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技術 回転切削工具

出願人 ユニオンツール株式会社
発明者 松永慎中村宗宏高橋昭一
出願日 2007年4月23日 (13年8ヶ月経過) 出願番号 2007-113581
公開日 2008年11月6日 (12年1ヶ月経過) 公開番号 2008-264964
状態 特許登録済
技術分野 フライス加工
主要キーワード 不等分割 モーメント負荷 転写痕 基端位置 工具外径 すかし角 バックテーパ 工具損傷
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年11月6日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

工具の更なる長寿命化を達成可能な極めて実用性に秀れた回転切削工具の提供。

解決手段

工具本体1の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝2が複数形成され、この切り屑排出溝2のすくい面3と前記工具本体1の外周面との交差稜線部に外周刃4が形成された回転切削工具であって、前記工具本体1の工具先端側に、前記外周刃4の外径D1及び前記工具本体1の心厚D2が共に工具先端から基端方向に向かって漸減するバックテーパ部Bを設ける。

概要

背景

例えば特許文献1には、工具本体の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝が複数形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の外周面との交差稜線部に外周刃が形成されたエンドミル等の回転切削工具の外周刃に、バックテーパを付与する(外周刃の外径を工具先端から基端方向に向かって漸減する形状とする)ことで、外周刃と被加工物との接触面積を小さくして切削抵抗を低減せしめ、工具の折損等を防止して工具の長寿命化を図る技術が開示されている。

特開2004−209559号公報

概要

工具の更なる長寿命化を達成可能な極めて実用性に秀れた回転切削工具の提供。工具本体1の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝2が複数形成され、この切り屑排出溝2のすくい面3と前記工具本体1の外周面との交差稜線部に外周刃4が形成された回転切削工具であって、前記工具本体1の工具先端側に、前記外周刃4の外径D1及び前記工具本体1の心厚D2が共に工具先端から基端方向に向かって漸減するバックテーパ部Bを設ける。

目的

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、外周刃と心厚のテーパ仕様を一致させることで、外周刃のすくい角を所望の角度で一定とすることが可能となり、工具基端側ほど外周刃のすくい角が鈍角化することがなく、外周刃基端側の切削性能が良好で、外周刃基端側の切削性の低下に起因する工具損傷を阻止して工具の更なる長寿命化を達成可能な極めて実用性に秀れた回転切削工具を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

工具本体の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝が複数形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の外周面との交差稜線部に外周刃が形成された回転切削工具であって、前記工具本体の工具先端側には、前記外周刃の外径及び前記工具本体の心厚が共に工具先端から基端方向に向かって漸減するバックテーパ部が設けられていることを特徴とする回転切削工具。

請求項2

請求項1記載の回転切削工具であって、前記バックテーパ部における前記外周刃の外径及び前記工具本体の心厚の漸減度合いは略同等に設定されていることを特徴とする回転切削工具。

請求項3

請求項1,2いずれか1項に記載の回転切削工具であって、前記バックテーパ部は、前記外周刃の最大外径の0.5〜3倍の長さ範囲で設けられていることを特徴とする回転切削工具。

請求項4

請求項1〜3いずれか1項に記載の回転切削工具であって、前記工具本体にして前記バックテーパ部より工具基端側には、前記外周刃の外径及び前記工具本体の心厚が共に工具先端から基端方向に向かって漸増するフロントテーパ部が設けられていることを特徴とする回転切削工具。

請求項5

請求項4記載の回転切削工具であって、前記フロントテーパ部における前記外周刃の外径及び前記工具本体の心厚の漸増度合いは略同等に設定されていることを特徴とする回転切削工具。

請求項6

請求項1〜5いずれか1項に記載の回転切削工具であって、前記切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の先端逃げ面との交差稜線部には夫々底刃が設けられ、この底刃のすかし角は5°〜25°に設定されていることを特徴とする回転切削工具。

請求項7

請求項6記載の回転切削工具であって、前記外周刃及び前記底刃は、工具本体の円周方向に不等分割に配置されていることを特徴とする回転切削工具。

技術分野

0001

本発明は、回転切削工具に関するものである。

背景技術

0002

例えば特許文献1には、工具本体の外周に工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝が複数形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の外周面との交差稜線部に外周刃が形成されたエンドミル等の回転切削工具の外周刃に、バックテーパを付与する(外周刃の外径を工具先端から基端方向に向かって漸減する形状とする)ことで、外周刃と被加工物との接触面積を小さくして切削抵抗を低減せしめ、工具の折損等を防止して工具の長寿命化を図る技術が開示されている。

