WO2017081884A1 - フライス工具、切削方法及びフライス工具の製造方法 - Google Patents
フライス工具、切削方法及びフライス工具の製造方法 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a milling tool, a cutting method, and a manufacturing method of a milling tool.
- Such a milling tool has a tool body having an outer peripheral portion and an insert attached to the outer peripheral portion.
- Such a milling tool is attached to the arbor through a mounting hole provided in the center of the tool body.
- the arbor is fitted and fixed to a main shaft of a machine tool such as a milling machine using a pull stud bolt.
- the machine tool rotates the spindle and urges the cutting edge of the insert attached to the milling tool to the work material to perform planar cutting.
- a milling tool described in Patent Document 1 includes a tool main body having an outer peripheral portion, an insert mounted on the outer peripheral portion, a cover provided on the outer peripheral portion of the tool main body so as to cover the tool main body, and a cover and a tool main body. And a suction mechanism for sucking air between the outer peripheral portions of the two.
- the milling tool described in Patent Document 1 sucks and collects chips generated from the work material through a space between the cover and the side surface of the tool body. Therefore, the milling tool described in Patent Document 1 can suppress chip scattering to the surroundings.
- a milling tool includes a tool body having an outer peripheral portion having an upper end and a lower end and an end portion located at the lower end of the outer peripheral portion.
- An insert having a cutting edge is mounted on the tool body such that the cutting edge protrudes from the end.
- the milling tool which concerns on 1 aspect of this invention is provided with the cover which opens a clearance gap with an outer peripheral part and surrounds an outer peripheral part.
- the tool main body has a first jet outlet in the outer peripheral portion for ejecting coolant into a gap between the outer peripheral portion of the tool main body and the cover.
- FIG. 1 is a side view of the milling tool according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a top view of the milling tool according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the milling tool according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a bottom view of the milling tool according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a schematic view of a milling machine using the milling tool according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a milling tool according to the second embodiment.
- a milling tool includes an outer peripheral portion having an upper end and a lower end, and a tool body having an end located at the lower end of the outer peripheral portion.
- the milling tool which concerns on 1 aspect of this invention has a cutting edge, and has the insert with which the cutting tool was mounted
- the milling tool which concerns on 1 aspect of this invention has the cover which opens a clearance gap with an outer peripheral part and surrounds an outer peripheral part.
- the tool main body has a first jet nozzle that jets coolant in a gap between the outer circumference and the cover on the outer circumference.
- the coolant ejected from the first ejection port blows away the chips generated by the cutting process in a certain direction. Therefore, the scattering of chips can be suppressed even in wet processing.
- the tool main body has a second jet nozzle for jetting the coolant toward the cutting edge of the insert.
- the coolant is supplied to the vicinity of the insert blade edge, and the temperature rise of the insert blade edge is suppressed. Therefore, the tool life of the insert can be extended. Moreover, with this configuration, chips generated by the coolant supplied in the vicinity of the cutting edge of the insert are finely pulverized. Therefore, it is easier to blow off chips.
- the tool body has a recessed portion that is depressed at both the outer peripheral portion and the end portion.
- the insert is disposed in the recess.
- the 2nd jet nozzle is opened in the recessed part.
- the tool life of the insert can be extended. Moreover, it becomes easier to blow off chips.
- the opening diameter of the first outlet is different from the opening diameter of the second outlet.
- the first outlet and the first outlet are set so that the pressure of the coolant ejected from the first outlet is different from the pressure of the coolant ejected from the second outlet.
- Two spouts are configured.
- the tool body has a first flow path leading to the first jet port in the tool body.
- the first flow path is inclined so as to be positioned on the upper end side as it approaches the first jet port.
- the coolant is also supplied to a portion between the chip scattering cover and the side surface of the tool body and above the first jet port. Therefore, it is possible to prevent the chips from being clogged in the portion where the chips are easily clogged.
- the tool body has a second flow path leading to the second jet port in the tool body.
- the second channel is branched from the first channel.
- the coolant supply path is shared within the tool body. Therefore, the tool body can be manufactured more easily.
- the milling tool according to (6) or (7) has an orifice member arranged in the first flow path.
- the orifice member has an orifice channel that communicates with the first channel and forms a first jet port.
- the diameter of the orifice channel is smaller than the diameter of the first channel.
- the opening diameter of the second ejection port can be made smaller than the opening diameter of the first ejection port without performing complicated processing on the tool body. Therefore, the tool body can be manufactured more easily.
- a plurality of inserts are mounted on the tool body.
- the tool main body has a plurality of first jet nozzles. Each one of the plurality of first jet nozzles is provided corresponding to each one of the plurality of inserts.
- a plurality of inserts are mounted on the tool body.
- the tool body has a plurality of second jet nozzles. Each one of the plurality of second jet nozzles is provided corresponding to each one of the plurality of inserts.
- the milling tools (1) to (10) are configured to be filled between the cover and the outer peripheral portion of the tool body and above the first ejection port.
- the milling tools (1) to (11) have a cover fixing member attached to the tool body from the upper end side toward the lower end side in order to attach the cover to the tool body.
- the cover fixing member is not easily loosened due to the centrifugal force accompanying the rotation of the milling tool. Therefore, it is possible to prevent the cover from being blown off during the cutting process.
- the tool body has a first taper portion that expands from the upper end side toward the lower end side.
- the cover has a second taper portion that expands from the upper end side toward the lower end side. The first tapered portion is in contact with the second tapered portion in a state where the cover is attached to the tool body.
- the scattering prevention cover can be easily aligned with the tool body. Therefore, even when the anti-scattering cover is removed and reassembled for insert replacement or the like, stability during tool rotation is not easily lost.
- a milling tool having a tool body having an outer peripheral part, an insert attached to the tool main body, and a cover surrounding the outer peripheral part with a gap from the outer peripheral part. Rotate. Water-soluble coolant is ejected from the outer periphery of the tool body into the gap between the outer periphery and the cover. Water-soluble coolant is ejected into the gap when the milling tool is rotated to cut the work material.
