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CN104703737A - 球头立铣刀以及镶刀 - Google Patents

球头立铣刀以及镶刀 Download PDF

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CN104703737A
CN104703737A CN201380052334.7A CN201380052334A CN104703737A CN 104703737 A CN104703737 A CN 104703737A CN 201380052334 A CN201380052334 A CN 201380052334A CN 104703737 A CN104703737 A CN 104703737A
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anterior angle
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rotation
angle
cutting edge
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长岛由光
小林由幸
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Hitachi Koki Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种球头立铣刀，在立铣刀主体的前端部具有：圆弧状切削刃，其在主视下弯曲为S字状，从最前端延伸至最外周点；外周切削刃，其具有与圆弧状切削刃平滑连结的扭转形状；以及圆弧状切削刃的旋转方向前方的凸曲面状前面，其中，圆弧状切削刃的放射方向前角满足β＜α≤γ的条件，其中，α是放射角度为5°时的放射方向前角，β是放射角度为90°时的放射方向前角，γ是圆弧状切削刃的旋转方向最凸点处的放射方向前角。圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值处于12～40°的放射角度的范围内，并且，放射方向前角随着从旋转方向最凸点朝向最外周点而连续减少。

Description

球头立铣刀以及镶刀
技术领域
本发明涉及适用于被切削件的三维精加工的一体式或者可换刀头式的球头立铣刀、以及装配于可换刀头式球头立铣刀的镶刀。
背景技术
为了对模具等被切削件进行包括平面以及曲面在内的三维加工，以往使用球头立铣刀。为了在使用球头立铣刀的被切削件的三维精加工中获得良好的加工面粗糙度，需要抑制颤振的产生，并且提高切屑的排出性，使得切削刃不产生碎屑、缺损。因此，球头立铣刀的圆弧状切削刃的前角较为重要。因此，以往，提出了与圆弧状切削刃的前角相关的各种方案。
日本特开平10-80815号公开了一种适用于模具等的三维曲面加工的球头立铣刀，为了在外周切削刃附近强化切削刃强度，将该球头立铣刀的前角设定为－2°～－20°，为了在轴心附近提高切屑排出性，将该球头立铣刀的前角设定为0°～+10°。具体而言，记载了将最前端附近的前角设为+3°并将外周切削刃附近的前角设为－10°的例子。但是，由于该切削刃的最突出位置处的前角是负的，因此，存在被切削件的高精度的精密切削加工中的切削性劣化的问题。
日本特开2008-110437号提出了一种CBN球头立铣刀，该CBN球头立铣镶刀有球头切削刀以及外周刃，球头切削刀的法线方向前角在R10°处是－5°～－15°，在R50°～R70°的范围内是－5°～+3°，并且具有峰值，在R90°处是－10°～0°，由此抑制球头切削刀整体的碎屑，增长寿命。球头切削刀的法线方向前角的具体例是，在R10°处是－10°，在R60°处是0°且是峰值，并且在R90°处是－5°，随着从R10°朝向R60°而逐渐向正方向变化，随着从R60°朝向R90°而逐渐向负方向变化。但是，由于该球头立铣刀的法线方向前角在R50°～R70°的范围内为峰值，并且与R90°相比，在R10°时法线方向前角在负侧较大，因此，存在被切削件的高精度的精密切削加工中的切削性劣化的问题。
日本特开平8-118133号提出了一种球头立铣刀，该球头立铣刀对木材、非铁金属等比较柔软的被切削件平滑并且高精度地进行切削加工，该球头立铣镶刀具有曲线状切削刃，切削刃的前角在前端部(副切削刃部)是10～30°，在外周部是20～40°，并且拐角部具有从副切削刃部的前角以及外周部的前角连续变化的中间的前角。作为前角的一例，前端部是10°，外周部是20°，作为另一例，前端部是20°，外周部是30°。这样，对于该球头立铣刀的切削刃的前角，由于(a)外周部的前角比前端部的前角大，并且(b)拐角部的前角位于前端部以及外周部的前角的中间，因此无法用作对模具等硬度高(洛氏硬度：40HRC以上)的被切削件进行精加工的球头立铣刀。
日本特开2004-181563号提出了一种球头立铣刀，该球头立铣刀的球头切削刀的中心切削刃由前面彼此形成，球头切削刀的后角比中心切削刃的后角小，球头切削刀的法线方向前角随着从中心朝向外周方向而逐渐向正侧增大，由此强度以及切屑排出性提高。例如，球头切削刀的中心切削刃的法线方向前角是－45°，随着从中心朝向外周方向而逐渐向正侧增大至－10°。但是，该球头立铣刀因中心切削刃的法线方向前角是较大的负角而存在被切削件的高精度的精密切削加工中的切削性劣化的问题。
日本实公昭62-12503号提出了一种从前端观察时具有S字状的球头切削刀的球头立铣刀，将该球头立铣刀的球头切削刀的法线方向前角在旋转轴心设为负，使比其靠外周侧的前角逐渐增大为正。但是，由于为了提高切屑排出性以及切削刃强度，球头切削刀的前角随着从旋转轴心朝向外周侧而逐渐增大为正，因此该球头立铣刀存在被切削件的高精度的精密切削加工中的切削性劣化的问题。
日本特开2004-291096号提出了一种具有扭转的圆弧状切削刃的可转位镶刀，该可转位镶刀的与旋转轴线正交的位置处的镶刀主体的厚度位于0.5D～0.9D(D是镶刀主体的平板部的厚度(mm)。)的范围内，将旋转方向最凸点处的放射角度设定为40～70°。但是，日本特开2004-291096号完全没有公开可转位镶刀的前角的与放射角度相应的变化。在此基础上，该可转位镶刀不具备与圆弧状切削刃的后端连结且形成为扭转形状的外周切削刃。因此，不适于以良好的表面粗糙度对具有立壁面的被切削件进行三维精加工。
发明内容
发明要解决的课题
因此，本发明的第一目的在于提供能够以良好的表面粗糙度对具有立壁面的被切削件进行三维精加工的一体式或者可换刀头式的球头立铣刀、以及装配于可换刀头式球头立铣刀的镶刀。
