切削刀片及刀头更换式旋转切削工具的制作方法
切削刀片及刀头更换式旋转切削工具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及切削刀片和拆装自如地安装刀片的刀头更换式旋转切削工具。特别是 本发明涉及为了形成齿轮的齿槽而使用的切齿用的切削刀片及刀头更换式旋转切削工具。
【背景技术】
[0002] 以往，作为用来形成齿轮的齿槽的工具之一，使用刀头更换式的旋转切削工具。该 工具是在相对于工具躯体的两侧端面配置的刀片安装座上从侧端面一侧用紧固螺钉组装 切削刀片而成的。该工具的刃形与齿轮的齿槽的至少一部分是相同形状，如果用该工具进 行槽加工，则刃形原样地作为齿的形状被转印到被切削件上。
[0003] 在专利文献1中公开了在这样的切齿用的旋转切削工具中使用的切削刀片的一 例。如图IA~图IC所示，在该切削刀片中，上表面和侧面的交叉棱线部是作为切削刃形成 的，侧面是前刀面，上表面是后刀面，下表面是刀片支承面。在边缘部形成有切削刃的侧面 一侧的该切削刀片的侧面观察下（参照图1C)中，切削刃朝向上表面一侧是凸状。因而，上 表面呈仿形于切削刃的凸形状的曲面形状。根据专利文献1的记载，切削刃绕工具躯体的 轴线的旋转轨迹被成形为要加工的渐开线齿形。
[0004] 专利文献1 :日本国特开2005 - 66780号公报。
[0005] 可是，在上述切削刀片中，为了使切削刃正确地成为渐开线曲线形状而花费大量 的费用。这是由于渐开线曲线是曲率逐渐变化的复杂的曲线，为了将该形状正确地形成到 切削刃上，需要高度的技术和许多制作时间的缘故。因此，在切齿用的切削刀片中，有相对 于更便宜更简单地形成切削刃的希望。
[0006] 以往进行了对于使齿槽加工用的切削刃成为渐开线曲线形状以外的形状的研宄。 但是，以往考虑的切削刃在切削刃形状相对于渐开线曲线的近似度这一点上还有改善的余 地。
【发明内容】
[0007] 本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种具备能够在齿轮的齿槽形 成中使用的切削刃的切削刀片。
[0008] 进而，本发明的另一目的在于提供一种为了形成齿轮的齿槽而使用的、拆装自如 地安装这样的切削刀片的刀头更换式旋转切削工具。
[0009] 根据本发明的一技术方案，提供一种切削刀片，具备第1端面，与该第1端面对置 的第2端面，和在该第1端面与该第2端面之间延伸的周侧面， 在上述第1端面及上述第2端面的至少一方与上述周侧面的交叉棱线部上形成有至少 1个圆弧状的切削刃； 上述切削刃在该切削刀片的端面观察下形成为仿形于具有一定的第1曲率半径的1个 第1曲线形状，在该切削刀片的侧面观察下形成为其至少过半部分仿形于具有一定的第2 曲率半径的1个第2曲线形状。
[0010] 优选的是，切削刃在该切削刀片的端面观察下形成为整体上呈上述第1曲率半径 的上述第1曲线形状；在该切削刀片的侧面观察下形成为大部分呈上述第2曲率半径的上 述第2曲线形状。上述第1曲率半径可以与上述第2曲率半径不同。
[0011] 优选的是，当在上述切削刀片的端面观察下将上述切削刃看作圆弧而决定出在一 部分中具有该圆弧的第1圆的中心，在上述切削刀片的侧面观察下将上述切削刃的至少过 半部分看作圆弧而决定出在一部分中具有该圆弧的第2圆的中心时，在上述切削刀片的端 面观察下，上述第2圆的中心可从被表示为穿过上述圆弧状的切削刃的二等分地点和上述 第1圆的中心的直线的第1平面离开。在此情况下，第2圆的中心可以是处于被上述第1 平面划分出的两个区域中的某一方中。但是，第2圆的中心也可以处于第1平面上。
[0012] 在一实施方式中，能够是上述切削刃在上述切削刀片的端面观察下是凸曲线形 状，在该切削刀片的侧面观察下也是凸曲线形状。或者能够是切削刃在上述切削刀片的端 面观察下是凹曲线形状，在该切削刀片的侧面观察下也是凹曲线形状。
[0013] 优选的是，在上述第1端面与上述周侧面的交叉棱线部上，对置的一对第1切削刃 分别作为上述切削刃形成，在上述第2端面与上述周侧面的交叉棱线部上形成有对置的一 对第2切削刃。该第1切削刃可以是形成为具有与该第2切削刃面对称的形状。更优选的 是，在第1端面及第2端面的至少一方上形成有凹部。凹部可以是其底部是平坦面。另外， 周侧面也可以相对于第1端面大致是直角。
[0014] 根据本发明的另一技术方案，提供一种刀头更换式旋转切削工具，具备工具躯体， 所述工具躯体具备大致圆形的两个侧端面和该侧端面间的外周部，以贯通两个上述侧端面 地延伸的旋转轴线为中心在圆周方向上配设有多个刀片安装座，在该刀片安装座上拆装自 如地安装切削刀片， 切削刀片是分别具有上述那样的结构的切削刀片； 当将该切削刀片安装到上述刀片安装座上时，上述切削刀片的上述第1端面或上述第 2端面与上述刀片安装座的座面抵接； 上述刀片安装座的上述座面以如下方式倾斜地形成，即当决定出与上述旋转轴线正交 并向该工具躯体的两侧端面间的中央延伸的平面时，从该平面到上述刀片安装座的座面的 沿着上述旋转轴线方向上的距离以越是达到工具旋转方向的前方侧越是逐渐变大。
[0015] 此外，在切削刀片的第1端面及第2端面的至少一方上形成有凹部的情况下，可 以是在上述刀片安装座的上述座面上，形成有能够进入到上述切削刀片的上述凹部中的凸 部。尤其可以是当切削刀片被安装到刀片安装座上时，刀片安装座的凸部的顶部抵接在切 削刀片的凹部的底部上。在切削刀片的凹部的底部是平坦面的情况下，可以是当切削刀片 被安装在刀片安装座上时，刀片安装座的凸部的平坦的顶部抵接在切削刀片的凹部的底部 上。
[0016] 根据具有上述结构的本发明的一技术方案，切削刀片的切削刃在该切削刀片的端 面观察下形成为仿形于具有一定的第1曲率半径的1个第1曲线形状，并且在该切削刀片 的侧面观察下形成为其至少过半部分仿形于具有一定的第2曲率半径的1个第2曲线形 状。因而，能够对切削刃赋予具有与渐开线曲线非常高的近似度的形状。由此，本发明的一 技术方案的切削刀片能够适当地在齿轮的齿槽形成中使用。
【附图说明】
[0017] 图IA表示以往的切齿用切削刀片的一例的立体图； 图IB表不图IA的切削刀片的主视图； 图IC表不图IA的切削刀片的侧视图； 图2表示发明的一实施方式所涉及的切削刀片的立体图； 图3A表不图2的切削刀片的主视图； 图3B表示图2的切削刀片的右侧视图； 图3C表不图2的切削刀片的左侧视图； 图3D表示图2的切削刀片的俯视图； 图3E表示图2的切削刀片的仰视图； 图3F表不图2的切削刀片的后视图； 图4是相当于图3A的附图，用来说明图2的切削刀片的切削刃的形状； 图5A是相当于图3C的附图，用来说明图2的切削刀片的切削刃的形状； 图5B是将由图5A的圆VB包围的区域的切削刃的形状夸张表示的放大示意图； 图6是与图2的切削刀片不同的另一实施方式的切削刀片的侧视图中的切削刃部分的 放大示意图； 图7A是用来说明本发明的实施方式所涉及的切削刀片的切削刃的形状的示意图； 图7B是用来说明本发明的实施方式所涉及的切削刀片的切削刃的形状的示意图； 图8A是用来说明本发明的实施方式所涉及的切削刀片的切削刃的形状的示意图； 图8B是用来说明本发明的实施方式所涉及的切削刀片的切削刃的形状的示意图； 图9表示本发明的一实施方式所涉及的刀头更换式旋转切削工具的主视图； 图10表示图9的切削工具的侧视图； 图11表不图9的切削工具的工具躯体的主视图； 图12表示图11的工具躯体的侧视图； 图13表示图11的圆VIII的部分的放大图； 图14是用来说明图9的切削工具中的切削刀片的安装状态的示意图； 图15是用来说明第1比较例的切削刀片的附图； 图16是用来说明第2比较例的切削刀片的附图； 图17是表示发明例的切削刀片的评价结果的示意图； 图18是表示第1比较例的切削刀片的评价结果的示意图； 图19是表示第2比较例的切削刀片的评价结果的示意图； 图20是表示旋转切削工具进行齿槽加工的状况的示意图； 图21表示本发明的另一实施方式所涉及的切削刀片的主视图。
【具体实施方式】
[0018] 以下，参照附图对本发明的切削刀片及切削工具的实施方式详细地进行说明。
[0019] 基于图2~图5B说明作为本发明的一实施方式的切削刀片1。切削刀片1如图2 所示，具有两个对置的端面(第1及第2端面)2、3,和在它们之间延伸的周侧面lcs。以下， 为了容易进行说明，在图2中将朝向上侧的端面2称作上表面，在图2中将朝向下侧的端面 3称作下表面。此外，以下按照这些上下表面会使用词汇"上"、"下"。但是，这些词汇"上"、 "下"并不是表示要将本发明限定地解释。
[0020] 切削刀片1具有基本上由呈大致平行四边形状的上表面2,上表面2对置配置的下 表面3,和构成将这些上表面2与下表面3连接的周侧面Ics的4个侧面部4、5、6、7构成的 平板形状。但是，由于上下表面2、3分别在端面观察下（图3A、图3F)为两个对置的边部为 曲线形状，所以严格来说并不 是平行四边形状。这里，将曲线状边部分别看作1个边部，由 于这些边部不是直线性的，所以虽然不是正确地相互平行，但看作大致平行。
[0021] 上表面2和下表面3分别具有两个长边部8及9、10及11，和两个短边部12及13、 14及15。因而，上表面2或下表面3和由4个侧面部4、5、6、7构成的周侧面的交叉棱线部 由相对较长的一对对置的交叉棱线部(相当于上表面的长边部8、9和下表面的长边部10、 11)和相对较短的一对对置的交叉棱线部(相当于上表面的短边部12、13和下表面的短边 部14、15)构成。此外，将上表面2与下表面3连接的4个侧面部4、5、6、7由在边缘部具有 相对较长的交叉棱线部8、9、10、11的两个侧面部(长侧面部)4、5,和在边缘部具有相对较短 的交叉棱线部12、13、14、15的两个侧面部(短侧面部）6、7构成。这里，下表面3构成为与 上表面2的形状相对应的形状，具体而言与上表面2为面对称。此外，两个长侧面部4、5相 对于上表面2及下表面3以大致直角交叉。此外，在切削刀片1上设有在上表面2及下表 面3各自的大致中心部具有开口部、以贯通上表面2和下表面3的方式延伸的安装孔(贯通 孔）16〇
[0022] 上表面2绕安装孔16的轴线A以180°旋转对称地构成。上表面2如上述那样具 有大致平行四边形形状，具有4个角部。在上表面2 -侧的端面观察下（图3A)，两个第1上 角部2a、2b是锐角，两个第2上角部2c、2d是钝角，它们绕轴线A交替地配置。下表面3也 同样绕安装孔16的轴线A以180°旋转对称地构成，以与轴线A正交并贯通切削刀片1的 周侧面地决定出的刀片中央平面(第1中央平面)IM为基准，与上表面2为面对称。下表面 3与上表面2同样，具有大致平行四边形形状，具有4个角部。在下表面3 -侧的端面观察 下（图3F)，两个第1下角部3a、3b是锐角，两个第2上角部3c、3d是钝角，它们绕轴线A交 替地配置。在平板面观察下、即端面观察下的切削刀片1的锐角的角部2a、2b、3a、3b的角 度及钝角的角部2c、2d、3c、3d的角度也可以考虑被切削件的种类及切削条件等适当设定。 另外，图3A的端面观察是从与作为端面的上表面2对置的一侧观察切削刀片1的附图，在 图3A中轴线A如点那样表示。此外，图3F的端面观察是从与下表面3对置的一侧观察切 削刀片1的附图，在图3F中轴线A如点那样表示。