- the coolant ejected from the first ejection port blows away the chips generated by the cutting process in a certain direction. Therefore, it is possible to perform wet processing that suppresses the scattering of chips.
- a tool body having an outer peripheral portion having an upper end and a lower end and an end portion positioned at the lower end of the outer peripheral portion is prepared.
- an outlet for ejecting coolant is formed on the outer peripheral surface of the tool body.
- An insert is attached to the tool body so that the blade edge protrudes from the end.
- a cover that surrounds the outer peripheral portion with a gap is attached to the tool body so as to cover the spout.
- FIG. 1 is a side view of a milling tool according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a top view of the milling tool according to the first embodiment.
- the milling tool according to this embodiment mainly includes a tool body 1, an insert 2, and a cover 3.
- the tool body 1 has an outer peripheral portion 11 on the outer peripheral side surface.
- the outer periphery 11 includes an upper end and a lower end.
- the tool body 1 includes an end portion 11 a at the lower end of the outer peripheral portion 11.
- the tool main body 1 is provided with a plurality of recesses 11b at regular intervals. In the place where the recessed part 11b is provided, both the outer peripheral part 11 and the edge part 11a of the tool main body 1 are depressed.
- a first jet port 12 is provided on the outer peripheral portion 11 of the tool body 1. It is preferable that a plurality of first jet nozzles 12 are provided. Moreover, it is preferable that each one of the plurality of first jet nozzles 12 is provided corresponding to each one of the plurality of inserts 2 attached to the tool body 1. However, the correspondence relationship between the insert 2 and the first jet nozzle 12 is not limited to this.
- the tool body 1 is made of, for example, steel.
- the tool body 1 has an upper surface portion 13 on the upper end side of the outer peripheral portion 11.
- the upper surface portion 13 has an upper surface central portion 13a at the center, an upper surface peripheral portion 13b surrounding the periphery of the upper surface central portion 13a, and a first taper portion 13c.
- the first taper portion 13c is provided at a portion where the upper surface central portion 13a rises from the upper surface peripheral portion 13b.
- the first taper portion 13c has a shape that widens from the upper end side toward the lower end side. As shown in FIG. 2, the upper surface central portion 13a is higher than the upper surface peripheral portion 13b.
- a mounting hole 14 for inserting the arbor 4 is provided in the center of the upper surface central portion 13a.
- the arbor 4 has a hollow structure 41 whose inside is hollow along the axial direction.
- a cover mounting bolt hole 15 is formed in the upper peripheral portion 13 b of the tool body 1.
- the insert 2 is mounted in the recess 11b.
- the insert 2 has a cutting edge for cutting the work material W.
- the insert 2 is fixed to the recess 11b by fastening with a bolt or the like, for example.
- the cutting edge protrudes from the end portion 11 a of the outer peripheral portion 11 in a state of being fixed to the concave portion 11 b.
- any material may be used.
- tool steel, cemented carbide, cermet, ceramic, CBN (boron nitride) can be used. Each of these materials may be coated to enhance performance.
- the material and coating of the insert 2 are appropriately selected according to the material of the work material W and cutting conditions.
- the cover 3 is fixed to the tool body 1.
- the cover 3 has a shape that covers the first spout 12 provided in the outer peripheral portion 11. A gap exists between the cover 3 and the outer peripheral portion 11 of the tool body 1.
- the cover fixing member 31 is passed through the cover 3 and fastened to the cover mounting bolt hole 15.
- the cover fixing member 31 is, for example, a bolt or the like. Thereby, the cover 3 is fixed to the tool body 1.
- a second taper portion 32 having a taper shape extending from the upper end side toward the lower end side may be provided on the inner periphery of the cover 3.
- the second taper portion 32 comes into contact with the first taper portion 13 c when the cover 3 is attached to the tool body 1. Thereby, the cover 3 can be easily and accurately positioned with respect to the tool body 1.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the milling tool according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a bottom view of the milling tool according to the first embodiment.
- the tool body 1 has a first flow path 16 a extending in the tool body 1.
- the first flow path 16a is provided for flowing coolant.
- the first flow path 16a preferably extends linearly.
- it is preferable that one of the plurality of first flow paths 16a is provided corresponding to one of the plurality of inserts 2, respectively.
- the first flow path 16 a is connected to the first ejection port 12.
- the first flow path 16a communicates with the hollow structure 41 when the arbor 4 is inserted into the mounting hole 14 (see FIG. 5).
- the first flow path 16a is formed by drilling the outer periphery of the tool body 1 with a drill or the like.
- the first flow path 16a is inclined so as to be positioned on the upper end side of the outer peripheral portion 11 as it approaches the first jet port 12.
- the water-soluble coolant ejected from the first jet port 12 is difficult to go around, and chips are likely to be clogged.
- the water-soluble coolant ejected from the first ejection port 12 can easily go around this portion. Therefore, with this configuration, it is possible to prevent chips from clogging in this portion.
- FIG. 5 is a schematic view of a milling machine using the milling tool according to the first embodiment.
- the milling machine 6 includes a main shaft 61, a table 62, a jig 63, and a chip discharging mechanism 64.
- the work material W is placed on the table 62.
- the mounted work material W is fixed to the table 62 by a jig 63.
- the work material W is preferably an aluminum alloy, but is not limited thereto.
- the pull stud bolt 5 is fitted to the main shaft 61.
- the arbor 4 is attached to the pull stud bolt 5.
- the milling tool is mounted on the arbor 4 by inserting the arbor 4 into the mounting hole 14 of the milling tool.
- the pull stud bolt 5 has a hollow structure 51 in which the inside is hollow along the axial direction in order to allow coolant to flow. Therefore, when the pull stud bolt 5 is attached to the arbor 4, the hollow structure 51 of the pull stud bolt 5 communicates with the hollow structure 41 of the arbor 4.
