[0001] 本发明涉及一种加工方法、机床、切削刀具及切削插入件。

[0002] 众所周知，作为切削加工的精加工用刀具，有修光刃的刀片和刮刀片等，但在使用这些刀具的情况下，因为与加工对象、即被切削材料的接触部分变宽，所以容易发热。因此，例如，可以考虑使用ISO标准刀片，在其刀尖部的接触部分内进行加工，但在降低切削阻力、抑制发热的同时，也存在导致表面粗糙度的恶化的可能性。

[0003] 在专利文献1中公开了一种如下的刀具：将刀尖部的形状分割为与横切刃接触的刀尖部和与前切刃接触的刀尖部的两个部分，且使与前切刃接触的刀尖部的曲率半径比与横切刃接触的刀尖部的曲率半径大，连结两个刀尖部的曲率中心的直线与横切刃平行。但是，为了与横切刃平行，需要使与前切刃接触的刀尖部变长，因此，存在着例如难以在ISO标准刀片上形成这样的刀尖部的情况。

[0004] 另外，专利文献2中公开了一种切削加工机，该切削加工机能够将安装在转塔刀架轴的前端的切削刀具相对于加工面始终以相同的刀尖位置、即相同的切削角度进行切削。但是，即使能够抑制切削阻力的增加，也存在导致表面粗糙度的恶化的情况。

[0005] 在先技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本实开昭55‑165701号公报

[0008] 专利文献2：日本实开2002‑254273号公报

[0031] 为了实施发明的方式

[0032] 以下，参照附图，对有关实施方式的加工方法、机床、切削刀具及切削插入件进行说明。在同样的或对应的要素上附加相同的标号，省略重复的说明。为了容易理解，存在变更图的比例来进行说明的情况。

[0033] （第一实施方式）

[0034] 以下，参照附图说明本发明的优选的实施方式。图1表示有关第一实施方式的机床的侧视图。有关本实施方式的机床10是用于使切削刀具11和作为旋转的加工对象的工件W沿着作为相对移动方向的进给方向DR相对移动来进行车削加工的机床10。机床10具备作为固定在工厂的地板面上的基台的床身12。另外，机床10具备工件主轴16和立柱14，该工件主轴16配置在床身12的上方侧的左右方向，即Y轴方向的左侧（图1中的左侧），作为使安装的工件W旋转的加工对象安装部；该立柱14直立设置在床身12的Y轴方向右侧（图1中的右侧）的上面上并固定。

[0035] 在柱14的前面侧，即Y轴方向左侧，配置了用于使切削刀具11沿着Y轴方向及Z轴方向移动的床鞍18。由此，能够使切削刀具11和工件主轴16沿着作为进给方向DR的X轴方向及Z轴方向相对移动。另外，机床10具备Y轴进给装置（省略图示），该Y轴进给装置用于使切削刀具11和工件主轴16沿着作为进给方向DR的Y轴方向相对移动。

[0036] 在床鞍18的前侧，即Y轴方向左侧，配置了具有沿着X轴方向延伸的旋转轴20a的姿势变更装置20，在旋转轴20a上连结了用于安装切削刀具11的刀具主轴22。姿势变更装置20构成为可使与其连结的刀具主轴22绕旋转轴20a转动。因此，能够使安装在刀具主轴22上的切削刀具11相对于Y轴方向及Z轴方向倾斜。由此，能够调整切削刀具11在切削加工时与工件W抵接的部分，即后述的连接部40b（参照图3）的位置。此外，姿势变更装置20在与床鞍18之间还可以具备与旋转轴20a正交并平行于Y轴的别的旋转轴。由此，能够更自由地变更切削刀具主轴22的姿势。

[0037] 此外，在以下的说明中，说明姿势变更装置20与安装切削刀具11的刀具主轴22连结，但不限于此，也可以与安装工件的工件主轴连结，也可以与刀具主轴及工件主轴的双方分别连结。

[0038] 如图2所示，安装在刀具主轴22（参见图1）上的切削刀具11具有基部23和刀具部26，该基部23具有安装在一方的端部、即刀具主轴22侧的端部的柄部24，该刀具部26安装在基部23的另一方的端部，即与刀具主轴22相反侧的端部。刀具部26具有安装在基部23的刀具安装部26b和与刀具安装部26b连结的棒形状的轴部26a。在轴部26a的前端部，由螺钉固定安装了切削插入件28，该切削插入件28作为用于切削加工工件W的切削部。另外，在这里，作为切削刀具11的切削部说明由螺钉固定安装了切削插入件28，但不限于此，切削部也可以以与轴部一体或者银钎焊等其它的方式安装。

