JP6788032B2

JP6788032B2 - 回転工具

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Publication number: JP6788032B2
Application number: JP2018556760A
Authority: JP
Inventors: 雅彦黒田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2037-12-15
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Description

本態様は、回転工具に関する。

被削材の切削加工に用いられる回転工具として、例えば特開２００５−２７９８８４号公報（特許文献１）に記載されたラフィングエンドミルが知られている。特許文献１に記載された回転工具では、円柱形状の本体部分における外周に波形の切刃が位置している。

特許文献１に記載された回転工具における波形の切刃は、加工条件に応じて波高さ及びピッチが設定され、次いで、一定の曲率半径の凸円弧形状の山部及び一定の曲率半径の凹円弧形状の谷部が設定されている。

一般的に、切削抵抗を小さくするためにはピッチを狭くすることが求められる。しかしながら、特許文献１に記載の回転工具においてピッチを狭くした場合には、谷部の曲率半径の調整だけでは対応できず、山部の曲率半径を小さくしなければならないことがある。山部の曲率半径を小さくした場合、切削加工時に山部の頂点に応力が集中して切刃が欠損するおそれがある。

本態様の回転工具は、回転軸を有し、第１端から第２端にかけて延びた円柱形状の本体と、該本体の外周において、前記第１端側から前記第２端側に向かってらせん状に位置する切刃と、該切刃に沿って位置する排出溝とを備えた回転工具であって、前記切刃は、前記回転工具の回転軌跡を、前記回転軸を含む平面で切断してなる仮想平面でみたとき、凸曲線形状の複数の第１部位と、該第１部位のそれぞれに対して前記第２端側に続いて位置する凹曲線形状の第２部位と、前記第１部位のそれぞれに対して前記第１端側に続いて位置する凹曲線形状の第３部位とを有し、前記第１部位は、該第１部位における頂点を含む凸曲線形状の第１領域と、該第１領域及び前記第２部位の間に位置する凸曲線形状の第２領域と、前記第１領域及び前記第３部位の間に位置する凸曲線形状の第３領域とを有し、前記複数の第１部位の少なくとも１つは、前記第１領域の曲率半径Ｒ１１が、前記第２領域の曲率半径Ｒ１２および前記第３領域の曲率半径Ｒ１３よりも大きく、前記切刃は、前記曲率半径Ｒ１２が前記第２部位の曲率半径Ｒ２よりも大きい部分を有している。

実施形態の一例に係る回転工具を示す側面図である。図１における領域Ａ１の拡大図である。図２に示す回転工具の回転軌跡を、回転軸を含む平面で切断してなる仮想平面である。図３における領域Ａ２の拡大図である。図１に示す回転工具の斜視図である。図１に示す回転工具の第１端における正面図である。実施形態の一例に係る切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。実施形態の一例に係る切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。実施形態の一例に係る切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。

以下、実施形態の回転工具１について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を構成する部材のうち主要な部材のみを簡略化して示したものである。したがって、回転工具１は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率を忠実に表したものではない。

実施形態では、回転工具１の一例としてラフィングエンドミルを示している。なお、回転工具１は、実施形態に示すラフィングエンドミルに限定されるものではなく、例えばフライス工具であってもよい。

図１に示す一例の回転工具１は、回転軸Ｘを有し、第１端３ａから第２端３ｂにかけて延びた円柱形状の本体３と、本体３の外周において、第１端３ａの側から第２端３ｂの側に向かってらせん状に位置する切刃５と、切刃５に沿って位置する排出溝７とを備えている。なお、図１などにおける矢印Ｙは、回転軸Ｘを中心とした本体３の回転方向を示している。

円柱形状の本体３は、切削加工物を製造するための被削材の切削加工時において、回転軸Ｘを中心に矢印Ｙの方向に回転する。なお、本体３は厳密な意味での円柱形状である必要はない。また、第１端３ａから第２端３ｂにかけて本体３の外径が一定でなくてもよく、例えば、第１端３ａから第２端３ｂにかけて本体３の外径が大きくなるテーパ形状であってもよい。図１においては、本体３の左側の端部が第１端３ａ、右側の端部が第２端３ｂとなっている。以下、切削加工時の回転工具１の使用状況に対応して、第１端３ａを先端３ａ、第２端３ｂを後端３ｂと記載して説明する。

