JP6641598B2 - 切削工具 - Google Patents

切削工具 Download PDF

Info

Publication number
JP6641598B2
JP6641598B2 JP2016088957A JP2016088957A JP6641598B2 JP 6641598 B2 JP6641598 B2 JP 6641598B2 JP 2016088957 A JP2016088957 A JP 2016088957A JP 2016088957 A JP2016088957 A JP 2016088957A JP 6641598 B2 JP6641598 B2 JP 6641598B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
cutting edge
cutting tool
tool
flank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016088957A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017196692A (ja
Inventor
泰幸 金田
泰幸 金田
邦茂 田中
邦茂 田中
彰太 竹村
彰太 竹村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Original Assignee
Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Hardmetal Corp filed Critical Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority to JP2016088957A priority Critical patent/JP6641598B2/ja
Priority to CN201780001657.1A priority patent/CN107614165B/zh
Priority to US15/568,937 priority patent/US10328495B2/en
Priority to EP17788983.9A priority patent/EP3450062A4/en
Priority to PCT/JP2017/003359 priority patent/WO2017187693A1/ja
Publication of JP2017196692A publication Critical patent/JP2017196692A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6641598B2 publication Critical patent/JP6641598B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/16Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped
    • B23B27/1603Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped with specially shaped plate-like exchangeable cutting inserts, e.g. chip-breaking groove
    • B23B27/1611Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped with specially shaped plate-like exchangeable cutting inserts, e.g. chip-breaking groove characterised by having a special shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B1/00Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/141Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
    • B23B27/145Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having a special shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/04Overall shape
    • B23B2200/0485Trapezium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/08Rake or top surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/20Top or side views of the cutting edge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/20Top or side views of the cutting edge
    • B23B2200/202Top or side views of the cutting edge with curved cutting edge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/24Cross section of the cutting edge
    • B23B2200/242Cross section of the cutting edge bevelled or chamfered
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/24Cross section of the cutting edge
    • B23B2200/245Cross section of the cutting edge rounded
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/28Angles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/36Other features of cutting inserts not covered by B23B2200/04 - B23B2200/32
    • B23B2200/3609Chamfers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/36Other features of cutting inserts not covered by B23B2200/04 - B23B2200/32
    • B23B2200/3645Lands, i.e. the outer peripheral section of the rake face
    • B23B2200/3663Lands, i.e. the outer peripheral section of the rake face having negative cutting angles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2200/00Details of cutting inserts
    • B23B2200/36Other features of cutting inserts not covered by B23B2200/04 - B23B2200/32
    • B23B2200/369Mounted tangentially, i.e. where the rake face is not the face with the largest area
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2224/00Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/04Aluminium oxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/12Boron nitride
    • B23B2226/125Boron nitride cubic [CBN]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

