JP2007245289A

JP2007245289A - カッター

Info

Publication number: JP2007245289A
Application number: JP2006072375A
Authority: JP
Inventors: Shigenari Shirasaki; 茂成白崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】特にβ―チタンや超弾性金属材を加工するための円盤カッターであって、ノコ歯が早期に切れ止むことなく効率よく切削加工が出来る、寿命の長い円盤カッターの提供。
【解決手段】基盤１の外周には複数のノコ歯２，２・・を一定ピッチで設けると共にノコ歯間には滑らかな凹状曲面にて形成した歯底６，６・・を有し、そして該歯底６，６・・には両側へ傾斜した逃がし面７，７・・を形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は特にチタンなどの難加工材を切削する為のカッターに関するものであるが、その形状は円盤カッターに限定することなく、エンドミルや帯ノコも対象とする。

金属を切削加工する場合に円盤カッターが一般に使用されるが、該円盤カッターは円盤状の基盤外周部にダイヤモンドやＣＢＮ砥粒などの硬い砥粒の層が形成されている。円盤カッターでは、切断過程において被削材とカッターの基盤の表面との接触を伴いながらの高速回転となる為に、切削加工中での摩擦による発熱や振動は避けることが出来ない現象であり、このことが原因で円盤カッターは損傷する。また、切削面の精度に悪影響を及ぼすことになる。このようなダイヤモンドの砥粒層を設けている円盤カッターは金属材を切削するのではなく、あくまでも研削加工に該当し、その為に加工時間は長くなると共に、摩耗は早い。

一方、円盤外周にダイヤモンドなどの硬い砥粒層を設けることなく、外周にノコ歯状の刃形を一定ピッチで形成している形態の円盤カッターも多用されている。このノコ歯を外周に設けている円盤カッターはあくまでも金属材を各ノコ歯によって切削加工するものであり、研削加工に比較して加工時間は短くなる。しかし、チタン材などの難加工材に対しては早期に切れ止んでしまい、加工効率は決して高くない。

図４はノコ歯(イ)、(イ)・・を備えた従来の一般的な円盤カッターを表している。円形の基盤(ロ)の外周に上記ノコ歯(イ)、(イ)・・が一定ピッチで形成され、円盤カッターを右方向(時計回り)に回転するならば、各ノコ歯(イ)、(イ)・・が被加工材の面を切削することが出来る。円盤カッターの基盤中心には軸穴(ハ)が設けられ、この軸穴(ハ)に装置の主軸が嵌って取付けられる。

基盤(ロ)及び各ノコ歯(イ)、(イ)・・は薄い金属板で構成され、ノコ歯(イ)の刃先(ト)は被加工材(チ)の面に食い込んで、切屑(ヘ)はノコ歯(イ)のすくい面(ホ)に沿って流れる。そして、歯底(ニ)には切屑(ヘ)が一杯に詰まり、すくい面(ホ)に沿って動く切屑(ヘ)の流れを妨害することになる。そして、これが大きな抵抗に成り、刃先(ト)が摩耗して切れ止んでしまう。

金属製のメガネフレームには小さな部品が使用され、所定の形状に冷間鍛造されたり、切削加工される。そして、近年のメガネフレーム用材質としてβ―チタン、超弾性金属が多用されている。これらの金属材は軽くてバネ性に優れているが難加工材であり、円盤カッターを用いて切削や切断加工する場合に、早期に切れ止んでしまうといった問題がある。この状態では、カッターを送ることが困難となり、発生する高熱によって被加工材が溶けるといった現象も起きる。

特開平９−１２３０６４号に係る「回転円盤カッター」は、基板表面への超砥粒の電着パターンを最適化した回転円盤カッターである。基板の外周縁にダイヤモンド等の超砥粒を電着すると共に、基板の両側表面に超砥粒をさらに電着した回転円盤カッターであり、基板の外周縁であって刃先を形成する外周電着領域と、この外周電着領域の内周に沿って基板の両側に形成した外周側面電着領域と、この外周側面電着領域よりも内側に形成した側面パターン電着領域とを備え、外周電着領域には半径方向に切開したスリットを複数箇所に設けている。しかし、この回転円盤カッターはダイヤモンドカッターであって、本発明が対象とするノコ歯を外周に備えた円盤カッターではない。

このような現象は円盤カッターに限るものではなく、所定の厚さをもつエンドミルのようなカッター工具の場合にも発生する。さらには、両ドラムに巻き掛けて循環走行する帯ノコの場合も同じように発生している。
特開平９−１２３０６４号に係る「回転円盤カッター」