本发明的第二目的在于提供防止切屑咬入切削刃与被切削件的间隙的一体式或者可换刀头式的球头立铣刀、以及装配于可换刀头式球头立铣刀的镶刀。
本发明的第三目的在于提供减少切削阻力及其振幅而抑制振动的一体式或者可换刀头式的球头立铣刀、以及装配于可换刀头式球头立铣刀的镶刀。
用于解决课题的手段
本发明的球头立铣刀在立铣刀主体的前端部具有：圆弧状切削刃，其在主视下弯曲为S字状，从最前端延伸至最外周点；外周切削刃，其具有与所述圆弧状切削刃平滑连结的扭转形状；以及所述圆弧状切削刃的旋转方向前方的凸曲面状前面，其特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足β＜α≤γ的条件，其中，α是放射角度为5°时的放射方向前角，β是放射角度为90°时的放射方向前角，γ是所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点处的放射方向前角，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值处于12～40°的放射角度的范围内，并且，
所述放射方向前角随着从所述旋转方向最凸点朝向所述最外周点而连续减少。
本发明的镶刀具有：圆弧状切削刃，其在主视下弯曲为S字状，从最前端延伸至最外周点；外周切削刃，其具有与所述圆弧状切削刃平滑连结的扭转形状；以及所述圆弧状切削刃的旋转方向前方的凸曲面状前面，其特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足β＜α≤γ的条件，其中，α是放射角度为5°时的放射方向前角，β是放射角度为90°时的放射方向前角，γ是所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点处的放射方向前角，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值处于12～40°的放射角度的范围内，并且，
所述放射方向前角随着从所述旋转方向最凸点朝向所述最外周点而连续减少。
优选的是，所述放射方向前角γ是正角。
优选的是，所述放射方向前角β是0°以上的正角。
优选的是，所述放射方向前角α与所述放射方向前角β之差为2～6°。
优选的是，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角α之差为0～2°。
优选的是，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角β之差为2～6°。
优选的是，所述放射方向前角的最大值与所述放射方向前角γ之差为0.1～1.0°。
优选的是，所述放射方向前角α、β、γ分别满足2°≤α≤10°、0°≤β≤6°以及3°≤γ≤14°的条件。
优选的是，在所述放射角度为30～47°的位置，存在所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点。
优选的是，所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足θ1＜θ2的关系，其中，θ1是从所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内的放射方向前角，θ2是从所述旋转方向最凸点到所述最前端的范围内的放射方向前角。
优选的是，所述圆弧状切削刃上的轴向前角在从所述最前端到所述旋转方向最凸点的范围内是负的，在超过所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内是正的。
所述最外周点S处的所述镶刀的厚度TS(mm)相对于所述镶刀的平板部的厚度T(mm)满足0.4T≤TS＜0.5T的条件。
优选的是，连结所述外周切削刃的后端点R和所述旋转方向最凸点Q而成的线段与所述旋转轴线的交叉角δ1为15～30°，并且，比连结所述最外周点S和所述后端点R而成的线段与所述旋转轴线的交叉角δ2小。
优选的是，所述外周切削刃的长度满足0.2T～0.5T的条件，其中，T是所述镶刀的平板部的厚度(mm)。
本发明的可换刀头式球头立铣刀的特征在于，所述镶刀固定在设于立铣刀主体的半球状前端部的狭缝。
发明效果
由于本发明的一体式或者可换刀头式的球头立铣刀以及镶刀的圆弧状切削刃的放射方向前角α、β、γ满足β＜α≤γ的条件，因此，在圆弧状切削刃的整个区域中，切削阻力小，切屑排出性良好。因此，抑制了颤振的产生，适于被切削件的三维精加工。
在从最前端P到旋转方向最凸点Q，圆弧状切削刃的轴向前角为负，在旋转方向最凸点Q为0°，在从旋转方向最凸点Q到最外周点S为正，圆弧状切削刃在旋转方向最凸点Q最先与被切削件接触，之后因切削刃的旋转，与被切削件接触的接触区域向最前端P以及最外周点S这两方扩展，因此切削阻力降低。
通过使圆弧状切削刃的放射方向前角随着从最前端P朝向旋转方向最凸点Q而连续增加，即便轴向前角是负的，也能够降低切削阻力。
若在最外周点S附近将圆弧状切削刃的轴向前角设为正(+20°左右)的，则切屑向与圆弧状切削刃的旋转轨迹的切线垂直的方向释放出。这样，通过良好的切屑排出性来抑制切屑堵塞，被切削件的倾斜面的精加工表面粗糙度变好。
由于在旋转轨迹的切线方向外侧，向加工面的斜上方排出切屑，因此避免了切屑咬入到切削刃与被切削件的间隙。
第二效果是，能够实现切削刃的耐破损性、耐碎屑性的提高，避免切削刃的劣化，实现寿命增长。
第三效果是，不仅能够降低切削阻力，还能够通过其振幅的降低来抑制颤振，能够提高被切削件表面的加工面粗糙度。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的可换刀头式球头立铣刀的立体图。
图2是示出图1的可换刀头式球头立铣刀的、未装配镶刀的状态下的前端部的主视图。
图3是示出图1的可换刀头式球头立铣刀的、未装配镶刀的状态下的前端部的侧视图。
图4是从与图3正交的方向示出图1的可换刀头式球头立铣刀的、未装配镶刀的状态下的前端部的侧视图。
图5是示出本发明的一实施方式的镶刀的立体图。
图6(a)是示出图5的镶刀的俯视图。
图6(b)是示出图5的镶刀的主视图。
图6(c)是示出图5的镶刀的侧视图。
图7是示出本发明的镶刀的圆弧状切削刃的、放射方向前角与放射角度的关系的简图。
图8是示出本发明的一实施方式的镶刀的、放射方向前角与放射角度的关系的图。
图9是示出本发明的镶刀的圆弧状切削刃的、轴向前角与放射角度的关系的侧视图。
图10是示出本发明的一实施方式的镶刀的、轴向前角与放射角度的关系的图。
图11是示出本发明的一实施方式的镶刀的侧视图。
图12是示出图1的可换刀头式球头立铣刀的主视图。
