(57)【要約】【目的】切削用媒体、特にミストやＭＱＬを所定の位置に正確に噴射し、且つ十分な量の切削油剤を塗布することを目的とする。【構成】本発明に係る油穴付き切削工具は、切れ刃部（３ａ）と、切削用媒体を噴射するための開口部（７ｄ）と、外部から供給される上記切削用媒体を上記開口部（７ｄ）へ供給するための油穴（５、６、７ｃ）とを備え、上記開口部（７ｄ）を形成する穴を、上記開口部（７ｄ）と該切れ刃部（３ａ）を結んだ直線よりも該切れ刃部（３ａ）のすくい面前方側に向けたことを特徴とする。【選択図】図１
2005034954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切れ刃部と、切削用媒体を噴射するための開口部と、外部から供給される上記切削用媒体を上記開口部へ供給するための油穴とを備えた油穴付き切削工具において、上記開口部を形成する穴を、上記開口部と該切れ刃部を結んだ直線よりも該切れ刃部のすくい面前方側に向けたことを特徴とする油穴付き切削工具。
【請求項２】
該油穴付き切削工具が主に該切削工具の軸線（Ｏ）方向に送りを与えることにより切削加工を行わせる中ぐり加工用切削工具であり、開口部を形成する穴を、該切削工具の軸線（Ｏ）と該切れ刃部とを結んだ直線に対して該切れ刃部のすくい面前方側へ１５°〜９０°の角度をなす方向に向けたことを特徴とする請求項１に記載の油穴付き切削工具。
【請求項３】
該油穴付き切削工具が主に該切削工具の軸線（Ｏ）に交差する方向に送りを与えることにより切削加工を行わせる回転切削工具であり、開口部を形成する穴を、該切削工具の軸線（Ｏ）と該切れ刃部とを結んだ直線に対して該切れ刃部のすくい面前方側へ１５°〜９０°の角度をなす方向に向けたことを特徴とする請求項１に記載の油穴付き切削工具。
【請求項４】
上記開口にノズルが取り付けられ、このノズルに切削用媒体を噴射するための開口が設けられ、この開口の直径が０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の油穴付き切削工具。
【請求項５】
切削用媒体を用いた切削加工方法において、上記切削用媒体は、被削材の被加工面に噴射され、且つ切削工具の切れ刃部によって切削される直前の位置に向けて噴射されることを特徴とする切削加工方法。
【請求項６】
請求項５に記載の切削加工方法において、切削工具の軸線（Ｏ）方向に送りを与えることにより切削加工が行われる中ぐり加工方法であり、且つ切削用媒体は、この切削用媒体が噴射される開口部の位置を中心として上記位置と切れ刃部とを結ぶ直線に対して切削方向前方側に１５°〜９０°の角度をなす方向へ向けて噴射されることを特徴とする切削加工方法。
【請求項７】
請求項５に記載の切削加工方法において、切削工具が回転するとともに該切削工具の軸線（Ｏ）と平行な方向又は交差する方向に送りを与えられる切削加工方法であり、且つ切削用媒体は該軸線（Ｏ）を中心として該軸線（Ｏ）と切れ刃部とを結ぶ直線に対して切削方向前方側に１５°〜９０°の角度をなす方向へ向けて噴射されることを特徴とする切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油穴付き切削工具および切削加工方法に関し、特に切削油剤を塗布する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械加工における環境問題の改善の一環として、切削油剤を使用したいわゆる湿式切削加工において切削油剤の使用量の削減がはかられている。これは環境問題の改善のみならず切削油剤のコスト削減といった効果をももたらす。切削油剤削減の具体的な例として、一般的な切削油剤を用いる場合には微少量の切削油剤と高圧エアーとを混合させたオイルミストと呼ばれる切削用媒体を用いる事例や高い潤滑性をもつ特殊な切削油剤を極微少量使用する最小量潤滑（以下、ＭＱＬという。）と呼ばれる切削用媒体を用いる事例等がある。一方、このような切削油剤の削減に伴い切削油剤の潤滑作用や冷却作用を最大限に引き出すために切削油剤を正確に塗布する技術が望まれている。
【０００３】
