切削刀片及可转位刀片式旋转切削工具的制作方法

本发明涉及一种切削刀片及可转位刀片式旋转切削工具。

本申请基于2016年12月27日在日本申请的专利申请2016-252899号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术：

一直以来，已知有具有能够装卸的切削刀片的切削工具。针对这种切削工具，以提高强度的同时充分确保约束部的面积以确保切削刀片的约束稳定性为课题，不断进行各种开发(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本专利公开2015-100901号公报

通过提高切削刀片的约束稳定性，从而在较大的力施加于切削刀片的情况下，也能够进行稳定的切削加工。另外，通过提高切削刀片的强度，能抑制切削刀片的破损。

技术实现要素：

本发明是鉴于这种情况而提出的，其目的是提供一种切削刀片及具备这种切削刀片的可转位刀片式旋转切削工具，该切削刀片及具有这种切削刀片的可转位刀片式旋转切削工具确保约束部的面积以提高安装在旋转的工具主体上的切削刀片的约束稳定性的同时提高强度。

本发明的一方式的切削刀片为安装到绕旋转轴旋转的工具主体上且关于沿厚度方向延伸的中心轴旋转对称的多边形板状的正型切削刀片，所述切削刀片具备：构成一对多边形面中的一个的前刀面；构成一对多边形面中的另一个的落座面；和连结所述前刀面与所述落座面之间的侧面，在所述前刀面与所述侧面之间的交叉棱线上设置有切削刃部，所述切削刃部包括：位于所述前刀面的边部的主切削刃；与所述主切削刃相连的副切削刃；和与所述副切削刃相连且位于所述前刀面的角部的刃角，所述侧面包括经由边界线在厚度方向上彼此相邻的后刀面和连结面，所述后刀面位于比所述边界线更靠所述前刀面侧，所述连结面位于所述落座面侧，并且位于比所述后刀面的延长线更靠外侧。在此，所述落座面及所述后刀面的与所述主切削刃相连的部分作为与所述工具主体接触的约束部发挥功能。

根据上述结构，侧面中的位于前刀面侧的一部分后刀面作为约束部发挥功能，并且在落座面侧形成连结面。连结面位于比后刀面的延长线更靠外侧。即，连结面在侧面上被形成为使后刀面向落座面侧隆起。由此，切削刀片的刚性得到提高，能抑制切削刀片的破损。通过设置连结面，其结果落座面的面积变大且能提高切削刀片对工具主体的约束的稳定性。此外，通过设置连结面，能缩短从厚度方向观察时的落座面的边缘部至切削刃部的距离(即，突出量)，其结果能提高切削刃部的强度。在与主切削刃对应的侧面中，后刀面作为约束部的一部分发挥功能。因此，优选充分扩大后刀面，以提高切削刀片对工具主体的约束的稳定性。

另外，上述切削刀片也可以是如下的结构：所述边界线包括沿所述主切削刃延伸的第一区间、沿所述副切削刃延伸的第二区间和沿所述刃角延伸的第三区间，所述第二区间位于比所述第一区间更靠所述前刀面侧，所述第三区间位于比所述第一区间更靠所述落座面侧。

根据上述结构，后刀面与连结面的边界线在厚度方向上的位置在沿主切削刃的部分(第一区间)、沿副切削刃的部分(第二区间)及沿刃角的部分(第三区间)互不相同。在与副切削刃对应的侧面中，后刀面不构成约束部。因此，在通过将边界线靠近前刀面侧配置以形成较宽的连结面来提高副切削刃的强度的情况下，也能够减少对切削刀片的约束力的影响。另外，在与刃角对应的侧面中，后刀面也不构成约束部。优选在沿刃角的部分中将边界线靠近落座面配置。由于刃角经过与工具主体的旋转轴最远的旋转轨迹，因此在将刀片1的径向前角作为负角而安装到工具主体的情况下，有必要沿厚度方向充分确保后刀面。由此，能够在与各切削刃对应的侧面的各区域中均衡地配置后刀面11和连结面15的面积。

