JP2010089235A - Slotting tool and slotting method - Google Patents
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Abstract
【課題】 ブロック状のワークに対し、コーナＲ寸法が小さくて加工深さが深い内側峡間部を含む種々の輪郭を切削加工するうえで好ましい、立て削り用工具１等を提供する。
【解決手段】 円柱形状をした工具先端部２の全周縁に連続して切れ刃３を形成するとともに、当該先端部２と軸心を同一にして、円柱形状の工具保持部６を形成する。工具先端部２における切れ刃３の内側にすくい面４を形成し、切れ刃３に続く側面部分に逃げ角θを設ける。こうした立て削り用工具１を、回転させずに軸心Ｃに沿って真っ直ぐ移動させることによりワークを切削加工する。
【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting tool 1 and the like preferable for cutting various contours including an inner canyon portion having a small corner R dimension and a deep machining depth for a block-shaped workpiece.
A cutting edge 3 is continuously formed on the entire periphery of a tool tip portion 2 having a cylindrical shape, and a cylindrical tool holding portion 6 is formed with the same tip center as that of the tip portion 2. A rake face 4 is formed on the inner side of the cutting edge 3 at the tool tip 2, and a clearance angle θ is provided at a side surface portion following the cutting edge 3. The workpiece is cut by moving the sharpening tool 1 straight along the axis C without rotating.
[Selection] Figure 1
Description
請求項に係る発明は、掘り込み加工（ポケット加工）や、２面にはさまれた内側峡間部の加工など、種々の輪郭の切削加工を行うのに適した立て削り用工具および立て削り加工方法に関するものである。 The claimed invention relates to a tapping tool and a tapping process suitable for cutting various contours, such as digging (pocketing) and processing of an inner canyon between two surfaces. It is about the method.
掘り込み加工や内側峡間部等を含む輪郭の切削加工を行うには、従来、コーナＲの寸法と同径（半径が同一）かまたはそれ以下の工具径を有するエンドミル（または同等の回転工具）を使用している。
図５（ｃ）〜（ｅ）は、同（ａ）に示す金属製のワーク（被削材）に、同（ｂ）のように小さなコーナＲ（１．５ｍｍ前後）を介し鋭角をはさんで二つの面が連続する内側峡間部１２等を切削加工にて形成する際の、従来の一般的な手順を示している。まず、図５（ｃ）のように、やや大径のエンドミル（回転工具）によって峡間部１２の入口部分の粗加工を行い、つぎに図５（ｄ）のように、より小径のエンドミルによって峡間部１２の奥の方の粗加工を行う。峡間部１２のうち、図５（ｅ）に示す最も奥の部分１２ｘと、上記の各エンドミルで加工した部分の周辺１２ｙとは、ヤスリ等を用いる手作業によって仕上げる。
In order to cut the contour including the digging and the inner canyon, etc., conventionally, an end mill having the same diameter (the same radius) as that of the corner R or a tool diameter smaller than that (or an equivalent rotating tool) Is used.
5 (c) to 5 (e) show the metal workpiece (work material) shown in (a) with an acute angle through a small corner R (around 1.5mm) as shown in (b). The conventional general procedure at the time of forming the inner canyon part 12 etc. with which two surfaces continue is shown by cutting. First, as shown in FIG. 5 (c), the entrance portion of the canyon 12 is roughly processed with a slightly larger diameter end mill (rotary tool), and then the canyon is formed with a smaller diameter end mill as shown in FIG. 5 (d). Roughing of the back of the part 12 is performed. Of the canyon portion 12, the innermost portion 12x shown in FIG. 5E and the periphery 12y of the portion processed by each end mill are finished by manual work using a file or the like.
エンドミルによる加工に代えて、図６に示す工具２１を用いるバーチカル加工を行うことも可能である。バーチカル加工用の工具２１は、回転軸の先端部に複数個の切れ刃（チップ）２３を配列したものである。その工具２１を、回転させながら図６（ａ）または同（ｂ）のように移動させることにより、エンドミルによる場合と同様にワーク３０を切削することができる。
なお、ワークに対し工具を縦に移動させることにより加工を行う、いわゆるスロッティング加工については、下記の特許文献１に記載がある。
The so-called slotting process in which the tool is moved by moving the tool vertically with respect to the workpiece is described in Patent Document 1 below.
コーナＲ等の切削を上記のようにエンドミルによって行う場合、コーナＲの寸法に対して加工深さが深いときの対応が難しい。すなわち、小さなコーナＲ寸法に相当する小径のエンドミルであって加工深さに見合う長さのものを使用する必要があるが、そのような場合には、工具の曲がりによって加工面に逃げや食い込みが発生しやすい。
また、図５（ｅ）に示す内側峡間部１２の深い箇所１２ｘ等を手仕上げするには、熟練技能者による時間をかけた作業が必要になる。
When cutting the corner R or the like by the end mill as described above, it is difficult to cope with a case where the machining depth is deep with respect to the dimension of the corner R. In other words, it is necessary to use a small-diameter end mill corresponding to a small corner R dimension and having a length corresponding to the machining depth. In such a case, the bending or bending of the tool causes the machining surface to escape or bite. Likely to happen.
Further, in order to manually finish the deep portion 12x of the inner canyon portion 12 shown in FIG. 5 (e), a time-consuming work by a skilled technician is required.
図６に示す工具２１を用いるバーチカル加工によってもコーナＲ等の切削は可能であるが、その工具２１は、先端部に複数個の切れ刃２３を取り付けることから小径化が困難であり、コーナＲの小さい内側峡間部等の加工には適していない。
また、上記の特許文献１に示されたスロッティング加工は、板状のワークにプレス加工を行うためのもので、ブロック状のワークに対して内側峡間部等を切削加工する際に利用できるものではない。
Although cutting of the corner R or the like is possible by vertical machining using the tool 21 shown in FIG. 6, the tool 21 is difficult to reduce in diameter because a plurality of cutting edges 23 are attached to the tip, and the corner R It is not suitable for the processing of the inner canyon part with small size.
