CN113795344B - 夹紧构件、机床以及切削加工物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
基于本公开的未被限定的一面的夹紧构件是从第一端延伸至第二端的柱形状。夹紧构件具有上颚、下颚以及刀槽。上颚以及下颚位于相互分离的位置。刀槽位于上颚与下颚之间。上颚具有第一构件以及第二构件。第二构件位于比第一构件靠第一端侧的位置。将第一构件的硬度设为第一硬度，将第二构件的硬度设为第二硬度。第一硬度与第二硬度不同。
Description
相关申请的相互参照
本申请主张在2019年5月13日申请的日本国专利申请2019-090729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
本公开涉及对在切削加工中使用的切削刀具进行把持的夹紧构件。具体而言，涉及对在开槽加工这样的车削加工中使用的切削刀具进行把持的夹紧构件。
背景技术
以往，已知对在车削加工中使用的切削刀具进行把持的夹紧构件，也已知具有该夹紧构件的机床。例如，在日本特开2016-182671号公报(专利文献1)中记载了一种槽加工用的切削刀具(机床)，其具有用于保持板状构件(切削刀具)的刀架(tool block)、以及用于将板状构件向刀架固定的夹紧构件(上颚)。
发明内容
基于本公开的未被限定的一面的夹紧构件是从第一端延伸至第二端的柱形状。夹紧构件具有上颚、下颚以及刀槽。上颚以及下颚位于相互分离的位置。刀槽位于上颚与下颚之间。上颚具有第一构件以及第二构件。第二构件位于比第一构件靠第一端侧的位置。将第一构件的硬度设为第一硬度，将第二构件的硬度设为第二硬度。第一硬度与第二硬度不同。
附图说明
图1是示出本公开的未被限定的实施方式的夹紧构件的立体图。
图2是从上颚侧观察图1所示的夹紧构件时的平面图。
图3是从第一端侧观察图1所示的夹紧构件时的平面图。
图4是从刀槽侧观察图1所示的夹紧构件时的平面图。
图5是示出本公开的未被限定的实施方式的机床的立体图。
图6是从上颚侧观察图5所示的机床时的平面图。
图7是从第一端(第三端)侧观察图5所示的机床时的平面图。
图8是从第一侧面侧观察图5所示的机床时的平面图。
图9是图5所示的机床中的切削刀具的立体图。
图10是图9所示的区域A1的放大图。
图11是示出本发明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要图。
图12是示出本发明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要图。
图13是示出本发明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要图。
图14是示出本发明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要图。
具体实施方式
＜夹紧构件＞
以下，使用附图对本公开的未被限定的实施方式的夹紧构件1详细地进行说明。但是，在以下参照的各图中，为了便于说明，仅简化示出说明实施方式所需的主要构件。因此，夹紧构件1可以具备未在参照的各图中示出的任意结构构件。另外，各图中的构件的尺寸并不如实地表示实际的结构构件的尺寸及各构件的尺寸比率等。
如图1～图4所示的未被限定的一例那样，夹紧构件1可以是从第一端1a延伸至第二端1b的柱形状。另外，夹紧构件1可以具有上颚3、下颚5以及刀槽7。上颚3以及下颚5可以位于相互分离的位置。刀槽7可以位于上颚3与下颚5之间。需要说明的是，上颚3以及下颚5是方便性的表述，其并不表示上以及下的方向性。例如，上颚3不必在使用夹紧构件1时朝向上方。
