切削刀片以及刀尖更换式旋转切削刀具的制作方法

本发明涉及切削刀片、以及装卸自如地安装有该切削刀片的刀尖更换式旋转切削刀具。

背景技术：

一直以来，已知在平面视图中具有大致圆形形状的切削刀片。此种切削刀片的一例在专利文献1中得到公开。专利文献1的切削刀片是包括大致圆形的上表面、与上表面相反地配置的下表面(底面)、以及将上表面和下表面连接的周向侧面(侧面)的，所谓正型(positivetype)。在上表面和侧面的交叉棱线，遍及其全部周围形成圆弧状的切削刃。另外，在周向侧面，在周向方向上以一定的间隔形成有多个凹部。通过由该凹部形成的卡合部(定位部)与刀片座(支撑座)啮合，来相对于刀片座牢固地固定切削刀片。另外，这还具有参与切削的切削刃部分的转位(割り出し)变得容易的效果。

安装有多个此种大致圆形的切削刀片的旋转切削刀具适于用于形成三维形状的各种加工。另外，通过使切削刀片旋转，能够对参与切削的切削刃部分依次进行更换和使用，因而是经济的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/17133号。

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，权利要求1那样的大致圆形的切削刀片具有以下缺点。第一，在大致圆形的切削刀片中，用于安装切削刀片而在上表面的大致中央形成的安装孔和圆弧状的切削刃不管在哪个切削刃部分中都以一定距离接近，因而切削刀片整体的强度弱。这是因为，由于大的切削阻力施加于切削刃，故若与安装孔的距离小，则存在相对于负载的强度变得不足够的可能性。相对于此，四角形类型的切削刀片与大致圆形的切削刀片相比较，由于安装孔与切削刃的距离大的部分多，故可以说切削刀片整体的强度高。另一方面，在为了解决该问题而减小安装孔的尺寸的情况下，不得不也减小对切削刀片进行固定的紧固螺钉的尺寸。由此，紧固螺钉的强度降低，因而存在切削刀片的固定力降低的风险。

第二，在以转位的简化为目的，在周向侧面设置了凹部的情况下，切削刀片的壁厚部分地减少。由此，存在切削刀片整体的强度降低的风险。另外，在这些凹部设置于切削刃正下方的情况下，切削刃强度降低，存在切削刃的破损等问题变得容易发生的情况。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供具有大致圆形的切削刀片所具有的优点，但同时还能够克服前述缺点的切削刀片。

用于解决问题的方案

本发明是一种切削刀片1，其具有第一端面2、与第一端面2相反地配置的第二端面3、以及在第一以及第二端面2、3之间延伸的周向侧面4，其特征在于：第一端面2以及第二端面3在平面视图中，具有由一个大致四角形部分8、以及与大致四角形部分8的相反的两边接合的两个大致半圆形状部分9构成的形状，在第一端面2以及第二端面3与周向侧面4的交叉棱线，分别形成有切削刃5，切削刃5形成在大致半圆形状部分9的至少一部分，形成有安装孔7，安装孔7贯穿第一端面2以及第二端面3的大致中央，与第一端面2以及第二端面3的大致四角形部分8邻接的周向侧面4的部分的至少一部分、以及与大致半圆形状部分5a邻接的周向侧面4的部分的至少一部分具有与刀片座抵接的功能。

而且，本发明是一种刀尖更换式旋转切削刀具20，其具有旋转轴g，且具备形成有多个刀片座22的刀具体21，切削刀片装卸自如地安装于刀片座22，其特征在于，切削刀片是前述切削刀片1，刀片座22至少具有朝向刀具体21前端部26的第一壁面24a、以及朝向刀具体21外周侧的第二壁面24b，第一壁面24a与和切削刀片1的大致半圆形状部分9邻接的周向侧面4的部分的至少一部分抵接，第二壁面24b与和切削刀片1的大致四角形形状部分8邻接的周向侧面4的部分的至少一部分抵接。

