JP6791992B2 - 切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、切削工具及び切削加工物の製造方法に関する。
金属などの被削材の切削加工に用いられる切削工具として、特開平6−254705号公報(特許文献1)に記載された切削工具が知られている。特許文献1に記載された切削工具は、工具本体(ホルダ)及び切削インサートを備えており、外径加工のような旋削加工に用いられる。
特許文献1に記載の切削工具には、複数の噴出穴が形成されている。複数の噴出穴のうち少なくとも1つは切屑の表側を向いており、その他の少なくとも1つは切屑の裏側を向いている。そして、噴出穴から噴射された冷却流体(クーラント)によって、切屑が冷却される。
クーラントが切屑の表側及び裏側の両方から噴射される場合において、それぞれの噴射角度によっては、切屑が安定してカールすることを妨げる可能性がある。特に、切屑の裏側を向いている噴出穴から噴射されるクーラントは、生成後の切屑に向かっているため、切屑の生成位置を基点にして、切屑が暴れて不安定になり、絡み又は巻き付きなどが発生する可能性がある。
本開示の切削工具は、第1端から第2端にかけて延びた形状であるホルダと、前記ホルダの前記第1端の側に位置する切削インサートと、を備えている。前記切削インサートは、角及び前記角から前記第2端の側に向かって延びた第1辺を含む第1面と、前記第1面と隣り合う第2面と、前記第1面及び前記第2面が交わる稜部のうち前記角及び前記第1辺の少なくとも一部に位置する切刃と、を有している。前記ホルダは、第1流出口を有し、前記切削インサートよりも上方に位置するとともに第1中心軸に沿って延びた第1流路と、第2流出口を有し、前記切削インサートよりも上方に位置するとともに第2中心軸に沿って延びた第2流路と、を有する流路を備えている。前記第1中心軸を前記第1流出口から前記ホルダの外方に延ばした線を第1仮想線とし、前記第2中心軸を前記第2流出口から前記ホルダの外方に延ばした線を第2仮想線としたとき、前記第1仮想線は、前記第1流出口から遠ざかるにつれて下方に向かって傾斜し、前記第2仮想線は、前記第2流出口から遠ざかるにつれて下方に向かって傾斜している。前記第1面に対する前記第1仮想線の傾斜角を第1角度とし、前記第1面に対する前記第2仮想線の傾斜角を第2角度としたとき、前記第1角度が前記第2角度と同じである。上面視した場合に、前記第1仮想線及び前記第2仮想線の交点は、前記切削インサートの外方に位置し、前記第1仮想線は前記角又は前記第1辺と交差するとともに、前記第2仮想線は前記第1仮想線よりも前記第2端の側で前記第1辺と交差している。
本開示の切削加工物の製造方法は、被削材を回転させる工程と、回転している前記被削材に上述した本開示に係る切削工具を接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離す工程と、を備えている。
図1は、本開示の実施形態に係る切削工具を示す側面図である。 図2は、図1に示す切削工具の流路などを透視した状態を示す側面図である。 図3は、図2に示す切削工具の第1端の側の拡大図である。 図4は、図1に示す切削工具の上面図である。 図5は、図4に示す切削工具の第1端の側の拡大図である。 図6は、図4に示す切削工具の第1端の側の拡大図である。 図7は、図4に示す切削工具の第1端の側の拡大図である。 図8は、図6における切削インサートを省略した状態でのA−A線拡大断面図である。 図9は、図6における切削インサートを省略した状態でのB−B線拡大断面図である。 図10は、図1に示す切削工具の第1端を拡大して示す正面図である。 図11は、図2に示す切削工具の第1端の側の拡大図である。 図12は、本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 図13は、本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 図14は、本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
<切削工具>
以下、本開示の様々な実施形態に係る切削工具について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の切削工具は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び寸法比率などを忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削加工物の製造方法においても同様である。