In addition, the slotting process shown in the above-mentioned Patent Document 1 is for pressing a plate-shaped workpiece, and can be used when cutting the inner canyon portion or the like with respect to a block-shaped workpiece. is not.
請求項に係る発明は、以上のような不都合を解決するためのもので、ブロック状のワーク（被削材）に対し、コーナＲ寸法が小さくて加工深さが深い内側峡間部を含む種々の輪郭を切削加工するうえで好ましい立て削り用工具、および立て削り加工方法を提供するものである。 The invention according to the claims is for solving the above-mentioned inconveniences, and various types including an inner canyon portion having a small corner R dimension and a deep machining depth with respect to a block-shaped work (work material). The present invention provides a sharpening tool and a sharpening method that are preferable for cutting an outline.
請求項に係る発明の立て削り用工具は、円柱形状をした工具先端部の全周縁に連続して切れ刃を形成するとともに、当該先端部と軸心を同一にして、円柱形状の工具保持部を形成したことを特徴とする。図１・図２にその一例を示している。
こうした立て削り用工具には、つぎのような作用的特徴がある。すなわち、
i) 切れ刃を有する工具先端部と工具保持部とをそれぞれ円柱形状にして同一軸心上に設けるというシンプルな構成であるため、低コストで比較的簡単に製造することが可能である。
ii) 工具保持部にて工作機械に保持させたうえ上記切れ刃の一部をワークに当て、工具先端部を前方にして、回転させずに上記軸心に沿って移動させる、という動作を、逆方向への戻しを含めて繰り返すことにより、ブロック状のワークに切削加工を行うことができる。工具先端部を前方にして移動させるときワークを切削するが、その間、この工具には軸方向の力のみが作用するので、エンドミル等による場合と違って工具に曲がりが生じにくい。それにより、小径の長い工具を使用しても加工面の逃げや食い込みが発生しないことになるので、半径／深さ比の小さい加工をも円滑に行うことができる。そのため、コーナＲ寸法が小さくて加工深さが深い内側峡間部を含む種々の輪郭を、精度よく能率的に切削加工することが可能になる。手仕上げの作業についても、その量をゼロまたは僅かにすることができる。
iii) 工具先端部も工具保持部も円柱形状であるうえ、先端部の全周縁に連続して切れ刃が存在するため、向きや角度の調整をすることなくエンドミルと同様にマシニングセンタに取り付けることができ、当該機械によって能率的に切削加工を進めることができる。また、先端部の全周縁に切れ刃があるので、切れ刃のうちの特定箇所のみがワークに当たることがないように使用すること等により、補修や交換等をせずに長期間連続的に使用することも可能である。先端部を再加工して切れ刃を再生することも難しくない。
The cutting tool of the invention according to the present invention forms a cutting edge continuously on the entire periphery of a tool tip having a cylindrical shape, and has a cylindrical tool holding portion having the same center as the tip. Is formed. An example is shown in FIGS.
Such a sharpening tool has the following operational characteristics. That is,
i) Since the tool tip portion having the cutting edge and the tool holding portion are each formed in a cylindrical shape and provided on the same axis, they can be manufactured relatively easily at low cost.
ii) The operation of holding the tool on the machine tool with the tool holding part and applying a part of the cutting edge to the work, moving the tool tip along the axis without rotating, with the tool tip part forward. By repeating including returning in the reverse direction, it is possible to perform cutting on the block-shaped workpiece. When the tool tip is moved forward, the workpiece is cut. During this time, only the axial force acts on the tool, and unlike the case of an end mill or the like, the tool is unlikely to bend. As a result, even if a tool having a small diameter is used, the machining surface does not escape or bite, so that machining with a small radius / depth ratio can be performed smoothly. Therefore, various contours including the inner canyon portion having a small corner R dimension and a deep machining depth can be cut efficiently and efficiently. For hand finishing operations, the amount can be reduced to zero or slightly.
iii) Both the tool tip and the tool holder are cylindrical, and there is a continuous cutting edge on the entire periphery of the tip, so it can be attached to the machining center like an end mill without adjusting the orientation and angle. It is possible to efficiently perform cutting with the machine. In addition, since there is a cutting edge on the entire periphery of the tip, it can be used continuously for a long time without repair or replacement by using only a specific part of the cutting edge so that it does not hit the workpiece. It is also possible to do. It is not difficult to rework the tip to regenerate the cutting edge.
上記の立て削り用工具には、工具先端部における切れ刃の内側にすくい面を形成し、切れ刃に続く側面部分に逃げ角を設けるのがよい。図１の例においては符号４がすくい面、角度θが逃げ角である。
そのようにすれば、他の一般的な工具と同様に、きわめて円滑にワークを切削することができる。
In the above-mentioned cutting tool, it is preferable to form a rake face on the inner side of the cutting edge at the tip of the tool and provide a clearance angle at the side surface following the cutting edge. In the example of FIG. 1, reference numeral 4 is a rake face, and the angle θ is a clearance angle.
By doing so, the workpiece can be cut very smoothly like other general tools.
発明による立て削り加工方法は、上記した立て削り用工具を、上記の工具保持部にて工作機械に保持させたうえ上記切れ刃の一部をワークに当て、工具先端部を前方にして、回転させずに上記軸心に沿って移動させることにより切削加工を行うことを特徴とする。
上記のような移動を、逆方向への戻しを含めて繰り返すことにより、前述のようにブロック状のワークに切削加工することができる。前述したとおり、上記移動の間にこの工具には軸方向の力のみが作用するので、工具に曲がりが生じにくく、したがって、加工面の逃げや食い込みを発生させることなく、半径／深さ比の小さい内側峡間部等の切削加工を精度よく能率的に行うことが可能になる。手仕上げの作業を少なく（またはゼロに）できるという効果もある。
The sharpening method according to the invention is such that the above-mentioned sharpening tool is held on a machine tool by the above-mentioned tool holding part, and a part of the above-mentioned cutting edge is applied to the workpiece, and the tool tip part is rotated forward. It is characterized by cutting by moving along the above-mentioned axis without making it.
