专利名称：指形铣刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为旋转切削工具的指形铣刀，用来加工作为木材等的一种接头的指形连接接头。
背景技术：
如图5所示，指形铣刀1具有在刀体2外周的周向多处朝径向外方突出的多个山形楔状的刃部3，由刃部3在被切削材料M的端部形成具有多个细深的槽的梳状指形连接接头F。因为这样来加工深槽，所以指形铣刀1的刃部3的刀刃棱的磨损程度会因刀刃棱的部位不同而存在相当大的偏差，特别是切削指形连接接头的槽底的刃部前端附近的刀刃棱的磨损更大。这样，如果刃部前端附近的刀刃棱的磨损快，则连接于磨损了的前端的刀刃棱上的根基部分的刀刃棱的磨损也就加快，刃部的寿命就会减短。为了抑制这种刀刃棱的磨损，可以采用更高硬度的材料例如高速工具钢或超硬合金作为构成刀刃棱的刃部材料。
但是，由于用高硬度的材料来形成刀刃棱，所以其刃部的韧性就降低，从而成为刃部缺损的原因，特别容易产生来自刃部的根基或其近边的缺损，此时，这种刃部的缺损会使铣刀几乎不能用。因此，有必要更换可换刃或铣刀，与单纯的刀刃棱的磨损情况相比，其损害就格外大。因此，现在一般都是采用牺牲些耐磨性而重视耐缺损性的指形铣刀。例如，把具有耐磨性的高速工具钢的硬度热处理调整到大约HRC58～61的低硬度。
发明内容
为解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种既具备刃部的耐缺损性又能够提高耐磨性的指形铣刀。
为实现上述的目的，本发明的特征在于在刀体外周的周向多处具有朝径向外方突出的刃部，通过刃部加工被切削材料的端部，由此来形成指形连接接头的指形铣刀中，作为构成刃部的刃部材料，由高硬度的钢材构成刃部的前端附近，由比前端附近的钢材的韧性更高的钢材构成刃部的其他部分，从而使刃部前端附近的硬度高于刃部其他部分的硬度。
在本发明中，因为切削指形连接接头的槽底的刃部前端附近的刀刃棱由具有高硬度的钢材构成，所以，能够抑制刃部前端附近的刀刃棱的磨损。另一方面，刃部前端附近以外的部分的刀刃棱比刃部前端附近的刀刃棱的硬度低，但是由韧性高的钢材构成，所以能够抑制刃部的缺损。
这样，按照本发明，可以通过由高硬度钢材构成的前端附近的刀刃棱提高耐磨性，可以通过由比前端附近的刀刃棱的材料具有更高韧性的钢材构成的其他部分来提高耐缺损性，所以，能够提供兼具合适的耐磨性和耐缺损性的刃部的指形铣刀。另外，按照本发明，能够最小限度地使用含有高价元素的具有耐磨性的前端刃部的材料。
在本发明的指形铣刀中，也可以通过锻接接合高硬度钢材和高韧性钢材，这样，能够把性质各异的两种钢材连续地连接起来，从而可以避免像用焊料等接合的情况那样的钎焊层等耐磨性不连续部分的发生。结果，由于能够通过锻接连续地接合高硬度钢材和高韧性钢材，所以，按照本发明就能够得到刀刃棱连续的耐磨性。
在本发明的指形铣刀中，也可以用硬质膜被覆至少从刃部刀刃棱开始延续的后隙面(外周后隙面、侧后隙面)，这样，在从刃部的刀刃棱开始延续的后隙面上形成硬质膜，所以能够长时间维持刀刃棱为锐角。特别是能够有效地对耐磨性差的高韧性钢材构成的刃部的刀刃棱发挥作用，从而能够显著地补足耐磨性。结果，按照本发明，能够提高刃部的耐磨性而不降低其韧性，特别是在补足高韧性钢材的耐磨性方面是非常有效的。
图1是按照本发明的一个实施例的指形铣刀的侧视图。
图2是表示指形铣刀的刃部的正视图和侧视图。
