(57)【要約】【課題】資源を有効に利用して製品価格の低廉化及び切削精度の向上を図り得る切削工具及びその製造方法を提供する。【解決手段】複数の刃部２を有する切削工具１の製造方法は、上記各刃部を構成する所定形状のブレード３を用意する工程と、このブレードを鋳型内に挿入した後、ブレードと同じ材料のスクラップを溶解したものを鋳型内に注入してブレードと一体のボディ４を鋳造する工程と、ボディの鋳造後にブレードを切削して刃部を成形する工程とを備える。また、切削工具１は、上記各刃部２を構成するブレード３と、このブレードと同じ材料のスクラップを用いてブレードと一体に鋳造されたボディ４とからなり、上記ブレードは、ボディの鋳造後に切削されて刃部が成形されてなる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の刃部を有する切削工具の製造方法であって、
上記各刃部を構成する所定形状のブレードを用意する工程と、
このブレードを鋳型内に挿入した後、ブレードと同じ材料のスクラップを溶解したものを鋳型内に注入してブレードと一体のボディを鋳造する工程と、
ボディの鋳造後にブレードを切削して刃部を成形する工程とを備えたこと特徴とする切削工具の製造方法。
【請求項２】
上記ブレード及びスクラップは、共に高速度鋼からなる請求項１記載の切削工具の製造方法。
【請求項３】
上記ブレードは、鋳造工程でボディに埋設される箇所に角部を有してなる請求項１又は２記載の切削工具の製造方法。
【請求項４】
複数の刃部を有する切削工具であって、
上記各刃部を構成するブレードと、このブレードと同じ材料のスクラップを用いてブレードと一体に鋳造されたボディとからなり、上記ブレードは、ボディの鋳造後に切削されて刃部が成形されてなることを特徴とする切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の機械加工に用いるフライスカッタやホブカッタなどの切削工具及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の切削工具としては、刃部とボディとが同一材料から作り出されてなるムク形のものが多く使用されており、その材料は、靭性と剛性の両方を兼ね備えた高速度鋼（ハイス）が現在のところ最も優れている。また、ムク形の外に、刃部を構成するブレードがボディに機械的に取り付けられてなる植刃形又は組立形のものも知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】「ＪＩＳハンドブック２００３工具」日本規格協会（第８８−１２５頁、第１５１−２００頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記ムク形の切削工具では、材料から製品になるまでに多量の切り屑が発生し、それをスクラップとして処理する必要があるため、その分製品価格が高くなるという問題がある。特に、高速度鋼を材料とする場合、刃部以外の部分まで高速度鋼で製作する必要があり、高速度鋼が一般の合金鋼に比べて非常に高価なものであるため、この問題が顕著である。
【０００４】
これに対し、植刃形又は組立形の切削工具では、このような問題を解消できるが、ブレードないし刃部の剛性がムク形のものに比べて低くなることから、切削精度も低くなるという欠点がある。
【０００５】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、資源を有効に利用して製品価格の低廉化及び切削精度の向上を図り得る切削工具及びその製造方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、複数の刃部を有する切削工具の製造方法として、上記各刃部を構成する所定形状のブレードを用意する工程と、このブレードを鋳型内に挿入した後、ブレードと同じ材料のスクラップを溶解したものを鋳型内に注入してブレードと一体のボディを鋳造する工程と、ボディの鋳造後にブレードを切削して刃部を成形する工程とを備える構成とする。
【０００７】
この構成では、切削工程では所定形状のブレードを切削して刃部を成形するだけであるため、ムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができ、その分製品価格の低廉化を図ることができる。また、ボディの鋳造工程ではブレードと同じ材料のスクラップを溶解物として利用しているため、資源の再利用を図ることができ、この点からも製品価格の低廉化を図ることができる。さらに、ブレードとボディとは鋳造により一体化されているため、ムク形のものと同程度にブレードないし刃部の剛性を確保することができる。しかも、ボディの鋳造ではブレードと同じ材料のスクラップが溶解物として利用され、両者間に熱膨張差が生じないようになっているため、鋳造による一体化をより強固なものとすることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の切削工具の製造方法において、上記ブレード及びスクラップを、共に高速度鋼によって構成する。