(57)【要約】【課題】難削材を加工するにあたり、加工能率を向上しつつ工具寿命を向上すること。【解決手段】軸部１と、軸部１の側面に設けられた刃部２と、を備え、刃部２は、軸部１の側面１１に周方向に沿って複数列配置され、かつ各列において軸部１の軸心Ｃの延在方向に複数段配置された切刃２１を有する。そして、切刃２１は、軸部１の側面１１の接線に対して刃先から径方向内側に傾く径方向逃げ角と、軸部１の軸心Ｃの延在方向の先端側に向く先端側面が周方向に対して刃先から基端側に傾く先端側逃げ角と、軸部１の軸心Ｃの延在方向の基端側に向く基端側面が周方向に対して刃先から先端側に傾く基端側逃げ角と、を有する。【選択図】図１
2017164841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、
前記軸部の側面に設けられた刃部と、
を備え、
前記刃部は、前記軸部の側面に周方向に沿って複数列配置され、かつ各列において前記軸部の軸心の延在方向に複数段配置された切刃を有し、当該切刃は、前記軸部の側面の接線に対して刃先から径方向内側に傾く径方向逃げ角と、前記軸部の軸心の延在方向の先端側に向く先端側面が周方向に対して刃先から基端側に傾く先端側逃げ角と、前記軸部の軸心の延在方向の基端側に向く基端側面が周方向に対して刃先から先端側に傾く基端側逃げ角と、を有することを特徴とする切削工具。
【請求項２】
被加工材の加工高さＨ、前記切刃の刃長Ｌ１、ねじれ角γ、同一ねじれ線上の刃溝幅ｄであるとして、前記切刃の単位長さあたりの段数Ａは、Ａ＝｛（Ｌ１+ｄ）×Ｃｏｓγ｝／Ｈ＝０．３段／ｍｍ以上７．０段／ｍｍ以下の範囲であ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】
前記軸部の回転速度Ｖ、一刃の切削弧長長さＬ２、Ｌ２／Ｖ＜１．０×１０−３とした際の前記軸部の回転がなす角度がθであるとして、前記切刃の列数Ｂは、Ｂ＝３６０／θ以上の範囲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】
前記切刃は、径方向逃げ角が３度以上３０度以下であり、先端側逃げ角が３度以上１５度以下であり、基端側逃げ角が３度以上１５度以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の切削工具。
【請求項５】
前記切刃は、刃先の刃長Ｌ１が０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の切削工具。
【請求項６】
前記切刃は、有効すくい角αｅが２０度以上４０度以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の切削工具。
【請求項７】
一刃の切削弧長長さＬ２と、前記軸部の回転速度Ｖとの比が、Ｌ２／Ｖ＝１．０×１０−３以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の切削工具。
【請求項８】
前記軸部の周方向に沿って配置される前記切刃の各列において、前記切刃の段が軸心の延在方向でずれて配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の切削工具。
【請求項９】
軸部と、前記軸部の側面に設けられた刃部と、を備え、前記刃部は、前記軸部の側面に周方向に沿って複数列配置され、かつ各列において前記軸部の軸心の延在方向に複数段配置された切刃を有し、当該切刃は、前記軸部の側面の接線に対して刃先から径方向内側に傾く径方向逃げ角と、前記軸部の軸心の延在方向の先端側に向く先端側面が周方向に対して刃先から基端側に傾く先端側逃げ角と、前記軸部の軸心の延在方向の基端側に向く基端側面が周方向に対して刃先から先端側に傾く基端側逃げ角と、を有する切削工具を用いた切削方法であって、
被加工材の設定加工高さの範囲内で前記軸部の軸心の延在方向に前記切刃を複数段設けることを特徴とする切削方法。
【請求項１０】
前記軸部の回転速度Ｖと一刃の切削弧長長さＬ２との比を、Ｌ２／Ｖ＜１．０×１０−３と設定することを特徴とする請求項９に記載の切削方法。
【請求項１１】
前記軸部の回転がなす角度がθであるとして、前記切刃の列数ＢをＢ＝３６０／θ以上の範囲に設定することを特徴とする請求項１０に記載の切削方法。
