図面 (/)

技術 切削工具

出願人 住友電工ハードメタル株式会社
発明者 中田伸哉堤湧貴
出願日 2016年5月19日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2016-100714
公開日 2017年11月24日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-205844
状態 未査定
技術分野 穴あけ工具
主要キーワード 勾玉形状 前方側内壁 接線角度 外周側内壁 工具費 流体シミュレーション 三つ葉状 葉形状
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(2017年11月24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 (20)

課題

切削工具の強度低下を最低限に留めつつ、冷却液の流量を増加させ、かつ切れ刃の中央部および最外周部に向かって効率的に冷却液を供給可能な切削工具を提供する。

解決手段

切削工具100は、すくい面14aと、逃げ面10とを有している。逃げ面10には、冷却液供給孔1が設けられている。すくい面14aと逃げ面10との稜線が切れ刃13を構成している。軸線Oに直交する断面Sにおける冷却液供給孔1の外形30、は、切れ刃13に対向する第1部分31と、第1部分31から見て切れ刃13と反対側にある第2部分32とを含んでいる。第1部分31は、第2部分32に向かって延在する凹部40を有する。凹部40は、互いに対向する第1側部41および第2側部42と、第1側部41および第2側部42の双方と連なる底部43とにより規定されている。断面Sにおいて、第1側部41の接線41aと、第2側部42の接線42aとがなす角度θ1は、160°以下である。

概要

背景

クーラント穴付きの切削工具においては、クーラント穴の断面形状は一般的に丸いものが多い。しかしながら、クーラント供給量を増加させ、刃先温度上昇を抑制するために、クーラント穴の断面形状を変えた切削工具が提案されている。

たとえば特開2011−20255号公報(特許文献1)には、クーラント穴の断面形状を略三角形状にしたクーラント穴付のドリルが記載されている。当該クーラント穴の内壁面間隙は、外周側に向かうに従い漸次増大し、かつ増大する割合が外周側に向けて漸次大きくなるように形成されている。

また国際公開2014/118881号公報(特許文献2)には、クーラント穴の断面形状を略台形形状にしたクーラント穴付のドリルが記載されている。当該クーラント穴は、前方側内壁面と、前方側内壁面と対向する後方側内壁面と、外周側内壁面と、外周側内壁面の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する内周側内壁面とにより囲まれている。

概要

切削工具の強度低下を最低限に留めつつ、冷却液の流量を増加させ、かつ切れ刃の中央部および最外周部に向かって効率的に冷却液を供給可能な切削工具を提供する。切削工具100は、すくい面14aと、逃げ面10とを有している。逃げ面10には、冷却液供給孔1が設けられている。すくい面14aと逃げ面10との稜線が切れ刃13を構成している。軸線Oに直交する断面Sにおける冷却液供給孔1の外形30、は、切れ刃13に対向する第1部分31と、第1部分31から見て切れ刃13と反対側にある第2部分32とを含んでいる。第1部分31は、第2部分32に向かって延在する凹部40を有する。凹部40は、互いに対向する第1側部41および第2側部42と、第1側部41および第2側部42の双方と連なる底部43とにより規定されている。断面Sにおいて、第1側部41の接線41aと、第2側部42の接線42aとがなす角度θ1は、160°以下である。

目的

本発明の一態様の目的は、切削工具の強度低下を最低限に留めつつ、冷却液の流量を増加させ、かつ切れ刃の中央部および最外周部に向かって効率的に冷却液を供給可能な切削工具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

軸線周りに回転可能に構成された切削工具であって、すくい面と、前記すくい面と連なる逃げ面とを備え、前記逃げ面には、冷却液供給孔が設けられており、前記すくい面と前記逃げ面との稜線切れ刃を構成し、前記軸線に直交する断面における前記冷却液供給孔の外形は、前記軸線に平行な方向から見て、前記切れ刃に対向する第1部分と、前記第1部分から見て前記切れ刃と反対側にある第2部分とを含み、前記第1部分は、前記第2部分に向かって延在する凹部を有し、前記凹部は、互いに対向する第1側部および第2側部と、前記第1側部および前記第2側部の双方と連なる底部とにより規定され、前記断面において、前記第1側部の接線と、前記第2側部の接線とがなす角度は、160°以下である、切削工具。

請求項2

前記第2部分は、外側に凸の形状を有する、請求項1に記載の切削工具。

請求項3

前記軸線と平行な方向から見て、前記切れ刃の外周端部と、前記軸線とを繋ぐ直線に平行な第1方向において、前記外形は、前記軸線から前記外周端部に向かって、前記第1方向に対して垂直な第2方向における寸法が小さくなる部分を有する、請求項1または請求項2に記載の切削工具。

請求項4

前記軸線に平行な方向から見て、前記第1方向における前記外形の最大寸法は、前記第2方向における前記第1部分から前記第2部分までの寸法よりも大きい、請求項3に記載の切削工具。

