JP2018167346A

JP2018167346A - 切削工具

Info

Publication number: JP2018167346A
Application number: JP2017065417A
Authority: JP
Inventors: 成人冨田; Shigeto Tomita
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-11-01

Abstract

【課題】切削面を滑らかに仕上げることができるとともに、切削屑の排出が良好であり、加工時間の短縮が可能な切削工具を提供する。【解決手段】本開示の切削工具は、第１端から第２端に向かって延びる棒状体であり、前記第１端を含む切削部と、該切削部よりも前記第１端から離れて位置するシャンクと、該シャンクに流入口、前記切削部に流出口を有し、前記流入口から前記流出口につながる流路とを備える。前記切削部は、前記第１端を含む第１領域と、前記棒状体の軸方向において前記第１領域よりも前記第１端から離れて位置する第２領域とを有し、前記第１領域および前記第２領域は砥粒を有する。前記第１領域の砥粒の平均粒径は、前記第２領域の砥粒の平均粒径よりも大きく、前記切削部は、外周に前記流出口を有するとともに、前記流出口から前記第１端および前記第２端に向かって延びる溝を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、切削工具に関する。

穴加工用の切削工具であるコアドリルは、シャンクの先端に砥粒を有する切削部を備えており、高速で回転しながらワークに切削部を当接させることによって、ワークに貫通孔等を切削することができるものであり、種々の検討が行なわれている。

例えば、特許文献１には、研削砥石とワークとを研削方向に相対的に往復運動させた際に、往動時と復動時との研削条件を互いに異ならせることを目的として、研削砥石において、外表面を軸線に垂直な平面によって先端側領域と後端側領域とに区分するとともに、先端側領域と後端側領域とにおける粒度、砥粒率または結合度の少なくともいずれか１つを互いに異ならせた研削砥石が提案されている。

特開平５−１３１３７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された研削砥石を用いる場合、切削後の貫通孔等の内面（以下、切削面と記載する）を滑らかに仕上げることができるが、切削する際に発生する切削屑が詰まりやすかった。そして、切削屑が詰まると、切削を中断して、切削屑の除去を行なう必要があり、加工時間が増加する原因となっていた。

本開示は、このような事情に鑑みて案出されたものであり、切削面を滑らかに仕上げることができるとともに、切削屑の排出が良好であり、加工時間の短縮が可能な切削工具を提供することを目的とする。

本開示の切削工具は、第１端から第２端に向かって延びる棒状体であり、前記第１端を含む切削部と、該切削部よりも前記第１端から離れて位置するシャンクと、該シャンクに流入口、前記切削部に流出口を有し、前記流入口から前記流出口につながる流路とを備える。前記切削部は、前記第１端を含む第１領域と、前記棒状体の軸方向において前記第１領域よりも前記第１端から離れて位置する第２領域とを有し、前記第１領域および前記第２領域は砥粒を有する。前記第１領域の砥粒の平均粒径は、前記第２領域の砥粒の平均粒径よりも大きく、前記切削部は、外周に前記流出口を有するとともに、前記流出口から前記第１端および前記第２端に向かって延びる溝を有する。

本開示の切削工具によれば、切削面を滑らかに仕上げることができるとともに、切削屑の排出が良好であり、加工時間を短縮することができる。

本開示の切削工具の一例を示す、（ａ）は模式図であり、（ｂ）は（ａ）に示す切削工具を白抜き矢印側から観察した模式図である。図１（ａ）に示すＳ部における拡大図の一例である。本開示の切削工具の他の例を示す模式図である。本開示の切削工具の他の例を示す模式図である。

以下、本開示の切削工具について、各図を用いて詳細に説明する。

本開示の切削工具１０は、図１に示すように、第１端１から第２端２に向かって延びる棒状体であり、第１端１を含む切削部３と、切削部３よりも第１端１から離れて位置するシャンク４と、シャンク４に流入口５、切削部３に流出口６を有し、流入口５から流出口６につながる流路７とを備えている。

さらに、本開示の切削工具１０における切削部３は、第１端１を含む第１領域８と、棒状体の軸方向において第１領域８よりも第１端１から離れて位置する第２領域９とを有する。例えば、第１領域８とは、切削部３における軸方向の長さを全長（Ｌ）としたとき、切削部３において、第１端１から全長の１／５以上３／５以下にあたる領域のことを示す。一方、第２領域９とは、切削部３において、第２端２側の端から全長の２／５以上４／５以下にあたる領域のことを示す。

