本發(fā)明涉及在切削工具中使用的切削刀片、特別是在旋削工具中使用的切削刀片。此外,涉及裝配該切削刀片的軀體及切削工具。
背景技術(shù):
以往,作為旋削用的切削刀片,例如有專利文獻1的圖3所示那樣的、具有五邊形狀的上表面及底面、和將它們相連的側(cè)面的刀片。在該切削刀片的上表面及底面與側(cè)面的交叉棱線上,設(shè)有以直線狀的主切削刃、副切削刃及修光刃、和曲線狀的第1及第2角切削刃為一組的作為切削刃部分的集合體的切削刃,所述曲線狀的第1及第2角切削刃將主切削刃與副切削刃之間及副切削刃與修光刃之間分別相連。該文獻的切削刀片在單面具備五組、在兩面具備十組這樣的切削刃部分的集合體。副切削刃和主切削刃所成的角度是鈍角,修光刃和副切削刃所成的角度比修光刃和主切削刃所成的角度大。此外,具有與主切削刃對應(yīng)的主切削刃刃帶部和與副切刃對應(yīng)的副切刃刃帶部,關(guān)于主切削刃刃帶部與副切刃刃帶部的寬度的比,公開了優(yōu)選的是1:0.7~1:1.3。
專利文獻1:國際公開第2010/150907號小冊子。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在專利文獻1那樣的以往的切削刀片中,角切削刃及其附近部位與主切削刃等直線狀的切削刃部分相比相對尖銳,所以有即使作用相同大小的切削阻力、也比直線狀的切削刃部分更容易缺損的傾向。作為其對策之一,也可以考慮使角切削刃的曲率半徑更大,但在此情況下,在相同大小的切削刀片中,必須使修光刃及主切削刃等其他的切削刃部分變短,在切削刃的長度等規(guī)格確定時并不一定能夠采用該對策。
本發(fā)明的目的是提供一種即使使角切削刃的曲率半徑變大、角切削刃及其附近部位也不易缺損的切削刀片。
涉及本發(fā)明的切削刀片,是具有上表面、下表面、和將前述上表面與前述下表面連接的側(cè)面的切削刀片,其特征在于,在前述上表面與前述側(cè)面的交叉棱線的一部分或全部上形成有切削刃;前述切削刃具備直線狀或曲線狀的第1主切削刃、與前述第1主切削刃連接的直線狀或曲線狀的第2主切削刃、在與前述第2主切削刃相反的一側(cè)與前述第1主切削刃連接的大致圓弧狀的角切削刃、和在與前述第1主切削刃相反的一側(cè)與前述角切削刃連接的直線狀或曲線狀的修光刃;直線狀的前述第2主切削刃或?qū)⑶€狀的前述第2主切削刃的兩端部連結(jié)而成的弦、與直線狀的前述第1主切削刃或?qū)⑶€狀的前述第1主切削刃的兩端部連結(jié)而成的弦所成的角度是鈍角;前述修光刃與直線狀的前述第1主切削刃或曲線狀的前述第1主切削刃的弦所成的角度的內(nèi)角比前述修光刃與直線狀的前述第2主切削刃或曲線狀的前述第2主切削刃的弦所成的角度的內(nèi)角大;相鄰于前述第1主切削刃而在前述上表面上設(shè)有刃帶;前述刃帶的寬度越靠近前述角切削刃就擴大。
本發(fā)明的切削刀片優(yōu)選的是,在相鄰于前述第2主切削刃的前述上表面上也設(shè)有刃帶,前述刃帶的寬度越靠近前述角切削刃就越擴大,并且相鄰于前述第1主切削刃的刃帶的寬度的擴大率比相鄰于前述第2主切削刃的刃帶的寬度的擴大率大。
本發(fā)明的切削刀片優(yōu)選的是,相鄰于前述第1主切削刃的刃帶的寬度的擴大率是相鄰于前述第2主切削刃的刃帶的寬度的擴大率的2倍以上5倍以下的范圍。
本發(fā)明的切削刀片優(yōu)選的是,當(dāng)側(cè)視時,前述第2主切削刃及前述第1主切削刃相對于前述下表面傾斜,其傾斜方向是下述這樣的朝向:越遠離前述角切削刃,與前述下表面的距離就越近。
本發(fā)明的切削刀片優(yōu)選的是,在前述下表面與前述側(cè)面的交叉棱線部的交叉棱線的一部分或全部上,也形成有與形成在前述上表面與前述側(cè)面的交叉棱線部上的前述切削刃為180°旋轉(zhuǎn)對稱的相同形狀的切削刃。
