JPH07100248B2 - 切削用環状刃物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属材料を環状に切削することにより、貫通し
た円形孔を形成する切削用環状刃物に関し、詳しくは、
切削によって生成される切削屑の排出効率を高めること
により、切削効率を向上させた環状刃物に関する。

［従来の技術］ 金属材料を環状に切削することによって、貫通した円形
孔を形成する切削用環状刃物は、公知であり、例えば特
公昭51ー27511号公報によって開示されている環状刃物
では、切削屑の排出効率を高めるために、切削屑が全切
削幅の幅方向に２〜３分割されるような構造に歯形が構
成され、切削屑のガレット詰まりやフルート詰まり等を
防止するものであった。

［発明が解決すべき課題］ しかしながら、前記従来の環状刃物は、１の歯部によっ
て切削生成された２〜４条の切削屑が１のフルートから
共通に排出されるものであったため、切削時に、切削屑
が分割されても、排出時にはフルート内で合流するため
に、切削屑のフルート詰まりが避けられず、やむなく、
切削速度を下げて切削しているのが実情であった。

本発明は従来の環状刃物では、依然として切削屑が詰ま
りやすいという問題点があり、これが、切削効率を低下
させる原因となっていた点に着目し、切削屑の排出効率
を高め、環状刃物の本質である大口径穿孔の一層の能率
向上を図ることを目的とし、これを解決すべき課題とす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、本発明は、円筒形に形成さ
れた主筒体の開口端部に、内周部切削歯部と外周部切削
歯部とを交互に配設し、前記内周部切削歯部と外周部切
削歯部に近接させて、主筒体外周面部に切削屑排出用の
螺旋状フルートを、また、前記内外周部切削歯部相互間
において前記フルートと連通しているガレットを備え、
更に、前記内外切削歯部の側面部とほぼ同一の高さに前
記フルートと交互にランドを形成し、前記フルートの深
さを主筒体の円筒壁肉厚の２分の１とするか、または当
該２分の１の寸法より浅く形成し、更に、前記内外周部
切削歯部の切削ポイントを同一高さに形成すると共に、
内周部切削歯部の切削ポイントを中心とする内周側カッ
ティングゾーンの幅を外周部切削歯部の切削ポイントを
中心とする外周側カッティングゾーンの幅と等しく形成
するか、または狭く形成し、更に、前記内外周部切削歯
部の切削ポイントの左右両側に夫々形成した４個のカッ
ティングエッジの幅を、内向き側を外向き側より長く形
成して、内向きのカッティングエッジによって切削生成
される切削屑の幅が、外向きのカッティングエッジによ
って切削生成される切削屑の幅よりも、実質的に広く形
成されるようにした手段を採用したものである。

［作用］ この環状刃物を、スピンドルが、被加工物に対して、垂
直に進退運動する穿孔機に取付けて、スピンドルを回転
すると、主筒体の開口端部に交互に形成された内周部切
削歯部と外周部切削歯部によって、同時に切削が開始さ
れ、内周部切削歯部は半径方向内側を環状に、外周部切
削歯部は前者に隣接して半径方向外側を環状に、それぞ
れ切削し、内外双方の切削歯部によって、環状切削を進
行する。

前記切削作業の信号に伴って、切削屑が生成されると、
内周部切削歯部の切削作用によって生成された切削屑
は、当該歯部構成によって、夫々２分割されてフルート
の深さより狭幅に形成される。このとき、内向きの切削
エッジによって切削生成された切削屑は、外向きの切削
エッジによって切削生成された切削屑よりも幅が広いの
で、後者に比べると剛性が大きくなり、従って、後者を
遠心方向、すなわちフルートの方向に押し出すように作
用して、切削屑をガレット内からスムーズにフルート方
向に移動させ、切削屑は専用のフルート内を上方に向か
って移動して、排出されていく。一方、外周部切削歯部
の切削作用によって生成された切削屑は、当該歯部構成
によって前者よりも幅広く２分割されて、直接フルート
内を上方に向かって移動して排出されていく。この場合
にも、内向きの切削エッジによって切削生成された切削
層は外向きの切削エッジによって切削生成された切削屑
よりも、幅が広いので、後者を専用のフルートの方向
に、押し出すように作用して排出させる。このようにし
て、内外周部切削歯部によって、同時に環状切削が進行
していく。

