JP2019166620A - 粗面化加工用工具、該粗面化加工用工具を用いた粗面化加工方法、および粗面化加工製品 - Google Patents

Abstract

【課題】切刃の損傷を防ぎつつ、アンカー効果の高い粗面化加工を行う。【解決手段】軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転される工具本体１の先端部外周に、工具本体１の外周に突出する少なくとも１つの先行刃８ａ、８ｂよりなる先行刃群８と、先行刃群８に後続して工具本体１の外周に突出する少なくとも１つの後続刃９ａよりなる後続刃群９とを備え、先行刃群８は加工穴の内周面に軸線Ｏに沿った断面において軸線Ｏ方向に間隔をあけた螺旋状の第１の溝部を形成するとともに、後続刃群９は軸線Ｏ方向に隣接する２つの第１の溝部の間に第２の溝部を形成し、後続刃９ａの径方向すくい角が０°または負角である。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば内燃機関のエンジンにおけるシリンダボア等の加工穴の内周面に溶射加工を施す際に、アンカー効果によって溶射被膜の密着性を高めるために加工穴の内周面に粗面化加工を行う粗面化加工用工具、該粗面化加工用工具を用いた粗面化加工方法、および粗面化加工製品に関するものである。

このように、加工穴の内周面に粗面化加工を行う粗面化加工用工具として、例えば特許文献１には、円筒状の周面を有する部材の当該周面に皮膜を密着させるための溝を上記周面の軸方向に沿って螺旋状に設けることにより上記周面に断面視で複数の溝を設けるための溝加工用ツールであって、上記周面のうち上記溝が形成される予定の位置を切削加工することにより完成後の溝に比べて断面積の小さいベース溝を形成するための１つ又は２つ以上の１次加工刃と、上記ベース溝の側面を切削加工することにより上記周面側から底部側に向かうほど溝幅が広くなるアンダーカット形状を有する上記溝を形成するための１つ又は２つ以上の２次加工刃とが、軸方向に所定の順序で列状に並設され、隣接する加工刃の並設ピッチが相互にｎ倍（ｎ：１，２，３…）に設定されたものが記載されている。

特開２０１６−１２４０９１号公報

ところが、この特許文献１に記載された粗面化加工用工具では、上述のように１次加工刃と２次加工刃による切削加工だけによってアンカー効果を奏するアンダーカット形状の溝を形成するものであるため、特に２次加工刃の形状は特許文献１の各図に示されるように複雑なものにならざるを得ない。このため、２次加工刃に欠損等の損傷が生じ易く、長期に亙って安定してアンダーカット形状の溝を形成するのは困難となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、切刃の損傷を防ぎつつ、アンカー効果の高い粗面化加工を行うことが可能な粗面化加工用工具、該粗面化加工用工具を用いた粗面化加工方法、および粗面化加工製品を提供することを目的としている。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の粗面化加工用工具は、軸線回りに工具回転方向に回転される工具本体の先端部外周に、上記工具本体の外周に突出する少なくとも１つの先行刃よりなる先行刃群と、この先行刃群に後続して上記工具本体の外周に突出する少なくとも１つの後続刃よりなる後続刃群とを備え、上記先行刃群は加工穴の内周面に上記軸線に沿った断面において該軸線方向に間隔をあけた螺旋状の第１の溝部を形成するとともに、上記後続刃群は上記断面において上記軸線方向に隣接する２つの上記第１の溝部の間に第２の溝部を形成し、上記後続刃の径方向すくい角が０°または負角であることを特徴とする。

また、本発明の粗面化加工方法は、このように構成された粗面化加工用工具を用いて、上記工具本体を工具回転方向に回転させつつ、この工具本体の上記先端部を被削材の加工穴に挿入することにより、上記先行刃群によって上記加工穴の内周面に、上記軸線に沿った断面において該軸線方向に間隔をあけた螺旋状の第１の溝部を形成し、次いで、上記後続刃群によって上記断面において上記軸線方向に隣接する２つの上記第１の溝部の間に第２の溝部を形成するとともに、この第２の溝部と該第２の溝部の上記軸線方向に隣接する上記２つの第１の溝部との間の部分を該軸線方向の両外側に押し広げるように変形させることを特徴とする。

