[0001] 本发明涉及刀头更换式旋转切削工具。更详细地讲，本发明涉及拆装自如地装配有多个切削刀片的粗加工立铣刀。

[0002] 以往，作为以高效率加工为目的的刀头更换式旋转切削工具之一，存在拆装自如地装配有多个切削刀片的粗加工立铣刀。该工具在圆筒状的工具体的外周面上从基端侧朝向末端侧形成有多个槽，沿着这些槽拆装自如地安装有多个切削刀片。在这样的粗加工立铣刀中，在工具体的旋转中心轴向上排列的多个刀片参与切削，由此能够使作为工具的切入深度非常大。因而，通过在维持着较大的切入深度的状态下将工具相对于被切削件水平地进给，能够进行高效率的切削加工。

[0003] 作为这样的粗加工立铣刀的一例，在专利文献1中公开了一种使用俯视呈三角形状的切削刀片的类型。在专利文献1中使用的切削刀片是正前角型，能够将3个拐角用于切削。此外，在1个槽中，切削刀片彼此没有以在沿着工具旋转轴的方向上重合的方式配置，在各个切削刀片间设有一定的间隔。

[0004] 专利文献1：日本实公平01－037857号公报。

[0005] 可是，近来，在使用粗加工立铣刀的切削加工中，更加高效率化的要求变高，为了实现这一点，每单位时间的转速变快等切削条件变得越来越苛刻。但是，在专利文献1的刀头更换式粗加工立铣刀中，在苛刻的切削条件的原因下，在切削屑排出性能中存在问题。即，如果在苛刻的切削条件下进行加工，则产生下述问题：切削屑来不及从槽排出，没有顺利地排出而堵塞，或咬入切削刀片与被切削件之间。

[0006] 本发明是鉴于以上的问题而做出的发明，其目的是在刀头更换式旋转切削工具中提高在高效率的苛刻的切削条件下的切削屑排出性。

[0007] 本发明是一种具有旋转中心轴的大致圆柱形状的工具体20，具备：螺旋槽28，前述螺旋槽28形成为，在前述工具体20的外周面23上，从前述工具体的基端侧向末端侧延伸；多个刀片座30，前述多个刀片座30配置形成为，在前述螺旋槽上从前述基端侧到前述末端侧相互错开。刀片座30具备底面31、与该底面31交叉且朝向前述工具体20的基端侧的第1侧面32、和与前述底面交叉并朝向前述工具体20的末端侧且位于比前述第1侧面32靠基端侧的位置的第2侧面33。在位于比位于工具体20的最末端侧的刀片座30靠基端侧的位置的至少1个刀片座30中，第1侧面32的长度L1比第2侧面33的长度L2长。

[0008] 此外，本发明是一种刀头更换式旋转切削工具10，该刀头更换式旋转切削工具10在上述的工具体20的刀片座30上拆装自如地装配切削刀片40。

[0009] 根据本发明，处于同一个螺旋槽内的多个刀片座中的前级的刀片座的第2侧面的长度比第1侧面短，由此，由其后一个（工具体的基端侧）的级的切削刀片生成的切削屑不会被前级的刀片座阻碍而顺畅地排出。因而，能够大幅抑制切削屑的堵塞及咬入。附图说明