そして、本開示の切削工具１０の切削部３において、第１領域８および第２領域９は砥粒を有し、第１領域８の砥粒の平均粒径は、第２領域９の砥粒の平均粒径よりも大きく、切削部３は、外周に流出口６を有するとともに、流出口６から第１端１および第２端２に向かって延びる溝１１を有する。このような構成であることで、本開示の切削工具１０は、切削部３の第１領域１で粗加工しつつ、切削部３の第２領域９で仕上げ加工を行なうことができるので、切削後の切削面を滑らかに仕上げることができる。さらに、流路７に流体を流すことで、流出口６から流体を供給するとともに、溝１１により流体を第１領域８および第２領域９の両方へ行き渡らせることができることから、切削する際に発生する切削屑を容易に排出し、加工時間を短縮することができる。

また、本開示の切削工具１０における流出口６は、図１に示すように、切削部３の第２領域９に位置していてもよい。切削部３では、第１領域８よりも砥粒の平均粒径が小さい第２領域９において、砥粒同士の隙間に切削屑が詰まりやすいものであるが、このような構成を満足するならば、第２領域９に効率良く流体を供給できることから、切削屑が詰まることをより抑制することができる。

また、本開示の切削工具１０における流入口５は、シャンク４の外周であればどこに位置していても構わないが、図１に示すように、シャンク４の第２端に位置しているならば、切削するために切削工具１０を回転させる場合においても、外部から流入口５へ流体を導入しやすいものとなる。

また、本開示の切削工具１０における溝１１は、図２に示すように、第１端１および第２端２に向かって深さが漸減していてもよい。このような構造を満足するならば、切削工具１０を回転させることで遠心力が掛かった際に、溝１１内に流体を効率良く保持することができ、溝１１内の流体を介して切削屑を排出しやすくなることから、切削屑が詰まることをさらに抑制することができる。

また、本開示の切削工具１０における切削部３は、図３に示すように、第１端１を含む平坦面と、平坦面に続く曲面とを備えていてもよい。このような構造を満足するならば、切削部３の平坦面で削られることで発生する切削屑が、切削部３の曲面部により排出されやすくなり、切削屑が詰まることをさらに抑制することができる。

また、本開示の切削工具１０における溝１１は、図３に示すように、第１端１に近い方の端部が曲面に位置していてもよい。このような構造を満足するならば、切削屑を排出する役割を果たす切削部３の曲面へ効率良く流体を供給できることから、切削屑が詰まることをより一層抑制することができる。

なお、溝１１の第１端１に近い方の端部が、図１および図２に示すように、切削部３の第１端１に位置しているならば、切削する際にワークに最初に接することで摩耗しやすい第１領域８の第１端１の砥粒の摩耗が抑制され、本開示の切削工具１０は長期間に亘って使用可能なものとなる。また、溝１１の第２端２に近い方の端部が、図１および図２に示すように、切削部３の第２端２側の端に位置しているならば、溝１１内の流体を介して切削屑をより排出しやすいものとなる。

また、本開示の切削工具１０における切削部３は、図４に示すように、外周における第１領域８と第２領域９との間に、凹んだ環状部１２を有していてもよい。このような構成を満足するならば、環状部１２を介して、切削部３の全体に流体を供給しやすくなり、切削屑の排出がより良好となり、加工時間をより短縮できる。

また、本開示の切削工具１０における環状部１２が砥粒を有していないときには、環状部１２を介して、切削部３の全体に流体をより供給しやくなる。

また、本開示の切削工具１０における環状部１２は、流出口６における第１端１の側の端部を含んで位置しているならば、流出口６から環状体１２へ流体をさらに供給しやすくなり、環状部１２を介して、切削部３の全体に流体をより一層供給しやくなる。

また、本開示の切削工具１０における第１領域８の砥粒の平均粒径は、２００μｍ以上４００μｍ以下であってもよい。このような構成を満足するならば、切削速度を維持しつつ、切削抵抗を小さくすることができ、切削後の切削面に亀裂や破損が生じるおそれを小さくすることができる。

また、本開示の切削工具１０における第２領域９の砥粒の平均粒径は、１００μｍ以上１９０μｍ以下であってもよい。このような構成を満足するならば、切削速度を維持しつつ、切削後の切削面をより滑らかに仕上げることができる。

また、本開示の切削工具１０は、流出口６および溝１１を複数有していてもよい。このような構成を満足するならば、切削部３の全体に流体を供給しやすくなり、切削屑の排出がより良好なものとなる。なお、４個の流出口６が、切削部３の周方向に沿って、一定の間隔を空けて位置しているならば、切削部３の全体に流体をより供給しやすいものとなる。

