JP2009095922A - Tool for processing bore diameter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tool for processing a bore diameter of a small-diameter hole, which enhances rigidity of a neck section without damaging a discharge characteristic of cutting chips, having a neck section wherein one side of an end side section is ground from a rod-shaped raw material so as to project a cutting edge to one side of the end. <P>SOLUTION: One side 22 of the neck section 20 is gradually ground largely from its base end 23 toward the end 21, and a width of the neck section 20 viewed from a rake face side of the cutting edge 40 is formed to be widened from the end 21 to the base end 23 excluding a section projected to form the cutting edge 40. Then, a section modulus of the neck section 20 regarded as a cantilever receiving cutting force applied on the cutting edge 40 as a load at the time of bore diameter processing is formed to gradually become larger from end 21 toward the base end 23. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内径加工用工具に関し、特に、パソコンのハードディスクやOA機器に用いられる小物部品の穴や小物筒状部品の内周面に、旋削等によりその内周面を切削(内径加工)するのに好適な内径加工用工具(切削工具)に関する。   The present invention relates to an inner diameter machining tool, and in particular, the inner circumferential surface is cut (inner diameter machining) by turning or the like on a hole of a small part used in a hard disk of a personal computer or an OA device or an inner circumferential surface of a small cylindrical part. The present invention relates to an inner diameter machining tool (cutting tool) suitable for the above.
この種の内径加工用工具としては、シャンク部(単にシャンク又は保持部ともいわれる)の先端にスローアウエイタイプの切削インサート(切れ刃チップ)を脱着自在にねじ止めしてなるタイプのものや、ハイスや超硬合金製の棒状素材(円柱材又は丸棒)から、その先端に刃先(切れ刃)を研削等により一体成形してなる一体型(以下、ソリッドタイプともいう)のものが広く使用されている。スローアウエイタイプのものは、切れ刃チップをねじ止め等により固定する構造を有することから、内径加工用工具(以下、単に工具ともいう)の先端が大きくなるため、穴径が小さく、とくに5mm以下のような小径穴の加工用には不向きである。これに対し、ソリッドタイプのものでは、刃先も棒状素材から削り出して一体的に形成される構造のものであることからして、かかる問題はなく、したがって、5mm以下といった小径の穴加工用のものとしても好適である。   This type of inner diameter machining tool includes a type in which a throwaway cutting insert (cutting edge tip) is detachably screwed to the tip of a shank (also simply referred to as a shank or holding part), or a high speed tool. One is an integrated type (hereinafter also referred to as the solid type) that is formed by integrally forming the tip (cutting edge) of a rod-shaped material (column or round bar) made of cemented carbide or cemented carbide by grinding. ing. The slow-away type has a structure in which the cutting edge tip is fixed by screwing or the like, so the tip of the inner diameter machining tool (hereinafter also simply referred to as a tool) becomes larger, so the hole diameter is smaller, especially 5 mm or less. It is not suitable for machining of small diameter holes such as On the other hand, in the solid type, there is no such problem because the cutting edge is cut from the rod-shaped material and is integrally formed. Therefore, for a hole with a small diameter of 5 mm or less. It is also suitable as a thing.
このような小径穴加工用のソリッドタイプの工具を、一定の直径(外径)の丸棒素材から、研削により低コストで効率的に製造するためには、その先端の一側(一方の側面)に刃先が突出するようにその先端寄り部位の一側を研削して細い首部としつつ、その首部の基端の棒状素材の部分がシャンク部をなすように形成することが行われている。このような工具は、首部を被削材の中空穴内に挿入され、その先端の刃先にて内周面の加工が行われる。このため、その首部は、被削材の加工時において、その内周面に干渉しないように細く形成され、周面の角には適当な面取りが付けられる。そして、このような内径加工(切削)において重要なことは、切り屑が被削材(加工物)の中空穴の工具入口側の端面から円滑に排出されることである。   In order to manufacture such a solid type tool for drilling small-diameter holes from a round bar material with a constant diameter (outer diameter) efficiently by grinding at a low cost, one side of the tip (one side) 1), a portion of the rod-like material at the base end of the neck portion is formed so as to form a shank portion while grinding one side of the portion near the tip so that the blade tip protrudes into a thin neck portion. In such a tool, the neck portion is inserted into the hollow hole of the work material, and the inner peripheral surface is machined at the tip of the tip. For this reason, the neck is thinly formed so as not to interfere with the inner peripheral surface during machining of the work material, and an appropriate chamfer is attached to the corner of the peripheral surface. And what is important in such inner diameter machining (cutting) is that the chips are smoothly discharged from the end face on the tool entrance side of the hollow hole of the work material (workpiece).
図9は、この種のソリッドタイプの工具101の一例を刃先のすくい面側から見た図である。このものは、超硬合金製の丸棒を素材として、先端21の一側22に刃先40が突出するように、その先端寄り部位の一側(一側面)22を研削して首部20とし、その基端23にシャンク部10が連なるように形成されている。同図に示したように、この工具101は、その首部20の軸線O1を、シャンク部10の軸線Oに対して刃先40の突出側と反対側に適量偏心させたものとなっている。この工具101は、シャンク部10を、通常、2点鎖線で示すような筒状のホルダ121の空孔内に内挿し、ホルダの径方向に穿孔されたねじ穴にクランプねじをねじ込み、そのねじの先端でシャンク部10の外周面を押さえつける形でクランプされる。そして、このようにクランプしたホルダを図示しない加工機械(例えば自動旋盤)の刃物台に固定し、図10に示したように、被削材(例えば、円筒部品)Wの内径加工に供される。その加工においては、工具101の刃先40に所定量の切り込みが与えられて、首部20を下穴内に挿入し、軸線O1方向に送られる。   FIG. 9 is a view of an example of this type of solid type tool 101 as seen from the rake face side of the cutting edge. This is made of a cemented carbide round bar, with one side (one side surface) 22 near the tip thereof ground to form the neck 20 so that the cutting edge 40 protrudes from one side 22 of the tip 21. The shank portion 10 is formed to be continuous with the base end 23. As shown in the figure, the tool 101 has an axis O1 of the neck 20 that is offset by an appropriate amount on the opposite side of the cutting edge 40 from the axis O of the shank 10. In this tool 101, the shank portion 10 is usually inserted into a hole of a cylindrical holder 121 as shown by a two-dot chain line, and a clamp screw is screwed into a screw hole drilled in the radial direction of the holder. Is clamped in such a manner that the outer peripheral surface of the shank portion 10 is pressed by the tip of the shank. And the holder clamped in this way is fixed to the tool rest of the processing machine (for example, automatic lathe) which is not shown in figure, and as shown in FIG. 10, it is used for internal diameter processing of the work material (for example, cylindrical part) W. . In the machining, a predetermined amount of cut is given to the cutting edge 40 of the tool 101, the neck portion 20 is inserted into the prepared hole, and is fed in the direction of the axis O1.
ところで、内径が5mm以下といった極めて小径の内径加工においては、被削材の加工時に発生する切り屑の排出性をいかに高めるかという点と、工具自体の首部の剛性ないし強度を如何に高めるかという点がきわめて重要となる。このうち、切り屑の排出性については、切り屑が加工面に衝突したり、刃先に絡んだり、さらには内周面(穴内)に詰まったりすると、仕上げ面に傷を付けることになるため、その排出性を高める必要があるわけである。一方、被削材の内径が5mm以下であるような加工条件下では、工具の首部と加工内周面との間に確保できる空間スペースは自ずと小さいものとなり、したがって、切り屑の排出スペースを大きく確保することは容易でない。図10に示したように、上記したソリッドタイプの工具101において、内径加工をする場合には、首部20のうち、刃先40が突出する一側(逃げ面をなす一側)22と、被削材Wの内周面W2との間の空隙が切り屑Kの排出スペース(以下、単にスペースともいう)Sとなって、切り屑Kが排出されることになる。   By the way, in the machining of extremely small diameters such as an inner diameter of 5 mm or less, how to improve the discharge of chips generated during machining of the work material and how to increase the rigidity or strength of the neck of the tool itself. The point is extremely important. Among these, as for chip discharge, if the chip collides with the machined surface, gets entangled with the cutting edge, or clogs the inner peripheral surface (inside the hole), the finished surface will be damaged, That is why it is necessary to increase the discharge. On the other hand, under machining conditions in which the inner diameter of the work material is 5 mm or less, the space space that can be secured between the neck portion of the tool and the inner peripheral surface of the machining is naturally small, and accordingly, the chip discharge space is increased. It is not easy to secure. As shown in FIG. 10, in the above-described solid type tool 101, when performing inner diameter processing, one side (one side forming a flank) 22 from which the cutting edge 40 projects out of the neck portion 20, and the workpiece The gap between the material W and the inner peripheral surface W2 becomes a discharge space (hereinafter also simply referred to as a space) S for the chips K, and the chips K are discharged.
