JP2009528171A - 回転式切削ツール - Google Patents

Abstract

回転式切削ツールが、両側の端部と、本体の一方の端部から反対の端部に向かって螺旋状に延在する切削エッジを形成する溝の、複数の直径方向で向かい合わされる対とを有する本体を備える。切削エッジは全て、本体の一方の端部で、互いから円周方向で均等に離隔される。１対のエッジの各切削エッジは、同じ一様な螺旋で形成され、一方、別の対のエッジの各切削エッジは、本体の切削エッジから反対の端部に向かって変化する一様な螺旋で形成される。螺旋の傾斜性は、どの溝も任意の他の溝と連絡しないようなものであり、溝の端部間の一区域で、そのような溝によって形成される切削エッジは、やはり互いから円周方向で均等に離隔される。

Description

本発明は、エンド・ミルなど回転式切削ツールに関し、より詳細には、優れたびびり及び振動減少、改善された機械加工効率、及びより高い生産性を有するそのようなツールに関する。

エンド・ミルなどの回転式切削ツールが、当技術分野でよく知られており、ワークピースのスロット加工、ポケット加工、傾斜プランジング加工、及び周面フライス削りなど様々な機械加工操作のために使用されている。

この種の従来知られているツールは、一般に、対応する複数の切削エッジを形成する複数の溝を有する。知られているツールのうちのいくつかは、全ての溝が同じ螺旋で形成され、またいくつかは、異なる螺旋で形成された交互の溝を有し、これらの螺旋は、溝の一端から他端まで一定である。

知られているツールはかなり満足に機能するが、使用中にびびり及び振動を減少し、機械加工操作中に発生される調波を最小限にし、ツールがそのフライス削り機能を行う能力を改善し、さらにワークピースのフライス削りされた表面を大幅に改良する、改良されたツールを提供することが望ましい。本発明に従って構成されるツールは、これらの目的を達成する。

本発明の好ましい実施例に従って構成される回転式切削ツールは、長手方向回転軸を有する細長い概して円筒形の本体と、本体の一方の端部から反対の端部に向かって延在する螺旋溝の複数の対とを備える。各溝対の溝は、直径方向で互いに向かい合う。１つの溝対の溝は、端部から端部まで一定のピッチを有する一様な螺旋角度で形成される。しかし、別の溝対の溝は、本体の一端から他端に向かってピッチが変化する共通の螺旋で形成される。

本発明に従って形成されるツールの本体の切削端部で、全ての隣接する溝間の円周方向間隔が均等である。しかし、本体の切削端部から軸方向で離隔された少なくとも１つの区域以外では、隣接する溝間の円周方向間隔は不均等である。そのような区域では、隣接する溝間の円周方向間隔はやはり均等であり、本体の切削端部での隣接する溝間の間隔に対応する。

好ましくは、複数の溝が形成され、どの溝も任意の他の溝と連絡又は交差しないように、互いから円周方向で離隔される。

溝は全て、ツール本体の切削端部から始まり、ツール本体の反対の端部に向かって延在する。望まれる場合には、ツール本体の切削端部の面が、正確なプランジ又は傾斜フライス削り、及びボール半径の提供を可能にする。

本発明の現在好ましい実施例が、添付図面に例示される。

好ましい実施例に従って構成された切削ツールが、参照符号１によって表され、選択された長さ及び直径を有し、且つ長手方向に延在する回転軸３を有する概して円筒形の本体２を備える。ツール本体２は、シャンク４を有し、シャンク４は、その一方の端部が、回転式チャック又は他のドライバ（図示せず）に嵌合されることがあり、その反対の端部では切削区域又は端部５で終端し、切削区域又は端部５から、螺旋溝の複数の対６、７及び８、９が、ツール本体の反対の端部に向かって延在する。溝６及び７は、直径方向で互いに向かい合う溝の第１の対を構成する。溝８及び９は、やはり直径方向で互いに向かい合う溝の第２の対を構成する。溝６は、螺旋状の切削エッジ１０を形成し、溝７は、螺旋状の切削エッジ１１を形成し、溝８は、螺旋状の切削エッジ１２を形成し、溝９は、螺旋状の切削エッジ１３を形成する。本体の切削端部の面は、切削エッジ１４、１５、１６、及び１７を有して形成され、それによりツールの切削端部に切削歯を提供する。

切削端部５で、溝６は、隣接する溝８及び９それぞれに隣接して、それぞれから円周方向で９０°離隔され、溝７も同様に、２つの隣接する溝８及び９から円周方向で９０°離隔される。さらに、溝８は、溝６及び７から９０°離隔され、随伴する溝９と直径方向で向かい合い、溝９は、隣接する溝６及び７から円周方向で９０°離隔される。

切削端部５から、第１の溝対の各溝６及び７は、ツール本体２の反対の端部に向かって螺旋角度ａで螺旋状に延在し、螺旋角度ａは、例示の実施例では、ツール本体の長手方向軸３に対して約３４°である。したがって、溝６及び７によって形成される切削エッジ１０及び１１は、各溝の長さ全体にわたって、約３４°の一定又は一様な螺旋で軸方向に延在する。