另外，上述切削刀片也可以是如下的结构：在所述主切削刃、所述副切削刃和所述刃角的各棱线的法线方向的剖面中，所述切削刃部的经过点设为点p，从所述点p朝向所述落座面的延长线延伸的垂线设为线段h，所述线段h与所述落座面的延长线之间的交点设为点r，沿所述后刀面的延长线与所述落座面之间的交点设为点q，所述连结面与所述落座面之间的交叉棱线的经过点设为点q'，所述边界线的经过点设为点m，从所述点m朝向所述线段h延伸的垂线设为线段n，所述线段n与所述线段h之间的交点设为点m'，所述点q'位于与点s相比更靠近所述点q侧，所述点s为从所述点r起距离线段qr的1/3处的点，所述点m'位于与点t相比更靠近所述点r侧，所述点t为从所述点r起距离所述线段h的2/3处的点。

根据上述结构，能够充分加宽后刀面且充分确保约束部的面积，从而提高切削刀片对工具主体的约束的稳定性。

另外，上述切削刀片也可以是如下的结构：所述点q'位于与从所述点r起距离线段qr的2/3处相比更靠近所述点q侧。

根据上述结构，能够充分确保切削刃部的退刀(逃げ)。

另外，上述切削刀片也可以是如下的结构：在刀片的副切削刃的棱线及其法线所交叉的剖视图中，所述点m'位于与从所述点r起距离所述线段h的3/10处相比更靠近所述点p且与所述点t相比更靠近所述点r侧。

根据上述结构，通过将点m'设在上述范围内，从而能够对副切削刃确保充分宽的后刀面，并且提高副切削刃的强度。

另外，上述切削刀片也可以是如下的结构：在刀片的刃角的棱线及其切线的法线所交叉的剖面中，所述点m'位于与所述线段h的2/10处相比更靠近所述点r侧。

根据上述结构，能够对经过旋转轨迹的最外侧的刃角确保足够宽的后刀面，并且确保尽可能宽的连结面来提高刃角的强度。

另外，本发明的一方式的可转位刀片式旋转切削工具具备：上述切削刀片；和能够装卸地安装有所述切削刀片且绕旋转轴旋转的所述工具主体，所述工具主体具有与所述切削刀片的所述约束部接触的刀片安装座。

根据上述结构，能够提供一种实现上述效果的可转位刀片式旋转切削工具。

另外，上述可转位刀片式旋转切削工具也可以是如下的结构：所述切削刀片以所述切削刃部的径向前角为负角的方式安装到所述工具主体。

根据上述结构，能够提供一种在切削刃部的径向前角为负角的情况下也充分确保切屑刃部的退刀的可转位刀片式旋转切削工具。

根据本发明，能够提供一种提高安装到工具主体上的切削刀片的约束稳定性并提高强度的切削刀片及具备这种切削刀片的可转位刀片式旋转切削工具。

附图说明

图1是一实施方式中的切削刀片的立体图。

图2是一实施方式中的切削刀片的俯视图。

图3是一实施方式中的切削刀片的侧视图。

图4a是图2的沿iv-iv线的刀片的剖视图，是刀片的主切削刃的棱线及其法线所交叉的剖视图。

图4b是表示图4a的点s'与点z之间的位置关系的放大图。

图5是图2的沿v-v线的刀片的剖视图，是刀片的副切削刃的棱线及其法线所交叉的剖视图。

图6是图2的沿vi-vi的刀片的剖视图，是刀片的刃角的棱线及其切线的法线所交叉的剖视图。

图7是一实施方式中的可转位刀片式旋转切削工具的立体图。

图8是一实施方式中的工具主体的立体图。

图9是一实施方式中的可转位刀片式旋转切削工具的侧视图。

图10是一实施方式中的可转位刀片式旋转切削工具的仰视图。

具体实施方式

下面，参照附图对应用本发明的实施方式进行详细说明。此外，关于以下说明中使用的附图，为了易于理解特征部分，有时为方便起见省略图示非特征部分。

图1是表示切削刀片(以下，简称为刀片)1的一实施方式的立体图。图2是表示图1所示的刀片1的前刀面2的结构的俯视图。

图3是表示刀片1的侧面10的结构的侧视图。

刀片1呈关于沿厚度方向延伸的中心线co旋转对称的多边形板状(在本实施方式中为四边形板状)。此外，在以下说明中，有时将沿中心线co的方向简称为厚度方向。另外，有时将与中心线co正交的方向简称为径向。同样，有时将以中心线co为中心的环绕轴的圆周方向简称为圆周方向。

