【発明の詳細な説明】
ミリング加工装置
Ｉ．適用分野
本発明は偏心端面と円周面、例えば周囲面の両方を機械加工するために使用さ
れるミリング加工装置に関する。
そのような面を有する典型的な被加工部材はクランク軸であり、そのために、
以下の本文は常にクランク軸に言及しているが、被加工部材はこれのみに制限さ
れるものではない。
II．技術的背景
クランク軸の場合、金属を除去する機械加工は、外側ミリング加工装置と内側
ミリング加工装置との両方を使って、即ち、クランク軸を環状に取巻き、内歯を
もつミリングカッタを使って行うことが知られている。この場合、ミリングカッ
タの回転軸はクランク軸の縦軸に平行に位置する。
この場合、クランク軸はその端部が保持される。即ち、一側が端部フランジの
所で保持され、他端がその端部ジャーナルの所で保持され、中心部は、即ち、そ
の中心軸受の中心軸が両側にあるチャック内で保持される。
従来の解決法では、クランク軸は機械加工中、移動することはないので、チャ
ックはスピンドルヘッドによって駆動されることはない。クランクピンジャーナ
ルを機械加工する場合、一方では、切削速度を生じさせるために、環状内側ミリ
ングカッタがそれ自身の中心点のまわりで回転し、他方、その周囲面をミル加工
するために、機械加工されるクランクピンジャーナルの中心のまわりで軌道を描
いて回転する。ウェブの端面とウェブの周囲面もまた、その曲率半径が内側ミリ
ングカッタの切削刃の周囲半径より小さい限り、この方法で機械加工することが
できる。クランク軸を固定させた状態では、内側ミリングカッタはＸ方向とＹ方
向へ、限定された方法で移動する。
内側ミリングカッタを環状に取り巻くやり方は非常に安定しているが、Ｚ方向
への幅が比較的広いので、短いクランク軸の場合、同一クランク軸上に、軸方向
に離して２個の内側ミリングカッタを同時に配置するときに問題が生じる。
この従来のやり方では、機械加工中、クランク軸をゆっくりと回転させ、即ち
、スピンドルヘッドによってチャックの少なくとも１つを限定された方法で駆動
させることができるようにし、その回転位置を設定することも周知である。この
ように、被加工部材のためにＣ軸を実現すると、Ｙ方向への工具スライド支持台
の動きを省略できるので、内側ミリングカッタ用の工具スライド支持台は、Ｚ方
向へ動く下部スライドと、Ｘ方向へ動く上部スライドだけで構成することができ
る。
さらに、外側ミリング加工装置も周知であって、その装置において、ミリング
ユニットは、Ｚ方向へ移動できる他に、限定された方法でＸ方向へも移動可能で
あり、クランク軸用チャックは、１個又は２個のスピンドルヘッド内に保持され
ていた。被加工部材にＣ軸を実現することは、偏心面を機械加工する間、外側ミ
リングカッタが限定された方法でＸ方向へ案内されることを意味した。しかしな
がら、偏心面の機械加工は、互いに独立して作動し、同一クランク軸に配置され
る外側ミリングユニットの２個以上使用を含意するものではなかった。これは中
心軸受ジャーナルのような偏心面を機械加工する時にのみ可能であった。
従来のミリング加工装置の場合、通常の負の切削刃の形状を使って、グレー鋳
鉄(GGG6O-GGG80)で成る被加工部材に対して精々、160m/分以下の切削速度で作業
が行われる。その結果、被加工部材に非常に強い切削力が伝達される。そのため
に原則として、被加工部材の中心を確実な支持台などで支持する必要がある。も
うひとつの欠点は、作業工程で生じる熱の高い割合が、被加工部材と工具の両方
へ伝達されてしまうので、チップを介して消散する熱の割合が低いという事実に
ある。
III．発明の説明
a)．技術上の目的
そこで、本発明の目的は、簡単な設計にも拘わらず、短時間の加工時間で偏心
端面と円周面の両方を機械加工するミリング加工装置を提供することである。
b)．目的を解決する手段
この目的は請求の範囲１の特徴部分に記載した特徴によって実現される。その
効果的な実施例は、従属クレームから生じる。
被加工部材のＣ軸とその結果により、また、被加工部材の比較的ゆっくりした
回転により、一般的には毎分 60 回転以下で、しばしば毎分 15〜20 回転のよう
な回転により、工具スライド支持台は、工具を、一般的には外側ミリングカッタ
を限定された方法で、Ｚ方向とＸ方向へ移動させることができれば十分である。
被加工部材のこの回転は非常にゆっくりであって、そこで被加工部材のアンバ
ランスが生じても、それが機械加工の結果に対して不都合な力学的影響を与えな
い程度にゆっくり回転する。
c)．効果
機械加工が短時間ですむ理由は次の事実による。即ち、例えばクランク軸のよ
うな被加工部材の回転にも拘わらず、２個の工具ユニットが互いに独立して作動
し、しかも回転位置が一致しないような偏心表面上でそれらの工具ユニットが作
動し、その効果は、独立した工具スライド支持台を、被加工部材の位置と回転の
関数としてコントロールするマシン制御システムによってのみ可能となり、そこ
で、好ましいことに、例えば、チップの厚みや切削速度のような最適目標を指定
することもできるのである。
この場合、特定の被加工部材において、機械加工の度毎に、被加工部材の回転
位置、その移動方向及びその速度、ミリングカッタの回転速度、ミリングカッタ
等のＸ方向位置、その移動方向、及びその移動速度を計算し、例えば、種々の加
工状態に対する設定表のような作業プログラムにそれらのパラメータを記憶・蓄
積することができ、それは機械加工前でさえ可能であり、前記プログラムはマシ
ン制御システムによって実行される。
d)．他の態様
もうひとつの可能性は、機械加工中、被加工部材の目下の実際の位置と実際の
動きを考慮に入れて、これらの関数として工具のスライド支持台をコントロール
することで成る。しかしながら、これはセンサ技術や、コントロールの手間に関
して著しく複雑なものとなる。
被加工部材の回転速度が比較的低速であるために、スリップエラーが小さい、
即ち、被加工部材の移動中、所望の位置と実際の位置との間の偏差が比較的小さ
い。
例えば、側部ミリングカッタを使用する時、工具側でこれを実現するために、
そのカッタの直径は、クランク軸の大端部ジャーナルをミル加工するためにその
侵入深さにとって必要とされる大きさより大きくなるように設計される。このよ
うに側部ミリングカッタを大型にすると、そのミリングカッタの回転速度が比較
的低速となり、その結果、工具の回転速度はさらに、一定して調整され、その際
のスリップエラは無視できるほどに小さいものである。
行程が 10〜15cm の乗用車用クランク軸を機械加工する場合、この目的で使用
される側部ミリングカッタの直径は、約 800mm である。これはまた、熱の面で
効果的である。なぜなら、ミリングカッタの１つの同一切削刃の２つの連続する
配置間で冷却時間を比較的長く利用できるからである。
適切な切削材料と適切な切削刃のジオメトリが使用される場合、切削速度は毎
分 800mm 以上が実現され、さらに、そのマシンは機械加工位置に何ら冷却用潤
