WO2021075216A1 - 回転切削工具 - Google Patents

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WO2021075216A1
WO2021075216A1 PCT/JP2020/035735 JP2020035735W WO2021075216A1 WO 2021075216 A1 WO2021075216 A1 WO 2021075216A1 JP 2020035735 W JP2020035735 W JP 2020035735W WO 2021075216 A1 WO2021075216 A1 WO 2021075216A1
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WO
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straight line
cutting tool
diameter
less
rotary cutting
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Application number
PCT/JP2020/035735
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English (en)
French (fr)
Inventor
治男 井上
Original Assignee
株式会社アライドマテリアル
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D77/00—Reaming tools
    • B23D77/02—Reamers with inserted cutting edges

Definitions

  • the present invention relates to a rotary cutting tool.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-189285 filed on October 16, 2019. All the contents of the Japanese patent application are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 Jitsukaihei 7-37532
  • Patent Document 2 Jinkaisho 60-29424
  • Patent Document 3 JP-A-2008-254107
  • the rotary cutting tool includes a base metal and first to third chips containing polycrystalline diamonds provided on the outer circumference of the base metal at a distance from each other in the circumferential direction, and has a rotation diameter of 10 mm or less.
  • a cutting tool the first chip is provided with a first cutting edge
  • the second chip is provided with a second cutting edge
  • the third chip is provided with a third cutting edge, and is orthogonal to the axis of rotation.
  • the straight line connecting the first cutting edge and the rotating shaft is the first straight line
  • the straight line connecting the second cutting edge and the rotating shaft is the second straight line
  • the straight line connecting the third cutting edge and the rotating shaft is the third straight line.
  • Two or more of ⁇ 2 and ⁇ 3 are 100 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 140 ° or less, and are provided at positions symmetrical to at least one of the first to third cutting edges with respect to the rotation axis.
  • a super-hard guide pad having the same rotation diameter as the third cutting edge and an intermediate shaft portion provided at a distance in the rotation axis direction from the guide pad and having a diameter smaller than the rotation diameter of the first to third cutting edges.
  • the difference between the rotating diameter of the first to third cutting edges and the rotating diameter of the intermediate shaft portion is 0.005 mm or more and 0.008 mm or less.
  • FIG. 1 is a front view of a rotary cutting tool according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a right side view of the rotary cutting tool according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a left side view of the rotary cutting tool according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of a rotary cutting tool according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a bottom view of the rotary cutting tool according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a rear view of the rotary cutting tool according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of a rotary cutting tool according to the embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing a portion surrounded by VIII in FIG. 2.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cutting method using the rotary cutting tool of FIGS. 1 to 9.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cutting method using the rotary cutting tool of FIGS. 1 to 9.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a cutting method using the rotary cutting tool of FIGS. 1 to 9.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cutting method using the rotary cutting tool of FIGS. 1 to 9.
  • FIG. 1 is a front view of a rotary cutting tool according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a right side view of the rotary cutting tool according to the embodiment.
  • the rotary cutting tool 1 includes a base metal 2 and polycrystalline diamonds provided on the outer periphery of the base metal 2 at a distance from each other in the circumferential direction from the first to the third.
  • the chips 10a, 10b, and 10c are provided as the chips of the above.
  • the rotary diameter of the rotary cutting tool 1 is 10 mm or less.
  • the tip 10a is provided with an outer peripheral cutting edge 104a as a first cutting edge.
  • the tip 10b is provided with an outer peripheral cutting edge 104b as a second cutting edge.
  • the tip 10c is provided with an outer peripheral cutting edge 104c as a third cutting edge.
  • the straight line connecting the outer peripheral cutting edge 104a and the rotating shaft 9 is rotated with the first straight line 5a
  • the straight line connecting the outer peripheral cutting edge 104b and the rotating shaft 9 is rotated with the second straight line 5b
  • the outer peripheral cutting edge 104c is rotated.
  • the straight line connecting the axis 9 is the third straight line 5c
  • the angle ⁇ 1 formed by the first straight line 5a and the second straight line 5b the angle ⁇ 2 formed by the second straight line 5b and the third straight line 5c
  • a super-hard guide pad 3a provided at a position symmetrical to at least one of the outer peripheral cutting edges 104a-104c and the rotation axis 9 and having the same rotation diameter as the outer peripheral cutting edge 104a-104c, and a rotation axis direction from the guide pad 3a.
  • the difference between the rotation diameter D1 of the outer peripheral cutting edge 104a-104c and the rotation diameter of the intermediate shaft portion 8 is provided with an intermediate shaft portion 8 having a diameter smaller than the rotation diameter of the outer peripheral cutting edge 104a-104c. Is 0.005 mm or more and 0.008 mm or less.
  • the reason why the rotary cutting tool is equipped with the first to third tips and the rotary diameter is 10 mm or less is as follows. First, it is because the manufacturing cost of a rotary cutting tool having a rotary diameter of 10 mm or less and having four or more tips in the circumferential direction is extremely high. Further, in a rotary cutting tool having a rotary diameter of 10 mm or less and having four or more tips in the circumferential direction, the tip pocket capacity may decrease and the chip discharge capacity may decrease.
  • Two or more of ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are 100 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 140 ° or less.
  • the angle of the part where the angle is less than 100 ° becomes smaller than the angle of the other part, and the imbalance of the tool becomes excessive and the vibration becomes large, so that the work piece is true.
  • the roundness gets worse.
  • two or more of ⁇ 1 to ⁇ 3 exceed 125 ° the angle of the part where the angle exceeds 125 ° becomes larger than the angle of the other part, and the imbalance of the tool becomes excessive and the vibration becomes large, so that the work piece Roundness deteriorates.
