JP3955798B2 - 回転切削工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ダイヤモンドコンパクトからなる超硬質チップを用いて切刃を構成した、リーマ、ドリル等穿孔用回転切削工具に関し、さらに詳細に言えば、穿孔の際に生じる切粉すなわち切屑が微細化され、且つ切粉の工具切刃への溶着が起こり難い回転切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイヤモンド或はＣＢＮコンパクトからなる超硬質チップを用いて切刃を構成した工具は、これらコンパクトの硬度が高く、また切刃への被削材の溶着が起こり難いので、特に高能率を要求される切削加工に広く使用されている。しかしこの工具は切削性に優れるところから連続した長い切粉が発生するために、リーマ、ドリル等の穿孔用工具では切粉の排出が困難になり、切粉により被削材の被加工面に傷が付けられるという問題がある。
【０００３】
これに対処するものとして、工具の切刃に丸め処理を施し、切刃の鋭利性すなわち切削性を若干落とし、これにより切粉の微細化を図る技術が知られている。しかし、丸め処理を施すと切削抵抗が増大し、これにより切粉が切刃へ溶着し易くなり、この溶着した切粉により被削材が傷付けられる場合が生じる。特に切刃の径方向外側端部は孔の内周面を形成する部分であり、この部分に切粉が溶着すると、切削した孔の内周面を傷付けるばかりでなく、寸法精度にも影響を与える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、本願発明は、切粉が微細化してその排出が容易であり、且つ切粉の工具切刃への溶着が起こり難い回転切削工具を提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る回転切削工具は、軸状のシャンクの一端側先端部にダイヤモンドコンパクトからなる超硬質チップを固着し、このチップの、シャンクの軸方向先端部に、シャンクの中心部側から径方向外方へ伸びる切刃を形成し、この切刃を、シャンクの中心部側から径方向外方所定の位置までの内方部と、シャンクの径方向においてこの内方部の外側に位置する外方部とで構成し、切刃の内方部は外方部よりその切削性が鈍化されている。そして外方部の切刃の長さを０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍとした。
【０００６】
ある実施の形態では、切刃の内方部と外方部とは、シャンクの中心軸線に対する角度が異なるように形成されている。
【０００７】
他の実施の形態では、切刃の外方部は、内方部より、シャンクの軸線方向においてシャンクの他端側へ後退した位置に形成されている。
【０００８】
他の実施の形態では、切刃の内方部は、該切刃を丸めることによりその切削性が鈍化されている。
【０００９】
さらに他の実施の形態では、切刃の内方部は、すくい面の内の、少なくとも切刃の内方部から所定の幅の範囲の切刃側すくい面を、該切刃側すくい面と逃がし面とが画成する角度が、外方部におけるすくい面と逃がし面とが画成する角度より大きくなるように、傾斜させることにより、その鋭利性が鈍化されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明するが、本願発明の範囲は、以下に説明される実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１は本願発明の第１の実施の形態に係る回転切削工具、具体的にはリーマ１を示す図であり、（イ）は部分正面図、（ロ）はその側面図である。また、図２は図１（イ）におけるA部の拡大図である。
【００１２】
図において、符号２は螺旋状の切粉排出溝３を備えた軸状のシャンクであり、その一端側先端部にはダイヤモンドコンパクトからなる超硬質チップ４が固着され、切刃５を構成している。切刃5はシャンク２の中心部から径方向外方へ、図示の通り斜めに延びて形成されている。以上の構成は公知であり、チップ４の形状も特に図示のものに限定されるものではなく、シャンク２の中心部側から径方向外方へ伸びる切刃５が形成されていればよい。
【００１３】