[0039] 如图1所示，机床10包括与姿势变更装置20电气性地连接的控制装置30。控制装置30通过使姿势变更装置20工作，能够改变与其连结的刀具主轴22的转动，即切削刀具11的姿势。另外，机床10具有负荷检测组件32，该负荷检测组件32与切削刀具11、工件主轴16及控制装置30电气性地连接，能够检测在切削加工时的切削刀具11的负荷。

[0040] 负荷检测组件32例如配置在工件主轴16上，与使工件W旋转的未图示的马达电气性地连接，构成为可检测马达的扭矩或电流值。因此，控制装置30在判断为由负荷检测组件32检测出的扭矩或电流值超过规定的阈值而工件主轴16的负荷高的情况下，推定为切削插入件28的位置不适当，使姿势变更装置20、床鞍18及Y轴进给装置工作以变更切削刀具11的姿势。由此，能够抑制切削阻力的增加。

[0041] 此外，以下说明负荷检测组件32检测配置在工件主轴16上的马达的扭矩或电流值，但不限于此，负荷检测组件，例如在使切削刀具旋转的情况下，也可以构成为检测用于使切削刀具旋转的马达的扭矩或电流值，在使工件主轴及切削刀具的双方旋转的情况下，也可以构成为检测分别配置在它们的双方的马达的扭矩或电流值。

[0042] 在机床10的工作主轴16侧配置了位置检测组件34，该位置检测组件34能够检测切削插入件28的位置，具体地说是连接部40b的位置。位置检测组件34，例如能够由照相机等摄影组件、位置传感器等检测在机床10中的连接部40b的位置。由此，能够在也考虑了切削刀具11及切削插入件28的制造误差、它们的安装误差等的基础上正确地把握实际的连接部40b的位置。此外，不限于此，机床例如也可以预先在刀具数据管理部中记录并管理切削刀具及切削插入件的尺寸信息，基于此尺寸信息检测连接部的位置。

[0043] 图3表示切削插入件28的立体图。在这里，切削插入件28形成为具有上面28a、下面28b和连接上面28a的外周和下面28b的外周的侧面28c的三角板状。因此，切削插入件28在3个部位具有角部40。另外，不限于此，切削插入件例如也可以形成为矩形板、多边形板状，具有4个部位以上的角部。另外，在切削插入件28的中央部，形成了用于固定在切削刀具11的轴部26a的作为被固定部的孔42。此外，在这里，说明切削插入件28由螺钉部件固定在切削刀具11的轴部26a的螺纹孔上，但不限于此，切削插入件也可以通过由形成在轴部的夹紧爪推压上面、一方的侧面并将下面、另一方的侧面作为座面固定在轴部。

[0044] 图4表示切削插入件28的角部40。角部40具有沿着侧面28c形成的第一曲线部40a；与第一曲线部40a连续地形成；曲率比第一曲线部40a小的第二曲线部40c；和连接第一曲线部40a的一方的端部和第二曲线部40c的连接部40b。另外，角部40具有横切刃44，该横切刃
44在与第一曲线部40a的连接部相反侧的端部，在从上面28a或下面28b的一侧从上向下看或从下上向上看时形成为直线状。另外，将前切刃46以与第二曲线部40c的连接部40b相反侧的端部连续的方式形成为直线状。

[0045] 角部40的尺寸以如下的方式设定。首先，与加工用途相应地决定前切刃角α、刀尖角β、第一曲线部40a的曲率半径R1、第二曲线部40c的曲率半径R2。接着，决定第二曲线部40c的长度尺寸以及第二曲线部40c与前切刃46的切点。最后，第二曲线部40c的端点，即第一曲线部40a与第二曲线部40c的连接部40b根据第二曲线部40c的长度尺寸决定。第一曲线部40a的曲率中心C1由在连接部40b向第二曲线部40c画出的垂线和曲率半径比第二曲线部
40c短的第一曲线部40a的曲率半径R1决定。由此，能够形成连续的具有将第一曲线部40a和第二曲线部40c组合了的复合刀尖的角部40。这样设定的第一曲线部40a及第二曲线部40c的尺寸与角部40的处理长度X满足以下关系。

[0046] a=(R2‑R1)×sinα                      （1）

[0047] b=R1/sinβ                           （2）

[0048] c=[R2‑{(R2‑R1)×cosα}]/tanβ            （3）

[0049] X=a+b+c                            （4）

[0050] 在这里，在一般的切削插入件28的情况下，第二曲线部40c的曲率半径R2设定为10mm以下是合适的。此外，不限于此，也可以与工件的尺寸、加工目的相应地将第二曲线部的曲率半径设定为10mm以上。

