圆弧头立铣刀及切削刀片 技术领域 本发明涉及在立铣刀本体的顶端部外周设有具有底刃、 外周刃和凸圆弧状的角刃 的切削刃的圆弧头立铣刀、 以及拆装自如地安装在做成刃尖更换式的这样的圆弧头立铣刀 上的切削刀片。
本申请对 2008 年 3 月 31 日提出的日本专利申请第 2008-089677 号主张优先权， 这里引用其内容。
背景技术 作为例如用于切削模具等工件的圆弧头立铣刀， 在专利文献 1 中， 公开了下述那 样的构造的圆弧头立铣刀、 以及拆装自如地安装在做成刃尖更换式的这样的圆弧头立铣刀 上的切削刀片。该圆弧头立铣刀具有刀具本体， 在该刀具本体的顶端部外周上形成有扭转 为螺旋状的切屑排出槽。在该切屑排出槽的朝向刀具旋转方向的壁面的顶端部内周侧， 形 成有相对于刀具轴线的倾斜角比切屑排出槽的螺旋角小的平面状的主中心槽面。 在该主中 心槽面的顶端上形成有底刃， 并且在主中心槽面的外周侧形成有相对于轴线的倾斜角比主 中心槽面大、 并且比上述螺旋角小的也为平面状的副中心槽面， 以使其经由大致垂直于上 述底刃而延伸的阶差部相对于主中心槽面后退。 从该副中心槽面的顶端到外周呈大致凸圆 弧状的角刃形成为， 使其连接在底刃的外周侧。在上述切屑排出槽的上述壁面的外周侧边 棱部上形成有外周刃， 以使其连接在角刃的后端。
在这样的圆弧头立铣刀中， 通过增大底刃的楔角来确保能够充分抵抗切削负荷的 切削刃强度， 另一方面能够对角刃赋予锋利的锐度而实现切削力的减小， 并且通过使在角 刃的特别是从角部突端到外周刃侧的部分中生成的切屑碰撞在副中心槽面与主中心槽面 之间的阶差部上， 即使切屑呈延伸状排出， 也能够实现切屑处理性的提高。
专利文献 1 ： 国际公开第 2004/058438 号小册子
但是， 在该专利文献 1 所述的圆弧头立铣刀中， 首先， 如上述那样使副中心槽面经 由大致垂直于底刃而延伸的阶差部相对于主中心槽面后退， 该副中心槽面的后端侧只是以 钝角与以比副中心槽面的倾斜角大的角度扭转的切屑排出槽的上述壁面交叉。因此， 在角 刃的特别是底刃侧生成而流出到后端侧的切屑不充分地碰撞到上述阶差部上而以伸长形 态的原样流出到切屑排出槽中， 有可能难以实现可靠的切屑处理。 另一方面， 上述阶差部从 底刃和角刃的交点与底刃大致垂直地延伸， 阶差部和角刃的外周刃侧的部分的间隔较大， 所以有可能在该角刃的外周刃侧生成的切屑也在碰撞到阶差部之前成为伸长形态而越过 阶差部。
此外， 这样将阶差部形成为使其顶端准确地一致于角刃与底刃的交点并不容易， 根据情况， 有可能在该交点处在角刃和底刃上产生阶差、 通过该阶差导致加工精度的恶化 或在切削刃上发生破损或崩刃等的损伤而使刀具寿命降低。进而， 由于这样副中心槽面相 对于主中心槽面经由阶差部后退而变得不连续， 所以即使角刃与底刃形成为在阶差部顶端 的上述交点处平顺地连接， 跨越这些角刃与底刃的交点而生成的切屑也在阶差部沿着流出
方向被分断而流出， 这样分断的切屑也有可能彼此相缠绕， 反而损害切屑处理性。
另一方面， 副中心槽面与作为外周刃的前刀面的切屑排出槽的上述壁面形成交叉 棱线， 如上述那样以钝角交叉， 使该交叉棱线的外周端成为角刃与外周刃的交点。但是， 跨 越该交点而生成的切屑如果特别是由外周刃生成的部分的宽度较大， 则被由该外周刃生成 的部分拖拽而流出， 由角刃生成的部分也难以碰撞到上述阶差部上， 有可能还是不能得到 良好的切屑处理性。 发明内容 本发明是在这样的背景下做出的， 目的是提供一种不会导致加工精度的恶化及刀 具寿命的降低、 不仅是由角刃的突端周边生成的切屑、 也包括跨越角刃的底刃侧及与底刃 的交点生成的切屑、 以及跨越角刃的外周刃侧及与外周刃的交点生成的切屑、 能够可靠地 处理由切削刃生成的切屑的圆弧头立铣刀、 以及刃尖更换式的圆弧头立铣刀用的切削刀 片。
为了解决上述问题、 达到这样的目的， 本发明的第 1 技术方案 (aspect) 的圆弧头 立铣刀， 具备绕轴线旋转的立铣刀本体，
将设在上述立铣刀本体的顶端部外周上的切屑排出槽或设在该切屑排出槽的顶 端部上的中心槽的朝向立铣刀旋转方向的壁面作为前刀面， 在该前刀面上形成切削刃 ；
上述切削刃包括形成在上述前刀面的顶端侧边棱部上的底刃、 形成在上述前刀面 的外周侧边棱部上的外周刃、 和形成在这些底刃和外周刃所成的角边棱部上的凸圆弧状的 角刃 ；
在上述前刀面的边棱部侧， 形成有具有相对于上述前刀面后退的槽底面和从该槽 底面竖起而连接到上述前刀面的槽壁面的断屑槽， 以使其至少沿着上述角刃形成并且在沿 着上述角刃的部分中呈与该角刃并行的凸圆弧状， 在该断屑槽的上述底刃侧与外周刃侧的 两端部上， 朝向该端部的沿着上述底刃或外周刃的方向， 上述槽底面向上挑起与上述前刀 面连接， 或者使上述槽底面与上述前刀面并行而开口上述断屑槽。
根据这样的圆弧头立铣刀， 首先至少沿着角刃形成在前刀面的边棱部侧的断屑槽 在沿着该角刃的部分中形成为与角刃并行、 即并列延伸的凸圆弧状， 由此能够使该断屑槽 的槽壁面与角刃的间隔即断屑槽的槽宽朝向沿着角刃的方向大致均匀。因而， 能够将断屑 槽的槽壁面以大致等间隔配置在角刃所成的凸圆弧的紧接着的内周侧， 所以不仅是在角刃 的突端上生成的切屑， 使在底刃侧及外周刃侧生成的切屑也可靠地碰撞在该槽壁面上而施 加力， 由此能够使其卷曲而处理。
