多刃立銑刀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用三軸或五軸控制的機床通過切削加工而制造例如在渦輪、增壓器等旋轉(zhuǎn)機械裝置中使用的薄壁的葉輪、葉片等時，安裝于機床，并以能夠?qū)θ~輪等構(gòu)件進行高進給的切削加工的方式進行了改善的多刃立銑刀。
【背景技術】
[0002]將Ni基耐熱合金、不銹鋼或鈦合金制的難切削性合金構(gòu)件(材料)固定于機床的旋轉(zhuǎn)軸上，一邊使立銑刀等切削刀具旋轉(zhuǎn)一邊進行多軸控制，經(jīng)由對該合金構(gòu)件進行粗加工、半精加工以及精加工的切削加工工序，從而制造出在渦輪、增壓器等旋轉(zhuǎn)機械裝置中使用的薄壁的葉輪(impeller)、葉片等。
[0003]在該切削加工工序內(nèi)的精加工中，需要將合金構(gòu)件的表面精加工成彎曲的曲面狀，因此一直以來使用球頭立銑刀、錐形球頭立銑刀、或具備由外周刃、角刃、底刃構(gòu)成的切削刃的圓弧立銑刀。特別是在刀具主體的前端部具備多個切削刃、例如6個以上的切削刃的整體型的圓弧立銑刀(以下，也稱為“多刃立銑刀”)正逐漸被使用。
[0004]作為與多刃立銑刀有關的現(xiàn)有技術，存在如圖11所示的如下的方式，即，具備多個切削刃，在立銑刀的旋轉(zhuǎn)方向R(周向)上鄰接的切削刃之間具備用于排出切肩的、靠近徑向中心(旋轉(zhuǎn)軸)的切口 7和靠近外周的刃槽8(參照專利文獻I)。圖11具體示出了專利文獻I的圖8所記載的例子。
[0005]在圖11所示的例子(專利文獻I)中，在形成于底刃6的旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)的切口 7的半徑方向外周側(cè)的、旋轉(zhuǎn)方向R后方側(cè)形成有刃槽8，由于與切口 7連續(xù)地形成有刃槽8，因此認為具有切肩不易滯留于切口 7，從而提高底刃6切削出的切肩的排出性的效果。
[0006]在圖12中示出了專利文獻I以外的、在形成于徑向中心附近的切口的徑向外周附近形成有刃槽的立銑刀的例子(參照專利文獻2)。圖12示出了專利文獻2的圖2。在該例子中，在切口 7的徑向外周附近連續(xù)地形成有相當于專利文獻I的刃槽的切肩排出槽4，在切肩排出槽4與切口 7之間形成有用于形成角刃12的前刀面11的凹部10(段落0017、0018)，因此切口 7與切肩排出槽4經(jīng)由凹部10連通。
[0007]在專利文獻2中，將描繪圓弧的角刃12形成至越過圓弧的突端P的半徑方向中心側(cè)的、底刃9的開始點Q，并從點Q到立銑刀的后端部側(cè)而形成，使劃分出凹部10的交線L位于與通過突端P并與中心軸平行的直線相比靠半徑方向中心側(cè)的位置，從而能夠使角刃12生成的切肩不會向底刃前刀面8側(cè)旋入，而從角刃前刀面11排出(段落0019?0024)。
[0008]在先技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻I:DE 20 2009 013 808 Ul 號公報(圖 8)
[0011]專利文獻2:日本特開2010-167520號公報(權利要求1，段落0016?0024，圖1，圖2)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]在圖11的例子(專利文獻I)中，切口 7的底面的、相對于從徑向中心(旋轉(zhuǎn)軸)側(cè)到外周側(cè)的半徑方向的傾斜平緩，近似于與立銑刀的端面平行，因此無法充分期待自切口 7的切肩排出效果。另外，與切口 7連續(xù)的刃槽8偏向徑向外周附近而形成，因此認為也無法期待從切口 7向刃槽8的引導效果。
[0014]另外，在圖11的例子中，外周刃4的前刀面4a兼作圓角刃5的前刀面，因此與不兼作圓角刃5的前刀面的情況相比，如圖7-(b)的實線所示能夠略微較大地得到刃槽8(刀片凹槽)的容積。但是，由于刃槽8偏向徑向外周附近而形成，因此不會具有獲得刃槽8的容積的優(yōu)點。刀片凹槽(CP)為切口的容積與刃槽的容積之和，該容積越大，則切肩的蓄積能力和排出效果越高。在圖7-(b)中，實線表示外周刃4的前刀面4a兼作圓角刃5的前刀面的情況下的剖面，雙點劃線表示外周刃4的前刀面4a不兼作圓角刃5的前刀面的情況下的剖面。
