JP4464117B2 - Cutting tool manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、金属の機械加工に用いるフライスカッタやホブカッタなどの切削工具の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a cutting tool such as a milling cutter or a hob cutter used for metal machining.
従来、この種の切削工具としては、刃部とボディとが同一材料から作り出されてなるムク形のものが多く使用されており、その材料は、靭性と剛性の両方を兼ね備えた高速度鋼(ハイス)が現在のところ最も優れている。また、ムク形の外に、刃部を構成するブレードがボディに機械的に取り付けられてなる植刃形又は組立形のものも知られている(例えば、非特許文献1参照。)。
ところが、上記ムク形の切削工具では、材料から製品になるまでに多量の切り屑が発生し、それをスクラップとして処理する必要があるため、その分製品価格が高くなるという問題がある。特に、高速度鋼を材料とする場合、刃部以外の部分まで高速度鋼で製作する必要があり、高速度鋼が一般の合金鋼に比べて非常に高価なものであるため、この問題が顕著である。 However, the Muku-shaped cutting tool has a problem that a large amount of swarf is generated from the material to the product, and it is necessary to process it as scrap, which increases the product price accordingly. In particular, when high-speed steel is used as the material, it is necessary to manufacture the high-speed steel up to the part other than the blade, and this problem is caused because the high-speed steel is very expensive compared to general alloy steel. It is remarkable.
これに対し、植刃形又は組立形の切削工具では、このような問題を解消できるが、ブレードないし刃部の剛性がムク形のものに比べて低くなることから、切削精度も低くなるという欠点がある。 On the other hand, such a problem can be solved by using a cutting tool of an insert type or an assembly type, but since the rigidity of the blade or the blade part is lower than that of the Muku type, the disadvantage is that the cutting accuracy is also reduced. There is.
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、資源を有効に利用して製品価格の低廉化及び切削精度の向上を図り得る切削工具の製造方法を提供せんとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to provide a manufacturing method of a cutting tool that can effectively reduce resources and improve cutting accuracy by effectively using resources. To do.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、複数の刃部を有する切削工具の製造方法として、上記各刃部を構成する所定形状のブレードを用意する工程と、このブレードを鋳型内に挿入した後、ブレードと同じ材料のスクラップを溶解したものを鋳型内に注入してブレードと一体のボディを鋳造する工程と、ボディの鋳造後にブレードを切削して刃部を成形する工程とを備える構成とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
この構成では、切削工程では所定形状のブレードを切削して刃部を成形するだけであるため、ムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができ、その分製品価格の低廉化を図ることができる。また、ボディの鋳造工程ではブレードと同じ材料のスクラップを溶解物として利用しているため、資源の再利用を図ることができ、この点からも製品価格の低廉化を図ることができる。さらに、ブレードとボディとは鋳造により一体化されているため、ムク形のものと同程度にブレードないし刃部の剛性を確保することができる。しかも、ボディの鋳造ではブレードと同じ材料のスクラップが溶解物として利用され、両者間に熱膨張差が生じないようになっているため、鋳造による一体化をより強固なものとすることができる。 In this configuration, in the cutting process, only a blade having a predetermined shape is cut and the blade portion is formed, so that chips can be reduced compared to the Muku type, and the product price is reduced accordingly. be able to. Further, since scrap of the same material as the blade is used as a melt in the casting process of the body, resources can be reused, and the product price can be reduced also in this respect. Furthermore, since the blade and the body are integrated by casting, the rigidity of the blade or the blade portion can be ensured to the same extent as that of the mug-shaped one. In addition, since the scrap of the same material as the blade is used as a melt in the casting of the body and no difference in thermal expansion occurs between them, the integration by casting can be made stronger.
請求項2に係る発明は、請求項1記載の切削工具の製造方法において、上記ブレード及びスクラップを、共に高速度鋼によって構成する。この構成では、刃部を構成するブレードが高速度鋼からなるため、刃部の靭性と剛性とを共に高めることができる上、高価な高速度鋼のスクラップを再利用することなどで製品価格の低廉化を一層図ることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a cutting tool according to the first aspect, both the blade and the scrap are made of high speed steel. In this configuration, since the blade constituting the blade portion is made of high-speed steel, both the toughness and rigidity of the blade portion can be increased, and the product price can be reduced by reusing expensive high-speed steel scrap. It is possible to further reduce the cost.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2記載の切削工具の製造方法において、上記ブレードが、鋳造工程でボディに埋設される箇所に角部を有してなる構成とする。この構成では、鋳造工程でブレードの角部の一部が解けてボディと一体化するため、ブレードないし刃部の剛性をより高めることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a cutting tool according to the first or second aspect, the blade has a corner portion at a position embedded in the body in a casting process. In this configuration, since a part of the corner of the blade is unwound and integrated with the body in the casting process, the rigidity of the blade or blade can be further increased.
