JP2010527799A - 回転駆動可能な切削工具 - Google Patents

Abstract

孔、特に貫通孔を加工するための、冷却剤／潤滑剤の供給が一体化された回転駆動可能な切削工具、特に、例えば高性能リーマといった仕上げ工具として構成された切削工具について記載する。上記工具は、複数の各刃または各刃先、および各溝部が形成された刃部と、上記刃部の側とは反対側にチャック部が形成された軸とを有する。各刃先に冷却剤／潤滑剤を効果的に供給すると共に、製造方法のコスト効率を向上させるために、チャック部には、上記各溝部の数に対応した数の冷却剤／潤滑剤の各通路が形成されており、上記各通路は、それぞれ、軸方向の流出口を有している。上記冷却剤／潤滑剤の各通路から出てくる冷却剤／潤滑剤は、事実上、自由に浮いた状態にて、場合によっては、上記軸の外周面によって支持されながら、上記刃部の関連する各溝部に供給される。

Description

本発明は、回転駆動可能な切削工具に関し、特に、請求項１の上位概念に係る、例えばリーマといった仕上げ工具に関する。

このような工具は、様々な要件を満たしている必要がある。第一に、このような工具には一層高度な加工精度が求められている。高度な加工精度には、刃の位置決め寸法精度が高いこと、および、刃と軸との動的応力が極めて安定していることが不可欠である。次に、このような工具には一層高い耐久性が求められている。このため、このような工具には、冷却剤／潤滑剤を定期的に供給するシステムが一体化されている。冷却剤／潤滑剤の供給が工具に一体化されていることによって、使用時には常に、十分な量の冷却剤／潤滑剤が、工具の最も負荷の高い領域に供給されることが確保される。

従来技術には、この種の、冷却剤／潤滑剤の供給が一体化された工具の構成の様々な形態が存在している。
特許文献１には、この種の、高性能リーマとして構成された工具が示されている。ここでは、耐トルク性に、かつ、軸方向に固定されて接続された刃先に、冷却剤／潤滑剤が、工具軸内の冷却剤／潤滑剤の中央供給通路を介して、および、刃先との接点内または接点に隣接する径方向の通路システムを介して供給される。上記刃先は、例えば、焼結材料等の硬質材料から製造されることが可能である。上記径方向の通路システムにおける径方向の外部オリフィス開口部は、冷却剤案内ケースで覆われている。前記冷却剤案内ケースは、工具の先端方向に向かって溝部の排出領域まで延びているので、供給される冷却剤／潤滑剤は、可能な限り損失が少ない状態で溝部の中に供給され得る。

上述の公知の、軸工具内に一体化された冷却剤／潤滑剤の供給は、いわゆるＭＭＳ（最小量潤滑）技術に適している。前記ＭＭＳ（最小量潤滑）技術では、冷却剤／潤滑剤は、いわゆる「湿式加工」とは対照的に極めて低濃度で、圧搾空気流内を刃まで導かれる。上記潤滑剤は、刃先のすぐ近くに十分な潤滑膜を生成するように、動作中にエアロゾルとして刃に供給される。

ただし、ＭＭＳ技術では、潤滑剤を、正確な用量且つ可能な限り均一な濃度で刃に送ることが重要である。この課題を、工具を製造するための製造技術的手間を最小に抑えながら解決するために、特許文献２には、チャック部のケースが工具の溝部の排出領域まで延びた高性能リーマが記載されている。このケースは、前記チャック部と一緒にワンピース型に形成されており、前記ケースの内部にリーマの軸が収容されて、これによって軸方向の冷却剤／潤滑剤の各通路が形成されている。軸方向に延びる複数の潤滑剤の通路が、チャック部における中央の潤滑剤の通路から提供されていることから、軸端部から溝部の排出領域までの冷却剤の通路が一定の断面積を有するようになっている。

独国特許出願公開第１０３４７７５５号明細書 独国実用新案出願公開第２０２００４００８５６６号明細書

上述の公知の件では、刃に冷却剤／潤滑剤を供給するシステムは、工具の製造時に手間をかけることによってのみ実現され得る。さらに、これらの公知の工具は、様々な構成要素を組み合わせて構成しなければならない。

従って、本発明の課題は、工具の構成を簡素化した場合でも、現在求められる刃の耐久性を確保する、上述した種類の回転駆動可能な切削工具を実現することにある。さらなる課題は、湿式加工時だけでなく乾式加工（ＭＭＳ技術）時にも、この種の工具における負荷の高い刃に、十分な量の冷却剤／潤滑剤を、手間をかけることなく、しかしながら、工程的に信頼性を有して供給する新規の方法を実現することにある。

