切削工具的板状部件、刀架、夹紧部件、及切削工具

摘要

切削工具的板状部件具有大致长方形状的两个侧面、在沿长方形的长边的方向上延伸的上表面及下表面、设置成切削刃位于短边方向的两个端面的一侧的两个端面。一个侧面是向外膨胀的弯曲面。下表面具有相对于上表面倾斜的倾斜部分。将该板状部件借助具有与下表面接触的下表面拘束面的刀架保持，使用具有与板状部件的上表面接触的上表面拘束面的夹紧部件向刀架固定。由此，在稳定地保持板状部件的同时，能够调整刀尖的突出长度，所以能够抑制颤动，提高加工面的品质。

说明书

技术领域

本发明涉及切削工具的板状部件。此外，涉及用于将该板状部件固定的刀架及夹紧部件、具备该板状部件的切削工具。

背景技术

在以往的切削工具中存在如专利文献1所示的切削工具。即，专利文献1公开下述结构：一种用于在被加工物的端面上进行开槽加工的端面开槽用切削工具，为了对应加工的槽宽度的变化，使用被称为调整板的部件。调整板的一部分呈弯曲的板状。在该弯曲的板状的部分上，开槽刀片的方式的切削刀片被拆装自如地装配。调整板借助两根螺栓被固定于柄（shank）侧的部件。

专利文献1：日本实开昭63-140303号公报。

但是，专利文献1的切削工具不具有弯曲的板状部分的突出长度的调整机构。即，弯曲的板状部分的突出长度被固定。

一般地，弯曲的板状部分的突出长度较长的切削工具与被加工物的干渉较少，具有能够加工深槽、容易操作的优点。相反，突出长度较长的切削工具存在下述情况：根据加工条件容易发生颤动，加工面的品质下降。因此，为了应对希望能够加工深槽、或希望使加工面的品质提高的这种存在折衷选择的关系的要求，希望切削工具的刀尖的突出长度能够对应被加工物的形状和切削条件等适当地调整，且稳定地保持切削工具。

发明内容

本发明的目的在于，在切削工具中使用板状部件，能够稳定地保持该板状部件的同时调整刀尖的突出长度。

本发明的切削工具（1）的板状部件（2），具有第1及第2侧面（7、8）、上表面（3）及下表面（4）、两个端面（5、6），前述第1及第2侧面（7、8）具有长边及短边，前述第1及第2侧面（7、8）是大致长方形的，前述上表面（3）及下表面（4）在沿前述长边的方向上延伸，前述两个端面（5、6）沿前述短边方向，切削刃位于前述两个端面（5、6）的至少一个端面（5）侧，前述第1侧面（7）是在前述上表面（3）和前述下表面（4）之间向外膨胀的弯曲面，前述下表面（4）具有相对于前述上表面（3）倾斜的倾斜部分。

本发明的刀架是用于保持本发明的切削工具（1）的板状部件（2）的刀架（30），具有与板状部件（2）的下表面（4）接触的下表面拘束面（32）。

本发明的夹紧部件是用于将本发明的切削工具（1）的板状部件（2）向本发明的刀架（30）固定的夹紧部件（40），具有与板状部件（2）的上表面（3）接触的上表面拘束面（41）。

本发明的切削工具是具备本发明的板状部件（2）的切削工具（1）。

根据本发明，使切削工具（1）的板状部件（2）的下表面（4）接触至下表面拘束面（32），使形成为向外膨胀的弯曲面的第1侧面（7）接触至侧面拘束面（33），此外，对相对于下表面（3）倾斜的上表面（3）从上表面拘束面（41）施加夹紧力，能够将板状部件（2）固定。由此，能够在稳定地保持板状部件的同时调整刀尖的突出长度。因此，能够抑制颤动，提高加工面的品质，并且对应被加工物的形状及切削条件，避免与被加工物的干渉，同时能够适当地进行切削工具的刀尖的突出长度的调整。

此外，本发明提供一种切削工具，前述切削工具借助涉及本发明的提供下表面拘束面（31）及经由侧面拘束面（33）的刀架及上表面拘束面（41）来作用夹紧力的夹紧部件，与本发明的板状部件协同作用，能够适当地调整突出长度，同时实现较高的工具刚性，大幅抑制颤动的产生等。

