CN103221167A - 刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种刀具，能够设定与被切削材料的硬度相对应的前角，而且即使提高切削刃部的强度也能够抑制材料成本上升。其形成为多边形状，并且在多边形的至少一边上具有切削刃部3，切削刃部3具有凹状的切削刃4，凹状的切削刃4具有：前倾面12，具有在厚度方向上的一侧的面上设置的凸部；后隙面11，具有在与该厚度方向上的一侧的面交叉的面上设置的凹部。

Description

刀具

技术领域

本发明涉及形成为多边形且在上述多边形的至少一边上设置有切削刃部的刀具（insert）。

背景技术

以往存在如下的刀具，即，厚度方向上的两侧的面形成为扁平的平板状，在上述扁平的面中的一个面上形成前倾面（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-71107号公报

发明内容

以往的刀具的前倾面形成在与刀具的扁平的面相同的面上或者形成为槽状。因此，例如若要得出与被切削材料的硬度等对应的前角，则需要恰当地设定刀具固定于旋转切削工具的姿势。

另外，前倾面形成于刀具的扁平的面上，因此为了提高切削刃部的强度，需要使刀具的整体的厚度变厚，尤其，在由烧结金属等形成刀具的情况下，存在材料成本上升的缺点。

而且，就以往的刀具而言，在一个刀具上形成有一个切削刃部，因此在进行加工作业时，刀具的交换频率高。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供如下的刀具，即，使刀具固定于旋转切削工具的姿势恒定，并且能够设定与被切削材料对应的前角且能够提高刀具的使用效率。

本发明的刀具的第一特征结构在于，形成为多边形，并且在上述多边形的至少一边上具有切削刃部；上述切削刃部具有凹状的切削刃，该凹状的切削刃具有：前倾面，具有在厚度方向上的一侧的面上设置的凸部；后隙面，具有在与该厚度方向上的一侧的面交叉的面上设置的凹部。

如该结构那样，在具有凸部的形状上形成前倾面，由此即使不使刀具相对于旋转切削工具倾斜地固定，也能够得到规定的前角。

另外，形成有前倾面的凸部以在刀具的厚度上加上该凸部的厚度的状态形成，因此形成于这里的切削刃部的强度高。

而且，在具有多边形状的刀具的各边上形成切削刃部，因此能够将一个刀具反复使用切削刃部的数量那么多。结果，能够提高切削作业的加工效率，从而能够降低加工成本。

本发明的第二特征结构在于，以各种尺寸的切削刃部层叠为等高线状的状态，形成上述前倾面。

根据该结构，能够在一个凸部形成具有不同的曲率的凹状的切削刃。例如，利用不同的曲率的磨削工具等来磨削凸部，由此能够得出前角相同的各种切削刃。因此，能够在多边形状的各边上形成相同的曲率的切削刃部，也能够形成各自不同的曲率的切削刃部。这样根据该结构，能够得到性能价格比高的刀具。

本发明的第三特征结构在于，上述后隙面是从上述切削刃部朝向上述厚度方向上另一侧面延伸的凹状面，上述凹状面的与上述厚度方向垂直的截面的形状形成为，在从上述切削刃部朝向上述另一侧面的任何位置上都相同，或者上述凹状面的与上述厚度方向垂直的截面的形状形成为，越从上述切削刃部接近上述另一侧面，凹状的曲率越小。

根据该结构，在形成后隙面时，例如通过使用具有要形成的切削刃的曲率的圆筒状的旋转磨削工具等，能够形成切削刃并且形成后隙面。因此，提高刀具的制造效率。若该后隙面的凹状的曲率越从切削刃部接近上述另一侧的面越小，则能够更好地确保加工对象物和后隙面之间的间隙。因此，能够可靠地防止刀具和加工对象物发生干涉，由此能够加工高品质的弧面部。这样即使在后隙面的曲率发生变化的情况下，例如也能够利用圆锥状的磨削工具等，来一并形成切削刃部和后隙面。

