CN104428086B - 切削镶刀以及切削工具 - Google Patents

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CN104428086B CN201380036744.2A CN201380036744A CN104428086B CN 104428086 B CN104428086 B CN 104428086B CN 201380036744 A CN201380036744 A CN 201380036744A CN 104428086 B CN104428086 B CN 104428086B
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Abstract

本发明提供一种能够进行良好的切屑处理的切削镶刀。切削镶刀(1)具备：棱柱状的刀片主体(2)；前刀面(3)，其设置于刀片主体(2)的长度方向上的端部上表面；正面切削刃(4)，其设置于前刀面(3)与刀片主体(2)的端面的棱线；横切削刃(5)，其设置于前刀面(3)与刀片主体(2)的侧面的棱线，且与正面切削刃(4)的两端部相连；断屑凸部(6)，其设置于前刀面(3)上，断屑凸部(6)具有随着朝向正面切削刃(4)侧而向横切削刃(5)侧延伸的两个断屑岛部(10)，断屑岛部(10)从正面切削刃(4)侧起具有：第一立起部(13)；从第一立起部(13)的顶部逐渐降低的下降部(14)；从下降部(14)逐渐升高至比第一立起部(13)的顶部的高度高的高度的第二立起部(15)。

Description

切削镶刀以及切削工具
技术领域
本发明涉及一种具备用于对被切削件进行加工的切削刃的切削镶刀以及安装了该切削镶刀的切削工具。
背景技术
在用于进行开槽加工、切断加工的切削工具中，要求产生的切屑不会与被切削件的加工面接触而划伤加工面。因此，希望产生的切屑不会相对于切削镶刀的长度方向向左右偏移流动，而是在沿着切削镶刀的长度方向前进后，以发条状卷曲并被细微地断开。
例如，在专利文献1中公开了，在大致棱柱状的刀片主体的前刀面，前端部朝向正面切削刃的两端部分支的俯视观察时呈Y字状的断屑部。另外，根据专利文献1，在该朝向两端部分支的前端部，形成为从正面切削刃侧朝向背面侧变低的形状。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-288613号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在前端部朝向正面切削刃的两端部分支的俯视观察时呈Y字状的专利文献1的断屑形状中，虽然切屑沿切削镶刀的长度方向前进，但根据切削条件，沿长度方向前进的切屑有时会不卷曲而直接延伸，从而存在变长的切屑纠缠而卷入切削刃、或在切削镶刀的后方向左右偏移与被切削件碰撞的情况。
用于解决课题的手段
本发明的切削镶刀具备：棱柱状的刀片主体；前刀面，其设置于该刀片主体的长度方向上的端部上表面；正面切削刃，其设置于该前刀面与所述刀片主体的端面的棱线；横切削刃，其设置于所述前刀面与所述刀片主体的侧面的棱线，且分别与所述正面切削刃相连；断屑凸部，其设置于所述前刀面上，
所述断屑凸部具有随着朝向所述正面切削刃侧而向所述横切削刃侧延伸的两个断屑岛部，该断屑岛部从所述正面切削刃侧起具有：第一立起部、从该第一立起部的顶部逐渐降低的下降部、从该下降部逐渐升高至比所述第一立起部的顶部高的高度的第二立起部。
另外，本发明的切削工具具有：所述切削镶刀；具有镶刀安装空间的刀架，以所述切削镶刀的所述正面切削刃位于所述刀架的外部的方式将所述切削镶刀安装于所述刀架的镶刀安装空间中。
发明效果
根据本发明的切削镶刀，通过断屑凸部的两个断屑岛部，能够沿刀片主体的长度方向引导切屑。另外，通过断屑岛部的第一立起部、下降部、第二立起部，在进给较小的切削条件下，能够仅通过第一立起部使切屑卷曲。另一方面，在进给较大的切削条件下，能够使第一立起部一度与切屑接触，能够使未卷曲而上行的切屑与第二立起部接触而卷曲。其结果是，能够在从低进给到高进给的广泛的切削条件下进行良好的切屑处理。