滑剤を必要としない。なぜなら、特に、正の工具ジオメトリの場合、ドライミリ
ング加工が可能だからである。
ミリングカッタがＸ方向へ直線移動する代わりに、そのミリングカッタを、特
にスロットカッタの使用時に必要なＺ軸に平行な軸のまわりでピボット回転させ
ることもできる。前記Ｚ軸の回転軸は、クランク軸の縦軸に対して、垂直に配置
される。この種のスロットカッタの前端面にある切削刃は、円周面、即ち、例え
ばクランク軸のクランクピンジャーナルの周囲面を機械加工し、円周面にあるそ
の切削刃は、側面、例えばウェブ端面を機械加工する。
切削刃がその円周部分に、及び／または、円筒形ベース本体の円周面と端面と
の間の移行部分に配置されるような側部ミリングカッタを使用することは、内側
ミリングカッタより好ましいとされる。なぜなら、側部ミリングカッタのＺ方向
の幅が約 20〜25mm で、その直径が約 800mm の場合でさえ、そのような側部ミ
リングカッタは片側だけを自由に取付けるだけで十分に安定するからである。２
個の側部ミリングカッタを被加工部材に同一側から作用させるが、それらのカッ
タを軸方向に離して位置づけて使用する場合、これら２個の側部ミリングカッタ
は、それぞれのスライド支持台上に互いに隔った側で駆動可能に取付られるの
で、これら２個の側部ミリングカッタは、それらの切削刃が端部側で接触するま
で、理論上、互いに向って軸方向へ移動することができる。
外側円周に沿って内側ミリングカッタが取付られ、包囲される場合、そのよう
な狭い設計をＺ方向へ実現し、２個のミリングユニットをともに接近させること
は不可能である。
さらに、円筒形外側ミリングカッタは、備え付けが容易であり、また、調整、
取り替えも容易である。このことは、現在の可能なプロセスにおいて、切削時間
に比較して機械の遊び時間と非切削時間が次第に重要となっているという事実か
ら非常に重要な要素である。
この種のミリングカッタの切削刃は通常、ねじ止めされた使い捨て切削工具先
端として円周に沿って配置される。原理上、３つの異なる型の切削先端の間には
、その使用に関して差がある。いわゆるウェブ切削先端は端面を、即ち、例えば
ウェブの側面を機械加工し、いわゆるジャーナル切削刃は、円周面を、即ち、例
えば、クランク軸の軸受ジャーナルの周囲面又はウェブの外周の輪郭を加工し、
また、所望の凹状にカーブした輪郭及び面としての周囲面、例えば、Ｚ軸に対し
て正接状に配置された面及び凹面でさえ、機械加工する。その場合、それらの面
の曲率半径が、使用される側部ミリングカッタの半径より大である限りにおいて
のことである。
付加された重量のため、或いはバランス操作のための取付け表面として平坦な
表面をミリング加工することは、内側ミリングにまさる外側ミリングの特に重要
な効果である。
さらに、いわゆる切欠部を形成するために、即ち、ジャーナルの周囲面と端部
側のウェブ端面との間の移行部に凹部を形成するために特殊な切欠部切削用先端
が存在する。
例えば、側部ミリングカッタにジャーナル切削用先端のみを配置することがで
きる。それは、機械加工中、そのような側部ミリングカッタを限定された方法で
、Ｚ方向へさらに移動させることができ、かくして、狭い側部ミリングカッタを
使って、事実上、所望の幅の軸受ジャーナルをミル加工することができ、その場
合、環状に包囲する加工された肩部は形成されない。この場合、切欠部は別のミ
リン
グカッタによって形成される必要がある。
もうひとつの可能性は、ジャーナル切削用先端を支持するミリングカッタの１
方の周縁に、又は両周縁に直接、切欠部切削用先端を配置し、そのジャーナルの
周囲面と共に切欠部をミル加工することで成る。ミリングカッタに二側型切欠部
切削用先端が配置され、そのミリングカッタは、軸受位置の仕上げの軸方向の長
さ、即ち、形成される特定の被加工部材にだけ対応する。左側切欠部と、ジャー
ナルの周囲面の左側のために、片方のミリングカッタが使用され、他方のミリン
グカッタがジャーナル面の右半分のために使用される場合、同一対の側部ミリン
グカッタを使って、中心部の交点を変化させることにより、Ｚ方向への可変軸受
幅を生じさせることができる。
ウェブ切削用先端は、ほとんどが別の側部ミリングカッタに配置され、好まし
くは、その側部ミリングカッタの両端面に配置されることにより、＋Ｚ方向と−
Ｚ方向の両方向へ導かれる側面を機械加工することができる。このように、別の
側部ミリングカッタに配置することは理にかなったことである。なぜなら、ウェ
ブの側面に沿って比較的多量の金属が除去されなければならず、これらのウェブ
切削用先端は、例えば、ジャーナル切削用先端、或いは切欠部切削用先端より一
層迅速に摩耗するからである。
本発明のミリング加工装置は例えば、たった２個のミリングユニットで成り、
これらのミリングユニットは、互いに独立して移動し、ほぼ同一側からクランク
軸に働きかけ、互いに軸方向に離れて位置する。原則として、Ｘ方向への動きは
上からクランク軸へ向かって斜めに導かれ、或いは垂直にさえ導かれる。その際
、ミリング加工装置それ自体のベッド又は横行ガイドがすでに斜めに、又は急勾
配で位置づけられ、前記横行ガイドに沿って、上部スライドが工具スライド支持
台の下部スライド上を走行する。
しかしながら、２個の独立して作動する工具ユニットが被加工部材に対して両
側から作用するようにすることもでき、或いは、Ｖ字形に互いに向って横断移動
するようにすることもできる。
これらの場合、さらに複数の工具スライド支持台がＺ方向に離れて、一方が他
方の後ろに配置される場合、４個又はそれ以上の工具ユニットが１個の同一の被
加工部材に同時に働きかけるようにすることも可能である。
さらに、単一の工具ユニットがマルチプル工具を有することもできる。そのマ
ルチプル工具は、例えば、２個の側部ミリングカッタであって、これらのカッタ
はＺ方向へ離れて位置するが、例えば、タンデム工具のように、互いに同時に移
動するようにしたものである。これは、特に、加工されるクランク軸が、例えば
４気筒エンジンのクランク軸のように互いに一線に並んだ２個のクランクピンジ
ャーナルを有する場合に有用である。しかしながら、この種のマルチプル工具は
その横行移動と回転に関して連結されるので、それらの工具は単一工具ユニット
として考えるべきである。
チャック内に保持されるクランク軸が二側駆動される場合、その二側スピンド
ルの駆動体は電気的に同期化されるのが好ましい。
機械加工前に算定され、マシン制御システムにストアされる加工プログラムを
使って被加工部材を機械加工する時でさえ、この加工プログラムはその後、第１
仕上げ部分の測定に基づいて矯正される。
機械加工の結果は、実際には、正確な円筒面の加工にも拘わらず、切削力によ
って横断方向へクランク軸がたわむことにより、わずかに円を逸脱することが知
られている。そこで、実際に生じる横断方向へのクランク軸のたわみにより、完
全な円筒形周囲面にまさに近いものを生じさせるような理論上の、円を逸脱した
