CN115555596A - 刀架及切削工具 - Google Patents

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CN115555596A CN202210378599.7A CN202210378599A CN115555596A CN 115555596 A CN115555596 A CN 115555596A CN 202210378599 A CN202210378599 A CN 202210378599A CN 115555596 A CN115555596 A CN 115555596A
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axis
cutting
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Abstract

提供一种切削刀片用的刀架，该切削刀片朝着与安装在刀具台上的工具支架的长度方向(X轴)不同的Y轴方向进给切削刃而对工件进行车削，即使刀架的一部分不与刀具台抵接，也能够简便地进行突出量的调整。一种Y轴刀架50，其对具有用于车削沿Z轴移动的工件300的切削刃的切削刀片10进行保持，以能够变更该切削刀片10沿X轴的突出量的方式、以能够相对于该刀具台200向X轴方向相对移动的状态进行安装，并且，在沿与X轴方向不同的Y轴方向移动时，通过切削刀片10对工件300进行车削。该刀架50是X轴方向的端部51比切削刀片10的切削刃突出的形状，在端部51设有用于规定切削刀片10自刀具台200的突出量的定位部51P。

Description

刀架及切削工具
技术领域
本发明涉及一种刀架及切削工具。
背景技术
以往，在自动进行车床作业的自动车床中，一边将长条的工件向Z轴方向进给，一边将切削工具沿与其垂直的轴(例如沿刀架的长度方向的轴。以下，为了方便起见，将与Z轴垂直的该轴称为“X轴”)移动，由此对该工件进行车削，切削出三维形状。另外，除了这样的动作，还利用了自动车床，该自动车床不仅能够在与Z轴和X轴双轴垂直的Y轴的方向上进给切削工具，一边使工件向Z轴方向的移动和切削工具向Y轴方向的移动连动，一边对工件进行从Y轴方向切割或开槽这样的切入加工(在本说明书中，为了方便起见，将这样构成为也能够向Y轴方向加工的自动车床称为Y轴方向切入自动车床)。
在上述那样的Y轴方向切入自动车床中，除了在X轴方向切入切削刃的一般切削工具以外，还能够选择性地使用在Y轴方向切入切削刃的切削工具或其刀架(在本说明书中为了方便而称为“Y轴方向切入切削工具”，另外，将该刀架称为“Y轴方向切入刀架”)(例如参照专利文献1、2)。在将多个这些切削工具排列在刀具台上，使其一边沿X轴方向或Y轴方向移动一边切削工件的自动车床中，正确地进行径向的原点对准(是指工具的突出量、即从刀具台到工具的刃尖的距离设置为规定量)是不用多说的，除此之外，正确地进行切削刃的高度(芯高)调整也是重要的。实际上，切削刃的高度(芯高)调整，例如在通常的车削工具的情况下，有时在铺设垫板等的状态下进行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特表2020-506074号公报
专利文献2：日本专利特开2004-148498号公报
技术课题
但是，在自动车床的情况下，考虑到高度(芯高)由刀架及刀片的制造精度决定，有时以允许在公差内产生偏差为前提。鉴于这样的情况，以往，在Y轴方向切入自动车床中，通常不进行Y轴方向切入刀架的高度(芯高)调整，实际上，原本就没有调整工具的突出量的概念。
因此，本发明的目的在于提供一种能够在Y轴方向切入自动车床中利用的刀架及切削工具，该Y轴方向切入自动车床向与安装在刀具台上的工具支架的长度方向(X轴)等不同的Y轴方向进给切削刃来车削工件，即提供一种能够简便地进行切削刃的高度(芯高)调整作业的切削刀片的刀架。
发明内容
本发明的一个方面提供一种切削刀片的刀架，其具有沿正交的X轴、Y轴、Z轴各自的方向的长度，并构成为，对具有用于车削沿Z轴移动的工件的切削刃的切削刀片进行保持，以能够变更该切削刀片沿X轴的突出量的方式、以能够相对于该刀具台向X轴方向相对移动的状态进行安装，并且，在沿与X轴方向不同的Y轴方向移动时，通过切削刀片对工件进行车削，
