JP4273796B2

JP4273796B2 - 穴あけ工具

Info

Publication number: JP4273796B2
Application number: JP2003072184A
Authority: JP
Inventors: 秀樹芳我; 順鹿野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: JP2004276180A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の底刃を有している穴あけ工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
座ぐり加工や穴あけ加工などで用いられる穴あけ工具は、先端面に底刃（すなわち、切刃のうち工具送り方向又は工具回転軸線方向の前端に位置する加工作用部分）を備え、ワークを切削加工することができる工具であり、エンドミルや正面フライスなどが含まれる。
【０００３】
例えば、このような穴あけ工具のうちのエンドミルには、様々なタイプのものがあり、切刃又は底刃が１枚のものも存在するが、例えば２枚など複数枚の切刃又は底刃を有するものが一般的である。また、後者の場合、複数の底刃が、図３に示されているように、全て工具の先端に位置しており、工具軸線方向の位置が全て同じになっている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５８２２４号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したエンドミルでは、全ての底刃が工具先端に位置しており、全ての底刃の磨耗が同時に進行するので、エンドミルが十分な切削性能を発揮できなくなったときには、全ての底刃を再研磨して、底刃の切削性能を回復させる必要がある。また、底刃の切削性能を回復させるためには、底刃を再研磨する際に最低限の取り代又は再研磨量が必要となり、再研磨量が最低限の量を下回れば十分な切削性能を回復させることができなくなり、加工精度の低下を招く。したがって、底刃の再研磨可能な回数は、この最低限の再研磨量によって制限を受けるという問題がある。
【０００６】
さらに、工具先端の底刃の数を増やすことは、一刃当たりの切れ込み量が小さくなるので、加工精度又は加工表面粗さの向上に用いられる手法であり、エンドミルに必要な底刃の数は要求される加工精度又は加工表面粗さに依存するので、底刃の数を単純に増やすことは適切ではない。
【０００７】
よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解消して、所望の加工精度を維持しながら穴あけ工具に対する再研磨可能な回数を増加させ、工具の寿命を延長させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の穴あけ工具は、上記目的に鑑み、工具先端に位置する底刃とは別に、工具先端から工具軸線方向に後退した位置に底刃を設け、工具先端に位置する底刃が磨耗したときには、工具先端の底刃を再研磨して、後退した位置の底刃を工具先端に位置させて加工させるようにする。
【０００９】
本発明の穴あけ工具では、所定の加工精度に要求される数の底刃を工具先端に備え、これと別に、工具先端から工具軸線方向に後退した位置に所定の加工精度に要求される数の底刃が設けられているので、工具先端に位置する底刃を用いて加工を行っているときに、後退した位置の底刃は加工を行わないので磨耗することはなく、穴あけ工具の切削性能が低下したときに、再研磨が必要となるのは、工具先端に位置する底刃のみとなる。一方、工具先端の底刃が磨耗したときに、その工具先端に位置する底刃のみを再研磨することによって、それまで工具先端に位置した底刃に代わって、工具先端から後退した位置にあった底刃が工具先端に位置するようになるので、それまで工具先端に位置した底刃が工具先端から後退した位置にあった底刃よりも工具軸線方向に後退することになり、一回の再研磨で、工具長の減少量は、実際の底刃の再研磨量よりも小さくなる。したがって、穴あけ工具全体としては、再研磨可能な回数が増加し得ることになる。
【００１０】
また、工具先端に位置する底刃と後退位置にある底刃との工具軸線方向の位置の差を最小再研磨量よりも小さくすれば、工具先端に位置する磨耗した底刃を最小再研磨量だけ再研磨したときに、それまで後退位置にあった底刃が必ず工具先端となり、それまで工具先端に位置していた底刃は工具先端から後退するようになる。これにより、穴あけ工具全体としては、最小再研磨量より小さい工具長減少量で切削性能の回復した底刃が工具先端に現れることになり、工具先端にのみ底刃を有する場合と比較して、最大限に再研磨可能な回数を増加させることが可能となる。
【００１１】
例えば、穴あけ工具が、工具先端に位置する底刃とは別に、工具先端に位置する底刃から工具軸線方向位置に段階的に後退して位置するＮ組（Ｎは、整数）の底刃を有していれば、後退位置にある底刃は、加工に直接関与しないので、工具先端の底刃が加工により磨耗していっても磨耗することがなく、また、工具先端に位置する底刃を再研磨して、後退位置の底刃を工具先端に位置させたときに、工具長減少量は一回の再研磨における底刃の取り代よりも小さくなるので、再研磨可能な回数を増加させることが可能になる。さらに、工具先端に位置する底刃と工具先端から最も後退して位置する底刃との工具軸線方向の位置の差が、切刃の底刃の切削性能を回復させるために必要な底刃の最小再研磨量よりも小さければ、穴あけ工具全体の工具軸線方向長さが最小再研磨量に等しい長さだけ減少する間に、Ｎ組の底刃が循環的に工具先端となり、Ｎ回の再研磨が可能となる。したがって、工具先端にのみ底刃が設けられている場合と比較して、再研磨可能な回数が少なくともＮ倍に増加する。
【００１２】
さらに、工具全体として、工具軸線方向に一定再研磨量毎に工具先端に底刃が位置するようになることから、各組の底刃間の工具軸線方向の位置の差を最小再研磨量のほぼＮ分の１に設定することが好ましい。また、最小再研磨量は一般に小さいことから、Ｎ＝２であること、すなわち、底刃が第１の切刃と、該第１の切刃から工具軸線方向に後退して位置する第２の切刃とからなることが好ましい。なお、この場合には、工具先端のみに底刃が設けられている場合と比較して、穴あけ工具の再研磨可能な回数が少なくとも２倍となる。
【００１３】
底刃が穴あけ工具の中心部から外方へ直線状に延びていれば、その底刃を他の底刃とは独立して、工具先端から工具軸線方向に後退した位置まで再研磨することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１及び図２を参照すると、本発明の穴あけ工具の一例であるエンドミル工具１０が示されている。エンドミル工具１０は複数の切刃１２を備えており、これら切刃１２は、それぞれ、その工具先端側端部において底刃１４を形成している。好ましくは、切刃１２及び底刃１４は、図１及び図２に示されているように、エンドミル工具１０の外周に周方向に等角度間隔で配置され且つ回転軸線１６に関して対称的に配置されていることが好ましい。