他方、このような切り屑の排出スペースが大きく確保されるようにするためには、工具101の首部20を細くすることになるが、首部が細くなるほど、その切削時の主分力等による切削抵抗に対する工具の剛性は低下する。これにより、工具の首部の撓み変形が大きくなり、加工時にビビリを生じるなどにより、かえって加工面精度の低下を招いたり、場合によっては工具の破断を招いたりする。このような撓み変形や破断の問題は、切削時には、首部の先端の刃先に横荷重がかかることに基づくものであるが、曲げ応力や撓みが大きくなって片持ち梁が破断するのと同様の理由による。そして、こうした問題は、被削材の加工内径が小さく、加工範囲(穴の奥行き)が長くなるほど、首部が細長くなり、その突き出し量が大きくなるために発生しやすい。   On the other hand, in order to secure a large discharge space for such chips, the neck portion 20 of the tool 101 is narrowed. However, the thinner the neck portion is, the cutting due to the main component force at the time of cutting or the like. The stiffness of the tool against resistance is reduced. As a result, the bending deformation of the neck of the tool is increased, and chattering occurs during processing, which causes a decrease in the accuracy of the processed surface, or in some cases, breaks the tool. Such bending deformation and breakage problems are based on the fact that a lateral load is applied to the tip of the neck at the time of cutting, but it is the same as when the cantilever beam breaks due to increased bending stress and deflection. Depending on the reason. Such a problem tends to occur because the neck becomes elongated and the protruding amount increases as the machining inner diameter of the work material decreases and the machining range (hole depth) increases.
こうした中、首部の横断面を刃先のすくい面に略直交する方向に長軸を有する長円形状にする形成することで、その短軸に関する首部の断面2次モーメントを大きくすることで、強度アップを図るようにした従来技術も提案されている(特許文献1)。
実開平1−42805号公報
Under these circumstances, the cross section of the neck is formed into an oval shape having a major axis in a direction substantially perpendicular to the rake face of the cutting edge, thereby increasing the second moment of the neck section with respect to the minor axis, thereby increasing the strength. A conventional technique for achieving the above has also been proposed (Patent Document 1).
Japanese Utility Model Publication No. 1-242805
上記したように、図9,10に示したような従来の内径加工用工具101において、切り屑排出性の低下による加工面精度の低下を防止するためには、首部20を細くして切り屑排出スペースSが確保されるように形成された工具を用いざるを得ない。一方、ヒビリの発生による加工面の仕上げ面精度の低下や、工具破断を防止する要請が大きい場合には、首部20を太くしてその剛性が高くされた工具を用いざるを得ない。このように、従来の内径加工用工具においては、小さい内径の穴又は内周面を加工する場合、切り屑の排出性と、首部の剛性とのいずれかを選択的に優先して形成された工具を用いざるを得ないため、そのいずれかにおいて難点があるといった問題があった。   As described above, in the conventional inner diameter machining tool 101 as shown in FIGS. 9 and 10, in order to prevent the machining surface accuracy from being lowered due to the reduction in chip dischargeability, the neck portion 20 is narrowed to produce chips. A tool formed to ensure the discharge space S must be used. On the other hand, in the case where there is a great demand to prevent the finished surface accuracy of the machined surface due to the occurrence of cracks or to break the tool, it is necessary to use a tool having a thick neck portion 20 and increased rigidity. Thus, in the conventional inner diameter machining tool, when machining a hole or inner peripheral surface with a small inner diameter, it is formed by selectively giving priority to either chip dischargeability or neck rigidity. Since a tool must be used, there is a problem that there is a difficulty in either of them.
また、特許文献1に記載の技術によれば、首部の横断面をすくい面に略直交する方向に長軸を有するものとしたものであるから、首部の横断面が円断面のものにくらべると、同一の剛性を得る場合でも、首部の逃げ面側に切り屑排出スペースを大きく確保できる。したがって、特許文献1に記載の技術によれば、逃げ面側に同様の切り屑排出スペースを確保できる工具に比べると、強度アップが図られる。しかし、その横断面形状に基づき、被削物の内径が小径になるほど、その長軸の増大が困難となることから、特に、首部の長さを長く必要とする極小の内径で穴の深い(加工範囲が長い)内径加工には不向きであるといった問題がある。   In addition, according to the technique described in Patent Document 1, since the cross section of the neck has a major axis in a direction substantially perpendicular to the rake face, the cross section of the neck is compared with that of a circular cross section. Even when the same rigidity is obtained, a large chip discharge space can be secured on the flank side of the neck. Therefore, according to the technique described in Patent Document 1, the strength can be increased as compared with a tool that can secure a similar chip discharge space on the flank side. However, based on the cross-sectional shape, the smaller the inner diameter of the work, the more difficult it is to increase the long axis. Therefore, in particular, the hole is deep with a minimum inner diameter that requires a longer neck length ( There is a problem that it is not suitable for inner diameter processing (having a long processing range).
本発明は、内径が数ミリといった小径の穴加工用の内径加工用工具における如上の問題点に鑑みてなされたものであり、切り屑排出性を損なうことなく、しかも、首部の剛性を高くできる、小径の穴加工用に適した内径加工用工具を提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems in an internal diameter machining tool for drilling a small diameter of several millimeters, and can improve the rigidity of the neck without impairing chip discharge performance. An object of the present invention is to provide an inner diameter machining tool suitable for machining a small-diameter hole.
