JP7004153B2 - Rotary cutting tools and chip dividers - Google Patents
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Description
本発明は、切削加工に用いる回転切削工具及びその切りくず分断部材に関する。 The present invention relates to a rotary cutting tool used for cutting and a chip dividing member thereof.
特許文献1に示した正面フライスカッタは、本体の外周を吸引フードで覆う場合に、生成された切屑を上方に吸引する。このため、切屑ポケットが略深さ方向に立ち上り、かつ軸方向に延びて本体の背面に抜ける案内壁を、切刃と向かい合う位置に備えている。
The front milling cutter shown in
特許文献1に示した正面フライスカッタは、本体の外周を吸引フードで覆うことを要する。また、この正面フライスカッタの案内壁は、切りくずを上方へ誘導する機能しかないため、切りくずの長さを短くすることができない。一方、吸引フードを用いない回転切削工具において、生成される切りくずを短く処理したい場合がある。すなわち、切りくずを短く分断できる回転切削工具が望まれていた。
In the front milling cutter shown in
本発明の回転切削工具は、切れ刃と、回転中心軸周りに回転する胴部と、工作機械への取付部とを有する。回転中心軸から離れる方向へ突出する切りくず分断部を有する。切りくず分断部は、切れ刃より取付部側に位置する。 The rotary cutting tool of the present invention has a cutting edge, a body portion that rotates around a center axis of rotation, and a mounting portion for a machine tool. It has a chip dividing part that protrudes in a direction away from the center of rotation axis. The chip dividing portion is located on the mounting portion side of the cutting edge.
本発明の切りくず分断部材は、回転切削工具へ着脱自在に装着される切りくず分断部材であって、外方に向かって突出する切りくず分断部を有する。 The chip dividing member of the present invention is a chip dividing member that is detachably attached to a rotary cutting tool and has a chip dividing portion that protrudes outward.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In addition, the positional relationship such as up, down, left, and right shall be based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratio is not limited to the ratio shown in the figure. Further, the following embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
図1は、本発明の実施形態に係る回転切削工具1を示す斜視図である。この実施形態に係る回転切削工具1は、切削インサート30を有する面取りカッタである。すなわち、回転切削工具1は、回転中心軸Aの周りに回転し、被加工物の角部への面取り加工(ミリング加工)に適するカッタである。
FIG. 1 is a perspective view showing a
図1などに示すように、回転切削工具1は、工具ボデー10、切りくず分断部材20及び切削インサート30を有する。回転切削工具1は、クランプ部材(締め付けねじ)を用いて、切削インサート30を工具ボデー10に固定している。なお、切削インサートの固定方法は、締め付けねじによる方法に限定されず、既知の様々な固定方法が適用できる。
As shown in FIG. 1 and the like, the
切削インサート30は切れ刃31を有する。切削インサート30は、工具ボデー10のインサート座へクランプするための、貫通穴を有する。切削インサート30は、略多角形板状である。すなわち、切削インサート30は、略多角形の2つの端面と、これらの端面をつなぐ周側面とを有する。この実施形態に係る切削インサート30の端面は略正方形である。切削インサート30の少なくとも一方の端面のうち、切れ刃31に接続する部分は、すくい面として機能する。切れ刃31に接続する周側面の部分は、逃げ面として機能する。なお、切削インサート30の形状は、略正方形板状に限らず様々なものが知られているが、本発明を適用するにあたって制限がないため、ここでは詳細な説明を省略する。
The