請求項5

前記外形は、前記第1側部と連なる第1凸部と、前記第2側部と連なる第2凸部と、前記第1凸部および前記第2凸部の双方と連なる第3凸部とを有し、前記第3凸部は、前記底部から見て、前記切れ刃と反対側に延在する、請求項1に記載の切削工具。

技術分野

0001

本発明は、切削工具に関し、特定的には、軸線周りに回転可能に構成されたクーラント穴付きの切削工具に関する。

背景技術

0002

クーラント穴付きの切削工具においては、クーラント穴の断面形状は一般的に丸いものが多い。しかしながら、クーラント供給量を増加させ、刃先温度上昇を抑制するために、クーラント穴の断面形状を変えた切削工具が提案されている。

0003

たとえば特開2011−20255号公報(特許文献1)には、クーラント穴の断面形状を略三角形状にしたクーラント穴付のドリルが記載されている。当該クーラント穴の内壁面間隙は、外周側に向かうに従い漸次増大し、かつ増大する割合が外周側に向けて漸次大きくなるように形成されている。

0004

また国際公開2014/118881号公報(特許文献2)には、クーラント穴の断面形状を略台形形状にしたクーラント穴付のドリルが記載されている。当該クーラント穴は、前方側内壁面と、前方側内壁面と対向する後方側内壁面と、外周側内壁面と、外周側内壁面の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する内周側内壁面とにより囲まれている。

先行技術

0005

特開2011−20255号公報
国際公開2014/118881号公報

発明が解決しようとする課題

0006

クーラント穴の断面積を拡大すると切れ刃への冷却効果は高まる。しかしながら、断面積の拡大によって工具本体の肉厚が減少するため、切削工具の強度は低下し、加工中に工具が折損するリスクが高まる。そのため、切削工具の強度低下を最低限に留めつつ、穴の断面積を拡大して冷却液の流量を増加させ、効率的に切れ刃へクーラントを供給することが望ましい。

0007

特開2011−20255号公報に記載のドリルを回転させながら切削加工を行う場合、冷却液にかかる遠心力のため、一部の冷却液はクーラント穴から逃げ面の外周側を通って回転方向の後方(ヒール側)に流れ、残りの冷却液はクーラント穴から逃げ面の内周側を取って回転方向の後方(ヒール側)に流れる。そのため、上記ドリルにおいては、クーラント穴から見て回転方向の前方に位置する切れ刃の中央部、および切れ刃のうち最も切削速度が高く刃先の温度上昇が著しい最外周部に向かって冷却液を効果的に供給することができなかった。

0008

本発明の一態様の目的は、切削工具の強度低下を最低限に留めつつ、冷却液の流量を増加させ、かつ切れ刃の中央部および最外周部に向かって効率的に冷却液を供給可能な切削工具を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

本発明の一態様に係る切削工具は、軸線の周りに回転可能に構成された切削工具であって、すくい面と、すくい面と連なる逃げ面とを備えている。逃げ面には、冷却液供給孔が設けられている。すくい面と逃げ面との稜線が切れ刃を構成している。軸線に直交する断面における冷却液供給孔の外形は、軸線に平行な方向から見て切れ刃に対向する第1部分と、第1部分から見て切れ刃と反対側にある第2部分とを含んでいる。第1部分は、第2部分に向かって延在する凹部を有する。凹部は、互いに対向する第1側部および第2側部と、第1側部および第2側部の双方と連なる底部とにより規定されている。断面において、第1側部の接線と、第2側部の接線とがなす角度は、160°以下である。

発明の効果

0010

本発明の一態様によれば、切削工具の強度低下を最低限に留めつつ、冷却液の流量を増加させ、かつ切れ刃の中央部および最外周部に向かって効率的に冷却液を供給可能な切削工具を提供することができる。

図面の簡単な説明

0011

本実施形態に係るドリルの構成を示す平面模式図である。
図1の領域IIにおける斜視模式図である。
本実施形態に係るドリルの構成を示す正面模式図である。
図3のIV−IV線に沿った矢視断面模式図である。
図1のV−V線に沿った矢視断面模式図である。
第1冷却液供給孔の第1変形例の構成を示す断面模式図である。
第1冷却液供給孔の第2変形例の構成を示す断面模式図である。
第1冷却液供給孔の第3変形例の構成を示す断面模式図である。
第1冷却液供給孔の第4変形例の構成を示す断面模式図である。
本実施形態に係るドリルの変形例の構成を示す斜視模式図である。
本実施形態に係るドリルの変形例の構成を示す正面模式図である。
本実施形態に係るエンドミルの構成を示す正面模式図である。
サンプル1に係るドリルの構成を示す正面模式図である。
サンプル2に係るドリルの構成を示す正面模式図である。
サンプル3に係るドリルの構成を示す正面模式図である。
サンプル4に係るドリルの構成を示す正面模式図である。
冷却液吐出量と、冷却液供給孔の形状との関係を示す図である。
番面における冷却液の平均流速と、冷却液供給孔の形状との関係を示す図である。
2番面における冷却液の平均流速と、凹部の接線角度θ1との関係を示す図である。