この構成では、刃部を構成するブレードが高速度鋼からなるため、刃部の靭性と剛性とを共に高めることができる上、高価な高速度鋼のスクラップを再利用することなどで製品価格の低廉化を一層図ることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の切削工具の製造方法において、上記ブレードが、鋳造工程でボディに埋設される箇所に角部を有してなる構成とする。この構成では、鋳造工程でブレードの角部の一部が解けてボディと一体化するため、ブレードないし刃部の剛性をより高めることができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明の製造方法を、切削工具として把握したものである。すなわち、複数の刃部を有する切削工具として、上記各刃部を構成するブレードと、このブレードと同じ材料のスクラップを用いてブレードと一体に鋳造されたボディとを備え、かつ上記ブレードは、ボディの鋳造後に切削されて刃部が成形されてなる構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の切削工具及びその製造方法によれば、従来のムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができる上、切り屑やスクラップを溶解して資材として再利用しているため、資源の再利用を図ることができ、製品価格の低廉化を図ることができる。しかも、刃部の剛性をムク形のものと同程度に確保することができるので、切削精度を高めることができ、実用性に優れた効果を有するものである。
【００１２】
特に、請求項２に係る発明では、刃部を構成するブレードが高速度鋼からなるため、刃部の靭性と剛性とを共に高めることができる上、高価な高速度鋼のスクラップを再利用することなどで製品価格の低廉化を一層図ることができる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明では、ボディの鋳造工程でブレードの角部の一部が解けてボディと一体化するため、刃部の剛性をより高めることができ、切削精度の向上をより図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１及び図２は本発明の第１の実施形態に係る切削工具としてのスパイラルベベルギヤカッタ１を示し、このスパイラルベベルギヤカッタ１は、フライス盤などの機械主軸に取り付けられて、正面側にリング状に配列された複数の刃部２，２，…により歯車や継手などの切削加工を行うものである。
【００１６】
上記スパイラルベベルギヤカッタ１は、複数の刃部２，２，…を１個でもって構成する高速度鋼（ハイス）からなるリング状のブレード３と、このブレード３と同じ材料である高速度鋼のスクラップを用いてブレード３と一体に鋳造された円板状のボディ４とからなる。ブレード３は、ボディ４の鋳造後に切削されて複数の刃部２，２，…が成形されるようになっており、各刃部２は、スパイラルベベルギヤカッタ１の回転方向（正面側から見て反時計方向）前端に切れ刃５を有している。また、ボディ４の中心には機械主軸側の軸心と同心させるための中心孔７が設けられているとともに、この中心孔７の周囲には各々取付ボルトを挿通するための４つのドライブ孔８，８，…が円周方向に等間隔で設けられている。
【００１７】
次に、上記スパイラルベベルギヤカッタ１の製造方法を、図１及び図２に加えて、図３ないし図７をも参照しながら説明する。先ず、図３及び図４に示すような、複数の刃部２，２，…を構成するための高速度鋼からなるリング状のブレード３を用意する。このブレード３は、一端側（図で下端側）に厚みが次第に薄くなるリング状の括れ部１１と、この括れ部１１の端寄り位置で外方と内方とにそれぞれ尖ったリング状の一対の角部１２ａ，１２ｂとを有しており、括れ部１１の内寄り位置には外方と内方とを貫通する複数の小孔１３，１３，…が円周方向に所定間隔毎に設けられている。尚、高速度鋼は、鉄を主成分とし、切削工具としての硬度、高温切削性及び焼入れ性を高めるためにコバルト、タングステン及びモリブデンなどの希少金属を添加したものである。
【００１８】
続いて、図５に示すように、上型１５と中型１６と下型１７とを積み重ねてなる３段重ねの鋳型１８の中型１６内に上記ブレード３を、括れ部１１及び角部１２ａ，１２ｂを上向きでかつ中型１６の空間に露出させた状態に挿入する。そして、鋳型１８の型締めを行った後、ブレード３と同じ材料である高速度鋼のスクラップを加熱して溶解したものを上型１５の注入口１９から鋳型１８内に注入してブレード３と一体のボディ４を鋳造する。この際、ブレード３は、その角部１２ａ，１２ｂの一部が溶解物の熱で溶けるとともに、小孔１３内に溶解物が流入するため、ボディ４との鋳造一体化が強固に行われる。鋳型１８を開いた後、このボディ４から不要な部分を切り取ることにより、図６及び図７に示すようなブレード３と一体でかつ中心に中心孔７を有する円板状のボディ４が成形される。
