本發(fā)明涉及能夠?qū)⒈磺邢鞑牧暇庸こ闪己玫募庸っ嫘誀畹牡额^更換式旋轉(zhuǎn)切削工具。

背景技術(shù)：
將具備切削刃的多個鑲刀以裝卸自如的方式裝配于工具支架而成的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具能夠高效地對被切削材料進行切削加工。但是，當為了進行精密的精切削加工而使用裝配有小型鑲刀的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具時，由于針對因切削加工產(chǎn)生的應(yīng)力而剛性不足，因此在切削刃處產(chǎn)生崩刃、破損的情況較多。若產(chǎn)生崩刃、破損，則不僅使切削刃的壽命降低，精加工面的品質(zhì)也會降低。因此，提出了具有避免切削刃的崩刃、破損的形狀的各種鑲刀。防止崩刃、破損的一個手段是減輕切削刃的顫振。日本特開2003-19617號公開了使用這類手段的切削工具用鑲刀。如圖24(a)以及圖24(b)所示，該切削工具用鑲刀201成為具有落座面211、具有前刀面221A的上表面212以及位于上表面212與落座面211之間的后刀面213的大致多邊形板狀，從一個角刀刃214A延伸的主切削刃216A具備第一主切削刃217A以及通過鈍角α與該第一主切削刃217A連結(jié)的第二主切削刃218A，第一主切削刃217A以與第二主切削刃218A形成鈍角β的方式向落座面211側(cè)傾斜，并且第一主切削刃217A比第二主切削刃218A短，后刀面213具有第一后刀面223A以及第二后刀面224A，副切削刃219A在與主切削刃216A相反的一側(cè)從角刀刃214A延伸，副切削刃219A以鈍角θ與棱線228A連結(jié)。通過該形狀增大軸向前角Ax，減小切削刃的切削阻力，由此減少顫振。但是，在日本特開2003-19617號中，(a)在角刀刃214A的后刀面沒有設(shè)置后角沿著角刀刃214A連續(xù)變化的變角面部，另外(b)由于在第一主切削刃217A的端部沒有設(shè)置凹部，因此無法充分防止角刀刃214A以及第一主切削刃217A的崩刃、破損。日本特開平8-66815號公開了一種旋轉(zhuǎn)切削工具用的切削用鑲刀303，如圖25(a)～圖25(c)所示，該切削用鑲刀303具有一對平行的主切削刃304a、304b、相對于主切削刃304a、304b在橫向上延伸的一對副切削刃305a、305b、連結(jié)各主切削刃304a、304b與各副切削刃305a、305b的角刀刃306a、306b、前刀面313、以及后刀面321、322，各角刀刃306a、306b中的刀尖角θ為50～70°。比較主切削刃的剖視圖[圖25(b)]與副切削刃的剖視圖[圖25(c)]可知，主切削刃的后角與副切削刃的后角不同。其中，日本特開平8-66815號記載了使后角沿著切削刃的長度實質(zhì)恒定，但完全沒有記載使副切削刃(底刃)的后角比主切削刃(外周刃)的后角大這樣的技術(shù)構(gòu)思。因此，日本特開平8-66815號的切削用鑲刀303無法防止副切削刃的崩刃、破損并提高外周刃的切削性能，故而無法提高被切削材料的精加工面性狀。當然，對于通過在角刀刃306a、306b設(shè)置使后角在從副切削刃側(cè)到外周刃側(cè)的范圍內(nèi)連續(xù)變化的變角面部來防止角刀刃306a、306b的崩刃、破損的情況，日本特開平8-66815號沒有作出任何公開或啟示。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的目的在于提供通過改善切削刃的耐破損性以及耐磨損性而提高被切削材料的精加工面性狀的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具。