專利名稱：切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切削工具，尤其是涉及能夠防止切屑堵塞的切削工具。
背景技術(shù)：
在以FRP (纖維強(qiáng)化塑料)為代表的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料、尤其是CFRP (碳纖維強(qiáng)化 塑料)作為被削材料的開孔加工中，由于內(nèi)部的纖維難以切斷，因而存在著纖維纏結(jié)而在 孔的周壁發(fā)生起毛刺或所層疊的纖維層剝離而在孔的周壁發(fā)生層間剝離(分層)的問題。 另外，在因纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的開孔加工而產(chǎn)生的切屑中含有大量纖維，如果纖維飛散，則 作業(yè)環(huán)境惡化，因而迫切期望切屑的產(chǎn)生量的削減。為了消除這樣的問題或迫切期望，公開了一種開孔工具，該開孔工具具備圍繞軸 心0而旋轉(zhuǎn)的工具本體10、在該工具本體10的前端面開口的孔10a、與該孔IOa連通且形 成于工具本體10的外周的切屑排出槽12以及固定于該切屑排出槽12的前端棱線部的刀 片13 (專利文獻(xiàn)1)。在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，由于在工具本體10的軸心0附近不進(jìn) 行切削，因而孔IOa的內(nèi)側(cè)的被削材料被刀片13的切刃16挖空，殘留在孔IOa的內(nèi)側(cè)。而 且，由于只有切刃16切入的部分成為切屑，因而能夠削減切屑的產(chǎn)生量。專利文獻(xiàn)1 日本特開平2-237707號(hào)公報(bào)(圖1至圖3)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，如專利文獻(xiàn)1的圖3所記載的那樣，由于刀 片13的內(nèi)側(cè)從孔IOa的內(nèi)側(cè)面突出至軸心0側(cè)，因而存在著容易出現(xiàn)切削中所產(chǎn)生的切屑 堵塞在孔IOa的刀片13附近的不良狀況(切屑堵塞)的問題。如果發(fā)生切屑堵塞，則存在 著切削效率下降并且發(fā)生形成于被削材料的孔的內(nèi)壁的變粗糙而容易發(fā)生起毛刺或分層 的問題或切削阻力增大而使開孔工具折損的問題。本發(fā)明是為了解決上述的問題而做出的，其目的在于，提供能夠防止切屑堵塞的 切削工具。為了達(dá)成該目的，權(quán)利要求1所記載的切削工具具備圍繞軸心而旋轉(zhuǎn)的主體、在 所述主體的前端面開口的孔部、由所述孔部和所述主體的外周面形成的壁部、從所述壁部 的前端面切口且與所述孔部連通的切口部以及形成或保持于所述切口部與所述壁部的前 端面交叉的部位的刃部，其中，所述刃部具備形成于軸心方向的前端的底刃和通過所述底 刃的內(nèi)側(cè)端部且經(jīng)由棱線而與前傾面交叉的內(nèi)側(cè)側(cè)面，所述內(nèi)側(cè)側(cè)面隨著朝向所述主體的 旋轉(zhuǎn)相反方向而相對(duì)于假想的圓筒側(cè)面向離開的方向傾斜，其中，所述假想的圓筒以通過 所述底刃的內(nèi)側(cè)端部的旋轉(zhuǎn)軌跡作為圓筒底面且沿著所述軸心。權(quán)利要求2所記載的切削工具為，在權(quán)利要求1所記載的切削工具中，所述主體的 軸心與所述孔部的軸線偏離而構(gòu)成。權(quán)利要求3所記載的切削工具為，在權(quán)利要求2所記載的切削工具中，所述刃部形 成或保持于所述壁部的最厚的部位。
權(quán)利要求4所記載的切削工具具備圍繞軸心而旋轉(zhuǎn)的主體、在所述主體的前端面 開口的孔部、由所述孔部和所述主體的外周面形成的壁部、從所述壁部的前端面切口且與 所述孔部連通的切口部以及形成或保持于所述切口部與所述壁部的前端面交叉的部位的 刃部，其中，所述刃部具備形成于軸心方向的前端的底刃和通過所述底刃的內(nèi)側(cè)端部且經(jīng) 由棱線而與前傾面交叉的內(nèi)側(cè)側(cè)面，所述棱線隨著從所述主體的前端面朝向后端側(cè)而相對(duì) 于通過所述底刃的內(nèi)側(cè)端部的與所述軸心平行的直線向離開的方向傾斜。
權(quán)利要求5所記載的切削工具為，在權(quán)利要求4所記載的切削工具中，在所述壁部 形成多個(gè)所述切口部，所述刃部形成或保持于所述切口部與所述壁部的前端面交叉的部位 的各個(gè)上。權(quán)利要求6所記載的切削工具為，在權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所記載的切削工具 中，所述刃部具備經(jīng)由外周拐角而與所述底刃交叉的外周刃。權(quán)利要求7所記載的切削工具為，在權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的切削工具中， 所述孔部從所述主體的前端面至后端貫通，后端側(cè)的直徑形成為比前端側(cè)的直徑大。依照權(quán)利要求1所記載的切削工具，由于具備圍繞軸心而旋轉(zhuǎn)的主體、在該主體 的前端面開口的孔部、由該孔部和主體的外周面形成的壁部、從壁部的前端面切口且與孔 部連通的切口部以及形成或保持于該切口部與壁部的前端面交叉的部位的刃部，刃部具備 形成于軸心方向的前端的底刃，因而被削材料被底刃挖空。