JP2015139849A - スカルピングカッタ - Google Patents

Abstract

【課題】切削抵抗を減少することにより、カッタの長寿命化が図れ、被削材の面粗度を向上させることができるスカルピングカッタを提供する。
【解決手段】円筒体の周面に螺旋状に配置された切刃部２０を有するスカルピングカッタである。切刃部が、円筒体に設けられたチップ座に固定される複数の切削チップ１５に形成された切れ刃１８によって構成される。切れ刃同士の間にニック２１が形成される。ニックの内側面２１Ａ、２１Ｂが円筒体の軸線に垂直な面に沿って形成され、または切れ刃１８から離間するに従い円筒面の軸線に垂直な面から離間して後退する方向に形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、金属圧延シートなどの表面を切削するスカルピングカッタに関する。

銅合金などを圧延してシートを成形する場合、その表面の酸化物層や汚れなどを除去する処理が必要となる。この処理のため、シートの表面を切削するスカルピングカッタが用いられる。
スカルピングカッタは、円筒体の周面に螺旋状となるよう互いに平行に配設された複数条の切刃部を有する回転体である。
そして、下記特許文献１には、図６，図７に示すように、切刃部１０１を構成する切れ刃１０２同士の間にニック１０３が形成されており、これらニック１０３の内側面１０３Ａ、１０３Ｂが、切刃部１０１の延びる方向に垂直な面に沿って形成されたスカルピングカッタ１００が開示されている。

特開平７−２７６１２６号公報

前述したスカルピングカッタ１００には、次のような問題があった。
ニック１０３の内側面１０３Ａ、１０３Ｂが、切刃部１０１の延びる方向に垂直な面に沿って形成されているため、当該スカルピングカッタ１００によってシートＳの表面を切削する際に、ニック１０３の内側面の内の一方の内側面１０３Ａのエッジ部が、予期せぬ切れ刃の役目を果たすこととなる。
すなわち、スカルピングカッタ１００が回転する際に、図７に示すように、切刃部１０１はカッタ回転方向Ｔに回転しながら、送り方向Ｆに送り出されるシートＳに対して相対移動して切り込まれることとなるが、このとき、ニック１０３の一方の内側面１０３Ａが、切れ刃１０２の背面側に回り込むことなく、直接、シートＳの表面に接触して切削することとなる。
このように、切れ刃１０２ではない部分で切削を行うため、当該スカルピングカッタ１００が被削材であるシートＳを切削するときの切削抵抗が増し、スカルピングカッタ１００自体の切れ味が悪化するとともに、スカルピングカッタ１００の寿命が短くなる問題があった。

また、前述したように切れ刃１０２ではない部分で切削するため、被削材の面粗度が悪化し、最終製品に影響を与える問題があった。
さらに、被削材であるシートＳへの切削抵抗が増すため、例えば、切刃部１０１が、円筒体に形成されたチップ座に切削チップがロー付により固定されて構成される場合、切削チップがチップ座から剥がれてしまい、切刃部１０１に欠損が生じるおそれがあった。

本発明は、このような背景の下になされたもので、切削抵抗を減少することにより、カッタの長寿命化が図れ、被削材の面粗度を向上させることができるスカルピングカッタを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明のスカルピングカッタは、円筒体の周面に螺旋状に配置された切刃部を有するスカルピングカッタにおいて、前記切刃部の切れ刃同士の間にニックが形成され、前記ニックの内側面が、前記円筒体の軸線に垂直な面に沿って形成され、または前記切れ刃から離間するに従い前記円筒面の軸線に垂直な面から離間して後退する方向に形成されていることを特徴とする。

前記構成のスカルピングカッタによれば、ニックの内側面が、円筒体の軸線に垂直な面に沿って形成され、または前記切れ刃から離間するに従い前記円筒面の軸線に垂直な面から離間して後退する方向に形成されているため、切刃部によって被削材を切削する際、ニックの内側面が切刃部の背面側に位置することとなって被削材とは直接接触しない。このため、ニックの内側面による被削材への切削が生じず、切刃部に形成された切れ刃のみによる切削が可能となる。
この結果、前述した従前のスカルピングカッタによる切削に比べ、切削抵抗が減少する。このため、スカルピングカッタへの負荷が減少することに伴い、カッタの長寿命化が図れる。また、切削抵抗が減少するとともに、切刃部に形成された切れ刃のみによる切削が行われるので、被削材の面粗度が向上する。

前記切刃部が、前記円筒体に設けられたチップ座に固定される複数の切削チップに形成された切れ刃によって構成され、前記切削チップ同士の間に前記ニックが形成されていることが好ましい。