附图说明
图1是本发明的优选实施方式中的切削镶刀的概要立体图。
图2A是图1的切削镶刀的主要部分的俯视图。
图2B是图1的切削镶刀的主要部分的侧视图。
图2C是图1的切削镶刀的主要部分的主视图。
图3是将图1、2的切削镶刀安装于刀架而得到的切削工具的实施方式的概要立体图。
具体实施方式
图1-3示出本发明的优选实施方式，基于这些图来进行说明。本实施方式的切削镶刀以及切削工具尤其适于开槽加工、切断加工。
根据图1，切削镶刀1具备：棱柱状的刀片主体2；前刀面3，其设置于刀片主体2的长度方向L上的端部上表面；正面切削刃4，其设置于前刀面3与刀片主体2的正面(端面)的棱线；一对横切削刃5(5a、5b)，其设置于前刀面3与刀片主体的侧面的棱线，并与正面切削刃4的两端部相连；凸状的断屑凸部6，其设置于前刀面3上。
另外，在设置有前刀面3的刀片主体2的端部的正面X设置有前退刀面8。并且，从前刀面3与一对横切削刃5(5a、5b)相连，在刀片主体2的侧面设置有一对横退刀面9(在图1中仅9a可见)。
图1的切削镶刀1成为以刀片主体2的高度方向上的中央轴线O作为基准而点对称的形状，正面切削刃4以及横切削刃5等存在于正面(一方的端面)X侧与背面(另一方的端面)Y侧的两个位置。需要说明的是，在本发明中，并不限定于上述结构，也可以仅在一方的端部设置有正面切削刃4以及横切削刃5等。
另外，为了提高将切削镶刀1安装于后述的刀架32时的约束力，在与刀片主体2的上表面的前刀面3相比靠中央侧设置有连接部28，在与连接部28相比靠中央侧、即图1的前刀面3、3以及连接部28、28之间，沿刀片主体2的长度方向L设置有主视观察时呈V字状的凹槽25。
并且，根据图1，在刀片主体2的凹槽25的相反侧、即刀片主体2的底面，也遍及刀片主体2的长度方向L的全长而设置有主视观察时呈V字状的凹槽26。
需要说明的是，在图1的切削镶刀1中，以省略断屑凸部6等前刀面3上的形状的方式进行了记载。另外，在图1中，将长度方向L的一方的端部称为正面X侧，将长度方向L的另一方的端部称为背面Y侧，将正面X侧的设置有横切削刃5a、横退刀面9a的侧方称为侧方a侧，将正面X侧的设置有横切削刃5b的侧方称为侧方b侧。
图2A、图2B、图2C示出镶刀1的正面X侧，根据图2A，断屑凸部6从刀片主体2的中央侧即背面Y侧朝向正面切削刃4侧即正面X侧具有接近前刀面3的侧端的两个断屑岛部10(10a、10b)。即，两个断屑岛部10(10a、10b)以随着朝向正面切削刃4侧而向横切削刃5侧延伸的方式设置，在俯视观察时，将正面X侧即正面切削刃4作为下方成为日语的片假名的“ハ”字状。换言之，两个断屑岛部10(10a、10b)均从正面X侧朝向刀片主体2的中央侧(背面Y侧)，远离前刀面3的侧端，两个断屑岛部10(10a、10b)之间的间隔从正面X侧朝向刀片主体2的中央侧(背面Y侧)而变窄。
另外，如图2B所示，在两个断屑岛部10(10a、10b)上，从正面X侧起分别设置有：第一立起部13(13a、13b)；从第一立起部13的顶部的高度h1逐渐降低的下降部14(14a、14b)；从下降部14逐渐升高至比第一立起部13的顶部的高度h1高的高度h2的第二立起部15(15a、15b)。需要说明的是，在图2A、图2B、图2C中，在第二立起部15的背面Y侧，存在有用于与后述的中央立起部18连接的过渡面16(16a、16b)。过渡面16还具有使第二立起部15维持能够耐受切屑的碰撞的强度的作用。
在此，当将高度h1以及高度h2定义为距正面切削刃4的高度时，高度h1与高度h2之差Δh与高度h1之比(Δh/h1)为0.4～1.8。另外，逐渐升高是指连续或阶段性地升高，还包括存在高度不发生变化的部分的情况。
根据上述结构，从正面X侧侵入的切屑通过两个断屑岛部10(10a、10b)，以与刀片主体2的长度方向L垂直的方向即宽度方向成为凹曲面状的方式弯曲。由于两个断屑岛部10(10a、10b)设置为从背面Y侧朝向正面X侧接近前刀面3的侧端，因此当从正面X侧进入的切屑朝向背面Y侧行进时，成为被夹在两个断屑岛部10(10a、10b)之间的状态，切屑不易向两个断屑岛部10(10a、10b)之间的外侧飞出，沿着刀片主体2的长度方向L在前刀面3上前进。
