CN102143816A - 侧铣刀 - Google Patents

Abstract

一种侧铣刀，具有：呈大致圆板状或者大致圆环状的刀具本体(10)、具有从上述刀具本体(10)的周面突出的切削刃(21)的两个以上的外周刃刀片(20)、具有从上述刀具本体(10)的端面突出的切削刃(31)的两个以上的角刃刀片(30)，上述外周刃刀片(20)以及角刃刀片(30)中，相互邻接的切削刃(21、31)令绕上述刀具本体(10)的中心轴线的旋转轨迹重复地配设在上述刀具本体(10)上，切削刃(21、31)的旋转轨迹为相互分离的关系的外周刃刀片(20)以及角刃刀片(30)中至少一组为，在上述刀具本体(10)的中心轴线方向相互分离，且在上述刀具本体(10)的周方向上配设在大致同一位置。

Description

侧铣刀

技术领域

本发明涉及一种能够拆装自如地安装刀片的侧铣刀。

背景技术

以往以来公知的侧铣刀中，在呈环状体的刀具本体的外周部分上配列固定有具有板状的切削用刀片的夹具。切削用刀片为，位于刀具本体的周面的轴向两端以及中央的彼此的切削位置错开而为对称，分别利用安装孔而借助带头螺钉而从其后刀面侧固定(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本实开昭49-119871号公报

但是，在上述实用新型文献中记载的刀具中，由于位于刀具本体的周面的轴向两端以及中央的切削用刀片彼此的切削位置错开，所以能够向刀具本体安装的切削用刀片的个数受到限制。因此，该刀具不能增加有效刃数，所以存在难以提高加工效率的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，目的主要在于提供一种适于槽加工的侧铣刀。

为了解决上述课题，本发明的侧铣刀中，第一方案的发明为，具有呈大致圆板状或者大致圆环状的刀具本体、

具有从上述刀具本体的周面突出的切削刃的两个以上的外周刃刀片、

具有从上述刀具本体的端面突出的切削刃的两个以上的角刃刀片，

上述外周刃刀片以及角刃刀片为，在上述刀具本体的周方向上相互邻接的切削刃以令绕上述刀具本体的中心轴线的旋转轨迹重复的方式配设在上述刀具本体上，

至少一组的外周刃刀片以及角刃刀片为，在上述刀具本体的中心轴线方向上相互分离，且在上述刀具本体的周方向上配设在大致同一位置。

上述外周刃刀片经由第一夹具安装在上述刀具本体上，并且与上述外周刃刀片成对的上述角刃刀片经由第二夹具拆装自如地安装在上述第一夹具上。

上述第二夹具也可以比上述第一夹具还向上述刀具本体的径向以及轴向突出。

本发明的侧铣刀中，对于上述至少一组的外周刃刀片以及角刃刀片，也可以在上述刀具本体的周方向上在前方侧邻接地具有一个共用的切屑槽。

外周刃刀片以及角刃刀片也可以在周方向上交互地配设。

附图说明

图1是应用了本发明的实施方式的侧铣刀的要部的局部分解立体图。

图2是图1所示的侧铣刀的要部的主视图。

图3是图1所示的侧铣刀的要部的含有局部剖面的侧视图。

图4是说明在第一夹具上安装了外周刃刀片以及角刃刀片的状态的主视图。

图5是图4所示的第一夹具的左视图。

图6是图4所示的第一夹具的俯视图。

图7是安装有其他的角刃刀片的侧铣刀的要部的局部分解立体图。

图8是第二实施方式的要部的立体图。

图9是图8的侧铣刀的要部的局部分解立体图。

图10是图8的侧铣刀的要部的主视图。

图11是图8的侧铣刀的要部的俯视图。

图12是从正面侧看角刃刀片(左侧)的图。

具体实施方式

作为本发明的实施方式，参照附图说明应用了本发明的侧铣刀。

如图1～图3所示，该侧铣刀具有：具有中心轴线的大致圆板状的刀具本体、和在其外周面10c沿周方向配列的多个刀片。刀片包含多个外周刃刀片20和多个角刃刀片30。外周刃刀片具有从刀具本体的外周面10c突出的作为切削刃的外周刃21。角刃刀片30具有配置在刀具本体的外周面10c的端部侧而从该端部突出的作为切削刃的角刃31。外周刃刀片20A、20B沿着刀具本体10的周方向而在上述刀具本体10的一端面侧、另一端面侧交互地锯齿状地配设。同样地，角刃刀片30A、30B也沿着刀具本体10的周方向而在上述刀具本体10的一端面侧、另一端面侧交互地锯齿状(交互)地配设。

