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切削刀具和面铣刀

阅读：1110发布：2020-10-04

IPRDB可以提供切削刀具和面铣刀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于面铣刀的切削刀具(1)，该切削刀具具有形成在前刀面(5)和侧面(6)之间的相交脊部处的切削刃(4)。该切削刃包括主切削刃(4a)、平坦切削刃(4c)以及设置在主切削刃与平坦切削刃之间的倒角刃(4b)。在示出平坦切削刃侧的侧面的直视图的示意图中，倒角刃的设置区域的长度(L2)与主切削刃的设置区域的长度(L3)之间的比率设置为L2:L3＝2:8至5:5，并且倒角刃(4b)相对于平坦切削刃(4c)的倾斜角(θ1)和主切削刃(4a)与平坦切削刃(4c)之间的倾斜角(θ2)设置成满足θ1，下面是切削刀具和面铣刀专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种切削刀具，包括由前刀面和侧面之间的相交脊部形成的切削刃，所述切削刃包括主切削刃、平坦切削刃以及设置在所述主切削刃与所述平坦切削刃之间的倒角刃，其中，在所述平坦切削刃附近的侧面的直视图中，所述倒角刃的安装区域长度L2与所述主切削刃的安装区域长度L3的比率为L2:L3＝2:8至5:5，并且所述倒角刃相对于所述平坦切削刃的倾斜角θ1和所述主切削刃相对于所述平坦切削刃的倾斜角θ2设置成具有θ1<θ2的关系。

2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，

所述倒角刃相对于所述平坦切削刃的倾斜角θ1＝10°至30°，并且所述主切削刃相对于所述平坦切削刃的倾斜角θ2＝45°至80°。

3.根据权利要求1或2所述的切削刀具，其中，

在所述平坦切削刃附近的侧面的直视图中，所述平坦切削刃的安装区域长度为L1，并且满足条件L1>(L2+L3)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的切削刀具，其中，

所述切削刃的材料为单晶金刚石或金刚石烧结体。

5.一种面铣刀，包括：工具主体、根据权利要求1至4中任一项所述的切削刀具、夹持机构以及切削刃偏转调节，其中，对于所述切削刀具而言，所述平坦切削刃设置在所述工具主体的正面，所述主切削刃设置在所述工具主体的外周，并且所述主切削刃进一步以相对于与刀具轴线垂直的线倾斜45°至80°的姿态安装在所述工具主体的端部的外周。

说明书全文

切削刀具和面铣刀

技术领域

[0001] 本发明涉及切削刀具和包括该切削刀具的面铣刀。

背景技术

[0002] 为了切削以铝为代表的软质材料，使用包括由单晶金刚石制成的切削刃的切削刀具。

[0003] 具有由单晶金刚石制成的切削刃的切削刀具在加工铝的过程中表现出极好的抗熔焊性，并且允许高速切削。

[0004] 然而，在利用面铣刀加工软质材料(例如铝)时，存在如下问题：在工件的被刀具切过的一侧的侧面与加工面之间的相交部(角部)产生毛刺。

[0005] 可以通过减小切屑的厚度或者提高刀具的锋利度来减少毛刺。

[0006] 其中，可以通过将轴向前角或径向前角设置为正角来提高刀具的锋利度。

[0007] 另外，通过减小加工时的切削进给量来减小切屑厚度，但这种方法使加工效率降低。因此，作为另一种减小切屑厚度的技术，通常在与工具轴线平行的主切削刃的末端(位于主切削刃与用于使加工面平滑化的平坦切削刃(flat cutting edge)之间)对角部进行斜切，即所谓的倒角(参见例如专利文献(PTL)1)。

[0008] 引用文献列表

[0009] 专利文献

[0010] PTL 1：日本未审查的专利申请公开No.8-141822

发明内容

[0011] 技术问题

[0012] 如上所述，当在末端(位于主切削刃与平坦切削刃之间)进行倒角时，在使用例如金刚石等高脆性材料作为切削刃的铣刀中，主切削刃与倒角部分之间的相交部附近的区域尤其容易崩裂。

[0013] 另外，在沿轴向以较大切削深度加工时，由主切削刃切削下来的切屑在没有良好地断开的情况下排出，并滞留在平坦切削刃的外周；因此，切削刃可能受损，或者加工面可能受损。

