JP4275822B2 - 切削工具 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はねじ切りに用いる切削工具に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7(a)〜(c)は従来の代表的なねじ切り方法を示す図である。
(a):工作機械101にドリル102をセットし、鋳物103にドリル102でねじ下穴の加工を行う。
(b):次に工具をねじ切りタップ105に交換し、このねじ切りタップ105を、ねじ下穴104に切込む。
(c):工具を面取り具107に交換し、ねじ106の入口に面取り部108を形成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ねじ106を切るために、ドリル102、タップ105及び面取り具107が必要であり、工具の数が多く、工作機械の工具交換装置へのセットに手間がかかる。また、工具交換のために、切削加工を停止する必要があり、生産効率が低下する。
【0004】
そこで、本発明の目的は、生産効率のよい切削工具を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、シャンクは、チップとの位置合せのために、先端を山形に形成した端部を備え、チップは、CBNまたはダイヤモンドの高硬度焼結体を第2層とし、この第2層を超硬合金などの工具材料からなる第1層及び第3層でサンドイッチした3層積層体で、正面から見ると、第2層は工具の回転中心を通る細い帯であり、シャンクの端部に接着剤で接着されるV字形の接着部と、第2層の細い帯にのみ形成された切り刃と、を備え、切り刃は、先端に設けられて切屑を細かく生成する底刃と、ねじを切るためのねじ切り刃と、めねじの内径と同径のさらえ刃と備えていることを特徴とする
【0006】
チップに切屑を細かく生成するための底刃を形成するとともに、ねじを切るためのねじ切り刃を形成した。切削工具を回転させながらオフセットさせて、円形に掘り込み加工を行うことができ、同時に、ねじ切り刃で輪郭部に予め面取り加工を実施しておくことができる。その結果、めねじの入口がねじ切りの最後(出口)になっても、出口(加工の最後)にバリのないめねじを切ることができるので、バリ徐行の手間を省くことができる。
【0007】
チップの第2層の細い帯にのみ形成された切り刃は、底刃と、ねじを切るためのねじ切り刃と、めねじの内径と同径のさらえ刃とを備えていることを特徴とする底刃で掘り込み加工後、底刃及びねじ切り刃がともにねじ下穴を開け、続けて、ねじ切り刃及びさらえ刃がともに所定のねじを切る。つまり、工具1本でねじを切るので、機械を停止して工具を交換する必要がなく、生産効率が向上する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る切削工具の側面図であり、切削工具10は、シャンク11の端部にろー12でチップ13を固定したものである。
シャンク11は、工具鋼の丸棒を所定の外径に仕上げ、油孔を開け、先端を山形に形成したものである。先端を山形にすることで、チップ13の位置合せの精度を高めるとともに、接着強度の向上を図ることができる。
【0009】
図2は図1の2部拡大図であり、チップ13に切り刃16を形成したことを示す。
切り刃16は、底刃21と、ねじ切り刃22と、さらえ刃23と、からなり、これらの刃が連続した刃である。具体的には、底刃21は、先端に第1底刃24を形成し、この第1底刃24からシャンクに向って第2底刃25を形成し、この第2底刃25からシャンクに向って第3底刃26を形成し、この第3底刃26に連続してシャンクに向ってねじ切り刃22を形成し、このねじ切り刃22に連続してシャンクに向ってさらえ刃23を形成したものである。27はすくい面、28・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)は側面の逃げ面である。θは切り刃16の先端角であり、180゜である。
【0010】
図3は図2の3矢視図であり、チップ13は、CBN若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体を第2層31とし、この第2層31を超硬合金などの工具材料からなる第1層32及び第3層33でサンドイッチした3層積層体からなり、切削工具10を正面から見ると、第2層31が工具の回転中心を通る縦長の細い帯であり、この細い帯に切り刃16を形成するとともに、第2層31の両側を第1層32及び第3層33で補強する構造である。3層積層体の各々の厚さは、例えば第2層31の厚さは1mm程度、第1層32や第3層33の厚さは5mm程度、全体の厚さは11mm程度とする。35,35は油穴、36,36は切屑排出溝である。
