本发明涉及一种安装有适合于工件侧面精加工的切削加工用刀片的可转位刀片式旋转切削工具及刀片。
本申请基于2015年11月16日在日本申请的专利申请2015-223958号要求优先权，并且在此援引其内容。
背景技术：
一直以来，在对模具等工件的成为加工基准面的底面或与水平面垂直的侧面进行精加工时使用直角型的整体式立铣刀。然而，在工具悬伸量较长(l/d为4以上)的加工中，因工具的歪斜而难以得到加工精度。此外，在上述“l/d”中，l值为工具的旋转中心轴线方向的长度，d值为工具切削刃的旋转轨迹的直径。
另外，对于整体式立铣刀而言，例如在外径为φ10mm以上的尺寸下工具自身价格也为非常高，因此在工具悬伸量较长(l/d为4以上)的加工中，使用可转位刀片式圆弧头立铣刀。为了得到加工精度，需要抑制高频振颤的发生，并且需要以降低切削条件的方式进行加工，使得切削刃不会发生崩刀或缺损。此外，上述“降低切削条件”例如为将切削深度或进给量等的切削条件控制为低值。
为此，针对可转位刀片式圆弧头立铣刀的切削刃形状提出各种提案。
在专利文献1(日本专利公开平8-281513号公报)中记载有可转位刀片式立铣刀，该可转位刀片式立铣刀能够通过工具主体前端部的v字状的狭缝来安装自如地夹持刀片，该可转位刀片式立铣刀的切削刃刀片具备：外周刃，起源于工具主体的前端顶角且沿轴线方向形成；底刃，设置为与外周刃大致垂直；和刀头圆弧半径刃，由在底刃角部与外周刃和底刃相切的大致1/4圆弧形成，该底刃的中心槽角设定为30～45°，该切削刃刀片具备与外周刃平行且宽度为0.1～1mm的未划开部(未ギャッシュ部)。
在专利文献2(日本专利第5744235号公报)中记载有如下的圆弧头立铣刀：在该圆弧头立铣刀中形成有存在于工具主体的前端部的底切削刃和存在于工具主体的外周的外周切削刃，通过刀头圆弧半径切削刃来连结底切削刃和外周切削刃，在外周切削刃的前刀面的后方设置有排屑槽，而且该圆弧头立铣刀形成有与刀头圆弧半径切削刃相邻的角部中心槽。并且，在专利文献2中记载有如下的内容：角部中心槽的边缘的一部分被设置在除刀头圆弧半径切削刃与底切削刃之间的边界以及刀头圆弧半径切削刃与外周切削刃之间的边界以外的刀头圆弧半径切削刃上，与角部中心槽相切的底切削刃侧的端部的轴向刃倾角被设定为5～20°。
在专利文献3(日本专利第5267556号)所记载的圆弧头立铣刀中，设置于立铣刀主体的前端部外周的排屑槽或设置于该排屑槽的前端部的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面为前刀面，该前刀面的前端侧为底切削刃，外周侧为外周切削刃，连结底切削刃和外周切削刃的刀头圆弧刃包括凸圆弧状的刀头圆弧刃，刀头圆弧刃具有正的切削刃倾角，位于前刀面的边棱部侧的切削刃随着从底刃侧朝向外周刃侧而朝向立铣刀旋转方向后方侧倾斜，并且刀头圆弧刃被形成为朝向立铣刀旋转方向后方侧的倾斜度随着从刀头圆弧刃朝向该刀片圆弧刃所呈的凸圆弧的中心而逐渐变大的螺旋面状。
在专利文献4(日本专利公开2011-20192号)中记载有如下的整体式螺旋刃圆弧头立铣刀：底刃的前刀面的前角为负的角度，并且刀头圆弧半径的前刀面以及外周切削刃的前刀面的前角也为负的角度。
专利文献1：日本专利公开平8-281513号公报
专利文献2：日本专利第5744235号公报
专利文献3：日本专利第5267556号公报
专利文献4：日本专利公开2011-20192号公报
在专利文献1中记载有可转位立铣刀，其特征在于，在刀架主体的前端部设置有沿轴线方向延伸的狭缝，并且设置有切削刃刀片，在从狭缝突出的前端缘具有切削刃的刀片被夹持在狭缝中，该切削刃刀片具有一对外周刃、一对底刃和一对刀头圆弧半径刃，该外周刃起源于切削刃刀片的前端顶角且沿轴线方向设置，该底刃从外周刃所起源的顶角开始在包含轴中心的对角线上设置为与外周刃大致垂直，该刀头圆弧半径刃由在底刃角部与外周刃和底刃相切的大致1/4圆弧形成。
然而，对于专利文献1的立铣刀而言，在提高工件侧面精加工中的外周切削刃的切入以及延长底面精加工中的工具寿命方面具有改善的余地。
在专利文献2中讨论及记载了在刀头圆弧半径刃中设置有角部中心槽的切削刃形状，在外周切削刃附近的刀头圆弧半径切削刃中，抑制在刀头圆弧半径切削刃与外周切削刃之间的连结点上产生台阶或角的情况，并且通过提高锋利度来提高横向进给加工能力。另外，在专利文献2中记载有如下的内容：由于底刃附近的轴向刃倾角较小，前刀面无台阶，并且不会妨碍切屑的流出，因此能够使加工面的表面粗糙度光滑。
然而，对于专利文献2的立铣刀而言，在工件侧面精加工中的外周切削刃的切入以及底面精加工中的工具寿命方面具有改善的余地。
在专利文献3中讨论及记载了圆弧头立铣刀的切削刃形状，其对从底刃侧与外周切削刃侧连结的刀头圆弧半径切削刃，通过抑制沿刀头圆弧半径切削刃的直角前角的大幅变化，并且进一步通过抑制切削刃倾角的变化以确保排屑性来发挥稳定的切削性能。
然而，对于专利文献3的立铣刀而言，在提高工件侧面精加工中的外周切削刃的切入以及延长底面精加工中的工具寿命方面具有改善的余地。
在专利文献4中记载有整体式螺旋刃圆弧头立铣刀，其通过将底刃的前刀面的前角设为负的角度，并且进一步将刀头圆弧半径的前刀面和外周切削刃的前刀面的前角也设为负的角度，提高底刃的耐缺损性的同时还提高排屑性，从而提高工具的耐久性。
然而，对于专利文献4的立铣刀而言，在工件侧面精加工中的外周切削刃的切入以及底面精加工中的工具寿命方面具有改善的余地。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种可转位刀片式旋转切削工具及刀片，该可转位刀片式旋转切削工具及刀片在对模具等工件的成为加工基准面的底面或与水平面垂直的侧面进行精加工的情况下，尤其改善工具悬伸量较长(例如，l/d为4以上)的加工中的切削性能，除工件的底面精加工尺寸精度优异以外，与水平面垂直的侧面精加工中的尺寸精度也优异。
