JP7280636B2 - Cutting tools - Google Patents

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本発明は、切削工具に関する。より特定的には、本発明は、寿命の低下を抑止しつつ切れ味を向上することのできる切削工具に関する。 The present invention relates to cutting tools. More specifically, the present invention relates to a cutting tool capable of improving sharpness while suppressing a decrease in life.

ドリルビット、エンドミル、タップ、リーマ、またはフライスなどの切削工具は、切削装置のチャックに取り付けられ、切削装置により電動や手動などで回転駆動されることで被切削物を切削加工する。従来の切削工具は、たとえば下記特許文献1および2などに開示されている。 A cutting tool such as a drill bit, an end mill, a tap, a reamer, or a milling cutter is attached to a chuck of a cutting device, and is rotated electrically or manually by the cutting device to cut an object to be cut. Conventional cutting tools are disclosed, for example, in Patent Documents 1 and 2 listed below.

下記特許文献1には、切削ヘッドのねじれ角が20度~40度であり、切削ヘッドを着脱自在に取り付ける工具本体のねじれ角が、切削ヘッドのねじれ角よりも小さい刃先交換式ツイストドリルが開示されている。これにより、ドリル中心側における切れ刃の切れ味が向上され、剛性低下が防止されている。切削ヘッド先端の切れ刃には20度~40度の範囲の一定すくい角を付与するすくい面が設けられており、さらに、そのすくい面の終端のねじれ溝への切れ上がり部でチップブレーカが形成されている。 Patent Document 1 below discloses an indexable twist drill in which the torsion angle of the cutting head is 20 degrees to 40 degrees, and the torsion angle of the tool body to which the cutting head is detachably attached is smaller than the torsion angle of the cutting head. It is As a result, sharpness of the cutting edge on the center side of the drill is improved, and reduction in rigidity is prevented. The cutting edge at the tip of the cutting head is provided with a rake face that provides a constant rake angle in the range of 20 degrees to 40 degrees, and a chip breaker is formed at the edge of the rake face that rises to the helical groove. It is

下記特許文献2には、左右の先端切刃に沿ってチップブレーカが凹設され、その左右の先端切刃に適数のニックが設けられたスペードドリル用スローアウェイチップが開示されている。このスローアウェイチップにおいては、各すくい面の外周寄り部位に対し、チップブレーカから連続して凹部が設けられており、すくい面の外周寄り部位に、切刃に沿うチップブレーカから連続して凹部が設けられている。 Patent Document 2 listed below discloses a throw-away insert for a spade drill in which chip breakers are recessed along the left and right tip cutting edges and an appropriate number of nicks are provided on the left and right tip cutting edges. In this indexable insert, a concave portion is provided continuously from the chip breaker on the outer peripheral portion of each rake face, and a concave portion is provided on the outer peripheral portion of the rake face continuously from the chip breaker along the cutting edge. is provided.

特開2003-136319号公報JP-A-2003-136319 特開平10-109210号公報JP-A-10-109210

通常、回転駆動される切削工具において、被切削物に当接する切刃部は切削工具の外周面の溝内に形成されている。回転軸を含む平面で切った断面で見た場合に、切刃部のすくい面は、外径側端部に設けられた刃先を含んでいる。刃先は、被切削物に対して与えるトルクが最も大きい部分であるため、被切削物から受ける負荷も大きく、欠けやすい性質を有している。 Generally, in a cutting tool that is driven to rotate, a cutting edge that contacts an object to be cut is formed in a groove on the outer peripheral surface of the cutting tool. The rake face of the cutting edge portion includes a cutting edge provided at the outer diameter side end portion when viewed in a cross section cut along a plane including the rotation axis. Since the cutting edge is the part where the greatest torque is applied to the object to be cut, it is subject to a large load from the object to be cut and is prone to chipping.

従来、切削工具の刃先の欠けを抑止し寿命を向上する目的で、刃先は、回転軸を含む平面で切った断面で見た場合に直線の表面となるように面取りされていた。その結果、回転軸に直交する断面で見た場合に、すくい面における刃先よりも内径側に存在する部分が、刃先よりも切削工具の回転方向下流側に突出していた。このため、切削工具を用いて切削する場合に、被切削物に対して鋭利な角度で刃先が当たらず、切れ味の低下を招いていた。 Conventionally, for the purpose of suppressing chipping of the cutting edge of a cutting tool and improving the life of the cutting tool, the cutting edge has been chamfered so that a cross section cut along a plane containing the rotation axis has a straight surface. As a result, when viewed in a cross section orthogonal to the rotation axis, the portion of the rake face located on the inner diameter side of the cutting edge protruded downstream of the cutting tool in the rotational direction of the cutting tool. For this reason, when the cutting tool is used for cutting, the cutting edge does not hit the object to be cut at a sharp angle, resulting in a decrease in sharpness.

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、寿命の低下を抑止しつつ切れ味を向上することのできる切削工具を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cutting tool capable of improving sharpness while suppressing a decrease in service life.

