JP6502212B2 - Holder for cutting tool, cutting tool, and method of manufacturing cut product using them - Google Patents
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Description
本態様は、切削工具用ホルダおよび切削工具、並びにそれらを用いた切削加工物の製造方法に関する。 This aspect relates to a holder for a cutting tool, a cutting tool, and a method of manufacturing a machined product using them.
切削加工、特に転削加工における課題の1つに、切削工具用ホルダ(以下、「ホルダ」と言うことがある。)のびびり振動のような振動の発生が挙げられる。びびり振動は、被削材の加工精度を低下させる原因になり得ることから、ホルダのびびり振動の発生を抑制することについて種々検討がなされている。 One of the problems in cutting, particularly in turning, is the generation of vibrations such as chattering of a cutting tool holder (hereinafter sometimes referred to as "holder"). Since chatter vibration can be a cause of lowering the processing accuracy of a work material, various studies have been made on suppressing the occurrence of chatter vibration of a holder.
特許文献1には、工具の本体部のポケットに挿入した制振ピースが、本体部の中心に回転支点を持ち、右回り、左回りの各回転においてポケットの内壁に衝突して本体部のねじり振動を減衰させるようにした構成が記載されている。この構成によれば、ねじり振動が発生すると、制振ピースが慣性によって本体部のねじれとは反対向きに運動してポケットの内壁と衝突し、大きな振動が打ち消される。そして、ねじれ振動が打ち消されることによってびびり振動の発生が抑制される。 In Patent Document 1, a damping piece inserted in a pocket of a main body of a tool has a rotation fulcrum at the center of the main body, and collides with the inner wall of the pocket in each of clockwise and counterclockwise rotations to twist the main body An arrangement is described in which the vibrations are damped. According to this configuration, when torsional vibration occurs, the damping piece moves in the opposite direction to the twist of the main body by inertia and collides with the inner wall of the pocket, thereby canceling the large vibration. Then, the occurrence of chatter vibration is suppressed by canceling the torsional vibration.
しかし、特許文献1に記載されている構成では、制振ピースの回転支点とポケットとの位置決めが煩雑であった。また、ポケットの内壁に制振ピースが衝突するため、細かな振動がむしろ増えてしまう可能性があった。 However, in the configuration described in Patent Document 1, the positioning of the rotation supporting point of the damping piece and the pocket is complicated. In addition, since the damping piece collides with the inner wall of the pocket, there is a possibility that the fine vibration may be increased.
本態様の課題の1つは、びびり振動の発生を抑制できる切削工具用ホルダおよび切削工具、並びにそれらを用いた切削加工物の製造方法を提供することである。 One of the problems of this aspect is to provide a cutting tool holder and a cutting tool capable of suppressing the occurrence of chatter vibration, and a method of manufacturing a machined product using them.
一実施形態に係る切削工具用ホルダは、内部に中空部を有する略柱状のホルダ本体と、前記中空部内に収容されている棒部材と、前記中空部および前記棒部材の間に充填されている粉体と、を備える。 The holder for a cutting tool according to one embodiment is filled between a substantially columnar holder main body having a hollow portion inside, a rod member accommodated in the hollow portion, and the hollow portion and the rod member. And powder.
一実施形態に係る切削工具は、上述した実施形態に係る切削工具用ホルダと、前記切削工具用ホルダのうち前記ホルダ本体の長手方向における先端側に取り付けられている切削インサートと、を備える。 A cutting tool according to an embodiment includes a cutting tool holder according to the above-described embodiment, and a cutting insert attached to a tip end side in a longitudinal direction of the holder main body of the cutting tool holder.
一実施形態に係る切削加工物の製造方法は、上述した実施形態に係る切削工具および被削材のうち少なくとも一方を回転させる工程と、前記切削工具の切刃を前記被削材に接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離隔させる工程と、を備える。 The method of manufacturing a machined product according to one embodiment includes the steps of rotating at least one of the cutting tool and the work material according to the above-described embodiment, and contacting the cutting edge of the cutting tool with the work material And separating the cutting tool from the work material.
上記の実施形態に係る切削工具用ホルダによれば、びびり振動の発生を抑制することができ、優れた加工精度を発揮することが可能となる。 According to the cutting tool holder according to the above-described embodiment, the occurrence of chatter vibration can be suppressed, and excellent processing accuracy can be exhibited.
<切削工具用ホルダおよび切削工具>
(第1実施形態)
以下、第1実施形態に係る切削工具用ホルダおよび切削工具について、図1〜図10を参照して詳細に説明する。但し、以下の説明で参照する各図は、説明の便宜上、本実施形態の構成部材のうち説明に必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明の切削工具用ホルダおよび切削工具は、以下の説明で参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。
<Holding tool holder and cutting tool>
First Embodiment
Hereinafter, the holder for a cutting tool and the cutting tool according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. However, each drawing referred to in the following description is a simplified view of only the main members necessary for the description among the constituent members of the present embodiment for the convenience of the description. Accordingly, the cutting tool holder and the cutting tool of the present invention may include any component not shown in the drawings referred to in the following description. Further, the dimensions of the constituent members in the respective drawings do not faithfully represent the dimensions of the actual constituent members and the dimensional ratio of the respective members.