本发明的一方式为可转位刀片式旋转切削工具(以下，称为“本发明的可转位刀片式旋转切削工具”)，在设置于工具主体的前端部的安装座上装卸自如地安装有具有切削刃部的刀片，所述可转位刀片式旋转切削工具的特征在于，所述安装座具备：狭缝状的刀片嵌合槽，在所述工具主体的前端部被形成为包含工具的旋转中心轴且沿与所述旋转中心轴正交的径向延伸；和固定用螺钉，用于固定插入到所述刀片嵌合槽中的所述刀片，所述刀片的切削刃部具备：外周切削刃，沿所述旋转中心轴方向延伸；所述外周切削刃的前刀面；底切削刃，沿所述径向延伸；所述底切削刃的前刀面；刀头圆弧半径切削刃，用于连结所述底切削刃的所述径向的外端和所述外周切削刃的所述旋转中心轴方向的前端，并且形成为朝向所述工具主体的前端外周侧凸出的圆弧状；所述刀头圆弧半径切削刃的前刀面；倒角面，包括所述刀头圆弧半径切削刃的前刀面以及在所述底切削刃的前刀面中至少位于所述径向的外侧的部分；形成在所述底切削刃的前刀面的所述旋转中心轴方向的基端侧的排屑槽；以及形成在所述外周切削刃的前刀面的所述径向的内侧的排屑槽，所述外周切削刃的螺旋角具有正值，所述刀头圆弧半径切削刃在所述刀头圆弧半径切削刃与所述外周切削刃之间的边界点上的轴向前角具有负值，所述刀头圆弧半径切削刃在所述刀头圆弧半径切削刃与所述底切削刃之间的边界点上的轴向前角具有负值，在假想平面内，作为所述刀头圆弧半径切削刃的前刀面相对于基准面倾斜的角度的实际前角被定义为放射方向前角，其中，所述基准面为包含所述刀头圆弧半径切削刃上的规定的点及所述旋转中心轴的平面，所述假想平面为与所述基准面垂直且包含经过所述刀头圆弧半径切削刃的圆弧中心点和所述规定的点的假想直线的平面，所述刀头圆弧半径切削刃的放射方向前角在所述刀头圆弧半径切削刃的整个刃长区域内具有负值，所述放射方向前角在所述刀头圆弧半径切削刃中的位于一对所述边界点彼此之间的中间部分为最小值。
另外，本发明的另一方式的刀片(以下，称为“本发明的刀片”)的特征在于，在上述可转位刀片式旋转切削工具中被使用。
在本发明的可转位刀片式旋转切削工具及刀片中，刀头圆弧半径切削刃在圆弧状的刀头圆弧半径切削刃与外周切削刃之间的边界点(最外周位置)上的轴向前角具有负值，刀头圆弧半径切削刃在刀头圆弧半径切削刃与底切削刃之间的边界点(最前端位置)上的轴向前角具有负值。即，刀头圆弧半径切削刃的轴向前角为负角。另外，外周切削刃的螺旋角具有正值，并且为正角。
由于本发明的可转位刀片式旋转切削工具及刀片具备该结构，刀头圆弧半径切削刃与外周切削刃之间的边界点在绕工具的旋转中心轴的圆周方向上成为朝向工具旋转方向最突出的点(最凸点)。因此，在对工件的与水平面垂直的壁面(铅直面。立壁)进行加工的侧面精加工中，刀头圆弧半径切削刃和外周切削刃在所述边界点(最凸点)上通过与工件进行点接触来开始工件的切削。因此，能够改善切削刃对工件的切入。
对于从所述边界点以点接触开始的切削而言，与工具的旋转一同对刀头圆弧半径切削刃和外周切削刃逐渐扩大切削范围。由于刀头圆弧半径切削刃的轴向前角被设定为负的角度，因此刀头圆弧半径切削刃为倒螺旋刃(逆ねじれ刃)形形状。另外，外周切削刃为正螺旋刃(正ねじれ刃)形形状。因此，在工具从工件受到的切削阻力中，沿旋转中心轴方向发挥作用的切削阻力(即，吃刀抗力)在外周切削刃中朝向旋转中心轴方向的前端侧(刀尖侧)发挥作用，与此相对地，沿旋转中心轴的方向发挥作用的切削阻力在刀头圆弧半径切削刃中朝向旋转中心轴方向的基端侧(工具刀柄侧)发挥作用。
由此，能够抵消在外周切削刃中朝向刀尖侧发挥作用的切削阻力。因此，能够改善因施加到旋转中心轴方向的刀尖侧的切削阻力导致工具主体弯曲的现象(能够降低切削阻力所引起的弯曲)。
另外，能够抑制在工件的与水平面垂直的侧面精加工中对尺寸精度带来影响的外周切削刃相对于工件的退刀量，并且从铅直方向的上部至下部为止能够以极其高的精度对作为垂直侧面的加工基准面进行精加工。另外，由于以点接触开始外周切削刃和刀头圆弧半径切削刃对工件的切入，能够得到降低高频振颤的发生且加工稳定这一效果。
并且，放射方向前角在刀头圆弧半径切削刃的整个刃长区域内具有负值。另外，放射方向前角在该刀头圆弧半径切削刃中的位于一对所述边界点彼此之间的中间部分成为最小值。
如此，由于刀头圆弧半径切削刃在一对所述边界点上的放射方向前角这两个前角均为负值(负角)，能够充分确保刀头圆弧半径切削刃的刀尖强度。
另外，例如与本发明不同，刀头圆弧半径切削刃在一对所述边界点上的放射方向前角中的任一个前角或两个前角为正值(正角)的情况下，会引起刀头圆弧半径切削刃的强度下降，因此不合适。
另外，由于放射方向前角在刀头圆弧半径切削刃的一对所述边界点彼此之间的中间部分成为最小值，因此能够将这些边界点中的刀头圆弧半径切削刃与底切削刃之间的边界点上的放射方向前角设为负值，并且使该放射方向前角比所述最小值更靠近正角侧(正角侧，ポジティブ角側)。由此，能够确保刀头圆弧半径切削刃与底切削刃之间的边界点在底面精加工中的锋利度。
另外，随着从刀头圆弧半径切削刃与底切削刃之间的边界点沿刀头圆弧半径切削刃朝向刀头圆弧半径切削刃与外周切削刃之间的边界点(详细而言，随着朝向所述中间部分)，放射方向前角逐渐变小。即，放射方向前角随着靠近所述中间部分而朝向负角侧(负角侧，ネガティブ角側)变大，并且在该中间部分上成为最小值(即，在负角侧为最大值)。因此，通过在用于切削工件的加工硬化层的切削刃边界部设置位于一对边界点彼此之间的所述中间部分，能够显著提高刀尖强度。因此，提高切削刃在尤其易产生加工硬化的工件或者通过高效率条件下的加工而加工变质层形成于工件表面部的情况下的底面精加工中的可靠性，从而优选。
综上，根据本发明，在对模具等工件的成为加工基准面的底面或与水平面垂直的侧面进行精加工的情况下，尤其能够改善工具悬伸量较长(例如，l/d为4以上)的加工中的切削性能，不仅能够显著提高工件的底面精加工尺寸精度，而且能够显著提高与水平面垂直的侧面精加工中的尺寸精度。
另外，在上述可转位刀片式旋转切削工具中，所述刀头圆弧半径切削刃在所述刀头圆弧半径切削刃与所述底切削刃之间的边界点上的所述放射方向前角优选小于所述刀头圆弧半径切削刃在所述刀头圆弧半径切削刃与所述外周切削刃之间的边界点上的所述放射方向前角。
在该情况下，由于刀头圆弧半径切削刃在刀头圆弧半径切削刃与底切削刃之间的边界点上的放射方向前角与刀头圆弧半径切削刃在刀头圆弧半径切削刃与外周切削刃之间的边界点上的放射方向前角相比更向负的角度侧(负角侧)大，因此能够实现底切削刃的耐缺损性的提高和排屑性的改善，能够以高品质维持精加工面。
另外，由于能够将刀头圆弧半径切削刃在刀头圆弧半径切削刃与外周切削刃之间的边界点上的放射方向前角设为负值的同时使该放射方向前角靠近正的角度侧(正角侧，ポジティブ角側)，因此能够在对与工件垂直的壁面(立壁)进行加工的侧面精加工中，将切入工件的工具从工件受到的朝向工具径向(水平方向)的切削阻力(即，进给分力)控制到较小。由此，能够抑制高频振颤以提高加工面精度。
更详细而言，例如在将刀头圆弧半径切削刃与底切削刃之间的边界点上的放射方向前角(实际前角)设为α，将刀头圆弧半径切削刃与外周切削刃之间的边界点上的放射方向前角(实际前角)设为β，将所述中间部分中的放射方向前角(实际前角)的最小值设为γ时，放射方向前角α、放射方向前角β及放射方向前角γ均具有负值，在将放射方向前角α值、β值及γ值的绝对值分别设为|α|、|β|、|γ|时，优选具有|γ|＞|α|＞|β|的关系。
由于可转位刀片式旋转切削工具具有该结构，因此能够在底面精加工或侧面精加工(尤其，底面精加工)中，将预先的粗加工或半精加工中的与工件的加工硬化层接触的切削刃边界部(位于一对边界点彼此之间的中间部分)的放射方向前角设为最小的负值。由此，能够在粗加工或半精加工中显著得到防止切削刃边界部的崩刀的效果，因此优选。
