切削刀片、切削刀具以及切削加工物的制造方法与流程

相关申请的相互参照

本申请主张在2017年9月27日申请的日本专利申请2017－186254号的优先权，并将该在先申请的所有公开援引于此以供参照。

本方案涉及切削刀片、切削刀具以及切削加工物的制造方法。更具体而言，涉及用于车削刀具的切削刀片、切削刀具以及切削加工物的制造方法。

背景技术：

国际公开2016/043127(专利文献1)以及日本实开平2－43105号公报(专利文献2)所记载的切削刀具是在对金属等被切削件进行切削加工时使用的切削刀具。在专利文献1所记载的切削刀具中的切削刀片(刀片)中沿着直线的切削刃棱线以及刀尖r的切削刃棱线形成有负刃带(刃带面)。

技术实现要素：

本公开的切削刀片具有：第一面，其具备第一拐角以及从所述第一拐角延伸的第一边；第二面，其位于所述第一面的相反侧；以及第三面，其位于所述第一面与所述第二面之间。另外，切削刀片还具有刃带面，该刃带面在所述第一面与所述第三面之间，相对于所述第一面以及所述第三面倾斜地配置。所述刃带面具有：第一刃带面，其沿着所述第一拐角配置；第二刃带面，其沿着所述第一边配置；以及凹形状的第三刃带面，其与所述第二刃带面相邻，并且位于比所述第二刃带面更远离所述第一刃带面的位置。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式的一个切削刀片的立体图。

图2是从第一面侧观察图1所示的切削刀片时的主视图。

图3是表示图1中的区域a1的放大图。

图4是表示图2中的区域a2的放大图。

图5是从b1方向观察图2所示的切削刀片时的侧视图。

图6是表示图5中的区域a3的放大图。

图7是使用图1所示的切削刀片进行了切削加工的情况下的概念图。

图8是表示图4中的xiii－xiii剖面的剖视图。

图9是表示图4中的ix－ix剖面的剖视图。

图10是表示图4中的x－x剖面的剖视图。

图11是表示图5中的xi－xi剖面的剖视图。

图12是表示图4中的xii－xii剖面的剖视图。

图13是实施方式的一个切削刀片的剖视图。

图14是表示本公开的实施方式的切削刀具的侧视图。

图15是表示本公开的实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

图16是表示本公开的实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

图17是表示本公开的实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

具体实施方式

＜切削刀片＞

以下，使用附图详细地说明多个实施方式的切削刀片1(以下，也简称刀片1)。但是，为了方便说明，以下参照的各图仅简化图示了在说明实施方式的切削刀片1方面必要的主要构件。因此，本公开的刀片1能够具备所参照的各图中未示出的任意的结构构件。另外，各图中的构件的尺寸并不如实地表示实际的结构构件的尺寸及各构件的尺寸比率等。

如图1所示，实施方式的一个刀片1具备第一面7、第二面9以及第三面11。第一面7在图1中为上表面。第一面7可以具备第一拐角3以及从第一拐角3延伸的第一边5a。第二面9在图1中为下表面。第二面9位于第一面7的相反侧。第三面11在图1中为侧面。第三面11位于第一面7与第二面9之间。

第一面7为多边形状，在图2所示的一例中第一面7为菱形。因而，第一面7具有四个角以及四个边。另外，第一面7为菱形，因此第三面11具有四个平面区域。

在图2中，第一拐角3是第一面7所具有的四个角中的一个角。另外，第一边5a是第一面7所具有的四个边中的一个边。将通过第一面7的中心以及第二面9的中心的轴设为中心轴p。

第一面7为大致多边形状即可，不需要是严格意义上的多边形状。即，多边形状的第一面7中的边不需要严格地为直线形状，例如也可以为凸曲线形状或者凹曲线形状。另外，多边形状的第一面7中的角并不限定于两个直线相交而成的结构，例如，也可以是朝向外侧带有圆角的形状。在图3以及图4所示的一例中第一拐角3为凸曲线的形状。