以上のように、本発明における切削工具の製造方法によれば、従来のムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができる上、切り屑やスクラップを溶解して資材として再利用しているため、資源の再利用を図ることができ、製品価格の低廉化を図ることができる。しかも、刃部の剛性をムク形のものと同程度に確保することができるので、切削精度を高めることができ、実用性に優れた効果を有するものである。 As described above, according to the method for manufacturing a cutting tool in the present invention, it is possible to reduce the amount of chips as compared with the conventional muku type, and the chips and scrap are melted and reused as materials. Therefore, resources can be reused and product prices can be reduced. In addition, since the rigidity of the blade portion can be ensured to the same extent as that of the Muku type, the cutting accuracy can be increased and the effect is excellent in practicality.
特に、請求項2に係る発明では、刃部を構成するブレードが高速度鋼からなるため、刃部の靭性と剛性とを共に高めることができる上、高価な高速度鋼のスクラップを再利用することなどで製品価格の低廉化を一層図ることができる。
In particular, in the invention according to
また、請求項3に係る発明では、ボディの鋳造工程でブレードの角部の一部が解けてボディと一体化するため、刃部の剛性をより高めることができ、切削精度の向上をより図ることができる。
Further, in the invention according to
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments that are the best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1及び図2は本発明の第1の実施形態に係る切削工具としてのスパイラルベベルギヤカッタ1を示し、このスパイラルベベルギヤカッタ1は、フライス盤などの機械主軸に取り付けられて、正面側にリング状に配列された複数の刃部2,2,…により歯車や継手などの切削加工を行うものである。
(First embodiment)
1 and 2 show a spiral
上記スパイラルベベルギヤカッタ1は、複数の刃部2,2,…を1個でもって構成する高速度鋼(ハイス)からなるリング状のブレード3と、このブレード3と同じ材料である高速度鋼のスクラップを用いてブレード3と一体に鋳造された円板状のボディ4とからなる。ブレード3は、ボディ4の鋳造後に切削されて複数の刃部2,2,…が成形されるようになっており、各刃部2は、スパイラルベベルギヤカッタ1の回転方向(正面側から見て反時計方向)前端に切れ刃5を有している。また、ボディ4の中心には機械主軸側の軸心と同心させるための中心孔7が設けられているとともに、この中心孔7の周囲には各々取付ボルトを挿通するための4つのドライブ孔8,8,…が円周方向に等間隔で設けられている。
The spiral
次に、上記スパイラルベベルギヤカッタ1の製造方法を、図1及び図2に加えて、図3ないし図7をも参照しながら説明する。先ず、図3及び図4に示すような、複数の刃部2,2,…を構成するための高速度鋼からなるリング状のブレード3を用意する。このブレード3は、一端側(図で下端側)に厚みが次第に薄くなるリング状の括れ部11と、この括れ部11の端寄り位置で外方と内方とにそれぞれ尖ったリング状の一対の角部12a,12bとを有しており、括れ部11の内寄り位置には外方と内方とを貫通する複数の小孔13,13,…が円周方向に所定間隔毎に設けられている。尚、高速度鋼は、鉄を主成分とし、切削工具としての硬度、高温切削性及び焼入れ性を高めるためにコバルト、タングステン及びモリブデンなどの希少金属を添加したものである。
Next, a method for manufacturing the spiral
続いて、図5に示すように、上型15と中型16と下型17とを積み重ねてなる3段重ねの鋳型18の中型16内に上記ブレード3を、括れ部11及び角部12a,12bを上向きでかつ中型16の空間に露出させた状態に挿入する。そして、鋳型18の型締めを行った後、ブレード3と同じ材料である高速度鋼のスクラップを加熱して溶解したものを上型15の注入口19から鋳型18内に注入してブレード3と一体のボディ4を鋳造する。この際、ブレード3は、その角部12a,12bの一部が溶解物の熱で溶けるとともに、小孔13内に溶解物が流入するため、ボディ4との鋳造一体化が強固に行われる。鋳型18を開いた後、このボディ4から不要な部分を切り取ることにより、図6及び図7に示すようなブレード3と一体でかつ中心に中心孔7を有する円板状のボディ4が成形される。