被挖空的被削材料形成為以底 刃的內(nèi)側(cè)端部的旋轉(zhuǎn)軌跡為圓筒底面且擁有沿著軸心的圓筒側(cè)面的圓筒狀。在此，刃部具備通過底刃的內(nèi)側(cè)端部且經(jīng)由棱線而與前傾面交叉的內(nèi)側(cè)側(cè)面，該 內(nèi)側(cè)側(cè)面隨著朝向主體的旋轉(zhuǎn)相反方向而相對(duì)于假想的圓筒側(cè)面向離開的方向傾斜，其 中，該假想的圓筒以通過底刃的內(nèi)側(cè)端部的旋轉(zhuǎn)軌跡作為圓筒底面且沿著軸心。由于該傾 斜容易將切屑沿刃部的旋轉(zhuǎn)相反方向排出，因而具有能夠防止切屑堵塞的效果。依照權(quán)利要求2所記載的切削工具，除了權(quán)利要求1所記載的切削工具取得的效 果之外，還具有這樣的效果由于主體的軸心與孔部的軸線偏離而構(gòu)成，因而能夠在刃部的 內(nèi)側(cè)側(cè)面和壁部形成相當(dāng)于主體的軸心和孔部的軸線的偏離量的空隙。由于能夠通過設(shè)置 與主體的軸心偏心的孔部而形成空隙，因而能夠容易地制造切削工具，能夠提高切削工具 的生產(chǎn)性。依照權(quán)利要求3所記載的切削工具，除了權(quán)利要求2所記載的切削工具取得的效 果之外，還具有這樣的效果由于刃部形成或保持于壁部的最厚的部位，因而能夠在刃部的 旋轉(zhuǎn)相反方向的壁部設(shè)置空隙。結(jié)果，由于能夠避免刃部的旋轉(zhuǎn)相反方向的壁部和被削材 料的摩擦，因而能夠?qū)⒌兹械膬?nèi)側(cè)端部穩(wěn)定地送入被削材料，能夠提高切削性。依照權(quán)利要求4所記載的切削工具，由于具備圍繞軸心而旋轉(zhuǎn)的主體、在該主體 的前端面開口的孔部、由該孔部和主體的外周面形成的壁部、從該壁部的前端面切口且與 孔部連通的切口部以及形成或保持于該切口部與壁部的前端面交叉的部位的刃部，刃部具 備形成于軸心方向的前端的底刃，因而被削材料被底刃挖空。被挖空的被削材料形成為以 底刃的內(nèi)側(cè)端部的旋轉(zhuǎn)軌跡為圓筒底面的擁有與軸心平行的圓筒側(cè)面的圓筒狀。在此，刃部具備通過底刃的內(nèi)側(cè)端部且經(jīng)由棱線而與前傾面交叉的內(nèi)側(cè)側(cè)面，棱 線隨著從主體的前端面朝向后端側(cè)而相對(duì)于通過底刃的內(nèi)側(cè)端部的與軸心平行的直線向 離開的方向傾斜。由于該傾斜容易將切屑排出至孔部的后端側(cè)，因而具有能夠防止切屑堵塞的效果。依照權(quán)利要求5所記載的切削工具，除了權(quán)利要求4所記載的切削工具取得的效 果之外，還具有這樣的效果由于在壁部形成多個(gè)切口部，刃部形成或保持于切口部與壁部 的前端面交叉的部位的各個(gè)上，因而通過使刃數(shù)為多個(gè)，從而只要切削速度和輸送速度相 同，就能夠使每1個(gè)刃的輸送速度變小，能夠提高面粗糙度。而且，能夠抑制切削中的偏心 和顫振，能夠防止被削材料的孔徑的擴(kuò)大或切削工具的折損。依照權(quán)利要求6所記載的切削工具，除了權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所記載的切削 工具取得的效果之外，還具有這樣的效果由于刃部具備經(jīng)由外周拐角而與底刃交叉的外 周刃，因而能夠以使外周拐角切入被削面而切斷被削材料的方式切削。而且，外周刃將形成 于被削材料的孔的內(nèi)周部分切斷。由此，能夠提高形成于被削材料的孔的面粗糙度。依照權(quán)利要求7所記載的切削工具，除了權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所記載的切削 工具取得的效果之外，還具有這樣的效果由于孔部從主體的前端面至后端貫通，后端側(cè) 直徑形成為比前端側(cè)的直徑大，因而能夠容易將在切削中引導(dǎo)至孔部?jī)?nèi)的切屑向后端側(cè)排 出，能夠進(jìn)一步效率良好地防止切屑堵塞。


圖1 (a)是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的切削工具的正面圖，圖1 (b)是從圖1 (a)的箭 頭Λ方向看時(shí)的切削工具的側(cè)面圖，圖1(c)是從圖1(a)的箭頭Ic方向看時(shí)的切削工具 的側(cè)面圖。圖2 (a)是切削工具的刃部及其附近的立體圖，圖2(b)是切削工具的圖1(a)所示 的前端面的放大圖。圖3(a)是第2實(shí)施方式的切削工具的正面圖，圖3 (b)是第3實(shí)施方式的切削工 具的正面圖。圖4(a)是第4實(shí)施方式的切削工具的側(cè)面圖，圖4(b)是第5實(shí)施方式的切削工 具的側(cè)面圖。圖5 (a)是第6實(shí)施方式的切削工具的正面圖，圖5(b)是從圖5(a)的箭頭Vb方 向看時(shí)的切削工具的側(cè)面圖，圖5(c)是刃部的立體圖，圖5(d)是放大圖5(b)的由Vd表示 的部分而顯示的切削工具的部分放大側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1(a)是本發(fā)明的第1 實(shí)施方式的切削工具的正面圖，圖1(b)是從圖1(a)的箭頭Λ方向看時(shí)的切削工具的側(cè)面 圖，圖1(c)是從圖1(a)的箭頭Ic方向看時(shí)的切削工具的側(cè)面圖。