本体３の外径は、例えば、４ｍｍ〜２５ｍｍに設定してもよい。また、回転軸Ｘに沿った方向における本体３の長さをＬとし、本体３の外径をＤとするとき、例えば、Ｌ＝４Ｄ〜１５Ｄに設定してもよい。

図１に示す一例の本体３は、切削部９とシャンク部１１とを有している。シャンク部１１は、工作機械（不図示）の回転するスピンドルに把持される部位であり、工作機械におけるスピンドルの形状に応じて設計される部位である。シャンク部１１の形状としては、例えば、ストレートシャンク、ロングシャンク、ロングネック及びテーパーシャンクなどが挙げられる。

図１に示す一例における切削部９は、シャンク部１１に対して先端３ａの側に位置している。切削部９は、被削材と接触する部位を含み、この部位は、被削材の切削加工において主たる役割をなしてもよい。

図２に示す一例における切削部９の外周には、先端３ａの側から後端３ｂの側に向かって切刃５が、らせん状に位置している。切削部９の外周に位置する切刃５は、一般的に外周切刃と呼ばれる。そのため、以下の説明においては、上記位置の切刃５を外周切刃５と記載して説明する。

一態様における外周切刃５は、図１の拡大図である図２に示すように波形となっている。なお、波形であるとは、山と谷とが繰り返される形状を意味する。言い換えれば、回転軸Ｘからの距離が相対的に長い部分と相対的に短い部分とが交互に現れる形状であることを意味する。外周切刃５の数は、１つであってもよく、また、複数であってもよい。図２に示す一例における外周切刃５の数は、４つである。

らせん状の外周切刃５のねじれ角は、特定の値に限定されるものではなく、例えば３〜４５°程度に設定してもよい。外周切刃５のねじれ角は、本体３を側面視した場合における外周切刃５と回転軸Ｘとのなす角度によって評価できる。また、外周切刃５のねじれ角は、先端３ａの側から後端３ｂの側にかけて一定であってもよく、また途中で変化していてもよい。

図２に示す一例における切削部９の外周には、らせん状の外周切刃５に沿って排出溝７が位置している。排出溝７は、外周切刃５によって生成される切屑を外部に排出するために用いることが可能である。そのため、排出溝７は、外周切刃５に対する回転方向Ｙの前方において、この外周切刃５に沿ってらせん状に位置していてもよい。図２に示す一例においては、外周切刃５の数が４つであることから、排出溝７の数もまた４つである。回転軸Ｘに直交する断面における排出溝７の形状は、例えば、凹曲線形状、矩形またはＶ字型などにすればよい。

実施形態の回転工具１は、回転軸Ｘの周りで回転した際の回転軌跡を、回転軸Ｘを含む平面で切断してなる仮想平面でみた場合における外周切刃５の形状に特徴の一つを有している。

以下、外周切刃５の形状について図３及び図４を用いて説明する。図４は、図３の一部分を拡大した図である。回転工具１の回転軌跡を、回転軸Ｘを含む平面で切断してなる仮想平面でみた場合において、外周切刃５は、複数の凸曲線形状の第１部位１３と、第１部位１３のそれぞれに対して後端３ｂの側に続いて位置する凹曲線形状の第２部位１５とを有している。また、第１部位１３は、第１部位１３における頂点を含む凸曲線形状の第１領域１３ａと、第１領域１３ａ及び第２部位１５の間に位置する凸曲線形状の第２領域１３ｂとを有している。

そして、複数の第１部位１３の少なくとも１つは、第１領域１３ａの曲率半径Ｒ１１が、第２領域１３ｂの曲率半径Ｒ１２よりも大きい構成である。複数の第１部位１３のうち、Ｒ１１＞Ｒ１２である部分を、部分Ａとする。なお、図４において、第１部位１３に対して後端３ｂの側とは、第１部位１３の右側のことである。