0003

特開2004−209559号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、本発明者等が種々の実験を行ったところ、上記特許文献1に開示される技術によっても、工具の折損等の防止作用は不十分であり、未だ十分な工具の長寿命化は図られていないことを確認した。そして、更に検討を進めたところ、未だ十分な工具の長寿命化が図られていない原因は以下の点に起因することを見い出した。

0005

即ち、図1及び図2に図示したように、従来の工具本体aの心厚d(切り屑排出溝の溝底を連ねた円の直径)は、同一径か(図1)若しくは工具先端から基端側に向かって漸増するように構成されており(図2)、外周刃bにバックテーパを付与した場合、外周刃bと心厚dとのテーパ仕様(テーパ方向または度合い)が一定でなくなるため、外周刃bのすくい角が一定とならず、工具基端側ほど外周刃bのすくい角が鈍角化して切削性が低下し、工具損傷の原因となっていたことを見い出した。尚、図中、符号cはシャンク連設されるテーパ部である。

0006

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、外周刃と心厚のテーパ仕様を一致させることで、外周刃のすくい角を所望の角度で一定とすることが可能となり、工具基端側ほど外周刃のすくい角が鈍角化することがなく、外周刃基端側の切削性能が良好で、外周刃基端側の切削性の低下に起因する工具損傷を阻止して工具の更なる長寿命化を達成可能な極めて実用性に秀れた回転切削工具を提供するものである。

課題を解決するための手段

0007

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

0008

工具本体1の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝2が複数形成され、この切り屑排出溝2のすくい面3と前記工具本体1の外周面との交差稜線部に外周刃4が形成された回転切削工具であって、前記工具本体1の工具先端側には、前記外周刃4の外径D1及び前記工具本体1の心厚D2が共に工具先端から基端方向に向かって漸減するバックテーパ部Bが設けられていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

0009

また、請求項1記載の回転切削工具であって、前記バックテーパ部Bにおける前記外周刃4の外径D1及び前記工具本体1の心厚D2の漸減度合いは略同等に設定されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

0010

また、請求項1,2いずれか1項に記載の回転切削工具であって、前記バックテーパ部Bは、前記外周刃4の最大外径の0.5〜3倍の長さ範囲で設けられていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

0011

また、請求項1〜3いずれか1項に記載の回転切削工具であって、前記工具本体1にして前記バックテーパ部Bより工具基端側には、前記外周刃4の外径D1及び前記工具本体1の心厚D2が共に工具先端から基端方向に向かって漸増するフロントテーパ部Fが設けられていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

0012

また、請求項4記載の回転切削工具であって、前記フロントテーパ部Fにおける前記外周刃4の外径D1及び前記工具本体1の心厚D2の漸増度合いは略同等に設定されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

0013

また、請求項1〜5いずれか1項に記載の回転切削工具であって、前記切り屑排出溝2のすくい面3と前記工具本体1の先端逃げ面5との交差稜線部には夫々底刃6a・6bが設けられ、この底刃6a・6bのすかし角αは5°〜25°に設定されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

0014

また、請求項6記載の回転切削工具であって、前記外周刃4及び前記底刃6a・6bは、工具本体1の円周方向に不等分割に配置されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

発明の効果

0015

本発明は上述のようにしたから、外周刃のすくい角を所望の角度で一定とすることが可能となり、工具基端側ほど外周刃のすくい角が鈍角化することがなく、外周刃基端側の切削性能が良好で、外周刃基端側の切削性の低下に起因する工具損傷を阻止して工具の更なる長寿命化を達成可能な極めて実用性に秀れた回転切削工具となる。

発明を実施するための最良の形態

0016

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

0017

工具本体1の工具先端側に、外周刃4の外径D1と工具本体1の心厚D2とを共に工具先端から基端方向に向かって漸減せしめる(外周刃4の外径D1及び工具本体1の心厚D2にバックテーパを付与する)バックテーパ部Bを設けることで、外周刃4の外径D1と工具本体1の心厚D2のテーパ仕様が一致することになり、外周刃4のすくい角を工具先端から基端にかけて一定として常に所望のすくい角を維持することが可能となり、外周刃4はその基端側においても良好な切削性能を維持でき、従って、外周刃基端側が径小となり被加工物との接触面積を小さくできるのは勿論、従来問題となっていた外周刃基端側における切削性の低下が解消され、更なる工具の長寿命化を図ることが可能となる。

0018

本発明の具体的な実施例について図3〜7に基づいて説明する。

0019

本実施例は、工具本体1の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝2が複数形成され、この切り屑排出溝2のすくい面3と前記工具本体1の外周面との交差稜線部に外周刃4が形成された回転切削工具であって、前記工具本体1の工具先端側には、前記外周刃4の外径D1及び前記工具本体1の心厚D2が共に工具先端から基端方向に向かって漸減するバックテーパ部Bが設けられているものである。