図1〜図7に示すように、本実施形態の切削工具10Aは、ホルダ1Aと、複数の切削インサート(以下、「インサート」と言うことがある。)11とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 7, the
ホルダ1Aは、ホルダ本体2を備えている。ホルダ本体2は、その中心軸X1に沿って延びている略柱状の部材である。ホルダ本体2の中心軸X1とは、ホルダ本体2の長手方向X2における先端21および後端22の間を貫通する軸であり、ホルダ本体2を回転させたときに回転軸となる軸を意味するものとする。以下の説明では、中心軸X1に垂直な面における中心軸X1に近づく方向を内方とし、中心軸X1から離れる方向を外方とする。また、ホルダ本体2の後端22から先端21に向かう方向を先端方向とし、先端方向における前方側を先端21側とする。逆に、ホルダ本体2の先端21から後端22に向かう方向を後端方向とし、後端方向における前方側を後端22側とする。
The holder 1 </ b> A includes a
なお、図1に示すように、本実施形態では、上述した複数のインサート11がいずれも、ホルダ1Aのうちホルダ本体2の長手方向X2における先端21側に取り付けられている。また、本実施形態の切削工具10Aは、転削工具であり、その回転軸はホルダ本体2の中心軸X1と一致している。切削工具10Aは、後述する被削材100を切削加工するとき、中心軸X1を基準に回転方向X3に回転する。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, all of the plurality of
本実施形態のホルダ本体2は、略円柱状である。略円柱状とは、厳密な意味での円柱状のみならず、若干の凹凸または湾曲などをも含む趣旨である。なお、ホルダ本体2の形状は、略柱状である限り略円柱状に限定されるものではなく、例えば、多角柱状などであってもよい。
The holder
ここで、本実施形態のホルダ本体2は、図4〜図7および図9に示すように、その内部に中空部(空洞)23Aを有している。また、本実施形態のホルダ1Aは、中空部23A内に収容されている棒部材3Aと、中空部23Aおよび棒部材3Aの間に充填されている粉体4とをさらに備えている。具体的に説明すると、棒部材3Aは、制振部材として機能する棒状の部材である。棒部材3Aは、その全体のサイズが中空部23Aよりも一回り小さい。したがって、中空部23Aと棒部材3Aとの間には、図9に示すように、間隙Sが存在する。そして、間隙Sに粉体4が充填されている。これらの構成によれば、ホルダ本体2の大きな変形(振動)は、棒部材3Aが障壁となるので生じにくい。また、ホルダ本体2の小さな変形(振動)は、粉体4が吸収するので生じにくい。さらに、中空部23Aおよび棒部材3Aの間に粉体4が充填されているので、棒部材3Aが中空部23Aの内壁面231に衝突することによる振動が生じにくい。そして、これらの効果が相まって、びびり振動の発生を抑制することができ、優れた加工精度を発揮できるという効果が得られる。また、粉体4が存在していることによって、中空部23Aにおいて棒部材3Aが動きにくい。そのため、中空部23Aにおける棒部材3Aの位置がずれにくく、中空部23Aにおいて安定して棒部材3Aの位置決めを行うことができる。なお、粉体4が充填されているとは、間隙Sが粉体4で完全に満たされている状態に限定されるものではない。棒部材3Aが中空部23Aの内壁面231に衝突し難い、位置がずれ難い状態であればよい。
Here, as shown in FIGS. 4 to 7 and 9, the
中空部23Aおよび棒部材3Aはいずれも、少なくとも1つであればよい。本実施形態では、中空部23Aおよび棒部材3Aがいずれも、1つである。
The
本実施形態では、図4および図6に示すように、中空部23Aおよび棒部材3Aがいずれも、ホルダ本体2の長手方向X2に沿って延びている。このような構成によれば、ホルダ本体2の長手方向X2に沿って棒部材3Aを比較的長く存在させることができ、それに伴って粉体4も比較的多く存在させることができる。その結果、棒部材3Aおよび粉体4による効果が得られやすくなり、びびり振動の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 6, both the
本実施形態では、図9に示すように、ホルダ本体2の長手方向X2に垂直な断面視において、棒部材3Aが入れ子構造である。言い換えれば、上述した断面視において、棒部材3Aが中空部23Aと相似形状である。このような構成によれば、棒部材3Aが障壁となることによってホルダ本体2の大きな変形(振動)が生じにくくなるという上述した効果が得られやすくなり、びびり振動の発生を抑制することができる。本実施形態では、上述した断面視において、中空部23Aの内壁面231が、外方に凸の曲線状部位231aおよび内方に凸の曲線状部位231bを交互に接続してなる曲線状である。また、上述した断面視において、棒部材3Aの外周面31が、外方に凸の曲線状部位31aおよび内方に凸の曲線状部位31bを交互に接続してなる曲線状である。このような場合には、棒部材3Aの位置が中空部23Aにおいてずれ難くなる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the
本実施形態では、上述した断面視において、中空部23Aが中心軸X1を基準に回転対称である。このような構成によれば、中心軸X1周りでのホルダ本体2の重心のばらつきを抑えることができるので、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, in the cross-sectional view described above, the
本実施形態では、上述した断面視において、棒部材3Aが、その中心軸Yを基準に回転対称である。このような構成によれば、中心軸Y周りでの棒部材3Aの重心のばらつきを抑えることができるので、結果として回転時の遠心力による棒部材3Aの振動を抑制することができる。棒部材3Aの中心軸Yとは、図4および図6に示すように、中空部23A内に収容されている状態において、棒部材3Aのうちホルダ本体2の先端21側に位置している部位32および後端22側に位置している部位33の間を貫通する軸であり、棒部材3Aを回転させたときに回転軸となる軸を意味するものとする。