上述の、工具に関する課題を請求項１の特徴によって解決すると共に、方法に関する課題を請求項１６の特徴によって解決する。
本発明では、冷却剤／潤滑剤の各通路が工具のチャック部に一体化されており、前記冷却剤／潤滑剤の各通路から軸方向に流出する冷却剤／潤滑剤が、刃部まで導かれる軸の外側に供給され、それ以外は自由に移動して、刃部における切削用の溝部の中に送られるようになっている。実験によれば、この工具の構成を用いると、いわゆる湿式加工時、つまり液状の冷却剤／潤滑剤を用いた加工時だけでなく、ＭＭＳ技術によるいわゆる「乾式加工」時にも、切削用の各溝部の領域、および、工具刃の耐久性を決定する面に、十分な量の潤滑剤が安定して供給されることが分かった。上記の供給は、冷却剤／潤滑剤の作動圧が、例えば５バールよりも高く、有利には１０バールよりも高いような、容易に制御可能なレベルに保持されている場合でも有効である。

工具軸に沿って、すなわちチャック部から工具の先端に沿って、冷却剤／潤滑剤を流す実験では、冷却剤／潤滑剤の通路から流出した流体噴流は、工具が、仕上げ後処理加工を行う必要のある加工対象の孔の中、特に貫通孔の中に入る瞬間において、大流速の十分に大きな中心域を有することが示された。これは、冷却剤／潤滑剤の通路から流出した流体噴流が、生じた遠心力の作用によって、径方向に制限されることなく刃先の方向にかなりの軸長を進んでしまう場合でも、上記流体噴流は、上記の瞬間に、大流速の中心域を有するということである。貫通孔における工具刃の嵌合長さを拡大することによって、切削用の各溝部および孔壁によって規定される個々の流路のフロープロファイルを、一層安定させて形成することも可能である。これによって、特に、十分な量の冷却剤／潤滑剤が供給される必要のある領域の工具の刃に、十分な量の冷却剤／潤滑剤が供給されることを確保する。この流路内の流れは、加工品の表面からの距離が大きくなるにつれて一層顕著となるため、工具の先端に近い、工具の比較的負荷の高い刃も、効率良く冷却または潤滑化される。これによって、工具の耐久性を高レベルで維持することが可能になる。

本発明に係る方法によって、チャック部の正面の流出口から流出する冷却剤／潤滑剤の噴流を、特に、送り方向に切屑を除去するために効果的なように引き寄せることができるというさらなる利点がもたらされる。こうして上述の、冷却剤／潤滑剤の供給が一体化された、例えば高性能リーマといった高性能仕上げ工具を構成することが可能になる。

このような高性能リーマは、極めて速い削り速度で動作される。しかし、軸方向の流出口から流出する単一の噴流は、流動剤の圧力が約５〜１０バールの比較的小さな規模の場合でも、つまり従来の冷却剤／潤滑剤の供給ユニットにおける作動圧の範囲において容易に変動する流動剤の圧力でも、十分に安定していることが示された。これによって、嵌合された刃部における、切削用の各溝部によって制限される流路を、工程的に信頼性を有して充填するという上述の効果を実現する。これは、流体噴流上に大きな遠心力が作用する場合でも有効である。全体的に、本発明に係る工具の構成原理によってもたらされる利点は、冷却剤／潤滑剤を外部に供給することによって、溝部内の冷却剤／潤滑剤の絶対量を大幅に増大させることが可能になるという点である。

上記の、工具の重要な位置に冷却剤／潤滑剤を供給することは、冷却剤／潤滑剤の流れの向きを変更しなくてもよいため、冷却剤／潤滑剤の損失が少ない。従って、本発明に係る原理は、湿式加工だけでなく、いわゆる乾式加工、または最小量潤滑（ＭＭＳ技術）にも適している。本発明に係る構成によって増大された、溝部内または切屑用空間内の軸方向の冷却剤／潤滑剤の流速は、切屑除去に効果的に用いられ得る。