本発明は、切削工具に関する。
国際公開第2001/043902号(特許文献1)は、工作物の加工方法を開示する。この方法によれば、切れ刃は、送り方向に対して傾斜して配置されて、回転している工作物の回転軸線を横断する方向に送られる。この加工方法により、工作物の表面が滑らかとなるように工作物の表面を加工できるとともに、高能率での加工が可能になる。
国際公開第2001/043902号
国際公開第2001/043902号は、上記の切削加工にとって好適な切削工具を具体的に開示していない。
本発明の目的は、回転している工作物の回転対称面の切削加工に好適な切削工具を提供することである。
本発明の一態様に係る切削工具は、回転している工作物の回転対称面の切削加工のための切削工具である。切削加工は、回転対称面に切削工具を接触させながら、回転対称面の回転軸線に対して傾斜した方向に切削工具を送る工程を含む。切削工具を送る工程において、切削工具の回転対称面に接触する点が、切削工具が送られるにつれて移動する。切削工具は、すくい面と、逃げ面と、すくい面と逃げ面とをつなぐ切れ刃とを備える。逃げ面から見た切れ刃の形状は、少なくとも1つの円弧を含み、円弧の曲率半径は、100mm以上500mm以下である。
上記によれば、回転している工作物の回転対称面の切削加工に好適な切削工具を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る切削工具の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る切削工具の上面図である。 本発明の実施の形態に係る切削工具の正面図である。 本発明の実施の形態に係る切削工具の右側面図である。 本発明の実施の形態に係る切削工具を用いた切削加工(ハードスカイビング加工)を示した概略図である。 図5に示された切削加工の模式的に示した模式図である。 被削物の切削加工時における切れ刃の部分拡大図である。 切れ刃の側方の逃げ角による効果を説明するための模式図である。 切れ刃の処理の第1の例を示した模式図である。 切れ刃の処理の第2の例を示した模式図である。 切れ刃の処理の第3の例を示した模式図である。
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
(1) 本発明の一態様に係る切削工具は、回転している工作物の回転対称面の切削加工のための切削工具である。切削加工は、回転対称面に切削工具を接触させながら、回転対称面の回転軸線に対して傾斜した方向に切削工具を送る工程を含む。切削工具を送る工程において、切削工具の回転対称面に接触する点が、切削工具が送られるにつれて移動する。切削工具は、すくい面と、逃げ面と、すくい面と逃げ面とをつなぐ切れ刃とを備える。逃げ面から見た切れ刃の形状は、少なくとも1つの円弧を含み、円弧の曲率半径は、100mm以上500mm以下である。
上記によれば、回転している工作物の回転対称面の切削加工に好適な切削工具を提供することができる。切削工具を送る工程において、切削工具の回転対称面に接触する点が、切削工具が送られるにつれて移動する。すなわち切れ刃の全体が回転対称面の切削加工に用いられる。これにより、回転対称面の面粗さを小さくすることができる。逃げ面から見た切れ刃の形状が円弧を含むことによって、切削抵抗を小さくすることができる。一方で、その円弧の曲率半径が、100mm以上500mm以下であるので、逃げ面の摩耗量を少なくすることができる。したがって、切削工具の寿命を長くすることができる。
(2) 好ましくは、(1)に記載の切削工具において、切れ刃の長さは、12mm以上50mm以下である。
上記によれば、切れ刃の全体を使用した回転対称面の切削加工が可能になる。したがって、逃げ面の摩耗量を少なくすることができる。これにより、切削工具の寿命を長くすることができる。切れ刃が短い場合には、回転対称面に接触する切削工具の点の位置は、切削加工の間、ほとんど変化しない。このような切削(ポイント切削)の場合、逃げ面の摩耗量が大きくなりやすい。一方で、切れ刃が長い場合には、切削加工の間に、切削工具の回転対称面に接触する切削工具の点の位置を切れ刃に沿って移動させることができる。しかし、切れ刃における未使用の部分が生じやすい。したがって上記構成によれば、切れ刃を効率よく使用することができる。
(3) 好ましくは、(1)または(2)に記載の切削工具において、すくい面と逃げ面とがなす切削工具のくさび角は、65°以上90°以下である。
上記によれば、切削抵抗を小さくすることができる。硬度の高い材質からなる工作物の切削加工の場合には、工作物に切れ刃を食い込ませるために、切れ刃にには、より大きな力が印加される。くさび角が上記の範囲内にあることにより、切れ刃が損傷する(たとえば切れ刃の一部に欠損が生じる)可能性をより小さくすることができる。
(4) 好ましくは、(1)から(3)のいずれかに記載の切削工具において、切れ刃は、立方晶窒化硼素を含む焼結体の一部である。
上記によれば、安定加工に充分な硬度を有する材料によって切れ刃が形成される。したがって硬度の高い材料からなる工作物の切削加工が可能になるとともに、切削工具の寿命を長くすることができる。
(5) 好ましくは、(1)から(4)のいずれかに記載の切削工具において、逃げ面から見たときに、切れ刃は、すくい面と反対側の背面に向かう先細り形状を有する。
上記によれば、切れ刃の側方にも逃げ角が形成される。これにより、回転対称面の切削加工時に、切れ刃の一方の端部から切れ刃の他方の端部までの切れ刃全体を使用することができる。
(6) 好ましくは、(1)から(5)のいずれかに記載の切削工具において、切れ刃は、第1の端部と、第1の端部の反対側にある第2の端部とを含む。第1の端部および第2の端部の各々は、切れ刃の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する。
