JP2004082307A - 平板材端面の切削加工装置およびそれに用いられる正面フライス工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】１つの回転主軸に１個の正面フライス工具を取り付け、被切削平板材の被削端面に対し正面フライス工具を１回通過させて切削加工するだけで、所望の加工端面が得られる装置を提供する。
【解決手段】正面フライス工具１０の円盤部１２に粗加工用切刃１４と仕上加工用切刃１６とを固着し、仕上加工用切刃の刃先を粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出させ、円盤部軸心から仕上加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法を、円盤部軸心から粗加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法より小さくし、正面フライス工具の送り量を、正面フライス工具の回転運動に伴って粗加工用切刃が仕上加工用切刃より常に先行して被切削平板材１の被削端面と交叉して接触するように設定する。
【選択図】 図１
【解決手段】正面フライス工具１０の円盤部１２に粗加工用切刃１４と仕上加工用切刃１６とを固着し、仕上加工用切刃の刃先を粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出させ、円盤部軸心から仕上加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法を、円盤部軸心から粗加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法より小さくし、正面フライス工具の送り量を、正面フライス工具の回転運動に伴って粗加工用切刃が仕上加工用切刃より常に先行して被切削平板材１の被削端面と交叉して接触するように設定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、正面フライス工具を用いてプラスチック等の平板材の端面を切削加工する装置およびそれに用いられる正面フライス工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶表示装置のバックライトユニットを構成する要素の１つである導光板は、樹脂の射出成形によりプラスチック平板材を製造し、その平板材の端面を切削して入光端面を加工形成することにより製作される。この平板材の端面の切削加工には、回転する円盤部の端面に切刃を持った正面フライス工具が使用される。そして、平板材の端面を鏡面（透明）状に仕上げる場合には、切刃の刃先に単結晶ダイヤモンドが用いられ、平板材の端面を磨りガラス面状に仕上げる場合には、切刃の刃先に焼結多結晶ダイヤモンドが用いられたりする。所望する仕上がり状態を得るために、そのような刃物材質の選定は勿論重要であるが、仕上がり切削時の切込み量を適正化することも必要である。
【０００３】
射出成形品の特性上、平板材の端面の加工代は、少なくとも５０μｍ、多いときには５００μｍ以上も設けられることがある。また、射出成形品では、樹脂密度のばらつきや内部応力のばらつきも多い。このため、平板材の端面に対しその長手方向に沿って正面フライス工具を１回だけ通過させて切削する加工では、加工部分にバリや欠けが発生する。そこで、所望の加工品質を得るために、仕上げ加工の前に粗加工を行うといった方法が採られる。すなわち、平板材の端面に対し正面フライス工具を１回通過させて粗加工した後、平板材の端面に対し正面フライス工具をもう１回通過させて仕上げ加工する。この場合、粗加工操作においては、５０μｍ〜５００μｍの加工代のうち仕上げ切込み代分だけを残して平板材の端面を切削する。仕上げ切込み代としては、粗加工面の状態の良し悪しにも左右されるが、実験的には１５μｍ〜３μｍが適正値とされている。そして、粗加工後に、平板材の粗加工面をさらに１５μｍ〜３μｍだけ切削して仕上げ加工を行うようにする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、プラスチック平板材の端面に対し正面フライス工具を１回通過させるだけでは加工部分にバリや欠けが発生することになり、所望する加工端面を得ようとすると、正面フライス工具を２回あるいはそれ以上の回数、平板材の端面に対し通過させて切削加工する必要がある。しかしながら、このような切削加工方法では、平板材の１枚当たりの加工時間が長くなり、生産性が悪くなる、といった問題点がある。
【０００５】
一方、平板材の端面に対し正面フライス工具を１回だけ通過させて、所望の加工端面に仕上げようとすると、２個あるいはそれ以上の個数の正面フライス工具を用意し、各フライス工具をそれぞれ独立した回転主軸に取り付け、平板材の被削端面と各フライス工具の切刃との位置関係をそれぞれ適正に調整し、その後に、各フライス工具を一体的に平板材の端面に対し通過させて、各フライス工具により順次平板材の端面を切削する必要があった。このため、切削加工装置の構成が複雑化し、切削加工ヘッド部分も大型化し、また、装置コストも高くなる、といった問題点がある。
【０００６】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、１つの回転主軸に１個の正面フライス工具を取り付け、被切削平板材の被削端面に対し正面フライス工具を相対的に１回通過させて切削加工するだけで、所望の加工端面が得られて、切削加工の生産性の向上および装置の簡素化を図ることができる平板材端面の切削加工装置を提供すること、ならびに、その切削加工装置に用いられる正面フライス工具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、円盤部の端面から突出するように円盤部の外周部に切刃が固着された正面フライス工具と、この正面フライス工具を保持して円盤部の軸心線回りに回転させる保持・回転機構と、被切削平板材を、その被削端面が前記正面フライス工具の円盤部の端面と平行になるように対向し、かつ、円盤部の軸心を中心として公転運動する切刃と被削端面が交叉するように保持する平板材保持手段と、前記保持・回転機構によって支持された前記正面フライス工具と前記平板材保持手段によって保持された被切削平板材とを、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させる送り機構と、を備えた平板材端面の切削加工装置において、前記正面フライス工具の円盤部に、少なくとも粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、前記仕上加工用切刃の刃先を前記粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出させ、かつ、前記正面フライス工具の円盤部の軸心から前記仕上加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法を、正面フライス工具の円盤部の軸心から前記粗加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法より小さくし、前記送り機構による前記正面フライス工具または被切削平板材の送り量を、正面フライス工具の回転運動に伴って前記粗加工用切刃が前記仕上加工用切刃より常に先行して被切削平板材の被削端面と交叉して接触するように設定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の切削加工装置において、前記正面フライス工具の円盤部の円周部に、前記切刃が円盤部の軸心線に沿った方向において摺動可能に嵌挿される少なくとも２つの切刃装着溝をそれぞれ円盤部の軸心線に沿った方向に形設し、前記各切刃を前記各切刃装着溝内にそれぞれ固着する係止具を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の切削加工装置において、前記正面フライス工具の円