并且， 该断屑槽在其底刃侧与外周刃侧的两端部上形成为， 朝向该端部的沿着底 刃或外周刃的方向， 断屑槽的槽底面向上挑起以与前刀面连续， 或者槽底面与前刀面并行 而开口断屑槽， 其中在槽底面向上挑起以与前刀面连续而形成断屑槽的端部的情况下， 在 这些槽底面与前刀面连续的部分中不会产生阶差， 能够防止加工精度的恶化及刀具寿命的 降低， 并且即使跨越该连续部分而生成切屑， 切屑也不会沿着流出方向分断， 并且也不会通 过上述阶差将切屑分断， 因而也不会发生这样分断的切屑相缠绕而妨碍处理性的情况。
此外， 在朝向断屑槽的端部的沿着底刃或外周刃的方向、 上述槽底面不与前刀面 交叉而并行、 即并列延伸而该断屑槽开口的情况下， 也只是在这些槽底面与前刀面之间残
留对置于切屑的流出方向而竖起的槽壁面， 不会形成沿着该切屑的流出方向那样的阶差 部， 在断屑槽开口的部分上切削刃也成为终端， 所以能够不残留由该切削刃生成的切屑、 使 其碰撞在上述槽壁面上而处理。 因而， 根据上述结构的圆弧头立铣刀， 在形成有这样的断屑 槽的至少沿着角刃的范围中， 通过哪个部分都能够可靠地处理由切削刃生成的切屑， 能够 促进顺利的切削加工。
这里， 这样的断屑槽既可以是在其底刃侧和外周侧的两端部上槽底面向上挑起而 与前刀面连续的结构， 此外也可以是在这些两端部的两者上槽底面与前刀面并行而开口断 屑槽的结构。进而， 也可以是在底刃侧的端部和外周刃侧的端部的任一个上槽底面向上挑 起而与前刀面连续、 并且在另一个端部上槽底面与前刀面并行而断屑槽开口的结构， 在此 情况下， 既可以是在底刃侧的端部上槽底面向上挑起而与前刀面连续并且在外周刃侧的端 部上槽底面与前刀面并行而断屑槽开口的结构， 此外也可以是相反在外周刃侧的端部上槽 底面向上挑起而与前刀面连续并且在底刃侧的端部上槽底面与前刀面并行而断屑槽开口 的结构。
此外， 由于在角刃的突端附近生成的切屑原本为截面圆弧板状， 所以在与断屑槽 的槽壁面碰撞时容易卷曲而分断， 相对于此， 例如在槽切削中在角刃的底刃侧生成的切屑 的切屑厚度较薄而容易伸长， 另一方面例如在侧面切削中在角刃的外周侧生成的切屑如果 切削宽度较小则切屑厚度也变薄而容易伸长， 哪种切屑都成为伸长形态而有可能越过槽壁 面。
因此， 上述断屑槽优选地形成为， 使其在作为该角刃的端部的上述底刃侧和外周 刃侧的至少一个端部上槽宽变小， 由此， 能够使生成的切屑在更接近于切削刃的边缘的位 置上碰撞到槽壁面上而较小地卷曲， 即使是较薄的切屑也能够分断而处理。
进而， 为了在使向工件的切削深度变深而进行切削的情况下也能够通过断屑槽进 行可靠的切屑处理， 该断屑槽优选地延伸设置到上述外周刃。
在专利文献 1 所述的圆弧头立铣刀中， 上述副中心槽面形成为随着朝向刀具本体 的轴线方向后端侧而向刀具旋转方向的后方侧逐渐后退的平面状， 所以形成在其边棱部上 的角刃也将轴向前角做成正角 ( 正 )， 并且底刃配置在所谓的凸芯上而使径向前角为负角 ( 负 )， 使连接在该底刃上的角刃的径向前角也在底刃侧为负角， 随着朝向外周刃侧而向正 角侧变大。
因而， 在这样的圆弧头立铣刀中， 角刃的刃倾角及垂直于切削刃的截面中的直角 前角沿着角刃逐渐变化， 特别是直角前角从底刃侧朝向外周刃侧最开始向负角侧变大后向 正角侧变大而变化， 所以有可能切削力部分地增大而难以进行稳定的切削、 或切削刃强度 不为一定而容易发生破损。此外， 通过刃倾角变化， 切屑排出性也部分地不同。
所以， 在本发明中， 优选的是， 上述角刃具有正的刃倾角， 随着从上述底刃侧朝向 上述外周刃侧， 从对置于上述前刀面的方向观察， 形成为沿着使上述角刃所成的凸圆弧绕 上述轴线旋转时的旋转轨迹所成的部分环状的凸曲面、 向上述立铣刀旋转方向后方侧扭转 的螺旋状， 由此， 也能够抑制角刃的刃倾角较大地变化而部分地防止切屑排出性变化。 特别 是， 通过包括该角刃而将上述切削刃在形成有上述断屑槽的部分中设为一定的刃倾角， 能 够将在该部分中生成的切屑如上述那样用断屑槽可靠地处理而稳定地排出。
此外， 在这样角刃具有正的刃倾角的情况下， 优选的是， 上述断屑槽的槽底面在沿着上述角刃的至少一部分的部分中， 形成为随着从上述底刃侧朝向外周刃侧而朝向上述立 铣刀旋转方向后方侧倾斜、 并且该向立铣刀旋转方向后方侧的倾斜随着从上述角刃朝向该 角刃所成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面状， 由此能够防止角刃的直角前角如上述 那样较大地变动而切削力部分地增大、 或刃尖强度部分地损坏等， 促进稳定的切削。
特别是， 通过包括该角刃、 使上述切削刃在形成有上述断屑槽的部分中为一定的 直角前角， 能够将在该部分中生成的切屑也稳定而可靠地处理， 并且还能够防止切削力及 刃尖强度的部分的变动。 并且， 在本发明中， 由于通过形成在前刀面的边棱部侧的断屑槽的 槽底面实质上决定该切削刃的直角前角， 所以不论作为前刀面的切屑排出槽及中心槽的朝 向立铣刀旋转方向的壁面的形状如何， 都能够对切削刃赋予这样的一定的直角前角。
另外， 本发明当然能够应用到在立铣刀本体自身的顶端部上形成有切屑排出槽及 中心槽、 将其朝向立铣刀旋转方向的壁面作为前刀面、 在该前刀面上直接形成上述切削刃 和断屑槽的、 所谓的整体式的圆弧头立铣刀中， 但也可以应用到将例如在呈平板状的刀片 本体上形成上述前刀面、 上述切削刃、 和上述断屑槽的切削刀片拆装自如地安装在形成于 立铣刀本体的顶端部上的刀片安装座上的、 刃尖更换式的圆弧头立铣刀中。