如图1中所示那样，外周刃刀片20呈大致平行四边形板状。成为上下表面的平行四边形面为后刀面23，在上下表面之间延伸的侧面为前刀面22，在后刀面23与前刀面22的交叉棱线部形成作为外周刃21的切削刃。角刃刀片30呈大致长方形板状。成为上表面的长方形面为后刀面33，在上下表面之间延伸的侧面为前刀面32，后刀面33与前刀面32的交叉棱线部形成含有角刃31的切削刃。从与角刃刀片30的前刀面32对置的方向看，设置在切削刃的两端部的角部的棱线成为呈圆弧状的角刃31。外周刃刀片20以及角刃刀片30具有沿厚度方向贯通上下表面的安装孔24、34。外周刃刀片20以及角刃刀片30的至少切削刃由超硬合金、金属陶瓷或者陶瓷这样的硬质材料、或者多结晶金刚石或者六方晶氮化硼这样的超高压烧结体构成。

外周刃刀片20以及角刃刀片30分别经由夹具安装在刀具本体10上。通过将具有能够与安装孔24、34的内壁面卡合的头部的埋头螺栓等的螺纹部件80螺纹固定在设置于夹具的阴螺纹孔中，从而将这些刀片20、30拆装自如地固定在夹具上。夹具具有大型的第一夹具40、和小型的第二夹具50。第一夹具40具有与刀具本体10的宽度大致相等的宽度。第二夹具50固定在设置于第一夹具40的侧部的凹处42。

如图1所示，第一夹具40***到向刀具本体的外周面10c以及两端面10a、10b开口而沿中心轴线方向延伸的凹槽11中。凹槽11的朝向刀具旋转方向K的壁面为周方向支承面11a。凹槽11的朝向刀具径向外侧的壁面为径向支承面11b。上述周方向支承面11a以及径向支承面11b分别抵接支承对置于这些支承面的第一夹具40的侧面，从而第一夹具40在刀具旋转方向K以及径向上被定位。进而，在凹槽11的周方向支承面11a上，沿与刀具本体10的中心轴线垂直的方向延伸设置有向刀具旋转方向K前方侧突出的立起卡合面13。在与上述周方向支承面11a抵接的第一夹具40的侧面，形成有能够与上述立起卡合面13卡合的切去卡合面43。通过令该切去卡合面43与凹槽的周方向支承面11a上的立起卡合面13卡合，将第一夹具40在刀具本体10的中心轴线方向上正确地定位。然后，通过将螺纹部件60拧入上述凹槽11的周方向支承面上穿设的阴螺纹孔，固定第一夹具40。螺纹部件60是例如具有与夹具40卡合的头部的带六棱孔螺栓。阴螺纹孔相对于上述周方向支承面的法线向刀具径向内侧且朝向上述立起卡合面13而倾斜。第一夹具40朝向上述凹槽11的周方向支承面、径向支承面以及立起卡合面而被推压，被正确地定位而被固定。进而，通过将设置在该夹具40的刀具旋转方向K前方侧的楔部件90装入，第一夹具40向上述凹槽11的周方向支承面被推压，而被牢固地固定。

第二夹具50***在位于第一夹具40的刀具本体10的一端面侧的侧面上切去而成的凹处42中。在此，凹处42的面向刀具旋转方向K的壁面为周方向支承面42a。朝向刀具径向外侧的壁面为径向支承面42b。朝向刀具本体的中心轴线方向的壁面为轴向支承面42c。这些支承面42a、42b、42c分别抵接支承对置于它们的第一夹具40的侧面，从而，第一夹具40被定位。而且，通过将两根螺纹部件70拧入在上述凹处42的轴向支承面42c上穿设的阴螺纹孔，第二夹具50被固定。两根的螺纹部件70例如是具有与夹具50卡合的头部的带六棱孔的螺栓。在此，上述阴螺纹孔相对于轴向支承面42c的法线朝向周方向支承面侧且朝向径向支承面侧倾斜。由此，第二夹具50被全部的支承面42a、42b、42c推压而被固定。

