JP3674916B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切削工具、特にフライス加工又は穴あけ工作物加工用に設けられた切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作物を切削加工するために、取外し可能に固定された複数個の切削プレートを備えた工具本体を有する切削工具が使用される。切削プレートは通常交換可能であり、大きな硬さと耐摩耗性を有する。一方、工具本体は切削プレートを当該の切削プレート座に保持して操作する。切削加工を行うために所望の長さの切削刃を必要とするが、この切削加工用の切削刃の長さが切削プレート一つ一つの長さより大きくなければならないことが多い。その場合、所望の刃は、外周方向にそれぞれ若干重なり合うように工具本体に配設される複数個の切削プレートの切削刃で構成される。
【０００３】
特に円周フライスでは切削プレートが複数個の切削プレート用溝（以下、「チップ溝」という）に逐次らせん状に配列されている。その場合、順次続くチップ溝に配列された切削プレートは、総体で１個の完全な刃になるように、軸方向に互い違いになっている（即ち、オフセットしている）。ところが、単一の完全な外周刃を形成するには、２個のチップ溝が必要である。
【０００４】
切削プレートが重なり合うように、１つのチップ溝の切削プレートを配列することも試みられた。それによって１つのチップ溝の切削プレートで１個の完全な切削刃を形成することができる。このような切削工具は例えば３本のチップ溝があれば、３個の完全な外周刃を有する。こうして高い切削能力が得られる。ところが、ねじれ角（Ｓｐｉｒａｌｗｉｎｋｅｌ）はチップ溝に逐次に配列された切削プレートによって定められるが、これは比較的平坦である。ねじれ角（Ｓｐｉｒａｌｗｉｎｋｅｌ）とは、切削プレート列が工具の軸線と成す角である。これに対して、リード角（Ｓｔｅｉｇｕｎｇｓｗｉｎｋｅｌ）は、切削プレート列と外周方向が成す角として規定される。リード角（Ｓｔｅｉｇｕｎｇｓｗｉｎｋｅｌ）は大きい（約９０°）。これは場合によっては望ましくない。また、切削プレートの軸方向支持が複雑である。
【０００５】
穴あけ工具で利用可能な切削プレートの長さより大きな半径を持つものの工具端面に、連続する切削プレートを形成することはさらに困難である。工具端面に例えば２個の重なり合う切削プレートを設けようとすると、そのために必要な切削プレート座が工具本体を著しく弱める。そのため、２個以上の正面刃（例えば、２個の正面刃を作るための４個の切削プレート）を有する工具を製造することはほとんど不可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上に基づき本発明の課題は、簡単な構造で高い切削能力を有する切削工具を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明に基づく切削工具を、それぞれ基面、前面及び該基面と該前面の間に延びる側面とを有する切削プレート用の少なくとも２個の互いに隣接する切削プレート座とが形成された工具本体を有し、該切削プレートを当該の切削プレート座に固定したときに、該切削プレートの該側面が少なくとも区域において相互に接触するように、該切削プレート座が配設されるように構成して解決される。
【０００８】
本発明に係る切削工具は、隣接する切削プレートの側面が互いに接触し、切削刃を順次隙間なく接続するか又は重なり合うように配列して形成した切削プレート座を備えた工具本体を有する。切削プレートが相互に接触していることは、切削プレートを支持することになり、同時に切削プレート座を簡単な構造にする。その場合、切削刃の横を又は軸方向に支持する機能を受け持つのはそれぞれ隣接した切削プレートである。従って、当該の切削プレート座では、切削プレート座のこの場所に切削プレート座に形成される支持面が不要である。このため、この場合は、切削プレート座を特に簡単に形成することができる。
【０００９】
この切削プレート座はあまり場所をとらず、工具本体をあまり弱めない。従って、比較的多数の切削プレートを工具本体に簡単に配設することができる。
【００１０】
また切削プレートを互いに軸方向に直接当接させることによって、各チップ溝の切削プレート列が定めるリード角（Ｓｔｅｉｇｕｎｇｓｗｉｎｋｅｌ）が比較的大きくなる。これは、当該のチップ溝によってあまり弱められない工具本体の安定性に増大させる。また、このことは、工具本体が高い荷重に耐えることにより、又は工具本体に特に多数のチップ溝が設けられ、それがさらに大きなみぞ数（刃数、即ち完全切削刃の数）を形成できることが可能に成ることにより、切削能力を高める。
