切削鑲刀的製作方法

2023-07-19 23:24:26 2

專利名稱：切削鑲刀的製作方法
技術領域：
本發明涉及在金屬材料等的車削加工中使用於開槽的切削鑲刀。
背景技術：
對開槽加工用切削鑲刀要求順暢地排出生成的切屑。為了提高該切屑 排出性， 一直以來對所述切削鑲刀的前傾面的形狀進行了各種探討(例如， 參照專利文獻1)。
圖21是表示專利文獻1中記載的以往的切削鑲刀的一端部附近的局 部放大概略立體圖。如該圖所示，以往的切削鑲刀100在鑲刀主體部的上
表面具備前傾面101;固緊面102;從前傾面101朝向固緊面102形成
為斜面狀的上升部(臺階下降部)103。另外，在前傾面101上，在切削 刃104附近形成有從該切削刃104觀察的情況下呈左右一對的第一突起 105、 105，進而，在前傾面101的後方形成有第二突起106。
若使用該切削鑲刀100進行開槽加工，則生成的切屑首先在第一突起 105、第二突起106預先巻曲後，在上升部103進而形成為緻密的巻狀而 斷裂、切斷。因此，能夠抑制切屑纏繞切削鑲刀或刀杆的情況，能夠進行 順暢的切削加工。
在此，構成上升部103的傾斜面構成為切屑與上升部103抵接並向上 方巻曲而被排出。由此，能夠進行切屑的有效的斷裂、切斷。
但是，最近，作為被切削材料，富有韌性的材料正在增加。若對這樣 的被切削材料用切削鑲刀100進行開槽加工，則由於切屑難以斷裂、切斷， 因此，巻曲的切屑不被排出，存在容易滯留於上升部103上的傾向。
因此，若例如在筒型被切削材料的內壁面進行開槽加工的內徑加工中 使用切削鑲刀IOO，則以前傾面101上的空間被封鎖的狀態進行加工，因 此，滯留的切屑堵塞在切削鑲刀IOO和被切削材料之間，其結果，有時損 傷加工面，或損傷切削鑲刀100。另外，在為了避免切屑滯留於上升部103而抑制切屑在前傾面101上巻曲的情況下，切屑以伸展的狀態擦過上升部
103，其結果，切屑纏繞在切削鑲刀100或刀杆上，有時損傷加工面，或 損傷切削鑲刀100或刀杆。
另一方面，在專利文獻2或專利文獻3中，公開了在前傾面配置了自 切削刃的距離不同的三種突起的切削鑲刀。具體來說，在專利文獻2的切 削鑲刀中，所述三種突起設置為其頂部在從側面觀察的情況下排列於一直 線上。在專利文獻3的切削鑲刀中，所述三種突起設置為其頂部在從側面 觀察的情況下自切削刃的距離第二大的突起的頂部最高。
然而，若對如上所述的富有韌性的被切削材料，用專利文獻2的切削 鑲刀進行開槽加工，則切屑滑過在一直線上排列的突起的頂部，並不巻曲 而是爬上上升部。另外，若對如上所述的富有韌性的被切削材料，用專利 文獻3的切削鑲刀進行開槽加工，則切屑不與自切削刃的距離第三大的突 起接觸而爬上上升部。
因此，在專利文獻2及3中公開的切削鑲刀中，爬上上升部的切屑纏 繞在切削鑲刀或刀杆上，有時損傷加工面。
專利文獻1:實開昭64 — 56904號公報
專利文獻2:特開2000—176708號公報
專利文獻3:特開2006—150584號公報

發明內容
本發明的目的在於提供具有優越的切屑排出性的切削鑲刀。 本發明人為了解決上述問題，經過專心致志的研究後發現了包括以下 結構的解決方案，從而完成了本發明。
艮P，本發明提供一種切削鑲刀，其具備在上表面形成的前傾面區域； 在正表面形成的後隙面；在所述前傾面區域和所述後隙面的交叉部形成的 切削刃，其中，在所述前傾面區域上具有自切削刃的距離不同的至少三種 突起，並且，對於所述三種突起，從靠近切削刃的突起開始依次設為第一 突起、第二突起、第三突起時，在從側面觀察的情況下，所述第二突起的 頂部位於連結所述第一突起的頂部和所述第三突起的頂部的假想直線的 下方側。優選所述第一突起、第二突起及第三突起在從側面觀察的情況下，與 一個圓弧相切。
本發明的開槽加工用工具通過在刀杆裝配所述切削鑲刀而成。
本發明的被切削材料的切削方法包括使被切削材料旋轉的工序；使 所述開槽加工用工具接近所述被切削材料的工序；使所述開槽加工用工具 的所述切削刃與所述被切削材料接觸，切削所述被切削材料的工序；使所 述開槽加工用工具從所述被切削材料離開的工序。
還有，本發明的所述"前傾面區域"是指在鑲刀上表面基本上作為前 傾面發揮功能的面區域即切屑擦過的面區域。
所述第一 第三突起的"頂部"是指以將切削鑲刀裝配於刀杆時的刀 杆載置面作為基準面，相對於該基準面垂直的方向上的突起的尺寸最大的 位置。
從切削刃到突起的"距離"是指在俯視的情況下的與切削刃大致垂直 的方向上的自切削刃至所述突起的頂部的距離(包含土0.1mm的誤差)。
所述"圓弧"是指在前傾面區域的上方具有中心的假想圓的圓周的一 部分。
根據本發明的切削鑲刀可知，在所述前傾面區域上具有的所述第一突 起、第二突起及第三突起在從側面觀察的情況下，所述第二突起的頂部位 於連結所述第一突起的頂部和所述第三突起的頂部的假想直線的下方側。 由此，在加工富有韌性的材料的情況下，也具有如下的效果能夠通過各 突起的相互作用，使生成的切屑穩定地巻曲，將其順暢地排出。
根據本發明的開槽加工用工具可知，由於將所述切削鑲刀裝配於刀 杆，因此，能夠抑制切屑纏繞在刀杆上的情況，能夠長期穩定地進行開槽 加工。
