WO2019069924A1 - 切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

切削工具及び切削加工物の製造方法 Download PDF

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WO2019069924A1
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flow path
cutting tool
outlet
central axis
cutting
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PCT/JP2018/036880
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English (en)
French (fr)
Inventor
安藤　雄一
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/10—Cutting tools with special provision for cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/12—Side or flank surfaces
    • B23B2200/123—Side or flank surfaces curved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2220/00—Details of turning, boring or drilling processes
    • B23B2220/12—Grooving
    • B23B2220/123—Producing internal grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/007—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor for internal turning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work

Definitions

  • This aspect generally relates to a cutting insert used in cutting.
  • the present invention relates to a cutting tool used in internal diameter machining. More specifically, it relates to a boring bit.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-75933
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-87906
  • Patent Document 1 describes a cutting tool in which an injection hole of a coolant hole provided in the interior of a shank is inclined toward a cutting edge in a plan view. Further, Patent Document 2 discloses a cutting tool having a first nozzle for blowing a cooling fluid (coolant) toward the upper side surface of the insert, and a second nozzle for blowing a coolant toward chips. Is described.
  • a cutting tool has a rod-shaped body extending along a central axis from a first end to a second end.
  • the main body has a cutting blade, a first flow path, a second flow path, a third flow path, and a fourth flow path.
  • the cutting blade is positioned to project laterally on the side of the first end of the main body.
  • the first channel is located along the central axis and has an inlet.
  • the second flow passage is located along the central axis from the first flow passage to the first end, and has a smaller inner diameter than the first flow passage.
  • the third flow path is connected to the first flow path and has a first outlet.
  • the fourth flow path is connected to the second flow path and has a second outlet. The first outlet is located farther from the virtual plane including the central axis and the cutting edge than the second outlet.
  • FIG. 5 It is a perspective view showing one cutting tool of an embodiment. It is an enlarged view in area
  • FIG. It is the figure which looked at the flow path in the cutting tool shown in FIG. It is a side view showing one cutting tool of an embodiment. It is an enlarged view in area
  • the cutting tool described in Patent Document 2 is a tool used when cutting the outer diameter of a work material. Therefore, in the cutting tool described in Patent Document 2, the position of the outlet in the first nozzle and the second nozzle and the degree of freedom in the extending direction of the first nozzle and the second nozzle are high.
  • the coolant hole is used since it is inserted in the hole of the work material.
  • the degree of freedom of the position of the outlet and the extending direction of the coolant hole is low. Therefore, it has been difficult to discharge chips efficiently using a coolant and to efficiently cool the cutting edge.
  • the cutting tool of a plurality of embodiments is explained in detail using a drawing, respectively.
  • the drawings referred to in the following simply show only the main members necessary for describing each embodiment.
  • the cutting tool may comprise any component not shown in the figures to which it refers.
  • the dimensions of the members in the respective drawings do not faithfully represent the dimensions and dimensional ratios of actual component members.
  • ⁇ Cutting tool> As one cutting tool of an embodiment, it illustrates about cutting tool 1a for internal diameter grooving processing.
  • the cutting tool 1a of an example shown in FIG. 1 has the rod-shaped main-body part 3 extended from the 1st end 3a to the 2nd end 3b along the central axis X1.
  • the first end 3a is referred to as the "tip” and the second end 3b is referred to as the "rear end”.
  • the main body portion 3 may have any configuration as long as it extends from the first end 3a to the second end 3b, and may be, for example, a cylindrical shape or a polygonal prism shape.
  • Body part 3 may be constituted by one member, and may be constituted by a plurality of members.
  • a cutting tool 1a having a body portion 3 constituted by one member is generally called a solid type.
  • the main-body part 3 of an example shown in FIG. 1 is comprised by the several member. Specifically, the main body 3 in the example shown in FIG. 2 includes the holder 5, the insert 7, and the fixing member 9.
  • the holder 5 may have a bar shape extending along the central axis X1 from the first end 3a to the second end 3b. At this time, the outer diameter of the holder 5 may be constant or may be changed. In the example shown in FIG. 1, the holder 5 is located on the side of the first end 3a and has a small diameter portion 5a having a relatively small outer diameter, and the holder 5 is located on the second end 3b side relative to the small diameter portion 5a. It is comprised by the large diameter part 5b with a relatively large outer diameter.
  • the insert 7 may be located on the side of the first end 3 a of the holder 5. In the example shown in FIG. 2, the insert 7 is in contact with the end face of the holder 5 on the side of the first end 3 a.
  • the size of the holder 5 may be appropriately set according to the size of the work material.
  • the length in the direction along the central axis X1 of the holder 5 is set to, for example, about 60 mm or more and 200 mm or less. Further, the width in the direction orthogonal to the central axis X1 is set to, for example, about 6 mm or more and 50 mm or less.
  • the end surface 7 a and the surface opposite to the end surface 7 a in the insert 7 may have a substantially circular disk shape. Further, as in the example shown in FIG. 2, the insert 7 may have an end surface 7 a and a through hole 7 b opened in a surface opposite to the end surface 7 a.
  • the shape of the insert 7 is not limited to the structure shown in FIG.
  • the insert 7 may have a polygonal plate shape in which the end surface 7a and the surface opposite to the end surface 7a have a substantially polygonal shape.
  • the insert 7 may be in the shape of a bar extending in the direction orthogonal to the central axis X1 of the holder 5.
  • Such a rod-shaped insert 7 may be called a dockbone type.
  • cemented carbide As a material of a member which constitutes insert 7, cemented carbide, a cermet, etc. are mentioned, for example.
  • the composition of the cemented carbide include WC-Co, WC-TiC-Co, and WC-TiC-TaC-Co.
  • WC-Co is produced by adding a powder of cobalt (Co) to tungsten carbide (WC) and sintering it.
