JP2011143512A

JP2011143512A - 総形フライス

Info

Publication number: JP2011143512A
Application number: JP2010006462A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Katsuki; 靖人勝木
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2030-01-15
Also published as: JP5383524B2

Abstract

【課題】刃先の切れ味を均一にすることにより、被切削面の面精度を向上させると共に、工具寿命の延長化を図ることができる総形フライスを提供する。
【解決手段】工具先端側に向かうに従って、山部３１，３２，３３と谷部３４，３５，３６とを交互に連ねながら先細り状に形成された外周切れ刃２１を、その軸心周りに複数有する総形フライス１であって、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１において、その頂部３１ａ，３２ａ，３３ａにおける刃先４４の接線方向と直交する方向と、その先端側の傾斜した刃先４４の延設方向と直交する方向と、その基端側の傾斜した刃先４４の延設方向と直交する方向とに、同じ角度のすくい角βを設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、外周切れ刃の刃先径が軸方向において変化している総形フライスに関する。

総形フライスは、特殊な形状をワークに転写、成形する工具として知られている。中でも、タービンブレードの翼根部やタービンディスクの溝を加工するために用いられる総形フライスは、逆クリスマスツリー形状をなしており、その輪郭は凹凸を含んだ複雑なものになっている。

上述したような、逆クリスマスツリー形状の総形フライスは、外周切れ刃をその軸心周りに複数有しており、各外周切れ刃は、工具先端側に向かうに従って、その刃先径が増減しながら徐々に小径となるように形成されている。従って、当該総形フライスを、その軸心周りに回転させると共に、その軸心と直交する方向に移動させることにより、ワークを、その逆クリスマスツリー形状の輪郭と同じ形状に切削することができる。このような、従来の総形フライスは、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００９―２０２３１２号公報

ここで、上記従来の総形フライスについて、図５乃至図７を用いて説明する。

図５及び図６に示すように、従来の総形フライスにおける外周切れ刃７１のすくい面９１には、所定角度のすくい角α１が付与されている。また、上述したように、外周切れ刃７１は、工具先端側に向かうに従って、山部８１と谷部（図１参照）とを交互に連ねながら先細り状に形成されている。

このように、山部８１が径方向外側に向けて膨出するように形成されているため、当該山部８１における刃先９４においては、当該山部８１の頂部８１ａ側、傾斜した先端側及び基端側の３方向で切削を行うことになる。

これにより、頂部８１ａにおける刃先９４によって発生した切屑は、その刃先９４の接線方向と直交する方向から、山部８１におけるすくい面９１に進入することになる。また、先端側の傾斜した刃先９４によって発生した切屑は、その刃先９４の延設方向と直交する方向から、山部８１におけるすくい面９１に進入することになる。更に、基端側の傾斜した刃先９４によって発生した切屑は、その刃先９４の延設方向と直交する方向から、山部８１におけるすくい面９１に進入することになる。

しかしながら、上述したように、山部８１における刃先９４において、頂部８１ａ側、先端側、基端側の３方向で切削が行われることになると、すくい面９１にはすくい角α１が付与されるものの、刃先９４の切削位置（方向）によっては、切屑がすくい角α１で切削されない場合がある。

即ち、図７（ａ）に示すように、山部８１の頂部８１ａにおける刃先９４では、切屑をすくい角α１で切削することになるが、図７（ｂ）に示すように、山部８１における先端側の傾斜した刃先９４では、切屑をすくい角α１よりも小さなすくい角α２で切削し、また、図７（ｃ）に示すように、山部８１における基端側の傾斜した刃先９４では、切屑をすくい角α１よりも小さなすくい角α３で切削することになる。

