CN116887938A - 切削刀片及可转位刀片式切削工具 - Google Patents

Abstract

该切削刀片(1)在前刀面(2)与后刀面(4)的交叉棱线部上形成有两个切削刃(5、6)，该两个切削刃(5、6)分别具备在俯视观察时以圆弧状延伸的圆弧状切削刃部(5a、6a)和直线状切削刃部(5b、6b)。在切削刃(5、6)中，至少圆弧状切削刃部(5a、6a)具有随着远离直线状切削刃部(5b、6b)而远离落座面(3)之后靠近落座面(3)的凸曲线部(17)，在侧视观察时，圆弧状切削刃部(5a、6a)在最远离落座面(3)的最凸点(S1、S2)与圆弧状切削刃部的刀尖前端(2a、2b)之间具有曲率变化点(Q1、Q2)。

Description

切削刀片及可转位刀片式切削工具

技术领域

本发明涉及切削刀片及可转位刀片式切削工具。

本申请基于2021年2月26日在日本申请的专利申请2021-030531号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术

作为安装于可转位刀片式切削工具的切削刀片，例如在专利文献1中公开有如下的切削刀片，该切削刀片具备：前刀面，朝向工具主体的旋转方向；落座面，朝向与该前刀面相反的一侧落座于刀片安装座的底面；和后刀面，在这些前刀面与落座面的周围延伸。在所述前刀面与所述后刀面的交叉棱线部上形成有两个切削刃，该两个切削刃分别具备圆弧状切削刃部和直线状切削刃部，其中，所述圆弧状切削刃部在从与前刀面相对的方向观察的俯视观察时以圆弧状延伸，所述直线状切削刃部以与该圆弧状切削刃部相切的方式延伸，在所述两个切削刃中圆弧状切削刃部和直线状切削刃部在前刀面的圆周方向上交替布置。进一步地，所述主切削刃的圆弧状切削刃部和副切削刃的圆弧状切削刃部被形成为随着远离直线状切削刃部而远离落座面侧之后再靠近落座面侧的凸曲线状。由此，在专利文献1中记载有如下内容：由于所述圆弧状切削刃部在切削时从最远离落座面而凸出的上述最凸点开始逐渐咬入并切入工件，因此能够降低切削阻力。

专利文献1：日本专利第6540928号公报

然而，如果将专利文献1所记载的切削刀片以不适合最凸点设计位置的切深量进行切削，则具有因切削刃的强度不足而切削刀片的寿命容易变短的问题。虽然对比文件1记载了能够使用第一交叉角和第二交叉角来将最凸点的位置设定在圆弧状切削刃上的较宽范围内，但在现实中必须选择将最凸点设置在与切削深度大的加工对应的位置处，还是设置在与切削深度小的加工对应的位置处。

例如，当在与切削深度大的加工对应的位置处设置有最凸点时，如果将该切削刀片用于切削深度小的加工，则在切削刀片的前端部产生起因于应力集中的缺损，从而导致寿命变短。

另一方面，当在与高硬度材和难切削材这种切削深度小的加工对应的位置处设置有最凸点时，该切削刀片在切削深度发生变动的加工中，以超过最凸点的切深量实施加工的情况下，也会产生因应力集中引起的破损(裂纹)等，从而导致寿命变短。

例如，当在复杂的金属模形状部的加工中使用球头立铣刀时，切削深度在每个加工部位发生变动。局部应用与切削深度对应的切削工具并不现实。

另外，虽然切削深度在加工堆焊材时也会发生变动，但在该情况下根据切削深度更换工具也不现实。堆焊材以金属模的补修及局部强度确保为目的被使用，由于在如上所述的每个加工部位产生加工面的凹凸，因此产生起因于这些凹凸的切削深度的变动的情况较多。

发明内容

本发明是在这种背景下完成的，其目的是提供一种切削刀片及可转位刀片式切削工具，该切削刀片及可转位刀片式切削工具通过在宽度比以往的宽度宽的切削深度下，使切削时的应力分散来提高刀尖前端侧的强度，从而能够抑制在切削刃部上产生的裂纹。

本发明的一方式的切削刀片为能够装卸地安装在形成于绕轴线旋转的可转位刀片式切削工具中的工具主体的前端的刀片安装座上的切削刀片，所述切削刀片包括：前刀面，朝向所述工具主体的旋转方向；落座面，朝向与所述前刀面相反的一侧并落座于所述刀片安装座的底面上；以及后刀面，在所述前刀面与所述落座面的周围延伸。在所述前刀面与所述后刀面的交叉棱线部上形成有两个切削刃，所述两个切削刃分别具备圆弧状切削刃部和直线状切削刃部，其中，在从与所述前刀面相对的方向观察的俯视观察时，所述圆弧状切削刃部以圆弧状延伸，并且所述直线状切削刃部以与所述圆弧状切削刃部相切的方式延伸，所述两个切削刃以所述圆弧状切削刃部和直线状切削刃部在所述前刀面的圆周方向上交替布置的方式形成。在所述切削刃中，至少所述圆弧状切削刃部具有随着远离所述直线状切削刃部而远离所述落座面之后靠近所述落座面的凸曲线部，并且在从与所述后刀面相对的方向观察的侧视观察时，在将所述凸曲线部上的最远离所述落座面的点设为最凸点时，所述圆弧状切削刃部在所述最凸点与所述圆弧状切削刃部的刀尖前端之间具有曲率变化点。

根据该结构，在从与切削刃的后刀面相对的方向观察的侧视观察时，圆弧状切削刃部在凸曲线部上的最远离落座面的最凸点与圆弧状切削刃部的刀尖前端之间具有曲率变化点，由此呈以曲率变化点为边界而曲率不同的形状，在宽度比以往的宽度宽的切削深度的切削加工中，切削时的应力在所述圆弧状切削刃部的较宽范围内被分散。由此，能够避免切削刀片的缺损或破损(裂纹)等的产生并提高所述圆弧状切削刃部整体的强度，从而能够抑制在切削刃部上产生的裂纹。进一步地，通过在最凸点与刀尖前端之间设置曲率变化点，切削刀片咬入工件的初始阶段中的切削刃形状较为光滑，因此切屑形状的扭曲也会变小。因此，能够避免扭曲的切屑对切削刀片及工件施加不规则的力。

关于本发明的一方式的切削刀片，在从相对于经过所述最凸点的所述圆弧状切削刃部的切线的法线方向观察的所述侧视观察时，所述切削刃至少包括不同的两个曲率的圆弧，在将所述刀尖前端侧的圆弧半径设为R1，将所述最凸点侧的圆弧半径设为R2时，可以满足R1＜R2的关系。

根据该结构，在构成切削刃的一部分的不同的两个曲率的圆弧半径R1、R2中，刀尖前端侧的圆弧半径R1小于最凸点侧的圆弧半径R2，刀尖前端侧的圆弧的曲线呈陡峭的形状，因此切削刃会与工件光滑接触，作用于刀尖的冲击变小，能够得到分散应力的同时降低切削阻力的效果。

此外，根据该结构，在从刀尖前端侧到所述最凸点侧的切削刃上包括不同的两个曲率的圆弧即可，例如可以将不同的两个曲率的圆弧之间或最凸点侧的圆弧与最凸点之间用曲线或直线来连结。另外，可以将不同的两个曲率的圆弧中的最凸点侧的圆弧与最凸点之间用曲线或直线来连结。在这种情况下，直线可以是圆弧的切线，也可以不是圆弧的切线。另一方面，本发明被构造为在切削时所述圆弧状切削刃部逐渐与工件相接来缓和加工时作用于刀尖的冲击的形状，因此直线被形成为与落座面平行或随着从刀尖前端朝向最凸点而远离落座面。同样，曲线也被形成为总是随着从刀尖前端朝向最凸点而远离落座面。