如图1所示的未被限定的一例那样，右下端可以是第一端1a，左上端可以是第二端1b。一般来说，第一端1a也被称作前端，第二端1b也被称作后端。另外，如图1所示的未被限定的一例那样，夹紧构件1可以是从第一端1a延伸至第二端1b的棱柱形状。需要说明的是，夹紧构件1的形状并不限定于棱柱形状。
夹紧构件1并不限定于特定的大小。例如，在对上颚3进行主视观察的情况下，夹紧构件1的延伸方向上的夹紧构件1的长度可以设定为40～100mm左右，另外，与夹紧构件1的延伸方向正交的方向上的夹紧构件1的长度可以设定为10～20mm左右。以上颚3的上端以及下颚5的下端的间隔表示的夹紧构件1的高度可以设定为30～60mm左右。
上颚3以及下颚5在将切削刀具安装于夹紧构件1时能够与切削刀具抵接(接触)，且能够对切削刀具进行夹持。另外，能够使切削刀具位于刀槽7内。因此，通过使切削刀具位于刀槽7内并使上颚3以及下颚5与切削刀具抵接，能够利用夹紧构件1对切削刀具进行把持。
作为上颚3的材质，例如可以列举出橡胶等弹性构件、树脂、钢以及铸铁等。作为下颚5的材质，例如可以列举出钢以及铸铁等。需要说明的是，上颚3以及下颚5各自的材质并不限定于所例示的材质。
如图1～图4所示的未被限定的一例那样，上颚3可以具有第一构件9以及第二构件11。第二构件11可以位于比第一构件9靠第一端1a侧的位置。第二构件11的至少一部分可以位于比第一构件9靠第一端1a侧的位置。如图2所示的未被限定的一例那样，在从上颚3侧对夹紧构件1进行主视观察的情况下，第二构件11可以位于比第一构件9靠第一端1a侧的位置。
在此，可以将第一构件9的硬度设为第一硬度，将第二构件11的硬度设为第二硬度。第一硬度可以与第二硬度不同。在该情况下，能够对上颚的硬度进行调整。即，能够通过硬度互不相同的第一构件9以及第二构件11对夹紧构件1的延伸方向上的上颚3的硬度进行调整。例如，能够根据切削刀具的形状以及加工条件等对上颚3的硬度进行调整。因此，能够利用夹紧构件1稳定对切削刀具进行把持。
第一硬度可以比第二硬度高，或者也可以比第二硬度低。例如，在第一构件9的材质为橡胶，第二构件11的材质为钢的情况下，第一硬度比第二硬度低。在第一硬度比第二硬度低的情况下，容易利用夹紧构件1更稳定地对切削刀具进行把持。
例如，在切削刀具中的被用作切削刃的部分以比第一端1a朝向外方突出的状态配置时，在第二硬度相对较高的情况下，在比第一构件9接近切削刃的第二构件11能够利用夹紧构件1稳定地对切削刀具进行把持。另外，在第一硬度相对较低的情况下，伴随着切削加工而产生的振动容易在第一构件9被吸收。因此，被切削件的加工面的面品质容易提升。
夹紧构件1可以还具有第三构件13。第三构件13可以位于比第一构件9靠第二端1b侧的位置。第三构件13的至少一部分可以位于比第一构件9靠第二端1b侧的位置。如图2所示的未被限定的一例那样，在从上颚3侧对夹紧构件1进行主视观察的情况下，第三构件13可以位于比第一构件9靠第二端1b侧的位置。
在此，可以将第三构件13的硬度设为第三硬度。第一硬度可以与第三硬度不同。在该情况下，上颚3的硬度的调整的自由度较高。
第一硬度可以比第三硬度高，或者也可以比第三硬度低。例如，在第一构件9的材质为橡胶，第三构件13的材质为钢的情况下，第一硬度比第三硬度低。在第一硬度比第三硬度低的情况下，容易利用夹紧构件1更稳定地对切削刀具进行把持。需要说明的是，第二硬度以及第三硬度可以相同，或者也可以不同。
例如，在切削刀具中的被用作切削刃的部分以比第二端1b朝向外方突出的状态配置时，在第三硬度相对较高的情况下，在比第一构件9接近切削刃的第三构件13能够利用夹紧构件1稳定地对切削刀具进行把持。另外，在第一硬度相对较低的情况下，伴随着切削加工而产生的振动容易在第一构件9被吸收。因此，被切削件的加工面的面品质容易提升。
