JP6033072B2

JP6033072B2 - 切削工具及び該切削工具の再研削方法

Info

Publication number: JP6033072B2
Application number: JP2012280343A
Authority: JP
Inventors: 昇青山; 政伸鞭馬
Original assignee: 豊精密工業株式会社
Priority date: 2012-12-22
Filing date: 2012-12-22
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-12-22
Also published as: JP2014121764A

Description

本発明は、例えばフライス、ホブ、ブローチ、リーマ等の刃部を有する切削工具、及び該切削工具の再研削方法に関するものである。

従来、上記のような切削工具は、すくい面と逃げ面とが交わるその交線を切刃とした刃部を有し、該切刃が切削対象となるワーク（工作物）の所定箇所を切削して該ワークを所望の形状に成形するものである。

上記切刃は、ワークの所定箇所を切削するため高い硬度を有しており、必要に応じて表面には、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミ）等を蒸着させることでコーティング層が施されている。

しかしながら、前記ワークの切削加工を繰り返し行えば、当然切刃が摩耗して切削性能が低下する。このため、前記切削工具の切削性能を再び使用に適する状態とするために、刃部を再研削することがよく行われている。

例えば特許文献１に記載のスローアウェイチップ再研磨装置においては、チップを割出しテーブル上に固定し、該チップに研磨液を投射することによって再研削が行われている。

また、特許文献２に記載の歯切用のカッターのためのカッター研磨装置、特許文献３に記載の歯車の製作に使用されるホブのためのホブ刃付盤、特許文献４に記載の歯車等の金属部品の穴加工に用いられるブローチのためのブローチ研削装置、特許文献５に記載のブローチ工具のための切削工具研削装置においても、それぞれ再研削作業が行われている。

さらに特許文献６に記載の回転工具の研磨機構においては、リーマの切刃部に近接されたすくい面側に被研削用ピースを当接させて再研削が行われている。また、特許文献７に記載の回転工具の研磨方法においても、リーマの切屑排出用溝部に樹脂製充填材料を充填して再研削が行われている。そして特許文献８に記載の歯車の歯を創成歯切りするための超硬ソリッドホブにおいては、材質が超硬合金の一体形で構成されており、切れ刃溝数が１６〜３０条とすることで、刃殺しが不要となり、刃付け、再研削が容易なものとされている。

特開２０１０−１４９２４１号公報特公平８−１８２３１号公報特許第３１１３９１８号公報特許第４８７０５９３号公報特開平７−９３０８号公報特開平５−２２８８０９号公報特開平６−１７０７０５号公報特開平１０−１４６７２０号公報

切刃に上記したようなコーティングがなされている場合、再研削を行うと該コーティングが除去されてしまい、再研削後に再コーティング工程を実行する必要が生じる。しかしながら、再コーティング工程は、コストが高騰するという問題があり、コストが重視される場合はこの再コーティング工程が省略されることがある。そうすると、今度は切削工具の寿命が著しく低下してしまうという問題が生ずる。

また、切削加工中に切刃の摩耗が異常に大きくなって、切削工具として使用不能になったり、あるいはワークの精度が低下して不良となったりする場合があった。

また、従来構成にあっては、再研削のたびに新しい切刃を形成する必要があるため、作業時間が長くなると共に、熟練を要する場合があった。

そこで、本発明は、上記問題を解決することができる切削工具、及び該切削工具の再研削方法を提供することを目的とする。

本発明は、すくい面と逃げ面とが交わるその交線を切刃とした刃部を有し、該刃部のすくい面が再研削されることで該切刃が繰り返し使用可能となる切削工具において、前記逃げ面に、前記切刃の刃線方向に沿って凹成された予備溝が設けられ、さらに該予備溝の両側の溝縁部のうち、前記すくい面に対して遠い位置の溝縁部が、該切刃と同形状に成形されることで溝縁が予備切刃とされ、かつ該予備切刃に連成した該予備溝の内周面が予備すくい面部とされ、すくい面が該予備すくい面部と連続する位置まで再研削されることによって前記予備切刃が新しい切刃とされることを特徴とする切削工具である。

上記構成とすることにより、再研削の際には、それまで使用していた切刃から、その隣に形成されている予備切刃がすくい面と連続するところまで研削すればよい。したがって、予備溝を指標として再研削作業が行えるため、再研削作業が極めて簡便なものとなる。また、上記構成により、切削加工中に切刃の摩耗が異常に大きくなることを防止できるとともに、切削工具として使用不能になったり、あるいはワークの精度が低下して不良となったりする、ことも防止できる。