Subsequently, as shown in FIG. 5, the
その後、上記ボディ4の中心孔7周囲に孔開け加工によりドライブ孔8を設ける。また、ブレード3を切削して複数の刃部2,2,…を成形する。以上によって、図1及び図2に示すようなスパイラルベベルギヤカッタ1が製造される。
Thereafter,
従って、このようなスパイラルベベルギヤカッタ1の製造方法によれば、スパイラルベベルギヤカッタ1のうち、刃部2のみをリング状のブレード3を切削して成形しているため、円板状のムク材から刃部2とボディ4の両方を削り出すムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができ、その分製品価格の低廉化を図ることができる。また、正面フライカッタ1の大部分を占めるボディ4の鋳造時には、ブレード3と同じ材料のスクラップを溶解して利用しているため、資源の再利用を図ることができ、この点からも製品価格の低廉化をより図ることができる。特に、本実施形態では、ブレード3及びボディ4が共に高価な高速度鋼からなるため、切り屑の減少化及びスクラップの再利用により製品価格の低廉化をより一層図ることができる。
Therefore, according to such a manufacturing method of the spiral
その上、上記ブレード3とボディ4とは鋳造により一体化されているため、ムク形のものと同程度にブレード3ないし刃部2の剛性を確保することができ、切削精度の向上を図ることできる。また、ボディ4の鋳造ではブレード3と同じ材料のスクラップである高速度鋼が溶解物として利用され、両者間に熱膨張差が生じないようになっているため、鋳造による一体化をより強固なものにして切削精度の向上をより図ることができる。特に、本実施形態では、ブレード3の角部12a,12bの一部が解けることなどでブレード3とボディ4との鋳造一体化が強固に行われるため、刃部2の剛性アップひいては切削精度の向上をより一層図ることができる。
In addition, since the
尚、上記実施形態では、ボディ4の鋳造時に上型15と中型16と下型17とを積み重ねてなる3段重ねの鋳型18を用い、下型17の空間に溶解物中の不純物が溜まるようにし、ボディ4の品質向上を図るようにしたが、本発明は、溶解物として利用するスクラップの純度が高い場合などには、上型と下型とからなる通常の鋳型を用いてもよいのは勿論である。
In the above-described embodiment, when the
(第2の実施形態)
図8及び図9は本発明の第2の実施形態に係る切削工具としてのスパイラルベベルギヤカッタ21を示す。このスパイラルベベルギヤカッタ21は、第1の実施形態に係るスパイラルベベルギヤカッタ1と同じく、正面側にリング状に配列された複数の刃部22,22,…を有しているが、この各刃部22は、それぞれ別々の高速度鋼からなるブレード23により構成されている。
(Second Embodiment)
8 and 9 show a spiral
また、上記スパイラルベベルギヤカッタ21は、ブレード23と同じ材料である高速度鋼のスクラップを用いてブレード23と一体に鋳造された円板状のボディ24を有しており、このボディ24の中心には中心孔27が設けられているとともに、この中心孔27の周囲には4つのドライブ孔28,28,…が円周方向に等間隔で設けられている。
The spiral
次に、上記スパイラルベベルギヤカッタ21の製造方法を、図8及び図9に加えて、図10ないし図12などをも参照しながら説明する。先ず、図10に示すような、1つの刃部22を構成するための高速度鋼からなる略四角柱状のブレード23を複数用意する。このブレード23は、一端側(図10(b)で下端側)に4辺のうちの対向する一対の2辺間の厚みが次第に薄くなる括れ部31と、この括れ部31の端寄り位置でそれぞれ側方下向きにそれぞれ尖った一対の角部32,32とを有しており、括れ部11の内寄り位置には括れ部31の括れ方向に貫通する小孔33が設けられている。
Next, a manufacturing method of the spiral
続いて、第1の実施形態の場合と同様に図5に示すような3段重ねの鋳型18の中型16内、あるいは上下2段の通常鋳型の下型内に上記複数個のブレード23,23,…を、それぞれ括れ部31及び角部32を上向きでかつ中型16又は下型の空間に露出させた状態に挿入する。そして、鋳型の型締めを行った後、ブレード23と同じ材料である高速度鋼のスクラップを加熱して溶解したものを鋳型内に注入して各ブレード23と一体のボディ24を鋳造する。この際、各ブレード23は、その角部32の一部が溶解物の熱で溶けるとともに、小孔33内に溶解物が流入するため、ボディ24との鋳造一体化が強固に行われる。鋳型を開いた後、このボディ24から不要な部分を切り取ることにより、図11及び図12に示すようなブレード23と一体でかつ中心に中心孔27を有する円板状のボディ24が成形される。
Subsequently, as in the case of the first embodiment, the plurality of
その後、上記ボディ24の中心孔27周囲に孔開け加工によりドライブ孔28を設ける。また、ブレード23を切削して複数の刃部22,22,…を成形する。以上によって、図8及び図9に示すようなスパイラルベベルギヤカッタ21が製造される。
Thereafter, a