本発明の一の局面に従う切削工具は、被切削物に当接する切刃部であって回転軸を中心として螺旋状に形成された切刃部を備え、回転軸を中心として所定の回転方向に回転される切削工具であって、切刃部は、回転軸を中心として螺旋状に形成された溝内の回転方向の下流側を向いた面を含み、下流側を向いた面は、下流側を向いた面の外径側端部に設けられた刃先面と、刃先面よりも内径側に設けられた本体刃面とを含み、回転軸と直交する断面で見た場合に、刃先面および本体刃面の各々は回転方向の下流側に向かって凹の曲面であり、回転軸と直交する断面で見た場合に、刃先面の内径側端部と本体刃面の外径側端部との境界点は、回転軸と下流側を向いた面の外径側端部とを結ぶ刃先中心線よりも回転方向の上流側に位置し、刃先中心線に沿った刃先面の長さTは、0.2mm以上1.0mm以下であり、回転軸と直交する断面で見た場合に、刃先面および本体刃面の各々は円弧形状を有しており、刃先面の曲率半径R1と本体刃面の曲率半径R2とは、0.9R2≦R1≦1.1R2の関係を有する。 A cutting tool according to one aspect of the present invention includes a cutting edge that contacts an object to be cut and that is spirally formed around a rotation axis, and rotates in a predetermined rotation direction around the rotation axis. A cutting tool that is rotated, wherein the cutting edge includes a rotationally downstream facing surface within a groove helically formed about an axis of rotation, the downstream facing surface When viewed in a cross section perpendicular to the rotation axis, the cutting edge surface provided on the outer diameter side end of the surface facing and the body cutting surface provided on the inner diameter side of the cutting edge surface, the cutting edge surface and Each of the blade faces of the main body is a curved surface that is concave toward the downstream side in the rotation direction, and when viewed in a cross section orthogonal to the rotation axis, the inner diameter side end of the blade tip surface and the outer diameter side end of the main blade face is located on the upstream side in the rotational direction of the cutting edge center line connecting the rotation axis and the outer diameter side end of the surface facing downstream, and the length T of the cutting edge surface along the cutting edge center line is , 0.2 mm or more and 1.0 mm or less. The curvature radius R2 of the blade surface has a relationship of 0.9R2≤R1≤1.1R2.

上記切削工具において好ましくは、切刃部は複数であり、回転軸と直交する断面で見た場合に、複数の切刃部の各々は回転軸に対して等間隔に配置されている。 Preferably, the cutting tool has a plurality of cutting edge portions, and each of the plurality of cutting edge portions is arranged at regular intervals with respect to the rotation axis when viewed in a cross section orthogonal to the rotation axis.

上記切削工具において好ましくは、切刃部は複数であり、回転軸と直交する断面で見た場合に、複数の切刃部の各々は回転軸に対して不等間隔に配置されている。 Preferably, the cutting tool has a plurality of cutting edge portions, and each of the plurality of cutting edge portions is arranged at unequal intervals with respect to the axis of rotation when viewed in a cross section orthogonal to the axis of rotation.

上記切削工具において好ましくは、下流側を向いた面は被覆層で被覆されている。 Preferably, in the above cutting tool, the surface facing the downstream side is covered with a coating layer.

本発明によれば、寿命の低下を抑止しつつ切れ味を向上することのできる切削工具を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cutting tool which can improve the sharpness while suppressing the fall of life can be provided.

本発明の一実施の形態における切削工具1の外観の構成を模式的に示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view which shows typically the structure of the external appearance of the cutting tool 1 in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における切削工具の、図1において矢印Wで示す方向から見た場合(切削工具1の先端側から見た場合)の構成を示す正面図である。1 is a front view showing the configuration of a cutting tool according to one embodiment of the present invention when viewed from the direction indicated by an arrow W in FIG. 1 (when viewed from the tip side of the cutting tool 1). FIG. 図1のIII―III線に沿った断面図であり、回転軸AXに直交する平面で切った場合の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1 and taken along a plane perpendicular to the rotation axis AX; 図3中A部の拡大図である。4 is an enlarged view of part A in FIG. 3; FIG. 従来の切削工具におけるすくい面112の一の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing one configuration of a rake face 112 in a conventional cutting tool; 従来の切削工具におけるすくい面112の他の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing another configuration of the rake face 112 in the conventional cutting tool; 本発明の一実施の形態における切削工具1において、刃先面41が被切削物に当接する様子を模式的に示す断面図である。Fig. 2 is a cross-sectional view schematically showing how a cutting edge surface 41 of the cutting tool 1 according to one embodiment of the present invention abuts against a workpiece. 本発明の一実施例において、切削加工に必要としたトルクおよびスラスト荷重の時間変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing temporal changes in torque and thrust load required for cutting in one example of the present invention.

以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[切削工具の構成] [Configuration of cutting tool]

図1は、本発明の一実施の形態における切削工具1の外観の構成を模式的に示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the external configuration of a cutting tool 1 according to one embodiment of the present invention.

図1を参照して、本実施の形態における切削工具1は、切削装置(図示無し)のチャックに取り付けられた状態で、切削装置により電動や手動などで回転駆動されることで被切削物を切削加工するものである。切削工具1は、切削加工を行う際に回転軸AXを中心として回転方向Dに回転駆動される。 Referring to FIG. 1, a cutting tool 1 according to the present embodiment is attached to a chuck of a cutting device (not shown) and rotated electrically or manually by the cutting device to cut an object to be cut. It is for cutting. The cutting tool 1 is rotationally driven in the rotational direction D around the rotational axis AX when cutting.