さらに、刃部が金属材料からなり、該刃部の切刃と予備切刃との表面に、コーティング層が連続状に形成されていることが好ましい。

かかる構成にあっては、再研削によって新しい切刃となった表面には予めコーティング層が形成されていることになるため、従来のように新しい切刃に対して別途コーティングを形成する工程を実行する必要がない。このため、コストの高騰を回避することができると共に、切削工具の工具寿命を適切に確保することができる。

さらに、予備溝が、刃部の再研削方向に複数列設されている構成が提案される。

上記構成とすることにより、複数回にわたって予備切刃を切刃として再使用することができる。

さらに、予備溝の溝底を基準にして、予備すくい面部が形成された内周面に対向する内周面が、溝底に向かうに従いすくい面に対して遠ざかる傾斜面で構成されていてもよい。

上記構成とすることにより、少なくとも予備切刃が形成される部位の切削方向に対する強度が十分に確保されることになり、予備切刃を新しい切刃として切削作業を安定して行うことが可能となる。

さらに、予備溝の溝底形状が、溝深さ方向に凸の丸底形状である構成が提案される。

かかる構成とすることにより、予備溝の溝底を起点として新しいすくい面を形成しようとする際に、該溝底がいわゆるＲ形状であると、該溝底におけるすくい面の位置の誤差がある程度吸収され、研削精度が好適に緩和される利点がある。また、該溝底に応力が集中して割れ等が発生することを防ぐこともできる。

また、本発明は、すくい面と逃げ面とが交わるその交線を切刃とした刃部を有する切削工具に対して、該刃部のすくい面を再研削して該切刃を繰り返し使用可能とする切削工具の再研削方法において、前記逃げ面に、前記切刃の刃線方向に沿って予備溝を凹成し、該予備溝の両側の溝縁部のうち、前記すくい面に対して遠い位置の溝縁部を、前記切刃と同形状として溝縁を予備切刃とし、かつ該予備切刃と連成する該予備溝の内周面を予備すくい面部とし、すくい面を該予備すくい面部と連続する位置まで再研削することによって該予備切刃を新しい切刃とすることを特徴とする切削工具の再研削方法である。

かかる構成とすることにより、予備溝を指標としてすくい面を再研削し、かつ予め成形した予備切刃を新しい切刃とすることができるため、熟練を要することなく再研削作業を行うことが可能となる。

本発明の切削工具は、製造時に既に予備切刃が形成されているので、再研削を行った後に該切削工具の切削精度や切削能力が低下することがない。

また、本発明の切削工具の再研削方法は、再研削により、予備溝を指標としながら未だ摩耗していない予備切刃を切刃とすることができるため、再研削作業が極めて簡便なものとなる効果がある。

第１実施形態にかかる切削工具の使用状態を示す説明図である。第１実施形態にかかる切削工具の刃部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面部分拡大図である。第１実施形態にかかる切削工具の刃部の再研削工程を説明する図であり、（ａ）は再研削前の状態を示す断面図、（ｂ）は再研削後の状態を示す断面図、（ｃ）は再研削後の状態を示す拡大正面図である。第２実施形態にかかる切削工具であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は刃部の部分拡大図、（ｄ）はすくい面側から見た刃部の説明図である。第３実施形態にかかる切削工具であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は刃部の部分拡大図、（ｃ）はすくい面側からみた刃部の説明図である。

本発明の切削工具の実施形態を添付図面に従って説明する。
なお、本発明の切削工具は、下記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。

〔実施例１〕
本発明の切削工具を説明する。なお、切削工具として、ワークＷの歯切りに用いられるブレード（刃部）を備えたフェイスミル（正面フライス）を例として説明する。なお、本実施形態において、ワークＷは曲がり歯かさ歯車として説明するが、ハイポイドギヤであってもよい。

図１に示すように、フェイスミルで構成される切削工具３０は、その回転部に、ブレードからなる刃部１Ａが複数設けられている。該刃部１Ａは、フェイルミルカッターとして使用される際に外刃と内刃とに種別されるが、本発明においてはいずれの刃についても適用可能であるため、詳細な説明は省略する。

図２に示すように、刃部１Ａは、金属材料からなり、切削工具３０の回転部に取り付けられる支持部２と、該支持部２の上部に配され、上端に形成される稜線部をいわゆるトップランドとする刃先部３とで構成されている。なお、前記支持部２の中央には、切削工具３０の回転部に固定するための固定治具が挿通される固定用挿通孔部１１が貫通状に形成されている。