0012

[本発明の実施形態の概要
まず、本発明の実施形態の概要について説明する。

0013

(1)本発明の一態様に係る切削工具100は、軸線Oの周りに回転可能に構成された切削工具100であって、すくい面14aと、すくい面14aと連なる逃げ面10とを備えている。逃げ面10には、冷却液供給孔1が設けられている。すくい面14aと逃げ面10との稜線が切れ刃13を構成している。軸線Oに直交する断面Sにおける冷却液供給孔1の外形30は、軸線Oに平行な方向から見て、切れ刃13に対向する第1部分31と、第1部分31から見て切れ刃13と反対側にある第2部分32とを含んでいる。第1部分31は、第2部分32に向かって延在する凹部40を有する。凹部40は、互いに対向する第1側部41および第2側部42と、第1側部41および第2側部42の双方と連なる底部43とにより規定されている。断面Sにおいて、第1側部41の接線41aと、第2側部42の接線42aとがなす角度θ1は、160°以下である。

0014

上記(1)に係る切削工具100によれば、切れ刃13に対向する第1部分31は凹部40を有しており、凹部40の第1側部41の接線41aと、第2側部42の接線42aとがなす角度θ1は、160°以下である。これにより、切れ刃13の中央部および最外周部に向かって、冷却液を効果的に供給することができる。また凹部40が第2部分32に向かって延在することで、切れ刃13と開口部50との間の肉厚を確保することができる。結果として、切削工具100の強度の低下を最小限に留めつつ、冷却液の流量を増加させることができる。

0015

(2)上記(1)に係る切削工具100において、第2部分32は、外側に凸の形状を有してもよい。回転方向の後方に位置する第2部分32の寸法を狭くすることにより、回転方向の前方に位置する切れ刃に向かう切削液の流量を増加することができる。

0016

(3)上記(1)または(2)に係る切削工具100において、軸線Oと平行な方向から見て、切れ刃13の外周端部71と、軸線Oとを繋ぐ直線に平行な第1方向Aにおいて、外形30は、軸線Oから外周端部71に向かって、第1方向Aに対して垂直な第2方向Bにおける寸法が小さくなる部分39を有していてもよい。これにより、切れ刃13の最外周部に向かって、冷却液を効果的に供給することができる。

0017

(4)上記(3)に係る切削工具100において、軸線Oに平行な方向から見て、第1方向Aにおける外形30の最大寸法は、第2方向Bにおける第1部分31から第2部分32までの寸法よりも大きくてもよい。これにより、切れ刃13の最外周部に向かって、冷却液をより効果的に供給することができる。

0018

(5)上記(1)に係る切削工具100において、外形30は、第1側部41と連なる第1凸部81と、第2側部42と連なる第2凸部82と、第1凸部81および第2凸部82の双方と連なる第3凸部83とを有していてもよい。第3凸部83は、底部43から見て、切れ刃13と反対側に延在する。これにより、冷却液の流量を増加することができる。

0019

[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面に基づいて本発明の実施形態(以降、本実施形態と称する)の詳細について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

0020

まず、本実施形態に係る切削工具100の構成について説明する。
図1図3に示されるように、本実施形態に係る切削工具100は、たとえば、軸線Oの周りに回転可能に構成されたドリル100であって、先端部4と、後端部5と、シャンク部6と、第1すくい面14aと、第2すくい面24aと、第1逃げ面10と、第2逃げ面20と、第1溝部14と、第2溝部24とを主に有している。第1溝部14および第2溝部24は、切屑排出溝である。図2および図3に示されるように、第1逃げ面10は、第1すくい面14aと連なる。第1すくい面14aと第1逃げ面10との稜線が第1切れ刃13を構成している。同様に、第2逃げ面20は、第2すくい面24aと連なる。第2すくい面24aと第2逃げ面20との稜線が第2切れ刃23を構成している。

0021

図1および図2に示されるように、第1逃げ面10には、第1冷却液供給孔1が設けられている。第1冷却液供給孔1は、第1逃げ面10および後端部5の双方に開口する。第1冷却液供給孔1の後端部5の開口部から冷却液が導入され、第1逃げ面10の第1開口部50から冷却液が放出される。同様に、第2逃げ面20には、第2冷却液供給孔2が設けられている。第2冷却液供給孔2は、第2逃げ面20および後端部5の双方に開口する。第2冷却液供給孔2の後端部5の開口部から冷却液が導入され、第2逃げ面20の第2開口部60から冷却液が放出される。

