专利名称：超硬合金制立铣刀以及使用该立铣刀的切削加工方法
技术领域：
本发明涉及从粗铣切削至半精铣切削所使用的超硬合金制立铣刀以及使用该立铣刀的切削加工方法。
背景技术：
本发明的目的在于提供下述的超硬合金制立铣刀以及使用该立铣刀的切削加工方法，该立铣刀使在过去使用各个不同的立铣刀而进行的纵进加工、横进加工、以及作为其复合加工的倾斜加工等的粗铣切削至半精铣切削，以一个立铣刀多功能且高速地进行。作为本发明的应用对象的已有的粗加工用的立铣刀，以高速刀具钢或超硬合金作为基材，外周刃上具有波形状或断屑槽，在这种波形状外周刃或带断屑槽的外周刃中，其相位沿刀具轴向以等间隔偏移，以便使各个刃不发生切削残留。具有这样的已有的波形状或带断屑槽的外周刃的立铣刀，与普通刃的立铣刀相比较，因为可容易地切断切削屑，所以能够减低加工时的切削阻力，故可以加大刀具径向的切入量，从而进行高效率加工。其负面效果是，加工面比普通刃的立铣刀粗糙，所以多用于粗加工。对于粗加工，为了提高加工效率，需要加大切入量，以便进行高效率加工，但是多发生颤振的问题。特别是对于自立铣刀的轴心至外周面的周方向上相邻的2片切刃的线段所夹的分割角按每个切刃都相等的等分割的立铣刀，虽然有制造极为容易的优点，但是加工中会引起共振，容易发生颤振。作为这个问题的对策，人们提出了虽然在立铣刀制造上花费时间和费用，但使切刃的分割角不同，使切削力的周期不固定的不等分割立铣刀的方案。在专利文献1中，针对波形状刃形的立铣刀，通过使相互邻接的各个外周刃之间的相位的偏移量不均等，而使各个外周刃的切入剖面形状及剖面面积不均等，由此可与不等分割立铣刀相同，抑制立铣刀颤振，可使刀具寿命提高，进行高效率加工。另外，在专利文献2中记载到，由粗加工切刃构成的外周刃的波形状的间距以波形状的凹凸的偶数周期为一个周期而正弦曲线状地进行增减，与此同时，伴随这个间距的增减，各自的波形状的凹凸的深度及曲率半径针对每个周期而变化，因此，由于这种增减而使轴向上各部分的切削状态发生变化，共振频率偏差，作为刀具整体的共振得到减轻，颤振受到抑制。在作为本发明应用对象的从粗铣切削到半精铣切削用的已有的普通的立铣刀中， 有外周刃上具有断屑槽的立铣刀。这样的已有的具有带断屑槽的外周刃的立铣刀，与通常的具有外周刃的立铣刀相比较，因为可容易地切断切削屑，所以能够减低加工时的切削阻力，故可加大刀具径向的切入量，从而可进行高效率加工。但是，如果加大切入量以进行高效率加工，由于颤振的原因，会特别在断屑槽部位上的发生碎裂及缺损。专利文献3、4中记载的立铣刀，是作为防止碎裂及缺损而改良断屑槽的形状的一个例子。专利文献3中记载的立铣刀，通过在断屑槽的两端上设置大啮合角，来确保断屑槽与外周刃连接部分的强度。专利文献4中记载的立铣刀，通过在断屑槽的两侧的各个连接部位上设置圆弧，来提高抗碎裂性和加工面粗糙度。
为了提高粗加工的加工效率，加大切入量，通过纵进切削、横进切削、倾斜切削等的高速切削而进行高效率加工，但是，以一个立铣刀进行这些切削是很困难的。特别是在纵进切削和倾斜切削等中，一旦切入量过大，如果切削屑的排出性不够良好的话，则切削阻力变大。基于改善立铣刀的切削屑的排出性的目的，人们提出有若干个方案。专利文献5 中提出构成切口 V形角朝向后端侧而逐渐变大的多节的切口面的立铣刀。该立铣刀可使在纵进时大负荷所作用的立铣刀主体中心的前端侧的切口面上的强度得到确保，从而防止缺损等，并在后端侧的切口面上确保切削屑排出的空間。专利文献6中提出一种立铣刀，其在立铣刀旋转中心侧和立铣刀外周侧上设置切口面，外周侧的切口角设置得大于旋转中心侧的切口角。由此，高硬度材料的横进切削时， 可提高切削屑的排出性，可通过高速切削而进行高效率加工。为了提高超硬合金制立铣刀的性能和寿命，提出有各种各样的硬质表面膜，本专利申请人提出的专利文献7等也得到了实际应用。已有技术文献专利文献(关于外周刃形状的已有技术文献)专利文献1 JP特开平01-127214号公报专利文献2 JP特开2002-233910号公报(关于断屑槽的形状的已有技术文献)专利文献3 JP特开平06-335814号公报专利文献4 JP特开2005-131728号公报
(关于切口的已有技术文献)专利文献5 JP特开2006-1M18号公报专利文献6 JP特开2007-296588号公报(关于硬质表面膜的已有技术文献)专利文献7 JP特开2000-3；34606号公报
发明内容
本发明要解决的问题近年，以立铣刀对如金属模具和零件等使用构造用钢、构造用合金钢、低温模用钢、高温模用钢、不锈钢、钛合金以及超耐热合金作为加工工件的高效率加工的要求越来越强烈，由此要求立铣刀以前所未有的显著的高效率对纵进切削和横进切削、倾斜切削等不分类地进行高速加工。因此，人们强烈希望在金属模具加工和零件加工的切削现场，无论何种加工种类，都不需更换刀具而仅以一个立铣刀就可以进行多功能、高速的加工。如已有技术文献上所介绍的那样，在已有的立铣刀中，提出分别针对纵进加工、横进加工而指定的立铣刀。用已有的立铣刀对凹形状等进行包括纵进和倾斜切削的加工时， 多是使用针对纵进而指定的立铣刀或钻头等，随后使用针对横进而指定的立铣刀进行扩展。对于纵进和倾斜切削，考虑切削屑的排出，多使用刃数少的立铣刀以确保较大的排屑槽，为了进行横进的高速切削，考虑到刀具刚性，多使用心部厚度大，刃数多的立铣刀。这样，在已有的立铣刀中，必须根据加工目的而更换适合于各个加工的立铣刀，因此造成调整的时间的浪费，不适合于高效率化。不仅如此，已有的通常的立铣刀在外周上具有多个切刃，虽然从在旋转的同时进行切削的铣刀刀具的特性来看，横进加工的切屑排出性也不成为太大的问题，但是用立铣刀进行纵进加工时，由于切削屑排出的问题，高效率的加工困难。用已有的立铣刀进行纵进加工时，由轴中心附近的底刃生成的切削屑的排出性差，由于切削屑堵塞而使折损容易发生。另外，如果为了使切削屑的排出性良好而将底刃的排屑槽加大，虽然可以使切削屑的排出性良好，但是具有横进加工时因底刃的刚性不足而使缺损易于发生的问题。根据这样的情况，进行纵进加工和横进加工，以及进行作为它们的组合加工的倾斜切削的时候，为了进行高效率加工而分别使用专用刀具，但是越来越多的人期望更高效率地进行加工。于是，为了谋求高效率化，如果不更换钻头和立铣刀以消除调整的时间，而用一个立铣刀进行所有的加工，则用已有的立铣刀的话，沿加工方向，不方便的方向也使用相同的立铣刀，反而会发生很多使加工时间延长的情况。高速切削是指提高切削速度，即设定高旋转数，进行高效率加工的方法。提高切削速度和加大切入量虽然理论上可以实现高效率加工，但是在实际情况中以超硬合金作为基材的实用性的立铣刀还无法充分实现高效率加工。其原因在于特别是对于粗切削加工，使用具有波形状外周刃或者带断屑槽的外周刃的立铣刀时，如果加大切入量，设定高旋转数， 则发生颤振，特别是对于与高速刀具钢制立铣刀相比而韧性较低的超硬合金制立铣刀，由于发生异常磨耗和碎裂，不仅缩短寿命，而且会引起刀具的缺损和折损。作为使用立铣刀的切削加工中的抑制颤振的技术，人们提出如已有技术所描述的那样的以不等分割的切刃而代替等分割切刃的立铣刀。虽然对于采用不等分割的切刃的立铣刀，如果设计适当的形状，会有一定的抑制颤振的效果，但是切刃不均等地排列会导致在立铣刀制造过程中切刃的研磨加工的困难，制造成本升高。此外，在立铣刀的再研磨时由于各刃的分割角不同，故再研磨时的切刃对位等发生很多问题。另外，由于采用不等分割的立铣刀意味着从形状上刃槽是的不均一，容易导致切削屑的排出性不均一，切削屑的排出性恶化，故存在有异常磨耗、碎片等的问题。这个问题对于随着最近出现的高速切削导致的对排出大量的切削屑的处理来说，成为特别重要的问题，对于若没有异常磨耗、碎片就可以期望得到长寿命的超硬合金制立铣刀，由于基材的脆性，会存在对刀具损伤的危险，这成为超硬合金制立铣刀在高效率加工上运用滞后的原因。在专利文献1中，提出一种立铣刀，将相互邻接的各波形状外周刃之间的相位的偏移量设为不均等，以达到与不等分割立铣刀同样的抑制颤振的效果。但是，专利文献1的立铣刀由于以高速刀具钢作为基材，故各个外周刃的相位的偏移量较大(相位的偏移量约 6%)。由于普遍认为超硬合金制立铣刀的外周刃相比于高速刀具钢立铣刀的外周刃在本质上容易发生缺损和碎裂，所以并不夸张地说，在超硬合金制立铣刀上试着将外周刃的相位偏移的构思也很难产生。如果是高速刀具钢制立铣刀，由于韧性较高，即使在各个外周刃的相位的偏移量较大，仍没有碎裂等的担心，没有必要顾虑到相位的偏移量的比例。但是，如果立铣刀的基材采用本发明这样的韧性较低的超硬合金，仅仅将相位的偏移量设为不均等，在相位的偏移量较大的情况下，切削量变大的超硬合金制立铣刀的外周刃容易发生缺损、碎裂，因此这样的超硬合金制立铣刀对于在更高速切削的稳定使用上存在问题。也就是说，没有对超硬合金制立铣刀的相位的偏移量进行优化处理。更何况，以超硬合金作为基材的断屑槽的相位的偏移量的适当值或者断屑槽的形状，根据专利文献1，是完全不清楚的，无法作为参考。在专利文献2中，提出一种立铣刀，通过将加工的切刃的波形状的间距、深度以及曲率半径中的至少一个，以大于该波形状的凹凸的周期作增减，从而改变各个刃的切削量而抑制颤振。但是，对于各个刃上的波形状不同的情况，在制造立铣刀时必须要求各个波形状的磨石，与采用不等分割的立铣刀相同，刀具制造的成本非常高。在专利文献3中记载的立铣刀的断屑槽形状，其断屑槽与外周刃部连接的形状呈图19所示的尖锐边缘状。对于这种形状，在断屑槽两端设置大的啮合角的目的在于确保强度，但是对于作为本发明的目的的高效率加工用的超硬合金制立铣刀，这种形状从耐碎裂性来看有很大的问题，甚至无法作为参考。专利文献4中记载可通过在断屑槽的两侧设置圆弧而提高加工面精度的刀具，但是没有记载断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径和刀具杆轴侧的圆弧半径的大小，以高速切削进行高效率加工时，如果不是最佳组合的形状，因外周刃的刚性不足，会发生碎裂。此外，因锋利度变差，磨耗的进度加快。如上所述，专利文献3、4中记载的立铣刀，仅仅描述了为了防止碎裂和缺损而改善断屑槽的形状的一个例子，上述立铣刀并不是通过改变切刃的相位的偏移量等方式而试图达到高效率加工。根据专利文献3和4，即使可以设想具有断屑槽形状的立铣刀，也无法知道在超硬合金制立铣刀中，为了达到高效率加工，希望什么样的断屑槽的形状。在专利文献5和专利文献6中记载的特征在于切口形状的立铣刀中，外周刃的相位均是沿刀具轴向等间隔地偏移，而不是相位的偏移量在各个外周刃上不同。本发明的切口形状产生的高效率加工的效果，是伴随着以具有不同的相位偏移量的不同的外周刃的形状产生的帮助大量的切削屑排出的效果一起而发挥的，即该效果是切口形状与外周刃形状的协同作用。对于切口形状与外周刃的协同效果的作用，不论专利文献5，还是专利文献6 对本发明的构思都不成为参考。专利文献5公开了用于纵进加工的立铣刀，在纵进时大负荷作用下的立铣刀主体中心的前端侧的切口面上确保强度，在后端侧的切口面上确保用于切削屑排出的空间。专利文献6是适合于高硬度材料的高速横进加工的具有多个切口面的立铣刀。但是，在本发明的构思过程中发现，即，在以一个立铣刀更高效率地进行更多功能的加工的时候，前端侧的切口面与后端侧的切口面的连接部的长度，对于兼顾刀具刚性和切削屑排出是重要的。 具体来说，清楚了下述的方面，即，针对专利文献5和专利文献6的立铣刀，当从旋转轴中心到上述切口面的连接部的位置的长度与适当值相比过长，会发生很多切削屑的堵塞导致缺损等的问题。如上所述，在已有的立铣刀中，必须根据加工的目的，更换适合于相应加工的立铣刀，但是因调整的时间的浪费，不适合于高效率化。不仅如此，已有的普通的立铣刀在外周上具有多个切刃，虽然从在旋转的同时进行切削的铣刀刀具的特性来看，横进加工的切屑排出性也不成为太大的问题，但是用立铣刀进行纵进加工时，由于切削屑排出的问题，很难进行高效率的加工。如上所述，关于已有技术的问题正如所指出那样，不论哪种已有技术中记载的立铣刀的改良方案，都是针对纵进加工，横进加工中的任意一种而指定的，无法称为作为本发明所具有的可以将所有的这些加工综合地进行的立铣刀的方案，没有作为本发明重要问题的多功能加工的认识。基于这样的背景和问题的认识，本发明的目的在于提供一种超硬合金制立铣刀以及使用该立铣刀的切削加工方法，将纵进切削、横进切削、以及倾斜切削等的多功能加工能够以一个立铣刀高效率地进行，容易地以低成本进行刀具制造和刀具的再研磨，另外，通过充分地分散切削阻力而抑制颤振，延长使用寿命。此外，为了最大限度地进行稳定的高速切削，本发明提供在具有这些形状且覆盖有新的硬质表面膜的立铣刀。此外，本发明的目的在于提供一种立铣刀，能够进行包括上述几乎所有的切削加工种类的综合性加工，以及处理多种多样的工件。这种目的对于最近需求增多的航空机材料和原子能发电所使用的超耐热合金和钛合金的切削加工是必须的。本发明特别地提供一种超硬合金制立铣刀，即使在高速旋转且切入量大的纵进切削或倾斜切削等切削中，仍可使切削屑的排出性良好，充分地进行切削阻力的分散，抑制颤振。另一方面，立铣刀即使切削性能良好，如果制造成本过高，也不会被市场所接受。 本发明的又一目的在于提供考虑制造成本，可以容易地进行刀具制造和刀具的再研磨的超硬合金制立铣刀。