用于解決課題的手段即，以裝卸自如的方式將鑲刀裝配于工具支架而成的本發(fā)明的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具的特征在于，(a)所述鑲刀具備：上表面部；與所述上表面部對置并且與所述工具支架的落座面抵接的下表面部；連結(jié)所述上表面部與所述下表面部的側(cè)面部；從所述上表面部至所述下表面部貫通所述鑲刀的止動螺絲用中央孔；以及設(shè)置于所述上表面部與所述側(cè)面部的棱線的切削刃，所述鑲刀具有相對于所述中央孔的中心軸線P旋轉(zhuǎn)對稱的多邊形狀，并具有90°或者銳角的角部，所述切削刃包括設(shè)置于各角部的角刀刃、以及設(shè)置于所述角刀刃的兩側(cè)的棱線的副切削刃以及外周刃，所述副切削刃以及所述外周刃具有不同的后角，所述角刀刃的后刀面具有使后角在從副切削刃側(cè)至外周刃側(cè)的范圍內(nèi)連續(xù)變化的變角面部，沿著從所述外周刃的上端延伸的所述上表面部的棱線，形成有限定所述外周刃的長度的凹部，(b)在所述鑲刀裝配于所述工具支架的狀態(tài)下，所述副切削刃以及所述角刀刃具有負的徑向前角，所述外周刃具有從負向正變化的徑向前角，所述外周刃中的徑向前角為正的區(qū)域的長度是所述外周刃的全長的50％以上。優(yōu)選的是，所述副切削刃的后角比所述外周刃的后角大。優(yōu)選的是，所述副切削刃的后角α是6～12°，所述外周刃的后角β是3～11°，并且所述后角α比所述后角β大2°以上。優(yōu)選的是，所述副切削刃、所述角刀刃以及所述外周刃均與平坦的前刀面接觸。優(yōu)選的是，所述變角面部的沿著所述角刀刃的長度至少是所述角刀刃的全長的80％。優(yōu)選的是，所述上表面部包括具有所述中央孔的第一上表面區(qū)域、以及形成所述前刀面的第二上表面區(qū)域，所述前刀面比所述第一上表面區(qū)域低，并且以所述角刀刃作為頂部向下方傾斜。優(yōu)選的是，各角部的刀尖角ε是80～90°。優(yōu)選的是，所述鑲刀具有大致平行四邊形或者正三角形的形狀。優(yōu)選的是，在所述鑲刀具有包括一對平行的長邊以及一對平行的短邊的大致平行四邊形的形狀的情況下，長邊間距離T1是4～6mm，短邊間距離T2是6～10mm。所述副切削刃的長度T3相對于所述長邊間距離T1的比例是10～40％，所述外周刃的長度T4相對于所述長邊間距離T1的比例是25～50％，所述角刀刃的半徑Rc相對于所述長邊間距離T1的比例是4～25％。優(yōu)選的是，所述鑲刀為大致正三角形狀的情況下，一個外周刃與距離該外周刃最遠的角刀刃之間的垂直距離T5是5～8mm。所述副切削刃的長度T6相對于所述垂直距離T5的比例是10～35％，所述外周刃的長度T7相對于所述垂直距離T5的比例是15～40％，所述角刀刃的半徑Rc相對于所述垂直距離T5的比例是2.5～20％。優(yōu)選的是，固定于所述工具支架的所述鑲刀的所述副切削刃的徑向前角是-3°～-0.5°，所述外周刃的徑向前角是-0.5°～+3°。在本發(fā)明的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具中，優(yōu)選的是，所述徑向前角在從所述角刀刃的內(nèi)端至所述外周刃的上端的范圍內(nèi)線性變化。優(yōu)選的是，固定于所述工具支架的所述鑲刀的副切削刃的后角處于5～10°的范圍內(nèi)，外周刃的后角處于10～18°的范圍內(nèi)。發(fā)明效果由于在以裝卸自如的方式裝配于本發(fā)明的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具的鑲刀中，使副切削刃的后角比較大，使外周刃的后角比較小，并且在對較大后角的副切削刃與較小后角的外周刃進行連結(jié)的角刀刃的后刀面上具有后角連續(xù)變化的變角面部，因此副切削刃的耐磨損性較高，進行高速切削的外周刃具有高強度以及耐破損性，并且在切削加工時受到較大負載的角刀刃的耐破損性顯著提高。因此，當利用裝配有所述鑲刀的本發(fā)明的刀頭更換式切削工具進行切削加工時，能夠防止在副切削刃、角刀刃以及外周刃處產(chǎn)生崩刃、破損，并且能夠以較高的加工面精度高效地進行精加工，工具壽命也較長。附圖說明圖1是示出構(gòu)成本發(fā)明的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具的工具支架的一個例子的立體圖。圖2是示出本發(fā)明的第一實施方式的鑲刀的立體圖。圖3是示出圖2的鑲刀的俯視圖。圖4是示出圖2的鑲刀的側(cè)視圖。圖5是示出圖2的鑲刀的主視圖。圖6是示出裝配于工具支架的本發(fā)明的第一實施方式的鑲刀的局部放大圖。圖7(a)是圖3的A-A剖視圖。圖7(b)是圖3的B-B剖視圖。圖8是本發(fā)明的第一實施方式的鑲刀的從角刀刃側(cè)觀察時的立體圖。