0020

具体的には、本実施例は、図3、4に図示したように、切り屑排出溝2のすくい面3(の先端側に設けたギャッシュ面7)と工具本体1の先端逃げ面5との交差稜線部には夫々切れ刃を有する底刃6a・6bが設けられ、基端部にフライス盤の工具取り付け部と連結するシャンク部10を有し、フライス盤に取り付けられ鉄鋼材料等の金属に平面加工や3次元加工等の切削加工を施す4枚刃ラジアスエンドミルである。

0021

尚、図中、符号8はすくい面3の先端側に設けたギャッシュ面7と対向するギャッシュ対向面、9はギャッシュ面7とギャッシュ対向面8とを連設するギャッシュ底面、11はシャンク部10とアンダーカット部Uとを連設するテーパ部、12は外周刃4と底刃6a・6bとを連設するコーナR刃である。

0022

各部を具体的に説明する。

0023

4つの切り屑排出溝2は、底刃6a(親刃)を形成するすくい面3を有する2つの切り屑排出溝2が回転方向後方の切り屑排出溝に対して92°間隔で設けられ、底刃6b(子刃)を形成するすくい面3を有する2つの切り屑排出溝2が回転方向後方の切り屑排出溝に対して88°間隔で設けられている(図4参照)。尚、図中、符号Xは工具の回転方向である。

0024

また、4つの外周刃4及び4つの底刃6a・6bも夫々切り屑排出溝2の間隔と同間隔で設けられている。

0025

即ち、前記外周刃4及び前記底刃6a・6bは、工具本体1の円周方向に不等分割に配置されている。従って、親刃が子刃より回転方向に2°進んでいることで、親刃の切削抵抗が低減され、ビビリが抑制されることになる。

0026

また、底刃6a・6bのすかし角αは5°〜25°に設定すると良い。本実施例においては10°に設定されている。従って、すかし角αが大きく、それだけ工具先端の切削抵抗が低減され、切削加工中に工具にかかるモーメント負荷を小さくできる。

0027

また、本実施例は、図5に図示したように、外周刃4を有する刃部をバックテーパ部Bとし、この刃部とテーパ部11とを外周刃4が形成されず刃部より径小なアンダーカット部Uで連設した構成であり、バックテーパ部Bにおける外周刃4の外径D1及び工具本体1の心厚D2の漸減度合いは略同等に設定されている。

0028

即ち、図5のバックテーパ部Bにおいて、外周刃4の外径D1及び心厚D2の左側から右側に向かう工具軸芯に対する下り傾斜角度(テーパ半角)は、略同一角度に設定されている。具体的には、テーパ半角は0.5°〜1.5°の範囲に設定するのが好ましい。刃長やバックテーパ部Bを設ける範囲にもよるが、0.5°以下では切削抵抗減少効果が顕著に現れず、1.5°以上では強度が低下し過ぎるからである。本実施例においては、外周刃4の外径D1及び心厚D2のテーパ半角は1°に設定されている。

0029

従って、外周刃4の外径D1及び心厚D2のテーパ仕様がバックテーパとなるだけでなく、バックテーパ部Bにおいては外周刃4の外径D1と心厚D2との差が一定で、外周刃4のすくい角も一定となり、従来のように工具基端側ほど切削性能が低下することがなく、切削性が一定となり、それだけ工具の損傷が抑制される。

0030

具体的には、バックテーパ部Bは、工具本体1の先端部に形成される底刃6a・6bと外周刃4とを連設するコーナR刃12の基端からアンダーカット部Uの先端まで設けられている。

0031

即ち、外周刃4は外径D1がコーナR刃12の基端からアンダーカット部Uの先端まで漸減するように構成され、心厚D2は、工具先端から基端方向に向かって漸減するように構成され、両者が共に漸減している領域がバックテーパ部Bに設定されている。尚、心厚D2を示す破線の工具基端側の立ち上がり部13は、溝研削終了時の砥石転写痕に相当する部分である。

0032

また、バックテーパ部Bは、外周刃4の最大外径の0.5〜3倍の長さ範囲で設けるのが好ましい。刃長やテーパ半角にもよるが0.5倍未満では切削抵抗低下効果が薄く、3倍以上では強度が低下し過ぎるからである。本実施例においては、外周刃4の最大外径の約1倍の範囲に設けている。