如以上说明， 根据本发明， 能够将在圆弧头立铣刀的角刃中生成的切屑与其部位 无关地可靠地处理， 由此能够促进顺利且稳定的切削加工。 附图说明 图 1 是表示本发明的圆弧头立铣刀的一实施方式的俯视图。
图 2 是图 1 所示的实施方式的圆弧头立铣刀的侧视图。
图 3 是图 1 所示的实施方式的圆弧头立铣刀的主视图。
图 4 是表示本发明的第 1 实施方式的切削刀片的立体图。
图 5 是图 4 所示的实施方式的切削刀片的俯视图。
图 6 是图 4 所示的实施方式的切削刀片的侧视图。
图 7 是图 4 所示的实施方式的切削刀片的主视图。
图 8 是将图 4 所示的实施方式的切削刀片安装在立铣刀本体上的状态下的说明 图， 图 8(A) 是俯视图， 图 8(B) 是主视图， 图 8(C) 是在图 8(B) 中垂直于连结底刃与角刃的 交点和刀片本体的中心线 C 的直线 X 而从立铣刀旋转方向 T 观察的图， 图 8(D) 是从垂直于 图 8(C) 的交点处的切削刃的切线的方向观察的图， 图 8(E) 是在图 8(C) 交点处正交于切削 刃的剖视图 ( 图 8(D) 的 ZZ 剖视图 )， 图 8(F) 是图 8(C) 的 YY 剖视图。
图 9 是将图 4 所示的实施方式的切削刀片安装在立铣刀本体上的状态下的说明 图， 图 9(A) 是俯视图， 图 9(B) 是主视图， 图 9(C) 是在图 9(B) 中垂直于连结角刃的 2 等分 线 L 上的点 ( 角刃的突端 ) 和刀片本体的中心线 C 的直线 X 而从立铣刀旋转方向 T 观察 的图， 图 9(D) 是从垂直于图 9(C) 的上述点 ( 角刃的突端 ) 处的切削刃的切线的方向观察 的图， 图 9(E) 是在图 9(C) 的上述点处正交于切削刃的剖视图 ( 图 9(D) 的 ZZ 剖视图 )， 图 9(F) 是图 9(C) 的 YY 剖视图。
图 10 是将图 4 所示的实施方式的切削刀片安装在立铣刀本体上的状态下的说明 图， 图 10(A) 是俯视图， 图 10(B) 是主视图， 图 10(C) 是在图 10(B) 中垂直于连结外周刃与 角刃的交点和刀片本体的中心线 C 的直线 X 而从立铣刀旋转方向 T 观察的图， 图 10(D) 是
从垂直于图 10(C) 的交点处的切削刃的切线的方向观察的图， 图 10(E) 是在图 10(C) 的交 点处正交于切削刃的剖视图 ( 图 10(D) 的 ZZ 剖视图 )， 图 10(F) 是图 10(C) 的 YY 剖视图。
图 11 是将图 4 所示的实施方式的切削刀片安装在立铣刀本体上的状态下的说明 图， 图 11(A) 是俯视图， 图 11(B) 是主视图， 图 11(C) 是在图 11(B) 中垂直于连结外周刃的 后端侧的点和刀片本体的中心线 C 的直线 X 而从立铣刀旋转方向 T 观察的图， 图 11(D) 是 从垂直于图 11(C) 的上述点处的切削刃的切线的方向观察的图， 图 11(E) 是在图 11(C) 的 上述点处正交于切削刃的剖视图 ( 图 11(D) 的 ZZ 剖视图 )。
图 12 是表示本发明的第 2 实施方式的切削刀片的俯视图。
图 13 是图 12 所示的实施方式的切削刀片的侧视图。
图 14 是图 12 所示的实施方式的切削刀片的主视图。
图 15 是表示本发明的第 3 实施方式的切削刀片的俯视图。
图 16 是图 15 所示的实施方式的切削刀片的侧视图。
图 17 是图 15 所示的实施方式的切削刀片的主视图。
图 18 是表示本发明的第 4 实施方式的切削刀片的俯视图。
图 19 是图 18 所示的实施方式的切削刀片的侧视图。
图 20 是图 18 所示的实施方式的切削刀片的主视图。 附图标记说明 1 立铣刀本体 2 刀片安装座 5 切屑排出槽 10、 30、 40、 50 切削刀片 11 刀片本体 14 中心槽 15 前刀面 16 切削刃 17 底刃 18 外周刃 19 角刃 22 断屑槽 23 断屑槽 22 的槽底面 24 断屑槽 22 的槽壁面 O 立铣刀本体 1 的轴线 C 刀片本体 11 的中心线 T 立铣刀旋转方向 L 角刃 19 的 2 等分线 M 前刀面 15 与槽底面 23 的交叉棱线 λ 刃倾角 γ 直角前角 θ 横截断屑槽 22 的截面中的槽底面 23 的倾斜角具体的最佳实施方式
图 1 至图 11 是表示将本发明应用到上述刃尖更换式的圆弧头立铣刀中的情况下 的一实施方式的图。即， 本实施方式的圆弧头立铣刀如图 1 至图 3 所示， 是在刀片安装座 2 上拆装自如地安装有图 4 至图 7 所示那样的本发明的第 1 实施方式的切削刀片 10 的结构， 所述刀片安装座 2 形成在呈以轴线 O 为中心的大致圆柱状的立铣刀本体 1 的顶端部上。关 于该圆弧头立铣刀， 立铣刀本体 1 后端侧的柄部 3 安装在机床的主轴上， 通过一边绕上述轴 线 O 向图 3 中用附图标记 T 表示的立铣刀旋转方向旋转一边向与上述轴线 O 交叉的方向进 给， 能够通过上述切削刀片 10 切削加工工件。
