JP2003053620A - フライス加工用の切削ビット及びフライス工具 - Google Patents
フライス加工用の切削ビット及びフライス工具Info
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Abstract
関し、また対応する切削ビットを収容するための切削ビ
ットキャリアを有するフライス工具に関する。 【解決手段】 本発明は、少なくとも部分的にすくい面
のように作用する平らな上面(2)と実質的にそれらに
平行である下面(3)とを含む切削ビットに関し、上面
(2)と下面(3)とは、外周に延在する縁面(4、
4’)によって互いに接続され、上面(2)は、実質的
に六角形の外周形状であり且つ縁面(4、4’)との交
差部で切刃(5)を画定し、縁面(4、4’)が、切刃
(5)に隣接する少なくとも該縁面の領域に、互いに対
して約60度の角度をなす少なくとも6つの面部分を画
定する切削ビットである。
Description
の切削ビットに関し、この切削ビットは、少なくとも部
分的にすくい面として作用する上面と、上面と実質的に
平行である下支持面とを含み、この切削ビットでは上面
と下面とが、外周に延在する縁面を介して互いにつなが
り、そして、上面が実質的に六角形の外周形状であり且
つこの縁面との交差部で切刃を画定し、さらに、この切
削ビットでは少なくとも切刃と隣接するその領域におい
て縁面が、少なくとも6個の逃げ面を画定し、それぞれ
の逃げ面は互いに対して約60度の角度をなす。
するための切削ビットキャリアを有するフライス工具に
関する。
切削ビットは、原則的には既知であり、例えば米国特許
第6,004,081号であり、この特許は、また六角
形の変わりに、八角形の切削ビットまたは四角形の切削
ビットを開示し、これらの切削ビットのコーナは、斜面
をつけることによって著しく面取りがされる。米国特許
第5,827,016号は、多角形を開示し、特に、フ
ライス工具に使用することを意図した八角形切削ビット
を開示する。
フライス盤の場合、切削ビットは、ほとんどが回転切削
ビットキャリアの外周または縁部に沿って配置され、半
径方向に最も遠くにある前切刃部分が、ライス作業の際
に、機械加工された加工物からの切屑形状の材料を除去
する作用する切刃を画定するようになる。その位置で、
工具が対称軸の周りを回転している際に、この工具はそ
の軸に対して直角方向に、且つ一般的に加工物の表面に
対して平行に移動し、この場合切削ビットは材料に噛み
込み且つ切削作用とともに材料を除去する。
ットまたは硬質セラミミック、特に焼結炭化物からなる
が、しかし他の金属またはセラミック材料からなり硬質
被膜を供えることが可能である。また、切削材料として
他結晶ダイヤモンド(PCD)または立方晶炭化ボロン
(CBN)を使用することが可能である。
で耐摩耗性であるが、しかし、最大の生産性を達成する
ために、これらの切削ビットは非常に大きな負荷を受
け、これらの高硬度と摩耗に対する耐性とにかかわら
ず、厳しい用途のもとでは、これらの切削ビットは、ほ
とんど数時間後に、かなり激しい摩耗の痕跡が認められ
る。切削ビット自体は製造することが比較的難しくて高
価であり、それらはまた同様に高価であるのは、最小消
費量の切削ビットでもって所望の機械加工量を取り扱う
試みで明らかである。この目的のため、非常に多くの切
削ビットは、「可逆切削プレート」として知られる形状
であり、すなわち切削ビットは各々が複数の切刃を備
え、それらのうちの一つが使用中に作用し、それらの配
置理由によって、他のものは特に加工物と接触しない。
切刃の一つが摩耗した後、切削ビットは、その後適切に
回転するかまたは割り出しをして、それらと共に使用さ
れていなかった別の切刃が、作用する切刃の位置に置き
換えられて、以前の切刃は作用しない切刃位置に代えら
