WO2019163677A1 - 切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

切削工具及び切削加工物の製造方法 Download PDF

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WO2019163677A1
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groove
insert
pocket
cutting tool
rotation axis
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省二 川浪
薫 八田
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京セラ株式会社
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    • B23C2210/402Flutes, i.e. chip conveying grooves of variable depth
    • B23C2210/405Flutes, i.e. chip conveying grooves of variable depth having decreasing depth in the direction of the shank from the tip of the tool

Definitions

  • This aspect relates to a cutting tool used for cutting and a method for manufacturing a cut product.
  • Patent Document 1 As a cutting tool used when cutting a work material, for example, a cutting tool described in JP-T-2004-510594 (Patent Document 1) is known.
  • the cutting tool described in Patent Literature 1 includes a holder, a groove extending from the front end side of the holder toward the rear end side, a pocket positioned on the front end side of the holder and positioned along the groove. And a cutting insert mounted in the pocket and a shank portion located on the rear end side of the holder.
  • chatter vibrations are more likely to occur at locations that are farther away from the shank.
  • a plurality of cutting inserts are mounted in the direction of the rotation axis of the holder in one groove in the holder. Therefore, chatter vibration is more likely to occur in the cutting insert mounted on the tip side among the plurality of cutting inserts.
  • the cutting tool of this aspect includes a holder, a first insert, and a second insert.
  • the holder has a cylindrical shape extending along the rotation axis from the first end toward the second end, and includes a first pocket, a second pocket, a first groove, and a second groove.
  • the first pocket is located on the first end side of the holder.
  • the second pocket is located closer to the second end of the holder than the first pocket.
  • the first groove extends along the first pocket from the first end toward the second end.
  • the second groove extends along the second pocket from the first end toward the second end.
  • the first insert is located in the first pocket.
  • the second insert is located in the second pocket.
  • the length from the rotation axis to the first groove in the first cross section orthogonal to the rotation axis and including the first groove is the first length.
  • the length from the rotation axis to the second groove in the second cross section orthogonal to the rotation axis and including the second groove is the second length.
  • the first length is shorter than the second length.
  • the opening width of the first groove in the first cross section is narrower than the opening width of the second groove in the second cross section.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a VI-VI cross section in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a VII-VII cross section in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a VIII-VIII cross section in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a IX-IX cross section in FIG. 3.
  • each of the cutting tools of the embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
  • each drawing referred to below is a simplified illustration of only main members necessary for describing each embodiment for convenience of explanation. Therefore, the cutting tool of the present disclosure may include any constituent member that is not shown in the referenced drawings.
  • the dimension of the member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each member, etc. faithfully.
  • the cutting tool 1 includes a holder 3 having a rotation axis X, a plurality of pockets on the outer peripheral surface, and inserts attached to the plurality of pockets.
  • the rotating shaft X is an axis
  • the plurality of pockets may be provided at equal intervals along the rotation axis X or may be provided at unequal intervals.
  • the cutting tool 1 of the embodiment may be referred to as a first end 1 a (hereinafter, sometimes referred to as a front end 1 a) to a second end 1 b (hereinafter, referred to as a rear end 1 b). It is a columnar shape extending along the rotation axis X. In addition, since the cutting tool 1 has a plurality of pockets or the like, it is not a strict column shape.
  • the cutting tool 1 of the embodiment has a holder 3.
  • the cutting tool 1 is connected to the machine tool on the rear end 1b side.
  • the holder 3 includes a first pocket 5 located on the front end 1 a side, a second pocket 7 located on the rear end 1 b side from the first pocket 5, and have.
  • the holder 3 extends along the first pocket 11 extending along the first pocket 5 from the front end 1a toward the rear end 1b, and along the second pocket 7 toward the rear end 1b from the front end 1a.
  • a second groove 13 13
  • the first groove 11 and the second groove 13 are located in one groove extending from the front end 1a side toward the rear end 1b side.
  • This one groove has a first groove 11 on the front end 1 a side and a second groove 13 on the rear end 1 b side than the first groove 11.
  • the cutting tool 1 in the example shown in FIGS. 1, 3 and 4 has a first insert 17 located in the first pocket 5 and a second insert 19 located in the second pocket 7.
  • the first pocket 5 and the second pocket 7 are portions where the first insert 17 and the second insert 19 are mounted, respectively, and may open toward the outer peripheral surface of the holder 3.
  • FIG. 5 shows an insert 16 represented by the first insert 17 and the second insert 19 in the example shown in FIGS.
  • the insert 16 may have a polygonal upper surface 16a and a lower surface 16b.
  • the upper surface 16a is substantially rectangular.
  • the insert 16 may have a side surface 16c located between the upper surface 16a and the lower surface 16b.
  • the upper surface 16a may be generally polygonal and need not be polygonal in a strict sense. That is, the sides on the polygonal upper surface 16a do not need to be strictly linear, and may be, for example, a convex curve shape or a concave curve shape. Moreover, the corner
  • the shape of the upper surface 16a is not limited to the above configuration. For example, there is no problem even if the upper surface 16a is not a quadrangle but a pentagon, a hexagon, or an octagon.
  • the insert 16 typified by the first insert 17 and the second insert 19 in the embodiment has a cutting edge on at least a part of the ridge line formed by the upper surface 16a and the side surface 16c.
  • the first insert 17 mounted in the first pocket 5 may have an outer peripheral blade and a bottom blade as cutting blades.
  • worn may have an outer peripheral blade as a cutting blade.
  • the insert 16 typified by the first insert 17 and the second insert 19 may have a hole 2 that opens on the upper surface 16a.
  • the hole 2 may be used as an insertion hole for a fixture when the first insert 17 and the second insert 19 are attached to the holder 3. Examples of the fixture include a screw and a clamp.
  • the first insert 17 and the second insert 19 are attached to the first pocket 5 and the second pocket 7 of the holder 3 with screws 4, respectively.
