多刃立銑刀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】使用多刃立銑刀對(duì)葉輪等薄壁坯料進(jìn)行高進(jìn)給的加工時(shí)產(chǎn)生的切屑的排出性良好。多刃立銑刀(1)具有：具備多個(gè)切削刃的切削刃部(3)；形成在沿著繞刀具軸(O)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向鄰接的切削刃之間的刃槽(8)，其中，切削刃的前刀面從刀具軸(O)側(cè)到刀柄部(2)的外周側(cè)包括：底刃(6)的前刀面(6a)；與前刀面(6a)鄰接并形成與底刃(6)的前刀面(6a)不同的面的圓角刃(5)的前刀面(5a)；與前刀面(5a)鄰接并形成與圓角刃(5)的前刀面(5a)不同的面的外周刃(4)的前刀面(4a)。在底刃(6)的前刀面(6a)和與前刀面(6a)在旋轉(zhuǎn)方向(R)前方側(cè)鄰接的底刃(6)的后刀面(6b)之間形成切口(7)，切口(7)構(gòu)成與刃槽(8)連續(xù)的空間，底刃(6)的前刀面(6a)兼作為構(gòu)成切口(7)的一方的面。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多刃立銑刀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在使用三軸或五軸控制的機(jī)床進(jìn)行切削加工而制造例如在渦輪或增壓器等回轉(zhuǎn)機(jī)械裝置中使用的薄壁的葉輪或葉片等時(shí)，安裝于該機(jī)床，而能夠?qū)θ~輪等的坯料進(jìn)行高進(jìn)給加工的改善了的具備多個(gè)切削刃的多刃立銑刀。
【背景技術(shù)】
[0002]在將例如因科內(nèi)爾(注冊(cè)商標(biāo))718等Ni基耐熱合金、不銹鋼或鈦合金制的難切削性合金坯料(難切削材料)固定于機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸上的狀態(tài)下，邊使立銑刀等切削刀具旋轉(zhuǎn)，邊進(jìn)行多軸控制，對(duì)該難切削材料實(shí)施粗加工、半精加工及精加工等多種切削加工，從而制造出在渦輪、增壓器等回轉(zhuǎn)機(jī)械裝置中使用的薄壁的葉輪(impeller)、葉片等。
[0003]在該精加工中，由于需要將難切削材料的坯料表面精加工成彎曲的曲面狀，因此一直以來(lái)使用球頭立銑刀、錐形球頭立銑刀、或具備由外周刃、角刃、底刃構(gòu)成的刃部的圓弧立銑刀。而且，近年來(lái)，具備多個(gè)刃部的多刃的圓弧立銑刀(以下，也稱(chēng)為“多刃立銑刀”)正逐漸被使用。
[0004]需要說(shuō)明的是，在以下的說(shuō)明中，將本發(fā)明的多刃立銑刀進(jìn)行切削加工的對(duì)象物(被切削材料)即薄壁且其表面具有彎曲的曲面的葉輪、葉片、翼等薄壁彎曲構(gòu)件統(tǒng)一成“葉輪”這樣的名稱(chēng)進(jìn)行說(shuō)明。
[0005]關(guān)于向機(jī)床安裝錐形球頭立銑刀或圓弧立銑刀等而進(jìn)行葉輪的切削加工的現(xiàn)有技術(shù)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中提出了一種使用了對(duì)于大型葉輪也能夠避免其薄的葉片部產(chǎn)生缺口而高精度地進(jìn)行加工的刀具(錐形球頭立銑刀)的切削方法的發(fā)明。在該專(zhuān)利文獻(xiàn)I的段落0013中，記載了一種將葉輪的坯料固定在旋轉(zhuǎn)軸上，對(duì)旋轉(zhuǎn)的錐形球頭立銑刀進(jìn)行三軸控制，沿著葉片部的表面進(jìn)行數(shù)值控制而對(duì)葉片部進(jìn)行切削加工的技術(shù)，但是對(duì)于刀具自身，并沒(méi)有悉心鉆研用于加工的設(shè)計(jì)。
[0006]在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，提出了一種在對(duì)具有復(fù)雜的三維曲面形狀的水輪機(jī)發(fā)電裝置的葉輪葉片等加工對(duì)象物進(jìn)行切削加工之后，通過(guò)進(jìn)行基于切削加工面的磨削加工而能夠高精度地進(jìn)行加工的三維曲面加工裝置及三維曲面加工方法的發(fā)明。然而，該發(fā)明并不是對(duì)刀具(球頭立銑刀)自身的發(fā)明。
[0007]另一方面，作為與多刃立銑刀相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，例如，提出了專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的方案。專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的多刃立銑刀如圖2、圖4、圖8所示，使多個(gè)切削刃(圖4中的刃數(shù)為16刃)的外周刃向刀具軸向傾斜，并且在軸向上隨著從刀具前端側(cè)到中間部側(cè)，切屑排出用的槽從旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)朝向后方側(cè)傾斜。
[0008]在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中提出了一種適合于槽切削等重切削的圓弧立銑刀的發(fā)明。專(zhuān)利文獻(xiàn)4的圖7及圖8所示的圓弧立銑刀在外周具有扭轉(zhuǎn)的外周切削刃，在底刃的外周側(cè)具有圓弧刃(圓角刃)，相對(duì)于該扭轉(zhuǎn)的外周切削刃成直角方向的剖面的刃槽面形狀的從前刀面經(jīng)由刃底、背面而到鄰接的外周切削刃的退刀面為止的形狀曲線呈大致U字形，由此提高切屑的排出性。另外，對(duì)于損傷通過(guò)將圓弧刃的前刀面形成為從外周切削刃端到底刃的端部沿著圓弧刃的切削刃為連續(xù)的凸面來(lái)進(jìn)行加強(qiáng)。
[0009]在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中，提出了一種在刀具主體的前端部具備形成為漸開(kāi)線(involute、或involute of circle)的法線(normal)狀的多個(gè)切削刃的立統(tǒng)刀。該專(zhuān)利文獻(xiàn)5的多刃立銑刀為了使切屑的排出性良好，而在刀具主體的前端部，隨著從外周部朝向立銑刀的旋轉(zhuǎn)中心方向而使多個(gè)切削刃從中心朝向外周地向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜。所述多個(gè)切削刃以與供給冷卻(或潤(rùn)滑)液的供給孔部的外周壁相接且成為與刀具主體的徑向成角度α的方向的方式形成。在鄰接的切削刃之間設(shè)有用于使切屑的排出良好的作為凹陷部的徑向間隙面(radial clearance surface) (39)和排屑槽(chip room) (45)(參照 FIG.2)。
[0010]在專(zhuān)利文獻(xiàn)6中，提出了一種為了進(jìn)行高速切削加工而在刀具主體的前端部形成有朝向旋轉(zhuǎn)中心軸方向的多個(gè)切削刃(cutting teeth)且在與該前端部連續(xù)的外周部形成有呈螺旋狀的多個(gè)切削刃的立銑刀(MULT1-FLUTED MILLING⑶TTER)。并且，記載了這多個(gè)立銑刀刃數(shù)至少形成為20以上的多刃的情況(參照FIG.2)。
[0011]在網(wǎng)頁(yè)的下述的非專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載了一種用于高效能地對(duì)作為難切削材料的鈦合金等航空器用構(gòu)件進(jìn)行切削加工的多刃立銑刀(Milling Cutter)的信息。該多刃立銑刀如該網(wǎng)頁(yè)記載那樣，在刀具主體的前端部和與前端部連續(xù)的外周面形成有多個(gè)切削刃。
[0012]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0013]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0014]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-36020號(hào)公報(bào)
[0015]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-226562號(hào)公報(bào)
[0016]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:DE202009013808U1 號(hào)公報(bào)
[0017]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2003-159610號(hào)公報(bào)
[0018]專(zhuān)利文獻(xiàn)5:TO2010/104453(A1)號(hào)公報(bào)
[0019]專(zhuān)利文獻(xiàn)6:GB2364007 (A)號(hào)公報(bào)
[0020]非專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0021]非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:Technicut 公司網(wǎng)頁(yè):Technicut/Optimised Tooling Solutions,2008(http://www.technicut.ltd.uk/aerospace-aeroengine.html)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]發(fā)明要解決的課題
[0023]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I及2中記載了使用球頭立銑刀作為對(duì)葉輪進(jìn)行切削加工的刀具的情況，但球頭立銑刀的切削刃的刃數(shù)通常設(shè)定成“2?4”，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的高進(jìn)給加工。
[0024]專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的多刃的圓弧立銑刀涉及的是為了對(duì)葉輪的彎曲的曲面進(jìn)行切削加工，而改善設(shè)置在刀具主體的前端部的多個(gè)冷卻劑孔的配置或朝向的技術(shù)。在該文獻(xiàn)的FIG.4、FIG.8中示出了在設(shè)置多個(gè)底刃的結(jié)構(gòu)中，在鄰接的底刃之間形成有槽部而將切屑向外部排出的結(jié)構(gòu)，但在該專(zhuān)利文獻(xiàn)中，對(duì)于為了實(shí)施高進(jìn)給加工并良好地進(jìn)行切屑的排出的圓弧立銑刀的底刃、圓角刃、外周刃及這些切削刃的前刀面或后刀面、以及刀片凹槽的結(jié)構(gòu)等并沒(méi)有作出任何具體記載。
[0025]專(zhuān)利文獻(xiàn)4公開(kāi)的圓弧立銑刀中，為了改善進(jìn)行槽的切削時(shí)的底刃對(duì)切屑的排出性而將刃槽面形成為凹曲面狀，但該圓弧立銑刀并不是用于改善使用圓角刃進(jìn)行切削加工時(shí)的切屑排出性的立銑刀。
[0026]另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)4公開(kāi)的圓弧立銑刀為切削刃的刃數(shù)僅是4刃的情況，關(guān)于將切削刃設(shè)為6刃以上的多刃而進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工時(shí)，切削刃的結(jié)構(gòu)如何變化并沒(méi)有進(jìn)行任何公開(kāi)。而且，專(zhuān)利文獻(xiàn)4記載的立銑刀從圖2中的前刀面4、刃底5、背面6到鄰接的切削刃的退刀面7被平滑地磨削成U字形的凹曲面狀。然而，該凹曲面狀部分是與后述的本發(fā)明的立銑刀中的刃槽8及刃槽面8a相當(dāng)?shù)牟糠?，與本發(fā)明的立銑刀的結(jié)構(gòu)不同。S卩，專(zhuān)利文獻(xiàn)4記載的立銑刀中的凹曲面狀部分不是本發(fā)明的立銑刀中的構(gòu)成V字狀等空間的切口7及切口面7a，因此在結(jié)構(gòu)上與本發(fā)明的立銑刀不同。從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)作為本發(fā)明目的的高進(jìn)給加工。
[0027]在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了一種為了使切屑的排出性良好，而在刀具主體的前端部，從外周部朝向立銑刀的旋轉(zhuǎn)中心方向呈放射狀地形成多個(gè)切削刃(底刃)，并且在鄰接的切削刃之間設(shè)有凹陷部(radial clearance surface (39)和chip room(45))的技術(shù)。然而，對(duì)于該凹陷部的具體結(jié)構(gòu)，例如，用于實(shí)施高進(jìn)給加工的底刃、圓角刃、外周刃及這些切削刃的前刀面或后刀面以及刀片凹槽的結(jié)構(gòu)等并沒(méi)有任何具體的記載。
[0028]在專(zhuān)利文獻(xiàn)6中雖然公開(kāi)了在刀具主體的前端部和與該前端部連續(xù)的外周部形成有至少20刃以上的多個(gè)切削刃的立銑刀，但是關(guān)于用于實(shí)施高進(jìn)給加工的底刃、圓角刃、外周刃及這些切削刃的前刀面或后刀面以及刀片凹槽的具體結(jié)構(gòu)等并沒(méi)有記載。