- the milling machine 6 rotates the milling tool by rotating the main shaft 61.
- the milling machine 6 biases the cutting edge of the insert 2 of the rotating milling tool against the work material W by moving the table 62. Thereby, cutting of the work material W is started, and chips are generated from the work material W.
- the milling machine 6 starts supplying the water-soluble coolant to the hollow structure 51 of the pull stud bolt 5 at the same time as the rotation of the main shaft 61 is started.
- the hollow structure 41 of the arbor 4 communicates with the hollow structure 51 of the pull stud bolt 5, and the first flow path 16 a formed inside the tool body 1 communicates with the hollow structure 41 of the arbor 4. ing. Therefore, water-soluble coolant is ejected from the first ejection port 12 connected to the first flow path 16a.
- the water-soluble coolant ejected from the first ejection port 12 passes through the gap between the cover 3 and the outer peripheral portion 11 of the tool body 1 and is supplied to the vicinity of the cutting edge of the insert 2 and is ejected to the work material W side.
- the Chips generated from the work material W are repelled by the flow of the water-soluble coolant. Therefore, the generated chips are collected by the chip discharge mechanism 64 provided below the table 62 without rising above the table 62. In this way, the generated chips are prevented from scattering in all directions.
- FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a milling tool according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the milling tool according to the second embodiment is further provided with a second jet port 17 and an embedding material 33 unlike the first embodiment.
- the second jet port 17 is provided at a position facing the insert 2 in the recess 11b.
- the 2nd jet nozzle 17 is provided with two or more.
- each one of the plurality of second jet nozzles 17 is provided corresponding to each one of the plurality of inserts 2.
- the 2nd jet nozzle 17 is connected to the 2nd flow path 16b branched from the 1st flow path 16a.
- the second flow path 16b is formed so as to extend into the tool body 1.
- the 2nd flow path 16b is formed by drilling using a drill etc. with respect to the recessed part 11b.
- the second flow path 16b is branched from the first flow path 16a.
- the second channel 16b may be a channel independent of the first channel 16a.
- the internal structure of the tool main body 1 is simplified and manufacture becomes easy.
- the opening diameter of the first outlet 12 may be different from the opening diameter of the second outlet 17.
- the first jet port 12 and the second jet port 17 are configured so that the pressure of the coolant jetted from the first jet port 12 and the pressure of the coolant jetted from the second jet port 17 are different. Also good.
- the opening diameter of the first outlet 12 is smaller than the opening diameter of the second outlet 17.
- the opening diameter of the jet port is made small, the flow velocity of the fluid jetted from the jet port is fast and the pressure of the fluid becomes high. Therefore, in such a case, the coolant ejected from the first ejection port 12 has a higher flow velocity and higher pressure than the coolant ejected from the second ejection port 17.
- Chips generated by cutting tend to scatter upward from the cutting point. Therefore, in order to suppress scattering of chips, it is preferable that the coolant ejected from the first ejection port 12 has a high flow velocity and a high pressure. Therefore, by setting the opening diameter of the first jet port 12 as described above, it is possible to more efficiently suppress the scattering of chips.
- the first jet nozzle 12 may have an orifice 12a.
- the orifice 12a is disposed in the first flow path 16a.
- the orifice 12a has such a shape that the tip is narrowed. Therefore, by using the orifice 12a, the opening diameter of the first jet outlet 12 can be made smaller than the opening diameter of the second jet outlet 17 without performing complicated processing.
- the opening diameter of the second outlet 17 is smaller than the opening diameter of the first outlet 12.
- the coolant ejected from the second ejection port 17 has a higher flow velocity and higher pressure than the coolant ejected from the first ejection port 12.
- the water-soluble coolant ejected from the second ejection port 17 toward the cutting edge of the insert 2 cools the cutting edge of the insert 2.
- the water-soluble coolant ejected from the second ejection port 17 toward the cutting edge of the insert 2 finely crushes chips generated by cutting.
- the chip breaking effect is greater.
- the crushed chips are easily repelled by the flow of the water-soluble coolant ejected from the first ejection port 12 as compared with large chips. Therefore, by making the opening diameter of the second outlet 17 smaller than the opening diameter of the first outlet 12, it is possible to further suppress the scattering of chips.
- the embedding material 33 is filled in a portion of the gap between the cover 3 and the outer peripheral portion 11 that exists above the first jet port 12.
- the embedding material 33 is formed of, for example, a resin putty.
- the water-soluble coolant ejected from the first jet port 12 is unlikely to enter the portion existing above the first jet port 12. Therefore, chips generated by cutting tend to be clogged in this portion.
- the space where the generated chips are easily clogged disappears. Therefore, clogging with generated chips can be suppressed by filling this portion with the embedding material 33.
- the part which exists above the 1st jet nozzle 12 among the clearance gaps between the cover 3 and the outer peripheral part 11 may be filled with either the cover 3 or the tool main body 1.
- the second embodiment is different from the first embodiment in that water-soluble coolant is ejected not only from the first ejection port 12 but also from the second ejection port 17.
- the water-soluble coolant supplied from the second jet port 17 to the vicinity of the cutting edge of the insert 2 crushes the generated chips finely.
- the finely crushed chips are easily blown away by the water-soluble coolant ejected from the first ejection port 12. Therefore, according to 2nd Embodiment, compared with 1st Embodiment, scattering of chips can be suppressed more.