本実施の形態でのリーマ１の切刃５は、シャンク２の中心部側から径方向外方所定の距離までの内方部５ａと、その径方向外側の外方部５ｂとから構成される。本実施の形態では、切刃５の内方部５ａと外方部５ｂとは連続して直線状に形成されているが、内方部５ａと外方部５ｂとではその状態或いは構成が異なる。すなわち、外方部５ｂはきわめて鋭いエッジ状に形成されているが、内方部５ａについては図２に斜線を施した部分において、その切刃５ａの鋭利性を鈍化させる鈍化処理が施されている。これについて図３を参照して説明する。
【００１４】
図３は図２のB―B線での断面端面図である。符号７はすくい面、８は逃がし面である。図に示されるように、切刃５の内方部５ａには丸め処理が施され、これにより、破線で示される外方部５ｂに比して、その鋭利性が鈍化されている。この丸め処理は、例えばホーニングを利用したR加工により行うことができる。
【００１５】
このように切刃５は、その内方部５ａが丸められて鋭利性が鈍化され、外方部５ｂにおいては鋭いエッジの状態となっており、この構成を備えたリーマ１で穿孔加工をすると、内方部５ａの作用により切粉が微細化され、長い連続したものとはならず、切粉の排出がきわめて容易となる。またこれにより、切粉により被削材を傷付けることがなくなる。一方、外方部５ｂは鋭いエッジに形成されており、高い切削性を有するので、この部分に切粉が溶着することがない。従って、所望通りの加工精度を得ることができるとともに、溶着物により被削材を傷付けることもない。本実施の形態では、切粉の排出溝３が螺旋状に形成されており、この構成も切粉の排出を容易にする点で効果がある。
【００１６】
なお、超硬質チップ４としては鉄系の切削に適した CBN コンパクトの採用も考えられるが、本発明では非鉄系金属、樹脂等の切削に適したダイヤモンドコンパクトを採用した。また各部寸法はリーマ１の仕様に応じて適宜定めることができるが、外方部５ｂのエッジの断面の半径Ｒは２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下が望ましい。またこの外方部５ｂの長さＬ（図２参照）は０．１乃至０．５ｍｍが望ましい。また、内方部５ａの丸め部分の半径は２０μｍ乃至１００μｍ、好ましくは３０乃至５０μｍが望ましい。
【００１７】
上記の実施の形態では、内方部５ａの鈍化はその内方部５ａを丸めることにより行われたが、鈍化処理はこの方法に限定されない。図４は、他の方法により内方部５ａを鈍化させた第２の実施の形態を示す図であり、上述の第1の実施の形態での図３に対応する図である。
【００１８】
この第２の実施の形態では、第１の実施の形態でのR加工に代わってチャンファ加工が施されている。すなわち、例えば図２で斜線で示した部分のような、すくい面７のうちの切刃６ａから所定の幅の範囲である切刃側すくい面７ａが、すくい面７の残余の部分に対して図示の通り所定の角度で傾斜して形成され、切刃側すくい面７aと逃がし面８との間で画成する角度が、図中点線で示された如く、外方部６においてすくい面７と逃がし面８との間に画成される角度より大きくなっており、これにより内方部５ａが外方部５ｂに比してその切削性が鈍化されている。なお、切刃側すくい面７ａの寸法はリーマの仕様により適宜定め得るが、図４における幅Mは５０乃至２００μm、角度αは５乃至２５度が望ましい。
【００１９】
図６は第３の実施の態様に係るリーマ３１を示す図で、（イ）は部分正面図であり、（ロ）は（イ）でのＣ部の拡大図である。この実施の形態に係るリーマ３１は、シャンク３２の先端が平らな平頭型であり、また切粉排出溝３３がシャンク３２の軸線方向に真っ直ぐ伸びるタイプである。その先端に取付けられるチップ３４の形状は、前述の第１及び第２の実施の形態のものと異なり、先端中心側が平らで、外方側が傾斜状になり、この傾斜部分が切刃３５となっている。
【００２０】
図の（ロ）を参照すると、切刃３５は第１及び第２の実施例と同様に連続した形となっているが、本実施の形態での特徴は、切刃３５の内方部３５ａに対して外方部３５ｂが所定の角度で傾斜している。すなわち、シャンク３２の軸線に対する、内方部３５ａと外方部３５ｂの傾き角が異なり、外方部３５ｂとシャンク３２の軸線とが挟む角度の方が小さくなっている。
【００２１】
図（ロ）中において斜線を施した部分は、切刃３６のうちの内方部３６ａの切削性を鈍化させるための鈍化処理を施してある部分である。この鈍化処理は、第1の実施の形態で説明した方法と、第２の実施の形態で説明した方法とのいずれであっても良く、その際の各部寸法は所望に応じて適宜決定することができる。外方部３５ｂは勿論内方部３５ａより鋭いエッジ状に形成されており、切削性に優れている。すなわち、本実施の形態が第１、第２の実施の形態と異なる主たる点は、内方部３５ａと外方部３５ｂとがそれぞれシャンク３２の軸線に対する角度が異なる点である。この実施の形態では、上述の如く内方部３５ａと外方部３５ｂとが角度を変えて形成されているが、この形状の形成は比較的に容易に行うことができ、製造コストは高くならない。
