JP7502619B2 - スカイビングカッタ - Google Patents

Description

本発明は、シャンクと切刃が一体化されたスカイビングカッタに関するものである。

内歯車などを創成する加工法として、スカイビング加工が知られている。スカイビング加工は、工作物の回転と工具の回転とを同期させつつ、工作物の回転軸に対して工具の回転軸を傾けて行われる。これによって、工作物の回転方向と工具の回転方向とに差異が生じ、工作物に工具を干渉させた際に“すべり”が生じる。このすべりを利用して工作物から干渉部分をそぎ落とし、工作物に歯溝などを加工する。このようなスカイビング加工は、近年では他の旋削加工や穴あけ加工と共に複合加工機の機能としても実装されている。

スカイビング加工は、通常の切削加工と同様に、冷却、潤滑、防錆、さらには切りくずの除去のために、クーラント（主に油性切削油と水溶性切削剤）を供給しながら行われる。これらの流体は、従来では外部装置のノズルから供給されることもあったが、近年では流体を加工機に直接供給する構造も開示されている。例えば特許文献１の刃先交換式切削工具では、クランプネジの軸部に、ネジの中心線方向に延びる溝部が形成されている。そして、この溝部は刃先先端面に形成されたクーラント排出溝部に連通している。

特開２０１５－１６８０２４号公報

特許文献１によれば、上述した構成によって切削インサート（切刃）をクランプネジによって固定してもクーラントを供給することが可能であるとしている。しかしながら、特許文献１に開示されている構造であると、クーラントは被押圧面（刃先先端面）に沿うように供給される。すると、先端面の縁である刃先にはクーラントが届くと考えられるが、刃先の側面である歯溝にはクーラントは到達しづらい。このため、工作物の切りくずが歯溝に詰まりやすくなってしまう可能性がある。

本発明は、このような課題に鑑み、歯溝への切りくずの詰まりを好適に防ぐことができ、また従来シェーパ加工を用いていた止まり穴形状の切りくず除去にも高い工作精度を得ることが可能なスカイビングカッタを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明にかかるスカイビングカッタの代表的な構成は、シャンクと切刃が一体化されたスカイビングカッタであって、シャンクの外周面には、シャンクの後端から前端に亘って、切刃に向かってクーラントを供給するクーラント溝が形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、クーラントによって歯溝と刃先の両方の切りくずが除去されるため、歯溝への切りくずの詰まりを好適に防ぐことができる。したがって、切りくずによる工作面の傷付きや、切削位置のずれを防止し、止まり穴形状の加工においても高い工作精度を得ることが可能となる。

上記クーラント溝の先端は、切刃の刃先に向かって半径方向に傾斜しているとよい。なお半径方向とは、スカイビングカッタが全体的におおむね丸棒形状をしているところの、断面円の半径方向である。かかる構成によれば、クーラントを切刃の刃先に向かって効率的に供給することができる。したがって、上述した効果を高めることが可能となる。

上記クーラント溝の先端は、切刃の歯溝と同じ方向に円周方向に傾斜しているとよい。なお円周方向とは、スカイビングカッタが全体的におおむね丸棒形状をしているところの、断面円の接線方向である。かかる構成によれば、クーラントを切刃の歯溝に対して効率的に供給することができる。したがって、上述した効果を高めることが可能となる。

本発明によれば、歯溝への切りくずの詰まりを好適に防ぐことができ、高い工作精度を得ることが可能なスカイビングカッタを提供することが可能になる。

第１実施形態にかかるスカイビングカッタを説明する図である。 スカイビングカッタを説明する図である。 スカイビングカッタをホルダに装着した状態を示す断面図である。 第２実施形態にかかるスカイビングカッタを説明する図である。 第３実施形態にかかるスカイビングカッタを説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかるスカイビングカッタ１００を説明する図である。図１（ａ）は、スカイビングカッタ１００、ホルダ１１０およびワーク１０２の正面図であり、図１（ｂ）はワーク１０２と切刃１４０のみを示す底面図である。

図１（ａ）および（ｂ）に示すスカイビングカッタ１００は、回転しながら工作物（ワーク１０２）にスカイビング加工を施す切削工具である。ワーク１０２は、スカイビングカッタ１００に同期して回転しながら加工が施される。なおホルダ１１０およびワーク１０２を回転させる加工機は図示を省略している。本発明のカッタは、内部クーラント機構（加工機からクーラントが供給される機構）を有する全ての加工機で、加工機に変更を加えることなく使用することができる。

スカイビングカッタ１００は、そのシャンク１２０をコレット１３０を介してホルダ１１０に保持されている（図３参照）。ホルダ１１０の回転軸はワーク１０２の回転軸に対して所定の交差角θで交差している。スカイビングカッタ１００の切刃１４０の刃先１４２は、図１の図示右側からワーク１０２に入り始め、図示左側から抜ける。すると刃先１４２はワーク１０２に対して相対的に切削方向に進むことになり、ワークを少しずつえぐり取る。そして同期回転させながらスカイビングカッタ１００をワーク軸方向に送ることにより、ワーク１０２の全長に亘って切削が行われる。

