相关申请的相互参照
本申请主张在2017年8月2日申请的日本专利申请2017－149840号以及在2017年8月30日申请的日本专利申请2017－164974号的优先权，并将这些在先申请的所有公开援引于此以供参照。
本发明通常涉及在切削加工中使用的切削刀片。更具体而言，涉及如pcd以及cbn那样硬度比较高的材质的切削工具。
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工具，已知有例如国际公开2016/043127号(专利文献1)中记载的切削刀片。专利文献1中记载有如下一种切削刀片，该切削刀片包括配置于上表面中的前刀面与侧面中的后刀面之间的不等宽度的负刃带。
技术实现要素：
基于一方案的切削刀片具备：多边形状的第一面；第二面，其位于所述第一面的相反侧；第三面，其位于所述第一面与所述第二面之间；以及刃带面，其位于所述第一面与所述第三面之间，并相对于所述第一面以及所述第三面倾斜。所述第一面具有：第一拐角；以及第一边以及第二边，它们分别从所述第一拐角延伸，所述刃带面具有连接于所述第一拐角的第一刃带面。
在将相对于连结所述第一面的中心和所述第二面的中心的中心轴正交的假想平面作为基准面时，所述第一刃带面中的、与所述第一拐角的中央连接的部分相对于所述基准面的第一倾斜角大于所述第一刃带面中的、与所述第一拐角的所述第一边侧的端部连接的部分相对于所述基准面的第二倾斜角。
附图说明
图1是表示实施方式的切削刀片的立体图。
图2是从第一面侧观察图1所示的切削刀片时的平面图。
图3是从a1方向观察图2所示的切削刀片时的侧视图。
图4是从a2方向观察图2所示的切削刀片时的侧视图。
图5是图2所示的区域a3的放大图。
图6是图5所示的切削刀片中的vi剖面的剖视图。
图7是图5所示的切削刀片中的vii剖面的剖视图。
图8是图5所示的切削刀片中的viii剖面的剖视图。
图9是图5所示的切削刀片中的ix剖面的剖视图。
图10是图5所示的切削刀片中的x剖面的剖视图。
图11是图5所示的切削刀片中的xi剖面的剖视图。
图12是图5所示的切削刀片中的xii剖面的剖视图。
图13是图5所示的切削刀片的另一实施方式的放大图。
图14是图13所示的切削刀片中的xiv剖面的剖视图。
图15是图13所示的切削刀片中的xv剖面的剖视图。
图16是图13所示的切削刀片中的xvi剖面的剖视图。
图17是图13所示的切削刀片中的xvii剖面的剖视图。
图18是表示实施方式的切削工具的立体图。
图19是图18所示的区域a4的放大图。
图20是表示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21是表示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22是表示实施方式的切削加工物的制造方法的一个工序的概要图。
具体实施方式
以下，使用附图详细地说明多个实施方式的切削刀片(以下，也简称刀片)。但是，为了方便说明，以下参照的各图仅简化图示了在说明各实施方式的方面必要的主要构件。因此，刀片能够具备所参照的各图中未示出的任意的构成构件。另外，各图中的构件的尺寸并不如实地表示实际的构成构件的尺寸及各构件的尺寸比率等。
＜切削刀片＞
实施方式的刀片1为多边板形状，且具备第一面3(图1中的上表面)、第二面5(图1中的下表面)、第三面7(图1中的侧面)、以及刃带面9。
如图1所示，第一面3可以为多边形。如图1所示，第二面5可以位于第一面3的相反侧。如图1所示，第三面7可以位于第一面3与第二面5之间。如图1所示，刃带面9可以位于第一面3与第三面7之间，并相对于第一面3以及第三面7倾斜。