[0015]在專利文獻2中，為了阻止角刃12生成的切肩向切口 7側(cè)的旋入，在夾于切口 7與切肩排出槽4之間的凹部10的切口 7側(cè)的面上形成有鼓起的壁面13 (段落0019)。因此，認為凹部10可能會損害底刃9所生成并掉落至切口 7內(nèi)的切肩向切肩排出槽4的排出效果，從而無法得到從切口 7內(nèi)向切肩排出槽4的切肩的引導效果。
[0016]本發(fā)明基于上述背景，提供一種與專利文獻I的例子相比能夠顯著提高自切口的切肩排出效果和向刃槽的引導效果的方式的多刃立銑刀。
[0017]一直以來，在使用三軸或五軸的NC控制的機床對具有彎曲表面的所述葉輪的表面以高速度進行高進給的切削加工時，難以在將所生成的切肩在短時間內(nèi)從立銑刀排出，從而有時會產(chǎn)生阻礙切削加工的情況。根據(jù)該背景，迫切期望能夠?qū)θ~輪的表面以高速度進行高進給的切削加工的多刃立銑刀的開發(fā)。在將葉片等難切削性合金構(gòu)件作為對象的情況下也相同。
[0018]基于這一點，本發(fā)明的基本目的在于，提供一種即使對難切削性合金構(gòu)件實施高進給的切削加工也實現(xiàn)上述的切肩的排出性良好的、對切削刃部的結(jié)構(gòu)進行了改良的多刃的圓弧立銑刀。
[0019]詳細而言，本發(fā)明的目的在于，能夠使用安裝于三軸或五軸的NC機床的多刃的圓弧立銑刀(多刃立銑刀)，通過一個多刃立銑刀對以往較為困難的由難切削性合金的薄壁構(gòu)件構(gòu)成的具有彎曲的表面的葉輪等難切削性合金構(gòu)件的表面，與以往相比以高效率(高速度加工)長時間進行高進給的精加工用的切削加工。并且其目的在于，即使進行高進給的切削加工，也能夠良好地排出所生成的切肩。
[0020]需要說明的是，“多刃”是指，如圖1、圖2所示，從刀具主體(多刃立銑刀)的前端部的旋轉(zhuǎn)軸O側(cè)(半徑方向中心側(cè))到刀柄部2a的半徑方向外周側(cè)具備多個、尤其是6個以上切削刃3的圓弧立銑刀，所述切削刃3由底刃6、與底刃6連續(xù)的圓角刃5、與圓角刃5連續(xù)的外周刃4構(gòu)成。
[0021]用于解決課題的手段
[0022]技術方案I所述的發(fā)明的多刃立銑刀具有:切削刃部，其形成于刀柄部的前端部，且從旋轉(zhuǎn)軸O側(cè)到所述刀柄部的半徑方向外周側(cè)具備由底刃、與底刃連續(xù)的圓角刃、與圓角刃連續(xù)的外周刃構(gòu)成的多個切削刃；切口和刃槽，它們分別形成在沿著繞所述旋轉(zhuǎn)軸O的旋轉(zhuǎn)方向R鄰接的所述切削刃之間的所述徑向的中心側(cè)和外周側(cè)，所述多刃立銑刀的特征在于，
[0023]所述切削刃的前刀面從所述半徑方向中心側(cè)到外周側(cè)包括:所述底刃的前刀面；所述外周刃的前刀面，其與該底刃的前刀面鄰接，且形成與所述底刃的前刀面不同的面，并兼作所述圓角刃的前刀面，
[0024]所述切削刃的后刀面從所述半徑方向中心側(cè)到外周側(cè)包括:所述底刃的后刀面；與該底刃的后刀面鄰接的所述圓角刃的后刀面；與該圓角刃的后刀面鄰接的所述外周刃的后刀面，
[0025]所述刃槽包括:所述外周刃的前刀面；在旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)與所述外周刃的前刀面對置的刃槽面；形成在所述外周刃的前刀面與所述刃槽面的邊界處的底面，
[0026]位于所述底刃的前刀面與所述外周刃的前刀面的邊界的凸出的棱線和位于所述底刃的前刀面與所述刃槽的底面的邊界的凸出的棱線的交點，與所述圓角刃的后刀面和所述底刃的后刀面的邊界相比向所述半徑方向中心側(cè)進入。
[0027]技術方案I中的“半徑方向”是指與旋轉(zhuǎn)軸O正交的剖面上的通過旋轉(zhuǎn)軸O的放射方向，在從刀柄部2a的前端部側(cè)、即多刃立銑刀I的前端部Ia側(cè)向刀柄部2a側(cè)觀察切削刃部2b時，切口 7形成在靠近半徑方向的旋轉(zhuǎn)軸O (中心)的、在旋轉(zhuǎn)方向R上鄰接的底刃6、6的后刀面6b、6b之間。刃槽8形成在半徑方向的外周側(cè)的、在旋轉(zhuǎn)方向R上鄰接的圓角刃5、5的后刀面5b、5b之間?！暗侗?a的前端部”與“多刃立銑刀I的前端部la”同義。