另一方面，在不具有上述|γ|＞|α|＞|β|的关系的情况下，有时在底面精加工或侧面精加工(尤其，底面精加工)中容易损伤切削刃边界部。
另外，对于上述可转位刀片式旋转切削工具而言，优选将投射到所述基准面的所述假想直线在所述基准面内相对于所述旋转中心轴倾斜的角度定义为放射角度，所述放射方向前角的最小值在所述刀头圆弧半径切削刃中被设定在所述放射角度为5°以上且50°以下的范围内。
此外，上述“投射到基准面的假想直线”是指以与基准面垂直的方式投射假想直线。
由于可转位刀片式旋转切削工具具有该结构，因此能够确保刀头圆弧半径切削刃与底切削刃之间的边界点在底面精加工中的锋利度的同时，能够提高用于切削工件的加工硬化层的切削刃边界部(位于一对边界点彼此之间的中间部分)的刀尖强度。因此，提高切削刃在尤其易产生加工硬化的工件或者通过高效率条件下的加工而加工变质层形成于工件表面部的情况下的底面精加工中的可靠性，从而优选。
详细而言，由于刀头圆弧半径切削刃的放射方向前角(实际前角)为最小值的点位于在刀头圆弧半径切削刃中放射角度为5°以上的区域，因此能够防止底面精加工时的锋利度下降并显著提高加工精度，并且能够延长工具寿命。
另外，由于刀头圆弧半径切削刃的放射方向前角(实际前角)为最小值的点位于在刀头圆弧半径切削刃中放射角度为50°以下的区域，因此形成于该最小值部分的刀尖加强部容易收敛到通常的底面精加工余量范围内。因此，与底面精加工的精加工余量无关地，能够显著得到防止切削刃边界部的崩刀的效果。
本发明能够提供一种可转位刀片式旋转切削工具及刀片，其在对模具等工件的成为加工基准面的底面或与水平面垂直的侧面进行精加工的情况下，尤其改善工具悬伸量较长(例如，l/d为4以上)的加工中的切削性能，不仅工件的底面精加工尺寸精度优异，而且与水平面垂直的侧面精加工中的尺寸精度优异。
附图说明
图1是作为本发明的实施方式的一例的可转位刀片式旋转切削工具的立体图。
图2是表示图1所示的可转位刀片式旋转切削工具的俯视图。
图3是表示图1所示的可转位刀片式旋转切削工具的侧视图。
图4是表示图1所示的可转位刀片式旋转切削工具的主视图。
图5是表示安装在图1所示的可转位刀片式旋转切削工具上的刀片的立体图。
图6是表示将图5所示的刀片的刀头圆弧半径切削刃部附近放大后的俯视图。
图7是表示将图5所示的刀片的刀头圆弧半径切削刃部附近放大后的侧视图。
图8是表示将图5所示的刀片的刀头圆弧半径切削刃部附近放大后的主视图。
图9表示图5所示的刀头圆弧半径切削刃部附近的放大图。
图10是表示用于说明本实施方式的可转位刀片式旋转切削工具的刀头圆弧半径切削刃中的放射方向前角及放射角度的图。
图11表示本实施方式的可转位刀片式旋转切削工具的刀头圆弧半径切削刃中的放射方向前角的曲线图。
图12表示比较例2的刀片形状。
图13表示比较例3的刀片形状。
图14表示通过使用本发明例1的刀片进行的加工而形成的立壁侧面部的形状轮廓线。
图15表示通过使用比较例2的刀片进行的加工而形成的立壁侧面部的形状轮廓线。
图16表示通过使用比较例3的刀片进行的加工而形成的立壁侧面部的形状轮廓线。
图17表示通过使用本发明例1的刀片进行的加工而形成的立壁侧面部的形状轮廓线。
图18表示通过使用比较例2的刀片进行的加工而形成的立壁侧面部的形状轮廓线。
图19表示通过使用比较例3的刀片进行的加工而形成的立壁侧面部的形状轮廓线。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明所涉及的可转位刀片式圆弧头立铣刀的实施方式进行说明。在本实施方式中，将本发明的可转位刀片式旋转切削工具应用到可转位刀片式圆弧头立铣刀(以下，记载为“可转位刀片式圆弧头立铣刀”)中。该可转位刀片式旋转切削工具尤其适合在工具悬伸量较长(l/d为4以上)的切削条件下进行的工件的侧面精加工。在此，l值表示工具的旋转中心轴c方向的长度，d值表示工具切削刃的旋转轨迹的直径。
该可转位刀片式旋转切削工具适合于工具悬伸量较长的侧面精加工的一个理由在于，通过在刀头圆弧半径切削刃13上设置轴向前角ar1值为负的倒角面15，改善刀头圆弧半径切削刃13和外周切削刃9对工件的切入。
以下所说明的本发明的实施方式对作为将具备倒角面15的刀片5装卸自如地安装到工具主体1的可转位刀片式旋转切削工具的、可转位刀片式圆弧头立铣刀6进行说明，其中，倒角面15通过结合用于连结底切削刃11和外周切削刃9的刀头圆弧半径切削刃13的前刀面14和在底切削刃的前刀面12中至少位于径向外侧的部分而成。
图1是对作为本发明的实施方式的一例的可转位刀片式圆弧头立铣刀6表示其结构例的立体图。
图2是图1所示的可转位刀片式圆弧头立铣刀6的俯视图。
图3是图1所示的可转位刀片式圆弧头立铣刀6的侧视图。
图4是图1所示的可转位刀片式圆弧头立铣刀6的主视图。
图5是表示图1所示的可转位刀片式圆弧头立铣刀6的刀片5的立体图。
[可转位刀片式圆弧头立铣刀的概要结构]
如图1～图4所示，可转位刀片式圆弧头立铣刀6具备：工具主体1，呈大致圆柱状；和刀片5，装卸自如地安装在形成于工具主体1的旋转中心轴c方向的前端部2的安装座3上，并且该刀片5具有切削刃部4。
在工具主体1的旋转中心轴c方向的基端部，与该工具主体1一体地形成有未图示的刀柄部。
本实施方式的可转位刀片式圆弧头立铣刀6具备由钢材或硬质合金等形成的工具主体1和由硬质合金等形成的刀片5，呈板状的刀片5在其刀片中心轴(形成于刀片5上的切削刃部4的对称轴)与工具的旋转中心轴c一致的状态下能够装卸地安装到形成于绕旋转中心轴c旋转的工具主体1的前端部2的安装座(刀片安装座)3上。
安装在安装座3上的刀片5的切削刃部4突出配置于工具主体1的前端侧及径向外侧。
可转位刀片式圆弧头立铣刀6的工具主体1的基端部(刀柄部)经由夹盘间接或直接安装在机床的主轴(未图示)上，随着主轴旋转驱动，可转位刀片式圆弧头立铣刀6沿绕旋转中心轴c的工具旋转方向r旋转，对由金属材料等形成的工件实施旋削加工(铣削加工)。
[在本实施方式中使用的朝向(方向)的定义]
在本实施方式中，将工具主体1的旋转中心轴c所延伸的方向即与旋转中心轴c平行的方向称为旋转中心轴c方向。另外，在旋转中心轴c方向中，将从工具主体1的刀柄部朝向安装座3的方向称为前端侧(图2及图3中的下侧)，将从安装座3朝向刀柄部的方向称为基端侧(图2及图3中的上侧)。
另外，将与旋转中心轴c正交的方向称为径向。在径向中，将靠近旋转中心轴c的方向称为径向内侧，将远离旋转中心轴c的方向称为径向外侧。
另外，将绕旋转中心轴c旋转的方向称为圆周方向。在圆周方向中，将切削时工具主体1通过主轴的旋转驱动而旋转的朝向称为工具旋转方向r，将与该工具旋转方向r相反的旋转方向称为工具旋转方向r的相反侧(即，反工具旋转方向)。