切削工具において切削用媒体を噴射することによって切削油剤を集中的に塗布することを課題としたものに、図４乃至図６に例示するバイトがある。図４はこのバイトの正面図、図５は上面図、図６は左側面図である。これらの図に示すように、バイト本体（１）に、切れ刃部（３ａ）の刃先方向に噴射穴（７ｃ）の開口部（７ｄ）を向けた状態でノズル（７）が着脱可能に取り付けられ、バイト本体（１）には、外部から供給された切削油剤、オイルミスト、冷風等の切削用媒体を上記ノズル（７）の噴射穴（７ｃ）へ流通させるための油穴（５）が形成されている。この油穴（５）は、全長にわたり同一内径をなし、かつ軸線（Ｏ）が互いに交差する複数の直線部（５ａ〜５ｅ）とそれらの端部同士を滑らかに連結する曲線部（５ａｂ〜５ｄｅ）とから構成されている。このような構成により、油穴（５）内の切削用媒体の流通がスムーズになるとともに、乱流および圧力損失の抑制が図られる。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
また、内部給油機構を備えた正面フライスを図７乃至図９に示す。図７および図８に示すように、この正面フライスは、工具本体（１）とチップ（３）と、中央取付け穴又は取付け端面部に設けられた切削用媒体を流通するための分岐穴（６）と、この分岐穴（６）は上記チップ（３）よりも中心側寄りで該チップ（３）の正面よりも凹入した該工具本体の正面部に開口部（６ｄ）とを有している。さらに、この開口部（６ｄ）には図９に示すような噴射方向を調整可能なノズル（７）が取り付けられており、上記ノズル（７）の開口部（７ｄ）を形成する噴射穴（７ｃ）は該工具本体（１）の軸線（Ｏ）に対して、チップ（３）側の外方向に傾いている。このように開口部（７ｄ）に噴出方向を変えることができるノズル（７）を取り付けたことにより、該正面フライスは、上記噴射穴（７ｃ）の方向・角度を自在に調整でき、例えば切れ刃部の冷却、切りくずの飛散処理を主に行う場合には切れ刃部近傍に向け、また切りくずの巻込みや、飛散した切りくず等の排除を主とする場合にはやや下に向きを変える等調整できる。更に、これらを交互に設けたりノズル（７）と開口部（７ｄ）を含む幅で円周状にリング状の溝を正面部に設けたりして該正面フライスの底面部に切りくずが巻込まれないように組合せることにより、効果的な切削が行えるようになる。すなわち、切りくず処理が該正面フライスの円周状３６０度・底面部全体の範囲で完全に行えるというものである。（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開平１１−２９１１０１号公報
【特許文献２】特開平０８−２９０３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来バイトでは、バイト内部に設けられた油穴（５）が一部精密鋳造によって形成されているため油穴（５）の形状の制約やコストの高騰といった問題がある。また、切削用媒体を切れ刃部（３ａ）に向けて噴射するために上記切れ刃部（３ａ）に近接する位置にノズル（７）が形成されると切りくずの排出を阻害してしまうおそれがあった。切りくずの排出を阻害しないにしても、切削用媒体が切りくずによって遮られてしまい切れ刃部（３ａ）に十分に供給されないという問題があった。これを避けるためにノズル（７）を切れ刃部（３ａ）から遠ざけると、切削用媒体が拡散してしまうため切れ刃部（３ａ）に切削油剤が十分に塗布されないという問題があった。さらに、切れ刃部（３ａ）を工具本体（１）へ固定する部材が切れ刃部（３ａ）のすくい面上に設けられている場合には、ノズル（７）の設置位置やノズル（７）の開口部（７ｄ）を形成する噴射穴（７ｃ）の向く方向が制約されてしまうおそれがあった。
【０００６】
