(57)【要約】  【課題】極小内径加工においても良好な加工面粗度を実現できるとともにチッピングや摩耗しにくい長寿命な切削工具およびそれを用いた内径加工方法を提供する。  【解決手段】鉄族金属を５質量％以上の割合で含有する焼結合金からなるスローアウェイチップ２の先端を工具ホルダ３の先端から突出させてチップ２の先端突出部４に形成した切刃５にて切削を行なうとともに、チップ２の後端側を工具ホルダ３に装着してなる切削工具１において、工具ホルダ３内にチップ２をホルダ拘束部６から先端側に着磁および脱磁させる電磁コイル８を具備する構成とする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄族金属を５質量％以上の割合で含有する焼結合金からなるスローアウェイチップの先端を工具ホルダの先端から突出させて該スローアウェイチップの先端突出部に形成した切刃にて切削を行なうとともに、前記スローアウェイチップの後端側を前記工具ホルダに装着してなる切削工具において、前記工具ホルダ内に前記スローアウェイチップを前記工具ホルダ拘束部から先端側に向かって着磁および脱磁させる手段を具備することを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記スローアウェイチップの前記先端突出部をワークの内径に挿入して内径加工することを特徴とする請求項１記載の切削工具。
【請求項３】
前記スローアウェイチップをなす焼結合金中のコバルトの含有量が６〜１３質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記工具ホルダの着磁および脱磁する手段が電磁コイルからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の切削工具。
【請求項５】
前記スローアウェイチップが略棒状からなり、前記電磁コイル内に該スローアウェイチップの後端部を挿入した状態で着磁および脱磁することを特徴とする請求項４記載の切削工具。
【請求項６】
前記スローアウェイチップの先端突出部の少なくとも一部が磁束密度５０×１０−４Ｔ以上に着磁されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の切削工具。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか記載の切削工具を用いて、加工中または加工終了後に前記スローアウェイチップの着磁を行い、前記スローアウェイチップをワークから離した時点で前記スローアウェイチップの脱磁を行う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、焼結合金からなるスローアウェイチップを工具ホルダに装着した切削工具およびそれを用いた切削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、切削加工中に発生する加工屑の排出方法については切削加工に関する大きな要因として広く認識されている。一般的に切刃にて発生した加工屑は切刃に続くすくい面に当って方向付けられ係外へ速やかに排出されるが、場合によっては加工屑が長く延びて切削部分に噛み込む等の不具合が発生することからすくい面にチップブレーカを設けて加工屑排出性を改善することが行なわれている。
【０００３】
近年、切削加工の多様化に伴い、切削速度、切込み、送りによっては加工屑の形態も粉状になる場合があり加工屑の排出性が悪化する場合があった。特にワークの極小内径を超精密精度に加工するような場合には加工した後の内径内に加工屑が残ってしまうことがあり、後で取り除くことが困難である等の問題があった。
【０００４】
一方、内径加工用の切削工具としては、工具ホルダの先端に棒状の突出部を設け、極小内径の加工が可能な切削工具が開発されている（特許文献１、２等参照）。
【０００５】
さらに、特許文献３にはチップ先端に近接して永久磁石を配置しワークと切刃との切削面に磁場をかけながら切削加工を行うことによって切削面への加工屑の付着が防止されることが記載されている。
【特許文献１】特開平３−３２５０４号公報
【特許文献２】特開平１１−３２０２１７号公報
【特許文献３】特開２００１−１５７９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１，２に記載されるような突出部を有する切削工具を用いて内径加工を行う場合、上述したように最近の電子機器の小型化、超精密化に伴って加工する被削物の内径が小径化する傾向にあり、加工中に発生する加工屑がワークの外に排出されにくく、切削加工部に噛みこんでしまい、切れ刃の損傷を引き起こしたり加工面粗度を悪化させる結果、高精度な加工ができなくなるという問題があった。特に貫通していない深穴加工においては、加工屑がワーク内に残存してチップを引き抜いた後加工屑を取り除くことが困難となる恐れがあった。また、場合によっては一旦加工された内径に次工程の工具等の冶具が挿入された際に残存した加工屑がワーク表面を傷つけて加工面が悪くなる場合があり、加工が不安定化する原因のひとつであった。
【０００７】