发明效果

根据本发明，具有与以往的大致圆形的切削刀片大致同等的切削刃形状和切削刃数量，且同时还能够提高切削刀片的强度。

附图说明

图1示出本发明的切削刀片的一个实施方式的立体图；

图2示出本发明的切削刀片的一个实施方式的平面图；

图3示出本发明的切削刀片的一个实施方式的正面图；

图4示出本发明的切削刀片的一个实施方式的右侧面图；

图5示出本发明的切削刀片的一个实施方式的仰视图；

图6示出本发明的刀尖更换式旋转切削刀具的一个实施方式的立体图；

图7示出图6所记载的刀具体的刀片座附近的放大图；

图8示出图6所记载的切削刀具的刀片座附近的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。

以下，适当地参照附图说明本发明的实施方式。本实施方式的切削刀片1示于图1至图5。切削刀片1的背面图以及左侧面图分别与正面图以及右侧面图同样，故省略。

切削刀片1具备实质上相反的，即相对于彼此实质上处于相反侧的第一端面2以及第二端面3、和在它们之间延伸的周向侧面4。第一端面2以及第二端面3在平面视图中为大致圆角四角形状。大致圆角四角形是指由在图2中以虚线示出的大致四角形部分8、和与它的相反的两个边接合的两个大致半圆形状部分9构成的形状。换言之，是用两个大致直线状部分10将各自不共有中心的两个大致半圆形状部分9相连的形状。各个大致半圆形状部分9和大致直线状部分10平滑地正切。在此，定义贯穿第一端面2以及第二端面3的大致中央且相对于它们垂直地延伸的基准轴线a。另外，在平面视图中，从基准轴线a，将去往假想圆(其作为圆弧具有沿着大致半圆形状部分9的曲线)的中心(以下，称为半圆圆弧的中心)的方向定义为圆角四角形的较长方向。换个表达方式，圆角四角形的较长方向是指在平面视图中，从一个半圆圆弧的中心去往另一个半圆圆弧的中心的方向。

在本实施方式中，虽然将两个大致半圆形状部分9连结的部分是大致直线状部分10，但不限定于该形状，在俯视图中，还可以是朝切削刀片外侧突出那样的形状，也可以是朝切削刀片的内侧凹入那样的形状。

切削刀片1形成为相对于基准轴线a，180°旋转对称的形状，即两次旋转对称的形状。即，在平面视图中，两个大致半圆形状部分9各自的圆弧中心在完全相反的方向上从基准轴线a隔开相同的距离。并且，两个大致半圆形状部分9的圆弧的曲率半径相同。另外，形成有以贯穿这两个端面2、3的方式延伸的安装孔7，安装孔7的中心轴线以与切削刀片1的基准轴线a一致的方式配置。基准轴线a相对于第一端面2垂直地延伸。第一端面2与第二端面3平行地配置。切削刀片1形成为使得在以将两个端面2、3调换的方式，绕与基准轴线a正交的轴线旋转180°时，也是相同的形状。另外，周向侧面4相对于两个端面2、3大致直角地交叉。因而，本实施方式的切削刀片1是所谓的后角(逃げ角)为0°的负型。

在此，为了使说明容易，以下将两个端面2、3之中的一个端面(相对于本发明的第一端面)2称为“上表面”，且以下将两个端面之中的另一个端面(相对于本发明的第二端面)3称为“下表面”。而且，将在基准轴线a方向上从下表面3去往上表面2的方向称为“上方向”，将在基准轴线a方向上从上表面2去往下表面3的方向称为“下方向”。但是，“上”以及“下”的用语并非对本发明进行限定，不意图基于这些用语来限定性地解释本发明。

在本实施方式的切削刀片1中，在上表面2以及下表面3与周向侧面4的交叉棱线部，沿其形成有切削刃5。即，本实施方式是能够将上下表面2、3双方用于切削的双面使用类型。在上表面2的切削刃5用于切削的情况下，上表面2变为前倾面(すくい面)，下表面3变为支承面，周向侧面4变为后隙面(逃げ面)或抵接面。另一方面，在下表面3的切削刃5用于切削的情况下，下表面3变为前倾面，上表面2变为支承面，周向侧面4变为后隙面或抵接面。支承面以及抵接面意思是指具有与刀具体21的刀片座22接触的部分的面。之后，在上表面2以及下表面3上，将与刀片座22接触的部分称为支承部6。支承部6可以是其整体或一部分与刀片座22面接触的形态，也可以是仅一点或多个点进行点接触的形态，还可以是在一定的范围内进行线接触的形态。