0022

図3に示されるように、第1逃げ面10は、第1前方逃げ面11(二番面)と、第1後方逃げ面12(三番面)とにより構成されている。第1前方逃げ面11の外周側に、第1マージン部15が設けられていてもよい。第1開口部50は、たとえば第1後方逃げ面12に開口している。第1開口部50は、第1前方逃げ面11に開口していてもよいし、第1前方逃げ面11および第1後方逃げ面12の境界19を横切るように開口していてもよい。軸線Oに平行な方向から見て、第1開口部50は、第1切れ刃13と、第1ヒール部18と、第1外周部16とに囲まれている。

0023

同様に、第2逃げ面20は、第2前方逃げ面21(二番面)と、第2後方逃げ面22(三番面)とにより構成されている。第2前方逃げ面21の外周側に、第2マージン部25が設けられていてもよい。第2開口部60は、たとえば第2後方逃げ面22に開口している。第2開口部60は、第2前方逃げ面21に開口していてもよいし、第2前方逃げ面21および第2後方逃げ面22の境界29を横切るように開口していてもよい。軸線Oに平行な方向から見て、第2開口部60は、第2切れ刃23と、第2ヒール部28と、第2外周部26とに囲まれている。

0024

図3に示されるように、第1逃げ面10は、第1ヒール部18において第1ヒール面17と連なっている。第1ヒール面17は、第2溝部24に連なっている。第1ヒール部18は、軸線Oに対して平行な方向から見て、直線状に伸長している。同様に、第2逃げ面20は、第2ヒール部28において第2ヒール面27と連なっている。第2ヒール面27は、第1溝部14に連なっている。第2ヒール部28は、軸線Oに対して平行な方向から見て、直線状に伸長している。

0025

図4に示されるように、第1前方逃げ面11は、軸線Oに対して垂直な平面から後端部5側に傾斜している。第1後方逃げ面12は、第1前方逃げ面11に対して後端部5側に傾斜している。軸線Oに平行な方向Xにおいて、第1開口部50において第1切れ刃13の近くに位置する部分51は、第1切れ刃13の遠くに位置する部分52よりも、工具の回転方向の前方側に位置する。第1すくい面14aは、軸線Oと平行な方向Xよりも、第1開口部50側に傾斜していてもよい。

0026

次に、軸線に直交する断面における第1冷却液供給孔の構成について説明する。
図5は、切削工具100の先端部4から後端部5の方向へ距離H(図1参照)だけ離れた位置において、軸線Oに直交する面で切削工具100を切断した際の切削工具100の断面Sの一部を示している。距離Hは、たとえば5mmである。図5に示されるように、当該断面Sにおける、第1冷却液供給孔1の外形30は、たとえば勾玉形状である。外形30は、たとえば第1部分31と、第2部分32とにより構成されている。第1部分31は、軸線Oに平行な方向から見て、第1切れ刃13に対向する。第2部分32は、第1部分31と連なり、第1部分31から見て第1切れ刃13と反対側にある。第1部分31は、第2部分32に向かって延在する凹部40を有する。凹部40は、第2部分32に向かって突出している。言い換えれば、凹部40は、内側に凸である。凹部40は、たとえば円弧状である。第2部分32は、好ましくは、断面Sにおいて外側に凸の形状を有しているが、内側に凸の形状を有していてもよい。

0027

凹部40は、互いに対向する第1側部41および第2側部42と、第1側部41および第2側部42の双方と連なる底部43とにより規定されている。第1部分31は、凹部40と、第1側部41と連なる第1凸部33と、第2側部42と連なる第2凸部36とを有していてもよい。第1凸部33は、第1頂点34を有する。第2凸部36は、第2頂点37を有する。第1頂点34および第2頂点37の少なくとも一方は、外形30において第1切れ刃13と最近接する位置である。第1凸部33および第2凸部36は、たとえば円弧状である。

0028

図3に示されるように、軸線Oに平行な方向から見て、第1切れ刃13は、回転方向の後方に突出するように湾曲している部分を有していてもよい。軸線Oに平行な方向から見て、凹部40の底部43は、第1切れ刃13の湾曲部に対向いてもよい。凹部40の底部43は、第1切れ刃13の中央に対向していてもよい。

0029

断面Sにおいて、第1側部41の第1接線41aと、第2側部42の第2接線42aとがなす角度θ1は、0°より大きく160°以下が好ましい。さらに言えば、角度θ1は、40°以上150°以下がより効果的である。第1接線41aは、たとえば第1頂点34と底部43とを繋ぐ第1曲線変曲点における第1曲線の接線である。同様に、第2接線42aは、たとえば第1頂点34と底部43とを繋ぐ第2曲線の変曲点における第2曲線の接線である。たとえば、第1接線41aと第2接線42aとがなす角度θ1が最小となるように、第1頂点34および底部43の間のある位置における第1曲線の第1接線41aが決定され、かつ第2頂点37および底部43の間のある位置における第2曲線の第2接線42aが決定される。角度θ1を160°以下とすることにより、第1切れ刃13の中央部Cに向かって、冷却液を効果的に供給することができる。

