JP2009184036A - Cutting tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被切削材に予め形成された下穴の内壁面を所定の内径に切削加工する際に使用されるボーリングバー等の切削工具に関する。 The present invention relates to a cutting tool such as a boring bar that is used when an inner wall surface of a prepared hole previously formed in a workpiece is cut into a predetermined inner diameter.
近年、エンジンのシリンダーボアの加工等に用いられる切削工具として、例えば、特許文献1に示されるような、切刃を有するインサートを工具本体の先端部外周に着脱可能に装着したボーリングバー等が知られている。 In recent years, as a cutting tool used for processing a cylinder bore of an engine, for example, a boring bar or the like as shown in Patent Document 1 in which an insert having a cutting edge is detachably attached to the outer periphery of a tip end portion of a tool body is known. It has been.
このようなボーリングバーは、軸線回りに回転される円柱状の工具本体を有し、工具本体先端側外周部に、切刃を有するインサートがクランプネジ等によって固定されている。このインサートは、四角平板状をなしており、この四角形面のコーナー部分の辺稜部に形成された切刃を工具径方向外側に向けて工具本体に取り付けられている。 Such a boring bar has a cylindrical tool body rotated about an axis, and an insert having a cutting edge is fixed to the outer periphery of the tool body tip side by a clamp screw or the like. This insert has a rectangular flat plate shape, and is attached to the tool main body with the cutting edge formed at the side ridge portion of the corner portion of the square surface facing outward in the tool radial direction.
そして、このボーリングバーは、工具本体が工作機械の主端軸に取り付けられ、工具本体の軸線回りに高速回転されるとともに、工具本体の軸線方向に送りを与えられ、被切削材に予め設けられた下穴に挿入され、工具本体の先端部に工具径方向外側に向かって突出するように設けられた切刃によって下穴の内壁面を切削加工し、所定の内径の加工穴を形成する。
ところで、上記のような従来の切削工具においては、切刃はインサートのコーナー部分の辺稜部に形成されているため鋭く尖った形状をなしている。よって、工具本体が軸線方向に送られる際には、この鋭い切刃が被切削材の下穴の内壁面に喰い付きながら切削加工をしていくため、被切削材の下穴は切刃の先端形状に応じて鋭角状に削り取られていく。従って、加工穴内壁面はこの切刃の軌跡が一回転当たりの送り量分だけずれて重ね合わされた形状となり、ボーリングバーの一回転当たりの送り量を大きくした場合には、面粗さが粗くなり加工精度が低下するという問題があった。さらに、切刃の先端には切削抵抗が集中するため、ビビリ振動や欠損が発生し易いという問題があった。 By the way, in the conventional cutting tool as described above, since the cutting edge is formed at the side ridge portion of the corner portion of the insert, it has a sharp and sharp shape. Therefore, when the tool body is fed in the axial direction, this sharp cutting edge cuts while cutting against the inner wall surface of the workpiece's pilot hole. Depending on the shape of the tip, it will be sharpened. Therefore, the inner surface of the machined hole has a shape in which the locus of the cutting edge is shifted and overlapped by the feed amount per rotation, and the surface roughness becomes rough when the feed amount per revolution of the boring bar is increased. There was a problem that processing accuracy was lowered. Furthermore, there is a problem that chatter vibrations and defects are likely to occur because cutting resistance concentrates on the tip of the cutting edge.
この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、加工穴内壁面の面粗さを向上させることができるとともに、ビビリ振動や欠損が発生するのを防止して良好な切削加工を行うことができる切削工具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and can improve the surface roughness of the inner wall surface of the processing hole and perform good cutting processing by preventing chatter vibrations and defects. It aims at providing the cutting tool which can be performed.
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る切削工具は、軸線回りに回転される工具本体にインサートが着脱可能に装着され、被切削材に予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具であって、前記インサートは、四角形平板状をなして、2つの四角形面と4つの側面とを有し、一の前記側面の角部に切刃が形成され、前記四角形面と一の前記側面に隣接する他の前記側面との境界部に平坦状をなすフラット部が形成されるとともに、前記切刃における前記フラット部との交差稜線部が直線刃とされ、前記工具本体の先端外周部に工具先端側と工具径方向外側とに向けて開口された凹溝が形成されるとともに、該凹溝の工具先端側の面に取付座が設けられ、前記取付座に、前記インサートが、前記直線刃を工具径方向外側に向けて、かつ前記直線刃が前記軸線に対して平行になるように装着されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, in the cutting tool according to the present invention, an insert is detachably attached to a tool body rotated about an axis, and is inserted into a prepared hole formed in a workpiece, and an inner wall surface of the prepared hole is cut. A cutting tool for forming a machining hole having a predetermined inner diameter, wherein the insert has a rectangular flat plate shape, has two rectangular surfaces and four side surfaces, and is cut at a corner of one of the side surfaces. A blade is formed, a flat portion forming a flat shape is formed at a boundary portion between the square surface and the other side surface adjacent to the one side surface, and an intersecting ridge line portion with the flat portion in the cutting blade is formed The groove is a straight blade, and a groove is formed in the outer periphery of the tool body at the tip of the tool and toward the outer side in the tool radial direction, and a mounting seat is provided on the surface of the groove on the tool tip side. And the insert is attached to the mounting seat. Toward the tool radially outward, and the straight line edge is characterized in that it is mounted so as to be parallel to said axis.
