切削镶刀及切削工具、以及使用了该切削工具的被切屑件的切削方法

摘要

本发明提供一种切削镶刀、具有该切削镶刀的切削工具、以及使用该切削工具来切削被切削件的切削方法。本发明的切削镶刀具备本体部，该本体部具有上表面、侧面、位于所述侧面且一端到达所述上表面的至少一个槽部、位于所述上表面与所述侧面的交线部且由至少一个所述槽部截断的多个分割切削刃。所述上表面与所述分割切削刃对应地具有倾斜部，所述多个倾斜部的各个下方端部在俯视下随着朝向对应的所述各分割切削刃的中央，离开对应的所述各分割切削刃的距离变大。

说明书

技术领域

本发明涉及切削镶刀、安装有该切削镶刀的切削工具、以及使用了该切削工具的被切屑件的切削方法。

背景技术

以往，作为端面铣刀及立铣刀等切削工具(例如滚切刀具)，经常使用经济上优越的不重磨(throw away)式的切削工具。切削工具由切削镶刀安装于刀夹而成。

切削刃长度较长的切削镶刀在切削时受到较大的负荷。为了降低该负荷，例如，在日本特开平9-57519号公报中，公开了具有位于上表面与侧面的交叉部的切削刃和以截断该切削刃的方式在侧面设置的槽部的切削镶刀。若将该切削镶刀用于切削工具，则切屑以在宽度方向被细小地切断的状态产生，因此能够实现切削镶刀在切削时所受的切削阻力的降低。并且，越增加所述槽部的个数，被截断的各切削刃的长度越变小，切屑的宽度更加变小，能够实现切削阻力的降低。

然而，宽度小的切屑不易曲卷，以延伸的状态排出，因此有容易在被切削件与切削刃之间堵塞的倾向。其结果是，有产生损伤被切削件的加工表面、损伤切削镶刀等问题之虞。

在此，要求降低切削时的切削阻力，并且具有优异的切屑排出性的切削镶刀。

发明内容

本发明的课题在于提供一种降低切削时的切削阻力且具有优异的切屑排出性的切削镶刀。本发明的其他课题在于提供一种安装有所述切削镶刀的耐久性优异的切削工具，以及使用了该切削工具的被切削件的切削方法。

本发明的实施方式涉及的切削镶刀具备本体部，该本体部具有上表面、侧面、位于所述侧面且一端到达所述上表面的槽部、位于所述上表面与所述侧面的交线部且由所述槽部截断的多个分割切削刃。

在所述上表面，与所述分割切削刃相对应地设置有倾斜部，该倾斜部随着从所述交线部远离而变成更高位置。

所述倾斜部的下方端部在俯视下随着从对应的所述分割切削刃的端部朝向中央部，离开对应的所述分割切削刃的距离变大。

本发明的实施方式涉及的切削工具具有刀夹和安装于所述刀夹的前端侧外周部的所述切削镶刀，所述分割切削刃的至少一部分从所述刀夹的前端侧外周部向外侧突出。

本发明的实施方式涉及的被切削件的切削方法使用所述切削工具来切削被切削件，包括：使所述切削工具旋转的工序；使旋转的所述切削工具的所述多个分割切削刃的至少一部分与所述被切削件的表面接触的工序；使所述切削件与所述切削工具离开的工序。

根据所述切削镶刀，能够降低切削时的切削阻力，并且，即使是不具有足以使其曲卷的刚性的宽度较小的切屑，也能够使其在宽度方向上压缩而给以适当的刚性以进行曲卷。因此，根据所述切削镶刀，能够降低切削时的切削阻力，并且即使为切屑宽度较小的情况，也能够显示优异的切屑排出性。根据所述切削工具，能够显示优异的耐久性。根据所述被切削件的切削方法，能够长期稳定地进行加工精度高的切削加工。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的切削镶刀的整体立体图。

