JP2010521329A - 平フライス - Google Patents

Abstract

本発明は、円筒体が、その円筒体の長さにわたって延設されて相互に離間しかつ長手軸線に対して角度をもって延びる溝を備えており、これらの溝内にスローアウェイチップ、特に被覆超硬合金チップが配置されている平フライスに関する。フライスに対してまたは被削材に対しても軸力の作用を十分に防止するために、溝、すなわちスローアウェイチップの切刃が部分的に異なる角度で配列されており、切削プロセス時に一方の部分内で発生する軸力が隣接部分内で発生する軸力によって無効にされまたは限定的に小さくされるように前記角度が選択されているか、または切削プロセス時に一方のスローアウェイチップによって引き起こされる軸力が隣接スローアウェイチップによって引き起こされる軸力によって無効にされるようにスローアウェイチップが溝内に交互に配置または配列されているかのいずれかが提案されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スローアウェイチップ、特に被覆超硬合金チップ（切削インサート）を装着した平フライスに関する。

非鉄金属帯板または薄板の加工用に利用される平フライスは久しく知られている。特許文献１に述べられた平フライスでは平フライスに螺線状溝が形成されており、準連続的な切刃を備えたヘリカル刃（ＨＳＳ刃）がこれらの溝内で前後に配置されており、刃は楔およびねじで保持されている。

切削プロセスの経済性を改善するために、特許文献２には、植刃式エンドミルとして知られているように、平フライスへの超硬合金スローアウェイチップ（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ ｃａｒｂｉｄｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔｓ）の利用が述べられている。有利なことに、比較的高価な研削盤でのチップの再研削がもはや必要でなく、チップを使い捨てることによって利用改善がなされ、すなわちチップの４つもしくは８つの切刃を利用することが可能となっている。

両形式の平フライスでは切刃が螺線状に筒長にわたってフライスの周面に配置されている。さらに、チップは回転軸線に対して傾き角（例えば１０°）を有している。この傾斜配置は知られているように、一層穏やかな切削を目的としており、こうして平フライス、従って機械全体に発生する動的負荷が一層僅かとなる。これにより、切削プロセスの振動励起もやはり低減されることになる。

しかし、切削力は切刃の傾斜配置によって軸線方向でも力成分を発生している。この力成分は、平フライスのスラスト軸受を負荷し、横ガイド内で受容されねばならない被切削スラブもしくは帯板内に横力を生じさせる。特にフライスの前方および後方で横ガイドが作用しない帯板頭部および帯板端部では、横力が帯板推移に否定的にも作用するものである。これは、帯板が幅広のとき、除去量が多いとき、または高張力材料の場合に特に現れている。

独国実用新案出願公開第２０２０４４７８号明細書 独国実用新案出願公開第２９９１３１６４号明細書

そこで本発明の課題は、フライスに対してまたは被削材に対しても軸力の作用を十分に防止する平フライスを提供することである。

この課題は、本発明によれば、円筒体が、その円筒体の長さにわたって延設されて相互に離間しかつ長手軸線に対して角度をもって延びる溝を備えており、これらの溝内にスローアウェイチップ、特に被覆超硬合金チップが配置されている平フライスにおいて、溝、すなわちスローアウェイチップの切刃が部分的に異なる角度で配列されており、切削プロセス時に一方の部分内で発生する軸力が隣接部分内で発生する軸力によって無効にされまたは限定的に小さくなるように前記角度が選択されていることによって解決されている。

代替的に、円筒体が、その円筒体の長さにわたって延設されて相互に離間しかつ長手軸線に対して角度をもって延びる溝を備えており、これらの溝内にスローアウェイチップ、特に被覆超硬合金チップが配置されている平フライスは、切削プロセス時に一方のスローアウェイチップによって引き起こされる軸力が隣接スローアウェイチップによって引き起こされる軸力によって無効にされるようにスローアウェイチップが溝内に交互に配置または配列されていることを特徴としている。

