CN108136521B - 切削刀片及切削工具 - Google Patents

Abstract

切削刀片1具有第1端面2和第2端面3、周侧面4、第1切削刃5a、以及第2切削刃5b，上述第1端面2和第2端面3彼此相对，上述周侧面4以连接第1端面2和第2端面3的方式延伸，上述第1切削刃5a配置于第1端面2和周侧面4的交叉棱线部，上述第2切削刃5b配置于第2端面3和周侧面4的交叉棱线部。周侧面4具有与第1切削刃5a连接的第1后刀面4a1、和配置于相比第1后刀面4a1更靠近第2端面3侧的中间周侧面部分4b。第1后刀面4a1在相对第1端面2垂直的方向上延伸。中间周侧面部分4b从第1后刀面4a1向外侧突出。

Description

切削刀片及切削工具

技术领域

本发明涉及一种切削刀片、和安装有该切削刀片的切削工具。

背景技术

在以往的切削刀片中，存在如专利文献1所示的被称作负型的切削刀片。专利文献1公开的切削刀片具有彼此相对的2个端面、连接两端面的周侧面、和配置于各端面和周侧面各自的交叉棱线部的切削刃。周侧面在相对各端面垂直的方向上延伸。如果在负型的切削刀片的两个端面上配置切削刃，则可使用的切削刃的数量较多，因此较为经济。

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/156373号

发明内容

在负型的切削刀片中，当将一个端面的切削刃用于切削时，存在切削时产生的渣滓与未用于切削的另一个端面的切削刃的周围发生碰撞的情况。由此如果切削刃的周围受到损伤，则将该切削刃用于切削时，无法充分发挥切削性能。

本发明的切削刀片具有第1端面和第2端面、周侧面、第1切削刃、以及第2切削刃，上述第1端面和第2端面彼此相对，上述周侧面以连接第1端面和第2端面的方式延伸，上述第1切削刃配置于第1端面和周侧面的交叉棱线部，上述第2切削刃配置于第2端面和周侧面的交叉棱线部。周侧面具有与第1切削刃连接的第1后刀面、和配置于相比第1后刀面更靠近第2端面侧的中间周侧面部分。第1后刀面在相对第1端面垂直的方向上延伸。中间周侧面部分从第1后刀面向外侧突出。

本发明的切削工具装卸自如地安装有本发明的切削刀片。

附图说明

图1为实施方式所涉及的切削刀片的立体图。

图2为图1的切削刀片的平面图。

图3为图1的切削刀片的仰视图。

图4为图1的切削刀片的主视图。

图5为图2的V部的放大图。

图6为图5的VI-VI剖面的剖面图。

图7为安装有图1的切削刀片的切削工具的立体图。

图8为图7的工具体的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。将本实施方式所涉及的切削刀片1表示于图1至图6。

如图1至图4所示，切削刀片1具有端面2、3和周侧面4。端面2、3在各自的内部具有平坦的平面部2a、3a。端面2、3彼此相对。详细地说，端面2、3配置为平面部2a和平面部3a相互平行。周侧面4以连接该端面2和端面3的方式延伸。在此为了方便，将端面2称作“上表面2”，将端面3称作“下表面3”。此外，将上表面2和下表面3相对的方向称作“厚度方向”。

如图2所示，上表面2的形状为大致三角形。该三角形的内接圆的直径为约10mm。上表面2具有3个边棱部和3个角部。在此，“边棱部”是指在角部间延伸的端面的边缘部分。更具体地说，“边棱部”是指，上表面的边缘部之中角部的曲线部分以外的部分。各角部及其周围的边棱部上配置有切削刃5。与切削刃5连接的上表面2的部分作为前刀面7而发挥作用。如图1所示，与切削刃5连接的周侧面4的部分作为后刀面4a而发挥作用。应予说明，角部的曲率半径为约0.8mm。