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、それらの切刃を、互いに１８０°の角度をなすように配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、円盤部の端面から突出するように円盤部の外周部に切刃が固着された正面フライス工具において、前記円盤部に、少なくとも粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、前記仕上加工用切刃の刃先を前記粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出させ、かつ、前記円盤部の軸心から前記仕上加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法を、正面フライス工具の円盤部の軸心から前記粗加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法より小さくしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４記載の正面フライス工具において、前記円盤部の円周部に、前記切刃が円盤部の軸心線に沿った方向において摺動可能に嵌挿される少なくとも２つの切刃装着溝をそれぞれ円盤部の軸心線に沿った方向に形設し、前記各切刃を前記各切刃装着溝内にそれぞれ固着する係止具を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５記載の正面フライス工具において、前記円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、それらの切刃を、互いに１８０°の角度をなすように配置したことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６記載の正面フライス工具において、前記円盤部の端面の一部が密接する載置面、および、この載置面に前記円盤部の端面の一部が密接した状態で、円盤部の前記各切刃装着溝にそれぞれ嵌挿された前記各切刃の刃先がそれぞれ当接する少なくとも２つの当接面がそれぞれ形設されたブロック体からなり、前記粗加工用切刃の刃先が当接するべき前記当接面から前記載置面までの高さ寸法が、前記仕上加工用切刃の刃先が当接するべき前記当接面から前記載置面までの高さ寸法より仕上げ切込み代分だけ小さくされた切刃位置決め用具を、組付け可能に具備したことを特徴とする。
【００１４】
請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工装置においては、円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃が固着された正面フライス工具が、保持・回転機構により保持されて円盤部の軸心線回りに回転させられながら、送り機構により、平板材保持手段によって保持された被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させられる。したがって、１個の正面フライス工具が被切削平板材の被削端面に対し相対的に１回通過するだけで、粗加工用切刃および仕上加工用切刃によるそれぞれの切削加工が行われる。
【００１５】
この場合において、正面フライス工具の円盤部の軸心から刃先の外側端までの半径寸法は、仕上加工用切刃の方が粗加工用切刃より小さくされており、かつ、正面フライス工具の回転運動に伴って粗加工用切刃が被切削平板材の被削端面と交叉して接触した時点から仕上加工用切刃が被切削平板材の被削端面と交叉して接触する時点までの間に、例えば、正面フライス工具の円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃とが互いに１８０°の角度をなすように固着されているときは正面フライス工具が半回転する間に、送り機構によって正面フライス工具または被切削平板材が送られる量は、両切刃の刃先外側端の半径寸法差よりは小さくされている。そして、正面フライス工具が回転しつつ被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動するときに、粗加工用切刃の刃先の方が仕上加工用切刃の刃先より常に先行して被切削平板材の被削端面の未切削部分の手前側端縁に当接するように、送り量が設定されている。また、仕上加工用切刃の刃先が粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出しているので、言い換えると、円盤部の端面から刃先までの高さは、粗加工用切刃の方が仕上加工用切刃より低いので、先ず、粗加工用切刃により、加工代のうち仕上げ切込み代分だけを残して被切削平板材の被削端面が切削された後、仕上加工用切刃により、粗加工用切刃で切削された部分がさらに仕上げ切込み代だけ切削される。このようにして、１個の正面フライス工具が被切削平板材の被削端面に対し相対的に１回通過するだけで、所望通りに仕上げ加工された端面が得られることとなる。
【００１６】
請求項２に係る発明の切削加工装置では、正面フライス工具の円盤部の円周部に形設された切刃装着溝に切刃を嵌挿し、切刃を円盤部の軸心線に沿った方向において摺動させることにより、円盤部の端面からの切刃の突出量を調整することが可能である。調整後は、係止具によって切刃を切刃装着溝内にそれぞれ固着する。
【００１７】
請求項３に係る発明の切削加工装置では、正面フライス工具の円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃とが互いに１８０°の角度をなすように固着されていることにより、正面フライス工具の回転時のバランスが良好となる。
【００１８】
請求項４に係る発明の正面フライス工具は、請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工装置の保持・回転機構に保持させて用いることにより、上記した作用が奏される。
【００１９】
請求項５に係る発明の正面フライス工具では、円盤部の円周部に形設された切刃装着溝に切刃を嵌挿し、切刃を円盤部の軸心線に沿った方向において摺動させることにより、円盤部の端面からの切刃の突出量を調整することが可能である。調整後は、係止具によって切刃を切刃装着溝内にそれぞれ固着する。
【００２０】
請求項６に係る発明の正面フライス工具は、平板材端面の切削加工装置の保持・回転機構に保持させて用いたとき、円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃とが互いに１８０°の角度をなすように固着されていることにより、回転時のバランスが良好となる。
【００２１】
請求項７に係る発明の正面フライス工具では、その円盤部の各切刃装着溝にそれぞれ各切刃を嵌挿し係止具によって切刃を切刃装着溝内に固着しない状態で、円盤部の端面の一部を切刃位置決め用具の載置面に密接させて切刃位置決め用具を組み付ける。次に、円盤部の各切刃装着溝に嵌挿された各切刃を円盤部の軸心線に沿った方向においてそれぞれ摺動させて、各切刃の刃先が切刃位置決め用具の各当接面にそれぞれ当接するようにした後、係止具によって切刃を切刃装着溝内にそれぞれ固着する。このとき、切刃位置決め用具では、粗加工用切刃の刃先が当接した当接面から載置面までの高さ寸法が、仕上加工用切刃の刃先が当接した当接面から載置面までの高さ寸法より仕上げ切込み代分だけ小さくされているので、仕上加工用切刃の刃先は粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出した状態となっている。このようにして、切刃の位置決めのための調整操作を容易にかつ迅速に再現性良く行うことが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１および図２は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、平板材端面の切削加工装置の要部の構成を示す側面図であり、図２は、その平面図である。この切削加工装置は、円盤部１２の端面から突出するように円盤部１２の外周部に複数、この例では２つの切刃１４、１６が固着された正面フライス工具１０を備えている。正面フライス工具１０の円盤部１２には、切刃１４、１６が固着された端面と反対側の端面の中心部にが一体に垂設されている。