In the present embodiment, the
本実施形態では、図9に示すように、上述した断面視において、中空部23Aおよび棒部材3Aがいずれも、中心軸X1を含んでいる。このような構成によれば、上述した回転対称と同様に、中心軸X1周りでのホルダ1Aの重心のばらつきを抑えることができるので、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, in the cross-sectional view described above, both the
上述した断面視において、本実施形態の棒部材3Aは、中空部23Aの内壁面231側に突出する凸部を有しており、凸部が凸曲線状である。このような構成によれば、凸部に加わる応力を分散させることができるので、凸部が欠損するのを抑制することができる。本実施形態の凸部は、上述した外方に凸の曲線状部位31aである。
In the cross-sectional view described above, the
本実施形態では、中空部23Aの内壁面231および棒部材3Aの外周面31のそれぞれの表面粗さが、ホルダ本体2の外周面24の表面粗さよりも大きい。このような構成によれば、中空部23Aと粉体4との接触面積、および棒部材3Aと粉体4との接触面積のそれぞれが大きくなることから、ホルダ本体2の小さな変形(振動)を粉体4が吸収するという上述した効果が得られやすくなり、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。表面粗さとして、中空部23Aの内壁面231の算術平均粗さ(Ra)は3〜50μm、棒部材3Aの外周面31の算術平均粗さ(Ra)は3〜50μm、ホルダ本体2の外周面24の算術平均粗さ(Ra)は1〜8μmであるのが好ましく、例示した数値範囲内で、中空部23Aの内壁面231および棒部材3Aの外周面31のそれぞれの表面粗さが、ホルダ本体2の外周面24の表面粗さよりも大きくなるのが好ましい。算術平均粗さ(Ra)は、JIS B0601−2001に準拠して測定される値である。
In the present embodiment, the surface roughness of each of the
本実施形態では、上述した断面視において、中空部23Aおよび棒部材3Aがいずれも、非円形状である。このような構成によれば、上述した表面粗さと同様に、中空部23Aと粉体4との接触面積、および棒部材3Aと粉体4との接触面積のそれぞれが大きくなることから、粉体4による効果が得られやすくなり、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, in the cross-sectional view described above, both the
本実施形態では、ホルダ本体2および棒部材3Aの材質が、同一である。また、本実施形態では、粉体4の材質がさらに、ホルダ本体2および棒部材3Aの材質と同一である。材質が同一であるとは、原材料(材種)が同一であり、最終製品としたときの材質が実質的に同一であることを意味するものとする。ホルダ本体2、棒部材3Aおよび粉体4の材質としては、例えば、鋼、鋳鉄、チタン、超硬合金、アルミニウムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、超硬合金の組成については、後述するインサート11において詳細に説明する。
In the present embodiment, the materials of the
本実施形態の粉体4は、その平均粒径が3〜150mmであるのが好ましい。このような構成によれば、粉体4による効果が得られやすくなり、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。粉体4の形状としては、例えば、球状、樹枝状、又は柱状のものが挙げられる。充填性を高めるためには粉体4は球状であることが好ましい。
The
一方、本実施形態のホルダ本体2は、図4および図6に示すように、先端21側から順に第1部位25、第2部位26および第3部位27を備えている。第1部位25は、図7に示すように、ホルダ本体2の先端21側に位置しており、図8に示す断面形状を有する部位である。また、第1部位25は、図7に示すように、インサート11が取り付けられるポケット251を有する部位でもある。本実施形態では、ホルダ本体2の長手方向X2における先端21からポケット251の後端251bまでの領域が第1部位25である。
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 6, the
本実施形態では、図3に示すように、切削工具10Aが複数のインサート11を備えていることに伴い、第1部位25は複数のポケット251を有している。具体的に説明すると、ポケット251の数は、インサート11の数と同一である。本実施形態の切削工具10Aは、2つのインサート11を備えている。したがって、本実施形態の第1部位25は、2つのポケット251を有している。なお、インサート11の数は2つに限定されるものではなく、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。この点は、ポケット251についても同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, as the
複数のポケット251はいずれも、図2に示すように、ホルダ本体2の先端21側および外周面24側に開口しており、インサート11を載置する載置部251aと、載置部251aに開口しておりネジ17が挿入されるネジ孔(不図示)とを有している。本実施形態のインサート11は、ネジ孔を介したネジ固定によって、ポケット251に取り付けられている。なお、インサート11の取付方法は、ネジ固定に限定されるものではなく、例えば、クランプ構造などであってもよい。
As shown in FIG. 2, the plurality of