[0051] 切削插入件28以连接部40b位于切削刀具11的轴方向的前端的方式安装在轴部26a。由此，能够以连接部40b位于与切削加工时的进给方向DR正交的切入方向的前端的方式，即以连接部40b与工件W的加工面MS抵接的方式进行定位来进行切削加工。另外，这样安装在轴部26a的切削插入件28的前切刃角α能够设定为所期望的前切刃角α。进而，以连接部
40b位于与切削加工时的进给方向DR正交的切入方向的前端的方式，即通过连接部40b与工件W的加工面MS抵接，将第一曲线部40a的曲率中心C1和第二曲线连接部40c的曲率中心C2的相连的直线相对于工件W的加工面MS垂直，并且连结第一曲线部40a的曲率中心C1和第二曲线部40c的曲率中心C2的直线与横切刃44所成的角度γ成为横切刃角γ。

[0052] 以下通过说明使用有关本实施方式的加工方法、机床10、切削刀具11及切削插入件28的切削加工，来说明它们的作用效果。

[0053] 图5表示使用切削刀具11进行车削加工的情形，图6表示通过使用使连接部40b抵接到工件W的加工面MS上的角部40进行切削加工，工件W的除去量增加。在图6中，由点划线（前）和实线（后）表示这样定位的切削插入件28在工件W每次旋转一圈时沿着进给方向DR仅移动长度Fz的前后的角部40。此时，切削插入件28的角部40在接触范围CR1内仅以切削深度t切削工件W。此时，产生凹槽高度Rz的剩余部RP。

[0054] 在图6中，为了比较，表示具有仅由第一曲线部40a形成的单个刀尖的单个角部SG。单个角部SG在接触范围CR2内仅以切割深度t切削工件W。此时，产生的剩余部分仅增加部分AP。从这些比较可知，因为切削量由具有复合刀尖的切削插入件28的角部40增加，剩余部RP的凹槽高度Rz变低，所以抑制表面粗糙度提高，即抑制表面变得粗糙。

[0055] 图7表示机床进行姿势变更来进行锥形车削加工的情形。即使在这样进行锥形车削加工的情况下，控制装置30也能够通过使姿势变更装置20工作来变更切削刀具11的姿势。因此，如图4所示，能够以连接部40b位于与切削加工时的进给方向DR正交的切入方向的前端的方式，即以连接部40b与工件W的加工面MS抵接的方式进行定位来进行切削加工。

[0056] 根据有关本实施方式的具备切削刀具11的机床10，在由配置在刀具部26的切削插入件28的第一曲线部40a对工件W进行了切削加工后，通过由曲率比第一曲线部40a小的第二曲线部40c进行切削加工，能够使工件W的加工面MS的凹槽高度Rz变低。因此，能够使加工后的工件W的表面粗糙度变得合适。另外，通过将连接部40b定位在与切削加工时的进给方向DR正交的切入方向的前端，即以连接部40b与工件W的加工面MS接触的方式进行定位来进行切削加工，能够抑制切削刀具11与工件W的加工面MS的接触部分变变宽。因此，能够抑制切削阻力的增加。

[0057] 另外，根据有关本实施方式的机床10，具备控制装置30和负荷检测组件32。因此，控制装置30在判断为由负荷检测组件32检测出的扭矩或电流值超过规定的阈值而工件主轴16的负荷高的情况下，推定为切削插入件28的位置不适当，使姿势变更装置20、床鞍18及Y轴进给装置工作以变更切削刀具11的姿势。由此，能够抑制切削阻力的增加。

[0058] 进而，根据有关本实施方式的机床10，具备位置检测组件34，该检测组件34例如由照相机等摄影组件、位置传感器等构成，能够在机床10的工件主轴16侧检测切削插入件28的连接部40b的位置，因此，位置检测组件34能够检测在机床10中的连接部40b的位置。由此，能够在也考虑了切削刀具11及切削插入件28的制造误差、它们的安装误差等的基础上正确地把握实际的连接部40b的位置。

[0059] 根据有关本实施方式的切削插入件28，能够使连结第一曲线部40a的曲率中心C1和第二曲线部40c的曲率中心C2的线与横切刃44所成的角度成为横切刃角γ。因此，能够使设定第一曲线部40a及第二曲线部40c的长度尺寸及曲率半径R1、R2的自由度变高。