輪郭を加工することによってこれを補償することが試みられる。これは理論上、
加工プログラムの設定時に、大まかではあるが、考慮されているので、そのマシ
ン制御システムは、第１サンプルを作ったのち、インプットパネルを使ってサイ
ズや角度位置に関して尚存在する円の逸脱を制御システムにインプットし、それ
らを自動的に制御システムにインプットし、好ましくは、各軸受ジャーナルの場
合、個々に、必要であれば、その軸方向の長さをこえてさえ、被加工部材のそれ
ぞれの環状部分に対してミリングユニットの横行動きをそれぞれ異なって調整す
る可能性を含む。
駆動可能であって、互いに独立して作動する２個のミリングユニットが、１つ
の同一の回転可能で駆動可能なクランク軸に対して機械加工するため異なる偏心
表面を加工し、チップの厚みに対して最適の値、又は最適の範囲を保持しようと
する場合、成る状況のもとで、所望の最大切削速度を、例えば、１つの加工地点
でＨＳミリングの切削速度を実現することができる。
他の加工地点で、チップの厚み、又は平均的チップの厚みを最適範囲内に保持
するために、或る状況のもとで、ミリングカッタの回転速度はそこで減退されな
ければならず、その結果、切削速度も減退する。この理由で、ジャーナルの加工
の開始時、ミリングカッタは、所望の寸法まで放射方向へ直ちに移動することは
なく、むしろ、放射方向の所望の寸法までゆっくりと移動する。その時、クラン
ク軸は 30〜90°、好ましくは50〜70°の加工されるジャーナルの回転コースに
わたってゆっくりと回転する。その結果、チップの厚みに対する条件が、軸受ジ
ャーナルの加工開始時にさえ、観察され、機械加工のスタート時、許容できない
ほど大きな横断力が被加工部材へ伝達されることはない。放射方向の所望の寸法
に達した後、適切な機械加工の結果を実現するために、ジャーナル表面が、好ま
しくは約100°の周囲面が完全な周期を行う必要がある。
工具の寿命にわたる性能に関してチップの厚みにとって最適値がない場合、最
大切削速度の点からその独立した工具ユニットが最適とされる。これらの法則は
主にグレー鋳鉄(GGG60−GGG80)を機械加工するために決定されたものであるので
、それは或る状況のもとでは、例えばスチールのような他の被加工部材の材料の
場合には、有効であって、そのスチールの場合には、他のグループの切削材料が
使用される。
前のミリング加工に使用した負の工具ジオメトリの代わりに、正の工具ジオメ
トリを更に使用すると、主に、低平均のチップの厚み、又は最大チップの厚みに
使用したとき、切削手段の工具寿命を十分に延ばすことができ、順次、切削力を
低下させるので、その工具のために必要とされる駆動力も少なくてすむ。その駆
動力は内側ミリング又は回転ブローチング時に必要とされる駆動力の約 1/2〜1/
3にすぎないである。このようにエネルギコストが低いうえに、これはまた、常
時、機械全体に対して、さらに加工した製品に対して負の影響しか与えないよう
な駆動熱の浪費問題を最少限にくいとめる。
本発明の高速ミリングは、この場合、特に、未硬化の被加工部材に対して行わ
れるばかりでなく、硬化した（例えば、ロックウェル硬度 HRC60〜62、特に、
完全硬化したもの）被加工部材にも行われる。この場合、好んで使用される切削
材料はサーメット又は多結晶窒化ボロン(PCB)であり、後者の場合、特に、立方
晶系ボロン(CBN)が使用される。この場合、まず通常のように、カーバイドの切
削工具先端を焼結するのが好ましいが、それは切削刃の部分に、例えば、切削刃
へ向って開いた工具面に空隙を有してしまう。ベース本体のこれらの空隙にCBN
パウダを入れて、それから焼結する。
さし込み式切削工具先端のノーズをこのような寸法で補強するばかりでなく、
切削刃全体を補強する。即ち、切削刃に沿って複数のCBNパレットを互いにとな
り合わせて配置するか、又は、バー形CBNインサートを備えることによって切削
刃全体を補強する。その結果、未硬化スチールや鋳鉄をミリングによってさえ機
械加工することができる。
これらの切削材料はまた、冷却用潤滑剤なしで、即ちドライな状態で使用でき
るので、廃液処理費の節約となり、環境問題にも寄与する。
かくして、金属を除去する機械加工中、早期の段階でさえ、硬化処理工程によ
り通常の製造時に生じる（硬化処理前の金属を除去する機械加工）被加工部材の
ゆがみを除去することができる。高速ミリングを使用する時、特に、硬化した被
加工部材に高速ミリングを使用する時、被加工部材の仕上げ状態として容認でき
るような表面の品質を実現することができるので、その結果、少なくとも、粗研
削操作を省略することができる。
クランク軸が鋳鉄又はスチールで構成され、外側サーキュラーミリングカッタ
によって未硬化状態で機械加工され、特に、切削刃を周囲部分に当てて行うディ
スク状ミリングカッタによって未硬化状態で機械加工されるクランク軸のジャー
ナル面及びウェブ面を機械加工する時、次のパラメータを観察できれば、特に効
果的であることがわかった。即ち、
− 粗機械加工中の切削速度が、少なくとも 180m/分、好ましくは 250〜600m/
分、
− 仕上げ機械加工中の切削速度が少なくとも 200m/分、好ましくは、300〜800
m/分、
− チップの厚みが 0.05〜0.5mm、特に、0.1〜0.3mm、
ここで使用する工具は一般に、回転駆動されるディスク状工具本体であり、そ
れは挿入されるスローアウェイ式切削工具先端を有する。この場合、この切削工
具先端の形態は、意図する目的によって異なり(ウェブの端面の機械加工、主軸
受のジャーナルの周囲面及び大端部ジャーナル点のジャーナルの周囲面の機械加
工、周囲面と端面との間の移行部における切欠部を形成)、それらの先端は工具
キャリヤ又は被加工部材によって異なって位置づけられる。 基本材料に関するデータは周知の IS0 適用グループに関するものである。そ
の中で、
Ｋ10 は、94.2％のタングステンカーバイド(TC)と、5.5％のコバルト(Co)と、
0.3％の... (Ta/C)とで構成される。
Ｋ20 は、93.2％のTCと、６％の Co と、0.6％のTa/Cと、0.2％のチタニュー
ムカーバィド(TiC)とで構成される。
曲げ強度はＫ10 の場合、1900N/m2であり、Ｋ20 の場合、2000N/cm2である。
指定のコーティングにおいて、個々の化合物が内側から外側へ指定の順序で層
状に塗着される。
e)．典型的な実施例
本発明の実施例を図面に関連しながら下の例でもっと詳しく説明する。
第 1a 図はミリング加工装置の前面図を示す。
第 1b 図は、第 1a 図のミリング加工装置の側面図を示す。
第２図はもうひとつのミリング加工装置の側面図を示す。
第３図は異なる解決手段の側面図を示す。
第４図はタンデム工具を備えたものの前面図を示す。
第５図はスロットカッタを備えたものの側面図を示す。
第６図は側部ミリングカッタと、クランク軸の機械加工位置の詳細図を示す。