図3に示すように、先端21側からホルダ本体2を見たとき、複数のポケット251は、中心軸X1を基準に回転対称となる等間隔に位置していてもよいし、不等間隔に位置していてもよい。各ポケット251に取り付けられたインサート11に加わる切削負荷のばらつきを抑制する観点からは、複数のポケット251は等間隔に位置しているのが好ましい。言い換えれば、複数のポケット251のうち互いに回転方向X3に隣り合うポケット251、251同士の間の間隔は、一定であることが好ましい。
As shown in FIG. 3, when the holder
これに対し、びびり振動を抑制する観点からは、複数のポケット251は不等間隔に位置しているのが好ましい。言い換えれば、複数のポケット251のうち互いに回転方向X3に隣り合うポケット251、251同士の間の間隔は、一定でないことが好ましい。このような場合には、複数のインサート11が被削材に接触する間隔が一定ではなくなる。そのため、特定の周波数の振動が過度に大きくなる共振現象が生じにくくなる。具体例を挙げると、ポケット251として、互いに回転方向X3に隣り合う第1ポケットおよび第2ポケットと、互いに回転方向X3に隣り合う第3ポケットおよび第4ポケットとを有しているとき、第1ポケットおよび第2ポケットの間の間隔が、第3ポケットおよび第4ポケットの間の間隔よりも大きい構成などが挙げられる。このように、互いに回転方向X3に隣り合うポケット251、251同士の間の間隔が、少なくとも2つ以上の異なる値となっていることが好ましい。
On the other hand, from the viewpoint of suppressing chatter vibrations, the plurality of
一方、第2部位26は、図4および図6に示すように、第1部位25および第3部位27の間に位置している部位である。本実施形態の第2部位26は、ホルダ本体2の先端21側から後端22側に向かうにつれて外径が大きくなっている。
On the other hand, the
第3部位27は、ホルダ本体2の後端22側に位置している部位であり、図10に示す断面形状を有する部位である。また、第3部位27は、工作機械(不図示)によって把持される部位であり、シャンクとも呼ばれる部位である。本実施形態の第3部位27は、その外径が略一定である。
The
ここで、本実施形態では、図4および図6に示すように、上述した中空部23Aが、ホルダ本体2の長手方向X2における後端22側に位置しており工作機械によって把持される部位、すなわち第3部位27よりも長手方向X2における先端21側に位置している部位の内部に位置している。このような構成によれば、工作機械によって把持される第3部位27の剛性を確保しつつ、びびり振動の発生を抑制することができる。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 4 and FIG. 6, the above-described
また、本実施形態では、中空部23Aが、ホルダ本体2の先端21側に位置しておりインサート11が取り付けられるポケット251を有する部位、すなわち第1部位25よりも後端22側に位置している部位の内部に位置している。言い換えれば、本実施形態では、中空部23Aが第2部位26の内部に位置している。このような構成によれば、工作機械によって把持される第3部位27に加えて、インサート11を介して被削材100から切削抵抗が加わる第1部位25の剛性も確保しつつ、びびり振動の発生を抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the
本実施形態の中空部23Aは、ホルダ本体2の外周面24に開口していない。このような構成によれば、ホルダ本体2の剛性を確保することができる。同様の理由から、本実施形態の中空部23Aは、ポケット251にも開口していない。すなわち、本実施形態の中空部23Aは、ホルダ本体2のいずれの部位にも開口していない。
The
ホルダ本体2の寸法は、特に限定されるものではないが、例えば、中心軸X1に平行な方向における長さを50〜300mmに設定できる。また、中心軸X1に垂直な方向における幅(直径)を20〜100mmに設定できる。なお、ホルダ本体2の寸法は、例示した数値範囲に限定されるものではなく、被削材100の大きさ、工作機械の大きさなどに応じて適宜変更することができる。
Although the dimension of the holder
中空部23Aおよび棒部材3Aのそれぞれの寸法は、例えば、上述した断面視において、第2部位26の外接円の面積に対する中空部23Aの占める断面積を10〜40%、棒部材3Aの占める断面積を5〜35%にそれぞれ設定でき、例示した数値範囲内で、棒部材3Aの全体のサイズを中空部23Aよりも一回り小さくするのが好ましい。なお、中空部23Aおよび棒部材3Aのそれぞれの寸法は、例示した数値範囲に限定されるものではなく、適宜変更することができる。中空部23Aおよび棒部材3Aが第2部位26以外の部位に位置している場合には、中空部23Aおよび棒部材3Aが位置している部位の外接円を基準に中空部23Aおよび棒部材3Aの寸法を判断すればよい。
The respective dimensions of the
一方、本実施形態のインサート11は、図1〜図7に示すように、略四角形板状の部材である。具体的に説明すると、本実施形態のインサート11は、図2に示すように、四角形状の上面12と、四角形状の下面13と、上面12および下面13のそれぞれと接続している側面14と、上面12および側面14の交線部に位置している切刃15とを備えている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1-7, the
なお、上面12が四角形状であるとは、概ね四角形状であればよく、厳密な意味での四角形状である必要はない。図5に示すように、上面12側からインサート11を見たとき、上面12の4つの角部121のそれぞれは、丸みを帯びた形状であってもよい。また、上面12側からインサート11を見たとき、隣り合う角部121、121同士を接続している辺部(切刃15)は、厳密な直線形状でなくてもよく、例えば、一部が凹凸を有する形状であってもよい。これらの点は、下面13についても同様である。
The