圖1(a)所圖示的箭頭 表示切削工具的旋轉(zhuǎn)方向。此外，在圖1(b)和圖1(c)中，省略切削工具的軸方向的中間部 分的圖示。參照?qǐng)D1，對(duì)切削工具1的概略構(gòu)成進(jìn)行說明。如圖1所示，切削工具1主要具備 主體2、在該主體2的前端面加開口的孔部3、由該孔部3和主體2的外周面2b形成的壁 部4、從該壁部4的前端面加切口且與孔部3連通的切口部5以及形成于該切口部5和壁 部4的前端面加交叉的部位的刃部6。在本實(shí)施方式中，切削工具1作為刃部6和柄部7與主體2成為一體的整體類型而構(gòu)成。通過經(jīng)由形成于主體2的后端側(cè)的柄部7而對(duì)切削 工具1傳遞圖中未顯示的機(jī)械加工中心等加工機(jī)械的旋轉(zhuǎn)力，從而主體2圍繞軸心0而旋 轉(zhuǎn)(圖1(a)的箭頭方向)，從而切削工具1能夠進(jìn)行被削材料的切削加工。主體2由超硬合金或高速度工具鋼構(gòu)成為大致軸狀體，后端側(cè)是經(jīng)由柄部7而安 裝于加工機(jī)械的部位。在與柄部7相反的主體2的端面(前端面2a)具備刃部6。另外， 在主體2的外周面2b上，隨著從前端面加朝向后端而外徑縮小的倒錐2c形成于從前端面 2a的規(guī)定的范圍內(nèi)。通過形成倒錐2c，從而能夠順利地進(jìn)行主體2的軸方向的輸送運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施方式中，前端面加相對(duì)于主體2的與軸心0正交的截面(軸直角截面) 的傾斜角θ 1(參照?qǐng)D1(b))構(gòu)成為2 10°。由此，能夠兼顧切削工具1的切削效率和加 工精度。此外，隨著前端面加的傾斜角Θ1比2°更小，將會(huì)出現(xiàn)切削中的切入深度變小且 切削效率下降的傾向。另一方面，隨著傾斜角θ 1比10°更大，將會(huì)出現(xiàn)壁部4容易彎曲且 產(chǎn)生顫振而加工精度下降的傾向。主體2具備在前端面加開口的孔部3?？撞?是容納切削中的切屑的部位。在本 實(shí)施方式中，在主體2的軸直角截面中，孔部3截面輪廓線形成為大致圓形。另外，孔部3 從主體2的前端面加到柄部7以相同直徑與軸心0平行地貫通形成。由于孔部3從前端 面加到柄部7而貫通形成，因而通過將圖中未顯示的吸引裝置與柄部7連接，從而能夠從 孔部3吸引切削中所產(chǎn)生的切屑而防止切屑飛散至周圍。此外，在主體2的軸直角截面中，孔部3的截面輪廓線的面積s相對(duì)于主體2的外 周面2b的截面輪廓線的面積S的比率(s/S)優(yōu)選為0. 5 0. 8。由此，能夠兼顧抑制切削 的堵塞和確保壁部4的剛性。另外，隨著比率(s/S)比0.5更小，由于被切削的被削材料的 量增大，因而將出現(xiàn)切屑的產(chǎn)生量增加而容易產(chǎn)生切屑阻塞的傾向。另一方面，隨著比0.8 更大，將出現(xiàn)壁部4的厚度變薄而壁部4的剛性下降的傾向。而且，孔部3形成于其軸線c與主體2的軸心0偏離的位置，在前端面2a，孔部3 的軸線c位于朝向主體2的后端而從軸心0下降傾斜的部位(圖1 (a)和圖1 (b)的上側(cè)， 圖1 (c)的紙面里側(cè))。由該孔部3和主體2的外周面形成壁部4。由于孔部3的軸線c和 主體2的軸心0偏離，因而如圖1 (a)所示，壁部4的厚度沿著旋轉(zhuǎn)方向變得不均勻。在此，孔部3的軸線c和主體2的軸心0的偏離量(以下稱為“偏心量”)也取決 于主體2的外徑A，但優(yōu)選為0. Olmm以上0. 5mm以下。另外，偏心量a相對(duì)于主體2的外 徑A的比率(a/A)優(yōu)選為0.8以下。由此，能夠兼顧抑制切屑的堵塞和確保壁部4的剛性。 此外，如果偏心量比0.01mm更小，那么，由于由底刃6a挖空成圓筒狀的被削材料的圓筒側(cè) 面(后述)和孔部3的間隙(空隙)較小，因而容易產(chǎn)生切屑堵塞。另外，如果偏心量超過 0.5mm或比率a/A超過0.8，則偏心側(cè)(圖1 (a)的上側(cè))的壁部4的厚度變薄而容易折損。切口部5從壁部4的前端面加切口且與孔部3連通，是將切削中的切屑向孔部3 引導(dǎo)的部位。切口部5以前端面加中的壁部4的最厚的部位(從軸心0方向的前端看時(shí)， 為以軸線c為起點(diǎn)而通過軸心0的直線s和壁部4交叉的部位。圖1(a)的下側(cè)。)為起 點(diǎn)而沿旋轉(zhuǎn)方向(圖1(a)的箭頭方向)以規(guī)定的開口寬度切口至終端如。此外，切口部5 的終端如并非從外周面2b朝向軸心0而形成，而是從外周面2b朝向通過軸心0和軸線c 的平面與孔部3的內(nèi)周面交叉的線而形成。由此，能夠使旋轉(zhuǎn)相反方向(圖1(a)的箭頭相 反方向)上的壁部4的厚度從刃部6至切口部5的終端fe而逐漸變薄。
