CN112676627B - 半径立铣刀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供半径立铣刀。本发明的目的在于提供以下这样的半径立铣刀:能够在切削加工后取得切削痕不明显并且具有光泽的加工面,并且能够降低研磨加工的工时。该半径立铣刀具有底刃(1)、在该底刃(1)的外周侧连续设置而形成的拐角R刃(2)、以及与该拐角R刃(2)连续设置而形成的外周刃(3),沿着所述拐角R刃(2)连续设置有与该拐角R刃(2)切削出的切削面滑动接触的拐角R滑动接触面(5)。
Description
技术领域
本发明涉及半径立铣刀。
背景技术
半径立铣刀在底刃与外周刃的边界角部具有圆弧状的拐角R刃,能够使用该拐角R刃像球头立铣刀那样进行曲面加工和倾斜面加工,而且,也能够使用底刃和外周刃进行平面加工和侧面加工,因此能够用于粗加工、半精加工、最终精加工等多样加工(参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开平11-216609号公报
然而,即使像上述那样用于最终精加工,但在切削加工后,也会在切削面上产生切削痕(刀痕)。因此,现状是,在使用半径立铣刀进行了切削加工后,有时也需要通过研磨加工来去除切削痕,额外花费该研磨加工的工时。
发明内容
本发明是鉴于这样的现状而完成的,目的在于,提供以下这样的半径立铣刀:在切削加工后能够取得切削痕不明显并且具有光泽的加工面,且能够降低研磨加工的工时。
参照附图对本发明的主旨进行说明。
一种半径立铣刀,其具有:底刃1;在该底刃1的外周侧连续设置而形成的拐角R刃2;以及与该拐角R刃2连续设置而形成的外周刃3,其特征在于,沿着所述拐角R刃2连续设置有与该拐角R刃2切削出的切削面滑动接触的拐角R滑动接触面5。
此外,在技术方案1所记载的半径立铣刀中,其特征在于,沿着所述底刃1连续设置有与该底刃1切削出的切削面滑动接触的底部滑动接触面4。
此外,在技术方案2所记载的半径立铣刀中,其特征在于,所述底部滑动接触面4在底刃垂直方向上的面宽被设定为不到0.02mm。
此外,在技术方案2所记载的半径立铣刀中,其特征在于,所述底部滑动接触面4与所述拐角R滑动接触面5连续设置,所述底部滑动接触面4的面宽随着从拐角R刃侧朝向工具中心侧而变窄。
此外,在技术方案3所记载的半径立铣刀中,其特征在于,所述底部滑动接触面4与所述拐角R滑动接触面5连续设置,所述底部滑动接触面4的面宽随着从拐角R刃侧朝向工具中心侧而变窄。
此外,在技术方案2所记载的半径立铣刀中,其特征在于,沿着所述外周刃3连续设置有与该外周刃3切削出的切削面滑动接触的外周滑动接触面6。
此外,在技术方案3所记载的半径立铣刀中,其特征在于,沿着所述外周刃3连续设置有与该外周刃3切削出的切削面滑动接触的外周滑动接触面6。
此外,在技术方案4所记载的半径立铣刀中,其特征在于,沿着所述外周刃3连续设置有与该外周刃3切削出的切削面滑动接触的外周滑动接触面6。
此外,在技术方案5所记载的半径立铣刀中,其特征在于,沿着所述外周刃3连续设置有与该外周刃3切削出的切削面滑动接触的外周滑动接触面6。
此外,在技术方案6至9中任意一项所记载的半径立铣刀中,其特征在于,所述外周滑动接触面6的面宽被设定得比所述底部滑动接触面4的面宽更宽。
此外,在技术方案6至9中的任意一项所记载的半径立铣刀中,其特征在于,所述外周滑动接触面6在外周刃垂直方向上的面宽被设定为0.02mm以上且工具外径的25%以下。
此外,在技术方案10所记载的半径立铣刀中,其特征在于,所述外周滑动接触面6在外周刃垂直方向上的面宽被设定为0.02mm以上且工具外径的25%以下。
此外,在技术方案2至9中的任意一项所记载的半径立铣刀中,其特征在于,所述底刃1具有端刃隙角为α的第一端刃隙角区域部7和端刃隙角为β的第二端刃隙角区域部8,其中,α<β,所述底部滑动接触面4被设置于所述第一端刃隙角区域部7。
此外,技术方案1至9中的任意一项所记载的半径立铣刀中,其特征在于,所述拐角R滑动接触面5在拐角R刃垂直方向上的面宽随着从外周侧朝向工具中心侧而变窄。