  • WC-TiC-Co is obtained by adding titanium carbide (TiC) to WC-Co.
  • WC-TiC-TaC-Co is obtained by adding tantalum carbide (TaC) to WC-TiC-Co.
  • cermet is a sintered composite material in which a ceramic component is compounded with a metal.
  • a ceramic component is compounded with a metal.
  • a titanium compound such as titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN) as a main component is mentioned.
  • the fixing member 9 is a member for fixing the insert 7 to the holder 5.
  • the fixing member 9 is a screw 9.
  • the fixing member 9 is not limited to the screw 9 and may be, for example, a clamp member.
  • the insert 7 has the through hole 7b as described above, and the holder 5 has a screw hole (not shown) at a position corresponding to the through hole 7b.
  • the insert 7 can be fixed to the holder 5 by inserting the screw 9 into the through hole 7 b of the insert 7 and fixing the screw 9 to the screw hole of the holder 5.
  • the through hole 7b and the screw hole extend in the direction along the central axis X1.
  • the main body 3 has a cutting edge 11 positioned to project laterally on the side of the first end 3a. It is possible to perform cutting by bringing the cutting blade 11 into contact with the work material.
  • the cutting edge 11 is located farthest from the central axis X ⁇ b> 1 on the first end 3 a side of the main body 3. Since the cutting blade 11 protrudes laterally, only the vicinity of the cutting blade 11 in the main body 3 can be brought into contact with the work material.
  • the insert 7 in the main body 3 has the cutting edge 11.
  • the main-body part 3 has the flow path 13 located inside.
  • the flow path 13 can function as a portion through which the coolant flows when the cutting tool 1 a is used.
  • the holder 5 in the main body 3 has a flow path 13.
  • the flow path 13 in the example shown in FIG. 3 has a first flow path 15, a second flow path 17, a third flow path 19 and a fourth flow path 21.
  • the first flow passage 15 is located along the central axis X1 and has a coolant inlet 23.
  • the first flow path 15 is located on the side of the second end 3 b of the main body 3 and extends linearly along the central axis X 1.
  • the coolant inlet 23 is located at the end face of the main body 3 on the second end 3 b side.
  • the position of the inflow port 23 of a coolant is not limited to said end surface, For example, you may be located in the outer peripheral surface of the main-body part 3.
  • the second flow path 17 extends from the first flow path 15 toward the first end 3a, and is located along the central axis X1.
  • the second flow path 17 is located on the side of the first end 3 a of the main body 3 compared to the first flow path 15, and extends linearly along the central axis X1.
  • the inner diameter of the second flow path 17 in the example shown in FIG. 4 is smaller than the inner diameter of the first flow path 15. As described above, since the inner diameter of the second flow passage 17 is smaller than the inner diameter of the first flow passage 15, the fluid pressure of the coolant injected from the first outlet 25 and the second outlet 27 described later can be increased. it can.
  • the third flow passage 19 is connected to the first flow passage 15 and has a first outlet 25.
  • the first outlet 25 in the example shown in FIG. 4 is located on the outer peripheral surface of the main body 3.
  • the third flow path 19 may extend in a straight line.
  • the first outlet 25 can function as an area for injecting the coolant toward the chips generated by the cutting edge 11.
  • the holder 5 is constituted by the small diameter portion 5a and the large diameter portion 5b as in the example shown in FIG. 2, even if the first outlet 25 is positioned to straddle the small diameter portion 5a and the large diameter portion 5b. Good.
  • the fourth flow passage 21 is connected to the second flow passage 17 and has a second outlet 27.
  • the second outlet 27 in the example shown in FIG. 4 is located on the outer peripheral surface of the main body 3. As an example shown in FIG. 4, the fourth flow path 21 may extend linearly.
  • the second outlet 27 can function as a region for injecting the coolant toward the cutting edge 11.
  • the first outlet 25 is located farther from the virtual plane S including the central axis X 1 and the cutting edge 11 than the second outlet 27.
  • the virtual plane S is a plane including the central axis X1 and the cutting edge 11 as shown in FIG. 5, and the cutting edge 11 is overlapped with the central axis X1 as shown in FIGS. 7 and 8. In the state, the central axis X1 and the virtual plane S are shown to overlap.
  • first outlet 25 and the second outlet 27 have the above-described positional relationship, it is possible to discharge chips efficiently and to cool the cutting edge 11 efficiently. This is because the coolant injected from the first outlet 25 when injecting the coolant from the first outlet 25 toward chips and injecting the coolant from the second outlet 27 toward the cutting edge 11 This is because it is difficult to collide with the coolant injected from the 2 outlet 27.
  • the coolant injected from the first outlet 25 is more unlikely to collide with the coolant injected from the second outlet 27.
  • the second outlet 27 is also injected from the first outlet 25 when the second outlet 27 is farther from the central axis X1 than the first outlet 25. It is more difficult for the coolant to collide with the coolant injected from the second outlet 27.
  • the coolant is supplied from the inlet 23 to the first flow path 15.
  • the coolant supplied to the first flow path 15 is discharged from the first outlet 25 through the third flow path 19.
  • the coolant supplied to the first flow path 15 is discharged from the second outlet 27 through the second flow path 17 and the fourth flow path 21.
  • the coolant may be supplied not only from the inflow port 23 but also from a point other than the inflow port 23. Further, the coolant may be supplied not only from the first outlet 25 and the second outlet 27 but also from a point other than these outlets.
  • the coolant is made of, for example, a water insoluble oil agent or a water soluble oil agent, and can be appropriately selected and used according to the material of the material to be cut.
  • a water insoluble oil agent for example, oil type, inactive extreme pressure type and active extreme pressure type cutting oil can be mentioned.
  • the water-soluble oil includes, for example, cutting oils such as emulsions, solutions and solutions.
  • the coolant is not limited to a liquid, and may be a gas such as an inert gas.
