旋轉切削工具
本發明關於:具有斷屑溝(chip breaker)的旋轉切削工具。
採用起槽機(router)之印刷電路板的加工形態,主要為溝(槽)加工,故外周切刃與被切削材之間的接觸面積變大,因此,伴隨著前述情形切削阻力也大,而具有工具本體的折損和加工精度惡化的問題。傳統上,作為解決這種問題的技術,譬如專利文獻1、2所提出的起槽機,該起槽機在工具本體的外周離隙面設有用來將外周切刃截斷的斷屑溝(也稱為刻痕溝(nick flute))。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本實願昭51-165218號(實全昭53-81987號)的微縮膠片
[專利文獻2]日本實開平5-78421號公報
[發明欲解決之問題]
再者,在印刷電路板的加工中,基於提高加工效率的目的,有時在重疊複數個素材板的狀態下執行加工,近年來,以更進一步改善效率作為目的,在更進一步增加素材板的重疊數量、或者提高進給速度的條件下,大量地執行加工,因為這樣的行為使切削阻力增大,而再度產生起槽機折損、切屑殘留於加工路徑上、加工精度惡化等的問題。
雖然認為只要使切屑排出溝的深度,相對於工具本體的前端側在基端側變淺,便能提高工具本體的剛性,但在該場合中,在工具本體的前端側與基端側,形成傾角(rake angle)和餘隙角(clearance angle)不同的外周切刃,而導致產生了「損及穩定性加工」的問題。
此外,如同專利文獻1所記載的技術,在構成「斷屑溝的深度從工具本體的基端側朝向前端側逐漸減少(以下,簡稱為「漸減」)」的場合中,在工具本體之基端側的斷屑溝變深,而存在「加工時作用最多負荷的工具本體之基端部的剛性下降」的疑慮,此外,如同專利文獻2所記載的技術,在構成「設有斷屑溝的節距(pitch)從工具本體的前端側朝向基端側逐漸增加(以下,簡稱為「漸增」)」的場合中,雖然可確保工具本體之基端部的剛性,但伴隨著斷屑溝之節距的擴大而使每個外周切刃的長度變長,外周切刃與被切削材之間的接觸面積增大,其結果,即使是具有斷屑溝的工具也會產生大的切削阻力,而導致加工精度惡化之類的問題產生。
為了解決前述的問題,而要求「具有絕佳耐折損性及切屑排出性,且切削阻力小之加工精度良好」的旋轉切削工具,但現今並不存在能滿足上述所有要求的旋轉切削工具。
本發明,是有鑑於這樣的現狀所研發的發明,其目的為提供一種:可實現「具有絕佳耐折損性及切屑排出性,且切削阻力小之加工精度良好」的旋轉切削工具。
[解決問題之手段]
參考圖面說明本發明的要旨。
一種旋轉切削工具,是在工具本體1的外周,形成有「從該工具本體1的前端朝向基端側」之螺旋狀的切屑排出溝2,並在該切屑排出溝2的切削面與前述工具本體1的外周面或「形成於前述工具本體1之外周的外周離隙面」之間的交叉稜線部,形成有外周切刃3,且為了將該外周切刃3截斷而設有斷屑溝4的旋轉切削工具,其特徵為:前述斷屑溝4,在該斷屑溝4之溝基端部的深度,較在溝前端部的深度更淺。
此外,在請求項1所記載的旋轉切削工具中,前述斷屑溝4,從溝前端部朝向溝基端部,深度以一定(恆定)的漸減率變淺。
此外,在請求項1所記載的旋轉切削工具中,前述斷屑溝4,從溝前端部朝向溝基端部,深度在特定範圍為一定(恆定),在較「該深度為一定(恆定)的溝前端側深度一定(恆定)領域部X」更溝基端部側的深度,朝向溝基端部以特定的漸減率變淺。
此外,在請求項1所記載的旋轉切削工具中,前述斷屑溝4,從溝基端部朝向溝前端部,深度在特定範圍為一定(恆定),在較「該深度為一定(恆定)的溝基端側深度一定(恆定)領域部Y」更溝前端部側的深度,朝向溝前端部以特定的漸增率變深。
此外,在請求項4所記載的旋轉切削工具中,前述斷屑溝4,具有從溝前端部朝向溝基端部,深度在特定範圍為一定(恆定)的溝前端側深度一定(恆定)領域部X,該溝前端側深度一定(恆定)領域部X,相較於前述溝基端側深度一定(恆定)領域部Y,深度變深。