需要说明的是，第一面7的形状并不限定于上述的结构。例如，第一面7不是四边形，而是五边形、六边形或者八边形也没有任何问题。

刀片1的大小没有特别限定。例如，在实施方式中，第一面7的一边的长度能够设定为3～20mm程度。另外，从第一面7到第二面9的高度能够设定为5～20mm程度。

另外，刀片1可以具有在第一面7开口的孔39。孔39可以为贯通至位于第一面7的相反侧的第二面9的孔。在图1所示的一例中，通过孔39的中心的轴与中心轴p一致。另外，孔39并不限定于上述的方式，例如，可以在第三面11开口，也可以从第三面11中的一个平面区域贯通至位于该平面区域的相反侧的另一平面区域。

孔39可以用作将刀片1安装于刀架时的固定件的插入孔。作为固定件的例子，可以举出螺钉、夹紧构件以及楔子等。另外，也可以使用焊料将刀片1固定于刀架。

实施方式的刀片1具有位于第一面7与第三面11之间的刃带面13。图5以及图6所示的一例中的刃带面13分别相对于第一面7以及第三面11倾斜。

刃带面13具有第一刃带面15、第二刃带面17以及第三刃带面19。第一刃带面17沿着第一拐角3配置。第二刃带面17沿着第一边5a配置。第三刃带面17与第二刃带面17相邻，并且位于比第二刃带面17更远离第一刃带面15的位置。第三刃带面17为凹形状。

刃带面13一般被称作刃带，是沿着切削刃延伸的宽度窄的平面。刀片1在具有刃带面13的情况下切削刃的耐久性高。需要说明的是，在本公开中，“沿着”是指两个对象物相互大致平行地延伸的状态。此时，两个对象物可以相接，另外，也可以分离。

第三刃带面19可以与第二刃带面17连接。具体而言，可以为，第二刃带面17具有接近第一刃带面15的第一端部、以及位于该第一端部的相反侧的第二端部，第三刃带面19与第二端部连接。

在图4所示的一例中，第一拐角3为朝向刀片1的外侧突出的凸曲线的形状，第一刃带面15沿着第一拐角3配置。第一边5a为直线形状，第二刃带面17沿着第一边5a配置。第三刃带面19为朝向刀片1的内侧凹陷的凹形状。第三刃带面19也可以与第二刃带面17相同，沿着第一边5a配置。

在本公开中，“第三刃带面19为凹形状”是指满足下述两个条件中的至少任一方的形状。第一，在主视观察第一面7的情况下，第一面7与第三刃带面19的相交处(棱线)为凹形状。第二，在与中心轴p正交的剖面中的第三刃带面19为凹形状。

刀片1可以具有位于刃带面13与第三面11的相交处的至少一部分的切削刃。在切削刃位于上述的位置的情况下第一面7的至少一部分也可以为前刀面区域7a。在图3所示的一例中，第一面7中的沿着刃带面13的区域为前刀面区域7a。

另外，第三面11的至少一部分也可以为后刀面区域11a。在图3所示的一例中，第三面11中的沿着刃带面13的区域为后刀面区域11a。

切削刃可以具有第一切削刃23、第二切削刃25以及第三切削刃27。第一切削刃23位于第一刃带面15与第三面11的相交处。第二切削刃25位于第二刃带面17与第三面11的相交处。另外，第三切削刃27位于第三刃带面19与第三面11的相交处。

在被切削件的切削加工时由切削刃产生的切屑容易呈螺旋状延伸且平缓地弯曲。此时，实施方式的刀片1具有上述的结构，因此在切屑接触到第三刃带面19时，第三刃带面19容易作为切屑的引导件发挥作用。因而，实施方式的刀片1容易将切屑向切削刀具的进给方向排出。换言之，切屑难以向被切削件的加工面行进。因此，加工面难以受到损伤。由此，实施方式的刀片1提供良好的加工面。