另外，在切削刀具与第一构件9、第二构件11以及第三构件13抵接时，在第二硬度以及第三硬度相对较高的情况下，切削刀具在夹紧构件1中的第一端1a以及第二端1b这两端侧被夹紧构件1稳定地把持。因此，切削刀具的位置容易稳定。
可以将下颚5的硬度设为第四硬度。第一硬度可以比第四硬度低。例如，在第一构件9的材质为橡胶，下颚5的材质为钢的情况下，第一硬度比第四硬度低。在第一硬度比第四硬度低的情况下，容易利用硬度相对较高的下颚5承受在切削加工时施加于切削刀具的主分力。需要说明的是，第二硬度以及第四硬度可以相同，或者也可以不同。同样地，第三硬度以及第四硬度可以相同，或者也可以不同。
第一硬度、第二硬度、第三硬度以及第四硬度可以通过杨氏模量来评价。杨氏模量可以使用纳米压痕法来测定。
第一硬度、第二硬度、第三硬度以及第四硬度并不限定于特定的值。在通过杨氏模量对第一硬度、第二硬度、第三硬度以及第四硬度进行评价的情况下，各硬度可以如下所示地设定。第一硬度可以设定为例如20MPa～240GPa。第二硬度可以设定为例如30MPa～250GPa。第三硬度可以设定为例如30MPa～250GPa。第四硬度可以设定为例如30MPa～250GPa。
第一硬度、第二硬度、第三硬度以及第四硬度可以通过衰减率来评价。在硬度较高的情况下，存在衰减率较低的倾斜。反之，在硬度较低的情况下，存在衰减率较高的倾向。衰减率可以以JIS Z 2354(1992)为基准进行测定。
如图4所示的未被限定的一例那样，可以将夹紧构件1的延伸方向上的第一构件9的长度设为第一长度L1，将夹紧构件1的延伸方向上的第二构件11的长度设为第二长度L2。第一长度L1的最大值可以大于第二长度L2的最大值。在该情况下，对上颚3进行主视观察的情况下的与夹紧构件1的延伸方向正交的方向上的切削刀具的位置偏移不易产生。
可以将夹紧构件1的延伸方向上的第三构件13的长度设为第三长度L3。第一长度L1的最大值可以大于第三长度L3的最大值。在该情况下，对上颚3进行主视观察的情况下的与夹紧构件1的延伸方向正交的方向上的切削刀具的位置偏移不易产生。需要说明的是，第二长度L2以及第三长度L3可以相同，或者也可以不同。
第一构件9可以具有第一台阶15。第一台阶15可以位于第一端1a侧。另外，第二构件11可以具有第二台阶17。第二台阶17可以位于第一构件9侧的、比第一台阶15远离下颚5的位置。并且，第一构件9与第二构件11可以以第一台阶15与第二台阶17相互对置的状态固定。在该情况下，对上颚3进行主视观察的情况下的与夹紧构件1的延伸方向正交的方向上的切削刀具的位置偏移不易产生。
第一构件9可以具有第三台阶19。第三台阶19可以位于第二端1b侧。另外，第三构件13可以具有第四台阶21。第四台阶21可以位于第一构件9侧的、比第三台阶19远离下颚5的位置。并且，第一构件9与第三构件13可以以第三台阶19与第四台阶21相互对置的状态固定。在该情况下，对上颚3进行主视观察的情况下的与夹紧构件1的延伸方向正交的方向上的切削刀具的位置偏移不易产生。
夹紧构件1可以具有固定螺钉23。第一构件9以及第二构件11可以通过固定螺钉23固定。同样地，第一构件9以及第三构件13也可以通过固定螺钉23固定。
夹紧构件1可以具有第一螺纹孔25。第一螺纹孔25可以朝向下颚5贯穿上颚3。能够使第一螺钉***第一螺纹孔25。通过***到第一螺纹孔25的第一螺钉的紧固，能够调整夹持力。如图1所示的未被限定的一例那样，第一螺纹孔25可以从上颚3设置到下颚5。需要说明的是，夹紧构件1可以具有多个第一螺纹孔25。
夹紧构件1可以具有第二螺纹孔27。第二螺纹孔27可以以从在板形状的切削刀具中的第一侧面以及位于第一侧面的相反侧的第二侧面分别开口的贯通孔露出的方式在刀槽7开口。能够使第二螺钉***第二螺纹孔27。通过***到贯通孔以及第二螺纹孔27的第二螺钉的紧固，能够将切削刀具固定于刀槽7内。
＜机床＞