図1に示すように、実施形態の一例の切削工具1は、旋削加工に用いられる工具であり、ホルダ2及び切削インサート3(以下、「インサート3」ということがある。)を備えている。
ホルダ2は、第1端2aから第2端2bにかけて延びた形状である。言い換えれば、ホルダ2は、柱状である。実施形態の一例のホルダ2は、四角柱状である。四角柱状とは、厳密な意味での四角柱状のみならず、若干の凹凸又は湾曲などをも含む趣旨である。なお、ホルダ2の形状は、四角柱状に限定されるものではない。
一例のホルダ2は、第1端2aの側に位置しているヘッド21及び第2端2bの側に位置しているシャンク22を有している。ヘッド21は、インサート3が装着される部位である。シャンク22は、工作機械によって把持される部位である。
一例のホルダ2は、図3及び図10に示すように、第1端2aの側に位置しているポケット23を有している。ポケット23は、インサート3が位置する部位であり、ヘッド21において窪んでいる部位である。より具体的には、実施形態の一例におけるポケット23は、ホルダ2の上面27、第1端2aの側の端面28及び一側面29に開口するよう窪んで設けられた部分である。ポケット23は、後述するネジ7と螺合可能なネジ孔231を有している。なお、上面27は、便宜上の表現であり、上及び下の方向性を示すものではない。例えば、上面27は、切削工具1を使用するときに上方を向く面である必要はない。この点は、後述する下面26においても同様である。
ホルダ2の材質としては、例えば、鋼、鋳鉄及びアルミニウム合金などが挙げられる。
ホルダ2の大きさは、次のような値に設定できる。図1に示すホルダ2の長手方向aに平行な方向におけるホルダ2の長さは、例えば、60〜200mmである。長手方向aに垂直な方向におけるホルダ2の幅は、例えば、6〜50mmである。
インサート3は、ホルダ2の第1端2aの側に位置している。実施形態の一例のインサート3は、図3及び図7に示すように、板状であり、第1面31、第2面32及び切刃33を有している。
第1面31の少なくとも一部は、切削加工を行うときに切屑が流れるすくい面として機能することが可能である。第1面31は、角311及び角311から第2端2bの側に向かって延びた第1辺312を含んでいる。なお、第1面31は、角311から延びた第2辺313を更に含んでいてもよい。
実施形態の一例の第1面31は、四角形状である。より具体的には、一例の第1面31は、第1辺312を1辺とする略菱形形状であり、第1辺312と第2辺313は同じ長さである。四角形状とは、概ね四角形状であればよく、厳密な意味での四角形状である必要はない。なお、第1面31の形状は、四角形状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。他の形状としては、例えば、三角形、五角形、六角形及び八角形などが挙げられる。
第2面32の少なくとも一部は、切削加工を行うときに逃げ面として機能することが可能である。第2面32は、第1面31と隣り合っている。実施形態の一例の第2面32は、第1面31に接続されている。また、一例の第2面32は、四角形状の第1面31の4つの辺に対応して4つの面領域によって構成されている。
切刃33は、第1面31及び第2面32が交わる稜部34に位置している。より具体的には、切刃33は、稜部34のうち角311及び第1辺312の少なくとも一部に位置している。実施形態の一例の切刃33は、稜部34のうち角311の全部及び第1辺312の大半に位置している。なお、切刃33は、稜部34のうち第2辺313の少なくとも一部に更に位置していてもよい。インサート3は、切刃33がホルダ2の第1端2aの側において突出する状態で、ポケット23に位置している。
一例のインサート3は、インサート3を厚み方向に貫通している貫通孔35を有している。貫通孔35は、インサート3をホルダ2に固定する固定部材が挿入される部位である。実施形態の一例の固定部材は、ネジ7である。すなわち、切削工具1は、固定部材としてネジ7を備えている。実施形態の一例では、ネジ7を貫通孔35及びポケット23のネジ孔231の順に挿入して締め付けることによって、インサート2がホルダ3に固定されている。なお、固定部材は、ネジ7に限定されるものではなく、他の固定部材であってもよい。他の固定部材としては、例えば、クランプ部材などが挙げられる。また、固定部材の固定方法によっては、インサート3は、貫通孔35を有していなくてもよい。
