JP2002205216A - 正面フライス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超高速回転の平面切削にも切刃チップの脱落
を生じたりすることなく十分に対応可能な正面フライス
を提供する。 【解決手段】 軸線Ｏ回りに回転される工具本体１の先
端部に形成されたチップ取付座４に、切刃チップ５がそ
の切刃７を工具本体１の先端面から突出させて取り付け
られてなる正面フライスにおいて、チップ取付座４を、
工具本体１先端部の外周面６Ａよりも工具内周側に形成
して、このチップ取付座４の工具外周側に、チップ取付
座４に隣接してこのチップ取付座４に対し工具回転方向
Ｔに一段突出するチップ保持壁部６を、この工具回転方
向Ｔ側から見て軸線Ｏに略平行に延びるように形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にその工具本体
が超高速で回転させられて切削加工に供される正面フラ
イスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、加工物の平面切削に使用され
る正面フライスとしては、軸線回りに回転される工具本
体の円盤状の先端部外周にチップポケットが形成される
とともに、このチップポケットの工具回転方向後方側の
壁面に、上記工具本体先端部の外周面と先端面とに開口
する凹所状のチップ取付座が形成され、このチップ取付
座に、コーナ部を介して交差する外周刃と正面刃を備え
た切刃が形成された切刃チップが、クサビやクランプネ
ジ等によって締結されたり、あるいはろう付け等によっ
て接合されたりして取り付けられたものが知られてい
る。ここで、この切刃チップの上記切刃は、その外周刃
が工具外周側に向けられるとともに正面刃が上記軸線に
直交する平面上に略位置するようにされて、上記コーナ
部を工具本体の先端面よりも僅かに突出させて取り付け
られており、加工物が平面切削される部分の表面を上記
外周刃によって比較的小さな切り込み深さで切削すると
ともに、こうして切削されて形成された加工面を上記正
面刃によって平滑な平面に仕上げてゆく。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の切削
加工への高能率化の要求から、このような平面切削にお
いても工具本体をより高い送り量で送り出して切削する
ことが求められてきており、このような高い送り量を実
現するためには、工具本体を高速で回転させて高い切削
速度を得なければならない。このため、最近では工具本
体を１万回転以上で回転させながら切削を行うような場
合も増えてきており、そのような加工に使用される正面
フライスでは、切刃チップをクサビやクランプネジ等に
よって締結して取り付けていたのでは、切刃チップに作
用する遠心力によって切刃チップのがたつきや脱落を招
くおそれがあるので、専ら切刃チップをろう付け等によ
って接合した、いわゆるろう付け式の正面フライスが用
いられている。

【０００４】しかしながら、切削時の工具本体の回転数
が例えば５万回転を越えるような超高速回転の平面切削
では、このようなろう付け式の正面フライスでも切刃チ
ップを確実にチップ取付座に保持しておくことは困難と
なる。このため、かかる超高速回転の平面切削では、切
刃チップに作用する極めて大きな遠心力によって該切刃
チップが脱落し、工具本体から飛び出して加工物や工作
機械を傷つけてしまったり、工具の交換のために却って
加工の効率化が損なわれたりしてしまうおそれがあっ
た。

【０００５】本発明は、このような背景の下になされた
もので、上述のような５万回転をも越えるような超高速
回転の平面切削にも切刃チップの脱落を生じたりするこ
となく十分に対応可能な正面フライスを提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに
回転される工具本体の先端部に形成されたチップ取付座
に、切刃チップがその切刃を上記工具本体の先端面から
突出させて取り付けられてなる正面フライスにおいて、
上記チップ取付座を、上記工具本体先端部の外周面より
も工具内周側に形成して、このチップ取付座の工具外周
側に、該チップ取付座に隣接してこのチップ取付座に対
し工具回転方向に一段突出するチップ保持壁部を、この
工具回転方向側から見て上記軸線に略平行に延びるよう
に形成したことを特徴とする。すなわち、このような正
面フライスにおいては、同じ転削工具でも加工物に溝加
工を施したりするエンドミルなどに対し、上述のように
加工物の表面を削り取るだけの比較的小さな切り込み深
さ分の突出量が切刃チップの工具外周側に確保されてい
ればよく、従ってこのような突出量が確保されるように
してチップ取付座の工具外周側に上記チップ保持壁部を
設けることにより、切刃チップを工具外周側から保持し
て工具本体を超高速回転させてもその脱落を防止するこ
とが可能となるのである。