本發(fā)明的切削刀片優(yōu)選的是,在前述側(cè)面上,形成有配置在前述上表面?zhèn)鹊牡?傾斜面、和配置為比前述第1傾斜面靠前述下表面?zhèn)鹊牡?傾斜面,前述第1傾斜面以越是靠近前述下表面的部位就越靠近前述切削刀片的中心的朝向傾斜,前述第2傾斜面以越是靠近前述上表面的部位就越靠近前述切削刀片的中心的朝向傾斜。
并且,本發(fā)明軀體是一種裝配這樣的形態(tài)的切削刀片的軀體,其特征在于,前述軀體具備用來安裝前述切削刀片的刀片安裝座;前述刀片安裝座具備第1側(cè)壁;前述第1側(cè)壁具備與形成在前述切削刀片的前述側(cè)面上的前述第2傾斜面抵接的凸部。
本發(fā)明軀體優(yōu)選的是,其外形形狀是圓筒狀;前述刀片安裝座還具有位于比前述第1側(cè)壁靠前述軀體的外周側(cè)的位置的第2側(cè)壁;前述第2側(cè)壁具備與形成在前述切削刀片的前述側(cè)面上的前述第1傾斜面抵接的凸部。
此外,本發(fā)明體現(xiàn)于具備上述切削刀片的切削工具中。
在本發(fā)明的切削刀片中,連接在角切削刃上的修光刃與第1主切削刃所成的角度的內(nèi)角比修光刃與第2主切削刃所成的角度的內(nèi)角大,并且相鄰于與角切削刃連接的第1主切削刃而形成在上表面上的刃帶的寬度越靠近角切削刃就越擴大。如果相鄰于切削刃而形成刃帶,則切削屑有在與刃帶的棱線成直角的方向上流出的傾向,所以切削屑的流出方向從與第1主切削刃成直角的方向向與角切削刃相反的一側(cè)傾斜。由于該方向是遠離被加工物的表面的方向,所以向角切削刃的負(fù)擔(dān)減小,角切削刃變得不易缺損。此外,由于刃帶的寬度在角切削刃的附近變得寬度最大,所以角切削刃自身也被強化。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一實施方式的切削刀片的立體圖。
圖2是從別的角度觀察圖1的切削刀片的立體圖。
圖3是圖1的切削刀片的俯視圖。
圖4是圖1的切削刀片的側(cè)視圖。
圖5是為了說明第1、第2主切削刃及修光刃間的角度關(guān)系而示意地表示圖1的切削刀片的切削刃的一部分的放大圖。
圖6是為了說明刃帶相對于第1及第2主切削刃的形成方式而示意地表示圖1的切削刀片的切削刃的一部分的放大圖。
圖7是安裝著圖1的切削刀片的切削工具的正視圖。
圖8是圖7的切削工具的仰視圖。
圖9是表示圖7的切削工具的刀片安裝座的放大圖。
具體實施方式
以下,使用附圖來說明本發(fā)明的一實施方式。
另外,在本說明書及權(quán)利要求書中,對各表面賦予并使用上或下等表示空間內(nèi)的朝向及位置的用語,但并不是企圖要限定各表面的空間內(nèi)的絕對的朝向及位置關(guān)系。即,所謂“上表面”,是為了方便而稱呼當(dāng)切削刀片安裝在工具軀體上時切削刃呈現(xiàn)的表面的用語,此外,所謂“下表面”, 是為了方便而稱呼與工具軀體的刀片座抵接的一側(cè)的表面的用語。本實施方式的切削刀片如后述那樣,上表面及下表面都具有相同形狀,在將上下表面翻轉(zhuǎn)而安裝在軀體上的情況下,表面的位置關(guān)系反轉(zhuǎn)。此外,只要沒有特別否定,在使用表示其他空間內(nèi)的朝向及位置關(guān)系的用語的情況下也是同樣的。
切削刀片1如圖1~圖4所示,具備俯視基本形狀為正八邊形的上表面11、與上表面11相同形狀的下表面21、和在中央部形成有凹部32的側(cè)面31,在上表面11與側(cè)面31的交叉棱線部及下表面21與側(cè)面31的交叉棱線部上形成切削刃。在本實施方式中,作為正八邊形狀的上表面11的對置的兩邊之間的寬度即內(nèi)接圓的直徑是13mm。上表面11具備具有正的刃帶角的刃帶12、相鄰于刃帶12且具有正的前角的傾斜面13、和能夠與形成在軀體上的刀片安裝座抵接的抵接面15。下表面21也與上表面11同樣,具備具有正的刃帶角的刃帶22、相鄰于刃帶22且具有正的前角的傾斜面23、和能夠與形成在軀體上的刀片安裝座抵接的抵接面25,抵接面15及25被設(shè)為平行。因而,切削刀片1即使上下倒轉(zhuǎn)也是相同的形狀。即,切削刀片1與抵接面15及25平行,為相對于穿過切削刀片1的中心的軸線180°旋轉(zhuǎn)對稱的形狀。切削刀片1具備將上表面11及下表面21垂直地貫通的貫通孔14,當(dāng)將切削刀片1向軀體101安裝時,在貫通孔14中插通螺紋件等緊固件而固定。