本発明に従って工具に冷却剤／潤滑剤の供給を一体化させることによって、さらに、ワンピース型および小型に工具を構成することが可能になる。これは、工具が、少なくともチャック部の領域および隣接する軸の領域において、焼結可能な硬質材料、例えば硬質金属またはサーメット材料から構成される場合に特に有効である。例えばＶＨＭリーマを呼び径８ｍｍで製造する場合に、原料に関して２０％以上の材料節減を実現することが可能である。本発明に係る、工具に一体化された冷却剤／潤滑剤の供給の構成が、工具の体積を軸およびチャック部の領域において大幅に低減させてなるため、工具の製造時に必然的に生じる切削クズの量が低減されるというさらなる経済的な利点がもたらされる。例えば、刃部の領域における切削用の各溝部を研磨するだけで十分である。工具の残りの領域、つまり軸およびチャック部の領域では、切削加工工程を完全に省いてよい。チャック部の内部の冷却剤／潤滑剤の各通路、および、場合によっては軸の外側の案内溝は、焼結成形の未加工鋳造品の製造時に既に、ブロックゲージを用いてかなりの程度まで形成可能である。

方法に関しての課題を、請求項１６の特徴によって解決する。本発明に係る、刃部の重要な位置に十分な量の冷却剤／潤滑剤を供給する上述の形態は、冷却剤／潤滑剤が現状では一般的である５バールよりも高い圧力で供給される場合に、容易に実現可能であることが示された。システムの圧力を変化させて、工具の各用途範囲の特性に適合させることが可能である。例えば、工具軸の長さを伸張させることによって、および／または、冷却剤／潤滑剤の個々の噴流に作用する遠心力を増大させることによって、システム圧力を上昇させて、工具の各用途範囲の特性に適合させることが可能である。本発明の有効な形態は、各従属請求項の対象である。

チャック部内の各冷却剤／潤滑剤の各通路は、軸の外周面に接していることが有効である。これによって冷却剤／潤滑剤の個々の噴流は、溝部に到達する過程で安定化され、刃部の領域における冷却剤／潤滑剤の量は増大し、前述した刃の冷却および切屑除去の効果がさらに向上され得る。

同時に、工具が例えば硬質金属またはサーメット材料といった焼結可能な材料から製造されている場合、冷却剤／潤滑剤の通路が、径方向内部に向かって拡大し、軸の外周面に達する深さであると、さらなる大幅な材料節減がもたらされる。

チャック部内に形成された冷却剤／潤滑剤の各通路は、円周側において、径方向外側に向かって開口していてよい。その後、冷却剤／潤滑剤の各通路は、チャック部の領域においてチャックによって閉鎖される。

より大きな把持力を実現する際に、チャック部内の冷却剤／潤滑剤の各通路の断面を形状的に構成するためのより大きな隙間を得るために、チャック部内の冷却剤／潤滑剤の各通路を、裏面側（底面側）において閉鎖させて構成することが特に有効である。この内部の各通路は、例えば硬質金属材料またはサーメット材料といった焼結材料を用いて、製造工程的にわずかな手間で、高い形状的正確性を伴って焼結の未加工鋳造品に予め形成すること、例えば押出し成形することが可能である。これによって、原料をさらに節減することが可能である。このため、内部の各通路は、前記内部の通路に再加工を施さなくても、冒頭に記載した冷却剤／潤滑剤の供給の効果を実現できる程度に十分に正確に成形される。同時に、工具の安定性は向上し、安定性が向上した工具は、振動減衰およびトルク伝達が良好になるという利点を有する。

請求項３の発展形態を用いて、刃に冷却剤／潤滑剤を特に良好に供給すると共に、切屑が、例えば高性能リーマの場合のように大量である場合でも、特に良好な切屑除去を行う。この種の工具の溝部は、比較的複雑な形状を有していてよい。しかしながら、特に、チャック部内に設けられた冷却剤／潤滑剤の各通路が、予め、例えば押し出し工程または成形プレス工程といった一次成形において形成される場合、このような冷却の通路の断面の複雑な設計は、予め、焼結の未加工鋳造品において良好な形状的正確性を伴って実現される。こうした場合、冷却剤／潤滑剤の最大体積流量は、工具軸からの径方向の間隔が、溝部内の工具の嵌合領域において特に強力かつ顕著な冷却剤／潤滑剤の流れが安定して形成される間隔において、提供される。これによって工具の効率はさらに向上する。

軸方向に投影して観察した際に、チャック部の内部の冷却剤／潤滑剤の各通路の流出口の断面が、刃部の溝部と完全に重なっている場合、または、前記溝部と少なくとも一致している場合に、最良の結果が実現される。