工具ボデー10は、胴部11と、工作機械への取付部12とを有する。胴部11は、回転中心軸Aを中心とする略円柱形状である。なお、この実施形態に係る回転切削工具1は面取りカッタであるため、胴部11が先端部13に向かうほど、細くなっている。胴部11は、先端部13側に外周部14からへこむ切りくずポケット16を有する。切りくずポケット16からさなにへこむように、切削インサート30を受容するインサート座を有する(図示しない)。インサート座は、切削インサート30の切れ刃31が面取り加工に適合するように配置する。具体的には、切削インサート30の周側面と当接するインサート座の壁面が回転中心軸Aに対して傾斜するように配置する。
The
工具ボデー10の取付部12は、略円柱形状であり、シャンクとも呼ばれる。この実施形態に係る回転切削工具1のシャンクの直径は約16mmである。
The
工具ボデー10は、胴部11におねじ部(第1の調整手段)15を有する。ただし、図1から図4において、ねじはねじ山が省略され、簡略に示されている。おねじ部15は、周囲の胴部11よりも一回り大きく形成されている。この実施形態に係る回転切削工具1は、おねじ部15の呼び径が約20mmである。
The
工具ボデー10は、胴部11に切りくず誘導凹部16を有する。図5に示すとおり、切りくず誘導凹部16の横断面は、曲率半径Rの略円弧状である。曲率半径Rは、例えば約3mmである。
The
切削インサート30の切れ刃31は、工具ボデー10の先端部13付近に、面取り加工に適合するように回転中心軸Aに対して傾斜するように配置する。切削インサート30は、貫通穴をクランプ部材によって押さえることで、工具ボデー10のインサート座に押し付けられて固定される。
The
切削インサート30の切れ刃31周辺の材質は、特に限定されるものではないが、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス、立方晶窒化ほう素を含む焼結体、単結晶ダイヤモンド及びダイヤモンドを含む焼結体等の硬質材料、又はこれら硬質材料の表面にPVDもしくはCVDによる被覆膜を被膜したものの中から選定するとよい。
The material around the
切りくず分断部材20は、切りくず分断部21を有する。切りくず分断部21は、回転切削工具1の回転中心軸Aから離れる方向、すなわち径方向に突出する。切りくず分断部21は、板状の部分を有するように形成されている。すなわち、切りくず分断部21は、円盤状の部分を有する。
The
切りくず分断部材20は、めねじ部(第2の調整手段)22を有する。めねじ部22は、胴部11のおねじ部15と螺合する形状とする。ただし、図1から図3において、ねじはねじ山が省略され、簡略に示されている。
The
切りくず分断部材20は、固定手段(締め付けねじ)40を用いて工具ボデー10の胴部11へ固定される。この実施形態に係る回転切削工具1は、締め付けねじ40を3個用いている。3個の締め付けねじ40は、等間隔に配置するとよい。なお、切りくず分断部材20の固定方法は、締め付けねじ40による方法に限定されない。切りくず分断部材20の固定方法は、既知の様々な固定方法が適用できる。
The
工具ボデー10の材質は、特に限定されるものではないが、例えば炭素鋼、合金鋼、工具鋼、アルミ合金、又はこれらの材料の表面に被覆膜を被覆したものの中から選定するとよい。また、被覆の方法は、メッキなどの既知の様々な被覆方法が適用できる。
The material of the
以上のように構成された工具ボデー10は、例えば切削加工により製造される。切りくず分断部材20も、例えば切削加工により製造される。切削加工に用いる工作機械は、旋盤やマシニングセンタなどの様々な既知の技術が適用できる。
The
切削インサート30は、例えば粉末加圧成形した成形体を焼結することにより製造される。さらに、必要に応じて、研削加工や被覆膜の被覆処理が行われる。切削インサート30の製造方法には、様々な既知の技術が適用できる。
The cutting
次に、この実施形態に係る回転切削工具1が奏する作用と効果について説明する。また、本発明の好ましい形態についても説明する。
Next, the action and effect of the
回転切削工具1は、例えばマシニングセンタなどの工作機械の主軸に、アダプタ(アーバ)などを介して装着され、金属などの切削加工に使用される。工作機械の主軸の回転に伴って回転切削工具が回転し、被加工物に近づけて切り込むことで、被加工物を切削加工する。この実施形態に係る回転切削工具1は、面取りカッタであるため、被加工物の面取り加工に特に適する。
The
図3に模式的に示すように、回転切削工具1は、切りくず分断部21を有することで、切れ刃31にて生成される切りくずCを、短く分断することができる。切れ刃31により被加工物Wから削り取られた切りくずCは、切りくず分断部21に勢いよく衝突することで分断される。特に、各種鋼材、アルミ合金及びステンレス鋼などの延性材料の面取り加工において、切りくずが伸び絡みやすいため、高い効果が得られる。なお、図3において、加工部が見えるように、被加工物Wを半分に切断したような形状で示したが、実際には略円筒状である。
As schematically shown in FIG. 3, the
例えば、炭素鋼の被加工物の面取り加工において、切りくず分断部21のない従来回転切削工具では、切りくずの長さが70mm以上となって伸び絡んでいた。この実施形態に係る回転切削工具1によると、例えば切りくずの長さを10mm以上50mm以下にまで短くできた。
For example, in the chamfering of a work piece of carbon steel, in a conventional rotary cutting tool having no