【００２４】
正面フライス工具１０は、その取付軸部１８が保持・回転機構２０（その一部しか図示せず）により掴持されて保持されており、保持・回転機構２０によって円盤部１２および取付軸部１８の軸心線回りに回転させられるようになっている。また、保持・回転機構２０は、図示していないが、ガイドレールに案内されて往復移動可能に支持され、送り機構により低速移動させられて、その保持・回転機構２０に保持された正面フライス工具１０が、図２に矢印Ａで示す方向へ所定の送り量で移動させられるようになっている。保持・回転機構２０や送り機構の構成は、従来のこの種の切削加工装置と特に変わらないので、図示および詳しい説明を省略する。
【００２５】
液晶表示装置のバックライトユニット用の導光板を製作するためのプラスチック平板材等の被切削平板材１は、その被削端面が正面フライス工具１０の円盤部１２の端面と平行で、被削端面の長手方向と矢印Ａで示す正面フライス工具１０の移動方向とが一致するように、かつ、円盤部１２の軸心を中心として公転運動する切刃１４、１６と被削端面が交叉するように（後述する図１０および図１１参照）、平板材保持具（図示せず）により正面フライス工具１０と対向して保持され固定される。なお、被切削平板材１を保持する平板材保持具を移動可能に支持し、正面フライス工具１０を保持する保持・回転機構を固定して、正面フライス工具１０に対し被切削平板材１をその被削端面の長手方向へ低速で移動させるような機構としてもよい。
【００２６】
正面フライス工具１０は、図３に側面図を、図４に端面側から見た正面図を、図５に切刃を取り外した状態の斜視図をそれぞれ示すように、その円盤部１２の円周部に２つの切刃装着溝２２、２４がそれぞれ軸心線に沿った方向に形設されている。２つの切刃装着溝２２、２４は、互いに１８０°の角度をなすように設けられている。また、一方の切刃装着溝２２は、円盤部１２の円周面から半径方向へ他方の切刃装着溝２４より深く切り欠くように形成されている。そして、一方の切刃装着溝２２内に粗加工用切刃１４が嵌挿され、他方の切刃装着溝２４内に仕上加工用切刃１６が嵌挿されている。各切刃１４、１６は、切刃装着溝２２、２４内で円盤部１２の軸心線に沿った方向においてそれぞれ摺動させることが可能である。また、円盤部１２の円周部には、各切刃装着溝２２、２４の近くに切欠き部２６がそれぞれ形設されている。この各切欠き部２６と各切刃装着溝２２、２４との間を貫通するように一対のねじ孔２８がそれぞれ螺設されており、各ねじ孔２８にそれぞれ螺合するように係止用ねじ３０が設けられている。そして、係止用ねじ３０を螺入させてその先端で切刃１４、１６を押圧することにより、各切刃１４、１６を各切刃装着溝２２、２４内でそれぞれ位置決めして固着することができるようになっている。
【００２７】
円盤部１２の端面の中央部には、正面フライス工具１０の軽量化を図るために円孔３２が穿設されている。また、円盤部１２の端面には、一対の位置決め用孔３４、３４および一対の固定用ねじ孔３６、３６がそれぞれ形設されている。
【００２８】
正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４内に粗加工用切刃１４および仕上加工用切刃１６がそれぞれ嵌挿され固着された状態においては、図６に示すように、円盤部１２の軸心から仕上加工用切刃１６の刃先の外側端までの半径寸法ｒ１が、円盤部１２の軸心から粗加工用切刃１４の刃先の外側端までの半径寸法ｒ２より小さくなるようにされる。
【００２９】
また、正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４に各切刃１４、１６がそれぞれ固着された状態においては、図７に示すように、仕上加工用切刃１６の刃先が粗加工用切刃１４の刃先より仕上げ切込み代ｄ分、例えば３μｍ〜１５μｍ分だけ前方へ突出するように位置決め調整される。このようにすることにより、先ず、粗加工用切刃１４により、図１３に被切削平板材１の部分拡大平面図を示すように、加工代ｃ（例えば０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ）のうち仕上げ切込み代ｄ（例えば０．０１ｍｍ）分だけを残して被切削平板材１の被削端面が切削された後、仕上加工用切刃１６により、粗加工用切刃１４で切削された部分がさらに仕上げ切込み代ｄだけ切削されることになる。
【００３０】
上記したような切刃１４、１６の刃先位置の調整は、図８に斜視図を示すような切刃位置決め用具３８を用いて行われる。この切刃位置決め用具３８は、中央の平面部分が高く形成されその両側の平面部分がそれぞれ低く形成されたブロック体４０からなる。ブロック体４０の中央平面部分は、正面フライス工具１０の円盤部１２の端面の一部が密接する載置面４２をなす。また、ブロック体４０の両側平面部分には、上部が平坦面に形成された当接部材４４ａ、４４ｂがそれぞれ取着されている。この各当接部材４４ａ、４４ｂの上部平坦面は、正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４にそれぞれ嵌挿された各切刃１４、１６の刃先がそれぞれ当接する当接面４６ａ、４６ｂをなす。そして、各当接部材４４ａ、４４ｂの当接面４６ａ、４６ｂから載置面４２までのそれぞれの高さ寸法は、粗加工用切刃１４の刃先が当接するべき当接部材４４ａの当接面４６ａからの高さ寸法が、仕上加工用切刃１６の刃先が当接するべき当接部材４４ｂの当接面４６ｂからの高さ寸法より仕上げ切込み代ｄ分だけ小さくなるように設定されている。また、切刃位置決め用具３８の載置面４２には、正面フライス工具１０の円盤部１２の端面に形設された一対の位置決め用孔３４、３４にそれぞれ嵌合する一対の位置決め用ピン４８、４８が植設されている。さらに、切刃位置決め用具３８には、正面フライス工具１０の円盤部１２の端面に形設された一対の固定用ねじ孔３６、３６にそれぞれ対応する位置に、上下方向に貫通する一対の貫通孔５０、５０が形成されている。なお、正面フライス工具１０に切刃位置決め用具３８を組み付ける際の判別用目印として、正面フライス工具１０の切刃１４、１６および円盤部１２の切刃装着溝２２、２４付近、ならびに、切刃位置決め用具３８のそれぞれに合いマークを付しておくようにするとよい。
【００３１】
図８に示した切刃位置決め用具３８を用いて正面フライス工具１０の切刃１４、１６の刃先位置の調整を行うには、先ず、正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４にそれぞれ各切刃１４、１６を嵌挿した後、係止用ねじ３０によって切刃１４、１６を切刃装着溝２２、２４内に固着しない状態で、図９に側面図を示すように、円盤部１２の一対の位置決め用孔３４、３４に切刃位置決め用具３８の一対の位置決め用ピン４８、４８をそれぞれ嵌合させて位置合せし、円盤部１２の端面の一部を切刃位置決め用具３８の載置面４２に密接させる。そして、先端部に螺刻された固定用ボルト５２を、切刃位置決め用具３８の一対の貫通孔５０、５０にそれぞれ挿通させ、各固定用ボルト５２の先端部を正面フライス工具１０の円盤部１２の一対の固定用ねじ孔３６、３６にそれぞれ螺入させて、正面フライス工具１０に切刃位置決め用具３８を組み付ける。
【００３２】
