JP2001505137A - フライス工具 - Google Patents

フライス工具

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JP2001505137A JP52550398A JP52550398A JP2001505137A JP 2001505137 A JP2001505137 A JP 2001505137A JP 52550398 A JP52550398 A JP 52550398A JP 52550398 A JP52550398 A JP 52550398A JP 2001505137 A JP2001505137 A JP 2001505137A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は回転切粉除去機械加工用の工具に関する。前記工具は切削ヘッド(10)、保持手段(11)及びシャンク(12)を含む。前記切削ヘッド(10)はそれと一体の少なくとも１個の切れ刃(27)を備えている。前記切削ヘッド及び前記保持手段は前記切削ヘッドを前記シャンクに取り付けるための部分的に重なり合う非対称手段(15、19)を含んでいる。前記切削ヘッドは２個の切れ刃(27)を含み、各々の主切れ刃(27)は本質的に直線状の刃(27A)及び凸状に湾曲した好ましくは部分的な円形の刃(27B)を含んでいる。前記凸状の刃(27B)は前記の本質的に直線状の刃(27A)の半径方向外側に備わっている。本発明は更に前記工具の切削ヘッドに関する。

Description

【発明の詳細な説明】 フライス工具 発明の背景 本発明は独立請求項の書き出しのように、回転切粉除去機械加工(rotary chip removal machining)用のフライス工具(milling tool)、及び前記工具の切削ヘ ッド(cutting head)に関する。 先行技術 小さい寸法で交換可能な切れ刃(cutting edge)を有するフライス工具を提供す るという問題の解法は、米国特許第4,850,759号より従来から知られている。し かしながら工具鋼の外形をフライス加工する際、上向きの湾曲部(ramping)を作 成する時の切削速度がとりわけ高くない場合がある。このことは上向きの湾曲部 を作成する際の最大切削深さが公知の工具において比較的小さいものであること に依存する。 エンドミルカッターにとりわけ上向きの湾曲部を作成するのに使用するねじり 円形インサートを備えることが知られている。その寸法は大抵小さいため中空イ ンサートは比較的弱く、工具の破損につながる。 発明の目的 本発明の１つの目的は、上述した問題を解決する工具を提供することである。 本発明の他の目的は、円形切削インサートの利点と有利な強度を組み合わせた 工具を提供することである。 本発明の更なる他の目的は、加工部材の切削が容易な工具を提供することであ る。 本発明の更なる他の目的は、高い切削速度で上向きの湾曲部を作成可能にする 、切削ヘッド(cutting head)を提供することである。 本発明のこれらの目的及び他の目的は、請求の範囲に記載した特徴を得た上述 したタイプの工具及び切削ヘッドにより理解される。 図面の簡単な説明 以下に本発明の実施態様を添付図面に関連して記載する。図１は本発明による 組み立てた状態の工具を、加工部材と係合し断面図で部分的に示したものである 。図２Ａ及び２Ｂは本発明による切削ヘッドの側面図をより詳細に示したもので ある。図３は図２の線III−IIIにおける断面図を示したものである。図４は切削 ヘッドの上面図を示したものである。 発明の詳細な説明 本発明による工具の実施態様を図１に示しており、切削ヘッド10、止めねじ(l ocking screw)の形態の保持手段(retention means)11及びシャンク(shank)12を 含む。前記工具は切削ヘッド及び止めねじにフック型手段(hook-shaped means)1 5、19を備える。 切削ヘッド10はシャンク12に面していない先端13に切れ刃を備えている。