  • the carbide guide pad 3a is not provided, the vanishing effect of the guide pad cannot be expected, so that the roundness of the holes in the workpiece deteriorates. Further, by providing a guide pad 3a having the same rotation diameter as the rotation diameter D1 of the first to third outer peripheral cutting edges 104a, 104b, 104c on the opposite side to the outer peripheral cutting edge 104a, the outer peripheral cutting can be easily performed by using a micrometer or the like. The rotation diameter D1 of the blades 104a, 104b, 104c can be measured.
  • the difference between the rotating diameter D1 of the first to third outer peripheral cutting edges 104a, 104b, 104c and the rotating diameter D3 of the intermediate shaft portion 8 is 0.005 mm or more and 0.008 mm or less. If this difference is less than 0.005 mm, the friction between the hole and the intermediate shaft portion 8 becomes large when the intermediate shaft portion 8 is inserted into the hole of the workpiece, and the load for rotating the rotary cutting tool 1 becomes large. .. If this difference exceeds 0.008 mm, it becomes difficult for the intermediate shaft portion 8 to be held in the hole, and the rotation loci of the first to third outer peripheral cutting edges 104a, 104b, 104c are not stable. Therefore, the roundness of the holes in the workpiece deteriorates.
  • ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are different from each other. If ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are different, the period of vibration generated by the outer peripheral cutting edges 104a, 104b, 104c is deviated, so that the rotary cutting tool 1 can be prevented from resonating. As a result, the roundness of the holes in the workpiece can be improved.
  • ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are 105 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 135 ° or less. In this case, the roundness of the holes in the work piece can be reduced most effectively.
  • the rotary cutting tool 1 has a cemented carbide base metal 2 and three chips 10a, 10b, and 10c fixed to the base metal 2.
  • the base metal 2 extends in the longitudinal direction.
  • the base metal 2 is provided with three flutes 13.
  • the flute 13 is provided with a cutting oil hole 14 for supplying cutting oil.
  • the flute 13 has a role of discharging chips and cutting oil.
  • the rotary cutting tool 1 rotates about a rotation shaft 9 as a rotation center.
  • Chips 10a, 10b, 10c are composed of polycrystalline diamonds 11a, 11b, 11c and cemented carbide 12a, 12b, 12c. Cemented carbides 12a, 12b, 12c that come into contact with the base metal 2 are brazed to the base metal 2.
  • the polycrystalline diamonds 11a, 11b, 11c are provided with outer peripheral cutting edges 104a, 104b, 104c and front cutting edges 101a, 101b, 101c.
  • a guide pad 3a is provided on the opposite side of the outer peripheral cutting edge 104a with respect to the rotating shaft 9.
  • the first straight line 5a passes through the outer peripheral cutting edge 104a and the rotating shaft 9.
  • the guide pad 3a exists on the extension line of the first straight line 5a.
  • a guide pad 3b is provided on the opposite side of the outer peripheral cutting edge 104b with respect to the rotating shaft 9.
  • the second straight line 5b passes through the outer peripheral cutting edge 104b and the rotating shaft 9.
  • the guide pad 3b does not exist on the extension line of the second straight line 5b.
  • a guide pad 3c is provided on the opposite side of the outer peripheral cutting edge 104c with respect to the rotating shaft 9.
  • the third straight line 5c passes through the outer peripheral cutting edge 104c and the rotating shaft 9.
  • the guide pad 3c does not exist on the extension line of the third straight line 5c.
  • FIG. 3 is a left side view of the rotary cutting tool according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of a rotary cutting tool according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a bottom view of the rotary cutting tool according to the embodiment.
  • the outer peripheral cutting edges 104a, 104b, 104c have the small diameter portions 102a, 102b, 102c having a rotation diameter of D2 and the large diameter portions 103a, 103b, 103c having a rotation diameter of D1.
  • has. Recesses 105a, 105b, 105c are provided between the small diameter portions 102a, 102b, 102c and the large diameter portions 103a, 103b, 103c.
  • the small diameter portions 102a, 102b, 102c and the recesses 105a, 105b, 105c may not be provided.
  • a rake face 106 is provided along the outer peripheral cutting edges 104a, 104b, 104c.
  • FIG. 6 is a rear view of the rotary cutting tool according to the embodiment.
  • the base metal 2 is provided with a passage 21 for supplying cutting oil.
  • the passage 21 is connected to the cutting oil hole 14 shown in FIGS. 1 to 5. By supplying the cutting oil to the passage 21 during the cutting process, the cutting oil is ejected from the cutting oil hole 14.
  • FIG. 7 is a perspective view of a rotary cutting tool according to the embodiment.
  • the base metal 2 has a cylindrical shape.
  • An intermediate shaft portion 8 is provided on the tip side of the center of the cylindrical shape.
  • the flute 13 is formed by cutting out the tip of the cylindrical shape in the longitudinal direction.
  • the flute 13 is provided with three chips 10a, 10b and 10c. By providing the three tips 10a, 10b, and 10c, the position of the rotary cutting tool 1 is stabilized in the hole of the workpiece.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the portion surrounded by VIII in FIG. As shown in FIG. 8, recesses 105a and 105b are provided near the center of the outer peripheral cutting edges 104a and 104b. Guide pads 3c are provided so as to be adjacent to the large diameter portions 103a and 103b.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. As shown in FIG. 9, the angles between the three chips 10a, 10b, and 10c are not equal. The bottom surfaces of the respective chips 10a, 10b, and 10c come into contact with the base metal 2. When a force is applied to the rotating inserts 10a, 10b, 10c from the workpiece, the force is applied to the contact portion between the inserts 10a, 10b, 10c and the base metal 2.