[0023] 相对较长的交叉棱线部8、9、10、11分别作为切削刃发挥功能。与这些交叉棱线部 8、9、10、11有关系的长侧面部4、5能够作为前刀面发挥功能。与相对较短的交叉棱线部12、 13、14、15有关系的短侧面部6、7能够作为后刀面发挥功能。上表面2及下表面3与使用切 削刃相对应地作为后刀面或刀片支承面发挥功能。当上表面2是后刀面时，下表面3能够 为刀片支承面，当下表面3是后刀面2时，上表面2能够为刀片支承面。此外，上述锐角的 角部2a、2b、3a、3b能够分别作为切削角发挥功能。由于下表面3与上表面2为面对称，所 以沿着上表面一侧的相对较长的交叉棱线部8、9形成的切削刃（上切削刃）18与沿着下表 面一侧的相对较长的交叉棱线部1〇、11形成的切削刃（下切削刃）19为面对称。另外，上切 削刃18也可以称作第1切削刃，下切削刃19也可以称作第2切削刃。在此情况下，上表面 可以是第1端面，下表面可以是第2端面。这些名称也可以具有相反的关系。
[0024] 此外，在本实施方式的切削刀片1中，如图2、图3A~图3F所示，在上表面2及下 表面3上形成有一定宽度的带状的凹部17。该凹部17沿上表面2或下表面3的长度方向 (以在各端面中向相对较长的交叉棱线部的中间延伸的方式)形成，其底部17a为平坦面。在 本实施方式的切削刀片1中，凹部17具有沿着切削刀片1的长度方向的带状的形状，在短 侧面部6、7敞开。但是，凹部17的形状并不限定于此。例如，凹部17可以是其底部具有平 坦面以外的形状，在此情况下，凹部17的底部可具有与后述的刀片安装座的对应的部分互 补的形状。此外，凹部17既可以不是带状，也可以不延伸到短侧面部，还可以是圆形或四边 形等多边形形状，其数量在各端面中也并不限定于1个。
[0025] 在本实施方式中，在切削刀片1的端面观察下，相对较长的交叉棱线部8、9、10、11 分别朝向刀片外侧是凸状并形成为1个圆弧状。这里，在切削刀片1的端面观察下，交叉棱 线部8、9、10、11分别在整体上具有1个圆弧形状。因而，将上表面2与下表面3连接的4 个侧面部中的两个长侧面部4、5基本上具有仿形于这些交叉棱线部8、9、10、11的凸状曲线 形状的曲面形状。
[0026] 此外，在本实施方式中，在从切削刀片1的长侧面部的方向的侧面观察下(参照图 3B或图3C)，相对较长的交叉棱线部8、9、10、11分别朝向刀片外侧(与轴线A平行的方向） 是凸状并且除了锐角的角部及其附近以外的大部分形成为1个圆弧状。即，上表面2与长 侧面部4、5的交叉棱线部8、9分别朝向上表面2 -侧是凸状并且大部分形成为圆弧状。同 样，下表面3与长侧面部4、5的交叉棱线部10、11分别朝向下表面3-侧是凸状并且大部 分形成为圆弧状。因而，上表面2及下表面3基本上具有仿形于相对较长的交叉棱线部8、 9、10、11的凸状曲线形状的曲面形状。但是，在图3B及图3C中，可能不能清楚地观察相对 较长的交叉棱线部的弯曲形状。这是因为弯曲的程度非常小的缘故。另外，图3B或图3C 的侧面观察是从与侧面部对置的一侧观察切削刀片1的附图，在图3B或图3C中，刀片中央 平面IM如线那样表示。
[0027] 这样，在切削刀片1中，作为切削刃形成的相对较长的交叉棱线部8、9、10、11分别 在切削刀片的侧面观察及其端面观察下均形成为固有的弯曲形状。特别是，相对较长的交 叉棱线部8、9、10、11分别是大致圆弧状，形成为在端面观察下仿形于1个具有第1曲率半 径的第1曲线形状，在侧面观察下仿形于1个具有(与第1曲率半径不同的）第2曲率半径 的(与第1曲线形状不同的)第2曲线形状。特别是，在第1实施方式的切削刀片1中，相对 较长的交叉棱线部8、9、10、11分别形成为在端面观察下整体上呈1个具有第1曲率半径的 第1曲线形状，并且在侧面观察下其大部分(主要是除了沿着锐角的角部2a、2b、3a、3b的部 分以外的部分）呈1个具有第2曲率半径的第2曲线形状。
[0028] 关于这样的相对较长的交叉棱线部8、9、10、11的弯曲形状、即切削刃18、19的形 状，基于图4及图5进一步说明。但是，由于一对上切削刃18绕轴线A旋转对称，所以是相 互相同的形状，一对下切削刃19也由于绕轴线A旋转对称，所以是相互相同的形状，上切削 刃和下切削刃处于以刀片中央平面IM为基准而面对称的关系。因而，以下，以这些作为代 表而仅对关于相对较长的交叉棱线部8的1个上切削刃18进行说明。
[0029] 图4是切削刀片的端面图，是相当于图3A的附图。图5A是切削刀片1的侧视图， 是相当于图3C的附图，图5B是将由图5A的圆VB包围的区域的切削刃部分的弯曲形状夸 张表示的放大示意图。使用图4到图5B，说明沿着上表面2 -侧的相对较长的交叉棱线部 8延伸的上切削刃18的形状。
[0030] 在图4中，将上切削刃18看作1个圆弧，可以决定出在一部分中具有该圆弧的圆 的中心。即，在图4中，以点B为中心的半径为Br的圆的圆弧Bl与交叉棱线部8、即上切削 刃18重叠。特别是，在图4中，沿着锐角的第1上角部2a的上切削刃18的部分18a也在 圆弧Bl上延伸。
[0031] 另一方面，在图5B中，将上切削刃18的部分看作圆弧，可以决定出在一部分中具 有该圆弧的圆的中心。即，在图5中，以点C为中心的半径为Cr的圆的圆弧Cl与交叉棱线 部8、即上切削刃18重叠。但是，根据图5A、图5B可以理解，沿着锐角的第1上角部2a的 上切削刃18的部分18a不在圆弧Cl上延伸。另外，图4中的半径Br与图5中的半径Cr 不同。这里，半径Br与半径Cr相比显著较短。这样，上切削刃18在端面观察和侧面观察 下分别具有独特的弯曲形状地构成。
[0032] 进而，在切削刀片1中，将图4的圆弧Bl作为一部分的圆的中心B和将图5的圆 弧Cl作为一部分的圆的中心C具有规定的关系。在图4中，为了说明中心B与中心C的关 系，虽然在与图4的长度方向Z成直角的方向上不特别具有意义，但表示有图5B的圆的中 心C。此外，在图4中，将上切削刃18的二等分地点（在图4中距上切削刃18的两端部是 等距离、上切削刃18上的部位)表示为点18M，表示了穿过该点18M和圆的中心B的直线L。 该直线L相当于与轴线A平行延伸的图5A、图5B的平面S。另外，长度方向Z这里能够在 图4的切削刀片的端面观察下决定为与将上切削刃18的两端部连结的线DL平行的方向， 还可以决定为与轴线A成直角的方向。
[0033] 根据图4 (及图5B)可知，圆的中心C没有位于直线L (平面S)上而从直线L离 开。这样的中心B与中心C的位置 关系匹配于半径（曲率半径）Br与半径（曲率半径）Cr的 长度关系以及希望的渐开线曲线形状来设计。由此，中心C从平面S离开的程度(离开距离） 也匹配于所选择的渐开线曲线形状而设定。
[0034] 这里，当决定出包含轴线A并与长度方向Z平行延伸的平面(第2中央平面)2M时， 上切削刃18在图4中的线L上的点18M处最远离平面2M，随着从点18M离开而向平面2M 接近。平面2M与刀片中央平面IM正交，将切削刀片1二等分。此外，在图5B中，上切削刃 18以在从相当于直线L的平面S离开的部位18b最向上表面2 -侧突出（最远离刀片中央 平面1M)的方式弯曲。
[0035] 另外，在切削刀片1中，各切削刃这样构成为在端面观察下形状形成为仿形于单 一的圆的圆弧（1个曲率半径的曲线形状)，在侧面观察下形状形成为其大部分仿形于单一 的别的圆的圆弧（1个别的曲率半径的曲线形状)，三维地弯曲。但是，各切削刃也可以形状 形成为在切削刀片1的侧面观察下仅其过半部分仿形于单一的圆的圆弧。各切削刃也可以 形状形成为在切削刀片1的端面观察下仅其过半部分仿形于单一的圆的圆弧，但优选的是 其大部分、更优选的是其整体形状形成为仿形于单一的圆的圆弧。进而，各切削刃18、19、即 交叉棱线部8、9、10、11分别形成为其至少过半部分、优选的是其大部分、更优选的是其全 部具有平滑的三维弯曲形状。但是，各切削刃18、19也可以整体或部分地形成为多个直线 部通过特别相对较短的直线部连续而近似地具有曲线形状。
[0036] 在切削刀片1中，在其侧面观察下将切削刃看作圆弧时的以该圆弧为一部分的圆 的中心位于由平面S划分出的两个区域中的该切削刃的锐角的第1角部一侧的区域。但是， 这样的侧面观察下的圆的中心C根据所选择的渐开线曲线形状，也有可能被定位到平面S 的相反侧的区域中。图6是将与切削刀片1不同的另一实施方式的切削刀片的侧视图中的 切削刃部分夸张其弯曲形状地表示的放大示意图，是相当于由图5A的圆VB包围的区域的 部位处的附图。在图6中，在平面S的右侧表示将上切削刃18的大部分看作圆弧时的、在 一部分中包含该圆弧的圆的中心C。因而，在关于图6的切削刀片中，在其侧面观察下将切 削刃的大部分看作圆弧时的以该圆弧为一部分的圆的中心C不位于由平面S划分出的两个 区域中的该切削刃的锐角的第1角部一侧的区域，而位于另1个区域。除此以外，在关于图 6的切削刀片中，上切削刃18与切削刀片1的切削刃18同样，在中心C相对于面S取位的 区域中，具有最远离刀片中央平面IM的部位18b。但是，也可以是，中心C位于由面S划分 的两个区域中的一方的区域中，距刀片中央平面IM最远的切削刃的部分18b位于另一方的 区域中。
[0037] 图7A、图7B用箭头概念性地表示相对于直线L、即平面S为锐角的第1角部2a、2b 一侧的区域中有距刀片中央平面IM最远的部位18b的切削刀片的、侧面观察下的圆的中心 C能够取位的区域。图7A表示圆的中心C位于锐角的第1角部2a、2b-侧的区域中。图7B 表示圆的中心C位于与锐角的第1角部2a、2b-侧的区域不同的另一方的区域中。另一方 面，图8A、图8B用箭头概念性地表示关于相对于直线L、即平面S为与锐角的第1角部2a、 2b-侧的区域不同的区域中有距刀片中央平面IM最远的部位18b的切削刀片的、侧面观察 下的圆的中心C能够取位的区域。图8A表示圆的中心C位于与锐角的第1角部2a、2b - 侧的区域不同的区域中。图8B表示圆的中心C位于锐角的第1角部2a、2b -侧的区域中。 本发明容许图7A到图8B所示那样的、在切削刀片的侧面观察下决定的圆的中心C与距刀 片中央平面IM最远的切削刃18的部位18b的多个位置关系。它们的位置关系可以是匹配 于所选择的渐开线曲线形状来选择。
[0038] 进而，在切削刀片1中，关于其端面观察下的切削刃形状，切削刃在图4中的线L 上的部位18M距平面2M最远。但是，切削刃也可以形成为在与点18M不同的部位距平面2M 最远。在此情况下，距平面2M最远的部位可位于直线L、即平面S的任一侧。此外，本发明 容许切削刀片的切削刃形成为切削刃的距平面2M最远的部位与该切削刃的距刀片中央平 面IM最远的部位一致。
[0039] 在本实施方式的切削刀片1中，将上表面2及下表面3的长边部彼此连接的长侧 面部4、5相对于上表面2及下表面3大致直角地交叉。但是，长侧面部4、5的形状并不限 定于此。例如，也可以制成长侧面部4、5分别向切削刀片1的内方凹陷的形状，相反也可以 做成突出到外方的形状。即，只要满足上表面2的形成为曲线状的长边部8和与其相对应 的下表面3的形成为曲线状的长边部11位于沿着上表面2的形成为曲线状的长边部8而 相对于上表面2为大致直角地决定（即与轴线A平行）的假想曲面上，则侧面部4的形状能 够适当变更。关于侧面部5也是同样的。通过上表面2及下表面3的形成为曲线状的长边 部8、9、10、11处于这样的位置关系，在本实施方式的切削刀片1中，能够将上下表面2、3的 双方的切削刃用于切削。但是，本发明并不排除与侧面部4、5相对于上表面2或下表面3 均以锐角或钝角交叉的所谓正型的切削刀片有关的情况。在此情况下，关于上表面2或下 表面3的某一方的面形成切削刃。