用于解决问题的技术方案本发明的目的是提出一种单位时间的切削屑排出量比已有立铣刀更大的高效率切削用的立铣刀，本发明得到的效果是，作为切削刀具的性能，可以抑制颤振，顺利地排出切削屑，从切削刀具的制造角度来看，采用开刃容易的，在生产效率上具有很大优势的等分割立铣刀，且在超硬合金制的立铣刀中，研讨可以尽量抑制颤振的其他形状。在本发明中，将超硬合金作为基材，外周刃的形状可以波形状外周刃，带断屑槽的外周刃的任意者来实现。本发明着眼于将以超硬合金作为基材的立铣刀的圆周方向的切刃做等间隔排列， 确定波形状外周刃或带断屑槽的外周刃沿轴向的相互的相位的最优的偏移量，并研讨各种各样的承受高速切削、使颤振最小化的相位的偏移量。其结果是，本发明的超硬合金制立铣刀的特征在于当以某个波形状的外周刃或带断屑槽的外周刃的凸部作为基准时，其他的波形状的外周刃或带断屑槽的外周刃的凸部按照沿刀具的轴向，其相位以下述的程度而在特定范围内发生偏移，该程度指波形状的外周刃或带断屑槽的外周刃不发生作为超硬合金的缺点的缺损和碎裂。也就是说，本发明的超硬合金制立铣刀包括沿刀具的外周刃的径向凸部与凹部反复交替的多个的波形状的外周刃，或沿刀具的外周刃的径向具有切断切削屑的多个断屑槽的多个外周刃，其特征在于当以某个外周刃作为基准形状外周刃时，其他的至少一个刃的外周刃相位沿刀具轴向的偏移量，从以上述外周刃的波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述间距的不包含0%的5%以下的幅度沿刀具轴向偏移。对于本发明的立铣刀，最好，上述偏移量在从以上述外周刃的波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位按上述间距的至 3%的幅度沿刀具轴向偏移。在本发明中，被切削对象的材料是称为难加工材料的硬度超过40HRC的淬火材料，当高速刀具钢制的立铣刀对上述材料的工件进行加工时，不论刀具的形状是什么，由于在高效率加工条件下刀具寿命都极短，实质上加工是非常困难的。本发明是以超硬合金作为基材的立铣刀，因此与已有的高速刀具钢制的立铣刀相比，虽然波形状外周刃或带断屑槽的外周刃的耐磨耗性大幅度地提高，但因偏移相位，外周刃存在由超硬合金的脆性的缺点所造成的缺损和碎裂的危险性。于是，本发明人针对超硬合金制的立铣刀，通过多次试验研讨外周刃的波形或者断屑槽的间距的最佳排列，其结果是发现，相位的偏移量必须从以波形间距量除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述波形或者断屑槽的间距的不包含0%的5%以下的相对狭小幅度的偏移量沿轴向偏移而配置。本发明中，相位的偏移量是必须的，相位的偏移量在5%以下，最好要在1至3%。 这是因为相位的偏移量超过5%后，超硬合金制立铣刀容易产生波形状外周刃或者带断屑槽的外周刃的缺损和碎裂。为了采用超硬合金制立铣刀，可进行高速粗加工切削，谋求这种相位的偏移量的最佳化是本发明中最重要的一部分。根据本发明，立铣刀虽然采用超硬合金制造，但刀具的制造比较容易，也没有缺损和碎裂的发生，这是由于波形状外周刃或者带断屑槽的外周刃的相位是相互错开的形状， 可以抑制加工中的颤振。因此，能够提供可通过高速切削而进行高效率粗加工或者高效率半精细加工，可进行更长寿命加工的超硬合金制立铣刀。另外，在本发明的超硬合金制立铣刀中，即使只有一片上述外周刃应用波形状外周刃或者带断屑槽的外周刃的相位偏移的形状，仍可以得到本发明的效果。也就是说，本发明的超硬合金制立铣刀具有3片以上的上述外周刃，相邻的各个外周刃中至少有一组上述外周刃，没有以上述外周刃的波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位的偏移，其他组的上述外周刃的相位的偏移量也可互不不均等。本发明人对于能够承受高速切削并使颤振最小化的以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量，以及即使是高速切削也不会引起外周刃的缺损和碎裂的问题的断屑槽的形状做了各种研讨。其结果是，清楚了下述方面，即，对于本发明的超硬合金制立铣刀，最好，在将某片带断屑槽的外周刃为基准形状的外周刃时，其他的至少一个刃的断屑槽的相位以在不发生缺损和碎裂的前提下的程度在特定范围内发生相位偏移而排列，同时关于断屑槽的形状，其具有为了尽可能抑制由于相位偏移而导致的切削负荷增大对碎裂的影响的新的断屑槽形状。也就是说，在具有新的断屑槽形状的本发明的立铣刀中，最好，上述外周刃上具有多个断屑槽，从与立铣刀的扭转角平行的剖面观看上述断屑槽和上述外周刃时，相应的上述断屑槽的两端通过圆弧平滑地与和上述断屑槽邻接的外周刃相连，相应的上述断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径小于上述断屑槽的刀具杆侧的圆弧半径。本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀，通过使以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量发生变化，使高速的切削成为可能。由于切削条件的过于严苛而使外周刃碎裂的危险性比已有的高速切削高，因此需要对于断屑槽的形状进行特殊的考虑，包括上述断屑槽的两端的形状，以便不因高速切削中的负荷，使外周刃产生碎裂等的情况。
已有的这种类型的带断屑槽的超硬合金制立铣刀中，确保平均加工面粗糙度的平均送进速度是500mm/min左右，但是通过使用设有断屑槽的相位的沿刀具轴向的上述偏移量，以及在断屑槽的两端上设有圆弧的带断屑槽的超硬合金制立铣刀，可以将已有的送进速度提高到2倍。但是，即使这时的送进速度，在800mm/min lOOOmm/min范围也是极限， 对于超过这个送进速度的高速切削，由于因高速切削中的负荷，外周刃会产生碎裂等情况， 仅仅规定断屑槽的两端的形状以及以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位沿刀具轴向的偏移量，更加高速的切削是困难的。为此，在送进速度超过lOOOmm/min的严苛的切削条件下，对于本发明的超硬合金制立铣刀的断屑槽，在考虑断屑槽两端的圆弧的基础上，重要的是考虑断屑槽的沟的形状。 也就是说，本发明中的更好的发明要点，最好，断屑槽的槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧通过直线或者朝向断屑槽的槽沟呈凸状的曲线相连接，或者通过上述直线与上述朝向断屑槽的槽沟呈凸状的曲线的组合相连接。也就是说，本发明中的还一发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的特征在于，上述断屑槽的槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧通过直线或者朝向断屑槽的槽沟呈凸状的曲线相连接，或者通过上述直线与上述朝向断屑槽的槽沟呈凸状的曲线的组合相连接。本发明中，作为对从以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量做不均一处理的结果，使大大超过已有的高速的切削成为可能，但是由于为此使切削负荷加大，对于碎裂和折损的更高的考虑和对策变得重要。对于考虑这样的相互对立的得失而设计超硬合金制立铣刀的技术构思，即使在以上述已有的技术中的任意者为基准或者与其他的技术相组合的情况下，仍是无法产生的。使用本发明的带断屑槽的外周刃的超硬合金制立铣刀进行切削时，各个带断屑槽的每片外周刃的切削量有细微的不同。因此，即使进行高速切削，仍可将切削阻力分散，切削负荷稳定，颤振得到抑制，由此，可以得到与具有波形状外周刃的超硬合金制立铣刀同样的效果。对于本发明的超硬合金制立铣刀的形状的重要部分的尺寸，最好，当带断屑槽的超硬合金制立铣刀的刀具直径为D时，断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径为0. OlD 0. 03D, 断屑槽的刀具杆侧的圆弧半径为断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径的1. 5倍 2倍，断屑槽的深度为0. OlD 0. 05D。下面，对于本发明的切口形状及其效果进行说明。高速切削用的波形形状的外周刃或者带断屑槽的外周刃设计为本发明的超硬合金制立铣刀的外周刃形状，具有比过去更大的单位时间的切削屑排出量。最好，本发明的超硬合金制立铣刀具有新的切口形状，以便实现对从底刃排出的切削屑的良好处理，并且从立铣刀的旋转中心至外周，均确保立铣刀前端附近的强度。也就是说，不论是波形形状的外周刃，还是带断屑槽的外周刃，本发明的超硬合金制立铣刀中，在具有以限定的相位的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量的外周刃形状的基础上，推荐从底刃的前倾面一直到外周刃，设置象下面说明那样的切口形状。用图12和图13而说明本发明的适用于立铣刀的切口形状。本发明的底刃上设置的切口由多个面构成，设置作为底刃的前倾面的第1切口面51，另外在立铣刀的刀具轴的旋转中心侧设置第2切口面52，在立铣刀的外周侧设置第3切口面53，当将上述第1切口面51和第2切口面52的交叉部M与和轴线相垂直的平面所成角度作为第1切口角55， 上述第1切口面51和第3切口面53的交叉部56与和轴线相垂直的平面所成角度作为第 2切口角57时，按照形成第2切口角57大于第1切口角55的形状的方式构成切口。由此，最好，本发明的超硬合金制立铣刀的特征在于其具有多个上述外周刃、底刃、由多个切口面构成的切口，上述多个切口面具有作为底刃的前倾面的第1切口面、设在立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面、以及设在立铣刀的外周侧的第3切口面，当将上述第1切口面和第2切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第1切口角，上述第1切口面和第3切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第2 切口角时，第1切口角设置在15° 35°，第2切口角设置在40° 60°，第2切口面和第3切口面的连接部的长度为从刀具旋转轴起的刀具直径的5% 20%。在本发明的超硬合金制立铣刀中，如果要达到比过去更大的每单位时间的切削屑排出量，可象上述那样，对底刃的切口形状象本发明那样而进行最优化。通过使切口的形状为本发明所述的形状，用一个具有波形状外周刃和断屑槽的相位偏移的外周刃的超硬合金制立铣刀，就可以进行纵进、横进或者倾斜切削，纵进或倾斜切削时从底刃排出切削屑的处理良好，切口部在强度上可以承受横进或倾斜切削时的高速切削，并且可以将颤振最小化。在本发明的超硬合金制立铣刀中，在以相位的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量的外周刃形状的基础上，通过从底刃的前倾面一直到外周刃，设置所说明那样的切口形状，使高效率地切削构造用钢、构造用合金钢、低温模用钢、高温模用钢、不锈钢、钛合金以及超耐热合金成为可能。也就是说，本发明的超硬合金制立铣刀的特征在于其为将构造用钢、构造用合金钢、低温模用钢、高温模用钢、不锈钢、钛合金以及超耐热合金作为被切削对象而进行切削的刀具。下面描述与使本发明的超硬合金制立铣刀的特征更加有效地发挥相适合的硬质表面膜。由于本发明的特征在于超硬合金制立铣刀的形状本身是新的，可以实现高速切削， 所以硬质表面膜并不是一定必须的，但是为了在高速切削下能使立铣刀的寿命稳定并进一步延长，采用最适合的硬质表面膜是重要的。为了提高超硬合金制立铣刀的性能及寿命，迄今为止，人们开发有各种各样的硬质表面膜。本申请人所提出的前述的专利文献7等也得到实际应用。但是，伴随着切削的高速化带来的对立铣刀的耐氧化性、耐磨耗性的要求日益增大，进一步的对策是必要的。当采用上述具有新形状的硬合金制立铣刀进行粗加工时，特别在高速切削加工中，外周刃的氧化和磨耗显著地加大，本发明的带有硬质表面膜的超硬合金制立铣刀是作为对抗氧化和磨耗而获得的发明。也就是说，本发明中，带有硬质表面膜的超硬合金制立铣刀通过下述方式形成，该方式为在具有上述新的波形状外周刃或者带断屑槽的外周刃的形状的同时，至少在具有以上述形状为特长的外周刃上叠置可以承受高速切削加工的硬质表面膜。在立铣刀上设置上述切口的情况下，切口部分还将覆盖本发明的硬质表面膜。虽然切削时的高温的切削屑的排出会给超硬合金带来损伤，但是借助本发明的硬质表面膜， 这种损伤可以大幅减轻。也就是说，在本发明的超硬合金制立铣刀中，最好，在上述波形状外周刃上覆盖硬质表面膜。下面对本发明的超硬合金制立铣刀上覆盖的硬质表面膜进行更具体的说明。最好，本发明中的硬质表面膜，从表面膜的结构上，由接触外周刃表面侧的硬质表面膜的最下层和硬质表面膜的最上层构成，或者基本上是由上述最下层的组成和上述最上层的组成的反复叠置而成的复合层构成，或者为上述最下层和上述最上层之间至少含有一层以上的中间层的复合层，上述最上层的耐氧化性和耐磨耗性强于上述最下层。这里所说的「基本上」是指在最下层和最上层的层间，有各自的组成的扩散层，其组成成分稍有不同。如果上述扩散层的层厚增加，扩散层的某种元素的比率相对最下层和最上层的组成而相差50%以上，已经违反扩散层的概念，其相当于本发明所说的中间层的一种形态的定义。