[0029]在非專(zhuān)利文獻(xiàn)I中雖然公開(kāi)了用于高效能地對(duì)作為難切削材料的鈦合金等航空器用構(gòu)件進(jìn)行切削加工的多刃立銑刀的照片圖，但是對(duì)于構(gòu)成多刃的各切削刃的底刃、圓角刃、外周刃及這些切削刃的前刀面或后刀面以及刀片凹槽的具體結(jié)構(gòu)等并沒(méi)有公開(kāi)。
[0030]因此，為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種即使進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工，也能夠得到高精度的切削面，并顯著地提高切屑的排出性而實(shí)現(xiàn)高效率加工的多刃的立銑刀。并且，尤其是提供一種能夠使用三軸或五軸的NC機(jī)床對(duì)由Ni基超耐熱合金等難切削性合金坯料的薄壁的構(gòu)件構(gòu)成且由彎曲的曲面構(gòu)成的葉輪的表面，進(jìn)行例如軸向切入量為Imm以上的高進(jìn)給的精加工的切削加工，而且，即使進(jìn)行這樣的高進(jìn)給的切削加工，也能夠?qū)a(chǎn)生的切屑良好地排出的多刃的立銑刀。
[0031]需要說(shuō)明的是，上述“多刃的立銑刀”是指將在刀具主體的外周面上形成的外周刃、與該外周刃的一端部連續(xù)且在刀具主體的端部外周部上形成的圓角刃、以及與圓角刃的另一端部連續(xù)且在刀具主體的端面(前端)部沿著刀具軸向形成的底刃作為I單位的切削刃(I個(gè)刃數(shù))的情況下，該切削刃的刃數(shù)(個(gè)數(shù))為6刃以上的圓弧立銑刀。
[0032]用于解決課題的手段
[0033]為了解決上述課題，本發(fā)明第一方面的多刃立銑刀具有:切削刃部，其形成在刀柄部的前端部側(cè)，且從刀具軸側(cè)到所述刀柄部的半徑方向外周側(cè)具備由底刃、與底刃連續(xù)的圓角刃、與圓角刃連續(xù)的外周刃構(gòu)成的多個(gè)切削刃；刃槽，其形成在沿著繞所述刀具軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向鄰接的所述切削刃之間，所述多刃立銑刀的特征在于，
[0034]所述切削刃的前刀面從所述刀具軸側(cè)到所述刀柄部的外周側(cè)包括:所述底刃的前刀面；與所述底刃的前刀面鄰接，且形成與所述底刃的前刀面不同的面的所述圓角刃的前刀面；與所述圓角刃的前刀面鄰接，且形成與所述圓角刃的前刀面不同的面的所述外周刃的前刀面，
[0035]所述外周刃的前刀面在所述圓角刃側(cè)的端部處與所述圓角刃的前刀面鄰接，并兼作為構(gòu)成所述刃槽的一方的刃槽面，所述圓角刃的前刀面在所述刀具軸側(cè)的端部處與所述底刃的前刀面鄰接，
[0036]在所述底刃的前刀面和與該底刃在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)鄰接的底刃的后刀面之間形成切口，該切口構(gòu)成與所述刃槽連續(xù)的空間，所述底刃的前刀面兼作為構(gòu)成所述切口的一方的面。
[0037]作為本發(fā)明的優(yōu)選的方式，正如本發(fā)明第二方面記載那樣，如示意性地表示向刀柄部的切口和刃槽的形成的情況的圖17所示，構(gòu)成切口的底刃的前刀面和與該前刀面在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)對(duì)置的切口面包含通過(guò)與刀具軸正交的剖面SI上的刀具軸且相互相交的半徑方向上的直線AB、AE，并且構(gòu)成所述切口的底刃的前刀面和與該前刀面在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)對(duì)置的切口面彼此在刀具軸上沿著旋轉(zhuǎn)方向形成角度Ψ而成為相交的面(包括平面和曲面)，至少切口面相對(duì)于通過(guò)刀具軸O的包含所述一方的半徑方向上的直線AB的平面ABCD，成為隨著從刀柄部的前端側(cè)到中間部側(cè)而向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜的面(包括扭轉(zhuǎn)面)ABC’D’，在這樣的狀態(tài)下，與底刃的前刀面(包括AEFD的面)相交。由此，構(gòu)成切口 7的底刃的前刀面與切口面成為彼此交叉的狀態(tài)。
[0038]作為更優(yōu)選的方式，正如本發(fā)明第三方面記載那樣，所述刃槽包括兼作為一方的刃槽面的所述外周刃的前刀面和與該外周刃的前刀面在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)對(duì)置的刃槽面，刃槽面相對(duì)于通過(guò)刀具 軸的包含所述一方的半徑方向上的直線AB的作為所述傾斜的面ABC’D’的本發(fā)明第二方面的切口面，成為以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜角度?的方式傾斜的面(GIKL)。由此，能夠發(fā)揮使從切口 7向刃槽8送入(排出)的切屑在刃槽8內(nèi)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)旋入的作用。
[0039]而且，正如本發(fā)明第四方面記載那樣，兼作為刃槽面8a的一方的刃槽面的外周刃的前刀面4a相對(duì)于底刃的前刀面6a (包括AEFD的面)，成為以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)成為傾斜角度H的方式傾斜的面(GMNH)，這種情況下，外周刃的前刀面4a(GMNH)成為隨著從位于比刀柄部2的外周面靠刀具軸O側(cè)的點(diǎn)G到外周側(cè)的點(diǎn)M而從旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)朝向后方側(cè)的面。因此，發(fā)揮使切屑在刃槽8內(nèi)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)旋入的作用，從而提高切屑的排出性。
[0040]本發(fā)明第五方面記載的發(fā)明以本發(fā)明第一方面至第四方面中任一方面記載的多刃立銑刀為基礎(chǔ)，其特征在于，在所述外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑為IOmm~30mm，切削刃的刃數(shù)為6刃~30刃時(shí)，所述刃槽與所述切口的體積之和(刀片凹槽的體積)處于25mm3~120mm3的范圍內(nèi)。
[0041]本發(fā)明第六方面記載的發(fā)明以本發(fā)明第一方面至第五方面中任一方面記載的多刃立銑刀為基礎(chǔ)，其特征在于，如圖2所示，所述外周刃以沿著所述刀柄部的刀具軸方向隨著從多刃立銑刀的前端部側(cè)到中間部側(cè)而朝向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜(向下傾斜)的方式形成，并與所述圓角刃連續(xù)，并且，所述外周刃相對(duì)于所述傾斜的刀具軸的傾斜角度α設(shè)定成5°以上且10°以下的范圍。
[0042]本發(fā)明第七方面記載的發(fā)明以本發(fā)明第一方面至第四方面中任一方面記載的多刃立銑刀為基礎(chǔ)，其特征在于，外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑為IOmm~30mm，所述切削刃的刃數(shù)為6刃?30刃時(shí)，所述刃槽與所述切口的體積之和處于25mm3?120mm3的范圍內(nèi)，所述外周刃在所述刀柄部的刀具軸方向上以隨著從多刃立銑刀的前端部側(cè)到中間部側(cè)而朝向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜的方式形成，并與所述圓角刃連續(xù)，所述外周刃相對(duì)于所述傾斜的刀具軸的傾斜角度α設(shè)定成5°以上且10°以下的范圍。
[0043]在所述本發(fā)明第一方面至第七方面中任一方面記載的多刃立銑刀中，如圖4所示，在所述底刃的前刀面和與該底刃在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)鄰接的底刃的后刀面之間形成的切口的槽與正交于所述刀具軸的剖面所成的切口的角度β設(shè)定在15°以上且45°以下的范圍內(nèi)適當(dāng)?！扒锌诘牟邸比缟纤鍪菢?gòu)成切口 7的兩面(圖2所示的底刃的前刀面6a和切口面7a)在刀柄部2的軸向中間部側(cè)相交而形成的槽(交線)，帶有隨著從刀柄部2的中心側(cè)到外周側(cè)而從刀柄部2的軸方向前端側(cè)朝向中間部側(cè)的傾斜(切口的角度β)。
[0044]另外，如圖3所示，在從多刃立銑刀的前端部側(cè)沿著所述刀具軸方向觀察切削刃部時(shí)，所述底刃與該底刃的后刀面的所述刀柄部的旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的棱線所成的角度為底刃的后刀面的寬度的角度a，該底刃的后刀面的所述旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的所述棱線和與該底刃在所述旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)鄰接的底刃所成的角度為切口的開(kāi)口角度b時(shí)，以所述角度b成為所述角度a的1.5倍以上且3倍以下的范圍的方式配置所述底刃適當(dāng)。
[0045]而且，如圖5所示，將所述外周刃與所述圓角刃的連結(jié)部處的軸直角剖面的前角設(shè)定成3°以上且10°以下的范圍比較適當(dāng)，如圖6至圖8所示，與所述底刃、所述圓角刃、所述外周刃的各自的切線正交的方向的剖面的后角按照所述底刃、所述圓角刃、所述外周刃設(shè)定為恒定適當(dāng)。
[0046]此外，如圖2所示，形成于所述切削刃部的所述切削刃的刃長(zhǎng)設(shè)定成外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑的30%以上且60%以下的范圍適當(dāng)，如圖4所示，所述圓角刃的圓角形狀部的曲率半徑設(shè)定成外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑的10 %以上且20%以下的范圍適當(dāng)。
[0047]在本發(fā)明的多刃立銑刀中，對(duì)至少所述切削刃部的表面，優(yōu)選整個(gè)表面、或包含所述切削刃部的所述立銑刀的整個(gè)表面覆蓋AlCr系的硬質(zhì)皮膜適當(dāng)。
[0048]發(fā)明效果
[0049]在構(gòu)成切削刃的前刀面的底刃的前刀面與外周刃的前刀面之間，設(shè)有與兩前刀面鄰接并形成與各個(gè)面不同的面的圓角刃的前刀面。由此，圓角刃的前刀面能夠緩和構(gòu)成切口的底刃的前刀面與構(gòu)成刃槽的外周刃的前刀面之間的高低差，能夠作為對(duì)進(jìn)入到切口的切屑向刃槽的排出進(jìn)行引導(dǎo)的導(dǎo)入部分發(fā)揮作用。
[0050]另外，圓角刃的前刀面在外周刃的前刀面與圓角刃的后刀面之間緩和兩面間的高低差，從而增加外周刃的前刀面構(gòu)成的刃槽的空間的容積(體積)，而不易產(chǎn)生刃槽內(nèi)的切屑的滯留(積存)。其結(jié)果是，發(fā)揮促進(jìn)將切屑從切口向刃槽排出的效果的作用，因此能夠使在切削加工時(shí)產(chǎn)生的切屑的排出性良好。
[0051]在本發(fā)明中，若將構(gòu)成切口的底刃的前刀面和與該底刃的前刀面在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)對(duì)置的切口面以成為相互交叉的面的方式形成各個(gè)面，則不會(huì)損害剛性而能夠獲得較大的切口的空間。由此，能夠進(jìn)一步提高從切口到刃槽的切屑的排出性，即便在以難切削性合金坯料為被切削材料，且比現(xiàn)有情況加深切入量而進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工的情況下，也能夠長(zhǎng)壽命地進(jìn)行高精度且穩(wěn)定的高進(jìn)給加工?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052]圖1是表示本發(fā)明的多刃立銑刀的一實(shí)施方式的側(cè)視圖。
[0053]圖2是圖1所示的多刃立銑刀的切削刃部的局部放大圖。
[0054]圖3是表示從端面?zhèn)妊刂毒咻S向觀察圖2所示的多刃立銑刀的切削刃部的情況的端面圖。
[0055]圖4是表示圖2所示的多刃立銑刀的在切削刃部形成的I個(gè)切削刃的底刃、圓角刃及外周刃的關(guān)系的剖視圖。
[0056]圖5是表示圖4的連結(jié)部P2中的前角P2s與后角P2n的關(guān)系的C-C線剖視圖。
[0057]圖6是圖4中的A-A線剖視圖。
[0058]圖7是表示圖4的圓角刃中的后角5n與前角5s的關(guān)系的B-B線剖視圖。
[0059]圖8是表示圖4的外周刃中的后角4n與前角4s的關(guān)系的D-D線剖視圖。
[0060]圖9是表示從端面?zhèn)妊刂毒咻S方向觀察切削刃為10刃時(shí)的本發(fā)明的多刃立銑刀的切削刃部的情況的端面圖。
[0061]圖10是從端面?zhèn)妊刂毒咻S方向觀察切削刃為15刃時(shí)的本發(fā)明的多刃立銑刀的切削刃部的情況的端面圖。
[0062]圖11是表示從前端部側(cè)向刀柄部側(cè)觀察本發(fā)明的多刃立銑刀的切削刃部的情況的立體圖。
[0063]圖12是表示對(duì)本發(fā)明例I的多刃立銑刀和比較例I的多刃立銑刀實(shí)施了實(shí)驗(yàn)例I的切削加工實(shí)驗(yàn)后的切削刃的后刀面的磨損狀況的照片。