图13是示出图1的可换刀头式球头立铣刀的前端部的侧视图。
图14是从与图13正交的方向示出图1的可换刀头式球头立铣刀的前端部的侧视图。
图15是示出使用装配有实施例以及比较例的镶刀的可换刀头式球头立铣刀进行切削加工后的被切削件的倾斜壁面的显微镜照片。
图16是示出使用装配有实施例1的镶刀的可换刀头式球头立铣刀进行切削加工时的切削阻力的动态变化的图表。
图17是示出使用装配有比较例1的镶刀的可换刀头式球头立铣刀进行切削加工时的切削阻力的动态变化的图表。
图18是示出使用装配有比较例2的镶刀的可换刀头式球头立铣刀进行切削加工时的切削阻力的动态变化的图表。
图19是示出使用装配有实施例1的镶刀的可换刀头式球头立铣刀进行切削加工时的切屑的照片。
图20是示出使用装配有比较例1的镶刀的可换刀头式球头立铣刀进行切削加工时的切屑的照片。
图21是示出使用装配有比较例2的镶刀的可换刀头式球头立铣刀进行切削加工时的切屑的照片。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明，当然，本发明不限定于此，能够在本发明的技术构思的范围内进行各种变更以及追加。另外，与各实施方式相关的说明只要没有特别限制，则能够应用于其他实施方式。
一体式的球头立铣刀由立铣刀主体与具有切削刃的镶刀一体化而成，形状本身与可换刀头式球头立铣刀无异。因此，与可换刀头式球头立铣刀以及镶刀相关的以下说明也可直接应用于一体式的球头立铣刀。
[1]可换刀头式球头立铣刀
图1～图4示出本发明的一实施方式的可换刀头式球头立铣刀1，图5示出装配于该可换刀头式球头立铣刀1的镶刀。如图1所示，可换刀头式球头立铣刀1具备以旋转轴线L作为中心而旋转的立铣刀主体2、与立铣刀主体2的后端一体连结的直柄部3、以及经由锥形部7与立铣刀主体2的前端一体连结的半球状前端部4。如图2以及图3所示，半球状前端部4具备：狭缝8，其以容纳镶刀5的方式在与旋转轴线L正交的方向(径向)上延伸；以及螺孔10(其中心线与旋转轴线L交叉)，其在与狭缝8正交的方向上贯通半球状前端部4，以便固定镶刀5。在螺孔10中螺合将镶刀5固定为装卸自如的紧固螺钉6。立铣刀主体2、直柄部3以及半球状前端部4例如由SKD61等合金工具钢构成。
如图3所示，狭缝8具有以旋转轴线L作为中心平行地延伸的两个内表面8a、8b、以及底面8c。半球状前端部4被狭缝8沿径向分割，构成一对前端半体部4a、4b。
[2]镶刀
如图5以及图6所示，镶刀5呈具有一对平行且平坦的侧面51a1、51a2的厚度T的平板状，包括具有连结一对侧面51a1、51a2的圆弧面的半圆状部51、以及与半圆状部51的后端部一体连结的三角形状部52。
半圆状部51具有形成连结一对侧面51a1、51a2的端面的第一后面51b1、51b2以及第二后面51c1、51c2、凸曲面状的前面51e1、51e2、沿着第一后面51b1、51b2与前面51e1、51e2的棱线形成的圆弧状切削刃51d1、51d2、在点S与各圆弧状切削刃51d1、51d2圆滑(无拐点)地相连的一对具有扭转形状的外周切削刃51k1、51k2、以及具有位于圆弧状切削刃51d1、51d2的圆弧中心点O的中心且用于使紧固螺钉6插入的贯通孔51p。圆弧中心点O位于贯通孔51p的中心线的中点(镶刀5的厚度方向的中点)。点S是穿过圆弧中心点O且与旋转轴线L1正交的直线M和切削刃交叉的点，且是各圆弧状切削刃51d1、51d2的最外周点。即，各圆弧状切削刃51d1、51d2的外径在点S处最大。另外，圆弧状切削刃51d1、51d2交叉的点是镶刀5的与中心轴线(旋转轴线)L1交叉的最前端P。旋转轴线L1穿过镶刀5的最前端P以及圆弧中心点O。当将镶刀5装配于立铣刀主体2的狭缝8时，镶刀5的旋转轴线L1与立铣刀主体2的旋转轴线L一致，镶刀5的最前端P位于立铣刀主体2的旋转轴线L上。
三角形状部52具有一对平行且平坦的三角形状侧面52a1、52a2、以及连结三角形状侧面52a1、52a2的倾斜底面52b1、52b2，倾斜底面52b1、52b2与狭缝8的底面8c紧贴。
如图5以及图6所示，各圆弧状切削刃51d1、51d2向可换刀头式球头立铣刀1的旋转方向R的前方凸出，并且在从正面观察时，以最前端P作为中心呈大致S字状。如图6(b)所示，圆弧状切削刃51d1、51d2在旋转方向R上最凸出的位置位于点Q。因此，将点Q称作“旋转方向最凸点”。需要说明的是，图6(a)所示的K是连结圆弧中心点O与旋转方向最凸点Q的直线。
具有扭转形状的外周切削刃51k1、51k2在图6(a)的俯视图中呈与旋转轴线L1平行的直线状，在图9的侧视图中相对于旋转轴线L1倾斜。因此，当装配于狭缝8的镶刀5旋转时，一对外周切削刃51k1、51k2的旋转轨迹为圆筒状。具有扭转形状的外周切削刃51k1、51k2特别是在进行被切削件的角部加工时，以将立壁面精加工为良好的表面粗糙度的方式发挥功能。与此相对，若一对外周切削刃在径向上呈圆弧状，则可以有效降低切削阻力，但是在加工面上残留由切削导致的阶梯部，表面粗糙度降低。
另外，由于外周切削刃51k1、51k2位于圆筒面上(在图6(a)中呈直线状)，因此能够反复对镶刀5的切削刃进行再研磨。与此相对，若外周切削刃在径向呈圆弧状，则切削刃的外径因再研磨而减少，因此无法进行再研磨。
(A)圆弧状切削刃的前角的条件
在圆弧状切削刃51d1、51d2的前角中具有放射方向前角与轴向前角。“放射方向前角”是指，前面51e1、51e2相对于从圆弧中心点O朝向圆弧状切削刃51d1、51d2呈放射状延伸的直线(放射直线)的角度，也称作“法线方向前角”。另外，“轴向前角”是指在图9所示的镶刀5的侧面，圆弧状切削刃51d1、51d2的切线与旋转轴线L1所成的角度。
(1)放射方向前角
在正的放射方向前角中，如图7所示，前面51e1位于比连结圆弧中心点O与圆弧状切削刃51d1的直线靠旋转方向R后方的位置(向旋转方向R前方倾斜)。负的放射方向前角与正的放射方向前角相反。
图7示出对于一方的切削刃51d1，在从圆弧状切削刃51d1的最前端P到后端点S之间，从旋转轴线L1分别偏离5°、15°、30°、45°、60°、75°以及90°的放射角度的位置处的前角的例子。例如，5°的放射角度的位置P5°处的前角是，相对于连结圆弧中心点O与圆弧状切削刃51d1的点P5°的直线的、位置P5°处的前面51e1的倾斜角。在图7所示的例子中，5°、15°、30°、45°、60°、75°以及90°的放射角度处的放射方向前角分别是+7.0°、+7.5°、+7.5°、+7.0°、+6.0°、+4.5°以及+3.0°。