本发明像上述那样构成,因此能够取得由拐角R刃切削出的加工面的表面粗糙度小、切削痕不明显并且具有光泽的加工面,因此,成为了可降低研磨加工的工时、且能够提高生产率的实用的半径立铣刀。
附图说明
图1是示出本实施例的刃部的概略说明立体图。
图2是示出本实施例的刃部的概略说明图(俯视图、左视图以及主视图)。
图3是示出对本实施例和现有产品的底刃所加工的加工面的表面状态进行比较的结果的照片。
图4是示出对本实施例和现有产品的底刃所加工的加工面的表面粗糙度进行比较的结果的柱状图。
图5是示出对本实施例和现有产品的底刃所加工的加工面的表面状态进行比较的实验结果的表。
图6是示出对本实施例和现有规格的底刃所加工的加工面的表面状态进行比较的实验结果的照片。
图7是示出对本实施例和现有规格的底刃所加工的加工面的表面状态进行比较的实验结果的表。
图8是示出对本实施例和现有产品的外周刃所加工的加工面的表面状态进行比较的实验结果的表和照片。
图9示示出对本实施例和现有产品的外周刃所加工的加工面的表面状态进行比较的实验结果的表。
图10是使用拐角R刃对倾斜面进行加工的情况下的拐角R刃中的加工位置的说明图。
图11是示出对本实施例和现有产品的拐角R刃所加工的加工面的表面状态进行比较的实验结果的表和照片。
图12是示出对本实施例和现有产品的拐角R刃所加工的加工面的表面状态进行比较的实验结果的表。
图13是示出对本实施例和现有产品的拐角R刃所加工的加工面(15°倾斜面)的表面粗糙度进行比较的结果的柱状图。
图14是通过各刃和各滑动接触面所加工的加工面的说明图。
标号说明
1:底刃;2:拐角R刃;3:外周刃;4:底部滑动接触面;5:拐角R滑动接触面;6:外周滑动接触面;7:第一端刃隙角区域部;8:第二端刃隙角区域部。
具体实施方式
基于附图,示出本发明的作用地对本发明的优选的实施方式进行简单说明。
在本发明中,在拐角R刃2的工具旋转方向后方,沿着该拐角R刃2设置有拐角R滑动接触面5,因此拐角R滑动接触面5与拐角R刃2切削出的切削面(拐角R刃切削面)滑动接触(拐角R滑动接触面5擦拭切削面)。通过该拐角R滑动接触面5的滑动接触作用(擦拭作用),能够取得拐角R刃切削面的表面粗糙度小、切削痕不明显并且具有光泽的加工面。
这样,本发明通过拐角R滑动接触面5的滑动接触作用,能够取得在拐角R刃切削面上切削痕不明显并且具有光泽的加工面,因此成为了能够降低研磨加工所花费的工时、生产率得到提高的实用的半径立铣刀。
【实施例】
基于附图对本发明的具体实施例进行说明。
本实施例是半径立铣刀,该半径立铣刀具有底刃1、在该底刃1的外周侧连续设置而形成的拐角R刃2、以及与该拐角R刃2连续设置而形成的外周刃3,其中,沿着拐角R刃2连续设置有与该拐角R刃2刚切削后的切削面滑动接触的拐角R滑动接触面5。
此外,在本实施例中,还沿着底刃1连续设置有与该底刃1刚切削后的切削面滑动接触的底部滑动接触面4,沿着外周刃3连续设置有与该外周刃3刚切削后的切削面滑动接触的外周滑动接触面6。
具体而言,在拐角R刃2、底刃1以及外周刃3各自的工具旋转方向后方分别连续设置有对应的拐角R滑动接触面5、底部滑动接触面4以及外周滑动接触面6。
即,本实施例是如下这样构成的半径立铣刀,其具有底刃1、与该底刃1的外周侧连续设置而形成的拐角R刃2以及与该拐角R刃2连续设置而形成的外周刃3,沿着底刃1连续设置有与该底刃1刚切削后的切削面滑动接触的底部滑动接触面4,沿着拐角R刃2连续设置有与该拐角R刃2刚切削后的切削面滑动接触的拐角R滑动接触面5,沿着外周刃3连续设置有与该外周刃3刚切削后的切削面滑动接触的外周滑动接触面6,通过与各个刃连续设置的滑动接触面的滑动接触作用所带来的抛光效果,在各刃所切削出的切削面上抑制了切削加工时的切削痕的产生,能够取得具有光泽的加工面。
以下,对本实施例的结构各部进行详细说明。
本实施例是在由超硬合金材料形成的钻柄部(省略图示)的末端经由颈部(省略图示)而设置有刃部10的结构,刃部10由适合高硬度材料加工的CBN(立方氮化硼)材料形成。
