切削刀具和切削工具的制作方法

本发明涉及切削刀具和切削工具。

本申请要求2016年3月3日提交的日本专利申请no.2016-041176的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

用于肩铣的切削刀具和切削工具在传统上是已知的(例如参见日本专利公报特开no.2013-121636)。主切削刃形成在第一面和第二面之间的边界部分处，在第一面中形成有用于固定切削刀具的孔，第二面是紧邻第一面的侧表面。当从第一面侧观察时，主切削刃可以形成圆弧或直线。

引用列表

专利文献

ptd1：日本专利公报特开no.2013-121636

技术实现要素：

根据本发明的一个方面的切削刀具包括主体，主体包括第一面、第二面以及第三面。第二面与第一面相接并沿与第一面交叉的方向延伸。第三面与第一面和第二面相接。第一面中形成有固定孔。第二面包括前刀面。在第二面的外周侧边之中与第一面的边界部分是主切削刃。当从布置有第一面的一侧观察时，主切削刃包括第一直部、第二直部以及弯曲部。第一直部紧邻基准侧边设置，基准侧边是第一面与第三面之间的边界。第二直部布置成与第一直部相距某一距离。弯曲部将第一直部和第二直部连接起来。第一直部相对于基准侧边的第一夹角不同于第二直部相对于基准侧边的第二夹角。

附图说明

图1是根据实施例1的切削刀具的前视示意图。

图2是图1中所示的切削刀具的侧视示意图。

图3是图1中所示的切削刀具的仰视示意图。

图4是沿图1中的线段iv-iv截取的剖视示意图。

图5是用于说明图1中所示的切削刀具的主切削刃的构造的示意图。

图6是用于说明图1中所示的切削刀具的主切削刃的构造的示意图。

图7是根据实施例2的切削刀具的前视示意图。

图8是图7中所示的切削刀具的侧视示意图。

图9是图7中所示的切削刀具的仰视示意图。

图10是沿图7中的线段x-x截取的剖视示意图。

图11是用于说明根据实施例3的切削刀具的主切削刃的构造的示意图。

图12是用于说明切削工具的构造的示意图。

具体实施方式

[本公开要解决的问题]

在上述切削刀具中，将同第一面和第二面相接的第三面与第一面之间的边界作为基准侧边。在这种情况下，主切削刃相对于基准侧边的夹角的相对增加可以提高主切削刃的刃口强度。然而，在这种情况下，切削刃的倾角可能相对减小或者可能为负。在这样的情况下，切削刀具的切削性能(锋利度)可能下降。

另一方面，夹角的相对减小相对地增加了切削刃的倾角，因此可以提高切削刀具的切削性能。然而，在这种情况下，主切削刃的刃口强度可能降低。因此，传统技术的切削刀具难以既实现良好的切削性能又实现高的刃口强度。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供既能实现高切削性能又能实现高刃口强度的切削刀具和切削工具。

[本公开的有益效果]

根据本公开，可以提供既能实现高切削性能又能实现高刃口强度的切削刀具和切削工具。

[本发明实施例的描述]

首先，在下面列出并描述本公开的实施例。

根据本公开的一个方面的切削刀具是

(1)切削刀具1，其包括主体，主体包括第一面2、第二面4以及第三面8。第二面4与第一面2相接并沿与第一面2交叉的方向延伸。第三面8与第一面2及第二面4相接。第一面2中形成有固定孔32。第二面4包括前刀面。在第二面4的外周侧边之中与第一面2的边界部分是主切削刃6。当从第一面2侧观察时，主切削刃6包括第一直部6a、第二直部6d以及弯曲部。第一直部6a紧邻基准侧边11设置，基准侧边11是第一面2与第三面之间的边界。第二直部6d布置成与第一直部6a相距某一距离。弯曲部将第一直部6a和第二直部6d连接起来。第一直部6a相对于基准侧边11的第一夹角θ1不同于第二直部6d相对于基准侧边11的第二夹角θ2。

因此，主切削刃6可以以如下方式形成：当从第一面2侧观察时，主切削刃6包括相对于基准侧边11具有不同夹角θ1、θ2的第一直部6a和第二直部6d而不是在整个宽度上均一(例如，形成直线)。这在调整主切削刃6的形状方面提供了很大的自由度，以便既能提高切削性能又能提高刃口强度。因此，通过调整主切削刃6的形状，可以提供具有提高的切削性能和刃口强度的切削刀具1。此外，主切削刃可以具有整体上没有角部的平滑形状，因此可以防止由于存在这样的角部而导致的问题，如工件的粗糙切削面。