附图说明

图1是刀具（多刃刀片（throw away chip））的俯视图，图1中的（a）是4个切削刃部分别具有弧面加工尺寸相同的凹状的切削刃的情况下的俯视图，图1中的（b）是4个切削刃部分别具有针对每个切削刃部弧面加工尺寸都不同的凹状的切削刃的情况下的俯视图。

图2中的（a）是切削刃部的放大俯视图，图2中的（b）是图2中的（a）的IIb-IIb线剖视图。

图3是示出形成切削刃部之前的坯件的立体图。

图4是坯件的俯视图。

图5是坯件的侧视图。

图6是图4中的VI-VI线剖视图。

图7表示在旋转切削工具的头部上固定的刀具，图7中的（a）是俯视图，图7中的（b）是侧视图。

图8是第二实施方式的刀具的俯视图。

图9是图8中的IX-IX线剖视图。

图10是示出在第二实施方式的刀具上重新形成切削刃部的状态的俯视图。

图11是图10中的XI-XI线剖视图。

图12是形成第二实施方式的刀具的切削刃部之前的坯件的俯视图。

图13是形成第二实施方式的刀具的切削刃部之前的坯件的侧视图。

图14是图12中的XIV-XIV线剖视图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

图1、图2示出了本发明的刀具的一例。如图7所示，为了通过倒角加工将被切削材料D的角部加工为弧面形状（曲面形状），将刀具A固定在旋转切削工具C上。刀具A例如由硬质合金等形成。

刀具A具有基体部1，该基体部1在俯视时大致形成为正方形。在基体部1的中央设置有一个固定用孔部2，该固定用孔部2用于将基体部1固定在旋转切削工具C上。在基体部1的各边上共形成有4个切削刃部3。

图1中的（a）示出在基体部1的各边上具有相同的弧面加工尺寸（曲面的曲率）的凹状的切削刃4的例子。另一方面，图1中的（b）示出在各边上形成有不同的弧面加工尺寸的切削刃4的例子。

图3至图6示出了形成上述切削刃部3之前的坯件B。在四边上沿着坯件B的厚度方向分别突出设置有用于形成前倾面的凸面部5。

基体部1具有扁平状的表面6和背面7，表面6和背面7在厚度方向上相互平行。在上述表面6以及背面7的周缘具有平面状的4个侧面8。该侧面8相对于基体部1的厚度方向稍微倾斜，在整体上呈越向背面7一侧则越窄的大致圆锥台形状。

在一对表面6以及背面7中，在表面6的各边上突出设置有凸面部5。该凸面部5成为后述的前倾面12。如图7所示，一侧的背面7与形成于旋转切削工具C的固定座9的固定座面9a相抵接，从而发挥刀片固定面的功能。

如图3以及图4所示，凸面部5呈大致圆锥状。但是该凸面部5不是准确的圆锥状。如图4所示，必须在限定为凸面部5的范围内形成规定的曲率的切削刃4，如图4所示，当对各切削刃4的预测边缘进行比较时，沿着基准线X的方向上的各边缘彼此之间的宽度，比与基准线X垂直的方向上的各边缘彼此之间的宽度狭窄。这是因为在磨削加工各种尺寸的切削刃4时，需要减少对基体部1的磨削量来降低加工量，或者降低基体部1的体积减小的程度来维持强度。这样，凸面部5具有由用于形成切削刃部的上述各形状的预测边缘组合而成的形状。

另外，如图4所示，各凸面部5的基准线X相对于设置在基体部1的中心位置的固定用孔部2仅错开距离e。

这样，在加工切削刃4的情况下，切削刃4和固定用孔部2的间隔扩大，从而能够扩大能够加工切削刃4的尺寸宽度。另外，如图7中的（a）所示，若错开形成切削刃4，则在旋转切削工具C上安装刀具A时，从旋转切削工具C的旋转中心到切削刃4的旋转半径变短。结果，在加工时，切削刃4从被切削材料D受到的加工反作用力变小，从而能够降低旋转切削工具C应该具有的驱动转矩。