由此，对于本实施方式的切削刀片1，仅关于上表面2进行说明。切削刃5大致由两个部分5a、5b构成。如前所述，上表面2的轮廓形状具有大致半圆形状部分9和大致直线状部分10。在切削刃5中，将在平面视图中与大致半圆形状部分9对应的切削刃5的部分称为圆弧状切削刃5a，将与大致直线状部分10对应的切削刃5的部分称为直线状切削刃5b。在平面视图中，圆弧状切削刃5a的沿着其的长度以比直线状切削刃5b的长度长的方式形成。即，切削刃5以圆弧状切削刃5a作为主体发挥功能的方式构成。在本实施方式的切削刀片1中，圆弧状切削刃5a的圆弧的曲率半径r在平面视图中约为4mm。即，圆弧状切削刃5a的沿着其的长度约为12mm。直线状切削刃5b的长度在平面视图中约为5mm。但是，不限定于这些长度。切削刃5的各尺寸根据被加工物体的形状等适时地调整。另外，切削刃5可以遍及上表面2和周向侧面4的交叉棱线部的整个范围形成，也可以仅在交叉棱线部的一部分形成。

在此，着眼于切削刀片1的平面视图(图2)。在将大致半圆形状部分9作为一个圆弧，将具有该圆弧的假想圆的中心定为点e时，如前所述，能够将通过该点e且包含基准轴线a的假想平面定为第一基准平面b。此外，将与求中心的点e的大致半圆形状部分对应的圆弧状切削刃5a中的一个特别地称为第一圆弧状切削刃5a1。接着，能够将沿与基准轴线a垂直的方向延伸，并且与下表面3相比配置在上表面2侧的假想平面定为第二基准平面c。如图3以及图4所示，在此，将第二基准平面c定为上表面2和下表面3的中央，即将切削刀片1大致二等分的位置。在该实施方式的切削刀片1中，第二基准平面c虽然通过周向侧面4，但与上表面2以及下表面3中的任一个面都不交叉。而且，能够将与第一基准平面b和第二基准平面c双方正交，与第一圆弧状切削刃5a1交叉，并且以横断支承部6的方式延伸的假想平面定为假想平面d。

在从与假想平面d相反的方向看包含第一圆弧状切削刃5a1的切削刃5的图3的侧面视图(正面图)中，第一圆弧状切削刃5a1整体以相对于第二基准平面c倾斜的方式形成。即，在图3的右上侧，第一圆弧状切削刃5a1具有从第二基准平面c最远离的顶部11。顶部11可以是一个点，也可以是具有一定宽度的区域。第一圆弧状切削刃5a1随着从顶部11接近第一基准平面b，逐渐接近第二基准平面c。同时，第一圆弧状切削刃5a1随着从顶部11接近直线状切削刃5b，逐渐接近第二基准平面c。另外，在从顶部11去往第一基准平面b的方向上，第一圆弧状切削刃5a1在到达最接近第二基准平面c的最低部12之后，再次从第二基准平面c逐渐远离，并与另一个直线状部分10连接。因而，第一圆弧状切削刃5a1在侧面视图中具有弯曲为大致s字状的整体形状。在此，最低部12可以是一个点，也可以是具有一定宽度的区域。

另外，如图3所示，在本实施方式中，第一圆弧状切削刃5a1之中最低部12附近的切削刃部分与支承部6相比位于下方。即，在切削刃5，存在与支承部6相比位于第二基准平面c侧的切削刃部分。

在第一圆弧状切削刃5a1之中，在图3中与第一基准平面b相比处于左侧的切削刃部分是所谓的内刃5c。内刃5c是指在像斜升(ramping)加工那样斜向上或斜向下地给送刀具的加工中参与切削的切削刃。因而，还能够将内刃5c称为斜升刃。在本实施方式中，内刃5c包含与支承部6相比位于下方的最低部12。