基于图1、图2进行具体说明,刃部10像图示那样构成为设有一片切刃9的单刃,切刃9由底刃1、拐角R刃2以及外周刃3形成,该拐角R刃2与该底刃1的外周侧连续设置而形成,该外周刃3与工具旋转轴线C平行地与拐角R刃2连续设置而形成。
即,外周刃3采用了直刃的结构,并且采用了该外周刃3的旋转轨迹呈圆筒状的直刃的结构。
另外,刃部10的材料不限于本实施例所示的CBN,也可以采用其他材料、例如与钻柄部相同的超硬合金,此外,刃部10的结构不限于本实施例所示的单刃,也可以采用具有双刃、四刃等多个切刃的结构。此外,外周刃3也可以不是直刃,而是绕着工具旋转轴线形成为螺旋状的螺旋刃,也可以不是外周刃3的旋转轨迹呈圆筒状的直刃,而采用外周刃3的旋转轨迹呈锥状(圆锥状)的锥形刃的结构。
此外,现有的半径立铣刀的切刃由前刀面和后刀面形成,但本实施例的切刃9、即底刃1(由后述的第一端刃隙角区域部7和第二端刃隙角区域部8构成)、拐角R刃2以及外周刃3分别像图示那样由前刀面11以及设置在该前刀面11与后刀面12之间的滑动接触面形成。
具体而言,底刃1由前刀面11、底部滑动接触面4以及后刀面12形成,拐角R刃2由前刀面11和拐角R滑动接触面5形成,外周刃3由前刀面11和外周滑动接触面6形成。因此,在本实施例中,后刀面12像图示那样在各滑动接触面的工具旋转方向后方连续设置而形成,在第二端刃隙角区域部8中,不设置底部滑动接触面4,使前刀面11与后刀面12交叉而作为底刃1。图中,用标注了标号T的箭头表示工具旋转方向。另外,在本实施例中,将与底刃1(第二端刃隙角区域部8、底部滑动接触面4)、拐角R刃2(拐角R滑动接触面5)以及外周刃3(外周滑动接触面6)分别对应的后刀面总称为“后刀面12”,但也可以由无接缝地包含平面和曲面的一个面来形成这些后刀面,也可以单独设置与各个刃对应的后刀面。具体而言,可以是,分别设置与底刃1的第二端刃隙角区域部8对应的后刀面和与底部滑动接触面4对应的后刀面而形成为多面状,以与对应于底部滑动接触面4的后刀面连续设置的方式设置与拐角R刃2(拐角R滑动接触面5)对应的后刀面,以与对应于拐角R刃2(拐角R滑动接触面5)的后刀面连续设置的方式设置与外周刃3(外周滑动接触面6)对应的后刀面。
此外,底刃1也可以采用以下结构:不设置第二端刃隙角区域部8,底刃1由设置于第一端刃隙角区域部7的底部滑动接触面4和前刀面11形成。
在本实施例中,如图所示,前刀面11形成为与工具轴垂直方向垂直的垂直面,但是,例如也可以形成为这样的前刀面:在前刀面的上部侧设置倒角面,且前角为负角,也可以形成为前角为正角的前刀面,能够适当设定。
对本实施例的滑动接触面进行具体说明,关于形成底刃1的底部滑动接触面4,其面宽t1被设定为不到0.02mm,该底部滑动接触面4形成为随着朝向工具旋转方向后方而不倾斜、即所谓后角为0°。
即,底部滑动接触面4作为底刃1而形成为这样的平面:该平面是沿着底部滑动接触面4与前刀面11交叉的交叉棱线绕工具旋转轴线旋转的旋转轨迹的平面(这是因为,当面宽t1为0.02mm以上时,切削阻力以及切削热、摩擦热过大,由于产生切削痕或与工具产生熔接而导致底刃切削面的光泽性受损)。
此外,底部滑动接触面4与后述的拐角R滑动接触面5连续设置而形成,在俯视时的沿着底刃1的方向上,从底部滑动接触面4与该拐角R滑动接触面5的边界位置至底部滑动接触面4的工具中心侧端部的长度被设定为底刃1(=第一端刃隙角区域部7+第二端刃隙角区域部8)的长度(底刃全长)的4%以上的长度(不到4%的话,无法充分发挥基于底部滑动接触面4的滑动接触作用)。
具体而言,本实施例的底刃1具有:端刃隙角为α的第一端刃隙角区域部7(拐角R刃侧),其随着朝向工具中心侧而向工具基端侧向下倾斜;以及第二端刃隙角区域部8(工具中心侧),其端刃隙角β是大于该端刃隙角α的角度(α<β),底部滑动接触面4仅形成于位于拐角R刃侧的第一端刃隙角区域部7。
此外,本实施例的底部滑动接触面4的面宽随着从拐角R滑动接触面5侧朝向工具中心侧而逐渐变窄,如图所示,该底部滑动接触面4为俯视形状呈大致三角形的形状。
