JP2007030088A - スローアウェイ式回転切削工具及び回転式切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スローアウェイ式回転切削工具の剛性が低下したり、彫り込み加工を行った場合に切り屑が詰まったりするのを抑制し、安定した高送りの切削加工が効率よく行えるようにする。
【解決手段】円柱状又は肉厚の円筒状になった工具本体10の先端側外周部に、周方向に所要間隔を介して複数の切り屑ポケット12が設けられると共に、切り屑ポケットの回転方向後方側の面にチップ取付部13が設けられ、各チップ取付部に底刃21が主切刃になるようにスローアウェイチップ20が取り付けられたスローアウェイ式回転切削工具において、スローアウェイチップが取り付けられた工具本体の先端部の径Dと、工具本体が回転装置に取り付けられる後端面の径D1とが1＞D1/D≧0.9の条件を満たすようにすると共に、切り屑ポケットから工具本体の後端面に連続した切り屑排出溝16を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、スローアウェイ式回転切削工具及び回転式切削装置に係り、特に金型におけるキャビティ加工等の彫り込み加工を行うのに使用するスローアウェイ式回転切削工具及び回転式切削装置において、このスローアウェイ式回転切削工具の剛性が低下したり、切り屑が詰まったりするのを抑制し、安定した高送りの切削加工が効率よく行えるようにした点に特徴を有するものである。

近年、金型のキャビティ加工等の彫り込み加工を行うのに、工具本体の先端側外周部に、周方向に所要間隔を介して複数の切り屑ポケットが設けられると共に、各切り屑ポケットにおける回転方向後方側の面にスローアウェイチップを取り付けるチップ取付部が設けられ、このチップ取付部に底刃が主切刃になるようにしてスローアウェイチップが取り付けられたスローアウェイ式回転切削工具が使用されている。

ここで、このようなスローアウェイ式回転切削工具によって高送りの彫り込み加工を行う場合、このスローアウェイ式回転切削工具に高い剛性が要求されると共に、高送りの切削加工により生じた大きな切り屑を適切に排出させて移動させるようにすることが必要になる。

しかし、上記のように工具本体の先端側外周部に切り屑ポケットを設けただけのスローアウェイ式回転切削工具においては、高送りの切削加工により生じた大きな切り屑を適切に排出させて移動させることができず、特に、金型に対して深い彫り込み加工等を行う場合において、縦壁周辺の切削加工時に切り屑がうまく移動されず、切り屑が噛み込んでスローアウェイチップが破損したり、切り屑が工具本体等に焼き付いたり、さらにこのスローアウェイ式回転切削工具を回転させるトルクが高くなって、装置が停止したりするという問題があった。

このため、従来においては、金型に対して深い彫り込み加工等を行う場合には、その途中の段階で、装置を停止させて金型内に溜まった切り屑を排出させるようにしていた。

しかし、このように途中の段階で装置を停止させて溜まった切り屑を排出させることは非常に面倒であり、作業効率が非常に悪くなるという問題があった。

そして、近年においては、スローアウェイチップが取り付けられた工具本体の先端部と、この工具本体を回転装置のアーバに取り付ける締結部（後端面）との間に径が小さくなった首部が設けられたスローアウェイ式回転切削工具において、スローアウェイチップが取り付けられた工具本体の先端部の径に対して、上記の締結部の径を７０〜１００％未満にすると共に、上記の首部の径を７０〜９５％にしたスローアウェイ式回転切削工具が提案されている（例えば、特許文献1参照。）。

ここで、このように工具本体の先端部と締結部との間に径が小さくなった首部を設ける場合において、この首部の径が小さくなると、このスローアウェイ式回転切削工具の剛性が低下し、高送りの彫り込み加工を行った際に、この首部が損傷したり、加工精度が低下するという問題があった。一方、この首部の径を大きくすると、この首部の部分を通して切り屑が充分に排出されなくなり、前記のように切り屑が噛み込んでスローアウェイチップが破損したり、切り屑が工具本体に焼き付いたりする等の問題が発生した。
特開平１１−１１４７１８号公報

本発明は、金型におけるキャビティ加工等の彫り込み加工を行うのに使用するスローアウェイ式回転切削工具及びこのようなスローアウェイ式回転切削工具を回転装置のアーバに取り付けて彫り込み加工を行う回転式切削装置における上記のような問題を解決することを課題とするものであり、スローアウェイ式回転切削工具の剛性が低下したり、彫り込み加工を行った場合に切り屑が詰まったりするのを抑制し、安定した高送りの切削加工が効率よく行えるようにすることを課題とするものである。

