CN115279522A - 切削刀片、切削刀具及切削加工物的制造方法 - Google Patents

Abstract

基于本公开的未被限定的一方面的切削刀片具有：上表面，其呈具有长边及短边的多边形状；下表面，其位于上表面的相反侧；侧面，其位于上表面与下表面之间；贯通孔，其在上表面的中心及下表面的中心开口；以及切削刃，其位于短边。侧面具有位于沿着长边的位置并且在俯视观察的情况下呈朝向外侧凸出的形状的第一侧面。第一侧面具有：第一平面，其在主视观察的情况下与贯通孔的中心轴重合，且与中心轴平行；第二平面，其位于比第一平面更靠近短边的位置，且与中心轴平行；第三平面，其位于比第一平面更远离短边的位置，且与中心轴平行；以及第一倾斜面，其位于第二平面与上表面之间，且随着靠近长边而靠近中心轴。第一倾斜面与第一平面分离。

Description

切削刀片、切削刀具及切削加工物的制造方法

相关申请的相互参照

本申请主张在2020年3月25日申请的日本专利申请2020-054422号的优先权，并将该在先申请的全部公开援引于此以供参照。

技术领域

本公开一般而言涉及在被切削件的切削加工中使用的切削刀片、切削刀具及切削加工物的制造方法。更具体而言，涉及一种用于旋转切削加工的切削刀具。

背景技术

作为对金属等被切削件进行切削加工时使用的切削刀片，例如已知有日本特开2004-314301号公报(专利文献1)中记载的切削刀片。专利文献1中记载的切削刀片为四角板形状。专利文献1中记载的切削刀片具有位于上表面与侧面相交的位置的切削刃、以及在上表面及下表面开口的固定孔。

近年来，对切削刀片要求小型化。然而，在使切削刀片小型化的情况下，贯通孔(固定孔)与侧面之间的壁厚容易变薄，耐久性有可能降低。因此，要求提高切削刀片的耐久性。

发明内容

基于本公开的未被限定的一方面的切削刀片具有：上表面，其呈具有长边及短边的多边形状；下表面，其位于所述上表面的相反侧；侧面，其位于所述上表面与所述下表面之间；贯通孔，其在所述上表面的中心及所述下表面的中心开口；以及切削刃，其位于所述短边。所述侧面具有位于沿着所述长边的位置并且在俯视观察的情况下呈朝向外侧凸出的形状的第一侧面。所述第一侧面具有：第一平面，其在主视观察的情况下与所述贯通孔的中心轴重合，且与所述中心轴平行；第二平面，其位于比所述第一平面更靠近所述短边的位置，且与所述中心轴平行；第三平面，其位于比所述第一平面更远离所述短边的位置，且与所述中心轴平行；以及第一倾斜面，其位于所述第二平面与所述上表面之间，随着靠近所述长边而靠近所述中心轴。所述第一倾斜面与所述第一平面分离。

附图说明

图1是表示本发明的未被限定的一方面的切削刀片的立体图。

图2是俯视观察图1所示的切削刀片的俯视图。

图3是俯视观察图1所示的切削刀片的俯视图。

图4是从A1方向观察图2所示的切削刀片的侧视图。

图5是从A2方向观察图2所示的切削刀片的侧视图。

图6是图2所示的VI-VI截面的截面图。

图7是图2所示的VII-VII截面的截面图。

图8是图2所示的VIII-VIII截面的截面图。

图9是图2所示的IX-IX截面的截面图。

图10是示出本公开的未被限定的一方面的切削刀具的立体图。

图11是从第一端侧观察图10所示的切削刀具的俯视图。

图12是从A3方向观察图11所示的切削刀具的侧视图。

图13是将图10所示的区域B1放大的放大图。

图14是表示本公开的未被限定的一方面的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

图15是表示本公开的未被限定的一方面的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

图16是表示本公开的未被限定的一方面的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

具体实施方式

<切削刀片>

以下，使用附图对本公开的未被限定的一方面的切削刀片1(以下，有时称为“刀片1”)进行详细说明。但是，在以下参照的各图中，为了便于说明，仅简化地示出说明实施方式所需的主要构件。因此，刀片1可以具备未被所参照的各图示出的任意的构成构件。另外，各图中的构件的尺寸并未如实地示出实际的构成构件的尺寸以及各构件的尺寸比率等。