インサート3の材質としては、例えば、超硬合金及びサーメットなどが挙げられる。超硬合金としては、例えば、WC−Co、WC−TiC−Co及びWC−TiC−TaC−Coなどが挙げられる。WC−Coは、炭化タングステン(WC)にコバルト(Co)の粉末を加えて焼結して生成される。WC−TiC−Coは、WC−Coに炭化チタン(TiC)を添加したものである。WC−TiC−TaC−Coは、WC−TiC−Coに炭化タンタル(TaC)を添加したものである。サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。サーメットとしては、例えば、炭化チタン(TiC)及び窒化チタン(TiN)などのチタン化合物を主成分としたものが挙げられる。
インサート3の表面は、被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、例えば、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)、炭窒化チタン(TiCN)及びアルミナ(Al23)などが挙げられる。被膜の成膜方法としては、例えば、化学蒸着(CVD)法及び物理蒸着(PVD)法などが挙げられる。
インサート3の大きさは、次のような値に設定できる。四角形状の第1面31における1つの辺の長さは、例えば、3〜54mmである。インサート3の厚みは、例えば、1〜10mmである。インサート3は、ポジティブ型及びネガティブ型のいずれであってもよい。
一方、ホルダ2は、図2及び図4に示すように、流路4を備えている。流路4は、ホルダ2の内部に位置しており、クーラントが流れる部位として機能する。クーラントとしては、例えば、不水溶性油剤及び水溶性油剤などが挙げられる。不水溶性油剤としては、例えば、油性形、不活性極圧形及び活性極圧形などの切削油が挙げられる。水溶性油剤としては、例えば、エマルジョン、ソリューブル及びソリューションなどの切削油が挙げられる。なお、クーラントは、液体に限定されるものではなく、不活性ガスなどの気体であってもよい。
流路4は、流入口5及び流出口6を有している。
流入口5は、外部から供給されるクーラントを流路4の内部に流入させる部位として機能する。流入口5の数は、少なくとも1つであればよく、複数であってもよい。流入口5の数が複数のときは、工作機械に応じて使用する流入口5を選択することができる。使用しない流入口5については、取り外し可能なシール部材によって塞げばよい。実施形態の一例の流路4は、流入口5として第1流入口51、第2流入口52及び第3流入口53の3つを有している。第1流入口51は、ホルダ2の第2端2bの側の端面24に開口している。第2流入口52及び第3流入口53は、第2端2bの側から順に、ホルダ2の一側面25に開口している。なお、流入口5の数は、3つに限定されるものではない。また、流入口5が開口する位置は、上述した位置に限定されるものではない。
流出口6は、インサート3に向かってクーラントを流出させる部位として機能する。流路4は、図3に示すように、流出口6として第1流出口61及び第2流出口62を有している。具体的に説明すると、流路4は、第1流路41及び第2流路42を有している。第1流路41は、流出口6として第1流出口61を有している。第2流路42は、流出口6として第2流出口62を有している。第1流出口61は、第1端2aの側に位置していてもよく、第2流出口62は、第1流出口61よりも第2端2bの側に位置していてもよい。
第1流路41は、インサート3よりも上方に位置する。第2流路42は、インサート3よりも上方に位置する。ここで、第1流路41及び第2流路42がインサート3よりも上方に位置するとは、例えば、ホルダ2の下面26又は後述されるホルダ2の中心軸Sなどを基準にして評価することができる。すなわち、この基準に垂直な方向において、インサート3の側を上方とし、ホルダ2の下面26の側を下方として評価することができる。より具体的には、例えば、第1流路41及び第2流路42がインサート3よりも上方に位置するとは、図3に示すように、ホルダ2の側面視において、第1流路41及び第2流路42がインサート3よりも上方に位置することを意味する。なお、後述される「上方」及び「下方」についての評価は、この評価と同様に行うことができる。