圖9是示出在圖1的工具支架上裝配有圖2的鑲刀的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具的立體圖。圖10是示出圖9的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具的側(cè)視圖。圖11是從與圖10正交的方向觀察圖9的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具時的側(cè)視圖。圖12是示出圖9的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具的主視圖。圖13是圖10的C-C剖視圖。圖14是示出裝配有本發(fā)明的第一實施方式的鑲刀的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具中的、角刀刃以及外周刃的徑向前角與旋轉(zhuǎn)軸線方向距離之間的關(guān)系的圖表。圖15是示出使用裝配有本發(fā)明的第一實施方式的鑲刀的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具進行平面銑削加工的狀況的圖。圖16是示出使用裝配有本發(fā)明的第一實施方式的鑲刀的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具對垂直壁面進行切削加工的狀況的圖。圖17是示出裝配于工具支架的本發(fā)明的第二實施方式的鑲刀的局部放大圖。圖18是示出本發(fā)明的第三實施方式的鑲刀的立體圖。圖19是示出圖18的鑲刀的俯視圖。圖20是示出使用實施例2的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具進行平面銑削加工后的被切削材料的加工面性狀的顯微鏡照片。圖21是示出使用比較例1的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具進行平面銑削加工后的被切削材料的加工面性狀的顯微鏡照片。圖22是示出進行垂直壁面加工后的實施例2的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具的鑲刀切削刃的損傷狀態(tài)的顯微鏡照片。圖23是示出進行垂直壁面加工后的比較例1的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具的鑲刀切削刃的損傷狀態(tài)的顯微鏡照片。圖24(a)是示出日本特開2003-19617號所公開的切削工具用鑲刀的俯視圖。圖24(b)是沿X方向觀察圖24(a)的鑲刀時的側(cè)視圖。圖25(a)是示出日本特開平8-66815號所公開的切削用鑲刀的立體圖。圖25(b)是圖25(a)的切削用鑲刀的主切削刃的剖視圖。圖25(c)是圖25(a)的切削用鑲刀的副切削刃的剖視圖。具體實施方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明，當然，本發(fā)明不限于此，能夠在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)進行各種變更以及追加。另外，與各實施方式相關(guān)的說明只要不特別說明也能夠應(yīng)用于其他實施方式。圖1示出本發(fā)明的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具1用的工具支架2的一個例子。該工具支架2在前端部的以旋轉(zhuǎn)軸線O為中心的對稱的位置具有兩個鑲刀安裝座3，各鑲刀安裝座3包括供鑲刀7的下表面部抵接的平坦的落座面4、為了限制鑲刀7的短側(cè)面而設(shè)于落座面4的后方的兩個后壁面5、以及為了限制鑲刀7的長側(cè)面而設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸線O側(cè)的側(cè)壁面6。落座面4具有供用于裝卸自如地裝配鑲刀7的緊固螺絲18螺合的螺紋孔17。圖1所示的工具支架2雖具有兩個鑲刀安裝座3，但只要能夠確保強度，也可以具有三個以上的鑲刀安裝座。[1]第一實施方式(1)鑲刀如圖2～圖5所示，本發(fā)明的第一實施方式的鑲刀7具有大致平行四邊形狀的上表面部8、與上表面部8對置的平坦的下表面部9、以及連結(jié)上表面部8與下表面部9的側(cè)面部10。