本発明におけるスローアウェイ式回転切削工具においては、上記のような課題を解決するため、円柱状又は肉厚の円筒状になった工具本体の先端側外周部に、周方向に所要間隔を介して複数の切り屑ポケットが設けられると共に、各切り屑ポケットにおける回転方向後方側の面にスローアウェイチップを取り付けるチップ取付部が設けられ、このチップ取付部に底刃が主切刃になるようにしてスローアウェイチップが取り付けられてなるスローアウェイ式回転切削工具において、スローアウェイチップが取り付けられた工具本体の先端部の径Ｄと、工具本体が回転装置に取り付けられる後端面の径Ｄ１とが、１＞Ｄ１／Ｄ≧０．９の条件を満たすようにすると共に、上記の切り屑ポケットから工具本体の後端面に連続した切り屑排出溝を設けるようにした。

また、このスローアウェイ式回転切削工具においては、上記の工具本体の後端面における切り屑排出溝の最深部の径Ｄ２が、Ｄ１＞Ｄ２≧０．７Ｄの条件を満たすことが好ましい。

また、このスローアウェイ式回転切削工具において、上記の切り屑排出溝はこのスローアウェイ式回転切削工具の回転方向と同じ向きのねじれ溝であることが好ましい。

また、本発明における回転式切削装置においては、上記のようなスローアウェイ式回転切削工具を回転装置のアーバに取り付けるにあたり、このアーバの外周面に上記のスローアウェイ式回転切削工具に設けられた切り屑排出溝と連続する切り屑排出溝を設けるようにした。

本発明におけるスローアウェイ式回転切削工具においては、上記のようにスローアウェイチップが取り付けられた工具本体の先端部の径Ｄと、工具本体が回転装置に取り付けられる後端面の径Ｄ１とが、１＞Ｄ１／Ｄ≧０．９の条件を満たすようにしたため、このスローアウェイ式回転切削工具の剛性が低下するのが防止され、高送りの彫り込み加工を行った際に、このスローアウェイ式回転切削工具が損傷したり、加工精度が低下するということがなくなる。

また、本発明におけるスローアウェイ式回転切削工具においては、上記のようにチップ取付部にスローアウェイチップが取り付けられた切り屑ポケットから工具本体の後端面に連続した切り屑排出溝を設けたため、上記のスローアウェイチップの主切刃によって切削された切り屑が切り屑ポケットから上記の切り屑排出溝を通して排出されると共に、既に切削されて金型内などに溜まっている切り屑も上記のように切り屑排出溝を通して排出されるようになる。

この結果、高送りの彫り込み加工を行った場合においても、切り屑がスローアウェイ式回転切削工具から飛散するようにして排出されるようになり、縦壁周辺の切削加工時においても切り屑がうまく移動されるようになり、従来のように、切り屑が噛み込んでスローアウェイチップが破損したり、切り屑が工具本体等に焼き付いたり、またこのスローアウェイ式回転切削工具を回転させるトルクが高くなって装置が停止したりするのが防止され、装置を停止させて溜まった切り屑を排出させる必要もなくなり、連続した自動運転が可能になり、安定した高送りの切削加工が効率よく行えるようになる。

また、上記のように切り屑ポケットから工具本体の後端面に連続した切り屑排出溝を設けるにあたり、この切り屑排出溝の深さが浅いと、切り屑の排出性が低下する一方、この切り屑排出溝の深さが深くなりすぎると、このスローアウェイ式回転切削工具の剛性が低下する。このため、上記のように工具本体の後端面における切り屑排出溝の最深部の径Ｄ２がＤ１＞Ｄ２≧０．７Ｄの条件を満たすようにすると、切り屑排出溝によってスローアウェイ式回転切削工具の剛性が低下するのも抑制させると共に、切り屑がこの切り屑排出溝を通して適切に排出されるようになる。

また、上記の切り屑排出溝をこのスローアウェイ式回転切削工具の回転方向と同じ向きのねじれ溝にすると、切り屑の排出性がさらに向上されるようになる。

また、本発明における回転式切削装置のように、上記のスローアウェイ式回転切削工具を回転装置のアーバに取り付けるにあたり、このアーバの外周面に上記のスローアウェイ式回転切削工具に設けられた切り屑排出溝と連続する切り屑排出溝を設けると、スローアウェイ式回転切削工具に設けられた切り屑排出溝を通して導かれた切り屑が、さらにこのアーバに設けられた切り屑排出溝を通して排出されるようになり、深い掘り込み加工を行う場合においても、切り屑がアーバに設けられた切り屑排出溝を通して適切に排出されるようになり、また、溜まった切り屑も工具本体やアーバから遠くへ飛散されるようになり、切り屑が被削材とスローアウェイ式回転切削工具やアーバとの間に詰まって焼き付いたりするのも防止されるようになる。

