(57)【要約】【課題】インサートの剛性を低下させず、ビビリ振動を発生し難く、仕上げ面品位の優れた内径加工が可能なスローアウェイ式内径加工用工具を提供することを課題とする。【解決手段】先端部に切れ刃を有する小径棒状部と該小径棒状部に一体で連なる略角柱形状のシャンク部を備え、該切れ刃のすくい面上のチップポケット部を有する内径加工用工具であって、該切れ刃先端から該チップポケット部までの長手方向寸法をＡ、該小径棒状部の長手方向寸法をＬとしたとき、０．０５０≦Ａ／Ｌ≦０．３００であること特徴とする内径加工用工具である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に切れ刃を有する小径棒状部と該小径棒状部に一体で連なる略角柱形状のシャンク部を備え、該切れ刃のすくい面上にチップポケット部を有する内径加工用工具であって、該切れ刃先端から該チップポケット部までの長手方向寸法をＡ、該小径棒状部の長手方向寸法をＬとしたとき、０．０５０≦Ａ／Ｌ≦０．３００であることを特徴とする内径加工用工具。
【請求項２】
請求項１に記載の内径加工用工具において、該小径棒状部の先端部の外周上に切れ刃を２箇所以上有することを特徴とする内径加工用工具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内径加工用工具において、該チップポケット部を除く該小径棒状部の断面形状が略円形であることを特徴とした内径加工用工具。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の内径加工用工具において、該チップポケット部を除く該小径棒状部の断面形状が略多角形であることを特徴とした内径加工用工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内径加工用工具に関し、例えば円盤状記憶媒体用ドライブモータ部品、電気電子部品、自動車部品など、特に小径型部品の内径加工に適した加工用工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
内径の繰り広げ加工や倣い加工では、その加工径が小径になるほど工具径も小径となり、工具剛性が低下することによりビビリなどの振動が発生しやすいという課題がある。また、加工部品の小径化、高精度化により、刃先の繰り返し精度が求められている。このような課題に対応する為、ホルダーの先端部にスローアウェイインサート（以下、単にインサートと称する。）を取り付ける、スローアウェイ型の内径加工用工具が、特許文献１から３に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３３００８５号公報
【特許文献２】特許第３３８９４９７号公報
【特許文献３】特開２００５−１３８２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、インサートをセットボルトで押えながらの４点支持により、強固なクランプを可能にするものであるが、鋭角で交わる一対のインサート拘束面最後端部位にてインサートの最短部を側面方向よりセットボルトで押えることによりインサートに回転方向の力が加わり小径棒状部の真直性を損なう。特許文献２は、切れ刃を備える小径棒状部のみを、加工するワークの内径に挿入して加工するインサートであり、すくい面の横湾曲部と該横湾曲部に連続した凹状切欠で切り屑を横逃げ面側に案内する切り屑排出性の優れた内径加工用工具用インサートを開示しているが、内径加工用に突出している小径棒状部刃先先端部の凹状切欠は、小径棒状部の断面積減少による剛性の低下により、ビビリを発生させ、仕上げ面品位を低下させる恐れがある。特許文献３も、切り屑排出性を優先するため、インサートの剛性に関する断面積の配慮が十分であるとは言い難い。
そこで本願発明は、インサートの剛性を低下させず、ビビリ振動を発生し難く、仕上げ面品位の優れた内径加工が可能な内径加工用工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明は、先端部に切れ刃を有する小径棒状部と該小径棒状部に一体で連なる略角柱形状のシャンク部を備え、該切れ刃のすくい面上のチップポケット部を有する内径加工用工具であって、該切れ刃先端から該チップポケット部までの長手方向寸法をＡ、該小径棒状部の長手方向寸法をＬとしたとき、０．０５０≦Ａ／Ｌ≦０．３００であることを特徴とする内径加工用工具である。本構成を採用することにより、インサートの剛性を低下させず、ビビリ振動を発生し難く、仕上げ面品位の優れた内径加工が可能な内径加工用工具を提供することができる。
【０００６】
本発明の内径加工用工具において、小径棒状部の先端部の外周上に切れ刃を２箇所以上有することができる。このように構成することで複数の切れ刃をインデックスにより選択使用可能であり、実質的な工具寿命が、切れ刃の数に乗じて延命できる。本願発明の内径加工用工具は、該チップポケット部を除く該小径棒状部の断面形状が、略円形、略多角形状のうち、いずれの形状であっても良い。略円形の場合は加工内径形状に近似させることが可能で、極小内径加工用のインサートでもその断面積を必要以上に減じることなくインサートを製作可能であり、多角形状とした場合は略円形の近似形状を直線的な面で構成可能であり研削加工上安価なインサートが製作できる。
