JP2005271199A - 面取りカッター - Google Patents

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Abstract

【課題】カッティングエッジの摩耗の影響を抑制して面取り角度を精度よく維持して、制御性よく面取りを行える面取りカッターを提供する。
【解決手段】カッティングエッジ8、9及びコントロール面を有するカッティング部分を備え、回動軸線14を中心に少なくとも一方向15に回動可能であり、前記カッティング部分は、第1カッティングエッジ8、それに続く第2カッティングエッジ9及びそれに遷移部分を介して続く非カッティング自由エッジを有しており、自由エッジは、エッジ9に対し、軸線14の方へ半径方向に凹んでおり、エッジ8は、軸線14に対し、略45°から120°の角度範囲26における角度をなしており、エッジ9は、軸線14に対し、略0°から90°の角度範囲29における角度をなしているとともに、エッジ8に対し、180°より大きい外側角度をなしている。
【選択図】図3

Description

本発明は、被加工物品に形成された穴あけ部分の開口エッジを面取りする面取りカッターに関する。
かかる面取りカッターとしては、本願出願人提案による、DEFAカッターとして知られているものがあり、それは、直線状の、垂直(縦)カッティングエッジを備えている。 コントロール面が、該カッティングエッジの前側自由端に設けられている。該コントロール面は、半径方向内側へ傾斜しており、切削には関与せず、単に、垂直方向(縦方向)に向けられたカッティングエッジに対するコントロール面としてのみ機能する。該傾斜コントロール面は、水平(横)前側端へ続いている。
かかるDEFAカッターによると、面取りすべき穴あけ部分の開口エッジに正確にセット可能であり、面取り作業中ずれない。
これは、推進制御が垂直カッティングエッジに続く傾斜コントロールエッジによりなされるため、垂直カッティングエッジが優れた切削動作を示すことによる。
もし、かかる傾斜コントロールエッジが省かれると、DEFAカッターは、穴あけ部分の中心に位置決めされることなく、単に皿もみ工具(countersink tool) として作用するだけである。
面取りカッターの他の例として、本願出願人提案による、いわゆるGHSカッターを挙げることができる。このカッターでは、異なる幾何学的切削機構が採用されている。それは、半径方向内側へ傾斜したカッティングエッジの採用であり、該カッティングエッジは、前側自由端で直接的に、切削に効果のない、非切削端面へ移行している。前記DEFAカッターとは異なり、いわゆるコントロールエッジを有しない。
かかるGHSカッターは、面取り対象の角部の高精度面取り角度を維持して大きい切削送り量を達成できる。
しかし、小さい2次エッジが発生する。このような状況で、一定しない、不均一な面取りを引き起こす恐れのあるコントロールエッジが省略されてしまっている。カッターの切れ味が低下してくると、面取り部分の径が精度よく得られる保証が無くなってくる。
そこで本発明は、被加工物品に形成された穴あけ部分の開口エッジを面取りする面取りカッターであって、該穴あけ部分の開口エッジから大きい切削くずを円滑に除去できるとともに、該穴あけ部分の開口エッジの面取り形状を精度よく維持して、特に、カッティングエッジの摩耗の影響を抑制して面取り角度を精度よく維持して、制御性よく面取りを行える面取りカッターを提供することを課題とする。
本発明は次の新規な面取りカッターを提供する。
なお、以下において括弧書きで記す数字は、後述する実施形態の面取りカッターの説明においてカッター各部等に付したもので、理解を容易にするため、以下の記載においても括弧書きで挙げたが、本発明が実施形態のものに限定されるものではない。
本発明に係る面取りカッターは、被加工物品に形成された穴あけ部分の開口エッジを面取りする面取りカッターであり、少なくとも一つのカッティングエッジ(8及び(又は)9)及び少なくとも一つのコントロール面(5)を有する少なくとも一つのカッティング部分(2)を備えた少なくとも一つのカッター(1)を含んでいる。前記カッター(1)は、工具ホルダで回動軸線(14)を中心に少なくとも一方向(15)に回動可能に支持できる。