切削工具1は、刃部10と、シャンク50とを備えている。刃部10は、切削工具1における先端側に設けられており、被切削物に対する切削加工を行う部分である。シャンク50は、切削工具1における後端側に設けられており、切削工具1の使用時にチャックに取り付けられる部分である。 The cutting tool 1 has a cutting edge 10 and a shank 50 . The blade portion 10 is provided on the tip end side of the cutting tool 1, and is a portion that performs cutting on an object to be cut. The shank 50 is provided on the rear end side of the cutting tool 1 and is a portion that is attached to the chuck when the cutting tool 1 is used.

刃部10は、切刃部11および21を含んでいる。切刃部11および21は、被切削物に当接する部分であり、回転軸AXを中心として螺旋状に形成されている。切刃部11および21は、回転軸AXに対して点対称である。切刃部11および21は、溝31および32の各々によって隔てられている。切刃部11および21の各々は、溝31および32によって規定されている。 Blade 10 includes cutting edges 11 and 21 . The cutting edge portions 11 and 21 are portions that come into contact with an object to be cut, and are spirally formed around the rotation axis AX. The cutting edge portions 11 and 21 are point symmetrical with respect to the rotation axis AX. Cutting edges 11 and 21 are separated by grooves 31 and 32, respectively. Each of the cutting edges 11 and 21 is defined by grooves 31 and 32 .

溝31および32は、同一形状であり、回転軸AXに沿って螺旋状に形成されている。溝31および32の各々は、回転軸AXに対して互いに点対称である。 The grooves 31 and 32 have the same shape and are spirally formed along the rotation axis AX. Each of the grooves 31 and 32 is point-symmetrical with respect to the rotation axis AX.

切刃部11および21は、同一形状であり、回転軸AXに沿って螺旋状に形成されている。切刃部11および21の各々は、回転軸AXに対して互いに点対称である。 The cutting edge portions 11 and 21 have the same shape and are spirally formed along the rotation axis AX. Each of the cutting edge portions 11 and 21 is symmetrical with respect to the rotation axis AX.

図2は、本発明の一実施の形態における切削工具の、図1において矢印Wで示す方向から見た場合(切削工具1の先端側から見た場合)の構成を示す正面図である。図3は、図1のIII―III線に沿った断面図であり、回転軸AXと直交する平面で切った場合の断面図である。 FIG. 2 is a front view showing the configuration of the cutting tool according to one embodiment of the present invention when viewed from the direction indicated by the arrow W in FIG. 1 (when viewed from the tip side of the cutting tool 1). FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1, taken along a plane perpendicular to the rotation axis AX.

図1~図3を参照して、切刃部11は、すくい面12と、マージン部13aと、逃げ面13bと、マージン部13cと、壁面14と、軸方向端面15~17とを含んでいる。すくい面12は、溝31内の面であり、回転方向Dの下流側を向いている。すくい面12は、被切削物に対して作用する面であり、外径側端部に刃先12aを有している。マージン部13aは、すくい面12と隣接している。マージン部13a、逃げ面13b、およびマージン部13cの各々は、回転方向Dの上流側に向かってこの順序で設けられており、切削工具1の円筒形状の外周面を構成している。マージン部13aおよび13cの各々は、逃げ面13bよりも外径方向に突出している。壁面14は、溝32内の面であり、回転方向Dの上流側を向いている。壁面14は、マージン部13cと隣接しており、溝32内において切刃部21のすくい面22へと連続している。 1 to 3, the cutting edge portion 11 includes a rake face 12, a margin portion 13a, a flank face 13b, a margin portion 13c, a wall surface 14, and axial end faces 15 to 17. there is The rake face 12 is a face within the groove 31 and faces the downstream side in the rotational direction D. As shown in FIG. The rake face 12 is a face that acts on the workpiece, and has a cutting edge 12a on the outer diameter side end. The margin portion 13 a is adjacent to the rake face 12 . Each of the margin portion 13a, the flank 13b, and the margin portion 13c is provided in this order toward the upstream side in the rotational direction D, and constitutes the cylindrical outer peripheral surface of the cutting tool 1. As shown in FIG. Each of margin portions 13a and 13c protrudes radially outward beyond flank 13b. The wall surface 14 is a surface within the groove 32 and faces the upstream side in the rotational direction D. As shown in FIG. The wall surface 14 is adjacent to the margin portion 13 c and continues to the rake surface 22 of the cutting edge portion 21 within the groove 32 .

軸方向端面15~17は、切削工具1の先端側の面である。軸方向端面15は、回転方向Dの下流側に位置しており、すくい面12と隣接している。軸方向端面17は、回転方向Dの上流側に位置しており、壁面14と隣接している。軸方向端面16は、軸方向端面15と軸方向端面17との間に位置している。軸方向端面16の面積は、軸方向端面15および17の各々の面積よりも広い。 The axial end surfaces 15 to 17 are surfaces of the cutting tool 1 on the tip side. The axial end face 15 is located downstream in the direction of rotation D and adjoins the rake face 12 . The axial end face 17 is positioned upstream in the direction of rotation D and adjoins the wall surface 14 . Axial end face 16 is located between axial end face 15 and axial end face 17 . The area of axial end face 16 is larger than the area of each of axial end faces 15 and 17 .