外周刃刀片20利用螺纹部件80被螺纹固定在刀片座41上，所述刀片座41形成在第一夹具40的朝向刀具径向外侧的侧面和朝向刀具旋转方向K前方侧的侧面的交叉棱线部处。即，外周刃刀片20经由第一夹具40安装在刀具本体10上。另一方面，刀片座51形成在第二夹具50的位于刀具本体10的一端面侧的侧面和朝向刀具旋转方向K前方侧的侧面的交叉棱线部处。角刃刀片30利用螺纹部件70被螺纹固定在刀片座51上。即，角刃刀片30经由第二夹具50，进而经由第一夹具40而安装在刀具本体10上。换言之，大型的第一夹具40与安装在该第一夹具40上的小型的第二夹具50为母子关系(親子関係)。

如上所述，外周刀片20A、20B以及角刃刀片30A、30B沿刀具本体10的周方向交互地配列在上述刀具本体10的一端面侧、另一端面侧而锯齿状地配设。在一方的第一夹具40中，在外周刃刀片20A安装在刀具本体10的一端面侧时，在一体地安装在上述一方的第一夹具40上的第二夹具50上，安装有位于另一端面侧的角刃刀片30B。与之相反，在另一方的第一夹具40中，在安装位于上述另一端面侧的外周刃刀片20B时，在一体地安装在上述另一方的第一夹具40的第二夹具50上，安装位于上述一端面侧的角刃刀片30A。而且，在刀具本体10上，沿周方向以交互地各自为相同个数的方式安装上述一方的第一夹具40和上述另一方的第一夹具40。

安装在各第一夹具40上的外周刃刀片20与角刃刀片30在该侧铣刀的侧视中，在刀具本体10的中心轴线方向上相互地分离，并且沿着该第一夹具40的朝向刀具旋转方向K前方侧的侧面而在该刀具本体10的周方向上位于大致同一位置。进而，上述外周刃刀片20以及角刃刀片30共有与刀具旋转方向K前方侧邻接而形成的一个的切屑槽12。该切屑槽12为大型的切屑槽，将刀具本体的外周面10c切去为向内侧凹入凹曲面状，并且向刀具本体10的两端面10a、10b开口。上述凹曲面与第一夹具40的刀具旋转方向K前方侧相邻的楔部件90的朝向刀具径向外侧的侧面相连。外周刃刀片和角刃刀片(20A与30B、20B与30A)在刀具本体10的周方向上位于大致同一位置是指两刀片(20A与30B、20B与30A)彼此在上述周方向上至少一部分重合(重叠)(参照图1以及图2)。换言之，外周刃刀片和角刃刀片(20A与30B、20B与30A)在刀具本体10的周方向上位于大致同一位置是指外周刃刀片与角刃刀片从上述刀具本体的中心轴线方向看至少部分地重合(重叠)。特别地，期望两刀片(20A与30B、20B与30A)沿着第一夹具40的朝向刀具旋转方向K前方侧的侧面而配设。

以上说明的侧铣刀安装在工作机械的主轴上，绕中心轴线旋转，向与该中心轴线垂直的方向进给。安装在刀具本体10上的各刀片的切削刃与被切削材接触而进行切削。而且，该侧铣刀在被切削材上切削加工呈下述截面形状的槽：与令各刀片20、30的切削刃绕上述中心轴线旋转时的旋转轨迹实质上相同的形状。

根据本侧铣刀，外周刃刀片和角刃刀片(20A和30B、20B和30A)在刀具本体10的周方向的大致同一位置一对地配设，从而能够令能够向刀具本体10安装的刀片的个数比以往增加。因此，本侧铣刀能够借助有效刃数的增加而比以往工具提高加工效率。

本侧铣刀中，外周刃刀片20经由第一夹具40而安装在刀具本体10上，并且与外周刃刀片20成对的角刃刀片30经由第二夹具50拆装自如地安装在第一夹具40上。通过采用这样的构成，能够实现将外周刃刀片20与角刃刀片30配设在刀具本体10的周方向的大致同一位置。对此而言，即便要将外周刃刀片和角刃刀片分别经由分别的夹具而安装在刀具本体上，由于刀具本体以及各自的夹具的强度降低而难以实现。但是，本实施方式的侧铣刀中，能够将外周刃刀片20与角刃刀片30配设在刀具本体的周方向上大致同一的位置，而不会令刀具本体10以及第一夹具40、第二夹具50的强度降低。

