JP2002512131A - 異なったすくい角を有する複数の溝を有する螺旋ミル - Google Patents
異なったすくい角を有する複数の溝を有する螺旋ミルInfo
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Abstract
Description
面フライスなどの螺旋切削工具に関する。特に、本発明は、溝のうちの少なくと
も1つにおけるインサートが他の溝のインサートとは異なったすくい角にある複
数の溝付き螺旋エンドミルに関する。
ミルとしては、ケンナメタル(Kennametal)フライス加工カタログ5040号、著
作権1995年の182〜216頁に示されるものが挙げられる。
の隣接したインサートの切削エッジから軸方向に離間され、各溝の螺旋中のイン
サートは、1つの完全な即ち「全有効」切削エッジを作成するために2列以上が
必要であるような互い違いに配列された螺旋ミルであった。このような設計は、
上記に参照されたフライス加工カタログの188頁に示されるようなケンナメタ
ル0度リード−螺旋エンドミルによって示される。このような設計の欠点のうち
の1つは、少なくとも1つの溝の螺旋におけるリードインサートが異なった長さ
であるか又は内方にオフセットするかの何れかでなければならず、そのため正面
削りができないことである。これは、各溝の螺旋中にインサートを互い違いに配
列する必要があるためである。その結果として、一般的に全てのインサートが同
一でなく、そのため取換えが不可能なため、複数のインサートの製造と在庫が要
される。
れた目的や多くの切削処理には十分である。しかしながら、特定のミルにおいて
異なったインサートの必要性をなくすことが望ましい。
。この解決策では、切削インサートが螺旋状アレイに配置されている。螺旋状ア
レイには、全てのインサートの切削エッジが何れの溝においても連続的、非断続
的で、階段形の切削線を画定するように、切削工具に関して各インサートの切削
エッジがすぐ隣の隣接するインサートの受座から円周方向に離間され、また、す
ぐ隣の隣接するインサートの切削エッジと軸方向に重なり合う関係にあり、各イ
ンサートの半径方向に延出するエッジは隣接するインサートの半径方向に延出す
るエッジと重なり合う関係にある。この解決策は、単一の溝の「全有効」フライ
ス加工として知られるに至った。
のインサートのみを用い、1つの溝のみを必要とする螺旋エンドミルを提供する
が、この業界は、単一溝であっても2つの溝であっても「全有効」な改良された
「全有効」フライス加工を得るための努力を継続している。特に、当該業界は、
より優れた表面仕上げ、円滑な切削動作、軽減された振動、軽減された打撃、軽
減されたびびり、より経済的なカッター、より耐久性のあるカッター、より長期
持続性のカッター、また、より容易で迅速な製造とインサートの交換のためによ
り単純な設計を得るためにも努力を継続している。
とが、本発明の目的である。
発明の更なる目的である。
が、本発明の更なる目的である。
トを有する、上述の改良された螺旋ミルを提供することが、本発明の更なる目的
である。
のインサートが「全有効」切削を可能とする、各々の溝に沿って同一のインサー
トを有する螺旋ミルを提供することが、本発明の更なる目的である。
インサートが「全有効」切削を可能とするようにインサートが取り付けられた、
各々の溝に沿って同一のインサートを有する螺旋ミルを提供することが、本発明
の更なる目的である。
れた振動、軽減された打撃、軽減されたびびり、より経済的なカッター、より耐
久性のあるカッター、より長期にわたって持続するカッター、切削中のより低い
馬力消費量、及びより容易で迅速な製造とインサートの交換のためのより単純な
設計、のうちの何れか又は全てを提供することが、本発明の更なる目的である。
解決するための手段やそれに続く発明の実施の形態を解することによって明白と
なるであろう。
ルの何れかなどの螺旋切削工具である。以下に更に詳述されるように、発明のコ
ンセプトは、すくい角を異ならせるコンセプトが適用される切削工具の何れにも
適用可能であるが、本発明の1つの実施形態は螺旋エンドミル10として図中に
示される。図示される螺旋エンドミル10は、工具本体12とシャンク14とを
有する。シャンク14は、当該技術で公知のように、フライス加工又は他の切削