0030

図3および図5に示されるように、軸線Oと平行な方向から見て、第1切れ刃13の外周端部71と、軸線Oとを繋ぐ直線Aに平行な方向を第1方向Aとする。図5に示されるように、第1冷却液供給孔1の外形30は、軸線Oから外周端部71に向かうにつれて、第1方向Aに対して垂直な第2方向Bにおける寸法が小さくなる狭窄部分39を有していてもよい。狭窄部分39は、第1部分31の一部と、第2部分32の一部とにより構成される。言い換えれば、狭窄部分39は、第1部分31と第2部分32との境界を含んでいる。これにより、第1切れ刃13の最外周部Dに向かって、冷却液を効果的に供給することできる。結果として、周速が高いために発熱量が大きくなる第1切れ刃13の外周端部71を効果的に冷却することができる。

0031

図5に示されるように、第1方向Aにおける外形30の最大寸法WAは、好ましくは、第2方向Bにおける第1部分31から第2部分32までの寸法WBよりも大きい。最大寸法WAは、寸法WBの1.1倍以上、4.0倍以下が好ましい。さらに言えば、最大寸法WAは、寸法WBの1.4倍以上、2.0倍以下がより効果的である。なお、外形30が勾玉形状(図5参照)の場合は、寸法WBは、第2方向Bにおける外形30の最大寸法である。外形30が三つ葉状図9参照)の場合は、寸法WBは、第2方向Bにおける第1凸部81から窪み部84までの距離または第2方向Bにおける第2凸部82から窪み部85までの距離である。第2方向Bにおける、第1頂点34または第2頂点37から底部43までの距離WC(図5参照)は、寸法WBの0.01倍以上、0.5倍以下が好ましい。さらに言えば、距離WCは、寸法WBの0.03倍以上、0.3倍以下がより効果的である。

0032

図3および図5に示されるように、軸線Oに平行な方向から見て、外周端部71と軸線Oとを繋ぐ直線Aに対して垂直な方向における冷却液供給孔1の第1頂点34から直線Aまでの距離をLAとし、外周端部71と軸線Oとを繋ぐ直線Aに対して垂直な方向における第2頂点37から直線Aまでの距離をLBとする。工具の刃先径(つまり、軸線Oに平行な方向から見て、第1切れ刃13の外周端部71と第2切れ刃23の外周端部72との間の距離)をLDとすると、LAは0.03×LD以上0.20×LD以下であり、LBは0.03×LD以上0.20×LD以下の範囲にあり、かつLB/LAが0.8以上1.3以下の関係を満たすことが好ましい。これにより、冷却液供給孔から出た冷却液のうち工具回転方向後方に向く流れをより多く切れ刃の外周部に向かって供給することができる。

0033

次に、第1冷却液供給孔の第1変形例の構成について説明する。
図6に示されるように、凹部40は、角張っていてもよい。凹部40の底部43は、第2部分32に向かってっている。第1側部41および第2側部42は、直線状である。底部43は、2つの直線が繋がった頂点である。第1接線41aは、たとえば直線状の第1側部41と、曲線状の第1凸部33との境界35における接線である。言い換えれば、第1接線41aは、第1側部41に沿った直線である。同様に、第2接線42aは、たとえば直線状の第2側部42と、曲線状の第2凸部36との境界38における接線である。言い換えれば、第2接線42aは、第2側部42に沿った直線である。

0034

次に、第1冷却液供給孔の第2変形例の構成について説明する。
図7に示されるように、凹部40は、直線状の第1側部41と、直線状の第2側部42と、直線状の底部43とにより規定されていてもよい。底部43が延在する方向は、第1方向Aとほぼ平行であってもよい。第1側部41と底部43とがなす第2角度θ2は、たとえば90°以上である。同様に、第2側部42と底部43とがなす第3角度θ3は、たとえば90°以上である。第2角度θ2は、第3角度θ3と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

0035

第1接線41aは、第1側部41に沿った直線である。同様に、第2接線42aは、第2側部42に沿った直線である。第2角度θ2および第3角度θ3の双方が90°である場合、軸線Oに平行な方向から見て、第1側部41の第1接線41aと、第2側部42の第2接線42aとがなす角度θ1は、0°である。