  • the hole 2 in the cutting tool 1 may penetrate to the lower surface 16b located on the opposite side of the upper surface 16a.
  • the hole 2 is not limited to the above form.
  • the hole 2 may be opened on a side surface, or may penetrate two regions located on opposite sides of the side surface.
  • the size of the first insert 17 and the second insert 19 is not particularly limited.
  • the maximum width of the upper surface may be set to about 3 to 20 mm.
  • the height from the upper surface to the lower surface may be set to about 5 to 20 mm.
  • FIG. 6 shows a VI-VI cross section (first cross section VI) shown in FIG. 3 which is orthogonal to the rotation axis X and includes the first groove 11.
  • the length from the rotation axis X to the first groove 11 in the first cross section VI is the first length L1.
  • FIG. 7 shows a VII-VII cross section (second cross section VII) shown in FIG. 3 which is orthogonal to the rotation axis X and includes the second groove 13.
  • the length from the rotation axis X to the second groove 13 in the second cross section VII is the second length L2.
  • the holes 2 and screws 4 are omitted in FIGS. 6 and 7.
  • the cutting tool 1 has a first length L1 shorter than a second length L2, as shown in FIG. 6 and FIG. In other words, in the cutting tool 1, the groove depth of the first groove 11 is deeper than the groove depth of the second groove 13.
  • the cutting tool 1 has a good chip discharging property because the first length L1 is shorter than the second length L2.
  • the first insert 17 has a bottom blade and an outer peripheral blade as cutting blades. Cutting inserts other than the first insert 17 do not have a bottom blade but only an outer peripheral blade. Therefore, compared with cutting inserts other than the first insert 17, the cutting amount of the work material in the first insert 17 tends to increase.
  • the groove depth of the first groove 11 is deeper than the groove depth of the second groove 13 as described above. Therefore, even when a large amount of chips are generated in the first insert 17, the chips can be discharged well in the first groove 11.
  • a first cross section VI shown in FIG. 6 is a cross section orthogonal to the rotation axis X and passing through the midpoint of the first insert.
  • the first length L1 that is the length from the rotation axis X to the first groove 11 is evaluated.
  • the midpoint of the first insert 17 is specified by the following procedure.
  • the end on the front end 1a side and the end on the rear end 1b side of the first insert 17 are specified.
  • an intermediate position in the direction along the rotation axis X is specified from the positions of these end portions. This intermediate position is the midpoint of the first insert 17.
  • the cross section passing through the center of the hole 2 of the first insert 17 and perpendicular to the rotation axis X is as described above.
  • the first cross section VI may be used instead.
  • first length L1 that is the length from the rotation axis X to the first groove 11 in the cross section of the region located between the cross section orthogonal to the rotation axis X and the first cross section VI passing through the midpoint. May be evaluated.
  • the midpoint of the second insert 19 is specified by the following procedure.
  • the end on the front end 1a side and the end on the rear end 1b side of the second insert 19 are specified.
  • an intermediate position in the direction along the rotation axis X is specified from the positions of these end portions. This intermediate position is the midpoint of the second insert 19.
  • the second cross section VII may be used instead.
  • the second length L2 that is the length from the rotation axis X to the second groove 13 in the cross section of the region that passes through the above-described midpoint and is located between the cross section orthogonal to the rotation axis X and the second cross section VII. May be evaluated.
  • the opening width W1 of the first groove 11 in the first section VI is narrower than the opening width W2 of the second groove 13 in the second section VII. .
  • the opening width W ⁇ b> 1 is the length from the end portion of the first insert 17 that is farthest from the rotation axis X to the heel 27 a that is positioned forward in the rotational direction with respect to this end portion.
  • the opening width W ⁇ b> 2 is the length from the end portion of the second insert 19 that is farthest from the rotation axis X to the heel 27 b that is positioned forward in the rotational direction with respect to this end portion. .
  • the heel 27a is a boundary between the outer peripheral surface of the holder 3 and the first groove 11, and refers to a portion extending from the front end 1a toward the rear end 1b.
  • the heel 27b is a boundary between the outer peripheral surface of the holder 3 and the second groove 13 and is a portion extending from the front end 1a toward the rear end 1b.
  • chatter vibration is likely to occur in a cutting tool at a position away from a connection site with a machine tool. That is, in the cutting tool 1, chatter vibration is more likely to occur on the front end 1a side than on the rear end 1b side.
  • the cutting tool 1 in the embodiment is positioned on the side of the tip 1a farther from the connection site with the machine tool than the opening width W2 in the second groove 13 positioned on the rear end 1b side which is the connection site with the machine tool.
  • the opening width W1 in the first groove 11 is narrower. Therefore, it is easy to ensure the thickness of the portion of the holder 3 that is located behind the first pocket 5 in the rotational direction. For example, in FIG. 6, the thickness of the holder 3 between the first groove 11A and the first groove 11B located behind the first groove 11A in the rotation direction is thick. Therefore, chatter vibration hardly occurs in the cutting tool 1 in the embodiment.
  • the first length L1 is shorter than the second length L2
  • the opening width W1 of the first groove 11 in the first section VI is the opening of the second groove 13 in the second section VII. It is narrower than the width W2. Therefore, the cutting tool 1 according to the embodiment can achieve both the above-described excellent chip discharging property and suppression of chatter vibration.
  • the width W3 of the first insert 17 in the radial direction of the holder 3 may be wider than the width W4 of the second insert 19 in the radial direction of the holder 3.
  • the width W3 of the first insert 17 in the radial direction of the holder 3 is relatively wide as described above, since the first insert 17 has high rigidity, chatter vibration is less likely to occur.
  • the width W3 of the first insert 17 in the radial direction is a length in a direction perpendicular to the rotation axis X when the upper surface of the first insert 17 is viewed from the front.
  • the width W4 of the second insert 19 in the radial direction is a length in a direction orthogonal to the rotation axis X when the upper surface of the second insert 19 is viewed from the front.