また、インサート3が上記の貫通孔35を有している場合には、ホルダ2の下面26などの代わりに貫通孔35の中心軸を基準にして「上方」及び「下方」を評価してもよい。具体的には、ホルダ2の下面26に垂直な方向を貫通孔35の中心軸に沿った方向に置き換えてもよい。このとき、上記の中心軸に沿った方向であって、第1面31の側においてインサート3から外方に向かう方向を「上方」、上記の中心軸に沿った方向であって、第1面31とは反対側においてインサート3から外方に向かう方向を「下方」としてもよい。
第1流路41は、第1中心軸S1に沿って延びている。第2流路42は、第2中心軸S2に沿って延びている。第1中心軸S1は、例えば、第1流路41の第1流出口61の側の内径の中心を連続することで得られる。同様に、第2中心軸S2は、例えば、第2流路42の第2流出口62の側の内径の中心を連続することで得られる。第1流路41の第1流出口61の側及び第2流路42の第2流出口62の側はいずれも、直線状に延びている。なお、実施形態の一例では、第1流路41及び第2流路42のそれぞれの全体が、直線状に延びている。
ここで、図8に示すように、第1中心軸S1を第1流出口61からホルダ2の外方に延ばした線を第1仮想線X1とする。また、図9に示すように、第2中心軸S2を第2流出口62からホルダ2の外方に延ばした線を第2仮想線X2とする。第1仮想線X1は、第1流出口61から流出する流体の流出方向に対応する。同様に、第2仮想線X2は、第2流出口62から流出する流体の流出方向に対応する。
第1仮想線X1は、図8に示すように、第1流出口61から遠ざかるにつれて下方に向かって傾斜している。また、第2仮想線X2は、図9に示すように、第2流出口62から遠ざかるにつれて下方に向かって傾斜している。言い換えれば、第1仮想線X1及び第2仮想線X2は、それぞれ、対応する流出口61、62から遠ざかるにつれて、インサート3に向かって傾斜している。
図8及び図9に示すように、第1面31に対する第1仮想線X1の傾斜角を第1角度θ1とし、第1面31に対する第2仮想線X2の傾斜角を第2角度θ2としたとき、第1角度θ1が第2角度θ2と同じである。第1角度θ1及び第2角度θ2は、実質的に同じであればよく、両者の角度に若干の差があってもよい。具体例を挙げると、例えば、両者の角度の値に、±3°の差があってもよい。第1角度θ1及び第2角度θ2は、例えば、5〜30°である。第1角度θ1及び第2角度θ2を評価するときは、例えば、ホルダ2の下面26又はホルダ2の中心軸Sに平行な任意の線Yを基準にしてもよい。なお、例えば、評価を簡便にすべく、図10に示す正面視において、第1角度θ1及び第2角度θ2の大きさを評価してもよい。
図5に示すように、上面視した場合に、第1仮想線X1及び第2仮想線X2の交点Pは、インサート3の外方に位置している。
図6に示すように、上面視した場合に、第1仮想線X1は、角311又は第1辺312と交差する。実施形態の一例の第1仮想線X1は、第1辺312と交差している。第2仮想線X2は、第1仮想線X1よりも第2端2bの側で第1辺312と交差している。
上述した構成によれば、次のような効果が得られる。上述した構成として、交点Pがインサート3の外方に位置していることから2本のクーラント噴射がインサート3では交差しないようにしており、且つ、第1角度θ1及び第2角度θ2が同じであることから2本のクーラント噴射の噴射角度を同じにしている。このような構成によって、2本のクーラント噴射が、同じ角度で切屑とそれぞれ直接接触することができる。それゆえ、2本のクーラント噴射によって、生成された切屑を安定してカールさせることができ、良好な切屑排出性を得ることができる。その結果、切削工具1は、幅広い切削条件下において、良好な切屑排出性及び良好な冷却効果の両方を兼ね備えることができる。
図6に示すように、上面視した場合に、第1流出口61から第1仮想線X1及び稜部34の交点P1までの距離L1は、第2流出口62から第2仮想線X2及び稜部34の交点P2までの距離L2よりも小さくてもよい。このような構成を満たすときは、角311近傍へのクーラント供給に関する距離L1が相対的に短く、第1辺312へのクーラント供給に関する距離L2が相対的に長くなる。このような構成によって、角311近傍(低〜中切込み)での噴射精度を上げるとともに、第1辺312(中切込み以上)ではクーラントを拡散させることができる。それゆえ、より広範な切削条件下において、良好な冷却効果を得ることができる。距離L1は、例えば、3〜30mmである。距離L2は、例えば、4〜31mmである。