この場合、前述したように当該スカルピングカッタの切削抵抗が減少するので、円筒体に形成されたチップ座に例えばロー付により固定された切削チップへの切削時の負荷が減少し、切削チップがチップ座から剥がれにくくなり、ひいては切刃部に欠損が生じるのを回避できる。

回転方向に隣接する前記ニック同士は、前記切刃部における前記ニックのピッチをＬとするとき、前記切刃部の長さ方向に沿ってＬ／２以下の距離ずつずれて配置されていることが好ましい。

回転方向に隣接するニック同士をずれて配置しているので、ニックが存することに伴う被削材に生じる切れ残し部分を、一の切れ刃の回転方向後段の他の切れ刃で切削することができる。つまり、ニックが存することに伴う切れ残し部分を除去することができ、これによって、ニックが存しているにも拘わらず被削材の面粗度を向上させることができる。
加えて、ニック同士を、切刃部の長さ方向に沿ってＬ／２以下の距離ずつずれて配置しているので、ニックが存することに伴う切れ残し部分を、回転方向後段に存する複数の切れ刃で切削することとなり、被削材の面粗度をさらに向上させることができる。

回転方向に隣接する前記ニック同士は、前記切刃部の長さ方向に沿ってＬ／４の距離ずつずれて配置されていることが好ましい。

この場合、回転方向に隣接するニック同士を、切刃部の長さ方向に沿ってＬ／４の距離ずつずれて配置しているので、ニックが存することに伴う切れ残し部分を、回転方向後段側の３枚の切れ刃で切削することができ、２枚の切れ刃で切削する場合に比べて、被削材の面粗度をさらに向上させることができる。
なお、回転方向に隣接するニック同士を、切刃部の長さ方向に沿ってＬ／５の距離ずつずれて配置する場合、ニック同士のずれ量が少なくなる。ここで、円筒体のチップ座に例えばロー付により切削チップを固定する際には、それら切削チップをニック分だけずらしながら配置してロー付することとなるが、そのとき、回転方向に隣接するニック同士が、少ないずれ量をもつようにしかもそれらずれ量が均等となるように、切削チップを配置させてロー付しなければならず、切削チップのロー付作業が面倒になるおそれがある。

本発明のスカルピングカッタによれば切削抵抗を減少することにより、当該カッタの長寿命化が図れ、被削材の面粗度を向上させることができ、さらに切刃部の欠損を防止することができる。

本発明に係る一実施形態のスカルピングカッタの正面図である。 図１に示すスカルピングカッタのII―II線に沿う拡大断面図である。 図１に示すスカルピングカッタのIII円部の拡大展開図である。 図３のＩＶ円部の拡大図である。 図１に示すスカルピングカッタを用いた切削状況を示す断面図である。 従来のスカルピングカッタの一部の拡大展開図である。 図６のＶII円部の拡大図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るスカルピングカッタの正面図、図２は図１に示すスカルピングカッタのII―II線に沿う拡大断面図、図３は図１に示すスカルピングカッタのIII円部の拡大展開図、図４は図３のＩＶ円部の拡大図である。
図１において、符号１０は本発明に係るスカルピングカッタを示している。このスカルピングカッタ１０は大略、軸線Ｐを中心とする円筒体１１、及びその両端部に設けられて軸線Ｐを共有する回転軸部１２からなる。円筒体１１及び回転軸部１２は例えばＳＣＭ４４０等の鋼材によって作られる。

図２にも示すように、円筒体１１には、その周面に所定の捻れ角を有して螺旋状となるよう互いに平行に形成された複数条の溝１３が形成されている。これら溝１３のカッタ回転方向Ｔの前方を向く内壁１３ａにはチップ座１４が形成されている。チップ座１４には超硬合金からなる切削チップ１５が、その先端をカッタ外周部から突出するように、ロー付け等の固定手段によって固定されている。

切削チップ１５には、カッタ回転方向Ｔの前方を向くすくい面１６と円筒体１１の外周側を向く逃げ面１７が形成され、これらすくい面１６と逃げ面１７と交差部に切れ刃１８が形成されている。そして、これら切れ刃１８によって切刃部２０が構成されている。
つまり、円筒体１１の周面には、切刃部２０が溝１３と同様、螺旋状となるように配置されている。

切削チップ１５同士の間にはわずかな隙間であるニック２１が形成され、ニック２１は、前記軸線Ｐに直交する方向に延びて形成されている。
切削チップ１５は、図３に示すように、平面視平行四辺形に形成されている。切削チップ１５の切れ刃１８の左右両端からは、側面２１Ａ、２１Ｂが円筒体１１の内方に延びるように形成されている。これら側面２１Ａ、２１Ｂのうちの一部、つまり外端部分はニック２１の内側面を構成している。側面２１Ａ、２１Ｂのうち、一方の側面２１Ａは切れ刃１８に対し鋭角をなし、他方の側面２１Ｂは切れ刃１８に対して鈍角をなしている。そして、それら側面２１Ａ、２１Ｂは、円筒体１１の前記軸線Ｐに垂直な面に沿って形成されている。

