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CN112139577B - 切削工具 - Google Patents

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CN112139577B CN202010407192.3A CN202010407192A CN112139577B CN 112139577 B CN112139577 B CN 112139577B CN 202010407192 A CN202010407192 A CN 202010407192A CN 112139577 B CN112139577 B CN 112139577B
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Abstract

本发明提供一种可以减少部件数量并降低制造成本的切削工具。切削工具1具备工具体10、切削刀片20、以及流路31a、31b、31c、31d，上述工具体10沿中心轴O延伸，并绕中心轴O进行旋转，上述切削刀片20安装于工具体10的刀片安装座120，上述流路31a、31b、31c、31d在工具体10的内部从工具体10的后端侧向前端侧延伸设置，并在至少一部分向切削刀片20供给冷却液，在连结有保持部件50时，流路31a、31b、31c、31d中的后端侧向被工具体10和保持部件50密封的部分开口。

Description

切削工具
技术领域
本发明涉及切削工具。
背景技术
作为用于金属等的被切削材料的切削加工的切削工具，已知有专利文献1中公开的切削工具。
在专利文献1中记载的切削工具具备工具主体(支架)以及多个刀片。工具主体具有安装多个刀片的刀片匣，在工具主体的内部，形成有用于将冷却液(冷却剂)供给至刀片的切削刃的流路。
专利文献1中的流路11在切削工具使用时作为冷却剂流通的部分而发挥功能，具有第1流路15、第2流路17以及第3流路19(参见专利文献1的图7等)。第1流路15沿中心轴O从工具主体的后端侧朝向前端侧而设置。第2流路17与第1流路15连接，并从第1流路15朝向工具主体的外周面而设置。第3流路19与第2流路17连接，并从第2流路17到刀片匣9地设置。冷却剂从工具主体的后端侧导入至第1流路15，通过第3流路19，从向刀片匣9开口的开口部被喷射。通过被喷射的冷却剂来冷却刀片的切削刃。
专利文献
专利文献1：日本专利6352752号公报
发明内容
在上述专利文献1中记载的切削工具中，第2流路17的一端侧与第3流路19连接，该第2流路17的另一端侧向工具主体的外周面开口。在这样向工具主体的外周面开口的情况下，为了防止冷却剂的泄漏，需要在该开口的部分设置密封部件。但在像专利文献1这样设置有密封部件的结构中，有可能增加部件数量且增加制造成本。
因此，本发明的目的在于提供一种可以减少部件数量并降低制造成本的切削工具。
本发明的一个形态涉及的切削工具通过保持部件与机床(machine tool)连结，并具备工具体、切削刀片以及流路，上述工具体沿中心轴延伸，并绕中心轴进行旋转，上述切削刀片安装于工具体的刀片安装座，上述流路在工具体的内部从工具体的后端侧朝向前端侧延伸设置，并在至少一部分向切削刀片供给冷却液，在连结有保持部件时，流路中的后端侧向被工具体和保持部件密封的部分开口。
根据上述形态，在保持部件连结于工具体时，用于将冷却液供给至切削刀片的流路中的后端侧向被工具体和保持部件密封的部分开口。通过这样构成，可以在不设置用于堵塞该开口的部件(例如密封部件)的情况下防止冷却液的泄漏。因此，可以减少部件数量并可以降低制造成本。
在上述形态中，也可以如下方式设置：被工具体和保持部件密封的部分为工具体的主体部的后端面。
在上述形态中，也可以如下方式设置：工具体的主体部的后端面具有向工具体的前方侧凹陷的凹部，流路中的后端侧的开口位于凹部。
在上述形态中，也可以如下方式设置：设置有多个流路，多个流路各自互不相交地从工具体的后端侧延伸至前端侧。
在上述形态中，也可以如下方式设置：设置有多个流路，多个流路中的至少一个流路在从工具体的后端侧朝向前端侧的途中与其他的流路相交。
在上述形态中，也可以如下方式设置：流路中的后端侧向工具体的安装部的外周面开口。