【0011】
図4は本発明に係るチップの形状を示す斜視図であり、第1・第2・第3層32,31,33を積層した3層積層体をチップ13とし、第2層31の細い帯に切り刃16,16を形成し、これらの切り刃16,16に切屑を細かく生成するための段差部であるところの第1底刃24,24、第2底刃25,25及び第3底刃26,26を形成し、ねじを切るためのねじ切り刃22,22を形成し、めねじの内径と同径のさらえ刃23,23を形成したことを示す。38・・・は正面の逃げ面である。
【0012】
図5(a)〜(d)は本発明に係るねじ切り工程図であり、上段に平面図を併記したので、合計8個の図を表わしたものである。なお、この工程では、鋳物41に予め鋳抜き穴42を形成した場合を示す。予め鋳抜き穴42を形成することで、加工効率の向上を図ることができる。
(a):鋳物41に回転させた切削工具10を臨ませ、まず、鋳抜き穴42に面取り加工を開始する。
【0013】
(b):切削工具10自身を回転させ(矢印▲1▼)ながら、鋳抜き穴42の穴中心軸線43に対し、切削工具10の中心軸線44を距離δ1だけ偏心させ、切削工具10を円弧に沿って送り(矢印▲2▼)、底刃21並びにねじ切り刃22で鋳抜き穴42の口元を掘り込み加工しつつ、予め面取り部45を形成する。この様に切削工具10を矢印▲1▼のごとく自転させつつ、矢印▲2▼の様に公転させることを、コンタリング加工という。
【0014】
切り刃16に切屑を細かく生成するための第1底刃24、第2底刃25及び第3底刃26を形成し、ねじ切り刃22を形成したので、鋳抜き穴42であっても、掘り込み加工並びに面取り加工を実施することができる。
次に、ねじ下穴加工を開始する。
【0015】
(c):底刃21並びにねじ切り刃22でねじ下穴46を開ける。ねじ下穴46の内径は、ねじ切り刃22の外径とほぼ等しい寸法である。
切り刃16に切屑47・・・を細かく生成するための第1底刃24、第2底刃25及び第3底刃26を形成したので、切屑排出溝36の断面積を小さくしても、切屑47・・・を容易に排出することができる。その結果、屑排出溝36の断面積を小さくして、切削工具10の剛性を高めることができる。剛性が高いと、能率のよい切削条件に設定(切削排出量(cm3/min)を多くする)することができ、生産効率の向上を図ることができる。
所定の深さに達したら切削工具10の送り(下降)を止め、ねじ切りを開始する。
【0016】
(d):切削工具10自身を回転させ(矢印▲1▼)ながら、切削工具10を円弧に送り(矢印▲3▼)、この送りが1周を終えると同時にピッチPだけの送り(矢印▲4▼)も終えるように螺旋状に送り(ヘリカル加工)、切削工具10を抜き、めねじ48を得る。最後に切削工具10を抜く際、予め面取り部45を形成したので、出口51にバリが発生することはなく、切削工具10のみで、出口51にバリのないめねじを加工することができる。その結果、バリ除去の手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
【0017】
また、切り刃16にめねじの内径と同径のさらえ刃23を形成したので、さらえ刃23で所定の内径を有するめねじの山の頂を形成することができる。同時に、ねじ切り刃22によって、ねじみぞを形成することができる。その結果、ねじ切りに必要な工具の数を1本にすることができ、工具交換装置へ工具をセットするのに手間がかからない。
さらに、工具の数を1本にできるので、工具交換で加工が停止することはなく、生産効率の向上を図ることができる。
【0018】
図6(a)〜(d)は本発明に係るねじ切り工程図であり、上段に平面図を併記したので、合計8個の図を表わしたものである。なお、この工程では、鋳物61に鋳抜き穴がない場合を示す。鋳抜き穴がないので、鋳型の製造が容易であり、生産コストの低減を図ることができる。また、鋳抜き穴がないので、鋳込みが容易である。
(a):鋳物61に回転させたねじ切り工具10を臨ませ、まず、面取り加工を開始する。
【0019】
(b):面取り加工は図5(b)と同様であり、詳細な説明は省略するが、ねじ中心軸線62に対し、切削工具10の中心軸線44を距離δ1だけ偏心させ、底刃21並びにねじ切り刃22で掘り込み加工しつつ、予め面取り部45を形成する。
【0020】
切り刃16に切屑を細かく生成するための第1底刃24、第2底刃25及び第3底刃26を形成し、ねじ切り刃22を形成したので、鋳物61の鋳はだ(黒皮)であっても、掘り込み加工並びに面取り加工を実施することができる。
次に、ねじ下穴加工を開始する。