图3是说明用来制造该指形铣刀的刃部的材料的叠层状态的立体图。
图4是表示该指形铣刀的外周部分的一部分和指形连接接头的关系的说明图。
图5是表示现有技术的指形铣刀的外周部分的一部分和指形连接接头的关系的说明图。
具体实施例方式
以下利用附图来说明本发明的一个实施例。图1是按照该实施例的可换刃式指形铣刀的侧视图，图2是可换刃15的正视图和侧视图。
指形铣刀10设置有钢制圆筒形的刀体11，刀体11的中心具有插入主轴用的中心孔11a，在刀体11的周壁的圆周方向的4处地方设置有沿轴向延伸的安装座12。安装座12相对于径向朝旋转方向前方倾斜大约30°，是切挖成大致呈长方形的凹部。可换刃15插嵌在安装座12内。在刀体11的外周上，形成有从安装座12的旋转前方连通安装座12的安装孔13。安装孔13的安装座12侧为螺纹孔，该螺纹孔中螺接有用来固定可换刃15的螺栓14。
如图2所示，可换刃15是长方形的厚板，从长度方向的一端到大致中间位置的部分构成刃部区16，长度方向的另一端侧的部分构成基部19。刃部区16的长度方向的一端沿厚度方向倾斜，使其刀刃棱侧(图2(b)的上侧)呈锐角突出。另外，刃部区16在其宽度方向的两端之间包含两端等间隔地设置有5条呈对称山形削尖的细长楔形的刃部17。刃部17之间构成为与刃部17的宽度大体同宽的间隙18。
可换刃15的刃部区16和基部19整体由刀刃棱侧的厚度薄的刃口金属层和厚度厚的背面金属层B构成，其材料各不相同。使用韧性高的钢材如合金工具钢或结构钢作为背面金属层B的材料；在刃口金属层，配置在前端的长度方向短的前端刃部16a采用具有高硬度的同时又具备某种程度的耐磨性的钢材如高速工具钢来形成；前端刃部16a以外的部分即基部侧刃部16b及其延长部分19a的刃口金属层由硬度比前端刃部16a低而韧性高的钢材如作为近似于高速工具钢的钢材的半高速钢或合金工具钢形成。前端刃部16a的长度方向的长度从1mm至刃部长度的一半左右。若长度小于1mm，则前端刃部16a的磨损效果不好，而若长度超过刃部长度之半，则前端刃部16a的耐缺损性不充分。通过后述的锻接来形成前端刃部16a与基部侧刃部16b之间的接合。延长部分19a设置有用来将可换刃15固定于安装座12上的螺栓14抵靠的抵靠凹部19b。
关于可换刃15的形成，如图3所示，是把高硬度的细长高速工具钢作为构成前端刃部的钢材K接合在作为厚板的背面金属B上，再夹着高速工具钢接合作为韧性高的钢材J的合金工具钢或结构钢，使用由此构成的原材料板。这里，钢材K的高速工具钢与钢材J的合金工具钢之间的接合以及它们与背面金属B之间的接合都是通过将其在高温加热状态下压着的锻接法来形成。由此，钢材K的高速工具钢与钢材J的合金工具钢就被连续地接合到一起，形成两者的耐磨性连续的状态。在钢材K的中间位置沿图3中钢材K的长度方向切断上述原材料板，再按规定宽度相对钢材K的长度方向呈直角地切断，对切成的板片的刃部进行机械加工，从而得到可换刃15。
可换刃15插嵌在安装座12内，使螺接在安装孔13内的螺栓14顶住抵靠凹部19b并使其紧固，从而将可换刃15固定到安装座12内。如图4所示，被固定在相面对的一对安装座12内的可换刃15相对于被固定在相面对的另一对安装座12内的可换刃15错开一间距，就这样通过沿圆周方向交替配置的两可换刃15就能够在被切削材料M上形成连续的突起排列的指形连接接头F。