[0064]圖13是表示對(duì)本發(fā)明例I的多刃立銑刀和比較例I的多刃立銑刀實(shí)施了實(shí)驗(yàn)例I的切削加工實(shí)驗(yàn)后的切削刃的前刀面的磨損狀況的照片。
[0065]圖14是表示對(duì)本發(fā)明例2的多刃立銑刀和比較例2的多刃立銑刀實(shí)施了實(shí)驗(yàn)例2的切削加工實(shí)驗(yàn)后的切削刃的后刀面的磨損狀況的照片。
[0066]圖15是表示對(duì)本發(fā)明例2的多刃立銑刀和比較例2的多刃立銑刀實(shí)施了實(shí)驗(yàn)例2的切削加工實(shí)驗(yàn)后的切削刃的前刀面的磨損狀況的照片。
[0067]圖16是表示外周刃與刀具軸方向大致平行地形成時(shí)的本發(fā)明的多刃立銑刀的另一實(shí)施方式的側(cè)視圖的放大圖。
[0068]圖17是示意性地表示本發(fā)明的多刃立銑刀的構(gòu)成切口的底刃的前刀面和切口面、以及構(gòu)成刃槽的外周刃的前刀面和刃槽面的形成情況的模型圖。
[0069]圖18是表示從刀柄部側(cè)觀察本發(fā)明的多刃立銑刀的前端部的情況的立體圖。
[0070]圖19是表示現(xiàn)有的多刃立銑刀的在切削刃部形成的I個(gè)切削刃的底刃、圓角刃及外周刃的關(guān)系的剖視圖。
[0071]圖20是表示從刀柄部側(cè)觀察專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的前端部的情況的立體圖。
[0072]圖21是表示從前端部側(cè)向刀柄部側(cè)觀察專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的前端部的情況的立體圖。
[0073]圖22是將本發(fā)明的多刃立銑刀的切口利用平行于刀具軸且與沿著旋轉(zhuǎn)方向相鄰的切口面和底刃的前刀面這兩面相交的平面進(jìn)行剖切時(shí)的剖視圖。
[0074]圖23是將專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的切口利用平行于刀具軸且與沿著旋轉(zhuǎn)方向 面對(duì)的切口面和底刃的前刀面這兩面相交的平面進(jìn)行剖切時(shí)的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0075]以往，例如在使用三軸或五軸的NC機(jī)床對(duì)由彎曲的曲面構(gòu)成的葉輪的難切削性合金坯料的表面進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工的情況下，當(dāng)開(kāi)始切削加工時(shí)，排出在非常短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的切屑困難，無(wú)法進(jìn)行高進(jìn)給加工。為了解決該問(wèn)題，在本發(fā)明中，為了使切屑良好地排出，著眼于圓弧立銑刀的切削刃部3的結(jié)構(gòu)，采用新穎且獨(dú)創(chuàng)的結(jié)構(gòu)作為切削刃部
3。具體而言通過(guò)改善由構(gòu)成切削刃部3的底刃6、圓角刃5及外周刃4構(gòu)成的各切削刃的形狀，能夠?qū)⑿纬稍谙噜彽那邢魅兄g的切口 7或刃槽8的空間部所構(gòu)成的每一刃的刀片凹槽CP的體積確保得較大，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)以往困難的高進(jìn)給加工。
[0076]雖然并未特別限定，但例如將Ni基耐熱合金制坯料形成為被切削材料時(shí)，“高速度加工”通常是指優(yōu)選切削速度Vc為60?80mm/min的加工。若切削速度Vc小于60mm/min，則切削性下降。從而，切削阻力變得過(guò)大。若切削速度Vc超過(guò)80mm/min，則切削溫度變得非常高。從而，會(huì)發(fā)生立銑刀I磨損加劇或熔敷。而且由于被切削材料和立銑刀的擦蹭過(guò)大，因此尤其是后刀面的磨損增多。由此，例如在Ni基耐熱合金制坯料為被切削材料時(shí)，切削速度Vc的更優(yōu)選的范圍為65?80mm/min,更優(yōu)選的范圍為70?80mm/min。
[0077]雖未特別限定，但例如在Ni基耐熱合金制坯料為被切削材料時(shí)，“高進(jìn)給加工”通常是指優(yōu)選進(jìn)給速度Vf為1000?3000mm/min的加工。若進(jìn)給速度Vf小于1000mm/min,則效能降低。另一方面，若進(jìn)給速度Vf超過(guò)3000mm/min，則切屑的產(chǎn)生量會(huì)變得過(guò)大，因此容易發(fā)生切屑堵塞。進(jìn)給速度Vf的更優(yōu)選范圍是1500?3000mm/min，進(jìn)一步優(yōu)選的范圍為 1800 ?3000mm/min。
[0078]另外，每一個(gè)切削刃能夠?qū)崿F(xiàn)的實(shí)質(zhì)性的切削的效能由根據(jù)進(jìn)給速度、轉(zhuǎn)速及刃數(shù)導(dǎo)出的每一刃的進(jìn)給量fz[mm/t]、徑向切入量ae[mm]、軸向切入量ap[mm]來(lái)決定。在現(xiàn)有的多刃立銑刀中，僅通過(guò)每一刃的進(jìn)給量fz為0.03?0.06mm/t，徑向切入量ae為0.4?0.6mm，軸向切入量ap為0.4?0.6mm左右的效能能夠確保實(shí)用上的切削壽命(不進(jìn)行刀具的更換而完成葉輪的精加工所需的壽命)。然而，在本發(fā)明的多刃立銑刀中，能夠在每一刃的進(jìn)給量fz為0.08?0.3mm/t,徑向切入量ae為I?IOmm,軸向切入量ap為0.8?
2.0mm這樣的非常高效能的切削條件下進(jìn)行切削加工。因此，即使在上述那樣的非常高效能的切削條件下也能夠確保實(shí)用上的切削壽命成為使用本發(fā)明時(shí)的大的優(yōu)點(diǎn)。
[0079]如所述那樣，用于以高進(jìn)給進(jìn)行高效能的切削加工的本發(fā)明的多刃立銑刀I具備的結(jié)構(gòu)上的主要特征在于下述的特征I和特征2。
[0080](特征I):切削刃的前刀面由底刃6的前刀面6a、與前刀面6a連續(xù)的圓角刃的前刀面5a以及與前刀面5a連續(xù)的外周刃的前刀面4a構(gòu)成。
[0081](特征2):在底刃6的前刀面6a和與該底刃6在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)鄰接的底刃6的后刀面6b之間形成切口 7，該切口 7構(gòu)成與所述刃槽8連續(xù)的空間。
[0082]通過(guò)上述兩個(gè)特征I和特征2，能夠?qū)⒅饕谇邢骷庸r(shí)使用的圓角刃5產(chǎn)生的切屑經(jīng)由成形在相鄰的切削刃之間的切口 7和與該切口 7連通的刃槽8而容易地向外部排出。因此，即使實(shí)施高進(jìn)給的切削加工也能夠防止切屑堵塞。作為其結(jié)果，能夠防止切削刃發(fā)生損傷。[0083]以下，使用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I的實(shí)施方式。
[0084]圖1?圖3是用于說(shuō)明表不本發(fā)明的一實(shí)施方式的多刃立統(tǒng)刀I的結(jié)構(gòu)的圖。圖1是表示本發(fā)明的多刃立銑刀I的一實(shí)施方式的側(cè)視圖。圖2是圖1所示的多刃立銑刀I的切削刃部3的局部放大圖。圖3是表示從端面?zhèn)妊刂毒咻SO方向觀察圖2所示的多刃立銑刀I的切削刃部3的情況的端面圖。
[0085]如圖1所示，表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的多刃立銑刀I具備:沿著刀具軸(旋轉(zhuǎn)中心軸)O方向具有規(guī)定的長(zhǎng)度的呈圓柱狀的刀柄部2 ;在刀柄部2的一方的端部(多刃立銑刀的前端部Ia側(cè))形成的切削刃部3。在切削刃部3中，如圖2所示，將由外周刃4、與外周刃4的一方的端部即多刃立銑刀的前端部Ia側(cè)的端部連續(xù)且呈大致圓弧或凸曲線狀(圓角形狀)的圓角刃5、以及與圓角刃5的另一方的端部連續(xù)的底刃6構(gòu)成的切削刃作為I單位(I個(gè))，而形成多個(gè)切削刃。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，多刃立銑刀I的前端部Ia表示本發(fā)明的多刃立銑刀I中的設(shè)有切削刃部3的一方的前端部。
[0086]圓角刃5作為在前端部Ia側(cè)的周邊部呈圓角形狀(round shape)(曲線狀或曲面狀)的切削刃配置。底刃6與圓角刃5的另一方的端部連續(xù)，呈直線狀地形成至刀具軸O附近。因此，多刃立銑刀I可以看作圓弧立銑刀的一種。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，與前端部Ia側(cè)對(duì)置一側(cè)的端部成為由機(jī)床把持的部分。
[0087]圖4是表示圖2所示的多刃立銑刀I的切削刃部3上形成的I個(gè)切削刃的底刃6、圓角刃5及外周刃4的關(guān)系的剖視圖。本發(fā)明的多刃立銑刀I的切削刃的前刀面包括:從刀具軸O側(cè)到刀柄部2的外周的底刃6的前刀面6a ;與底刃6的前刀面6a鄰接，且形成與底刃6的前刀面6a不同的面的圓角刃5的前刀面5a ;與圓角刃5的前刀面5a鄰接,且形成與圓角刃5的前刀面5a不同的面的外周刃4的前刀面4a。
[0088]圖11是表示從前端部Ia側(cè)向刀柄部2側(cè)觀察本發(fā)明的多刃立銑刀I的切削刃部3的情況的立體圖。如圖4及圖11所示，外周刃4的前刀面4a在圓角刃5側(cè)的端部與圓角刃5的前刀面5a鄰接，并兼作為構(gòu)成刃槽8的一方的刃槽面。圓角刃5的前刀面5a在刀具軸O側(cè)的端部與底刃6的前刀面6a鄰接。在底刃6的前刀面6a和與該底刃6在旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)鄰接的底刃6的后刀面6b之間形成與刃槽8連續(xù)的切口 7，底刃6的前刀面6a兼作為構(gòu)成切口 7的一方的面。另外，如圖11所示，在從旋轉(zhuǎn)方向R(刀柄部2的周向)觀察切削刃時(shí)，圓角刃5的前刀面5a位于外周刃4的前刀面4a與圓角刃5的后刀面5b之間。刃槽8包括:外周刃4的前刀面4a ;與該前刀面4a在旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)對(duì)置的刃槽面8a。
[0089]接著，基于圖2及圖3詳細(xì)說(shuō)明切削刃部3的結(jié)構(gòu)。外周刃4形成為從多刃立銑刀I的前端部Ia側(cè)即外周刃4的刀柄部2側(cè)的端緣的Pl點(diǎn)(參照?qǐng)D2)向多刃立銑刀的前端部Ia側(cè)方向相對(duì)于刀具軸O的角度成為α (參照?qǐng)D2)地向下傾斜(通過(guò)Pl點(diǎn)的外周刃4的切線與刀具軸O所成的角度為α )。Pl點(diǎn)成為將外周刃4從多刃立銑刀I (刀柄部2)的外周面向前端部Ia側(cè)方向形成的開(kāi)始點(diǎn)(以下，稱(chēng)為“形成開(kāi)始點(diǎn)”)。在以下的說(shuō)明中，將Pl點(diǎn)記載為“外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)Ρ1”。
[0090]從外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)Pl以?xún)A斜角度α向下傾斜的外周刃4如圖2所示，在成為其端部(通過(guò)Pl點(diǎn)的外周刃4的切線的端部)的Ρ2點(diǎn)處與圓角刃5連續(xù)。因此，Ρ2點(diǎn)成為將外周刃4與圓角刃5連結(jié)的連結(jié)點(diǎn)(在以下的說(shuō)明中，記載為外周刃與圓角刃的連結(jié)部P2)。圓角刃5在沿著周向觀察多刃立銑刀I時(shí)，如圖4所示，形成為從外周刃與圓角刃的連結(jié)部P2朝向前端部Ia側(cè)方向而具有規(guī)定的曲率半徑(圓角刃5的圓角形狀部的曲率半徑rl)的圓角形狀或凸?fàn)畹那€。
[0091]成為外周刃4的切削刃的棱線部如圖2所示以呈直線狀或凸形狀的方式形成，相對(duì)于刀具軸O成為傾斜角度α地傾斜，在外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部Ρ2處與圓角刃5連續(xù)。而且，外周刃4相對(duì)于刀具軸0，例如以20°的扭轉(zhuǎn)角Θ進(jìn)行扭轉(zhuǎn)。與圓角刃5連續(xù)的底刃6如圖2、圖4所示那樣從前端部Ia側(cè)的外周部附近朝向刀具軸O方向，呈直線狀地形成至刀具軸O的附近。需要說(shuō)明的是，在圖2中，切口面7a表示構(gòu)成切口 7的一方的面，刃槽8表示形成在沿著繞刀具軸的旋轉(zhuǎn)方向鄰接的所述切削刃之間的空間即刃槽，刃槽面8a表不構(gòu)成刃槽8的一方的面。
[0092]本發(fā)明的多刃立銑刀I如上述那樣將外周刃4、與外周刃4連續(xù)的圓角刃5以及與圓角刃5連續(xù)的底刃6作為一個(gè)切削刃，而且，在各所述切削刃具備前刀面4a、5a、6a及后刀面4b、5b、6b。并且，本發(fā)明的特征在于將這些連續(xù)的外周刃4、圓角刃5及底刃6作為一個(gè)(一刃)切削刃的單位，而具備至少6個(gè)以上且30個(gè)以下的多刃構(gòu)成的切削刃。需要說(shuō)明的是，該切削刃的刃數(shù)若考慮到切削加工時(shí)的效率提高和制造超硬合金制的多刃立銑刀I時(shí)的容易性等，則更優(yōu)選設(shè)定成最大20刃左右。
[0093]本發(fā)明的多刃立銑刀I如上述那樣具備由多刃的切削刃構(gòu)成的切削刃部3，即便使用三軸或五軸的NC機(jī)床，使用圓角刃5以高進(jìn)給對(duì)難切削性合金制等的葉輪進(jìn)行精加工的切削加工，也具有提高圓角刃5的耐磨損性和抑制卷刃等缺欠發(fā)生以及使切屑良好排出那樣對(duì)切削刃部3實(shí)施了各種改善的特征。
