CN117500625A - 支架、切削工具以及切削加工物的制造方法 - Google Patents

Abstract

未被限定的一面的支架是沿着中心轴延伸的棒形状，具有头以及柄。头具有上颌部、下颌部以及兜袋。下颌部具有约束面。支架还具有从约束面向后端延伸的狭缝。狭缝具有上升部以及下降部。在沿着中心轴的方向上，下降部比上升部长。

Description

支架、切削工具以及切削加工物的制造方法

技术领域

本公开涉及用于被切削材料的切削加工的切削工具中的支架。作为切削加工，例如，可举出开槽加工以及穿孔加工。

背景技术

作为对被切削材料进行切削加工时使用的切削工具，例如可举出专利文献1以及2所记载的切削工具。专利文献1以及2所记载的切削工具中的支架(holder)分别具有供切削刀片(insert)插入的兜袋(pocket)和从兜袋朝向后方延伸的狭缝。专利文献1所记载的狭缝随着远离兜袋而朝向上方倾斜。专利文献2所记载的狭缝随着远离兜袋而朝向下方倾斜。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2018-527208号公报

专利文献2：日本特开2018-202530号公报

发明内容

本公开的未限定的一面的支架是沿着中心轴从后端朝向前端延伸的棒形状的切削工具用的支架，所述支架具有：头，位于所述前端侧；以及柄，位于比所述头更靠所述后端侧。所述头具有：上颌部；下颌部；以及兜袋，位于所述上颌部与所述下颌部之间且能够供切削刀片插入。所述下颌部具有能够与所述切削刀片的所述后端一侧的端面抵接的约束面。所述支架还具有从所述约束面向所述后端延伸的狭缝。所述狭缝具有：上升部，与所述约束面的上端连接，且随着朝向所述后端而朝向上方倾斜；下降部，该下降部位于比所述上升部更靠所述后端的附近，并且随着朝向所述后端而朝向下方倾斜。而且，在沿着所述中心轴的方向上，所述下降部比所述上升部长。

附图说明

图1是表示未被限定的实施方式的切削工具的立体图。

图2是将图1所示的区域A1放大的放大图。

图3是从前端侧观察图1所示的切削工具的俯视图。

图4是从B1方向观察图3所示的切削工具的侧视图。

图5是从B2方向观察图3所示的切削工具的侧视图。

图6是将图5所示的区域A2放大的放大图。

图7是表示图1所示的切削工具中的支架的立体图。

图8是将图1所示的区域A3放大的放大图。

图9是从前端侧观察图1所示的支架的俯视图。

图10是从B3方向观察图3所示的支架的侧视图。

图11是从B4方向观察图3所示的支架的侧视图。

图12是将图5所示的区域A4放大的放大图。

图13是强调图12所示的支架中的狭缝的倾斜角的示意图。

图14是表示未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一个工序的概略图。

图15是表示未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一个工序的概略图。

图16是表示未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一个工序的概略图。

具体实施方式

使用附图详细说明本公开中的未被限定的一面的切削工具101以及支架201。作为切削工具101，例如，可举出车削工具以及铣削工具。作为车削工具，例如，可举出开槽工具以及穿孔工具。图1所示的未被限定的一例中的切削工具101是穿孔工具。

在以下参照的各图中，为了便于说明，仅简化地示出构成未被限定的实施方式的构件中的主要构件。因此，切削工具101能够具备参照的各图所示的任意的结构构件。此外，各图中的构件的尺寸并不限于忠实地表示实际的结构构件的尺寸以及各构件的尺寸比率等。

<切削工具>

切削工具101也可以具有支架201以及切削刀片301(以下，也可以简称为“刀片”)。支架201以及刀片301是彼此不同的构件，支架201是用于保持刀片301的构件。在用于制造切削加工物的被切削材料的切削加工中刀片301磨损的情况下，也可以将磨损了的刀片301从支架201取下，将其他刀片301装配于支架201。通过更换刀片301，能够继续进行被切削材料的切削加工。

<支架>

支架201是沿着中心轴O1从第一端201a朝向第二端201b延伸的棒形状。如图1所示的未被限定的一例那样，支架201也可以是四棱柱形状。第一端201a也可以被称为“前端”，第二端201b也可以被称为“后端”。