[0040] 在本实施方式中，如上述那样，平板面观察下的切削刀片1的外轮廓形状基本上 是大致平行四边形，仅其长边部8、9、10、11为特定的曲线形状，但关于形成为具有这样的 曲线形状的边部并不限定于此。即，虽然在切削刀片1中不同，但短边部12、13、14、15也可 以具有以上说明的长边部或切削刃那样的曲线形状地形成。并且，关于该长边部8、9、10、11 与短边部12、13、14、15的长度的比率能够适当变更。进而，切削刀片1的外轮廓形状并不 限定于大致平行四边形，也可以是大致长方形状或大致正方形状。
[0041] 此外，在作为前刀面发挥功能地构成的长侧面部4、5上，也能够以切削肩处理性 的提高等为目的而形成断肩槽。断肩槽的形状可以考虑切削的被切削件的种类及切削刀片 的材质种类等的要素来适当决定。此外，还能够以切削刃的强度提高为目的，在切削刃上形 成珩磨部或刃带。关于珩磨部或刃带的形状，可以考虑切削的被切削件的种类或切削刀片 的材料种类等的因素而适当决定。
[0042] 本实施方式的切削刀片1可以由硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或金刚石或者含有立 方晶氮化硼的超高压烧结体等的硬质材料或涂层的这些硬质材料形成。
[0043] 接着，参照图9至图14,对拆装自如地安装上述切削刀片的刀头更换式旋转切削 工具21进行说明。
[0044] 刀头更换式旋转切削工具21是切齿刀具，拆装自如地安装切削刀片1。工具躯体 22呈基本上由大致圆形的两个侧端面22a、22b，和连接在其两侧端面之间的外周部22c构 成的大致圆板形状。通过将旋转切削工具21绕以贯通两个侧端面22a、22b的方式延伸的 旋转轴线〇旋转并加以进给，用于切削加工。
[0045] 在沿着工具躯体22的外周边缘部分以旋转轴线0为中心的圆周方向上，在两侧端 面上交替地以交错状配设有用来安装切削刀片1的刀片安装座23 (23a、23b)。此外，也同 样设有安装切削刀片1以外的一般的大致长方形板状的切削刀片24a、24b的刀片安装座25 (25a、25b、25c、25d)。此外，在各刀片安装座23、25的工具旋转方向K的前方侧配设有容肩 槽26。在这样的形态的旋转切削工具21的各刀片安装座23、25上，分别纵置地用螺钉固定 着上述实施方式的切削刀片1和其他切削刀片24a、24b。
[0046] 本实施方式的旋转切削工具21是将多种切削刀片组合而进行切齿加工的类型。 在该类型的旋转切削工具21中，使用对被加工的齿轮形状中的齿的基端部(根本部)附近进 行加工的切削刀片、对齿的中央部附近进行加工的切削刀片、对齿的顶部附近进行加工的 切削刀片的多个种类的切削刀片进行切齿加工。上述实施方式的切削刀片1用于对齿的中 央部附近进行加工。该切削刀片1在工具躯体22上安装成该切削刀片的端面观察下的锐 角的角部能够参与到切削中。即，例如当以上表面2为后刀面、以下表面3为支承面配置到 工具躯体22上时，在工具躯体22的外周部一侧，与切削刀片1的被使用的上切削刃18没 有关系的长侧面与安装座的朝向工具旋转方向前方侧的侧壁面接触，切削刀片1的1个被 使用的上切削刃18的锐角角部位于容肩槽26 -侧的开放空间。另外，也有与这样的实施 方式的旋转切削工具21不同、仅由本发明所涉及的切削刀片（基于与切削刀片1同样的发 明思想构成的切削刀片)形成从齿的基端部到顶部的整体的工具形态。在此情况下，仅将本 发明所涉及的切削刀片在工具躯体的外周部上沿其圆周方向以交错状安装。
[0047] 在本实施方式的旋转切削工具21中，如作为图11的圆部XIII的放大图的图13 所示，在第1侧端面22a -侧的第1刀片安装座23a的座面(底壁面)上形成有凸部27。该 凸部27沿着刀片安装座23a的长度方向 （以工具21的旋转轴线O为中心的大致直径方向） 以一定的宽度形成，其顶部27a为平坦面。该刀片安装座23a的凸部27的尺寸为能够进入 到形成在切削刀片1的下表面3上的凹部17中，其顶部27a能够与凹部17的底部17a抵 接。将凹部17的平坦的底部与凸部27的平坦的顶部对合，将切削刀片1安装到刀片安装 座23a上。关于第2侧端面22b -侧的第2刀片安装座23b也同样，设有与切削刀片1的 上表面2的凹部17建立了关系的凸部。
[0048] 第1刀片安装座23a构成为切削刀片1安装成使用上切削刃18。另一方的第2刀 片安装座23b构成为切削刀片1安装成使用下切削刃19。
[0049] 在将切削刀片1的下表面3作为支承面使用（使用上切削刃18)的情况下，下表面 3与刀片安装座23a的座面抵接。另一方面，在将切削刀片1的上表面2作为支承面使用 (使用下切削刃19)的情况下，上表面2与刀片安装座23b的座面抵接。而且，切削刀片1的 侧面部4、5、6、7的某两个与刀片安装座23的两个侧壁面（以从座面屹立的方式延伸的面） 抵接。此时，形成在交叉棱线部8、9、10、11的某个上的切削刃作为具有渐开线曲线近似形 状的切削刃发挥功能。因而，在本实施方式的切削刀片1中，能够在上表面2将两个切削刃 18、在下表面3将两个切削刃19的合计4个切削刃用于切削，切削刀片1能够分度。
[0050] 刀片安装座23的座面相对于工具旋转方向K倾斜。使用图14,关于第1刀片安 装座23a说明其倾斜，关于具有与第1刀片安装座23a为面对称的形状的第2刀片安装座 23b的说明省略。
[0051] 在图14中，概念性地表示将切削工具21、即工具躯体22二等分的工具中央平面 21M。另外，工具中央平面21M是决定成与切削工具21的旋转轴线0正交、并且将切削工具 21的工具躯体22均等地划分成一方的侧端面22a -侧和另一方的侧端面22b -侧的面。 在图14中，概念性地表示刀片安装座23a的座面(底壁面）23c。
[0052] 根据图14可知，刀片安装座23a的座面23c从工具中央平面21M倾斜，越是工具 旋转方向K前方侧的部分，与旋转轴线0平行的方向上的距中央平面21M的距离23d越长。 即，刀片安装座23a相对于工具中央平面21M倾斜地形成，以使得从工具躯体22的工具中 央平面21M到刀片安装座23a的座面23c的距离23d随着达到工具旋转方向K 一侧而逐渐 变大。因而，当将切削刀片1在刀片安装座23a上安装成下表面3为支承面时，切削刀片1 以切削刀片1的上表面2不与工具躯体22的侧端面22a大致平行、参与切削的使用切削刃 18 -侧（即，与容肩槽26相邻的长边部一侧)从工具躯体22的侧壁面22a竖起的状态倾斜 配置。由此，在切削刀片1上设置适当的避让部。另外，考虑切削刀片1的该倾斜安装角度 来设计切削刀片1的切削刃的上述形状。
[0053] 接着，对上述切削刀片1及刀头更换式旋转切削工具21的作用及效果进行说明。
[0054] 在本实施方式的切削刀片1中，设计成作为切削刃发挥功能的相对较长的交叉棱 线部8、9、10、11形成为在端面观察下朝向刀片外方凸状弯曲的一定的曲率半径的1个凸曲 线形状，并且在侧面观察下也朝向刀片外方（即，上表面2或下表面3-侧)凸状弯曲的突出 的具有一定的曲率半径的1个凸曲线形状。由此，能够不花费较大的成本而使切削刃形状 相对于渐开线曲线的近似度大幅提高。以下，使用实验例对其作用及效果详细地说明。
[0055] 在本实验中，对基于与上述切削刀片1的切削刃18、19相同的发明思想而构成切 削刀片（发明例）IE的切削刃18E的形状进行了评价。作为比较例，对具有仅在切削刀片的 侧面观察下弯曲的切削刃的切削刀片(第1比较例)31的切削刃31E的形状进行了评价。进 而，对具有仅在切削刀片的端面观察下弯曲的切削刃的切削刀片(第2比较例）32的切削刃 32E的形状进行了评价。在该实验中，对将这些的切削刀片1E、31、32的切削刃18E、31E、32E 设计成尽可能接近于相同的渐开线曲线时的、各个切削刃形状相对于渐开线曲线的近似度 进行比较而评价。
[0056] 另外，在第1比较例的切削刀片31中，形成为仅在其侧面观察下切削刃31E具有 单一的曲率半径Rl的凸曲线状(参照图15)。此外，在第2比较例的切削刀片32中，形成为 仅在端面观察下切削刃32E具有单一的曲率半径R2的凸曲线状(参照图16)。相对于此，在 本发明例的切削刀片IE中，如以上关于切削刀片1说明的那样，在侧面观察和端面观察下， 分别对切削刃18E赋予了单一的曲率半径的凸曲线形状。
[0057] 在本实验中，通过求出制作模组为10、压力角为20°、齿数为70个的齿轮时的渐 开线曲线，与各个切削刀片的切削刃的形状之间的理论误差，计算出切削刃相对于渐开线 曲线的近似度。
[0058] 在图17到图19的各图中，表示了安装着上述切削刀片1E、31、32的刀头更换式旋 转切削工具的部分的示意图。另外，在图17到图19中，两个切削刀片对置而部分地重叠表 示，但实际上这些切削刀片与上述切削工具21同样在工具主体的外周方向上错开规定间 隔地配置。但是，这些切削刀片1E、31、32分别构成为能够如图20所示那样使用的切削刀 片。在图20中，作为一例而示意地表示通过一边使安装着切削刀片IE的旋转切削工具绕 其中心轴线旋转一边对被切削件33赋予进给，每次一个部位地对内齿轮的齿槽34进行加 工的状况。如图20所示，切削刀片1的切削刃形状(其旋转轨迹的径向截面形状)被原样转 印到被切削件上，由此形成齿轮的齿。
[0059] 各个切削刀片1E、31、32的切削刃18E、31E、32E在图17至图19中设定成从前端 一侧起依次在PI、P2、P3的3点与渐开线曲线一致。即，在PU P2、P3的3点，无论哪种切 削刀片的切削刃形状，与渐开线曲线的误差都为零。通过这样设定，各个切削刀片的切削刃 形状在各自的形态中成为最近似于渐开线曲线的形状。
[0060] 并且，在该状态下，按照每一切削刀片求出Pl点与P2点的中间的PA点、P2点与 P3点的中间的PB点的切削刃与渐开线曲线的理论误差，将它们进行了比较。当然，理论误 差越小，相对于渐开线曲线的近似度越高。以下，在图17到图19中表示，并且在表1中将 其结果一起表不。
[0061] 此时，第1比较例的切削刀片31的切削刃的曲率半径Rl (参照表示侧面观察的图 15)是122mm。此外，第2比较例的切削刀片32的切削刃的曲率半径R2 (参照表示端面观 察的图16)是17mm。此外，本发明例的切削刀片IE的切削刃的侧面观察下的曲率半径(相 当于上述半径Cr)是662mm，端面观察下的曲率半径(相当于上述半径Br)是20mm。此外， 关于表中的误差的正及负，在图17到图19中，在与工具中央平面TM成直角的方向上将X 侦W图中右侧）设为负，将Y侧（图中左侧）设为正。此外，表1中的最大误差是在对P1、P2、 P3、PA、PB的5点进行比较时的它们之间的最大的数值差。
[0062] [表 1 ]
