(57)【要約】【課題】加工穴内壁面の面粗さを向上させることができるとともに、ビビリ振動や欠損が発生するのを防止して良好な切削加工を行うことができる切削工具を提供する。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転される工具本体１０にインサート２０が着脱可能に装着され、被切削材に予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成するボーリングバー１において、インサート２０にフラット部を形成することにより直線刃２３ａを設け、この直線刃２３ａが工具径方向外側を向き、かつ軸線Ｏに対して平行となるようにインサート２０を工具本体１０に装着する。【選択図】図１
2009184036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転される工具本体にインサートが着脱可能に装着され、被切削材に予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具であって、
前記インサートは、２つの四角形面と４つの側面とを有し、一の前記側面の角部に切刃が形成され、前記四角形面と一の前記側面に隣接する他の前記側面との境界部に平坦状をなすフラット部が形成されるとともに、前記切刃における前記フラット部との交差稜線部が直線刃とされ、
前記工具本体の先端外周部に工具先端側と工具径方向外側とに向けて開口された凹溝が形成されるとともに、該凹溝の工具先端側の面に取付座が設けられ、
前記取付座に、前記インサートが前記直線刃を工具径方向外側に向けて、かつ前記直線刃が前記軸線に対して平行になるように装着されていることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記フラット部と前記四角形面との境界部に所定の曲率半径を有するコーナーＲ部が設けられ、前記切刃における前記コーナーＲ部との交差稜線部がノーズＲ刃とされたことを特徴とする請求項１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、被切削材に予め形成された下穴の内壁面を所定の内径に切削加工する際に使用されるボーリングバー等の切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンのシリンダーボアの加工等に用いられる切削工具として、例えば、特許文献１に示されるような、切刃を有するインサートを工具本体の先端部外周に着脱可能に装着したボーリングバー等が知られている。
【０００３】
このようなボーリングバーは、軸線回りに回転される円柱状の工具本体を有し、工具本体先端側外周部に、切刃を有するインサートがクランプネジ等によって固定されている。このインサートは、四角平板状をなしており、この四角形面のコーナー部分の辺稜部に形成された切刃を工具径方向外側に向けて工具本体に取り付けられている。
【０００４】
そして、このボーリングバーは、工具本体が工作機械の主端軸に取り付けられ、工具本体の軸線回りに高速回転されるとともに、工具本体の軸線方向に送りを与えられ、被切削材に予め設けられた下穴に挿入され、工具本体の先端部に工具径方向外側に向かって突出するように設けられた切刃によって下穴の内壁面を切削加工し、所定の内径の加工穴を形成する。
【特許文献１】特開２００５―２４６５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来の切削工具においては、切刃はインサートのコーナー部分の辺稜部に形成されているため鋭く尖った形状をなしている。よって、工具本体が軸線方向に送られる際には、この鋭い切刃が被切削材の下穴の内壁面に喰い付きながら切削加工をしていくため、被切削材の下穴は切刃の先端形状に応じて鋭角状に削り取られていく。従って、加工穴内壁面はこの切刃の軌跡が一回転当たりの送り量分だけずれて重ね合わされた形状となり、ボーリングバーの一回転当たりの送り量を大きくした場合には、面粗さが粗くなり加工精度が低下するという問題があった。さらに、切刃の先端には切削抵抗が集中するため、ビビリ振動や欠損が発生し易いという問題があった。
【０００６】
この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、加工穴内壁面の面粗さを向上させることができるとともに、ビビリ振動や欠損が発生するのを防止して良好な切削加工を行うことができる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】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る切削工具は、軸線回りに回転される工具本体にインサートが着脱可能に装着され、被切削材に予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具であって、前記インサートは、四角形平板状をなして、２つの四角形面と４つの側面とを有し、一の前記側面の角部に切刃が形成され、前記四角形面と一の前記側面に隣接する他の前記側面との境界部に平坦状をなすフラット部が形成されるとともに、前記切刃における前記フラット部との交差稜線部が直線刃とされ、前記工具本体の先端外周部に工具先端側と工具径方向外側とに向けて開口された凹溝が形成されるとともに、該凹溝の工具先端側の面に取付座が設けられ、前記取付座に、前記インサートが、前記直線刃を工具径方向外側に向けて、かつ前記直線刃が前記軸線に対して平行になるように装着されていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴の切削工具によれば、切刃のうちフラット部との交差稜線部に形成された直線刃が工具本体径方向外側に向けられ、かつ軸線と平行となるように配置されているため、被切削材の下穴に沿って直線刃が摺接することになる。従って、被切削材の下穴をこの直線刃でさらうように切削することができ、切刃と下穴との接触長さを大きくしながら該下穴の表面形状に沿って切削加工を施していくことが可能となるため、加工穴内壁面の面粗さが劣化するのを防止できる。さらに、切削抵抗を分散させることができるため、ビビリ振動や欠損が発生するのを抑制できる。