[0010] 图1表示本发明的刀头更换式旋转切削工具的一实施方式的从末端侧观察的立体图。

[0011] 图2表示图1中记载的工具体的立体图。

[0012] 图3A表示图1中记载的工具体的基端面图。

[0013] 图3B表示图1中记载的工具体的末端面图。

[0014] 图4表示同一个螺旋槽中的从第1级到第3级的刀片座的详细图。

[0015] 图5表示第2级的刀片座的放大图。

[0016] 图6A表示图1中记载的切削刀片的立体图。

[0017] 图6B表示图1中记载的切削刀片的俯视图。

[0018] 图6C表示图1中记载的切削刀片的侧视图。

[0019] 图6D表示图1中记载的切削刀片的仰视图。

[0020] 图7表示本发明的刀头更换式旋转切削工具的一实施方式的从基端侧观察的立体图。

[0021] 图8表示图1中记载的工具体的以位于最末端侧的刀片座大致为正面的朝向观察的立体图。

[0022] 图9表示图1中记载的工具体的以从末端侧起位于第2级的刀片座大致为正面的朝向观察的立体图。

[0023] 图10表示第1级的刀片座的放大图。

[0024] 图11表示第5级的刀片座的放大图。

[0025] 以下，参照附图对本发明的实施方式详细地说明。

[0026] 本实施方式的刀头更换式旋转切削工具10如图1所示，基本上由具有多个刀片座30的大致圆筒形状的工具体20、和装配在这些刀片座30上的多个切削刀片40构成。

[0027] 工具体20如图2、图3A、图3B及图7所示，具有有大致圆形形状的第1端面21、对置于第1端面21配置且有与第1端面21同样的大致圆形形状的第2端面22、和将这些端面间连接的外周面23，是大致圆筒形状。工具体20具有穿过第1端面21的中心点和第2端面22的中心点的旋转中心轴O。以该旋转中心轴O为基准，刀头更换式旋转切削工具10旋转。第1端面21是配置于工具体20的基端侧的端面，也被称作基端面。这里，所谓工具体20的基端侧，是指向工作机械装配的一侧。第2端面22是配置在工具体20的末端侧的端面，也被称作末端面。这里，所谓工具体20的末端侧，是指与被加工物接近的一侧。在工具体20上，设有从第1端面
21到第2端面22沿着旋转中心轴O形成的贯通孔24、和冷却剂流过的多个冷却剂供给孔25。
在贯通孔24中，插入在将工具体20向工作机械用的心轴固定时使用的安装螺栓。在第1端面
21上，形成有贯通孔24的开口部、冷却剂供给孔25的开口部和用来从工作机械的主轴传递动力的键槽26。此外，在第2端面22上，形成有贯通孔24的开口部和因设置刀片座30带来的缺口。

[0028] 在工具体20的外周面23上，在第1端面21与第2端面22之间，形成有多个螺旋槽28。螺旋槽28具有一定的宽度及深度，以从基端侧朝向末端侧从工具体20的末端面观察绕逆时针旋转的方式形成。螺旋槽28从工具体20的第1端面21的附近开始，到达第2端面22。在本实施方式中，螺旋槽28的数量是4条，但并不限定于此，只要设置两条以上就可以。如图3B所示，螺旋槽28是以将外周面23的表面切开的方式凹陷的槽，在螺旋槽28的朝向工具旋转方向K前方的第1区域中，沿着螺旋槽28形成有多个刀片座30。即，在螺旋槽28的朝向旋转方向K前方的第1区域中形成有多个刀片座30。并且，各刀片座30形成为，安装在那里的刀片40的切削刃部分从沿着该螺旋槽28的外周面向径向外侧突出。在本实施方式中，刀片座30针对每1条螺旋槽28设有5个，但并不限定于此，只要设置两个以上就可以。如图1及图7所示，各刀片座30在从螺旋槽28的基端向末端延伸的第1区域中形成为台阶状。另一方面，在螺旋槽
28的朝向工具旋转方向K的相反方向的第2区域中，设有用来喷出冷却剂的多个冷却剂喷出口27。冷却剂喷出口27经由冷却剂通路与前述的冷却剂供给孔25连通。冷却剂喷出口27、冷却剂通路及冷却剂供给孔25的数量及配置部位等能够鉴于要求的冷却性能等而适当变更。

[0029] 这里，在工具体20的侧视中，将在同一个螺旋槽28中位于最靠工具末端侧的位置的刀片座30a定义为第1级的刀片座，将接下来的刀片座30b定义为第2级的刀片座，将再接下来的刀片座30c定义为第3级的刀片座，将再接下来的刀片座30d定义为第4级的刀片座，将最上部的刀片座30e即位于最靠工具基端侧的位置的刀片座30e定义为第5级（最上级）的刀片座。