上記によれば、回転対称面の切削加工時に、切れ刃の第1の端部または切れ刃の第2の端部において欠損が生じる可能性を低減することができる。
(7) 好ましくは、(1)から(6)のいずれかに記載の切削工具において、切れ刃は、丸み付けられたホーニング部を有する。すくい面を基準としたホーニング部のホーニング量は、0.001mm以上0.030mm以下である。
上記によれば、切削抵抗が大きくなるのを抑えながら、切れ刃の強度を保持することができる。
(8) 好ましくは、(1)から(7)のいずれかに記載の切削工具において、切れ刃は、ネガランド部を有する。逃げ面に対してネガランド部がなす角度は、0°以上35°以下である。
上記によれば、切削抵抗が大きくなるのを抑えることができる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。なお、説明を分かりやすくするために、図面において、発明の構成要素の一部のみが示される場合がある。
図1は、本発明の実施の形態に係る切削工具の斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る切削工具の上面図である。図3は、本発明の実施の形態に係る切削工具の正面図である。図4は、本発明の実施の形態に係る切削工具の右側面図である。
図1〜図4を参照して、本発明の実施形態に係る切削工具10は、すくい面1と、逃げ面2と、切れ刃3とを有する。
切れ刃3は、すくい面1と、逃げ面2とが交差する部分に対応する。言い換えると、切れ刃3は、すくい面1と、逃げ面2とが繋がることによって形成された部分に対応する。
切れ刃3は、すくい面1と、逃げ面2とをつなぐ稜線であってもよい。このような切れ刃を「シャープエッジ」と呼ぶことができる。あるいは、切れ刃3の加工によって、ホーニング部、あるいは、ネガランド部、または、ホーニング部とネガランド部との組合わせ、からなる群より選択される1以上の部位が、すくい面1と逃げ面2とを繋ぐ面(すなわち切れ刃3)に形成されてもよい。ホーニング部およびネガランド部の具体例は後述する。
切削工具10は、基材11と、硬質焼結体12と、接合部材13とを含む。基材11は、すくい面1の少なくとも一部、および、逃げ面2の少なくとも一部を含む。さらに、基材11は、すくい面1の反対側に位置する背面4を含む。
硬質焼結体12は、立方晶窒化硼素(以下「cBN」とも記す)を含む焼結体である。安定加工に充分な硬度を有する材料によって切れ刃が形成される。したがって硬度の高い材料からなる工作物の切削加工が可能になるとともに、切削工具の寿命を長くすることができる。硬質焼結体12は、たとえばcBNと、Al23およびZr化合物等とを含んだ焼結体であってもよい。硬質焼結体12によって、切れ刃3、すくい面1の少なくとも一部、および、逃げ面2の少なくとも一部が形成される。接合部材13は、硬質焼結体12を基材11に接合する部材である。
図2に典型的に示されるように、逃げ面2から見た場合の切れ刃3の形状は円弧である。円弧の曲率半径Rは、100mm以上500mm以下である。一実施形態では、曲率半径Rは、150mmである。
図2〜図4に示された1つの実施の形態では、逃げ面2から見た場合の切れ刃3の形状は単数の円弧である。しかしながら切れ刃3は、複数の円弧を組み合わせた形状を有してもよい。
切れ刃3は、長さLを有する。一実施形態では、長さLは、12mm以上50mm以下である。一実施形態では、長さLは15〜20mmの範囲内にある。
切れ刃3は、第1の端部、および、第1の端部と反対側の第2の端部に、コーナー部5を有する。コーナー部5には丸みがつけられる。コーナー部5の曲率半径Rcは、切れ刃3の曲率半径Rよりも小さい(Rc<R)。これにより、切れ刃3は、その側方に逃げ角θaを有する。言い換えると、逃げ面2から見た切れ刃の形状は、すくい面2から背面4に向かう先細りの形状である。一実施形態では、逃げ角θaは、41°である。
図5は、本発明の実施の形態に係る切削工具を用いた切削加工を示した概略図である。図5を参照して、被削材50は、回転軸線51を中心として回転する。切削工具10は、図示しないホルダに取付けられて、被削材50の回転対称面52に押し付けられる。切削工具10は、軌道21に沿って、回転対称面52上を移動する。これにより、切れ刃3が回転対称面52を加工する。
図6は、図5に示された切削加工の模式的に示した模式図である。図5および図6を参照して、切削開始時には、切れ刃3は、一方の端部3aの位置において回転対称面52に接触する。切削工具10を送ることにより、回転対称面52に接触する切れ刃3の位置(点P)は、切れ刃3に沿って端部3aから移動する。切削終了時には、切れ刃3の点Pは、切れ刃3の他方の端部3bに位置する。
端部3aから端部3bまでの切れ刃3の個々の領域が、加工されるべき面(回転対称面52)に順次接触する。この加工方法により、被削物50の表面が滑らかとなるように被削物50の表面を加工できるとともに、高能率での加工が可能になる。さらに、切れ刃の全体を使用するため、逃げ面の摩耗量を少なくすることができる。したがって切削工具の寿命を長くすることができる。
上記の加工方法では、切れ刃3の接触抵抗と被削物50の加工後の表面粗さとが相互に関係する。切れ刃3の形状が直線に近いほど、被削物50の加工後の表面粗さは小さい。一方で、被削物50に接触する接触抵抗が大きくなる。本発明の実施の形態では、切れ刃3の曲率半径は、100mm以上500mm以下の範囲内にある。これにより、切れ刃3の接触抵抗が大きくなるのを抑えながら、被削物50の表面を滑らかに加工することができる。
