JP7437948B2 - rotary cutting tool - Google Patents
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Description
本発明は、軸状のシャンクの先端に超硬質材料からなるチップが固着された回転切削工具に関する。 The present invention relates to a rotary cutting tool having a tip made of an ultra-hard material fixed to the tip of a shaft-shaped shank.
特許文献1には、軸状のシャンクの先端に超硬質材料からなるチップが固着された回転切削工具が記載されている。この回転切削工具では、チップの切刃は、シャンクの中心部側から径方向外方所定の位置までの内方部と、シャンクの径方向において内方部の外側に位置する外方部と、で構成されており、内方部は、外方部よりも切削性が鈍化されている。これにより、切粉を微細化し、切粉の切刃への溶着を防止し、溶着物により被削材が傷つけられることなく、加工精度も優れたものとなる。
特許文献1に記載された回転切削工具では、チップの切刃が、垂直壁を挟んだ二段刃となる。このため、切粉の排出性が悪くなって切削抵抗が大きくなるという問題や、垂直壁に切粉詰まりや負荷集中による欠損の恐れがあるという問題がある。
In the rotary cutting tool described in
そこで、本発明は、切粉の微細化を図り、加工品位と切削性を維持し、なおかつ切粉の排出性を向上することができる回転切削工具を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a rotary cutting tool that can reduce the size of chips, maintain machining quality and machinability, and improve the ability to discharge chips.
本発明に係る回転切削工具は、軸状のシャンクの先端にチップが固着された回転切削工具であって、チップは、第一刃先を有する第一切刃部と、第一切刃部のシャンクの径方向内側に位置して、第一刃先よりも切削性が鈍化された第二刃先を有する第二切刃部と、第一切刃部と第二切刃部との間で凹曲面に形成された第三切刃部と、を備える。 The rotary cutting tool according to the present invention is a rotary cutting tool in which a tip is fixed to the tip of a shaft-shaped shank, and the tip has a first cutting edge having a first cutting edge and a shank of the first cutting edge. a second cutting edge portion having a second cutting edge that is located on the radially inner side of the cutting edge and has duller cutting properties than the first cutting edge; and a concave curved surface between the first cutting edge portion and the second cutting edge portion. and a third cutting edge portion formed therein.
この回転切削工具では、第一刃先を有する第一切刃部と、第一切刃部のシャンクの径方向内側に位置して、第一刃先よりも切削性が鈍化された第二刃先を有する第二切刃部と、を備えるため、切削性を維持しつつ、切粉を微細化することができる。そして、第一切刃部と第二刃先部との間で凹曲面に形成された第三切刃部を備えるため、第二切刃部で切削された切粉の少なくとも一部は、シャンクの径方向外側において、第三切刃部に沿って曲線を描きながら排出される。これにより、切粉の排出性が良くなって切削抵抗を小さくすることができ、また、切粉詰まりや負荷集中による欠損も抑制される。 This rotary cutting tool has a first cutting edge having a first cutting edge, and a second cutting edge located radially inside the shank of the first cutting edge and having duller machinability than the first cutting edge. Since the second cutting edge portion is provided, chips can be made fine while maintaining machinability. Since the third cutting edge part is formed into a concave curved surface between the first cutting edge part and the second cutting edge part, at least a part of the chips cut by the second cutting edge part is transferred to the shank. On the outside in the radial direction, it is discharged while drawing a curve along the third cutting edge. This improves the discharge of chips and reduces cutting resistance, and also suppresses chip clogging and chipping due to load concentration.
第三切刃部は、球状凹曲面、円柱状凹曲面、又は円錐状凹曲面に形成されていてもよい。第三切刃部をこのような凹曲面に形成することで、上記効果を更に向上することができる。 The third cutting edge portion may be formed into a spherical concave curved surface, a cylindrical concave curved surface, or a conical concave curved surface. By forming the third cutting edge portion into such a concave curved surface, the above effects can be further improved.
本発明によれば、切粉の微細化を図り、加工品位と切削性を維持し、なおかつ切粉の排出性を向上することができる。 According to the present invention, chips can be made finer, machining quality and machinability can be maintained, and chip dischargeability can be improved.