在上述形态中，也可以如下方式设置：进一步具备冷却液导入路，上述冷却液导入路沿工具体的中心轴延伸设置，并将从工具体的后端侧导入的冷却液供给至多个流路，多个流路具有位于其前端侧的第1部分、以及连通连接第1部分和冷却液导入路之间的第2部分，第2部分在朝向工具体的外周面的方向上延伸，第1部分与第2部分的延伸方向相比改变方向而延伸，并在朝向切削刀片的切削刃的方向上延伸。
根据本发明，可以提供一种能够减少部件数量并降低制造成本的切削工具。
附图说明
图1为展示本实施方式的切削工具的立体图。
图2为从其他方向观察图1所示的切削工具的立体图。
图3为图1所示的切削工具的主视图。
图4为从前端侧观察图1所示的切削工具的左视图。
图5为从后端侧观察图1所示的切削工具的右视图。
图6为展示图4的VI-VI剖面的剖视图。
图7为透视图1所示的切削工具中的流路的透视图。
图8(A)为展示图7的A-A剖面的剖视图，图8(B)为展示图7的B-B剖面的剖视图，图8(C)为展示图7的C-C剖面的剖视图。
图9为展示图1所示的切削工具中的工具体的立体图。
图10为从前端侧观察图1所示的切削工具中的工具体的左视图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的优选的实施方式进行说明。附图的尺寸、形状以及角度等存在与实际的尺寸、形状以及角度等不同的情况。因此，本发明的技术范围不限于这些附图所表示的各部分的尺寸、形状以及角度等。
参照图1～图6，对本实施方式涉及的切削工具1的结构进行说明。图1为表示切削工具1的概略结构的立体图。图2为从其他方向观察图1所示的切削工具1的立体图。图3为图1所示的切削工具的主视图。图4为从前端侧观察图1所示的切削工具的左视图。图5为从后端侧观察图1所示的切削工具的右视图。图6为表示图4的VI-VI剖面的剖视图。
切削工具1具有绕中心轴O进行旋转的工具体10和多个切削刀片20。应予说明，在使用本实施方式的切削工具1进行切削加工时，切削工具1通过保持部件50(参照图3所示的虚线)与机床连结。
工具体10如图1～图3等所示，形成为沿中心轴O延伸的大致圆柱状。工具体10具备主体部12、以及与主体部12的后端侧(图3中的右侧)连结的安装部11，在切削加工时，工具体10以中心轴O为中心而绕中心轴O进行旋转。在本实施方式中，主体部12以及安装部11形成为大致圆柱状。应予说明，在图1等中，以点划线表示中心轴O。
在工具体10的前端侧(图3中的左侧)设置有向前端面以及外周面开口的刀片安装座120(图9以及图10)。刀片安装座120为安装切削刀片20的区域。通过使刀片安装座120向工具体10的前端面以及外周面开口，切削刀片20以使切削刀片20的切削刃21与工具体10相比更向前端侧以及外周侧突出的方式安装于刀片安装座120。通过切削刃21中的从工具体10突出的部分来进行切削加工。
在本实施方式的切削工具1中，如图9以及图10所示，设置有多个刀片安装座120。在多个刀片安装座120分别安装有切削刀片20。在从前端侧观察工具体10的情况下(图4以及图10)，刀片安装座120可以等间隔地设置为以中心轴O为中心而旋转对称，也可以不等间隔地设置。在图示的例子中，展示了刀片安装座120以及切削刀片20分别设置有4个的形态，但不限于图示的例子，可以进行适当的变更。此外，虽然使用在俯视图中为大致四边形形状的切削刀片20(图1等)，但也可以应用三角形、六边形、其他的多边形或圆形等的负型或正型的切削片。此外，切削刀片20通过对螺钉41(图1等)进行紧固而固定于刀片安装座120，该螺钉41可以插入于在切削刀片20的厚度方向上贯穿形成的贯通孔40(图1等)以及形成于刀片安装座120的孔125(图9以及图10参照)的。应予说明，将切削刀片20固定于刀片安装座120的结构不限于该结构，只要可以将切削刀片20固定于刀片安装座120，则也可以应用其他各种各样的结构。
在工具体10的后端侧(图1中右侧)设置有用于安装于与机床(不图示)连结的保持部件50(参照图3)的安装部11。安装部11形成为沿中心轴O延伸的大致圆柱状。在本实施方式中，安装部11具有与其他部位相比向径向内侧缩径的形状的凹槽部11a。安装部11例如可以在其外周面具有外螺纹部(不图示)，并且具备该外螺纹部与保持部件50的内螺纹部(不图示)螺合的结构。但是，安装部11不限定于这个例子，只要具有可以与保持部件50(参照图3)连结的功能，则可以适当地对其形态进行变更。