如图3所示，下表面3的形状与上表面2同样地也为大致三角形。下表面3也具有3个边棱部和3个角部。在下表面3的各角部及其周围的边棱部上也配置有切削刃5。与切削刃5连接的下表面3的部分作为前刀面7而发挥作用。与切削刃5连接的周侧面4的部分作为后刀面4a而发挥作用。

切削刀片1在上表面2和下表面3分别具有3个切削刃5，合计具有6个切削刃5。各切削刃5具有主切削刃6a、拐角切削刃6b和副切削刃6c。主切削刃6a配置于边棱部，并占据一个边棱部的大部分。也就是说，切削刀片1能够将边棱部的大部分作为主切削刃6a来使用。拐角切削刃6b配置于各角部。副切削刃6c隔着拐角切削刃6b而配置于主切削刃6a的相反侧。副切削刃6c配置于拐角切削刃6b和相邻的切削刃5的主切削刃6a之间。

各切削刃5具有形状互不相同的主切削刃6a和副切削刃6c，因此切削刀片1不为镜面对称。也就是说，上表面2和下表面3相互不为镜面对称。换句话说，从与上表面2相对的方向观察，如果将下表面3的轮廓形状投影于上表面2，则被投影的下表面3的轮廓形状与上表面2的轮廓形状至少一部分不重叠。不重叠的部分主要为与副切削刃6c相当的部分。切削刀片1为右手便利的刀片。

如图2所示，从与上表面2相对的方向观察，主切削刃6a弯曲为向外侧***。

在此，如图1和图2所示，将上表面2的一个切削刃5称作“第1切削刃5a”。此外，如图1和图3所示，将下表面3的一个切削刃5称作“第2切削刃5b”。具体来说，在图2的平面图中，将配置于最右侧的切削刃5称作“第1切削刃5a”。此外，在图3的仰视图中，将配置于最上侧的切削刃5称作“第2切削刃5b”。

如图4所示，如果从与后刀面4a相对的方向观察切削刀片1，则第1切削刃5a弯曲为向下方凹陷。特别是，第1切削刃5a弯曲为整体描绘出平滑的凹曲线。另一方面，第2切削刃5b弯曲为向上方凹陷。

如图1至图3所示，切削刀片1形成有从上表面2贯穿至下表面3的安装孔9。上表面2以安装孔9的中心轴线A为基准120°旋转对称。下表面3与上表面2同样地，也以安装孔9的中心轴线A为基准120°旋转对称。安装孔9的中心轴线A也称作切削刀片1的基准轴线A。

切削刀片1类似于所谓的负型的切削刀片。但是，切削刀片1的周侧面4的厚度方向的中间部向外侧突出。也就是说，如图1所示，周侧面4具有位于比后刀面4a更外侧的位置的中间周侧面部分4b。

在此，将与上表面2的第1切削刃5a连接的后刀面4a称作“第1后刀面4a1”，将与下表面3的第2切削刃5b连接的后刀面4a称作“第2后刀面4a2”。

“中间周侧面部分4b位于比后刀面4a更外侧的位置”是指，在平面视图中，中间周侧面部分4b位于比后刀面4a更外侧的位置。也就是说，如图5所示，当在与上表面2相对的方向上观察切削刀片1时，中间周侧面部分4b位于比第1后刀面4a1更外侧的位置。同样地，当在与下表面3相对的方向上观察切削刀片1时，中间周侧面部分4b位于比第2后刀面4a2更外侧的位置(不图示)。

周侧面4中与主切削刃6a连接的部分向外侧的突出量较小。在切削刀片1中，在周侧面4的整周范围内，中间周侧面部分4b位于比后刀面4a更外侧的位置。

对第1后刀面4a1未赋予后角。也就是说，第1后刀面4a1在相对下表面3的平面部3a垂直的方向上延伸。上表面2的平面部2a与下表面3的平面部3a平行。因此，第1后刀面4a1在相对上表面2的平面部2a也垂直的方向上延伸。换句话说，第1后刀面4a1与上表面2的平面部2a所成角为直角。同样地，第2后刀面4a2在相对下表面3垂直的方向上延伸。后刀面4a在周侧面4的整周范围内，在相对平面部2a和平面部3a垂直的方向上延伸。