第1流出口61及び第2流出口62は、インサート3の第2端2bの側の端部36より第1端2aの側に位置していてもよい。このような構成を満たすときは、距離L1及びL2が短いため、切屑排出性及び冷却効果の向上が図れる。
第1流出口61の第1面31からの高さは、第2流出口62の第1面31からの高さと同じであってもよい。このような構成を満たすときは、2本のクーラント噴射の噴射高さを同じにすることができる。そして、第1角度θ1及び第2角度θ2が同じであることによる効果と相まって、2本のクーラント噴射が、同じ高さ位置において同じ角度で切屑とそれぞれ直接接触することができる。それゆえ、2本のクーラント噴射によって、生成された切屑を安定してカールさせることができ、良好な切屑排出性を得ることができる。第1流出口61及び第2流出口62のそれぞれの高さは、実質的に同じであればよく、両者の高さに若干の差があってもよい。具体例を挙げると、例えば、両者の高さの値に、±3mmの差があってもよい。
また、第1流出口61及び第2流出口62のそれぞれの高さを評価するときは、例えば、ホルダ2の下面26又はホルダ2の中心軸Sなどを基準にしてもよい。具体的に説明すると、一例のホルダ2は、平坦な下面26を有している。このような構成のときは、ホルダ2の下面26から第1流出口61及び第2流出口62のそれぞれの中心までの寸法を、第1流出口61及び第2流出口62のそれぞれの高さとして評価してもよい。ホルダ2の中心軸Sを基準にするときは、ホルダ2の中心軸Sから第1流出口61及び第2流出口62のそれぞれの中心までの寸法を、第1流出口61及び第2流出口62のそれぞれの高さとして評価してもよい。なお、一例のホルダ2の中心軸Sは、シャンク22の中心軸である。シャンク22の中心軸は、ホルダ2の長手方向aに平行な方向におけるシャンク22の両端を貫く軸である。
図7に示すように、上面視した場合に、第1流出口61と第2流出口62とを結ぶ直線X4は、第1辺312と平行であってもよい。このような構成を満たすときは、第1流出口61及び第2流出口62が、切刃33の一部が位置する第1辺312に平行となるように位置することから、第1流路41及び第2流路42から、効率的に、同じ角度で切屑にクーラントを噴射することができる。それゆえ、切屑を安定してカールさせることができ、切屑排出性の向上が図れる。
直線X4は、第1流出口61及び第2流出口62のそれぞれの中心同士を通る直線である。また、直線X4は、第1辺312と実質的に平行であればよい。例えば、直線X4が、第1辺312に対して±3°程度の誤差を含んでいてもよい。
第2流出口62における流速は、第1流出口61における流速よりも大きくてもよい。このような構成を満たすときは、第1辺312近傍においてクーラントを拡散させる第2流出口62からのクーラント噴射の流速が相対的に大きくなる。それゆえ、第1流出口61及び第2流出口62のそれぞれから噴射されるクーラント噴射を切屑に安定して接触させる効果が高まる。その結果、切屑排出性の向上が図れる。
ここで、第1流出口61における流速とは、第1流出口61から流れる流体の速さのことである。同様に、第2流出口62における流速とは、第2流出口62から流れる流体の速さのことである。より具体的には、例えば、第1流出口61における流速とは、第1流出口61から流れる流体の初速のことであり、第2流出口62における流速とは、第2流出口62から流れる流体の初速のことである。第1流出口61における流速は、例えば、20〜40m/sである。第2流出口62における流速は、例えば、30〜50m/sである。流速の調整は、例えば、第1流路41及び第2流路42におけるそれぞれの圧力損失を調整することで行ってもよい。
図6に示すように、上面視した場合に、第1仮想線X1及び第1辺312のなす第3角度θ3は、第2仮想線X2及び第1辺312のなす第4角度θ4よりも大きくてもよい。このような構成を満たすときは、第1流出口61よりも第2端2bの側に位置する第2流出口62からのクーラント噴出が、相対的に第1端2aの側を向くように配置される。それゆえ、生成された切屑を第1端2aの側に押し出しやすくすることができる。その結果、切屑排出性の更なる向上が図れる。第3角度θ3は、例えば、16〜86°である。第4角度θ4は、例えば、15〜85°である。