チャック部内の冷却剤／潤滑剤の各通路の軸方向の各流出口は、関連する溝部の断面に適合する断面を有していることが有効である。
軸方向に投影して観察した際に、流出口と溝部との断面が完全に重なることが不可能な場合、軸方向の流出口の断面を、位置および／または形に関して、関連する溝部の形状に適合させて、少なくとも軸方向に投影した時の断面が、各溝部の刃先に導かれる傾斜を覆いまたは当該傾斜に近づき、有利には接触させることが有効である。

前述した本発明に係る工具の利点は、溝部が、冷却剤／潤滑剤の噴流の方に所定の大きさだけ、径方向に所定の大きさだけ内側にずれている場合にも、全面的に実現可能である。これによって、チャック部の内部に冷却剤／潤滑剤の各通路が設けられた、異なる動作呼び径を有する工具を、同一の工具の未加工鋳造品から製造することが可能になる。ここでは、チャック部と軸の形状とは不変に保持され、刃部の領域においてのみ、異なる大きさの切削加工が、動作呼び径および／または溝部のブロックゲージ上で行われる。

実験では、刃部の溝部が、径方法に少々内側に向かって冷却剤／潤滑剤の噴流の断面まで移動している場合、請求項５に係る軸方向の流出口の断面の形状は、溝部の形状に適合する必要があることが示された。これによって、上記溝部内の工具の嵌合領域は、上記溝部の横断面において、特に良好な潤滑剤の供給が確保されるような速度プロファイルを示す。

工具を硬質材料、例えば硬質金属またはサーメットといった焼結材料から製造する場合、内部の冷却剤／潤滑剤の各通路を、予め未加工鋳造品において、すなわち一次成形において製造することが可能である。

軸方向の流出口の断面は、位置および／または形に関して、関連する溝部の形状に適合しており、軸方向から投影した際に、当該断面が可能な限り広範囲に重なり合っている必要がある。しかしながら、用途に応じて、チャック部は、刃部とは別の直径を有していてよい。このような場合でも刃部の重要な位置への十分な量の冷却剤／潤滑剤の供給を確保するために、チャック部内の冷却剤／潤滑剤の各通路を、関連する刃部の溝部に、ある入射角で導入することが可能である。こうして、工具のチャック部の直径（標準径）を変えることなく、冷却剤／潤滑剤の各通路の入射角を変化させることによって、異なる大きさの刃部に冷却剤／潤滑剤を供給することが可能である。

本発明に係る、工具の刃に冷却剤／潤滑剤を十分に供給する原理に重要なことは、溝部が、軸方向に向けられた冷却剤／潤滑剤の個々の噴流で加圧されることである。しかしながら、この原理では、工具に溝部が直線状に形成されている必要はない。溝部は、螺旋状に延びていてもよい。溝部が直線状、すなわち軸方向に延びていると、冷却剤／潤滑剤で充填される溝部の充填比は、刃部の嵌合領域においてさらに大きくなることが可能である。これによって、刃部の溝部を研削するための研削砥石を、同時に、工具の軸部に案内凹部を製造するために利用できるため、製造方法が簡素化されるというさらなる利点が生じる。さらに、直線状に溝部が形成された工具では、押し出し法で工具をワンピース型に製造することが可能になる。これは特に、硬質材料、有利には硬質金属またはサーメットといった焼結材料が材料として用いられる場合に有効である。

少なくとも工具の軸およびチャック部が、例えば硬質金属またはサーメット材料といった焼結可能な材料から製造されている場合、チャック部内の冷却剤／潤滑剤の各通路、および、場合によっては軸内の案内凹部は、工具の未加工鋳造品において、焼結工程の後の後処理が全く必要でないか、または、前記後処理を最小限に抑えることが可能な程度まで予備成形される。工具の製造をコスト効率良く行うことに加えて、さらに、必要とされる原料の必要量を最小限に抑えることが可能である。

回転駆動可能な切削工具は、様々な用途範囲を有することが可能である。例えば、上記工具は、仕上げ工具として、穿孔器、特にリーマとして、フライス削り工具として、または、ねじ切り工具として構成されていてよい。特に、円周上に切削ランドが不均一に分布された状態で構成された、例えばリーマといった工具の場合、本発明に係る工具は、製造工程的に大きな手間をかけなくても、冷却剤／潤滑剤が刃の全ての各溝部に同じ品質で供給されることが確保されるという特別な利点を有している。対象となる工具が一般的な形状をしている場合、工具にはめ込まれた刃に十分に供給するには、５〜７０バール間の範囲の流動剤の圧力で十分である。これには、異なる成分の流動剤、例えば液状の冷却剤／流動剤を用いてもよいが、乾式加工またはＭＭＳ技術で用いられるようなエアロゾルを用いてもよい。