少なくとも一つの前記カッティング部分は、第1カッティングエッジ(8)、該第1カッティングエッジ(8)に直接的又は間接的に続く第2カッティングエッジ(9)及び該第2カッティングエッジ(9)に遷移部分(移行部分)(18)を介して間接的に続く非カッティング自由エッジ(21)を有しており、該非カッティング自由エッジ(21)は、前記第2カッティングエッジ(9)に対し、前記回動軸線(14)の方へ半径方向に凹んでいる。
前記第1カッティングエッジ(8)は、前記回動軸線(14)に対し、略45°から120°の角度範囲(26)における角度(代表例としては90°)をなしており、前記第2カッティングエッジ(9)は、前記回動軸線(14)に対し、略0°から90°の角度範囲(29)における角度(代表的には45°)をなしているとともに、前記第1カッティングエッジ(8)に対し、180°より大きい外側角度(20)をなしている。
コントロールエッジ(10)を、前記回動方向(15)とは反対方向まわりにおいて前記自由エッジ(21)の後に形成することができる。該コントロールエッジ(10)は、少なくとも部分的には、前記第2カッティングエッジ(9)と同じ前記回動軸線(14)からの半径方向距離にある。或いは、該コントロールエッジ(10)は、前記回動軸線(14)を中心とする、前記第2カッティングエッジ(9)が位置するのと同じ錐面上に少なくとも部分的に位置する。
前記自由エッジ(21)は、前記第2カッティングエッジ(9)に対し、略90°から270°の角度範囲における角度(代表例としては180度)をなすように設けることができる。
なお、本発明は、一方向にも、その反対方向にも回転駆動される面取りカッターにも適用可能である。
また、本発明は、次のように構成された新規な面取りカッターも提供する。
以下においては、面取りカッター本体の長手方向センター軸線(longitudinal center axis)(19)を基準にして説明する場合がある。
第1カッティングエッジが、前記回動軸線の方向に見て、先ず、第1自由面のエッジ境界として設けられる。該第1カッティングエッジは、丁度垂直な或いは垂直に対し或る角度をなす方向に向けられる。第2カッティングエッジが、前記長手方向センター軸線に対し傾斜しており、カッター本体の中心から外側へ向けられ、第1カッティングエッジの前側の自由面から直接続くように位置し、第2の自由面のエッジ境界を形成する。
第2カッティングエッジは、第1のカッティングエッジに対し、0°から90°の範囲の任意の角度をなすことができる。
コントロール面の境界エッジを形成する自由エッジがこの傾斜した第2カッティングエッジの前側の自由面に続いて位置し、該自由エッジは、該傾斜した第2カッティングエッジの角度と略同じ角度をなす。この自由エッジは、しかし、非カッティング部分として設けられる。また、該自由エッジは、傾斜した第2カッティングエッジの角度と同じ角度をなす必要はない。自由エッジの角度は、第2カッティングエッジの角度に対し、例えば、±90°までで異なっていてもよい。
この新規な面取りカッターは、既述の二つのタイプの従来面取りカッターの利点を、それらの特段の不利点を伴わないで達成することができる。
垂直第1カッターは、被加工物品の穴あけ部分の開口エッジからの、普通ではないような大きい切削くずも円滑に除去することができる。
次に説明する、傾斜した第2カッティングエッジは、面取りを正確に行うことができ、すなわち、カッティングエッジの摩耗に拘らず、面取り面及び面取り角度を精度良く維持できる。
第2カッティングエッジの前側部分に隣り合って位置するコントロールエッジを提供するコントロール面は、カッターの正確な制御を可能にする。
これは、コントロール面のコントロールエッジが、面取り完了後に、該面取りされた部分に接触するようにし、それにより、それ以上は必要でない、さらなる面取りが抑制されるようにすることで達成される。このことにより、信頼できる、面取りすべき部分に対する切削動作限(limit)が得られる。
該コントロールエッジを有するコントロール面は、フリーホイール機構(freewheeling) のようにも捉えることができる。何故なら、コントロールエッジを有するコントロール面により、切削(面取り)動作が穏やかに終了せしめられるからである。
