(57)【要約】【課題】切刃接合部の剛性と高速回転下における冷却性能とが確保される切削工具を提供する。【解決手段】切刃１６と切刃支持部８との接合部１７に、上流側がクーラント供給路に連通されて下流側が切削点Ｓ近傍で開口される通路１９を設けた。これにより、高速回転下であっても通路１９から噴射されるクーラントによって切削点Ｓを冷却することができる。また、通路１９を流下するクーラントによって、ロウ１８が冷却されるので、切削時におけるロウ１８の軟化が抑制されて接合部１７の強度を高めることができる。その結果、負荷が比較的高い加工条件下における加工がより安定して、加工精度を向上させることができる。【選択図】図２
2013188795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切刃が切刃支持体に接合される切削工具であって、
前記切刃と前記切刃支持体との接合部に、上流側が工具本体に形成された冷却媒体供給路に連通されて下流側が切削点近傍で開口される通路が設けられることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記通路は、前記切刃と前記切刃支持体との少なくとも一方の接合面に設けられる溝によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記接合部は、複数本の前記通路を備えて、
前記溝の一部分に接合剤としてのロウが塗布されることを特徴とする請求項１又は２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記切刃と前記切刃支持体との少なくとも一方の接合面は凹部を備えて、
前記凹部に前記ロウが塗布されることを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
【請求項５】
前記通路は、前記接合部にハニカムパターンで形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の切削工具。
【請求項６】
前記切刃支持体は、前記工具本体の切刃ベースであ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】
前記切刃支持体は、スローアウェイチップであ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具に関するもので、特に、接合された切刃を有する切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、極めて高い面精度が要求される金型の切削加工に使用される切削工具として、ｃＢＮ切削工具が知られている。典型的に、ｃＢＮ切削工具においては、ｃＢＮの切刃が切刃支持体に直接ロウ付けされる（例えば、特許文献１参照）。ここで、切刃支持体は、ロウ付け型と呼ばれる切削工具の場合、工具本体のベースであり、スローアウェイ型と呼ばれる切削工具の場合、チップである。上述したような切刃が切刃支持体に直接ロウ付けされる切削工具においては、接合部（銀ロウ）の剛性が相対的に低いため、重切削や断続的な負荷が作用する加工条件下では、切刃に振動が発生して加工精度が低下することが問題になる。
【０００３】
また、ｃＢＮ切削工具においては、切削速度が高い条件下における耐摩耗性が高いというｃＢＮの特性から、切削能率を向上させるため、工具回転数が２００００〜３００００rpmに設定される。しかしながら、このような高速回転下では、工具先端の開口から噴射される冷却媒体（オイル、水、エア等）が切削点に到達することができず、切削点の冷却性能が低下することが問題になる。さらに、冷却媒体による被削材の切粉の除去性能が低下して、被削材の加工面に切粉が残留することが課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５２１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、切刃接合部の剛性と高速回転下における冷却性能とが確保される切削工具を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の切削工具は、切刃が切刃支持体に接合される切削工具であって、前記切刃と前記切刃支持体との接合部に、上流側が工具本体に形成された冷却媒体供給路に連通されて下流側が切削点近傍で開口される通路が設けられることを特徴とする。
【０００７】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、請求可能発明と称する）の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、（１）〜（７）項の各々が、特許請求の範囲に記載した請求項１〜７の各々に相当する。
【０００８】
（１）切刃が切刃支持体に接合される切削工具であって、切刃と切刃支持体との接合部に、上流側が工具本体に形成された冷却媒体供給路に連通されて下流側が切削点近傍で開口される通路が設けられることを特徴とする切削工具。
本項に記載の切削工具によれば、切削工具へ供給される冷却媒体は、工具本体の冷却媒体供給路を経由して接合部の通路へ流入する。通路へ流入した冷却媒体は、通路を流下して通路の終端に開口する開口部から切削点へ向けて噴射される。