また、第２の溝対の溝８及び９も、切削端部５から本体２の反対の端部に向かって螺旋状に延在し、しかし溝６及び７が延在する螺旋角度と異なるだけでなく、その長さ全体にわたって変化もする螺旋角度で延在する。例示される実施例では、溝８及び９はそれぞれ、ツール本体の切削端部５から始まり、図５に示されるように、約３０°から一定の増加率で約４１°まで増加する螺旋角度で、溝の全長（ＬＯＦ）にわたって延在する。また、溝８及び９によって形成される切削エッジ１２及び１３も、それらのそれぞれの溝と同じ螺旋角度で螺旋状に延在する。

本発明の特に有利な特徴は、切削エッジの両側の端部間の少なくとも１つの区域で、隣接する溝及び切削エッジが、再び円周方向で互いから均等に離隔されることである。この区域は、図１及び６で参照符号Ｚによって識別され、切削端部５からツール本体の反対の端部に向かう方向で、溝及び切削エッジの長さの約７３％の位置にある。

図面に示される４溝構成では、区域５及びＺでの隣接する溝間の円周方向間隔が９０°である。直径方向で向かい合う溝の対がツール本体に３対以上形成される場合、円周方向間隔は、均等な間隔の区域で９０°未満となる。

各関連する溝の長さに沿った切削エッジ１０〜１３の相対的な円周方向位置が図６に示され、図６で、第１の溝対の溝６及び７間の円周方向間隔は一定であり、切削エッジ１２及び１３間の円周方向間隔は、互いに対して、且つエッジ１０及び１１に対して異なり、切削端部５及び区域Ｚ以外では変化する。

各溝の円周方向幅と、各溝の軸方向長さと、各溝が形成される螺旋の傾斜性とは、どの溝も任意の他の溝と交差又は連絡しないようなものである。したがって、溝を通るチップの流れは妨げられない。

この構成は、直径方向で向かい合わされた溝の１対の各溝が、溝の長さ（ＬＯＦ）にわたって延在する一様な螺旋で形成され、一方、それに隣接する、直径方向で向かい合わされた溝の対の各溝が、そのような対の溝それぞれに関して同じであり、しかし先の溝対が形成される螺旋とは異なる螺旋で形成されるものである。さらに、全ての溝の切削エッジが、ツールの切削端部で、互いから円周方向で均等に離隔され、そのような切削端部から軸方向で離隔された一区域で、同様に互いから円周方向で離隔される。この構成は、ツールの安定性及びバランスを高め、それと同時に、機械加工操作中に発生される調波を最小限にして消散し、それにより、より高い生産性に加えて、深い軸方向深さでフライス削りすることができる能力、より高い機械加工効率、及びはるかに改善された部品仕上げなど、非常に望ましい効果をもたらす。

一対の溝の２つの直径方向で向かい合う溝が、ツールの切削端部から始まって、一様及び一定の螺旋角度で延在し、別の溝対の２つの直径方向で向かい合わされた溝が、切削端部から始まって、より小さな螺旋でそこから延在し、その螺旋が、他方の溝対の各溝の螺旋よりも大きい螺旋まで一様に増加する構成が、ツールの使用中のびびり及び振動の実質的な減少をもたらすことが見出されている。

例示される実施例では、溝８及び９それぞれの螺旋が、溝６及び７それぞれが始まる角度よりも小さい角度で始まり、しかしその後、溝６及び７の螺旋を上回る。しかし、溝８及び９それぞれが形成される螺旋が、切削面５からツール本体の反対の端部に向かう方向で減少するように、構成を逆にすることも可能である。

例示される実施例は、直径方向で向かい合わされた溝の対を２対のみ含む。しかし、ツール本体の直径及び円周に応じて、直径方向で向かい合わされた追加の溝が提供されてもよい。全ての実施例で、溝の長さ及び傾斜性は、どの溝も任意の他の溝と交差又は連絡しないようなものである。

開示される実施例は、本発明の現在好ましい形態を表し、しかし、本発明の定義としてではなく例示と意図されている。本発明は、特許請求の範囲で定義される。

本発明を具現化する回転式切削ツールの正面図である。 ツールの切削端部の、拡大された尺度での端面図である。 図１の線３−３で取られた断面図である。 図１の線３−４で取られた断面図である。 選択される溝の螺旋及び長さの概略図である。 切削端部又は溝の配置を示すツールの概略展開図である。

Claims (20)

