技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及切削鑲刀及切削工具、以及使用該切削工具的切削加工物的制造方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)有以來,作為用于進(jìn)行端面銑削加工的切削鑲刀(以下,往往稱為“鑲刀”。),提出有一種能夠使用六邊形狀的兩面的鑲刀(例如,參照國際公開第2007/037733A1號(hào))。
但是,國際公開第2007/037733A1號(hào)的鑲刀如其Fig.1A或Fig.1E所示那樣,位于夾著拐角切削刃20的位置的主切削刃16和副切削刃17的結(jié)構(gòu)不同,因此,六邊形狀中的三個(gè)拐角部只能使用在各自相同的旋轉(zhuǎn)方向(例如,正轉(zhuǎn))上,需要另行準(zhǔn)備反轉(zhuǎn)的鑲刀來區(qū)分使用。
與其相對(duì),提出有通過將拐角部4的兩側(cè)的切削刃結(jié)構(gòu)設(shè)為相同,由此能夠用于正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)這兩方中的刀片(例如,參照日本特開平9-216113號(hào)公報(bào))。
但是,日本特開平9-216113號(hào)公報(bào)的刀片如其圖2所示那樣,切削刃中的切削加工時(shí)主要使用的部位10呈直線狀傾斜,因此,在切削加工時(shí),在施加較大的切削力的拐角部4的附近處,無法充分地確保切削刃強(qiáng)度而有可能發(fā)生破損。在這一方面,在上述的國際公開第2007/037733A1號(hào)的鑲刀中也是同樣的。
對(duì)此,尋求一種兼具較低的切削阻力和優(yōu)越的抗破損性的鑲刀。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的課題之一在于,提供兼具較低的切削阻力和優(yōu)越的抗破損性的、切削鑲刀及切削工具、以及使用該切削工具的切削加工物的制造方法。
本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的切削鑲刀具備:多邊形狀的上表面;與所述上表面相同形狀的下表面;分別與所述上表面及所述下表面連接的側(cè)面;位于所述上表面與所述側(cè)面的交線部的上切削刃,所述上表面交替地具有:具備第一內(nèi)角的三個(gè)主拐角部;具備比所述第一內(nèi)角大的第二內(nèi)角的三個(gè)副拐角部,所述上切削刃從所述三個(gè)主拐角部中的第一主拐角部朝向所述三個(gè)副拐角部中的與所述第一主拐角部相鄰的第一副拐角部及第二副拐角部分別依次具有:拐角切削刃、隨著從所述拐角切削刃離開而以與穿過所述上下表面的中心軸垂直的垂直面為基準(zhǔn)朝向所述下表面以第一傾斜角傾斜的副切削刃、隨著從所述副切削刃離開而以所述垂直面為基準(zhǔn)朝向所述下表面以比所述第一傾斜角大的第二傾斜角傾斜的主切削刃。
本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的切削工具具備:上述的實(shí)施方式所涉及的切削鑲刀;安裝有所述切削鑲刀的刀架,在所述切削鑲刀中,所述上切削刃中的從所述第一主拐角部到相鄰的所述第一副拐角部的第一主切削部的軸向前角為正,并且,所述上切削刃中的從所述第一副拐角部到相鄰的第二主拐角部的非切削部的軸向前角為負(fù)。
本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的切削加工物的制造方法包括:使上述的實(shí)施方式所涉及的切削工具以所述刀架的旋轉(zhuǎn)軸為基準(zhǔn)而旋轉(zhuǎn)的工序;使旋轉(zhuǎn)中的所述切削工具的所述上切削刃與被切削件的表面接觸的工序;使所述切削工具從所述被切削件離開的工序。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的切削鑲刀,上表面交替地具有:具備第一內(nèi)角的三個(gè)主拐角部;具備比第一內(nèi)角大的第二內(nèi)角的三個(gè)副拐角部,并且從一個(gè)主拐角部朝向與其兩側(cè)相鄰的兩個(gè)副拐角部而具有相同形狀的上切削刃,因此,在順時(shí)針及逆時(shí)針這兩方的切削加工中均可分別采用三個(gè)主拐角部。
與此同時(shí),上切削刃從三個(gè)主拐角部中的第一主拐角部分別朝向三個(gè)副拐角部中的與第一主拐角部相鄰的第一副拐角部及第二副拐角部依次具有拐角切削刃、隨著從拐角切削刃離開而以與穿過上下表面的中心軸垂直的垂直面為基準(zhǔn)朝向下表面以第一傾斜角傾斜的副切削刃、隨著從副切削刃離開而以垂直面為基準(zhǔn)朝向下表面以比第一傾斜角大的第二傾斜角傾斜的主切削刃。即,上切削刃在側(cè)視觀察下,具備與中心軸垂直的拐角切削刃以及向下表面?zhèn)瘸蕛呻A段地傾斜的副切削刃及主切削刃。因此,與上述那樣的具備比較小的第一內(nèi)角的主拐角部及具備比較大的第二內(nèi)角的副拐角部的協(xié)同作用下,能夠兼具較低的切削阻力和優(yōu)越的抗破損性。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的切削鑲刀的圖,(a)是立體圖,(b)是俯視圖(上面圖)。
圖2是表示圖1所示的切削鑲刀的側(cè)視圖,(a)是X1向視圖,(b)是X2向視圖,(c)是X3向視圖。
圖3是表示圖1的切削鑲刀的變形例的圖,(a)是立體圖,(b)是俯視圖(上面圖)。
圖4是表示圖3的切削鑲刀的側(cè)視圖,(a)是Z1向視圖,(b)是Z2向視圖。
