切断加工工具的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于构造一种切断加工工具，该切断加工工具包括以前切刃角倾斜的切削刃并且使切屑的排出受到控制以便切屑沿着工具轴线方向排出，从而减少了对切屑损伤被加工表面的担心。切断加工工具包括以前切刃角倾斜的切削刃(2)。在切断加工工具中，上表面(3)具有相对于宽度方向的中心横向不对称的形状。在切断加工工具中，当θb表示前刀面的位于工具的最前端的第一角部侧的前角而θc表示前刀面的在第二角部侧的前角时，满足θb＞θc。
【专利说明】
切断加工工具
【技术领域】
[0001]本发明涉及在切断加工中使用的工具，具体地涉及切断加工工具，该切断加工工具包括以前切刃角倾斜的切削刃并且使切屑的排出受到控制以便切屑沿着工具轴线方向排出。
【背景技术】
[0002]切断加工工具的实例包括在下列专利文献I中披露的切断加工工具。
[0003]在专利文献I中描述的切断加工工具是带有手柄的切削刀片，该切削刀片包括以前切刃角倾斜的切削刃。对于这种切断加工工具来说，通过使切削刃倾斜来校正因前切刃角的作用而施加在切削刀片上的对抗切削力的反作用力的不均匀性。
[0004]已知的是:包括以前切刃角倾斜的切削刃的切断加工工具有效地解决了在使用前切刃角为0°的工具进行切断加工时出现的在工件上残留凸部的问题。
[0005]在使用包括以0°前切刃角倾斜的切削刃的工具进行的切断加工中，当工件的一部分尚未被切断时，将工件撕裂而分开。结果，在待切断工件的一部分的被加工表面的中心处容易残留凸部(未被加工的凸出部)。相比之下，对于切削刃以前切刃角倾斜的切断加工工具来说，用最前端角部进行切削先于用后侧的角部进行切削。通过这样做，可以在工件分开之前切掉本来可能作为凸部残留的部分，从而减少凸部的残留。
[0006]引证文件列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利N0.2768939
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]如上所述，包括以前切刃角倾斜的切削刃的切断加工工具有效地解决了凸部在工件上残留的问题。然而，由于切削刃相对于与工具轴线方向垂直的直线倾斜，所以切屑朝向工件的已被加工的表面排出。
[0011]在切断加工或开槽加工过程中产生的切屑通常沿着与切削刃垂直的方向排出。因而，在使用包括以前切刃角倾斜的切削刃的切断加工工具进行的加工中，切屑由切削刃的最前端角部处理并朝向该角部侧的表面排出。因此，被加工表面(工件的一部分被切掉之前切槽的表面)容易受到损伤。
[0012]本发明的目的在于构造一种切断加工工具，该切断加工工具包括以前切刃角倾斜的切削刃并且使切屑的排出受到控制以便切屑沿着工具轴线方向排出，从而减少了对切屑损伤被加工表面的担心。在以下描述中，各工具轴线方向中的工具轴线前方是指切削刃沿着工具轴线方向靠近工件的方向(切断方向)，而工具轴线后方是指切削刃沿着工具轴线方向远离工件的方向(反切断方向)。
[0013]技术方案
[0014]为了解决上述问题，在本发明中，按照如下方式构造一种包括以前切刃角倾斜的切削刃的切断加工工具。也就是说，在所述切断加工工具中，上表面具有相对于宽度方向的中心横向不对称的形状。在所述切断加工工具中，当9b表示前刀面的位于所述工具的最前端的第一角部侧的前角而Ge表示所述前刀面的相对于第一角部位于工具轴线后方侧的第二角部侧的前角时，满足Θ b > Θ c。在这里提到的前角是在沿着与工具轴线平行的直线的截面中相对于以0°前角倾斜的前刀面的角度(同样适用于下文)。
[0015]在所述切断加工工具中，当FLl表示设置在第一角部侧的第一断屑槽凸起的宽度而FL2表示设置在第二角部侧的第二断屑槽凸起的宽度时，优选还满足FLl <FL2，这是由于在这种情况下可以预期更理想的效果。
