CN108115156B

CN108115156B - 切削刀具以及切削加工物的制造方法

Info

Publication number: CN108115156B
Application number: CN201611076747.0A
Authority: CN
Inventors: 张展龙
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2020-11-06
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: JP6467014B2; CN108115156A; JP2018086716A

Abstract

本发明提供切削刀具以及切削加工物的制造方法。一方案的切削刀具具备刀架，该刀架具有：从第一端朝向第二端延伸的主体、位于所述第一端侧的镶刀槽、在所述主体的至少一部分开口的冷却液的流入口、位于所述镶刀槽的流出口、以及在所述主体的内部从所述流入口连接到所述流出口的流路。另外具备镶刀，该镶刀具有：上表面、位于该上表面的相反侧的下表面、位于所述上表面与所述下表面之间的侧面、以及位于所述上表面与所述侧面相交的部分的至少一部分处的切削刃，该镶刀位于所述镶刀槽。所述镶刀槽具有：在所述刀架的外周侧与所述镶刀的所述侧面对置的第一面、以及与所述下表面对置的第二面，所述第一面具有供所述冷却液流动的第一槽。

Description

切削刀具以及切削加工物的制造方法

技术领域

本发明涉及切削刀具以及切削加工物的制造方法。

背景技术

作为在对金属等被切削件进行切削加工时使用的切削刀具，已知有旋转切削刀具。例如，在专利文献1中公开了用于这样的旋转切削刀具的镶刀以及刀架。专利文献1所记载的旋转切削刀具具备：具有镶刀安装座(镶刀槽)刀架和安装于镶刀安装座的不重磨镶刀(镶刀)。

而且，专利文献1所记载的镶刀具有：形成于后刀面的后刀面槽部和形成于安装座面的安装座面槽部。另外，专利文献1所记载的刀架中的镶刀安装座具有用于喷射将镶刀的切削刃进行冷却的冷却液的流体喷射口。从流体喷射口喷射出的冷却液通过安装座面槽部流向后刀面槽部。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-238342号公报

在专利文献1所记载的旋转切削刀具中，后刀面槽部朝向外周侧开口。因此，在使用专利文献1所记载的旋转切削刀具进行了切削加工的情况下，通过了安装座面槽部的冷却液不流入到后刀面槽部而容易沿着安装座面槽部中的进行方向释放到外部。因此，有时难以向镶刀的切削刃附近供给冷却液。在现有的切削刀具中，从提高切削效率的观点出发，必须容易利用冷却液来冷却切削刃。

发明内容

本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种镶刀的切削刃容易被冷却的切削刀具。

基于一方案的切削刀具具备刀架，该刀架具有：从第一端朝向第二端延伸的主体、位于所述第一端侧的镶刀槽、在所述主体的至少一部分开口的冷却液的流入口、位于所述镶刀槽的流出口、以及在所述主体的内部从所述流入口连接到所述流出口的流路。另外具备镶刀，该镶刀具有：上表面、位于该上表面的相反侧的下表面、位于所述上表面与所述下表面之间的侧面、以及位于所述上表面与所述侧面相交的部分的至少一部分处的切削刃，所述镶刀位于所述镶刀槽。所述镶刀槽具有：在所述刀架的外周侧与所述镶刀的所述侧面对置的第一面、以及与所述下表面对置的第二面，所述第一面具有供所述冷却液流动的第一槽。