如图6所示，如果将中间周侧面部分4b从第1后刀面4a1的突出量设为B，则对应主切削刃6a的突出量B为约0.5mm。对应拐角切削刃6b和副切削刃6c的突出量B的最大值为2mm。

在厚度方向上，从上表面2的切削刃5a至下表面3的切削刃5b的距离的最大值为约6mm。在此，如图6所示，如果将厚度方向上的第1后刀面4a1的宽度设为C，则宽度C根据位置不同而不同。第1后刀面4a1中与主切削刃6a连接的部分的宽度C的最小值为0.5mm，最大值为2mm。与拐角切削刃6b连接的部分的宽度C的最小值为2mm，最大值为3mm。与副切削刃6c连接的部分的宽度C的最小值为2mm，最大值为3mm。

下表面3的形状与上表面2的形状相同。如图2和图3所示，如果将轴线S设定为在与基准轴线A正交的同时贯穿周侧面4，则切削刀片1的形状以轴线S为基准180°旋转对称。

如上所述，切削刀片1具有上表面2侧的3个切削刃5和下表面3侧的3个切削刃5。这6个切削刃5的形状全都相同。也就是说，第2切削刃5b的形状与第1切削刃5a的形状180°旋转对称。因此，切削刀片1为可两面使用的切削刀片，能够将6个切削刃5用于切削。

如上所述，上表面2具有平面部2a，下表面3具有平面部3a。平面部2a和平面部3a与后述的工具体21的刀片安装部22的底面23抵接。如图2和图3所示，平面部2a和平面部3a在安装孔9的周围延伸。切削刃5位于比平面部2a和平面部3a更高的位置。也就是说，从上表面2的第1切削刃5a的各部分至下表面3的距离比从上表面2的平面部2a至下表面3的距离更长。同样地，从下表面3的第2切削刃5b的各部分至上表面2的距离比从下表面3的平面部3a至上表面2的距离更长。

切削刀片1的中间周侧面部分4b与后述的工具体的刀片安装部的壁面抵接。

切削刀片1的切削刃5周围的材料为硬质材料、或通过CVD、PVD等对硬质材料实施了涂层的材料。作为该硬质材料，可使用硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或含有立方晶氮化硼的烧结体、含有金刚石的烧结体、和单晶金刚石。此外，切削刃5以外的切削刀片1的部分的材料也优选为同样的硬质材料等。

接着，参照图7和图8，对安装有切削刀片1的切削工具20进行说明。切削工具20具有上述切削刀片1和大致圆柱状的工具体21。如图7所示，切削刀片1安装于形成于工具体21的刀片安装部22。切削刀片1通过作为机械安装机构的夹紧部件装卸自如地安装。切削工具20具有紧固螺钉30作为夹紧部件。应予说明，切削工具20主要适用于直角台肩切削加工。

工具体21具有从前端部26延伸至基端侧的中心轴线D。在工具体21的前端部26形成有用于安装切削刀片1的刀片安装部22。在各刀片安装部22能够装卸自如地安装一个切削刀片1。在工具体21中，3个刀片安装部22在以中心轴线D为中心的圆周方向上大致等间隔地配置。但是，本发明并不限定于该方式。在工具体中也可设置有使得能够安装各种形状的切削刀片的刀片安装部。刀片安装部也可不等间隔地配置。此外，切削工具也可具有仅设置一个刀片安装部的工具体。

如图8所示，刀片安装部22具有底面23和壁面24a、24b、24c。底面23和壁面24a、24b、24c实质上为平面。在底面23形成有螺纹孔25。

壁面24a、24b、24c在相对底面23大致垂直的方向上延伸。壁面24a配置为朝向工具体21的基端侧，壁面24b、24c配置为朝向工具体21的前端部26侧。壁面24b和壁面24c相互分离配置。