根據本發明的被切削材料的切削方法可知，能夠使生成的切屑穩定地 巻曲並順暢地排出，從而可得到良好的精加工面。


圖1是表示本發明的一實施方式的切削鑲刀的俯視圖。
圖2是表示本發明的一實施方式的切削鑲刀的一端部附近的局部放大概略立體圖。
圖3是表示圖1的A — A線的截面的圖。
圖4是表示圖1的B—B線的截面的圖。
圖5 (a)、 (b)是表示本發明的一實施方式的切削鑲刀的前傾面附近 的從側面觀察的狀態的概略說明圖。
圖6是表示本發明的一實施方式的開槽加工用工具的立體圖。 圖7是表示圖6所示的開槽加工用工具的前端部附近的放大立體圖。 圖8是表示本發明的一實施方式的切屑的排出過程的概略說明圖。 圖9是表示本發明的一實施方式的切屑的排出過程的概略說明圖。 圖IO是表示排出的切屑的一例的概略說明圖。
圖11是表示本發明的另一實施方式的切削鑲刀的一端部附近的局部 放大概略俯視圖。
圖12 (a)是表示圖11的C一C線的截面的圖，(b)是表示圖11的D 一D線的截面的圖。
圖13是表示本發明的又一實施方式的切削鑲刀的一端部附近的局部 放大概略俯視圖。
圖14是圖13的E—E線剖面圖。
圖15是表示本發明的又一實施方式的切削鑲刀的一端部附近的局部 放大概略俯視圖。
圖16是圖15的F—F線剖面圖。
圖17是表示本發明的又一實施方式的切削鑲刀的一端部附近的局部 放大概略俯視圖。
圖18是圖17的G—G線剖面圖。
圖19是表示實施例2的評價方法的概略說明圖。
圖20 (a)、 (b)是表示實施例2中的評價結果的概略剖面圖。
圖21是表示以往的切削鑲刀的一端部附近的局部放大概略立體圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發明的切削鑲刀的一實施方式。圖l是表 示本實施方式的切削鑲刀的俯視圖。圖2是表示本實施方式的切削鑲刀的一端部附近的局部放大概略立體圖。圖3是表示圖1的A—A線的截面的 圖。圖4是表示圖1的B—B線的截面的圖。圖5 (a)、 (b)是表示本實 施方式的切削鑲刀的前傾面附近的從側面觀察的狀態的概略說明圖。
如圖1 圖5所示，本實施方式的切削鑲刀(以下，簡記為"鑲刀") 1在鑲刀主體部的兩端部的上表面具備前傾面區域2和固緊面區域3，具 備在前端正表面的前端後隙面5、在兩側面的橫向後隙面6、 6、在前傾面 區域2和前端後隙面5的交叉部形成的前切削刃7、在前傾面區域2和橫 向後隙面6的交叉部形成的橫向切削刃8。還有，在俯視的情況下，從前 切削刃7依次配置有前傾面區域2及固緊面區域3。
所述鑲刀主體部例如由在超硬合金、金屬陶瓷、陶瓷等燒結體上被覆 硬質膜的燒結體構成。所述硬質膜用於改進鑲刀1的耐磨損性、耐缺損性 等，作為其組成，例如，可以舉出碳化鈦、氮化鈦、碳氮化鈦等鈦系化合 物、或氧化鋁等。另外，硬質膜至少為一層即可，也可以由多層構成。還 有，作為所述鑲刀主體部，不限定於被覆這樣的硬質膜的燒結體，使用未 被覆硬質膜的超硬合金、金屬陶瓷、陶瓷等燒結體構成的燒結體也可。
固緊面區域3是固緊在後述的刀杆52的區域，在其中央部形成有貫 通孔50。該貫通孔50用於將鑲刀1固定於刀杆52。鑲刀1為相對於該貫 通孔50的中心軸旋轉180度而對稱的形狀，由此使用的一方的切削刃磨 損時，可以使鑲刀1旋轉180度，'使用未使用的另一方的切削刃，因此， 使用方便。
前傾面區域2具有前傾面2a;從該前傾面2a形成為隨著從前切削 刃7遠離而朝向上方傾斜的上升部2b。具體來說，前傾面2a相對於前切 削刃7朝向下方傾斜，固緊面區域3在厚度方向上位於比前切削刃7高的 位置。還有，從該前傾面2a朝向固緊面區域3，以斜面狀形成上升部(臺 階降低部)2b。 g口，隨著從前切削刃7朝向固緊面區域3，暫時變低後隆 起地形成前傾面2a、上升部2b (參照圖3、圖4)。由此，能夠在前傾面 2a上使生成的切屑巻曲後，在上升部2b將其以巻狀排出。
如上所述地形成的上升部2b的傾斜面構成為使切屑與上升部2b相碰 並向上方巻曲而被排出，由此，能夠高效地以巻狀排出巻曲的切屑。另外， 在本實施方式中，上升部2b的傾斜面與固緊面區域3連接。在此，在本實施方式中，在如上所述的前傾面區域2上具有自前切削
刃7的距離不同的三種突起10、 11、 12。在將這三種突起IO、 11、 12從 靠近前切削刃7的突起開始依次設為第一突起10、第二突起11及第三突 起12時，如圖5 (a)所示，在從側面觀察的情況下，第二突起ll的頂部 t2位於連結第一突起10的頂部tl和第三突起12的頂部t3的假想直線S 的下方側。還有，如圖5 (b)所示，在從側面觀察的情況下，第一 第三 突起10 12與一個圓弧C相切。
若以這樣特定的配置，在前傾面區域2上具有第一 第三突起10 12， 則即使在加工富有韌性的材料的情況下，也能夠通過第一 第三突起10 12的相互作用，在後述的排出過程中使生成的切屑順暢且穩定地巻曲，將 其斷裂、切斷而排出。進而，通過調節在從側面觀察的情況下的相對於假 想直線S的第二突起11的頂部t2的位置、或第一 第三突起10 12相切 的圓弧C的大小、或第一 第三突起10 12的前後位置等，能夠任意控 制切屑的曲率和大小，因此，能夠進行對應於加工材料的性質和加工條件 等的最佳加工。