[0094]以下，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I具備的特征。
[0095]該特征之一是在圓角刃5設(shè)有前刀面5a。圖19是表示現(xiàn)有的多刃立銑刀的在切削刃部形成的I個(gè)切削刃的底刃、圓角刃及外周刃的關(guān)系的剖視圖。以往，如圖19所示，在葉輪的切削加工中使用的立銑刀形成為在圓角刃5未設(shè)置前刀面而使底刃6的前刀面6a與外周刃4的前刀面4a連續(xù)的結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，在葉輪的切削加工中，主要使用的圓角刃5的外周部分的角部容易成為銳角，容易折損，因此在進(jìn)行本發(fā)明的目標(biāo)的高效能的高進(jìn)給的切削加工時(shí)，圓角刃5發(fā)生缺欠的可能性高。
[0096]表示從刀柄部2側(cè)觀察本發(fā)明的多刃立銑刀I的前端部Ia的情況的圖18與表示從刀柄部側(cè)觀察專(zhuān)利文獻(xiàn)3的立銑刀的情況的圖20的對(duì)比可知，在未形成圓角刃5的前刀面5a的情況下,形成在外周刃4的前刀面4a與圓角刃5的后刀面5b的交界處的圓角刃5的角度(外周刃的前刀面4a與圓角刃的后刀面5b所成的角度)小(接近銳角)，因此若進(jìn)行高進(jìn)給加工，則圓角刃5由于切削時(shí)的應(yīng)力而壽命短且容易破損(斷裂)。
[0097]相對(duì)于此，如圖4、圖18所示的本發(fā)明的多刃立銑刀那樣在外周刃的前刀面4a與圓角刃的后刀面5b之間形成圓角刃的前刀面5a時(shí),沿著旋轉(zhuǎn)方向R鄰接的兩面，即外周刃的前刀面4a與圓角刃的前刀面5a、以及圓角刃的前刀面5a與圓角刃的后刀面5b所成的角度增大(角部成為鈍角)。因此，若進(jìn)行高進(jìn)給加工，則與沒(méi)有圓角刃的前刀面5a的情況相t匕，能夠抑制圓角刃5的破損(斷裂)，成為長(zhǎng)壽命。
[0098]圓角刃5的前刀面5a在外周刃4的前刀面4a與圓角刃5的后刀面5b之間進(jìn)一步緩和兩面間的高低差，由此也有助于增加外周刃的前刀面4a構(gòu)成的刃槽8的空間的容積(體積)，刃槽8內(nèi)的切屑的滯留(積存)不易發(fā)生，也起到促進(jìn)向刃槽8的排出效果的作用。
[0099]另外，圓角刃5的前刀面5a位于底刃6的前刀面6a與外周刃4的前刀面4a之間，由此緩和構(gòu)成切口 ?的底刃6的前刀面6a與構(gòu)成刃槽8的外周刃4的前刀面4a之間的高低差，并作為對(duì)進(jìn)入切口 7的切屑的向刃槽8的排出進(jìn)行引導(dǎo)的導(dǎo)入部分發(fā)揮作用。圓角刃5的前刀面5a還位于外周刃4的前刀面4a與圓角刃5的后刀面5b之間，由此緩和構(gòu)成刃槽8的外周刃4的前刀面4a與圓角刃5的后刀面5b之間的高低差，并且緩和圓角刃5在葉輪(被切削材料)的切削時(shí)從葉輪(被切削材料)受到的過(guò)度的應(yīng)力，發(fā)揮防止圓角刃5破損的作用。
[0100]圖3是表示從刀具軸O方向觀察本發(fā)明的多刃立銑刀I時(shí)的切削刃部3的前端部側(cè)的結(jié)構(gòu)的圖，不出在多刃立統(tǒng)刀I設(shè)有12個(gè)切削刃的例子。而且，圖3以俯視圖表不外周刃4的后刀面4b、圓角刃5、圓角刃的后刀面5b、底刃6、底刃6的后刀面6b、切口 7 (切口面7a)以及刃槽8(刃槽面8a)的配置。需要說(shuō)明的是，圖3所示的符號(hào)“R”表示進(jìn)行切削加工時(shí)的多刃立銑刀I的旋轉(zhuǎn)方向。
[0101]此外，在圖2、圖3、圖11、圖18等中，在沿著半徑方向鄰接的底刃6的后刀面6b與圓角刃5的后刀面5b之間、以及圓角刃5的后刀面5b與外周刃4的后刀面4b之間加入表示交界的線，但實(shí)際上該線有時(shí)在肉眼下看不見(jiàn)。例如鄰接的底刃6的后刀面6b與圓角刃5的后刀面5b、以及圓角刃5的后刀面5b與外周刃4的后刀面4b如沿著面內(nèi)方向(周向)觀察時(shí)的回旋曲線那樣鄰接的曲面(包括平面)曲率逐漸變化時(shí)，分不清交界的線。不過(guò)，在曲率變化的部分有時(shí)能看見(jiàn)線。
[0102]圖3所示的構(gòu)成12個(gè)切削刃的各個(gè)外周刃4、圓角刃5、底刃6以刀具軸O為中心而等間隔地形成。而且，在一底刃6的前刀面6a和在旋轉(zhuǎn)方向R上與所述底刃6相鄰的另一底刃6的后刀面6b之間形成切口 7。切口 7由與底刃6的后刀面6b在旋轉(zhuǎn)方向R后方連續(xù)并形成與底刃6的后刀面6b不同的面的切口面7a、以及與該底刃6在旋轉(zhuǎn)方向R前方鄰接的底刃6的前刀面6a形成。需要說(shuō)`明的是，構(gòu)成切口 7的底刃6的前刀面6a和切口面7a均是在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向R后退了規(guī)定角度的平面進(jìn)行觀察時(shí)，即與多刃立銑刀I的刀具軸O正交的剖面進(jìn)行觀察時(shí)，隨著從與某一刀具軸O正交的剖面到向軸向移動(dòng)之后的與另一刀具軸O正交的剖面，以從半徑方向朝向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)傾斜的方式形成。
[0103]圖18是表示從刀柄部2側(cè)觀察本發(fā)明的多刃立銑刀I的前端部Ia的情況的立體圖。如圖11及圖18所示，在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，底刃的前刀面6a和切口面7a均隨著從與某一刀具軸O正交的剖面到向軸向移動(dòng)之后的與另一刀具軸O正交的剖面，而從半徑方向的直線上朝著向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)移動(dòng)后的與半徑方向平行的直線傾斜，且各自的面成為不同的面(平面或曲面)，從而這兩面相交的交線成為切口 7的最深部。
[0104]圖20是表示從刀柄部側(cè)觀察專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的前端部的情況的立體圖。圖21是表示從前端部側(cè)向刀柄部側(cè)觀察專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的前端部的情況的立體圖。如圖20及圖21所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀13的切口 7那樣，若以底刃6的前刀面6a與切口面7a平行的方式形成切口 7，則底刃的前刀面6a與切口面7a不相交，不形成交線。因此，與兩面不同的平面即切口底面14成為切口 7的底(最深部)。如上所述，本發(fā)明與專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的形成切口 7的面的結(jié)構(gòu)明顯不同。[0105]在圖3中，切口面7a看起來(lái)是從刀具軸O的附近朝向外周方向而其寬度逐漸擴(kuò)展的平面，但實(shí)際上形成為隨著從底刃6的后刀面6b的端部朝著相鄰(旋轉(zhuǎn)方向R的反方向)的底刃6的前刀面6a的下端部而向旋轉(zhuǎn)方向R后方傾斜例如45°的平面狀。通過(guò)該切口面7a和底刃的前刀面6a形成的空間部形成了用于排出切屑的切口 7，該切口 7與刃槽8連通。切口面7a與底刃6的前刀面6a的交線隨著從刀具軸O朝向半徑方向外周側(cè)而從前端部Ia側(cè)向刀柄部2側(cè)傾斜。
[0106]與切口 7連續(xù)的刃槽8如上所述由外周刃4的前刀面4a(參照?qǐng)D11)和與前刀面4a在旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)對(duì)置的面(刃槽面8a)構(gòu)成。外周刃4的前刀面4a和刃槽面8a分別成為與構(gòu)成切口 7的底刃6的前刀面6a和切口面7a連續(xù)的面，或成為曲率連續(xù)變化的面，但通過(guò)使切口 7與刃槽8成為相互不連續(xù)的面，能夠提高多刃立銑刀I (刀柄部2)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的切屑向刃槽8的排出性。
[0107]刃槽8的空間與切口 7的空間合在一起的空間部如后所述被稱(chēng)為“刀片凹槽CP”。在刀柄部2的直徑和刃數(shù)固定時(shí)，該刀片凹槽CP的容積(體積)越大而切屑的排出效果越高，因此在切屑的排出上，優(yōu)選較大地確保切口 7的空間和刃槽8的空間的至少任一者。因此，例如若構(gòu)成切口 7的底刃6的前刀面6a和與前刀面6a在旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)對(duì)置的切口面7a相互交叉地形成各自的面，則不損害剛性而能夠較大地獲得切口 7的空間。
[0108]這樣的話，通過(guò)形成由切口面7a和底刃6的前刀面6a形成的空間部即切口 7，即使在以高效能進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工的情況下，也能夠防止底刃6的剛性不足造成的缺欠或卷刃的發(fā)生。而且，能夠?qū)⒂傻兹?形成的切屑高效率地向刃槽8搬運(yùn)，因此能夠防止切口 7的空間部的切屑的堵塞。
[0109]所述切口 7的剖面形狀優(yōu)選形成為V字狀或U字狀。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，能夠增大后述的刀片凹槽CP的體積，能夠顯著地改善因高進(jìn)給的切削加工而產(chǎn)生的大量的切屑的排出性。因此，在難切削性合金坯料為被切削材料時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)以往困難的高進(jìn)給加工。
[0110]圖22是將切口 7利用平行于刀具軸O且與沿著旋轉(zhuǎn)方向相鄰的切口面7a和底刃6的前刀面6a這兩面相交的平面進(jìn)行剖切時(shí)的剖視圖。圖22的斜線表示剖面線。如圖22(a)所示，在本發(fā)明的立銑刀中，通過(guò)切口面7a和底刃6的前刀面6a形成的空間部即切口 7的剖面形狀優(yōu)選理想的V字狀或接近V字狀的形狀。
[0111]然而，工業(yè)生產(chǎn)上，如圖22(b)所示，允許在切口 7的最深部形成具有微小的切口底面的寬度wl的切口底面14，即允許大致V字狀的切口 7。
[0112]作為本發(fā)明的多刃立銑刀的切口 7的變形例，除了由曲面構(gòu)成的U字狀的切口 7之外，如圖22(c)所示，還允許在由平緩的曲面狀的切口面7a和平緩的曲面狀的底刃6的前刀面6a形成的大致U字狀的切口 7的最深部形成了具有微小的寬度wl的切口底面14的大致U字狀的結(jié)構(gòu)。即，在本發(fā)明的多刃立銑刀I的底刃6的前刀面6a及切口面7a的形狀中，包括由嚴(yán)格的平面構(gòu)成的情況和由平緩的曲面構(gòu)成的情況。
[0113]以下，在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，將上述的V字狀、U字狀、大致V字狀及大致U字狀的切口 7統(tǒng)一稱(chēng)為“V字狀的切口”。另外，在圖22(b)及圖22(c)中示出了切口底面14形成為平面狀的切口 7，但如圖22(d)所示，即使在切口底面14形成為具有微小的曲率半徑的曲面狀的情況下，也成為本發(fā)明的切口 7。
[0114]在圖22 (a)、圖22 (b)及圖22 (C)的情況下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，為了起到本發(fā)明的有利的效果，而微小的切口底面14的圓周方向上的寬度即切口底面的寬度wl優(yōu)選為0.6mm以下，更優(yōu)選為0.4mm以下。這是因?yàn)?，?dāng)切口底面14的寬度wl超過(guò)0.6mm時(shí)，切口底面14的寬度wl增大，并且底刃6產(chǎn)生的切屑的排出性下降，因此能夠進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工這樣的相對(duì)于現(xiàn)有的立銑刀的優(yōu)越性受損。
[0115]圖23是將專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的切口利用平行于刀具軸O且與沿著旋轉(zhuǎn)方向面對(duì)的切口面7a和底刃6的前刀面6a這兩面相交的平面進(jìn)行剖切時(shí)的剖視圖。圖23的斜線表示剖面線。如圖23所示，在現(xiàn)有的立銑刀即專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的情況下，與本發(fā)明的多刃立銑刀不同，在具有面對(duì)配置的切口面7a和底刃的前刀面6a的切口 7的最深部形成了具有寬的切口底面的寬度w2的切口底面14。在專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀中，一端開(kāi)口的剖面矩形形狀的切口 7的最深部的切口底面的寬度《2為0.9_，遠(yuǎn)大于本發(fā)明的多刃立銑刀的切口底面的寬度wl。
[0116]接著，參照?qǐng)D4說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I的特征之一的、底刃6的前刀面6a、圓角刃5的前刀面5a、外周刃4的前刀面4a的位置關(guān)系。在圖4中，示出了表示構(gòu)成I個(gè)切削刃的底刃6、圓角刃5及外周刃4的關(guān)系的剖視圖。
