刀架、切削工具以及切削加工物的制造方法与流程

关联申请的相互参照

本申请主张享有于2018年12月18日向日本国提出专利申请的2018-235991号的优先权，该在先申请的全部公开内容引入于此以供参考。

本发明涉及刀架、切削工具以及切削加工物的制造方法。

背景技术：

以往，提出过具备防振机构的刀架的各种方案。在日本特开2012-57752号公报(专利文献1)中记载了一种具备施力构件的减振机构(防振机构)，该减振机构在形成于轴部(刀架)的内部的呈圆筒状的中空部收容有在绕中空部的轴芯的周向上分割成多个的重物构件，该施力构件以使相邻的重物构件的分割面相互面接触的方式向轴芯施力。

本发明的技术问题之一是提供具有易于调整重量的防振机构的刀架、切削工具以及切削加工物的制造方法。

技术实现要素：

基于本发明中的未限定的一方式的刀架具备：棒形状的主体部，其沿中心轴从第一端延伸至第二端；柱状的第一重物，其从第一端部延伸至第二端部；以及柱状的第二重物，其从第三端部延伸至第四端部。所述主体部具有位于该主体部的内部并且沿所述中心轴延伸的空洞。另外，所述第一重物位于所述空洞的内部，所述第二重物位于所述空洞的内部并且位于比所述第一重物靠所述第二端这一侧的位置。

基于一方案的切削工具具备上述方案的刀架以及装配于所述刀架的切削刀片。

基于一方案的切削加工物的制造方法具备：使上述方案的切削工具以及被切削件中的至少一方旋转的工序；使所述切削工具与所述被切削件接触的工序；以及使所述切削工具远离所述被切削件的工序。

附图说明

图1是示出本发明的未限定的实施方式的刀架(切削工具)的立体图。

图2是图1所示的刀架的侧视图。

图3是图1所示的刀架的侧视图。

图4是图3所示的刀架中的重物等的透视图。

图5是图2所示的刀架的a-a剖视图。

图6是将图5所示的刀架的第一端这一侧放大后的图。

图7是将图5所示的刀架的b-b剖面放大后的图。

图8是示出图1所示的刀架中的重物的立体图。

图9是示出图1所示的刀架中的重物的立体图。

图10是示出图8所示的重物的变形例的立体图。

图11是示出本发明的未限定的实施方式的刀架中的重物的立体图。

图12是示出本发明的未限定的实施方式的刀架中的重物的立体图。

图13是图11所示的重物的侧视图。

图14是图12所示的重物的侧视图。

图15是将图13所示出的重物的c-c剖面放大后的图，是相当于图7的图。

图16是示出本发明的未限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

图17是示出本发明的未限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

图18是示出本发明的未限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

具体实施方式

<刀架>

以下，参照附图对本发明的未限定的多个实施方式的刀架分别进行详细说明。但是，在以下所参照的各图中，为了便于说明，仅简化示出为说明各实施方式而必需的主要构件。因此，刀架可能具备未在所参照的各图中示出的任意的构成构件。并且，各图中的构件的尺寸并不是如实地表示实际的构成构件的尺寸以及尺寸比率等。这几点在后述的切削工具以及切削加工物的制造方法中也是同样。

在图1～图3中示出的未限定的一例的刀架1a是用于切削工具的刀架，并且可以具备沿刀架1a的中心轴x从第一端3a延伸到第二端3b的呈棒形状的主体部3。一般将第一端3a称为“前端”，将第二端3b称为“后端”。主体部只要是从第一端3a延伸到第二端3b的结构即可，例如可以是圆柱形状或者是多棱柱形状。在图1～图3中示出的未限定的一例的主体部3可以是圆柱形状。作为主体部3的材质，可以列举出例如钢、铸铁以及铝合金等。

刀架1a的大小可以对应被切削件的大小而适当地设定。刀架1a在沿中心轴x的方向上的长度例如能够设定为60mm以上3500mm以下的程度。并且，刀架1a在与中心轴x正交的方向上的宽度(径)例如能够设定为6mm以上250mm以下的程度。