また、特許文献３のチップに近接して永久磁石を設置して磁場を印加した状態で切削加工をする方法でも、加工面への加工屑の接触・凝着は防止できるものの加工屑の系外への排出性は悪くなって加工を続けると最終的には加工屑が加工面に噛み込むという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、加工屑が微粉化して加工屑排出性が悪くなるような場合、特に極小内径加工においても加工屑を効率よく系外へ排出でき安定した切削加工が続けられるとともにチッピングや摩耗しにくい長寿命な切削工具およびそれを用いた内径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】
【０００９】
本発明は、上記不具合を解消するために、チップの先端を突出させて切削時または切削終了時にこの部分を工具ホルダに設けた着磁手段にて着磁させて加工屑を引きつけるとともに、前記チップ先端突出部をワークから遠ざけたときに工具ホルダに設けた脱磁手段にて脱磁して引きつけた加工屑をチップから落とすことによって微粉状の排出しにくい加工屑を効率的に係外へ排出することができ、加工屑の噛みこみ等によるチッピングや突発的な欠損を抑制し良好な加工面粗度を実現できることを知見した。
【００１０】
すなわち、本発明の切削工具は、鉄族金属を５質量％以上の割合で含有する焼結合金からなるスローアウェイチップの先端を工具ホルダの先端から突出させて該スローアウェイチップの先端突出部に形成した切刃にて切削を行なうとともに、前記スローアウェイチップの後端側を前記工具ホルダに装着してなる切削工具において、前記工具ホルダ内に前記スローアウェイチップを前記工具ホルダ拘束部から先端側に着磁および脱磁させる手段を具備することを特徴とするものである。
【００１１】
なお、前記切削工具は、前記スローアウェイチップの前記先端突出部をワークの内径に挿入して内径加工する場合に特に加工屑を加工した内径内に残すことなく排出することができることから特に有効である。
【００１２】
また、前記スローアウェイチップをなす焼結合金中のコバルトの含有量が６〜１３質量％であることが、切削工具としてのチップの耐欠損性および耐摩耗性を維持するとともに、チップ先端突出部の着磁・脱磁の制御が容易な点で望ましい。
【００１３】
さらに、前記工具ホルダの着磁および脱磁する手段が電磁コイルからなることが、切り替えによって着磁・脱磁が両方でき単純な構造で確実に磁化の制御が可能である点で望ましい。さらには、前記スローアウェイチップが略棒状からなる場合には、前記電磁コイル内に該スローアウェイチップの拘束部の少なくとも一部を挿入した状態で着磁および脱磁することができ、この構成によってより確実かつ容易に着磁・脱磁が可能となる。
【００１４】
なお、前記スローアウェイチップの先端突出部の少なくとも一部が磁束密度５０×１０−４Ｔ以上に着磁されれば着磁した際に加工屑を確実に引きつけることができる。
【００１５】
さらに、本発明の切削加工方法は、上記切削工具を用いて、加工中または加工終了後に前記スローアウェイチップの着磁を行い、前記スローアウェイチップをワークから離した時点で前記スローアウェイチップの脱磁を行うことを特徴とするものであり、この方法によれば効率的に加工屑を加工系外に排出することができるとともに連続的に切削加工を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
上記本発明の内径加工用切削工具によれば、チップの先端を突出させて切削時または切削終了時にこの部分を工具ホルダに設けた着磁手段にて着磁させて加工屑を引きつけるとともに、前記チップ先端突出部をワークから遠ざけたときに工具ホルダに設けた脱磁手段にて脱磁して引きつけた加工屑をチップから落とすことによって微粉状の排出しにくい加工屑を効率的に係外へ排出することができ、加工屑の噛みこみ等によるチッピングや突発的な欠損を抑制し良好な加工面粗度を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の切削工具について、その好適例であるスローアウェイチップを工具ホルダ内に装着した一例についての概略斜視図である図１、図１の切削工具においてチップへの磁場の印加状態を説明するための図である図２をに基づいて説明する。
【００１８】
図１によれば、切削工具１は、鉄族金属を５質量％以上の割合で含有する焼結合金からなるスローアウェイチップ（以下単にチップと略す。）２の先端を工具ホルダ３の先端から突出させてチップ２の先端突出部４に形成した切刃５にて切削を行なうとともに、チップ２の後端側を工具ホルダ３に装着してなり、工具ホルダ３内にチップ２を工具ホルダ拘束部６から先端側に着磁および脱磁させる電磁コイル８を具備している。
【００１９】
本発明によれば、切削工具１を上記構成とし、チップ先端突出部４を切削時または切削終了時に電磁コイル８に直流電流を印加して磁場を発生させることによって着磁させて加工屑を引きつけるとともに、チップ先端突出部４をワークから遠ざけたときに電磁コイル８に着磁したときとは反対向きの電流を印加することによって脱磁して引きつけた加工屑をチップから落とすことによって微粉状の排出しにくい加工屑を効率的に係外へ排出することができ、加工屑の噛みこみ等によるチッピングや突発的な欠損を抑制し良好な加工面粗度を実現できるとともに連続的に切削加工を行うことが可能となる。
