镗孔用切削工具的制作方法

专利名称：镗孔用切削工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及镗孔用切削工具，详细而言，涉及用于对横截面为圆形的孔的内周面、 圆管状体等的内周面进行车削加工等的尤其是适合用于小径且深的孔的加工中的镗孔用切削工具(也称为镗孔刀)。
背景技术：
镗孔用切削工具是用于对工件(被切削物)的孔的内周面进行加工的工具，所以固定在杆状的保持件的顶端上的切刀刀头(例如，不重磨方式的切削刀片(insert))的刀尖(进行切削的切削刀的顶端)在该保持件自身的外周面的一侧突出。关于这样的镗孔用切削工具(以下也简称为切削工具)，若工件的孔的内周面(以下也简称为内周面)的内径例如小到Φ 12mm以下，则虽然也取决于保持件的外径(通常IOmm左右)，但刀尖自保持件外周面突出的突出量最多也就是1.5mm左右。因此，该内周面与保持件的外周面之间的间隙(空隙)会变小，所以在这样的切削过程中所产生的切屑难以自位于保持件(也称为杆)的后端(根部)侧的、加工对象的孔的入口排出到外部(保持件后端侧)。而且，越是深孔的切削加工条件，该问题越明显。这样切屑处理性(排出性)变差时，则切屑容易夹在加工后的孔的内周面与刀尖之间、或内周面与保持件之间，因此，还会导致损伤加工面(内周面)、降低加工面的粗糙度。另外，根据情况的不同，有时还不得不中断加工以去除该切屑。这种问题不易发生在自保持件的顶端部进行切削油的供给的内部供油方式的情况下， 而是特别容易发生在自外部进行供油的外部供油方式的情况下。关于针对这样的切屑处理性的对策，除了控制切屑的特性或状态、切屑的排出方向之外，首先可以列举使保持件的、尤其是使包括其顶端在内的、进入到工件的孔的内周面的部位变细等方法。但是，若仅是将保持件变细，则会由于刚性的降低而导致震动的产生。 因此，为了不导致震动的产生就提高切屑排出性，提出了在现有的固定有切刀刀头的保持件的头部(靠顶端部位)上设置各种形态的容屑槽(凹部，以下也简称为槽)的技术。以使这样的槽在适当位置上存在的方式进行设置，且将槽作为流路或者引导路径，从而使在内表面加工中产生的切屑顺畅地排出到外部。例如，有设置有如下容屑槽的镗孔用切削工具(镗孔刀)(专利文献1)在固定于保持件的顶端上的切刀刀头的前倾面上，以相对于保持件自身的外周面呈凹状的方式形成槽(顶端侧容屑槽)，并且，以自该槽(前倾面上的空间)相连的方式使保持件(杆)的头部朝保持件的后端向上倾斜。该切削工具在保持件的比切刀刀头的前倾面靠上侧的位置、 即切削刀所突出的一侧的外周侧以沿前后延伸的方式设置第1副槽(前倾面侧容屑槽)，在保持件的比切刀刀头的前倾面靠上侧的位置、即与切削刀所突出的一侧相反的一侧的外周侧也以沿前后延伸的方式设置第2副槽，在保持件上的上述第1副槽和第2副槽之间形成沿前后延伸的加强筋，且使该加强筋的前表面(顶端面)与倾斜槽相连。在利用这样的镗孔用切削工具进行的切削(内表面加工)中，关于切削排出性会收到下述(1)、(2)所述的效果。
(1)使在孔的内表面加工时产生并细细地断开的切屑自最初取入该切屑的容屑槽流入到设在刀尖侧的保持件外周上的第1副槽中，且经由该第1副槽排出到被加工成的孔的外部。(2)使未断开的切屑自容屑槽流入到相对于刀尖设在周向相反侧的保持件外周上的第2副槽中，且经由该第2副槽排出到外部。因此，会减少切屑夹在保持件与所加工的孔之间或咬入到所加工的孔的情况，从而能够加工出高精度的孔。专利文献1 日本特开2005-279855号公报不过，本申请发明人取得具有上述结构的切削工具样品(适用加工最小内径 Φ 10mm)，改变切刀刀头的断屑台(breaker)形状，且在切屑被细细地切断(剪断)的情况下(工件不锈钢SUS303)和切屑比较连续地延伸的情况下(工件不锈钢SUS304)进行切削试验，结果判断出如下⑴、(2)的内容。其中，孔径(内径)10mm、孔深20mm、切深 0. 25mm、进给量0. 05mm/reV、切削速度80m/min、切削油是外部供油。(1)第1，在切屑被细细地切断的切削中，虽然切屑主要流入到第1副槽中，但因为该刀头槽本身作为凹部空间来说是较小的，所以切屑难以自该槽向外部排出，而往往会滞留或者残留在内周面上。因此，在精切削中会导致加工面粗糙度下降。(2)第2，连续的切屑(比较长的切屑)虽然也会流入到第2副槽中，但当然往往会进入到第1副槽中。可以认定为这是因为切屑即使向第2副槽流出也会滞留于其中。并且，在这种情况下，由于第1副槽的刀头槽本身作为凹部空间来说是较小的，因而切屑往往会滞留在第1副槽(凹面)和孔的内周面之间。因此，往往会导致切屑缠绕在切削刀、保持件上，而导致该内周面的加工面粗糙度下降。S卩，在利用上述现有技术的镗孔切削工具以外部供油方式进行比较小径的深孔加工的情况下，切屑无论是何形态都往往会流向第1副槽中，而会滞留在孔内。另外，可通过观察切削过程中切屑的排出状态、观察在切削中断后、深孔加工后将切削工具拔出的过程、 之后观察工件的孔的内周面，能够确认到上述现象。

发明内容
