JP2008532784A - 部品に対する逆方向動作による危険性を招く機械加工作業のための工具及び機械 - Google Patents

Abstract

本発明は、部品（２）に対して逆方向動作による危険性を招く機械加工作業を行う工具（７Ｂ）であって、工具（７Ｂ）が、後面（２５）と共にすくい面（２２）と逃げ面（２３）との間の接合部のところに位置した切れ刃（２４）を有し、すくい面（２２）が、機械加工作業中に部品（２）と工具（７Ｂ）の相対運動の方向（２９，３０）に対して実質的に横断方向に配置されるようになった前側フェーセット（２６）と、前側フェーセット（２６）と逃げ面（２３）との間に設けられた傾斜フェーセット（２７）とを有する工具に関する。上述の切れ刃（２４）は、すくい面（２２）の傾斜フェーセット（２７）と逃げ面（２３）との間の接合部のところに位置している。

Description

本発明は、機械加工による部品の製作分野に関する。

本発明は、特に、部品に対する逆方向動作による危険性を招く機械加工作業のための工具及び機械に関する。

例えば、旋削方法を利用して軸線回りに回転駆動される部品に、この回転軸線に対して横断方向であるが、この回転軸線に対して中心がプリズム加入されている表面を機械加工する際、上述した種類の逆方向機械加工の危険性に遭遇する。

事実、非対称の表面をこれら条件下で作らなければならない場合、標準型の旋削方法を使用できない。というのは、かかる標準型旋削方法では、部品の回転軸線に関して非対称の形状の機械加工しか行うことができないからである。この場合、機械加工工具を部品の角度位置に同期させて機械加工工具が部品に対して機械加工しなければならない非対称の形をなぞるようにしながら部品を回転駆動する方法が用いられる。

特許文献である欧州特許第１，４４９，６１６号明細書及び独国特許第２，０５８，６１９号明細書は、かかる方法を記載している。

これら方法により、部品の回転軸線の付近がプリズム加入された表面の機械加工を行うことができ、即ち、部品の回転軸線との交点のところのこの表面の法線は、この回転軸線と角度をなす。機械加工工具が動作しながら部品の回転軸線に近づくと、材料の一部分を除去するには、工具の一部分が、部品の回転軸線を越えてその前方運動を続ける必要がある。

この場合、「ニップル（nipple）」と呼ばれる削り残しの存在が注目され、これは、工具を逆モードで、即ち、工具の設計上の作業方向と逆の部品と工具との相対運動の方向で間欠的に動かすことによって除去される。

欧州特許第１，４４９，６１６号明細書 独国特許第２，０５８，６１９号明細書

これは工具の不適切な使用状態であり、このことが原因となって、工具の時期尚早な摩耗又はそれどころか、工具の切れ刃のところに見えるフレークの形態の即座の損傷が生じる場合がある。

本発明の目的は、逆方向動作による危険性を招く機械加工作業を行うこの形式の工具を改良することにある。

この目的のため、本発明は、部品に対して逆方向動作による危険性を招く機械加工作業を行う工具であって、この工具が、後面と共にすくい面と逃げ面との間の接合部のところに位置した切れ刃を有する、工具において、すくい面が、機械加工作業中に部品と工具の相対運動の方向に対して実質的に横断方向に配置されるようになった前側フェーセットと、前側フェーセットと逃げ面との間に設けられた傾斜フェーセットとを有し、切れ刃は、すくい面の傾斜フェーセットと逃げ面との間の接合部のところに位置していることを特徴とする工具に関する。

かかる工具は、そのすくい面に傾斜フェーセットを有し、この傾斜フェーセットは、通常モードでの工具の動作中、その挙動を改変することはない。工具の動作モードは、これが製造業者又は工具の仕様により指示された使い方に従って、即ち、工具と工具の設計対象の部品の相対運動方向に行われる場合、通常モードと呼ばれる。次に、工具のすくい面は、材料中に侵入し、その間、逃げ面は、追加のこすれを生じさせないで、新たに機械加工された材料に沿って動く。

他方、工具の逆方向動作中、逃げ面は、材料中に侵入してチップを形成するすくい面の役割を果たし、他方、傾斜フェーセットは、逃げ面の役割を果たす。

この傾斜フェーセットは又、切れ刃に加わる応力の一部分をすくい面に移すことにより、切れ刃が逆方向に加重された場合に切れ刃を補強し、それにより、工具の寿命が長くなる。

好ましい特徴によれば、傾斜フェーセットは、前側フェーセットの平面に投影された高さが、１マイクロメートル〜２０マイクロメートルのオーダである。

また、切れ刃は、少なくとも一部が円錐形の幾何学的輪郭に沿って、特に、相対運動方向に対して直角の平面内で円弧の輪郭に沿って延びるのが良い。

さらに、前側フェーセットの平面に投影された傾斜フェーセットの高さと工具の設計上のパスの深さの比は、有利には、約２０％以下である。

切れ刃は、有利には、前側フェーセットと後面との間に設けられる。切れ刃は、好ましくは、後面よりも前側フェーセットの方に近く位置する。

工具は、多結晶ダイヤモンド又は単結晶ダイヤモンドで作られるのが良い。

本発明のもう１つの特徴は、上述の機械加工工具の位置を部品に回転軸線に対して非対称の表面を機械加工するよう回転軸線回りに回転駆動される部品の角度位置と同期させるようになった機械加工機械に関する。