[0060] 因此，根据有关本实施方式的加工方法、机床10、切削刀具11及切削插入件28，能够抑制切削阻力的增加，并且使工件W的加工面MS的表面粗糙度变得合适。

[0061] （第二实施方式）

[0062] 以下，对作为有关第二实施方式的切削刀具的铣削刀具60进行说明。在与第一实施方式同样的或对应的要素上标注相同的标号，省略重复的说明。

[0063] 图8表示安装了多个切削插入件28的铣削刀具60。铣削刀具60的刀具部62具有安装在基部23的刀具安装部62b和与刀具安装部62b连结的圆柱状的轴部62a。在轴部62a的前端部，沿着轴部62a的周方向以相等间隔配置了作为与此轴部62a一体形成的切削部的切削插入件28。

[0064] 根据有关本实施方式的铣削刀具60，如图6及图8所示，在由配置在刀具部62的切削插入件28的第一曲线部40a对工件W进行铣削加工后，通过由曲率比第一曲线部40a小的第二曲线部40c进行铣削加工，能够使工件W的加工面MS的凹槽高度Rz变低。因此，能够使加工后的工件W的表面粗糙度变得合适。另外，通过以连接部40b与工件W的加工面MS接触的方式进行定位来进行切削加工，能够抑制切削刀具11与工件W的加工面MS的接触部分变宽。因此，能够抑制切削阻力的增加。

[0065] （第三实施方式）

[0066] 以下，对有关第三实施方式的作为切削部的切削插入件70进行说明。在与第一实施方式同样的或对应的要素上标注相同的标号，省略重复的说明。

[0067] 图9表示切削插入件70的角部72。角部72具有第一曲线部72a；与第一曲线部72a连续地形成，曲率比第一曲线部72a小的第二曲线部72c；和连接第一曲线部72a的前切刃46侧的端部和第二曲线部72c的连接部72b。另外，角部72在第一曲线部72a的横切刃44侧具有与第二曲线部72c相同的曲率半径R2及长度尺寸的第三曲线部72d；和连接第一曲线部72a和第三曲线部72d的连接部72b。

[0068] 角部72的尺寸以如下的方式设置。首先，与加工用途相应地决定前切刃角α、刀尖角β、第一曲线部72a的曲率半径R1、第二曲线部72c及第三曲线部72d的曲率半径R2。接着，决定第二曲线部72c及第三曲线部72d的长度尺寸以及第二曲线部72c与前切刃46的切点以及第三曲线部72d与横切刃44的切点。最后，第二曲线部72c的端点及第三曲线部72d的端点，即与第一曲线部72a的连接部72b，根据第二曲线部72c及第三曲线部72d的长度尺寸决定。第一曲线部72a的曲率中心C1由在连接部72b画在第二曲线部72c或第三曲线部72d的垂线和第一曲线部72a的曲率半径R1曲率半径决定。由此，能够形成连续的将第一曲线部72a、第二曲线部72c及第三曲线部72d的三个刀尖组合了的角部72。

[0069] 图10表示在多个进给方向DR进行切削加工的情形。如图中所示，安装在多个切削刀具11上的切削插入件70的姿势因加工位置而不同。根据有关本实施方式的切削插入件70，第二曲线部72c及第三曲线部72d相对于第一曲线部72a对称地形成。因此，不需要个别地管理各切削插入件70的左手侧（日文： ）、右手侧（日文： ），能够由1种切削插入件70进行各方向的切削加工。因此，不需要与进给方向相应地更换各切削插入件70就能够有效地进行切削加工。

[0070] 以上，对加工方法、机床10、切削刀具11及切削插入件28的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。可以理解，本领域技术人员可以进行上述实施方式的各种各样的变形。

[0071] 符号的说明

[0072] 10：机床

[0073] 11：切削刀具

[0074] 16：工件主轴（加工对象安装部）

[0075] 20：姿势变更装置

[0076] 23：基部

[0077] 24：柄部

[0078] 26：刀具部

[0079] 28：切削插入件（切削部）

[0080] 28a：上面

[0081] 28b：下面

[0082] 28c：侧面

[0083] 30：控制装置

[0084] 32：负荷检测组件

[0085] 34：位置检测装置

[0086] 40：角部

[0087] 40a：第一曲线部

[0088] 40b：连接部

[0089] 40c：第二曲线部

[0090] 42：孔（被固定部）

[0091] 44：横切刃

[0092] 60：铣削刀具（切削刀具）

[0093] 62：刀具部

[0094] 70：切削插入件（切削部）

[0095] 72：角部

[0096] 72a：第一曲线部

[0097] 72b：连接部

[0098] 72c：第二曲线部

[0099] 72d：第三曲线部

[0100] C1：第一曲线的曲率中心

[0101] C2：第二曲线的曲率中心

[0102] DR：进给方向（相对移动方向）

[0103] W：工件（加工对象）。