此外，当然在整个可转位刀片式圆弧头立铣刀6中应用上述朝向(方向)的定义，在刀片中心轴与该可转位刀片式圆弧头立铣刀6的旋转中心轴c一致(同轴配置)的刀片5中也同样应用上述朝向(方向)的定义。
[安装座]
安装座3具备：狭缝状的刀片嵌合槽7，在工具主体1的前端部2被形成为包含工具的旋转中心轴c且沿径向延伸；和固定用螺钉8，用于固定插入到刀片嵌合槽7中的刀片5。
如图3及图4所示，刀片安装座3具有刀片嵌合槽7，该刀片嵌合槽7在工具主体1的前端部2开口，并且沿工具主体1的径向延伸并在工具主体1的外周面上开口，并且向工具主体1的基端侧被形成为规定的长度(深度)。
由于在工具主体1的前端部2形成有狭缝状的刀片嵌合槽7，工具主体1的前端部2被分割为两个，从而形成一对前端半体部。并且，从一个前端半体部的表面部形成有与刀片嵌合槽7交叉并到达另一个前端半体部内的刀片固定用螺纹孔。该刀片固定用螺纹孔的朝向被设置为与工具主体1的刀片嵌合槽7沿工具主体1的径向延伸的朝向正交的方向。
另外，在经过一个前端半体部到达另一个前端半体部内的刀片固定用螺纹孔的内周面上雕刻设置有用于与固定用螺钉8的外螺纹部进行螺纹嵌合的内螺纹部。
[刀片]
参照图5～图11对具有切削刃的刀片5的结构例进行说明。
图5是本发明例的刀片5的立体图。
图6是将图5所示的刀片5的刀头圆弧半径切削刃13附近放大后的俯视图。
图7是将图5所示的刀片5的刀头圆弧半径切削刃13附近放大后的侧视图。
图8是将图5所示的刀片5的刀头圆弧半径切削刃13附近放大后的主视图。
图9是图5所示的刀头圆弧半径切削刃13附近的放大图。
图10是用于说明本实施方式的可转位刀片式圆弧头立铣刀6的刀头圆弧半径切削刃13中的放射方向前角δ及放射角度θ的图。
图11是本实施方式的可转位刀片式圆弧头立铣刀6的刀头圆弧半径切削刃13中的放射方向前角的曲线图。
如图5所示，刀片5呈大致平板形状，如图8所示，刀片5具有厚度t。刀片5具备：螺钉插通孔18，供用于将该刀片5固定到安装座3的固定用螺钉8插入；和切削刃部4，用于对工件进行切入切削加工。
如图5所示，刀片5具备从一个外侧面部5a朝向另一个外侧面部5b贯通的螺钉插通孔18。螺钉插通孔18为在将刀片5安装并固定到安装座3时用于插通固定用螺钉8的贯通孔。
切削刃部4包括：前刀面，朝向工具旋转方向r；后刀面，与前刀面交叉并朝向径向外侧或前端侧；和切削刃，形成在前刀面与后刀面之间的交叉棱线上。所述切削刃包括外周切削刃9、底切削刃11和刀头圆弧半径切削刃13。所述切削刃通过具备外周切削刃9、底切削刃11及刀头圆弧半径切削刃13，整体呈大致l字状。另外，针对各切削刃9、11、13分别相邻配置有前刀面及后刀面。
本实施方式的刀片5为双刃切削刀片，具有两组所述切削刃，该切削刃具备外周切削刃9、底切削刃11及刀头圆弧半径切削刃13，该两组切削刃被配置为以旋转中心轴c为中心180°旋转对称。
在图5及图6中示出的附图标记“9”为刀片5的外周切削刃9。外周切削刃9沿旋转中心轴c方向延伸。详细而言，外周切削刃9随着从与刀头圆弧半径切削刃13连接的其前端朝向基端侧，朝向工具旋转方向r的相反侧以螺旋状扭曲延伸。即，如图3所示，外周切削刃9的螺旋角ε为正值(正角)。外周切削刃9的螺旋角ε的大小并不特别受限，优选设在2°～20°的范围内。由此，能够均衡地得到降低切削阻力的效果和提高排屑性的效果。另外，外周切削刃9的螺旋角ε的大小范围更优选为2°～15°，特别优选为3°～8°。
如果在安装座3上安装刀片5后使可转位刀片式圆弧头立铣刀6绕旋转中心轴c旋转，则一对外周切削刃9的旋转轨迹被形成为圆筒状。
在将刀片5安装到工具主体1的安装座3(刀片嵌合槽7)的情况下，如图6及图9所示，外周切削刃9与刀头圆弧半径切削刃13之间的边界点q为相对于旋转中心轴c的垂线方向(即，径向)上的最外周点。外周切削刃9的前端和刀头圆弧半径切削刃13的基端在边界点q相连接。即，从边界点q朝向基端侧的切削刃为外周切削刃9，从边界点q朝向前端侧的切削刃为刀头圆弧半径切削刃13。
在外周切削刃9的径向内侧相邻配置有朝向工具旋转方向r的外周切削刃9的前刀面10。在外周切削刃9的前刀面10的径向内侧形成有排屑槽17。排屑槽17沿旋转中心轴c方向延伸。
在外周切削刃9的工具旋转方向r的相反侧，相邻配置有外周切削刃9的后刀面。所述后刀面被形成为朝向径向外侧，并且以随着从外周切削刃9朝向工具旋转方向r的相反侧而朝向径向内侧的方式倾斜，从而被赋予后角。
在图5及图6中示出的附图标记“11”为刀片5的底切削刃11。底切削刃11沿径向延伸。详细而言，底切削刃11随着从其与刀头圆弧半径切削刃13相邻(连接)的径向外端朝向径向内侧而朝向基端侧延伸，底切削刃11相对于与旋转中心轴c垂直的平面(水平面)稍微倾斜。
如果在安装座3上安装刀片5后使可转位刀片式圆弧头立铣刀6绕旋转中心轴c旋转，则一对底切削刃11的旋转轨迹被形成为大致圆锥状。
在将刀片5安装到工具主体1的安装座3(刀片嵌合槽7)的情况下，如图6及图9所示，刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p位于旋转中心轴c方向上的工具的最前端部，即，该边界点p为最低点。底切削刃11的径向外端和刀头圆弧半径切削刃13的径向内端在边界点p相连接。即，从边界点p朝向径向内侧的切削刃为底切削刃11，从边界点p朝向径向外侧的切削刃为刀头圆弧半径切削刃13。此外，图6中的附图标记“u”表示作为比边界点p的位置更朝向底切削刃11侧(径向内侧)的切削刃棱线区域的底切削刃区域。
在底切削刃11的基端侧相邻配置有朝向工具旋转方向r的底切削刃11的前刀面12。在底切削刃11的前刀面12的基端侧形成有排屑槽16。排屑槽16沿旋转中心轴c方向延伸。底切削刃11的排屑槽16相邻配置在外周切削刃9的排屑槽17的径向内侧，这些排屑槽16、17彼此通过互不相同的面来形成。
在底切削刃11的工具旋转方向r的相反侧相邻配置有底切削刃11的后刀面。所述后刀面被形成为朝向前端侧，并且以随着从底切削刃11朝向工具旋转方向r的相反侧而朝向基端侧的方式倾斜，从而被赋予后角。
此外，在本实施方式所示的例中，底切削刃11具备：外侧底切削刃19，在该底切削刃11的刃长区域(全长)中位于径向外侧并与刀头圆弧半径切削刃13连接，并且从该刀头圆弧半径切削刃13朝向径向内侧延伸；和内侧底切削刃20，在所述刃长区域中配置在比外侧底切削刃19更靠径向内侧，并且从该外侧底切削刃19朝向径向内侧延伸。并且，底切削刃11中的与外侧底切削刃19对应的部分配置在上述底切削刃区域u。
在图6所示的刀片5的俯视观察中，即在正面观察底切削刃11的前刀面12的俯视图中，底切削刃11的外侧底切削刃19及内侧底切削刃20以形成未在彼此连接部分具有弯曲点的一条直线的方式延伸成一直线状。