发明效果

根据上述方式的切削刀具，冷却液不易被释放到外部而容易朝向切削刃供给，因此，容易利用冷却液来冷却切削刃。

附图说明

图1是示出一实施方式的切削刀具的立体图。

图2是图1所示的区域A1中的放大图。

图3是示出一实施方式的刀架的立体图。

图4是图3所示的区域A2中的放大图。

图5是从B1方向观察图3所示的刀架的侧视图。

图6是图5所示的区域A3中的放大图。

图7是从第一端侧观察图1所示的切削刀具的俯视图。

图8是从第二端侧观察图1所示的切削刀具的俯视图。

图9是从B2方向观察图7所示的切削刀具的侧视图。

图10是图9所示的区域A4处的放大图。

图11是从B3方向观察图7所示的切削刀具的侧视图。

图12是图11所示的区域A5处的放大图。

图13是示出一实施方式的镶刀的立体图。

图14是图13所示的镶刀的俯视图。

图15是图13所示的镶刀的仰视图。

图16是从B4方向观察图14所示的镶刀的侧视图。

图17是从B5方向观察图14所示的镶刀的侧视图。

图18是示出一实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

图19是示出一实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

图20是示出一实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。

附图标记说明：

1…切削刀具；

3…镶刀；

5…刀架；

O1…旋转轴；

X1…旋转方向；

O2…中心轴；

5a…主体；

7…镶刀槽；

9…螺钉；

11…螺纹孔；

13…流入口；

15…流出口；

17…流路；

19…突起；

21…第一面；

23…第二面；

25…第一槽；

27…第二槽；

29…上表面；

31…下表面；

33…侧面；

35…切削刃；

37…倾斜面；

39…贯通孔；

41…凹部；

43…第三槽；

101…被切削件。

具体实施方式

以下，使用附图对一实施方式的切削刀具1详细进行说明。但是，为了便于说明。以下所参照的各图仅简化示出在说明一实施方式时所需的主要构件。因此，以下公开的切削刀具1能够具备未在所参照的各图中示出的任意的构成构件。另外，各图中的构件的尺寸并不严格表示实际的构成构件的尺寸以及各构件的尺寸比率等。

图1以及图2等所示的本实施方式的切削刀具1具备：具有切削刃的多个镶刀3和刀架5。在本实施方式中，作为切削刀具1而示出用于铣削加工等的旋转切削刀具。但是，切削刀具1并不局限于旋转切削刀具，例如也可以是用于内径加工等的车削工具。另外，本实施方式的切削刀具1具备两个镶刀3，但也可以为仅具备一个镶刀3的结构。

首先，使用附图对构成切削刀具1的刀架5详细进行说明。

如图3等所示，本实施方式中的刀架5具有旋转轴O1。在将镶刀3所处的一方设为第一端，将第一端的相反侧设为第二端时，刀架5具有沿着旋转轴O1从第一端朝向第二端延伸的圆柱状体的主体5a。在进行用于制造切削加工物的被切削件的切削加工时，刀架5以旋转轴O1为中心而沿旋转方向X1旋转。在本实施方式中，作为圆柱状体的主体5a的中心轴与主体5a的旋转轴O1一致。通常，第一端为前端，第二端为后端。

以下，将接近旋转轴O1的一侧称为中心侧，将远离旋转轴O1的一侧称为外周侧。另外，将从刀架5的第二端朝向第一端的方向称为前端方向，将从刀架5的第一端朝向第二端的方向称为后端方向。另外，将相对于刀架5的长边方向的中央而处于接近第一端的位置的情况称为第一端侧，将处于接近第二端的位置的情况称为第二端侧。图3是使刀架5的第一端位于左下方且第二端位于右上方的立体图。

如图3所示，多个镶刀槽7位于刀架5的第一端侧的外周侧。如图2所示，镶刀槽7是镶刀3所处的部分，在安装镶刀3前，镶刀槽7在刀架5的第一端侧的外周侧开口。

多个镶刀槽7可以按照以旋转轴O1为中心而旋转对称的方式等间隔地设置，也可以不等间隔地设置。在本实施方式中，示出为了抑制向安装于各镶刀槽7的镶刀3施加的负载的偏差而将多个镶刀槽7等间隔地配置的二重对称的例子。

在本实施方式中，示出如下的例子：如图3所示，两个镶刀槽7设于刀架5，如图2等所示，镶刀3分别位于两个镶刀槽7。需要说明的是，镶刀槽7的个数以及安装于刀架5的镶刀3的个数并不局限于两个。镶刀槽7的个数以及镶刀3的个数例如也可以为三个以上。