[0030] 在图4中示出了同一个螺旋槽28内的从第1级到第3级的刀片座30a～30c的详细图。由图4可知，刀片座30基本上由与后述的切削刀片40的下表面42抵接的平坦的底面31、和与切削刀片40的周侧面43抵接的两个平坦的侧面32、33构成。在本实施方式中，这些侧面及底面处于将侧面32、33延长的假想面相对于将底面31延长的假想面以钝角交叉的位置关系，但并不限定于此，它们也可以处于以直角交叉的位置关系，也可以处于以锐角交叉的位置关系。在底面31与侧面32、33之间设有凹入部34。并且，刀片座30的底面31具有与安装的切削刀片40的作为落座面的下表面42大致同样的形状。在本实施方式的情况下，底面31的形状是大致三角形，但并不限定于此。此外，在底面31的大致中央部，设有用来将切削刀片40螺纹固定到刀片座30上的固定孔35。固定孔35在其内面上形成有阴螺纹用螺纹槽。刀片座30的侧面32、33由朝向工具基端侧和外周面侧的第1侧面32与朝向工具末端侧和外周面侧的第2侧面33构成。换言之，在1个刀片座30中，位于工具末端侧的侧面是第1侧面32，位于工具基端侧的侧面是第2侧面33。这些第1侧面32及第2侧面33在相对于底面31在直角方向上隔开了一定的距离的位置上，在与底面31平行的方向上以一定的长度伸长。此外，第1侧面32及第2侧面33在与底面31交叉的方向上具有一定的宽度。在本实施方式中，这些第1侧面32及第2侧面33在以约60°交叉的位置关系下对置，但并不限定于此，也可以以其他的角度交叉。关于这些刀片座30的底面31及侧面32、33的形状或它们的位置关系，能够鉴于装配的切削刀片40的形状等而适当变更。

[0031] 如前述那样，刀片座30的第1侧面32及第2侧面33在相对于底面31在直角方向上离开了一定的距离的位置上，在与底面31平行的方向上以一定的长度伸长，但如在图5中将第2级的刀片座放大表示的那样，在特定的刀片座中，第1侧面32的长度L1与第2侧面33的长度L2不同。并且，在本实施方式中，如图4、图8及图10所示，第1级的刀片座30a构成为，当将第1侧面32a的长度L1与第2侧面33a的长度L2比较时，第2侧面33a的长度L2比第1侧面32a的长度L1长。相对于此，如图4、图5及图9所示，第2级的刀片座30b构成为，第1侧面32b的长度L1比第2侧面33b的长度L2长。第3级及第4级的刀片座30c、30d也与第2级同样地构成为，第1侧面32c、32d的长度L1比第2侧面33c、33d的长度L2长。关于第5级的刀片座30e，第1侧面32e和第2侧面33e的长度大致相同（参照图2、图8及图11。）。

[0032] 在本实施方式中使用的切削刀片40如图6A～图6D所示，基本上由大致三角形状的上表面41、对置于上表面41配置且为大致三角形状的下表面42、和将上表面41与下表面42连接的周侧面43构成。更详细地讲，上表面41可以说具有在图6B中通过长边部分与短边部分交替地以大致直角或钝角交叉而形成的六边形状。此外，以将上表面41及下表面42的大致中央部贯通的方式设有安装孔44。周侧面43相对于与安装孔44的中心轴线正交并穿过上表面41的边缘部的平面成锐角，下表面42与周侧面43成钝角，并且与安装孔44的中心轴线正交。因而，该切削刀片40是所谓的正前角型。并且，在上表面41与周侧面43的交叉棱线部的至少一部分上形成有切削刃。具体而言，在长边部分上形成有主切削刃45，在短边部分上形成有副切削刃46，在长边部分与短边部分大致直角地交叉的拐角部处形成有拐角切削刃47。因而，本实施方式的切削刀片40具有3个由主切削刃45、副切削刃46和拐角切削刃47构成的组，因此能够通过依次使用切削刃的组，来用1个切削刀片40进行3次切削加工。但是，在本发明的刀头更换式旋转切削工具10中使用的切削刀片40的形状及结构并不限定于此，能够根据需要而适当变更。例如，外轮廓形状也可以是四边形或五边形等其他多边形，也可以是上表面及下表面相对于周侧面以90°交叉的负前角型。