第７図はクランク軸ジャーナルのクライムを切削する外側ミリングの概略図で
ある。
第８図は２つの異なるクランクピンジャーナルを同時に機械加工する時の概略
図である。
第９図は２つの異なる機械加工点の詳細図を示す。
第10図はジャーナルの機械加工中の移動曲線を示す。
第11図はジャーナルのミリング削り中の移動曲線を示す。
第12図は工具の楔の概略図を示す。
第13図、第14図は工具レファレンスシステムにおける限定された面を示す。
第15図、第16図はプレーン旋回（第 15 図）と面旋回（第 16 図）のためのこ
の例の旋回工具を使用した工具レファレンスシステムにおける切削刃の角位置を
示す。
第17図はミリングカッタヘッドの断面図である。
第18a〜18f図は、第17図のミリングカッタヘッドの工具の断面図である。
第19a図はウェブ切削用先端のインサートをＹ方向から見た図を示す。
第19b図はジャーナル切削用先端のインサートをＹ方向から見た図を示す。
第1a図、第1b図に示すミリング加工装置は、チップトラフ34と、そのトラフの
中に収容されたチップコンベア45とを備えたベッド20を有する。Ｚ方向へ間隔を
おいて位置し、互いに対向して位置する２個のスピンドルヘッド23,24はチップ
トラフ 34 の上方に位置し、少なくとも一方のスピンドルヘッド24はＺ方向へ移
動可能である。
スピンドルヘッドは、互いに対向するチャック21,22を支持し、それらのチャ
ックは回転駆動され、それらの回転が互いに電子的に同期化される。
クランク軸１は２個のチャック21,22間に固定され、そのクランク軸は、端部
フランジをチャック 21 によって固定され、端部ジャーナルを、即ち、クランク
軸１の中心軸線ＭＡをチャック 22 により固定され、かくしてクランク軸１の中
心軸線はスピンドルヘッドの中心軸線に一致する。ベルト表面、即ち端部支持フ
ランジと端部支持ジャーナルの周囲面は、粗削りされており、特に、金属の除去
のために粗削りされており、さらに、対応するストップ面は、限定された回転位
置でクランク軸をチャック内に挿入する目的でクランク軸が粗加工されている。
スピンドルヘッド23,24はクランク軸を回転駆動するばかりでなく、その回転
位置を設定することもできるので（Ｃ軸）、そこに固定されたクランク軸１は機
械加工中いつでも、所望の回転位置にもたらすことができ、さらに、所望速度に
することもできる。
第1a図の方向でみて、Ｚ方向ガイド33はミリング加工装置のベッド 20 上で、
チップトラフ 34 より後方に配置され、チップトラフから斜め後方へ上昇し、そ
のＺ方向ガイド上で、第1a図に示すような工具スライド支持台 25,26 の下部ス
ライド 29,30 がＺ方向へ移動する。
各下部スライド 29,30 の上を、上部スライド 27,28 が走行し、これらの上部
スライド 27,28 は、各々、側部ミリングカッタ５,６を支持し、それらのカッタ
はＺ軸に平行な軸のまわりで回転駆動される。
上部スライド 27,28 は、垂直線に対して4以下の比較的急勾配の角度で、上
からＸ方向へ向って中心軸線ＭＡへ移動する。上部スライド 27,28 と下部スラ
イド29,30との間のＸ方向ガイドは、ここでは、側部ミリングカッタ５及び／又
は６の中心点と中心軸線ＭＡを結ぶ線に一致するのが好ましい。
クランクピンジャーナルＨ1,Ｈ2の周囲を周囲全体にわたって機械加工するた
めに、外歯付側部ミリングカッタを備えたミリング加工装置を使用することを可
能にするために、中心軸線 ＭＡ 上でつかまれたクランク軸１は、機械加工する
間、少なくとも完全な一回転を完了しなければならない。
第 1a 図から最もよく分るように、クランク軸１の回転中、機械加工位置が異
なって同時に使用される側部ミリングカッタ5,6は、工具スライド支持台 25,26
によりＸ方向へ一定して案内される。
後文で詳述するように、２台の工具スライド支持台25,26の動きは、それらが
両面加工されるクランク軸の回転と、機械加工される偏心面の形状寸法とに依存
している点で、互いに間接的に関係し合っている。
その工程において、例えば、特定のチップの厚みに関して、これらのいくつか
のスライド支持台が互いに独立してコントロールされるようにすることによって
機械加工することを最良とする場合、側部ミリングカッタ５,６は、Ｘ方向へ異
なって移動するばかりでなく、互いに異なる回転速度であるが、一定して調整さ
れた回転速度で回転する。
ミリングカッタ５,６と、それらのスライド支持台 25,26 と、スピンドルヘッ
ドの共同回転を、即ち、クランク軸１のそれをコントロールするマシンの制御シ
ステムとは、一連の被加工部材の第１要素の機械加工の、実際に決定された結果
に基づいて、そのマシンの入力パネル 36 を使って矯正値により更に再矯正され
る。
第1b図において、工具スライド支持台 25,26 及び、ミリングカッタ５,６と上
部スライド27,28の移動方向は、図面を見る方向で言えば前後に一線に並んで配
列される。
それとは対照的に、第２図は、マシンの別の形態を示す。これは第 1b 図とは
異なるものであって、同一設計のスライド支持台 25,26 が、中心面ＭＥに対し
て、即ち、スピンドルヘッド軸を通る垂直面に対して鏡面対称に配置される。被
加工部材へ向ってＸ方向へミリングカッタ５,６が移動する方向は、互いに対し
てＶ字形に位置づけられる。
ミリングカッタ５,６の直径が比較的大きいことにより、ここでは、ミリング
カッタ５,６がクランク軸の異なる軸位置で同時に作動することができ、さらに
、第２図を見る方向で言えば、同一の工具スライド支持台25',26'は再度、軸方
向へ離れて位置する工具スライド支持台25,26の後方に配置される。４個のミリ
ングカッタ5,5',6,6'がクランク軸を同時に機械加工するという事実により、ク
ランク軸及び同様の部品に対して最善の短時間の機械加工が可能となる。
第１図と同じ方向に見た時、即ち、Ｚ方向に見た時、第３図はもうひとつのマ
シンを示しており、この場合、スライド支持台25,26は被加工部材に両側から作
用する。２個の側部ミリングカッタ５,６の移動方向は、この場合、スピンドル
ヘッドの中心軸を通る線上であって、垂直線に対して第 1b 図の解決手段と丁度
同じ程度で傾斜する。その傾斜したベッド上で、一方のスライド支持台 25 がス
ピンドルヘッド 23,24 の上方に位置し、他方のスライド支持台 26 は、スピン
ドルヘッド 23,24 の下方に位置する。
このマシン形熊においても、第３図を見る方向で言えば、同一のスライド支持
台を、軸方向に離れて位置するスライド支持台25,26の後方に位置づけることも
できるので、互いに独立してコントロールする２個以上の、例えば、４個の、或
いは６個のミリングカッタを、被加工部材に作用させることもできる。
第４図は第 1a 図の類似図であるが、３個の側部ミリングカッタが示されてい
る。しかしながら、その３個の側部ミリングカッタのうち２個がともに連結され