請求項1に記載の本発明は、シャンク部の先端に首部を備えると共に、その首部の先端の一側に刃先が突出するように形成された内径加工用工具であって、棒状素材から、その先端の一側に刃先が突出するように、少なくとも先端寄り部位の前記一側が研削されてなる首部を備える内径加工用工具において、
該一側は、首部の基端から先端に向かうにしたがって大きく研削されて、前記首部が、前記刃先をなすように突出する部位を除いて、刃先のすくい面側から見たときの幅が、先端から基端に向かうにしたがって幅広をなすように形成され、
しかも、該首部は、内径加工時に刃先にかかる切削抵抗を荷重として受ける片持ち梁とみなしたときの断面係数が、先端から基端に向かうにしたがって大となるように形成されていることを特徴とする。
The present invention described in claim 1 is a tool for machining an inner diameter provided with a neck at the tip of the shank and formed so that the blade edge protrudes on one side of the tip of the neck. In an inner diameter machining tool provided with a neck formed by grinding at least the one side near the tip so that the blade tip protrudes on one side of the tip,
The one side is greatly ground toward the tip from the base end of the neck, and the width when viewed from the rake face side of the blade edge, except for the portion where the neck protrudes to form the blade edge, Formed to widen from the tip to the base,
Moreover, the neck portion is formed such that the section modulus when it is regarded as a cantilever beam that receives the cutting resistance applied to the cutting edge as a load at the time of inner diameter processing is increased from the distal end toward the proximal end. And
請求項2に記載の本発明は、シャンク部の先端に首部を備えると共に、その首部の先端の一側に刃先が突出するように形成された内径加工用工具であって、棒状素材から、その先端の一側に刃先が突出するように、少なくとも先端寄り部位の前記一側が研削されてなる首部を備える内径加工用工具において、
該一側は、首部の基端から先端に向かうにしたがって大きく研削されて、前記首部が、前記刃先をなすように突出する部位を除いて、刃先のすくい面側から見たときの幅が、先端から基端に向かうにしたがって幅広をなすように形成され、
しかも、該首部は、その先端に対して前記すくい面に垂直方向に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときの断面係数が、先端から基端に向かうにしたがって大となるように形成されていることを特徴とする。すなわち、
The present invention according to claim 2 is an inner diameter machining tool provided with a neck at the tip of the shank and formed so that the blade edge protrudes on one side of the tip of the shank. In an inner diameter machining tool provided with a neck formed by grinding at least the one side near the tip so that the blade tip protrudes on one side of the tip,
The one side is greatly ground toward the tip from the base end of the neck, and the width when viewed from the rake face side of the blade edge, except for the portion where the neck protrudes to form the blade edge, Formed to widen from the tip to the base,
Moreover, the neck portion is formed such that the section modulus when it is regarded as a cantilever beam that is loaded in a direction perpendicular to the rake face with respect to the distal end increases as it goes from the distal end to the proximal end. It is characterized by that. That is,
本発明において、「刃先のすくい面側から見たとき」とは、刃先のすくい面を、すくい角(上すくい角)が0であると仮定した場合のそのすくい面に垂直な方向から見たとき、という意味である。また、首部について、「幅が、先端から基端に向かうにしたがって幅広をなすように形成され」という意味には、幅が、先端から基端に向かうにしたがって次第に幅広となっている場合、及び段階的に幅広となっている場合、さらにはこれらが複合化している場合も含まれる。   In the present invention, “when viewed from the rake face side of the cutting edge” means that the rake face of the cutting edge is viewed from a direction perpendicular to the rake face when the rake angle (upper rake angle) is assumed to be zero. It means when. Further, for the neck, the meaning that “the width is formed so as to increase in width from the distal end toward the proximal end” means that the width is gradually increased from the distal end toward the proximal end, and In the case where the width is gradually increased, the case where these are combined is also included.
なお、請求項3〜5に記載の発明は、幅が、先端から基端に向かうにしたがって次第に幅広となっている態様の具体例を示したものである。請求項3の発明は、前記首部における前記刃先が突出する一側が、すくい面側から見て、該刃先をなすように突出する部位を除いて直線状とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内径加工用工具である。そして、請求項4の発明は、前記首部における前記刃先が突出する一側が、すくい面側から見て、該刃先をなすように突出する部位を除いて凹となす円弧状とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内径加工用工具である。さらに、請求項5の発明は、前記首部における前記刃先が突出する一側が、すくい面側から見て、該刃先をなすように突出する部位を除いて凸となす円弧状とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内径加工用工具である。   In addition, the invention of Claims 3-5 shows the specific example of the aspect from which the width | variety is gradually widened as it goes to a base end from a front-end | tip. The invention according to claim 3 is characterized in that one side of the neck where the cutting edge protrudes is linear except for a portion protruding so as to form the cutting edge when viewed from the rake face side. The inner diameter machining tool according to 1 or 2. In the invention of claim 4, the one side of the neck where the cutting edge protrudes is formed in an arc shape which is concave except for a portion protruding so as to form the cutting edge when viewed from the rake face side. The inner diameter machining tool according to claim 1, wherein the inner diameter machining tool is characterized by the following. Further, the invention according to claim 5 is that the one side of the neck where the blade edge protrudes is an arc shape that is convex except for a portion protruding so as to form the blade edge when viewed from the rake face side. The inner diameter machining tool according to claim 1, wherein the inner diameter machining tool is characterized by the following.
請求項6に記載の発明は、前記シャンク部の最大直径が、2〜8mmであり、前記刃先からシャンク部の先端までの距離が、前記シャンク部の最大直径の2.5倍以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の内径加工用工具である。そして、請求項7に記載の発明は、前記シャンク部の最大直径が、2〜5mmであり、前記刃先からシャンク部の先端までの距離が、前記シャンク部の最大直径の2.5倍以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の内径加工用工具である。   In the invention described in claim 6, the maximum diameter of the shank portion is 2 to 8 mm, and the distance from the blade edge to the tip of the shank portion is 2.5 times or more the maximum diameter of the shank portion. Item 6. The inner diameter machining tool according to any one of Items 1 to 5. In the invention according to claim 7, the maximum diameter of the shank portion is 2 to 5 mm, and the distance from the blade edge to the tip of the shank portion is 2.5 times or more of the maximum diameter of the shank portion. It is an inner diameter processing tool according to any one of claims 1 to 5.
請求項8に記載の発明は、前記首部は、その先端に対してすくい面に垂直に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときの断面係数がシャンク部の断面係数S1に対する、首部の基端部の断面係数S2の比であるS2/S1が90%以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の内径加工用工具である。   According to an eighth aspect of the present invention, the base portion of the neck portion has a section modulus when the neck portion is regarded as a cantilever that is loaded perpendicularly to the rake face with respect to the tip end of the neck portion with respect to the section factor S1 of the shank portion. 8. The inner diameter machining tool according to claim 1, wherein S2 / S1, which is the ratio of the section modulus S2, is 90% or more.
本願発明によれば、次のような効果が得られる。本発明においては、前記首部は、前記刃先をなすように突出する部位を除いて、刃先のすくい面側から見たときの幅が、先端側から基端側に向かうにしたがって幅広をなすように前記一側が研削されている。このため、この工具を用いて内径加工する場合には、該首部のうち、刃先の突出する側の側面(以下、逃げ面ともいう)と、被削材の内周面との間の空隙は、首部の基端側ほど狭くなるものの、刃先に向かう先端側は広く確保される。したがって、被削材に切り込まれている刃先において発生する切り屑は、その大きいスペースの存在により、刃先に絡みつきにくく、しかも、刃先から円滑に分離して流れ、外部に排出される。   According to the present invention, the following effects can be obtained. In the present invention, the width of the neck as viewed from the rake face side of the blade edge increases from the distal end side to the proximal end side, except for a portion protruding so as to form the blade edge. The one side is ground. For this reason, when machining an inner diameter using this tool, the gap between the side surface (hereinafter also referred to as a flank) on the side of the cutting edge of the neck portion and the inner peripheral surface of the work material is Although it becomes narrower toward the base end side of the neck, the front end side toward the blade edge is widely secured. Therefore, the chips generated at the cutting edge cut into the work material are not easily entangled with the cutting edge due to the presence of the large space, flow smoothly separated from the cutting edge, and are discharged to the outside.
このような本発明において重要なのは次のことである。本願発明者らの試験加工の繰り返し結果からすると、本願発明の工具を用いた場合のように、首部がその刃先の近傍に近い位置(先端寄り部位)で、逃げ面側に切り屑排出スペースが大きく確保されている場合には、基端側に向かうに従い同スペースが狭小となる(小さくなる)としても、切り屑の排出性が大きく落ちることは殆どない。これは、本願発明の工具を使用した場合と、首部の幅を本願発明における工具の刃先直近の幅のままで基端まで同一幅としてなる工具を使用して加工した場合とで、加工サンプルを切断して、加工後の仕上げ面(加工内周面)を目視観察した結果、切り屑が内周面(仕上げ面)を傷をつけることなく、ともに良好と判断されたことから判明している。   What is important in the present invention is as follows. According to the results of repeated test machining by the inventors of the present application, as in the case of using the tool of the present invention, the chip discharge space is located on the flank side at the position where the neck portion is close to the vicinity of the cutting edge (site near the tip). In the case where a large space is secured, even if the space becomes narrower (decreases) toward the base end side, the chip discharge performance hardly decreases. This is the case when using the tool of the present invention, and the case where the neck is processed using a tool having the same width up to the base end while maintaining the width of the neck of the tool in the present invention in the immediate vicinity of the cutting edge. As a result of cutting and visually observing the finished surface (machined inner surface) after machining, it was found that both chips were judged good without damaging the inner surface (finished surface). .