また、本開示の切削工具１０におけるシャンク４の材質としては、炭素鋼（Ｓ１５Ｃ，Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ，Ｓ５５Ｃ，Ｓ６０Ｃ）、炭素工具鋼（ＳＫ２，ＳＫ４，ＳＫ５，ＳＫ６，ＳＫ７）および合金工具鋼（ＳＫＳ２，ＳＫＳ７，ＳＫＳ５１）等を用いることができる。

次に本開示の切削工具１０の製造方法を以下に説明する。

まず、シャンク４となる内部に流路を備えた金属基体と、切削部３に用いる平均粒径が異なる２種類の砥粒とを準備する。ここで、金属基体としては、炭素鋼（Ｓ１５Ｃ，Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ，Ｓ５５Ｃ，Ｓ６０Ｃ）、炭素工具鋼（ＳＫ２，ＳＫ４，ＳＫ５，ＳＫ６，ＳＫ７）および合金工具鋼（ＳＫＳ２，ＳＫＳ７，ＳＫＳ５１）等を用いればよい。一
方、砥粒としては、ダイヤモンド砥粒等を用いればよい。

次に、ニッケルメッキ液槽内に砥粒を投入し、振動を与えることで、砥粒表面にニッケル被膜を形成する。

次に、金属基体において、砥粒を固着させる部分をマスキングした後、それ以外の部分に樹脂コーティング等により絶縁性被膜を被覆する。その後、マスキングを剥がし、砥粒を固着させる部分以外が絶縁性被膜により被覆された状態とする。

次に、ニッケル被膜が表面に形成された砥粒と、砥粒を固着させる部分以外が絶縁性被膜により被覆された金属基体とをニッケルメッキ液槽内に投入し、槽内のニッケルメッキ液を攪拌して砥粒を浮遊させた後、槽内のニッケルメッキ液に通電することで、絶縁性被膜により被覆されていない部分にニッケルが析出し、これに砥粒が接触することで、砥粒表面のニッケル被膜と析出したニッケルとが結合し、砥粒が金属基体に固着される。

ここで、切削部３の第２領域９となる部分以外に絶縁性被膜を形成し、上記方法により第２領域９となる部分に所定の平均粒径の砥粒を固着させ、次に、切削部３の第１領域８となる部分以外に絶縁性被膜を形成し、第１領域８となる部分に第２領域９よりも平均粒径が大きい砥粒を固着させることで、本開示の切削工具１０を得る。

１：第１端
２：第２端
３：切削部
４：シャンク
５：流入口
６：流出口
７：流路
８：第１領域
９：第２領域
１０：切削工具
１１：溝
１２：環状部

Claims

第１端から第２端に向かって延びる棒状体であり、
前記第１端を含む切削部と、
該切削部よりも前記第１端から離れて位置するシャンクと、
該シャンクに流入口、前記切削部に流出口を有し、前記流入口から前記流出口につながる流路とを備え、
前記切削部は、前記第１端を含む第１領域と、前記棒状体の軸方向において前記第１領域よりも前記第１端から離れて位置する第２領域とを有し、
前記第１領域および前記第２領域は砥粒を有し、
前記第１領域の砥粒の平均粒径は、前記第２領域の砥粒の平均粒径よりも大きく、
前記切削部は、外周に前記流出口を有するとともに、前記流出口から前記第１端および前記第２端に向かって延びる溝を有する切削工具。
前記流出口は、前記第２領域に位置している、請求項１に記載の切削工具。
前記溝は、前記第１端および前記第２端に向かって深さが漸減している請求項１または請求項２に記載の切削工具。
前記切削部は、前記第１端を含む平坦面と、該平坦面に続く曲面とを備える請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の切削工具。
前記溝は、前記第１端に近い方の端部が前記曲面に位置している請求項４に記載の切削工具。
前記切削部は、前記外周における前記第１領域と前記第２領域との間に、凹んだ環状部を有している請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の切削工具。
前記環状部は、砥粒を有していない請求項６に記載の切削工具。
前記環状部は、前記流出口における前記第１端の側の端部を含んで位置している請求項６または請求項７に記載の切削工具。
前記第１領域の砥粒の平均粒径は、２００μｍ以上４００μｍ以下である請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の切削工具。
前記第２領域の砥粒の平均粒径は、１００μｍ以上１９０μｍ以下である請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の切削工具。
前記流出口および前記溝を複数有する請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の切削工具。