本发明是鉴于利用上述现有技术的镗孔用切削工具进行比较小径的深孔加工情况下的上述问题而做成的，其目的在于提供一种镗孔用切削工具，即使在这样的切削条件下，无论切屑是何形态，都能够将切屑更加顺畅地排出到外部(保持件后端侧)。本发明通过是制作了对保持件的靠顶端部位上的槽的配置等进行了各种变更的许多个切削工具样品，且反复进行试验切削等来不断地开发、持续改良而最终获得的。S卩，为了解决上述问题，本发明的技术方案1所述的发明是一种镗孔用切削工具， 其是通过将切刀刀头固定在呈杆状的保持件的顶端而形成的，其特征在于，上述保持件具有前倾面侧容屑槽，该前倾面侧容屑槽在上述切刀刀头的前倾面侧相对于保持件自身的外周面呈凹状，且保持件自身的朝切刀刀头的刀尖突出的外周面侧、 即刀尖突出外周面侧开口，并且，该前倾面侧容屑槽在与该刀尖突出外周面侧相反的一侧具有朝向该刀尖突出外周面侧的底面，以使在自前倾面侧观察时的该前倾面侧容屑槽的底面的靠上述刀尖突出外周面侧的端缘相对于保持件自身的外周面呈凹状的方式在该刀尖突出外周面侧形成有刀尖侧
4容屑槽。另外，与上述技术方案1的镗孔用切削工具的发明相对独立，本申请发明也可以具有如下结构。S卩，一种镗孔用切削工具，其是以在切刀刀头的前倾面上具有相对于呈杆状的保持件自身的外周面呈凹状的顶端侧容屑槽的状态将切刀刀头固定在保持件的顶端而形成的，其特征在于，上述保持件具有前倾面侧容屑槽，该前倾面侧容屑槽以在上述前倾面侧与上述顶端侧容屑槽相连的方式相对于保持件自身的外周面呈凹状，且保持件自身的朝切刀刀头的刀尖突出的外周面侧、即刀尖突出外周面侧开口，并且，该前倾面侧容屑槽在与该刀尖突出外周面侧相反的一侧具有朝向该刀尖突出外周面侧的底面，以使在自前倾面侧观察时的该前倾面侧容屑槽的底面的靠上述刀尖突出外周面侧的端缘相对于保持件自身的外周面呈凹状的方式，在该刀尖突出外周面侧上形成刀尖侧
容屑槽。技术方案2所述的发明根据技术方案1所述的镗孔用切削工具，其特征在于，在自前倾面侧观察时，上述前倾面侧容屑槽的距上述刀尖突出外周面侧的端缘的深度形成为， 随着向该前倾面侧容屑槽的后端去，至少在靠该后端的部位上变浅。技术方案3所述的发明根据技术方案1或2中任一项所述的镗孔用切削工具，其特征在于，上述刀尖侧容屑槽形成为，上述刀尖侧容屑槽的后端比上述前倾面侧容屑槽的后端位于保持件上的靠后方的位置。另外，技术方案4所述的发明根据技术方案1至3中任一项所述的镗孔用切削工具，其特征在于，上述刀尖侧容屑槽上的与前倾面侧容屑槽侧相反的一侧的端缘在与保持件的轴线垂直的截面上形成朝外突出的突出部。技术方案5所述的发明根据技术方案1至4中任一项所述的镗孔用切削工具，其特征在于，上述刀尖侧容屑槽形成为沿保持件的轴线大致平行地延伸的凹状。此外，技术方案6所述的发明根据技术方案1至5中任一项所述的镗孔用切削工具，其特征在于，在上述前倾面侧容屑槽的底面与上述刀尖侧容屑槽的底面相交叉的部位、即沿保持件的前后方向延伸而形成棱线的部位设置倒角。另外，技术方案7所述的发明根据技术方案6所述的镗孔用切削工具，其特征在于，上述倒角在与保持件的轴线垂直的截面上形成凸的圆弧状的曲线。根据上述结构，在用本发明的切削工具来加工工件的孔的内周面时，即使该内周面与保持件的外周面中的、形成有前倾面侧容屑槽和刀尖侧容屑槽的外周面侧相接近，在上述内、外周面之间也会存在与两槽相对应并沿周向相连的空隙(切屑排出路径)。因此， 即使在进行小径的深孔加工的情况下，也能使产生的切屑中的流到前倾面侧容屑槽(相当于上述现有技术中的第1副槽)中的切屑流入到刀尖侧容屑槽中，或者将该切屑导入到刀尖侧容屑槽中。即，这样，在本发明中，与没有这样的刀尖侧容屑槽的现有技术相比，由于在前倾面侧容屑槽的基础上设置了与前倾面侧容屑槽相连的刀尖侧容屑槽，即，在本发明中， 具有不是使前倾面侧容屑槽与刀尖侧容屑槽分离(不是隔开间隔地设置)，而是将前倾面侧容屑槽和刀尖侧容屑槽邻接地设置的结构，因而能够确保加工对象(孔)的内周面、保持件的前倾面侧和刀尖侧(前隙面侧)的空间较大。因此，无论切屑是何形态都能够提高切屑的排出性。
如上所述，在本发明中，流到前倾面侧容屑槽中的切屑槽能够流到刀尖侧容屑槽中，因此，能够相应地防止切屑在前倾面侧容屑槽中滞留的情况，且能够提高向外部的切屑排出性。在用于小径孔加工的镗孔用切削工具那样无法确保刀尖自保持件的外周面突出的突出量较大、而只能在保持件上的该刀尖侧(前隙面侧)的外周面与工件的内周面之间确保微小的空间的这样的切削条件下，上述效果应该受到关注。尤其是，在深孔加工的情况下，该效果很显著。这样，在利用本发明的切削工具对工件的孔的内周面进行加工时，与利用以往的切削工具进行切削的情况相比，能够提高切屑处理性，所以能够实现防止内周面的加工面粗糙度下降。另外，从确保切屑排出用空间的观点出发，刀尖侧容屑槽的自前倾面侧观察到的深度越深越好，但与保持件的长度、粗细相对应地在确保充分的刚性的范围内， 根据加工条件来设定该深度即可。根据技术方案2所述的发明，基于该结构，流到前倾面侧容屑槽中的切屑随着向后方去而被前倾面侧容屑槽的底面引导，且被积极地导入到该刀尖突出外周面侧的刀尖侧容屑槽中。