JP2002018627A - フライスカッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被切削材を切削する場合の耐摩耗性を向上さ
せることができるフライスカッタを提供する。 【解決手段】 フライスカッタとしての平フライス１０
において、本体１７の外周表面の一部に、例えば、高速
フレーム溶射法によって形成された被覆層１６が設けら
れている。被覆層１６は、本体１７のうちの少なくとも
摩耗が最も懸念される箇所である、本体外周逃げ面１９
ａのヒール部１８近傍および溝部構成面１９ｂ（図中の
斜線で示す範囲）に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フライスカッタ
に係り、詳しくは、被切削材の切削時において耐摩耗性
を向上させることができるフライスカッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被切削材の切削を行うフライスカ
ッタとして、例えば、図４に示すような平フライス（外
周フライス）や図６に示すようなエンドミルが知られて
いる。ここで、図４は従来の平フライスの斜視図であ
り、図６は従来のエンドミルの斜視図である。図４に示
すように、外周フライスの一種である平フライス１１０
は取付孔１１５を回転中心とした本体１１７を備え、こ
の本体１１７は円柱形状の基部１１１と、この基部１１
１から外周方向へ突出する複数の刃体１１２とによって
構成されている。この刃体１１２の各々の先端には、回
転方向（図４中の矢印１２０方向）側に硬質チップ１１
３が、例えばろう付けによって接合されている。そし
て、硬質チップ１１３の外周部１１３ａの概ね全域によ
って被切削材の切削が行われ、隣合う刃体間に形成され
る溝部１１４から、被切削材の切削により生じる切り屑
が排出される。

【０００３】一方、図６に示すように、このエンドミル
１３０はシャンク（軸部）１３５を回転中心とした本体
１３７を備え、この本体１３７は円柱形状の基部１３１
と、この基部１３１から外周方向へ突出する複数の刃体
１３２とによって構成されている。この刃体１３２の各
々の先端には、回転方向（図６中の矢印１４０方向）側
に硬質チップ１３３が、例えばろう付けによって接合さ
れている。そして、硬質チップ１３３の反シャンク側の
側端部１３３ｄによって被切削材の切削が行われ、隣合
う刃体間に形成される溝部１３４から、被切削材の切削
により生じる切り屑が排出される。なお、一般に、硬質
チップ１１３，１３３は超硬合金や多結晶ダイヤモンド
焼結体等からなり、基部１１１，１３１や刃体１１２，
１３２は、硬質チップ１１３，１３３よりも硬度が低い
工具鋼等の鋼材によって構成されている。

【０００４】ところで、上記従来の平フライス１１０や
エンドミル１３０が装着された加工機を用いて、比較的
硬質の被切削材、例えば、木毛セメント板、ロックウー
ル板、窯業系建材、ベークライト等の硬質樹脂、ガラス
繊維含有樹脂材などを切削（粉砕を含む）する場合があ
る。平フライス１１０を用いて切削を行う場合には、硬
質チップ１１３の外周部１１３ａによって加工を行うた
め、図５に示すように本体１１７の外周逃げ面１１９ａ
のヒール部１１８近傍あるいは溝部１１４を構成する溝
部構成面１１９ｂが部分的に著しく摩耗するという問題
がある。一方、エンドミル１３０を用いて切削を行う場
合には、硬質チップ１３３の反シャンク側の側端部１３
３ｄによって加工を行うため、図７に示すように本体１
３７の外周逃げ面１３９ａのヒール部１３８近傍、また
は溝部を構成する溝部構成面１３９ｂ、これらのうち特
に被切削材側が局部的に摩耗するという問題がある。こ
れは、平フライス１１０やエンドミル１３０を用いて比
較的硬質の被切削材を切削や粉砕する際に、刃体１１
２，１３２の外周部に位置する硬質チップ１１３，１３
３によって切り屑が発生し、この切り屑が流出する過程
で切り屑よりも硬度が低い本体１１７，１３７の表面が
部分的に擦り減り、局部的に摩耗することによるもので
ある。このため、本体１１７，１３７の剛性が低下し、
平フライス１１０やエンドミル１３０自体を使用できな
くなることがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、比較的
硬質の被切削材を切削する際に発生する本体の表面の局
部的な摩耗を抑えることができれば、平フライス１１０
やエンドミル１３０の寿命を延ばすことができる等のメ
リットが大きいことから、本発明者らは刃体に硬質チッ
プを有するフライスカッタについて鋭意検討した。その
結果、本発明者らは、従来の平フライス１１０やエンド
ミル１３０を改良することで、比較的硬質の被切削材を
切削する場合でも本体の表面が局部的に摩耗するのを極
力抑えることができる事を見出すことに成功した。