附图说明

图1是第1实施方式的切削工具的立体图。

图2是图1的切削工具的主视图。

图3是图1的切削工具的板状部件的立体图。

图4是图3的板状部件的右视图。

图5是图3的板状部件的主视图。

图6是图3的板状部件的俯视图。

图7是图3的板状部件的左侧图。

图8是图4的板状部件的VIII-VIII剖视图。

图9是图1的切削工具的切削刀片的立体图。

图10是图1的切削工具的刀架的立体图。

图11是图10的刀架的主视图。

图12是图10的刀架的俯视图。

图13是图10的刀架的左侧图。

图14是图1的切削工具的夹紧部件的立体图。

图15是图14的夹紧部件的从另一方向观察的立体图。

图16是对由图1的切削工具的板状部件进行的端面开槽加工进行说明的立体图。

图17是说明图16的端面开槽加工的后视图。

图18是第2实施方式的切削工具的立体图。

图19是第3实施方式的切削工具的主视图。

具体实施方式

参照附图，对应用本发明的切削工具的实施方式进行说明。

（第1实施方式）

如图1至图15所示，第1实施方式的切削工具1是用于在被加工物的端面上进行开槽加工的端面开槽用切削工具。所谓端面开槽，是图16及图17示出的示意图那样的开槽加工。若在被加工物60的端面上应用在车床等工作机械上安装的本实施方式的切削工具1，则圆环状的槽61被加工。另外，为了使说明易于理解，在图16及图17中，作为切削工具1，仅示出了板状部件2。实际上，板状部件2借助夹紧部件40和固定部件50被向刀架30固定，由此成为切削工具1。如图9所示，该切削工具1使用在正面20f及左右侧面20l、20r和上表面（前刀面）20t的交差棱线上具有切削刃的切削刀片20。但是切削刃的形状、切削刀片20的形状不被该实施方式限定。能够使用已知的各种各样的形状的切削刀片20。

该实施方式的切削工具1是特别适用于端面开槽加工的切削工具1。如前所述，端面开槽加工的被加工的槽61的形状为圆环状，所以被应用的切削工具1的切削刃的周边优选为以模仿将要加工的圆环状的槽61的方式弯曲的板状。切削工具1的切削刃的周边被设为弯曲的板状，由此如图17的示意图所示，圆环状的槽61中能够收纳板状的部分，所以支承切削刃的刚性被维持。

切削刀片20向板状部件2的刀片座（insertseat）13装拆自如地装配。使用端面开槽用切削工具1时能够应用已知的各种各样的形状的开槽用切削刀片20。在该实施方式中，切削刀片20借助刀片座13周边的弹性被固定。即，将切削刀片20装配时，切削刀片20的基端侧的柄22被推入至具有与其互相嵌合的内表面形状的刀片座13，使刀片座13的周边弹性变形，由此被固定。若将切削刀片20拆下，则刀片座13的周边被从弹性变形解放。如图4等所示，设置于板状部件2的孔2h是用于将切削刀片20拆下的扳手等部件的插入用的孔。通过使用切削工具1，在切削刀片20磨损时，能够更换为另外的切削刀片20。因此，该切削工具1能够重复使用，较为经济。若这样地，切削刀片20借助刀片座13周边的弹性被固定，则没有从板状部件2向上方突出的部分，构造简单化。因此，不与被加工物60发生干渉，特别地在端面开槽加工中，切屑的排出性较高，进行精度较高的加工也较有效。

但是，将切削刀片20向板状部件2装配的固定方法不限于该实施方式。能够应用已知的各种各样的切削刀片20的固定方法。例如，也能够利用按压件等夹紧部件或螺旋夹来固定。但是若考虑深槽的加工及切屑的排出性，则强烈地希望设置成夹紧部件和螺纹件头部不从板状部件2突出的构造。

此外，关于切削工具，也不限于如该实施方式所示地使用切削刀片20。也可以是在板状部件上铜焊有具有切削刃的刀片的切削工具（图中未示出）。此外也可以是，板状部件由超硬合金和陶瓷等硬质材料制作，设置成一体地具有切削刃的板状部件（图中未示出）。