另外，硬质表面膜的组成是金属元素的氮化物、碳氮化物、氮氧化合物、氧碳氮化物，通过针对构成代表硬质表面膜的最下层和最上层、或者中间层的各个硬质表面膜的各层而选择最适合的金属元素，使覆盖有硬质表面膜的超硬合金制立铣刀的损伤得到减轻， 使更高效率的切削加工成为可能。也就是说，在本发明的超硬合金制立铣刀中，最好，上述硬质表面膜的最下层的组成由包含作为金属元素主成分的Ti和Al的该金属元素的氮化物、碳氮化物、氧氮化合物、 氧碳氮化物中的任意一种构成，硬质表面膜的最上层的组成由包含作为金属元素主成分的 Ti和Si的该金属元素的氮化物、碳氮化物、氧氮化合物、氧碳氮化物中的任意一种构成。此外，在本发明的超硬合金制立铣刀中，最好，上述硬质表面膜的最下层的组成由金属元素为选自Al、Cr、Ti、Si之中一种以上的金属元素氮化物构成，中间层由选自Al、Cr、 Ti、Si之中一种以上的金属元素与选自N、B、C、0之中一种以上的元素的化合物构成，硬质表面膜的最上层由金属元素为选自Ti、Si之中一种以上的金属元素和选自N、S、C、B中的一种以上的元素的化合物形成。在本发明的超硬合金制立铣刀中，最好，形成下述的多层硬质表面膜，其中，在将上述硬质表面膜的氮系TiAl化合物以(TixAU)来表示时，最下层的硬质表面膜和最上层的硬质表面膜均由(TixAlhN)的组成而构成，对于Ti和Al的比例，最下层的硬质表面膜是富含钛的(TixAlhN)，其中0. 5 < χ彡1，最上层的硬质表面膜是富含铝的(TixAlhN)，其中 0 彡 χ < 0. 5。本发明的波形状外周刃或带断屑槽的外周刃的形状以及新的切口形状，即使在立铣刀的切刃部与保持立铣刀的切刃部的刀具保持部是可拆装的情况下，仍可以发挥切削屑的切断效果和排出性良好等的效果。由此，在立铣刀的切刃部因切削加工而产生磨耗的情况下，也可以将立铣刀的切刃部单独替换而继续使用。因此，本发明中，最好，刀具保持部和以超硬合金制形成的切刃部可以自由地拆装。也就是说，本发明的超硬合金制立铣刀的特征在于以刀具保持部和以超硬合金制形成的切刃部可以自由地拆装。另外，在采用分别针对纵进和横进而指定的已有的立铣刀，进行包含凹形状等的纵进和倾斜切削的加工的情况下，会有根据加工的目的，发生需要更换各个加工所适用的立铣刀的问题。但是，在本发明的超硬合金制立铣刀中，在具有上述新的切口形状，以及波形状外周刃或带断屑槽的外周刃的形状的同时，至少在具有以上述形状为特长的外周刃上叠置可以承受高速切削加工的硬质表面膜，因此，无论什么加工目的，不更换刀具而仅以一个立铣刀就可以实施高效率的新的切削方法。也就是说，本发明的切削方法的特征在于使用下述的超硬合金制立铣刀，其包括沿刀具的外周刃的径向凸部与凹部反复交替的多个的波形状的外周刃，或沿刀具的外周刃的径向具有切断切削屑的多个断屑槽的多个外周刃中，其具有多个上述外周刃、底刃、由多个切口面构成的切口，上述外周刃上覆盖硬质表面膜，上述多个切口面具作为有底刃的前倾面的第1切口面、设在立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面、以及设在立铣刀的外周侧的第3切口面，当将上述第1切口面和第2切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第1切口角，上述第1切口面和第3切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第2切口角时，第1切口角设置在15° 35°，第2切口角设置在 40° 60°，第2切口面和第3切口面的连接部的长度为从刀具旋转轴起的刀具直径的 5% 20%，在上述外周刃中，当以某个外周刃作为基准形状外周刃时，其他的至少一个刃的外周刃相位沿刀具轴向的偏移量，从以上述外周刃的波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述间距的不包含0%的5%以下的幅度沿刀具轴向偏移而设置，连续地进行纵进切削、横进切削以及倾斜切削中所选的至少两种以上的切削。发明的效果在本发明的超硬合金制立铣刀中，当以某个波形状外周刃或带断屑槽的外周刃作为基准形状外周刃时，其他的至少一个刃的外周刃或带断屑槽的外周刃的相位偏移量，从以波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述间距的不包含0%的5%以下的幅度，最好，上述偏移量以上述波形或断屑槽的间距的 3%的幅度进行配置，因此可以分散切削阻力，使切削负荷稳定，可以抑制颤振。 在本发明的其他发明的超硬合金制立铣刀中，当以某个外周刃作为基准形状外周刃时，其他的至少一个刃的外周刃或带断屑槽的外周刃的相位的偏移量，从以波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述波形或断屑槽的间距的不包含0%的5%以下的幅度，最好，上述偏移量以上述波形或断屑槽的间距的 3%的幅度而配置，因此在抑制颤振的同时，切削屑的切断得到适当进行，可以稳定地高速旋转，刀具寿命也能够延长。本发明实施例中，设置断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径小于断屑槽的刀具杆侧的圆弧半径，此外，断屑槽的槽沟的形状以新的形状连接上述圆弧半径，这样使耐碎裂性得到提高。因此，可在不产生缺损、碎裂的情况下，进行稳定的加工。根据本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀，可以进行从高效率粗加工到高效率半精细加工的高速切削，加工寿命更长。另外，对于上述本发明的断屑槽形状，提高了立铣刀的锋利度，可以减轻加工面的条纹线，因此可以在工件上实现更高精度的加工面。此外，本发明中，刀具保持部和以超硬合金制形成的切刃部可以自由地拆装，因此，可以在保持通过波形状外周刃或带断屑槽的外周刃的形状，以及新的切口形状而得到的切削屑的切断效果和排出性良好等的效果的同时，当在立铣刀的切刃部上产生磨耗的情况下，可以将立铣刀的切刃部单独替换而继续使用。
本发明的具有波形状外周刃或带断屑槽的外周刃的立铣刀，与没有沿刀具轴向的相位偏移的已有的立铣刀相比，本发明的立铣刀的旋转速度可以提高1.5倍以上，特别是通过在外周刃上覆盖硬质表面膜，可以达到稳定的高效率加工。本发明中，在覆盖有硬质表面膜的超硬合金制立铣刀中，即使高速切削，也可以分散切削阻力，抑制颤振，防止缺损和碎裂等的突发事故，在这些刀具的新形状的效果的基础上，伴随通过硬质表面膜产生的防止严苛的高速切削发生的氧化和磨耗的协同效果，可以使整体的立铣刀特性提高，实现高速且长寿命的加工。具体来说，与没有沿刀具轴向的相位偏移的已有的立铣刀相比，本发明的立铣刀的切削速度即使是超过转速200m/min的条件也是可能的，这样的高效率加工的效果是通过本发明的立铣刀的新的形状和硬质表面膜的覆盖效果的协同效果而得到的。覆盖硬质表面膜的外周刃与切口的形状，可以是本发明的波形状外周刃，也可以是带断屑槽的外周刃，此外在这些新的外周刃的基础上，如果在满足上述切口的条件的所有切口部分上都覆盖硬质表面膜，则可以得到最大限度地抑制伴随切削屑的排出引起的超硬合金的损伤的超硬合金制立铣刀。与已有的高速刀具钢制造的立铣刀相比，本发明立铣刀虽然具有更长的使用寿命，由于采用脆性材料，仍然会担心切刃的碎裂。根据本发明，可以提供带有硬质表面膜的超硬合金制立铣刀，能够防止缺损危险性高的超硬合金制立铣刀的切刃碎裂和折损，并具有较长的使用寿命。本发明的带断屑槽的外周刃的立铣刀为带断屑槽的外周刃的相位偏移的形状，可以在抑制加工中的颤振的同时避免发生缺损和碎裂。因此，本发明带断屑槽的超硬合金制立铣刀可以实现送进速度lOOOmm/min以上的高效率粗加工或高效率半精细加工，并具有较长的使用寿命。在本发明的超硬合金制立铣刀中，其切口形状在本发明所定义的范围中进行了优化，可以以一支立铣刀进行纵进、横进、倾斜切削等各种各样的加工，能够提供可通过高速切削而进行的高效率粗加工或者高效率半精细加工，并具有较长的使用寿命。具体来说，在大幅度地抑制颤振的同时，与没有沿刀具轴向的相位偏移的已有的立铣刀相比，在横进切削时，本发明的任意的超硬合金制立铣刀都可以实现切削速度1.5 倍以上的高效率加工。此外，对于切口形状最优化的立铣刀，在倾斜切削时，与已有的立铣刀相比，本发明的超硬合金制立铣刀可以实现送进速度1.5倍以上的高效率加工。对于本发明的超硬合金制立铣刀的制造，因各刃不是不等分割的，可以按照与通常的立铣刀同样的方式制造，制造成本也得到控制，可以容易地进行立铣刀的制造。另外， 各刃的刃沟的形状全部是一样的，由此切削屑的排出也容易变得均一，切削屑排出性良好， 可以得到实现切削刀具的寿命的稳定和高速切削的效果。本发明的超硬合金制立铣刀可以针对市场上使用较多的包括构造用钢、构造用合金钢、低温模用钢、高温模用钢、不锈钢、钛合金以及超耐热合金等的较宽范围的工件，进行
高效率加工。对于倾斜切削，如果是已有的立铣刀，即使加大倾斜的角度，也只能达到5°左右的极限，一般情况下通常的倾斜切削以3°左右的倾斜角而进行。如果是本发明的立铣刀， 可以实现以20°以上倾斜角而进行加工，即使是针对槽等的凹形状的加工也没有配合钻头使用的必要，也就没有从钻头向立铣刀的更换和调整的必要。也就是说，通过使用本发明的超硬合金制立铣刀的切削加工方法，在能够高效率地进行孔加工等的倾斜切削的同时，通过槽形状的加工时刀具更换和调整次数的减少，致使工程缩短，加工时间也变短。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是表示本发明的一个实施例的超硬合金制立铣刀的整体外观结构图；图2是沿图1的外周刃A-A'剖面的放大图，图2(a)是表示波形外周刃的放大图， 图2(b)是表示使用带断屑槽的外周刃时的带断屑槽的外周刃的放大图；图3是表示已有的没有相位偏移的立铣刀的波形状外周刃的相位和间距的展开图；图4是表示本发明的超硬合金制立铣刀的波形状外周刃的相位和间距的展开图；图5表示本发明的一个实施例，是表示邻接的波形状外周刃中的1组上述波形状外周刃上没有从以波形的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量、一个刃上有上述偏移量的展开图；图6是表示已有的没有相位偏移的立铣刀的带断屑槽的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图；图7是表示本发明的超硬合金制立铣刀的带断屑槽的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图；图8表示本发明的一个实施例，是表示邻接的带断屑槽的外周刃中的1组上述带断屑槽的外周刃上没有以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量、一个刃上有上述偏移量的展开图；图9表示已有的立铣刀在相位为等间隔情况下的切削阻力图；图10表示已有的立铣刀在采用不等分割情况下的切削阻力图；图11表示使用本发明的以波形间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按本发明较为理想的范围的上述波形间距的2%的偏移量沿刀具轴向偏移的超硬合金制立铣刀而进行切削时的切削阻力图；图12是图1的底刃附近的放大图；图13是简单地表示以与第1切口面相平行的平面切断的切口形状，沿图12的 C-C'部分的剖面图；图14是表示本发明的一个实施例的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的整体外观结构图；图15是从与立铣刀扭转角平行的剖面观看图14的带断屑槽的外周刃的B-B'剖面的放大图，是断屑槽槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧的连接部为直线的图；图16是针对图15，作为本发明的其他例子，断屑槽槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧的连接部为朝向断屑槽槽沟呈凸状的曲线的图17是针对图15，作为本发明的其他例子，断屑槽槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧的连接部为朝向断屑槽槽沟呈凸状曲线和直线相组合的图；图18是断屑槽槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧的连接部为朝向断屑槽槽沟呈凹状的曲线的已有的带断屑槽的超硬合金制立铣刀；图19是表示断屑槽与外周刃部的连接部呈尖锐边缘状的形状的专利文献3中记载的断屑槽形状的图；图20是表示针对图19的断屑槽形状，在该断屑槽形状上设置圆弧的专利文献4 中记载的断屑槽形状的图；图21是表示专利文献4中记载的断屑槽形状的图，断屑槽与外周刃的连接部为圆弧，其半径小于形成断屑槽槽沟的凹圆弧形状的半径，对于该圆弧的大小，刀具前端侧和刀具杆侧相同；图22是表示专利文献4中记载的、与图21相同的断屑槽形状图，该圆弧的大小做成刀具杆侧的圆弧半径大于刀具前端侧的圆弧半径；图23是表示已有的没有相位偏移的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图；图M是表示本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图；图25表示本发明的一个实施例，其是表示邻接的带断屑槽的外周刃中的1组上述带断屑槽的外周刃上没有以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量、一个刃上有上述偏移量的展开图；图沈是针对覆盖有硬质表面膜的本发明的超硬合金制立铣刀中的相当于图1的外周刃A-A'剖面的放大图的图，图26(a)表示波形状外周刃的放大图，图26(b)表示使用带断屑槽的外周刃时的带断屑槽的外周刃的放大图；图27表示本发明的一个实施例，其为切刃部和刀具保持部可以拆装的立铣刀的整体外观结构图；图观是表示使用已有的立铣刀而进行切挖加工的场合和用本发明例而进行切挖加工的场合的比较的流程的图；图四是表示由硬质表面膜的最上层以及硬质表面膜的最下层构成的适用于本发明的硬质表面膜覆盖立铣刀的硬质表面膜的层结构的一例的图；图30是表示由从硬质表面膜的最下层到硬质表面膜的最上层之间，基本上是由最下层的组成和最上层的组成的1次以上反复叠置成的复合层构成的适用于本发明的硬质表面膜覆盖立铣刀的硬质表面膜的层结构的一例的图；图31是表示由硬质表面膜的最上层、硬质表面膜的最下层以及中间层构成的适用于本发明的硬质表面膜覆盖立铣刀的硬质表面膜的层结构的一例的图。标号的说明1外周刃2刀具前端侧3刀具杆侧4波形间距