此外,在請求項1至請求項5之其中任一項所記載的旋轉切削工具中,前述斷屑溝4,溝前端部的深度與溝基端部的深度之間的差,成為0.020mm以上、0.055mm以下。
[發明的效果]
由於本發明構成如以上所述,而成為可實現「具有絕佳耐折損性及切屑排出性,且切削阻力小之加工精度良好」的旋轉切削工具。
因此,在印刷電路板的加工中,即使在素材板的重疊數量增加或者提高進給速度的條件下進行加工,也可以盡可能地抑制因切削阻力的增大所造成的影響,而有效率地執行高精度的加工。
依據圖面顯示本發明的作用,簡單地說明被認為合適之本發明的實施形態。
藉由使斷屑溝4在溝基端部的深度,形成較溝前端部的深度更淺,既能保持「因該斷屑溝4而產生之切削阻力增大」的抑制效果,又能改善工具本體1的剛性,能防止工具本體1的折損,此外,也能達成加工精度的提升。
不僅如此,藉由剛性的改善可將切屑排出溝2的體積設計成更大,因此成為「能提高切屑排出性」之實用的旋轉切削工具。
[實施例]
針對本發明的具體性實施例,依據圖面進行說明。
本實施例,是在工具本體1的外周,形成有「從該工具本體1的前端朝向基端側」之螺旋狀的切屑排出溝2,並在該切屑排出溝2的切削面與前述工具本體1的外周面或「形成於前述工具本體1之外周的外周離隙面」之間的交叉稜線部,形成有外周切刃3,且為了將該外周切刃3截斷而設有斷屑溝4的旋轉切削工具。
具體地說,本實施例,如圖1所示,除了前述設於工具本體1外周的切屑排出溝2、切削面、外周離隙面、外周切刃3及斷屑溝4之外,還藉由在工具本體1的前端部形成前端形成面6而設有底刃5,在基端部設有用來連結於「印刷電路板用切削加工裝置之工具安裝部」的柄部(圖示省略),主要是用於印刷電路板的外形加工或長孔加工等切削加工的起槽機。在本實施例中,藉由在工具旋轉軸C的周圍,形成「以180度的間隔所配置的一對前端形成面6」,而設有2個底刃5。因此,在圖1中顯示:僅能目視其中一個前端形成面6。此外,各個前端形成面6是由前端形成離隙面6a與前端形成壁面6b所構成,一對前端形成面6之中,在其中一個前端形成面6的前端形成離隙面6a與另一個前端形成面6的前端形成壁面6b之間的交叉稜線部,設有底刃5。
以下,詳細地說明本實施例的主要構造各部。
外周切刃3設有4個以上(在本實施例中為6個~7個),在圓周方向上均等地分隔,且分別設成右旋。外周切刃3的數量,是該外周切刃3被斷屑溝4所截斷前的數量,在本實施例中,與切屑排出溝2的數量相同。
此外,對於該外周切刃3之螺旋角(helix angle)的設定角度,未滿15度時切屑的排出性低落,此外,一旦超過35度,容易引起「由被切削材之起槽機加工端部,將被切削材(印刷電路板)所含有的樹脂與玻璃布(glass cloth)剝離而見白」的症狀(所謂的白邊(haloing)),因此,為了不產生這樣的問題,本實施例將外周切刃3的螺旋角設定為15度以上、35度以下。
具體地說,外周切刃3的螺旋角最好是20度以上、30度以下,本實施例的外周切刃3,其螺旋角設定為24度或者30度。
此外,斷屑溝4,沿著外周切刃3的螺旋方向設成相等節距。
具體地說,本實施例的斷屑溝4,其溝形狀形成略矩形,且作為一條溝而形成:起始於工具本體1前端之右旋方向的螺旋狀溝。對於斷屑溝4的深度,是將「從位於後述之測量位置的外周切刃3起,到鄰接於該外周切刃3之斷屑溝4的底部」的工具徑向距離,定義為斷屑溝4的深度(請參考圖2),在本實施例中,將外周切刃3、與鄰接於該外周切刃3之基端側的斷屑溝4作為對象,測量了斷屑溝4的深度。
更具體地說,本實施例的斷屑溝4,其螺旋角設定為79度~81度。斷屑溝4的螺旋角,可對應於「重疊於該斷屑溝4之旋轉軌跡的外周切刃3之長度的比例」,而適當地設定變更。此外,斷屑溝4的螺旋方向(併設方向)和溝形狀(剖面形狀)、數量,並不侷限於本實施例。
此外,本實施例的斷屑溝4,該斷屑溝4在溝基端部的深度,設定成較溝前端部的深度更淺。所謂的該溝基端部,是意味著斷屑溝4的基端附近,亦即位於工具本體1基端側之斷屑溝4的終端部,此外,所謂的溝前端部,是意味著斷屑溝4的前端附近,亦即位於工具本體1前端側之斷屑溝4的起始端部。