次に、正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４に嵌挿された各切刃１４、１６を円盤部１２の軸心線に沿った方向においてそれぞれ摺動させて、各切刃１４、１６の刃先を切刃位置決め用具３８の各当接部材４４ａ、４４ｂの当接面４６ａ、４６ｂにそれぞれ軽く押し当てる。この後、係止用ねじ３０によって各切刃１４、１６を各切刃装着溝２２、２４内にそれぞれ固着する。このとき、上記したように切刃位置決め用具３８の一方の当接面４６ａから載置面４２までの高さ寸法が他方の当接面４６ｂから載置面４２までの高さ寸法より仕上げ切込み代ｄ分だけ小さくされているので、仕上加工用切刃１６の刃先は粗加工用切刃１４の刃先より仕上げ切込み代ｄ分だけ前方へ突出した状態となる。以上のようにして、正面フライス工具１０の切刃１４、１６の位置決め調整を容易にかつ迅速に再現性良く行うことができる。
【００３３】
図１０および図１１は、正面フライス工具１０の回転動作と送り動作との関係を示す図であって、それぞれ被切削平板材１越しに正面フライス工具１０を正面から見た図である。なお、これらの図では、理解しやすいように便宜的に、正面フライス工具１０の送り量を大きくして描いている。
【００３４】
図１０の（ａ）〜（ｃ）および図１１の（ｄ）、（ｅ）に示すように、正面フライス工具１０が回転しつつ、被切削平板材１の被削端面の長手方向に沿って移動していくことにより、粗加工用切刃１４および仕上加工用切刃１６が交互に被切削平板材１の被削端面と交叉して接触し、粗加工用切刃１４および仕上加工用切刃１６によって被切削平板材１の被削端面が切削されていく。そして、正面フライス工具１０が被切削平板材１の被削端面に対し１回通過するだけで、所望の加工端面に仕上げることができる。
【００３５】
ここで、正面フライス工具１０の回転運動に伴って粗加工用切刃１４が被切削平板材１の被削端面と交叉して接触した時点（図１０の（ｂ）および図１１の（ｄ）中に二点鎖線でそれぞれに示した状態）から、仕上加工用切刃１６が被切削平板材１の被削端面と交叉して接触する時点（図１１の（ｄ）に示した状態）までの間に、送り機構によって正面フライス工具１０を移動させる距離（送り量）ｌ（＝ｂ−ａ）は、粗加工用切刃１４が仕上加工用切刃１６より常に先行して被切削平板材１の被削端面と交叉して接触するように設定する。
【００３６】
図１２に基づいて説明すると、（ｂ）に示すように、粗加工用切刃１４が被切削平板材１の被削端面と交叉して接触するときの、粗加工用切刃１４の刃先外側端と円盤部１２の軸心（正面フライス工具１０の回転中心）とを結ぶ線と被切削平板材１に対し直交する線とのなす角度をθ２とし、（ｄ）に示すように、仕上加工用切刃１６が被切削平板材１の被削端面と交叉して接触するときの、仕上加工用切刃１６の刃先外側端と円盤部１２の軸心とを結ぶ線と被切削平板材１に対し直交する線とのなす角度をθ１とすると、送り量ｌは、（ｒ２ｓｉｎθ２−ｒ１ｓｉｎθ１）より小さくなるように設定し、例えば０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度とする。円盤部１２の軸心から仕上加工用切刃１６の刃先の外側端までの半径寸法ｒ１を、円盤部１２の軸心から粗加工用切刃１４の刃先の外側端までの半径寸法ｒ２より小さくするとともに、上記したように送り量を設定することにより、正面フライス工具１０が回転しつつ被切削平板材１の被削端面の長手方向に沿って移動するとき、粗加工用切刃１４の刃先の方が仕上加工用切刃１６の刃先より常に先行して、被切削平板材１の被削端面の未切削部分の手前側端縁に当接することになる。
【００３７】
なお、上記した実施形態では、正面フライス工具１０の円盤部１２に粗加工用切刃１４と仕上加工用切刃１６との２本の切刃を固着するようにしたが、３本あるいはそれ以上の本数の切刃、例えば粗加工用切刃および仕上加工用切刃の他に中仕上げ用切刃を円盤部１２に固着し、それら３本の切刃を１２０°ずつの角度をなすように配置するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工装置を使用すると、１つの回転主軸に１個の正面フライス工具を取り付け、被切削平板材の被削端面に対し正面フライス工具を相対的に１回通過させて切削加工するだけで、所望の加工端面が得られ、このため、切削加工の生産性の向上および装置の簡素化を図ることができる。
【００３９】
請求項２に係る発明の切削加工装置では、正面フライス工具の円盤部端面からの切刃の突出量を簡易に調整することができる。
【００４０】
請求項３に係る発明の切削加工装置では、正面フライス工具の回転時のバランスが良好となる。
【００４１】
請求項４に係る発明の正面フライス工具は、請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工装置の保持・回転機構に保持させて用いることにより、上記した効果が得られる。
【００４２】
請求項５に係る発明の正面フライス工具では、円盤部の端面からの切刃の突出量を簡易に調整することができる。
【００４３】
請求項６に係る発明の正面フライス工具は、回転時のバランスが良好となる。
【００４４】
請求項７に係る発明の正面フライス工具では、切刃の位置決めのための調整操作を容易にかつ迅速に再現性良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、平板材端面の切削加工装置の要部の構成を示す側面図である。
【図２】図１に示した切削加工装置の要部の平面図である。
【図３】図１に示した切削加工装置の構成要素である正面フライス工具の側面図である。
【図４】図３に示した正面フライス工具を端面側から見た正面図である。
【図５】図３に示した正面フライス工具を、切刃を取り外した状態で示す斜視図である。
【図６】図３に示した正面フライス工具の部分拡大側面図である。
【図７】同じく、図３に示した正面フライス工具の部分拡大側面図である。
【図８】図３に示した正面フライス工具の両切刃の刃先位置の調整を行うために使用される切刃位置決め用具の斜視図である。
【図９】図３に示した正面フライス工具に図８に示した切刃位置決め用具を組み付けた状態を示す側面図である。
【図１０】図１に示した切削加工装置における正面フライス工具の回転動作と送り動作との関係を示す図であって、それぞれ被切削平板材越しに正面フライス工具を正面から見た図である。
【図１１】同じく、正面フライス工具の回転動作と送り動作との関係を示す図であって、それぞれ被切削平板材越しに正面フライス工具を正面から見た図である。
【図１２】図１に示した切削加工装置における正面フライス工具の送り量の設定方法を説明するための図である。
【図１３】切削加工の途中における被切削平板材の被削端面の部分拡大平面図である。
【符号の説明】
１ 被切削平板材
１０ 正面フライス工具
１２ 正面フライス工具の円盤部
１４ 粗加工用切刃
１６ 仕上げ加工用切刃
１８ 正面フライス工具の取付軸部
２０ 保持・回転機構
２２、２４ 切刃装着溝
２２、２４がそれぞれ軸心線に沿った方向に形設されている。２つの切刃装着
２６ 切欠き部
２８ ねじ孔
３０ 係止用ねじ
３４ 位置決め用孔
３６ 固定用ねじ孔
３８ 切刃位置決め用具
４０ ブロック体
４２ 載置面
４４ａ、４４ｂ 当接部材
４６ａ、４６ｂ 当接面
４８ 位置決め用ピン
５０ 貫通孔
５２ 固定用ボルト
【発明の属する技術分野】
この発明は、正面フライス工具を用いてプラスチック等の平板材の端面を切削加工する装置およびそれに用いられる正面フライス工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶表示装置のバックライトユニットを構成する要素の１つである導光板は、樹脂の射出成形によりプラスチック平板材を製造し、その平板材の端面を切削して入光端面を加工形成することにより製作される。この平板材の端面の切削加工には、回転する円盤部の端面に切刃を持った正面フライス工具が使用される。そして、平板材の端面を鏡面（透明）状に仕上げる場合には、切刃の刃先に単結晶ダイヤモンドが用いられ、平板材の端面を磨りガラス面状に仕上げる場合には、切刃の刃先に焼結多結晶ダイヤモンドが用いられたりする。所望する仕上がり状態を得るために、そのような刃物材質の選定は勿論重要であるが、仕上がり切削時の切込み量を適正化することも必要である。
【０００３】