另外，实施方式的刀片1可以具有切削刃11，该切削刃11位于刃带面9和第三面7相交的棱线的至少一部分。如后述那样，切削刃11可以具有第一切削刃11a、第二切削刃11b、第三切削刃11c以及第四切削刃11d。
图1所示的一例中的第一面3的外周缘为多边形状，并且该第一面3在图2中为菱形。因此，第一面3具有四个角以及四条边。此时，可以为，将四个角中的一个角设为第一拐角13，并且将从该第一拐角13延伸的两条边设为第一边15和第二边17。
这里，多边形状并不限定于严格的多边形的形状。例如，在从正面观察第一面3的情况下，换言之在平面观察第一面3的情况下，第一面3中的四个角可以为带有圆角并朝向外侧稍微凸出的形状。
另外，在平面观察第一面3的情况下，四条边各自并不限定于严格的直线形状。这些边在平面观察第一面3的情况下各自可以为朝向外侧稍微凸出的形状或者朝向外侧稍微凹陷的形状。
第二面5为多边形状，在实施方式中与第一面3与同样为菱形。因此，图1所示的一例中的第三面7具有大致平坦的四个平面、以及将这些平面连接的四个曲面。
需要说明的是，第一面3的形状以及第二面5的形状并不限定于上述的形态。在实施方式的刀片1中第一面3的形状以及第二面5的形状为四边形。但是，第一面3的形状以及第二面5的形状也可以为例如三角形或者六边形。
将相对于连结第一面3的中心和第二面5的中心的中心轴x1正交的假想平面设为基准面x2。实施方式中的第二面5可以为相对于基准面x2平行的平面。
刀片1的大小没有特别限定。例如，第一面3的一边的长度可以设定为3～20mm程度。另外，从第一面3到第二面5为止的高度可以设定为5～20mm程度。
刃带面9是沿着切削刃11配置且宽度较窄的带状的区域。刃带面9可以连接于切削刃11。在平面观察第一面3的情况下，由切削刃11和第一面3的间隔所表示的刃带面9的宽度例如可以设定为0.01～0.5mm程度。通过刀片1具有刃带面9，从而切削刃11的耐久性较高。
刃带面9可以沿第一面3的整个外周配置，另外，也可以沿第一面3的仅外周一部分配置。具体而言，例如，刃带面9可以沿四边形的第一面3中的仅一边或者仅一部分配置。
实施方式中的刃带面9以随着从与第一面3连接的一侧朝向与第三面7连接的一侧而靠近第二面5的方式相对于第二面5倾斜。即，实施方式中的刃带面9成为所谓的负刃带。
第一面3可以在至少一部分具有前刀面区域3a。在实施方式中，第一面3中的沿着刃带面9的区域为前刀面区域3a。前刀面区域3a可以连接于刃带面9。
第三面7可以在至少一部分具有后刀面区域7a。在实施方式中，第三面7中的沿着刃带面9的区域为后刀面区域7a。后刀面区域7a可以连接于刃带面9。在图1所示的一例中，第一面3中的前刀面区域3a与该前刀面区域3a以外的区域的交界、第三面7中的后刀面区域7a与该后刀面区域7a以外的区域的交界分别由单点划线表示。
实施方式中的刃带面9具有第一刃带面19。第一刃带面19沿着第一面3中的第一拐角13配置，并连接于第一拐角13。第一刃带面19相对于前述的基准面x2的倾斜角θ不是恒定的，而是根据第一刃带面19的场所不同而为不同的值。
在第一面3具有第一拐角13的情况下，在位于该第一拐角13的第一刃带面19容易施加有较大的负载。为了提高第一刃带面19的耐久性，而要求增大第一刃带面19的倾斜角θ。另一方面，当仅增大第一刃带面19的倾斜角θ时，连接于第一刃带面19的切削刃11的锋利度变差，切削性可能降低。
在图5～图8所示的一例中，第一刃带面19中的、与第一拐角13的中央连接的部分(以下，为了方便设为中央部19a)相对于基准面x2的倾斜角即第一倾斜角θ1大于第一刃带面19中的、与第一拐角13的第一边15侧的端部连接的部分(以下，为了方便设为第一端部19b)相对于基准面x2的倾斜角即第二倾斜角θ2。
