旋转切削工具

摘要

本发明提供一种旋转切削工具，该旋转切削工具可实现排屑性能的显著提高且实用性优秀，该旋转切削工具在工具主体(1)的外周形成有多条从工具前端朝向基端侧的螺旋状的排屑槽(2)，在该排屑槽(2)的前倾面与所述工具主体的外周面或形成在所述工具主体的外周的外周后隙面的交叉棱线部形成有外周刃(3)，并且沿预定的螺旋旋转方向并列设置有多条断屑槽(4)，该断屑槽(4)凹设在该外周刃(3)上，可截断切屑，在该旋转切削工具中，所述断屑槽(4)沿下述的螺旋旋转方向并列设置，该螺旋旋转方向是将从上述排屑槽(2)经由该断屑槽(4)向与工具旋转方向后方侧的邻接的排屑槽(2)移动的切屑向与排屑方向相同的方向引导的方向。

权利要求

1.一种旋转切削工具，该旋转切削工具在工具主体(1)的外周，形成有多条从工具前端朝向基端侧的螺旋状的排屑槽(2)，在该排屑槽(2)的前倾面与所述工具主体的外周面或形成在所述工具主体的外周的外周后隙面的交叉棱线部形成有外周刃(3)，并且沿预定的螺旋旋转方向并列设置有多条断屑槽(4)，该断屑槽凹设在该外周刃上，可截断切屑，其特征在于，所述断屑槽(4)沿下述的螺旋旋转方向并列设置，该螺旋旋转方向是将从上述排屑槽(2)经由该断屑槽(4)向与工具旋转方向后方侧的邻接的排屑槽(2)移动的切屑向与排屑方向相同的方向引导的方向，该断屑槽(4)在内底面(6)的工具基端侧连续设置有工具基端侧倾斜面(5)，而且在该内底面(6)的工具前端侧连续设置有工具前端侧倾斜面(7)，所述工具基端侧倾斜面(5)相对于所述内底面(6)倾斜30°～60°设置，而所述工具前端侧倾斜面(7)相对于所述内底面(6)倾斜70°～90°设置，所述内底面(6)与所述工具基端侧倾斜面(5)以及所述工具前端侧倾斜面(7)分别通过曲面连续设置。

2.如权利要求1所述的旋转切削工具，其特征在于，

所述排屑槽(2)的螺旋旋转方向与所述断屑槽(4)的作为并列设置方向的螺旋旋转方向被设定为相同方向。

3.如权利要求1和2中的任一项所述的旋转切削工具，其特征在于，

以旋转轴为基准的、表示所述断屑槽(4)的作为并列设置方向的螺旋旋转方向的角度与表示所述外周刃(3)的螺旋旋转方向的角度的角度差设定为30°以上。

说明书

旋转切削工具

技术领域

[0001] 本发明涉及旋转切削工具。

背景技术

[0002] 作为在印刷电路板的外形加工等中使用的外形铣刀(router)，或在金属材料等的加工中使用的立铣刀等旋转切削工具，例如，如专利文献1中所公开的那样，存在如下的旋转切削工具：在工具主体21的外周，形成有多条从工具前端朝向基端侧的螺旋状的排屑槽22，在该排屑槽22的前倾面与上述工具主体21的外周面的交叉棱线部上形成有外周刃23，沿预定的螺旋旋转方向并列设置有多条断屑槽(Chip breaker)24，该断屑槽24凹设在该外周刃23上，可截断切屑(参照图1)。并且，图中，标号25是端刃，α′是表示外周刃23的螺旋旋转方向的角度，β′是表示断屑槽24的作为并列设置方向的螺旋旋转方向的角度。

[0003] 这样的旋转切削工具一边利用适当的转动单元使工具主体21转动，一边使该工具主体21与被切削物抵接，由此利用外周刃23切削该被切削物，同时，能够一边利用断屑槽24截断通过该切削从被切削物分离的切屑，一边从工具上方(或下方)排出切屑，通过截断切屑，可以相应地有效排出切屑，使工具寿命延长。

[0004] [专利文献1]日本特开2002-337016号公报

[0005] 但是，如图2、3所示，断屑槽24将由外周刃23切削并通过排屑槽22向上方(或下方)移动的切屑，经由该断屑槽24，向工具旋转方向R′的后方侧的邻接的排屑槽22移动，并且，在该移动时，使切屑与断屑槽24的内侧面抵接，由此进行截断，但本发明者等发现在现有的断屑槽24中存在如下的问题点。