[0117]如圖4所示，在底刃6且在其切削刃棱線朝向旋轉(zhuǎn)方向R的面上，從刀具軸O附近朝向外周刃4所處的方向形成底刃的前刀面6a。在圖4中，底刃6的前刀面6a形成為平面狀，如上所述，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向R后退了規(guī)定的角度，即形成為隨著從多刃立銑刀I的端面到刀柄部2而從旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)朝向后方側(cè)傾斜的平面狀，因此能夠較大地確保所述的刀片凹槽CP的體積(V)。
[0118]在圓角刃5的切削刃棱線面向旋轉(zhuǎn)方向R的面上形成有成為平緩的凸?fàn)畹那娴膱A角刃5的前刀面5a。成為凸?fàn)畹那娴膱A角刃5的前刀面5a朝向圓角刃5的切削刃棱線以稍向下傾斜的方式彎曲形成。而且，底刃6的前刀面6a的外周刃4側(cè)的端部的一部分與該圓角刃5的前刀面5a連續(xù)。如此具備成為凸?fàn)畹那娴那暗睹?a的圓角刃5與圖19所示的在圓角刃5未設(shè)置圓角刃的前刀面5a的現(xiàn)有的立銑刀相比，能夠緩和角部的銳角的程度，因此能夠抑制角刃5的磨損或卷刃發(fā)生。圓角刃的前刀面5a例如在將多刃立銑刀I固定于NC磨床的狀態(tài)下，通過(guò)將金剛石砂輪的側(cè)面壓靠于圓角刃5而形成。
[0119]在外周刃4的切削刃棱線面向旋轉(zhuǎn)方向R的面上形成前刀面4a。該外周刃4的前刀面4a優(yōu)選以成為平緩的凸?fàn)畹那娴姆绞叫纬伞Ｈ鐖D4、圖11所示，外周刃4的前刀面4a的底刃6側(cè)的端部與圓角刃5的前刀面5a連續(xù)，刀具軸O側(cè)的端部與底刃6的前刀面6a連續(xù)。外周刃4的前刀面4a超過(guò)外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)P1，向半徑方向的刀具軸O側(cè)切入至刀柄部2的外周部而形成。形成至刀柄部2的外周部的前刀面4a如上所述兼作為構(gòu)成刃槽8的至少兩個(gè)刃槽面中的一方的刃槽面。圖4所示的符號(hào)“9”表示底刃6的前刀面6a與切口面7a (參照?qǐng)D2)的交界線。該交界線9隨著從刀具軸O附近朝向外周方向而從前端部Ia側(cè)向刀柄部2傾斜。
[0120]如上所述，在切口面7a與底刃6的前刀面6a之間形成V字狀的切口 7，該V字狀的切口 7和刃槽8形成用于順暢地排出切屑的刀片凹槽CP。底刃6的前刀面與切口面7a的交界線9從刀具軸O附近朝向外周方向傾斜，因此起到增大每一刃的刀片凹槽CP的體積(V)的效果。
[0121]在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，如上所述，底刃6的前刀面6a以成為平面狀或曲面狀的方式形成。圓角刃5的前刀面5a及外周刃4的前刀面4a也以成為平面狀或平緩的曲面狀的方式形成。如圖4所示，圓角刃5的前刀面5a和外周刃4的前刀面4a均相對(duì)于底刃6的前刀面6a以位于旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)的方式經(jīng)由臺(tái)階部10而與前刀面6a連續(xù)。
[0122]例如圓角刃5的前刀面5a和外周刃4的前刀面4a若以與底刃6的前刀面6a平行或位于旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)的方式形成，則圓角刃5或底刃6切削出的切屑朝向底刃6的前刀面6a側(cè)，切屑集中在刀具軸O附近，可能發(fā)生切屑的嚙入、切削刃的卷刃。相對(duì)于此，使圓角刃5的前刀面5a和外周刃4的前刀面4a相對(duì)于底刃6的前刀面6a而位于旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)，由此成為將切屑從刀具軸O側(cè)向半徑方向外周側(cè)排出的傾向，因此容易使切屑從刀片凹槽CP向刃槽8方向的排出的流動(dòng)順暢。
[0123]本發(fā)明中的“與底刃6的前刀面6a鄰接且形成與底刃6的前刀面6a不同的面的圓角刃5的前刀面5a”是指圓角刃5的前刀面5a形成與底刃6的前刀面6a連續(xù)的曲面的情況，以及不是連續(xù)的曲面而是互不相同的平面、或形成曲面的同時(shí)成為鄰接的面的情況?！芭c圓角刃5的前刀面5a鄰接且形成與圓角刃5的前刀面5a不同的面的外周刃4的前刀面4a”也是指同樣的情況。圓角刃5的前刀面5a與底刃6的前刀面6a和外周刃4的前刀面4a這雙方鄰接，由此在刀柄部2的半徑方向上觀察時(shí)，或在沿著刀柄部2的周面的軸向上觀察時(shí)，圓角刃5的前刀面5a位于底刃6的前刀面6a與外周刃4的前刀面4a之間。
[0124]需要說(shuō)明的是，外周刃4未必如圖2所示那樣以通過(guò)“外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)P1”的外周刃4的切線與刀具軸O成為角度α的方式形成(外周刃4沿著刀具軸O方向以?xún)A斜角度α向下傾斜)，有時(shí)也如圖16所示，外周刃4與刀具軸O方向大致平行地形成。圖16是圖2所示的外周刃4的傾斜角度α為“0° ”，即外周刃4以成為與刀具軸O平行的方式形成的情況。
[0125]如圖16所示，在外周刃4的傾斜角度α為“O?！睍r(shí)，外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀I的刃徑成為L(zhǎng)I。在利用五軸的NC機(jī)床把持該多刃立銑刀I而進(jìn)行葉輪的切削加工之際，需要通過(guò)NC控制來(lái)實(shí)施多刃立銑刀I的傾斜控制和葉輪自身的傾斜控制，因此通過(guò)該控制也能夠進(jìn)行外周刃4向葉輪加工面的咬入控制。由此，在外周刃4的傾斜角度α為“O。”的多刃立銑刀I中，也能夠得到與圖2所示的設(shè)定了外周刃4的傾斜角度α (α為5°以上且10°以下)的多刃立銑刀I同樣的效果。
[0126]圖17是示意性地表示本發(fā)明的多刃立銑刀I的構(gòu)成切口 7的底刃6的前刀面6a和切口面7a、以及構(gòu)成刃槽8的外周刃4的前刀面4a和刃槽面8a的形成的情況的模型圖。在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，圖17的虛線所示的、底刃6的前刀面6a與切口面7a相交的線(交線)是切口 7的底(最深部)。該切口 7的底帶有隨著從刀具軸O朝向半徑方向外周側(cè)而從多刃立銑刀I的前端部Ia側(cè)朝向中間部側(cè)的傾斜。
[0127]如圖17所示，構(gòu)成切口 7的底刃6的前刀面6a和與前刀面6a在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)對(duì)置的切口面7a均包括與刀具軸O正交的剖面SI上的通過(guò)刀具軸O的半徑方向的直線AB、AE，而成為相互在刀具軸O上沿著旋轉(zhuǎn)方向成為角度Ψ而相交的面(包括平面和曲面)。而且在圖17中，至少切口面7a相對(duì)于通過(guò)刀具軸O的包含半徑方向上的直線AB的平面ABCD，成為從刀柄部2的前端Ia側(cè)朝向中間部側(cè)而向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜的面(包括扭轉(zhuǎn)面)ABC’D’，在該狀態(tài)下，與底刃6的前刀面6a (包括AEFD的面)相交，由此構(gòu)成切口7的底刃6的前刀面6a和切口面7a成為相互交叉的狀態(tài)。[0128]角度Ψ優(yōu)選為10°~35° ,更優(yōu)選為15°~30°。若角度Ψ小于10° ,則確認(rèn)到切屑的排出性下降的傾向，若超過(guò)35°，則確認(rèn)到切削加工條件的選擇的范圍變窄的傾向。
[0129]所述的“至少切口面7a”是指構(gòu)成切口 7的另一方的面即“底刃6的前刀面6a”相對(duì)于通過(guò)刀具軸O的包含半徑方向上的直線AB的平面ABCD，也成為從刀柄部2的前端部Ia側(cè)朝向中間部側(cè)而向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)傾斜的面(包括扭轉(zhuǎn)面)的情況。
[0130]這種情況下，如圖17、圖22(a)、(d)等所示，構(gòu)成切口 7的兩面(底刃6的前刀面6a和切口面7a)在沿著刀柄部2的軸向(刀具軸O方向)觀察時(shí)在刀具軸O上交叉，由此切口 7形成為具有中心角的扇形的形狀。因此，在沿著周向(旋轉(zhuǎn)方向R)鄰接的切削刃之間從接近軸向的中心部的部分(區(qū)域)能夠形成切口 7，能夠?qū)⑶锌?7的軸向上觀察時(shí)的俯視面積(投影面積)確保為最大限度。
[0131]另外，構(gòu)成切口 7的兩面(底刃的前刀面6a和切口面7a)在刀柄部2的軸向中間部側(cè)相交，由此成為兩面的(相交的)直線、或曲線(槽)帶有隨著從刀柄部2的中心側(cè)到外周側(cè)而從刀柄部2的軸向前端側(cè)朝向中間部側(cè)的傾斜。因此，從切口 7的槽(谷)向刃槽8的切屑的排出(引導(dǎo))效果顯著提高，同時(shí)抑制向在旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)鄰接的切削刃(底刃6和圓角刃5)側(cè)的切屑的旋入。在圖17中，虛線所示的“切口 7的槽”表示底刃的前刀面6a與切口面7a的交線。
[0132]構(gòu)成切口 7的兩面(底刃6的前刀面6a和切口面7a)形成為具有中心角的扇形的形狀，由此，如圖4所示，除了切口 7的刀具軸O側(cè)的端部集合的刀具軸O側(cè)的剖面上的中心部之外，由切口 7的形成而保留的底刃6可以形成在多刃立銑刀I的前端部Ia的半徑方向的大致全長(zhǎng)上。其結(jié)果是，在與圖21所示的現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比中，本發(fā)明的底刃6的切削長(zhǎng)度增大，因此具有底刃6進(jìn)行的切削的區(qū)域擴(kuò)大，底刃6處的切削的區(qū)間的選擇等切削的自由度增加的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，底刃6的后刀面6b的寬度隨著從刀柄部2的外周面到刀具軸O側(cè)而逐漸減少，但后刀面6b在半徑方向大致全長(zhǎng)上沿著旋轉(zhuǎn)方向R具有寬度。`
[0133]相對(duì)于此，如圖21所示，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的立銑刀的例子中，切口 7的寬度在旋轉(zhuǎn)方向R上大致恒定，因此無(wú)法將底刃6形成在多刃立銑刀I的前端部Ia的半徑方向的大致全長(zhǎng)上，底刃6的切削長(zhǎng)度變短，底刃6的切削的區(qū)域變窄，切削的自由度也受限。
[0134]作為本發(fā)明的更優(yōu)選的方式，如圖17所示，考慮包括將刃槽8兼作為一方的刃槽面的外周刃4的前刀面4a和與該外周刃4的前刀面4a在旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)對(duì)置的刃槽面8a，切口面7a和刃槽面8a形成為，相對(duì)于成為包括通過(guò)刀具軸O的半徑方向的直線AB的平面ABC’D’的切口面7a，刃槽面8a成為以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)具有傾斜角度?的方式傾斜的面(GIKL)。由此，能夠發(fā)揮使從切口 7向刃槽8送入(排出)的切屑在刃槽8內(nèi)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)旋入的作用。
[0135]所述的傾斜角度ζ優(yōu)選為5°~45°，更優(yōu)選為10°~35°。若角度ζ小于5°，則確認(rèn)到將切屑從切口 7向刃槽8送入的效果下降的傾向，若超過(guò)45°，則確認(rèn)到圓角刃5的剛性下降的傾向。
[0136]相對(duì)于圖17的切口面7a，以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)具有傾斜角度?的方式傾斜的面(GIKL)等同于如下情況，即:半徑方向上的直線AB通過(guò)刀具軸O，而平面AB⑶通過(guò)半徑方向上的直線AB，相對(duì)于包含平面AB⑶的面(AB⑶的延長(zhǎng)面)，以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)具有傾斜角度(的方式傾斜的面(GIJH)成為刀具軸O方向中間部側(cè)(圖17的下側(cè))進(jìn)一步向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)傾斜的面(GIKL)。如圖17所示，半徑方向的直線AB通過(guò)刀具軸O，而平面ABCD通過(guò)半徑方向的直線ΑΒ，相對(duì)于包含平面ABCD的面(ABCD的延長(zhǎng)面)，以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)具有傾斜角度?的方式傾斜的面成為GIJH，該面GIJH的刀具軸O方向中間部側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)傾斜的面成為GIKL。
[0137]而且，相對(duì)于底刃6的前刀面6a (包括AEFD的面)，兼作為刃槽8的一方的刃槽面的外周刃4的前刀面4a成為以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)具有傾斜角度H的方式傾斜的面(GMNH)時(shí)，外周刃4的前刀面4a(GMNH)成為隨著從位于比刀柄部2的外周面靠刀具軸O側(cè)的點(diǎn)G到外周側(cè)的點(diǎn)M而從旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)朝向后方側(cè)的面。因此，發(fā)揮使切屑在刃槽8內(nèi)向旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)旋入的作用，切屑的排出性提高。
