JP2022524345A - 切削ツール、切削ツールを製造するための方法、及びワークピースの加工のための方法 - Google Patents

Abstract

ハニカムコアの加工のための、縦方向軸（Ａ）を有し、その縦方向軸（Ａ）を中心に回転の方向（Ｒ）に回転可能である、回転可能な切削ツール（１）であって、前端（２）と、後端（３）と、前端と後端との間を伸長する周囲面（４）と、周囲面に、４５°≦α≦６５°である第１のらせん角度にて形成され、第１の深さ（ｄ１）を有する一式のらせんフルート（５）と、一式のらせんリッジ（６）と、周囲面（４）に、９０°＜β≦１００°である第２のらせん角度にて形成され、第１の深さより浅い第２の深さ（ｄ２）を有する少なくとも１つのらせん溝（７）と、を含み、少なくとも１つのらせん溝は、らせんリッジと交差して、らせんリッジのそれぞれの上に複数の切削歯（１１）が形成されるようになっており、切削歯はそれぞれ、２つのランド（８）の間の遷移部に形成された第２のリッジ（１０）と、切削エッジ（９）と、ランドの１つとらせんフルートとの間の遷移部に形成されたクリアランスエッジ（１６）と、を含み、第２のリッジと、切削エッジと、クリアランスエッジと、は、切削歯の半径方向に最も外側の点を構成する歯先（１２）に合流する、回転可能な切削ツール（１）。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに係る、ハニカムコアを含むワークピースの加工のための回転可能な切削ツールに関する。特に、排他的ではないが、切削ツールは、ハニカムコアからなるワークピースの加工に適している。本発明はさらに、そのような切削ツールを製造するための方法と、ハニカムコアを含むワークピースの加工のための方法と、に関する。

高い強度を比較的低い重量にて提供するそれらの能力により、ハニカム構造は、航空宇宙産業でのアプリケーションに一般的に使用される。典型的には、ハニカム構造は、サンドウィッチ構造を形成するために、繊維強化塑性材料などの薄いシート間に積層されたハニカムコア材料を含む。そのような構造の加工のために、回転可能な切削ツールが一般的に使用される。回転可能な切削ツールは、その切削ツールの縦方向軸の周りを伸長するらせんリッジ上に形成された複数の周辺切削エッジを有する。

ＤＥ１０２００９０１５２６２は、そのような積層されたハニカム構造の加工のために使用されてよい切削ツールを開示する。切削ツールの周囲面においては、切り屑を排出するための、一式の比較的深いらせんフルートが伸長し、比較的浅い溝が、らせんフルートに関しての角度にて伸長する。２つの隣接する深いらせんフルートの間の遷移部においては、線形の切削エッジが形成され、これは、らせんフルートに沿って伸長する。切削エッジは、浅い溝により形成されたランドにより割り込まれている。このツール構成は、繊維強化塑性層を含む積層構造の加工に適した、比較的強い切削エッジをもたらすが、加工中に大きな切削力と発熱をももたらし、したがって、ツール寿命を短くし、加工コストを上げる。

ハニカムコアを含むものの、サンドウィッチ構造に必ずしも含まれないワークピースの加工のためには、それを用いることで、長いツール寿命と改善された加工の経済性とを達成できる切削ツールを提供することが望ましいであろう。

本発明の主な目的は、従来技術の不都合な点の少なくとも１つを克服又は緩和すること、若しくは、有益な代替品を提供することである。特に、その目的は、ハニカムコアを含むワークピース、又は、ハニカムコアからなる、つまり、サンドウィッチ構造に含まれないハニカムコアからなるワークピースの加工に適した切削ツールを提供することである。さらに、その目的は、従来技術による切削ツールと比較して、加工の経済性が改善される、ツール寿命が改善されたそのような切削ツールを提供することである。

本発明の第１の態様によると、その主な目的は少なくとも、請求項１の特徴部に画定された特徴を示す、はじめに画定された切削ツールを用いて達成される。

切削ツールは、縦方向軸を有する。この縦方向軸を中心に、切削ツールは回転の方向に回転可能である。切削ツールは、
前端と、
前端と反対側の後端であって、切削ツールは、ツールホルダ又はマシンスピンドルに固定されるよう適合されている、後端と、
前端と後端との間に、縦方向軸の周りを伸長する周囲面と、
周囲面に形成された、切り屑を排出するための一式のらせんフルートであって、前端から後端に向かって、縦方向軸に関して、４５°≦α≦６５°である第１のらせん角度αにて伸長し、第１の深さを有する一式のらせんフルートと、
一式のらせんリッジであって、らせんリッジはそれぞれ、第１の関連するらせんフルートと第２の関連するらせんフルートを含むペアの隣接するらせんフルートの間に関連付けられて形成されており、第２の関連するらせんフルートは、回転の方向において、第１の関連するらせんフルートの後ろに位置する、一式のらせんリッジと、
周囲面に形成され、第１の深さより浅い第２の深さを有し、らせんフルートにより割り込まれるようになっている少なくとも１つのらせん溝と、
を含み、
少なくとも１つのらせん溝は、らせんリッジと交差し、らせんリッジのそれぞれの上に複数のランドが形成されるようになっており、ランドはそれぞれ、第１の関連するらせんフルートと第２の関連するらせんフルートの間を伸長し、らせんリッジのそれぞれの上に複数の切削歯が形成されるようになっており、切削歯はそれぞれ、複数のランドのペアの関連して隣接するランドにより少なくとも区切られており、ペアの関連して隣接するランドは、第１の関連するランドと第２の関連するランドとを含み、第２の関連するランドは、前端から、第１の関連するランドよりも遠い軸方向の距離に位置する。