本发明的一方式的切削刀片可为所述圆弧半径R1以所述圆弧半径R2的1/2以下的大小形成的结构，优选为1/3以下，更优选为1/4倍以下。

根据该结构，所述圆弧半径R1至少以所述圆弧半径R2的1/2以下的大小形成，由此刀尖前端侧的圆弧切削刃形成陡峭的曲线，能够充分减小对切削刃的冲击。进一步地，通过将圆弧半径R1以圆弧半径R2的1/3以下、1/4以下形成，从而曲线变得更陡峭，能够缓和对刀尖前端的冲击。R1/R2的下限不受限定，在现实中为1/100左右。

本发明的一方式的切削刀片可以为如下结构：在所述侧视观察时，所述切削刃以所述曲率变化点为边界，由所述刀尖前端侧的相对于所述落座面而向上凸的曲线状的第一切削刃和所述最凸点侧的相对于所述落座面而向上凸的第二切削刃构造，所述第二切削刃由曲率比所述第一切削刃的曲率小的曲线状的第二切削刃或直线状的第二切削刃形成，所述第一切削刃与所述第二切削刃的交点为所述曲率变化点。

根据该结构，以成为曲率不同的两个第一切削刃与第二切削刃的交点的曲率变化点为边界，与位于最凸点侧的第二切削刃相比，位于刀尖前端侧的第一切削刃呈陡峭的曲线形状，因此切削刃会与工件光滑接触，作用于刀尖的冲击变小，从而能够得到分散应力的同时降低切削阻力的效果。

此外，直线的曲率为“0”。因此，由于在第二切削刃为直线的情况下，第二切削刃的曲率也小于第一切削刃的曲率，因此能够得到与第二切削刃由曲率比第一切削刃的曲率小的曲线形成的情况同样的效果。

本发明的一方式的切削刀片可以为所述第一切削刃的曲率为所述第二切削刃的曲率的两倍以上的结构，优选为三倍以上，更优选为四倍以上。

根据该结构，在所述第二切削刃的曲率为所述第一切削刃的曲率的两倍以上时，作用于刀尖的冲击变得足够小。另一方面，如果所述第二切削刃的曲率低于所述第一切削刃的曲率的两倍，则谈不上所述第一切削刃的曲率足够大，导致在切削加工时应力容易集中于切削刃。

关于本发明的一方式的切削刀片，在所述侧视观察时的圆弧状切削刃部中，在与落座面垂直的方向上的从所述刀尖前端到任意的切削刃棱线为止的高度与从所述刀尖前端到所述最凸点为止的高度的比例为90％以上的部分可为所述第二切削刃。

根据该结构，在与落座面垂直的方向上，从刀尖前端到曲率变化点为止的高度相对于从曲率变化点到最凸点为止的高度为90％以上，并且以曲率变化点为边界，刀尖前端侧构成比最凸点侧更陡峭的曲线形状，因此切削刃会与工件光滑接触，能够减小作用于刀尖的冲击。相对于从所述曲率变化点到最凸点为止的高度，从刀尖前端到曲率变化点为止的高度的上限不受限定，但在现实中为98％左右。

本发明的一方式的切削刀片可以为如下结构：形成有具有壁面的槽部，所述壁面能够与从所述刀片安装座的所述底面突出的凸部抵接，所述槽部隔着用于安装所述切削刀片的安装孔而形成为两个，所述曲率变化点形成在与两个所述槽部中的靠近所述圆弧状切削刃部的一个所述槽部相比更靠刀尖前端侧处。

根据该结构，在与靠近所述圆弧状切削刃部的一个所述槽部相比更靠刀尖前端侧处形成有曲率变化点，由此能够确保曲率变化点上的壁厚并提高刀尖强度。

在本发明的一方式的切削刀片中，所述圆弧状切削刃部可以从与工具前端侧对应的位置起依次由圆弧半径互不相同的至少两个以上的圆弧状的第一切削刃、第二切削刃～第N切削刃(N为2以上的整数)构造，所述前端侧的所述第一切削刃的圆弧半径小于除了该第一切削刃以外的所述第二切削刃～第N切削刃的圆弧半径，在所述第一切削刃中，从所述第二切削刃侧朝向所述工具前端侧，作为由所述后刀面和所述前刀面所构成的角度的楔角逐渐变小。

根据该结构，将切削刃部的楔角设为从所述圆弧状切削刃部的所述第一切削刃的后端朝向前端逐渐减小，由此在利用刀尖前端部的切削时能够加大切削刃的后角，并且能够抑制刀尖前端部的后刀面磨损的加剧。

此外，通常在这种工具中，圆弧状切削刃部的前端部在切削时被施加来自Z轴方向的顶出力，因此缺损的可能性较高。另外，通常切削刃的楔角越大则壁厚越厚且切削强度越高，但在对高硬度刚等工件进行切削加工时，如果后角较小，则即使壁厚较大，切削刃的寿命也会产生偏差。与此相对，在上述方式中，通过将刀尖前端部的后角从所述第一切削刃的后端侧向前端侧而逐渐加大，在切削加工时，在一定程度上确保圆弧状切削刃部的前端部处的后角，由此能够使圆弧状切削刃部的前端部的寿命稳定。

本发明的一方式的可转位刀片式切削工具可以为如下结构：在将位于所述轴线上的所述圆弧状切削刃部的中心点定义为P的情况下，在将连结所述中心点和所述最凸点的线和所述轴线所构成的角度设为θ1，并将连结所述中心点和所述曲率变化点的线和所述轴线所构成的角度设为θ2时，θ2＜θ1、30°≤θ1≤50°、15°≤θ2≤40°，优选为40°≤θ1≤50°、17°≤θ2≤37°的范围。

根据该结构，在与最凸点相比更靠刀尖前端侧上形成曲率变化点，能够将切削应力分散在切削刃的较宽范围内，因此能够避免起因于应力集中且伴随应力集中的缺损或破损(裂纹)等的产生。由此，能够提高刀尖前端侧的强度，并且能够抑制在切削刃部上产生的裂纹。此外，还能够获得降低切削时的阻力的效果。

本发明的一方式的可转位刀片式切削工具可以为如下结构：当在沿轴线的方向上，将从所述切削刀片上的切削刃的刀尖前端到曲率变化点为止的距离设为H，并将工具主体的直径设为D时，满足D/30≤H≤D/10的关系。

根据该结构，不管根据工具直径变化的切削深度如何，都能够获得避免应力集中于切削刃上以及能够缓和切削时对切削刃前端施加的冲击这种效果。

另外，关于本发明的一方式的可转位刀片式切削工具，所述圆弧状切削刃部从与工具前端侧对应的位置起依次由圆弧半径互不相同的至少两个以上的圆弧状的第一切削刃、第二切削刃～第N切削刃(N为2以上的整数)构造，所述前端侧的所述第一切削刃的圆弧半径小于除了该第一切削刃以外的所述第二切削刃～第N切削刃的圆弧半径，在所述第一切削刃中，从所述第二切削刃侧向所述工具前端侧，所述切削刀片的所述后刀面和工件面所形成的后角逐渐变大。

根据该结构，在所述圆弧状切削刃部的所述第一切削刃中，从所述第二切削刃侧向所述工具前端侧，所述切削刀片的后角逐渐变大，由此在利用刀尖前端部的切削时能够相对加大切削刃的后角，并且能够抑制刀尖前端部的后刀面磨损的加剧。

另外，从所述第二切削刃侧向所述工具前端侧，所述切削刀片的所述第一切削刃的后角逐渐变大，由此在切削加工时能够在一定程度上确保后角，并且能够使圆弧状切削刃部的前端部的寿命稳定。