また、当該スカルピングカッタ１０の回転方向に連続する複数の切刃部２０におけるニック２１の位置は、切刃部２０の長さ方向に沿って所定の等間隔を開けて互いにずれている。
ニック２１のずれ量については、説明の便宜上、図３に示すように、円筒体１１の軸線Ｐに平行となるように投影した状態で説明するが、投影することなく、ニック２１の直接の値を用いた場合でもその内容は実質的に同一である。
ニックのずれ量は、一の切刃部２０において隣り合うニック２１同士の間隔、つまりニック２１のピッチをＬとするとき（この間隔Ｌは切削チップ１５の長さよりもニック２１の幅分だけ長くなっている。）、Ｌ／ｎの長さ（ｎは２以上の整数）に設定されている。図３に示す例ではｎは４に設定されている。

つまり、この実施形態では、カッタ回転方向に連続する複数の切刃部２０のニック２１の位置は、一の切刃部２０から回転方向に向けて段数が増すにつれてずれ量が漸次大きくなり、４段目の切刃部２０で、最初の一の切刃部２０のニック２１の位置と同じ位置となる。
なお、この実施形態では、ニック２１のピッチをＬとするとき、ニック２１のずれ量をＬ／４に設定しているが、これに限れることなく、このずれ量をＬ／３、あるいはＬ／５に設定しても、あるいはｎを整数に限られることなく、小数点以下の小さな数を含む数字に設定した値としてもよい。

前記回転軸部１２にはテーパ部１２Ａが設けられ、スカルピングカッタ１０はこのテーパ部１２Ａで、図示しない軸受け部材に軸受けされ、さらに、駆動モータに接続されて軸線Ｐを回転軸として前記カッタ回転方向Ｔに回転駆動されるようになっている。

次に、この実施形態のスカルピングカッタ１０を用いて被切削物であるシートＳの表面を切削する方法について説明する。
図５は、図１に示すスカルピングカッタ１０を用いたシートＳの表面の切削状況を示す断面図である。

ここでは、粗圧延された銅合金のシートＳが矢印の送り方向Ｆに搬送されている。このシートＳの両面には酸化被膜や汚れなどが付着している。シートＳは、その送り方向Ｆに対し軸線Ｐが直角になるように配設された前記実施形態のスカルピングカッタ１０とバックアップロール３０からなるアセンブリの間に搬送される。このアセンブリは、回転駆動されるスカルピングカッタ１０と回転自在なバックアップロール３０が、調節された挟圧をもって互いに引き合うように付勢されて、軸平行に配設されたものである。

次に、シートＳは、図示はしていないが、上記アセンブリの構成と同じ構成である、スカルピングカッタ１０とバックアップロール３０を備える後段のアセンブリの間に搬送される。ただしこの後段のアセンブリでは、スカルピングカッタ１０とバックアップロール３０が、先行するアセンブリとは天地を逆に配設されている。この２組のアセンブリを通過することによって、シートＳはその両面が切削される。なお、図３ないし図５では、カッタ回転方向ＴとシートＳの送り方向Ｆとが対向していて、いわゆるアップカットにより切削が行われるが、スカルピングカッタ１０の周速がシートＳの送り速度よりも十分に速ければ、カッタ回転方向Ｔと送り方向Ｆとが同じ向きとされて、いわゆるダウンカットにより切削が行われてもよい。

前記構成のスカルピングカッタ１０の切刃部２０によってシートＳの表面を切削する際、切刃部２０は回転方向Ｔに回転しながら送り方向Ｆに送り出されるシートＳに対して相対移動して切り込まれることとなるが、このとき、ニック２１の内側面、つまり切削チップ１５の左右の側面２１Ａ、２１Ｂが、それぞれ円筒体１１の軸線Ｐに垂直な面に沿って形成されているため、それら側面２１Ａ、２１Ｂが切れ刃１８の背面側に位置することとなってシートＳとは直接接触しない。このため、切削チップ１５の左右の側面２１Ａ、２１ＢによるシートＳへの切削が生じず、切刃部２０に形成された切れ刃１８のみによる切削となる。

この結果、従前のスカルピングカッタによる切削に比べ、切削抵抗が減少する。従って、スカルピングカッタ１０への負荷が減少することに伴い、カッタの長寿命化が図れる。また、切削抵抗が減少するとともに、切刃部２０に形成された切れ刃１８のみによる切削が行われるので、シートＳの面粗度が向上する。