以下、図面を参照して、実施形態に係る回転切削工具を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a rotary cutting tool according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.
図1に示すように、本実施形態に係る回転切削工具1は、リーマ、ドリル、エンドミル等の、回転駆動されることにより被加工物に穴あけ加工やミーリング加工を行うための切削工具である。以下では、一例として、回転切削工具1はリーマであるものとして説明する。
As shown in FIG. 1, a
回転切削工具1は、軸状のシャンク2と、シャンク2先端に固着された1又は複数のチップ3と、を備える。
The
シャンク2は、先端が平らな平頭型のシャンクである。シャンク2には、シャンク2の軸線A方向に延びる1又は複数本の切粉排出溝4が形成されている。図面では、シャンク2に2本の切粉排出溝4が形成された場合を示している。
The
図1~図3に示すように、チップ3は、ダイヤモンド焼結体(PCD:Polycrystalline Diamond)、単結晶ダイヤモンド(例えば、天然ダイヤモンド、合成ダイヤモンド)、立方晶窒化ホウ素焼結体(PCBN:Polycrystalline Cubic Boron Nitride)等の、極めて高強度でかつ耐摩耗性のある超硬質材料からなっている。チップ3は、シャンク2の先端から突出するように切粉排出溝4に固着されている。切粉排出溝4が複数形成されている場合は、複数の切粉排出溝4のそれぞれにチップ3が固着されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
チップ3は、被加工物の切削を行うための切刃31と、切刃31から延びるすくい面32及び逃がし面33と、切刃31からシャンク2の外周面に沿ってシャンク2の軸線A方向に延びるランド34と、を有している。切刃31は、チップ3の先端縁に形成されている。なお、本実施形態では、切刃31は、チップ3の先端の、シャンク2の半径方向における外側の部分に、シャンク2の軸線Aに対して傾斜する方向に延びている。
The
チップ3は、切刃31を有する部位として、第一切刃部41と、第二切刃部42と、第三切刃部43と、を備える。第二切刃部42は、第一切刃部41のシャンク2の径方向内側に位置する部位であり、第三切刃部43は、第一切刃部41と第二切刃部42との間に位置する部位である。つまり、シャンク2の径方向内側から径方向外側に向けて、第二切刃部42、第三切刃部43、第一切刃部41の順に形成されている。
The
第一切刃部41は、シャンク2の径方向における切刃31の最も外側に位置して、ランド34に隣接している。但し、第一切刃部41よりもシャンク2の径方向外側に、切刃31の他の部位が形成されていてもよい。第二切刃部42は、シャンク2の径方向における切刃31の最も内側に位置している。但し、第二切刃部42よりもシャンク2の径方向内側に、切刃31の他の部位が形成されていてもよい。
The first
図2~図7に示すように、第一切刃部41は、鋭利なエッジ状の第一刃先31aを有する。第一刃先31aは、すくい面32と逃がし面33との境界に形成されている。第一刃先31aの長さは、例えば、20μm以上200μm以下、又は50μm以上100μm以下とすることができる。第一刃先31aの延在方向と直交する断面における第一刃先31aの半径は、例えば、20μm未満、又は10μm以下とすることができる。
As shown in FIGS. 2 to 7, the first
第二切刃部42は、第一切刃部41の第一刃先31aよりも切削性が鈍化された第二刃先31bと、第二刃先31bから延びる第二切刃側すくい面32bと、を有する。第二刃先31bは、第二切刃側すくい面32bと逃がし面33との境界に形成されている。第二切刃側すくい面32bは、すくい面32の第二刃先31b側の部分である。第二切刃側すくい面32bは、第二刃先31bの切削性を第一刃先31aよりも鈍化するための面である。第二切刃側すくい面32bは、例えば、図5に示す第一切刃部41のように、鋭利なエッジ状の刃先(第一切刃部41の第一刃先31a)を面取りしてなるものであってもよく、図6に示す第一切刃部41のように、鋭利なエッジ状の刃先(第一切刃部41の第一刃先31a)を丸めてなるものであってもよい。
The second
図5に示す第二切刃部42では、鋭利なエッジ状の刃先を面取りすることにより形成された平面が、第二切刃側すくい面32bとなる。図5に示す第二切刃部42では、すくい面32に対する第二切刃側すくい面32bの角度θは、例えば、5°以上25°以下とすることができる。図5に示す第二切刃部42は、例えば、チャンファ加工により形成することができる。図5に示す第二切刃側すくい面32bの長さMは、例えば、50μm以上200μm以下とすることができる。第二切刃側すくい面32bの長さMは、切刃31(図4参照)の延在方向から見て(図5において)、第一切刃部41の第一刃先31aから、第二切刃側すくい面32bとすくい面32との境界までの長さである。