射出成形品の特性上、平板材の端面の加工代は、少なくとも５０μｍ、多いときには５００μｍ以上も設けられることがある。また、射出成形品では、樹脂密度のばらつきや内部応力のばらつきも多い。このため、平板材の端面に対しその長手方向に沿って正面フライス工具を１回だけ通過させて切削する加工では、加工部分にバリや欠けが発生する。そこで、所望の加工品質を得るために、仕上げ加工の前に粗加工を行うといった方法が採られる。すなわち、平板材の端面に対し正面フライス工具を１回通過させて粗加工した後、平板材の端面に対し正面フライス工具をもう１回通過させて仕上げ加工する。この場合、粗加工操作においては、５０μｍ〜５００μｍの加工代のうち仕上げ切込み代分だけを残して平板材の端面を切削する。仕上げ切込み代としては、粗加工面の状態の良し悪しにも左右されるが、実験的には１５μｍ〜３μｍが適正値とされている。そして、粗加工後に、平板材の粗加工面をさらに１５μｍ〜３μｍだけ切削して仕上げ加工を行うようにする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、プラスチック平板材の端面に対し正面フライス工具を１回通過させるだけでは加工部分にバリや欠けが発生することになり、所望する加工端面を得ようとすると、正面フライス工具を２回あるいはそれ以上の回数、平板材の端面に対し通過させて切削加工する必要がある。しかしながら、このような切削加工方法では、平板材の１枚当たりの加工時間が長くなり、生産性が悪くなる、といった問題点がある。
【０００５】
一方、平板材の端面に対し正面フライス工具を１回だけ通過させて、所望の加工端面に仕上げようとすると、２個あるいはそれ以上の個数の正面フライス工具を用意し、各フライス工具をそれぞれ独立した回転主軸に取り付け、平板材の被削端面と各フライス工具の切刃との位置関係をそれぞれ適正に調整し、その後に、各フライス工具を一体的に平板材の端面に対し通過させて、各フライス工具により順次平板材の端面を切削する必要があった。このため、切削加工装置の構成が複雑化し、切削加工ヘッド部分も大型化し、また、装置コストも高くなる、といった問題点がある。
【０００６】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、１つの回転主軸に１個の正面フライス工具を取り付け、被切削平板材の被削端面に対し正面フライス工具を相対的に１回通過させて切削加工するだけで、所望の加工端面が得られて、切削加工の生産性の向上および装置の簡素化を図ることができる平板材端面の切削加工装置を提供すること、ならびに、その切削加工装置に用いられる正面フライス工具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、円盤部の端面から突出するように円盤部の外周部に切刃が固着された正面フライス工具と、この正面フライス工具を保持して円盤部の軸心線回りに回転させる保持・回転機構と、被切削平板材を、その被削端面が前記正面フライス工具の円盤部の端面と平行になるように対向し、かつ、円盤部の軸心を中心として公転運動する切刃と被削端面が交叉するように保持する平板材保持手段と、前記保持・回転機構によって支持された前記正面フライス工具と前記平板材保持手段によって保持された被切削平板材とを、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させる送り機構と、を備えた平板材端面の切削加工装置において、前記正面フライス工具の円盤部に、少なくとも粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、前記仕上加工用切刃の刃先を前記粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出させ、かつ、前記正面フライス工具の円盤部の軸心から前記仕上加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法を、正面フライス工具の円盤部の軸心から前記粗加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法より小さくし、前記送り機構による前記正面フライス工具または被切削平板材の送り量を、正面フライス工具の回転運動に伴って前記粗加工用切刃が前記仕上加工用切刃より常に先行して被切削平板材の被削端面と交叉して接触するように設定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の切削加工装置において、前記正面フライス工具の円盤部の円周部に、前記切刃が円盤部の軸心線に沿った方向において摺動可能に嵌挿される少なくとも２つの切刃装着溝をそれぞれ円盤部の軸心線に沿った方向に形設し、前記各切刃を前記各切刃装着溝内にそれぞれ固着する係止具を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の切削加工装置において、前記正面フライス工具の円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、それらの切刃を、互いに１８０°の角度をなすように配置したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、円盤部の端面から突出するように円盤部の外周部に切刃が固着された正面フライス工具において、前記円盤部に、少なくとも粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、前記仕上加工用切刃の刃先を前記粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出させ、かつ、前記円盤部の軸心から前記仕上加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法を、正面フライス工具の円盤部の軸心から前記粗加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法より小さくしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４記載の正面フライス工具において、前記円盤部の円周部に、前記切刃が円盤部の軸心線に沿った方向において摺動可能に嵌挿される少なくとも２つの切刃装着溝をそれぞれ円盤部の軸心線に沿った方向に形設し、前記各切刃を前記各切刃装着溝内にそれぞれ固着する係止具を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５記載の正面フライス工具において、前記円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、それらの切刃を、互いに１８０°の角度をなすように配置したことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６記載の正面フライス工具において、前記円盤部の端面の一部が密接する載置面、および、この載置面に前記円盤部の端面の一部が密接した状態で、円盤部の前記各切刃装着溝にそれぞれ嵌挿された前記各切刃の刃先がそれぞれ当接する少なくとも２つの当接面がそれぞれ形設されたブロック体からなり、前記粗加工用切刃の刃先が当接するべき前記当接面から前記載置面までの高さ寸法が、前記仕上加工用切刃の刃先が当接するべき前記当接面から前記載置面までの高さ寸法より仕上げ切込み代分だけ小さくされた切刃位置決め用具を、組付け可能に具備したことを特徴とする。
【００１４】
請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工装置においては、円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃が固着された正面フライス工具が、保持・回転機構により保持されて円盤部の軸心線回りに回転させられながら、送り機構により、平板材保持手段によって保持された被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させられる。したがって、１個の正面フライス工具が被切削平板材の被削端面に対し相対的に１回通過するだけで、粗加工用切刃および仕上加工用切刃によるそれぞれの切削加工が行われる。
