JP2007175830A - Christmas tree formed milling cutter - Google Patents
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Description
本発明はクリスマスカッターに係り、特に、加工溝(ツリー形溝)のタオレが少ない切れ味が優れたクリスマスカッターに関するものである。 The present invention relates to a Christmas cutter, and more particularly, to a Christmas cutter with excellent sharpness with less processing grooves (tree-shaped grooves).
ガスタービン等のタービン翼車を回転軸に取り付けるための取付構造として、図7に示すように回転軸10の外周部に形成された多数のツリー形溝12にタービン翼車の羽根14を1枚ずつ嵌合するようにしたものがある。図8は、ツリー形溝12を拡大して示す断面図で、溝中心Sに対して左右対称で且つ逆クリスマスツリーのように溝深さ方向(図の下方向)において溝幅が増減しながら徐々に狭くなっており、溝深さ方向に離間して溝幅が広い3つの幅広部16、18、20を備えているとともに、それ等の幅広部16、18、20の幅寸法は深い位置(溝底側)のもの程小さくなっている。そして、このようなツリー形溝を切削加工するための工具として、外周切れ刃の刃先径が、ツリー形溝の溝幅の変化に対応して工具先端側へ向かうに従って増減しながら徐々に小径とされているクリスマスカッターが知られている。特許文献1に記載のカッターはその一例で、外周切れ刃として波形のラフィング切れ刃が設けられた粗加工用のものである。
しかしながら、このような従来のクリスマスカッターにおいては、加工条件により切れ味が損なわれたり、ツリー形溝のタオレが大きくなったりするという問題があった。 However, in such a conventional Christmas cutter, there is a problem that the sharpness is lost depending on the processing conditions, and the tree-shaped groove taole becomes large.
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ツリー形溝のタオレが少なく且つ切れ味が優れたクリスマスカッターを提供することにある。 The present invention has been made against the background described above, and an object of the present invention is to provide a Christmas cutter with less tree-shaped grooves and excellent sharpness.
かかる目的を達成するために、本発明者らが種々の実験や研究を重ねたところ、外周切れ刃のねじれ方向を逆にし、軸心まわりの回転に伴って断続切削する際にシャンク側の大径部側から先に被加工物に切り込んで切削加工が行われるようにした場合に、切れ味が向上するとともにツリー形溝のタオレが少なくなることを見い出した。すなわち、従来のクリスマスカッターは、例えばシャンク側から見て軸心の右まわりに回転駆動されつつ、被加工物に対して軸心と直角な方向へ移動させられることにより、断続切削しながら前記ツリー形溝を切削加工するようになっている一方、外周切れ刃は右ねじれであるため、断続切削する際に工具先端の小径側から先に被加工物に切り込んで切削加工を行うことになるが、小径部は切削速度が遅いとともに剛性が低く且つ工具の把持部(シャンクなど)から離れているため、切れ味が悪くなったりツリー形溝のタオレが生じたりし易くなるものと考えられる。 In order to achieve this object, the present inventors have conducted various experiments and researches. As a result, the twist direction of the outer peripheral cutting edge is reversed, and when cutting intermittently with rotation around the axis, It has been found that when cutting is performed by cutting into the workpiece first from the diameter side, the sharpness is improved and the number of tree-shaped grooves is reduced. That is, the conventional Christmas cutter is driven to rotate in the clockwise direction of the axis when viewed from the shank side, and is moved in a direction perpendicular to the axis with respect to the workpiece, thereby intermittently cutting the tree. While the shape groove is cut, the outer peripheral cutting edge is right-handed, so when cutting intermittently, the tool tip is cut first from the small diameter side into the workpiece. The small-diameter portion has a low cutting speed and a low rigidity and is separated from the grip portion (shank or the like) of the tool.
本発明は以上の知見に基づいて為されたもので、第1発明は、外周切れ刃の刃先径が工具先端側へ向かうに従って増減しながら徐々に小径とされ、軸心まわりに回転駆動されつつ被加工物に対してその軸心と直角な方向へ相対移動させられることにより、逆クリスマスツリー形状のツリー形溝を切削加工するクリスマスカッターにおいて、前記外周切れ刃は、シャンク側から見た工具回転方向と反対方向へ3°〜17°の範囲内のねじれ角で傾斜していることを特徴とする。 The present invention has been made on the basis of the above knowledge. In the first invention, the diameter of the outer peripheral cutting edge is gradually decreased to increase or decrease as it goes toward the tip of the tool, and is rotated around the axis. In the Christmas cutter that cuts the tree-shaped groove of the inverted Christmas tree shape by being moved relative to the workpiece in a direction perpendicular to the axis, the outer peripheral cutting edge rotates the tool as viewed from the shank side. Inclined at a twist angle in the range of 3 ° to 17 ° in the direction opposite to the direction.
