旋转刀具及切削加工物的制造方法与流程

旋转刀具及切削加工物的制造方法
1.相关申请的相互参照
2.本技术主张在2020年3月25日申请的日本专利申请2020-054294号的优先权，并将该在先申请的全部公开援引于此以供参照。
技术领域
3.本公开一般而言涉及在被切削件的切削加工中使用的旋转刀具及切削加工物的制造方法。更具体而言，涉及一种用于铣削加工等的旋转切削刀具。


背景技术：

4.作为对金属等被切削件进行切削加工时所使用的旋转刀具(切削刀具)，已知有例如国际公开第2010/114094号(专利文献1)、国际公开第2015/174200号(专利文献2)以及日本特表2010-523352号公报(专利文献3)所记载的切削刀具。专利文献3所记载的切削刀具具有切削刀片。该切削刀片具有2个端面(上表面及下表面)、周围面、以及形成于端面与周围面相交处的切削刃(上切削刃及下切削刃)。切削刃是朝向旋转轴线的前端突出的凸形状，并且以该凸形状的端部为基准，具有位于外侧的主切削刃和位于内侧的副切削刃。周围面具有连接上切削刃的端部和下切削刃的端部的区域。该区域将2个端部直线连接。因此，在俯视观察切削刀片的情况下，连结2个端部的外周缘为直线状。
5.在使用引用文献3所记载的切削刀具进行切削加工的情况下，为了避免周围面中的上述区域与被切削件接触，需要将轴向前角设为较大的负值。即，需要使切削刀片大幅前倾。然而，在使切削刀片大幅前倾的情况下，切削性有可能降低。


技术实现要素：

6.基于本公开的未被限定的一方面的旋转刀具是沿着旋转轴从后端延伸至前端的旋转刀具，其具有：刀柄，其呈沿着所述旋转轴延伸的圆柱形状，并且具有位于所述前端侧的刀槽；以及切削刀片，其位于所述刀槽。所述切削刀片具有：上表面，其位于所述旋转轴的旋转方向的前方，并且具有位于所述前端侧的第一上边；下表面，其位于所述上表面的相反侧，并且具有位于所述前端侧的第一下边；侧面，其位于所述上表面与所述下表面之间；上切削刃，其位于所述第一上边；以及下切削刃，其位于所述第一下边。所述侧面具有：第一侧面，其位于所述前端侧；第二侧面，其位于所述刀柄的外周侧；以及第三侧面，其位于所述刀柄的内周侧。所述第一上边是朝向所述前端突出的凸形状，并且具有位于所述前端侧的第一端。所述第一端位于与所述第二侧面相比更靠近所述第三侧面的位置。所述第一下边是朝向所述前端突出的凸形状，并且具有位于所述前端侧的第二端。所述第二端位于与所述第三侧面相比更靠近所述第二侧面的位置。在主视观察所述上表面时，所述第一侧面具有被所述第一端和所述第二端夹着的前端区域，所述前端区域朝向所述后端凹陷。
附图说明
7.图1是示出本公开的未被限定的一方面的旋转刀具的立体图。
8.图2是从前端侧观察图1所示的旋转刀具的俯视图。
9.图3是从a1方向观察图2所示的旋转刀具的侧视图。
10.图4是将图1所示的区域b1放大的放大图。
11.图5是将图3所示的区域b2放大的放大图。
12.图6是表示图1所示的旋转刀具中的切削刀片的立体图。
13.图7是俯视观察图6所示的切削刀片的俯视图。
14.图8是俯视观察图6所示的切削刀片的俯视图。
15.图9是仰视观察图6所示的切削刀片的平面图。
16.图10是从a2方向观察图8所示的切削刀片的侧视图。
17.图11是从a3方向观察图8所示的切削刀片的侧视图。
18.图12是图8所示的xii-xii截面的截面图。
19.图13是图8所示的xiii-xiii截面的截面图。
20.图14是表示本公开的未被限定的一方面的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。
21.图15是表示本公开的未被限定的一方面的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。