具體地說,斷屑溝4可形成以下的構造:如圖3所示,從溝前端部朝向溝基端部,深度以一定(意指「恆定」之意,在以下的說明中皆同)的漸減率(在斷屑溝4的深度從溝前端部朝向溝基端部漸減的場合中,工具旋轉軸C方向的每個單位長度之深度變化量)變淺;如圖4所示,從溝前端部朝向溝基端部,深度在特定範圍內為一定,在較「該深度一定的溝前端側深度一定領域部X」更溝基端部側的深度,朝向溝基端部以特定的漸減率變淺;如圖5(a)所示,從溝基端部朝向溝前端部,深度在特定範圍內為一定,在較「該深度一定的溝基端側深度一定領域部Y」更溝前端部側的深度,朝向溝前端部以特定的漸增率(在斷屑溝4的深度從溝基端側深度一定領域部Y端部朝向溝前端部變深的場合中,工具旋轉軸C方向的每個單位長度之深度變化量)變深;如圖5(b)所示,具有「從溝前端部朝向溝基端部,深度在特定範圍內為一定」的溝前端側深度一定領域部X、與「從溝基端部朝向溝前端部,深度在特定範圍內為一定」的溝基端側深度一定領域部Y,該溝前端側深度一定領域部X,相較於溝基端側深度一定領域部Y,深度變深,並且在該溝前端側深度一定領域部X與溝基端側深度一定領域部Y之間,深度朝向溝前端部以特定的漸增率變深。
關於斷屑溝4的構造,並不侷限於以上所述,舉例來說,亦可構成:在溝前端側深度一定領域部X和溝基端側深度一定領域部Y,相較於其他領域,為了使每個單位長度的深度變化變小,而使深度產生變化,此外,亦可形成以下的構造:切換「每個單位長度的深度變化量」的位置(以下,稱為變化點),存在複數個部位。
此外,關於變化點,變化量在基端側的位置,較「從工具本體1的前端起,到斷屑溝4與外周切刃3之間的交點中最位於基端側的點」為止之長度(以下,稱為斷屑溝長)的96%,更進一步變大,一旦斷屑溝4在工具本體1的基端急遽地變淺,有可能因被切削材加工中的應力而使工具本體1產生突發性的折損,本實施例,為了不產生這樣的問題,變化點設定在斷屑溝長的96%以下(最好為90%以下)的位置。
此外,關於具體的斷屑溝4的深度,在溝前端部的深度與溝基端部的深度之間的差未滿0.020mm的場合中,即使形成前述斷屑溝4的構造,也不會產生該效果而與習知物品相同,此外,在超過0.055mm的場合中,基端側之斷屑溝4的體積變得過小而使沿著斷屑溝4之切屑的排出受到阻礙,以致切屑排出性下降,而形成外周切刃3在「捲入滯留於加工路徑上之切屑」的狀態下對被切削材加工,因此,伴隨著切削阻力的增大而容易產生工具本體1折損等的問題,或者因工具本體1之前端側的斷屑溝4變得過深而使剛性下降,以致容易產生工具本體1的折損和加工精度不良等的問題,因此,本實施例,為了避免產生這樣的問題,斷屑溝4構成:溝前端部的深度與溝基端部的深度之間的差,成為0.020mm以上、0.055mm以下(最好為0.030mm以上、0.050mm以下)。
斷屑溝4的深度在工具本體1之前端側(溝前端部)的測量位置,最好是形成不會受到「藉由去除工具本體1的前端部而形成的前端形成面6」之影響,較前端形成面6更基端側的位置,在本實施例中,為距離工具本體1的前端1.5mm的位置。亦即,將「位於距離工具本體1的前端1.5mm之位置的外周切刃3」與「鄰接於該外周切刃3之基端側的斷屑溝4」作為對象,測量斷屑溝4在溝前端部的深度。
此外,斷屑溝4,由於設成將外周切刃3截斷,且成為特定的斷屑溝長,因此,相對於溝前端部之斷屑溝4的形狀,有時在工具本體1的基端側以不完全(大幅變形)的形狀形成。因為這緣故,斷屑溝4的深度在工具本體1之基端側(溝基端部)的測量位置,最好是位於工具本體1的基端側,且能與「斷屑溝4在溝前端部的形狀」維持同等之形狀的位置,亦即較斷屑溝長位置更前端側的位置,在本實施例中,是從工具本體1的前端起,「斷屑溝長-0.35mm」的位置。
亦即,將「位於距離工具本體1前端的『斷屑溝長 -0.35mm』之位置(譬如,後述實驗1所採用之斷屑溝長為6mm的起槽機中,5.65mm的位置)的外周切刃3」與「鄰接於該外周切刃3之基端側的斷屑溝4」作為對象,測量斷屑溝4在溝基端部的深度。