另外，断屑岛部10(10a、10b)具有第一立起部13、下降部14、第二立起部15。通过该结构，在进给较小的切削条件时，能够仅通过第一立起部13而使切屑卷曲。另一方面，在进给较大的切削条件时，切屑与第一立起部13接触而被减速，之后，减速后的切屑与第二立起部15接触，从而能够使未卷曲而上行的切屑与第二立起部15接触从而稳定地卷曲。其结果是，能够在从低进给到高进给的广泛的切削条件下进行良好的切屑处理。
即，在不存在第一立起部13而仅存在第二立起部15的情况下，与第二立起部15接触的切屑的冲势过大，存在切屑越过第二立起部15的情况，导致切屑处理变得不稳定。另外，在不存在下降部14而从第一立起部13向第二立起部15高度逐渐升高的情况下，当进给较大时，切屑不与第一立起部13接触而是越过第一立起部13，切屑直接与第二立起部15接触，存在切屑的行进速度较快而越过第二立起部15的情况。并且，如果第二立起部15的顶部的高度在第一立起部13的顶部的高度以下，当进给较大时，存在越过第一立起部13的切屑不与第二立起部15接触而通过第二立起部15的情况。
在此，根据图2A、图2B、图2C，在两个断屑岛部10(10a、10b)之间，从正面X侧设置断屑槽部17和中央立起部18，中央立起部18的两侧端与两个断屑岛部10(10a、10b)分别连结从而构成断屑凸部6。通过断屑槽部17，从正面X侧侵入的切屑的宽度方向进一步弯曲成凹曲面状。切屑的中央的底面部分与中央立起部18接触，该中央立起部18具有使切屑弯曲并卷曲成发条状的作用。
另外，根据图2C的主视观察，两个断屑岛部10(10a、10b)的第二立起部15(15a、15b)的顶部以高于中央立起部18的高度设置，中央立起部18与位于第二立起部15(15a、15b)以及过渡面16(16a、16b)的端部的连结部20(20a、20b)连结。通过该结构，能够提高使以宽度方向成为凹曲面状的方式弯曲的切屑与断屑凸部6接触的接触点增加的可能性，降低切屑的行进速度，并且能够使切屑沿长度方向L行进，由此能够使切屑更稳定地卷曲。
并且，根据图2B的侧视观察，第一立起部13的立起角θ1L比第二立起部15的立起角θ2L大。由此，即使在进给较大切屑的产生量较多的情况下，越过第一立起部13的切屑也不会被第二立起部15堵塞，能够使切屑向后方流动。角度θ1L的优选范围为10°～30°，更优选为15°～24°。角度θ2L的优选范围为5°～25°，更优选为13°～18°。
在此，根据图2C的主视观察，第一立起部13以及第二立起部15是向上侧突出的凸曲面。另外，虽然未图示，但存在于第一立起部13的背后的下降部14也是向上侧突出的凸曲面。该形状的第一立起部13、下降部14以及第二立起部15使切屑以与断屑岛部10的表面紧密接触的状态通过，从而能够可靠地使切屑弯曲。
另外，根据图2A的俯视观察，在将连接第一立起部13的凸曲面的顶部而得到的线设为第一棱线R1，将连接第二立起部15的凸曲面的顶部而得到的线设为第二棱线R2时，第一棱线R1以及第二棱线R2均以在刀片主体2的长度方向L上随着朝向正面侧而接近前刀面3的侧端、即接近一对横切削刃5中存在于附近的横切削刃5的方式而存在。通过该结构，切屑以宽度方向进一步成为凹曲面状的方式弯曲，抑制切屑不与断屑凸部6接触而在上方通过，切屑容易以与断屑凸部6的表面接触的状态通过。其结果是，能够降低切屑的行进速度，并且能够使切屑沿长度方向L行进。其结果是，能够使切屑更稳定地卷曲。并且，根据图2A的俯视观察，第二棱线R2相对于刀片主体2的长度方向L的偏移角θ2S比第一棱线R1相对于刀片主体2的长度方向L的偏移角θ1S大。根据该结构，切屑以宽度方向进一步成为凹曲面状的方式弯曲，从而切屑容易以与断屑凸部6的表面接触的状态通过。其结果是，能够降低切屑的行进速度并且使其沿长度方向L行进，由此能够使切屑更稳定地卷曲。角度θ1S的优选范围为1°～12°，更优选为4°～8°。角度θ2S的优选范围为8°～30°，更优选为12°～25°。
