JP2008264979A - 穿孔用回転切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】1本のツールで、下穴加である粗加工が可能で、かつ、ワークに形成される孔の真円度も更に良好にする。
【解決手段】穿孔用回転切削工具は、（１）ボディは、ねじれ角度が５〜３０度のフルート部を有し、（２）マージン部に０．２ｍｍの範囲で沿う様に多結晶ダイヤモンドチップ４を斜刃として配置し、（３）多結晶ダイヤモンドチップの、ツール進行方向の前側に先行刃部６が、後側には仕上げ刃部７が一体的に形成され、（４）刃食い付き部９，１１の心高Ｈは０±０．２ｍｍであり、以上の全ての条件を満たした穿孔用回転切削工具は、一本の工具でありながら、断続加工では無く、連続加工となることから粗加工をする能力があり、また、切粉を分断させながら切粉の排出抵抗を下げて、切粉の排出効率を向上させることができるので、切削時に切粉の影響を可能な限り排除することとなり、ワークに形成される孔の真円度を更に良好にする。
【選択図】図２

Description

本発明は、下穴加工に代表される様な粗加工が可能で、かつ、仕上げ加工にふさわしいワーク品位も得られる加工に適するリーマやドリルなどの穿孔用回転切削工具に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開平８−３９３５０号公報がある。この公報 の実施例 に記載されたリーマのボディには、３段、計１０枚の多結晶ダイヤモンドチップが固定され、先端第一段４枚の多結晶ダイヤモンドチップには、前側の第一の切刃部と 、第一切刃よりも外側に位置する第二の切刃（バリ取り刃）を設けている。尚、ボディの切り屑排出溝は回転軸と平行であり、多結晶ダイヤモンドチップも回転軸と平行な位置関係となっている。

特開平８−３９３５０号公報

しかしながら、前述した構造では、第二切刃でバリを除去できても、下穴加工に代表される粗加工を行なう能力は無い。又、多結晶ダイヤモンドチップも切り屑排出溝も回転軸と平行な位置関係であることから、切粉の排出抵抗が高く、４枚の仕上げ刃が断続的に作用するので、孔の真円度を良好にし難いといった問題点があった。

本発明は、1本のツールでありながら、下穴加工に代表される粗加工が可能であり、かつ、ワークに形成され孔の真円度を更に良好にさせるようにした穿孔用回転切削工具を提供することを目的とする。

本発明に係る穿孔用回転切削工具は、ボディの先端に多結晶ダイヤモンドチップが設けられた穿孔用回転切削工具において、
ボディは、ねじれ角度が５〜３０°のフルート部を有し、ツール軸芯に対してねじれ角度をもつフルート部の外縁をなすマージン部に沿って、先行刃部と仕上げ刃部とを有する多結晶ダイヤモンドチップが配置され、その多結晶ダイヤモンドチップの心高は０±０．２ｍｍであることを特徴とする。

本発明において、（１）ボディは、ねじれ角度が５〜３０度のフルート部を有し、（２）フルート部の外縁であるマージン部に沿うように多結晶ダイヤモンドチップを斜刃として配置し、（３）多結晶ダイヤモンドチップにおいてツール進行方向の前側には先行刃部が、後側には仕上げ刃部が一体的に形成され、（４）多結晶ダイヤモンドチップの心高は０±０．２ｍｍであり、以上の（１）〜（４）の条件を満足させることで、先行刃部と仕上げ刃部とを一体化させた多結晶ダイヤモンドチップを有する穿孔用回転切削工具は、粗加工も仕上げ加工も一本のツールで加工できるようになった。（１）〜（４）すべてを満たしたツールは、断続加工では無く、連続加工となることから粗加工をする能力があり、また、切粉を分断させながら切粉の排出抵抗を下げて、切粉の排出効率を向上させることができるので、切削時に切粉の影響を可能な限り排除することとなり、ワークに形成される孔の真円度を更に良好にすることもできた。

また、多結晶ダイヤモンドチップは、ツールの進行方向における先端側に第一の食い付き部をもった先行刃部と、先行刃部のツール進行方向における後方に位置する略Ｖ字又は略Ｕ字状のヌスミ部と、ヌスミ部より後方側に位置する第二の食い付き部をもった仕上げ刃部とが一体であり、第二の食い付き部の内端は、第一の食い付き部の外端よりも径方向において内側に位置し、第二の食い付き部の外端は、第一の食い付き部の外端より径方向外側に０．２５〜０．５ｍｍ位置し、第一の食い付き部の外端から第二の食い付き部の外端までの回転軸線方向における長さは１〜５ｍｍであり、仕上げ刃部は、第二の食い付き部の外端から回転軸線における後方に５〜８ｍｍ延在する部分を有すると、さらに、粗加工としての切削能力と、仕上げ加工の品位が両方共向上するので、一層好適である。

