(57)【要約】【課題】  穴の仕上げ加工などを行う回転切削工具で、高精度な加工ができるとともに耐久性も高い回転切削工具を提供する。【解決手段】  超硬合金からなる円柱状の台金と、前記台金の少なくとも先端側の外周面に焼結ダイヤモンドからなる切刃およびガイドパッドを形成し、超硬合金と焼結ダイヤモンドは一体焼結されている回転切削工具とする。ガイドパッドの形成される範囲は、周方向において４５°以上２７０°以下とするのが好ましい。また、切刃は複数設けられ、周方向において切刃の間にガイドパッドが設けられており、切刃の直径が２０ｍｍ以下とする。ガイドパッドの表面粗さは、Ｒａで２μｍ以下である。台金の後端側から先端に向かい、切削油供給用の孔を設ける。【選択図】      図１
2016083725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超硬合金からなる円柱状の台金と、
前記台金の少なくとも先端側の外周面に焼結ダイヤモンドからなる切刃およびガイドパッドが形成され、
前記超硬合金と焼結ダイヤモンドは一体焼結されている回転切削工具。
【請求項２】
前記ガイドパッドの形成される範囲は、周方向において４５°以上２７０°以下である請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項３】
前記切刃は複数設けられ、周方向において前記切刃の間にガイドパッドが設けられており、前記切刃の直径が２０ｍｍ以下である請求項１に記載の回転切削工具。
【請求項４】
前記ガイドパッドの表面粗さは、Ｒａ２μｍ以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の回転切削工具。
【請求項５】
前記台金の後端側から先端に向かい、切削油供給用の孔を設けた請求項１から４のいずれか１項に記載の回転切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種金属材料などの加工を行うための回転切削工具に関するものであり、特に孔の仕上げ加工など高精度な仕上げ加工を行うのに好適な回転切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種金属材料などの加工を行うための回転切削工具として、例えば特許文献１〜３に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１では、先端に切刃部を設け、外周にガイド部を有する穴あけ工具が開示されており、従来技術として、切刃部が超高圧焼結体で構成され、ガイドパッドが超硬合金で構成された二枚刃ガンリーマが挙げられ、切刃部が未だ十分使用可能であるにもかかわらず、ガイドパッドが先に摩耗し、穴精度が維持できなくなってしまう問題が指摘されている。そのため、この改良としてガイドパッドの外周にダイヤモンドの超高圧焼結体からなるガイド部を設けることで、ガイド部の耐摩耗性を向上させることができる工具としている。これらのガイドパッドおよびガイド部はいずれもロウ付けにより工具本体へ接合されている。
【０００４】
特許文献２では、超硬合金または鋼のシャンクから伸びる刃径部の先端部に形成する段付きの小径柱体の外径に沿って高硬度焼結体からなる切刃体を挿入し、接合部に突き当ててロウ付けしたリーマが開示されている。このリーマは、切刃体と刃径部の外周部に複数の連続した刃溝が形成され、油孔がシャンクの中央に、シャンクの後端部から接合部の直前まで形成され、噴射孔が油孔からシャンク先端方向に放射状に接合部近傍の刃溝内に達するよう形成され、刃溝が左ネジレに形成されている。このような構造のリーマにより、長時間安定した切削性能が維持され、切屑が前方に排出されるので優れた面精度と寸法精度が維持されるとともに、仕上げ内壁と切刃ブレード間に噛み込み易い焼結金属中の硬いセメンタイトを前方に流出させると共に、切刃体の接合部近辺の切削熱を冷却しロウ付け材の熱劣化を防ぐことができるものとしている。
【０００５】
特許文献３では、回転切削工具の外周切刃部を、超硬合金などからなる刃先の食付き部より所定の間隔をおいて焼結ダイヤモンドからなる補強チップを一体状に埋設したものが開示されており、焼結ダイヤモンド部位により穴或いは溝の内壁部分を押し広げるバニッシング作用によって穴或いは溝を焼結ダイヤモンド工具特有の高精度の加工面に仕上げ加工できるものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１８８６１３号公報
【特許文献２】特開２０００−２６３３２８号公報
【特許文献３】実開昭６３−１９３６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リーマを用いた穴の仕上げ加工など高精度な仕上げ加工を行う回転切削工具には、その要求を満足するために、超硬合金からなるシャンクの外周部に焼結ダイヤモンド製の切刃を形成したチップを設け、切刃数を多くしたり、切刃以外の作用部としてガイドパッドを設けることが行われ、その性能を向上させるために、特許文献１〜３に開示された技術を適用することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３に開示された工具では、次のような問題が残る。