略垂直方向の第1カッティングエッジは積極的に(agressively)、また、該カッティングエッジに隣り合う、傾斜した第2カッティングエッジは極めて精度よく作用し、ひき続くコントロール面上のコントロールエッジは、面取り完了により切削動作限界を決定する。
かくのごとく、本発明に係る新規な面取りカッターは、既述の従来カッターの利点を、その不利点を伴うことなく、取り込んだものである。
以下に、本発明に係る面取りカッターを纏めて記しておく。
〔1〕被加工物品に形成された穴あけ部分の開口エッジを面取りする面取りカッターであり、少なくとも一つのカッティングエッジ(8及び(又は)9)及び少なくとも一つのコントロール面(5)を有する少なくとも一つのカッティング部分(2)を備えた少なくとも一つのカッター(1)を含み、前記カッター(1)は、工具ホルダで回動軸線(14)を中心に少なくとも一方向(15)に回動可能に支持でき、少なくとも一つの前記カッティング部分は、第1カッティングエッジ(8)、該第1カッティングエッジ(8)に直接的又は間接的に続く第2カッティングエッジ(9)及び該第2カッティングエッジ(9)に遷移部分(移行部分)(18)を介して間接的に続く非カッティング自由エッジ(21)を有しており、該非カッティング自由エッジ(21)は、前記第2カッティングエッジ(9)に対し、前記回動軸線(14)の方へ半径方向に凹んでおり、前記第1カッティングエッジ(8)は、前記回動軸線(14)に対し、略45°から120°の角度範囲(26)における角度(代表的には90°)をなしており、前記第2カッティングエッジ(9)は、前記回動軸線(14)に対し、略0°から90°の角度範囲(29)における角度(代表的には45°)をなしているとともに、前記第1カッティングエッジ(8)に対し、180°より大きい外側角度(20)をなしている面取りカッター。
〔2〕前記回動軸線(14)を中心とする、前記第2カッティングエッジ(9)が位置するのと同じ錐面上に少なくとも部分的に位置するコントロールエッジ(10)が、前記回動方向(15)とは反対方向まわりにおいて前記自由エッジ(21)の後に形成されている〔1〕記載の面取りカッター。
〔3〕前記自由エッジ(21)は、前記第2カッティングエッジ(9)に対し、略90°から270°の角度範囲における角度をなしている〔1〕記載の面取りカッター。
〔4〕前記第1カッティングエッジ(8)、第2カッティングエッジ(9)及び自由エッジ(21)は、この順序で、前記回動軸線(14)から、半径方向内側から外側へ形成されている〔1〕又は〔2〕記載の面取りカッター。
〔5〕前記第1、第2のカッティングエッジ(8、9)及び(又は)前記自由エッジ(21)は、直線状又は弧状を呈している〔1〕から〔4〕のいずれかに記載の面取りカッター。
〔6〕前記カッター(1)は、前進及び後退のいずれにおいても該カッターに面取りを行わせ得る二つのカッティング部分(2)を有している〔1〕から〔5〕のいずれかに記載の面取りカッター。
〔7〕前記二つのカッティング部分(2)は、カッター(1)の長手方向センター軸線(19)に関して軸対称に形成されているとともに(又は)該カッター(1)の該長手方向センター軸線(19)上の一点に関して点対称に形成されている〔6〕記載の面取りカッター。
〔8〕自由面(3、4)が、前記回動方向(15)とは反対方向まわりにおいて、前記第1カッティングエッジ(8)及び(又は)前記第2カッティングエッジ(9)の後ろに形成されている〔1〕から〔7〕のいずれかに記載の面取りカッター。
〔9〕自由面(3、4)が、前記第1、第2のカッティングエッジ(8、9)の後ろのアンダーカット部分を提供している〔1〕から〔8〕のいずれかに記載の面取りカッター。
〔10〕前記コントロール面(5)は、前記回動方向(15)とは反対方向まわりにおいて、前記自由エッジ(21)の後ろに位置している〔1〕から〔9〕のいずれかに記載の面取りカッター。
〔11〕3角形状のくさび状部分(17)が、前記第2カッティングエッジ(9)の後ろの自由面(4)と前記コントロール面(5)との間に形成されている〔10〕記載の面取りカッター。
〔12〕前記自由面(3、4)及びコントロール面(5)の境界ラインが、前記回動方向(15)とは反対まわり方向に、前記第1、第2のカッティングエッジ(8、9)及び前記自由エッジ(21)の後ろへ、直線状又は弧状に延びている〔1〕から〔11〕のいずれかに記載の面取りカッター。