  • FIGS. 1 to 9 are cross-sectional views showing a cutting method using the rotary cutting tool of FIGS. 1 to 9.
  • the work piece 200 is prepared.
  • As the material of the workpiece 200 an aluminum alloy, a sintered alloy containing iron and copper as main components, and various other alloys can be applied.
  • the workpiece 200 is provided with a hole 201.
  • the length of the hole 201 is WL.
  • the length from the intersection of the recess 105a of the rotary cutting tool 1 and the large diameter portion 103a to the intermediate shaft portion 8 is L, which is longer than the length WL of the hole 201.
  • the rotary cutting tool 1 is rotated in the direction indicated by the arrow R.
  • the rotary cutting tool 1 is fed in the direction indicated by the arrow 1a.
  • the tip 10a, 10b, 10c of the rotary cutting tool 1 (the tip 10c is not shown in FIG. 11) is brought into contact with the inner surface of the hole 201 of the workpiece 200 to rotate the rotary cutting tool 1. Then, the inner surface of the hole 201 is processed.
  • the depth B to be inserted is not particularly limited, but for example, the depth B is set to a maximum of 3 mm.
  • the depth B is the difference between the length L of the rotary cutting tool 1 and the length WL of the hole 201.
  • the length L of the rotary cutting tool 1 is defined by the length from the edge portion of the tip of the outer peripheral cutting edge of the rotary cutting tool 1 to the intermediate shaft portion 8.
  • the relationship between the lengths L and WL is not limited to the above, and the lengths L and WL may satisfy other relationships.
  • Example 1 a sample was prepared by variously changing ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 in a rotary cutting tool with one guide pad. Each sample has the shape shown in FIGS. 1 to 9. However, only the guide pad 3a located on the extension line of the first straight line 5a is provided, and the guide pads 3b and 3c are not provided. Sample number 41 is not provided with a guide pad.
  • the rotating diameter D2 of the small diameter portions 102a, 102b, 102c composed of polycrystalline diamond was 5.30 mm, and the length in the longitudinal direction was 4 mm.
  • the rotating diameter D1 of the large diameter portions 103a, 103b, 103c made of polycrystalline diamond was 5.50 mm, and the length in the longitudinal direction was 5 mm.
  • the length from the tips of the tips 10a, 10b, 10c to the intermediate shaft portion 8 was set to 50 mm.
  • the rotating diameter D1 of the large diameter portions 103a, 103b, 103c is 0.008 mm larger than the rotating diameter D3 of the intermediate shaft portion 8.
  • the rotary cutting tool 1 was attached to the machining center.
  • a work piece 200 provided with a hole 201 having a diameter of 5 mm was prepared.
  • the workpiece 200 is made of a sintered alloy containing iron and copper as main components.
  • the hole 201 was machined with a cutting speed of 52 m / min and a feed of 0.2 mm / rev while supplying coolant (a product equivalent to JIS W1 diluted with tap water to a concentration of 8% by mass) from the cutting oil hole 14. ..
  • coolant a product equivalent to JIS W1 diluted with tap water to a concentration of 8% by mass
  • the inner surface of the processed hole 201 was measured at three points, and the performance was evaluated by the average value.
  • the roundness of the hole 201 is measured using a roundness measuring machine, for example, a high-precision roundness / cylindrical shape measuring machine Round Test RA-H5200 series manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.
  • ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are 100 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 140 ° or less
  • a preferable performance with a performance evaluation of B or more can be obtained. If either (2) ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are different from each other, or (3) ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are 105 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 135 ° or less, the performance evaluation is A. More favorable performance can be obtained. If both (2) and (3) are satisfied, the most preferable performance of AA can be obtained.
  • Example 2 a sample was prepared by variously changing ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 in two rotary cutting tools with guide pads. Each sample has the shape shown in FIGS. 1 to 9. However, the guide pads 3a and 3b are provided, and the guide pads 3c are not provided. Further, the guide pad 3a is provided on an extension of the first straight line 5a as shown in FIG. The guide pad 3b is also changed from FIG. 1 so as to be provided on the extension line of the second straight line 5b. Sample number 91 is not provided with a guide pad.
  • the rotating diameter D2 of the small diameter portions 102a, 102b, 102c composed of polycrystalline diamond was 5.40 mm, and the length in the longitudinal direction was 5 mm.
  • the rotating diameter D1 of the large diameter portions 103a, 103b, 103c composed of polycrystalline diamond was 5.50 mm, and the length in the longitudinal direction was 6 mm.
  • the length from the tips of the tips 10a, 10b, 10c to the intermediate shaft portion 8 was set to 60 mm.
  • the rotating diameter D1 of the large diameter portions 103a, 103b, 103c is 0.008 mm larger than the rotating diameter D3 of the intermediate shaft portion 8.
  • the rotary cutting tool 1 was attached to the machining center.
  • a work piece 200 provided with a hole 201 having a diameter of 5 mm was prepared.
  • the workpiece 200 is made of a sintered alloy containing iron and copper as main components.
  • the hole 201 was machined with a cutting speed of 52 m / min and a feed of 0.2 mm / rev while supplying coolant (a product equivalent to JIS W1 diluted with tap water to a concentration of 8% by mass) from the cutting oil hole 14. ..
  • coolant a product equivalent to JIS W1 diluted with tap water to a concentration of 8% by mass
  • the inner surface of the processed hole 201 was measured at three points, and the performance was evaluated by the average value.
  • the roundness of the hole 201 is measured using a roundness measuring machine, for example, a high-precision roundness / cylindrical shape measuring machine Round Test RA-H5200 series manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.
  • ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are 100 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 140 ° or less
  • a preferable performance with a performance evaluation of B or more can be obtained. If either (2) ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are different from each other, or (3) ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are 105 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 135 ° or less, the performance evaluation is A. More favorable performance can be obtained. If both (2) and (3) are satisfied, the most preferable performance of AA can be obtained.
  • Example 3 a sample was prepared by variously changing ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 in a rotary cutting tool with three guide pads. Each sample has the shape shown in FIGS. 1 to 9.
  • the guide pad 3a is provided on an extension of the first straight line 5a as shown in FIG.
  • the guide pads 3b and 3c are also changed from FIG. 1 so as to be provided on the extension lines of the first and second straight lines 5b and 5c.
  • Sample number 141 is not provided with a guide pad.
  • the rotating diameter D2 of the small diameter portions 102a, 102b, 102c composed of polycrystalline diamond was 5.45 mm, and the length in the longitudinal direction was 6 mm.
  • the rotating diameter D1 of the large diameter portions 103a, 103b, 103c made of polycrystalline diamond was 5.50 mm, and the length in the longitudinal direction was 7 mm.
  • the length from the tips of the tips 10a, 10b, 10c to the intermediate shaft portion 8 was set to 60 mm.
  • the rotating diameter D1 of the large diameter portions 103a, 103b, 103c is 0.008 mm larger than the rotating diameter D3 of the intermediate shaft portion 8.
  • the rotary cutting tool 1 was attached to the machining center.
  • a work piece 200 provided with a hole 201 having a diameter of 5 mm was prepared.
  • the workpiece 200 is made of a sintered alloy containing iron and copper as main components.
  • the hole 201 was machined with a cutting speed of 52 m / min and a feed of 0.3 mm / rev while supplying coolant (a product equivalent to JIS W1 diluted with tap water to a concentration of 8% by mass) from the cutting oil hole 14. ..
  • coolant a product equivalent to JIS W1 diluted with tap water to a concentration of 8% by mass
  • the inner surface of the processed hole 201 was measured at three points, and the performance was evaluated by the average value.
  • the roundness of the hole 201 is measured using a roundness measuring machine, for example, a high-precision roundness / cylindrical shape measuring machine Round Test RA-H5200 series manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.
  • ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are 100 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 140 ° or less
  • a preferable performance with a performance evaluation of B or more can be obtained. If either (2) ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are different from each other, or (3) ⁇ 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 are 105 ° or more and 115 ° or less or 125 ° or more and 135 ° or less, the performance evaluation is A. More favorable performance can be obtained. If both (2) and (3) are satisfied, the most preferable performance of AA can be obtained.
