专利名称：圆弧头立铣刀及切削刀片的制作方法
技术领域：
本发明涉及在立铣刀本体的顶端部外周设有具有底刃、外周刃和凸圆弧状的角刃 的切削刃的圆弧头立铣刀、以及拆装自如地安装在做成刃尖更换式的这样的圆弧头立铣刀 上的切削刀片。本申请对2008年3月31日提出的日本专利申请第2008-089677号主张优先权， 这里引用其内容。
背景技术：
作为例如用于切削模具等工件的圆弧头立铣刀，在专利文献1中，公开了下述那 样的构造的圆弧头立铣刀、以及拆装自如地安装在做成刃尖更换式的这样的圆弧头立铣刀 上的切削刀片。该圆弧头立铣刀具有刀具本体，在该刀具本体的顶端部外周上形成有扭转 为螺旋状的切屑排出槽。在该切屑排出槽的朝向刀具旋转方向的壁面的顶端部内周侧，形 成有相对于刀具轴线的倾斜角比切屑排出槽的螺旋角小的平面状的主中心槽面。在该主中 心槽面的顶端上形成有底刃，并且在主中心槽面的外周侧形成有相对于轴线的倾斜角比主 中心槽面大、并且比上述螺旋角小的也为平面状的副中心槽面，以使其经由大致垂直于上 述底刃而延伸的阶差部相对于主中心槽面后退。从该副中心槽面的顶端到外周呈大致凸圆 弧状的角刃形成为，使其连接在底刃的外周侧。在上述切屑排出槽的上述壁面的外周侧边 棱部上形成有外周刃，以使其连接在角刃的后端。在这样的圆弧头立铣刀中，通过增大底刃的楔角来确保能够充分抵抗切削负荷的 切削刃强度，另一方面能够对角刃赋予锋利的锐度而实现切削力的减小，并且通过使在角 刃的特别是从角部突端到外周刃侧的部分中生成的切屑碰撞在副中心槽面与主中心槽面 之间的阶差部上，即使切屑呈延伸状排出，也能够实现切屑处理性的提高。专利文献1 国际公开第2004/058438号小册子但是，在该专利文献1所述的圆弧头立铣刀中，首先，如上述那样使副中心槽面经 由大致垂直于底刃而延伸的阶差部相对于主中心槽面后退，该副中心槽面的后端侧只是以 钝角与以比副中心槽面的倾斜角大的角度扭转的切屑排出槽的上述壁面交叉。因此，在角 刃的特别是底刃侧生成而流出到后端侧的切屑不充分地碰撞到上述阶差部上而以伸长形 态的原样流出到切屑排出槽中，有可能难以实现可靠的切屑处理。另一方面，上述阶差部从 底刃和角刃的交点与底刃大致垂直地延伸，阶差部和角刃的外周刃侧的部分的间隔较大， 所以有可能在该角刃的外周刃侧生成的切屑也在碰撞到阶差部之前成为伸长形态而越过 阶差部。此外，这样将阶差部形成为使其顶端准确地一致于角刃与底刃的交点并不容易， 根据情况，有可能在该交点处在角刃和底刃上产生阶差、通过该阶差导致加工精度的恶化 或在切削刃上发生破损或崩刃等的损伤而使刀具寿命降低。进而，由于这样副中心槽面相 对于主中心槽面经由阶差部后退而变得不连续，所以即使角刃与底刃形成为在阶差部顶端 的上述交点处平顺地连接，跨越这些角刃与底刃的交点而生成的切屑也在阶差部沿着流出
3方向被分断而流出，这样分断的切屑也有可能彼此相缠绕，反而损害切屑处理性。另一方面，副中心槽面与作为外周刃的前刀面的切屑排出槽的上述壁面形成交叉 棱线，如上述那样以钝角交叉，使该交叉棱线的外周端成为角刃与外周刃的交点。但是，跨 越该交点而生成的切屑如果特别是由外周刃生成的部分的宽度较大，则被由该外周刃生成 的部分拖拽而流出，由角刃生成的部分也难以碰撞到上述阶差部上，有可能还是不能得到 良好的切屑处理性。
发明内容
本发明是在这样的背景下做出的，目的是提供一种不会导致加工精度的恶化及刀 具寿命的降低、不仅是由角刃的突端周边生成的切屑、也包括跨越角刃的底刃侧及与底刃 的交点生成的切屑、以及跨越角刃的外周刃侧及与外周刃的交点生成的切屑、能够可靠地 处理由切削刃生成的切屑的圆弧头立铣刀、以及刃尖更换式的圆弧头立铣刀用的切削刀 片。为了解决上述问题、达到这样的目的，本发明的第1技术方案(aspect)的圆弧头 立铣刀，具备绕轴线旋转的立铣刀本体，将设在上述立铣刀本体的顶端部外周上的切屑排出槽或设在该切屑排出槽的顶 端部上的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面作为前刀面，在该前刀面上形成切削刃；上述切削刃包括形成在上述前刀面的顶端侧边棱部上的底刃、形成在上述前刀面 的外周侧边棱部上的外周刃、和形成在这些底刃和外周刃所成的角边棱部上的凸圆弧状的 角刃；在上述前刀面的边棱部侧，形成有具有相对于上述前刀面后退的槽底面和从该槽 底面竖起而连接到上述前刀面的槽壁面的断屑槽，以使其至少沿着上述角刃形成并且在沿 着上述角刃的部分中呈与该角刃并行的凸圆弧状，在该断屑槽的上述底刃侧与外周刃侧的 两端部上，朝向该端部的沿着上述底刃或外周刃的方向，上述槽底面向上挑起与上述前刀 面连接，或者使上述槽底面与上述前刀面并行而开口上述断屑槽。根据这样的圆弧头立铣刀，首先至少沿着角刃形成在前刀面的边棱部侧的断屑槽 在沿着该角刃的部分中形成为与角刃并行、即并列延伸的凸圆弧状，由此能够使该断屑槽 的槽壁面与角刃的间隔即断屑槽的槽宽朝向沿着角刃的方向大致均勻。因而，能够将断屑 槽的槽壁面以大致等间隔配置在角刃所成的凸圆弧的紧接着的内周侧，所以不仅是在角刃 的突端上生成的切屑，使在底刃侧及外周刃侧生成的切屑也可靠地碰撞在该槽壁面上而施 加力，由此能够使其卷曲而处理。并且，该断屑槽在其底刃侧与外周刃侧的两端部上形成为，朝向该端部的沿着底 刃或外周刃的方向，断屑槽的槽底面向上挑起以与前刀面连续，或者槽底面与前刀面并行 而开口断屑槽，其中在槽底面向上挑起以与前刀面连续而形成断屑槽的端部的情况下，在 这些槽底面与前刀面连续的部分中不会产生阶差，能够防止加工精度的恶化及刀具寿命的 降低，并且即使跨越该连续部分而生成切屑，切屑也不会沿着流出方向分断，并且也不会通 过上述阶差将切屑分断，因而也不会发生这样分断的切屑相缠绕而妨碍处理性的情况。此外，在朝向断屑槽的端部的沿着底刃或外周刃的方向、上述槽底面不与前刀面 交叉而并行、即并列延伸而该断屑槽开口的情况下，也只是在这些槽底面与前刀面之间残