  • the thickness W5 of the first insert 17 in the circumferential direction of the holder 3 may be thicker than the thickness W6 of the second insert 19 in the circumferential direction of the holder 3.
  • the thickness W5 of the first insert 17 is thick, since the first insert 17 has high rigidity, chatter vibration is less likely to occur.
  • the thickness W5 of the first insert 17 in the circumferential direction is the maximum value of the length in the direction orthogonal to the rotation axis X when the first insert 17 is viewed from the side.
  • the thickness W6 of the second insert 19 in the circumferential direction is the maximum value of the length in the direction orthogonal to the rotation axis X when the second insert 19 is viewed from the side.
  • the first length L1 may change from the front end 1a side toward the rear end 1b side, or may be constant.
  • the groove depth of the first groove 11 may change from the front end 1a side toward the rear end 1b side, or may be constant.
  • the chip discharge space in the first groove 11 is constant from the front end 1a side to the rear end 1b side. Prone. Therefore, when the chips generated from the first insert 17 flow into the first groove 11, the behavior of the chips is easily stabilized and clogging is difficult. Therefore, the cutting tool 1 has a good chip discharging property.
  • the second length L2 may change from the front end 1a side to the rear end 1b side, or may be constant.
  • the groove depth of the second groove 13 may change from the front end 1a side toward the rear end 1b side, or may be constant.
  • the chip discharge space in the second groove 13 is constant from the tip 1a side to the rear end 1b side. Prone. Therefore, when the chips generated from the second insert 19 flow into the second groove 13, the behavior of the chips is easily stabilized and is not easily clogged. Therefore, the cutting tool 1 has a good chip discharging property.
  • the holder 3 is located on the rear end 1 b side with respect to the first pocket 5 and on the tip end 1 a side with respect to the second pocket 7. You may have the pocket 9.
  • the holder 3 may further include a third groove 15 extending along the third pocket 9 from the front end 1a toward the rear end 1b.
  • the cutting tool 1 may have a third insert 21 located in the third pocket 9.
  • the third pocket 9 may be opened toward the outer peripheral surface of the holder 3 similarly to the first pocket 5 and the second pocket 7, and may have a screw hole into which the screw 4 is inserted. Similar to the first insert 17 and the second insert 19, the third insert 21 may have a polygonal upper and lower surfaces and side surfaces located between the upper and lower surfaces. The 3rd insert 21 may have a cutting edge on the ridgeline which an upper surface and a side make, and may have the hole 2 opened in an upper surface.
  • the third groove 15 has a first region 23 located on the front end 1 a side and a second region 25 located on the rear end 1 b side. .
  • the first groove 11, the second groove 13, and the third groove 15 are located in one groove extending from the front end 1a toward the rear end 1b.
  • the one groove is located between the first groove 11 on the front end 1 a side, the second groove 13 located on the rear end 1 b side from the first groove 11, and the first groove 11 and the second groove 13.
  • a third groove 15 In the third groove 15, the first region 23 is located on the first groove 11 side, and the second region 25 is located on the second groove 13 side.
  • FIG. 8 shows a VIII-VIII cross section (third cross section VIII) shown in FIG. 3 which is orthogonal to the rotation axis X and includes the first region 23.
  • the length from the rotation axis X to the first region 23 in the third cross section VIII is the third length L3.
  • FIG. 9 shows a IX-IX cross section (fourth cross section IX) shown in FIG. 3 which is orthogonal to the rotation axis X and includes the second region 25.
  • the length from the rotation axis X to the second region 25 in the fourth cross section IX is the fourth length L4.
  • the holes 2 and the screws 4 are omitted in FIGS.
  • the third length L3 may be shorter than the fourth length L4.
  • the core thickness of the holder 3 in the first region 23 may be larger than the core thickness of the holder 3 in the second region 25.
  • the length from the rotation axis X to the third groove 15 in the cross section including the third groove 15 is perpendicular to the rotation axis X and is directed from the front end 1 a side to the rear end 1 b side. May be longer. That is, the groove depth in the third groove 15 may become shallower from the front end 1a side toward the rear end 1b side.
  • the cutting tool 1 has a good chip discharging property.
  • the length from the rotation axis X to the third groove 15 in the cross section becomes longer from the front end 1a toward the rear end 1b, for example, it can be evaluated by the following procedure. Good.
  • the length from the rotation axis X to the third groove 15 in three or more cross sections including the third groove 15 while being orthogonal to the rotation axis X is measured. At this time, the positions of the three cross sections in the direction along the rotation axis X are different from each other.
  • a cross section orthogonal to the rotation axis X and passing through the end of the third groove 15 on the tip 1a side, and a cross section orthogonal to the rotation axis X and passing through the end of the third groove 15 on the rear end 1b side The lengths of the third groove 15 and the cross section passing through the center of the third groove 15 in the direction along the rotation axis X may be measured.
  • the opening width W7 of the first region 23 in the third section VIII may be narrower than the opening width W8 of the second region 25 in the fourth section IX.
  • the opening width W ⁇ b> 7 is the length from the end portion of the third insert 21 that is farthest from the rotation axis X to the heel 27 c that is positioned forward in the rotational direction with respect to this end portion.
  • the opening width W8 is the length from the end portion of the third insert 21 that is farthest from the rotation axis X to the heel 27d that is positioned forward in the rotational direction with respect to this end portion.
  • the heels 27c and 27d are boundaries between the outer peripheral surface of the holder 3 and the third groove 15 and extend from the front end 1a toward the rear end 1b.
  • Examples of the material of the first insert 17, the second insert 19, and the third insert 21 include cemented carbide and cermet.
  • Examples of the composition of the cemented carbide include WC—Co, WC—TiC—Co, and WC—TiC—TaC—Co.
  • WC—Co is produced by adding cobalt (Co) powder to tungsten carbide (WC) and sintering.
  • WC—TiC—Co is obtained by adding titanium carbide (TiC) to WC—Co.
  • WC—TiC—TaC—Co is obtained by adding tantalum carbide (TaC) to WC—TiC—Co.
  • cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component.
  • the cermet includes a main component of a titanium compound such as titanium carbide (TiC) and titanium nitride (TiN).
  • the surface of the 1st insert 17, the 2nd insert 19, and the 3rd insert 21 may be coated with the film using the chemical vapor deposition (CVD) method or the physical vapor deposition (PVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the composition of the coating include titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), and alumina (Al 2 O 3 ).
  • the material of the holder 3 can be steel, cast iron, aluminum alloy, or the like. Steel is preferred in terms of high toughness.
  • the cut workpiece is produced by cutting a work material.
  • the manufacturing method of the cut workpiece in the embodiment includes the following steps. That is, (1) a step of rotating the cutting tool 1 represented by the above embodiment; (2) contacting the rotating cutting tool 1 with the work material 101; (3) a step of separating the cutting tool 1 from the work material 101; It has.
  • the cutting tool 1 is rotated in the rotation direction Y around the rotation axis X, and the cutting tool 1 is relatively brought closer to the work material 101.
  • the cutting edge of the rotating cutting tool 1 is brought into contact with the workpiece 101 to cut the workpiece 101.
  • the cutting tool 1 is relatively moved away from the work material 101.
  • the cutting tool 1 is moved in the Z direction along the rotation axis X while the workpiece 101 is fixed and the cutting tool 1 is rotated. Yes.
  • the work material 101 is cut by bringing the cutting tool 1 into contact with the work material 101 while moving the rotating cutting tool 1 in the Z direction. Further, in the example shown in FIG. 12, the cutting tool 1 is moved away in the Z direction while being rotated.
  • the cutting tool 1 is brought into contact with the work material 101 by moving the cutting tool 1 in each step, or the cutting tool 1 is separated from the work material 101.
  • the cutting tool 1 is not limited to such a form.
  • the work material 101 may be brought close to the cutting tool 1 in the step (1). Similarly, the work material 101 may be moved away from the cutting tool 1 in the step (3).
  • the state in which the cutting tool 1 is rotated may be maintained, and the process of bringing the cutting edge of the cutting tool 1 into contact with a different part of the work material 101 may be repeated.
  • examples of the material of the work material 101 include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, and non-ferrous metal.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the embodiment can be arbitrarily set without departing from the gist of the present disclosure.
  • Width of the first insert W4 ... Width of the second insert W5 ... Thickness of the first insert W6 ... Width of the second insert W7 ... Opening width of the first region W8 ... Opening width of the second region L1 ... first length L2 ... second length L3 ... third length L4 ... 4th length VI ... 1st cross section VII ... 2nd cross section VIII ... 3rd cross section IX ... 4th cross section X ... rotation axis Y ... rotation direction Z ... Cutting direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