图4以及图5所示的未限定的一例的刀架1a可以具备第一重物5以及第二重物7。在图6示出的未限定的一例中，第一重物5可以是从第一端部5a延伸至第二端部5b的柱状，第二重物7可以是从第三端部7a延伸至第四端部7b的柱状。如图5以及图9所示的未限定的一例那样，第一端部5a可以位于第一重物5的靠第一端3a这一侧的端部。第二端部5b可以位于第一重物5的靠第二端3b这一侧的端部。第三端部7a可以位于第二重物7的靠第一端3a这一侧的端部。第四端部7b可以位于第二重物7的靠第二端3b这一侧的端部。第一重物5以及第二重物7能够作为防振构件而发挥功能。作为第一重物5以及第二重物7的材质，能够列举出例如钨合金等，但不限定于此。第一重物5以及第二重物7的材质的比重可以大于主体部3的材质的比重。

第一重物5是从第一端部5a延伸至第二端部5b的结构即可，例如可以是圆柱形状或者是多棱柱形状。这一点在第二重物7中也是同样的。图8以及图9所示的未限定的一例中的第一重物5以及第二重物7是圆柱形状。

图4～图6所示的未限定的一例中的主体部3可以具有位于主体部3的内部并且沿中心轴x延伸的空洞9。并且，在图4～图6所示的未限定的一例中，第一重物5可以位于空洞9的内部，第二重物7也可以位于空洞9的内部并且位于比第一重物5靠第二端3b这一侧的位置。根据这些结构，使得第一重物5以及第二重物7相对于刀架1a的装卸变得容易，从而能够得到易于调整重量的防振机构。因此，便于对应刀架1a的大小(径以及长度)而将每个刀架1a调整至最佳重量。由此，刀架1a能够发挥良好的防振性能，并且不易在切削加工时产生颤振。

空洞9是沿中心轴x延伸并且是能够在内部收容第一重物5以及第二重物7的构造即可，例如可以是圆筒形状或者是多角筒形状。图4～图7所示的未限定的一例中的空洞9是圆筒形状。

如图6所示的未限定的一例那样，第一重物5可以具有与第二重物7对置的第一面11和位于第一面11的凹部13。并且，如图6所示的未限定的一例那样，第二重物7可以具有与第一重物5对置的第二面15和位于第二面15的凸部17。在满足这些结构时，凸部17以及凹部13相互接触，从而使得在空洞9的内部中的第一重物5以及第二重物7的位置不易偏离。需要说明的是，在图6所示的未限定的一例中，第一面11可以是位于第一重物5的靠第二端部5b这一侧的面，第二面15可以是位于第二重物7的靠第三端部7a这一侧的面。

如图6所示的未限定的一例那样，凸部17以及凹部13可以相互面接触。在满足上述那样的结构时，防振性能更优。需要说明的是，图6所示的未限定的一例中的凸部17以及凹部13可以相互嵌合。换言之，在图6所示的未限定的一例中，凸部17可以插入至凹部13。并且，在图6所示的未限定的一例中，凸部17的全体可以位于凹部13的内部。

需要说明的是，如图6所示的未限定的一例那样，第一重物5可以在位于第一端部5a这一侧的面具有与第二重物7同样的凸部。并且，第二重物7可以在位于第四端部7b这一侧的面具有与第一重物5同样的凹部。在满足这些结构时，能够倒置第一重物5以及第二重物7在空洞9的内部中的位置。

如图7所示的未限定的一例那样，在通过凸部17以及凹部13并且与中心轴x正交的剖面中，凸部17的整体可以位于比凹部13靠近中心轴x的位置。在满足上述那样的结构时，在与中心轴x正交的方向上，第一重物5以及第二重物7不易移动，从而使得空洞9的内部中的第一重物5以及第二重物7的位置不易偏离。如图7所示的未限定的一例那样，在上述的剖面中，凸部17以及凹部13可以以包围中心轴x的方式配置。

第一重物5的重量可以与第二重物7的重量相同。在满足上述那样的结构时，容易管理第一重物5以及第二重物7。

第一重物5的重量也可以与第二重物7的重量不同。在满足上述那样的结构时，调整刀架1a的重量的自由度高。

如图5所示的未限定的一例那样，第一重物5以及第二重物7可以位于沿中心轴x的位置。此时，第一重物5的沿中心轴x的方向上的长度可以等于第二重物7的沿中心轴x的方向上的长度。在满足上述那样的结构时，容易管理第一重物5以及第二重物7。