[0033] 这样的切削刀片40借助固定螺纹件50装配于工具体20的刀片座30。此时，切削刀片40的下表面42与刀片座30的底面31抵接。此外，切削刀片40的周侧面43与刀片座30的第1侧面32及第2侧面33抵接。此时，切削刀片40以下述方式装配在刀片座上：发挥作用的主切削刃45在工具体20的外周面侧以与外周面23平行的位置关系配置，发挥作用的副切削刃46在工具体20的末端面侧以与末端面22平行的位置关系配置。如果将切削刀片40用固定螺纹件50固定到工具体20上，则由于螺纹件头被容纳到切削刀片40的安装孔44中，所以与用楔子或挤压件等将切削刀片40固定的情况相比，能够消除向螺旋槽28突起的突起物。因而，在切削刀片40的上表面上，没有切削屑碰撞那样的突起物，能够确保大致平坦的空间，能够提高切削屑的排出性。

[0034] 切削刀片40的切削刃附近可以用硬质合金、金属陶瓷、陶瓷、对它们实施了涂覆的材料、或含有金刚石或立方晶氮化硼的超高压烧结体、对含有立方晶氮化硼的超高压烧结体实施了涂覆的材料等硬质材料制作。切削刀片40的切削刃以外的部分也优选地用同样的硬质材料制作。

[0035] 在本实施方式中，针对每1条螺旋槽28装配5个切削刀片40。此时，如图1、图7所示，配置在最靠工具末端侧的位置的第1级的切削刀片40a的主切削刃45参与被加工物的加工侧面的切削，作用副切削刃46参与被加工物的加工底面的切削，作用拐角切削刃47参与被加工物的加工角部的切削。相对于此，在从第2级至第5级的切削刀片40b～40e中，虽然作用主切削刃45参与被切削件加工侧面的切削，但副切削刃46及拐角切削刃47不参与切削。即，从第2级至第5级的切削刀片40b～40e的副切削刃46及拐角切削刃47配置为，不比其他切削刀片40的、特别是相邻且位于更靠末端侧的切削刀片的主切削刃45的旋转轨迹更向径向外周侧突出。

[0036] 此外，各切削刀片40在工具体20的侧视中在1个螺旋槽28内在旋转中心轴O方向上重叠地配置。更详细地讲，在1个螺旋槽28内相邻的切削刀片40的主切削刃45彼此在旋转中心轴O方向上重合。如图2所示，5个刀片座30在螺旋槽28内形成为台阶状，所以能够实现重叠的切削刀片40的配置。借助这样的切削刀片40的配置，在被加工物的加工侧面上不会产生切削残留的区域。