このことは、首部における切れ刃が突出する一側(逃げ面側ともいう)のスペースのうち刃先から離間した部位のスペースが狭くなっているとしても、その先端側におけるスペースが適切に確保されている限り、切り屑の排出性を低下させないことを意味する。首部の幅の増大の程度は、それをすくい面側から見たとき、シャンク部の軸線に対して、前記一側が請求項3に記載のように直線状に形成されている場合には、1度〜5度、好ましくは1度〜3度の範囲で傾斜するように設定するのが好ましい。もっとも、首部の幅の増大の程度が大きくなりすぎると、首部の長さや、被削材の材質による切り屑の形態ないし性状にもよるが、切り屑の排出性を低減させる。したがって、こうした問題のない範囲でその増大の程度を設定すればよい。   This means that the space on the tip side is adequately secured even if the space of the part separated from the blade edge is narrowed in the space on the one side (also referred to as the flank face) where the cutting edge in the neck protrudes. As long as it is present, it means that the chip dischargeability is not lowered. The degree of increase in the width of the neck portion is 1 when the one side is formed linearly as described in claim 3 with respect to the axis of the shank portion when viewed from the rake face side. It is preferable to set the angle so as to incline in the range of 5 to 5 degrees, preferably 1 to 3 degrees. However, if the degree of increase in the width of the neck becomes too large, the chip dischargeability is reduced, although it depends on the length of the neck and the form and properties of the chips depending on the material of the work material. Therefore, what is necessary is just to set the extent of the increase in the range without such a problem.
他方、本発明の工具においては、首部は、先端から基端に向かうにしたがい、断面係数が大きくなるように、その横断面が設定されている。このため、首部が、本願発明の先端の断面係数で基端に向けて一様に形成されているような従来の工具に比べると、本願発明の工具の首部はその剛性が確実に高くなるため、曲げモーメントに対する首部の撓み(変形量)を小さくできる。すなわち、本願発明にかかる工具は、そのシャンク部が要すればホルダを介して旋盤などの加工機械の刃物台に固定され、刃先を自由端として首部を突出させて、片持ち梁の状態において加工に供せられるところ、本願発明では、前記構成の従来の工具に比べると、確実に首部の剛性ないし強度のアップを図ることができる。したがって、ビビリの発生やビビリによる仕上げ面精度の低下の防止に有効であると共に、破断による工具寿命の低下防止にも有効である。なお、断面係数の増大の程度は、設計的には曲げモーメントに比例するようにするのが好ましいといえるが、剛性向上の観点からすれば、それ以上に増大させるのがよい。   On the other hand, in the tool of the present invention, the cross-section of the neck is set so that the section modulus increases as it goes from the tip to the base. For this reason, the rigidity of the neck portion of the tool of the present invention is reliably increased as compared with the conventional tool in which the neck portion is uniformly formed toward the base end with the section modulus of the tip of the present invention. Further, the bending (deformation amount) of the neck with respect to the bending moment can be reduced. In other words, the tool according to the present invention is fixed to a tool post of a processing machine such as a lathe through a holder if the shank portion is required, and the neck portion protrudes with the blade edge as a free end to process in a cantilever state. However, according to the present invention, the rigidity and strength of the neck can be reliably increased as compared with the conventional tool having the above-described configuration. Therefore, it is effective in preventing the occurrence of chatter and lowering of the finished surface accuracy due to chatter, and is also effective in preventing the reduction in tool life due to breakage. Although it can be said that the degree of increase in the section modulus is preferably proportional to the bending moment in terms of design, it is better to increase it from the viewpoint of improving rigidity.
また、首部の断面係数について、請求項2に記載のように、首部の先端に対してすくい面に垂直方向に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときのものとすることで、首部の断面の設計を容易にすることができる。すなわち、本発明の工具の首部の強度が問題となるのは、主として曲げモーメントの大きさである。一方、本発明の工具において内径加工する場合には、刃先にかかる主分力を含む切削抵抗(合力)の作用する向きは、刃先のすくい面のすくい角の大きさや切り込み量等によって異なる。他方、径の小さい内径加工では、この切削抵抗(合力)の作用する向きを、すくい面に垂直方向と仮定したとしても実質的な相違は小さいと見ることができる。したがって、請求項2に記載のように、首部の先端に対してすくい面に垂直方向に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときの断面係数を、先端から基端に向かうにしたがって大となるようにすることで、すくい角等の相違を問題とする必要がなくなるから、首部の設計を容易にすることができる。なお、「断面係数」に代えて、断面2次モーメントを増大するようにしてもよい。   In addition, the section modulus of the neck is assumed to be that of a cantilever that is loaded in a direction perpendicular to the rake face with respect to the tip of the neck as described in claim 2. Design can be made easy. That is, it is mainly the magnitude of the bending moment that the strength of the neck of the tool of the present invention becomes a problem. On the other hand, when the inner diameter machining is performed in the tool of the present invention, the direction in which the cutting resistance (the resultant force) including the main component force applied to the cutting edge acts depends on the rake angle size of the rake face of the cutting edge, the cutting amount, and the like. On the other hand, in the inner diameter machining with a small diameter, even if it is assumed that the direction in which the cutting resistance (the resultant force) acts is a direction perpendicular to the rake face, it can be seen that the substantial difference is small. Therefore, as described in claim 2, the section modulus when it is regarded as a cantilever beam in which a load is applied in a direction perpendicular to the rake face with respect to the tip end of the neck portion becomes larger as it goes from the tip end toward the base end. By doing so, it is not necessary to make a difference in the rake angle or the like a problem, so that the design of the neck can be facilitated. In place of the “section modulus”, the moment of inertia of the section may be increased.
前記したように、本発明の工具によれば、切り屑の排出性を損なうことなく、首部の強度アップが図られるため、加工面精度の向上や工具寿命においても極めて優れた工具となすことができる。よって、小型精密部品のように、特に小さい内径の加工が要求される場合に好適な工具といえる。   As described above, according to the tool of the present invention, the strength of the neck can be increased without impairing chip dischargeability, so that it can be an extremely excellent tool in terms of improvement in machining surface accuracy and tool life. it can. Therefore, it can be said to be a suitable tool when machining with a small inner diameter is required, such as small precision parts.
請求項4に記載の工具においては、首部における刃先の突出側が凹となす円弧状を呈しているため、請求項3の直線状のものに比べて刃先近傍における切り屑排出スペースを大きく確保できるので、切り屑排出性をより高めることができる。したがって、内径が小さく奥が深い(加工範囲が長い)内周面を有する被削材の内径加工用の工具に特に好適である。そして、請求項5に記載の工具においては、首部における刃先の突出側が凸となす円弧状を呈しているため、請求項4に記載の工具とは逆に、切り屑排出性は低くなるが、首部の強度(剛性)アップを図りやすい。したがって、切削抵抗の大きい加工条件に好適の工具といえる。   In the tool according to claim 4, since the projecting side of the cutting edge at the neck portion has an arc shape that is concave, the chip discharge space in the vicinity of the cutting edge can be ensured larger than the linear shape of claim 3. In addition, it is possible to further improve the chip discharging property. Therefore, the present invention is particularly suitable for a tool for machining the inner diameter of a work material having an inner peripheral surface with a small inner diameter and a deep depth (long machining range). And in the tool according to claim 5, since it has an arc shape in which the protruding side of the cutting edge at the neck is convex, the chip discharging property is low, contrary to the tool according to claim 4, It is easy to increase the strength (rigidity) of the neck. Therefore, it can be said that the tool is suitable for machining conditions having a large cutting resistance.