請求項１８の発展形態によって、チャック部から流出する冷却剤／潤滑剤の個々の噴流をさらに安定化させて、チャック部と刃部との間の軸方向に長い間隔を橋渡しし、前記冷却剤／潤滑剤の個々の噴流が、関連する溝部にできる限り大きな重複面で達するようにすることが可能である。

本発明の有効なさらなる形態は、残りの各従属請求項の対象である。

図１は、第１の実施形態に従ってリーマとして構成された、本発明に係る回転駆動可能な切削工具を示す概略的な側面図である。 図２は、図１の「II」からの拡大図である。 図３は、図１および２に係る工具を示す斜視図である。 図４は、第２の実施形態に係る、本発明の工具を示す縦断面図である。 図５は、第３の実施形態に係る、本発明の工具を示す縦断面図である。

以下に、概略的な図面を参照しながら、本発明の複数の実施形態についてさらに詳細に説明する。
図面には、リーマ、特に高性能リーマとして構成された、穿孔後処理用の回転駆動可能な切削工具の一実施形態が示されている。参照番号２０によって示される仕上げ用の回転駆動可能な切削工具は、ワンピース型に構成されており、例えば硬質金属またはサーメット材料といった焼結材料、すなわち、極めて硬質のキャリアとしてチタンの炭化物や窒化物（ＴｉＣ、ＴｉＮ）を有し、バインダ相として主にニッケルを用いている焼結材料から構成されている。

上記工具は３つの各部分を有している。３つの各部分とはつまり、チャック部２２、刃部２４、および、前記チャック部２２と前記刃部２４との間にある軸２６である。軸２６の直径は、前記チャック部２２および前記刃部２４よりも小さい。刃部２４には直線状に溝部が形成されている。刃部２４は、複数の各刃先２８を有しており、これら複数の刃先２８の間にはそれぞれ、溝部３０が形成されている。前記溝部は、基本的に、刃先に導かれている第１の傾斜部３２、および刃先と角度を為して延びている第２の傾斜部３４からなる２つの各傾斜部、並びに、これらの２つの各傾斜部の間にある角が取られた溝底部３６を有している（図２参照）。上記各刃先２８は、本実施形態では、円周上に不規則に分布されている。各刃先が不規則に分布されているため、高速動作する高性能リーマでは、動作がより静かで、振動傾向がより少ないという利点がもたらされる。しかしながら、この分布は均一であってもよい。

図１〜６に示した工具の特徴は、工具に一体化された冷却剤／潤滑剤の供給の構成にある。これについて以下に詳細に説明する。
チャック部２２には、軸方向に溝部３０と一列に並んだ、軸方向の溝部の形をした内部の冷却剤／潤滑剤の各通路３８が形成されている。前記冷却剤／潤滑剤の各通路３８は、工具軸４０に平行に延びており、刃部２４側のチャック部２２には、軸方向の流出口またはオリフィス開口部４２が形成されている。

上記軸方向通路から流出する冷却剤／潤滑剤の噴流は、横方向に導かれることなく、軸方向に軸２６の外周面を刃部２４まで噴射され、各溝部３０の中に流入する。
内部の冷却剤／潤滑剤の各通路３８の断面、およびオリフィス開口部４２の断面は、上記断面に関連する各溝部２４の断面に適合している。冷却剤／潤滑剤の各通路３８の断面、およびオリフィス開口部４２の断面は、前記各溝部の断面とほぼ同一であってよい。

示した実施例では、軸方向の流出口４２の断面は、位置および／または形に関して、関連する溝部３０の形状に適合しており、流出口４２の断面が、軸方向に投射した場合（図２）に、刃先２８にそれぞれ導かれる溝部３０の傾斜を覆い、または当該傾斜に近づき、有利には接触するようになっている。

いずれの場合にも、冷却剤／潤滑剤の噴流用の軸方向の各流出口４２の断面には、関連する、切削用の溝部３０の断面に適合する断面が設けられる。
図１〜３に係る実施形態において、切削用の溝部３０は、軸２６の外周面よりも深く、従って、軸方向の各通路３８の溝底部よりも深い。このため、溝部３０は、軸２６に張り出し、上記軸２６の一部を切り出して形成された流入口４６を有している。

