鑲刀及切削工具、以及使用該切削工具的切削加工物的製造方法
2023-11-07 17:57:37
專利名稱：鑲刀及切削工具、以及使用該切削工具的切削加工物的製造方法
技術領域：
本發明涉及鑲刀及切削工具、以及使用該切削工具的切削加工物的製造方法。
背景技術：
作為用於切削加工被切削件的切削鑲刀(以下，有時稱為「鑲刀」。)的一例，日本特開2004-284010號公報公開了使用於銑刀工具的切削鑲刀。在日本特開2004-284010號公報中，公開了通過將長方體形狀的基本形擰成複式而在將切削鑲刀安裝於工具體時能夠容易地實現正的軸向前角。另外，在日本特開2004-284010號公報中，公開了使切削鑲刀的切削刃形成直線或彎曲成氣球狀。
然而，在日本特開2004-284010號公報的切削鑲刀中，軸向前角為正值，因此周面切削刃中的位於切削刃工具體的端面側的端部即相當於在俯視下的角部的部分在切削加工時最先與被切削件接觸。因此，在高進給加工那樣與被切削件的接觸衝擊大的加工條件的情況下，周面切削刃的端部有受到損傷之虞。
發明內容
本發明的課題在於提供一種切削加工時的對與被切削件的接觸的耐衝擊性優異的鑲刀及切削工具、以及使用該切削工具的切削加工物的製造方法。本發明的實施方式涉及的鑲刀具有上表面；下表面；側面，其分別與所述上表面及所述下表面連接且具有第一側面；切削刃，其位於所述上表面與所述側面的交線部且具有與所述第一側面對應配置的第一切削刃，所述第一切削刃在側視下為向所述上表面側凸起的凸狀，在俯視下為向內側凹陷的凹狀。本發明的實施方式涉及的切削工具具有所述鑲刀和將所述鑲刀的所述第一切削刃的至少一部分安裝為具有負的軸向前角的刀夾。本發明的實施方式涉及的切削加工物的製造方法包括使所述切削工具旋轉的第一工序；使旋轉的所述切削工具的所述第一切削刃與被切削件接觸的第二工序；使所述切削工具和所述被切削件離開的第三工序，在所述第二工序中，使所述第一切削刃中的除去端部的部位最先與所述被切削件接觸。根據本發明的實施方式涉及的鑲刀，第一切削刃在側視下為向上表面側凸起的凸狀，所以能夠較小地形成切削加工時的第一切削刃與被切削件的接觸角，因此能夠減少或分散與被切削件接觸時產生的衝擊力，結果是耐衝擊性提高。另外，由於將第一切削刃設為在側視下向上表面側凸起的凸狀且同時設為在俯視下向內側凹陷的凹狀，所以在將鑲刀安裝於刀夾且使其旋轉時，能夠將和第一切削刃描繪的旋轉軌跡中的與刀夾的旋轉軸平行的截面相交的線段形成直線狀，因此能夠將被切削件的被切削麵(壁面)精度良好地形成平坦狀。
圖I是表示本發明的實施方式涉及的鑲刀的立體圖。圖2是表示圖I所示的鑲刀的圖，(a)是俯視圖，(b)是從(a)的箭頭A的方向觀察的側視圖，(C)是從(a)的箭頭B的方向觀察的側視圖。圖3是表示本發明的實施方式涉及的刀夾的圖，(a)是表示刀夾單體的立體圖，
(b)是表示在(a)的刀夾上安裝有鑲刀的狀態(切削工具)的立體圖。圖4是放大表示圖3(b)的刀夾前端區域的圖，(a)是的立體圖，(b)是側視圖。圖5(a) (C)是說明使用圖3(b)的切削工具製造切 削加工物的方法的工序圖。圖6是表示在圖5的製造切削加工物的工序中的鑲刀與被切削件接觸的狀態的主要部分放大圖。圖7是表示在圖5的製造切削加工物的工序中的被切削件的被切削的部位的狀態的說明圖。