(2)在上述切削刀具1中，当从第一面2侧观察时，弯曲部可包括：第一弯曲子部6b，其朝向远离固定孔32的方向为凸形；以及第二弯曲子部6c，其朝向固定孔32为凸形。

这允许第一直部6a与第二直部6d之间的连接部分形成平滑曲线。因此，与连接部分包括角部的情况相比，可以减小连接部分处的应力集中。结果，可以提高连接部分的耐久性。

(3)在上述切削刀具1中，当从第一面2侧观察时，第一弯曲子部6b的曲率半径和第二弯曲子部6c的曲率半径可以彼此不同。

在这种情况下，弯曲部的两端的位置可以通过适当地调节两个曲率半径而任意设定。因此，即使第一直部和第二直部延伸的方向独立地改变，第一直部和第二直部也可以容易地通过弯曲部彼此连接。

(4)在上述切削刀具1中，第一面2可以包括与主切削刃6相接的后刀面31。在后刀面31中，紧邻第一直部6a的部分在沿基准侧边的方向上的第一宽度w4可以不同于紧邻第二直部6d的部分在沿基准侧边11的方向上的第二宽度w5。

在这种情况下，如果第一直部6a和第二直部6d由于沿不同方向延伸而具有不同的切削条件，则可以根据各自的切削条件来调节后刀面31的宽度。因此，可以提供高的切削性能。

(5)在上述切削刀具1中，如图6所示，当从第二面4侧观察时，主切削刃6可以形成曲线。当从第二面4侧观察时，主切削刃6的曲率半径的中心c可以相对于固定孔32位于第三面8侧。在这种情况下，也可以提供高的切削性能。

(6)在上述切削刀具1中，第一夹角θ1与第二夹角θ2之间的差可以为1°以上且5°以下。在这种情况下，弯曲部的曲率半径可以在某种程度上为大，因此第一直部6a和第二直部6d可以平滑地彼此连接。结果，可以防止工件的粗糙切削面。

(7)在上述切削刀具1中，第一夹角θ1可以为80°以上且85°以下。在这种情况下，在主切削刃6中，可以向紧邻第一直部6a与基准侧边11之间的边界部分设置的区域的刃口提供充分高的强度。还有，第一夹角θ1可以大于第二夹角θ2。在这种情况下，可以向紧邻第一直部6a与基准侧边11之间的边界部分设置的区域的刃口提供充分高的强度，还有，第二直部6d的切削刃的倾角可以大于第一直部6a的切削刃的倾角。结果，可以提高切削性能。这里的倾角是指在用切削刀具1切削工件时由垂直于工件表面的线和切削刃形成的角度。

根据本发明的一个方面的切削刀具是

(8)切削刀具1，其包括主体，主体包括第一面2、第二面4以及第三面8。第二面4与第一面2相接并沿与第一面2交叉的方向延伸。第三面8与第一面2及第二面4相接。第一面2中形成有固定孔32。第二面4包括前刀面。在第二面4的外周侧边之中与第一面2的边界部分是主切削刃6。当从第一面2侧观察时，主切削刃6包括第一直部6a、第二直部6d以及弯曲部。第一直部6a紧邻基准侧边11设置，基准侧边11是第一面2与第三面之间的边界。第二直部6d布置成与第一直部6a相距某一距离。弯曲部将第一直部6a和第二直部6d连接起来。第一直部6a相对于基准侧边11的第一夹角θ1大于第二直部6d相对于基准侧边11的第二夹角θ2。第一面2包括与主切削刃6相接的后刀面31。在后刀面31中，紧邻第一直部6a的部分在沿基准侧边11的方向上的第一宽度w4不同于紧邻第二直部6d的部分在沿基准侧边11的方向上的第二宽度w5。

根据本公开的一个方面的切削工具20包括

(9)具有外周的工具主体21，以及根据以上第(1)-(8)项中的任一项的切削刀具1。切削刀具1被固定到外周上。因此，利用既具有高刃口强度又具有高切削性能的切削刀具1，可以提供能够在切削时以大的切削深度进行高效切削的切削工具20。

[本发明实施例的细节]

在下文中，将描述本公开的一个实施例(以下也称为“本实施例”)。然而，应该注意的是，本实施例不限于以下描述。

(实施例1)