0033

また、本実施例のようなアンダーカット部Uを設けず、刃長を長くしたロング刃長工具においては、心厚D2を工具先端から基端側に向かって漸減するように構成した場合、必然的に刃部根元部の断面二次モーメントが小さくなり、工具の強度が低下してしまう。この強度の低下は、刃長が工具外径(外周刃4の最大外径)の2倍以上の場合に顕著となる。

0034

そのため、この場合、工具本体1にしてバックテーパ部Bより工具基端側に、外周刃4の外径D1及び工具本体1の心厚D2が共に工具先端から基端方向に向かって漸増するフロントテーパ部Fを設けると良い(図6、7参照)。このようにフロントテーパ部Fを工具基端側に設けた場合には、設けない場合に比し、基端側の心厚D2が大きくなり、それだけ剛性が向上する。

0035

また、バックテーパ部Bと同様の理由から、このフロントテーパ部Fにおける外周刃4の外径D1及び工具本体1の心厚D2の漸増度合いは略同等に設定すると良い。また、フロントテーパ部Fにおけるテーパ半角は漸増した工具基端部における外径が工具先端部における外周刃4の外径D1以下となる範囲で設定すると良い。

0036

具体的には、図6は、刃部の先端側にバックテーパ部Bを設け基端側にフロントテーパ部Fを設けて、刃部をバックテーパ部Bとフロントテーパ部Fとで略二分した構成とした例である。図6においては、バックテーパ部BはコーナR刃12の基端位置から刃部の略中央位置まで設けられ、フロントテーパ部Fは刃部の略中央位置(バックテーパ部Bの基端位置)から心厚D2の立ち上がり部13の先端位置まで設けられている。

0037

また、図7は、バックテーパ部Bとフロントテーパ部Fとの間に外周刃4の外径D1及び心厚D2を一定とするストレート部Sを設けた例であり、特に刃長が長い場合にバックテーパ及びフロントテーパ加工が必要な部分が減少し、それだけ加工作業が容易化する利点がある。図7においては、バックテーパ部BはコーナR刃12の基端位置からストレート部Sの先端位置まで設けられ、ストレート部Sはバックテーパ部Bの基端位置からフロントテーパ部Fの先端位置まで設けられ、フロントテーパ部Fはストレート部Sの基端位置から心厚D2の立ち上がり部13の先端位置まで設けられている。

0038

尚、本実施例は、4枚刃ラジアスエンドミルについて詳述したが、スクエアエンドミルボールエンドミルであっても、また、3枚刃以下や5枚刃以上のエンドミルであっても同様である。

0039

また、工具本体1の外周に、前記切り屑排出溝2のすくい面3と外周刃4を形成する外周逃げ面を設けても良い。

0040

本実施例は上述のように構成したから、工具本体1の工具先端側に、外周刃4の外径D1と工具本体1の心厚D2とを共に工具先端から基端側に向かって漸減せしめる(外周刃4の外径D1及び工具本体1の心厚D2にバックテーパを付与する)バックテーパ部Bを設けることで、外周刃4の外径D1と工具本体1の心厚D2のテーパ仕様が一致することになり、外周刃4のすくい角を工具先端から基端にかけて一定のすくい角を維持することが可能となり、外周刃4はその基端側においても良好な切削性能を維持でき、従って、外周刃基端側が径小となり被加工物との接触面積を小さくできるのは勿論、従来問題となっていた外周刃基端側における切削性の低下が解消され、更なる工具の長寿命化を図ることが可能となる。

0041

更に、本実施例においては、すかし角を大きくし、且つ、外周刃4と底刃6a・6bとを不等分割に配置することで、切削時に工具本体1が受ける負荷が可及的に小さくなり、工具損傷が抑制され、一層工具寿命の長期化を図ることが可能となる。

0042

従って、本実施例は、外周刃のすくい角を所望の角度で一定とすることが可能となり、工具基端側ほど外周刃のすくい角が鈍角化することがなく、外周刃基端側の切削性能が良好で、外周刃基端側の切削性の低下に起因する工具損傷を阻止して工具の更なる長寿命化を達成可能な極めて実用性に秀れた回転切削工具となる。

図面の簡単な説明

0043

従来例の概略説明側面図である。
従来例の概略説明側面図である。
本実施例の構成概略説明側面図である。
本実施例の構成概略説明正面図である。
本実施例の概略説明側面図である。
別例の概略説明側面図である。
別例の概略説明側面図である。

符号の説明

0044

1工具本体
2切り屑排出溝
3すくい面
4外周刃
5先端逃げ面
6a・6b底刃
D1外径
D2心厚
Bバックテーパ部
Fフロントテーパ部
α すかし角

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