另外，在该实施方式中，使用在正面20f和上表面20t的交差棱线上形成的切削刃的宽度约4mm的切削刀片20。即，是适合在被加工物60上加工槽宽度约4mm的槽61的端面开槽加工用的切削工具1。但是切削刃的宽度也不限于该实施方式。切削刃的宽度对应于被加工物的槽的宽度和切削条件被适当选择即可。

如前所述，板状部件2借助夹紧部件40和固定部件50被向刀架30固定。在刀架30上有安装基准面31。将安装基准面31的部分向车床等工作机械装配。刀架30的结构的详细情况在下表面说明。板状部件2具有上表面3、下表面4、两个端面5、6、第1侧面7、第2侧面8。为了方便，将两个端面5、6称作前端面5及后端面6。刀片座13可以形成在前端面5侧的上表面3侧。另外，为了使说明易于理解，使用上表面3和前端面5等表示空间内的朝向的术语，但这只是为了方便，不是为了规定空间内的绝对的的朝向和位置关系。只要没有特殊限制，其他表示空间内的朝向和位置关系的术语也是一样的。

如从图3及图5等观察，板状部件2的第1侧面7是以向外突出的方式弯曲的弯曲面。相反侧的第2侧面8是以向内凹陷的方式弯曲的弯曲面。第1及第2侧面7、8的形状以不与被加工物的加工形状方式干渉的方式受到制约。即如图17的示意图中所示，在端面开槽加工的情况下，板状部件2的一部分能够进入至被加工成圆环状的槽61的内部，由此即使为了加工深槽将切削刃送入至槽的里部，也能够将切削刀片20乃至切削刃稳定地保持。反过来说，板状部件2以不在被加工物的被加工成圆环状的槽61中发生干渉地进入的方式被弯曲。即，第2侧面8的曲率半径设为在被加工物上被加工成圆环状的槽的中心O侧的壁面的加工径（直径）的一半（即曲率半径r1）以上。第1侧面7的曲率半径设为曲率半径r2以下，所述曲率半径r2为在该加工径（直径）的一半上加上切削刃的宽度。这样地设定第1及第2侧面的曲率半径，由此板状部件2在与被加工的槽形状之间在两侧确保退刀槽。即，板状部件2至少在切削刀片20的固定部分上在两侧面7、8上具有后角。

如图4的右视图所观察，从与第1侧面7对置的方向观察，板状部件2的外轮廓形状是分别具有两个长边9、10和短边11、12的大致长方形。两个长边9、10互相大致平行。这里，将第1侧面7和下表面4的交差棱线设为第1长边9。此外，将第1侧面7和前端面5的交差棱线设为第1短边11。这样，板状部件2被设为大致长方形，由此能够调整向长边方向的刀尖距刀架30的突出长度。具体地，板状部件2以能够调整向与下表面4和第1侧面7的交差棱线9平行的方向的突出长度的方式将与该交差棱线正交的截面的形状在既定的范围内设定为恒定。即在既定的范围内截面形状恒定，所以在该交差棱线的方向的任意位置上能够夹紧。

在板状部件2的突出长度的调整所需的既定的范围内，能够将板状部件2和刀架30及夹紧部件40的接触位置偏离。该交差棱线是第1长边9。在图8中表示该被设定为恒定的截面形状。图8作为图4的VIII-VIII剖面线的截面来表示，但在既定的范围内截面形状恒定。

另外，在板状部件2的刀片座13的周边形成有上表面3的一部分即倾斜面3a。该倾斜面3a是被设为用于切屑排出的容屑槽的面。但是，在该实施方式的切削工具1中，倾斜面3a不被设为凹面状，而设为平面状。因此，也可以不被称作容屑槽而被称作切屑引导面。该切屑引导面是以从被加工物的被加工的槽中排出切屑为目的进行引导的面。在该实施方式的切削工具1中，如图7所示，截面形状恒定的既定的范围3b被设为切屑引导面即倾斜面以外的部分的全部范围。即从后端面6到切屑引导面的开始的范围的截面形状恒定。若在这样的形状上形成截面形状，则容易将板状部件2通过研磨加工等高精度地制作。因此，夹紧刚性也被提高。但是，不限于此。截面形状恒定的范围对应板状部件2的突出长度的调整量被确保即可。不影响突出长度的调整的部分可以是任何形状。