さらに、本発明の粗面化加工製品は、加工穴の内周面に該加工穴の中心線に沿った断面において該中心線方向に間隔をあけた螺旋状の第１の溝部が形成されるとともに、上記断面において上記中心線方向に隣接する２つの上記第１の溝部の間に第２の溝部が形成され、この第２の溝部と該第２の溝部の上記中心線方向に隣接する上記２つの第１の溝部との間の部分が上記中心線方向の両外側に押し広げられるように変形した状態とされていることを特徴とする。

上記構成の粗面化加工用工具においては、まず後続刃群の後続刃の径方向すくい角が０°または負角であるので、この後続刃に所定の逃げ角を付与しても刃物角を大きく確保することができる。このため、切刃強度を向上させることができて欠損等の損傷を防ぐことが可能となる。

そして、このように後続刃の径方向すくい角が０°または負角であるので、この後続刃が加工穴の内周面を切削する際には、上記断面において軸線方向に隣接する２つの第１の溝部の間に第２の溝部を形成するのと同時に、この第２の溝部と該第２の溝部の軸線方向に隣接する２つの第１の溝部との間の部分に圧縮応力が作用し、この部分を本発明の粗面化加工方法のように軸線方向の両外側に押し広げるように変形させることができる。従って、本発明の粗面化加工製品によれば、こうして押し広げられた部分によって第１の溝部をアンダーカット形状に形成して加工穴の内周面を粗面化加工することができるので、高いアンカー効果を得ることが可能となって溶射被膜の密着性の向上を図ることができる。

ここで、上述のように第１の溝部と第２の溝部の間を押し広げるように変形させる作用をより高めるためには、上記後続刃の径方向すくい角は０°〜−８０°の範囲であることが望ましい。後続刃の径方向すくい角が上記範囲を上回って正角となると、刃物角を確保することができずに欠損が生じるおそれがあるとともに、上述のような圧縮応力を十分に作用させることもできなくなるおそれもある。一方、後続刃の径方向すくい角が上記範囲を下回って負角側に大きくなりすぎると、切削抵抗の著しい増大を招くおそれがある。なお、このような圧縮応力の強さを適正に調整するには、上記工具本体に、上記後続刃の上記軸線に対する径方向の位置を微調整する径方向位置調整機構が備えられていることが望ましい。

また、上記先行刃群のうちで最も上記軸線方向後端側に位置する上記先行刃を、上記工具本体の外周側への突出量が、上記後続刃の突出量よりも大きくなるようにすることにより、第２の溝部は第１の溝部よりも浅くなるので、第１の溝部の溝底に達しない範囲に第２の溝部を形成して第１の溝部との間の部分を押し広げるように変形させることができ、後続刃に不要な負荷が生じるのを防ぐことができる。

また、上記工具本体の先端部を円柱状に形成するとともに、上記先行刃群と上記後続刃群とを、上記工具本体の先端部の上記軸線を中心とする周方向に１５０°以内の範囲に配設し、上記先行刃群または上記後続刃群の上記軸線を挟んで反対側には、上記工具本体の先端部の外周面を切り欠いてなる切欠面を形成することにより、加工穴に先端部を挿入して貫通させた後に粗面化加工を施した工具本体を上記切欠面側に偏心させて、先行刃群や後続刃群を粗面化加工された加工穴の内周面に接触させることなく工具本体を加工穴から引き抜くことができる。

以上説明したように、本発明によれば、切刃の欠損等の損傷が生じるのを防ぎつつ、後続刃による圧縮応力によって確実にアンダーカット形状の溝を形成することができ、アンカー効果の高い加工穴内周面の粗面化加工を行うことが可能となって、溶射被膜の加工穴内周面への密着性を向上させることができる。

本発明の粗面化加工用工具の一実施形態を示す一部破断平面図である。 図１に示す実施形態を軸線方向先端側から見た正面図である。 図１に示す実施形態の後続刃群（後続刃）が形成された切削インサートが取り付けられるカートリッジ周辺の拡大平面図である。 図１に示す実施形態に取り付けられる先行刃群が形成された切削インサート（先行切削インサート）の平面図である。 図４に示す切削インサートの正面図である。 図４に示す切削インサートの先行刃群の拡大平面図である。 図１に示す実施形態に取り付けられる後続刃群（後続刃）が形成された切削インサート（後続切削インサート）の平面図である。 図７におけるＺＺ断面図である。 図７に示す切削インサートの後続刃群（後続刃）の拡大平面図である。 図９における矢線Ｗ方向視の側面図である。 図９における矢線Ｘ方向視の側面図である。 図９における矢線Ｙ方向視の側面図である。 図９における矢線Ｚ方向視の側面図である。 図１に示す実施形態により被削材の加工穴内周面に第１の溝部を形成した状態を示す加工穴内周面の軸線に沿った断面図である。 図１に示す実施形態により被削材の加工穴内周面に第２の溝部を形成した状態を示す加工穴内周面の軸線に沿った断面図である。