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Abstract
本開示に係るフライス工具は、上端及び下端を有する外周部と、外周部の下端に位置する端部とを有する工具本体を備えている。刃先を有するインサートが、端部から刃先が突き出すように工具本体に装着されている。また、本発明の一態様に係るフライス工具は、外周部と隙間をあけて外周部を取り囲むカバーを備えている。工具本体は、工具本体の外周部とカバーとの間の隙間にクーラントを噴出する第1の噴出口を外周部に有している。本開示に係るフライス工具によると、切削加工中を通じての切屑の飛散及びインサート刃先の温度上昇を抑制することができる。
Description
本発明は、フライス工具、切削方法及びフライス工具の製造方法に関する。
本出願は、平成27年11月10日出願の特願2015-220272号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
本出願は、平成27年11月10日出願の特願2015-220272号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
従来より、フライス工具を用いてフライス盤等により平面切削加工を行う技術が広く知られている。かかるフライス工具は、外周部を有する工具本体と、外周部に装着されたインサートとを有している。
かかるフライス工具は、工具本体中央に設けられた取付穴を介してアーバに装着される。かかるアーバには、プルスタッドボルトを用いてフライス盤等の工作機械の主軸に嵌合して固定される。この状態で、工作機械は、主軸を回転させるとともに、フライス工具に装着されているインサートの刃先を被削材に付勢し、平面切削加工を行う。
かかる平面切削加工が行われると、被削材から切屑が発生する。切屑の飛散に対する対処がなされていない場合、発生した切屑は、遠心力及びすくい角の影響により、上方に飛散してしまう。飛散した切屑は、工作機械内に堆積する。工作機械内に堆積した切屑を清掃するためには、いったん工作機械を停止する必要がある。そのため、工作機械内における切屑の過剰な堆積は、工作機械の稼働率を低下させてしまう。
かかる切屑飛散の問題に関して、従来より切屑の飛散を抑制する技術が提案されている。例えば、特許文献1記載のフライス工具は、外周部を有する工具本体と、外周部に装着されたインサートと、工具本体を覆うように工具本体の外周部に設けられたカバーと、カバーと工具本体の外周部の間の空気を吸引する吸引機構とを有している。
特許文献1記載のフライス工具は、被削材から発生した切屑を、カバーと工具本体側面の間の空間を介して吸引・回収する。そのため、特許文献1記載のフライス工具は、周囲への切屑飛散を抑制することができる。
本発明の一態様に係るフライス工具は、上端および下端を有する外周部と、外周部の下端に位置する端部とを有する工具本体を備えている。刃先を有するインサートが、端部から刃先が突き出すように工具本体に装着されている。また、本発明の一態様に係るフライス工具は、外周部と隙間をあけて外周部を取り囲むカバーを備えている。工具本体は、工具本体の外周部とカバーとの間の隙間にクーラントを噴出する第1の噴出口を外周部に有している。
[本開示の課題]
特許文献1記載のフライス工具は、切屑を吸引して回収するため、吸引機構の内部にフィルタ等を設ける必要がある。そのため、ウエット加工に適用することができない。本開示は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ウエット加工においても切屑の飛散を抑制することができるフライス工具、切削方法及びフライス工具の製造方法の提供を目的とする。
特許文献1記載のフライス工具は、切屑を吸引して回収するため、吸引機構の内部にフィルタ等を設ける必要がある。そのため、ウエット加工に適用することができない。本開示は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ウエット加工においても切屑の飛散を抑制することができるフライス工具、切削方法及びフライス工具の製造方法の提供を目的とする。
[本開示の効果]
上記によれば、ウエット加工においても切屑の飛散を抑制することができる。
上記によれば、ウエット加工においても切屑の飛散を抑制することができる。
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
(1)本発明の一態様に係るフライス工具は、上端および下端を有する外周部と、外周部の下端に位置する端部とを有する工具本体とを有している。本発明の一態様に係るフライス工具は、刃先を有し、端部から刃先が突き出すように工具本体に装着されているインサートを有している。本発明の一態様に係るフライス工具は、外周部と隙間をあけて外周部を取り囲むカバーを有している。工具本体は、外周部に、外周部とカバーとの間の隙間にクーラントを噴出する第1の噴出口を有している。
かかる構成によると、第1の噴出口から噴出したクーラントが、切削加工により発生した切屑を一定の方向に吹き飛ばす。そのため、ウエット加工においても切屑の飛散を抑制することができる。
(2)(1)のフライス工具においては、工具本体が、インサートの刃先に向かってクーラントを噴出する第2の噴出口を有している。
かかる構成により、クーラントがインサートの刃先近傍に供給され、インサートの刃先の温度上昇が抑制される。そのため、インサートの工具寿命を延ばすことができる。また、かかる構成により、インサートの刃先近傍に供給されたクーラントが発生した切屑を細かく粉砕する。そのため、切屑の吹き飛ばしがより容易となる。
(3)(2)のフライス工具においては、工具本体が、外周部と端部との双方にて窪んだ凹部を有している。インサートは、凹部内に配置されている。第2の噴出口は、凹部内に開口している。
かかる構成によると、インサートの工具寿命を延ばすことができる。また、切屑の吹き飛ばしがより容易になる。
(4)(2)又は(3)のフライス工具においては、第1の噴出口の開口径が第2の噴出口の開口径とは異なっている。
かかる構成によると、切削加工の状況に合わせてクーラントの噴出を調整することができる。