5波高度6 凸部7 凹部8断屑槽的间距9断屑槽的深度10基准形状外周刃11第2波形状外周刃12第3波形状外周刃13第4波形状外周刃14 相位15偏移量16 刃槽17第2带断屑槽的外周刃18第3带断屑槽的外周刃19第4带断屑槽的外周刃20外周刃与断屑槽的交点31硬质表面膜34断屑槽35刀具前端侧的圆弧36刀具杆侧的圆弧37断屑槽槽沟的底部38断屑槽槽沟的底端39断屑槽槽沟40 直线41凸状的曲线42凹圆弧形状的曲线43边缘部分51 第 1 切口面52 第 2 切口面53 第 3 切口面讨第1切口面与第2切口面的交叉部55 第 1 切口角56第1切口面与第3切口面的交叉部57 第 2 切口角58连接部的长度59切刃部60刀具保持部61硬质表面膜的最上层62硬质表面膜的最下层
63具有与硬质表面膜的最下层相同的组成的表面膜64具有与硬质表面膜的最上层相同的组成的表面膜65中间层66 基材D刀具直径Rl刀具前端侧的圆弧半径R2刀具杆侧的圆弧半径R3凹部的半径Rθ刀具外周刃的扭转角
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。下面在与已有的例子进行比较的同时，基于图1 图31对本发明实施例作出说明。下面所给出的本发明的实施例中，硬质表面膜不是一定必要的，但是最好覆盖硬质表面膜，以便进一步提高性能。图1是表示本发明的一个实施例的超硬合金制立铣刀的整体外观结构图。图1的实施例中，刀具直径为D，外周侧具有切削屑排出用的刃槽16和刃数为4 片的外周刃1。上述外周刃设计为从刀具前端侧2朝向杆侧3的波形状外周刃。对于上述刃数，只要是2片以上，就可以使相位偏移，所以可以根据需要改变刃数。例如，对于铝等的切削，由于切削屑排出多，故刃数为2片左右，从而使切削屑排出用的排屑槽能够设定得稍大一些，另外，对于高硬度材料的切削，将刃数增加到8片，可以应对高速送进。图2是图1的外周刃A-A'剖面的放大图，图2(a)表示波形状外周刃的放大图。 通常的波形状刃形如图2所示，每个波形间距4上波高表示为5的凸部6和凹部7反复循环，形成可以精细地切断切削屑的刃形。图2(b)表示用作带断屑槽的外周刃时的带断屑槽的外周刃的放大图。同样，在带断屑槽的外周刃上，以外周刃和断屑槽的交点20的间隔作为断屑槽的间距8，每个间距8上断屑槽的深度标识为9的槽形状反复循环，形成可以切断切削屑的刃形。通过切断切削屑可以产生抑制切削阻力的效果。为了比较本发明的超硬合金制立铣刀与已有的立铣刀的波形外周刃的相位和波形间距，使用图3 图5而进行说明。图3是表示已有的没有相位偏移的立铣刀的波形状外周刃的相位和间距的展开图，图4是表示本发明的超硬合金制立铣刀的波形状外周刃的相位和间距的展开图，图5表示本发明的一个实施例，其是表示邻接的波形状外周刃中的1 组上述波形状外周刃上没有以波形的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量、一个刃上有上述偏移量的展开图。而且，图3 图5的波形状的凸部的位置以圆圈表示。如图3所示，已有的立铣刀以图的最上方所示的第1波形状外周刃作为基准形状外周刃10，从基准形状外周刃10的凸部到下一凸部的波形间距4(带断屑槽的情况下以从外周刃与断屑槽的交点到下一外周刃与断屑槽的交点作为断屑槽的间距8)做4等分作为各自的相位14 (换言之，基准形状外周刃10的每个1/4间距)，使第2波形状外周刃11、第 3波形状外周刃12以及第4波形状外周刃13的凸部以依次出现的方式等间隔地分别配置波形状外周刃。
作为这样的配置，波形状外周刃的凸部的相位14是一定的，被立铣刀切削的工件的切削量在各波形状外周刃上是相同的。如果由各刃切削的工件的切削量是相同的，与在已有技术中说明的等分割立铣刀相同，加工中会引起共振，容易发生颤振。相对该情况，本发明中，如图4所示，基准形状外周刃10的下一配置的第2波形状外周刃11和第4波形状外周刃13的凸部的位置，从将基准形状外周刃10的波形间距4做 4等分的相位14沿刀具轴向按偏移量15偏离而排列。另外，基准形状外周刃10以外的波形状外周刃的相位14的偏移量15，按照至少一个刃以将基准形状外周刃10的波形间距4 做4等分的各自的相位14为基准，基准形状外周刃10的波形间距4的不包含0%的5%以下的范围的幅度沿刀具轴向配置。图4为本发明的超硬合金制立铣刀的一个例子，基准形状外周刃10的波形间距4 为1mm，将其除以刃数4后做等间隔排列得到各自的波形状外周刃的相位14，各刃上的相对于相位14的偏移量15，对于第2波形状外周刃11为波形间距4的2%，即0. 02mm、对于第 3波形状外周刃12为0mm、对于第4波形状外周刃13为波形间距4的2%，即0. 02mm。这里上述偏移量15以偏移向杆侧3为正，以偏移向刀具前端侧2为负。另外，按照本发明，如图5所示，基准形状外周刃10的下一配置的第2波形状外周刃11的凸部的位置，从将基准形状外周刃10的波形间距4做4等分得到的相位14沿刀具轴向按偏移量15偏移而排列，将邻接的第3波形状外周刃12和第4波形状外周刃13按照没有相位14的偏移量15的方式排列。此外，基准形状外周刃10以外的波形状外周刃的相位14的偏移量15，按照至少一个刃以将基准形状外周刃10的波形间距4做4等分的各自的相位14为基准，以基准形状外周刃10的波形间距4的不包含0%的5%以下的范围的幅度沿刀具轴向配置。如上所述，对于具有3片以上的波形状外周刃的立铣刀，邻接的各个波形状外周刃中的至少1组的上述波形状外周刃没有相位的偏移量，即使在其他组的上述波形状外周刃的相位的偏移量互不不均等的情况下，仍可在抑制颤振的同时，通过高速切削而进行高效率加工。作为只有一个刃相对于相位14有偏移量15的例子，在以小直径立铣刀对工件做槽切削的情况下，为了确保切屑的排出，刃数大多采用奇数的3片刃，在此场合，按照专利文献1的规格，相邻的外周刃的相位14的偏移量15全部是不同的，但是如果按照本发明， 可仅仅使一个刃的相位14的偏移量15不同。此外，在刃数是奇数的5片刃的情况下，按照专利文献1的规格，基准形状外周刃 10的相位14的偏移量15也必须有2个种类。但是，按照本发明，即使只有一个种类的相对于相位14的偏移量15，也可以在抑制颤振的同时，通过高速切削而实现高效率加工，进行更长寿命的加工。在本发明的超硬合金制立铣刀中，如果如以上所描述的波形状外周刃的凸部的位置上有偏移量，则立铣刀的各个刃切削工件的切削量均不同，因此能够抑制颤振。结合图9 图11，对已有的没有相位偏移的立铣刀和本发明的超硬合金制立铣刀的切削阻力进行检测，对颤振做比较说明。图9表示已有的立铣刀在相位为等间隔情况下的切削阻力图。图10表示已有的立铣刀在采用不等分割情况下的切削阻力图。图11表示使用本发明的超硬合金制立铣刀的切削阻力图，其相对于以波形间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的
21各自的相位，按本发明的希望的范围内，以波形间距的2%的作为偏移量，沿刀具轴向偏移。工件使用构造用钢，检测中使用的立铣刀由刀具直径D为8mm、4片刃的超硬合金制成，对切削条件是 N = 8000 转 /min(Vc = 200m/min)、Vf = 3000mm/min (fζ = 0. 09mm/ tooth)，轴向切入量为8mm的槽切削进行数据采集。根据切削阻力波形的振幅量确定颤振。如图9所示，已有的没有相位偏移的立铣刀中，切削阻力波形的振幅量为 251.9N(牛顿)。在此场合，按照切削时的转数乘以刃数得到的周期而施加切削力，在该周期对应的频率下会产生共振，导致颤振。特别是高速切削中更容易产生共振，使颤振加大。 图10所示的采用不等分割的已有的立铣刀的振幅量是151. 9N,图11的本发明的振幅量是 146. 1N，采用本发明例的立铣刀的切削阻力波形的振幅为最小。在本发明中，对于具有在刀具的外周刃的径向上凸部和凹部反复交替的多个波形状外周刃的立铣刀，当以某个波形状外周刃作为基准波形外周刃时，其他的至少一个刃的波形状外外周刃的相位沿刀具轴向的偏移量，从以波形间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述波形间距的不包含0%的小于5%的幅度沿刀具轴向偏移，如果使用这样的超硬合金制立铣刀，各个外周刃的平均每个刃上的切削量各自有细微的差异。因此，即使进行高速切削，仍将分散切削阻力，切削负荷稳定，可以抑制颤振。在这里，将各自的相位的偏移量设为波形间距的不包含0%的5%以下的原因在于如果偏移量大于5%，由于各个外周刃的切削量会产生较大不同，切削负荷会集中在相位最大的外周刃上，产生刀具的折损和波形状外周刃的碎裂，作为立铣刀整体的寿命变短。专利文献1中，公开了采用上述相位的偏移量为6%左右的高速刀具钢制的立铣刀而进行切削的例子。如果按与这个偏移量同样的比率，使用作为本发明对象的以超硬合金为基材的立铣刀而进行高速切削，则切削负荷的变动变大，偏移量最大的波形状外周刃会发生碎裂。如果使用以韧性较高的高速刀具钢作为基材的立铣刀，在切削速度在SOm/min以下的较低条件下，加工铸铁等被切削性良好的工件，是没有问题的，但是在为了进行更高效率的加工而使用超硬合金制立铣刀的情况下，上述相位的偏移量为6%是过大的，会引起碎裂和缺损等的问题。这种情况在随后描述的实施例中也有确认。现在的模具和零件的加工现场中，无论未经热处理的非调质，还是超过40HRC的淬火材料，都要求立铣刀能够加工。针对这种需求，高速刀具钢制的立铣刀无论何种形状都使刀具寿命变得极短而难以满足要求。在本发明中，为了进行在加工现场很常见的高硬度材料的切削和高效率加工，作为波形状外周刃的相位最优地偏移的超硬合金制立铣刀，其特征在于相位偏移量避免了高速切削中发生缺损和碎裂。上述相位的偏移量设为5%以下。最好，相对基准形状外周刃的各自的相位，其他的至少一个刃的波形状外周刃相位，按波形间距的1 % 3 %的幅度，沿刀具轴向偏移。对于如以上所述的波形状外周刃的相位偏移的本发明的超硬合金制立铣刀，不论被切削对象材料是构造用钢、构造用合金钢、低温模用钢、高温模用钢、不锈钢、钛合金以及超耐熱合金，都可以在颤振抑制的同时，使切削屑的切断适当地进行，可以稳定地高速旋转，刀具寿命也能够延长。