关于本发明的一方式的可转位刀片式切削工具，在将多个所述切削刀片安装于所述工具主体的状态下，当将任一个所述切削刀片的最下点与其他切削刀片的最下点之差设为H时，所述H与所述工具主体直径D的关系可以是H/D等于或小于0.025。

在该结构中，H/D等于或小于0.025，由此能够使相对于工具直径D的切削刀片的刀尖台阶足够小。其结果，仅利用最下点较低侧的切削刀片(后述实施方式中的切削刀片1A，即母刃)进行切削加工的范围变小，最下点较低侧的切削刀片(母刃)的前端部的磨损得到抑制，能够延长切削刀片的寿命。H/D优选为0.020以下，更优选为0.017以下。虽然H/D的下限不受限定，但在现实中为0.010左右。

关于本发明的一方式的可转位刀片式切削工具，可以在所述工具主体的前端部的相互隔着180°的位置处形成有两个刀片安装座，在这两个刀片安装座中的每一个上能够装卸地安装有前述任一个切削刀片。但在本发明中，可以在所述工具主体的前端部上相互隔着120°形成有三个刀片安装座，同样地，可以沿圆周方向等间隔地形成有四个以上的刀片安装座。

根据本发明，能够提供通过使在圆弧状切削刃部上产生的应力分散来抑制在切削刃部上产生的裂纹的切削刀片及可转位刀片式切削工具。

附图说明

图1是表示本发明的可转位刀片式球头立铣刀的一实施方式的前端侧的图(从图9中的箭头I方向观察)，是表示在工具主体上能够装卸地安装有多个本发明的一实施方式的切削刀片的结构的图。

图2是表示本发明的一实施方式的切削刀片的结构的主视图。

图3是表示本发明的一实施方式的切削刀片的结构的后视图。

图4是从图2中的箭头IV方向观察的侧视图。

图5是从图2中的箭头V方向观察的侧视图。

图6是从图2中的箭头VI方向观察的侧视图。

图7是从图2中的箭头VII方向观察的侧视图。

图8是表示本发明的一实施方式的切削刀片的立体图。

图9是本发明的一实施方式的可转位刀片式球头立铣刀的主视图。

图10是从与主切削刃用于切削的第一切削刀片(图10中的右侧的切削刀片)的前刀面相对的方向观察以安装于工具主体时的位置关系配置的两个切削刀片的俯视图。

图11A是表示从圆弧状切削刃部5a上的任意位置处的刀尖前端2b起的距离与高度的关系的图表。

图11B是表示在圆弧状切削刃部5a上的任意位置处的在与落座面平行的方向上从刀尖前端从刀尖前端2b到最凸点的比例、以及在与落座面垂直的方向上从刀尖前端起的圆弧状切削刃部上任意点的高度与最凸点的高度的比例的关系的图表。

图12A是表示利用从轴线到最凸点为止的角度呈16.5°的以往的切削刀片进行切削时的模拟分析下的切屑形状和施加到切削刀片及切屑的最大主应力的图。

图12B是表示利用从轴线到最凸点为止的角度呈16.5°的以往的切削刀片进行切削时的模拟分析下的施加到切削刀片的最大主应力的图。

图13A是表示利用从轴线到最凸点为止的角度呈22.5°的以往的切削刀片进行切削时的模拟分析下的切屑形状和施加到切削刀片及切屑的最大主应力的图。

图13B是表示利用从轴线到最凸点为止的角度呈22.5°的以往的切削刀片进行切削时的模拟分析下的施加到切削刀片的最大主应力的图。

图14A是表示利用从轴线O到最凸点S1为止的角度呈45°且从轴线到曲率变化点为止的角度呈22.5°的本发明的一实施方式的切削刀片1进行切削时的模拟分析下的切屑形状和施加到切削刀片及切屑的最大主应力的图。

图14B是表示利用从轴线到最凸点为止的角度呈45°且从轴线到曲率变化点为止的角度呈22.5°的本发明的一实施方式的切削刀片进行切削时的模拟分析下的施加到切削刀片的最大主应力的图。

图15是表示利用从轴线到最凸点为止的角度θ1呈16.5°的以往的切削刀片进行切削时的模拟分析下的施加到切削刀片的最大主应力的图。

图16是表示利用从轴线到最凸点为止的角度θ1呈45°且从轴线到切削刃变化点为止的角度θ2呈22.5°的本发明的一实施方式的切削刀片进行切削时的模拟分析下的施加到切削刀片的最大主应力的图。

具体实施方式

下面，使用图1至图11B对本发明的一实施方式的切削刀片、可转位刀片式切削工具的结构进行说明。

图1是表示本发明的可转位刀片式球头立铣刀的一实施方式的前端侧的图(从图9中的箭头I方向观察)，是表示在工具主体11上能够装卸地安装有多个(在该实施方式中为两个)本发明的一实施方式的切削刀片的结构的图。图9是本发明的一实施方式的可转位刀片式球头立铣刀的主视图。

＜可转位刀片式切削工具＞

如图1及图9所示，本发明的一实施方式的可转位刀片式球头立铣刀(可转位刀片式切削工具)100具备多个切削刀片1和保持这些多个切削刀片1的工具主体11。工具主体11绕轴线O旋转。

多个切削刀片1分别能够装卸地安装在形成于工具主体11的前端侧的多个(在该实施方式中为两个)刀片安装座12上。在本实施方式中，在设置于立铣刀主体的两个刀片安装座12(12A、12B)上安装有两个切削刀片1(1A、1B)。这两个切削刀片1(1A、1B)呈彼此相同的形状和相同的大小。在本发明中，切削刀片1及刀片安装座12的个数并不限定于两个，可以沿绕轴线O的圆周方向等间隔地设置有三个以上的刀片安装座12。在该实施方式中，切削刀片1A位于比切削刀片1B靠下方处，在该情况下，将切削刀片1A称为母刃，将切削刀片1B称为子刃。

(立铣刀主体)

工具主体11由钢材等金属材料形成，其后端侧为以轴线O为中心的圆柱状的块部，并且前端侧呈在轴线O上具有中心的凸半球形状。

关于本实施方式的可转位刀片式球头立铣刀100，上述工具主体11绕轴线O向工具主体11的旋转方向旋转的同时，向与轴线O交叉的方向送出，由此利用安装于刀片安装座12上的切削刀片1对工件实施切削加工。

此外，在本实施方式中，在轴线O所延伸的方向中，将从工具主体11的刀柄部向刀片安装座12的方向称为前端侧(图1的下端侧)，将从刀片安装座12向刀柄部的方向称为后端侧(图1的上端侧)。另外，将与轴线O正交的方向称为径向。在径向中，将靠近轴线O的方向称为内周侧，将远离轴线O的方向称为外周侧。

在本实施方式中，以切开工具主体11的前端部的外周的方式形成有两个容屑槽13，在这两个容屑槽13的朝向立铣刀旋转方向T的底面12a上，沿圆周方向隔开间隔而在彼此相反侧上分别形成有刀片安装座12。

在本实施方式中，对工具主体11的两个刀片安装座12(12A、12B)能够装卸地安装形状相同、大小相等的同一种类的两个切削刀片1(1A、1B)。通过在工具主体11上安装同一种类的两个切削刀片1(1A、1B)，能够进行从工具主体11的前端的轴线O附近到外周的切削和从远离轴线O的位置到外周的切削。由此，能够容易管理切削刀片1，并且用于制造切削刀片1(1A、1B)的模具也只需一种。