该刀架是X轴方向的端部比切削刀片的切削刃突出的形状，
在端部设有用于规定切削刀片自刀具台的突出量的定位部。
根据如上所述的方面，通过一边使作为刀架的端面的定位基准的形状部即定位部与工件抵接，一边在X轴方向上调整刀具台，从而能够规定突出量。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，定位部也可以设置在沿X轴方向从刃尖离开规定尺寸的位置。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，端部为包括具有与X轴方向垂直的边或面的平坦部的形状，也可以在该平坦部设置定位部。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，端部为包括具有沿Z轴方向倾斜的边或面的倾斜部的形状，也可以在该倾斜部设置定位部。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，也可以在倾斜部中最接近工件的部位设置定位部。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，端部为包括向X轴方向突出的凸部的形状，也可以在该凸部的前端设置定位部。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，也可以在端部形成使定位部的沿Y轴的区域扩大的阶梯形状的阶梯部。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，也可以在阶梯部设置供油口。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，也可以以在从该刀架中的定位部的距Y轴方向基准面的设置范围内包含从在沿X轴方向移动时利用切削刀片对工件进行车削的刀架中的Y轴方向基准面到切削刀片的刃尖位置的长度的方式设置该定位部。
在如上所述的方面的切削刀片的刀架中，柄部也可以是直线形状。
如上所述的方面的切削刀片的刀架也可以在头部或柄部上不设置用于将该刀架相对于刀具台在X轴方向上能够相对移动的宽度限制在规定范围的限制部。
如上所述的方面的切削刀片的刀架也可以是头部能够相对于柄部装卸且能够更换的头部更换式。
本发明的另一方面是提供一种切削工具，该切削工具包括如上所述的刀架以及安装在该刀架上的切削刀片。
附图说明
图1是表示在刀具台上安装切削工具时的外观立体图。
图2A是将平面形状的刀架端面的形状部的外观与刃尖和端面的形状部的尺寸位置一起显示的ZX俯视图。
图2B是将倾斜形状的刀架端面的形状部的外观与刃尖和端面的形状部的尺寸位置一起显示的ZX俯视图。
图2C是将凸面形状的刀架端面的形状部的外观与刃尖和端面的形状部的尺寸位置一起显示的ZX俯视图。
图3A是表示在端面的形状部设置阶梯而扩大了可用于定位的部分的刀架的外观的、从Z轴方向观察的图。
图3B是表示在端面的形状部未设置阶梯的刀架的外观的、从Z轴方向观察的图。
图4是表示刀架的阶梯侧面的供油口周边的构造例的ZX俯视图。
图5是表示刀架的阶梯侧面的供油口周边的构造例的立体图。
图6的(A)是说明通常的刀架(X轴刀架)中的切削刀片在Y轴方向上的刃尖位置的图，(B)是说明Y轴方向切入刀架(Y轴刀架)中的切削刀片在Y轴方向上的刃尖位置的图。
图7是说明形状不同的多个刀架与工件的位置关系的一例的概略图。
图8是表示在自动车床上对于沿Z轴方向进给的工件，通过使切削工具沿与其垂直的Z轴移动来车削该工件时的情况的立体图。
主要元件符号说明
Y轴方向切入切削工具(切削工具) 1
切削刀片 10
切削刃 20
刃尖(切削刃的一部分) 22
刀架 50
X轴刀架(刀架) 50X
Y轴方向切入刀架(刀架) 50Y
刀片突出方向(X轴方向)的端部 51
平坦部 51A
倾斜部 51B
凸部 51C
端部的阶梯部 51D
定位部 51P
从Z轴方向观察时的端部的倾斜区域 51S
头部 52
柄部 53
柄侧面(刀架的Y轴方向基准面) 53S
给油口 54
给油口 55
刀具台 200
工件 300
卡盘 400
导向衬套 500
从安装于刀架的切削刀片的刃尖到定位部的尺寸 L
从Y轴方向基准面53S(到刃尖)的Y轴方向长度 y1
具体实施方式
下面，参考附图对本发明的刀架和切削工具的优选实施方式进行详细说明(参考图1等)。切削工具1构成为在用自动车床(省略图示)等进行加工时，通过进给切削刀片10的切削刃20而切入工件300的工具。
在本实施方式中，在“Y轴方向切入自动车床”(构成为也能够向Y轴方向加工的自动车床)中，除了通常使用的通常刀架之外，还以在能够选择性地使用“Y轴方向切入刀架”的情况下的该Y轴方向切入刀架的优选方式为中心进行说明。即，一般是在自动进行车床作业的自动车床中，一边将长条的工件300向Z轴方向进给，一边使切削工具1(作为一例，如果是本实施方式，则是沿刀架50的长度方向的铅直的轴。以下，为了方便起见，将与Z轴垂直的该轴称为“X轴”)沿与其垂直的轴移动来车削该工件300，切削出三维形状(参照图8)，但除了这样的动作之外，还利用自动车床，该自动车床能够向与Z轴和X轴双轴垂直的Y轴的方向进给切削工具1，且能够一边使工件300向Z轴方向的移动和切削工具1向Y轴方向的移动连动，一边对工件300进行从Y轴方向切割或开槽这样的切入加工。(在本说明书中，为了方便，将这样构成为也能够向Y轴方向加工的自动车床称为Y轴方向切入自动车床)。在该Y轴方向切入自动车床中，除了适于向X轴进给的结构的切削工具(即，由切削刀片和刀架的组合构成的工具)，若还能够适当选择并同样地使用适于Y轴方向切入的切削工具(在本说明书中称为“Y轴方向切入工具”)1的话较为方便。以下，对适合作为Y轴方向切入工具1用的刀架(以下称为“Y轴方向切入刀架”)等进行说明。另外，这里所说的Y轴是指，与沿安装在刀具台200上的工具支架的长度方向(一般也称为铅直方向)的X轴(也称为“X-axis”)、沿作为切削对象的长条工件(棒材等)的移动方向(一般为水平方向)的Z轴(也称为“Z-axis”)双轴垂直的轴，如果是一般的“梳状刃型”的刀具台，则是沿多个切削工具1排列的方向延伸的轴(参照图1、图7)。
[关于Y轴方向切入刀架]
本实施方式的刀架50例如沿水平的Z轴(Z-axis)移动，对用于车削向切削刀片10供给的工件300的该切削刀片10进行保持(参照图1)。刀架50以其长度方向与垂直于Z轴的例如朝向铅直方向的X轴(X-axis)一致的方式安装在刀具台200上。另外，Y轴方向切入刀架(也称为Y轴刀架)50构成为，在沿与X轴和Z轴双轴垂直的例如水平的Y轴(Y-axis)移动时，与在Z轴方向上移动的工件300的动作连动地利用切削刀片10对工件300进行车削(参照图1)。另一方面，在沿X轴移动时利用切削刀片10对工件300进行车削的刀架(在本说明书中为了方便而称为“X轴刀架”，在图7等中用附图标记50X表示)构成为，在沿X轴(X-axis)移动时，与沿Z轴方向移动的工件300的动作连动地利用切削刀片10对工件300进行车削。在刀具台200上，除了Y轴刀架(在图7中用附图标记50Y表示)以外，还能够根据加工的方式更换安装X轴刀架50X。在本实施方式中，在刀具台200上沿Y轴方向“梳状刃型”地布置多种刀架50(即X轴刀架和Y轴刀架)，根据车削加工的方式使刀具台200在X轴方向和Y轴方向上移动，一边适当地选择切削刀片10并移动更换，一边进行期望的加工(参照图7)。另外，切削工具1构成为相对于刀架50的柄部53能够装卸头部52的头更换式工具(参照图5等)。
[Y轴方向切入刀架的定位部]
Y轴方向切入刀架(Y轴刀架)50形成为X轴方向的端部(在本实施方式的情况下为下端部)51比切削刀片10的切削刃20更向下侧突出的形状(参照图1)。在本实施方式中，在该端部51上设置有作为用于规定切削刀片10从刀具台200的突出量的定位基准的定位部51P(参照图1～图2C)。在自动车床的刀具台200上安装切削工具(刀架50及切削刀片10)1时，一边使刀架50的定位部51P与工件300抵接，一边结合切削刃20的刃尖22和定位部51P的尺寸地调整刀具台200的位置，由此能够使突出量成为预先规定的规定量。这样的定位部51P设置在从安装在该刀架50上的切削刀片10的刃尖(详细而言是切削刃20的角部)22离开规定尺寸L的位置(参照图2A等)。
[刀架的定位部的形态]
刀架50的端部51或设置在其上的定位部51P的形态没有特别限定。作为一例，可以将端部51做成与YZ平面平行的平面形状，即包括具有与X轴垂直的边或面的平坦部51A的形状，在该平坦部51A的一部分或全部上设置定位部51P(参照图2A)。