図１ないし図１３は本発明の粗面化加工用工具の一実施形態を示すものであり、図１４および図１５はこの実施形態によって粗面化加工が施される本発明の粗面化加工製品の一実施形態である被削材Ｗにおける加工穴Ｈの内周面の断面図を示すものである。本実施形態の粗面化加工用工具は、その工具本体１が鋼材等の金属材料により軸線Ｏを中心とした多段の略円柱状に形成されており、その後端部（図１において右側部分）はシャンク部２とされるとともに、先端部（図１において左側部分）は切刃部３とされ、シャンク部２と切刃部３との間の部分は切刃部３よりも小径のネック部４とされる。

このような粗面化加工用工具は、工具本体１の上記シャンク部２が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側に送り出され、切刃部３が内燃機関のエンジンのような被削材Ｗにおけるシリンダボア等の加工穴Ｈに挿入されて、この加工穴Ｈの内周面に粗面化加工を行う。

切刃部３の外周部には、切刃部３の先端面に開口して軸線Ｏに平行に後端側に延びる軸線Ｏに垂直な断面がＬ字状のカートリッジ取付溝３ａが周方向に間隔をあけて２つ形成されており、これらのカートリッジ取付溝３ａには、それぞれ鋼材等からなる概略角柱状のカートリッジ５がその長手方向を軸線Ｏに略平行にして取り付けられる。ここで、カートリッジ取付溝３ａの工具回転方向Ｔを向く底面の後端部には図示されないネジ孔が斜めに形成されるとともに、カートリッジ５の後端部には上記長手方向に僅かに延びるやはり図示されない長孔状の貫通孔が上記ネジ孔に連通するように形成されており、カートリッジ５はこの貫通孔に挿通されて上記ネジ孔にねじ込まれる取付ボルト５ａによってカートリッジ取付溝３ａに取り付けられる。

また、カートリッジ５の後端面には軸線方向調整ネジ５ｂがねじ込まれており、この軸線方向調整ネジ５ｂの後端部をカートリッジ取付溝３ａの軸線Ｏ方向先端側を向く後端面に当接させてねじ込み量を調整することにより、カートリッジ５の軸線Ｏ方向の位置が上記貫通孔の延びる範囲で調整される。さらに、カートリッジ５の上記貫通孔よりも先端側には、カートリッジ５を貫通する図示されないネジ孔がカートリッジ取付溝３ａの上記底面に対向して開口するように形成されており、このネジ孔にねじ込まれて上記底面に当接する径方向調整ネジ５ｃのねじ込み量を調整することにより、カートリッジ５は取付ボルト５ａよりも先端側の部分が僅かに弾性変形して、カートリッジ５の先端部の軸線Ｏに対する径方向の位置が調整される。この径方向調整ネジ５ｃが本実施形態における径方向位置調整機構とされる。

そして、このカートリッジ５の工具回転方向Ｔを向く面の先端部外周には凹状のインサート取付座５ｄが形成されており、２つのカートリッジ取付溝３ａのうち一方のカートリッジ取付溝３ａ（本実施形態では、図２における左下側のカートリッジ取付溝３ａ）に取り付けられたカートリッジ５のインサート取付座５ｄには先行切削インサート６が、また他方のカートリッジ取付溝３ａ（本実施形態では、図２における右下側のカートリッジ取付溝３ａ）に取り付けられたカートリッジ５のインサート取付座５ｄには後続切削インサート７が、取付ネジ５ｅによって着脱可能に取り付けられる。