如图1以及图2所示，镶刀3位于镶刀槽7。此时，镶刀3的安装座面可以直接与镶刀槽7接触，另外也可以在镶刀3与镶刀槽7之间夹入片材。

镶刀3安装为，切削刃的至少一部分从刀架5向外周侧突出。在本实施方式中，镶刀3通过螺钉9而安装于刀架5。即，镶刀3通过插入到镶刀3的贯通孔中的螺钉9与形成于镶刀槽7的螺纹孔11的螺合而安装于刀架5。

本实施方式中的刀架5具有：在主体5a的至少一部分上开口的流入口13(参照图8)、位于镶刀槽7的流出口15(参照图2、4、6)、以及在主体5a的内部从流入口13连接到流出口15的流路17(参照图6、8)。流路17是供切削加工时用于冷却镶刀3的流体(冷却液：冷却剂)流动的区域。

流入口13是用于使冷却液向流路17流入的入口。冷却液从刀架5的流入口13被供给。如图8所示，本实施方式中的流入口13位于主体5a中的第二端侧。从流入口13供给的冷却液在位于主体5a的内部的流路17中流动并流向流出口15。本实施方式中的流出口15位于镶刀槽7。

如图4所示，本实施方式中的镶刀槽7具有位于镶刀槽7的外周侧的突起19。另外，本实施方式中的镶刀槽7具有第一面21及第二面23。第一面21是在刀架5的外周侧与构成镶刀3的切削刃的侧面对置的面，在本实施方式中，对应于突起19中的朝向中心侧的面。另外，第二面23是与镶刀3的安装座面对置的面。突起19位于比镶刀3的侧面靠外周侧的位置，但为了避免与被切削件发生干涉，还位于比镶刀3中的切削刃35靠中心侧的位置。

本实施方式中的第一面21具有第一槽25。从位于镶刀槽7的流出口15流出的冷却液流向第一槽25。具体地说，本实施方式中的流出口15位于镶刀槽7的第二面23中。另外，本实施方式中的第二面23具有第二槽27，第二槽27与流出口15以及第一槽25相连。因此，在第二面23中流出的冷却液通过第二槽27而朝向第一面21中的第一槽25。本实施方式中的刀架5具有两个镶刀槽7，因此存在两个流出口15。需要说明的是，在从位于镶刀槽7的流出口15流出的冷却液朝向第一槽25的过程中，并不局限于通过第二槽27，也可以通过在镶刀3的安装座面上形成的槽。

第一槽25是供冷却液流动的区域。由于镶刀槽7具有这样的第一槽25，因此，冷却液被朝向切削刃的附近喷射，即，容易朝向切削刃供给冷却液，因此，容易利用冷却液来冷却切削刃。换言之，通过使镶刀槽7具有第一槽25，从而冷却液被朝向切削刃以外的部分喷射的情况较少，因此，大多能够实现切削刃的冷却功能。

需要说明的是，在此，冷却液朝向切削刃供给并不局限于严格意义上的冷却液朝向切削刃喷射。即，以利用冷却液来冷却切削刃的程度向切削刃的附近喷射冷却液即可。

本实施方式中的第一槽25的一方的端部与第二面23连接，且该第一槽25从该端部朝向刀架5的旋转方向X1的前方延伸。具体地说，根据图4，延伸的方向为从下至上。另外，第一槽25的一方的端部位于突起19的下端，且与第二槽27连接。

冷却液例如由非水溶性油剂或水溶性油剂构成，根据被切削件的材质适当地选择性采用。作为非水溶性油剂，例如举出油性式、非活性极压式或者活性极压式的切削油。作为水溶性油剂，例如举出乳剂、可溶体或者溶液等切削油。

作为刀架5，能够使用钢、铸铁或者铝合金。在本实施方式中，使用这些构件中韧性较高的钢。刀架5的大小根据被切削件的大小而适当地设定。例如，沿着旋转轴O1的方向上的长度设定为30～90mm左右。另外，与旋转轴O1正交的方向上的宽度(直径)设定为20～500mm左右。根据刀架5具有多个镶刀槽7明显可知，刀架5的形状并非是严格意义上的圆柱状体。