具体而言，如图7所示，例如由第一切削刃23产生的切屑容易被第三刃带面19引导。因此，切屑不沿朝向精加工面的f1方向，而是容易沿切削刀具的进给方向即f2方向流动。因而，刀片1具有良好的切屑排出性，加工面难以因切屑受到损伤。

另外，在与第一拐角3正交的剖面即图8所示的一例中，第一刃带面15相对于第一面7以及第三面11倾斜，且为直线形状。需要说明的是，上述的直线形状可以不是严格意义上的直线，例如可以具有制造上不可避免程度(例如在主视观察第一面7的情况下的第一刃带面15的宽度w1的1/10以下程度)的微小的凹形状或者凸形状。

在主视观察第一面7的情况下，与第一拐角3正交的方向上的第一刃带面15的宽度w1例如能够设定为0.01～0.5mm程度。对于宽度w1来说，可以在与第一拐角3正交的剖面中进行评价。例如，在图8中示出宽度w1。在图8所示那样的剖面中，宽度w1为通过第一拐角3且和中心轴p平行的直线与通过第一切削刃23且和中心轴p平行的直线之间的间隔。

第一刃带面15的宽度w1可以从第一拐角3的第一端q1(图4中的左侧的端部)到第二端q2(图4中的右侧的端部)大致恒定，另外，也可以从第一端到第二端而逐渐变化。

例如，可以随着从第一刃带面15的中央部分趋向第一端q1以及第二端q2而宽度w1变窄。另外，也可以随着从第一刃带面15的中央部分趋向第一端q1以及第二端q2而宽度w1变宽。

另外，在与第一边5a正交的剖面即图9所示的一例中，第二刃带面17相对于第一面7以及第三面11倾斜，且为直线形状。需要说明的是，与第一刃带面15相同，第二刃带面17也可以在图9所示的剖面中不是直线。

在主视观察第一面7的情况下，与第一边5a正交的方向上的第二刃带面17的宽度w2例如能够设定为0.01～0.5mm程度。对于宽度w2来说，可以在与第一边5a正交的剖面中进行评价。例如，在图9中示出宽度w2。在图9所示那样的剖面中，宽度w2为通过第一边5a且和中心轴p平行的直线与通过第二切削刃25且和中心轴p平行的直线之间的间隔。

第二刃带面17的宽度w2可以从距第一拐角3最近的部分r1(图4中的左斜下侧的端部)到距第一拐角3最远的部分r2(图4中的右斜上侧的端部)大致恒定，另外，也可以变化。

例如，宽度w2在第二刃带面17中的距第一拐角3最近的部分r1处最宽，或者也可以是最窄。另外，宽度w2在第二刃带面17中的距第一拐角3最远的部分r2处最宽，或者也可以是宽度w2最窄。

图10所示的一例中的第三刃带面19相对于第一面7以及第三面11倾斜。另外，第三刃带面19在与第一边5a正交的剖面中为朝向刀片1的内侧凹陷的凹形状。如图10所示的一例那样，第三刃带面19也可以是在与第一边5a正交的剖面中为曲线形状。在上述的剖面中第三刃带面19为凹曲线的形状的情况下，切屑容易顺畅地在第三刃带面19流动。因此，抑制切屑堵塞，切屑的排出性提高。

图11是与中心轴p正交的剖面。该图11所示的一例中的第三刃带面19是向刀片1的内侧凹陷的凹形状。此时，第三刃带面19的凹形状可以为曲面形状。例如，如图11所示的一例那样，在与中心轴p正交的剖面中第三刃带面19为曲线形状。

在与中心轴p正交的剖面中第三刃带面19为曲面形状的情况下，第三刃带面19的耐久性高。因此，在第三刃带面19难以产生裂纹。特别是，在上述的剖面中第三刃带面19的曲线形状为圆弧形状的情况下第三刃带面19的耐久性更加高。

在主视观察第一面7的情况下，与第一边5a正交的方向上的第三刃带面19的宽度w3的最大值例如能够设定为0.01～0.5mm程度。在图4所示的例子中，第三刃带面19的宽度w3随着远离第二刃带面17而变窄。