[0138]所述的傾斜角度η優(yōu)選為0.5°~20°，更優(yōu)選為3°~10°。若角度η小于0.5° ,則確認(rèn)到從刃槽8的切屑的排出性下降的傾向，若超過(guò)20° ,則成為外周刃與圓角刃的連結(jié)部Ρ2的剛性下降的傾向。
[0139]在以下的本發(fā)明的多刃立銑刀的說(shuō)明中，通過(guò)將上述的切口面7a和底刃6的前刀面6a形成的V字狀的切口 7，即成形在鄰接的所述切削刃之間的空間部即切口 7和與該成形在切削刃之間的切口 7連通的刃槽8合在一起的空間部記載為每一刃的“刀片凹槽(CP) ”。該刀片凹槽(CP)例如在表示多刃立銑刀I的切削刃部3的立體圖的圖11中，表示由斜線所示的空間部。需要說(shuō)明的是，在圖11中，每一刃的刀片凹槽CP的部位僅示出斜線所示的一處，但相當(dāng)于每 一刃的刀片凹槽CP的部位存在與切削刃的刃數(shù)相同的個(gè)數(shù)。
[0140]在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，其特征之一在于，圖2所示的外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑LI (刀柄部2的直徑)為IOmm~30mm，切削刃的刃數(shù)為6刃~30刃時(shí)，該每一刃的刀片凹槽CP的體積(V)設(shè)定成25mm3以上且120mm3以下的范圍。相對(duì)于形成切口 7和刃槽8之前的無(wú)垢的多刃立銑刀1，刀片凹槽CP的體積(V)是指通過(guò)切口 7和刃槽8的形成而被除去的材料的體積(容積)。
[0141]本發(fā)明的多刃立銑刀I具備至少6刃的切削刃，具有上述的特有的切削刃部3的結(jié)構(gòu)，上述的特有的切削刃部3是作為通過(guò)三軸或五軸的NC機(jī)床，用于以高速度且高進(jìn)給對(duì)具有彎曲的表面的葉輪進(jìn)行切削加工的立銑刀而優(yōu)選的切削刃部。切削刃的刃數(shù)的上限在外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI為30mm的多刃立銑刀I中，優(yōu)選為30刃左右。在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，切削刃的刃數(shù)優(yōu)選設(shè)定成6刃以上且30刃以下的范圍的理由如下。
[0142]對(duì)于葉輪，使用本發(fā)明的多刃立銑刀I能夠進(jìn)行提高了切入量ae、ap的高進(jìn)給加工，但是為了進(jìn)一步實(shí)施高效能加工而需要提高進(jìn)給速度Vf。因此，為了提高進(jìn)給速度Vf，需要提高每一刃的進(jìn)給量fz[mm/t]或提高切削速度Vc[m/min]。然而,在進(jìn)行因科內(nèi)爾(注冊(cè)商標(biāo))718那樣的難切削性合金坯料的切削加工的情況下，在切削時(shí)產(chǎn)生的溫度上升成為問(wèn)題。該切削溫度在主軸的轉(zhuǎn)速(刀具的切削速度Vc)越快時(shí)變得越高，切削溫度的上升會(huì)給覆蓋在立銑刀表面上的硬質(zhì)皮膜造成損害，立銑刀的壽命也會(huì)變短。因此，無(wú)法那樣提升切削速度。例如，在Ni基耐熱合金制還料的情況下，Vc=80m/min左右成為極限。[0143]另外，當(dāng)過(guò)多地提升每一刃的進(jìn)給量fz時(shí)，立銑刀的刃尖作用的負(fù)擔(dān)增大，因此無(wú)法過(guò)多地增大每一刃的進(jìn)給量fz。尤其是每一刃的進(jìn)給量fz超過(guò)0.3mm/t時(shí)，刃尖的負(fù)擔(dān)變得顯著。由此，為了實(shí)現(xiàn)高效能加工而需要增加切削刃的刃數(shù)，若不使用至少具有6刃以上的刃數(shù)的立銑刀，則與現(xiàn)有的2刃或4刃的立銑刀相比，難以實(shí)施高效能加工。而且，在使用刃數(shù)超過(guò)30刃那樣的多刃立銑刀時(shí)，刀片凹槽CP變得過(guò)小，因此切屑容易堵塞在刀具軸O附近或切口 7內(nèi)，由于該堵塞的切屑咬入而導(dǎo)致切削刃會(huì)發(fā)生卷刃。
[0144]在使用本發(fā)明的多刃立銑刀I的圓角刃5利用三軸或五軸NC加工機(jī)械對(duì)由Ni基超耐熱合金等構(gòu)成的葉輪以高進(jìn)給進(jìn)行切削加工時(shí)，例如為了進(jìn)行高效能的切削加工，作為其切削條件，將軸向切入量ap設(shè)定成0.8mm?2.0mm(優(yōu)選為1.0?1.5mm),并將徑向切入量ae設(shè)定成I?IOmm(優(yōu)選為I?5mm)的大值。而且，將每一刃的進(jìn)給量fz設(shè)定成0.08?0.3mm/t左右(優(yōu)選為0.1?0.2mm/t)，并增加多刃立銑刀I的刃數(shù)，由此能夠使葉輪的精加工完成為止的整體的切削加工效能比以往顯著提高。
[0145]根據(jù)以上的情況，在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，優(yōu)選的是，切削刃的刃數(shù)至少為6刃以上，其上限為30刃以下。需要說(shuō)明的是，若小于所述的軸向切入量ap、徑向切入量ae及每一刃的進(jìn)給量fz的特定范圍，則沒(méi)有確認(rèn)到與現(xiàn)有的高進(jìn)給加工相比的優(yōu)越性。另夕卜，若超過(guò)所述的軸向切入量ap、徑向切入量ae及每一刃的進(jìn)給量fz的特定范圍，則刀具壽命的下降顯著，并不實(shí)用。
[0146]圖9表示從端面?zhèn)妊刂毒咻SO方向觀察切削刃為10刃時(shí)的所謂10刃的本發(fā)明的多刃立銑刀11的切削刃部3的情況，圖10表示從端面?zhèn)妊刂毒咻SO方向觀察切削刃為15刃時(shí)的所謂15刃的本發(fā)明的多刃立銑刀12的切削刃部3的情況。無(wú)論切削刃為10刃的情況還是15刃的情況，均起到所述的本發(fā)明的有利效果。
[0147]另外，在將本發(fā)明的多刃立銑刀1(11、12)安裝于三軸或五軸NC加工機(jī)，而為了高效能地對(duì)葉輪等的彎曲的曲面部進(jìn)行精加工，優(yōu)選外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI優(yōu)選設(shè)定成IOmm?30mm的范圍。其理由如下。
[0148]S卩，若刃徑LI為10?30mm，則為了進(jìn)行高效能的切削加工，即使刃數(shù)為6刃以上且30刃以下的多刃的情況下，也能夠?qū)⒌镀疾跜P的體積(V)設(shè)為25mm3以上且120mm3以下。然而，在刃徑LI小于10mm，而且，增多切削刃時(shí)，難以確保25mm3以上的刀片凹槽CP的體積(V)。另外,在刃徑LI超過(guò)30mm的情況下,在將刀片凹槽CP的體積(V)設(shè)定成25mm3以上且120mm3以下時(shí)，切口的開(kāi)口角度b變得非常窄，可能會(huì)妨礙切屑的排出。
[0149]在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，所述刃徑LI的更優(yōu)選的范圍為15mm?25mm。
[0150]在使用了本發(fā)明的多刃立銑刀I的葉輪的高進(jìn)給且高效能的切削加工中，通過(guò)將刀片凹槽CP的體積(V)設(shè)定成上述的25mm3以上且120mm3以下的范圍，即使在進(jìn)行所述的高進(jìn)給且高效能的加工的情況下，也能夠?qū)a(chǎn)生的切屑順暢地排出。其理由如下。
[0151]S卩，若刀片凹槽CP的體積(V)小于25mm3，則在進(jìn)行了高效能的切削加工時(shí)，主要由圓角刃5形成的切屑無(wú)法順暢地排出，由于切屑堵塞而會(huì)發(fā)生切削刃的缺欠或卷刃。另一方面，若刀片凹槽CP的體積(V)超過(guò)120mm3，則在刃數(shù)增加的多刃時(shí)，作為刀具的整體的體積減少，因此難以確保剛性，由于切削時(shí)的沖擊而發(fā)生缺欠或卷刃。而且，在減少刃數(shù)而防止作為刀具的整體的體積的下降的情況下，精加工完成為止的綜合性的進(jìn)給速度Vf[mm/min]下降，因此，無(wú)法實(shí)現(xiàn)作為本發(fā)明的目的的高效能的切削加工。[0152]在本發(fā)明中，刀片凹槽CP的體積(V)的優(yōu)選的范圍為35mm3?100mm3，而且，刀片凹槽CP的體積(V)的更優(yōu)選的范圍為45mm3?70mm3。
[0153]在每一刃的刀片凹槽CP的體積(V)設(shè)定成25mm3以上且120mm3以下時(shí)，以圓角刃5的旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)存在的切口 7及刃槽8極力增大的方式形成刀片凹槽CP。具體而言，圖3所示的切口 7的開(kāi)口角度b在不損害剛性的程度下極力增大地設(shè)定，或以外周刃4的前刀面4a的徑向長(zhǎng)度極力增大的方式形成?！巴庵苋?的前刀面4a的徑向長(zhǎng)度”換言之是指相對(duì)于刀具軸0，在垂直的方向上測(cè)定圖4所示的外周刃4的前刀面4a時(shí)的長(zhǎng)度(在圖4中，將分別通過(guò)臺(tái)階部10與圓角刃5的前刀面5a的交點(diǎn)及外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)Pl的、與刀具軸O方向平行地引出的直線間沿著刀具的徑向(半徑方向)連結(jié)的長(zhǎng)度)。該長(zhǎng)度優(yōu)選設(shè)為外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑LI的15%?35%。
[0154]若外周刃4的前刀面4a的徑向長(zhǎng)度小于所述刃徑LI的15%，則確認(rèn)到容易發(fā)生刃槽8的切屑堵塞的傾向，若超過(guò)所述刃徑LI的35%，則確認(rèn)到圓角刃5容易發(fā)生卷刃的傾向。由此，圓角刃5的附近的空間增大，即使在進(jìn)行高效能的切削加工的情況下，也能夠更穩(wěn)定地將切屑向刃槽8搬運(yùn)。
[0155]另外，更優(yōu)選的是，刃數(shù)越多而越增大外周刃的前刀面4a的徑向長(zhǎng)度。若例示具體的數(shù)值，則刃數(shù)為10刃時(shí)，成為所述刃徑LI的15%?20%。在刃數(shù)為12刃時(shí),成為所述刃徑LI的20%?25%。在刃數(shù)為15刃時(shí)，成為所述刃徑LI的25%?30%。
[0156]本發(fā)明的多刃立銑刀I的刀片凹槽CP的體積(V)通過(guò)下述的方法求出。使用非接觸式三維計(jì)測(cè)系統(tǒng)(商品名:RexcanIII, Solutionix制)，依次實(shí)施試制的多刃立統(tǒng)刀I的表面部(也包括切削刃部)的三維計(jì)測(cè)而作成了本發(fā)明的多刃立銑刀的三維CAD模型。接著，根據(jù)該三維CAD模型，求出成形在相鄰的切削刃之間的切口 7和與該切口 7連續(xù)的刃槽8加在一起的空間部的體積作為每一刃的刀片凹槽CP的體積(V)。
[0157]以下，說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I具備的結(jié)構(gòu)上的其他特征。
[0158]在圖2所示的本發(fā)明的多刃立銑刀I的實(shí)施方式中，示出了外周刃4沿著刀具軸O方向成為向下傾斜，即帶有隨著從多刃立銑刀I的端面(前端部Ia)側(cè)到刀柄部2側(cè)而從旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)朝向后方的傾斜的例子。該外周刃4的傾斜角度α (參照?qǐng)D2)優(yōu)選設(shè)定成5°以上且10°以下的范圍。優(yōu)選將傾斜角度α設(shè)定成這樣的角度范圍的理由如下。
[0159]在使多刃立銑刀I的刀具軸O傾斜的同時(shí)利用三軸或五軸的NC機(jī)床對(duì)具有彎曲的表面的葉輪進(jìn)行加工時(shí)，尤其是對(duì)葉輪的表面的凹部面進(jìn)行切削加工時(shí)，邊控制由NC機(jī)床把持的多刃立銑刀I的傾斜，邊進(jìn)行加工。在此，在將外周刃4的傾斜角度α設(shè)定成小于5°時(shí)，由于多刃立銑刀I的傾斜而外周刃4與葉輪發(fā)生干涉，可能在葉輪的表面部產(chǎn)生外周刃4的咬入(過(guò)削)。
[0160]另一方面，當(dāng)傾斜角度α超過(guò)10°時(shí)，多刃立銑刀I的前端部Ia側(cè)的切削刃部3的直徑變小，因此圓角刃5、底刃6等切削刃的長(zhǎng)度變短。由此，這些切削刃的刃尖強(qiáng)度下降。而且，由于所述的每一刃的刀片凹槽CP的體積(V)減小，因此在進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工時(shí)，容易發(fā)生切屑堵塞，從而具有發(fā)生切削刃的卷刃或切屑的嚙入的危險(xiǎn)性。由此，外周刃4的傾斜角度α優(yōu)選設(shè)定成5°以上且10°以下的范圍。
[0161]如此，如圖2所示，外周刃4相對(duì)于刀具軸O朝向前端部Ia側(cè)方向而向下傾斜的傾斜角度α設(shè)定成5°以上且10°以下的范圍的多刃立銑刀I中，外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部處的刃徑L2小于外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI。