该底部滑动接触面4的俯视形状能够根据后刀面12的设置方式来适当设定,其中,该后刀面12是一部分在底刃1的工具旋转方向后方与底部滑动接触面4连续设置而形成的。
即,以本实施例的底部滑动接触面4成为以下这样的结构的方式设置后刀面12:在底部滑动接触面4与拐角R滑动接触面5的边界位置,面宽t1被设定为最大尺寸(不到0.02mm),从此处起朝向工具中心侧,面宽逐渐变窄,在第一端刃隙角区域部7与第二端刃隙角区域部8的边界位置,面宽成为最小值,在第二端刃隙角区域部8中不存在(不形成)底部滑动接触面4。因此,关于本实施例的底刃1,在第一端刃隙角区域部7中,其是通过设置底部滑动接触面4并使该底部滑动接触面4与前刀面11交叉而形成的,并且在第二端刃隙角区域部8中,其与现有的半径立铣刀同样地由前刀面11和后刀面12形成。
另外,底部滑动接触面4的形状也可以不是上述实施例的大致三角形状,而是面宽沿着底刃1随着从拐角R滑动接触面5侧朝向工具中心侧而不变的、俯视形状呈大致四边形的形状(带形状)。在这样的情况下,具体而言,对于形成端刃隙角α的底部滑动接触面4,在与拐角R滑动接触面5的边界位置处,将面宽t1设定为最大尺寸(不到0.02mm),从此处起朝向工具中心侧,面宽不变,以这样的方式并以期望的后角形成与底刃1的第一端刃隙角区域部7对应的(在底部滑动接触面4的工具旋转方向后方连续设置的)后刀面,并且,与第二端刃隙角区域部8对应的后刀面以端刃隙角β(α<β)且以期望的后角设置成与前刀面11交叉,由此能够形成俯视形状呈大致四边形的形状(带形状)的底部滑动接触面4。因此,与底刃1对应的后刀面成为这样的2面形状:在与第一端刃隙角区域部7对应的后刀面和与第二端刃隙角区域部8对应的后刀面之间的边界部,形成有这两个后刀面彼此的交叉棱线。
通过像上述那样构成底部滑动接触面4、即减小底部滑动接触面4的滑动接触区域(滑动接触面积),由此,降低了在底部滑动接触面4滑动接触底刃1的切削加工面时所产生的切削阻力以及切削热、摩擦热,抑制了在底刃1所加工的切削加工面上产生切削痕,能够取得具有光泽的加工面。而且,在底部滑动接触面4为面宽随着从拐角R滑动接触面5侧朝向工具中心侧而逐渐变窄的、俯视形状呈大致三角形的形状的情况下,能够取得更好的加工面。这是因为,当在切削加工时使工具以规定的转速旋转的情况下,切削速度(圆周速度)在工具中心侧比工具外周侧低,与工具外周侧相比,在工具中心侧无法取得充分的切削性,因此如果使底部滑动接触面4在工具中心侧的面宽与工具外周侧(拐角R滑动接触面侧)的面宽相等,则这会成为提高切削阻力的重要原因,从而无法取得良好的加工面。因此,优选适当设定底部滑动接触面4,例如采用面宽随着从拐角R滑动接触面5侧朝向工具中心侧而逐渐变窄的、俯视形状呈大致三角形的形状,或者将底部滑动接触面4的长度设定为适当的长度等。
另外,关于底部滑动接触面4,如上所述,其长度能够根据底刃1的长度而设定为适当的长度,而关于底部滑动接触面4的面宽,无论工具外径如何,始终设定为不到0.02mm。
在普通的3轴机械加工中心中使用半径立铣刀的情况下,利用底刃进行底面的加工,利用拐角R刃进行倾斜面、拐角R面以及曲面的加工,利用外周刃进行侧面(立壁面)的加工。拐角R刃、外周刃由于工具旋转而与被切削件断续地接触,但在使用底刃进行加工的情况下,即使工具旋转,底刃与被切削件也始终接触,切削热、摩擦热以及切削阻力所带来的负载持续作用于刃尖,容易引起熔接或刃尖损伤,从而导致加工面粗糙。
在设置有滑动接触面的情况下也是:对于作为断续接触的拐角R刃、外周刃来说,由于刃尖会离开被切削件并被冷却液冷却,因此能够加宽滑动接触面的宽度,但是,对于始终接触的底刃来说,如果增大滑动接触面的宽度,则熔接、刃尖损伤的风险变高,因此需要采用小面宽。
另外,拐角R刃和外周刃与被切削件接触的时间能够根据由工具外径与转速的组合所决定的圆周速度、切入量而变化,但底刃的接触时间不会根据工具外径而变化,底部滑动接触面宽度也不论工具外径如何都优选是不到0.02mm的小面宽。
此外,与上述的底刃1相比,形成外周刃3的外周滑动接触面6的面宽设定得更宽,该外周滑动接触面6形成为沿着外周刃3绕工具旋转轴线的旋转轨迹的圆筒面。