このツールは、少なくとも１つのらせん溝は、縦方向軸に関して、９０°＜β≦１００°である第２のらせん角度βにて伸長し、複数の切削歯の各切削歯はそれぞれ、
第１の関連するランドと第２の関連するランドとの間の遷移部に形成された第２のリッジと、
第１の関連するランドと第１の関連するらせんフルートとの間の遷移部に形成された切削エッジと、
第２の関連するランドと第１の関連するらせんフルートとの間の遷移部に形成されたクリアランスエッジと、
を含み、
第２のリッジと、切削エッジと、クリアランスエッジと、は、切削歯の半径方向に最も外側の点を構成し、切削ツールの切削半径にて置かれる歯先に合流することを特徴とする。

切削ツールは、前端から後端に向かって伸長する切削部位を有する。切削部位は、切削歯を含む。切削ツールはまた、後端から前端に向かって伸長する載置部位を有してよい。切削ツールは、ツールホルダに直接、又は、中間部を介して固定されるよう適合されていてよいが、ホルダと一体に形成されてもよい。切削ツールは、典型的には、ツールホルダ又はマシンスピンドルに、後端をツールホルダ又はマシンスピンドルに向けて固定されるよう適合されていてよい。

縦方向軸は、切削ツールの中心軸である。

角度αは、らせんフルートの少なくとも１つに対して、又は、一式のらせんフルート内のすべてのらせんフルートに対して、一部に沿って、又は、切削部位全体に沿って、一定であってよい。

特に、排他的ではないが、らせんフルートは、互いに同一又は実質的に同一であってよい、及び／又は、互いから等しく離れていてよい。少なくとも２つのらせんフルートが、互いに並列であってよい。

特に、排他的ではないが、１つのらせんフルートの第１の深さは、そのエクステンションに沿って一定であってよい。特に、排他的ではないが、一式のらせんフルート内のすべてのらせんフルートは、それらのエクステンションに沿って一定の第１の深さを有してよい。

複数のランドに含まれるランドはそれぞれ、互いに同一又は実質的に同一であってよい。代替的に、１つのらせんリッジに沿う複数のランドに含まれるランドはそれぞれ、互いに同一又は実質的に同一であってよい。

第２のらせん角度βが、９０°＜β≦１００°の範囲内にあり、第１のらせん角度αが、４５°≦α≦６５°の範囲内にある場合、これらは共に、比較的低い切削力をもたらす。らせん溝を生成するためには、角度βは、９０°超でなければならない。さらに、角度βが９０°に等しいと、溝はいずれのピッチも有さなくなり、これは、切削歯と歯先との好ましくない軸方向の分布をもたらすであろう。また、βが１００°超であれば、切削ツールに関連する恩恵が損なわれる。比較的低い切削力により、発熱は比較的少量となり、これにより、ツール寿命が伸び、したがって、加工の経済性も上がる。

切削エッジは、比較的浅いらせん溝とらせんフルートとにより形成されたランドの間の遷移部に形成されるため、及び、第２のリッジは、１つのらせんリッジに沿って互いに隣接して形成された２つのランドの間の遷移部、つまり、交差部に形成されるため、２つの隣接するらせんフルートの間の交差部、つまり、遷移部に形成される線形の切削エッジはない。その代わりに、隣接するらせんフルートは、らせんリッジ上に形成されたランド、つまり、一連のランドにより互いから分けられる。ここでは、隣接するランドは、それらの間の遷移部、つまり、交差部に形成された第２のリッジによってのみ分けられる。したがって、加工中に発生する切削力は、らせんフルートに沿って伸長する線形の切削エッジを含む切削ツールと比較して、減少し得る。切削アクションはしたがって、２つの隣接するらせんフルートの間の交差部に形成された線形の切削エッジの代わりに、ランドとらせんフルートとの間の遷移部に形成された切削エッジにより行われる。ランドとらせんフルートとの間の遷移部に形成された切削エッジは、そのような線形の切削エッジより適した伸長の方向を有することがわかっている。

提案する切削ツールの構成は、ハニカムコアの加工に特に適する、比較的鋭い切削エッジをもたらす。

少なくとも１つのらせん溝が、らせんフルートと同じ軸方向のエクステンションを有する必要は必ずしもない。らせん溝（単一又は複数）は、より短い軸方向のエクステンションを有してよい。これにより、切削ツールの１つ又はそれ以上の部位（単一又は複数）に、異なる切削ジオメトリが提供されてよい。これは、例えば、薄い層の間に挟まれたハニカムコア材料を含む積層構造の加工に適する場合がある。この場合、異なる切削ジオメトリは、繊維強化ポリマーの加工により適する、より強い切削エッジを提示する切削ジオメトリであってよい。例えば、異なる切削ジオメトリを持つ部位は、切削ツールの前端に関連して、及び／又は、切削ツールの後端の近くに提供されてよい。

切削ツールは、切り屑を排出するための、４つ、又は５つ、又は６つ、又はそれ以上のらせんフルートを含んでよい。切削ツールは、１つの実施形態によると、８つのらせんフルートを含んでよい。

切削ツールは、切削ツールの前端に形成された少なくとも２つの前部切削エッジをさらに含んでよい。前部切削エッジの数は、好ましくは、切り屑を排出するためのらせんフルートの数より少なくてもよい。

第１のらせん角度αは、４５°と６５°との間にあるべきである。切削力の好ましい方向、したがって、満足のできる切削アクションを確かにするために、４５°の下限が選択される。第１のらせん角度αが４５°より小さいと、得られる切削力の方向は、好ましくないものとなる。より大きいらせん角度を持つフルートを作成することが難しくなるため、６５°の上限が選択される。