图2(a)是图1的切削镶刀的俯视图，(b)是其侧视图。

图3是图2(a)的主要部分放大图。

图4(a)是图3的A-A线剖视图，(b)是图3的B-B线剖视图，(c)是图3的C-C线剖视图，(d)是图3的D-D线剖视图。

图5是表示本发明一实施方式的切削工具的整体立体图。

图6(a)～(c)是表示本发明一实施方式涉及的被切削件的切削方法的工序图。

具体实施方式

<切削镶刀>

以下，参照图1～图4对本发明涉及的切削镶刀的一实施方式进行详细说明。如图1及图2所示，本实施方式涉及的切削镶刀(以下称“镶刀”)1由具有上表面2、侧面3、下表面9的本体部构成。在上表面2的中央部形成大致垂直贯通上表面2和下表面9的贯通孔8。该贯通孔8为插通将镶刀1固定于后述的刀架11的螺钉部件21的贯通孔。

在上表面2与侧面3的交线部形成有切削刃4。另外，在侧面3上形成多个到达上表面2且截断切削刃4那样的槽部5。切削刃4由被槽部5截断的多个分割切削刃41构成。进而，在上表面2上与分割切削刃41相对应地设置有倾斜部6，该倾斜部6随着从切削刃4至内侧、即随着从交线部远离而成为更高位置。所述“内侧”是指相对于切削刃4为镶刀1的内侧，贯通孔8侧。

镶刀1的本体部为大致多边形的板状。具体而言，所述本体部在俯视下为大致四边形的板状。因此，镶刀1具有四个切削刃4。需要说明的是，所述多边形的形状例如只要为三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等本领域技术人员通常使用于镶刀的形状即可，并无特别限制。

上表面2中沿切削刃4的区域作为前刀面发挥作用。侧面3中沿切削刃4的区域作为后刀面发挥作用。另外，下表面9作为用于安装于刀夹11的安装座面发挥作用。需要说明的是，在本实施方式中，侧面3以随着朝向下表面9而位于内侧的方式倾斜。即，镶刀1是向作为后刀面发挥作用的侧面3给予正的后角α的正型镶刀(positive insert)。作为后角α通常为5～30度的范围，可以在该范围内适宜选择。

切削刃4由被在侧面3上并列设置的多个槽部5截断而成的多个分割切削刃41构成。在本实施方式中，切削刃4由五个分割切削刃41构成。另外，在镶刀1的拐角部的上表面2与侧面3的交线部形成与切削刃4连接的拐角切削刃42。

槽部5如上所述，以截断切削刃4的方式形成。由此，由被截断的切削刃4生成的切屑变小，能够降低切削时的切削阻力。具有该多个分割切削刃41的镶刀1在重切削加工的情况下尤其优选。

槽部5的形状只要以到达上表面2的方式形成即可，不做特别限制。例如，可以是在俯视的情况下为直线状，或如图2(b)所示，也可以为槽部5的一部分的宽度大的形状。对槽部5的宽度及深度也不做特别限制。例如，考虑切削时所施加的负荷，也可以以槽部中途的宽度成为最大的方式形成。

槽部5的个数根据使用的被切削件的种类适宜设定即可。一般而言，槽部5的个数越多，切削阻力越小，另一方面，得到的切屑的宽度变小。因此，在以往的镶刀中，使槽部的个数多，则有得不到为了曲卷切屑的充分的刚性的情况，切屑排出性变坏。因此，在考虑切屑排出性的情况下，对一个侧面的槽部的个数实质上作出限制。

在本实施方式中，如后述，设置具有立起部(即倾斜部6的下方端部)6a的倾斜部6，该立起部6a随着从分割切削刃41的端部朝向中央部，离开对应的分割切削刃41的距离变大。该下方端部6a在俯视下弯曲。因此，即使为宽度小的切屑，通过在宽度方向压缩，也能够对切屑给予适宜的刚性使其曲卷。因此，与以往相比，即使在具有多个槽部5的个数的情况下，也发挥优异的切屑排出性。

在本实施方式中，相对一个侧面3设置四个槽部5。需要说明的是，通常相对一个侧面3形成2～5个左右的槽部5。另外，槽部5相对各侧面3形成相同个数，但也可以为不同个数。