【発明の効果】
【０００７】
本願発明は、インサートの剛性を低下させず、ビビリ振動を発生し難く、仕上げ面品位の優れた内径加工が可能な内径加工用工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本願発明について図面を参照して詳細に説明する。図１は本願発明による内径加工用工具の正面図であり、図２は内径加工時の工具と加工内径との関係を図１の矢視Ｚ方向から見た図を示す。
本願発明の内径加工用工具は、先端部に切れ刃１を有する小径棒状部２と、小径棒状部２に一体で連なる略角柱形状のシャンク部３を備え、先端部の切れ刃１のすくい面上のチップポケット部４を有する内径加工用工具である。ここで、チップポケット部４は切り屑が排出される時に通過する切溝部である。切り屑が粉状になる場合は、ここに一時的に滞留する。また、小径棒状部２の断面の径、又は外接円の径をｄ（ｍｍ）、シャンク部３の断面の外接円の径をＤ（ｍｍ）としたとき、ｄ≦Ｄ、ｄ≦６、の関係であっても良い。シャンク部３はクランプ固定するための部位であり通常は略角柱形状に形成されるが、その形状は略円柱形状などであっても良い。略角柱形状の場合には、その角柱部位をクランプ固定する為、クランプ面が面当たりとなり強固なクランプ力が得られる。略円柱形状の場合には、公知のコレット固定またはスリーブを用いたボルト固定を用い、加工ワーク回転中心と同心で取り付けるドリル等の回転工具を使用する仕様の加工設備にセットできるので良い。また、本願発明は、切れ刃先端からチップポケット部４までの長手方向寸法をＡ、小径棒状部２の長手方向寸法をＬとしたとき、０．０５０≦Ａ／Ｌ≦０．３００の条件を満足するものである。Ａ／Ｌ値がこの範囲であるときは小径棒状部２の剛性が低下させず、ビビリ振動を発生し難く、仕上げ面品位の優れた内径加工が可能になる。Ａ／Ｌ値が限定値未満のときは、工具の剛性は保たれビビリによる仕上げ面の劣化は生じないが、切り屑がうまく排出されず、切り屑による仕上げ面の損傷が発生する。本願発明によると工具の剛性を維持し、かつ、切り屑排出性の改善を実現させ良好な仕上げ面が得られる。これに反して、上限値を超えて大きいと、切り屑を加工径外へ排出させる切り屑排出性は向上するが、その反面、小径棒状部２の剛性が低下し、ビビリなどの振動が発生し加工面の荒れが顕著であるため好ましくない。精密加工においては、切込み量０．１ｍｍ以下、送り量０．０５ｍｍ／回転以下等の加工条件が使用され、発生する切り屑は連続カール状または粉状が主となり、その切り屑はチップポケット部４を通過し加工径外へ排出される。切り屑が粉状となる場合は、発生した切り屑の１部がチップポケット部４に１時的に溜まり、加工完了後にインサート５が加工径外に出ると共に排出される。内径加工においては、切り屑によって加工面に損傷を与えない様にすることが重要で、そのためには工具自体が加工面に損傷を与えないような切り屑の流れを誘導することが必要であり、本願発明はこれを実現させたものである。また本願発明は、切込み量０．１ｍｍ以下、送り量０．０５ｍｍ／回転以下等の精密加工条件で使用されることが好ましいが、更に切り屑が粉状となる切込み量０．０５ｍｍ以下、送り量０．０１ｍｍ／回転以下等の超精密加工条件領域に適用されることが望ましい。
【０００９】
本願発明において、該小径棒状部の先端部の外周上に切れ刃を２箇所以上有することができる。図２では切れ刃を２箇所に設けている。このように構成することで複数の切れ刃をインデックスにより選択使用可能であり、実質的な工具寿命が切れ刃の数に乗じて延命できる。また、本願発明の内径加工用工具はシャンク部３の両端に小径棒状部を備え両先端部の切れ刃を複数設置しても良い。これにより切れ刃数が２倍となり実質的な工具寿命も２倍と延命できる。
本願発明の内径加工用工具は、チップポケット部４を除く小径棒状部２の断面形状が、略円形、略多角形状のうち、いずれの形状であっても良いとしているが、略円形の場合は加工内径形状に近似させることが可能で、極小内径加工用のインサートでもその断面積を必要以上に減じることなくインサートを製作可能であり、多角形状とした場合は略円形の近似形状を直線的な面で構成可能であり研削加工上安価なインサートが製作できる。断面積を必要以上に減じないことで小径棒状部２の剛性を保ちビビリなどの振動を抑制できる。
【００１０】
本願発明の内径加工用工具が適用される精密仕上げ加工での低切込み低送り条件で、切れ刃を確実に加工ワークに食い込ませて加工する為には、切れ刃１の稜線をシャープエッジに加工することが好ましい。切れ刃１の稜線をシャープエッジに加工するにはインサートの基体を重量％でＣｏが６〜１２％、硬質分散相のＷＣの平均粒径が０．８μｍ以下からなるＷＣ基超硬合金とすればよい。これによりシャープエッジの加工が可能となり、十分な加工性能を実現できる。切れ刃１のチッピングを防止するため、シャープエッジ以外の刃先処理を施した場合などにおいても同様の基体を使用することが出来る。