下面针对本发明所述带断屑槽的外周刃的超硬合金制立铣刀进行说明。图6 图 8表示用于比较本发明的超硬合金制立铣刀与已有的立铣刀的带断屑槽的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图。图6为表示已有的没有相位偏移的立铣刀的带断屑槽的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图，图7为表示本发明的超硬合金制立铣刀的带断屑槽的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图，图8表示本发明的一个实施例的展开图，其是表示邻接的带断屑槽的外周刃中的1组上述带断屑槽的外周刃上，没有相对于以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量、一个刃上有上述偏移量。而且在图6 图8中， 外周刃和断屑槽的交点的位置用圆圈表示。如图6所示，已有的立铣刀以图的最上方所示的第1带断屑槽的外周刃作为基准形状外周刃10，将从基准形状外周刃10的外周刃与断屑槽的交点20到下一外周刃与断屑槽的交点20的间隔作为断屑槽的间距8，将间距8做4等分作为各自的相位14 (换言之，基准形状外周刃10的每个1/4间距)，使随后的第2外带断屑槽的外周刃17、第3外带断屑槽的外周刃18以及第4带断屑槽的外周刃19与断屑槽的交点20以依次出现的方式等间隔地分别配置带断屑槽的外周刃。这样的配置使带断屑槽的外周刃与断屑槽的交点20的相位14为一定，用立铣刀切削的工件的切削量在各个带断屑槽的外周刃上相同。如果各刃所切削的刀具的切削量相同的话，与已有的技术所说明的等分割立铣刀相同，加工中会引起共振，容易发生颤振。相对该情况，本发明中，如图7所示，基准形状外周刃10的下一配置的第2带断屑槽的外周刃17和第4带断屑槽的外周刃19的外周刃与断屑槽交点20的位置，从将基准形状外周刃10的断屑槽的间距8做4等分的相位14沿刀具轴向按偏移量15偏离而排列。 另外，第2带断屑槽的外周刃17和第4带断屑槽的外周刃19的相位14的偏移量15按照至少一个刃以将基准形状外周刃10的断屑槽的间距8做4等分的各自的相位14为基准， 基准形状外周刃10的断屑槽的间距8的不包含0%的5%以下的范围的幅度沿刀具轴向配置。图7为本发明的超硬合金制立铣刀的一个例子，基准形状外周刃10的断屑槽的间距8为1mm，将其除以刃数4片后做等间隔排列得到各自的带断屑槽的外周刃的相位14，其各自相位的偏移量15，对于第2带断屑槽的外周刃17为断屑槽的间距8的2%，即0. 02mm, 对于第3带断屑槽的外周刃18为0mm，对于第4带断屑槽的外周刃19为断屑槽的间距8的 2%，S卩0. 02mm。这里，上述偏移量15以偏移向杆侧3为正，以偏移向刀具前端侧2为负。另外，在本发明中，如图8所示，基准形状外周刃10的下一配置的第2带断屑槽的外周刃17的外周刃与断屑槽的交点20的位置，从将基准形状外周刃10的断屑槽的间距8 做4等分得到的相位14沿刀具轴向按偏移量15偏移而排列，邻接的第3带断屑槽的外周刃18和第4带断屑槽的外周刃19的相位14的按照没有偏移量的方式排列。接着，在图8中，基准形状外周刃10以外的带断屑槽的外周刃的相位14的偏移量 15，按照至少一个刃以将基准形状外周刃10的断屑槽的间距8做4等分得到的各自的相位 14为基准，基准形状外周刃10的断屑槽的间距8的不包含0%的5%以下的范围的幅度沿刀具轴向配置。另外，与前述的设有波形状外周刃的本发明的超硬合金制立铣刀的只在一个刃上有偏移量15的例子一样，即使在刃数为奇数的情况下，通过使只有一个刃的相位14 的偏移量15不同，可以在颤振抑制的同时，通过高速切削而进行高效率加工，可以更长寿命地进行加工。本发明的带断屑槽的外周刃的情况下的超硬合金制立铣刀的各自的相位14的偏移量15设在断屑槽的间距8的不包含0%的5%以下的原因在于如果上述偏移量15大于 5%，由于各外周刃的切削量会产生较大不同，切削负荷会集中在相位14最大的外周刃上， 产生刀具的折损和带断屑槽的外周刃的碎裂，作为立铣刀整体的寿命变短。最好，相对基准形状外周刃的各自的相位14，以上述断屑槽的间距8的 3%的幅度沿刀具轴向偏移。对于如以上所述的带断屑槽的外周刃的相位偏移的本发明的超硬合金制立铣刀， 不论被切削对象材料是构造用钢、构造用合金钢、低温模用钢、高温模用钢、不锈钢、钛合金以及超耐熱合金，都可以在抑制颤振的同时，使切削屑的切断适当地进行，可以稳定地高速旋转，刀具寿命也能够延长。本发明的带断屑槽超硬合金制立铣刀中独特的断屑槽形状的部分，按照与已有的断屑槽形状作对比的方式，通过图14 图22而进行说明。图14是表示本发明的一个实施例的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的整体外观结构图。在本发明的立铣刀中，如图14所示，刀具直径为D，具有刀具外周刃的扭转角为θ的多个外周刃1的立铣刀本体的外周上， 从刀具前端侧2，朝向杆侧3的方向，以规定的间隔配置将切削屑切断的断屑槽34。本发明中，带断屑槽的超硬合金制立铣刀的断屑槽34的具体的剖面形状用图15 至图17进行说明，已有的断屑槽的剖面形状用图18至图22进行说明。图15是从与立铣刀扭转角平行的切剖面观看图14的带断屑槽的外周刃的沿B-B'剖面的放大图，断屑槽槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧的连接部为直线。立铣刀有规定的刀具外周刃的扭转角θ，所以B-B'剖面是从与立铣刀的扭转角平行的剖面而观看的断屑槽与外周刃的剖面。而且，本发明例的图15至图17以及表示已有例的图18、图20至图22的说明中，为了方便起见，将某个断屑槽的刀具杆侧与刀具前端侧上存在的圆弧的半径，在刀具前端侧的圆弧35的圆弧半径称为R1，在刀具杆侧的圆弧36 的圆弧半径称为R2。另外，图15至图22的斜线表示立铣刀的剖面。在本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀中，断屑槽34通过具备部分刀具前端侧的圆弧半径为Rl的圆弧的刀具前端侧的圆弧35以及具备部分刀具杆侧的圆弧半径为R2 的圆弧的刀具杆侧的圆弧36，将外周刃与断屑槽槽沟39相连接。并且，设定该断屑槽34的刀具前端侧的圆弧半径Rl小于该断屑槽34的刀具杆侧的圆弧半径R2。另外，对于断屑槽槽沟的形状，在上述条件的基础上，优选地，断屑槽槽沟39的底部37为凹状，且与刀具杆侧的圆弧半径为R2的圆弧以直线或者凸状曲线在断屑槽槽沟的底端38相连。对于本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀，断屑槽槽沟的底端38与刀具杆侧的圆弧36的连接方法在剖面形状上比较理想的有三种，如图15至图17所示。已经作为代表性描述过的图15，是断屑槽槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧的连接部为直线的例子。图16 是断屑槽槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧的连接部通过朝向断屑槽槽沟呈凸状的曲线而连接的例子。图17是断屑槽槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧的连接部通过朝向上述断屑槽槽沟呈凸状的曲线和直线相组合而连接的例子。另外，通过对作为本发明的其他形状的特征的相位偏移量的优化处理，可进行高速切削。但是以高送进方式进行高效率的的加工时，如果不对断屑槽的形状做进一步的优化，会发生碎裂，并使加工面的精度恶化。这种情况下，作为本发明的更好的方式，如图15至图17所列举的那样，将刀具杆侧的圆弧36与断屑槽槽沟的底端38的连接部以直线40或以朝向断屑槽槽沟呈凸状的曲线41而连接，或者以凸状曲线41与直线40的组合而连接。 由此，可以增强立铣刀的强度，将相位偏移量最优化，即使以与已有相比1.5倍以上的切削速度而进行切削，也不发生碎裂，可以进行稳定的加工。与作为切削刀具的韧性较高的已有的高速工具钢相比较，本发明这样的具有较大脆性材料的超硬合金制立铣刀，在粗加工中为了以已有的1.5倍以上的切削速度而进行加工，在高速刀具钢的情况下所不必要的相位偏移量的优化处理在这里则成为必要的，并且， 为了使通过相位偏移量的优化处理得到的高速加工更加稳定，对断屑槽形状的做更好更苛刻的形状设计成为必要。为此，在本发明中，作为更高速切削的碎裂对策，如何将断屑槽槽沟的底端38与刀具杆侧的圆弧36在剖面形状的连接方法做得更好是本发明的要素。对于本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀，优选地，断屑槽34的刀具前端侧的圆弧半径Rl在0. OlD 0. 03D (D表示刀具直径)的范围内。这是因为在这个范围内，断屑槽34与刀具前端侧2的外周刃1连接的强度能够更充分地确保，可以防止碎裂。刀具前端侧的圆弧半径Rl不足0. OlD时，强度较弱，切削时有发生碎裂的可能性。刀具前端侧的圆弧半径Rl超过0. 03D时，加工面在刀具杆侧上的按压力变大，其结果是，加工面上容易留下条纹线，加工面精度受到影响。另外，优选地，本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的断屑槽34的刀具杆侧的圆弧半径R2在刀具直径D的1. 5 2倍的范围内。由此，断屑槽34与外周刃1连接良好， 断屑槽槽沟39的刀具杆侧3的圆弧的强度能够充分确保，可以防止碎裂，所以可通过高送进而进行高效率的加工。断屑槽34的刀具杆侧的圆弧半径R2不足刀具直径D的1. 5倍的情况下，强度不足。断屑槽4的刀具杆侧的圆弧半径R2超过刀具直径D的2倍的情况下， 切削阻力加大。上述两种情况都有容易发生碎裂的倾向。 最好，本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的断屑槽的深度9在0. OlD 0. 05D 的范围内。断屑槽的深度9不足0. OlD的情况下，一个刃的送进量无法加大。在这种情况下，断屑槽34难以有效地工作，例如，在一个刃的送进量大于断屑槽的深度9的情况下，切削屑会连在一起，使高速送进变得困难。相反，在一个刃的送进量小于断屑槽的深度9的情况下，高速送进将无法进行。另外，在断屑槽的深度9超过0. 05D的情况下，切刃的强度变弱，会引起碎裂。通过设置这个范围内的断屑槽的深度9，可以在更好地将切削屑切断的同时，使切削阻力变小，从而使高效率的加工更加有保障。而且，在图15 图17中，代表性地示出了 3个断屑槽槽沟的轮廓形状，但在本发明中，不论哪种的断屑槽34中，虽然刀具前端侧的圆弧半径Rl小于刀具杆侧的圆弧半径R2 是必须的条件，但每个断屑槽34的刀具前端侧的圆弧半径Rl和刀具杆侧的圆弧半径R2的值没有必要在所有的断屑槽34中都相同。然而，由于在断屑槽槽沟39形成时的研磨加工中一般使用磨石，如果从带断屑槽的超硬合金制立铣刀的制造方面考虑，使用相同的磨石形状而进行研磨，则更为方便，所以，最好为基本上相同的尺寸。专利文献3、专利文献4公开的发明的特征都在于断屑槽的形状，基于上述的发明所述的形状而制作并评价的B的已有的例子4 7，从实施例的表B2中记载的效果栏可知， 显然各自有下述的问题。作为专利文献3中记载的断屑槽的形状，断屑槽34与外周刃部1连接的形状如图19所记载的那样呈尖锐边缘状。虽然断屑槽两端设置大的啮合角，以确保强度，但是对于高效率加工，从耐碎裂性来看，有较大的问题。特别是，如本发明这样，使用断屑槽从以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位而偏移的带断屑槽的超硬合金制立铣刀在高效率的条件下进行切削时，如果如图 19所示已有的断屑槽剖面形状那样带有尖锐边缘状有棱角边缘部分43，则碎裂的可能性变高，加工面上残留条纹线，存在不能得到足够的加工表面粗糙度的问题。另外，专利文献3 中记载这种尖锐边缘状部分可以设置为圆弧(R)，但是最多也只不过是常识范围内的可以设置圆弧的一种构思，正如边缘部分43设置为圆弧半径Rl和刀具杆侧的圆弧设置为圆弧 R2的图20所示，上述设置圆弧的构思的基本形状只停留在与图19类似的形状上。图21是表示专利文献4中记载的断屑槽形状的图。图21的断屑槽的形状中，断屑槽与外周刃部分的连接部为圆弧，其半径小于形成断屑槽槽沟的凹圆弧形状的半径，对于该圆弧的大小，刀具前端侧和刀具杆侧相同。图22是专利文献4所描述的、与图21相同的断屑槽形状图，该圆弧的大小做成刀具杆侧的圆弧半径大于刀具前端侧的圆弧半径。为了达到本发明的目的，实现在维持半精细加工的加工面的粗糙度的同时，达到已有刀具的2倍以上的加工效率(一个刃的送进量、转数)，对于所用的带断屑槽的硬合金制立铣刀，重要的方面在于仅仅以常识程度设置圆弧是不够的，重要的是将断屑槽34与外周刃1相连接的形状，包括刀具前端侧2与刀具杆侧3上的圆弧的大小的相互关系在内，设置为何种形状，及其与断屑槽槽沟39如何连接。在本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀中，对上述刀具前端侧的圆弧半径Rl 和刀具杆侧的圆弧半径R2的最优值，以及刀具前端侧的圆弧半径Rl和刀具杆侧的圆弧半径R2之间的相互关系，以及在为更优选的范围时，断屑槽槽沟的底部37与刀具杆侧的圆弧 36如何连接进行了研讨。其结果，不仅确保了已有的简单的圆弧的一部分的形状所无法获得的半精细加工表面粗糙度的锋利度，而且使断屑槽的耐碎裂性达到了最优，成功地得到了两者兼顾的效果。本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的希望的形状是从刀具杆侧的圆弧朝向断屑槽槽沟的底端，连续地以直线或朝向断屑槽槽沟呈凸状的曲线而连接，或者以上述直线与凸状曲线的组合而连接的形状。通过这种形状，可以显著地提高断屑槽的强度。相对该情况，在作为表示已有的断屑槽形状的剖面例的图21及图22的立铣刀中， 断屑槽槽沟的底部均为圆弧的一部分，由此，刀具前端侧的圆弧35与刀具杆侧的圆弧36均由带有拐点的曲线所形成。这样的形状与本发明相比，断屑槽的强度相对不够高，很难能够像本发明的效果那样，确保获得半精细加工表面粗糙度的锋利度，并适合于断屑槽的耐碎裂性。根据本发明的实施例可知，本发明的断屑槽34的希望的形状以及形状的局部的作用如以下所述。需要确定刀具前端侧的圆弧半径R1，以确保满意的强度及切削效果，维持良好的表面粗糙度。在刀具直径为D时，圆弧半径最好在0. OlD 0. 05D的范围内，特别是最好在0. OlD 0. 03D的范围内。为确保断屑槽的34的耐碎裂性，设置刀具杆侧的圆弧半径R2为刀具前端侧的圆弧半径Rl的1. 1倍 2. 5倍的范围内。刀具杆侧的圆弧半径R2的更为优选的范围是刀具前端侧的圆弧半径Rl的1. 