(5)(2)~(4)のフライス工具においては、第1の噴出口から噴出するクーラントの圧力が第2の噴出口から噴出するクーラントの圧力と異なるように第1の噴出口と第2の噴出口が構成されている。
かかる構成によると、切削加工の状況に合わせてクーラントの噴出を調整することができる。
(6)(2)~(5)のフライス工具においては、工具本体は、工具本体内に第1の噴出口に通じる第1の流路を有している。第1の流路は、第1の噴出口に近付くほどに上端側に位置するように傾斜していている。
かかる構成により、クーラントが切屑飛散カバーと工具本体側面との間であって第1の噴出口の上方にある部分にも供給されることになる。そのため、切屑が詰まりやすい部分に、切屑が詰まってしまうことを防止することができる。
(7)(6)のフライス工具においては、工具本体は、工具本体内に、第2の噴出口に通じる第2の流路を有している。第2の流路は、第1の流路から分岐している。
かかる構成により、工具本体内部でクーラントの供給経路が共通化される。そのため、工具本体をより簡易に製造することが可能となる。
(8)(6)又は(7)のフライス工具においては、第1の流路内に配置されたオリフィス部材を有している。オリフィス部材は、第1の流路に連通し、かつ第1の噴出口をなすオリフィス流路を有している。オリフィス流路の径は、第1の流路の径よりも小さい。
かかる構成により、工具本体に複雑な加工を施すことなく、第2の噴出口の開口径を第1の噴出口の開口径よりも小さくすることができる。そのため、工具本体をより簡易に製造することが可能となる。
(9)(1)~(8)のフライス工具においては、複数のインサートが工具本体に装着されている。工具本体は、複数の第1の噴出口を有している。複数の第1の噴出口のそれぞれ1つは、複数のインサートのそれぞれ1つに対応して設けられている。
かかる構成により、切屑飛散カバーと工具本体側面との間の空間に十分な量のクーラントが噴射されることになる。そのため、より効率的に切屑の防止することができる。
(10)(2)~(5)のフライス工具においては、複数のインサートが工具本体に装着されている。工具本体は複数の第2の噴出口を有している。複数の第2の噴出口のそれぞれ1つは、複数のインサートのそれぞれ1つに対応して設けられている。
かかる構成により、全てのインサートにクーラントを供給することができる。そのため、より工具寿命を延ばすことが可能となる。
(11)(1)~(10)のフライス工具においては、カバーと工具本体の外周部との間であって第1の噴出口の上方側の領域を充填されるように構成されている。
かかる構成により、クーラントが回りにくい部分がなくなる。そのため、切屑が詰まりやすい部分に切屑が詰まってしまうことを防止することができる。
(12)(1)~(11)のフライス工具においては、カバーを工具本体に取り付けるために、上端側から下端側に向けて工具本体に取り付けられたカバー固定部材を有している。
かかる構成により、カバー固定部材が、フライス工具の回転に伴う遠心力によりゆるみにくい。そのため、切削加工中にカバーが吹き飛んでしまうことを防止することが可能となる。
(13)(1)~(12)のフライス工具においては、工具本体は、上端側から下端側に向けて拡がる第1のテーパ部を有している。カバーは、上端側から下端側に向けて拡がる第2のテーパ部を有している。第1のテーパ部は、工具本体にカバーを取り付けた状態において、第2のテーパー部に当接している。
かかる構成により、かかる構成により、飛散防止カバーは工具本体に容易に位置合わせをすることができる。そのため、インサート交換等のために飛散防止カバーをいったん外して組み直したとしても、工具回転時の安定性が損なわれにくい。
(14)本発明の一態様に係る切削方法においては、外周部を有する工具本体と、工具本体に装着されたインサートと、外周部と隙間をあけて外周部を取り囲むカバーとを有するフライス工具を回転させる。工具本体の外周部から、外周部とカバーとの間の隙間に水溶性クーラントを噴出する。フライス工具を回転させて被削材を切削する際に水溶性クーラントを隙間に噴出させる。
かかる構成によると、第1の噴出口から噴出したクーラントが、切削加工により発生した切屑を一定の方向に吹き飛ばすことになる。そのため、切屑の飛散を抑制したウエット加工を行うことができる。
(15)本発明の一態様に係るフライス工具の製造方法においては、上端および下端を有する外周部と、外周部の下端に位置する端部とを有する工具本体を準備する。工具本体の外周面にドリルを用いて穴あけ加工をすることにより、クーラントを噴出する噴出口を工具本体の外周面に形成する。先を有し、端部から刃先が突き出すように工具本体にインサートを装着する。噴出口を覆うように外周部と隙間をあけて外周部を取り囲むカバーを工具本体に取り付ける。
かかる構成によると、フライス工具の製造が容易となる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施形態についての詳細を図を参照して説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施形態についての詳細を図を参照して説明する。なお、各図中同一または相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
(第1の実施形態)
[第1の実施形態に係るフライス工具の外部構造]
以下に、実施形態に係るフライス工具の外部構造について図を参照して説明する。
[第1の実施形態に係るフライス工具の外部構造]
以下に、実施形態に係るフライス工具の外部構造について図を参照して説明する。
図1は、第1の実施形態に係るフライス工具の側面図である。図2は、第1の実施形態に係るフライス工具の上面図である。図1に示すように、本実施形態に係るフライス工具は、主として、工具本体1、インサート2及びカバー3を備えている。
工具本体1は、外周側面に外周部11を有している。外周部11は、上端及び下端を含んでいる。工具本体1は、外周部11の下端に端部11aを含んでいる。工具本体1には、一定の間隔を置いて複数の凹部11bが設けられている。凹部11bが設けられている箇所においては、工具本体1の外周部11及び端部11aの双方が窪んでいる。工具本体1の外周部11には、第1の噴出口12が設けられている。第1の噴出口12は、複数設けられていることが好ましい。また、複数の第1の噴出口12のそれぞれ1つは、工具本体1に装着される複数のインサート2のそれぞれ1つに対応して設けられることが好ましい。但し、インサート2と第1の噴出口12の対応関係は、これに限られるものではない。工具本体1は、例えば、鋼等により形成されている。