这里， 立铣刀本体 1 由钢材等形成， 刀片安装座 2 将该立铣刀本体 1 的顶端部如图 2 所示那样通过侧视呈角状 U 字状而在顶端侧开口的凹槽沿着包括上述轴线 O 的平面切开 而形成。并且， 切削刀片 10 在被插入到这样形成的刀片安装座 2 中之后， 通过将从被该刀 片安装座 2 以颚状分割的立铣刀本体 1 顶端部的一个颚部侧垂直于上述平面并正交于轴线 O 而插通的紧固螺钉 4 贯通该切削刀片 10 而拧入到立铣刀本体 1 顶端部的另一个颚部侧 中， 被这一对颚部夹持而固定、 安装。
本实施方式的切削刀片 10 的刀片本体 11 由硬质合金等硬质材料如图 4 至图 7 所 示那样形成为大致长方形平板状， 该刀片本体 11 相对于通过其厚度方向 ( 在图 6 及图 7 中 是上下方向 ) 的中心的中心线 C180°反转对称地形成， 安装在刀片安装座 2 上， 以使该中心 线 C 与上述轴线 O 为同轴。 这里， 使该刀片本体 11 的厚度为可嵌入到呈角状 U 字状的刀片安装座 2 中的大 小， 并且使刀片本体 11 的后端面 ( 在图 5 中朝向上侧、 在图 6 中朝向右侧的面 )12 为垂直 于中心线 C 的平坦面。刀片本体 11 这样嵌合在刀片安装座 2 中， 并且使该后端面 12 紧贴 在刀片安装座 2 的朝向顶端侧的底面上， 就座在上述刀片安装座 2 中。此外， 在该刀片本体 11 上， 在中心线 C 方向上比其中央靠上述后端面 12 的位置上， 形成有插通上述紧固螺钉 4 的插通孔 13， 以使其沿上述厚度方向垂直于该中心线 C 贯通刀片本体 11。
在这样安装于刀片安装座 2 上的状态下 ( 以下简称为安装状态 )， 在刀片本体 11 的呈长方形的一对侧面的各自的朝向立铣刀旋转方向 T 的一侧 ( 在图 5 中是右侧 )， 将上述 侧面的立铣刀本体 1 的顶端外周部沿上述厚度方向切开而形成中心槽 14。另外， 在立铣刀 本体 1 的顶端部外周， 在上述一对颚部分别形成有袋状的切屑排出槽 5， 中心槽 14 设置在该 切屑排出槽 5 的顶端侧。在本实施方式中， 将该中心槽 14 的朝向立铣刀旋转方向 T 的壁面 作为前刀面 15， 在该前刀面 15 的边棱部上形成有切削刃 16。
该切削刃 16 在上述安装状态下， 由处于前刀面 15 的顶端侧边棱部上而朝向相对 于轴线 O 的径向延伸的底刃 17、 处于前刀面 15 的外周侧边棱部上而朝向轴线 O 方向延伸 的外周刃 18、 和处于这些底刃 17 与外周刃 18 构成的顶端外周侧的角边棱部上而与上述底 刃 17 和外周刃 18 两者平顺地连接的角刃 19 构成。该角刃 19 从对置于上述前刀面 15 的 方向观察形成为大致 1/4 凸圆弧状。但是， 底刃 17 在安装状态下倾斜， 以使其随着朝向立 铣刀本体 1 的径向内周侧而稍稍向轴线 O 方向后端侧后退， 由此， 对底刃 17 赋予挖芯角。
此外， 从对置于前刀面 15 的方向观察时的正交于上述中心线 C 的方向的刀片本体 11 的宽度在上述后端面 12 侧经由阶部 20 稍稍变小一级， 外周刃 18 延伸设置以使其达到该 阶部 20。进而， 中心槽 14 的从前刀面 15 竖起的壁面在本实施方式中如图 5 所示， 从对置于
前刀面 15 的方向观察， 形成为从底刃 17 与中心线 C 的交点附近朝向上述阶部 20 与后端面 12 之间的部分而向切削刃 16 侧凸弯曲、 并且在上述厚度方向上随着从前刀面 15 竖起而后 退的倾斜曲面状。
另外， 在刀片本体 11 的呈上述长方形状的一对侧面上， 将除了中心槽 14 以外的部 分做成垂直于后端面 12 的平坦面， 使刀片本体 11 的厚度成为这些平坦面间的厚度， 使上述 插通孔 13 也在该平坦面部分上开口。此外， 将配置在这一对侧面之间的 4 个周面中的、 除 了上述后端面 12 和从该后端面 12 形成上述阶部 20 的部分以外的部分作为与各个侧面侧 的上述切削刃 16 连接的后刀面 21， 赋予后角， 以使其从上述切削刃 16 随着沿上述厚度方向 远离而逐渐后退。
另一方面， 中心槽 14 的上述前刀面 15 如图 5 所示， 从对置于该前刀面 15 的方向观 察， 形成为如上所述呈大致 1/4 凸圆弧的角刃 19 的 2 等分线 L 上、 即连结该 1/4 凸圆弧的 中心与角刃 19 的突端的直线上 ( 该直线以 45°与上述中心线 C 交叉 ) 沿大致上述厚度方 向隆起最多、 一边随着从该 2 等分线 L 远离而凸曲一边沿该厚度方向后退的凸曲面状 ( 参 照图 4)。此外， 前刀面 15 形成为， 使其朝向该 2 等分线 L 方向、 随着从切削刃 16 侧远离而 沿厚度方向逐渐后退。
并且， 在该前刀面 15 的形成有上述切削刃 16 的边棱部侧， 至少沿着上述角刃 19 形成有断屑槽 22， 特别是在本实施方式中， 该断屑槽 22 如图 5 所示那样从底刃 17 的中部 达到角刃 19 再延伸设置到外周刃 18， 遍及该外周刃 18 的全长沿着切削刃 16 连续地形成。 此外， 该断屑槽 22 由相对于上述前刀面 15 后退而凹陷、 连接在切削刃 16 上的槽底面 23、 和在该槽底面 23 的与切削刃 16 相反侧从该槽底面 23 竖起而连接在前刀面 15 上的槽壁面 24 构成。因而， 切削刃 16 如图 4 至图 5 所示， 在形成有断屑槽 22 的部分中形成在该槽底面 23 与上述后刀面 21 的交叉棱线部上。