应予说明，保持部件50例如可以为具有与安装部11螺合的内螺纹部并以中心轴O为中心而可旋转的柄。形成于该柄的内螺纹部与形成于安装部11的外周面的外螺纹部(不图示)螺合，并与工具体10的后方侧连结。保持部件50除了构成为这样的柄之外，保持部件50也可以为构成为固定于机床(省略图示)的主轴并以旋转轴为中心进行旋转的心轴(arbor)，或者也可为具备该柄以及心轴的结构。作为保持部件50，不限于具有柄或心轴等的机构，只要为与工具体10连结并发挥功能的结构，则可以应用其他的各种各样的结构。
在工具体10的内部设置有用于导入冷却液(冷却剂)的冷却液导入孔30。冷却液导入孔30沿工具体10的中心轴O从工具体10的后端侧以大致直线形状延伸至工具体10的大致中央部。从冷却液导入孔30的后端侧(与工具体10连结的保持部件50侧)导入冷却剂，该冷却剂向前端侧流动。在冷却液导入孔30的前端侧形成有与冷却液导入孔30的内部连通连接的流路31a、31b、31c、31d。
流路31a、31b、31c、31d从工具体10的后端侧朝向前端侧延伸。流路31a、31b、31c、31d与冷却液导入孔30连通，并作为在使用切削工具1时冷却剂流经的部分而发挥功能。对于流路31a、31b、31c、31d，其前端侧向工具体10的前端侧开口，其后端侧向工具体10的后端侧开口。详细而言，流路31a、31b、31c、31d的前端侧向安装切削刀片20的区域(换言之，可以将冷却剂喷射至安装于刀片安装座120的切削刀片20的位置)开口(图1等所示的开口部Ha)，流路31a、31b、31c、31d的后端侧向工具体10的主体部12的后端面12b开口(图5等所示的开口部Hb)。通过冷却液导入孔30导入的冷却剂通过在内部与该冷却液导入孔30连通的流路31a、31b、31c、31d而流至工具体10的前端侧，并从流路31a、31b、31c、31d的开口部Ha喷射。
在流路31a、31b、31c、31d的后端开口的开口部Hb向工具体10的主体部12的后端侧开口。详细而言，流路31a、31b、31c、31d中的后端侧(在工具体10的主视图(图3)中，流路31a、31b、31c、31d的右端侧)在保持部件50与工具体10连结时，向被工具体10和保持部件50密封的部分开口。换言之，流路31a、31b、31c、31d中的工具体10的后端侧不向未被工具体10和保持部件50密封的部分(例如，工具体10的主体部12的外周面12c等)开口。例如，在流路31a、31b、31c、31d的后端侧的开口向主体部12的外周面12c开口的情况下，为了防止冷却剂的泄漏，需要设置用于堵塞该外周面12c的开口的密封部件，但在本实施方式中，通过使流路31a、31b、31c、31d中的后端侧的开口部Hb位于被保持部件50密封的部分，可以在不设置用于防止冷却剂的泄漏的密封部件的情况下防止冷却剂的泄漏。因此，可以减少部件数量，并且可以降低制造成本。
应予说明，被工具体10和保持部件50密封的部分不限于图示的形态。例如，既存在工具体10与保持部件50接触并完全堵塞开口部Hb的情况(即，开口部Hb位于工具体10与保持部件50接触的接触面(密封面)的情况)，也包含虽然开口部Hb本身没有被保持部件50堵塞，但开口部Hb位于被工具体10和保持部件50密闭的空间S(图3等)的情况。另外，被工具体10和保持部件50密封的部分也包含工具体10与保持部件50接触并堵塞开口部Hb的一部分，而剩下的部分位于被工具体10和保持部件50密闭的空间S(图3等)的情况。在开口部Hb例如位于后端面12b的情况下，开口部Hb位于当从后端侧观察工具体10时(图5)，相比工具体10与保持部件50接触的接触面C更靠近径向内侧的位置即可。
以上说明的后端面12b具有呈向工具体10的前方侧(图3中左侧)凹陷的形状的槽G。槽G以沿工具体10与保持部件50接触的大致环状的接触面C(图5)的径向内侧的方式形成为大致环状。槽G在工具体10的纵剖视图(图6)中呈现出大致矩形形状。在本实施方式中，优选使流路31a、31b、31c、31d中的后端侧的开口部Hb的至少一部分位于后端面12b中向工具体10的前方侧凹陷的区域(凹部)。应予说明，在本实施方式中，在后端面12b中向工具体10的前方侧凹陷的区域(凹部)包括槽G的部分。
在图5等所示的例子中，虽然开口部Hb位于工具体10的主体部12的后端面12b，但不限于这个例子。例如，开口部Hb也可以位于工具体10的安装部11的外周面。即，本实施方式中的开口部Hb在保持部件50连结于工具体10时，只要位于被保持部件50密封的部分，则可以设置于工具体10的任意位置。