切りくず分断部21は、切れ刃31からの距離を、調整することができる。前述のとおり、切りくず分断部材20のめねじ部22は、胴部11のおねじ部15と螺合している。したがって、切りくず分断部材20を胴部11に対して相対的に回転させると、切りくず分断部21の回転中心軸A方向の位置を調整することができる。切りくず分断部21の位置(切れ刃31からの距離)を調整することで、切りくずの長さを自在に調整することができる。なお、切りくず分断部21の位置の調整手段は、ねじの螺合による方法に限定されない。切りくず分断部21の位置の調整手段は、既知の様々な技術を適用できる。ただし、切りくず分断部材20は、めねじ部(第2の調整手段)22と、胴部11のおねじ部15とを螺合させることで、簡単に精度よく、切りくず分断部21の位置を調整することができる。同時に、切りくずの衝突により発生する力に抗して、切りくず分断部21の位置を正確に保つことができる。この実施形態のような、ねじの螺合による調整手段は、構造も簡単であるため製造コストも低く、好ましい。従来技術では、切削油を勢いよく噴射して切りくずを吹き飛ばしていた。また、それでも切りくずが伸び絡むときはステップ加工(間欠動作)などを行わなければならなかった。この実施形態に係る回転切削工具1は、切削油やステップ加工によらず、好適に切りくずを短く処理できる。
The
切りくず分断部21の位置調整範囲は、5mm以上30mm以下が好ましい。位置調整範囲が5mmに満たないと、好適な短さに切りくずを調整できない場合がある。位置調整範囲が30mmを超えると、胴部11の長さが増加し、工具剛性が低下し、びびり振動などの不具合が発生しやすくなる。
The position adjustment range of the
切りくず分断部21は、板状に形成されると、回転切削工具1の全体の重量の増加を抑制できるため好ましい。特に、切りくず分断部21は、円盤状に形成されると、静バランスに加えて、回転時の動バランスが優れるようになるため好ましい。また、一周取り巻く壁面が形成されるため、切りくず分断部21の位置を調整するときに、常に切りくずの流出方向に切りくず分断部21を配置できる。なお、調整手段をねじの螺合によらず、例えばスライド式の調整手段などを用いる場合は、切りくずの流出方向にだけ切りくず分断部21が形成されればよい。その場合の切りくず分断部21は、円盤状である必要がなく、必要な部分にだけ配置して、さらに軽量化することができる。ただし、その場合でも回転時の動バランスに配慮することが好ましい。すなわち、切りくず分断部21は、回転中心軸Aに対して回転対称な位置に配置することが好ましい。
When the
切りくず分断部21により、工作機械の主軸に装着されるアダプタ(アーバ)の寿命を延長できる場合もある。切りくずが伸び絡むと、アダプタに傷をつける場合がある。この実施形態に係る回転切削工具1は、切りくず分断部21を有することにより、切りくずがアダプタに衝突することや、伸び絡むことを防止する。
The
前述のとおり、工具ボデー10の胴部11は、切りくず誘導凹部16を有する。切りくず誘導凹部16は、切りくずが切りくず分断部21に向かうように誘導する凹部である。すなわち、切りくず誘導凹部16は、切れ刃31と切りくず分断部21との間に配置する。切りくず誘導凹部16は、切れ刃31側から切りくず分断部21に向かって伸びている。切れ刃31で生成されて切りくず誘導凹部16に接触した切りくずは、進行方向を強制的に変えられ、切りくず誘導凹部16の伸びる方向に沿って、切りくず分断部21と衝突するように誘導される。
As described above, the
切りくずを好適に誘導するために、切りくず誘導凹部16の断面には好適な形状がある。図4に示したような切りくず誘導凹部16の切断面において、断面形状は略円弧状であることが好ましい。さらに、断面形状の円弧の曲率半径Rは、2mm以上4mm以下が好ましい。断面形状の曲率半径Rは、2mmに満たないと、切りくずが内部に入れずに乗り越えてしまう場合がある。断面形状の曲率半径Rは、4mmを超えると、切りくずを誘導する能力が弱まり、切りくずの流出方向が安定しなくなり、切りくず分断部21に衝突しない切りくずが増加する場合がある。
In order to guide chips favorably, the cross section of the
工具ボデー10の胴部11は、第2の凹部17を有する。第2の凹部17は、切りくずの噛み込みや擦過を防止するための凹みである。工具ボデー10は第2の凹部17を有することで、摩耗や欠損が抑制され、工具寿命が延長される。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の切削工具は、種々の変更が可能である。例えば、前述の実施形態では、略菱形板状の切削インサート30を用いたが、それに限定されず様々な形態のものに適用できる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the cutting tool of the present invention can be changed in various ways. For example, in the above-described embodiment, the cutting