上表面部8包括中央的第一上表面區(qū)域8a以及位于其兩側(cè)的第二上表面區(qū)域8b。第一上表面區(qū)域8a具有從上表面貫通至下表面的止動螺絲用中央孔14。關(guān)于中央孔14的中心軸線P，鑲刀7旋轉(zhuǎn)對稱。如圖2～圖4所示，中央孔14是在鑲刀7的厚度方向上朝向下表面部9逐漸縮徑的錐形孔。第二上表面區(qū)域8b如后述那樣構(gòu)成副切削刃11、角刀刃12以及外周刃13的前刀面。上表面部8具有對置的一對長邊10a、10c、對置的一對短邊10b、10d、以及連結(jié)各長邊10a、10c與各短邊10b、10d的四個角部。其中，在兩個銳角的角部設(shè)置有角刀刃12，在角刀刃12的一側(cè)，上表面部8與側(cè)面部10的棱線(短邊)的一部分構(gòu)成副切削刃11，在角刀刃12的另一側(cè)，上表面部8與側(cè)面部10的棱線(長邊)的一部分構(gòu)成外周刃13。如圖6所示，在將本發(fā)明的第一實施方式的鑲刀7以外周刃13形成為垂直的方式裝配于工具支架2時，副切削刃11從與角刀刃12連結(jié)的連結(jié)點朝向后方逐漸升高。因此，角刀刃12的刀尖角ε(副切削刃11與外周刃13所成的角度)不足89.5°。刀尖角ε的下限優(yōu)選為75°。若刀尖角ε不足75°，則角刀刃12過于尖銳，不具有足夠的強度。優(yōu)選的刀尖角ε是85～89°。在將鑲刀7裝配于工具支架2時(外周刃13為垂直時)，副切削刃11的傾斜角γ為90°-ε。鑲刀7的特征在于，副切削刃11的后角α與外周刃13的后角β不同。優(yōu)選副切削刃11的后角α比外周刃13的后角β大。需要說明的是，如圖7(a)所示，副切削刃11的后刀面21從第二上表面區(qū)域8b延伸至下表面部9，如圖7(b)所示，外周刃13的后刀面23僅位于長側(cè)面部10a中的上表面?zhèn)鹊木植?。僅將后刀面23設(shè)于局部的目的在于，避免鑲刀裝配于工具主體進行旋轉(zhuǎn)時與被切削材料干擾。需要說明的是，在外周刃13的后刀面23的下方具有比后刀面23更靠后方的側(cè)面部24，但由于側(cè)面部24與被切削材料以及工具支架2均不接觸，因此也可以保持未加工的狀態(tài)。為了提高副切削刃11的耐磨損性，并且在裝配于工具支架2時具有所希望的后角，如圖3的A-A剖視圖即圖7(a)所示，優(yōu)選使副切削刃11的后角α相對增大為6～12°。在后角α不足6°的情況下，副切削刃11的后刀面磨損的進展迅速，因此副切削刃11的壽命變短。另一方面，若后角α超過12°，則因副切削刃11的強度不足而導(dǎo)致耐破損性惡化。副切削刃11的后角α更優(yōu)選為10.5～11.5°。另外，為了提高因高切削速度而受到高負載的外周刃13的耐破損性，優(yōu)選使外周刃13的后角β相對減小為4～6°。外周刃13的更優(yōu)選的后角β是4.5～5.5°。如圖8所示，在后角不同的副切削刃11與外周刃13之間的角刀刃12的后刀面，設(shè)置有后角從α連續(xù)變化至β的變角面部15。例如，在副切削刃11的后角α為11°且外周刃13的后角β為5°的情況下，在角刀刃12的后刀面設(shè)置后角沿著角刀刃從11°連續(xù)變化為5°的變角面部15。通過這樣的角面部15將副切削刃11的后刀面21與外周刃13的后刀面23圓滑地連結(jié)。為了盡可能減小后角的變化率，優(yōu)選將變角面部15設(shè)置于角刀刃12的全長范圍，至少存在于角刀刃12的全長的80％即可。通過在角刀刃12的后刀面的至少80％設(shè)置后角從α連續(xù)變化為β的變角面部15，能夠防止負載在切削加工時集中于角刀刃12，故而能夠減少角刀刃12的崩刃、破損、磨損等。如圖3以及圖4所示，沿著比外周刃13進一步向上方延伸的長邊10a、10c的棱線，在與外周刃13的上端13a(與角刀刃12連結(jié)的連結(jié)點的相反側(cè))鄰接的位置形成有切口形狀的凹部16。凹部16比沿著長邊的棱線的直線N向內(nèi)側(cè)凹陷。凹部16具有如下功能：(a)通過限制外周刃13的長度而防止切削阻力的增大，減少顫振等，由此改善被切削材料的精加工面的性狀，并且(b)提高切屑的排出性。鑲刀7是小型的，以便適于精密的精加工。