[0063] 如表1所示可知，在本发明例的切削刀片IE中，与第1及第2比较例的切削刀片 31、32相比，相对于渐开线曲线的理论误差显著较小。具体而言，在本发明例的切削刀片IE 中，以最大误差进行比较可知，理论误差相对于第1比较例的切削刀片31改善了约70%，相 对于第2比较例的切削刀片32改善了约45%。这样可知，本申请的发明者们专门研宄的结 果是，与仅关于侧面观察或端面观察下的某一方将切削刃的形状制成具有单一的曲率半径 的凸曲线形状相比，将该两者组合后的切削刀片的切削刃相对于渐开线曲线的近似度大幅 度地提高。因而，在本发明例的切削刀片IE中，能够不花费较大的成本而达到与比较例相 比能够较大地提高相对于渐开线曲线的近似度的效果。
[0064] 通过将本实施方式的切削刀片1的端面观察下的切削刃的曲率半径和侧面观察 下的切削刃的曲率半径的组合进行各种各样的改变，能够实现与形成在被切削件上的齿的 形状所要求的各种各样的种类的渐开线曲线显著地类似的切削刃形状。因而，优选切削刃 的端面观察方向的第1曲率半径和侧面观察方向的第2曲率半径不同(在上述发明例中，也 如上述切削刀片1那样，各自的曲率半径不同）。
[0065] 此外，如基于图4到图5B说明的那样，优选在端面观察下形成圆弧的圆的中心B 与在侧面观察下形成圆弧的圆的中心C在图4的Z方向上不一致。即，当在切削刀片的端 面观察下将切削刃看作圆弧而决定出在一部分中具有该圆弧的第1圆的中心、在切削刀片 的侧面观察下将该切削刃的至少过半部分看作圆弧而决定出在一部分中具有该圆弧的第2 圆的中心时，在切削刀片的端面观察下，第2圆的中心可从表示为穿过切削刃的二等分地 点和第1圆的中心的直线的平面离开。这样，通过将端面观察和侧面观察下的各自的圆的 中心错开，能够根据状况而更精密地设定切削刃整体的三维形 状变化，能够将以曲率半径 逐渐变化的方式变化的渐开线曲线更正确地近似。但是，本发明虽然没有将在切削刀片的 端面观察下第2圆的中心处于被表示为穿过切削刃的二等分地点和第1圆的中心的直线的 平面上的情况排除，但如以上说明的那样，优选的是第2圆的中心从该平面离开。
[0066] 进而，通过在切削刀片1的上表面2及下表面3上形成底部为平坦面的凹部17,使 该平坦面与刀片安装座23的凸部27的顶部的平坦面抵接而将切削刀片1安装到安装座23 上，能够大幅度地降低工具的制造成本。根据上述的说明可知，随着对切削刃赋予三维弯曲 形状，在边缘部具有切削刃的端面的形状弯曲。当将这样的弯曲曲面形状的端面作为支承 面处置时，通常希望刀片安装座的座面也具有与该曲面形状适合的形状。这是为了进一步 提高刀片安装座上的切削刀片的稳定度的缘故。但是，由于一般来说切削刀片从金属模制 作，而刀片安装座是从材料切削出，所以为了将刀片安装座形成为这样的形状需要花费非 常大的工时，可能带来制造成本的上升。
[0067] 相对于此，当将切削刀片1和刀片安装座23如上述那样构成时，能够使凹凸部17、 27的平坦面彼此抵接而将切削刀片1牢固地安装到刀片安装座23上。因而，当切削刀片 1被安装在刀片安装座23上时，能够是切削刀片的端面的凹部以外的部分不与刀片安装座 23的座面抵接的状态。由此，不需要将刀片安装座23的座面制成与切削刀片的端面形状互 补的曲面形状，所以能够抑制制造成本。进而，由于它是将平坦面彼此对合的结构，所以即 使在切削刀片的端面与刀片安装座的座面之间发生尺寸误差，也能够使其影响最小化，能 够以高精度将切削刀片1固定到刀片安装座上。此外，当使切削刀片1的作为切削刃的交 叉棱线部8、9、10、11的侧面观察下的曲率半径变化时，上表面2或下表面3的曲面形状也 因此而变化，但由于如上述那样构成为使凹凸部的平坦面彼此抵接，所以不需要变更刀片 安装座23的座面的形状。即，能够将交叉棱线部(切削刃)的曲率半径各种各样地不同的多 种切削刀片安装到相同的旋转切削工具上，所以能够大幅度抑制花费在工具上的成本。 [0068] 到此为止，对在端面观察及侧面观察下作为切削刃的交叉棱线部8、9、10、11是向 外方突出的凸曲线形状的切削刀片进行了说明，但该曲线形状也可以是向切削刀片内方陷 入的凹曲线形状。在图21中表示作为其一例的切削刀片41。在图21的切削刀片41中，切 削刃在侧面观察及端面观察各自下，与切削刀片1的切削刃同样形成为具有特有的弯曲形 状。通过这样用凹曲线形状的切削刃进行切削，能够形成与用图2至图3F所示的实施方式 的切削刀片1形成的齿啮合的齿。即，与使用切削刀片1形成的齿凹凸相反，换言之，能够 形成具有互补的渐开线曲线近似形状的齿。进而，既可以将作为切削刃的交叉棱线部8、9、 1〇、11构成为在端面观察下呈凸曲线形状、在侧面观察下呈凹曲线形状，也可以构成为在端 面观察下呈凹曲线形状、在侧面观察下呈凸曲线形状。它们可以匹配于加工的齿轮的形状 而适当设定。当然，如它们那样变更了形状的切削刀片也能够同样发挥上述的本发明特征 性的效果。
[0069] 以上，对本发明的代表性的实施方式进行了说明，但本发明能够进行各种变更。本 发明只要不脱离由权利要求书定义的本发明的主旨及范围，则能够进行置换、变更。
【主权项】
1. 一种切削刀片（1、41)，具备第1端面（2)，与该第1端面对置的第2端面（3)，和在该 第1端面与该第2端面之间延伸的周侧面（lcs)，其特征在于， 在上述第1端面及上述第2端面的至少一方与上述周侧面的交叉棱线部上形成有至少 1个圆弧状的切削刃（18、19); 上述切削刃在该切削刀片的端面观察下形成为仿形于具有一定的第1曲率半径的1个 第1曲线形状，在该切削刀片的侧面观察下形成为其至少过半部分仿形于具有一定的第2 曲率半径的1个第2曲线形状。2. 如权利要求1所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述切削刃（18、19)在该切削刀片的端面观察下形成为整体上呈上述第1曲率半径的 上述第1曲线形状，在该切削刀片的侧面观察下形成为大部分呈上述第2曲率半径的上述 第2曲线形状。3. 如权利要求1或2所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述第1曲率半径与上述第2曲率半径不同。4. 如权利要求1~3中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 当在上述切削刀片（1)的端面观察下将上述切削刃（18、19)看作圆弧而决定出在一部 分中具有该圆弧的第1圆的中心（B)，在上述切削刀片的侧面观察下将上述切削刃（18、19) 的至少过半部分看作圆弧而决定出在一部分中具有该圆弧的第2圆的中心（C)时， 在上述切削刀片（1)的端面观察下，上述第2圆的中心（C)从被表示为穿过上述圆弧状 的切削刃的二等分地点（18M)和上述第1圆的中心（B)的直线的第1平面（S)离开。5. 如权利要求4所述的切削刀片（1、41 )，其特征在于， 上述第2圆的中心（C)处于被上述第1平面（S)划分出的两个区域中的某一方中。6. 如权利要求1~5中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述切削刃（18、19)在上述切削刀片的端面观察下是凸曲线形状，在该切削刀片的侧 面观察下也是凸曲线形状。7. 如权利要求1~5中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述切削刃（18、19)在上述切削刀片的端面观察下是凹曲线形状，在该切削刀片的侧 面观察下也是凹曲线形状。8. 如权利要求1~7中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 在上述第1端面（2)与上述周侧面的交叉棱线部上，对置的一对第1切削刃（18)分别 形成为上述切削刃，在上述第2端面（3)与上述周侧面的交叉棱线部上形成有对置的一对 第2切削刃（19)，该第1切削刃（18)与该第2切削刃（19)面对称地形成。9. 如权利要求1~8中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 在上述第1端面（2)及上述第2端面（3)的至少一方上形成有凹部（17)。10. 如权利要求9所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述凹部（17)的底部（17a)是平坦面。11. 如权利要求1~10中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述周侧面（Ics)相对于上述第1端面（2)大致是直角。12. -种刀头更换式旋转切削工具（21)，具备工具躯体（22)，所述工具躯体具备大致 圆形的两个侧端面（22a、22b)和该侧端面间的外周部（22c)，以贯通两个上述侧端面地延 伸的旋转轴线（O)为中心在圆周方向上配设有多个刀片安装座（23、23&、2310，在该刀片安 装座上拆装自如地安装切削刀片，其特征在于， 上述切削刀片是权利要求1~11中任一项所述的切削刀片（1、41); 当将该切削刀片安装到上述刀片安装座上时，上述切削刀片的上述第1端面（2)或上 述第2端面（3)与上述刀片安装座的座面（23c)抵接； 上述刀片安装座的上述座面（23c)以如下方式倾斜地形成，即当设定出与上述旋转轴 线正交并向该工具躯体的两侧端面间的中央延伸的平面（21M)时，从该平面到上述刀片安 装座的座面的与上述旋转轴线平行的方向上的距离（23d)越是达到工具旋转方向（K)的前 方侧越是逐渐变大。13. 如权利要求12所述的刀头更换式旋转切削工具（21)，其特征在于， 上述切削刀片是权利要求9或10所述的切削刀片； 在上述刀片安装座的上述座面（23c)上，形成有能够进入到上述切削刀片的上述凹部 中的凸部（27)。14. 如权利要求13所述的刀头更换式旋转切削工具（21)，其特征在于， 当上述切削刀片被安装到上述刀片安装座上时，上述刀片安装座的上述凸部（27)的顶 部（27a)抵接在上述切削刀片的凹部（17 )的底部（17a)上。15. 如权利要求12所述的刀头更换式旋转切削工具（21)，其特征在于， 上述切削刀片是权利要求10所述的切削刀片； 在上述刀片安装座的上述座面（23c)上，形成有能够进入到上述切削刀片的上述凹部 (17)中的凸部（27); 当上述切削刀片被安装到上述刀片安装座上时，上述刀片安装座的上述凸部（27)的平 坦的顶部（27a)抵接在上述切削刀片的凹部（17 )的平坦的底部（17a)上。
【专利摘要】本发明提供一种具备具有渐开线曲线近似形状的切削刃的切削刀片（1）。切削刃（18）在切削刀片的端面观察下形成为整体上呈第1曲率半径的第1曲线形状，并且在该切削刀片的侧面观察下形成为大部分呈第2曲率半径的第2曲线形状。
【IPC分类】B23C5/08, B23F21/14, B23C5/20
【公开号】CN104903039
【申请号】CN201380068428
【发明人】K.S.布哈加斯, 新城裕二, 齐藤勇
【申请人】株式会社钨钛合金
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月26日