By repeating the above movement including the return in the reverse direction, it is possible to cut into a block-shaped workpiece as described above. As described above, since only an axial force acts on the tool during the movement, it is difficult for the tool to bend. Therefore, the radius / depth ratio can be reduced without causing the machining surface to escape or bite. Cutting of a small inner canyon portion and the like can be performed efficiently and efficiently. There is also an effect that the hand finishing work can be reduced (or reduced to zero).
発明の立て削り加工方法は、上記の立て削り用工具をマシニングセンタ（複数種類の工具を自動的に交換しながら各種の加工作業を行う多能型ＮＣ工作機械）に取り付けて（つまり工具保持部を当該機械に保持させて）使用することとするのが好ましい。
上記の立て削り用工具は、工具先端部も工具保持部も円柱形状であるうえ、先端部の全周縁に連続して切れ刃が存在することから、マシニングセンタに取り付けることによって能率的に切削加工を行うことができる。すなわち、前述のとおり上記工具は、特定箇所にて特定方向にのみ突出した切れ刃（チップ）が存在するバイト等を加工用工具とする場合とは違って、エンドミルと同様に、向きや角度（位相）の調整をせずに簡単にマシニングセンタに保持させ、特別な制御をすることなく切削加工を進めることができる。
なお、上記の工具は、マシニングセンタ以外の単能型の立て削り盤等に取り付けて使用することも可能である。ただし、単能型の工作機械には大型のワークを取り扱えるものが少ないため、加工深さの深い場合にも高精度の加工ができるという上記工具の能力を十分には発揮させ得ないことが多い。
The sharpening method of the invention is a method in which the above-described sharpening tool is attached to a machining center (multi-functional NC machine tool that performs various machining operations while automatically exchanging a plurality of types of tools) (that is, a tool holding portion is installed). It is preferable to use it by holding it in the machine.
The above-mentioned cutting tool has a cylindrical shape at both the tool tip and the tool holder, and since there are continuous cutting edges on the entire periphery of the tip, it can be efficiently cut by attaching it to a machining center. It can be carried out. That is, as described above, the tool is different from the case where a cutting tool or the like having a cutting edge (chip) protruding only in a specific direction at a specific location is used as a machining tool, the direction and angle ( It can be easily held in the machining center without adjusting the phase, and the cutting can proceed without special control.
Note that the above-described tool can be used by being attached to a single-function type sharpening machine or the like other than the machining center. However, since there are few single-function machine tools that can handle large workpieces, the ability of the above tools to perform high-precision machining even at deep machining depths cannot often be fully demonstrated. .
発明の立て削り加工方法については、切削加工のための上記の移動中（つまり工具先端部を前方にした上記移動の際）でないいずれかの時期に（つまり、上記の移動から工具を戻す際、もしくは工具を停止させている間、または工具を交換するときなど）に、上記の立て削り用工具を上記軸心まわりに所定角度回転させるとよい。
そのようにすると、ワークに対したとえば長い直線に沿った大きな平面を形成する切削加工を行う場合であっても、先端部の全周縁に形成されている切れ刃のうち特定箇所のみが切削を担って局部的に激しく摩耗する、といった不都合が避けられる。つまり、上記のように所定角度ずつ回転させるなら、切れ刃の各部が切削加工を分担することになって摩耗の偏在が防止され、切れ刃の再研磨をしないで工具を連続使用できる期間が長くなる。それは、上記工具による加工の能率とコストとをともに低減できることにほかならない。
なお、上記工具の回転は、切削加工のための上記の移動中でない時期に行うので、その回転にともなって上記工具に曲げが生じたり、無理な力が作用したり、または加工面に逃げや食い込みが発生したりすることがない。
For the vertical machining method of the invention, at any time not during the above movement for cutting (that is, during the movement with the tool tip forward), that is, when returning the tool from the above movement, (Alternatively, while the tool is stopped, or when the tool is changed, etc.), the above-mentioned cutting tool may be rotated around the axis by a predetermined angle.
In such a case, even when the workpiece is cut to form a large plane along a long straight line, for example, only a specific portion of the cutting edge formed on the entire periphery of the tip is responsible for cutting. Inconveniences such as local wear. In other words, if it is rotated by a predetermined angle as described above, each part of the cutting edge will share the cutting process, uneven wear will be prevented, and the period during which the tool can be used continuously without re-polishing the cutting edge will be long. Become. That is nothing but the efficiency and cost of machining with the tool can be reduced.
In addition, since the rotation of the tool is performed at a time when the tool is not moving for cutting, the tool is bent, an excessive force is applied, or the machining surface is relieved. No biting occurs.
切削加工のための上記の移動ののち、戻す際（つまり工具先端部と反対の向きへ工具を移動させる際）には、上記切れ刃をワークから離して戻すようにするのが、とくに好ましい。
そうすれば、切削加工を行わない戻しの際には切れ刃がワークに接触しないため、ワークの加工面に無駄な接触痕が残らないうえ、切れ刃において摩耗の進行を遅らせることができる。
It is particularly preferable to return the cutting edge away from the workpiece when returning it after the above movement for cutting (that is, when moving the tool in the direction opposite to the tool tip).
By doing so, since the cutting edge does not contact the work when returning without cutting, the useless trace of contact does not remain on the work surface of the work, and the progress of wear on the cutting edge can be delayed.
