KR20190089726A

KR20190089726A - 절삭 공구

Info

Publication number: KR20190089726A
Application number: KR1020190002673A
Authority: KR
Inventors: 코우이치 아마야; 류조 다나카; 요시아키 가노; 야스노리 다케자와; 테쓰야 이가라시
Original assignee: 가부시키가이샤 마쓰우라 기카이 세이사쿠쇼
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2019-07-31
Also published as: US20190224760A1; CA3030362A1; EP3513893A1; CA3030362C; KR102158926B1; ES2837448T3; JP6362802B1; CN110064781B; JP2019126865A; CN110064781A; EP3513893B1

Abstract

길이 방향을 따른 측부에서, 융기하고 있는 복수개의 양측 측면에 의해서 절삭날을 형성하고 있는 절삭 공구에 있어서, 회전 방향측에 있어서 광범위한 영역의 측면에 쿨런트를 공급하는 것에 의해, 효율적인 절삭날의 냉각 및 절삭날로부터의 절삭분의 배제를 실현할 수 있는 구성을 제공하는 것을 과제로 해서, 상기 과제를 달성할 수 있는 길이 방향을 따른 측부에서, 융기하고 있는 복수개의 양측 측면(21, 22)에 의해서 절삭날(2)을 형성하고 있는 절삭 공구(1)로서, 회전 중심축(5) 주위로 쿨런트 통과용 파이프(30)를 연장시킨 다음, 당해 연장에 관계된 쿨런트 통과용 파이프(30)로부터 분기한 각 쿨런트 통과용 파이프(31)를, 상기 융기하고 있는 양측 측면(21, 22) 중, 회전 방향측의 융기 측면(21)의 방향을 따라 돌출시키는 것에 의해서 상기 과제를 달성할 수 있는 절삭 공구(1).

Description

절삭 공구{CUTTING TOOL}

본 발명은, 길이 방향을 따른 측부에서 융기하고 있는 복수개의 양측 측면에 의해서 절삭날을 형성하고 있는 절삭 공구에 있어서, 상기 복수개의 절삭날을, 쿨런트 통과용 파이프로부터 분출한 쿨런트에 의한 냉각을 실현하는 구성을 대상으로 하고 있다.

쿨런트의 사용에 의한 절삭 공구에 대해서는, 여러 가지 구성이 제안되어 있다.

단, 절삭날에 쿨런트를 직접 공급하는 것에 의해 효율적으로 절삭날을 냉각하는 구성을 개시한 선행 기술은 지극히 적고, 예외적이라고 해도 과언은 아니다.

특히, 길이 방향의 측부에서 융기하고 있는 복수개의 양측 측면에 의해서 형성되어 있는 절삭날을 형성하고 있는 절삭 공구의 경우에는, 쿨런트를 직접 복수개의 각 절삭날에 공급하는 바와 같은 구성은 특히 제안되어 있지 않다.

상기 절삭 공구와는 별도로, 길이 방향의 선단 및 그 근방에 있어서의 절삭날에 대한 쿨런트를 공급하는 선행 기술로서, 예를 들면, 특허문헌 1에 있어서는, 절삭 공구(30)의 선단에 있어서의 절단 단부의 날(刃)(36)의 후면으로부터 길이 방향으로 연장된 쿨런트 통과용 파이프(중앙 도관(12))에 의해서, 쿨런트를 당해 칼날(36)에 공급하고 있다(요약서 및 일체를 이루는 도면).

이와 같은 특허문헌 1의 구성을, 상기 절삭 공구에 적용한 경우에는, 길이 방향의 측부에서 융기하는 것에 의해서 형성되어 있는 복수개의 각 절삭날의 선단에 이를 때까지 쿨런트 통과용 파이프를 연장시키고, 또한 쿨런트를 공급하게 된다.

그렇지만, 이와 같은 구성의 경우에는, 절삭날의 선단에 대한 절삭기능을 발휘하는 영역을 삭감하는 것으로 귀착한다.

이것에 대해, 특허문헌 2는, 만곡한 절삭날을 구비한 드릴에 있어서, 절삭부스러기(chips)의 배출 홈면(16)에 면한 여유면(逃面)(15)에 대해, 분출구멍(18)으로부터 분출되는 쿨런트가 선단에 있어서의 절삭날(12)을 향해 분출되는 각도로 될 때까지, 연삭한 경사면을 설정하는 것에 의해서, 쿨런트가 선단에 있어서의 절삭날(12)과 피절삭재와의 접촉 부위에 직접 공급되는 구성을 채용하고 있다(요약서 및 도 4).