具體實施例方式〈鑲刀〉以下，參照圖I及圖2對本發明的實施方式涉及的鑲刀進行詳細的說明。如圖I及圖2所示那樣，本實施方式涉及的鑲刀2在俯視下具有長方形狀(大致長方形)的鑲刀本體(未圖示)，並且具有具有後刀面的側面3 ;具有前刀面42的上表面
4;具有安裝座面的下表面5。即，在俯視下，側面3圍住的輪廓的形狀為長方形狀，側面3具有與長邊對應的第一側面31 (主側面)和與短邊對應的第二側面32 (修光側面)。側面3分別與上表面4及下表面5連接。鑲刀2在上表面4與側面3的交線部具有切削刃6，在下表面5與側面3的交線部具有切削刃7。在本實施方式中，鑲刀本體為長方體狀(大致長方體)。換言之，在側面3中，在含有圖2(c)所示的第一側面31的側視下，連接位於上表面4側的上端部3a和位於下表面5側的下端部3b的直線LI與鑲刀2的上下面方向的中心軸S2平行。由此，與鑲刀2的上表面4側的切削刃6同樣，能夠使用鑲刀2的下表面5側的切削刃7進行切削加工。直線LI為與下表面5的安裝座面垂直的直線。需要說明的是，在本實施方式中，上表面4及下表面5的結構相同，因此對重複的內容適宜省略說明。鑲刀2如上述那樣，在上表面4與側面3的交線部具有切削刃6。具體而言，在鑲刀本體的角部配置拐角切削刃63(63a、63b)。另外，在位於對角線上的兩個拐角切削刃63、63之間形成有位於鑲刀2的長度方向的主切削刃61和位於寬度方向的修光刃62。換言之，主切削刃61是指位於上表面4和第一側面31的交線部的第一切削刃61，修光刃62是指位於上表面4和第二側面32的交線部的第二切削刃62，以連接第一切削刃61和第二切削刃62的方式配置拐角切削刃63。以下，對各切削刃進行更加詳細的說明。需要說明的是，主切削刃61為在進行切削加工時具有主要作用的部位，修光刃62為具有平滑地精加工由主切削刃61切削的被切削麵的作用的部位。拐角切削刃63如圖2(a)及圖2(b)所示那樣，在俯視下具有位於一個對角線上的兩個高位拐角切削刃63a、63a(高位部)和與高位拐角切削刃63a相比在鑲刀本體的厚度方向為低位置且位於另一對角線上的兩個低位拐角切削刃63b、63b (低位部)。高位拐角切削刃63a為使用於切削加工的切削刃，其曲率半徑從保持切削強度和加工形狀的平衡的觀點出發，通常優選為O. 4 6. 4mm左右。主切削刃61如圖2(b)所示那樣在側視下為向上表面4側凸起的凸狀，如圖2(a)所示那樣在俯視下為向內側凹陷的凸狀。如此，由於主切削刃61在側視下為向上表面4側凸起的凸狀，所以能夠較小地形成切削加工時的主切削刃61與被切削件20的接觸角，因此能夠減少或分散與被切削件20接觸時產生的衝擊力，結果是，耐衝擊性提高(參照圖6)。另外，由於將主切削刃61設為在側視下向上表面4側凸起的凸狀且同時設為在俯視下向內側凹陷的凹狀，所以在將鑲刀2安裝於刀夾I且使其旋轉時，將和主切削刃61描繪的旋轉軌跡中的與刀夾I的旋轉軸SI平行的截面相交的線段形成直線狀，因此能夠將被切削件20的被切削麵(壁面)20a精度良好地形成平坦狀(參照圖7)。在本說明書中，「內側」是指相對於主切削刃61的鑲刀2的內側，是指後述的貫通孔50側。對主切削刃61進行更加詳細的說明，在本實施方式中，主切削刃61如圖2(b)所 不那樣，在側視下具有位於修光刃62側的一端6IA和位於一端6IA的相反側的另一端61B。在主切削刃61中，在側視下，與一端61A相比，另一端61B在鑲刀本體的厚度方向位於低位置。另外，主切削刃61以隨著從一端61A朝向另一端61B而接近下表面5的方式傾斜。