因此，所以能够实现使切屑的自前倾面侧容屑槽向刀尖侧容屑槽的移动或转移顺畅化，因此，能够防止切屑残留或滞留在前倾面侧容屑槽中，使切屑更顺畅地朝着保持件的后端侧排出。另外，对于前倾面侧容屑槽，只要考虑到在利用刀尖进行切削时所产生的切屑的流出方向(切屑流出角)，且为了有效率地接住该流出的切屑而在不与切刀刀头相干涉的范围内设定前倾面侧容屑槽的底面的位置即可，该底面朝向该顶端侧的刀尖突出外周面侧。另外，在本发明中，为了使切屑易于向后方排出，优选前倾面侧容屑槽和刀尖侧容屑槽的后端均尽可能地位于保持件的后端(基端)侧，因此，可以与加工的孔的深度相对应地设定该后端位置。但是，虽然前倾面侧容屑槽取决于其形成方法，但前倾面侧容屑槽容易成为截面2次力矩相对于在切削时保持件的顶端所承受的主分力变小的原因。因此，若使前倾面侧容屑槽的后端向后方延伸，则易于导致保持件的刚性下降，且易于成为使震动产生的原因。相对于此，因为刀尖侧容屑槽在刀尖突出外周面侧上形成为凹状，所以对截面二次力矩的与该主分力的比影响比较小。而且，通过使刀尖侧容屑槽的后端位于比前倾面侧容屑槽的后端靠后方的位置，易于使切屑向后方排出。因此，通过形成技术方案3中所述的结构，能够在防止刚性下降的同时合理地提高切屑排出性。另外，为了提高切屑排出性，优选刀尖侧容屑槽的后端位于加工对象的孔的外部。如上所述，在本发明中，流到前倾面侧容屑槽中的切屑在流到刀尖侧容屑槽中之后向保持件的后方流出。在此，流入到刀尖侧容屑槽中的切屑由于工件相对于切削刀的旋转而在工件的内周面和保持件的外周面之间受到欲越过刀尖侧容屑槽上的与前倾面侧相反的一侧的端缘并卷绕到保持件的底面侧(与前倾面相反的一侧)的作用。尤其是，在切削刀是连续的切削刀的情况下，这种情况还会成为切屑向保持件缠绕的原因。如技术方案 4所记载的发明所述，在上述端缘具有突出部的情况下，该突出部起到阻止切屑的这种卷绕的作用，因此能够有效地防止切屑咬入到工件的内周面和保持件的外周面之间，或者防止切屑缠绕在保持件上。在技术方案4所述的发明中，上述刀尖侧容屑槽上的与前倾面侧容屑槽相反的一侧的端缘是指刀尖侧容屑槽上的靠保持件的底面侧(与前倾面侧相反的一侧)的端缘。另外，从突出部的功能考虑，优选在上述端缘上沿上述端缘的前后连续地设置该突出部。
另外，在技术方案5所记载的发明中，上述刀尖侧容屑槽形成为沿保持件的轴线大致平行的凹状。在这样的发明中，与例如以使刀尖侧容屑槽以越向后方去越自前倾面离开的方式相对于保持件的轴线倾斜来形成刀尖侧容屑槽的方式相比，能够防止保持件的相对于切削时的主分力而言的强度(刚性)的下降。而且，如技术方案5所记载的发明所述， 在形成了上述刀尖侧容屑槽的情况下，易于使流入到该刀尖侧容屑槽中的切屑向保持件的后方排出，所以还能够获得使切屑难以卷绕到保持件的外周面的效果。另外，在上述本发明中，具有以使自前倾面侧观察时的该前倾面侧容屑槽的底面的上述刀尖突出外周面侧的端缘相对于保持件自身的外周面呈凹状的方式在该刀尖突出外周面侧形成有刀尖侧容屑槽的结构。因此，在加工工件的孔的内周面时，即使该内周面与保持件的外周面中的、形成有前倾面侧容屑槽和刀尖侧容屑槽的外周面侧相接近，在上述内、外周面之间也会存在与两槽相对应并沿周向相连的空隙(切屑排出路径)。在以上述那样构成的本发明的结构中，以使该前倾面侧容屑槽的底面与上述刀尖侧容屑槽的面(底面)相交叉的方式，该两槽的底面(面)相连(邻接)，因此，该交叉的部位、即该两个槽的底面(面)相接触的部位形成沿前后延伸的棱线。在本发明中，在形成有这样的棱线(两个槽的底面(面)交叉)的部位上，如技术方案6所述，也可以在沿保持件的前后方向延伸而应形成该棱线的部位设置倒角。而且，在这种情况下，如技术方案7中记载的发明所述，上述倒角可以是在与保持件的轴线垂直的截面上形成凸的圆弧状的曲线(凸圆弧)的倒角，但也可以是易于加工的倾斜面倒角、或者是由该圆弧状的曲线与倾斜面组成的倒角，抑或是凹的圆弧状。即，为了使在应形成两个槽的底面(面)相交叉的棱线的部位不存在由该棱线所形成的角，本发明中的“倒角”可以是倒圆角而成的，也可以是削出来的。在以上述方式设置倒角的情况下，由于设有倒角，尤其是倒角(凸圆弧的半径、倾斜面倒角的宽度)越大，在对上述那样的工件的孔的内周面进行加工的过程中，当该内周面与形成有前倾面侧容屑槽和刀尖侧容屑槽的外周面相接近时，存在于上述内、外周面之间的、沿上述周向相连的空隙(切屑排出路径)就越大。因此，能够实现使切屑自前倾面侧容屑槽向刀尖侧容屑槽的流动顺畅化。对于这样的倒角，只要在考虑切屑的流动特性、保持件的刚性的下降的同时设定倒角的大小、截面形状即可。另外，该倒角越大，前倾面侧容屑槽和刀尖侧容屑槽的界限越不清楚，因此，两槽可以说合为一体了。


图1是自顶端侧斜上(前倾面)观察到的将本发明的镗孔用切削工具具体化了的第1实施方式的主要部分的立体图。图2是图1的分解立体图。图3是自前倾面侧观察到的图1的镗孔用切削工具的图。图4是自刀尖突出外周面侧(前隙面侧、箭头Al方向)观察到的图3的图。图5是图4的左侧视图。图6是自前倾面侧观察到的图1的镗孔用切削工具的图及其各部位的剖视图。图7的A是说明用图1的镗孔用切削工具加工工件的孔的内周面的状态的、自前倾面侧观察到的图，图7的B是用于说明该状态的、自刀剑突出外周面侧观察到的图。
