CN102205444A - 绞刀 - Google Patents

Abstract

提供一种能够改善工件的加工孔的正圆度及表面粗糙度的绞刀。绞刀（50）的切削部（14）包括沿主体（12）的旋转轴（R）方向排列的第一～第四切削刃（26、28、42、46）。第一～第四切削刃（26、28、42、46）的一端向半径方向突出并且设有切入角（θ₁～θ₄）。此外，第二～第四切削刃（28、42、46）的最大突出量（L₂、L₃、L₄）比在顶端（12a）侧的第一～第三切削刃（26、28、42）的最大突出量（L₁、L₂、L₃）大。进而，第二～第四切削刃（28、42、46）的切入角（θ₂、θ₃、θ₄）比在顶端（12a）侧的第一～第三切削刃（26、28、42）的切入角（θ₁、θ₂、θ₃）小。

Description

绞刀

技术领域

本发明涉及绞刀，更详细地讲，涉及一种实现穿设在工件上的加工孔的表面粗糙度、正圆度的改善的绞刀。

背景技术

例如，在对通过钻头穿设在金属块等的工件上的加工孔进行正确地精加工时，为了将在切削时产生的在加工孔的端缘部产生的毛刺除去、或改善孔内的表面粗糙度及正圆度，一般实施所谓的绞孔加工。专利文献1所示的绞刀在具有既定长度的主体的一端侧形成有切削部，该切削部具有沿旋转轴方向离开而由第一切削刃和第二切削刃构成的两个切削刃。这些切削刃以从主体的一端侧朝向另一端侧直径变大的方式设有切入角。并且，通过将旋转的绞刀插入到工件的加工孔中，各切削刃对加工孔的内面进行切削，将附着在加工孔的端缘部的毛刺除去，并且改善加工孔的表面粗糙度及正圆度。

专利文献1：日本特开平8－39350号公报

这样，以往技术的绞刀除了加工孔的端缘部的毛刺去除以外，还以改善加工孔内面的表面粗糙度及正圆度为目的，但由于在其加工品质方面存在极限，所以有时要求对加工孔进行更高品质的精加工。此时，需要对绞刀加工后的加工孔再进行滚光或抛光等的精加工、改善该加工孔的表面粗糙度。结果，在精加工中需要时间和工作量，成为加工成本高涨的原因。

发明内容

所以，本发明是为了解决在以往的绞刀中存在的上述问题而提出的，目的是提供一种能够实现加工孔的正圆度及表面粗糙度的进一步的改善的绞刀。

为了解决上述问题、达到规定的目的，技术方案1的绞刀是在主体的一端侧形成有切削部的绞刀，其特征在于，

上述切削部具有沿上述主体的旋转轴方向离开的多个切削刃；

上述切削刃沿半径方向突出，并且从上述主体的一端侧朝向另一端侧从上述旋转轴离开地倾斜而设有切入角；

从上述主体的一端侧向另一端侧第二个以后的上述切削刃的向半径方向的最大突出量构成为，与相对于该切削刃在上述主体的一端侧相邻的切削刃的向半径方向的最大突出量相比更大；

从上述主体的一端侧向另一端侧第二个以后的上述切削刃的切入角构成为，与相对于该切削刃在上述主体的一端侧相邻的切削刃的切入角相比更小。

根据技术方案1的发明，由于使切削刃的切入角随着从一端侧朝向另一端侧而逐渐变小，所以能够将切削刃对加工孔的负荷阶段性地减小。因而，能够改善加工孔的正圆度及表面粗糙度，能够不再需要绞刀加工后的精加工。此外，即使在对加工孔进行精加工的情况下，也因为通过绞刀加工改善了加工孔的表面粗糙度，所以能够减少精加工需要的时间及工作量，能够抑制加工成本。

在技术方案2的绞刀中，位于主体的最靠另一端侧的切削刃的切入角被设定为20°以下。

根据技术方案2的发明，使位于主体的最靠另一端侧的切削刃的切入角为20°以下，所以能够减小对加工孔进行最终的切削的切削刃对该加工孔的负荷。因而，能够实现加工孔的正圆度及表面粗糙度的改善。