れる。このことが、切削ビットの全ての切刃が摩耗する
まで続けられる。
さらに多くの切刃を備える切削ビットがある。切削ビッ
トは多くの経済的な状態に対応させて使用することがで
き、切削ビットはさらに多くの切刃を備えることができ
る。限定は、単なる幾何学的状態、例えばフライス加工
の際に生じる作用力の点から定められる。具体的なこと
は、一方で良好な材料除去速度を達成するが、もう一方
で作用力が過剰になってはならないときは、切刃は、ほ
んのわずかな角度でも、加工面すなわちフライス加工工
具が加工物に作り出す面に対して傾斜することができな
いことを意味する。厳しい作用力が、工具に振動、すな
わち衝撃のような切刃の噛み合いが生じ、且つこの点に
関しては切刃の摩耗速度をかなり早める。この理由のた
めに、切刃は、一般的に少なくとも加工される加工物の
表面に対して少なくとも45度に調整され、これは対応
する切削ビットが八角形の形状の最大でことを意味し、
この場合は、作用する切刃に最も近くに隣接する切刃
が、軸方向に最も遠くに突き出るコーナである作用する
切刃のコーナによって切削される加工物表面に噛み込む
ことが許される。
軸方向に最も遠くに突き出る切削コーナによって切削さ
れた表面は初めから可能な限り平らであり、特に粗さま
たは溝があってはならなく、別のやり方で生じるよう
な、例えば矩形または四角形の切削ビットが送り方向ま
たは加工面に対して所定の角(傾き)に調整し、同時に
比較的高送り速度を選択することにより、加工物上に先
行する切削ビットに関して後の続く切削ビットが、加工
物と噛み合ったときに、送り方向の距離から離れるよう
にする。この理由で、「平行ランド」として言及される
ものは、対応する切削ビットのコーナ領域、すなわち、
別の例えば二つの隣接する主切刃の間の直角(また丸み
をおびることが可能である)の遷移部の直線の面取りに
備えられ、そこで切削ビットは囲う位置に位置決めさ
れ、傾きは送り面に正確に対応する面に配置され、一方
隣接する切刃は同様に調整され、すなわち45度にいた
るまたは約45度の角度をなす平行ランドを備えた正四
角形の切削ビットである。このような切削ビットは平面
図で明らかに八角形であるが、切刃として作用し且つ重
なった面取りが平行ランドとして作用するのは第2の切
刃のみである。したがって、このような切削ビットは、
この場合90度まで最大4回回転することができ、主切
刃が摩耗した後に次のまだ摩耗していない切刃を作用状
態にする。この技術を六角形の切削ビットを実質的に適
用する限りでは、この場合の例としては、米国特許第
6,004,081号であり、加工物に対して45度未
満の非常に狭い切刃調整角を意味し、この調整角は、実
質的に不規則な作用力を生じるので、すでに前述した理
由により利点である。
された表面品位は、平行ランドの正確な輪郭と角度方向
とに特に大きく依存する。平行ランドが加工物の切削さ
れた面に対して所定の傾斜を備える場合、切削された表
面にさらに激しく残る粗さを生じ、及び/またはこの工
具のさらに激しい作用力と振動とが生じる。
いて、本発明の目的は、この明細書の初め部分に示した
特長を備える切削ビットを提供することであり、この切
削ビットは、回転によって互換性のある多くの切刃が備
わることすなわち廉価であることに関する限り生産性が
高いが、しかし、それにもかかわらず同時に単に低作用
力を生じさせ、すなわち力の劣る機械工具でもって高回
転速度で操作することもでき、この場合に加工物に精密
で滑らかな表面構成を生じることができる。
部と協働するそれぞれの主切刃近くの逃げ面と上面との
交差部が、六角形の側部に沿って延在する少なくともあ
る程度の平行ランドを画定すること、及び切削ビット
が、二つの各逃げ面上に画定されるそれぞれ1対の作用
する接触面を有すること、この逃げ面の間に少なくとも