以下、この発明の実施形態に係るスローアウェイ式回転切削工具及び回転式切削装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明におけるスローアウェイ式回転切削工具及び回転式切削装置は、特に下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態におけるスローアウェイ式回転切削工具においては、図１及び図２に示すように、中心部に貫通された取付穴１１が設けられて肉厚の円筒状になった工具本体１０の先端側外周部に、周方向に所要間隔を介して複数（図に示す例では６つ）の切り屑ポケット１２が設けられると共に、各切り屑ポケット１２における回転方向後方側の面にチップ取付部１３が設けられている。そして、各チップ取付部１３にそれぞれ底刃２１が主切刃になると共に外周側の切刃２２が逃げるようにしてスローアウェイチップ２０がネジ１４及び取付部材１５によって取り付けられると共に、上記の各切り屑ポケット１２からこのスローアウェイ式回転切削工具の回転方向と同じ向きに捩れたねじれ溝からなる切り屑排出溝１６が工具本体１０の後端面に連続して形成されている。

また、この実施形態におけるスローアウェイ式回転切削工具においては、スローアウェイチップ２０が取り付けられた工具本体１０の先端部の径Ｄと、工具本体１０が回転装置（図示せず）に取り付けられる後端面の径Ｄ１とが、１＞Ｄ１／Ｄ≧０．９の条件を満たすと共に、図３に示す工具本体１０の後端面における切り屑排出溝１６の最深部の径Ｄ２がＤ１＞Ｄ２≧０．７Ｄの条件を満たすようにしている。

また、この実施形態における回転式切削装置においては、図４に示すように、上記の工具本体１０の中心部に貫通された取付穴１１に取付ネジ（図示せず）を通し、この取付ネジにより上記のスローアウェイ式回転切削工具を回転装置（図示せず）のアーバ３０に取り付けると共に、このアーバ３０の外周面にスローアウェイ式回転切削工具に設けられた上記の切り屑排出溝１６と連続するようにしてねじれ溝からなる切り屑排出溝３１を設けている。

そして、この実施形態における回転式切削装置において、上記のアーバ３０に取り付けられた上記のスローアウェイ式回転切削工具を回転装置によって回転させ、このスローアウェイ式回転切削工具の工具本体１０の先端側外周部に設けられた各スローアウェイチップ２０の底刃２１によって高送りの彫り込み加工を行った場合、切り屑がスローアウェイ式回転切削工具に設けられた切り屑排出溝１６やアーバ３０に設けられた切り屑排出溝３１を通してスローアウェイ式回転切削工具から飛散するようにして排出され、縦壁周辺の切削加工時においても切り屑がうまく移動され、切り屑が噛み込んでスローアウェイチップ２０が破損したり、切り屑が工具本体１０やアーバ３０との接続部分に焼き付いたりするということがなく、安定した高送りの切削加工が効率よく行えるようになる。

なお、上記の実施形態においては、工具本体１０の中心部にアーバ３０に取り付けるための取付穴１１が設けられて肉厚の円筒状になったスローアウェイ式回転切削工具の例を示したが、工具本体１０が中実の円柱状になったものであってもよい。

次に、この発明の実施例に係るスローアウェイ式回転切削工具を用いた回転式切削装置においては、安定した高送りの切削加工が効率よく行えるようになることを、比較例を挙げて明らかにする。

この実施例においては、上記の実施形態に示すように、工具本体１０の先端側外周部に設けられた切り屑ポケット１２から工具本体１０の後端面に連続したねじれ溝からなる切り屑排出溝１６が設けられたスローアウェイ式回転切削工具を用い、このスローアウェイ式回転切削工具を上記のようにスローアウェイ式回転切削工具の切り屑排出溝１６と連続するようにしてねじれ溝からなる切り屑排出溝３１が設けられたアーバ３０に取り付けたものを用いるようにした。