In the second
図6に示す第二切刃部42では、鋭利なエッジ状の刃先を丸めることにより形成された凸曲面が、第二切刃側すくい面32bとなる。図6に示す第二切刃部42では、第二刃先31bの延在方向と直交する断面における第二切刃側すくい面32bの半径は、例えば、20μm以上100μm以下、又は30μm以上50μm以下とすることができる。図6に示す第二切刃部42は、例えば、ホーニングを利用したR加工により形成することができる。図6に示す第二切刃側すくい面32bの長さMは、例えば、50μm以上200μm以下とすることができる。第二切刃側すくい面32bの長さMは、切刃31(図4参照)の延在方向から見て(図6において)、第一切刃部41の第一刃先31aから、第二切刃側すくい面32bとすくい面32との境界までの長さである。
In the second
第三切刃部43は、凹曲面に形成されており、第三刃先31cと、第三刃先31cから延びる第三切刃側すくい面32cと、を有する。第三刃先31cは、第三切刃側すくい面32cと逃がし面33との境界に形成されている。第三切刃側すくい面32cは、すくい面32の第三刃先31c側の部分である。
The third
第三切刃側すくい面32cは、第一切刃部41から第二切刃部42に至る切刃31の延在方向において、凹曲面に形成されている。つまり、第三切刃側すくい面32cは、切刃31の延在方向において、凹曲面を成しながら、第一切刃部41の第一刃先31aと第二切刃部42の第二刃先31b及び第二切刃側すくい面32bとに接続されている。第三刃先31cは、第三切刃側すくい面32cに沿って、第一刃先31aと第二刃先31bとの間で曲線状に延びている。第二切刃部42と第三切刃部43との境界線L、つまり、第二切刃側すくい面32bと第三切刃側すくい面32cとの境界線Lは、例えば、切刃31から離れるに向かうに従いシャンク2の径方向外側に傾斜している。
The third cutting edge
第三切刃側すくい面32cの凹曲面としては、特に限定されるものではないが、例えば、球状凹曲面、円柱状凹曲面、円錐状凹曲面等とすることができる。球状凹曲面とは、球の表面に沿った凹曲面である。円柱状凹曲面とは、円柱の側面(周面)に沿った凹曲面である、円錐状凹曲面とは、円錐の側面に沿った凹曲面である。
The concave curved surface of the third cutting edge
ここで、第二切刃部の無い比較例の回転切削工具との比較において、本実施形態に係る回転切削工具1について説明する。
Here, the
図8及び図9に示すように、比較例の回転切削工具101のチップ103は、切刃131を有する部位として、第一切刃部41に対応する第一切刃部141と、第二切刃部42に対応する第二切刃部142と、を備える。つまり、第一切刃部141は、第一刃先31aに対応する第一刃先131aを有し、第二切刃部142は、第二刃先31bに対応する第二刃先131bと、第二切刃側すくい面32bに対応する第二切刃側すくい面132bと、を有する。なお、チップ103は、すくい面32及びランド34に対応するすくい面132及びランド134も備える。そして、比較例のチップ103では、第一切刃部141と第二切刃部142との境界が、すくい面32に対して垂直な垂直壁132cとなっている。つまり、比較例のチップ103では、切刃131は、垂直壁132cを挟んだ二段刃となっている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
以上説明したように、本実施形態に係る回転切削工具1では、第一刃先31aを有する第一切刃部41と、第一切刃部41のシャンク2の径方向内側に位置して、第一刃先31aよりも切削性が鈍化された第二刃先31bを有する第二切刃部42と、を備えるため、切削性を維持しつつ、切粉を微細化することができる。そして、第一切刃部41と第二切刃部42との間で凹曲面に形成された第三切刃部43を備えるため、第二切刃部42で切削された切粉の少なくとも一部は、シャンク2の径方向外側において、第三切刃部43に沿って曲線を描きながら排出される。これにより、切粉の排出性が良くなって切削抵抗を小さくすることができ、また、切粉詰まりや負荷集中による欠損も抑制される。
As explained above, in the
また、第三切刃部を、球状凹曲面、円柱状凹曲面、又は円錐状凹曲面に形成することで、上記効果を更に向上することができる。 Moreover, the above effect can be further improved by forming the third cutting edge portion into a spherical concave curved surface, a cylindrical concave curved surface, or a conical concave curved surface.