[0162]如上所述，底刃6的前刀面6a和切口面7a構(gòu)成從刀具軸O的附近向切削刃部3的外周方向形成的切口 7。如圖4所示，在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，與刀具軸O正交的直線和上述的底刃6的前刀面6a與切口面7a的交界線9所成的角度即切口 7的角度β優(yōu)選設(shè)定成15°以上且45°以下的范圍。
[0163]作為本發(fā)明的多刃立銑刀I的特征之一，優(yōu)選將上述的切口 7的角度β設(shè)定成15°以上且45°以下的范圍的理由如下。
[0164]以往，在Ni基超耐熱合金等難切削性合金坯料的切削加工中，為了預(yù)先避免切屑的排出困難的情況，而通常使用刃數(shù)為4刃以下的立銑刀。這種事實(shí)暗示了以往在高進(jìn)給的切削加工中產(chǎn)生的大量的切屑排出無(wú)法順暢地進(jìn)行，無(wú)法進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工的未解決的問(wèn)題的存在。相對(duì)于該問(wèn)題，若僅僅是將立銑刀的刃數(shù)設(shè)為6刃以上而加快進(jìn)給速度Vf時(shí)，伴隨著刃數(shù)的增加而積存切屑的刀片凹槽的體積(容積)減小，因此發(fā)生引起切屑堵塞這樣的不良情況。尤其是在葉輪的精加工中，由于使立銑刀的刀具軸O傾斜而進(jìn)行切削加工，因此會(huì)想到在切削加工的部位，切屑積存在底刃6的刀具軸O附近。
[0165]根據(jù)這種情況，在上述的葉輪的精切削加工中，在將切口 7的角度β設(shè)定成小于15°的情況下，刀片凹槽CP的體積(V)減小，流動(dòng)到多刃立銑刀I的刀具軸O附近的切屑引起嚙入，容易發(fā)生切削刃的卷刃。因此，優(yōu)選將切口 7的角度β設(shè)定成15°以上。
[0166]另外，在切口 7的角度β超過(guò)45°時(shí)，雖然能充分確保刀片凹槽CP的體積(V)，但圓角刃5的強(qiáng)度不足，因此無(wú)法耐受高進(jìn)給加工時(shí)的切削阻力而圓角刃5容易發(fā)生卷刃。因此，優(yōu)選將切口 7的角度β設(shè)定成45°以下，結(jié)果是，優(yōu)選將切口 7的角度β設(shè)定成15°以上且45°以下的范圍。
[0167]接著，參照?qǐng)D3進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I具備的其他的特征。
[0168]如圖3所示，在從前端部Ia側(cè)沿著刀具軸O方向觀察多刃立銑刀I時(shí)，底刃6與底刃6的后刀面6b中的旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)的棱線(切口面7a與底刃6的后刀面6b的交界線)所成的角度成為底刃6的后刀面6b的寬度的角度a。而且，在底刃6的后刀面6b處的旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)的棱線與在該底刃6的旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)鄰接的底刃6的旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)的棱線所成的角度為切口 7的開(kāi)口角度b時(shí)，優(yōu)選以切口 7的開(kāi)口角度b成為底刃6的后刀面6b的寬度的角度a的1.5倍以上且3倍以下的范圍的方式形成并配置各底刃6和底刃6的后刀面6b。
[0169]上述的底刃6的后刀面6b的寬度的角度a表示從刀具軸O起的底刃6的后刀面6b的俯視觀察下的寬度的角度，底刃6的后刀面6b的寬度的角度a根據(jù)多刃立銑刀I的刃徑或切削刃的刃數(shù)(個(gè)數(shù))而適當(dāng)設(shè)定。例如，底刃6的后刀面6b的寬度的角度a為適當(dāng)?shù)那闆r是在刃數(shù)為8刃時(shí)設(shè)定成10°?30°，在刃數(shù)為10刃時(shí)設(shè)定成8°?24°，在刃數(shù)為12刃時(shí)設(shè)定成6°?20°。
[0170]切口 7的開(kāi)口角度b表示所述的切口 7從刀具軸O起的開(kāi)口角度，通過(guò)將360°除以刃數(shù)所得到的數(shù)值減去上述的底刃的后刀面的寬度的角度a的值來(lái)求出。切口 7的開(kāi)口角度b優(yōu)選為例如在刃數(shù)為8刃時(shí)設(shè)定成35°?15°，在刃數(shù)為10刃時(shí)設(shè)定成28°?12°，在刃數(shù)為12刃時(shí)設(shè)定成24°?10°。重要的是在不損害切削刃尤其是底刃6、圓角刃5的剛性的范圍內(nèi)，以能夠確保在V字狀的切口 7的旋轉(zhuǎn)方向R上測(cè)定時(shí)的寬度的方式設(shè)定。
[0171]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，例如，刃徑為30mm，切削刃的刃數(shù)為10時(shí)，底刃6的后刀面6b的寬度的角度a設(shè)定成12°，切口 7的開(kāi)口角度b設(shè)定成24°左右。
[0172]如上所述，優(yōu)選將切口 7的開(kāi)口角度b設(shè)定成底刃6的后刀面6b的寬度的角度a的1.5倍以上且3倍以下的理由如下。
[0173]在將切口 7的開(kāi)口角度b設(shè)定成小于底刃6的后刀面6b的寬度的角度a的1.5倍時(shí)，雖然能夠提高各切削刃的刃尖剛性，但在實(shí)施提高了切入或進(jìn)給速度的高效能加工時(shí)，刀片凹槽CP變小。即，由于切口的開(kāi)口角度b變小，因此無(wú)法高效率地將切屑向刃槽8搬運(yùn)，從而發(fā)生切屑的嚙入。因此，切口 7的開(kāi)口角度b優(yōu)選為底刃6的后刀面6b的寬度的角度a的1.5倍以上。
[0174]另外，在切口 7的開(kāi)口角度b超過(guò)了底刃6的后刀面6b的寬度的角度a的3倍的情況下，底刃6或圓角刃5的刃尖強(qiáng)度不足，尤其是在葉輪的加工中，作為主要的切削刃的圓角刃5會(huì)發(fā)生卷刃。因此，切口的開(kāi)口角度b優(yōu)選設(shè)定成底刃的后刀面的寬度的角度a的3倍以下。由此，優(yōu)選將切口的開(kāi)口角度b設(shè)定成底刃的后刀面的寬度的角度a的1.5倍以上且3倍以下。
[0175]接著，參照?qǐng)D5進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I具備的其他的特征。圖5是表示圖4的連結(jié)部P2處的前角P2s與后角P2n的關(guān)系的C-C線剖視圖。需要說(shuō)明的是，C-C線剖面成為外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部P2處的軸直角剖面。軸直角剖面表示沿著與刀具軸O垂直的方向剖切時(shí)的剖面。在圖5中，P2s表示外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部P2處的前角的角度，P2n表示外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部P2處的后角的角度。在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，該外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部P2處的軸直角剖面的前角P2s優(yōu)選設(shè)定成3°以上且10°以下的范圍。
[0176]優(yōu)選將外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部P2處的軸直角剖面的前角P2s設(shè)定成3°以上且10°以下的范圍的理由如下。
[0177]在外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部P2處的軸直角剖面的前角P2s小于3°時(shí)，由于鋒利度不足而切削刃的刃尖發(fā)生熔敷，在利用下一圓角刃5對(duì)被切削材料進(jìn)行切削加工時(shí)引起嚙入，因此多發(fā)生卷刃。因此，所述前角P2s優(yōu)選設(shè)定成3°以上。
[0178]另外，當(dāng)所述前角P2s超過(guò)10°時(shí)，雖然鋒利度充分，但刃尖的強(qiáng)度不足而容易發(fā)生卷刃。因此，所述前角P2s優(yōu)選設(shè)定成10°以下。由此，所述前角P2s優(yōu)選設(shè)定成3°以上且10。以下的范圍。
[0179]接著，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I具備的其他的特征。該特征是與底刃6、圓角刃5及外周刃4上的任意的點(diǎn)處的各自的切線正交的方向的剖面(刃直剖面)的后角按照所述底刃6、所述圓角刃5、所述外周刃4設(shè)定成恒定。上述的刃直剖面是指對(duì)于各個(gè)切削刃上的任意的點(diǎn)，在引出通過(guò)該任意的點(diǎn)的切線時(shí)，沿著與該切線垂直的方向剖切時(shí)的剖面。
[0180]圖6是圖4的A-A線剖視圖。圖6表示以與底刃6上的切線正交的方向的剖面(圖4所示的A-A線剖面)觀察時(shí)的底刃6的刃直剖面的后角6n。圖7是表示圖4的圓角刃5處的后角5n與前角5s的關(guān)系的B-B線剖視圖。圖7表示以與圓角刃5上的任意點(diǎn)處的切線正交的方向的剖面(圖4所示的B-B線剖面)觀察時(shí)的圓角刃5的刃直剖面的后角5η和圓角刃的刃直剖面的前角5s。圖8是表示圖4的外周刃處的后角4n與前角4s的關(guān)系的D-D線剖視圖。圖8表示以與外周刃4上的任意的點(diǎn)處的切線正交的方向的剖面(圖4所示的D-D線剖面)觀察時(shí)的外周刃4的刃直剖面的后角4n和外周刃的刃直剖面的前角4s。在本發(fā)明的多刃立銑刀I中，所述后角4n、5n、6n的值分別設(shè)定成恒定。例如，后角4n、5n、6n全部設(shè)定成相同的6°。
[0181]上述的后角的特征，S卩，與外周刃4、圓角刃5及底刃6上的任意的點(diǎn)處的各個(gè)切線正交的方向的剖面(刃直剖面)的后角4n、5n、6n全部設(shè)定成恒定的理由如下。
[0182]在利用三軸或五軸的NC機(jī)床進(jìn)行葉輪的精加工時(shí)，為了以立銑刀的刀具軸O或被切削材料同時(shí)移動(dòng)的方式通過(guò)NC程序進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)加工效率的提高，以圓角刃5為主切削刃，也使用底刃6、外周刃4。此時(shí)，當(dāng)?shù)兹?與圓角刃5的連結(jié)部，而且，圓角刃5和外周刃4的后角發(fā)生變化時(shí)，在此處產(chǎn)生高低差，可能會(huì)給被切削材料的精加工面帶來(lái)不良影響。因此，外周刃4、圓角刃5、底刃6的刃直剖面的后角4n、5n、6n優(yōu)選全部設(shè)為恒定。
[0183]接著，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I具備的其他的特征。該特征是，從圖1或圖2所示的多刃立銑刀I的前端部Ia側(cè)向刀具軸O方向形成的切削刃的長(zhǎng)度，S卩，從切削刃部3的所述前端部Ia側(cè)到外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)Pl為止的相對(duì)于刀具軸O方向的長(zhǎng)度即刃長(zhǎng)L3設(shè)定成外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI的30%以上且60%以下的范圍。
[0184]在上述特征中，將刃長(zhǎng)L3設(shè)定成外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI的30%以上且60%以下的理由如下。
[0185]在通過(guò)三軸或五軸的NC加工機(jī)對(duì)具有彎曲的表面的葉輪進(jìn)行精加工時(shí)，進(jìn)行使多刃立銑刀I的刀具軸O或被切削材料同時(shí)移動(dòng)的NC控制。因此，具有在外周刃4產(chǎn)生與被切削材料發(fā)生干涉的部分的危險(xiǎn)性。而且，在葉輪的精加工中，主要成為使用多刃立銑刀I的圓角刃5的切削加工。在這種情況下，當(dāng)刃長(zhǎng)L3小于外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI的30%時(shí)，由于刃長(zhǎng)L3的長(zhǎng)度變短，因此未形成切削刃的刀柄部2有時(shí)會(huì)與被切削材料發(fā)生干涉。因此，刃長(zhǎng)L3優(yōu)選設(shè)定成刃徑LI的30%以上。
[0186]另一方面，當(dāng)刃長(zhǎng)L3超過(guò)外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI的60%時(shí)，與刀柄部2相比，形成切口 7、與該切口 7連通的刃槽8等的切削刃部3的刀片凹槽CP變得過(guò)大，因此切削刃部3的剛性降低，當(dāng)進(jìn)行高進(jìn)給的切削加工時(shí)，會(huì)發(fā)生出現(xiàn)抖振的不良情況。因此，刃長(zhǎng)L3優(yōu)選設(shè)定成所述刃徑LI的60%以下。
[0187]接著，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I具備的其他的特征。該特征是將圓角刃的圓角形狀部的曲率半徑rl(參照?qǐng)D4)設(shè)定成外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI的10%以上20%以下的范圍。優(yōu)選將所述曲率半徑rl的范圍如此設(shè)定的理由如下。
[0188]在利用三軸或五軸的NC機(jī)床對(duì)葉輪進(jìn)行精加工的切削加工時(shí)，主要使用圓角刃