[0006] 即，在现有的例如将切屑从上方排出的类型的旋转切削工具中，切屑由螺旋状的排屑槽22向上(A′方向)引导，与此相对，经由断屑槽24向邻接的排屑槽22移动的切屑被该断屑槽24向下(B′方向)引导。

[0007] 从而，基于排屑槽22的向上方的排屑性能的一部分被经由断屑槽24向下引导的切屑抵消，容易产生切屑堵塞。当产生切削堵塞时，与对被切削物或工具前倾面的由切屑熔接引起的切削阻力的增加、由散热性的降低引起的切削温度的上升相关联，结果导致工具的提前折损。

[0008] 即，在专利文献1所公开的现有的旋转切削工具中，虽然设置有可截断切屑的断屑槽，但现状是还不能实现预期那样的显著的长寿命化。

发明内容

[0009] 本发明是鉴于如上所述的现状而完成的，其目的在于提供一种实用性极其优秀的旋转切削工具，该旋转切削工具在可将切屑向与排屑槽的排屑方向相同的方向进行引导的方向上并列设置断屑槽，由此使排屑槽排出切屑不会受到经由断屑槽移动到邻接的排屑槽的切屑的阻碍，可以使切屑排出性能显著地提高。

[0010] 参照附图，对本发明的主旨进行说明。

[0011] 所述的旋转切削工具是这样的旋转切削工具：其在工具主体1的外周，形成有多条从工具前端朝向基端侧的螺旋状的排屑槽2，在该排屑槽2的前倾面与所述工具主体的外周面或形成在所述工具主体的外周的外周后隙面的交叉棱线部形成有外周刃3，并且沿预定的螺旋旋转方向并列设置有多条断屑槽4，该断屑槽4凹设在该外周刃3上，可截断切屑，其特征在于，所述断屑槽4沿下述的螺旋旋转方向并列设置，该螺旋旋转方向是将从上述排屑槽2经由该断屑槽4向与工具旋转方向后方侧的邻接的排屑槽2移动的切屑向与排屑方向相同的方向引导的方向。

[0012] 此外，在第一方面所述的旋转切削工具中，其特征在于，上述排屑槽2的螺旋旋转方向与上述断屑槽4的作为并列设置方向的螺旋旋转方向被设定为相同方向。

[0013] 此外，在第一和第二方面中的任一方面所述的旋转切削工具中，其特征在于，以旋转轴作为基准的、表示所述断屑槽4的作为并列设置方向的螺旋旋转方向的角度β与表示所述外周刃3的螺旋旋转方向的角度α的角度差设定为30°以上。

[0014] 由于本发明具有如上的结构，所以可成为如下的旋转切削工具：排屑槽排出切屑不会受到经由断屑槽移动到邻接的排屑槽的切屑的阻碍，可以使排屑性能显著地提高，实用性极其优秀。

附图说明

[0015] 图1是现有例的概要说明平面图。

[0016] 图2是现有例的概要说明图。

[0017] 图3是切屑从现有例的排屑槽和断屑槽所受的力的示意图。

[0018] 图4是本实施例的说明平面图。

[0019] 图5是本实施例的概要说明平面图。

[0020] 图6是本实施例的概要说明图。

[0021] 图7是切屑从本实施例的排屑槽和断屑槽所受的力的示意图。

[0022] 图8是与断屑槽的作为并列设置方向的螺旋旋转方向正交的放大概要说明剖面图。

[0023] 图9是表示在排屑性确认实验中使用的波纹图案的说明图。

[0024] 图10是表示现有例的排屑性确认实验的结果的照片。

[0025] 图11是表示本实施例的排屑性确认实验的结果的照片。

[0026] 图12是表示切削动力确认实验的概要说明图。

[0027] 图13是表示现有例的切削动力确认实验的结果的曲线图。

[0028] 图14是表示本实施例的切削动力确认实验的结果的曲线图。

[0029] 图15是表示折损寿命确认实验的结果的曲线图。

[0030] 符号说明

[0031] 1…工具主体

[0032] 2…排屑槽

[0033] 3…外周刃

[0034] 4…断屑槽

[0035] α…表示外周刃3的螺旋旋转方向的角度

[0036] β…表示断屑槽4的作为并列设置方向的螺旋旋转方向的角度

具体实施方式

[0037] 根据附图表示本发明的作用，并对本发明的优选实施方式简单地进行说明。

[0038] 使旋转的工具主体1的外周刃3与被切削物接触，切削该被切削物。此时产生的切屑通过排屑槽2向预定方向(上方或下方)移动，同时，一部分经由断屑槽4向工具旋转方向后方侧的邻接的排屑槽2移动，但由于经由该断屑槽4移动的切屑被断屑槽4向与排屑槽2的排屑方向相同的方向引导，所以不会阻碍排屑槽2排出切屑。从而，本发明不会产生由于设置断屑槽而产生的排屑槽的排出性能降低的问题，与以往相比，能够使排屑性能显著提高。