在技术方案3的绞刀中，构成为，在令从上述主体的一端侧起第n个切削刃的向半径方向的最大突出量为L_n的情况下，满足以下的关系。

L_n＋1－L_n>L_n＋2－L_n＋1

根据技术方案3的发明，由于使切削刃的向半径方向的突出量的差随着从一端侧朝向另一端侧而阶段性地变小，所以能够使切削刃对加工孔的负荷逐渐变小，能够进一步改善该加工孔的正圆度及表面粗糙度。

根据本发明的绞刀，能够实现加工孔的正圆度及表面粗糙度的进一步的改善。

附图说明

图1（a）是表示实施例1的绞刀的整体图，图1（b）是从顶端侧观察绞刀的放大图。

图2是表示实施例1的绞刀的切削部的放大图。

图3是表示实施例2的绞刀的切削部的放大图。

图4是表示实施例3的绞刀的切削部的放大图。

具体实施方式

接着，基于本发明的绞刀，举出优选的实施例，参照附图进行以下说明。

［实施例1］

在图1（a）中，实施例1的绞刀10基本上包括主体12、设在该主体12的一端12a侧（在图1（a）中是下端侧）的切削部14、和形成在主体12的另一端12b侧（在图1（a）中是上端侧）的柄部16。另外，在以下的说明中，有时将主体12的一端侧称作顶端12a侧、将另一端侧称作柄端12b侧。

上述主体12以硬质合金为材质，形成为沿着旋转轴R方向具有既定长度的棒状。在主体12上，在从切削部14的顶端12a侧到柄部16的下端的区域中，沿着旋转轴R方向在周向上分离地凹设有4个排出槽18。经由该排出槽18将工件切削时的切削屑排出。上述柄部16呈比切削部14大径的圆柱形状，安装在未图示的钻床等的主轴上。另外，在主体12的除了柄部16以外的外周部的整体上，从顶端12a侧朝向柄端12b侧形成有向接近于旋转轴R的方向稍稍倾斜的倒锥20。构成为通过该倒锥，使得在加工时主体12的外周部不会与工件的加工孔干涉。

上述切削部14如图1（b）所示，由焊接在凹设于上述主体12上的设置部22中的4个硬质刀片24构成，这些硬质刀片24以旋转轴R为中心相互具有90°的相位角地配设。在实施例1中，作为硬质刀片24而使用金刚石烧结体。如图2所示，在上述硬质刀片24上，形成有沿旋转轴R方向排列的两个切削刃（从顶端12a侧向柄端12b侧依次称作第一切削刃26、第二切削刃28）。第一切削刃26形成在主体12的顶端面上，具有既定的切入角。

第一切削刃26的向半径方向的突出量设定为比在工件上用钻头穿设的加工孔的半径稍大，在实施例中，例如最大为2.6mm。这里，所谓第一切削刃26的向半径方向的突出量，是指该第一切削刃26与旋转轴R的离开距离。因而，第一切削刃26的向半径方向的突出量中，该第一切削刃26的柄端12b侧的端部P₁为最大。所以，在以下的说明中，将各切削刃中的柄端12b侧的端部P₁的突出量称作最大突出量（参照图2的L₁、L₂）。此外，将第一切削刃26的切入角θ₁设定为70°。

在上述硬质刀片24的第一切削刃26的柄端12b侧设有第一凹部30。并且，第二切削刃28夹着该第一凹部30从第一切削刃26向柄端12b侧离开而设置。具体而言，第二切削刃28设计为，使第二切削刃28的柄端12b侧的端部P₁从第一切削刃26的柄端12b侧的端部P₁离开2.0mm。此外，第二切削刃28的顶端12a侧的端部P₂形成为位于比第一切削刃26的柄端12b侧的端部P₁靠内侧（旋转轴R侧）。另外，第二切削刃28的顶端12a侧的端部P₂从第一切削刃26的柄端12b侧的端部P₁离开，第二切削刃28相对于第一切削刃26不连续（沿旋转轴R方向离开）地形成。