切削刀片1(1A、1B)具备分别具有圆弧状切削刃部和直线状切削刃部的主切削刃5和副切削刃6。在将切削刀片1(1A、1B)分别安装于工具主体11时的位置关系中，如图10所示，一个切削刀片1A的主切削刃5的前端和另一个切削刀片1B的副切削刃6的前端之间沿轴向具有台阶H3。具体而言，如图10所示，一个切削刀片1A的刀尖前端2b位于比另一个切削刀片1B的刀尖前端2a更靠前方处。另外，一个切削刀片1A的主切削刃5和另一个切削刀片1B的副切削刃6以除了相当于所述台阶H3的区域以外，切削时的旋转轨迹重叠的方式安装。

在刀片安装座12(12A、12B)上安装有切削刀片1(1A、1B)时，第一切削刀片1A被配置为主切削刃5的圆弧状切削刃部5a从工具主体11的前端侧的轴线O附近向后端侧延伸。另外，第二切削刀片1B被配置为副切削刃6的圆弧状切削刃部6a从向外周侧远离工具主体11的前端侧的轴线O的位置向后端侧延伸。

伴随此，在图1所示的本实施方式的可转位刀片式球头立铣刀100中，第一刀片安装座12A也被形成为在前端侧将工具主体11的前端侧切开到包含轴线O的范围，与此相对，第二刀片安装座12B从向外周侧稍微远离轴线O的位置开始形成。

这两个切削刀片1(1A、1B)彼此位于工具主体11的前端侧的同一个凸半球面状。

在第一切削刀片1A的主切削刃5和第二切削刀片1B的副切削刃6上因切削而产生磨损等的情况下，可以将这些切削刀片1重新安装于相反侧的刀片安装座12上，并将第一切削刀片1A作为第二切削刀片1B重复使用，将第二切削刀片1B作为第一切削刀片1A重复使用，因此很经济。

(切削刀片)

接着，对本发明的一实施方式的切削刀片1的结构进行详细描述。

图2是表示本发明的一实施方式的切削刀片1的结构的主视图。图3是表示本发明的一实施方式的切削刀片1的结构的后视图。图4是从图2中的箭头IV方向观察的侧视图。图5是从图2中的箭头V方向观察的侧视图。图6是从图2中的箭头VI方向观察的侧视图。图7是从图2中的箭头VII方向观察的侧视图。图8是表示本发明的一实施方式的切削刀片1的结构的立体图。图10是从与主切削刃5用于切削的第一切削刀片1A(图10中的右侧的切削刀片)的前刀面相对的方向观察以安装于工具主体11时的位置关系配置的两个切削刀片1(1A、1B)的俯视图。

如图2～图8所示，通过将本发明的一实施方式的切削刀片1(1A、1B)安装于图1所示的工具主体11上来构造上述本发明的可转位刀片式球头立铣刀100的一实施方式。

如图2所示，本实施方式的切削刀片1(1A、1B)具备：朝向图1所示的工具主体11的旋转方向T的前刀面2；朝向与前刀面2相反的一侧而落座于上述刀片安装座12的底面12a上的落座面3；以及在前刀面2和落座面3的周围延伸的后刀面4。

在前刀面2和后刀面4所交叉的位置处由它们形成的棱线(以下，称为交叉棱线部)上形成有两个主切削刃(切削刃)5及两个副切削刃(切削刃)6。

如图2所示，在从与前刀面2相对的轴向观察的切削刀片1的主视中，主切削刃5及副切削刃6分别具备以圆弧状延伸的圆弧状切削刃部5a、6a和以与各圆弧状切削刃部5a、6a相切的方式延伸的直线状切削刃部5b、6b。这两个主切削刃5及副切削刃6以在前刀面2的圆周方向上圆弧状切削刃部5a、6a和直线状切削刃部5b、6b交替布置的方式形成。

如图4、图5及图6所示，在本实施方式的主切削刃5及副切削刃6中，至少圆弧状切削刃部5a、6a分别具有凸曲线部17，该凸曲线部17随着远离直线状切削刃部5b、6b而远离落座面3之后靠近落座面3。这些圆弧状切削刃部5a、6a所形成的凸曲线部17的最远离落座面3而凸出的点(从落座面3最突出的最凸点)分别为主切削刃最凸点S1、副切削刃最凸点S2。

如图4及图5所示，在从与后刀面4相对的方向观察的侧视观察时，圆弧状切削刃部5a在凸曲线部17上的最远离落座面3的主切削刃最凸点S1与圆弧状切削刃部5a的刀尖前端2b之间具有主切削刃曲率变化点Q1。另外，如图6所示，在副切削刃6的圆弧状切削刃部6a中，也在凸曲线部17上的最远离落座面3的副切削刃最凸点S2与圆弧状切削刃部6a的刀尖前端2a之间具有曲率变化点Q2。

在从刀尖前端2b(2a)到主切削刃最凸点S1(副切削刃最凸点S2)为止的圆弧状切削刃部5a(6a)由不同的两个曲率的圆弧或曲线构造的情况下，可在两个圆弧或曲线的曲率互不相同的点上确定曲率变化点Q1(Q2)。另外，在不同的两个圆弧之间具有直线或曲线的情况下，可在最靠近最凸点S1(S2)的圆弧的刀尖前端2b(2a)侧的端点上确定曲率变化点Q1(Q2)。此外，在刀尖前端2b(2a)侧由曲线构造、最凸点S1(S2)侧由直线构造的情况下，可在曲线和直线所相交的点上确定曲率变化点Q1(Q2)。

另外，优选以曲率变化点Q1(Q2)为边界，最凸点S1(S2)侧的曲率为刀尖前端2b(2a)侧的曲率的两倍以上。也就是，可通过测定从刀尖前端2b(2a)到最凸点S1(S2)为止的曲率来确定曲率变化点Q1(Q2)。

在从与后刀面4相对的方向即相对于圆弧状切削刃部5a的经过主切削刃最凸点S1的切线N1的法线方向(图2中的箭头VII方向)观察的侧视观察时，圆弧状切削刃部5a至少包括不同的两个曲率的圆弧。具体而言，圆弧状切削刃部5a由以主切削刃曲率变化点Q1为边界而位于刀尖前端2b侧的曲线状的第一切削刃51和位于主切削刃最凸点S1侧且曲率比第一切削刃51的曲率小的曲线状(或直线状)的第二切削刃52形成。如此，本实施方式中的圆弧状切削刃部5a以主切削刃曲率变化点Q1为边界，由刀尖前端2b侧的相对于落座面3向上凸的曲线状的第一切削刃51和主切削刃最凸点S1侧的相对于落座面3向上凸的第二切削刃52构造。这些第一切削刃51和第二切削刃52的交点为主切削刃曲率变化点Q1。

另外，对于圆弧状切削刃部6a而言，在从与后刀面4相对的方向即相对于圆弧状切削刃部6a的经过副切削刃最凸点S2的切线N2的法线方向观察的侧视观察时，圆弧状切削刃部6a也至少包括不同的两个曲率的圆弧。具体而言，圆弧状切削刃部6a由以副切削刃曲率变化点Q2为边界而位于刀尖前端2a侧的曲线状的第一切削刃61和位于副切削刃最凸点S2侧且曲率比第一切削刃61的曲率小的曲线状(或直线状)的第二切削刃62形成。如此，本实施方式中的圆弧状切削刃部6a以副切削刃曲率变化点Q2为边界，由刀尖前端2a侧的相对于落座面3向上凸的曲线状的第一切削刃61和副切削刃最凸点S2侧的相对于落座面3向上凸的第二切削刃62构造。这些第一切削刃61和第二切削刃62的交点为副切削刃曲率变化点Q2。