図1に示すように、工具本体1は、外周部11の上端側に、上面部13を有している。上面部13は、中央に上面中央部13aと、上面中央部13aの周囲を囲んでいる上面周囲部13bと、第1のテーパ部13cとを有している。第1のテーパ部13cは、上面中央部13aが上面周囲部13bから立ち上がっている部分に設けられている。第1のテーパ部13cは、上端側から下端側に向けて広がる形状を有している。図2に示すように、上面中央部13aは、上面周囲部13bよりも高くなっている。
図1に示すように、上面中央部13aの中央には、アーバ4(図5参照)を挿入するための取付穴14が設けられている。なお、アーバ4は、軸方向に沿って内部が中空となっている中空構造41を有している。工具本体1の上面周囲部13bには、カバー取付用ボルト穴15が形成されている。
図2に示すように、インサート2は、凹部11bに装着されている。インサート2は、被削材Wの切削加工を行うための刃先を有している。インサート2は、例えばボルトなどで締結することにより、凹部11bに固定されている。インサート2は、凹部11bに固定された状態で、刃先が外周部11の端部11aから突き出している。インサート2は、金属加工用工具として一般的に利用されている材料であればいずれの材料が用いられてもよい。インサート2の材料として、例えば、工具鋼、超硬合金、サーメット、セラミック、CBN(窒化ホウ素)を用いることができる。これらの材料にはそれぞれ性能を高めるためのコーティングを施してもよい。インサート2の材料及びコーティングは、被削材Wの材料や切削条件に応じて適宜選択される。
図1に示すように、カバー3は、工具本体1に固定されている。カバー3は、外周部11に設けられた第1の噴出口12を覆う形状を有している。カバー3と工具本体1の外周部11との間には、隙間が存在する。カバー固定部材31は、カバー3に通され、カバー取付用ボルト穴15と締結される。カバー固定部材31は、例えば、ボルト等である。これにより、カバー3は工具本体1に固定される。
切削加工中に工具本体1が回転することにより、工具本体1の半径方向外側に向かう遠心力が発生する。しかし、カバー固定部材31は、外周部11の上端から下端に向かう方向に沿ってカバー取付用ボルト穴15に挿入されているため、かかる遠心力の影響を受けにくい。そのため、工具本体1の回転しても、カバー固定部材31の緩みは生じにくい。
フライス工具の回転に伴う安定性を確保するため、カバー3は工具本体1に対して正確に位置合わせを行う必要がある。そのため、好ましくは、カバー3の内周には、上端側から下端側に向けて広がるテーパ形状を有する第2のテーパ部32が設けられていてもよい。第2のテーパ部32は、カバー3を工具本体1に取り付けた際、第1のテーパ部13cと当接する。これにより、カバー3を工具本体1に対して、容易かつ正確に位置決めすることが可能となる。
[第1の実施形態に係るフライス工具の内部構造]
以下に、実施形態に係るフライス工具の内部構造について説明する。
以下に、実施形態に係るフライス工具の内部構造について説明する。
図3は、第1の実施形態に係るフライス工具の部分断面図である。図4は、第1の実施形態に係るフライス工具の下面図である。図3に示すとおり、工具本体1は工具本体1内で延びる第1の流路16aを有している。第1の流路16aは、クーラントを流すために設けられている。第1の流路16aは、好ましくは、直線状に延びている。図4に示すように、複数のインサート2のそれぞれ1つに対応し、複数の第1の流路16aのそれぞれ1つが設けられていることが好ましい。第1の流路16aは、図3に示すように、第1の噴出口12に接続している。第1の流路16aは、アーバ4が取付穴14に挿入された際、中空構造41と連通する(図5参照)。第1の流路16aは、工具本体1の外周部に対してドリルなどによる穴あけ加工を行うことにより、形成される。
第1の流路16aは、第1の噴出口12に近づくほど外周部11の上端側に位置するように傾斜していることが好ましい。カバー3と外周部11の間の隙間であって、第1の噴出口12の上方にある部分は、第1の噴出口12から噴出する水溶性クーラントが回り込みにくく、切屑が詰まりやすい。しかし、上記のように第1の流路16aを傾斜させることにより、第1の噴出口12から噴出した水溶性クーラントは、この部分に回り込みやすくなる。したがって、かかる構成により、切屑がこの部分に詰まることを抑制することができる。
[第1の実施形態に係るフライス工具の動作]
以下に、実施形態に係るフライス工具の動作について説明する。
以下に、実施形態に係るフライス工具の動作について説明する。
図5は、第1の実施形態に係るフライス工具を用いたフライス盤の概略図である。図5に示すように、フライス盤6は主軸61、テーブル62、治具63及び切屑排出機構64を備えている。テーブル62上には、被削材Wが載置される。載置された被削材Wは治具63によりテーブル62に固定される。なお、被削材Wとしては、アルミニウム合金が好ましいが、これに限られるものではない。
プルスタッドボルト5は、主軸61に嵌合される。また、アーバ4は、プルスタッドボルト5に装着される。フライス工具は、アーバ4をフライス工具の取付穴14に挿入することにより、アーバ4に装着される。なお、プルスタッドボルト5は、クーラントを流すため、軸方向に沿って内部が中空になっている中空構造51を有している。そのため、プルスタッドボルト5がアーバ4に装着されることにより、プルスタッドボルト5の中空構造51は、アーバ4の中空構造41と連通する。
フライス盤6は、主軸61を回転させることによってフライス工具を回転させる。フライス盤6は、テーブル62を移動させることにより、回転しているフライス工具のインサート2の刃先を、被削材Wに付勢する。これにより、被削材Wの切削加工が開始され、被削材Wから切屑が発生する。
フライス盤6は、主軸61の回転を開始させると同時に、プルスタッドボルト5の中空構造51へ水溶性クーラントの供給を開始する。上記のとおり、アーバ4の中空構造41はプルスタッドボルト5の中空構造51と連通しており、工具本体1の内部に形成された第1の流路16aはアーバ4の中空構造41と連通している。そのため、第1の流路16aに接続された第1の噴出口12から水溶性クーラントが噴出する。