これにより、工具回転数が高い切削条件下（例えば、２００００〜３００００rpm）であっても、冷却媒体を切削点へ確実に供給することが可能である。その結果、切削点の冷却性能が確保されて、加工精度を向上させることができるとともに切刃の寿命を延ばすことができる。
また、冷却媒体によって接合部が冷却されて切削時における接合剤（ロウ）の軟化が抑制されるので、接合部の強度を高めることができる。その結果、負荷が比較的高い加工条件下における加工が安定して、加工精度を向上させることができる。さらに、冷却媒体による被削材の切粉の除去性能が向上して、被削材の加工面に切粉が残留するのを防止することができる。
本項の態様において、冷却媒体は、例えば、工作機械に装備されるクーラント供給装置によって供給されるクーラントである。また、冷却媒体は、オイル、水、エア等である。
【０００９】
（２）通路は、切刃と切刃支持体との少なくとも一方の接合面に設けられる溝によって形成される（１）の切削工具。
本項に記載の切削工具によれば、切刃側の接合面と切刃支持体側の接合面（支持面）とは、溝を除く部分が直接に接触する、すなわち、切刃支持体によって切刃が直接的に支持される。
これにより、切刃側の接合面と切刃支持体側の接合面（支持面）との接触面積（支持面積）を確保することが可能であり、切刃側の接合面と切刃支持体側の接合面（支持面）とが接合剤（ロウ）を介して間接的に接触する、すなわち、剛性が相対的に小さい接合剤（ロウ）によって切刃が支持される従来の切削工具と比較して、接合部の強度（剛性）を高めることができる。その結果、負荷が比較的高い加工条件下における加工が安定して、加工精度を向上させることができる。
【００１０】
（３）接合部は、複数本の通路を備えて、溝の一部分に接合剤としてのロウが塗布される（１）、（２）の切削工具。
本項に記載の切削工具によれば、接合部に設けられる複数本の通路のうち、予め決定された少なくとも１本の通路に接合剤（ロウ）を塗布する、換言すると、接合剤（ロウ）を収容して接合部を形成することにより、切刃側の接合面と切刃支持体側の接合面（支持面）とを直接に接触させることができる。
本項の態様において、溝のどの部分に接合剤（ロウ）を塗布するかは、切刃と切刃支持体との接合部の要求される接合強度に応じて決定することができる。
【００１１】
（４）切刃と切刃支持体との少なくとも一方の接合面は凹部を備えて、凹部にロウが塗布される（３）の切削工具。
本項に記載の切削工具によれば、切刃と切刃支持体との少なくとも一方の接合面に凹部を形成しておいて、該凹部に必要に応じて接合剤（ロウ）を塗布することにより、切刃と切刃支持体との接合部の接合強度を調節することができる。
本項の態様において、凹部は、例えば、切刃支持体の接合面（支持面）に溝と同じ深さで形成することができる。
【００１２】
（５）通路は、接合部にハニカムパターンで形成される（１）〜（４）の切削工具。
本項に記載の切削工具によれば、通路は、例えば、切刃支持体の接合面にハニカムパターンの溝を形成することにより構成される。この場合、切刃支持体の接合面（以下、支持面）を基準にすると、支持面上に複数個の正六角形の凸部が等間隔Ｗで配置される。すなわち、特定の凸部に着目すると、該凸部は周囲に配置される６個の凸部に隣接して、隣接する各凸部との間（対向する辺の間）に溝幅Ｗの溝が形成される。
なお、上述した凸部の形状を正六角形の他に、正方形、正三角形等とすることができる。
【００１３】
（６）切刃支持体は、工具本体の切刃ベースである（１）〜（５）の切削工具。
本項に記載の切削工具によれば、切刃と切刃ベースとの接合部の強度を高めることができる。これにより、負荷が比較的高い加工条件下における加工が安定して、ロウ付け型と呼ばれる切削工具の加工精度を向上させることができる。
【００１４】
（７）切刃支持体は、スローアウェイチップである（１）〜（５）の切削工具。
本項に記載の切削工具によれば、切刃とスローアウェイチップとの接合部の強度を高めることができる。これにより、負荷が比較的高い加工条件下における加工が安定して、スローアウェイ型と呼ばれる切削工具の加工精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、切刃接合部の剛性と高速回転下における冷却性能とが確保される切削工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の切削工具（ロウ付け型ザグリカッター）のボデーを示す図であり、一方の切刃ベースを正面に見た図である。
【図２】図１における切刃ベースの拡大図であり、切刃を仮想線で示した図である。
【図３】本実施形態の説明図であり、切刃支持部の斜視図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図５】本実施形態の説明図であり、切刃支持部の凸部に凹部が設けられる態様を示す図である。
【図６】他の実施形態の説明図であり、溝が格子パターンで配列される態様を示す図である。
【図７】他の実施形態の説明図であり、正三角形の凸部によって構成される溝の配列パターンを示す図である。
【図８】他の実施形態の説明図であり、（ａ）はＵ字形の凸部、（ｂ）は半円形の凸部を示す図である。