在图1所示的未被限定的一例中，电可以支架201的左下侧的端部是前端201a，右上侧的端部是后端201b。此外，在图5所示的未被限定的一例中，也可以支架201的左侧的端部是前端201a，右侧的端部是后端20lb。

支架201也可以具有头1以及柄3。头1也可以位于支架201的前端201a一侧。头1也可以如图1所示的未被限定的一个例子那样，包括前端201a一侧的端面。柄3也可以位于头1的后端201b一侧。柄3也可以如图1所示的未被限定的一例那样包含后端201b一侧的端面。

柄3只要位于比头1靠后端201b一侧即可。柄3也可以如图1所示的未被限定的一例那样，包含沿着中心轴O1的方向上的支架201的中央部分。

柄3也可以是在将切削工具101安装于机床时被机床把持的部位。另一方面，头1也可以是用于把持刀片301的部位。如图2所示，头1也可以是具有彼此对置的一对颌部(上颌部5、下颌部7)的结构。柄3是能够由机床把持的部位，一般是单纯的圆柱形状或棱柱形状。因此，也可以将该柄3的中心轴视为支架201的中心轴O1。

头1也可以具有上颌部5、下颌部7以及兜袋9。也可以根据相互对置的上颌部5以及下颌部7的位置关系，将从下颌部7朝向上颌部5的方向设定为“上方”，将从上颌部5朝向下颌部7的方向设定为“下方”。兜袋9也可以是位于上颌部5与下颌部7之间的空间。在兜袋9能够插入刀片301。也可以通过由上颌部5以及下颌部7夹持刀片301而将刀片301固定于支架201。

下颌部7也可以具有约束面11。约束面11也可以能够与切削刀片301的后端一侧的端面抵接。由于刀片301能够插入兜袋9，因此约束面11也可以评价为位于兜袋9的后端。

约束面11并不限定于特定的形状。约束面11例如可以是凸曲面形状，此外，也可以如图8等所示的未被限定的一例那样是平面形状。在约束面11为平面形状的情况下，约束面11容易与刀片301面接触。因此，能够在约束面11稳定地进行刀片301的定位。

支架201还可以具有狭缝13。狭缝13也可以从约束面11朝向支架201的后端201b延伸。在支架201具有狭缝13的情况下，通过使头1变形，能够改变头1中的上颌部5以及下颌部7的间隔。因此，能够容易地进行刀片301向兜袋9的装卸。

狭缝13可以仅位于沿着中心轴O1的方向上的头1内，此外，也可以从头1配置到柄3。在狭缝13如图11所示的未被限定的一例那样从头1配置到柄3的情况下，由上述的头1的变形产生的内部应力容易向柄3分散。因此，支架201的耐久性能提高。

狭缝13也可以具有第一部15以及第二部17。第一部15也可以是位于狭缝13的前端一侧的部分，与约束面11连接。如图12所示的未被限定的一例那样，在狭缝13的开口位于比约束面11靠上方的位置的情况下，第一部15也可以与约束面11的上端连接。

第一部15可以与中心轴O1平行地延伸，此外，也可以随着朝向后端201b而朝向上方倾斜。在至少第一部15不朝向下方倾斜的情况下，约束面11与狭缝13所成的角不是锐角。因此，能够确保下颌部7中的被约束面11以及狭缝13夹着的部分的壁厚，能够减小该部分缺损的可能性。

以下说明如图13所示的未被限定的一例那样，第一部15随着朝向后端201b而朝向上方倾斜的情况。在该情况下，下颌部7的被约束面11以及狭缝13夹着的部分的壁厚被确保得更厚，能够进一步减小该部分缺损的可能性。

这样，在第一部15随着朝向后端201b而朝向上方倾斜的情况下，第一部15也可以改称为“上升部”。从确保下颌部7的被约束面11以及狭缝13夹着的部分的壁厚的观点出发，在侧视的情况下，约束面11与第一部15所成的角也可以为钝角。

第二部17也可以是位于狭缝13的后端一侧的部分，与第一部15连接。第二部17也可以随着朝向后端201b而朝向下方倾斜。这样，在第二部17随着朝向后端201b而朝向下方倾斜的情况下，第二部17也可以改称为“下降部”。