如上所述，当第一重物5以及第二重物7沿中心轴x配置时，如图10所示的未限定的一例那样，第一重物5的沿中心轴x的方向上的长度可以不同于第二重物7的沿中心轴x的方向上的长度。图10所示的未限定的一例中的刀架1a’具备第一重物5以及第二重物7，第一重物5的沿中心轴x的方向上的长度可以短于第二重物7的沿中心轴x的方向上的长度。在满足上述那样的结构时，调整刀架1a’的重量的自由度高。需要说明的是，第一重物5的沿中心轴x的方向上的长度可以长于第二重物7的沿中心轴x的方向上的长度。

如图5所示的未限定的一例，主体部3还可以具有位于主体部3的内部并且沿中心轴x延伸的第一流路19。第一流路19能够在切削加工时作为供冷却介质流动的部分而发挥功能。第一流路19的形状只要能够供冷却介质流动即可，并无特别的限定。虽然图5所示的未限定的一例中的第一流路19的与冷却介质的流动方向正交的剖面的形状是圆形状，但是上述的剖面处的第一流路19的形状例如也可以是椭圆形状或者是多角形状。第一流路19的内径可以是例如1mm以上10mm以下。这几点对于后述的第二流路27也是同样的。

冷却介质可以包含例如非水溶性油剂或者水溶性油剂，并且能够对应被切削件的材质而适当地选择使用。作为非水溶性油剂，例如可以列举油性形、非活性极压形以及活性极压形的切削油。作为水溶性油剂，例如可以列举乳剂、可溶性以及溶液性等的切削油。并且，冷却介质不限于液体，也可以是非活性气体等的气体。

图5所示的未限定的一例中的第一流路19可以具备冷却介质的流入口21。在图5所示的未限定的一例中，流入口21可以位于主体部3的靠第二端3b这一侧的端面。需要说明的是，流入口21的位置不限于上述的端面，例如可以是主体部3的外周面上的位置。

在图5所示的未限定的一例中，第一流路19可以呈直线形状地从流入口21向第一端3a这一侧延伸，并且可以与空洞9相连。在此，如图5以及图6所示的未限定的一例那样，第一重物5还可以具备在第一端部5a以及第二端部5b开口的第一贯通孔23，第二重物7还可以具备在第三端部7a以及第四端部7b开口的二贯通孔25。并且，如图5以及图6所示的未限定的一例那样，第一贯通孔23以及第二贯通孔25可以沿中心轴x配置。在满足这些结构时，能够使从流入口21向第一流路19供给的冷却介质经由第一贯通孔23以及第二贯通孔25向第一端3a侧流动。

刀架1a还可以具备贯穿第一贯通孔23以及第二贯通孔25的管。在满足上述那样的结构，冷却介质不易泄漏。

如图5所示的未限定的一例那样，刀架1a还可以具备从空洞9向第一端3a侧延伸的第二流路27。在图5所示的一例中，第二流路27可以具备冷却介质的流出口29。在满足这些结构时，能够使冷却介质从空洞9向第二流路27流入并且从流出口29喷出。在图5所示的未限定的一例中，流出口29可以位于主体部3的靠第一端3a这一侧的外周面。需要说明的是，流出口29的位置不限于上述的外周面，例如可以是主体部3的靠第一端3a这一侧的端面的位置。

如图4～图6所示的未限定的一例那样，主体部3还可以具有：第一构件31，其具有空洞9；以及第二构件33，其位于比第一构件31靠第一端3a这一侧的位置。第一构件31也被称为刀柄，可以是机床所把持的部位。第二构件33也被称为刀头，可以是固定后述的切削刀片的部位。若第一构件31具有空洞9，则能够确保在切削加工时易于受到大的冲击的第二构件33的刚性。需要说明的是，第一构件31以及第二构件33可以构成为能够装卸。

如图6所示的未限定的一例那样，第一构件31还可以具有位于第一端3a这一侧的第一端面35，第二构件33可以具有位于第二端3b这一侧的第二端面37。如图6所示的未限定的一例那样，第一端面35与第二端面37可以相互对置。并且，如图6所示的未限定的一例那样，空洞9可以具有在第一端面35处开口的开口部39。在满足这些结构时，能够经由开口部39进行第一重物5以及第二重物7相对于刀架1a的装卸。