切刃部21は、すくい面22と、マージン部23aと、逃げ面23bと、マージン部23cと、壁面24と、軸方向端面25~27とを含んでいる。すくい面22は、溝32内の面であり、回転方向Dの下流側を向いている。すくい面22は、被切削物に対して作用する面であり、外径側端部に刃先22aを有している。マージン部23aは、すくい面22と隣接している。マージン部23a、逃げ面23b、およびマージン部23cの各々は、回転方向Dの上流側に向かってこの順序で設けられており、切削工具1の円筒形状の外周面を構成している。マージン部23aおよび23cの各々は、逃げ面23bよりも外径方向に突出している。壁面24は、溝31内の面であり、回転方向Dの上流側を向いている。壁面24は、マージン部23cと隣接しており、溝31内において切刃部11のすくい面12へと連続している。 The cutting edge portion 21 includes a rake face 22, a margin portion 23a, a flank face 23b, a margin portion 23c, a wall surface 24, and axial end faces 25-27. The rake face 22 is a face within the groove 32 and faces the downstream side in the direction of rotation D. As shown in FIG. The rake face 22 is a face that acts on the workpiece, and has a cutting edge 22a on the outer diameter side end. The margin portion 23 a is adjacent to the rake face 22 . Each of the margin portion 23a, the flank surface 23b, and the margin portion 23c is provided in this order toward the upstream side in the rotational direction D, and constitutes the cylindrical outer peripheral surface of the cutting tool 1. As shown in FIG. Each of margin portions 23a and 23c protrudes radially outward beyond flank 23b. The wall surface 24 is a surface within the groove 31 and faces the upstream side in the rotation direction D. As shown in FIG. The wall surface 24 is adjacent to the margin portion 23 c and continues to the rake surface 12 of the cutting edge portion 11 within the groove 31 .

軸方向端面25~27は、切削工具1の先端側の面である。軸方向端面25は、回転方向Dの下流側に位置しており、すくい面22と隣接している。軸方向端面27は、回転方向Dの上流側に位置しており、壁面24と隣接している。軸方向端面26は、軸方向端面25と軸方向端面27との間に位置している。軸方向端面26の面積は、軸方向端面25および27の各々の面積よりも広い。 The axial end surfaces 25 to 27 are surfaces of the cutting tool 1 on the tip side. The axial end face 25 is located downstream in the direction of rotation D and adjoins the rake face 22 . The axial end face 27 is positioned upstream in the direction of rotation D and adjoins the wall surface 24 . Axial end face 26 is located between axial end face 25 and axial end face 27 . The area of axial end face 26 is larger than the area of each of axial end faces 25 and 27 .

軸方向端面15~17および25~27は、切削工具1の最先端となる頂点TPを中心とした錐体状を構成している。 Axial end faces 15 to 17 and 25 to 27 form a pyramidal shape centering on apex TP, which is the tip of cutting tool 1 .

なお、軸方向端面16および26(または軸方向端面17および27)の各々には、油穴が形成されていてもよい。軸方向端面15とマージン部13aとの境界線、および軸方向端面25とマージン部23aとの境界線の各々は、平面状や曲面状に面取りされていてもよい。マージン部13cおよび23cは設けられていなくてもよい。 An oil hole may be formed in each of axial end faces 16 and 26 (or axial end faces 17 and 27). Each of the boundary line between the axial end face 15 and the margin portion 13a and the boundary line between the axial end face 25 and the margin portion 23a may be chamfered in a flat or curved shape. Margin portions 13c and 23c may not be provided.

すくい面12および22は被覆層で被覆されていてもよい。この被覆層は、たとえばTiNやTiCNなどよりなり、PVD(Physical Vapor Deposition)法またはCVD(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて形成されてもよい。また、すくい面12および22の他、軸方向端面15および25、ならびにマージン部13aおよび23aなどもこの被覆層で被覆されていてもよいし、刃部10全体がこの被覆層で被覆されていてもよい。 The rake faces 12 and 22 may be coated with a coating layer. This coating layer is made of, for example, TiN or TiCN, and may be formed using a PVD (Physical Vapor Deposition) method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, or the like. In addition to the rake faces 12 and 22, the axial end faces 15 and 25 and the margin portions 13a and 23a may also be covered with this coating layer, or the entire blade portion 10 may be covered with this coating layer. good too.

以降、切刃部11の構成について詳細に説明を行う。切刃部21の構成については、切刃部11の構成と同一であるため、その説明を繰り返さない。 Hereinafter, the configuration of the cutting edge portion 11 will be described in detail. Since the configuration of the cutting edge portion 21 is the same as the configuration of the cutting edge portion 11, the description thereof will not be repeated.

図4は、図3中A部の拡大図である。 FIG. 4 is an enlarged view of part A in FIG.