【００１９】
その後、上記ボディ４の中心孔７周囲に孔開け加工によりドライブ孔８を設ける。また、ブレード３を切削して複数の刃部２，２，…を成形する。以上によって、図１及び図２に示すようなスパイラルベベルギヤカッタ１が製造される。
【００２０】
従って、このようなスパイラルベベルギヤカッタ１の製造方法によれば、スパイラルベベルギヤカッタ１のうち、刃部２のみをリング状のブレード３を切削して成形しているため、円板状のムク材から刃部２とボディ４の両方を削り出すムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができ、その分製品価格の低廉化を図ることができる。また、正面フライカッタ１の大部分を占めるボディ４の鋳造時には、ブレード３と同じ材料のスクラップを溶解して利用しているため、資源の再利用を図ることができ、この点からも製品価格の低廉化をより図ることができる。特に、本実施形態では、ブレード３及びボディ４が共に高価な高速度鋼からなるため、切り屑の減少化及びスクラップの再利用により製品価格の低廉化をより一層図ることができる。
【００２１】
その上、上記ブレード３とボディ４とは鋳造により一体化されているため、ムク形のものと同程度にブレード３ないし刃部２の剛性を確保することができ、切削精度の向上を図ることできる。また、ボディ４の鋳造ではブレード３と同じ材料のスクラップである高速度鋼が溶解物として利用され、両者間に熱膨張差が生じないようになっているため、鋳造による一体化をより強固なものにして切削精度の向上をより図ることができる。特に、本実施形態では、ブレード３の角部１２ａ，１２ｂの一部が解けることなどでブレード３とボディ４との鋳造一体化が強固に行われるため、刃部２の剛性アップひいては切削精度の向上をより一層図ることができる。
【００２２】
尚、上記実施形態では、ボディ４の鋳造時に上型１５と中型１６と下型１７とを積み重ねてなる３段重ねの鋳型１８を用い、下型１７の空間に溶解物中の不純物が溜まるようにし、ボディ４の品質向上を図るようにしたが、本発明は、溶解物として利用するスクラップの純度が高い場合などには、上型と下型とからなる通常の鋳型を用いてもよいのは勿論である。
【００２３】
（第２の実施形態）
図８及び図９は本発明の第２の実施形態に係る切削工具としてのスパイラルベベルギヤカッタ２１を示す。このスパイラルベベルギヤカッタ２１は、第１の実施形態に係るスパイラルベベルギヤカッタ１と同じく、正面側にリング状に配列された複数の刃部２２，２２，…を有しているが、この各刃部２２は、それぞれ別々の高速度鋼からなるブレード２３により構成されている。
【００２４】
また、上記スパイラルベベルギヤカッタ２１は、ブレード２３と同じ材料である高速度鋼のスクラップを用いてブレード２３と一体に鋳造された円板状のボディ２４を有しており、このボディ２４の中心には中心孔２７が設けられているとともに、この中心孔２７の周囲には４つのドライブ孔２８，２８，…が円周方向に等間隔で設けられている。
【００２５】
次に、上記スパイラルベベルギヤカッタ２１の製造方法を、図８及び図９に加えて、図１０ないし図１２などをも参照しながら説明する。先ず、図１０に示すような、１つの刃部２２を構成するための高速度鋼からなる略四角柱状のブレード２３を複数用意する。このブレード２３は、一端側（図１０（ｂ）で下端側）に４辺のうちの対向する一対の２辺間の厚みが次第に薄くなる括れ部３１と、この括れ部３１の端寄り位置でそれぞれ側方下向きにそれぞれ尖った一対の角部３２，３２とを有しており、括れ部１１の内寄り位置には括れ部３１の括れ方向に貫通する小孔３３が設けられている。
【００２６】
続いて、第１の実施形態の場合と同様に図５に示すような３段重ねの鋳型１８の中型１６内、あるいは上下２段の通常鋳型の下型内に上記複数個のブレード２３，２３，…を、それぞれ括れ部３１及び角部３２を上向きでかつ中型１６又は下型の空間に露出させた状態に挿入する。そして、鋳型の型締めを行った後、ブレード２３と同じ材料である高速度鋼のスクラップを加熱して溶解したものを鋳型内に注入して各ブレード２３と一体のボディ２４を鋳造する。この際、各ブレード２３は、その角部３２の一部が溶解物の熱で溶けるとともに、小孔３３内に溶解物が流入するため、ボディ２４との鋳造一体化が強固に行われる。鋳型を開いた後、このボディ２４から不要な部分を切り取ることにより、図１１及び図１２に示すようなブレード２３と一体でかつ中心に中心孔２７を有する円板状のボディ２４が成形される。
【００２７】
その後、上記ボディ２４の中心孔２７周囲に孔開け加工によりドライブ孔２８を設ける。また、ブレード２３を切削して複数の刃部２２，２２，…を成形する。以上によって、図８及び図９に示すようなスパイラルベベルギヤカッタ２１が製造される。
