JP2001347402A - 工作物切削方法 - Google Patents

工作物切削方法

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    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 切削工具の寿命を延ばし、切削速度を上げ、
切粉形状をよりよく制御する重切削の方法を提供する。 【解決手段】 切削工具１２を用い、冷却流体を切削域
に、少なくとも一本のジェットノズル１６を用いて供給
することを含む工作物１０の表面の切削あるいは重旋削
法。であって、冷却流体は、高圧で、ジェットとして供
給され、６０バールを超える圧力でジェットノズル１６
を離れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削流体を切削域
に供給する、工作物の表面の切削方法に関する。
【０００２】より詳しくは、本発明は、ビッカース硬さ
１７００ＨＶまたはそれ以上の切れ刃を有するセラミッ
クまたはＣＢＮ（立方晶窒化硼素）バイトで、ロックウ
ェル硬さ５０ＨＲＣまたはそれ以上の工作物を、ハード
ターニングする方法に関する。本明細書において、「重
旋削」の語は、ロックウェル硬さが５０ＨＲＣ以上まで
無心または外周焼入れされ、かつ（または）マルテンサ
イトまたはベイナイトミクロ組織を有する炭素鋼を旋削
することを意味する。例えば、本発明は、転動体と転が
り接触する軸受の軌道面の切削に使用してよい。
【０００３】
【従来の技術】今日、セラミックまたはＣＢＮバイトに
よる重旋削は全て、乾式あるいは低圧での流体冷却のも
とで行われる。あらゆる既知の勧告によれば、良好なバ
イト寿命および生産の経済性を得るには、切削域を高温
にしておくことが非常に重要である、という。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
にしたがって行われた研究作業では、これは、実際には
真実ではないことが判明している。したがって、本発明
の主たるの目的は、切削工具の寿命を延ばし、切削速度
を上げ、切粉形状をよりよく制御する重切削の方法を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、切削工
具のクリアランス面と工作物材料の間に、冷却流体の高
圧ジェットを供給すると、以下に述べるように、意外に
も、多数の重要な利点が得られることが判明した。
【０００６】本方法は、一般に、高圧の使用を必要と
し、冷却流体は、ジェットノズルを離れる直前、６０バ
ール、望ましくは、１２０バールから約４００バールの
圧力を有している。
【０００７】本発明による方法は、１７００ＨＶより硬
い任意の材料、特に、ビッカース硬さ１７００ＨＶを超
える、望ましくは、２８００ＨＶを超えるAl2O3または
ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）を含む切れ刃を有する切削バ
イトを使用した、ロックウェル硬さ５０ＨＲＣあるいは
それ以上の工作物の重旋削を含んでいる。冷却流体とし
ては、水あるいは、例えば、二酸化炭素を使用してよ
い。
【０００８】本発明の別の様態によれば、冷却流体は、
切粉と切削工具のすくい面の間、および切削工具と工作
物材料の間の間隙に同時に供給される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の上記および他の利点は、
以下、図面の参照による説明により、理解されよう。
【００１０】本発明は、比較的新しく、かつ、非常に強
力な方法である工作物の重旋削法を提供するものであ
り、この方法を正しく用いれば、生産性および生産の経
済性が大幅に向上することになる。
【００１１】上記のように、重旋削は、焼入れ処理を受
けた材料に対する形状的に規定された切れ刃による機械
加工作業である。例えば、誘導および浸炭処理による無
心焼入れ、空気焼入れおよび外周焼入れを含む熱処理に
より、焼き入れを施して、硬さが５０ＨＲＣ以上のマル
テンサイトおよび（または）ベイナイトから成るミクロ
組織を得ることができる十分な合金元素（炭素等）を含
むあらゆる材料（鉄系および非鉄系）が、重旋削可能で
ある。例えば、鉄系材料には、一般にＣＢＮまたはＰＣ
ＢＮ切削工具を用い、非鉄系材料には、ダイヤモンド切
削工具を用いる。
【００１２】図１は、本発明による方法を表し、軸受の
軌道輪等の重旋削される工作物１０を示すものである。
工作物１０は、矢印により示した速度V0で、切削工具１
２に対して、動いており、工作物材料が、切削工具先端
で、切粉１４等に切削されている。
【００１３】本発明によれば、高圧ジェットが、ノズル
１６により、切削工具インサートのクリアランス面と工
作物材料の間の間隙に供給される。切削工具のクリアラ
ンス面と工作物材料の間には、流体くさび１８が形成さ
れる。
【００１４】例えば、ＣＢＮ−１０インサートのクリア
ランス面と工作物材料の間に、高圧ジェットを供給する
と、切削工具の寿命は、１００％を超える値に増大す
る。このジェットは、できるだけ垂直に切れ刃に掛けね
ばならない。また、工作物に対する残留応力は、従来の
低圧冷却におけるよりもやや広範囲であることが観察さ
れた。
【００１５】使用圧力は、６ＭＰａと４０ＭＰａの間
（すなわち６０バールと４００バールの間）の範囲内で
ある。切削工具寿命の最高増大量（約１１０％）は、よ
り高い圧力で観察された。ジェットは、直径０．７ｍｍ
のノズルを用いて生成した。切削液は、従来の合成切削
液を使用した。溶液は、約７％であった。
【００１６】本発明による方法の第二の実施形態によれ
ば、高圧ジェットは、図２に示すように、切粉と切削工
具（バイト）のすくい面の間の間隙にも供給され、この
場合、第一の実施形態の部分に対応する部分は、同じ番
号を付けてある。すなわち、ノズル１６は、高圧ジェッ
トを、切粉１４と切削工具１２のすくい面の間に掛け、
切粉と切削工具の間に流体くさびを形成する。
【００１７】切削工具のすくい面に第二のジェットを掛
けた場合は、切粉の制御性が良くなることが観察され
た。すなわち、長く連続した切粉の代わりに、短く、
「より便利な」切粉が生成された。これは、特に、大き
なリングの旋削の際に重要である。
【００１８】
【発明の効果】上記のことから分かるように、セラミッ
クまたはＣＢＮインサートを用いる重旋削において、高
圧ジェットを掛けること含む本発明による方法は、次の
ような多数の重要な利点に至るものである。
【００１９】−切れ刃温度の低減（３０〜５０％） −バイトの摩耗の大幅な低減 −より高い切削速度が使用できること −切粉形成の可能性の増大 −バイトのより低い摩耗およびより低い温度による製品
のより高い品質 −工作物表面上および表面下の残留応力が制御できるこ
と
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による方法を用いた重旋削にお
ける工作物および切削工具の一部の断面略図である。
【図２】図２は、本発明による方法の第二の実施形態の
図１と同様の断面略図である。
【符号の説明】
１０ 工作物 １２ 切削工具 １４ 切粉 １６ ノズル