このうち先行切削インサート６は、その本体が超硬合金等の硬質材料によって形成された図４および図５に示すような概略正方形板状のネガティブタイプのインサートであり、ただしその一方の正方形面６ａの１つのコーナ部Ｃには、この一方の正方形面６ａに対向する平面視に図４に示すように該コーナ部Ｃを二等辺三角形状に切り欠くとともに、正面視には図５に示すようにＬ字状に切り欠いた切欠部６ｂが形成されている。この切欠部６ｂには、上記一方の正方形面６ａ側がダイヤモンド焼結体やＣＢＮ焼結体のような超硬合金よりも高硬度の超高硬度焼結体で、反対側が超硬合金である層状焼結体よりなる切刃チップ６ｃが、本体にろう付け等で接合されることによって取り付けられている。

そして、本実施形態では、２つの先行刃８ａ、８ｂよりなる先行刃群８が、上記切刃チップ６ｃの超高硬度焼結体部分に形成されている。これらの先行刃８ａ、８ｂは、上記平面視において上記コーナ部Ｃに交差する一方の正方形面６ａの２つの辺のうち１つの辺から三角形状に突出するものであり、ただしその頂部は凸円弧等の凸曲線状に面取りされている。また、先行刃８ａ、８ｂが上記平面視になす三角形の頂角αは、本実施形態ではともに３０°とされている。なお、これら先行刃８ａ、８ｂの頂角αを２等分する２等分線は互いに平行であり、さらに２つの先行刃８ａ、８ｂのうち上記コーナＣ部側の第１の先行刃８ａは、これとは反対側の第２の先行刃８ｂよりも上記１つの辺からの突出量が小さい。

また、これらの先行刃８ａ、８ｂは、上記一方の正方形面６ａをすくい面とするとともに、上記１つの辺に連なる先行切削インサート６の側面を逃げ面とするものであり、この逃げ面とされる側面には、先行刃８ａ、８ｂがなす三角形と同じ断面の突条部６ｄが一方の正方形面６ａの垂直に延びて先行刃８ａ、８ｂを支持するように形成されている。さらに、すくい面とされる上記一方の正方形面６ａの中央から反対側の他方の正方形面にかけては、上記取付ネジ５ｅが挿通される取付孔６ｅが先行切削インサート６を貫通するように形成されている。

一方、後続切削インサート７は、その本体が先行切削インサート６と同じく超硬合金等の硬質材料によって形成されており、ただし図７および図８に示すように菱形板状のポジティブタイプのインサートとされている。また、この後続切削インサート７においても、その一方の菱形面７ａの１つの鋭角のコーナ部Ｃには、この一方の菱形面７ａに対向する平面視において図７に示すように該コーナ部Ｃを二等辺三角形状に切り欠くとともに、断面視には図８に示すようにＬ字状に切り欠いた切欠部７ｂが形成され、この切欠部７ｂには上記一方の菱形面７ａ側がダイヤモンド焼結体やＣＢＮ焼結体等の超硬合金よりも高硬度の超高硬度焼結体で、反対側が超硬合金である層状焼結体よりなる切刃チップ７ｃが、本体にろう付け等で接合されることによって取り付けられている。

さらに、本実施形態では、１つの後続刃９ａよりなる後続刃群９が、上記切刃チップ７ｃの超高硬度焼結体部分に形成されており、この後続刃９ａも、上記平面視において上記コーナ部Ｃに交差する一方の菱形面７ａの２つの辺のうち１つの辺から三角形状に突出するものであって、その頂部は凸円弧等の凸曲線状に面取りされている。ただし、後続刃９ａが上記平面視になす三角形の頂角βは、先行刃８ａ、８ｂがなす三角形の頂角αよりも大きくされ、本実施形態では６０°とされている。

この後続刃９ａも、上記一方の菱形面７ａをすくい面とするとともに、上記１つの辺に連なる後続切削インサート７の側面を逃げ面とするものである。そして、このすくい面とされる一方の菱形面７ａの後続刃９ａ側には、図１０に示すように後続刃９ａの突端に向かうに従い他方の菱形面側に向かうように、例えば一方の菱形面７ａに対して３０°のホーニング角γのホーニング面９ｂが形成されている。

また、後続刃９ａに連なる後続切削インサート７の側面（逃げ面）には、後続刃９ａがなす三角形と相似な断面の突条部７ｄが後続刃９ａを支持するように形成されており、ただし、これらの側面と上記１つの辺に連なる側面には、図１１ないし図１３に示すように例えば１°程度の逃げ角δが付されている。さらに、この後続切削インサート７においても、すくい面とされる一方の菱形面７ａの中央から反対側の他方の菱形面にかけては、上記取付ネジ５ｅが挿通される取付孔７ｅが後続切削インサート７を貫通するように形成されている。