進而，主切削刃61具有直線部61a和與直線部61a連接且向上表面4側凸起的曲線即凸曲線部61b。凸曲線部61b的長度比直線部61a的長度大。並且，直線部61a與鑲刀2的上下面方向的中心軸S2垂直。換言之，直線部61a為與高位拐角切削刃63a大致相同的高度，凸曲線部61b隨著從高位拐角切削刃63a朝向低位拐角切削刃63b而高度逐漸變低。直線部61a為具有保持使用於切削加工的高位拐角切削刃63a的強度的作用的部位，在切削加工時與被切削件20較強地接觸，因此需要強度，在兼顧強度和維持切削刃角度的方面，以與高位拐角切削刃63a大致相同的高度形成。另外，通過設置凸曲線部61b，對鑲刀2本身賦予軸方向前角(軸向前角)，因此能夠在儘量較厚地留下刀夾I的座面12的部分的同時，提高切削性且減少切削阻力。需要說明的是，作為另一實施方式，也可以使直線部61a以隨著朝向凸曲線部61b而遠離下表面5的方式傾斜。另外，如圖2(a)所示那樣，主切削刃61在俯視下具有圓弧狀的凹曲線部61c。由此，主切削刃61的形狀連續平緩地變化，因此能夠較大地確保主切削刃61的強度。需要說明的是，凸曲線部61b具有曲率半徑Rl，凹曲線部61c具有曲率半徑R2，優選曲率半徑Rl比曲率半徑R2小。由此，能夠較大地確保主切削刃61的強度。修光刃62的長度比主切削刃61的長度小。如圖2(c)所示那樣，修光刃62具有傾斜部62a和與傾斜部62a連接的直線部62b。傾斜部62a以隨著朝向直線部62b而遠離下表面5的方式傾斜。直線部62b與鑲刀2的上下面方向的中心軸S2垂直。其次，上表面4如上述那樣具有前刀面42。前刀面42是指上表面4中的生成的切屑擦過的面。另外，上表面4還具有與前刀面42連續且平坦的安裝座面41。由此，切屑被捲曲或被截斷，因此能夠將生成的切屑良好地排出。需要說明的是，在本實施方式中，前刀面42沿切削刃6配置，在俯視下以隨著朝向鑲刀2的內側而接近下表面5的方式連續傾斜，且與平坦的安裝座面41連接(參照圖I)。換言之，由於上表面4為不具有所謂的立起面的結構，所以能夠較大地確保從鑲刀2的上表面4至下表面5的壁厚，從而能夠得到更加優異的耐衝擊性。在上表面4的中央部形成有貫通至下表面5的貫通孔50。貫通孔50為用於將鑲刀2固定於刀夾I的貫通孔。鑲刀2相對於貫通孔50的中心軸即鑲刀2的上下面方向的中心軸S2為180度旋轉對稱的形狀，由此在使用的一個切削刃6磨損時，使鑲刀2旋轉180度，能夠使用未使用的另一個切削刃6，因此操作性強。其次,下表面5具有與上述的上表面4相同的結構。因此,下表面5具有與上表面4相同的平坦的安裝座面(未圖示)。在此，與安裝座面中的位於第一側面31側的一端相t匕，安裝座面中的位於一端的相反側的另一端的仰視下的從安裝座面至下表面5與第二側面32的交線部的距離小。換言之，如圖2(a)所示那樣，與安裝座面41中的位於第一側面31側的一端4A相比，安裝座面41中的位於一端4A的相反側的另一端4B的仰視下的從安裝座面41至上表面4與第二側面32的交線部(修光刃62)的距離小。因此，圖2(a)所示那樣的擴張部41a也形成於下表面5。由此，將鑲刀2安裝於刀夾I且使用上表面4側的切削刃6進行切削加工時，利用上述的另一端側施加更大的切削力，但通過較大地形成安裝 座面中的另一端側的區域，由此將鑲刀2安裝於刀夾I時能夠使用的區域增大，從而能夠使安裝的可靠性提高。同樣，在使用下表面5側的切削刃7進行切削的情況下，通過上表面4的安裝座面41的擴張部41a，能夠得到同樣的效果。