对于宽度w3来说，可以在与第一边5a正交的剖面中进行评价。例如，在图10中示出宽度w3。在图10所示那样的剖面中，宽度w3为通过第一边5a且和中心轴p平行的直线与通过第三切削刃27且和中心轴p平行的直线的间隔。

在主视观察第一面7的情况下，第三刃带面19可以具有第三刃带面19中的与第一边5a正交的方向上的宽度w3大于第二刃带面17中的与第一边5a正交的方向上的宽度w2的部分。

换言之，可以为，在主视观察第一面7的情况下，宽度w3的最大值大于宽度w2的最大值。在第三刃带面19为上述的结构的情况下，能够在第三刃带面19良好地引导切屑。因此，切屑的流动方向更加稳定。

另外，刃带面13也可以还具有第四刃带面21。第四刃带面21可以为位于第一刃带面15与第二刃带面17之间，并向刀片1的内侧凹陷的凹形状。图4所示的一例中的第四刃带面21沿着第一面7与刃带面13的相交处中的第一拐角3与第一边5a的边界附近配置。

在本公开中，“第四刃带面21为凹形状”是指满足下述两个条件中的至少任一方的形状。第一，在主视观察第一面7的情况下，第一面7与第四刃带面21的相交处为凹形状。第二，在与中心轴p正交的剖面中的第四刃带面21为凹形状。

在刃带面13具有上述的第四刃带面21的情况下，容易得到更加良好的加工面。由第一切削刃23产生的切屑被第四刃带面21引导而容易朝向切削刀具的进给方向排出，切屑难以朝向被切削件的加工面行进。因此，加工面难以受到损伤。

如图4所示，在主视观察第一面7的情况下，第一面7与第四刃带面21的相交处为向刀片1的内侧凹陷的凹形状。另外，图11所示的一例中的第四刃带面21在与中心轴p正交的剖面中为向刀片1的内侧凹陷的凹形状。

第四刃带面21的向刀片1的内侧凹陷的凹形状可以为曲面形状。如图11所示的一例那样，也可以为，在与孔39的中心轴p正交的剖面中第四刃带面21为曲线形状。在第四刃带面21的凹形状为曲面形状的情况下，在第四刃带面21变得难以产生裂纹，第四刃带面21的耐久性提高。

另外，如图12所示的一例那样，第四刃带面21可以是在和第一面7与刃带面13的相交处正交的剖面中为直线形状，另外，也可以如图13所示的一例那样，为曲线形状。在上述的剖面中第四刃带面21为凹曲线的形状的情况下，切屑容易顺畅地在第四刃带面21流动。因此，抑制切屑堵塞，切屑的排出性提高。另外，也可以为，在上述的剖面中，第四刃带面21的曲线形状为圆弧形状。需要说明的是，图13是实施方式的一个刀片1中的、与图1所示的刀片1中的图12所示的剖视图相当的剖视图。

在主视观察第一面7的情况下，将和第三面11与第二刃带面17的相交处正交的方向上的第四刃带面21的宽度设为w4。此时，宽度w4可以具有大于宽度w2的部分。

换言之，在主视观察第一面7的情况下，宽度w4的最大值可以大于宽度w2的最大值。在第四刃带面21为上述的结构的情况下，能够在第四刃带面21良好地引导切屑。因此，能够稳定地将切屑向切削刀具的进给方向排出。因而，切屑变得难以向被切削件的加工面行进而加工面难以受到损伤，能够获得良好的加工面。

图12是第一面7与刃带面13的相交处、即与第一边5a正交的剖面。对于宽度w4来说，可以在与第一边5a正交的剖面中进行评价。例如，在图12中示出宽度w4。宽度w4为通过第一边5a且和中心轴p平行的直线与通过第二切削刃25且和中心轴p平行的直线之间的间隔。

如图3所示，第一面7也可以还具有从第一拐角3延伸的第二边5b。另外，刃带面13也可以还具有第五刃带面29以及第六刃带面31。第五刃带面29沿着第二边5b配置。第六刃带面31与第五刃带面29相邻，并且位于比第五刃带面29更远离第一刃带面15的位置。第六刃带面31为凹形状。此时，第五刃带面29及第六刃带面31与第三面11的相交处也是切削刃的一部分。