【公告号】EP2939780A1, US20150352646, WO2014104245A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及切削刀片和拆装自如地安装刀片的刀头更换式旋转切削工具。特别是 本发明涉及为了形成齿轮的齿槽而使用的切齿用的切削刀片及刀头更换式旋转切削工具。
【背景技术】
[0002] 以往，作为用来形成齿轮的齿槽的工具之一，使用刀头更换式的旋转切削工具。该 工具是在相对于工具躯体的两侧端面配置的刀片安装座上从侧端面一侧用紧固螺钉组装 切削刀片而成的。该工具的刃形与齿轮的齿槽的至少一部分是相同形状，如果用该工具进 行槽加工，则刃形原样地作为齿的形状被转印到被切削件上。
[0003] 在专利文献1中公开了在这样的切齿用的旋转切削工具中使用的切削刀片的一 例。如图IA~图IC所示，在该切削刀片中，上表面和侧面的交叉棱线部是作为切削刃形成 的，侧面是前刀面，上表面是后刀面，下表面是刀片支承面。在边缘部形成有切削刃的侧面 一侧的该切削刀片的侧面观察下（参照图1C)中，切削刃朝向上表面一侧是凸状。因而，上 表面呈仿形于切削刃的凸形状的曲面形状。根据专利文献1的记载，切削刃绕工具躯体的 轴线的旋转轨迹被成形为要加工的渐开线齿形。
[0004] 专利文献1 :日本国特开2005 - 66780号公报。
[0005] 可是，在上述切削刀片中，为了使切削刃正确地成为渐开线曲线形状而花费大量 的费用。这是由于渐开线曲线是曲率逐渐变化的复杂的曲线，为了将该形状正确地形成到 切削刃上，需要高度的技术和许多制作时间的缘故。因此，在切齿用的切削刀片中，有相对 于更便宜更简单地形成切削刃的希望。
[0006] 以往进行了对于使齿槽加工用的切削刃成为渐开线曲线形状以外的形状的研宄。 但是，以往考虑的切削刃在切削刃形状相对于渐开线曲线的近似度这一点上还有改善的余 地。
【发明内容】
[0007] 本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种具备能够在齿轮的齿槽形 成中使用的切削刃的切削刀片。
[0008] 进而，本发明的另一目的在于提供一种为了形成齿轮的齿槽而使用的、拆装自如 地安装这样的切削刀片的刀头更换式旋转切削工具。
[0009] 根据本发明的一技术方案，提供一种切削刀片，具备第1端面，与该第1端面对置 的第2端面，和在该第1端面与该第2端面之间延伸的周侧面， 在上述第1端面及上述第2端面的至少一方与上述周侧面的交叉棱线部上形成有至少 1个圆弧状的切削刃； 上述切削刃在该切削刀片的端面观察下形成为仿形于具有一定的第1曲率半径的1个 第1曲线形状，在该切削刀片的侧面观察下形成为其至少过半部分仿形于具有一定的第2 曲率半径的1个第2曲线形状。
[0010] 优选的是，切削刃在该切削刀片的端面观察下形成为整体上呈上述第1曲率半径 的上述第1曲线形状；在该切削刀片的侧面观察下形成为大部分呈上述第2曲率半径的上 述第2曲线形状。上述第1曲率半径可以与上述第2曲率半径不同。
[0011] 优选的是，当在上述切削刀片的端面观察下将上述切削刃看作圆弧而决定出在一 部分中具有该圆弧的第1圆的中心，在上述切削刀片的侧面观察下将上述切削刃的至少过 半部分看作圆弧而决定出在一部分中具有该圆弧的第2圆的中心时，在上述切削刀片的端 面观察下，上述第2圆的中心可从被表示为穿过上述圆弧状的切削刃的二等分地点和上述 第1圆的中心的直线的第1平面离开。在此情况下，第2圆的中心可以是处于被上述第1 平面划分出的两个区域中的某一方中。但是，第2圆的中心也可以处于第1平面上。
[0012] 在一实施方式中，能够是上述切削刃在上述切削刀片的端面观察下是凸曲线形 状，在该切削刀片的侧面观察下也是凸曲线形状。或者能够是切削刃在上述切削刀片的端 面观察下是凹曲线形状，在该切削刀片的侧面观察下也是凹曲线形状。
[0013] 优选的是，在上述第1端面与上述周侧面的交叉棱线部上，对置的一对第1切削刃 分别作为上述切削刃形成，在上述第2端面与上述周侧面的交叉棱线部上形成有对置的一 对第2切削刃。该第1切削刃可以是形成为具有与该第2切削刃面对称的形状。更优选的 是，在第1端面及第2端面的至少一方上形成有凹部。凹部可以是其底部是平坦面。另外， 周侧面也可以相对于第1端面大致是直角。
[0014] 根据本发明的另一技术方案，提供一种刀头更换式旋转切削工具，具备工具躯体， 所述工具躯体具备大致圆形的两个侧端面和该侧端面间的外周部，以贯通两个上述侧端面 地延伸的旋转轴线为中心在圆周方向上配设有多个刀片安装座，在该刀片安装座上拆装自 如地安装切削刀片， 切削刀片是分别具有上述那样的结构的切削刀片； 当将该切削刀片安装到上述刀片安装座上时，上述切削刀片的上述第1端面或上述第 2端面与上述刀片安装座的座面抵接； 上述刀片安装座的上述座面以如下方式倾斜地形成，即当决定出与上述旋转轴线正交 并向该工具躯体的两侧端面间的中央延伸的平面时，从该平面到上述刀片安装座的座面的 沿着上述旋转轴线方向上的距离以越是达到工具旋转方向的前方侧越是逐渐变大。
[0015] 此外，在切削刀片的第1端面及第2端面的至少一方上形成有凹部的情况下，可 以是在上述刀片安装座的上述座面上，形成有能够进入到上述切削刀片的上述凹部中的凸 部。尤其可以是当切削刀片被安装到刀片安装座上时，刀片安装座的凸部的顶部抵接在切 削刀片的凹部的底部上。在切削刀片的凹部的底部是平坦面的情况下，可以是当切削刀片 被安装在刀片安装座上时，刀片安装座的凸部的平坦的顶部抵接在切削刀片的凹部的底部 上。
[0016] 根据具有上述结构的本发明的一技术方案，切削刀片的切削刃在该切削刀片的端 面观察下形成为仿形于具有一定的第1曲率半径的1个第1曲线形状，并且在该切削刀片 的侧面观察下形成为其至少过半部分仿形于具有一定的第2曲率半径的1个第2曲线形 状。因而，能够对切削刃赋予具有与渐开线曲线非常高的近似度的形状。由此，本发明的一 技术方案的切削刀片能够适当地在齿轮的齿槽形成中使用。
【附图说明】
[0017] 图IA表示以往的切齿用切削刀片的一例的立体图； 图IB表不图IA的切削刀片的主视图； 图IC表不图IA的切削刀片的侧视图； 图2表示发明的一实施方式所涉及的切削刀片的立体图； 图3A表不图2的切削刀片的主视图； 图3B表示图2的切削刀片的右侧视图； 图3C表不图2的切削刀片的左侧视图； 图3D表示图2的切削刀片的俯视图； 图3E表示图2的切削刀片的仰视图； 图3F表不图2的切削刀片的后视图； 图4是相当于图3A的附图，用来说明图2的切削刀片的切削刃的形状； 图5A是相当于图3C的附图，用来说明图2的切削刀片的切削刃的形状； 图5B是将由图5A的圆VB包围的区域的切削刃的形状夸张表示的放大示意图； 图6是与图2的切削刀片不同的另一实施方式的切削刀片的侧视图中的切削刃部分的 放大示意图； 图7A是用来说明本发明的实施方式所涉及的切削刀片的切削刃的形状的示意图； 图7B是用来说明本发明的实施方式所涉及的切削刀片的切削刃的形状的示意图； 图8A是用来说明本发明的实施方式所涉及的切削刀片的切削刃的形状的示意图； 图8B是用来说明本发明的实施方式所涉及的切削刀片的切削刃的形状的示意图； 图9表示本发明的一实施方式所涉及的刀头更换式旋转切削工具的主视图； 图10表示图9的切削工具的侧视图； 图11表不图9的切削工具的工具躯体的主视图； 图12表示图11的工具躯体的侧视图； 图13表示图11的圆VIII的部分的放大图； 图14是用来说明图9的切削工具中的切削刀片的安装状态的示意图； 图15是用来说明第1比较例的切削刀片的附图； 图16是用来说明第2比较例的切削刀片的附图； 图17是表示发明例的切削刀片的评价结果的示意图； 图18是表示第1比较例的切削刀片的评价结果的示意图； 图19是表示第2比较例的切削刀片的评价结果的示意图； 图20是表示旋转切削工具进行齿槽加工的状况的示意图； 图21表示本发明的另一实施方式所涉及的切削刀片的主视图。
【具体实施方式】
[0018] 以下，参照附图对本发明的切削刀片及切削工具的实施方式详细地进行说明。
[0019] 基于图2~图5B说明作为本发明的一实施方式的切削刀片1。切削刀片1如图2 所示，具有两个对置的端面(第1及第2端面)2、3,和在它们之间延伸的周侧面lcs。以下， 为了容易进行说明，在图2中将朝向上侧的端面2称作上表面，在图2中将朝向下侧的端面 3称作下表面。此外，以下按照这些上下表面会使用词汇"上"、"下"。但是，这些词汇"上"、 "下"并不是表示要将本发明限定地解释。
[0020] 切削刀片1具有基本上由呈大致平行四边形状的上表面2,上表面2对置配置的下 表面3,和构成将这些上表面2与下表面3连接的周侧面Ics的4个侧面部4、5、6、7构成的 平板形状。但是，由于上下表面2、3分别在端面观察下（图3A、图3F)为两个对置的边部为 曲线形状，所以严格来说并不 是平行四边形状。这里，将曲线状边部分别看作1个边部，由 于这些边部不是直线性的，所以虽然不是正确地相互平行，但看作大致平行。
[0021] 上表面2和下表面3分别具有两个长边部8及9、10及11，和两个短边部12及13、 14及15。因而，上表面2或下表面3和由4个侧面部4、5、6、7构成的周侧面的交叉棱线部 由相对较长的一对对置的交叉棱线部(相当于上表面的长边部8、9和下表面的长边部10、 11)和相对较短的一对对置的交叉棱线部(相当于上表面的短边部12、13和下表面的短边 部14、15)构成。此外，将上表面2与下表面3连接的4个侧面部4、5、6、7由在边缘部具有 相对较长的交叉棱线部8、9、10、11的两个侧面部(长侧面部)4、5,和在边缘部具有相对较短 的交叉棱线部12、13、14、15的两个侧面部(短侧面部）6、7构成。这里，下表面3构成为与 上表面2的形状相对应的形状，具体而言与上表面2为面对称。此外，两个长侧面部4、5相 对于上表面2及下表面3以大致直角交叉。此外，在切削刀片1上设有在上表面2及下表 面3各自的大致中心部具有开口部、以贯通上表面2和下表面3的方式延伸的安装孔(贯通 孔）16〇
[0022] 上表面2绕安装孔16的轴线A以180°旋转对称地构成。上表面2如上述那样具 有大致平行四边形形状，具有4个角部。在上表面2 -侧的端面观察下（图3A)，两个第1上 角部2a、2b是锐角，两个第2上角部2c、2d是钝角，它们绕轴线A交替地配置。下表面3也 同样绕安装孔16的轴线A以180°旋转对称地构成，以与轴线A正交并贯通切削刀片1的 周侧面地决定出的刀片中央平面(第1中央平面)IM为基准，与上表面2为面对称。下表面 3与上表面2同样，具有大致平行四边形形状，具有4个角部。在下表面3 -侧的端面观察 下（图3F)，两个第1下角部3a、3b是锐角，两个第2上角部3c、3d是钝角，它们绕轴线A交 替地配置。在平板面观察下、即端面观察下的切削刀片1的锐角的角部2a、2b、3a、3b的角 度及钝角的角部2c、2d、3c、3d的角度也可以考虑被切削件的种类及切削条件等适当设定。 另外，图3A的端面观察是从与作为端面的上表面2对置的一侧观察切削刀片1的附图，在 图3A中轴线A如点那样表示。此外，图3F的端面观察是从与下表面3对置的一侧观察切 削刀片1的附图，在图3F中轴线A如点那样表示。