【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ある。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に示される軸付き砥石は、鉄系鋳物仕上げ加工、特に溝加工において面加工およびコーナー加工の精度を向上させることを目的としている。この軸付き砥石は、回転機械の駆動軸に取り付けられる軸の先端側に連設された円筒状の台金の側面と端面に砥粒層がそれぞれ形成され、端面の砥粒層の外周寄りの部分に耐摩耗部材としてのダイヤモンド焼結体チップをろう材により固着している。
【０００３】
また、従来、例えば、特許文献２に示されるニック付きエンドミルは、周方向に隣接する外周刃同士の間隔が異なる部分を有するエンドミルにニックを形成するのに、ニックの回転軌跡が重なり合ったときでも特定のニックに欠損等が生じ易くなるのを防いで、工具寿命の延長を図ることを目的としている。このニック付きエンドミルは、軸線回りに回転させられるエンドミル本体の先端部外周に螺旋状に捩れる複数条の外周刃が形成され、外周刃には複数のニックが、周方向に隣接する外周刃同士で軸線方向にずらされて形成され、複数条の外周刃のうち周方向に隣接する少なくとも一部の外周刃においては、これらの外周刃同士の周方向の間隔が異なる部分を有するとともに、この周方向の間隔が異なる部分では、周方向に隣接する外周刃同士の軸線方向に隣接するニックの軸線方向におけるピッチが互いに等しくされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０５３６７１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０６１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に示されるような軸付き砥石は、一般的にダイヤモンド粒又はＣＢＮ（Cubic  boron  nitride））が用いられ、一般材である鉄系鋳物やアルミ鋳造品の加工に用いられるが、ニッケル基合金などの難削材加工においては、粒の温度が上昇しやすく、例えばダイヤモンド粒の黒鉛化温度（約６００℃）に容易に達する為、工具として使用することは不向きである。またＣＢＮ粒は非常に高価であり、よって工具としてもコスト面が課題となる。一方、上述した特許文献２に示されるようなニックを設けることで、切削抵抗を小さくしてより高い送り条件で加工が行えるが、難削材は前記の通り一般材と比較して工具刃先の温度が高くなることから、加工能率を高く設定することが困難であり、かつ工具寿命が短くなって頻繁に工具の交換が必要になる。
【０００６】
なお、難削材の加工能率を向上するには、切削速度を増加させたり、送り量を増加させたりする。しかし、切削速度を増加させると工具の刃先の熱的摩耗が増大し工具寿命が大幅に低下することになり、送り量を増加させると工具の刃先の抵抗が増加し工具が欠損しやすくなる。逆に、難削材の加工において工具寿命を向上するには、切削速度を低減させたり、送り量を低減させたりするが、加工能率が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、難削材を加工するにあたり、加工能率を向上しつつ工具寿命を向上することのできる切削工具および切削方法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】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明の切削工具は、軸部と、前記軸部の側面に設けられた刃部と、を備え、前記刃部は、前記軸部の側面に周方向に沿って複数列配置され、かつ各列において前記軸部の軸心の延在方向に複数段配置された切刃を有し、当該切刃は、前記軸部の側面の接線に対して刃先から径方向内側に傾く径方向逃げ角と、前記軸部の軸心の延在方向の先端側に向く先端側面が周方向に対して刃先から基端側に傾く先端側逃げ角と、前記軸部の軸心の延在方向の基端側に向く基端側面が周方向に対して刃先から先端側に傾く基端側逃げ角と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この切削工具によれば、径方向逃げ角と、先端側逃げ角と、基端側逃げ角と、を有する切刃を、軸部の側面に周方向に沿って複数列配置し、かつ各列において軸部の軸心の延在方向に複数段配置しているため、切削加工に際して切刃による切削量を増加させることができ、かつ逃げ角を有することで切刃に生じる熱的摩耗や抵抗を低減することができる。加えて、微小な切刃が独立して軸部に配置されることから切刃周辺より切削液による冷却および潤滑が促進される。この結果、難削材を加工するにあたり、加工能率を向上しつつ工具寿命を向上することができる。