在狭缝13不仅具有第一部15、还具有第二部17的情况下，能够避免在狭缝13以及支架201的上表面之间的支架201的壁厚过度变小。因此，能够提高支架201的耐久性。例如，在狭缝13仅位于沿着中心轴O1的方向上的头1内的情况下，能够避免狭缝13与上颌部5的上表面之间的头1的壁厚变得过小。

此外，在狭缝13从沿着中心轴O1的方向上的头1配置到柄3的情况下，能够避免狭缝13与柄3的上表面之间的柄3的壁厚过度变小。

在狭缝13具有第一部15(上升部15)以及第二部17(下降部17)的情况下，第二部17也可以比第一部15长。在该情况下，能够避免在狭缝13以及支架201的上表面之间的支架201的壁厚过度变小，并且也容易确保狭缝13的长度。因此，能够提高支架201的耐久性，并且能够容易地进行刀片301向兜袋9的装卸。

在狭缝13具有上升部15以及下降部17的情况下，这些部位的倾斜角并未被限定于特定的值。如图13所示，侧视时的上升部15相对于中心轴O1的倾斜角θ1例如也可以设定为0.2°～3°。如图13所示，侧视时的下降部17相对于中心轴O1的倾斜角θ2例如也可以设定为6°～10°。此外，倾斜角θ2也可以比倾斜角θ1大。图12中的倾斜角θ1以及θ2较小，因此在图13中示出强调了这些倾斜角θ1以及θ2的狭缝13。

在上升部15的倾斜角恒定的情况下，也可以将该角度评价为倾斜角θ1。此外，在上升部15的倾斜角不恒定的情况下，也可以将上升部15的倾斜角的最大值评价为倾斜角θ1。同样地，在下降部17的倾斜角恒定的情况下，也可以将该角度评价为倾斜角θ2。此外，在下降部17的倾斜角不恒定的情况下，也可以将下降部17的倾斜角的最大值评价为倾斜角θ2。

换言之，也可以在侧视时上升部15的倾斜角恒定的情况下，上升部15呈直线状延伸。在该情况下，伴随头1的变形而施加于上升部15的负荷容易分散于大范围。此外，也可以换言之，在侧视时下降部17的倾斜角恒定的情况下，下降部17呈直线状延伸。在该情况下，伴随头1的变形而施加于下降部17的负荷容易分散于大范围。

在狭缝13具有下降部17的情况下，下降部17的下端也可以位于比约束面11的下端靠上方的位置。在该情况下，包含约束面11的下端的至少一部分成为在沿着中心轴O1的方向上在后方不存在狭缝13的区域。因此，能够稳定地利用支架201承受例如背部力量那样的从刀片301向约束面11传递的切削负荷。

在狭缝13从沿着中心轴O1的方向上的头1配置到柄3的情况下，狭缝13的上端也可以位于头1内。在该情况下，能够进一步避免在狭缝13以及支架201的上表面之间的支架201的壁厚过度变小，并且还容易确保狭缝13的长度。

在如图12所示的未被限定的一例那样狭缝13的上端位于比头1的上表面靠下方的位置的情况下，更容易避免狭缝13与支架201的上表面之间的支架201的壁厚过度变小。

狭缝13中的下降部17也可以具有第一区域19以及第二区域21。第一区域19也可以是位于下降部17的前端一侧的部分，与第一部15连接。第二区域21也可以是位于比第一区域19靠近后端201b的位置的部分，与第一区域19连接。

侧视时的第一区域19相对于中心轴O1的倾斜角为倾斜角θ21。侧视时的第二区域21相对于中心轴O1的倾斜角为倾斜角θ22。在此，倾斜角θ21也可以大于倾斜角θ22。在该情况下，容易确保下降部17的长度较长，并且容易避免下降部17的后端过度地位于下方。由此，容易避免在狭缝13以及支架201的下表面之间的支架201的壁厚过度变小。

在第一区域19的倾斜角恒定的情况下，也可以将该角度评价为倾斜角θ21。此外，在第一区域19的倾斜角不恒定的情况下，也可以将第一区域19的倾斜角的最大值评价为倾斜角θ21。同样地，在第二区域21的倾斜角恒定的情况下，也可以将该角度评价为倾斜角θ22。此外，在第二区域21的倾斜角不恒定的情况下，也可以将第二区域21的倾斜角的最大值评价为倾斜角θ22。