如图5所示的未限定的一例那样，空洞9的沿中心轴x的方向上的中心(中央)9a可以位于比第一构件31的沿中心轴x的方向上的中心(中央)31a靠第一端3a这一侧的位置。在满足上述那样的结构时，由于构成防振机构的空洞9位于在切削加工时易于受到大的冲击的第一端3a的附近，因此在切削加工时不易产生颤振。并且，由于能够确保第一构件31的位于比中心31a靠第二端3b这一侧的部位的刚性，因此可以用机床把持该部位。需要说明的是，在图5所示的未限定的一例中，空洞9的整体可以位于比中心31a靠第一端3a这一侧的位置。

刀架1a还可以具备堵塞空洞9的开口部39的盖。在满足上述那样的结构时，能够抑制第一重物5以及第二重物7非意图地从空洞9脱出。在图6所示的未限定的一例中，第二构件33能够作为盖而发挥功能。

如图4～图6所示的未限定的一例那样，刀架1a还可以具备：第一弹性构件41，其位于空洞9的内部并且位于比第一重物5靠第一端3a这一侧的位置；以及第二弹性构件43，其位于空洞9的内部并且位于比第二重物7靠第二端3b这一侧的位置。在满足上述那样的结构时，当第一重物5以及第二重物7在空洞9的内部沿中心轴x的方向移动了时，由第一弹性构件41以及第二弹性构件43来吸收冲击，因此第一重物5以及第二重物7不易损伤。作为第一弹性构件41以及第二弹性构件43的材质，例如能够列举硅橡胶等，但不限定于此。

第一弹性构件41以及第二弹性构件43是能够收容于空洞9的内部的结构即可，例如可以是环形状。在第一弹性构件41以及第二弹性构件43是环形状的情况下，能够使冷却介质经由第一弹性构件41以及第二弹性构件43而流动。在图4～图6所示的未限定的一例中的第一弹性构件41以及第二弹性构件43也可以是圆环形状。需要说明的是，第一弹性构件41以及第二弹性构件43的各自的结构可以是相同的，也可以是不同的。

如图6以及图7所示的未限定的一例那样，在第一重物5以及第二重物7与主体部3的空洞9处的内周面之间可以有间隙。在满足上述那样的结构时，当第一重物5以及第二重物7在空洞9的内部在与中心轴x正交的方向上移动了时，第一重物5以及第二重物7不易接触主体部3的空洞9处的内周面。因此，第一重物5以及第二重物7不易损伤。在图6所示的未限定的一例中，第一重物5以及第二重物7可以通过被第一弹性构件41以及第二弹性构件43夹持而成为具有上述间隙的状态。

如图4～图6、图8以及图9所示的未限定的一例那样，刀架1a除了第一重物5以及第二重物7之外还可以具备其他的重物。在满足上述那样的结构时，调整刀架1a的重量的自由度高。其他的重物的数量可以是一个或者也可以是多个。图4～图6、图8以及图9所示的未限定的一例中的刀架1a除了第一重物5以及第二重物7之外，还可以具备第三重物45、第四重物47以及第五重物49。在图4～图6所示的未限定的一例中，第三重物45、第四重物47以及第五重物49依次位于空洞9的内部的比第二重物7靠第二端3b这一侧的位置。并且，在第三重物45、第四重物47以及第五重物49中，与相邻的重物对置的面可以具有和第一重物5或者第二重物7相同的结构。其他的重物的其他结构与第一重物5以及第二重物7相同，因此在此省略说明。

接下来，参照图11～图15对实施方式的未限定的一个的刀架1b进行说明。以下，主要是对刀架1b与刀架1a的不同点进行说明，因此有时省略刀架1b中具有与刀架1a同样的结构的点的详细说明。

图11～图15所示的未限定的一例中的刀架1b可以具备第一重物5以及第二重物7。图12以及图14所示的未限定的一例中的第一重物5可以具有与第二重物7对置的第一面11以及位于第一面11的凹部51。并且，图12以及图14所示的未限定的一例中的第二重物7可以具备与第一重物5对置的第二面15以及位于第二面15的凸部53。