連続する２面にはさまれた（とくにコーナＲ寸法の小さい）内側峡間部をワークに形成するためには、
1) エンドミルまたはドリルによって当該内側峡間部の一部を切削加工したのち、
2) エンドミルまたはドリルによる上記加工の切削残りを、上記のように立て削り用工具を使用して切削する
こととするのが好ましい。図３（ｄ）〜（ｇ）には、そのような手順の一例を示している。
上記工具は、小さなコーナＲを介し鋭角をはさんで二つの面が連続する内側峡間部を、その工具のみによって切削加工することも可能である。しかし、上記1)・2)に沿った手順で切削すれば、エンドミルまたはドリルによる粗加工を迅速に行えるため、さらに能率的に加工をい行うことができる。また、何の加工も施されていないワークの中ほどの部分に穴を開けることは上記工具によっては困難であるため、周囲が囲まれた閉じた輪郭の一部として内側峡間部を加工する場合等には、上記の手順をとることが概ね不可欠であるとも言える。
In order to form the inner canyon between the two continuous surfaces (especially with a small corner radius) on the workpiece,
1) After cutting a part of the inner canyon part with an end mill or drill,
2) It is preferable to cut the uncut portion of the above-described processing with an end mill or a drill using the sharpening tool as described above. FIG. 3D to FIG. 3G show an example of such a procedure.
The above-mentioned tool can cut the inner canyon part where two surfaces are continuous with a sharp angle through a small corner R, using only the tool. However, if cutting is performed according to the procedures in 1) and 2) above, rough machining with an end mill or a drill can be performed quickly, so that machining can be performed more efficiently. In addition, when it is difficult to make a hole in the middle part of a workpiece that has not been processed with some of the above tools, when machining the inner canyon part as a part of the closed contour surrounded by the surroundings For example, it can be said that the above procedure is generally essential.
請求項に係る発明の立て削り用工具は、i)低コストで比較的簡単に製造できるほか、ii)半径／深さ比の小さい加工をも円滑に行うことができ、iii)マシニングセンタに取り付けることによりとくに能率的な切削加工を可能にする、といった効果を有する。切れ刃の内側にすくい面を形成し、切れ刃に続く側面部分に逃げ角を設けると、とくに円滑に切削加工を行える。 The cutting tool of the claimed invention i) can be manufactured relatively easily at low cost, and ii) can be smoothly processed with a small radius / depth ratio, and iii) is attached to a machining center. This has the effect of enabling particularly efficient cutting. If a rake face is formed on the inner side of the cutting edge and a clearance angle is provided on the side surface following the cutting edge, cutting can be performed particularly smoothly.
請求項に係る発明の立て削り加工方法によれば、半径／深さ比の小さい内側峡間部等の切削加工を精度よく能率的に行うことができる。上記の立て削り用工具をマシニングセンタに取り付けると、とくに能率的である。適切なタイミングで上記の立て削り用工具を軸心まわりに所定角度回転させるようにすれば、切れ刃の各部が切削加工を分担することになり、工具を長期間連続使用することが可能になる。また、工具を戻す際に切れ刃をワークから離すようにするなら、加工面に無駄な接触痕が残らない等の点で好ましい。そのほか、２面にはさまれた内側峡間部をワークに形成する際、エンドミルまたはドリルによって一部を切削加工したのちに上記の立て削り用工具を使用するのが、とくに能率的で好ましい。 According to the vertical machining method of the invention according to the claims, it is possible to efficiently and efficiently perform cutting of the inner canyon portion having a small radius / depth ratio. It is particularly efficient to attach the above-mentioned sharpening tool to the machining center. If the above-mentioned cutting tool is rotated by a predetermined angle around the axis center at an appropriate timing, each part of the cutting edge will share the cutting work, and the tool can be used continuously for a long period of time. . Further, if the cutting edge is separated from the workpiece when the tool is returned, it is preferable in that a useless contact mark does not remain on the processed surface. In addition, it is particularly efficient and preferable to use the above-mentioned cutting tool after partly cutting with an end mill or a drill when forming the inner canyon portion sandwiched between the two surfaces in the workpiece.
図１〜図４を用いて発明の実施形態を紹介する。図１は立て削り用工具１を示す図で、同（ａ）は全体を示す側面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ部の詳細図である。また図２は、立て削り用工具１の工具先端部２の付近（図１（ｂ）に示す付近）を斜め前方から見た図（写真）である。図３（ａ）〜（ｇ）は、ブロック状のワーク（被削材）１０に対し、立て削り用工具１を用いて切削部１１を形成するための手順等を示す説明図である。また図４（ａ）〜（ｃ）は、テスト用のワーク１０’に立て削り用工具１を用いて試験的な切削部１１’を形成したときの結果を示す説明図（写真）である。 Embodiments of the invention will be introduced with reference to FIGS. 1A and 1B are views showing a cutting tool 1, wherein FIG. 1A is a side view showing the whole, and FIG. 1B is a detailed view of a portion b in FIG. FIG. 2 is a view (photograph) of the vicinity of the tool tip 2 of the cutting tool 1 (the vicinity shown in FIG. 1B) viewed obliquely from the front. FIGS. 3A to 3G are explanatory views showing a procedure for forming the cutting portion 11 with respect to the block-shaped workpiece (work material) 10 by using the cutting tool 1. FIGS. 4A to 4C are explanatory views (photographs) showing results when a test cutting part 11 ′ is formed on the test workpiece 10 ′ using the sharpening tool 1.
立て削り用工具１は図１（ａ）に示す形状のもので、直径が４ｍｍ前後の円柱形状の工具先端部２と、それよりもやや太い円柱形状の工具保持部６とを共通の直線軸心Ｃに沿って形成し、全長を約８０ｍｍにしたものである。超硬工具硬にてなる一体の棒状のブランク材を素材とし、それに機械加工等を施すことにより、図示の形状をもつ一体品に仕上げている。工具先端部２とそれに続く小径の部分に４０ｍｍ前後の長さをもたせ、それを有効加工深さとしている。 The sharpening tool 1 has a shape shown in FIG. 1A, and a cylindrical tool tip 2 having a diameter of about 4 mm and a cylindrical tool holding part 6 having a slightly larger diameter are shared by a common linear axis. It is formed along the center C and has a total length of about 80 mm. An integral bar-shaped blank made of cemented carbide tool is used as a raw material, and by machining it, it is finished into an integral product having the shape shown in the figure. The tool tip 2 and the subsequent small diameter portion have a length of about 40 mm, which is the effective machining depth.