このように、従来のノコ歯を一定ピッチで備えた円盤カッターには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、ノコ歯が早期に切れ止むことなく効率よく切削加工が出来る、寿命の長いカッターを提供する。切断及び切削の対象は、金属材、樹脂材、木材など限定しないことにする。

本発明に係るカッターは被加工材に切込むノコ歯を設けており、基本的な形態は従来のものと同じである。一般的な形状としては円盤カッター、帯ノコ、エンドミルなどがあり、カッター材質は特に限定しない。ノコ歯の先は尖っており、一定の交差角を持ってすくい面と背面を有し、歯底は凹状を形成している。曲面凹状であったり、角型凹状であたりする。

そして、歯底は側面へ傾斜する逃がし面を有している。一般には歯底の両側に逃がし面を傾斜して設けている。又、外径の違う２枚又は３枚の円盤カッターを組み合わせて構成する場合があり、大きな円盤カッターの歯底は両側へ傾斜する逃がし面を設けることが出来るが、外径の小さい円盤カッターでは、その歯底に設ける逃がし面は片側だけとなる。

本発明に係るカッターは複数のノコ歯を設けている為に、該カッターを走行移動して被加工物に押し当てるならば、被加工物面は各ノコ歯によって切削される。そして、ノコ歯先端により削り取られた切屑はすくい面を流れて排出される。しかも、歯底は傾斜した逃がし面を形成している為に、すくい面を流れた切屑は逃がし面を流れて外へ排出される。すなわち、歯底に切屑は詰まることはなく、切屑の詰まりによる刃先の切れ止み現象は解消され、効率よく短時間で切削、切断加工を行うことが出来る。そしてカッターの寿命は長くなり、又、歯底に切屑が詰まらない為に切削面の精度も高くなる。

図１は本発明に係る円盤カッターの外周一部を表している。該円盤カッターは従来と同じように基盤１の外周に概略三角形のノコ歯２，２・・が一定ピッチで設けられ、ノコ歯２の先端刃先３は被加工物を切削することが出来るように尖っている。ノコ歯２は外側の背面４と内側のすくい面５を有し、背面４とすくい面５は一定の交差角を有して尖っている。

そして、隣り合うノコ歯２，２・・間には歯底６，６・・が形成され、該歯底６，６・・は滑らかな凹状円弧面を成している。しかも、両側へ傾斜した逃がし面７，７を設けている。図１(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面拡大図を表し、逃がし面７，７が形成され、歯底６は山形を成している。ここで、逃がし面７，７の大きさ及び傾斜角を限定するものではない。

ところで、円盤カッターが回転してノコ歯２により切削された切屑はすくい面５を流れて歯底６へ達する。従来の歯底は図１(ｂ)にて点線で示しているような水平面と成っているが、本発明では傾斜した逃がし面７，７を有している為に切屑は逃がし面７，７に沿って排出される。すなわち、歯底６に切屑が溜まることはない。

図１に示した円盤カッターではノコ歯２，２・・は一定ピッチで形成されているが、本発明では一定ピッチのノコ歯２，２・・に限定するものではない。又、歯底６は滑らかな凹状の曲面を形成しているが、必ずしも滑らかな曲面とする必要はない。

図２は本発明に係る円盤カッターを示す他の実施例であり、外径を異にする２枚の円盤カッターＡ、Ｂが組合されて構成している。２枚１組で構成した円盤カッターＡ、Ｂは一度に段付き面を加工することが出来るメリットがあり、しかも切削された切屑が歯底に詰まらない構造と成っている。

両円盤カッターＡ，Ｂは共に外周にノコ歯２，２・・を有し、各ノコ歯２，２・・の間は歯底６，６・・と成っている。そして、該歯底６，６・・は滑らかな凹状曲面とし、しかも逃がし面７，７・・を形成している。ところで、外径の大きな円盤カッターＡの場合には、前記図１にて説明したと同じ歯底形態を構成している。すなわち、歯底６には両側へ傾斜した逃がし面７，７を有していて、ノコ歯２にて切削した切屑は歯底６の逃がし面７，７に沿って外へ排出される。

一方、外径の小さい円盤カッターＢの場合には、同じくノコ歯２，２・・を一定ピッチで設け、そして各ノコ歯２，２・・間には歯底６，６・・を有している。又、歯底６，６・・には切屑の逃がし面７，７・・も形成しているが、片側面には外径の大きな円盤カッターＡが面しているために、逃がし面７，７は円盤カッターＡが存在しない側へ傾斜して設けている。

