JP2017226039A

JP2017226039A - 切削加工用ツール

Info

Publication number: JP2017226039A
Application number: JP2016123911A
Authority: JP
Inventors: 雄治中山; Yuji Nakayama; 幸治内海; Koji Uchiumi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2017-12-28

Abstract

【課題】ワークの傷付きを抑制することが可能となる切削加工用ツールを提供する。【解決手段】アルミニウム製部品を切削加工する切削加工用ツール１１であって、切削工具本体１３と、切削工具本体１３にその先端位置Ｔ１から離間して段状に設けられるチップブレーカ１４とを備え、先端位置Ｔ１からチップブレーカ１４までの長さをＷ１、切削工具本体１３と切りくずＣとの接触長さをＬ１、チップブレーカ１４の先端部２１の角度をβとしたとき、１≦（Ｗ１−Ｌ１）ｃｏｔ（β／２）≦４の条件を満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、切削加工用ツールに関する。

切削加工用ツールの切りくず処理に関する研究がある（例えば、非特許文献１参照）。

新井、切りくず処理に関する研究、「精密工学会誌」、２００２年、第６８巻、第７号、ｐ．９３３−ｐ．９３７

切りくずは、ワークを傷付ける可能性がある。

本発明の目的は、ワークの傷付きを抑制することが可能となる切削加工用ツールを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の切削加工用ツールは、切削工具本体と、前記切削工具本体にその先端位置から離間して段状に設けられるチップブレーカとを備え、前記先端位置から前記チップブレーカまでの長さをＷ１、前記切削工具本体と切りくずとの接触長さをＬ１、前記チップブレーカの先端部の角度をβとしたとき、１≦（Ｗ１−Ｌ１）ｃｏｔ（β／２）≦４の条件を満たす。

また、本発明の切削加工用ツールは、先端面から延びて切りくずに接触する接触部と、前記接触部よりも前記先端面とは反対側で凹むチップブレーカ部とを有し、前記接触部の長さをＬ２、前記先端面から前記チップブレーカ部の前記先端面とは反対側の端部までの長さをＷ２、前記チップブレーカ部の前記接触部側の端部と前記接触部の前記チップブレーカ部側への延長線とのなす角をγとしたとき、１≦（Ｗ２−Ｌ２）／２ｓｉｎγ≦４の条件を満たす。

本発明によれば、ワークの傷付きを抑制することが可能となる。

第１実施形態の切削加工用ツールを示す斜視図。第１実施形態の切削加工用ツールを示す部分拡大側面図。第１実施形態の切削加工用ツールによるカール半径の理論値と実測値との関係等を示す図である。第２実施形態の切削加工用ツールを示す部分拡大側面図。

「第１実施形態」
第１実施形態を図１〜図３を参照して以下に説明する。

図１に示すように、第１実施形態の切削加工用ツール１１は、切削対象のワークに先端部１２で接触して切削を行う切削工具本体１３と、切削工具本体１３にその先端位置から離間して段状に設けられる工業用ダイヤモンド製のチップブレーカ１４とを有している。切削工具本体１３は、ワークに接触して切削を行う切削チップ１５と、切削チップ１５を保持するホルダ１６とを有している。チップブレーカ１４は、ホルダ１６に重ねられてネジ１７で取り付けられることになり、その結果、切削チップ１５をホルダ１６に固定する。

図２に示すように、チップブレーカ１４は、切削工具本体１３の切削チップ１５の切削する側の先端部１２の先端位置Ｔ１から離間して切削工具本体１３の切削チップ１５のすくい面２０に段状に重ねられている。チップブレーカ１４は、先端位置Ｔ１側の先端部２１の角度βが鋭角となっている。つまり、チップブレーカ１４は、その先端面２２と切削工具本体１３側の面２３との角度であるブレーカ角度βが鋭角となっている。言い換えれば、チップブレーカ１４は、その先端面２２がチップブレーカ１４よりも先端位置Ｔ１側の切削工具本体１３のすくい面２０と鈍角をなすように傾斜している。

ここで、ワークＷＫは、例えば、ＡＣ４ＣＨのアルミニウム製鋳物部品であり、具体的には、ブレーキマスタシリンダの筒状のシリンダ本体である。切削加工用ツール１１は、ワークＷＫの円筒状の内径面を加工したり、内径面よりも径方向外方に凹む円環状の溝を加工したりする。

そして、切削工具本体１３の先端位置Ｔ１からチップブレーカ１４の先端位置までの長さＷ１と、切削工具本体１３の切削チップ１５とワークＷＫから出る切りくずＣとの接触長さＬ１と、チップブレーカ１４の先端部２１の角度βとから、切りくずＣのカール半径Ｒｔｈは、次の（１）式で求めることができる。