本實施方式的圓弧C是在前傾面區域2的上方具有中心Cl的假想圓 的圓周的一部分。該圓弧C的曲率半徑(R)等只要不阻礙本發明的實施 則可以任意設置。
在此，上述第一 第三突起10 12的自前切削刃7的距離分別是指 相對於前切削刃7大致垂直的方向上的自前切削刃7至第一 第三突起 10 12的距離。具體來說，在俯視的情況下，可以作為相對於前切削刃7 大致垂直的方向上的、自前切削刃7至第一 第三突起10 12的頂部t1 t3的距離(包含士0.1mm的誤差)而算出。
另外，在本實施方式中，位於前切削刃7和第一突起(最靠近前切削 刃7的突起)10之間的前傾面區域2作為平坦的部分具有平坦面4。還有， 在將第一突起10和圓弧C的接觸點設為a時，該a在俯視的情況下位於 相對於前切削刃7大致垂直的方向上的前傾面區域2的尺寸中自前切削刃 7開始l/3的範圍內(參照圖3、圖5)。由此，能夠使切屑較大地產生所 謂的加工硬化。g卩，與突起接觸的切屑的剖面從平坦的形態變形為收縮的 形狀，發生切屑的硬度與該變形量相比增加這一所謂的加工硬化。若如上所述地以特定的配置來設置平坦面4、接觸點a，則切屑被壓緊於平坦面4 上，從而被有效地壓縮。該被壓縮的切屑以切屑的剖面從平坦的形狀成為 收縮的形狀(切屑的寬度方向尺寸進一步變小的形狀)的方式在第一突起 IO的作用下變為更容易變形。因此，能夠較大地產生切屑的加工硬化，因 此，切屑容易以適當的長度斷裂、切斷。其結果，能夠將生成的切屑形成 為後述的圖10所示的巻繞數少的巻狀切削60來排出，因此，能夠顯示出 更優越的切屑排出性。
尤其，優選將平坦面4形成為自前切削刃7具有O.lmm以上的長度， 將第一突起10形成為該第一突起10的高度為O.lmm以上。由此，能夠適 當地起到上述效果。另外，在提高上述效果的方面，更優選將所述平坦面 4的長度形成為與所述第一突起10的高度大致相同。還有，前傾面區域2 中所佔的平坦面4的面積的比例等不特別限定，根據開槽加工條件等任意 選定即可。
另外，構成為在將第二突起11和圓弧C的接觸點設為b，將第三突起 12和圓弧C的接觸點設為c，將所述ab之間的圓弧長度設為Ll，將所述 bc之間的圓弧長度設為L2時，所述L1及L2滿足L1《L2的關係(參照 圖5)。 g卩，圓弧長度Ll和L2滿足所述特定的關係的情況是指將第二突 起11配置於第一突起10和第三突起12的中間位置，或靠近第一突起10 的情況。若這樣配置第一 第三突起10 12，則各突起的相互作用變高， 能夠穩定且適當地使切屑巻曲，將其斷裂、切斷而排出。
接觸點a和接觸點c之間的圓弧C的中心角優選45度 150度。從切 屑的巻曲直徑穩定等方面來說，所述中心角更優選60度 120度。
在此，第一突起10在主視的情況下，具體來說從前切削刃7觀察的 情況下(圖l、圖2中由箭頭9所示)，包括在前傾面區域2上的左右形成 的一對突起10、 10。第二突起11在主視的情況下，包括在前傾面區域2 上的左右形成的一對突起11、 11。由此，切屑容易地與突起接觸，因此， 切屑的變形量更大，能夠進一步較大地產生加工硬化。其結果，能夠適當 地起到所述效果，能夠高效地提高切屑排出性。進而，能夠提高前傾面2a 上的切屑的巻曲性，並且，能夠使切屑進一步較大地產生加工硬化，因此， 能夠將切屑以巻繞數更少的巻狀排出。一對第一突起IO、 lO及一對第二突起ll、 ll在俯視的情況下分別形
成為大致橢圓形狀、即大致半橢圓體狀。第三突起12也形成為大致半橢 圓體狀。由此，能夠使切屑和突起的接觸穩定，形成為點接觸。從而，切 屑的突起上的移動變得順暢，切屑的排出方向穩定，因此，能夠進一步提 高切屑排出性。
在俯視的情況下， 一對第一突起10、 10的長軸所成的角度a形成為 比一對第二突起11、 11的長軸所成的角度e小(參照圖1)。由此，第一 突起10的軸線和第二突起11的軸線錯開，突起和切屑的接觸範圍成為廣 域，因此，使剖面在第一突起10的作用下從平坦的形態變形為收縮的形 狀的切屑向第二突起ll穩定地滑動，從而能夠控制切屑的曲率。其結果， 能夠將切屑以更少的巻繞數的巻狀排出。
第一、第二突起IO、 ll連續地(即重疊地)形成(參照圖l、圖2)。 由此，生成的切屑的第一、第二突起IO、 ll之間的移動變得順暢，因此， 能夠將切屑向上升部2b順暢地輸送。還有，第一、第二突起IO、 11分別 獨立地配置也可。
另一方面，第三突起12形成於上升部2b。由此，在前傾面2a上巻曲 的切屑在上升部2b與第三突起12接觸，因此，與不形成突起的情況相比， 能夠減少切屑與上升部2b接觸的面積。S卩，能夠減少上升部2b中的切屑 的摩擦阻力。從而，即使在加工了富有韌性的材料的情況下，也能夠在使 巻曲的切屑不滯留於上升部2b的情況下，使其順暢地擦過上升部2b，將
其排出。
第三突起12包括在上升部2b的大致中央位置形成的一個突起。由此， 在前傾面2a上巻曲的切屑的排出方向穩定，因此，能夠高效地提高切屑 排出性。還有，設置突起12的位置不限定於此，也可以為上升部2b的偏 在左右或上下的任一方側的位置。
