TWI430861B - Rotating cutting tools - Google Patents

Description

旋轉切削工具

本發明是關於旋轉切削工具。

印刷電路板加工等所使用的切型刀或金屬材料等加工所使用的端銑刀等之旋轉切削工具，例如專利文獻1所示，已知有在工具的徑向後隙面設有可使外圍切削刃分離之斷屑刃的旋轉切削工具。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2008-114308號公報

然而，上述斷屑刃，為了提昇切屑排出功能而設置，但先前的旋轉切削工具說不上是獲得充分的切屑排出功能，因此現狀需求是要更加提昇切屑排出功能。

本發明是有鑑於上述所示的現狀，經發明者等進行了各種檢討的結果，發現斷屑刃和鄰接在斷屑刃之工具旋轉方向後方側的外圍切削刃之位置關係是會大幅左右斷屑刃的切屑排出功能的提昇效果，終於完成本發明，提供一種能夠極大提昇斷屑刃之切屑排出功能效果且實用性優越的旋轉切削工具。

以下，參照附圖對本發明的主旨進行說明。

本發明相關的旋轉切削工具，係一種於工具本體1的外圍從工具前端朝基端側形成有螺旋狀的複數切削排出溝槽2，於該切削排出溝槽2的傾斜面和上述工具本體1的外圍面或形成在上述工具本體1外圍的徑向後隙面的交叉稜線部形成有外圍切削刃3，設有可使該外圍切削刃3分離的複數斷屑刃4在上述工具本體1的上述外圍面或上述徑向後隙面的旋轉切削工具，其特徵為，在上述斷屑刃4的旋轉軌跡一部份，構成為重疊有40%以上比率之鄰接在該斷屑刃4的工具旋轉方向後方側之上述外圍切削刃3的旋轉軌跡。

此外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第1項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，上述斷屑刃4的旋轉軌跡和上述外圍切削刃3的旋轉軌跡之重疊比率是指針對工具旋轉方向之上述斷屑刃4的長度，重疊在該斷屑刃4旋轉軌跡之上述外圍切削刃3長度所佔的比率。

另外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第2項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，上述斷屑刃4的旋轉軌跡和上述外圍切削刃3的旋轉軌跡重疊的比率是設定成40%以上且90%以下。

此外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第2項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，上述斷屑刃4的旋轉軌跡和上述外圍切削刃3的旋轉軌跡之重疊比率是設定成50%以上且90%以下。

另外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第3項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，外圍切削刃3的長度是設定成上述斷屑刃4的長度的40%以上且120%以下。

此外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第4項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，外圍切削刃3的長度是設定成上述斷屑刃4的長度的40%以上且120%以下。

另外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第3項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，外圍切削刃3的長度是設定成上述斷屑刃4的長度的50%以上且120%以下。

此外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第4項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，外圍切削刃3的長度是設定成上述斷屑刃4的長度的50%以上且120%以下。

另外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第1項至第8項任一項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，上述外圍切削刃3的旋轉軌跡是構成為重疊在上述斷屑刃4旋轉軌跡的工具基端側部份。

此外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第1項至第8項任一項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，該工具是直徑為1.5mm以下。

另外，本發明相關的旋轉切削工具，係於申請專利範圍第9項記載的旋轉切削工具中，其特徵為，該工具是直徑為1.5mm以下。

由於本發明是構成為如上述，因此就可成為能夠極大提昇斷屑刃之切屑排出功能效果且實用性優越的旋轉切削工具。

[發明之最佳實施形態]

接著，是根據圖面揭示本發明的作用對發明之最佳實施形態進行簡單說明。當以旋轉的工具本體1的外圍切削刃3接觸被切削物對該被切削物進行切削時，切屑，是會從切屑排出溝槽2往指定方向(上方或下方)移動的同時，其一部份會經由斷屑刃4往工具旋轉方向後方側之鄰接的切屑排出溝槽2移動。

此時，在斷屑刃4的旋轉軌跡一部份，若重疊有40%以上比率之鄰接在該斷屑刃4工具旋轉方向後方側的外圍切削刃3的旋轉軌跡時，如第1圖所示通過斷屑刃4的切屑就容易接觸(碰撞)該外圍切削刃3(的傾斜面)，藉由與該外圍切屑刃3的接觸也可使切屑強制性往指定方向移動。

因此，切屑，不只是單純沿著切屑排出溝槽2移動而已，藉由與鄰接在斷屑刃4之工具旋轉方向後側方側的外圍切削刃3之接觸也能夠邊承受上方或下方的力邊強制性受到引導往指定方向移動。