4留对置于切屑的流出方向而竖起的槽壁面，不会形成沿着该切屑的流出方向那样的阶差 部，在断屑槽开口的部分上切削刃也成为终端，所以能够不残留由该切削刃生成的切屑、使 其碰撞在上述槽壁面上而处理。因而，根据上述结构的圆弧头立铣刀，在形成有这样的断屑 槽的至少沿着角刃的范围中，通过哪个部分都能够可靠地处理由切削刃生成的切屑，能够 促进顺利的切削加工。这里，这样的断屑槽既可以是在其底刃侧和外周侧的两端部上槽底面向上挑起而 与前刀面连续的结构，此外也可以是在这些两端部的两者上槽底面与前刀面并行而开口断 屑槽的结构。进而，也可以是在底刃侧的端部和外周刃侧的端部的任一个上槽底面向上挑 起而与前刀面连续、并且在另一个端部上槽底面与前刀面并行而断屑槽开口的结构，在此 情况下，既可以是在底刃侧的端部上槽底面向上挑起而与前刀面连续并且在外周刃侧的端 部上槽底面与前刀面并行而断屑槽开口的结构，此外也可以是相反在外周刃侧的端部上槽 底面向上挑起而与前刀面连续并且在底刃侧的端部上槽底面与前刀面并行而断屑槽开口 的结构。此外，由于在角刃的突端附近生成的切屑原本为截面圆弧板状，所以在与断屑槽 的槽壁面碰撞时容易卷曲而分断，相对于此，例如在槽切削中在角刃的底刃侧生成的切屑 的切屑厚度较薄而容易伸长，另一方面例如在侧面切削中在角刃的外周侧生成的切屑如果 切削宽度较小则切屑厚度也变薄而容易伸长，哪种切屑都成为伸长形态而有可能越过槽壁面。因此，上述断屑槽优选地形成为，使其在作为该角刃的端部的上述底刃侧和外周 刃侧的至少一个端部上槽宽变小，由此，能够使生成的切屑在更接近于切削刃的边缘的位 置上碰撞到槽壁面上而较小地卷曲，即使是较薄的切屑也能够分断而处理。进而，为了在使向工件的切削深度变深而进行切削的情况下也能够通过断屑槽进 行可靠的切屑处理，该断屑槽优选地延伸设置到上述外周刃。在专利文献1所述的圆弧头立铣刀中，上述副中心槽面形成为随着朝向刀具本体 的轴线方向后端侧而向刀具旋转方向的后方侧逐渐后退的平面状，所以形成在其边棱部上 的角刃也将轴向前角做成正角(正)，并且底刃配置在所谓的凸芯上而使径向前角为负角 (负)，使连接在该底刃上的角刃的径向前角也在底刃侧为负角，随着朝向外周刃侧而向正 角侧变大。因而，在这样的圆弧头立铣刀中，角刃的刃倾角及垂直于切削刃的截面中的直角 前角沿着角刃逐渐变化，特别是直角前角从底刃侧朝向外周刃侧最开始向负角侧变大后向 正角侧变大而变化，所以有可能切削力部分地增大而难以进行稳定的切削、或切削刃强度 不为一定而容易发生破损。此外，通过刃倾角变化，切屑排出性也部分地不同。所以，在本发明中，优选的是，上述角刃具有正的刃倾角，随着从上述底刃侧朝向 上述外周刃侧，从对置于上述前刀面的方向观察，形成为沿着使上述角刃所成的凸圆弧绕 上述轴线旋转时的旋转轨迹所成的部分环状的凸曲面、向上述立铣刀旋转方向后方侧扭转 的螺旋状，由此，也能够抑制角刃的刃倾角较大地变化而部分地防止切屑排出性变化。特别 是，通过包括该角刃而将上述切削刃在形成有上述断屑槽的部分中设为一定的刃倾角，能 够将在该部分中生成的切屑如上述那样用断屑槽可靠地处理而稳定地排出。此外，在这样角刃具有正的刃倾角的情况下，优选的是，上述断屑槽的槽底面在沿
5着上述角刃的至少一部分的部分中，形成为随着从上述底刃侧朝向外周刃侧而朝向上述立 铣刀旋转方向后方侧倾斜、并且该向立铣刀旋转方向后方侧的倾斜随着从上述角刃朝向该 角刃所成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面状，由此能够防止角刃的直角前角如上述 那样较大地变动而切削力部分地增大、或刃尖强度部分地损坏等，促进稳定的切削。特别是，通过包括该角刃、使上述切削刃在形成有上述断屑槽的部分中为一定的 直角前角，能够将在该部分中生成的切屑也稳定而可靠地处理，并且还能够防止切削力及 刃尖强度的部分的变动。并且，在本发明中，由于通过形成在前刀面的边棱部侧的断屑槽的 槽底面实质上决定该切削刃的直角前角，所以不论作为前刀面的切屑排出槽及中心槽的朝 向立铣刀旋转方向的壁面的形状如何，都能够对切削刃赋予这样的一定的直角前角。另外，本发明当然能够应用到在立铣刀本体自身的顶端部上形成有切屑排出槽及 中心槽、将其朝向立铣刀旋转方向的壁面作为前刀面、在该前刀面上直接形成上述切削刃 和断屑槽的、所谓的整体式的圆弧头立铣刀中，但也可以应用到将例如在呈平板状的刀片 本体上形成上述前刀面、上述切削刃、和上述断屑槽的切削刀片拆装自如地安装在形成于 立铣刀本体的顶端部上的刀片安装座上的、刃尖更换式的圆弧头立铣刀中。如以上说明，根据本发明，能够将在圆弧头立铣刀的角刃中生成的切屑与其部位 无关地可靠地处理，由此能够促进顺利且稳定的切削加工。