圖5是將圖3的切削鑲刀的局部放大表示的俯視圖(上面圖)。
圖6是表示圖5的切削鑲刀的圖,(a)是Z3向視側(cè)視圖,(b)是y-y線的剖視圖,(c)是z-z線的剖視圖。
圖7是表示圖5的切削鑲刀的剖視圖,(a)是a-a線的剖視圖,(b)是b-b線的剖視圖,(c)是c-c線的剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的切削工具的圖,(a)是立體圖,(b)是側(cè)視圖。
圖9是將圖8的切削工具中的切削鑲刀的安裝狀態(tài)放大表示的側(cè)視圖,(a)是從側(cè)面觀察切削鑲刀時(shí)的圖,(b)是從上面觀察切削鑲刀時(shí)的圖。
圖10(a)~(c)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的切削加工物的制造方法的工序圖。
圖11(a)~(c)是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的切削加工物的制造方法的工序圖。
具體實(shí)施方式
<切削鑲刀>
以下,關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的切削鑲刀參照?qǐng)D1及圖2進(jìn)行詳細(xì)地說明。
如圖1及圖2所示,本實(shí)施方式的鑲刀1具備:大致呈多邊形狀(六邊形狀)的上表面2;與上表面2相同形狀的下表面3;分別與上表面2及下表面3連接的側(cè)面4;從上表面2貫通至下表面3的貫通孔6(安裝孔);位于上表面2與側(cè)面4的交線部的上切削刃5;位于下表面3與側(cè)面4的交線部的下切削刃5P。鑲刀1中例如上表面2的1邊為5mm~100mm、上下表面2、3的厚度為3mm~100mm即可。需要說明的是,如圖1所示,本實(shí)施方式的貫通孔6位于上表面2及下表面3各自的中央部。
本實(shí)施方式的鑲刀1在俯視觀察下,為圖1(b)所示那樣的六邊形狀(大致六邊形)。所謂“俯視觀察”,是指從上表面2側(cè)觀察了鑲刀1的狀態(tài)的含義。在此,所謂“六邊形狀”,并不局限于嚴(yán)格的六邊形(正六邊形)的情況,而是為在能夠發(fā)揮功能的范圍之內(nèi)也包括稍許的變形在內(nèi)的概念。即,本實(shí)施方式的六邊形狀包括例如各邊或者各頂點(diǎn)為略微的曲線狀的情況。
進(jìn)而,鑲刀1的上表面2交替地具有:具備第一內(nèi)角α的三個(gè)主拐角部21(第一~第三主拐角部21a~21c);具備比第一內(nèi)角α大的第二內(nèi)角β的三個(gè)副拐角部22(第一~第三副拐角部22a~22c)。同樣地,鑲刀1的下表面3交替地具有:具備第一內(nèi)角α的三個(gè)主拐角部21;具備比第一內(nèi)角α大的第二內(nèi)角β的三個(gè)副拐角部22。如此,鑲刀1從一個(gè)主拐角部21朝向與其兩側(cè)相鄰的兩個(gè)副拐角部22、22而具有相同形狀的上切削刃5及下切削刃5P,故在三個(gè)主拐角部21的各自中,能夠以向順時(shí)針及向逆時(shí)針這雙方向旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行切削加工。即,根據(jù)本實(shí)施方式的鑲刀1,通過以順時(shí)針及逆時(shí)針的方式分別采用三個(gè)主拐角部21,由此能夠作為實(shí)質(zhì)上具備六個(gè)主拐角部的鑲刀來使用。
在此,優(yōu)選第一內(nèi)角α為大致直角。所謂“大致直角”是指實(shí)質(zhì)為直角的含義。具體而言,本實(shí)施方式的大致直角包括90°±3°的范圍內(nèi)。尤其是,優(yōu)選第一內(nèi)角α大于90°。另外,優(yōu)選第二內(nèi)角β設(shè)定在140°~150°的范圍內(nèi)。需要說明的是,從將全部的邊用于切削加工中,且同時(shí)將對(duì)切削作出貢獻(xiàn)的切削刃的長度確保得較大的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選各邊的長度相等。
另外,在本實(shí)施方式的鑲刀1中,上切削刃5位于上表面2的整周上。由此,鑲刀1能夠?qū)⑷齻€(gè)主拐角部21用于切削加工中。另外,在如此采用上切削刃5進(jìn)行切削加工的情況下,下表面3的一部分作為用于安裝在后述的刀架11上的安裝座面(載置部)來發(fā)揮功能。
需要說明的是,如圖1(a)及圖2(a)所示,本實(shí)施方式的鑲刀1為能夠?qū)⑸媳砻?及下表面3的兩表面分別作為發(fā)揮前刀面的功能的面來使用的所謂負(fù)型鑲刀。因而,在采用下切削刃5P進(jìn)行切削加工的情況下,可以將下表面3的一部分作為前刀面,而將上表面2的一部分作為安裝座面(載置部)來進(jìn)行使用。即,本實(shí)施方式的鑲刀1中上表面2和下表面3具有相同形狀,從而具備可以將上下兩表面用于切削加工中的結(jié)構(gòu)。以下,只要未特別記載,關(guān)于上表面2的說明也可適用于下表面3。
接著,關(guān)于本實(shí)施方式的鑲刀1的各結(jié)構(gòu)要素,詳細(xì)地進(jìn)行說明。
上表面2為用于排出切屑的具有所謂前刀面的功能的面,從上切削刃5朝向內(nèi)側(cè)依次具有向下表面3側(cè)傾斜的前刀面23、以從下表面3側(cè)離開的方式傾斜的豎起面24、以及與中心軸S1大致垂直的平面狀的載置部26(安裝座面)。所謂“內(nèi)側(cè)”,為相對(duì)于上切削刃5的、鑲刀1的內(nèi)側(cè),是指靠貫通孔6側(cè)(中心軸S1側(cè))的含義。所謂“中心軸S1”,為穿過上下表面2、3的軸,是指在俯視觀察下,使鑲刀1旋轉(zhuǎn)時(shí)成為旋轉(zhuǎn)軸的軸的含義。