若總結所述第一 第三突起10 12，則如下所述。§卩，在上升部2b 形成的第三突起12包括在上升部2b的大致中央位置形成的一個突起。在 前傾面2a上形成的第一、第二突起IO、 11在主視的情況下分別包括左右 一對第一突起IO、 lO和第二突起ll、 11。由此，生成的切屑首先在前傾 面2a上因一對第一突起10、 IO的作用而有效地變形。然後，由一對第一突起10、 10和第三突起12或一對第二突起11、 11和第三突起12這三點 支撐切屑，因此，切屑的排出方向穩定，並且，能夠使切屑穩定地巻曲。 進而，若以呈這樣的特定的配置的方式在長邊方向上配置三個突起，則能 夠用第三突起12，將由於切削刃的刃寬度大、切屑的變形引起的阻力變大 而不易受到巻曲作用的切屑適當地巻曲。其結果，能夠發揮優越的切屑排 出性。
作為形成如上所述的第一 第三突起10 12的方法，例如，可以舉 出在燒結後用切削加工或雷射加工等形成的方法、或在燒結前的成形工序 中一體地形成的方法等。關於第一 第三突起10 12的高度、寬度等， 只要是各突起構成為在從側面觀察的情況下，第二突起11的頂部t2位於 連結第一突起10的頂部tl和第三突起12的頂部t3的假想直線S的下方 側，就可以是任意的，根據開槽加工條件等來選定即可。
上述說明的鑲刀1可以適用於內徑的開槽加工用(內徑加工用)、外 徑的開槽加工用(外徑加工用)的任一種中。從提高本發明的有用性方面 來說，優選將所述鑲刀1使用於滯留的切屑容易堵塞在鑲刀和被切削材料 之間的內徑加工用。另外，作為被切削材料，優選富有韌性的材料，作為 具體例，可以舉出奧氏體系不鏽鋼.(例如，SUS304等)、鉻鉬鋼(例如， SCM435等)等，尤其，優選鉻鉬鋼等。
其次，參照附圖詳細說明裝配有鑲刀1的開槽加工用工具的一實施方 式。圖6是表示本實施方式的開槽加工用工具的立體圖。圖7是表示圖6 所示的開槽加工用工具的前端部附近的放大立體圖。如圖6及圖7所示， 本實施方式的開槽加工用工具(以下，簡記為"工具")51通過將鑲刀1 裝配於刀杆52而成。
具體來說，刀杆52具有支撐部53，其安裝於外部設備；前端部54， 其形成有通過螺紋固定來裝配鑲刀1的鑲刀裝配座部55。前端部54具有 前端部上表面56，該前端部上表面56位於比鑲刀1的固緊面區域3低的 位置。由此，能夠確保切屑的排出空間。
在工具51中，將緊固螺釘57插通於鑲刀1的貫通孔50中，將該緊 固螺釘57的前端側螺合於在刀杆52的鑲刀裝配座部55形成的螺紋孔(未 圖示)，使鑲刀1的前切削刃7、橫向切削刃8朝向一側而從刀杆52突出。另外，工具51具有副后角而不幹擾被切削材料。作為工具51具有副后角 的結構，例如，可以舉出使具有副后角的鑲刀1與刀杆52的載置面平行 而裝配於刀杆52的結構、或使不具有副后角的鑲刀1相對於刀杆52的載 置面傾斜而裝配於刀杆52的結構等。
使用該工具51的被切削材料的切削方法具備以下的工序。即，具備: 使被切削材料旋轉的工序；使工具51接近所述被切削材料的工序；使工 具51的前切削刃7、橫向切削刃8與所述被切削材料接觸，切削所述被切 削材料的工序；使工具51從所述被切削材料離開的工序。若使用工具51， 通過這樣的工序切削被切削材料，則能夠使生成的切屑穩定地巻曲，順暢 地排出，得到良好的精加工面。
更具體來說，使用該工具51，進行開槽加工的情況下，裝配鑲刀l， 因此，能夠在下述說明的排出過程中使生成的切屑穩定地巻曲，斷裂、切 斷而排出。從而，能夠抑制切屑纏繞在刀杆52的情況，能夠長期穩定地 進行開槽加工。尤其，在切屑的排出空間被限定的小內徑加工中也能夠適 當地使用工具51。從而，優選在切削所述被切削材料的工序中，加工所述 被切削材料的內徑。
其次，參照附圖詳細說明使用工具51 (即，鑲刀l)進行開槽加工時 產生的切屑的排出過程。圖8及圖9是表示切屑的排出過程的概略說明圖。 圖IO是表示排出的切屑的一例的概略說明圖。還有，圖8、圖9中與圖5 相同地示出了從側面觀察的情況下的鑲刀的前傾面附近的狀態。
通過利用鑲刀1的開槽加工生成的切屑首先如圖8所示，與一對第一 突起10、 10接觸而收縮變形，被局部地壓縮。在此，切屑不至於斷裂， 但較大地產生加工硬化，因此，在折曲的同時，以小的曲率巻曲(參照圖 8中的箭頭I及圖IO中的區域I)。
其次，如上所述地折曲且巻曲的切屑向後方流動，跨越第一突起IO， 與後方的一對第二突起11、 11接觸(參照圖8中的箭頭IIa)。與第二突起 11接觸的切屑在使巻曲的起點即與第二突起11的接觸點從切削刃向後方 緩慢地移動的同時，以大的曲率巻曲，連續於第二突起11的後方而流動 (參照圖8中的箭頭IIb及圖10中的區域II)。
如上所述地跨越了第二突起11的切屑如圖9所示，與位於第二突起11的後方的第三突起12開始接觸(參照圖9中的箭頭III及圖10中的區 域ni)。然後，切屑在剛與第三突起12接觸之後，馬上從第二突起ll離 開，在第三突起12的作用下被巻曲，並且，與第三突起12的接觸點朝向 第三突起12的上方移動。其結果，切屑以更大的曲率巻曲，朝向後方順 暢地流動(參照圖9中的箭頭IV及圖IO中的區域IV)。