接下来，使用附图对构成切削刀具1的镶刀3详细进行说明。

如图13等所示，本实施方式的镶刀3具有上表面29、位于上表面29的相反侧的下表面31、以及侧面33。镶刀3在本实施方式中大体为六棱体形状。

如图14所示，上表面29为六边形，具有六个角部以及六个边部。但是，上表面29中的角部无需是严格意义上的角，如图14等图示的那样，也可以采用倒圆角的形状。另外，上表面29中的边部无需是严格意义上的直线状，也可以具有成为曲线状的区域。

下表面31在将本实施方式的镶刀3安装于刀架5时作为安装座面发挥功能。下表面31与上表面29同样地为六边形，但下表面31构成为比上表面29小一圈。

需要说明的是，作为上表面29以及下表面31的形状，并不局限于上述的方式。在本实施方式的镶刀3中，俯视观察时的上表面29的形状为六边形，但例如俯视观察时的上表面29的形状也可以为三角形、四边形或者五边形。另外，例如在上表面29为四边形的情况下，上表面29的形状能够变更为长方形、平行四边形、菱形或者正方形。

如图16及图17所示，侧面33位于上表面29与下表面31之间，且分别与上表面29以及下表面31连接。图13所示的镶刀3中的侧面33具有大体平坦的区域、以及在平坦的区域彼此之间(角部的下方)弯曲的区域。如上所述，由于下表面31构成为比上表面29小一圈，因此，侧面33以随着从上表面29侧朝向下表面31侧而接近中心轴O2的方式倾斜。

本实施方式的镶刀3在俯视观察时的最大宽度为6～25mm。另外，下表面31至上表面29的高度为1～10mm。在此，下表面31至上表面29的高度是指，上表面29的上端与下表面31的下端之间的与中心轴O2平行的方向上的长度。

作为构成镶刀3的构件的材质，例如举出超硬合金或者金属陶瓷等。作为超硬合金的组成，例如举出WC-Co、WC-TiC-Co以及WC-TiC-TaC-Co。在此，WC、TiC以及TaC为硬质粒子，Co为键合相。另外，金属陶瓷是在陶瓷成分中复合了金属的烧结复合材料。具体地说，作为金属陶瓷，作为一例而举出以碳化钛(TiC)或氮化钛(TiN)等钛化合物为主要成分的材料。

对于构成镶刀3的上述构件的表面，也可以使用化学蒸镀(CVD)法或者物理蒸镀(PVD)法通过覆膜而进行涂层。作为覆膜的组成，举出碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)或者氧化铝(Al₂O₃)等。

镶刀3具有在被切削件的切削加工中使用的切削刃35。切削刃35位于上表面29与侧面33相交的部分、即棱部的至少一部分。本实施方式中的切削刃35位于角部以及边部的一部分。需要说明的是，切削刃35也可以位于边部的整体上。

在上表面29与侧面33相交的部分且切削刃35所处的部分处，也可以实施所谓的珩磨加工。在实施珩磨加工时，上表面29与侧面33相交的部分并非是两个面交叉的严格意义上的线形状，而是稍成为曲面形状。通过实施珩磨加工，使切削刃35的强度提高。

如图13等所示，本实施方式中的上表面29具有倾斜面37。在本实施方式中，该倾斜面37作为起到将切削刃35中产生的切屑铲取这样的作用的所谓的前刀面而发挥功能。倾斜面37为了使切屑顺畅地流动，随着从切削刃35离开而朝向下方倾斜。

本实施方式的镶刀3具有贯通孔39。贯通孔39从上表面29的中心朝向下表面31的中心而配置。贯通孔39用于将镶刀3固定于刀架5。具体地说，例如，在将镶刀3螺纹紧固于刀架5时，螺钉9插入到贯通孔39中。作为将镶刀3固定于刀架5的方法，并不局限于上述的螺纹紧固。例如，在利用夹钳或压杆将镶刀3固定于刀架5时，也可以利用贯通孔39。