  • the present invention can be used in the field of rotary cutting tools.
  • 1 rotary cutting tool 2 base metal, 3a, 3b, 3c guide pad, 5a, 5b, 5c straight line, 8 intermediate shaft, 9 rotary shaft, 10a, 10b, 10c chip, 11a, 11b, 11c polycrystalline diamond, 12a , 12b, 12c Carbide pedestal, 13 flute, 14 cutting oil hole, 21 passage, 102a, 102b, 102c small diameter part, 103a, 103b, 103c large diameter part, 104a, 104b, 104c outer peripheral cutting edge, 105a, 105b, 105c Recess, 106 rake face, 201 hole.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

回転切削工具においてθ１＋θ２＋θ３＝３６０°、θ１、θ２およびθ３の２つ以上は１００°以上１１５°以下または１２５°以上１４０°以下である。外周切れ刃の少なくとも一つと回転軸に対して対称な位置に設けられ、外周切れ刃と同じ回転直径を有する超硬のガイドパッドと、ガイドパッドから回転軸方向に距離を隔てて設けられ、外周切れ刃の回転直径Ｄ１よりも小径の中間軸部とを備え、外周切れ刃の回転直径Ｄ１と中間軸部の回転直径との差が０．００５ｍｍ以上０．００８ｍｍ以下である。

Description

回転切削工具
　この発明は、回転切削工具に関する。本出願は、２０１９年１０月１６日に出願した日本特許出願である特願２０１９－１８９２８５号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
　従来、回転切削工具は、たとえば、実開平７－３７５３２号公報（特許文献１）、実開昭６０－２９４２４号公報（特許文献２）、および特開２００８－２５４１０７号公報（特許文献３）に開示されている。
実開平７－３７５３２号公報 実開昭６０－２９４２４号公報 特開２００８－２５４１０７号公報
　回転切削工具は、台金と、その台金の外周に円周方向に互いに距離を隔てて設けられた多結晶ダイヤモンドを含む第一から第三チップとを備えた、回転直径が１０ｍｍ以下の回転切削工具であって、第一チップには第一切れ刃が設けられ、第二チップには第二切れ刃が設けられ、第三チップには第三切れ刃が設けられ、回転軸に直交する断面において、第一切れ刃と回転軸とを結ぶ直線を第一直線、第二切れ刃と回転軸とを結ぶ直線を第二直線、第三切れ刃と回転軸とを結ぶ直線を第三直線とすると、第一直線と第二直線とのなす角度θ１、第二直線と第三直線とのなす角度θ２、第三直線と第一直線とのなす角度θ３との関係は、θ１＋θ２＋θ３＝３６０°、θ１、θ２およびθ３の２つ以上は１００°以上１１５°以下または１２５°以上１４０°以下であり、第一から第三切れ刃の少なくとも一つと回転軸に対して対称な位置に設けられ、第一から第三切れ刃と同じ回転直径を有する超硬のガイドパッドと、ガイドパッドから回転軸方向に距離を隔てて設けられ、第一から第三切れ刃の回転直径よりも小径の中間軸部とを備え、第一から第三切れ刃の回転直径と中間軸部の回転直径との差が０．００５ｍｍ以上０．００８ｍｍ以下である。
図１は、実施の形態に従った回転切削工具の正面図である。 図２は、実施の形態に従った回転切削工具の右側面図である。 図３は、実施の形態に従った回転切削工具の左側面図である。 図４は、実施の形態に従った回転切削工具の平面図である。 図５は、実施の形態に従った回転切削工具の底面図である。 図６は、実施の形態に従った回転切削工具の背面図である。 図７は、実施の形態に従った回転切削工具の斜視図である。 図８は、図２中のＶＩＩＩで囲んだ部分を拡大して示す図である。 図９は、図２中のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。 図１０は、図１から図９の回転切削工具を用いた切削加工方法を示す断面図である。 図１１は、図１から図９の回転切削工具を用いた切削加工方法を示す断面図である。 図１２は、図１から図９の回転切削工具を用いた切削加工方法を示す断面図である。 図１３は、図１から図９の回転切削工具を用いた切削加工方法を示す断面図である。
[本開示が解決しようとする課題]
　回転切削工具では、被加工物の加工面の真円度を向上させることが望まれている。
[本開示の効果]
　被加工物の加工面の真円度を向上させることができる。
　[本開示の実施形態の説明]
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
　図１は、実施の形態に従った回転切削工具の正面図である。図２は、実施の形態に従った回転切削工具の右側面図である。図１および図２で示すように、回転切削工具１は、台金２と、その台金２の外周に円周方向に互いに距離を隔てて設けられた多結晶ダイヤモンドを含む第一から第三のチップとしてのチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとを備える。回転切削工具１の回転直径が１０ｍｍ以下である。チップ１０ａには第一の切れ刃としての外周切れ刃１０４ａが設けられる。チップ１０ｂには第二の切れ刃としての外周切れ刃１０４ｂが設けられる。チップ１０ｃには第三の切れ刃としての外周切れ刃１０４ｃが設けられる。回転軸９に直交する断面において、外周切れ刃１０４ａと回転軸９とを結ぶ直線を第一直線５ａ、外周切れ刃１０４ｂと回転軸９とを結ぶ直線を第二直線５ｂ、外周切れ刃１０４ｃと回転軸９とを結ぶ直線を第三直線５ｃとすると、第一直線５ａと第二直線５ｂとのなす角度θ１、第二直線５ｂと第三直線５ｃとのなす角度θ２、第三直線５ｃと第一直線５ａとのなす角度θ３との関係は、θ１＋θ２＋θ３＝３６０°、θ１、θ２およびθ３の２つ以上は１００°以上１１５°以下または１２５°以上１４０°以下である。外周切れ刃１０４ａ－１０４ｃの少なくとも一つと回転軸９に対して対称な位置に設けられ、外周切れ刃１０４ａ－１０４ｃと同じ回転直径を有する超硬のガイドパッド３ａと、ガイドパッド３ａから回転軸方向に距離を隔てて設けられ、外周切れ刃１０４ａ－１０４ｃの回転直径よりも小径の中間軸部８とを備え、外周切れ刃１０４ａ－１０４ｃの回転直径Ｄ１と中間軸部８の回転直径との差が０．００５ｍｍ以上０．００８ｍｍ以下である。
　回転切削工具が第一から第三チップを備え、回転直径が１０ｍｍ以下とする理由は以下の通りである。まず回転直径が１０ｍｍ以下で円周方向に４つ以上のチップを備える回転切削工具の製造コストが著しく高いからである。さらに、回転直径が１０ｍｍ以下で円周方向に４つ以上のチップを備える回転切削工具ではチップポケット容量が減少して切り屑の排出能力が低下するおそれがあるからである。