[0023] 相对较长的交叉棱线部8、9、10、11分别作为切削刃发挥功能。与这些交叉棱线部 8、9、10、11有关系的长侧面部4、5能够作为前刀面发挥功能。与相对较短的交叉棱线部12、 13、14、15有关系的短侧面部6、7能够作为后刀面发挥功能。上表面2及下表面3与使用切 削刃相对应地作为后刀面或刀片支承面发挥功能。当上表面2是后刀面时，下表面3能够 为刀片支承面，当下表面3是后刀面2时，上表面2能够为刀片支承面。此外，上述锐角的 角部2a、2b、3a、3b能够分别作为切削角发挥功能。由于下表面3与上表面2为面对称，所 以沿着上表面一侧的相对较长的交叉棱线部8、9形成的切削刃（上切削刃）18与沿着下表 面一侧的相对较长的交叉棱线部1〇、11形成的切削刃（下切削刃）19为面对称。另外，上切 削刃18也可以称作第1切削刃，下切削刃19也可以称作第2切削刃。在此情况下，上表面 可以是第1端面，下表面可以是第2端面。这些名称也可以具有相反的关系。
[0024] 此外，在本实施方式的切削刀片1中，如图2、图3A~图3F所示，在上表面2及下 表面3上形成有一定宽度的带状的凹部17。该凹部17沿上表面2或下表面3的长度方向 (以在各端面中向相对较长的交叉棱线部的中间延伸的方式)形成，其底部17a为平坦面。在 本实施方式的切削刀片1中，凹部17具有沿着切削刀片1的长度方向的带状的形状，在短 侧面部6、7敞开。但是，凹部17的形状并不限定于此。例如，凹部17可以是其底部具有平 坦面以外的形状，在此情况下，凹部17的底部可具有与后述的刀片安装座的对应的部分互 补的形状。此外，凹部17既可以不是带状，也可以不延伸到短侧面部，还可以是圆形或四边 形等多边形形状，其数量在各端面中也并不限定于1个。
[0025] 在本实施方式中，在切削刀片1的端面观察下，相对较长的交叉棱线部8、9、10、11 分别朝向刀片外侧是凸状并形成为1个圆弧状。这里，在切削刀片1的端面观察下，交叉棱 线部8、9、10、11分别在整体上具有1个圆弧形状。因而，将上表面2与下表面3连接的4 个侧面部中的两个长侧面部4、5基本上具有仿形于这些交叉棱线部8、9、10、11的凸状曲线 形状的曲面形状。
[0026] 此外，在本实施方式中，在从切削刀片1的长侧面部的方向的侧面观察下(参照图 3B或图3C)，相对较长的交叉棱线部8、9、10、11分别朝向刀片外侧(与轴线A平行的方向） 是凸状并且除了锐角的角部及其附近以外的大部分形成为1个圆弧状。即，上表面2与长 侧面部4、5的交叉棱线部8、9分别朝向上表面2 -侧是凸状并且大部分形成为圆弧状。同 样，下表面3与长侧面部4、5的交叉棱线部10、11分别朝向下表面3-侧是凸状并且大部 分形成为圆弧状。因而，上表面2及下表面3基本上具有仿形于相对较长的交叉棱线部8、 9、10、11的凸状曲线形状的曲面形状。但是，在图3B及图3C中，可能不能清楚地观察相对 较长的交叉棱线部的弯曲形状。这是因为弯曲的程度非常小的缘故。另外，图3B或图3C 的侧面观察是从与侧面部对置的一侧观察切削刀片1的附图，在图3B或图3C中，刀片中央 平面IM如线那样表示。
[0027] 这样，在切削刀片1中，作为切削刃形成的相对较长的交叉棱线部8、9、10、11分别 在切削刀片的侧面观察及其端面观察下均形成为固有的弯曲形状。特别是，相对较长的交 叉棱线部8、9、10、11分别是大致圆弧状，形成为在端面观察下仿形于1个具有第1曲率半 径的第1曲线形状，在侧面观察下仿形于1个具有(与第1曲率半径不同的）第2曲率半径 的(与第1曲线形状不同的)第2曲线形状。特别是，在第1实施方式的切削刀片1中，相对 较长的交叉棱线部8、9、10、11分别形成为在端面观察下整体上呈1个具有第1曲率半径的 第1曲线形状，并且在侧面观察下其大部分(主要是除了沿着锐角的角部2a、2b、3a、3b的部 分以外的部分）呈1个具有第2曲率半径的第2曲线形状。
[0028] 关于这样的相对较长的交叉棱线部8、9、10、11的弯曲形状、即切削刃18、19的形 状，基于图4及图5进一步说明。但是，由于一对上切削刃18绕轴线A旋转对称，所以是相 互相同的形状，一对下切削刃19也由于绕轴线A旋转对称，所以是相互相同的形状，上切削 刃和下切削刃处于以刀片中央平面IM为基准而面对称的关系。因而，以下，以这些作为代 表而仅对关于相对较长的交叉棱线部8的1个上切削刃18进行说明。
[0029] 图4是切削刀片的端面图，是相当于图3A的附图。图5A是切削刀片1的侧视图， 是相当于图3C的附图，图5B是将由图5A的圆VB包围的区域的切削刃部分的弯曲形状夸 张表示的放大示意图。使用图4到图5B，说明沿着上表面2 -侧的相对较长的交叉棱线部 8延伸的上切削刃18的形状。
[0030] 在图4中，将上切削刃18看作1个圆弧，可以决定出在一部分中具有该圆弧的圆 的中心。即，在图4中，以点B为中心的半径为Br的圆的圆弧Bl与交叉棱线部8、即上切削 刃18重叠。特别是，在图4中，沿着锐角的第1上角部2a的上切削刃18的部分18a也在 圆弧Bl上延伸。
[0031] 另一方面，在图5B中，将上切削刃18的部分看作圆弧，可以决定出在一部分中具 有该圆弧的圆的中心。即，在图5中，以点C为中心的半径为Cr的圆的圆弧Cl与交叉棱线 部8、即上切削刃18重叠。但是，根据图5A、图5B可以理解，沿着锐角的第1上角部2a的 上切削刃18的部分18a不在圆弧Cl上延伸。另外，图4中的半径Br与图5中的半径Cr 不同。这里，半径Br与半径Cr相比显著较短。这样，上切削刃18在端面观察和侧面观察 下分别具有独特的弯曲形状地构成。
[0032] 进而，在切削刀片1中，将图4的圆弧Bl作为一部分的圆的中心B和将图5的圆 弧Cl作为一部分的圆的中心C具有规定的关系。在图4中，为了说明中心B与中心C的关 系，虽然在与图4的长度方向Z成直角的方向上不特别具有意义，但表示有图5B的圆的中 心C。此外，在图4中，将上切削刃18的二等分地点（在图4中距上切削刃18的两端部是 等距离、上切削刃18上的部位)表示为点18M，表示了穿过该点18M和圆的中心B的直线L。 该直线L相当于与轴线A平行延伸的图5A、图5B的平面S。另外，长度方向Z这里能够在 图4的切削刀片的端面观察下决定为与将上切削刃18的两端部连结的线DL平行的方向， 还可以决定为与轴线A成直角的方向。
[0033] 根据图4 (及图5B)可知，圆的中心C没有位于直线L (平面S)上而从直线L离 开。这样的中心B与中心C的位置 关系匹配于半径（曲率半径）Br与半径（曲率半径）Cr的 长度关系以及希望的渐开线曲线形状来设计。由此，中心C从平面S离开的程度(离开距离） 也匹配于所选择的渐开线曲线形状而设定。
[0034] 这里，当决定出包含轴线A并与长度方向Z平行延伸的平面(第2中央平面)2M时， 上切削刃18在图4中的线L上的点18M处最远离平面2M，随着从点18M离开而向平面2M 接近。平面2M与刀片中央平面IM正交，将切削刀片1二等分。此外，在图5B中，上切削刃 18以在从相当于直线L的平面S离开的部位18b最向上表面2 -侧突出（最远离刀片中央 平面1M)的方式弯曲。
[0035] 另外，在切削刀片1中，各切削刃这样构成为在端面观察下形状形成为仿形于单 一的圆的圆弧（1个曲率半径的曲线形状)，在侧面观察下形状形成为其大部分仿形于单一 的别的圆的圆弧（1个别的曲率半径的曲线形状)，三维地弯曲。但是，各切削刃也可以形状 形成为在切削刀片1的侧面观察下仅其过半部分仿形于单一的圆的圆弧。各切削刃也可以 形状形成为在切削刀片1的端面观察下仅其过半部分仿形于单一的圆的圆弧，但优选的是 其大部分、更优选的是其整体形状形成为仿形于单一的圆的圆弧。进而，各切削刃18、19、即 交叉棱线部8、9、10、11分别形成为其至少过半部分、优选的是其大部分、更优选的是其全 部具有平滑的三维弯曲形状。但是，各切削刃18、19也可以整体或部分地形成为多个直线 部通过特别相对较短的直线部连续而近似地具有曲线形状。
[0036] 在切削刀片1中，在其侧面观察下将切削刃看作圆弧时的以该圆弧为一部分的圆 的中心位于由平面S划分出的两个区域中的该切削刃的锐角的第1角部一侧的区域。但是， 这样的侧面观察下的圆的中心C根据所选择的渐开线曲线形状，也有可能被定位到平面S 的相反侧的区域中。图6是将与切削刀片1不同的另一实施方式的切削刀片的侧视图中的 切削刃部分夸张其弯曲形状地表示的放大示意图，是相当于由图5A的圆VB包围的区域的 部位处的附图。在图6中，在平面S的右侧表示将上切削刃18的大部分看作圆弧时的、在 一部分中包含该圆弧的圆的中心C。因而，在关于图6的切削刀片中，在其侧面观察下将切 削刃的大部分看作圆弧时的以该圆弧为一部分的圆的中心C不位于由平面S划分出的两个 区域中的该切削刃的锐角的第1角部一侧的区域，而位于另1个区域。除此以外，在关于图 6的切削刀片中，上切削刃18与切削刀片1的切削刃18同样，在中心C相对于面S取位的 区域中，具有最远离刀片中央平面IM的部位18b。但是，也可以是，中心C位于由面S划分 的两个区域中的一方的区域中，距刀片中央平面IM最远的切削刃的部分18b位于另一方的 区域中。
[0037] 图7A、图7B用箭头概念性地表示相对于直线L、即平面S为锐角的第1角部2a、2b 一侧的区域中有距刀片中央平面IM最远的部位18b的切削刀片的、侧面观察下的圆的中心 C能够取位的区域。图7A表示圆的中心C位于锐角的第1角部2a、2b-侧的区域中。图7B 表示圆的中心C位于与锐角的第1角部2a、2b-侧的区域不同的另一方的区域中。另一方 面，图8A、图8B用箭头概念性地表示关于相对于直线L、即平面S为与锐角的第1角部2a、 2b-侧的区域不同的区域中有距刀片中央平面IM最远的部位18b的切削刀片的、侧面观察 下的圆的中心C能够取位的区域。图8A表示圆的中心C位于与锐角的第1角部2a、2b - 侧的区域不同的区域中。图8B表示圆的中心C位于锐角的第1角部2a、2b -侧的区域中。 本发明容许图7A到图8B所示那样的、在切削刀片的侧面观察下决定的圆的中心C与距刀 片中央平面IM最远的切削刃18的部位18b的多个位置关系。它们的位置关系可以是匹配 于所选择的渐开线曲线形状来选择。
[0038] 进而，在切削刀片1中，关于其端面观察下的切削刃形状，切削刃在图4中的线L 上的部位18M距平面2M最远。但是，切削刃也可以形成为在与点18M不同的部位距平面2M 最远。在此情况下，距平面2M最远的部位可位于直线L、即平面S的任一侧。此外，本发明 容许切削刀片的切削刃形成为切削刃的距平面2M最远的部位与该切削刃的距刀片中央平 面IM最远的部位一致。
[0039] 在本实施方式的切削刀片1中，将上表面2及下表面3的长边部彼此连接的长侧 面部4、5相对于上表面2及下表面3大致直角地交叉。但是，长侧面部4、5的形状并不限 定于此。例如，也可以制成长侧面部4、5分别向切削刀片1的内方凹陷的形状，相反也可以 做成突出到外方的形状。即，只要满足上表面2的形成为曲线状的长边部8和与其相对应 的下表面3的形成为曲线状的长边部11位于沿着上表面2的形成为曲线状的长边部8而 相对于上表面2为大致直角地决定（即与轴线A平行）的假想曲面上，则侧面部4的形状能 够适当变更。关于侧面部5也是同样的。通过上表面2及下表面3的形成为曲线状的长边 部8、9、10、11处于这样的位置关系，在本实施方式的切削刀片1中，能够将上下表面2、3的 双方的切削刃用于切削。但是，本发明并不排除与侧面部4、5相对于上表面2或下表面3 均以锐角或钝角交叉的所谓正型的切削刀片有关的情况。在此情况下，关于上表面2或下 表面3的某一方的面形成切削刃。