請求項6に記載の工具においては、シャンク部の最大直径が、2〜8mmであり、刃先からシャンク部の先端までの距離が、シャンク部の最大直径の2.5倍以上とすることで、首部の剛性を高くでき、しかも切り屑排出性を損なうことなく、小径の穴加工用に適した内径加工用工具とすることができる。さらに、請求項7に記載の工具においては、シャンク部の最大直径が、2〜5mmであり、刃先からシャンク部の先端までの距離が、前記シャンク部の最大直径の2.5倍以上とすることで、首部の剛性を高くでき、しかも切り屑排出性を損なうことなく、より小径の穴加工用に適した内径加工用工具とすることができる。   In the tool according to claim 6, the maximum diameter of the shank part is 2 to 8 mm, and the distance from the blade edge to the tip of the shank part is 2.5 times or more of the maximum diameter of the shank part. The rigidity of the neck can be increased, and an inner diameter machining tool suitable for drilling a small diameter can be obtained without impairing the chip discharge performance. Furthermore, in the tool according to claim 7, the maximum diameter of the shank portion is 2 to 5 mm, and the distance from the blade edge to the tip of the shank portion is 2.5 times or more of the maximum diameter of the shank portion. As a result, the rigidity of the neck can be increased, and the inner diameter machining tool suitable for drilling a smaller diameter can be obtained without impairing the chip discharge performance.
請求項8に記載の工具においては、首部は、その先端に対してすくい面に垂直に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときの断面係数がシャンク部の断面係数S1に対する、首部の基端部の断面係数S2の比であるS2/S1が90%以上とすることで、より首部の剛性の強度(剛性)を図ることができる。   9. The tool according to claim 8, wherein the neck is a base end portion of the neck portion with respect to the section modulus S1 of the shank portion when the neck portion is regarded as a cantilever beam that is loaded perpendicularly to the rake face with respect to the tip end. By setting S2 / S1 which is the ratio of the section modulus S2 to 90% or more, the rigidity (rigidity) of the neck can be further increased.
本発明を実施するための最良の形態例(第1実施形態例)について、図1〜図5に基づいて説明する。図1は、その工具をすくい面側から見た図(平面図)、及びその首部の拡大図であり、図2は図1の首部の拡大図において、その横断面を説明した図である。そして、図3は、図1の工具を逃げ面側から見た図、及びその首部の拡大図であり、図4は図1の工具の刃先を含む首部の斜視図及びその刃先を含む先端部分の拡大図であり、図5はる図1の工具で内径加工している状態を説明する説明用平面図である。   The best mode for carrying out the present invention (first embodiment) will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view (plan view) of the tool as viewed from the rake face side and an enlarged view of the neck portion thereof, and FIG. 2 is a view illustrating a transverse section thereof in the enlarged view of the neck portion of FIG. 3 is a view of the tool of FIG. 1 as viewed from the flank side and an enlarged view of the neck portion thereof, and FIG. 4 is a perspective view of the neck portion including the blade edge of the tool of FIG. 1 and a tip portion including the blade edge thereof. FIG. 5 is an explanatory plan view for explaining a state in which the inner diameter is processed by the tool of FIG.
本形態の工具1は、略円柱状(最大直径D)のシャンク部10の両端からそれぞれシャンク部10の軸Oと同軸方向に延びる首部20を備えている。首部20は、シャンク部10より小径をなし、先端の一側(図1下側)に刃先40が突出するように形成されている。ただし、この内径加工用工具1は、例えば超硬合金製の棒状素材(直径Dの丸棒)から研削にて形成されて製造されており、本例ではシャンク部10の左右両端部に、首部20及び刃先40をそれぞれ備えているが、その左右両端部の刃先40は加工時の勝手を同じとするために、刃先40のすくい面43が反対面側となるように形成されている点を除いて同じ構成のものであるため、以下、その一方(図1の左側)に基づいて詳細に説明する。   The tool 1 of the present embodiment includes neck portions 20 that extend from both ends of the substantially columnar (maximum diameter D) shank portion 10 in the same direction as the axis O of the shank portion 10. The neck portion 20 has a smaller diameter than the shank portion 10 and is formed such that the cutting edge 40 protrudes on one side of the tip (lower side in FIG. 1). However, the inner diameter machining tool 1 is manufactured by grinding, for example, from a cemented carbide rod-shaped material (round bar having a diameter D), and in this example, a neck portion is provided at both left and right ends of the shank portion 10. 20 and the cutting edge 40 are provided, but the cutting edges 40 at both left and right end portions are formed so that the rake face 43 of the cutting edge 40 is on the opposite surface side in order to make the cutting edge the same at the time of processing. Since it is the thing of the same structure except except, it demonstrates in detail based on the one (left side of FIG. 1) below.
すなわち、首部20は、その先端21の一側22に刃先40が突出するように、その刃先40が突出する一側(図1下側)22における先端寄り部位等が研削されて形成されている。ただし、この一側22は、刃先40のすくい面43側から見て(図1参照)、首部20の基端23から先端21の刃先40に向かうにしたがって、研削代が大きくなるように直線状に研削されて平面をなしている。このため、すくい面43側から見たこの一側22(一側面22ともいう)における研削代は、突出する刃先40の直近(根元)における研削代G2と、シャンク部10の先端(首部20の基端)11近傍における研削代G3とが、G2>G3とされており、すくい面43側から見たシャンク部10の軸Oに対する角度θ1が、例えば2度で先細りをなすように形成されている。もっとも、シャンク部10の先端11に連なる首部20の基端23における研削代G3が、0(無し)となるように、その一側22を研削してもよい。このように研削代G3を0(無し)とすれば、シャンク部10の先端11と、首部20の基端23との横断面を同じとできるから、その境界近傍における断面の急激な変化を小さくできるため、応力集中による強度低下の防止を図ることができる。なお、すくい面43側から見た研削代G2は、刃先40の突出量と同じか、それより微量小さい。   That is, the neck portion 20 is formed by grinding a portion near the tip on one side (lower side in FIG. 1) 22 from which the blade tip 40 protrudes so that the blade tip 40 protrudes on one side 22 of the tip 21. . However, the one side 22 is linear so that the grinding allowance increases from the base end 23 of the neck 20 toward the cutting edge 40 of the tip 21 when viewed from the rake face 43 side of the cutting edge 40 (see FIG. 1). It is ground to make a flat surface. For this reason, the grinding allowance on this one side 22 (also referred to as one side face 22) viewed from the rake face 43 side is the grinding allowance G2 in the immediate vicinity (root) of the protruding cutting edge 40 and the tip of the shank part 10 (the neck part 20). The grinding allowance G3 in the vicinity of the base end) 11 is set as G2> G3, and the angle θ1 with respect to the axis O of the shank portion 10 viewed from the rake face 43 side is formed to be tapered at, for example, 2 degrees. Yes. However, the one side 22 may be ground so that the grinding allowance G3 at the base end 23 of the neck 20 connected to the tip 11 of the shank 10 is 0 (none). When the grinding allowance G3 is set to 0 (none) in this way, the cross section of the tip 11 of the shank portion 10 and the base end 23 of the neck portion 20 can be made the same, so that a rapid change in the cross section near the boundary is reduced. Therefore, it is possible to prevent strength reduction due to stress concentration. The grinding allowance G2 viewed from the rake face 43 side is the same as or slightly smaller than the protruding amount of the cutting edge 40.
首部20は、上記したように、すくい面43側から見たとき、刃先40をなすように突出する部位を除いて、その一側22が平面状に研削されているが、その反対側(図1上側)は、先端面25寄り部位の一部26が傾斜状に研削されている点を除いてシャンク部10の外周面のまま延びている。こうして、首部20は、刃先40からシャンク部10の先端101までの長さをNとし、刃先40のすくい面43側から見たときの幅は、先端部位(刃先40の直近(根元))の幅をL2とし、基端23の幅をL3として、先端21から基端23に向かうにしたがって直線状に幅広をなしている。そして、この首部20は、内径加工時に刃先40にかかる切削抵抗を荷重として受ける片持ち梁とみなしたときの断面係数が、先端21から基端23に向かうにしたがって大となるように、その横断面が図2中にハッチングで示したように形成されている。   As described above, the neck portion 20 is ground on one side 22 except for a portion protruding so as to form the cutting edge 40 when viewed from the rake face 43 side. (1 upper side) extends on the outer peripheral surface of the shank portion 10 except that a portion 26 near the tip surface 25 is ground in an inclined manner. Thus, the neck 20 has a length from the cutting edge 40 to the tip 101 of the shank part N as N, and the width when viewed from the rake face 43 side of the cutting edge 40 is the tip portion (the position closest to the cutting edge 40 (root)). The width is L2, the width of the base end 23 is L3, and the width is linearly increased from the tip 21 toward the base end 23. The neck 20 has a cross section so that the section modulus when it is regarded as a cantilever that receives the cutting resistance applied to the cutting edge 40 as a load at the time of inner diameter processing increases from the distal end 21 toward the proximal end 23. The surface is formed as shown by hatching in FIG.