圆弧状切削刃部5a由上述的呈不同的两个曲率的圆弧的第一切削刃51和第二切削刃52形成。在圆弧状切削刃部5a中，在将刀尖前端2b侧的第一切削刃51的圆弧的半径设为圆弧半径R1，将主切削刃最凸点S1侧的第二切削刃52的圆弧的半径设为圆弧半径R2时，构成R1＜R2的关系。圆弧半径R1以圆弧半径R2的1/2以下的大小形成。在该实施方式中，具体而言，这两个圆弧半径R1、R2的大小为R1＝6.8mm、R2＝56.4mm，满足圆弧半径R2为圆弧半径R2的两倍以上的关系。

另外，圆弧状切削刃部6a也可以由上述的呈不同的两个曲率的圆弧的第一切削刃61和第二切削刃62形成，此时呈第二切削刃62的圆弧半径R2比第一切削刃61的圆弧半径R1大的形状。即，在圆弧状切削刃部6a中，也构成R1＜R2的关系，圆弧半径R1以圆弧半径R2的1/2以下的大小形成。在该实施方式中，具体而言，这两个圆弧半径R1、R2的大小为R1＝2.7mm、R2＝56.4mm，满足圆弧半径R2为圆弧半径R2的两倍以上的关系。

[表1]

表1是本实施方式的从相对于圆弧状切削刃部5a的经过主切削刃最凸点S1的切线N1的法线方向(图2中的箭头VII方向)观察的侧视观察时的刀尖轮廓。在以刀尖前端2b为原点，朝向主切削刃最凸点S1并且朝向与落座面3平行的方向按1mm测定切削刃位置时，“在与落座面3垂直的方向上从落座面3起的高度[mm]”如(1)那样发生变化，“在与落座面3垂直的方向上从刀尖前端2b起的高度[mm]”如(2)那样发生变化。另外，“在与落座面3垂直的方向上将从刀尖前端2b到主切削刃最凸点S1为止的高度设为100％时(刀尖在各测定点上的高度)的比例[％]”如(3)那样发生变化。

图11A是将表1中的“在与落座面3平行的方向上从刀尖前端2b起的距离[mm]”设为横轴、将上述(1)设为纵轴来表示圆弧状切削刃部5a上的任意位置处的在与落座面3平行的方向上从刀尖前端2b起的距离与在与落座面3垂直的方向上从落座面3起的高度之间的关系的图表。在此，从落座面3到圆弧状切削刃部5a为止的高度是指所谓的“壁厚”。

在从相对于圆弧状切削刃部5a的切线N1的法线方向观察的图7所示的侧视观察时，例如像图13A所示那样，从落座面3到刀尖前端2b为止的高度为4.571mm，从落座面3到主切削刃曲率变化点Q1为止的高度为7.250mm，从落座面3到主切削刃最凸点S1为止的高度为7.498mm。

在本实施方式中，在从相对于圆弧状切削刃部5a的切线N1的法线方向观察的图7所示的侧视观察时，从刀尖前端2b到主切削刃曲率变化点Q1为止的距离落座面3的高度T1为从主切削刃曲率变化点Q1到主切削刃最凸点S1为止的距离落座面3的高度T2的10倍以上。

作为具体的一例，从刀尖前端2b到主切削刃曲率变化点Q1为止的距离落座面3的高度T1为2.679mm，从主切削刃曲率变化点Q1到主切削刃最凸点S1为止的距离落座面3的高度T2为0.248mm，高度T1为高度T2的10倍以上。

图11B是将表1的“在与落座面3平行的方向上从刀尖前端2b起的距离[mm]”示于横轴、将“从刀尖前端2b到最凸点S1为止设为100％时的比例[％]”示于纵轴上的图表。

如图11B所示，在将从刀尖前端2b到主切削刃最凸点S1为止的高度设为基准(100％)时，从刀尖前端2b到主切削刃曲率变化点Q1为止的高度为基准的约92％左右。在本实施方式中，从主切削刃曲率变化点Q1到主切削刃最凸点S1为止的任意多个点上的高度满足基准的90％以上，从主切削刃曲率变化点Q1到主切削刃最凸点S1的高低差较小。另一方面，从主切削刃曲率变化点Q1到刀尖前端2b为止的任意多个点上的高度为从基准的90％到基准的0％，在相邻的点之间高度大幅变化。因此，形成以主切削刃曲率变化点Q1为边界，与主切削刃最凸点S1侧相比更靠刀尖前端2b侧的高低差较大且从刀尖前端2b到主切削刃曲率变化点Q1急剧靠近落座面3的曲线形状。

在本实施方式中，在包括第一切削刃51及第二切削刃52的圆弧状切削刃部5a中，位于刀尖前端2b侧的第一切削刃51呈与位于主切削刃最凸点S1侧的第二切削刃52相比圆弧的曲线陡峭的形状。另外，可以说在圆弧状切削刃部6a中也同样。

如此，在本实施方式中，在圆弧状切削刃部5a、6a中，在包括主切削刃曲率变化点Q1的主切削刃最凸点S1侧上能够通过确保主切削刃最凸点S1的九成以上的壁厚来确保耐久性。另外，通过将与主切削刃曲率变化点Q1相比更靠刀尖前端2b、2a侧的圆弧曲线设为陡峭的形状，使圆弧状切削刃部5a、6a与工件光滑接触，能够得到作用于刀尖的冲击变小而降低切削阻力的效果。

在本实施方式的前刀面2中，如图2及图8所示，在交叉棱线部(圆弧状切削刃部5a、6a)的各自附近向远离落座面3的方向以凸曲线状分别形成有断屑槽21。在与主切削刃5及副切削刃6正交的剖面中，各断屑槽21的顶点(棱线)21a的从落座面3起的距离(高度)大于圆弧状切削刃部5a、6a的从落座面3起的距离。断屑槽21优选以位于轴线O上的圆弧状切削刃部5a、6a的中心点P为中心，形成在从轴线O起0°＜θ3＜50°的范围内。

在切削刀片1的落座面3侧上，如图3所示，形成有能够与从第一刀片安装座12A的底面12a突出的凸部卡合的槽部8。在用于安装切削刀片1的安装孔7的径向两侧上形成有两个槽部8。在这两个槽部8A、8B中，主切削刃曲率变化点Q1形成在与靠近圆弧状切削刃部5a的一个槽部8B相比更靠刀尖前端2b侧处。副切削刃曲率变化点Q2形成在与靠近圆弧状切削刃部6a的另一个槽部8A相比更靠刀尖前端2a侧处。

靠近刀尖前端2b侧的槽部8B为长度方向的一端侧在副切削刃6侧的侧面上开口并且另一端侧在主切削刃5侧的侧面上开口的槽，该槽部8B的副切削刃6侧的宽度比主切削刃5侧的宽度窄。副切削刃6上的副切削刃最凸点S2及副切削刃曲率变化点Q2形成在不受槽部8B的壁厚减少影响的位置上，从而能够充分确保副切削刃最凸点S2及副切削刃曲率变化点Q2上的壁厚。因此，能够提高切削刀片1的强度，并且能够防止由切削加工时的负荷引起的切削刀片1的损伤。

另一方面，靠近刀尖前端2a的槽部8A呈长度方向的一端侧在副切削刃6侧的侧面上开口但另一端侧在主切削刃5侧的侧面上未开口的止端槽形状。因此，主切削刃5上的主切削刃最凸点S1及主切削刃曲率变化点Q1形成在不受槽部8A的壁厚减少影响的位置上，从而能够充分确保主切削刃最凸点S1及主切削刃曲率变化点Q1上的壁厚。因此，在主切削刃5上也能够提高圆弧状切削刃部5a的强度来防止损伤。

另外，如图10所示，当在将切削刀片1安装于工具主体11的状态下，将位于轴线O上的工具主体11(切削刀片1)的半球面的中心点定义为P，将连结中心点P和主切削刃最凸点S1的线L1和轴线O所构成的角度定义为θ1，将连结中心点P和主切削刃曲率变化点Q1的线L2和轴线O所构成的角度定义为θ2时，成为角度θ2小于角度θ1的关系(θ2＜θ1)。