【００１１】
また本発明に係る配列では、順次続く切削刃の重なりが確実に比較的小さくなる。このことは各切削刃に沿って切粉厚さを均一にさせる。それによって各切削プレートの切削刃の各点に最適な荷重が掛かり、掛かる荷重が過大になったり過小になったりすることがないので、切削プレートの性能を最大限に利用することができる。
【００１２】
切削プレート座は同じ高さに配列された支持面を有するから、隣接する切削プレートの切削刃が互いに直接に接続する。ところが、この場合、事情によっては切削プレートの間に切粉が挟まる危険がある。しかし、切削プレートが少なくとも僅かに重なり合うならば、これが回避される。異なる厚さの切削プレートを使用することにより、又は好ましくは切削プレート座の支持面に対して直角な方向（外周方向）に支持面を互い違いにする（オフセットする）ことによりこれが実現される。しかし、隣接する切削プレートが互いに接触して支持し合うように、支持面の食違いは切削プレートの厚さよりなるべく小さくなければならない。その場合、切削プレートが半径方向外側の境界でも十分な接触を行うように、工具本体の外周で隣接する切削プレート座の支持面の間隔を制限することが特に望ましい。
【００１３】
切削プレートが半径方向に互いに接続する場合も同じことが当てはまる。この場合も、工具の正面刃が重なり合うようにするために、異なる厚さの切削プレートの厚さを異ならせるか、支持面を食い違わせることができる。
【００１４】
切削プレートを支持するために利用される切削プレートの側面を幾つかの区域に区分し、その内の１つを取付け面として利用することが望ましいと考えられる。極端な場合には、取付け区域が全側面を占めるようにすることができる。特に、切削プレートの厚さが異なる場合がそうである。しかし、取付け区域が側面の一部だけを占めることが好ましい。その場合、取付け区域は隣接する切削プレートの当該の側面と平行になっていることが好ましい。取付け区域と一方の切削プレートの前面との間の角を他方の切削プレートの側面と底面の間の角に一致させることによって、このことが実現される。
【００１５】
切削プレートの間に生じる接触面は、切削プレート座の支持面に対して直角でない角を成していることが好ましい。接触面のこの傾きによって隣接する切削刃に小さな重なりが生じる。この重なりは、一方の切削プレートの切削刃が隣接の切削プレートの切削刃の刃先に段差なしで移行するような大きさになっている。
【００１６】
切削プレートを面接触させることも線接触させることもできる。面接触は切削プレートに作用する切削力の伝達に関して有利であると考えられる。
【００１７】
本発明の有利な実施形態のその他の細部は図面や明細書の記載から明らかであり、発明の主題は請求項によって開示されている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明を実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
図１に、取付部３と切削プレート支持部４を備えた工具本体２を有する切削工具１が示されている。切削プレート支持部４は基本形状がほぼ円筒形になっており、複数個（具体的な実施形態では２個）の切削プレート用溝（以下、「チップ溝」という）５，６を有する。これらチップ溝５，６は例えば図３で明示されている。これらチップ溝５，６は軸方向に延びる凹陥部であり、ここに複数個の切削プレート座１０，１１，１２；７，８，９が形成されている（図３）。
【００２０】
チップ溝５，６とその切削プレート座１０，１１，１２及び７，８，９は互いに同形であり、工具本体２の回転軸Ｄに対して対称に配設されることが望ましい。従って、切削プレート座７，８，９についての以下の説明は切削プレート座１０，１１，１２にも当てはまる。
【００２１】
切削プレート座７，８，９が切削プレート（切削チップ）１４，１５，１６を保持するために設けられている。これらの切削プレートはそれぞれ前面１７、基面１８及び該前面１７と該基面１８との間を延びる複数個の側面１９，２０，２１，２２，２９，３０，３１，３２（３０，３２については図６参照）を有する正方形、長方形又は平行四辺形切削プレートである（図１及び２を参照）。基面１８は、例えば、平坦面として形成されているが、前面１７は平坦面として形成されるか別様に形成されてもよい。例えば、前面１７には、別に図示しないチップルーム又はその他の形状を持つ要素を設けてもよい。