立て削り用工具１の工具先端部２には、図１（ｂ）および図２に示すとおり、先端面の全周縁上に連続するよう切れ刃（切削用の角部）３を形成している。先端面における切れ刃３の内側には、球面（逆球面）状の凹部を形成してこれをすくい面４としている。すくい面４の球面は、放電加工および研削によって形成した。また、切れ刃３から続く工具先端部２の側面には逃げ角θ（約０．５°）を付与し、当該側面を、切れ刃３から遠くなるほど直径が小さくなる逃げ面５としている。 As shown in FIGS. 1B and 2, a cutting edge (cutting corner) 3 is formed on the tool tip 2 of the cutting tool 1 so as to be continuous on the entire periphery of the tip surface. . On the inner side of the cutting edge 3 on the front end surface, a spherical (reverse spherical) concave portion is formed as a rake face 4. The spherical surface of the rake face 4 was formed by electric discharge machining and grinding. Further, a clearance angle θ (about 0.5 °) is given to the side surface of the tool tip 2 continuing from the cutting edge 3, and the side surface serves as a clearance surface 5 whose diameter decreases as the distance from the cutting edge 3 increases.
上記の立て削り用工具１を使用して鉄鋼製・ブロック状のワーク１０を切削加工するための手順を、図３に示す。図３（ａ）は、溝１０ａの側壁１０ｂの一部に切削部１１を形成しようとするワーク１０を示す平面図で、同（ｂ）・同（ｃ）のそれぞれは、同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図およびｃ部詳細である。形成すべき切削部１１の輪郭には、同（ｃ）のように、半径（Ｒ）が１．５ｍｍ程度の小さなコーナＲを有する最奥部１２ｂを介して二つの面１２ａ・１２ｃが鋭角的に連続する内側峡間部１２が含まれている。このようなワーク１０をマシニングセンタ（図示省略）に保持させ、図３（ｄ）〜（ｇ）に示す要領で内側峡間部１２等を加工する。 FIG. 3 shows a procedure for cutting the steel / block workpiece 10 by using the above-described tool 1 for cutting. FIG. 3A is a plan view showing the workpiece 10 in which the cutting portion 11 is to be formed on a part of the side wall 10b of the groove 10a, and each of (b) and (c) is the same as (a). It is bb sectional drawing and c section detail. In the outline of the cutting part 11 to be formed, the two surfaces 12a and 12c are acute-angled via the innermost part 12b having a small corner R having a radius (R) of about 1.5 mm, as shown in FIG. The inner canyon portion 12 is included. Such a workpiece 10 is held by a machining center (not shown), and the inner canyon portion 12 and the like are processed in the manner shown in FIGS.
この例では、立て削り用工具１を使用する前に、図３（ｄ）のようにエンドミルおよびドリルによる穴加工を施している。すなわち、まず、峡間部１２の浅い部分であって２面１２ａ・１２ｃの間隔が広い部分を、マシニングセンタに取り付けたエンドミル（図示省略）によって切削し、穴１２ｄを開ける。さらに、峡間部１２の深い部分であって、２面１２ａ・１２ｃの間隔が狭まり最奥部１２ｂのＲ曲面に続く部分を、同じくマシニングセンタに取り付けたドリルによって加工し、穴１２ｅを開ける。穴１２ｄは２面１２ａ・１２ｃに接するものであり、穴１２ｅは穴１２ｄより小径で、２面１２ａ・１２ｃとともにコーナＲである最奥部１２ｂに重なるものである。 In this example, before the sharpening tool 1 is used, a hole is drilled by an end mill and a drill as shown in FIG. That is, first, a shallow portion of the inter-gorge portion 12 and a portion where the distance between the two surfaces 12a and 12c is wide is cut by an end mill (not shown) attached to the machining center, and a hole 12d is formed. Further, a deep portion of the canyon portion 12, where the distance between the two surfaces 12 a and 12 c is narrowed and the portion following the R curved surface of the innermost portion 12 b is processed by a drill that is also attached to the machining center, and a hole 12 e is formed. The hole 12d is in contact with the two surfaces 12a and 12c, and the hole 12e has a smaller diameter than the hole 12d and overlaps the innermost portion 12b which is the corner R together with the two surfaces 12a and 12c.
エンドミルとドリルによる穴１２ｄ・１２ｅの加工を行って残った部分を、エンドミルやドリルに代えてマシニングセンタに取り付ける上記の立て削り用工具１により切削加工する。工具１は、図１に示す工具保持部６によってマシニングセンタに保持させ、図３（ｅ）のように切れ刃３の一部をワーク１０に当てて下向きに移動させることにより切削を行う。すなわち、工具先端部２を前方とする向きに、回転させずに軸心Ｃに沿って工具１を真っ直ぐ移動させることにより、ワーク１０の側部を切削するのである。 The portion remaining after the holes 12d and 12e are machined by the end mill and the drill is cut by the above-described cutting tool 1 attached to the machining center instead of the end mill or the drill. The tool 1 is held by the machining center by the tool holding unit 6 shown in FIG. 1 and cuts by moving a part of the cutting edge 3 downward against the work 10 as shown in FIG. That is, the side portion of the workpiece 10 is cut by moving the tool 1 straight along the axis C without rotating it in a direction in which the tool tip 2 is forward.
図３（ｆ）に示すように、工具１は、真っ直ぐ下向きに移動させるとともに、上向きには、ワーク１０から離れる向きに斜めに戻している。すなわち、下向きに進めてワーク１０を切削する際には軸心Ｃに重なる軌跡ｓ１にてワーク１０を真っ直ぐに移動させるが、その下向きのストロークののち上に戻す際には、ワーク１０の加工面から次第に離れる斜め向きの軌跡ｓ２により上昇させる。こうすることにより、ワークの加工面に無駄な接触痕が残ることや切れ刃の摩耗が進むことを少しでも遅らせることができる。 As shown in FIG. 3 (f), the tool 1 is moved straight downward, and is returned obliquely upward in a direction away from the workpiece 10. That is, when the workpiece 10 is cut downward to cut the workpiece 10, the workpiece 10 is moved straight along a locus s1 that overlaps the axis C. When the workpiece 10 is returned to the upper position after the downward stroke, the machining surface of the workpiece 10 is moved. It is raised by an oblique locus s2 gradually separating from By doing so, it is possible to delay any unnecessary contact traces remaining on the work surface of the workpiece and the progress of wear of the cutting edge as much as possible.