環状切削が完了すると、環状切削によって生成されたス
ラッグは被加工物から分離して落下し、外周部切削歯部
の外径を半径とする大きさの円形孔が形成される。

［実施例］ 本発明は内周部切削歯部Ａと外周部切削歯部Ｂとをもっ
て１単位とする歯群２を最低２群設けることによって所
期の目的を達成することができるが、図面に示す実施例
は、前記歯群２を４群設けた環状刃物を示したもので、
円筒形に形成した主筒体１の開口端部には、前記切削歯
部A,Bが円周方向に規則的に配設されている。

第１図において、３は図示しない穿孔機のスピンドルに
直接または間接的に固定されるシャンク部、４は主筒体
１の外周面部に螺旋状に突設形成したランド、５はラン
ド4,4間に設けた切削屑排出用のフルート、６は主筒体
１の開口端面部半径方向内側に形成した同じく切削屑排
出用のガレットで、ガレット６とフルート５が、主筒体
１の開口端面部において、連通している点は従前の環状
刃物と相違する処はないが、フルート５の深さは主筒体
１の肉厚寸法の２分の１と同じか、若しくは、２分の１
よりも浅く形成されている。

次に、前記内周部切削歯部Ａと外周部切削歯部Ｂの構成
を順次詳細に説明し、あわせて、これらの歯部A,Bと前
記フルート５およびガレット６の関係について詳述す
る。

内周部切削歯部Ａは、その実効歯幅A1が外周部切削歯部
Ｂの実効歯幅B1よりも小さく、かつ、フルート５の深さ
と同一、または、同深さよりも小さく設定され、その切
削ポイントP1が、前記実効歯幅A1の２分の１よりも主筒
体１の遠心方向に偏した位置にあり、切削ポイントP1か
ら主筒体１の円周方向に直線状に延在するクレスト７は
主筒体１の中心Ｐ、すなわち軸心線と前記切削ポイント
P1とを通る仮想線L1と直角ないしは僅かに鈍角に交差
し、クレスト７によって内外に２分される内周部切削歯
部Ａの下面には、内向き傾斜角を外向き傾斜角より小さ
い角度をもって傾斜させた内外の逃げ面（以下バックオ
フ面という）8,9が形成されている。

また、前記クレスト７は環状刃物の回転方向後方に至る
程前記切削ポイントP1より低くなるように、すなわち、
被加工物の表面Ｗより漸次直線的に離反するように僅か
な角度θをもって傾斜している。

内周部切削歯部Ａの正面部、すなわち、前記実効歯部A1
の切削面10は、前記切削ポイントP1が環状刃物の回転方
向前方に向けて、第３図において鈍角三角形状に突出し
て形成され、ガレット６と連通して、ガレット６の末端
部の一部を構成している。切削面10の外側部に隣接させ
て形成した非切削面11は、切削面10より窪ませてフルー
ト５と連通している。

環状刃物の外周面と同心円のランド４の外周面は、該非
切削面11に隣接させた細幅突条12が実質的に環状刃物の
外周面部を構成し、ランド４の幅の３分の２ないし、４
分の３の部分４′を環状刃物の回転中に被加工物の加工
面に接触させないように窪ませて、当該被加工物との摩
擦抵抗を最小限度にとどめるように構成されている。

外周部切削歯部Ｂは、切削ポイントP2が、その実効歯幅
B1がフルート５の深さよりも大きく、かつ、同歯幅B1の
２分の１よりも主筒体１の遠心方向に偏した位置にあ
り、切削ポイントP2から主筒体１の円周方向に直線状に
延在するクレスト13は主筒体１の中心Ｐと前記ポイント
P2とを通る仮想線L2に対して直角ないしは僅かに鈍角に
交差して、ランド４の後方側稜線部13′に達している。

外周部切削歯部Ｂの前記クレスト13によって内外に２分
される下面には、内向き傾斜角を外向き傾斜角より小さ
い角度をもって傾斜させたバックオフ面14,15を形成
し、前記内周部切削歯部Ａのバックオフ面９と外周部切
削歯部Ｂのバックオフ面14とは、前記実効歯幅A1,B1の
仮想境界線Ｃ上において、第８図に示すようにほぼ交差
している。