このような先行切削インサート６と後続切削インサート７は、上記カートリッジ５を介して、先行切削インサート６の先行刃群８を構成する第１、第２の先行刃８ａ、８ｂが、この順に軸線Ｏ方向後端側に向けて並ぶとともに、後続切削インサート７の後続刃群９を構成する後続刃９ａよりも先端側に位置するように配設され、すくい面とされる上記一方の正方形面６ａと上記一方の菱形面７ａを工具回転方向Ｔに向けて取り付けられる。このとき、先行切削インサート６の先行刃８ａ、８ｂがなす三角形の頂角αの２等分線と後続切削インサート７の後続刃９ａがなす三角形の頂角βの２等分線は、それぞれ工具本体１の軸線Ｏに垂直な平面上に配置される。

また、工具回転方向Ｔ側に位置することになる後続刃群９の後続刃９ａから、これに対して工具回転方向Ｔとは反対側に位置することになる先行刃群８の先行刃８ａ、８ｂまでは、軸線Ｏ方向先端側から見て軸線Ｏを中心とする周方向に１５０°以内の範囲に配設されていて、本実施形態では周方向に７５°ずらされている。また、本実施形態では、円柱状の工具本体１における切刃部３の外周部の周方向において後続刃９ａの反対側に、軸線Ｏ方向先端側から見てこの後続刃９ａから軸線Ｏを通って延びる直線に垂直な平面状の切欠面３ｂが形成されている。なお、工具本体１にはシャンク部２から切刃部３にかけてクーラント穴１ａが形成され、穴加工時には先行刃８ａ、８ｂと後続刃９ａにクーラントが供給される。

さらに、工具本体１の軸線Ｏから先行刃群８の先行刃８ａ、８ｂと後続刃群９の後続刃９ａとの突端までの半径は加工穴Ｈの半径よりも大きくなるように設定されるとともに、軸線Ｏからこれらの先行刃８ａ、８ｂと後続刃９ａとが突出する先行切削インサート６と後続切削インサート７の上記１つの辺までの半径は加工穴Ｈの半径よりも小さくなるように設定される。また、先行刃群８のうち最も軸線Ｏ方向後端側に位置する第２の先行刃８ｂの工具本体１の外周側への突出量が後続刃９ａの突出量よりも大きくなるように、先行切削インサート６と後続切削インサート７の工具本体１の径方向の位置が径方向調整ネジ５ｃによって調整される。

さらにまた、工具本体１の回転数と送り量は、先行刃群８の三角形状の上記第１の先行刃８ａが加工穴Ｈの内周面に溝深さの浅い断面Ｖ字形の螺旋溝を形成した後に、同じく三角形状の上記第２の先行刃８ｂが上記螺旋溝と重なり合う溝深さの深い断面Ｖ字形の第１の溝部Ｇ１を、図１４に示すように加工穴Ｈの内周面に螺旋状に形成するように制御される。また、これらの先行刃８ａ、８ｂに後続する後続刃群９の後続刃９ａが、軸線Ｏに沿った断面において該軸線Ｏ方向に並ぶ２つの第１の溝部Ｇ１の間の略中央部に、図１５に示すような第１の溝部Ｇ１よりも浅い第２の溝部Ｇ２を螺旋状に形成するように、先行切削インサート６と後続切削インサート７との軸線Ｏ方向の位置が軸線方向調整ネジ５ｂによって調整される。

従って、工具本体１の軸線Ｏを加工穴Ｈに中心線に一致させた状態で、工具本体１の回転と送りに伴い、加工穴Ｈの内周面は、先行する先行刃群８の先行刃８ａ、８ｂによって切削されて穴加工された後、後続する後続刃群９の後続刃９ａによって切削されて穴加工される。そして、後続切削インサート７のすくい面とされる上記一方の菱形面７ａは、本実施形態では工具本体１の軸線Ｏを含む平面上に配置されるが、この一方の菱形面７ａの後続刃９ａ側には上述のようなホーニング角γのホーニング面９ｂが形成されており、従って後続刃９ａの径方向すくい角は負角（本実施形態では−３０°）となる。