上述第二切削刃28以从第一凹部30的最深部朝向柄端12b侧而从旋转轴R离开的方式具有切入角。第二切削刃28的最大突出量L₂为2.7mm。即，第二切削刃（从主体的一端侧向另一端侧第二个以后的切削刃）28的最大突出量L₂设定得比第一切削刃（在主体的一端侧相邻的切削刃）26的最大突出量L₁大0.1mm。进而，第二切削刃（位于主体的最靠另一端侧的切削刃）28的切入角θ₂设定为20°。即，第二切削刃28的切入角θ₂设定得比第一切削刃26的切入角θ₁小。

接着，对用实施例1的绞刀10加工加工孔的情况以下进行说明。首先，将绞刀10的柄部16固定在钻床的主轴上，接着，使预先用钻头在工件上穿设的加工孔位于该绞刀10的下方。接着，使轴线朝向工件的加工孔对准，使旋转中的绞刀10下降，将该绞刀10的切削部14插入到加工孔中。于是，第一切削刃26接触在加工孔的内面上而进行切削。如果使绞刀10进一步下降，则对第一切削刃26切削后的加工孔再进行基于第二切削刃28的切削。

此时，由于第二切削刃28的最大突出量L₂比第一切削刃26的最大突出量L₁大，所以将由第一切削刃26切削后的加工孔的内面通过第二切削刃28进一步切削。由此，将附着在加工孔的内面及端缘部上的毛刺可靠地除去。并且，由于将第二切削刃28的切入角θ₂设定得比第一切削刃26小，所以由该第二切削刃28对加工孔施加的切削时的负荷变得轻微。因而，通过第二切削刃28的切削能够改善加工孔的正圆度，并且将加工孔的内面平滑地修整，还实现该加工孔的表面粗糙度的改善。

通过使绞刀10相对于加工孔进一步下降、第二切削刃28通过加工孔，绞刀10进行的加工结束。此时，由于在绞刀10的主体12的外周部上如上述那样带有向朝向旋转轴R侧接近的方向稍稍倾斜的倒锥20，所以抑制了当第二切削刃28通过加工孔时该主体12的外周部与加工孔接触的情况。

这样，实施例1的绞刀10由于（1）使第一切削刃26及第二切削刃28的最大突出量L₁、L₂以第一切削刃26、第二切削刃28的顺序阶段性地变大、并且（2）使两切削刃26、28的切入角θ₁、θ₂以第一切削刃26、第二切削刃28的顺序阶段性地变小，所以能够使对工件的切削时的负荷逐渐变小。因而，能够改善工件的加工孔的正圆度，同时还能够改善该加工孔的表面粗糙度，由此不需要工件的精加工，具有能够抑制加工成本的优点。此外，即使在进行精加工的情况下，由于通过绞刀10改善了加工孔的表面粗糙度，所以也能够节约精加工所需要的时间及工作量，能够实现加工成本的降低。并且，由于使对加工孔进行最终的加工的第二切削刃28的切入角θ₂为20°以下，所以对加工孔的切削时的负荷被抑制，能够进一步改善加工孔的正圆度及表面粗糙度。

［实施例2］

接着，对实施例2的绞刀进行说明。另外，在实施例2的说明中，仅对与实施例1不同的部分进行说明，对与实施例1相同的部分赋予相同的标号而省略详细的说明。

图3是表示实施例2的绞刀40的切削部14的放大图。在实施例2中，在切削部14的各硬质刀片24上，形成有沿旋转轴R方向排列的3个切削刃（从顶端12a侧向柄端12b侧依次称作第一切削刃26、第二切削刃28、第三切削刃42）。第一切削刃26为与实施例1同样的结构。上述第二切削刃28也是与实施例1基本上同样的结构，第二切削刃28的切入角θ₂设定为比第一切削刃26的切入角θ₁小的45°。