基於此，是可使切屑排出功能大幅改善，相對地耐折損性、徑減量、刃塌量也就變良好。即，切屑的良好排出，是能夠抑制切屑黏附在被切削物或工具的傾斜面，能夠防止切屑黏附造成的切削阻止增加及放熱性降低(切削溫度上昇)所伴隨之工具的早期折損，此外，還能夠抑制徑減量、刃塌量。

[實施例]

其次，是根據圖面對本發明的具體性實施例進行說明。

本實施例的旋轉切削工具，是於工具本體1的外圍從工具前端朝基端側形成有螺旋狀的複數切削排出溝槽2，於該切削排出溝槽2的傾斜面和上述工具本體1的外圍面或形成在上述工具本體1外圍的徑向後隙面的交叉稜線部形成有外圍切削刃3，設有可使該外圍切削刃3朝該外圍切削刃3延設方向分離的複數斷屑刃4在上述工具本體1的上述外圍面或上述徑向後隙面，如第1圖、第2圖所示，構成為是在上述斷屑刃4的旋轉軌跡(即旋轉路徑，以下通稱旋轉軌跡)一部份，重疊有40%以上比率之鄰接在該斷屑刃4工具旋轉方向後方側的外圍切削刃3的旋轉軌跡。

具體而言，本實施例，是將本發明應用在前端部具有底刃的同時基端部具有要和印刷電路板用外形加工機的工具安裝部形成連結的刀柄部，安裝在印刷電路板用外形加工機對印刷電路板等施以長孔加工或外形加工等切削加工的切型刀，構成為可使工具本體1邊朝右旋方向旋轉的同時邊朝下方或主要往橫向(旋轉軸直角方向)移動進行被切削物的切削，從工具上方(基端側)排出切屑。

此外，對於各部的詳細構成，是和一般廣泛使用之切型刀的基本構成相同。即，是設有4個外圍切削刃3所謂4片刃以上的構成(本實施例是6片刃的構成)各外圍切削刃3分別設定成右螺旋，此外，各外圍切削刃3是等分割在圓周方向，斷屑刃4沿著外圍切削刃3形成等距配設。另外，外圍切削刃3的螺旋角最好是設定在20°~40°範圍。本實施例中各外圍切削刃3的螺旋角是設定為30°。其理由是外圍切削刃3的螺旋角若未滿20°則切屑排出功能會變差，若超過40°則容易產生毛刺，導致折損壽命縮短。

此外，本實施例(下述實施例1)中，斷屑刃4是設置2條，沿著左螺旋方向形成排列設置，各螺旋角是設定成64°。其他的實施例及比較例中，上述斷屑刃4的螺旋角是根據重疊在該斷屑刃4旋轉軌跡之外圍切削刃3的長度進行適當設定。該斷屑刃4的螺旋方向(排列設置方向)或剖面形狀並無特別限定，可採用各種構成。

另，本實施例是針對本發明應用在切型刀的例子進行說明，但並不限於應用在切型刀，也可應用在端銑刀等其 他的旋轉切削工具。此外，也可構成為工具本體1朝左旋方向旋轉進行切削，或從工具下方排出切屑等之構成等其他的構成。

此外，構成為在斷屑刃4的旋轉軌跡一部份，重疊有鄰接在該斷屑刃4工具旋轉方向後方側的外圍切削刃3的旋轉軌跡時，外圍切削刃3的旋轉軌跡，是也可如第2圖所示構成為重疊在斷屑刃4旋轉軌跡的工具基端側部份，也可如第3圖所示構成為重疊在斷屑刃4旋轉軌跡的工具前端側部份。

本實施例中，如第2圖(圖中虛線)所示，外圍切削刃3的旋轉軌跡，是構成為重疊在斷屑刃4旋轉軌跡的工具基端側部份。其理由是，切屑排出溝槽2為又螺旋時，當將向下的工具本體1邊朝右旋方向旋轉邊進行加工時，切屑容易向上(工具基端側方向)排出，因此為了讓更多的切屑接觸(碰撞)工具的傾斜面，傾斜面位於工具基端側(上側)比較能夠達到效果。

另外，本實施例中，斷屑刃4的旋轉軌跡和外圍切削刃3的旋轉軌跡重疊的比率是設定成40%以上且90%以下，特別是以設定成50%以上且90%以下為最佳。其理由是，未滿50%時，切屑接觸的區域會變小，相對地切屑往工具基端側的排出量或排出力會降低，此外，超過90%時，切屑接觸的區域會變太大，相對地切屑容易黏附導致切削阻力增加。