槽部5例如优选以相对于垂直本体部的厚度方向延伸的中心线旋转对称的方式配置于各侧面3。

倾斜部6在上表面2上形成于沿分割切削刃41的前刀面的内侧。另外，倾斜部6如图4(a)、(b)所示，以随着从分割切削刃41远离、距离下表面9(安装座面)的高度变高的方式设置。

倾斜部6以使由分割切削刃41生成的切屑曲卷的目的形成。因此，倾斜部6如图1及图2所示，与各分割切削刃41对应，并沿分割切削刃41形成多个。

在倾斜部6中，如图3所示，下方端部6a以在俯视下随着从分割切削刃41的两端朝向中央，从对应的分割切削刃41远离的方式形成。即，随着从分割切削刃41的两端朝向中央，离开对应的分割切削刃41的距离变大。例如，将图4(a)所示的下方端部6a与分割切削刃41的距离设为X₁，将图4(b)所示的下方端部6a与分割切削刃41的距离设为X₂时，所述X₁及X₂具有X₁＞X₂的关系。下方端部6a如图3所示，在俯视下形成凹状。通过该结构，由分割切削刃41生成的切屑首先从宽度方向的端部与倾斜部6的下方端部6a接触，由此，切屑被拧(在宽度方向被压缩)，能够对宽度小的切屑给予使其曲卷而所需的充分的刚性。

倾斜部6例如图4(c)、(d)所示，在俯视下与分割切削刃41平行的线的截面、例如与分割切削刃41平行的垂直方向的截面(以下，仅称“平行截面”)中还优选具有构成凹状的第一凹部。即，倾斜部6具有在与交线部正交的方向上延伸的凹状面。由此，被下方端部6a在宽度方向压缩的切屑在保持压缩状态的同时被曲卷。

在该凹状的倾斜部6的平行截面中，如图4(c)、(d)所示，第一凹部的一部分也可以有平坦部6b。具体而言，倾斜部6具有随着从对应的分割切削刃41的中央部朝向端部而高度位置大致固定的平坦面6b。在图4(c)、(d)中，该平坦部6b的宽度以随着从分割切削刃41远离而变大的方式形成。即，平坦部6b如图3所示，具有大致三角形的形状。由此，不使被曲卷的切屑在倾斜部内滞留，向外部的排出(切屑排出性)良好。

需要说明的是，在上述的情况下，与平坦部6b邻接的曲面的曲率根据倾斜部6的形状适宜设定。例如，图4(c)、(d)所示的平坦部6b位于倾斜部6的中央部。图4(d)表示比图4(c)更从分割切削刃41远离的截面。与图4(c)的平坦部6b邻接的曲面的曲率以比与图4(d)的平坦部6b邻接的曲面的曲率小的方式形成。

另外，倾斜部6如图3及图4所示，优选包括第一倾斜部61和第二倾斜部62，其中，第一倾斜部61包括下方端部6a，第二倾斜部62位于比第一倾斜部61高的位置，并且相对于水平面(下表面9)倾斜角度大。所述“高的位置”是指在镶刀1的厚度方向上位于高的位置。更具体而言，是指将下表面9作为安装座面静置镶刀1时，将切削刃4作为基准，第二倾斜部62位于更高位置。

若倾斜部6具有相对于该水平面的倾斜角度不同的至少两个倾斜面，则能够使各种厚度范围的切屑曲卷。例如，根据切削工具的进给速度，生成厚度不同的切屑。在本实施方式中，能够用倾斜角度小的第一倾斜部61对厚度大的切屑进行曲卷，用倾斜角度大的第二倾斜部62对厚度小的切屑进行曲卷。进而，曲卷半径的控制、切屑的排出的控制也是可能的。上述的效果例如通过将倾斜部6设为相对于水平面的倾斜角度不同的多个倾斜面连续的弯曲部、即在与所述分割切削刃41正交的剖视下成为凹状的第二凹部也能够得到。

在镶刀1的上表面上还形成有位置与倾斜部6相交替的隆起部7。该隆起部7使切屑的排出方向稳定以使由分割切削刃41生成的切屑彼此相互不冲撞，并且发挥用于将切屑向倾斜部6引导的导向作用。由此，能够使切屑可靠地曲卷。在图2中，以从各槽部5向内侧延伸的方式形成多个隆起部7。