  • the shape of the flow path 13 is not particularly limited as long as the coolant can flow.
  • the first flow path 15, the second flow path 17, the third flow path 19, and the fourth flow path 21 in one of the embodiments each have a circular cross section orthogonal to the flowing direction of the coolant, for example,
  • the shape of the flow path 13 in the above-mentioned cross section may be elliptical or polygonal.
  • the inner diameter of the flow path 13 is, for example, 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the flow path 13 can be formed by performing hole processing on a member to be the main body portion 3 using a drill or the like. A portion of the hole formed by drilling may not function as the flow path 13 may be closed by a seal member (not shown) so that the coolant does not leak.
  • a seal member As a sealing member, solder, a resin member, and a screw member are mentioned, for example.
  • the inner diameter of the second flow path 17 is smaller than the inner diameter of the first flow path 15. Therefore, the first outlet 25 of the third flow passage 19 connected to the first flow passage 15 has a center axis X1 and a central axis X1 more than the second discharge outlet 27 of the fourth flow passage 21 connected to the second flow passage 17. It is configured to be easily located apart from the virtual plane S including the cutting edge 11. Thereby, the degrees of freedom of the extending direction of the third flow path 19 and the fourth flow path 21 and the positions of the first outlet 25 and the second outlet 27 are increased.
  • the inner diameter of the fourth flow passage 21 in the example shown in FIG. 3 is smaller than the inner diameter of the second flow passage 17.
  • the injection pressure of the coolant injected from the second outlet 27 can be increased.
  • the second outlet 27 opens toward the cutting edge 11 in order to cause the coolant to flow out toward the cutting edge 11.
  • a virtual extension line L1 of the fourth flow path 21 extending in a straight line intersects the cutting edge 11.
  • the first outlet 25 in order to cause the coolant to flow out toward the chips generated by the cutting edge 11, the first outlet 25 is moved to a position away from the cutting edge 11 on the virtual plane S. It is open. Specifically, in the example shown in FIG. 7 and FIG. 8, the first outlet 25 opens upward of the cutting edge 11.
  • the coolant injected from the first outlet 25 is stably applied to the chips generated by the cutting edge 11 and extending upward of the cutting edge 11. be able to. Therefore, chips can be discharged better.
  • the first outlet 25 is located farther from the virtual plane S than the second outlet 27.
  • the third channel 19 is the fourth channel. 21 may be located away from the virtual plane S.
  • the third flow passage 19 and the fourth flow passage 21 have the above-described positional relationship, the extending direction of the third flow passage 19 and the fourth flow passage 21 and the positions of the first outlet 25 and the second outlet 27 The degree of freedom is even higher. Therefore, it is possible to cool the cutting blade 11 more efficiently and to discharge the chips better.
  • the extending direction of the third flow path 19 is not limited to a specific direction.
  • the third flow path 19 may extend away from the virtual plane S as it is separated from the first flow path 15.
  • the third flow path 19 in the example shown in FIG. 8 extends upward and away from the virtual plane S as the distance from the first flow path 15 is increased.
  • the coolant passing through the third flow path 19 is injected from the first outlet 25 toward chips generated by the cutting edge 11.
  • chips are discharged away from the cutting edge 11 by the coolant injected from the first outlet 25. easy. Therefore, the chip dischargeability is further enhanced.
  • the extending direction of the fourth flow path 21 is not limited to a specific direction.
  • the fourth flow path 21 extends parallel to the virtual plane S. It may extend along the imaginary plane S as in the fourth flow path 21 of the example shown in FIG. 8.
  • the coolant passing through the fourth flow path 21 is injected from the second outlet 27 toward the cutting edge 11.
  • the fourth flow path 21 extends in parallel to the virtual plane S, the length from the second outlet 27 to the cutting edge 11 is shortened. Therefore, the coolant injected from the second outlet 27 can be efficiently applied to the cutting edge 11. Therefore, the cutting blade 11 can be cooled more efficiently.
  • the second outlet 27 may be located closer to the first end 3a than the first outlet 25.
  • the length from the second outlet 27 to the cutting edge 11 can be shortened. Therefore, as described above, the coolant injected from the second outlet 27 can be efficiently applied to the cutting edge 11.
  • the coolant injected from the first outlet 25 can be easily dispersed widely. Therefore, it is easy to discharge stably the chips generated by the cutting blade 11.
  • the angle formed by the fourth flow path 21 and the central axis X1 (hereinafter referred to as the second inclination angle ⁇ 2) is the angle formed by the third flow path 19 and the central axis X1 ( Hereinafter, it may be larger than the first inclination angle ⁇ 1).
  • the second inclination angle ⁇ 2 When the second inclination angle ⁇ 2 is relatively large, it is easy to inject the coolant from the second outlet 27 toward the cutting edge 11, and the length from the second outlet 27 to the cutting edge 11 is further shortened. it can. Further, when the first inclination angle ⁇ 1 is relatively small, it is possible to reduce the loss of fluid pressure when the coolant flows from the first flow passage 15 to the third flow passage 19. Therefore, it is easy to discharge chips more stably by the coolant injected from the second outlet 27.
  • the cutting tool 1a for internal diameter processing is not limited to the cutting tool for internal diameter grooving processing, and a boring tool etc. are mentioned as a cutting tool for internal diameter processing, for example. Therefore, a boring tool for inner diameter machining is illustrated as one cutting tool 1b of the embodiment.
  • FIGS. 12 to 17 correspond to FIGS. 6 to 11, respectively.
  • differences between the cutting tool 1b and the cutting tool 1a will be mainly described, and the detailed description may be omitted for the point having the same configuration as the cutting tool 1a.
  • the cutting tool 1b shown in FIGS. 12 and 15 has a rod-shaped main body 3 extending along the central axis X1 from the first end 3a to the second end 3b.
  • the main body 3 in the example shown in FIG. 12 is configured of the holder 5, the insert 7, and the fixing member 9.