一態様の回転工具１においては、先端３ａの側から後端３ｂの側（図４においては左側から右側）に向かって、第１領域１３ａ、第２領域１３ｂ及び第２部位１５が順に並んで位置している。外周側に向かって突出した凸曲線形状の第１部位１３によって被削材を主に切削することが可能である。また、外周切刃５が、本体３の中心に向かって窪んだ凹曲線形状の第２部位１５を有している。被削材を切削する際に、凹曲線形状の第２部位１５の一部は被削材から離れて位置することが可能である。すなわち、第２部位１５の中に部分的に被削材を切削しない箇所があってもよいため、この箇所で切削負荷が逃がされる。

さらに、本態様における第１部位１３が、上記の第１領域１３ａを有し、この第１部位１３における頂点を含む領域での曲率半径が相対的に大きい。そのため、外周切刃５は優れた耐欠損性を有する。

また、第１部位１３が、第１領域１３ａと第２部位１５との間に、曲率半径の相対的に小さい第２領域１３ｂを有している場合には、第２領域１３ｂの曲率半径が第１領域１３ａの曲率半径と比較して大きい若しくは同じであるときよりも、回転軸Ｘに沿った方向での幅が狭くなる。そのため、第１部位１３が単に第１領域１３ａのみを有する構成と比較して、外周切刃５のピッチが狭いため切削抵抗が小さくなる。回転工具１が上記の構成を有している場合には、切削抵抗が小さいため、例えば、びびり振動などの影響が小さくなる。

なお、本態様において、第１部位１３における頂点とは、凸曲線形状の第１部位１３のなかで回転軸Ｘから最も離れて位置する部分を意味する。

外周切刃５は、複数の第１部位１３及びこれらの第１部位１３に隣接した第２部位１５のみを備えるものであってもよいが、このような形状に限定されるものではない。例えば、外周切刃５が、第１部位１３及び第２部位１５の間において、これらの部位を接続する直線形状または曲線形状の部位をさらに備えていてもよい。なお、外周切刃５が、第１部位１３及び第２部位１５を接続する部位を有する場合においては、この部位が、第１部位１３及び第２部位１５の長さよりも短く、例えば、第１部位１３及び第２部位１５のそれぞれの長さに対して１０％以下程度であってもよい。

また、Ｒ１１＞Ｒ１２を満たす部分Ａが外周切刃５の全体における先端３ａの側に位置している場合には、びびり振動が効果的に抑制される。びびり振動は、スピンドルにシャンク部１１が把持される構成において、先端３ａに近づくにつれて大きくなり易いが、先端３ａの側に部分Ａが位置している場合には、部分Ａにおける切削抵抗が小さいため、びびり振動が効果的に抑制される。

また、第１部位１３は、第１領域１３ａ及び第２領域１３ｂのみを備え、第２領域１３ｂが第１領域１３ａに隣接した形状であってもよいが、このような形状に限定されるものではない。例えば、第１部位１３が、第１領域１３ａ及び第２領域１３ｂの間において、これらの領域を接続する直線形状または曲線形状の領域をさらに備えていてもよい。なお、第１部位１３が、第１領域１３ａ及び第２領域１３ｂを接続する領域を有する場合においては、この領域が、第１領域１３ａ及び第２領域１３ｂの長さよりも短く、例えば、第１領域１３ａ及び第２領域１３ｂのそれぞれの長さに対して１０％以下程度であってもよい。

曲率半径Ｒ１１及び曲率半径Ｒ１２は、例えば、Ｒ１１が０．５〜２．５ｍｍ、Ｒ１２が０．２〜０．７ｍｍの範囲に設定されてもよい。

曲率半径Ｒ１１は、例えば、外径Ｄに対して８〜１３％程度に設定されてもよい。また、曲率半径Ｒ１２は、例えば、外径Ｄに対して３〜６％程度に設定されてもよい。例えば、本体３の外径Ｄが１０ｍｍである場合においては、曲率半径Ｒ１１は、０．８〜１．３ｍｍに設定され、また、曲率半径Ｒ１２は、０．３〜０．６ｍｍに設定されてもよい。