图8是自顶端侧斜上(前倾面)观察到的将本发明的镗孔用切削工具具体化了的第2实施方式(变形例)的主要部分的立体图。图9是图8的分解立体图。图10是自前倾面侧观察到的图8的镗孔用切削工具的图。图11是自刀尖突出外周面侧(前隙面侧、箭头Al方向)观察到的图10的图。图12是图11的左侧视图。图13是自前倾面侧观察到的图8的镗孔用切削工具的图及其各部位的剖视图。图14是自顶端侧斜上(前倾面)观察到的将本发明的镗孔用切削工具具体化了的第3实施方式的主要部分的立体图。图15是自前倾面侧观察到的图14的镗孔用切削工具的图。图16是自刀尖突出外周面侧(前隙面侧、箭头Al方向)观察到的图14的图。图17是图16的左侧视图。图18是自前倾面侧观察到的图14的镗孔用切削工具的图及其各部位的剖视图。图19是自顶端侧斜上(前倾面)观察到的将本发明的镗孔用切削工具具体化了的第4实施方式的主要部分的立体图。
具体实施例方式根据图1 图9来详细说明本发明的实施方式。图中101表示将本发明具体化了的镗孔用切削工具(镗孔刀)。在本例中，由杆状的保持件(杆)10、在保持件10的靠前端部位(头部)13的前端被固定的、呈三角形的平板状的切刀刀头(正型(positive type) 的三角刀头，以下也称为三角刀头)501构成，如下面详细叙述那样构成。S卩，保持件10呈圆杆状，以在带螺纹孔的切刀刀头(三角刀头)501的前倾面503 之上具有相对于保持件10自身的外周面呈凹状的前端侧容屑槽(相对于保持件自身的外周面呈凹状的前倾面503之上的空间)20的状态，通过拧入紧固螺钉550而将该切刀刀头 501固定在保持件10的前端上。但是，保持件10的、包括固定有该三角刀头501的部位的靠前端部位13的外径形成得比靠前端部位13靠后端侧的靠后端部位(杆部)15的外径 (例如Φ 8mm)稍大(例如Φ 9mm)，从而使保持件10整体上由同心异径的圆杆形成。在本例中，在该靠前端部位13的前端部位具有用于使三角刀头501落位并固定的、呈凹状的、三角状的刀头座21 (参照图2)，该刀头座21和后述的前倾面侧容屑槽、刀尖侧容屑槽等例如是以由合金钢构成的同心异径圆杆为基础而通过切削加工而形成的。另外，在本例中，将比杆部15的前端的周向的凹部14靠前端侧作为靠前端部位13，在本例中，靠前端部位13、杆部15的各自长度分别为20mm、80mm左右。如图1 图5所示，该保持件10中的这样的刀头座21 (参照图2)构成为，在固定三角刀头501时，进行切削的1个刀尖505自保持件10的外周面突出，三角刀头501的前倾面503位于通过保持件10的轴线G的平面(假想平面)H的附近的位置。而且，刀头座 21以刀尖505位于该平面H的方式在头部13上凹设形成为缺口状。另外，以使自杆部15 的外周面突出的突出量T为1.0mm的方式设定刀尖505，本例的切削工具101是用于加工最小内径为Φ IOmm的这种小径的内周面的工具。在切刀刀头501的固定状态下，这样的刀头座21为了使不进行切削的其他两个刀
8尖505(以下，为了区别于进行切削的刀尖505，而使这两个刀尖505称为NOSE)不会自保持件10的外周面突出，而以自座面22立起的形式具有用于限制三角刀头501的两个侧面 (后隙面)510的两个限制壁面23、24。于是，通过使三角刀头501的底面(与前倾面503相反的一侧的三角主面)落位在用于形成刀头座21的平坦的座面22上，使三角刀头501的两个侧面(后隙面)510、510与各限制壁面23 J4相抵接，且使紧固螺钉550拧入到设在该刀头座21面的大致中央的、供紧固螺钉550拧入的、螺纹孔25中，而将三角刀头501紧固。 另外，在将紧固螺钉550拧入后，该螺钉550的头部(上表面)与前倾面503处于大致相同尚度。在本例中，两个限制壁面23、24以使自保持件10的外周面突出的刀尖505位于最前端的方式从前倾面503侧看来(参照图幻形成为前端侧开放的60度的V字形，刀头座 21相对于保持件10的轴线G向刀尖505的突出侧偏置地形成。由此，在自前倾面503侧观察时(参照图3)，用于形成限制壁面(突出侧限制面)23的部位的壁厚形成得比用于形成限制壁面M的部位的壁厚相对薄，该限制壁面23用于限制自外周面突出的刀尖505和被下述退让部27收容的N0SE505之间的侧面510，该限制壁面M用于限制不进行切削的两个 N0SE505、505之间的侧面510。在两个限制壁面23J4相交叉的转角部上，用于退让地收容 N0SE505的退让部(凹部)27自前倾面503看来被切成大致圆弧状。此外，保持件10以在固定在其头部13上的三角刀头501的前倾面503侧与三角刀头501的前倾面503之上的前端侧容屑槽(空间)20相连的方式具有相对于保持件10 自身的外周面成凹状且底面接近平坦形状的前倾面侧容屑槽30。