【００２８】
そして、上記第２の実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、スパイラルベベルギヤカッタ２１のうち、刃部２２のみを高価な高速度鋼からなるブレード２３を切削して成形しているため、ムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができ、また、ブレード２３と同一の材料である高速度鋼のスクラップを溶解してブレード２３と一体のボディ２４を鋳造しているため、資源の再利用を図ることができるなどの効果を奏する。特に、第２の実施形態の場合、１つの刃部２２を１つの略四角柱状のブレード２３で構成しているため、第１の実施形態の如く複数の刃部２，２，…を１つのリング状のブレード３で構成する場合よりもブレード２３の総重量及び切り屑を少なくすることができ、製品価格の低廉化をより一層図ることができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
図１３は本発明の第３の実施形態に係る切削工具としてのホブカッタ４１を示し、このホブカッタ４１は、外周に設けられた複数の刃部４２，４２，…により歯車の歯切り加工を行うものである。
【００３０】
上記ホブカッタ４１は、軸方向に沿って一列に配列された所定数（図では５つ）の刃部４２，４２，…をそれぞれ構成する高速度鋼からなる複数のブレード４３，４３，…と、このブレード４３と同じ材料である高速度鋼のスクラップを用いてブレード４３と一体に鋳造された円筒状のボディ４４とからなる。ブレード４３は、ボディ４４の外周面にその円周方向に所定間隔毎に設けられているとともに、ボディ４４の鋳造後に切削されて刃部４２が成形されるようになっている。
【００３１】
次に、上記ホブカッタ４１の製造方法を、図１３に加えて、図１４及び図１５を参照しながら説明する。先ず、軸方向に一列の所定数の刃部４２，４２，…を構成するための高速度鋼からなる棒状のブレード４３を複数用意する。このブレード４３は、長手方向と直交する方向の一端側に厚みが次第に薄くなる括れ部４６と、この括れ部４６の端寄り位置で側方にそれぞれ尖った一対の角部４７，４７とを有している（図１４参照）。
【００３２】
続いて、図１４に示すように、中子５１を有する鋳型５２内に、用意した複数のブレード４３，４３，…を、それぞれ括れ部４６及び角部４７を内向きで鋳型５２の空間に露出させた状態に挿入する。そして、鋳型５２の型締めを行った後、ブレード４３と同じ材料である高速度鋼のスクラップを加熱して溶解したものを鋳型５２内に注入してブレード４３と一体のボディ４４を鋳造する。この際、ブレード４３は、その角部４７の一部が溶解物の熱で溶けるため、ボディ４４との鋳造一体化が強固に行われる。鋳型５２を開いた後、このボディ４４から不要な部分を切り取ることにより、図１５に示すような複数のブレード４３，４３，…と一体の円筒状のボディ４４が成形される。
【００３３】
その後、上記各ブレード４３をそれぞれ切削して複数の刃部４２，４２，…を成形する。以上によって、図１３に示すようなホブカッタ４１が製造される。
【００３４】
そして、このようなホブカッタ４１の製造方法においても、第１及び第２の実施形態に係るスパイラルベベルギヤカッタ１，２１の製造方法の場合と同様に、ホブカッタ４１のうち、刃部４２のみを高価な高速度鋼からなるブレード４３を切削して成形しているため、ムク形のものに比べて切り屑を少なくすることができ、また、ブレード４３と同一の材料である高速度鋼のスクラップを溶解してブレード４３と一体のボディ４４を鋳造しているため、資源の再利用及び製品価格の低廉化を図ることができる。さらに、刃部４２の剛性をムク形のものと同程度に確保することができ、切削精度を高めることができるという効果を奏するのは勿論である。
【００３５】
（第４の実施形態）
図１６及び図１７は本発明の第４の実施形態に係る切削工具６１を示す。この切削工具６１は、フォークカッタ又はフィンガーカッタと通称される回転切削工具の一部を構成し、左右両側面にそれぞれ設けた複数の刃部６２，６２，…によりフォーク状など特殊形状の溝加工を行うものである。
【００３６】
上記切削工具６１は、図１８及び図１９にも示すように、各刃部６２をそれぞれ構成する高速度鋼からなる帯板状の複数のブレード６３，６３，…と、このブレード６３と同じ材料である高速度鋼のスクラップを用いてブレード６３と一体に鋳造された円盤状のボディ６４とからなる。ブレード６３は、ボディ６４の各側面でそれぞれボディ６４の周縁部に半径方向に対し切削工具６１の回転方向前向きに傾斜した状態でかつ円周方向に所定角度ずつ等間隔に配置されているとともに、ボディ６４の左右両側面同士間では隣接する２つのブレード６３，６３の中間に１つのブレード６３が位置するように配置されている。また、ブレード６３は、ボディ６４の鋳造後に切削されて刃部６２が成形されるようになっており、この刃部６２は、ブレード６３の先端側から回転方向前縁に沿って切れ刃６５を有してなる。尚、図１６では、ボディ６４の手前側側面の各ブレード６３にハッチングを付してその外形を表している。