第2発明は、第1発明のクリスマスカッターにおいて、前記外周切れ刃のすくい角は4°〜16°の範囲内であることを特徴とする。 2nd invention is the Christmas cutter of 1st invention, The rake angle of the said outer periphery cutting edge is in the range of 4 degrees-16 degrees, It is characterized by the above-mentioned.
このように、外周切れ刃をシャンク側から見た工具回転方向と反対方向へ3°〜17°の範囲内のねじれ角で傾斜したねじれ刃としたところ、本発明者等の実験によれば、切れ味が向上して良好な加工面が得られるとともにツリー形溝のタオレが抑制された。これは、外周切れ刃を工具回転方向と反対方向へ傾斜したねじれ刃とすると、断続切削の際にシャンク側の大径部分から先に被加工物に切り込んで切削加工が行われるようになるが、大径部は切削速度が速いとともに剛性が高く且つ工具の把持部に近いため、先端側の小径部分から切削加工が行われる場合に比較して切削性能が向上するものと考えられる。 Thus, when the outer peripheral cutting edge is a twisted blade inclined at a twist angle in the range of 3 ° to 17 ° in the direction opposite to the tool rotation direction seen from the shank side, according to the experiments by the present inventors, The sharpness was improved and a good machined surface was obtained, and the tree-shaped groove taole was suppressed. This is because if the outer peripheral cutting edge is a twisted blade inclined in the direction opposite to the tool rotation direction, cutting is performed by cutting into the workpiece first from the large-diameter portion on the shank side during intermittent cutting. Since the large diameter portion has a high cutting speed and high rigidity and is close to the gripping portion of the tool, it is considered that the cutting performance is improved as compared with the case where cutting is performed from the small diameter portion on the tip side.
第2発明では、すくい角が4°〜16°の範囲内であるため、優れた切れ味が得られて切削性能が一層向上する。 In the second invention, since the rake angle is in the range of 4 ° to 16 °, an excellent sharpness is obtained and the cutting performance is further improved.
本発明の外周切れ刃は、シャンク側から見た工具回転方向が右回転の場合は左ねじれとされ、左回転の場合は右ねじれとされるが、これは外周切れ刃を形成する切屑排出溝のねじれ角によって規定される。そして、この切屑排出溝のねじれ角(=外周切れ刃のねじれ角)が3°より小さいと、切れ味が悪くなって切削抵抗が大きくなり、振動や切削音が大きくなるとともに加工面が悪くなる一方、17°よりも大きくすると、微小チッピングが生じ易くなって加工面が悪くなるとともにツリー形溝のタオレが大きくなるため、3°〜17°の範囲内とする必要がある。 The outer peripheral cutting edge of the present invention is left-handed when the tool rotation direction viewed from the shank side is right-handed, and is right-handed when left and right, but this is a chip discharge groove that forms the outer peripheral cutting edge. Is defined by the twist angle. When the twist angle of the chip discharge groove (= the twist angle of the outer peripheral cutting edge) is smaller than 3 °, the sharpness is deteriorated, the cutting resistance is increased, the vibration and the cutting noise are increased, and the processing surface is deteriorated. If the angle is larger than 17 °, minute chipping is likely to occur, the processed surface is deteriorated, and the thickness of the tree-shaped groove is increased. Therefore, it is necessary to set the angle within the range of 3 ° to 17 °.
外周切れ刃のすくい角は、4°よりも小さいと、切れ味が悪くなって振動や切削音が大きくなるとともに加工面が悪くなる一方、16°よりも大きくすると、微小チッピングが生じ易くなって加工面が悪くなるため、4°〜16°の範囲内とすることが望ましい。 If the rake angle of the outer peripheral cutting edge is smaller than 4 °, the sharpness becomes worse, the vibration and cutting noise increase, and the machining surface becomes worse. On the other hand, if the rake angle is larger than 16 °, minute chipping easily occurs. Since the surface becomes worse, it is desirable that the angle be in the range of 4 ° to 16 °.