此外,如同本實施例,在使斷屑溝4在溝基端部的深度,形成較溝前端部的深度更淺,既能保持抑制「因該斷屑溝4而使切削阻力增大」的效果,又能改善工具本體1之剛性的場合中,當工具本體1的直徑小於0.4mm時,直徑過細(小)之工具本體1的剛性下降,即便使斷屑溝4在溝基端部的深度,形成較溝前端部的深度更淺,恐怕也無法充分地發揮其效果,此外,當直徑大於1.8mm時,對被切削材加工之溝的寬度變大而使切屑的排出變得容易,因此原本就沒有必要使斷屑溝4在溝基端部的深度,形成較溝前端部的深度更淺。因此,斷屑溝4形成如以上所述,既能保持「因該斷屑溝4而產生之切削阻力增大」的抑制效果,又能發揮「改善工具本體1之剛性」的效果之工具本體1的直徑,成為0.4mm以上、1.8mm以下。
由於本實施例構成如以上所述,而成為可實現「具有絕佳耐折損性及切屑排出性,且切削阻力小之加工精度良好」的旋轉切削工具。
亦即,本實施例,為了使斷屑溝4在溝基端部的深度,形成較溝前端部的深度更淺,而形成深度變化的構造,因此無須使切屑排出溝2的深度在工具本體1的基端側與前端側產生變化,能改善工具本體1之基端側的剛性,並能提高耐折損性和加工精度,不僅如此,由於可藉由改善剛性而將切屑排出溝2的體積設成更大,因此也能提高切屑排出性。
因此,藉由將本實施例的旋轉切削工具用於印刷電路板的外形加工和長孔加工,即使在素材板的重疊數量增加或者提高進給速度的條件下進行加工,也可以盡可能地抑制因切削阻力的增大所造成的影響,而有效率地執行高精度的加工。
除此之外,由於本實施例形成可適當地變更斷屑溝4之深度的構造,因此可防止:如同專利文獻2所記載的技術,在設有斷屑溝的節距構成「從工具本體的前端側朝向基端側漸增」的場合所產生的問題,亦即,伴隨著斷屑溝之節距的擴大,每個外周切刃的長度變長,外周切刃與被切削材之間的接觸面積變大,即使是斷屑溝也產生大量的切削阻力,而產生工具本體的折損和加工精度惡化的問題。
以下,為支持本實施例之效果的實驗(評估實驗)。
實驗,分別對圖6所示的習知例(斷屑溝4的深度為一定、或者深度從溝基端部朝溝前端部以一定的漸減率變淺的構造(與前述專利文獻1所記載之工具同等的構造),換言之,是深度從溝前端部朝溝基端部以一定的漸增率變深的構造);與圖3~圖5所示的本實施例(斷屑溝4在溝基端部的深度,設定成較溝前端部的深度更淺的構造),執行了有關折損壽命(耐折損性)的評估(實驗1、2)、有關切屑排出性的評估(實驗3)及有關傾倒量(剛性)的評估(實驗4)。
實驗1:折損壽命評估(1)
在實驗1中,對於習知例及本實施例,皆採用直徑:1.0mm、刃長及斷屑溝長:6.0mm的起槽機。此外,切削條件及評估方法如以下所示。
<切削條件>
心軸轉數:60000rpm
進給速度:0.8m/min(徑向(工具徑向)的進給速度)
<評估方法>
將「對重疊了3片厚度1.6mm的耐熱性玻璃布基材環氧樹脂基層板的被切削材,反覆地加工特定圖形(橫10mm、縱5mm之合計40mm的「之字型圖形(zigzagging pattern)」)時」的折損壽命,與實驗No.1(習知例:深度一定)進行比較。
圖7是顯示各實驗No.的起槽機之斷屑溝4的各種設定值及折損壽命判定結果的表,圖8是顯示各實驗No.的起槽機之折損壽命的圖表。對於圖7的折損壽命判定結果,將實驗No.1(斷屑溝4的深度為一定的習知例)作為基準,相對於該實驗No.1的折損壽命,當折損壽命為1倍以下時標註×,當超過1倍且未滿1.2倍時標註△,當1.2倍以上未滿1.5倍時標註○,當1.5倍以上時標註◎。