図5に示すように、上面視した場合に、第1仮想線X1及び第2仮想線X2のなす第5角度θ5は、第3角度θ3及び第4角度θ4よりも小さくてもよい。このような構成を満たすときは、第1流出口61からのクーラント噴出による切屑を押し出す力と、第2流出口62からのクーラント噴出による切屑を押し出す力との相殺が小さい。そのため、生成された切屑を第1端2aの側に効率よく押し出すことが可能である。第5角度θ5は、例えば、1〜15°である。
図7に示すように、第1流路41における第1端2aの側の内周411を第1流出口61からホルダ2の外方に延ばした線を第3仮想線X3としたとき、第3仮想線X3は第2辺313と交差してもよい。このような構成を満たすときは、第2辺313の側の角311近傍で生成された切屑にクーラントを噴射することができる。
なお、一例の流路4は、図3に示すように、第3流路43、第4流路44及び第5流路45を更に有している。第3流路43は、第1流路41と接続しており、第1流路41から下方に向かって延びている。第4流路44は、第2流路42と接続しており、第2流路42から下方に向かって延びている。第5流路45は、図2及び図4に示すように、流入口5と接続しており、第2端2bの側から第1端2aの側に向かって延びている。そして、図3に示すように、第3流路43が第5流路45と接続しており、第4流路44が第3流路43よりも第2端2bの側において第5流路45と接続している。
流路4の形状は、クーラントを流すことが可能な限り特に限定されない。一例の流路4は、クーラントの流れる方向に直交する断面の形状が円形状である。流路4の内径は、例えば、0.1〜10mmである。より具体的には、第1流路41の内径は、例えば、0.1〜2mmである。第2流路42の内径は、例えば、0.1〜2mmである。第3流路43の内径は、例えば、0.5〜5mmである。第4流路44の内径は、例えば、0.5〜5mmである。第5流路45の内径は、例えば、1〜10mmである。一例の流路4の内径は、流入口5から流出口6に向かうにつれて、段階的に小さくなっている。
流路4は、例えば、ドリルなどを用いる孔加工によって形成することができる。孔加工によって形成された孔部のうち流路4として機能しない部分は、クーラントが漏れないようにシール部材によって塞げばよい。シール部材としては、例えば、半田、樹脂及びネジ部材などが挙げられる。
一方、図8及び図9に示すように、ホルダ2は、第1中心軸S1に垂直であり第1流出口61が開口する第1壁面201と、第2中心軸S2に垂直であり第2流出口62が開口する第2壁面202と、を有していてもよい。このような構成を満たすときは、各流出口61、62において、流体が中心軸S1、S2に沿って、中心軸S1、S2を中心として均等に噴出されるため、流体が目標位置(角33又は第1辺32)まで正確に到達しやすくなる。それゆえ、切屑排出性及び冷却効果の向上が図れる。
なお、第1壁面201は、第1中心軸S1と実質的に垂直であればよい。例えば、第1壁面201が、第1中心軸S1に対して±2°程度の誤差を含んでいてもよい。同様に、第2壁面202は、第2中心軸S2と実質的に垂直であればよく、例えば、第2壁面202が、第2中心軸S2に対して±2°程度の誤差を含んでいてもよい。
また、ホルダ2は、図8及び図9に示すように、第1中心軸S1に平行であり第1壁面201と接続する第1面203と、第2中心軸S2に平行であり第2壁面202と接続する第2面204と、を有していてもよい。このような構成を満たすときは、各流出口61、62から噴出する流体の進路を、所望の方向にガイドすることができ、流体が目標位置まで正確に到達しやすくなる。それゆえ、切屑排出性及び冷却効果の向上が図れる。
なお、第1面203は、第1中心軸S1と実質的に平行であればよい。例えば、第1面203が、第1中心軸S1に対して±2°程度の誤差を含んでいてもよい。同様に、第2面204は、第2中心軸S2と実質的に平行であればよく、例えば、第2面204が、第2中心軸S2に対して±2°程度の誤差を含んでいてもよい。
図5に示すように、第1仮想線X1及び第2仮想線X2の交点Pは、ホルダ2の延びる方向(長手方向a)においてホルダ2の第1端2aよりもホルダ2の第2端2bから離れていてもよい。このような構成を満たすときは、生成された切屑を安定して第1端2aの側に押し出しやすくできる。