在此，切屑在第一突起10受特別大的加工硬化作用，因此，例如在 內徑槽加工中，切屑在受到與加工內壁面接觸之類的來自外部的力的情況 下容易斷裂、切斷。另外，在外徑槽加工時，切屑也與被切削材料壁面等 接觸等，以適度的長度容易地斷裂、切斷。其結果，排出的切屑成為圖IO 所示的巻繞數少的巻狀切削60，因此，能夠抑制如下的情況切屑堵塞在 鑲刀l和被切削材料之間，導致損傷加工面，或損傷鑲刀K刀杆52。
還有，所述"前方"是指開槽輸送方向，"後方"是指其相反方向(與 開槽輸送方向相反的方向)即切屑的排出方向。
其次，參照附圖詳細說明本發明的鑲刀的其他實施方式。圖11是表示 本實施方式的鑲刀的一端部附近的局部放大概略俯視圖。圖12 (a)是表 示圖11的C一C線的截面的圖，圖12 (b)是表示圖11的D—D線的截 面的圖。還有，在圖ll、圖12中，對與所述圖1 圖IO相同的結構部分 標註相同的符號，省略說明。
如圖11所示，本實施方式的鑲刀與所述一實施方式相同地，在前傾面 區域2上具有自前切削刃7的距離不同的三種突起15、 16、 17。在對於這 些三種突起15 17，從靠近前切削刃7的突起開始依次設為第一突起15、 第二突起16及第三突起17時，在從側面觀察的情況下，第二突起16的 頂部位於連結第一突起15的頂部和第三突起17的頂部的假想直線的下方 側。還有，在從側面觀察的情況下，第一 第三突起15 17與一個圓弧 相切。
第一突起15包括在主視的情況下(圖11中由箭頭9所示)，在前傾 面區域2上的左右形成的一對突起15a、 15b。第二突起16包括在主視 的情況下，在前傾面區域2上的左右形成的一對突起16a、 16b。第三突起 17包括在上升部2b的大致中央位置形成的一個突起。
在此，在本實施方式中如圖12 (a)所示， 一對第一突起15a、 15b形成為前切削刃7的一端側7a的突起15a的頂部t15a比前切削刃7的另一端 側7b的突起15b的頂部t,5b高。如圖12 (b)所示， 一對第二突起16a、 16b形成為前切削刃7的一端側7a的突起16a的頂部t^比前切削刃7的 另一端側7b的突起16b的頂部t他高。
進而，連結一對第一突起15a、 15b的頂部u5a、t,5b之間的假想直線Kl
的相對於前切削刃7的傾斜角度形成為比連結一對第二突起16a、 16b的 頂部飾、緣之間的假想直線K2的相對於前切削刃7的傾斜角度小。若將 一對第一突起15a、 15b和一對第二突起16a、 16b形成為這樣的構成，則 能夠將生成的切屑以巻繞數少的螺旋狀切屑排出，能夠顯示出優越的切屑 排出性。另外，能夠將生成的切屑的排出方向控制為朝向前切削刃7的另 一端側7b,因此，能夠將生成的切屑從刀杆52的前端側向朝向支撐部53 側的方向穩定地排出。
前傾面區域2的固緊面區域3側的端部傾斜形成為，在俯視的情況下， 隨著從前切削刃7的一端側7a朝向另一端側7b，從前切削刃7遠離。由 此，能夠確保切屑的排出空間。另外，生成的切屑的排出方向成為一定方 向，因此，能夠將生成的切屑從刀杆52的前端側朝向支撐部53側順暢地 排出。
前傾面區域2的前角形成為隨著從前切削刃7的一端側7a朝向另一端 側7b而增大。由此，能夠將生成的切屑可靠地形成為少的巻繞數的螺旋 狀的切屑而排出。即，生成的切屑的厚度在前切削刃7的另一端側7b變 得更薄，並且，切屑的生成速度變得更快。因此，前切削刃7的另一端側 7b的切屑比前切削刃7的一端側7a先受到上升部2b引起的巻曲作用。由 此，切屑形成為螺旋狀，朝向能夠確保切屑的排出空間寬闊的前切削刃7 的另一端側7b穩定地排出。其結果，能夠抑制切屑堵塞在加工槽內而損 傷加工壁面的情況。
還有，在將鑲刀裝配於刀杆52時，前切削刃7的一端側7a位於刀杆 52的前端側，前切削刃7的另一端側7b位於刀杆52的支撐部53偵!j。其 他結構與所述一實施方式相同，因此，省略說明。
其次，參照附圖詳細說明本發明的鑲刀的又一實施方式。圖13是表 示本實施方式的鑲刀的一端部附近的局部放大概略俯視圖。圖14是圖13的E—E線剖面圖。還有，在圖13、圖14中，對與所述圖1 圖12相同 的結構部分標註相同的符號，省略說明。
如圖13及圖14所示，本實施方式的鑲刀與所述一實施方式相同地， 在前傾面區域2上具有自前切削刃7的距離不同的三種突起20、 21、 22。 在對於這些三種突起20 22，從靠近前切削刃7的突起開始依次設為第一 突起20、第二突起21及第三突起22時，在從側面觀察的情況下，第二突 起21的頂部位於連結第一突起20的頂部和第三突起22的頂部的假想直 線的下方側。在從側面觀察的情況下，第一 第三突起20 22與一個圓 弧相切。
還有，將設置於前切削刃7附近的第一突起20和在上升部2b設置的 第三突起22構成為在主視的情況下(圖13中由箭頭19所示)的左右一 對大致半橢圓體狀的突起。進而，將在前傾面區域2上的大致中央位置設 置的大致半球狀的第二突起21的大小設為比第一、第三突起20、 22大， 第一、第三20、 22經由第二突起21連續地形成。