上面12は、図3に示すように、インサート11をホルダ本体2に取り付けたとき、回転方向X3の前方に位置する面である。上面12の少なくとも一部は、切削加工を行うときに切屑が流れるすくい面として機能する。
The
下面13は、インサート11をホルダ本体2に取り付けたとき、回転方向X3の後方に位置する面であり、ポケット251の載置部251aに当接する面である。
The
側面14は、四角形状の上面12および下面13の4つの辺部に対応して4つの面領域によって構成されている。側面14の一部は、インサート11をホルダ本体2に取り付けたとき、ホルダ本体2よりも外方および先端21方向にそれぞれ突出する。側面14の少なくとも一部は、切削加工を行うときに逃げ面として機能する。
The
インサート11の寸法は、特に限定されるものではないが、例えば、図3に示すように、側面14側からインサート11を見たとき、上面12から下面13までの厚みを3〜10mmに設定できる。また、図5に示すように、上面12側からインサート11を見たとき、上面12の各辺の長さを5〜20mmに設定できる。なお、インサート11の寸法は、例示した数値範囲に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
The dimensions of the
インサート11の材質としては、例えば、超硬合金、サーメットなどが挙げられる。超硬合金としては、例えば、炭化タングステン(WC)−コバルト(Co)、WC−炭化チタン(TiC)−Co、WC−TiC−炭化タンタル(TaC)−Coなどが挙げられる。WC−Coは、WCにCoの粉末を加えて焼結して生成される。WC−TiC−Coは、WC−CoにTiCを添加したものである。WC−TiC−TaC−Coは、WC−TiC−CoにTaCを添加したものである。サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。サーメットとしては、例えば、TiCまたは窒化チタン(TiN)などのチタン化合物を主成分としたものなどが挙げられる。
Examples of the material of the
インサート11の表面には、化学蒸着(CVD)法または物理蒸着(PVD)法によって被膜をコーティングすることができる。被膜の組成としては、例えば、TiC、TiN、炭窒化チタン(TiCN)、アルミナ(Al2O3)などが挙げられる。また、インサート11は、切刃15の強度を高めるうえで、上述した材質からなる基体に、例えば、ダイヤモンド焼結体、CBN焼結体などをロウ付けした構成であってもよい。
The surface of the
本実施形態のインサート11は、図2に示すように、上面12および下面13の間を貫通している貫通孔16をさらに備えている。本実施形態の貫通孔16は、上面12および下面13のそれぞれの中央部に位置している。貫通孔16は、インサート11をホルダ本体2へ取り付けるときにネジ17が挿入される部位である。すなわち、本実施形態では、貫通孔16にネジ17を挿入し、ネジ17の先端を載置部251aに位置しているネジ孔(不図示)に挿入してネジ17を締め付けることによって、インサート11をホルダ本体2に取り付けている。
The
図6および図7に示すように、中心軸X1に垂直な方向から切削工具10Aを見たとき、本実施形態のインサート11は、上面12が中心軸X1に対して傾斜している状態で、ホルダ本体2に取り付けられている。中心軸X1に対する上面12の傾斜角度、すなわちアキシャルレーキ角は、0〜20°に設定できるが、これに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 6 and 7, when the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係るホルダおよび切削工具について、図11および図12を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態に係るホルダおよび切削工具の基本構成は、上述した第1実施形態に係るホルダ1Aおよび切削工具10Aと同等である。そのため、図において、第1実施形態に係るホルダ1Aおよび切削工具10Aと同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略するものとし、以下においては構成の差異が存在する部位を中心に説明を行うものとする。この点は、後述する第3実施形態においても同様である。
Second Embodiment
Next, a holder and a cutting tool according to a second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 11 and 12. The basic configurations of the holder and the cutting tool according to the present embodiment are equivalent to the
図11に示すように、本実施形態の切削工具10Bが備えているホルダ1Bは、ホルダ本体2の長手方向X2における後端22側から先端21側に向かってホルダ本体2の内部を貫通しているクーラント孔5をさらに備えている。クーラント孔5は、インサート11を冷却するクーラント(冷却液)を外部から供給するための部位である。本実施形態のクーラント孔5は、後端22からポケット251に渡って延びている。
As shown in FIG. 11, the holder 1B provided in the
クーラント孔5は、先端21側に開口している噴射口51を有している。本実施形態の噴射口51は、ポケット251に位置している。ポケット251における噴射口51の位置は、インサート11が載置される載置部251aであってもよいし、それ以外の部位であってもよい。本実施形態の噴射口51は、インサート11の切刃15を効率良く冷却する観点から、載置部251aよりも後端22側に位置しているポケット251の側壁部251cに位置している。
The