また、従来正面フライスでも、ノズル（７）を切れ刃部（３ａ）に近接した位置に設け切削用媒体を切れ刃部（３ａ）に向けて噴射する構成を採る場合には上述したバイトと同様の問題があった。さらに、工具が回転することから、ノズル（７）の噴射穴（７ｃ）を切れ刃部（３ａ）に向けていても、切削用媒体はノズル（７）から噴射された後、空気抵抗により急速に噴射速度が低下し、切れ刃部（３ａ）の位置よりも該正面フライスの回転方向（Ｋ）後方側へ流れるため切れ刃部（３ａ）へ十分に塗布できないおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、その目的は、切削用媒体、特にミストやＭＱＬを所定の位置に正確に噴射するとともに十分な量の切削油剤を塗布できる油穴付き切削工具およびそれを用いた切削加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明に係る油穴付き切削工具は、切れ刃部と、切削用媒体を噴射するための開口部と、外部から供給される上記切削用媒体を上記開口部へ供給するための油穴とを備えた油穴付き切削工具において、上記開口部を形成する穴を、上記開口部と該切れ刃部を結んだ直線よりも該切れ刃部のすくい面前方側に向けたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る切削加工方法は、切削用媒体を用いた切削加工方法において、上記切削用媒体は、被削材の被加工面に噴射され、且つ切削工具の切れ刃部によって切削される直前の位置に向けて噴射されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述した発明によれば、上述の構成のとおり上記開口部を形成する穴が切れ刃部のすくい面より前方に向けられ、上記開口部から噴射される切削用媒体は、被削材の被加工面の切れ刃部によって切削される直前の位置を中心とする範囲（以下、切削ポイントという。）に塗布される。そうすると、上記開口部を切れ刃部に近接させなくてもよいので、上記開口部の位置や上記開口部を形成する穴の向きに関する設計の自由度が増すとともに、切れ刃部近傍の固定部材あるいは切りくずに干渉するといったことが避けられる。さらに、上述した設計の自由度に伴い、変曲点の少ない滑らかな切削用媒体の流通経路を形成することができ切削用媒体の乱流、流速低下、切削油剤の損失が抑制される。よって、上記切削ポイントへ切削用媒体を正確且つ十分な量塗布できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明の実施形態について図１乃至図３を参照しながら説明する。図１、図２はそれぞれこの実施形態に係るボーリングカッタの正面図と側面図である。図３（ａ）および（ｂ）は図２におけるＡＡ断面図である。図１および図２に示すように、略円柱状をなす工具本体（１）の基端部には工作機械の主軸（図示しない）に把持するためのシャンク部（１ａ）が形成されている。これと反対の先端部には少なくとも１つの切れ刃部（３ａ）が設けられている。この切れ刃部（３ａ）はカートリッジ（２）を介して工具本体（１）に装着されている。該工具本体（１）の先端外周部にカートリッジ取付溝（２ａ）が軸線（Ｏ）に沿うように形成され、このカートリッジ取付溝（２ａ）に上記カートリッジ（２）が例えばボルト（２ｂ）のような固定部材によって固定される。カートリッジ（２）先端部の該ボーリングカッタの回転方向（Ｋ）に向く側壁にはチップ座が凹設されており、このチップ座にチップ（３）が例えば皿ビス（４）や押さえ駒のような固定部材によって固定される。なお、上記カートリッジ（２）は上記ボルト（２ｂ）挿通するザグリ穴が軸線（Ｏ）方向に長穴状をなし上記方向に移動可能とされている。そして、上記切れ刃部（３ａ）は工具本体（１）との相対的な上記方向の位置又は切れ刃部（３ａ）相互の位置を調節できるようになっている。そして、該工具本体（１）には上記切れ刃部（３ａ）のすくい面前方側に上記カートリッジ取付溝（２ａ）に連なって切りくずポケット（８）が形成される。
【００１２】