并且，在图15所示的未限定的一例中，在通过凸部53以及凹部51并且与中心轴x正交的剖面中，凸部53的一部分和凹部51的一部分可以位于相互相邻的位置。换言之，在图15所示的未限定的一例中，在上述的剖面中，凸部53的一部分和凹部51的一部分也可以交替地配置。在满足上述那样的结构时，由于凸部53以及凹部51的接触面积变大，因此防振性能高。如图15所示的未限定的一例那样，在上述的剖面中，凸部53的一部分以及凹部51的一部分可以位于以中心轴x为中心而90度旋转对称的位置。

如图11～图14所示的未限定的一例那样，刀架1b还可以具备第三重物45。在满足上述那样的结构时，调整刀架1b的重量的自由度高。第三重物45可以具有与第一重物5相同的结构。图12以及图14所示的未限定的一例中的第三重物45可以具有与第二重物7对置的第三面55以及位于第三面55的凹部51。并且，图12以及图14所示的未限定的一例中的第二重物7可以具备与第三重物45对置的第四面57以及位于第四面57的凸部53。

<切削工具>

接下来，对未限定的实施方式的切削工具，以具备上述刀架1a的情况为例，参照图1～图4进行详细说明。

图1～图4所示的未限定的一例中的切削工具101具备刀架1a以及装配于刀架1a的切削刀片103。需要说明的是，切削刀片103可以简称为刀片103。

图1～图4所示的未限定的一例中的切削工具101由于具备能够发挥良好防振性能的刀架1a，因此能够发挥优良的切削性能。

如图1以及图3所示的未限定的一例那样，刀架1a还可以具备位于第一端3a这一侧的刀槽59。在图1以及图3所示的未限定的一例中，刀架1a可以具备一个刀槽59。刀槽59可以是刀片103所在的部位，也可以是在装配刀片103前在刀架1a中的第一端3a这一侧凹陷的部位。图1以及图3所示的未限定的一例中的刀槽59也可以位于第二构件33。

图1所示的未限定的一例中的刀片103可以是多角板形状。需要说明的是，刀片103的形状不限于多角板形状。

图2所示的一例中的刀片103可以具有切削刃105。图2所示的未限定的一例中的刀片103能够以切削刃105在刀架1a的第一端3a这一侧向侧方突出的方式位于刀槽59。切削工具101通过使切削刃105与被切削件接触从而能够进行切削加工。在图2所示的未限定的一例中，在主体部3的第一端3a这一侧，切削刃105可以位于离中心轴x最远的位置。如果切削刃105像这样向侧方突出，则能够只使切削刃105的附近接触被切削件。

图1所示的未限定的一例中的刀片103还可以具有贯通孔107。并且，图1所示的未限定的一例中的切削工具101还可以具备固定构件109。固定构件109可以是用于将刀片103固定于刀架1a的构件。图1所示的未限定的一例中的固定构件109可以是螺栓109。需要说明的是，固定构件109不限于螺栓109，例如也可以是钳构件等。

在图1所示的未限定的一例中，刀片103可以如上述那样具有贯通孔107，刀架1a可以在与贯通孔107对应的位置处具有螺孔。通过将螺栓109插入刀片103的贯通孔107，并且将该螺栓109固定于刀架1a的螺孔，从而能够将刀片103固定于刀架1a。在图1所示的未限定的一例中，贯通孔107以及螺孔可以在与中心轴x正交的方向上延伸。

作为刀片103的材质，可以列举例如超硬合金或者金属陶瓷等。作为超硬合金的组成，可以列举例如wc-co、wc-tic-co以及wc-tic-tac-co。wc-co可以通过向碳化钨(wc)加入钴(co)的粉末并且进行烧结而生成。wc-tic-co也可以是向wc-co添加碳化钛(tic)而得到的材料。wc-tic-tac-co也可以是向wc-tic-co添加碳化钽(tac)而得到的材料。

并且，金属陶瓷是在陶瓷成分中复合金属而得到的烧结复合材料。具体地说，作为金属陶瓷，可以列举以碳化钛(tic)或者氮化钛(tin)等的钛化合物为主成分的材料。

需要说明的是，在图1～图4所示的未限定的一例中，虽然切削工具101具备刀架1a，但不限于上述那样的方式。例如，切削工具101也可以具备刀架1b。

<切削加工物的制造方法>

接下来，参照图16～图18对未限定的实施方式的切削加工物203的制造方法进行详细说明。需要说明的是，在图16～图18所示的未限定的一例中，虽然使用了具备刀架1a的切削工具101，但不限于上述那样的方式。例如，也可以使用具备刀架1b的切削工具101。