本实施方式中的贯通孔39的轴与穿过上表面29的中心以及下表面31的中心的镶刀3的中心轴O2一致。另外，贯通孔39的轴的方向与上表面29以及下表面31正交。需要说明的是，贯通孔39并不局限于从上表面29的中心朝向下表面31的中心而设置的结构。例如，也可以配置在侧面33中的位于彼此相反侧的区域。

下表面31在将镶刀3安装于刀架5中的第二面23时作为安装座面发挥功能。如上所示，本实施方式中的第二面23具有第二槽27。因此，在使镶刀3的下表面31与第二面23抵接的同时也能够稳定地确保冷却液在第二面23上流动的空间。

此时，在镶刀3的下表面31与第二面23抵接的情况下，镶刀3起到相对于第二槽27的盖的作用。因此，能够减少在第二槽27中不引导到第一槽25而漏出的冷却液的量。

本实施方式中的第一槽25在俯视观察下也可以位于比镶刀3的中心靠第一端侧的位置。切削刃35中的位于刀架5的第一端侧的部分与切削刃35中的位于刀架5的第二端侧的部分相比，切削负载容易变高。因此，期望高效地冷却切削刃35中的位于刀架5的第一端侧的部分。

在第一槽25位于上述的部分的情况下，容易朝向切削刃35中的位于刀架5的第一端侧的部分喷射冷却液。因此，能够高效地冷却切削刃35。

本实施方式中的第一槽25的宽度W1也可以小于流出口15的宽度W2。在这样的情况下，能够提高向在第一槽25中流动的冷却液施加的压力，因此，能够朝向切削刃35快速地喷射冷却液。在此，第一槽25的宽度W1是指，如图6所示那样在与第一槽25延伸的方向正交的方向上的第一槽25的开口部分的宽度。另外，流出口15的宽度W2是指，如图6所示那样从正面观察流出口15时的宽度。

本实施方式中的镶刀3也可以具有包含第一部位的至少一部分的凹部41，该第一部位含有第一面21。在本实施方式中，突起19相当于第一部位。在镶刀3具有这样的凹部41的情况下，能够稳定地确保第一槽25的空间。

另外，镶刀3除了凹部41之外还具有第三槽43。第三槽43位于凹部41的上方，且与凹部41相连。在镶刀3具有这样的第三槽43的情况下，通过第一槽25的冷却液流向第三槽43，容易利用冷却液进一步冷却切削刃35。本实施方式中的第三槽43的宽度比第一槽25的宽度窄。

在镶刀3的侧面33具有凹部41的情况下，能够增大突起19的壁厚，因此，容易确保第一槽25的空间。另外，由于能够增大突起19的壁厚，因此也能够提高突起19的强度。

本实施方式中的凹部41也可以位于比贯通孔39的中心轴靠刀架5的第一端侧的位置。在形成有凹部41的情况下，镶刀3中的形成有凹部41的部分的壁厚变薄。然而，在如上述那样配置凹部41的情况下，避免了镶刀3中产生壁厚变薄的部分，因此能够提高镶刀3的强度。

另外，本实施方式中的凹部41也可以与切削刃35分离。在凹部41与切削刃35分离的情况下，容易朝向切削刃35来喷射冷却液，因此，容易高效地冷却切削刃35。另外，避免了形成第一槽25的突起19与被切削件发生干涉。

在本实施方式的切削刀具1中也可以是，镶刀3的下表面31与刀架5的第二面23抵接，另一方面，镶刀3的侧面33与刀架5的第一面21分离。在这样的情况下，能够将镶刀3稳定地保持在第二面23上，并且能够避免在将镶刀3螺纹紧固于刀架5时向镶刀3施加的负载传递至第一面21。形成第一面21的区域如本实施方式中的突起19那样壁厚容易变薄且强度容易变低，但在第一面21与镶刀3的侧面33分离的情况下，难以对第一面21造成损伤。