【００１６】
さらに、底刃１４は、工具先端に位置する第１の底刃群１８と、第１の底刃群１８に対して工具軸線（すなわち、工具の回転軸線１６）方向に距離ｄだけ後退して位置する第２の底刃群２０とを含んでおり、第１の底刃群１８と第２の底刃群２０とは、要求される加工精度又は加工表面粗さに適した同一数の底刃から構成されている。また、上記距離ｄは、底刃１４が磨耗したときに底刃１４の切削性能を回復するのに最小限必要な取り代である最小再研磨量Ｒよりも小さい値に設定されている。なお、各底刃１４は、エンドミル工具１０の回転中心部から外方へ向かって外周まで直線状に延びていることが好ましい。
【００１７】
図１及び図２に示されている実施形態では、エンドミル工具１０は４枚の底刃１４を備え、これら４枚の底刃１４が回転軸線１６回りに約９０度間隔で配置され、エンドミル工具１０の回転中心部から外方へ向かって工具外周まで直線状に延びており、工具先端側から見たときに略十字形状をなしている。そして、４枚の底刃１４は、直径方向反対側に配置された２枚を１組として、それぞれの組で第１の底刃群１８及び第２の底刃群２０を構成している。また、上記距離ｄは、最小再研磨量Ｒの２分の１に設定されている。
【００１８】
次に、図１及び図２に示されているエンドミル工具１０を用いた穴あけ加工の方法を説明する。
【００１９】
最初、エンドミル工具１０の先端に位置する第１の底刃群１８を用いて座ぐり加工などの穴あけ加工を行う。このとき、エンドミル工具１０は回転軸線１６に沿って加工送りされる間、第２の底刃群２０は第１の底刃群１８から工具軸線方向に距離ｄだけ後退して位置しているので、第２の底刃群２０は直接加工に関与せず、磨耗を起こさない。次に、第１の底刃群１８が磨耗して十分な切削性能を発揮することができなくなり、使用限界に至ると、第１の底刃群１８のみを最小再研磨量Ｒだけ再研磨する。なお、第１の底刃群１８は、エンドミル工具１０の回転中心部から直線状に延びている底刃１４から構成されているので、第２の底刃群２０から独立して第１の底刃群１８を再研磨することが可能である。
【００２０】
最小再研磨量Ｒは距離ｄよりも大きいので、第１の底刃群１８を最小再研磨量Ｒだけ再研磨すると、第１の底刃群１８が第２の底刃群２０よりも工具軸線方向に後退することになり、第１の底刃群１８に代わって、第２の底刃群２０が工具先端に位置することになる。このとき、第１の底刃群１８は、第２の底刃群２０から最小再研磨量Ｒの２分の１（すなわち、距離ｄ）だけ工具軸線方向に後退して位置する。なお、第１の底刃群１８が最小研磨量Ｒだけ再研磨されているにもかかわらず、エンドミル工具１０全体としては、距離ｄに等しい長さしか工具長（工具軸線方向の工具の長さ）が減っていないことに留意されたい。
【００２１】
次に、工具先端に位置する第２の底刃群２０を用いて加工を行い、第２の底刃群２０が磨耗して十分な切削性能を発揮することができなくなり、使用限界に至ると、第１の底刃群１８のときと同様に、第２の底刃群２０のみを最小再研磨量Ｒだけ再研磨する。これにより、工具先端に位置していた第２の底刃群２０が第１の底刃群１８よりも工具軸線方向に後退し、第２の底刃群２０に代わって、第１の底刃群１８が再び工具先端に位置することになる。そして、このとき、第２の底刃群２０は、第１の底刃群１８から最小再研磨量Ｒの２分の１（すなわち、距離ｄ）だけ工具軸線方向に後退して位置するようになる。また、同様に、第２の底刃群２０が最小研磨量Ｒだけ再研磨されているにもかかわらず、エンドミル工具１０全体としては、距離ｄに等しい長さしか工具長は減らない。
【００２２】
このように、エンドミル工具１０全体が、距離ｄの２倍、すなわち最小再研磨量Ｒに等しい長さだけ減少する間に、２回の再研磨を行うことが可能となる。
【００２３】
さらに、以上のステップを繰り返し、第１の底刃群１８と第２の底刃群２０とを交互に工具先端に位置させ、加工に使用することにより、図１及び図２に示されているエンドミル工具１０では、工具先端にのみ４枚の底刃が形成されている場合と比較して、再研磨可能な回数が２倍となり、エンドミル工具１０の寿命が延長される。
【００２４】
以上、図示されているエンドミル工具１０を例として本発明の穴あけ工具について説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
例えば、上記実施形態のエンドミル工具１０では、第１の底刃群１８と第２の底刃群２０との工具軸線方向の位置の差である距離ｄが、最小再研磨量Ｒの２分の１に設定されているものとして説明されているが、最小再研磨量Ｒより小さい任意の値に設定すれば、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能であることが分かるであろう。
【００２６】
また、上記エンドミル工具１０では、第１の底刃群１８及び第２の底刃群２０を構成する底刃１４が、エンドミル工具１０の工具回転中心部から外方へ直線状に延び、回転軸線１６に関して対称的に設けられているものとして説明されているが、各底刃群１８、２０の底刃１４のみを再研磨することが可能であれば、他の任意の形状をとることも可能であり、また、必ずしも対称的に設けられている必要はない。
【００２７】
さらに、エンドミル工具１０は、第１及び第２の底刃群１８、２０に加えて、工具先端に位置する底刃群から工具軸線方向に段階的に後退して位置する付加的な底刃群を備えることも可能である。このようにエンドミル工具１０がＮ組（Ｎは２以上の整数）の底刃群を備えている場合にも、工具先端に位置する底刃と最も後退して位置する底刃との工具軸線方向の位置の差が、最小再研磨量Ｒよりも小さい値に設定されていることが好ましく、隣接する底刃群距離ｄが最小再研磨量Ｒの約Ｎ分の１に設定されていることがさらに好ましいことはもちろんである。なお、この場合には、工具先端のみに底刃群を備えている場合と比較して、再研磨可能な回数が少なくともＮ倍となる。
【００２８】
加えて、第１の底刃群１８及び第２の底刃群２０のそれぞれを構成する底刃１４の数は、２枚に限定されず、３枚以上の底刃により各底刃群を構成することも可能であることはもちろんである。
【００２９】
さらに、本発明の穴あけ工具についてエンドミル工具１０を例として説明したが、本発明はエンドミル工具１０に限定されるものではなく、例えば、正面フライスなど工具先端に底刃を有している任意の工具に対して本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の穴あけ工具の一例である４枚の切刃を有したエンドミル工具の側面図を示している。
【図２】図１に示されているエンドミル工具を先端側から見た図を示している。
【図３】従来のエンドミル工具の側面図を示している。
【符号の説明】
１０…エンドミル工具
１２…切刃
１４…底刃
１６…回転軸線
１８…第１の底刃群
２０…第２の底刃群