このように構成された粗面化加工用工具、該粗面化加工用工具を用いた粗面化加工方法および粗面化加工製品においては、後続刃群９の後続刃９ａの径方向すくい角が負角であるので、後続刃９ａに上述のような所定の逃げ角δを付与しても刃物角を大きく確保することができる。このため、後続刃９ａに高い切刃強度を与えることができるので、後続刃９ａに欠損等の損傷が生じるのを防いで、長期に亙って安定した穴加工（加工穴Ｈの内周面の粗面化加工）を行うことが可能となる。なお、後続刃９ａの径方向すくい角は０°であってもよく、また上述のようなホーニング面９ｂを形成することなく、後続刃９ａの径方向すくい角を０°または負角としてもよい。

そして、このように後続刃９ａの径方向すくい角が０°または負角であるので、切削抵抗は大きく、この後続刃９ａが加工穴Ｈの内周面を切削する際には、軸線Ｏに沿った断面において軸線Ｏ方向に隣接する２つの第１の溝部Ｇ１の間に第２の溝部Ｇ２を形成するのとともに、この第２の溝部Ｇ２と第２の溝部Ｇ２の軸線Ｏ方向に隣接する２つの第１の溝部Ｇ１との間の部分に切削抵抗による圧縮応力が作用し、この部分が図１５に示すように軸線Ｏ方向の両外側に押し広げられるように塑性変形させられる。

このため、このように押し広げられた部分によって第１の溝部Ｇ１を図１５に示したようにアンダーカット形状に形成して加工穴Ｈの内周面を粗面化加工することができ、このような加工穴Ｈの内周面に溶射を行うことによってアンダーカット形状の第１の溝部Ｇ１に溶射被膜を行き渡らせて高いアンカー効果を得ることが可能となり、溶射被膜の内周面への密着性を向上させることができる。なお、後続刃９ａの径方向すくい角が０°を上回って正角となると、後続刃９ａの刃物角を確保することができなくなって欠損が生じるおそれがあるとともに、上述のような圧縮応力を十分に作用させることもできなくなるおそれが生じる。

その一方で、後続刃９ａの径方向すくい角が負角側に大きくなりすぎると、切削抵抗の著しい増大を招くおそれがある。このため、後続刃９ａの径方向すくい角は０°〜−８０°の範囲であることが望ましい。なお、本実施形態では、ネガティブタイプの先行切削インサート６に形成された先行刃群８の先行刃８ａ、８ｂの径方向すくい角も負角となるが、後続刃９ａの径方向すくい角よりは正角側に大きく、例えば−１５°とされている。

また、本実施形態では、工具本体１（後続切削インサート７が取り付けられるカートリッジ５）に、後続刃９ａの軸線Ｏに対する径方向の位置を微調整する径方向位置調整機構として径方向調整ネジ５ｃが備えられており、この径方向調整ネジ５ｃによって後続刃９ａの径方向の位置を微調整して工具本体１の外周側への突出量を微調整することにより、第２の溝部Ｇ２の溝深さを可変として上述の圧縮応力の強さを適正に調整することができる。しかも、先行切削インサート６が取り付けられるカートリッジ５にも径方向調整ネジ５ｃが備えられているので、第１の溝部Ｇ１の溝深さも可変として一層確実な圧縮応力の強さ調整を行うことができる。

さらに、本実施形態では、先行刃８ａ、８ｂと後続刃９ａとが工具回転方向Ｔから見て工具本体１の先端部である切刃部３の外周に三角形状に突出したものであり、比較的簡略な形状であるため、欠損等の損傷をより確実に防ぐことができる。しかも、こうして工具本体１の先端部外周に突出した後続刃９ａの三角形の頂角βが、先行刃８ａ、８ｂの頂角αよりも大きいので、第２の溝部Ｇ２を形成する際にこの頂角βが大きな三角形状の後続刃９ａによって効果的に上述のような圧縮応力を作用させることができ、第１の溝部Ｇ１と第２の溝部Ｇ２の間の部分をさらに確実に押し広げてアンダーカット形状の第１の溝部Ｇ１を形成することが可能となる。