【００１５】
この場合において、正面フライス工具の円盤部の軸心から刃先の外側端までの半径寸法は、仕上加工用切刃の方が粗加工用切刃より小さくされており、かつ、正面フライス工具の回転運動に伴って粗加工用切刃が被切削平板材の被削端面と交叉して接触した時点から仕上加工用切刃が被切削平板材の被削端面と交叉して接触する時点までの間に、例えば、正面フライス工具の円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃とが互いに１８０°の角度をなすように固着されているときは正面フライス工具が半回転する間に、送り機構によって正面フライス工具または被切削平板材が送られる量は、両切刃の刃先外側端の半径寸法差よりは小さくされている。そして、正面フライス工具が回転しつつ被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動するときに、粗加工用切刃の刃先の方が仕上加工用切刃の刃先より常に先行して被切削平板材の被削端面の未切削部分の手前側端縁に当接するように、送り量が設定されている。また、仕上加工用切刃の刃先が粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出しているので、言い換えると、円盤部の端面から刃先までの高さは、粗加工用切刃の方が仕上加工用切刃より低いので、先ず、粗加工用切刃により、加工代のうち仕上げ切込み代分だけを残して被切削平板材の被削端面が切削された後、仕上加工用切刃により、粗加工用切刃で切削された部分がさらに仕上げ切込み代だけ切削される。このようにして、１個の正面フライス工具が被切削平板材の被削端面に対し相対的に１回通過するだけで、所望通りに仕上げ加工された端面が得られることとなる。
【００１６】
請求項２に係る発明の切削加工装置では、正面フライス工具の円盤部の円周部に形設された切刃装着溝に切刃を嵌挿し、切刃を円盤部の軸心線に沿った方向において摺動させることにより、円盤部の端面からの切刃の突出量を調整することが可能である。調整後は、係止具によって切刃を切刃装着溝内にそれぞれ固着する。
【００１７】
請求項３に係る発明の切削加工装置では、正面フライス工具の円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃とが互いに１８０°の角度をなすように固着されていることにより、正面フライス工具の回転時のバランスが良好となる。
【００１８】
請求項４に係る発明の正面フライス工具は、請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工装置の保持・回転機構に保持させて用いることにより、上記した作用が奏される。
【００１９】
請求項５に係る発明の正面フライス工具では、円盤部の円周部に形設された切刃装着溝に切刃を嵌挿し、切刃を円盤部の軸心線に沿った方向において摺動させることにより、円盤部の端面からの切刃の突出量を調整することが可能である。調整後は、係止具によって切刃を切刃装着溝内にそれぞれ固着する。
【００２０】
請求項６に係る発明の正面フライス工具は、平板材端面の切削加工装置の保持・回転機構に保持させて用いたとき、円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃とが互いに１８０°の角度をなすように固着されていることにより、回転時のバランスが良好となる。
【００２１】
請求項７に係る発明の正面フライス工具では、その円盤部の各切刃装着溝にそれぞれ各切刃を嵌挿し係止具によって切刃を切刃装着溝内に固着しない状態で、円盤部の端面の一部を切刃位置決め用具の載置面に密接させて切刃位置決め用具を組み付ける。次に、円盤部の各切刃装着溝に嵌挿された各切刃を円盤部の軸心線に沿った方向においてそれぞれ摺動させて、各切刃の刃先が切刃位置決め用具の各当接面にそれぞれ当接するようにした後、係止具によって切刃を切刃装着溝内にそれぞれ固着する。このとき、切刃位置決め用具では、粗加工用切刃の刃先が当接した当接面から載置面までの高さ寸法が、仕上加工用切刃の刃先が当接した当接面から載置面までの高さ寸法より仕上げ切込み代分だけ小さくされているので、仕上加工用切刃の刃先は粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出した状態となっている。このようにして、切刃の位置決めのための調整操作を容易にかつ迅速に再現性良く行うことが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１および図２は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、平板材端面の切削加工装置の要部の構成を示す側面図であり、図２は、その平面図である。この切削加工装置は、円盤部１２の端面から突出するように円盤部１２の外周部に複数、この例では２つの切刃１４、１６が固着された正面フライス工具１０を備えている。正面フライス工具１０の円盤部１２には、切刃１４、１６が固着された端面と反対側の端面の中心部にが一体に垂設されている。
【００２４】
正面フライス工具１０は、その取付軸部１８が保持・回転機構２０（その一部しか図示せず）により掴持されて保持されており、保持・回転機構２０によって円盤部１２および取付軸部１８の軸心線回りに回転させられるようになっている。また、保持・回転機構２０は、図示していないが、ガイドレールに案内されて往復移動可能に支持され、送り機構により低速移動させられて、その保持・回転機構２０に保持された正面フライス工具１０が、図２に矢印Ａで示す方向へ所定の送り量で移動させられるようになっている。保持・回転機構２０や送り機構の構成は、従来のこの種の切削加工装置と特に変わらないので、図示および詳しい説明を省略する。
【００２５】
液晶表示装置のバックライトユニット用の導光板を製作するためのプラスチック平板材等の被切削平板材１は、その被削端面が正面フライス工具１０の円盤部１２の端面と平行で、被削端面の長手方向と矢印Ａで示す正面フライス工具１０の移動方向とが一致するように、かつ、円盤部１２の軸心を中心として公転運動する切刃１４、１６と被削端面が交叉するように（後述する図１０および図１１参照）、平板材保持具（図示せず）により正面フライス工具１０と対向して保持され固定される。なお、被切削平板材１を保持する平板材保持具を移動可能に支持し、正面フライス工具１０を保持する保持・回転機構を固定して、正面フライス工具１０に対し被切削平板材１をその被削端面の長手方向へ低速で移動させるような機構としてもよい。
【００２６】
正面フライス工具１０は、図３に側面図を、図４に端面側から見た正面図を、図５に切刃を取り外した状態の斜視図をそれぞれ示すように、その円盤部１２の円周部に２つの切刃装着溝２２、２４がそれぞれ軸心線に沿った方向に形設されている。２つの切刃装着溝２２、２４は、互いに１８０°の角度をなすように設けられている。また、一方の切刃装着溝２２は、円盤部１２の円周面から半径方向へ他方の切刃装着溝２４より深く切り欠くように形成されている。そして、一方の切刃装着溝２２内に粗加工用切刃１４が嵌挿され、他方の切刃装着溝２４内に仕上加工用切刃１６が嵌挿されている。各切刃１４、１６は、切刃装着溝２２、２４内で円盤部１２の軸心線に沿った方向においてそれぞれ摺動させることが可能である。また、円盤部１２の円周部には、各切刃装着溝２２、２４の近くに切欠き部２６がそれぞれ形設されている。この各切欠き部２６と各切刃装着溝２２、２４との間を貫通するように一対のねじ孔２８がそれぞれ螺設されており、各ねじ孔２８にそれぞれ螺合するように係止用ねじ３０が設けられている。そして、係止用ねじ３０を螺入させてその先端で切刃１４、１６を押圧することにより、各切刃１４、１６を各切刃装着溝２２、２４内でそれぞれ位置決めして固着することができるようになっている。