其次，側面3如圖2(b)及圖2(c)所示那樣，在上表面4和下表面5之間的中間區域具有向內側凹陷的約束部31a、32a。約束部31a、32a為將鑲刀2安裝於刀夾I時被刀夾I接合(約束)的部位，為了抑制切削加工時產生振動，需要安裝的可靠性。需要說明的是，中間區域的位置只要為側面3中的除去上下端部的區域，則不特別限制。約束部31a在含有圖2(b)所示的第一側面31的側視下在第一側面31的寬度方向的全長配置。約束部32a在含有圖2(c)所示的第二側面32的側視下在第二側面32的寬度方向的全長配置。優選約束部31a、32a分別具有平面狀的平面部，在本實施方式中，約束部31a、32a分別在全長成為平面狀。由此，安裝於刀夾I時能夠利用的區域變大，因此安裝形態的自由度提高。需要說明的是，作為另一實施方式，也可以將約束部31a、32a形成為側面的寬度方向的中央區域與端部區域相比向外側凸起的結構。由此，能夠提高在俯視下向內側凹陷的主切削刃61的強度。另外，側面3如圖2(b)及圖2(c)所示那樣，還具有與約束部31a、32a相比位於上表面4側且與約束部31a、32a連續的厚壁部31c、32c。並且，在本實施方式中，如圖2 (b)及圖2(c)所示那樣，約束部31a、32a與厚壁部31c、32c的交叉部31b、32b在側視下為凹狀。由此，能夠分散由於切削加工時的振動而施加於交叉部31b、32b的力，從而能夠抑制交叉部3lb、32b缺損。其次，以安裝有上述的鑲刀2的切削工具為例，參照圖3及圖4對本發明的實施方式涉及的切削工具進行說明。在本實施方式中，以作為切削工具的一種的立銑刀為例進行說明。如圖3所示那樣，本實施方式涉及的切削工具10為具有鑲刀2和設置有多個用於將多個鑲刀2拆裝自如地安裝於前端外周側的鑲刀槽(以下稱為「槽」)11的圓柱狀(大致圓柱)的刀夾I的立銑刀。並且，切削工具10使刀夾I以其旋轉軸SI為中心旋轉，由鑲刀2進行切削加工。具體而言，如圖3(a)所示那樣，設置於刀夾I的前端外周側的槽11在刀夾I的周向上設置有兩個。並且，如圖3(b)及圖4所示那樣，將緊固螺釘51插入上述的鑲刀2的貫通孔50，使緊固螺釘51的前端側與形成於槽11的座面12的螺紋孔12a螺合，由此將兩個鑲刀2拆裝自如地安裝在設置於旋轉軸SI方向的各槽11。在本實施方式中，鑲刀2如後述的圖6所示那樣，以主切削刃61的至少一部分具有負的軸向前角那樣的狀態被安裝於刀夾I。更加具體而言，優選主切削刃61在從位於刀夾I的前端側的端部至中央部(例如中點)的長度區域具有負的軸向前角。由此，能夠較小地形成切削加工時的主切削刃61與被切削件20的接觸角，從而減少或分散與被切削件20接觸時產生的衝擊力，結果是，切削工具10的耐久性提高。另外，優選將主切削刃61的剩下的部位形成為具有正的軸向前角，由此，能夠減少該部位的切削阻力。其結果是，能夠兼備上述那樣的耐衝擊性和減少切削阻力這兩個優 點。需要說明的是，負的軸向前角是指切削刃6的規定部位的切線L2相對於與刀夾I的旋轉軸SI平行的直線L3處於用圖6的Θ I所示那樣的傾斜狀態，正的軸向前角同樣是指處於用圖6的Θ 2所示那樣的傾斜狀態。在此，如圖6所示那樣，鑲刀2以在使切削工具10旋轉而鑲刀2與被切削件20接觸時，使主切削刃61中的除去端部的部位即接觸開始點61S最先與被切削件20接觸的方式安裝於刀夾I。