在第一刃带面19中的中央部19a容易施加有较大的切削负载。然而，该中央部19a处的第一刃带面19的第一倾斜角θ1相对较大。因此，第一刃带面19的耐久性较高。
另外，在实施方式中，由于第一端部19b处的第一刃带面19的第二倾斜角θ2相对较小，因此该第一端部19b处的锋利度良好。因此，根据实施方式的刀片1，在将第三面7和第一刃带面19中的从中央部19a到第一端部19b的部位相交的棱线用作第一切削刃11a的情况下，第一刃带面19的耐久性较高，并且，锋利度良好。
中央部19a处的第一刃带面19的第一倾斜角θ1例如能够设定为25～55°。另外，第一端部19b处的第一刃带面19的第二倾斜角θ2例如能够设定为5～30°。需要说明的是，由于上述的数值是一例，因此第一倾斜角θ1以及第二倾斜角θ2各自并不限定于上述的值。
作为刀片1的材质，例如可以举出超硬合金、金属陶瓷、陶瓷、pcd(多晶金刚石)以及cbn(立方氮化硼)等。
作为超硬合金的组成，例如可以举出wc(碳化钨)-co、wc-tic(碳化钛)-co以及wc-tic-tac(碳化钽)-co。这里，wc、tic以及tac是硬质粒子，co是结合相。另外，金属陶瓷是向陶瓷成分中复合金属而成的烧结复合材料。具体而言，作为金属陶瓷，可以举出以tic或者tin(氮化钛)作为主要成分的化合物。需要说明的是，作为刀片1的材质，并不限定于上述材质。
另外，刀片1可以仅具有利用在上例示的材质构成的一个构件，另外，也可以具有利用在上例示材质构成的多个构件。
例如，如图1所示，可以为刀片1具有主体部21以及切削部23，且作为整体呈多边板形状。图1所示的一例中的主体部21为大致多边板形状，其为局部缺口的凹形状。在该缺口的凹形状的部分使用焊料等接合有切削部23。
这里，如图1所示的一例那样，可以为第一拐角13、第一边15以及第二边17位于切削部23。需要说明的是，为了视觉上的理解容易，在图1中，对切削部23的部分施加了由斜线形成的阴影线。
可以为，切削部23是例如像pcd以及cbn那样硬度比较高的材质，并且主体部21例如是超硬合金、金属陶瓷或者陶瓷。在主体部21以及切削部23是上述的材质的情况下，能够廉价地制造刀片1。另外，刀片1对于切削负载的耐久性较高。主体部21的硬度以及切削部23的硬度通过测定各个部位的维氏硬度来评价即可。
另外，刀片1可以仅具有上述的切削部23以及主体部21，但例如也可以除了切削部23以及主体部21的部位以外，还具备覆盖这些部位的表面的覆盖层。覆盖层可以覆盖由切削部23以及主体部21构成的基体的整个表面，另外，也可以覆盖基体的仅表面一部分。
作为覆盖层的材质，例如可以举出氧化铝(alumina)、以及钛的碳化物、氮化物、氧化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氮化物及碳氮氧化物等。覆盖层可以仅含有上述材质中的一个，另外，也可以含有多个。
另外，覆盖层可以仅由一个层构成，也可以是由多个层层叠而成的结构。需要说明的是，作为覆盖层的材质，并不限定于这些。覆盖层例如能够通过使用化学蒸镀(cvd)法或者物理蒸镀(pvd)法从而配置于基体之上。
实施方式中的第一刃带面19的倾斜角θ不是恒定的，第一倾斜角θ1变得大于第二倾斜角θ2。这里，在随着从第一端部19b靠近中央部19a而第一刃带面19的倾斜角θ变大的情况下，第一刃带面19的耐久性更加高，并且锋利度更加良好。
具体而言，由于越是第一刃带面19中的容易施加有较大切削负载的部分，则倾斜角θ变得越大，因此第一刃带面19的耐久性更加高。另外，由于越远离第一刃带面19中的施加有较大切削负载的部分，则倾斜角θ变得越小，因此第一刃带面19的锋利度更加良好。