5倍 2. 0倍。但是，这里记载的断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径Rl和刀具杆侧的圆弧半径R2 的效果，以及根据需要而考虑的断屑槽槽沟的形状的效果，并不是可以在带断屑槽的超硬合金制立铣刀单独得到发挥的，只有在满足断屑槽形状整体必要的条件，特别是断屑槽的相位偏移量的优化处理，才可以使远胜已有的高速切削的效果在实用中不发生碎裂这样的放心的状态下，得到满足并发挥。下面，为了比较本发明的相位的偏移量不均一的带断屑槽的超硬合金制立铣刀与已有的没有相位的偏移的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的带断屑槽的外周刃的相位及断屑槽的间距，使用图23 图25而进行说明。图23 图25所示的断屑槽剖面形状是从刀具杆侧的圆弧朝向断屑槽槽沟的底端，连续地以朝向断屑槽槽沟呈凸状的曲线而连接的形状。图23是表示已有的没有相位偏移的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图，图M是表示本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的外周刃的相位和断屑槽的间距的展开图，图25是表示本发明的一个实施例的展开图，其表示邻接的带断屑槽的外周刃中的1组上述带断屑槽的外周刃上没有从以断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的相位的偏移量，而一个刃上有上述偏移量。而且，图23至图25中， 外周刃和断屑槽的交点的位置用圆圈标记表示。如图23所示，已有的立铣刀以图的最上方所示的第1带断屑槽的外周刃作为基准形状外周刃10，将从基准形状外周刃10的外周刃与断屑槽的交点20到下一外周刃与断屑槽的交点20的断屑槽的间距8做4等分作为各自的相位14 (换言之，基准形状外周刃10 的每个1/4间距)，使随后的第2外带断屑槽的外周刃17、第3外带断屑槽的外周刃18以及第4带断屑槽的外周刃19的外周刃与断屑槽的交点20以依次出现的方式等间隔地各自配置带断屑槽的外周刃。这样的配置使带断屑槽的外周刃与断屑槽的交点20的相位14为一定，用立铣刀切削的工件的切削量在各个带断屑槽的外周刃中相同。如果各刃所切削的工件的切削量相同的话，与已有的技术所说明的等分割立铣刀相同，切削加工中引起共振，容易发生颤振。相对该情况，在本发明中，如图对所示，基准形状外周刃10的下一配置的第2带断屑槽的外周刃17和第4带断屑槽的外周刃19的外周刃与断屑槽交点20的位置，从将基准形状外周刃10的断屑槽的间距8做4等分的相位14沿刀具轴向按偏移量15偏离而排列。此外，第2带断屑槽的外周刃17和第4带断屑槽的外周刃19的相位14的偏移量 15按至少一个刃以将基准形状外周刃10的断屑槽的间距8做4等分的各自的相位14为基准，基准形状外周刃10的断屑槽的间距8的不包含0%的5%以下的范围的幅度沿刀具轴
向配置。作为图M的本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的一个例子，基准形状外周刃10的断屑槽的间距8为1mm，将其除以刃数4片后做等间隔排列得到的各自的带断屑槽的外周刃的相位14，其相位的偏移量15，对于第2带断屑槽的外周刃17为断屑槽的间距8 的2%，即0. 02mm,对于第3带断屑槽的外周刃18为0mm，对于第4带断屑槽的外周刃19为断屑槽的间距8的2%，S卩0. 02mm。这里，上述偏移量15以偏移向杆侧3的方向为正，以偏
27移向刀具前端侧2的方向为负。另外，在本发明中，如图25所示，基准形状外周刃10的下一配置的第2带断屑槽的外周刃17的外周刃与断屑槽的交点20的位置，从将基准形状外周刃10的断屑槽的间距 8做4等分得到的相位14沿刀具轴向按偏移量15偏移而排列，邻接的第3带断屑槽的外周刃18和第4带断屑槽的外周刃19的相位14按照没有偏移量的方式排列。此外，基准形状外周刃10以外的带断屑槽的外周刃的相位14的偏移量15，按照至少一个刃以将基准形状外周刃10的断屑槽的间距4做4等分的各自的相位14为基准， 基准形状外周刃10的断屑槽的间距8的不包含0%的5%以下的范围的幅度沿刀具轴向配置。作为只有一个刃有相对于相位14有偏移量15的例子，在以小径立铣刀对刀具做槽切削的情况下，为了确保切屑的排出，刃数大多采用奇数的3片刃，这种情况下，按照专利文献1的规格，相邻的外周刃的相位14的偏移量15全部是不同的，但是如果按照本发明，可使只有一个刃的相位14的偏移量15不同。此外，在刃数是奇数的5片刃的情况下，按照专利文献1的规格，从基准形状外周刃10的相位14的偏移量15也必须有2个种类。但是，本发明中，即使只有一个种类的相对于相位14有偏移量15，也可以在抑制颤振的同时，通过高速切削而实现高效率加工，进行更长寿命的加工。为了实现以断屑槽的相位的偏移量不均等的外周刃而进行高速切削用立铣刀，相位的偏移量的适当确定非常重要，此外，相位偏移量的确定和断屑槽的剖面的形状的最优化，是带断屑槽的超硬合金制立铣刀的实用化所不可欠缺的条件。在本发明的超硬合金制立铣刀中，想要达到比已有立铣刀更大的每单位时间的切削屑排出量时，可对底刃的切口形状进行优化。结合图12、图13将对图1等所示的外周刃为波形状外周刃、且底刃上设有切口的情况下的实施例进行说明。图12是图1的底刃附近的放大图。图12所示的本发明的超硬合金制立铣刀的切口中，设置作为底刃的前倾面的第1切口面51、立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面 52、立铣刀的外周侧上的第3切口面53。图13是表示以与第1切口面相平行的平面切断的切口形状，沿图12的C-C'部分剖面图。另外，图13的斜线部分表示剖面。在图13中，当将第1切口面和第2切口面的交叉部M与和刀具轴线相垂直的平面所成角度为第1切口角55，上述第1切口面和第3切口面的交叉部56与和轴线相垂直的平面所成角度为第2切口角57时，第1切口角55设置在15° 35°、第2切口角57设置在40° 60°，从刀具旋转轴测量的第2切口面和第3切口面的连接部的长度58设置为刀具直径D的5% 20%。这里，所说的连接部的长度58，是指旋转轴中心距第2切口面 52与第3切口面53的连接部的长度。通过图12、图13，对外周刃为波形状外周刃，以及在底刃上设置切口的情况下的实施例进行了说明，但是对于图14所示的外周刃为带断屑槽的外周刃的本发明的超硬合金制立铣刀，也应该对底刃的切口形状进行优化。这种情况下，如图12、图13所示的切口形状，也就是说，切口由多个面构成，设置底刃的前倾面的第1切口面、立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面、立铣刀的外周侧的第3切口面，当将上述第1切口面和第2切口面的交叉部讨与和轴线的相垂直的平面所成角度为第1切口角55，上述第1切口面和第3 切口面的交叉部56与和轴线相垂直的平面所成角度为第2切口角57时，可按照第1切口角55为15° 35°、第2切口角57为40° 60°的方式设置成的形状，构成切口。通过这样的切口的结构，可以使相位偏移的外周刃在加工时不论纵进、横进或者倾斜切削，纵进或倾斜切削时从底刃排出切削屑的处理良好，可以承受横进或倾斜切削时的高速切削，并且可以使颤振达到最小化。通过将第1切口角55设为15° 35°，可确保刀具旋转轴附近的刚性，使切削屑的排出性良好。在第1切口角55小于15°的情况下，刀具旋转轴中心附近的排屑槽变窄， 因此会发生由于切削屑堵塞导致的缺损。另外，第1切口角55超过35°的情况下，会发生因底刃中心附近的刚性不足导致的缺损。此外，通过将第2切口面52和第3切口面53的连接部的长度58设为从刀具旋转轴测量，刀具直径的5% 20%的范围内，确保底刃在刀具旋转轴附近的刚性，使切削屑向外周的槽的排出性良好。第2切口面52和第3切口面53的连接部的长度58为从刀具旋转轴起的不足刀具直径的5%的情况下，由于第3切口面53设在离刀具旋转轴附近处，底刃的刀具旋转轴附近的刚性变低，容易发生在底刃的刀具旋转轴附近的缺损。另外，上述连接部的长度58为从刀具旋转轴起的在刀具直径20%以上的情况下， 由底刃生成的切削屑按压于第2切口面52上的时间变长，高速切削的情况下滞留在第2切口面52，使切削屑排出性变差，容易发生切削屑堵塞，导致底刃的缺损。此外，将第2切口角57设为40° 60°这一点是研究纵进切削及倾斜切削时由底刃生成的切削屑的排出性之后得到的结果。第2切口角57不足40°的情况下，按压于第 2切口面52上的切削屑很难沿着第3切口面53而流向外周的刃槽，甩向刀具的外侧。特别是对于纵进加工，刀具的外侧完全是加工孔的壁面，另外，倾斜加工中也有一部分是已经加工好的壁面，这样使切削屑向刀具外侧排出变得困难。由此，第2切口角57不足40°的情况下，从底刃排出的切削屑向外周的槽的流动变差，容易发生切削屑堵塞。另外，第2切口角57超过60°的情况下，切削屑排出用的排屑槽变大，由底刃生成的切削屑容易流向外周的刃槽，虽然切削屑的排出没有问题，但是由于刀具前端附近的刚性变弱，因而容易发生缺损。通过上述这样的第1切口角55和第2切口角57的最优范围内的设定，进行纵进切削及倾斜切削时的由底刃生成的切削屑的排出性良好。这时，由于由底刃生成的切削屑的排出性不受外周刃的形状所影响，无论外周刃为波形状外周刃还是带断屑槽的外周刃的情况下，都可以得到同样的效果。特别是为了对切削容易不稳定的倾斜切削通过高速切削而进行高效率的稳定加工，有必要对切削屑的排出性和刀具刚性两者兼顾。如果重视切削屑的排出性，则刀具刚性劣化，缺损和折损等容易发生。另外，如果重视刀具刚性，则切削屑的排出性变差，缺损和折损等容易发生。本发明之中，底刃带有切口的刃型为重视切削屑的排出性和立铣刀的刚性的刃型，通过使外周刃的波形状和断屑槽为最佳排列，可以抑制颤振，因此不容易发生缺损和折损等，可以进行稳定的高效率的倾斜切削。如果是已有的立铣刀，倾斜角度最大也只能以5°左右进行倾斜切削，如果是本发明的超硬合金制立铣刀，则可进行20°以上的倾斜切削。
图27是表示本发明所述立铣刀的一个实施例的结构示意图，其切刃部以可拆装的形式固定在刀具保持部上。通过将超硬合金制的切刃部四设为可以从刀具固定部分离的可拆装式，切刃因切削加工磨耗的情况下，只要更换切刃刃部四即可，因此可以降低使用成本。刀具保持部30的材质也可以是与切刃部四相同的超硬合金，但是刀具保持部30 的材质使用SCM440，SKD61等的合金钢，可以抑制制造成本。图观是表示将使用已有的立铣刀而进行切挖加工的场合和用本发明例进行切挖加工的场合的比较的流程的图。用已有的方法而进行槽形状的切挖加工的情况下，首先用钻头进行孔加工。随后更换刀具、进行调整，接着通过立铣刀而进行扩展加工。如果使用本发明的新形状的立铣刀，与已有的立铣刀相比，能够进行倾斜角20°以上的高效率的倾斜切削的加工，由此无需更换刀具，即可进行槽加工。根据本发明的切削加工方法，可以用一个立铣刀进行纵进切削、倾斜切削以及横进切削的组合加工，因此可以减少调整的工时，大幅度缩短步骤。下面针对适用于本发明覆盖硬质表面膜的立铣刀的代表性硬质表面膜的种类进行说明。本发明具有作为立铣刀的形状是新的形状，所以仅以此就可以发挥比已有的立铣刀更加高速化的效果，通过覆盖硬质表面膜，可以如实施例所示那样，进一步提高其性能。 对于硬质表面膜，如重视耐氧化性的话，可以选择TiN系的表面膜；如重视耐磨耗性的话， 可以选择TiCN系的表面膜。但是，本发明的立铣刀的使用环境是以刃尖温度上升到800°C 以上为条件的，这种情况下，与上述TiN和TiCN相比，选择根据其氧化开始温度被评价为耐氧化性好和硬度特性出色的TiAlN系的硬质表面膜为好。图沈是覆盖有硬质表面膜的本发明的超硬合金立铣刀的图1中的外周刃A-A'剖面的放大图，图26(a)表示波形状外周刃的放大图，图^(b)表示使用带断屑槽的外周刃时的断屑槽的外周刃的放大图。图26(a)所示的波形状外周刃上覆盖了硬质表面膜31。另外，图^Ub)所示带断屑槽的外周刃上同样也覆盖有硬质表面膜31。通过如图沈仏)、(b) 所示那样在外周刃上覆盖硬质表面膜，可进一步提高其性能。对于硬质表面膜，如重视耐氧化性的话，可以选择TiN系的表面膜；如重视耐磨耗性的话，可以选择TiCN系的表面膜。但是，本发明的立铣刀的使用环境是以刃尖温度上升到800°C以上为条件的，这种情况下，与上述TiN和TiCN相比，选择根据其氧化开始温度被评价为耐氧化性好和硬度特性出色的TiAlN系的硬质表面膜为好。图四表示由硬质表面膜的最上层以及硬质表面膜的最下层构成的硬质表面膜层结构的一例，该硬质表面膜层结构适用于本发明的硬质表面膜覆盖立铣刀。图四中的下侧为基材66，基材66上覆盖有由硬质表面膜的最下层62和硬质表面膜的最上层61共两层组成的硬质表面膜。图30表示从硬质表面膜的最上层到硬质表面膜的最下层之间，基本上由最下层的组成和最上层的组成经1次以上反复叠置而成的复合层构成的硬质表面膜层结构的一例，该硬质表面膜层结构适用于本发明的硬质表面膜覆盖立铣刀。图30中的下层为基材 66，基材66上覆盖由硬质表面膜的最下层62、与硬质表面膜的最上层有相同组成的表面膜 64、与硬质表面膜的最下层有相同组成的表面膜63、硬质表面膜的最上层31共四层组成的硬质表面膜。也可以用与硬质表面膜的最上层有相同组成的表面膜34以及与硬质表面膜的最下层有相同组成的表面膜33交替地多次反复叠置而构成复合层。