如从图8的剖视图及图5的主视图中所观察，板状部件2的下表面4相对于上表面3倾斜。即，一方的第1侧面7侧上的上表面3和下表面4的距离比作为另一方的第2侧面8侧上的上表面3和下表面4的距离长。若用另外的表述，则在图8所示的截面形状中，近似于上表面3地延长的直线与近似于下表面4地延长的直线在第2侧面8侧交差。上表面3及下表面4都是在将板状部件2向刀架30固定时被设为接触面的面。在该实施方式的切削工具1中，板状部件2的上表面3及下表面4分别被设成平面。但是，不限于此。上表面3及下表面4是能够与刀架30及夹紧部件40接触的形状即可，可以是任何形状。下表面4相对于上表面3至少局部地具有倾斜的倾斜部分即可。即下表面4的接触面是形成在下表面4上的至少一部分的倾斜部分即可，所述下表面4相对于上表面3的接触面倾斜。另外，在下表面4为平面的情况下，下表面4的倾斜部分是指下表面4的整体。

无论哪种情况，若下表面4相对于上表面3这样地倾斜，或具有倾斜部分，则在将板状部件2向刀架30固定时，将板状部件2推向第1侧面7侧的力作用。因此能够将板状部件2的第1侧面7作为与刀架30的接触面来利用。板状部件2将至少上表面3、下表面4的倾斜部分及第1侧面7的三个面作为接触面，由此被牢固地向刀架30固定。结果，能够提高夹紧刚性，抑制颤动的产生。或者能够提高加工面的品质。下表面4的倾斜部分相对于上表面3的倾斜角度A优选为10°以上且在90°以下的范围。更优选为60°以上且90°以下的范围。若设成这样的倾斜角度A，则将板状部件2向刀架30固定的稳定性提高。在该实施方式中，下表面4相对于上表面3的倾斜角度A设为约80°。

如前所述，如图10及图11所示，该实施方式的切削工具1的刀架30具有安装基准面31。在安装基准面31上规定长边方向。将从长边方向观察的刀架30的一个端面设为正面。这里，与板状部件2的正面方向配合，将图11的方向设为正面。安装基准面31的周边也可被成为柄部。该安装基准面31被推向车床等工作机械的刀具台，刀架30被向工作机械装配。即刀架30是用于将板状部件2保持、向工作机械装配的部件。

该实施方式的刀架30在形成于下表面侧的安装基准面31的附近具有垂直的壁面31a。该垂直的壁面31a也能够被设为被装配于工作机械时的宽度方向的基准面。另外，刀架30的安装基准面31及宽度方向的基准面对应工作机械的刀具台或刀架、接合器等适当地选择形状。

刀架30具有与板状部件2的下表面4接触的下表面拘束面（下面拘束面）32。下表面拘束面32被设为与板状部件2的下表面4的倾斜部分对应的形状。即下表面拘束面32向随着相对于安装基准面31向与安装基准面31平行的方向离开逐渐隆起的方向倾斜。在该实施方式中，板状部件2的下表面4被设为平面，所以刀架30的下表面拘束面32也被设为平面。但是不限于此。下表面拘束面32只要是能够与下表面4的倾斜部分接触的形状即可，可以设为任何面。下表面拘束面32的相对于安装基准面31的图11的主视图所示的倾斜角度B优选为90°以上且170°以下的范围。倾斜角度B更优选为100°以上且130°以下的范围。若设为这样的倾斜角度B，则在与板状部件2的下表面4接触时，产生朝向第1侧面7侧的拘束力，将板状部件2向刀架30固定的稳定性提高。在该实施方式中，下表面拘束面32的相对于安装基准面31的倾斜角度B为约115°。