另外，在本實(shí)施方式中，相對(duì)于壁部4的中心角Θ2(參照?qǐng)D1(a))設(shè)定為約 240°，但中心角Θ2能夠在90° 270° (相對(duì)于切口部5的中心角為270° 90° )的 范圍適當(dāng)設(shè)定。由此，能夠兼顧抑制切屑的堵塞和確保向心性。此外，隨著中心角Θ2比 90°更小，將出現(xiàn)向心性下降并且壁部4的剛性下降而容易折損的傾向。另一方面，隨著中 心角Θ2比270°更大，由于切口部5的開口寬度較窄，因而將出現(xiàn)切削中所產(chǎn)生的切屑難 以侵入切口部5而容易產(chǎn)生切屑堵塞的傾向。另外，切口部5的軸方向上的離底刃6a的長(zhǎng)度1優(yōu)選為0. Imm以上且在被削材料 的厚度以下。由此，能夠兼顧提高切削效率和確保壁部4的剛性。此外，隨著切口部5的長(zhǎng) 度1比0. Imm更短，由于難以增大切削中的切入深度，因而將出現(xiàn)切削效率下降的傾向。另 一方面，隨著切口部5的長(zhǎng)度1比被削材料的厚度更長(zhǎng)，將出現(xiàn)壁部4的剛性下降而容易產(chǎn) 生顫振并且容易折損的傾向。另外，如果切口部5的長(zhǎng)度1比被削材料的厚度更長(zhǎng)，那么， 在連接圖中未顯示的吸引裝置而從柄部7吸引孔部3內(nèi)的切屑的情況下，由于也從切口部 5吸引空氣，因而吸引力下降。刃部6具備形成于軸心0方向的前端的底刃6a而構(gòu)成。底刃6a在切口部5和壁 部4的前端面加交叉的部位與主體2的軸直角截面平行地形成。另外，刃部6具備經(jīng)由外 周拐角6b而與底刃6a交叉的外周刃6c。外周刃6c作為與切口部5和主體2的外周面2b 的交叉棱線2d(參照?qǐng)D1(c))相連的直刃而與軸心0平行地形成。在此，刃部6的后隙面6d的刃口斜角θ 3(參照?qǐng)D1(c))優(yōu)選為2° 10°。由 此，能夠兼顧減少后隙面磨損和確保刃尖強(qiáng)度。此外，隨著刃口斜角θ 3比2°更小，將出現(xiàn) 后隙面磨損容易增加的傾向。隨著刃口斜角Θ3比10°更大，將出現(xiàn)刃尖強(qiáng)度下降而容易 產(chǎn)生底刃6a的缺損的傾向。接著，參照?qǐng)D2，對(duì)切削工具1的刃部6及其附近詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖2(a)是切削 工具1的刃部6及其附近的立體圖，圖2 (b)是切削工具1的圖1 (a)所示的前端面加的放 大圖。此外，圖2(b)所圖示的箭頭表示切削工具1的旋轉(zhuǎn)方向。如圖2(a)所示，刃部6具備內(nèi)側(cè)側(cè)面Mi而構(gòu)成，該內(nèi)側(cè)側(cè)面通過底刃6a的內(nèi)側(cè) 端部6e，而且，經(jīng)由棱線6g而與前傾面6f交叉。如圖2(b)所示，該內(nèi)側(cè)側(cè)面Mi隨著朝向 主體B的旋轉(zhuǎn)相反方向(圖1(a)的箭頭相反方向)而相對(duì)于假想的圓筒側(cè)面(沿著軸心 0而使旋轉(zhuǎn)軌跡r從紙面跟前側(cè)連續(xù)至紙面里側(cè)而得到的面)向離開的方向傾斜，其中，該 假想的圓筒以通過底刃6a的內(nèi)側(cè)端部6e的旋轉(zhuǎn)軌跡r作為圓筒底面且沿著軸心0。此外， 如圖2(b)所示，從軸心0方向的前端看時(shí)，切削工具1構(gòu)成為底刃6a的內(nèi)側(cè)端部6e中的 孔部3的截面輪廓線的切線t和底刃6a正交。在此，通過使切削工具1圍繞軸心0而旋轉(zhuǎn)，從而由底刃6削去被削面而挖空被削 材料，因而被挖空的被削材料的形狀成為以底刃6a的內(nèi)側(cè)端部6e的旋轉(zhuǎn)軌跡r作為圓筒 底面且擁有沿著軸心0的圓筒側(cè)面的圓筒狀。由于內(nèi)側(cè)側(cè)面Mi隨著朝向主體2的旋轉(zhuǎn)相 反方向(圖1(a)的箭頭相反方向)而向離開的方向傾斜，因而通過該傾斜而在刃部6的旋 轉(zhuǎn)相反方向(圖1(a)的箭頭相反方向)上造成空隙，容易排出切屑。由此，能夠防止切削 工具1的切屑堵塞。另外，由于內(nèi)側(cè)側(cè)面他的傾斜通過使孔部3的軸線c相對(duì)于主體2的 軸心0偏離而將孔部3穿設(shè)于主體2而形成，因而能夠容易地制造切削工具1，能夠提高生 產(chǎn)性。
另外，由于刃部6形成于壁部4的最厚的部位(以孔部3的軸線c為起點(diǎn)且通過 軸心0的直線s與壁部4交叉的部位)，因而能夠在刃部6的旋轉(zhuǎn)相反方向的壁部4的內(nèi)周 面造成空隙。結(jié)果，由于能夠避免刃部6的旋轉(zhuǎn)相反方向的壁部4和被削材料的摩擦，因而 能夠?qū)⒌兹?a的內(nèi)側(cè)端部6e穩(wěn)定地送入被削材料，能夠提高切削性。而且，由于壁部4形成為從刃部6至切口部5的終端fe壁厚逐漸變薄，因而能夠 抑制被挖空的被削材料和切削工具1干涉。結(jié)果，能夠抑制切削中的切削工具1的偏心和 顫振，能夠防止折損。接著，參照?qǐng)D3，對(duì)第2實(shí)施方式和第3實(shí)施方式的切削工具11，21進(jìn)行說明。在 第1實(shí)施方式中，對(duì)這樣的情況進(jìn)行了說明從軸心0方向的前端看時(shí)，底刃6a的內(nèi)側(cè)端部 6e中的孔部3的截面輪廓線的切線t和底刃6a正交而構(gòu)成，相對(duì)于壁部4的中心角θ 2設(shè) 定為約對(duì)0°。與此相對(duì)的是，對(duì)這樣的情況進(jìn)行說明在第2實(shí)施方式的切削工具11中， 從軸心0方向的前端看時(shí)，底刃16a的內(nèi)側(cè)端部16e中的孔部3的截面輪廓線的切線t和 底刃16a以超過90°的角度交叉而構(gòu)成，相對(duì)于壁部14的中心角θ 2設(shè)定為約180°。另 外，對(duì)這樣的情況進(jìn)行說明在第3實(shí)施方式的切削工具21中，從軸心0方向的前端看時(shí)， 底刃26a彎入而形成。此外，對(duì)與第1實(shí)施方式相同的部分標(biāo)記相同的符號(hào)，并省略說明。 