图31是表示由硬质表面膜的最上层、硬质表面膜的最下层以及中间层构成的适用于本发明的硬质表面膜覆盖立铣刀的硬质表面膜的层结构的一例的图。图31中的下层为基材66，基材66上覆盖有由硬质表面膜的最下层62、中间层65、硬质表面膜的最上层61 共三层组成的硬质表面膜。对于TiAlN系的硬质表面膜，通过Ti与Al的组成比，可以控制氧化开始温度，在刃尖温度为800°C乃至900°C前后的条件下，增加Al的添加量，最好，仅按金属原子比，Al对于Ti的比设为50-70%。所谓的TiAlN系虽然是指氮化物，但是作为Ti和Al之外的非金属元素，不限于单独是氮，以Ti和Al为主成分的化合物也可以是氮化物、碳氮化物(例如 (TiAl)CN)、氮氧化合物(例如(TiAl)ON)、氧碳氮化物(例如(TiAl)CON)。下面，这些化合物总称为氮系TiAl化合物。通过覆盖下述的硬质表面膜，带断屑槽的外周刃立铣刀可以实现更加稳定的切削加工和延长寿命作为硬质表面膜的层结构是由从与立铣刀的带断屑槽的外周刃的表面相接的硬质表面膜的最下层，到硬质表面膜的最上层的基本上由最下层的组成和最上层的组成经1 次以上的反复叠置而构成的复合层构成，或者由在上述最下层和最上层之间含有一层以上中间层的复合层构成，表面膜的最下层的组成是含有作为金属元素主成分Ti和Al的该金属元素的氮化物、碳氮化物、氮氧化合物、氧碳氮化物中的任何一种，表面膜的最上层的组成含有Si。更加具体的化合物最好是由含有作为金属元素主成分Ti和Si的该金属元素的氮化物、碳氮化物、氮氧化合物、氧碳氮化物中的任何一种构成的结构。在含有Si的最上层用的硬质表面膜中，最适合的硬质表面膜的成分系是TiSi的氮化物，以Si含量按原子比计为5 30%，其余为Ti所构成的氮化物为好。另外，使用Si 含量以原子比为1 15%，其余为选自Ti和/或Cr、Al所构成的TiAlSi的氮化物、AlCrSi 的氮化物，均可以发挥出使本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的性能大大改善的效^ ο此外，选自TiSi的氮化物、TiAlSi的氮化物、AlCrSi的氮化物的叠置膜，显示出更出色的耐久性。这些硬质表面膜与选自TiN、CrN, TiAlN, AlCrN等中的一种以上的表面膜叠置，也同样地提高本发明的超硬合金制带断屑槽的立铣刀的切削性能。从提高耐久性的观点来看，上述作为具体的组成而列举的硬质表面膜的制造方法优选为气相淀积法。电弧放电式离子电镀法、喷镀法中的任一种均可以使用。这类硬质表面膜也可适用于带断屑槽的超硬合金制的立铣刀的外周刃。其他所希望的硬质表面膜的形式是硬质表面膜由与本发明的波形状外周刃或者带断屑槽的超硬合金制立铣刀的带断屑槽的外周刃的表面相接的硬质表面膜的最下层，到硬质表面膜的最上层，基本上是由最下层的组成和最上层的组成经1次以上的反复叠置而成的复合层所组成，或者是由在上述最下层和最上层之间含有一层以上中间层的复合层所构成，上述表面膜的最下层的组成是选自Al、Cr、Ti、Si中一种以上金属元素的氮化物，中间层是选自Al、Cr、Ti、Si中一种以上的金属元素与选自N、B、C、0中一种以上的元素的化合物，表面膜的最上层是选自Ti、Si中一种以上的金属元素与选自N、S、C、B中一种以上的元素的化合物。
这种情况下，最好构成在上述氮系TiAl化合物上叠置作为最上层表面膜的氮系 TiSi化合物的表面膜结构，或者将各自为一层以上的氮系TiAl化合物与氮系TiSi化合物交替叠置，构成氮系TiAl化合物直接在立铣刀的基材上面，硬质表面膜最上层为氮系TiSi 化合物的结构。如果例举上述氮系TiSi化合物，可以举出Ti和Si为主成分的化合物，例如TiSiN 等的氮化物、(TiSi) CN等的碳氮化物、(TiSi) ON等的氮氧化合物、(TiSi) CON等的氧碳氮化物等。以下，这些化合物总称为氮系TiSi化合物。在上述氮系TiAl化合物和氮系TiSi化合物之间，也可以主要从表面膜的相互的密合性考虑而加入中间层，进行叠置。作为中间层的种类，与氮系TiAl化合物类似的表面膜，还有与氮系TiSi化合物类似的表面膜比较适合，前者中微量添加B、Si、Cr、Nb、V、Hf的氮系TiAl化合物，后者中微量添加B、Al、Cr、NB、V、Hf的氮系TiSi化合物优选为中间层表面膜。根据上述那样叠置的表面膜结构，本发明所使用的硬质表面膜由直接在外周刃的基材表面上叠置的最下层和最上层的复合层构成，或者由在上述最下层和最上层之间包含一层以上交替叠置的层或中间层的复合层构成，上述最上层与上述最下层相比，是耐氧化性和耐磨耗性相对较强的硬质表面膜。此外，作为适用于本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的硬质表面膜，推荐以下的表面膜。该膜为以氮系TiAl化合物为主体的多层硬质表面膜，是上述化合物中的主要金属元素Ti和Al的比率有变化的多层化硬质表面膜。更具体地说，上述推荐的表面膜是以下所述的多层硬质表面膜，其中，上述定义的氮系TiAl化合物用(TixAlhN)来表示时，最下层的表面膜和最上层表面膜都由(TixAlhN) 的组成构成，对于Ti和Al的比率，最下层表面膜是富钛的组成，即其中0. 5 < χ < 1，最上层表面膜是富铝的组成，即其中0 < χ < 0. 5。多层硬质表面膜中，最下层表面膜和最上层的组成以数纳米到数十纳米的厚度周期性地叠置，也可以在上述最下层的表面膜和最上层的表面膜的组成之间将TiN作为中间层，或者将金属元素Al或Ti的一部分以Cr或Si置换的氮系TiAl化合物中间层进行叠置。 无论在哪种场合，最下层膜必须富含钛，最上层表面膜必须富含铝。在任何的场合，最好，硬质表面膜的膜厚均在2 10 μ m的范围内。下面，对于本发明的带断屑槽的超硬合金制立铣刀用硬质表面膜进行覆盖的方法，给出若干的示例，但是只要能够得到上面记载的硬质表面膜即可，不一定要限定于下面的覆膜方法。另外，虽然覆膜方法并不是特别限定的，但是必须考虑确保带断屑槽的超硬合金制立铣刀上的表面膜的密合性，以及从最下层到最上层的表面膜内的匹配性。如果还考虑到刀具的疲劳强度，可以在相对较低的温度下覆膜，优选表面膜上残留有压缩应力的电弧放电式离子电镀法，或者喷镀法等物理的气相淀积法。这种情况下，对带断屑槽的超硬合金制立铣刀施加偏压电压。以电弧放电式离子电镀法的具体实施条件为例，在制作最下层为氮系TiAl化合物(例如(TiAl)N, (TiAl)CN, (TiAlCr)N等)，最上层为氮系TiSi化合物(例如(TiSi) N，(TiSi)CN, (TiSiCr)N等)系的表面膜的情况下，具体的条件是将要覆膜的带断屑槽的超硬合金制立铣刀的温度设为约400°C，反应气体压力约为3. OPa，施加的偏压电压为-IOV -100V范围内比较低的值，这样，使得从最下层到最上层之间的各层界面上的晶格匹配性好，同时得到密合性良好的表面膜。最下层的表面膜和最上层的表面膜的组成为不同的情况下，将气相淀积目标设为不同的组成，有中间层的情况，优选同时操作上述组成的不同的目标而进行覆膜。由此，能够将硬质表面膜中间层的组成控制在最下层的表面膜与最上层的表面膜的之间的中间性组成而进行叠置，也容易使组成中的特定成分递增和递减。本发明的超硬合金制的立铣刀，以粗加工或半精细加工中的高效率、高速加工为前提，因此硬质表面膜的良好密合性是防止表面膜剥落等突发性事故所必须的特性，为达到这个目的，采用本方法使中间层的晶格达到充分的匹配是有效的。作为本发明的最佳的实施方式，采用本发明最佳外周刃形状的波形状外周刃，或者带断屑槽的外周刃，其相位偏移量设为不均一的值，在切削屑的排出成问题的情况下，特别推荐使用前面所述的形成有切口形状的超硬合金制立铣刀。在普通的切削条件下，推荐应用前面所述的硬质表面膜。实施例下面，通过下述的实施例对本发明进行详细说明，但是本发明并不限于这些实施例。实施例以不同的目的的5个组构成，各自称为A实施例、B实施例、C实施例、D实施例、和E实施例。具体为以下各组。A实施例确认本发明的立铣刀外周刃的最适合形状的实施例(A实施例1至A实施例6)B实施例将本发明的断屑槽的形状最优化的实施例(B实施例1至B实施例2)C实施例确认最适合于本发明的切口形状的实施例(C实施例1至C实施例4)D实施例确认最适合于本发明的表面处理的实施例(D实施例1至D实施例6)E实施例确认本发明的切削方法的实施例(E实施例1)下面的表和说明所示的各个实施例中，对每组实施例按照本发明例、已有例、比较例来区分表示，在四个组的实施例范围内的试样，按每个本发明例、已有例、比较例以连续的号码来编号。由此，表中所示的各个组的试样编号，例如，读为“A本发明例1”或“A比较例1”。(A 实施例 1)A实施例1是特别为了确认波形状外周刃的最适合的相位偏移量而进行的实施例。作为A本发明例1，制作下述规格的立铣刀以第1刃作为基准形状外周刃，设定将基准形状外周刃的波形间距4等分的各自的波形状外周刃的相位的偏移量，对于第2波形状外周刃，设为波形间距的1%，即0. Olmm ；对于第3波形状外周刃，设为波形间距的0%，即 0mm，对于第4波形状外周刃，设为波形间距的1%，8口 0.01mm。作为A本发明例2，制作下述规格的立铣刀以第1刃作为基准形状外周刃，设定各个波形状外周刃的相位的上述偏移量，对于第2波形状外周刃，设为波形间距的2%，即 0. 02mm,对于第3波形状外周刃，设为波形间距的0%，即0mm，对于第4波形状外周刃，设为波形间距的2%，即0. 02mm。作为A本发明例3，制作下述规格的立铣刀以第1刃作为基准形状外周刃，设定各个波形状外周刃的相位的上述偏移量，对于第2波形状外周刃，设为波形间距的2%，即 0. 02mm，对于第3波形状外周刃，设为波形间距的3%，即0. 03mm，对于第4波形状外周刃， 设为波形间距的2%，即0. 02mm。作为A本发明例4，制作下述规格的立铣刀以第1刃作为基准形状外周刃，设定各个波形状外周刃的相位的上述偏移量，对于第2波形状外周刃，设为波形间距的5%，即 0. 05mm，对于第3波形状外周刃，设为波形间距的3%，即0. 03mm，对于第4波形状外周刃， 设为波形间距的4%，S卩0. 04mm。作为A本发明例5，制作下述规格的立铣刀以第1刃作为基准形状外周刃，设定各个波形状外周刃的相位的上述偏移量，对于第2波形状外周刃，设为波形间距的2%，即 0. 02mm,对于第3波形状外周刃，设为波形间距的0%，即0mm，对于第4波形状外周刃，设为波形间距的0%，即0謹。作为A比较例1，制作下述规格的立铣刀以第1刃作为基准形状外周刃，设定各个波形状外周刃的相位的偏移量，对于第2波形状外周刃，设为波形间距的6%，即0. 06mm, 对于第3波形状外周刃，设为波形间距的0%，即0mm，对于第4波形状外周刃，设为波形间距的 6%，即 0. 06mm。作为A已有例1，制作相位为恒定的波形状外周刃立铣刀，其中，每隔1/4基准形状外周刃的波形间距的各个波形状外周刃的相位没有偏移量，即偏移量为波形间距的0%。作为A已有例2采用不等分割，制作各刃的分割角为95°、85°、95°、85°，各刃的上述相位没有偏移量，即偏移量为波形间距的0%的相位恒定的立铣刀。作为A已有例3，按照专利文献1介绍的相位的偏移量的相同比率计算，制作以第 1刃作为基准形状外周刃的立铣刀，其中各个波形状外周刃的相位的上述偏移量设定如下 对于第2波形状外周刃，设为波形间距的6%，即0. 06mm,对于第3波形状外周刃，设为波形间距的0%，SP 0mm，对于第4波形状外周刃，设为波形间距的2%，0. 02mm。另夕卜，A本发明例1 5、A比较例1、A已有例1及3中各刃的分割角为等分割。作为A实施例1使用上述9种的立铣刀，将硬度HRC40的高温模用钢SKD61作为工件进行切削。切削条件为转数6000转/min (切削速度150m/min)、送进速度为1600mm/ min(l刃送进量0. 06mm)，轴向切入量为4mm，径向切入量为4mm，进行寿命测试。作为评价， 每5M观察一次外周刃，切削进行到50m没有缺损及碎裂的情况作为良好，测量当时的磨耗幅度。另外，在切削至50m时观察到外周刃发生缺损及碎裂的场合，以该时点结束，记录切削长度。其结果如表Al所示。
权利要求
1.一种超硬合金制立铣刀，其包括沿刀具的外周刃的径向凸部与凹部反复交替的多个波形状的外周刃，以及沿刀具的外周刃的径向具有切断切削屑的多个断屑槽的外周刃中选出的任意一个外周刃，其特征在于，当以某个外周刃作为基准形状外周刃时，其他的至少一个刃的外周刃相位沿刀具轴向的偏移量，从以上述外周刃的波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述间距的不包含0%的 5%以下的幅度沿刀具轴向偏移。
2.根据权利要求1所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述偏移量从以上述外周刃的波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述间距的至3%的幅度沿刀具轴向偏移。