22.图16是表示本公开的未被限定的一方面的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。
具体实施方式
23.《旋转刀具》
24.以下，使用附图对本公开的未被限定的一方面的旋转刀具1进行详细说明。但是，在以下参照的各图中，为了便于说明，仅简化地示出说明实施方式所需的主要构件。因此，旋转刀具1可以具备未被所参照的各图示出的任意的构成构件。另外，各图中的构件的尺寸并未如实地示出实际的构成构件的尺寸以及各构件的尺寸比率等。
25.旋转刀具1也可以如图1～图5所示的未被限定的一例那样，沿着旋转轴o1从后端1a延伸至前端1b。该旋转刀具1也可以能够绕旋转轴o1旋转。另外，旋转刀具1也可以是用于铣削加工等的旋转切削刀具。另外，图1等中的箭头y1表示旋转轴o1的旋转方向。
26.旋转刀具1可以具有刀柄3以及切削刀片5(以下，有时称为“刀片5”)。
27.刀柄3可以是沿着旋转轴o1延伸的圆柱形状。圆柱形状只要是大致圆柱形状即可，无需是严格意义上的圆柱形状。另外，刀柄3可以具有位于前端1b侧的刀槽7。刀槽7可以是能够安装刀片5的部位。刀槽7可以在刀柄3的外周面以及前端1b侧的端面开口。
28.刀片5也可以位于刀槽7。需要说明的是，刀槽7可以仅为1个，另外，也可以为多个。如图2所示的未被限定的一例那样，在刀柄3具有多个刀槽7的情况下，旋转刀具1可以具有多个刀片5，另外，刀片5也可以各1个地位于各刀槽7。
29.在刀柄3具有多个刀槽7的情况下，这些刀槽7可以在旋转轴o1的周围以等间隔配置，另外，也可以以不等间隔配置。
30.刀柄3并不限定于特定的大小。例如，刀柄3在沿着旋转轴o1的方向上的长度也可以设定为60～300mm左右。另外，与旋转轴o1正交的方向上的刀柄3的宽度(直径)也可以设定为8～40mm左右。
31.刀片5也可以如图6～图13所示的未被限定的一例那样，具有上表面9、下表面11、侧面13、上切削刃15及下切削刃17。需要说明的是，上表面9及下表面11是为了方便起见的表现，并不表示上及下的方向性。例如，上表面9在使用刀片5时不需要朝向上方。这些点在包含上以及下的表现的其他部位中也是同样的。
32.上表面9也可以如图2所示的未被限定的一例那样位于旋转轴o1的旋转方向y1的前方。另外，上表面9也可以是多边形状。上表面9也可以如图6所示的未被限定的一例那样，是大致四边形状(长方形状)。
33.下表面11也可以位于上表面9的相反侧。另外，下表面11也可以与上表面9同样地为多边形状。下表面11也可以是大致四边形状(长方形状)。而且，刀片5也可以是多边板形状。刀片5也可以是四角板形状。
34.需要说明的是，多边形无需为严格的多边形形状。例如，上表面9中的多个边也可以分别不是严格的直线，也可以在上表面9的主视观察(俯视观察)时弯曲。另外，位于彼此相邻的边之间的上表面9的角也可以不是严格的角。换言之，上表面9上的多个角也可以不是严格的角。在主视观察上表面9的情况下，角可以是凸曲线形状，另外，也可以是将直线和曲线组合而成的形状。
35.上表面9中的多个边也可以包括第一上边19。即，上表面9也可以具有第一上边19。第一上边19也可以位于前端1b侧。在上表面9是具有长边以及短边的四边形状的情况下，第一上边19也可以是短边。
36.下表面11中的多个边也可以包括第一下边21。即，下表面11也可以具有第一下边21。第一下边21也可以位于前端1b侧。在下表面11是具有长边及短边的四边形状的情况下，第一下边21也可以是短边。
37.通过上表面9的中心及下表面11的中心的假想直线也可以是刀片5的中心轴o2。在上表面9为四边形状的情况下，也可以将上表面9的对角线的交点作为上表面9的中心。同样地，在下表面11为四边形状的情况下，也可以将下表面11中的对角线的交点作为下表面11的中心。成为对角线的起点的部分也可以是构成四边形状的各边的延长线相交的部分。