[0014] 本发明的目的在于：在利用面铣刀加工软质材料时，提高形成在切削刀具的切削刃中的角部的强度，同时减少毛刺并改善切屑排出性能。

[0015] 解决技术问题的方案

[0016] 根据本发明的一方面的切削刀具是用于面铣刀的切削刀具，所述切削刀具包括由前刀面和侧面之间的相交脊部形成的切削刃，所述切削刃包括主切削刃、平坦切削刃以及设置在所述主切削刃与所述平坦切削刃之间的倒角刃。

[0017] 在所述切削刀具的切削刃中，在所述平坦切削刃附近的侧面的直视图中，所述倒角刃的安装区域长度L2与所述主切削刃的安装区域长度L3的比率为L2:L3＝2:8至5:5，并且所述倒角刃相对于所述平坦切削刃的倾斜角θ1和所述主切削刃相对于所述平坦切削刃的倾斜角θ2设置成具有θ1<θ2的关系。

[0018] 对于所述切削刀具而言，所述平坦切削刃设置在工具主体的正面，所述主切削刃设置在所述工具主体的外周，并且所述主切削刃进一步以倾斜角θ2为45°至80°的姿态安装在所述工具主体的端部的外周。

[0019] 本发明还提供一种具有上述结构的面铣刀。

[0020] 本发明的有益效果

[0021] 根据本发明的一方面的切削刀具减少了加工软质材料时的毛刺，并且改善了切屑排出性能。

[0022] 另外，提高了平坦切削刃和倒角刃相交处的角部的强度，从而减少了该角部的破裂。

附图说明

[0023] 图1是示出根据本发明的一方面的切削刀具的透视图。

[0024] 图2是图1的切削刀具的俯视图。

[0025] 图3是图1的切削刀具的侧视图。

[0026] 图4是图1的切削刀具的正视图。

[0027] 图5是图1的切削刀具的仰视图。

[0028] 图6是示出图2的一部分的放大视图。

[0029] 图7是示出包括图1的切削刀具的面铣刀的实例的透视图。

[0030] 图8是图7的面铣刀的侧视图。

[0031] 图9是图7的面铣刀的正视图。

[0032] 图10是示出倒角刃的倾斜角θ1与毛刺、崩裂的产生情况之间的关系的图表(即，示出刀具切过侧的工件的角部状态的图片)。

[0033] 图11是示出主切削刃的倾斜角θ2与切屑的处理状态之间的关系的照片。

[0034] 图12是总结倒角刃的倾斜角θ1与主切削刃的倾斜角θ2之间的关系的评估结果的表格。

具体实施方式

[0035] [本发明的实施例的描述]

[0036] 根据本发明的一方面的切削刀具是用于面铣刀的切削刀具，该切削刀具具有由前刀面和侧面之间的相交脊部形成的切削刃，该切削刃包括主切削刃、平坦切削刃以及设置在主切削刃与平坦切削刃之间的倒角刃。

[0037] 在平坦切削刃侧的侧面的直视图中，倒角刃的安装区域长度L2与主切削刃的安装区域长度L3的比率为L2:L3＝2:8至5:5。这里提及的倒角刃和主切削刃的安装区域长度比相应切削刃的实际尺寸短。

[0038] 另外，倒角刃相对于平坦切削刃的倾斜角(在下文中简称为倾斜角)θ1以及主切削刃相对于平坦切削刃的倾斜角θ2设置成具有θ1<θ2的关系。优选的倾斜角数值为θ1＝10°至30°，θ2＝45°至80°。

[0039] 应该注意的是，平坦切削刃侧的侧面的直视图是指：在切削刀具安装在刀具主体中的状态下，沿着刀具轴线的方向得到的平坦切削刃侧的侧面的视图。

[0040] 另外，倾斜角θ1和θ2是相对于平坦切削刃而言的角度，平坦切削刃在使用状态下的面角为0°(即，与刀具的轴线垂直)。

[0041] 在满足上述关系的切削刀具中，倒角刃起到一部分主切削刃的作用，并且减少了工件的切过侧的毛刺。

[0042] 倒角刃的倾斜角θ1如果为45°则太大，并可能导致刀具切过侧的工件角部处的毛刺或崩裂(裂纹)，因此倾斜角θ1优选地为30°以下。

[0043] 此外，倾斜角θ1如果为10°以上则能使倒角刃有效地发挥作用。基于这些效果，当倾斜角θ1＝10°至30°时，能够减少毛刺和崩裂，并且获得状态更好的加工面。