图1是表示本发明的圆弧头立铣刀的一实施方式的俯视图。图2是图1所示的实施方式的圆弧头立铣刀的侧视图。图3是图1所示的实施方式的圆弧头立铣刀的主视图。图4是表示本发明的第1实施方式的切削刀片的立体图。图5是图4所示的实施方式的切削刀片的俯视图。图6是图4所示的实施方式的切削刀片的侧视图。图7是图4所示的实施方式的切削刀片的主视图。图8是将图4所示的实施方式的切削刀片安装在立铣刀本体上的状态下的说明 图，图8(A)是俯视图，图8(B)是主视图，图8(C)是在图8(B)中垂直于连结底刃与角刃的 交点和刀片本体的中心线C的直线X而从立铣刀旋转方向T观察的图，图8(D)是从垂直于 图8(C)的交点处的切削刃的切线的方向观察的图，图8(E)是在图8(C)交点处正交于切削 刃的剖视图(图8(D)的ZZ剖视图)，图8(F)是图8(C)的YY剖视图。图9是将图4所示的实施方式的切削刀片安装在立铣刀本体上的状态下的说明 图，图9(A)是俯视图，图9(B)是主视图，图9(C)是在图9(B)中垂直于连结角刃的2等分 线L上的点(角刃的突端)和刀片本体的中心线C的直线X而从立铣刀旋转方向T观察 的图，图9(D)是从垂直于图9(C)的上述点(角刃的突端)处的切削刃的切线的方向观察 的图，图9(E)是在图9(C)的上述点处正交于切削刃的剖视图(图9(D)的ZZ剖视图)，图 9(F)是图9(C)的YY剖视图。图10是将图4所示的实施方式的切削刀片安装在立铣刀本体上的状态下的说明 图，图10㈧是俯视图，图10(B)是主视图，图10(C)是在图10(B)中垂直于连结外周刃与 角刃的交点和刀片本体的中心线C的直线X而从立铣刀旋转方向T观察的图，图10(D)是
6从垂直于图10(c)的交点处的切削刃的切线的方向观察的图，图10(E)是在图10(C)的交 点处正交于切削刃的剖视图(图10(D)的ZZ剖视图)，图10(F)是图10(C)的YY剖视图。图11是将图4所示的实施方式的切削刀片安装在立铣刀本体上的状态下的说明 图，图11㈧是俯视图，图Il(B)是主视图，图Il(C)是在图Il(B)中垂直于连结外周刃的 后端侧的点和刀片本体的中心线C的直线X而从立铣刀旋转方向T观察的图，图11⑶是 从垂直于图Il(C)的上述点处的切削刃的切线的方向观察的图，图Il(E)是在图Il(C)的 上述点处正交于切削刃的剖视图(图11 (D)的ZZ剖视图)。图12是表示本发明的第2实施方式的切削刀片的俯视图。图13是图12所示的实施方式的切削刀片的侧视图。图14是图12所示的实施方式的切削刀片的主视图。图15是表示本发明的第3实施方式的切削刀片的俯视图。图16是图15所示的实施方式的切削刀片的侧视图。图17是图15所示的实施方式的切削刀片的主视图。图18是表示本发明的第4实施方式的切削刀片的俯视图。图19是图18所示的实施方式的切削刀片的侧视图。图20是图18所示的实施方式的切削刀片的主视图。附图标记说明1立铣刀本体2刀片安装座5切屑排出槽10、30、40、50 切削刀片11刀片本体14中心槽15前刀面16切削刃17 底刃18外周刃19 角刃22断屑槽23断屑槽22的槽底面24断屑槽22的槽壁面0立铣刀本体1的轴线C刀片本体11的中心线T立铣刀旋转方向L角刃19的2等分线M前刀面15与槽底面23的交叉棱线λ刃倾角γ直角前角θ横截断屑槽22的截面中的槽底面23的倾斜角
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具体的最佳实施方式图1至图11是表示将本发明应用到上述刃尖更换式的圆弧头立铣刀中的情况下 的一实施方式的图。即，本实施方式的圆弧头立铣刀如图1至图3所示，是在刀片安装座2 上拆装自如地安装有图4至图7所示那样的本发明的第1实施方式的切削刀片10的结构， 所述刀片安装座2形成在呈以轴线0为中心的大致圆柱状的立铣刀本体1的顶端部上。关 于该圆弧头立铣刀，立铣刀本体1后端侧的柄部3安装在机床的主轴上，通过一边绕上述轴 线0向图3中用附图标记T表示的立铣刀旋转方向旋转一边向与上述轴线0交叉的方向进 给，能够通过上述切削刀片10切削加工工件。这里，立铣刀本体1由钢材等形成，刀片安装座2将该立铣刀本体1的顶端部如图 2所示那样通过侧视呈角状U字状而在顶端侧开口的凹槽沿着包括上述轴线0的平面切开 而形成。并且，切削刀片10在被插入到这样形成的刀片安装座2中之后，通过将从被该刀 片安装座2以颚状分割的立铣刀本体1顶端部的一个颚部侧垂直于上述平面并正交于轴线 0而插通的紧固螺钉4贯通该切削刀片10而拧入到立铣刀本体1顶端部的另一个颚部侧 中，被这一对颚部夹持而固定、安装。本实施方式的切削刀片10的刀片本体11由硬质合金等硬质材料如图4至图7所 示那样形成为大致长方形平板状，该刀片本体11相对于通过其厚度方向(在图6及图7中 是上下方向)的中心的中心线C180°反转对称地形成，安装在刀片安装座2上，以使该中心 线C与上述轴线0为同轴。