１つの実施形態によると、複数の歯の切削歯のそれぞれの切削エッジは、縦方向軸に鉛直する面にて見た際に、歯先から、縦方向軸と歯先との間を伸長する半径方向の線に関して、角度γにて、半径方向に内向きに伸長する。切削エッジのそのようなエクステンションは、２つのらせんフルートの間の交差部に形成された切削エッジのエクステンションよりも、ハニカムコアの加工に好ましいことがわかっている。ここでは、切削エッジは、ツールの周囲に伸長し、半径方向に内向きには伸長しない。

さらなる１つの実施形態によると、角度γは、縦方向軸に鉛直する面にて見た際に、－２０°≦γ≦＋３０°、より好ましくは、－５°≦γ≦＋２０°、最も好ましくは、γ＝０°であるようになっている。最も適する値は、－２０°≦γ≦＋３０°であることがわかっている。角度γが－２０°未満であれば、達成される切削アクションはあまり好ましいものではなく、より多くの熱が生じる。角度γが＋３０°超であれば、弱すぎる切削歯となってしまう。より改善された性能は、－５°≦γ≦＋２０°の際にみられる。製造の観点からは、γ＝０°が好ましい。回転の方向において、歯先に隣接して、縦方向軸と歯先との間に伸長する半径方向の線の後ろに伸長する場合、つまり、切削ツールの回転の方向に見られるように、切削エッジに対する接線が、半径方向の線の後ろに伸長する場合、角度γは、正であると画定される。

１つの実施形態によると、第２のリッジはそれぞれ、歯先と一致する第１の端と、回転の方向において、第１の端の後ろにある第２の端と、を有する。第２のリッジは、好ましくは、直線を形成してよい、及び／又は、少なくとも１つのらせん溝の伸長の方向に並列するエクステンションを有してよい。

１つの実施形態によると、第２のリッジのそれぞれの第２の端と縦方向軸との間の半径方向の距離は、第２のリッジのそれぞれの第１の端と縦方向軸との間の半径方向の距離以下である。好ましくは、回転の方向において、第１の端の後ろに置かれる第２のリッジ上のすべての点は、縦方向軸からの、第１の端より短い半径方向の距離上に置かれ、加工中に、第２のリッジとワークピースの表面との間にクリアランスが提供されるようになっている。これは、製造の観点から有益であり、切削力に良い影響がある。これは、切削力が減ることを意味する。

１つの実施形態によると、少なくとも１つのらせん溝の伸長の方向に沿って測定される、複数のランドのそれぞれの最も広いランド幅は、少なくとも１つのらせん溝の伸長の方向に沿って測定される、２つの隣り合うらせんリッジ上にある２つのランドの間の最も短い距離の３０％未満、好ましくは、２０％未満、より好ましくは、１５％未満、最も好ましくは、１０％未満である。

１つの実施形態によると、少なくとも１つのらせん溝の伸長の方向に沿って測定される、複数のランドの各ランドは、ランドがその上に置かれる、らせんリッジの伸長の方向に沿って変化するランド幅を有する。

１つの実施形態によると、同じらせんリッジ上に置かれるペアの隣接する第２のリッジのそれぞれの間において、ペアの隣接する第２のリッジは、第１の関連する第２のリッジと第２の関連する第２のリッジとを含み、第１の関連する第２のリッジは、第２の関連する第２のリッジより、前端に近く位置し、ランド幅は、第１の関連する第２のリッジから、第２の関連する第２のリッジに向かって広くなる。したがって、ランド幅は、第２のリッジから離れる方向に、つまり、クリアランスエッジに沿って、切削ツールの前端から離れて移動させる際に長くなる。これにより、クリアランスエッジはそのクリアランス機能を取得し、同時に、少なくとも１つのらせん溝とランドとが、容易に生成される。

１つの実施形態によると、第１の深さは、らせんフルートのそれぞれの表面と縦方向軸との間の最も短い半径方向の距離が、切削半径の５５％から７０％、又は、切削半径の６０％から６５％であるようになっている。５５％から７０％の上記の間隔内では、ツールは最高の生産性を有する。らせんフルートのそれぞれの表面と縦方向軸との間の最も短い距離が、切削半径の５５％未満であれば、切削ツールは良好な切り屑排出能力を有する。なぜなら、らせんフルートが深いからである。しかし、速い送り速度に耐えるにはツールが弱すぎる場合があり、その結果として、送り速度を遅くしなければならなくなる。らせんフルートのそれぞれの表面と縦方向軸との間の最も短い半径方向の距離はその代わりに、切削半径の７０％超であれば、ツールは良好な強度を有する。しかし、切り屑排出能力が下がり、関連付けられた切り屑の排出が困難なことによる過剰な発熱、したがって、ツール寿命が短くなることを回避するために、送り速度を遅くしなければならなくなる。らせんフルートのそれぞれの表面と縦方向軸との間の最も短い半径方向の距離が、切削半径の６０％から６５％であれば、最高の性能と最長のツール寿命が達成される。