該工具本体（１）の軸線（Ｏ）付近には油穴（５）がシャンク部（１ａ）の端面に開口し該軸線（Ｏ）に沿って形成されている。上記油穴（５）先端部からこの油穴に連通する油穴となる分岐穴（６）が設けられ、この分岐穴（６）は該工具本体（１）の径方向外側に向かって延び該工具本体（１）の外周面に開口している。この開口部（６ｄ）には図３（ａ）に示すようなノズル（７）が装着される。このノズル（７）はフランジ部（７ａ）と軸部（７ｂ）で構成されており、上記フランジ部（７ａ）と軸部（７ｂ）を貫通する油穴となる噴射穴（７ｃ）が設けられている。ノズル（７）は、例えばその軸部（７ｂ）が上記分岐穴（６）の開口部（６ｄ）に着脱自在に螺着されたり強制的に打ち込まれることにより嵌着されたりして固定されている。あるいは、図３（ｂ）に示すように、ノズル（７）の軸部（７ｂ）が略直角方向から例えばビス（９）のような固定部材で固定された、いわゆるサイドロック式の固定形態とすれば、ノズル（７）の着脱、回転、進退が可能となる。そして、上記噴射穴（７ｃ）が上記分岐穴（６）に連通し、工作機械の主軸から供給された切削用媒体は、該工具本体（１）の油穴（５）、分岐穴（６）、ノズル（７）の噴射穴（７ｃ）という順に流通し、ノズル（７）の開口部（７ｄ）から該工具本体（１）の外部へ向かって噴射される。なお、工具本体（１）の外径が小さく上記分岐穴（６）の長さが短い場合にはノズル（７）を装着しない簡略な構成であってもよい。その場合には上記分岐穴（６）が上記噴射穴を兼ねることになる。ノズル（７）を使用するしないにかかわらず、上記噴射穴（７ｃ）の直径は、この噴射穴（７ｃ）より上流の流通経路の直径以下とされるのが好ましい。
【００１３】
ここで、ノズル（７）の噴射穴（７ｃ）は、切れ刃部（３ａ）と軸線（Ｏ）を結んだ直線に対して上記切れ刃部（３ａ）のすくい面前方側の該工具本体（１）外周部に開口する。そして、上記噴射穴（７ｃ）の向く方向は、回転方向（Ｋ）では、軸線（Ｏ）を中心として上記直線に対して上記切れ刃部（３ａ）のすくい面前方側にα＝１５°〜９０°の角度をなす方向に向けられるのが好ましい。上記角度αを１５°〜９０°としたのは、上記αが１５°未満では、分岐穴（６）がカートリッジ（２）やチップ（３）の固定部材等に干渉するおそれがあり、上記カートリッジ（２）やチップ（３）の固定部材等に分岐穴（６）を加工した場合、分岐穴（６）の加工費の高騰、複数の分岐穴（６）を接続することによる切削用媒体の流通経路の複雑化、切削用媒体の乱流、流速低下、切削油剤の損失を招いてしまうからである。また、上記αが９０°を超えると、塗布した切削油剤が切削点に至るまでの間被削材の熱によって蒸発してしまうおそれがあるからである。一方、軸線（Ｏ）方向では、該切削工具の１回転当たりの送り量をｆ（ｍｍ／ｒｅｖ）としたとき、上記噴射穴（７ｃ）は、切れ刃部（３ａ）を基準として、（ｆ／３６０）×αで求められる量以上且つ上記量の５倍以下だけ先端側に向けられるのが好ましい。そうすれば、切削用媒体は軸線（Ｏ）方向における切削ポイントに向けて噴射されることになる。上記噴射穴（７ｃ）の軸線（Ｏ）方向の向きを上記（ｆ／３６０）×αの量以上且つ上記量の５倍以下とした理由は、上記量未満又は上記量の５倍より大きくすると切削油剤が極めて集中して切削ポイントに塗布された場合切削領域全体わたって切削油剤を塗布できないおそれがあるからである。
【００１４】
噴射穴（７ｃ）の開口は被削材の加工穴内周面との距離が１ｍｍ〜５ｍｍとなるように設けられるのが好ましい。そうすれば、噴射された切削用媒体の拡散が抑えられ、所望の位置に集中して切削油剤を塗布できる。上記距離１ｍｍ〜５ｍｍとした理由は、上記距離が１ｍｍより小さくなると、切削油剤の塗布範囲が狭くなりすぎるおそれがあり、５ｍｍを越えると切削用媒体が拡散して上述した十分な塗布効果が得られないからである。また、上記噴射穴（７ｃ）の直径は、この噴射穴（７ｃ）より上流の流通経路の直径以下とされるのが好ましい。具体的には上記噴射穴（７ｃ）の直径は０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。そうすれば、噴射される切削用媒体は噴射速度が高められると同時に圧力が低下し切削油剤の粒径が大きくなるため、切削用媒体の拡散が抑えられ所望の位置へ切削油剤をさらに正確且つ十分に塗布できる。上記直径が０．０５ｍｍ未満になるとドリル等による穴あけ加工が困難で加工費の高騰を招くおそれがあり、上記直径が１．０ｍｍ以上になると、上述した効果が得られにくくなるからである。この実施形態のボーリングカッタような回転工具では、上述したように噴射穴（７ｃ）から噴射された切削用媒体の噴射速度が高く、上記噴射穴（７ｃ）の開口から塗布すべき位置までの距離が短くなることから、切削用媒体は切削油剤を塗布すべき位置よりも該ボーリングカッタの回転方向（Ｋ）後方側に流れることが抑制され、切削油剤を塗布する位置の正確さが向上する。