该前倾面侧容屑槽30朝刀尖突出外周面(在加工孔时刀尖505的与保持件10的内周面相对的前隙面)18侧开口， 该刀尖突出外周面18是切刀刀头501的刀尖505突出的、保持件10自身的外周面侧(图 3下侧)。另外，该前倾面侧容屑槽30在与刀尖突出外周面18侧相反的一侧以具有朝向刀尖突出外周面18侧的底面33的方式凹设形成(参照图6的S2、S3截面)。此外，在本例中，自前倾面503侧看来(参照图幻，这样的前倾面侧容屑槽30包括退让部27且自保持件 10的轴线G开始形成于刀尖505侧(图3下侧)，且以越向后端去宽度越窄的方式、即越向后端去其深度Fl越浅的方式形成。顺便提一下，在本例中，将Fl设定为自保持件10的外径的大约1/2处起大小至0。另外，若从突出于底面33的刀尖505侧观察(参照图4)这样的前倾面侧容屑槽30的底面33，则在用于形成相对薄壁的限制壁面23的部位的上端缘 26和位于上端缘沈的后方(图3、图4右)且靠三角刀头501的部位26b上，前倾面侧容屑槽30的底面33与三角刀头501的前倾面503形成大致相同的面，且以自此越向后方去越比该前倾面503靠上地向上切的方式形成。在本例中，详情后述，自前倾面503侧看来，在与刀尖505突出的一侧相反的一侧， 还以与三角刀头501的前倾面503之上的前端侧容屑槽20相连的方式设有相对于保持件 10自身的外周面呈凹形的、第2前倾面侧容屑槽130，该第2前倾面侧容屑槽130将限制壁面M的上端缘四形成在与前倾面503大致等高的位置，然后从该处起向后方连续。因此，在自前倾面503侧观察时，在保持件10上的该两个前倾面侧容屑槽30、130之间存在有朝后方以大宽度呈隆起状的凸条部位41，该凸条部位41的前端43形成朝向上述刀尖突出外周面18侧的底面33的前端。另外，该凸条部位41的前端43在靠进入到退让部27的 N0SE505的、与突出的刀尖505相反一侧形成倾斜状的前端朝向面45，该前端朝向面45以稍微以后倾斜状自前倾面503立起(隆起)的方式形成。因此，在本例中，流经三角刀头501 的前倾面503之上的切屑基本上是将自前倾面503侧看来(参照图幻比该前端朝向面45 朝底面33流动的切屑为主体，且将该切屑的排出性设定得较高，该底面33朝向前倾面侧容屑槽30的底面33的刀尖突出外周面18侧。即，被设定为以自前倾面503侧观察到的切屑流出角比轴线G与自刀尖向凸条部位41的前端43引出的直线Ll所成的角θ小的切屑为主体，并用前倾面侧容屑槽30来接收该切屑。另外，优选将该角度θ设为20°C 40°C的范围。另外，在自前倾面503侧观察保持件10时，以使该前倾面侧容屑槽30的底面33 上的上述刀尖突出外周面18侧的端缘35相对于保持件自身的外周面呈凹状的方式，形成有在保持件10上的刀尖突出外周面18、即沿上述前隙面的面上被切出的刀尖侧容屑槽50。 在本例中，该刀尖侧容屑槽50前后沿前倾面侧容屑槽30的刀尖突出外周面18的端缘35、 即前倾面侧容屑槽30与刀尖侧容屑槽50的相交叉的棱线自前倾面503侧看来形成为与保持件10的轴线G大致平行的凹状。对于自该前倾面503侧观察到的、刀尖侧容屑槽50的距刀尖505的深度(F2)，只要根据刀尖505的突出量T、保持件10的粗细、以及由切屑条件确定的确保用于排出切屑的流路面积的要求来适当设定即可，但优选在杆部15的直径的 15 30%的范围内进行设定。另外，在本例中，如图3、图4所示，该刀尖侧容屑槽50的前端53以用于形成相对薄壁的限制壁面23的部位的中间部位为起点，后端55位于比前倾面侧容屑槽30的后端37 靠后方的位置且位于比头部13靠后方的杆部15。这样的刀尖侧容屑槽50形成为除靠前、 后端53、55的部位的凹圆弧面外，在本例中沿保持件10的轴线G成为大致平面。因此，在自突出的刀尖505侧观察保持件10时(参照图4)，即自刀尖505的前隙面侧观察保持件 10时的刀尖侧容屑槽50，在其前后的中间部位上，越靠后方(图4右)越模仿前倾面侧容屑槽30的底面33的形状，呈向上切的、宽度大的平面形状。此外，在本实施例中，刀尖侧容屑槽50上的与前倾面侧容屑槽30侧相反的一侧的端缘57在与保持件10的轴线G垂直的截面上具有向外突出的突出部58 (参照图6)。艮口， 刀尖侧容屑槽50上的靠保持件10的底部17的端缘(靠保持件10的外周面的底部17的部位与刀尖侧容屑槽50相交叉的棱线部位)沿保持件10的轴线G方向(前后)形成向外 (向外部)突出的突出部58。但是，刀尖侧容屑槽50上的靠突出部58的部位(图4的靠下部位)59在横截面(与保持件10的轴线G垂直的截面)上被赋予呈凹的圆弧状(参照图6)。如上所述，以相对于前倾面侧容屑槽30的刀尖505侧的端缘35向刀尖突出外周面18侧切入的方式形成刀尖侧容屑槽50，因此，即使加工对象的孔的内周面与保持件10的刀尖505侧的外周面(前隙面)侧相接近，也能够确保供切屑自前倾面侧容屑槽30流到刀尖侧容屑槽50的流路。另外，在本例中在前面也进行了简述，在自前倾面503侧观察时，在隔着轴线G与前倾面侧容屑槽30相反的一侧设有宽度比该槽30窄且后端位置也位于比槽30的后端37 靠前端侧的第2前倾面侧容屑槽130。