车削刀具及切削加工物的制造方法与流程

车削刀具及切削加工物的制造方法
1.关联申请的相互参照
2.本技术主张在2019年3月5日申请的日本专利申请2019
‑
039354号的优先权，并将该在先申请的公开整体援引于此以供参照。
技术领域
3.本发明一般涉及用于被切削件的车削加工的切削刀具及切削加工物的制造方法。作为用于车削加工的切削刀具，能够列举例如外径加工用的刀具、内径加工用的刀具、开槽加工用的刀具、以及切断加工用的刀具等。


背景技术：

4.作为在切削加工金属等被切削件时所使用的切削刀具，已知例如日本特开平10
‑
263917号公报(专利文献1)、日本特开2006
‑
035390号公报(专利文献2)及国际公开第2018/198929号(专利文献3)所记载的切削刀具。在专利文献1至3中任一项所述的切削刀具中，切削刀片均使用多个螺钉而固定于刀柄。
5.一般而言，与铣削加工相比，在车削加工中切削刃容易与被切削件连续地接触。因此，刀片可能会以插入至刀片所具有的贯通孔的固定螺钉为轴而进行旋转。基于这样的理由，要求一种确保刀片的强度并且抑制刀片的旋转的车削刀具。


技术实现要素：

6.基于本发明的未被限定的一方案的车削刀具具有刀柄、切削刀片、第一螺钉以及第二螺钉。刀柄为从第一端沿中心轴延伸至第二端的棒形状，且具有刀槽、第一螺纹孔、以及第二螺纹孔。刀槽位于第一端侧且具有座面。第一螺纹孔开口于座面。第二螺纹孔位于比第一螺纹孔靠第二端侧的位置。切削刀片位于刀槽，且具有第一面、第二面、第三面、切削刃、贯通孔以及凹部。第二面位于第一面的相反侧且与座面抵接。第三面位于第一面与第二面之间。切削刃位于第一面与第三面的相交处。贯通孔开口于第一面和第二面。凹部与第二面分离地配置，且开口于第一面和第三面。第一螺钉插入贯通孔且螺纹紧固于第一螺纹孔。第二螺钉与凹部抵接且螺纹紧固于第二螺纹孔。
附图说明
7.图1是示出本公开的未被限定的实施方式的车削刀具的立体图。
8.图2是从第一端侧观察图1示出的车削刀具时的俯视图。
9.图3是从a1方向观察图2示出的车削刀具时的俯视图。
10.图4是从a2方向观察图2示出的车削刀具时的俯视图。
11.图5是将图1示出的区域b1放大后的放大图。
12.图6是将图3示出的区域b2放大后的放大图。
13.图7是图3示出的车削刀具中的vii剖面的放大图。
14.图8是图1示出的车削刀具中的切削刀片的立体图。
15.图9是从第一面侧观察图8示出的切削刀片时的俯视图。
16.图10是从a3方向观察图9示出的切削刀片时的俯视图。
17.图11是从a4方向观察图9示出的切削刀片时的俯视图。
18.图12是图1示出的车削刀具中的刀柄的立体图。
19.图13是将图12示出的区域b3放大后的放大图。
20.图14是示出本公开的未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。
21.图15是示出本公开的未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。
22.图16是示出本公开的未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。
具体实施方式
23.<车削刀具>
24.以下，使用附图对本公开的未被限定的多个实施方式的车削刀具1进行详细说明。但是，在以下参照的各图中，为了方便说明，仅简化示出说明各实施方式所需的主要构件。因此，车削刀具1可能具备参照的各图未示出的任意的结构构件。另外，各图中的构件的尺寸并未如实地表示实际的结构构件的尺寸和各构件的尺寸比率等。
25.图1至图7例示的车削刀具1具有刀柄3、切削刀片5、第一螺钉7、以及第二螺钉9。车削刀具1例如能够用于外径加工。
26.<刀柄>