仮想平面において、複数の第１部位１３は、隣りに位置する２つの第１部位１３の１つである第１部位１３Ａと、第１部位１３Ａに対して後端３ｂの側に位置する第１部位１３Ｂとを有していてもよい。このとき、第１部位１３Ａ及び第１部位１３Ｂを１つの組とする。第１部位１３Ａ及び第１部位１３Ｂを有する組の少なくとも１つにおいて、第１部位１３Ａにおける第１領域１３ａ（以下、識別のため、第１領域１３ａＡと記載する。）の曲率半径Ｒ１１ａが、第１部位１３Ｂにおける第１領域１３ａ（以下、識別のため、第１領域１３ａＢと記載する。）の曲率半径Ｒ１１ｂと異なっていてもよい。Ｒ１１ａとＲ１１ｂとが異なる部分を以下、部分Ｂと記載する。第１領域１３ａＡ及び第１領域１３ａＢにおいて、Ｒ１１ａとＲ１１ｂとが異なる場合には、切削加工時に部分Ｂにおける振動モードが互いに異なるものとなり、お互いの振動が部分的に相殺されるため、びびり振動が抑制される。

また、曲率半径Ｒ１１ａが、曲率半径Ｒ１１ｂよりも大きくてもよい。外周切刃５が、Ｒ１１ａ＞Ｒ１１ｂを満たす部分を以下、部分Ｃと記載する。外周切刃５が部分Ｃを有する場合には、先端３ａの側に位置する第１領域１３ａＡの曲率半径Ｒ１１ａが相対的に大きいことによって応力集中が緩和されるため、びびり振動が抑制され易くなる。

また、第１領域１３ａＢに対して、後端３ｂの側において隣りに位置する第１領域１３ａ（以下、識別のため、第１領域１３ａＣと記載する。）の曲率半径をＲ１１ｃとしたとき、Ｒ１１ａ、Ｒ１１ｂ及びＲ１１ｃが互いに異なる場合には、お互いの振動がより相殺され易くなるため、さらにびびり振動が抑制される。

このとき、上記３つの曲率半径Ｒ１１ａ、Ｒ１１ｂ及びＲ１１ｃは、Ｒ１１ａ＞Ｒ１１ｂ＞Ｒ１１ｃであってもよい。このように、隣りに位置する３つの第１領域１３ａのうち先端３ａの側に位置するものほど曲率半径が大きくなっている場合には、びびり振動がより一層抑制される。

また、第１部位１３Ａ及び第１部位１３Ｂを有する組の少なくとも１つにおいて、第１部位１３Ａにおける第２領域１３ｂ（以下、識別のため、第２領域１３ｂＡと記載する。）の曲率半径Ｒ１２ａが、第１部位１３Ｂにおける第２領域１３ｂ（以下、識別のため、第２領域１３ｂＢと記載する。）の曲率半径Ｒ１２ｂと異なっていてもよい。Ｒ１２ａとＲ１２ｂとが異なる部分を以下、部分Ｄと記載する。このように、第２領域１３ｂＡ及び第２領域１３ｂＢの曲率半径が異なる場合には、切削加工時に部分Ｄにおける振動モードが互いに異なるものとなり、お互いの振動が部分的に相殺されるため、びびり振動が抑制される。

また、曲率半径Ｒ１２ａが、曲率半径Ｒ１２ｂよりも大きくてもよい。外周切刃５が、Ｒ１２ａ＞Ｒ１２ｂを満たす部分を以下、部分Ｅと記載する。外周切刃５が部分Ｅを有する場合には、先端３ａの側に位置する第２領域１３ｂＡの曲率半径Ｒ１２ａが相対的に大きいことによって応力集中が緩和されるため、びびり振動が抑制され易くなる。

また、第２領域１３ｂＢに対して、後端３ｂの側において隣りに位置する第２領域１３ｂ（以下、識別のため、第２領域１３ｂＣと記載する。）の曲率半径をＲ１２ｃとしたとき、Ｒ１２ａ、Ｒ１２ｂ及びＲ１２ｃが互いに異なる場合には、お互いの振動がより相殺され易くなるため、さらにびびり振動が抑制される。

このとき、上記３つの曲率半径Ｒ１２ａ、Ｒ１２ｂ及びＲ１２ｃは、Ｒ１２ａ＞Ｒ１２ｂ＞Ｒ１２ｃであってもよい。このように隣りに位置する３つの第２領域１３ｂのうち先端３ａの側に位置するものほど曲率半径が大きくなっている場合には、びびり振動がより一層抑制される。