刀片1也可以如图1～图9所示的未被限定的一例那样，具有上表面3、下表面5、侧面7、贯通孔9以及切削刃11。需要说明的是，上表面3及下表面5是为了方便起见的表现，并不表示上以及下的方向性。例如，上表面3在使用刀片1时不需要朝向上方。

上表面3也可以如图1所示的未被限定的一例那样为多边形状。例如，上表面3也可以是六边形状。另外，下表面5也可以位于上表面3的相反侧。下表面5也可以与上表面3同样地为多边形状，例如也可以为六边形状。并且，刀片1也可以是多边板形状。

需要说明的是，多边形状只要是大致多边形状即可，不需要是严格意义上的多边形状。例如，上表面3中的多个边也可以分别不是严格的直线，也可以在上表面3的主视观察(俯视观察)时弯曲。另外，上表面3中的多个角也可以分别不是严格的角。

上表面3中的多个边可以包括长边13以及短边15。即，上表面3可以具有长边13以及短边15。需要说明的是，下表面5也可以与上表面3同样地具有长边以及短边。需要说明的是，在上表面3中的多个边具有长度相互不同的2个边的情况下，也可以是这2个边中的相对长的边为长边13，相对短的边为短边15。

如图2所示的未被限定的一例那样，位于长边13与短边15之间的角17也可以是钝角。在该情况下，角17不易缺损。需要说明的是，角17并不限定于通过长边13与短边15相交而形成的严格意义上的角。例如，在俯视观察的情况下，角17可以是凸曲线形状，另外，也可以是将直线和曲线组合而成的形状。

侧面7可以位于上表面3与下表面5之间。侧面7可以如图4所示的未被限定的一例那样与上表面3以及下表面5连接。

在将刀片1固定于刀柄时，贯通孔9例如能够用于插入螺钉。需要说明的是，在将刀片1固定于刀柄时，也可以代替螺钉而使用例如夹紧构件。

贯通孔9可以在上表面3的中心及下表面5的中心开口。在上表面3为多边形状的情况下，也可以将上表面3中的位于对角的角分别用直线连结，将这些直线的交点作为上表面3的中心。同样地，在下表面5为多边形状的情况下，也可以将下表面5中的位于对角的角分别用直线连结，将这些直线的交点作为下表面5的中心。成为对角线的起点的部分也可以是构成多边形状的各边的延长线相交的部分。需要说明的是，在下表面5不是多边形状的情况下，例如，也可以根据主视观察(仰视观察)下表面5的情况下的下表面5的重心位置来确定下表面5的中心。

贯通孔9的中心轴O1可以是通过上表面3的中心及下表面5的中心的假想直线。需要说明的是，刀片1的中心轴可以是通过上表面3的中心及下表面5的中心的假想直线。换言之，贯通孔9的中心轴O1可以与刀片1的中心轴一致。

在俯视观察的情况下，上表面3也可以以中心轴O1为中心呈180°的旋转对称。另外，在仰视观察的情况下，下表面5可以以中心轴O1为中心呈180°的旋转对称。

刀片1并不限定于特定的大小。例如，俯视观察上表面3的情况下的最大宽度可以设定为6～25mm左右。另外，从上表面3到下表面5的高度可以设定为1～10mm左右。从上表面3到下表面5的高度可以是指，上表面3与下表面5之间的在与中心轴O1平行的方向上的间隔的最大值。另外，从上表面3到下表面5的高度可以换言为沿着中心轴O1的方向上的侧面7的宽度。

切削刃11可以位于短边15。切削刃11在使用刀片1制造切削加工物时，能够用于切削被切削件。切削刃11可以位于短边15的整体，另外，也可以仅位于短边15的一部分。

在切削刃11位于短边15的情况下，上表面3和侧面7中的一方可以具有前刀面区域，另外，上表面3与侧面7中的另一方可以具有后刀面区域。也可以如图1所示的未被限定的一例那样，上表面3具有前刀面区域，并且侧面7具有后刀面区域。