并且，根据图2A的俯视观察，第二立起部15的最大宽度w2比第一立起部13的最大宽度w1大。根据该结构，即便越过第一立起部13的切屑略微向左右偏移而流动，也能够使切屑与第二立起部15接触而卷曲。在此，断屑岛部10由从背面Y侧朝向正面X侧而接近前刀面3的侧端的配置构成，因此如图2C的主视观察所示，成为第二立起部15与第一立起部13相比向断屑槽17侧偏移的配置。另外，第一立起部13向断屑槽17侧倾斜，因此一度与第一立起部13接触的切屑即使未被第一立起部13卷曲而向后方流动，也会沿长度方向L延伸。而且，越过该第一立起部13并通过断屑槽17侧的切屑与存在于断屑槽17侧的第二立起部15接触，通过第二立起部15而卷曲。
另外，根据图2A、图2B、图2C，在第一立起部13、与第一立起部13相比靠正面X侧的正面切削刃4之间设置有预备立起部22。预备立起部22的立起角θ0L比第一立起部13的立起角θ1L小。预备立起部22发挥将切屑顺畅地向第一立起部13引导的作用。角度θ0L的优选范围为5°～15°，更优选为7°～10°。需要说明的是，角度θ0L是指预备立起部22中的与第一立起部13相接的面的角度。预备立起部22的前端侧也可以成为比角度θ0L大的角度。另外，预备立起部22并不一定需要，也可以是不存在预备立起部22的形状。
另外，根据图2A的俯视图，两个断屑岛部10(10a、10b)相对于作为通过正面切削刃4的中央并与长度方向L平行的直线的中央线L而线对称。即，背面Y侧的断屑凸部也成为与正面X侧的断屑凸部相同的结构。如果采用该结构，则在将使用镶刀1的正面X侧以及背面Y侧的任一个切削部的情况下，均能够更可靠地通过刀片主体2的上表面对切屑进行处理。另外，本发明并不限定于该结构，在带有方向性的切削镶刀的情况下，形成不相对于中央线O线对称的结构。
另外，图1、图2A、图2B、图2C的切削镶刀1例如安装于图3所示的这种刀架32，作为切削工具30而使用。图3所示的本实施方式的开槽加工用刀架(以下，简称为刀架)32上安装了切削镶刀1的不重磨式切削工具(以下，简称为切削工具)30特别适于开槽加工和切断加工。
切削工具30具备大致棒状的柄部33、位于柄部33的一端侧并与柄部33一体形成的头部34。头部34在一方的侧方a侧具备：镶刀安装空间35、从上下夹持镶刀安装空间35的上鄂37和下鄂38、从镶刀安装空间35向后方连结的狭缝39。另外，头部34具备被狭缝39分割的上鄂连结部41和下鄂连结部42，上鄂37与上鄂连结部41连结，下鄂38与下鄂连结部42连结。
并且，在上鄂连结部41上具有用于***螺钉43的贯穿孔45，在下鄂连结部42上具有供螺钉43螺合的螺纹孔(未图示)，在上鄂37的下表面存在有上夹紧面48，在下鄂38的上表面存在有下夹紧面49。而且，通过使螺钉43从上鄂连结部41的贯穿孔45***并与下鄂连结部42的螺纹孔螺合，从而上鄂37的上夹紧面48与下鄂38的下夹紧面49将安装于镶刀安装空间35的切削镶刀1紧固。需要说明的是，切削镶刀1以从镶刀安装空间35的前端侧向外侧设置有正面切削刃4以及横切削刃5(5a)的方式安装。
需要说明的是，根据图3，在上鄂37的与切削镶刀1抵接的上夹紧面48、以及下鄂38的与切削镶刀1抵接的下夹紧面49上，从前端朝向后方平行地具有凹槽或凸部(在图3中为向镶刀安装空间35侧突出的凸部)，切削镶刀1的与其抵接的位置处具有凸部或凹槽(在图1、3中是与上夹紧面48以及下夹紧面49的凸部嵌合的V字状的凹槽25以及凹槽26)。由此，能够抑制切削镶刀1的位置偏移并且提高切削镶刀1的约束力。另外，在图3中，为了设置避免与被切削件接触的退刀部，下鄂38的位于切削镶刀1的侧方的区域被切除而形成下鄂邻接部47。
以上，例示了本发明的实施方式，然而本发明并不限定于上述实施方式，当然在不脱离发明的目的范围内可以为任意的方式。
符号说明
1 切削镶刀
2 刀片主体
3 前刀面
4 正面切削刃
5(5a、5b) 横切削刃
6 断屑凸部
8 前退刀面
9 (9a) 横退刀面
10(10a、10b) 断屑岛部
13 (13a、13b) 第一立起部
14 (14a、14b) 下降部