また、仮想平面において、外周切刃５は、曲率半径Ｒ１２が第２部位１５の曲率半径Ｒ２よりも大きい部分を有していてもよい。このような場合には、外周切刃５のピッチが狭いため切削抵抗がさらに小さくなる。

仮想平面において、外周切刃５は、第１部位１３及び第２部位１５に加え、さらに、複数の第１部位１３のそれぞれに対して先端３ａの側、すなわち図４において左側に続いて位置する凹曲線形状の第３部位１９を有していてもよい。また、第１部位１３が、第１部位１３における頂点を含む凸曲線形状の第１領域１３ａ及び第３部位１９の間に位置する凸曲線形状の第３領域１３ｃを有していてもよい。さらに、複数の第１部位１３の少なくとも１つにおいて、第１領域１３ａの曲率半径Ｒ１１が第３領域１３ｃの曲率半径Ｒ１３より大きくてもよい。

上記の場合には、先端３ａの側から後端３ｂの側に向かって、第３部位１９、第３領域１３ｃ及び第１領域１３ａが順に並んで位置する。外周切刃５が、本体３の中心に向かって窪んだ凹曲線形状の第３部位１９を有する場合には、第２部位１５と同様に第３部位１９の中に部分的に被削材を切削しない箇所が設けられるため、この箇所で切削負荷が逃がされる。外周切刃５が第１部位１３及び第２部位１５に加え、第３部位１９を有している場合には、部分的に被削材を切削しない箇所が増える。そのため、切削負荷がさらに小さい。また、ピッチはさらに狭くなる。

さらに、第１部位１３が、第１領域１３ａと第３部位１９との間に、曲率半径の相対的に小さい第３領域１３ｃを有している場合には、第３領域１３ｃの曲率半径が第１領域１３ａの曲率半径と比較して大きい若しくは同じであるときよりも、回転軸Ｘに沿った方向での第１部位１３の幅が狭くなる。そのため、第１部位１３が単に第１領域１３ａのみを有する構成と比較して、外周切刃５のピッチが狭いため切削抵抗が小さくなる。回転工具１が上記の構成を有している場合には、切削抵抗が小さいため、例えば、びびり振動などの影響が小さくなる。

外周切刃５は、第１部位１３、第２部位１５及び第３部位１９のみを備え、第３部位１９が第１部位１３に隣接した形状であってもよいが、このような形状に限定されるものではない。例えば、外周切刃５が、第１部位１３及び第３部位１９の間において、これらの部位を接続する直線形状または曲線形状の部位をさらに備えていてもよい。なお、外周切刃５が第１部位１３及び第３部位１９を接続する部位を有する場合においては、この部位が、第１部位１３及び第３部位１９の長さよりも短く、例えば、第１部位１３及び第３部位１９のそれぞれの長さに対して１０％以下程度であってもよい。

また、Ｒ１１＞Ｒ１２の関係及びＲ１１＞Ｒ１３の関係を有する第１部位１３、第２部位１５及び第３部位１９が外周切刃５の全体における先端３ａの側に位置している場合には、びびり振動が効果的に抑制される。

また、第１部位１３は、第１領域１３ａ、第２領域１３ｂ及び第３領域１３ｃのみを備え、第３領域１３ｃが第１領域１３ａに隣接した形状であってもよいが、このような形状に限定されるものではない。例えば、第１部位１３が、第１領域１３ａ及び第３領域１３ｃの間において、これらの領域を接続する直線形状または曲線形状の領域をさらに備えていてもよい。なお、第１部位１３が第１領域１３ａ及び第３領域１３ｃを接続する領域を有する場合においては、この領域が、第１領域１３ａ及び第３領域１３ｃの長さよりも短く、例えば、第１領域１３ａ及び第３領域１３ｃのそれぞれの長さに対して１０％以下程度であってもよい。

曲率半径Ｒ１３は、例えば、０．２〜０．７ｍｍの範囲に設定してもよい。曲率半径Ｒ１３は、例えば、外径Ｄに対して３〜６％程度に設定してもよい。例えば、本体３の外径Ｄが１０ｍｍである場合においては、曲率半径Ｒ１３は、０．３〜０．６ｍｍに設定してもよい。