　θ１、θ２およびθ３の２つ以上は１００°以上１１５°以下または１２５°以上１４０°以下である。θ１からθ３の２つ以上が１００°未満となると角度が１００°未満の部分の角度が他の部分の角度よりも小さくなり、工具のアンバランスが過大で振動が大きくなるため被加工物の真円度が悪化する。θ１からθ３の２つ以上が１２５°を超えると、角度が１２５°を超える部分の角度が他の部分の角度よりも大きくなり、工具のアンバランスが過大で振動が大きくなるため被加工物の真円度が悪化する。θ１からθ３の２つ以上が１１５°を超え１２５°未満となると、θ１からθ３が同じ大きさ（１２０°）で配列されたのと同様に工具バランスは良いものの、共振する影響で回転切削工具が挙動し、振動が増幅する。その結果、被加工物の孔の真円度が悪化する。
　超硬のガイドパッド３ａが設けられていない場合、ガイドパッドによるバニッシュ効果を期待できないため、被加工物の孔の真円度が悪化する。さらに第一から第三の外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの回転直径Ｄ１と同じ回転直径のガイドパッド３ａを外周切れ刃１０４ａと反対側に設けることで、マイクロメーターなどを用いて容易に外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの回転直径Ｄ１を測定することができる。
　第一から第三の外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの回転直径Ｄ１と中間軸部８の回転直径Ｄ３との差が０．００５ｍｍ以上０．００８ｍｍ以下である。この差が０．００５ｍｍ未満であれば中間軸部８が被加工物の孔に挿入された時に孔と中間軸部８との摩擦が大きくなり回転切削工具１を回転させるための負荷が大きくなる。この差が０．００８ｍｍを超えると中間軸部８が孔に保持されにくくなり、第一から第三の外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの回転の軌跡が安定しない。そのため、被加工物の孔の真円度が悪化する。
　好ましくは、θ１，θ２およびθ３は互いに異なる。θ１，θ２およびθ３が異なると外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃによって発生する振動の周期がずれるため、回転切削工具１が共振することを防止できる。その結果、被加工物の孔の真円度を向上させることができる。
　より好ましくは、θ１、θ２およびθ３は１０５°以上１１５°以下または１２５°以上１３５°以下である。この場合には最も効果的に被加工物の孔の真円度を小さくすることができる。
　回転切削工具１は、超硬合金の台金２と、台金２に固定された３つのチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとを有する。台金２は長手方向に延びている。台金２には３本のフルート１３が設けられている。フルート１３には切削油を供給するための切削油孔１４が設けられている。フルート１３は切り屑および切削油を排出する役割を有する。回転切削工具１は回転中心としての回転軸９を中心として回転する。
　チップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは多結晶ダイヤモンド１１ａ，１１ｂ，１１ｃおよび超硬合金１２ａ，１２ｂ，１２ｃにより構成されている。台金２に接触する超硬合金１２ａ，１２ｂ，１２ｃが台金２にロウ付けされている。
　多結晶ダイヤモンド１１ａ，１１ｂ，１１ｃには外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび前切れ刃１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃが設けられている。回転軸９に対して外周切れ刃１０４ａの反対側にガイドパッド３ａが設けられている。第一直線５ａは、外周切れ刃１０４ａ、および回転軸９を通過する。第一直線５ａの延長線上にガイドパッド３ａが存在する。
　回転軸９に対して外周切れ刃１０４ｂの反対側にガイドパッド３ｂが設けられている。第二直線５ｂは、外周切れ刃１０４ｂ、および回転軸９を通過する。第二直線５ｂの延長線上にガイドパッド３ｂが存在しない。
　回転軸９に対して外周切れ刃１０４ｃの反対側にガイドパッド３ｃが設けられている。第三直線５ｃは、外周切れ刃１０４ｃ、および回転軸９を通過する。第三直線５ｃの延長線上にガイドパッド３ｃが存在しない。
　図３は、実施の形態に従った回転切削工具の左側面図である。図４は、実施の形態に従った回転切削工具の平面図である。図５は、実施の形態に従った回転切削工具の底面図である。
　図２から図５で示すように、外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、回転直径がＤ２である小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと、回転直径がＤ１である大径部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃとを有する。小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと大径部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃとの間には凹部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃが設けられている。なお、小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃおよび凹部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃは設けられていなくてもよい。小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが設けられていることで、被加工物の孔へ回転切削工具１を挿入しやすくなる。外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃに沿ってすくい面１０６が設けられている。
　図６は、実施の形態に従った回転切削工具の背面図である。図６で示すように台金２には切削油を供給するための通路２１が設けられている。通路２１は図１から５で示す切削油孔１４に接続されている。切削加工中に通路２１に切削油を供給することで切削油孔１４から切削油が噴出する。
　図７は、実施の形態に従った回転切削工具の斜視図である。図７で示すように，台金２は円柱形状である。円柱形状の中央よりも先端側に中間軸部８が設けられている。
　円柱形状の先端部が長手方向に切り欠かれることでフルート１３が形成されている。フルート１３に３つのチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けられている。３つのチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを設けることで、被加工物の孔内で回転切削工具１の位置が安定する。
　図８は、図２中のＶＩＩＩで囲んだ部分を拡大して示す図である。図８で示すように、外周切れ刃１０４ａ，１０４ｂのほぼ中央付近に凹部１０５ａ，１０５ｂが設けられている。大径部１０３ａ，１０３ｂに隣接するようにガイドパッド３ｃが設けられている。