<切削刀具的构造>

参考图1至图6来描述根据本实施例的切削刀具的构造。

图1至图6所示的切削刀具1包括主体，主体包括第一面2、第二面4以及第三面8。如图1所示，作为上表面的第一面2在平面图中的形状大致为平行四边形。与第一面2相对设置的下表面3的形状与第一面2的形状基本相同。

作为侧表面的第二面4与第一面2相接并沿与第一面2交叉的方向延伸。如图2所示，第二面4在平面图中的形状大致为矩形。第三面8与第一面2及第二面4相接。如图3所示，第三面8在平面图中的形状大致为平行四边形。如图1至图3所示，第三面8由两个斜面构成，这两个斜面以使得中央部分突出的方式布置。

第一面2中形成有固定孔32。固定孔32形成在第一面2的大致中央部分中。如图4所示，固定孔32形成为从第一面2穿过主体延伸到下表面3。如后所述，穿过固定孔32插入附接螺钉，以便将切削刀具1固定到切削工具的工具主体上。

在第二面4的外周侧边之中与第一面2的边界部分是主切削刃6。第一面2的两个相对的长边中的每一个长边都是主切削刃6。如图2所示，在第二面4的外周侧边之中与下表面3的边界部分也是另一主切削刃6。如图1所示，在第二面4的外周侧边之中与第一面2的边界部分处的主切削刃6和与下表面3的边界部分处的另一主切削刃6形成为沿彼此交叉的方向延伸。切削刀具1具有四个主切削刃6。

如图5所示，当从第一面2侧观察时，主切削刃6包括第一直部6a、第二直部6d以及弯曲部。第一直部6a紧邻基准侧边11设置，基准侧边11是第一面2与第三面8之间的边界。在第二面4的外周侧边之中与第一直部6a相接的部分(即，短边)是副切削刃7。主切削刃6和副切削刃7经由形成曲线的连接部分(鼻部)彼此连接。第二面4包括在紧邻主切削刃6或副切削刃7的部分处的前刀面。当用切削刀具1切削工件时，主切削刃6的第一直部6a侧首先被放至工件的表面中。第二直部6d布置成与第一直部6a相距某一距离。也就是说，第二直部6d布置在比第一直部6a更远离基准侧边11的位置处。弯曲部将第一直部6a和第二直部6d连接起来。

当从第一面2侧观察时，弯曲部包括朝向远离固定孔32的方向为凸形的第一弯曲子部6b以及朝向固定孔32为凸形的第二弯曲子部6c。也就是说，弯曲部包括两个朝向彼此相反的方向为凸形的第一弯曲子部6b和第二弯曲子部6c。请注意，尽管上述弯曲部包括两个弯曲子部，但是它可以包括三个以上或者四个以上弯曲子部。当从第一面2侧观察时，第一弯曲子部6b的曲率半径r1和第二弯曲子部6c的曲率半径r2可以彼此不同或者可以相同。类似地，在弯曲部包括三个以上弯曲子部的情况下，弯曲子部的各曲率半径可以彼此不同或者可以相同。

如图1和图5所示，第一直部6a相对于基准侧边11的第一夹角θ1不同于第二直部6d相对于基准侧边11的第二夹角θ2。具体地，第一夹角θ1与第二夹角θ2之间的差为1°以上且5°以下。还有，差可以为4°以下或3°以下。还有，差可以为2°以下。第一夹角θ1为80°以上且85°以下。还有，第一夹角θ1可以为84°以下或83°以下。还有，第一夹角θ1可以为81°以上或82°以上。

如图1所示，第一面2包括与主切削刃6相接的后刀面31。在后刀面31中，紧邻第一直部6a的部分在沿基准侧边11的方向上的第一宽度w4不同于紧邻第二直部6d的部分在沿基准侧边11的方向上的第二宽度w5。尽管在图1所示的切削刀具1中第二宽度w5大于第一宽度w4，但是后刀面31可以以使得第二宽度w5小于第一宽度w4的方式形成。作为替代方案，后刀面31可以以使得第一宽度w4和第二宽度w5相同的方式形成。

如图3所示，后刀面31延伸的方向与第一面2的形成有固定孔32的中央部分延伸的方向交叉。后刀面31延伸的方向与第一面2的中央部分延伸的方向之间的夹角θ3例如为5°。夹角θ3可以例如为1°以上且10°以下。夹角θ3的下限可以为2°或3°。夹角θ3的上限可以为9°或8°。