このような構成を採用した場合、多結晶ダイヤモンドチップだから高硬度であるし構成刃先ができない、かつ、斜刃であるから断続切削にならない、かつ心高が０±０．２ｍｍに管理されているから切削抵抗が小さいなどの理由により、先行刃部は切削負担が軽減されているので、第一の食い付き刃部は、下穴加工に代表される粗加工が可能なツールとしての性能を発揮し、さらに、高速送りであっても、第二の食い付き部の内端側の切刃部分は、略Ｖ字又は略Ｕ字状のヌスミ部である逃がし部分を利用して作られており、この切刃部分は、先行刃が切り残したワークを確実に除去するが、先行刃部よりも一層、切削負担が軽い（回転径で０．５〜１ｍｍの取り代であり、かつ、マージン部に沿った斜刃による連続切削である）ので、真円度が良好で且つバリが発生し難い孔を高精度に加工することができる。さらに、仕上げ刃部は、第二の食い付き部の外端から回転軸線方向において５〜８ｍｍの斜刃部分を有しているので、仕上げ刃部の第二の食い付き部が摩耗してワーク品位にかかわる切削能力が低下した場合も、再研摩によりツール機能を復帰させることができるだけの長さを有していることになる。

本発明によれば、1本のツールでありながら、下穴加工に代表される粗加工が可能であり、かつ、ワークに形成される孔の真円度を更に良好にさせることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る穿孔用回転切削工具の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、穿孔用回転切削工具１は、アルミニューム又はマグネシューム等からなるワークの加工に適したドリル付きリーマであり、超硬合金からなるボディ２を有している。このボディ２には、ねじれ角度が５〜３０度のフルート部（切り屑排出溝）３aが設けられていて、３はフルート外周のマージン部である。そして、ボディ２の先端側のすくい面には、対向するほぼ同一円周上の２ヶ所に、約０．８ｍｍの厚さを有する各１枚の裏打ち超硬付き多結晶ダイヤモンドチップ４が 裏面をろう付けによって貼り付かせるように固定されている。

図２及び図３に示すように、裏打ち超硬付き多結晶ダイヤモンドチップ４は平らな薄板形状を有し、この多結晶ダイヤモンドチップ４のツール進行方向の前側には、先行刃部６が形成され、後側には、仕上げ刃部７が形成されている。この多結晶ダイヤモンドチップ４は、先行刃部６の中心寄り前方で先端角度が概略１２０度をなすチゼル部８に沿って延在する第一の食い付き刃部９（図２の斜線部分）を有する。先行刃部６及び仕上げ刃部７は、ボディ２のマージン部３に沿って斜刃として配置される（図４参照）。

先行刃部６と仕上げ刃部７との間に配置された逃がし部（ヌスミ部）１０は、仕上げ刃部７の第二の食い付き部１１を一部に含んでいる略Ｖ字（又は略Ｕ字）状に形成されている。仕上げ刃部７の前方先端には、第二の食い付き刃部１１（図２の斜線部分）が形成されている。そして、ボディ２には、逃がし部１０の第二の食い付き刃部１１が良好に機能するように、切削工具の前逃げ面に相当する段差１３が円周上に形成されている。

なお、回転軸線Ｒに対し、第一及び第二の食い付き刃部９，１１の傾斜角度α及びβは、通常、１０〜６０°の範囲で、取り代、加工条件、ワーク材質、必要ワーク品位などを考慮して決められる。

また、回転軸線Ｒの方向における第一の食い付き部９の外端（いわゆる先行刃エッジ）９ａから第二の食い付き部１１の外端（いわゆる仕上げ刃エッジ）１１ａまでの回転軸線Ｒ方向における長さＬ１は、１ｍｍ以上必要である。これは、先行刃として機能させる為に必要な強度をもたせる事と、略Ｖ字（又はＵ字）状のヌスミ部１０をその間に構成させる為である。そして、加工する穴の形状や多結晶ダイヤモンドチップのコストの点から、長さＬ１は５ｍｍ以内である。

仕上げ刃部７は、第二の食い付き部１１の外端１１ａから回転軸線Ｒにおける後方に長さＬ３（５〜８ｍｍ）延在する斜刃部分７ａを有している。仕上げ刃部７の第二の食い付き部１１が摩耗してワーク品位にかかわる切削能力が低下した場合も、再研磨によりツール機能を復帰させることができる様に５〜８ｍｍの長さが必要である。さらに、図５に示すように、多結晶ダイヤモンドチップ４の第一食い付き部９の心高Ｈは、０±０．２ｍｍが適切であり、多結晶ダイヤモンドチップ４のマージン部３から±０．２ｍｍの範囲に沿って配置される。第二の食い付き部１１も同様である。