【０００９】
また、本発明に係る切削工具は、前記フラット部と前記四角形面との境界部に所定の曲率半径を有するコーナーＲ部が設けられ、前記切刃における前記コーナーＲ部との交差稜線部がノーズＲ刃とされたことを特徴としている。
【００１０】
加工時に工具本体が軸線の工具先端方向に送られる際には、ノーズＲ刃が最初に被切削材の下穴に接触するため、加工時の応力の集中が抑えられ、切刃におけるビビリ振動や欠損をより抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る切削工具によれば、直線刃によって下穴を加工することによって、加工穴内壁面の面粗さを向上させることができるとともに、ビビリ振動や欠損が発生するのを防止して良好な切削加工を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明に係る切削工具の実施形態のボーリングバーについて、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施形態であるボーリングバーの側面図、図２は図１の部分拡大図、図３は本発明の実施形態であるボーリングバーの正面図、図４から図７はインサートを示す図である。本実施形態のボーリングバー１は、工具本体１０の先端部に複数のインサート２０が装着されて構成されている。
【００１３】
工具本体１０は、図１に示すように、例えば鋼材等から構成された軸線Ｏを中心として形成された長尺円柱状の形状をなしており、工具後端側（図１において上側）には、工具本体１０を図示しない工作機械等に取り付けるための取付部１１が形成されている。
【００１４】
また、工具本体１０の内部には、軸線Ｏに沿って延びるクーラント供給孔１２が穿設されており、該クーラント供給孔１２の一端は取付穴１１に開口されている。また、クーラント供給孔１２の先端部から、後述する複数設けられた凹溝１５のそれぞれに向かってクーラント供給路１３が形成されている。
【００１５】
さらに、工具本体１０の先端部外周には、工具先端側と工具径方向外側に向けて開口し、これが工具後端側に向けて一定距離延びるようにして形成された凹溝１５が、図３に示すように、円周方向に間隔を空けて複数（本実施形態においては７つ）形成されている。
【００１６】
この凹溝１５には、クーラント供給路１３が開口されており、該凹溝１５の工具回転方向Ｔ後方には、インサート２０を装着するための取付座１６が設けられ、取付座１６の工具後端側の壁面１６ａは、工具径方向内側に向かうにしたがい工具先端側に近づく傾斜面とされており、この壁面１６ａにはインサート取付ネジ孔（図示省略）が穿設されている。
【００１７】
工具本体１０の先端部外周に装着されるインサート２０は、超硬合金等の硬質材料で構成され、図４及び図５に示すように、表裏に２つの四角形面２１（２１ａ、２１ｂ）と、これら四角形面２１ａ、２１ｂに接する４つの側面２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）とを有する概略六面体状を呈している。
【００１８】
２つの四角形面２１は略長方形状をなして、表裏反転させたときにその中心軸回りに互いに９０°回転対称となるように平行に配置されており、これら四角形面２１の中央部にはインサート取付ネジ３０を挿通するためのインサートネジ挿通孔２６が形成されている。
【００１９】
図５においてこのインサート２０をＡ方向から見ると、図６に示すように側面２２ａは正面側に対して背面側が長い等脚台形状とされて、正面側の四角形面２１ａの短辺から背面側の四角形面２１ｂの長辺に向かって漸次後退するように傾斜して配置されており、この側面２２ａと対向する側面２２ｃも同様に配置されている。また、図５においてインサート２０をＢ方向から見ると図７に示すように側面２２ｂは正面側に対して背面側が短い等脚台形状とされて、背面側の四角形面２１ｂの短辺から正面側の四角形面２１ａの長辺に向かって漸次後退するように傾斜して配置されており、この側面２２ｂに対向する側面２２ｄも同様に配置されている。即ち、このインサート２０は正面視した際に対向する２つずつの辺稜部の中点を通る面に対して対称となるように形成されている。
【００２０】
また、図４及び図６に示すように、側面２２ａの短辺両端部の角部における四角形面２１ａ及び側面２２ｂ、２２ｄとの交差稜線部には、側面２２ａをすくい面とする切刃２３が設けられている。さらに、四角形面２１ａと側面２２ｂとの境界部及び四角形面２１ａと側面２２ｄとの境界部には、側面２２ａからこれに対向する側面２２ｃに向かって平坦状に切り欠かれるようにして形成された２つのフラット部２４が設けられており、上述の切刃２３におけるこのフラット部２４と側面２２ａとの交差稜線部は直線刃２３ａとされている。
【００２１】