【００１０】
また、本発明の切削工具では、被加工材の設定加工高さＨ、前記切刃の刃長Ｌ１、ねじれ角γ、同一ねじれ線上の刃溝幅ｄであるとして、前記切刃の単位長さあたりの段数Ａは、Ａ＝｛（Ｌ１+ｄ）×Ｃｏｓγ｝／Ｈ＝０．３段／ｍｍ以上７．０段／ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【００１１】
この切削工具によれば、被加工材の設定加工高さＨに対して切刃の段数Ａを規定することで、設定加工高さＨの被加工材を切削加工するにあたり、切刃による切削量を増加させ、かつ切刃に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得るための切刃の段数Ａを設定することができる。
【００１２】
また、本発明の切削工具では、前記軸部の回転速度Ｖ、一刃の切削弧長長さＬ２、Ｌ２／Ｖ＜１．０×１０−３とした際の前記軸部の回転がなす角度がθであるとして、前記切刃の列数Ｂは、Ｂ＝３６０／θ以上の範囲であることを特徴とする。
【００１３】
この切削工具によれば、軸部の回転速度Ｖおよび一刃の切削弧長長さＬ２に対して切刃の列数Ｂを規定することで、軸部の回転速度Ｖおよび一刃の切削弧長長さＬ２で被加工材を切削加工するにあたり、切刃に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得るための切刃の列数Ｂを設定することができる。
【００１４】
また、本発明の切削工具では、前記切刃は、径方向逃げ角が３度以上３０度以下であり、先端側逃げ角が３度以上１５度以下であり、基端側逃げ角が３度以上１５度以下であることを特徴とする。
【００１５】
この切削工具によれば、径方向逃げ角、先端側逃げ角、および基端側逃げ角を規定することで、被加工材を切削加工するにあたり、切刃に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。
【００１６】
また、本発明の切削工具では、前記切刃は、刃先の刃長Ｌ１が０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
この切削工具によれば、切刃の刃長Ｌ１を規定することで、切刃に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。また、切削加工時の刃先における刃長Ｌ１の中心部の静水圧を刃部の母材強度以下にすることができ、切刃中心より生じる損傷を低減する効果を顕著に得ることができる。
【００１８】
また、本発明の切削工具では、前記切刃は、有効すくい角αｅが２０度以上４０度以下であることを特徴とする。
【００１９】
難削材を加工する場合に、切れ味を担保しつつ切削抵抗によって刃先が欠損することを防ぐ必要がある。そこで、すくい角βとねじれ角γより形成される有効すくい角αｅを２０度以上４０度以下の範囲に設定することにより切れ味と刃先強度を両立することができる。
【００２０】
また、本発明の切削工具では、一刃の切削弧長長さＬ２と、前記軸部の回転速度Ｖとの比が、Ｌ２／Ｖ＝１．０×１０−３以下であることを特徴とする。
【００２１】
切削工具の切刃を被加工材に対して深く切り込ませると、びびり振動が発生し易くなるため、一般の切削工具では、工具切込み深さを大きく設定することができず、加工能率が高くない。これを解決するために工具回転数を増大させた場合、切削速度の増加に伴う切削熱により工具の熱的損傷が著しく進展する。一方、本発明の切削工具によれば、切刃列数が一般工具と比して大きい為、工具回転数（切削速度）を変更することなく、びびり振動の安定領域の十分広い領域で工具切込み深さを大きく設定することができ、工具寿命を向上しつつ加工能率を向上する効果をより顕著に得ることができる。
【００２２】
また、本発明の切削工具では、前記軸部の周方向に沿って配置される前記切刃の各列において、前記切刃の段が軸心の延在方向でずれて配置されていることを特徴とする。
【００２３】