對於圖7所示之斷屑溝的深度區分,將如圖6(a)所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部呈現一定的構造(沒有變化的構造)(實驗No.1:習知例),顯示為「一定」;將如圖6(b)所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部以一定的漸增率變深的構造(實驗No.2、3:習知例),顯示為「漸增」;將如圖3所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部以一定的漸減率變淺的構造(實驗No.4:本實施例),顯示為「漸減」;將如圖4(a)所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部在特定範圍內一定,且較「該深度一定的溝前端側深度一定領域部X」更溝基端部側的深度,朝溝基端部以一定的漸減率變淺的構造(實驗No.5~15:本實施例),顯示為「一定+漸減」;將如圖4(b)所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部在特定範圍內為一定,且相較於該深度一定的溝前端側深度一定領域部X,溝基端部側的深度,以2個不同的漸減率朝溝基端部變淺的構造(實驗No.16:本實施例),顯示為「一定+漸減+漸減」。
此外,對於變化點,將位於溝前端側的變化點作為「第一變化點」顯示,並將位於溝基端側的變化點作為「第二變化點」顯示。這點,在後述的實驗2(圖9)中也相同。斷屑溝4的深度區分,對於「一定」、「漸增」及「漸減」而言不存在變化點,對於「一定+漸減」而言僅存在第一變化點,對於「一定+漸減+漸減」而言則存在第一變化點及第二變化點的雙方。在圖7中顯示:從工具本體1的前端到第一變化點及第二變化點的距離;及該距離對斷屑溝長的比例。
如圖7及圖8所示,相對於斷屑溝4的深度為一定、或者從溝前端部朝溝基端部漸增的習知例,可確認本實施例的任一個條件,皆能良好地改善(延長)折損壽命。
具體地說,實驗No.2(習知例:「漸增」),相對於實驗No.1雖然斷屑溝4之溝基端部的深度相同,但溝前端部的深度卻變淺,如此一來,工具本體1前端側之斷屑溝4的體積變小,通過斷屑溝4中朝基端側排出之切屑的移動容易受到阻礙,由於在工具本體1的前端側產生切屑的阻塞而使切削阻力增大,而認為折損壽命短。
此外,實驗No.3(習知例:「漸增」),斷屑溝4之溝基端部的深度較深,工具本體1的剛性低,而認為折損壽命短。
另外,實驗No.4(本實施例:「漸減」),藉由形成「斷屑溝4的深度,從溝前端部朝溝基端部漸減」的構造,工具本體1在基端部的基材體積增加(基材部分變粗)而使剛性提升,故認為折損壽命改善。
此外,實驗No.5~15(本實施例:「一定+漸減」),藉由設計成:斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部,在特定範圍為一定,且在較「該深度為一定的溝前端側深度一定領域部X」更溝基端部側的深度,朝向溝基端部以一定的漸減率變淺,能減輕「切屑的移動在工具本體1前端側的阻礙」,且能提高工具本體1在基端部的剛性,相較於實驗No.1(習知例:「一定」),認為對折損壽命有高度的改善效果。
可確認以下的結果:在「溝前端部的深度與溝基端部的深度之間差為0.020mm以上、0.055mm以下」的範圍,且對距離為「從工具本體1的前端到第一變化點」的斷屑溝長的比例為90%以下的實驗No.5~13,展現出良好的結果。此外,在上述的各實驗中,可確認以下的結果:在「溝前端部的深度與溝基端部的深度之間差為0.030mm以上、0.050mm以下」的範圍,且對距離為「從工具本體1的前端到第一變化點」的斷屑溝長的比例為90%以下的實驗No.5~11,展現出特別良好的結果,特別是實驗No.8,相對於實驗No.1(習知例:「一定」)約1.8倍,可確認折損壽命受到大幅地改善。
該實驗No.8,可確認以下的結果:從工具本體1的前端到位於5mm之位置的第一變化點為止之斷屑溝4,在0.105mm成為一定,在斷屑溝4之深度的溝前端側測量位置(從工具本體1的前端起1.5mm的位置)、與第一變化點的中間亦即從工具本體1的前端往基端側3.25mm的位置,斷屑溝4的深度也是0.105mm,此外,該斷屑溝4,在第一變化點(從工具本體1的前端起5.0mm)、與溝基端部的深度測量位置(從工具本體1的前端起5.65mm)之間,深度減少(變淺)0.045mm(漸減率設定為6.9%),在溝基端側之斷屑溝4的深度測量位置(從工具本體1的前端起5.65mm)為0.06mm,在第一變化點與溝基端側測量位置的中間,從工具本體1的前端起5.3mm的位置,斷屑溝4的深度成為0.084mm。