另外，作为其他例子，可以将端部51做成包括具有沿Z轴方向倾斜的边或面的倾斜部51B的形状，在该倾斜部51B的一部分上设置定位部51P(参照图2B)。在这种情况下，优选将倾斜部51B做成例如其平面在ZX平面视图中以向切削刃20侧变高的方式倾斜的平面形状等，在该倾斜部51B中最接近工件的部位设置定位部51P。这样，所谓定位部51P位于接近工件300的供给侧的位置即是，在工件300的接近导向衬套500的位置具有定位部51P，能够与未从卡盘400或导向衬套500突出那么远的状态的工件300抵接而更高精度地进行定位(参照图8)。
作为又一例，也可以将端部51做成在ZX平面视图中成为凸面那样的、包括向X轴方向突出的凸部51C的形状，在该凸部51C的前端设置定位部51P(参照图2C)。
另外，也可以在刀架50的端部51上形成使定位部51P的沿Y轴的区域扩大的阶梯形状的阶梯部51D(参照图3A)。从Z轴方向观察时(XY俯视图)，如果端部51的倾斜区域(在图3A、图3B中用附图标记51S表示)的沿Y轴的宽度宽，则定位部51P的沿Y轴的宽度(长度)不得不相应变窄(参照图3B)。关于这一点，通过在倾斜区域51S的中途形成朝向前端侧(下方)的阶梯部51D，能够不改变从刃尖22到定位部51P的尺寸L，而形成定位部51P的沿Y轴的宽度变宽的形状(参照图3A)。这样，如果做成扩大了定位部51P的沿Y轴的宽度的形状，则容易使工件300与刀架50的定位部51P接触，容易进行定位作业。
在形成有如上所述的阶梯部51D的情况下，也可以在该阶梯部51D上设置供油口54(参照图4、图5)。通过从设置在阶梯部51D上的供油口54向切削刀片10供油，能够从该切削刀片10的前刀面侧供给切削油。另外，符号55是从与前刀面相反的一侧向切削刀片10供给切削油的另外的供油口(参照图4、图5)。
[刀架中的定位部的布置]
优选Y轴方向切入刀架(Y轴刀架)50中的定位部51P的Y轴方向坐标位置与X轴刀架50中的定位部51P的Y轴方向坐标位置对应地设置。参照具体例对上述内容进行说明(参照图6)。在X轴刀架50(50X)的柄部53的侧面中，设例如图6所示的XY俯视时左侧的侧面为Y轴方向基准面53S，设从该Y轴方向基准面53S到切削刃20的刃尖22的Y轴方向长度(以Y轴方向基准面53S为原点时的Y坐标)为y1(参照图6(A))。在设为与这样的X轴刀架50(50X)对应的Y轴刀架50(50Y)的情况下，只要以在该Y轴刀架50(50Y)中的定位部51P距Y轴方向基准面53S的设置范围内包含X轴刀架50(50X)的Y轴方向长度y1的方式设置该定位部51P即可(参照图6(B))。在这种情况下，在将刀具台200的X轴刀架50(50X)更换为Y轴刀架50(50Y)时，该Y轴刀架50(50Y)的定位作业简便即可完成。即，在进行X轴刀架50(50X)的定位时，将作为其基准位置的Y轴方向长度y1的刃尖22与工件300抵接而进行定位作业，与此相对，在进行更换后的Y轴刀架50(50Y)的定位时，如果直接在Z轴方向上移动，则Y轴方向长度y1包含在该范围内的定位部51P与工件300接触，因此，不需要特意调整刀具台200的Y轴位置来使定位部51P与工件300抵接。因此，能够用与以X轴刀架50(50X)将刃尖22抵接在工件300上的同时进行安装时相同的步骤进行Y轴刀架50(50Y)的安装(能够以柄部侧面基准在相同的Y坐标位置与工件300抵接)，或者能够将作为X轴刀架50(50X)用而使用的调整用程序兼用于该Y轴刀架50(50Y)，较为方便。另外，当然，若定位部51P为图2B或图2C那样的尖状，则范围成为点状，另一方面，如果定位部51P为图2A或图6(B)那样的线状，则范围成为与其宽度对应的长度。
[切削刀片的种类]
在本实施方式中，在安装在Y轴方向切入刀架(Y轴刀架)50上的切削刀片10的一部分上，在存在比切削刃20的刃尖更向X轴方向突出的部分的情况下，在比切削刃20的刃尖更相对于刀具台200在X轴方向上突出的位置设置定位部51P，在自动车床的刀具台200上安装切削工具(切削刀片10及刀架50)1时，做到能够一边使工件300与该定位部51P抵接一边调整突出量。这在以前角不为负的切削刀片10为对象的情况下也是同样的，对于包括利用Y轴刀架50进行开槽或切割、螺纹铣在内的、前角不为负但端部51比刃尖22更向刀具台200沿X轴方向突出的切削刀片，通过设置与上述同样的定位部51P，能够调整突出量。