そして、上記第2の実施形態においても、第1の実施形態の場合と同様に、スパイラルベベルギヤカッタ21のうち、刃部22のみを高価な高速度鋼からなるブレード23を切削して成形しているため、ムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができ、また、ブレード23と同一の材料である高速度鋼のスクラップを溶解してブレード23と一体のボディ24を鋳造しているため、資源の再利用を図ることができるなどの効果を奏する。特に、第2の実施形態の場合、1つの刃部22を1つの略四角柱状のブレード23で構成しているため、第1の実施形態の如く複数の刃部2,2,…を1つのリング状のブレード3で構成する場合よりもブレード23の総重量及び切り屑を少なくすることができ、製品価格の低廉化をより一層図ることができる。
In the second embodiment as well, as in the first embodiment, only the
(第3の実施形態)
図13は本発明の第3の実施形態に係る切削工具としてのホブカッタ41を示し、このホブカッタ41は、外周に設けられた複数の刃部42,42,…により歯車の歯切り加工を行うものである。
(Third embodiment)
FIG. 13 shows a
上記ホブカッタ41は、軸方向に沿って一列に配列された所定数(図では5つ)の刃部42,42,…をそれぞれ構成する高速度鋼からなる複数のブレード43,43,…と、このブレード43と同じ材料である高速度鋼のスクラップを用いてブレード43と一体に鋳造された円筒状のボディ44とからなる。ブレード43は、ボディ44の外周面にその円周方向に所定間隔毎に設けられているとともに、ボディ44の鋳造後に切削されて刃部42が成形されるようになっている。
The
次に、上記ホブカッタ41の製造方法を、図13に加えて、図14及び図15を参照しながら説明する。先ず、軸方向に一列の所定数の刃部42,42,…を構成するための高速度鋼からなる棒状のブレード43を複数用意する。このブレード43は、長手方向と直交する方向の一端側に厚みが次第に薄くなる括れ部46と、この括れ部46の端寄り位置で側方にそれぞれ尖った一対の角部47,47とを有している(図14参照)。
Next, a method for manufacturing the
続いて、図14に示すように、中子51を有する鋳型52内に、用意した複数のブレード43,43,…を、それぞれ括れ部46及び角部47を内向きで鋳型52の空間に露出させた状態に挿入する。そして、鋳型52の型締めを行った後、ブレード43と同じ材料である高速度鋼のスクラップを加熱して溶解したものを鋳型52内に注入してブレード43と一体のボディ44を鋳造する。この際、ブレード43は、その角部47の一部が溶解物の熱で溶けるため、ボディ44との鋳造一体化が強固に行われる。鋳型52を開いた後、このボディ44から不要な部分を切り取ることにより、図15に示すような複数のブレード43,43,…と一体の円筒状のボディ44が成形される。
Then, as shown in FIG. 14, a plurality of
その後、上記各ブレード43をそれぞれ切削して複数の刃部42,42,…を成形する。以上によって、図13に示すようなホブカッタ41が製造される。
Thereafter, each of the
そして、このようなホブカッタ41の製造方法においても、第1及び第2の実施形態に係るスパイラルベベルギヤカッタ1,21の製造方法の場合と同様に、ホブカッタ41のうち、刃部42のみを高価な高速度鋼からなるブレード43を切削して成形しているため、ムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができ、また、ブレード43と同一の材料である高速度鋼のスクラップを溶解してブレード43と一体のボディ44を鋳造しているため、資源の再利用及び製品価格の低廉化を図ることができる。さらに、刃部42の剛性をムク形のものと同程度に確保することができ、切削精度を高めることができるという効果を奏するのは勿論である。
And also in the manufacturing method of such a
(第4の実施形態)
図16及び図17は本発明の第4の実施形態に係る切削工具61を示す。この切削工具61は、フォークカッタ又はフィンガーカッタと通称される回転切削工具の一部を構成し、左右両側面にそれぞれ設けた複数の刃部62,62,…によりフォーク状など特殊形状の溝加工を行うものである。
(Fourth embodiment)
16 and 17 show a
上記切削工具61は、図18及び図19にも示すように、各刃部62をそれぞれ構成する高速度鋼からなる帯板状の複数のブレード63,63,…と、このブレード63と同じ材料である高速度鋼のスクラップを用いてブレード63と一体に鋳造された円盤状のボディ64とからなる。ブレード63は、ボディ64の各側面でそれぞれボディ64の周縁部に半径方向に対し切削工具61の回転方向前向きに傾斜した状態でかつ円周方向に所定角度ずつ等間隔に配置されているとともに、ボディ64の左右両側面同士間では隣接する2つのブレード63,63の中間に1つのブレード63が位置するように配置されている。また、ブレード63は、ボディ64の鋳造後に切削されて刃部62が成形されるようになっており、この刃部62は、ブレード63の先端側から回転方向前縁に沿って切れ刃65を有してなる。尚、図16では、ボディ64の手前側側面の各ブレード63にハッチングを付してその外形を表している。