在實驗No.8以外的實施例及習知例中,可確認以下的結果:在斷屑溝4的深度區分顯示為一定的領域,斷屑溝4的深度從溝前端側到溝基端側沒有變化,在顯示為漸減或者漸增的領域,則以特定的漸減率、漸增率,形成斷屑溝4。
此外,實驗No.16(本實施例:「一定+漸減+漸減」),具有與實驗No.5~15(本實施例:「一定+漸減」)相同的改善效果,可確認得知:即使如同該實驗No.16,是「斷屑溝4之深度的漸減率,亦即每個長度單位的變化量,在複數個部位產生變化」的構造,折損壽命也受到改善。
實驗2:折損壽命評估(2)
在實驗2中,對於習知例及本實施例,皆採用直徑:1.0mm、刃長及斷屑溝長:6.5mm的起槽機。此外,切削條件及評估方法與實驗1相同。
圖9是顯示各實驗No.的起槽機之斷屑溝4的各種設定值及折損壽命判定結果的表,圖10是顯示各實驗No.的起槽機之折損壽命的圖表。對於圖9的折損壽命判定結果,與實驗1相同,將實驗2的實驗No.17(斷屑溝4的深度為一定的習知例)作為基準,相對於該實驗No.17的折損壽命,當折損壽命為1倍以下時標註×,當超過1倍且未滿1.2倍時標註△,當1.2倍以上未滿1.5倍時標註○,當1.5倍以上時標註◎。
對於圖9所示之斷屑溝的深度區分,與實驗1相同,將如圖6(a)所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部呈現一定的構造(沒有變化的構造)(實驗No.17:習知例),顯示為「一定」;將如圖6(b)所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部以一定的漸增率變深的構造(實驗No.18、19:習知例),顯示為「漸增」;將如圖3所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部以一定的漸減率變淺的構造(實驗No.20:本實施例),顯示為「漸減」;將如圖4(a)所示,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部在特定範圍內為一定,且較「該深度一定的溝前端側深度一定領域部X」更溝基端部側的深度,朝溝基端部以一定的漸減率變淺的構造(實驗No.21:本實施例),顯示為「一定+漸減」;此外,將如圖5(a)所示,斷屑溝4的深度從溝基端部朝溝前端部在特定範圍內為一定,且較「該深度一定的溝基端側深度一定領域部Y」更溝前端部側的深度,朝溝前端部以一定的漸增率變深的構造,亦即,斷屑溝4的深度從溝前端部朝溝基端部在特定範圍中以一定的漸減率變淺,然後到溝基端部為止的深度成為一定的構造(實驗No.22~31:本實施例),顯示為「漸減+一定」;將如圖5(b)所示,斷屑溝4的深度,具有「從溝前端部朝溝基端部,深度在特定範圍內為一定的溝前端側深度一定領域部X」、與「從溝基端部朝溝前端部,深度在特定範圍內為一定的溝基端側深度一定領域部Y」,且該溝前端側深度一定領域部X,深度較「溝基端側深度一定領域部Y」更深,在該「溝前端側深度一定領域部X」與「溝基端側深度一定領域部Y」之間,深度朝溝前端部以一定的漸增率變深的構造,亦即,在「溝前端側深度一定領域部X」與「溝基端側深度一定領域部Y」之間,深度朝溝基端部以一定的漸減率變淺的構造(實驗No.32:本實施例),顯示為「一定+漸減+一定」。
此外,關於變化點,斷屑溝的深度區分,對於「一定」、「漸增」及「漸減」而言與實驗1相同,不存在變化點,對於「一定+漸減」及「漸減+一定」而言僅存在第一變化點,對於「一定+漸減+一定」而言則存在第一變化點及第二變化點的雙方。與圖7相同,在圖9中顯示:從工具本體1的前端到第一變化點及第二變化點的距離;及該距離對斷屑溝長的比例。