图8利用曲线F1示出图7所示的放射方向前角与放射角度的关系。在本发明中，如图8所明示，最前端P附近(放射角度＝5°)的放射方向前角α比放射角度为90°的最外周点S处的放射方向前角β大，并且旋转方向最凸点Q处的放射方向前角γ大于或等于最前端P附近的放射方向前角α。这里，放射角度是放射直线与旋转轴线L1所成的角度。另外，由于在最前端P几乎不存在前面，因此在本发明中，作为最前端P的附近，使用距离最前端P放射角度5°的位置处的放射方向前角α。所述关系由下述式表示。
β＜α≤γ
β＜α的理由在于，减小圆弧状切削刃51d1的最前端P附近的切削阻力，提高向被切削件切入的切入性，并且，由于在圆弧状切削刃51d1的最外周点S处切屑的厚度增大，因而确保足够的切削刃强度。另外，将旋转方向最凸点Q处的放射方向前角γ设为最前端P附近的前角α以上的理由在于，减小最先与被切削件接触的旋转方向最凸点Q的圆弧状切削刃的切削阻力，提高向被切削件切入的切入性。
优选旋转方向最凸点Q处的放射角度处于30～47°的范围内。若旋转方向最凸点Q处的放射角度为47°以下，则在从圆弧状切削刃51d1的最前端P到旋转方向最凸点Q的范围内，轴向前角(axial rake)为负的区域变短，对于降低由切屑的薄片化导致的切削阻力是有效的。另外，能够在从旋转方向最凸点Q到点R的范围内增长轴向前角为正的区域，对于切屑排出性的提高是有效的。即，在工具旋转轨迹的切线的外侧向被切削件加工面的斜上方排出切屑(使切屑良好地离开切削刃)，能够避免切屑咬入切削刃与被切削件的间隙的不良情况。
若旋转方向最凸点Q处的放射角度超过47°，则旋转方向最凸点Q过度远离最前端P，在旋转方向最凸点Q，不仅圆弧状切削刃因与被切削件碰撞而承受的冲击增大，切屑也增厚，切屑的排出性降低。另一方面，若旋转方向最凸点Q处的放射角度不足30°，则从最前端P连结至旋转方向最凸点Q的轴向前角中的负值的绝对值增大，在切削阻力增大的同时，从切削刃的旋转中心附近排出切屑的切屑排出性恶化。更优选旋转方向最凸点Q处的放射角度处于35～40°的范围内。
优选放射方向前角α与放射方向前角β之差为2～6°。另外，优选放射方向前角γ与放射方向前角α之差为0～2°。此外，优选放射方向前角γ与放射方向前角β之差为2～6°。此外，优选放射方向前角的最大值与放射方向前角γ之差为0.1～1.0°。若满足上述关系，则放射方向前角沿着从最前端P附近起较快地增大至最大值、且经过旋转方向最凸点Q到最外周点S为止从最大值逐渐减少的圆滑曲线进行变化。
优选放射方向前角α、β、γ中的至少放射方向前角γ是正角。其他放射方向前角α、β也可以是负角。在应用于如球墨铸铁这样切削性优良的被切削件的精加工的情况下，由于切削阻力小且颤振也小，因此，为了提高向被切削件切入的切入性，优选放射方向前角α、β、γ全部为正角。具体而言，优选满足2°≤α≤10°、0°≤β≤6°、以及3°≤γ≤14°的条件。若将放射方向前角设为正角，则切削刃的耐破损性降低，但是由于在精加工中切入量小，因此不存在耐破损性的问题。
由于2°≤α≤10°，因此最前端P附近(放射角度＝5°)处的切削阻力减小，能够良好地保持向被切削件切入的切入性，并且能够确保足够的切削刃强度。与此相对，若α＜2°，则最前端P附近的切削阻力增大，向被切削件切入的切入性劣化。另外，担心因切屑排出性的降低而使得切屑堵塞在球头立铣刀的前端部，引起切屑的熔敷、加工面的恶化等问题。另外，若α＞10°，则最前端P附近的圆弧状切削刃的强度不充分。
由于0°≤β≤6°，因此确保了最外周点S处的足够的切削刃强度，并且减小切削阻力，获得良好的加工面性状。与此相对，若β＜0°，则最外周点S处的切削阻力增大，产生颤振，加工面性状降低。另外，若β＞6°，则最外周点S处的圆弧状切削刃的强度不充分。
由于3°≤γ≤14°，因此切削刃最先与被切削件接触的旋转方向最凸点Q处的切削阻力减小，朝向被切削件切入的切入性变好。与此相对，若γ＜3°，则旋转方向最凸点Q处的切削阻力增大，向被切削件切入的切入性降低。另外，若γ＞14°，则旋转方向最凸点Q处的切削刃强度不充分。
但是，由于在进行高硬度的被切削件的切削加工的情况下，切削阻力大，因此，为了提高切削刃强度，优选按照放射方向前角β、放射方向前角α以及放射方向前角γ的顺序形成负角。在这种情况下，为了提高向被切削件切入的切入性，优选放射方向前角γ即便是负角时也接近0°。在对切削阻力比较大的高硬度的被切削件进行切削的情况下，优选放射方向前角α、β、γ满足β＜α≤γ的关系，并且满足－6°≤α≤－0.5°、－10°≤β≤－2°、以及－6°≤γ≤－0.5°的条件。
通过使放射方向前角α、β、γ为负角，圆弧状切削刃整体强化，改善了洛氏硬度为45HRC以上的高硬度被切削件的切削加工中的切削刃的耐破损性。若使放射方向前角为负角，则切削刃的切削阻力增大，并且切屑排出性降低，但是，由于在高硬度被切削件的精加工中，切入量比粗加工以及半精加工的切入量小，因此切削阻力的增大幅度小，切屑排出性也不存在问题。
通过满足－6°≤α≤－0.5°的条件，不会使最前端P及其附近的切削阻力过大，并且能够良好地保持向高硬度被切削件切入的切入性，且能够保持高硬度被切削件的精加工所需的切削刃强度。与此相对，在α＞－0.5°的情况下，最前端P处的切削刃强度不充分，因此可能引起切削刃的破损等。另外，在α＜－6°的情况下，最前端P及其附近的圆弧状切削刃的切削阻力过大，产生切削刃的磨损、切屑的熔敷、被切削件的加工面性状的恶化等不良情况。
通过满足－10°≤β≤－2°的条件，能够在最外周点S确保高硬度被切削件的精加工所需的切削刃强度。与此相对，在β＞－2°的情况下，最外周点S处的切削刃强度不充分。另外，在β＜－10°的情况下，最外周点S处的切削阻力过大，颤振的产生、发热变得显著，因此被切削件的加工面性状恶化。
通过满足－6°≤γ≤－0.5°的条件，能够在切削刃最先与被切削件接触的旋转方向最凸点Q确保高硬度被切削件的精加工所需的切削刃强度，能够适当地控制沿工具轴心方向施加的轴向力，特别是在进行高硬度材的精密切削加工时，能够使工具姿态稳定。与此相对，在γ＞－0.5°的情况，无法在旋转方向最凸点Q确保高硬度被切削件的精加工所需的切削刃强度。另外，在γ＜－6°的情况下，旋转方向最凸点Q处的切削阻力过大，向高硬度被切削件切入的切入性不足。
圆弧状切削刃的放射方向前角在从圆弧状切削刃的最前端P附近(放射角度＝5°)到旋转方向最凸点Q之间最大，随着从旋转方向最凸点Q朝向最外周点S而连续减少。具体而言，圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值在放射角度12～40°之间，更优选为15～30°之间。根据该结构，向被切削件切入的切入性与切削刃强度获得良好的平衡。