【００１５】
上述したように、この実施形態のボーリングカッタによれば、ノズル（７）の噴射穴（７ｃ）は、切れ刃部（３ａ）に対してすくい面前方側に設けられ、切りくずポケット（８）から離間して設けられるため、切れ刃部（３ａ）から生じる切りくずを阻害することがない。その逆に切りくずによって切削用媒体の噴射を遮られることもない。また、上記噴射穴（７ｃ）の開口する位置もカートリッジ（２）、又はチップ（３）を固定する部材の設置位置の制約を受けることがなく、上記噴射穴（７ｃ）が切れ刃部（３ａ）に向けられていないので、切削用媒体が上記カートリッジ（２）又は上記部材に遮られることがなく、切削ポイントへ正確且つ集中して切削用媒体を噴射できる。さらに、噴射穴（７ｃ）を切れ刃部（３ａ）方向に向けるために直線的な分岐穴（６）を多数繋ぐことが不要なため、該ボーリングカッタ内部における切削用媒体の流通経路を単純且つ滑らかにすることができ、上記流通経路の加工が容易になり、且つ流通経路内の切削用媒体の流れが滑らかで流通経路の変曲点における高圧エアーの乱流、流速低下、切削油剤の損失が抑制される。
【００１６】
ノズル（７）を工具本体（１）へ螺着すれば、噴射穴（７ｃ）の直径や向きの異なるノズル（７）を交換して使用することができ、噴射される切削用媒体の噴射速度や噴射方向を変えることが容易になる。また、ノズル（７）の軸部（７ｂ）が略直角方向からビス（９）で固定された、いわゆるサイドロック式の固定形態を採れば、上述の効果に加え、ノズル（７）の進退が容易に行え、ノズル（７）の開口部（７ｄ）と切削油剤を塗布する位置までの距離の調節が容易になる。
【００１７】
本発明に係る切削工具は、上述した実施形態のようなボーリングカッタに限定されず、切削工具が固定されて回転しない中ぐりバイト等のように主に該切削工具の軸線（Ｏ）方向に送りを与えることにより切削加工を行わせる中ぐり加工用切削工具にも適用可能であり、さらに、例えば正面フライス、エンドミル、サイドカッタ等のように主に該切削工具の軸線（Ｏ）に交差する方向に送りを与えることにより切削加工を行わせる回転切削工具にも適用可能である。
【００１８】
切れ刃部（３ａ）の構成に関しても、着脱可能なチップ（３）を使用するものに限らず、例えば超硬合金などの硬質材料を工具本体（１）又はカートリッジ（２）へろう付けしたものであってもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る実施形態のボーリングカッタの正面図である。
【図２】図１に示すボーリングカッタの側面図である。
【図３】図２におけるＡＡ断面図である。
【図４】内部給油機構を備えた従来のバイトホルダの正面図である。
【図５】図４に示すバイトホルダの上面図である。
【図６】図４に示すバイトホルダの左側面図である。
【図７】内部給油機構を備えた従来の正面フライスの断面図である。
【図８】図７に示す正面フライスの底面図である。
【図９】（ａ）は図７に示す正面フライスに使用するノズルの断面図である。（ｂ）は図９（ａ）に示すノズルの右側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  工具本体
１ａ  シャンク部
２  カートリッジ
２ａ  カートリッジ取付溝
２ｂ  ボルト
２ｃ  微調整ねじ
３  チップ
３ａ  切れ刃部
４  皿ビス
５  油穴
６  分岐穴
６ｄ  開口部
７  ノズル
７ａ  フランジ部
７ｂ  軸部
７ｃ  噴射穴
７ｄ  開口部
８  切りくずポケット
９  ビス
【図１】
2005034954.tif 000003
【図２】
2005034954.tif 000004
【図３】
2005034954.tif 000005
【図４】
2005034954.tif 000006
【図５】
2005034954.tif 000007
【図６】
2005034954.tif 000008
【図７】
2005034954.tif 000009
【図８】
2005034954.tif 000010
【図９】
2005034954.tif 000011