通過在這樣的特定的配置下將鑲刀2安裝於刀夾1，能夠減少或分散與被切削件20接觸時產生的衝擊力，從而結果是，鑲刀2或切削工具10的耐衝擊性提高。〈切削加工物的製造方法〉其次，以將上述的鑲刀2及安裝有該鑲刀2的切削工具(立銑刀)10適用於肩加工(shouldering)的情況為例，參照圖5 圖7對本發明的實施方式涉及的切削加工物的製造方法進行說明。本實施方式的切削加工物的製造方法具有以下的(i) (iv)的工序。(i)如圖5(a)所示那樣，使切削工具10以刀夾I的旋轉軸SI為中心向箭頭C方向旋轉的工序(第一工序)。(ii)如圖5(a)所示那樣，使切削工具10向箭頭D方向移動，而使旋轉的切削工具10接近被切削件20的工序(第一工序)。需要說明的是，被切削件20和切削工具10隻要相對接近即可，也可以代替上述的形態，例如使被切削件20接近切削工具10。(iii)如圖5 (b)及圖6所示那樣，使旋轉的切削工具10的主切削刃61與被切削件20接觸的工序，使主切削刃61中的除去端部的部位最先與被切削件20接觸的工序(第二工序)。在本實施方式中，通過使切削工具10向箭頭E方向移動而進行肩加工。如此，如圖6所示那樣，通過使主切削刃61的除去端部的部位即接觸開始點61S最先與被切削件20接觸，能夠減少或分散與被切削件20接觸時產生的衝擊力，因此結果是，鑲刀2或切削工具10的耐衝擊性提高。另外，如上述，由於將鑲刀2的主切削刃61形成為在側視下向上表面4側凸起的凸狀且同時形成為在俯視下向內側凹陷的凹狀，所以在將鑲刀2安裝於刀夾I且使其旋轉時，能夠將和主切削刃61描繪的旋轉軌跡中的與刀夾I的旋轉軸SI平行的截面相交的線段形成直線狀，因此如圖7所示那樣，能夠將被切削件20的被切削麵(壁面)20a精度良好地形成平坦狀。(iv)如圖5 (C)所示那樣，使切削工具10向箭頭F方向移動，使切削工具10從切削的被切削件20離開的工序(第三工序)。需要說明的是，被切削件20和切削工具10隻要相對離開即可，也可以代替上述的形態，例如使被切削件20從切削工具10離開。通過實施上述的(i) (iv)的工序，能夠得到具有壁面20a及精加工面20b的切削加工物21。需要說明的是，在進一步繼續進行切削加工的情況下，保持使切削工具10旋轉的狀態，反覆使切削工具10的切削刃6與被切削件20的不同部位接觸而切削被切削件20的工序即可。需要說明的是，鑲刀2為能夠使用單面兩拐角、上下兩個面四個拐角的規格。因此，在使用的切削刃6損耗時，使用未使用的切削刃6、7即可。 以上，例示了本發明的優選實施方式，但本發明不限定於上述的實施方式，只要不脫離本發明的要旨，可以為任意的方式。
權利要求
1.一種鑲刀，具有 上表面； 下表面； 側面，其分別與所述上表面及所述下表面連接且具有第一側面； 切削刃，其位於所述上表面與所述側面的交線部且具有與所述第一側面對應配置的第一切削刃， 所述第一切削刃在側視下為向所述上表面側凸起的凸狀，在俯視下為向內側凹陷的凹狀。
2.根據權利要求I所述的鑲刀，其中， 在側視下的所述第一切削刃中，與一端相比，另一端位於低位置。
3.根據權利要求2所述的鑲刀，其中， 在側視下，所述第一切削刃以隨著從所述一端朝向另一端而接近所述下表面的方式傾斜。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的鑲刀，其中， 在側視下，所述第一切削刃具有直線部和與所述直線部連接且為向所述上表面側凸起的曲線的凸曲線部。