　図９は、図２中のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。図９で示すように、３つのチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間の角度は等しくない。各々のチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの底面が台金２と接触する。回転するチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに被加工物から力が加わると、その力はチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃと台金２との接触部分に加わる。
　次に図１から図９で示す回転切削工具１を用いた切削加工方法について説明する。図１０から図１３は、図１から図９の回転切削工具を用いた切削加工方法を示す断面図である。
　図１０で示すように、被加工物２００を準備する。被加工物２００の材質としては、アルミニウム合金、鉄および銅を主成分とする焼結合金、その他各種合金が適用できる。被加工物２００には孔２０１が設けられている。孔２０１の長さはＷＬである。回転切削工具１の凹部１０５ａと大径部１０３ａとの交点から中間軸部８までの長さはＬであり、孔２０１の長さＷＬよりも長い。矢印Ｒで示す方向に回転切削工具１を回転させる。矢印１ａで示す方向に回転切削工具１を送る。
　図１１で示すように、被加工物２００の孔２０１の内面に回転切削工具１のチップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（チップ１０ｃは図１１では示されていない）を接触させて回転切削工具１を回転させると孔２０１の内表面が加工される。
　図１２で示すように、回転切削工具１の凹部１０５ａと大径部１０３ａとの交点が孔２０１の出口に到達したときには中間軸部８の一部分が孔２０１に挿入されている。挿入される深さＢは特に制限させるものではないが、たとえば、深さＢは最大３ｍｍとされる。深さＢは、回転切削工具１の長さＬと孔２０１の長さＷＬとの差である。
　図１３で示すように、図１２で示す状態からさらに回転切削工具を矢印１ａで示す方向に送りながら矢印Ｒで示す方向に回転させると、回転切削工具１の大径部１０３ａが孔２０１を距離Ｃ（たとえば１から２ｍｍ）だけ突き抜けて貫通する。これにより、孔２０１の加工が終了する。
　この加工例では小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが設けられる例について説明したが、小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは設けられていなくてもよい。その場合には、回転切削工具１の長さＬは回転切削工具１の外周切れ刃先端のエッジ部から中間軸部８までの長さで定義される。
　なお、回転切削工具１を用いた加工においては上記の長さＬおよびＷＬの関係は上記したものに限定されるものではなく、長さＬおよびＷＬが他の関係を満たしていてもよい。
　[本開示の実施形態の詳細]
　（実施例１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１では、ガイドパッドが１つの回転切削工具においてθ１、θ２およびθ３を様々に変更して試料を作成した。各試料は図１から９で示される形状である。ただし、第一直線５ａの延長線上に位置するガイドパッド３ａのみが設けられており、ガイドパッド３ｂ，３ｃが設けられていない。試料番号４１にはガイドパッドは設けられていない。
　多結晶ダイヤモンドにより構成される小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの回転直径Ｄ２は５．３０ｍｍ、長手方向の長さは４ｍｍとした。多結晶ダイヤモンドにより構成される大径部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの回転直径Ｄ１は５．５０ｍｍ、長手方向の長さは５ｍｍとした。チップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの先端から中間軸部８までの長さを５０ｍｍとした。大径部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの回転直径Ｄ１は中間軸部８の回転直径Ｄ３よりも０．００８ｍｍだけ大きい。回転切削工具１をマシニングセンタに取り付けた。
　直径が５ｍｍの孔２０１が設けられた被加工物２００を準備した。被加工物２００は、鉄と銅を主成分とする焼結合金からなる。切削油孔１４からクーラント（ＪＩＳ　Ｗ１相当品を水道水で希釈して８質量％の濃度としたもの）を供給しながら切削速度５２ｍ／ｍｉｎ、送りを０．２ｍｍ／ｒｅｖとして孔２０１を加工した。加工後の孔２０１の内面を三箇所で測定して、その平均値によって性能を評価した。孔２０１の真円度は、真円度測定機、たとえば株式会社ミツトヨ製高精度真円度・円筒形状測定機ラウンドテストＲＡ－Ｈ５２００シリーズを用いて測定する。
　表１中、真円度が最も良好であった試料番号６の真円度（１μｍ）を基準とした。各試料の真円度における試料番号６の真円度からのずれ（（各試料の真円度－試料番号６の真円度）／試料番号６の真円度）が５％以下の試料の評価を「ＡＡ」、５％を超え１０％以下の試料の評価を「Ａ」、１０％を超え１５％以下の試料の評価を「Ｂ」、１５％を超え３０％以下の試料の評価を「Ｃ」、３０％を超える試料の評価を「Ｄ」とした。
　（１）θ１、θ２およびθ３の２つ以上が１００°以上１１５°以下または１２５°以上１４０°以下であれば、性能評価がＢ以上の好ましい性能が得られる。（２）θ１，θ２およびθ３は互いに異なるか、または（３）θ１、θ２およびθ３は１０５°以上１１５°以下または１２５°以上１３５°以下であるか、のいずれかを満たせば性能評価がＡのより好ましい性能が得られる。（２）および（３）の両方を満たせば性能評価がＡＡの最も好ましい性能が得られる。
　（実施例２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例２では、ガイドパッドが２つの回転切削工具においてθ１、θ２およびθ３を様々に変更して試料を作成した。各試料は図１から９で示される形状である。ただし、ガイドパッド３ａおよび３ｂが設けられており、ガイドパッド３ｃが設けられていない。さらに、ガイドパッド３ａは図１で示すように第一直線５ａの延長線上に設けられている。ガイドパッド３ｂも第二直線５ｂの延長線上に設けられるように図１から変更されている。試料番号９１にはガイドパッドは設けられていない。
　多結晶ダイヤモンドにより構成される小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの回転直径Ｄ２は５．４０ｍｍ、長手方向の長さは５ｍｍとした。多結晶ダイヤモンドにより構成される大径部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの回転直径Ｄ１は５．５０ｍｍ、長手方向の長さは６ｍｍとした。チップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの先端から中間軸部８までの長さを６０ｍｍとした。大径部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの回転直径Ｄ１は中間軸部８の回転直径Ｄ３よりも０．００８ｍｍだけ大きい。回転切削工具１をマシニングセンタに取り付けた。