需要说明的是，刀片1除了切削刃11以外，还可以具有位于下表面5侧的其他切削刃。例如，下表面5也可以具有位于短边15的下方的短边，另外，刀片1也可以具有位于下表面5的短边的其他切削刃。在该情况下，刀片1能够成为双面规格。

在此，侧面7可以具有第一侧面19。第一侧面19可以位于沿着长边13的位置。另外，第一侧面19可以如图2所示的未被限定的一例那样，在俯视观察的情况下是朝向外侧凸出的形状。

第一侧面19可以具有第一平面21、第二平面23、第三平面25以及第一倾斜面27。

第一平面21、第二平面23及第三平面25可以用作在将刀片1固定于刀柄时与刀柄抵接(接触)的面。第一平面21可以如图4所示的未被限定的一例那样，在主视观察(侧视观察)的情况下与中心轴O1重合。另外，第一平面21可以与中心轴O1平行。第二平面23可以位于比第一平面21更靠近短边15的位置。第二平面23也可以与中心轴O1平行。第三平面25可以位于比第一平面21更远离短边15的位置。第三平面25可以与中心轴O1平行。平行并不限定于严格的平行，也可以意味着允许±5°左右的倾斜。

第一平面21、第二平面23以及第三平面25可以分别是平坦的面。另外，第一平面21、第二平面23以及第三平面25不需要是严格意义上的平坦的面。第一平面21、第二平面23及第三平面25只要是大致平坦的面即可，可以以在整体观察刀片1的情况下不明显的程度稍微弯曲，或者也可以具有微小的凹凸。例如，第一平面21、第二平面23以及第三平面25可以具有几十μm左右的微小的凹凸。

第一倾斜面27可以位于第二平面23与上表面3之间。另外，第一倾斜面27可以如图6所示的未被限定的一例那样，随着靠近长边13而靠近中心轴O1。在评价与中心轴O1的位置关系时，也可以以与中心轴O1平行的假想直线O1a为基准。第一倾斜面27可以如图4所示的未被限定的一例那样与第一平面21分离。

如上所述，在第一侧面19整体为朝向外侧凸出的形状，且第一平面21、第二平面23及第三平面25分别与中心轴O1平行的情况下，即使将刀片1小型化，也容易确保贯通孔9与第一侧面19之间的壁厚。另外，在第一倾斜面27位于第二平面23与上表面3之间的情况下，第一倾斜面27容易位于切削刃11的附近。而且，在第一倾斜面27随着靠近长边13而靠近中心轴O1的情况下，第一倾斜面27与上表面3相交的棱线29的壁厚较厚，棱线29的强度较高。因此，即使在制造切削加工物时棱线29与被切削件接触，棱线29也不易缺损。并且，在第一倾斜面27与位于贯通孔9的旁边的第一平面21分离的情况下，即使将第一倾斜面27设置于第一侧面19，也容易确保贯通孔9与第一侧面19之间的壁厚。因此，刀片1的耐久性高。

需要说明的是，第二平面23可以与第一平面21连接，另外，也可以与第一平面21分离。第三平面25可以与第一平面21连接，另外，也可以与第一平面21分离。第一倾斜面27可以与第二平面23连接，另外，也可以与第二平面23分离。第一倾斜面27可以与上表面3连接，另外，也可以与上表面3分离。例如，如图4所示的未被限定的一例那样，第二平面23以及第三平面25可以分别与第一平面21连接。另外，第一倾斜面27可以分别与第二平面23以及上表面3连接。

第一倾斜面27相对于中心轴O1的倾斜角θ1可以恒定，另外，也可以变化。如图6及图7所示的未被限定的一例那样，在第一倾斜面27具有随着靠近第一平面21而倾斜角θ1变小的部分的情况下，第一倾斜面27中的靠近贯通孔9的部分的倾斜角θ1容易相对变小。因此，容易确保贯通孔9与第一侧面19之间的壁厚。另外，在上述情况下，第一倾斜面27中的靠近切削刃11的部分的倾斜角θ1容易相对变大。因此，棱线29的靠近切削刃11的部分的强度高。因此，刀片1的耐久性高。