具体而言,外周滑动接触面6在外周刃垂直方向(外周刃3的刃垂直方向)上的面宽t2被设定为0.02mm以上且工具外径的25%以下,如图所示,外周滑动接触面6形成为带形状。如果面宽t2不到0.02mm,则无法充分发挥基于外周滑动接触面的滑动接触效果,如果超过工具外径的25%,则会导致加工面的啃削或切屑与工具的熔接,从而无法取得具有光泽的加工面。
即,由于上述的底刃1的底部滑动接触面4在切削加工时与被切削件始终接触,因此,如果滑动接触面积大,则切削阻力以及切削热、摩擦热过大,切削面有可能变得粗糙、或者产生熔接,因此采用上述那样的结构以减小滑动接触面积,与其相对,由于外周滑动接触面6或后述的拐角R滑动接触面5与被切削件断续地接触,因此不会产生上述那样的不良情况,因此将面宽设定得比底部滑动接触面4的面宽大,增大滑动接触面积,以充分确保一次接触中的与切削面(加工面)的滑动接触作用(增长接触时间),从而构成为良好地发挥出抛光效果。
此外,形成拐角R刃2的拐角R滑动接触面5在上述的底部滑动接触面4与外周滑动接触面6之间,以一端与底部滑动接触面4接触且另一端与外周滑动接触面6接触的方式,形成为沿着拐角R刃2绕工具旋转轴线的旋转轨迹的曲面。
具体而言,关于本实施例的拐角R滑动接触面5,如图所示,拐角R刃垂直方向(拐角R刃2的刃垂直方向)上的面宽随着从外周侧朝向工具中心侧而变窄。换言之,构成为,拐角R滑动接触面5在与外周滑动接触面6的边界位置处的面宽被设定得最宽(与外周滑动接触面6的面宽t2相等,即为0.02mm以上且工具外径的25%以下),从此处起,随着朝向底部滑动接触面4侧,面宽变窄,拐角R滑动接触面5在与底部滑动接触面4的边界位置处的面宽被设定得最窄(与底部滑动接触面4在拐角R滑动接触面侧端部(边界位置)处的面宽t1相等,即不到0.02mm),从而,拐角R滑动接触面5形成为与底部滑动接触面4和外周滑动接触面6连续的滑动接触面。另外,关于上述拐角R滑动接触面5的面宽,只要为底部滑动接触面4在底部滑动接触面4的拐角R滑动接触面侧端部(边界位置)处的面宽t1以上、并且为外周滑动接触面6在拐角R滑动接触面5与外周滑动接触面6的边界位置处的面宽t2以下即可,例如,也可以随着从外周侧朝向工具中心侧而形成为等宽,也可以是,面宽随着从外周侧朝向工具中心侧而变大。即,拐角R滑动接触面5的面宽只要满足上述的规定的面宽尺寸即可,也可以形成为随着从外周侧朝向工具中心侧而重复变宽和变窄的规格。
本实施例像上述那样构成,因此在切削加工中,底刃1、拐角R刃2以及外周刃3切削后的切削面(加工面)分别被底部滑动接触面4、拐角R滑动接触面5以及外周滑动接触面6擦拭,通过该各滑动接触面擦拭切削面,能够取得切削面的表面粗糙度小、切削痕不明显并且具有光泽的加工面。
而且,在本实施例中,在减小(缩窄)底部滑动接触面4的面积(面宽)的同时,形成为随着朝向工具中心侧而变窄的俯视大致三角形状,因此,与将该底部滑动接触面4的面宽设为等宽的情况相比,能够降低底刃1在切削加工中的切削阻力以及切削热、摩擦热,从而能够更可靠地取得表面粗糙度更小、更可靠地防止了切削痕产生、并且更有光泽的加工面。
因此,本实施例成为能够精加工成在切削后的加工面上切削痕不明显、具有光泽的加工面的实用的半径立铣刀。
接下来,对证明本实施例的效果的实验例进行说明。
图3示出了对没有滑动接触面的现有的半径立铣刀(以下,称作现有产品)、本实施例(底部滑动接触面4的面宽:0.015mm)、以及底部滑动接触面的面宽被设定得比本实施例宽(0.02mm)的比较例的底刃所加工出的加工面的表面状态(主要是有无切削痕)进行比较的实验结果,图4示出了以表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)对本实验的现有产品和本实施例的表面状态进行数值比较的结果。另外,本实验中的加工条件如下。其中,φ表示工具外径,R表示拐角R刃的R的大小(圆弧的半径)。以下相同。
[加工条件]
工具尺寸:φ2×R0.1(mm)
加工方法:底面加工
转速:30,000(转/min)