在为右侧面图的图4中，第一圆弧状切削刃5a1以随着接近直线状切削刃5b而接近第二基准平面c的方式倾斜。即，第一圆弧状切削刃5a1以相对于第二基准平面c倾斜的方式形成。由于第二基准平面c与下表面3平行，故第一圆弧状切削刃5a1以随着从顶部12接近直线状切削刃5b而接近下表面3的方式倾斜。在该实施方式的切削刀片1中，直线状切削刃5b也以相对于第二基准平面c倾斜的方式形成。更详细而言，直线状切削刃5b以随着从第一圆弧状切削刃5a1远离而接近第二基准平面c的方式倾斜。另外，在图4中，一个切削刃5以圆弧状切削刃5a和直线状切削刃5b沿同一方向连续地倾斜的方式倾斜，并朝相邻的切削刃5延伸。

本实施方式的切削刀片1在上表面2侧形成有两组，即两个切削刃5。因而，在将圆弧状切削刃5a、直线状切削刃5b以及内刃5c作为一个切削刃区段时，它们在上下表面上分别形成各两个。本实施方式的切削刀片1在下表面3与周向侧面4的交叉棱线部也与上表面2侧同样地形成有切削刃5。各个切削刃5形成为使得在以将上表面2和下表面3调换的方式，绕与基准轴线a正交的轴线旋转180°时，也是相同形状。即，切削刃5形成有共计四组。因而，该切削刀片1是能够在上表面2侧使用两次，且在翻转的下表面3侧使用两次的，至少能够使用四次的经济的切削刀片。在以下的说明中，仅关于使用上表面2侧的一个切削刃5的情况进行说明，关于使用其他三个切削刃5的情况的说明由于同样故省略。在说明中使用的作用切削刃的圆弧状切削刃5a作为前述第一圆弧状切削刃5a1。因而，虽然至此对为圆弧状切削刃5a之中的一个的第一圆弧状切削刃5a1，说明了其形状，但关于剩余的三个圆弧状切削刃5a也同样，故省略说明。此外，本发明所涉及的切削刀片的切削刃的形状不限定于切削刀片1的这些形状。切削刃5的倾斜的有无、倾斜角度等可以与被切削材料、切削条件对应地适当调整。另外，未形成直线状切削刃5b、内刃5c的形态也是可能的。

切削刀片1能够由超硬合金、金属陶瓷、陶瓷、金刚石或者含有立方晶氮化硼的超高压烧结体等硬质材料、或在它们的表面覆盖了pvd或cvd涂层膜的材料制作。

具备上述构成的切削刀片1相对于本实施方式的切削刀具20的刀具体21的刀片座22，利用为机械安装手段的夹具部件28装卸自如地安装。参照图6至图8，关于安装有切削刀片1的刀尖更换式旋转切削刀具20进一步进行说明。该实施方式的切削刀具20作为夹具部件28使用紧固螺钉28。

切削刀具20具备刀具体21，该刀具体21设有多个(在此为两个)刀片座22。能够分别将一个切削刀片1装卸自如地安装于各刀片座22。

刀具体21以绕刀具旋转中心轴线g旋转的方式构成，刀具旋转中心轴线g以从前端部26到后端部27穿过刀具体21的方式确定。即，刀具体21整体形成为大致圆柱状。在刀具体21的前端部26周围，等间隔地配置有两个刀片座22。在该切削刀具20中利用的多个切削刀片1全部具有相同的构成，且具有相同的形状。因而，配置于刀具体21的多个刀片座22也全部为相同形状。该实施方式的切削刀具20是旋转切削刀具。更详细而言，该实施方式的切削刀具20是利用前述切削刀片1的半径端铣刀(radiusendmill)。

在刀具体21的各个刀片座22，以上表面2或下表面3朝向绕刀具旋转中心轴线g的刀具旋转方向前方的方式，安装切削刀片1。如图7所示，各个刀片座22具有底面23、以及壁面24，且朝刀具体21的前端部26侧以及外周侧开放。在此，将切削刀片1的上表面2或下表面3能够接触的面称为刀片座22的底面23，另外将切削刀片1的周向侧面4能够接触的面称为壁面24。因而，底面23朝向绕刀具旋转中心轴线g的刀具旋转方向前方。底面23具有仿照切削刀片1的上表面2以及下表面3的形状。另一方面，壁面24包括朝向刀具21前端部26的第一壁面24a、以及朝向刀具体21外周侧的第二壁面24b。在本实施方式中，在第一壁面24a，在平坦面上形成了凹状弯曲部29。第二壁面24b整体由平坦面构成。另外，在刀片座22的底面23形成有螺纹孔25。