[0044] 当满足上述关系时，由主切削刃和倒角刃这两个切削刃组成的切削刃在刀具轴向上的长度L4与由主切削刃和倒角刃这两个切削刃组成的切削刃在刀具径向上的长度(L2+L3)满足{L4>(L2+L3)}的关系，并且还能够在轴向上以较大切削深度进行加工。

[0045] 此外，由于倒角刃的倾斜角θ1被设置为10°至30°并且主切削刃的倾斜角θ2被设置为45°至80°，所以倒角刃与主切削刃相交处的角部C的角部角θ3(由倒角刃和主切削刃形成的角)为110°以上。因此，增强了角部C，从而提高了角部C的抗断裂性并且改善了耐久性。

[0046] 另外，由于主切削刃的倾斜角θ2设置为45°以上，所以切屑的排出方向是使切屑远离加工面的方向，此外，与倾斜角θ2＝90°的切削刀具相比，由主切削刃切削下来并卷曲的切屑的直径较小并且切屑精细地断开。

[0047] 因此，切屑不会滞留在平坦切削刃的外周，并且由于滞留的切屑减少，所以对切削刃的破坏和对加工面的损伤也都减轻。

[0048] 另外，由于主切削刃的倾斜角θ2设置为80°以下，所以由主切削刃切削下来的切屑的厚度比由θ2＝90°的切削刃切削下来的切屑的厚度小。倒角刃的情况与之类似，并且如果倒角刃的倾斜角θ1设置为25°，则与θ2＝90°的切削刃相比，切屑厚度减小至约80％。因此，切削主力减小，并且切削阻力降低。

[0049] [本发明的实施例的细节]

[0050] 在下文中，将参考说明书附图中的图1至图9来描述根据本发明实施例的切削刀具和面铣刀的具体实例。

[0051] 在下文中，将参考附图来描述根据本发明的一方面的切削刀具的具体实例。应该注意的是，本发明不限于这些实例，而意图包括由权利要求书的范围所限定的以及落入与权利要求书的范围等同的含义和范围之内的所有变型例。

[0052] 通过将由单晶金刚石或金刚石烧结体(PCD)制成的切削刃片3接合到基体金属2的上表面的一个角部，来形成图1至图6所示的切削刀具1。

[0053] 切削刃片3设置有切削刃4。如图6详细地示出的，由前刀面5和侧面6之间的相交脊部形成的切削刃4包括主切削刃4a、倒角刃4b和平坦切削刃4c。

[0054] 倒角刃4b相对于平坦切削刃4c的倾斜角(＝相对于在平坦切削刃上加工的表面的倾斜角)θ1设置为10°至30°。

[0055] 另外，主切削刃4a相对于面角＝0°的平坦切削刃4c的倾斜角θ2设置为45°至80°，并且倒角刃4b和主切削刃4a相交处的角部C的角部角θ3为110°以上。因此，抑制了角部C的崩裂。

[0056] 对于主切削刃4a和倒角刃4b而言，在平坦切削刃4c附近的侧面的直视图(沿图6中的箭头A的方向观察的视图)中，倒角刃4b的安装区域长度为L2，主切削刃4a的安装区域长度为L3，并且将这两个长度之间的比率L2:L3设置为2:8至5:5。

[0057] 在L2较小，L3较大，以致低于L2:L3＝2:8的情况下，由倒角刃4b提供的减少毛刺的效果减弱，因而不能有效地减少毛刺。

[0058] 在L2较大，L3较小，以致高于L2:L3＝5:5的情况下，对倒角刃4b的切屑排出方向的影响增大，因而出现如下问题：切屑在不断开的情况下排出。

[0059] 通过上述设置，在由主切削刃4a和倒角刃4b这两者组成的切削刃中，切削刃的刀具轴向上的长度L4和刀具径向上的长度(L2+L3)满足{L4>(L2+L3)}的关系。

[0060] 另外，在沿图6中的箭头A的方向观察的视图中，平坦切削刃4c的安装区域长度L1是满足{L1>(L2+L3)}的关系的长度，因而能够增大由平坦切削刃4c精加工的加工面的表面粗糙度。