上述第三切削刃42夹着设在硬质刀片24的第二切削刃28的柄端12b侧的第二凹部44，从该第二切削刃28向柄端12b侧离开而设置。具体而言，第三切削刃42的柄端12b侧的端部P₁设计为，从第二切削刃28的柄端12b侧的端部P₁离开3.0mm。此外，第三切削刃42的顶端12a侧的端部P₂形成在比第二切削刃28的柄端12b侧的端部P₁靠内侧（旋转轴R侧）。另外，第三切削刃42的顶端12a侧的端部P₂从第二切削刃28的柄端12b侧的端部P₁离开，第三切削刃42相对于第二切削刃28不连续（沿旋转轴R方向离开）地形成。

上述第三切削刃（从主体的一端侧向另一端侧第二个以后的切削刃）42的最大突出量L₃设定为比第二切削刃（在主体的一端侧相邻的切削刃）28的最大突出量L₂大0.04mm的2.74mm。此外，第三切削刃42的切入角θ₃设定为比第二切削刃28的切入角θ₂小的20°。即，位于最靠柄端12b侧的第三切削刃42的切入角θ₃设定为20°。

这里，如果关注于第一切削刃26、第二切削刃28及第三切削刃42的最大突出量L₁、L₂、L₃，则第二切削刃28的最大突出量L₂相对于第一切削刃26大0.1mm。另一方面，第三切削刃42的最大突出量L₃相对于第二切削刃28大0.04mm。即，相邻的切削刃的最大突出量的差（参照图3的d₁、d₂）从顶端12a侧朝向柄端12b侧阶段性地变小。因而，第一～第三切削刃26、28、42的最大突出量L₁、L₂、L₃满足下述的关系。

L₂－L₁>L₃－L₂（即d₁>d₂）

这样，在实施例2的绞刀40中，将第一～第三切削刃26、28、42的最大突出量L₁、L₂、L₃设定为以第一切削刃26、第二切削刃28、第三切削刃42的顺序阶段性地变大。另一方面，将第一～第三切削刃26、28、42的切入角θ₁、θ₂、θ₃设定为以第一切削刃26、第二切削刃28、第三切削刃42的顺序阶段性地变小。因而，能够使对工件的加工孔的切削时的负荷逐渐变小，所以能够改善该加工孔的正圆度，同时还能够实现该加工孔的表面粗糙度的改善。由此，在基于绞刀40的加工后，能够不需要对加工孔的精加工。此外，即使在进行精加工的情况下，也能够减少其需要的时间及工作量。并且，在实施例2中，由于具有第三切削刃42，与实施例1相比具备更多切削刃，所以能够进行向加工孔的阶段性的切削，正圆度及表面粗糙度的哪个都能够进一步改善。另外，在使用实施例2的绞刀40进行工件的加工孔的加工时，使绞刀40下降到第三切削刃42通过加工孔来进行。

［实施例3］

接着，对实施例3的绞刀进行说明。另外，在实施例3的说明中，仅对与实施例2不同的部分进行说明，对与实施例2相同的部分赋予相同的标号而省略详细的说明。

图4是表示实施例3的绞刀50的主要部的放大图。实施例3的绞刀50为在实施例2的绞刀40的各硬质刀片24上还形成有第四个切削刃（以下称作第四切削刃46）的结构。即，在硬质刀片24的第三切削刃42的柄端12b侧设有第三凹部48，第四切削刃46夹着该第三凹部48在第三切削刃42的柄端12b侧离开地形成。具体而言，第四切削刃46的柄端12b侧的端部P₁从第三切削刃42的柄端12b侧的端部P₁离开4.0mm而设置。

此外，第四切削刃46的顶端12a侧的端部P₂形成为位于比第三切削刃42的柄端12b侧的端部P₁靠内侧（旋转轴R侧）。另外，第四切削刃46的顶端12a侧的端部P₂从第三切削刃42的柄端12b侧的端部P₁离开，第四切削刃46相对于第三切削刃42不连续（沿旋转轴R方向离开）地形成。进而，第四切削刃（从主体的一端侧向另一端侧第二个以后的切削刃）46的最大突出量L₄设定为比第三切削刃（在主体的一端侧相邻的切削刃）42的最大突出量L₃大0.01mm的2.75mm。此外，第四切削刃46的切入角θ₄设定为比第三切削刃42的切入角θ₃小的5°。即，位于最靠柄端12b侧的第四切削刃46的切入角θ₄为20°以下。