Claims

複数の底刃を有している穴あけ工具において、
該底刃が、工具先端に位置する底刃と、磨耗しないように該工具先端に位置する底刃に対して工具軸線方向に後退して位置する底刃とからなり、前記工具先端に位置する底刃が磨耗したときに、前記工具先端に位置する磨耗した底刃を再研磨することによって、前記後退して位置する底刃が、前記工具先端に位置する底刃に代わって、前記工具先端に位置するようになっていることを特徴とする穴あけ工具。
前記工具先端に位置する底刃と前記後退して位置する底刃との工具軸線方向の段差が、前記工具先端に位置する磨耗した底刃の切削性能を回復させるために最小限必要な前記工具先端に位置する底刃の最小再研磨量よりも小さい、請求項１に記載の穴あけ工具。
前記穴あけ工具が、工具先端に位置する底刃とは別に、工具先端に位置する底刃から工具軸線方向位置に段階的に後退して位置するＮ組（Ｎは、整数）の底刃を有し、前記工具先端に位置する底刃と工具先端から最も後退して位置する底刃との工具軸線方向の位置の差が、前記工具先端に位置する磨耗した切刃の底刃の切削性能を回復させるために最小限必要な前記工具先端に位置する底刃の最小再研磨量よりも小さい、請求項１に記載の穴あけ工具。
前記底刃が、第１の底刃と、該第１の底刃から工具軸線方向に後退して位置する第２の底刃とからなる、請求項３に記載の穴あけ工具。
前記各組の底刃間の工具軸線方向の段差は、前記最小再研磨量のほぼ（Ｎ＋１）分の１に設定されている、請求項３又は４に記載の穴あけ工具。
前記底刃は、前記穴あけ工具の回転中心部から外方へ直線状に延びている、請求項１に記載の穴あけ工具。