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 切削工具を用い、冷却流体を切削域に供
    給することを含む工作物の表面の切削あるいは重旋削法
    において、冷却流体が、高圧で、ジェットとして供給さ
    れ、６０バールを超える圧力でジェットノズルを離れる
    ことを特徴とする工作物切削方法。
  2. 【請求項２】 冷却流体のジェットが１２０バールを超
    える圧力を有することとする請求項１に記載の工作物切
    削方法。
  3. 【請求項３】 切削は、ビッカース硬さ１７００ＨＶま
    たはそれ以上の切れ刃を有する切削工具を用いた、ロッ
    クウェル硬さ５０ＨＲＣまたはそれ以上の工作物の、重
    旋削であることとする請求項１または請求項２に記載の
    工作物切削方法。
  4. 【請求項４】 １７００ＨＶを超える、望ましくは２８
    ００ＨＶを超えるビッカース硬さを有する、ＣＢＮ（立
    方晶窒化硼素）を含む切れ刃が使用されることとする請
    求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の工作物切
    削方法。
  5. 【請求項５】 冷却流体として水が使用されることとす
    る請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の工作
    物切削方法。
  6. 【請求項６】 冷却流体として二酸化炭素が使用される
    こととする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記
    載の工作物切削方法。
  7. 【請求項７】 冷却流体が、切削工具のクリアランス面
    と工作物材料の間に供給されることとする請求項１ない
    し請求項６のいずれか一つに記載の工作物切削方法。
  8. 【請求項８】 冷却流体が、切粉とバイトのすくい面の
    間の間隙に供給されることとする請求項１ないし請求項
    ６のいずれか一つに記載の工作物切削方法。
  9. 【請求項９】 冷却流体が、切粉とバイトのすくい面の
    間の間隙、かつ、切削工具のクリアランス面と工作物材
    料の間の間隙に、同時に供給されることとする請求項１
    ないし請求項６のいずれか一つに記載の工作物切削方
    法。
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