図11に示すように、第1仮想線X1及び第2仮想線X2の交点Pは、第1面31よりも下方に位置していてもよい。インサート3の上方においてクーラント噴射が切屑に接触する。交点Pが上記のように位置しているときには、クーラントによって交点Pまで押し出された切屑の進行方向が不安定になったとしても、交点Pまで押し出された切屑が上記の接触に影響を及ぼしにくい。そのため、切屑排出性の向上が図れる。
<切削加工物の製造方法>
次に、本開示の様々な実施形態に係る切削加工物の製造方法について、図12〜図14を参照して詳細に説明する。
実施形態の一例に係る切削加工物の製造方法は、以下の(1)〜(3)の工程を備えている。
(1)図12に示すように、被削材100を回転させる工程。
(2)図13に示すように、回転している被削材100に切削工具1を接触させる工程。
(3)図14に示すように、切削工具1を被削材100から離す工程。
具体的に説明すると、まず、図12に示すように、被削材100をその回転軸Oを基準に回転させる。被削材100の材質としては、例えば、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄及び非鉄金属などが挙げられる。
次に、切削工具1を矢印Z1方向に移動させることによって、回転している被削材100に切削工具1を相対的に近付ける。
次に、図13に示すように、切削工具1の切刃33を回転している被削材100に接触させて、被削材100を切削する。このとき、第1流出口61及び第2流出口62からクーラントを流出させつつ被削材100を切削してもよい。
最後に、図14に示すように、切削工具1を矢印Z2方向に移動させることによって、切削工具1を被削材100から相対的に遠ざけて切削加工物110を得る。
一例に係る切削加工物の製造方法によれば、切削工具1を使用することから、幅広い切削条件下において、良好な切屑排出性及び良好な冷却効果を得つつ切削加工を行うことができ、結果として精度が高い加工表面を有する切削加工物110を得ることができる。
なお、実施形態の一例では、切削工具1を動かすことによって切削加工物110を得ているが、これに限定されるものではない。例えば、(1)の工程では、被削材100を切削工具1に近付けてもよい。同様に、(3)の工程では、被削材100を切削工具1から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、被削材100を回転させた状態を維持して、被削材100の異なる箇所に切刃33を接触させる工程を繰り返せばよい。
以上、本開示に係る実施形態の切削工具1及び切削加工物110の製造方法について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
例えば、上述の実施形態では、切削工具1を旋削加工に用いられる工具としたが、これに代えて、切削工具1を転削加工に用いられる工具としてもよい。
また、上述の実施形態では、第1流路41が第3流路43と接続し、第2流路42が第4流路44と接続しているが、これに代えて、第1流路41及び第2流路42が1つの流路と接続する実施形態にしてもよい。言い換えれば、第1流路41及び第2流路42と、第5流路45との間に位置する流路を、1つの流路にしてもよい。
また、上述の実施形態では、流路4のクーラントの流れる方向に直交する断面の形状が円形状であるが、これに代えて、断面の形状が楕円形状などである流路4であってもよい。
また、本開示の全体において、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈から明らかにそうでないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。
1・・・切削工具
2・・・ホルダ
2a・・・第1端
2b・・・第2端
21・・・ヘッド
22・・・シャンク
23・・・ポケット
231・・・ネジ孔
24・・・端面
25・・・一側面
26・・・下面
27・・・上面
28・・・端面
29・・・一側面
201・・・第1壁面
202・・・第2壁面
203・・・第1面
204・・・第2面
4・・・流路
41・・・第1流路
411・・・内周
42・・・第2流路
43・・・第3流路
44・・・第4流路
45・・・第5流路
5・・・流入口
51・・・第1流入口
52・・・第2流入口
53・・・第3流入口
6・・・流出口