[0016]第一角部侧的前角0b和第二角部侧的前角Θ c之间的差值优选大于或等于2°，这是由于这样会明显地获得因角度差而产生的校正效果。
[0017]该上表面优选形成为这样:前刀面在工具宽度方向的中部的前角0a大于第一角部侧的前角9b和第二角部侧的前角Θ c。此外，优选在所述前刀面的所述工具轴线后方侧设置断屑槽凸起。
[0018]有益效果
[0019]在根据本发明的切断加工工具中，上表面具有相对于宽度方向的中心横向不对称的形状。这样使得第一角部侧和第二角部侧的切屑排出速度彼此不同，并且利用速度差异来校正切屑排出方向。
[0020]前角较大的一侧或在前端的两侧中断屑槽凸起的宽度较小的一侧的切屑排出速度较高。其原因在于:与前角较小的一侧或在前端的两侧中断屑槽凸起的宽度较大的一侧相比，可以在前角较大的一侧或断屑槽凸起的宽度较小的一侧减小切屑的摩擦阻力。
[0021]这样，切屑本来可能朝向切削刃的第一角部侧排出的切屑排出得到校正，并且切屑被引向工具轴线方向。因此，抑制了朝向被加工表面的切屑排出。
[0022]此外，当断屑槽凸起设置在前刀面的后侧时，可以利用该断屑槽凸起良好地将沿着工具轴线方向排出的切屑卷起并分离。通过这种分离处理，防止了切屑的长度增加的情况，并且相应地稳定了切屑排出。因此，减少了所产生的切屑与被加工表面接触的情况，并且相应地防止了切屑损伤被加工表面的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是示出根据本发明的切断加工工具的实例的俯视图。
[0024]图2是图1所示切断加工工具的侧视图。
[0025]图3是图1所示切断加工工具的正视图。
[0026]图4是图1所示切断加工工具的主要部分的放大正剖视图。
[0027]图5是示出图1所示切断加工工具的前端侧的上表面的细节的透视图。
[0028]图6是沿着图5中的线A(虚线)、线B(实线)和线C(点划线)截取的彼此重叠的剖视图。
[0029]图7是图1所示切断加工工具的前端的放大俯视图。
[0030]图8是沿着图7中的线D-D截取的剖视图。
[0031]图9是沿着图7中的线E-E截取的剖视图。
[0032]图10是沿着图7中的线F-F截取的剖视图。
【具体实施方式】
[0033]下面，参照图1至图10描述根据本发明的切断加工工具的实施例。示例性切断加工工具I是在使用时可拆卸地安装在保持器(未示出)上的可替换刀刃式切削刀片。切削刃2设置在工具I的轴向的两个端部。在工具I中，切削刃2的形状和上表面3在轴向的两个端部进行切削时涉及到的部分的形状彼此大致相同。于是，在下面描述两个端侧中的一个端侧的结构。
[0034]在上表面3上设置有第一断屑槽凸起5?第三断屑槽凸起7。第一断屑槽凸起5?第三断屑槽凸起7各自具有相对于前刀面4倾斜30°倾角的断屑槽表面。
[0035]附图中所示的切断加工工具I在使用时安装在例如专利文献I所披露的保持器等保持器上，也就是说，该保持器具有与工具的上表面3的V形出屑槽8(见图1、图3、图4和图7) V形接合的上卡爪以及与工具的下表面的V形出屑槽9(见图3) V形接合的下卡爪。这种保持器通过利用螺栓等从上卡爪部分将压力施加在切断加工工具I上来保持插入上卡爪和下卡爪之间的切断加工工具I。
[0036]切断加工工具I的切削刃2以图1和图7所示的前切刃角K倾斜。切削刃2分别在一个端部和另一个端部具有第一角部Cl和第二角部c2。第一角部Cl位于工具的最前端。第二角部c2相对于第一角部Cl位于工具轴线后方侧。
[0037]整个切削刃2具有均一的高度。前刀面4沿着切削刃设置在上表面3上。第一断屑槽凸起5和第二断屑槽凸起6分别沿着第一角部Cl侧的侧表面和第二角部c2侧的侧表面设置在上表面3上。另外，小凸起和倾斜表面成为一体的第三断屑槽凸起7相对于前刀面4设置在工具轴线后方侧。
[0038]前刀面4的介于第一断屑槽凸起5和第二断屑槽凸起6之间的部分从切削刃2位置凹陷。如图8所示，在示例性工具中，前刀面4的凹陷量d仅在第二角部c2侧最大。