38.需要说明的是，上表面9及下表面11的形状并不限定于四边形状，也可以是其他形状。作为其他形状，例如可举出三角形、五边形、六边形及八边形等。在上表面9不是四边形状的情况下，例如，也可以根据主视观察上表面9的情况下的上表面9的重心位置来确定上表面9的中心。同样地，在下表面11不是四边形状的情况下，例如，也可以根据主视观察(仰视观察)下表面11的情况下的下表面11的重心位置来确定下表面11的中心。
39.在主视观察上表面9的情况下，上表面9也可以以中心轴线o2为中心呈180
°
的旋转对称。另外，在从主视观察下表面11的情况下，下表面11也可以以中心轴线o2为中心呈180
°
的旋转对称。
40.刀片5并不限定于特定的大小。例如，主视观察上表面9的情况下的最大宽度也可以设定为6～25mm左右。另外，从上表面9到下表面11的高度也可以设定为1～10mm左右。从上表面9到下表面11的高度也可以是指，上表面9与下表面11之间的在与中心轴o2平行的方
向上的间隔的最大值。另外，从上表面9到下表面11的高度也可以换言为沿着中心轴o2的方向上的侧面13的宽度。
41.侧面13也可以位于上表面9及下表面11之间。侧面13也可以如图10所示的未被限定的一例那样与上表面9以及下表面11连接。
42.上切削刃15也可以位于第一上边19。上切削刃15在使用刀片5制造切削加工物时，能够用于切削被切削件。上切削刃15可以位于第一上边19的整体，另外，也可以仅位于第一上边19的一部分。
43.在刀片5具有上切削刃15的情况下，上表面9及侧面13中的一方可以具有前刀面区域，另外，上表面9及侧面13中的另一方可以具有后刀面区域。也可以如图6所示的未被限定的一例那样，上表面9具有前刀面区域，并且侧面13具有后刀面区域。
44.下切削刃17可以位于第一下边21。下切削刃17与上切削刃15同样，在使用刀片5制造切削加工物时，能够用于切削被切削件。下切削刃17可以位于第一下边21的整体，另外，也可以仅位于第一下边21的一部分。需要说明的是，在刀片5具有上切削刃15及下切削刃17的情况下，刀片5能够成为双面规格。
45.在此，侧面13可以具有第一侧面23、第二侧面25以及第三侧面27。第一侧面23可以位于前端1b侧。在使用上切削刃15制造切削加工物时，第二侧面25可以位于刀柄3的外周侧。在使用上切削刃15制造切削加工物时，第三侧面27可以位于刀柄3的内周侧。需要说明的是，第二侧面25和第三侧面27可以位于沿着旋转轴o1的位置。第三侧面27可以位于第二侧面25的相反侧。
46.在使用下切削刃17制造切削加工物时，与使用上切削刃15制造切削加工物时相比，刀片5可以在被翻转的状态下安装于刀柄3。因此，在使用下切削刃17制造切削加工物时，第三侧面27也可以位于刀柄3的外周侧。另外，在使用下切削刃17制造切削加工物时，第二侧面25也可以位于刀柄3的内周侧。
47.第一上边19可以是朝向前端1b突出的凸形状。另外，第一上边19可以具有位于前端1b侧的第一端19a。更具体而言，第一上边19可以具有位于第一上边19中的最靠前端1b侧的第一端19a。另外，第一端19a可以位于与第二侧面25相比更靠近第三侧面27的位置。换言之，第一端19a与第三侧面27的间隔可以比第一端19a与第二侧面25的间隔小。
48.在使用上切削刃15制造切削加工物时，上切削刃15中的位于第一端19a附近的部分能够用作位于沿着被切削件的加工面(精加工面)的位置的底刃。上切削刃15中的位于从第一端19a到第二侧面25的部分在使用上切削刃15制造切削加工物时，能够作为主要对被切削件进行加工的所谓的主切削刃来使用。上切削刃15中的从第一端19a到第三侧面27的部分在使用上切削刃15进行坡走加工时，能够用作坡走刃。