本発明の切削工具は、切削インサートを用いる形態の切削工具にも限定されない。チップをろう付けする形態の切削工具や、一体タイプの切削工具などにも適用できる。 The cutting tool of the present invention is not limited to a cutting tool in the form of using a cutting insert. It can also be applied to cutting tools for brazing chips and integrated cutting tools.
前述した実施形態では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明については、請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることを理解されなければならない。すなわち、本発明には、請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。 Although the present invention has been described with some specificity in the above-described embodiments, the present invention is not limited thereto. It must be understood that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims. That is, the present invention includes all modifications, applications, and equivalents included in the ideas of the invention as defined by the claims.
1 回転切削工具
10 工具ボデー
11 胴部
12 取付部
13 先端部
14 外周部
15 第1の調整手段(おねじ部)
16 切りくずポケット
17 切りくず誘導凹部
18 第2の凹部
20 切りくず分断部材
21 切りくず分断部
22 第2の調整手段(めねじ部)
30 切削インサート
31 切れ刃
40 切りくず分断部材の固定ねじ(固定手段)
A 回転中心軸
C 切りくず
R 切りくず誘導凹部の横断面の曲率半径
W 被加工物
1
16
30
A Rotation center axis C Chip R Radius of curvature of the cross section of the chip guide recess W Work piece
Claims (7)
前記回転中心軸(A)から離れる方向へ突出する切りくず分断部(21)を有し、
前記切りくず分断部(21)は、前記切れ刃(31)より前記取付部(12)側に位置し、
前記切りくず分断部(21)は、前記切れ刃(31)からの距離を調整する調整手段を有し、
前記切りくず分断部(21)は切りくず分断部材(20)に形成され、
前記切りくず分断部(21)の前記調整手段は、前記胴部(11)におねじ部(15)を有し、前記切りくず分断部材(20)に前記おねじ部(15)と螺合するめねじ部(22)を有し、さらに前記切りくず分断部材(20)を前記胴部(11)へ固定する固定手段(40)を有する回転切削工具。 A rotary cutting tool (1) having a cutting edge (31), a body portion (11) that rotates around a rotation center axis (A), and a mounting portion (12) to a machine tool.
It has a chip dividing portion (21) protruding in a direction away from the rotation center axis (A).
The chip dividing portion (21) is located on the mounting portion (12) side of the cutting edge (31).
The chip dividing portion (21) has an adjusting means for adjusting the distance from the cutting edge (31).
The chip dividing portion (21) is formed on the chip dividing member (20).
The adjusting means of the chip dividing portion (21) has a threaded portion (15) on the body portion (11) and is screwed with the male threaded portion (15) on the chip dividing member (20). A rotary cutting tool having a female screw portion (22) and further having a fixing means (40) for fixing the chip dividing member (20) to the body portion (11) .
The rotary cutting tool according to claim 6 , wherein the cutting edge (31) is for chamfering.
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