〔13〕中高に形成された摺動面(7)が、前記コントロール面(5)に続いて位置しており、該摺動面(7)は、前記回動軸線(14)から半径方向外側でのカッター(1)端面を提供している〔1〕から〔12〕のいずれかに記載の面取りカッター。
〔14〕チップ除去面(6)が、少なくとも前記第1、第2のカッティングエッジ(8、9)から前記回動軸線(14)の方向へ延在している〔1〕から〔13〕のいずれかに記載の面取りカッター。
〔15〕前記チップ除去面(6)は、前記自由エッジ(21)及び(又は)前記外側摺動面(7)から、前記回動軸線(14)に対し、該回動軸線(14)の方向に半径方向に延びている〔14〕記載の面取りカッター。
以上説明したように、本発明によると、被加工物品に形成された穴あけ部分の開口エッジを面取りする面取りカッターであって、該穴あけ部分の開口エッジから大きい切削くずを円滑に除去できるとともに、該穴あけ部分の開口エッジの面取り形状を精度よく維持して、特に、カッティングエッジの摩耗の影響を抑制して面取り角度を精度よく維持して、制御性よく面取りを行える面取りカッターを提供することができる。
先ず、次の点を指摘できる。
すなわち、本発明に係るカッターの1例は、カッティングエッジを含んでおり、該カッティングエッジは、被加工物に対する動作である前進の方向に向けられているとともに、それとは反対方向へも向けられている。かくして、カッティングエッジは、前進方向及びそれとは反対方向の双方向において面取りできるようになっている。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、また、一方向動作のために本発明に係るカッティングエッジを有するだけで、反対方向のためのカッティングエッジが省略されたカッターも提供する。
図1から図3に示すカッターは、回動軸線14を中心に回動可能(例えば、図3に示す矢印15方向に回動可能)の本体を含んでいる。
前進及び後退において面取りを行う二つのカッター部分は、センターライン19に関して鏡面対称に配置されている。
しかし、この配置は、本発明の必須の要件ではない。例えば、前進方向におけるバリ取りのためのカッター部分は、後退方向におけるバリ取りのためのカッター部分と異なるように形成してもよい。
図1から図3に代表例として示される実施態様は、二つのカッター部分が対称配置になっている。
例えば、異なる面取りが、前進動作と後退動作においてなされるようにしてもよい。そのために、図1に示される二つのカッター部分2、2を異ならせて形成してもよい。
このことは、以後説明するカッター部分2のすべての幾何学的態様についても当てはまる。
カッター部分(カッティング部分)2は、カッティングエッジ8からは凹んだ自由面3を有している。カッティングエッジ8は、D−カッティングエッジと称することができるもので、図3に示すように、また、〔課題を解決するための手段〕の項で述べたような、垂直カッティング面を提供している。このカッティングエッジは、特に効果的なカッティング作用を示す。
カッティングエッジ8の後に位置する自由面3は、カッティングエッジ8を露出させるために設けられている。
カッティングエッジ8は、長手方向のセンター軸線19で示される軸線方向において、位置13から始まり、位置16へ向けほぼ垂直方向に延びている。
〔課題を解決するための手段〕で指摘したように、その角度は正確に垂直方向と平行である必要はない。好ましい角度範囲は45°から120°の範囲である。
効果的なカッティングエッジ作用を示すストレートなカッティングエッジ8は、位置13から他のカッティングエッジ9へ続いており、該カッティングエッジ9は、カッティングエッジ8に対し角度をなしており、以後、S−カッティングエッジと称することがある。
二つのカッティングエッジ8、9は、互いに、広い範囲から選択可能の角度20をなしている点が重要である。
カッティングエッジ8と9の間に角度20が提供されていることで、カッティングエッジ9は被加工物11の穴あけ部分に角度をなして入ることができ、それにより高精度の切削を行える、という利点がある。
また、カッティングエッジ8に組み合わされた自由面3が、カッティングエッジ9に組み合わされた自由面4へ続いている。
これら二つの自由面は、カッティングエッジ8、9の後方に凹んでおり、カッティングエッジ8、9による切削を妨げない。