如圖9及圖10所示,在實驗2中與實驗1相同,相對於斷屑溝4的深度為一定、或者從溝前端部朝溝基端部漸增的習知例,可確認本實施例的任一個條件,皆能良好地改善(延長)折損壽命。亦即,可確認以下的結果:斷屑溝4的深度區分,不僅是如圖3所示成為「漸減」的構造、和如圖4(a)所示成為「一定+漸減」的構造,即使是成為圖5(a)、(b)所示的「漸減+一定」或者「一定+漸減+一定」的構造,折損壽命也受到改善。
具體地說,可確認以下的結果:在如圖5(a)、(b)所示之成為「漸減+一定」或者「一定+漸減+一定」的構造中,在「溝前端部的深度與溝基端部的深度之間差為0.020mm以上、0.055mm以下」的範圍,且對距離為「從工具本體1的前端到第一變化點」的斷屑溝長的比例為96%以下的實驗No.22~30及No.32,展現出良好的結果。此外,在上述的各實驗中,可確認以下的結果:在「溝前端部的深度與溝基端部的深度之間差為0.045mm以上、0.050mm以下」的範圍,且對距離為「從工具本體1的前端到第一變化點」的斷屑溝長的比例為90%以下的實驗No.21~27及No.32,展現出特別良好的結果,特別是實驗No.23,相對於實驗No.17(習知例:「一定」)約1.8倍,可確認折損壽命受到大幅地改善。
可確認以下的結果:該實驗No.23的斷屑溝,從溝前端部到第一變化點的漸減率設定成1.14%,在溝前端側之斷屑溝的深度測量位置(從工具本體1的前端起1.5mm),成為0.115mm,在位於溝前端側之斷屑溝的深度測量位置與第一變化點的中間,從工具本體1的前端起3.48mm的位置,成為0.092mm,此外,在較位於「從工具本體1的前端起5.45mm的位置」的第一變化點起更溝基端側,斷屑溝在0.045mm成為一定,位於第一變化點與「斷屑溝4之深度的溝基端側測量位置(從工具本體1的前端起6.15mm)」的中間,從工具本體1的前端往基端側5.8mm的位置,斷屑溝4的深度也成為0.045mm。
在實驗No.23以外的實施例及習知例中,可確認以下的結果:在斷屑溝的深度區分顯示為一定的領域,斷屑溝的深度從溝前端側到溝基端側沒有變化,在顯示為漸減或者漸增的領域,則以特定的漸減率、漸增率,形成斷屑溝4。
實驗3:切屑排出性評估
在實驗3中,採用實驗2的實驗No.17(習知例:「一定」)與實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)所使用的起槽機,對以相同的加工條件進行相同距離之加工時的切屑排出性進行了比較。
圖11,是顯示對各起槽機進行了各3個(#1~#3各3個)評估時,加工後之被切削材(印刷電路板)的圖,圖面中,於加工路徑將切屑排出的部分顯示為黑色,切屑殘留的部分則顯示為白色。
倘若對實驗No.17(習知例:「一定」)與實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)進行比較,在3個評估中,皆是實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」),顯示為黑色的部位較多,而確認能發揮良好的切屑排出性。
由被切削材的加工所產生的切屑,除了通過切屑排出溝2朝已加工之溝的外部排出,其中一部分通過斷屑溝4朝工具本體1的基端側移動,最終朝已加工之溝的外部排出。實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」),相對於實驗No.17(習知例:「一定」)將工具本體1之前端側的斷屑溝4設定為更深,此外,在工具本體1的基端側,將斷屑溝4的深度設定為一定,由於設定成「斷屑溝4的體積不會過度變小而妨礙通過斷屑溝4之切屑的流動」,故相較於實驗No.17(習知例:「一定」),通過斷屑溝4排出之切屑的排出性變好,而認為切屑排出性整體上提高。
實驗4:傾倒量(剛性)評估
