JP3858988B2

JP3858988B2 - 加工工具

Info

Publication number: JP3858988B2
Application number: JP2002125832A
Authority: JP
Inventors: 郁眞平山; 昌司土屋; 雅男田中; 清田辺; 良則藤谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP2003311530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工工具に関し、さらに詳しくは、切削加工や研削加工あるいは孔あけ加工など、機械的除去加工に使用するための油穴を有する回転加工工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドリルや、あらかじめドリルなどによりあけられた下孔を正確な寸法に仕上げると共に滑らかな表面に仕上げるためのリーマなど、機械的除去加工に使用される回転加工工具のなかには、油穴を有するものがある。油穴は、潤滑や冷却などを目的とした油剤を刃部とワークの間の必要箇所に液状またはミスト状で供給するためのものである。また、回転加工工具のなかには、切粉や研削粉を取り除く目的でエアを供給するものもある（例えば、実開平３−８８６６９号公報を参照）。なお、ここでは、油剤やエアなど、加工内容に応じて供給されるものを「加工流体」と、また、これらの各種加工流体を供給するために加工工具に設けられた通路全体を「油穴」と総称する。油穴は、一般に加工工具の内部に軸方向に延在する流体供給路と、流体供給路から分岐してその加工工具の外部の必要な複数の箇所に噴射する分配穴とにより構成されている。このような油穴を有する加工工具は、加工に際して、流体供給路の基端部側から供給された加工流体を分配穴から吐出し、これによって刃部の冷却と潤滑などを行うことができるようになっている。
【０００３】
このような流体供給路と分配穴とからなる油穴を有する従来の加工工具としてリーマを示すと、一般に、図３のように、流体供給路５２は、リーマ５１の軸に沿って、先端が刃部６０と首６１との境界部近傍まで形成され、反対側端がシャンク（図示は省略する）の基端部に開口するように有底状の穴として形成されている。一方、分配穴５３は、一端が流体供給路５２の周面と連通し、他端が刃部６０の刃溝６０Ｂに開口するよう形成されている。そして、各分配穴５３の一端である分岐部５３０は、流体供給路５２の周面に対して、軸方向に関して同位置に開口するように形成されており、また、他端である吐出口５３１は、刃部６０の加工有効領域に加工流体を行き渡らせるために、軸方向に関して刃部６０の首６１に近い後方の所定の位置の円周上にそれぞれ開口するように形成されている。分配穴５３の径は、分岐部５３０から吐出口５３１までほぼ同径で形成されている。
【０００４】
また、別の従来の加工工具としては、特開昭６４−２８０７号公報に開示されているように、台金の先端部にムクチップが固定され、これら台金およびムクチップの外周部に２つのねじれ溝が形成されるとともに、台金の軸線に沿う中央部に給油孔（流体供給路）が形成され、さらにムクチップの内部に、給油孔の端部に連通しかつムクチップの先端逃げ面に開口する油穴（分配穴）が形成された油穴付きツイストドリルが開示されている。そして、当該公報には、その技術課題として、給油孔とねじれ溝との間の肉厚が薄くなり、台金の剛性（強度）が低下するという問題があったことが記載されている。そこで、当該公報の油穴付きツイストドリルにおいては、上記給油孔を、上記ねじれ溝に沿って螺旋状をなすように軸線からねじれ溝に向かう方向に直交する長軸を有する断面長円形に形成したことが開示されている。そして、各油穴は、給油孔の長軸の方向へ長軸を向けた断面長円状に形成された油溜りと一端部が連通し、かつ他端部がムクチップの先端逃げ面に開口するように形成されていることが記載されている(公報第２頁左下欄第７行〜同欄第１４行)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
加工工具は、加工抵抗力と回転駆動力とにより、ねじり応力を受ける。そして、ねじり応力を受けることにより加工工具が折損する箇所は、加工抵抗力が発生する刃部と回転駆動させるために把持されるシャンクとの間であって、図３に示すように所定の領域（以下、この領域を折損領域という）Ｒにほぼ限られる。
【０００６】
しかしながら、図３に示した従来の技術にあっては、流体供給路が折損領域Ｒよりもわずかに先端側に達する程度であり、各分配穴５３が折損領域Ｒを通るように、分配穴５３の流体供給路５２に開口する分岐部５３０が流体供給路５２の周面に対して軸方向に関してそれぞれ同位置に開口するように形成されている。そのために、かかる折損領域Ｒにおける断面積が各分配穴５３の存在により減少して剛性がさらに低下して折損し易くなるという問題があった。この問題は、加工工具の径が小さくなる程、または、加工工具が長くなる程、深刻なものとなる。そして、加工工具が破損し易くなる結果として工具寿命が短くなり、加工コストが上昇するという問題があった。
【０００７】