另外， 在没有形成这样的断屑槽 22 的底刃 17 的上述安装状态的内周侧， 该底刃 17 形成在中心槽 14 的前刀面 15 与上述后刀面 21 的交叉棱线部上， 在本实施方式中使其内周 端位于轴线 O 上， 即分别形成在刀片本体 11 的上述一对侧面上的切削刃 16 使相互的底刃 17 彼此在中心线 C 上交叉 ( 参照图 5 及图 7)。此外， 上述槽壁面 24 在本实施方式中形成 为随着朝向前刀面 15 侧竖起而后退的倾斜面状 ( 参照图 4 至图 6)。
进而， 该断屑槽 22 在其中的沿着角刃 19 的部分中并行于该角刃 19 而形成， 即形 成为， 使其从对置于前刀面 15 的方向观察呈与该角刃 19 所成的 1/4 凸圆弧大致同心的大 致 1/4 凸圆弧状、 特别是槽底面 23 沿着角刃 19 成为大致一定的宽度。
另一方面， 该断屑槽 22 在从沿着角刃 19 的部分的两端到沿着底刃 17 及外周刃 18 的部分的两端部中， 形成为至少在一个端部上其槽宽变小， 在本实施方式中， 在这些底刃 17 侧与外周刃 18 侧的两端部上， 随着从角刃 19 侧远离而其槽宽逐渐变小、 特别是槽底面 23 的宽度逐渐变小。
进而， 在这样形成的断屑槽 22 的两端部上， 该断屑槽 22 形成为， 朝向各端部的沿 着底刃 17 或外周刃 18 的方向槽底面 23 向上挑起以与前刀面 15 连续， 或者槽底面 23 与前 刀面 15 并行地延伸、 在其端部上开口断屑槽 22。这里， 本实施方式中的断屑槽 22 形成为， 在其底刃 17 侧的端部处槽底面 23 向上挑起以与前刀面 15 连续， 另一方面， 在外周刃 18 侧 的端部上槽底面 23 与前刀面 15 并行地延伸而开口断屑槽 22。即， 在底刃 17 侧的端部， 断屑槽 22 随着朝向该底刃 17 的上述安装状态下的立铣 刀本体 1 的内周侧而槽底面 23 相对地朝向前刀面 15 侧逐渐隆起并向上挑起， 相反， 槽壁面 24 逐渐变小并在到达断屑槽 22 的内周端的跟前消失， 在比其靠内周侧， 槽底面 23 与前刀 面 15 以例如 178°左右的钝角交叉而连接， 进而， 其交叉棱线 M( 参照图 5) 与底刃 17 的内 周侧交叉， 如上所述， 槽底面 23 的宽度随着从角刃 19 侧离开并朝向内周侧而逐渐变小。但 是， 刀片本体 11 上的槽底面 23 自身与前刀面 15 同样， 形成为一边随着从角刃 19 的上述 2 等分线 L 离开而朝向底刃 17 侧及外周刃 18 侧而弯曲、 一边沿上述厚度方向后退的凸曲面 状 ( 参照图 4 及图 5)。
另一方面， 如图 4 至图 6 所示， 在外周刃 18 侧的端部上， 断屑槽 22 随着朝向该外 周刃 18 的上述安装状态下的立铣刀本体 1 的后端侧， 槽底面 23 的宽度变小， 断屑槽 22 的 槽宽变窄， 但槽壁面 24 以大致一定的大小延伸， 因而槽底面 23 与前刀面 15 沿上述厚度方 向以大致一定的间隔并行地延伸。并且， 在外周刃 18 的后端， 断屑槽 22 不仅是槽底面 23、 还残留着槽壁面 24 而延伸， 以使这些槽底面 23 和槽壁面 24 与上述阶部 20 交叉， 在该外周 刃 18 侧的端部上形成该断屑槽 22， 以使其在阶部 20 上开口。
通过这样形成断屑槽 22， 形成在该断屑槽 22 的槽底面 23 与上述后刀面 21 的交叉 棱线部上的切削刃 16 由于槽底面 23 如上述那样形成为一边随着从上述 2 等分线 L 远离一 边凸曲一边沿刀片本体 11 的厚度方向后退的凸曲面状， 所以同样如图 7 所示形成为随着从 角刃 19 的上述突端远离而沿该厚度方向后退的大致凸曲线状。 并且， 在将这样的切削刀片 10 安装在立铣刀本体 1 上的本实施方式的圆弧头立铣 刀中， 如图 8 至图 10 的各 (D) 图 ( 图 8(D)、 图 9(D)、 图 10(D)) 所示， 对切削刃 16 的至少上 述角刃 19 赋予正的刃倾角 λ， 并且， 该角刃 19 在这样的安装状态下成为随着从底刃 17 侧 朝向外周刃 18 侧而向立铣刀旋转方向 T 后方侧扭转的螺旋状。但是， 该角刃 19 形成的螺 旋从对置于上述前刀面 15 的方向观察， 为沿着使角刃形成的凸圆弧在上述安装状态下绕 轴线 O 旋转时的旋转轨迹所形成的部分环状或圆环状的凸曲面倾斜地卷绕线那样的、 环状 的螺旋状。
进而， 在本实施方式中， 如图 11(D) 所示， 在外周刃 18 及底刃 17 上， 也在形成有断 屑槽 22 的部分上在安装状态下对切削刃 16 赋予正的刃倾角 λ， 并且该刃倾角 λ 包括上述 角刃 19 例如为 10°的一定的大小。另外， 通过这样赋予一定的刃倾角 λ， 在上述安装状态 下， 外周刃 18 形成沿着以轴线 O 为中心的圆筒面相对于轴线 O 以与刃倾角 λ 相等的一定 的螺旋角扭转的螺旋状。