このような特徴の切削工具によれば、切刃のうちフラット部との交差稜線部に形成された直線刃が工具本体径方向外側に向けられ、かつ軸線と平行となるように配置されているため、被切削材の下穴に沿って直線刃が摺接することになる。従って、被切削材の下穴をこの直線刃でさらうように切削することができ、切刃と下穴との接触長さを大きくしながら該下穴の表面形状に沿って切削加工を施していくことが可能となるため、加工穴内壁面の面粗さが劣化するのを防止できる。さらに、切削抵抗を分散させることができるため、ビビリ振動や欠損が発生するのを抑制できる。 According to the cutting tool having such a feature, the straight blades formed on the intersecting ridge line portion with the flat portion of the cutting blades are directed outward in the radial direction of the tool body and arranged so as to be parallel to the axis. Therefore, the straight blade comes into sliding contact along the prepared hole of the workpiece. Therefore, it is possible to cut so that the prepared hole of the workpiece is exposed by this straight blade, and the cutting is performed along the surface shape of the prepared hole while increasing the contact length between the cutting blade and the prepared hole. Therefore, it is possible to prevent the surface roughness of the inner wall surface of the processed hole from deteriorating. Furthermore, since cutting resistance can be disperse | distributed, it can suppress that chatter vibration and a defect | deletion generate | occur | produce.
また、本発明に係る切削工具は、前記フラット部と前記四角形面との境界部に所定の曲率半径を有するコーナーR部が設けられ、前記切刃における前記コーナーR部との交差稜線部がノーズR刃とされたことを特徴としている。 In the cutting tool according to the present invention, a corner R portion having a predetermined radius of curvature is provided at a boundary portion between the flat portion and the quadrangular surface, and a cross ridge line portion with the corner R portion in the cutting blade is a nose. It is characterized by the R blade.
加工時に工具本体が軸線の工具先端方向に送られる際には、ノーズR刃が最初に被切削材の下穴に接触するため、加工時の応力の集中が抑えられ、切刃におけるビビリ振動や欠損をより抑制することが可能となる。 When the tool body is sent in the direction of the tool tip on the axis during machining, the nose R blade first contacts the pilot hole of the workpiece, so that concentration of stress during machining is suppressed, and chatter vibrations at the cutting edge Defects can be further suppressed.
本発明に係る切削工具によれば、直線刃によって下穴を加工することによって、加工穴内壁面の面粗さを向上させることができるとともに、ビビリ振動や欠損が発生するのを防止して良好な切削加工を行うことができる。 According to the cutting tool of the present invention, it is possible to improve the surface roughness of the inner wall surface of the processed hole by processing the prepared hole with a straight blade, and to prevent the occurrence of chatter vibration and defects. Cutting can be performed.
以下本発明に係る切削工具の実施形態のボーリングバーについて、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施形態であるボーリングバーの側面図、図2は図1の部分拡大図、図3は本発明の実施形態であるボーリングバーの正面図、図4から図7はインサートを示す図である。本実施形態のボーリングバー1は、工具本体10の先端部に複数のインサート20が装着されて構成されている。
Hereinafter, a boring bar of an embodiment of a cutting tool according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a side view of a boring bar according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1, FIG. 3 is a front view of the boring bar according to an embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. The boring bar 1 of the present embodiment is configured by mounting a plurality of
工具本体10は、図1に示すように、例えば鋼材等から構成された軸線Oを中心として形成された長尺円柱状の形状をなしており、工具後端側(図1において上側)には、工具本体10を図示しない工作機械等に取り付けるための取付部11が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
また、工具本体10の内部には、軸線Oに沿って延びるクーラント供給孔12が穿設されており、該クーラント供給孔12の一端は取付穴11に開口されている。また、クーラント供給孔12の先端部から、後述する複数設けられた凹溝15のそれぞれに向かってクーラント供給路13が形成されている。
In addition, a
さらに、工具本体10の先端部外周には、工具先端側と工具径方向外側に向けて開口し、これが工具後端側に向けて一定距離延びるようにして形成された凹溝15が、図3に示すように、円周方向に間隔を空けて複数(本実施形態においては7つ)形成されている。
Further, a
この凹溝15には、クーラント供給路13が開口されており、該凹溝15の工具回転方向T後方には、インサート20を装着するための取付座16が設けられ、取付座16の工具後端側の壁面16aは、工具径方向内側に向かうにしたがい工具先端側に近づく傾斜面とされており、この壁面16aにはインサート取付ネジ孔(図示省略)が穿設されている。
A
工具本体10の先端部外周に装着されるインサート20は、超硬合金等の硬質材料で構成され、図4及び図5に示すように、表裏に2つの四角形面21(21a、21b)と、これら四角形面21a、21bに接する4つの側面22(22a、22b、22c、22d)とを有する概略六面体状を呈している。
The
2つの四角形面21は略長方形状をなして、表裏反転させたときにその中心軸回りに互いに90°回転対称となるように平行に配置されており、これら四角形面21の中央部にはインサート取付ネジ30を挿通するためのインサートネジ挿通孔26が形成されている。
The two rectangular surfaces 21 have a substantially rectangular shape and are arranged in parallel so as to be rotationally symmetrical with each other by 90 ° around the central axis when the front and back are reversed. An insert
図5においてこのインサート20をA方向から見ると、図6に示すように側面22aは正面側に対して背面側が長い等脚台形状とされて、正面側の四角形面21aの短辺から背面側の四角形面21bの長辺に向かって漸次後退するように傾斜して配置されており、この側面22aと対向する側面22cも同様に配置されている。また、図5においてインサート20をB方向から見ると図7に示すように側面22bは正面側に対して背面側が短い等脚台形状とされて、背面側の四角形面21bの短辺から正面側の四角形面21aの長辺に向かって漸次後退するように傾斜して配置されており、この側面22bに対向する側面22dも同様に配置されている。即ち、このインサート20は正面視した際に対向する2つずつの辺稜部の中点を通る面に対して対称となるように形成されている。
In FIG. 5, when the
また、図4及び図6に示すように、側面22aの短辺両端部の角部における四角形面21a及び側面22b、22dとの交差稜線部には、側面22aをすくい面とする切刃23が設けられている。さらに、四角形面21aと側面22bとの境界部及び四角形面21aと側面22dとの境界部には、側面22aからこれに対向する側面22cに向かって平坦状に切り欠かれるようにして形成された2つのフラット部24が設けられており、上述の切刃23におけるこのフラット部24と側面22aとの交差稜線部は直線刃23aとされている。
Moreover, as shown in FIG.4 and FIG.6, the
さらに、この2つのフラット部24と四角形面21aの境界部は所定の曲率半径を有して側面22aから側面22cに向かって延びるコーナーR部25が設けられており、切刃23におけるコーナーR部25と側面22aとの交差稜線部がノーズR刃23bとされている。従って、切刃23は、側面21aの短辺から斜辺に向かって曲線状のノーズR刃23bと直線状の直線刃23aが連なるように構成されている。また、側面22aと四角形面21aとの交差稜線も必要に応じて切刃とされる。
Further, a
また、このような切刃23は、側面22aに対向する側面22cの短辺両端部の角部にも同様に設けられており、さらに側面22aに隣接する側面22b、22dにおいても同様に短辺両端部の角部に切刃23が形成され、背面側の四角形面21bと側面22a、22bとの間にフラット部24及びコーナーR部25が形成されることにより直線刃23a及びノーズR刃23bがそれぞれの切刃23に形成されている。
Further, such a
このようなインサート20は、2つの四角形面21a、21bのいずれか一方が取付座16の工具後端側の壁面16aに当接させられて、インサート取付ネジ30がインサートネジ挿通孔26に挿通され、壁面16aのインサート取付ネジ孔(図示省略)に螺着されることにより工具本体10に装着される。
In such an
本実施形態では、例えば、図4に示す背面側の四角形面21bが壁面16aに当接させられた状態で装着されており、この際、工具先端側を向く四角形面21aと側面22dとの境界部に形成されたフラット部24が工具径方向外側に向けられている。これに伴って、側面22a、22cの角部の切刃23も工具径方向外側に向けられ、図1及び図2に示すように、切刃23における直線刃23aが工具径方向外側を向き、かつ軸線Oに対して平行になるように配置されている。なお、本実施形態では、複数の取付座16に取り付けられたインサート20の工具径方向外側に向けられた切刃23は、周方向の間隔が不当分割となるように配置されている。
In the present embodiment, for example, the back
以上のような構成のボーリングバー1は、工作機械の主軸端に工具本体10の取付部を介して取り付けられ、軸線O周りに高速回転されるとともに軸線Oの工具先端方向に向けて送りが与えられ、被切削材に予め形成された下穴に挿入される。そして、インサート20の工具径方向外側に向けられた切刃23のうち工具回転方向T前方側の切刃23によって下穴の内壁面を切削加工し、所定の内径の加工穴を形成していく。また、切削加工の際には、クーラント供給孔12及びクーラント供給路13を介して切刃23にクーラントが供給されて、摩擦が低減されるとともに加工熱が除去され円滑な切削が行われる。
The boring bar 1 configured as described above is attached to the main spindle end of the machine tool via the attachment portion of the
本実施形態のボーリングバー1によれば、切削加工時においては、軸線Oに対して平行に配置された直線刃23aが被削材の下穴に沿って摺接することになる。従って、被切削材の下穴をこの直線刃23aでさらうように切削することができるため、加工穴内壁面の面粗さを滑らかにすることができる。また、切刃23と下穴との接触長さを大きくしながら切削加工を施していくことが可能となるため、ボーリングバー1の送り量を大きくした場合であっても、加工穴内壁面の面粗さが劣化することを防止することができる。また、切刃23の先端が尖っている場合に比べて切削抵抗を分散させることができるため、ビビリ振動や欠損を防止することが可能となる。しかも、本実施形態では、切刃23が周方向の間隔が不当分割となるように配置されているため、切削抵抗の作用が不均一となって互いに打ち消し合うことによってもビビリ振動を防止することができる。
According to the boring bar 1 of the present embodiment, at the time of cutting, the
さらに、加工時に工具本体10が軸線Oの工具先端方向に送られる際には、所定の曲率半径を有するノーズR刃23bが最初に被切削材の下穴に接触するため、加工時の応力の集中が抑えられ、切刃23における欠損をより防止することが可能となる。
Further, when the
以上、本発明の切削工具の実施形態であるボーリングバー10について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態においては、背面側の四角形面21bが取付座16の工具先端側を向く壁面16aに当接されているが、正面側の四角形面21aが該壁面16aに当接されるように装着されたものであってもよい。即ち、インサート20は表裏の四角形面21a、21bが90°回転対象とされているので、インサート20の表面、裏面ともに使用することができる。
The
また、インサート20は正面視した際に2つずつの辺稜部の中点を通る面に対して対象となるように形成されているので、インサート20を180°回転させて使用してもよい。さらに、切刃23は各側面22の短辺両端部にそれぞれ設けられているため、工具回転方向Tが逆向きの工具本体10に装着してもよい。
Moreover, since the
1 ボーリングバー(切削工具)
10 工具本体
15 凹溝
16 取付座
20 インサート
21 四角形面
22 側面
23 切刃
23a 直線刃
23b ノーズR刃
24 フラット部
25 コーナーR部
1 Boring bar (cutting tool)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記インサートは、2つの四角形面と4つの側面とを有し、一の前記側面の角部に切刃が形成され、前記四角形面と一の前記側面に隣接する他の前記側面との境界部に平坦状をなすフラット部が形成されるとともに、前記切刃における前記フラット部との交差稜線部が直線刃とされ、
前記工具本体の先端外周部に工具先端側と工具径方向外側とに向けて開口された凹溝が形成されるとともに、該凹溝の工具先端側の面に取付座が設けられ、
前記取付座に、前記インサートが前記直線刃を工具径方向外側に向けて、かつ前記直線刃が前記軸線に対して平行になるように装着されていることを特徴とする切削工具。 An insert is detachably mounted on a tool body that rotates about an axis, and is inserted into a prepared hole formed in the workpiece, and the inner wall surface of the prepared hole is cut to form a processed hole with a predetermined inner diameter. A cutting tool that
The insert has two rectangular surfaces and four side surfaces, a cutting edge is formed at a corner portion of the one side surface, and a boundary portion between the square surface and the other side surface adjacent to the one side surface A flat portion that forms a flat shape is formed, and an intersecting ridge line portion with the flat portion in the cutting blade is a straight blade,
A groove is formed in the outer peripheral portion of the tip of the tool body so as to open toward the tool tip side and the tool radial direction outer side, and a mounting seat is provided on the tool tip side of the groove,
The cutting tool, wherein the insert is mounted on the mounting seat so that the straight blade faces the outside in the tool radial direction and the straight blade is parallel to the axis.
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