この切削工具によれば、１つの列で切刃を複数段設けると、各段間で軸心の延在方向に隙間が発生する。この隙間は切刃に生じる熱的摩耗や抵抗を低減するため工具寿命を向上することに寄与するが、隙間の部分は加工を行うことができない。そこで、各列で切刃の段を軸心の延在方向でずれて配置することにより周方向において他列の切刃を上記隙間の位置に設けることができる。この結果、軸部の回転により軸心の延在方向で連続して切削加工を行うことが可能になるため、加工能率を向上することができる。なお、前列と次列との切刃の重なりを０．０１ｍｍ以上とすることが、上記効果を顕著に得るうえで好ましい。
【００２４】
上述の目的を達成するために、本発明の切削方法は、軸部と、前記軸部の側面に設けられた刃部と、を備え、前記刃部は、前記軸部の側面に周方向に沿って複数列配置され、かつ各列において前記軸部の軸心の延在方向に複数段配置された切刃を有し、当該切刃は、前記軸部の側面の接線に対して刃先から径方向内側に傾く径方向逃げ角と、前記軸部の軸心の延在方向の先端側に向く先端側面が周方向に対して刃先から基端側に傾く先端側逃げ角と、前記軸部の軸心の延在方向の基端側に向く基端側面が周方向に対して刃先から先端側に傾く基端側逃げ角と、を有する切削工具を用いた切削方法であって、被加工材の設定加工高さの範囲内で前記軸部の軸心の延在方向に前記切刃を複数段設けることを特徴とする。
【００２５】
この切削方法によれば、径方向逃げ角と、先端側逃げ角と、基端側逃げ角と、を有する切刃を、軸部の側面に周方向に沿って複数列配置し、かつ各列において軸部の軸心の延在方向に複数段配置して、被加工材の設定加工高さの範囲内に複数段設けるため、切削加工に際して切刃による切削量を増加させることができ、かつ逃げ角を有することで切刃に生じる熱的摩耗や抵抗を低減することができる。加えて、微小な切刃が独立して軸部に配置されることから切刃周辺より切削液による冷却および潤滑が促進される。この結果、難削材を加工するにあたり、加工能率を向上しつつ工具寿命を向上することができる。
【００２６】
また、本発明の切削方法では、前記軸部の回転速度Ｖと一刃の切削弧長長さＬ２との比を、Ｌ２／Ｖ＜１．０×１０−３と設定することを特徴とする。
【００２７】
この切削方法によれば、切削工具の切刃を被加工材に対して深く切り込ませると、びびり振動が発生し易くなるため、一般の切削工具では、工具切込み深さを大きく設定することができず、加工能率が高くない。これを解決するために工具回転数を増大させた場合、切削速度の増加に伴う切削熱により工具の熱的損傷が著しく進展する。一方、本発明の切削工具によれば、切刃列数が一般工具と比して大きい為、工具回転数（切削速度）を変更することなく、びびり振動の安定領域の十分広い領域で工具切込み深さを大きく設定することができ、工具寿命を向上しつつ加工能率を向上する効果をより顕著に得ることができる。
【００２８】
また、本発明の切削方法では、前記軸部の回転がなす角度がθであるとして、前記切刃の列数ＢをＢ＝３６０／θ以上の範囲に設定することを特徴とする。
【００２９】
この切削方法によれば、軸部の回転速度Ｖおよび一刃の切削弧長長さＬ２に対して切刃の列数Ｂを規定することで、軸部の回転速度Ｖおよび一刃の切削弧長長さＬ２で被加工材を切削加工するにあたり、切刃に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、難削材を加工するにあたり、加工能率を向上しつつ工具寿命を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る切削工具の側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る切削工具の先端側から視た図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る切削工具の横断面拡大図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る切削工具の側面視拡大図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る切削工具の平面視概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る切削工具および被加工材を示す概略側面図である。
【図７】図７は、有効すくい角の説明図である。
【図８】図８は、びびり振動における切削工具の回転数×切刃列数と切り込み深さの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る切削工具の側面図である。図２は、本実施形態に係る切削工具の先端側から視た図である。図３は、本実施形態に係る切削工具の横断面拡大図である。図４は、本実施形態に係る切削工具の側面視拡大図である。