进给速度:375(mm/min)
被切削件:淬火钢(59HRC)
通过本实验,能够确认:如图4所示,与现有产品相比,本实施例的表面粗糙度改善至大约1/3,如图3所示,在本实施例中看不到在现有产品中可看到的切削痕(刀痕),表面状态的改善很明确。
此外,图5示出了对相应于底部滑动接触面4在与拐角R滑动接触面5的边界位置处的面宽t1的、由底刃1所加工的加工面的表面状态(主要是有无切削痕)进行比较的实验结果。另外,在本实验中,像以下所示的加工条件所记载的那样,使用工具尺寸(工具外径)不同的三种半径立铣刀,也一并进行了关于工具外径的依赖性的实验。此外,表面状态的确认是通过目视进行的,关于判定,与没有底部滑动接触面的现有产品的情况进行比较,将具有光泽并且几乎看不到切削痕的加工面的表面状态记作○,将具有光泽但能看到切削痕的加工面的表面状态记作△,将与没有底部滑动接触面的现有产品所加工的加工面的表面状态等同地没有光泽、并且能够看到切削痕的加工面的表面状态记作×。
[加工条件]
工具尺寸:φ0.4×R0.05/φ1×R0.1/φ2×R0.1(mm)
加工方法:底面加工
转速:30,000(转/min)
进给速度:100/187.5/375(mm/min)
被切削件:淬火钢(59HRC)
如图5所示,能够确认:在没有滑动接触面的半径立铣刀(现有产品)以及工具外径φ为0.4mm和φ为1mm的半径立铣刀中的、与拐角R滑动接触面5的边界位置处的底刃垂直方向(底刃1的刃垂直方向)上的面宽(最大面宽)t1为0.02mm以上的半径立铣刀的情况下,能够看到切削痕的产生,在t1为0.007mm~0.019mm的半径立铣刀的情况下,无论工具外径如何,都取得了几乎看不到切削痕的表面状态良好的加工面。
以上,根据图3~图5所示的两个实验结果,能够确认:底部滑动接触面4在与拐角R滑动接触面5的边界位置处的面宽t1优选为,不论工具外径如何都设定为不到0.02mm。
此外,图6和图7示出了使用底部滑动接触面4在与拐角R滑动接触面5的边界位置处的面宽t1被设定为不到0.02mm的工具,对相应于底部滑动接触面4在沿着底刃1的方向上的长度(底部滑动接触面长度)的加工面的表面状态(光泽性)、以及相应于底部滑动接触面4的面宽有无变化的由底刃1所加工的加工面的表面状态(光泽性)进行比较的实验结果,换言之,对相应于底部滑动接触面4的俯视形状的、底刃1所加工的加工面的表面状态(光泽性)进行比较的实验结果。另外,本实验中的加工条件如下。此外,表面状态(光泽性)的确认是通过目视进行的,关于判定,与没有底部滑动接触面的现有规格的底刃的情况进行比较,将具有光泽并且看不到切削痕的加工面的表面状态记作◎,将具有光泽并且虽然几乎看不到切削痕但存在能看到一部分切削痕的部位的加工面的表面状态记作○,将虽然具有光泽但整体上能看到切削痕的加工面的表面状态记作△,将与没有底部滑动接触面的现有规格的底刃所加工的加工面的表面状态等同地没有光泽并且能够看到切削痕的加工面的表面状态记作×。
[加工条件]
工具尺寸:φ0.4×R0.05(mm)
加工方法:底面加工
转速:30,000(转/min)
进给速度:100(mm/min)
被切削件:淬火钢(59HRC)
如图6和图7所示,能够确认:如果底部滑动接触面4在与拐角R滑动接触面5的边界位置处的面宽t1不到0.02mm,则在沿着底刃1的方向上的底部滑动接触面4的长度(底部滑动接触面长度)为底刃1的全长(底刃全长)的4%以上时,在底部滑动接触面4为大致三角形状和带形状的情况下均取得了具有良好的光泽性的加工面。此外,比较大致三角形状的情况和带形状的情况的话,大致三角形状更优异。具体而言,能够确认:即使底部滑动接触面4采用面宽恒定的带形状,但与没有底部滑动接触面的情况相比,也能够取得加工表面被改善并具有充分的光泽的加工面,但在沿着底刃1的方向上的底部滑动接触面4的长度(底部滑动接触面长度)较长的情况下,即在本实施例中为底刃1的全长(底刃全长)的90.9%以上的情况下,在加工面上出现切削痕局部可见的部位,通过使底部滑动接触面4的面宽随着朝向工具中心侧而变窄从而成为俯视大致三角形状,由此能够取得具有更好的光泽的加工面。另外,在图6中,左侧的照片示出了现有产品的结果,中央的照片示出了图7中的、将底部滑动接触面长度与底刃全长之比设为100%并且将底部滑动接触面4的形状设为三角形状的情况下的结果,右侧的照片示出了图7中的、将底部滑动接触面长度与底刃全长之比设为100%并且将底部滑动接触面4的形状设为带形状的情况下的结果。