【００２０】
ここで、本発明の切削加工方法は、加工中または加工終了後にチップ２の着磁を行い、チップ２をワーク（被削材）から離した時点でチップ２の脱磁を行うものであるが、内径加工の加工屑をチップ４に吸着させ、チップ４を加工穴から引き出す際に加工屑を同時に排出することができるため、加工穴の外に加工屑を効率的に排出することができる。さらに、加工屑を排出した後にチップ４を脱磁することにより、チップ４から加工屑を脱落させることができ、加工屑がチップ４に吸着したまま加工を行ってしまい、加工面粗度の劣化、突発欠損等を防ぐことができる。
【００２１】
なお、加工中に磁場を印加しても、切削加工面の温度が１０００℃を超える温度になっており鉄族金属のキュリー点付近に達しているためこの部分ではほとんど着磁することない。そのため切刃５には加工屑が引き寄せられることなく加工屑が磁場の印加によって切削加工面に噛み込むことはない。さらに、この加工面部分は着磁することによって結合相である鉄族金属の溶出を防止できるとの効果をも有することから耐摩耗性に優れたチップ４となる。
【００２２】
ここで、図１によれば、チップ２が略棒状からなり、電磁コイル８内にチップ２の拘束部６の少なくとも一部を挿入した状態で着磁および脱磁する構成となっており、この構成によってより確実かつ容易に着磁・脱磁が可能となる。
【００２３】
一方、本発明によれば、チップ４の少なくとも突出部５が、鉄族金属を５質量％以上の割合で含有することで、着磁・脱磁ユニット２０による着磁、脱磁が突出部５に安定して反映されるようになり、これにより、加工屑の排出が効率よく安定して行われるようになり、極小内径加工においても加工屑の影響を受けずに良好な加工面粗度を実現できるとともにチッピングや摩耗しにくい長寿命な切削工具が得られる。
【００２４】
また、本発明における焼結合金とは、鉄族金属からなる結合相にて硬質相を結合した形態からなり、具体的には、超硬合金、サーメット、ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）の群から選ばれる１種を指す。中でも、製造の容易性、コスト、耐欠損性、超精密加工に適する点で、超硬合金からなることが望ましい。
【００２５】
さらに、チップ２をなす焼結合金中のコバルトの含有量が６〜１３質量％、特に８〜１２質量％であることが、切削工具としてのチップの耐欠損性および耐摩耗性を維持するとともに、チップ先端突出部の着磁・脱磁の制御が容易な点で望ましい。なお、チップ２の表面には、公知の硬質被覆層を単層または複数層形成しても着磁・脱磁ができる場合は問題ない。なお、確実な着磁・脱磁をさせるためにはチップ先端突出部における硬質被覆層の膜厚を１０μｍ以下とすることが望ましい。すなわち、切刃５における硬質被覆層の膜厚のみを厚くすることによって切刃には加工屑の付着を抑制することも可能である。
【００２６】
ここで、チップ先端突出部４の少なくとも一部が磁束密度５０×１０−４Ｔ以上に着磁されれば着磁した際に加工屑を確実に引きつけて吸着させることができ、かつ確実に加工屑を加工穴の外に排出することができるため望ましい。
【００２７】
なお、本発明によれば、図１に示すような前記スローアウェイチップの前記先端突出部をワークの内径に挿入して内径加工する場合に特に加工屑を加工穴に残すことなく排出することができることから特に有効である。
【００２８】
また、図１では工具ホルダ３の着磁および脱磁する手段が電磁コイル８からなるもので、切り替えによって着磁・脱磁が両方でき単純な構造で確実に磁化の制御が可能である点で望ましいものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、工具ホルダ３内に永久磁石を設置し、この永久磁石をチップ先端突出部４に近接させることでチップ先端突出部４を磁化し、チップ先端突出部４から永久磁石を遠ざけることでチップ先端突出部４の磁力を弱めることもできる。また、脱磁の方法として、ヒーターを工具ホルダ３内部に設置してチップ先端突出部４をキュリー温度以上に加熱する等の他の手段によって着磁・脱磁を行なっても良く、さらにこれらの手段を適宜組み合わせても良い。
【００２９】
また、本発明の工具ホルダ２から加工機に配線を引き回すことにより、着磁・脱磁の操作は加工機外から、加工プログラムと連動、専用制御装置もしくは手動スイッチなどで制御できるため、状況に応じた加工屑の排出を自動で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の切削工具の一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の切削工具においてチップへの磁場の印加状態を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      切削工具（工具）
２      スローアウェイチップ（チップ）
３      工具ホルダ
４      チップ先端突出部
５      切刃
６      ホルダ拘束部
８      電磁コイル
１０    配線
【図１】
2005131740.tif 000003
【図２】
2005131740.tif 000004