【０００７】ここで、上記切刃チップの工具外周側を向
く側面と、この側面に密着する上記チップ保持壁部の内
周側壁面とを、工具回転方向後方側に向かうに従い工具
外周側に延びるように配設すれば、これらの側面と壁面
との密着によって切刃チップが工具外周側に係止された
ような状態でチップ取付座に取り付けられるので、一層
確実に切刃チップの脱落を防止することができる。ま
た、上記工具本体の先端部を、上記軸線方向先端側から
見て該軸線から工具外周側に延びる腕部によって形成
し、上記チップ取付座およびチップ保持壁部をこの腕部
に形成するようにすれば、従来の円盤状の先端部を有す
る工具本体に対してその軽量化を図るとともにチップポ
ケットを大きく確保することができ、上述のような超高
速回転に対してさらに好適な正面フライスを提供するこ
とが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１ないし図４は、本発明の一実
施形態を示すものである。これらの図において工具本体
１は、その工具後端側（図１において上側）が軸線Ｏを
中心とした概略多段円柱状のシャンク部２とされるとと
もに、この工具本体１の先端部は、上記軸線Ｏ方向先端
側から見て図２に示すように、この軸線Ｏ側、すなわち
工具内周側から工具外周側に延びる該軸線Ｏに関して対
称な一対の腕部３，３によって構成されており、これら
の腕部３，３に形成されたチップ取付座４に切刃チップ
５が取り付けられる。そして、上記シャンク部２が工作
機械の超高速回転可能な主軸に取り付けられて、工具本
体１が軸線Ｏ回りに図中に符号Ｔで示す工具回転方向に
回転されつつ該軸線Ｏに垂直な送り方向に送り出される
ことにより、平面切削に使用される。

【０００９】ここで、上記腕部３は、本実施形態では上
記軸線Ｏ方向先端側から見て図２に示したように、該軸
線Ｏ側すなわち工具内周側からこの軸線Ｏに対する径方
向に工具外周側に延びた後、工具回転方向Ｔ側に鈍角に
折れ曲がる逆「く」の字状を呈しており、このうち工具
内周側の径方向に延びる該腕部３の基端部では、その一
対の側面３Ａ，３Ａが、それぞれ軸線Ｏに平行かつ互い
にも平行とされるとともに、上記一対の腕部３，３同士
では互いに面一となるように形成されている。また、こ
の基端部の工具外周側で折れ曲がった該腕部３の曲折部
では、その工具回転方向Ｔ側を向く側面３Ｂと工具回転
方向Ｔの後方側を向く側面３Ｃとが、軸線Ｏ方向先端側
から見た場合には互いに平行に工具外周側に延びるよう
に形成され、このうち工具回転方向Ｔ後方側を向く側面
３Ｃは、上記側面３Ａと同じく軸線Ｏに平行とされて、
該側面３Ｃに連なる基端部の側面３Ａに鈍角をなして凸
曲するように交差させられる一方、工具回転方向Ｔ側を
向く側面３Ｂは、図３に示すように工具後端側に向かう
に従い工具回転方向Ｔの後方側に向かう傾斜面とされ
て、当該側面３Ｂに連なる基端部の側面３Ａに凹曲面３
Ｄを介して滑らかに凹曲して連なるように形成されてい
る。

【００１０】そして、上記チップ取付座４は、この腕部
３の曲折部の工具回転方向Ｔ側を向く上記側面３Ｂにお
いて、その工具内周側、すなわち基端部の側面３Ａから
凹曲面３Ｄを介して連なる折れ曲がり部分側に、該側面
３Ｂから一段凹んで工具先端側に開口する凹所として形
成されており、従ってこの腕部３の曲折部の該チップ取
付座４よりも工具外周側の部分が、本実施形態における
チップ保持壁部６とされている。ここで、上記チップ取
付座４は、上記側面３Ｂに平行に該側面３Ｂから工具回
転方向Ｔ後方側に一段凹んだ底面４Ａと、この底面４Ａ
から垂直に屹立する一対の壁面４Ｂ，４Ｃと、これらの
壁面４Ｂ，４Ｃ間にあって切刃チップ５との干渉を避け
るための逃げ部４Ｄとから画成されており、このうち図
１に示すように、上記壁面４Ｂは工具内周側にあって、
工具回転方向Ｔ側から見て工具内周側かつ後端側に凹む
凹円弧状に形成される一方、上記壁面４Ｃは工具外周側
にあって工具内周側を向き、やはり工具回転方向Ｔ側か
ら見て軸線Ｏに平行に延びるように形成されていて、こ
の壁面４Ｃが上記チップ保持壁部６の内周側壁面とされ
る。