这里，使该刀片本体11的厚度为可嵌入到呈角状U字状的刀片安装座2中的大 小，并且使刀片本体11的后端面(在图5中朝向上侧、在图6中朝向右侧的面)12为垂直 于中心线C的平坦面。刀片本体11这样嵌合在刀片安装座2中，并且使该后端面12紧贴 在刀片安装座2的朝向顶端侧的底面上，就座在上述刀片安装座2中。此外，在该刀片本体 11上，在中心线C方向上比其中央靠上述后端面12的位置上，形成有插通上述紧固螺钉4 的插通孔13，以使其沿上述厚度方向垂直于该中心线C贯通刀片本体11。在这样安装于刀片安装座2上的状态下(以下简称为安装状态)，在刀片本体11 的呈长方形的一对侧面的各自的朝向立铣刀旋转方向T的一侧(在图5中是右侧)，将上述 侧面的立铣刀本体1的顶端外周部沿上述厚度方向切开而形成中心槽14。另外，在立铣刀 本体1的顶端部外周，在上述一对颚部分别形成有袋状的切屑排出槽5，中心槽14设置在该 切屑排出槽5的顶端侧。在本实施方式中，将该中心槽14的朝向立铣刀旋转方向T的壁面 作为前刀面15，在该前刀面15的边棱部上形成有切削刃16。该切削刃16在上述安装状态下，由处于前刀面15的顶端侧边棱部上而朝向相对 于轴线0的径向延伸的底刃17、处于前刀面15的外周侧边棱部上而朝向轴线0方向延伸 的外周刃18、和处于这些底刃17与外周刃18构成的顶端外周侧的角边棱部上而与上述底 刃17和外周刃18两者平顺地连接的角刃19构成。该角刃19从对置于上述前刀面15的 方向观察形成为大致1/4凸圆弧状。但是，底刃17在安装状态下倾斜，以使其随着朝向立 铣刀本体1的径向内周侧而稍稍向轴线0方向后端侧后退，由此，对底刃17赋予挖芯角。此外，从对置于前刀面15的方向观察时的正交于上述中心线C的方向的刀片本体 11的宽度在上述后端面12侧经由阶部20稍稍变小一级，外周刃18延伸设置以使其达到该 阶部20。进而，中心槽14的从前刀面15竖起的壁面在本实施方式中如图5所示，从对置于
8前刀面15的方向观察，形成为从底刃17与中心线C的交点附近朝向上述阶部20与后端面 12之间的部分而向切削刃16侧凸弯曲、并且在上述厚度方向上随着从前刀面15竖起而后 退的倾斜曲面状。另外，在刀片本体11的呈上述长方形状的一对侧面上，将除了中心槽14以外的部 分做成垂直于后端面12的平坦面，使刀片本体11的厚度成为这些平坦面间的厚度，使上述 插通孔13也在该平坦面部分上开口。此外，将配置在这一对侧面之间的4个周面中的、除 了上述后端面12和从该后端面12形成上述阶部20的部分以外的部分作为与各个侧面侧 的上述切削刃16连接的后刀面21，赋予后角，以使其从上述切削刃16随着沿上述厚度方向 远离而逐渐后退。另一方面，中心槽14的上述前刀面15如图5所示，从对置于该前刀面15的方向观 察，形成为如上所述呈大致1/4凸圆弧的角刃19的2等分线L上、即连结该1/4凸圆弧的 中心与角刃19的突端的直线上(该直线以45°与上述中心线C交叉)沿大致上述厚度方 向隆起最多、一边随着从该2等分线L远离而凸曲一边沿该厚度方向后退的凸曲面状(参 照图4)。此外，前刀面15形成为，使其朝向该2等分线L方向、随着从切削刃16侧远离而 沿厚度方向逐渐后退。并且，在该前刀面15的形成有上述切削刃16的边棱部侧，至少沿着上述角刃19 形成有断屑槽22，特别是在本实施方式中，该断屑槽22如图5所示那样从底刃17的中部 达到角刃19再延伸设置到外周刃18，遍及该外周刃18的全长沿着切削刃16连续地形成。 此外，该断屑槽22由相对于上述前刀面15后退而凹陷、连接在切削刃16上的槽底面23、 和在该槽底面23的与切削刃16相反侧从该槽底面23竖起而连接在前刀面15上的槽壁面 24构成。因而，切削刃16如图4至图5所示，在形成有断屑槽22的部分中形成在该槽底面 23与上述后刀面21的交叉棱线部上。另外，在没有形成这样的断屑槽22的底刃17的上述安装状态的内周侧，该底刃17 形成在中心槽14的前刀面15与上述后刀面21的交叉棱线部上，在本实施方式中使其内周 端位于轴线0上，即分别形成在刀片本体11的上述一对侧面上的切削刃16使相互的底刃 17彼此在中心线C上交叉(参照图5及图7)。此外，上述槽壁面24在本实施方式中形成 为随着朝向前刀面15侧竖起而后退的倾斜面状(参照图4至图6)。进而，该断屑槽22在其中的沿着角刃19的部分中并行于该角刃19而形成，即形 成为，使其从对置于前刀面15的方向观察呈与该角刃19所成的1/4凸圆弧大致同心的大 致1/4凸圆弧状、特别是槽底面23沿着角刃19成为大致一定的宽度。另一方面，该断屑槽22在从沿着角刃19的部分的两端到沿着底刃17及外周刃18 的部分的两端部中，形成为至少在一个端部上其槽宽变小，在本实施方式中，在这些底刃17 侧与外周刃18侧的两端部上，随着从角刃19侧远离而其槽宽逐渐变小、特别是槽底面23 的宽度逐渐变小。进而，在这样形成的断屑槽22的两端部上，该断屑槽22形成为，朝向各端部的沿 着底刃17或外周刃18的方向槽底面23向上挑起以与前刀面15连续，或者槽底面23与前 刀面15并行地延伸、在其端部上开口断屑槽22。这里，本实施方式中的断屑槽22形成为， 在其底刃17侧的端部处槽底面23向上挑起以与前刀面15连续，另一方面，在外周刃18侧 的端部上槽底面23与前刀面15并行地延伸而开口断屑槽22。