さらに一つの逃げ面が存在し且つ互いの逃げ面が約60
度の角度をなすことによって達成される。
切刃」は、主歯または主切刃を意味し、これらは、基本
六角形の側部のひとつに対して平行またはほとんど平行
に延在する。同じことを、基本六角形の側部のひとつに
対して平行またはほとんど平行に延在する平行ランドに
関して適用する。この基本六角形歯、順番に、例えば、
切削コーナのつながりまたは切刃の等価な点で与えられ
る。
実質的に六角形である。この場合、限定「実質的に」と
は、製造技術の間違いが生じること、或いは形状コーナ
遷移部が基本六角形のコーナで小さな丸みを帯びた輪郭
または面取り輪郭によって回避されることだけでなく、
厳しく考察した場合には切削ビットが正確な六角形でな
く、特にコーナに向かい合って位置する対角線に対し
て、または一般的に切削ビットの軸を包含する鏡面に対
して鏡対称輪郭であることに関する。切削ビットは少な
くとも3回好ましくは4回対称軸を有し、すなわち12
0度回転好ましくは60度回転まで切削ビット自体を正
確に変化させることである。しかしながら、六角形の個
々の側部は正確に真っ直ぐ延在するのでなく、小さな曲
げ部を備え、この曲げ部が主切刃を当該六角形の側部の
残部を分け隔てる。平行ランドは、主切刃に対して僅か
に曲げられて側部面と上面との間の交差部の一部に、ま
たは特に長い平行ランドを必要とする場合は六角形の側
部全体でよって画定されることが注目される。それぞれ
の作用する切刃と対応する作用する平行ランドは、しか
しながら互いに対して60度にいたる角度をなすのでな
く、60度より小さい角度であり、特に50度〜59度
の範囲であり、好ましくはこの角度は54度〜59度の
範囲であり、または55度〜58度の範囲である。
用する主切刃が、一方で作用する切削コーナに隣接し且
つもう一方で作用する平行ランドに隣接し、作用する平
行ランドが作用する主切刃に対して60度より小さな角
度をなし、既に記載したように、特に50度〜59度の
間の角度をなす。
の一つの側部に沿って、作用する切削コーナから始ま
り、平行ランドを介して次に続く作用しない切削コーナ
の前方に隣接する作用する切刃が初めに存在し、平行ラ
ンドが主切刃に対して、1〜10度の小さな角度δで角
度をなす。平行ランドは、順番に切刃等を介して隣接す
る次の作用しない切削コーナに続く。特別な用語におい
ては、六角形の側部に沿って備わる作用する主切刃と互
いに六角形の隣接側部の切刃に隣接する平行ランドが作
用し、そこにおいて切削コーナ(基本六角形の)が作用
する切刃と作用する平行ランド間に配置され且つ平行ラ
ンドは工作物と平行関係に配向されることを意味する。
作用する平行ランドが六角形の同一側部で隣接する主切
刃は、平行ランドに対して角度δで角度をなし、即ちこ
の状態では作用しない。逆に、平行ランドのもう一方の
側部で隣接関係にある切刃が、重なった切削コーナと共
に50度〜59度の間の調整角κrで作用する。
部の一つが、その全長に平行ランドを実質的に形成する
ので、主切刃のための領域が六角形のその側部に実際に
残らない。次の切刃に隣接する主切刃が、しかしながら
六角形の側部に対して角度をなし、60度に達しないさ
らに小さな角度を平行ランドが形成するが、既に一度記
載したように50度〜59度の範囲内である。しかしな
がら六角形全体にわたって6回対称が保持されるように
するために、したがって対応する遷移部を次の作用して
いない切削コーナの方向に向って主切刃に備える必要が
あり、すなわち、後に続いて再び平行ランドを形成する
三角形の側部が、先行する主切刃に対して60度以上の
角度にわたって傾斜し、好ましくは70度〜61度の範
囲である。する。
する切刃を明らかに備えるが、しかし同時に非常に長い
平行ランドを備え、特に高送り速度用に設計され、多く
の場合、このような反転可能な切削板の全体にわたって