また、上記従来の技術のうち、特開昭６４−２８０７号公報に開示されたものにあっては、各分配穴を流体供給路と連通するために油留めを設ける必要があった。そして、この油留めは、給油孔の長軸の方向へ長軸を向けた断面長円状であって、当該公報に記載された図などから明らかであるように、長軸が流体供給路よりも長くすなわち大きく形成されているため、剛性が低下することとなる。さらに、当該公報に開示された従来の技術にあっては、図３に示した従来の技術と同様に、各分配穴の流体供給路と連通する位置が軸方向に関して同じであり、分岐部となる油留めを設ける位置について考慮されておらず、特に油留めが折損領域に位置すると、剛性がさらに低下して折損し易くなり、工具寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、剛性を低下させることなく必要な加工流体を必要とする箇所に供給しながら加工することができ、もって工具寿命の長い加工工具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するため、内部に形成された流体供給路と、該流体供給路から分岐して外部に開口する複数の分配穴と、を有する加工工具であって、
前記加工工具の刃部の外部に開口して加工流体を供給するための前記各分配穴の流体供給路と連通する分岐部を、ねじり応力を受けて強度不足となりやすい折損領域Ｒを回避して該折損領域 R よりも先端側と基端側とに分けて軸方向にずらした位置に配置して、前記流体供給路に対する前記各分配穴の角度を異ならせて形成したことを特徴とするものである。
請求項２の発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記各分配穴を、前記流体供給路の分岐部から外部の開口部に向かって拡径するテーパ状に形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１の発明では、加工工具の刃部の外部に開口して加工流体を供給するための前記各分配穴の流体供給路と連通する分岐部を、ねじり応力を受けて強度不足となりやすい折損領域Ｒを回避して該折損領域 R よりも先端側と基端側とに分けて軸方向にずらした位置に配置して、前記流体供給路に対する前記各分配穴の角度を異ならせて形成したので、折損領域Rにおける分配穴の存在による断面積の減少が少なくなるため、剛性が確保されて折損し難く工具寿命の長い加工工具が提供される。
請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、各分配穴を、流体供給路の分岐部から外部の開口部に向かって拡径するテーパ状に形成することにより、折損領域Rにおいて分配穴の径が小さくなって断面積の減少が少なくなるため、剛性が確保されて折損し難く工具寿命の長い加工工具が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の加工工具の実施の一形態を、リーマの場合により、図１に基づいて詳細に説明する。同一符号は、同一部分または相当する部分を示すものとする。
【００１２】
この実施の形態におけるリーマ１は、概略、その内部に形成されて加工流体が供給される流体供給路２と、この流体供給路２から分岐して刃部１０の外部に開口する複数の分配穴３と、からなる油穴４を有するもので、各分配穴３の流体供給路２と連通する分岐部３０が、ねじり応力を受けて強度不足となりやすい折損領域Ｒを回避して該折損領域 R よりも先端側と基端側とに分けてリーマ１の軸方向にずらした位置に配置して、流体供給路２に対して各分配穴３の角度が異なるように形成されている。
【００１３】
リーマ１は、その先端（図１においては左方）から反対側である基端部（図１においては右方）に向かって、刃部１０と首１１とシャンク（図示は省略する）とが軸方向に順次設けられている。この実施の形態では、リーマ１の刃部１０にはソリッドの刃１０Ａが形成されている。各刃１０Ａの間には、溝（以下、刃溝という）１０Ｂがそれぞれ形成されている。なお、本発明は、直刃あるいはねじれ刃のいずれでの場合にも適用できる。また、刃１０Ａの数は、特に限定されることはない。ここで、軸方向とは、リーマ１の長手方向の中心線方向をいう。
【００１４】
流体供給路２は、図示しないシャンクの後端面に開口すると共に、折損領域Ｒを越えて従来のリーマ５１（図３を参照）よりも先端側に達するように、リーマ１の軸方向に延びる有底状の穴として形成されている。流体供給路２の形状は、この実施の形態の場合、全長にわたってほぼ同様の径に形成されているが、首１１の外径およびその肉厚などを考慮して設定することができる。
【００１５】
一方、各分配穴３は、流体供給路２と連通する分岐部３０が流体供給路２の周面に開口し、吐出口３１が各刃溝１０Ｂに開口するよう形成されている。この実施の形態における各吐出口３１の位置は、刃部１０と被加工対象（図示は省略する）との間に油剤などの加工流体を有効に噴射することができるように、軸方向に関してほぼ同位置であって、刃部１０の比較的首１１に近い後方の所定の位置に、且つ、周方向に関して所定の向きに開口するように設定されている。さらに、この実施の形態における各分配穴３は、分岐部３０から吐出口３１にわたってほぼ同径に形成されている。そして、本発明における各分配穴３の分岐部３０は、流体供給路２の周面に対して、リーマ１のねじり応力を受けて強度（剛性）不足となり易い折損領域Ｒを回避した位置であって、リーマ１の（すなわち、流体供給路２の）軸方向に関してそれぞれが重ならないようにずらして設けられている。つまり、図１において示した分配穴３ａの分岐部３０は、流体供給路２の最も先端側に開口することにより折損領域Ｒ通っておらず、分配穴３ｂ、３ｃの各分岐部３０が折損領域Ｒを回避して且つ軸方向に重なることなく順に後退するように配置されている。そのため、折損領域Ｒにおいては、その断面積が分配孔３ｂ、３ｃにより減少されるだけであり、しかも、分配穴３ｂ、３ｃの径方向の位置が異なることとなる。