27.刀柄3可以为从第一端3a(图1中的左下端)沿中心轴延伸至第二端3b(图1中的右上端)的棒形状。以下，可以将刀柄3的中心轴设为第一中心轴o1。一般而言，第一端3a称为前端，第二端3b称为后端。另外，刀柄3也可以具有刀槽11、第一螺纹孔13以及第二螺纹孔15。
28.刀槽11为供切削刀片5安装的部位，可以位于刀柄3的第一端3a侧。如图1示出的未被限定的一例那样，刀槽11可以配置为包含刀柄3的第一端3a。从而，刀槽11也可以开口于第一端3a。
29.刀槽11作为与切削刀片5抵接的面，也可以具有座面17和限制侧面19。限制侧面19可以相对于座面17倾斜。因此，能够区分刀槽11的座面17与限制侧面19。座面17也可以与第一中心轴o1平行地延伸。另外，限制侧面19也可以相对于第一中心轴o1倾斜。
30.第一螺纹孔13和第二螺纹孔15可以分别为供螺钉安装的面，所述螺钉用于将切削刀片5固定于刀柄3。作为用于将切削刀片5固定于刀柄3的螺钉，能够列举第一螺钉7和第二螺钉9。
31.第一螺纹孔13可以开口于刀槽11。例如，如图13所示，第一螺纹孔13可以开口于座面17。另外，第二螺纹孔15可以位于比第一螺纹孔13靠第二端3b侧的位置。第二螺纹孔15可以与第一螺纹孔13同样地开口于刀槽11，另外，第二螺纹孔15可以与刀槽11分离地配置。如图13示出的未被限定的一例那样，第二螺纹孔15可以开口于刀槽11。
32.作为构成刀柄3的构件，例如能够使用钢、铸铁以及铝合金等。与被切削件的大小相应地适当设定刀柄3的大小即可。刀柄3沿中心轴的方向的长度能够设为例如50mm以上且200mm以下左右。另外，刀柄3在与中心轴正交的方向上的宽度能够设为例如5mm以上且30mm以下左右。
33.<切削刀片>
34.切削刀片5位于刀槽11，且可以具有第一面21、第二面23、第三面25、切削刃27、贯通孔29以及凹部31。以下，也将切削刀片5简称为刀片5。虽然刀片5没有被限定为特定的形状，但可以为例如多角板形状。如图8示出的未被限定的一例那样，刀片5可以为四角板形状。
35.如图8示出的未被限定的一例那样，第一面21可以为多边形状。具体地说，如图9示出的未被限定的一例那样，在主视观察的情况下，第一面21可以为四边形状。因此，第一面21可以具有四个角和四条边。将四个角中的一个角设为第一角21a，将四条边之中的从第一角21a延伸出的两条边设为第一边21b和第二边21c。需要说明的是，第一面21不限于四边形。例如，第一面21即使为三角形、五边形或六边形也没有任何问题。存在第一面21被称为上表面的情况。
36.第二面23为位于第一面21的相反侧的面，可以与座面17抵接。第二面23可以为与第一面21相同的形状，或也可以为与第一面21不同的形状。如图8示出的未被限定的一例那样，第二面23可以为与第一面21相同的多边形状。具体地说，如图8示出的未被限定的一例那样，第二面23可以为四边形状。第二面23有时被称为下表面。
37.第三面25可以位于第一面21与第二面23之间。第三面25可以与第一面21连接，或也可以与第一面21分离。另外，第三面25也可以与第二面23连接，或也可以与第二面23分离。如图8示出的未被限定的一例那样，第三面25可以与第一面21和第二面23连接。第三面25有时被称为侧面。
38.图8示出的未被限定的一例中的第一面21和第二面23分别为四边形状，因此图8示出的未被限定的一例中的第三面25可以具有四个平坦的面区域。这些面区域中相邻的两个面区域可以相互连接，或相邻的两个面区域之间也可以配置有曲面区域。
39.未被限定的实施方式中的刀片5可以具有切削刃27。切削刃27能够用于切削被切削件。刀片5可以具有作为切削刃27而位于第一面21与第三面25的相交处的第一切削刃27a。刀片5具有第一切削刃27a时，第一面21能够作为前刀面而发挥功能，且第三面25能够作为后刀面而发挥功能。