S卩，在底刃17侧的端部，断屑槽22随着朝向该底刃17的上述安装状态下的立铣 刀本体1的内周侧而槽底面23相对地朝向前刀面15侧逐渐隆起并向上挑起，相反，槽壁面 24逐渐变小并在到达断屑槽22的内周端的跟前消失，在比其靠内周侧，槽底面23与前刀 面15以例如178°左右的钝角交叉而连接，进而，其交叉棱线M(参照图5)与底刃17的内 周侧交叉，如上所述，槽底面23的宽度随着从角刃19侧离开并朝向内周侧而逐渐变小。但 是，刀片本体11上的槽底面23自身与前刀面15同样，形成为一边随着从角刃19的上述2 等分线L离开而朝向底刃17侧及外周刃18侧而弯曲、一边沿上述厚度方向后退的凸曲面 状(参照图4及图5)。另一方面，如图4至图6所示，在外周刃18侧的端部上，断屑槽22随着朝向该外 周刃18的上述安装状态下的立铣刀本体1的后端侧，槽底面23的宽度变小，断屑槽22的 槽宽变窄，但槽壁面24以大致一定的大小延伸，因而槽底面23与前刀面15沿上述厚度方 向以大致一定的间隔并行地延伸。并且，在外周刃18的后端，断屑槽22不仅是槽底面23、 还残留着槽壁面24而延伸，以使这些槽底面23和槽壁面24与上述阶部20交叉，在该外周 刃18侧的端部上形成该断屑槽22，以使其在阶部20上开口。通过这样形成断屑槽22，形成在该断屑槽22的槽底面23与上述后刀面21的交叉 棱线部上的切削刃16由于槽底面23如上述那样形成为一边随着从上述2等分线L远离一 边凸曲一边沿刀片本体11的厚度方向后退的凸曲面状，所以同样如图7所示形成为随着从 角刃19的上述突端远离而沿该厚度方向后退的大致凸曲线状。并且，在将这样的切削刀片10安装在立铣刀本体1上的本实施方式的圆弧头立铣 刀中，如图8至图10的各⑶图(图8(D)、图9(D)、图10(D))所示，对切削刃16的至少上 述角刃19赋予正的刃倾角λ，并且，该角刃19在这样的安装状态下成为随着从底刃17侧 朝向外周刃18侧而向立铣刀旋转方向T后方侧扭转的螺旋状。但是，该角刃19形成的螺 旋从对置于上述前刀面15的方向观察，为沿着使角刃形成的凸圆弧在上述安装状态下绕 轴线0旋转时的旋转轨迹所形成的部分环状或圆环状的凸曲面倾斜地卷绕线那样的、环状 的螺旋状。进而，在本实施方式中，如图Il(D)所示，在外周刃18及底刃17上，也在形成有断 屑槽22的部分上在安装状态下对切削刃16赋予正的刃倾角λ，并且该刃倾角λ包括上述 角刃19例如为10°的一定的大小。另外，通过这样赋予一定的刃倾角λ，在上述安装状态 下，外周刃18形成沿着以轴线0为中心的圆筒面相对于轴线0以与刃倾角λ相等的一定 的螺旋角扭转的螺旋状。另一方面，在本实施方式中，与这样地切削刃16以在断屑槽22的形成的部分赋予 正的刃倾角λ的方式扭转形成为螺旋状相配合，该断屑槽22的上述槽底面23也在沿着角 刃19的至少一部分的部分上倾斜，以使其随着从底刃17侧朝向外周刃18侧而朝向立铣刀 旋转方向T的后方侧，并且使该向立铣刀旋转方向T后方侧的倾斜成为随着从角刃19朝向 该角刃19所成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面。特别是，在本实施方式中，遍及角 刃19的全长，使槽底面23成为这样的扭曲面。因而，在本实施方式的切削刀片10中，槽底 面23在沿着该角刃19的至少一部分的部分中，以随着从底刃17侧朝向外周刃18侧而沿 上述厚度方向后退的朝向倾斜，并且使沿着该厚度方向后退的朝向的倾斜成为随着从角刃 19朝向该角刃19所成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面。
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例如，图8至图10的各(F)图(图8(F)、图9(F)、图10(F))是横截从角刃19向 上述凸圆弧的中心侧一定距离的位置的断屑槽22的刀片本体11的剖视图，在这些图中用 附图标记θ表示的是该截面中的槽底面23的倾斜角，而如这些图所示，上述倾斜角θ为 12°左右，比各图的(D)图(图8(D)、图9(D)、图10(D))所示的刃倾角λ大。进而，在本 实施方式中，在断屑槽22的槽底面23的外周刃18部分处做成与通常的螺旋刃立铣刀同样 的扭曲面，使其螺旋角与刃倾角λ相等，并且使直角前角Y与角刃19同样。此外，使槽底 面23的底刃17部分为凸曲面，使其径向前角在与角刃19的连接部处与刃倾角λ相等，并 且使直角前角Y与角刃19同样，在上述安装状态下，如图8至图11的各(E)图(图8(E)、 图9(E)、图10(E)、图11(E))所示，在形成有该断屑槽22的部分处，对切削刃16赋予例如 0°的一定的上述直角前角Y。在将这样的切削刀片10拆装自如地安装在立铣刀本体1顶端部的刀片安装座2 上的上述结构的圆弧头立铣刀中，首先至少沿着上述角刃19在前刀面15的边棱部侧形成 断屑槽22，由于该断屑槽22在沿着角刃19的部分中形成为呈与该角刃19并行地延伸的凸 圆弧状，所以能够使该断屑槽22的槽壁面24与角刃19的间隔朝向沿着角刃19形成的凸 圆弧的方向成为大致一定间隔，配置为使得在角刃19的靠近上述凸圆弧的中心侧一定存 在槽壁面24。