速い摩耗速度の欠点を補償する。
は、主切刃に付属する逃げ面に対して僅かに角度をな
す。特に好ましい実施態様においては、平行ランド(作
用する)の軸方向逃げ角は、同様に隣接する主切刃(作
用しない)の軸方向逃げ角より大きくなるようにする。
行ランドの逃げ面に備え、さらに具体的には、このよう
な縁面部分に一対、例えば、互いに約60度の角度を実
質的に包含する平行ランドの逃げ面に備える。僅かに非
対称の縁部輪郭の変わりに、逃げ面の互いに対応する部
分、または主切刃及び平行ランドは、正六角形対称を含
み、且つ連続する側部は互いに対して60度にいたる角
度をなし、すなわち、これらはそれらの間で120度の
角度を含む。したがって、互いに対して60度の角度を
含み且つ、この場合においてはそれぞれ対の接触面とし
て画定される縁面部分は、さらに六角形の重なった(同
じ)縁面によって分け隔てられる縁面である。
げ面の面部に対して幾分突き出る面位置である場合が特
に好ましい。逃げ面の自由な加工で作られたこれらの面
は、それらの同一の大きさが理由で、前逃げ面が接触面
として用いられる場合よりも、容易且つ精密に製造する
ことができる。このような切削ビットの位置は良く画定
され、これがこの工具の使用にあったってさらに均一で
滑らかな作業を与える。
削ビット収容するために設計された収容手段を備え、特
にそのために切削ビットの接触面と接触できるV字型接
触面を有することを特徴とする。
しい実施態様においては、切削ビット用の収容手段は、
切削ビットがポジ型の軸とネガ型の軸方向すくい角を備
えるこのような配置と輪郭とを有することを提供する。
換言すれば、作用する切刃がネガ型の軸方向すくい角で
作用し(効果的なすくい角が、上面の構成、特に切屑形
成手段などによって、此処では初期に無視されて残留す
る)、一方、同時に作用する平行ランドがポジ型のすく
い角を備えて切削する。これは平行ランドでの切削力を
減少し、それによって滑らかに良く画定された面が作ら
れる。
段は、主切刃の調整角が50度〜59度の範囲であり、
同時に作用する平行ランドの調整角が0度であるこのよ
うな形態であり、換言すれば、平行ランドがフライス加
工カッタの送り方向に平行に延在し、すなわち工具の回
転軸に対して直行する面と言え、この点に関しては、僅
かな軸方向送り移動を任意に実行できるフライス加工の
可能性を除外してはならない。
徴及び可能な用途は、次の好ましい実施態様の説明、及
び添付した図面から明確にされる。
支持面3を備えた切削ビットを図示するが、この図には
上面を図示していないこの下側支持面3は、6個の側部
9を備えた正六角形状であり且つ固定穴を有し、この固
定穴は、下側支持面の中心に下支持面に対して垂直に延
在して切削ビット1全体を貫通し、且つこの図には図示
されてない締結ネジによって締結するために作用する。
外周に延在する切刃4、4’は、この支持面3の六角形
状に正確には従わない。これに対して、支持面3に隣接
して平行ランドの台形逃げまたは逃げ面4’が有り、一
方、主切刃5の三角形逃げ面は、平行ランドの六角形の
同じ面に付属する台形逃げ面に対して僅かに角度をな
し、且つコーナ点3で下側支持面だけに接触する。この
図においては下側に向いている上面2との交差部で、逃
げ面4、4’の傾きが、点11で僅かな曲がり、この点
は、六角形の側部9に付属する(または実質的に平行に
延在する)主切刃5と対応する平行ランド7との間にあ
る。操作状態においては、しかしながら六角形の同一の
側部9と協働する主切刃5と平行ランド7とは同時に作
用しないが、しかし作用する主切刃5の側で、平行ラン
ド7が作用し、このランドは主切刃5も隣接する同じ切
削コーナ6に隣接する。六角形の同じ側部9に付属する
主切刃5に対して平行ランド7が角度をなす形態のた
め、当該平行ランド7が作用して、フライス操作の際に