如圖1所示,前刀面23與上切削刃5連續(xù)。另外,前刀面23隨著從上切削刃5朝向中心軸S1而朝向下方、即以與中心軸S1垂直的垂直面S1b為基準(zhǔn)而朝向下表面3并以第三傾斜角θ3傾斜(參照?qǐng)D7)。在本實(shí)施方式中,前刀面23位于鑲刀1的整周上。在此,優(yōu)選第三傾斜角θ3設(shè)定為10°~30°。
如圖1所示,豎起面24與前刀面23連續(xù),且隨著從上切削刃5朝向中心軸S1(內(nèi)側(cè))而朝向以垂直面S1b為基準(zhǔn)而從下表面3離開的方向、即朝向上方并以第四傾斜角θ4(未圖示)傾斜。在本實(shí)施方式中,豎起面24位于與三個(gè)副拐角部22對(duì)應(yīng)的部位。在此,優(yōu)選第四傾斜角θ4設(shè)定為40°~70°。
如此,在本實(shí)施方式的鑲刀1中,前刀面23在與三個(gè)主拐角部21對(duì)應(yīng)的部位處與載置部26連續(xù),并且在與三個(gè)副拐角部22對(duì)應(yīng)的部位處經(jīng)由豎起面24而與載置部26連續(xù)。
載置部26在本實(shí)施方式的鑲刀1中,在作為整體而俯視觀察的情況下為多邊形狀、尤其是三角形狀。在此,所謂“多邊形狀”,并不局限于在嚴(yán)格的含義上具有頂點(diǎn)的情況,而是在為了獲得規(guī)定的作用效果而必須的限度內(nèi),例如也包括邊與邊的連接部分稍微彎曲的結(jié)構(gòu)在內(nèi)的概念。
另外,如圖1(b)所示,在俯視觀察下,貫通孔6的外周位于由將三角形狀的載置部26的三個(gè)頂部26t連結(jié)的直線L1圍繞而成的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。需要說明的是,頂部26t是指與多邊形的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的部位,但往往如圖示所示那樣是指由橢圓狀的虛線圍繞的頂點(diǎn)的附近區(qū)域。在這一方面,以下之中也是同樣的。
另外,如圖1(b)所示,優(yōu)選載置部26具有彼此離開的三個(gè)分離部26a。由此,在向刀架11安裝之際,能夠使鑲刀1的三個(gè)分離部26a各自相對(duì)于刀架11所對(duì)應(yīng)的抵接面而分別抵接,故能夠使向刀架11的安裝穩(wěn)定性提高。例如,在鑲刀1的制作過程的燒成工序中,即便在載置部26的形狀彎曲等發(fā)生變形的情況下,由于三個(gè)分離部26a相互獨(dú)立,故無需經(jīng)由研磨加工等的其他工序,而能夠與刀架11的抵接面較強(qiáng)地抵接。
需要說明的是,三個(gè)分離部26a在俯視觀察下分別為三角形狀。尤其是,優(yōu)選分離部26a的三角形狀的一個(gè)頂部最與主拐角部21相鄰。由此,能夠使向刀架11安裝的安裝穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。需要說明的是,在使用上切削刃5進(jìn)行切削加工的情況下,下表面3側(cè)的載置部26成為與刀架11抵接的面。反之也是同樣的。
需要說明的是,下表面3側(cè)的載置部26中,位于比位于下切削刃5P側(cè)的端部更靠中心軸S1側(cè)的位置的端部位于以垂直面S1b為基準(zhǔn)而靠上表面2側(cè)、即上方的位置。換而言之,下表面3側(cè)的載置部26中,外周區(qū)域相對(duì)于中央?yún)^(qū)域而位于在鑲刀1的厚度方向上的外側(cè)的位置。由此,在向刀架11安裝之際,能夠使位于下切削刃5P側(cè)的端部相對(duì)于刀架11所對(duì)應(yīng)的抵接面較強(qiáng)地抵接,并且也使位于中心軸S1側(cè)的端部相對(duì)于刀架11所對(duì)應(yīng)的抵接面較弱地抵接,因此,能夠使由位于下切削刃5P側(cè)的端部進(jìn)行的向刀架11的安裝通過位于中心軸S1側(cè)的端部來輔助,從而能夠使相對(duì)于刀架11的安裝穩(wěn)定性提高。需要說明的是,優(yōu)選下表面3側(cè)的載置部26的從中央?yún)^(qū)域向外周區(qū)域的傾斜角度設(shè)定為80°~90°。
進(jìn)而,如圖1所示,上表面2在貫通孔6的周圍還具有凹部25,該凹部2位于比載置部26更靠下表面3側(cè)、即下方的位置,上述的三個(gè)分離部26a經(jīng)由貫通孔6及凹部25而相互離開。由此,能夠更加可靠地使三個(gè)分離部26a分別相對(duì)于刀架11所對(duì)應(yīng)的抵接面而分別抵接,故能夠使上述那樣的向刀架11安裝的安裝穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。
如圖2所示,上切削刃5具有拐角切削刃51、副切削刃52及主切削刃53。具體而言,如圖1(b)及圖2(a)所示,上切削刃5從三個(gè)主拐角部21中的例如第一主拐角部21a朝向三個(gè)副拐角部22中的與第一主拐角部21a相鄰的第一副拐角部22a及第二副拐角部22b分別依次具有拐角切削刃51、隨著從拐角切削刃51離開而朝向下方、即以垂直面S1b為基準(zhǔn)而朝向下表面3以第一傾斜角θ1傾斜的副切削刃52、以及隨著從副切削刃52離開而朝向下方、即以垂直面S1b為基準(zhǔn)而朝向下表面3以比第一傾斜角θ1大的第二傾斜角θ2傾斜的主切削刃53。因此,本實(shí)施方式的鑲刀1在結(jié)合上述那樣的具有第一內(nèi)角α的主拐角部21及具備第二內(nèi)角β的副拐角部22的協(xié)同作用下,能夠兼具較低的切削阻力和優(yōu)越的抗破損性。