0036

次に、第1冷却液供給孔の第3変形例の構成について説明する。
図8に示されるように、第1冷却液供給孔1の外形30は、仮想三角形53に内接していてもよい。具体的には、第1部分は、凹部40と、第1側部41と連なる第1凸部33と、第2側部42と連なる第2凸部36とを有している。第1凸部33は、直線状の第1対向部34を有している。同様に、第2凸部36は、直線状の第2対向部37を有している。凹部40は、第1対向部34および第2対向部37の間にある。第2部分は、互いに対向する第1直線部32aおよび第2直線部32bと、第1直線部32aおよび第2直線部32bの間にある曲率部32cとを有する。

0037

第1直線部32aは、第1対向部34および第2直線部32bの各々に対して傾斜している。同様に、第2直線部32bは、第2対向部37および第1直線部32aの各々に対して傾斜している。第1対向部34および第2対向部37と、第1直線部32aと、第2直線部32bとは、仮想の三角形に接している。上記においては、外形30は、仮想の三角形に内接する場合について説明したが、第外形30は、仮想の三角形に内接する場合に限定されない。外形30は、たとえば仮想の四角形(たとえば台形長方形または正方形など)に内接してもよいし、仮想の多角形に内接してもよい。

0038

次に、第1冷却液供給孔の第4変形例の構成について説明する。
図9に示されるように、第1冷却液供給孔1の外形30は、三つ葉形状であってもよい。具体的には、外形30は、第1凸部81と、第2凸部82と、第3凸部83とを有している。第1凸部81は、第1側部41と連なる。第2凸部82は、第2側部42と連なる。第3凸部83は、第1凸部81および第2凸部82の双方と連なる。

0039

第3凸部83は、凹部40の底部43から見て、第1切れ刃13と反対側に延在する。言い換えれば、第3凸部83は、第1切れ刃13と反対側に突出する。第2凸部82は、第1切れ刃13の外周端部71に向かって延在する。第1凸部81と第3凸部83との境界である第1窪み部84は、外形30の内部から見て、第2凸部82の反対側にある。第1窪み部84は、第1ヒール部18に対向する。第1凸部81は、軸線Oに向かって延在する。第2凸部82と第3凸部83との境界である第2窪み部85は、外形30の内部から見て、第1凸部81の反対側にある。第2窪み部85は、第1外周部16に対向する。

0040

なお、図3および図9に示されるように、軸線Oと平行な方向から見て、第1逃げ面10の形状および第2逃げ面20の形状は、点対称である。同様に、軸線Oと平行な方向から見て、第1切れ刃13の形状および第2切れ刃23の形状は、点対称である。同様に、軸線Oと平行な方向から見て、第1冷却液供給孔の外形30の形状および第2冷却液供給孔2の外形の形状は、点対称である。そのため、第1開口部50の場合と同様に、第2開口部60からの冷却液は、効果的に第2前方逃げ面21の中央部Cおよび最外周部Dに供給される。つまり、第2切れ刃23の中央部および最外周部に向かって冷却液が効果的に供給される。

0041

次に、本実施形態に係るドリルの変形例の構成について説明する。
図10および図11に示されるように、第1開口部50は、第1切れ刃13と、第1ヒール部18と、第1外周部16とに囲まれている。第1開口部50の形状は、勾玉形状である。第1逃げ面10は、第1ヒール部18において第1ヒール面17と連なっている。第1ヒール面17は、第2溝部24に連なっている。第1ヒール部18は、軸線Oに対して平行な方向から見て、円弧状に伸長していてもよい。同様に、第2逃げ面20は、第2ヒール部28において第2ヒール面27と連なっている。第2ヒール面27は、第1溝部14に連なっている。第2ヒール部28は、軸線Oに対して平行な方向から見て、円弧状に伸長していてもよい。

0042

第1ヒール部18の形状は、一般的には直線形状である。しかしながら、直線形状の場合には、寸法のばらつきによって、第1ヒール部18と第1冷却液供給孔1が交差する場合も想定される。この場合、冷却液は第1ヒール面17へ流れやすくなる。その結果、逃げ面10への冷却液供給量が僅かながら少なくなる場合がある。図11に示されるように、第1ヒール部18の形状を円弧形状とすることにより、冷却液をより効果的に第1逃げ面10へ供給することができる。同様に、第2ヒール部28の形状を円弧形状とすることにより、冷却液をより効果的に第2逃げ面20へ供給することができる。

0043

切削工具は、軸線Oを中心に回転しながら被削材を切削可能な回転切削工具であればよく、ドリルに限定されない。切削工具は、たとえば底刃外周刃とを有するエンドミルであってもよいし、刃先交換式の工具であっても、同様の効果が得られる。

0044

図12に示されるように、エンドミル101は、たとえば、第1すくい面14aと、第1逃げ面10と、第2すくい面24aと、第2逃げ面20とを主に有している。第1すくい面14aと第1逃げ面10との稜線が、第1底刃13を構成する。同様に、第2すくい面24aと第2逃げ面20との稜線が、第2底刃23を構成する。