如圖3所示,當(dāng)對切削刀片1俯視時,切削刃4具有以直線狀的第2主切削刃42、第2角切削刃45(參照圖5)、直線狀的第1主切削刃43、第1角切削刃41和修光刃44為一組的切削刃部分的集合體,所述直線狀的第2主切削刃42沿著上表面11與側(cè)面31的交叉棱線依次形成,所述第2角切削刃45與第2主切削刃42連接,所述直線狀的第1主切削刃43與第2角切削刃45連接,所述第1角切削刃41與第1主切削刃43連接并朝向切削刀片1的外側(cè)彎曲,所述修光刃44與第1角切削刃41連接。并且,在本實施方式的切削刀片1的上表面11上,具備八個作為這樣的切削刃部分的集合體的切削刃4,各切削刃4的第2主切削刃42與屬于相鄰的切削刃的修光刃44連接。另外,第1主切削刃43與第2主切削刃42所成的角度是微小的,它們可以看作不經(jīng)由第2角切削刃45而直接交叉。
當(dāng)如圖4所示那樣對切削刀片1側(cè)視時,第2主切削刃42、第1主切削刃43及修光刃44都以越遠離第1角切削刃41越向下表面21靠近的朝向傾斜。關(guān)于在下表面21與側(cè)面31的交叉棱線部上形成的切削刃,也為與在上述的上表面11與側(cè)面31的交叉棱線部上形成的切削刃180°旋轉(zhuǎn)對稱的相同的形狀。
圖5是示意地表示一個切削刃部分的集合體的放大圖。另外,為了更容易理解各部的特征,將角度及長度夸張地描繪。如圖5所示,第2主切削刃42和第1主切削刃43以內(nèi)角為鈍角的方式交叉,在本實施方式中,交叉角度θ為約175°。因此,修光刃44與第1主切削刃43所成的角度的內(nèi)角的大小α比修光刃44與第2主切削刃42所成的角度的內(nèi)角的大小β大5°。另外,所謂“內(nèi)角”,是如圖5所示那樣對切削刃部分彼此所成的角度從切削刀片1的內(nèi)側(cè)進行測量時的角度。
在有八個的各側(cè)面部分上形成有凹部32。這些凹部32具備第1傾斜面33和第2傾斜面34,所述第1傾斜面33以隨著從上表面11朝向下表面21而向切削刀片1的中心靠近的朝向傾斜,所述第2傾斜面34配置在比第1傾斜面33靠下表面21的一側(cè),以隨著從下表面21朝向上表面而向切削刀片1的中心靠近的朝向傾斜。第1傾斜面33和第2傾斜面34經(jīng)由彎曲面35連接。
刃帶12的刃帶角在每個位置都是恒定的,在本實施方式中為5°。當(dāng)將俯視切削刀片1時(圖3)的、從上表面11的邊緣到刃帶12與傾斜面13的棱線12a的長度規(guī)定為刃帶的“寬度”時,與第1主切削刃43相鄰的刃帶的寬度如圖6所示,越靠近第1角切削刃41就越寬。在本實施方式的第1主切削刃43中,與距第1角切削刃41較遠的端部對應(yīng)的位置(圖6所示的位置P1)的刃帶的寬度W1是0.20mm,另一方面,對應(yīng)于與第1角切削刃41連接的連接部(圖6所示的位置P2)的位置的刃帶的寬度W2為0.30mm。
相鄰于第2主切削刃42的刃帶的寬度也與相鄰于第1主切削刃43的刃帶同樣,越靠近第1角切削刃41就越寬。在本實施方式的第2主切削刃42中,與距第1角切削刃41較遠的端部對應(yīng)的、與屬于相鄰的切削刃部分集合體的修光刃44連接的連接部(圖6所示的位置P0)的刃帶的寬度W0是0.10mm,另一方面,對應(yīng)于與第1主切削刃41連接的連接部(圖6所示的位置P1)的位置的刃帶的寬度W1為0.20mm。相鄰于第1主切削刃43的刃帶的寬度的擴大率比相鄰于第2主切削刃42的刃帶的寬度的擴大率大。