【図９】他の実施形態の説明図であり、放射状に延びるパターンの溝を示す図である。
【図１０】図１に対応する他の実施形態の切削工具（スローアウェイ型ザグリカッター）のボデーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。図１に示されるのは、ロウ付け型ザグリカッターと呼ばれる本実施形態の切削工具１のボデー２である。なお、シャンクが工具ホルダによって把持される構造は、典型的なザグリカッターと同一である。本実施形態の切削工具１は、従来技術に対してボデー２の先端部（図１における下側端部）を構成する刃部３の構造が異なる。したがって、主として、切削工具１の刃部３の構造を説明する。
【００１８】
刃部３は、２つの切刃ベース４（切刃支持体）を有する。各切刃ベース４は、工具軸線の回りに１８０°の角度位相で配置される。なお、切削工具１は、図１における下方向の視線で、工具軸線を回転中心として時計回り方向へ回転される。したがって、図１においては、工具軸線の左右両側に切刃ベース４が配置されているが、工具軸線の右側に配置された一方の切刃ベース４（以下、必要に応じて角度位相０°に位置する切刃ベース４という）のみが表されている。なお、一方の角度位相０°に位置する切刃ベース４と他方の角度位相１８０°に位置する切刃ベース４とは構造が同一であるため、一方の切刃ベース４の構造のみ詳細に説明する。
【００１９】
切刃ベース４は、円柱形の刃部３の先端部を端面３ａを含めて切欠くことにより形成される。切刃ベース４は、工具軸線を含む軸平面に対して平行に配置される矩形のベース面５、該ベース面５の図１において縦に延びる第１辺５ａ（図２参照）に連続する第１壁面６、及びベース面５の図１において横に延びる第２辺５ｂ（図２参照）に連続する第２壁面７を有する。図２に示されるように、ベース面５は、切削点Ｓ側の領域、より詳細には、第１辺５ａの図２における下端位置と第２辺５ｂの図２における右端位置との間に延びるベース面５の対角線を境界とする切削点Ｓ側の領域に、切刃支持部８が設けられる。
【００２０】
切刃支持部８には、平面視で正六角形の凸部９が一定のパターンで配列される。例えば、特定の凸部９に着目すると、該凸部９は周囲に配置される６個の凸部９に隣接して、隣接する各凸部９との間（対向する辺の間）に一定の間隔Ｗが形成される。換言すると、切刃支持部８には、ハニカムパターンに配列された溝幅Ｗの溝１０が設けられる。そして、本実施形態では、凸部９の正六角形の支持面９ａが後述する切刃１６と直接に接触する、換言すると、切刃１６は、複数個の凸部９の支持面９ａによって支持される。なお、図３は、切刃支持部８の構造の理解を容易にするための斜視図であり、切刃支持部８の一部分を抜き出して示したものである。
【００２１】
図１に示されるように、切削工具１は、工具軸線上に設けられるクーラント供給路１１（冷却媒体供給路）を有する。クーラント供給路１１は、分岐部１２で、一方の切刃ベース４へ向かう第１供給路１３と他方の切刃ベース４へ向かう第２供給路１４とに分岐する。図２に示されるように、第１供給路１３は、刃部３の内部を一方の切刃ベース４の切刃支持部８まで延びて、図４にも示されるように、端部が、切刃支持部８の中央に設けられる所定深さの穴１５の側壁（内円筒面）に開口される。なお、凸部９の外形寸法並びに溝１０の溝幅Ｗは、切刃１６と切刃支持部８との間に要求される接触面積、切刃１６と切刃支持部８との接合部１７における要求される冷却性能等に応じて決定される。また、穴１５の直径は、溝１０の配列パターンに応じて決定することが可能である。
【００２２】
図２に示されるように、ハニカムパターンに配列された溝１０のうち、予め決定された部分には、接合剤としてのロウ１８が塗布される。ロウ１８の配置は、上述した接合部１７に要求される接合強度、並びに冷却性能に応じて決定される。例えば、図２に示されるように、穴１５の下方を除く三方を囲うような配置で溝１０にロウ１８が塗布される場合、切刃１６が切刃支持部８に接合（圧着）されると、切刃１６と切刃支持部８との間に形成される接合部１７には、上流側が穴１５に連通して下流側が切削点Ｓ近傍で開口する３つの経路の通路１９が形成される。なお、図２においては、理解を容易にすることを目的に、切刃１６を仮想線（二点鎖線）で示してある。また、切刃１６は、ｃＢＮによって構成される市販の三角形の切刃１６であり、厚さｔ（図４参照）を有する。
【００２３】
このような構成において、工作機械側のクーラント供給装置から供給されるクーラント（冷却媒体）は、工具ホルダ、クーラント供給路１１、分岐部１２、第１供給路１３、穴１５、各通路１９を経由して、一方の切刃ベース４の各通路１９の下流側端部の開口から外部へ噴射される。ここで、図２に示されるように、各通路１９は、切削点Ｓ近傍、より詳細には、切削点Ｓの工具軸線側（図２における左側）に開口されているため、切削時に、各通路１９の開口から噴射されるクーラントは、切削工具２の回転による遠心力によって切削点Ｓへ到達することができる。同様に、クーラントは、クーラント供給路１１、分岐部１２、第２供給路１４、穴（１５）、各通路（１９）を経由して、他方の切刃ベース４の各通路（１９）の下流側端部の開口から外部へ噴射される。
【００２４】