61・・・第1流出口
62・・・第2流出口
3・・・切削インサート
31・・・第1面
311・・・角
312・・・第1辺
313・・・第2辺
32・・・第2面
33・・・切刃
34・・・稜部
35・・・貫通孔
36・・・端部
7・・・ネジ
100・・・被削材
110・・・切削加工物

Claims (12)

  1. 第1端から第2端にかけて延びた形状であるホルダと、
    前記ホルダの前記第1端の側に位置する切削インサートと、を備え、
    前記切削インサートは、
    角及び前記角から前記第2端の側に向かって延びた第1辺を含む第1面と、
    前記第1面と隣り合う第2面と、
    前記第1面及び前記第2面が交わる稜部のうち前記角及び前記第1辺の少なくとも一部に位置する切刃と、を有しており、
    前記ホルダは、
    第1流出口を有し、前記切削インサートよりも上方に位置するとともに第1中心軸に沿って延びた第1流路と、
    第2流出口を有し、前記切削インサートよりも上方に位置するとともに第2中心軸に沿って延びた第2流路と、を有する流路を備え、
    前記第1中心軸を前記第1流出口から前記ホルダの外方に延ばした線を第1仮想線とし、前記第2中心軸を前記第2流出口から前記ホルダの外方に延ばした線を第2仮想線としたとき、
    前記第1仮想線は、前記第1流出口から遠ざかるにつれて下方に向かって傾斜し、
    前記第2仮想線は、前記第2流出口から遠ざかるにつれて下方に向かって傾斜しており、
    前記第1面に対する前記第1仮想線の傾斜角を第1角度とし、前記第1面に対する前記第2仮想線の傾斜角を第2角度としたとき、前記第1角度が前記第2角度と同じであり、
    上面視した場合に、
    前記第1仮想線及び前記第2仮想線の交点は、前記切削インサートの外方に位置し、
    前記第1仮想線は前記角又は前記第1辺と交差するとともに、前記第2仮想線は前記第1仮想線よりも前記第2端の側で前記第1辺と交差している、切削工具。
  2. 上面視した場合に、前記第1流出口から前記第1仮想線及び前記稜部の交点までの距離L1は、前記第2流出口から前記第2仮想線及び前記稜部の交点までの距離L2よりも小さい、請求項1に記載の切削工具。
  3. 前記第1流出口及び前記第2流出口は、前記切削インサートの前記第2端の側の端部よりも前記第1端の側に位置している、請求項1又は2に記載の切削工具。
  4. 前記第1流出口の前記第1面からの高さは、前記第2流出口の前記第1面からの高さと同じである、請求項1〜3のいずれか1つに記載の切削工具。
  5. 上面視した場合に、前記第1流出口と前記第2流出口とを結ぶ直線は、前記第1辺と平行である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の切削工具。
  6. 前記第2流出口における流速は、前記第1流出口における流速よりも大きい、請求項1〜5のいずれか1つに記載の切削工具。
  7. 上面視した場合に、前記第1仮想線及び前記第1辺のなす第3角度は、前記第2仮想線及び前記第1辺のなす第4角度よりも大きい、請求項1〜6のいずれか1つに記載の切削工具。
  8. 上面視した場合に、前記第1仮想線及び前記第2仮想線のなす第5角度は、前記第3角度及び前記第4角度よりも小さい、請求項7に記載の切削工具。
  9. 前記第1面は、前記角から延びた第2辺を更に含み、
    前記第1流路における前記第1端の側の内周を前記第1流出口から前記ホルダの外方に延ばした線を第3仮想線としたとき、前記第3仮想線は前記第2辺と交差する、請求項1〜8のいずれか1つに記載の切削工具。
  10. 前記第1仮想線及び前記第2仮想線の前記交点は、前記ホルダの延びる方向において前記ホルダの前記第1端よりも前記ホルダの前記第2端から離れている、請求項1〜9のいずれか1つに記載の切削工具。
  11. 前記第1仮想線及び前記第2仮想線の前記交点は、前記第1面よりも下方に位置している、請求項1〜10のいずれか1つに記載の切削工具。
  12. 被削材を回転させる工程と、
    回転している前記被削材に請求項1〜11のいずれか1つに記載の切削工具を接触させる工程と、
    前記切削工具を前記被削材から離す工程と、を備える、切削加工物の製造方法。
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