实施方式的未限定的一例中的切削加工物203的制造方法可以具备以下的(1)～(4)的工序。

(1)如图16所示的未限定的一例那样，准备被切削件201和切削工具101，

(2)使被切削件201旋转，

(3)如图17所示的未限定的一例那样，使被切削件201和切削工具101相互接触，

(4)如图18所示的未限定的一例那样，使被切削件201和切削工具101相互分离。

具体说明的话，作为在(1)的工序中准备的被切削件201的材质，可以列举例如碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁以及非铁金属等。并且，在图16所示的未限定的一例中，也可以在(1)的工序中准备上述的切削工具101。

在(2)的工序中，像图16所示的一例那样，能够使被切削件201以其旋转轴o为基准进行旋转。

在(3)的工序中，首先，可以使切削工具101沿箭头y1方向移动，使切削工具101相对接近旋转中的被切削件201。接下来，如图17所示的未限定的一例那样，可以使切削工具101与旋转中的被切削件201接触。在图17所示的未限定的一例中，也可以使切削工具101的切削刃105接触被切削件201，从而切削被切削件201。

在(4)的工序中，如图18所示的未限定的一例那样，可以使切削工具101沿箭头y2方向移动，使切削工具101离开被切削件201，从而得到切削加工物203。

根据未限定的实施方式的切削加工物203的制造方法，由于使用了具备能够发挥良好防振性能的刀架1a的切削工具101，因此能够在抑制颤振产生的同时以优异的加工精度来切削被切削件201。其结果是，能够得到具有高精度的加工表面的切削加工物203。

需要说明的是，在(3)的工序中，也可以使被切削件201接近切削工具101。在(4)的工序中，也可以使被切削件201远离切削工具101。在继续进行切削加工的情况下，维持使被切削件201旋转的状态，并且重复进行使切削刃105接触被切削件201的不同位置的工序即可。

虽然以上例示了本发明的未限定的实施方式的刀架1a、1b、切削工具101以及切削加工物203的制造方法，但本发明不限于上述的实施方式，只要不脱离本发明的主旨，当然可以是任意的方式。

例如，在上述的未限定的实施方式中，可以使刀架1a中的第一重物5的凹部13以及第二重物7的凸部17相反。即，在上述的刀架1a中，第一重物5具有凹部13，第二重物7具有凸部17，但也可以取而代之，使第一重物5具备凸部17，使第二重物7具备凹部13。这一点对于上述的刀架1b中的第一重物5的凹部51以及第二重物7的凸部53也是同样。

并且，在上述的未限定的实施方式中，第一重物5也可以是不具有凹部13(凹部51)的结构，第二重物7也可以是不具有凸部17(凸部53)的结构。在这些情况下，第一面11以及第二面15也可以是平面。

并且，在上述的未限定的实施方式中，切削工具101是车削工具，但也可以取而代之，使切削工具101为例如铣削工具等。在使切削工具101为铣削工具的情况下，在切削加工物203的制造方法中的(2)的工序中，使切削工具101旋转即可。

附图标记说明

1a，1a’，1b···刀架

3···主体部

3a··第一端

3b··第二端

5···第一重物

5a···第一端部

5b···第二端部

7···第二重物

7a···第三端部

7b···第四端部

9···空洞

9a···中心(中央)

11···第一面

13···凹部

15···第二面

17···凸部

19···第一流路

21···流入口

23···第一贯通孔

25···第二贯通孔

27···第二流路

29···流出口

31···第一构件

31a···中心(中央)

33···第二构件

35···第一端面

37···第二端面

39···开口部

41···第一弹性构件

43···第二弹性构件

45···第三重物

47···第四重物

49···第五重物

51···凹部

53···凸部

55···第三面

57···第四面

59···刀槽

101···切削工具

103···切削刀片(刀片)

105···切削刃

107···贯通孔

109···固定构件(螺栓)

201···被切削件

203···切削加工物

x···中心轴

o···旋转轴