另一方面， 在本实施方式中， 与这样地切削刃 16 以在断屑槽 22 的形成的部分赋予 正的刃倾角 λ 的方式扭转形成为螺旋状相配合， 该断屑槽 22 的上述槽底面 23 也在沿着角 刃 19 的至少一部分的部分上倾斜， 以使其随着从底刃 17 侧朝向外周刃 18 侧而朝向立铣刀 旋转方向 T 的后方侧， 并且使该向立铣刀旋转方向 T 后方侧的倾斜成为随着从角刃 19 朝向 该角刃 19 所成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面。特别是， 在本实施方式中， 遍及角 刃 19 的全长， 使槽底面 23 成为这样的扭曲面。因而， 在本实施方式的切削刀片 10 中， 槽底 面 23 在沿着该角刃 19 的至少一部分的部分中， 以随着从底刃 17 侧朝向外周刃 18 侧而沿 上述厚度方向后退的朝向倾斜， 并且使沿着该厚度方向后退的朝向的倾斜成为随着从角刃 19 朝向该角刃 19 所成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面。
例如， 图 8 至图 10 的各 (F) 图 ( 图 8(F)、 图 9(F)、 图 10(F)) 是横截从角刃 19 向 上述凸圆弧的中心侧一定距离的位置的断屑槽 22 的刀片本体 11 的剖视图， 在这些图中用 附图标记 θ 表示的是该截面中的槽底面 23 的倾斜角， 而如这些图所示， 上述倾斜角 θ 为 12°左右， 比各图的 (D) 图 ( 图 8(D)、 图 9(D)、 图 10(D)) 所示的刃倾角 λ 大。进而， 在本 实施方式中， 在断屑槽 22 的槽底面 23 的外周刃 18 部分处做成与通常的螺旋刃立铣刀同样 的扭曲面， 使其螺旋角与刃倾角 λ 相等， 并且使直角前角 γ 与角刃 19 同样。此外， 使槽底 面 23 的底刃 17 部分为凸曲面， 使其径向前角在与角刃 19 的连接部处与刃倾角 λ 相等， 并 且使直角前角 γ 与角刃 19 同样， 在上述安装状态下， 如图 8 至图 11 的各 (E) 图 ( 图 8(E)、 图 9(E)、 图 10(E)、 图 11(E)) 所示， 在形成有该断屑槽 22 的部分处， 对切削刃 16 赋予例如 0°的一定的上述直角前角 γ。
在将这样的切削刀片 10 拆装自如地安装在立铣刀本体 1 顶端部的刀片安装座 2 上的上述结构的圆弧头立铣刀中， 首先至少沿着上述角刃 19 在前刀面 15 的边棱部侧形成 断屑槽 22， 由于该断屑槽 22 在沿着角刃 19 的部分中形成为呈与该角刃 19 并行地延伸的凸 圆弧状， 所以能够使该断屑槽 22 的槽壁面 24 与角刃 19 的间隔朝向沿着角刃 19 形成的凸 圆弧的方向成为大致一定间隔， 配置为使得在角刃 19 的靠近上述凸圆弧的中心侧一定存 在槽壁面 24。 因此， 能够不仅使在上述 2 等分线 L 上的角刃 19 的突端周边上生成的切屑、 使在 角刃 19 的底刃 17 侧或相反在外周刃 18 侧生成的切屑也可靠且迅速地碰撞在该槽壁面 24 上， 由此对切屑施加力， 通过使其沿流出方向卷曲而分断， 能够顺利地处理。 另外， 该断屑槽 22 也可以不严密地呈与角刃 19 所成的 1/4 凸圆弧同心的 1/4 凸圆弧状、 使槽底面 23 为一 定宽度， 例如也可以使槽底面 23 的宽度在角刃 19 的突端侧 ( 上述 2 等分线 L 侧 ) 比两侧 的底刃 17 侧及外周刃 18 侧稍窄等、 沿着角刃 19 宽度稍稍增减， 即只要如上述那样对于角 刃 19 形成为使得在该角刃 19 所成的上述凸圆弧的中心侧一定存在槽壁面 24 就可以。
进而， 该断屑槽 22 形成为， 在其底刃 17 侧的端部上， 朝向沿着该底刃 17 的方向， 槽底面 23 向上挑起以使其连接到中心槽 14 的前刀面 15 上， 此外， 在外周刃 18 侧的端部上， 朝向沿着该外周刃 18 的方向， 槽底面 23 与前刀面 15 并行地延伸， 在上述阶部 20 上开口该 断屑槽 22。因而， 在哪侧的端部上， 对于跨越角刃 19 生成的切屑、 或者越过角刃 19 生成的 切屑， 都能够促进顺利的切屑处理。
即， 在角刃 19 的底刃 17 侧的端部上， 由于这样断屑槽 22 的槽底面 23 向上挑起而 与前刀面 15 连续， 所以在这些槽底面 23 与前刀面 15 之间、 以及连接到槽底面 23 的部分的 切削刃 16 与连接到前刀面 15 的部分的切削刃 16 之间不会产生阶差。特别是， 在本实施方 式中， 由于这些槽底面 23 与前刀面 15 在交叉棱线 M 上以 178°左右的接近于平角的钝角交 叉， 所以不会通过这样的阶差使加工精度恶化、 或者在阶差处在切削刃上发生破损或崩刃 等的损伤而使刀具寿命降低。此外， 即使切屑跨越该交叉棱线 M 而生成、 流出， 也不会沿着 其流出方向被分断， 因而， 也不会有这样沿流出方向分断的切屑彼此缠绕的情况， 通过使切 屑碰撞在断屑槽 22 的槽壁面 24 或中心槽 14 的壁面上而沿流出方向卷曲、 使其沿着与该流 出方向交叉的切屑的宽度方向分断等， 能够顺利地处理。
此外， 前刀面 15 与槽底面 23 朝向沿着切削刃 16 的方向并行地延伸， 在阶部 20 上 开口有断屑槽 22 的外周刃 18 侧的端部上， 在切削刃 16 上也不会产生阶差， 由于作为这些
前刀面 15 与槽底面 23 的阶差的槽壁面 24 对置于切屑的流出方向而配置， 所以生成的切屑 也不会沿着流出方向被分断， 通过与该槽壁面 24 碰撞而卷曲， 在与其流出方向交叉的方向 上被较细地分断而顺利地处理。