[0028]“外周刃4的前刀面4a形成與底刃6的前刀面6a不同的面”是指外周刃4的前刀面4a與底刃6的前刀面6a不位于同一個面內(nèi)?！巴庵苋?的前刀面4a兼作圓角刃5的前刀面”是指外周刃4的前刀面4a從外周刃4跨至圓角刃5而形成，然而外周刃4的前刀面4a如后述那樣從外周刃4跨至底刃6。
[0029]刃槽8由外周刃4的前刀面4a、在多刃立銑刀I的旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)與該外周刃4的前刀面4a對置的刃槽面8a構(gòu)成，在外周刃4的前刀面4a與刃槽面8a的邊界形成有成為刃槽8的底部的底面8b (技術方案3)。底面8b在旋轉(zhuǎn)方向R(多刃立銑刀I的周向)上具有寬度，如圖5所示，在寬度方向(旋轉(zhuǎn)方向R)兩側(cè)的、底面8b與外周刃4的前刀面4a之間形成有邊界線10a，在底面8b與刃槽面8a之間形成有邊界線10b。邊界線1a與邊界線1b均形成為凹陷的棱線。在從半徑方向外周側(cè)向中心側(cè)觀察多刃立銑刀I時，底面8b存在形成為向下凸出的曲面狀、或V字狀等的情況和形成為平坦面的情況。
[0030]“位于底刃6的前刀面6a與外周刃4的前刀面4a的邊界的凸出的棱線64”是指，如圖5、圖6所示，形成在半徑方向上連續(xù)的圓角刃5和底刃6的凸出的棱線在從圓角刃5向底刃6過渡時，朝向與底刃6面對的切口面7a側(cè)(底刃6的前刀面6a側(cè))分支的棱線。棱線64從圓角刃5的后刀面5b與底刃6的后刀面6b的邊界附近向切口面7a分支，成為底刃6的前刀面6a與外周刃4的前刀面4a的邊界線。
[0031]“位于底刃6的前刀面6a與刃槽8的底面Sb的邊界的凸出的棱線68”是指，位于刃槽8的底面Sb與刃槽面8a的邊界線1b的延長線上、且從邊界線1b朝向與切口 7面對的底刃6 (底刃6的前刀面6a側(cè))側(cè)的棱線。棱線68成為底刃6的前刀面6a與刃槽8的底面8b之間的邊界線。棱線68從在旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)與外周刃4的前刀面4a對置的刃槽面8a與切口 7的底面7b相交的位置朝向底刃6側(cè)與棱線64相互交叉。切口 7的底面7b形成在底刃6的前刀面6a與在旋轉(zhuǎn)方向R前方側(cè)同該底刃6的前刀面6a對置的切口面7a之間的邊界(技術方案2)。
[0032]棱線64將外周刃4的前刀面4a與底刃6的前刀面6a劃分(區(qū)分)，因此通過從圓角刃5朝向切口面7a側(cè)分支，從而如圖5、圖6所不，使外周刃4的前刀面4a向底刃6的前刀面6a側(cè)進入(深入)。同樣地，棱線68將刃槽8的底面8b與底刃6的前刀面6a劃分(區(qū)分)，因此通過從邊界線1b朝向底刃6側(cè)，從而使刃槽8的底面8b向底刃6的前刀面6a側(cè)進入(深入)。
[0033]由于外周刃4的前刀面4a與刃槽8的底面8b構(gòu)成刃槽8，因此通過使外周刃4的前刀面4a和刃槽8的底面8b均向底刃6的前刀面6a側(cè)進入，從而產(chǎn)生引導存在于切口 7內(nèi)的切肩向刃槽8內(nèi)掉落的效果，由此提高自切口 7內(nèi)的切肩的排出性。
[0034]“位于底刃6的前刀面6a與外周刃4的前刀面4a的邊界的凸出的棱線64和位于底刃6的前刀面6a與刃槽8的底面8b的邊界的凸出的棱線68的交點66，與圓角刃5的后刀面5b和底刃6的后刀面6b的邊界相比向半徑方向旋轉(zhuǎn)軸O側(cè)進入”是指，如圖3、圖6所示，在從刀柄部2a(多刃立銑刀I)的前端部Ia側(cè)向旋轉(zhuǎn)軸O方向觀察切削刃部2b時，棱線64與棱線68的交點66與圓角刃5的后刀面5b和底刃6的后刀面6b的邊界(邊界線)相比向半徑方向旋轉(zhuǎn)軸O側(cè)進入。在圖3、圖9中，靠近圓角刃5和底刃6的虛線示出了凸出的棱線64。
[0035]在圖5等中，在半徑方向上鄰接的底刃6的