本例では、シャンク部10及び首部20の外周面には、互いに平行で所定の幅をなす平坦面29が、シャンク部10の軸Oに沿って、微小な割円高さ分を研削することで形成されている。ただし、この平坦面29は、すくい角が0とみなしたときの、すくい面43と平行となるように、軸Oと平行に延びている。この平坦面29は、工具1をホルダの取り付け穴に内挿して固定する際の基準面をなすところであり、この平坦面29がねじの先端で押さえつけられるようにして、シャンク部10の周方向の位置決めをがなされるように設定されており、本例では、研削された一側面22と直交するように形成されている。また、本形態では、図1〜4に示したように、首部20は、刃先40が突出している一側22(以下、この一側を形成する面を、以下の説明において逃げ面22ともいう)からみたとき(図3参照)は、首部20の先端21から首部20の全長に対する1/3〜1/2部分にかけて、刃先40のすくい面43側は素材の半断面部分が研削されて平坦面29と平行な平面31とされ、その後端は凹となす円弧状曲面33で緩やかに首部20の中間部位における外周面に連なるように凹設されている。   In this example, the flat surfaces 29 that are parallel to each other and have a predetermined width are ground on the outer peripheral surfaces of the shank portion 10 and the neck portion 20 along the axis O of the shank portion 10 so as to grind a minute split circle height. It is formed with. However, the flat surface 29 extends parallel to the axis O so as to be parallel to the rake face 43 when the rake angle is regarded as zero. The flat surface 29 forms a reference surface when the tool 1 is inserted and fixed in the mounting hole of the holder. The flat surface 29 is pressed by the tip of the screw so that the circumferential direction of the shank portion 10 can be reduced. It is set so that positioning is performed, and in this example, it is formed so as to be orthogonal to the ground side surface 22. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, the neck portion 20 has one side 22 from which the cutting edge 40 protrudes (hereinafter, a surface forming this one side is also referred to as a flank 22 in the following description). ) (See FIG. 3), from the tip 21 of the neck portion 20 to the 1/3 to 1/2 portion of the entire length of the neck portion 20, the rake face 43 side of the blade edge 40 is flat by grinding a half-section portion of the material. The flat surface 31 is parallel to the surface 29, and the rear end thereof is a concave arcuate curved surface 33 that is gently recessed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the neck portion 20.
そして、首部20における逃げ面22のうち、このように凹設されている部分を除いて、すくい面43と位置決め用の平坦面29との交差稜部位には、首部20の長手方向に沿って、所定の面取り35が研削により付与されている。また、すくい面43の反対側に形成されている位置決め用平坦面29とこの逃げ面22との交差稜部位にも首部20の長手方向に沿って、所定の面取り36が研削により付与されている。このような面取り35,36は、被削材の内径加工時において、その内周面と首部20が干渉や接触するのを回避するためのものである。なお、この面取り幅が先端側に向かうに従い小さくなっているのは、すくい面43側から見たときの首部20の幅が図1に示されるように先端側ほど狭いためである。しかして、首部20は、一定直径の丸棒素材から上記のように研削して形成されてなるものであるため、突出する刃先40の部分を除いて、先端21から基端23に向かうにしたがって、断面係数が大きくなっている。   The flank 22 of the neck 20, except for the recessed portion, is located along the longitudinal direction of the neck 20 at the intersecting ridge portion of the rake face 43 and the positioning flat surface 29. A predetermined chamfer 35 is given by grinding. A predetermined chamfer 36 is also provided by grinding along the longitudinal direction of the neck portion 20 at the intersection ridge portion of the positioning flat surface 29 formed on the opposite side of the rake face 43 and the flank 22. . Such chamfers 35 and 36 are for avoiding interference and contact between the inner peripheral surface of the work material and the neck portion 20 during the inner diameter processing of the work material. The reason why the chamfering width decreases toward the front end side is that the width of the neck 20 when viewed from the rake face 43 side is narrower toward the front end side as shown in FIG. Since the neck 20 is formed by grinding a round bar material having a constant diameter as described above, the neck 20 moves from the distal end 21 toward the proximal end 23 except for the protruding cutting edge 40. The section modulus is large.
なお、刃先40は、このような首部20の先端21において、すくい面43側から見たとき、三角形をなして突出しており、刃先40の先端寄り部位には、図4の拡大図に示したようにブレーカ用段部45を介して低位とされ、この低位とされている面が、刃先40の実際のすくい面43であり、本例では若干のすくい角が付けられている。なお、すくい面43側から見たときの、突出する刃先40の先端における工具1の幅は、本工具1が、丸棒(円柱)素材を研削して形成してなるものであることから、シャンク部10の幅(丸棒素材の外径)より小さくなっている。なお、図4の拡大図に示したように、突出する刃先40の逃げ面42と、首部20の一側をなす逃げ面22との境界において、刃先40の逃げ面42側がすくい面43から離間するにしたがって大きく引き下がっているのは、首部20のうち、刃先40が突出している側の一側面(逃げ面)22の逃げ角は、0°であるのに対し、刃先40の逃げ面42には逃げ角が付与されているためである。なお、突出している刃先40のうち、すくい面43と反対面側(図3の下側)には、首部20の先端面25にかけて面取り47が付与されており、加工時における被削物の内周面との干渉が回避される構成とされている。   The blade edge 40 protrudes in a triangular shape when viewed from the rake face 43 side at the tip 21 of the neck portion 20 as shown in the enlarged view of FIG. As described above, the surface is made low through the breaker step 45, and this low surface is the actual rake face 43 of the cutting edge 40, and a slight rake angle is given in this example. The width of the tool 1 at the tip of the protruding cutting edge 40 when viewed from the rake face 43 side is formed by grinding the round bar (column) material by the tool 1. It is smaller than the width of the shank portion 10 (the outer diameter of the round bar material). As shown in the enlarged view of FIG. 4, the flank face 42 side of the blade edge 40 is separated from the rake face 43 at the boundary between the flank face 42 of the protruding blade edge 40 and the flank face 22 forming one side of the neck 20. As a result, the clearance angle of one side surface (flank surface) 22 of the neck portion 20 on the side where the blade edge 40 protrudes is 0 °, while the clearance angle 0 of the neck portion 20 is 0 °. This is because a clearance angle is given. Of the protruding cutting edge 40, a chamfer 47 is provided on the side opposite to the rake face 43 (the lower side in FIG. 3) over the tip face 25 of the neck portion 20, and the inside of the work piece at the time of machining is provided. It is set as the structure by which interference with a surrounding surface is avoided.
また、図6に示したように首部は、その先端に対してすくい面に垂直方向に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときの断面係数がシャンク部の断面係数S1に対して、首部の基端部の断面係数S2は90%以上で構成されている。   In addition, as shown in FIG. 6, the neck portion has a section modulus when the neck portion is considered to be a cantilever that is loaded in a direction perpendicular to the rake face with respect to the tip, and the section factor S1 of the shank portion is based on the neck portion. The section modulus S2 of the end portion is configured to be 90% or more.