[0061] 应该注意的是，尽管图示切削刀具的平坦切削刃4c是面角＝0°的直线形切削刃，但平坦切削刃4c也可以是具有面角的切削刃或弯曲成凸圆弧状的切削刃。对于具有例如平坦切削刃等的切削刀具而言，这种切削刃被认为是面角为0°的平坦切削刃，并且倒角刃和主切削刃的倾斜角是已设置好的。

[0062] 接下来，将参考说明书附图中的图7至图9来描述根据本发明实施例的使用上述切削刀具1的面铣刀的具体实例。

[0063] 图中示出的面铣刀10包括工具主体11、切削刀具1、夹持机构12和切削刃偏转调节机构13。

[0064] 在工具主体11中，在外周上沿着周向以恒定间距设置有：多个刀具支撑座14，其支撑相应的切削刀具1；以及多个切屑槽15，其面向相应的刀具支撑座。

[0065] 在各个切削刀具1中，平坦切削刃4c设置在工具主体11的正面，而主切削刃4a设置在工具主体11的外周。此外，在设置于工具主体11的端部的外周的刀具支撑座14中安装有主切削刃4a，主切削刃4a具有相对于与刀具轴线垂直的线成倾斜角θ2的姿态。

[0066] 然后，利用夹持机构12将切削刀具1固定到工具主体11中。夹持机构12是公知的机构，包括楔形夹片12a和夹紧螺栓12c(图中示出的夹紧螺栓是所谓的W螺栓，该螺栓的一个端侧旋入工具主体11中，另一端侧旋入夹片12a中，这两个端侧被反向攻丝)，夹紧螺栓12c将夹片12a拉入楔形槽12b中。

[0067] 切削刃偏转调节机构13由调节螺栓13a形成，调节螺栓13a从设置有刀具支撑座14的一侧旋入工具主体11中。

[0068] 调节螺栓13a是如下所述的螺栓：在该螺栓中，在头部的外周沿着周向以恒定间距设置多个销孔，这些销孔用于分别与旋转操作用的插销扳手(未示出)接合。调节螺栓13a设置在刀具支撑座14的后部。

[0069] 使调节螺栓13a的上顶面与安装在刀具支撑座14上的切削刀具1接触，并且增加/减少调节螺栓13a旋入工具主体11中的量，以使切削刀具1的切削刃的轴向位置对齐。

[0070] 由于如此构造的面铣刀10采用了上述切削刀具1，所以减少了加工面的刀具切过侧的毛刺，并且改善了切屑排出性能，另外，提高了形成在切削刃中的角部的强度。因此，能够预期的是：耐久性提高，加工稳定性提高，加工面的质量提高。

[0071] 实例

[0072] 下面描述与倒角刃的倾斜角θ1及主切削刃的倾斜角θ2相关的评估试验的结果。

[0073] -试验1-

[0074] 在如下条件下，对倒角刃的倾斜角θ1的大小与毛刺、崩裂的产生情况之间的关系进行分析。

[0075] 评估设备：具有BT30主轴的立式加工中心

[0076] 评估工具：由住友电工硬质合金株式会社生产的RF4080R(切削刃数目＝1)[0077] 切削刀具：包括在由单晶金刚石制成的切削刃片中的倒角刃的倾斜角θ1分别设置为10°、20°、45°、75°的四种切削刀具(无倾斜角为θ2的切削刃)

[0078] 工件：AC4C-T5(宽度为50mm的铝合金)

[0079] 切削条件：切削速度Vc＝1000m/min和2300m/min，每个切削刃的进给速率fz＝0.15mm，切削深度ap＝0.5mm，切削公称宽度ae＝50mm，湿式切削

[0080] 在图10中示出了该评估试验的结果。图10是利用照相机对加工工件的刀具切过侧的角部拍照并对所获得的放大照片中的图像描绘轮廓而获得的图表。从该图表中可以看出，当倒角刃的倾斜角θ1为45°、75°时，工件W的加工面的刀具切过侧的角部处产生毛刺和崩裂。

[0081] 随着倾斜角θ1增大，上述毛刺和崩裂变得更为明显。另一方面，当倒角刃的倾斜角θ1为10°、20°时，确保了如下有利情况：工件W的加工面的刀具切过侧的角部处没有毛刺和崩裂。