上述した実施形態は、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、切削工具１の切刃ベース４（切刃支持体）のベース面５上に配列された正六角形の凸部９間にハニカムパターンの溝１０を設けて切刃支持部８を形成して、該溝１０の一部にロウ１８（接合剤）を塗布することによって切刃１６が切刃支持部８に接合される。
これにより、切刃１６が切刃支持部８の複数個の凸部９の支持面９ａに直接的に接触して接合部１７が形成されるので、切刃１６がロウ１８を介して切刃ベース４に間接的に支持される従来技術と比較して、接合部１７の強度（剛性）を高めることができる。その結果、負荷が比較的高い加工条件下における加工が安定して、加工精度を向上させることができる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、切刃支持部８に溝１０を設けたことで、切刃１６と切刃支持部８との接合部１７に、上流側がクーラント供給路１１（冷却媒体供給路）に連通されて下流側が切削点Ｓ近傍で開口される通路１９が形成されるので、クーラント供給装置によって供給されたクーラント（冷却媒体）を切削点Ｓ近傍に開口する通路１９から切削点Ｓへ向けて噴射することができる。
これにより、工具回転数が高い切削条件下であっても、冷却媒体を切削点Ｓへ確実に供給することができる。その結果、切削点の冷却性能が確保されて、加工精度を向上させることができるとともに切刃１６の寿命を延ばすことができる。また、溝１０に収容されたロウ１８が通路１９を通過するクーラントによって冷却されるので、切削時におけるロウ１８の軟化が抑制されて接合部１７の強度を高めることができる。その結果、負荷が比較的高い加工条件下における加工がより安定して、加工精度を向上させることができる。
【００２６】
実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成することができる。なお、上述した実施形態に相当する構成には同一の符号を付与する。
【００２７】
図５に示されるように、予め決定された凸部９の支持面９ａに凹部２０を形成して、該凹部２０にロウ１８を収容（塗布）することにより、接合部１７を形成することができる。この場合、要求に応じて、接合部１７の接合強度（剛性）を調節することができる。
【００２８】
本実施形態では、溝１０（凸部９）を切刃ベース４に形成することにより、接合部１７に通路１９を形成したが、溝１０（凸部９）は、切刃１６と切刃ベース４との少なくとも一方に形成されていればよい。
【００２９】
本実施形態では、切刃１６（切刃ベース４）を２つ備える切削工具１を例示したが、切刃１６は、１つ、或いは３つ以上であってもよい。この場合、切刃１６（切刃ベース４）の数量に応じて、クーラント供給路１１（冷却媒体供給路）を分岐部１２で分岐させることにより、各切刃１６（切刃ベース４）へクーラント（冷却媒体）を供給する。
【００３０】
溝１０（通路１９）の配列パターンは、図２、図３、図５に示されるハニカムパターンの他、図６に示される格子パターン、図７に示されるような正三角形の凸部９を組み合わせて構成した幾何学的パターンとすることができる。また、図８（ａ）に示されるＵ字形の凸部９、図８（ｂ）に示される半円形の凸部９を幾何学的に組み合わせて溝１０のパターンを形成することができる。さらに、溝１０は、上述した幾何学的パターンに配列する他、図９に示されるような放射状に延びるパターンとすることができる。なお、各切刃ベース４（切刃支持体）に設けられる穴１５の形状（軸直角平面による断面）は、図２に示される円形の他、溝１０のパターンに応じて決定することが可能であり、例えば、楕円形とすることができる。
【００３１】
切削工具１は、図１に示される刃部３（工具本体）と切刃ベース４とが一体であるロウ付け型工具の他、図１０に示されるスローアウェイ型の切削工具２１とすることができる。この場合、図２及び図３を参照すると、スローアウェイチップ２２の切刃支持部８にハニカムパターンで溝１０を配列することにより、切刃１６とスローアウェイチップ２２との接合部１７に通路１９を形成することができる。なお、スローアウェイチップ２２には、通路１９をクーラント供給路１１に連通させるための穴１５が設けられる。
【００３２】
切削工具１は、ザグリカッターの他、リーマ、エンドミル等とすることができる。また、冷却媒体は、クーラントの他、オイル、水、エア等とすることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  切削工具、４  切刃ベース（切刃支持体）、１０  溝、１１  クーラント供給路（冷却媒体供給路）、１６  切刃、１７  接合部、１８  ロウ（接合剤）、１９  通路
【図１】
2013188795.tif 000003
【図２】
2013188795.tif 000004
【図３】
2013188795.tif 000005
【図４】
2013188795.tif 000006
【図５】
2013188795.tif 000007
【図６】
2013188795.tif 000008
【図７】
2013188795.tif 000009
【図８】
2013188795.tif 000010
【図９】
2013188795.tif 000011
【図１０】
2013188795.tif 000012