図４に示す一例の仮想平面において、複数の第１部位１３は、隣りに位置する２つの第１部位１３の１つである第１部位１３Ａと、第１部位１３Ａに対して後端３ｂの側に位置する第１部位１３Ｂとを有している。このとき、第１部位１３Ａ及び第１部位１３Ｂを１つの組とする。第１部位１３Ａ及び第１部位１３Ｂを有する組の少なくとも１つは、第１部位１３Ａにおける第３領域１３ｃ（以下、識別のため、第３領域１３ｃＡと記載する。）の曲率半径Ｒ１３ａが、第１部位１３Ｂにおける第３領域１３ｃ（以下、識別のため、第３領域１３ｃＢと記載する。）の曲率半径Ｒ１３ｂと異なっていてもよい。Ｒ１３ａとＲ１３ｂとが異なる部分を以下、部分Ｆと記載する。隣りに位置する第３領域１３ｃＡ及び第３領域１３ｃＢにおいて、Ｒ１３ａとＲ１３ｂとが異なる場合には、切削加工時に部分Ｆにおける振動モードが互いに異なるものとなり、お互いの振動を部分的に相殺されるため、びびり振動が抑制される。

また、曲率半径Ｒ１３ａが、曲率半径Ｒ１３ｂよりも大きくてもよい。外周切刃５が、Ｒ１３ａ＞Ｒ１３ｂを満たす部分を以下、部分Ｇと記載する。外周切刃５が部分Ｇを有する場合には、先端３ａの側に位置する第３領域１３ｃＡの曲率半径Ｒ１３ａが相対的に大きいことによって応力集中が緩和されるため、びびり振動が抑制され易くなる。

また、第３領域１３ｃＢに対して、後端３ｂの側において隣りに位置する第３領域１３ｃ（以下、識別のため、第３領域１３ｃＣと記載する。）の曲率半径をＲ１３ｃとしたとき、Ｒ１３ａ、Ｒ１３ｂ及びＲ１３ｃが互いに異なる場合には、お互いの振動がより相殺され易くなるため、さらにびびり振動が抑制される。

このとき、上記３つの曲率半径Ｒ１３ａ、Ｒ１３ｂ及びＲ１３ｃは、Ｒ１３ａ＞Ｒ１３ｂ＞Ｒ１３ｃであってもよい。このように、隣りに位置する３つの第３領域１３ｃのうち先端３ａの側に位置するものほど曲率半径が大きくなっている場合には、びびり振動がより一層抑制される。

また、仮想平面において、外周切刃５は、曲率半径Ｒ１３が第３部位１９の曲率半径Ｒ３よりも大きい部分を有していてもよい。このような場合には、外周切刃５のピッチが狭いため切削抵抗はさらに小さくなる。

仮想平面において、複数の第１部位１３の少なくとも１つは、曲率半径Ｒ１３が曲率半径Ｒ１２よりも大きくてもよい。外周切刃５は、Ｒ１３＞Ｒ１２を満たす部分を以下、部分Ｈと記載する。外周切刃５が部分Ｈを有する場合には、先端３ａの側に位置する第３領域１３ｃの曲率半径Ｒ１３が相対的に大きいことから、びびり振動が抑制され易くなる。

Ｒ１２とＲ１３とが同じ値であってもよい。Ｒ１２＝Ｒ１３である場合には、第１部位１３に加わる切削負荷が一部に集中することを避け易い。そのため、第１部位１３の耐久性がさらに高まる。なお、Ｒ１２とＲ１３とが同じ値とは、厳密に同じ値である必要はない。Ｒ１２がＲ１３に対して９５〜１０５％である場合を同じ値と見做す。

本実施形態において、外周切刃５は波形となっており、複数の凸形状の部分と複数の凹形状の部分とが交互に位置する構成となっている。本実施形態においては、複数の凸形状の部分が第１部位１３に対応しており、複数の凹形状の部分が第２部位１５または第３部位１９に対応している。

このとき、１つの第１部位１３を基準とした場合において、先端３ａの側に位置する凹形状の部分が第３部位１９であり、後端３ｂの側に位置する凹形状の部分が第２部位１５であるが、基準となる第１部位１３が、例えば、後端３ｂの側において隣りに位置する第１部位１３となったときには、前基準における第２部位１５が、新基準において第３部位１９となる。