第１の深さ（つまり、らせんフルートの深さ）と、らせんフルートのそれぞれの表面と縦方向軸との間の最も短い半径方向の距離と、の合計は、切削半径に等しい。

１つの実施形態によると、第２の深さは、複数のランドの各ランドの表面と縦方向軸との間の最も短い半径方向の距離が、切削半径の８５％から９９．９％、より好ましくは、切削半径の９２％から９９％、最も好ましくは、切削半径の９５％から９７％であるようになっている。８５％から９９．９％の上記の間隔内では、ツールはその最高の生産性を達成し得る。複数のランドの各ランドの表面と縦方向軸との間の半径方向の距離が、切削半径の少なくとも８５％であれば、切削歯は十分に強く、高い送り速度に耐えることができる。複数のランドの各ランドの表面と縦方向軸との間の半径方向の距離が９９．９％超でなければ、クリアランスエッジは十分なクリアランス角度を有し、したがって、発熱は限定される。さらに、切削エッジには、所望する生産性を達成することに適した長さが与えられ得る。

第２の深さ（つまり、らせん溝の深さ）と、ランドのそれぞれの表面と縦方向軸との間の最も短い半径方向の距離と、の合計は、切削半径に等しい。

１つの実施形態によると、複数のランドの各ランドは、曲面の形態である。これにより、切削エッジに、所望する角度γを与えることができ、クリアランスエッジにも、所望するクリアランス角度を与えることができる。

１つの実施形態によると、切削ツールの軸方向に測定される、切削ツール（１）の２つの歯先の間の最も短い軸方向の距離ｙは、０＜ｙ≦０．３ｍｍ、好ましくは、０．０５≦ｙ≦０．２ｍｍである。下限により、切削歯が、異なる軸方向の位置にて置かれることが確かとなり、上限は、切削性能が下がらないことを確かにする。０．０５≦ｙ≦０．２ｍｍの間隔内であれば、切削歯の良好な軸方向の分布が提供され、ツール寿命の改善をもたらす。

１つの実施形態によると、最も短い軸方向の距離ｙは、らせんリッジの最初のものの上に置かれた第１の歯先と、回転の方向において、第１のらせんリッジの直後に置かれた、らせんリッジの２番目のものの上に置かれた第２の歯先と、の間にて測定される。ここで、第２の歯先は、第１の歯先よりも、前端に近く置かれる。これにより、材料が段階的に除去され、発熱をさらに抑えてツール寿命を改善する。

本発明の別の態様によると、提案する切削ツールを製造するための方法が提供される。この方法は、
円形のベースを有する円筒状のツールブランクを提供することと、
第１の研削面と、好ましくは、第１の研削面に関して、３５°から５５°の角度θ_１にて形成される第２の研削面と、を有する第１の砥石車を使用して、一式のらせん状の切り屑排出フルートを形成することと、
第１の研削面と、好ましくは、第１の研削面に関して、１０°から２０°の角度θ_２にて形成される第２の研削面と、を有する第２の砥石車を使用して、少なくとも１つのらせん溝を形成することと、
を含む。

本発明のさらに別の態様によると、ハニカムコアを含むワークピースの加工のための方法が提供される。この方法は、
提案する切削ツールを提供することと、
同時に、切削ツールを回転の方向に回し、切削ツールを、ワークピースに関して送り方向に移動させ、又は、ワークピースを、切削ツールに関して移動させ、切削歯の切削エッジの少なくともいくつかが、ハニカムコアとかみ合うようにすることと、
を含む。

本発明の他の利点及び好適な実施形態は、以下の詳細説明から見られるであろう。

本発明の実施形態を、以下の添付の図面を参照して、非限定例を用いて、以下にさらに説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る切削ツールの側面図である。 図２は、図１の切削ツールの斜視図である。 図３は、図１の切削ツールの一部位の側面図である。 図４は、図１の切削ツールの一部位の斜視図である。 図５は、図１の切削ツールの一部位を示す詳細図である。 図６は、図１の線ＶＩ－ＶＩに沿う断面図である。 図７は、図１の線ＶＩＩ－ＶＩＩに沿う断面図である。 図８は、図６の断面図の一部位を示す詳細図である。 図９は、本発明の実施形態に係る、切削ツールを製造する方法を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の実施形態に係る、ハニカム構造の加工のための方法を示すフローチャートである。

添付の図面は模式的なものであり、個々の構成要素は必ずしもそれらの原寸にて描かれておらず、本発明のいくつかの特徴の寸法は、明確さのために誇張される場合があることに留意すべきである。

図１から図２は、本発明の実施形態に係る、ハニカムコアを含む、又は、これからなるワークピースの加工のための回転可能な切削ツール１を示す。切削ツール１は、縦方向軸Ａを有する。切削ツール１は、この縦方向軸Ａを中心に、回転の方向Ｒに回転可能である。縦方向軸Ａは、切削ツール１の前端２と反対側の後端３との間を伸長する。後端３から伸長して、載置部位が提供される。この載置部位は、ツールホルダ（図示せず）に固定されるよう適合されている。載置されると、切削ツール１の後端３はしたがって、ツールホルダと向かい合う。また、前端２を含む切削ツール１の一部位をより詳細に示す図３から図４と、切削ツール１の断面図を示す図６から図７と、をも参照する。

切削ツール１の周囲面４は、前端２と後端３との間に、縦方向軸Ａの周りを伸長する。周囲面４では、切り屑を排出するための一式のらせんフルート５、ここに示す実施形態では、８つのらせんフルート５が形成される。らせんフルート５は、前端２から後端３に向かって、縦方向軸Ａに関して、４５°≦α≦６５°の第１のらせん角度αにて伸長する。

図６及び図８に示すように、らせんフルート５は、第１の深さｄ_１を有する。これは、縦方向軸Ａ上にその中心が置かれ、切削ツール１の切削半径ｒ_１に対応する半径を有する仮想的な円筒上の点から縦方向軸Ａに向かって半径方向に測定される。第１の深さｄ_１は、らせんフルートのそれぞれの底と縦方向軸との間の半径方向の距離ｒ_２が、切削ツール１の切削半径ｒ_１の５５％から７０％、好ましくは、切削半径ｒ_１の６０％から６５％であるようになっている。したがって、ｄ_１＋ｒ_２＝ｒ_１である。