図3および図4を参照して、すくい面12は、刃先面41と、本体刃面42とを含んでいる。刃先面41は、すくい面12の刃先12aに設けられており、マージン部13a(切削工具1の外周面)と隣接している。本体刃面42は、刃先面41と隣接しており、刃先面41よりも内径側に設けられている。位置PO1は、刃先面41と本体刃面42との境界点である。刃先面41は、図4の断面で見た場合に円弧形状の曲面を有しており、曲率半径R1を有している。本体刃面42は、図4の断面で見た場合に円弧形状の曲面を有しており、曲率半径R2を有している。刃先面41の曲率半径R1は、本体刃面42の曲率半径R2の0.9倍以上の大きさであり、本体刃面42の曲率半径R2の1.1倍以下の大きさである(0.9R2≦R1≦1.1R2)ことが好ましい。曲率半径R1およびR2の各々は、たとえば2.1mm以上2.5mm以下である。 3 and 4, the rake face 12 includes a cutting edge face 41 and a body cutting face 42. As shown in FIG. The cutting edge surface 41 is provided on the cutting edge 12a of the rake surface 12 and is adjacent to the margin portion 13a (the outer peripheral surface of the cutting tool 1). The body cutting surface 42 is adjacent to the cutting edge surface 41 and is provided on the inner diameter side of the cutting edge surface 41 . A position PO1 is a boundary point between the cutting edge surface 41 and the body cutting surface 42 . The cutting edge surface 41 has an arc-shaped curved surface when viewed in cross section in FIG. 4, and has a radius of curvature R1. The body blade surface 42 has an arc-shaped curved surface when viewed in cross section in FIG. 4, and has a radius of curvature R2. The curvature radius R1 of the cutting edge surface 41 is 0.9 times or more the curvature radius R2 of the main blade surface 42, and is 1.1 times or less the curvature radius R2 of the main blade surface 42 (0 .9R2≤R1≤1.1R2). Each of the curvature radii R1 and R2 is, for example, 2.1 mm or more and 2.5 mm or less.

特に曲率半径R1と曲率半径R2との関係を上述のように設定した場合には、同一の砥石を用いて刃先面41および本体刃面42を形成することができるので、製造工程の簡略化を図ることができる。 In particular, when the relationship between the radius of curvature R1 and the radius of curvature R2 is set as described above, the cutting edge surface 41 and the body cutting surface 42 can be formed using the same grindstone, thus simplifying the manufacturing process. can be planned.

回転軸AXと刃先12a(すくい面12の外径側端部)とを結ぶ直線を刃先中心線LNとする。なお、刃先中心線LNは刃先22a(すくい面22の外径側端部)も通過する。刃先中心線LNは、切削工具1が被切削物を切削する際に被切削物に対して力を及ぼす中心線となる。 A straight line connecting the rotation axis AX and the cutting edge 12a (the outer diameter side end of the rake face 12) is defined as a cutting edge center line LN. The cutting edge center line LN also passes through the cutting edge 22a (outer diameter side end of the rake face 22). The cutting edge center line LN is the center line that exerts force on the workpiece when the cutting tool 1 cuts the workpiece.

以降、刃先中心線LNを基準として回転方向Dの下流側(すくい面12付近の刃先中心線LNにおける図4中右側)をネガ(ネガティブ)側、回転方向Dの上流側(すくい面12付近の刃先中心線LNにおける図4中左側)をポジ(ポジティブ)側と記すことがある。 Hereinafter, with reference to the cutting edge center line LN, the downstream side in the rotation direction D (the right side in FIG. 4 at the cutting edge center line LN near the rake face 12) is the negative side, and the upstream side in the rotation direction D (near the rake face 12) The left side of the cutting edge centerline LN in FIG. 4) is sometimes referred to as the positive side.

すくい面12における最内径側の部分(壁面24と隣接する部分)は、ネガ側に存在している。すくい面12は、回転方向Dの上流側に向かって窪んでいるため、すくい面12と刃先中心線LNとは位置PO2において交差する。すくい面12における位置PO2から刃先12aまでの部分(位置PO1および刃先面41全体を含む部分)は、ポジ側に存在している。 The innermost portion of the rake face 12 (the portion adjacent to the wall surface 24) is on the negative side. Since the rake face 12 is recessed toward the upstream side in the rotational direction D, the rake face 12 and the cutting edge center line LN intersect at the position PO2. A portion of the rake face 12 from the position PO2 to the cutting edge 12a (a portion including the position PO1 and the entire cutting edge surface 41) is on the positive side.

刃先中心線LNに沿ったすくい面12における位置PO2から刃先12aまでの部分の長さ(幅)Hの、切削工具1の半径RAに対する比率(すくい比率)は、55%以上65%以下(0.55RA≦H≦0.65RA)であることが好ましい。長さHが上記範囲にある場合には、本体刃面42の曲がり具合が急になる(本体刃面42の曲率半径R2が小さくなる)ため、刃先12aが回転方向Rの下流側へ一層突出した構成となる。本実施の形態では、このような構成であっても刃先12aの欠けを防ぐことができる。 The ratio (rake ratio) of the length (width) H of the portion of the rake face 12 from the position PO2 to the cutting edge 12a along the cutting edge center line LN to the radius RA of the cutting tool 1 is 55% or more and 65% or less (0 .55RA≤H≤0.65RA). When the length H is within the above range, the degree of curvature of the body blade surface 42 becomes steeper (the radius of curvature R2 of the body blade surface 42 becomes smaller), so that the cutting edge 12a further protrudes downstream in the rotational direction R. configuration. In the present embodiment, chipping of the cutting edge 12a can be prevented even with such a configuration.