刀架30具有与板状部件2的第1侧面7接触的侧面拘束面33。在该实施方式中，侧面拘束面33被设成2层构造。即侧面拘束面33具有第1接触部分34及第2接触部分35。板状部件2的第1侧面7是弯曲面，所以若使侧面拘束面33的形状和第1侧面7的弯曲形状完全一致，则不能相对于具有各种各样的曲率半径的第1侧面7的板状部件2兼用刀架30。此外使刀架30的侧面拘束面33的形状与第1侧面7的弯曲形状完全一致有时在制造上较难。因此，在该实施方式中，将侧面拘束面33设为2层构造，由此将主视时的接触点积极地设为两点，能够相对于具有各种各样的曲率半径的第1侧面7的板状部件2来应用。或者将板状部件2设为能够稳定地固定于刀架30。即侧面拘束面33具有第1接触部分34及第2接触部分35，所以与板状部件2的第1侧面7以两点接触。而且，下表面4与下表面拘束面32接触，由此借助3点接触来稳定地确定板状部件2的姿势。因此，能够吸收板状部件2的第1侧面7的曲率半径的一些不同。此外板状部件2的固定非常稳定。

刀架30在与安装基准面31对置的上表面具有与夹紧部件40接触的引导面36。如从图14及图15所观察，夹紧部件40具有与板状部件2的上表面3接触的上表面拘束面41和与刀架30的引导面36接触的被引导面42。夹紧部件40借助紧固螺栓等固定部件50被向刀架30固定。将固定部件50紧固，由此夹紧部件40将板状部件2向刀架30固定。即，刀架30具有对应于固定部件50的固定机构。即固定部件50为紧固螺栓时，刀架30具有对应于紧固螺栓的外螺纹的内螺纹的螺纹孔。在该实施方式的切削工具1中，如前所述，板状部件2借助3点接触将姿势稳定地固定。因此，将板状部件2的上表面3借助夹紧部件40的上表面拘束面41推压，由此板状部件2被向刀架30完全地固定。另外，在该实施方式中，固定部件50设为4根紧固螺栓。但是不限于此。固定部件50也可是1根紧固螺栓。此外也可以是使用2根、3根或者5根以上的紧固螺栓的结构。显然也可以是螺栓以外的紧固连结方法。

刀架30的引导面36向与下表面拘束面32的倾斜方向相同的朝向倾斜。因此，引导面36向与板状部件2的上表面3相反的朝向倾斜。即引导面36产生将夹紧部件40向板状部件2的第1侧面7侧拉入的力。因此，夹紧部件40的上表面拘束面41在与板状部件2的上表面3接触时，产生将板状部件2的第1侧面7推向侧面拘束面33的力。借助这些构造的协同作用，板状部件2被非常牢固地固定于刀架30。结果，夹紧刚性提高，颤动的产生被大幅抑制。进而，被加工物的加工面的品质大幅提高。

如图14及图15所示，该实施方式的夹紧部件40在与长边方向交差的方向上具有2条狭缝43。该狭缝43设置成用于促进夹紧部件40的弹性变形。即，通过设置狭缝43，夹紧部件40易于弹性变形，板状部件2及刀架30能够在更宽的范围内紧密地接触。因此，夹紧进一步稳定。但是不限于此。狭缝也可以是1条、也可以是3条以上。或者，根据夹紧部件40材质等也可以不设置狭缝。

（第2实施方式）

在图18中表示第2实施方式的切削工具1。另外，对与第1实施方式相同的部件，使用相同的附图标记，省略其说明。该实施方式的切削工具1的刀架30设置成将多个部件组合的组合构造体。即刀架30由第1刀架部件37、第2刀架部件38构成。将第1及第2刀架部件37、38组合的组合构造体的形状与第1实施方式的刀架30相同。第1刀架部件37和第2刀架部件38借助紧固螺栓等紧固连结。

第1刀架部件37和第2刀架部件38可以具有互补形状，具有多个互相接触的接触面来使相互的位置关系保持稳定。该多个接触面可以配置成具有构成锐角的部分。该实施方式的刀架30在第1刀架部件37上形成有引导面36及安装基准面31。此外，在第2刀架部件38上形成有下表面拘束面32及侧面拘束面33。即形成引导面36的部件与形成下表面拘束面32及侧面拘束面33的部件不同。若这样刀架30构成组合构造体，则在更换第1侧面7的弯曲形状或曲率半径不同的各种板状部件2来应用于各种各样的直径的槽形的加工时，能够仅更换第2刀架部件38来适应。因此，能够提供对应于板状部件2的弯曲形状的高精度的刀架30。或者，抑制更换部件的制造成本，比较经济。或者更换部品的保管空间可以较少，保管管理（库存管理）较为容易。