傾斜カッティングエッジ9は、それ自体はストレートに形成されており、遷移部分(移行部分)18にて真っ直ぐ12へ延びている。
しかし、カッティングエッジ9は、真っ直ぐである必要はなく、若干弧を描いていてもよい。
カッティングエッジ9は、位置12へ延び、そこまで遷移部分18が形成されている。該遷移部分(移行部分)では、位置12でカッティングエッジ9が、図2の紙面に対し、切削を行わない、隣の低い自由エッジ21より高位置にある。
カッティングエッジ8、9及び自由エッジ21は、チップ(切削くず)除去面6の境界を形成している。該チップ除去面6は、カッティングエッジ8、9より下に位置し、図1及び図2に示すライン22及び24の間で、位置16からほぼ錐体状に外側へ開いている。
自由エッジ21は角度をなしてライン24へ続いており、ライン24も、図1、図2に示すように、チップ除去面6の境界を形成している。
コントロール面5上に位置する自由エッジ21が傾斜カッティングエッジ9に隣り合って配置されいることが重要である。コントロール面5は切削を行わなず、カッティングエッジ8、9側で、自由エッジ21により仕切られ、自由面4とコントロール面5との間に形成されたくさび(wedge)17のエッジ境界により回動方向15とは反対方向に沿ってカッティングエッジ8、9とは反対側へ向け設けられている。
くさび17は、二つの並ぶ、図2の紙面において高さのずれた面4、5間の肩部により形成されている。
その結果、コントロールエッジ10は、自由面4より高く、被加工物品11の面取り対象部分に最初に接触する。
コントロールエッジ10は、傾斜カッティングエッジ9と同じ高さを有している。
このため、本発明に係るこのカッター1は、次の利点を有する。すなわち、カッティングエッジ9が被加工物品の面取り対象部分に接触するとき、コントロールエッジ10が、同時的に又は少し遅れて、緩やかに(衝撃少なく)あてがわれ、所望の面取りサイズが達成された後に、カッティングエッジ9による切削が停止される。
摺動面7がコントロール面5に続いて設けられていることが重要である。弧を描くエッジ25が二つの面5、7間の境界を形成している。
図3に示すように、摺動面7は、コントロール面5及びその上に形成されたコントロールエッジ10に角度をなして形成されている。従って、摺動面7は、切削動作を行わず、何らコントロール動作を行わない。単なる、カッターの正面側終了端である。
摺動面7は、カッターの被加工物品11の穴あけ部分への挿入において該部分の損傷を抑制するために中高(crown)に形成されている。
図4は、本発明に係るカッターにおいて、異なる角度を採用できる部分を示している。 図示のように、カッティングエッジ9の角度27及び自由エッジ21の角度32は適宜変更してもよい。
図4はまた、カッティングエッジ9の効果的な角度を参照符号28で示している。しかし、カッティングエッジ9の角度28は、角度範囲29における他の角度を採用してもよい。
コントロール面5は、カッティングエッジ9から図示例と同じ角度で続く必要はない。 図4はコントロール面5の効果的な角度30として角度範囲31から選択できることを示している。
以上の説明から、コントロール面5はカッティングエッジ9にある角度で続くように形成されていればよいことが明らかである。
本発明は、被加工物品における穴あけ部分の開口エッジの面取りを精度よく行える面取りカッターを提供することに利用できる。
本発明に係るカッターの正面側からの斜視図である。 図1に参照符号2で示されるカッター部分(カッティング部分)の拡大図である。 図1に示されるカッター全体の拡大側面図であり、被加工物品も併せて示してある。 図3に示されるカッターの一部の拡大側面図である。
符号の説明
1 カッター
2 カッター部分(カッティング部分)
3 自由面(D)
4 自由面(S)
5 コントロール面
6 チップ除去面
7 摺動面
8 カッティングエッジ(D)
9 カッティングエッジ(S)
10 コントロールエッジ
11 被加工物品
12、13 位置
14 回動軸線
15 回動方向を示す矢印
16 位置
17 くさび状部分
18 遷移(移行)部分
19 センターライン
20 角度
21 自由エッジ
22 ライン 24 ライン
25 エッジ
26 カッティングエッジ8の採用可能角度範囲
27 カッティングエッジ8の角度例