在此,優(yōu)選第一傾斜角θ1設(shè)定為3°~15°,優(yōu)選第二傾斜角θ2設(shè)定為7°~19°。在本實(shí)施方式中,所謂“第一傾斜角θ1”,是指垂直面S1b和副切削刃52的假想延長線L2所成的角的角度,所謂“第二傾斜角θ2”,是指垂直面S1b和主切削刃53的假想延長線L3所成的角的角度。所謂“假想延長線L2”,是指將位于副切削刃52的開始點(diǎn)、即位于副切削刃52中的拐角切削刃51側(cè)的端部中的切線延長了的直線。同樣地,所謂“假想延長線L3”,是指將位于主切削刃53的開始點(diǎn)、即位于主切削刃53中的副切削刃52側(cè)的端部中的切線延長了的直線。
如圖2所示,拐角切削刃51位于側(cè)面4中的后述的主拐角部側(cè)面41與上表面2的交線部,具有抑制因切削加工時(shí)所施加的切削力而導(dǎo)致上切削刃5發(fā)生破損的作用,在俯視觀察下為曲線狀。在本實(shí)施方式中,拐角切削刃51相對(duì)于中心軸S1垂直,相對(duì)于垂直面S1b平行。
如圖2所示,副切削刃52位于側(cè)面4中的后述的第一側(cè)面42與上表面2的交線部中的拐角切削刃51側(cè)。另外,如圖1(b)所示,副切削刃52為與主切削刃53一起具有作為第一、第二主切削部5a、5c的作用的切削刃。與此同時(shí),副切削刃52為主要具有使后述的被切削件100的精加工面102的精度提高的作用的切削刃、所謂修光刃。在本實(shí)施方式中,副切削刃52為直線狀。
如圖2所示,主切削刃53位于第一側(cè)面42與上表面2的交線部中的第一副拐角部22a側(cè),在切削加工中,為在切屑生成中具有主要的作用的切削刃。在本實(shí)施方式中,在側(cè)視觀察下,主切削刃53在下表面3側(cè)為凹狀。所謂“側(cè)視觀察”,是指從側(cè)面4一側(cè)觀察了鑲刀1的狀態(tài)的含義。需要說明的是,優(yōu)選主切削刃53和副切削刃52的連結(jié)的部位54設(shè)定為,向從下表面3離開的方向、即上方在R1.0~R10.0的范圍內(nèi)彎曲。
如上所述,上切削刃5由于隨著朝向拐角切削刃51、副切削刃52及主切削刃53而向下表面3側(cè)傾斜,故能夠在拐角切削刃51側(cè)具有較高的切削刃強(qiáng)度,同時(shí)在主切削刃53側(cè)實(shí)現(xiàn)較低的切削阻力。另外,隨著朝向拐角切削刃51、副切削刃52及主切削刃53而鑲刀1的厚度變小,但與其相伴地,俯視觀察下的從貫通孔6到各切削刃為止的距離變大,故能夠確保各切削刃區(qū)域中的較高的切削刃強(qiáng)度。
需要說明的是,與上切削刃5同樣地,下切削刃5P也具有拐角切削刃51P、副切削刃52P及主切削刃53P。拐角切削刃51P、副切削刃52P及主切削刃53P的結(jié)構(gòu)與拐角切削刃51、副切削刃52及主切削刃53同樣。
側(cè)面4為用于抑制與被切削件100的接觸的作為所謂退刀部發(fā)揮功能的面,在本實(shí)施方式中,如圖2所示,該側(cè)面4與上表面2和下表面3垂直。因此,同側(cè)面在與上表面2或者下表面3之間具有退刀角的鑲刀相比,能夠確保鑲刀1的壁厚,故鑲刀1的抗破損性優(yōu)越。
作為具體的結(jié)構(gòu),如圖2(a)所示,與六邊形狀的上表面2連接的側(cè)面4從第一主拐角部21a朝向第二主拐角部21b而依次具有主拐角部側(cè)面41、第一側(cè)面42、副拐角部側(cè)面43及第二側(cè)面44。需要說明的是,第一側(cè)面42及第二側(cè)面44均為平面,主拐角部側(cè)面41及副拐角部側(cè)面43均為曲面。
貫通孔6具有將鑲刀1向后述的刀架11固定的作用。即,通過將安裝螺釘12(固定構(gòu)件)向貫通孔6中插入,進(jìn)而擰入至刀架11,從而將鑲刀1固定于刀架11而形成切削工具10。需要說明的是,貫通孔6的中心軸存在于與中心軸S1相同的位置。
(變形例)
接著,關(guān)于上述的實(shí)施方式所涉及的鑲刀1的變形例,參照?qǐng)D3~圖7詳細(xì)地進(jìn)行說明。
需要說明的是,本變形例的鑲刀1的基本結(jié)構(gòu)和上述的實(shí)施方式的鑲刀1同等。因此,在圖3~圖7中,對(duì)于與上述的圖1及圖2相同的結(jié)構(gòu)部分標(biāo)以相同的符號(hào)而省略其說明,以下以存在結(jié)構(gòu)差異的部位為中心來進(jìn)行說明。
在本變形例的鑲刀1中,也與上述的實(shí)施方式所涉及的切削鑲刀1同樣地,上切削刃5具有拐角切削刃51、副切削刃52及主切削刃53。具體而言,如圖3(b)及圖4(a)所示,本變形例的上切削刃5從三個(gè)主拐角部21中的例如第一主拐角部21a朝向三個(gè)副拐角部22中的與第一主拐角部21a相鄰的第一副拐角部22a及第二副拐角部22b分別依次具有拐角切削刃51、隨著從拐角切削刃51離開而以垂直面S1b為基準(zhǔn)朝向下表面3以第一傾斜角θ1傾斜的副切削刃52、以及隨著從副切削刃52離開而以垂直面S1b為基準(zhǔn)朝向下表面3以比第一傾斜角θ1大的第二傾斜角θ2傾斜的主切削刃53。
另外,如圖4所示,本變形例的上切削刃5中,副切削刃52為直線狀,主切削刃53與副切削刃52連續(xù)且在側(cè)視觀察下在下表面3側(cè)為凹狀。