但是，底切削刃11的前刀面12的、在旋转中心轴c方向的每单位长度朝向圆周方向的变位量即前刀面12相对于旋转中心轴c方向的倾斜度与在内侧底切削刃20中相比在外侧底切削刃19中更大。
具体而言，底切削刃11的轴向前角(轴向刃倾角)与内侧底切削刃20相比在外侧底切削刃19更向负角(负角，ネガティブ角)侧变大。即，外侧底切削刃19的轴向前角的绝对值大于内侧底切削刃20的轴向前角的绝对值。
这是因为，在底切削刃11的前刀面12中，与外侧底切削刃19对应的部分配置在倒角面15上。关于倒角面15将在后面另行描述。此外，在本实施方式的例中，内侧底切削刃20的轴向前角为0°，外侧底切削刃19的轴向前角为负值。
在图8所示的刀片5的主视观察中，即在从旋转中心轴c的前端朝向基端侧观察刀片5的主视图中，在底切削刃11的径向上的每单位长度朝向圆周方向的变位量即底切削刃11相对于径向的倾斜度与在内侧底切削刃20中相比在外侧底切削刃19中更大。具体而言，底切削刃11的中心方向前角(径向刃倾角。径向前角)与在内侧底切削刃20中相比在外侧底切削刃19中更向负角(负角，ネガティブ角)侧变大。即，外侧底切削刃19的中心方向前角的绝对值大于内侧底切削刃20的中心方向前角的绝对值。此外，在本实施方式的例中，内侧底切削刃20的中心方向前角及外侧底切削刃19的中心方向前角均为负值。
在图5中示出的附图标记“13”为连结刀片5的底切削刃11和外周切削刃9的刀头圆弧半径切削刃13。刀头圆弧半径切削刃13连接底切削刃11的径向外端和外周切削刃9的前端，并且形成为朝向工具主体1的前端外周侧凸出的圆弧状。
如果在安装座3上安装刀片5后使可转位刀片式圆弧头立铣刀6绕旋转中心轴c旋转，则一对刀头圆弧半径切削刃13的旋转轨迹(旋转轨迹的包含旋转中心轴c且与旋转中心轴c平行的剖面的形状)形成为大致1/4圆弧状。
在将刀片5安装到工具主体1的安装座3(刀片嵌合槽7)的情况下，如图6及图9所示，刀头圆弧半径切削刃13为连结从位于底切削刃11的径向外端的工具的最低点(边界点p)至位于外周切削刃9的前端的工具的最外周点(边界点q)的圆弧刃。
在刀头圆弧半径切削刃13的径向内侧且基端侧相邻配置有朝向工具旋转方向r的刀头圆弧半径切削刃13的前刀面14。刀头圆弧半径切削刃13的前刀面14随着在旋转中心轴c方向上朝向基端侧而逐渐朝向工具旋转方向r倾斜。即，刀头圆弧半径切削刃13的轴向前角ar在刀头圆弧半径切削刃13的整个区域被设定为负角(负角，ネガティブ角)。因此，如图9所示，刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q上的轴向前角ar1具有负值，刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p上的轴向前角ar2也具有负值。
此外，在图9中示出的附图标记“rr”为刀头圆弧半径切削刃13的径向前角(径向刃倾角)，在图9中图示了刀头圆弧半径切削刃13在边界点q上的径向前角。刀头圆弧半径切削刃13在沿其刃长区域从边界点q到边界点p之间的径向前角rr优选被设定为负角(负角，ネガティブ角)。
在刀头圆弧半径切削刃13的工具旋转方向r的相反侧，相邻配置有刀头圆弧半径切削刃13的后刀面。所述后刀面呈朝向工具主体1的前端外周侧凸出的曲面状，并且被形成为朝向径向外侧且前端侧。所述后刀面以随着从刀头圆弧半径切削刃13朝向工具旋转方向r的相反侧而朝向径向内侧且基端侧的方式倾斜，从而被赋予后角。
在图6中示出的附图标记“15”为连结刀头圆弧半径切削刃13的前刀面14和底切削刃11的前刀面12的倒角面15。倒角面15包括刀头圆弧半径切削刃13的前刀面14以及在底切削刃11的前刀面12中至少位于径向外侧的部分(在本实施方式的例中为与外侧底切削刃19对应的部分)。换言之，本实施方式的倒角面15兼作整个刀头圆弧半径切削刃13的前刀面14和底切削刃11中的外侧底切削刃19的前刀面。
如图6及图9所示，倒角面15形成在由底切削刃11的外侧底切削刃19、刀头圆弧半径切削刃13、将区域s内存在的边界点q和前刀面上的点g相连的曲线状棱线、以及将所述g和底切削刃11上的点f相连的直线状棱线包围的区域。此外，上述区域s为从外周切削刃9的形成预定区域的前端部至刀头圆弧半径切削刃13的形成预定区域的基端部的区域。关于区域s与边界点q之间的关系，将在后述的实施例中另行说明。另外，上述点g为一对排屑槽16、17及倒角面15这合计三个面所交叉的交点，从该点g起朝向三个方向放射状地延伸有棱线(构成排屑槽16、17及倒角面15之间边界的棱线)。另外，上述点f为底切削刃11中的外侧底切削刃19与内侧底切削刃20的连接点。
在本实施方式的例中，倒角面15为由上述切削刃及棱线包围而形成的平面区域。
[刀头圆弧半径切削刃的放射方向前角及放射角度]
并且，可转位刀片式圆弧头立铣刀6在切削刃部4的刀头圆弧半径切削刃13附近具备下述的特殊技术特征。
在图10中示出的附图标记“pr”为可转位刀片式圆弧头立铣刀6的与工具主运动方向(工具旋转方向r)垂直的基准面。基准面pr为包含旋转中心轴c的假想平面，在本实施方式中，如图10所示，将刀头圆弧半径切削刃13上的规定的点a包含在该基准面pr的面内。另外，图10的左上图为从与基准面pr垂直的方向观察的刀片的刀头圆弧半径切削刃部附近的放大图。
附图标记“o”为刀头圆弧半径切削刃13的圆弧中心点。
附图标记“vl”为经过刀头圆弧半径切削刃13的圆弧中心点o和刀头圆弧半径切削刃13的规定的点a的假想直线。
在图10的右下图中用附图标记“vs”表示的刀片5的剖面(画剖面线的面)为与基准面pr垂直且包含假想直线vl的假想平面。
用附图标记“δ”表示的是在假想平面vs内刀头圆弧半径切削刃13的前刀面14相对于基准面pr倾斜的角度(vl和前刀面14所呈的角度)即放射方向前角。放射方向前角δ为实际前角。在本实施方式中，刀头圆弧半径切削刃13上的规定的点a在该刀头圆弧半径切削刃13上移动，因此放射方向前角δ发生变化。换言之，根据点a在刀头圆弧半径切削刃13上的位置，放射方向前角δ不同。
用附图标记“η”表示的是刀头圆弧半径切削刃13在规定的点a上的后角，换言之，“η”表示在假想平面vs上与假想直线vl正交的直线和刀头圆弧半径切削刃13的后刀面所呈的角度。
用附图标记“θ”表示的是假想直线vl相对于旋转中心轴c倾斜的角度即放射角度。详细而言，放射角度θ为投射到基准面pr的假想直线vl(即，图10中的假想直线vl)在该基准面pr内相对于旋转中心轴c倾斜的角度。此外，上述“投射到基准面pr的假想直线vl”是指以与基准面pr垂直的方式投射假想直线vl。
并且，如表示刀头圆弧半径切削刃13的放射角度θ与放射方向前角δ之间的关系的图11所示，刀头圆弧半径切削刃13的放射方向前角δ在刀头圆弧半径切削刃13的整个刃长区域内具有负值，并且连续变化。