このように、従来の山部８１における刃先９４では、頂部８１ａ側、先端側、基端側の切削位置によって、異なったすくい角α１，α２，α３で切削することになる。この結果、山部８１においては、その刃先９４の切削位置によって切れ味が異なってしまい、被切削面の面精度を低下させるだけでなく、切削負荷の不均一から、工具寿命の短縮を招くおそれがある。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、刃先の切れ味を均一にすることにより、被切削面の面精度を向上させると共に、工具寿命の延長化を図ることができる総形フライスを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る総形フライスは、
工具先端側に向かうに従って、山部と谷部とを交互に連ねながら先細り状に形成された外周切れ刃を、その軸心周りに複数有する総形フライスであって、
前記山部におけるすくい面に、
前記山部の頂部における刃先の接線方向と直交する方向の第１すくい角と、
前記山部における先端側の傾斜した刃先の延設方向と直交する方向の第２すくい角と、
前記山部における基端側の傾斜した刃先の延設方向と直交する方向の第３すくい角とを設け、
前記第１，２，３すくい角を、同じ角度に設定する
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る総形フライスによれば、山部におけるすくい面に、切屑の進入方向に応じて第１，第２，第３すくい角を設け、これら第１，第２，第３すくい角を同じ角度に設定することにより、山部における刃先の切れ味を均一にすることができるので、被切削面の面精度を向上させることができると共に、工具寿命の延長化を図ることができる。

本発明の一実施例に係る総形フライスの側面図である。図１のII−II矢視断面図である。各山部におけるすくい面の拡大図である。各山部におけるすくい面の断面図であって、（ａ）は図３のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。従来の総形フライスにおける軸心と直交する断面図である。従来の各山部におけるすくい面の拡大図である。従来の各山部におけるすくい面の断面図であって、（ａ）は図６のＸ−Ｘ矢視断面図、（ｂ）は図６のＹ−Ｙ矢視断面図、（ｃ）は図６のＺ−Ｚ矢視断面図である。

以下、本発明に係る総形フライについて、図面を用いて詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、総形フライス１は、例えば、逆クリスマスツリー形状をしたクリスマスカッタであって、工具（軸方向）基端側のシャンク１１と、工具（軸方向）先端側の刃部１２とから構成されている。刃部１２には、複数（図では４個）の外周切れ刃２１が、その軸心周りに等角度間隔で、且つ、その軸心に沿うように設けられており、各外周切れ刃２１間には、切屑排出溝２３が形成されている。

外周切れ刃２１は、工具先端側に向かうに従って、その刃先径（外形）が増減しながら徐々に小径となっており、更に、これら外周切れ刃２１の先端同士が繋がることで、底刃２２が連続して形成されている。即ち、外周切れ刃２１は、工具先端側に向かうに従って、３つずつの山部３１，３２，３３と谷部３４，３５，３６とを交互に連ねながら先細り状に形成されており、それらの先端部によって、底刃２２が形成されることとなる。

また、外周切れ刃２１には、すくい面４１、逃げ面４２、背面４３が形成されており、すくい面４１と逃げ面４２とからなる角部が刃先４４をなしている。即ち、すくい面４１は、山部３１，３２，３３及び谷部３４，３５，３６における工具回転方向下流側の表面を形成するものである。また、逃げ面４２は、山部３１，３２，３３及び谷部３４，３５，３６における外周面を形成するものである。更に、背面４３は、山部３１，３２，３３及び谷部３４，３５，３６における工具回転方向上流側の表面を形成するものである。また更に、刃先４４は、山部３１，３２，３３及び谷部３４，３５，３６の輪郭（エッジ）を形成するものである。

そして、山部３１，３２，３３における先端側の刃先４４は、当該山部３１，３２，３３の頂部３１ａ，３２ａ，３３ａから、工具先端側に向かうに従って、工具径方向内側に直線的に傾斜するように延設している。一方、山部３１，３２，３３における基端側の刃先４４は、当該山部３１，３２，３３の頂部３１ａ，３２ａ，３３ａまで、工具先端側に向かうに従って、工具径方向外側に直線的に傾斜するように延設している。