这里，在实施例3的绞刀50中，相邻的第一～第四切削刃26、28、42、46的最大突出量L₁、L₂、L₃、L₄的差（参照图4的d₁、d₂、d₃）在第一切削刃26及第二切削刃28中为0.1mm，在第二切削刃28及第三切削刃42中为0.04mm，在第三切削刃42及第四切削刃46中为0.01mm。即，相邻的切削刃的最大突出量的差与实施例2同样，从顶端12a侧朝向柄端12b侧阶段性地变小，第一～第四切削刃26、28、42、46的各最大突出量L₁、L₂、L₃、L₄满足以下的关系。

L₂－L₁>L₃－L₂>L₄－L₃（即d₁>d₂>d₃）

这样，在实施例3的绞刀50中，将第一～第四切削刃26、28、42、46的最大突出量L₁、L₂、L₃、L₄设定为以第一切削刃26、第二切削刃28、第三切削刃42、第四切削刃46的顺序阶段性地变大，并且另一方面，将第一～第四切削刃26、28、42、46的切入角θ₁、θ₂、θ₃、θ₄以第一切削刃26、第二切削刃28、第三切削刃42、第四切削刃46的顺序阶段性地变小。因而，能够使对工件的切削时的负荷变小，所以能够改善该加工孔的正圆度及表面粗糙度。由此，不需要基于绞刀50的加工后的精加工。此外，即使在进行精加工的情况下，也能够减少加工需要的时间及工作量，能够降低加工成本。并且，实施例3的绞刀50具备第四切削刃46，与实施例2相比具有更多切削刃，所以能够进行向加工孔的阶段性的切削。因而，根据实施例3的绞刀50，与实施例2的绞刀40相比能够进一步实现正圆度及表面粗糙度的改善。另外，在使用实施例3的绞刀50进行工件的加工孔的加工时，使绞刀50插入到加工孔中直到第四切削刃46通过加工孔来进行。

接着，为了确认实施例1～3的绞刀10、40、50的效果而进行了以下的实验。在对由铝合金构成的工件用钻头穿设加工孔后，对工件进行了基于绞刀10、40、50的加工。此外，作为比较例，采用在硬质刀片上沿轴向离开地具备两个切削刃并且使各切削刃的切入角相同的以往技术的绞刀（以下称作比较例），使用比较例的绞刀加工了工件。

（实验例1）

在实验例1中，进行了实施例1的绞刀10与比较例的绞刀的比较实验。在切削后测量了加工孔的正圆度及表面粗糙度。将结果在表1中表示。另外，表中的表面粗糙度用作为JIS标准的十点平均粗糙度（Rz）表示。该十点平均粗糙度是求出加工孔的内面的既定部位的从最高的峰顶（峰）到第五个的峰顶的高度的绝对值的平均值、与从最低的谷底（底）到第五个的谷底的深度的绝对值的平均的和、将该值用微米（μm）表示的值。

［表1］

	比较例	实施例1的绞刀10
			正圆度（μm）	5.0	3.0
表面粗糙度（μm）	0.80	0.40

由表1可知，在实施例1的绞刀10中，正圆度及表面粗糙度都比比较例改善了。即，根据实施例1的绞刀10，能够改善加工孔的正圆度，同时能够改善表面粗糙度。

（实验例2）

在实验例2中，进行了实施例2及3的绞刀40、50与比较例的绞刀的比较实验。对于比较例，在基于绞刀的加工后，进而对工件进行了基于滚光的精加工。将结果在表2中表示。

［表2］

	比较例（滚光加工后）	实施例2的绞刀40	实施例3的绞刀50
				正圆度（μm）	1.83	1.82	1.80
表面粗糙度（μm）	0.36	0.28	0.22