第五刃带面29具有与上述的第二刃带面17相同的结构。另外，第六刃带面31具有与第三刃带面19相同的结构。因而，第五刃带面29能够起到与第二刃带面17相同的效果。另外，第六刃带面31能够起到与第三刃带面19相同的效果。

另外，在图4所示的一例中，在主视观察第一面7的情况下，第二刃带面17及第三刃带面19与第五刃带面29及第六刃带面31以第一拐角3的二等分线为基准而线对称。在刃带面13为上述的结构的情况下，无论在所谓的右侧刀的切削刀具和左侧刀的切削刀具中都能够使用。因而，实施方式中的刀片1在经济性方面优异。

另外，刃带面13也可以还具有位于第一刃带面15与第五刃带面29之间的凹形状的第七刃带面33。图4所示的一例中的第七刃带面33具有与第四刃带面21相同的结构。

需要说明的是，在刃带面13具有第五刃带面29、第六刃带面31以及第七刃带面33的情况下，也可以不必是第五刃带面29、第六刃带面31以及第七刃带面33相对于第二刃带面17、第三刃带面19以及第四刃带面21以第一拐角3的二等分线为基准而线对称。

作为刀片1的材质，例如可以举出超硬合金、金属陶瓷、陶瓷、pcd(多晶金刚石)以及cbn(立方氮化硼)等。

作为超硬合金的组成，例如可以举出wc(碳化钨)-co、wc-tic(碳化钛)-co以及wc-tic-tac(碳化钽)-co。这里，wc、tic以及tac是硬质粒子，co是结合相。另外，金属陶瓷是向陶瓷成分中复合金属而成的烧结复合材料。具体而言，作为金属陶瓷，可以举出以tic或者tin(氮化钛)作为主要成分的化合物。需要说明的是，作为刀片1的材质，并不限定于上述材质。

另外，刀片1可以仅由利用在上例示的材质构成的一个构件构成，另外，也可以由利用在上例示的材质构成的多个构件构成。

例如，如图1所示，可以为刀片1由主体部35以及切削部37构成，且作为整体呈多边板形状。主体部35为大致多边板形状，其在角的一部分具有缺口的部分。在该缺口的部分使用焊料等接合有切削部37。这里，在图1所示的一例中，可以为第一拐角3以及第一边15a位于切削部37。需要说明的是，为了视觉上的理解容易，在图1中，对切削部37的部分施加了由斜线形成的阴影线。

在作为切削部37的材质，例如使用像pcd以及cbn那样硬度比较高的材质，并且作为主体部35的材质，例如使用超硬合金、金属陶瓷或者陶瓷的情况下，能够廉价地制造刀片1，并且刀片1对于切削负载的耐久性高。主体部35的硬度以及切削部37的硬度通过测定各个部位的维氏硬度来评价即可

另外，刀片1可以仅由上述的主体部35以及切削部37构成，但例如也可以除了主体部35以及切削部37的部位以外，还具备覆盖这些部位的表面的涂层(未图示)。涂层可以覆盖由主体部35以及切削部37构成的基体的整个表面，另外，也可以仅覆盖基体的部分表面。

作为涂层的材质，例如可以举出氧化铝(alumina)、以及钛的碳化物、氮化物、氧化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氮化物及碳氮氧化物等。涂层可以仅含有上述材质中的一个，另外，也可以含有多个。

另外，涂层可以仅由一个层构成，也可以是由多个层层叠而成的结构。需要说明的是，作为涂层的材质，并不限定于这些。涂层例如能够通过使用化学蒸镀(cvd)法或者物理蒸镀(pvd)法从而配置于基体之上。