　直径が５ｍｍの孔２０１が設けられた被加工物２００を準備した。被加工物２００は、鉄と銅を主成分とする焼結合金からなる。切削油孔１４からクーラント（ＪＩＳ　Ｗ１相当品を水道水で希釈して８質量％の濃度としたもの）を供給しながら切削速度５２ｍ／ｍｉｎ、送りを０．２ｍｍ／ｒｅｖとして孔２０１を加工した。加工後の孔２０１の内面を三箇所で測定して、その平均値によって性能を評価した。孔２０１の真円度は、真円度測定機、たとえば株式会社ミツトヨ製高精度真円度・円筒形状測定機ラウンドテストＲＡ－Ｈ５２００シリーズを用いて測定する。
　表２中、真円度が最も良好であった試料番号５６の真円度（０．８μｍ）を基準とした。各試料の真円度における試料番号５６の真円度からのずれ（（各試料の真円度－試料番号５６の真円度）／試料番号５６の真円度）が５％以下の試料の評価を「ＡＡ」、５％を超え１０％以下の試料の評価を「Ａ」、１０％を超え１５％以下の試料の評価を「Ｂ」、１５％を超え３０％以下の試料の評価を「Ｃ」、３０％を超える試料の評価を「Ｄ」とした。
　（１）θ１、θ２およびθ３の２つ以上が１００°以上１１５°以下または１２５°以上１４０°以下であれば、性能評価がＢ以上の好ましい性能が得られる。（２）θ１，θ２およびθ３は互いに異なるか、または（３）θ１、θ２およびθ３は１０５°以上１１５°以下または１２５°以上１３５°以下であるか、のいずれかを満たせば性能評価がＡのより好ましい性能が得られる。（２）および（３）の両方を満たせば性能評価がＡＡの最も好ましい性能が得られる。
　（実施例３）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例３では、ガイドパッドが３つの回転切削工具においてθ１、θ２およびθ３を様々に変更して試料を作成した。各試料は図１から９で示される形状である。ガイドパッド３ａは図１で示すように第一直線５ａの延長線上に設けられている。ガイドパッド３ｂ，３ｃも第一および第二直線５ｂ，５ｃの延長線上に設けられるように図１から変更されている。試料番号１４１にはガイドパッドは設けられていない。
　多結晶ダイヤモンドにより構成される小径部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの回転直径Ｄ２は５．４５ｍｍ、長手方向の長さは６ｍｍとした。多結晶ダイヤモンドにより構成される大径部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの回転直径Ｄ１は５．５０ｍｍ、長手方向の長さは７ｍｍとした。チップ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの先端から中間軸部８までの長さを６０ｍｍとした。大径部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの回転直径Ｄ１は中間軸部８の回転直径Ｄ３よりも０．００８ｍｍだけ大きい。回転切削工具１をマシニングセンタに取り付けた。
　直径が５ｍｍの孔２０１が設けられた被加工物２００を準備した。被加工物２００は、鉄と銅を主成分とする焼結合金からなる。切削油孔１４からクーラント（ＪＩＳ　Ｗ１相当品を水道水で希釈して８質量％の濃度としたもの）を供給しながら切削速度５２ｍ／ｍｉｎ、送りを０．３ｍｍ／ｒｅｖとして孔２０１を加工した。加工後の孔２０１の内面を三箇所で測定して、その平均値によって性能を評価した。孔２０１の真円度は、真円度測定機、たとえば株式会社ミツトヨ製高精度真円度・円筒形状測定機ラウンドテストＲＡ－Ｈ５２００シリーズを用いて測定する。
　表３中、真円度が最も良好であった試料番号１０６の真円度（０．５μｍ）を基準とした。各試料の真円度における試料番号１０６の真円度からのずれ（（各試料の真円度－試料番号１０６の真円度）／試料番号１０６の真円度）が５％以下の試料の評価を「ＡＡ」、５％を超え１０％以下の試料の評価を「Ａ」、１０％を超え１５％以下の試料の評価を「Ｂ」、１５％を超え３０％以下の試料の評価を「Ｃ」、３０％を超える試料の評価を「Ｄ」とした。
　（１）θ１、θ２およびθ３の２つ以上が１００°以上１１５°以下または１２５°以上１４０°以下であれば、性能評価がＢ以上の好ましい性能が得られる。（２）θ１，θ２およびθ３は互いに異なるか、または（３）θ１、θ２およびθ３は１０５°以上１１５°以下または１２５°以上１３５°以下であるか、のいずれかを満たせば性能評価がＡのより好ましい性能が得られる。（２）および（３）の両方を満たせば性能評価がＡＡの最も好ましい性能が得られる。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　この発明は、回転切削工具の分野において利用することができる。
　１　回転切削工具、２　台金、３ａ，３ｂ，３ｃ　ガイドパッド、５ａ，５ｂ，５ｃ　直線、８　中間軸部、９　回転軸、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ　チップ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ　多結晶ダイヤモンド、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ　超硬台座、１３　フルート、１４　切削油孔、２１　通路、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ　小径部、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ　大径部、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ　外周切れ刃、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ　凹部、１０６　すくい面、２０１　孔。

Claims (3)

  1. 　台金と、
    　その台金の外周に円周方向に互いに距離を隔てて設けられた多結晶ダイヤモンドを含む第一から第三チップとを備えた、回転直径が１０ｍｍ以下の回転切削工具であって、
    　前記第一チップには第一切れ刃が設けられ、前記第二チップには第二切れ刃が設けられ、前記第三チップには第三切れ刃が設けられ、
    　回転軸に直交する断面において、前記第一切れ刃と前記回転軸とを結ぶ直線を第一直線、前記第二切れ刃と前記回転軸とを結ぶ直線を第二直線、前記第三切れ刃と前記回転軸とを結ぶ直線を第三直線とすると、前記第一直線と前記第二直線とのなす角度θ１、前記第二直線と前記第三直線とのなす角度θ２、前記第三直線と前記第一直線とのなす角度θ３との関係は、θ１＋θ２＋θ３＝３６０°、θ１、θ２およびθ３の２つ以上は１００°以上１１５°以下または１２５°以上１４０°以下であり、
    　前記第一から第三切れ刃の少なくとも一つと前記回転軸に対して対称な位置に設けられ、前記第一から前記第三切れ刃と同じ回転直径を有する超硬のガイドパッドと、
    　前記ガイドパッドから回転軸方向に距離を隔てて設けられ、前記第一から第三切れ刃の回転直径よりも小径の中間軸部とを備え、
    　前記第一から第三切れ刃の回転直径と前記中間軸部の回転直径との差が０．００５ｍｍ以上０．００８ｍｍ以下である、回転切削工具。
  2. 　θ１，θ２およびθ３は互いに異なる、請求項１に記載の回転切削工具。
  3. 　θ１、θ２およびθ３は１０５°以上１１５°以下または１２５°以上１３５°以下である、請求項１または２に記載の回転切削工具。
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