さらに、上記の加工方法では、切れ刃3の全体を使用して被削物50の表面が切削される。切れ刃3が短い場合、実質的には、切れ刃3の同じ領域を用いて被削物50の表面が切削される。この場合には、面粗さが大きくなる可能性がある。一例では、回転対称面52に、ねじ状の溝が形成される。さらに、逃げ面の摩耗量が大きくなりやすい。一方、切れ刃3が長すぎる場合、被削物50の大きさによっては、切削に関与しない切れ刃3の領域が生じる。したがって切れ刃3の全体を有効に利用できない。
本発明の実施の形態では、切れ刃3の長さは12mm以上50mm以下の範囲内である。したがって切れ刃3の全体を有効に使用した切削加工を実現することができる。
図7は、被削物の切削加工時における切れ刃の部分拡大図である。図7を参照して、くさび角θbは、すくい面1と、逃げ面2との間のなす角度である。くさび角θbが小さいほど、刃先抵抗は小さい。
たとえば被削物50が焼入れ鋼のように硬度の高い材質からなる場合、切れ刃3を被削物50に食い込ませるために、切削工具10を、方向22に沿って強く押し付けなければならない。くさび角θbが小さい場合には、切れ刃の欠損が生じやすい。本発明の実施の形態では、くさび角θは65°以上90°以下の範囲内にある。これにより、切削抵抗を小さくしながら、切れ刃の欠損が生じる可能性を小さくすることができる。
図8は、切れ刃3の側方の逃げ角θaによる効果を説明するための模式図である。図8に示されるように、切削開始時には、切れ刃3の端部3a(コーナー部5)が被削物50の表面に接する。切れ刃3の逃げ角θaによって、切れ刃3の端部3aによる加工が可能となる。同様に、切削終了の直前には、切れ刃3の端部3bによって、被削物50の表面が切削される。逃げ角θaにより、切れ刃3の全体を使用した切削加工が可能である。
さらに、切れ刃3は、コーナー部5を有する。コーナー部5の曲率半径は、切れ刃3の曲率半径よりも小さい(図2を参照)。これにより、切れ刃3の欠けを抑制することができる。あるいは、被削物50の加工後の表面の面粗さを小さくすることができる。
切れ刃3の形状は、シャープエッジ形状に限定されるものではない。具体的には、切れ刃3には面取り加工が施されてもよい。以下に、切れ刃3の処理の例を示す。
図9は、切れ刃3の処理の第1の例を示した模式図である。図9に示されるように、切れ刃3には、ホーニング加工が施されてもよい。すなわち、切れ刃3はは、丸みが付けられた部分(ホーニング部3c)を有する。Hは、すくい面1を基準としたホーニング部3cのホーニング量である。この実施の形態では、ホーニング量Hは、0.001mm以上0.030mm以下である。
図10は、切れ刃3の処理の第2の例を示した模式図である。図10に示されるように、切れ刃3には、ネガランド加工が施されてもよい。すなわち、切れ刃3はネガランド部3dを有する。ネガランド角度θnは、逃げ面2に対してネガランド部3dがなす角度である。この実施の形態では、ネガランド角度θnは、0°以上35°以下である。
図11は、切れ刃3の処理の第3の例を示した模式図である。図11に示されるように、切れ刃3には、ホーニング加工に加えてネガランド加工が施されてもよい。すなわち切れ刃3はホーニング部3cとネガランド部3dとを有してもよい。
[切削試験1]
切れ刃の曲率半径が切削性能に及ぼす影響を調べた。以下の表1に記載した実施例および比較例の切削工具について、以下の切削条件に従って切削加工を行ない、仕上げ面粗さ、切削抵抗、および工具摩耗を評価した。その評価結果を表1に示す。この評価では、仕上げ面粗さRz(十点平均粗さ)が3.0μm以下であり、切削抵抗が250N以下であり、かつ、逃げ面の摩耗量については欠損が発生しなかった切削工具を良好と判断した。
(切削条件)
被削材:傾斜角11°を有する回転対称面、焼入れ鋼(SCM415H)、HRC60
切削方法:回転対称斜面の切削
切削形態:乾式切削
切削速度:300m/min
工具の切り込み深さ:0.1mm
工具の送り速さ:0.3mm/rev
(工具形状)
工具材質:平均粒径が約4μmのcBN粒子を70体積%含有する多結晶硬質焼結体
切れ刃形状:表1参照
刃先形状:Rホーニング(ホーニング量0.010mm)
切れ刃長さ:15.875mm
工具逃げ角:0°
ホルダ取り付け時の逃げ角:15°
Figure 0006641598
試料番号1Aの切削工具では、切削抵抗は小さかった。しかし仕上げ面粗さに関して、仕上げ面粗さRzが3μmを上回った。一方、試料番号1F,1Gの切削工具では、仕上げ面粗さRzは3μm以下であった。しかし切削抵抗が300N以上であった。試料番号1Gの切削工具では、切れ刃に欠損が発生した。
試料番号1B〜1Eの各々の切削工具については、仕上げ面粗さ、切削抵抗ともに良好であった。さらに、切れ刃には欠損が生じなかった。
上述の結果は、切れ刃の形状が円弧であることによって切削抵抗を低減することができることを示す。しかし切れ刃の曲率半径Rが小さすぎる場合には、仕上げ面が粗くなる。表1に示されるように、切れ刃の曲率半径は、100mm以上500mm以下であることが好ましいことが確認された。
[切削試験2]
切れ刃の長さが切削加工時における切削抵抗と工具摩耗とに与える影響を調べた。以下の表2に記載した実施例および比較例の切削工具について、以下の切削条件に従って切削加工を行ない、切削抵抗を評価した。その評価結果を表2に示す。この評価では、切削抵抗が300N以下であり、逃げ面の摩耗量が30μm以下である切削工具を良好と判断した。
(切削条件)
被削材:傾斜角11°を有する回転対称面、焼入れ鋼(S052)、HRC60
切削方法:回転対称斜面の切削
切削形態:湿式切削
切削速度:400m/min
工具の切り込み深さ:0.05mm
工具の送り速さ:0.4mm/rev
(工具形状)
工具材質:平均粒径が約2μmのcBN粒子を50体積%含有する多結晶硬質焼結体
切れ刃形状:円弧形状(切れ刃半径150mm)
刃先形状:Rホーニング(ホーニング量0.010mm)