이와 같은 구성을, 상기 절삭 공구에 있어서의 절삭날의 냉각에 적용한 경우에는, 측부에서 융기하고 있는 양측 측면에 의해서 형성된 복수개의 각 절삭날의 선단과 피절삭재와의 접촉 부위에 쿨런트를 공급하게 된다.

그렇지만, 절삭날에 있어서 절삭을 원인으로 하는 마찰열은, 단지 선단뿐만 아니라 길이 방향의 측부에서 융기하고 있는 절삭날의 전영역에 전달하고 있으며, 상기 구성의 경우에는, 이와 같은 전영역에 있어서의 냉각을 실현하는 것이 불가능하여, 반드시 절삭날에 대한 효율적인 냉각이 실현되지는 않는다.

이와 같이, 상기 절삭 공구에 대해서는, 절삭날의 광범위한 영역에서의 냉각을 실현하는 바와 같은 구성은, 제안되어 있지 않다.

일본공표특허공보 특표2005－502484호 일본공개특허공보 특개2016－144865호

본 발명은, 길이 방향을 따른 측부에서 융기하고 있는 복수개의 양측 측면에 의해서 절삭날을 형성하고 있는 절삭 공구에 있어서, 절삭날의 선단뿐만 아니라, 회전 방향측에 면해 있는 영역에 쿨런트를 공급하는 것에 의해서, 효율적인 절삭날의 냉각 및 절삭날로부터의 절삭분의 배제를 실현할 수 있는 구성을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 기본 구성은, 길이 방향을 따른 측부에서 회전 중심축 주위에 있어서의 회전 방향을 따라 규칙적으로 융기하고 있는 복수개의 양측 측면에 의해서 절삭날을 형성하고 있는 절삭 공구로서, 회전 중심축 주위로 쿨런트 통과용 파이프를 연장시킨 다음, 당해 연장에 관계된 쿨런트 통과용 파이프로부터 분기한 각 쿨런트 통과용 파이프를, 상기 융기하고 있는 양측 측면 중, 회전 방향측의 융기 측면의 방향을 따라 돌출시킴과 동시에, 회전 방향측의 융기 측면 중, 회전 중심축으로부터의 거리가 가장 작은 위치로서, 또한 당해 융기가 개시하고 있는 단부의 위치에 해당하는 단소(端所)로부터 선단에 이르는 전영역에 있어서, 상기 융기 측면의 폭방향과 직교하는 방향의 양단을 따라 회전 방향측으로 향하는 돌출부를 마련하고 있는 절삭 공구로 이루어진다.

상기 기본 구성에 입각하고 있는 본 발명에 있어서는, 분기하고 있는 복수개의 각 쿨런트 통과용 파이프의 돌출 방향이, 회전 방향측의 융기 측면을 따르고 있기 때문에, 당해 쿨런트 통과용 파이프의 선단인 분출구멍으로부터 분출한 쿨런트는, 상기 융기 측면을 따라 유동하는 것에 의해서, 절삭날을 형성하고 있는 광범위한 영역에서 효율적인 냉각을 실현할 수 있다.

게다가, 분출구멍으로부터 유출한 쿨런트는, 절삭날의 선단 및 피절삭재와의 접촉 부위에까지 유동하기 때문에, 효율적으로 절삭분를 절삭날로부터 배제할 수 있다.

나아가서는, 분출구멍으로부터 분출한 쿨런트에 있어서는, 분출 당초는, 분출 방향 및 회전 방향의 유동 성분을 가지지만, 돌출 방향의 유동 속도 쪽이, 분출구멍에 있어서의 회전 속도보다도 명확히 크기 때문에, 회전 방향의 유동 성분은 공기 저항에 의해서 소멸하고, 당해 소멸 후에는, 쿨런트는, 상기 융기 측면에 있어서 회전 방향을 따른 압력을 받는 것에 의해, 상기 융기 측면에서 유동 범위가 확장하는 바와 같은 유동 상황을 보이고 있으며, 상기 각 효과를 확실하게 실현할 수 있다.　