ペアの隣接するらせんフルート５’、５’’のそれぞれの間には、らせんリッジ６が形成される。したがって、ここに示す実施形態では、一式の８つのらせんリッジ６が形成される。らせんリッジ６はそれぞれ、第１の関連するらせんフルート５’と第２の関連するらせんフルート５’’とを含むペアの隣接するらせんフルート５’、５’’に関連付けられる。ここでは、第２の関連するらせんフルート５’’は、回転の方向Ｒにおいて、第１の関連するらせんフルート５’の後ろに位置する。

らせん溝７は、図３に示すように、周囲のエンベロップ表面に、縦方向軸Ａに関して、９０°＜β≦１００°の第２のらせん角度βにて形成される。明確さのために、らせん溝７のエクステンションは、破線によりマークされる。

ここに示す実施形態では、β＝９１°である。図３、図６、及び図８に示すように、らせん溝７は、上記に画定する仮想的な円筒上の点から縦方向軸Ａに向かって半径方向に測定される第２の深さｄ_２を有する。第２の深さｄ_２は第１の深さｄ_１より浅く、らせん溝７がらせんフルート５により割り込まれるようになっている。明確さのために、らせん溝７のエクステンションは、図３において破線によりマークされる。

第２の深さｄ_２は、ランド８のそれぞれの半径方向に最も内側の点と縦方向軸Ａとの間の半径方向の距離ｒ_３が、切削ツール１の切削半径ｒ_１の８５％から９９．９％、好ましくは、切削半径ｒ_１の９２％から９９％、より好ましくは、切削半径ｒ_１の９５％から９７％であるようになっている。したがって、ｄ_２＋ｒ_３＝ｒ_１である。

らせん溝７は、らせんリッジ６と交差し、複数のランド８が、らせんリッジ６のそれぞれの上に形成されるようになっている。ランド８はそれぞれ、第１の関連するらせんフルート５’と第２の関連するらせんフルート５’’との間を伸長する。らせん溝７とらせんリッジ６との交差部はまた、らせんリッジ６のそれぞれの上の複数の同一切削歯１１の形成をももたらす。

切削歯１１はそれぞれ、複数のランド８のペアの関連して隣接するランド８’、８’’、すなわち、第１の関連するランド８’と第２の関連するランド８’’とに関連付けられ、これらにより区切られる。切削歯１１はそれぞれ、らせんフルート５’、５’’によりさらに区切られる。第２の関連するランド８’’は、前端２から、第１の関連するランド８’よりも遠い軸方向の距離に位置し、また、その結果として、回転の方向Ｒにおいて、第１の関連するランド８’の後ろに位置する。

らせんリッジ６上の切削歯１１はそれぞれ、第１の関連するランド８’と第２の関連するランド８’’との間の遷移部に形成された第２のリッジ１０を含む。したがって、複数の鋭い第２のリッジ１０が、らせんリッジ６のそれぞれの上に形成される。第２のリッジ１０は、ここに示す実施形態のように、らせん溝７に沿って短いエクステンションを有してよい。さらに、切削歯１１はそれぞれ、第１の関連するランド８’と第１の関連するらせんフルート５’との間の遷移部に形成された切削エッジ９と、第２の関連するランド８’’と第１の関連するらせんフルート５’との間の遷移部に形成されたクリアランスエッジ１６と、を含む。第２のリッジ１０と、切削エッジ９と、クリアランスエッジ１６と、は、切削歯１１の半径方向に最も外側の点を構成し、切削ツール１の切削半径ｒ_１にて置かれる歯先１２に合流する。

図５を参照する。これは、同一の第１、第２、及び第３の切削歯１１’、１１’’、及び１１’’’を、より詳細に示す。第１の切削歯１１’は、切削ツール１の前端２に最も近く置かれる。第２の切削歯１１’’は、ペアの関連して隣接するランド８’、８’’に関連付けられ、これらにより区切られる。第１、第２、及び第３の切削歯１１’、１１’’、及び１１’’’はそれぞれ、第２のリッジ１０’、１０’’、及び１０’’’と、切削エッジ９’、９’’、及び９’’’と、クリアランスエッジ１６’、１６’’、及び１６’’’と、に関連付けられる。

ランド８’は、ペアの隣接する第２のリッジ１０’、１０’’により区切られる。そのうち、第１の関連する第２のリッジ１０’は、第２の関連する第２のリッジ１０’’より、前端２に近く位置する。ランド８’は、ランド８’上の位置から見て、凹状の曲面の形態であり、平ら又は実質的に平らな最前部位８ａと、曲がった最後部位８ｂと、を持つ。

ランド８’のランド幅ｗは、らせんリッジ６の伸長の方向に沿って変化する。第１の関連する第２のリッジ１０’から第２の関連する第２のリッジ１０’’に向かって、これらの間を移動すると、平らな最前部位８ａのランド幅ｗは、最後部位８ｂに向かって広くなる。その後、曲がった最後部位８ｂに沿って移動すると、ランド幅ｗは狭くなる。ランド８のそれぞれについて、らせん溝７の伸長の方向に沿って測定される、ランド８の最も広いランド幅ｗは、らせん溝７の伸長の方向に沿って測定される、隣り合うらせんリッジ６’、６’’上にある２つのランド８’、８’’の間の最も短い距離ｗ’の３０％未満、好ましくは、２０％未満、より好ましくは、１５％未満、最も好ましくは、１０％未満である。