需要说明的是，也可以是，第一倾斜面27的整体随着靠近第一平面21而倾斜角θ1变小。另外，倾斜角θ1并不限定于特定的值。例如，倾斜角θ1也可以设定为1～20°。在评价倾斜角θ1时，也可以以假想直线O1a为基准。这一点在后述的倾斜角θ2中也是同样的。

第一倾斜面27的沿着中心轴O1的方向的宽度W1可以是恒定的，另外，也可以变化。如图4所示的未被限定的一例那样，在第一倾斜面27具有随着靠近第一平面21而宽度W1变小的部分的情况下，第一倾斜面27中的靠近贯通孔9的部分的宽度W1容易相对变小。因此，容易确保贯通孔9与第一侧面19之间的壁厚。另外，在上述情况下，第一倾斜面27的靠近切削刃11的部分的宽度W1容易相对变大。因此，棱线29的靠近切削刃11的部分的强度高。因此，刀片1的耐久性高。

需要说明的是，也可以在第一倾斜面27的整体范围内，随着靠近第一平面21而宽度W1变小。另外，宽度W1并不限定于特定的值。例如，宽度W1也可以设定为0.3～1mm。第一倾斜面27的面积也可以比第二平面23的面积小。

在俯视透视第一侧面19的情况下，第一倾斜面27可以位于比贯通孔9更靠近短边15的位置。在该情况下，第一倾斜面27容易位于切削刃11的附近。因此，刀片1的耐久性高。此外，上述的结构也可以在俯视观察下进行评价。

在主视观察第一侧面19的情况下，棱线29可以具有随着靠近第一平面21而靠近下表面5的部分。另外，在主视观察第一侧面19的情况下，棱线29的整体也可以以随着靠近第一平面21而靠近下表面5的方式延伸。

第一侧面19还可以具有第二倾斜面31。第二倾斜面31可以位于第三平面25与下表面5之间。另外，第二倾斜面31可以如图9所示的未被限定的一例那样，随着靠近长边13而远离中心轴O1。第二倾斜面31可以如图4所示的未被限定的一例那样与第一平面21分离。

例如，在下表面5与上表面3同样地具有短边，刀片1具有位于该下表面5的短边的切削刃(以下，为了方便而设为下切削刃)的情况下，刀片1的耐久性较高。在代替切削刃11而将下切削刃用于切削加工的情况下，第二倾斜面31与下表面5相交的棱线的强度高。另外，容易确保贯通孔9与第一侧面19之间的壁厚。因此，即使在将下切削刃用于切削加工的情况下，刀片1的耐久性也较高。

需要说明的是，第二倾斜面31也可以具有相对于中心轴O1的倾斜角θ2随着靠近第一平面21而变小的部分。另外，第二倾斜面31也可以具有随着靠近第一平面21而沿着中心轴O1的方向的宽度W2变小的部分。第二倾斜面31的面积也可以比第三平面25的面积小。

第二平面23可以与下表面5连接，另外，也可以与下表面5分离。如图4所示的未被限定的一例那样，在第二平面23与下表面5连接的情况下，容易确保第二平面23的面积较大。因此，容易确保贯通孔9与第一侧面19之间的壁厚，刀片1的耐久性高。另外，刀片1相对于刀柄的固定容易稳定。因此，刀片1的约束稳定性高。

第三平面25可以与上表面3连接，另外，也可以与上表面3分离。如图4所示的未被限定的一例那样，在第三平面25与上表面3连接的情况下，容易确保第三平面25的面积较大。因此，容易确保贯通孔9与第一侧面19之间的壁厚，刀片1的耐久性高。另外，刀片1相对于刀柄的固定容易稳定。因此，刀片1的约束稳定性高。

在主视观察第一侧面19的情况下，第一平面21与第二平面23的第一边界33可以相对于中心轴O1倾斜，另外，也可以相对于中心轴O1平行。如图4所示的未被限定的一例那样，在第一边界33与中心轴O1平行的情况下，第一平面21及第二平面23与贯通孔9之间的刀片1的壁厚的偏差较小。因此，刀片1的耐久性高。

在主视观察第一侧面19的情况下，第一平面21与第三平面25的第二边界35可以相对于中心轴O1倾斜，另外，也可以相对于中心轴O1平行。如图4所示的未被限定的一例那样，在第二边界35与中心轴O1平行的情况下，第一平面21及第三平面25与贯通孔9之间的刀片1的壁厚的偏差较小。因此，刀片1的耐久性高。