切れ刃長さ:表2を参照
工具逃げ角:0°
ホルダ取り付け時の逃げ角:15°
Figure 0006641598
試料番号2A,2Bの各々の切削工具では、切削抵抗は低かった。しかし試料番号2Aの切削工具では、逃げ面の摩耗量が50μm以上であった。試料番号2Bの切削工具では、逃げ面の摩耗量が30μm以上であった。
試料番号2Hの切削工具に関し、試料番号2A,2Bの切削工具に比べて、逃げ面の摩耗量が小さかった。しかし、切削抵抗に関して、300Nを超える抵抗が発生した。試料番号2C〜2Gの各々の切削工具に関しては、切削抵抗、逃げ面の摩耗量はともに良好であった。
上述の結果は、切れ刃の長さが50mm以下の切削工具では小さい切削抵抗が得られることを示す。さらに、上述の結果は、切れ刃の長さが10mm以上の切削工具では、切れ刃の長さが3mmあるいは5mmの切削工具に比べて、逃げ面の摩耗量が小さいことを示す。
逃げ面の摩耗量が小さいほど、切削工具の寿命が長くなっていることを示す。表2に示されるように、切れ刃の長さに関しては10mm以上50mm以下の長さが好ましいことが確認された。
[切削試験3]
くさび角が切削性能に与える影響を調べた。以下の表3に記載した実施例および比較例の切削工具について、以下の切削条件に従って切削加工を行い、切削抵抗と欠損の有無について評価した。この評価では、切削抵抗が300N以下であり、かつ欠損が発生しなかった切削工具を良好と判断した。
(切削条件)
被削材:円柱状の焼入れ鋼 (SCV420H)、HRC60
切削方法:回転対称面の切削
切削形態:湿式切削
切削速度:220m/min
工具の切り込み深さ:0.15mm
工具の送り速さ:0.2mm/rev
(工具形状)
工具材質:平均粒径が約3μmのcBN粒子を65体積%含有する多結晶硬質焼結体
切れ刃形状:円弧形状(切れ刃半径150mm)
刃先形状:表5を参照
切れ刃長さ:15.875mm
工具くさび角:表3を参照
ホルダ取り付け時の工具逃げ角:15°
Figure 0006641598
試料番号3Gの切削工具では、切削抵抗が最も小さい一方で、欠損が発生した。試料番号3A〜3Fの各々の切削工具では、切削抵抗は300N以下であり、かつ欠損の発生が抑制された。
上述の結果から、切削工具のくさび角が65°以上90°以下の範囲内であることが、良好な切削性能を得る上で好ましいことが確認された。
[切削試験4]
切削工具のホーニング量が切削加工時における切削抵抗に及ぼす影響を調べた。以下の表4に記載した実施例および比較例の切削工具について、以下の切削条件に従って切削加工を行い、切削抵抗と耐欠損性について評価した。この評価では切削抵抗が250N以下であり、かつ、欠損が発生しない切削工具を良好と判断した。
(切削条件)
被削材:傾斜角9°を有する回転対称面、焼入れ鋼(SCM415H)、HRC60
切削方法:回転対称斜面の切削
切削形態:乾式切削
切削速度:300m/min
工具の切り込み深さ:0.1mm
工具の送り速さ:0.3mm/rev
(工具形状)
工具材質:平均粒径が約4μmのcBN粒子を70体積%含有する多結晶硬質焼結体
切れ刃形状:円弧形状(切れ刃半径150mm)
刃先形状:表4を参照
切れ刃長さ:15.875mm
工具逃げ角:0°
ホルダ取り付け時の逃げ角:15°
Figure 0006641598
試料番号4Aの切削工具は、刃先にホーニング処理が施されていない切削工具、すなわち、シャープエッジを有する切削工具であった。試料番号4Aの切削工具は、他の試料番号の切削工具に比べて小さな切削抵抗を有するものの、欠損が発生した。一方、試料番号4Gの切削工具では、欠損が発生しなかったものの、切削抵抗が250N以上であった。試料番号4B〜4Fの各々の切削工具については、切削抵抗および耐欠損性がともに良好であった。
上述の結果から、切削抵抗の低減と優れた耐欠損性とを両立できるホーニング量は0.001mm以上0.030mm以下の範囲内であることが確認できた。
[切削試験5]
切削工具のネガランド角度が切削加工時における切削抵抗に与える影響について調べた。以下の表5に記載した実施例および比較例の切削工具について、以下の切削条件に従って切削加工を行い、切削抵抗を評価した。この評価では切削抵抗が350N以下である切削工具を良好と判断した。
(切削条件)
被削材:円柱状の焼入れ鋼 (SCM415H)、HRC60
切削方法:回転対称面の切削
切削形態:乾式切削
切削速度:220m/min
工具の切り込み深さ:0.15mm
工具の送り速さ:0.2mm/rev
(工具形状)
工具材質:平均粒径が約4μmのcBN粒子を70体積%含有する多結晶硬質焼結対
切れ刃形状:円弧形状(切れ刃半径200mm)
刃先形状:表5を参照
切れ刃長さ:15.875mm
工具逃げ角:0°
ホルダ取り付け時の逃げ角15°
Figure 0006641598
試料番号5Eの切削工具では、370Nを超える切削抵抗が発生した。一方、試料番号5A〜5Eの各々の切削工具では、ネガランド角度が35°以下であった。試料番号5A〜5Eの切削工具の間では、ネガランド角度が大きいほど切削抵抗が大きかった。しかし、試料番号5A〜5Eのいずれの切削工具においても、切削抵抗は350N未満であった。
上記の結果から、ネガランドの角度が0°以上35以下であることが、切削抵抗を抑制できる点で好ましいことが確認された。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 すくい面
2 逃げ面
3 切れ刃
3a,3b 端部(切れ刃)
3c ホーニング部
3d ネガランド部
4 背面
5 コーナー部
10 切削工具
11 基材
12 硬質焼結体
13 接合部材
21 軌道
22 方向
50 被削材
51 回転軸線
52 回転対称面
H ホーニング量
L 長さ
P 点
R,Rc 曲率半径