図１では、チャック部２２の右側（工具が工具取付け部に締結されている場合）では、冷却剤／潤滑剤が、好適な流入口を介して、例えば５〜７０バールの圧力で供給される。ここでは、潤滑剤を送る液状または気体状の流動剤であってよく、例えばエアロゾル、すなわち潤滑剤液滴と混合された圧搾空気であってよい。工具の回転方向は、図２において矢印ＲＤで示されている。各溝部３８は、チャックによって径方向の外側が覆われており、その結果、冷却剤／潤滑剤の各通路３８が形成されている。

従って、チャック部２２において通常の流入口を介して供給される冷却剤／流動剤は、高速度で、チャック部２２内に形成された冷却剤／潤滑剤の各通路３８を通って流れ、オリフィス開口部４２において軸方向に流出する。径方向の内部領域では、冷却剤／潤滑剤の個々の噴流は、軸２６のシリンダ状の外周面からのみ、いわば「誘導」されるが、それ以外は自由に移動する。

工具のピッチに応じて円周上に分布された冷却剤／潤滑剤の個々の噴流は、すなわち自由に流れた後に、切削用の各溝部３０に流入する。工具が、加工される孔、有利には貫通孔の中に入るとすぐに、切削用の溝部は、この孔壁によって、全円周に亘って広範囲に閉鎖されるので、ほぼ閉鎖された流路が、供給された冷却剤／流動剤用に新たに形成される。実験で示されたように、関連する内部の冷却剤／潤滑剤の各通路３８から流れて来て、流路にある流動剤は、既に、５バールよりも高く、有利には１０バールよりも高い流動剤システム圧力で高い質量流量を有しており、切削用の各溝部内には、刃先に十分な量の潤滑剤が工程的に信頼性を有して確実に供給されるようなフロープロファイルが形成される。これによって、工具の耐久性が高いレベルに保持されることが実現され得る。

実験からは、切削用の各溝部内の冷却剤／潤滑剤の流量は、チャック部内に形成された冷却剤／潤滑剤の各通路のプロファイル形状に対して極めて大きく依存していることが分かった。

本発明に従って、冷却剤／潤滑剤を外側に供給することと、本発明に従って、チャック部２２の内部の冷却剤／潤滑剤の各通路の断面を拡大させることによって、刃に供給される冷却剤／潤滑剤の量を、内部に中央供給路を有する工具と比べて大幅に増大させることが可能である。この利点を、刃の耐久性を向上させるだけでなく、同時に改善された切屑除去を行うために利用することが可能である。

本発明に係る工具では、冷却剤／潤滑剤の供給はさらに、冷却剤／潤滑剤の損失が少ない状態で行われる。これは、何回も通路を切換えなくてもよいからである。比較的広面積の複数の冷却剤／潤滑剤の各通路がチャック部内に形成されているため、工具にはわずかな重量しか生じず、あるいは、工具が焼結の未加工鋳造品から製造されている場合には、わずかな原料しか必要とされない。

チャック部の内部の冷却剤／潤滑剤の各通路、および刃部の溝部は、予め一次成形において、ブロックゲージを用いてかなりの程度まで、焼結の未加工鋳造品内に製造可能である。その後には、チャック部の内部における、冷却のための各通路を加工する必要はない。軸の案内凹部の研磨も完全に省いてよい。刃部の領域においてのみ、切削加工工程、つまりブロックゲージ上での研磨が必要である。この研磨工程によって、工具の製造時に必然的に生じる材料クズの量が大幅に低下される。

図１〜３に係る工具は、呼び径８．０ｍｍの高性能リーマとして構成されている。冷却剤／流動剤の個々の噴流に作用する遠心力は、十分な量の冷却剤／潤滑剤の刃への供給を妨げるものではないことを、実験によって証明することができた。ここに記載する工具における、製造時の、すなわち溝部を研磨する際の材料クズの量は、最小値に限定される。

焼結の未加工鋳造品を、例えば６〜８ｍｍといった所定の呼び径範囲に形成することが可能である。この場合、異なる切削加工工程が少し行われる。
図４を参照する。ここには工具の第２の実施形態が示されている。図１〜３に係る実施形態の工具にそれぞれに相当する工具の構成部材には、類似の参照番号が付されているが、これらの参照番号の前には「１」が付記されている。