刃先中心線LNに沿った刃先面41の長さ(幅)Tは、切削工具1の半径RAに関わらず0より大きく1.0mm以下(0<T≦1.0mm)、好ましくは0.2mm以上0.3mm以下(0.2mm≦T≦0.3mm)という一定の範囲に設定されてもよい。 The length (width) T of the cutting edge surface 41 along the cutting edge center line LN is greater than 0 and 1.0 mm or less (0<T≤1.0 mm), preferably 0.2 mm, regardless of the radius RA of the cutting tool 1. It may be set within a certain range of 0.3 mm or less (0.2 mm ≤ T ≤ 0.3 mm).

[実施の形態の効果] [Effects of Embodiment]

次に、本実施の形態における切削工具1の効果について説明する。 Next, the effect of the cutting tool 1 in this embodiment will be described.

図5および図6は、従来の切削工具におけるすくい面112の構成を示す断面図である。なお、図5および図6は、すくい面112における図4に対応する部分の断面図である。 5 and 6 are cross-sectional views showing the configuration of a rake face 112 in a conventional cutting tool. 5 and 6 are cross-sectional views of a portion of the rake face 112 corresponding to FIG.

図5を参照して、従来の切削工具におけるすくい面112は、外径側端部の刃先112aに設けられた刃先面141と、刃先面141よりも内径側に設けられた本体刃面142とを含んでいる。刃先112aの欠けを抑止し寿命を向上する目的で、刃先112aは面取りされている。刃先面141は、直線状の断面形状を有しており、刃先面141と本体刃面142との境界点である位置PO101から刃先112aに向かってポジ側に窪んでいる。その結果、すくい面112における位置PO101付近の部分はネガ側に突出する。 Referring to FIG. 5, the rake face 112 in the conventional cutting tool consists of a cutting edge surface 141 provided on the cutting edge 112a at the outer diameter side end, and a body cutting surface 142 provided on the inner diameter side of the cutting edge surface 141. contains. The cutting edge 112a is chamfered for the purpose of preventing chipping of the cutting edge 112a and improving its life. The cutting edge surface 141 has a linear cross-sectional shape, and is recessed on the positive side from a position PO101, which is a boundary point between the cutting edge surface 141 and the body cutting surface 142, toward the cutting edge 112a. As a result, the portion of the rake face 112 near the position PO101 protrudes toward the negative side.

図5に示す切削工具の構成ではすくい角αが鈍角となるため、被切削物を切削する際に被切削物に対して刃先112aが鋭利な角度で当たらない。このため、被切削物に対して力が加わりにくく、切れ味が悪い。 In the configuration of the cutting tool shown in FIG. 5, since the rake angle α is an obtuse angle, the cutting edge 112a does not hit the object at a sharp angle when cutting the object. For this reason, it is difficult to apply a force to the object to be cut, resulting in poor sharpness.

図6を参照して、一方、この切削工具のすくい面112では、刃先112aは切削工具の外周面に対して直角に面取りされている。刃先面141は、直線状の断面形状を有しており、刃先中心線LNに沿って延在している。 Referring to FIG. 6, on the other hand, on the rake face 112 of this cutting tool, the cutting edge 112a is chamfered at right angles to the outer peripheral face of the cutting tool. The cutting edge surface 141 has a linear cross-sectional shape and extends along the cutting edge center line LN.

図6に示す切削工具の構成では、すくい角αが直角となるため、被切削物を切削する際に、図5に示す切削工具の場合よりも被切削物に対して力が加わり易くなる。一方で、刃先面141が刃先中心線LNに沿って延在しているので、被切削物を切削する際に、刃先面141全体が被切削物から一様に負荷を受ける。その結果、刃先112aが受ける荷重が大きくなり、刃先112aが欠けやすくなる。 In the configuration of the cutting tool shown in FIG. 6, since the rake angle α is a right angle, when cutting an object to be cut, force is more likely to be applied to the object to be cut than in the case of the cutting tool shown in FIG. On the other hand, since the cutting edge surface 141 extends along the cutting edge centerline LN, the entire cutting edge surface 141 receives a uniform load from the workpiece when cutting the workpiece. As a result, the load applied to the cutting edge 112a increases, and the cutting edge 112a tends to chip.

図7は、本発明の一実施の形態における切削工具1において、刃先面41が被切削物に当接する様子を模式的に示す断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing how the cutting edge surface 41 of the cutting tool 1 according to one embodiment of the present invention comes into contact with the object to be cut.

図7を参照して、一方、本実施の形態の切削工具1において、回転軸AXと直交する断面で見た場合に、刃先面41は曲面であり、位置PO1はポジ側に位置している。これにより、すくい角αが鋭角となり、被切削物を切削する際に被切削物に対して刃先12aが鋭利な角度で当たる。その結果、被切削物に対して力が加わり易くなり、切れ味を向上することができる。 Referring to FIG. 7, on the other hand, in cutting tool 1 of the present embodiment, cutting edge surface 41 is a curved surface when viewed in a cross section perpendicular to rotation axis AX, and position PO1 is located on the positive side. . As a result, the rake angle α becomes an acute angle, and the cutting edge 12a hits the workpiece at an acute angle when cutting the workpiece. As a result, it becomes easier to apply force to the object to be cut, and sharpness can be improved.