しかして、このような切削工具1にて、小さい内径を有する被削材の内径加工をする場合には、次のような作用効果が得られる。すなわち、図5に示したように、この工具1を用いて被削材Wの内径加工する場合には、その首部20のうち、刃先40の突出する側の側面(逃げ面)22と、被削材Wの内周面W2との間のスペースSは、首部20をすくい面側から見たときの幅が、一側面22に傾斜角θ1が付けられている分、基端側が狭くなっている。一方、逆に、刃先40に向かう先端側におけるスペースSは、この傾斜角θ1(2度)の存在により、最大でG2となり基端側より広く確保される。すなわち、この切削工具1にて一定の切り込みで被削材Wの内周面W2を例えば円筒内周面加工する場合、その内周面W2と、工具1の首部20における逃げ面22との間の空間のなす、切り屑排出スペースSは、首部20の基端寄り部位に比べると、先端寄り部位の方がその傾斜角θ1分大きく確保される。これにより、その加工時に発生する切り屑Kは、図5に示したように、その首部20の先端21寄り部位の大きいスペースSの存在により、刃先40に絡みつくことなく、被削材Wの工具1入口側端面から外部に排出される。これは、上記においても説明したが、首部20における逃げ面22側のスペースSのうち刃先40から離間した部位のスペースは、傾斜角θ1の割合で小さくなっているが、刃先40近傍におけるスペースSが十分確保されてポケットを形成しているため、逃げ面22側のスペースSが基端23に向かって2度で漸減していても、問題となるような切り屑の排出性の低下を防止できる。これは、加工後の加工内周面に問題となる傷の発生や、面粗度の低下がないことからも裏付けられている。   Therefore, in the case of machining the inside diameter of a work material having a small inside diameter with such a cutting tool 1, the following operational effects can be obtained. That is, as shown in FIG. 5, when machining the inner diameter of the work material W using this tool 1, the side surface (flank) 22 on the side of the neck portion 20 from which the cutting edge 40 projects, The space S between the inner peripheral surface W2 of the cutting material W has a width when the neck portion 20 is viewed from the rake face side, and the base end side is narrowed by the inclination angle θ1 attached to the one side face 22. Yes. On the other hand, the space S on the distal end side toward the cutting edge 40 is G2 at the maximum due to the existence of the inclination angle θ1 (2 degrees), and is secured wider than the proximal end side. That is, when the inner peripheral surface W2 of the work material W is machined by, for example, a cylindrical inner peripheral surface with a constant cut with the cutting tool 1, between the inner peripheral surface W2 and the flank 22 at the neck 20 of the tool 1. As compared with the portion near the base end of the neck portion 20, the tip discharge portion S is secured larger by the inclination angle θ1. Thereby, as shown in FIG. 5, the chips K generated during the processing do not get entangled with the cutting edge 40 due to the presence of a large space S near the tip 21 of the neck portion 20. 1 It discharges outside from the inlet side end face. As described above, the space of the neck portion 20 on the flank 22 side away from the cutting edge 40 has a smaller space at the inclination angle θ1, but the space S in the vicinity of the cutting edge 40 is smaller. Is sufficiently secured to form a pocket, so that even if the space S on the side of the flank 22 gradually decreases by 2 degrees toward the base end 23, it prevents a reduction in chip discharge that becomes a problem. it can. This is supported by the fact that there is no generation of scratches that cause problems on the processed inner peripheral surface after processing and no reduction in surface roughness.
一方、首部20は、内径加工時に刃先40にかかる切削抵抗を荷重として受ける片持ち梁とみなしたとき、その断面係数が、先端21から基端23に向かうにしたがって大となるように、その横断面が形成されている。このため、首部20が本例工具1の先端における横断面で一様に形成されているような従来の工具に比べると、剛性が高いものとなっている。したがって、加工時において発生する首部20の曲げモーメントによる撓みを小さくできる。すなわち、本形態の工具1によれば、このような従来の工具に比べると、確実に剛性ないし強度のアップを図ることができる。そして、その結果、ビビリの発生やビビリによる仕上げ面精度の低下が防止できる上に、破断による工具寿命の低下にも有効である。   On the other hand, when the neck 20 is regarded as a cantilever that receives the cutting resistance applied to the cutting edge 40 as a load at the time of inner diameter machining, the cross section of the neck 20 is increased so as to increase from the distal end 21 toward the proximal end 23. A surface is formed. For this reason, compared with the conventional tool in which the neck part 20 is uniformly formed in the cross section in the front-end | tip of the tool 1 of this example, rigidity is high. Therefore, the bending due to the bending moment of the neck 20 generated during processing can be reduced. That is, according to the tool 1 of this embodiment, the rigidity or strength can be reliably increased as compared with such a conventional tool. As a result, it is possible to prevent chattering and deterioration of finished surface accuracy due to chattering, and also to reduce tool life due to breakage.
図7は、本発明の内径加工用工具2を具体化した別例を示したものであるが、このものは、前記形態における首部20が、刃先40が突出する一側22を、すくい面43側から見て、刃先40をなすように突出する部位を除いて、直線状としたものであるのに対し、所定の半径R1で凹となす緩やかな円弧状としたものである点のみが相違するだけであるため、同一の部位には同一の符号を付してその説明を省略する。   FIG. 7 shows another example in which the inner diameter machining tool 2 according to the present invention is embodied. In this embodiment, the neck portion 20 in the above-described embodiment has a rake face 43 on one side 22 from which the cutting edge 40 protrudes. When viewed from the side, except for the portion protruding so as to form the cutting edge 40, the shape is linear, but the only difference is that the shape is a gentle arc that is concave with a predetermined radius R1. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
このものは、前記構成に基づき、被削物の内径加工時において、首部20の逃げ面22のうち、先端寄り部位に切り屑排出スペースを大きく確保できる。したがって、切り屑排出性をより高めることができるので、内径が小さく奥が深い内周面を有する被削材の内径加工用の工具2に好適である。   Based on the said structure, this thing can ensure large chip discharge space in the site | part near the front-end | tip among the flank 22 of the neck part 20 at the time of internal diameter processing of a workpiece. Therefore, since chip | tip discharge | emission property can be improved more, it is suitable for the tool 2 for the internal diameter process of the workpiece which has an internal peripheral surface with a small internal diameter and a deep back.
図8は、本発明の内径加工用工具3を具体化した更なる別例を示したものであるが、このものは、前記形態とは逆に、首部20における刃先40が突出する一側を、すくい面43側から見て、所定の半径R2で凸となす緩やかな円弧状としたものである点のみが相違するだけである。したがって、これについても、同一の部位には同一の符号を付してその説明を省略する。このものは、その構成から、首部20の強度(剛性)アップを図りやすく、したがって、切込みが小さいが、切削抵抗が大きくなるような加工条件に適するものといえる。   FIG. 8 shows still another example in which the inner diameter machining tool 3 according to the present invention is embodied. In contrast to the above-described embodiment, this one has a side on which the cutting edge 40 of the neck portion 20 protrudes. The only difference is that the shape is a gentle arc that is convex with a predetermined radius R2 when viewed from the rake face 43 side. Therefore, also about this, the same code | symbol is attached | subjected to the same site | part and the description is abbreviate | omitted. From this configuration, it can be said that the strength (rigidity) of the neck portion 20 is easily increased, and therefore, it can be said that it is suitable for processing conditions in which cutting depth is small but cutting resistance is increased.
本発明は、上記した各例のものに限定されるものではなく、適宜に変更して具体化できる。首部は加工時においてその先端に荷重を受ける片持ち梁と同様の曲げモーメントに対して抗するものとみなすことができるため、曲げモーメントに比例して断面係数が大きくなるように設計するのが好ましいものといえるが、上記もしたように本発明では、先端より基端側における断面係数が大きくなっていればよい。なお、断面係数は、首部が、その先端に対してすくい面に垂直方向に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときにおいて、その断面係数が、先端から基端に向かうにしたがって大となるように、設定すればよい。また、上記もしたが首部は、内径加工時(切削抵抗を受けるとき)の曲げによる中立軸に関する断面2次モーメントが、先端から基端に向かうに従って大きくなるようにしてもよい。   The present invention is not limited to the examples described above, and can be embodied with appropriate modifications. Since the neck can be considered to resist the same bending moment as a cantilever beam that receives a load at its tip during processing, it is preferable to design the section modulus to increase in proportion to the bending moment. However, as described above, in the present invention, it is only necessary that the section modulus on the base end side is larger than the tip end. The section modulus is such that when the neck is regarded as a cantilever that is loaded in a direction perpendicular to the rake face with respect to the tip, the section modulus increases as it goes from the tip to the base end. , You can set. In addition, as described above, the neck may be configured such that the secondary moment of section related to the neutral axis caused by bending during inner diameter processing (when receiving cutting force) increases from the distal end toward the proximal end.