クレスト13が環状刃物の回転方向後方に至る程前記切削
ポイントP2より低くなるように傾斜している点は、前記
内周部切削歯部Ａの前記クレスト７と同様であるが、外
周部切削歯部Ｂの切削面16がフルート５の半径方向壁面
に対して一連に形成され、非切削面17がガレット６の壁
面に対して一連に形成されている点は、内周部切削歯部
Ａと、丁度、正反対である。また、ランド４の外周面
は、該切削面16の外側部に隣接させて、前記突条12と同
じく細幅に形成した突条18が、前者12と同様に実質的に
環状刃物の外周面部を構成して、被加工物との摩擦抵抗
を最小限度にとどめている。

前記内周部切削歯部Ａと外周部切削歯部Ｂのそれぞれの
切削ポイントP1,P2の高さは同一であり、従って、この
切削ポイントP1,P2は切削作業中、すべてが同時に被加
工物の表面Ｗに接し、当該切削ポイントP1（P2）を含む
前記切削面10（16）とバックオフ面8,9（14,15）との交
差線上に形成される切削縁（以下カッティングエッジと
いう）19,20および21,22によって同時に切削が行われる
ようになっている。このカッティングエッジ19,20によ
って切削生成される切削屑D1,D2の幅D11,D12とカッティ
ングエッジ21,22とによって切削生成される切削屑D3,D4
の幅D13,D14の大小関係は、D11＞D12,D13＞D14となって
いる。

次に前記実施例の作用について説明する。

環状刃物を穿孔機のスピンドルにアーバーを介して固定
し、穿孔機を被加工物の表面上に固定して、スピンドル
を起動する。次に、環状刃物を回転させながら被加工物
に向って進出させると、開口端部に交互に配設した内周
部切削歯部Ａと外周部切削歯部Ｂが被加工物の表面Ｗに
同時に接触する。

前記操作によって、前記内周部切削歯部Ａの切削ポイン
トP1と外周部切削歯部Ｂの切削ポイントP2は被加工物の
表面Ｗ上において、一斉に切削を開始し、切削ポイント
P1を中心とするカッティングエッジ19,20と切削ポイン
トP2を中心とするカッティングエッジ21,22とによっ
て、環状刃物の直径を最大直径とする主筒体１の肉厚幅
の切削が進行し、被加工物は環状に切削されていく。

内周部切削歯部Ａにおいては、実効歯部A1を構成する前
記カッティングエッジ19,20によって切削生成された切
削屑D1,D2が、その前面部において隣接開口するガレッ
ト６とフルート５を通じて主筒体１の上方に達し排出さ
れるが、カッティングエッジ19によって切削生成された
切削屑の幅D11は、カッティングエッジ20によって切削
生成された切削屑D2の幅D12よりも大部大きいので、従
って、幅の広い方の切削屑の質量と剛性が幅の狭い方よ
り大きくなり、前者が後者を遠心方向すなわち、ガレッ
ト６からフルート５の方向に押し出すように作用して、
ガレット詰まりしやすい内周部切削歯部Ａの切削作用に
よって生じた切削屑は、スムーズにフルート５の方向に
移動し、排出されるようになる。

また、外周部切削歯部Ｂにおいては、前記カッティング
エッジ21,22によって切削生成された切削屑D3,D4が、そ
の前面部に隣接開口させた別のガレット６より別のフル
ート５を通じて主筒体１の上方に達し排出される。

外周部切削歯部Ｂの実効歯部B1による切削作用は、前記
内周部切削歯部Ａの実効歯部A1によるカッティングゾー
ンの幅の残余幅分だけ行われ、カッティングエッジ21,
切削生成された切削屑D3の幅D13は、カッティングエッ
ジ22によって切削生成された切削屑D4の幅D14よりも大
きいので、従って、幅の広い方の切削屑D3の質量と剛性
が幅の狭い方D4より大きくなり、前者がガレット６の方
向に動こうとしても、それを制止する作用を生じて、外
周部切削歯部Ｂの切削作用によって、生成された切削屑
D3,D4は、切削屑D1,D2とは別に、別のフルート５よりス
ムーズに排出される。