在前傾面區域2上形成的特定的突起為這樣的結構的情況下，也能夠 起到與所述一實施方式相同的效果。尤其，通過將前切削刃7附近的第一 突起20設為左右一對突起，能夠使切屑較大地產生加工硬化。通過將上 升部2b的第三突起22設為左右一對突起，在前傾面2a上巻曲的切屑容 易地與第三突起22接觸，並且，切屑的排出方向穩定，因此，能夠高效 地提高切屑排出性。進而，第一、第三突起20、 22經由第二突起21連續 地形成，因此，切屑的突起之間的移動變得更順暢，其結果，具有切屑排 出性特別優越的效果。
還有，第一、第三突起20、 22的形狀不限定於大致半橢圓體狀，可 以為半球狀或其他形狀。與此相同地，第二突起21的形狀不限定於大致 半球狀，可以為大致半橢圓體狀或其他形狀。其他結構與所述一實施方式 相同，因此，省略說明。
其次，參照附圖詳細說明本發明的鑲刀的又一實施方式。圖15 圖 18是表示本實施方式的鑲刀的一端部附近的附圖。在這些附圖中，圖15、 圖17是表示本實施方式的鑲刀的一端部附近的局部放大概略俯視圖。圖 16是圖15的F—F線剖面圖。圖18是圖17的G—G線剖面圖。還有，在圖15 圖18中，對與所述圖1 圖14相同的結構部分標註相同的符號， 省略說明。
本實施方式的鑲刀在前切削刃7和第三突起(所述三種突起中最遠離 前切削刃7的突起)之間的區域形成有凹部。具體來說，在前傾面2a上 形成的突起如圖15、圖17所示，包括在前切削刃7的附近形成的主視 的情況下(圖15、圖17中由箭頭9所示)為左右一對的突起30、 30、 40、 40和在這些突起的後方形成的主視的情況下為左右一對的突起31、 31、 41、 41。另外，在上升部2b的傾斜面上形成的突起包括在俯視的情況 下形成為連結突起31、 31之間、41、 41之間的圓弧狀的突起32、 42。
還有，如圖15 圖18所示，在由前切削刃7和第三突起(距前切削 刃7最遠的突起)32、 42之間的區域即突起30 32、 40 42包圍的區域 形成有凹部33、43。由此，能夠避免切屑中央部與前傾面2a接觸的情況， 能夠減少摩擦阻力，並且，能夠使生成的切屑穩定地巻曲。還有，關於凹 部33、 43的形狀或深度等，在不阻礙本發明的實施的情況下可以是任意 的，根據前傾面區域2的形狀或開槽加工條件等來選定即可。
另外，突起31、 32、突起40 42連續地形成，因此，與所述一實施 方式相同地，切屑的突起之間的移動變得順暢，切屑排出性也優越。其他 結構與所述一實施方式相同，因此，省略說明。
以下，舉出實施例詳細說明本發明，但本發明不限定於以下的實施例。
實施例1

製作上述說明的圖1所示的結構的鑲刀1。順便要說的是，鑲刀1的 鑲刀主體部包括在超硬合金燒結體的表面被覆硬質薄膜的被覆超硬合金。 鑲刀1的各尺寸如下所述。還有，就突起的高度來說，在通過突起的頂部 並與前切削刃7大致平行且與前傾面大致垂直的剖面上，測定了從突起的 與前傾面的邊界線到突起的頂部的厚度方向尺寸(相對於刀杆的載置面大 致垂直的方向上的尺寸)。還有，就長軸長度及短軸長度來說，在俯視的 情況下，分別測定了與假想對稱軸線垂直的最大尺寸。進而，就平坦面4 的長度來說，測定了從前切削刃7到第一突起10的前端之間的沿平坦的 面的尺寸。另外，就前傾面區域2來說，測定了從前切削刃7到固緊面區域3的前端部的俯視的情況下的尺寸。
前切削刃7的長度3.00mm 第一突起10
高度0.21mm
長軸長度0.72mm
短軸長度0.53mm 第二突起11
高度0.27mm
長軸長度0.88mm
短軸長度0.65mm 第三突起12
高度0.29mm
長軸長度0.76mm
短軸長度0.51mm 圓弧C的曲率半徑(R): 1.6mm
平坦面4的長度從前切削刃7到第一突起10的長度0.19mm 前傾面區域2:從前切削刃7到固緊面區域3的長度3.05mm
將上述製作的鑲刀1裝配於內徑加工用刀杆。即，將緊固螺釘插通於 鑲刀1的貫通孔50，將該緊固螺釘的前端側螺合於在內徑加工用刀杆的鑲 刀裝配座部形成的螺紋孔，使鑲刀1的前切削刃7、橫向切削刃8朝向一 側從刀杆突出而裝配。接著，使用該鑲刀1，進行內徑加工，評價切屑的 排出性及排出的切屑的形態。以下，示出內徑加工的條件及各評價方法， 並且，將結果一併示出在表1中。 (內徑加工的條件)
被切削材料SCM435
切削速度100m/分鐘
輸送0.1mm/rev
切深2.0mm (切屑的排出性)通過目視觀察來評價內徑加工的狀態。還有，評價基準設定如下。 〇切屑沒有滯留於上升部2b，被排出。
X:切屑滯留於上升部2b，堵塞於鑲刀l和被切削材料之間，損傷加 工面，或損傷鑲刀1自身。 (切屑的形態)
通過目視觀察來評價被排出的切屑的形態。還有，評價基準設定如下。 〇形成為圖10所示的少的巻繞數的巻狀切削60。 X:形成為巻繞數多的巻狀的切屑。 [比較例1]
除了不形成第一 第三突起10 12以外，與上述實施例1相同地制 作鑲刀。接著，關於該鑲刀，與上述實施例l相同地進行內徑加工，評價 切屑的排出性及排出的切屑的形態。將其結果一併示出在表1中。
[表l〗
在前傾面區域上 具有特定的三種 突起與否內徑加工的評價效果切屑的排出性切屑的形態