  • a pocket is located on the side of the first end 3 a of the holder 5.
  • the holder 5 has one pocket.
  • a recess is located on the side of the first end 3 a of the holder 5, and a pocket is configured by the recess.
  • the pocket is an area where the insert 7 is located.
  • the insert 7 of the example shown in FIG. 2 has a disk shape
  • the insert 7 of the example shown in FIG. 13 has a polygonal plate shape.
  • the insert 7 of the example shown in FIG. 2 has a through hole 7 b as in the case of the insert 7 of the example shown in FIG. 13.
  • the through-hole 7b and the screw hole are extended in the direction along the central axis X1
  • the through-hole 7b and the screw hole are central axes It extends in the direction orthogonal to X1.
  • the cutting tool 1b of the example shown in FIG. 13 is the first flow path 15, the second flow path 17, the third flow path 19 and the fourth flow path as the flow path 13 similarly to the cutting tool 1a of the example shown in FIG. It has 21.
  • the 1st outflow port 25 which the 3rd flow path 19 has contains the central axis X1 and the cutting edge 11 rather than the 2nd outflow port 27 which the 4th flow path 21 has. It is located away from the plane S. Therefore, also in the cutting tool 1b of one example shown in FIGS. 15 to 17, it is possible to cool the cutting edge 11 efficiently and to discharge the chips favorably.
  • the structure demonstrated about the cutting tool 1a is applicable suitably to the cutting tool 1b.
  • the third flow path 19 may extend away from the virtual plane S as it is separated from the first flow path 15, and the fourth flow path 21 may It may extend parallel to the virtual plane S.
  • the method of manufacturing the machined product 103 according to one of the embodiments includes the following steps (1) to (4).
  • the cutting tool 1a is moved in the direction of the arrow Y1 to make the cutting tool 1a relatively approach the rotating workpiece 101.
  • the cutting tool 1 a is brought into contact with the rotating work material 101.
  • the cutting material 101 is cut by bringing the cutting edge of the cutting tool 1 a into contact with the material to be cut 101.
  • the work material 101 may be cut while the coolant flows out from the first outlet and the second outlet.
  • the cutting tool 1a is separated from the work material 101 by moving the cutting tool 1a in the direction of the arrow Y2 to obtain a machined product 103.
  • the cutting tool 1a since the cutting tool 1a is used, it is possible to cool the cutting edge efficiently and to discharge the chips favorably.
  • the work material 101 may be brought close to the cutting tool 1a.
  • the work material 101 may be moved away from the cutting tool 1a.
  • the process of rotating the work material 101 may be maintained, and the process of bringing the cutting blade into contact with different portions of the work material 101 may be repeated.
  • this indication is not limited to the embodiment mentioned above, It may be arbitrary unless it deviates from the gist of this indication. Needless to say, it can be done.