機(図示されず)のスピンドル内に挿入及び固定できるように形成される。シャ
ンク14は、この挿入及び固定が可能であるような何れかの形状又は設計から成
る。このような設計は、V型フランジ、テーパー、シェルミルマウント、及びウ
ェルドンシャンクを含むが、それらに限定されない。当該技術において公知のよ
うに、また、ミルが正面フライスであればシャンクが存在しないことは明白であ
ろう。
ャフトで、シャフトはシャンク14から端面16に軸方向に延出し、それにより
、その間に外面18を画定する。工具本体12の外面18は、複数の螺旋状溝を
有するのが好ましい。図1の全体斜視図は、2つの螺旋状溝20及び22を示す
が、図2乃至4のより詳細にわたる図は4つの螺旋状溝20、22、24、及び
26を有するミルを示す(本発明は、2つ以上のあらゆる数の螺旋状溝を考慮す
る)。各溝20、22、24、及び26は、端面16から実質的にシャンク14
に延出する外面18に螺旋又は渦巻様に切り込むのが好ましい。
従属面(後面)30とを有し、図1乃至4に最もよく示されるようにその間に湾
曲した溝部分を画定する。先導面28と従属面30は、溝の半径方向に最も内側
の部分で交差してもよく(それによって、略V型の半径方向断面を溝に画定する
)、或いは、図2に最もよく示されるように、ベース32が先導及び従属面を接
続してもよい(それによって、略U型の断面を溝に画定する)。
るように、実質的に円筒形のシャンク14の中心軸に対して面がほぼ半径方向で
あるように外面18から螺旋状に内方に切り込む。このような螺旋状の切り込み
は、時計回り又は反時計回りの何れかであってもよい。対照的に、各従属面30
は、実際には各受座が受座面36を有する複数の階段形の受座34である。
36に固定される。表される実施形態において、この固定は、各インサートで対
応するテーパー状のホール(図示されず)を通って挿入可能なテーパー状のヘッ
ドを有し、そして各受座面36のねじホールに螺合される、ねじ39を用いて行
われる。当該技術においてよく認識されている全てのインサート固定方法及びデ
バイスを含む、既知のインサート固定方法及びデバイスが何れも本発明を変更せ
ずに用いられることは発明の範囲内である。
れる全てのインサートは同一である。インサートが意図される様式で受座面36
に固定され且つ適切に嵌合される限り、一般的に、インサートは既知の何れの構
造、大きさ、形態、又は形状であってもよい。このようなインサートの例として
、上記に参照されたケンナメタルフライス加工カタログの7乃至132頁に示さ
れるインサートが挙げられる。特定の例として、カタログ中に示されるADKT
又はLFEW型インサートが挙げられる。
向に重なり合うことができるか又はできないように位置決めされ、且つ段付けさ
れる。示される実施形態において、インサートはわずかに重なり合う。しかしな
がら、インサートを周方向に離間することは本発明とその目的の付属物の範囲内
であることが明らかである。
1つ含む。以下に詳述されるような「全有効」切削を可能にする本発明の特質と
多様な軸方向すくい面により、実際のインサートは重なり合っても重なり合わな
くてもよいが、隣接するインサートの切削エッジ40は重なり合う必要がなくな
る。これは、インサートは重なり合うが、示される実施形態の切削エッジ40A
及び40Bは重なり合わない図5に最もよく示される。これは、これらのコーナ
が作業面と係合せず、鋭利なエッジがインサート同士間で遷移を生成する代わり
にむしろ円滑な遷移を可能にするため、コーナが切削エッジの一部ではない切削
面上の丸みのあるコーナのためである。しかしながら、本発明は、実際の切削エ
ッジは重なり合うこともでき、これもそれなりに発明の一部であると考える。
有する。半径方向すくい角は受座面36と作業面との間の角度である。それは、
外側切削エッジから、内側エッジ及び中心軸の方向へ透視したときの受座面36
又はその上に着座されたインサートの半径方向の傾斜である。本発明に関し、発
明の特徴は半径方向レーキにかかわらずに作用する。
ンドツーエンド様式における軸方向の傾斜である。この軸方向レーキは図3乃至
4に最もよく示される。更に詳細には、この軸方向すくい角は工具本体10の中
心軸と受座面36に着座されたインサートの切削エッジに平行した何れかの平面
との間の角度である。本発明に重要なのはこの軸方向すくい角である。