本発明のクリスマスカッターは、例えば削り代が1.0mm程度以下の仕上げ加工用のものに好適に適用されるが、外周切れ刃として波形等のラフィング切れ刃が設けられる粗加工用のクリスマスカッターに適用することもできる。 The Christmas cutter of the present invention is suitably applied to a finishing tool having a cutting allowance of about 1.0 mm or less, for example, but for a roughing Christmas cutter provided with a roughing cutting edge such as a corrugated as an outer cutting edge. It can also be applied.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1のクリスマスカッター30は、粗加工されたツリー形溝の両側の側面に対する各々の切込み深さ(削り代)が0.5mm程度の仕上げ加工用のもので、シャンク32および刃部34を一体に備えている。刃部34には、軸心Oまわりに等角度間隔で4本の切屑排出溝36が設けられているとともに、その切屑排出溝36に沿って4枚の外周切れ刃38、およびその外周切れ刃38に連続する底刃39が設けられている。それ等の外周切れ刃38および底刃39は、クリスマスカッター30がシャンク32側から見て右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行うものであり、切屑排出溝36は3°〜17°の範囲内のねじれ角λで左まわりに傾斜している。また、外周切れ刃38は、加工すべきツリー形溝の溝側面の凹凸形状に対応して工具先端側へ向かうに従って刃先径が増減しながら徐々に小径とされているとともに、外周切れ刃38のすくい角は4°〜16°の範囲内とされている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The Christmas cutter 30 shown in FIG. 1 is for finishing with a cutting depth (cutting allowance) of about 0.5 mm with respect to the side surfaces on both sides of the roughly processed tree-shaped groove. The
図2は、本発明品と従来品とを比較して示す写真で、(a) の本発明品は、ねじれ角λ=5°で左ねじれの外周切れ刃38が設けられた場合である。(b) の従来品は、外周切れ刃38として軸心Oと平行な直刃が設けられている場合である。
FIG. 2 is a photograph showing a comparison between the product of the present invention and the conventional product, and the product of the present invention in (a) is a case where the outer
そして、このようなクリスマスカッター30は、軸心Oまわりに回転駆動されつつ被加工物に対して軸心Oと直角な方向へ相対移動させられることにより、前記図8に示されるような逆クリスマスツリー形状のツリー形溝を切削加工することができる。 Such a Christmas cutter 30 is rotated around the axis O and is moved relative to the workpiece in a direction perpendicular to the axis O, whereby the reverse Christmas as shown in FIG. 8 is performed. A tree-shaped tree-shaped groove can be cut.
ここで、図3(a) は、前記ねじれ角λを種々変更した場合について切削性能を調べた結果で、図3(b) は、外周切れ刃38のすくい角を種々変更した場合について切削性能を調べた結果である。図4の(a) は、切削性能を調べる際の加工条件で、(b) は、図3の(a) 、(b) に記載した評価記号の意味を説明する図である。図3の各評価項目のうち「振動」、「切削音」、および「仕上面」は切れ味に関係するもので、「振動」は機械全体の振動の大きさ、「切削音」は音質や音量、「仕上面」は加工面の面状態であり、何れも図4(b) の評価基準に基づいて試験者の感覚で比較評価した。「摩耗」および「刃欠け」は、切削加工を行った後に顕微鏡観察により試験者の目視で比較評価した。「切削抵抗(N)」は、切削加工中に歪ゲージ等の荷重センサで測定した最大値である。「溝のタオレ(mm)」は、図5に示すように、切削加工されたツリー形溝の両側の側壁の溝底位置におけるずれ寸法ΔX1 、ΔX2 の平均値で、この「溝のタオレ」は一般に0.05mmが限界値、すなわち許容最大値とされている。また、このような「溝のタオレ」は、アップカットとダウンカットとの相違によって生じる現象で、図5に点線で示すようにアップカット側(左側)へ傾斜する。なお、図5のツリー形溝は、幅寸法の増減を省略して両側面を単なる傾斜面として示した概略図である。
Here, FIG. 3 (a) shows the results of examining the cutting performance when the twist angle λ is changed variously, and FIG. 3 (b) shows the cutting performance when the rake angle of the outer
上記図3の(a) の結果から、ねじれ角λが左ねじれで5°、10°、または15°の場合には、切れ味に関係する「振動」、「切削音」、および「仕上面」が何れも「○」で、「摩耗」および「刃欠け」が殆ど無く、「溝のタオレ」は0.02mm〜0.04mmで限界値以下であり、且つ「切削抵抗」も2200〜2400と比較的小さく、総合的に優れた切削性能が得られることが分かる。これに対し、ねじれ角λが0°または右ねじれで5°の場合には、切れ味が悪くなって切削抵抗が大きくなり、振動や切削音が大きくなるとともに仕上面が悪くなる一方、ねじれ角λが左ねじれで20°の場合には、微小チッピングが生じ易くなって仕上面が悪くなるとともにツリー形溝のタオレが大きくなる。このことから、ねじれ角λは、シャンク32側から見た工具回転方向と反対方向(実施例では左ねじれ方向)へ3°〜17°程度の範囲内で傾斜していることが望ましい。これは、クリスマスカッター30の外周切れ刃38を、シャンク32側から見た工具回転方向と反対方向へ傾斜したねじれ刃とすると、断続切削の際にシャンク32側の大径部分から先に被加工物に切り込んで切削加工が行われるようになるが、大径部は切削速度が速いとともに剛性が高く且つ工具の把持部に近いため、先端側の小径部分から切削加工が行われる場合に比較して切削性能が向上するものと考えられる。