根据以上的结果,能够确认:对于底部滑动接触面4,与采用恒定的面宽相比,优选为,将底部滑动接触面4在与拐角R滑动接触面5的边界位置处的面宽t1设为最大面宽,从此处起使面宽随着朝向工具中心侧而变窄,俯视形状形成为朝向工具中心侧而末端变细的三角形状。
此外,图8和图9示出了对相应于外周滑动接触面6的面宽t2的、外周刃所加工的加工面的表面状态(光泽性)进行比较的实验结果。另外,本实验中的加工条件如下。此外,表面状态(光泽性)的确认是通过目视进行的,在判定中,将光泽良好的加工面的表面状态记作○,将虽然能看到光泽但光泽看起来不均匀的加工面的表面状态记作△,将几乎没有光泽的加工面的表面状态记作×。
[加工条件]
工具尺寸:φ0.4×R0.05/φ2×R0.02(mm)
加工方法:侧面加工
转速:30,000(转/min)
进给速度:100/375(mm/min)
被切削件:淬火钢(59HRC)
如图8和图9所示,能够确认:不论工具外径如何,只要在外周滑动接触面6的面宽t2为0.02mm以上且工具外径的25%以下的情况,就能够取得具有光泽的良好的加工面。
图10~图13示出了对拐角R刃2所加工的加工面的表面状态进行比较的实验结果。在使用拐角R刃2对倾斜面进行加工的情况下,根据其倾斜角度,拐角R刃2中的加工位置不同。图10示出了上述倾斜面相对于工具轴垂直方向的倾斜角度为15°(15°倾斜面)和45°(45°倾斜面)的情况下的拐角R刃中的加工位置。在图11中示出了关于该15°倾斜面和45°倾斜面对拐角R刃2所加工的加工面的表面状态(有无切削痕和光泽性)进行比较的实验结果。另外,本实验中的加工条件如下。此外,表面状态(主要是有无切削痕和光泽性)的确认是通过扫描电子显微镜的图像观察和目视而进行的。
[加工条件]
工具尺寸:φ1×R0.1(mm)
加工方法:等高线加工
转速:30,000(转/min)
进给速度:187.5(mm/min)
被切削件:淬火钢(59HRC)
如图11所示,能够确认:在具有拐角R滑动接触面的工具的情况下,能够取得具有光泽并且看不到切削痕的良好的加工面。
另外,在该实施例中使用的工具的拐角R滑动接触面5是拐角R刃垂直方向上的面宽随着从外周侧朝向工具中心侧而变窄的规格(面宽在0.010mm(与底部滑动接触面4的边界位置处的面宽t1)~0.020mm(与外周滑动接触面6的边界位置处的面宽t2)之间连续地变化的规格(图11的中央)、和面宽在0.019mm(与底部滑动接触面4的边界位置处的面宽t1)~0.109mm(与外周滑动接触面6的边界位置处的面宽t2)之间连续地变化的规格(图11的右侧)这两种),与以下所示的图12所记载的实验结果一起能够确认:只要拐角R滑动接触面5的面宽为底部滑动接触面4在底部滑动接触面4的拐角R滑动接触面侧端部(边界位置)处的面宽t1以上、并且为外周滑动接触面6在拐角R滑动接触面5与外周滑动接触面6的边界位置处的面宽t2以下,就能够取得具有光泽并且看不到切削痕的良好的加工面。
进一步地,如图14所示,对由拐角R刃2(拐角R滑动接触面)加工的拐角R面进行说明。确认了:通过像在图11(图11的中央和右侧)中所说明的规格那样使拐角R滑动接触面5在与外周滑动接触面6的边界位置处的面宽和外周滑动接触面6的面宽t2一致、并且使拐角R滑动接触面5在与底部滑动接触面4的边界位置处的面宽和底部滑动接触面4的面宽t1一致,各滑动接触面的接缝顺滑,由滑动接触面彼此的边界位置处的部分所加工的加工面(拐角R面的底面侧边界位置和侧面侧边界位置)的光泽性进一步提高。还确认了:通过使拐角R刃垂直方向上的面宽按照随着从外周侧朝向工具中心侧而逐渐变窄的方式连续地变化,由此,由拐角R刃2(拐角R滑动接触面5)加工出的拐角R面的整个区域成为切削痕不明显并且更具有光泽的良好的加工面。