刀片1具备：构成一对多边形面中的一个的前刀面2；构成一对多边形面中的另一个的落座面3；和连结前刀面2与落座面3之间的侧面10。如图2所示，前刀面2及落座面3以大致正方形状形成。落座面3包含在向厚度方向投射前刀面2的区域的内侧。

如后面说明的图7所示，刀片1通过夹紧螺钉(固定部件)38能够装卸地安装到工具主体31的前端部。在前刀面2及落座面3上穿设有供夹紧螺钉38插通的安装孔5。安装孔5沿中心线co延伸。

在前刀面2与侧面10之间的交叉棱线上设置有切削刃部20。切削刃部20包括主切削刃21；与主切削刃21相连的副切削刃22；和与副切削刃22相连的刃角23。主切削刃21、副切削刃22及刃角23在前刀面2的俯视观察中沿右(顺时针)方向按顺序配置。在本实施方式的刀片1中，每隔90°设置有四个由主切削刃21、副切削刃22及刃角23构成的切削刃部20。四个切削刃部20以中心线co为中心旋转对称地配置。沿圆周方向彼此相邻的一对切削刃部20连续地延伸。

主切削刃21位于前刀面2的边部，在前刀面2的俯视观察中，主切削刃21以直线状延伸。主切削刃21构成切削刃部20的大部分。在将刀片1安装到工具主体31上的状态(参照图7)下，主切削刃21朝向工具主体31的旋转方向td侧且与工件相对。

刃角23位于前刀面2的角部。刃角23具有圆弧形状。另一方面，主切削刃21及副切削刃22以直线状延伸。因此，通过切削刃部20中的直线形状部分与圆弧形状部分之间的边界来判断刃角23与主切削刃21及副切削刃22之间的边界。

副切削刃22位于主切削刃21与刃角23之间。副切削刃22以直线状延伸。副切削刃22相对于主切削刃21的延伸方向，向中心线co侧倾斜地延伸。因此，主切削刃21与副切削刃22之间的边界部呈朝向外侧稍微突出的形状。

由于本发明的切削刀片为正型切削刀片，因此构成侧面10的后刀面11及连结面15为大致沿后角的倾斜面。在后刀面11与连结面15之间设置有边界线14。即，侧面10通过边界线14被划定为后刀面11和连结面15。

后刀面11和连结面15在厚度方向上彼此相邻。后刀面11在侧面10中位于比边界线14更靠前刀面2侧。另外，连结面15在侧面10中位于比边界线14更靠落座面3侧。

后刀面11被划定为与主切削刃21相连的第一区域11a、与副切削刃22相连的第二区域11b和与刃角23相连的第三区域11c。第一区域11a、第二区域11b及第三区域11c沿中心线co的圆周方向排列。

边界线14在侧面10中沿厚度方向弯曲的同时沿中心线co的圆周方向延伸。边界线14包括沿主切削刃21延伸的第一区间14a、沿副切削刃22延伸的第二区间14b和沿刃角23延伸的第三区间14c。

在侧面10中，第一区间14a划定连结面15和后刀面11的第一区域11a，第二区间14b划定连结面15和第二区域11b，第三区间14c划定连结面15和第三区域11c。如图3所示，第二区间14b位于比第一区间14a更靠前刀面2侧。另外，第三区间14c位于比第一区间14a更靠落座面3侧。对于边界线14来说，第一区间14a沿主切削刃21延伸，第二区间14b向前刀面2侧凸出，第三区间14c向落座面3侧凸出，并且它们光滑地连结。

如图7所示，刀片1通过夹紧螺钉38的紧固而安装在工具主体31上。在将刀片1安装到工具主体31时，后刀面11的第一区域11a和落座面3作为与刀片安装座33接触的约束部发挥功能。即，后刀面11的第一区域11a和落座面3通过夹紧螺钉38的紧固而按压到刀片安装座33并定位刀片1

本实施方式的刀片1为呈四角型形状的刀片。刀片1在旋转对称地配置的切削刃部20达到规定的磨损量时，绕中心轴co旋转90°而使其他切削刃部20与加工对象20相对来再安装到工具主体31。