平らな面を作り出すときには当該主切刃5は加工物と接
触しない。
は、六角形の切削ビットの上面(実質的にすくい面を画
定する)の正六角形形状とは少し異なる外観形状を示
す。切削コーナ6は此処で少し丸みを帯び、且つ上面の
平らな面内の六角形の各側部は、主切刃5と平行ランド
7とによって画定され、平行ランド7は上面に対して僅
かに角度をなす。逃げ面4、4’の角度をなす構成及び
特別な構成によって、主切刃5の軸方向逃げ角は、対応
する平行ランドの軸方向逃げ角より小さくする必要があ
り、しかしながら、主切刃5が軸方向だけでなく半径方
向においても加工物に対して噛み合わないように、平行
ランドは主切刃5の切削特性に関しては重要でない。半
径方向に作用する切刃5に関しては、しかしながら、い
ずれの場合においても切削ビットが、ネガ型すくい角
(図示せず)といわれるポジ型の挿入位置を有する。
二つの逃げ面4’に沿って画定され、対応する接触面が
他の全ての逃げ面47に備えられるが、此処では図示し
ない。この図では、それぞれの場合において、協働する
平行ランドが互いに60度の角度(この場合は正確に)
を含むように、二つの接触面だけが作用することを明確
に図示することに役立つ。互いに備えた角度が、しかし
それぞれの場合において、作用する平行ランドと同じ切
削コーナに隣接する次に続いて作用する切刃との間の角
度が、ほとんど60度未満であり典型的には55度程度
の大きさであることを、当該側部の主切刃5それぞれが
正確に含む。主切刃5と平行ランド7との間の六角形の
側部に沿う曲がり角δのそれぞれは、したがって60度
に対する作用する平行ランド7と作用する主切刃5との
角度の相違に対応することが認められる。
れるように、隣接する主切刃の調整角κrは、主切刃と
平行ランドとが互いに含まれ、そのために55度程度の
大きさの角度である。これはκr=60°−δを意味す
る。
討した実施態様と比較する。さらに図3のaは、上記で
検討した切削ビットの上面の平面図を示し、具体的には
水平面14が、送り面に、または平行ランド7が正確に
水平に延在するようにフライス工具の軸に対して直立す
る面に対応する位置に図示される。作用する主切刃5
は、したがって約55度の調整角κrで配置される。切
削ビットは、このために少し傾斜して見える。
ットでは、平行なランド7’が基本六角形形状の側部全
体に特に含まれるように著しく引き伸ばされている。こ
の輪郭では、そこに配置される主切刃のための、六角形
の側部に沿ういずれの空間も存在しなくて、しかしこの
場合においては、作用する切刃がもう一度60度未満の
角度で作用する平行ランド7’に隣接する。それにもか
かわらず、互いに対応する位置が、特にそのためにまた
平行ランドが六角形のそれぞれの第2の側部に供えら
れ、したがってまた六角形の第2の側部に設けられた主
切刃が互いに約60度の角度(3回対称軸)で含まれ、
それを右に示された主切刃の上端部で、次のコーナの前
方に、したがって引き続く平行ランドへの遷移部の前方
に、小さな曲げをみることができる。この曲げは基本的
には必要なく、その領域において、平行ランドが主切刃
に対して60度以上に曲がることができ、しかし僅かな
曲がり部15を有するこの形状は、図3のaの左側に示
される切削ビットのように、同じ切削ビット収容手段に
固定されるように切削ビットがさらに容易に設計できる
利点が約束される。
て滑らかの仕上げ面)は、高送り速度であっても長い平
行ランドが平らな加工物に対して備わるような、特に高
速度のフライス加工作業に適切である。
視図である。
し、下から見た切削ビットの図である。
と短い平行ランドとを備えるそれぞれの切削ビットの輪
郭を示す。
Claims (11)
- 【請求項1】 少なくとも部分的にすくい面として作用
する平らな上面(2)と、該上面に実質的に平行である