【００３４】
本実施形態の切削工具は、フライス加工を行う、いわゆるエンドミルである。また、本実施形態の切削工具により切削加工する被加工材は、難削材と呼ばれるもので、例えば、ニッケル基合金が挙げられる。
【００３５】
このような難削材の被加工材を加工するため、本実施形態の切削工具は、超硬質工具材料（炭化タングステン（超硬）、サーメット、ＣＢＮ（Cubic  boron  nitride）、焼結ダイヤモンド、セラミックなど）からなる工具として構成される。
【００３６】
図１および図２に示すように、切削工具は、軸部１と、刃部２と、を備える。軸部１は、円柱形状に形成されており、基端が図示しない切削機械に取り付けられて当該切削機械により支持されて回転可能に設けられ、同切削機械に配置された被加工材に対して先端側が接触する。刃部２は、軸部１の円柱形状の側面（周面）であって先端側の側面に設けられている。
【００３７】
刃部２は、切刃２１を有している。切刃２１は、軸部１の側面１１に周方向に沿って複数列配置され、かつ各列において軸部１の回転の軸心Ｃの延在方向（以下、軸心方向という）に複数段配置されている。切刃２１の列は、軸心方向に対して平行ではなく、図１に示すように、軸心方向に対して傾いて配置されている。切刃２１の列数は、切削する被切削材に応じて適宜設定されるが、本実施形態では、図２に示すように周方向に沿って２４列配置されている。そして、切刃２１は、各列において、軸部１の軸心方向に複数段配置されている。段数は切削する被切削材に応じて適宜設定される。
【００３８】
各切刃２１は、図３に示すように、軸部１の側面１１の接線Ｔ（接線Ｔに平行な仮想線Ｔ１）に対して刃先２１ａから径方向内側に傾く径方向逃げ角αを有する。この径方向逃げ角αをなす面を径方向逃げ面２１ｂという。なお、径方向とは、軸部１の軸心Ｃと直交する方向をいい、径方向内側とは径方向において軸心Ｃに向かう側であり、径方向外側とは軸心Ｃから離れる側である。なお、径方向逃げ面２１ｂにおいて刃先２１ａと相反する端から軸部１の側面１１に向かう面を、背面２１ｃという。背面２１ｃは切削に寄与しない面である。
【００３９】
また、各切刃２１は、図３に示すように、径方向線Ｄ（軸部１の径方向に延在する線）に対して傾くすくい角βを有する。すくい角βをなす面をすくい面２１ｄという。すくい面２１ｄは、刃先２１ａから軸部１の側面１１に向かう面であり、切削時の軸部１の回転に際して回転方向に向く面である。
【００４０】
また、各切刃２１は、図４に示すように、軸心方向の先端側に向く先端側面２１ｅが周方向に対して刃先２１ａから基端側に傾く先端側逃げ角θ１を有する。また、各切刃２１は、図４に示すように、軸心方向の基端側に向く基端側面２１ｆが周方向に対して刃先２１ａから先端側に傾く基端側逃げ角θ２を有する。
【００４１】
また、各切刃２１は、図４に示すように、刃先２１ａ（すくい面２１ｄ）が軸心方向に対して先端側から基端側に至り回転方向と相反する方向に傾くねじれ角（リード角）γを有する。なお、切刃２１の列が軸心方向に対して傾いて配置されていると上述したが、この傾きがねじれ角γに相当する。なお、図４に示すように、刃先２１ａにおいて、先端側面２１ｅから基端側面２１ｆに至る軸心方向の長さを刃長Ｌ１とする。
【００４２】
図６に示すように、本実施形態の切削工具は、被加工材１００を切削する高さである設定加工高さＨが定められる。設定加工高さＨは、切削工具を図中の送り方向に送った際に切削可能とする設定値であり、被加工材１００の硬さや、切削機械の性能などに基づいて設定される。本実施形態の切削工具は、この設定加工高さＨの範囲内に切刃２１が複数段設けられる。
【００４３】
このように、本実施形態の切削工具は、軸部１と、軸部１の側面１１に設けられた刃部２と、を備え、刃部２は、軸部１の側面１１に周方向に沿って複数列配置され、かつ各列において軸部１の軸心方向に複数段配置された切刃２１を有している。そして、切刃２１は、軸部１の側面１１の接線Ｔに対して刃先２１ａから径方向内側に傾く径方向逃げ角αと、軸心方向の先端側に向く先端側面２１ｅが周方向に対して刃先２１ａから基端側に傾く先端側逃げ角θ１と、軸心方向の基端側に向く基端側面２１ｆが周方向に対して刃先２１ａから先端側に傾く基端側逃げ角θ２と、を有する。
【００４４】