【００２２】
図５は第４の実施の形態に係るリーマ４１を示す図で、（イ）は部分正面図、（ロ）は（イ）の符号Ｄ部の拡大図である。このリーマ４１のシャンク４２は第１、第２の実施の形態でのそれと同様に尖頭型であるが、その切粉排出溝43は第３の実施の形態と同じく、直線型である。そして、チップ４４の形状は概略第１及び第２の実施の形態のそれと同じであるが、切刃４５の形状は第３の実施の形態のそれに似ており、内方部４５ａに対して外方部４５ｂが所定の角度で傾斜しており、すなわち、それぞれの部分のシャンク４２の軸線に対する傾き角が異なっている。
【００２３】
図７は第５の実施の形態に係るリーマ５１を示す部分正面図である。このリーマ５１はその切粉排出溝５３が螺旋状に形成されている以外は、図６の実施の形態と同じである。図中符号Ｅで示された部分の詳細も、図６の（ロ）に示されたものと同じで良いので、その図示を省略する。
【００２４】
図８は第６の実施の形態に係るリーマ６１を示す部分正面図である。このリーマ６１はその切粉排出溝６３が螺旋状に形成されている以外は、図５の実施の形態と同じである。図中符号Ｆで示された部分の詳細も、図５の（ロ）に示されたものと同じで良いので、その図示を省略する。
【００２５】
図９は第７の実施の形態に係るリーマ７１を示す図で、（イ）は部分正面図、（ロ）は（イ）の符号Ｇで示される部分の拡大図である。この実施の形態の特徴は、切刃７５の内方部７５ａと外方部７５ｂとが連続して形成されていない点である。すなわち、外方部７５ｂは、内方部７５ａに対して、シャンク７２の軸線方向において後退した、すなわちシャンク７２のチップ７４の取付けられた一端側から遠ざかる方向に、内方部７５ａから所定の距離を隔てて形成されている。内方部７５ａと外方部７５ｂとのシャンク７２の軸線に対する傾きは本実施の形態では同じとしてあるが、これに限定はされない。なお図の（ロ）において斜線を施した内方部７５ａの鈍化処理部分は、前述した図３、４に示したいずれかの処理が施してある。また、図（ロ）から明らかなとおり、外方部７５ｂのシャンク７２の径方向内側端部に隣接した部分において、逃げ７９が形成されている。また、切粉の排出溝７３は直線型である。この実施の形態では、外方部７５ｂの長さＬ或いはＬ‘の寸法を正確に出すことができる。
【００２６】
図１０は第８の実施の形態に係るリーマ８１を示す図で、（イ）は部分正面図、（ロ）は（イ）の符号Ｈで示す部分の拡大図である。このリーマ８１を第７の実施の形態と比較すると、シャンク８２が尖頭型であること、内方部８５ａと外方部８５ｂの傾き角度が第７の例と異なる点を除き、第７の実施の形態と同じである。
【００２７】
図１１と１２はそれぞれ第９及び１０の実施の形態を示す図で、図９、１０の例にそれぞれ対応して示されており、それぞれ、切粉の排出溝９３、１０３が螺旋型であり、外方部９５ｂ、１０５ｂの内側端部に隣接して逃がしが形成されていない点で、図９、１０の例と異なるだけである。
【００２８】
図１３は、さらに第１１の実施の形態に係るリーマ１１１を示す図であり、シャンク１１２の先端部の、チップ１１４を取付けた部分のみを示す部分拡大図である。この実施の形態の特徴は、チップ１１４として、内側チップ１１４ａと１１４ｂの二つが図示のごとく取付けられ、それぞれ、シャンク１１２の径方向内側と外側に位置する内側切刃１１５と外側切刃１１６とを構成している点である。図示の通り、内側切刃１１５と外側切刃１１６のいずれも、シャンク１１２の径方向中心部側から外方へ延びる切刃となっている。外側切刃１１６は内側切刃１１５に対して、シャンク１１２の先端から遠ざかる方向に所定の距離だけ離れて形成されている。
内側切刃１１５と外側切刃１１６は、それぞれ前述した第７乃至第１０の実施の形態での切刃の構成と同様の構成をしており、シャンク１１２の軸方向で所定の距離だけ離れて配置された、内方部１１５ａ、１１６ａと、外方部１１５ｂ、１１６ｂとで構成されており、内方部１１５ａ、１１６ａには前述した鈍化処理が施され、その切削性がそれぞれ外方部１１５ｂ、１１６ｂに対して若干劣るように構成されている。この実施の形態は、例えば径の異なる二段に形成される孔を同時に加工する場合などに適用するときわめて好都合である。