28 カッティングエッジ9の角度例
29 カッティングエッジ9の採用可能角度範囲
30 コントロール面5の角度例
31 コントロール面5の採用可能角度範囲
32 角度

Claims (15)

  1. 被加工物品に形成された穴あけ部分の開口エッジを面取りする面取りカッターであり、少なくとも一つのカッティングエッジ及び少なくとも一つのコントロール面を有する少なくとも一つのカッティング部分を備えた少なくとも一つのカッターを含み、前記カッターは、工具ホルダで回動軸線を中心に少なくとも一方向に回動可能に支持でき、少なくとも一つの前記カッティング部分は、第1カッティングエッジ、該第1カッティングエッジに直接的又は間接的に続く第2カッティングエッジ及び該第2カッティングエッジに遷移部分を介して間接的に続く非カッティング自由エッジを有しており、該非カッティング自由エッジは、前記第2カッティングエッジに対し、前記回動軸線の方へ半径方向に凹んでおり、前記第1カッティングエッジは、前記回動軸線に対し、略45°から120°の角度範囲における角度をなしており、前記第2カッティングエッジは、前記回動軸線に対し、略0°から90°の角度範囲における角度をなしているとともに、前記第1カッティングエッジに対し、180°より大きい外側角度をなしていることを特徴とする面取りカッター。
  2. 前記回動軸線を中心とする、前記第2カッティングエッジが位置するのと同じ錐面上に少なくとも部分的に位置するコントロールエッジが、前記回動方向とは反対方向まわりにおいて前記自由エッジの後に形成されている請求項1記載の面取りカッター。
  3. 前記自由エッジは、前記第2カッティングエッジに対し、略90°から270°の角度範囲における角度をなしている請求項1記載の面取りカッター。
  4. 前記第1カッティングエッジ、第2カッティングエッジ及び自由エッジは、この順序で、前記回動軸線から、半径方向内側から外側へ形成されている請求項1又は2記載の面取りカッター。
  5. 前記第1、第2のカッティングエッジ及び(又は)前記自由エッジは、直線状又は弧状を呈している請求項1から4のいずれかに記載の面取りカッター。
  6. 前記カッターは、前進及び後退のいずれにおいても該カッターに面取りを行わせ得る二つのカッティング部分を有している請求項1から5のいずれかに記載の面取りカッター。
  7. 前記二つのカッティング部分は、カッターの長手方向センター軸線に関して軸対称に形成されているとともに(又は)該カッターの該長手方向センター軸線上の一点に関して点対称に形成されている請求項6記載の面取りカッター。
  8. 自由面が、前記回動方向とは反対方向まわりにおいて、前記第1カッティングエッジ及び(又は)前記第2カッティングエッジの後ろに形成されている請求項1から7のいずれかに記載の面取りカッター。
  9. 自由面が、前記第1、第2のカッティングエッジの後ろのアンダーカット部分を提供している請求項1から8のいずれかに記載の面取りカッター。
  10. 前記コントロール面は、前記回動方向とは反対方向まわりにおいて、前記自由エッジの後ろに位置している請求項1から9のいずれかに記載の面取りカッター。
  11. 3角形状のくさび状部分が、前記第2カッティングエッジの後ろの自由面と前記コントロール面との間に形成されている請求項10記載の面取りカッター。
  12. 前記自由面及びコントロール面の境界ラインが、前記回動方向とは反対まわり方向に、前記第1、第2のカッティングエッジ及び前記自由エッジの後ろへ、直線状又は弧状に延びている請求項1から11のいずれかに記載の面取りカッター。
  13. 中高に形成された摺動面が、前記コントロール面に続いて位置しており、該摺動面は、前記回動軸線から半径方向外側でのカッター端を提供している請求項1から12のいずれかに記載の面取りカッター。
  14. チップ除去面が、少なくとも前記第1、第2のカッティングエッジから前記回動軸線の方向へ延在している請求項1から13のいずれかに記載の面取りカッター。
  15. 前記チップ除去面は、前記自由エッジ及び(又は)前記外側の摺動面から、前記回動軸線に対し、該回動軸線の方向に半径方向に延びている請求項14記載の面取りカッター。
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