柄3也可以具有上表面23以及下表面25。此时，狭缝13的整体也可以位于比下表面25靠上表面23附近的位置。在被切削材料的切削加工时，对下颌部7施加主分力的切削负荷。在狭缝13如上述那样配置的情况下，支架201相对于主分力的切削负荷的耐久性能提高。

支架201的大小未被特别限定。例如，能够将沿着中心轴O1的方向上的长度设定为80mm～200mm左右。此外，从上端到下端的高度、换言之上下方向上的宽度能够设定为10mm～30mm左右。

作为支架201的构件，电可以使用钢、铸铁等。特别是在这些构件中使用钢的情况下，支架201的韧性高。

<刀片>

在支架201的兜袋9能够插入刀片301。刀片301并未限定于特定的形状。刀片301例如也可以具有上侧面27、下侧面29、一对横侧面31、前端面33、后端面35以及切削刃37。

上侧面27是刀片301的位于上方的面，也可以与上颌部5抵接。下侧面29是刀片301的位于下方的面，也可以与下颌部7抵接。一对横侧面31也可以是位于上侧面27与下侧面29之间的面。上侧面27、下侧面29以及一对横侧面31也可以分别在沿着中心轴O1的方向上延伸。

前端面33是刀片301的位于前端一侧的面，在切削工具101中，也可以朝向前端201a突出。后端面35是刀片301的位于后端一侧的面，也可以与支架201的约束面11抵接。

切削刃37也可以位于上侧面27与前端面33相交的位置。通过使该切削刃37与被切削材料接触，能够进行切削加工。切削刃37除了上述部位以外，也可以位于上侧面27以及后端面35的相交的位置。在该情况下，刀片301被称为两片式刀片301或者狗骨形刀片301，经济性优异。

刀片301的大小未被特别限定。例如，能够将沿着中心轴O1的方向上的长度设定为15mm～30mm左右。此外，上侧面27至下侧面29的高度、换言之上下方向上的宽度能够设定为3mm～10mm左右。

作为刀片301的材质，例如可举出超硬合金以及金属陶瓷等。作为超硬合金的组成，例如可举出WC-Co、WC-TiC-Co以及WC-TiC-TaC-Co。在此，WC、TiC以及TaC可以为硬质粒子，Co也可以为结合相。

此外，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，可列举以碳化钛(TiC)或氮化钛(TiN)为主成分的钛化合物。其中，刀片301的材质并不限定于上述的组成。

刀片301的表面也可以使用化学蒸镀(CVD)法或物理蒸镀(PVD)法被覆膜覆盖。作为覆膜的组成，可举出碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)以及氧化铝(Al₂O₃)等。

<螺钉>

如图2所示的未被限定的一例那样，刀片301也可以通过螺钉401固定于支架201。例如，也可以在支架201的上颌部5设置螺纹孔，在支架201的下颌部7设置螺纹槽。也可以通过将螺钉401插入到上颌部5的螺纹孔中，并且在上述螺纹槽中固定螺钉401，从而将刀片301安装于兜袋9。此外，也可以通过不使用螺钉401的所谓的自塑方式，将刀片301安装于兜袋9。对于这些情况，也能够表现为刀片301位于兜袋9内。

<切削加工物的制造方法>

接下来，使用附图对本公开中的未被限定的一面的切削加工物的制造方法进行说明。

切削加工物503通过对被切削材料501进行切削加工而制作。实施方式中的切削加工物503的制造方法具备以下的工序。即，

(1)使被切削材料501旋转的工序，

(2)使上述实施方式所代表的切削工具101与正旋转的被切削材料501接触的工序，

(3)使切削工具101离开被切削材料501的工序。

更具体而言，首先，也可以如图14所示的未被限定的一例那样，被切削材料501绕轴O2旋转，并且切削工具101相对地靠近被切削材料501。接下来，也可以如图15所示的未被限定的一例那样，切削工具101中的切削刃37的至少一部分与被切削材料501接触，切削被切削材料501。而且，也可以如图16所示的未被限定的一例那样，使切削工具101相对远离被切削材料501。

如图14所示的未被限定的一例那样，也可以通过在固定轴O2并且使被切削材料501旋转的状态下使切削工具101在Y1方向上移动，从而使切削工具101靠近被切削材料501。