这样的第2前倾面侧容屑槽130在本发明中并不是必须的，若有该第2前倾面侧容屑槽130，则能够使向与刀尖505的突出侧相反的一侧流动的切屑自第2前倾面侧容屑槽130排出。另外有助于减轻保持件10的前端部的重量。因此，在不会发生刚性不足的情况下，还能够有效地防止震动的发生。另外，这样的第2前倾面侧容屑槽130也与上述的前倾面侧容屑槽30相同，以与三角刀头501的前倾面503之上的前端侧容屑槽20相连的方式相对于保持件10自身的外周面呈凹状，且朝与切刀刀头501 的刀尖505所突出的一侧相反的一侧的保持件10外周面侧开口，并且，具有朝向该开口侧的底面133。接下来，参照图5、图7来说明以上述那样构成的本例的镗孔用切削工具101的作用效果。即，在用这样的切削工具101加工工件601的孔的内周面603时，该内周面603与保持件10的形成有前倾面侧容屑槽30和刀尖侧容屑槽50的外周面相接近。即使在这时， 如果利用本切削工具101，在该内周面603、保持件10的外周面之间也会存在与两槽30、50 对应并相连的空隙(切屑排出路径)(参照图7)。因此，被刀尖505切削且自前端侧容屑槽20流到前倾面侧容屑槽30的切屑K流出到保持件10的刀尖突出外周面18侧的刀尖侧容屑槽50。由此，如图7的A、B所示，流出到刀尖侧容屑槽50的切屑K自刀尖侧容屑槽50 的后端阳开始从位于后方的孔的开口 605排出到外部。即，在用本例的切削工具101加工孔的内周面603时，由于在前倾面侧容屑槽30的基础上增加了与前倾面侧容屑槽30相连的刀尖侧容屑槽50，因而能够实现扩大与工件601的内周面603之间的空间。因此，与没有该刀尖侧容屑槽50的现有技术相比，无论切屑K是何种形态都难以滞留在内周面603内， 且提高了向外部的切屑排出性，因此，能够实现防止内周面603的加工面粗糙度下降。尤其是，在本实施方式中，自前倾面侧容屑槽30的前倾面503观察到的深度Fl形成为越向后方去越浅。因此，流到前倾面侧容屑槽30中的切屑K随着向后方去而被前倾面侧容屑槽30的底面33引导，且被积极地导入到刀尖突出外周面18侧的刀尖侧容屑槽50 中，所以能够实现使自前倾面侧容屑槽30向刀尖侧容屑槽50的移动顺畅化。而且，在本实施方式中，将刀尖侧容屑槽50的后端55形成为位于比前倾面侧容屑槽30的后端37靠保持件10的后方的位置。因此，如图7所示，在孔加工完成时，在使刀尖侧容屑槽50的后端 55位于比孔的开口(入口)605靠后方的位置的孔加工中，由于刀尖侧容屑槽50的存在，不但能够防止切屑K残留或者滞留在前倾面侧容屑槽30中，而且能够使切屑K自刀尖侧容屑槽50极其顺畅地排出到外部。由此可知，在不妨碍保持件10的刚性的前提下，优选刀尖侧容屑槽50的后端55的位置尽量位于后方。此外，在上述实施方式中，刀尖侧容屑槽50的与前倾面503 —侧相反的一侧的端缘57在与保持件10的轴线G垂直的截面上具有向外突出的突出部58 (参照图5、图6)。由此能够容易地理解即使自前倾面侧容屑槽30进入到刀尖侧容屑槽50中的切屑K由于工件601的旋转而在工件601的内周面603和保持件10的外周面之间欲卷绕到保持件10的底部17侧(与前倾面503相反的一侧)，该突出部58具有作为用于使该卷绕停止的止挡件的作用。因此，在能够极大地提高防止切屑K向保持件10的缠绕的效果这一点上，效果显著。而且，在本例中，刀尖侧容屑槽50以与保持件10的轴线G平行且沿该轴线G的前后延伸的方式形成。因此，在上述效果的基础上还具有如下的效果。即使刀尖侧容屑槽50 沿保持件10的轴线G平行地形成，在随着自保持件10的前端侧向后端去，例如以自保持件 10的前倾面侧离开的方式倾斜地延伸(刀尖侧容屑槽50未形成为沿保持件10的轴线G大致平行地延伸的凹状)的情况下，与形成为沿该轴线G大致平行地延伸的凹状的情况相比，切削时保持件10所承受的主分力方向的刚性往往会降低(截面两次力矩变小)。相对于此，在本例中，刀尖侧容屑槽50形成为沿保持件10的轴线G大致平行地延伸的凹状，因此， 易于防止保持件10上的设有刀尖侧容屑槽50的部位的刚性的降低(获得易于防止截面两次力矩变小的截面形状)。而且，在刀尖侧容屑槽50随着向保持件10的后端侧去而以自保持件10的前倾面侧离开的方式倾斜地延伸的情况下，刀尖侧容屑槽50自前端朝后端不是与轴线G平行，而是倾斜地(或者绕周向G呈螺旋状)延伸。这样，在该刀尖侧容屑槽50流向后方的切屑容易沿该倾斜流动，因此，容易发生流到后方的切屑缠绕在保持件10的外周面上的现象，但在本例中，能够实现防止这种现象的发生。接下来，根据图8 图13来说明将本发明的镗孔用切削工具201具体化了的第2 实施方式，相对于上述方式的切刀刀头是三角刀头501，在第2实施方式中不同之处在于， 切刀刀头是带有两个刀尖505(刀刃角80° )的菱形刀头701，但第2实施方式与上述实施方式在作用或效果方面没有本质不同。因此，仅是基于该不同点的刀头座21的形状以及前倾面侧容屑槽30的形状等有若干不同，仅限于以上述不同点为中心简单进行说明，在与上述实施方式相同的部位(或者对应的部位)上标注相同的附图标记。