圖3(a)是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的切削工具11的正面圖，圖3(b)是本發(fā)明的第3實(shí)施方 式的切削工具21的正面圖。如圖3(a)所示，從軸心0方向的前端看時(shí)，形成于切削工具11的刃部16的底刃 16a與底刃16a的內(nèi)側(cè)端部16e中的孔部3的截面輪廓線的切線t以超過90°的角度θ 4 交叉而構(gòu)成。角度θ 4優(yōu)選為90° < Θ4<100°。由此，能夠兼顧切削性和工具壽命，并 且，能夠使切屑厚度變薄，能夠使切削阻力的變動(dòng)變小，還能夠抑制顫振。在此，隨著角度 Θ4比90°更小，將出現(xiàn)切削性下降的傾向，隨著比100°更大，將出現(xiàn)外周側(cè)的刃尖強(qiáng)度 下降而容易缺損且工具壽命下降的傾向，并且，將出現(xiàn)刃尖容易陷入被削材料而容易在被 削材料的孔的內(nèi)壁產(chǎn)生起伏的傾向。接著，如圖3(b)所示，從軸心0方向的前端看時(shí)，底刃^a彎入而形成切削工具21 的刃部沈。通過使底刃沈彎入，從而由于內(nèi)側(cè)端部26e和外周拐角26b這兩者先行地切入 被削材料，因而底刃26a能夠提高切削性。另外，由于壁部14，24的中心角θ 2構(gòu)成為約180°，因而第2實(shí)施方式和第3實(shí) 施方式的切削工具11，21與第1實(shí)施方式的切削工具1相比較而能夠提高切口部15，25的 開口寬度。結(jié)果，由于能夠容易將切屑從切口部15，25引導(dǎo)至孔部3，因而能夠抑制切屑堵 塞。此外，由于壁部14，24的中心角θ 2構(gòu)成為約180°，因而切削工具11，21的切口部15， 25的終端15a，2fe從外周面2b朝向軸心0而形成。由此，能夠使旋轉(zhuǎn)相反方向(圖3 (a) 和圖3(b)的箭頭相反方向)上的壁部14，24的厚度從刃部16，沈至切口部15，25的終端 1 ，2 逐漸變薄。結(jié)果，能夠抑制被挖空的被削材料和切削工具11，21干涉。由此，能夠 抑制切削工具11，21的切削中的偏心和顫振，能夠防止折損。此外，切削工具1，11，21能夠 適當(dāng)選擇適于被削材料的硬度或剛性等的切削工具。接著，參照?qǐng)D4，對(duì)第4實(shí)施方式和第5實(shí)施方式的切削工具31，41進(jìn)行說明。在 第1實(shí)施方式中，對(duì)這樣的情況進(jìn)行了說明孔部3從主體2的前端面加至后端側(cè)以相同 直徑與軸心0平行地貫通形成，外周刃6c作為與軸心0平行的直刃而構(gòu)成。與此相對(duì)的是，將對(duì)這樣的情況進(jìn)行說明在第4實(shí)施方式的切削工具31中，孔部33從主體2的前端面加 至后端側(cè)內(nèi)徑擴(kuò)大地貫通形成，外周刃36c作為相對(duì)于軸心0而螺旋的螺旋刃而構(gòu)成。另 外，對(duì)這樣的情況進(jìn)行說明在第5實(shí)施方式的切削工具41中，孔部43并不貫通形成，而是 形成為有底，外周刃46c作為彎曲的螺旋刃而構(gòu)成。此外，對(duì)與第1實(shí)施方式相同的部分標(biāo) 記相同的符號(hào)，并省略說明。圖4(a)是第4實(shí)施方式的切削工具31的側(cè)面圖，圖5(b)是 本發(fā)明的第5實(shí)施方式的切削工具41的側(cè)面圖。如圖4(a)所示，切削工具31的外周刃36c作為相對(duì)于軸心0而螺旋的螺旋刃而 構(gòu)成。能夠根據(jù)被削材料的硬度或剛性等而適當(dāng)設(shè)定外周刃36c的螺旋角。通過以外周刃 36c作為螺旋刃而構(gòu)成，從而，雖然也取決于被削材料的硬度或剛性等，但切削阻力變動(dòng)較 小且平滑，因而能夠抑制被削材料的孔的內(nèi)壁變粗糙。另外，由于切削阻力分成軸方向和輸 送方向的分力，因而與直刃的情況相比較，能夠使輸送方向的切削阻力下降，并且，能夠使 切削的負(fù)荷分散，使重切削(輸送速度或切入深度的增加)成為可能。另外，由于切削工具31的孔部33從主體2的前端面加至后端內(nèi)徑擴(kuò)大地貫通形 成，因而能夠容易將在切削中引導(dǎo)至孔部33內(nèi)的切屑向后端側(cè)排出，能夠進(jìn)一步效率良好 地防止切屑堵塞。接著，如圖4(b)所示，切削工具41的外周刃46c作為彎曲的螺旋刃而構(gòu)成。通過 使外周刃46c彎曲，從而，與第4實(shí)施方式所說明的切削工具31的外周刃36c (未彎曲的外 周刃)相比較，利用較長(zhǎng)的切刃來進(jìn)行相同的切削，因而使切削的負(fù)荷更加分散，雖然也取 決于被削材料的硬度或剛性等，但進(jìn)一步重切削成為可能。另外，切削工具41的孔部43形成為有底。孔部43從主體2的前端面加至底面 43a形成為相同直徑的圓形狀。孔部43的深度設(shè)定為被削材料的厚度以上。由此，能夠?qū)?切削中所產(chǎn)生的切屑容納于孔部43內(nèi)。容納于孔部43的切屑在切削后通過從前端面加 吸引而從孔部43排出。通過使孔部43有底，從而由于在切削工具41的制造工序中，能夠 使孔部43的穿設(shè)工序簡(jiǎn)化，因而能夠提高切削工具41的生產(chǎn)性。接著，參照?qǐng)D5，對(duì)第6實(shí)施方式的切削工具51進(jìn)行說明。