また、従来の切削工具においては、切刃稜線部に欠け防止のための刃先処理が施されているために切味が低下し、切削工具を用いて被切削物を切削する際に必要なスラスト方向の力が大きくなっていた。このため、切削工具を用いて被切削物に貫通穴を形成した場合に、貫通穴における切削工具の抜け側にバリが発生していた。本実施の形態の切削工具によれば、切れ味が向上するため、被切削物に貫通穴を形成した場合に、貫通穴における切削工具の抜け側に発生するバリを抑制することができる。 In addition, in conventional cutting tools, the cutting edge is treated to prevent chipping at the ridgeline of the cutting edge, so the sharpness is reduced, and the thrust required when cutting the workpiece using the cutting tool is reduced. Directional force was increasing. Therefore, when a through-hole is formed in an object to be cut using a cutting tool, burrs are generated on the through-hole side of the cutting tool. According to the cutting tool of the present embodiment, sharpness is improved, so that when a through-hole is formed in an object to be cut, it is possible to suppress the occurrence of burrs in the through-hole on the cutting tool exit side.

また、刃先面41が曲面であるため、被切削物を切削する際に、刃先面41は矢印ARで示すように、刃先12aから位置PO1に向かって徐々に被切削物に当接する。刃先12aが被切削物から受ける負荷は、矢印ARで示す方向に沿って刃先面41全体に分散される。これにより、刃先12aが欠けにくくなり、切削工具1の寿命の低下を抑止することができる。 Further, since the blade tip surface 41 is a curved surface, when cutting the object to be cut, the blade tip surface 41 gradually contacts the object to be cut from the blade tip 12a toward the position PO1 as indicated by the arrow AR. The load that the cutting edge 12a receives from the workpiece is distributed over the entire cutting edge surface 41 along the direction indicated by the arrow AR. As a result, the cutting edge 12a is less likely to be chipped, and a reduction in the life of the cutting tool 1 can be suppressed.

[実施例] [Example]

続いて、本発明の一実施例について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.

本願発明者は、本発明例および比較例の切削工具を用いて、被切削物に対して切削加工(穴開け加工)を行い、切削加工に必要な力を計測した。被切削物としては、厚さ6mmの64チタン(6質量%のアルミニウムと、4質量%のバナジウムと、残部チタンよりなる合金)を用いた。 The inventors of the present application used the cutting tools of the present invention example and the comparative example to perform cutting (drilling) on a work to be cut, and measured the force required for the cutting. A 6 mm-thick 64 titanium (an alloy composed of 6% by mass of aluminum, 4% by mass of vanadium, and the balance of titanium) was used as the material to be cut.

図8は、本発明の一実施例において、切削加工に必要としたトルクおよびスラスト荷重の時間変化を示す図である。図8(a)は、図5に示す従来の切削工具を用いた場合の結果である。図8(b)は、図1~図4に示す本実施の形態における切削工具1を用いた場合の結果である。 FIG. 8 is a diagram showing temporal changes in torque and thrust load required for cutting in one embodiment of the present invention. FIG. 8(a) shows the result when the conventional cutting tool shown in FIG. 5 is used. FIG. 8(b) shows the results when the cutting tool 1 according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is used.

図8を参照して、図5に示す従来の切削工具を用いて切削加工を行った場合(図8(a))には、最大で182.2Ncmのトルク(切削工具を回転させる力)を必要とし、平均で853Nのスラスト荷重(切削工具を被切削物に押し付ける荷重)を必要とした。一方、本実施の形態における切削工具1を用いて切削加工を行った場合(図8(b))には、最大で159.8Ncmのトルクを必要とし、平均で189Nのスラスト荷重を必要とした。 Referring to FIG. 8, when cutting is performed using the conventional cutting tool shown in FIG. A thrust load of 853 N on average (a load that presses the cutting tool against the workpiece) was required. On the other hand, when cutting was performed using the cutting tool 1 in the present embodiment (FIG. 8(b)), a maximum torque of 159.8 Ncm was required, and an average thrust load of 189 N was required. .

これらの結果により、本実施の形態によれば、切削加工の際に必要な力を低減することができ、切削工具の切れ味が向上することが分かった。 From these results, it was found that according to the present embodiment, the force required for cutting can be reduced, and the sharpness of the cutting tool is improved.

[その他] [others]

本発明の切削工具は、エンドミル、タップ、リーマ、またはフライスなどであってもよい。 The cutting tool of the present invention may be an end mill, tap, reamer, milling cutter, or the like.

切刃部および溝の個数は任意である。切刃部が複数である場合、回転軸と直交する断面で見たときに、複数の切刃部の各々は回転軸に対して等間隔に配置されていてもよいし、不等間隔に配置されていてもよい。 The number of cutting edges and grooves is arbitrary. When there are a plurality of cutting edge portions, each of the plurality of cutting edge portions may be arranged at equal intervals relative to the rotation axis when viewed in a cross section orthogonal to the rotation axis, or may be arranged at uneven intervals. may have been

切刃部21は、切刃部11と異なる構成を有していてもよく。切刃部21と切刃部11とは非対称であってもよい。 The cutting edge portion 21 may have a configuration different from that of the cutting edge portion 11 . The cutting edge portion 21 and the cutting edge portion 11 may be asymmetrical.