【００２７】
円盤部１２の端面の中央部には、正面フライス工具１０の軽量化を図るために円孔３２が穿設されている。また、円盤部１２の端面には、一対の位置決め用孔３４、３４および一対の固定用ねじ孔３６、３６がそれぞれ形設されている。
【００２８】
正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４内に粗加工用切刃１４および仕上加工用切刃１６がそれぞれ嵌挿され固着された状態においては、図６に示すように、円盤部１２の軸心から仕上加工用切刃１６の刃先の外側端までの半径寸法ｒ１が、円盤部１２の軸心から粗加工用切刃１４の刃先の外側端までの半径寸法ｒ２より小さくなるようにされる。
【００２９】
また、正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４に各切刃１４、１６がそれぞれ固着された状態においては、図７に示すように、仕上加工用切刃１６の刃先が粗加工用切刃１４の刃先より仕上げ切込み代ｄ分、例えば３μｍ〜１５μｍ分だけ前方へ突出するように位置決め調整される。このようにすることにより、先ず、粗加工用切刃１４により、図１３に被切削平板材１の部分拡大平面図を示すように、加工代ｃ（例えば０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ）のうち仕上げ切込み代ｄ（例えば０．０１ｍｍ）分だけを残して被切削平板材１の被削端面が切削された後、仕上加工用切刃１６により、粗加工用切刃１４で切削された部分がさらに仕上げ切込み代ｄだけ切削されることになる。
【００３０】
上記したような切刃１４、１６の刃先位置の調整は、図８に斜視図を示すような切刃位置決め用具３８を用いて行われる。この切刃位置決め用具３８は、中央の平面部分が高く形成されその両側の平面部分がそれぞれ低く形成されたブロック体４０からなる。ブロック体４０の中央平面部分は、正面フライス工具１０の円盤部１２の端面の一部が密接する載置面４２をなす。また、ブロック体４０の両側平面部分には、上部が平坦面に形成された当接部材４４ａ、４４ｂがそれぞれ取着されている。この各当接部材４４ａ、４４ｂの上部平坦面は、正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４にそれぞれ嵌挿された各切刃１４、１６の刃先がそれぞれ当接する当接面４６ａ、４６ｂをなす。そして、各当接部材４４ａ、４４ｂの当接面４６ａ、４６ｂから載置面４２までのそれぞれの高さ寸法は、粗加工用切刃１４の刃先が当接するべき当接部材４４ａの当接面４６ａからの高さ寸法が、仕上加工用切刃１６の刃先が当接するべき当接部材４４ｂの当接面４６ｂからの高さ寸法より仕上げ切込み代ｄ分だけ小さくなるように設定されている。また、切刃位置決め用具３８の載置面４２には、正面フライス工具１０の円盤部１２の端面に形設された一対の位置決め用孔３４、３４にそれぞれ嵌合する一対の位置決め用ピン４８、４８が植設されている。さらに、切刃位置決め用具３８には、正面フライス工具１０の円盤部１２の端面に形設された一対の固定用ねじ孔３６、３６にそれぞれ対応する位置に、上下方向に貫通する一対の貫通孔５０、５０が形成されている。なお、正面フライス工具１０に切刃位置決め用具３８を組み付ける際の判別用目印として、正面フライス工具１０の切刃１４、１６および円盤部１２の切刃装着溝２２、２４付近、ならびに、切刃位置決め用具３８のそれぞれに合いマークを付しておくようにするとよい。
【００３１】
図８に示した切刃位置決め用具３８を用いて正面フライス工具１０の切刃１４、１６の刃先位置の調整を行うには、先ず、正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４にそれぞれ各切刃１４、１６を嵌挿した後、係止用ねじ３０によって切刃１４、１６を切刃装着溝２２、２４内に固着しない状態で、図９に側面図を示すように、円盤部１２の一対の位置決め用孔３４、３４に切刃位置決め用具３８の一対の位置決め用ピン４８、４８をそれぞれ嵌合させて位置合せし、円盤部１２の端面の一部を切刃位置決め用具３８の載置面４２に密接させる。そして、先端部に螺刻された固定用ボルト５２を、切刃位置決め用具３８の一対の貫通孔５０、５０にそれぞれ挿通させ、各固定用ボルト５２の先端部を正面フライス工具１０の円盤部１２の一対の固定用ねじ孔３６、３６にそれぞれ螺入させて、正面フライス工具１０に切刃位置決め用具３８を組み付ける。
【００３２】
次に、正面フライス工具１０の円盤部１２の各切刃装着溝２２、２４に嵌挿された各切刃１４、１６を円盤部１２の軸心線に沿った方向においてそれぞれ摺動させて、各切刃１４、１６の刃先を切刃位置決め用具３８の各当接部材４４ａ、４４ｂの当接面４６ａ、４６ｂにそれぞれ軽く押し当てる。この後、係止用ねじ３０によって各切刃１４、１６を各切刃装着溝２２、２４内にそれぞれ固着する。このとき、上記したように切刃位置決め用具３８の一方の当接面４６ａから載置面４２までの高さ寸法が他方の当接面４６ｂから載置面４２までの高さ寸法より仕上げ切込み代ｄ分だけ小さくされているので、仕上加工用切刃１６の刃先は粗加工用切刃１４の刃先より仕上げ切込み代ｄ分だけ前方へ突出した状態となる。以上のようにして、正面フライス工具１０の切刃１４、１６の位置決め調整を容易にかつ迅速に再現性良く行うことができる。
【００３３】
図１０および図１１は、正面フライス工具１０の回転動作と送り動作との関係を示す図であって、それぞれ被切削平板材１越しに正面フライス工具１０を正面から見た図である。なお、これらの図では、理解しやすいように便宜的に、正面フライス工具１０の送り量を大きくして描いている。
【００３４】
図１０の（ａ）〜（ｃ）および図１１の（ｄ）、（ｅ）に示すように、正面フライス工具１０が回転しつつ、被切削平板材１の被削端面の長手方向に沿って移動していくことにより、粗加工用切刃１４および仕上加工用切刃１６が交互に被切削平板材１の被削端面と交叉して接触し、粗加工用切刃１４および仕上加工用切刃１６によって被切削平板材１の被削端面が切削されていく。そして、正面フライス工具１０が被切削平板材１の被削端面に対し１回通過するだけで、所望の加工端面に仕上げることができる。
【００３５】
ここで、正面フライス工具１０の回転運動に伴って粗加工用切刃１４が被切削平板材１の被削端面と交叉して接触した時点（図１０の（ｂ）および図１１の（ｄ）中に二点鎖線でそれぞれに示した状態）から、仕上加工用切刃１６が被切削平板材１の被削端面と交叉して接触する時点（図１１の（ｄ）に示した状態）までの間に、送り機構によって正面フライス工具１０を移動させる距離（送り量）ｌ（＝ｂ−ａ）は、粗加工用切刃１４が仕上加工用切刃１６より常に先行して被切削平板材１の被削端面と交叉して接触するように設定する。
【００３６】
図１２に基づいて説明すると、（ｂ）に示すように、粗加工用切刃１４が被切削平板材１の被削端面と交叉して接触するときの、粗加工用切刃１４の刃先外側端と円盤部１２の軸心（正面フライス工具１０の回転中心）とを結ぶ線と被切削平板材１に対し直交する線とのなす角度をθ２とし、（ｄ）に示すように、仕上加工用切刃１６が被切削平板材１の被削端面と交叉して接触するときの、仕上加工用切刃１６の刃先外側端と円盤部１２の軸心とを結ぶ線と被切削平板材１に対し直交する線とのなす角度をθ１とすると、送り量ｌは、（ｒ２ｓｉｎθ２−ｒ１ｓｉｎθ１）より小さくなるように設定し、例えば０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度とする。円盤部１２の軸心から仕上加工用切刃１６の刃先の外側端までの半径寸法ｒ１を、円盤部１２の軸心から粗加工用切刃１４の刃先の外側端までの半径寸法ｒ２より小さくするとともに、上記したように送り量を設定することにより、正面フライス工具１０が回転しつつ被切削平板材１の被削端面の長手方向に沿って移動するとき、粗加工用切刃１４の刃先の方が仕上加工用切刃１６の刃先より常に先行して、被切削平板材１の被削端面の未切削部分の手前側端縁に当接することになる。