Claims (8)

  1. 回転している工作物の回転対称面の切削加工のための切削工具であって、前記切削加工は、前記回転対称面に前記切削工具を接触させながら、前記回転対称面の回転軸線に対して傾斜した方向に前記切削工具を送る工程を含み、
    前記切削工具を送る工程において、前記切削工具の前記回転対称面に接触する点が、前記切削工具が送られるにつれて移動し、
    前記切削工具は、
    すくい面と、
    逃げ面と、
    前記すくい面と前記逃げ面とをつなぐ切れ刃とを備え、
    前記逃げ面から見た前記切れ刃の形状は、前記切れ刃の第1の端部と、前記第1の端部の反対側にある前記切れ刃の第2の端部とを除いた前記切れ刃の部分において、円弧を含み、
    前記円弧の曲率半径は、100mm以上500mm以下である、切削工具。
  2. 前記切れ刃の長さは、12mm以上50mm以下である、請求項1に記載の切削工具。
  3. 前記すくい面と前記逃げ面とがなす前記切削工具のくさび角は、65°以上90°以下である、請求項1または請求項2に記載の切削工具。
  4. 前記切れ刃は、立方晶窒化硼素を含む焼結体の一部である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の切削工具。
  5. 前記逃げ面から見たときに、前記切れ刃は、前記すくい面と反対側の背面に向かう先細り形状を有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の切削工具。
  6. 記第1の端部および前記第2の端部の各々は、前記切れ刃の前記曲率半径よりも小さい曲率半径を有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の切削工具。
  7. 前記切れ刃は、丸み付けられたホーニング部を有し、
    前記すくい面を基準とした前記ホーニング部のホーニング量は、0.001mm以上0.030mm以下である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の切削工具。
  8. 前記切れ刃は、ネガランド部を有し、
    前記逃げ面に対して前記ネガランド部がなす角度は、0°以上35°以下である、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の切削工具。
JP2016088957A 2016-04-27 2016-04-27 切削工具 Active JP6641598B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016088957A JP6641598B2 (ja) 2016-04-27 2016-04-27 切削工具
CN201780001657.1A CN107614165B (zh) 2016-04-27 2017-01-31 切削刀具
US15/568,937 US10328495B2 (en) 2016-04-27 2017-01-31 Cutting tool
EP17788983.9A EP3450062A4 (en) 2016-04-27 2017-01-31 CUTTING TOOL
PCT/JP2017/003359 WO2017187693A1 (ja) 2016-04-27 2017-01-31 切削工具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016088957A JP6641598B2 (ja) 2016-04-27 2016-04-27 切削工具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017196692A JP2017196692A (ja) 2017-11-02
JP6641598B2 true JP6641598B2 (ja) 2020-02-05