在此,如圖5及圖6所示,本變形例的前刀面23具有:位于拐角切削刃51的內(nèi)側(cè)的拐角部前刀面231;位于副切削刃52的內(nèi)側(cè)的副前刀面232;位于主切削刃53的內(nèi)側(cè)的主前刀面233。
除了以上的結(jié)構(gòu)以外,在本變形例中,如圖6所示,副前刀面232與主前刀面233所成的角的角度θz和副切削刃52與主切削刃53所成的角的角度θx實(shí)質(zhì)相同。由此,上切削刃5在作為直線狀的副切削刃52和在下表面3側(cè)為凹狀的主切削刃53的邊界附近的切削刃強(qiáng)度比較小的部位處,能夠減少切削刃的損傷。其結(jié)果是,本變形例的鑲刀1在所謂重切削的切削加工中也能夠使用。需要說明的是,在本變形例中,角度θy也和角度θx及角度θz實(shí)質(zhì)相同。
在本變形例中,所謂“角度θz、θy”,是指副前刀面232的假想延長線L4和主前刀面233的假想延長線L5所成的角的角度。所謂“假想延長線L4”,是指將位于副前刀面232的開始點(diǎn)、即位于副前刀面232中的拐角部前刀面231側(cè)的端部中的切線延長了的直線。同樣地,所謂“假想延長線L5”,是指將位于主前刀面233的開始點(diǎn)、即位于主前刀面233中的副前刀面232側(cè)的端部中的切線延長了的直線。另外,在本變形例中,所謂“角度θx”,是指副切削刃52的假想延長線L2和主切削刃53的假想延長線L3所成的角的角度。所謂“角度θx、θy、θz實(shí)質(zhì)相同”,是指它們之間存在±1°的差也可的含義。作為另一例,也可以使角度θz比角度θx小。由此,在副切削刃52和主切削刃53的邊界附近的切削刃強(qiáng)度比較小的部位處,能夠使所對(duì)應(yīng)的前刀面23的強(qiáng)度變大,故能夠減少切削刃的損傷。
進(jìn)而,在本變形例中,如圖5及圖6所示,在俯視觀察下,副前刀面232和主前刀面233的邊界23a從副切削刃52和主切削刃53的切削刃邊界5A沿著相對(duì)于該切削刃邊界5A中的切線L6而大致垂直的方向延伸。由此,在切削加工時(shí),能夠借助副前刀面232和主前刀面233的邊界23a的強(qiáng)度來承受對(duì)副切削刃52和主切削刃53的切削刃邊界5A的附近施加的比較大的切削力,從而能夠減少在上切削刃5中副切削刃52和主切削刃53的切削刃邊界5A中的損傷。需要說明的是,所謂“大致垂直”,是指實(shí)質(zhì)垂直的含義。具體而言,本變形例的大致垂直包括邊界23a和切線L6所成的角的角度處于90°±3°的范圍內(nèi)。
進(jìn)而,如圖5及圖6所示,在俯視觀察下,位于第一主拐角部21a與第一副拐角部22a之間的、副前刀面232和主前刀面233的邊界23a離連結(jié)第一主拐角部21a與第二副拐角部22b的直線L7的距離H實(shí)質(zhì)恒定。在該結(jié)構(gòu)中,上切削刃5也能夠減少作為直線狀的副切削刃52和在下表面3側(cè)為凹狀的主切削刃53的切削刃邊界5A的附近的切削刃強(qiáng)度比較小的部位中的損傷。需要說明的是,當(dāng)關(guān)于直線L7更具體地說明時(shí),直線L7為將第一主拐角部21a中的位于第二副拐角部22b側(cè)的端部21a1和第二副拐角部22b中的位于第一主拐角部21a側(cè)的端部22b1連結(jié)的直線。另外,所謂“實(shí)質(zhì)恒定”,是指與大致恒定同等的含義。作為另一例,也可以隨著從切削刃5離開而使距離H變長。在這種情況下,在副切削刃52和主切削刃53的邊界附近的切削刃強(qiáng)度比較小的部位處,也能夠減少切削刃的損傷。
如圖7所示,前刀面23的第三傾斜角θ3在副前刀面232的前刀角θ31、副前刀面232與主前刀面233的邊界23a的前刀角θ32、以及主前刀面233的前刀角θ33處實(shí)質(zhì)恒定。由此,在切削加工時(shí),切削力不會(huì)局部性地施加而在從副前刀面232到主前刀面233為止的區(qū)域中被分散,故能夠減少副切削刃52和主切削刃53的邊界23a中的損傷。所謂“實(shí)質(zhì)恒定”,如上所述,是指與大致恒定同等的含義。需要說明的是,作為另一例,也可以通過設(shè)為θ32<θ31且θ32<θ33的關(guān)系,使副切削刃52和主切削刃53的邊界23a中的切削刃強(qiáng)度進(jìn)一步地提高。作為又一例,也可以使前刀面23的第三傾斜角θ3隨著朝向內(nèi)側(cè)而變大。由此,能夠在副切削刃52和主切削刃53的邊界附近的切削刃強(qiáng)度比較小的部位處,使所對(duì)應(yīng)的前刀面23的強(qiáng)度變大,故能夠減少切削刃的損傷。
如圖5及圖7所示,前刀面23的寬度W隨著從第一主拐角部21a朝向第一副拐角部22a而變小。即,本變形例的前刀面23的寬度W如圖7所示那樣,成為W1>W(wǎng)2>W(wǎng)3。需要說明的是,作為另一例,也可以將前刀面23的寬度W設(shè)為W2>W(wǎng)1且W2>W(wǎng)3的關(guān)系,從而使副切削刃52和主切削刃53的切削刃邊界5A中的切削刃強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
需要說明的是,如圖5及圖7所示,本變形例的前刀面23經(jīng)由連接面23b而與載置部26連續(xù)。連接面23b也為作為通過前刀面23的切屑的避讓部來發(fā)揮功能,并且有助于將載置部26的面積確保得較大時(shí)的部位。
另外,在本變形例的鑲刀1中,如圖3所示,載置部26在俯視觀察下為六邊形狀。由此,能夠采用六邊形狀的六個(gè)頂部26t而安裝在刀架11上,故能夠使相對(duì)于刀架11的安裝穩(wěn)定性提高。需要說明的是,如圖3(b)所示,在上表面2上存在有凹部25,但本變形例的載置部26未分離而一體地形成。