【０００６】そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、被切削材を切
削する場合の耐摩耗性を向上させることができるフライ
スカッタを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のフライスカッタは請求項１〜３に記載の通
りに構成されている。ここで、各請求項および発明の詳
細な説明に記載した用語については、特に限定的要件を
加えない限り以下のように解釈する。 （１）「切削」には、被切削材を削り出す加工以外に、
切削用チップによって被切削材を粉砕する加工も含む。

【０００８】請求項１に記載のフライスカッタは、本体
のうちの少なくとも被切削材に対向する面、すなわち、
被切削材と相対的に回転する面（例えば、最も摩耗が懸
念される範囲）に、溶射によって形成された被覆層を備
えている。そして、この被覆層は本体よりも硬質となる
ように構成されている。従って、請求項１に記載のフラ
イスカッタによれば、溶射被覆層を設けることで、被切
削材を切削する際に発生する切り屑によって本体が局部
的に摩耗するのを極力抑えることができる。

【０００９】また、請求項２に記載のフライスカッタ
は、本体のうちの少なくとも外周逃げ面あるいは溝部構
成面に被覆層が形成されている。切削用チップの回転後
方側の外周逃げ面と、刃体間の溝部を構成する溝部構成
面は、いずれも被切削材に対向する面に形成されてい
る。すなわち、被覆層は、本体外周の切削用チップで被
切削材の切削を行う際に発生する切り屑によって最も摩
耗され易い箇所（外周逃げ面や溝部構成面）を被覆して
いる。従って、請求項２に記載のフライスカッタによれ
ば、本体の外周逃げ面や溝部構成面が摩耗し易いフライ
スカッタ、例えば切削用チップの外周部で切削を行うタ
イプの平フライスにおいて、被切削材を切削する際に発
生する切り屑によって本体が局部的に摩耗するのを極力
抑えることができる。

【００１０】また、請求項３に記載のフライスカッタ
は、切削用チップの側端部によって被切削材の切削を行
うように構成されている。そして、本体のうちの少なく
とも外周逃げ面あるいは溝部構成面に加え、更に、被切
削材側の刃体側面にも被覆層が形成されている。すなわ
ち、被覆層は、外周逃げ面あるいは溝部構成面以外に、
被切削材側の刃体側面も被覆している。ここで、本構成
は、切削用チップの側端部によって被切削材の切削を行
うタイプのフライスカッタ、例えばエンドミルや正面フ
ライスに用いられるのが好ましい。エンドミルや正面フ
ライスにおいては、本体の外周逃げ面あるいは溝部構成
面に加え、切削時に被切削材に当接する刃体側面にも局
部的な摩耗が発生し易い。そこで、本体の外周逃げ面あ
るいは溝部構成面に加え、被切削材側の刃体側面にも被
覆層を形成することで、切削用チップの側端部によって
被切削材の切削を行うタイプのフライスカッタに対応す
ることができる。従って、請求項３に記載のフライスカ
ッタによれば、切削用チップの側端部で被切削材の切削
を行うタイプのフライスカッタ、例えばエンドミルや正
面フライスにおいて、被切削材を切削する際に発生する
切り屑によって本体が局部的に摩耗するのをより確実に
抑えることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のフライスカッタ
の実施の形態（第１および第２実施の形態）を図面を参
照しながら説明する。 〔第１実施の形態〕まず、第１実施の形態は、本発明を
外周フライスの一種である、いわゆる平フライスに適用
したものであって、この平フライスの構成を図１および
図２を参照しながら説明する。なお、第１実施の形態で
は、切削用チップの外周部で切削を行うタイプの外周フ
ライスのうち、特に平フライスについて説明する。ここ
で、図１は平フライスの斜視図であり、図２は図１中の
ＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。