Landscapes

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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

一態様に基づく切削工具は、中心軸に沿って第１端から第２端にかけて延びた棒形状の本体部を有し、本体部は、切刃、第１流路、第２流路、第３流路及び第４流路を有している。第１流路は、中心軸に沿って位置しており、流入口を有する。第２流路は、中心軸に沿って位置しており、第１流路よりも内径が小さい。第３流路は、第１流路に接続され、第１流出口を有する。第４流路は、第２流路に接続され、第２流出口を有する。そして、中心軸に沿って第1 端から第２端に向かって見た場合に、第１流出口は、第２流出口よりも中心軸及び切刃を含む仮想平面から離れている。

Description

切削工具及び切削加工物の製造方法 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年１０月６日に出願された日本国特許出願２０１７－１９５６０５号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本態様は、一般的には、切削加工において用いられる切削インサートに関する。具体的には、内径加工において用いられる切削工具に関する。より具体的には、ボーリングバイトに関する。
　金属などの被削材の内径を切削加工する際に用いられる切削工具として、例えば特開２００７－７５９３３号公報（特許文献１）に記載のボーリングバイト、及び、特開２００１－８７９０６号公報（特許文献２）に記載の切削工具が知られている。
　特許文献１には、シャンクの内部に設けられたクーラント孔の噴射口が、平面視において刃先に向けて傾斜している切削工具が記載されている。また、特許文献２には、インサートの上側面に向かって冷却流体（クーラント）を吹きつけるための第１のノズルと、切屑に向かってクーラントを吹きつけるための第２のノズルとを有する切削工具が記載されている。
　一態様に基づく切削工具は、中心軸に沿って第１端から第２端にかけて延びた棒形状の本体部を有している。本体部は、切刃、第１流路、第２流路、第３流路及び第４流路を有している。切刃は、本体部の第１端の側において側方に突出するように位置する。第１流路は、中心軸に沿って位置しており、流入口を有する。第２流路は、第１流路から第１端に向かって中心軸に沿って位置しており、第１流路よりも内径が小さい。第３流路は、第１流路に接続され、第１流出口を有する。第４流路は、第２流路に接続され、第２流出口を有する。そして、第１流出口は、第２流出口よりも中心軸及び切刃を含む仮想平面から離れて位置している。
実施形態の１つの切削工具を示す斜視図である。 図１に示す領域Ａ１における拡大図である。 図１に示す切削工具における流路を透視した図である。 図３に示す領域Ａ２における拡大図である。 図１に示す切削工具を第１端に向かって見た正面図である。 図５に示す切削工具をＢ１方向から見た側面図である。 図６に示す領域Ａ３における拡大図である。 図７に示す切削工具における流路を透視した図である。 図５に示す切削工具をＢ２方向から見た側面図である。 図９に示す領域Ａ４における拡大図である。 図１０に示す切削工具における流路を透視した図である。 実施形態の１つの切削工具を示す側面図である。 図１２に示す領域Ａ５における拡大図である。 図１３に示す切削工具における流路を透視した図である。 図１２に示す切削工具を別の方向から見た側面図である。 図１５に示す領域Ａ６における拡大図である。 図１６に示す切削工具における流路を透視した図である。 実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
　特許文献２に記載の切削工具は、被削材の外径を切削加工する際に用いられる工具である。そのため、特許文献２に記載の切削工具においては、第１のノズル及び第２のノズルにおける流出口の位置並びに第１のノズル及び第２のノズルの延びる方向の自由度が高い。
　一方、特許文献１に記載の切削工具のように、被削材の内径を切削加工する際に用いられる工具においては、被削材の穴に挿入された状態で使用されることから、クーラント孔の流出口の位置及びクーラント孔の延びる方向の自由度が低い。そのため、クーラントを用いて切屑を良好に排出するとともに切刃を効率良く冷却することが困難であった。
　以下、複数の実施形態の切削工具について、図面を用いてそれぞれ詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、各実施形態を説明する上で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、切削工具は、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、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び寸法比率等を忠実に表したものではない。
　＜切削工具＞
　実施形態の１つの切削工具として、内径溝入れ加工用の切削工具１ａについて例示する。図１に示す一例の切削工具１ａは、中心軸Ｘ１に沿って第１端３ａから第２端３ｂにかけて延びた棒形状の本体部３を有している。一般的には、第１端３ａが「先端」と呼ばれ、第２端３ｂが「後端」と呼ばれる。本体部３は、第１端３ａから第２端３ｂにかけて延びた構成であればよく、例えば、円柱形状であっても、また、多角柱形状であってもよい。
　本体部３は、１つの部材によって構成されていてもよく、また、複数の部材によって構成されていてもよい。１つの部材によって構成された本体部３を有する切削工具１ａは、一般的に、ソリッド型と呼ばれる。図１に示す一例の本体部３は、複数の部材によって構成されている。具体的には、図２に示す一例の本体部３は、ホルダ５と、インサート７と、固定部材９とを有している。
　図１に示す一例のように、ホルダ５は、中心軸Ｘ１に沿って第１端３ａから第２端３ｂにかけて延びた棒形状であってもよい。このとき、ホルダ５の外径は、一定であってもよく、また、変化していてもよい。図１に示す一例においては、ホルダ５が、第１端３ａの側に位置して相対的に外径が小さい小径部５ａと、この小径部５ａよりも第２端３ｂの側に位置して相対的に外径が大きい大径部５ｂとによって構成されている。
　また、インサート７は、ホルダ５における第１端３ａの側に位置していてもよい。図２に示す一例において、インサート７は、ホルダ５における第１端３ａの側の端面に当接している。
　ホルダ５を構成する部材としては、例えば、鋼、鋳鉄及びアルミ合金などを用いることができる。ホルダ５の大きさは、被削材の大きさに応じて適宜設定すればよい。ホルダ５の中心軸Ｘ１に沿った方向の長さは、例えば６０ｍｍ以上２００ｍｍ以下程度に設定される。また、中心軸Ｘ１に直交する方向の幅は、例えば６ｍｍ以上５０ｍｍ以下程度に設定される。