本実施形態において、外周切刃５における波形が概ね同じの形状である場合には、外周切刃５は切削抵抗が小さく、全体として優れた耐欠損性を有する。

本実施形態のように回転工具１が複数の外周切刃５を有する場合において、各々の外周切刃５の回転軌跡を仮想平面でみた際に、これらの外周切刃５の回転軌跡が重なり合っていないときには、被削材の加工面の平滑性が向上する。これは、複数の外周切刃５の１つにおける削り残しを他の外周切刃５によって切削できるからである。

例えば、外周切刃５が、外周切刃５ａと外周切刃５ｂの２つのときに、外周切刃５ａの回転軌跡と、外周切刃５ｂの回転軌跡とが重なり合っていない場合には、外周切刃５ａにおける削り残しを外周切刃５ｂによって切削できるため、被削材の加工面の平滑性が向上する。

このとき、外周切刃５ａの回転軌跡において隣りに位置する一対の第１部位１３のそれぞれの頂点の間の中央に、外周切刃５ｂの回転軌跡において隣に位置する一対の第１部位１３の頂点が位置するときには、外周切刃５ａにおける削り残しを外周切刃５ｂによって効率良く切削できる。

回転工具１は、図５及び図６に示すように、外周切刃５に加えて、本体３の先端３ａに位置する先端切刃１７を有していてもよい。先端切刃１７を有している場合には、回転工具１を回転軸Ｘに直交する方向だけでなく回転軸Ｘに沿った方向に移動させながら、切削加工を行なってもよい。先端切刃１７としては、例えば、センタ穴つきスクエアエンド刃、センタカットスクエアエンド刃、ボールエンド刃及びラジアスエンド刃などが挙げられる。

本体３の材質としては、例えば、超硬合金あるいはサーメットなどが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ及びＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏが挙げられる。ここで、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣは硬質粒子であり、Ｃｏは結合相である。また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。具体的には、サーメットとして、炭化チタン（ＴｉＣ）または窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物が挙げられる。

本体３の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法、または物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）またはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などが挙げられる。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、実施形態の切削加工物の製造方法について、図１に示す態様の回転工具１を用いる場合を例に挙げて詳細に説明する。以下、図７〜図９を参照しつつ説明する。

（１）上記の実施形態に代表される回転工具１を回転軸Ｘの周りで回転させる工程と、
（２）回転している回転工具１における切刃（外周切刃）を被削材２１に接触させる工程と、
（３）回転工具１を、被削材２１から離す工程と、
を備えている。

より具体的には、まず、図７に示すように、回転工具１を回転軸Ｘの周りで回転させるとともに回転軸Ｘに直交するＺ方向に移動させることによって、回転工具１を被削材２１に相対的に近づける。次に、図８に示すように、回転工具１における外周切刃を被削材２１に接触させて被削材２１を切削する。そして、図９に示すように、回転工具１をさらにＺ方向に移動させることによって、回転工具１を被削材２１から相対的に遠ざける。

本態様においては、被削材２１を固定させるとともに回転軸Ｘの周りで回転工具１を回転させた状態で、回転工具１を被削材２１に近づけている。また、図８においては、回転している回転工具１の外周切刃を被削材２１に接触させることによって、被削材２１を切削している。また、図９においては、回転工具１を回転させた状態で被削材２１から遠ざけている。

なお、本態様の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、回転工具１を動かすことによって、回転工具１を被削材２１に接触させる、あるいは、回転工具１を被削材２１から離している。当然ながらこのような形態に限定されるものではない。

例えば、（１）の工程において、被削材２１を回転工具１に近づけてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材２１を回転工具１から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、回転工具１を回転させた状態を維持して、被削材２１の異なる箇所に外周切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。

なお、図８では、Ｚ方向に沿って回転工具１が移動していたが、この態様に限定されない。例えば、切刃が先端切刃を有する場合などにおいては、回転工具１が回転軸Ｘに沿った方向に移動しつつ切削を行なってもよい。

被削材２１の材質の代表例としては、アルミ、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、または非鉄金属などが挙げられる。