一態様の切削工具は、第1端から第2端に向かって、回転軸に沿って延びた円柱形状であって、第1ポケットと、第1ポケットよりも第2端の側に位置する第2ポケットと、第1ポケットに沿って延びた第1溝と、第2ポケットに沿って延びた第2溝と、を有するホルダと、第1ポケットに位置する第1インサートと、第2ポケットに位置する第2インサートと、を備えている。回転軸に直交するとともに第1溝を含む第1断面における回転軸から第1溝までの第1長さが、第2溝を含む第2断面における回転軸から第2溝までの第2長さよりも短く、第1断面における第1溝の開口幅が、第2断面における第2溝の開口幅よりも狭い。

Description

切削工具及び切削加工物の製造方法 関連出願の相互参照
 本出願は、2018年2月26日に出願された日本国特許出願2018-032321号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本態様は、切削加工に用いられる切削工具及び切削加工物の製造方法に関する。
 被削材を切削加工する際に用いられる切削工具として、例えば特表2004-510594号公報(特許文献1)に記載の切削工具が知られている。特許文献1に記載の切削工具は、ホルダと、ホルダの先端の側から後端の側に向かって延びる溝と、ホルダの先端側に位置しており、かつ、溝に沿って位置するポケットと、ポケットに装着される切削インサートと、ホルダの後端側に位置するシャンク部とを有している。
 一般的に、シャンク部からの距離が離れている部位ほどびびり振動が生じやすい。特許文献1に記載の切削工具においては、ホルダにおける1つの溝において、ホルダの回転軸方向に複数の切削インサートが装着されている。そのため、複数の切削インサートの中でも、先端側に装着された切削インサートほどびびり振動が生じやすい。
 本態様の切削工具は、ホルダ、第1インサート及び第2インサートを備える。ホルダは、第1端から第2端に向かって、回転軸に沿って延びた円柱形状であり、第1ポケット、第2ポケット、第1溝及び第2溝を有する。第1ポケットは、ホルダの第1端の側に位置する。第2ポケットは、第1ポケットよりもホルダの第2端の側に位置する。第1溝は、第1端から第2端に向かって、第1ポケットに沿って延びている。第2溝は、第1端から第2端に向かって、第2ポケットに沿って延びている。第1インサートは、第1ポケットに位置する。第2インサートは、第2ポケットに位置する。回転軸に直交するとともに第1溝を含む第1断面における、回転軸から第1溝までの長さが、第1長さである。回転軸に直交するとともに第2溝を含む第2断面における、回転軸から第2溝までの長さが、第2長さである。第1長さは、第2長さよりも短い。また、第1断面における第1溝の開口幅が、第2断面における第2溝の開口幅よりも狭い。
実施形態の切削工具を示す斜視図である。 図1に示す切削工具の第1端に向かって見た正面図である。 図2に示す切削工具をA1方向から見た側面図である。 図2に示す切削工具をA2方向から見た側面図である。 図1に示す切削工具におけるインサートの斜視図である。 図3におけるVI-VI断面を示す断面図である。 図3におけるVII-VII断面を示す断面図である。 図3におけるVIII-VIII断面を示す断面図である。 図3におけるIX-IX断面を示す断面図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。
 以下、実施形態の切削工具について、それぞれ図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、各実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の切削工具は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
 実施形態における切削工具1は、図1などに示すように、回転軸Xを有し、外周面に、複数のポケットを有するホルダ3と、複数のポケットにそれぞれ装着されるインサートとを備えている。なお、回転軸Xは、回転する際の軸であり、切削工具1が有形物として備えているものではない。また、複数のポケットは、回転軸Xに沿って等間隔で設けられていても、あるいは、不等間隔で設けられていてもよい。
 図1、図3及び図4に示す一例において、実施形態の切削工具1は、第1端1a(以下、先端1aという場合がある。)から第2端1b(以下、後端1bという場合がある。)に向かって、回転軸Xに沿って延びた円柱形状である。なお、切削工具1は、複数のポケットなどを有していることから、厳密な円柱形状ではない。
 また、実施形態の切削工具1はホルダ3を有している。切削工具1は、後端1bの側において工作機械に接続される。図1、図3及び図4に示す一例において、ホルダ3は、先端1aの側に位置する第1ポケット5と、第1ポケット5よりも後端1bの側に位置する第2ポケット7と、を有している。また、ホルダ3は、先端1aから後端1bに向かって、第1ポケット5に沿って延びた第1溝11と、先端1aから後端1bに向かって、第2ポケット7に沿って延びた第2溝13とを有している。
 第1溝11及び第2溝13は、先端1aの側から後端1bの側に向かって延びた1つの溝の中に位置している。この1つの溝は、先端1aの側に第1溝11を有しており、第1溝11よりも後端1bの側に第2溝13を有している。
 また、図1、図3及び図4に示す一例における切削工具1は、第1ポケット5に位置する第1インサート17と、第2ポケット7に位置する第2インサート19とを有している。第1ポケット5及び第2ポケット7は、それぞれ第1インサート17及び第2インサート19が装着される部分であり、ホルダ3の外周面に向かって開口してもよい。
 また、図1、図3及び図4に示す一例における第1インサート17及び第2インサート19に代表されるインサート16を図5に示す。インサート16は、多角形状の上面16a及び下面16bを有してもよく、図5に示す一例においては上面16aが略四角形である。また、インサート16は、上面16a及び下面16bの間に位置する側面16cを有してもよい。
 上面16aは、概ね多角形状であればよく、厳密な意味での多角形状である必要はない。すなわち、多角形状の上面16aにおける辺は、厳密に直線形状である必要はなく、例えば、凸曲線形状又は凹曲線形状であってもよい。また、多角形状の上面16aにおける角は、2つの直線が交わった構成に限定されず、例えば、外方に向かって丸みを帯びた形状であってもよい。
 なお、上面16aの形状は上記の構成に限定されない。例えば、上面16aが四角形ではなく、五角形、六角形又は八角形であっても何ら問題無い。
 実施形態における第1インサート17及び第2インサート19に代表されるインサート16は、上面16a及び側面16cのなす稜線の少なくとも一部に切刃を有している。例えば、図1に示す一例においては、第1ポケット5に装着された第1インサート17が、切刃として外周刃及び底刃を有してもよい。また、第2ポケット7に装着された第2インサート19が、切刃として外周刃を有してもよい。
 また、第1インサート17及び第2インサート19に代表されるインサート16は、上面16aにおいて開口する穴2を有してよい。穴2は、第1インサート17及び第2インサート19をホルダ3に装着する際の固定具の挿入穴として用いられてもよい。固定具の例として、ネジ及びクランプなどが挙げられる。
 図1、図3及び図4に示す一例の切削工具1において、第1インサート17及び第2インサート19は、それぞれホルダ3の第1ポケット5及び第2ポケット7にネジ4によって取り付けられている。切削工具1における穴2は、上面16aの反対側に位置する下面16bにまで貫通してもよい。
 穴2が貫通するものであるときには、第1インサート17及び第2インサート19の穴2にネジ4を挿入する。そして、ネジ4の先端を第1ポケット5及び第2ポケット7に形成されたネジ穴に挿入して固定することにより、第1インサート17及び第2インサート19をホルダ3に取り付けることができる。
 また、穴2は、上記の形態に限定されない。穴2は、例えば、側面に開口してもよく、側面における互いに反対側に位置する2つの領域を貫通してもよい。
 第1インサート17及び第2インサート19の大きさは特に限定されない。例えば、上面の最大幅が3~20mm程度に設定されてもよい。また、上面から下面までの高さは5~20mm程度に設定されてもよい。
 回転軸Xに直交するとともに第1溝11を含む、図3に示すVI-VI断面(第1断面VI)を図6に示す。この第1断面VIにおける回転軸Xから第1溝11までの長さが第1長さL1である。また、回転軸Xに直交するとともに第2溝13を含む、図3に示すVII-VII断面(第2断面VII)を図7に示す。この第2断面VIIにおける回転軸Xから第2溝13までの長さが第2長さL2である。なお、視覚的な理解を容易にするため、図6及び図7において穴2及びネジ4を省略している。
 切削工具1は、図6及び図7に一例を示すように、第1長さL1が、第2長さL2よりも短い。言い換えれば、切削工具1では、第1溝11の溝深さが第2溝13の溝深さよりも深い。切削工具1は、第1長さL1が第2長さL2よりも短いことにより、良好な切屑排出性を有する。
 第1インサート17が切刃として底刃及び外周刃を有している。第1インサート17以外の切削インサートは底刃を有さずに外周刃のみを有している。そのため、第1インサート17以外の切削インサートと比較して、第1インサート17における被削材の切削量が多くなりやすい。
 実施形態における切削工具1では、上記の通り、第1溝11の溝深さが第2溝13の溝深さより深い。そのため、第1インサート17において多くの切屑が生じた場合であっても第1溝11において良好に切屑を排出することが可能である。
 図6に示す第1断面VIは、回転軸Xに直交するとともに第1インサートの中点を通る断面である。この断面において、回転軸Xから第1溝11までの長さである第1長さL1を評価する。
 第1インサート17の中点は、以下の手順で特定する。第1インサート17における先端1aの側の端部及び後端1bの側の端部を特定する。そして、これらの端部の位置から回転軸Xに沿った方向における中間の位置を特定する。この中間の位置が第1インサート17の中点である。
 なお、第1インサート17の穴2の中心が、第1インサート17の中点と一致するときは、第1インサート17の穴2の中心を通り、かつ、回転軸Xに直交する断面を上記の第1断面VIの代わりとしてもよい。
 また、上記の中点を通り、回転軸Xに直交する断面と第1断面VIとの間に位置する領域の断面において回転軸Xから第1溝11までの長さである第1長さL1を評価してもよい。
 図7に示す第2断面VIIは、回転軸Xに直交するとともに第2インサート19の中点を通る断面である。この断面において、回転軸Xから第2溝13までの長さである第2長さL2を評価する。
 第2インサート19の中点は、以下の手順で特定する。第2インサート19における先端1aの側の端部及び後端1bの側の端部を特定する。そして、これらの端部の位置から回転軸Xに沿った方向における中間の位置を特定する。この中間の位置が第2インサート19の中点である。
 なお、第2インサート19の穴2の中心が、第2インサート19の中点と一致するときは、第2インサート19の穴2の中心を通り、かつ、回転軸Xに直交する断面を上記の第2断面VIIの代わりとしてもよい。
 また、上記の中点を通り、回転軸Xに直交する断面と第2断面VIIとの間に位置する領域の断面において回転軸Xから第2溝13までの長さである第2長さL2を評価してもよい。
 また、切削工具1は、図6及び図7に一例を示すように、第1断面VIにおける第1溝11の開口幅W1が、第2断面VIIにおける第2溝13の開口幅W2よりも狭い。
 図6に示す一例において、開口幅W1とは、第1インサート17における回転軸Xから最も離れた端部から、この端部に対して回転方向の前方に位置するヒール27aまでの長さである。図7に示す一例において、開口幅W2とは、第2インサート19における回転軸Xから最も離れた端部から、この端部に対して回転方向の前方に位置するヒール27bまでの長さである。
 ここで、ヒール27aとは、ホルダ3の外周面と第1溝11との境界であって、先端1aの側から後端1bの側に向かって延びた部分のことをいう。また、ヒール27bとは、ホルダ3の外周面と第2溝13との境界であって、先端1aの側から後端1bの側に向かって延びた部分のことをいう。
 図6及び図7に示す一例のように、開口幅W1が開口幅W2よりも狭い場合には、切削工具1にびびり振動が生じにくい。これは、以下の理由による。
 一般的に、切削工具は工作機械との接続部位から離れた位置ほどびびり振動が生じやすい。すなわち、切削工具1は、後端1bの側よりも先端1aの側の方がびびり振動が生じやすい。実施形態における切削工具1は、工作機械との接続部位である後端1bの側に位置する第2溝13における開口幅W2よりも、工作機械との接続部位から離れた先端1aの側に位置する第1溝11における開口幅W1のほうが狭い。そのため、ホルダ3における第1ポケット5に対して回転方向の後方に位置する部分の肉厚が確保され易い。例えば、図6においては、第1溝11Aと、この第1溝11Aの回転方向の後方に位置する第1溝11Bとの間におけるホルダ3の肉厚が厚い。したがって、実施形態における切削工具1においては、びびり振動が生じにくい。
 本開示の切削工具1は、第1長さL1が第2長さL2よりも短く、かつ、第1断面VIにおける第1溝11の開口幅W1が第2断面VIIにおける第2溝13の開口幅W2よりも狭い。そのため、実施形態における切削工具1は、上述した良好な切屑排出性とびびり振動の抑制とを両立できる。
 また、ホルダ3の径方向における第1インサート17の幅W3は、ホルダ3の径方向における第2インサート19の幅W4よりも広くてもよい。ホルダ3の径方向における第1インサート17の幅W3が上記のように相対的に広い場合には、第1インサート17が高い剛性を有するため、びびり振動がより生じにくい。
 なお、径方向における第1インサート17の幅W3は、第1インサート17の上面を正面から見た場合における回転軸Xに直交する方向の長さである。また、径方向における第2インサート19の幅W4は、第2インサート19の上面を正面から見た場合における回転軸Xに直交する方向の長さである。
 また、ホルダ3の周方向における第1インサート17の厚みW5は、ホルダ3の周方向における第2インサート19の厚みW6よりも厚くてもよい。第1インサート17の厚みW5が厚い場合には、第1インサート17が高い剛性を有するため、びびり振動がより生じにくい。
 なお、周方向における第1インサート17の厚みW5は、第1インサート17を側面視した場合における回転軸Xに直交する方向の長さの最大値である。また、周方向における第2インサート19の厚みW6は、第2インサート19を側面視した場合における回転軸Xに直交する方向の長さの最大値である。