为了使得能够使用切削刀片1的一个切削刃5，将切削刀片1配置在刀片座22并利用紧固螺钉28固定。在图8中，将包含第一圆弧状切削刃5a1的切削刃5作为作用切削刃，将切削刀片1安装于刀片座22。此时，切削刀片1的下表面3与刀片座22的底面23抵接。另外，切削刀片1的和与形成有第一圆弧状切削刃5a1的一侧相反地定位的大致半圆形状部分9邻接的周向侧面4的部分与刀片座22的第一侧壁24a上的凹状弯曲部29抵接。另外，切削刀片1的与一个直线状部分9邻接的周向侧面4的部分与刀片座22的第二侧壁24b抵接。此外，将其余三组切削刃5作为作用刃，将切削刀片1安装于刀片座的情况也是同样的，因而省略说明。另外，刀片座22不限定于前述形状，能够适当地变更。

以下，关于至此说明的切削刀片1以及安装有其的刀尖更换式旋转切削刀具20的作用以及效果进行说明。

在本实施方式中，如前所述，具有以下构成：第一端面2以及第二端面3在平面视图中具有大致圆角四角形形状，该大致圆角四角形形状由一个大致四角形部分8、与大致四角形部分8的相反的两边接合的两个大致半圆形状部分9构成，在第一端面2以及第二端面3与周向侧面4的交叉棱线，分别形成有切削刃5，切削刃5形成于大致半圆形状部分5a的至少一部分，形成有贯穿第一端面2以及第二端面3的大致中央的安装孔7，与第一端面2以及第二端面3的大致四角形部分8邻接的周向侧面4的部分的至少一部分、以及与大致半圆形状部分5a邻接的周向侧面4的部分的至少一部分作为与刀片座抵接的抵接面起作用。由此，能够获得如下效果。本实施方式的切削刀片1具有与以往的大致圆形的切削刀片同样的圆弧状切削刃5a，但同时还能够与以往的大致圆形的切削刀片相比大地确保安装孔7与切削刃5之间的距离。即，在作为圆弧包含大致半形状部分9的假想圆的大小与以往的大致圆形的切削刀片相同的情况下，切削刀片1的基准轴线a和圆弧状切削刃5a的距离在本实施方式中相比而言非常长。因此，切削刀片1整体的强度(特别是切削刃5的强度)高，能够极大地抑制因切削阻力等引起的破损。另外，即使为了提高切削刀片1的固定力而增大紧固螺钉28的尺寸(即，即使增大安装孔7的尺寸)，与以往相比较，也能够较大地获得安装孔7与圆弧状切削刃5a的距离，因而不会有损于切削刃强度。而且，在本实施方式的切削刀片1中，能够以与大致四角形部分8邻接的周向侧面4的部分的一部分、以及与大致半圆形状部分9邻接的周向侧面4的部分的一部分作为基准进行切削刃的转位。即，能够通过使得将与大致四角形部分8邻接的周向侧面4的部分的一部分、以及与大致半圆形状部分9邻接的周向侧面4的部分的一部分作为基准面抵接于刀片座的侧面，来变更以及固定所使用的切削刃，因而，不需要像以往那样在周向侧面设置凹部。因此，能够在不降低切削刀片1整体的强度的情况下，进行转位。而且，在本实施方式的切削刀片1中，由于是在第一端面2以及第二端面3双方形成了切削刃的双面使用，故能够具有与以往的大致圆形的切削刀片大致相同数量的切削刃。