此外，外周刃刀片和角刃刀片(20A与30B、20B与30A)共有一个与这些刀片的刀具旋转方向K前方侧邻接地形成的切屑槽12。因此，刀具本体的外周面10c附近的强度及刚性变高。而且，由于切屑槽12是朝向刀具本体的两端面10a、10b开口的大型的切屑槽，所以收纳从外周刃刀片20A以及角刃刀片30的各切削刃生成的切削屑的能力变高，能够顺畅地向外部进行排出。

角刃刀片30选择与加工的槽的角部的圆弧形状部的半径对应的角刃的曲率半径。图7所例示的侧铣刀中，令角刃的曲率半径比图1所示的侧铣刀还大。这样的角刃的曲率半径由于会根据加工的槽而频繁地变更，所以角刃刀片30与外周刃刀片20相比会频繁地更换。但是，将刀具本体10从工作机械的主轴取下而更换角刃刀片30会导致作业性的显著恶化。进而，有时根据角刃的曲率半径的大小，角刃刀片30的外形尺寸也会变化，所以需要连安装角刃刀片30的夹具也一起更换。由于这种情况，角刃刀片30单独地安装在第二夹具50上，该第二夹具50进一步经由第一夹具40而安装在刀具本体10上。利用该构成，在变更利用该侧铣刀加工的槽的角部的圆弧形状部的半径时，仅通过取下小型的第二夹具50就能够更换角刃刀片30。在变更为外形尺寸不同的角刃刀片30时，也只要更换第二夹具50即可。即，无需将刀具本体10从工作机械的主轴取下，或者无需将大型的第一夹具40从刀具本体10取下，能够非常容易地且短时间地进行角刃刀片30的更换作业，所以能够大幅地提高更换角刃刀片30时的作业性。进而，第二夹具50的拆装作业为，能够从刀具本体10的端面侧操作固定该第二夹具50的螺纹部件70，所以能够在令刀具本体10静止的状态下时从工作机械的主轴进行取下。这一点也能实现作业性的改善。

第二夹具50期望比第一夹具40向刀具径向以及中心轴线方向突出。换言之，第一夹具40期望比第二夹具50在刀具径向以及中心轴线方向中向内侧下陷。这是为了利用第二夹具40抑制负责负荷比较高的槽的角部的圆弧形状部的切削的角刃刀片30的缺损等的破损，防止损伤波及第一夹具50。出于相同的理由，为了防止损伤波及刀具本体10，刀具本体10期望比第一夹具40在刀具径向以及中心轴线方向向内侧下陷。

进而，如从图6可知那样，期望在刀具本体10的周方向上配设在大致同一位置的外周刃刀片和角刃刀片(20A与30B、20B与30A)之间，各自的切削刃棱线在上述周方向上分离(错开)。这是为了通过令各自的切削刃棱线与被切削材接触的时机错开而分散切削阻力的急剧上升而减轻对第一夹具40以及刀具本体10的负荷。进而，在本侧铣刀中，角刃刀片的角刃31以及外周刃刀片的外周刃21以朝向刀具旋转方向K后方的方式相对于中心轴线倾斜，具有正的轴向前角。由此，除了减轻向上述第一夹具40以及刀具本体10的负荷的效果之外，还能够通过将切削阻力的朝向改变为相对于刀具本体10的周方向斜交的方向而角刃刀片的角刃31容易向被切削材切入且促进切削屑的卷曲。

图8～图12表示本发明的第二实施方式。

在该实施方式中，角刃刀片30向刀具本体10的安装姿态与之前说明的实施方式不同。即，之前的实施方式的角刃刀片30配置为其厚度方向沿着刀具本体10的中心轴线方向，与之相对，本实施方式的角刃刀片30配置为其厚度方向沿着刀具本体的径向(参照图8、图9以及图11)。如图8所示，角刃刀片30呈大致平行四边形板状，一对的平行四边形面中任意一方的平行四边形面为后刀面33，在上下表面之间延伸而相互对置的两对的侧面中任意一方的成对的侧面为前刀面32。切削刃形成在为上述后刀面33的平行四边形面与为上述前刀面32的侧面的交叉棱线部上，包含形成在上述平行四边形面的锐角角部的圆弧状的角刃31。安装孔34在上述平行四边形面的中央部贯通厚度方向而形成。角刃刀片30中，至少切削刃由超硬合金、金属陶瓷或者陶瓷这样的硬质材料、或者多结晶金刚石或者立方晶氮化硼这样的超高压烧结体构成。