另外，如图5～图8所示的一例那样，第一刃带面19的倾斜角θ可以随着从与第一拐角13的第二边17侧的端部连接的部分(以下，为了方便设为第二端部19c。)靠近中央部19a而变大。在该情况下，即使在将第三面7与第一刃带面19中的从中央部19a到第二端部19c的部位相交的棱线用作第二切削刃11b时，也是第一刃带面19的耐久性较高并且锋利度良好。即，无论在所谓的右切的切削工具和左切的切削工具中都能够使用。因此，刀片1在经济性方面优异。
如图5～图10所示的一例那样，第一刃带面19的倾斜角θ可以随着从中央部19a分别靠近第一端部19b以及第二端部19c而变小。即，可以为在中央部19a处第一刃带面19的倾斜角θ最大。
另一方面，第一刃带面19的倾斜角θ并不限定于上述的结构。例如，也可以为图13～图17所示的结构。在图13～图17所示的一例中，第一拐角13具有位于第一拐角13的中央与第二边17侧的端部之间的第一部位25。而且，第一刃带面19的倾斜角θ也可以在与第一部位25连接的部分处最大。
在图13～图17所示的一例中，除了第一切削刃11a之外，还将配置于第三面7与位于比中央部19a靠第二边17侧的部分相交的棱线的第二切削刃11b用作切削刃11，即使在该情况下，也是第一刃带面19的耐久性较高并且锋利度良好。特别是，在将第二切削刃11b作为主切削刃并且将第一切削刃11a作为修光刃的情况下，施加有相对较大的切削负载的主切削刃的耐久性较高。
图5所示的一例中的刃带面9具有第二刃带面27以及第三刃带面29。第二刃带面27沿着第一面3中的第一边15配置。第二刃带面27可以连接于第一边15。第三刃带面29沿着第一面3中的第二边17配置。第三刃带面29可以连接于第二边17。此时，如图11和图12所示，将第二刃带面27相对于前述的基准面x2的倾斜角设为第三倾斜角θ3。
在将第二刃带面27与第三面7相交的棱线的至少一部分用作第三切削刃11c的情况下，可以为第三倾斜角θ3是恒定的。但是，在第三倾斜角θ3随着远离第一拐角13而变大时，刀片1的耐久性更加高。特别是，在将第三切削刃11c用作主切削刃的情况下，施加有相对较大的切削负载的主切削刃的耐久性较高。
第三切削刃11c越远离第一拐角13则在切削加工时就位于越远离被切削件的精加工面的位置。因此，对于第三切削刃11c来说，越远离第一拐角13，则相比于锋利度更要求耐久性。在图11和图12所示的一例中，第三倾斜角θ3随着远离第一拐角13而变大。因此，提高被切削件的精加工面的面品质并且刀片1的耐久性较高。
另外，在将第二刃带面27与第三面7相交的棱线的至少一部分用作第三切削刃11c的情况下，也可以为第三倾斜角θ3随着远离第一拐角13而变小。在该情况下，被切削件的精加工面的面精度较高。特别是，在第三切削刃11c被用作修光刃的情况下，被切削件的精加工面的面精度更加高。
刃带面9是沿着切削刃11配置的宽度较窄的带状的区域。此时，刃带面9的宽度可以是恒定的，另外也可以是根据场所不同而不同。在图3所示的一例中，在平面观察第三面7的情况下，中央部19a的宽度比第一端部19b的宽度宽。在第一刃带面19为上述的结构的情况下，第一刃带面19的耐久性更加高，并且锋利度更加良好。这是因为，由于中央部19a的宽度w1相对较宽而第一刃带面19的耐久性更高，另外，由于第一端部19b的宽度w2相对较窄而第一刃带面19的锋利度更加良好。
与第一拐角13正交的剖面中的第一刃带面19的形状并不限定于特定的形状。上述的剖面中的第一刃带面19的形状例如可以为直线形状，另外，也可以如图6～图10所示的一例那样为凹形状。在如图6～图10所示那样第一刃带面19为凹形状的情况下，即使在第一倾斜角θ1相同时，平面观察第一面3的情况下的第一刃带面19的宽度也较小。因此，切削刃11的锋利度更加高。