具體而言,在本實施方式中,第1主切削刃43的長度(P1-P2之間的距離)為0.70mm,寬度最窄的部位處的刃帶的寬度W1是0.20mm,寬度最寬的部位處的刃帶的寬度W2是0.30mm,所以刃帶的寬度的擴大率是約0.143。在本實施方式中,第2主切削刃42的長度(P0-P1之間的距離)為1.70mm,寬度最窄的部位處的刃帶的寬度W0是0.10mm,寬度最寬的部位處的刃帶的寬度W1是0.20mm,所以刃帶的寬度的擴大率是約0.059。因而,相鄰于第1主切削刃43的刃帶的寬度的擴大率為相鄰于第2主切削刃42的刃帶的寬度的擴大率的約2.4倍。
另外,刃帶寬度可以是,從第1主切削刃43與第1角切削刃41的連接部朝向修光刃44與屬于相鄰的切削刃部分集合體的第2主切削刃42的連接部,在沿著第1角切削刃41及修光刃44的同時縮小。
圖7及圖8表示安裝著上述實施方式的切削刀片1的切削工具。切削工具100由圓筒狀的軀體101和八個切削刀片1構(gòu)成,在軀體101的末端,沿著其周向形成有用來安裝切削刀片1的刀片安裝座110(圖9)。將放置在刀片安裝座110上的切削刀片1用螺紋件固定。形成在刀片安裝座110的底面115上的螺紋孔的中心軸線形成在比切削刀片1的貫通孔14的中心軸線更靠刀片安裝座110的側(cè)壁111側(cè)的位置。由此,切削刀片1被朝向側(cè)壁111推壓,所以被更牢固地向刀片安裝座110固定。由于沒有對切削刀片1的側(cè)面賦予后角,所以為了在被加工物與側(cè)面之間設(shè)置適當(dāng)?shù)拈g隙(所謂的“后隙”),將切削刀片1向工具旋轉(zhuǎn)方向前方傾斜地安裝。
如圖9所示,在刀片安裝座110的兩個側(cè)壁(第1、第2側(cè)壁)111、112的壁面上,形成有凸部113、114。當(dāng)將兩個凸部113、114的高度以刀片安裝座110的底面115為基準(zhǔn)比較時,形成在位于更靠軀體101的外側(cè)的位置處的側(cè)壁112上的凸部114形成在更高的位置。當(dāng)將切削刀片1安裝在刀片安裝座110上時,形成在較高位置的凸部114與形成在切削刀片1的側(cè)面31上的凹部32的第1傾斜面33抵接,形成在較低位置的凸部113與側(cè)面的第2傾斜面34抵接。
接著,對切削刀片1起到的效果進行說明。相鄰于第1主切削刃43并形成在上表面11上的刃帶12的寬度隨著朝向角切削刃而擴大,由此,切削屑的流出方向不是向與第1主切削刃成直角的方向(由圖6的箭頭A1表示的方向)變化、而是向與刃帶12成直角的方向(由圖6的箭頭A2表示的方向)變化。由于與刃帶12成直角的方向A2是由修光刃41帶來的從被加工物的表面離開的方向,所以從第1角切削刃41及修光刃44流出的切削屑比較快地從切削刃離開。因此,向第1角切削刃41及修光刃44的負(fù)擔(dān)變小,第1角切削刃41不易缺損。進而,由于刃帶12的寬度在第1角切削刃41的附近為最大,所以第1角切削刃41自身也被強化。
由于第1主切削刃43和第2主切削刃42以鈍角交叉,所以從第1主切削刃43流出的切削屑部分的方向A2與從第2主切削刃42流出的切削屑部分的方向(由圖6的箭頭A3表示的方向)交叉。該交叉只要有下述這樣的情況就會發(fā)生:至少與第1主切削刃43相鄰的刃帶的寬度越靠近第1角切削刃41就越擴大。但是,與第2主切削刃42相鄰的刃帶的寬度也越靠近第1角切削刃41就越擴大,進而,如果第1主切削刃43的刃帶的寬度的擴大率比第2主切削刃42的刃帶的寬度的擴大率大,則從第1主切削刃43流出的切削屑部分的方向A2與從第2主切削刃42流出的切削屑部分的方向A3以更大的角度交叉。因此,當(dāng)作為切削屑整體觀察時,切削屑以朝向第1主切削刃43與第2主切削刃42之間聚束的方式卷曲。即,在從第1主切削刃43流出的切削屑部分與從第2主切削刃42流出的切削屑部分之間產(chǎn)生相互排斥的排斥力。由此,第2主切削刃42承擔(dān)作用在第1主切削刃43上的負(fù)擔(dān)的一部分,其承擔(dān)程度比下述情況要大:像例如刃帶的寬度的擴大率在第1主切削刃43和第2主切削刃42之間相同的情況那樣切削屑部分的交叉角度較淺。并且,切削刃的長度與第1主切削刃43相比較長,所以從主體地生成切削屑的第2主切削刃42流出的切削屑部分將從第1主切削刃43流出的切削屑部分向后推而將該流動矯正,由此,減輕向第1主切削刃43的負(fù)擔(dān)。通過減輕向第1主切削刃43的負(fù)擔(dān),第1角切削刃41變得更不易缺損。