另外，刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p(即，θ＝0°)上的放射方向前角δ小于刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q(即，θ＝90°)上的刀头圆弧半径切削刃13的放射方向前角δ。
此外，在图11中，θ＝90°处的右端数据为外周切削刃9在刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q上的实际前角，具有正值。
在本实施方式中，刀头圆弧半径切削刃13在边界点p(放射角度θ＝0°)上的放射方向前角δ值相对于刀头圆弧半径切削刃13在边界点q(θ＝90°)上的放射方向前角δ值向负角侧(负角侧，ネガティブ角側)加大两倍以上，在图11所示的例中为三倍以上。
另外，如图11所示，放射方向前角δ在刀头圆弧半径切削刃13中的位于一对边界点p、q彼此之间的中间部分成为最小值。换言之，放射方向前角δ在位于一对边界点p、q彼此之间的中间部分向负角侧最大。此外，位于一对边界点p、q彼此之间的中间部分为刀头圆弧半径切削刃13中的除边界点p、q以外的区域(0°＜θ＜90°)。
详细而言，放射方向前角δ的最小值在刀头圆弧半径切削刃13中被设定在放射角度θ为5°以上且50°以下的范围内。换言之，放射前角δ为最小值的点在刀头圆弧半径切削刃13中位于放射角度θ为5°以上且50°以下的区域。在图11所示的例中，放射方向前角δ在放射角度θ为10°以上且30°以下的范围(尤其20°附近)内成为最小值。
[本实施方式的作用效果]
对于以上所说明的本实施方式的可转位刀片式圆弧头立铣刀6及刀片5而言，刀头圆弧半径切削刃13在圆弧状的刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q(最外周位置)上的轴向前角ar1具有负值，刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p(最前端位置)上的轴向前角ar2具有负值。即，刀头圆弧半径切削刃13的轴向前角ar为负角。另外，外周切削刃9的螺旋角ε具有正值，并且为正角。
由于本实施方式的可转位刀片式圆弧头立铣刀6及刀片具有该结构，刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q在绕工具的旋转中心轴c的圆周方向中成为朝向工具旋转方向r最突出的点(最凸点)。因此，在对工件进行与水平面垂直的壁面(铅直面。立壁)加工的侧面精加工中，刀头圆弧半径切削刃13和外周切削刃9在所述边界点q(最凸点)上通过与工件进行点接触来开始工件的切削。因此，能够改善切削刃对工件的切入。
从所述边界点q以点接触开始的切削与工具的旋转一同对刀头圆弧半径切削刃13和外周切削刃9逐渐扩大切削范围。由于刀头圆弧半径切削刃13的轴向前角ar1被设定为负的角度，因此刀头圆弧半径切削刃13为反螺旋刃形形状。另外，外周切削刃9为正螺旋刃形形状。因此，在工具从工件受到的切削阻力中，沿旋转中心轴c的方向发挥作用的切削阻力(即，吃刀抗力)在外周切削刃9中朝向旋转中心轴c方向的前端侧(刀尖侧)发挥作用，与此相对地，该切削阻力在刀头圆弧半径切削刃13中朝向旋转中心轴c方向的基端侧(工具刀柄侧)发挥作用。
由此，能够抵消在外周切削刃9中朝向刀尖侧发挥作用的切削阻力。因此，能够改善因施加到旋转中心轴c方向的刀尖侧的切削阻力导致工具主体1弯曲的现象。
另外，能够抑制在工件的与水平面垂直的侧面精加工中对尺寸精度带来影响的外周切削刃9与工件之间的退刀量，并且能够从铅直方向的上部至下部为止以极其高的精度对成为垂直侧面的加工基准面进行精加工。另外，由于以点接触开始外周切削刃9和刀头圆弧半径切削刃13对工件的切入，能够得到降低高频振颤的发生且加工稳定这一效果。
并且，放射方向前角δ在刀头圆弧半径切削刃13的整刃长区域具有负值。另外，放射方向前角δ在该刀头圆弧半径切削刃13中的位于一对所述边界点p、q彼此之间的中间部分成为最小值。
如此，由于刀头圆弧半径切削刃13在一对所述边界点p、q上的放射方向前角δ这两个前角均为负值(负角)，能够充分确保刀头圆弧半径切削刃13的刀尖强度。
另一方面，例如与本实施方式不同，由于在刀头圆弧半径切削刃13在一对所述边界点p、q上的放射方向前角δ中的任一个前角或两个前角为正值(正角)的情况下，会引起刀头圆弧半径切削刃13的强度降低，因此不合适。
另外，由于放射方向前角δ在刀头圆弧半径切削刃13的一对所述边界线p、q彼此之间的中间部分成为最小值，因此能够将这些边界点p、q中的刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p上的放射方向前角δ设为负值，并且使放射方向前角δ比所述最小值更靠近正角侧(正角侧，ポジティブ角側)。由此，能够确保刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃之间的边界点p在底面精加工中的锋利度。
另外，随着从刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃之间的边界点p沿刀头圆弧半径切削刃13朝向刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q(详细而言，随着朝向所述中间部分)，放射方向前角δ逐渐变小。即，放射方向前角δ随着靠近所述中间部分而向负角侧(负角侧，ネガティブ角側)变大，并且在该中间部分上成为最小值(即，在负角侧为最大值)。因此，通过在用于切削工件的加工硬化层的切削刃边界部设置位于一对边界点p、q彼此之间的所述中间部分，能够显著提高刀尖强度。因此，提高切削刃在尤其易产生加工硬化的工件或者通过高效率条件下的加工而加工变质层形成于工件表面部的情况下的底面精加工中的可靠性，从而优选。
综上，根据本实施方式，在对模具等工件进行成为加工基准面的底面或与水平面垂直的侧面精加工的情况下，尤其能够改善工具悬伸量较长(例如，l/d为4以上)的加工中的切削性能，不仅能够显著提高工件的底面精加工尺寸精度，而且能够显著提高与水平面垂直的侧面精加工中的尺寸精度。
另外，在本实施方式中，刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p上的放射方向前角δ小于刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q上的放射方向前角δ。
即，由于刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p上的放射方向前角δ与刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q上的放射方向前角δ相比更向负的角度侧(负角侧)大，因此能够实现底切削刃11的耐缺损性的提高和排屑性的改善，能够以高品质维持精加工面。