根据本实施方式的刀片1，在侧面10中，位于前刀面2侧的后刀面11的一部分作为与工具主体31(参照图7)接触的约束部发挥功能。即，侧面10在靠近切削刃部20的位置上受到工具主体31的约束。由此，能够对抗向切削刃部20赋予的施加力而充分且牢固地约束刀片1。

图4a是图2的沿iv-iv线的刀片1的剖视图，图5是图2的沿v-v线的刀片1的剖视图，图6是图2的沿vi-vi线的刀片1的剖视图。图4b表示图4a的点s'与点z之间的位置关系的放大图。

另外，iv-iv线作为主切削刃21的法线与切削刃棱线交叉，v-v线作为副切削刃22的法线与切削刃棱线交叉，vi-vi线作为刃角23的切线的法线与切削刃棱线交叉。因此，图4a为刀片1的主切削刃21的棱线及其法线所交叉的剖视图。图5是刀片1的副切削刃22的棱线及其法线所交叉的剖视图。另外，图6是刀片1的刃角23的棱线及其切线的法线所交叉的剖视图。

在图4a、图5及图6所示的各切削刃棱线的法线方向的剖面中，如以下那样定义点p、点q、点q'、点r、点s、点s'、点t、点m、点m'、点u、点u'及线段h、线段n和线段o。

点p为切削刃部20的经过点。

点q为沿后刀面11的落座面3的延长线vs与落座面3之间的交点。

点q'为连结面15与落座面3之间的交叉棱线的经过点。

点r为从点p朝向落座面3的延长线vs延伸的垂线与落座面3的延长线vs之间的交点。

点s为位于从点r起距离线段qr的1/3处的点。

点s'为位于从点r起距离线段qr的2/3处的点。

线段h为线段pr。即，线段h为连结点p和点r的线段。此外，点r可以说是线段h与落座面3的延长线vs之间的交点。

点t为位于从点r起距离线段h的2/3处的点。

点m为边界线14的经过点。即，点m在切削刃棱线的法线方向的剖面中为后刀面11与连结面15的边界点。

点m'为从点m朝向线段h延伸的垂线与线段h之间的交点。

线段n为线段mm'。即，线段n为连结点m与点m'的线段。此外，点m'可以换种说法说是从点m至线段h的交点。

点u为经过点q'的线段qr的垂线与线段pq之间的交点。

点u'为从点u朝向线段h延伸的垂线与线段h之间的交点。

线段o为线段uu'。即，线段o为连结点u和点u'的线段。

点z为从点m朝向落座面3的延长线vs延伸的垂线与落座面3的延长线vs之间的交点。

由于本发明的切削刀片为正型切削刀片，因此如图4a、图5及图6所示，后刀面11及连结面15为大致沿后角的倾斜面。

因此，侧面10从前刀面2朝向落座面3呈正型倾斜面，侧面10的倾斜角在点m(即，边界线14)处发生变化。例如，如图4a所示，如果将连结点m、点q及点r而成的角度mqr与同样连结点m、点q'及点r而成的角度mq'r相比较，两者均为锐角，并且具有角度mqr≤角度mq'r的关系。换言之，连结面15位于与后刀面11的延长线vl相比更靠近具有点r侧即外侧。

根据本实施方式的刀片1，在侧面10中的落座面3侧形成有连结面15。连结面15位于与后刀面11的延长线vl相比更靠外侧。即，连结面15在侧面15中被形成为使后刀面11在落座面3侧隆起。

由此，刀片1的刚性得到提高，能抑制刀片1的破损。

根据本实施方式的刀片1，通过设置连结面15，其结果落座面3的面积变大并能提高刀片1对工具主体的约束稳定性。

根据本实施方式的刀片1，通过设置连结面15，能缩短从厚度方向观察时的落座面3的边缘部至切削刃部20的距离(即，突出量a，参照图2及图4a)，其结果能提高切削刃部20的强度。