図２はスカイビングカッタ１００を説明する図である。図２（ａ）は外観図、図２（ｂ）は断面図である。図２（ａ）に示すように、スカイビングカッタ１００は、シャンク１２０の先端に切刃１４０が一体に設けられている。切刃１４０は先端（図示下側）が広い円錐台の形状をしていて、先端の縁に刃先１４２が形成されていて、側面に歯溝１４４が形成されている。歯溝１４４は、スカイビングカッタ１００とワーク１０２の交差角θに応じて傾斜している。

そしてシャンク１２０の外周面には、シャンク１２０の後端１２０ａから前端１２０ｂに亘って、切刃１４０に向かってクーラントを供給するクーラント溝１２２が形成されている。すなわちクーラント溝１２２はシャンクの全長に亘って形成されている。本実施形態では、円周方向に均等に３本のクーラント溝１２２が形成されている。

図３はスカイビングカッタ１００をホルダ１１０に装着した状態を示す断面図である。図３（ａ）の側面断面図に示すように、ホルダ１１０の内部にはクーラント穴１１２が形成されている。クーラント穴１１２はシャンク１２０のクーラント溝１２２に連通している。そして図３（ｂ）のＡ－Ａ断面図に示すように、クーラント溝１２２の先端は切刃１４０に向かって開口している。

クーラント穴１１２には、不図示の加工機からクーラントが供給される。するとクーラントはシャンク１２０のクーラント溝１２２を通って（厳密にはクーラント溝１２２とコレット１３０の隙間を通って）、シャンク１２０の前面から射出されて、切刃１４０に向かって供給される。

上記構成によれば、切刃１４０に対して効率的にクーラントを供給することができる。特に、クーラントは歯溝１４４を通って刃先１４２まで供給される。これにより、クーラントによって歯溝１４４の切りくずが除去されるため、切りくずの詰まりを好適に防ぐことができる。したがって、切りくずによる工作面の傷付きや、切削位置のずれを防止し、高い工作精度を得ることが可能となる。

また本発明のカッタは、止まり穴の切りくず詰まりも好適に防ぐことができる。したがって、従来シェーパ加工を用いていた止まり穴形状の切りくず除去にも有効であり、シェーパ加工をスカイビング加工に置き換えることが可能になる。

また特に、シャンク型カッタ（シャンクと切刃が一体化されたカッタ）においてシャンクにクーラント溝を形成したことから、スカイビングカッタ１００を加工機に取り付けるだけで最適なクーラントの射出方向を得ることができる（調整が不要である）。このとき、再研磨量を考慮した方向にしておくことにより、カッターの再研磨後にも最適な射出方向とすることができる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態にかかるスカイビングカッタ１００を説明する図である。なお、第１実施形態と説明が重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

スカイビングカッタ１００は、切刃１４０の直径が異なる複数の種類が提供される。したがって切刃１４０の径が大きい場合には、シャンク１２０からまっすぐクーラントを射出しても歯溝１４４や刃先１４２にクーラントが到達できない場合がある。

そこで図４に示す第２実施形態では、クーラント溝１２２の先端に、切刃１４０の刃先１４２に向かって半径方向に傾斜（上昇角α）する傾斜面１２２ｂを形成している。これにより、クーラントをより効率的に、かつ確実に歯溝１４４および刃先１４２に向かって供給することが可能となる。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態にかかるスカイビングカッタを説明する図である。図５に示すように、第３実施形態のスカイビングカッタ１００では、クーラント溝１２２の先端に、切刃１４０の歯溝１４４と同じ方向に円周方向に傾斜（ねじれ角β）する傾斜面１２２ｃを形成している。これにより、クーラントをより効率的に、かつ確実に歯溝１４４に対して供給することができる。したがって、上述した効果を高めることが可能となる。

なお、上記実施形態においては、クーラント溝１２２を３つと説明したが、適宜これよりも増減させてもよい。また、半径方向の傾斜（第２実施形態）と円周方向の傾斜（第３実施形態）について説明したが、半径方向と円周方向の両方に傾斜させてもよい。このように、シャンク型カッタのシャンクにクーラント溝を形成することにより、様々な射出方向を設定することができる。

本発明は、スカイビングカッタとして利用することができる。

１００…スカイビングカッタ、１０２…ワーク、１１０…ホルダ、１１２…クーラント穴、１２０…シャンク、１２２…クーラント溝、１２２ｂ…先端、１２２ｃ…傾斜面、１３０…コレット、１４０…切刃、１４２…刃先、１４４…歯溝

Claims (1)

1. シャンクと切刃が一体化されたスカイビングカッタであって、
   前記シャンクの外周面には、該シャンクの後端から前端に亘って、前記切刃に向かってクーラントを供給するクーラント溝が形成されていて、
   前記クーラント溝の先端は、前記切刃の歯溝と同じ方向に円周方向に傾斜していて、
   前記シャンクがホルダに保持された状態で、前記クーラント溝の先端と前記ホルダの隙間から、歯溝と同じ方向に円周方向に傾斜した方向にクーラントが射出されることを特徴とするスカイビングカッタ。

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