图12是对使用拐角R刃2对15°倾斜面进行加工时的、与被切削件接触的位置处的拐角R滑动接触面宽度和加工面的状态进行评价的结果。另外,本实验中的加工条件如下。此外,表面状态(有无切削痕和光泽性)的确认是通过目视进行的,在判定中,与没有拐角R滑动接触面的现有产品的情况进行比较,将具有光泽并且看不到切削痕的加工面的状态记作○,将具有光泽但能看到切削痕的加工面的状态记作△,将与没有拐角R滑动接触面的现有产品所加工的加工面的状态等同地没有光泽并且能看到切削痕的加工面的状态记作×。
[加工条件]
工具尺寸:φ0.4×R0.05/φ2×R0.1(mm)
加工方法:等高线加工
转速:30,000(转/min)
进给速度:100/375(mm/min)
被切削件:淬火钢(59HRC)
如图12所示,能够确认:即使微小,但只要存在拐角R滑动接触面(在本实施例中φ为0.4时的0.004mm),就能够取得几乎看不到切削痕的良好的加工面。此外,能够确认:与外周滑动接触面同样地,如果拐角R滑动接触面宽度超过工具外径的25%,则加工面的状态恶化。
图13示出了关于使用拐角R刃加工出的15°倾斜面的算术平均粗糙度Ra、对本实施例和没有拐角R滑动接触面的现有产品进行比较的实验结果。在本实施例中,底部滑动接触面4与拐角R滑动接触面5的边界处的面宽t1为0.018mm,拐角R滑动接触面5与外周滑动接触面6的边界处的面宽t2为0.048mm,15゜倾斜面加工位置处的滑动接触面宽为0.023mm。另外,本实验中的加工条件如下。
[加工条件]
工具尺寸:φ2×R0.1(mm)
加工方法:等高线加工
转速:30,000(转/min)
进给速度:375(mm/min)
被切削件:淬火钢(59HRC)
如图13所示,能够确认:与现有产品相比,在本实施例中表面粗糙度变小。
另外,本发明不限于本实施例,能够适当设计各结构部件的具体结构。
Claims (8)
1.一种半径立铣刀,其具有:底刃;在该底刃的外周侧连续设置而形成的拐角R刃;以及与该拐角R刃连续设置而形成的外周刃,其特征在于,
沿着所述拐角R刃连续设置有与该拐角R刃切削出的切削面滑动接触的拐角R滑动接触面,
沿着所述底刃连续设置有与该底刃切削出的切削面滑动接触的底部滑动接触面,
所述底部滑动接触面与所述拐角R滑动接触面连续设置,所述底部滑动接触面在底刃垂直方向上的面宽的最大尺寸被设定为不到0.02mm,并且,所述底部滑动接触面的从与所述拐角R滑动接触面的边界位置至工具中心侧端部的长度被设定为所述底刃的全长的4%以上,
另外,所述拐角R滑动接触面的面宽随着从外周侧朝向工具中心侧而变窄。
2.根据权利要求1所述的半径立铣刀,其特征在于,
所述底部滑动接触面的面宽随着从拐角R刃侧朝向工具中心侧而变窄。
3.根据权利要求1所述的半径立铣刀,其特征在于,
沿着所述外周刃连续设置有与该外周刃切削出的切削面滑动接触的外周滑动接触面。
4.根据权利要求2所述的半径立铣刀,其特征在于,
沿着所述外周刃连续设置有与该外周刃切削出的切削面滑动接触的外周滑动接触面。
5.根据权利要求3或4所述的半径立铣刀,其特征在于,
所述外周滑动接触面的面宽被设定得比所述底部滑动接触面的面宽更宽。
6.根据权利要求3或4所述的半径立铣刀,其特征在于,
所述外周滑动接触面在外周刃垂直方向上的面宽被设定为0.02mm以上且工具外径的25%以下。
7.根据权利要求5所述的半径立铣刀,其特征在于,
所述外周滑动接触面在外周刃垂直方向上的面宽被设定为0.02mm以上且工具外径的25%以下。
8.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半径立铣刀,其特征在于,
所述底刃具有端刃隙角为α的第一端刃隙角区域部和端刃隙角为β的第二端刃隙角区域部,其中,α<β,所述底部滑动接触面被设置于所述第一端刃隙角区域部。
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