第一平面21的面积可以比第二平面23的面积及第三平面25的面积小。第二平面23的面积与第三平面25的面积可以彼此相同，另外，也可以不同。

第一平面21可以在俯视观察的情况下位于比第二平面23和第三平面25靠外侧的位置。另外，第一平面21也可以在俯视观察的情况下位于第一侧面19中的最外侧。

第一平面21中的沿着长边13的方向的长度L11可以比第二平面23中的沿着长边13的方向的长度L12以及第三平面25中的沿着长边13的方向的长度L13短。需要说明的是，长度L11可以用长度L11的最大值进行评价。这一点在长度L12和长度L13中也是同样的。

作为刀片1的材质，例如可以举出硬质合金及金属陶瓷等。作为硬质合金的组成，例如可以举出WC-Co、WC-TiC-Co及WC-TiC-TaC-Co。在此，WC、TiC及TaC可以是硬质粒子，另外，Co也可以是结合相。

另外，金属陶瓷也可以是使金属与陶瓷成分复合而成的烧结复合材料。作为金属陶瓷的一例，可以举出以碳化钛(TiC)或氮化钛(TiN)为主要成分的钛化合物。当然刀片1的材质并不限定于上述的组成。

刀片1的表面可以使用化学蒸镀(CVD)法或物理蒸镀(PVD)法利用被膜进行涂覆。作为被膜的组成，可以举出碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)和氧化铝(A1₂O₃)等。

<切削刀具>

接着，使用图10～图13对本公开的未被限定的一方面的切削刀具101进行说明。另外，在图10等中，用双点划线表示切削刀具101的旋转轴O2，并且用箭头Y1表示旋转轴O2的旋转方向。

如图10～图13所示的未被限定的一例那样，切削刀具101也可以具有刀柄103以及刀片1。在切削刀具101具有刀片1的情况下，刀片1的耐久性高，因此能够发挥优异的切削性能。

切削刀具101可以为绕旋转轴O2能够旋转。另外，切削刀具101可以用于旋转切削加工。

刀柄103可以是沿着旋转轴O2从第一端103a延伸到第二端103b的圆柱形状。圆柱形状只要是大致圆柱形状即可，无需是严格意义上的圆柱形状。

刀柄103可以具有位于第一端103a侧的刀槽105。刀槽105可以是能够安装刀片1的部位。刀槽105也可以在刀柄103的外周面以及第一端103a侧的端面开口。

刀片1可以位于刀槽105。需要说明的是，刀槽105可以仅为1个，另外，也可以为多个。如图11所示的未被限定的一例那样，在刀柄103具有多个刀槽105的情况下，切削刀具101可以具有多个刀片1，另外，刀片1可以各1个地位于各刀槽105。

在刀柄103具有多个刀槽105的情况下，这些刀槽105可以在旋转轴O2的周围以等间隔配置，另外，也可以以不等间隔配置。

刀片1可以以切削刃11的至少一部分从刀柄103突出的方式安装于刀槽105。例如，刀片1也可以以切削刃11从刀柄103朝向被切削件突出的方式安装于刀柄103。在该情况下，下表面5及侧面7可以与刀柄103抵接。

刀片1可以通过螺钉107安装于刀槽105。即，可以在刀片1的贯通孔9中插入螺钉107，将该螺钉107的前端插入到形成于刀槽105的螺纹孔中，使螺钉107固定于螺纹孔，从而将刀片1安装于刀柄103。

作为支架103的材质，例如可以举出钢及铸铁等。在刀柄103的材质为钢的情况下，刀柄103的韧性高。

<切削加工物的制造方法>

接着，使用图14～图16对本公开的未被限定的一方面的切削加工物203的制造方法进行说明。

切削加工物203可以通过对被切削件201进行切削加工来制作。切削加工物203的制造方法可以包括以下的工序。即，包括：

(1)使上述的未被限定的实施方式所代表的切削刀具101旋转的工序；

(2)使旋转的切削刀具101与被切削件201接触的工序；以及

(3)使切削刀具101从被切削件201离开的工序。

具体而言，首先，如图14所示的未被限定的一例那样，可以使切削刀具101一边绕旋转轴O2向Y1方向旋转一边相对地靠近被切削件201。接着，如图15所示的未被限定的一例那样，可以使切削刀具101中的切削刃11与被切削件201接触来切削被切削件201。并且，如图16所示的未被限定的一例那样，也可以使切削刀具101相对远离被切削件201。