3.根据权利要求1所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，具有3片以上的上述外周刃，相邻的各个外周刃中至少有一组上述外周刃，没有以上述外周刃的从波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位的偏移量，其他组的上述外周刃的相位的偏移量互不均等。
4.根据权利要求1所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述外周刃具有多个断屑槽，从与立铣刀的扭转角平行的剖面观看上述断屑槽和上述外周刃时，各个上述断屑槽的两端通过圆弧平滑地与上述断屑槽邻接的外周刃相连，各个上述断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径小于上述断屑槽的刀具杆侧的圆弧半径。
5.根据权利要求4所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述断屑槽的槽沟的底端与刀具杆侧的圆弧通过直线或者朝向断屑槽槽沟呈凸状的曲线相连接，或者通过上述直线与上述朝向断屑槽槽沟呈凸状的曲线的组合相连接。
6.根据权利要求4所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，当带断屑槽的超硬合金制立铣刀的刀具直径为D时，断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径为0. OlD 0. 03D，断屑槽的刀具杆侧的圆弧半径为断屑槽的刀具前端侧的圆弧半径的1. 5倍 2倍，断屑槽的深度为 0. OlD 0. 05D。
7.根据权利要1 6中的任意一项所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述超硬合金制立铣刀具有多个上述外周刃、底刃、由多个切口面构成的切口，上述多个切口面具有作为底刃的前倾面的第1切口面、设在立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面、以及设在立铣刀的外周侧的第3切口面，当将上述第1切口面和第2切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第1切口角，上述第1切口面和第3切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第2切口角时，第1切口角设置在15° 35°，第2切口角设置在40° 60°，第2切口面和第3切口面的连接部的长度为从刀具旋转轴起的刀具直径的5% 20%。
8.根据权利要求1 6中的任何一项所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述立铣刀为对被切削对象材料为构造用钢、构造用合金钢、低温模用钢、高温模用钢、不锈钢、钛合金以及及超耐热合金的工件进行切削的刀具。
9.根据权利要求1 6中的任何一项所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，在上述波形状外周刃上覆盖硬质表面膜。
10.根据权利要求9所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述硬质表面膜，由接触外周刃表面侧的硬质表面膜的最下层和硬质表面膜的最上层构成，或者基本上是由上述最下层的组成和上述最上层的组成的反复叠置而成的复合层构成，或者由上述最下层和上述最上层之间最少含有一层以上中间层的复合层而构成，上述最上层的耐氧化性和耐磨耗性优于上述最下层。
11.根据权利要求10所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，根据权利要求16所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述硬质表面膜的最下层的组成由包含作为金属元素主成分的Ti和Al的该金属元素的氮化物、碳氮化物、氧氮化物、氧碳氮化物中的任意一种构成，硬质表面膜的最上层的组成由包含作为金属元素主成分的Ti和Si的该金属元素的氮化物、碳氮化物、氧氮化物、氧碳氮化物中的任意一种构成。
12.根据权利要求10所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，述硬质表面膜的最下层的组成由金属元素为选自Al、Cr、Ti、Si之中一种以上的金属元素氮化物构成，中间层由选自Al、Cr、Ti、Si之中一种以上的金属元素与选自N、B、C、0之中一种以上的元素的化合物构成，硬质表面膜的最上层由金属元素为选自Ti、Si之中一种以上的金属元素和选自N、S、 C、B中一种以上的元素的化合物构成。
13.根据权利要求10所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，当将上述硬质表面膜的氮系TiAl化合物以(TixAU)来表示时，则形成下述的多层硬质表面膜，其中，最下层的硬质表面膜和最上层的硬质表面膜均由(TixAlhN)的组成构成，对于Ti和Al的比例，最下层的硬质表面膜是富含钛的(TixAlhN)，其中0. 5 < χ < 1，最上层的硬质表面膜是富含铝的 (TixAlhN),其中 0 彡 χ < 0. 5。
14.根据权利要求1 6中的任何一项所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述超硬合金制立铣刀是以构造用钢、构造用合金钢、低温模用钢、高温模用钢、不锈钢、钛合金及超耐热合金作为被切削对象材料进行切削的刀具，具有多个上述外周刃、底刃、由多个切口面构成的切口，上述多个切口面具有作为底刃的前倾面的第1切口面、设在立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面、以及设在立铣刀的外周侧的第3切口面，当将上述第1切口面和第2切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第1切口角、上述第1 切口面和第3切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第2切口角时，第 1切口角设置在15° 35°、第2切口角设置在40° 60°，第2切口面和第3切口面的连接部的长度为从刀具旋转轴起的刀具直径的5% 20%。
15.根据权利要求1 6中的任何一项所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述超硬合金制立铣刀具有多个上述外周刃、底刃、由多个切口面构成的切口，上述多个切口面具有作为底刃的前倾面的第1切口面、设在立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面、以及设在立铣刀的外周侧的第3切口面，当将上述第1切口面和第2切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第1切口角，上述第1切口面和第3切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第2切口角时，第1切口角设置在15° 35°，第2 切口角设置在40° 60°，第2切口面和第3切口面的连接部的长度为从刀具旋转轴起的刀具直径的5% 20%，在上述波形状外周刃上覆盖硬质表面膜。
16.根据权利要求15所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述硬质表面膜，由接触外周刃表面侧的硬质表面膜的最下层和硬质表面膜的最上层构成，或者基本上是由上述最下层的组成和上述最上层的组成的反复叠置而成的复合层构成，或者由上述最下层和上述最上层之间最少含有一层以上中间层的复合层构成，上述最上层的耐氧化性和耐磨耗性优于上述最下层。
17.根据权利要求16所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述硬质表面膜的最下层的组成由包含作为金属元素主成分的Ti和Al的该金属元素的氮化物、碳氮化物、氧氮化物、氧碳氮化物中的任意一种构成，硬质表面膜的最上层的组成由包含作为金属元素主成分的Ti和Si的该金属元素的氮化物、碳氮化物、氧氮化物、氧碳氮化物中的任意一种构成。
18.根据权利要求16所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，上述硬质表面膜的最下层的组成由金属元素为选自Al、Cr、Ti、Si之中一种以上的金属元素氮化物构成，中间层由选自Al、Cr、Ti、Si之中一种以上的金属元素与选自N、B、C、0之中一种以上的元素的化合物构成，硬质表面膜的最上层由金属元素为选自Ti、Si之中一种以上的金属元素和选自N、 S、C、B中一种以上的元素的化合物构成。
19.根据权利要求16所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于，当将上述硬质表面膜的氮系TiAl化合物以(TixAU)来表示时，则形成下述的多层硬质表面膜，其中，最下层的硬质表面膜和最上层的硬质表面膜均由(TixAlhN)的组成构成，对于Ti和Al的比例，最下层的硬质表面膜是富含钛的(TixAlhN)，其中0. 5 < χ < 1，最上层的硬质表面膜是富含铝的 (TixAlhN),其中 0 彡 χ < 0. 5。
20.根据权利要求15所述的超硬脂合金制立铣刀，其特征在于，刀具保持部和以超硬合金制形成的切刃部可以自由地拆装。
21.根据权利要求1 6中的任何一项所述的超硬合金制立铣刀，其特征在于刀具保持部和以超硬合金制形成的切刃部可以自由地拆装。
22.一种超硬合金制立铣刀，其包括沿刀具的外周刃的径向凸部与凹部反复交替的多个的波形状的外周刃，以及沿刀具的外周刃的径向具有切断切削屑的多个断屑槽的外周刃中选出的任意一个者的外周刃，该立铣刀具有多个上述外周刃、底刃、由多个切口面构成的切口，其特征在于，上述多个切口面具有作为底刃的前倾面的第1切口面、设在立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面、以及设在立铣刀的外周侧的第3切口面，当将上述第1切口面和第2切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第1切口角、上述第1 切口面和第3切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第2切口角时，第 1切口角设置在15° 35°，第2切口角设置在40° 60°，第2切口面和第3切口面的连接部的长度在从刀具旋转轴起的刀具直径的5% 20%。
23.一种切削加工方法，其特征在于，使用下述的超硬合金制立铣刀，连续地进行纵进切削、横进切削以及倾斜切削中所选的至少两种以上的切削，该立铣刀包括沿刀具的外周刃的径向凸部与凹部反复交替的多个的波形状的外周刃，以及沿刀具的外周刃的径向具有切断切削屑的多个断屑槽的多个外周刃中选出的任意一个外周刃，该立铣刀具有多个上述外周刃、底刃、由多个切口面构成的切口，上述外周刃上覆盖硬质表面膜；其特征在于，上述多个切口面具有作为底刃的前倾面的第1切口面、设在立铣刀的刀具轴的旋转中心侧的第2切口面、以及设在立铣刀的外周侧的第3切口面，当将上述第1切口面和第2切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第1切口角，上述第1 切口面和第3切口面的交叉部与和刀具轴线相垂直的平面所成角度作为第2切口角时，第 1切口角设置在15° 35°，第2切口角设置在40° 60°，第2切口面和第3切口面的连接部的长度为从刀具旋转轴起的刀具直径的5% 20% ；在上述外周刃中，当以某个外周刃作为基准形状外周刃时，其他的至少一个刃的外周刃相位沿刀具轴向的偏移量，从以上述外周刃的波形或者断屑槽的间距除以刃数的值做等间隔排列的上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述间距的不包含0%的5%以下的幅度沿刀具轴向偏移。
全文摘要
本发明公开在模具加工或零件加工的高效率加工中进行稳定切削的同时，包含制造成本在内可以容易地进行刀具制造或刀具的再研磨，以及通过对切削阻力进行充分的分散而抑制颤振，使容许的转数可以高速设定的长寿命的超硬合金制立铣刀，以及使用这种立铣刀的切削加工方法。特征在于当以某个波形状外周刃或者断屑槽形状外周刃作为基准形状外周刃时，其他的至少一个刃的波形状外周刃或者断屑槽形状外周刃的相位沿刀具轴向的偏移量，从上述基准形状外周刃的各自的相位，按上述波形间距或断屑槽间距的不包含0％的5％以下的幅度沿刀具轴向偏移而设置的超硬合金制立铣刀以及连续地进行纵进切削、横进切削以及倾斜切削中所选的至少两种以上的切削的切削加工方法。
文档编号B23C5/10GK102365145SQ201080012698
公开日2012年2月29日 申请日期2010年4月21日 优先权日2009年5月25日
发明者前田胜俊, 韩刚 申请人:日立工具股份有限公司