切削 ヘッド10の好ましい形状を図２Ａ〜４に詳細に示した。切削ヘッド10は硬質材料 、好ましくは超硬合金で作成し、２個の主切れ刃(major cutting edge)27を含む 。主切れ刃の数は他に１個から６個であっても良い。各々の主切れ刃27は直線状 の刃(straight edge)27A及び凸状に湾曲した好ましくは部分的な円形の刃(part- circular edge)27Bを含み、逃げ面(clearance surface)28とすく い面(chip surface)29の交線に沿って形成している。主切れ刃27Aは直線状であ り、共通の仮想円筒上にあって、切削ヘッド及び工具の回転軸CLと同心である。 他に、主切れ刃27Aを仮想円錐台(truncated cone)上に配置しても良く、円錐の 頂点はシャンク12に面している。主切れ刃の直径をCで示し、通常その大きさは ６〜16mmである。各々の主切れ刃27Bは最大1mmの半径R1を有する角部を介して関 連した直線状の刃27Aに連結している。主切れ刃27Bは半径R1から中心軸CLに垂直 な平面Pまで円形の拡張部分を有する。各々の主切れ刃27Bは半径R2で定義し、そ の中心は２等分線(bisector)B上にある。２等分線は平面Pと、主切れ刃27Bの半 径方向最外点に接していて回転軸CLに平行な線とで形成する仮想の角で定義する 。主切れ刃27Bの大部分は２等分線の上側にあり、その少量部分は２等分線の下 側にある。主切れ刃27Bの直径をDで示し、直径Cより数mm長い。凸状に湾曲した 切れ刃(convexly curved cutting edge)27Bは上記平面P上で副切れ刃30に変わり 、それは上記刃と本質的に一致し半径方向内向きに延びている。半径R2は直径D の半分以下であり、通常1〜6mmである。副切れ刃30(minor cutting edge)は回転 軸CLと角度σを形成し、それは90°若しくはフライス加工時の切削特性を改善す るため数度小さい。 各々のすくい面29は本質的に凹状に形成していて、主切れ刃27から軸方向内向 きに及び副切れ刃30から切削ヘッドの自由端(free end)13から軸方向内向きに離 れる方向に延びている。すくい面29は逃げ面28A、28Bと60〜80°の鋭角αを形成 する。副切れ刃30はチップ溝(chip flute)29と逃げ面の面取り部(clearance bev el)31の交線に形成していて、その半径方向の延びは仮想円筒の半径方向内側に ある。副切れ刃30は横断切れ刃(cross-cutting edge)40に連結し、工具がフライ ス加工時に加工部材中に掘削できるように切削ヘ ッドの回転軸と交差している。横断切れ刃40の長さは0.5〜1.5mmである。切り取 り面(cut-out surface)41を横断切れ刃40に整列して備えることで、掘削時の供 給力を低減する。逃げ面の面取り部31は10〜20°の逃げ角(clearance angle)β を有し、好ましくは主切れ刃の逃げ角αより鋭角で選択することで、内向きの湾 曲部作成(inwards ramping)若しくは掘削時の高速送りを可能にする。副切れ刃3 0及び凸状刃(convex edge)27Bの半径方向の延びは図２Ｂの角εで記述でき、120 〜140°である。「湾曲部作成(ramping)」という用語はここでは、従来の掘削方 向(drilling direction)でない、回転軸CLに対して全ての方向の送り方向でフラ イス加工することを意味するということに注意すべきである。 切削ヘッドは、シャンク12に面する切削ヘッドの端部に第一の円錐形部分(con ical portion)14を備えていて、前記第一の円錐形部分には第一の係合手段(mean s for engagement)15を備えていて、前記第一の係合手段は示した実施態様にお いて第一の突出部(lip)16及び第一の窪み(recess)17を含む。切削ヘッド10の中 間部分にはキーグリップ(key grip)32を備え、その適用については以下で説明す る。 