形成在上表面11上的第2主切削刃42及第1主切削刃43如圖4所示那樣以隨著從第1角切削刃41離開而向下表面21靠近的朝向傾斜,所以能夠使軸向前角成為正的值,鋒利度提高。
在本實施方式的切削刀片1的側(cè)面上形成的凹部32起到防止由切削阻力帶來的切削刀片1的浮起等的效果。即,如果在第2主切削刃42及第1主切削刃43上作用朝向刀片安裝座的底面方向的主分力,則與第2主切削刃42及第1主切削刃43隔著貫通孔14處于相反側(cè)的切削刀片1的底面的一部分要從刀片安裝座的底面浮起,但與第2傾斜面34抵接的凸部113以抑制該浮起的方式發(fā)揮功能。
凸部114與第1傾斜面33抵接,由此抑制因固定用的螺紋件的頭與貫通孔14的內(nèi)壁碰抵而產(chǎn)生的切削刀片1的末端側(cè)的浮起。即,由于螺紋件的中心軸線比貫通孔14的中心軸線向側(cè)壁111側(cè)偏移,所以切削刀片1從螺紋件受到使切削刀片1的位于工具末端側(cè)的部分浮起的方向的力矩。但是,與第1傾斜面33抵接的凸部114相反帶來將切削刀片1的位于工具末端側(cè)的部分向刀片安裝座110的底面?zhèn)韧茐旱姆较虻牧?,所以能防止切削刀?的浮起。
本發(fā)明在上述實施方式以外還能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)得到各種各樣的實施方式。例如,在上述實施方式中,俯視時的基本形狀是八邊形,但也可以是四邊形、五邊形或六邊形等其他多邊形。此外,使上表面11及下表面21為相同形狀而形成切削刀片1,能夠上下翻轉(zhuǎn)使用,但也可以是僅在某一個表面?zhèn)仍O(shè)置切削刃的結(jié)構(gòu),切削刃也可以設(shè)在與側(cè)面的交叉棱線的一部分上。即,切削刃只要形成在具有多邊形狀而對置的兩個表面的至少一個表面與側(cè)面的交叉棱線的一部分或全部上就可以。
在上述實施方式中沒有對切削刀片的側(cè)面賦予后角,但也可以是對側(cè)面賦予了后角的所謂負(fù)型的結(jié)構(gòu)。
關(guān)于第2主切削刃42、第1主切削刃43及修光刃44,也可以不像上述實施方式那樣是直線狀。即,也可以是,1個以上的切削刃部分是彎曲的曲線狀。在切削刃部分是曲線狀的情況下,能夠使用將各切削刃部分的端部彼此連結(jié)而成的弦來規(guī)定上述各種各樣的角度。例如,如果第1主切削刃43是直線狀,第2主切削刃42是曲線狀(弧狀),則上述角度θ被規(guī)定為直線狀的第1主切削刃43與將曲線狀的第2主切削刃42的兩端連結(jié)而成的弦(即與第2主切削刃42形成的弧對應(yīng)的弦)的關(guān)系。
關(guān)于第2主切削刃42與第1主切削刃43所成的角度,在上述實施方式中設(shè)定為175°,但并不限定于該角度。確認(rèn)的是,只要第2主切削刃42和第1主切削刃43所成的角度θ是130°≦θ<180°,就充分產(chǎn)生效果。
與相鄰于第2主切削刃42的刃帶的寬度的擴大率相對的相鄰于第1主切削刃43的刃帶的寬度的擴大率在上述實施方式中設(shè)為約5倍,但并不限定于該值。確認(rèn)的是,只要第1主切削刃43的刃帶相對于第2主切削刃42的刃帶是2倍以上5倍以下的程度,就充分產(chǎn)生效果。
在上述實施方式中,刃帶角被設(shè)定為5°,但并不限于該值,當(dāng)然能夠根據(jù)切削刀片的使用方式而適當(dāng)變更。