本願発明において、内径加工用工具の少なくとも切れ刃１を有する小径棒状部２に被覆することが望ましい。被覆を施すことにより、切れ刃１の耐摩耗性が向上し、刃具寿命を延命できる。被膜が、金属成分としてＴｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｂより選ばれる１種以上と非金属成分としてＣ、Ｎ、Ｏより選ばれる１種以上の組成を有する場合は、耐摩耗性皮膜であり、より長寿命化が可能である。本願発明の内径加工用工具は、円盤状記憶媒体用ドライブモータ部品、電気電子部品、自動車部品などの用途に好適である。
【実施例】
【００１１】
チップポケット部の長手方向寸法をＡ、小径棒状部の長手方向寸法をＬとしたとき、ＡとＬの関係が小径棒状部の剛性保ち、良好な仕上げ面を得る為に重要となる。そこで、小径棒状部の長手方向軸を中心とする切れ刃の直径が３．６ｍｍ、チップポケット部を除く小径棒状部の外径が３ｍｍ、小径棒状部の長手方向寸法が１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍの３種類のインサート母材を準備し、チップポケット部の長手方向寸法Ｌを０．４８〜４．６ｍｍの範囲内の寸法としたインサートを作成した。また、基体に重量％でＣｏが８％硬質分散相のＷＣの平均粒径が０．８μｍのＷＣ基超硬合金を使用した。工具の小径棒状部に（ＴｉＡｌ）Ｎ皮膜を被覆したものも、準備した。上記のインサートを用い、次の切削条件で切削テストを行った。
（切削条件）
被削材の材質：ＳＵＳ４３０
加工内径：直径４．０ｍｍ
加工深さ：小径棒状部寸法Ｌ−１ｍｍ
切削速度：８０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．０２ｍｍ／回転
切込み量：０．０５ｍｍ
切削油剤：使用
評価は、仕上げ面性状に着目し、仕上げ面におけるビビリ目の有無によりビビリ振動発生の有無を判定した。また、切り屑による仕上げ面の損傷有無を確認することで、切り屑の円滑な排出性を判定した。評価結果の区分は下記の通りとした。即ち、評価が仕上げ面良のとき○、切り屑による仕上げ面の損傷ありのとき△、仕上げ面にビビリ目ありのとき×、で示した。各種類のインサートの形状、評価結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
2007307667.tif 000003
【００１３】
表１に示す結果より、本発明例１から１５は、Ａ／Ｌ値が本願発明の規定範囲内であったため、工具の剛性を維持し、ビビリ振動による仕上げ面の劣化は見られなかった。また、加工面に損傷を与えないような切り屑の流れを誘導することが可能となり、切り屑による仕上げ面の損傷も発生せず、良好な結果が得られた。しかし、比較例１６、１８、２０は、Ａ／Ｌ値が０．０５０未満であったため、工具の剛性は保たれビビリによる仕上げ面の劣化は生じないが、切り屑がうまく排出されず、切り屑による仕上げ面の損傷が発生した。また、比較例１７、１９、２１は、Ａ／Ｌ値が０．３００を超えていたため、切り屑を加工径外へ排出させる切り屑排出性は向上するが、その反面、小径棒状部の剛性が低下し、ビビリなどの振動が発生し加工面の荒れが顕著となり、ビビリ目が発生した。従って、０．０５０≦Ａ／Ｌ≦０．３００の範囲規定が必要であることを確認した。
本発明例１から４は、小径棒状部の先端部の切れ刃を１箇所、本発明例５から９は２箇所、本発明例１０から１５は４箇所、外周上に配置した。このように構成することで複数の切れ刃をインデックスにより選択使用可能となり、実質的な工具寿命が切れ刃の数に乗じて延命した。従って、本発明例１から４に対して本発明例５から９は切れ刃数が２倍、本発明例１０から１５は４倍となり実質的な工具寿命が延命できた。更に、本発明例５から９は、小径棒状部に（ＴｉＡｌ）Ｎ皮膜を被覆した効果も付加された。本発明例１から９は、チップポケット部を除く小径棒状部の断面形状を略円形とし、本発明例１０から１５は、略４角形状とした。略円形の場合は、極小内径加工用のインサートの断面積を必要以上に減じることなく製作可能であった。４角形状の場合は研削加工上安価に製作できた。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本願発明の内径加工用工具の正面図を示す。
【図２】図２は、図１の矢視Ｚ方向から見た図を示す。
【符号の説明】
【００１５】
１：切れ刃
２：小径棒状部
３：シャンク部
４：チップポケット部
５：インサート
６：加工内径
Ａ：チップポケット部長手方向寸法
Ｌ：小径棒状部長手方向寸法
【図１】
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【図２】
2007307667.tif 000005