接下来，使用附图对本公开的未被限定的实施方式的机床301进行说明。
如图5～图8所示的未被限定的一例那样，机床301可以具有夹紧构件1以及切削刀具101。在机床301具有夹紧构件1的情况下，能够对上颚3的硬度进行调整，因此能够发挥优异的切削性能。
切削刀具101可以位于刀槽7内。换言之，切削刀具101可以被上颚3以及下颚5夹持。切削刀具101可以以被用作切削刃的部分的至少一部分从夹紧构件1向外方突出的方式装配。具体而言，如图5所示的未被限定的一例那样，切削刀具101中的切削刃119可以位于比夹紧构件1的第一端1a更远离第二端1b的位置。
如图9以及图10所示的未被限定的一例那样，切削刀具101可以是从第三端101a延伸至第四端101b的板形状。切削刀具101可以具有第一侧面103、第二侧面105以及贯通孔107。第二侧面105可以位于第一侧面103的相反侧。贯通孔107可以在第一侧面103以及第二侧面105分别开口。能够使第二螺钉***贯通孔107。
如图9所示的未被限定的一例那样，右下端可以是第三端101a，左上端可以是第四端101b。一般来说，第三端101a也被称作前端，第四端101b也被称作后端。如图9所示的未被限定的一例那样，第一侧面103以及第二侧面105可以分别是四边形(长方形)，也可以分别从第三端101a侧朝向第四端101b侧延伸。
切削刀具101并不限定于特定的大小。例如，在从上颚3侧对位于刀槽7内的切削刀具101进行主视观察的情况下，切削刀具101的延伸方向上的切削刀具101的长度可以被设定为80～160mm左右，另外，与切削刀具101的延伸方向正交的方向上的切削刀具101的长度可以被设定为1～10mm左右。从上颚3朝向下颚5的方向上的切削刀具101的高度可以被设定为15～35mm左右。
机床301可以具有第一螺钉201以及第二螺钉203。第一螺钉201可以***夹紧构件1的第一螺纹孔25。第二螺钉203可以***贯通孔107以及夹紧构件1的第二螺纹孔27。在上述情况下，能够将切削刀具101稳定地固定于刀槽7内。即，通过基于第一螺钉201的固定，能够容易承受在切削加工时施加于切削刀具101的主分力。另外，通过基于第二螺钉203的固定，在切削加工时切削刀具101不易挠曲。因此，能够将切削刀具101稳定地固定于刀槽7内。
如图8所示的未被限定的一例那样，在从第一侧面103侧进行侧视观察的情况下，使第一螺钉201的第一中心轴O1朝向下颚5延伸而成的假想线X可以不与第二螺钉203的第二中心轴O2交叉。在该情况下，能够将切削刀具101稳定地固定于刀槽7内。
在从第一侧面103侧进行侧视观察的情况下，第二中心轴O2可以位于比假想线X接近第三端101a的位置。在该情况下，在切削加工时切削刀具101不易挠曲。
如图7所示的未被限定的一例那样，在从第三端101a侧进行主视观察的情况下，使第一螺钉201的第一中心轴O1朝向下颚5延伸而成的假想线X可以与第二螺钉203的第二中心轴O2交叉。在该情况下，刀片(blade)与刀架的接触变得均匀，并且压力提高，从而抑制刀片的振动。在从第三端101a侧进行主视观察的情况下，假想线X可以与第二中心轴O2正交。正交并不限定于严格的正交，其也可以意味着允许90°±5°左右的范围。
机床301可以具有多个第一螺钉201。如上所述，夹紧构件1可以具有多个第一螺纹孔25。多个第一螺纹孔25中的至少一个可以位于比第二螺纹孔27靠第二端1b侧的位置。多个第一螺钉201中的至少一个可以***位于比第二螺纹孔27靠第二端1b侧的位置的第一螺纹孔25。在上述情况下，能够容易承受在切削加工时施加于切削刀具101的主分力。
如图9所示的未被限定的一例那样，贯通孔107可以位于比切削刀具101的延伸方向上的切削刀具101的中央101c靠第三端101a侧的位置。在该情况下，贯通孔107位于在切削加工时施加有切削负载的切削刃附近。伴随于此，基于第二螺钉203的固定也位于切削刃附近，因此在切削加工时切削刀具101不易挠曲。