另外，由于能够将刀头圆弧半径切削刃13在刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q上的放射方向前角δ设为负值的同时使放射方向前角δ靠近正的角度侧(正角侧)，因此能够在对与工件垂直的壁面(立壁)进行加工的侧面精加工中，将切入工件的工具从工件受到的朝向工具径向(水平方向)的切削阻力(即，进给分力)控制到较小。由此，能够抑制高频振颤以提高加工面精度。
更详细而言，例如在将刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p上的放射方向前角δ(实际前角)设为α，将刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点q上的放射方向前角δ(实际前角)设为β，将所述中间部分中的放射方向前角δ(实际前角)的最小值设为γ时，放射方向前角α、放射方向前角β及放射方向前角γ均具有负值，在将放射方向前角α值、β值及γ值的绝对值分别设为|α|、|β|、|γ|时，具有|γ|＞|α|＞|β|的关系。
由于可转位刀片式圆弧头立铣刀6具有该结构，因此能够在底面精加工或侧面精加工(尤其，底面精加工)中，将预先的粗加工或半精加工中的与工件的加工硬化层接触的切削刃边界部(位于一对边界点p、q彼此之间的中间部分)的放射方向前角δ设为最小的负值。
由此，能够在粗加工或半精加工中显著得到防止切削刃边界部的崩刀的效果，因此优选。
另一方面，与本实施方式不同，在不具有上述|γ|＞|α|＞|β|的关系的情况下，有时在底面精加工或侧面精加工(尤其底面精加工)中容易损伤切削刃边界部。
另外，在本实施方式中，将投射到基准面pr的假想直线vl在所述基准面pr内相对于旋转中心轴c倾斜的角度定义为放射角度θ，放射方向前角δ为最小值的点在刀头圆弧半径切削刃13中位于放射角度θ为5°以上且50°以下的区域内，因此发挥以下的作用效果。
由于可转位刀片式圆弧头立铣刀6具有该结构，因此能够确保刀头圆弧半径切削刃13与底切削刃11之间的边界点p在底面精加工中的锋利度的同时，能够提高用于切削工件的加工硬化层的切削刃边界部(位于一对边界点p、q彼此之间的中间部分)的刀尖强度。因此，提高切削刃在尤其易产生加工硬化的工件或者通过高效率条件下的加工而加工变质层形成于工件表面部的情况下的底面精加工中的可靠性，从而优选。
详细而言，由于刀头圆弧半径切削刃13的放射方向前角δ(实际前角)为最小值的点位于在刀头圆弧半径切削刃13中放射前角θ为5°以上的区域，因此能够防止底面精加工时的锋利度的降低并显著提高加工精度，并且能够延长工具寿命。
另外，由于刀头圆弧半径切削刃13的放射方向前角δ(实际前角)为最小值的点位于在刀头圆弧半径切削刃13中放射角度θ为50°以下的区域，因此形成于该最小值部分的刀尖加强部容易收敛到通常的底面精加工余量范围内。因此，不论底面精加工的精加工余量，能够显著得到防止切削刃边界部的崩刀的效果。
[本发明所包括的其他结构]
此外，本发明并不限定于前述的实施方式，在不脱离本发明的主旨范围内能够进行各种变更。
例如，在前述的实施方式中，放射方向前角δ的最小值在刀头圆弧半径切削刃13中被设定在放射角度θ为5°以上且50°以下的范围内，但并不限定于此。即，放射方向前角δ的最小值也可以被设定为放射角度θ小于5°或超过50°。
此外，在不脱离本发明主旨的范围内，也可以组合前述的实施方式、变形例及附言(なお書き)等中说明的各结构(结构要素)，并且能进行结构的附加、省略、置换或其他变更。另外，本发明并非由前述实施方式来限定，而是仅由权利要求书的范围来限定。
实施例
下面，根据实施例对本发明进行具体说明。但本发明并不限定于该实施例。
[可转位刀片式圆弧头立铣刀的制作及切削试验]
首先，作为本发明的实施例即本发明例1，准备前述实施方式的可转位刀片式圆弧头立铣刀6。
工具主体1使用刀尖直径(刃径)为φ20mm、刀柄直径为φ20mm、全长为220mm、颈下长度为120mm、以及颈下直径为φ19mm的硬质刀柄类型。
工具主体1的基材使用通过钎焊材料接合硬质合金和相当于skd61的材料后的基材，在通过车床加工调整外观形状之后，通过研磨加工对刀柄部进行精加工。
另外，利用加工中心通过铣削加工形成安装座3的刀片固定部(刀片嵌合槽7)。用于装卸刀片5的固定用螺钉8使用公称直径为m6且螺距为0.75mm的螺钉尺寸。
刀片5的基材为wc-co类的硬质合金制，作为刀片表面的包覆被膜实施crsi类的氮化物被膜。
如图5所示，刀片5的形状为大致平板形状，刀头圆弧半径切削刃13的半径尺寸为1mm，图8所示的厚度尺寸t值为5.2mm，图3所示的刀片侧视中的外周切削刃9的长度为7mm，该刀片侧视中的外周切削刃9的轴向前角(即，螺旋角ε)为正值且为4°。另外，外周切削刃9的径向前角(从与旋转中心轴c正交的方向观察时的前角)为0.5°。
底切削刃11相对于经过该底切削刃11与刀头圆弧半径切削刃13之间的边界点p且与旋转中心轴c垂直的水平面，随着从边界点p朝向径向内侧而逐渐朝向旋转中心轴c方向的基端侧倾斜，将作为该倾斜角度的正的中低倾斜角设定为3°。
图5示出本发明例1的刀片形状。另外，表1中示出表示本发明例1的刀片5的形状的主要参数。
本发明例1的刀片5具备倒角面15，将刀头圆弧半径切削刃13在边界点q的位置上的轴向前角ar1和刀头圆弧半径切削刃13在边界点p的位置上的轴向前角ar2设定为相同的负值-6.8°。
在此，如上述，图9所示的边界点q为刀头圆弧半径切削刃13与外周切削刃9之间的边界点，在切削刃绕旋转中心轴c的旋转轨迹中，该边界点q也为外周切削刃9的最外周点。这种理论上(理想)的边界点q为在刀头圆弧半径切削刃13上为放射角度θ＝90°的点。
然而，当在制作刀片5的过程中实际进行倒角面15的磨削加工时，在从外周切削刃9的形成预定区域(理论上被预定形成外周切削刃9的区域)的前端部至刀头圆弧半径切削刃13的形成预定区域(理论上被预定形成刀头圆弧半径切削刃13的区域)的基端部的、规定区域s中的任一部分中会形成作为实际边界点q的点e。即，因制造上的诸多理由等，有时会出现作为实际边界点q的点e的位置被配置为与理论上的边界点q稍微错开的情况。
在这种情况下，与点e的位置相对于理论上的边界点q配置在外周切削刃9的形成预定区域侧的情况相比，点e的位置优选配置在刀头圆弧半径切削刃13的形成预定区域侧。由此，能够切实地防止工具直径变小这种不良情况。另外，在该情况下，优选将以圆弧中心点o为中心的、理论上的边界点q与点e(实际边界点q)之间的角度(中心角)收敛到2°以内。