另外，隆起部7具有一对倾斜侧面。一对倾斜侧面从隆起部7的顶部向与上表面2中位于槽部5的两端的两个分割切削刃41分别对应的前刀面倾斜。隆起部7通过具有该一对侧面，能够抑制在分割切削刃41形成的切屑的排出方向向左右偏向。

<切削工具>

其次，使用图5对本发明的切削工具的一实施方式进行说明。如图5所示，切削工具10通过将上述镶刀1安装于刀夹11的前端侧外周部而成。

在本实施方式中，刀夹11为圆盘状，但刀夹的形状例如也可以为棒状、圆柱状。刀夹11具有安装镶刀1的八个刀片槽12。因此，切削工具10具有八个镶刀1。

镶刀1以使分割切削刃41从刀夹11的外周面突出的方式安装分割切削刃41。各镶刀1通过螺钉部件21螺纹固定于刀片槽12。

切削工具10由于具有上述镶刀1，因此能够抑制在宽度方向被细小切断的多个切屑相互冲撞。因此，切屑排出性得以提高，能够实现工具寿命的提高。

在本实施方式中，镶刀1经由片部件13安装于刀片槽12。由此，即使在镶刀1的切削刃4等产生缺损的情况下，由于位于该切削刃4的缺损部分的刀夹11被片部件13保护，因而能够抑制刀夹11的损伤。因此，能够延长刀夹11的寿命。

在本实施方式的镶刀1中，分割切削刃41以相对于刀夹11的轴线S，随着从前端朝向后端而远离的方式倾斜配置。即，镶刀1以分割切削刃41具有正的轴向前角的方式安装于刀夹11。由此，能够进一步实现切削阻力的降低。因此，尤其如进刀量等大的重切削加工那样，即使在更加严酷的切削条件下，也能够发挥优异的切削性能。

需要说明的是，在本实施方式中，在将镶刀1安装于刀夹12时，例示了将片部件13介入镶刀1与刀夹12之间的方式，但也可以是镶刀1直接抵接刀夹12的方式。另外，在本实施方式的切削工具中，例示了端面铣刀，但并不限于此，也可以适用于立铣刀等。

<被切削件的切削方法>

使用图6，例示使用了切削工具10的情况来说明本发明一实施方式涉及的被切削件的切削方法。本实施方式涉及的被切削件的切削方法具有以下(i)～(iii)的工序。

(i)如图6(a)所示，使切削工具10以刀夹11的轴线S为中心向箭头A方向旋转的工序，向箭头B方向移动，使切削工具10的切削刃接近被切削件100的工序。

(ii)如图6(b)所示，使镶刀1的切削刃4与被切削件100的表面接触，使切削工具10向箭头c方向移动，切削被切削件100的表面的工序。

(iii)如图6(c)所示，使切削工具10向箭头d方向移动，使切削工具10从被切削件100离开的工序。

由此，在本实施方式中，由于使用具有优异的切屑排出性且工具寿命长的切削工具10实施上述(i)～(iii)的工序，因此，能够实现加工效率的提高及精加工表面精度的提高。即，能够抑制在分割切削刃41生成的切屑在被切削件100与切削刃4之间堵塞，并能够抑制切削刃4及槽部5的缺损。其结果是，能够长期稳定地进行加工精度高的切削加工。

需要说明的是，只要使切削工具10与被切削件100相对接近即可，例如也可以使被切削件100接近切削工具10。与此同样地，在所述(iii)的工序中，只要使被切削件100与切削工具10相对远离即可，例如也可以使被切削件100从切削工具10远离。在继续进行切削加工时，保持使切削工具10旋转的状态，反复使镶刀1的切削刃4接触被切削件100的不同部位的工序即可。当使用的切削刃4磨损时，使镶刀1相对贯通孔8的中心轴旋转90度，使用未使用的切削刃4即可。

以上例示了本发明涉及的几个实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，只要不脱离发明目的，可以为任意的实施方式是理所当然的。例如，在所述的实施方式中，对形成多个槽部的情况进行了说明，但本发明涉及的槽部至少有一个即可。