この切削工具によれば、径方向逃げ角αと、先端側逃げ角θ１と、基端側逃げ角θ２と、を有する切刃２１を、軸部１の側面１１に周方向に沿って複数列配置し、かつ各列において軸部１の軸心方向に複数段配置して、被加工材１００の設定加工高さＨの範囲内に複数段設けるため、切削加工に際して切刃２１による切削量を増加させることができ、かつ逃げ角α，θ１，θ２を有することで切刃２１に生じる熱的摩耗や抵抗を低減することができる。加えて、微小な切刃２１が独立して軸部１に配置されることから切刃２１周辺より切削液による冷却および潤滑が促進される。この結果、難削材を加工するにあたり、加工能率を向上しつつ工具寿命を向上することができる。
【００４５】
また、本実施形態の切削工具では、被加工材１００の設定加工高さＨ、切刃２１の刃長Ｌ１、ねじれ角γ、同一ねじれ線上の刃溝幅ｄであるとして、切刃２１の単位長さあたりの段数Ａは、Ａ＝｛（Ｌ１+ｄ）×Ｃｏｓγ｝／Ｈ＝０．３段／ｍｍ以上７．０段／ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００４６】
なお、刃溝幅ｄは、図４に示すように、軸心方向で隣接する他の切刃２１との間で同一ねじれ線上（ねじれ角γと平行な線上）での他の切刃２１との間の溝幅である。
【００４７】
この切削工具によれば、被加工材１００の設定加工高さＨに対して切刃２１の段数Ａを規定することで、設定加工高さＨの被加工材１００を切削加工するにあたり、切刃２１による切削量を増加させ、かつ切刃２１に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得るための切刃２１の段数Ａを設定することができる。
【００４８】
また、本実施形態の切削工具では、軸部１の切削速度Ｖ、一刃の切削弧長長さＬ２、Ｌ２／Ｖ＜１．０×１０−３とした際の前記軸部の回転がなす角度がθであるとして、前記切刃の列数Ｂは、Ｂ＝３６０／θ以上の範囲であることが好ましい。
【００４９】
角度θは、切削速度Ｖ（ｍ／ｓ）、一刃の切削弧長長さＬ２（ｍ）とした際に、ｌ／Ｖ＜１．０×１０−３（ｓ：秒）が成り立つときの軸部１の回転角度であって、図５に示すように、１つの切刃２１で被加工材１００を切削加工するのに確保する必要がある角度である。切刃２１の列数Ｂは、軸部１の全周角度３６０°を角度θで割ることにより算出する。
【００５０】
この切削工具によれば、軸部１の回転速度Ｖおよび一刃の切削弧長長さＬ２に対して切刃２１の列数Ｂを規定することで、軸部１の回転速度Ｖおよび一刃の切削弧長長さＬ２で被加工材１００を切削加工するにあたり、切刃２１に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得るための切刃２１の列数Ｂを設定することができる。
【００５１】
また、本実施形態の切削工具では、切刃２１は、径方向逃げ角αが３度以上３０度以下であり、先端側逃げ角θ１が３度以上１５度以下であり、基端側逃げ角θ２が３度以上１５度以下であることが好ましい。
【００５２】
この切削工具によれば、径方向逃げ角α、先端側逃げ角θ１、および基端側逃げ角θ２を規定することで、被加工材１００を切削加工するにあたり、切刃２１に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。
【００５３】
また、本実施形態の切削工具では、切刃２１は、刃先２１ａの刃長Ｌ１が０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
この切削工具によれば、切刃２１の刃長Ｌ１を規定することで、切刃２１に生じる熱的摩耗や抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。また、切削加工時の刃先２１ａにおける刃長Ｌ１の中心部の静水圧を刃部２の母材強度以下にすることができ、切刃２１中心より生じる損傷を低減する効果を顕著に得ることができる。
【００５５】
また、本実施形態の切削工具では、有効すくい角αｅが２０度以上４０度以下であることが好ましい。
【００５６】