クーラント孔5は、少なくとも1つであればよい。クーラント孔5が複数であるとき、複数のクーラント孔5の構成は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、図12に示すように、クーラント孔5が複数であり、複数のクーラント孔5の構成が実質的に同一である。
The
一方、本実施形態では、ホルダ本体2が中空部23Bを複数有しており、ホルダ1Bが棒部材3Bを複数備えている。複数の中空部23Bの構成は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。同様に、複数の棒部材3Bの構成は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、複数の中空部23Bの構成が実質的に同一であり、複数の棒部材3Bの構成が実質的に同一である。このような構成によれば、中心軸周りでの棒部材3Bの重心のばらつきを抑えることができるので、結果として回転時の遠心力による棒部材3Bの振動を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
本実施形態では、複数の中空部23Bがいずれも、複数のクーラント孔5のそれぞれから離れて位置している。言い換えれば、複数の中空部23Bはいずれも、複数のクーラント孔5のそれぞれに繋がっていない。このような構成によれば、中空部23Bにクーラントが流れ込まないため、クーラント孔5を介してクーラントをスムーズに流すことができ、結果としてクーラントによる冷却効率を向上させることができる。
In the present embodiment, each of the plurality of
本実施形態では、ホルダ本体2の長手方向X2に垂直な断面視において、複数の中空部23Bがいずれも、中心軸X1から遠い側に位置している端部232の径方向X4に垂直な方向の幅W1が、中心軸X1に近い側に位置している端部233の径方向X4に垂直な方向の幅W2よりも大きい。すなわち、幅W1、W2が、W1>W2の関係を有している。このような構成によれば、ホルダ本体2の外周面24に近い部分において中空部23Bのスペースが広くなる。それに伴い、ホルダ本体2の外周面24に近い部分において棒部材3Bおよび粉体4の占める割合も多くなる。その結果、被削材100を切削加工するときに比較的負荷が加わりやすいホルダ本体2の外周面24に近い部分において棒部材3Bおよび粉体4による効果が得られやすくなり、びびり振動の発生を抑制することができる。なお、本実施形態では、中心軸X1に近い側に位置している端部233が、クーラント孔5を避けるように位置している。このような場合には、端部233の幅W2は、クーラント孔5が存在していない構成を基準に判断するものとする。この点は、中心軸X1から遠い側に位置している端部232がクーラント孔5を避けるように位置している場合にも同様である。
In the present embodiment, in a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction X2 of the
本実施形態では、上述した断面視において、複数の中空部23Bがいずれも、中心軸X1から離れるにつれて、言い換えれば外方に向かうにつれて、径方向X4に垂直な方向の幅Wが大きくなっている。このような構成によれば、ホルダ本体2の外周面24に近い部分において棒部材3Bおよび粉体4による効果が得られやすくなる。
In the present embodiment, in the cross-sectional view described above, the width W in the direction perpendicular to the radial direction X4 increases as the
本実施形態では、上述した断面視において、複数の中空部23Bのうち互いに回転方向X3に隣り合う中空部23B、23B同士の間の厚みT1が、中心軸X1から離れるにつれて、言い換えれば外方に向かうにつれて大きくなっている。このような構成によれば、ホルダ本体2の外周面24に近い部分においてホルダ本体2の剛性を確保することができる。
In the present embodiment, thickness T1 between
上述した断面視において、複数の中空部23Bのそれぞれとホルダ本体2の外周面24との間の厚みT2は、複数の中空部23Bのうち互いに回転方向X3に隣り合う中空部23B、23B同士の間の厚みT1よりも大きいのが好ましい。このような構成によれば、ホルダ本体2の外周面24に近い部分においてホルダ本体2の剛性を確保することができる。
In the cross-sectional view described above, the thickness T2 between each of the plurality of
本実施形態では、上述した断面視において、複数の中空部23Bがいずれも、中心軸X1を基準に回転対称である。なお、本実施形態では、上述のとおり、中心軸X1に近い側に位置している端部233が、クーラント孔5を避けるように位置している。このような場合には、中心軸X1を基準に複数の中空部23Bのそれぞれを回転させたとき、中空部23Bのうち少なくとも一部が互いに重なり合えば、中心軸X1を基準に回転対称であると判断することができる。
その他の構成は、上述した第1実施形態に係るホルダ1Aおよび切削工具10Aと同様であるので、説明を省略する。
In the present embodiment, in the cross-sectional view described above, each of the plurality of
The other configuration is the same as that of the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係るホルダおよび切削工具について、図13および図14を参照して詳細に説明する。
Third Embodiment
Next, a holder and a cutting tool according to a third embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 13 and 14.