需要说明的是，如图6～图10所示的一例那样，在剖面中的第一刃带面19的形状不为直线形状的情况下，第一刃带面的倾斜角θ由第一刃带面19的下端处的相对于基准面x2的倾斜角来表示。
如图1所示，刀片1可以具有贯通孔31。实施方式中的贯通孔31从第一面3形成至第二面5，并在这些面中开口。贯通孔31可以在将刀片1保持于刀架时用于安装固定螺钉或者夹紧构件。需要说明的是，贯通孔31即使是在第三面7中的位于彼此相反侧的区域中开口的结构也没有任何问题。
＜切削工具＞
接下来，使用附图说明实施方式的切削工具101。
如图18所示，实施方式的切削工具101具备：刀架105，其在前端侧具有刀槽103(刀片槽)；以及上述的刀片1，其位于刀槽103。在实施方式的切削工具101中，以棱线从刀架105的前端突出的方式安装有刀片1。
刀架105形成为细长地延伸的棒形状。而且，在刀架105的前端侧设置有一个刀槽103。刀槽103是供刀片1安装的部分，并对刀架105的前端面开口。此时，刀槽103也对刀架105的侧面开口，从而能够容易地进行刀片1的安装。具体而言，刀槽103具有相对于刀架105的下表面平行的安装座面、以及相对于安装座面倾斜的约束侧面。
刀片1位于刀槽103。此时，可以为刀片1的下表面与刀槽103直接相接，另外，也可以为刀片1与刀槽103之间夹入片材。
刀片1以棱线中的用作切削刃的部分从刀架105向外侧突出的方式进行安装。在实施方式中，刀片1通过固定螺钉107安装于刀架105。即，将固定螺钉107插入于刀片1的贯通孔，将该固定螺钉107的前端插入于在刀片槽103形成的螺孔并使螺纹部彼此螺合，从而刀片1被安装于刀架105。
作为刀架105能够使用钢、铸铁等。特别是，从提高刀架103的韧性的观点出发，也可以在这些构件中使用钢。
在实施方式中，例示了在所谓的车削加工中使用的切削工具。作为车削加工例如可以举出内径加工、外径加工以及开槽加工。需要说明的是，作为切削工具并不限定于在车削加工中使用的切削工具。例如，也可以将上述的实施方式的刀片1使用于在旋转切削加工中使用的切削工具。
＜切削加工物的制造方法＞
接下来，使用附图说明实施方式的切削加工物的制造方法。
切削加工物通过对被切削件201进行切削加工而制作。实施方式中的切削加工物的制造方法包括以下的工序。即，包括以下工序：
(1)使被切削件201旋转；
(2)使上述实施方式所代表的切削工具101中的棱线与旋转着的被切削件201接触；以及
(3)使切削工具101从被切削件201离开。
更具体而言，首先，如图20所示，使被切削件201绕轴o1旋转，并且使切削工具101相对地接近被切削件201。接下来，如图21所示，使切削工具101中的棱线(切削刃)与被切削件201接触，从而对被切削件201进行切削。然后，如图22所示，使切削工具101相对地远离被切削件201。
在实施方式中，通过在固定轴o1并且使被切削件201旋转的状态下使切削工具101沿y1方向移动从而使切削工具101接近被切削件201。另外，在图21中，通过使切削刀片中的切削刃与旋转着的被切削件201接触从而对被切削件201进行切削。另外，在图22中，通过在使被切削件201旋转着的状态下使切削工具101沿y2方向移动从而使切削工具101远离被切削件201。
需要说明的是，在实施方式的制造方法的切削加工中，在各个工序中，通过使切削工具101运动，从而使切削工具101与被切削件201接触、或者使切削工具101从被切削件201离开，但当然不限定于这种方式。