第1の噴出口12から噴出した水溶性クーラントは、カバー3と工具本体1の外周部11の間の隙間を通り、インサート2の刃先付近に供給されるとともに、被削材W側に噴出される。被削材Wから発生した切屑は、水溶性クーラントの流れによりはじき飛ばされる。そのため、発生した切屑は、テーブル62の上方に舞い上がることなく、テーブル62の下方に設けられた切屑排出機構64によって回収される。このようにして、発生した切屑が四方に飛散することが抑制される。
(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態に係るフライス工具について図を参照して説明する。なお、ここでは、上記の第1の実施形態に係るフライス工具と異なる点について主に説明する。
以下に、第2の実施形態に係るフライス工具について図を参照して説明する。なお、ここでは、上記の第1の実施形態に係るフライス工具と異なる点について主に説明する。
[第2の実施形態に係るフライス工具の内部構造]
図6は、第2の実施形態に係るフライス工具の部分断面図である。図6に示すように、第2の実施形態に係るフライス工具は、第1の実施形態と異なり、第2の噴出口17及び埋込材33をさらに備えている。
図6は、第2の実施形態に係るフライス工具の部分断面図である。図6に示すように、第2の実施形態に係るフライス工具は、第1の実施形態と異なり、第2の噴出口17及び埋込材33をさらに備えている。
第2の噴出口17は、凹部11b内のインサート2に対向する位置に設けられている。なお、第2の噴出口17は複数設けられていることが好ましい。また、複数の第2の噴出口17のそれぞれ1つは、複数のインサート2のそれぞれ一つに対応して設けられていることが好ましい。第2の噴出口17は、第1の流路16aから分岐した第2の流路16bに接続されている。第2の流路16bは、工具本体1内に延びるように形成されている。なお、第2の流路16bは、凹部11bに対してドリルなどを用いた穴あけ加工を行うことにより形成される。
図6においては、第2の流路16bは、第1の流路16aから分岐している。しかし、第2の流路16bを第1の流路16aと独立した流路としてもよい。なお、第2の流路16bを第1の流路16aから分岐させることにより、工具本体1の内部構造が簡略化され、製造が容易になる。
図6に示すように、第1の噴出口12の開口径は、第2の噴出口17の開口径と異なっていてもよい。また、第1の噴出口12から噴出するクーラントの圧力と第2の噴出口17から噴出するクーラントの圧力が異なるように、第1の噴出口12及び第2の噴出口17が構成されていてもよい。
好ましくは、第1の噴出口12の開口径は第2の噴出口17の開口径よりも小さい。通常、噴出口の開口径を小さくした場合、噴出口から噴出される流体の流速は速く、流体の圧力は高くなる。そのため、かかる場合、第1の噴出口12から噴出するクーラントは、第2の噴出口17から噴出するクーラントよりも流速が速く、圧力が高くなる。
切削により発生した切屑は、切削点から上方に向かって飛散しようとする傾向がある。そのため、切屑の飛散を抑制するためには、第1の噴出口12から噴出するクーラントは、流速が速く、圧力が高いことが好ましい。したがって、上記のような第1の噴出口12の開口径とすることで、より効率的に切屑の飛散を抑制することができる。
図6に示すように、第1の噴出口12は、オリフィス12aを有していてもよい。オリフィス12aは、第1の流路16a内に配置されている。オリフィス12aは、先端が細くなるような形状を有している。そのため、オリフィス12aを用いることで、複雑な加工を行うことなく、第1の噴出口12の開口径を第2の噴出口17の開口径よりも小さくすることができる。
好ましくは、第2の噴出口17の開口径は、第1の噴出口12の開口径よりも小さい。かかる場合、第2の噴出口17から噴出するクーラントは、第1の噴出口12から噴出するクーラントよりも流速が速く、圧力が高くなる。
第2の噴出口17からインサート2の刃先に向かって噴出した水溶性クーラントは、インサート2の刃先を冷却する。インサート2の刃先に供給される水溶性クーラントの流速が速いほど、この冷却効果は大きい。そのため、第2の噴出口17の開口径を第1の噴出口12の開口径よりも小さくすることにより、インサート2の刃先の温度上昇はより抑制され、インサート2の工具寿命が延びる。
第2の噴出口17からインサート2の刃先に向かって噴出した水溶性クーラントは、切削により発生した切屑を細かく破砕する。インサート2の刃先に供給される水溶性クーラントの流速が速く、圧力が高いほど、この切屑破砕効果は大きい。破砕された切屑は、大きい切屑と比較し、第1の噴出口12から噴出する水溶性クーラントの流れにより、はじき飛ばされやすい。そのため、第2の噴出口17の開口径を第1の噴出口12の開口径よりも小さくすることにより、切屑の飛散をより抑制することができる。
図6に示すように、埋込材33は、カバー3と外周部11の間の隙間のうち、第1の噴出口12の上方に存在する部分に充填されている。埋込材33は、例えば樹脂製のパテなどにより形成される。
カバー3と外周部11の間の隙間のうち、第1の噴出口12の上方に存在する部分は、第1の噴出口12から噴出する水溶性クーラントが回り込みにくい。そのため、この部分に切削により発生した切屑が詰まりやすい。しかし、この部分を埋込材33で充填してしまうことにより、発生した切屑が詰まりやすい空間が消失する。したがって、埋込材33でこの部分を充填することにより、発生した切屑による詰まりを抑制できる。なお、カバー3と外周部11の間の隙間のうち第1の噴出口12の上方に存在する部分は、カバー3及び工具本体1のいずれかにより充填されていてもよい。
[第2の実施形態に係るフライス工具の動作]
以下に、第2の実施形態に係るフライス工具の動作を説明する。
以下に、第2の実施形態に係るフライス工具の動作を説明する。
第2の実施形態は、第1の実施形態と異なり、第1の噴出口12のみならず、第2の噴出口17からも水溶性クーラントが噴出する。