　図２に示す一例のように、インサート７における、端面７ａ及び端面７ａの反対に位置する面が概ね円形の円板形状であってもよい。また、図２に示す一例のように、インサート７は、端面７ａ及びこの端面７ａの反対に位置する面において開口する貫通孔７ｂを有していてもよい。
　なお、インサート７の形状は図２に示す構成に限定されない。例えば、インサート７は、端面７ａ及びこの端面７ａの反対に位置する面が概ね多角形の多角板形状であってもよい。また、インサート７は、ホルダ５の中心軸Ｘ１に直交する方向に延びる棒形状であってもよい。このような棒形状のインサート７は、ドックボーンタイプと呼ばれる場合がある。
　インサート７を構成する部材の材質としては、例えば、超硬合金又はサーメットなどが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ及びＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏが挙げられる。ＷＣ－Ｃｏは、炭化タングステン（ＷＣ）にコバルト（Ｃｏ）の粉末を加えて焼結して生成される。ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏは、ＷＣ－Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したものである。ＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏは、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したものである。
　また、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。具体的には、サーメットとして、炭化チタン（ＴｉＣ）、又は窒化チタン（ＴｉＮ）などのチタン化合物を主成分としたものが挙げられる。
　固定部材９は、インサート７をホルダ５に固定するための部材である。図２に示す一例において、固定部材９はネジ９である。ただし、固定部材９は、ネジ９に限定されず、例えば、クランプ部材であってもよい。図２に示す一例においては、インサート７が上記の通り貫通孔７ｂを有しており、ホルダ５が、貫通孔７ｂに対応する位置にネジ孔（不図示）を有している。
　インサート７の貫通孔７ｂにネジ９を挿入するとともに、このネジ９をホルダ５のネジ孔に固定することによって、インサート７をホルダ５に固定することが可能である。図２に示す一例においては、貫通孔７ｂ及びネジ孔が、中心軸Ｘ１に沿った方向に延びている。
　本体部３は、第１端３ａの側において側方に突出するように位置する切刃１１を有している。切刃１１を被削材に接触させることによって切削加工を行うことが可能である。図５に示す一例においては、本体部３の第１端３ａの側において切刃１１が中心軸Ｘ１から最も離れて位置している。切刃１１が、側方に突出していることから、本体部３における切刃１１の近傍のみを被削材に接触させることが可能である。なお、図５に示す一例においては、本体部３におけるインサート７が切刃１１を有している。
　また、本体部３は、内部に位置する流路１３を有している。流路１３は、切削工具１ａの使用時においてクーラントが流れる部分として機能することが可能である。図３に示す一例においては、本体部３におけるホルダ５が流路１３を有している。
　図３に示す一例における流路１３は、第１流路１５、第２流路１７、第３流路１９及び第４流路２１を有している。第１流路１５は、中心軸Ｘ１に沿って位置しており、クーラントの流入口２３を有している。図３に示す一例において、第１流路１５は、本体部３における第２端３ｂの側に位置し、中心軸Ｘ１に沿って直線状に延びている。
　図３に示す一例においては、クーラントの流入口２３は、本体部３における第２端３ｂの側の端面に位置している。なお、クーラントの流入口２３の位置は、上記の端面に限定されず、例えば、本体部３の外周面に位置していてもよい。
　第２流路１７は、第１流路１５から第１端３ａに向かって延びており、中心軸Ｘ１に沿って位置している。図４に示す一例において、第２流路１７は、第１流路１５と比較して本体部３における第１端３ａの側に位置し、中心軸Ｘ１に沿って直線状に延びている。
　図４に示す一例における第２流路１７の内径は、第１流路１５の内径よりも小さい。このように、第２流路１７の内径が第１流路１５の内径よりも小さいことから、後述する第１流出口２５及び第２流出口２７から噴射されるクーラントの流体圧を高めることができる。
　第３流路１９は、第１流路１５に接続されており、第１流出口２５を有している。図４に示す一例における第１流出口２５は、本体部３の外周面に位置している。図４に示す一例のように、第３流路１９は直線状に延びていてもよい。第１流出口２５は、切刃１１で生じた切屑に向かってクーラントを噴射させる領域として機能することが可能である。
　図２に示す一例のように、ホルダ５が小径部５ａ及び大径部５ｂによって構成される場合において、第１流出口２５が小径部５ａ及び大径部５ｂに跨るように位置していてもよい。
　第４流路２１は、第２流路１７に接続されており、第２流出口２７を有している。図４に示す一例における第２流出口２７は、本体部３の外周面に位置している。図４に示す一例のように、第４流路２１は直線状に延びていてもよい。第２流出口２７は、切刃１１に向かってクーラントを噴射させる領域として機能することが可能である。
　第１流出口２５は、第２流出口２７よりも中心軸Ｘ１及び切刃１１を含む仮想平面Ｓから離れて位置している。ここで、仮想平面Ｓとは、図５に示すように、中心軸Ｘ１及び切刃１１を含む平面のことであり、図７及び図８のように、中心軸Ｘ１に切刃１１が重なった状態においては、中心軸Ｘ１と仮想平面Ｓとは重なって示されるものである。
　第１流出口２５及び第２流出口２７が上記の位置関係であることによって、切屑を良好に排出するとともに切刃１１を効率良く冷却することが可能である。これは、切屑に向かって第１流出口２５からクーラントを噴射するとともに、切刃１１に向かって第２流出口２７からクーラントを噴射する際に、第１流出口２５から噴射されるクーラントが第２流出口２７から噴射されるクーラントにぶつかりにくいからである。
　特に、第１流出口２５の一部が、仮想平面Ｓに含まれている場合には、第１流出口２５から噴射されるクーラントが第２流出口２７から噴射されるクーラントに更にぶつかりにくい。
　また、仮想平面Ｓに直交する方向から正面視した場合に、第２流出口２７が、第１流出口２５よりも中心軸Ｘ１から離れている際にも、第１流出口２５から噴射されるクーラントが第２流出口２７から噴射されるクーラントに更にぶつかりにくい。
　クーラントは、流入口２３から第１流路１５に供給される。第１流路１５に供給されたクーラントは、第３流路１９を通って第１流出口２５から排出される。また、第１流路１５に供給されたクーラントは、第２流路１７及び第４流路２１を通って第２流出口２７から排出される。
　なお、クーラントは、流入口２３だけでなく、この流入口２３以外の箇所から供給されていてもよい。また、クーラントは、第１流出口２５及び第２流出口２７だけでなく、これらの流出口以外の箇所から供給されていてもよい。