例如，在(1)的工序中，也可以使被切削件201接近切削工具101。同样，在(3)的工序中，也可以使被切削件201远离切削工具101。在继续进行切削加工的情况下，只要反复维持使被切削件201旋转着的状态，并使切削刀片中的切削刃与被切削件201的不同的位置接触的工序即可。
需要说明的是，作为被切削件201的材质的代表例，可以举出碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、或者非铁金属等。
附图标记说明：
1···切削刀片(刀片)
3···第一面
5···第二面
7···第三面
9···刃带面
11···切削刃
11a··第一切削刃
11b··第二切削刃
11c··第三切削刃
11d··第四切削刃
13···第一拐角
15···第一边
17···第二边
19···第一刃带面
19a··中央部
19b··第一端部
19c··第二端部
21···主体部
23···切削部
25···第一部位
27···第二刃带面
29···第三刃带面
31···贯通孔
101···切削工具
103···刀片槽(刀槽)
105···刀架
107···固定螺钉
201···被切削件。
1.一种切削刀片，其中，
所述切削刀片具备：
多边形状的第一面；
第二面，其位于所述第一面的相反侧；
第三面，其位于所述第一面与所述第二面之间；以及
刃带面，其位于所述第一面与所述第三面之间，并相对于所述第一面以及所述第三面倾斜，
所述第一面具有：
第一拐角；以及
第一边以及第二边，它们分别从所述第一拐角延伸，
所述刃带面具有连接于所述第一拐角的第一刃带面，
在将相对于连结所述第一面的中心和所述第二面的中心的中心轴正交的假想平面作为基准面时，
所述第一刃带面中的、与所述第一拐角的中央连接的部分相对于所述基准面的第一倾斜角大于所述第一刃带面中的、与所述第一拐角的所述第一边侧的端部连接的部分相对于所述基准面的第二倾斜角。
2.根据权利要求1所述的切削刀片，其中，
所述第一刃带面相对于所述基准面的倾斜角随着从与所述第一边侧的端部连接的部分靠近与所述第一拐角的中央连接的部分而变大。
3.根据权利要求1或2所述的切削刀片，其中，
所述第一刃带面相对于所述基准面的倾斜角随着从与所述第二边侧的端部连接的部分靠近与所述第一拐角的中央连接的部分而变大。
4.根据权利要求1或2所述的切削刀片，其中，
所述第一拐角具有位于所述第一拐角的中央与所述第二边侧的端部之间的第一部位，
所述第一刃带面相对于所述基准面的倾斜角在与所述第一部位连接的部分处最大。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的切削刀片，其中，
所述刃带面还具有连接于所述第一边的第二刃带面，
在相对于所述基准面的所述第二刃带面相对于所述基准面的倾斜角为第三倾斜角时，所述第三倾斜角随着远离所述第一拐角而变大。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的切削刀片，其中，
在平面观察所述第三面的情况下，所述第一刃带面中的与所述第一拐角的中央连接的部分的宽度比所述第一刃带面中的与所述第一拐角的所述第一边侧的端部连接的部分的宽度窄。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的切削刀片，其中，
在与所述第一拐角正交的剖面中，所述第一刃带面为凹形状。
8.一种切削工具，其中，
所述切削工具具有：
刀架，其具有位于前端侧的刀槽；以及
权利要求1至7中任一项所述的切削刀片，其位于所述刀槽内。
9.一种切削加工物的制造方法，其中，
所述切削加工物的制造方法包括以下工序：
使被切削件旋转；
使权利要求8所述的切削工具与旋转着的所述被切削件接触；以及
使所述切削工具从所述被切削件离开。
技术总结