如上所述，本实施方式的切削刀片1实现了具有与以往的大致圆形的切削刀片大致相同形状的切削刃和大致相同数量的切削刃数量，但同时切削刀片的强度高这一显著的效果。

另外，在本实施方式的切削刀片1中，优选地，在第一端面2侧形成的切削刃5具有从第一端面2的支承部6突出的部分，在第二端面2侧形成的切削刃5具有从第二端面3的支承部6突出的部分。由于本实施方式的切削刀片1是两面使用的，故需要使轴向前角(アキシャルレーキ角)为负地安装于刀具体21，施加于切削刃5的切削阻力高。因而，通过如上所述地使切削刃5从支承部6突出，切削刃5变得尖锐，能够减轻切削阻力。

另外，切削刃5优选地不仅具备圆弧状切削刃5a，还具备直线状切削刃5b。这是因为，通过具有直线状切削刃5b，能够较大地获得切入量，因而能够进行高效率的加工。

另外，优选地，在圆弧状切削刃5a的未连接直线状切削刃5b的一侧，形成有内刃5c。通过具有内刃5c，能够进行斜升加工，能够切削加工多种形状。

另外，切削刃5优选地为在随着从直线状切削刃5b侧去往圆弧状切削刃5a侧而逐渐上升之后，以最高的顶部11为边界逐渐下降的构成。如此，通过对切削刃5赋予倾斜，缓和切削刃5的咬合时的冲击。即，在咬合时，并非切削刃5整体同时相对于被切削材料抵接，而是切削刃5从顶部11附近慢慢地咬入被切削材料。因而，对被切削材料的咬合时的冲击减少，能够减轻切削刃5的损伤、颤振。此时，顶部11优选为存在于圆弧状切削刃5a之中内刃5c以外的部分。这是因为，在顶部11存在于直线状切削刃5b、内刃5c的情况下，存在无法将通过圆弧状切削刃5a参与切削而产生的切屑向切削刀片1的后方顺利地排出的情况。

另外，优选地切削刃5的一部分处于比支持部6低的位置，且内刃5c包含处于比支承部6低的位置的切削刃部分。通过内刃5c包含处于比支承部6低的位置的切削刃部分，与内刃5c邻接的周向侧面4的部分(即，内刃5c的后隙面)成为向下方向较大地退避的形状。由于内刃5c处于刀具内周侧故切屑排出性差，切屑的啮入成为大的问题，但通过如此与内刃5c邻接的周向侧面4的部分较大地退避，切屑不会被啮入内刃5c与被切削材料之间，变得容易顺利地排出。

另外，虽然在本实施方式的切削刀片1中，在周向侧面4遍及整个周围赋予0°的后角(即，是所谓的负型)，但不限定于此，还可以对与切削刃5邻接的周向侧面4的部分赋予正的后角，还可以赋予负的后角，还可以将它们组合。例如，还可以以从圆弧状切削刃5a的一个端部到另一个端部，与其邻接的周向侧面4的部分被赋予从正的后角到负的后角的方式变化。即，在希望较大地确保后角的情况、想要提高切削刃强度的情况等情况下，能够与各种情况对应地适当地使后角变化。

另外，在本实施方式的刀尖更换式切削刀具20中，优选为刀片座22的第一壁面24a具有凹状弯曲部19，与切削刀片1的大致半圆形状部分9邻接的周向侧面4的部分的至少一部分与凹状弯曲部29抵接的构成。由于与切削刀片1的大致半圆形状部分9邻接的周向侧面4的作为抵接面起作用的弯曲面部分被可靠地保持在凹状弯曲部29内，故能够抑制在刀具径向方向上的切削刀片1的偏移运动。

以上，虽然对本发明的代表性实施方式进行了说明，但本发明能够进行各种变更，只要不偏离通过本申请的权利要求书定义的本发明的精神以及范围，则能够进行置换、变更。

符号说明

1切削刀片

2第一端面(上表面)

3第二端面(下表面)

4周向侧面

5切削刃

5a圆弧状切削刃

5a1第一圆弧状切削刃

5b直线状切削刃

5c内刃

6支承部

7安装孔

8大致四角形部分

9大致半圆形状部分

10大致直线状部分

11顶部

12最低部

20刀尖更换式旋转切削刀具

21刀具体

22刀片座

2、3刀片座的底面

24刀片座的壁面

24a第一壁面

24b第二壁面

25螺纹孔

26前端部

27后端部

28夹具部件(紧固螺钉)

29凹状弯曲部