１・・・回転工具
３・・・本体
３ａ・・第１端（先端）
３ｂ・・第２端（後端）
５・・・切刃（外周切刃）
７・・・排出溝
９・・・切削部
１１・・・シャンク部
１３・・・第１部位
１３Ａ・・第１部位Ａ
１３Ｂ・・第１部位Ｂ
１３ａ・・第１領域
１３ｂ・・第２領域
１３ｃ・・第３領域
１５・・・第２部位
１７・・・先端切刃
１９・・・第３部位
２１・・・被削材
Ｘ・・・回転軸
Ｙ・・・回転方向
Ｚ・・・切削方向
Ｒ１１・・・第１領域の曲率半径
Ｒ１２・・・第２領域の曲率半径
Ｒ１３・・・第３領域の曲率半径
Ｒ２・・・・第２部位の曲率半径
Ｒ３・・・・第３部位の曲率半径

Claims

回転軸を有し、第１端から第２端にかけて延びた円柱形状の本体と、
該本体の外周において、前記第１端側から前記第２端側に向かってらせん状に位置する切刃と、
該切刃に沿って位置する排出溝とを備えた回転工具であって、
前記切刃は、
前記回転工具の回転軌跡を、前記回転軸を含む平面で切断してなる仮想平面でみたとき、
凸曲線形状の複数の第１部位と、
該第１部位のそれぞれに対して前記第２端側に続いて位置する凹曲線形状の第２部位と、
前記第１部位のそれぞれに対して前記第１端側に続いて位置する凹曲線形状の第３部位とを有し、
前記第１部位は、
該第１部位における頂点を含む凸曲線形状の第１領域と、
該第１領域及び前記第２部位の間に位置する凸曲線形状の第２領域と、
前記第１領域及び前記第３部位の間に位置する凸曲線形状の第３領域とを有し、
前記複数の第１部位の少なくとも１つは、
前記第１領域の曲率半径Ｒ１１が、前記第２領域の曲率半径Ｒ１２および前記第３領域の曲率半径Ｒ１３よりも大きく、
前記切刃は、前記曲率半径Ｒ１２が前記第２部位の曲率半径Ｒ２よりも大きい部分を有していることを特徴とする回転工具。
前記仮想平面において、前記複数の第１部位は、隣に位置する２つの前記第１部位の１つである第１部位Ａと、該第１部位Ａに対して前記第２端の側に位置する第１部位Ｂとを有し、
前記第１部位Ａ及び前記第１部位Ｂを有する組の少なくとも１つは、
前記第１部位Ａにおける前記第１領域の曲率半径Ｒ１１ａが、前記第１部位Ｂにおける前記第１領域の曲率半径Ｒ１１ｂと異なることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
前記曲率半径Ｒ１１ａが、前記曲率半径Ｒ１１ｂよりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の回転工具。
前記仮想平面において、前記複数の第１部位は、隣に位置する２つの前記第１部位の１
つである第１部位Ａと、該第１部位Ａに対して前記第２端の側に位置する第１部位Ｂとを有し、
前記第１部位Ａ及び前記第１部位Ｂを有する組の少なくとも１つは、
前記第１部位Ａにおける前記第２領域の曲率半径Ｒ１２ａが、前記第１部位Ｂにおける前記第２領域の曲率半径Ｒ１２ｂと異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の回転工具。
前記曲率半径Ｒ１２ａが、前記曲率半径Ｒ１２ｂよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
前記仮想平面において、前記複数の第１部位は、隣に位置する２つの前記第１部位の１つである第１部位Ａと、該第１部位Ａに対して前記第２端の側に位置する第１部位Ｂとを有し、
前記第１部位Ａにおける前記第３領域の曲率半径Ｒ１３ａが、前記第１部位Ｂにおける前記第３領域の曲率半径Ｒ１３ｂと異なることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の回転工具。
前記曲率半径Ｒ１３ａが、前記曲率半径Ｒ１３ｂよりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の回転工具。
前記仮想平面において、
前記切刃は、前記曲率半径Ｒ１３が前記第３部位の曲率半径Ｒ３よりも大きい部分を有していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の回転工具。
前記複数の第１部位の少なくとも１つは、前記曲率半径Ｒ１３が前記曲率半径Ｒ１２よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の回転工具。