この機械は、有利には、０．０１ミリメートル〜１０ミリメートルのオーダのパスの深さで部品を機械加工するようになっている。

本発明の他の特徴及び他の利点は、非限定的な例として与えられ、添付の図面を参照して行われる好ましい実施形態の以下の説明に照らして明らかになろう。

図１に概略的に示された機械加工機械１は、プリズム加入フェース３を備えた円筒形部品２を軸線４回りに回転駆動するようになっている。部品２は、プリズム加入状態なので、軸線４との交点のところのフェース３の法線５は、この軸線４に平行ではない。

機械１は又、工具７が固定されている工具キャリヤ６の方向８，９における運動を生じさせる。

機械１は、工具７を用いてプリズム加入フェース３上を一定のパス深さで表面を機械加工するようになっている。この目的のため、機械１は、工具７の位置と方向９における部品２の角度位置を同期させてフェース３の形状をなぞると共に方向８におけるその前方運動に加えて、パスの所要の深さをこのフェースに与えるようになっている。

図２及び図３は、それぞれ、図１の工具７を形成するようになった先行技術の工具７Ａを側面及び正面から示している（図１では、工具７を正面から見ている）。

工具７Ａは、全体として円形の形のものであり、この工具は、すくい面１０及び逃げ面１１を有し、これらの面は、後面１３と一緒になって切れ刃１２を構成している。

工具７Ａは、これを図１の工具キャリヤ６に螺着することにより又は工具７Ａと工具キャリヤ６の剛結を可能にする任意の手段により工具キャリヤ６に固定されていて、プリズム加入フェース３を機械加工する工具７の周囲の少なくとも一部にわたり切れ刃１２に接近可能であるようになっている。

先行技術の工具７Ａは、図４に示す状況では通常モードで動作するよう設計されている。

工具７Ａは、特定のパス深さまで部品２の材料中に侵入しており、工具７Ａは、矢印１４で指示された部品２に対する相対運動を行う。

かくして、フェース３が機械加工され、すくい面１０は、材料中へのその前方運動によってチップ１５を生じさせる。

図５は、他方において、逆方向動作中における先行技術の工具７Ａを示している。

部品２に対する工具７Ａの相対運動は、矢印１６の方向であり、工具７Ａは、材料中へのその逃げ面１１の前方運動によりチップ１７を持ち上げる。

工具７Ａのこの逆方向動作により、切れ刃１２の時期尚早な摩耗が生じると共に切れ刃１２の付近ですくい面１０にフレークが生じる。

図６は、部品２のフェース３を機械加工する際に図１の工具７が逆方向モードで動作するのが制約される状況の一例を記載している。この逆方向動作中、工具７は、工具７Ａについて図５に概略的に示された仕方で用いられる。

この図６は、平らな表面１８をプリズム加入フェース３上で一定のパス深さまで機械加工するよう軸線４回りに回転駆動される部品２の機械加工中における工具７を概略的に示している。

工具７は、材料のニップル１９を除去することにより表面１８の機械加工の仕上げ中にある。図示の作業中、工具７は、回転軸線４を跨いでおり、このことは、軸線４の一方の側に位置した機械加工線２０の付近において、工具７は、通常モードで動作し、これに対し、軸線４の他方の側に位置する機械加工線２１に沿って、工具７は、材料のニップル１９に対し逆方向モードで動作していることを意味している。

図６に例示的に記載された状況において工具７の挙動を向上させるため、図７及び図８に示された本発明の工具７Ｂを用いるのが有利である。

工具７Ｂは、全体として円形の形を有し、この工具７Ｂは、すくい面２２及び逃げ面２３を有し、これら両方の面は、これらの接合部のところで後面２５と一緒になって切れ刃２４を構成している。

すくい面２２それ自体は、前側フェーセット２６及び傾斜フェーセット２７を有している。

前側フェーセット２６は、工具７Ｂを通る軸線２８に実質的に垂直である（図７）。工具７Ｂは、この例ではこの軸線２８に平行な運動方向に動作するようになっているので、前側フェーセット２６は、工具７Ｂと部品２との相対運動方向に対し横断方向に材料中に侵入するようになっている。

傾斜フェーセット２７は、その一部に関し、前側フェーセット２６と角度をなし、したがって、工具７Ｂが通常モードで動作しているとき、傾斜フェーセット２７は、工具７Ｂの運動方向に対し後方に向いた傾斜位置にあるようになっている。

傾斜フェーセット２７は、すくい面２２の縁に位置しているので、切れ刃２４は、この傾斜フェーセット２７と逃げ面２３の接合部によって構成される。したがって、切れ刃２４は、図２及び図３に示されている先行技術の工具７Ａの切れ刃１２に対し後ろ寄りである。