の軸方向すくい角αは、螺旋状溝22、即ち溝22及び26の受座面の軸方向す
くい角βとは異なる。これは、図3と4とを比較することによって最もよく示さ
れる。結果として、全長Lを含めインサートの面積は同一であるが、図2及び6
に示される溝20及び24中のインサートの有効軸方向長EAL1は、図3及び
7に示される溝22及び26のインサートの有効軸方向長EAL2よりも長い。
要するに、この有効軸方向長の計算は幾何学的計算で、この場合、インサートの
有効軸方向長は三角形の1辺で、実際のインサートの長さは三角形の最長辺であ
り、また、軸方向すくい角はそれらの間の内側の角度である。
影されると、図5に示されるようになる。2つの異なった軸方向すくい角のネッ
ト結果が、溝20及び24のインサート38Aが、溝22及び26のインサート
38Aとその有効軸方向長EAL2よりも長い有効軸方向長EAL1を有すると
してはっきりと示される。40Aと40Bとの差異によって示されるように、軸
方向レーキの相違は周方向切削長の相違に匹敵する。異なったレーキで位置決め
されたインサートを有するこれらの2つの溝を用いることは、重なり合わない隣
接するインサートの切削エッジに因るリッジ、ピーク、又は他の凹凸が、異なっ
た軸方向レーキのために断面で一直線にならない隣接する溝のインサートによっ
て粉砕して除去されるため、「全有効」切削である。
限り0度〜90度の何れの角度でもよい。これは、図5において、線50及び5
2によって最もよく示され、線50と52とが重なり合わない限り本発明の優位
点が達成される。
られる。この特定の例において、軸方向すくい角7度のインサートは、その実際
の全長Lの0.9563を有する有効軸方向長EAL1を有し、軸方向すくい角
17度のインサートは、その実際の全長Lの0.9925を有する有効軸方向長
EAL2を有する。
一であるように、溝20及び24中、及び溝22及び26中のインサートを異な
るように設計することができる。本発明は、切削エッジにおける異なった軸方向
すくい角を要するのみであるため、この軸方向レーキの付与は受座角度、インサ
ート設計、又はその両方に基づきうる。それがインサートによって提供されると
、インサートは一端においてより厚くなり、それよりも薄い端部へと厚さを円滑
に変遷させるであろう。
い、又は実際のインサート本体にかかわらず、「全有効」フライス加工を提供す
る。これは、ミル全体で同一の設計及び寸法のインサートを用いて達成される。
発明の特徴は、溝間での軸方向すくい角を多様化し、その結果、インサートの有
効軸方向長を多様化させることである。異なった軸方向長のインサートを有する
溝を備えることにより、インサートは互い違いに配列され、「全有効」切削を成
す。
示されるような螺旋エンドミル、並びに正面フライスやその他のミルに適用可能
である。また同様に、円錐形工具本体など、円筒形工具本体以外の工具本体にも
適用可能である。
に示されたもの以外の特定の方法で実行されてもよい。従って、本実施形態は全
ての点において、限定ではなく例証として考えられるべきで、また、添付の請求
の範囲の趣意や同等物の範囲内に生じる全ての変更が本実施形態に含まれると解
釈される。
が異なった軸方向すくい角にある螺旋エンドミルによる、本発明の等角図である
。
される、螺旋エンドミルの切削部の部分側面図である。
2の溝の軸方向すくい角が表される、「全有効」切削に必須の、溝同士間で異な
った軸方向すくい角がインサートの異なった有効軸方向長、また従ってインサー
トの異なった有効切削長となる、螺旋エンドミルの切削部の第2の部分側面図で
ある。
った有効軸方向長となるかを示す、螺旋状の第1及び第2の溝から得られたイン
サートの上面の2次元投影図である。
トの部分図である。
示す第2の溝からのもう1つのインサートの部分図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 中心軸と外面とを有する工具本体を有し、前記工具本体は前
記外面に少なくとも第1及び第2の螺旋状の溝を有し、前記各螺線状の溝は固定
された複数のインサートを有し、前記第1の溝中のインサートは第1の軸方向す
くい角で夫々固定されると共に、前記第2の溝中のインサートは前記第1の軸方
向すくい角とは異なる第2の軸方向すくい角で夫々固定され、前記インサートの