【００１２】図１に示すように、本発明におけるフライ
スカッタとしての平フライス１０は、取付孔１５を回転
中心とした本体１７を備えている。この本体１７は円柱
形状の基部１１と、この基部１１から外周方向へ突出す
る複数（本実施の形態では４つ）の刃体１２とによって
構成されている。この刃体１２の各々の先端には、刃体
１２の回転方向（図１中の矢印２０方向）側に硬質チッ
プ１３が、例えばろう付けによって接合されている。ま
た、硬質チップ１３の外周部１３ａは刃体１２の刃頂よ
りも若干外周側へ、硬質チップ１３の側端部１３ｂは刃
体１２の側端部よりも若干外側へ突出しており、硬質チ
ップ１３の内周端部１３ｃは刃体１２の刃底よりも若干
外周側へずれている。この硬質チップ１３は超硬合金や
多結晶ダイヤモンド焼結体等によって構成され、また本
体１７及び刃体１２は、硬質チップ１３よりも硬度が低
い工具鋼等の鋼材によって構成されている。そして、硬
質チップ１３の外周部１３ａの概ね全域によって被切削
材の切削が行われ、隣合う刃体間に形成される溝部１４
から、被切削材の切削により生じる切り屑が排出され
る。なお、硬質チップ１３が本発明における切削用チッ
プに対応している。

【００１３】本体１７の外周（被切削材に対向する面）
には、硬質チップ１３の回転後方側の外周逃げ面１９ａ
と、刃体１２間の溝部１４を構成する溝部構成面１９ｂ
とが形成されている。そして、図１及び図２に示すよう
に、本体１７の外周表面の一部に、例えば、高速フレー
ム溶射法によって形成された被覆層１６が設けられてい
る。被覆層１６は、本体１７のうちの少なくとも摩耗が
最も懸念される箇所、本実施の形態では、外周逃げ面１
９ａのヒール部１８近傍および溝部構成面１９ｂの両方
（図１中の斜線で示す範囲）に形成されている。なお、
この箇所が本発明の請求項２における「本体のうちの少
なくとも外周逃げ面あるいは刃体間の溝部構成面」に対
応している。また、被覆層１６を形成する箇所は、本体
１７の摩耗状況等必要に応じて種々設定することができ
る。第１実施の形態では、本体１７の外周側において、
外周逃げ面１９ａおよび溝部構成面１９ｂの両方を被覆
層１６で被覆するように構成したが、例えば外周逃げ面
１９ａと溝部構成面１９ｂのうち、摩耗し難い側の被覆
層を省略することもできる。

【００１４】この被覆層１６の溶射材料としては、例え
ば、化学組成がＷＣ１２Ｃｏ（炭化タングステン＋１２
％コバルト）の超硬合金粉末（例えば、粒子径が１１〜
４０μｍ）が用いられている。この硬質チップ１３のろ
う付け強度、本体１７の硬さや歪みについては、溶射時
の熱によって特に不具合が生じないことは本発明者らが
確認済みである。なお、この高速フレーム溶射を行うた
めの装置や方法等は既知の技術であるので詳細な説明は
省略する。

【００１５】また、本発明者らは、被覆層１６を形成し
た平フライス１０の耐摩耗性をより具体的にすべく、試
験用フライス（平フライス１０）及び比較用フライスの
耐摩耗性試験を実施した。本試験例では、被切削材とし
てガラス繊維混入樹脂材を、試験用フライスあるいは比
較用フライスを装着した加工機によって削り出し（切削
し）、各フライスの摩耗状態を比較した。なお、比較用
フライスとしては、試験用フライスの被覆層１６と同一
の箇所に、電着層（砥粒を電着して形成した砥粒層）を
形成したものを用いた。その結果、比較用フライスには
溶射ほど本体に強固に付着した層が得られず、本実施の
形態における被覆層１６を備えた試験用フライス（平フ
ライス１０）に比べて十分な耐摩耗性は得られなかっ
た。これにより、本体に被覆層１６を有していない比較
用フライスに比べ、試験用フライス（平フライス１０）
の方が耐摩耗性が格段に高いことが確認された。