Family

ID=60161397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016088957A Active JP6641598B2 (ja) 2016-04-27 2016-04-27 切削工具

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10328495B2 (ja)
EP (1) EP3450062A4 (ja)
JP (1) JP6641598B2 (ja)
CN (1) CN107614165B (ja)
WO (1) WO2017187693A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6959117B2 (ja) * 2017-11-29 2021-11-02 ジヤトコ株式会社 加工用工具及び加工装置並びに加工方法
JP7047395B2 (ja) * 2018-01-19 2022-04-05 トヨタ自動車株式会社 回転軸のスカイビング加工方法
US20200001374A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 Herramientas Preziss, S.L. Cutting Insert Applicable To Machining Tools And The Tool Bearing It
US10549352B1 (en) * 2018-08-07 2020-02-04 Kennametal Inc. Indexable tangential cutting inserts and cutting tool holders
JP7173463B2 (ja) * 2019-01-23 2022-11-16 住友電工ハードメタル株式会社 切削工具
JP7345291B2 (ja) * 2019-06-21 2023-09-15 アイシン機工株式会社 切削工具、工具ホルダ及び工具固定構造
JP7012949B1 (ja) * 2021-07-15 2022-01-31 株式会社タンガロイ 切削インサートおよび刃先交換式回転切削工具とそのボデー
US11433460B1 (en) 2021-10-26 2022-09-06 Prince Mohammad Bin Fahd University Cutting insert