第２の切削歯１１’’の切削エッジ９’’と第１の切削歯１１’のクリアランスエッジ１６’とは共に、ペアの関連する第２のリッジ１０’、１０’’の間を伸長する曲線を形成する。ワークピースの加工中、ランド８の最前部位８ａと、同様に、クリアランスエッジ１６と、は、逃げ面を形成する。これらは、加工されたハニカム構造とは接触しない。らせんリッジ６上に置かれる切削エッジ９について、第１の関連するらせんフルート５’は、すくい面を構成する。

切削歯１１のそれぞれの切削エッジ９は、縦方向軸に鉛直する面にて見た際に、歯先１２から、縦方向軸Ａと歯先１２との間を伸長する半径方向の線に関して、角度γにて、半径方向に内向きに伸長する。ここに示す実施形態では、角度γは、図８に示すような、小さい正の角度である。角度γは、歯先１２に隣接する切削エッジ９の第１の端にて測定される。その第１の端での切削エッジ９が、切削エッジ９が、回転の方向Ｒにて見た、縦方向軸Ａと歯先１２との間の半径方向の線の前に伸長するような伸長の方向を有していれば、角度γは負の値を有する。その第１の端での切削エッジ９が、切削エッジ９が、回転の方向Ｒにて見た、縦方向軸Ａと歯先１２との間の半径方向の線の後ろに伸長するような伸長の方向を有していれば、角度γは正の値を有する。図８では、角度γは正の値を有する。角度γは、縦方向軸に鉛直する面にて見た際に、－２０°≦γ≦＋３０°、より好ましくは、－５°≦γ≦＋２０°、最も好ましくは、γ＝０°であるようなものであってよい。

切削歯１１のそれぞれのクリアランスエッジ１６はまた、歯先１２から内向きにではあるが、図６に示すような、縦方向軸Ａと歯先１２との間を伸長する半径方向の線に関して、角度φにて伸長する。角度φは、ここに示す実施形態では、約７０である。一般的に、切削ツールの他の特徴とは独立して、角度φは、５０°≦φ＜９０°のようなものであるべきである。角度φが９０°以上であれば、クリアランスエッジ１６は、クリアランスの機能を有さず、これは、不必要な発熱と短いツール寿命とをもたらす。角度φが５０°未満であれば、歯の熱伝導率が下がり、歯の切削ゾーンにおいて生じた熱が、歯先から十分に早く放熱されない。これは、短いツール寿命をもたらす場合がある。

図５を再度参照すると、（第２のリッジ１０’’により示される）第２のリッジ１０はそれぞれ、歯先１２と一致する第１の端１３と、回転の方向Ｒにおいて、第１の端１３の後ろにある第２の端１４と、を有する。第２のリッジ１０の第２の端１４と縦方向軸Ａとの間の半径方向の距離は、第２のリッジ１０の第１の端１３と縦方向軸Ａとの間の半径方向の距離以下である。換言すると、第２の端１４は、第１の端１３よりも、縦方向軸Ａに近く置かれる。したがって、切削エッジ９の後ろでは、第２のリッジ１０は、加工中にワークピースとは接触しない。

切削ツール１の軸方向、つまり、縦方向軸Ａに沿って測定される、切削ツール１の２つの歯先の間の最も短い軸方向の距離ｙは、０＜ｙ≦０．３ｍｍである。この距離ｙは、らせんリッジ６の最初のものの上に置かれた第１の歯先１２’と、図３に示すような、回転の方向Ｒにおいて、第１のらせんリッジ６の直後に置かれた、らせんリッジ６の２番目のものの上に置かれた第２の歯先１２’’と、の間にて測定される。第２の歯先１２’’は、第１の歯先１２’よりも、前端２に近く置かれる。単一のらせん溝７を含む切削ツール１について、２つの歯先１２の間の最も短い軸方向の距離ｙは、らせんリッジ６の数により除算されるらせん溝７のピッチにより近似できる。８つのらせんリッジ６と、８ｍｍの切削半径ｒ_１と、９１°の第２のらせん角度βと、を有する切削ツール１について、軸方向の距離ｙは、約０．１３ｍｍである。

切削ツール１は、ここに示す実施形態では、切削ツール１の前端２にて形成された２つの前部切削エッジ１５をさらに含む。また、ツールを単に、輪郭切削又はエッジミリングに使用するのであれば、前部切削エッジのない切削ツールを提供することもできる。また、切削ツールの一部位のみに、少なくとも１つのらせん溝が提供されてよい。つまり、少なくとも１つのらせん溝は必ずしも、縦方向軸に沿って、らせんフルートと同じ長さに伸長しなくともよい。例えば、らせんフルートは、切削ツールの前部切削エッジから伸長してよく、一方、らせん溝（単一又は複数）は、切削ツールの後端により近い位置から伸長してよい。

ここに示す実施形態では、らせん溝７が１つのみ、周囲面４に形成される。しかし、らせんリッジ６の１つの上に形成された２つの隣接するランド８が交差して第２のリッジ１０を形成するのであれば、１つを超えるらせん溝が提供されてよい。

本発明の実施形態に係る、上述するような切削ツールを製造するための方法を、図９のフローチャートに示す。

第１のステップ１０１では、円形のベースを有する円筒状のツールブランクが提供される。ツールブランクは、例えば、焼結炭化物ツールブランクであってよい。

第２のステップ１０２では、切り屑を排出するための一式のらせんフルート５が、第１の研削面と、好ましくは、第１の研削面に関して、３５°から５５°の角度θ_１にて形成される第２の研削面と、を有する第１の砥石車を使用して形成される。第１の研削面はしたがって、らせんフルート５の第１の側壁を形成し、第２の研削面は、らせんフルート５の第２の側壁を形成する。砥石車は、例えば、らせんフルート５の所望する底面プロファイルによって、Ｖ字又は丸められたプロファイルを有してよい。