【００１６】以上のように構成した第１実施の形態の平
フライス１０によれば、溶射によって被覆層１６を設け
ることで被覆層を強固に付着させることができ、本体１
７の耐摩耗性を向上させ、被切削材を切削する際に発生
する切り屑によって本体１７が局部的に摩耗するのを極
力抑えることができる。特に、最も摩耗され易い外周逃
げ面１９ａのヒール部１８近傍および刃体間の溝部１４
を構成する溝部構成面１９ｂに被覆層１６を形成したた
め、硬質チップ１３の外周部１３ａで切削を行う平フラ
イス１０において、本体１７の局部的な摩耗を防止する
のに特に有効である。

【００１７】〔第２実施の形態〕次に、第２実施の形態
について説明する。第２実施の形態は、本発明をいわゆ
るエンドミルに適用したものであって、このエンドミル
の構成を図３を参照しながら説明する。ここで、図３は
本発明の第２実施の形態のエンドミルの斜視図である。

【００１８】図３に示すように、本発明におけるフライ
スカッタとしてのエンドミル３０は、シャンク（軸部）
３５を回転中心とした本体３７を備えている。この本体
３７は円柱形状の基部３１と、この基部３１から外周方
向へ突出する複数（本実施の形態では４つ）の刃体３２
とによって構成されている。この刃体３２の各々の先端
には、刃体３２の回転方向（図３中の矢印４０方向）側
に硬質チップ３３が、例えばろう付けによって接合され
ている。また、硬質チップ３３の外周部３３ａは刃体３
２の刃頂よりも若干外周側へ、硬質チップ３３の側端部
３３ｂは刃体３２の側端部よりも若干外側へ突出してお
り、硬質チップ３３の内周端部３３ｃは刃体３２の刃底
よりも若干外周側へずれている。この硬質チップ３３は
超硬合金や多結晶ダイヤモンド焼結体等によって構成さ
れ、また本体３７及び刃体３２は、硬質チップ３３より
も硬度が低い工具鋼等の鋼材によって構成されている。
そして、硬質チップ３３の反シャンク側の側端部３３ｄ
によって被切削材の切削が行われ、隣合う刃体間に形成
される溝部３４から、被切削材の切削により生じる切り
屑が排出される。なお、硬質チップ３３が本発明におけ
る切削用チップに対応している。

【００１９】本体３７の外周には、硬質チップ１３の回
転後方側の外周逃げ面３９ａと、刃体３２間の溝部３４
を構成する溝部構成面３９ｂが形成されている。そし
て、図３に示すように、本体３７の外周表面の一部に、
第１実施の形態の被覆層１６と同様の高速フレーム溶射
法によって形成された被覆層３６が設けられている。被
覆層３６は、本体３７のうちの少なくとも摩耗が最も懸
念される箇所、本実施の形態では、外周逃げ面３９ａの
ヒール部３８近傍と、被切削材の刃体側面３９ｃ（被切
削材に対向する面）の両方（図３中の斜線で示す範囲）
に形成されている。なお、この箇所が本発明の請求項３
でいう「本体のうちの少なくとも外周逃げ面あるいは溝
部構成面、更に被切削材側の刃体側面」に対応してい
る。また、被覆層３６を形成する箇所は、本体３７の摩
耗状況等必要に応じて種々設定することができる。第２
実施の形態では、本体３７の外周側において、外周逃げ
面３９ａのヒール部３８近傍のみを被覆層３６で被覆す
るように構成したが、例えば溝部３４間を構成する溝部
構成面が更に摩耗する場合には、この溝部構成面も被覆
層３６で被覆するように構成することもできる。

【００２０】以上のように構成した第２実施の形態のエ
ンドミル３０によれば、溶射によって被覆層３６を設け
ることで被覆層を強固に付着させることができ、本体３
７の耐摩耗性を向上させ、被切削材を切削する際に発生
する切り屑によって本体３７が局部的に摩耗するのを極
力抑えることができる。特に、最も摩耗され易い外周逃
げ面３９ａのヒール部３８近傍と、被切削材側の刃体側
面３９ｃに被覆層３６を形成したため、硬質チップ３３
の反シャンク側の側端部３３ｄで切削を行うエンドミル
３０において、本体３７の局部的な摩耗を防止するのに
特に有効である。