在基体部1的侧面8上形成有凹状面10，从凸面部5的顶点Q朝向背面7扩大。

该凹状面10例如由规定的圆锥面的一部分形成。如图5所示，背面7上的凹状面10的间隔T为表面6上的凸面部5的间隔U以上。在上述凸面部5的背面侧形成有与切削刃4的尺寸对应的后隙面11，但是上述凹状面10是在加工后隙面11之前对基体部1的侧面8减薄厚度而成的。

使上述间隔T形成为间隔U的尺寸以上，是因为例如考虑之后在加工切削刃4时使用的磨削工具的情况等。在加工切削刃4时，例如利用具有切削刃4的曲率的圆筒状的砂轮等，在将该砂轮以规定的后角倾斜的状态下，磨削侧面8。在加工间隔U的整个宽度的切削刃4的情况下，磨削侧面8的量最大。在该情况下，也当然磨削侧面8的背面侧，因此将该部分预先形成为凹状，由此提高加工效率。

如图2中的（a）和图2中的（b）所示，当在刀具A的凸面部5形成切削刃4时，凸面部5中的残留的部分成为前倾面12，其里侧成为后隙面11。该后隙面11是将凹状面10的一部分再次磨削而形成的。例如，从凹状面10一侧按压旋转砂轮等来形成后隙面11。凸面部5中的未磨削的部分成为前倾面12，如图2中的（a）所示，形成凹状的切削刃4。

此外，如图3所示，从侧面8一侧观察后隙面11时，在后隙面11的中央部形成有圆筒状后隙面11a，在后隙面11的两侧形成有平面状后隙面11b。圆筒状后隙面11a例如是仅仅按压上述旋转砂轮等而形成的部位。结果，如图2中的（a）、图3所示，与该圆筒状后隙面11a相对应的切削刃4形成为圆弧状切削刃4a。严格地讲，该圆弧状切削刃4a并不是完整的圆弧状，但是为了在下面方便而称为圆弧状。

另一方面，如图2中的（b）、图3所示，以与圆筒状后隙面11a相邻的状态设置平面状后隙面11b。结果，在上述圆弧状切削刃4a的两个外侧形成直线状切削刃4b。此外，该直线状切削刃4b也形成于曲面上的凸面部5的表面，因此严格的讲并不是直线。但是，为了在下面方便，称为直线状切削刃4b。

在对被切削材料D的角部进行倒角加工时，上述平面状后隙面11b以及直线状切削刃4b用于使加工后的曲面和未加工的平面平滑地连续。这样的平面状后隙面11b以及直线状切削刃4b例如以先向侧面8按压圆筒状的旋转砂轮，形成规定的深度的圆弧状切削刃4a以及圆筒状后隙面11a之后，将该位置作为基准使旋转砂轮沿着左右的规定方向平行移动的方式形成。

通过将形成圆筒状后隙面11a的工具的外径设定得各种各样，能够利用尺寸、形状恒定的坯件B，来形成各种弧面加工尺寸的切削刃4。

图7示出了将刀具A固定于旋转切削工具C的头部13的结构。

头部13沿着图中的箭头a的方向旋转，并且具有用于固定刀具A的固定座9。该固定座9具有：固定座面9a，紧贴有基体部1的背面7；彼此交叉的止转用座面9b，紧贴有基体部1的相邻的两个边的侧面8，由此阻止基体部1旋转。在图7中的（a）中，止转用座面9b与头部13的旋转轴芯Z以45度的角度相交叉。另外，固定座面9a与头部13的旋转轴芯Z平行。