对流路31a、31b、31c、31d的结构进行进一步说明。图7为透视图1所示的切削工具中的流路的透视图。图8(A)为显示图7的A-A剖面的剖视图。图8(B)为显示图7的B-B剖面的剖视图。图8(C)为显示图7的C-C剖面的剖视图。
流路31a、31b、31c、31d各自互不相交地从工具体10的前端侧延伸至后端侧。换言之，流路31a、31b、31c、31d中的任一流路都不会发生合流，并从工具体10的前端侧延伸至后端侧。详细而言，当在与沿工具体10的中心轴O的方向正交的横剖面上观察时，如图8(A)～(C)(工具体10的A-A剖面、B-B剖面以及C-C剖面)所示，各个流路31a、31b、31c、31d与其他的任一流路均不合流(各个流路31a、31b、31c、31d不相交)。假如在各流路合流的情况下，在一个流路内沿其长度方向(流路的延伸方向)流通的冷却剂受到从其他的流路向合流部(各流路合流的合流部分)流过来的冷却剂的流动的影响，冷却剂的流速有可能产生损失，但在本实施方式中，流路31a、31b、31c、31d互不相交，因而流经流路31a、31b、31c、31d中的各流路的冷却剂不会受到从其他的流路流入的冷却剂的流动的影响。由此，可以使在流路31a、31b、31c、31d的内部流通的冷却剂从工具体10的后端侧向前端侧的方向良好地流通。
应予说明，与冷却剂流通的方向正交的流路31a、31b、31c、31d的横剖面分别为圆形形状。但对于本实施方式中的流路31a、31b、31c、31d，只要可以使在内部流通的冷却剂良好地流通，则形状以及大小等没有特别限定。
应予说明，流路31a、31b、31c、31d中的至少一个流路也可以在从工具体10的后端侧朝向前端侧的途中与其他的流路相交。例如，一个流路31a可以与其他的流路31b、31c、31d中的至少一个流路相交，也可以使两个以上的流路分别与其他的流路相交，也可以使所有的流路相互相交。不限定于这些例子，对于各流路相交的形态，可以应用其他的各种各样的形态。应予说明，如上所述，流路31a、31b、31c、31d中的后端侧的开口部Hb只要为被保持部件50密封的部分，则可以配置于工具体10的任意位置，但在流路31a、31b、31c、31d中的至少一个流路与其他的流路相交的情况下，也可以构成为使开口部Hb位于例如安装部11的外周面。
如图7所示，流路31a、31b、31c、31d具有延伸至向其前端侧开口的开口部Ha的部分(以下，称为流路前端部(第1部分))、从向其后端侧开口的开口部Hb延伸至与冷却液导入孔30连通的位置的部分(以下，称为流路后端部)、以及连接流路前端部的后端部和冷却液导入孔30之间的部分(以下，称为流路中间部(第2部分))。在本实施方式中，流路前端部、流路中间部以及流路后端部延伸为直线状，但只要可以使冷却剂良好地流通，则作为流路前端部、流路中间部以及流路后端部的形状，没有特别限定。在图7中，将流路31a中的流路后端部表示为符号313，将流路31a中的流路中间部表示为符号312，将流路31a中的流路前端部表示为符号311。以下，对流路31a的结构进行说明，省略对其他的流路31b、31c、31d的说明。
在流路31a中的流路后端部313中，位于其后端侧的开口部Hb被保持部件50堵塞。因此，实质上，流路后端部313没有作为流路而发挥作用，而流路31a中的流路中间部312以及流路前端部311作为流路而发挥作用。
流路中间部312(第2部分)在随着朝向工具体10的前端侧而逐渐靠近工具体10的外周面的方向上延伸。与该流路中间部312的前端侧连通并连接的流路前端部311(第1部分)与流路中间部312的延伸方向相比改变方向而延伸，并在朝向切削刀片20的切削刃21的方向上延伸。此时，为了从向流路前端部311的前端侧开口的开口部Ha朝向切削刃21的周围喷射冷却剂，优选将流路前端部311的延伸方向设定为使得切削刃21位于流路前端部311的延伸方向的延长线上。