以上，使用附图对一实施方式的切削刀具1进行了说明，但本发明的切削刀具1并不局限于上述实施方式的结构，在不脱离本发明的主旨的范围内也包含未特别详述的变形。

接下来，使用附图对一实施方式的切削加工物的制造方法进行说明。

切削加工物通过对被切削件进行切削加工而制作。本实施方式中的切削加工物的制造方法包括以下的工序。即，

(1)使上述实施方式所代表的切削刀具1旋转的工序，

(2)使旋转着的切削刀具1与被切削件101接触的工序，

(3)使切削刀具1从被切削件101离开的工序。

更具体地说，首先，如图18所示，通过使切削刀具1绕旋转轴O1旋转并且向X2方向移动，从而使切削刀具1相对地靠近被切削件101。接下来，如图19所示，使切削刀具1中的切削刃35与被切削件101接触而对被切削件101进行切削。然后，如图20所示，通过使切削刀具1向X3方向移动，从而使切削刀具1相对地远离被切削件101。

在本实施方式中，固定被切削件101且使切削刀具1在绕旋转轴O1旋转的状态下接近被切削件101。另外，在图19中，通过使旋转着的切削刃35与被切削件101接触而对被切削件101进行切削。另外，在图20中，使切削刀具1在旋转的状态下远离被切削件101。

需要说明的是，在本实施方式的制造方法的切削加工中，在各个工序中通过移动切削刀具1而使切削刀具1与被切削件101接触、或者使切削刀具1从被切削件101离开，但当然不局限于这样的方式。

例如，在(1)的工序中，也可以使被切削件101接近切削刀具1。同样，在(3)的工序中，也可以使被切削件101从切削刀具1离开。在继续进行切削加工的情况下，维持使切削刀具1旋转的状态，重复进行使镶刀中的切削刃35与被切削件101的不同部位接触的工序即可。

需要说明的是，作为被切削件101的材质的代表例，举出铝、碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁或者有色金属等。

Claims

1.一种切削刀具，其中，

所述切削刀具具有刀架和镶刀，

所述刀架具有：

从第一端朝向第二端延伸的主体；

位于所述第一端侧的镶刀槽；

在所述主体的至少一部分开口的冷却液的流入口；

位于所述镶刀槽的流出口；以及

在所述主体的内部从所述流入口连接到所述流出口的流路，

所述镶刀具有：

上表面；

位于该上表面的相反侧的下表面；

位于所述上表面与所述下表面之间的侧面；以及

位于所述上表面与所述侧面相交的部分的至少一部分处的切削刃，

并且，所述镶刀位于所述镶刀槽，

所述镶刀槽具有：位于外周侧的突起；该突起中的朝向中心侧的、在所述刀架的外周侧与所述镶刀的所述侧面对置的第一面；以及与所述下表面对置的第二面，

在所述第一面设有供所述冷却液流动的第一槽，

所述第二面具有与所述流出口以及所述第一槽相连的第二槽，

从所述流出口流出的所述冷却液通过所述第二槽而朝向所述第一槽。

2.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，

在俯视观察下，所述第一槽位于比所述镶刀的中心靠所述第一端侧的位置。

3.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，

所述第一槽的宽度小于所述流出口的宽度。

4.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，

所述镶刀具有凹部，所述凹部包含第一部位的至少一部分，该第一部位含有所述第一面。

5.根据权利要求4所述的切削刀具，其中，

所述镶刀具有从所述上表面朝向所述下表面设置的贯通孔，

所述凹部位于比所述贯通孔的中心轴靠所述刀架的第一端侧的位置。

6.根据权利要求4所述的切削刀具，其中，

所述凹部与所述切削刃分离。

7.根据权利要求1所述的切削刀具，其中，

所述镶刀与所述第一面分离，且所述镶刀与所述第二面抵接。

8.一种切削加工物的制造方法，其中，包括：

使权利要求1～7中任一项所述的切削刀具旋转的工序；

使旋转着的所述切削刀具与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。