在上述實(shí)施方式中，對(duì) 朝向主體2的旋轉(zhuǎn)相反方向而造成空隙的情況進(jìn)行了說明。與此相對(duì)的是，在第6實(shí)施方 式中，對(duì)從主體2的前端面加朝向后端側(cè)而造成空隙的情況進(jìn)行說明。此外，對(duì)與第1實(shí) 施方式相同的部分標(biāo)記相同的符號(hào)，并省略說明。圖5(a)是第6實(shí)施方式的切削工具51 的正面圖，圖5(b)是從圖5(a)的箭頭Vb方向看時(shí)的切削工具51的側(cè)面圖，圖5(c)是刃 部56的立體圖，圖5(d)是放大圖5(b)的由Vd表示的部分而顯示的切削工具51的部分放 大側(cè)面圖。圖5(a)所圖示的箭頭表示切削工具51的旋轉(zhuǎn)方向。此外，在圖5(b)中，省略 切削工具51的軸方向的中間部分的圖示。參照?qǐng)D5，對(duì)切削工具51的概略構(gòu)成進(jìn)行說明。如圖5所示，切削工具51主要具 備主體2、在該主體2的前端面加開口的孔部53、由該孔部53和主體2的外周面2b形成 的壁部M、從該壁部M的前端面加開口且與孔部53連通的切口部55以及保持于該切口 部55和壁部M的前端面加交叉的部位的刃部56。在本實(shí)施方式中，刃部56由刀片構(gòu)成， 通過釬焊而與主體2接合。主體2具備在前端面加開口的孔部53。在本實(shí)施方式中，在主體2的軸直角截 面中，孔部53截面輪廓線形成為大致圓形?？撞?3的軸線c與主體2的軸心0吻合，孔部53與主體2形成為同心狀。另外，孔部53從主體2的前端面加至后端以相同直徑與軸心 0平行地貫通形成。切口部55從壁部M的前端面加的3處以相等的開口寬度等間隔地沿軸方向切 口至規(guī)定的長(zhǎng)度而形成。在切口部55和壁部M的前端面加交叉的部位(3處)，分別保持 刃部56(刀片)。刃部56主要具備形成于軸心0方向的前端的底刃56a和內(nèi)側(cè)側(cè)面5 而構(gòu)成，其 中，該內(nèi)側(cè)側(cè)面5 通過底刃56a的內(nèi)側(cè)端部56e (參照?qǐng)D5 (c))，而且，經(jīng)由棱線56g而與前 傾面56f交叉。另外，如圖5(c)所示，刃部56具備經(jīng)由外周拐角56b而與底刃56a交叉的 外周刃56c。如圖5(a)所示，底刃56a的內(nèi)側(cè)端部56e從孔部53的輪廓線突出至內(nèi)側(cè)(軸 心0側(cè))而構(gòu)成。如圖5(d)所示，刃部56的內(nèi)側(cè)側(cè)面5 和前傾面56f的棱線56g(參照 圖5(c))隨著從主體2的前端面加朝向后端側(cè)而相對(duì)于通過刃部56的內(nèi)側(cè)端部56e的與 軸心0平行的直線u向離開的方向傾斜。在此，切削工具51圍繞軸心0而旋轉(zhuǎn)，由此，由底刃56a削去被削面而將被削材料 挖空成圓筒狀。被挖空的被削材料的圓筒側(cè)面成為以底刃56a的內(nèi)側(cè)端部56e的旋轉(zhuǎn)軌跡 作為圓筒底面且擁有沿著軸心0的圓筒側(cè)面的圓筒狀。該圓筒側(cè)面包含通過底刃56a的內(nèi) 側(cè)端部56e的與軸心0平行的直線U。由于內(nèi)側(cè)側(cè)面5 和前傾面56f的棱線56g隨著從 主體2的前端面加朝向后端側(cè)而相對(duì)于通過底刃56a的內(nèi)側(cè)端部56e的與軸心0平行的 直線u向離開的方向傾斜，因而切削工具51通過該傾斜而在孔部53的軸方向上造成空隙， 容易排出切屑。由此，能夠防止切削工具51的切屑堵塞。而且，由于切口部55形成于3處，刃部56能夠保持于切口部55與壁部M的前端 面加交叉的部位的各個(gè)上，因而通過使刃數(shù)為多個(gè)，從而只要切削速度和輸送速度相同， 就能夠使每1個(gè)刃的輸送速度變小，能夠提高面粗糙度。由此，能夠防止CFRP等纖維強(qiáng)化 復(fù)合材料發(fā)生分層。而且，能夠抑制切削中的偏心和顫振，能夠防止被削材料的孔徑的擴(kuò)大 或切削工具51的折損。此外，棱線56g相對(duì)于直線u的傾斜角θ 5能夠適當(dāng)設(shè)定在2° 10°的范圍。 通過將傾斜角θ 5設(shè)定在2° 10°的范圍，從而能夠造成適度的空隙而防止切屑堵塞，并 且，能夠確保刃尖強(qiáng)度。隨著傾斜角θ 5比2°更小，空隙變小，將出現(xiàn)容易產(chǎn)生切屑堵塞的 傾向，隨著比10°更大，將出現(xiàn)刃尖強(qiáng)度下降且工具壽命下降的傾向。另外，刃部56的后隙面56d(參照?qǐng)D5(c))的刃口斜角優(yōu)選為2° 10°。由此， 能夠兼顧減少后隙面磨損和確保刃尖強(qiáng)度。此外，隨著刃口斜角比2°更小，將出現(xiàn)容易增 加后隙面磨損的傾向。隨著刃口斜角比10°更大，將出現(xiàn)刃尖強(qiáng)度下降且容易產(chǎn)生底刃6a 的缺損的傾向。接著，對(duì)使用如上所述地構(gòu)成的切削工具1來進(jìn)行的耐久試驗(yàn)進(jìn)行說明。耐久試 驗(yàn)是這樣的試驗(yàn)在由切削工具1在規(guī)定的條件下對(duì)被削材料進(jìn)行開孔加工的情況下，測(cè) 定能夠不使孔的內(nèi)壁發(fā)生分層而連續(xù)地進(jìn)行加工的貫通孔的總數(shù)。