在此，连结中心点P和主切削刃最凸点S1的线L1和轴线O所构成的角度θ1在30°≤θ1≤50°的范围内，优选在40°≤θ1≤50°的范围内。在本实施方式中，从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1为45°。

当在上述角度θ1小于30°的角度位置处存在主切削刃最凸点S1时，在粗加工工序等加大切削深度的情况下会产生在切削刀片上生成拉伸应力集中的部分的问题，另一方面，当在上述角度θ1大于50°的角度位置处存在主切削刃最凸点S1时，主切削刃最凸点S1会设置在向工具后端侧远离工件与切削刀片相接的部位的位置上，从而会导致分散应力集中的效果减小。因此，优选将从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1设在上述范围内。

另外，连结中心点P和主切削刃曲率变化点Q1的线L2和轴线O所构成的角度θ2在15°≤θ2≤40°的范围内，优选在17°≤θ2≤37°的范围内。在本实施方式中，从轴线O到曲率变化点为止的角度θ2为22.5°。

如果在上述角度θ2小于15°的角度位置处设置主切削刃曲率变化点Q1，则在使切削深度大于主切削刃曲率变化点Q1的条件下，在主切削刃5与工件的界面上会产生应力集中及缺损，从而提前达到寿命尽头。另一方面，当在上述角度θ2大于40°的角度位置处存在主切削刃曲率变化点Q1时，会产生在圆弧状切削刃部5a的前端上生成应力集中的部分的问题。因此，优选将从轴线O到主切削刃曲率变化点Q1为止的角度θ2设在上述范围内。

图12A～图16是利用现有的切削刀片或本发明的切削刀片来切削工件时的模拟分析的结果。

图12A～图14B的模拟分析的条件为主轴转速n＝2122[min^-1]、每刃的进给量fz＝0.4[mm/刃]、切削深度ap×切入宽度ae＝3×3[mm]、工具直径30[mm]、工件SKD61(44HRC)、最大主应力，在此条件下进行评价。

另一方面，图15及图16的模拟分析的条件为主轴转速n＝2122[min^-1]、每刃的进给量fz＝0.4[mm/刃]、切削深度ap×切入宽度ae＝3×3[mm]、工具直径30[mm]、工件SKD61(44HRC)、最小主应力，在此条件下进行评价。

图12A是表示利用从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1为16.5°的现有的切削刀片90来切削时的模拟分析下的切削应力的图，表示通过切削施加到切削刀片90和工件91(包括切屑91a)的最大主应力。图12B是表示利用从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度为16.5°的现有的切削刀片90来切削时的模拟分析下的施加到切削刀片90的最大主应力的图。

图13A是表示利用从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1为22.5°的现有的切削刀片92来切削时的模拟分析下的切削应力的图，表示通过切削施加到切削刀片92和工件91(包括切屑91a)的最大主应力。图13B是表示利用从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1为22.5°的现有的切削刀片92来切削时的模拟分析下的施加到切削刀片92的最大主应力的图。图13B是从图13A中只表示切削刀片92的图。

图14A是表示利用从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1为45°、从轴线O到主切削刃曲率变化点Q1为止的角度θ2为22.5°的本发明的一实施方式的切削刀片1来切削时的模拟分析下的切削应力的图，表示通过切削施加到切削刀片1和工件91(包括切屑91a)的最大主应力。图14B是表示利用从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1为45°且从轴线O到主切削刃曲率变化点Q1为止的角度θ2为22.5°的本发明的一实施方式的切削刀片1来切削时的模拟分析下的施加到切削刀片1的最大主应力的图。图14B是从图14A中只表示切削刀片1的图。

图15是表示利用从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1为16.5°的现有的切削刀片94来切削时的模拟分析下的切削应力的图，表示通过切削施加到切削刀片94的最小主应力。

图16是表示利用从轴线O到主切削刃最凸点S1为止的角度θ1为45°、从轴线O到主切削刃曲率变化点Q1为止的角度θ2为22.5°的本发明例的一实施方式的切削刀片1来切削时的模拟分析下的切削应力的图，表示通过切削施加到切削刀片1的最小主应力。

从图12B可知，当主切削刃最凸点S1位于从轴线O起的角度θ1为16.5°的位置时，导致切削时的最大主应力即拉伸应力集中在主切削刃最凸点S1附近。此外，从图15可知，当在与图12B相同的位置处设置有主切削刃最凸点S1的情况下，在主切削刃最凸点S1的前后存在最小主应力即压缩应力集中的部分。根据图12B及图15，在现有的圆弧状切削刃形状下，在切削时，在圆弧状切削刃部5a上生成拉伸应力集中部和压缩应力集中部这两者，因此容易产生切削刀片的缺损或破损(裂纹)等。

另外，在设为在与本实施方式的曲率变化点Q1相同的位置(从轴线O起的角度θ1为16.5°)处设置最凸点S1且在主切削刃最凸点S1与刀尖前端2b之间不存在主切削刃曲率变化点Q1的切削刃形状的情况下，也可知如图13A及图13B所示那样在切削时在主切削刃最凸点S1附近产生拉伸应力集中部。

与此相对，在设为如本实施方式的主切削刃5那样主切削刃最凸点S1位于从轴线O起45°的位置处且在主切削刃最凸点S1与刀尖前端2b之间(从轴线O起的角度θ2为22.5°的位置)存在主切削刃曲率变化点Q1的切削刃形状的情况下，如图14B所示那样，切削时的应力在圆弧状切削刃部5a的较宽范围内被分散。同样，如图16所示，压缩应力也在圆弧状切削刃部5a的较宽区域中被分散。也就是，由于从主切削刃最凸点S1侧到主切削刃曲率变化点Q1逐渐切入工件，因此能够避免应力集中，从而能够提高主切削刃5的强度。

另外，在图12A及图13A中示出切屑91a大幅扭曲。另一方面，在作为本实施方式的图14A中示出切屑91a的扭曲小于现有例的扭曲。切屑91a沿圆弧状切削刃部5a形成。也就是，通过在主切削刃最凸点S1与刀尖前端2b之间设置主切削刃曲率变化点Q1，能够形成扭曲较小的切屑91a。

在本实施方式的这种切削刀片1(1A、1B)分别安装到形成于图1所示的工具主体11的前端部的刀片安装座12(12A、12B)的状态下，如图10所示，从轴线O到第一切削刀片1A的主切削刃最凸点S1为止的角度θ1和从轴线O到第二切削刀片1B的副切削刃最凸点S2为止的角度θ3彼此相等。因此，在本实施方式中，与角度θ1同样，角度θ3为45°。

本实施方式的切削刀片1(1A、1B)的主切削刃5和副切削刃6呈非对称形状，伴随此，在两个刀片安装座12A、12B中，第一刀片安装座12A被形成为将工具主体11的前端部在前端侧切开至包括轴线O的范围。另一方面，如图1所示，在工具主体11的前端侧上从向外周侧稍微远离轴线O的位置起形成有第二刀片安装座12B。

如图1所示，第一切削刀片1A及第二切削刀片1B通过插通到各自的安装孔7(图10)的紧固螺钉9而分别安装到第一刀片安装座12A或第二刀片安装座12B上。

关于第一切削刀片1A，相对于第一刀片安装座12A，使主切削刃5的圆弧状切削刃部5a位于从轴线O附近延伸且在轴线O上具有中心的凸半球上。另外，以使主切削刃5的直线状切削刃部5b位于与该凸半球相接且以轴线O为中心的圆筒面上的方式安装第一切削刀片1A。