また、前記刃先部３には、互いに異なる方向を向いたすくい面５と逃げ面６とが形成され、該すくい面５と該逃げ面６とが交わるその交線により切刃４が構成されている。例えば、該切刃４の有効な刃線は、２０ｍｍ程度とすることができる。また、該切刃４を含むすくい面５と逃げ面６の表面には、例えばＴｉＡｌＮなどのコーティング層１０が連続状に形成されており、高い硬度が確保されている。

なお、上記構成の刃部１Ａは、前記すくい面５が繰り返し再研削されることで繰り返し使用可能となる構成である。再研削の詳細な工程は、後で詳述する。

さらに、前記逃げ面６には、前記切刃４の刃線方向に沿って凹成された予備溝９が複数設けられている。さらに詳述すると、該予備溝９は、刃部１Ａにおける再研削方向に沿って多数並行に列設されており、例えば該予備溝９は、その溝巾が約３ｍｍ、逃げ面６を基準とした溝深さが０．２ｍｍとされ、これら予備溝９が互いに０．３ｍｍ間隔で配置される。さらに、該予備溝９の溝底９ｂの形状は、図２ｅに示すように、溝深さ方向に凸の丸底形状とされる。なお、該予備溝９内にもコーティング層１０が形成されている。

さらに、前記予備溝９の両側の溝縁部９ａ，９ｃのうち、前記すくい面５に対して遠い位置の溝縁部９ｃが、該切刃４と同形状に成形されることでその溝縁が予備切刃Ｘとされている。また、これと共に、該予備切刃Ｘに連成した該予備溝９の内周面が、すくい面５と平行な予備すくい面部Ｙとされている。

なお、前記予備溝９を、刃部１Ａの逃げ面６に複数形成することで、切刃４の周辺において切削時の強度低下が問題となるが、予備すくい面部Ｙが形成されない溝縁部９ａ、すなわち溝底９ｂを基準として互いに対向する溝縁部９ａ，９ｃのうち他方の溝縁部９ａの内周面を、溝底９ｂに向かうに従いすくい面５に対して遠ざかる傾斜面（テーパー面）としたため、切削時に受ける抵抗に対して十分な強度が確保される。ただし、予備溝９を含む刃部１Ａの強度を確保するために他の構造が採用されても勿論よい。

上記のような刃部１Ａは、繰り返しの使用により、切刃４が次第に摩耗して切削能力が低下するため、再研削を行う必要がある。そこで、まず、図３ａに示すような摩耗した切刃４に対して、図３ｂ，ｃに示すように、すくい面５を、最も切刃４に近い予備溝９の予備すくい面部Ｙに連続する位置まで再研削する。このとき、研削量の目安として該予備溝９を視認しつつ作業すると、研削作業が容易となって作業効率が向上する。そして、該予備切刃Ｘが新たなすくい面５に露出したところで、該予備切刃Ｘを新しい切刃４とする。新しい切刃４は、予めコーティング層１０が予備切刃Ｘの状態で形成されているため、該予備切刃Ｘに対して別途コーティング処理を行わなくても新品同様の切削能力を発揮することができる。

なお、再研削の際には、すくい面５の角度が常時維持されるように研削することが望ましい。ここで、上述のように、予備溝９の溝底９ｂが溝深さ方向に凸の丸底形状であるため、上記のような再研削作業にあって、該予備溝９の溝底９ｂにおいてすくい面５の位置が、該溝底９ｂで好適に吸収されるため、精度が緩和される利点がある。また、このような形状とすることにより該溝底９ｂに応力が集中しにくくなるため、該溝底９ｂに割れ等が生じることを防止できる。

これ以降、切刃４が摩耗した場合は、同様な再研削工程を順次行うことで刃部１Ａが再使用可能となる。

ところで、図１に示すように、複数の刃部１Ａを備える切削工具３０を使用する際には、予備溝９の位置に従って画一的に各刃部１Ａの再研削作業を行うことができるため、異なる位置の刃部１Ａ同士が均一な切刃状態となる利点がある。

〔実施例２〕
図４に従って、ホブで構成される切削工具３１の刃部１Ｂを説明する。なお、実施例１と共通する事項については、同じ符号を付すと共に説明を簡略又は省略することとする。