[0039]前刀面4的从切削刃2位置凹陷的区域的前角，即第一角部侧的前角Θ b和第二角部侧的前角Θ c (见图6和图10)设定为满足下列关系的值:Θ b > Θ c。
[0040]第一角部Cl侧的前角0b、切削刃的中部的前角0a和第二角部C2侧的前角0C符合下列关系:Θ a > Θ b > Θ c。优选地，这些前角在下列范围内:
[0041]20。( Θ a ^ 40°，
[0042]12° ( Θ b 彡 24。，以及
[0043]6。( Θ c < 18°。
[0044]尽管第一角部Cl侧的前角Θ b的值和第二角部c2侧的前角Θ c的值会沿着刀刃宽度方向发生变化，然而优选地用与切削刃2的第一角部Cl侧的端部远离刀刃宽度W的25%的位置处的值指定前角Θ b，并且用与切削刃2的第二角部c2侧的端部远离刀刃宽度W的25%的位置处的值指定前角0C。
[0045]假设将前角Qb和Θ c指定在切削刃的各端部，即各角部附近。当需要对切屑产生方向进行显著校正时，这样会增大Qb从而增大0b和θ c之间的差值。于是，增大了切削刃本来容易受到损伤的角部附近的前角。相应地，提高了对刀刃造成损伤的可能性。与此对比，当指定的位置过于接近刀刃宽度的中心时，即使通过增大0b和Θ C之间的差值的方式也会减少前角对切屑产生的影响。从而，难以获得对切屑产生方向的校正效果。因此，优选将前角指定在与切削刃2的各端部远离刀刃宽度W(见图1)的25%的位置。
[0046]在示例性工具中，图1和图7所示的前切刃角K设定为5°，图6所示的前角Θ a设定为30°，图6所示的前角0b设定为18°，而图6所示的前角Θ c设定为12°。然而，9b和Θc的适当值会随前切刃角K的大小、第一断屑槽凸起5和第二断屑槽凸起6存在与否及其尺寸等因素而发生变化。当考虑减少工件的残留凸部的数量的效果时，前切刃角K优选为约5°?15°。尽管前刀面4的在(切削刃2和第一断屑槽凸起5之间以及切削刃2和第二断屑槽凸起6之间的)两个侧部的前角设定为0°，然而这些前角不限于0°。
[0047]第一断屑槽凸起5的宽度FLl和第二断屑槽凸起6的宽度FL2设定为满足下列关系:FLl <FL2，其中，FLl和FL2表示与前刀面的以0°前角倾斜的部分(脊面)连接的前端部的宽度。
[0048]由于断屑槽宽度之间存在差异，所以与第一角部Cl侧相比，第二角部c2侧的对抗切屑排出的阻力较大。还由于对抗切屑排出的阻力增大，所以在每条切屑的两个侧部之间产生切屑排出速度的差异(第二角部c2侧的排出速度下降)。这种速度差加剧了由前角差引起的排出速度差异，从而进一步提高了对切屑排出方向的校正效果。
[0049]图8所示的第一断屑槽凸起5的宽度FL1、第二断屑槽凸起6的宽度FL2、倾斜表面4a在第一断屑槽凸起5侧的宽度Wl、倾斜表面4b在第二断屑槽凸起6侧的宽度W3、前刀面4在倾斜表面4a和4b之间的宽度W2、以及倾斜表面4a的倾斜角度α 1、倾斜表面4b的倾斜角度α 3和前刀面4在倾斜表面4a和4b之间的倾斜角度α 2优选设定在下列范围内。W表示刀刃宽度并且满足下列关系:W = FL1+FL2+W1+W2+W3。倾斜角度α 1、α 2和α 3是相对于与切削刃2平行的直线的角度。
[0050]O ^ FLl ^ 0.1ff,
[0051]O ^ FL2 ^ 0.2W,
[0052]0.1ff ^ Wl ^ 0.2ff,
[0053]O ^ W2 ^ 0.5ff,
[0054]0.15W ^ W3 ^ 0.35W,
[0055]12° 彡 a I 彡 24°，
[0056]0° 彡 a 2 彡 6°，以及
[0057]10。彡 a 3 彡 20°。
[0058]第三断屑槽凸起7设置在前刀面4的工具轴线后方侧。尽管在示例性工具中将从切削刃2到第三断屑槽凸起7的以30°倾角倾斜的倾斜表面的上端的距离L(见图9)设定为1.8_，然而这仅是实例。
[0059]在以上描述中的实例是这样的右手式工具:当沿着切削方向看时，第一角部Cl位于右侧。然而，左手式工具的基本结构与右手式工具的基本结构相同，因此省略了对左手式工具的描述。