圆弧状切削刃在旋转方向最凸点Q最先与被切削件接触，之后，因切削刃的旋转，与被切削件接触的接触区域向最前端P侧以及最外周点S侧这两方扩展。因此，若在从前端P附近(放射角度＝5°)到旋转方向最凸点Q之间使放射方向前角最大，即便轴向前角是负的，也能够实现切削阻力的降低。若随着从旋转方向最凸点Q朝向最外周点S而使放射方向前角连续减少，则能够充分确保切削刃的强度，并且降低切削阻力。
优选圆弧状切削刃向旋转方向R前方最凸的点(旋转方向最凸点)Q的位置在放射角度为30～47°的范围内。由此，能够扩大主视时呈S字状的圆弧状切削刃的轴向前角为正的区域(缩窄负的区域)，即使切削阻力高，也能够确保圆弧状切削刃的足够的强度。另外，若轴向前角为正的区域扩大，则能够充分确保圆弧状切削刃的强度，并且能够良好地排出切屑。
优选圆弧状切削刃的放射方向前角满足θ1＜θ2(其中，θ1是从旋转方向最凸点Q到最外周点S的范围内的放射方向前角，θ2是从旋转方向最凸点Q到最前端P附近(放射角度＝5°)的范围内的放射方向前角。)的关系。如图10所示，具有放射方向前角θ1的范围(从旋转方向最凸点Q到最外周点S的范围)相当于轴向前角为正的范围，具有放射方向前角θ2的范围(从旋转方向最凸点Q到最前端P附近的范围)相当于轴向前角为负的范围。通过满足θ1＜θ2的条件，(a)不仅在轴向前角为负的区域中减小切削阻力，确保切屑较薄的情况下的锋利度，(b)还能够充分地确保切屑较厚的最外周点S附近的圆弧状切削刃的强度。
(2)轴向前角
在本发明的镶刀中，轴向前角也根据放射角度相应变化。关于一方的切削刃51d1，在图9所示的例子中，15°、30°、45°、60°以及75°的放射角度下的轴向前角分别是－48.409°、－18.257°、0°、+12.069°以及19.38°。
优选圆弧状切削刃上的轴向前角在从最前端P到旋转方向最凸点Q之前的范围内是负的，在旋转方向最凸点Q处是0，在超过旋转方向最凸点Q到最外周点S的范围内是正的。在从最前端P到旋转方向最凸点Q的范围内，负的轴向前角逐渐向正方向增加，在超过旋转方向最凸点Q到最外周点S的范围内，正的轴向前角逐渐增加。如图10所示，优选最前端P附近的轴向前角为－70°～－80°左右，优选最外周点S处的轴向前角为+20°左右。
通过将最外周点S的轴向前角设为+20°左右，切屑向与工具旋转轨迹的切线垂直的方向放出，切屑排出性良好。与此相对，若最外周点S附近的轴向前角小于+20°，则切屑排出性降低，若大于+20°，则切削刃过薄，无法确保刚性。
通过将最前端P附近的轴向前角设为－70°～－80°左右，被切削件的切削加工时的应力向旋转轴线L方向的立铣刀主体2侧作用，因此不会使切屑的排出变得困难，能够降低立铣刀主体2的挠曲。
圆弧状切削刃的放射方向前角以及轴向前角使用非接触式三维模拟转换器等进行测定。另外，与放射方向前角以及轴向前角相关的所述说明适于圆弧状切削刃51d1、51d2中的任一者。
(B)其他条件
如图11所示，优选的是，连结圆弧状切削刃51d1的旋转方向最凸点Q与外周切削刃51k1的后端点R的线段N与旋转轴线L1交叉的角度δ1，比连结圆弧状切削刃51d1的最外周点S与外周切削刃51k1的后端点R的线段H与平行于旋转轴线L1的直线L2交叉的角度δ2小。即，优选δ1＜δ2。由此，能够缓和圆弧状切削刃51d1与被切削件接触时的冲击，能够提高切削刃的耐破损性以及耐碎屑性。相反，若δ1≥δ2，则圆弧状切削刃51d1与被切削件接触时的冲击增大，圆弧状切削刃51d1的耐破损性以及耐碎屑性降低。
优选线段N的倾斜角δ1满足15～30°的条件。由此，不仅能够将切削加工时的切屑向工具外侧且是被切削件加工面的斜上方排出(确保切屑良好地远离镶刀切削刃)，避免切屑进入切削刃与被切削件的间隙，还能够降低切削阻力以及振幅。即，能够通过切削刃的良好的切削排出性减少切削阻力，并且能够通过切削阻力的振幅的减少来抑制工具的振动，提高被切削件加工面的表面粗糙度。
在线段N的倾斜角δ1不足15°的情况下，切屑的排出方向与工具的旋转轨迹的切线方向几乎重叠，工具以追逐切屑的方式行进，因此，产生切屑咬入切削刃与被切削件的间隙的不良情况。该不良情况特别是在等高线加工中的角部加工时出现。另一方面，当线段N的倾斜角δ1超过30°时，不仅无法充分增长具有扭转形状的外周切削刃，外周切削刃的壁厚也会变薄，切削刃的强度降低。此外，切削阻力的振幅增大，在切削时产生颤振，被切削件的表面粗糙度恶化。更优选δ1为20～30°。
为了增加切削刃的再研磨次数，优选外周切削刃51k1(线段H)的长度F(mm)满足0.2T≤F≤0.5T的条件。若F不足0.2T，则外周切削刃51k1过短，再研磨次数少。另一方面，若F超过0.5T，则外周切削刃51k1变得过长，切削阻力急剧上升，诱发产生切削加工时的颤振。
优选最外周点S处的镶刀5的厚度TS(mm)满足0.4T≤TS＜0.5T的条件。若TS不足0.4T，则切削刃的刚性过低。另一方面，若TS为0.5T以上，则切削刃的切削阻力以及振幅过大，担心切削时的工具振动增大。更优选TS为0.45T～0.49T。
这样的形状的镶刀5例如能够利用含有碳化钨(WC)与钴(Co)的超硬合金来形成。
[3]镶刀的制造方法
WC基超硬合金制的镶刀5例如能够按照以下顺序进行制造。首先，通过粉末成形法等来成形由碳化钨粉末、钴粉末以及根据需要加入的添加物的混合物构成的造粒粉。在成形时也形成螺钉插入孔。将成形体与20～30％的烧结收缩的量相应地制造得较大。在大约1300～1400℃下烧结成形体。
对得到的烧结体进行基于NC控制的三维研磨加工，形成圆弧状切削刃51d1、51d2、具有扭转形状的外周切削刃51k1、51k2、以及倾斜底面52b1、52b2。为了在圆弧状切削刃上设置放射方向前角以及轴向前角，进行使用了薄圆板状的金刚石旋转磨石等的NC控制加工。
通过PVD法在获得的镶刀5的除螺钉插入孔之外的表面形成用于赋予耐磨损性以及耐热性的被膜。被膜例如由Ti-Al系氮化物、Ti-Si系氮化物、Ti-B系氮化物等构成。
通过在立铣刀主体2上也形成与上述相同的被膜，由此延长可换刀头式球头立铣刀的寿命。特别是为了降低与切屑的摩擦阻力，优选在立铣刀主体2的表面形成不仅具有耐磨损性还具有润滑性的Ti-B系氮化物。
[4]可换刀头式的球头立铣刀
图12、图13以及图14示出利用紧固螺钉6将镶刀5固定于立铣刀主体2的狭缝8的可换刀头式球头立铣刀1。在利用紧固螺钉6将镶刀5固定于狭缝8时，由于镶刀5的两侧面51a1、51a2与狭缝8的两内表面8a、8b紧贴，并且镶刀5的倾斜底面52b1、52b2与狭缝8的底面8c紧贴，镶刀5以高精度被定位。
镶刀5的最前端P沿着旋转轴线L从狭缝8略微突出，此外，由一对圆弧状切削刃51d1、51d2和一对外周切削刃51k1、51k2构成的切削刃、以及第一后面51b1、51b2、第二后面51c1、51c2也从狭缝8略微突出。优选镶刀5的厚度T(mm)相对于立铣刀的外径D(mm)满足0.2D～0.5D的条件。由此，能够充分确保圆弧状切削刃的强度并且充分加深刃槽。装配了具有一对切削刃的一个镶刀5的可换刀头式球头立铣刀1相当于双刀的球头立铣刀。