また、第三切刃部43が第二切刃部42から第一切刃部41に向かい外径方向に傾斜しているため、第二切刃部42で切削された切粉の排出性が良くなる。
Further, since the third
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、シャンクの先端が平らな平頭型であるものとして説明したが、シャンクの先端が尖った尖頭型であってもよい。また、上記実施形態では、切粉排出溝がシャンクの軸線方向に延びるものとして説明したが、切粉排出溝がシャンクの軸線方向に沿って螺旋状に延びるものとしてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the shank has a flat tip with a flat head type, but the shank may have a pointed tip with a pointed tip. Further, in the above embodiment, the chip discharge groove is described as extending in the axial direction of the shank, but the chip discharge groove may extend spirally in the axial direction of the shank.
1…回転切削工具、2…シャンク、3…チップ、4…切粉排出溝、31…切刃、31a…第一刃先、31b…第二刃先、31c…第三刃先、32…すくい面、32b…第二切刃側すくい面、32c…第三切刃側すくい面、33…逃がし面、34…ランド、41…第一切刃部、42…第二切刃部、43…第三切刃部、101…回転切削工具、103…チップ、131…切刃、131a…第一刃先、131b…第二刃先、132…すくい面、132b…第二切刃側すくい面、132c…垂直壁、134…ランド、141…第一切刃部、142…第二切刃部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記チップは、切刃と、前記切刃から延びるすくい面及び逃がし面と、前記切刃から前記シャンクの外周面に沿って前記シャンクの軸線方向に延びるランドと、を備え、
前記切刃は、第一刃先を有する第一切刃部と、前記第一切刃部の前記シャンクの径方向内側に位置して、前記第一刃先よりも切削性が鈍化された第二刃先を有する第二切刃部と、前記第一切刃部と前記第二切刃部との間で凹曲面に形成された第三切刃部と、を備える、
回転切削工具。 A rotary cutting tool with a tip fixed to the tip of a shaft-shaped shank,
The tip includes a cutting edge, a rake face and a relief surface extending from the cutting edge, and a land extending from the cutting edge along the outer peripheral surface of the shank in the axial direction of the shank,
The cutting edge includes a first cutting edge having a first cutting edge, and a second cutting edge located on the radially inner side of the shank of the first cutting edge and having duller cutting properties than the first cutting edge. and a third cutting edge portion formed into a concave curved surface between the first cutting edge portion and the second cutting edge portion,
Rotary cutting tool.
請求項1に記載の回転切削工具。 The third cutting edge portion is formed into a spherical concave curved surface, a cylindrical concave curved surface, or a conical concave curved surface,
The rotary cutting tool according to claim 1.
請求項1又は2に記載の回転切削工具。The rotary cutting tool according to claim 1 or 2.
前記すくい面に対する第二切刃側すくい面の角度は、5°以上25°以下である、 The angle of the second cutting edge side rake face with respect to the rake face is 5° or more and 25° or less,
請求項1~3の何れか一項に記載の回転切削工具。The rotary cutting tool according to any one of claims 1 to 3.
前記第二刃先の延在方向と直交する断面における前記第二切刃側すくい面の半径は、20μm以上100μm以下である、 The radius of the second cutting edge side rake face in a cross section perpendicular to the extending direction of the second cutting edge is 20 μm or more and 100 μm or less,
請求項1~3の何れか一項に記載の回転切削工具。The rotary cutting tool according to any one of claims 1 to 3.
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