＜切削刀具＞

接下来，使用附图说明实施方式的切削刀具101。

如图14所示，实施方式的一个切削刀具101具备：刀架105，其在前端侧具有刀槽103(刀片槽)；以及上述的刀片1，其位于刀槽103。在实施方式的一个切削刀具101中，以切削刃的至少一部分从刀架105的前端突出的方式安装有刀片1。

刀架105形成为细长地延伸的棒形状。而且，在刀架105的前端侧设置有一个刀槽103。刀槽103是供刀片1安装的部分，并对刀架105的前端面开口。此时，刀槽103也对刀架105的侧面开口，从而能够容易地进行刀片1的安装。具体而言，刀槽103具有相对于刀架105的下表面平行的安装座面、以及相对于安装座面倾斜的约束侧面。

刀片1位于刀槽103。此时，可以为刀片1的下表面与刀槽103直接相接，另外，也可以为在刀片1与刀槽103之间夹入片材。

刀片1以切削刃从刀架105向外侧突出的方式安装。实施方式的一个刀片1通过夹紧构件107安装于刀架105。即，夹紧构件107的头部被按压于刀片1的孔的内壁，将刀片1约束于刀槽103。

作为刀架105能够使用钢、铸铁等。特别是，从提高刀架103的韧性的观点出发，也可以在这些构件中使用钢。

在实施方式中，例示了在所谓的车削加工中使用的切削刀具。作为车削加工例如可以举出内径加工、外径加工以及开槽加工。需要说明的是，作为切削刀具并不限定于在车削加工中使用的切削刀具。例如，也可以将上述的实施方式的刀片1用于在旋转切削加工中使用的切削刀具。

＜切削加工物的制造方法＞

接下来，使用附图说明本发明的实施方式的切削加工物的制造方法。

切削加工物通过对被切削件201进行切削加工而制作。实施方式中的切削加工物的制造方法包括以下的工序。即，包括以下工序：

(1)使被切削件201旋转；

(2)使上述实施方式所代表的切削刀具101与旋转着的被切削件201接触；以及

(3)使切削刀具101从被切削件201离开。

更具体而言，首先，如图15所示，使被切削件201绕轴o1旋转，并且使切削刀具101相对地接近被切削件201。接下来，如图16所示，使切削刀具101中的切削刃与被切削件201接触，从而对被切削件201进行切削。然后，如图17所示，使切削刀具101相对地远离被切削件201。

在实施方式中，通过在固定轴o1并且使被切削件201旋转的状态下使切削刀具101沿y1方向移动从而使切削刀具101接近被切削件201。另外，在图16中，通过使刀片1中的切削刃与旋转着的被切削件201接触，并使其沿x1方向移动，从而对被切削件201进行切削。另外，在图17中，通过在使被切削件201旋转着的状态下使切削刀具101沿y2方向移动从而使切削刀具101远离被切削件201。

需要说明的是，在实施方式的制造方法的切削加工中，在各个工序中，通过使切削刀具101运动，从而使切削刀具101与被切削件201接触、或者使切削刀具101从被切削件201离开，但当然不限定于这种方式。

例如，在(1)的工序中，也可以使被切削件201接近切削刀具101。同样，在(3)的工序中，也可以使被切削件201远离切削刀具101。在继续进行切削加工的情况下，重复维持使被切削件201旋转着的状态，并使刀片1中的切削刃与被切削件201的不同的位置接触的工序即可。

需要说明的是，作为被切削件201的材质的代表例，可以举出碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、或者非铁金属等。

附图标记说明：

1···切削刀片(刀片)

3···第一拐角

5a··第一边

5b··第二边

7···第一面

9···第二面

11···第三面

13···刃带面

15···第一刃带面

17···第二刃带面

19···第三刃带面

21···第四刃带面

23···第一切削刃

25···第二切削刃

27···第三切削刃

29···第五刃带面

31···第六刃带面

33···第七刃带面

35···主体部

37···切削部

39···孔

101···切削刀具

103···刀槽

105···刀架

107···夹紧构件

201···被切削件

p···孔的中心轴

w1···第一刃带面的宽度

w2···第二刃带面的宽度

w3···第三刃带面的宽度。