JP2004058168A

JP2004058168A - Cutting tool for precision machining

Info

Publication number: JP2004058168A
Application number: JP2002216199A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Murakami; 村上　大介; Masanobu Ueda; 上田　正信
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP3950380B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve serviceable life of a tool by contriving the edge shape of a cutting tool for precision machining to eliminate deterioration of the surface finish of machining due to increase in the cutting resistance and to enhance the strength of an edge. <P>SOLUTION: A chamfer 4 whose lateral cutting edge angle α of the edge tip is larger than 6° and smaller than the lateral cutting edge angle α1 of the edge rear part is provided in the tip part of the cutting edge 3. A chamfer whose front cutting edge angle of the edge tip increases more than the front cutting edge angle in the rear part side by setting its upper limit to 84° may be provided as a substitute of the chamfer 4. The nose radius of the edge is set to 0.02mm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器部品などの高精度小物部品の精密加工を行う切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
精密部品の仕上げ加工では、高加工精度が要求される。その要求に対し、加工の高能率化が図れる旋削加工で応えようとすると、刃先の工夫された切削工具が必要になる。
【０００３】
旋削加工において、加工面の面粗さを小さくするためには、刃先のノーズＲを大きくして幾何学的な関係から決定される理論面粗さを小さくすればよいことが知られているが、刃先のノーズＲを大きくすると切削背分力が増大する。
【０００４】
このため、精密部品の加工ではノーズＲ０．０３ｍｍ程度のチップが用いられ、また、それでもノーズＲが大きい場合にはノーズＲ０のチップが用いられている。
【０００５】
また、ノーズＲを小さくすることによる加工面の荒れを抑えるために、一般に、送り０．０２ｍｍ／ｒｅｖ以下、切り込み０．１ｍｍ以下の切削条件が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の切削条件では切屑が薄くなって被削材が切れ難くなり、その状況でノーズＲが大きくて切削背分力が増大すると、加工面がうねったり、工具のいわゆるビビリ（振動）が発生して加工面の面粗さが悪化する。
【０００７】
また、この問題に対応するためにノーズＲを小さくしているが、ノーズＲを小さくすると刃先強度が低下して刃先に集中する応力により刃先が欠け易くなり、工具寿命が低下する。
【０００８】
なお、加工面の面粗さを小さくするために、横切れ刃角を定義する基準面に対して５°以下の角度をもつさらい刃をつけることもなされているが、これは、ノーズＲを大きくしたときと同様に切削背分力が増大して面粗さを悪化させる加工面のうねりや工具のビビリが発生する。
【０００９】
この発明は、上述した切削背分力の増加の問題と刃先強度低下の問題を併せて解決することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、切れ刃部に、刃先先端の横切れ刃角を６度よりも大、刃先後部の横切れ刃角よりも小となすチャンファを有し、刃先のノーズＲが０．０２ｍｍ以下に設定されている精密加工用切削工具と、切れ刃部に、刃先先端の前切れ刃角を刃先後部の前切れ刃角よりも大、８４度よりも小となすチャンファを有し、刃先のノーズＲが０．０２ｍｍ以下に設定されている精密加工用切削工具を提供する。
【００１１】
どちらの工具も、ノーズＲのより好ましい値は０．０１ｍｍ以下である。これ等の工具は、穴径５ｍｍ以下、穴深さ５ｍｍ以上の穴の内径加工を行うボーリングバイトとして構成されている場合に特に顕著な効果が得られる。
【００１２】
【作用】
刃先のノーズＲを０．０２ｍｍ以下にしたので、ノーズＲを０．０３ｍｍ程度にした従来工具と比較すると切削抵抗が減少し、加工面のうねりや工具のビビリが無くなる。
【００１３】
また、チャンファをつけると、刃先形状をノーズＲの大きな刃先やさらい刃を形成した刃先の形状に近づけて理論面粗さを小さくすることができ、ノーズＲを小さくしたことによる加工面の荒れを妨げる。
【００１４】
さらに、チャンファの設置により刃先が強化されてノーズＲを小さくしたことによる刃先強度の低下も補われ、従って、この発明によれば高加工精度の確保と工具の寿命向上を両立させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の切削工具の実施形態を示す。この切削工具は、内径加工用のボーリングバイトであって、シャンク１の先端に切れ刃３を有する。２はシャンク１と一体に加工された工具ホルダへの取付部である。
【００１６】
切れ刃３は、シャンク１の先端に一体に形成されるもの、シャンク１の先端にチップを接合してそのチップに形成されるもののどちらであってもよい。
【００１７】
この切れ刃３の刃先形状の一例を図２、図３に示す。
図２の切れ刃３は、刃先先端部に、刃先先端の横切れ刃角αを６度を下限にして刃先後部の横切れ刃角α１よりも小さくするチャンファ４を設けている。また、横切れ刃３ａとチャンファ４との交差部に生じるノーズの曲率半径Ｒ（ノーズＲ）を０．０２ｍｍ以下にしている。
【００１８】
この切れ刃３は、チャンファ４を設けることでノーズＲを小さくすることによる刃先強度の低下を防ぎ、かつ、ノーズＲを小さくすることで切削抵抗を低減させている。
【００１９】
なお、チャンファ４は、横切れ刃角αをα１よりも小さくするものでなければ、チャンファ設置による刃先強化と理論面粗さの低減効果が得られない。また、角度αが６度以下のチャンファ４は、従来のさらい刃と機能上差の無いものになって切削抵抗を増大させ、加工面のうねりや工具のビビリを無くすことができない。
【００２０】
さら、ノーズＲは、工具を成形するときにどうしてもコーナに丸味が生じてしまうが、その値を０．０２ｍｍ以下にしないと切削抵抗が増大して加工面の面粗さが悪化する。そのノーズＲは、精密研磨などで０．０２ｍｍ以下にすることができる。
【００２１】
このノーズＲを０．０１ｍｍ以下にすれば、うねりの小さいより良い加工面が得られる。
【００２２】
図３の切れ刃３は、刃先先端部に、刃先先端の前切れ刃角βを８４度を上限にして刃先後部の前切れ刃角β１よりも増大させるチャンファ５を設け、さらに、前切れ刃３ｂとチャンファ５との交差部に生じるノーズの曲率半径Ｒを０．０２ｍｍ以下にしている。この図３の切れ刃３も、ノーズＲを小さくして切削抵抗を低減し、さらに、ノーズＲを小さくすることによる刃先強度の低下をチャンファ５を設けて防いでいる。
【００２３】
チャンファ５の前切れ刃角βは、８０度〜６０度で刃先後部の前切れ刃角β１よりも小に設定すると特に良い。
【００２４】
また、ノーズＲは、図２の切れ刃と同様、０．０１ｍｍ以下にすると切削抵抗がより減少して好ましい。
【００２５】
なお、図２の刃形は、前切れ刃角を小さく設定する工具に適し、一方、図３の刃形は、横切れ刃角を小さく設定する工具に適する。
【００２６】
また、図１の如きボーリングバイトが、穴径５ｍｍ以下、穴深さ５ｍｍ以上の穴の内径加工用として構成されている場合、シャンク１の剛性が低くなるため切削抵抗で刃先が逃げ易く、従って、このような工具に図２、図３の刃形を利用すると特に効果がある。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の切削工具は、刃先のノーズＲを０．０２ｍｍ以下にして切削抵抗を低減し、また、ノーズＲを小さくすることによる刃先強度の低下、理論面粗さの荒れを、刃先先端の横切れ刃や前切れ刃にチャンファをつけて防ぐようにしたので、切削抵抗による加工面のうねり、工具のビビリを無くして加工面の面品位を向上させ、同時に刃先の欠損を減らして工具寿命を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の切削工具の実施形態を示す斜視図
【図２】刃先の刃形の一例を示す拡大平面図
【図３】刃先の刃形の他の例を示す拡大平面図
【符号の説明】
１　シャンク
２　取付部
３　切れ刃
３ａ　横切れ刃
３ｂ　前切れ刃
α、α１　横切れ刃角
β、β１　前切れ刃角
Ｒ　ノーズの曲率半径（ノーズＲ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting tool for precision machining small precision parts such as electronic equipment parts.
[0002]
[Prior art]