40.第一切削刃27a不需要位于第一面21与第三面25的相交处的整体，即使仅位于第一面21与第三面25的相交处的一部分也没有任何问题。如图8示出的未被限定的一例那样，第一切削刃27a可以配置为至少包含第一角21a、第一边21b的一部分、以及第二边21c的一部分。在图6示出的未被限定的一例中，第一切削刃27a之中位于第一边21b的部分可以为主切削刃。在此，主切削刃可以指主要用于切削加工的部位。
41.另外，刀片5可以具有作为切削刃27而位于第二面23与第三面25的相交处的第二切削刃。第二切削刃不需要位于第二面23与第三面25相交的棱线的整体，即使仅位于第二面23与第三面25相交的棱线的一部分也没有任何问题。
42.将刀片5安装于刀柄3时，第一切削刃27a的至少一部分可以位于比刀柄3的第一端
3a更远离刀柄3的第二端3b的位置。即，第一切削刃27a的至少一部分可以最向前端侧突出。能够在上述那样将刀片5安装于刀柄3的情况下，将第一切削刃27a用于切削加工。如图5示出的未被限定的一例那样，刀片5可以以第一角21a最向前端侧突出的方式安装于刀柄3。
43.贯通孔29可以开口于第一面21和第二面23。贯通孔29可以为供固定构件安装的部位，所述固定构件用于将刀片5固定于刀柄3。如图5示出的未被限定的一例那样，第一螺钉7可以作为固定构件而插入。
44.如图8示出的未被限定的一例那样，在第一面21的开口部的附近，贯通孔29可以具有锥形状的部位。换言之，在第一面21侧，贯通孔29可以具有随着远离第二面23并接近第一面21而内径变大的部位。可以通过第一螺钉7的头部即第一螺钉头7a与该部位抵接，使刀片5固定于刀柄3。
45.贯通孔29在第一面21和第二面23的开口位置没有特别限定。如图8示出的未被限定的一例那样，贯通孔29可以开口于第一面21的中央和第二面23的中央。该情况下，由通过第一面21的中心与第二面23的中心的假想直线示出的刀片5的中心轴可以与贯通孔29的中心轴一致。以下，将刀片5的中心轴设为第二中心轴o2，将贯通孔29的中心轴设为第三中心轴。
46.未被限定的实施方式的刀片5可以具有一个以上的凹部31。凹部31可以与第二面23分离地配置，并且开口于第一面21和第三面25。如下所述，凹部31能够与第二螺钉9的头部即第二螺钉头9a抵接。如图8示出的未被限定的一例那样，刀片5可以具有多个凹部31。在图8示出的未被限定的一例中，在第一面21的四条边可以分别配置有凹部31。即，图8示出的未被限定的一例中的刀片5可以具有四个凹部31。
47.刀片5的大小没有特别限定。例如，能够将多边形状的第一面21的一边的长度设为10～25mm左右。另外，能够将第一面21至第二面23的高度，即沿第二中心轴o2的方向的高度设定为2～5mm左右。
48.凹部31的大小没有特别限定。例如，能够将主视观察第一面21的情况下的沿第一面21的边的方向的宽度h1设定为3～8mm左右。另外，能够将主视观察第一面21的情况下的与第一面21的边正交的方向的宽度h2(凹部31的进深)设定为1～3mm左右。另外，能够将主视观察第三面25情况下的与第一面21的边正交的方向的宽度h3(凹部31的深度)设定为0.5～1mm左右。
49.作为刀片5的材质，例如能够列举硬质合金或金属陶瓷等。作为硬质合金的组成，能够列举例如wc
‑
co、wc
‑
tic
‑
co以及wc
‑
tic
‑
tac
‑
co。wc
‑
co可以通过向碳化钨(wc)加入钴(co)的粉末并且进行烧结而生成。wc
‑
tic
‑
co可以为向wc
‑
co添加碳化钛(tic)而得到的材料。wc
‑
tic
‑
tac
‑
co可以为向wc
‑
tic
‑
co添加碳化钛(tac)而得到的材料。
50.金属陶瓷可以为使金属复合于陶瓷成分而得到的烧结复合材料。具体地说，作为金属陶瓷，可以列举以碳化钛(tic)或氮化钛(tin)等钛化合物为主要成分的材料。
51.构成刀片5的上述的构件的表面可以使用化学蒸镀(cvd)法或物理蒸镀(pvd)法而由被膜来涂层。作为被膜的组成，能够列举碳化钛(tic)、氮化钛(tin)、炭氮化钛(ticn)或氧化铝(al2o3)等。
52.<第一螺钉、第二螺钉>
53.第一螺钉7可以插入贯通孔29并且螺纹紧固于第一螺纹孔13。另外，第二螺钉9可
以与凹部31抵接并且螺纹紧固于第二螺纹孔15。如上所述，第一螺钉7和第二螺钉9可以分别为用于将刀片5固定于刀柄3的构件。
54.在此，第一螺钉7可以作为用于将刀片5固定于刀柄3的主要构件而发挥功能。另外，第二螺钉9可以作为抑制刀片5以第一螺钉7为基准进行旋转的构件而发挥功能。
55.凹部31开口于第三面25，第二螺钉9抵接于该凹部31，由此容易利用第二螺钉9抑制刀片5以第一螺钉7为基准进行旋转。另外，凹部31也开口于第一面21，由此容易安装第二螺钉9，容易使第二螺钉9与凹部31稳定地抵接。
56.除此之外，未被限定的实施方式的凹部31也可以与第二面23分离地配置。即，与凹部31到达第二面23的情况相比，能够抑制刀片5中的凹部31的切口量。因此，能够抑制在刀片5中设置切口而引起的耐久性的降低。从而，能够抑制刀片5的旋转，并确保刀片5的强度。
57.此时，凹部31沿着刀片5的中心轴的方向上的深度可以为刀片5沿着刀片5的中心轴的方向上的高度的一半以下。该情况下，容易确保配置有凹部31的部分的刀片5的厚度。使第二螺钉9与凹部31稳定地抵接，且刀片5的耐久性较高。
58.刀片5中的供第二螺钉9抵接的区域不是贯通孔29那样的孔而是凹部31。与贯通孔29相比，凹部31引起的刀片5的切口量较少。因此，刀片5的耐久性较高。作为构成第一螺钉7和第二螺钉9的构件，能够使用例如钢、铸铁、以及铝合金等。
59.贯通孔29开口于第一面21和第二面23，由此第一螺钉7的中心轴可以相对于切削刃27倾斜。例如，第一螺钉7的中心轴可以相对于切削刃27而大致正交。另一方面，切削加工时，施加于切削刃27的最大的力即主分力主要容易向与切削刃27正交的方向施力。因此，在切削加工时施加于切削刃27的最大的力即主分力难以直接传递至第一螺钉7，从而第一螺钉7的耐久性较高。
60.此时，第二螺钉9的中心轴也可以与切削刃27正交。该情况下，上述的主分力难以直接传递至第二螺钉9，从而第二螺钉9的耐久性较高。
61.第二螺钉9的中心轴也可以相对第一螺钉7的中心轴倾斜，或也可以与第一螺钉7的中心轴平行。在第二螺钉9的中心轴与第一螺钉7的中心轴平行的情况下，更容易抑制刀片5的旋转。刀片5容易以第一螺钉7为基准而旋转，但第二螺钉9与该旋转方向正交，因此能够由第二螺钉9稳定地制止刀片5欲旋转的动作。
62.第二螺钉9与刀片5的凹部31抵接，另一方面，也可以与第三面25分离。该情况下，能够作为后刀面而使用的第三面25难以损伤。另外，第二螺钉头9a与凹部31抵接，另一方面，第二螺钉9的螺纹槽难以与刀片5接触。因此，第二螺钉9的螺纹槽难以损伤。
63.如上述那样，刀柄3的刀槽11具有限制侧面19。另外，刀片5的第三面25可以与限制侧面19抵接。此时，如图6示出的未被限定的一例那样，刀片5可以配置为被限制侧面19与第二螺钉9夹持。在刀片5被限制侧面19与第二螺钉9夹持的情况下，刀片5难以发生位置偏移。
64.并且，在限制侧面19相对于中心轴倾斜的情况下，切削加工时，限制侧面19容易承接施加于切削刃27的力之一即背分力。因此，容易减少背分力引起的对第一螺钉7和第二螺钉9的负荷。从而，第一螺钉7和第二螺钉9的耐久性较高。例如，如图6所示，在限制侧面19以随着朝向第一端3a而远离第一中心轴o1的方式倾斜的情况下，限制侧面19容易承接背分力。