因此，能够不仅使在上述2等分线L上的角刃19的突端周边上生成的切屑、使在 角刃19的底刃17侧或相反在外周刃18侧生成的切屑也可靠且迅速地碰撞在该槽壁面24 上，由此对切屑施加力，通过使其沿流出方向卷曲而分断，能够顺利地处理。另外，该断屑槽 22也可以不严密地呈与角刃19所成的1/4凸圆弧同心的1/4凸圆弧状、使槽底面23为一 定宽度，例如也可以使槽底面23的宽度在角刃19的突端侧(上述2等分线L侧)比两侧 的底刃17侧及外周刃18侧稍窄等、沿着角刃19宽度稍稍增减，即只要如上述那样对于角 刃19形成为使得在该角刃19所成的上述凸圆弧的中心侧一定存在槽壁面24就可以。进而，该断屑槽22形成为，在其底刃17侧的端部上，朝向沿着该底刃17的方向， 槽底面23向上挑起以使其连接到中心槽14的前刀面15上，此外，在外周刃18侧的端部上， 朝向沿着该外周刃18的方向，槽底面23与前刀面15并行地延伸，在上述阶部20上开口该 断屑槽22。因而，在哪侧的端部上，对于跨越角刃19生成的切屑、或者越过角刃19生成的 切屑，都能够促进顺利的切屑处理。S卩，在角刃19的底刃17侧的端部上，由于这样断屑槽22的槽底面23向上挑起而 与前刀面15连续，所以在这些槽底面23与前刀面15之间、以及连接到槽底面23的部分的 切削刃16与连接到前刀面15的部分的切削刃16之间不会产生阶差。特别是，在本实施方 式中，由于这些槽底面23与前刀面15在交叉棱线M上以178°左右的接近于平角的钝角交 叉，所以不会通过这样的阶差使加工精度恶化、或者在阶差处在切削刃上发生破损或崩刃 等的损伤而使刀具寿命降低。此外，即使切屑跨越该交叉棱线M而生成、流出，也不会沿着 其流出方向被分断，因而，也不会有这样沿流出方向分断的切屑彼此缠绕的情况，通过使切 屑碰撞在断屑槽22的槽壁面24或中心槽14的壁面上而沿流出方向卷曲、使其沿着与该流 出方向交叉的切屑的宽度方向分断等，能够顺利地处理。此外，前刀面15与槽底面23朝向沿着切削刃16的方向并行地延伸，在阶部20上 开口有断屑槽22的外周刃18侧的端部上，在切削刃16上也不会产生阶差，由于作为这些
11前刀面15与槽底面23的阶差的槽壁面24对置于切屑的流出方向而配置，所以生成的切屑 也不会沿着流出方向被分断，通过与该槽壁面24碰撞而卷曲，在与其流出方向交叉的方向 上被较细地分断而顺利地处理。因而，根据上述结构的圆弧头立铣刀，能够实现加工精度的提高和刀具寿命的延 长，并且，形成断屑槽22的角刃19生成的切屑不用说，形成该断屑槽22的部分中，不论是 由底刃17侧或外周刃18侧的哪个部位的切削刃16生成的切屑，都能够可靠且顺利地处 理，能够促进高效率的切削加工。并且，在本实施方式中，使该断屑槽22在这些底刃17侧与外周刃18侧的两端部 上，随着在沿着该切削刃16的方向上从角刃19侧远离而其槽宽逐渐变小，通过这些两端 部，能够使切削刃16与断屑槽22的槽壁面24的间隔更小。因而，在角刃19的底刃17侧， 即使在槽切削中切屑的厚度变薄而切屑容易伸长的情况下，也能够通过在更接近于切削刃 16的边缘的位置处使切屑碰撞在槽壁面24上而使其较小地卷曲，即使是较薄的切屑也分 断而能够顺利地处理，此外，在角刃19的外周刃18侧，也即使在侧面切削中切削宽度小等 切屑的厚度较薄而切屑容易伸长的情况下，也同样能够实现顺利的处理。进而，在本实施方式中，该断屑槽22延伸设置到外周刃18，特别是该外周刃18侧 的端部达到上述阶部20的该外周刃18的终端(轴线0方向的后端)，即遍及外周刃18的 全长而形成断屑槽22。因此，在使用从角刃19的外周刃18侧到外周刃18的部分的情况 下，或例如根据工件的形状等、不使用底刃17及角刃19、而仅通过该外周刃18进行切削加 工那样的情况下，也能够得到良好的切屑处理性。另一方面，在本实施方式的圆弧头立铣刀中，至少角刃19具有正的刃倾角λ，并 且形成为随着从底刃17侧朝向外周刃18侧而向立铣刀旋转方向T的后方侧扭转的螺旋 状，特别是从对置于前刀面15的方向观察，形成为沿着使角刃19所成的凸圆弧绕轴线0旋 转时的旋转轨迹所成的部分环状或圆环状的凸曲面扭转的环状螺旋状。因此，特别在使用 该角刃19的情况下，能够使切削力分散而促进高效率的切削，并且能够将由该角刃19生成 并如上述那样处理后的切屑向轴线0方向后端侧压出排出，能够实现切屑排出性的提高。进而，在本实施方式中，使包括该角刃19、切削刃16的形成有断屑槽22的部分处 的刃倾角λ为一定，成为随着从底刃17侧朝向外周刃18侧而朝向立铣刀旋转方向T的后 方侧的正角。因而，在形成有该断屑槽22的部分处的切削刃16中，不论在切削中使用哪 个部位都能够得到上述那样的高效率的切削和切屑排出性的提高，并且即使在该切削刃16 上用于切削的部位连续地变化的情况下，也能够促进稳定的切削。此外，在本实施方式的圆弧头立铣刀中，上述断屑槽22的槽底面23在沿着上述角 刃19的至少一部分的部分中倾斜，以使其随着从底刃17侧朝向外周刃18侧而朝向立铣刀 旋转方向T的后方侧，并且使该向立铣刀旋转方向T后方侧的倾斜为随着从角刃19朝向该 角刃19所成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面状。