1. 長手方向軸の周りで回転可能であり、両側の端部を有する本体と、前記本体の一方の端部から前記本体の反対の端部に向かって延在する切削エッジを形成する溝の複数の対とを備える回転式切削ツールであって、前記溝の第１の対の溝が、直径方向で互いに向かい合い、前記溝の第２の対の溝が、直径方向で互いに向かい合い、前記第１の溝対の前記溝が、前記本体の前記一方の端部で、互いから、且つ前記第２の溝対の前記溝から円周方向で離隔され、前記第１の溝対の前記溝それぞれが、一様な対応する螺旋角度で、前記本体の前記一方の端部から延在し、前記第２の溝対の前記溝それぞれが、前記第１の溝対の前記溝が延在する螺旋角度とは異なる非一様な対応する螺旋角度で、前記本体の前記一方の端部から延在し、前記第１及び第２の溝対の前記溝の長さ、及び前記第２の溝対の前記溝の前記螺旋角度が、前記本体の前記一方の端部から軸方向で離隔された一区域で、前記第１及び第２の溝対の前記溝間の円周方向間隔が前記本体の前記一方の端部での円周方向間隔に対応するようなものである回転式切削ツール。
2. 前記本体の前記一方の端部及び前記区域以外で、前記第１及び第２の溝対の前記溝間の円周方向間隔が変化する請求項１に記載の切削ツール。
3. 前記第２の溝対の前記溝が前記本体の前記一方の端部から延在する前記螺旋角度が、互いに対応する請求項１に記載の切削ツール。
4. 前記区域が、前記本体の前記一方の端部から前記本体の反対の端部に向かう方向で測定して、前記第１の溝対の前記溝の軸方向長さの約７３％の位置にある請求項１に記載の切削ツール。
5. 前記溝対が、少なくとも２対ある請求項１に記載の切削ツール。
6. 前記第１の溝対の各溝の前記螺旋角度が、前記長手方向軸に対して約３４°である請求項１に記載の切削ツール。
7. 前記長手方向軸に対する前記第２の溝対の各溝の前記螺旋角度が、前記本体の前記一方の端部での約３０°から約４１°まで変化する請求項１に記載の切削ツール。
8. 前記第２の溝対の各溝の前記螺旋角度及び前記軸方向長さが、前記第２の溝対の前記溝と前記第１の溝対の前記溝との間の連絡を防止するようなものである請求項１に記載の切削ツール。
9. 長手方向軸の周りで回転可能であり、両側の端部を有する概して円筒形の本体と、前記本体の一方の端部から前記本体の反対の端部に向かって延在する複数の螺旋状の切削エッジを形成する螺旋溝の複数の対とを備える回転式切削ツールであって、各溝対の前記溝が、直径方向で互いに向かい合い、前記溝の第１の対の前記溝が、互いから、且つ前記溝の第２の対の前記溝から円周方向で離隔され、前記本体の前記一方の端部での隣接する溝間の円周方向間隔が均等であり、前記溝の前記第１の対の前記溝それぞれが、対応する一様な螺旋角度で、前記本体の前記一方の端部から延在し、前記第２の溝対の前記溝それぞれが、前記第１の溝対の前記溝の螺旋角度とは異なる対応する非一様な螺旋角度で、前記本体の前記一方の端部から延在する回転式切削ツール。
10. 前記第２の溝対の前記溝が前記本体の前記一方の端部から延在する前記螺旋角度が、前記第１の溝対の前記溝の螺旋角度よりも小さい螺旋角度から、前記第１の溝対の前記溝の螺旋角度よりも大きい螺旋角度まで変化する請求項９に記載の切削ツール。
11. 前記溝対の前記溝が、どの前記溝も任意の他の前記溝と連絡しないような螺旋角度である請求項９に記載の切削ツール。
12. 前記溝の両側の端部間の一区域で、隣接する溝間の円周方向間隔が均等である請求項９に記載の切削ツール。
13. 前記区域で、隣接する溝間の円周方向間隔が、前記本体の前記一方の端部での円周方向間隔に対応する請求項１２に記載の切削ツール。
14. 隣接する溝間の前記円周方向間隔が、前記一方の端部及び前記区域以外の位置で不均等である請求項９に記載の切削ツール。
15. 長手方向軸と、両側の端部とを有する本体を備える回転式切削ツールであって、前記本体の一方の端部から前記本体の反対の端部に向かって延在する対応する複数の螺旋状の切削エッジを形成する円周方向で離隔された螺旋溝の複数の対を備え、前記溝の第１の対の前記溝それぞれが、対応する第１の螺旋に沿って延在し、前記溝の別の対の前記溝それぞれが、前記第１の螺旋とは異なる対応する第２の螺旋に沿って延在し、前記第１の螺旋が、端部から端部まで一様であり、前記第２の螺旋が、端部から端部まで非一様であり、隣接する溝間の円周方向間隔が、軸方向で離隔された２つの区域で均等であり、その他の場所では不均等である回転式切削ツール。
16. 前記区域の一方が、前記本体の前記一方の端部にある請求項１５に記載の切削ツール。
17. 前記区域の他方が、前記本体の前記一方の端部から、前記本体の前記一方の端部から遠い前記溝の端部への距離の約７３％の位置にある請求項１６に記載の切削ツール。
18. 前記溝の各対の前記溝が、直径方向で互いに向かい合う請求項１５に記載の切削ツール。
19. ２対の前記溝が存在する請求項１８に記載の切削ツール。
20. 前記第１の螺旋が、前記長手方向軸に対して約３４°であり、前記第２の螺旋が、前記軸に対して、前記本体の前記一方の端部での約３０°から約４１°まで一様に変化する請求項１５に記載の切削ツール。

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