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2223122A (en) * 1937-09-29 1940-11-26 Pittsburgh Plate Glass Co Lehr drive for sheet glass machines
US3279034A (en) * 1964-12-17 1966-10-18 Ingersoll Milling Machine Co Indexable cutter blade
US3279035A (en) * 1964-12-18 1966-10-18 Ingersoll Milling Machine Co Indexable cutter blade
GB1140841A (en) * 1965-01-24 1969-01-22 Production Engineering Res Ass Improved cutting tool
SE349759B (ja) * 1971-10-27 1972-10-09 Sandvik Ab
CH569538A5 (ja) * 1973-03-30 1975-11-28 Stellram Sa
JPS61219511A (ja) * 1985-03-27 1986-09-29 Toshiaki Hosoi スロ−アウエイチツプ
JPH0730244Y2 (ja) * 1989-04-24 1995-07-12 日本特殊陶業株式会社 スローアウェイチップ
JPH09234619A (ja) * 1996-02-29 1997-09-09 Ngk Spark Plug Co Ltd スローアウェイチップ及びこれを含む切削工具
DE60041320D1 (de) * 1999-11-25 2009-02-26 Sumitomo Electric Industries Schneidwerkzeug aus polykristallinem Hartmetall
ES2202219T3 (es) * 1999-12-17 2004-04-01 Boehringer Werkzeugmaschinen Gmbh Procedimiento para el mecanizado sin rayas por arranque de virutas de superficies simetricas al giro.
IL148535A (en) * 2002-03-06 2009-02-11 Gil Hecht Metal cutting tool
DE10236483A1 (de) * 2002-08-08 2004-02-19 Hilti Ag Hartstoffeinsatz mit polykristalliner Diamantschicht
CN1644284A (zh) * 2005-01-24 2005-07-27 广州广船国际股份有限公司 一种轴与法兰之间过渡结构的加工车刀及其加工方法
SE529290C2 (sv) * 2005-10-28 2007-06-19 Sandvik Intellectual Property Skär av kubisk bornitrid beständigt mot urflisning och eggbrott
SE530289C2 (sv) * 2006-10-13 2008-04-22 Seco Tools Ab Negativt svarvskär med en fas mellan skäregg och släppningssida
CN201889453U (zh) * 2010-11-17 2011-07-06 郑州市钻石精密制造有限公司 用于加工pvc管材的车刀
DE102011113756B4 (de) * 2011-09-18 2020-12-31 Mag Ias Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Fertigbearbeitung von Werkstücken
JP6085871B2 (ja) * 2013-04-26 2017-03-01 住友電工ハードメタル株式会社 刃先交換型切削インサート、切削インサートホルダ、切削工具、旋削装置および旋削方法
EP3112060A4 (en) * 2014-02-27 2017-12-13 Murata Machinery, Ltd. Machine tool
RU2687623C2 (ru) * 2014-06-03 2019-05-15 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Способ изготовления режущего инструмента и режущий инструмент
CN204321222U (zh) * 2014-12-19 2015-05-13 北京电子科技职业学院 一种带负倒棱结构的陶瓷刀具

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017187693A1 (ja) 2017-11-02
CN107614165B (zh) 2020-12-11
US20180221964A1 (en) 2018-08-09
US10328495B2 (en) 2019-06-25
EP3450062A1 (en) 2019-03-06
CN107614165A (zh) 2018-01-19
JP2017196692A (ja) 2017-11-02
EP3450062A4 (en) 2019-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6641598B2 (ja) 切削工具
JP6611260B2 (ja) ドリル
WO2011122242A1 (ja) 切削インサート
JPWO2005102572A1 (ja) ボールエンドミル
JPWO2007039944A1 (ja) 高品位高能率加工用切削工具およびそれを用いた切削加工方法
JP2002301605A (ja) スローアウェイチップ
JP6657547B2 (ja) 切削工具及びその製造方法
JP2016074061A (ja) ラジアスエンドミル
JP2007075944A (ja) ボールエンドミル
JP2007190633A (ja) 切削工具
JP5403480B2 (ja) 小径cbnエンドミル
WO2010061849A1 (ja) 切削チップと切削工具と難削材の切削方法
JP4336098B2 (ja) スローアウェイエンドミルおよびその製造方法
JP2006231430A (ja) センタリングドリル及びそれを用いた加工方法
JP2007290057A (ja) 超高圧焼結体切削工具
JP2598452B2 (ja) 断続切削用硬質焼結体工具
JP5887859B2 (ja) 切削インサート
TW202126411A (zh) 旋轉切削工具
JP5612382B2 (ja) 切削インサート
CN207577446U (zh) 高光倒角刀
JP2020157393A (ja) 切削工具
JP5444265B2 (ja) 切削工具
JP2006159381A (ja) 切削加工用工具
JP4623674B2 (ja) 回転切削工具
JP2003025128A (ja) 脆性材料用穴明け工具

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20181121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191008

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191120

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191211

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6641598

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250