因此，即使角刃19形成为具有上 述那样的正的刃倾角λ的螺旋状，也能够防止在该角刃19的各部位处正交于角刃19的截 面上的直角前角Y较大地变动，能够部分地避免角刃19的锋利性变钝而切削力增大、或切 削刃强度受损而出现容易发生破损或崩刃的部位等。特别是，在本实施方式中，包括该角刃19、在形成有断屑槽22的部分中使切削刃 16的直角前角Y为一定，因而不论在切削中使用该部分的切削刃16的哪个部位，都能够确保大致均勻的锋利性和切削刃强度，在该部分中，与如上述那样刃倾角λ也为一定相协 同，能够进行更稳定的切削加工。另外，特别对于切削刃16的切削刃强度，为了实现形成有 断屑槽22的部分中的可靠的均勻化，在该部分中对于连接到切削刃16上的后刀面21，也优 选地做成随着从底刃17侧朝向外周刃18侧而扭转的扭曲面状，以使正交于切削刃16的截 面中的该切削刃16的楔角为一定。并且，在上述结构的圆弧头立铣刀中，至少上述角刃19形成在形成于前刀面15的 边棱部侧的断屑槽22的槽底面23与后刀面21的交叉棱线部上，所以不论该前刀面15的 形状如何，都能够较容易地形成具有上述那样的正的刃倾角λ而呈螺旋状的角刃19及扭 曲面状的槽底面23，此外，在形成有该断屑槽22的部分中使切削刃16的刃倾角λ及直角 前角Y为一定也变得容易。但是，在有关本发明的第1技术方案的圆弧头立铣刀中，只要在前刀面的边棱部 侧至少沿着角刃形成有具有相对于前刀面后退的槽底面和从该槽底面竖起而连接到前刀 面上的槽壁面的断屑槽以使其在沿着角刃的部分中形成与该角刃并行的凸圆弧状、在该断 屑槽的底刃侧和外周刃侧的两端部上、朝向该端部的沿着底刃或外周刃的方向而槽底面向 上挑起以使其与前刀面连续、或者槽底面与前刀面并行而开口该断屑槽就可以，而在至少 沿着角刃的部分中将切削刃做成螺旋状而使刃倾角λ为一定、或者在沿着角刃的至少一 部分的部分中将槽底面做成扭曲面状而使直角前角Y为一定并不是必须的。例如，图12至图14是表示这些切削刃16的刃倾角λ及直角前角、不为一定、 并且中心槽14的朝向立铣刀旋转方向T的前刀面15形成为在大致沿着上述2等分线L的 方向上随着从切削刃16远离而向立铣刀旋转方向T的后方侧后退的平面状的本发明的第2 实施方式的切削刀片30的图。以该第2实施方式为代表，在后述的第3、第4实施方式中， 也对于与图4至图11所示的第1实施方式共通的要素赋予相同的附图标记，但即使这样前 刀面15是平面状，通过形成断屑槽22，也能够防止加工精度的恶化及刀具寿命的降低，并 且能够实现切屑的可靠且顺利的处理。另外，在该第2实施方式中，由于将中心槽14的前刀面15做成了这样的平面状， 所以从前刀面15竖起的中心槽14的壁面形成为，使其在对置于该前刀面15的俯视图中以 直线状延伸。此外，在该第2实施方式中，底刃17配合这样的前刀面15，在形成有断屑槽 22的部分中也形成为以直线状延伸。此外，如果是例如图15至图17所示的本发明的第3实施方式的切削刀片40那 样、将使切削刃16中的角刃19及外周刃18和底刃17的连接到角刃19上的一部分位于垂 直于刀片本体11的厚度方向的单一的平面上的刀片安装到立铣刀本体1的顶端部上的结 构，也只要形成为至少沿着角刃19形成的断屑槽22呈与角刃19并行的凸圆弧状、该底刃 17侧及外周刃18侧的端部向上挑起以与前刀面15连续、或者使槽底面23与前刀面15并 行而开口断屑槽22就可以。另外，在该第3实施方式及接着叙述的第4实施方式中，中心槽14仅形成在朝向 刀片本体11的厚度方向的两侧面的上述安装状态下的朝向立铣刀旋转方向T的一侧的顶 端内周部上，该侧面的其余的部分配置在去掉断屑槽22而切削刃16所位于的上述平面上， 将该部分作为前刀面15。此外，在这些第3、第4实施方式中，在刀片本体11的后端面12 侧没有形成阶部20，在第3实施方式中，断屑槽22的外周刃18侧的端部在该槽底面23与
13前刀面15并行的状态下开口于该后端面12上，并且断屑槽22的底刃17侧的端部也在槽 底面23与前刀面15并行的状态下开口于上述中心槽14中。进而，在该第3实施方式中， 在底刃17侧的端部上不使断屑槽22的槽宽变小，使其与沿着角刃19的部分大致相等。这样，在本发明中，上述断屑槽22也可以是在底刃17侧与外周刃18侧的两端部 的两者上槽底面23与前刀面15并行而开口断屑槽22的结构，此外，也可以是与其相反而 在这些两端部的两者上槽底面23向上挑起而与前刀面15连续的结构。进而，也可以与上 述第1实施方式相反，是在外周刃18侧的端部上槽底面23向上挑起而与前刀面15连续、 并且在底刃17侧的端部上如上述第3实施方式那样槽底面23与前刀面15并行而开口断 屑槽15的结构。进而，特别在外周刃18侧的端部上，即使在断屑槽22开口的情况下也只要在外周 刃18的有效切削刃长的范围的端部上开口就可以，例如也可以如图18至图20所示的本发 明的第4实施方式的切削刀片50那样，对于外周刃18的有效切削刃长N，在上述安装状态 下的后端侧，槽底面23不与前刀面15连续、断屑槽22向上挑起而成为终端。另外，在该第 4实施方式中，断屑槽22没有沿着底刃17形成，在角刃19的底刃17侧的端部上，槽底面 23与中心槽14隔开间隔而经由交叉棱线M与前刀面15连续。