【０００９】
特許文献１では、ダイヤモンドの超高圧焼結体からなるガイド部を設けているので、ガイドパッドの摩耗は抑えられ、工具の振れが発生することは防止できるが、ガイド部やガイドパッドを工具本体にロウ付けで接合しているため、工具本体側の接合部に凹部を設けるなどの加工が必要になり、工具本体の剛性が低下する。また、小径の工具や切刃の多い多刃工具では、切刃チップやガイドパッドが近接しているため、これらをロウ付け接合する際に加熱するとすでにロウ付け接合した隣接する切刃チップやガイドパッドが外れたり接合精度が狂う問題が起こりやすく、設計上の制約を受ける。特に、小径の工具になるほど、切刃やガイドパッドが小さくなるため、ロウ付けが困難になる。さらに、ガイドパッドの周方向長さを大きくしたい場合、断面が扇形になるため、このような形状への加工が困難である。
【００１０】
また、特許文献２では、超硬合金又は鋼のシャンクに高硬度焼結体からなる切刃体をロウ付けし、左ネジレとした刃溝に切削油を噴射して切屑を前方に排出することで優れた面精度と寸法精度が維持することは可能であるが、切屑の排出性を向上させる技術について開示されているだけであり、ガイドパッドにより高精度加工を実現するための技術については何ら開示されていない。
【００１１】
さらに、特許文献３では、超硬合金などからなる食付き部の切刃で加工したあと、焼結ダイヤモンドの補強チップで仕上げ加工を行うことが開示されているだけであり、焼結ダイヤモンドの切刃を用いた工具でより高精度加工を実現するための技術については何ら開示されていない。
【００１２】
以上のことから、本発明は、高精度な加工ができると共に耐久性も高い回転切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に従った回転切削工具は、超硬合金からなる円柱状の台金と、前記台金の少なくとも先端側の外周面に焼結ダイヤモンドからなる切刃およびガイドパッドが形成され、前記超硬合金と焼結ダイヤモンドは一体焼結されている回転切削工具である。
【００１４】
このように構成された回転切削工具では、切刃とガイドパッドが同じ素材の焼結ダイヤモンドで構成されているため、切刃の摩耗量に対し、ガイドパッドの摩耗量の差が少なく、長時間にわたって切削性能が安定して高精度の加工が継続でき、工具寿命が長くなる。また、ガイドパッドの摩擦係数が低いため、ガイドパッドと加工面との摩擦熱の発生を抑制でき、焼きつきが防止できるとともに、切削速度を高速にできる。さらに、台金や工具本体にガイドパッドを接合するための凹部などを設ける必要がないため、台金や工具本体の剛性が低下せず、切削時の工具の振れが防止できるとともに、接合部に切屑が詰まることもなく、高精度の加工が可能になる。
【００１５】
好ましくは、前記ガイドパッドの形成される範囲は、周方向において４５°以上２７０°以下である。
【００１６】
好ましくは、前記切刃は複数設けられ、周方向において前記切刃の間にガイドパッドが設けられており、前記切刃の直径が２０ｍｍ以下である。
【００１７】
好ましくは、前記ガイドパッドの表面粗さは、Ｒａ２μｍ以下である。
【００１８】
好ましくは、前記台金の後端側から先端に向かい、切削油供給用の孔を設ける。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に従えば、長時間にわたり高精度の加工が可能な寿命の長い回転切削工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の回転切削工具の第一の例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。
【図２】本発明の回転切削工具の第二の例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。
【図３】図２（ｂ）を拡大した図である。
【図４】図２（ａ）のＡ部を拡大した図である。
【図５】図２（ａ）のＡ部を正面、左側面、平面を含む斜め方向から見た部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った回転切削工具としてのリーマの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。図１（ａ）を参照して、回転切削工具１は、工具本体１０を有し、工具本体１０は軸部１１を有する。軸部１１は、回転切削工具１を機械に取り付ける部分であり、チャックが軸部１１を保持して工具本体１０を回転させることが可能である。
【００２３】
図１（ａ）および図１（ｂ）を参照して、回転切削工具１の工具本体１０の先端には超硬合金からなる円柱状の台金２と、その台金２の先端側の外周面にダイヤモンド３が接合されており、このダイヤモンド３には先端切刃４ａ、食い付き切刃４ｂおよび外周切刃４ｃからなる切刃４とガイドパッド６ａおよび６ｂが形成されている。超硬合金からなる台金２とダイヤモンド３は、予め超高圧下で一体焼結されている素材であり、この素材が工具本体１０の先端にロウ付けなどにより接合されている。