5。而且，為了進(jìn)行高效能，即，高速度且高進(jìn)給的切削加工，而圓角刃5的刃尖強(qiáng)度成為課題。將圓角刃5的圓角形狀部的曲率半徑rl增大能夠提高圓角刃5的刃尖強(qiáng)度，而且能夠進(jìn)行高切入的切削加工。若所述曲率半徑rl設(shè)定成小于外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI的10%，則在實(shí)施高切入的加工時(shí)，由于刃尖強(qiáng)度不足而圓角刃5會(huì)發(fā)生卷刃。
[0189]另一方面，在圓角刃的圓角形狀部的曲率半徑rl超過(guò)外周刃4的形成開(kāi)始點(diǎn)處的刃徑LI的20%時(shí)，圓角刃5的圓角形狀變得過(guò)大。因此，在切削被切削材料時(shí)，圓角刃5與被切削材料接觸的切削刃的長(zhǎng)度變得過(guò)大而切削阻力增大，從而切削刃發(fā)生卷刃。由此，曲率半徑rl優(yōu)選設(shè)定成刃徑LI的10%以上且20%以下的范圍。
[0190]在圖2、圖3等所示的本發(fā)明的多刃立銑刀I中，雖然未圖示在被切削材料的切削加工中用于供給冷卻劑(液)的冷卻劑孔，但優(yōu)選在前端部Ia側(cè)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)冷卻劑孔。為了在切削加工中對(duì)切削刃進(jìn)行冷卻的目的、將通過(guò)切削加工而生成的切屑從形成在切削刃與切削刃之間的切口 7經(jīng)由刃槽8向外部順暢地排出的目的、防止切屑附著(熔敷)于切削刃的目的，而供給冷卻劑。
[0191]在高進(jìn)給地對(duì)葉輪進(jìn)行切削加工方面，重要的是切削刃的冷卻和生成的切屑的良好的排出性，因此，優(yōu)選在多刃立銑刀I的前端部Ia側(cè)設(shè)置至少3個(gè)冷卻劑孔。設(shè)置冷卻劑孔的位置在例如圖3所示的切口面7a、底刃6的后刀面6b、或其附近比較適當(dāng)。冷卻劑在切削加工中，從三軸或五軸NC加工機(jī)供給，通過(guò)刀柄部2的內(nèi)部的沿著刀具軸O方向穿孔的冷卻劑孔，從向表面露出的多個(gè)冷卻劑孔噴出。
[0192](多刃立銑刀的制造方法的概要)
[0193]接著，說(shuō)明本發(fā)明的多刃立銑刀I的制造方法的概要。本發(fā)明的多刃立銑刀I是由以wc(炭化鎢)為主成分的超硬合金的粉末，通過(guò)公知的制造方法制造的整體式的立銑刀。需要說(shuō)明的是，成形所述粉末而得到的多刃立銑刀I的成形體裝入到燒結(jié)爐內(nèi)而進(jìn)行加熱至規(guī)定的溫度的燒結(jié)處理。得到的多刃立銑刀I的燒結(jié)體通過(guò)使用了金剛石砂輪等的磨削加工裝置進(jìn)行磨削而在其切削刃部3形成規(guī)定的刃數(shù)的切削刃，即，外周刃4、圓角刃
5、底刃6及各個(gè)切削刃的前刀面4a、5a、6a、后刀面4b、5b、6b及切口面7、刃槽8。而且，沿著多刃立銑刀1(刀柄部2)的內(nèi)部的刀具軸O方向穿設(shè)冷卻劑孔，在前端部Ia側(cè)設(shè)置多個(gè)冷卻劑孔。
[0194]通過(guò)磨削加工裝置而在切削刃部3完成了外周刃4、圓角刃5、底刃6等的加工處理等的多刃立銑刀I至少在切削刃部3的整個(gè)表面通過(guò)例如PVD法覆蓋厚度3 μ m左右的硬質(zhì)皮膜。作為對(duì)本發(fā)明的多刃立銑刀I實(shí)施的硬質(zhì)皮膜，適合于AlCrN膜等AlCr系硬質(zhì)皮膜。其理由如下。
[0195]通常，在對(duì)難切削性合金的坯料(被切削材料)進(jìn)行切削加工時(shí)，切屑向切削刃的熔敷等成為大問(wèn)題。為了避免因切削加工而產(chǎn)生的切屑熔敷于切削刃等，需要將摩擦系數(shù)盡量低的硬質(zhì)皮膜覆蓋于切削刃等。所述難切削性合金的坯料由于產(chǎn)生比通常的合金鋼高的切削熱，因而需要覆蓋耐熱性?xún)?yōu)異的硬質(zhì)皮膜。而且，由于葉輪的切削加工是斷續(xù)切削，因此需要覆蓋耐受沖擊強(qiáng)的硬質(zhì)皮膜。
[0196]作為向立銑刀實(shí)施的硬質(zhì)皮膜，以往采用TiAl系的硬質(zhì)皮膜。然而，由于TiAl系的硬質(zhì)皮膜的耐熱性低且磨損系數(shù)高，因此缺乏穩(wěn)定性，雖然耐熱性沒(méi)有問(wèn)題，但摩擦系數(shù)高。因此，存在切屑容易發(fā)生熔敷的問(wèn)題點(diǎn)。相對(duì)于此，AlCr系的硬質(zhì)皮膜也具有耐熱性，摩擦系數(shù)也低，因此能夠進(jìn)行穩(wěn)定的切削加工。因此，對(duì)于本發(fā)明的多刃立銑刀1，優(yōu)選至少在切削刃部3的整個(gè)表面覆蓋厚度3 μ m左右的AlCr系的硬質(zhì)皮膜，例如由AlCrSiN構(gòu)成的硬質(zhì)皮膜。
[0197]實(shí)施例
[0198]以下，通過(guò)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但并未通過(guò)下述的實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明。
[0199]試制本發(fā)明的超硬合金制的多刃立銑刀，對(duì)被切削材料實(shí)施切削加工，進(jìn)行了用于確認(rèn)加工后的該多刃立銑刀的切削刃的磨損或卷刃的發(fā)生狀況的兩種切削加工實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)例I和實(shí)驗(yàn)例2)。以下，說(shuō)明進(jìn)行了該切削加工的實(shí)驗(yàn)的實(shí)施結(jié)果。
[0200](實(shí)驗(yàn)例I)
[0201]如上所述，作為本發(fā)明的多刃立銑刀I的特征之一，在圓角刃5設(shè)置了成為凸?fàn)畹那娴膱A角刃5的前刀面5a。在實(shí)驗(yàn)例I中，試制在圓角刃5設(shè)有前刀面5a的本發(fā)明例(本發(fā)明例I)的立銑刀，將Ni基耐熱合金即因科內(nèi)爾(注冊(cè)商標(biāo))718的塊材(時(shí)效處理過(guò))以?xún)A斜角度成為10°的方式安裝于縱型三軸加工中心，對(duì)于該塊材的傾斜面(傾斜角10° )進(jìn)行了提拉加工。在切削加工距離的累計(jì)達(dá)到了 45m時(shí)，通過(guò)目視觀察了切削刃的磨損狀況。
[0202]需要說(shuō)明的是，如上所述在本發(fā)明例I中，圓角刃5的前刀面5a及外周刃4的前刀面4a以成為平緩的凸?fàn)畹那娴姆绞叫纬?，前刀?a和前刀面4a相對(duì)于底刃6的前刀面6a而在旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)，以位于比前端部Ia靠刀柄部2側(cè)的方式經(jīng)由臺(tái)階部10而與前刀面6a連續(xù)(參照?qǐng)D4)。為了與該本發(fā)明例的立銑刀進(jìn)行比較，試制了如圖19所示，在圓角刃5未設(shè)置前刀面5a,而形成將外周刃4的前刀面4a設(shè)為圓角刃5的前刀面5a的超硬合金制的立銑刀(比較例I)。
[0203]為了實(shí)施實(shí)驗(yàn)例I而試制的本發(fā)明例I和比較例I的立銑刀的尺寸是，刀具軸O方向的全長(zhǎng)為125mm，外周刃4與圓角刃5的連結(jié)部處的多刃立銑刀的刃徑L2為19mm，刀柄徑(外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑LI)為20mm。而且，在試制的本發(fā)明例I和比較例I的立銑刀的切削刃部3的整個(gè)表面通過(guò)PVD法覆蓋了由Al-Cr-S1-N構(gòu)成的厚度3μπι的硬質(zhì)皮膜。
[0204]試制的本發(fā)明例I和比較例I的立銑刀的尺寸(硬質(zhì)皮膜以外)的規(guī)格如表I所示。需要說(shuō)明的是，表I所示的槽長(zhǎng)h是指如圖4所示，沿著與刀具軸O平行的方向測(cè)定從多刃立銑刀I的前端部Ia側(cè)到刃槽8的端部的長(zhǎng)度時(shí)的長(zhǎng)度。全部刃槽8的槽長(zhǎng)h相同。而且，在試制的本發(fā)明例I和比較例I的多刃立銑刀未設(shè)置冷卻劑孔，而從外部供給水溶性冷卻劑液。
[0205][表 I]
[0206]
【權(quán)利要求】
1.一種多刃立銑刀，其具有:切削刃部，其形成在刀柄部的前端部側(cè)，且從刀具軸側(cè)到所述刀柄部的半徑方向外周側(cè)具備由底刃、與底刃連續(xù)的圓角刃、與圓角刃連續(xù)的外周刃構(gòu)成的多個(gè)切削刃；刃槽，其形成在沿著繞所述刀具軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向鄰接的所述切削刃之間，所述多刃立銑刀的特征在于， 所述切削刃的前刀面從所述刀具軸側(cè)到所述刀柄部的外周側(cè)包括:所述底刃的前刀面；與所述底刃的前刀面鄰接，且形成與所述底刃的前刀面不同的面的所述圓角刃的前刀面；與所述圓角刃的前刀面鄰接，且形成與所述圓角刃的前刀面不同的面的所述外周刃的前刀面， 所述外周刃的前刀面在所述圓角刃側(cè)的端部處與所述圓角刃的前刀面鄰接，并兼作為構(gòu)成所述刃槽的一方的刃槽面，所述圓角刃的前刀面在所述刀具軸側(cè)的端部處與所述底刃的iu刀面鄰接， 在所述底刃的前刀面和與該底刃在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)鄰接的底刃的后刀面之間形成切口，該切口構(gòu)成與所述刃槽連續(xù)的空間，所述底刃的前刀面兼作為構(gòu)成所述切口的一方的面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多刃立銑刀，其特征在于， 構(gòu)成所述切口的底刃的前刀面和與該底刃的前刀面在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)對(duì)置的切口面包含通過(guò)與所述刀具軸正交的剖面SI上的所述刀具軸且相互相交的半徑方向上的直線，并且構(gòu)成所述切口的底刃 的前刀面和與該前刀面在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)對(duì)置的切口面彼此在所述刀具軸上沿著旋轉(zhuǎn)方向形成角度Ψ而成為相交的面， 至少所述切口面相對(duì)于通過(guò)所述刀具軸的包含所述一方的半徑方向上的直線的平面，成為隨著從所述刀柄部的前端側(cè)到中間部側(cè)而向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜的面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多刃立銑刀，其特征在于， 所述刃槽包括兼作為一方的刃槽面的所述外周刃的前刀面和與該外周刃的前刀面在旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)對(duì)置的刃槽面，所述刃槽面相對(duì)于通過(guò)所述刀具軸的包含所述一方的半徑方向上的直線的作為所述傾斜的面的所述切口面，成為以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜角度(的方式傾斜的面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多刃立銑刀，其特征在于， 兼作為所述刃槽的一方的刃槽面的所述外周刃的前刀面相對(duì)于所述底刃的前刀面，成為以半徑方向外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜角度n的方式傾斜的面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的多刃立銑刀，其特征在于， 在外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑為IOmm~30mm，所述切削刃的刃數(shù)為6刃~30刃時(shí)，所述刃槽與所述切口的體積之和處于25mm3~120mm3的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的多刃立銑刀，其特征在于， 所述外周刃在所述刀柄部的刀具軸方向上以隨著從多刃立銑刀的前端部側(cè)到中間部側(cè)而朝向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜的方式形成，且與所述圓角刃連續(xù)，所述外周刃相對(duì)于所述傾斜的刀具軸的傾斜角度α設(shè)定成5°以上且10°以下的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的多刃立銑刀，其特征在于， 在外周刃的形成開(kāi)始點(diǎn)處的多刃立銑刀的刃徑為IOmm~30mm，所述切削刃的刃數(shù)為6刃~30刃時(shí)，所述刃槽與所述切口的體積之和處于25mm3~120mm3的范圍內(nèi)，所述外周刃在所述刀柄部的刀具軸方向上以隨著從多刃立銑刀的前端部側(cè)到中間部側(cè)而朝向旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)傾斜的方式形成，且與所述圓角刃連續(xù)，所述外周刃相對(duì)于所述傾斜的刀具軸的傾斜角度α 設(shè)定成5°以上且10°以下的范圍。
【文檔編號(hào)】B23C5/10GK103764326SQ201180071700
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月17日
【發(fā)明者】馬場(chǎng)誠(chéng), 平井純一 申請(qǐng)人:日立工具股份有限公司