　クーラントは、例えば、不水溶性油剤又は水溶性油剤からなり、被削材の材質に応じて適宜選択して用いることができる。不水溶性油剤としては、例えば、油性形、不活性極圧形及び活性極圧形の切削油が挙げられる。水溶性油剤としては、例えば、エマルジョン、ソリューブル及びソリューションなどの切削油が挙げられる。また、クーラントは液体に限定されず、不活性ガスなどの気体であってもよい。
　流路１３の形状は、クーラントを流すことが可能な限り特に限定されない。実施形態の１つにおける第１流路１５、第２流路１７、第３流路１９及び第４流路２１は、それぞれクーラントの流れる方向に直交する断面の形状が円形状であるが、例えば、上記の断面における流路１３の形状が、楕円形であっても、また、多角形であってもよい。流路１３の内径は、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
　流路１３は、ドリルなどを用いて本体部３となる部材に穴加工を行うことによって形成することができる。なお、穴加工を行うことによって形成された穴部のうち流路１３として機能しない部分については、クーラントが漏れないようにシール部材（不図示）によって塞げばよい。シール部材としては、例えば、半田、樹脂部材やネジ部材が挙げられる。
　図３に示す一例の流路１３においては、第２流路１７の内径が第１流路１５よりも内径が小さい。そのため、第１流路１５に接続された第３流路１９の第１流出口２５が、第２流路１７に接続された第４流路２１の第２流出口２７よりも中心軸Ｘ１及び切刃１１を含む仮想平面Ｓから離れて位置し易い構成となっている。これにより、第３流路１９及び第４流路２１の延びる方向並びに第１流出口２５及び第２流出口２７の位置の自由度が高くなっている。
　また、図３に示す一例における第４流路２１の内径は、第２流路１７の内径よりも小さい。第４流路２１の内径が第２流路１７の内径よりも小さい場合には、第２流出口２７から噴射されるクーラントの噴射圧を高めることができる。
　図８及び図１１に示す一例においては、切刃１１に向かってクーラントを流出させるため、第２流出口２７は、切刃１１に向かって開口している。具体的には、直線状に延びている第４流路２１の仮想延長線Ｌ１が切刃１１と交差している。このように第４流路２１の仮想延長線Ｌ１が切刃１１と交差している場合には、切刃１１をさらに効率よく冷却することができる。
　また、図７及び図８に示す一例においては、切刃１１で生じた切屑に向かってクーラントを流出させるため、第１流出口２５は、仮想平面Ｓ上の切刃１１から離れた位置に向かって開口している。具体的には、図７及び図８に示す一例においては、第１流出口２５は切刃１１の上方に向かって開口している。
　このように第１流出口２５が位置している場合には、第１流出口２５から噴射されたクーラントを、切刃１１で生じて切刃１１の上方に向かって延びる切屑に安定して当てることができる。そのため、切屑をさらに良好に排出することができる。
　図７及び図８に示す一例においては、第１流出口２５が第２流出口２７よりも仮想平面Ｓから離れて位置しているが、このとき、第３流路１９が、第４流路２１より仮想平面Ｓから離れて位置していてもよい。第３流路１９及び第４流路２１が上記の位置関係である場合には、第３流路１９及び第４流路２１の延びる方向並びに第１流出口２５及び第２流出口２７の位置の自由度がさらに高い。そのため、切刃１１をさらに効率良く冷却するとともに切屑をさらに良好に排出することが可能である。
　第３流路１９の延びる方向は、特定の方向に限定されない。例えば、第３流路１９は、第１流路１５から離れるに従って仮想平面Ｓから離れるように延びていてもよい。図８に示す一例の第３流路１９は、第１流路１５から離れるに従って仮想平面Ｓから離れるように上方に向かって延びている。
　第３流路１９を通るクーラントは、切刃１１で生じた切屑に向かって第１流出口２５から噴射される。第３流路１９が第１流路１５から離れるに従って仮想平面Ｓから離れるように延びている場合には、第１流出口２５から噴射されたクーラントによって切屑が切刃１１から離れる方向に排出され易い。そのため、切屑の排出性がさらに高められる。
　第４流路２１の延びる方向は、特定の方向に限定されない。例えば、第４流路２１は、仮想平面Ｓに平行に延びている。図８に示す一例の第４流路２１のように、仮想平面Ｓに沿って延びているものであってもよい。
　第４流路２１を通るクーラントは、切刃１１に向かって第２流出口２７から噴射される。第４流路２１が仮想平面Ｓに平行に延びている場合には、第２流出口２７から切刃１１までの長さが短くなる。そのため、第２流出口２７から噴射されたクーラントを効率よく切刃１１に当てることができる。従って、切刃１１をより一層効率良く冷却することができる。
　また、図６～図８に示す一例のように、第２流出口２７が第１流出口２５より第１端３ａの側に位置していてもよい。第２流出口２７が相対的に第１端３ａの側に位置している場合には、第２流出口２７から切刃１１までの長さを短くできる。そのため、上記した通り、第２流出口２７から噴射されたクーラントを効率よく切刃１１に当てることができる。
　一方、第１流出口２５が相対的に第２端３ｂの側に位置している場合には、第１流出口２５から噴射されたクーラントを広範囲に分散させやすい。そのため、切刃１１で生じた切屑を安定して排出し易い。
　また、図１１に示す一例のように、第４流路２１及び中心軸Ｘ１のなす角（以下、第２傾斜角θ２とする。）が、第３流路１９及び中心軸Ｘ１のなす角（以下、第１傾斜角θ１とする。）より大きくてもよい。
　第２傾斜角θ２が相対的に大きい場合には、切刃１１に向かって第２流出口２７からクーラントを噴射させやすくしつつ、第２流出口２７から切刃１１までの長さをさらに短くできる。また、第１傾斜角θ１が相対的に小さい場合には、第１流路１５から第３流路１９へとクーラントが流れる際における流体圧の損失を小さくできる。そのため、第２流出口２７から噴射させたクーラントによって切屑をさらに安定して排出し易い。
　内径加工用の切削工具１ａは、内径溝入れ加工用の切削工具に限定されず、例えば、内径加工用の切削工具としてはボーリングバイトなどが挙げられる。そこで、実施形態の１つの切削工具１ｂとして、内径加工用のボーリングバイトについて例示する。
　次に、実施形態の１つの切削工具１ｂについて図１２～図１７を用いて説明する。なお、図１２～図１７は、それぞれ図６～図１１に対応する図面である。以下では、切削工具１ｂにおける切削工具１ａとの相違点について主に説明し、切削工具１ａと同様の構成を有している点については詳細な説明を省略する場合がある。
　図１２及び図１５に示す切削工具１ｂは、切削工具１ａと同様に、中心軸Ｘ１に沿って第１端３ａから第２端３ｂにかけて延びた棒形状の本体部３を有している。図１２に示す一例の本体部３は、図６に示す本体部３と同様に、ホルダ５と、インサート７と、固定部材９とによって構成されている。
　ホルダ５における第１端３ａの側にはポケットが位置している。図１２及び図１３に示す一例においては、ホルダ５が１つのポケットを有している。図１２及び図１３に示す一例においては、ホルダ５における第１端３ａの側に凹部が位置しており、この凹部によってポケットが構成されている。ポケットは、インサート７が位置する領域である。