例如在圖2～圖5所示的大致平行四邊形的鑲刀7的情況下，對置的一對平行的長邊10a、10c間的距離T1優(yōu)選為4～6mm，對置的一對平行的短邊10b、10d間的距離T2優(yōu)選為6～10mm。即便T1以及T2分別選用作為上限的6mm以及10mm，也能夠?qū)⒃诠ぞ咧Ъ?上裝配兩個鑲刀7而成的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具1的外徑縮小為12mm以下。另外，基于上述范圍的T1以及T2，能夠形成用于將鑲刀7固定于工具支架2的止動螺絲用孔14。若是比上述下限小的T1以及T2，則難以通過足夠的強度形成止動螺絲用孔14。副切削刃11的長度T3相對于長邊間距離T1的比例優(yōu)選為10～40％，更優(yōu)選為15～35％。若副切削刃11的長度T3所占的比例不足10％，則副切削刃11過短，精加工效率低。另外，若副切削刃11的長度T3所占的比例超過40％，則副切削刃11過長而引起顫振，無法獲得良好的精加工面。外周刃13的長度T4相對于長邊間距離T1的比例優(yōu)選為25～50％，更優(yōu)選為30～50％。若外周刃13的長度T4所占的比例不足25％，則外周刃13過短，立壁的精加工效率低。另外，若外周刃13的長度T4所占的比例超過50％，則外周刃13過長而引起顫振，無法獲得良好的精加工面。角刀刃12的半徑Rc相對于長邊間距離T1的比例優(yōu)選為4～25％。若角刀刃12的半徑Rc所占的比例不足4％，則角刀刃12過尖且過短，機械強度不足，存在崩刃、破損的擔憂。另外，若角刀刃12的半徑Rc所占的比例超過25％，則角刀刃12過長，無法確保足夠長度的副切削刃11以及外周刃13。(2)刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具如圖9所示，當將各鑲刀7裝配于工具支架2的各鑲刀安裝座3，將裝入各鑲刀7的中央孔14的緊固螺絲18螺紋固定于落座面4的螺紋孔17時，各鑲刀7的短側(cè)面部10b(或者10d)被穩(wěn)固地按壓固定于各鑲刀安裝座3的兩個后壁面5，各鑲刀7的長側(cè)面部10c(或者10a)被穩(wěn)固地按壓固定于鑲刀安裝座3的側(cè)壁面6，由此各鑲刀7被固定于各鑲刀安裝座3。固定于鑲刀安裝座3的鑲刀7的外周刃13如圖10所示與旋轉(zhuǎn)軸線O平行。另外，在本例中，如圖11所示，鑲刀7的上端略微向后方傾斜。在裝配于工具支架2的鑲刀安裝座3的鑲刀7中，一方的角刀刃12以及設(shè)置于其兩側(cè)的副切削刃11和外周刃13應(yīng)用于切削加工。在應(yīng)用于切削加工的副切削刃11、角刀刃12以及外周刃13磨損后，為了使用未使用的另一方的副切削刃11、角刀刃12以及外周刃13，松開緊固螺絲18而使鑲刀7旋轉(zhuǎn)180°，之后再次裝配于鑲刀安裝座3。在將鑲刀7以裝卸自如的方式裝配于工具支架2而成的刀頭更換式旋轉(zhuǎn)切削工具1中，其特征在于，副切削刃11以及角刀刃12具有負(negative)的徑向前角，外周刃13具有從負變化為正(positive)的徑向前角，外周刃13中的徑向前角為正的區(qū)域的長度為外周刃13的全長的50％以上。在此，副切削刃11的徑向前角為負是指，如圖12所示，相對于連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸線O與副切削刃11的最外端的直線L1，從副切削刃11延長的直線M1位于工具旋轉(zhuǎn)方向R后方。另外，外周刃13的徑向前角為正是指，如圖13所示，相對于連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸線O與外周刃13的最外端的直線L2，從外周刃13的前刀面23延長的直線M2位于工具旋轉(zhuǎn)方向R前方。裝配于工具支架2的鑲刀7的副切削刃11的徑向前角優(yōu)選為-3°～-0.5°。若副切削刃11的徑向前角不足-3°，則副切削刃11的徑向前角過小，因此難以設(shè)計為使徑向前角在從副切削刃到外周刃的范圍內(nèi)從負變?yōu)檎?。另外，若副切削?1的徑向前角超過-0.5°，則存在使被切削材料的表面性狀惡化的擔憂。裝配于工具支架2的鑲刀7的外周刃13的徑向前角從負變?yōu)檎?，?yōu)選為在-0.5°～+3°的范...