（第3实施方式）

在图19中表示第3实施方式的切削工具1。另外，对与第1实施方式相同的部件，使用相同的附图标记，省略其说明。第3实施方式的切削工具1的板状部件2的上表面3及下表面4设为曲面形状。这样，上表面3及下表面4不限于平面形状。下表面4的实质上的接触面相对于上表面3的实质上的接触面倾斜即可。该实施方式的板状部件2的上表面3及下表面4都设成圆筒面形状。即从主视侧观察，上表面3及下表面4的外轮廓形状都设为圆弧形状。用其他的话说，在从主视侧观察的截面形状中，上表面3及下表面4的形状都设为圆弧形状。外轮廓形状这样地设为圆弧形状时，上表面3或者下表面4的倾斜方向可以被定义为该圆弧的中点的切线的方向。该实施方式的板状部件2的下表面4的圆弧的中点的切线的方向相对于上表面3的圆弧的中点的切线的方向倾斜。上表面3及下表面4的曲面形状不限于圆筒面形状。例如，也可以形成锯齿等更复杂的曲面形状。

（其他）

该发明的切削工具的板状部件、刀架及夹紧部件不限于以上说明的实施方式及变形例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行多种变更及追加。

例如，也可以是，借助在板状部件2和刀架30的一个上设置凸部、在另一个上设置互补形状的凹部等方法使其结合，由此，能够按级调整板状部件2的突出长度。进而，也可以在板状部件2和刀架30的一个上设置刻度等记号，在另一个设置指示标记，由此，能够在视觉上确认突出长度。此外，能够应用用于调整切削工具的突出长度的各种现有技术。

切削刀片20的切削刃、或铜焊有具有切削刃的刀片的板状部件或者一体地具有切削刃的板状部件的该切削刃、及切削刃的周边的工具材料优选为超硬合金、金属陶瓷、陶瓷、立方氮化硼等硬质材料或者在这些硬质材料的表面上覆盖物理气相沉积涂覆膜（PVD涂覆膜）或化学气相沉积涂覆膜（CVD涂覆膜）的膜的材料、或者从金刚石中选择的材料。

该切削工具的板状部件被应用于各种各样的切削工具，该切削工具被装配于工作机械，由此能够利用于钢材等的切削加工。特别地，在被应用于车床用的车刀或旋转切削工具等来在被加工物的端面上进行开槽加工时较为有效。在实施方式中仅记载了车床用的端面开槽用切削工具，但也可以应用于被称为套孔工具的旋转切削工具等。套孔工具是用于开槽加工或者开孔加工的旋转切削工具。

进而，在以上已说明的实施方式中，构成为在侧视时（例如从与第1侧面7对置的方向观察）为大致长方形的板状部件2的1个端面5的上表面3侧设置刀片座13。但是也可以在其他的端面6上设置刀片座。例如，也可以在由板状部件的后端面6和上表面3形成的角部上设置刀片座。该情况下，在该刀片座上安装切削刀片来使用的情况下，板状部件借助与图1颠倒的形状的夹紧部件40和固定部件50来被固定，由此构成切削工具1。此外，在该情况下，也如第1实施方式中所说明，也可以构成铜焊有具有切削刃的刀片的板状部件或一体的具有切削刃的板状部件。

并且，在以上说明的实施方式中，将第1及第2侧面7、8二者设为弯曲面。但是，也可以仅将第1侧面7设为上述的弯曲面。即，只要借助夹紧部件40的上表面拘束面41与板状部件2的上表面3接触，将板状部件2的第1侧面7推至侧面拘束面33的力有效地作用，且只要第2侧面8不与在被加工物上被加工的圆环状的槽的中心O侧的壁面干渉，关于第2侧面，即使没有构成上述弯曲面的部分也可以。