[0037] 接着，对本实施方式的刀头更换式旋转切削工具10的作用及效果进行说明。

[0038] 在刀头更换式粗加工立铣刀10的工具体20中，刀片座30具备底面31、和以与底面31交叉的方式形成的第1侧面32及第2侧面33，第1侧面32位于工具体20的末端侧，第2侧面
33位于工具体20的基端侧。在5个切削刀片座30中的第2级至第4级的刀片座中，如图5所示，第1侧面32的长度L1比第2侧面33的长度L2长。借助该结构，在由切削加工产生的切削屑的流出方向上不再有作为障碍物的壁面，所以切削屑排出性大幅提高。例如，当由第3级的切削刀片40c的主切削刃45生成切削屑时，该切削屑在卷曲的同时向螺旋槽28侵入，进而向螺旋槽28的外部排出。此时，如果第2级的刀片座30b的第2侧面33b的长度L2较长，则其背底金属部分60b（参照图4及图7）较大地伸出，第3级的切削刀片40c的切削屑与背底金属部分60b的工具外周侧区域碰撞的情况较多。由此，切削屑向螺旋槽28的外部的自然的排出被阻碍，切削屑变得容易滞留在螺旋槽28内。此外，有可能在切削屑上产生意外的曲折或压扁等变形，切削屑的排出性进一步下降。切削条件越苛刻，该问题就进一步变得越大。相对于此，本实施方式的第2级、第3级、第4级的刀片座30b、30c、30d的第2侧面33b、33c、33d的长度L2形成得比第1侧面32b、32c、32d的长度L1短，由此，背底金属部分60b，60c，60d不会向外周面侧较大地伸出。即，第2级的刀片座30b的第2侧面33b的长度L2如本发明那样形成得比第1侧面
32b的长度L1短，由此第2级的刀片座30b与第3级的刀片座30c之间的空间较宽，不再有障碍物，所以由第3级的切削刀片生成的切削屑能够没有障碍地顺畅地向螺旋槽28侵入，进而能够向螺旋槽28的外部排出。进而，将第1侧面32b的长度L1确保得比第2侧面33b的长度L2长，所以切削刀片40的固定力不会较大地下降，能够以充足的强度支承切削刀片40。这在第3级与第4级的关系上也是同样的。此外，关于最上级的刀片座30e，第2侧面33e不会成为切削屑的障碍，所以既可以是第1侧面32e较长的结构，也可以是第2侧面33e较长的结构。因而，在本发明中，只要在最上级以外的至少1个刀片座30中第1侧面32的长度L1比第2侧面33的长度L2长，就能够发挥前述的效果。

[0039] 进而，在本发明中，优选的是，仅配置在同一个螺旋槽28内的多个刀片座30中的第一级的第2侧面33a的长度L2比第1侧面32a的长度L1长（参照图8及图10。）。这是因为，第1级的切削刀片40借助副切削刃46还进行被加工物的底面的加工，所以在沿着工具体20的旋转中心轴O的方向上受到较大的切削阻力（背分力）。为了充分承受住该切削阻力，希望将配置在工具基端侧的第2侧面33a形成得较长。相对于此，第2级以后的切削刀片40的副切削刃46不会参与切削，所以在沿着旋转中心轴O的方向上不会作用切削阻力。因而，在第2级以后不需要将第2侧面33形成得较长。

[0040] 进而，优选的是，在配置在同一个螺旋槽28内的多个刀片座30中的至少第1级及最上级以外的全部的级中，第1侧面32的长度L1比第2侧面33的长度L2长。借助该结构，能够在如前述那样使第1级的切削刀片40的固定性提高的同时，在其他级中最大限度地提高切削屑排出性。此时，当然，也可以是在最上级的刀片座30中第1侧面32的长度L1比第2侧面33的长度L2长的结构。

[0041] 此外，本发明在下述这样的结构中发挥特别大的效果：刀片座30在螺旋槽28内形成为台阶状。这是因为，在该结构中，构成为在同一个螺旋槽28内相邻的切削刀片40在工具体20的旋转中心轴O方向上重合的配置，所以在不具备该结构的情况下，前级的、即在末端侧相邻的刀片座的第2侧面33向后级的、即在后端侧相邻的刀片座的切削刀片40的工具末端侧伸出，相对于切削屑的排出成为较大的障碍。

[0042] 此外，本发明并不限定于在上述实施方式中例示的方案，例如也能够应用到在各级之间能够分割的类型的粗加工立铣刀中，也能够应用到与心轴一体型的粗加工立铣刀等中。

[0043] 以上，对本发明的代表性的实施方式进行了说明。但是，本发明能够进行各种各样的变更，只要不脱离由本申请的权利要求书定义的本发明的主旨及范围，就能够进行替换、变更。