由于切削指形连接接头的槽底的前端刃部16a的刀刃棱由高硬度的材料构成，所以指形铣刀10的可换刃15能够抑制前端刃部16a的刀刃棱的磨损。另一方面，由于基部侧刃部16b的硬度比前端刃部16a的硬度低，但其韧性比前端刃部16a的韧性高，所以，抑制缺损的效果好。这样，在本实施例中，得到了兼具耐缺损性和耐磨性的指形铣刀10的可换刃15。而且，由于能够用锻接把高硬度钢材与高韧性钢材连续地接合在一起，所以，能够避免用焊料等接合的情况下的钎焊层的那样的耐磨层不连续部分的发生。
另外，虽然上述背面金属层韧性大、确保耐缺损性方面很有效，但是也可以通过加厚刃口金属层省去上述背面金属层。构成基部侧刃部的合金工具钢或半高速钢等具有相当的韧性，所以即使没有背面金属层也可以具备耐缺损性。另外，至于背金属层与刃部的接合，也可以采用焊接来替代锻接。钢材可以使用压延钢或烧结钢。
另外，关于前端刃部与基部侧刃部的接合，也可以在刃部材料的热处理时的温度分布上下工夫，由此使前端侧硬度高，而越向刃部根基处接近，硬度就倾斜地下降。适当选择分别构成前端刃部和基部侧刃部材料的各自的钢材的种类，并进行均匀加热、均匀冷却的一般热处理(淬火、回火)，能够分别把各自的钢材作成各自所期望的硬度。
也可以在刃部被覆硬质膜，由此能够进一步提高刃口部的耐磨性，关于硬质膜，可以避开刃部的前倾面，设置在外周后隙面、侧后隙面等后隙面上。作为硬质膜的种类，在本发明中使用铬的氮化物、铬酸氮化物等铬系特别好。
在下述的表1和表2中，表示了作为实施例被覆硬质膜的情况下和不被覆硬质膜的情况下的钢材K、钢材J以及背面金属层B的组合例。其中，钢材种类的记号表示如下M熔化铸锭的高速工具钢R近似于熔化铸锭的高速工具钢的钢材(半高速钢)P粉末冶金铸锭的高速工具钢K耐冲击工具钢SCMJIS-SCM420(铬钼钢)关于表1的No.2和No.3的钢材J是相当于日立金属株式会社制的产品(材料代号YXR-3)，但是其化学成分不清楚。
上述各实施例所示的指形铣刀的各部分的形状、排列等仅是一例，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以实施各种各样的变更。
如上所述，本发明所述的指形铣刀兼备耐磨性和耐缺损性，作为加工木材等的接头的一种的指形连接接头的旋转切削工具是很有用的。
被覆硬质膜时的例子
不被覆硬质膜时的例子
权利要求
1.一种指形铣刀，在刀体外周的周向多处具有朝径向外方突出的刃部，用该刃部加工被切削材料的端部，由此形成指形连接接头，其特征在于，作为构成上述刃部的刃部材料，由高硬度的钢材构成该刃部的前端附近，由比该前端附近的钢材的韧性更高的钢材构成刃部的其他部分，从而使刃部前端附近的硬度高于该刃部其他部分的硬度。
2.如权利要求1所述的指形铣刀，其特征在于，所述高硬度钢材与所述高韧性钢材通过锻接接合。
3.如权利要求1或2所述的指形铣刀，其特征在于，用硬质膜被覆至少从所述刃部的刀刃棱开始延续的后隙面。
全文摘要
在指形铣刀的刀体11外周的周向多处朝径向外方突出的可换刃15的刃部区16的前端刃部16a作为构成刀刃棱的刀刃材料，由高硬度的钢材构成，作为其他部分的基部侧刃部16b由比前端刃部具有更高韧性的钢材构成。可以由前端刃部提高耐磨性，而基部侧刃部可以提高耐缺损性。用锻接方法将构成前端刃部的高硬度钢材和构成基部侧刃部的高韧性钢材连续地接合起来。
文档编号B27F1/16GK1538899SQ0281546
公开日2004年10月20日 申请日期2002年7月29日 优先权日2001年8月6日
发明者曾我胜明, 土屋敦 申请人:兼房株式会社