如果切削刀片1安装于刀片安装部22上，则周侧面4的中间周侧面部分4b与壁面24a、24b、24c抵接，平面部2a或平面部3a与底面23抵接。切削刀片1保持于壁面24a和壁面24b、24c之间。

螺纹孔25在相对底面23垂直的方向上延伸，并与上述紧固螺钉30螺合。也就是说，刀片安装部22的形状与安装所谓的负型的切削刀片的刀片安装部的形状相同。但是，本发明并不限定于该方式。只要切削刀片1的平面部2a、3a和底面23接触，并能够固定切削刀片1，刀片安装部22的形状可以为任何形状，并能够适用各种已知的技术。

切削刀片1安装于刀片安装部22，使得其中一个主切削刃6a配置于工具体21的外周侧。详细地说，切削刀片1以当使切削工具20以中心轴线D为中心进行旋转时，主切削刃6a的旋转轨迹描绘出与中心轴线D大致平行的圆筒面的姿势安装于刀片安装部22。因此，当从与一个刀片安装部22的底面23相对的方向观察切削工具20时，切削刀片1安装为切削所使用的主切削刃6a相对中心轴线D几乎平行。由此，一个切削刃5被用于切削。

此外，为了防止周侧面4与被加工物的表面接触，切削刀片1安装为向切削工具20的旋转方向前方侧倾斜。也就是说，切削刀片1以如所谓负型的切削刀片般对后刀面4a赋予合适的正的后角的方式安装于刀片安装部22。应予说明，将其他的5个切削刃5用于切削时的切削刀片1的安装与此相同，因此省略其说明。

接着，对该实施方式中的切削刀片1、和装卸自如地安装有该切削刀片1的切削工具20所起到的作用和效果进行说明。此外，对优选的方式也进行说明。

切削工具20通过安装于加工中心等的工作机械，能够用于钢材等的切削。切削工具20一边围绕中心轴线D旋转，一边相对被加工物移动。由此，能够进行直角台肩切削加工等切削。

切削刀片1的周侧面4具有向外侧突出的中间周侧面部分4b。在厚度方向上，位于切削所使用的切削刃5的相反侧、未被使用于切削的切削刃5和后刀面4a被中间周侧面部分4b覆盖。由此，能够抑制未被使用于切削的切削刃5和后刀面4a与切削时产生的渣滓碰撞而造成损伤。

在中间周侧面部分4b从后刀面4a的突出量B不足0.02mm的情况下，后刀面4a未被中间周侧面部分4b完全覆盖。结果有可能造成未被使用的切削刃5的周围产生损伤。此外，即使增大突出量B使其超过3mm，也不会得到显著的效果。如果过度地增大突出量B，则当将切削刀片1安装于切削工具20时，中间周侧面部分4b与被加工物接触的可能性增大。因此，突出量B优选为0.02mm以上且3mm以下。

厚度方向上的后刀面4a的宽度C优选为突出量B的10倍以上。当宽度C不足0.2mm时，难以使后刀面4a作为后刀面发挥作用。此外，宽度C的上限值会对切削刀片1的厚度产生影响。如果在上表面2侧和下表面3侧设置后刀面4a以使宽度C超过4mm，并进一步设置中间周侧面部分4b，则切削刀片1容易不必要地加厚。因此，厚度方向上的后刀面4a的宽度C优选为0.2mm以上且4mm以下。

再者，如上所述，该切削刀片1为右手便利。也就是说，上表面2和下表面3不为镜面对称。如果这种上表面2和下表面3通过无凹凸的周侧面连接，则切削刀片的形状形成为与所谓的负型的切削刀片的形状不同。具体来说，对该周侧面之中、与副切削刃6c连接的部分赋予负的后角。此时，单个切削刀片的后角根据部位的不同可能会发生复杂的变化。