另，本實施例中，斷屑刃4的旋轉軌跡和外圍切削刃3 的旋轉軌跡之重疊比率，是指工具旋轉方向之上述斷屑刃4的長度和重疊在該斷屑刃4旋轉軌跡之外圍切削刃3的長度比率。具體而言，如第4圖所示，是指斷屑刃4和外圍切削刃3之重疊部份的長度[外圍切削刃3的長度B減掉切削刃彼此重疊部份的長度P之後獲得的值(B-P)]除以斷屑刃的長度C之後獲得的值(即(B-P)/C)。第4圖中，圖號A是外圍切削刃3的節距。

此外，外圍切削刃3長度是設定成斷屑刃4長度的40%以上且120%以下，特別是以50%以上且120%以下為最佳。其理由是，未滿50%時，切屑接觸的區域會變小，相對地切屑往工具基端側的排出量或排出力會降低，此外，超過120%時，外圍切削刃3彼此重疊的比率會太大導致切削阻力增加。又，斷屑刃4的長度變太短以致切屑難以從切屑排出溝槽2排出。

另外，工具直徑是設定成1.5mm以下。工具直徑為1.5mm以下，特別是0.8mm以下的工具，是使用在非常高的切削速度(周速)，因此上述構成造成的切屑排出功能提昇效果就極為顯著。

由於本實施例是構成為上述，因此當以旋轉的工具本體1的外圍切削刃3接觸被切削物對該被切削物進行切削時，切屑，是會從切屑排出溝槽2往上方移動的同時，其一部份會經由斷屑刃4往工具旋轉方向後方側之鄰接的切屑排出溝槽2移動。

此時，在斷屑刃4的旋轉軌跡一部份，若重疊有40%以上且90%以下比率之鄰接在該斷屑刃4工具旋轉方向後方側的外圍切削刃3的旋轉軌跡時，如第1圖所示通過斷屑刃4的切屑就容易接觸(碰撞)該外圍切削刃3(的傾斜面)，藉由與該外圍切屑刃3的接觸就可使切屑強制性往上方移動，重覆著切屑往鄰接之切屑排出溝槽2的移動和與外圍切削刃3的接觸，如第1圖所示，就可使切屑成階梯狀向上排出。

因此，切屑，不只是單純沿著切屑排出溝槽2移動而已，藉由與鄰接在斷屑刃4之工具旋轉方向後側方側的外圍切削刃3之接觸也能夠邊承受上方或下方的力邊強制性受到引導往指定方向移動。

關於這點，例如鄰接在斷屑刃4’之工具旋轉方向後方側的工具本體1’之外圍切削刃3’的旋轉軌跡未滿40%之第5圖所示的工具，切屑往鄰接的切屑排出溝槽2’移動後，與外圍切削刃3’不會產生接觸，如第5圖的箭頭符號所示，只是單純通過斷屑刃4’，因此就不會產生藉由與外圍切削刃3’接觸造成之強制性往上方的移動作用。

基於此，本實施例的上述構成是可使切屑排出功能大幅改善，相對地耐折損性、徑減量、刃塌量也就變良好。即，切屑的良好排出，是能夠抑制切屑黏附在被切削物或工具的傾斜面，能夠防止切屑黏附造成的切削阻止增加及放熱性降低(切削溫度上昇)所伴隨之工具的早期折損，此外，還能夠抑制徑減量、刃塌量。

根據以上所述，本實施例，是可成為能夠極大提昇斷屑刃之切屑排出功能效果且實用性優越的旋轉切削工具。

接著，是對可驗證本實施例效果的實驗例進行說明。

第6圖，是表示對外圍切削刃的節距A、外圍切削刃的長度B、斷屑刃的長度C、切削刃彼此重疊部份的長度P進行各種改變後藉此評價工具切屑排出壽命的實驗條件及實驗結果表。

根據第6圖，是可確認出相較於斷屑刃的旋轉軌跡和外圍切削刃的旋轉軌跡之重疊比率(B-P)/C未滿40%或超過90%時，外圍切削刃的長度為斷屑刃長度的比率B/C未滿40%或超過120%時的比較例1～5，滿足上述本實施例條件的實施例1～3，其切屑排出壽命變良好。