第２の実施形態は、第１の実施形態にほぼ対応しているが、チャック部１２２内の冷却剤／潤滑剤の各通路１３８が、工具軸１４０に対して、平行に延びておらず入射角αにて導かれている点が異なっている。入射角αは、冷却剤／潤滑剤の各通路１３８の想定される延長線が、刃部１２４の切削用の各溝部１３０と、これらの間の軸部１２６を介して、ほぼ一列に並ぶように選択される。

図に示した第４の実施形態では、刃部１２４の切削用の各溝部１３０は、冷却剤／潤滑剤の各通路１３８の流出口１４２よりも大きなピッチ円で配置されている。しかしながら、逆の場合も想定可能である。冷却剤／潤滑剤の各通路１３８を工具軸１４０に対して傾斜させることによって、チャック部１２２の直径を刃部１２４に無関係に設計することが可能になり、場合によっては生じ得る、工具軸１４０からのオリフィス開口部１４２の径方向の間隔と、工具軸１４０からの切削用の各溝部１３０の径方向の間隔との差異を補うことが可能である。

図５は、上記工具の第３の実施形態を示す図である。第３の実施形態は、基本的に、第１の実施形態と第２の実施形態との組み合わせた実施形態を示すものである。ここでは、図１〜４の実施形態の工具にそれぞれ対応する工具の構成部材には、類似の参照番号が付されているがこれらの参照番号の前には「２」が付記されている。

図５に示した本発明に係る工具は、チャック部２２２に、径方向外向きに開口した冷却剤／潤滑剤の各通路２３８を有している。前記冷却剤／潤滑剤の各通路２３８は、工具軸２４０に対して入射角αにて導入され、想定される延長線を介して軸部２２６の上を通って、刃部２２４の切削用の各溝部２３０とほぼ一列に並んでいる。

当然ながら、本発明の原理から逸脱することなく、上述した実施形態を変形することも可能である。
例えば、軸の外径を大幅に縮小して、通路３８の断面を拡大させ、切削用の溝部３０と広範囲に一致させることも可能である。

従って、例えば、刃先を、必ずしも、残りの工具と共にワンピース型に構成しなくてもよい。刃先は、公知の方法で、軸に、耐トルク性に、かつ、軸方向に固定されて設置、例えば、はんだ付けされていてよい。上述の利点は、全体的に、本変形例でも有効である。

上記工具自体を必ずしも１つの焼結材料から製造する必要はない。
上記工具の様々な機能部分に、公知のコーティングをさらに設けてもよい。最後に、工具の刃部に嵌め込み刃を装備してもよい。

上述の全ての工具は、リーマとして構成されている。しかし、本発明に係る工具は、従来の穿孔器、フライス削り工具、または、ねじ切り工具としても構成可能である点をここに強調する。

直線状に溝部が形成された工具では、特に工具が焼結材料の未加工鋳造品から構成されている場合に、さらなる利点がもたらされる。前記焼結材料の未加工鋳造品は、例えば、押し出し成形によって形成されていてもよいし、または成形プレス方法で予め、内部の冷却剤／潤滑剤の各通路および／または案内凹部および／または準備された切削用の各溝部が加工された状態で形成されていてもよい。

しかしながら、刃部は、切削用の各溝部を螺旋状に有して構成されていてもよい。この場合、刃部が別個の部材として軸に設置されるときに有利である。
第２の実施形態および第３の実施形態で用いられた冷却剤／潤滑剤の各通路は、中央の冷却剤／潤滑剤の通路から直接分岐していてもよい。これによって、冷却剤の供給路と、工具軸から離間され円周方向に分布された冷却剤／潤滑剤の各通路との間の、径方向に延びる対応する接続路が不要になる。

従って、本発明は、冷却剤／潤滑剤の供給が一体化された、回転駆動可能な切削工具を実現する。前記切削工具は、有利には、例えば高性能リーマといった仕上げ工具として構成されており、孔、有利には貫通孔を加工するためのものである。切削工具は、複数の刃または刃先、および複数の切削用の各溝部が形成された刃部、並びに軸を有しており、前記軸の、前記刃部の方を向いていない反対側に、チャック部が形成されている。刃先に冷却剤／流動剤を効果的に供給すると共に、製造方法のコスト効率を向上させるために、チャック部には、上記切削用の各溝部の数に対応した数の冷却剤／潤滑剤の各通路が形成されており、前記冷却剤／潤滑剤の各通路は、軸方向の流出口を有している。冷却剤／潤滑剤の各通路から流出する冷却剤／潤滑剤は、いわば「自由に移動しながら」、場合によっては軸の外周面によって支持されながら、刃部における、関連する切削用の各溝部の中に供給される。