上記のように上下に往復させながら、立て削り用工具１を、ワーク１０の内側峡間部１２の面１２ａ（または面１２ｃもしくは最奥部１２ｂ）の輪郭に沿って図３（ｇ）のように送って行くことにより、図３（ｃ）に示す内側峡間部１２を精度よく加工することができる。図３（ｄ）で使用するエンドミルおよびドリルの径を適切に定め、マシニングセンタの制御機能に基づいて工具１を正確に送るなら、従来（図５（ｅ）を参照）行っていた手作業による仕上げが不要になる。 While reciprocating up and down as described above, the cutting tool 1 is moved along the contour of the surface 12a (or the surface 12c or the innermost portion 12b) of the inner canyon portion 12 of the workpiece 10 as shown in FIG. By sending it, the inner canyon portion 12 shown in FIG. 3C can be processed with high accuracy. If the diameter of the end mill and drill to be used in FIG. 3 (d) is appropriately determined and the tool 1 is accurately fed based on the control function of the machining center, the finishing by the manual operation that has been performed conventionally (see FIG. 5 (e)) is performed. Is no longer necessary.
立て削り用工具１を上記と同様に使用することにより、切削部１１のうち直線に沿った平面部分を切削加工することも可能である。その場合、工具１の切れ刃３のうち一部のみがワーク１０に接触して摩耗が集中することを防止するため、軸心Ｃを中心に工具１を適宜に所定角度ずつ回転させるのが好ましい。回転させるタイミングとしては、工具１をワーク１０に当てているときを避け、上記した戻しの際に回転させ、または適宜に工具１の動きを止めて回転させる。その回転には、マシニングセンタが有する主軸割り出し機能を利用するとよい。 By using the vertical cutting tool 1 in the same manner as described above, it is possible to cut a plane portion along a straight line in the cutting portion 11. In that case, in order to prevent only a part of the cutting edge 3 of the tool 1 from coming into contact with the workpiece 10 to concentrate the wear, it is preferable to rotate the tool 1 about the axis C appropriately by a predetermined angle. . As for the timing of rotation, avoiding the time when the tool 1 is applied to the workpiece 10, the rotation is performed at the time of returning as described above, or the movement of the tool 1 is appropriately stopped and rotated. For the rotation, a spindle indexing function of the machining center may be used.
図４（ａ）〜（ｃ）に、立て削り用工具１を用いてブロック状のワーク１０’を切削加工した結果を示す。この例では、図４（ａ）に示すテスト用のワーク１０’の平面的な輪郭部分の一部（上半分）に、上記の工具１（および図示しないマシニングセンタ）を用いて図４（ｂ）のとおり試験的切削部１１’を形成した。その結果、図４（ｃ）のような切りくずを発生しながら、円滑な切削によって切削部１１’を形成することができた。図示の例は加工深さが１５ｍｍ前後と浅いものであるが、工具１の有効加工深さ（前記）である６０ｍｍ以上の深さの加工も同様に行うことができた。 FIGS. 4A to 4C show the results of cutting the block-shaped workpiece 10 ′ using the cutting tool 1. In this example, the tool 1 (and a machining center (not shown)) is used for a part (upper half) of the planar contour portion of the test workpiece 10 ′ shown in FIG. The test cutting part 11 'was formed as follows. As a result, the cutting part 11 ′ could be formed by smooth cutting while generating chips as shown in FIG. In the example shown in the drawing, the machining depth is as shallow as about 15 mm, but machining with a depth of 60 mm or more, which is the effective machining depth of the tool 1 (described above), could be performed in the same manner.
以上、発明の一実施形態を紹介したが、発明の実施が上記に限られるというわけではない。たとえば、立て削り用工具１の工具先端部２におけるすくい面は、図１・図２に示す球面（逆球面）状のものでなく、円錐（逆円錐）状の傾斜した凹面と底部の平面とを組み合わせた面とすることも可能である。 Although one embodiment of the invention has been described above, the implementation of the invention is not limited to the above. For example, the rake face at the tool tip 2 of the cutting tool 1 is not the spherical (inverted sphere) shape shown in FIGS. 1 and 2, but a conical (inverted cone) inclined concave surface and a bottom plane. It is also possible to have a plane combining the above.