49.第一下边21可以是朝向前端1b突出的凸形状。另外，第一下边21可以具有位于前端1b侧的第二端21a。更具体而言，第一下边21也可以具有位于第一下边21中的最靠前端1b侧的第二端21a。另外，第二端21a可以位于与第三侧面27相比更靠近第二侧面25的位置。换言之，第二端21a与第二侧面25的间隔可以比第二端21a与第三侧面27的间隔小。
50.下切削刃17中的位于第二端21a附近的部分在使用下切削刃17制造切削加工物时，能够用作位于沿着被切削件的加工面(精加工面)的位置的底刃。下切削刃17中的位于从第二端21a到第三侧面27的部分在使用下切削刃17制造切削加工物时，能够用作主要对
被切削件进行加工的所谓的主切削刃。下切削刃17中的位于从第二端21a到第二侧面25的部分在使用下切削刃17进行坡走加工时，能够用作坡走刃。
51.如图7所示的未被限定的一例那样，在主视观察上表面9时，第一侧面23也可以具有被第一端19a和第二端21a夹着的前端区域29。另外，在主视观察上表面9时，前端区域29也可以朝向后端1a凹陷。更具体而言，在主视观察上表面9时，前端区域29也可以以位于比连结第一端19a和第二端21a的假想直线l1靠后端1a侧的位置的方式朝向后端1a凹陷。
52.在主视观察上表面9时，在前端区域29朝向后端1a凹陷的情况下，与前端区域29为直线状的情况相比，容易将轴向前角设为较小的负值。因此，避免刀片5的侧面13(第一侧面23)与被切削件接触，并且切削性高。
53.如图8和图12所示的未被限定的一例那样，在主视观察上表面9时，穿过第一端19a并且与第一上边19正交的截面可以是第一截面。在第一截面中，侧面13(第一侧面23)可以是凹形状。在该情况下，侧面13(第一侧面23)不易与被切削件接触。
54.如图8及图13所示的未被限定的一例那样，在主视观察上表面9时，通过第二端21a且与第一下边21正交的截面可以是第二截面。在第二截面中，侧面13(第一侧面23)可以是凹形状。在该情况下，侧面13(第一侧面23)不易与被切削件接触。
55.如图11所示的未被限定的一例那样，在主视观察(侧视观察)第一侧面23时，第一上边19可以是朝向上方突出的凸形状。另外，在主视观察第一侧面23时，第一上边19可以具有位于最远离下表面11的位置的第三端19b。在主视观察第一侧面23时，第三端19b可以位于第二端21a的正上方。在这些情况下，在使用上切削刃15制造切削加工物时，第二端21a不易因第三端19b而与被切削件接触。另外，在使用下切削刃17制造切削加工物时，第三端19b不易因第二端21a而与被切削件接触。
56.需要说明的是，上述的第三端19b相对于第二端21a的位置关系也可以换言为，在主视观察第一侧面23时，连结第二端21a及第三端19b的假想直线l2相对于中心轴o2平行。平行并不限定于严格的平行，也可以意味着允许
±5°
左右的倾斜。
57.在主视观察第一侧面23时，第一下边21可以是朝向下方突出的凸形状。另外，在主视观察第一侧面23时，第一下边21可以具有位于最远离上表面9的位置的第四端21b。在主视观察第一侧面23时，第四端21b可以位于第一端19a的正下方。在这些情况下，在使用上切削刃15制造切削加工物时，第四端21b不易因第一端19a而与被切削件接触。另外，在使用下切削刃17制造切削加工物时，第一端19a不易因第四端21b而与被切削件接触。
58.需要说明的是，上述的第四端21b相对于第一端19a的位置关系也可以换言为，在主视观察第一侧面23时，连结第一端19a及第四端21b的假想直线l3相对于中心轴o2平行。
59.如图7所示的未被限定的一例那样，上表面9可以具有上倾斜面31以及上平坦面33。上倾斜面31可以位于沿着上切削刃15的位置。另外，上倾斜面31也可以随着远离上切削刃15而靠近下表面11。上平面33可以位于与上倾斜面31相比更靠近上表面9的中央(中心)的位置。上平坦面33可以是平坦的面。平坦是指大致平坦即可，不需要是严格意义上的平坦。