本实施方式的刀片1为正型切削刀片，并且后刀面11和连结面15具有角度mqr≤角度mq'r的关系。因此，如图4a、图5及图6所示，点q'不会比点z向点r侧更突出，并且相对于厚度方向不会在侧面10上形成内凹(アンダー)的部分。即，通过在前刀面2侧及落座面3侧分别配置模芯侧及模腔侧的模具这种简便的模具结构来以低廉的价格制造刀片1。

另外，根据本实施方式，在侧面10中未形成凹部。因此，与形成凹部的情况相比较，能缩小从侧面10中的最靠近中心线co的部分至切削刃部20的距离。此外，在本说明书中，将从侧面10中的最靠近中心线co的部分至切削刃部20的径向的距离称为实际突出量。在本实施方式中，实际突出量与突出量a(从安装面3的边缘部至切削刃部20的径向距离)一致。另外，在侧面10中形成有凹部的情况下，实际突出量为大于突出量a的值。根据本实施方式，能够通过使实际突出量与突出量a一致而缩小实际突出量，因此能提高切削刃部20的强度。

如图4a、图5及图6所示，点m'优选位于与从点r起距离线段h的2/3处的点t相比更靠近点r侧。由此，能够将后刀面11在厚度方向上的长度确保为比侧面10在厚度方向上的长度(与线段h的长度对应)的1/3长。

即，能够充分确保侧面10中的被约束到工具主体31的约束部(即后刀面11)的面积以提高刀片1对工具主体31的约束的稳定性。

在刀片1的主切削刃21的棱线及其法线所交叉的剖视图中，点m'也可以位于与从点r起距离线段h的3/10处相比更靠近点p侧。另外，在与主切削刃21交叉的剖面中，点m'优选位于与从点r起距离线段h的3/10处相比更靠近点p且与从点r起距离线段h的5/10处相比更靠近点r侧，但并不限定于此。

点q'位于与从点r起距离线段qr的1/3处的点s相比更靠近点q侧。在本实施方式中，由于连结面15为沿正型后角的倾斜面，因此点q'不会位于与点s相比更靠近点r侧。另外，点q'优选位于与从点r起距离线段qr的2/3处的点s'相比更靠近点q侧。其理由是因为适于大幅确保落座面的面积，并且安装到工具主体时，在切削刃棱线所成的旋转轨迹的内侧收纳落座面。

如图5所示，在刀片1的副切削刃22的棱线及其法线所交叉的剖视图中，点m'位于与从点r起距离线段h的3/10处相比更靠近点p侧，优选位于与点t相比更靠近点r侧。即，在与副切削刃22交叉的剖面中，点m'优选在图5所示的范围d内。

如上所述，后刀面11中的与副切削刃22相连的区域(第二区域11b)不构成约束部。即，第二区域11b与工具主体31不接触。因此，在第二区域11b中，后刀面11的宽度不会对刀片1的约束稳定性作出贡献。

通过在与副切削刃22交叉的剖面中，将点m'配置在与从点r起距离线段h的3/10处相比更靠近点p侧(即，将边界线14靠近前刀面侧配置)以形成较宽的连结面15，从而能加宽连结面15来提高刀片1的强度。另外，通过将点m'配置在比点t更靠近点r侧，从而能确保连结面15的面积来维持刀片1的强度。

在与副切削刃22交叉的剖面中，点m'进一步优选位于与从点r起距离线段h的4/10处相比更靠近点p侧且与从点r起距离线段h的2/3处相比更靠近点r侧，但并不限定于此。

如图6所示，在刀片1的刃角23的棱线及其切线的法线所交叉的剖面中，点m'优选位于与线段h的2/10处相比更靠近点r侧。即，在与刃角23交叉的剖面中，点m'优选位于图6所示的范围e内。其理由是因为在与刃角23交叉的剖面中，点m'通过设为位于与从点r起距离线段h的2/10处相比更靠近点r侧，能够将刃角的后角确保为适当值，从而在安装到工具主体时，适于在刃角棱线所成的旋转轨迹的内侧收纳落座面，并且能维持刃角的切削刃强度。