図９及び図１０は、工具７Ｂが図１の機械に取り付けられたときに部品２に対する工具７Ｂの動作状態を通常方向及び逆方向でそれぞれ概略的に示している。

通常方向では（図９）、工具７Ｂは、その前側フェーセット２６が工具７Ｂと部品２との相対運動方向に対し実質的に横断方向に向いた状態で部品２のフェース３に作用する。

この形態では、前側フェーセット２６の平面内における傾斜フェーセット２７の高さは、パスの深さと比較して小さいので、通常作業における工具７Ｂの挙動は、図１１に示された先行技術の工具７Ａの挙動と同等である。

さらに、通常作業における工具７Ｂの挙動は、切削角が負の工具３１の挙動とは同等ではない（図１２）。

他方、工具７Ｂが相対運動方向３０で逆方向動作中にあるとき（図１０）、部品２の材料は、同一の配置状態にあり、通常作業において前側フェーセット２６のように挙動する工具７Ｂの逃げ面２３の作用を受ける。すると、逃げ面２３は、機械加工を行い、他方、傾斜フェーセット２７は、切れ刃２４を補強し、工具７Ｂの通常作業において逃げ面２３の役割を果たす。

本発明の範囲から逸脱しないで装置の変形例を想到できる。具体的に言えば、工具７Ｂは、これが前側フェーセット及び傾斜フェーセットを備えたすくい面を有することを条件として、上述の実施例の全体形状とは非常に異なる全体形状を有しても良い。

機械加工工具を動かしてこれが中心にプリズム加入表面を有し、回転駆動される部品と旋回作業において協働するように構成された機械加工機械を概略的に示す斜視図である。 図１の機械に取り付けることができる先行技術の機械加工工具の側面図である。 図１の機械に取り付けることができる先行技術の機械加工工具の正面図である。 図２及び図３の工具を通常動作モードで概略的に示す図である。 図２及び図３の工具を逆方向動作モードで概略的に示す図である。 図１の工具が図１の機械の作動中、部分的に逆方向モードで動作する際の図１の工具を概略的に示す図である。 図１の機械に取り付けられるようになった本発明の機械加工工具の側面図である。 図１の機械に取り付けられるようになった本発明の機械加工工具の正面図である。 通常モードで動作中の図７の工具の概略側面図である。 逆方向モードで動作中の図８の工具の概略側面図である。 図９との比較のために、通常モードで動作している先行技術の工具を示す図である。 図１０との比較のために、通常モードで動作している先行技術の工具を示す図である。

Claims (12)

1. 部品（２）に対して逆方向動作による危険性を招く機械加工作業を行う工具（７Ｂ）であって、前記工具（７Ｂ）が、後面（２５）と共にすくい面（２２）と逃げ面（２３）との間の接合部のところに位置した切れ刃（２４）を有する、工具において、前記すくい面（２２）は、前記機械加工作業中に前記部品（２）と前記工具（７Ｂ）の相対運動の方向（２９，３０）に対して実質的に横断方向に配置されるようになった前側フェーセット（２６）と、前記前側フェーセット（２６）と前記逃げ面（２３）との間に設けられた傾斜フェーセット（２７）とを有し、前記切れ刃（２４）は、前記すくい面（２２）の前記傾斜フェーセット（２７）と前記逃げ面（２３）との間の接合部のところに位置している、工具。
2. 前記傾斜フェーセット（２７）は、前記前側フェーセット（２６）の平面に投影された高さが、１マイクロメートル〜２０マイクロメートルのオーダである、請求項１記載の工具。
3. 前記切れ刃（２４）は、少なくとも一部が円錐形の幾何学的輪郭に沿って延びている、請求項１又は２記載の工具。
4. 前記切れ刃（２４）は、前記相対運動方向（２９，３０）に対して直角の平面内で円弧の輪郭に沿って延びている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の工具。
5. 前記前側フェーセット（２６）の平面に投影された前記傾斜フェーセット（２７）の前記高さと前記工具（７Ｂ）の設計上のパスの深さの比は、約２０％以下である、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の工具。
6. 前記切れ刃（２４）は、前記前側フェーセット（２６）と前記後面（２５）との間に設けられている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の工具。
7. 前記切れ刃（２４）は、前記後面（２５）よりも前記前側フェーセット（２６）の方に近く位置する、請求項６記載の工具。
8. 前記逃げ面（２３）と前記運動方向のなす角度は、前記傾斜フェーセット（２７）と前記運動方向のなす角度に実質的に等しい、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の工具。
9. 前記工具は、多結晶ダイヤモンドで作られている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の工具。
10. 前記工具は、単結晶ダイヤモンドで作られている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の工具。
11. 請求項１〜１０のうちいずれか一に記載の機械加工工具（７Ｂ）の位置を部品（２）に回転軸線（４）に対して非対称の表面を機械加工するよう前記回転軸線（４）回りに回転駆動される前記部品（２）の角度位置と同期させるようになった機械加工機械。
12. 前記機械は、０．０１ミリメートル〜１０ミリメートルのオーダのパスの深さで前記部品（２）を機械加工するようになっている、請求項１１記載の機械。

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