そして、この実施例においては、上記の実施形態におけるスローアウェイ式回転切削工具において、スローアウェイチップ２０が取り付けられた工具本体１０の先端部の径Ｄを１００ｍｍ、工具本体１０が回転装置（図示せず）に取り付けられる後端面の径Ｄ１を９６ｍｍ、工具本体１０の後端面における切り屑排出溝１６の最深部の径Ｄ２を７８ｍｍにして、Ｄ１／Ｄが０．９６、Ｄ２／Ｄが０．７８になるようにし、また上記の工具本体１０及びアーバ３０に設けられた切り屑排出溝１６，３１のねじれ角を８度にした。

また、この実施例においては、図４に示すアーバ３０の首下の長さＬを２５０ｍｍ、上記の工具本体１０の高さＨを７０ｍｍにした。

一方、比較例においては、上記のスローアウェイ式回転切削工具において、工具本体１０に切り屑ポケット１２だけを形成して切り屑排出溝１６を設けないようにし、それ以外は、上記の実施例のものと同様にした。

そして、上記の実施例及び比較例の回転式切削装置を使用し、硬度が２２０ＨＢのＳＣＭ材で寸法が２０００ｍｍ×２０００ｍｍ×６００ｍｍになった被削材に対して、乾式で回転数４０００ｒｐｍ，送り３０００ｍｍ／ｍｉｎ，ピック８０ｍｍ，切込み１ｍｍの条件で金型の深堀り加工を行った。

この結果、比較例の回転式切削装置においては、工具本体の取付部分に切り屑の噛み込みによる傷が多く発生すると共に、２０分程度でスローアウェイチップに欠損が生じ、さらに連続して運転すると回転トルクが大きく上昇するため、適当な時期に溜まった切り屑を排出する必要があった。

これに対して、実施例の回転式切削装置においては、工具本体の取付部分に切り屑の噛み込みによる傷が殆ど発生せず、またスローアウェイチップの欠損も３倍の１時間以上発生せず、さらに連続して運転した場合における回転トルクの上昇も抑制され、連続した自動運転が可能になった。

この発明の一実施形態に係るスローアウェイ式回転切削工具の概略側面図である。 同実施形態に係るスローアウェイ式回転切削工具の先端面側の概略平面図である。 同実施形態に係るスローアウェイ式回転切削工具の後端面側の概略平面図である。 この発明の一実施形態に係る回転式切削装置において、上記の実施形態に係るスローアウェイ式回転切削工具を回転装置のアーバに取り付けた状態を示した概略側面図である。

符号の説明

１０ 工具本体
１１ 取付穴
１２ 切り屑ポケット
１３ チップ取付部
１４ ネジ
１５ 取付部材
１６ 切り屑排出溝
２０ スローアウェイチップ
２１ 底刃（主切刃）
２２ 外周側の切刃
３０ アーバ
３１ 切り屑排出溝
Ｄ スローアウェイチップが取り付けられた工具本体の先端部の径
Ｄ１ 回転装置に取り付けられる工具本体の後端面の径
Ｄ２ 工具本体の後端面における切り屑排出溝の最深部の径
Ｈ 工具本体の高さ
Ｌ アーバの首下の長さ

Claims (4)

1. 円柱状又は肉厚の円筒状になった工具本体の先端側外周部に、周方向に所要間隔を介して複数の切り屑ポケットが設けられると共に、各切り屑ポケットにおける回転方向後方側の面にスローアウェイチップを取り付けるチップ取付部が設けられ、このチップ取付部に底刃が主切刃になるようにしてスローアウェイチップが取り付けられてなるスローアウェイ式回転切削工具において、スローアウェイチップが取り付けられた工具本体の先端部の径Ｄと、工具本体が回転装置に取り付けられる後端面の径Ｄ１とが、１＞Ｄ１／Ｄ≧０．９の条件を満たすと共に、上記の切り屑ポケットから工具本体の後端面に連続した切り屑排出溝が設けられていることを特徴とするスローアウェイ式回転切削工具。
2. 請求項１に記載のスローアウェイ式回転切削工具において、上記の工具本体の後端面における切り屑排出溝の最深部の径Ｄ２が、Ｄ１＞Ｄ２≧０．７Ｄの条件を満たすことを特徴とするスローアウェイ式回転切削工具。
3. 請求項１又は請求項２に記載のスローアウェイ式回転切削工具において、上記の切り屑排出溝がスローアウェイ式回転切削工具の回転方向と同じ向きのねじれ溝であることを特徴とするスローアウェイ式回転切削工具。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のスローアウェイ式回転切削工具が回転装置のアーバに取り付けられてなる回転式切削装置において、上記のアーバの外周面に上記のスローアウェイ式回転切削工具に設けられた切り屑排出溝と連続する切り屑排出溝が設けられていることを特徴とする回転式切削装置。

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