在此，刃角23与前刀面2的角部对应地设置，虽然与刃角23相连的后刀面11的区域(第三区域11c)不构成约束部，但有必要充分确保后刀面11在厚度方向上的长度。

在与刃角23交叉的剖面中，点m'进一步优选位于与线段h的1/10处相比更靠近点r侧，但并不限定于此。

根据本实施方式，如上所述，在与主切削刃21、副切削刃22及刃角23交叉的剖面中，点m'的配置互不相同。即在侧面10中，边界线14在厚度方向上的位置在沿主切削刃21的部分(第一区间14a)、沿副切削刃22的部分(第二区间14b)及沿刃角23的部分(第三区间14c)中互不相同。由此，能够在与各切削刃对应的侧面10的各区域中均衡地配置后刀面11和连结面15的面积。

(可转位刀片式旋转切削工具的结构)

图7是具有多个刀片1和能够装卸地安装有这些刀片1的工具主体31的可转位刀片式旋转切削工具(以下，简称为工具)30的立体图。图8是工具主体31的立体图。另外，图9是工具30的侧视图，图10是工具30的仰视图。

工具30通过工具主体31以旋转轴jo为中心沿旋转方向td旋转而进行铣削加工。如图7所示，工具30具有绕工具旋转的工具主体31和安装到工具主体31上的五个刀片1。

如图8所示，在工具主体31的前端部设置有五个刀片安装座33。刀片安装座33具有：安装座底面33a，呈与刀片1的落座面3大致相等的面积的正方形状且朝向旋转方向td；和一对安装座壁面33b，从安装座底面33a的两个边向旋转方向td侧分别延伸。在安装座底面33a的大致中央形成有螺纹孔33c。

安装座底面33a与刀片1的落座面3相对接触。另外，安装座壁面33b与形成于刀片1的四周的侧面10相对接触。即，刀片安装座33(安装座底面33a及安装座壁面33b)与刀片1的约束部(落座面3及后刀面11)接触。

在螺纹孔33c中经由刀片1紧固有夹紧螺钉38。由此，刀片1安装到刀片安装座33上。另外，在工具30中设置有压制刀片1的前刀面2侧的夹紧件34。夹紧件34抑制切削加工时的刀片1的浮动。

本实施方式的刀片1通过使落座面3与工具主体31的安装座底面33a紧贴，并且使沿圆周方向相邻的两个后刀面11与安装座壁面33b抵接而落座。此外，通过将夹紧螺钉38插入到螺纹孔33c，从而落座面3及后刀面11被按压于安装座底面33a及安装座壁面33b。

如图9所示，在刀片1安装到工具主体31的状态下，刀片1的切削刃部20被赋予正的轴向前角(轴向刃倾角)ar。另外，如图10所示，在刀片1安装到工具主体31的状态下，刀片1的切削刃部20被赋予负的径向前角(径向刃倾角)tr。

根据本实施方式，刀片1以切削刃部20的径向前角tr为负角的方式安装到工具主体31。因此，有必要确保后刀面11足够长。在刀片1以这种状态安装到工具主体31的情况下，也通过将边界线14设为上述结构，能够充分确保后刀面11的厚度方向的面积。即，能够在比切削刃部20的旋转轨迹更靠内侧，切实配置刀片1的其他部位，并且能进行顺畅的切削加工。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式中的各结构及它们的组合等为一例，在不脱离本发明主旨的范围内，也可以进行结构的附加、省略、置换和其他变更。另外，本发明并非由实施方式来限定。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种提高安装到工具主体的切削刀片的约束稳定性并提高强度的切削刀片及具备这种切削刀片的可转位刀片式旋转切削工具。由此，在对切削刀片施加较大的力的情况下，也能够进行稳定的切削加工。另外，能抑制切削刀片的破损。

附图标记说明

1刀片(切削刀片)

2前刀面

3落座面

10侧面

11后刀面

11a后刀面11中的与主切削刃21相连的第一区域

11c后刀面11中的与副切削刃22相连的第二区域

11b后刀面11中的与刃角23相连的第三区域

14边界线

14a第一区间

14b第二区间

14c第三区间

15连结面

20切削刃部

21主切削刃

22副切削刃

23刃角

30工具(可转位刀片式旋转切削工具)

31工具主体

33刀片安装座

co中心线

jo旋转轴

s位于从点r起距离线段qr的1/3处的点

s'位于从点r起距离线段qr的2/3处的点

t位于从点r起距离线段h的2/3处的点