In the finishing of precision parts, high processing accuracy is required. In order to meet such demands by turning, which can increase the efficiency of machining, a cutting tool with a devised cutting edge is required.
[0003]
In turning, it is known that the surface roughness of the machined surface can be reduced by increasing the nose R of the cutting edge to reduce the theoretical surface roughness determined from a geometrical relationship. When the nose R of the cutting edge is increased, the cutting back force increases.
[0004]
For this reason, a chip having a nose radius of about 0.03 mm is used in the processing of precision parts, and a nose radius R0 tip is used when the nose radius is still large.
[0005]
Further, in order to suppress the roughness of the machined surface due to the reduction of the nose R, cutting conditions of feed 0.02 mm / rev or less and cutting depth 0.1 mm or less are generally adopted.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Under the above cutting conditions, the chips become thin and the work becomes difficult to cut. If the nose radius is large and the cutting back force increases in such a situation, the machined surface undulates and so-called chatter (vibration) of the tool occurs. As a result, the surface roughness of the machined surface deteriorates.
[0007]
In order to cope with this problem, the nose radius is reduced. However, when the nose radius is reduced, the edge strength is reduced and the edge is easily chipped due to stress concentrated on the edge, thereby shortening the tool life.
[0008]
In addition, in order to reduce the surface roughness of the machined surface, a knurling blade having an angle of 5 ° or less with respect to a reference plane defining the transverse cutting edge angle is also provided. In the same manner as when the cutting is performed, the undulation of the machined surface and the chatter of the tool, which deteriorate the surface roughness due to the increase of the cutting back force, occur.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve both the above-described problem of increase in the cutting back force and the problem of reduction of the cutting edge strength.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, the cutting edge portion has a chamfer that makes the lateral cutting edge angle at the tip of the cutting edge larger than 6 degrees and smaller than the lateral cutting edge angle at the rear portion of the cutting edge. A cutting tool for precision machining in which R is set to 0.02 mm or less, and a chamfer in which the front cutting edge angle at the tip of the cutting edge is larger than the front cutting edge angle at the rear portion of the cutting edge and smaller than 84 degrees. And a cutting tool for precision machining in which the nose R of the cutting edge is set to 0.02 mm or less.
[0011]
For both tools, the more preferable value of the nose radius is 0.01 mm or less. Particularly remarkable effects can be obtained when these tools are configured as boring tools for performing an inner diameter machining of a hole having a hole diameter of 5 mm or less and a hole depth of 5 mm or more.
[0012]
[Action]
Since the nose R of the cutting edge is set to 0.02 mm or less, the cutting resistance is reduced as compared with a conventional tool in which the nose R is set to about 0.03 mm, and undulation of the machined surface and chatter of the tool are eliminated.
[0013]
When chamfering is applied, the theoretical surface roughness can be reduced by bringing the shape of the cutting edge closer to the shape of a cutting edge having a large nose radius or a razor blade, and the roughness of the machined surface due to the reduced nose radius can be reduced. Hinder.
[0014]
Further, the lowering of the nose radius due to the strengthening of the cutting edge due to the installation of the chamfer also compensates for the decrease in the cutting edge strength. Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve both high processing accuracy and a long tool life.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of a cutting tool according to the present invention. This cutting tool is a boring tool for internal diameter machining, and has a cutting edge 3 at the tip of a shank 1. Reference numeral 2 denotes a mounting portion for a tool holder formed integrally with the shank 1.
[0016]