关于第二切削刀片1B，以使副切削刃6的圆弧状切削刃部6a从远离轴线O的位置起位于设置有第一切削刀片1A的主切削刃5的圆弧状切削刃部5a的上述凸半球上的方式将第二切削刀片1B安装于第二刀片安装座12B上。另外，以使副切削刃6的直线状切削刃部6b位于设置有第一切削刀片1A的主切削刃5的直线状切削刃部5b的上述圆筒面上的方式安装第二切削刀片1B。

在如此将第一切削刀片1A及第二切削刀片1B分别安装于工具主体11的状态下，如图10所示，当将工具主体11的直径设为D，并将在沿轴线O的方向上从主切削刃5的刀尖前端2b到主切削刃曲率变化点Q1为止的距离设为H时，满足D/30≤H≤D/10的关系，例如优选为H≥D/20。

在沿轴线O的方向上，主切削刃曲率变化点Q1的下限位置及主切削刃最凸点S1的上限位置分别与最大切削深度(最大切深量)有关。另外，通常工具直径D越大则最大切削深度越大。例如，在工具直径D为30mm时，即使在主切削刃曲率变化点Q1与刀尖前端2b之间存在曲率不同的多个圆弧，最大切削深度为1.0mm以下的部分也不会成为本实施方式中的主切削刃曲率变化点Q1。即，在工具直径D为30mm时，在沿轴线O的方向上从刀尖前端2b到主切削刃曲率变化点Q1为止的距离H(主切削刃曲率变化点Q1的下限位置)优选为1.0mm以上。

例如，在工具直径D为30mm时，从刀尖前端2b到主切削刃曲率变化点Q1为止的上述距离H小于最大切削深度3.0mm。具体而言，在本实施方式中，从刀尖前端2b到主切削刃曲率变化点Q1为止的上述距离H为约1.4mm。

另外，在沿轴线O的方向上，主切削刃最凸点S1的上限位置优选为最大切削深度以上。在工具直径D为30mm时，从刀尖前端2b到主切削刃最凸点S1为止的距离H1大于最大切削深度3.0mm。具体而言，在本实施方式中，从刀尖前端2b到主切削刃最凸点S1为止的距离H1为约4.6mm。

通过将主切削刃5的圆弧状切削刃部5a设为从刀尖前端2b到主切削刃最凸点S1为止的距离H1大于最大切削深度的形状，从主切削刃最凸点S1侧到主切削刃曲率变化点Q1逐渐切入工件，因此能够避免应力集中的同时能够降低切削阻力，从而能够提高主切削刃5的强度。

在设为从刀尖前端2b到主切削刃最凸点S1为止的距离H1小于最大切削深度的形状的情况下，最初从主切削刃最凸点S1切入工件，因此切削应力容易集中在主切削刃最凸点S1上，在比主切削刃最凸点S1更靠工具后端的一侧上容易产生裂纹。因此，优选设为从刀尖前端2b到主切削刃最凸点S1为止的距离H1大于最大切削深度的形状。

如上所述，在本实施方式中，主切削刃5的圆弧状切削刃部5a及副切削刃6的圆弧状切削刃部6a被形成为随着远离直线状切削刃部5b、6b而远离落座面3侧之后再次靠近落座面3侧的凸曲线状，在圆弧状切削刃部5a、6a中相对于上述落座面3最凸出的最凸点S1、S2与刀尖前端2b、2a之间具有曲率变化点Q1、Q2。通过不仅设置最凸点S1、S2，还设置曲率变化点Q1、Q2，从而在切削时，圆弧状切削刃部5a、6a会从最远离落座面3且凸出的上述最凸点S1、S2侧到曲率变化点Q1、Q2逐渐咬入并切入工件，因此能够将切削加工时的应力分散在包括从最凸点S1、S2到曲率变化点Q1、Q2为止的范围的较宽范围内。

如此，通过设置最凸点S1、S2来确保切削刀片1的壁厚并提高强度，并且通过在最凸点S1、S2与刀尖前端2b、2a之间设置曲率变化点Q1、Q2来能够降低切削阻力，因此能够防止由切削加工时的负荷引起的切削刀片1的损伤。

另外，虽然在切削加工中生成切屑，但在圆弧状切削刃部5a中，在最凸点S与刀尖前端2b之间不存在曲率变化点Q的现有形状的情况下，导致切屑扭曲而被拉拽。

与此相对，在本实施方式中，由于在最凸点S与刀尖前端2b之间存在曲率变化点Q，因此因切削而生成的切屑难以扭曲，切削时的应力被分散。由此，能够改善排屑性来防止在圆弧状切削刃部5a上产生缺损或破损(裂纹)等、其结果，能够延长切削刀片1的寿命。

另外，如图3所示，由于最凸点S1、S2及曲率变化点Q1、Q2被配置在与槽部8的朝向后刀面4的开口部不重叠的位置上，因此能够充分确保从落座面3到最凸点S1、S2及曲率变化点Q1、Q2为止的壁厚，即使较大的切削不可作用于切削刀片1，也能防止在主切削刃5及副切削刃6上产生损伤。

如此，本实施方式的切削刀片1通过在宽度比以往的宽度宽的切削深度下分散切削时的应力来提高刀尖前端侧的强度，从而能够抑制在切削刃部上产生的裂纹。

以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于该例。本领域技术人员可以在权利要求书中记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例。这些变更例或修正例也属于本发明的技术范围。可以适当组合上述各实施方式的结构。

另外，本发明的切削刀片优选由以碳化钨-钴基(WC-Co基)为主原料的硬质合金制作，但除了碳化钨-钴基以外，以及除了包括碳氮化系的金属陶瓷的硬质合金制以外，还可以使用由高速钢、碳化钛、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝及它们的混合体构成的陶瓷、立方氮化硼烧结体、金刚石烧结体、将由多晶金刚石或立方氮化硼构成的硬质相和陶瓷或铁族金属等结合相在超高压下烧成的超高压烧成体等。

此外，在上述实施方式的切削刀片中，所述圆弧状切削刃部5a、6a从与工具前端侧对应的位置起可由圆弧半径互不相同的至少两个以上的圆弧状的第一切削刃51、61、第二切削刃52、62～第N切削刃(N为2以上的整数，在上述实施方式中N＝2)构造。另外，所述前端侧的所述第一切削刃51、61的圆弧半径可设为小于其以外的所述第二切削刃52、62～第N切削刃的圆弧半径，并且在所述第一切削刃51、61中，作为所述后刀面4与所述前刀面2所构成的角度的楔角可以从所述第二切削刃52、62侧朝向所述工具前端侧逐渐减小。

在该情况下，在所述圆弧状切削刃部5a、6a的所述第一切削刃51、61中，使切削刃部的楔角从所述第二切削刃52、62侧朝向前端部逐渐减小，从而在由刀尖前端部进行的切削时能够加大切削刃的后角，并且能够抑制刀尖前端部的后刀面磨损的加剧。

此外，通常圆弧状切削刃部的前端部在切削时被施加来自Z轴方向的顶出力，从而缺损的可能性较高。另外，通常楔角越大则厚度越厚且切削刃强度越高，但在对高硬度钢等工件进行切削加工时，如果后角较小，则即使壁厚较大，寿命也会产生偏差。与此相对，在上述结构中，通过将刀尖前端部的后角从第一切削刃51、61的后端侧向前端侧而逐渐减小，从而在切削加工时，能够在一定程度上确保圆弧状切削刃部的前端部处的后角，由此能够使圆弧状切削刃部的前端部的寿命稳定。所述第一切削刃51、61的后角在所述工具前端侧为10～25°左右，在所述第二切削刃52、62侧为5～20°左右，两者之差优选为5～15°左右。更优选地，所述第一切削刃51、61的楔角在所述工具前端侧为15～25°左右，在所述第二切削刃52、62侧为8～18°左右，两者之差为10～15°左右。