S卩，如图9等所示，用于形成本实施方式的切削工具201的保持件10上的刀头座21以如下方式在头部13上凹设形成在将菱形刀头701固定时，进行切削的1个刀尖 (NOSE) 505自保持件10的外周面突出，且如图8 图12所示，菱形刀头701的前倾面503 位于通过了保持件10的轴线G的平面(假想平面)H附近，并且，刀尖505位于该平面H上。另一方面，该刀头座21使隔着菱形刀头701中的突出的刀尖505的两个侧面510 位于保持件10的外周面的突出侧和前端侧，且自前倾面503侧看来，在沿保持件10的轴线 G的方向和横切轴线G的方向上分别倾斜5度的位置上，以自座面22立起的方式分别形成有用于限制两个侧面(后隙面)510的两个限制壁面23、24，该两个侧面(后隙面)510隔着不进行切削的另一刀尖(N0SE)505。因此，用于收容N0SE505的退让部27设在与该N0SE505 的位置相对应的位置上。于是，通过使菱形刀头701的底面落位在用于形成刀头座21的平坦的座面22上，使菱形刀头701的两个侧面(后隙面)510与各限制壁面23J4相抵接，且与前例相同地将紧固螺钉550拧入到设在该座面22的大致中央的螺纹孔25中，而将菱形刀头701紧固。另外，在本例中，该螺钉550的头部(上表面)自前倾面503突出少许。另外，在本例中，在自前倾面503侧观察时(参照图10)，两个限制壁面23、24以上述方式配置，因此，用于形成限制壁面M的部位形成为壁厚相对薄的薄壁部，该限制壁面 M位于与刀尖505所突出的一侧相反的一侧。而且，前倾面侧容屑槽30自沿限制壁面23 的上端缘沈的部位朝后方形成为凹状，该限制壁面23的上端缘沈与该限制壁面M相对。 另外，第2前倾面侧容屑槽130将限制壁面M的上端缘四形成在与前倾面503大致等高的位置，并具具有自上端缘四越向后方去越朝上倾斜的倾斜面^b，且以与后方相连的方式形成，该限制壁面M的上端缘四位于与刀尖505所突出的一侧相反的一侧。上述本实施方式是切刀刀头的形状不同的情况下的一例，显示了可以说是前例的变形例。由此可知，在本发明中，在采用具有各种刀头形状的切刀刀头的情况下也同样可以使用等、可以适当地变更并具体化。在上述各例中，以在前倾面侧容屑槽的底面与刀尖侧容屑槽50的面相交叉的部位出现棱线的方式形成有两槽，若在该棱线的部位形成适当大小的倒角，则切屑向刀尖侧容屑槽50的流出会变得容易。另外，各例都是在杆的前倾面侧将沿轴线以固定宽度呈带状延伸的平坦面部19设为凹状，该平坦面部19是在利用螺栓紧固将切削工具固定在刀具台上时用于形成固定部的部位。接下来，参照图14 图18来说明将本发明的镗孔用切削工具301具体化了的第 3实施方式。在上述第1、第2实施方式中，如上所述，在前倾面侧容屑槽30的底面33与用于形成刀尖侧容屑槽50的面(底面)52相交叉的部位(前倾面侧容屑槽30的底面33上的刀尖突出外周面侧的端缘35)，沿保持件10的前后方向存在有棱线。相对于此，在本实施方式(第3实施方式)中，向该棱线的部位形成适当大小的截面形状的倒角36。在本实施方式中，除了在该棱线(端缘35)的部位施加(形成)倒角36这一点之外与上述第1实施方式没有不同，因此，仅说明二者的不同点，对于相同的部位标注相同的附图标记，且省略其说明。S卩，在本实施方式的镗孔用切削工具301中，在用于构成镗孔用切削工具301的保持件10上的前倾面侧容屑槽30的底面33与刀尖侧容屑槽50的底面(面)52相交叉的部位、即在上述第1实施方式中沿保持件10的前后方向延伸而应形成棱线(端缘35)的部位，沿保持件10的前后方向在轴线G方向的端缘35的全长C2上设置倒角36。在本例中， 该倒角36在与保持件10的轴线G垂直的截面(横截面)上形成凸的圆弧状的曲线(凸圆弧)(参照图18)。更加详细的叙述如下。在本例中，前倾面侧容屑槽30由1个底面33构成，刀尖侧容屑槽50也由1个面(底面)52构成。在第1实施方式中，使两个槽30、50的各底面33、52相交叉，所以在该交叉部位上沿前后在端缘35上形成棱线。相对于此，在本实施方式中，沿应为该棱线的部位(端缘35)，在与保持件10的轴线G垂直的截面上，在前后方向的全长C2上形成凸的圆弧(圆弧状的曲线。凸圆弧)的倒角36。另外，如图18中的S3-S3截面的放大图所示，在第1实施方式中用于形成棱线(点划线所示的端缘35)的位置、即前倾面侧容屑槽30的底面33与刀尖侧容屑槽50的底面52相交叉的交叉部的交角α大大超过90度。而且，在应形成该棱线(端缘35)的位置形成凸圆弧的倒角36，因此，前倾面侧容屑槽30的底面33与刀尖侧容屑槽50的底面52由该倒角36以平滑的曲面相连接。而且，在本例中，在自刀尖侧容屑槽50的前端53至前倾面侧容屑槽30的后端37 附近的整个范围C2形成该倒角36。在这样的本例中，不如上述实施方式那样在两槽30、50 的底面32、52相交叉的部位存在棱线，可以说两槽30、50的两底面33、52借助曲面而连接。 