ここで、この後続刃９ａがなす三角形の頂角βが小さすぎると、第２の溝部Ｇ２を形成する際に軸線Ｏ方向に隣接する２つの第１の溝部Ｇ１との間の部分を押し広げるように変形させる際の変形量が小さくなって、十分なアンカー効果を得ることができなくなるおそれがある。また、後続刃９ａの頂角βが大きすぎると、後続刃９ａによって第１の溝部Ｇ１と第２の溝部Ｇ２の間の部分を押し広げるように変形させる作用が小さくなり、やはり変形量が小さくなって、十分なアンカー効果を得ることができなくなるおそれがある。このため、上記後続刃９ａがなす三角形の頂角βは、４５°〜９０°の範囲とされることが望ましい。

また、先行刃８ａ、８ｂがなす三角形の頂角αが小さすぎると、軸線Ｏ方向に隣接する２つの第１の溝部Ｇ１の間隔が同じ場合には、これら第１の溝部Ｇ１の間の間隔が幅広となり、後続刃９ａにより形成される第２の溝部Ｇ２と第１の溝部Ｇ１の間の部分を圧縮応力によって押し広げるように変形させることが困難となるおそれが生じる一方、先行刃８ａ、８ｂの頂角αが大きすぎても、第１の溝部Ｇ１の溝壁面が軸線Ｏに平行な傾斜に近づいてしまい、やはり後続刃９ａによって第２の溝部Ｇ２と第１の溝部Ｇ１の間の部分を押し広げるように変形させることが困難となるおそれが生じる。このため、先行刃８ａ、８ｂがなす三角形の頂角αは、１５°〜７５°の範囲とされることが望ましい。

ただし、本実施形態では、このように先行刃８ａ、８ｂと後続刃９ａとが工具本体１の先端部外周に三角形状に突出しているが、先行刃８ａ、８ｂと後続刃９ａとのうち少なくとも一方は等脚台形等の台形状や凸円弧等の凸曲線状に突出していてもよい。例えば、先行刃８ａ、８ｂと後続刃９ａとのうち少なくとも一方が等脚台形状に突出している場合には、その２つの斜辺がなす挟角が上記頂角αまたは頂角βの範囲であればよい。

さらに、本実施形態では、先行刃群８のうち最も軸線Ｏ方向後端側に位置する第２の先行刃８ｂの工具本体１の外周側への突出量を、後続刃９ａの突出量よりも大きくすることにより、第２の溝部Ｇ２を第１の溝部Ｇ１よりも溝深さが浅くなるようにしている。このため、変形が不可能な第１の溝部Ｇ１よりも深い範囲に後続刃９ａが切り込まれることはなく、後続刃９ａに不要な負荷が作用するのを防いで欠損等を一層確実に防止することができる。

なお、本実施形態では、先行刃群８が２つの先行刃８ａ、８ｂにより構成されていて、工具本体１の外周側への突出量が後端側に向けて大きくなるようにすることにより、徐々に溝深さの深い第１の溝部Ｇ１を形成して個々の先行刃８ａ、８ｂの負荷を軽減しているが、１つの先行刃によって一度に第１の溝部Ｇ１を形成するようにしてもよい。また、逆に３つ以上の先行刃によって徐々に溝深さの深い第１の溝部Ｇ１を形成するようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、後続刃群９は１つの後続刃９ａによって構成されているが、先行刃群８と同様に工具本体１の外周側への突出量が後端側に向けて大きくなる複数の後続刃を後続刃群９に備えてもよい。また、これに代えて、あるいはこれと併せて、工具本体１の後端側に向けて上記頂角βが徐々に大きくなる複数の後続刃を後続刃群９に備えるようにしてもよい。

一方、本実施形態では、工具本体１の先端部の切刃部３が円柱状に形成されており、ただしこの切刃部３の外周面には、先行刃群８または後続刃群９の軸線Ｏを挟んで反対側（本実施形態では後続刃群９の反対側）に切欠面３ｂが形成されている。また、先行刃群８と後続刃群９とは、切刃部３の軸線Ｏを中心とする周方向に１５０°以内の範囲に配設されている。

このため、切刃部３を加工穴Ｈに挿入して粗面化加工を施した後に切刃部３を加工穴Ｈから貫通させ、次いで切欠面３ｂと加工穴Ｈの内周面との径方向のクリアランスを確保しつつ、工具本体１を切欠面３ｂ側に偏心させることにより、先行刃群８および後続刃群９を加工穴Ｈ内周面よりも内周側に位置させて、この内周面に先行刃群８および後続刃群９を接触させることなく工具本体１を加工穴Ｈから引き抜くことができる。