对此，切削刀片1的上表面2和下表面3通过具有中间周侧面部分4b的周侧面4连接。中间周侧面部分4b从后刀面4a突出。由此，即使上表面2和下表面3不为镜面对称，也能够与所谓的负型的切削刀片同样地，使后刀面4a的后角为零。因此，当切削刀片1安装于切削工具20时，能够赋予与所谓的负型的切削刀片同样的合适的后角。

上表面2侧的第1切削刃5a的形状与下表面3侧的第2切削刃5b的形状相同。因此，通过改变切削刀片1的朝向，能够替换切削刃5a、5b的位置而用于切削。但是，本发明不限定于此，也能够适用于上表面侧的切削刃和下表面侧的切削刃的形状不同的切削刀片。只要中间周侧面部分相比与至少一方的端面的切削刃连接的后刀面向外侧突出，则能够得到本发明的效果。也就是说，本发明能够适用于采用未被使用的切削刃的周围容易发生损伤的使用方法的切削刀片。

切削刀片1为像所谓的负型的切削刀片般的切削刀片。也就是说，第1后刀面4a1和第2后刀面4a2在相对上表面2的平面部2a和下表面3的平面部3a垂直的方向上延伸。由此，在切削刀片1中，除了上表面2以外，在下表面3上也可形成切削刃5，因此较为经济。并且，切削刀片1的使用方法与所谓的负型的切削刀片相同。也就是说，切削刀片1易于使用。不对单个切削刀片1赋予后角有利于抑制未被使用的切削刃5周围的损伤，并且防止中间周侧面部分4b与被加工物接触。这是因为，如果赋予了负的后角，则为了在安装于切削工具时赋予合适的后角，周侧面4将大幅倾斜，中间周侧面部分4b的突出会相对变得难以作用。相反地，如果赋予正的后角，则中间周侧面部分4b相对容易突出，因此中间周侧面部分4b变得容易与被加工物接触。

切削刀片1能够使用已知的方法制造。切削刀片1能够使用金属模具对金属等粉末进行加压成形，之后，通过进行烧结、磨削加工、施加涂膜等进行制造。但是，为了通过加压成形得到周侧面4的中间部突出的形状的大部分，通过与所谓的负型的切削刀片相同的金属模具较难实现，需要在加压后分割金属模具而取出成形体。

当使用可分割的金属模具(冲模)在厚度方向上加压成形时，如果如本发明般，使切削刃5的周围的第1后刀面4a1形成为在相对上表面2的平面部2a垂直的方向上延伸，则能够调整作为成形条件之一的成形位置，因此较为有利。如果对第1后刀面4a1赋予正或负的后角，则厚度方向上的成形位置由金属模具的形状决定。因此，几乎无法进行成形位置的调整。特别是，当在上表面和下表面的双方都具有切削刃时，也无法在下表面侧调整成形位置。

对此，在本发明的切削刀片1中，上表面2的平面部2a与第1后刀面4a1正交，因而能够调整厚度方向的成形位置。也就是说，调整成形条件的自由度提高，能够高精度地调整切削刀片1的上表面2和下表面3之间的厚度。应予说明，金属模具可在厚度方向上分割成2个，也可以在横向上分割成多个。在将金属模具在横向上分割的情况下，优选将金属模具分割为3个。但是，如果在横向上分割，则在切削刃5上容易产生分型线，因此更优选在厚度方向上进行二分割。在将金属模具在横向上分割的情况下，优选避免在切削刃5的位置分割金属模具，而在各切削刃5之间的连接部分的位置分割金属模具。