具體而言，切屑排出壽命，是針對印刷電路板，在同一條件(指定的旋轉數、指定的進刀速度)下重覆進行如第9圖所示長度0.15m之切槽的切槽加工，對切屑堵塞率達到第7圖、第8圖所示的50%為止的加工距離(直到出現切槽長度的50%堵塞有切屑時的切槽為止的加工距離、切屑排出壽命)進行了比較。另，第9(a)圖為使用實施例1，第9(b)圖為使用比較例3相關的工具進行加工後的電路板。

例如：根據第7圖，是可確認出比較例1、2、3的切屑排出壽命分別為8.15m、5.43m、3.58m，相對於此，實施例1的切屑排出壽命飛躍性增長為11.17m。同樣地，根據第8圖，是可確認出比較例4、5的切屑排出壽命分別為24.00m、4.63m，相對於此，實施例7的切屑排出壽命飛躍性增長為31.85m。

根據以上所述，可確認斷屑刃的旋轉軌跡和外圍刃的旋轉軌跡之重疊比率(B-P)/C為40%以上且90%以下，外圍切削刃長度為斷屑刃長度的比率B/C為40%以上且120%以下，是能夠使斷屑刃和鄰接在斷屑刃之工具旋轉方向後方側的外圍切削刃之位置關係為最佳化，能夠大幅改善切屑排出功能，進而能夠使切屑排出壽命長期化。

1．．．工具本體

2．．．切屑排出溝槽

3．．．外圍切削刃

4．．．斷屑刃

第1圖為本實施例的要部概略說明側面圖。

第2圖為本實施例的要部概略說明圖。

第3圖為本實施例的要部概略說明圖。

第4圖為本實施例的要部放大概略說明圖。

第5圖為先前例的要部概略說明側面圖。

第6圖為表示實施例的實驗條件及實驗結果表。

第7圖為實施例及比較例的切屑排出壽命比較圖。

第8圖為實施例及比較例的切屑排出壽命比較圖。

第9圖為實施例及比較例的加工結果比較照片。

1．．．工具本體

2．．．切屑排出溝槽

3．．．外圍切削刃

4．．．斷屑刃

Claims (11)

1. 一種旋轉切削工具，係於工具本體的外圍從工具前端朝基端側形成有螺旋狀的複數切削排出溝槽，於該切削排出溝槽的傾斜面和上述工具本體的外圍面或於形成在上述工具本體外圍的徑向後隙面的交叉稜線部係形成有外圍切削刃，且在上述工具本體的上述外圍面或上述徑向後隙面係設有可使該外圍切削刃分離的複數斷屑刃，其特徵為，在上述斷屑刃的旋轉軌跡(即旋轉路徑)一部份，構成為重疊有40%以上比率之鄰接在該斷屑刃工具旋轉方向後方側之上述外圍切削刃的旋轉軌跡。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的旋轉切削工具，其中，上述斷屑刃的旋轉軌跡和上述外圍切削刃的旋轉軌跡之重疊比率是針對工具旋轉方向之上述斷屑刃的長度，重疊在該斷屑刃旋轉軌跡之上述外圍切削刃長度所佔的比率。
3. 如申請專利範圍第2項所記載的旋轉切削工具中，其中，上述斷屑刃的旋轉軌跡和上述外圍切削刃的旋轉軌跡重疊的比率是設定成40%以上且90%以下。
4. 如申請專利範圍第2項所記載的旋轉切削工具，其中，上述斷屑刃的旋轉軌跡和上述外圍切削刃的旋轉軌跡之重疊比率是設定成50%以上且90%以下。
5. 如申請專利範圍第3項所記載的旋轉切削工具，其中，外圍切削刃的長度是設定成上述斷屑刃長度的40%以上且120%以下。
6. 如申請專利範圍第4項所記載的旋轉切削工具，其中，外圍切削刃的長度是設定成上述斷屑刃長度的40%以上且120%以下。
7. 如申請專利範圍第3項所記載的旋轉切削工具，其中，外圍切削刃的長度是設定成上述斷屑刃長度的50%以上且120%以下。
8. 如申請專利範圍第4項所記載的旋轉切削工具，其中，外圍切削刃的長度是設定成上述斷屑刃長度的50%以上且120%以下。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項任一項記載的旋轉切削工具，其中，上述外圍切削刃的旋轉軌跡是構成為在上述斷屑刃旋轉軌跡的工具基端側部份重疊。
10. 如申請專利範圍第1項至第8項任一項記載的旋轉切削工具，其中，該工具是直徑為1.5mm以下。
11. 如申請專利範圍第9項所記載的旋轉切削工具，其中，該工具是直徑為1.5mm以下。