なお、上記の説明においては回転切削工具としてリーマを例として説明したが、上記した各構成は例えばドリル等他の回転切削工具にも適用可能である。その際に、各工具に適応するように、上述した各構成に、本願発明の技術的本質を維持したまま、改変を加えることは可能である。
【００２９】
【発明の効果】
上記の通り、本願発明においては、ダイヤモンドコンパクトからなる超硬質チップにより形成した切刃を、シャンクの径方向で見て内方の内方部と、外側の外方部とで構成し、内方部の切刃に丸め加工その他の加工を施すことにより、その切削性を鈍化した。したがって、その内方部の作用により切粉は微細化される。したがって、切粉の排出性に優れ、切粉により被削材が傷付けられることが防止される。また、外方部の切刃は鋭いエッジ状態が維持され、その切削性が維持されているので、切刃に被削物が溶着することが防止され、溶着物により被削材が傷付けられることはなく、加工寸法精度も優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る回転切削工具、リーマを示す図である。
【図２】切刃部分の拡大図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線での断面端面図である。
【図４】第２の実施の形態を示す図で、第１の形態の図３に対応する図である。
【図５】第３の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【図６】第４の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【図７】第５の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【図８】第６の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【図９】第７の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【図１０】第８の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【図１１】第９の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【図１２】第１０の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【図１３】第１１の実施の形態に係るリーマを示す図である。
【符号の説明】
１ 回転切削工具
２ シャンク
３ 切粉排出溝
４ 超硬質チップ
５ 切刃
５ａ 内方部切刃
５ｂ 外方部切刃
７ すくい面
８ 逃がし面

Claims (5)

1. 軸状のシャンクの一端側先端部にダイヤモンドコンパクトからなる超硬質チップを固着し、前記チップの前記シャンクの軸方向先端部に、前記シャンクの中心部側から径方向外方へ伸びる切刃を形成した回転切削工具において、前記切刃は、前記シャンクの中心部側から径方向外方所定の位置までの内方部と、シャンクの径方向において前記内方部の外側に位置する外方部とで構成され、前記切刃の内方部は前記外方部よりその切削性が鈍化され、前記外方部の切刃の長さが０．１mm乃至０．５mmであることを特徴とする、回転切削工具。
2. 請求項１記載の回転切削工具において、前記切刃の内方部と外方部とは、前記シャンクの中心軸線に対する角度が異なるように形成されていることを特徴とする、回転切削工具。
3. 請求項１記載の回転切削工具において、前記切刃の外方部は、前記内方部より、前記シャンクの軸線方向において前記シャンクの他端側へ後退した位置に形成されていることを特徴とする、回転切削工具。
4. 請求項１乃至３のいずれか１に記載の回転切削工具において、前記切刃の内方部は、該切刃を丸めることによりその切削性が鈍化されていることを特徴とする、回転切削工具。
5. 請求項１乃至３のいずれか１に記載の回転切削工具において、前記切刃の内方部は、すくい面のうちの、少なくとも前記内方部から所定の幅の範囲の切刃側すくい面を、該切刃側すくい面と逃がし面とが画成する角度が、前記外方部におけるすくい面と逃がし面とが画成する角度より大きくなるように、傾斜させることにより、その鋭利性が鈍化されていることを特徴とする、回転切削工具。

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