図３は前記図２の組合せ円盤カッターＡ，Ｂの歯底部の断面拡大図を表している。同図に示すように、円盤カッターＡの歯底６ａでは両側へ傾斜している逃がし面７ａ，７ａを有しており、円盤カッターＢの歯底６ｂでは一方側へのみ傾斜している逃がし面７ｂを有している。従って、円盤カッターＡにて切削された切屑は歯底６ａの両逃がし面７ａ，７ａに沿って排出され、円盤カッターＢにて切削された切屑は歯底６ｂの逃がし面７ｂに沿って排出される。

図４は円盤カッターが半時計方向に回転してノコ歯２，２・・にて被加工材を切削する場合を表している。ノコ歯２，２・・にて切削された切屑は歯底６に当り、歯底６の両側に形成している逃がし面７，７に沿って排出される。同図の矢印は円盤カッターの切屑が排出される向きを表しており、歯底６に該切屑が詰まることはない。

図５は本発明に係るカッターを表している他の実施例であり、エンドミル８を示している。該エンドミル８はシャンク９の先端に取着され、エンドミル８は前記実施例の円盤カッターに比較して厚さが大きく、切断ではなく一般には切削加工として使用される。しかし、基本的な構造は円盤カッターの場合と同じく、基盤１０の外周には複数のノコ歯１１，１１・・が一定ピッチで形成されている。

そして、各歯底１２はノコ歯１１の背面１３とすくい面１４とが交差して角ばった形状となっており、歯底１２の両側には逃がし面１５，１５を有している。従って、歯底面積は小さくなり切屑が歯底１２に詰まることはなく、エンドミルの回転に伴って削り取った切屑は逃がし面１５，１５に沿って排出される。

図６は３枚の円盤カッターを重ね合わせた場合であり、実線は刃先１６ａ，１６ｂ，１６ｂを表し、点線は歯底に形成した逃がし面１７ａ，１７ｂ・・を表している。同図に示すように、外径の大きな円盤カッターＡの歯底では両側へ傾斜している逃がし面１７ａ，１７ａを有しており、外径の小さい円盤カッターＢ，Ｂの歯底では一方側へのみ傾斜している逃がし面１７ｂ，１７ｂを有している。従って、円盤カッターＡにて切削された切屑は歯底の両逃がし面１７ａ，１７ｂに沿って排出され、円盤カッターＢにて切削された切屑は歯底の逃がし面１７ｂに沿って排出される。

(ａ)は本発明に係る円盤カッターの外周一部、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面拡大図。外径を異にする円盤カッターを組み合わせた場合。図２の円盤カッターの歯底断面拡大図。円盤カッターの歯底逃がし面から切屑が排出される方向を示している。シャンク付きエンドミルカッターの実施例。三枚の円盤カッターが組合された場合。従来の一般的な円盤カッター。

符号の説明

１基盤
２ノコ歯
３刃先
４背面
５すくい面
６歯底
７逃がし面
８エンドミル
９シャンク
10 基盤
11 ノコ歯
12 歯底
13 背面
14 すくい面
15 逃がし面
16 刃先
17 刃先

Claims

金属や樹脂、木等を加工するためのカッターにおいて、複数のノコ歯を設けると共にノコ歯間には凹状に形成した歯底を有し、そして該歯底には少なくとも片側へ傾斜した逃がし面を形成したことを特徴とするカッター。
上記逃がし面を歯底の両側に設けた請求項１記載のカッター。
上記カッターの形状を円盤形とした請求項１、又は請求項２記載のカッター。
上記カッターをシャンク先端に設けたエンドミルとした請求項１、又は請求項２記載のカッター。
上記カッターの形状を一定幅の帯ノコとした請求項１、又は請求項２記載のカッター。
金属や樹脂、木等を加工するために外径の違う２枚を組み合わせた円盤カッターにおいて、大きな外径の円盤カッターの基盤の外周には複数のノコ歯を設けると共にノコ歯間には凹状に形成した歯底を有し、そして該歯底には両側へ傾斜した逃がし面を形成し、一方の小さな外径の円盤カッターの基盤の外周には同じく複数のノコ歯を設けると共にノコ歯間には凹状に形成した歯底を有し、そして該歯底には片側へ傾斜した逃がし面を形成したことを特徴とする円盤カッター。
金属や樹脂、木等を加工するために外径の違う３枚を組み合わせた円盤カッターにおいて、中央の大きな外径の円盤カッターの基盤の外周には複数のノコ歯を設けると共にノコ歯間には凹状に形成した歯底を有し、そして該歯底には両側へ傾斜した逃がし面を形成し、両側の小さな外径の円盤カッターの基盤の外周には同じく複数のノコ歯を設けると共にノコ歯間には凹状に形成した歯底を有し、そして該歯底には片側へ傾斜した逃がし面を形成したことを特徴とする円盤カッター。