由表2可知，在用实施例2、3的绞刀4、5加工的情况下，与进行了滚光加工的比较例相比，正圆度及表面粗糙度都改善了。因而，在通过实施例2、3的绞刀40、50加工后，完全不需要或者几乎不需要进行对工件的精加工。特别是，关于实施例3的绞刀50，表现出比实施例2的绞刀40更好的结果。这考虑是实施例3的绞刀50具有比实施例2的绞刀40更多的切削刃、通过基于多个切削刃的阶段性的切削减轻了对工件的负荷。

另外，在实施例1～3中，表示了最大设有4个切削刃的情况，但也可以设置5个以上的切削刃。即，只要设定为使切削刃的切入角比相对于该切削刃在更靠主体的顶端侧相邻的切削刃的切入角小，也可以设置5个以上的切削刃。换言之，在令从主体的一端侧起第n个切削刃的切入角为θ_n的情况下，只要满足θ_n>θ_n＋1的关系，就也可以进一步增加切削刃的数量。此外，关于切削刃的最大突出量，在令从主体的一端侧起第n个切削刃的最大突出量为L_n的情况下，只要满足L_n＋1－L_n>L_n＋2－L_n＋1的关系就可以。

在实施例1～3中，例示了将由金刚石烧结体构成的硬质刀片焊接在由超硬合金构成的主体上的情况。但是，例如作为硬质刀片也可以采用CBN刀片（立方晶体氮化硼）。此外，使用硬质刀片并不是必要条件，也可以将主体研磨加工、在该主体上直接形成切削刃。

在实施例1～3中，例示了在沿旋转轴方向延伸的硬质刀片上形成了多个切削刃的情况。但是，也可以在硬质刀片上形成1个切削刃、将该硬质刀片沿旋转轴方向排列多个。此外，各切削刃也可以并不一定沿旋转轴方向直线地排列设置，也可以将各切削刃沿周向离开地设置。

标号说明

12 主体，12a 顶端（一端），12b 柄端（另一端），14 切削部，26 第一切削刃（切削刃），28 第二切削刃（切削刃），42 第三切削刃（切削刃），46 第四切削刃（切削刃），R 旋转轴，L₁、L₂、L₃、L₄ 最大突出量，θ₁、θ₂、θ₃、θ₄ 切入角

Claims (3)

1.一种绞刀，是在主体（12）的一端（12a）侧形成有切削部（14）的绞刀，其特征在于，

上述切削部（14）包括沿上述主体（12）的旋转轴（R）方向离开的多个切削刃（26、28、42、46）；

上述切削刃（26、28、42、46）沿半径方向突出，并且以从上述主体（12）的一端（12a）侧朝向另一端（12b）侧而从上述旋转轴（R）离开的方式倾斜而设有切入角（θ₁、θ₂、θ₃、θ₄）；

从上述主体（12）的一端（12a）侧向另一端（12b）侧第二个以后的上述切削刃（28、42、46）的向半径方向的最大突出量（L₂、L₃、L₄）构成为，比与该切削刃（28、42、46）在更靠上述主体（12）的一端（12a）侧相邻的切削刃（26、28、42）的向半径方向的最大突出量（L₁、L₂、L₃）大；

从上述主体（12）的一端（12a）侧向另一端（12b）侧第二个以后的上述切削刃（28、42、46）的切入角（θ₂、θ₃、θ₄）构成为，比与该切削刃（28、42、46）在更靠上述主体（12）的一端（12a）侧相邻的切削刃（26、28、42）的切入角（θ₁、θ₂、θ₃）小。

2.如权利要求1所述的绞刀，其特征在于，位于上述主体（12）的最靠另一端（12b）侧的切削刃（28、42、46）的切入角（θ₂、θ₃、θ₄）被设定为20°以下。

3.如权利要求1或2所述的绞刀，其特征在于，在设从上述主体（12）的一端（12a）侧起第n个切削刃（26、28、42、46）的向半径方向的最大突出量（L₁、L₂、L₃、L₄）为L_n的情况下，满足以下的关系：

L_n＋1－L_n>L_n＋2－L_n＋1     。

Images