并且,載置部26的六個(gè)頂部26t具有:位于與三個(gè)主拐角部21對(duì)應(yīng)的位置的三個(gè)主頂部26t1;位于與三個(gè)副拐角部22對(duì)應(yīng)的位置的三個(gè)副頂部26t2。如此,在切削加工時(shí),由于各頂部26t位于容易受到比較大的切削力的拐角部部位,故通過在該部位處安裝在刀架11上,能夠減少顫振,從而能夠減少上切削刃5的損傷。
另外,在本變形例的鑲刀1中,三個(gè)主頂部26t1離中心軸S1的距離比三個(gè)副頂部26t2離中心軸S1的距離大。即,本變形例的主頂部26t1及副頂部26t2如圖3(b)所示,滿足D1>D2的關(guān)系。由此,能夠使作為第一、第二主切削部5a、5c發(fā)揮功能的切削刃區(qū)域使用位于離中心軸S1比較遠(yuǎn)的部位的三個(gè)主頂部26t1與刀架11抵接,并且對(duì)于其他的區(qū)域而言,也能夠采用三個(gè)副頂部26t2與刀架11抵接,因此,能夠通過三個(gè)副頂部26t2來輔助由三個(gè)主頂部26t1進(jìn)行的向刀架11的安裝,從而能夠使相對(duì)于刀架11的安裝穩(wěn)定性提高。
另外,在下表面3的載置部26中,三個(gè)主頂部26t1與三個(gè)副頂部26t2相比,位于以垂直面S1b為基準(zhǔn)而離上表面2遠(yuǎn)的一側(cè)、即下方的位置。由此,在使上表面2朝向旋轉(zhuǎn)方向的前方的狀態(tài)下向刀架11安裝之際,能夠使三個(gè)主頂部26t1相對(duì)于刀架11所對(duì)應(yīng)的抵接面較強(qiáng)地抵接,并且也能夠使三個(gè)副頂部26t2相對(duì)于刀架11所對(duì)應(yīng)的抵接面較弱地抵接,因此,能夠通過三個(gè)副頂部26t2來輔助由三個(gè)主頂部26t1進(jìn)行的向刀架11的安裝,從而能夠使相對(duì)于刀架11的安裝穩(wěn)定性提高。
另外,在本變形例的鑲刀1中,如圖4所示,上表面2的載置部26在側(cè)視觀察下,位于比上切削刃5的任一部位更靠(下方)下表面3側(cè)的位置。由此,在切削加工時(shí),能夠減少由上切削刃5生成的切屑與載置部26碰撞的情況,從而能夠抑制載置部26的損傷。具體而言,本變形例的鑲刀1與上述的實(shí)施方式的鑲刀1相比,相對(duì)于上下表面的載置部26間的厚度相同,在從上表面2到下表面3的厚度方向上的最大厚度及最少厚度這雙方中,設(shè)定為比上下表面的載置部26間的厚度大的值。由此,上切削刃5和上表面2的載置部26之間的距離變大,故能夠?qū)⒂糜谏汕行嫉目臻g確保得較大,從而能夠使切屑的排出性提高。另外,例如在鑲刀1的制作過程的燒成工序中,在載置部26的形狀彎曲等發(fā)生變形的情況下,如上所述在載置部26位于比上切削刃5更靠下表面3側(cè)的位置時(shí)難以利用研磨加工進(jìn)行整形,不過,通過對(duì)載置部26設(shè)置斜度,由此無需經(jīng)由該研磨加工,而能夠與刀架11的抵接面穩(wěn)定地抵接。
<切削工具>
接著,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的切削工具參照?qǐng)D8及圖9詳細(xì)地進(jìn)行說明。
如圖8所示,本實(shí)施方式的切削工具10具備:多個(gè)上述的鑲刀1;采用固定構(gòu)件安裝有這些多個(gè)鑲刀1的刀架11。
刀架11在其外周前端部具有多個(gè)鑲刀凹槽11a。并且,在各鑲刀凹槽11a內(nèi)的外周位置安裝有鑲刀1。具體而言,在切削工具10沿著圖8(a)的箭頭A方向旋轉(zhuǎn)的情況下,鑲刀1以在作為旋轉(zhuǎn)方向的箭頭A的前方側(cè)朝向上表面(前刀面)2,且主切削刃53位于刀架11的最外周的方式安裝。作為安裝方法,通過將安裝螺釘12(固定構(gòu)件)向多個(gè)鑲刀1各自的貫通孔6中插入并擰入至刀架11,從而將多個(gè)鑲刀1分別固定在刀架11上。
在本實(shí)施方式中,如圖9(a)所示,鑲刀1以如下所述的狀態(tài)安裝在刀架11上,即,以與刀架11的旋轉(zhuǎn)軸S2平行的平行面S2a為基準(zhǔn),從上切削刃5中的第一主拐角部21a到所相鄰的第一副拐角部22a的第一主切削部5a的軸向前角θa為正,且從上切削刃5中的第一副拐角部22a到所相鄰的第二主拐角部21b的非切削部5b的軸向前角θb為負(fù)。
在此,第一主切削部5a包括副切削刃52及主切削刃53,在本實(shí)施方式中副切削刃52及主切削刃53的任一方的軸向前角θa均為正。例如,優(yōu)選副切削刃52的軸向前角設(shè)定為0°~10°,優(yōu)選主切削刃53的軸向前角設(shè)定為5°~20°。需要說明的是,軸向前角θa關(guān)于例如如主切削刃53那樣曲線狀的切削刃而言,使用將位于主切削刃53的開始點(diǎn)、即副切削刃52側(cè)的端部中的切線延長了的直線L8進(jìn)行測(cè)定即可。另外,軸向前角θb使用例如將位于非切削部5b的開始點(diǎn)、即第一副拐角部22a側(cè)的端部中的切線延長了的直線L9進(jìn)行測(cè)定即可。
另外,如圖9(a)所示,鑲刀1以將上切削刃5中的第一主拐角部21a和第二主拐角部21b連結(jié)的直線L10的軸向前角θc為負(fù)那樣的狀態(tài)安裝在刀架11上。換而言之,作為包括上述的第一主切削部5a及非切削部5b在內(nèi)的整體的軸向前角為負(fù)。