有効すくい角αｅは、図７に示すように、設定される。切刃２１は、すくい角βを有する。図７におけるすくい角βは、すくい面２１ｄにおいて点Ｏを基準とした径方向線Ｄ（軸部１の径方向に延在する線）とがなす角度であり、線分Ｓは、点Ｏを基準としてすくい面２１ｄに沿うものである。また、切刃２１は、刃先２１ａにねじれ角γを有する。この形態で、切刃２１の刃先２１ａが被加工材１００を切削加工する場合に、刃先２１ａの所定点Ｏに対して送り方向とは反対方向に反力Ｖｃが生じる。この反力ＶｃをベクトルＧ−Ｏで示す。そして、切刃２１は、すくい面２１ｄに反力Ｖｃにより外力Ｖｆが生じる。反力ＶｆをベクトルＯ−Ｅで示す。反力Ｖｆは、切刃２１の刃先２１ａにねじれ角γを有することから。すくい面２１ｄの線分Ｓに対してねじれ角γの影響分ずれて生じる。これら、反力Ｖｃおよび外力Ｖｆに平行な線分Ｅ−Ｆおよび線分Ｆ−Ｇが得られる。これらのうち反力Ｖｃに平行な線分Ｅ−Ｆに対し、点Ｏからの垂線Ｏ−Ｋが得られ、この垂線Ｏ−Ｋと反力Ｖｆとがなす角が有効すくい角αｅである。有効すくい角αｅは、すくい角βとねじれ角γより、ｓｉｎαｅ＝ｓｉｎ２γ＋ｃｏｓ２γ×ｓｉｎβの式から得られる。このように、有効すくい角αｅは、すくい角βとねじれ角γより形成される。
【００５７】
難削材を加工する場合に、切れ味を担保しつつ切削抵抗によって刃先が欠損することを防ぐ必要がある。前記を解決する手段として本実施形態の切削工具によれば、すくい角βとねじれ角γより形成される有効すくい角αｅを２０度以上４０度以下の範囲に設定することにより切れ味と刃先強度を両立することができる。
【００５８】
また、本実施形態の切削工具では、一刃の切削弧長長さＬ２（ｍ）と、軸部１の回転速度Ｖ（ｍ／ｓ）との比が、Ｌ２／Ｖ＝１．０×１０−３（ｓ）以下であることが好ましい。
【００５９】
図８は、びびり振動における切削工具の回転数×切刃列数と切り込み深さの関係を示す図である。図８に示すように、回転数×切刃列数と切り込み深さの関係において、切り込み深さに対して安定限界曲線の下側はびびり振動の発生の無い安定領域であり、安定限界曲線の上側はびびり振動が発生する領域である。切削工具の切刃２１を被加工材１００に対して深く切り込ませると、びびり振動が発生し易くなるため、一般の切削工具では、工具切込み深さを大きく設定することができず、加工能率が高くない。一方、本実施形態（本発明）の切削工具（（切刃２１が一般工具と比して多数の列で設けられている構成）によれば、切削速度を変更させることなく、広い安定領域を活用して切刃２１による切削量を増加させ、かつ切刃２１に生じる熱的摩耗や抵抗を低減することが可能であるため、一刃の切削弧長長さＬ２と軸部１の回転速度Ｖとの関係を規定することで、切込みを深くしてもびびり振動の発生の無い安定領域で加工することができる。この結果、難削材を加工するにあたり、加工能率を向上しつつ工具寿命を向上する効果をより顕著に得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態の切削工具では、図１に示すように、軸部１の周方向に沿って配置される切刃２１の各列において、切刃２１の段が軸心方向でずれて配置されていることが好ましい。
【００６１】
この切削工具によれば、１つの列で切刃２１を複数段設けると、各段間で軸心方向に隙間が発生する。この隙間は切刃２１に生じる熱的摩耗や抵抗を低減するため工具寿命を向上することに寄与するが、隙間の部分は加工を行うことができない。そこで、各列で切刃２１の段を軸心方向でずれて配置することにより周方向において他列の切刃２１を上記隙間の位置に設けることができる。この結果、軸部１の回転により軸心方向で連続して切削加工を行うことが可能になるため、加工能率を向上することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  軸部
１１  側面
２  刃部
２１  切刃
２１ａ  刃先
２１ｂ  径方向逃げ面
２１ｃ  背面
２１ｄ  すくい面
２１ｅ  先端側面
２１ｆ  基端側面
１００  被加工材
Ｃ  軸心
Ｌ１  刃長
Ｌ２  一刃の切削弧長
Ｔ  接線
Ｖ  回転速度
α  径方向逃げ角
αｅ  有効すくい角
β  すくい角
γ  ねじれ角
θ  軸部の回転角度
θ１  先端側逃げ角
θ２  基端側逃げ角
【図１】
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【図２】
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【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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