【００１１】また、本実施形態では上記切刃チップ５
は、超硬合金等の硬質焼結体と、ダイヤモンドやＣＢＮ
等を主成分とする超高硬度焼結体とを、その厚さ方向に
層状に配して一体に焼結成形した層状焼結体により、略
１／４円弧の扇形平板状に形成されている。そして、こ
の切刃チップ５は、上記超高硬度焼結体の部分の扇形面
をすくい面５Ａとして工具回転方向Ｔ側に向けるととも
に、円弧状をなす側面５Ｂを上記壁面４Ｂに密着させ、
またこの側面５Ｂの両端からその円弧の中心側に向けて
真っ直ぐに延びる当該切刃チップ５の一対の側面５Ｃ，
５Ｄのうち、一方の側面５Ｃをチップ取付座４の上記壁
面４Ｃに密着させるとともに、他方の側面５Ｄを工具先
端側に向けてチップ取付座４に着座させられ、上記硬質
焼結体の部分が銀ろうによるろう付けによって接合され
ることにより該チップ取付座４に取り付けられている。

【００１２】さらに、この切刃チップ５の上記すくい面
５Ａ上において上記一対の側面５Ｃ，５Ｄが交差するコ
ーナ部には、図４に示すように上記側面５Ｃ側に外周刃
７Ａが、また側面５Ｄ側には正面刃７Ｂが形成されると
ともに、これらの外周刃７Ａと正面刃７Ｂとの間には、
該外周刃７Ａと正面刃７Ｂとに鈍角に交差するコーナ刃
７Ｃが形成されており、これらの外周刃７Ａ、正面刃７
Ｂ、およびコーナ刃７Ｃにより、本実施形態における切
刃７が形成されていて、該切刃チップ５を工具本体１に
取り付けた状態において、上記外周刃７Ａは工具回転方
向Ｔ側から見て軸線Ｏに平行となるように配設される一
方、上記正面刃７Ｂは工具本体１の先端面１Ａから工具
先端側に突出して軸線Ｏに垂直な平面Ｐ上に延びるよう
に配設されている。なお、軸線Ｏ方向先端側から見てこ
の切刃チップ５が、腕部３の径方向に延びる基端部から
工具回転方向Ｔ側に折れ曲がる曲折部の回転方向Ｔを向
く上記側面３Ｂに取り付けられることにより、上記切刃
７は該切刃７に平行で軸線Ｏを通る直径線Ｌに対して工
具回転方向Ｔの後方側に後退した配置となっていて、こ
の切刃７には正のラジアルレーキ角が与えられるととも
に、この側面３Ｂが工具後端側に向かうに従い工具回転
方向Ｔの後方側に向かう傾斜面とされることで、該切刃
７のラジアルレーキ角も正角側に設定されることとな
る。

【００１３】また、これら外周刃７Ａ、正面刃７Ｂ、お
よびコーナ刃７Ｃに連なる切刃チップ５の側面５Ｃ，５
Ｄ部分は、上述の取付状態において工具回転方向Ｔの後
方側に向かうに従い漸次後退するように傾斜させられて
おり、切刃７に所定の逃げ角が付されるようになされて
いる。ただし、このうち側面５Ｃにおいて、外周刃７Ａ
が形成された上記コーナ部よりも工具後端側に位置する
部分は、切刃チップ５の上記すくい面５Ａに直交するよ
うに形成されてチップ取付座４の上記壁面４Ｃに密着可
能とされており、従ってこれら側面５Ｃの工具後端側部
分と壁面４Ｃとは、上述のように切刃７が上記直径線Ｌ
に対して工具回転方向Ｔの後方側に後退配置配置される
のに伴い、工具回転方向Ｔの後方側に向かうに従い工具
外周側に延びるように配設されることとなる。また、工
具先端側に向けられる上記側面５Ｄのうち上記正面刃７
Ｂの逃げ面とされる部分よりも工具内周側の部分は、こ
の工具内周側に向かうに従い工具後端側に向かうように
傾斜させられている。さらに、工具本体１の先端面１Ａ
のうち、少なくとも該先端面１Ａから突出した上記切刃
７の工具回転方向Ｔ後方側に位置する部分は、図３に示
すようにこの工具回転方向Ｔ後方側に向かうに従い漸次
後退する傾斜面とされている。