　図２に示す一例のインサート７が円板形状である一方で、図１３に示す一例のインサート７は、多角板形状である。図２に示す一例のインサート７は、図１３に示す一例のインサート７と同様に貫通孔７ｂを有している。また、図２に示す一例においては、貫通孔７ｂ及びネジ孔が中心軸Ｘ１に沿った方向に延びているが、図１５に示す一例のインサート７においては、貫通孔７ｂ及びネジ孔が中心軸Ｘ１に直交する方向に延びている。
　図１３に示す一例の切削工具１ｂは、図７に示す一例の切削工具１ａと同様に、流路１３として第１流路１５、第２流路１７、第３流路１９及び第４流路２１を有している。そして、図１３及び図１４に示すように、第３流路１９が有する第１流出口２５が、第４流路２１が有する第２流出口２７よりも中心軸Ｘ１及び切刃１１を含む仮想平面Ｓから離れて位置している。そのため、図１５～図１７に示す一例の切削工具１ｂにおいても、切刃１１を効率良く冷却するとともに切屑を良好に排出することが可能である。
　なお、詳細な説明は省略するが、切削工具１ａについて説明した構成は、切削工具１ｂに適宜適用が可能である。例えば、図１４に示すように、切削工具１ｂにおいて、第３流路１９が、第１流路１５から離れるに従って仮想平面Ｓから離れるように延びていてもよく、また、第４流路２１が仮想平面Ｓに平行に延びていてもよい。
　＜切削加工物の製造方法＞
　次に、本開示の様々な実施形態に係る切削加工物１０３の製造方法について、詳細に説明する。なお、図１８～図２０に示す一例においては、切削工具１ａが用いられているが、このような形態に限定されない。たとえば、切削工具１ｂが用いられてもよい。
　実施形態の１つに係る切削加工物１０３の製造方法は、以下の（１）～（４）の工程を備えている。
　（１）図１８に示すように、被削材１０１と切削工具１ａとを準備し、
　（２）被削材１０１を回転させ、
　（３）図１９に示すように、被削材１０１と切削工具１ａとを互いに接触させ、
　（４）図２０に示すように、被削材１０１と切削工具１ａとを互いに離す。
　具体的に説明すると、（１）の工程において準備する被削材１０１の材質としては、例えば、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄及び非鉄金属などが挙げられる。また、図１８に示す一例においては、（１）の工程において上述した切削工具１ａを準備する。
　（２）の工程では、図１８に示すように、被削材１０１をその回転軸Ｏを基準に回転させる。
　（３）の工程では、まず、切削工具１ａを矢印Ｙ１方向に移動させて、回転している被削材１０１に切削工具１ａを相対的に近付ける。次に、図１９に示すように、回転している被削材１０１に切削工具１ａを接触させる。図１９に示す一例においては、被削材１０１に切削工具１ａの切刃を接触させて、被削材１０１を切削している。このとき、第１流出口及び第２流出口からクーラントを流出させつつ被削材１０１を切削すればよい。
　（４）の工程では、図２０に示すように、切削工具１ａを矢印Ｙ２方向に移動させることによって、切削工具１ａを被削材１０１から離し、切削加工物１０３を得る。
　実施形態に係る切削加工物１０３の製造方法によれば、切削工具１ａを使用することから、切刃を効率良く冷却するとともに切屑を良好に排出することが可能である。
　なお、（３）の工程では、被削材１０１を切削工具１ａに近付けてもよい。（４）の工程では、被削材１０１を切削工具１ａから遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、被削材１０１を回転させた状態を維持して、被削材１０１の異なる箇所に切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。
　以上、本開示に係る実施形態の切削工具及び切削加工物の製造方法について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されず、本開示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いうまでもない。
　　１ａ、１ｂ・・・切削工具
　　３・・・本体部
　　３ａ・・第１端
　　３ｂ・・第２端
　　５・・・ホルダ
　　７・・・インサート
　　９・・・固定部材（ネジ）
　１１・・・切刃
　１３・・・流路
　１５・・・第１流路
　１７・・・第２流路
　１９・・・第３流路
　２１・・・第４流路
　２３・・・流入口
　２５・・・第１流出口
　２７・・・第２流出口
１０１・・・被削材
１０３・・・切削加工物
 

Claims (11)

  1. 　中心軸に沿って第１端から第２端にかけて延びた棒形状の本体部を有し、
    　前記本体部は、
    　　前記第１端の側において側方に突出するように位置する切刃と、
    　　前記中心軸に沿って位置しており、流入口を有する第１流路と、
    　　前記第１流路から前記第１端に向かって前記中心軸に沿って位置しており、前記第１流路よりも内径が小さい第２流路と、
    　　前記第１流路に接続され、第１流出口を有する第３流路と、
    　　前記第２流路に接続され、第２流出口を有する第４流路とを有し、
    　前記第１流出口は、前記第２流出口よりも前記中心軸及び前記切刃を含む仮想平面から離れて位置している、切削工具。
  2. 　前記第１流出口の一部が、前記仮想平面に含まれている、請求項１に記載の切削工具。
  3. 　前記第３流路は、前記第４流路よりも前記仮想平面から離れて位置している、請求項１又は２に記載の切削工具。
  4. 　前記第２流出口は前記切刃に向かって開口している、請求項１～３のいずれか１つに記載の切削工具。
  5. 　前記第３流路は、前記第１流路から離れるに従って前記仮想平面から離れるように延びている、請求項１～４のいずれか１つに記載の切削工具。
  6. 　前記第４流路は前記仮想平面に平行に延びている、請求項１～５のいずれか１つに記載の切削工具。
  7. 　前記第２流出口は、前記第１流出口よりも前記第１端の側に位置している、請求項１～６のいずれか１つに記載の切削工具。
  8. 　前記第４流路及び前記中心軸のなす角が、前記第３流路及び前記中心軸のなす角よりも大きい、請求項７に記載の切削工具。
  9. 　前記仮想平面に直交する方向から正面視した場合に、
    　前記第２流出口が、前記第１流出口よりも前記中心軸から離れている、請求項１～８のいずれか１つに記載の切削工具。
  10. 　前記第４流路の内径は、前記第２流路よりも内径が小さい、請求項１～９のいずれか１つに記載の切削工具。
  11. 　被削材を回転させ、
    　回転している前記被削材に請求項１～１０のいずれか１つに記載の切削工具を接触させ、
    　前記切削工具を前記被削材から離すこと、を備えた切削加工物の製造方法。
     
     
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