刃先面41は、上述のように回転軸AXに沿ったすくい面12全体に設けられていてもよいし、すくい面12の一部のみに設けられていてもよい。刃先面41は、たとえば軸方向端面15の付近のすくい面12のみに設けられていてもよい。 The cutting edge surface 41 may be provided on the entire rake face 12 along the rotation axis AX as described above, or may be provided only on a part of the rake face 12 . The cutting edge surface 41 may be provided, for example, only on the rake face 12 in the vicinity of the axial end face 15 .

上述の実施の形態および実施例は、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説明ではなくて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。 The above-described embodiments and examples should be considered illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning of equivalents of the scope of the claims.

1 切削工具
10 刃部
11,21 切刃部
12,22,112 すくい面
12a,22a,112a 刃先
13a,13c,23a,23c マージン部
13b,23b 逃げ面
14,24 壁面
15~17,25~27 軸方向端面
31,32 溝
41,141 刃先面
42,142 本体刃面
50 シャンク
AX 回転軸
D 切削工具の回転方向
LN 刃先中心線
PO1,PO101 刃先面と本体刃面との境界点
PO2 すくい面と刃先中心線との交差点
TP 切削工具の最先端となる頂点
α すくい角

1 cutting tool 10 blade portion 11, 21 cutting edge portion 12, 22, 112 rake face 12a, 22a, 112a cutting edge 13a, 13c, 23a, 23c margin portion 13b, 23b flank face 14, 24 wall surface 15-17, 25-27 Axial end face 31, 32 Groove 41, 141 Cutting edge surface 42, 142 Body cutting surface 50 Shank AX Rotational axis D Cutting tool rotation direction LN Cutting edge center line PO1, PO101 Boundary point between cutting edge surface and main cutting surface PO2 Rake surface Intersection with the cutting edge center line TP Vertex at the tip of the cutting tool α Rake angle

Claims (4)

被切削物に当接する切刃部であって回転軸を中心として螺旋状に形成された切刃部を備え、前記回転軸を中心として所定の回転方向に回転される切削工具であって、
前記切刃部は、前記回転軸を中心として螺旋状に形成された溝内の前記回転方向の下流側を向いた面を含み、
前記下流側を向いた面は、
前記下流側を向いた面の外径側端部に設けられた刃先面と、
前記刃先面よりも内径側に設けられた本体刃面とを含み、
前記回転軸と直交する断面で見た場合に、前記刃先面および前記本体刃面の各々は前記回転方向の下流側に向かって凹の曲面であり、
前記回転軸と直交する断面で見た場合に、前記刃先面の内径側端部と前記本体刃面の外径側端部との境界点は、前記回転軸と前記下流側を向いた面の外径側端部とを結ぶ刃先中心線よりも前記回転方向の上流側に位置し、
前記刃先中心線に沿った前記刃先面の長さTは、0.2mm以上1.0mm以下であり、
前記回転軸と直交する断面で見た場合に、前記刃先面および前記本体刃面の各々は円弧形状を有しており、
前記刃先面の曲率半径R1と前記本体刃面の曲率半径R2とは、0.9R2≦R1≦1.1R2の関係を有する、切削工具。
A cutting tool that is rotated in a predetermined rotational direction about the rotation axis, and that includes a cutting edge that contacts an object to be cut and is spirally formed around a rotation axis,
The cutting edge portion includes a surface facing the downstream side in the rotational direction in a groove spirally formed around the rotation axis,
The surface facing the downstream side is
a cutting edge surface provided at an outer diameter side end portion of the surface facing the downstream side;
and a body blade surface provided on the inner diameter side of the blade tip surface,
When viewed in a cross section orthogonal to the rotation axis, each of the cutting edge surface and the main cutting surface is a concave curved surface toward the downstream side in the rotation direction,
When viewed in a cross section orthogonal to the rotation axis, the boundary point between the inner diameter side end portion of the cutting edge surface and the outer diameter side end portion of the main blade surface is the surface facing the downstream side of the rotation shaft. positioned upstream in the rotational direction from the cutting edge center line connecting the outer diameter side end,
The length T of the cutting edge surface along the cutting edge center line is 0.2 mm or more and 1.0 mm or less,
When viewed in a cross section orthogonal to the rotating shaft, each of the cutting edge surface and the main cutting surface has an arc shape,
A cutting tool, wherein the curvature radius R1 of the cutting edge surface and the curvature radius R2 of the main body cutting surface have a relationship of 0.9R2≦R1≦1.1R2.
前記切刃部は複数であり、
前記回転軸と直交する断面で見た場合に、複数の前記切刃部の各々は前記回転軸に対して等間隔に配置されている、請求項1に記載の切削工具。
The cutting edge portion is plural,
2. The cutting tool according to claim 1 , wherein each of the plurality of cutting edge portions is arranged at equal intervals with respect to the rotating shaft when viewed in a cross section orthogonal to the rotating shaft.
前記切刃部は複数であり、
前記回転軸と直交する断面で見た場合に、複数の前記切刃部の各々は前記回転軸にて不等間隔に配置されている、請求項1に記載の切削工具。
The cutting edge portion is plural,
2. The cutting tool according to claim 1 , wherein each of the plurality of cutting edge portions is arranged at uneven intervals on the rotating shaft when viewed in a cross section orthogonal to the rotating shaft.
前記下流側を向いた面は被覆層で被覆されている、請求項1~のいずれかに記載の切削工具。 Cutting tool according to any of the preceding claims, wherein the downstream facing surface is coated with a coating layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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