１ 立て削り用工具
２ 工具先端部
３ 切れ刃
４ すくい面
６ 工具保持部
θ 逃げ角
１０ ワーク（被削材）
１１ 切削部
１２ 内側峡間部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tool for vertical cutting 2 Tool tip 3 Cutting edge 4 Rake face 6 Tool holding part θ Clearance angle 10 Workpiece (work material)
11 Cutting part 12 Inner gorge part
請求項に係る発明の立て削り用工具は、円柱形状をした工具先端部の全周縁に連続して切れ刃を形成するとともに、マシニングセンタに保持される円柱形状の工具保持部を、上記の工具先端部と軸心を同一にして一体に形成したこと、および工具先端部を上記の工具保持部よりも細くしたことを特徴とする。図１・図２にその一例を示している。
こうした立て削り用工具には、つぎのような作用的特徴がある。すなわち、
i) 切れ刃を有する工具先端部と工具保持部とをそれぞれ円柱形状にして同一軸心上に一体に設けるというシンプルな構成であるため、低コストで比較的簡単に製造することが可能である。
ii) 工具保持部にて工作機械に保持させたうえ上記切れ刃の一部をワークに当て、工具先端部を前方にして、回転させずに上記軸心に沿って移動させる、という動作を、逆方向への戻しを含めて繰り返すことにより、ブロック状のワークに切削加工を行うことができる。工具先端部を前方にして移動させるときワークを切削するが、その間、この工具には軸方向の力のみが作用するので、エンドミル等による場合と違って工具に曲がりが生じにくい。それにより、工具先端部が工具保持部よりも細い小径の長い工具であっても、加工面の逃げや食い込みが発生しないことになるので、深さ／半径比の大きい（半径／深さ比の小さい）加工をも円滑に行うことができる。そのため、コーナＲ寸法が小さくて加工深さが深い内側峡間部を含む種々の輪郭を、精度よく能率的に切削加工することが可能になる。手仕上げの作業についても、その量をゼロまたは僅かにすることができる。
iii) 工具先端部も工具保持部も円柱形状であるうえ、先端部の全周縁に連続して切れ刃が存在するため、向きや角度の調整をすることなくエンドミルと同様にマシニングセンタに取り付けることができ、当該機械によって能率的に切削加工を進めることができる。また、先端部の全周縁に切れ刃があるので、切れ刃のうちの特定箇所のみがワークに当たることがないように使用すること等により、補修や交換等をせずに長期間連続的に使用することも可能である。先端部を再加工して切れ刃を再生することも難しくない。
The cutting tool of the invention according to the present invention forms a cutting edge continuously on the entire periphery of the cylindrical tool tip , and the cylindrical tool holding part held by the machining center includes the tool tip. It is characterized in that the part and the shaft center are the same and formed integrally , and the tool tip is made thinner than the above-mentioned tool holding part . An example is shown in FIGS.
Such a sharpening tool has the following operational characteristics. That is,
i) Since the tool tip having a cutting edge and the tool holding part are each formed in a cylindrical shape and integrally provided on the same axis, it can be manufactured relatively easily at low cost. .
ii) The operation of holding the tool on the machine tool with the tool holding part and applying a part of the cutting edge to the work, moving the tool tip along the axis without rotating, with the tool tip part forward. By repeating including returning in the reverse direction, it is possible to perform cutting on the block-shaped workpiece. When the tool tip is moved forward, the workpiece is cut. During this time, only the axial force acts on the tool, and unlike the case of an end mill or the like, the tool is unlikely to bend. As a result, even if the tool tip is a long tool with a small diameter that is thinner than the tool holder , the machining surface will not escape or bite, so the depth / radius ratio is large (the radius / depth ratio (Small ) processing can be performed smoothly. Therefore, various contours including the inner canyon portion having a small corner R dimension and a deep machining depth can be cut efficiently and efficiently. For hand finishing operations, the amount can be reduced to zero or slightly.
iii) Both the tool tip and the tool holder are cylindrical, and there is a continuous cutting edge on the entire periphery of the tip, so it can be attached to the machining center like an end mill without adjusting the orientation and angle. It is possible to efficiently perform cutting with the machine. In addition, since there is a cutting edge on the entire periphery of the tip, it can be used continuously for a long time without repair or replacement by using only a specific part of the cutting edge so that it does not hit the workpiece. It is also possible to do. It is not difficult to rework the tip to regenerate the cutting edge.
発明の立て削り用工具は、円柱形状をした工具先端部の全周縁に連続して切れ刃を形成するとともに、マシニングセンタに保持される円柱形状の工具保持部を、上記の工具先端部と軸心を同一にして一体に形成したこと、および工具先端部を上記の工具保持部よりも細くしたことを特徴とする。図１・図２にその一例を示している。
こうした立て削り用工具には、つぎのような作用的特徴がある。すなわち、
i) 切れ刃を有する工具先端部と工具保持部とをそれぞれ円柱形状にして同一軸心上に一体に設けるというシンプルな構成であるため、低コストで比較的簡単に製造することが可能である。
ii) 工具保持部にて工作機械に保持させたうえ上記切れ刃の一部をワークに当て、工具先端部を前方にして、回転させずに上記軸心に沿って移動させる、という動作を、逆方向への戻しを含めて繰り返すことにより、ブロック状のワークに切削加工を行うことができる。工具先端部を前方にして移動させるときワークを切削するが、その間、この工具には軸方向の力のみが作用するので、エンドミル等による場合と違って工具に曲がりが生じにくい。それにより、工具先端部が工具保持部よりも細い小径の長い工具であっても、加工面の逃げや食い込みが発生しないことになるので、深さ／半径比の大きい（半径／深さ比の小さい）加工をも円滑に行うことができる。そのため、コーナＲ寸法が小さくて加工深さが深い内側峡間部を含む種々の輪郭を、精度よく能率的に切削加工することが可能になる。手仕上げの作業についても、その量をゼロまたは僅かにすることができる。
iii) 工具先端部も工具保持部も円柱形状であるうえ、先端部の全周縁に連続して切れ刃が存在するため、向きや角度の調整をすることなくエンドミルと同様にマシニングセンタに取り付けることができ、当該機械によって能率的に切削加工を進めることができる。また、先端部の全周縁に切れ刃があるので、切れ刃のうちの特定箇所のみがワークに当たることがないように使用すること等により、補修や交換等をせずに長期間連続的に使用することも可能である。先端部を再加工して切れ刃を再生することも難しくない。
The cutting tool of the invention forms a cutting edge continuously on the entire periphery of the cylindrical tool tip, and the cylindrical tool holder held by the machining center is connected to the tool tip and the axis. Are formed integrally with each other, and the tool tip is made thinner than the above-mentioned tool holder. An example is shown in FIGS.