【００２４】
切刃４はすくい面５ａと逃げ面５ｂを形成することでその境界部に設けられており、すくい面５ａの回転方向前側にはダイヤモンド３が除去されて超硬合金の台金２に切欠部７が設けられている。逃げ面５ｂの回転方向後側にはガイドパッド６ａが１８０°にわたって設けられ、ヌスミ部８を挟んでガイドパッド６ｂが設けられている。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、この発明の実施の形態２に従った回転切削工具としてのリーマの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。また、図３は、図２（ｂ）を拡大した図、図４は、図２（ａ）のＡ部拡大図、図５は、図２（ａ）のＡ部を正面、左側面、平面を含む斜め方向から見た拡大斜視図である。図２（ａ）を参照して、回転切削工具１０１は、工具本体１１０を有し、工具本体１１０は軸部１１１を有する。軸部１１１は、回転切削工具１０１を機械に取り付ける部分であり、チャックが軸部１１１を保持して工具本体１１０を回転させることが可能である。
【００２６】
図２から図５を参照して、回転切削工具１０１の工具本体１１０の先端には超硬合金からなる円柱状の台金１０２と、その台金１０２の先端側の外周面にダイヤモンド１０３が接合されており、このダイヤモンドには先端切刃１０４ａ、食い付き切刃１０４ｂおよび外周切刃１０４ｃからなる切刃１０４とガイドパッド１０６が形成されている、超硬合金からなる台金１０２とダイヤモンド１０３は、予め超高圧下で一体焼結されている素材であり、この素材が工具本体１１０の先端にロウ付けなどにより接合されている。
【００２７】
切刃１０４はすくい面１０５ａと逃げ面１０５ｂを形成することでその境界部に設けられており、すくい面１０５ａの回転方向前側にはダイヤモンド３の一部が除去されて切欠部１０７が設けられている。また、この切欠部１０７には切れ刃１０４に向けて切削油を供給するための油穴１０９が開口しており、切欠部１０７は切刃１０４で切削された切屑を排出させるためのものである。逃げ面１０５ｂの回転方向後側にはヌスミ部１０８が設けられ、ヌスミ部１０８のさらに回転方向後側にはガイドパッド１０６が設けられている。
【実施例１】
【００２８】
本発明の回転切削工具および比較のために従来の回転切削工具を製作し、予めドリルで加工した止まり穴の形状の下穴の切削加工試験を行った。本発明の回転切削工具として、上記で説明した図１のリーマ（本発明１）を製作した。また、従来の回転切削工具として、切刃やガイドパッドの大きさを図１に示すリーマと同じとし、切刃チップおよびガイドパッドをロウ付けにより工具本体に接合したリーマ（比較例１）を製作した。
【００２９】
これらの回転切削工具を用いて、切削加工試験を行った結果、本発明１の回転切削工具は、ガイドパッドの焼けがなく、加工面に傷が入ることも無く、要求される加工精度に加工できたのに対し、比較例１の回転工具は、工具の剛性が低下して振れが発生し、本発明１と比較して振れが発生する現象が見られた。また、切り屑がガイドパッドの接合部にひっかかったために、加工面に傷が見られ、要求される加工精度には加工できなかった。
【実施例２】
【００３０】
本発明の回転切削工具として、上記で説明した図２に示すリーマ（本発明２）で切刃の直径が２０ｍｍのものを製作した。また、従来の回転切削工具として、切刃やガイドパッドの大きさを本発明２と同じとし、切刃チップおよびガイドパッドをロウ付けにより工具本体に接合したリーマ（比較例２）を製作した。
【００３１】
この結果、本発明２のリーマは、切刃やガイドパッドを問題なく形成でき、精度良く製作できたが、比較例２のリーマは、切刃やガイドパッドをロウ付けで接合する際に、すでにロウ付け接合している隣接する切刃やガイドパッドが動いてしまい、精度良く接合することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の回転切削工具は、上記実施例に記載のリーマに適用できるほか、フライスやエンドミルなどの各種回転切削工具や切れ刃として超硬質チップの代わりに超砥粒層とした回転工具にも適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１、１０１    回転切削工具（リーマ）
２、１０２    台金
３、１０３    ダイヤモンド
４、１０４    切刃
５ａ、１０５ａ  すくい面
５ｂ、１０５ｂ  逃げ面
６ａ、６ｂ、１０６  ガイドパッド
７、１０７    切欠部
８、１０８    ヌスミ部
１０９    クーラント供給穴
１０、１１０  工具本体
１１、１１１  軸部
【図１】
2016083725.tif 000003
【図２】
2016083725.tif 000004
【図３】
2016083725.tif 000005
【図４】
2016083725.tif 000006
【図５】
2016083725.tif 000007