[5]整体型的球头立铣刀
本发明不限定于可换刀头式球头立铣刀，也能够应用于一体式(整体型的)的球头立铣刀。整体型的球头立铣刀基本上除了镶刀与立铣刀前端部一体之外，与可换刀头式球头立铣刀并无不同。但是，关于圆弧状切削刃的放射方向前角以及轴向前角，优选整体型的球头立铣镶刀具备以下特征。
通过以下实施例进一步详细说明本发明，但本发明不限定于此。
实施例1
作为装配于刀尖直径30mm、直柄径32mm、全长250mm以及主体长度180mm的直柄型的立铣刀主体的前端部的狭缝的超硬合金制的镶刀，制作三种镶刀1～3，上述镶刀1～3分别具有7.2mm的厚度T，具有半径15mm的圆弧状切削刃以及长度3.0mm的形成为扭转形状的外周切削刃，具有图5以及图6所示的外形。对于各镶刀，通过非接触式三维模拟转换器来测定各放射角度下的圆弧状切削刃的放射方向前角以及轴向前角。表1示出各放射角度下的放射方向前角以及轴向前角。镶刀1～3的最外周点S(放射角度90°)处的放射方向前角分别为0°、+3.0°以及+6.0°。
为了对球墨铸铁(FCD700)的被切削件的倾斜角85°的壁面进行切削加工，以使用装配于立铣刀主体的镶刀的圆弧状切刃的最外周点S附近的切削刃的方式控制加工中心。
【表1-1】
【表1-2】
被切削件的切削条件如下。
图15的光学显微镜照片(18倍)示出径向切入量ae为0.15mm以及0.3mm的情况下的切削加工面的表面粗糙度Ry。需要说明的是，图15示出被切削件的壁面的加工距离达到5m时的表面粗糙度Ry。
如图15所示，一般而言，汽车外板成形用模具的精加工面的表面粗糙度Ry的目标为10μm以下，通过径向切入量ae为0.15mm以及0.3mm的切削加工实现目标以下的表面粗糙度Ry。另外，在径向切入量ae为0.15mm的情况下，加工面的表面粗糙度良好。
基于装配有将放射方向前角β设定为+3.0°的镶刀2的可换刀头式球头立铣刀的、加工面的表面粗糙度Ry在径向切入量ae为0.3mm的切削加工中是4.3μm，在径向切入量ae为0.3mm的切削加工中是4.4μm，比使用其他镶刀1、3的情况小。由此可知，在假定了汽车外板成形用模具的由FCD700构成的被切削件的倾斜壁面的精密切削加工中，优选将放射方向前角β设为3°左右。
实施例2
在与实施例1相同的立铣刀主体上，装配除了放射角度为5°、30°、45°、60°、85°以及90°时的放射方向前角分别为+1.0°、+1.5°、+1.0°、0°、－2.5°以及－3.0°之外与实施例1相同的镶刀，以如下条件对由洛氏硬度为60HRC的SKD11构成的硬质被切削件的倾斜角85°的壁面进行切削加工。可知得到的加工面的表面粗糙度Ry为2～3μm，即便对于硬质的被切削件也能够以高精加工精度进行切削加工。
实施例3
在与实施例1相同的立铣刀主体上，装配除了放射角度为5°、30°、45°、60°、85°以及90°时的放射方向前角分别为－2.5°、－2.0°、－2.5°、－3.5°、－6.0°以及－6.5°之外与实施例1相同的镶刀，以如下条件对由洛氏硬度为60HRC的SKD11构成的硬质被切削件的倾斜角85°的壁面进行切削加工。可知得到的加工面的表面粗糙度Ry为2～3μm，即便对于硬质的被切削件，也能够以高精加工精度进行切削加工。
实施例4以及比较例1、2
制造除了表2所示的参数以外与实施例1相同形状的超硬合金制镶刀。
【表2】
注：(1)圆弧状切削刃的半径。
(2)镶刀的厚度。
(3)旋转方向最凸点Q处的放射角度。
将实施例4以及比较例1、2的各镶刀装配于刀尖直径30mm、直柄径32mm、全长220mm以及主体长度120mm的直柄型的立铣刀主体的前端部的狭缝，得到可换刀头式球头立铣刀。将各可换刀头式球头立铣刀装配于铣床的主轴，以下述切削条件进行单侧切削加工，利用切削动力计(Kistler公司制)测定切削阻力的动态变化。表3示出切削阻力以及切屑的形状，图16～图18中分别示出X轴、Y轴以及Z轴方向上的切削阻力的分力作为切削阻力的动态变化。图中的Y轴是工具的进给方向，X轴是与Y轴正交的方向(旋转的切线方向)，Z轴是旋转轴线方向。
【表3】
对于切削阻力的动态变化，实施例4小于比较例1、2。特别是，实施例4中的X轴方向的切削阻力(100kgf)满足目标。实施例4的切削阻力与比较例2的切削阻力(250kgf)相比低60％。
图19～图21示出通过实施例4以及比较例1、2的切削加工而排出的切屑。实施例4中的切屑与比较例1、2中的切屑相比更加扭转。其原因在于，圆弧状切削刃的轴向前角(axial rake)为正的区域大，并且扭转角大。另外，根据切屑形状可知，切屑生成方向是加工面的斜上方。即，在实施例4中，防止了切屑咬入到切削刃与被切削件的间隙的不良情况。另一方面，在比较例1、2的镶刀中，切屑咬入到切削刃与被切削件的间隙。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种球头立铣刀，在立铣刀主体的前端部具有：圆弧状切削刃，其在主视下弯曲为S字状，从最前端延伸至最外周点；外周切削刃，其具有与所述圆弧状切削刃平滑连结的扭转形状；以及所述圆弧状切削刃的旋转方向前方的凸曲面状前面，
所述球头立铣刀的特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足β＜α≤γ的条件，其中，α是放射角度为5°时的放射方向前角，β是放射角度为90°时的放射方向前角，γ是所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点处的放射方向前角，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值在从所述最前端到所述旋转方向最凸点之间处于12～40°的放射角度的范围内，并且，
所述放射方向前角沿着从所述最大值经过所述旋转方向最凸点到达所述最外周点而逐渐减小的平滑曲线进行变化。
2.根据权利要求1所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述放射方向前角γ是正角。
3.根据权利要求1或2所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述放射方向前角β是0°以上的正角。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述放射方向前角α与所述放射方向前角β之差为2～6°，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角α之差为0～2°，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角β之差为2～6°，所述放射方向前角的最大值与所述放射方向前角γ之差为0.1～1.0°。