15 (15a、15b) 第二立起部
16 (16a、16b) 过渡面
17 断屑槽部
18 中央立起部
20(20a、20b) 连结部
22(22a、22b) 预备立起部
25、26 凹槽
28 连接部
30 切削工具
32 刀架
33 柄部
34 头部
35 镶刀安装空间
37 上鄂
38 下鄂
39 狭缝
41 上鄂连结部
42 下鄂连结部
43 螺钉
45 贯穿孔
47 下鄂邻接部
48 上夹紧面
49 下夹紧面
X 正面
Y 背面
A 一方的侧面
B 另一方的侧面
R1 第一棱线
R2 第二棱线
θ1L 第一立起部的立起角
θ2L 第二立起部的立起角
θ1S 第一棱线相对于刀片主体的长度方向的偏移角
θ2S 第二棱线相对于刀片主体的长度方向的偏移角
w1 第一立起部的最大宽度
w2 第二立起部的最大宽度

Claims (11)

1.一种切削镶刀，其中，具备：
棱柱状的刀片主体；前刀面，其设置于该刀片主体的长度方向上的端部上表面；正面切削刃，其设置于该前刀面与所述刀片主体的端面的棱线；横切削刃，其设置于所述前刀面与所述刀片主体的侧面的棱线，且分别与所述正面切削刃相连；断屑凸部，其设置于所述前刀面上，
所述断屑凸部具有随着朝向所述正面切削刃侧而向所述横切削刃侧延伸的两个断屑岛部，该断屑岛部从所述正面切削刃侧起具有：第一立起部、从该第一立起部的顶部逐渐降低的下降部、从该下降部逐渐升高至比所述第一立起部的顶部高的高度的第二立起部，
从所述第一立起部到所述第二立起部之间的断屑岛部整体比所述前刀面的与所述断屑岛部相邻的位置高，
在两个所述断屑岛部之间，从所述正面切削刃侧起设置有断屑槽部和中央立起部，
所述断屑槽部比所述正面切削刃低，
所述第一立起部的顶部、所述下降部的顶部及所述第二立起部的顶部均比所述正面切削刃高。
2.根据权利要求1所述的切削镶刀，其中，
所述中央立起部的两侧端分别与两个所述断屑岛部连结。
3.根据权利要求2所述的切削镶刀，其中，
两个所述断屑岛部的所述第二立起面的顶部比所述中央立起部的顶部高。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的切削镶刀，其中，
在侧视观察时，所述第一立起部的立起角比所述第二立起部的立起角大。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的切削镶刀，其中，
所述第一立起部、所述下降部以及所述第二立起部是向上侧突出的凸曲面。
6.根据权利要求5所述的切削镶刀，其中，
在俯视观察时，当将连接所述第一立起部的凸曲面的顶部而得到的线设为第一棱线，将连接所述第二立起部的凸曲面的顶部而得到的线设为第二棱线的情况下，所述第一棱线以及所述第二棱线均以在所述刀片主体的长度方向上随着朝向所述端面侧而接近所述前刀面的侧端的方式设置。
7.根据权利要求6所述的切削镶刀，其中，
所述第二棱线相对于所述刀片主体的长度方向的偏移角比所述第一棱线相对于所述刀片主体的长度方向的偏移角大。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的切削镶刀，其中，
在俯视观察时，所述第二立起部的最大宽度比所述第一立起部的最大宽度大。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的切削镶刀，其中，
在比所述第一立起部靠所述正面切削刃侧设置有预备立起部，该预备立起部的立起角比所述第一立起部的立起角小。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的切削镶刀，其中，
两个所述断屑岛部相对于通过所述正面切削刃的中央的与所述刀片主体的长度方向平行的中央线而线对称。
11.一种切削工具，其具有：
权利要求1至10中任一项所述的切削镶刀；
具有镶刀安装空间的刀架，
以所述切削镶刀的所述正面切削刃位于所述刀架的外部的方式将所述切削镶刀安装于所述刀架的镶刀安装空间中。
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