此外，优选以如下方式设定流路前端部311的延伸方向的长度。具体而言，优选将流路前端部311的延伸方向的长度设定为流路31a整体(流路前端部311、流路中间部312以及流路后端部313)的延伸方向的长度的三分之一以上。或者优选将流路前端部311的延伸方向的长度设定为比流路中间部312的延伸方向的长度更大。这样，通过设定流路前端部311的延伸方向的长度，可以设置充分的助跑区间，该助跑区间用于使流向流路中间部312的延伸方向(朝向工具体10的外周面的方向)的冷却剂在流入流路前端部311并改变其流动方向后，在从开口部Ha喷射出之前，向流路前端部311的延伸方向稳定地喷射。由此，可以更加稳定地从流路前端部311的开口部Ha向朝向切削刀片20的切削刃21的方向喷射冷却剂，因而可以提高切削刃21的冷却性能。应予说明，虽然在上文中对流路31a的流路前端部311等的结构进行了说明，但其他的流路31b、31c、31d也可以通过设置为与上述流路31a相同的结构，提高从开口部Ha喷射的冷却剂所实现的对各切削刀片20的切削刃21的冷却性能。
此外，也可以将流路前端部311的内径设置为比流路中间部312的内径小。通过将流路前端部311的内径设置为比流路中间部312的内径小，可以提高施加于在流路前端部311流通的冷却剂的压力，因而可以提高从开口部Ha喷射的冷却剂的力度。
应予说明，以上说明的流路31a、31b、31c、31d可以通过使用例如钻孔器等进行孔加工而形成。在例如使流路31a成形时，通过从工具体10的主体部12的后端面12b向前端面进行孔加工，可以形成流路31a。通过像这样进行孔加工，向流路31a、31b、31c、31d的后端侧开口的开口部Hb位于后端面12b。此外，通过进行这样的孔加工，可以容易地形成直线形状的流路31a、31b、31c、31d。
以上说明的实施方式用于使本发明易于理解，而不用于限定解释本发明。在实施方式中说明的流程图、顺序图、实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状以及尺寸等不限于例示的内容，可以进行适当变更。此外，可以部分地置换或组合不同的实施方式中显示的结构。
符号说明
1…切削工具、10…工具体、11…安装部、12…主体部、20…切削刀片、30…冷却液导入孔、31a、31b、31c、31d…流路、50…保持部件、120…刀片安装座、Ha、Hb…开口部。

Claims (9)

1.一种切削工具，其中，
所述切削工具通过保持部件与机床连结，并具备：
工具体，所述工具体沿中心轴延伸，并绕所述中心轴进行旋转；
切削刀片，所述切削刀片安装于所述工具体的刀片安装座；以及，
流路，所述流路在所述工具体的内部从所述工具体的后端侧朝向前端侧延伸设置，并在至少一部分向所述切削刀片供给冷却液，
在连结有所述保持部件时，所述流路中的后端侧向被所述工具体和所述保持部件密封的部分开口，
所述工具体的主体部的后端面具有向所述工具体的前方侧凹陷的凹部，
所述凹部以沿所述工具体与所述保持部件接触的大致环状的接触面的径向内侧的方式形成为大致环状，所述流路中的后端侧的开口位于所述凹部。
2.如权利要求1所述的切削工具，其中，
被所述工具体和所述保持部件密封的部分为所述工具体的主体部的后端面。
3.如权利要求1所述的切削工具，其中，
设置有多个所述流路，
所述多个流路各自互不相交地从所述工具体的后端侧延伸至前端侧。
4.如权利要求2所述的切削工具，其中，
设置有多个所述流路，
所述多个流路各自互不相交地从所述工具体的后端侧延伸至前端侧。
5.如权利要求1所述的切削工具，其中，
设置有多个所述流路，
所述多个流路中的至少一个流路在从所述工具体的后端侧朝向前端侧的途中与其他的流路相交。
6.如权利要求2所述的切削工具，其中，
设置有多个所述流路，
所述多个流路中的至少一个流路在从所述工具体的后端侧朝向前端侧的途中与其他的流路相交。
7.如权利要求5所述的切削工具，其中，
所述流路中的后端侧向所述工具体的安装部的外周面开口。
8.如权利要求6所述的切削工具，其中，
所述流路中的后端侧向所述工具体的安装部的外周面开口。
9.如权利要求1至8中任一项所述的切削工具，其中，
所述切削工具进一步具备冷却液导入路，所述冷却液导入路沿所述工具体的中心轴延伸设置，并将从所述工具体的后端侧导入的冷却液供给至所述多个流路，
所述多个流路具有位于其前端侧的第1部分、以及连通连接所述第1部分和所述冷却液导入路之间的第2部分，
所述第2部分在朝向所述工具体的外周面的方向上延伸，
所述第1部分与所述第2部分的延伸方向相比改变方向而延伸，并在朝向所述切削刀片的切削刃的方向上延伸。
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