[0039] [实施例]

[0040] 根据图4～图15，对本发明的具体的实施例进行说明。

[0041] 本实施例的旋转切削工具在工具主体1的外周形成有多条从工具前端朝向基端侧的螺旋状的排屑槽2，在该排屑槽2的前倾面与上述工具主体1的外周面或形成于上述工具主体的外周的外周后隙面的交叉棱线部，形成有外周刃3(即，外周刃3形成为螺旋状)，并且沿预定的螺旋旋转方向并列设置有多条断屑槽4，该断屑槽4凹设在该外周刃3上并可截断切屑，上述断屑槽4沿着下述的螺旋旋转方向并列设置，该螺旋旋转方向是将从上述排屑槽2经由该断屑槽4向与工具旋转方向后方侧的邻接的排屑槽2移动的切屑向与该排屑槽2的排屑方向相同的方向引导的方向。

[0042] 具体地讲，如图4所示，是一种外形铣刀，其在前端部具有端刃8，并且，在基端部具有与印刷电路板用外形加工机的工具安装部连接的柄部，该外形铣刀对安装在印刷电路板用外形加工机上的印刷电路板等施行长孔加工或外形加工等切削加工，该外形铣刀构成为，一边使工具主体1绕右旋方向旋转，一边使其向下方或主要在横向(旋转轴直角方向)移动，来进行被切削物的切削，使切屑从工具上方排出。

[0043] 并且，并不仅限于外形铣刀，也可以应用于立铣刀等其它旋转切削工具。此外，也可以形成为使工具主体1向左旋方向旋转进行切削，使切屑从工具下方排出的结构等其它结构。

[0044] 对各部具体地进行说明。

[0045] 排屑槽2和断屑槽4的作为并列设置方向的螺旋旋转方向设定为相同方向。具体地讲，相对于工具旋转轴，设定为从工具前端朝向工具基端侧的绕顺时针的螺旋状(所谓右旋)。

[0046] 此处，所谓“相同方向”意味着：“将由排屑槽或断屑槽排出的切屑的排出方向分解为工具旋转轴方向和与该工具旋转轴方向正交的工具旋转方向时的工具旋转轴方向分量的朝向(上方或下方)相同”。

[0047] 即，本实施例的断屑槽4可以这样形成，利用适当的工具(例如磨石)在工具主体1上形成螺旋状的排屑槽2和外周刃3之后，将可形成(例如磨削形成)断屑槽4的工具(例如磨石)，在使工具主体1绕从工具的前端观察时的逆时针方向旋转的同时，从工具主体1的前端侧朝向基端侧移动，来除去(例如磨削除去)外周刃3的一部分。

[0048] 从而，通过外周刃3从被切削物切除后的切屑伴随工具主体1的旋转，从排屑槽2受到向上方的力A，并且，在通过断屑槽4向工具旋转方向R的后方侧的邻接的排屑槽2移动时，由断屑槽4向与排屑槽2的排屑方向相同的方向即上方侧(B方向)引导。

[0049] 从而，在排屑槽2中移动的切屑与通过断屑槽4侵入的切屑汇合的部分不易产生堵塞，切屑可以向排出方向即上方(E方向)顺畅地移动而排出。

[0050] 即，本实施例通过使排屑槽2与断屑槽4的作为并列设置方向的螺旋旋转方向一致，从而使断屑槽4将切屑向邻接的排屑槽2引导的引导方向相对于由排屑槽2引导而排出的切屑流一致，由此由该断屑槽4引导的切屑不会阻碍由排屑槽2引导的切屑，可维持排屑槽2的排屑性能。

[0051] 这点在现有的结构中，如图1～图3所示，由于由断屑槽24引导的切屑处于与作为排出方向的上方(E′方向)相反的向下方向(B′方向)，所以，阻碍由排屑槽22向上方(A′方向)引导的切屑的移动，使排屑槽22的排出性能降低，因此，由设置断屑槽24获得的好处较少。