下支持面(3)と、を含む切削ビットであって、 前記上面(2)と前記下支持面(3)とは、外周に延在
する縁面(4、4’)を介して互いにつながり、前記上
面(2)は、実質的に六角形の外周形状であり且つ前記
縁面(4、4’)との交差部で切刃(5)を画定し、 少なくとも前記切刃(5)に隣接する領域において前記
縁面(4、4’)は、少なくとも6つの面部分を画定
し、該面部分が、互いに対して約60度の角度をなす切
削ビットにおいて、 前記六角形の側部と協働する主切刃(5)の近くの縁面
(4、4’)と前記上面(2)との交差部が、六角形の
側部と協働する少なくとも所定の平行ランド(7)を画
定し、且つ前記切削ビット(1)が、二つの各逃げ面
(4’)の上にそれぞれ画定される1対の作用する接触
面(8)を有し、二つの該逃げ面の間にさらに少なくと
も一つの逃げ面が存在し且つ互いの該逃げ面同士が約6
0度の角度をなす、ことを特徴とする切削ビット。 - 【請求項2】 作用する主切刃(5)が、一方で作用す
る切削コーナ(6)に隣接し且つもう一方で作用する平
行ランド(7)に隣接し、該作用する平行ランドが前記
作用する主切刃に対しては60度より小さな角度をなす
ことを特徴とする請求項1に記載の切削ビット。 - 【請求項3】 前記作用する平行ランド(7)が、前記
作用する主切刃(5)に対して50〜59度にいたる角
度、好ましくは53〜58度の間の角度をなすことを特
徴とする請求項2に記載の切削ビット。 - 【請求項4】 基本六角形の一つの側部に沿って備わ
り、作用する切削コーナ(6)から始まり、短い平行ラ
ンド(7)を介して、次に続く作用しない切削コーナ
(6)の前方に隣接する作用する主切刃(5)が初めに
存在し、前記短い平行ランドが、隣接する作用する主切
刃(5)に対して、1〜10度、好ましくは2〜7度の
角度δで角度をなし、且つ差異が60度−κrに相当
し、κrが作用する主切刃の調整角であることを特徴と
する請求項1〜3のいずれか1項に記載の切削ビット。 - 【請求項5】 6個の側部の一つに交互に沿う六角形の
上面(2)の外周に沿って、実質的に一つの引き伸ばさ
れた平行ランド(7’)だけが備えられ、且つ該平行ラ
ンドに隣接する六角形の側部に沿って、次に続く切削コ
ーナ(6)に対する遷移交差部を有する主切刃(5)を
備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に
記載の切削ビット。 - 【請求項6】 それぞれの作用する前記接触面(8)
が、前記平行ランド(7、7’)に付属する逃げ面
(4’)に備えられることを特徴とする請求項1〜5の
いずれか1項に記載の切削ビット。 - 【請求項7】 平行ランド(7、7’)の軸方向の逃げ
角は、該ランドに隣接する作用しない切刃の軸方向の逃
げ角より大きいことを特徴とする請求項1〜6のいずれ
か1項に記載の切削ビット。 - 【請求項8】 各切削位置に対して、それぞれ二つの接
触面(8)を有し、該接触面が、互いに対して60度の
角度でV字状に配列されることを特徴とする請求項1〜
7のいずれか1項に記載の切削ビット。 - 【請求項9】 切削ビットキャリアが、請求項1〜8の
いずれか1項にしたがう切削ビット用の収容手段を一つ
以上含むことを特徴とする切削ビットを含むフライス工
具。 - 【請求項10】 前記収容手段は、前記切削ビット
(1)がポジ型の軸とネガ型の半径方向のすくい角とを
有する配列と形態であることを特徴とする請求項9に記
載のフライス工具。 - 【請求項11】 前記作用する主切刃の調整角(κr)
が、50〜59度、好ましくは53−59度、特に好ま
しくは55〜58度の間であり、前記作用する平行ラン
ドの調整角刃ほぼ0度であることを特徴とする請求項9
または10に記載のフライス工具。
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