鉴于上述情况，在本发明例1中，将刀片5制作成作为实际边界点q的点e配置在从理论上的边界点q朝向刀头圆弧半径切削刃13的形成预定区域侧的所述中心角为2°以下的范围内。
另外，图6中存在于底切削刃区域u内的点f设定在距经过边界点q且与旋转中心轴c平行的直线为2.5mm的位置上。
另外，图11表示本发明例1的刀头圆弧半径切削刃13中的放射方向前角δ的曲线图。根据图11，在放射角度θ为20°的位置上，放射方向前角δ具有最小值。此时的放射方向前角δ表示-7.2°。
另外，图10表示本发明例1的刀头圆弧半径切削刃13的放射角度θ为40°处的切削刃剖面的示意图(图10的右下图)。放射角度θ为40°处的放射方向前角δ表示-6.6°的例。
此外，在表1中示出放射角度θ为0°时(边界点p)的放射方向前角δ为α值，放射角度θ为90°时(边界点q)的放射方向前角δ为β值，放射方向前角δ的最小值为γ值。
另外，准备与本发明的技术思想不同的比较例的刀片。图12示出比较例2的刀片形状，图13示出比较例3的刀片形状。另外，表1中还示出表示比较例2及比较例3的刀片形状的主要参数。由与发明例1的刀片大致相同形状的相同材质制作了比较例的刀片。但是，比较例不具有本发明的特殊结构，具体而言，由于比较例不具有刀头圆弧半径切削刃的倒角面，因此刀头圆弧半径切削刃的诸多因素与本发明不同。
在比较例3中，将底切削刃的前刀面、刀头圆弧半径切削刃的前刀面和外周切削刃的前刀面形成在同一平面，将其轴向前角设定为0°。此外，将底切削刃的前刀面和刀头圆弧半径切削刃的前刀面与朝向底切削刃的前刀面的基端侧延伸的排屑槽均形成在同一平面。另外，将外周切削刃的实际前角设定为负值。
通过将如此制作的本发明例1、比较例2及比较例3的刀片安装到可转位刀片式圆弧头立铣刀的工具主体并进行切削评价。在将安装有各个刀片的工具主体安装到作为工具保持件的夹盘之后，安装到铣床的主轴。使用改变切削速度vc后的下述切削条件来实施立壁侧面部的等高线精加工。使用形状测量仪来测量此时形成的工件立壁侧面部的歪斜精度。表1中示出侧面部的歪斜精度的测量结果。
对于在此所说的歪斜精度而言，在以工件立壁侧面部的顶点为基准，比较工件立壁侧面部的形状轮廓线和铅直线时，将两者的偏差尺寸的最大值设为歪斜精度(μm)。即表示，在形状轮廓线和铅直线一致的情况下进行理想的加工。图14～19中示出每个切削速度vc下的立壁侧面部的形状轮廓线。
在实验中，作为工件使用尺寸为60×60×30(mm)的s55c材料。通过进行该侧面台阶面加工，从上表面部以20mm的深度形成立壁侧面部。对于歪斜精度的测量部位而言，将距上表面为10mm的位置设为中央，将距上表面为18mm的位置设为底部。
<切削条件>
工件：碳钢s55c(塑料模具用途)
工件硬度：220hb(布氏硬度)
切削速度vc：100m/分钟、200m/分钟
主轴的转数n：1592转/分钟、3184转/分钟
每刃的进给fz：0.15mm(恒定)
工作台进给vf：478mm/分钟、955mm/分钟
轴向切入量ap：1mm(恒定)
径向切入宽度ae：0.1mm(恒定)
工具悬伸量：140mm
加工方法：干式、立壁侧面部的等高线精加工
[表1]
表1中示出对利用本发明例1、比较例2及比较例3的各刀片进行的加工中工件的立壁侧面部的歪斜精度进行测量及评价的结果。
在切削速度(vc值)条件为100m/分钟的情况下，具备倒角面的本发明例1的歪斜精度为5(μm)，示出优良结果。此外，在作为高效率条件的切削速度(vc值)条件为200m/分钟的情况下，也能够确认本发明例1的歪斜角度为5(μm)且示出优良结果。
就本发明例1而言，认为由于其被设定为刀头圆弧半径切削刃13在边界点q的位置上的轴向前角ar1具有负的角度，并且外周切削刃9的轴向前角(螺旋角ε)为正角，从而外周切削刃9和刀头圆弧半径切削刃13对工件的切入以点接触开始，降低高频振颤的产生并使加工稳定。
另一方面，在比较例中切削速度(vc值)条件为100m/分钟的情况下，在比较例2中示出歪斜精度为5～12.5(μm)的结果，在比较例3中示出歪斜精度为10～15(μm)的结果。另外，在作为高效率条件的切削速度(vc值)条件为200m/分钟的情况下，在比较例2中示出歪斜精度为7.5～12.5(μm)的结果，在比较例3中示出歪斜精度为17.5～27.5(μm)的结果。由此，能够确认在比较例中因切削条件为高效率条件而导致极差的歪斜精度。
对于其理由认为受到如下情况的影响：由于切入工件的刀头圆弧半径切削刃的轴向前角与外周切削刃的轴向前角(螺旋角)相同，以线接触开始切入，导致高频振颤的发生率高。
另外，图14～图19示出通过使用本发明例1、比较例2及比较例3的各刀片进行的加工而形成的立壁侧面部的形状轮廓线。图14～图16为切削速度(vc值)为100m/分钟的情况下的形状轮廓线，图17～图19为切削速度(vc值)为200m/分钟的情况下的形状轮廓线。在这些图中，虚线为表示需要加工的底面及与水平面垂直的面的水平线及铅直线，实线为形状轮廓线。
对于通过使用比较例2、3的刀片进行的加工而形成的立壁侧面部而言，能确认越靠近底部则形状轮廓线与铅直线的偏差越大，并且切削速度越高则该倾向越显著。与此相对地，对于使用本发明例1的刀片进行的加工而形成的立壁侧面部而言，能确认从上部至底部的形状轮廓线与铅直线的偏差尺寸保持恒定，并且形成有与水平面垂直的面。
此外，作为本发明例1所涉及的刀片5的基体材质，除了使用包含碳化钨(wc)和钴(co)的硬质合金以外，例如也可以使用金属陶瓷、高速钢、碳化钛、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝及由它们的混合体组成的陶瓷、立方晶氮化硼烧结体、金刚石烧结体、以及在超高压下对由多晶金刚石或立方晶氮化硼构成的硬质相和陶瓷或铁族金属等结合相进行烧成而成的超高压烧成体。
本发明例1所涉及的工具主体1和刀柄部例如也可以是由skd61等合金工具钢制造的情况，也可以使用由skd61等的合金工具钢形成工具主体1并且将由硬质合金制造的刀柄部接合到工具主体1而成的硬质刀柄类型。
产业上的可利用性
根据本发明的可转位刀片式旋转切削工具及刀片，不仅能够提高工件的底面精加工精度，还能提高垂直的侧面精加工中的尺寸精度。
附图标记说明
1工具主体
2前端部
3安装座
4切削刃部
5刀片
6可转位刀片式圆弧头立铣刀(可转位刀片式旋转切削工具)
7刀片嵌合槽
8固定用螺钉
9外周切削刃
10外周切削刃的前刀面
11底切削刃
12底切削刃的前刀面
13刀头圆弧半径切削刃
14刀头圆弧半径切削刃的前刀面
15倒角面
16、17排屑槽
a刀头圆弧半径切削刃上的规定的点
ar1、ar2轴向前角(轴向刃倾角)
c旋转中心轴
o圆弧中心点
p、q边界点
pr基准面
vl假想直线
vs假想平面
δ放射方向前角(实际前角)
ε螺旋角
θ放射角度