 第1長さL1は、先端1aの側から後端1bの側に向かって、変化していてもよく、また、一定であってもよい。言い換えれば、第1溝11の溝深さは、先端1aの側から後端1bの側に向かって変化してもよく、また、一定であってもよい。第1長さL1が先端1aの側から後端1bの側に向かって一定である場合には、第1溝11における切屑排出スペースが先端1aの側から後端1bの側に向かって一定になりやすい。そのため、第1インサート17から生じる切屑が第1溝11に流入した際に、切屑の挙動が安定しやすく、詰まりにくい。したがって、切削工具1が良好な切屑排出性を有する。
 第2長さL2は、先端1aの側から後端1bの側に向かって、変化してもよく、また、一定であってもよい。言い換えれば、第2溝13の溝深さは、先端1aの側から後端1bの側に向かって変化してもよく、また、一定であってもよい。第2長さL2が先端1aの側から後端1bの側に向かって一定である場合には、第2溝13における切屑排出スペースが先端1aの側から後端1bの側に向かって一定になりやすい。そのため、第2インサート19から生じる切屑が第2溝13に流入した際に、切屑の挙動が安定しやすく、詰まりにくい。したがって、切削工具1が良好な切屑排出性を有する。
 また、図1、図3及び図4に示す一例のように、ホルダ3は、第1ポケット5よりも後端1bの側であるとともに第2ポケット7よりも先端1aの側に位置する第3ポケット9を有していてもよい。また、ホルダ3は、先端1aから後端1bに向かって、第3ポケット9に沿って延びた第3溝15をさらに有してもよい。また、切削工具1は、第3ポケット9に位置する第3インサート21を有してもよい。
 第3ポケット9は、第1ポケット5及び第2ポケット7と同様に、ホルダ3の外周面に向かって開口してもよく、また、ネジ4が挿入されるネジ穴を有してもよい。第3インサート21は、第1インサート17及び第2インサート19と同様に、多角形状の上面及び下面と、上面及び下面の間に位置する側面とを有してもよい。第3インサート21は、上面及び側面のなす稜線上に切刃を有してもよく、また、上面において開口する穴2を有していてもよい。
 図1、図3及び図4に示す一例において、第3溝15は、先端1aの側に位置する第1領域23と、後端1bの側に位置する第2領域25とを有している。
 第1溝11、第2溝13及び第3溝15は、先端1aの側から後端1bの側に向かって延びた1つの溝の中に位置している。この1つの溝は、先端1aの側に第1溝11と、第1溝11よりも後端1bの側に位置する第2溝13と、第1溝11及び第2溝13の間に位置する第3溝15とを有している。第3溝15において、第1領域23は、第1溝11の側に位置しており、第2領域25は、第2溝13の側に位置している。
 回転軸Xに直交するとともに第1領域23を含む、図3に示すVIII-VIII断面(第3断面VIII)を図8に示す。この第3断面VIIIにおける回転軸Xから第1領域23までの長さが第3長さL3である。また、回転軸Xに直交するとともに第2領域25を含む、図3に示すIX-IX断面(第4断面IX)を図9に示す。この第4断面IXにおける回転軸Xから第2領域25までの長さが第4長さL4である。なお、視覚的な理解を容易にするため、図8及び図9において穴2及びネジ4を省略している。
 このとき、第3長さL3は、第4長さL4よりも短くてもよい。言い換えれば、図3に示す一例における切削工具1では、第1領域23におけるホルダ3の芯厚が第2領域25におけるホルダ3の芯厚より厚くてもよい。このように第3インサート21に沿って位置する第3溝15の先端1aの側と後端1bの側とで芯厚が異なる場合には、切削加工時において、第1領域23と第2領域25とで振動モードが互いに異なる。このとき、お互いの振動が部分的に相殺され易いため、びびり振動が抑制される。
 また、図3に示す一例における、回転軸Xに直交するとともに第3溝15を含む断面における回転軸Xから第3溝15までの長さは、先端1aの側から後端1bの側に向かうにしたがって長くなってもよい。すなわち、先端1aの側から後端1bの側に向かうにしたがって、第3溝15における溝深さが、浅くなってもよい。
 第3溝15が上記の構成を有する場合には、第3溝15における溝深さが徐々に変化がしているため、切屑が第3溝15において詰まりにくい。したがって、切削工具1が良好な切屑排出性を有する。
 なお、上記の断面における回転軸Xから第3溝15までの長さが、先端1aの側から後端1bの側に向かうにしたがって長くなっているとは、例えば、下記の手順によって評価すればよい。回転軸Xに直交するとともに第3溝15を含む3つ以上の断面における回転軸Xから第3溝15までの長さをそれぞれ測定する。このとき、3つの断面はそれぞれ回転軸Xに沿った方向における位置が互いに異なっている。
 これら3つ以上の断面における上記の長さを比較した場合に、後端1bの側における断面であるほど上記の長さが長くなっていればよい。例えば、回転軸Xに直交するとともに第3溝15における先端1aの側の端部を通る断面と、回転軸Xに直交するとともに第3溝15における後端1bの側の端部を通る断面と、回転軸Xに直交するとともに第3溝15における回転軸Xに沿った方向での中央を通る断面と、における上記の長さをそれぞれ測定すればよい。
 また、第3断面VIIIにおける第1領域23の開口幅W7が、第4断面IXにおける第2領域25の開口幅W8よりも狭くてもよい。
 図8に示す一例において、開口幅W7とは、第3インサート21における回転軸Xから最も離れた端部から、この端部に対して回転方向の前方に位置するヒール27cまでの長さのことを意味している。図9に示す一例において、開口幅W8とは、第3インサート21における回転軸Xから最も離れた端部から、この端部に対して回転方向の前方に位置するヒール27dまでの長さのことを意味している。
 ここで、ヒール27c,27dとは、ホルダ3の外周面と第3溝15との境界であって、先端1aの側から後端1bの側に向かって延びた部分のことをいう。
 図8及び図9に示す一例のように、開口幅W7が開口幅W8よりも狭い場合には、切削工具1にびびり振動が生じにくい。
 第1インサート17、第2インサート19及び第3インサート21の材質としては、例えば、超硬合金及びサーメットなどが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、WC-Co、WC-TiC-Co及びWC-TiC-TaC-Coが挙げられる。WC-Coは、炭化タングステン(WC)にコバルト(Co)の粉末を加えて焼結して生成される。WC-TiC-Coは、WC-Coに炭化チタン(TiC)を添加したものである。WC-TiC-TaC-Coは、WC-TiC-Coに炭化タンタル(TaC)を添加したものである。
 また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。具体的には、サーメットとして、炭化チタン(TiC)及び窒化チタン(TiN)などのチタン化合物を主成分としたものが挙げられる。
 第1インサート17、第2インサート19及び第3インサート21の表面は、化学蒸着(CVD)法又は物理蒸着(PVD)法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)、炭窒化チタン(TiCN)及びアルミナ(Al)などが挙げられる。