図13および図14に示すように、本実施形態の切削工具10Cが備えているホルダ1Cでは、ホルダ本体2が中空部23Cを複数有しており、ホルダ1Cが棒部材3Cを複数備えている。そして、本実施形態では、複数の中空部23Cおよび複数の棒部材3Cがいずれも、第2部位26の内部から第1部位25の内部に渡って位置している。言い換えれば、複数の中空部23Cおよび複数の棒部材3Cがいずれも、第1部位25および第2部位26の内部に位置しており、それに伴って粉体4も第1部位25および第2部位26の内部に位置している。
その他の構成は、上述した第1、第2実施形態に係るホルダ1A、1Bおよび切削工具10A、10Bと同様であるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 13 and FIG. 14, in the holder 1C provided in the
The other configuration is the same as the
<切削加工物の製造方法>
次に、一実施形態に係る切削加工物の製造方法について、上述した切削工具10Aを使用する場合を例にとって、図15〜図17を参照して詳細に説明する。
<Method of manufacturing cut product>
Next, a method of manufacturing a machined product according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 15 to 17, using the above-described cutting tool 10 </ b> A as an example.
本実施形態に係る切削加工物の製造方法は、以下の(1)〜(3)の工程を備えている。
(1)図15に示すように、切削工具10Aおよび被削材100のうち少なくとも一方を回転させる工程。
(2)図16に示すように、切削工具10Aの切刃15を被削材100に接触させる工程。
(3)図17に示すように、切削工具10Aを被削材100から離隔させる工程。
The method of manufacturing a machined product according to the present embodiment includes the following steps (1) to (3).
(1) A step of rotating at least one of the
(2) As shown in FIG. 16, a step of bringing the
(3) A step of separating the
具体的に説明すると、本実施形態では、まず、図15に示すように、切削工具10Aを、中心軸X1を基準に回転方向X3に回転させるとともに、Z1方向に移動させることによって、切削工具10Aを被削材100に相対的に近づける。被削材100としては、例えば、アルミニウム、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、非鉄金属などが挙げられる。
Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 15, first, the
次に、図16に示すように、切削工具10AをZ2方向に移動させつつ、切削工具10Aの切刃15を被削材100に接触させて、被削材100を切削する。本実施形態では、上述した切削工具10Aを使用することから、びびり振動の発生を抑制しつつ優れた加工精度で被削材100を切削することができる。
Next, as shown in FIG. 16, while moving the
最後に、図17に示すように、切削工具10AをZ3方向に移動させることによって、切削工具10Aを被削材100から相対的に離隔させて所望の切削加工物110を得る。本実施形態では、上述した切削工具10Aを使用することから、優れた加工面精度を備える切削加工物110を得ることができる。
Finally, as shown in FIG. 17, by moving the
なお、本実施形態では、切削工具10Aを動かすことによって切削加工物110を得ているが、これに限定されるものではない。すなわち、(1)の工程では、被削材100を回転させてもよいし、被削材100を切削工具10Aに近づけてもよい。同様に、(3)の工程では、被削材100を切削工具10Aから離隔させてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具10Aを回転させた状態を維持して、被削材100の異なる箇所に切刃15を接触させる工程を繰り返せばよい。本実施形態では、切削工具10Aを使用する場合を例にとって説明したが、切削工具10Aに代えて、切削工具10B、10Cを使用しても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, although the machined product 110 is obtained by moving the
以上、本発明に係るいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。 Although some embodiments according to the present invention have been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be arbitrary without departing from the scope of the present invention. .