第二螺钉203可以与贯通孔107的内壁面107a分离。在该情况下，能够对刀片的突出量进行调整。
贯通孔107可以沿着切削刀具101的延伸方向延伸。换言之，贯通孔107可以是狭缝状。在该情况下，能够对切削刀具101的突出量进行调整。
切削刀具101可以具有刀柄109以及切削刀片111(以下，也简称为刀片111。)。
刀柄109可以是从第三端101a侧朝向第四端101b侧延伸的板形状。另外，刀柄109可以具有位于第三端101a侧的刀片刀槽113。如图10所示的未被限定的一例那样，刀柄109可以具有位于第三端101a侧且位于相互分离的位置的上颚部115以及下颚部117，且可以通过该上颚部115以及下颚部117构成刀片刀槽113。
刀片111可以位于刀片刀槽113。换言之，刀片111可以被上颚部115以及下颚部117夹持。
刀片111可以是从第三端101a侧朝向第四端101b侧延伸的柱形状。如图10所示的未被限定的一例那样，刀片111可以是棱柱形状。需要说明的是，刀片111的形状并不限定于棱柱形状。
刀片111可以具有切削刃119。如图10所示的未被限定的一例那样，刀片111可以以使切削刃119在刀柄109的第三端101a侧向外方突出的方式位于刀片刀槽113。切削刀具101能够通过使切削刃119与被切削件接触来进行切削加工。
作为刀柄109的材质，可以使用钢以及铸铁等。特别是，在这些材质中使用钢的情况下，刀柄109的韧性较高。
作为刀片111的材质，例如可以列举出超硬合金、金属陶瓷以及陶瓷等无机材料。作为超硬合金的组成，例如可以列举出WC(碳化钨)-Co、WC-TiC(碳化钛)-Co以及WC-TiC-TaC(碳化钽)-Co。在此，WC、TiC以及TaC可以是硬质粒子，Co可以是结合相。
另外，金属陶瓷可以是使金属与陶瓷成分复合而成的烧结复合材料。具体而言，作为金属陶瓷，可以列举出以TiC或TiN(氮化钛)为主要成分的化合物。刀片111的材质并不限定于此是不言而喻的。
在图9所示的未被限定的一例中，示出了在所谓的车削加工中使用的切削刀具101。本公开的未被限定的实施方式的切削刀具101能够在开槽加工中使用，但并不限定于这样的加工。例如，未被限定的实施方式的切削刀具101在内径加工、外径加工及横向进给加工中使用也没有任何问题。
＜切削加工物的制造方法＞
接下来，使用附图对本公开的未被限定的实施方式的切削加工物401的制造方法进行说明。
切削加工物401能够通过对被切削件403进行切削加工而制作。本公开的未被限定的实施方式中的切削加工物401的制造方法可以具备以下的工序。即，可以包括：
(1)使被切削件403旋转的工序；
(2)使以上述未被限定的实施方式为代表的机床301中的切削刀具101与旋转着的被切削件403接触的工序；以及
(3)使切削刀具101从被切削件403离开的工序。
更具体而言，首先，如图11所示的未被限定的一例那样，可以使被切削件403绕轴O3周旋转，并且使安装于机床301的切削刀具101相对地接近被切削件403。接下来，如图12以及图13所示的未被限定的一例那样，可以使切削刀具101的棱线(切削刃)与被切削件403接触，从而对被切削件403进行切削。然后，如图14所示的未被限定的一例那样，可以使切削刀具101相对地远离被切削件403。
在图11所示的未被限定的一例中，通过在将轴O3固定且使被切削件403绕轴O3旋转的状态下使切削刀具101在Y1方向上移动，从而使切削刀具101接近被切削件403。另外，在图12以及图13所示的未被限定的一例中，通过使刀片111的切削刃119与旋转着的被切削件403接触，从而对被切削件403进行切削。另外，在图14所示的未被限定的一例中，通过在使被切削件403旋转的状态下使切削刀具101在Y2方向上移动，从而使切削刀具101离开。