、マルチプル工具 42 を形成する。この場合、工具スライド支持台 26 に割当て
られる２個の側部ミリングカッタは、軸方向に間隔をおいて位置するが回転的に
一定した方法で互いに接続され、このスライド支持台26によって共同して駆動さ
れる。かくして、Ｚ方向へ一線に並んだ複数の機械仕上げ位置を、例えば、４気
筒エンジン用のクランク軸の第２、第３の大型端部ジャーナルを同時に機械加工
することもできる。
かくして、第４図のマシンは３個の側部ミリングカッタを有するが、互いに独
立して駆動される２個のミリングユニットだけを有することもできる。
第５図は第２図に類似するミリング加工装置の側面図である。ここでは、スラ
イド支持台 25 は、第２図と同じ構造を有する。即ち、それは、Ｚ方向に平行な
軸、即ちスピンドルヘッド軸に平行な軸のまわりで回転駆動される側部ミリング
カッタ５を備えている。
この場合、側部ミリングカッタ５の中心点は、Ｘ方向へ移動する、即ち、スピ
ンドル軸の上を走る面で、下部スライド 29 と上部スライド 27 との間のＸガイ
ドに平行に移動する。その結果、工具スライド支持台の高さが低くなることによ
り、ミリング加工装置の構造を一段とコンパクトにすることができる。
これとは対照的に、スライド支持台 25 と同じ工具スライド支持台 26 は、下
部スライド 30 と上部スライド 28 とで成り、スロット用カッタ 37 を支持して
おり、その軸はスピンドルヘッドの中心軸に対して横断方向へ伸長する。このス
ロット用カッタ 37 は、それが上部スライド支持台 28 において、Ｚ方向へ平行
な軸、即ち、スピンドルヘッドの軸に平行な軸のまわりでピボット回転するよう
に取付られる。その結果、クランク軸のゆっくりした回転中、スロットカッタ 3
7が、上部スライド 28 に対してピボット回転し、下部スライド 30 に対する上
部スライド 28 の横断するＸ方向へ一定して案内される点で、偏心周囲面を、例
えば中心をつかまれたクランク軸のクランクピンジャーナルを機械加工すること
ができる。
スロットカッタ 37 がＸ方向へ上部スライド 28 に対して横断移動する代わり
に、Ｘ方向への補正のために、更なるピボット動きが可能である。即ち、実質的
に、下部スライド 30 に対して上部スライド 28 をピボット回転させることもで
きる。
第５図に示すマシンは、側部ミリングカッタとスロットカッタを備える代わり
に、スロットカッタのみを備えることもできる。これは付随的に、本発明の全て
のマシン設計にも適用される。
第６図は、クランク軸の典型的に機械加工される表面と、側部ミリングカッタ
５,６のベース本体 5a,6a,7a に交換可能な切削先端が取付られているところと
を示す。
第６ａ図において、ウェブの側面３を機械加工するためのウェブ切削先端 39
は、側部ミリングカッタ６の円筒形ベース本体 6a の両端面に配置される。その
ウェブ切削先端 39 は明らかに、ベース本体 6a をこえて放射方向へ突出する。
ウェブ切削先端をベース本体 6a の両側に配置することにより、左ウェブ面３
と右ウェブ面 3'の両面を加工することができる。
ウェブ切削先端 39 をそれ自体のベース本体 6a に配置するのが好ましい。な
ぜなら、ウェブ面 3,3'から除去される金属の量が多いために、これらの先端は
、例えば、ジャーナル切削先端 40 より一段と速く摩耗し、それだけ早目に取り
替えなければならないからである。第６ａ図において、ジャーナル切削先端40は
、Ｚ方向へ重なり合う２つの軸方向へ離れた通路で、側部ミリングカッタ５の円
筒形ベース本体 5a の周囲面に配置され、それぞれの外側がまた、ベース本体 5
aをこえてＺ方向へ突出する。
専ら、ジャーナル切削先端 40 が取付られるそのような側部ミリングカッタ５
の場合、例えばジャーナル面 16 のような周囲面のみが機械加工される。第６ａ
図に示す側部ミリングカッタ５もまた、その側部ミリングカッタ５の幅よりＺ方
向へかなり幅広いジャーナル面 16 を加工するために、その側部ミリングカッタ
５をＺ方向へさらにコントロールして移動させることによって、使用される。機
械加工通路が螺旋をなすために、ジャーナル面 16 の軸方向に離れて位置する機
械加工部分間の環状肩部は回避される。
第６ｂ図はもうひとつの解決手段を示す。この図においてもまた、ウェブ切削
先端 39 は、ミリングカッタのそれ自体のベース本体 7a に配置される。しかし
ながら、ジャーナル面の左側半体と右側半体に対してそれぞれ、２個の別個の側
部ミリングカッタ５,６を備え、それによって、ジャーナル面16と、両側でそれ
に隣接する切欠部 15 とを加工する。
この場合、各々、円周に配置されるジャーナル切削先端40は、ベース本体 5a
および／または 6a に位置づけられ、切欠部15又は15'を形成する切欠部切削先
端 41 は、ベース本体の端面に配置される、即ち、右側半分の場合、＋Ｚ方向へ
配置され、左側半分の場合、−Ｚ方向へ配置される。明らかに、この場合、切欠
部切削先端41は、また、ベース本体 5a および／又は 6a をこえて放射方向へ突
出する。Ｚ方向へ並ぶ２個のミリングカッタ５,６の機械加工幅は、この場合、
大きいので、加工される部分がジャーナルの中心部で重なるほどである。ここで
は、環状肩部を回避するために、ジャーナル切削先端 40 は、軸受ジャーナルの
中心部へ向ってわずかに離れるように設計される、即ち、それらのジャーナル切
削先端 40 は面取りが行われ、或いは丸味さえつけられ、そのために、軸受位置
の中心部で鋭い肩部を形成するのではなくて、丸味のある突起を突出させる。
第６ａ図には図示していないが、切欠部切削先端 41 は、この図では、別のミ
リングカッタに配置され、切欠部 15,15'を別に形成する。
Ｚ軸の方向にみて、第７図は例えば、クランク軸のジャーナルの周囲面である
が、また、非円形周囲面を外側ミリングによって機械加工する基本的状況を示す
。機械加工点の拡大図は第７図の右側部分に示されている。
被加工部材はより大きいベース寸法からより小さい最終寸法まで機械加工され
るようになっている。
この場合、切削刃Ｓは、図には１つしか示されていないが、工具本体をこえて
放射方向へ突出し、この摩耗が生じるのを可能とする。この場合、工具本体は限
定された方法で、Ｘ方向へ移動自在であり、反時計方向へ回転する。ミリングは
、クライム切削に基づいて行われるようになっているので、被加工部材は、時計
方向へ回転する。その結果、機械加工点で、工具と被加工部材は同一方向へ移動
する。
拡大図で示すように、新切削刃Ｓは、チップ（切削屑）１を生じさせる。この
チップ１は２個の凸状カーブセグメントと１個の凹状カーブセグメントとによっ
て横断面が限定され、そして、平坦で不規則な三角形の形を有する。
この場合、凹側はその前の切削によって生じた側面であり、長い凸側は、新切
削刃Ｓによって生じる側面である。短い凸状側面は、ブランチ部材の周囲に沿っ