如图11所示，角刃刀片30在第二夹具50的既定位置处为后刀面33的平行四边形面朝向刀具本体10的径向外侧，且为前刀面32的侧面朝向刀具旋转方向K地载置。角刃31从刀具本体10的端面突出。而且，角刃刀片30通过将插通于其安装孔的螺纹部件螺纹安装在设置于上述第二夹具50的阴螺纹孔中，拆装自如地安装在该夹具50上。

角刃刀片30的切削刃相对于刀具本体10的中心轴线方向倾斜，使得随着从角刃31朝向上述平行四边形的钝角角部而逐渐朝向刀具旋转方向K后方侧。由此，对上述切削刃提供正的轴向前角。此外，如图12所示，在角刃刀片30的前刀面32上，沿该切削刃延伸设置在切削刃垂直截面中呈凹曲面状的断屑槽。由此，径向前角增加。

第二夹具50利用与之前的实施方式相同的具有卡合于该夹具50的头部的带六棱孔的螺栓等的螺纹部件70而被固定，但由于角刃刀片30的安装姿态变化了，所以与之前的实施方式相比，在角刃刀片30的接近角刃31的位置上增加了一根螺纹部件70，利用共计3根的螺纹部件70来进行固定。

在以上说明的第二实施方式中，通过改变向刀具本体10的角刃刀片30的安装姿态，作用在刀具旋转方向K上的主分力在该角刃刀片30的切削刃的大致全体的范围内均等地作用。即，上述主分力在角刃刀片30的与平行四边形一边、以及对置于上述一边的另一边相连的侧面即与第二夹具50抵接的侧面的大致全体上均等地作用。由此，上述侧面被第二夹具50稳定地支承，约束。此外，由于上述主分力相对于固定角刃刀片30的螺纹部件作用在刀具本体10的中心轴线方向的两侧，所以能够抑制该角刃刀片30绕上述螺纹部件的轴线旋转的动作。因此，在切削中，该角刃刀片30在第二夹具50内稳定且高精度地固定在刀具本体10上，所以能够抑制加工精度的恶化。

进而，在该实施方式中，第二夹具50与之前的实施方式相比在角刃刀片30的接近角刃31的位置增加了一根螺纹部件70，利用共计三根螺纹部件70进行固定，从而第二夹具50被更牢固地固定。其结果，角刃刀片30被高精度地固定在刀具本体10上，所以能够抑制加工精度的恶化。

本发明并不限定于上述说明的实施方式的侧铣刀，例如能够应用于在呈圆环状的刀具本体的内周面上安装内周刃刀片以及角刃刀片的铣刀。此外，外周刃刀片能够变更为三刃列以上，在为四刃列以上时，在一个的第一夹具上安装的外周刃刀片可以为两个。

Claims (5)

1.一种侧铣刀，其特征在于，具有：呈大致圆板状或者大致圆环状的刀具本体、具有从上述刀具本体的周面突出的切削刃的两个以上的外周刃刀片、具有从上述刀具本体的端面突出的切削刃的两个以上的角刃刀片，上述外周刃刀片以及角刃刀片为，在上述刀具本体的周方向上相互邻接的切削刃令绕上述刀具本体的中心轴线的旋转轨迹重复地配设在上述刀具本体上，至少一组的外周刃刀片以及角刃刀片为，在上述刀具本体的中心轴线方向上相互分离，且在上述刀具本体的周方向上配设在大致同一位置。

2.如权利要求1所述的侧铣刀，其特征在于，上述外周刃刀片经由第一夹具安装在上述刀具本体上，并且与上述外周刃刀片成对的上述角刃刀片经由第二夹具拆装自如地安装在上述第一夹具上。

3.如权利要求2所述的侧铣刀，其特征在于，上述第二夹具比上述第一夹具还向上述刀具本体的径向以及轴线方向突出。

4.如权利要求1所述的侧铣刀，其特征在于，对于上述至少一组的外周刃刀片以及角刃刀片，在上述刀具本体的周方向的前方侧邻接地具有一个共用的切屑槽。

5.如权利要求1所述的侧铣刀，其特征在于，外周刃刀片以及角刃刀片在周方向上交互地配设。

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