【００１４】一方、上記腕部３の工具後端側を向く面３
Ｅは、図１に示すように工具外周側に向かうに従い工具
先端側に向かうテーパ面状に形成されるとともに、該腕
部３の外周面、すなわち上記チップ保持壁部６の外周面
６Ａは、軸線Ｏを中心とした円筒面状とされ、従ってこ
の外周面６Ａと上記壁面４Ｃ（チップ保持壁部６の内周
側壁面）との間に画成される当該チップ保持壁部６は、
工具回転方向Ｔ側から見て図１に示すように軸線Ｏに平
行に延びるように形成されることとなる。そして、この
チップ保持壁部６は、その内周側壁面４Ｃがチップ取付
座４の工具内周側を向く壁面４Ｃと共通していることか
ら、このチップ取付座４の工具外周側に隣接して設けら
れ、かつ上記側面３Ｂから一段凹む凹所状に形成された
該チップ取付座４に対して工具回転方向Ｔに一段突出す
るように形成されることとなる。なお、このチップ保持
壁部６の先端面６Ｂは、少なくとも切刃チップ７の工具
外周側に隣接するその回転方向Ｔ側の部分が、この切刃
チップ７の切刃７の上記外周刃７Ａに必要な切り込み量
が確保されるように、工具回転方向Ｔの後方側に向かう
に従い後退する傾斜面とされた工具本体１の上記先端面
１Ａ部分を切り欠くようにして、切刃７の先端、すなわ
ち上記正面刃７Ｂからこの切り込み量ｔ分だけ工具後端
側に後退した軸線Ｏに垂直な平坦面状に形成されてい
る。

【００１５】しかるに、このように構成された正面フラ
イスにおいては、チップ取付座４に取り付けられた切刃
チップ５が、このチップ取付座４の工具外周側に隣接し
て軸線Ｏに平行に延び、該チップ取付座４に対して工具
回転方向Ｔ側に一段突出するチップ保持壁部６に、その
側面５Ｃを該チップ保持壁部６の内周側壁面４Ｃに密着
させて保持されるので、この切刃チップ５の取付剛性の
向上を図ることができ、たとえ工具本体１を軸線Ｏ回り
に５万回転以上の超高速で回転させて平面切削を行って
も、遠心力によって切刃チップ５が脱落するような事態
を防止することができる。従って、この脱落した切刃チ
ップ５が飛び出して加工物や工作機械を傷つけたりする
ようなこともなく、またこのような切刃チップ５の脱落
による工具の交換も防ぐことができて加工効率の低下を
防止し、超高速回転による加工効率の向上効果を十分に
奏功することが可能となる。

【００１６】また、本実施形態では、このチップ保持壁
部６の内周側壁面４Ｃ、すなわちチップ取付座４の工具
内周側を向く壁面４Ｃと、この壁面４Ｃに密着する切刃
チップ５の側面５Ｃ部分とが、上述のように工具回転方
向Ｔの後方側に向かうに従い工具外周側に向けて延びる
ようにされ、従って超高速回転時に切刃チップ５に遠心
力が作用するに従い切刃チップ５は、これらの側面５Ｃ
部分と壁面４Ｃとが延びる方向に沿って工具回転方向Ｔ
後方側に押し付けられ、該壁面４Ｃに係止された状態で
保持されることとなる。このため、本実施形態によれ
ば、超高速回転の平面切削においても一層の切刃チップ
５の取付剛性の向上を図ることができ、該切刃チップ５
の脱落等をさらに確実に防止することが可能となる。な
お、本実施形態では、切刃チップ５の側面５Ｃをすくい
面５Ａに垂直とするとともにチップ取付座４の壁面（チ
ップ保持壁部６の内周側壁面）４Ｃを底面４Ａに垂直と
し、チップ取付座４の位置を直線Ｌに対して後退配置す
ることにより、これら側面５Ｃと壁面４Ｃとを工具外周
側に向けて延びるようにしているが、例えばチップ保持
壁部６の肉厚を十分に確保できる場合などには、上記壁
面４Ｃを底面４Ａに対して鋭角に形成するとともに上記
側面５Ｃ部分をすくい面５Ａに対して鈍角に形成してこ
れら側面５Ｃと壁面４Ｃとを密着可能とし、切刃チップ
５がクサビ状にチップ保持壁部６に保持されるようにし
てもよい。