フライス工具を用いて平面切削加工を開始すると、インサート2の刃先には切削熱が発生する。切削熱の発生に伴い、インサート2の刃先は温度上昇を開始する。しかしながら、第2の実施形態においては、水溶性クーラントが第2の噴出口17からインサート2の刃先に向かって噴出する。インサート2の刃先近傍に水溶性クーラントが供給されることにより、インサート2の刃先の温度上昇が抑制される。したがって、第2の実施形態によると、第1の実施形態と比較して、インサート2の刃先の工具寿命を延ばすことができる。
さらに、第2の噴出口17からインサート2の刃先近傍に供給された水溶性クーラントは、発生した切屑を細かく破砕する。細かく破砕された切屑は、第1の噴出口12から噴出する水溶性クーラントにより容易に吹き飛ばされる。したがって、第2の実施形態によると、第1の実施形態と比較して、切屑の飛散をより抑制することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 工具本体、11 外周部、11a 端部、11b 凹部、12 第1の噴出口、12a オリフィス、13 上面部、13a 上面中央部、13b 上面周囲部、13c 第1のテーパ部、14 取付穴、15 カバー取付用ボルト穴、16a 第1の流路、16b 第2の流路、17 第2の噴出口、2 インサート、3 カバー、31 カバー固定部材、32 第2のテーパ部、33 埋込材、4 アーバ、41 アーバの中空構造、5 プルスタッドボルト、51 プルスタッドボルトの中空構造、6 フライス盤、61 主軸、62 テーブル、63 治具、64 切屑排出機構、W 被削材。
Claims (15)
- 上端および下端を有する外周部と、前記外周部の前記下端に位置する端部とを有する工具本体と、
刃先を有し、前記端部から前記刃先が突き出すように前記工具本体に装着されたインサートと、
前記外周部と隙間をあけて前記外周部を取り囲むカバーとを備え、
前記工具本体は、前記工具本体の前記外周部と前記カバーとの間の前記隙間にクーラントを噴出する第1の噴出口を前記外周部に有する、フライス工具。 - 前記工具本体は、前記インサートの前記刃先に向かってクーラントを噴出する第2の噴出口を有する、請求項1に記載のフライス工具。
- 前記工具本体は、前記外周部と前記端部との双方にて窪んだ凹部を有し、
前記インサートは前記凹部内に配置されており、
前記第2の噴出口は、前記凹部内に開口している、請求項2に記載のフライス工具。 - 前記第1の噴出口の開口径は前記第2の噴出口の開口径とは異なっている、請求項2または3に記載のフライス工具。
- 前記第1の噴出口から噴出するクーラントの圧力が前記第2の噴出口から噴出するクーラントの圧力と異なるように前記第1の噴出口と前記第2の噴出口とは構成されている、請求項2~4のいずれか1項に記載のフライス工具。
- 前記工具本体は、前記第1の噴出口に通じ、前記工具本体内に延びる第1の流路を有し、
前記第1の流路は、前記第1の噴出口に近付くほどに前記上端側に位置するように傾斜している、請求項2~5のいずれか1項に記載のフライス工具。 - 前記工具本体は、前記第2の噴出口に通じ、前記工具本体内に延びる第2の流路を有し、
前記第2の流路は前記第1の流路から分岐している、請求項6に記載のフライス工具。 - 前記第1の流路内に配置されたオリフィス部材をさらに備え、
前記オリフィス部材は、前記第1の流路に連通し、かつ前記第1の噴出口をなすオリフィス流路を有し、
前記オリフィス流路の径は、前記第1の流路の径よりも小さい、請求項6または7に記載のフライス工具。 - 前記工具本体には、複数の前記インサートが装着されており、
前記工具本体は、複数の前記第1の噴出口を有しており、
複数の前記インサートのそれぞれ1つの前記インサートに対応して、複数の前記第1の噴出口のそれぞれ1つの前記第1の噴出口が設けられている、請求項1~8のいずれか1項に記載のフライス工具。 - 前記工具本体には、複数の前記インサートが装着されており、
前記工具本体は、複数の前記第2の噴出口を有しており、
複数の前記インサートのそれぞれ1つの前記インサートに対応して、複数の前記第2の噴出口のそれぞれ1つの前記第2の噴出口が設けられている、請求項2~5のいずれか1項に記載のフライス工具。 - 前記カバーと前記工具本体の前記外周部との間であって前記第1の噴出口の前記上端側の領域を充填するように構成されている、請求項1~10のいずれか1項に記載のフライス工具。
- 前記カバーを前記工具本体に取り付けるために前記上端側から前記下端側に向けて前記工具本体に取り付けられたカバー固定部材をさらに備えた、請求項1~11のいずれか1項に記載のフライス工具。
- 前記工具本体は、前記上端側から前記下端側に向けて拡がる第1のテーパ部を有し、
前記カバーは、前記上端側から前記下端側に向けて拡がる第2のテーパ部を有し、
前記工具本体に前記カバーを取り付けた状態において、前記第1のテーパ部に前記第2のテーパ部が当接してる、請求項1~12のいずれか1項に記載のフライス工具。 - 外周部を有する工具本体と、前記工具本体に装着されたインサートと、前記外周部と隙間をあけて前記外周部を取り囲むカバーとを有するフライス工具を回転させる工程と、
前記工具本体の前記外周部から、前記外周部と前記カバーとの間の前記隙間に水溶性クーラントを噴出する工程とを備え、
前記フライス工具を回転させて被削材を切削する際に、水溶性クーラントを前記隙間に噴出させる、切削方法。 - 上端および下端を有する外周部と、前記外周部の前記下端に位置する端部とを有する工具本体を準備する工程と、
前記工具本体の外周面にドリルを用いて穴あけ加工をすることにより、クーラントを噴出する噴出口を前記工具本体の前記外周面に形成する工程と、
刃先を有し、前記端部から前記刃先が突き出すように前記工具本体にインサートを装着する工程と、
前記噴出口を覆うように前記外周部と隙間をあけて前記外周部を取り囲むカバーを前記工具本体に取り付ける工程とを備えた、フライス工具の製造方法。
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JPH0866816A (ja) * | 1994-08-30 | 1996-03-12 | Mitsubishi Materials Corp | 転削工具 |
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