0045

第1逃げ面10は、第1前方逃げ面11と第1後方逃げ面12とを含んでいる。第1冷却液供給孔1の第1開口部50は、たとえば第1前方逃げ面11と第1後方逃げ面12とに跨ぐように設けられている。言い換えれば、第1開口部50は、第1前方逃げ面11と第1後方逃げ面12との境界19を横切るように設けられている。同様に、第2逃げ面20は、第2前方逃げ面21と第2後方逃げ面22とを含んでいる。第2冷却液供給孔2の第2開口部60は、たとえば第2前方逃げ面21と第2後方逃げ面22とに跨ぐように設けられている。言い換えれば、第2開口部60は、第2前方逃げ面21と第2後方逃げ面22との境界29を横切るように設けられている。

0046

次に、本実施形態に係る切削工具の作用効果について説明する。
本実施形態に係る切削工具100によれば、第1切れ刃13に対向する第1部分31が凹部40を有し、凹部40の第1側部41の接線41aと、第2側部42の接線42aとがなす角度θ1は、160°以下である。これにより、第1切れ刃13の中央部に向かって、冷却液を効果的に供給することができる。また凹部40が第2部分32に向かって延在することで、第1切れ刃13と外形30との間の肉厚を確保することができる。結果として、切削工具100の強度の低下を最小限に留めつつ、冷却液の流量を増加させることができる。

0047

また本実施形態に係る切削工具100によれば、第2部分32は、外側に凸の形状を有している。回転方向の後方に位置する第2部分32の寸法を狭くすることにより、回転方向の前方に位置する第1切れ刃13に向かう切削液の流量を増加することができる。

0048

さらに本実施形態に係る切削工具100によれば、軸線Oと平行な方向から見て、第1切れ刃13の外周端部71と、軸線Oとを繋ぐ直線に平行な第1方向Aにおいて、外形30は、軸線Oから外周端部71に向かって、第1方向Aに対して垂直な第2方向Bにおける寸法が小さくなる狭窄部分39を有している。これにより、第1切れ刃13の最外周部に向かって、冷却液を効果的に供給することができる。

0049

さらに本実施形態に係る切削工具100によれば、軸線Oに平行な方向から見て、第1方向Aにおける外形30の最大寸法は、第2方向Bにおける第1部分31から第2部分32までの寸法よりも大きい。これにより、第1切れ刃13の最外周部に向かって、冷却液をより効果的に供給することができる。

0050

さらに本実施形態に係る切削工具100によれば、外形30は、第1側部41と連なる第1凸部81と、第2側部42と連なる第2凸部82と、第1凸部81および第2凸部82の双方と連なる第3凸部83とを有している。第3凸部83は、底部43から見て、切れ刃13と反対側に延在する。これにより、冷却液の流量を増加することができる。

0051

さらに上記実施形態に係る切削工具100は、切削工具の強度を従来と同等に保ちつつ、冷却液供給孔の断面積を拡大して切削液の供給量を増加させることができる。さらに、上記実施形態に係る切削工具100は、従来十分に届けることが難しかった切れ刃の中央部および最外周部に向かって冷却液を効果的に供給することができる。これにより、増加した切削液で切りくずの円滑な排出を促すだけでなく、例えばステンレス鋼のような熱伝導率が低い被削材に対しても、高温となる刃先を効果的に冷却・潤滑し、安定的かつ高能率な切削加工を可能とする。また、切れ刃の温度上昇抑制により摩耗も低減できるため、1本の工具を長く使用することができ、使用現場での工具費削減にも寄与する。

0052

サンプル準備
まず、冷却液供給孔の断面形状の異なるサンプル1〜4に係る切削工具100のモデルを準備した。図13に示されるように、サンプル1に係る切削工具100のモデルは、略円形の冷却液供給孔1を有している。冷却液供給孔1の断面積は1.6mm2である。図14に示されるように、サンプル2に係る切削工具100のモデルは、略三角形状の冷却液供給孔1を有している。冷却液供給孔1の断面積は3.0mm2である。図15に示されるように、サンプル3に係る切削工具100のモデルは、略台形状の冷却液供給孔1を有している。冷却液供給孔1の断面積は3.0mm2である。図16に示されるように、サンプル4に係る切削工具100のモデルは、勾玉形状の冷却液供給孔1を有している。冷却液供給孔1の断面積は3.0mm2である。

0053

評価方法
サンプル1〜4に係る切削工具100のモデルを用いて、冷却液の1分間の吐出量と、第1前方逃げ面11および第2前方逃げ面21(すなわち二番面)における平均流速とを流体シミュレーションにより計算した。ドリルの直径を8.0mmとした。ドリルの周速を80m/分とした。第1冷却液供給孔1および第2冷却液供給孔2に導入される冷却液の流入圧力を2.0MPaとした。