２つの連続して配置された切削刃間の周囲長さである。
実際上、勿論、チップ１は第７図に示される形を保持することはなく、むしろ
、切削刃の工具面におけるたわみにより、螺旋状に進む。
第７図から、切削刃の通過方向にみて、チップの厚み、例えばチップ２の hl
は、チップの最大厚み ｈmax まで迅速に増大する。そこからチップの厚みは、
比較的ゆっくりと減退し、連続して末端（例えばｈｘ）に至る。
ベース寸法と最終寸法との間の差が同じで、同様に、被加工部材の回転速度が
を増大させ、ひいては最大厚みh max を増大させる効果があることがわかる。
再度、Ｚ方向へみてみると、第８図は、例えば、中心軸受 ＭＬ に対して回転
位置の異なる３個のクランクピンジャーナル Ｈ1−Ｈ3 を有する６気筒エンジン
用クランク軸を示す。
このクランク軸には、異なる軸方向の位置で、例えば、ディスク状外側ミリン
グカッタ(ＷＺ1,ＷＺ2)のような２個の別個の工具が使用される。これらの工具
の一方が、例えば、クランクピンジャーナル Ｈ1 を加工し、他方の工具が第８
図に示すように、クランクピンジャーナル Ｈ2 を加工するが、また、それらの
工具の一方が、クランクピンジャーナルを加工し、他方の工具がウェブの端面を
加工するようにすることもできる。
後者の場合、ウェブの加工において、関連工具 ＷＺ1 又は ＷＺ2 が送り方向
へ、即ちＸ方向へウェブの端面に沿って作業する点で、そのウェブの加工は、理
論上、クランク軸を固定して一部、行うことができる。しかしながら、そのクラ
ンク軸を固定している場合、クランクピンジャーナルＨであれ、中心軸受 ＭＬ
であれ、周囲面の加工が、異なる軸位置で行われる加工は達成できないので、ウ
ェブ面の加工もまた、好ましくは、クランク軸の回転により行われる。
ウェブの加工がクランク軸の位置を第８図の位置でスタートし、そのクランク
軸がさらに回転する場合、切削通路 Sa,Sb,Sm,Sx が生じ、その通路の一部が第
８図に示されている。
図示のように、これらの切削通路は、被加工部材の回転と共に、ミリングカッ
タのクライム切削操作により、それらの通路が終了する地点、つまり、切削刃が
ウェブの側面を離れる地点よりもそれらの通路が始まる地点の方が、より大きな
距離だけ互いに離れて位置する。
第９図は、２個の別個の工具 ＷＺ1,ＷＺ2 が２個の異なるクランクピンジャ
ーナル Ｈ1,Ｈ2 を同時に機械加工する時の関係を示す。工具 ＷＺ1 と ＷＺ2
は互いに独立してＸ方向へ、限定された方法で移動し、その回転速度は制御され
る。しかし
ながら、それらの工具を連続するパラメータは、中心軸受のまわりで同様にコン
トロールされた方法で回転駆動される被加工部材としてのクランク軸の回転であ
り、その回転もまた、或る機械加工操作の場合、停止される。
第９図の状況では、クランクピンジャーナル Ｈ2 は、中心軸受 ＭＬ1 と、工
具ＷＺ1 又は ＷＺ2 の中心点 Ｍ1,Ｍ2 とに並ぶ。クランクピンジャーナル Ｈ1
は、中心軸受に対して時計方向へ約120°偏って位置する。
前述のように、工具 ＷＺ1,ＷＺ2 が各々反時計方向へ回転し、クランク軸が
その中心軸受 ＭＬ の位置に引き込まれて、時計方向へ回転する場合、大端部ジ
ャーナル Ｈ1 は明らかに、クライム切削方法によってミル加工され、その効果
は、前述の理由で望ましい。
大端部ジャーナル Ｈ2 の場合、それは通常のミル加工が行われているという
印象を受ける。なぜなら、この時点で、工具 ＷＺ2 は下向きに移動するが、ク
ランクピンジャーナル Ｈ2 は上向きに移動するからである。
しかしながら、そのクランクピンジャーナルの実際の動きは、通常のミル加工
が行われているか、クライムミル加工が行われているかどうかを評価する上で決
定的な基準とはならない。むしろ重要な要素は、大端部ジャーナル Ｈ2 がそれ 自体の
中心点のまわりで回転しているかどうかということであり、その場合、ジ
ャーナル Ｈ2 の表面は、機械加工点で、ミリングカッタと同一方向へ移動する
ことができる。
しかしながら、実際上、第９図で上方へ移動するクランクピンジャーナル Ｈ2
は明らかに工具 ＷＺ2 に沿って上方へローリングするので、大端部ジャーナル
は、その大端部ジャーナル Ｈ2 の中心点に対して時計方向へ回転し、事実上、
機械加工点では、クライム切削は一般的な状況である。
第９図は更に、２個の大端部ジャーナル Ｈ1,Ｈ2 を機械加工する間に必然的
に存在する関係を示す。その関係は、例えば、チップの特定の厚みに関して同時
に行われる複数の加工操作を最適状態にする時に第１に考えられるべきものであ
る。
図面を見易くするために、第９図には、クランク軸１の中心軸受 ＭＬ と、そ
こで機械加工される２個のクランクピンジャーナル Ｈ1,Ｈ2 とが示されている
が、クランク軸１に対するミリングカッタ ＷＺ2 は、互いに迅速に回転するの
で、そ
のクランク軸は、大端部ジャーナル Ｈ2 に対して工具 ＷＺ2 の２個の連続する
切
部ジャーナル Ｈ2 の中心点と、クランク軸の中心点、即ち中心軸受 ＭＬ の中
心点
確にＹ方向へ走行する旧切削刃に対して新切削刃がぶつかる地点の偏り a2 を与
える。
その結果、ここで必要なことは、工具 ＷＺ2 の対応するＸ方向の動きにより
非
チップの横断面を決定し、その厚みはチップの最適の厚みに対応する。
また、クランクピンジャーナル Ｈ1 の機械加工点でチップの厚みを同一にす
るためにできるだけ離すようにする。工具 ＷＺ1 と ＷＺ2 の回転速度と直径が
同じであると仮定すれば、クランクピンジャーナル Ｈ1 の中心点もまた、工具
ＷＺ1
けピボット回転する。
このようにして、機械加工位置で生じる偏り a1 は、この場合、無視できる程
度だけ a2 より大きい。なぜなら、中心軸受 ＭＬ の中心から大端部ジャーナル
Ｈ1上の機械加工点までの距離が、大端部ジャーナル Ｈ1 の中心までの距離よ
りわずかに長い。この偏り a1 は、Ｘ方向へ大きな成分 Ｘ1 を有し、その成分
はＸ方向への工具 ＷＺ1 の対応する動きによって補償されなければならない。
かくして、
の結果、第９図の右側で外側に示された肉薄チップが形成され、その最大厚みは
、たった h1max であって、これはチップの最適厚みよりずっと小さい。
この機械加工点でも、チップの厚みを最適にするために、工具 ＷＺ1 の回転
速度は、 ＷＺ2 の回転速度との比較によって減退されねばならないので、切削
距離
で増長する。ここでは、工具 ＷＺ1 の回転速度を工具 ＷＺ2 の回転速度の最大
約 30％まで低下させる必要がある。
チップの特定の、或いは平均的、又は最大の厚みについて記載した第１の最適
目標の外に、二次的最適目標は切削速度を、所定の目標ルート内で移動させるこ
とであり、又はそれが特定の最大値をこえないようにすることである。
前者の場合、第９図に示す機械加工の場合、被加工部材と工具 ＷＺ2 との回