Ｒｔｈ＝（Ｗ１−Ｌ１）ｃｏｔ（β／２）・・・（１）

ここで、図３は、上記式から求められた切りくずＣのカール半径Ｒｔｈの理論値を横軸に、実際にワークＷＫに切削加工を行った際に発生した切りくずＣのカール半径Ｒｔｈの実測値を縦軸にしてプロットしたものである。図３から明らかなように、図３に丸で示す内径面加工および菱形で示す溝加工のプロット点は、理論値＝実測値の直線ＬＮの近傍となり、理論値と実測値とがほぼ一致していることがわかる。

そして、実際にワークＷＫに切削加工を行った際に発生した切りくずＣのカール半径Ｒｔｈが、プロット点Ｐ１で示すように１ｍｍよりも小さいと、ワークＷＫを高い頻度で傷付けてしまうことがわかった。また、カール半径Ｒｔｈがプロット点Ｐ２で示すように１ｍｍ以上であると、ワークＷＫの傷付きを抑制できることがわかった。

また、カール半径Ｒｔｈがプロット点Ｐ３で示すように４ｍｍを越えると、切りくずＣの分断が困難となって連続的になり、ワークＷＫからの排出が困難になって、結果的にワークＷＫに高い頻度で傷を付けてしまうことが分かった。また、カール半径Ｒｔｈがプロット点Ｐ４で示すように４ｍｍ以下であると、切りくずＣの分断が良好となり、ワークＷＫからの排出が円滑になって、ワークＷＫの傷付きを抑制できることが分かった。

つまり、図３に示すカール半径Ｒｔｈが１ｍｍ未満の範囲Ｘ１では、ワークＷＫの傷付き頻度が高く、カール半径Ｒｔｈが１ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲Ｘ２では切りくずＣが分断されてワークＷＫの傷付きを抑制でき、カール半径Ｒｔｈが４ｍｍを越える範囲Ｘ３では、切りくずＣが連続的になりワークＷＫの傷付き頻度が高くなる。

以上のような実験結果から、切削工具本体１３の先端位置Ｔ１からチップブレーカ１４までの長さをＷ１、切削工具本体１３と切りくずＣとの接触長さをＬ１、チップブレーカ１４の先端部２１の角度をβとしたときに、切削加工用ツール１１を次の（２）式の条件を満たすものとした。

１≦（Ｗ１−Ｌ１）ｃｏｔ（β／２）≦４・・・（２）

例えば、Ｗ１＝１ｍｍ、Ｌ１＝０．３ｍｍ、β＝４５°とすると、Ｒｔｈ＝１．６９となる。

非特許文献１には、切削加工用ツールの各部の寸法から、切りくずのカール半径を算出する手法が記載されている。

第１実施形態の切削加工用ツール１１は、切削工具本体１３の先端位置Ｔ１からチップブレーカ１４までの長さをＷ１、切削工具本体１３と切りくずＣとの接触長さをＬ１、チップブレーカ１４の先端部２１の角度をβとしたときに、１≦（Ｗ１−Ｌ１）ｃｏｔ（β／２）≦４の関係を満たす形状となっている。これにより、第１実施形態の切削加工用ツール１１は、ワークＷＫの傷付きを抑制することが可能となる。例えば、ワークＷＫの円筒状の内径面への傷や、内径面から凹む円環状の溝への縦すじ等を抑制できる。また、切りくずＣが分断されて良好に排出されるため、ワークＷＫ内に残留することを抑制できる。ＡＣ４ＣＨ製のワークＷＫは、延び易いことから、減肉による軽量化のメリットがある一方で、切りくずＣが繋がりやすくなる傾向があるため、このようなワークＷＫを切削加工する場合に用いて好適となる。これにより、切りくずＣのワークＷＫ内の残留を抑制できるため、洗浄工程の追加が不要となり、生産性低下を抑制できる。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図４に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する端部については、同一称呼、同一の符号で表す。

図４に示すように、第２実施形態の切削加工用ツール３１は、工業用ダイヤモンド製であり、切削する側の先端部３２の先端面Ｓから延びて切りくずＣに接触する接触部３３と、接触部３３のすくい面３４よりも先端面Ｓとは反対側で凹むチップブレーカ部３５とを有している。

チップブレーカ部３５の接触部３３側の端部３６と、接触部３３のチップブレーカ部３５側への延長線とのなす角γは、鋭角となっている。つまり、チップブレーカ部３５の端部３６のすくい面３７と、接触部３３のすくい面３４の延長面とのなす角γが鋭角となっている。言い換えれば、チップブレーカ部３５は、その端部３６のすくい面３７が、接触部３３のすくい面３４と鈍角をなすように傾斜している。