第３のステップ１０３では、単一のらせん溝７又は複数の溝が、第１の研削面と、好ましくは、第１の研削面に関して、１０°から２０°の角度θ_２にて形成される第２の研削面と、を有する第２の砥石車を使用して形成される。第２の砥石車は、好ましくは、らせんリッジ６上に曲線状のランド８を生成する丸められたプロファイルを有する。ランド８のランド幅ｗは、らせん溝７を生成する際に使用される研削深さに依存する。第１の砥石車と第２の砥石車とは、同じ砥石車であってよいが、第２の砥石車は、第１の砥石車とは別のものであることが好ましい。

ステップ１０３は、ステップ１０２の前又は後に行われてよい。らせんフルート５とらせん溝７とを研削することは共に、らせんリッジ６と、第２のリッジ１０と、切削エッジ９と、ランド８と、を生成する。

本発明の実施形態に係る、ハニカムコアを含むワークピースの加工のための方法を、図１０のフローチャートに示す。

第１のステップ２０１では、上述するような切削ツール１が提供され、ツールホルダに固定される。

第２のステップ２０２では、切削ツール１は、同時に、回転の方向Ｒに回り、ハニカムワークピースに関して送り方向に移動し、切削ツール１の切削エッジ９の少なくともいくつかが、ハニカムコアとかみ合うようになる。複数の切削エッジ９がしたがって、ハニカムコアから材料を除去する。第２のステップ２０２では、また、ハニカムワークピースをツールに向かって移動させることもできる。また、切削ツールとハニカムワークピースとの双方を移動させることもできる。

ここでの実施形態は、上記の実施形態に限定されない。様々な代替例、変更例、及びそれらの等価例が使用されてよい。したがって、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲に画定する実施形態の範囲を限定するものとみなすべきではない。

Claims (15)