一般にこの効果も数学的に次式で表現することが可能である。

式中、ｉは切刃の指数、ｎはフライス長さにわたる切刃の数、Ｌ_ｉは切刃ｉの長さ、α_ｉは切刃ｉの傾き角である。

その際、傾き角α（もしくは切刃の配列）は正または負とすることが可能であり、フライス長さにわたって変化している。

１実施形態によれば、溝もしくは切刃配列が横平面に対して鏡像対称に円筒体内を延びている。また、円筒体は、軸線方向で並べたディスクで構成することも可能であり、これらのディスクは締付要素によって一緒に保持され、その場合各２つの隣接ディスクのもとで溝、すなわち切刃配列はディスク間の分離平面に対して鏡像対称に延びている。

最後に、複数のスローアウェイチップをそれぞれ１つの保持板上でブロック状に組み立て、個々の保持板と保持板に固着された切刃を異なる配列で円筒体上に固着しておくことが可能である。その場合、配列は個々のスローアウェイチップについて先に述べたのとまったく同様に行われることになる。

平フライスのすべての切刃の切刃長さ×切刃傾き角の積の合計は、ゼロに等しくしておくべきである。

負方向と比較して正方向では僅かに異なる切刃調整が選択され、または正の傾きを有する切刃の数が負の傾きを有する切刃の数よりも多少多いことによって、限定的に低い軸力を発生させることが可能である。

スローアウェイチップの切刃の配列は、平フライスの正面から見て、矢状または弧状に凸状線または凹状線またはジグザグ線上に延ばすことが可能である。

それとともに本発明は、スローアウェイチップ、特に被覆超硬合金チップを装着した平フライスに関するものである。しかしその際、先行技術と比較して、切削プロセス時に切削円筒および被削材に作用するような軸力が現れないかまたはせいぜいごく僅かにもしくは限定的に僅かに現れるようにスローアウェイチップは配列されている。

理解を深めるために、本発明は以下で図面を参考に詳しく説明される。

本発明に係るスローアウェイチップ配置を有する平フライスを示す略図である。 ａ）〜ｃ）は３つの異なるスローアウェイチップ配置例を示す略図である。 平フライスのディスク状構造を示す略図である。 図１の実施形態の変更例を示す略図である。 さまざまな切刃構成を示す図である。

図１に示す実施形態によれば、平フライスが円筒体１から成り、両方の円筒半部についてそれぞれ円筒周面全体に螺線状に設けられる溝２を有し、これらの溝内でスローアウェイチップ３が固着されている。固着のための細部も円筒支承等のための細部も、ここでの理解にとって不可欠ではないので図示されていない。スローアウェイチップの切刃は、ここではいわば矢状に配置もしくは配列されている。左方向でも右方向でも切刃の対称な配置、すなわち調整によって、軸力成分が相殺され、軸力は最小となる（特殊事例ではゼロ）。こうして、フライス盤内部での帯板のガイドは、一層僅かな取付空間で一層単純に形成することが可能となり、一層僅かに負荷されることになる。さらに、この実施形態では、飛散切屑が多少脇に向けられており、そのことで上面での切屑排出が促進されることになる。また、穏やかな切削は、斜めにずらして配置された切刃によって与えられている。

切刃の代替的配置および配列は図２に示されている。例ａ）は図１の実施形態に一致しており、ここではｂ）の実施形態を理解するのに役立つにすぎない。実施形態ｂ）では、切刃の配置が正面図において代替的に弧状に実施されている。

所望する切屑飛散特性に応じてａ）、ｂ）によるチップ配置は凹状または凸状配置態様とすることが可能である。すなわち、例えばフライス中心の１列の切刃は最初に切削領域に走り込み、または別の湾曲方向において最後に切削領域に走り込む。その場合、切屑は配置態様に応じて外方にスラブ縁部へと飛散し、または内方にスラブ中心へと飛散することになる。