試驗(yàn)使用第1實(shí)施方式 所說明的切削工具1(以下稱為“本發(fā)明品”)和具備通過與主體2以同心狀穿設(shè)而使軸線 c與主體2的軸心0吻合的孔部以代替該切削工具1的偏心的孔部3的切削工具(以下稱 為“現(xiàn)有品”)來進(jìn)行。本發(fā)明品為，主體2的外徑6. 35mm,孔部3的內(nèi)徑5. 175mm,孔部3的軸線c和主體2的軸心0的偏離量(偏心量)0. 3mm,相對(duì)于壁部4的中心角θ 2 :240°。與此相對(duì)的 是，現(xiàn)有品僅在偏心量為0這點(diǎn)不同，其它構(gòu)成是與本發(fā)明品相同的構(gòu)成。另外，本發(fā)明品 和現(xiàn)有品均為，被削材料厚度19mm的CFRP (碳纖維強(qiáng)化塑料)，使用機(jī)械立式機(jī)械加工 中心，切削油劑乳劑類型，在切削速度和輸送速度相同的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。該耐久試驗(yàn)的結(jié)果為，在本發(fā)明品中，即使在加工孔數(shù)達(dá)到1000個(gè)的時(shí)刻，也能 夠不使被削材料發(fā)生分層地繼續(xù)進(jìn)行切削加工，與此相對(duì)的是，在現(xiàn)有品中，在加工孔數(shù)的 第1個(gè)就折損而不能進(jìn)行切削加工。這推測(cè)為，在現(xiàn)有品中，由于切削中所產(chǎn)生的切屑沒有 順利地排出，因而切屑堵塞在切削工具的孔部的刃部附近且切削阻力增大而導(dǎo)致折損。與 此相對(duì)的是，在本發(fā)明品中，推測(cè)為，由于在旋轉(zhuǎn)相反方向上造成空隙，因而能夠防止切屑 堵塞，結(jié)果，能夠使切削阻力減少而防止折損，并且，能夠防止分層。接著，對(duì)改變本發(fā)明品的偏心量而在與上述相同的條件下進(jìn)行耐久試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn) 行說明。除偏心量以外的其它構(gòu)成是與本發(fā)明品相同的構(gòu)成。在將偏心量改變?yōu)?.01mm、 0. 05mm、0. 1mm、0. 2mm、0. 3mm、0. 4mm、0. 5mm、0. 58mm 的切削工具中，在偏心量為 0. 58mm 的 情況下，在加工孔數(shù)的第1個(gè)就折損而不能進(jìn)行切削加工。與此相對(duì)的是，在偏心量為 0. 01mm、0. 05mm、0. lmm、0. 2mm、0. 3mm、0. 4mm、0. 5mm 的切削工具中，即使在加工孔數(shù)達(dá)到 50 個(gè)的時(shí)刻，也能夠不使被削材料發(fā)生分層地繼續(xù)進(jìn)行切削加工。這推測(cè)為，隨著偏心量變 大，由于偏心側(cè)的壁部4的厚度較薄，因而壁部4的機(jī)械強(qiáng)度下降而折損。接著，對(duì)改變本發(fā)明品的相對(duì)于壁部4的中心角θ 2而在與上述相同的條件下進(jìn) 行耐久試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行說明。除中心角θ 2以外的其它構(gòu)成是與本發(fā)明品相同的構(gòu)成。在 將相對(duì)于壁部 4 的中心角 θ 2 改變?yōu)?270° ,240° ,210° ,180° ,150° ,120°、90°、60° 的切削工具中，在中心角為60°的情況下，在加工孔數(shù)的第2個(gè)就折損而不能進(jìn)行切削加 工。與此相對(duì)的是，在中心角θ 2為270° ,240°、210°、180°、150°、120°、90°的切削 工具中，即使在加工孔數(shù)達(dá)到50個(gè)的時(shí)刻，也能夠不使被削材料發(fā)生分層地繼續(xù)進(jìn)行切削 加工。這推測(cè)為，隨著相對(duì)于壁部4的中心角θ 2變小，出現(xiàn)向心性下降且切削阻力增加的 傾向，并且，由于壁部4的機(jī)械強(qiáng)度下降，因而容易折損。此外，對(duì)第6實(shí)施方式所說明的切削工具51也進(jìn)行同樣的耐久試驗(yàn)，即使在加工 孔數(shù)達(dá)到1000個(gè)的時(shí)刻，也能夠不使被削材料發(fā)生分層地繼續(xù)進(jìn)行切削加工。推測(cè)為由于 切削工具51在軸方向上造成空隙，因而能夠防止切屑堵塞，結(jié)果，能夠使切削阻力減少而 防止折損，并且，能夠防止分層。以上，基于實(shí)施方式而說明本發(fā)明，但能夠容易地推測(cè)出，本發(fā)明絲毫不限定于上 述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種改良變形。例如，上述實(shí)施方 式所列舉的數(shù)值(例如，各構(gòu)成的數(shù)量或尺寸等)是一個(gè)示例，當(dāng)然能夠采用其它數(shù)值。在上述第1實(shí)施方式中，對(duì)切削工具1作為刃部6和柄部7與主體2成為一體的 整體類型而構(gòu)成的情況進(jìn)行了說明，但不一定限定于此，也能夠適用于其它類型。作為其它 類型，可以列舉例如通過釬焊等而將刃部(刀片)與主體接合的類型、刃尖交換式的不重磨 類型、主體和柄部分別地形成且通過緊固或熔接等而接合的類型。在上述第1實(shí)施方式中，對(duì)在主體2的外周面2b形成倒錐2c且在輸送方向上造 成空隙的情況進(jìn)行了說明，但不一定限定于此。也能夠在主體2的外周面2b的旋轉(zhuǎn)相反方 向上造成空隙，以代替倒錐2c。