【００３７】
なお、上記した実施形態では、正面フライス工具１０の円盤部１２に粗加工用切刃１４と仕上加工用切刃１６との２本の切刃を固着するようにしたが、３本あるいはそれ以上の本数の切刃、例えば粗加工用切刃および仕上加工用切刃の他に中仕上げ用切刃を円盤部１２に固着し、それら３本の切刃を１２０°ずつの角度をなすように配置するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工装置を使用すると、１つの回転主軸に１個の正面フライス工具を取り付け、被切削平板材の被削端面に対し正面フライス工具を相対的に１回通過させて切削加工するだけで、所望の加工端面が得られ、このため、切削加工の生産性の向上および装置の簡素化を図ることができる。
【００３９】
請求項２に係る発明の切削加工装置では、正面フライス工具の円盤部端面からの切刃の突出量を簡易に調整することができる。
【００４０】
請求項３に係る発明の切削加工装置では、正面フライス工具の回転時のバランスが良好となる。
【００４１】
請求項４に係る発明の正面フライス工具は、請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工装置の保持・回転機構に保持させて用いることにより、上記した効果が得られる。
【００４２】
請求項５に係る発明の正面フライス工具では、円盤部の端面からの切刃の突出量を簡易に調整することができる。
【００４３】
請求項６に係る発明の正面フライス工具は、回転時のバランスが良好となる。
【００４４】
請求項７に係る発明の正面フライス工具では、切刃の位置決めのための調整操作を容易にかつ迅速に再現性良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、平板材端面の切削加工装置の要部の構成を示す側面図である。
【図２】図１に示した切削加工装置の要部の平面図である。
【図３】図１に示した切削加工装置の構成要素である正面フライス工具の側面図である。
【図４】図３に示した正面フライス工具を端面側から見た正面図である。
【図５】図３に示した正面フライス工具を、切刃を取り外した状態で示す斜視図である。
【図６】図３に示した正面フライス工具の部分拡大側面図である。
【図７】同じく、図３に示した正面フライス工具の部分拡大側面図である。
【図８】図３に示した正面フライス工具の両切刃の刃先位置の調整を行うために使用される切刃位置決め用具の斜視図である。
【図９】図３に示した正面フライス工具に図８に示した切刃位置決め用具を組み付けた状態を示す側面図である。
【図１０】図１に示した切削加工装置における正面フライス工具の回転動作と送り動作との関係を示す図であって、それぞれ被切削平板材越しに正面フライス工具を正面から見た図である。
【図１１】同じく、正面フライス工具の回転動作と送り動作との関係を示す図であって、それぞれ被切削平板材越しに正面フライス工具を正面から見た図である。
【図１２】図１に示した切削加工装置における正面フライス工具の送り量の設定方法を説明するための図である。
【図１３】切削加工の途中における被切削平板材の被削端面の部分拡大平面図である。
【符号の説明】
１ 被切削平板材
１０ 正面フライス工具
１２ 正面フライス工具の円盤部
１４ 粗加工用切刃
１６ 仕上げ加工用切刃
１８ 正面フライス工具の取付軸部
２０ 保持・回転機構
２２、２４ 切刃装着溝
２２、２４がそれぞれ軸心線に沿った方向に形設されている。２つの切刃装着
２６ 切欠き部
２８ ねじ孔
３０ 係止用ねじ
３４ 位置決め用孔
３６ 固定用ねじ孔
３８ 切刃位置決め用具
４０ ブロック体
４２ 載置面
４４ａ、４４ｂ 当接部材
４６ａ、４６ｂ 当接面
４８ 位置決め用ピン
５０ 貫通孔
５２ 固定用ボルト
Claims (7)
- 円盤部の端面から突出するように円盤部の外周部に切刃が固着された正面フライス工具と、
この正面フライス工具を保持して円盤部の軸心線回りに回転させる保持・回転機構と、
被切削平板材を、その被削端面が前記正面フライス工具の円盤部の端面と平行になるように対向し、かつ、円盤部の軸心を中心として公転運動する切刃と被削端面が交叉するように保持する平板材保持手段と、
前記保持・回転機構によって支持された前記正面フライス工具と前記平板材保持手段によって保持された被切削平板材とを、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させる送り機構と、
を備えた平板材端面の切削加工装置において、
前記正面フライス工具の円盤部に、少なくとも粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、前記仕上加工用切刃の刃先を前記粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出させ、かつ、前記正面フライス工具の円盤部の軸心から前記仕上加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法を、正面フライス工具の円盤部の軸心から前記粗加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法より小さくし、
前記送り機構による前記正面フライス工具または被切削平板材の送り量を、正面フライス工具の回転運動に伴って前記粗加工用切刃が前記仕上加工用切刃より常に先行して被切削平板材の被削端面と交叉して接触するように設定したことを特徴とする平板材端面の切削加工装置。 - 前記正面フライス工具の円盤部の円周部に、前記切刃が円盤部の軸心線に沿った方向において摺動可能に嵌挿される少なくとも２つの切刃装着溝がそれぞれ円盤部の軸心線に沿った方向に形設され、前記各切刃を前記各切刃装着溝内にそれぞれ固着する係止具が設けられた請求項１記載の平板材端面の切削加工装置。
- 前記正面フライス工具の円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃が固着され、それらの切刃が互いに１８０°の角度をなすように配置された請求項１または請求項２記載の平板材端面の切削加工装置。
- 円盤部の端面から突出するように円盤部の外周部に切刃が固着された正面フライス工具において、
前記円盤部に、少なくとも粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃を固着し、前記仕上加工用切刃の刃先を前記粗加工用切刃の刃先より仕上げ切込み代分だけ前方へ突出させ、かつ、前記円盤部の軸心から前記仕上加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法を、正面フライス工具の円盤部の軸心から前記粗加工用切刃の刃先の外側端までの半径寸法より小さくしたことを特徴とする正面フライス工具。 - 前記円盤部の円周部に、前記切刃が円盤部の軸心線に沿った方向において摺動可能に嵌挿される少なくとも２つの切刃装着溝がそれぞれ円盤部の軸心線に沿った方向に形設され、前記各切刃を前記各切刃装着溝内にそれぞれ固着する係止具が設けられた請求項４記載の正面フライス工具。
- 前記円盤部に粗加工用切刃と仕上加工用切刃との２本の切刃が固着され、それらの切刃が互いに１８０°の角度をなすように配置された請求項４または請求項５記載の正面フライス工具。
- 前記円盤部の端面の一部が密接する載置面、および、この載置面に前記円盤部の端面の一部が密接した状態で、円盤部の前記各切刃装着溝にそれぞれ嵌挿された前記各切刃の刃先がそれぞれ当接する少なくとも２つの当接面がそれぞれ形設されたブロック体からなり、前記粗加工用切刃の刃先が当接するべき前記当接面から前記載置面までの高さ寸法が、前記仕上加工用切刃の刃先が当接するべき前記当接面から前記載置面までの高さ寸法より仕上げ切込み代分だけ小さくされた切刃位置決め用具を、組付け可能に具備した請求項５または請求項６記載の正面フライス工具。
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