此外，在以上的说明中，对于将本发明应用到将第1至第4实施方式的切削刀片 10、30、40、50安装到图1至图3所示的实施方式的立铣刀本体1上的刃尖更换式的圆弧头 立铣刀中的情况进行了说明，但本发明当然也可以应用到在立铣刀本体1自身的顶端部上 形成有切屑排出槽及中心槽14、将其朝向立铣刀旋转方向T的壁面作为前刀面15、在该前 刀面15上直接形成上述那样的切削刃16和断屑槽22的、所谓的整体式的圆弧头立铣刀 中。进而，也可以应用到将上述那样的切削刀片10、30、40、50通过焊接等固定在立铣刀本 体1上而一体化的、所谓的焊接式的圆弧头立铣刀中。另外，切屑排出槽可以如图1至图3 所示以沿着中心槽14从立铣刀本体1的顶端部中心向外周侧倾斜地延伸的方式将立铣刀 本体1切开而形成，进而也可以在立铣刀本体的外周以向轴线方向延伸的方式形成，在该 情况下可以扭转为专利文献1那样的螺旋状。以上说明了本发明的优选的实施方式，但本发明并不限定于这些实施方式。在不 脱离本发明的主旨的范围内能够进行结构的附加、省略、替换、以及其他变更。本发明并不 受上述说明限定，而仅由附带的权利要求书限定。工业实用性本发明能够将在圆弧头立铣刀的角刃中生成的切屑与其部位无关地可靠地处理， 由此能够促进顺利且稳定的切削加工，因此具有工业上的实用性。
1权利要求
一种圆弧头立铣刀，是具备绕轴线旋转的立铣刀本体的圆弧头立铣刀，其特征在于，将设在上述立铣刀本体的顶端部外周上的切屑排出槽或设在该切屑排出槽的顶端部上的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面作为前刀面，在该前刀面上形成切削刃；上述切削刃包括形成在上述前刀面的顶端侧边棱部上的底刃、形成在上述前刀面的外周侧边棱部上的外周刃、和形成在这些底刃和外周刃所成的角边棱部上的凸圆弧状的角刃；在上述前刀面的边棱部侧，形成有具有相对于上述前刀面后退的槽底面和从该槽底面竖起而连接到上述前刀面的槽壁面的断屑槽，以使其至少沿着上述角刃形成并且在沿着上述角刃的部分中呈与该角刃并行的凸圆弧状，在该断屑槽的上述底刃侧与外周刃侧的两端部上，朝向该端部的沿着上述底刃或外周刃的方向，上述槽底面向上挑起以与上述前刀面连续，或者使上述槽底面与上述前刀面并行而开口上述断屑槽。
2.如权利要求1所述的圆弧头立铣刀，其特征在于，上述断屑槽形成为，使其在上述底 刃侧和外周刃侧的至少一个端部上槽宽变小。
3.如权利要求1所述的圆弧头立铣刀，其特征在于，上述断屑槽延伸设置到上述外周刃。
4.如权利要求1所述的圆弧头立铣刀，其特征在于，上述角刃具有正的刃倾角，随着从 上述底刃侧朝向上述外周刃侧，从对置于上述前刀面的方向观察，形成为沿着使上述角刃 所成的凸圆弧绕上述轴线旋转时的旋转轨迹所成的部分环状的凸曲面、向上述立铣刀旋转 方向后方侧扭转的螺旋状。
5.如权利要求4所述的圆弧头立铣刀，其特征在于，使上述切削刃在形成有上述断屑 槽的部分中为一定的刃倾角。
6.如权利要求4所述的圆弧头立铣刀，其特征在于，上述断屑槽的槽底面在沿着上述 角刃的至少一部分的部分中，形成为随着从上述底刃侧朝向外周刃侧而朝向上述立铣刀旋 转方向后方侧倾斜、并且该向立铣刀旋转方向后方侧的倾斜随着从上述角刃朝向该角刃所 成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面状。
7.如权利要求6所述的圆弧头立铣刀，其特征在于，上述切削刃在形成有上述断屑槽 的部分中为一定的直角前角。
8.如权利要求1 7中任一项所述的圆弧头立铣刀，其特征在于，在上述立铣刀本体的 顶端部上形成有刀片安装座，在上述刀片安装座上拆装自如地安装有具有呈平板状的刀片 本体的切削刀片，在上述刀片本体上形成有上述前刀面、上述切削刃和上述断屑槽。
9.一种切削刀片，是拆装自如地安装在形成于权利要求8所述的圆弧头立铣刀的上述 立铣刀本体的顶端部上的刀片安装座上的切削刀片，其特征在于，具有呈平板状的刀片本体，在上述刀片本体上形成有上述前刀面、上述切削刃和上述 断屑槽。
全文摘要
提供圆弧头立铣刀，具备绕轴线旋转的立铣刀本体，将设在立铣刀本体的顶端部外周的切屑排出槽或设在切屑排出槽的顶端部的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面作为前刀面，在前刀面形成切削刃；切削刃包括形成在前刀面的顶端侧边棱部的底刃、形成在前刀面的外周侧边棱部的外周刃、形成在底刃和外周刃所成的角边棱部的凸圆弧状的角刃；在前刀面的边棱部侧形成具有相对于前刀面后退的槽底面和从槽底面竖起而连接到前刀面的槽壁面的断屑槽，以使其至少沿着角刃形成且在沿着角刃的部分中呈与角刃并行的凸圆弧状，在断屑槽底刃侧与外周刃侧的两端部，朝向端部的沿着底刃或外周刃的方向，槽底面向上挑起以与前刀面连续，或使槽底面与前刀面并行而开口断屑槽。
文档编号B23C5/10GK101977715SQ20098011034
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者阿部太郎 申请人:三菱麻铁里亚尔株式会社