実施形態ｃ）は、チップ配置に関して前記先行技術により知られた実施形態と一致している。しかし、各第２超硬合金切刃は別の配列にされている。

図３に示す平フライス実施では、円筒体が交互にピッチ方向を変えた個々のディスクから構成されている。

他の有利な構造態様の平フライスは図４に示されている。ここでは超硬合金スローアウェイチップが保持板４（カセット）内でブロック状に保持されている。これらの保持板は、既述したように、切刃の配列が例えば矢状となるようにやはり基体上に取付けられている。

実施形態では、それぞれ２つの切刃列が詳細に示されている。これによって、切刃のずらした配置による重なりを認めることが可能となる。また、複数の二重列が同じ仕方で周面全体に配置されている。

上記構造態様（１つの部品から成る平フライス、ディスクから組み立てられた平フライス、切刃‐保持板で覆われた平フライス）は、さまざまな切刃配置と組み合わせることによって実施することが可能である。

完全を期す意味で、利用することのできる追求するスローアウェイチップ態様が図５に示されている。平フライス用チップの半径方向配置も接線方向配置も予定されている。チップは、正方形または長方形に、有利にはベベル付きで実施しておくことが可能である。好ましくは、被覆超硬合金チップ（スローアウェイチップ）が利用されている。

既に述べたように、すべての構造態様は、切削過程中に発生する切削力を前記切刃配置および切刃配列によって軸線方向で設計上最小に抑えかつ同時に切刃が工作物（スラブ）内に穏やかに入り込むことを可能とすることを目的としている。軸力＝０の目標の代わりに、限定的に小さな軸力および軸力方向を設定することも可能である。これは、有利には、一方の側を向く切刃の調整を反対側の傾きに対して僅かに変更することによって、または代替的に負の傾きを有する切刃の数を正の傾きを有する切刃の数よりも多少増やすことによってなされている。

Claims (8)

1. 円筒体が、その円筒体の長さにわたって延設されて相互に離間しかつ長手軸線に対して角度をもって延びる溝を備えており、これらの溝内にスローアウェイチップ、特に被覆超硬合金チップが配置されている平フライスにおいて、溝、すなわちスローアウェイチップの切刃が部分的に異なる角度で配列されており、切削プロセス時に一方の部分内で発生する軸力が隣接部分内で発生する軸力によって無効にされまたは限定的に小さくなるように前記角度が選択されていることを特徴とする平フライス。
2. 円筒体が、その円筒体の長さにわたって延設されて相互に離間しかつ長手軸線に対して角度をもって延びる溝を備えており、これらの溝内にスローアウェイチップ、特に被覆超硬合金チップが配置されている平フライスにおいて、切削プロセス時に一方のスローアウェイチップによって引き起こされる軸力が隣接スローアウェイチップによって引き起こされる軸力によって無効にされるようにスローアウェイチップが溝内に交互に配置または配列されていることを特徴とする平フライス。
3. 切刃配列が横平面に対して鏡像対称に円筒体内を延びていることを特徴とする、請求項１に記載の平フライス。
4. 円筒体が軸線方向で並べたディスクから構成され、これらのディスクが締付要素によって一緒に保持され、各２つの隣接ディスクのもとで溝、すなわち切刃配列がディスク間の分離平面に対して鏡像対称に延びていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の平フライス。
5. 複数のスローアウェイチップがそれぞれ１つの保持板上でブロック状に組み立てられ、個々の保持板と保持板に固着された切刃が異なる配列で円筒体上に固着されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の平フライス。
6. 切削円筒のすべての切刃の切刃長さ×切刃傾き角の積の合計は、ゼロに等しいことを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の平フライス。
7. 負方向と比較して正方向では僅かに異なる切刃調整が選択され、または正の傾きを有する切刃の数が負の傾きを有する切刃の数よりも多少多いことによって、限定的に低い軸力が発生されるようになっていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項に記載の平フライス。
8. 切刃の配列が正面から見て、矢状または弧状に凸状線または凹状線またはジグザグ線上を延びていることを特徴とする、請求項１に記載の平フライス。

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