0054

(評価結果)
図17は、冷却液吐出量と、冷却液供給孔の形状との関係を示す図である。冷却液吐出量とは、冷却液供給孔から1分間に出る冷却液のトータルの流量である。図17においては、サンプル1に係る切削工具のモデルの冷却液吐出量を100(%)として、各サンプルの冷却液吐出量を相対的に示している。図17に示されるように、サンプル2〜4に係る切削工具は、サンプル1に係る切削工具よりも冷却液の吐出量が大きい。つまり、冷却液供給孔1の断面積を大きくすることにより、切削液の吐出量が大きくなることが確かめられた。また同じ冷却液供給孔1の断面積の場合、勾玉形状の冷却液供給孔1を有するサンプル4に係る切削工具は、略三角形状の冷却液供給孔1を有するサンプル2および略台形形状の冷却液供給孔1を有するサンプル3に係る切削工具よりも、切削液の吐出量が大きくなることが確かめられた。

0055

図18は、2番面における冷却液の平均流速と、冷却液供給孔の形状との関係を示す図である。図18においては、サンプル1に係る切削工具のモデルの冷却液の平均流速を100(%)として、各サンプルの冷却液の平均流速を相対的に示している。図18に示されるように、サンプル2および3に係る切削工具は、サンプル1に係る切削工具よりも2番面における冷却液の平均流速が低い。つまり、単に冷却液供給孔1の断面積を大きくするだけでは、2番面における冷却液の平均流速が高くならないことが確かめられた。一方、サンプル4に係る切削工具は、サンプル1に係る切削工具よりも2番面における冷却液の平均流速が22%高くなった。つまり、冷却液供給孔1の断面形状を勾玉形状とすることにより、冷却液の吐出量を大きくし、かつ2番面における冷却液の平均流速を高くすることできることが確かめられた。

0056

(サンプル準備)
次に、冷却液供給孔の断面形状を勾玉形状とし、かつ凹部40の接線角度θ1の異なる切削工具100のモデルを準備した。接線角度θ1は、前述した第1接線41aと第2接線42aとがなす角度θ1(図5参照)である。図5で示すような形状の外形30の凹部40の接線角度θ1を、180°から40°まで変化させたモデルを作成した。

0057

(評価方法)
各接線角度における冷却液の平均流速を流体シミュレーションにより計算した。第1凸部33および第2凸部36の曲率半径を0.49mmとした。第2部分32の曲率半径を1.05mmとした。ドリルの直径を8.0mmとした。ドリルの周速を80m/分とした。第1冷却液供給孔1および第2冷却液供給孔2に導入される冷却液の流入圧力を2.0MPaとした。

0058

(評価結果)
図19は、2番面における冷却液の平均流速と、凹部40の接線角度θ1との関係を示す図である。図19に示されるように、接線角度θ1が180°における冷却液の平均流速は、約3.3(m/s)である。接線角度θ1が小さくなると、冷却液の平均流速は徐々に増加する。接線角度θ1が160°以下になると、冷却液の平均流速は急激に増加する。接線角度θ1が60°以上160°未満の範囲において、冷却液の平均流速はほぼ一定であり、高い平均流速を維持する。接線角度θ1が60°未満になると、冷却液の平均流速は徐々に減少するが依然高い平均流速を示す。つまり、接線角度θ1が160°以下の条件において、2番面における冷却液の平均流速が高くなることが実証された。

実施例

0059

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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。

0060

1 第1冷却液供給孔(冷却液供給孔)
2 第2冷却液供給孔
4 先端部
5後端部
6シャンク部
10 第1逃げ面(逃げ面)
14a 第1すくい面
11 第1前方逃げ面
12 第1後方逃げ面
13 第1切れ刃(切れ刃)
14 第1溝部
15 第1マージン部
16 第1外周部
17 第1ヒール面
18 第1ヒール部
19,29,35,38境界
20 第2逃げ面
21 第2前方逃げ面
22 第2後方逃げ面
23 第2切れ刃
24 第2溝部
24a 第2すくい面
25 第2マージン部
26 第2外周部
27 第2ヒール面
28 第2ヒール部
30外形
31 第1部分
32 第2部分
32a 第1直線部
32b 第2直線部
32c曲率部
33,81 第1凸部
34 第1頂点(第1対向部)
36,82 第2凸部
37 第2頂点(第2対向部)
39狭窄部分(部分)
40 凹部
41 第1側部
41a 第1接線(接線)
42 第2側部
42a 第2接線(接線)
43 底部
50 第1開口部(開口部)
51,52 部分
53三角形
60 第2開口部
71外周端部
83 第3凸部
84,85 窪み部
100切削工具、ドリル
101 切削工具、エンドミル
A 第1方向
B 第2方向
C 中央部
D 最外周部
O軸線
WA 最大寸法
WB 寸法
WC 距離
X 方向

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