The cutting edge 3 may be formed integrally with the tip of the shank 1 or may be formed on the tip by joining a tip to the tip of the shank 1.
[0017]
An example of the shape of the cutting edge of the cutting edge 3 is shown in FIGS.
The cutting edge 3 shown in FIG. 2 is provided with a chamfer 4 at the tip of the cutting edge, the chamfer 4 making the lateral cutting edge angle α at the tip of the cutting edge a lower limit of 6 degrees than the lateral cutting angle α1 at the rear of the cutting edge. Further, the radius of curvature R (nose R) of the nose generated at the intersection between the lateral cutting edge 3a and the chamfer 4 is set to 0.02 mm or less.
[0018]
The cutting edge 3 is provided with the chamfer 4 to prevent a decrease in the edge strength due to a reduction in the nose R, and to reduce the cutting resistance by reducing the nose R.
[0019]
If the chamfer 4 does not make the lateral cutting edge angle α smaller than α1, the effect of strengthening the cutting edge and reducing the theoretical surface roughness by installing the chamfer cannot be obtained. In addition, the chamfer 4 having the angle α of 6 degrees or less has no functional difference from the conventional razor blade, increases the cutting resistance, and cannot eliminate the undulation of the machined surface and the chatter of the tool.
[0020]
In addition, the nose R inevitably causes rounded corners when a tool is formed, but if the value is not less than 0.02 mm, the cutting resistance increases and the surface roughness of the machined surface deteriorates. The nose radius can be reduced to 0.02 mm or less by precision polishing or the like.
[0021]
If the nose R is set to 0.01 mm or less, a better processed surface with small undulation can be obtained.
[0022]
The cutting edge 3 in FIG. 3 is provided with a chamfer 5 at the front end of the cutting edge, which increases the front cutting edge angle β at the front end of the cutting edge to 84 degrees as an upper limit and is larger than the front cutting edge angle β1 at the rear end of the cutting edge. The radius of curvature R of the nose generated at the intersection of 3b and chamfer 5 is set to 0.02 mm or less. The cutting edge 3 of FIG. 3 also reduces the cutting resistance by reducing the nose R, and furthermore, the chamfer 5 is provided to prevent the reduction of the cutting edge strength due to the reduction of the nose R.
[0023]
It is particularly preferable that the front cutting edge angle β of the chamfer 5 is set at 80 to 60 degrees and smaller than the front cutting edge angle β1 at the rear of the cutting edge.
[0024]
The nose radius is preferably set to 0.01 mm or less, as in the case of the cutting edge in FIG.
[0025]
The blade shape in FIG. 2 is suitable for a tool for setting a small front cutting edge angle, while the blade shape in FIG. 3 is suitable for a tool for setting a small horizontal cutting angle.
[0026]
In addition, when the boring tool as shown in FIG. 1 is configured for processing an inner diameter of a hole having a hole diameter of 5 mm or less and a hole depth of 5 mm or more, the rigidity of the shank 1 is reduced, so that the cutting edge can easily escape with cutting resistance, and therefore, The use of the blade shape shown in FIGS. 2 and 3 for such a tool is particularly effective.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, the cutting tool according to the present invention reduces the cutting resistance by reducing the nose R of the cutting edge to 0.02 mm or less, decreases the cutting edge strength by reducing the nose R, and roughens the theoretical surface roughness. The chamfer is attached to the side cutting edge and front cutting edge at the tip of the cutting edge, eliminating the undulation of the cutting surface due to cutting resistance and the chatter of the tool, improving the surface quality of the cutting surface, and at the same time, preventing chipping of the cutting edge. It is possible to reduce and improve the tool life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a cutting tool according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of a blade edge. FIG. 3 is an enlarged plan view showing another example of a blade edge. Description]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shank 2 Mounting part 3 Cutting edge 3a Horizontal cutting edge 3b Front cutting edge α, α1 Horizontal cutting edge angle β, β1 Front cutting edge angle R Nose radius of curvature (nose R)