【００３７】
そして、上記切削工具６１の製造方法は、第１ないし第３の実施形態の場合と同様に、各刃部６２をそれぞれ構成する高速度鋼からなる帯板状の複数のブレード６３，６３，…を用意し、この各ブレード６３を鋳型内に所定状態に挿入した後、ブレード６３と同じ材料である高速度鋼のスクラップを溶解したものを鋳型内に注入してブレード６３と一体の円盤状のボディ６４を鋳造し、このボディ６４の鋳造後に各ブレード６３を切削して刃部６２を成形するものである。また、この製造方法によれば、第１ないし第３の実施形態の場合と同様の効果を奏することができるのは勿論である。
【００３８】
尚、本発明は上記第１ないし第４の実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記第１の実施形態では、スパイラルベベルギヤカッタ１の複数の刃部２，２，…を、１つのリング状のブレード３で構成し、また第２の実施形態では、スパイラルベベルギヤカッタ２１の複数の刃部２，２，…を、それぞれ別々の略四角柱状のブレード２３，２３，…で構成したが、本発明は、この両実施形態のものに限らず、複数の刃部のうち、２つずつ又は３つずつの刃部をそれぞれ別々のブレードで構成するようにしてもよい。
【００３９】
また、上記各実施形態では、いずれもブレード３，２３，４３，６３及びボディ４，２４，４４，６４の材料として、高速度鋼を用いた場合について述べたが、本発明は、高速度鋼に限らず、合金又は合金鋼などを用いた場合にも同様に適用することができ、資源の再利用などを図ることができるのは勿論である。
【００４０】
さらに、上記第１及び第２の実施形態ではスパイラルベベルギヤカッタに、第３の実施形態ではホブカッタに、第４の実施形態ではフォークカッタにそれぞれ適用した場合について述べたが、本発明は、これに限らず、エンドミルカッタやフライスカッタなどその他の切削工具にも同様に適用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスパイラルベベルギヤカッタの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】上記スパイラルベベルギヤカッタの製造に用いるブレードの中心線より右半分を切開した側面図である。
【図４】上記ブレードの断面部分の拡大図である。
【図５】上記スパイラルベベルギヤカッタの製造工程のうちの鋳造工程を説明するための断面図である。
【図６】鋳型から取り出した状態のスパイラルベベルギヤカッタ素材の正面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図８】第２の実施形態を示す図１相当図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図１０】（ａ）はブレードの平面図、（ｂ）は同正面図である。
【図１１】図６相当図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図１３】第３の実施形態に係るホブカッタの斜視図である。
【図１４】上記ホブカッタの製造工程のうちの鋳造工程を説明するための断面図である。
【図１５】鋳型から取り出した状態のホブカッタ素材の断面図である。
【図１６】第４の実施形態に係る切削工具の正面図である。
【図１７】図１６のＥ−Ｅ線における断面図である。
【図１８】図１６のＦ−Ｆ線における拡大断面図である。
【図１９】図１６のＧ−Ｇ線における拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，２１    スパイラルベベルギヤカッタ（切削工具）
２，２２，４２，６２    刃部
３，２３，４３，６３    ブレード
１２ａ，１２ｂ，３２，４７    角部
１８，５２    鋳型
４１    ホブカッタ（切削工具）
６１    切削工具
【図１】
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【図２】
2005169514.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005169514.tif 000015
【図１４】
2005169514.tif 000016
【図１５】
2005169514.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2005169514.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2005169514.tif 000021