このようにしてカッティングエッジ19,20,21,22によっ
て、被加工物が切削されていくと、主筒体１の肉厚幅の
４分割幅の切削屑D1,D2とD3,D4が異なるフルート５とガ
レット６から排出されるので、切削抵抗を大きくするこ
となく、切削作業はスムーズに進行する。やがて、環状
切削が完了すると、環状切削によって生成されたスラッ
グが被加工物から分離落下し、外周部切削歯部の外径す
なわち、環状刃物の直径を直径とする大きさの円形孔が
形成される。

［効果］ 本発明の環状刃物は、フルート５の深さを、主筒体１の
肉厚幅の２分の１と同一、若しくは２分の１幅より浅く
形成して、しかも、内周部切削歯部Ａのカッティングエ
ッジ19,20によって形成される実効歯部A1のカッティン
グゾーンの幅が前記フルート５の深さとほぼ等しいか、
やや狭くなるようにし、あわせて、切削ポイントP1の内
側のカッティングエッジ19と、切削ポイントP2の内側の
カッティングエッジ21によって切削生成される切削屑
が、スムーズにフルート側に移行するような歯形構造と
したので、切削屑詰まりが起こることがなく、切削作用
はきわめてスムーズに行われるという特長がある。

特に本発明は、前記実施例でも明かのように、内周部切
削歯部Ａと外周部切削歯部Ｂの構成、すなわち歯形によ
って、前者によって切削生成された切削屑と、後者によ
って切削生成された切削屑が、別のフルートから排出さ
れるので、切削速度を減速しなくても、切削屑の排出は
スムーズになり、従って、従前の環状刃物に比較して、
切削効率を著しく増大させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係わる切削用回転刃物の１実施例を示し
たもので、第１図は正面図、第２図は下面図、第３図は
内周部切削歯部Ａと外周部歯部Ｂよりなる１歯群を示す
拡大下面図、第４図は内周部切削歯部Ａの拡大外側面
図、第５図は外周部切削歯部Ｂの拡大外側面図、第６図
は内周部切削歯部Ａの拡大正面図、第７図は外周部切削
歯部Ｂの拡大正面図、第８図は内周部切削歯部Ａと外周
部切削歯部Ｂを前後方向に重ねて示した正面図である。 １……主筒体、２……歯群、４……ランド、５……フル
ート、６……ガレット、７……クレスト、8,9……バッ
クオフ面、10……切削面、12……細幅突条、13……クレ
スト、14,15……バックオフ面、16……切削面、18……
細幅突条、19,20……カッティングエッジ、21,22……カ
ッティングエッジ、Ａ……内周部切削歯部、A1……内周
部切削歯部の実効歯幅、Ｂ……外周部切削歯部、B1……
外周部切削歯部の実効歯幅、Ｃ……実効歯幅の仮想境界
線、D1,D2,D3,D4……切削屑、D11……切削屑D1の幅、D1
2……切削屑D2の幅、D13……切削屑D3の幅、D14……切
削屑D4の幅、Ｐ……環状刃物中心、P1,P2……切削ポイ
ント、Ｗ……被加工物表面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形に形成された主筒体の開口端部に、
   内周部切削歯部と外周部切削歯部とを交互に配設し、前
   記内周部切削歯部と外周部切削歯部に近接させて、主筒
   体外周面部に切削屑排出用の螺旋状フルートを、また、
   前記内外周部切削歯部相互間において前記フルートと連
   通しているガレットを備え、更に、前記内外切削歯部の
   側面部とほぼ同一の高さに前記フルートと交互にランド
   を形成し、前記フルートの深さを主筒体の円筒壁肉厚の
   ２分の１とするか、または当該２分の１の寸法より浅く
   形成し、更に、前記内外周部切削歯部の切削ポイントを
   同一高さに形成すると共に、内周部切削歯部の切削ポイ
   ントを中心とする内周側カッティングゾーンの幅を外周
   部切削歯部の切削ポイントを中心とする外周側カッティ
   ングゾーンの幅と等しく形成するか、または狭く形成
   し、更に、前記内外周部切削歯部の切削ポイントの左右
   両側に夫々形成した２個のカッティングエッジの幅を、
   内向き側を外向き側より長く形成して、内向きのカッテ
   ィングエッジによって切削生成される切削屑の幅が、外
   向きのカッティングエッジによって切削生成される切削
   屑の幅よりも、実質的に広く形成されるようにしたこと
   を特徴とする切削用環状刃物。