As shown in FIGS. 18 and 19, the cutting
そして、上記切削工具61の製造方法は、第1ないし第3の実施形態の場合と同様に、各刃部62をそれぞれ構成する高速度鋼からなる帯板状の複数のブレード63,63,…を用意し、この各ブレード63を鋳型内に所定状態に挿入した後、ブレード63と同じ材料である高速度鋼のスクラップを溶解したものを鋳型内に注入してブレード63と一体の円盤状のボディ64を鋳造し、このボディ64の鋳造後に各ブレード63を切削して刃部62を成形するものである。また、この製造方法によれば、第1ないし第3の実施形態の場合と同様の効果を奏することができるのは勿論である。
And the manufacturing method of the said
尚、本発明は上記第1ないし第4の実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記第1の実施形態では、スパイラルベベルギヤカッタ1の複数の刃部2,2,…を、1つのリング状のブレード3で構成し、また第2の実施形態では、スパイラルベベルギヤカッタ21の複数の刃部2,2,…を、それぞれ別々の略四角柱状のブレード23,23,…で構成したが、本発明は、この両実施形態のものに限らず、複数の刃部のうち、2つずつ又は3つずつの刃部をそれぞれ別々のブレードで構成するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the first to fourth embodiments described above, but includes other various forms. For example, in the first embodiment, the plurality of
また、上記各実施形態では、いずれもブレード3,23,43,63及びボディ4,24,44,64の材料として、高速度鋼を用いた場合について述べたが、本発明は、高速度鋼に限らず、合金又は合金鋼などを用いた場合にも同様に適用することができ、資源の再利用などを図ることができるのは勿論である。
In each of the above embodiments, the case where high-speed steel is used as the material for the
さらに、上記第1及び第2の実施形態ではスパイラルベベルギヤカッタに、第3の実施形態ではホブカッタに、第4の実施形態ではフォークカッタにそれぞれ適用した場合について述べたが、本発明は、これに限らず、エンドミルカッタやフライスカッタなどその他の切削工具にも同様に適用できるのは言うまでもない。 Further, in the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to a spiral bevel gear cutter, the third embodiment is applied to a hob cutter, and the fourth embodiment is applied to a fork cutter. Needless to say, the present invention can be similarly applied to other cutting tools such as an end mill cutter and a milling cutter.
1,21 スパイラルベベルギヤカッタ(切削工具)
2,22,42,62 刃部
3,23,43,63 ブレード
12a,12b,32,47 角部
18,52 鋳型
41 ホブカッタ(切削工具)
61 切削工具
1,21 Spiral bevel gear cutter (cutting tool)
2, 22, 42, 62
61 Cutting tool
Claims (3)
上記各刃部を構成する所定形状のブレードを用意する工程と、
このブレードを鋳型内に挿入した後、ブレードと同じ材料のスクラップを溶解したものを鋳型内に注入してブレードと一体のボディを鋳造する工程と、
ボディの鋳造後にブレードを切削して刃部を成形する工程とを備えたこと特徴とする切削工具の製造方法。 A manufacturing method of a cutting tool having a plurality of blade parts,
Preparing a blade having a predetermined shape constituting each of the blade parts,
After inserting this blade into the mold, casting a melt of the same material as the blade into the mold to cast a body integral with the blade;
A method of manufacturing a cutting tool, comprising: a step of cutting a blade after casting of a body to form a blade portion.
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