転速度は、大端部ジャーナル Ｈ2 の加工中、互いに対して上昇し、その結果、
その大端部ジャーナル Ｈ2 にチップの所望の厚みが保持され、それは工具 ＷＺ
2 の回転速度がその切削速度に対する指定範囲の上端領域で移動するような程度
まで上昇する。これはまた、工具 ＷＺ1 の回転速度を上昇させ、その結果、ク
ランクピンジャーナル Ｈ1 に対する切削速度も同様に、その切削速度の指定範
囲内の速度にとどまる。
それとは異なって、切削速度の上限が指定される場合、この上限は、クランク
ピンジャーナル Ｈ2 の機械加工に適用され、それはクランクピンジャーナル Ｈ
1の機械加工との比較によって一層高速の切削速度を有するので、その結果、切
削速度の絶対的上限が自動的に、両加工点で観察される。
クランク軸に類似の方法で、同時に加工される点が２箇所以上ある場合、絶対
の最大値又は最少値に対する制限基準が常時、比較的最高対応値又は最低対応値
を有する機械加工点に適用される。
指定範囲の或る切削パラメータが適用される時、全ての機械加工点に対してこ
の範囲を観察することはできない。この場合、その指定範囲の幅を増大させるか
、或いは三番目の優先順位の最適パラメータを指定しなければならない。この第
３の最適変数は例えば、チップの長さである（主に、ウェブの側面を加工する場
合）。
第９図に示す相互依存要素は、チップの特定厚みを観察する時、クランク軸の
複数の同時加工点の１つが第 10 図に示すように、ウェブの端面の加工である場
合、範囲が増大して生じる。第 10 図は、例えば４気筒エンジン用のクランク軸
を示し、この場合、クランクピンジャーナル Ｈ1,Ｈ2 は中心軸受 ＭＬ に対し
て、放射方向へ互いに対向して位置する。
第 10 図に示す位置で、工具 ＷＺ でウェブ面３を加工し始めた場合、そのク
ランク軸は中心軸受 ＭＬ の中心のまわりで指示した方向（時計方向）へさらに
回転し、その時、工具 ＷＺ は反時計方向へ回転し、クライム切削ミリングを生
じさせる。
ウェブ面３には、その結果生じた切削通路 Sa,Sb,Sm,Sx の一部が示されてい
る。
そのクランク軸が同時回転すると、チップの横断面は、そのチップのスタート
部の方がその端部へ向う部分より著しく大きい。さらに、それらのチップは、ウ
ェブ面３上の切削通路のそれぞれの位置次第で長さが著しく異なる。
その結果、クランク軸の回転を完全に省くことはできない。なぜなら、回転の
ない機械加工操作を軸受ジャーナル上でクランク軸の種々異なる点に行っても、
その機械加工にはもはや何の進歩も生じないからである。
それ故に、軸受ジャーナルの機械加工と同時に、クランク軸に、複数のウェブ
側面、又は１個のウェブ側面が生じる場合、全ての工具の回転速度と直径が等し
く与えられた時、種々の機械加工点間でチップの厚みの不一致が増大して生じ、
その不一致は第９図の例に関連して示されており、その結果、機械加工の各位相
で、同時に全ての機械加工点で、所望の最適のチップの厚みを観察するために、
ミリングカッタによる回転速度及び／又はウェブの加工の場合は、横断方向、即
ちＸ方向の動きを連続して調整する必要がある。
第 11 図で示すように、被加工部材を保護するために、例えば軸受ジャーナル
の周囲面の機械加工のスタート時でさえ、その手順は次の通りとなる。即ち、
被加工部材の回転にも拘らず、ミリングカッタは、所望の放射方向の寸法まで
比較的ゆっくりと供給される。放射方向の送りが迅速すぎると、それは、チップ
の厚みを容認できないレベルまで増大させるばかりでなく、その上、被加工部材
へ導入される必然的な横断方向の力が比較的大きくなってしまう。なぜなら、軸
受ジャーナル軸に平行な軸のまわりで回転するディスク状外側ミリングカッタと
その機械加工点との間のラップ(wrap)が比較的大きいために、チップの長さが長
くなるからである。
第 11 図によって示されるように、ミリングカッタは、軸受ジャーナルの周囲
の約 50〜70°の角度、好ましくは約 60°の角度だけ横断した後にはじめて、ミ
リングカッタによって現存の範囲が作業されるほどゆっくりと、加工予定の軸受
ジャーナルの中心点へ向って放射方向へ前進移動する。この点からスタートする
時、加工される軸受ジャーナルを完全に一回転させる必要がある。好ましくは、
それよりもっと多く、即ち、約 370°回転させることにより、ジャーナルの所望
の輪
郭に実際の輪郭を適切に合わせることができる。
さらに、第 11 図において、加工されるクランクピンジャーナルの中心点に対
して約 10〜15°の介在角をもった矯正点がその加工通路に沿って配置される。
加工される連続体の第１成分を生じさせた後に、実際の周囲輪郭が所望の周囲
輪郭に接近する範囲が測定され、そこで生じた実際の輪郭は、個々の矯正点に対
する対応矯正値をマシンコントロールシステムへ入力することにより、個々の矯
正点の各々を修正することによって経験的に矯正される。
さらに、第 10 図において、ウェブの周囲の輪郭は一点が平坦にされる。その
ウェブ表面の周囲の輪郭はまた、外側ミリングによって部分的に機械加工される
。本発明の外側ミリングは、回転位置の対応するコントロールによって、即ち、
ミリングカッタのＸ方向の移動に対してクランク軸の回転速度をコントロールす
ることによって、所望の（即ち、外方へカーブした）輪郭を形成するばかりでな
く、例えば、クランク軸の中心軸受 ＭＬ に対して正接して位置する平坦な部分
を形成することもできる。この種の平坦にミル加工した部分は、例えば釣り合い
おもりのその後の取付けのために必要であり、又、金属を除去する加工操作のつ
かみ操作時、クランク軸を直接、均衡させるためにも必要である。
曲率半径がディスク状外側ミリングカッタの半径より大である限りにおいて、
凹形、即ち窪みを有する周囲輪郭を製造することさえ可能である。
第 12 図は、例えば、ターニング工具（旋盤工具）の金属除去工具 ＷＺ の断
面図を示し、そのほとんどの名称と角度はターニング（旋削）とミリング（切削
）の両方に適用できる。ここでは、切削刃、例えば主切削刃Ｓは、工具面 Aγと
主フランク Aαとにより形成される刃で形成され、二次切削刃Ｓ'は工具面 Aγ
と主フランク Aαに対して或る角度をもって伸長する二次フランク A'αとで形
成される。
第 12 図に、鋭い刃として示されている切削刃Ｓは、実際上、完全に鋭いもので
はなくて、むしろ、切削刃のこぼれを防ぐために、或る程度の丸味、即ち切削刃
の丸味(ＣＥＲ)を有していなければならない。
工具に対する種々の方向と面を第 13 図、第 14 図において限定する。
これらの図面において、工具の基準面 Pr は選択された切削刃の先端を通り、
想定される切削方向に対して直角をなす面である。この工具の基準面 Pr はこの
場合、できる限り、それが工具の軸に対して平行又は垂直に位置するように選択
する。その基準面は、各々の型の工具に対して個々に規定されねばならない。タ
ーニング工具の場合、工具の基準面 Pr は、通常のターニング工具では、軸部の
ベースに平行な面であるが、ミリング工具の場合は、それはミリング工具の軸線
を含む面である。
想定される作業面 Pf は、選択された切削刃の先端を通り、工具の基準面 Pr
に垂直をなし、想定される送り方向に対して平行をなす面である。
工具の背面 Pp は、選択された切削刃の先端を通り、工具の基準面 Pr に対し
て垂直をなし、想定される作業面 Pf に対して垂直をなす面である。かくして、
Pr と Pp と Pf は想定される切削刃の先端を通る座標システムを形成する。
工具の切削刃の面 Ps（第 14図参照）は、切削刃の先端を通り、切削刃Ｓに対
して正接し、工具の基準面 Pr に対して垂直をなす面である。工具の切削刃Ｓが
送り方向に対して直角をなす場合、工具の切削刃面 Ps と工具の後面 Pp は一致
する。
工具の直交面 Po は、切削刃の先端を通り、工具の基準面 Pr に対して垂直を
なし、工具の切削刃面 Ps に対して垂直をなす面である。従って、工具の切削刃
Ｓが送り方向に対して直角をなす場合、工具の直交面 Po と想定される作業面 P
fは一致する。
被加工部材に対する個々の工具切削刃の方位が、平面ターニングと面ターニン
グに対する第 15 図、第 16 図からより明確にわかる。この計画図から考えて、
工具はその切削刃の先端に、工具のノーズ角εrを有する。そのノーズ角εrは、
工具の基準面 Pr で測定した時の主切削刃の切削刃面 Ps と二次切削刃の工具切
削刃面 P's との間の角度である。
この場合、主切削刃は、工具の基準面 Pr で測定した時、工具の切削刃面 Ps
と想定される作業面 Pf との間に工具の調整角 Kr をもつ。
第 18a 図〜第 18f 図は個々の部分と図の位置を示し、その一部は第 15 図、
第16 図からのものである。
関連角は次の通りである。
− 工具の側部傾斜度γf: 作業面 Pf で測定した時の工具面 Aγと工具の基準
面 Pr との間の角度。
− 工具の後部傾斜度γp: 工具の後面 Pp で測定した時の工具の面 Aγと工具
基準面 Pr との間の角度。
− 工具の通常の切削傾斜度γn: 工具の切削刃の通常面 Pn で測定した時の工
具面 Aγと工具の基準面 Pr との間の角度であり、この角度値γn（正又は負）
は通常、一般化した方法で、“正又は負の工具ジオメトリ”と呼ばれている。
− 工具の切削刃の傾斜角λs（第 18e 図）: 工具の切削刃面 Ps で測定した
時の切削刃Ｓと工具基準点 Pr との間の角度。
この工具の切削刃の傾斜角λs は鋭角であり、その先端は工具ノーズへ向って
対向する。その傾斜角は、切削刃が工具ノーズからスタートする方向でみて、想
定される切削方向から離れる側の、工具基準面側に位置する時に正となる。
αは一般に、切削刃のクリアランス角を示す。
第 19 図は、ウェブの切削先端を示す。このウェブの切削先端は、ミリングカ
ッタのディスク状ベース本体上に端部側で、好ましくは両側で螺合され、それは
ベース本体をこえて放射方向へ突出し、また端部側で突出する。ミリングカッタ
の回転により、ウェブの端面から材料を摩損させるために、そのミリングカッタ
はＸ方向へ、即ち、送り方向として被加工部材に対して放射方向へ前進移動する
。ここで、ビット状ウェブ切削先端の面、即ち、工具の切削刃面 Ps は、送り方
向（Ｘ方向）とＸ−Ｙ面に位置する切削方向とで成る作業面 Pf に対して小さな
角度Ｋをもって位置づけられる。その結果、切削ビットの約 1.6mm のノーズ半
径をもって丸味をつけた外刃が、ベース本体から斜め外方へ突出し、ミリングカ
ッタのベース本体に対して軸方向へ最も遠くに突出する先端を形成する。
角度 Ｋ が大きくなればなるほど、ウェブの加工端面がそれだけ波状が大きく
なる。このことは第 19 図に示すすでに加工ずみの部分から明らかである。
ウェブの端面全体を加工することができるようにするためには、例えば、クラ
ンクピンジャーナル Ｈ とそのまわりまでウェブ面を加工しようとする場合、ミ
リングカッタのＸ方向へ第 19a 図に示すように、クランク軸の更なる回転は送
りと共にさらに必要となる。
第 19a 図に示すように、ウェブ切削先端の場合、ミリングカッタの本体の放
射方向への先端の幅を、切削先端の長さと呼び、その工具のディスク状ベース本
体の正接方向への幅を幅と呼び、軸方向に最も近い切削ビットの方向への幅を厚
みと呼ぶ。
第 19b 図は第 19a 図と同一方向にみた図であって、ジャーナル切削先端によ
りクランク軸のジャーナルの周囲面の機械加工を示す。この種の先端の場合、長
さと幅は第 19b 図の平面図で見られる側部を意味するものと意図され、四角形
の使い捨ての切削工具先端は普通、ジャーナル切削先端として使用され、これら
の使い捨ての切削工具の先端は、かくして、連続して４回使用される。
Ｚ方向からの偏りが同時に、Ｚ−Ｙ面内に或る場合、ジャーナル切削用先端に
は、側部ミリングカッタのベース本体上でＺ−Ｘ面内でＺ方向から偏った小さな
角度をもってその外側切削刃が取付けられる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ
Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ
，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ
，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，
ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ
Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ
，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，
ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ
Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ
，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，
ＶＮ，ＹＵ
(72)発明者 シャープフ パウル ディーター
ドイツ国 シュラート 73114 ヴァイラ
ーバッハヴェーク 13／１
(72)発明者 コールハーゼ マティアス
ドイツ国 シュラムベルク―ズルゲン
78713 カスタニーンヴェーク 16
(72)発明者 キーファー ヘルベルト
ドイツ国 シュタイスリンゲン 78256
ブルックネル シュトラーセ ６
(72)発明者 シュライバー レオ
ドイツ国 シュヴェービッシュ―グミュン
ト 73529 フィルスタールシュトラーセ
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