また、前述したように当該スカルピングカッタ１０の切削抵抗が減少するので、円筒体11に形成されたチップ座１４にロー付により固定された切削チップ１５への切削時の負荷が減少し、切削チップ１５がチップ座１４から剥がれにくくなり、ひいては切刃部２０に欠損が生じるのを回避できる。

また、回転方向に隣接する切刃部２０のニック２１同士が互いにずれるように配置しているので、ニック２１が存することに伴うシートＳに生じる切れ残し部分を、一の切れ刃１８の回転方向後段の他の切れ刃１８で切削することができる。つまり、ニック２１が存することに伴う切れ残し部分を除去することができ、これによって、被削材であるシートＳの面粗度を向上させることができる。

加えて、この実施形態では、ニック２１のピッチをＬとするとき、回転方向に隣接する切刃部２０のニック２１同士を、切刃部２０の長さ方向に沿ってＬ／４の距離ずつずれて配置しているので、ニックが存することに伴う切れ残し部分を、回転方向後段側の３枚の切れ刃１８で切削することができ、例えば２枚の切れ刃で切削する場合に比べて切れ残し部分をより確実に除去することができる。この結果、シートＳの面粗度をさらに向上させることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前述の実施形態では、側面２１Ａ、２１Ｂが軸線Ｐに垂直な面に沿って形成されているが、図４に破線で示すようにこれらの側面２１Ａ、２１Ｂが切れ刃１８から離間するに従い軸線Ｐに垂直な面から離間して後退する方向に形成されていてもよい。すなわち、この図４に破線で示すように、側面２１Ａ、２１Ｂは、それぞれの側面２１Ａ、２１Ｂと切れ刃１８との交点を通る軸線Ｐに垂直な面に対して、カッタ回転方向Ｔの後方側（送り方向Ｆ側）に向かうに従い軸線Ｐ方向に凹むように傾斜していてもよい。また、側面２１Ａ、２１Ｂの一方がこのように切れ刃１８から離間するに従い軸線Ｐに垂直な面から離間して後退する方向に形成されていて、他方は軸線Ｐに垂直な面に沿って形成されていてもよく、すなわち側面２１Ａ、２１Ｂの両方が切れ刃１８から離間するに従い軸線Ｐに垂直な面から突出しないように形成されていればよい。
さらに、前述の実施形態では、円筒体１１に別部材の切削チップ１５を固定して切刃部２０を構成したものを例に挙げて説明したが、これに限られることなく、円筒体１１に直接切刃部２０が形成されたスカルピングカッタにも、本発明は適用可能である。

また、前記実施形態では、チップ座１４にロー付により切削チップ１５を固定しているが、これに限られることなく、例えば拡散接合等の他の手段によって切削チップ１５をチップ座１４に固定してもよい。

また、前記実施形態では、ニック２１の内側面が、円筒体１１の軸線に垂直な面に沿って形成されていることを前提に、カッタ回転方向に隣接するニック２１同士を、切刃部２０の長さ方向に沿ってずらして配置しているが、これに限られることなく、ニック２１の内側面が円筒体１１の軸線に垂直な面に沿って形成されていることとは別に、カッタ回転方向に隣接するニック２１同士を、独立して切刃部２０の長さ方向に沿ってずらして配置してもよい。

１０ スカルピングカッタ １１ 円筒体 １２ 回転軸部 １２Ａ テーパ部
１３ 溝 １４ チップ座 １５ 切削チップ １６ すくい面 １７ 逃げ面
１８ 切れ刃 ２０ 切刃部 ２１ ニック ２１Ａ、２１Ｂ 側面（ニックの内側面） Ｐ 軸線 Ｓ シート（被削材）

Claims (4)

1. 円筒体の周面に螺旋状に配置された切刃部を有するスカルピングカッタにおいて、
   前記切刃部の切れ刃同士の間にニックが形成され、
   前記ニックの内側面が、前記円筒体の軸線に垂直な面に沿って形成され、または前記切れ刃から離間するに従い前記円筒体の軸線に垂直な面から離間して後退する方向に形成されていることを特徴とするスカルピングカッタ。
2. 前記切刃部が、前記円筒体に設けられたチップ座に固定される複数の切削チップに形成された切れ刃によって構成され、
   前記切削チップ同士の間に前記ニックが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスカルピングカッタ。
3. 回転方向に隣接する前記ニック同士は、前記切刃部における前記ニックのピッチをＬとするとき、前記切刃部の長さ方向に沿ってＬ／２以下の距離ずつずれて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスカルピングカッタ。
4. 回転方向に隣接する前記ニック同士は、前記切刃部の長さ方向に沿ってＬ／４の距離ずつずれて配置されていることを特徴とする請求項３に記載のスカルピングカッタ。
   

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