此外，也可以如图15所示的未被限定的一例那样，在刀片301中的用作切削刃37的部分的至少一部分与正旋转的被切削材料501接触的状态下，切削工具101向Y2方向移动，由此切削被切削材料501。

此外，也可以如图16所示的未被限定的一例那样，在被切削材料501旋转的状态下切削工具101向Y3方向移动，从而使切削工具101远离被切削材料501。

在各个工序中，通过移动切削工具101，从而切削工具101与被切削材料501接触，或者切削工具101远离被切削材料501，但当然并不限定于这样的方式。

例如，在(1)的工序中，也可以被切削材料501靠近切削工具101。同样地，在(3)的工序中，也可以被切削材料501远离切削工具101。在持续进行切削加工的情况下，也可以维持被切削材料501旋转的状态而反复进行使刀片301中的切削刃37的至少一部分与被切削材料501的不同部位接触的工序。

作为被切削材料501的材质的代表例，可举出淬火钢、碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁或非铁金属等。

以上，基于各附图以及实施例对本公开所涉及的发明进行了说明。但是，本公开所涉及的发明并未被限定于前述的各实施方式。即，本公开所涉及的发明能够在本公开所示的范围内进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本公开所涉及的发明的技术范围内。换句话说，应当注意的是，本领域技术人员容易根据本公开进行各种变形或修改。此外，应注意这些变形或修改包含在本公开的范围内。

-附图标记说明-

101···切削工具

201···支架

201a··第一端(前端)

201b··第二端(后端)

301···刀片

401···螺钉

501···被切削材料

503···切削加工物

1···头

3···柄

5···上颌部

7···下颌部

9···兜袋

11···约束面

13···狭缝

15···第一部(上升部)

17···第二部(下降部)

19··第一区域

21··第二区域

23···上表面

25···下表面

27···上侧面

29···下侧面

31···横侧面

33···前端面

35···后端面

37···切削刃。

Claims (10)

1.一种支架，是沿着中心轴从后端朝向前端延伸的棒形状的切削工具用的支架，

所述支架具有：

头，位于所述前端一侧；以及

柄，位于比所述头靠所述后端一侧的位置，

所述头具有：

上颌部；

下颌部；以及

兜袋，位于所述上颌部与所述下颌部之间且能够供切削刀片插入，

所述下颌部具有能够与所述切削刀片中的所述后端一侧的端面抵接的约束面，

所述支架还具有从所述约束面向所述后端延伸的狭缝，

所述狭缝具有：

上升部，与所述约束面的上端连接，且随着朝向所述后端而朝向上方倾斜；和

下降部，该下降部位于比所述上升部靠所述后端的附近的位置，且随着朝向所述后端而朝向下方倾斜，

在沿着所述中心轴的方向上，所述下降部比所述上升部长。

2.根据权利要求1所述的支架，其中，

所述狭缝的上端位于所述头内。

3.根据权利要求1或2所述的支架，其中，

所述狭缝的下端位于比所述约束面的下端靠上方的位置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的支架，其中，

所述约束面以及所述上升部所成的角为钝角。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的支架，其中，

在侧视的情况下，

所述上升部相对于所述中心轴的倾斜的最大值为第一倾斜角，

所述下降部相对于所述中心轴的倾斜的最大值为第二倾斜角，

所述第二倾斜角大于所述第一倾斜角。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的支架，其中，

所述上升部以及所述下降部分别呈直线状延伸。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的支架，其中，

所述下降部具有：

第一区域，位于所述前端一侧；以及

第二区域，位于比所述第一区域靠所述后端的附近的位置，

所述第一区域相对于所述中心轴的倾斜的最大值大于所述第二区域相对于所述中心轴的倾斜的最大值。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的支架，其中，

所述柄具有上表面以及下表面，

所述狭缝整体位于比所述下表面靠所述上表面的附近的位置。

9.一种切削工具，具有：

权利要求1～8中任一项所述的支架；以及

切削刀片，位于所述支架中的所述兜袋。

10.一种切削加工物的制造方法，具备：

使被切削材料旋转的工序；

使权利要求9所述的切削工具与旋转的所述被切削材料接触的工序；以及

使所述切削工具从所述被切削材料离开的工序。