止めねじ11は好ましくは鋼で作成してあり、切削ヘッドに面した端部に第二の 円錐形の部分18を有していて、前記第二の円錐形部分は第二の係合手段19を備え ていて、前記係合手段は第一の係合手段15と協働することを意図している。図１ に示したように第二の係合手段19を備えるために、第二の円錐形部分18の多くの 部分は取り除いてあるということを意味する。第二の係合手段19は第二の突出部 20及び第二の窪み21を含む。動作位置に置いて、第一の突出部16は第二の窪み21 と協働し、第二の突出部20は第一の窪み17と協働する。 軸方向において第二の係合手段19の軸方向内部に、止めねじ11は雄ねじを好ま しくは円筒形部分22に有している。アレンキーグリップ(Allen key grip)を止め ねじ11の軸方向の最も内側の端部に備えることができ、それによって止めねじ11 を緩めたり締めたりすることをシャンク12の内部導管24を通じて可能にしている 。しかしながら通常止めねじを締めたり緩めたりすることは外部キーグリップ32 により実行する。他に、ねじ26を取り外し可能なスリーブ(releasable sleeve) の端部に配置しても良く、その場合そのもう一方の端部に雄ねじ及びキーグリッ プを備える。 シャンク12は円錐形の台座(conical seat)25を切削ヘッド10に面する端部に備 えていて、前記円錐形の台座はそれぞれ切削ヘッド10及び止めねじ11の第一及び 第二の円錐形部分14及び18を受ける。円錐形の台座25の内部において、シャンク 12は本質的に円筒形の雌ねじ部分26を有していて、前記雌ねじ部分は止めねじ11 の雄ねじ部分22と協働する。 工具の取付及び取り外しについてはより詳細に米国特許第4,850,759号に記載 されているが、それについてここで本明細書中に導入する。雄ねじ22及び雌ねじ 26が協働することで止めねじ11を固定し、それによって切削ヘッド10もシャンク 12中に軸方向に変位し、そして円錐形部分14は円錐形の台座25との接合部(abutm ent)に入り、すなわち図１のような位置に達する。その後切削ヘッド10は十分な 方法でシャンク12に固定されている。 ねじ22及び26は右刃用の工具には右ねじとして、左刃用の工具には左ねじとし て作成する。 上記に記載の実施態様に関して、切削ヘッド及び台座の円錐の角度は25°以下 であるべきである。加えて、記載した実施態様はフライス、すなわちその長さ方 向中心軸周りに回転する工具に関するも のであるということを指摘できるであろう。小さな切削部分のフライスが本発明 の出願において優位な領域となる。 フライス工具で加工部材42の肩(shoulder)に湾曲部を作成するのであれば、工 具が図１に示した位置へ切削するように、回転時に矢印Ｉの向きに肩に対して導 くことは図１より明らかである。その後工具を回転中に加工部材から垂直外向き の矢印０の向きに送ると、その結果肩の新たな境界面が図中の点線で示したもの になる。円形の主切れ刃の手段により、半径R2を有する比較的鋭い角部が得られ 、その一方示していないがその工具によりスピンドル(spindle)に向かう向きに も材料を切削できる。 本発明によるフライス工具はこのようにして従来の超硬合金のエンドミルとし てフライス加工を実行でき、その上スピンドルに向かう戻り行程時に材料を切削 できる。後に示した作業において張力が切削ヘッドに生じ、従って選択した保持 原理は他の公知の解法より優れている。 本発明は決して上述の実施態様に限定されず、請求の範囲内で自由に変更でき る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．回転切粉除去機械加工用のフライス工具において、前記工具は切削ヘッド (10)、保持手段(11)及びシャンク(12)を含んでいて、ここで前記切削ヘッド(10) はそれと一体の少なくとも１つの切れ刃(27、30)を備え、前記切削ヘッド及び前 記保持手段は前記切削ヘッドを前記シャンクに取り付けるための部分的に重なり 合う非対称手段(15、19)を含み、前記工具は回転軸(CL)を有しているフライス工 具において、 前記切削ヘッドは１〜６個の主切れ刃(27)を含んでいて、各々の主切れ刃(27)は 本質的に直線状の刃(27A)及び凸状に湾曲した好ましくは部分的な円形の刃(27B) を含み、前記凸状の刃(27B)は前記の本質的に直線状の刃(27A)の半径方向外側に 備わっていることを特徴とする回転切粉除去機械加工用のフライス工具。 ２．前記直線状の刃(27A)は、第一の直径(D)を有する共通の仮想円筒状にあり 、前記円筒は前記工具の前記回転軸(CL)と同心であるか、若しくは円錐の頂点が シャンク(12)に面している仮想円錐台上に配置されていて、前記凸状の刃(27B) は少なくとも一部が前記円筒若しくは前記円錐の半径方向外側に備わっているこ とを特徴とする請求項１記載のフライス工具。 ３．前記部分的に重なり合う非対称手段はフック型手段(15、19)からなるもの であって、前記切削ヘッドは超硬合金で作成されていて、前記保持手段は鋼で作 成されていて、前記保持手段(11)は雄ねじを付与した部分(22)を有し、前記工具 の動作位置において前記シャンク(12)の雌ねじを付与した凹所(26)若しくは雌ね じを付与したスリーブと係合することを意図していて、前記切削ヘッド(10)は円 錐形部分(14)を備え、前記シャンク(12)は円錐形の台座(25)を備 え、前記円錐形の台座が前記工具の動作位置において前記円錐形の部分(14)を受 け、前記切削ヘッド(10)は前記フック型手段(15、19)を介して前記保持手段(11) に取り外し可能に連結してあることを特徴とする請求項１又は２記載のフライス 工具。 ４．前記切削ヘッドは２個の主切れ刃(27)を有していて、前記凸状の刃(27B) の直径は前記円筒の直径(C)より数mm大きいものであって、前記凸状に湾曲した 刃(27B)は前記回転軸に垂直な平面(P)において副切れ刃(30)に変わることを特徴 とする請求項１から３までのいずれかに記載のフライス工具。 ５．少なくとも１個の切れ刃(27、30)を有する切削ヘッドにおいて、前記切削 ヘッドは回転切粉除去機械加工用の工具の一部となることを意図していて、前記 工具は切削ヘッド(10)、保持手段(11)及びシャンク(12)を含み、ここで前記切削 ヘッド(10)はそれと一体の少なくとも１個の切れ刃(27、30)を備えているもので あって、前記切削ヘッド及び前記保持手段は前記切削ヘッドを前記シャンクに取 り付けるための部分的に重なり合う非対称手段(15、19)を含んでいる切削ヘッド において、 前記切削ヘッドは１〜６個の主切れ刃(27)を含み、各々の主切れ刃(27)は本質的 に直線状の刃(27A)及び凸状に湾曲した好ましくは部分的な円形の刃(27B)を含ん でいて、前記凸状の刃(27B)は前記の本質的に直線状の刃(27A)の半径方向外側に 備わっていることを特徴とする切削ヘッド。 ６．前記直線状の刃(27A)は、第一の直径(D)を有する共通の仮想円筒状にあり 、前記円筒は前記工具の回転軸(CL)と同心であるか、若しくは円錐の頂点がシャ ンク(12)に面している仮想円錐台上に配置されていて、前記凸状の刃(27B)は少 なくとも一部が前記円筒若しくは前記円錐の半径方向外側に備わっていることを 特徴とする 請求項５記載の切削ヘッド。 ７．前記切削ヘッドは超硬合金で作成されていて、各々の前記主切れ刃(27A、 27B)は逃げ面(28A、28B)とすくい面(29)の交線に沿って形成していることを特徴 とする請求項５又は６記載の切削ヘッド。 ８．前記の部分的に重なり合う非対称手段はフック型手段(15)からなることを 特徴とする請求項７記載の切削ヘッド。 ９．各々の主切れ刃(27)は副切れ刃(30)に連結していて、前記切削ヘッドは２ 個の主切れ刃(27)を有していて、前記凸状の刃(27B)の直径は前記円筒の直径(C) より数mm大きいものであって、前記凸状に湾曲した刃(27B)は前記回転軸に垂直 な平面(P)において副切れ刃(30)に変わることを特徴とする請求項８記載の切削 ヘッド。
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