【００１６】
この実施の形態では、各分配穴３の吐出口３１が、刃部１０の側周面である刃溝１０Ｂの、周方向に関して均等の間隔で軸方向に関してほぼ同位置に設けられている結果として、分岐部３０を軸方向にずらして配置することにより、流体供給路２に対する各分配穴３ａ、３ｂ、３ｃの角度αａ、αｃ（３ｂの角度については図示を省略する）がそれぞれ異なるよう形成されている。
しかしながら、本発明は、この実施の形態に限定されることなく、各分岐部３０を軸方向にずらして配置するものであれば、加工流体を供給する条件によっては、各分配穴３の吐出口３１を、刃部１０の側周面である刃溝１０Ｂの軸方向に関して異なる位置に設けることができ、また、加工工具の種類などによってはその先端面の径方向に関して同じまたは異なる位置に開口するよう設けることもできる。なお、この実施の形態においては、例えば刃数を６枚とすることができるが、しかしながら、本発明の分岐部３０を軸方向にずらす構成に加えて、刃数を６枚よりも少なく（例えば４枚や２枚）することにより刃溝１０Ｂに開口するよう形成する分配穴３の数も減少させ、また、刃溝１０Ｂの深さを浅く（刃溝１０Ｂの中心軸からの径を大きく）設定することで、さらに、加工工具の強度を向上させて折損を防止することが可能となる。
【００１７】
このように構成されたリーマ１では、折損領域Ｒにおける断面積の、分配穴３によって減少される度合が少ないため、強度が低下して折損することが少なくなり、工具寿命が長くなる。
【００１８】
次に、本発明の加工工具の別の実施の形態を、上述した実施の形態と同様にリーマ１’の場合により、図２に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明することとする。
【００１９】
この実施の形態におけるリーマ１’は、概略、各分配穴３’が流体供給路２の分岐部３０から刃部１０の外部に開口する吐出口３１に向かって拡径するテーパ状に形成されている。
そして、吐出口３１と比較して小径の分岐部３０は、上述した実施の形態と同様に軸方向に関してずらして設けられている。そのため、この実施の形態では、各分配穴３’によって折損領域Ｒにおける断面積が減少される度合いを上述した実施の形態よりもさらに小さくすることができる。そして、分岐部３０が比較的小径であるため、各分配穴３’の分岐部３０を軸方向に重ならせないようにずらす量も少なくすることができる。
なお、この実施の形態においては、上述した実施の形態のように分岐部３０を軸方向にずらした構成を図２に示したが、本発明はこの実施の形態に限定されることなく、図３に示した従来の技術のように、分岐部３０を軸方向に関して同位置に設ける場合も含まれる。かかる場合であっても、各分配穴３’を分岐部３０から吐出口３１に向かって拡径するテーパ状に形成することにより、分岐部３０から吐出口３１まで同径に形成した従来の技術と比較して、折損領域Ｒにおける断面積が減少される度合いを少なくすることができる。
【００２０】
上述したいずれの実施の形態においても、加工工具の一例としてムクの刃１０Ａを有するリーマ１、１’の場合により説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されることなく、スローアウェイチップを設けるタイプのリーマや、あるいは、油穴付きドリルやフライスなど、切削あるいは研削などに使用される油穴を有する加工用の回転加工工具であれば、他のものにも適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、剛性を低下させることなく必要な加工流体を必要とする箇所に供給しながら加工することができるため、折損し難く工具寿命の長い加工工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリーマの実施の一形態を示す断面図である。
【図２】本発明によるリーマの別の実施の形態を示す断面図である。
【図３】従来の技術におけるリーマを示す断面図である。
【符号の説明】
１リーマ（加工工具）
２流体供給路
３分配穴
３０分岐部
３１吐出口
４油穴
αａ、αｃ各分配穴の角度

Claims

内部に形成された流体供給路と、該流体供給路から分岐して外部に開口する複数の分配穴と、を有する加工工具であって、
前記加工工具の刃部の外部に開口して加工流体を供給するための前記各分配穴の流体供給路と連通する分岐部を、ねじり応力を受けて強度不足となりやすい折損領域Ｒを回避して該折損領域 R よりも先端側と基端側とに分けて軸方向にずらした位置に配置して、前記流体供給路に対する前記各分配穴の角度を異ならせて形成したことを特徴とする加工工具。
前記各分配穴を、前記流体供給路の分岐部から外部の開口部に向かって拡径するテーパ状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の加工工具。