因而， 根据上述结构的圆弧头立铣刀， 能够实现加工精度的提高和刀具寿命的延 长， 并且， 形成断屑槽 22 的角刃 19 生成的切屑不用说， 形成该断屑槽 22 的部分中， 不论是 由底刃 17 侧或外周刃 18 侧的哪个部位的切削刃 16 生成的切屑， 都能够可靠且顺利地处 理， 能够促进高效率的切削加工。
并且， 在本实施方式中， 使该断屑槽 22 在这些底刃 17 侧与外周刃 18 侧的两端部 上， 随着在沿着该切削刃 16 的方向上从角刃 19 侧远离而其槽宽逐渐变小， 通过这些两端 部， 能够使切削刃 16 与断屑槽 22 的槽壁面 24 的间隔更小。因而， 在角刃 19 的底刃 17 侧， 即使在槽切削中切屑的厚度变薄而切屑容易伸长的情况下， 也能够通过在更接近于切削刃 16 的边缘的位置处使切屑碰撞在槽壁面 24 上而使其较小地卷曲， 即使是较薄的切屑也分 断而能够顺利地处理， 此外， 在角刃 19 的外周刃 18 侧， 也即使在侧面切削中切削宽度小等 切屑的厚度较薄而切屑容易伸长的情况下， 也同样能够实现顺利的处理。
进而， 在本实施方式中， 该断屑槽 22 延伸设置到外周刃 18， 特别是该外周刃 18 侧 的端部达到上述阶部 20 的该外周刃 18 的终端 ( 轴线 O 方向的后端 )， 即遍及外周刃 18 的 全长而形成断屑槽 22。因此， 在使用从角刃 19 的外周刃 18 侧到外周刃 18 的部分的情况 下， 或例如根据工件的形状等、 不使用底刃 17 及角刃 19、 而仅通过该外周刃 18 进行切削加 工那样的情况下， 也能够得到良好的切屑处理性。 另一方面， 在本实施方式的圆弧头立铣刀中， 至少角刃 19 具有正的刃倾角 λ， 并 且形成为随着从底刃 17 侧朝向外周刃 18 侧而向立铣刀旋转方向 T 的后方侧扭转的螺旋 状， 特别是从对置于前刀面 15 的方向观察， 形成为沿着使角刃 19 所成的凸圆弧绕轴线 O 旋 转时的旋转轨迹所成的部分环状或圆环状的凸曲面扭转的环状螺旋状。因此， 特别在使用 该角刃 19 的情况下， 能够使切削力分散而促进高效率的切削， 并且能够将由该角刃 19 生成 并如上述那样处理后的切屑向轴线 O 方向后端侧压出排出， 能够实现切屑排出性的提高。
进而， 在本实施方式中， 使包括该角刃 19、 切削刃 16 的形成有断屑槽 22 的部分处 的刃倾角 λ 为一定， 成为随着从底刃 17 侧朝向外周刃 18 侧而朝向立铣刀旋转方向 T 的后 方侧的正角。因而， 在形成有该断屑槽 22 的部分处的切削刃 16 中， 不论在切削中使用哪 个部位都能够得到上述那样的高效率的切削和切屑排出性的提高， 并且即使在该切削刃 16 上用于切削的部位连续地变化的情况下， 也能够促进稳定的切削。
此外， 在本实施方式的圆弧头立铣刀中， 上述断屑槽 22 的槽底面 23 在沿着上述角 刃 19 的至少一部分的部分中倾斜， 以使其随着从底刃 17 侧朝向外周刃 18 侧而朝向立铣刀 旋转方向 T 的后方侧， 并且使该向立铣刀旋转方向 T 后方侧的倾斜为随着从角刃 19 朝向该 角刃 19 所成的上述凸圆弧的中心逐渐变大的扭曲面状。因此， 即使角刃 19 形成为具有上 述那样的正的刃倾角 λ 的螺旋状， 也能够防止在该角刃 19 的各部位处正交于角刃 19 的截 面上的直角前角 γ 较大地变动， 能够部分地避免角刃 19 的锋利性变钝而切削力增大、 或切 削刃强度受损而出现容易发生破损或崩刃的部位等。
特别是， 在本实施方式中， 包括该角刃 19、 在形成有断屑槽 22 的部分中使切削刃 16 的直角前角 γ 为一定， 因而不论在切削中使用该部分的切削刃 16 的哪个部位， 都能够
确保大致均匀的锋利性和切削刃强度， 在该部分中， 与如上述那样刃倾角 λ 也为一定相协 同， 能够进行更稳定的切削加工。另外， 特别对于切削刃 16 的切削刃强度， 为了实现形成有 断屑槽 22 的部分中的可靠的均匀化， 在该部分中对于连接到切削刃 16 上的后刀面 21， 也优 选地做成随着从底刃 17 侧朝向外周刃 18 侧而扭转的扭曲面状， 以使正交于切削刃 16 的截 面中的该切削刃 16 的楔角为一定。
并且， 在上述结构的圆弧头立铣刀中， 至少上述角刃 19 形成在形成于前刀面 15 的 边棱部侧的断屑槽 22 的槽底面 23 与后刀面 21 的交叉棱线部上， 所以不论该前刀面 15 的 形状如何， 都能够较容易地形成具有上述那样的正的刃倾角 λ 而呈螺旋状的角刃 19 及扭 曲面状的槽底面 23， 此外， 在形成有该断屑槽 22 的部分中使切削刃 16 的刃倾角 λ 及直角 前角 γ 为一定也变得容易。
但是， 在有关本发明的第 1 技术方案的圆弧头立铣刀中， 只要在前刀面的边棱部 侧至少沿着角刃形成有具有相对于前刀面后退的槽底面和从该槽底面竖起而连接到前刀 面上的槽壁面的断屑槽以使其在沿着角刃的部分中形成与该角刃并行的凸圆弧状、 在该断 屑槽的底刃侧和外周刃侧的两端部上、 朝向该端部的沿着底刃或外周刃的方向而槽底面向 上挑起以使其与前刀面连续、 或者槽底面与前刀面并行而开口该断屑槽就可以， 而在至少 沿着角刃的部分中将切削刃做成螺旋状而使刃倾角 λ 为一定、 或者在沿着角刃的至少一 部分的部分中将槽底面做成扭曲面状而使直角前角 γ 为一定并不是必须的。