From the result of FIG. 3 (a), when the twist angle λ is 5 °, 10 °, or 15 ° by left-handed twist, “vibration”, “cutting sound”, and “finish surface” related to sharpness. Are “o”, almost no “wear” and “blade chipping”, “groove taole” is 0.02 mm to 0.04 mm and below the limit value, and “cutting resistance” is 2200 to 2400. It can be seen that relatively small and comprehensive cutting performance is obtained. On the other hand, when the twist angle λ is 0 ° or 5 ° with right twist, the sharpness is deteriorated and the cutting resistance is increased, the vibration and cutting noise are increased and the finished surface is deteriorated, while the twist angle λ is increased. When the left twist is 20 °, minute chipping is likely to occur, the finished surface is deteriorated, and the thickness of the tree-shaped groove is increased. From this, it is desirable that the twist angle λ is inclined within a range of about 3 ° to 17 ° in the direction opposite to the tool rotation direction (left twist direction in the embodiment) as viewed from the
また、図3の(b) の結果から、すくい角については、5°、10°、或いは15°の場合に良好な切れ味が得られるとともに、刃欠けも無く、良好な切削性能が得られることが分かる。これに対し、すくい角が0°の場合には、切れ味が悪くなって振動や切削音が大きくなるとともに仕上面が悪くなる一方、20°の場合には、微小チッピングが生じ易くなって仕上面が悪くなる。このことから、すくい角は4°〜16°程度の範囲内であることが望ましい。 In addition, from the result of FIG. 3 (b), when the rake angle is 5 °, 10 °, or 15 °, a good sharpness is obtained and there is no chipping and a good cutting performance is obtained. I understand. On the other hand, when the rake angle is 0 °, the sharpness deteriorates and the vibration and cutting noise increase and the finished surface is deteriorated. On the other hand, when the rake angle is 20 °, minute chipping is likely to occur and the finished surface is deteriorated. Becomes worse. Therefore, it is desirable that the rake angle is in the range of about 4 ° to 16 °.
このように、外周切れ刃38をシャンク32側から見た工具回転方向と反対方向へ3°〜17°の範囲内のねじれ角λで傾斜したねじれ刃とした本実施例のクリスマスカッター30によれば、切れ味が向上して良好な加工面(仕上面)が得られるとともにツリー形溝のタオレが抑制される。また、すくい角が4°〜16°の範囲内であるため、優れた切れ味が得られて切削性能が一層向上する。
Thus, according to the Christmas cutter 30 of the present embodiment, the outer
なお、上記実施例では本発明が仕上げ加工用のクリスマスカッター30に適用された場合について説明したが、図6に示す粗加工用のクリスマスカッター50に適用することも可能である。すなわち、このクリスマスカッター50の外周切れ刃52は、前記特許文献1に記載のように刃先径が細かく波形に増減しているラフィング切れ刃によって構成されているとともに、その波形の位相が、複数の外周切れ刃52の相互間で1/n(nは刃数で、実施例では3)ずつ軸方向にずれている。そして、その外周切れ刃52を、前記外周切れ刃38と同様にシャンク32側から見た工具回転方向と逆方向(実施例では左ねじれ方向)へ3°〜17°の範囲内のねじれ角λで傾斜させるとともに、すくい角を4°〜16°の範囲内とすれば良い。
In addition, although the said Example demonstrated the case where this invention was applied to the Christmas cutter 30 for finishing, it is also possible to apply to the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention implements in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.
12:ツリー形溝 30、50:クリスマスカッター 32:シャンク 38、52:外周切れ刃 λ:ねじれ角
12: Tree-shaped groove 30, 50: Christmas cutter 32:
Claims (2)
前記外周切れ刃は、シャンク側から見た工具回転方向と反対方向へ3°〜17°の範囲内のねじれ角で傾斜している
ことを特徴とするクリスマスカッター。 By gradually increasing the diameter of the cutting edge of the outer peripheral cutting edge toward the tip of the tool, the diameter of the cutting edge gradually decreases, and while being driven to rotate around the axis, it is moved relative to the workpiece in a direction perpendicular to the axis. In the Christmas cutter that cuts the tree-shaped groove of the reverse Christmas tree shape,
The outer peripheral cutting edge is inclined at a twist angle within a range of 3 ° to 17 ° in a direction opposite to the tool rotation direction as viewed from the shank side.
ことを特徴とする請求項1に記載のクリスマスカッター。 The Christmas cutter according to claim 1, wherein a rake angle of the outer peripheral cutting edge is in a range of 4 ° to 16 °.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100216 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20100824 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |