JP2010179412A - 切削用工具および切削加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】切削加工時の発熱を低減し、耐久性を向上させることができる切削用工具および切削加工方法の提供。
【解決手段】バイト1のノーズ11は、ワークWに対して切り込みを行うすくい面111と、すくい面111との間に所定の刃先角が形成される逃げ面112を備えている。すくい面111と逃げ面112との間には、内部が空洞のスリット113が形成され、スリット113にはクーラント孔114が連通している。また、すくい面111とスリット113との間には、熱伝播部115が形成されている。バイト1を工作機械に取り付け、ワークWを回転させて切削加工する場合、クーラント孔114を介してスリット113内に冷却用クーラントを供給する。すくい面111と切り屑Ruとの当接部111aにおける発熱は、熱伝播部115を伝わり、スリット113内の冷却用クーラントにより冷却される。
【選択図】図1

Description

本発明は、工作機械に取り付けられて、ワークを切削加工する切削用工具、および、その切削用工具を用いた切削加工方法に関する。
従来より、旋盤のような工作機械に取り付けられワークを切削加工する切削用工具において、その切削時の発熱を低減することが重要な課題であった。切削用工具における切削部の発熱は、多くの場合、切削部の硬度の低下をもたらし工具の磨耗につながる。
また、切削部が切り屑と接触することにより高圧高温の状態となり、工具材料やワーク材料の化学成分同士の反応が活発化して化学反応を起こしやすくなり、いっそう工具の磨耗を進行させる。
これに対して、ワークに切り込みを行うすくい面と、ワークの仕上面との間に所定の逃げ角を有する逃げ面とを備えた工具において、工具の外部からすくい面と逃げ面とに、それぞれ冷却媒体である流体を別々のノズルを介して供給する切削用工具に関する従来技術があった(例えば、特許文献1参照)。また、工具本体に供給路を設け、逃げ面に対して平行となる方向から、供給路を介し刃先に向かって冷却媒体であるオイルミストを供給する切削用工具に関する従来技術があった(例えば、特許文献2参照)。
これらによれば、すくい面または逃げ面に対して冷却媒体を供給することにより、切削用工具の切削時の発熱を低下させ、切削部の磨耗をある程度は低減することができる。
特開平6−31502号公報 特開2006−136953号公報
しかしながら、上述した従来技術においては、供給された冷却媒体が、必ずしも切削用工具の刃先には行き渡らず、工具の切削部を十分に冷却することはできなかった。特に、ワークに対して切り込みを行うすくい面は、ワークの切り屑と接触することにより閉塞されている場合が多く、すくい面に向けて外部から冷却媒体を供給しても、最も発熱が著しいすくい面に到達させることは困難であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、切削加工時の発熱を低減し、耐久性を向上させることができる切削用工具および切削加工方法を提供することにある。
上述した課題を解決するために、請求項1に係る切削用工具の発明の構成上の特徴は、
ワークに対して切り込むすくい面と、
該すくい面との間で所定の刃先角を形成する逃げ面と、
を備え、
工作機械に取り付けられて前記ワークに対して相対移動することにより、前記ワークを切削加工する切削用工具において、
前記すくい面と前記逃げ面との間には、前記すくい面を冷却する刃先冷却手段が形成され、
前記すくい面と前記刃先冷却手段との間には、前記刃先冷却手段が形成されていない伝熱領域が設けられており、該伝熱領域は前記すくい面の全体に沿って形成されていることである。
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1の切削用工具において、
前記刃先冷却手段は、
前記逃げ面と前記伝熱領域との間において、内部が空洞となった冷却室により形成され、
該冷却室には、冷却流体を供給可能な流体供給路が連通していることである。
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項2の切削用工具において、
前記冷却流体は、前記工作機械の加工用のクーラントであることである。
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項3の切削用工具において、
前記工作機械の主軸に取り付けられる回転工具であることである。
請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至4のいずれかの切削用工具において、
前記すくい面に対して、外部から潤滑性を向上させるクーラントが供給されることである。
請求項6に係る発明の構成上の特徴は、請求項1の切削用工具において、
前記刃先冷却手段は、
前記逃げ面と前記伝熱領域との間に設けられ、前記伝熱領域よりも熱伝導率の高い材質により形成された高熱伝導部であることである。
請求項7に係る発明の構成上の特徴は、請求項6の切削用工具において、
前記高熱伝導部は脱着可能であることである。
請求項8に係る発明の構成上の特徴は、請求項6または7の切削用工具において、
前記工作機械の主軸に取り付けられる回転工具であることである。
請求項9に係る切削加工方法の発明の構成上の特徴は、
ワークに対して切り込むすくい面と、該すくい面との間で所定の刃先角を形成する逃げ面と、を備えた切削用工具を用いて、
該切削用工具を工作機械に取り付けて前記ワークに対して相対移動させることにより、前記ワークを切削加工する切削加工方法において、
前記すくい面と前記逃げ面との間には、前記すくい面を冷却する刃先冷却手段が形成され、
前記すくい面と前記刃先冷却手段との間には、前記刃先冷却手段が形成されていない伝熱領域が設けられており、該伝熱領域は前記すくい面の全体に沿って形成されていることである。
請求項1に係る切削用工具によれば、すくい面と逃げ面との間には刃先冷却手段が形成されていることにより、刃先冷却手段がすくい面の内方に形成されているため、内部からすくい面の切り屑との当接部位まで冷却することができ、発熱によるすくい面の切削部の磨耗を低減し、切削用工具の耐久性を向上することができる。
また、すくい面と刃先冷却手段との間には刃先冷却手段が設けられていない伝熱領域が、すくい面の全体に沿って形成されているため、刃先冷却手段がすくい面の強度に影響を与えることがなく、切削用工具の耐久性をいっそう向上することができる。
請求項2に係る切削用工具によれば、逃げ面と伝熱領域との間に内部が空洞となった冷却室が形成され、冷却室には冷却流体を供給可能な流体供給路が連通していることにより、流体供給路に冷却流体を供給するのみで、すくい面の切削部を容易に冷却することができる。
請求項3に係る切削用工具によれば、冷却流体は工作機械の加工用のクーラントであることにより、特に新たな流体源を設けずに、すくい面の切削部を冷却することができる。
請求項4に係る切削用工具によれば、工作機械の主軸に取り付けられる回転工具であることにより、本回転工具を例えばマシニングセンターに適用した場合、センタースルークーラントを回転工具の冷却にそのまま使用でき、切削用工具を取り付けた工作機械を小型化することができる。
請求項5に係る切削用工具によれば、さらに、すくい面に対して、外部から潤滑性を向上させるクーラントが供給されることにより、外部からもすくい面の切削部を冷却するとともに、すくい面とワークの切り屑との間の摩擦を低下させ、すくい面の切削部の発熱をいっそう低減することができる。
請求項6に係る切削用工具によれば、刃先冷却手段は逃げ面と伝熱領域との間に設けられた高熱伝導部であることにより、特に、冷却流体等を供給しなくても切削部を冷却することができ、小型で低コストの切削用工具にすることができる。
請求項7に係る切削用工具によれば、高熱伝導部は脱着可能であることにより、工具本体を取り換える場合にも、高熱伝導部を共通に使用することができ、低コストの切削用工具にすることができる。
請求項8に係る切削用工具によれば、高熱伝導部を備えた切削用工具を回転工具にも適用することができる。
請求項9に係る切削加工方法によれば、すくい面と逃げ面との間には刃先冷却手段が形成されていることにより、刃先冷却手段がすくい面の内方に形成されているため、内部からすくい面の切り屑との当接部位まで冷却することができ、発熱によるすくい面の切削部の磨耗を低減し、切削用工具の耐久性を向上することができる。
また、すくい面と刃先冷却手段との間には刃先冷却手段が設けられていない伝熱領域が、すくい面の全体に沿って形成されているため、刃先冷却手段がすくい面の強度に影響を与えることがなく、切削用工具の耐久性をいっそう向上することができる。
本発明の実施形態1によるバイトによりワークを加工している状態を表した断面図 図1に示したバイトの下面図 図1に示したバイトを左方から見た場合の側面図 実施形態2によるバイトを長手方向にカットした図5のA−A断面図 図4に示したバイトを左方から見た場合の側面図 実施形態3によるバイトを長手方向にカットした図8のB−B断面図 図6に示したバイトの下面図 図6に示したバイトを左方から見た場合の側面図 実施形態4によるバイトを長手方向にカットした図10のC−C断面図 図9に示したバイトの下面図 実施形態5によるエンドミルの部分外観図 図11に示したエンドミルを先端から見た場合の平面図 実施形態6によるエンドミルの部分外観図 図13に示したエンドミルを先端から見た場合の平面図
<実施形態1>
図1乃至図3に基づき、本発明の実施形態1による切削加工用バイト1(本発明の切削用工具に該当し、以下、バイト1という)について説明する。尚、説明中において、バイト1の先端に対する反対側(図1および図2において右方)を後方ということがある。本実施形態によるバイト1は、旋盤、平削り盤、中ぐり盤、形削り盤、その他の工作機械において使用される切削用工具である。
バイト1は、高温でも化学的に安定しており、靭性が高く耐摩耗性に富んだ炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼、超硬合金、セラミックス等を基材として形成されている。バイト1は、断面がほぼ正方形を呈する長尺状に形成されている(図1および2において、先端部のみ示す)。バイト1は、先端のノーズ11と、ノーズ11の後方に形成されたシャンク12を備えている。
シャンク12はノーズ11と一体に形成され、工作機械のホルダーに取り付けられる部位である。ノーズ11はバイト1の刃先であり、ノーズ11には、被削材であるワークW(本発明のワークに該当する)に対して切り込みを行うすくい面111(本発明のすくい面に該当する)と、すくい面111との間で所定の刃先角を形成する逃げ面112(本発明の逃げ面に該当する)とが形成されている。
図1に示すように、すくい面111と逃げ面112との間には、逃げ面112側に開口したスリット113(本発明の刃先冷却手段、冷却室に該当する)が形成されている。スリット113はノーズ11の幅方向のおよそ中央部において、狭小幅に形成され内部が空洞となっている(図3示)。
スリット113の曲面状の後壁113aには、クーラント孔114(本発明の流体供給路に該当する)が開口しており、クーラント孔114はシャンク12側へと延びている。クーラント孔114には、スリット113内に冷却用クーラントを供給するための図示しないクーラント源が接続されている。クーラント源は、バイト1を使用する工作機械において、バイト1による加工点を冷却するための冷却流体源である。
図1において、すくい面111とスリット113との間には、スリット113が設けられていない熱伝播部115(本発明の伝熱領域に該当する)が形成されている。換言すれば、スリット113は逃げ面112と熱伝播部115との間に形成されている。熱伝播部115は、バイト1の基材と同一の材料にて中実状に形成されており、すくい面111の長さ方向(図1において左右方向)全体に沿って形成されている。熱伝播部115は、すくい面111とスリット113との間における、熱伝播機能を有している。
次に、バイト1を用いたワークWに対する切削加工方法について説明する。図1に示すように、ワークWを工作機械の主軸に取り付けて回転させるとともに、バイト1を工作機械のホルダーに取り付け、ワークWに対して所定の送り速度で接近させる。ワークWのバイト1に対する回転移動(換言すれば、バイト1のワークWに対する相対移動となる)により、ワークWの外周面は、バイト1のすくい面111によって切削加工される。
この時、バイト1の外部に設けられた冷却用ノズル2から、バイト1のすくい面111にめがけて、潤滑性を重視した油ベースのクーラント(またはクーラントミスト)が吐出される。冷却用ノズル2から吐出されたクーラントは、すくい面111とワークWの切り屑Ruとの間の潤滑性を向上させ、双方の間の摩擦力を低減させる。これにより、すくい面111における切削抵抗を低下させ、すくい面111の発熱を低減する。
ワークWの外周面を切削加工する際、クーラント源からクーラント孔114内に冷却用クーラントが継続的に圧送される。冷却用クーラントは冷却性を重視した水溶性クーラントであり、クーラント孔114からスリット113内へと進入する。スリット113内に貯留した冷却用クーラントは、スリット113の開口からワークWの加工面に吐出されワークWの冷却を行う。スリット113から吐出された冷却用クーラントは回収されて、再びクーラント源からクーラント孔114内に圧送される。
また、スリット113内に貯留した冷却用クーラントは、熱伝播部115を介して、すくい面111の切り屑Ruとの当接部111aにおける発熱を奪い、バイト1の内部からすくい面111の冷却を行う。尚、本実施形態によるバイト1において、スリット113またはクーラント孔114を、それぞれ複数個形成してもよい。
本実施形態によれば、すくい面111と逃げ面112との間には刃先冷却手段であるスリット113が形成されており、スリット113がすくい面111の内方に形成されているため、バイト1の内部から、すくい面111の切り屑Ruとの当接部111aまで冷却することができ、発熱によるすくい面111の磨耗を低減し、バイト1の耐久性を向上することができる。
また、すくい面111とスリット113との間にはスリット113が設けられていない熱伝播部115が、すくい面111の全体に沿って形成されているため、スリット113がすくい面111の強度に影響を与えることがなく、バイト1の耐久性をいっそう向上することができる。
また、逃げ面112と熱伝播部115との間に内部が空洞となったスリット113が形成され、スリット113には冷却流体である冷却用クーラントが供給可能なクーラント孔114が連通していることにより、クーラント孔114に冷却用クーラントを供給するのみで、バイト1のすくい面111を容易に冷却することができる。
また、冷却流体は工作機械の加工用のクーラントであることにより、特に新たな流体源を設けずに、すくい面111を冷却することができる。
さらに、すくい面111に対して、外部の冷却用ノズル2から潤滑性を向上させるクーラントが供給されることにより、外部からもすくい面111の切削部位を冷却するとともに、すくい面111とワークWの切り屑Ruとの間の摩擦を低下させ、すくい面111の発熱をいっそう低減することができる。
<実施形態2>
図4および図5に基づき、本発明の実施形態2によるバイト3(本発明の切削用工具に該当する)について説明する。本実施形態によるバイト3は、実施形態1によるバイト1と同様に、断面がほぼ正方形を呈する長尺状に形成されており、先端のノーズ31と、ノーズ31の後方に形成されたシャンク32を備えている。ノーズ31にはワークWに対して切り込みを行うすくい面311(本発明のすくい面に該当する)と、すくい面311との間で所定の刃先角を形成する逃げ面312(本発明の逃げ面に該当する)とが形成されている。
図4に示すように、すくい面311と逃げ面312との間には、刃先冷却手段としてのクーラント孔313が前後方向に延びており、バイト3の先端において、クーラント孔313は逃げ面312上に開口している。また、クーラント孔313はシャンク32側へと延び、バイト3による加工点冷却用の図示しないクーラント源に接続されている。
すくい面311とクーラント孔313との間には、クーラント孔313が設けられていない熱伝播部314(本発明の伝熱領域に該当する)が形成されている。熱伝播部314は、バイト3の基材と同一の材料にて中実状に形成されており、すくい面311の長さ方向(図4において左右方向)全体に沿って形成されている。熱伝播部314は、すくい面311とクーラント孔313との間における、熱伝播機能を有している。
本実施形態によるバイト3を用いて、ワークWに対して切削加工を施す場合、クーラント源からクーラント孔313内に冷却用クーラントが継続的に圧送される。冷却用クーラントは、クーラント孔313を通過した後、逃げ面312の開口からワークWの加工面に吐出されワークWの冷却を行う。クーラント孔313から吐出された冷却用クーラントは回収されて、再びクーラント源からクーラント孔313内に圧送される。
また、クーラント孔313を通過する冷却用クーラントは、熱伝播部314を介してすくい面311の切り屑Ruとの当接部における発熱を奪い、バイト3の内部からすくい面311の冷却を行う。本実施形態によるバイト3について、その他の構成および機能については、実施形態1によるバイト1と同様であるため説明は省略する。尚、本実施形態によるバイト3において、クーラント孔313を複数個形成してもよい。
上述したように本実施形態によれば、実施形態1によるバイト1と異なり、バイト3の先端にスリットなるものが形成されていないため、バイト3のすくい面311の強度をさらに増大させ、バイト3の耐久性をいっそう向上することができる。
<実施形態3>
図6乃至図8に基づき、本発明の実施形態3によるバイト4について説明する。尚、説明中において、バイト4(本発明の切削用工具に該当する)の先端側(図6および図7において左方)を前方、反対側(図6および図7において右方)を後方ということがある。本実施形態によるバイト4は、実施形態1によるバイト1と同様に、先端のノーズ41と、ノーズ41の後方に形成されたシャンク42を備え、ノーズ41にはワークWに対して切り込みを行うすくい面411(本発明のすくい面に該当する)と、すくい面411との間で所定の刃先角を形成する逃げ面412(本発明の逃げ面に該当する)とが形成されている。
図6および図7に示すように、すくい面411と逃げ面412との間には、刃先冷却手段としての一対の高熱伝導部材413(本発明の高熱伝導部に該当する)が設けられている。高熱伝導部材413は、ノーズ41においていくつ設けてもよい。すくい面411と双方の高熱伝導部材413との間には、実施形態1によるバイト1と同様に、高熱伝導部材413が設けられていない熱伝播部414(本発明の伝熱領域に該当する)が形成されている。熱伝播部414は、バイト4の基材と同一の材料にて中実状に形成されており、すくい面411の長さ方向(図6において左右方向)全体に沿って形成されている。熱伝播部414は、すくい面411と高熱伝導部材413との間における、熱伝播機能を有している。
それぞれの高熱伝導部材413は、cBN(立方晶窒化ホウ素)、ダイヤモンド等の、熱伝播部414を含めたバイト4の基材に比べてはるかに熱伝導率が高く、かつ耐熱性を有した材質を用いて形成されている。高熱伝導部材413は、ともに平面部が異形の4角形状をした平板状に形成されており、平面部のほぼ中央部には後述する締付スクリュー415が挿入される貫通孔413aが形成されている。
バイト4のノーズ41には、バイト4の先端に開口した一対のスリット状の装着孔416が、バイト4の幅方向に並ぶように形成されている(図7および図8示)。さらに、ノーズ41には、バイト4の幅方向に貫通する締付孔417が形成されている。締付孔417には、上述した締付スクリュー415と螺合する雌螺子が形成されている。
各々の高熱伝導部材413は、装着孔416内にバイト4の先端側から後端まで挿入された後、ノーズ41に形成された締付孔417と高熱伝導部材413の貫通孔413a内に締付スクリュー415を進入させ、締付孔417に螺子締めすることによりノーズ41に固定される。また、ノーズ41に取り付けられた高熱伝導部材413は、締付スクリュー415を緩めて装着孔416から引き抜くことにより、ノーズ41に対して取り外し可能に形成されている。このように、高熱伝導部材413は、ノーズ41に対して脱着可能とされている。
本実施形態によるバイト4を用いて、ワークWに対して切削加工を施す場合、すくい面411の切り屑Ruとの当接部における大量の発熱が、熱伝播部414を介して高熱伝導部材413へと伝わる。伝播した熱は高熱伝導部材413から大気中へと放散されるため、バイト4の内部からすくい面411の冷却を行うことができる。本実施形態によるバイト4について、その他の構成および機能については、実施形態1によるバイト1と同様であるため説明は省略する。
本実施形態によれば、刃先冷却手段は逃げ面412と熱伝播部414との間に設けられた高熱伝導部材413であることにより、特に、冷却用クーラント等を供給しなくても、すくい面411の切り屑Ruとの当接部を冷却することができ、小型で低コストのバイト4にすることができる。
また、高熱伝導部材413はノーズ41に対して脱着可能であることにより、工作機械においてバイト4を取り換える場合にも、取り外した高熱伝導部材413を、新たなバイト4に取り付けて共通に使用することができ、低コストのバイト4にすることができる。
<実施形態4>
図9および図10に基づき、本発明の実施形態4によるバイト5(本発明の切削用工具に該当する)について説明する。本実施形態によるバイト5は、実施形態1によるバイト1と同様に、先端のノーズ51と、ノーズ51の後方に形成されたシャンク52を備え、ノーズ51にはワークWに対して切り込みを行うすくい面511(本発明のすくい面に該当する)と、すくい面511との間で所定の刃先角を形成する逃げ面512(本発明の逃げ面に該当する)とが形成されている。
本実施形態によるバイト5は、実施形態3によるバイト4と同様に、すくい面511と逃げ面512との間に、刃先冷却手段としての一対の高熱伝導部材513(本発明の高熱伝導部に該当する)が設けられている。また、すくい面511と双方の高熱伝導部材513との間には、高熱伝導部材513が設けられていない熱伝播部514(本発明の伝熱領域に該当する)が形成されている。尚、本実施形態によるバイト5においても、高熱伝導部材513は、実施形態3によるバイト4と同様の方法によってノーズ51に固定されているが、図9および図10において、締付スクリューは省略されている。
高熱伝導部材513の後方には、冷却流路515が図9において上下方向に延びるように形成されている。冷却流路515は、双方の高熱伝導部材513の後方に1系統ずつ形成され、それぞれの高熱伝導部材513の後面に対して開口している。上下方向に形成された2系統の冷却流路515は、それぞれ上下端部において後方へと延びた後、合流して1系統となっている。
図9における上下位置にて1系統になった冷却流路515は、それぞれ入力管路516および出力管路517に接続されている。入力管路516はシャンク52側へと延び、工作機械のバイト5による加工点冷却用の図示しないクーラント源に接続されている。
本実施形態によるバイト5を用いて、ワークWに対して切削加工を施す場合、実施形態3によるバイト4と同様に、すくい面511の切り屑Ruとの当接部における大量の発熱が、熱伝播部514を介して高熱伝導部材513へと伝わる。伝播した熱は高熱伝導部材513から大気中へと放散されるため、バイト5の内部からすくい面511の冷却を行うことができる。
また、クーラント源からは、入力管路516を介して冷却流路515内に冷却用クーラントが継続的に圧送される。冷却用クーラントは、冷却流路515の開口部において高熱伝導部材513の後面を通過し、すくい面511からの発熱が伝播した高熱伝導部材513を直接に冷却する。冷却用クーラントは冷却流路515を通過した後、出力管路517を介してバイト5の外部へと排出される。排出された冷却用クーラントは回収されて、再びクーラント源から入力管路516内に圧送される。本実施形態によるバイト5について、その他の構成および機能については、実施形態1によるバイト1または実施形態3によるバイト4と同様であるため説明は省略する。
<実施形態5>
図11および図12に基づき、本発明の実施形態5による切削加工用エンドミル6(以下、エンドミル6という)について説明する。本実施形態は、工作機械の主軸に取り付けられ、ワークWに対して回転される回転工具であるエンドミル6(本発明の切削用工具に該当する)に本発明を適用したものである。
本実施形態によるエンドミル6は、高温でも化学的に安定しており、靭性が高く耐摩耗性に富んだ炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼、超硬合金、セラミックス等を基材として形成されている。エンドミル6は平面仕上げ用の切削用工具であり、図11における下方に、工作機械のホルダーに取り付けられるシャンク61が形成されている。エンドミル6の先端には、一対の切刃62が軸中心に対称に形成されており、各々の切刃62には、エンドミル6の側面に形成されたらせん状の側刃63が連なっている(図12示)。
それぞれの切刃62は、ワークWに切り込みを行うすくい面621(本発明のすくい面に該当する)と、すくい面621との間に所定の刃先角が形成される逃げ面622(本発明の逃げ面に該当する)を備えている。エンドミル6の先端には、内部が空洞となったスリット623(本発明の刃先冷却手段、冷却室に該当する)が形成されており、スリット623は逃げ面622に開口している。
それぞれのスリット623には、シャンク61側へと延びたクーラント孔624(本発明の流体供給路に該当する)が連通している。本実施形態において、クーラント孔624は、工作機械のエンドミル6による加工点冷却用の図示しないクーラント源(MC主軸センタースルークーラント流)に接続されており、クーラント孔624内に冷却用クーラントが圧送可能に形成されている。
図12において、すくい面621とスリット623との間には、スリット623が設けられていない熱伝播部625(本発明の伝熱領域に該当する)が形成されている。熱伝播部625は、エンドミル6の基材と同一の材料にて中実状に形成されており、すくい面621の長さ方向(図12において左右方向)全体に沿って形成されている。熱伝播部625は、すくい面621とスリット623との間における、熱伝播機能を有している。
本実施形態によるエンドミル6を用いて、ワークWに対して切削加工を施す場合、クーラント源からクーラント孔624内に冷却用クーラントが継続的に圧送される。冷却用クーラントは、クーラント孔624からスリット623内へと進入する。スリット623内に貯留した冷却用クーラントは、スリット623の開口からワークWの加工面に吐出されワークWの冷却を行う。スリット623から吐出された冷却用クーラントは回収されて、再びクーラント源からクーラント孔624内に圧送される。
また、スリット623内に貯留した冷却用クーラントは、熱伝播部625を介してすくい面621の切り屑Ruとの当接部における発熱を奪い、エンドミル6の内部からすくい面621の冷却を行う。尚、本実施形態によるエンドミル6において、スリット623を、先端部の代わりに側刃63に形成してもよいし、先端部および側刃63の双方に形成してもよい。本実施形態によるエンドミル6について、その他の構成および機能については、実施形態1によるバイト1と同様であるため説明は省略する。
本実施形態によれば、エンドミル6は、工作機械の主軸に取り付けられ回転される回転工具であることにより、マシニングセンターのセンタースルークーラントを、エンドミル6の冷却にそのまま使用でき、エンドミル6を取り付けた工作機械を小型化することができる。
<実施形態6>
図13および図14に基づき、本発明の実施形態6によるエンドミル7(本発明の切削用工具に該当する)について説明する。本実施形態は、実施形態5によるエンドミル6において、スリット623の代わりに高熱伝導部材723を形成したものである。
本実施形態によるエンドミル7は、実施形態5によるエンドミル6と同様に、図13における下方に、工作機械のホルダーに取り付けられるシャンク71が形成され、先端には、一対の切刃72が軸中心に対称に形成されている(図14示)。各々の切刃72には、エンドミル7の側面に形成されたらせん状の側刃73が連なっている。
それぞれの切刃72は、ワークWに切り込みを行うすくい面721(本発明のすくい面に該当する)と、すくい面721との間に所定の刃先角が形成される逃げ面722(本発明の逃げ面に該当する)を備えている。図14に示すように、すくい面721と逃げ面722との間には、一対の高熱伝導部材723(本発明の高熱伝導部に該当する)が設けられている。尚、本実施形態によるエンドミル7においても、高熱伝導部材723は、実施形態3によるバイト4と同様の方法によって固定されているが、図13および図14において、締付スクリューは省略されている。
また、すくい面721と双方の高熱伝導部材723との間には、高熱伝導部材723が設けられていない熱伝播部724(本発明の伝熱領域に該当する)が形成されている。熱伝播部724は、エンドミル7の基材と同一の材料にて中実状に形成されており、すくい面721の長さ方向(図14において左右方向)全体に沿って形成されている。熱伝播部724は、すくい面721と高熱伝導部材723との間における、熱伝播機能を有している。
尚、本実施形態によるエンドミル7において、高熱伝導部材723を、先端部の代わりに側刃73に形成してもよいし、先端部および側刃73の双方に形成してもよい。本実施形態によるエンドミル7について、高熱伝導部材723およびその他の構成、機能については、実施形態3によるバイト4または実施形態5によるエンドミル6と同様であるため説明は省略する。