5.根據權利要求4所述的鑲刀，其中， 所述直線部與所述鑲刀的上下面方向的中心軸垂直。
6.根據權利要求I 5中任一項所述的鑲刀，其中， 在俯視下，所述第一切削刃具有圓弧狀的凹曲線部。
7.根據權利要求I 6中任一項所述的鑲刀，其中， 所述第一切削刃具有在側視下具有曲率半徑Rl的凸曲線部；在俯視下具有曲率半徑R2的凹曲率部， 所述曲率半徑Rl比所述曲率半徑R2小。
8.根據權利要求I 7中任一項所述的鑲刀，其中， 所述側面在所述上表面和所述下表面之間的中間區域還具有向內側凹陷的約束部。
9.根據權利要求8所述的鑲刀，其中， 所述約束部在含有所述第一側面的側視下在所述第一側面的寬度方向的全長配置。
10.根據權利要求8或9所述的鑲刀，其中， 所述約束部具有平面部。
11.根據權利要求8 10中任一項所述的鑲刀，其中， 在所述約束部中，所述側面的寬度方向的中央區域與端部區域相比向外側凸出。
12.根據權利要求8 11中任一項所述的鑲刀，其中， 所述側面還具有與所述約束部相比位於所述上表面側且與所述約束部連續的厚壁部，所述約束部與所述厚壁部的交叉部在側視下為凹狀。
13.根據權利要求I 12中任一項所述的鑲刀，其中， 在所述側面中，在含有所述第一側面的側視下，連接位於所述上表面側的上端部和位於所述下表面側的下端部的直線與所述鑲刀的上下面方向的中心軸平行。
14.根據權利要求I 13中任一項所述的鑲刀，其中，在俯視下，所述側面圍住的輪廓的形狀為長方形狀， 所述側面還具有與所述第一側面連接且在俯視下的長度比所述第一側面短的第二側面。
15.根據權利要求14所述的鑲刀，其中， 所述下表面具有平坦的安裝座面， 與所述安裝座面中的位於所述第一側面側的一端相比，所述安裝座面中的位於所述一端的相反側的另一端的仰視下的從所述安裝座面至所述下表面與所述第二側面的交線部的距離小。
16.根據權利要求I 15中任一項所述的鑲刀，其中， 還具有貫通所述上表面及所述下表面之間的貫通孔。
17.一種切削工具，具有權利要求I 16中任一項所述的鑲刀和以使所述第一切削刃的至少一部分具有負的軸向前角的方式安裝所述鑲刀的刀夾。
18.根據權利要求17所述的切削工具，其中， 所述第一切削刃在從位於所述刀夾的前端側的端部至中央部的長度區域具有負的軸向前角。
19.一種切削加工物的製造方法，包括 使權利要求17或18所述的切削工具旋轉的第一工序； 使旋轉的所述切削工具的所述第一切削刃與被切削件接觸的第二工序； 使所述切削工具和所述被切削件離開的第三工序， 在所述第二工序中，使所述第一切削刃中的除去端部的部位最先與所述被切削件接觸。
全文摘要
本發明提供一種鑲刀，另外提供一種切削工具、以及使用該切削工具製造切削加工物的方法。本發明的實施方式涉及的鑲刀具有上表面；下表面；分別與所述上表面及所述下表面連接且具有第一側面的側面；位於所述上表面與所述側面的交線部且具有與所述第一側面對應配置的第一切削刃的切削刃，所述第一切削刃在側視下為向所述上表面側凸起的凸狀，在俯視下為向內側凹陷的凹狀。本發明的實施方式涉及的切削工具具有所述鑲刀和將所述鑲刀的所述第一切削刃的至少一部分安裝為具有負的軸向前角的刀夾。
文檔編號B23C5/10GK102844139SQ201180019168
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月24日 優先權日2010年6月30日
發明者石寬久 申請人:京瓷株式會社