例如， 图 12 至图 14 是表示这些切削刃 16 的刃倾角 λ 及直角前角 γ 不为一定、 并且中心槽 14 的朝向立铣刀旋转方向 T 的前刀面 15 形成为在大致沿着上述 2 等分线 L 的 方向上随着从切削刃 16 远离而向立铣刀旋转方向 T 的后方侧后退的平面状的本发明的第 2 实施方式的切削刀片 30 的图。以该第 2 实施方式为代表， 在后述的第 3、 第 4 实施方式中， 也对于与图 4 至图 11 所示的第 1 实施方式共通的要素赋予相同的附图标记， 但即使这样前 刀面 15 是平面状， 通过形成断屑槽 22， 也能够防止加工精度的恶化及刀具寿命的降低， 并 且能够实现切屑的可靠且顺利的处理。
另外， 在该第 2 实施方式中， 由于将中心槽 14 的前刀面 15 做成了这样的平面状， 所以从前刀面 15 竖起的中心槽 14 的壁面形成为， 使其在对置于该前刀面 15 的俯视图中以 直线状延伸。此外， 在该第 2 实施方式中， 底刃 17 配合这样的前刀面 15， 在形成有断屑槽 22 的部分中也形成为以直线状延伸。
此外， 如果是例如图 15 至图 17 所示的本发明的第 3 实施方式的切削刀片 40 那 样、 将使切削刃 16 中的角刃 19 及外周刃 18 和底刃 17 的连接到角刃 19 上的一部分位于垂 直于刀片本体 11 的厚度方向的单一的平面上的刀片安装到立铣刀本体 1 的顶端部上的结 构， 也只要形成为至少沿着角刃 19 形成的断屑槽 22 呈与角刃 19 并行的凸圆弧状、 该底刃 17 侧及外周刃 18 侧的端部向上挑起以与前刀面 15 连续、 或者使槽底面 23 与前刀面 15 并 行而开口断屑槽 22 就可以。
另外， 在该第 3 实施方式及接着叙述的第 4 实施方式中， 中心槽 14 仅形成在朝向 刀片本体 11 的厚度方向的两侧面的上述安装状态下的朝向立铣刀旋转方向 T 的一侧的顶 端内周部上， 该侧面的其余的部分配置在去掉断屑槽 22 而切削刃 16 所位于的上述平面上， 将该部分作为前刀面 15。此外， 在这些第 3、 第 4 实施方式中， 在刀片本体 11 的后端面 12 侧没有形成阶部 20， 在第 3 实施方式中， 断屑槽 22 的外周刃 18 侧的端部在该槽底面 23 与前刀面 15 并行的状态下开口于该后端面 12 上， 并且断屑槽 22 的底刃 17 侧的端部也在槽 底面 23 与前刀面 15 并行的状态下开口于上述中心槽 14 中。进而， 在该第 3 实施方式中， 在底刃 17 侧的端部上不使断屑槽 22 的槽宽变小， 使其与沿着角刃 19 的部分大致相等。
这样， 在本发明中， 上述断屑槽 22 也可以是在底刃 17 侧与外周刃 18 侧的两端部 的两者上槽底面 23 与前刀面 15 并行而开口断屑槽 22 的结构， 此外， 也可以是与其相反而 在这些两端部的两者上槽底面 23 向上挑起而与前刀面 15 连续的结构。进而， 也可以与上 述第 1 实施方式相反， 是在外周刃 18 侧的端部上槽底面 23 向上挑起而与前刀面 15 连续、 并且在底刃 17 侧的端部上如上述第 3 实施方式那样槽底面 23 与前刀面 15 并行而开口断 屑槽 15 的结构。
进而， 特别在外周刃 18 侧的端部上， 即使在断屑槽 22 开口的情况下也只要在外周 刃 18 的有效切削刃长的范围的端部上开口就可以， 例如也可以如图 18 至图 20 所示的本发 明的第 4 实施方式的切削刀片 50 那样， 对于外周刃 18 的有效切削刃长 N， 在上述安装状态 下的后端侧， 槽底面 23 不与前刀面 15 连续、 断屑槽 22 向上挑起而成为终端。另外， 在该第 4 实施方式中， 断屑槽 22 没有沿着底刃 17 形成， 在角刃 19 的底刃 17 侧的端部上， 槽底面 23 与中心槽 14 隔开间隔而经由交叉棱线 M 与前刀面 15 连续。
此外， 在以上的说明中， 对于将本发明应用到将第 1 至第 4 实施方式的切削刀片 10、 30、 40、 50 安装到图 1 至图 3 所示的实施方式的立铣刀本体 1 上的刃尖更换式的圆弧头 立铣刀中的情况进行了说明， 但本发明当然也可以应用到在立铣刀本体 1 自身的顶端部上 形成有切屑排出槽及中心槽 14、 将其朝向立铣刀旋转方向 T 的壁面作为前刀面 15、 在该前 刀面 15 上直接形成上述那样的切削刃 16 和断屑槽 22 的、 所谓的整体式的圆弧头立铣刀 中。进而， 也可以应用到将上述那样的切削刀片 10、 30、 40、 50 通过焊接等固定在立铣刀本 体 1 上而一体化的、 所谓的焊接式的圆弧头立铣刀中。另外， 切屑排出槽可以如图 1 至图 3 所示以沿着中心槽 14 从立铣刀本体 1 的顶端部中心向外周侧倾斜地延伸的方式将立铣刀 本体 1 切开而形成， 进而也可以在立铣刀本体的外周以向轴线方向延伸的方式形成， 在该 情况下可以扭转为专利文献 1 那样的螺旋状。
以上说明了本发明的优选的实施方式， 但本发明并不限定于这些实施方式。在不 脱离本发明的主旨的范围内能够进行结构的附加、 省略、 替换、 以及其他变更。本发明并不 受上述说明限定， 而仅由附带的权利要求书限定。
工业实用性
本发明能够将在圆弧头立铣刀的角刃中生成的切屑与其部位无关地可靠地处理， 由此能够促进顺利且稳定的切削加工， 因此具有工业上的实用性。