【0021】
(c):ねじ下穴加工は図5(c)と同様であり、切り刃16に切屑47・・・を細かく生成するための第1底刃24、第2底刃25及び第3底刃26を形成したので、切屑排出溝36の断面積を小さくしても、切屑47・・・を容易に排出することができる。その結果、屑排出溝36の断面積を小さくして、切削工具10の剛性を高めることができる。剛性が高いと、能率のよい切削条件に設定(切削排出量(cm3/min)を多くする)することができ、生産効率の向上を図ることができる。
所定の深さに達したら切削工具10の送り(下降)を止め、ねじ切りを開始する。
【0022】
(d):ねじ切りは図5(d)と同様であり、詳細な説明は省略するが、最後に切削工具10を抜く際、予め面取り部45を形成したので、出口51にバリが発生することはなく、切削工具10のみで、出口51にバリのないめねじを加工することができる。その結果、バリ徐行の手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
【0023】
また、ねじ切りに必要な工具の数を1本にすることができ、工具交換装置へ工具をセットするのに手間がかからない。
さらに、工具の数を1本にできるので、工具交換で加工が停止することはなく、生産効率の向上を図ることができる。
【0024】
尚、本発明の実施の形態に示した図2の底刃は3段で形成したが、段数は3段に限定するものではなく、ねじ切り刃の外径の大小によって、任意に変えてもよい。
また、切り刃16の先端角θは180゜であるが、先端角θは任意である。
【0025】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1では、シャンクは、チップとの位置合せのために、先端を山形に形成した端部を備え、チップは、3層積層体で、正面から見ると、第2層は工具の回転中心を通る細い帯であり、シャンクの端部に接着剤で接着されるV字形の接着部と、第2層の細い帯にのみ形成された切り刃と、を備え、切り刃は、先端に設けられて切屑を細かく生成する底刃と、ねじを切るためのねじ切り刃と、めねじの内径と同径のさらえ刃と、を備えているので、底刃並びにねじ切り刃で鋳物の鋳はだ又は鋳抜き穴に掘り込み加工並びに面取り加工を実施することができる。予め面取り加工を行うと、ねじ切りの際、最後の出口にバリが発生し難く、バリを除去する手間を省くことができる。従って、生産効率の向上を図ることができる。
【0026】
また、切り刃は、先端に設けられて切屑を細かく生成する底刃と、ねじを切るねじ切り刃と、めねじの内径と同径のさらえ刃と備えているので、予め面取り加工を実施した後、続けて、ねじ下穴加工、めねじのねじ切りを実施することができる。その結果、工具交換の必要がなく、切削加工が停止しないので、生産効率の向上を図ることができる。
さらに、シャンクは、チップとの位置合せのために、先端を山形に形成した端部を備え、チップは、シャンクの端部に接着剤で接着されるV字形の接着部を備えているので、チップの位置合せの精度を高めるとともに、接着強度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る切削工具の側面図
【図2】図1の2部拡大図
【図3】図2の3矢視図
【図4】本発明に係るチップの形状を示す斜視図
【図5】本発明に係るねじ切り工程図
【図6】本発明に係るねじ切り工程図
【図7】従来の代表的なねじ切り方法を示す図
【符号の説明】
10…切削工具、11…シャンク、13…チップ、16…切刃、22…ねじ切刃、23…さらえ刃、24…段差部(第1底刃)、25…段差部(第2底刃)、26…段差部(第3底刃)、31…第2層、32…第1層、33…第3層、47…切屑。

Claims (1)

  1. めねじを加工するチップと、該チップを取付けるシャンクと、からなる切削工具であって、
    前記シャンクは、前記チップとの位置合せのために、先端を山形に形成した端部を備え、
    前記チップは、CBNまたはダイヤモンドの高硬度焼結体を第2層とし、この第2層を超硬合金などの工具材料からなる第1層及び第3層でサンドイッチした3層積層体で、正面から見ると、前記第2層は工具の回転中心を通る細い帯であり、前記シャンクの前記端部に接着剤で接着されるV字形の接着部と、前記第2層の細い帯にのみ形成された切り刃と、を備え、
    前記切り刃は、先端に設けられて切屑を細かく生成する底刃と、ねじを切るためのねじ切り刃と、めねじの内径と同径のさらえ刃と備えていることを特徴とする切削工具。
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