[0060]实例
[0061]制造出了符合下列规格的切断加工工具的原型:刀刃宽度W = 2mm，前切刃角κ=5° ,前角Θ a = 30° ,前角Qb = 18° ,前角Θ c = 12° ,第一断屑槽凸起的前端宽度FLl = 0.12mm,第二断屑槽凸起的前端宽度FL2 = 0.24mm,并且从切削刃到第三断屑槽凸起的倾斜表面的上端的距离L=L 8mm。在下列条件下对切断加工工具进行测试:
[0062]切削条件:切削速度Vc = 10m/分钟，进给量f = 0.1Omm/转。
[0063]工件:SCM415。
[0064]在测试过程中，当进给量f = 0.1Omm/转时，沿着工具轴线方向排出切屑并且优选通过断屑槽凸起将切屑卷起并分离。
[0065]当在切断加工中进给量f变为0.20mm/转时，将切屑排出方向校正为沿着工具轴线方向。从而，证实了本发明的结构是有效的。
[0066]当采用只有前刀面的(第一角部侧和第二角部侧的)左、右前角彼此不同的结构以及只有第一断屑槽凸起和第二断屑槽凸起的宽度彼此不同的结构这两种结构时，根据本发明的工具可以进一步增大左、右侧的切屑排出速度之间的差值。
[0067]尽管在以上描述中切削刀片的实例是可替换的，然而本发明也可以应用于将包括切削刃的刀片固定在工具主体上的工具或使切削刃与工具主体形成为一体的工具。本发明的应用不限于切断加工。当允许所形成的出屑槽的底部倾斜时，本发明还可以用于开槽。应当理解:本发明的范围由权利要求的范围限定，并且本发明的范围包括落入权利要求的范围内或者在含义上与权利要求的范围等同的任何变型。
[0068]附图标记列表
[0069]I切断加工工具
[0070]2切削刃
[0071]3上表面
[0072]4前刀面
[0073]4a, 4b倾斜表面
[0074]5第一断屑槽凸起
[0075]6第二断屑槽凸起
[0076]7第三断屑槽凸起
[0077]8,9 V形出屑槽
[0078]Cl第一角部
[0079]c2第二角部
[0080]κ 前切刃角
[0081]Θ a切削刃的中部的前角
[0082]0b第一角部侧的前角
[0083]Θ c第二角部侧的前角
[0084]FLl第一断屑槽凸起的宽度
[0085]FL2第二断屑槽凸起的宽度
[0086]Wl位于第一断屑槽凸起侧的倾斜表面4a的宽度
[0087]W2倾斜表面4a和4b之间的前刀面的宽度
[0088]W3位于第二断屑槽凸起侧的倾斜表面4b的宽度
[0089]L从切削刃到第三断屑槽凸起的倾斜表面的上端的距离
[0090]α I倾斜表面4a的倾斜角度
[0091]α 2前刀面4的倾斜角度
[0092]α 3倾斜表面4b的倾斜角度
[0093]d前刀面从切削刃位置凹陷的量
【权利要求】
1.一种切断加工工具，包括: 切削刃，其以前切刃角倾斜， 其中，所述切断加工工具的上表面具有相对于宽度方向的中心横向不对称的形状，并且 当Qb表示前刀面的位于所述工具的最前端的第一角部侧的前角而0C表示所述前刀面的相对于第一角部位于工具轴线后方侧的第二角部侧的前角时，满足Qb > 0C。
2.根据权利要求1所述的切断加工工具，其中， 当FLl表示第一断屑槽凸起的宽度而FL2表示第二断屑槽凸起的宽度时，满足FLl< FL2，其中，所述第一断屑槽凸起沿着位于所述工具的所述最前端的所述第一角部侧的侧表面设置在所述上表面上，所述第二断屑槽凸起沿着相对于所述第一角部位于所述工具轴线后方侧的所述第二角部侧的侧表面设置在所述上表面上。
3.根据权利要求1或2所述的切断加工工具，其中， 在所述前刀面的所述工具轴线后方侧设置有断屑槽凸起。
【文档编号】B23B27/22GK104136155SQ201380011088
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年10月26日
【发明者】岛本阳介, 福山奉章, 上田正信 申请人:住友电工硬质合金株式会社