通過如上那樣將鑲刀1安裝在刀架11上來構(gòu)成切削工具10。通過將這樣的切削工具10沿著箭頭A方向旋轉(zhuǎn),從而能夠如后所述對(duì)被切削件100進(jìn)行端面銑削加工或插銑加工等的切削。
例如,如圖9(b)所示,在進(jìn)行端面銑削加工的情況下,能夠使用鑲刀1的第一主切削部5a對(duì)被切削件100進(jìn)行切削而形成切削面101,并且采用副切削刃52對(duì)被切削件100進(jìn)行切削而形成精加工面102。此時(shí),副切削刃52設(shè)定為相對(duì)于與刀架11的旋轉(zhuǎn)軸S2垂直的垂直面S2b而呈大致平行的關(guān)系。
<切削加工物的制造方法>
接著,對(duì)本發(fā)明的第一、第二實(shí)施方式所涉及的切削加工物的制造方法,參照?qǐng)D10及圖11詳細(xì)地進(jìn)行說明。
第一、第二實(shí)施方式的切削加工物的制造方法包括:使上述的切削工具10以刀架11的旋轉(zhuǎn)軸S2為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)的工序;使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10的上切削刃5與被切削件100的表面接觸的工序;使切削工具10從被切削件100相離的工序。以下,按照實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。
(第一實(shí)施方式)
作為第一實(shí)施方式所涉及的切削加工物的制造方法,以所謂的端面銑削加工為例,參照?qǐng)D10詳細(xì)地進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式所涉及的切削加工物的制造方法包括以下的(i)~(iii)的工序。需要說明的是,在以下的說明中,未清楚記載執(zhí)行各工序的順序的情況下,該順序也可以適當(dāng)變更。
(i)如圖10(a)所示,使切削工具10以刀架11(切削工具10)的旋轉(zhuǎn)軸S2為中心而沿著箭頭A方向旋轉(zhuǎn)的工序。然后,使切削工具10沿著箭頭B方向移動(dòng),并接近被切削件100。
(ii)如圖10(b)所示,使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10的上切削刃5與被切削件100的表面接觸的工序。在此,在本實(shí)施方式中,(ii)的工序具有以下的三個(gè)工序。
第一,使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10沿著相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸S2垂直的方向即箭頭C方向移動(dòng)的工序。由此,能夠?qū)Ρ磺邢骷?00進(jìn)行端面銑削加工。
第二,使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10的上切削刃5中的從第一主拐角部21a到相鄰的第一副拐角部22a的第一主切削部5a與被切削件100的表面接觸的工序。由此,與第一主切削部5a接觸而被切削了的被切削件100的被切削面成為圖10(b)所示那樣的切削面101。
第三,使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10的上切削刃5中的位于第一主拐角部21a和第二副拐角部22b之間的副切削刃52與通過與第一主切削部5a接觸而形成的被切削件100的被切削面接觸的工序。由此,在上述的第二工序中由第一主切削部5a切削了的被切削件100的被切削面中的未被第一主切削部5a直接切削而切削殘留的部位由副切削刃52進(jìn)行平滑化,成為圖10(b)所示那樣的精加工面102。
(iii)如圖10(c)所示,使切削工具10沿著箭頭C方向一直移動(dòng),而使切削工具10從被切削件100離開的工序。
通過經(jīng)由以上的各工序,制造出可將被切削件100切削成圖10(c)所示那樣的所期望的形狀的切削加工物110。
另外,在繼續(xù)執(zhí)行切削加工的情況下,例如,維持使切削工具10旋轉(zhuǎn)的狀態(tài),反復(fù)使切削工具10的上切削刃5與被切削件100不同的部位接觸的工序即可。在用于切削加工的上切削刃5的主拐角部21發(fā)生磨損之際,也可以通過使鑲刀1相對(duì)于中心軸S1旋轉(zhuǎn)120°,從而采用未使用的上切削刃5的主拐角部21即可。另外,在本實(shí)施方式中,通過將切削工具10的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)為向箭頭A的相反方向旋轉(zhuǎn)的方向,由此能夠?qū)㈣偟?的一個(gè)主拐角部21用于反向旋轉(zhuǎn)的切削加工中,因此,通過在順時(shí)針及逆時(shí)針這兩方中分別采用三個(gè)主拐角部21,由此能夠作為實(shí)質(zhì)上具備六個(gè)主拐角部的鑲刀來使用。需要說明的是,通過將切削工具10的旋轉(zhuǎn)方向變更為箭頭A的相反方向,由此第一主切削部5a中的副切削刃52具有作為形成精加工面102的切削刃的作用。需要說明的是,在本實(shí)施方式中,關(guān)于上切削刃5進(jìn)行了說明,但在下切削刃5P的情況下也是同樣的。