1. ハニカムコアを含むワークピースの加工のための、縦方向軸（Ａ）を有し、前記縦方向軸（Ａ）を中心に回転の方向（Ｒ）に回転可能である、回転可能な切削ツール（１）であって、
   前端（２）と、
   前記前端（２）と反対側の後端（３）であって、前記切削ツールは、ツールホルダ又はマシンスピンドルに固定されるよう適合されている、後端（３）と、
   前記前端（２）と前記後端（３）との間に、前記縦方向軸（Ａ）の周りを伸長する周囲面（４）と、
   前記周囲面（４）に形成された、切り屑を排出するための一式のらせんフルート（５）であって、前記前端（２）から前記後端（３）に向かって、前記縦方向軸（Ａ）に関して、４５°≦α≦６５°である第１のらせん角度αにて伸長し、第１の深さ（ｄ_１）を有する一式のらせんフルート（５）と、
   一式のらせんリッジ（６）であって、前記らせんリッジ（６）はそれぞれ、第１の関連するらせんフルート（５’）と第２の関連するらせんフルート（５’’）とを含むペアの隣接するらせんフルート（５’、５’’）の間に関連付けられて形成されており、前記第２の関連するらせんフルート（５’’）は、前記回転の方向（Ｒ）において、前記第１の関連するらせんフルート（５’）の後ろに位置する、一式のらせんリッジ（６）と、
   前記周囲面（４）に形成され、前記第１の深さ（ｄ_１）より浅い第２の深さ（ｄ_２）を有し、前記らせんフルート（５）により割り込まれるようになっている少なくとも１つのらせん溝（７）と、
   を含み、
   前記少なくとも１つのらせん溝（７）は、前記らせんリッジ（６）と交差し、前記らせんリッジ（６）のそれぞれの上に複数のランド（８）が形成されるようになっており、前記ランド（８）はそれぞれ、前記第１の関連するらせんフルート（５’）と前記第２の関連するらせんフルート（５’’）との間を伸長し、前記らせんリッジ（６）のそれぞれの上に複数の切削歯（１１）が形成されるようになっており、前記切削歯（１１）はそれぞれ、前記複数のランド（８）のペアの関連して隣接するランド（８’、８’’）により、少なくとも区切られており、前記ペアの関連して隣接するランド（８’、８’’）は、第１の関連するランド（８’）と第２の関連するランド（８’’）とを含み、前記第２の関連するランド（８’’）は、前記前端（２）から、前記第１の関連するランド（８’）よりも遠い軸方向の距離に位置する、回転可能な切削ツール（１）であって、
   前記少なくとも１つのらせん溝（７）は、前記縦方向軸に関して、９０°＜β≦１００°である第２のらせん角度βにて伸長し、
   前記複数の切削歯の各切削歯（１１）は、
   前記第１の関連するランド（８’）と前記第２の関連するランド（８’’）との間の遷移部に形成されている第２のリッジ（１０）と、
   前記第１の関連するランド（８’）と前記第１の関連するらせんフルート（５’）との間の遷移部に形成された切削エッジ（９）と、
   前記第２の関連するランド（８’’）と前記第１の関連するらせんフルート（５’）との間の遷移部に形成されたクリアランスエッジ（１６）と、
   を含み、
   前記第２のリッジ（１０）と、前記切削エッジ（９）と、前記クリアランスエッジ（１６）と、は、前記切削歯（１１）の半径方向に最も外側の点を構成し、前記切削ツールの切削半径（ｒ_１）にて置かれている歯先（１２）に合流することを特徴とする、
   回転可能な切削ツール（１）。
2. 複数の歯の前記切削歯（１１）のそれぞれの前記切削エッジ（９）は、前記縦方向軸に鉛直する面にて見た際に、前記歯先（１２）から、前記縦方向軸（Ａ）と前記歯先（１２）との間を伸長する半径方向の線に関して、角度γにて、半径方向に内向きに伸長する、請求項１に記載の切削ツール。
3. 前記縦方向軸に鉛直する面にて見た際に、－２０°≦γ≦＋３０°、より好ましくは、－５°≦γ≦＋２０°、最も好ましくは、γ＝０°である、請求項２に記載の切削ツール。
4. 前記第２のリッジはそれぞれ、前記歯先（１２）と一致する第１の端（１３）と、前記回転の方向（Ｒ）において、前記第１の端（１３）の後ろにある第２の端（１４）と、を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の切削ツール。
5. 前記第２のリッジのそれぞれの前記第２の端と前記縦方向軸（Ａ）との間の半径方向の距離は、前記第２のリッジのそれぞれの前記第１の端と前記縦方向軸（Ａ）との間の半径方向の距離以下である、請求項４に記載の切削ツール。
6. 前記少なくとも１つのらせん溝（７）の伸長の方向に沿って測定される、前記複数のランドのそれぞれの最も広いランド幅（ｗ）は、前記少なくとも１つのらせん溝（７）の伸長の方向に沿って測定される、２つの隣り合うらせんリッジ（６）上にある２つの前記ランドの間の最も短い距離（ｗ’）の３０％未満、好ましくは、２０％未満、より好ましくは、１５％未満、最も好ましくは、１０％未満である、請求項１から５のいずれか一項に記載の切削ツール。
7. 前記少なくとも１つのらせん溝（７）の伸長の方向に沿って測定される、前記複数のランドの各ランド（８）は、前記ランド（８）がその上に置かれる、前記らせんリッジ（６）の伸長の方向に沿って変化するランド幅（ｗ）を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の切削ツール。
8. 同じ前記らせんリッジ（６）上に置かれるペアの隣接する前記第２のリッジ（１０’、１０’’）のそれぞれの間において、前記ペアの隣接する第２のリッジ（１０’、１０’’）は、第１の関連する第２のリッジ（１０’）と第２の関連する第２のリッジ（１０’’）とを含み、前記第１の関連する第２のリッジ（１０’）は、前記第２の関連する第２のリッジ（１０’’）より、前記前端（２）に近く位置し、前記ランド幅（ｗ）は、前記第１の関連する第２のリッジ（１０’）から、前記第２の関連する第２のリッジ（１０’’）に向かって広くなる、請求項７に記載の切削ツール。
9. 前記第１の深さ（ｄ_１）は、前記らせんフルートのそれぞれの表面と前記縦方向軸との間の最も短い半径方向の距離（ｒ_２）が、前記切削半径（ｒ_１）の５５％から７０％、より好ましくは、前記切削半径（ｒ_１）の６０％から６５％であるようになっている、請求項１から８のいずれか一項に記載の切削ツール。
10. 前記第２の深さ（ｄ_２）は、前記複数のランドの各ランド（８）の表面と前記縦方向軸（Ａ）との間の最も短い半径方向の距離（ｒ_３）が、前記切削半径（ｒ_１）の８５％から９９．９％、より好ましくは、前記切削半径（ｒ_１）の９２％から９９％、最も好ましくは、前記切削半径（ｒ_１）の９５％から９７％であるようになっている、請求項１から９のいずれか一項に記載の切削ツール。
11. 前記複数のランドの各ランド（８）は、曲面の形態である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の切削ツール。
12. 前記切削ツール（１）の軸方向に測定される、前記切削ツール（１）の２つの前記歯先（１２）の間の最も短い軸方向の距離ｙは、０ｍｍ＜ｙ≦０．３ｍｍである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の切削ツール。
13. 前記最も短い軸方向の距離（Ｙ）は、前記らせんリッジ（６）の最初のものの上に置かれた第１の歯先（１２’）と、前記回転の方向（Ｒ）において、第１のらせんリッジ（６）の直後に置かれた、前記らせんリッジ（６）の２番目のものの上に置かれた第２の歯先（１２’’）と、の間にて測定され、前記第２の歯先（１２’’）は、前記第１の歯先（１２’）よりも、前記前端（２）に近く置かれる、請求項１２に記載の切削ツール。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の切削ツールを製造するための方法であって、
    円形のベースを有する円筒状のツールブランクを提供することと、
    第１の研削面と、好ましくは、前記第１の研削面に関して、３５°から５５°の角度θ_１にて形成されている第２の研削面と、を有する第１の砥石車を使用して、前記一式のらせんフルート（５）を形成することと、
    第１の研削面と、好ましくは、前記第１の研削面に関して、１０°から２０°の角度θ_２にて形成されている第２の研削面と、を有する第２の砥石車を使用して、前記少なくとも１つのらせん溝を形成することと、
    を含む、方法。
15. ハニカムコアを含むワークピースの加工のための方法であって、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の切削ツールを提供することと、
    同時に、前記切削ツールを前記回転の方向（Ｒ）に回し、前記切削ツールを、前記ワークピースに関して送り方向に移動させ、又は、前記ワークピースを、前記切削ツールに関して移動させ、前記切削歯の前記切削エッジの少なくともいくつかが、前記ハニカムコアとかみ合うようにすることと、
    を含む、方法。
    

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