5.(修改后)根据权利要求1至4中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值处于15～30°的放射角度的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
在所述放射角度为30～47°的位置，存在所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足θ1＜θ2的关系，其中，θ1是从所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内的放射方向前角，θ2是从所述旋转方向最凸点到所述最前端的范围内的放射方向前角。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃上的轴向前角在从所述最前端到所述旋转方向最凸点的范围内是负的，在超过所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内是正的。
9.(修改后)一种镶刀，其具有：圆弧状切削刃，其在主视下弯曲为S字状，从最前端延伸至最外周点；外周切削刃，其具有与所述圆弧状切削刃平滑连结的扭转形状；以及所述圆弧状切削刃的旋转方向前方的凸曲面状前面，
所述镶刀的特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足β＜α≤γ的条件，其中，α是放射角度为5°时的放射方向前角，β是放射角度为90°时的放射方向前角，γ是所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点处的放射方向前角，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值在从所述最前端到所述旋转方向最凸点之间处于12～40°的放射角度的范围内，并且，
所述放射方向前角沿着从所述最大值经过所述旋转方向最凸点到达所述最外周点而逐渐减小的平滑曲线进行变化。
10.根据权利要求9所述的镶刀，其特征在于，
所述放射方向前角γ是正角。
11.根据权利要求9或10所述的镶刀，其特征在于，
所述放射方向前角β是0°以上的正角。
12.(修改后)根据权利要求9至11中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述放射方向前角α与所述放射方向前角β之差为2～6°，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角α之差为0～2°，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角β之差为2～6°，所述放射方向前角的最大值与所述放射方向前角γ之差为0.1～1.0°。
13.(修改后)根据权利要求9至12中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值处于15～30°的放射角度的范围内。
14.(修改后)根据权利要求9至13中任一项所述的镶刀，其特征在于，
在所述放射角度为30～47°的位置，存在所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点。
15.(修改后)根据权利要求9至14中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足θ1＜θ2的关系，其中，θ1是从所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内的放射方向前角，θ2是从所述旋转方向最凸点到所述最前端的范围内的放射方向前角。
16.(修改后)根据权利要求9至15中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃上的轴向前角在从所述最前端到所述旋转方向最凸点的范围内是负的，在超过所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内是正的。
17.(修改后)根据权利要求9至16中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述最外周点S处的所述镶刀的厚度TS(mm)相对于所述镶刀的平板部的厚度T(mm)满足0.4T≤TS＜0.5T的条件。
18.(修改后)根据权利要求9至17中任一项所述的镶刀，其特征在于，
连结所述外周切削刃的后端点R和所述旋转方向最凸点Q而成的线段与所述旋转轴线的交叉角δ1为15～30°，并且比连结所述最外周点S和所述后端点R而成的线段与所述旋转轴线的交叉角δ2小。
19.(修改后)根据权利要求9至18中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述外周切削刃的长度满足0.2T～0.5T的条件，其中，T是所述镶刀的平板部的厚度(mm)。
20.(修改后)一种可换刀头式球头立铣刀，其特征在于，
权利要求9至19中任一项所述的镶刀固定在设于立铣刀主体的半球状前端部的狭缝。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
：
(1)在权利要求1以及权利要求9中，追加了特征“在从所述最前端到所述旋转方向最凸点之间”，并且将特征“所述放射方向前角随着从所述旋转方向最凸点朝向所述最外周点而连续减少”变更为“所述放射方向前角沿着从所述最大值经过所述旋转方向最凸点到达所述最外周点而逐渐减小的平滑曲线进行变化”。
(2)在权利要求5以及权利要求13中，将特征“所述放射方向前角α、β、γ分别满足2°≤α≤10°、0°≤β≤6°以及3°≤γ≤14°的条件”变更为“所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值处于15～30°的放射角度的范围内”。
(3)在权利要求12～20中，将被引用的权利要求的编号从“权利要求8至…”修改为“权利要求9至…”。
                   

Claims (20)

1.一种球头立铣刀，在立铣刀主体的前端部具有：圆弧状切削刃，其在主视下弯曲为S字状，从最前端延伸至最外周点；外周切削刃，其具有与所述圆弧状切削刃平滑连结的扭转形状；以及所述圆弧状切削刃的旋转方向前方的凸曲面状前面，