ここで、（１）ボディ２は、ねじれ角度が５〜３０度のフルート部３ａを有し、（２）フルート部３ａの外縁であるマージン部３に沿うように多結晶ダイヤモンドチップ４を斜刃として配置し、（３）多結晶ダイヤモンドチップ４においてツール進行方向の前側には先行刃部６が、後側には仕上げ刃部７が一体的に形成され、（４）多結晶ダイヤモンドチップ４の心高Ｈは０±０．２ｍｍであり、以上の（１）〜（４）の条件を満足させることで、先行刃部６と仕上げ刃部７とを一体化させた多結晶ダイヤモンドチップを有する多段式穿孔用回転切削工具１に関し、粗加工も仕上げ加工も一本のツールで加工できるようになり、さらに、切粉を分断させながら切粉の排出抵抗を下げて、切粉の排出効率を向上させることができるので、切削時に切粉の影響を可能な限り排除することとなり、ワークに形成される孔の真円度を更に良好にすることもできた。

また、多結晶ダイヤモンドチップ４は、第一の食い付き部９をもった先行刃部６と、略Ｖ字又は略Ｕ字状のヌスミ部１０と、ヌスミ部１０より後方側に位置する第二の食い付き部１１をもった仕上げ刃部７とが一体である。第二の食い付き部１１の内端１１ｂは、第一の食い付き部９の外端９ａよりも径方向において内側に位置する。第二の食い付き部１１の外端１１ａは、第一の食い付き部９の外端９ａより径方向外側に０．２５〜０．５ｍｍの長さＬ２をもって位置する。第一の食い付き部９の外端９ａから第二の食い付き部１１の外端１１ａまでの回転軸線Ｒ方向における長さＬ１は１〜５ｍｍである。仕上げ刃部７は、第二の食い付き部の外端から回転軸線における後方に５〜８ｍｍｍ延在する部分を有する。このような構成にすると、さらに、粗加工としての切削能力と、仕上げ加工の品位が両方共向上させることができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、図６及び図７に示すように、他の実施形態に係る穿孔用回転切削工具２０は、ボディ２１の先端に４枚の多結晶ダイヤモンドチップ４が十文字上に配置されたリーマである。このリーマ２０は、ドリルよって開けられた孔や、鋳抜き孔のまま加工する場合の仕上げに利用される。また、多段型、ダイヤモンドチップ１枚型、超硬以外のボディツールなどもある。

本発明に係る穿孔用回転切削工具の一実施形態を示す側面図である。 図１の要部を拡大した概略図である。 本発明に係る穿孔用回転切削工具に適用する多結晶ダイヤモンドチップの斜視図である。 回転切削工具を先行刃部及び仕上げ刃部側から見た拡大図である。 回転切削工具を先端側から見た拡大図である。 他の実施形態に係る穿孔用回転切削工具を示す側面図である。 回転切削工具を先端側から見た拡大図である。

符号の説明

１，２０…穿孔用回転切削工具、２…ボディ、３…マージン部、３ａ…フルート部、４…多結晶ダイヤモンドチップ、６…先行刃部、７…仕上げ刃部、７ａ…斜刃部分、９…第一の食い付き刃部、１０…逃がし部（ヌスミ部）、１１…第二の食い付き刃部、Ｈ…心高、Ｒ…回転軸線、Ｌ１…第一の食い付き部の外端から第二の食い付き部の外端までの回転軸線方向における長さ、Ｌ２…第一の食い付き部の外端から第二の食い付き部の外端までの径方向における長さ、Ｌ３…回転軸線方向における斜刃部分の長さ。

Claims (2)

1. ボディの先端に多結晶ダイヤモンドチップが設けられた穿孔用回転切削工具において、
   前記ボディは、ねじれ角度が５〜３０°のフルート部を有し、ツール軸芯に対してねじれ角度をもつ前記フルート部の外縁をなすマージン部に沿って、先行刃部と仕上げ刃部とを有する多結晶ダイヤモンドチップが配置され、その多結晶ダイヤモンドチップの心高は０±０．２ｍｍであることを特徴とする穿孔用回転切削工具。
2. 前記多結晶ダイヤモンドチップは、
   ツールの進行方向における先端側に第一の食い付き部をもった前記先行刃部と、前記先行刃部のツール進行方向における後方に位置する略Ｖ字又は略Ｕ字状のヌスミ部と、前記ヌスミ部より後方側に位置する第二の食い付き部をもった前記仕上げ刃部とが一体であり、
   前記第二の食い付き部の内端は、前記第一の食い付き部の外端よりも径方向において内側に位置し、前記第二の食い付き部の外端は、前記第一の食い付き部の前記外端より径方向外側に０．２５〜０．５ｍｍ位置し、
   前記第一の食い付き部の前記外端から前記第二の食い付き部の前記外端までの回転軸線方向における長さは１〜５ｍｍであり、
   前記仕上げ刃部は、前記第二の食い付き部の前記外端から回転軸線における後方に５〜８ｍｍ延在する斜刃部分を有することを特徴とする請求項１記載の穿孔用回転切削工具。

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