實施例1具有〇〇
比較例1不具有XX
從表1明確可知，實施例1的鑲刀1與比較例1的鑲刀相比，切屑排 出性優越。
實施例2
使用上述實施例1中的鑲刀1，評價第一突起10對切削60的剖面產 生的影響。具體來說，如圖19所示，通過目視觀察來評價生成的切屑60 的多個剖面。其結果可知，在特定的一點上具有特徵性剖面形狀，其他點 上的剖面具有類似的形狀。
圖19中將與具有所述類似的剖面形狀的點相當的點圖示為Ia，將所 述特定的一點圖示為Ib。其結果示出在圖20 (a)、 (b)中。圖20 (a)表 示圖19中的Ia中的切削60的剖面，圖20 (b)表示圖19中的Ib中的切削60的剖面。另外，具有特徵性剖面形狀的所述Ib是距切削60的前端部 lmm的位置。
從圖20 (a)、 (b)明確可知，切削60的剖面從圖20 (a)所示的剖面 向圖20 (b)所示的剖面變形。從該結果可推測，切削60在Ia到Ib之間 向圖19所示的箭頭D的方向上被壓縮，其結果，切削60的硬度增大。艮P， 推測如下切削60在Ia到Ib之間受到強度的壓縮應力，被壓緊於平坦面 4上而平板化，用突起10接受這樣的大的加工硬化作用，因此，最終成為 圖10所示的少的巻繞數的巻狀切削60。即，由於具有上述第一 第三突 起10 12,並具有上述平坦面4，因此使切屑適當地加工硬化並且巻曲， 從而能夠順暢地排出切屑。
以上，示出了本發明的若干實施方式，但本發明不限定於上述實施方 式，當然也可以適用於在不脫離本發明的宗旨的範圍內進行了變更或改進 的結構中。例如，在所述一實施方式中，在上升部2b設置有一個突起12， 但在該突起12的左右設置其他突起也可。
另外，在所述一實施方式中，示出了形成有三種與同心圓的圓弧相切 地配置的突起的方式，但不限定於此，形成四種、五種即三種以上也可。 在這樣的結構中能夠使切屑在突起之間順暢地流動，因此，尤其適合自刀 杆的突出量大的鑲刀等。
另外，示出了在前傾面區域僅形成有與同心圓的圓弧相切地配置的突 起的方式，但不限定於此，根據鑲刀的尺寸或便利的有無等鑲刀形狀，進 而任意配置與同心圓的圓弧不相切的突起也可。
例示了與將螺釘插通於鑲刀1的貫通孔50而螺紋固定於刀杆52的固 緊方式對應的方式，但不限定於此，可以為與夾緊方式、杆鎖定方式對應 的方式。另外，例示了相對於貫通孔50的中心軸旋轉180度對稱的形狀， 但不限於此，可以適用於兩面使用的鑲刀或旋轉120度對稱的形狀等任意 的形狀。還有，在相對於與前傾面區域大致平行的線120度對稱的形狀等 在刀杆裝配時不將上表面用固緊部件等直接固緊的情況下，可以將與刀杆 抵接而被固緊的面(受限於刀杆的面)作為上述固緊面區域。
在所述一實施方式中，例示了隨著從前切削刃7朝向固緊面區域3而 暫時變低後隆起地形成前傾面2a、上升部2b的結構，但例如前傾面2a也可以為前角具有正或負角而形成的面。
大致半橢圓體狀的第一 第三突起10 12可以偏心，將切屑和突起 的接觸形成為點接觸的基礎上，例如，在俯視的情況下為大致圓形狀即大 致半球狀等也可。另外，第一 第三突起10 12的形狀不限定於這些， 例如，可以為三角錐梯形狀、四角錐梯形狀等多角錐梯形狀、圓錐梯形狀、 橢圓錐梯形狀等。優選在減少突起和切屑的摩擦阻力的基礎上，由曲面構 成這些頂面。
在所述一實施方式中，在俯視的情況下， 一對第一突起10、 10的長 軸所成的角度a形成為比一對第二突起11、 11的長軸所成的角度e小， 但配置第一、第二突起10、 11的位置不限定於此，例如也可以為第二突 起11的橢圓的長軸方向與第一突起10的橢圓的長軸方向平行的位置等。 另外，也可以為一對第一突起10、 10的長軸相互平行的配置、或一對第 二突起11、 11的長軸相互平行的配置等。
進而，第一突起10尤其優選是以橢圓的長軸朝向切屑流動的方向即 橢圓的短軸朝向切屑的寬度方向的方式配置於前傾面2a上的大致半橢圓 體狀。由此，切屑在第一突起10的作用下大幅度變形，加工硬化變大。 其結果，切屑變得容易斷裂、切斷，切屑排出性提高。
另一方面，在所述其他實施方式中， 一對第一突起15a、 15b形成為突 起15a的頂部t,5a比突起15b的頂部t,sb高，但突起15a、 15b形成為各頂 部的高度相等也可。與此相同地， 一對第二突起16a、 16b形成為突起16a 的頂部1163比突起16b的頂部t,6b高，但突起16a、 16b形成為各頂部的高 度相等也可。
作為各突起頂部的高度的組合，例如，可以舉出(i)突起15a的頂部 〉突起15b的頂部、突起16a的頂部=突起16b的頂部、(ii)突起15a的 頂部>突起15b的頂部、突起16a的頂部>突起16b的頂部、(iii)突起 15a的頂部=突起15b的頂部、突起16a的頂部>突起16b的頂部、(iv) 突起15a的頂部=突起15b的頂部、突起16a的頂部=突起16b的頂部等。 尤其優選所述(ii)的組合，但不限定於此，根據用途從所述(i) (iv) 的組合任意選定即可。
還有，本發明不限定於各實施方式中的各鑲刀，例如，也可以為組合了一實施方式的鑲刀(圖1 圖5)和其他實施方式的鑲刀(圖11、圖12) 的實施方式的鑲刀等。