さらに、この２つのフラット部２４と四角形面２１ａの境界部は所定の曲率半径を有して側面２２ａから側面２２ｃに向かって延びるコーナーＲ部２５が設けられており、切刃２３におけるコーナーＲ部２５と側面２２ａとの交差稜線部がノーズＲ刃２３ｂとされている。従って、切刃２３は、側面２１ａの短辺から斜辺に向かって曲線状のノーズＲ刃２３ｂと直線状の直線刃２３ａが連なるように構成されている。また、側面２２ａと四角形面２１ａとの交差稜線も必要に応じて切刃とされる。
【００２２】
また、このような切刃２３は、側面２２ａに対向する側面２２ｃの短辺両端部の角部にも同様に設けられており、さらに側面２２ａに隣接する側面２２ｂ、２２ｄにおいても同様に短辺両端部の角部に切刃２３が形成され、背面側の四角形面２１ｂと側面２２ａ、２２ｂとの間にフラット部２４及びコーナーＲ部２５が形成されることにより直線刃２３ａ及びノーズＲ刃２３ｂがそれぞれの切刃２３に形成されている。
【００２３】
このようなインサート２０は、２つの四角形面２１ａ、２１ｂのいずれか一方が取付座１６の工具後端側の壁面１６ａに当接させられて、インサート取付ネジ３０がインサートネジ挿通孔２６に挿通され、壁面１６ａのインサート取付ネジ孔（図示省略）に螺着されることにより工具本体１０に装着される。
【００２４】
本実施形態では、例えば、図４に示す背面側の四角形面２１ｂが壁面１６ａに当接させられた状態で装着されており、この際、工具先端側を向く四角形面２１ａと側面２２ｄとの境界部に形成されたフラット部２４が工具径方向外側に向けられている。これに伴って、側面２２ａ、２２ｃの角部の切刃２３も工具径方向外側に向けられ、図１及び図２に示すように、切刃２３における直線刃２３ａが工具径方向外側を向き、かつ軸線Ｏに対して平行になるように配置されている。なお、本実施形態では、複数の取付座１６に取り付けられたインサート２０の工具径方向外側に向けられた切刃２３は、周方向の間隔が不当分割となるように配置されている。
【００２５】
以上のような構成のボーリングバー１は、工作機械の主軸端に工具本体１０の取付部を介して取り付けられ、軸線Ｏ周りに高速回転されるとともに軸線Ｏの工具先端方向に向けて送りが与えられ、被切削材に予め形成された下穴に挿入される。そして、インサート２０の工具径方向外側に向けられた切刃２３のうち工具回転方向Ｔ前方側の切刃２３によって下穴の内壁面を切削加工し、所定の内径の加工穴を形成していく。また、切削加工の際には、クーラント供給孔１２及びクーラント供給路１３を介して切刃２３にクーラントが供給されて、摩擦が低減されるとともに加工熱が除去され円滑な切削が行われる。
【００２６】
本実施形態のボーリングバー１によれば、切削加工時においては、軸線Ｏに対して平行に配置された直線刃２３ａが被削材の下穴に沿って摺接することになる。従って、被切削材の下穴をこの直線刃２３ａでさらうように切削することができるため、加工穴内壁面の面粗さを滑らかにすることができる。また、切刃２３と下穴との接触長さを大きくしながら切削加工を施していくことが可能となるため、ボーリングバー１の送り量を大きくした場合であっても、加工穴内壁面の面粗さが劣化することを防止することができる。また、切刃２３の先端が尖っている場合に比べて切削抵抗を分散させることができるため、ビビリ振動や欠損を防止することが可能となる。しかも、本実施形態では、切刃２３が周方向の間隔が不当分割となるように配置されているため、切削抵抗の作用が不均一となって互いに打ち消し合うことによってもビビリ振動を防止することができる。
【００２７】
さらに、加工時に工具本体１０が軸線Ｏの工具先端方向に送られる際には、所定の曲率半径を有するノーズＲ刃２３ｂが最初に被切削材の下穴に接触するため、加工時の応力の集中が抑えられ、切刃２３における欠損をより防止することが可能となる。
【００２８】
以上、本発明の切削工具の実施形態であるボーリングバー１０について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態においては、背面側の四角形面２１ｂが取付座１６の工具先端側を向く壁面１６ａに当接されているが、正面側の四角形面２１ａが該壁面１６ａに当接されるように装着されたものであってもよい。即ち、インサート２０は表裏の四角形面２１ａ、２１ｂが９０°回転対象とされているので、インサート２０の表面、裏面ともに使用することができる。
【００２９】
また、インサート２０は正面視した際に２つずつの辺稜部の中点を通る面に対して対象となるように形成されているので、インサート２０を１８０°回転させて使用してもよい。さらに、切刃２３は各側面２２の短辺両端部にそれぞれ設けられているため、工具回転方向Ｔが逆向きの工具本体１０に装着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態であるボーリングバーの側面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明の実施形態であるボーリングバーの正面図である。
【図４】インサートの斜視図である。
【図５】インサートの正面図である。
【図６】図５におけるＡ方向矢視図である。
【図７】図５におけるＢ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      ボーリングバー（切削工具）
１０    工具本体
１５    凹溝
１６    取付座
２０    インサート
２１    四角形面
２２    側面
２３    切刃
２３ａ  直線刃
２３ｂ  ノーズＲ刃
２４    フラット部
２５    コーナーＲ部
【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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