 ホルダ3の材質としては、鋼、鋳鉄及びアルミ合金などを用いることができる。靱性が高いという点では、鋼が好適である。
 <切削加工物の製造方法>
 次に、本開示の実施形態の切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。
 切削加工物は、被削材を切削加工することによって作製される。実施形態における切削加工物の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
(1)上記実施形態に代表される切削工具1を回転させる工程と、
(2)回転している切削工具1を被削材101に接触させる工程と、
(3)切削工具1を被削材101から離す工程と、
を備えている。
 より具体的には、まず、図10に示すように、切削工具1を回転軸Xの周りで回転方向Yの方向に回転させるとともに、被削材101に切削工具1を相対的に近づける。次に、図11に示すように、回転している切削工具1における切刃を被削材101に接触させて、被削材101を切削する。そして、図12に示すように、切削工具1を被削材101から相対的に遠ざける。
 図10に示す一例においては、被削材101を固定するとともに切削工具1を回転させた状態で切削工具1を、回転軸Xに沿ったZ方向に移動させることによって被削材101に近づけている。また、図11に示す一例においては、回転している切削工具1をZ方向に移動させながら切削工具1を被削材101に接触させることによって被削材101を切削している。また、図12に示す一例においては、切削工具1を回転させた状態でZ方向に移動させることによって遠ざけている。
 実施形態の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、切削工具1を動かすことによって、切削工具1を被削材101に接触させる、或いは、切削工具1を被削材101から離しているが、当然ながらこのような形態に限定されるものではない。
 例えば、(1)の工程において、被削材101を切削工具1に近づけてもよい。同様に、(3)の工程において、被削材101を切削工具1から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具1を回転させた状態を維持して、被削材101の異なる箇所に切削工具1における切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。
 なお、被削材101の材質としては、例えば、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄及び非鉄金属などが挙げられる。
 以上、本開示に係る実施形態について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
  1・・・切削工具
 1a・・・第1端(先端)
 1b・・・第2端(後端)
  2・・・穴
  3・・・ホルダ
  4・・・ネジ
  5・・・第1ポケット
  7・・・第2ポケット
  9・・・第3ポケット
 11・・・第1溝
 13・・・第2溝
 15・・・第3溝
 16・・・インサート
16a・・・上面
16b・・・下面
16c・・・側面
 17・・・第1インサート
 19・・・第2インサート
 21・・・第3インサート
 23・・・第1領域
 25・・・第2領域
 27a、27b、27c、27d・・・ヒール
101・・・被削材
 W1・・・第1溝の開口幅
 W2・・・第2溝の開口幅
 W3・・・第1インサートの幅
 W4・・・第2インサートの幅
 W5・・・第1インサートの厚み
 W6・・・第2インサートの幅
 W7・・・第1領域の開口幅
 W8・・・第2領域の開口幅
 L1・・・第1長さ
 L2・・・第2長さ
 L3・・・第3長さ
 L4・・・第4長さ
 VI・・・第1断面
 VII・・・第2断面
 VIII・・・第3断面
 IX・・・第4断面
  X・・・回転軸
  Y・・・回転方向
  Z・・・切削方向

Claims (8)

  1.  第1端から第2端に向かって、回転軸に沿って延びた円柱形状であり、
      前記第1端の側に位置する第1ポケットと、
      前記第1ポケットよりも前記第2端の側に位置する第2ポケットと、
      前記第1端から前記第2端に向かって、前記第1ポケットに沿って延びた第1溝と、
      前記第1端から前記第2端に向かって、前記第2ポケットに沿って延びた第2溝と、
     を有するホルダと、
     前記第1ポケットに位置する第1インサートと、
     前記第2ポケットに位置する第2インサートと、
     を備えた切削工具であって、
     前記回転軸に直交するとともに前記第1溝を含む第1断面における前記回転軸から前記第1溝までの第1長さが、前記回転軸に直交するとともに前記第2溝を含む第2断面における前記回転軸から前記第2溝までの第2長さよりも短く、
     前記第1断面における前記第1溝の開口幅が、前記第2断面における前記第2溝の開口幅よりも狭いことを特徴とする切削工具。
  2.  前記ホルダの径方向における前記第1インサートの幅は、前記ホルダの径方向における前記第2インサートの幅よりも広いことを特徴とする請求項1に記載の切削工具。
  3.  前記ホルダの周方向における前記第1インサートの厚みは、前記ホルダの周方向における前記第2インサートの厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1又は2に記載の切削工具。
  4.  前記第1長さは、前記第1端の側から前記第2端の側に向かって、一定であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の切削工具。
  5.  前記第2長さは、前記第1端の側から前記第2端の側に向かって、一定であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の切削工具。
  6.  前記ホルダは、
      前記第1ポケットよりも前記第2端の側であるとともに前記第2ポケットよりも前記第1端の側に位置する第3ポケットと、
      前記第1端から前記第2端に向かって、前記第3ポケットに沿って延びた第3溝と、
     をさらに有し、
     前記第3溝は、
      前記第1端の側に位置する第1領域と、
      前記第2端の側に位置する第2領域と、
     を有し、
     前記回転軸に直交するとともに前記第1領域を含む第3断面における前記回転軸から前記第1領域までの第3長さが、前記回転軸に直交するとともに前記第2領域を含む第4断面における前記回転軸から前記第2領域までの第4長さよりも短いことを特徴とする請求項1~5のいずれか1つに記載の切削工具。
  7.  前記回転軸に直交する断面における前記回転軸から前記第3溝までの長さは、前記第1端の側から前記第2端の側に向かうにしたがって、長くなっていることを特徴とする請求項6に記載の切削工具。
  8.  請求項1~7のいずれか1つに記載の回転工具を、前記回転軸を中心に回転させる工程と、
     回転している前記回転工具を被削材に接触させる工程と、
     前記回転工具を前記被削材から離す工程と、を備えた、切削加工物の製造方法。
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