60.上倾斜面31可以在使用上切削刃15切削被切削件时用作前刀面区域。另外，在使用下切削刃17对被切削件进行切削的情况下，上平坦面33也可以用作在将刀片5固定于刀柄3时与刀柄3抵接(接触)的面。在该情况下，上平坦面33也可以被定位为安装面。另外，上
平坦面33也可以与中心轴o2垂直。垂直并不限定于严格的垂直，也可以是指允许90
°±5°
左右的范围。
61.上平面33可以具有位于前端1b侧的第五端33a。更具体而言，上平坦面33也可以具有位于上平坦面33的最前端1b侧的位置的第五端33a。第五端33a可以位于与第二侧面25相比更靠近第三侧面27的位置。换言之，第五端33a与第三侧面27的间隔可以比第五端33a与第二侧面25的间隔小。在上平坦面33用作刀柄3的安装面的情况下，在第五端33a位于上述位置时，第五端33a容易位于旋转刀具1的外周的附近。因此，刀片5容易稳定地保持于刀柄3。
62.第三侧面27可以位于与第一端19a相比更靠近第五端33a的位置。换言之，第三侧面27与第五端33a的间隔可以比第三侧面27与第一端19a的间隔小。在将上平坦面33用作安装面的情况下，在第五端33a位于上述位置时，刀片5容易更稳定地保持于刀柄3。
63.如图9所示的未被限定的一例那样，下表面11可以具有下倾斜面35以及下平坦面37。下倾斜面35可以位于沿着下切削刃17的位置。另外，下倾斜面35可以随着远离下切削刃17而靠近上表面9。下平坦面37可以位于比下倾斜面35靠近下表面11的中央(中心)的位置。下平坦面37也可以是平坦的面。
64.下倾斜面35可以在使用下切削刃17对被切削件进行切削时用作前刀面区域。另外，在使用上切削刃15对被切削件进行切削的情况下，下平坦面37也可以用作在将刀片5固定于刀柄3时与刀柄3抵接(接触)的面。在该情况下，下平坦面37也可以被定位为安装面。另外，下平坦面37也可以与中心轴o2垂直。
65.下平坦面37可以具有位于前端1b侧的第六端37a。更具体而言，下平坦面37可以具有位于下平坦面37的最前端1b侧的第六端37a。第六端37a可以位于与第三侧面27相比更靠近第二侧面25的位置。换言之，第六端37a与第二侧面25的间隔可以比第六端37a与第三侧面27的间隔小。在将下平坦面37用作刀柄3的安装面的情况下，在第六端37a位于上述位置时，第六端37a容易位于旋转刀具1的外周的附近。因此，刀片5容易稳定地保持于刀柄3。
66.第二侧面25可以位于与第二端21a相比更靠近第六端37a的位置。换言之，第二侧面25与第六端37a的间隔可以比第二侧面25与第二端21a的间隔小。在将下平坦面37用作安装面的情况下，在第六端37a位于上述位置时，刀片5容易更稳定地保持于刀柄3。
67.刀片5也可以具有贯通孔39。贯通孔39在将刀片5固定于刀柄3时，例如能够用于插入螺钉。需要说明的是，在将刀片5固定于刀柄3时，也可以代替螺钉而使用例如夹紧构件。
68.贯通孔39可以在侧面13中的彼此位于相反侧的区域开口，另外，也可以在上表面9及下表面11开口。如图6所示的未被限定的一例那样，贯通孔39可以在上表面9的中心及下表面11的中心开口。贯通孔39的中心轴可以是通过上表面9的中心及下表面11的中心的假想直线。换言之，贯通孔39的中心轴也可以与刀片5的中心轴o2一致。
69.刀片5可以以上切削刃15或下切削刃17的至少一部分从刀柄3突出的方式安装于刀槽7。例如，刀片5也可以以上切削刃15从刀柄3朝向被切削件突出的方式安装于刀柄3。在该情况下，下表面11以及侧面13可以与刀柄3抵接。
70.刀片5也可以通过螺钉41安装于刀槽7。即，也可以将螺钉41插入到刀片5的贯通孔39中，将该螺钉41的前端插入到形成于刀槽7的螺纹孔中，使螺钉41固定于螺纹孔，从而将刀片5安装于刀柄3。
71.作为刀柄3的材质，例如可以举出钢及铸铁等。在刀柄3的材质为钢的情况下，刀柄3的韧性高。