在可进行直角台肩切削加工的切削工具20中，为了不损伤对被加工物加工出的壁面，需要排出切屑。此外，为了防止发生颤动，需要减小切削阻力。为了满足这些要求，切削工具20具有紧固螺钉30。通过使用紧固螺钉30，平面部2a相对切削刃5较低，能够容易地安装所谓的芯部上升(raised cutting edge)的切削刀片1。此外，前刀面7侧没有楔子或挤压件等障碍物，因此能够容易地排出切屑。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。本发明的切削刀片和切削工具能够进行各种各样的变形。例如，虽然在上述实施方式中上表面和下表面的形状为三角形，但也可为四角形等其他多角形。在切削刀片1的上表面的形状为三角形或四角形的情况下，切削刀片可设计为适用于重视切屑的排出的直角台肩切削加工。此时，将进一步提高抑制未被使用于切削的切削刃周围的损伤的效果。

本发明不限定于大致圆柱状的旋转切削工具，也可适用于车削工具等的其他形态的切削工具。

虽然在上述实施方式中对本发明进行了一定程度上的具体说明，但本发明不限定于此。关于本发明，必须理解的是，在不脱离权利要求书所记载的发明的主旨和范围的情况下能够进行各种各样的变形或变更。即，在本发明中，包括由权利要求书所限定的本发明的思想所包含的所有变形例或应用例、等价物。

符号说明

1 切削刀片

2 上表面(第1端面)

2a 平面部

3 下表面(第2端面)

3a 平面部

4 周侧面

4a 后刀面

4a1 第1后刀面

4a2 第2后刀面

4b 中间周侧面部分

5 切削刃

5a 第1切削刃

5b 第2切削刃

6a 主切削刃

6b 拐角切削刃

6c 副切削刃

7 前刀面

9 安装孔

20 切削工具

21 工具体

22 刀片安装部

23 刀片安装部的底面

24a，24b，24c 刀片安装部的壁面

25 螺纹孔

26 前端部

30 紧固螺钉

A 切削刀片的基准轴线(安装孔的中心轴线)

B 第1中间周侧面部分从第1后刀面的突出量

C 第1后刀面的宽度

D 中心轴线

Claims (6)

1.一种切削刀片，其为切削刀片(1)，其具有：

彼此相对的第1端面(2)和第2端面(3)；

周侧面(4)，所述周侧面(4)以连接所述第1端面(2)和第2端面(3)的方式延伸；

第1切削刃(5a)，所述第1切削刃(5a)配置于所述第1端面(2)和所述周侧面(4)的交叉棱线部；和

第2切削刃(5b)，所述第2切削刃(5b)配置于所述第2端面(3)和所述周侧面(4)的交叉棱线部，

所述周侧面(4)具有与所述第1切削刃(5a)连接的第1后刀面(4a1)、与所述第2切削刃(5b)连接的第2后刀面(4a2)、和配置于相比所述第1后刀面(4a1)更靠近所述第2端面(3)侧的中间周侧面部分(4b)，

所述第1后刀面(4a1)在相对所述第1端面(2)垂直的方向上延伸，

所述第2后刀面(4a2)在相对所述第2端面(3)垂直的方向上延伸，

所述中间周侧面部分(4b)在所述周侧面(4)的整周范围内从所述第1后刀面(4a1)以及所述第2后刀面(4a2)向外侧突出。

2.如权利要求1所述的切削刀片，其中，所述第2切削刃(5b)与所述第1切削刃(5a)180°旋转对称。

3.如权利要求1或2所述的切削刀片，其中，从与所述第1端面(2)相对的方向观察，所述中间周侧面部分(4b)从所述第1后刀面(4a1)的突出量(B)为0.02mm以上3mm以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的切削刀片，其中，所述第1端面(2)和所述第2端面(3)相对的方向上的所述第1后刀面(4a1)的宽度(C)为0.2mm以上4mm以下。

5.如权利要求1～4中任一项所述的切削刀片，其中，所述第1端面(2)和所述第2端面(3)相互不为镜面对称。

6.一种切削工具，其装卸自如地安装有如权利要求1～5中任一项所述的切削刀片(1)。

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