도 1은 실시예 1의 구성을 나타내는 절삭 공구의 길이 방향과 직교하는 방향의 단면도를 나타낸다.
도 2는 실시예 2의 구성을 나타내는 절삭 공구의 길이 방향과 직교하는 방향의 단면도를 나타낸다.
도 3은 분기한 쿨런트 통과용 파이프의 돌출 위치가, 회전 방향측의 측면 중 융기하고 있는 단부 및 그 근방의 위치인 제1 실시형태를 나타내고 있으며, 도 3a는, 선단측에 있어서의 정면도이고(또한, 쿨런트 통과용 파이프 중, 절삭날 내에 존재하는 영역에 대해서는 점선에 의해서 나타내고, 돌출한 영역에 대해서는 실선에 의해서 나타내고, 절삭날의 회전 방향에 대해서는 흰선의 화살표에 의해서 나타낸다.), 도 3b는, 2개의 절삭날에 주목한 경우의 쿨런트의 유동 상태를 나타내는 길이 방향과 직교하는 방향의 단면도이며(또한, 쿨런트의 유동 방향에 대해서는 점선의 화살표에 의해서 나타내고, 절삭날의 회전 방향에 대해서는 흰선의 화살표에 의해서 나타낸다.), 도 3c는, 절삭 공구의 길이 방향을 따른 측단면도이다.
도 4는 분기한 쿨런트 통과용 파이프의 돌출 위치가, 회전 방향측의 측면에 있어서의 중도 부위인 제2 실시형태를 나타내고 있으며, 도 4a는, 선단측에 있어서의 정면도이고(또한, 쿨런트 통과용 파이프 중, 절삭날 내에 존재하는 영역에 대해서는 점선에 의해서 나타내고, 돌출한 영역에 대해서는 실선에 의해서 나타내고, 절삭날의 회전 방향에 대해서는 흰선의 화살표에 의해서 나타낸다.), 도 4b는, 2개의 절삭날에 주목한 경우의 쿨런트의 유동 상태를 나타내는 길이 방향과 직교하는 방향의 단면도이고(또한, 쿨런트의 유동 방향에 대해서는 점선의 화살표에 의해서 나타내고, 절삭날의 회전 방향에 대해서는 흰선의 화살표에 의해서 나타낸다). 도 4c는, 절삭 공구의 길이 방향을 따른 측단면도이다.

도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 4a, 도 4b, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 길이 방향을 따른 측부에서 회전 중심축 주위에 있어서의 회전 방향을 따라 규칙적으로 융기하고 있는 복수개의 양측 측면(21, 22)에 의해서 절삭날(2)을 형성하고 있는 절삭 공구(1)에 입각하고 있는 상기 기본 구성에 있어서는, 회전 중심 주위로 연장된 쿨런트 통과용 파이프(30)로부터 분기한 복수의 각 쿨런트 통과용 파이프(31)를, 상기 양측 측면(21, 22) 중, 회전 방향측의 융기 측면(21)을 따라 돌출시키고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

제1 실시형태는, 도 3a, 도 3b, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 분기한 쿨런트 통과용 파이프(31)의 돌출 위치가 회전 방향측의 융기 측면(21)에 있어서 상기 기본 구성에 있어서의 단소 및 그 근방인 것을 특징으로 하고 있다.

제1 실시형태에 있어서는, 쿨런트가 돌출된 쿨런트 통과용 파이프(31)의 선단에 위치하고 있는 분출구멍(4)으로부터 분출된 후에, 융기하고 있는 단소 근방으로부터 절삭날의 선단(20)에 이를 때까지 유동하고 있으며, 상기와 같이, 쿨런트의 유동 영역이 회전 방향을 따른 압력을 받는 것에 의해서 확장되며, 나아가서는 광범위한 융기 측면(21)을 냉각할 수 있다.

제2 실시형태는, 도 4a, 도 4b, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 분기한 쿨런트 통과용 파이프(31)의 돌출 위치가, 회전 방향측의 융기 측면(21)에 있어서의 중도 부위인 것을 특징으로 하고 있다.

제2 실시형태에 있어서는, 회전 방향측의 융기 측면(21)의 일부 영역을 따라, 쿨런트가 절삭날의 선단(20)에 이를 때까지 유동하고 있으며, 대부분 전영역을 유동하고 있는 것이 아닌 점에 있어서, 제1 실시형태에 비해, 냉각 효율에 있어서 약간 뒤떨어질 가능성이 있다.

단, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 회전 방향측의 융기 측면(21)을 평탄 형상으로 하는 것이 아니라, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 분기한 쿨런트 통과용 파이프(31)를 돌출시킨 위치로부터 절삭날의 선단(20)에 이르는 융기 측면(21)이 회전 방향과는 반대측 방향으로 움푹 들어간 만곡 형상을 보이는 형태를 채용한 경우에는, 상기 유동 영역 폭이 좁은 것을 상당 정도 보전(補塡)할 수 있다.

게다가, 제2 실시형태의 경우에는, 도 4a, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 쿨런트 통과용 파이프(31)를 회전 방향측의 융기 측면(21)으로 돌출시키는 심플한 설계를 채용할 수 있다.

상기 기본 구성에 관계된 절삭날(2)은, 대부분의 경우, 도 3a, 도 3c 및 도 4a, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 절삭날(2)을 길이 방향의 선단 및 그 근방에 마련하는 경우가 많지만, 설치 위치는 반드시 그와 같은 위치에 한정되는 것은 아니며, 길이 방향의 중도 부위에 설치할 수도 있다.

쿨런트가 분출구멍(4)으로부터 분출한 후에, 회전 방향측의 융기 측면(21)의 광범위한 영역을 유동하기 위해서는, 도 3c 및 도 4c에 나타내는 바와 같이, 분기한 쿨런트 통과용 파이프(31)는, 분기한 전영역, 또는 선단의 분출구멍(4)에 이르는 중도 부위의 영역에 있어서, 길이 방향을 따라 소정의 폭을 가지는 바와 같은 설계, 즉 분출구멍(4)이 길이 방향을 따라 가늘고 긴(細長) 형상으로 하는 것이 바람직하다.

발명의 효과에서 설명한 바와 같이, 회전 방향측의 융기 측면(21)에 있어서는, 쿨런트가 회전 방향을 따른 압력을 받는 것에 의해서, 상기 융기 측면(21)에서 유동 범위가 확장하는 바와 같은 유동 상황을 보이고 있다.

이와 같은 유동 범위의 확장에 의해서, 상기 융기 측면(21)의 폭방향, 즉 상기 융기 측면(21)의 단소로부터 선단에 이르는 방향과 직교하는 방향을 넘어 유동 범위가 확장한 경우에는, 쿨런트가 상기 융기 측면(21)으로부터 누설한다고 하는 위험성이 전무한 것은 아니다.

그렇지만, 그와 같은 위험에 대해서는, 상기 융기 측면(21) 중, 회전 중심축(5)으로부터의 거리가 가장 작은 위치로서, 또한 융기가 개시하고 있는 단부의 위치에 해당하는 단소로부터 선단에 이르는 전영역에서, 상기 융기 측면(21)의 폭방향과 직교하는 방향의 양단을 따라 회전 방향측으로 향하는 돌출부를 마련하는 것에 의해 회피할 수 있다.

이하, 실시예에 따라서 설명한다.

[실시예 1]

실시예 1은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 길이 방향을 따라 연장되어 있는 쿨런트 통과용 파이프(30)를 채용하고, 분기한 쿨런트 통과용 파이프(31)가, 상기 융기하고 있는 양측 측면(21, 22)의 선단(20)의 회전 중심축(5) 측의 근방 영역에서, 순차 방향을 변화시키는 것에 의해서 형성되어 있는 우회(迂回)한 형상을 보이고 상기 돌출 위치에 도달해 있는 것을 특징으로 하고 있다(또한, 도 1은, 제1 실시형태에 입각한 절삭날(2)의 형태를 나타낸다).

실시예 1에 있어서는, 이와 같은 절삭날의 선단(20)에 대한 상기 영역에 있어서의 우회 구성에 의해서, 절삭날(2)의 냉각을 더욱 조장할 수 있다.

[실시예 2]

실시예 2는, 길이 방향으로 연장되어 있는 쿨런트 통과용 파이프(30)를 채용하고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 연장에 관계된 쿨런트 통과용 파이프(30)로부터 분기하고 있는 쿨런트 통과용 파이프(31)와, 각 분사구에 이르는 쿨런트 통과용 파이프(31)와의 사이에, 상기 단소와 회전 중심축(5) 사이에 위치하고, 또한 회전 중심축(5)보다도 상기 단소의 위치에 가까운 위치에서 회전 방향을 따른 원륜(圓輪) 형상의 쿨런트 통과용 파이프(32)가 개재되어 있는 것을 특징으로 하고 있다(또한, 도 2는, 제2 실시형태에 입각한 절삭날(2)의 형태를 나타낸다).