如图6所示，在上述切削刀具1中，当从第二面4侧观察时，主切削刃6可以形成曲线。当从第二面4侧观察时，主切削刃6的曲率半径的中心c可以相对于固定孔32位于第三面8侧。更具体地，曲率半径的中心c位于相比于距主切削刃6的第二直部6d而言更靠近第一直部6a的区域处。

在图1所示的切削刀具1中，宽度w1是当从第一面2侧观察时切削刀具1的在沿基准侧边的方向上的最大宽度。宽度w1可以例如为10mm以上且20mm以下。图1中所示的宽度w2是如下距离：当从第一面侧观察时，在沿基准侧边的方向上，从主切削刃6与副切削刃7之间的连接部分到主切削刃6的中央部分处后刀面31与第一面2的中央部分之间的边界的距离。宽度w2可以例如为8mm以上且18mm以下。图1中所示的宽度w3是在第一面2的中央部分中第一面2的中央部分在沿基准侧边的方向上的宽度。宽度w3可以例如为7mm以上且17mm以下。图1中的长度l是切削刀具1在垂直于基准侧边的方向上的长度。长度l可以例如为10mm以上且20mm以下。

如图5所示，第一直部6a在垂直于基准侧边11的方向上的长度l1可以例如为1mm以上且3mm以下。第一弯曲子部6b在垂直于基准侧边11的方向上的长度l2可以例如为1mm以上且5mm以下。第二弯曲子部6c在垂直于基准侧边11的方向上的长度l3可以例如为1mm以上且7mm以下。第二直部6d在垂直于基准侧边11的方向上的长度l4可以例如为5mm以上且17mm以下。

此外，图5中所示的第一弯曲子部6b的曲率半径r1可以例如为10mm以上且30mm以下，并且第二弯曲子部6c的曲率半径r2可以例如为20mm以上且60mm以下。

<切削刀具的有益效果>

在图1至图6所示的切削刀具1中，主切削刃6以如下方式形成：使得当从第一面2侧观察时，主切削刃6包括相对于基准侧边11具有不同夹角θ1、θ2的第一直部6a和第二直部6d。这在调节主切削刃6的形状方面提供了很大的自由度，以便既能提高切削性能又能提高刃口强度。具体地，如图5所示，紧邻基准侧边的第一直部6a处的第一夹角θ1大于第二直部6d处的第二夹角θ2。因此，与整个主切削刃6形成与第二直部6d平行的直线的情况相比，可以提高第一直部6a的端部的刃口强度。

此外，由于第二直部6d的第二夹角θ2小于第一直部6a的第一夹角θ1，所以可以防止在例如大的切削深度的情况下切削性能的下降。也就是说，在诸如大切削深度的苛刻条件下切削时，可以确保切削刀具1的耐用性和高切削性能。

此外，如图5所示，第一直部6a和第二直部6d通过弯曲部彼此连接，从而允许主切削刃具有整体上没有角部的平滑形状。因此，可以防止由于存在这种角部而导致的问题，诸如工件的粗糙切削面。

此外，如图5所示，弯曲部包括朝向彼此相反的方向为凸形的第一弯曲子部6b和第二弯曲子部6c。这允许第一直部6a和第二直部6d之间的连接部分形成平滑曲线。因此，与连接部分包括角部的情况相比，可以减小连接部分处的应力集中。结果，可以提高连接部分的耐久性。

此外，第一弯曲子部6b的曲率半径r1和第二弯曲子部6c的曲率半径r2可以彼此不同地设定。在这种情况下，弯曲部的两端的位置可以通过适当地调节两个曲率半径r1、r2而任意设定。因此，即使第一直部6a和第二直部6d延伸的方向独立地改变，第一直部6a和第二直部6d也可以容易地通过弯曲部彼此连接。

此外，如图1所示，切削刀具1的第一面2包括与主切削刃6相接的后刀面31。在后刀面31中，紧邻第一直部6a的部分的第一宽度w4可以与紧邻第二直部6a的部分的第二宽度w5不同地设定。因此，可以根据第一直部6a和第二直部6d的相应切削条件来调节后刀面31的宽度w4、w5。因此，主切削刃6整体上可以提供高切削性能。