權利要求
1.一種切削鑲刀，其具備在上表面形成的前傾面區域；在正表面形成的後隙面；在所述前傾面區域和所述後隙面的交叉部形成的切削刃，其中，在所述前傾面區域上具有自切削刃的距離不同的至少三種突起，並且，對於所述三種突起，從靠近切削刃的突起開始依次設為第一突起、第二突起、第三突起時，在從側面觀察的情況下，所述第二突起的頂部位於連結所述第一突起的頂部和所述第三突起的頂部的假想直線的下方側。
2. 根據權利要求l所述的切削鑲刀，其中，所述第一突起、第二突起及第三突起在從側面觀察的情況下，與一個 圓弧相切。
3. 根據權利要求2所述的切削鑲力，其中， 位於所述切削刃和第一突起之間的前傾面區域具有平坦的部分， 並且，在將所述第一突起和所述圓弧的接觸點設為a時，該a在俯視的情況下，位於與切削刃大致垂直的方向上的前傾面區域的尺寸中自切削 刃開始1/3的範圍內。
4. 根據權利要求2或3所述的切削鑲刀，其中， 在將所述第二突起和圓弧的接觸點設為b，將第三突起和圓弧的接觸點設為c，將所述ab之間的圓弧長度設為Ll，將所述bc之間的圓弧長度 設為L2時，所述L1及L2滿足L1《L2的關係。
5. 根據權利要求1 4中任一項所述的切削鑲刀，其中， 所述第一突起包括在主視的情況下，形成於前傾面區域上的左右的一對突起。
6. 根據權利要求5所述的切削鑲刀，其中，所述第一突起形成為所述切削刃的一端側的突起的頂部與所述切削 刃的另一端側的突起的頂部相比高或相等。
7. 根據權利要求5或6所述的切削鑲刀，其中， 所述第二突起包括在主視的情況下，形成於前傾面區域上的左右的一對突起。
8. 根據權利要求7所述的切削鑲刀，其中，所述第二突起形成為所述切削刃的一端側的突起的頂部與所述切削 刃的另一端側的突起的頂部相比高或相等。
9. 根據權利要求7或8所述的切削鑲刀，其中， 連結所述第一突起的頂部之間的假想直線Kl的相對於所述切削刃的傾斜角度形成為比連結所述第二突起的頂部之間的假想直線K2的相對於 所述切削刃的傾斜角度小。
10. 根據權利要求7 9中任一項所述的切削鑲刀，其中， 所述第一突起及所述第二突起分別形成為大致半橢圓體狀，並且，在俯視的情況下，所述第一突起的長軸所成的角度a比所述第二突起的長軸 所成的角度3小。
11. 根據權利要求1 10中任一項所述的切削鑲刀，其中， 在所述上表面進而形成有固緊於刀杆的固緊面區域，並且，在俯視的情況下，從所述切削刃開始依次配置有所述前傾面區域及所述固緊面區 域，所述前傾面區域的所述固緊面區域側的端部在俯視的情況下，傾斜形 成為隨著從所述切削刃的一端側朝向另一端側而從所述切削刃遠離。
12. 根據權利要求1 11中任一項所述的切削鑲刀，其中， 所述前傾面區域的前角隨著從所述切削刃的一端側朝向另一端側而增大。
13. 根據權利要求1 12中任一項所述的切削鑲刀，其中， 所述前傾面區域具有前傾面和從該前傾面形成為隨著從所述切削刃遠離而朝向上方傾斜的上升部，並且，在所述上升部至少形成有所述第三 突起。
14. 根據權利要求13所述的切削鑲刀，其中，所述第三突起包括在所述上升部的大致中央位置形成的一個突起。
15. 根據權利要求13所述的切削鑲刀，其中，所述第三突起包括在主視的情況下形成於前傾面區域上的左右的一對突起。
16. 根據權利要求1 15中任一項所述的切削鑲刀，其中，在所述切削刃和所述第三突起之間的區域形成有凹部。
17. —種開槽加工用工具，其中，所述開槽加工用工具通過在刀杆裝配權利要求1 16中任一項所述的 切削鑲刀而成。
18. 根據權利要求17所述的開槽加工用工具，其中， 所述刀杆具有支撐部，其安裝於外部設備；前端部，其形成有通過螺紋固定來裝配所述切削鑲刀的鑲刀裝配座部，所述切削鑲刀在所述上表面具有固緊於刀杆的固緊面區域，在俯視的 情況下，從所述切削刃開始依次配置有所述前傾面區域及所述固緊面區 域，所述刀杆的前端部具有前端部上表面，所述前端部上表面位於比所述 切削鑲刀的所述固緊面區域低的位置。
19. 一種被切削材料的切削方法，其中，包括 使被切削材料旋轉的工序；使權利要求17或18所述的開槽加工用工具接近所述被切削材料的工序；使所述開槽加工用工具的所述切削刃與所述被切削材料接觸，切削所 述被切削材料的工序；使所述開槽加工用工具從所述被切削材料離開的工序。
20. 根據權利要求19所述的被切削材料的切削方法，其中， 在切削所述被切削材料的工序中，加工所述被切削材料的內徑。
全文摘要
一種切削鑲刀，其具備在上表面形成的前傾面區域；在正表面形成的後隙面；在所述前傾面區域和所述後隙面的交叉部形成的切削刃，其中，在所述前傾面區域上具有自切削刃的距離不同的至少三種突起，並且，對於所述三種突起，從靠近切削刃的突起開始依次設為第一突起、第二突起、第三突起時，在從側面觀察的情況下，所述第二突起的頂部位於連結所述第一突起的頂部和所述第三突起的頂部的假想直線的下方側。
文檔編號B23B27/04GK101528391SQ20078003993
公開日2009年9月9日 申請日期2007年8月31日 優先權日2006年10月31日
發明者井上善弘, 內城憲治 申請人:京瓷株式會社