需要说明的是，在本公开的未被限定的实施方式的制造方法的切削加工中，通过在各个工序中移动切削刀具101，从而使切削刀具101与被切削件403接触或使切削刀具101从被切削件403离开，但当然并不限定于这样的方式。
例如，在(1)的工序中，也可以使被切削件403接近切削刀具101。同样地，在(3)的工序中，也可以使被切削件403从切削刀具101离开。在继续进行切削加工的情况下，维持使被切削件403旋转的状态，并反复进行使刀片111的切削刃119与被切削件403的不同部位接触的工序即可。
需要说明的是，作为被切削件403的材质的代表例，可以列举出碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁或非铁金属等。
附图标记说明
1···夹紧构件
1a···第一端
1b···第二端
3···上颚
5···下颚
7···刀槽
9···第一构件
11···第二构件
13···第三构件
15···第一台阶
17···第二台阶
19···第三台阶
21···第四台阶
23···固定螺钉
25···第一螺纹孔
27···第二螺纹孔
101···切削刀具
101a···第三端
101b···第四端
101c···中央
103···第一侧面
105···第二侧面
107···贯通孔
107a···内壁面
109···刀柄
111···切削刀片(刀片)
113···刀片刀槽
115···上颚部
117···下颚部
119···切削刃
201···第一螺钉
203···第二螺钉
301···机床
401···切削加工物
403···被切削件
L1···第一长度
L2···第二长度
L3···第三长度
O1···第一中心轴
O2···第二中心轴
O3···轴
X···假想线。
Claims (8)
1.一种夹紧构件，其是从第一端延伸至第二端的柱形状，其中，
所述夹紧构件具有：
上颚以及下颚，它们位于相互分离的位置；以及
刀槽，其位于所述上颚与所述下颚之间，
所述上颚具有第一构件以及位于比所述第一构件靠所述第一端侧的位置的第二构件，
在将所述第一构件的硬度设为第一硬度，将所述第二构件的硬度设为第二硬度时，
所述第一硬度比所述第二硬度低。
2.根据权利要求1所述的夹紧构件，其中，
所述夹紧构件还具有位于比所述第一构件靠所述第二端侧的位置的第三构件，
在将所述第三构件的硬度设为第三硬度时，
所述第一硬度与所述第三硬度不同。
3.根据权利要求2所述的夹紧构件，其中，
所述第一硬度比所述第三硬度低。
4.根据权利要求1或2所述的夹紧构件，其中，
在将所述下颚的硬度设为第四硬度时，
所述第一硬度比所述第四硬度低。
5.根据权利要求1或2所述的夹紧构件，其中，
在将所述夹紧构件的延伸方向上的所述第一构件的长度设为第一长度，将所述夹紧构件的延伸方向上的所述第二构件的长度设为第二长度时，
所述第一长度的最大值大于所述第二长度的最大值。
6.根据权利要求1或2所述的夹紧构件，其中，
所述第一构件具有位于所述第一端侧的第一台阶，
所述第二构件具有位于所述第一构件侧的、比所述第一台阶远离所述下颚的位置的第二台阶，
所述第一构件与所述第二构件以所述第一台阶与所述第二台阶相互对置的状态固定。
7.一种机床，其中，
所述机床具有：
权利要求1～6中任一项所述的夹紧构件；以及
位于所述刀槽内的切削刀具。
8.一种切削加工物的制造方法，其中，
所述切削加工物的制造方法包括：
使被切削件旋转的工序；
使权利要求7所述的机床中的所述切削刀具与旋转着的所述被切削件接触的工序；以及
使所述切削刀具从所述被切削件离开的工序。
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