各々は切削エッジを有し、隣接するインサートの前記切削エッジは何れの溝にお
いても周方向に重なり合わず、前記各インサートは前記切削エッジよりも長い実
際の全長を有し、隣接するインサートの前記実際の全長が何れの溝においても周
方向に重なり合う、 切削工具。 - 【請求項2】 前記工具本体全体上の前記インサートが全て同一である、 請求項1の切削工具。
- 【請求項3】 前記工具本体が、4つの螺旋状溝を有し、少なくともそのう
ちの1つが第1の軸方向すくい角を有し、少なくともそのうちのもう1つが第2
の軸方向すくい角を有する、 請求項1の切削工具。 - 【請求項4】 前記工具本体全体上の前記インサートが全て同一である、 請求項1の切削工具。
- 【請求項5】 前記各インサートが前記切削エッジよりも長い実際の全長を
有し、隣接するインサートの前記実際の全長が何れの溝においても周方向に重な
り合わない、 請求項4の切削工具。 - 【請求項6】 異なった軸方向すくい角を有する少なくとも2つの溝を有す
る前記切削工具を用いた切削により全有効切削が得られるよう、前記インサート
が切削エッジを各々に有し、隣接するインサートの前記切削エッジが何れの溝に
おいても周方向に重なり合わない、 請求項1の切削工具。 - 【請求項7】 前記インサートは、その各々が切削エッジを有し、異なった
軸方向すくい角を有するインサート上の前記切削エッジが異なった切削エッジ長
を有する、 請求項1の切削工具。 - 【請求項8】 中心軸と外面とを有する工具本体を有し、前記工具本体が前
記外面に少なくとも第1及び第2の螺旋状の溝を有し、前記各螺旋状の溝は固定
された複数のインサートを各々に有し、全ての前記溝における前記インサートは
同一であり、前記第1の溝中の前記インサートは第1の有効軸方向長を有するべ
く固定されると共に、前記第2の溝中の前記インサートは前記第1の有効軸方向
長とは異なる第2の有効軸方向長を有するべく固定され、前記インサートは切削
エッジを各々に有し、隣接するインサートの前記切削エッジは何れの溝において
も周方向に重なり合わず、各インサートは前記切削エッジよりも長い実際の全長
を有し、隣接するインサートの前記実際の全長が何れの溝においても周方向に重
なり合う、 切削工具。 - 【請求項9】 前記第1の溝中の前記インサートが夫々第1の軸方向すくい
角で固定されると共に、前記第2の溝中の前記インサートが夫々前記第1の軸方
向すくい角とは異なる第2の軸方向すくい角で固定される、 請求項8の切削工具。 - 【請求項10】 前記工具本体全体上の前記インサートが全て同一である、 請求項8の切削工具。
- 【請求項11】 前記工具本体が4つの螺旋状溝を有し、そのうちの2つが
第1の軸方向すくい角を有し、また、そのうちの2つが第2の軸方向すくい角を
有する、 請求項8の切削工具。 - 【請求項12】 前記工具本体全体上の前記インサートが全て同一である、 請求項8の切削工具。
- 【請求項13】 前記各インサートが前記切削エッジよりも長い実際の全長
を有し、隣接するインサートの前記実際の全長が何れの溝においても周方向に重
なり合わない、 請求項12の切削工具。 - 【請求項14】 異なった有効軸方向長を有するインサートを有する前記切
削工具を用いた切削によって全有効切削が得られるよう、前記インサートが切削
エッジを各々に有し、隣接するインサートの前記切削エッジが何れの溝において
も周方向に重なり合わない、 請求項8の切削工具。 - 【請求項15】 中心軸と外面とを有する工具本体を有し、前記工具本体が
前記外面に少なくとも第1及び第2の螺旋状の溝を有し、前記各螺旋状溝が固定
された複数のインサートを有し、前記第1の溝中の各々のインサート上の切削エ
ッジが第1の軸方向すくい角にあると共に、前記第2の溝中の各々のインサート
上の切削エッジが前記第1の軸方向すくい角とは異なる前記第2の軸方向すくい
角にあり、前記インサートは切削エッジを各々に有し、隣接するインサートの前
記切削エッジは何れの溝においても周方向に重なり合わず、前記各インサートは
前記切削エッジよりも長い実際の全長を有し、隣接するインサートの前記実際の
全長が何れの溝においても周方向に重なり合う、 切削工具。
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