Such a sharpening tool has the following operational characteristics. That is,
i) Since the tool tip having a cutting edge and the tool holding part are each formed in a cylindrical shape and integrally provided on the same axis, it can be manufactured relatively easily at low cost. .
ii) The operation of holding the tool on the machine tool with the tool holding part and applying a part of the cutting edge to the work, moving the tool tip along the axis without rotating, with the tool tip part forward. By repeating including returning in the reverse direction, it is possible to perform cutting on the block-shaped workpiece. When the tool tip is moved forward, the workpiece is cut. During this time, only the axial force acts on the tool, and unlike the case of an end mill or the like, the tool is unlikely to bend. As a result, even if the tool tip is a long tool with a small diameter that is thinner than the tool holder, the machining surface will not escape or bite, so the depth / radius ratio is large (the radius / depth ratio (Small) processing can be performed smoothly. Therefore, various contours including the inner canyon portion having a small corner R dimension and a deep machining depth can be cut efficiently and efficiently. For hand finishing operations, the amount can be reduced to zero or slightly.
iii) Both the tool tip and the tool holder are cylindrical, and there is a continuous cutting edge on the entire periphery of the tip, so it can be attached to the machining center like an end mill without adjusting the orientation and angle. It is possible to efficiently perform cutting with the machine. In addition, since there is a cutting edge on the entire periphery of the tip, it can be used continuously for a long time without repair or replacement by using only a specific part of the cutting edge so that it does not hit the workpiece. It is also possible to do. It is not difficult to rework the tip to regenerate the cutting edge.
連続する２面にはさまれた（とくにコーナＲ寸法の小さい）内側峡間部をワークに形成するためには、上記の立て削り用工具を上記のように保持し移動させることとして、
1) マシニングセンタに取り付けたエンドミルまたはドリルによって当該内側峡間部の一部を切削加工したのち、
2) エンドミルまたはドリルによる上記加工の切削残りを、エンドミルまたはドリルに代えてマシニングセンタに取り付ける上記の立て削り用工具を使用して上記のとおり切削加工する
こととするのが好ましい。図３（ｄ）〜（ｇ）には、そのような手順の一例を示している。
上記工具は、小さなコーナＲを介し鋭角をはさんで二つの面が連続する内側峡間部を、その工具のみによって切削加工することも可能である。しかし、上記1)・2)に沿った手順で切削すれば、エンドミルまたはドリルによる粗加工を迅速に行えるため、さらに能率的に加工をい行うことができる。また、何の加工も施されていないワークの中ほどの部分に穴を開けることは上記工具によっては困難であるため、周囲が囲まれた閉じた輪郭の一部として内側峡間部を加工する場合等には、上記の手順をとることが概ね不可欠であるとも言える。
In order to form the inner canyon part sandwiched between two continuous surfaces (particularly the corner R dimension is small) in the workpiece, the above-mentioned cutting tool is held and moved as described above,
1) After cutting a part of the inner canyon part with an end mill or drill attached to the machining center ,
2) It is preferable that the cutting residue of the above processing by the end mill or the drill is cut as described above by using the above-mentioned cutting tool attached to the machining center instead of the end mill or the drill . FIG. 3D to FIG. 3G show an example of such a procedure.
The above-mentioned tool can cut the inner canyon part where two surfaces are continuous with a sharp angle through a small corner R, using only the tool. However, if cutting is performed according to the procedures in 1) and 2) above, rough machining with an end mill or a drill can be performed quickly, so that machining can be performed more efficiently. In addition, when it is difficult to make a hole in the middle part of a workpiece that has not been processed with some of the above tools, when machining the inner canyon part as a part of the closed contour surrounded by the surroundings For example, it can be said that the above procedure is generally essential.
発明の立て削り用工具は、i)低コストで比較的簡単に製造できるほか、ii)半径／深さ比の小さい加工をも円滑に行うことができ、iii)マシニングセンタに取り付けることによりとくに能率的な切削加工を可能にする、といった効果を有する。切れ刃の内側にすくい面を形成し、切れ刃に続く側面部分に逃げ角を設けると、とくに円滑に切削加工を行える。 The cutting tool of the invention can be manufactured relatively easily at a low cost, ii) can be smoothly processed with a small radius / depth ratio, and iii) is particularly efficient when mounted on a machining center. Has an effect of enabling a smooth cutting process. If a rake face is formed on the inner side of the cutting edge and a clearance angle is provided on the side surface following the cutting edge, cutting can be performed particularly smoothly.
発明の立て削り加工方法によれば、半径／深さ比の小さい内側峡間部等の切削加工を精度よく能率的に行うことができる。上記の立て削り用工具をマシニングセンタに取り付けると、とくに能率的である。適切なタイミングで上記の立て削り用工具を軸心まわりに所定角度回転させるようにすれば、切れ刃の各部が切削加工を分担することになり、工具を長期間連続使用することが可能になる。また、工具を戻す際に切れ刃をワークから離すようにするなら、加工面に無駄な接触痕が残らない等の点で好ましい。そのほか、２面にはさまれた内側峡間部をワークに形成する際、エンドミルまたはドリルによって一部を切削加工したのちに上記の立て削り用工具を使用するのが、とくに能率的で好ましい。 According to the vertical machining method of the present invention , it is possible to efficiently and efficiently perform cutting of an inner canyon portion having a small radius / depth ratio. It is particularly efficient to attach the above-mentioned sharpening tool to the machining center. If the above-mentioned cutting tool is rotated by a predetermined angle around the axis center at an appropriate timing, each part of the cutting edge will share the cutting work, and the tool can be used continuously for a long period of time. . Further, if the cutting edge is separated from the workpiece when the tool is returned, it is preferable in that a useless contact mark does not remain on the processed surface. In addition, it is particularly efficient and preferable to use the above-mentioned cutting tool after partly cutting with an end mill or a drill when forming the inner canyon portion sandwiched between the two surfaces in the workpiece.
Claims (7)
1) エンドミルまたはドリルによって当該内側峡間部の一部を切削加工したのち、
2) エンドミルまたはドリルによる上記加工の切削残りを、上記の立て削り用工具を使用して切削することを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の立て削り加工方法。 In order to form the inner canyon part sandwiched between two continuous surfaces in the work,
1) After cutting a part of the inner canyon part with an end mill or drill,
2) The cutting method according to any one of claims 3 to 6, wherein a cutting residue of the processing by an end mill or a drill is cut by using the cutting tool.
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