例えば、上述した実施形態では、切削工具10A〜10Cが転削工具であるが、これに代えて、切削工具10A〜10Cを、例えば、旋削工具などにすることができる。
For example, in the embodiment described above, the
また、上述した実施形態では、中空部23A、23B、棒部材3A、3Bおよび粉体4が、第2部位26の内部に位置しており、中空部23C、棒部材3Cおよび粉体4が、第1部位25および第2部位26の内部に位置しているが、これらに代えて、中空部23A〜23C、棒部材3A〜3Cおよび粉体4を他の位置に配置することができる。具体例を挙げると、中空部23A〜23C、棒部材3A〜3Cおよび粉体4を、第1部位25の内部、第2部位26および第3部位27の内部、第3部位27の内部、第1〜第3部位25〜27の内部などに配置することができる。
In the embodiment described above, the
1A〜1C 切削工具用ホルダ
2 ホルダ本体
21 先端
22 後端
23A〜23C 中空部
231 内壁面
231a 外方に凸の曲線状部位
231b 内方に凸の曲線状部位
24 外周面
25 第1部位
251 ポケット
251a 載置部
251b 後端
251c 側壁部
26 第2部位
27 第3部位
3A〜3C 棒部材
31 外周面
31a 外方に凸の曲線状部位
31b 内方に凸の曲線状部位
32 ホルダ本体の先端側に位置している部位
33 ホルダ本体の後端側に位置している部位
4 粉体
5 クーラント孔
51 噴射口
10A〜10C 切削工具
11 切削インサート
12 上面
121 角部
13 下面
14 側面
15 切刃
16 貫通孔
17 ネジ
100 被削材
110 切削加工物
X1 中心軸
X2 長手方向
X3 回転方向
X4 径方向
Y 中心軸
S 間隙
1A to 1C
Claims (16)
前記中空部内に収容されている棒部材と、
前記中空部および前記棒部材の間に充填されている粉体と、を備え、
前記ホルダ本体の長手方向に垂直な断面視において、
前記中空部の内壁面が、
外方に凸の第1曲線状部位と、
内方に凸の第2曲線状部位と、を有し、
前記棒部材の外周面が、
外方に凸であって前記第1曲線状部位と対向する第3曲線状部位と、
内方に凸であって前記第2曲線状部位と対向する第4曲線状部位と、を有する、切削工具用ホルダ。 A substantially columnar holder main body having a hollow portion inside;
A rod member housed in the hollow portion;
And a powder filled between the hollow portion and the rod member ,
In a sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the holder body,
The inner wall surface of the hollow portion is
An outwardly convex first curved portion,
An inwardly convex second curvilinear portion;
The outer peripheral surface of the rod member is
A third curvilinear portion which is outwardly convex and faces the first curvilinear portion;
A holder for a cutting tool , comprising: an inwardly convex portion; and a fourth curvilinear portion opposite to the second curvilinear portion .
前記中空部内に収容されている棒部材と、
前記中空部および前記棒部材の間に充填されている粉体と、を備え、
前記中空部の内壁面および前記棒部材の外周面のそれぞれの表面粗さが、前記ホルダ本体の外周面の表面粗さよりも大きい、切削工具用ホルダ。 A substantially columnar holder main body having a hollow portion inside;
A rod member housed in the hollow portion;
And a powder filled between the hollow portion and the rod member ,
A holder for a cutting tool , wherein the surface roughness of each of the inner wall surface of the hollow portion and the outer peripheral surface of the rod member is larger than the surface roughness of the outer peripheral surface of the holder main body .
前記棒部材を、複数備える、請求項1〜12のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。 The holder body has a plurality of hollow portions,
The holder for a cutting tool according to any one of claims 1 to 12, comprising a plurality of the rod members.
前記中空部は、前記少なくとも1つのクーラント孔から離れて位置している、請求項1〜13のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。 At least one coolant hole passing through the inside of the holder body from the rear end side to the front end side in the longitudinal direction of the holder body, further comprising:
The holder for a cutting tool according to any one of claims 1 to 13, wherein the hollow portion is located apart from the at least one coolant hole.
前記切削工具用ホルダのうち前記ホルダ本体の長手方向における先端側に取り付けられている切削インサートと、を備える、切削工具。 The cutting tool holder according to any one of claims 1 to 14,
And a cutting insert attached to a tip end side in a longitudinal direction of the holder main body of the holder for the cutting tool.
前記切削工具の切刃を前記被削材に接触させる工程と、
前記切削工具を前記被削材から離隔させる工程と、を備える、切削加工物の製造方法。 Rotating at least one of the cutting tool and the work material according to claim 15;
Bringing the cutting edge of the cutting tool into contact with the workpiece;
And b. Separating the cutting tool from the work material.
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