なお、本実施形態では、切欠面３ｂが後続刃群９とは周方向に反対側に形成されているが、先行刃群８と後続刃群９とが軸線Ｏを中心とする周方向に１５０°以内の範囲に配設されていれば、先行刃群８の反対側に形成されていてもよい。また、本実施形態では、後続刃群９が先行刃群８よりも工具回転方向Ｔ側に位置しているが、先行刃群８が後続刃群９よりも軸線Ｏ方向先端側に位置していて第１の溝部Ｇ１を形成した後に第２の溝部Ｇ２が形成されるものであれば、先行刃群８が後続刃群９よりも工具回転方向Ｔ側に位置していてもよい。

１ 工具本体
３ 切刃部
３ａ カートリッジ取付溝
３ｂ 切欠面
５ カートリッジ
５ｃ 径方向調整ネジ（径方向位置調整機構）
６ 先行切削インサート
７ 後続切削インサート
８ 先行刃群
８ａ、８ｂ 先行刃
９ａ 後続刃
９ｂ ホーニング面
Ｏ 工具本体１の軸線
Ｔ 工具回転方向
Ｗ 被削材
Ｈ 加工穴
Ｇ１ 第１の溝部
Ｇ２ 第２の溝部
α 先行刃８ａ、８ｂの頂角
β 後続刃９ａの頂角
γ ホーニング面９ｂのホーニング角

Claims (7)

1. 軸線回りに工具回転方向に回転される工具本体の先端部外周に、上記工具本体の外周に突出する少なくとも１つの先行刃よりなる先行刃群と、この先行刃群に後続して上記工具本体の外周に突出する少なくとも１つの後続刃よりなる後続刃群とを備え、
   上記先行刃群は加工穴の内周面に上記軸線に沿った断面において該軸線方向に間隔をあけた螺旋状の第１の溝部を形成するとともに、
   上記後続刃群は上記断面において上記軸線方向に隣接する２つの上記第１の溝部の間に第２の溝部を形成し、
   上記後続刃の径方向すくい角が０°または負角であることを特徴とする粗面化加工用工具。
2. 上記後続刃の径方向すくい角が０°〜−８０°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の粗面化加工用工具。
3. 上記工具本体には、上記後続刃の上記軸線に対する径方向の位置を微調整する径方向位置調整機構が備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粗面化加工用工具。
4. 上記先行刃群のうちで最も上記軸線方向後端側に位置する上記先行刃は、上記工具本体の外周側への突出量が、上記後続刃よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の粗面化加工用工具。
5. 上記工具本体の先端部は円柱状に形成されるとともに、上記先行刃群と上記後続刃群とは、上記工具本体の先端部の上記軸線を中心とする周方向に１５０°以内の範囲に配設されていて、
   上記先行刃群または上記後続刃群の上記軸線を挟んで反対側には、上記工具本体の先端部の外周面を切り欠いてなる切欠面が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の粗面化加工用工具。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の粗面化加工用工具を用いて、
   上記工具本体を工具回転方向に回転させつつ、この工具本体の上記先端部を被削材の加工穴に挿入することにより、
   上記先行刃群によって上記加工穴の内周面に、上記軸線に沿った断面において該軸線方向に間隔をあけた螺旋状の第１の溝部を形成し、
   次いで、上記後続刃群によって上記断面において上記軸線方向に隣接する２つの上記第１の溝部の間に第２の溝部を形成するとともに、この第２の溝部と該第２の溝部の上記軸線方向に隣接する上記２つの第１の溝部との間の部分を該軸線方向の両外側に押し広げるように変形させることを特徴とする粗面化加工方法。
7. 加工穴の内周面に該加工穴の中心線に沿った断面において該中心線方向に間隔をあけた螺旋状の第１の溝部が形成されるとともに、上記断面において上記中心線方向に隣接する２つの上記第１の溝部の間に第２の溝部が形成され、この第２の溝部と該第２の溝部の上記中心線方向に隣接する上記２つの第１の溝部との間の部分が上記中心線方向の両外側に押し広げられるように変形した状態とされていることを特徴とする粗面化加工製品。

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