Claims (19)

1. 複数の、刃（２８；１２８；２２８）または刃先、および切削用の各溝部（３０；１３０；２３０）が形成された刃部（２４；１２４；２２４）と、上記刃部（２４；１２４；２２４）の側でない方にチャック部（２２；１２２；２２２）が形成された軸（２６；１２６；２２６）とを有する、孔、特に貫通孔を加工するための、冷却剤／潤滑剤の供給が一体化された回転駆動可能な切削工具、特に、例えば、リーマといった仕上げ工具において、
   上記チャック部（２２；１２２；２２２）には、上記の切削用の各溝部（３０）の数に対応した数の冷却剤／潤滑剤の各通路（３８）が形成されており、
   上記チャック部（２２；１２２；２２２）の正面の流出口（４２）から流出する冷却剤／潤滑剤が、自由な噴流で、上記軸（２６）に沿って上記刃部（２４）の関連する切削用の各溝部（３０）の中に供給可能なようになっていることを特徴とする切削工具。
2. 上記チャック部（２２；１２２；２２２）内の冷却剤／潤滑剤の各通路（３８）は、円周側において閉鎖されることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具。
3. 上記チャック部（２２；１２２；２２２）内の冷却剤／潤滑剤の各通路（３８）は、径方向に開口していることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具。
4. 上記チャック部（２２；１２２；２２２）内の冷却剤／潤滑剤の各通路（３８）の軸方向の流出口（４２；１４２；２４２）は、それぞれ、関連する上記切削用の各溝部（３０；１３０；２３０）の断面に適合する断面を有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の切削工具。
5. 上記軸方向の流出口（４２）の断面は、位置および／または形に関して、関連する上記切削用の各溝部（３０）の形状に適合しており、軸方向に投射した場合に、上記断面が、上記切削用の各溝部（３０）の刃先（２８）の方に導かれる各傾斜（３２）を覆い、または当該傾斜に近づき、有利には接触するようになっていることを特徴とする、請求項４に記載の切削工具。
6. 上記チャック部（２２）内の冷却剤／潤滑剤の各通路（３８）は、軸方向に方向付けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の切削工具。
7. 上記チャック部（１２２；２２２）内の冷却剤／潤滑剤の各通路（１３８；２３８）は、上記冷却剤／潤滑剤を、入射角（α）で上記刃部（１２４；２２４）の関連する上記切削用の各溝部（１３０；２３０）に導かれるように、チャック部（１２２；２２２）から流出するようになっていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の切削工具。
8. 上記切削用の各溝部（３０；１３０；２３０）は、直線状に延びていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の切削工具。
9. 自由に流出する冷却剤／潤滑剤の噴流は、少なくとも、軸方向の所定の距離（上記軸の長さ）にわたって、上記チャック部（２２；１２２；２２２）に隣接する軸（２６；１２６；２２６）の外周面によって支持されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の切削工具。
10. 例えば、硬質金属またはサーメット材料といった硬質材料から製造されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の切削工具。
11. 上記チャック部（２２；１２２；２２２）内の冷却剤／潤滑剤の各通路（３８；１３８；２３８）は、少なくとも部分的に、工具の未加工鋳造品において予備成形されていることを特徴とする、請求項１０に記載の切削工具。
12. 穿孔器としての構成を特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の切削工具。
13. リーマとしての構成を特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の切削工具。
14. フライス削り工具としての構成を特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の切削工具。
15. ねじ切り工具としての構成を特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の切削工具。
16. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の切削工具の刃に、加圧された、冷却剤および潤滑剤を供給する方法において、
    上記冷却剤および潤滑剤を、上記チャック部（２２；１２２；２２２）を介して、５バールと８０バールとの間の圧力、有利には１０バールと７０バールとの間の圧力で供給することを特徴とする方法。
17. 上記冷却剤および潤滑剤は、液状の流動剤から形成されていることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
18. 上記冷却剤および潤滑剤は、潤滑剤と混合された気体状の流体から形成されていることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
19. 上記チャック部（２２；１２２；２２２）内の冷却剤および潤滑剤の流れは、流れ軸の周りを渦巻く運動によって加圧されることを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の方法。

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