<他の実施形態>
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
本発明はバイト、エンドミルのみでなく、ドリル、フライスカッター等にも適用可能である。
実施形態1、実施形態2、実施形態4および実施形態5によるバイト1、3、5およびエンドミル6において、すくい面111、311、511、621を冷却するために、クーラントに代えてエアを用いてもよい。
実施形態3、実施形態4および実施形態6によるバイト4、5およびエンドミル7において、高熱伝導部材413、513、723は、締付スクリュー415に代えて接着剤等により取り付けてもよい。
また、実施形態3、実施形態4および実施形態6による高熱伝導部材413、513、723は、例えば焼結によりバイト4、5あるいはエンドミル7を形成する場合に、すくい面411、511、721の内方に位置する部位のみバインダの材料組成を熱伝導性の高いものに変更して、バイト4、5あるいはエンドミル7の基材と一体的に形成してもよい。
図面中、1,3,4,5は切削加工用バイト(切削用工具)、6,7は切削加工用エンドミル(切削用工具)、111,311,411,511,621,721はすくい面、112,312,412,512,622,722は逃げ面、113,623はスリット(刃先冷却手段、冷却室)、114,313,624はクーラント孔(流体供給路)、115,314,414,514,625,724は熱伝播部(伝熱領域)、413,513,723は高熱伝導部材(高熱伝導部)、Wはワークを示している。

Claims (9)

  1. ワークに対して切り込むすくい面と、
    該すくい面との間で所定の刃先角を形成する逃げ面と、
    を備え、
    工作機械に取り付けられて前記ワークに対して相対移動することにより、前記ワークを切削加工する切削用工具において、
    前記すくい面と前記逃げ面との間には、前記すくい面を冷却する刃先冷却手段が形成され、
    前記すくい面と前記刃先冷却手段との間には、前記刃先冷却手段が形成されていない伝熱領域が設けられており、該伝熱領域は前記すくい面の全体に沿って形成されていることを特徴とする切削用工具。
  2. 前記刃先冷却手段は、
    前記逃げ面と前記伝熱領域との間において、内部が空洞となった冷却室により形成され、
    該冷却室には、冷却流体を供給可能な流体供給路が連通していることを特徴とする請求項1記載の切削用工具。
  3. 前記冷却流体は、前記工作機械の加工用のクーラントであることを特徴とする請求項2記載の切削用工具。
  4. 前記工作機械の主軸に取り付けられる回転工具であることを特徴とする請求項3記載の切削用工具。
  5. 前記すくい面に対して、外部から潤滑性を向上させるクーラントが供給されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の切削用工具。
  6. 前記刃先冷却手段は、
    前記逃げ面と前記伝熱領域との間に設けられ、前記伝熱領域よりも熱伝導率の高い材質により形成された高熱伝導部であることを特徴とする請求項1記載の切削用工具。
  7. 前記高熱伝導部は脱着可能であることを特徴とする請求項6記載の切削用工具。
  8. 前記工作機械の主軸に取り付けられる回転工具であることを特徴とする請求項6または7に記載の切削用工具。
  9. ワークに対して切り込むすくい面と、該すくい面との間で所定の刃先角を形成する逃げ面と、を備えた切削用工具を用いて、
    該切削用工具を工作機械に取り付けて前記ワークに対して相対移動させることにより、前記ワークを切削加工する切削加工方法において、
    前記すくい面と前記逃げ面との間には、前記すくい面を冷却する刃先冷却手段が形成され、
    前記すくい面と前記刃先冷却手段との間には、前記刃先冷却手段が形成されていない伝熱領域が設けられており、該伝熱領域は前記すくい面の全体に沿って形成されていることを特徴とする切削加工方法。
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