因此，在利用该镗孔用切削工具301加工工件的孔的内周面603的情况下，由于设有这样的倒角306，因而即使在工件的孔的内周面603与形成有前倾面侧容屑槽30和刀尖侧容屑槽 50的外周面侧相接近时，与在上述内、外周面之间跨越自前倾面侧容屑槽30与刀尖侧容屑槽50相连的上述第1实施方式中的棱线的、周向的空隙(切屑排出线路)相比，由于不存在由棱线形成的棱角，因而该空隙较大(宽)。因此，能够实现使切屑自前倾面侧容屑槽30 向刀尖侧容屑槽50的流动顺畅化。另外，在这样设置倒角36的情况下，倒角36(凸圆弧的情况下为半径)越大，前倾面侧容屑槽30的底面33与刀尖侧容屑槽50的底面52之间越不存在明确的界限，应该说形成将两槽30、50合为一体而成的1个容屑槽。另外，在本实施方式中是在与保持件10的轴线G垂直的截面上将倒角36形成为凸的圆弧，但例如也可以形成倾斜面倒角。
关于图19，如在该图中用网格线所示，表示将倒角36形成为倾斜面倒角(部位) 的、镗孔用切削工具40的一例(第4实施方式)。与第3实施方式相比，第4实施方式仅在倒角的形状或者构造上有所不同，因此，对于与第3实施方式相同的部位标注相同的附图标记，且其说明从略，如本例所示，在将倒角36形成为倾斜面倒角的情况下，其形成时的加工会变得容易。另外，关于该倾斜面倒角，例如可以在用于形成刀尖侧容屑槽50的底面52 中的靠前倾面侧端(第1实施方式的端缘35)的部位形成相对于该底面52以45度切削的 45度倒角36，但可以用在两底面33、52的交叉部位上以大致均等的角度交叉的方式，相对于底面52以小于45度的角度设置倒角36，也可以形成所谓两段倒角(在横截面上由两个倾斜构成的倒角)等多段倒角。由此可知，在极端的情况下，也可以形成为与凸圆弧相反的凹圆弧。即，这是因为，只要通过施加倒角，使由上述第1实施方式中的棱线形成的棱角不存在，就能够实现使切屑向刀尖侧容屑槽50的流出性顺畅化即可。另外，该倒角36的大小根据作为加工对象的工件的内径、孔深来设定即可，但由于倒角36越大越会导致保持件10 的强度下降，所以根据加工条件或者切削条件来设定倒角的大小即可。
权利要求
1.一种镗孔用切削工具，其是将切刀刀头固定在呈杆状的保持件的顶端而形成的，其特征在于，上述保持件具有前倾面侧容屑槽，该前倾面侧容屑槽在上述切刀刀头的前倾面侧相对于保持件自身的外周面呈凹状，且朝切刀刀头的刀尖突出的、保持件自身的外周面侧、即刀尖突出外周面侧开口，并且，该前倾面侧容屑槽在与该刀尖突出外周面侧相反的一侧具有朝向该刀尖突出外周面侧的底面，以使在自前倾面侧观察时的该前倾面侧容屑槽的底面的靠上述刀尖突出外周面侧的端缘相对于保持件自身的外周面呈凹状的方式在该刀尖突出外周面侧形成有刀尖侧容屑槽。
2.根据权利要求1所述的镗孔用切削工具，其特征在于，在自前倾面侧观察时，上述前倾面侧容屑槽的距上述刀尖突出外周面侧的端缘的深度形成为，随着向该前倾面侧容屑槽的后端去，至少在靠该后端的部位变浅。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的镗孔用切削工具，其特征在于，上述刀尖侧容屑槽形成为，其后端比上述前倾面侧容屑槽的后端位于保持件的靠后方的位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的镗孔用切削工具，其特征在于， 上述刀尖侧容屑槽的与前倾面侧容屑槽侧相反的一侧的端缘在与保持件的轴线垂直的截面上形成朝外突出的突出部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的镗孔用切削工具，其特征在于，上述刀尖侧容屑槽形成为沿保持件的轴线大致平行地延伸的凹状。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的镗孔用切削工具，其特征在于，在上述前倾面侧容屑槽的底面与上述刀尖侧容屑槽的底面相交叉的部位、即沿保持件的前后方向延伸而应形成棱线的部位设置有倒角。
7.根据权利要求6所述的镗孔用切削工具，其特征在于，上述倒角在与保持件的轴线垂直的截面上形成凸的圆弧状的曲线。
全文摘要
本发明提供一种镗孔用切削工具，其用于进行比较小径的深孔加工，且无论切屑是何状态，切屑的排出性都较高。保持件(10)具有前倾面侧容屑槽(30)，该前倾面侧容屑槽在切刀刀头(501)的前倾面(503)上呈凹状，且朝刀尖(505)所突出的、保持件自身的外周面侧、即刀尖突出外周面(18)侧开口，并且，该前倾面侧容屑槽在与该开口侧相反的一侧具有朝向该刀尖突出外周面侧的底面(33)。以使在自前倾面侧观察时的前倾面侧容屑槽的底面的刀尖突出外周面侧的端缘(35)相对于保持件自身的外周面呈凹状的方式在刀尖突出外周面侧形成有刀尖侧容屑槽。由于切屑自前倾面侧容屑槽流到刀尖侧容屑槽中，因而排出性变佳。
文档编号B23B27/00GK102205427SQ20111008056
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月30日 优先权日2010年3月31日
发明者北川修介, 矶部健二 申请人:日本特殊陶业株式会社