[刀架的柄部和头部的形状]
在如上所述方面的Y轴刀架50中，不需要通过使该刀架的一部分与刀具台200抵接来决定自刀具台200的突出量这样的以往Y轴刀架所采用的构造。因此，在本实施方式的Y轴刀架50的头部52或柄部53上，不需要设置限制部，该限制部用于将该刀架50相对于刀具台200在X轴方向上能够相对移动的宽度限制在规定范围内。因此，例如能够使柄部53为直线形状(做成直柄)，能够比在头部等上具有限制部的刀架更自由地进行突出量的调整幅度。另外，若将柄部53做成直线形状等，则隔开间隔D等间隔排列的切削工具(切削刀片10及刀架50)1中相邻的切削工具彼此难以干涉，因此工具形状的限制变少，相应地加工的自由度扩大(参照图7)。另外，相邻的工具彼此难以干涉也与相应地缩小间隔地布置有关，因此，通过这样，也能够增加安装在刀具台200上的工具个数。
另外，上述实施方式是本发明的优选实施的一例，但并不限于此，在不脱离本发明的主旨的范围内，可进行各种变形实施。例如，在上述的实施方式中，使用X轴、Y轴、Z轴这3个轴来表现正交的3个方向，与此对应地采用了X轴(X-axis)刀架或Y轴(Y-axis)刀架这样的表示方式，但这些只不过是方便起见，只要不违反发明的主旨，当然无论怎样改变表现都没有任何问题。
另外，在上述实施方式中，作为一例说明了自动车床中的刀架50和切削工具1，但当然本发明的适用范围并不限定于这样的范围，除了自动车床以外，例如也可以适用于车削加工中心。另外，在如车削中心那样在Z轴方向上也使刀具台移动的装置中，可以适当地在考虑了这样的动作的基础上应用刀架50或切削工具1。
产业上的可利用性
本发明适用于切削加工用(主要是车削用)的切削刀片的刀架。

Claims (13)

1.一种切削刀片的刀架，其具有沿正交的X轴、Y轴、Z轴各自的方向的长度，并构成为，对具有用于车削沿Z轴移动的工件的切削刃的切削刀片进行保持，以能够变更该切削刀片沿X轴的突出量的方式、以能够相对于该刀具台向X轴方向相对移动的状态进行安装，并且，在沿与所述X轴方向不同的Y轴方向移动时，通过所述切削刀片对所述工件进行车削，
该刀架是所述X轴方向的端部比所述切削刀片的切削刃突出的形状，
在所述端部设有用于规定所述切削刀片自所述刀具台的突出量的定位部。
2.根据权利要求1所述的切削刀片的刀架，其中，所述定位部设置在沿所述X轴方向从所述刃尖离开规定尺寸的位置。
3.根据权利要求2所述的切削刀片的刀架，其中，所述端部为包括具有与所述X轴方向垂直的边或面的平坦部的形状，在该平坦部设有所述定位部。
4.根据权利要求2所述的切削刀片的刀架，其中，所述端部为包括具有沿所述Z轴方向倾斜的边或面的倾斜部的形状，在该倾斜部设有所述定位部。
5.根据权利要求4所述的切削刀片的刀架，其中，在所述倾斜部中最接近所述工件的部位设有所述定位部。
6.根据权利要求2所述的切削刀片的刀架，其中，所述端部为包括向所述X轴方向突出的凸部的形状，在该凸部的前端设有所述定位部。
7.根据权利要求1所述的切削刀片的刀架，其中，在所述端部形成有使所述定位部的沿所述Y轴的区域扩大的阶梯形状的阶梯部。
8.根据权利要求7所述的切削刀片的刀架，其中，在所述阶梯部设有供油口。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的切削刀片的刀架，其中，以在该刀架中的所述定位部距Y轴方向基准面的设置范围内包含从在沿所述X轴方向移动时利用所述切削刀片对所述工件进行车削的刀架中的Y轴方向基准面到所述切削刀片的刃尖位置的长度的方式设置该定位部。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的切削刀片的刀架，其中，柄部为直线形状。
11.根据权利要求1～8中任一项所述的切削刀片的刀架，其中，在头部或柄部不设置用于将该刀架相对于所述刀具台在X轴方向上能够相对移动的宽度限制在规定范围的限制部。
12.根据权利要求1～8中任一项所述的切削刀片的刀架，其为头部能够相对于柄部装卸且能够更换的头部更换式。
13.一种切削工具，包括：根据权利要求1～12中任一项所述的刀架；以及安装在该刀架上的切削刀片。
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