在固定座面9a上形成有开口的固定用内螺纹孔14，该固定用内螺纹孔14的轴芯与固定座面9a垂直。将固定螺栓15插入于基体部1的固定用孔部2中，并使固定螺栓15与固定用内螺纹孔14相螺合，由此固定刀具A。在固定状态下，两个边的侧面8向头部13的径向外方突出。由此，通过朝向头部13的下侧的切削刃4以及朝向上侧的切削刃4中的任一个切削刃，能够对被切削材料D进行倒角加工。

固定螺栓15的头部15a呈圆锥台形状。固定用内螺纹孔14和固定用孔部2彼此偏心，当将固定螺栓15紧固于固定用内螺纹孔14时，头部15a的圆锥状的部分与形成于固定用孔部2的斜面相抵接，从而将刀具A按压于止转用座面9b一侧。

此外，在利用本发明的刀具构件来对被切削材料D的角部进行倒角加工的情况下，相对于被切削材料D并不是切削刃4的所有的部位的前角都相同。例如，观察图7中的（a）可知，切削刃4的各位置和头部13的旋转轴芯Z之间的距离连续地发生变化。另一方面，如图7中的（b）所示，当沿着刀具A的平面方向观察旋转轴芯Z的位置时，切削刃4的位置和旋转轴芯Z的位置错开。因此，在通过该切削刃4对被切削材料D进行加工时，切削刃4的各部位中的前角不同。因此，在形成凸面部5时，也可以根据切削刃4相对于旋转轴芯Z处于哪个位置，来预先考虑凸面部5的形状。

[第二实施方式]

图8至图11示出刀具A的其它实施方式。

在此，在基体部1的各边上设置多个用于形成前倾面的凸面部5。例如，作为凸面部5，设置有外侧凸面部51和内侧凸面部52，在外侧凸面部51和内侧凸面部52之间设置阶梯部16。图8以及图9示出了在外侧凸面部51上形成有切削刃4的例子，图10以及图11示出了在内侧凸面部52上形成切削刃4的例子。此外，凸面部也可以设置两个以上。

这样，若预先划分不同的切削刃4的形成区域，则成为使用者在坯件上加工切削刃4时的标识，因此很便利。例如，不仅切削刃4的曲率的选择变容易，而且在将磨削工具按压于刀具A时，各等高线成为记号而能够在恰当的位置上形成切削刃4。

[第三实施方式]

图12至图14示出了形成切削刃4之前的刀具A。

在此，外侧凸面部51和内侧凸面部52之间的阶梯部16为基体部1的表面6本身。因此，相对于表面6，外侧凸面部51的高度和内侧凸面部52的高度之差小。

该刀具A例如通过铸造或烧结而成。外侧凸面部51和内侧凸面部52之间的凹部，可以在铸造等时一次形成，也可以在先形成刀具A的坯件构件之后，仅将凹部的部分通过磨削等形成。

[其它实施方式]

在上述各实施方式中，示出了切削刃形状为单一的弧面（圆的一部分）形状的结构。但是并不限定于该形状，例如也可以是将多个弧面形状复合形成的凹状的切削刃等。

产业上的可利用性

本发明能够广泛应用于在多边形的至少一边上设置有切削刃部的刀具上。

Claims (3)

1.一种刀具，其特征在于，

形成为多边形，并且在上述多边形的至少一边上具有切削刃部，

上述切削刃部具有凹状的切削刃，该凹状的切削刃具有：前倾面，具有在厚度方向上的一侧的面上设置的凸部；后隙面，具有在与该厚度方向上的一侧的面交叉的面上设置的凹部。

2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，以各种尺寸的切削刃部层叠为等高线状的状态，形成上述前倾面。

3.根据权利要求1或2所述的刀具，其特征在于，

上述后隙面是从上述切削刃部朝向上述厚度方向上的另一侧的面延伸的凹状面，上述凹状面的与上述厚度方向垂直的截面的形状形成为，在从上述切削刃部朝向上述另一侧的面的任何位置上都相同，或者上述凹状面的与上述厚度方向垂直的截面的形状形成为，越从上述切削刃部接近上述另一侧面，凹状的曲率越小。

Images