また、上記例では、内径加工用工具を中ぐり用のものとして具体化したが、溝入れ用の工具やネジきり用の工具などにおいても同様に具体化できる。また、工具の形成、製造における研削の態様については、首部の長さや工具に要求される加工条件に対応して適宜のものとして具体化できる。さらに、首部の外径(幅及びその変化の程度)や長さについては、被削物の材質や、加工する内周面(穴)の深さ、穴径等の加工条件に応じて適宜に設定すればよい。   In the above example, the inner diameter machining tool is embodied as a boring tool. However, the inner diameter machining tool can be embodied similarly in a grooving tool or a screwing tool. Moreover, about the aspect of the grinding | polishing in formation and manufacture of a tool, it can materialize as an appropriate thing according to the length of a neck part and the processing conditions requested | required of a tool. Furthermore, the outer diameter (width and extent of change) and length of the neck are appropriately determined according to the work conditions such as the material of the work, the depth of the inner peripheral surface (hole) to be processed, and the hole diameter. You only have to set it.
本発明の内径加工用工具の第1実施形態例をすくい面側から見た図(平面図)、及びその首部の拡大図。The figure (plan view) which looked at the 1st example of an inner diameter processing tool of the present invention from the rake side, and the enlarged drawing of the neck. 図1の首部の拡大図において、その横断面を説明した図。The figure explaining the cross section in the enlarged view of the neck of FIG. 図1の内径加工用工具を逃げ面側から見た図、及びその首部の拡大図。The figure which looked at the tool for internal diameter processing of FIG. 1 from the flank side, and the enlarged view of the neck part. 図1の工具の刃先を含む首部の斜視図及びその刃先を含む先端部分の拡大図。The perspective view of the neck part containing the blade edge | tip of the tool of FIG. 1, and the enlarged view of the front-end | tip part containing the blade edge | tip. 図1の工具で内径加工している状態を説明する説明用平面図。FIG. 2 is an explanatory plan view for explaining a state in which inner diameter machining is performed with the tool of FIG. 1. シャンク部の断面係数に対して、首部の基端部の断面係数が90%以上で構成されている一例を説明する図。The figure explaining an example by which the section coefficient of the base end part of a neck is comprised 90% or more with respect to the section coefficient of a shank part. 本発明の内径加工用工具の別の実施形態例(変形例)を説明する、すくい面側から見た首部の拡大図。The enlarged view of the neck part seen from the rake face side explaining another embodiment example (modification) of the internal diameter processing tool of this invention. 本発明の内径加工用工具の別の実施形態例(変形例)を説明する、すくい面側から見た首部の拡大図。The enlarged view of the neck part seen from the rake face side explaining another embodiment example (modification) of the internal diameter processing tool of this invention. 従来のソリッドタイプの内径加工用工具を刃先のすくい面側から見た図。The figure which looked at the conventional solid type inner diameter processing tool from the rake face side of the cutting edge. 図9の工具で内径加工している状態を説明する説明用平面図、及びその要部の説明用拡大図。FIG. 10 is an explanatory plan view for explaining a state where the inner diameter is processed by the tool of FIG. 9 and an enlarged view for explaining the main part thereof.
符号の説明Explanation of symbols
1、2、3 内径加工用工具
10 シャンク部
11 シャンク部の先端
20 首部
21 首部の先端
22 首部の研削されている刃先が突出する一側
23 首部の基端
40 刃先
G2,G3 首部の幅
1, 2, 3 Internal diameter machining tool 10 Shank part 11 Shank part tip 20 Neck part 21 Neck part tip 22 One side 23 where the blade edge of the neck is ground 23 Neck base edge 40 Cutting edge G2, G3 Neck width

Claims (8)

  1. シャンク部の先端に首部を備えると共に、その首部の先端の一側に刃先が突出するように形成された内径加工用工具であって、棒状素材から、その先端の一側に刃先が突出するように、少なくとも先端寄り部位の前記一側が研削されてなる首部を備える内径加工用工具において、
    該一側は、首部の基端から先端に向かうにしたがって大きく研削されて、前記首部が、前記刃先をなすように突出する部位を除いて、刃先のすくい面側から見たときの幅が、先端から基端に向かうにしたがって幅広をなすように形成され、
    しかも、該首部は、内径加工時に刃先にかかる切削抵抗を荷重として受ける片持ち梁とみなしたときの断面係数が、先端から基端に向かうにしたがって大となるように形成されていることを特徴とする内径加工用工具。
    An inner diameter machining tool provided with a neck at the tip of the shank, and a blade tip protruding from one side of the tip of the neck, the blade tip protruding from one side of the tip from a rod-shaped material In addition, in an inner diameter machining tool comprising a neck portion that is ground on at least one side of the portion near the tip,
    The one side is greatly ground toward the tip from the base end of the neck, and the width when viewed from the rake face side of the blade edge, except for the portion where the neck protrudes to form the blade edge, Formed to widen from the tip to the base,
    Moreover, the neck portion is formed such that the section modulus when it is regarded as a cantilever beam that receives the cutting resistance applied to the cutting edge as a load at the time of inner diameter processing is increased from the distal end toward the proximal end. Internal diameter machining tool.
  2. 前記首部は、その先端に対して前記すくい面に垂直方向に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときの断面係数が、先端から基端に向かうにしたがって大となるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内径加工用工具。   The neck portion is formed such that a section modulus when it is regarded as a cantilever beam that is loaded in a direction perpendicular to the rake face with respect to the distal end thereof is increased from the distal end toward the proximal end. The inner diameter machining tool according to claim 1, wherein
  3. 前記首部における前記刃先が突出する一側が、すくい面側から見て、該刃先をなすように突出する部位を除いて直線状とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内径加工用工具。   3. The inner diameter according to claim 1, wherein one side of the neck where the blade edge protrudes is linear except for a portion protruding so as to form the blade edge when viewed from the rake face side. Tool for processing.
  4. 前記首部における前記刃先が突出する一側が、すくい面側から見て、該刃先をなすように突出する部位を除いて凹となす円弧状とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内径加工用工具。   The one side where the said blade edge | tip protrudes in the said neck part is made into the circular arc shape which becomes concave except for the site | part which protrudes so that it may make this blade edge | edge, seeing from the rake face side. The inner diameter machining tool described.
  5. 前記首部における前記刃先が突出する一側が、すくい面側から見て、該刃先をなすように突出する部位を除いて凸となす円弧状とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内径加工用工具。   The one side where the said blade edge protrudes in the said neck part is made into the circular arc shape which becomes convex except for the site | part which protrudes so that this blade edge may be made seeing from the rake face side. The inner diameter machining tool described.
  6. 前記シャンク部の最大直径が、2〜8mmであり、前記刃先からシャンク部の先端までの距離が、前記シャンク部の最大直径の2.5倍以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の内径加工用工具。   The maximum diameter of the shank part is 2 to 8 mm, and the distance from the cutting edge to the tip of the shank part is at least 2.5 times the maximum diameter of the shank part. The inner diameter machining tool described in 1.
  7. 前記シャンク部の最大直径が、2〜5mmであり、前記刃先からシャンク部の先端までの距離が、前記シャンク部の最大直径の2.5倍以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載の内径加工用工具。   The maximum diameter of the shank part is 2 to 5 mm, and the distance from the blade edge to the tip of the shank part is at least 2.5 times the maximum diameter of the shank part. The inner diameter machining tool described in 1.
  8. 前記首部は、その先端に対してすくい面に垂直に荷重がかかる片持ち梁とみなしたときの断面係数が、シャンク部の断面係数S1に対する、首部の基端部の断面係数S2の比であるS2/S1が90%以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の内径加工用工具。   The section modulus when the neck portion is regarded as a cantilever beam loaded perpendicularly to the rake face with respect to the tip is a ratio of the section modulus S2 of the proximal end portion of the neck portion to the section modulus S1 of the shank portion. S2 / S1 is 90% or more, The internal diameter processing tool of any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.
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