表面的角部对应的位置上配置的拐角切削刃、与该拐角切削刃的第一端连接的副切削刃、以及与所述拐角切削刃的第二端连接的主切削刃，
在所述侧面形成有拐角切削刃的后刀面、以及位于该拐角切削刃的后刀面的所述下表面侧的凹部；
所述凹部的外缘包括所述下表面与所述侧面之间的下缘交叉棱线，
所述凹部的下缘交叉棱线相对于将所述拐角切削刃的后刀面沿该后刀面向所述下表面侧延伸并投影到与所述下表面的同一平面上而形成的第一延长投影线，向所述通孔的中心轴侧后退；
在所述侧面形成有主切削刃的后刀面，
位于所述主切削刃的下表面侧的所述侧面与所述下表面之间的第一交叉棱线相对于将所述主切削刃的后刀面沿该后刀面向所述下表面侧延伸并投影到与所述下表面同一平面上而形成的第二延长投影线，向所述通孔的中心轴侧后退，
所述凹部的下缘交叉棱线相对于所述第一延长投影线的最大后退量大于所述第一交叉棱线相对于所述第二延长投影线的最大后退量。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，在所述侧面形成有副切削刃的后刀面，
所述凹部形成为到达所述副切削刃的后刀面的所述下表面侧的位置。
3.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，在仰视下，将所述凹部的下缘交叉棱线向主切削刃侧延长的假想延长线与所述主切削刃上的假想线所成的第一内角的角度大于将所述副切削刃向所述拐角切削刃侧延长的假想延长线与将所述主切削刃向所述拐角切削刃侧延长的假想延长线所成的第二内角的角度。
4.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，在仰视下，所述凹部的下缘交叉棱线的第一端和第二端位于隔着通过所述拐角切削刃的顶点和所述通孔的中心轴的假想线的相反侧。
5.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，所述凹部的外缘具有形成在所述拐角切削刃的后刀面的下端的顶缘部、从该顶缘部与下缘交叉棱线的第一端连接的第一侧缘部、以及从所述顶缘部与下缘交叉棱线的第二端连接的第二侧缘部。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的切削刀片，其中，所述凹部具有向所述通孔的中心轴侧凹陷的弯曲形状。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的切削刀片，其中，在俯视下，切削刀片的最大尺寸的2倍大于固定有该切削刀片的切削工具的工具主体的工具直径。
8.一种切削工具，具有：根据权利要求1至7中的任一项所述的切削刀片以及固定有所述切削刀片的工具主体。
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