在上述實(shí)施方式中，對(duì)孔部3，33，43，53從前端看時(shí)截面輪廓線的形狀為圓形狀 的情況進(jìn)行了說明，但不一定限定于此，也能夠是其它形狀。作為其它形狀，可以列舉例如 橢圓形狀、長(zhǎng)圓狀、多邊形狀。由于也能夠在這些孔部中容納切屑，因而具有相同的效果。在上述實(shí)施方式中，還能夠?qū)θ胁康谋砻媸┬惺固蓟铩さ铩ぱ趸锏然瘜W(xué) 地或物理地緊貼于其上的表面處理或表面涂層。在上述第6實(shí)施方式中，對(duì)刃部56由刀片構(gòu)成的情況進(jìn)行了說明，但不一定限定 于此，也能夠?qū)⑷胁?6與主體2 —體地構(gòu)成。另外，對(duì)將刃部56保持于主體2的3處的情 況進(jìn)行了說明，但也不一定限定于此，也能夠?qū)⑷胁?6保持于主體2的1處或2處。符號(hào)說明
1，11,21,31,41,51切削工具
2主體
2a前端面
2b外周面
3,33,43,53孔部
4，14，24，54壁部
5,55切口部
6，16,26,56刃部
6a,16a,26a,56a底刃
6e,26e,56e內(nèi)側(cè)端部
6f,56f前傾面
6g,56g棱線
6h,56h內(nèi)側(cè)側(cè)面
6b,26b外周拐角
6c,36c,46c,56c外周刃
C軸線
0軸心
r旋轉(zhuǎn)軌跡
權(quán)利要求
1.一種切削工具，具備圍繞軸心而旋轉(zhuǎn)的主體、在所述主體的前端面開口的孔部、由所 述孔部和所述主體的外周面形成的壁部、從所述壁部的前端面切口且與所述孔部連通的切 口部以及形成或保持于所述切口部與所述壁部的前端面交叉的部位的刃部，其中，所述刃部具備形成于軸心方向的前端的底刃；和通過所述底刃的內(nèi)側(cè)端部且經(jīng)由棱線而與前傾面交叉的內(nèi)側(cè)側(cè)面，所述內(nèi)側(cè)側(cè)面隨著朝向所述主體的旋轉(zhuǎn)相反方向而相對(duì)于假想的圓筒的側(cè)面向離開 的方向傾斜，其中，所述假想的圓筒以通過所述底刃的內(nèi)側(cè)端部的旋轉(zhuǎn)軌跡作為圓筒底面 且沿著所述軸心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削工具，其特征在于，所述主體的軸心與所述孔部的軸線 偏離而構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削工具，其特征在于，所述刃部形成或保持于所述壁部的 最厚的部位。
4.一種切削工具，具備圍繞軸心而旋轉(zhuǎn)的主體、在所述主體的前端面開口的孔部、由所 述孔部和所述主體的外周面形成的壁部、從所述壁部的前端面切口且與所述孔部連通的切 口部以及形成或保持于所述切口部與所述壁部的前端面交叉的部位的刃部，其中，所述刃部具備形成于軸心方向的前端的底刃；和通過所述底刃的內(nèi)側(cè)端部且經(jīng)由棱線而與前傾面交叉的內(nèi)側(cè)側(cè)面，所述棱線隨著從所述主體的前端面朝向后端側(cè)而相對(duì)于通過所述底刃的內(nèi)側(cè)端部的 與所述軸心平行的直線向離開的方向傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切削工具，其特征在于，在所述壁部上形成多個(gè)所述切口部， 所述刃部形成或保持于所述切口部與所述壁部的前端面交叉的部位的各個(gè)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的切削工具，其特征在于，所述刃部具備經(jīng)由外周 拐角而與所述底刃交叉的外周刃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的切削工具，其特征在于，所述孔部從所述主體的 前端面至后端貫通，后端側(cè)的直徑形成為比前端側(cè)的直徑大。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠防止切屑堵塞的切削工具。由于具備圍繞軸心而旋轉(zhuǎn)的主體(2)、在該主體(2)的前端面開口的孔部(3)、由該孔部(3)和主體(2)的外周面(2b)形成的壁部(4)、從該壁部(4)的前端面切口且與孔部(3)連通的切口部(5)以及形成或保持于該切口部(5)與壁部(4)的前端面交叉的部位的刃部(6)，因而被削材料被底刃(6a)挖空。刃部(6)具備通過底刃(6a)的內(nèi)側(cè)端部(6e)且經(jīng)由棱線而與前傾面交叉的內(nèi)側(cè)側(cè)面(6h)，該內(nèi)側(cè)側(cè)面(6h)隨著朝向主體(2)的旋轉(zhuǎn)相反方向而相對(duì)于假想的圓筒的側(cè)面向離開的方向傾斜，其中，該假想的圓筒以通過底刃(6a)的內(nèi)側(cè)端部(6e)的旋轉(zhuǎn)軌跡作為圓筒底面且沿著軸心O。由于該傾斜容易沿刃部(6)的旋轉(zhuǎn)相反方向排出切屑，因而能夠防止切屑堵塞。
文檔編號(hào)B26F1/00GK102083597SQ200980121858
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者大澤二朗, 桝田典宏, 青木涉 申請(qǐng)人:Btt株式會(huì)社, Osg株式會(huì)社