需要說明的是,上述的各工序可以如下進(jìn)行變形。例如,在(i)的工序中,也可以在將切削工具10固定的同時(shí),使被切削件100旋轉(zhuǎn)。另外,切削工具10和被切削件100相對(duì)接近即可,例如也可以使被切削件100接近切削工具10。同樣地,在(iii)的工序中,被切削件100和切削工具10相對(duì)遠(yuǎn)離即可,例如也可以使被切削件100從保持在規(guī)定位置的切削工具10遠(yuǎn)離。關(guān)于這些變形,在以下說明的第二實(shí)施方式中也是同樣的。
(第二實(shí)施方式)
接著,作為第二實(shí)施方式所涉及的切削加工物的制造方法,以所謂的插銑加工(插入加工)為例,參照?qǐng)D11詳細(xì)地進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式所涉及的切削加工物的制造方法包括以下的(i)~(iii)的工序。需要說明的是,在以下的說明中,未清楚記載執(zhí)行各工序的順序的情況下,該順序也可以適當(dāng)變更。
(i)如圖11(a)所示,使切削工具10以刀架11(切削工具10)的旋轉(zhuǎn)軸S2為中心而沿著箭頭A方向旋轉(zhuǎn)的工序。然后,使切削工具10沿著箭頭D方向移動(dòng),接近被切削件100。
(ii)如圖11(b)所示,使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10的上切削刃5與被切削件100的表面接觸的工序。在此,在本實(shí)施方式中,(ii)的工序具有以下的三個(gè)工序。
第一,使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10沿著相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸S2平行的方向即箭頭D方向移動(dòng)的工序。由此,能夠?qū)Ρ磺邢骷?00進(jìn)行插銑加工。
第二,使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10的上切削刃5中的從第一主拐角部21a到相鄰的第二副拐角部22b的第二主切削部5c與被切削件100的表面接觸的工序。由此,與第二主切削部5c接觸而被切削了的被切削件100的被切削面成為圖11(b)所示那樣的切削面101。
第三,使旋轉(zhuǎn)中的切削工具10的上切削刃5中的位于第一主拐角部21a和第一副拐角部22a之間的副切削刃52與通過與第二主切削部5c接觸而形成的被切削件100的被切削面接觸的工序。由此,在上述的第二工序中被第二主切削部5c切削了的被切削件100的被切削面中的未被第二主切削部5c直接切削而切削剩余的部位由副切削刃52進(jìn)行平滑化,從而成為圖11(b)所示那樣的精加工面102。
(iii)如圖11(c)所示,使切削工具10沿著箭頭E方向移動(dòng),而使切削工具10從被切削件100離開的工序。
通過經(jīng)由以上的各工序,制造出可將被切削件100切削成圖11(c)所示那樣的所需的形狀的切削加工物110。
另外,在繼續(xù)執(zhí)行切削加工時(shí),與上述的第一實(shí)施方式同樣即可。
以上,關(guān)于本發(fā)明所涉及的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了例示,但本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方式,當(dāng)然,只要不脫離本發(fā)明的主旨可以設(shè)為任意的方式。
例如,在上述的實(shí)施方式所涉及的鑲刀1中雖未特別記載,但也可以使上表面2及下表面3各自的顏色互不相同。具體而言,例如在鑲刀本體為顯示銀色的超硬合金的情況下,優(yōu)選上表面2及下表面3中的任一方由例如顯示金色的氮化鈦(TiN)覆蓋。在負(fù)型的鑲刀中,上表面2及下表面3均作為前刀面來發(fā)揮功能,故存在產(chǎn)生鑲刀的安裝錯(cuò)誤的情況。當(dāng)上表面2及下表面3中的任一方由TiN覆蓋時(shí),由TiN覆蓋的面和未覆蓋的面成為不同的顏色。因此,能夠明確地對(duì)各個(gè)面進(jìn)行區(qū)分,從而能夠抑制安裝鑲刀1時(shí)的誤認(rèn)。在此,上表面2及下表面3中的任一方的覆蓋對(duì)象面無需覆蓋其整個(gè)表面,例如通過在覆蓋對(duì)象面的一部分(例如除切削刃以外的部分)上覆蓋TiN也能夠獲得同樣的效果。需要說明的是,作為用于上述的覆蓋的材料,只要能夠識(shí)別上表面2及下表面3的顏色的差異,并不局限于TiN。例如,在鑲刀本體為超硬合金的情況下,也可以采用顯示明亮的赤褐色的碳氮化鈦(TiCN)、顯示暗的赤褐色的氮化鈦鋁(TiAlN)等。
另外,在上述的實(shí)施方式所涉及的鑲刀1中,關(guān)于載置部26具有相互分離的三個(gè)分離部26a的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明,但也可以代替于此,只要能夠獲得同樣的效果,也可以在使三個(gè)分離部26a相互相鄰的部位處采用連接那樣的結(jié)構(gòu)。
另外,在上述的實(shí)施方式所涉及的鑲刀1中雖然沒有特別記載,但上切削刃5也可以形成為具有與垂直面S1b大致平行的刃背(未圖示)的結(jié)構(gòu)。由此,能夠使上切削刃5的強(qiáng)度提高,從而在所謂重切削的加工條件中也能夠適用。
另外,在上述的實(shí)施方式所涉及的鑲刀1中,關(guān)于上表面2為六邊形狀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明,但上表面2也可以形成為六邊形狀以外的其他的多邊形狀的結(jié)構(gòu)。