ここで、接触部３３の長さＬ２と、先端面Ｓからチップブレーカ部３５の先端面Ｓとは反対側の端部までの長さＷ２と、チップブレーカ部３５の接触部３３側の端部３６と接触部３３のチップブレーカ部３５側への延長線とのなす角γとから、切りくずＣのカール半径Ｒｔｈは、次の（３）式で求めることができる。

Ｒｔｈ＝（Ｗ２−Ｌ２）／２ｓｉｎγ・・・（３）

例えば、Ｗ２＝１ｍｍ、Ｌ２＝０．１ｍｍ、γ＝２０°とすると、Ｒｔｈ＝１．３１となる。

ここで、第１実施形態と同様の実験を行った結果、上記式から求められた切りくずＣのカール半径Ｒｔｈの理論値と実測値とがほぼ一致していることがわかった。また、切りくずＣのカール半径Ｒｔｈが１ｍｍよりも小さいと、ワークＷＫを高い頻度で傷付けてしまうことがわかった。また、カール半径Ｒｔｈが１ｍｍ以上であると、ワークＷＫの傷付きを抑制できることがわかった。また、カール半径Ｒｔｈが４ｍｍを越えると、切りくずＣの分断が困難となって連続的になり、ワークＷＫからの排出が困難になって、結果的にワークＷＫに高い頻度で傷を付けてしまうことが分かった。また、カール半径Ｒｔｈが４ｍｍ以下であると、切りくずＣの分断が良好となり、ワークＷＫからの排出が円滑になって、ワークＷＫの傷付きを抑制できることが分かった。

以上のような実験結果から、接触部３３の長さＬ２と、先端面Ｓからチップブレーカ部３５の先端面Ｓとは反対側の端部までの長さＷ２と、チップブレーカ部３５の接触部３３側の端部３６と接触部３３のチップブレーカ部３５側への延長線とのなす角をγとしたとき、切削加工用ツール１１を次の（４）式の条件を満たすものとした。
１≦（Ｗ２−Ｌ２）／２ｓｉｎγ≦４・・・（４）

これにより、第２実施形態の切削加工用ツール３１もワークＷＫの傷付きを抑制することが可能となる。

以上に述べた実施形態のディスクブレーキの第１の態様は、アルミニウム製部品を切削加工する切削加工用ツールであって、切削工具本体と、前記切削工具本体にその先端位置から離間して段状に設けられるチップブレーカとを備え、前記先端位置から前記チップブレーカまでの長さをＷ１、前記切削工具本体と切りくずとの接触長さをＬ１、前記チップブレーカの先端部の角度をβとしたとき、１≦（Ｗ１−Ｌ１）ｃｏｔ（β／２）≦４の条件を満たす。

また、第２の態様は、アルミニウム製部品を切削加工する切削加工用ツールであって、先端面から延びて切りくずに接触する接触部と、前記接触部よりも前記先端面とは反対側で凹むチップブレーカ部とを有し、前記接触部の長さをＬ２、前記先端面から前記チップブレーカ部の前記先端面とは反対側の端部までの長さをＷ２、前記チップブレーカ部の前記接触部側の端部と前記接触部の前記チップブレーカ部側への延長線とのなす角をγとしたとき、１≦（Ｗ２−Ｌ２）／２ｓｉｎγ≦４の条件を満たす。

１１，３１切削加工用ツール
１３切削工具本体
１４チップブレーカ
２１先端部
３３接触部
３５チップブレーカ部
３６端部
Ｃ切りくず
Ｓ先端面
Ｔ１先端位置

Claims

アルミニウム製部品を切削加工する切削加工用ツールであって、
切削工具本体と、
前記切削工具本体にその先端位置から離間して段状に設けられるチップブレーカとを備え、
前記先端位置から前記チップブレーカまでの長さをＷ１、
前記切削工具本体と切りくずとの接触長さをＬ１、
前記チップブレーカの先端部の角度をβとしたとき、
１≦（Ｗ１−Ｌ１）ｃｏｔ（β／２）≦４
の条件を満たす、切削加工用ツール。
アルミニウム製部品を切削加工する切削加工用ツールであって、
先端面から延びて切りくずに接触する接触部と、
前記接触部よりも前記先端面とは反対側で凹むチップブレーカ部とを有し、
前記接触部の長さをＬ２、
前記先端面から前記チップブレーカ部の前記先端面とは反対側の端部までの長さをＷ２、
前記チップブレーカ部の前記接触部側の端部と前記接触部の前記チップブレーカ部側への延長線とのなす角をγとしたとき、
１≦（Ｗ２−Ｌ２）／２ｓｉｎγ≦４
の条件を満たす、切削加工用ツール。