[0040] 在本实施方式中，如上述那样，平板面观察下的切削刀片1的外轮廓形状基本上 是大致平行四边形，仅其长边部8、9、10、11为特定的曲线形状，但关于形成为具有这样的 曲线形状的边部并不限定于此。即，虽然在切削刀片1中不同，但短边部12、13、14、15也可 以具有以上说明的长边部或切削刃那样的曲线形状地形成。并且，关于该长边部8、9、10、11 与短边部12、13、14、15的长度的比率能够适当变更。进而，切削刀片1的外轮廓形状并不 限定于大致平行四边形，也可以是大致长方形状或大致正方形状。
[0041] 此外，在作为前刀面发挥功能地构成的长侧面部4、5上，也能够以切削肩处理性 的提高等为目的而形成断肩槽。断肩槽的形状可以考虑切削的被切削件的种类及切削刀片 的材质种类等的要素来适当决定。此外，还能够以切削刃的强度提高为目的，在切削刃上形 成珩磨部或刃带。关于珩磨部或刃带的形状，可以考虑切削的被切削件的种类或切削刀片 的材料种类等的因素而适当决定。
[0042] 本实施方式的切削刀片1可以由硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或金刚石或者含有立 方晶氮化硼的超高压烧结体等的硬质材料或涂层的这些硬质材料形成。
[0043] 接着，参照图9至图14,对拆装自如地安装上述切削刀片的刀头更换式旋转切削 工具21进行说明。
[0044] 刀头更换式旋转切削工具21是切齿刀具，拆装自如地安装切削刀片1。工具躯体 22呈基本上由大致圆形的两个侧端面22a、22b，和连接在其两侧端面之间的外周部22c构 成的大致圆板形状。通过将旋转切削工具21绕以贯通两个侧端面22a、22b的方式延伸的 旋转轴线〇旋转并加以进给，用于切削加工。
[0045] 在沿着工具躯体22的外周边缘部分以旋转轴线0为中心的圆周方向上，在两侧端 面上交替地以交错状配设有用来安装切削刀片1的刀片安装座23 (23a、23b)。此外，也同 样设有安装切削刀片1以外的一般的大致长方形板状的切削刀片24a、24b的刀片安装座25 (25a、25b、25c、25d)。此外，在各刀片安装座23、25的工具旋转方向K的前方侧配设有容肩 槽26。在这样的形态的旋转切削工具21的各刀片安装座23、25上，分别纵置地用螺钉固定 着上述实施方式的切削刀片1和其他切削刀片24a、24b。
[0046] 本实施方式的旋转切削工具21是将多种切削刀片组合而进行切齿加工的类型。 在该类型的旋转切削工具21中，使用对被加工的齿轮形状中的齿的基端部(根本部)附近进 行加工的切削刀片、对齿的中央部附近进行加工的切削刀片、对齿的顶部附近进行加工的 切削刀片的多个种类的切削刀片进行切齿加工。上述实施方式的切削刀片1用于对齿的中 央部附近进行加工。该切削刀片1在工具躯体22上安装成该切削刀片的端面观察下的锐 角的角部能够参与到切削中。即，例如当以上表面2为后刀面、以下表面3为支承面配置到 工具躯体22上时，在工具躯体22的外周部一侧，与切削刀片1的被使用的上切削刃18没 有关系的长侧面与安装座的朝向工具旋转方向前方侧的侧壁面接触，切削刀片1的1个被 使用的上切削刃18的锐角角部位于容肩槽26 -侧的开放空间。另外，也有与这样的实施 方式的旋转切削工具21不同、仅由本发明所涉及的切削刀片（基于与切削刀片1同样的发 明思想构成的切削刀片)形成从齿的基端部到顶部的整体的工具形态。在此情况下，仅将本 发明所涉及的切削刀片在工具躯体的外周部上沿其圆周方向以交错状安装。
[0047] 在本实施方式的旋转切削工具21中，如作为图11的圆部XIII的放大图的图13 所示，在第1侧端面22a -侧的第1刀片安装座23a的座面(底壁面)上形成有凸部27。该 凸部27沿着刀片安装座23a的长度方向 （以工具21的旋转轴线O为中心的大致直径方向） 以一定的宽度形成，其顶部27a为平坦面。该刀片安装座23a的凸部27的尺寸为能够进入 到形成在切削刀片1的下表面3上的凹部17中，其顶部27a能够与凹部17的底部17a抵 接。将凹部17的平坦的底部与凸部27的平坦的顶部对合，将切削刀片1安装到刀片安装 座23a上。关于第2侧端面22b -侧的第2刀片安装座23b也同样，设有与切削刀片1的 上表面2的凹部17建立了关系的凸部。
[0048] 第1刀片安装座23a构成为切削刀片1安装成使用上切削刃18。另一方的第2刀 片安装座23b构成为切削刀片1安装成使用下切削刃19。
[0049] 在将切削刀片1的下表面3作为支承面使用（使用上切削刃18)的情况下，下表面 3与刀片安装座23a的座面抵接。另一方面，在将切削刀片1的上表面2作为支承面使用 (使用下切削刃19)的情况下，上表面2与刀片安装座23b的座面抵接。而且，切削刀片1的 侧面部4、5、6、7的某两个与刀片安装座23的两个侧壁面（以从座面屹立的方式延伸的面） 抵接。此时，形成在交叉棱线部8、9、10、11的某个上的切削刃作为具有渐开线曲线近似形 状的切削刃发挥功能。因而，在本实施方式的切削刀片1中，能够在上表面2将两个切削刃 18、在下表面3将两个切削刃19的合计4个切削刃用于切削，切削刀片1能够分度。
[0050] 刀片安装座23的座面相对于工具旋转方向K倾斜。使用图14,关于第1刀片安 装座23a说明其倾斜，关于具有与第1刀片安装座23a为面对称的形状的第2刀片安装座 23b的说明省略。
[0051] 在图14中，概念性地表示将切削工具21、即工具躯体22二等分的工具中央平面 21M。另外，工具中央平面21M是决定成与切削工具21的旋转轴线0正交、并且将切削工具 21的工具躯体22均等地划分成一方的侧端面22a -侧和另一方的侧端面22b -侧的面。 在图14中，概念性地表示刀片安装座23a的座面(底壁面）23c。
[0052] 根据图14可知，刀片安装座23a的座面23c从工具中央平面21M倾斜，越是工具 旋转方向K前方侧的部分，与旋转轴线0平行的方向上的距中央平面21M的距离23d越长。 即，刀片安装座23a相对于工具中央平面21M倾斜地形成，以使得从工具躯体22的工具中 央平面21M到刀片安装座23a的座面23c的距离23d随着达到工具旋转方向K 一侧而逐渐 变大。因而，当将切削刀片1在刀片安装座23a上安装成下表面3为支承面时，切削刀片1 以切削刀片1的上表面2不与工具躯体22的侧端面22a大致平行、参与切削的使用切削刃 18 -侧（即，与容肩槽26相邻的长边部一侧)从工具躯体22的侧壁面22a竖起的状态倾斜 配置。由此，在切削刀片1上设置适当的避让部。另外，考虑切削刀片1的该倾斜安装角度 来设计切削刀片1的切削刃的上述形状。
[0053] 接着，对上述切削刀片1及刀头更换式旋转切削工具21的作用及效果进行说明。
[0054] 在本实施方式的切削刀片1中，设计成作为切削刃发挥功能的相对较长的交叉棱 线部8、9、10、11形成为在端面观察下朝向刀片外方凸状弯曲的一定的曲率半径的1个凸曲 线形状，并且在侧面观察下也朝向刀片外方（即，上表面2或下表面3-侧)凸状弯曲的突出 的具有一定的曲率半径的1个凸曲线形状。由此，能够不花费较大的成本而使切削刃形状 相对于渐开线曲线的近似度大幅提高。以下，使用实验例对其作用及效果详细地说明。
[0055] 在本实验中，对基于与上述切削刀片1的切削刃18、19相同的发明思想而构成切 削刀片（发明例）IE的切削刃18E的形状进行了评价。作为比较例，对具有仅在切削刀片的 侧面观察下弯曲的切削刃的切削刀片(第1比较例)31的切削刃31E的形状进行了评价。进 而，对具有仅在切削刀片的端面观察下弯曲的切削刃的切削刀片(第2比较例）32的切削刃 32E的形状进行了评价。在该实验中，对将这些的切削刀片1E、31、32的切削刃18E、31E、32E 设计成尽可能接近于相同的渐开线曲线时的、各个切削刃形状相对于渐开线曲线的近似度 进行比较而评价。
[0056] 另外，在第1比较例的切削刀片31中，形成为仅在其侧面观察下切削刃31E具有 单一的曲率半径Rl的凸曲线状(参照图15)。此外，在第2比较例的切削刀片32中，形成为 仅在端面观察下切削刃32E具有单一的曲率半径R2的凸曲线状(参照图16)。相对于此，在 本发明例的切削刀片IE中，如以上关于切削刀片1说明的那样，在侧面观察和端面观察下， 分别对切削刃18E赋予了单一的曲率半径的凸曲线形状。
[0057] 在本实验中，通过求出制作模组为10、压力角为20°、齿数为70个的齿轮时的渐 开线曲线，与各个切削刀片的切削刃的形状之间的理论误差，计算出切削刃相对于渐开线 曲线的近似度。
[0058] 在图17到图19的各图中，表示了安装着上述切削刀片1E、31、32的刀头更换式旋 转切削工具的部分的示意图。另外，在图17到图19中，两个切削刀片对置而部分地重叠表 示，但实际上这些切削刀片与上述切削工具21同样在工具主体的外周方向上错开规定间 隔地配置。但是，这些切削刀片1E、31、32分别构成为能够如图20所示那样使用的切削刀 片。在图20中，作为一例而示意地表示通过一边使安装着切削刀片IE的旋转切削工具绕 其中心轴线旋转一边对被切削件33赋予进给，每次一个部位地对内齿轮的齿槽34进行加 工的状况。如图20所示，切削刀片1的切削刃形状(其旋转轨迹的径向截面形状)被原样转 印到被切削件上，由此形成齿轮的齿。
[0059] 各个切削刀片1E、31、32的切削刃18E、31E、32E在图17至图19中设定成从前端 一侧起依次在PI、P2、P3的3点与渐开线曲线一致。即，在PU P2、P3的3点，无论哪种切 削刀片的切削刃形状，与渐开线曲线的误差都为零。通过这样设定，各个切削刀片的切削刃 形状在各自的形态中成为最近似于渐开线曲线的形状。
[0060] 并且，在该状态下，按照每一切削刀片求出Pl点与P2点的中间的PA点、P2点与 P3点的中间的PB点的切削刃与渐开线曲线的理论误差，将它们进行了比较。当然，理论误 差越小，相对于渐开线曲线的近似度越高。以下，在图17到图19中表示，并且在表1中将 其结果一起表不。
[0061] 此时，第1比较例的切削刀片31的切削刃的曲率半径Rl (参照表示侧面观察的图 15)是122mm。此外，第2比较例的切削刀片32的切削刃的曲率半径R2 (参照表示端面观 察的图16)是17mm。此外，本发明例的切削刀片IE的切削刃的侧面观察下的曲率半径(相 当于上述半径Cr)是662mm，端面观察下的曲率半径(相当于上述半径Br)是20mm。此外， 关于表中的误差的正及负，在图17到图19中，在与工具中央平面TM成直角的方向上将X 侦W图中右侧）设为负，将Y侧（图中左侧）设为正。此外，表1中的最大误差是在对P1、P2、 P3、PA、PB的5点进行比较时的它们之间的最大的数值差。
[0062] [表 1 ]