此外，如图6所示，当从第二面4侧观察时，主切削刃6的曲率半径的中心c相对于固定孔32位于第三面8侧。在这种情况下，也可以提供高切削性能。

此外，第一夹角θ1与第二夹角θ2之间的差为1°以上且5°以下。在这种情况下，第一直部6a与第二直部6d之间的位置差可以相对较小。由于需要在弯曲部进行调节的位置差较小，所以弯曲部的曲率半径可以在某种程度上较大。因此，第一直部6a和第二直部6d可以用具有大曲率半径的曲线彼此平滑地连接。结果，可以防止工件的粗糙切削面。

此外，第一夹角θ1为80°以上且85°以下。在这种情况下，在主切削刃6中，可以向紧邻第一直部6a与基准侧边11之间的边界部分设置的区域的刃口提供充分高的强度。还有，第一夹角θ1大于第二夹角θ2。因此，第二直部6d的切削刃的倾角可以大于第一直部6a的切削刃的倾角。结果，可以提高切削性能。

(实施例2)

如图7至图10所示，根据本实施例的切削刀具1具有与图1至图6所示的切削刀具1的构造基本类似的构造。然而，根据本实施例的切削刀具1与图1至图6所示的切削刀具1的不同之处在于，第一面2不具有从中央部分分离的后刀面31(见图1)，并且第三面是平坦表面。与图5中一样，图7至图10所示的切削刀具1的主切削刃6由第一直部6a、弯曲部和第二直部6d构成。此外，如图7和图8所示，整个第一面2是平坦表面。

这种构造可以提供与图1至图6所示的切削刀具1的有益效果类似的有益效果。

<变型例的构造和有益效果>

图11是用于说明根据本实施例的切削刀具的变型例的示意图。图11对应于图5。

图11所示的切削刀具具有与图7至图10所示的切削刀具的构造基本类似的构造。然而，图11所示的切削刀具与图7至图10所示的切削刀具1的不同之处在于，主切削刃6的第一直部6a处的第一夹角θ1是90°以上，更具体地，大于90°。在这种情况下，第一夹角θ1可以例如为大于90°且为100°以下。这可以提供与图7至图10所示的切削刀具1的有益效果类似的有益效果，并且可以进一步提高主切削刃6的第一直部6a周围的刃口强度。请注意，第一夹角θ1为90°以上或大于90°的这种构造可以应用于图1至图6中所示的切削刀具1。

<切削工具的构造和有益效果>

图12示出了具有图1至图11所示的切削刀具1的切削工具20。图12所示的切削工具20是用于肩铣的铣刀。切削工具20包括具有外周的工具主体21，并且包括上述切削刀具1。切削刀具1被固定到外周上。具体地，在工具主体21的外周中，形成有多个安置凹槽22。工具主体21能够绕旋转轴线旋转。当沿工具主体21的旋转轴线观察时，安置凹槽22形成在位于径向上的外周中。在工具主体21的外周中，与安置凹槽22相邻地形成有切屑槽23。多个安置凹槽22和切屑槽23沿着工具主体21的旋转方向间隔开地设置。

在每个安置凹槽22中，插入切削刀具1。切削刀具1通过附接螺钉被固定到安置凹槽22上。附接螺钉插在切削刀具1的固定孔32(见图1)中，并且被拧入并固定到形成在安置凹槽22的内壁中的螺纹孔(未示出)上。

例如，切削刀具1的下表面3与安置凹槽22的内表面22a接触。此外，切削刀具1的第二面4(其是切削时不涉及的一侧)由安置凹槽22的内表面22b支撑。

工具主体21围绕旋转轴线旋转，从而利用切削刀具1的主切削刃6和副切削刃7切削工件。

根据这种构造，利用既具有高刃口强度又具有高切削性能的切削刀具1，可以提供能够在切削时以大的切削深度进行高效切削的切削工具20。

应该理解的是，这里公开的实施例在所有方面都是作为示例给出的，而不是作为限制。意图是本发明的范围由权利要求限定，而不是由上述实施例限定，并且包括与权利要求等同的意义和范围的所有变型。

附图标记列表

1：切削刀具；2：第一面；3：下表面；4：第二面；6：主切削刃；6a：第一直部；6b：第一弯曲子部；6c：第二弯曲子部；6d：第二直部；7：副切削刃；8：第三面；11：基准侧边；20：切削工具；21：工具主体；22：安置凹槽；22a、22b：内表面；23：切屑槽；31：后刀面；32：固定孔。