[0082] -试验2-

[0083] 在如下条件下，对主切削刃的倾斜角θ2的大小与切屑的处理状态之间的关系进行分析。

[0084] 评估设备：具有BT30主轴的立式加工中心

[0085] 评估工具：由住友电工硬质合金株式会社生产的刀具(图7中的工具)[0086] 切削刀具：包括在由单晶金刚石制成的切削刃片中的主切削刃的倾斜角θ2分别设置为45°、75°的两种切削刀具(无倾斜角为θ1的切削刃)

[0087] 工件：ACD12

[0088] 切削条件：切削速度Vc＝2261m/min(n＝9000min-1)，每个切削刃的进给速率fz＝0.15mm，切削深度ap＝0.4mm，切削公称宽度ae＝50mm，切削刃的数目为1，干式切削(出于照相的目的而采用干式切削)

[0089] 在图11中示出了该评估试验的结果。尽管当主切削刃的倾斜角θ2为45°时，切屑良好地卷曲并精细地断开，但当倾斜角θ2为75°时，产生几乎直线延伸的切屑。

[0090] 应该注意的是，出于照相的目的，在图11中的实际加工照片中，n＝1000min-1。由于照片中切屑的形状和排出方向不够清晰，所以图11中同时示出了切屑的形状和排出方向的示意图。

[0091] 图12中总结了试验1和试验2的评估结果。

[0092] -试验3-

[0093] 在如下条件下，对主切削刃的倾斜角θ2的大小与切屑的处理状态之间的关系进行分析。

[0094] 评估设备：具有BT30主轴的立式加工中心

[0095] 评估工具：由住友电工硬质合金株式会社生产的刀具(图7中的工具)[0096] 切削刀具：一种包括在由单晶金刚石制成的切削刃片中的倒角刃的倾斜角θ1设置为10°并且L2:L3＝2:8的切削刀具和另一种倒角刃的倾斜角θ1设置为20°并且L2:L3＝5:5的切削刀具，两种切削刀具的主切削刃的倾斜角θ2都设置为45°

[0097] 工件：ACD12

[0098] 切削条件：切削速度Vc＝2261m/min(n＝9000min-1)，每个切削刃的进给速率fz＝0.15mm，切削深度ap＝0.4mm，切削公称宽度ae＝50mm，切削刃的数目为1

[0099] 对于各切削刀具而言，切屑良好地卷曲并精细地断开，并且确保了如下有利情况：工件W的加工面的刀具切过侧的角部处没有毛刺和崩裂。

[0100] 附图标记列表

[0101] 1 切削刀具

[0102] 2 基体金属

[0103] 3 切削刃片

[0104] 4 切削刃

[0105] 4a 主切削刃

[0106] 4b 倒角刃

[0107] 4c 平坦切削刃

[0108] 5 前刀面

[0109] 6 侧面

[0110] θ1 倒角刃的倾斜角

[0111] θ2 主切削刃的倾斜角

[0112] C 倒角刃和主切削刃相交位置处的角部

[0113] θ3 角部C的角部角

[0114] L1 在平坦切削刃侧的侧面的直视图中，平坦切削刃的安装区域长度[0115] L2 在平坦切削刃侧的侧面的直视图中，倒角刃的安装区域长度

[0116] L3 在平坦切削刃侧的侧面的直视图中，主切削刃的安装区域长度

[0117] L4 切削刃在切削方向上的安装区域长度

[0118] 10 面铣刀

[0119] 11 工具主体

[0120] 12 夹持机构

[0121] 12a 夹片

[0122] 12b 楔形槽

[0123] 12c 夹紧螺栓

[0124] 13 切削刃偏转调节机构

[0125] 13a 调节螺栓

[0126] 14 刀具支撑座

[0127] 15 切屑槽

标题	发布/更新时间	阅读量
切削刀片及切削刀具-专利编号CN106513724B	2020-05-13	990
切削刀片及切削刀具-专利编号CN106513724A	2020-05-13	887
一种切削刀具-专利编号CN104646744A	2020-05-12	604
切削刀片及切削刀具-专利编号CN103212726A	2020-05-11	504
切削刀具-专利编号CN102416506A	2020-05-11	341
一种切削刀具-专利编号CN107030324B	2020-05-11	738
一种切削刀具-专利编号CN104841963A	2020-05-12	744
切削刀具-专利编号CN102416506B	2020-05-11	252
切削刀片及切削刀具-专利编号CN103212726B	2020-05-13	567
一种切削刀具-专利编号CN102756137A	2020-05-12	720

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