65.第一螺钉7与第二螺钉9可以为不同的大小，也可以为相同的大小。在第一螺钉7与
第二螺钉9为相同的大小的情况下，例如第一螺钉7与第二螺钉9即使被装反也没有任何问题。因此，车削刀具1的制造、或刀片5的更换作业变得容易。另外，由于能够使第一螺钉7与第二螺钉9通用化，因此能够实现制造成本的减少。
66.<切削加工物的制造方法>
67.接下来，使用附图对未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法进行说明。
68.切削加工物103通过对被切削件101进行切削加工而制造。在图13至图15中，作为切削加工而例示外径加工。未被限定的实施方式的切削加工物103的制造方法可以具备以下工序。即，可以具备：
69.(1)使被切削件101旋转的工序；
70.(2)使代表上述未被限定的实施方式的车削刀具1与旋转中的被切削件101接触的工序；
71.(3)使车削刀具1离开被切削件101的工序。
72.更具体地说，首先，可以如图14所示那样，使被切削件101绕轴d向d1方向旋转。另外，可以通过向d2方向移动车削刀具1，使车削刀具1相对地接近被切削件101。接下来，可以如图15所示那样，使车削刀具1的第一切削刃与被切削件101接触，从而切削被切削件101。
73.此时，能够通过一边向d3方向移动车削刀具1一边切削被切削件101，从而进行外径加工。接着，也可以如图16所示那样，通过向d4方向移动车削刀具1，使车削刀具1相对地远离被切削件101。
74.在图14中，可以在固定轴d并且使被切削件101旋转的状态下使车削刀具1接近。另外，在图15中，可以通过使刀片的第一切削刃与旋转中的被切削件101接触而切削被切削件101。另外，在图16中，可以在使被切削件101旋转的状态下使车削刀具1远离。
75.需要说明的是，在未被限定的实施方式的制造方法的切削加工中，可以通过移动车削刀具1而使车削刀具1与被切削件101接触。并且，也可以通过移动车削刀具1而使车削刀具1离开被切削件101。未被限定的实施方式的制造方法不限于上述方式。
76.例如，在(1)工序中，也可以使被切削件101接近车削刀具1。同样地，在(3)工序中，也可以使被切削件101远离车削刀具。在持续进行切削加工的情况下，保持使车削刀具1旋转的状态，并重复使刀片与被切削件101的不同位置接触的工序即可。
77.需要说明的是，作为被切削件101的材质的代表例，能够列举碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁或非铁金属等。
78.附图标记说明
[0079]1…
车削刀具
[0080]3…
刀柄
[0081]
3a
…
第一端
[0082]
3b
…
第二端
[0083]5…
切削刀片(刀片)
[0084]7…
第一螺钉
[0085]
7a
…
第一螺钉头
[0086]9…
第二螺钉
[0087]
9a
…
第二螺钉头
[0088]
o1
…
第一中心轴
[0089]
o2
…
第二中心轴
[0090]
11
…
刀槽
[0091]
13
…
第一螺纹孔
[0092]
15
…
第二螺纹孔
[0093]
17
…
座面
[0094]
19
…
限制侧面
[0095]
21
…
第一面
[0096]
21a
…
第一角
[0097]
21b
…
第一边
[0098]
21c
…
第二边
[0099]
23
…
第二面
[0100]
25
…
第三面
[0101]
27
…
切削刃
[0102]
27a
…
第一切削刃
[0103]
29
…
贯通孔
[0104]
31
…
凹部
[0105]
h1、h2、h3
…
宽度
[0106]
101
…
被切削件。