図４ａ，ｂに示すように、前記切削工具３１は、歯車の歯切りに用いられるものであり、ホブ本体から多数の刃部１Ｂが外側に向けて突き出されている。該刃部１Ｂは、切削工具３１の回転方向前側にすくい面５が形成され、該すくい面５に連続するように逃げ面６が形成されている。そして、これらの交線により、切刃４が形成されている。

また、図４ｃ，ｄに示すように前記刃部１Ｂの逃げ面６には、前記切刃４の刃線方向に沿って予備溝９が多数形成されている。該予備溝９には、実施例１と同様に、予備切刃Ｘと、予備すくい面部Ｙとが形成されている。

そして、切刃４が摩耗して再研削が必要となった際には、すくい面５を予備すくい面部Ｙに連続する位置まで再研削することによって予備切刃Ｘを新しい切刃４とする。

〔実施例３〕
図５に従って、ブローチで構成される切削工具３２の刃部１Ｃを説明する。なお、実施例１，２と共通する事項については、同じ符号を付すと共に説明を簡略又は省略することとする。

図５ａに示すように、前記切削工具３２は、穴開けに用いられるものであり、ブローチ本体から異なる寸法形状の刃部１Ｃが突出状に形成されている。該刃部１Ｃは、切削工具３２の軸線方向に沿った進行方向側にすくい面５が形成され、該すくい面５に連続するように逃げ面６が形成されている。そして、これらの交線により、切刃４が形成されている。

また、図５ｂ，ｃに示すように、前記刃部１Ｃの逃げ面６には、前記切刃４の刃線方向に沿って予備溝９が多数形成されている。該予備溝９には、実施例１，２と同様に、予備切刃Ｘと、予備すくい面部Ｙとが形成されている。

本発明は上記実施例に記載された構成のみ限定されるものではなく、すくい面５を再研削することによって切刃４の切削性能を向上させることができる切削工具であれば、バイト、タップ、リーマ、ピニオンカッター、フォームドカッター、又はインサートチップ等にも適用可能である。

また、切削工具３０〜３２は、鋼やハイス（高速度鋼）、超硬合金、セラミックス等適宜用途に適した材料が適用される。

また、前記逃げ面６に形成された予備溝９に着色するなどして、再研削作業時の視認性を向上させたり、切刃４（予備切刃Ｘを含む）におけるコーティング層１０の有無の確認を容易にしたり、予備溝９の残数の目安となるようにしてもよい。

１Ａ〜１Ｃ刃部
４切刃
５すくい面
６逃げ面
９予備溝
９ｂ溝底
１０コーティング層
３０〜３２切削工具
Ｘ予備切刃
Ｙ予備すくい面部

Claims

すくい面と逃げ面とが交わるその交線を切刃とした刃部を有し、該刃部のすくい面が再研削されることで該切刃が繰り返し使用可能となる切削工具において、
前記逃げ面に、前記切刃の刃線方向に沿って凹成された予備溝が設けられ、さらに該予備溝の両側の溝縁部のうち、前記すくい面に対して遠い位置の溝縁部が、該切刃と同形状に成形されることで溝縁が予備切刃とされ、かつ該予備切刃に連成した該予備溝の内周面が予備すくい面部とされ、
すくい面が該予備すくい面部と連続する位置まで再研削されることによって前記予備切刃が新しい切刃とされる
ことを特徴とする切削工具。
刃部が金属材料からなり、該刃部の切刃と予備切刃との表面に、コーティング層が連続状に形成されている請求項１に記載の切削工具。
予備溝が、刃部の再研削方向に複数列設されている請求項１又は請求項２に記載の切削工具。
予備溝の溝底を基準にして、予備すくい面部が形成された内周面に対向する内周面が、溝底に向かうに従いすくい面に対して遠ざかる傾斜面で構成されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の切削工具。
予備溝の溝底形状が、溝深さ方向に凸の丸底形状である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の切削工具。
すくい面と逃げ面とが交わるその交線を切刃とした刃部を有する切削工具に対して、該刃部のすくい面を再研削して該切刃を繰り返し使用可能とする切削工具の再研削方法において、
前記逃げ面に、前記切刃の刃線方向に沿って予備溝を凹成し、該予備溝の両側の溝縁部のうち、前記すくい面に対して遠い位置の溝縁部を、前記切刃と同形状として溝縁を予備切刃とし、かつ該予備切刃と連成する該予備溝の内周面を予備すくい面部とし、すくい面を該予備すくい面部と連続する位置まで再研削することによって該予備切刃を新しい切刃とすることを特徴とする切削工具の再研削方法。