所述球头立铣刀的特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足β＜α≤γ的条件，其中，α是放射角度为5°时的放射方向前角，β是放射角度为90°时的放射方向前角，γ是所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点处的放射方向前角，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值处于12～40°的放射角度的范围内，并且，
所述放射方向前角随着从所述旋转方向最凸点朝向所述最外周点而连续减少。
2.根据权利要求1所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述放射方向前角γ是正角。
3.根据权利要求1或2所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述放射方向前角β是0°以上的正角。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述放射方向前角α与所述放射方向前角β之差为2～6°，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角α之差为0～2°，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角β之差为2～6°，所述放射方向前角的最大值与所述放射方向前角γ之差为0.1～1.0°。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述放射方向前角α、β、γ分别满足2°≤α≤10°、0°≤β≤6°以及3°≤γ≤14°的条件。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
在所述放射角度为30～47°的位置，存在所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足θ1＜θ2的关系，其中，θ1是从所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内的放射方向前角，θ2是从所述旋转方向最凸点到所述最前端的范围内的放射方向前角。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的球头立铣刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃上的轴向前角在从所述最前端到所述旋转方向最凸点的范围内是负的，在超过所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内是正的。
9.一种镶刀，其具有：圆弧状切削刃，其在主视下弯曲为S字状，从最前端延伸至最外周点；外周切削刃，其具有与所述圆弧状切削刃平滑连结的扭转形状；以及所述圆弧状切削刃的旋转方向前方的凸曲面状前面，
所述镶刀的特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足β＜α≤γ的条件，其中，α是放射角度为5°时的放射方向前角，β是放射角度为90°时的放射方向前角，γ是所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点处的放射方向前角，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角的最大值处于12～40°的放射角度的范围内，并且，
所述放射方向前角随着从所述旋转方向最凸点朝向所述最外周点而连续减少。
10.根据权利要求9所述的镶刀，其特征在于，
所述放射方向前角γ是正角。
11.根据权利要求9或10所述的镶刀，其特征在于，
所述放射方向前角β是0°以上的正角。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述放射方向前角α与所述放射方向前角β之差为2～6°，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角α之差为0～2°，所述放射方向前角γ与所述放射方向前角β之差为2～6°，所述放射方向前角的最大值与所述放射方向前角γ之差为0.1～1.0°。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述放射方向前角α、β、γ分别满足2°≤α≤10°、0°≤β≤6°以及3°≤γ≤14°的条件。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的镶刀，其特征在于，
在所述放射角度为30～47°的位置，存在所述圆弧状切削刃的旋转方向最凸点。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃的放射方向前角满足θ1＜θ2的关系，其中，θ1是从所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内的放射方向前角，θ2是从所述旋转方向最凸点到所述最前端的范围内的放射方向前角。
16.根据权利要求8至15中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述圆弧状切削刃上的轴向前角在从所述最前端到所述旋转方向最凸点的范围内是负的，在超过所述旋转方向最凸点到所述最外周点的范围内是正的。
17.根据权利要求8至16中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述最外周点S处的所述镶刀的厚度TS(mm)相对于所述镶刀的平板部的厚度T(mm)满足0.4T≤TS＜0.5T的条件。
18.根据权利要求8至17中任一项所述的镶刀，其特征在于，
连结所述外周切削刃的后端点R和所述旋转方向最凸点Q而成的线段与所述旋转轴线的交叉角δ1为15～30°，并且比连结所述最外周点S和所述后端点R而成的线段与所述旋转轴线的交叉角δ2小。
19.根据权利要求8至18中任一项所述的镶刀，其特征在于，
所述外周切削刃的长度满足0.2T～0.5T的条件，其中，T是所述镶刀的平板部的厚度(mm)。
20.一种可换刀头式球头立铣刀，其特征在于，
权利要求8至19中任一项所述的镶刀固定在设于立铣刀主体的半球状前端部的狭缝。
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