72.作为刀片5的材质，例如可举出硬质合金及金属陶瓷等。作为硬质合金的组成，例如可以举出wc-co、wc-tic-co及wc-tic-tac-co。在此，wc、tic及tac可以是硬质粒子，另外，co也可以是结合相。
73.另外，金属陶瓷也可以是在陶瓷成分中复合有金属的烧结复合材料。作为金属陶瓷的一例，可以举出以碳化钛(tic)或氮化钛(tin)为主要成分的钛化合物。当然刀片5的材质并不限定于上述的组成。
74.刀片5的表面可以使用化学蒸镀(cvd)法或物理蒸镀(pvd)法利用被膜进行涂覆。作为被膜的组成，可以举出碳化钛(tic)、氮化钛(tin)、碳氮化钛(ticn)和氧化铝(al2o3)。
75.《切削加工物的制造方法》
76.接着，使用图14～图16对本公开的未被限定的一方面的切削加工物203的制造方法进行说明。
77.切削加工物203可以通过对被切削件201进行切削加工来制作。切削加工物203的制造方法也可以包括以下的工序。即，包括：
78.(1)使上述的未被限定的实施方式所代表的旋转刀具1旋转的工序；
79.(2)使旋转的旋转刀具1与被切削件201接触的工序；以及
80.(3)使旋转刀具1从被切削件201离开的工序。
81.具体而言，首先，如图14所示的未被限定的一例那样，可以使旋转刀具1一边绕旋转轴o1向y1方向旋转一边相对地靠近被切削件201。接着，如图15所示的未被限定的一例那样，可以使旋转刀具1中的上切削刃15与被切削件201接触而对被切削件201进行切削。而且，如图16所示的未被限定的一例那样，也可以使旋转刀具1相对远离被切削件201。
82.在经过以上那样的工序的情况下，能够发挥优异的加工性。具体而言，在本公开的未被限定的一方面的切削加工物203的制造方法中，在使用旋转刀具1的情况下，避免刀片5的侧面13与被切削件201接触，并且切削性高。因此，能够得到精加工面的精度高的切削加工物203。
83.另外，在图14～图16所示的未被限定的一例中，在各个工序中，固定被切削件201并移动旋转刀具1，但当然并不限定于这样的方式。
84.例如，在(1)的工序中，也可以使被切削件201靠近旋转刀具1。同样地，在(3)的工序中，也可以使被切削件201远离旋转刀具1。在继续切削加工的情况下，也可以维持使旋转刀具1旋转的状态，反复进行使刀片5的上切削刃15与被切削件201的不同部位接触的工序。
85.作为被切削件201的材质，可以举出例如碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁和非铁金属等。
86.附图标记说明
[0087]1…
旋转刀具
[0088]
1a..后端
[0089]
1b..前端
[0090]
3...刀柄
[0091]
5...切削刀片(刀片)
[0092]
7...刀槽
[0093]
9...上表面
[0094]
11...下表面
[0095]
13...侧面
[0096]
15...上切削刃
[0097]
17...下切削刃
[0098]
19...第一上边
[0099]
19a..第一端
[0100]
19b..第三端
[0101]
21...第一下边
[0102]
21a..第二端
[0103]
21b..第四端
[0104]
23...第一侧面
[0105]
25...第二侧面
[0106]
27...第三侧面
[0107]
29...前端区域
[0108]
31...上倾斜面
[0109]
33...上平坦面
[0110]
33a..第五端
[0111]
35...下倾斜面
[0112]
37...下平坦面
[0113]
37a..第六端
[0114]
39...贯通孔
[0115]
41...螺钉
[0116]
201...被切削件
[0117]
203...切削加工物
[0118]
o1...旋转轴
[0119]
o2...中心轴。