실시예 2와 같이, 회전 방향을 따른 원륜, 즉 회전 중심축(5)을 중심으로 하는 원륜을 따른 쿨런트 통과용 파이프(32)의 개재에 의해서, 각 절삭날(2)에 있어서의 회전 방향측의 융기 측면(21)과 회전 방향과는 반대측 융기 측면(22)이 접속되는 경우에는, 쌍방의 단소의 냉각을 실현하고 있으며, 상기 각 실시형태에 있어서의 효율적인 냉각이 한층 더 조장되게 된다.

[산업상의 이용 가능성]

이와 같이, 본 발명에 의한 절삭 공구의 냉각 방법에 있어서는, 발열의 발생 원인인 절삭날의 선단뿐만 아니라, 회전 방향측에 있어서의 융기 측면의 효율적인 냉각을 실현하는 한편, 회전 방향측의 융기 측면에서 발생하고 있는 절삭부스러기를 확실하게 제거할 수 있고, 이용 가치는 절대적이다.

1: 절삭 공구
2: 절삭날
20: 절삭날의 선단
21: 회전 방향측의 융기 측면
22: 회전 방향과는 반대측 융기 측면
30: 회전 중심축 주위를 따라 연장된 쿨런트 통과용 파이프
31: 방사모양으로 분기하고 있는 쿨런트 통과용 파이프
32: 원륜 형상의 쿨런트 통과용 파이프
4: 분출구멍
5: 회전 중심축

Claims

길이 방향을 따른 측부에서 회전 중심축 주위에 있어서의 회전 방향을 따라 규칙적으로 융기하고 있는 복수개의 양측 측면에 의해서 절삭날을 형성하고 있는 절삭 공구로서, 회전 중심축 주위로 쿨런트 통과용 파이프를 연장시킨 다음, 당해 연장에 관계된 쿨런트 통과용 파이프로부터 분기한 각 쿨런트 통과용 파이프를, 상기 융기하고 있는 양측 측면 중, 회전 방향측의 융기 측면의 방향을 따라 돌출시킴과 동시에, 회전 방향측의 융기 측면 중, 회전 중심축으로부터의 거리가 가장 작은 위치로서, 또한 당해 융기가 개시하고 있는 단부의 위치에 해당하는 단소로부터 선단에 이르는 전영역에 있어서, 상기 융기 측면의 폭방향과 직교하는 방향의 양단을 따라 회전 방향측으로 향하는 돌출부를 마련하고 있는, 절삭 공구.
제 1 항에 있어서,
분기한 쿨런트 통과용 파이프의 돌출 위치가 회전 방향측의 융기 측면에 있어서의 상기 단소 및 그 근방인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 1 항에 있어서,
분기한 쿨런트 통과용 파이프의 돌출 위치가 회전 방향측의 융기 측면에 있어서의 중도 부위인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 3 항에 있어서,
분기한 쿨런트 통과용 파이프를 돌출시킨 위치로부터 절삭날의 선단에 이르는 융기 측면이 회전 방향과는 반대측 방향으로 움푹 들어간 만곡 형상을 보이는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
분기한 쿨런트 통과용 파이프의 선단에 있어서의 분출구가 길이 방향을 따른 가늘고 긴 형상인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
분기한 쿨런트 통과용 파이프가, 상기 융기하고 있는 양측 측면의 선단의 회전 중심축측의 근방 영역에서, 순차 방향을 변화시키는 것에 의해서 형성되어 있는 우회한 형상을 보이고 상기 돌출 위치에 도달해 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연장에 관계된 쿨런트 통과용 파이프로부터 분기하고 있는 쿨런트 통과용 파이프와, 각 분사구에 이르는 쿨런트 통과용 파이프와의 사이에, 상기 단소와 회전 중심축 사이에 위치하고, 또한 회전 중심축보다도 상기 단소의 위치에 가까운 위치에서 회전 방향을 따른 원륜 형상의 쿨런트 통과용 파이프가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.