[0063] 如表1所示可知，在本发明例的切削刀片IE中，与第1及第2比较例的切削刀片 31、32相比，相对于渐开线曲线的理论误差显著较小。具体而言，在本发明例的切削刀片IE 中，以最大误差进行比较可知，理论误差相对于第1比较例的切削刀片31改善了约70%，相 对于第2比较例的切削刀片32改善了约45%。这样可知，本申请的发明者们专门研宄的结 果是，与仅关于侧面观察或端面观察下的某一方将切削刃的形状制成具有单一的曲率半径 的凸曲线形状相比，将该两者组合后的切削刀片的切削刃相对于渐开线曲线的近似度大幅 度地提高。因而，在本发明例的切削刀片IE中，能够不花费较大的成本而达到与比较例相 比能够较大地提高相对于渐开线曲线的近似度的效果。
[0064] 通过将本实施方式的切削刀片1的端面观察下的切削刃的曲率半径和侧面观察 下的切削刃的曲率半径的组合进行各种各样的改变，能够实现与形成在被切削件上的齿的 形状所要求的各种各样的种类的渐开线曲线显著地类似的切削刃形状。因而，优选切削刃 的端面观察方向的第1曲率半径和侧面观察方向的第2曲率半径不同(在上述发明例中，也 如上述切削刀片1那样，各自的曲率半径不同）。
[0065] 此外，如基于图4到图5B说明的那样，优选在端面观察下形成圆弧的圆的中心B 与在侧面观察下形成圆弧的圆的中心C在图4的Z方向上不一致。即，当在切削刀片的端 面观察下将切削刃看作圆弧而决定出在一部分中具有该圆弧的第1圆的中心、在切削刀片 的侧面观察下将该切削刃的至少过半部分看作圆弧而决定出在一部分中具有该圆弧的第2 圆的中心时，在切削刀片的端面观察下，第2圆的中心可从表示为穿过切削刃的二等分地 点和第1圆的中心的直线的平面离开。这样，通过将端面观察和侧面观察下的各自的圆的 中心错开，能够根据状况而更精密地设定切削刃整体的三维形 状变化，能够将以曲率半径 逐渐变化的方式变化的渐开线曲线更正确地近似。但是，本发明虽然没有将在切削刀片的 端面观察下第2圆的中心处于被表示为穿过切削刃的二等分地点和第1圆的中心的直线的 平面上的情况排除，但如以上说明的那样，优选的是第2圆的中心从该平面离开。
[0066] 进而，通过在切削刀片1的上表面2及下表面3上形成底部为平坦面的凹部17,使 该平坦面与刀片安装座23的凸部27的顶部的平坦面抵接而将切削刀片1安装到安装座23 上，能够大幅度地降低工具的制造成本。根据上述的说明可知，随着对切削刃赋予三维弯曲 形状，在边缘部具有切削刃的端面的形状弯曲。当将这样的弯曲曲面形状的端面作为支承 面处置时，通常希望刀片安装座的座面也具有与该曲面形状适合的形状。这是为了进一步 提高刀片安装座上的切削刀片的稳定度的缘故。但是，由于一般来说切削刀片从金属模制 作，而刀片安装座是从材料切削出，所以为了将刀片安装座形成为这样的形状需要花费非 常大的工时，可能带来制造成本的上升。
[0067] 相对于此，当将切削刀片1和刀片安装座23如上述那样构成时，能够使凹凸部17、 27的平坦面彼此抵接而将切削刀片1牢固地安装到刀片安装座23上。因而，当切削刀片 1被安装在刀片安装座23上时，能够是切削刀片的端面的凹部以外的部分不与刀片安装座 23的座面抵接的状态。由此，不需要将刀片安装座23的座面制成与切削刀片的端面形状互 补的曲面形状，所以能够抑制制造成本。进而，由于它是将平坦面彼此对合的结构，所以即 使在切削刀片的端面与刀片安装座的座面之间发生尺寸误差，也能够使其影响最小化，能 够以高精度将切削刀片1固定到刀片安装座上。此外，当使切削刀片1的作为切削刃的交 叉棱线部8、9、10、11的侧面观察下的曲率半径变化时，上表面2或下表面3的曲面形状也 因此而变化，但由于如上述那样构成为使凹凸部的平坦面彼此抵接，所以不需要变更刀片 安装座23的座面的形状。即，能够将交叉棱线部(切削刃)的曲率半径各种各样地不同的多 种切削刀片安装到相同的旋转切削工具上，所以能够大幅度抑制花费在工具上的成本。 [0068] 到此为止，对在端面观察及侧面观察下作为切削刃的交叉棱线部8、9、10、11是向 外方突出的凸曲线形状的切削刀片进行了说明，但该曲线形状也可以是向切削刀片内方陷 入的凹曲线形状。在图21中表示作为其一例的切削刀片41。在图21的切削刀片41中，切 削刃在侧面观察及端面观察各自下，与切削刀片1的切削刃同样形成为具有特有的弯曲形 状。通过这样用凹曲线形状的切削刃进行切削，能够形成与用图2至图3F所示的实施方式 的切削刀片1形成的齿啮合的齿。即，与使用切削刀片1形成的齿凹凸相反，换言之，能够 形成具有互补的渐开线曲线近似形状的齿。进而，既可以将作为切削刃的交叉棱线部8、9、 1〇、11构成为在端面观察下呈凸曲线形状、在侧面观察下呈凹曲线形状，也可以构成为在端 面观察下呈凹曲线形状、在侧面观察下呈凸曲线形状。它们可以匹配于加工的齿轮的形状 而适当设定。当然，如它们那样变更了形状的切削刀片也能够同样发挥上述的本发明特征 性的效果。
[0069] 以上，对本发明的代表性的实施方式进行了说明，但本发明能够进行各种变更。本 发明只要不脱离由权利要求书定义的本发明的主旨及范围，则能够进行置换、变更。
【主权项】
1. 一种切削刀片（1、41)，具备第1端面（2)，与该第1端面对置的第2端面（3)，和在该 第1端面与该第2端面之间延伸的周侧面（lcs)，其特征在于， 在上述第1端面及上述第2端面的至少一方与上述周侧面的交叉棱线部上形成有至少 1个圆弧状的切削刃（18、19); 上述切削刃在该切削刀片的端面观察下形成为仿形于具有一定的第1曲率半径的1个 第1曲线形状，在该切削刀片的侧面观察下形成为其至少过半部分仿形于具有一定的第2 曲率半径的1个第2曲线形状。2. 如权利要求1所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述切削刃（18、19)在该切削刀片的端面观察下形成为整体上呈上述第1曲率半径的 上述第1曲线形状，在该切削刀片的侧面观察下形成为大部分呈上述第2曲率半径的上述 第2曲线形状。3. 如权利要求1或2所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述第1曲率半径与上述第2曲率半径不同。4. 如权利要求1~3中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 当在上述切削刀片（1)的端面观察下将上述切削刃（18、19)看作圆弧而决定出在一部 分中具有该圆弧的第1圆的中心（B)，在上述切削刀片的侧面观察下将上述切削刃（18、19) 的至少过半部分看作圆弧而决定出在一部分中具有该圆弧的第2圆的中心（C)时， 在上述切削刀片（1)的端面观察下，上述第2圆的中心（C)从被表示为穿过上述圆弧状 的切削刃的二等分地点（18M)和上述第1圆的中心（B)的直线的第1平面（S)离开。5. 如权利要求4所述的切削刀片（1、41 )，其特征在于， 上述第2圆的中心（C)处于被上述第1平面（S)划分出的两个区域中的某一方中。6. 如权利要求1~5中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述切削刃（18、19)在上述切削刀片的端面观察下是凸曲线形状，在该切削刀片的侧 面观察下也是凸曲线形状。7. 如权利要求1~5中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述切削刃（18、19)在上述切削刀片的端面观察下是凹曲线形状，在该切削刀片的侧 面观察下也是凹曲线形状。8. 如权利要求1~7中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 在上述第1端面（2)与上述周侧面的交叉棱线部上，对置的一对第1切削刃（18)分别 形成为上述切削刃，在上述第2端面（3)与上述周侧面的交叉棱线部上形成有对置的一对 第2切削刃（19)，该第1切削刃（18)与该第2切削刃（19)面对称地形成。9. 如权利要求1~8中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 在上述第1端面（2)及上述第2端面（3)的至少一方上形成有凹部（17)。10. 如权利要求9所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述凹部（17)的底部（17a)是平坦面。11. 如权利要求1~10中任一项所述的切削刀片（1、41)，其特征在于， 上述周侧面（Ics)相对于上述第1端面（2)大致是直角。12. -种刀头更换式旋转切削工具（21)，具备工具躯体（22)，所述工具躯体具备大致 圆形的两个侧端面（22a、22b)和该侧端面间的外周部（22c)，以贯通两个上述侧端面地延 伸的旋转轴线（O)为中心在圆周方向上配设有多个刀片安装座（23、23&、2310，在该刀片安 装座上拆装自如地安装切削刀片，其特征在于， 上述切削刀片是权利要求1~11中任一项所述的切削刀片（1、41); 当将该切削刀片安装到上述刀片安装座上时，上述切削刀片的上述第1端面（2)或上 述第2端面（3)与上述刀片安装座的座面（23c)抵接； 上述刀片安装座的上述座面（23c)以如下方式倾斜地形成，即当设定出与上述旋转轴 线正交并向该工具躯体的两侧端面间的中央延伸的平面（21M)时，从该平面到上述刀片安 装座的座面的与上述旋转轴线平行的方向上的距离（23d)越是达到工具旋转方向（K)的前 方侧越是逐渐变大。13. 如权利要求12所述的刀头更换式旋转切削工具（21)，其特征在于， 上述切削刀片是权利要求9或10所述的切削刀片； 在上述刀片安装座的上述座面（23c)上，形成有能够进入到上述切削刀片的上述凹部 中的凸部（27)。14. 如权利要求13所述的刀头更换式旋转切削工具（21)，其特征在于， 当上述切削刀片被安装到上述刀片安装座上时，上述刀片安装座的上述凸部（27)的顶 部（27a)抵接在上述切削刀片的凹部（17 )的底部（17a)上。15. 如权利要求12所述的刀头更换式旋转切削工具（21)，其特征在于， 上述切削刀片是权利要求10所述的切削刀片； 在上述刀片安装座的上述座面（23c)上，形成有能够进入到上述切削刀片的上述凹部 (17)中的凸部（27); 当上述切削刀片被安装到上述刀片安装座上时，上述刀片安装座的上述凸部（27)的平 坦的顶部（27a)抵接在上述切削刀片的凹部（17 )的平坦的底部（17a)上。
【专利摘要】本发明提供一种具备具有渐开线曲线近似形状的切削刃的切削刀片（1）。切削刃（18）在切削刀片的端面观察下形成为整体上呈第1曲率半径的第1曲线形状，并且在该切削刀片的侧面观察下形成为大部分呈第2曲率半径的第2曲线形状。
【IPC分类】B23C5/08, B23F21/14, B23C5/20
【公开号】CN104903039
【申请号】CN201380068428
【发明人】K.S.布哈加斯, 新城裕二, 齐藤勇
【申请人】株式会社钨钛合金
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月26日
【公告号】EP2939780A1, US20150352646, WO2014104245A1
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