另外，在前述实施方式中，切削刀片1A的最下点与其他切削刀片1B的最下点之差H3和工具主体11的直径D的关系可以为H3/D为0.025以下。在该情况下，由于H3/D为0.025以下，因此能够充分减小相对于工具直径D的切削刀片的刀尖台阶。其结果，只利用最下点较低侧的切削刀片1A(即，母刃)进行切削加工的范围较小，最下点较低侧的切削刀片1A的前端部的磨损得到抑制，能够延长切削刀片1A的寿命。H3/D优选为0.020以下，更优选为0.017以下。H3/D的下限不受限定，在现实中为0.010左右。

产业上的可利用性

根据本发明的切削刀片及可转位刀片式切削工具，通过使产生在圆弧状切削刃部的应力分散，能够抑制在切削刃部上产生裂纹，因此本发明可以实现产业上的利用。

附图标记说明

1 切削刀片

2 前刀面

2a、2b 刀尖前端

3 落座面

4 后刀面

5 主切削刃(切削刃)

5a、6a 圆弧状切削刃部

5b、6b 直线状切削刃部

6 副切削刃(切削刃)

7 安装孔

8(8A、8B) 槽部

11 工具主体

12、12A 刀片安装座

12a 底面

17 凸曲线部

21 断屑槽

21a 顶点(棱线)

51、61 第一切削刃

52、62 第二切削刃

100 可转位刀片式球头立铣刀(可转位刀片式切削工具)

H、H1、H3 距离

L1、L2 线

N1、N2 切线

O 轴线

P 中心点

Q(Q1、Q2) 曲率变化点

R1、R2 圆弧半径

S(S1、S2) 最凸点

T 立铣刀主体的旋转方向

T1 从刀尖前端到曲率变化点为止的距离落座面的高度(壁厚)

T2 从曲率变化点到最凸点为止的距离落座面的高度(壁厚)

θ1、θ2、θ3 角度

Claims (13)

1.一种切削刀片，能够装卸地安装在形成于绕轴线旋转的可转位刀片式切削工具中的工具主体的前端的刀片安装座上，所述切削刀片包括：

前刀面，朝向所述工具主体的旋转方向；

落座面，朝向与所述前刀面相反的一侧并落座于所述刀片安装座的底面上；以及

后刀面，在所述前刀面与所述落座面的周围延伸，

在所述前刀面与所述后刀面的交叉棱线部上形成有两个切削刃，所述两个切削刃分别具备圆弧状切削刃部和直线状切削刃部，其中，在从与所述前刀面相对的方向观察的俯视观察时，所述圆弧状切削刃部以圆弧状延伸，并且所述直线状切削刃部以与所述圆弧状切削刃部相切的方式延伸，所述两个切削刃以所述圆弧状切削刃部和直线状切削刃部在所述前刀面的圆周方向上交替布置的方式形成，

在各个所述切削刃中，至少所述圆弧状切削刃部具有随着远离所述直线状切削刃部而远离所述落座面之后靠近所述落座面的凸曲线部，并且在从与所述后刀面相对的方向观察的侧视观察时，在将所述凸曲线部上的最远离所述落座面的点设为最凸点时，所述圆弧状切削刃部在所述最凸点与所述圆弧状切削刃部的刀尖前端之间具有曲率变化点。

2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，

在从相对于经过所述最凸点的所述圆弧状切削刃部的切线的法线方向观察的所述侧视观察时，

各个所述切削刃至少包括不同的两个曲率的圆弧，

在将所述刀尖前端侧的圆弧半径设为R1，将所述最凸点侧的圆弧半径设为R2时，满足R1＜R2的关系。

3.根据权利要求2所述的切削刀片，其中，

所述圆弧半径R1为所述圆弧半径R2的1/2以下。

4.根据权利要求1或2所述的切削刀片，其中，

在所述侧视观察时，

所述切削刃以所述曲率变化点为边界，由所述刀尖前端侧的相对于所述落座面而向上凸的曲线状的第一切削刃和所述最凸点侧的相对于所述落座面而向上凸的第二切削刃构造，

所述第二切削刃由曲率比所述第一切削刃的曲率小的曲线状的所述第二切削刃或直线状的所述第二切削刃形成，

所述第一切削刃与所述第二切削刃的交点为所述曲率变化点。

5.根据权利要求4所述的切削刀片，其中，

所述第一切削刃的曲率为所述第二切削刃的曲率的两倍以上。

6.根据权利要求5所述的切削刀片，其中，

在所述侧视观察时的所述圆弧状切削刃部中，

在与所述落座面垂直的方向上的从所述刀尖前端到任意的切削刃棱线为止的高度与从所述刀尖前端到所述最凸点为止的高度的比例为90％以上的部分为所述第二切削刃。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的切削刀片，其中，

在所述切削刀片中形成有具有壁面的槽部，所述壁面能够与从所述刀片安装座的所述底面突出的凸部抵接，

所述槽部隔着用于安装所述切削刀片的安装孔而形成为两个，

所述曲率变化点形成在与两个所述槽部中的靠近所述圆弧状切削刃部的一个所述槽部相比更靠刀尖前端侧处。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的切削刀片，其中，

所述圆弧状切削刃部从与工具前端侧对应的位置起依次由圆弧半径互不相同的至少两个以上的圆弧状的第一切削刃、第二切削刃～第N切削刃构造，其中N为2以上的整数，

所述前端侧的所述第一切削刃的圆弧半径小于除了该第一切削刃以外的所述第二切削刃～第N切削刃的圆弧半径，

在所述第一切削刃中，从所述第二切削刃侧朝向所述工具前端侧，作为由所述后刀面和所述前刀面所构成的角度的楔角逐渐变小。

9.一种可转位刀片式切削工具，包括：

权利要求1至8中任一项所述的切削刀片；和

能够安装多个所述切削刀片的工具主体，

在将位于所述工具主体的所述轴线上的所述圆弧状切削刃部的中心点定义为P的情况下，

将连结所述中心点P和所述最凸点的线和所述轴线所构成的角度设为θ1，

并将连结所述中心点和所述曲率变化点的线和所述轴线所构成的角度设为θ2时，

θ2＜θ1、30°≤θ1≤50°、15°≤θ2≤40°。

10.根据权利要求9所述的可转位刀片式切削工具，其中，

当在沿所述轴线的方向上，将从所述切削刀片上的切削刃的刀尖前端到曲率变化点为止的距离设为H，并将所述工具主体的直径设为D时，满足D/30≤H≤D/10的关系。

11.根据权利要求9或10所述的可转位刀片式切削工具，其中，

在将权利要求1至8中任一项所述的切削刀片安装于所述工具主体的状态下，

所述圆弧状切削刃部从与工具前端侧对应的位置起依次由圆弧半径互不相同的至少两个以上的圆弧状的第一切削刃、第二切削刃～第N切削刃构造，其中N为2以上的整数，

所述前端侧的所述第一切削刃的圆弧半径小于除了该第一切削刃以外的所述第二切削刃～第N切削刃的圆弧半径，

在所述第一切削刃中，从所述第二切削刃侧向所述工具前端侧，作为所述切削刀片的所述后刀面和工件面所构成的角度的后角逐渐变大。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的可转位刀片式切削工具，其中，

在将多个权利要求1至8中任一项所述的切削刀片安装于所述工具主体的状态下，

当将任一个所述切削刀片的最下点与其他切削刀片的最下点之差设为H时，

所述H与所述工具主体直径D的关系是H/D等于或小于0.025。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的可转位刀片式切削工具，其中，

在所述工具主体的前端部的相互隔着180°的位置处形成有两个刀片安装座，

在这两个刀片安装座中的每一个上能够装卸地安装有权利要求1至8中任一项所述的切削刀片。