圖12,是對被切削材進行加工途中之起槽機的示意圖。(a)是從工具軸方向基端側顯示的圖,(b)是在工具徑向,從起槽機之行進方向後方側顯示的圖。在起槽機對被切削材加工期間,由於工具剛性和切削阻力的影響,而產生如圖12(b)所示之工具本體1的彎曲,此時,在以傾倒量δ表示的被切削材最上位與最下位,產生加工尺寸差。在實驗4中,採用實驗2的實驗No.17(習知例:「一定」)、實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)及實驗No.32(本實施例:「一定+漸減+一定」)所使用的起槽機,對加工特定加工距離(在本實驗中為6.4m)時的傾倒量δ, 而評估各起槽機的剛性。
圖13,為顯是對各起槽機在到「加工距離6.4m為止的特定加工位置(在本實施例中,為0.08m、1.28m、3.84m及6.4m)」的傾倒量δ進行測量之結果的圖表。
如圖13所示,可確認實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)及實驗No.32(本實施例:「一定+漸減+一定」)的傾倒量δ,從加工開始時間點起,小於實驗No.17(習知例:「一定」),特別是實驗No.32(本實施例:「一定+漸減+一定」)顯示良好的結果。
該實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)及實驗No.32(本實施例:「一定+漸減+一定」),相較於實驗No.17(習知例:「一定」),將工具本體1之前端側的斷屑溝4設定成更深,將工具本體1之基端側的斷屑溝4的深度設定為淺。亦即,只是將工具本體1之前端側的斷屑溝4設定成深,工具本體1的剛性下降且傾倒量δ變大,但藉由如同實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)及實驗No.32(本實施例:「一定+漸減+一定」)般,將工具本體1之基端側的斷屑溝4的深度設定成淺,能確保剛性,且傾倒量δ變小。
此外,實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)及實驗No.32(本實施例:「一定+漸減+一定」),由於在工具本體1的基端側將斷屑溝4的深度設定為一定,如實驗3所示,切屑排出性良好,而抑制因切屑阻塞所產生的切削阻力增加,因該切削阻力小及剛性受到確保的相乘效果,認為傾倒量δ變小。
此外,實驗No.32(本實施例:「一定+漸減+一定」),在工具本體1的前端,設有斷屑溝4的深度成為一定的溝前端側深度一定領域部X,相較於實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」),在工具本體1的前端側剛性絕佳。因此,在工具本體1之前端側的彎曲受到抑制,工具本體1的整體剛性,較實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)更好,而認為傾倒量δ較實驗No.23(本實施例:「漸減+一定」)更小。
本發明並不侷限於本實施例,各構成要件的具體構造可適當地設計而獲得。
C:工具旋轉軸
X:溝前端側深度一定領域部
Y:溝基端側深度一定領域部
1:工具本體
2:切屑排出溝
3:外周切刃
4:斷屑溝
5:底刃
6:前端形成面
6a:前端形成離隙面
6b:前端形成壁面
[圖1]:為顯示本實施例的前視圖。
[圖2]:為定義本實施例之斷屑溝的深度的說明圖。
[圖3]:為顯示本實施例之斷屑溝的概略說明圖。
[圖4]:為顯示本實施例之斷屑溝的概略說明圖。
[圖5]:為顯示本實施例之斷屑溝的概略說明圖。
[圖6]:為顯示習知例之斷屑溝的概略說明圖。
[圖7]:為顯示實驗1的實驗條件及實驗結果的表。
[圖8]:為顯示實驗1之實驗結果的圖表。
[圖9]:為顯示實驗2的實驗條件及實驗結果的表。
[圖10]:為顯示實驗2之實驗結果的圖表。
[圖11]:為顯示實驗3之實驗結果的相片。
[圖12]:為有關實驗4之傾倒量評估的概略說明圖。
[圖13]:為顯示實驗4之實驗結果的圖表。