[0052] 此外，以旋转轴为基准的、表示上述断屑槽4的作为并列设置方向的螺旋旋转方向的角度β(断屑槽的扭转角)与表示上述外周刃3的螺旋旋转方向的角度α(外周刃的扭转角)的角度差被设定为30°以上。这是因为，外周刃的扭转角与断屑槽的扭转角的角度差越大，外周刃3的旋转方向后方侧的厚度越增加，可以得到该外周刃3的强度显著提高这一效果。

[0053] 断屑槽4在从截面看时设定为凹角槽状，各断屑槽4以相对于旋转轴朝向图6中的右上方倾斜的状态设置在外周刃3上。

[0054] 此外，断屑槽4的靠排屑槽2的工具排出方向侧的内侧面5被设定为相对于内底面6倾斜的倾斜面，相反侧的内侧面7被设定为与内底面6大致垂直的垂直面。具体地讲，如图8所示，在与上述断屑槽4的作为并列设置方向的螺旋旋转方向正交的截面视图中，上述倾斜面(内侧面5)设定为相对于内底面6倾斜30°～60°左右即可。当设定为小于30°时，虽然外周刃3与内侧面5交叉的角部的强度增加，外周刃3的耐缺损性提高，但不能充分地确保外周刃3的长度，存在切削性能劣化这一不良状况，当设定为超过60°的角度时，就会阻碍切屑向工具排出方向(上方)的排出。在本实施例中设定为45°。此外，垂直面(内侧面7)不必完全垂直，只要相对于内底面6为70°～90°左右即可。这是因为，当内侧面7处于接近垂直的状态时，切削载荷容易集中在角部，从而该角部缺损的可能性高。此外，当设定为小于70°时，切屑就容易向下方排出，而向上方的排屑性劣化。在本实施例中设定为80°。此外，在本实施例中，内底面6和内侧面7用曲面连接起来。由此，切屑不会滞留在内底面6和内侧面7交叉的角部，可以更加顺畅地向上方排出，成为优选的状态。

[0055] 从而，在旋转切削时，通过断屑槽4的切屑在B方向受力，此外，切屑容易通过断屑槽4，相应地不会使切削阻力增加就能够进行切削。

[0056] 由于本实施例具有如上所述的结构，所以，使旋转的工具主体1的外周刃3与被切削物接触来切削该被切削物时产生的切屑通过排屑槽2向上方移动，同时，一部分经由断屑槽4向工具旋转方向后方侧的邻接的排屑槽2移动，但经由该断屑槽4移动的切屑由断屑槽4向与排屑槽2的排屑方向相同的方向引导，因此，不会阻碍排屑槽2排出切屑。

[0057] 从而，本实施例不会产生因设置断屑槽而产生的排屑槽的排屑性能降低的问题，与以往相比，能够使排屑性能显著提高。

[0058] 为了证实本实施例的效果，说明对以下的各特性进行的实验例。

[0059] <排屑性>

[0060] 分别在本实施例与现有例中，将切削条件设为：旋转切削工具直径1.5mm、主轴的转速29000rpm、进给速度1.1m/min(径向(工具直径方向)的进给速度)，对将三张厚度为1.6mm的耐热性玻璃布基材环氧树脂层叠板层叠后的被切削物，施行如图9所图示那样的波纹图案(Wavepattern)。

[0061] 图10表示现有例的实验结果，图11表示本实施例的实验结果。利用现有例加工的结果，切屑堵塞在加工槽中(照片白色的部位)，而与此相对，利用本实施例加工的结果，几乎没有发现切屑堵塞。

[0062] <切削动力>

[0063] 分别在本实施例与现有例中，关于切削动力进行了测定(加工初期时)。切削动力被分解为图12所示的3个分量(Fx、Fy、Fz)，Fx、Fy表示径向方向，Fz表示轴向方向。

[0064] 图13表示现有例的实验结果，图14表示本实施例的实验结果。当比较两者时，Fz(轴向方向)大不相同。此处，由于Fz以铅直向下为正，所以负值意味使切屑从被切削物向上方排出的力。从而，从切削动力也可以确认本实施例具有优秀的排屑性。

[0065] <折损寿命>

[0066] 进行加工直到工具折损为止，评价直到折损的距离。

[0067] 图15表示实验结果。与现有例相比，可以确认到本实施例具有优秀的耐折损性。可以认为，从上述结果可知，这是由于本实施例具有良好的排屑性，可以抑制切削阻力和加工温度，以及具有不易产生外周刃的缺口的形状。