Claims

切れ刃部に、刃先先端の横切れ刃角を６度よりも大、刃先後部の横切れ刃角よりも小となすチャンファを有し、刃先のノーズＲが０．０２ｍｍ以下に設定されている精密加工用切削工具。Precision machining in which the cutting edge has a chamfer that makes the horizontal cutting edge angle at the tip of the cutting edge larger than 6 degrees and smaller than the horizontal cutting edge angle at the rear portion of the cutting edge, and the nose R of the cutting edge is set to 0.02 mm or less. For cutting tools.

切れ刃部に、刃先先端の前切れ刃角を刃先後部の前切れ刃角よりも大、８４度よりも小となすチャンファを有し、刃先のノーズＲが０．０２ｍｍ以下に設定されている精密加工用切削工具。The cutting edge portion has a chamfer that makes the front cutting edge angle at the tip of the cutting edge larger than the front cutting edge angle at the rear portion of the cutting edge and smaller than 84 degrees, and the nose R of the cutting edge is set to 0.02 mm or less. Cutting tools for precision machining.

穴径５ｍｍ以下、穴深さ５ｍｍ以上の穴の内径加工を行うボーリングバイトとして構成された請求項１又は２記載の精密加工用切削工具。3. The cutting tool for precision machining according to claim 1, wherein the cutting tool is configured as a boring tool for performing an inner diameter machining of a hole having a hole diameter of 5 mm or less and a hole depth of 5 mm or more.