更に、図２乃至図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１においては、その頂部３１ａ，３２ａ，３３ａにおける刃先４４の接線方向と直交する方向のすくい角（第１すくい角）と、その先端側の傾斜した刃先４４の延設方向と直交する方向のすくい角（第２すくい角）と、その基端側の傾斜した刃先４４の延設方向と直交する方向のすくい角（第３すくい角）とが、同じ角度βとなっている。

なお、図１及び図３において、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１に記載した２点鎖線は、所謂、等高線であって、すくい角βの傾斜度合いを示している。また、図３及び図４における矢印は、それぞれ、切屑の流れ方向を示している。

このように、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１において、切屑の進入方向（流れ方向）となる３方向のすくい角を、角度βに設定することにより、当該すくい面４１には、基準面（谷部３４，３５，３６におけるすくい面４１等）よりも、背面４３側に向けてすり鉢状に凹んだ凹部５１，５２，５３が形成されることになる。

なお、このような凹部５１，５２，５３は、例えば、すくい面４１全体を砥石によって研削した後、山部３１，３２，３２におけるすくい面４１のみを、更にエンドミルによって超精密切削することにより、成形可能となっている。

従って、総形フライス１を用いて切削加工を行う場合には、フライス盤等の工作機械の主軸に装着した総形フライス１を、その軸心周りに回転させながら、その軸心と直交する方向に移動させる。これにより、外周切れ刃２１及び底刃２２によって、図示しないワークに、逆クリスマスツリー形状の輪郭と同じ形状が切削されることになる。

このとき、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１に、切屑が進入する３方向で同じすくい角βとなるような凹部５１，５２，５３を設けているため、図３及び図４（ａ）に示すように、山部３１，３２，３３の頂部３１ａ，３２ａ，３３ａにおける刃先４４では、すくい角βとなる凹部５１，５２，５３（すくい面４１）を用いて、切屑を切削し、これにより発生した切屑は、その刃先４４の接線方向と直交する方向から、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１に進入する。

また、図３及び図４（ｂ）に示すように、山部３１，３２，３３における先端側の傾斜した刃先４４では、すくい角βとなる凹部５１，５２，５３（すくい面４１）を用いて、切屑を切削し、これにより発生した切屑は、その刃先４４の延設方向と直交する方向から、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１に進入する。

更に、図３及び図４（ｃ）に示すように、山部３１，３２，３３における基端側の傾斜した刃先４４では、すくい角βとなる凹部５１，５２，５３（すくい面４１）を用いて、切屑を切削し、これにより発生した切屑は、その刃先４４の延設方向と直交する方向から、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１に進入する。

そして、上記３方向からすくい面４１に進入した切屑は、そのままの進入方向を維持したまま、軸心側に流れた後、切屑排出溝２３における工具基端側から排出される。

従って、本発明に係る総形フライス１によれば、山部３１，３２，３３におけるすくい面４１に、切屑の進入方向に沿ったすくい角βを有する凹部５１，５２，５３を設けることにより、山部３１，３２，３３における刃先４４の切れ味を均一にすることができるので、被切削面の面精度を向上させることができると共に、工具寿命の延長化を図ることができる。

本発明は、切屑排出性や加工安定性の向上を図ることができる総形フライスに適用可能である。

１総形フライス
１１シャンク
１２刃部
２１外周切れ刃
２２底刃
２３切屑排出溝
３１〜３３山部
３１ａ〜３３ａ頂部
３４〜３６谷部
４１すくい面
４２逃げ面
４３背面
４４刃先
５１〜５３凹部
β すくい角

Claims

工具先端側に向かうに従って、山部と谷部とを交互に連ねながら先細り状に形成された外周切れ刃を、その軸心周りに複数有する総形フライスであって、
前記山部におけるすくい面に、
前記山部の頂部における刃先の接線方向と直交する方向の第１すくい角と、
前記山部における先端側の傾斜した刃先の延設方向と直交する方向の第２すくい角と、
前記山部における基端側の傾斜した刃先の延設方向と直交する方向の第３すくい角とを設け、
前記第１，２，３すくい角を、同じ角度に設定する
ことを特徴とする総形フライス。