【００１７】さらに、本実施形態では、工具本体１の先
端部が軸線Ｏ方向先端側から見て該軸線Ｏから工具外周
側に延びる一対の腕部３，３によって形成されており、
チップ取付座４およびチップ保持壁部６はこの腕部３に
それぞれ形成されており、従来の円盤状の工具本体先端
部にチップポケットを形成してその工具回転方向を向く
壁面にチップ取付座を形成するのに比べ、この工具本体
１先端部の大幅な軽量化を図ることができるとともに、
周方向に隣接する腕部３，３同士の間の空間をすべてチ
ップポケットとして利用することができるので、このチ
ップポケット容量の拡大を図ることもできる。このた
め、工具本体１を一層高速で回転させることが可能とな
って、加工効率のさらなる向上を促すことができるとと
もに、こうして工具本体１が超高速回転させられること
により、やはり超高速で生成されることとなる切屑を速
やかに排出することが可能となって、円滑な加工を図る
ことができる。しかも、本実施形態では、これらの腕部
３，３が工具本体１の後端側の部分よりも工具外周側に
突出していて、上記チップポケットとなる腕部３，３間
の空間が工具後端側にも解放されているので、一層速や
かな切屑排出を図ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チップ取付座の工具外周側に隣接して該チップ取付座よ
りも工具回転方向に突出するチップ保持壁部が、この工
具回転方向側から見て工具本体の軸線に略平行に延びる
ように形成されることにより、上記チップ取付座に取り
付けられる切刃チップを工具外周側に向けて高い取付剛
性で保持することができる。従って、工具本体を超高速
回転させて平面切削する場合でも、遠心力によって切刃
チップが脱落して飛び出してしまうような事態を防止し
て、この飛び出した切刃チップによって加工物や工作機
械が傷つけられたり、工具交換のために加工効率が損な
われたりするのを防ぎ、円滑かつ効率的な平面切削加工
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す側面図である。

【図２】 図１に示す実施形態を工具本体１の軸線Ｏ方
向先端側から見た底面図である。

【図３】 図１における矢線Ｘ方向視の部分側面図であ
る。

【図４】 図１に示す実施形態の切刃チップ５のコーナ
部周辺を工具回転方向Ｔ側から見た拡大図である。

【符号の説明】

１ 工具本体 ３ 腕部 ４ チップ取付座 ４Ｃ チップ取付座４の工具内周側を向く壁面（チップ
保持壁部６の内周側壁面） ５ 切刃チップ ６ チップ保持壁部 ７ 切刃 Ｏ 工具本体１の軸線 Ｔ 工具回転方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 真博 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C022 HH01 HH08 HH18 MM04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転される工具本体の先端部
   に形成されたチップ取付座に、切刃チップがその切刃を
   上記工具本体の先端面から突出させて取り付けられてな
   る正面フライスにおいて、上記チップ取付座は、上記工
   具本体先端部の外周面よりも工具内周側に形成されてい
   て、このチップ取付座の工具外周側には、該チップ取付
   座に隣接してこのチップ取付座に対し工具回転方向に一
   段突出するチップ保持壁部が、この工具回転方向側から
   見て上記軸線に略平行に延びるように形成されているこ
   とを特徴とする正面フライス。
2. 【請求項２】 上記切刃チップの工具外周側を向く側面
   と、この側面に密着する上記チップ保持壁部の内周側壁
   面とは、工具回転方向後方側に向かうに従い工具外周側
   に延びるように配設されていることを特徴とする請求項
   １に記載の正面フライス。
3. 【請求項３】 上記工具本体の先端部は、上記軸線方向
   先端側から見て該軸線から工具外周側に延びる腕部によ
   って形成されており、上記チップ取付座およびチップ保
   持壁部はこの腕部に形成されていることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の正面フライス。