【００２１】〔他の実施の形態〕なお、本発明は上記の
実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用
や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用し
た次の各形態を実施することもできる。 （Ａ）上記した第１実施の形態では、外周逃げ面１９ａ
のヒール部１８近傍および溝部構成面１９ｂに被覆層１
６を形成し、第２実施の形態では、ヒール部３８近傍
と、刃体側面３９ｃに被覆層３６を形成する場合につい
て記載したが、被覆層１６，３６を形成する箇所、被覆
層１６，３６の形状（例えば、厚みや大きさ）等は、フ
ライスカッタの構成、本体の摩耗状況、被複層の形成コ
スト等必要に応じて種々変更可能である。例えば、外周
逃げ面および溝部構成面を含む本体の外周全域に被覆層
を設けることもできる。

【００２２】（Ｂ）また、上記した本実施の形態では、
被切削材としてガラス繊維混入樹脂材を切削する場合に
ついて記載したが、その他各種の材料、例えば、ロック
ウール板、木毛セメント板、ベークライト等の硬質樹
脂、窯業系建材等の切削あるいは粉砕を行う場合に本発
明を適用することができる。また、第１実施の形態で
は、平フライス１０（フライスカッタ）を装着した加工
機によって被切削材を削り出す場合について記載した
が、被切削材を粉砕する場合に本発明のフライスカッタ
を適用することもできる。

【００２３】（Ｃ）また、上記した本実施の形態では、
溶射材料として超硬合金を用いて被覆層１６，３６を形
成する場合について記載したが、溶射材料は限定されな
い。例えば、鉄基合金、ニッケル基合金、コバルト基合
金、自溶合金等耐摩耗性を有する各種の溶射材料を用い
ることができる。

【００２４】（Ｄ）また、上記した本実施の形態では、
被覆層１６，３６を高速フレーム溶射法によって形成す
る場合について記載したが、その他各種の溶射法、例え
ば爆発溶射法、プラズマ溶射法、アーク溶射法等によっ
て被覆層１６，３６を形成することもできる。

【００２５】（Ｅ）また、上記した第１実施の形態で
は、切削用チップの外周部で切削を行うタイプの外周フ
ライスとして、平フライス１０について記載したが、他
の外周フライス、例えば総形フライス等に本発明を適用
することができる。また、上記した第２実施の形態で
は、切削用チップの側端部で切削を行うタイプのフライ
スカッタとして、エンドミル３０について記載したが、
これ以外のフライスカッタ、例えばルータビット、正面
フライス、ホールカッタ等に本発明を適用することがで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被切削材を切削する場合の耐摩耗性を向上させることが
できるフライスカッタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態の平フライスの斜視図
である。

【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。

【図３】本発明の第２実施の形態のエンドミルの斜視図
である。

【図４】従来の平フライスの斜視図である。

【図５】従来の平フライスの斜視図であって、本体の表
面が摩耗した状態を示している。

【図６】従来のエンドミルの斜視図である。

【図７】従来のエンドミルの斜視図であって、本体の表
面が摩耗した状態を示している。

【符号の説明】

１０…平フライス（外周フライス） １１，３１…基部 １２，３２…刃体 １３，３３…硬質チップ １３ａ，３３ａ…外周部 １４，３４…溝部 １６，３６…被覆層 １７，３７…本体 １８，３８…ヒール部 １９ａ，３９ａ…外周逃げ面 １９ｂ，３９ｂ…溝部構成面 ３０…エンドミル ３３ｄ…側端部 ３９ｃ…刃体側面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体外周に複数の刃体を有し、該刃体に
   切削用チップを備え、前記本体が回転することで前記切
   削用チップを介して被切削材の切削を行うフライスカッ
   タであって、 前記本体のうちの少なくとも被切削材に対向する面に、
   溶射によって形成され前記本体よりも硬質の被覆層を備
   えていることを特徴とするフライスカッタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のフライスカッタであっ
   て、 前記被切削材に対向する面に、前記切削用チップの回転
   後方側の外周逃げ面と、前記刃体間の溝部を構成する溝
   部構成面とを備え、 前記被覆層は、前記本体のうちの少なくとも前記外周逃
   げ面あるいは前記溝部構成面に形成されていることを特
   徴とするフライスカッタ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のフライスカッタであっ
   て、 前記切削用チップの側端部によって被切削材の切削を行
   うように構成され、 前記被覆層は、前記本体のうちの更に被切削材側の刃体
   側面に形成されていることを特徴とするフライスカッ
   タ。