在经过以上那样的工序的情况下，能够发挥优异的加工性。具体而言，在本公开的未被限定的一方面的切削加工物203的制造方法中，在使用具有刀片1的切削刀具101的情况下，刀片1的耐久性高。因此，能够得到精加工面的精度高的切削加工物203。

需要说明的是，在图14～图16所示的未被限定的一例中，在各个工序中，固定被切削件201并且移动切削刀具101，但当然并不限定于这样的方式。

例如，在(1)的工序中，可以使被切削件201靠近切削刀具101。同样地，在(3)的工序中，可以使被切削件201远离切削刀具101。在继续切削加工的情况下，可以维持使切削刀具101旋转的状态，反复进行使刀片1的切削刃11与被切削件201的不同部位接触的工序。

作为被切削件201的材质，可以举出例如碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁和非铁金属等。

附图标记说明

1...切削刀片(刀片)

3...上表面

5...下表面

7...侧面

9...贯通孔

11...切削刃

13...长边

15...短边

17...角

19...第一侧面

21...第一平面

23...第二平面

25...第三平面

27...第一倾斜面

29...棱线

31...第二倾斜面

33...第一边界

35...第二边界

101...切削刀具

103...刀柄

103a..第一端

103b..第二端

105...刀槽

107...螺钉

201...被切削件

203...切削加工物

O1...中心轴

O2...旋转轴。

Claims (10)

1.一种切削刀片，其中，

所述切削刀片具有：

上表面，其呈具有长边及短边的多边形状；

下表面，其位于所述上表面的相反侧；

侧面，其位于所述上表面与所述下表面之间；

贯通孔，其在所述上表面的中心及所述下表面的中心开口；以及

切削刃，其位于所述短边，

所述侧面具有位于沿着所述长边的位置并且在俯视观察的情况下呈朝向外侧凸出的形状的第一侧面，

所述第一侧面具有：

第一平面，其在主视观察的情况下与所述贯通孔的中心轴重合，且与所述中心轴平行；

第二平面，其位于比所述第一平面更靠近所述短边的位置，且与所述中心轴平行；

第三平面，其位于比所述第一平面更远离所述短边的位置，且与所述中心轴平行；以及

第一倾斜面，其位于所述第二平面与所述上表面之间，随着靠近所述长边而靠近所述中心轴，

所述第一倾斜面与所述第一平面分离。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，

所述第一倾斜面具有随着靠近所述第一平面而相对于所述中心轴的倾斜角变小的部分。

3.根据权利要求1或2所述的切削刀片，其中，

所述第一倾斜面具有随着靠近所述第一平面而沿着所述中心轴的方向的宽度变小的部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的切削刀片，其中，

在俯视观察所述第一侧面的情况下，所述第一倾斜面位于比所述贯通孔更靠近所述短边的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的切削刀片，其中，

所述第一侧面还具有位于所述第三平面与所述下表面之间且随着靠近所述长边而远离所述中心轴的第二倾斜面，

所述第二倾斜面与所述第一平面分离。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的切削刀片，其中，

所述第二平面与所述下表面连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的切削刀片，其中，

所述第三平面与所述上表面连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的切削刀片，其中，

在主视观察所述第一侧面的情况下，所述第一平面与所述第二平面的第一边界相对于所述中心轴平行。

9.一种切削刀具，其中，

所述切削刀具具有：

刀柄，其呈沿着旋转轴从第一端延伸到第二端的圆柱形状，并且具有位于所述第一端侧的刀槽；以及

位于所述刀槽的权利要求1至8中任一项所述的切削刀片。

10.一种切削加工物的制造方法，其中，

所述切削加工物的制造方法包括：

使权利要求9所述的切削刀具旋转的工序；

使旋转的所述切削刀具与被切削件接触的工序；以及

使所述切削刀具从所述被切削件离开的工序。

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