【００２２】
切削プレート座７に支持面２４が形成されている。この支持面２４は平坦面として形成され、その上に切削プレート１４の基面１８が載置される。この支持面２４は切削プレート１４の基面１８のほぼ全面にわたって延びており、切削工具１の軸方向で切削プレート１４の側面２０で直接終わっている。ここで支持面２４は段部２５により隣の切削プレート１５用の別の支持面２６へ移行する。その場合、支持面２６から立ち上がる段部２５の最も半径方向外側の部位の深さは切削プレート１５の厚さ（前面２７と基面２８との間の距離）よりも浅い。半径方向内側の側面３１は切削プレート座８に対応する取付面に横づけされる。切削プレート１４は切削プレート１５に軸方向に支持される。他方、切削プレート１５は、これと同様に形成された切削プレート１６に当接する。切削プレート１６を支持するために切削プレート座９の軸方向を向いた横支持面３４が使用される。
【００２３】
切削プレート１５，１６を別に図６に示す。図示したように、側面３２は２つの区域３５，３６に区分されており、区域３５は取付面を成し、前面２７に直接に接続している。他の区域３６は切削プレート１５，１６の基面２８に接続している。区域３５，３６は互いに鈍角を成す。また、区域３５と前面２７との間の角は、切削プレート１４の、切削プレート１５側の側面２０が基面１８と成す角とおおむね一致している（図１を参照）。
【００２４】
切削プレート１５，１６は前面２７、区域３５及び側面２９が交わっている頂点で始まる切削刃３７を有する。この切削刃３７は前面２７と側面２９，３０が交わっている頂点まで実質的に直線状に延びている。同様な切削刃３７’が切削プレート１５に隣接する切削プレート１４に形成されている（図１）。切削刃３７’，３７は図２が示すようにかど区域で僅かに重なり合って、互いに隙間なく接続している。
【００２５】
図２の切削工具１では、切削プレート１４，１５，１６の他に端部切削プレート４１がチップ溝６に設けられている。端部切削プレート４１は、例えば、正方形切削プレートとして形成され、他の切削プレート１４，１５，１６と同様に固定穴を有し、対応の切削プレート座に止めねじによって保持される。この切削プレート座４２を図３に詳細に示す。この切削プレート座４２は半径方向に向いた平坦な支持面４３を有し、これに回転軸側の横支持面４４が接続する。また、図２に示す軸方向向きの横支持面４５を設けることができる。支持面４３と横支持面４４，４５は、切削プレート４１を、その正面刃４６が回転軸Ｄに達するまで又はこの回転軸Ｄを越えて延びるように位置決めする。
【００２６】
支持面４３は支持面２４に対して僅かに食違っているが、支持面２４と同じ高さに配設することもできる。それでもその正面刃４６は切削プレート１４の正面切削刃４７と幾らか重なり合う。切削プレート４１，１４の厚さの相違及び切削プレート１４の基面１８に対する側面２１の傾きによってこの重なりが生じる。端部切削プレート４１は切削プレート１４よりやや薄く形成されるが、切削プレート１４の背後に張出すように形成されている。
【００２７】
切削プレート１４は少なくとも前部端面区域が回転軸側で端部切削プレート４１に半径方向に当接される。そのために端部切削プレート４１は、切削プレート１４の側面２１に傾きを適合させ切削プレート１４用支持面を成す支持区域４８を有する。こうして切削プレート１４は軸方向でも半径方向でもそれぞれ別の切削プレートによって支持される。
【００２８】
以上述べた切削工具１は、切削刃４６，４７により正面側に完全切削刃を形成する、２組の完全外周刃を有する孔・溝加工用フライス（Ｂｏｈｒｎｕｔｅｎｆｒａｅｓｅｒ）である。このフライスは作業時に軸方向にも半径方向にも移動する（送る）ことができる。特に、フライス加工操作（半径方向送り運動）では、２個の完全に形成された外周刃があるため切削能力が大きい。軸方向に順次続く２個の切削プレート１４，１５又は１５，１６の相互の食違いがそれぞれ切削プレートの厚さより小さいので、比較的偏平なねじれ角（Ｓｐｉｒａｌｗｉｎｋｅｌ）が形成されるから、工具本体２、特にその切削プレート支持部４が僅かに弱められるに過ぎない。チップ溝５，６はほぼ直線状である。
【００２９】
上記の切削工具１では合計３つの異なるタイプの切削プレート、即ち、図６に別に示すように相対する側面３０，３２の１つが斜切された区域（取付面）３５を備える切削プレート１５，１６が使用される。もう１つのタイプは相対する側面２０，２２が相等しく形成された切削プレート１４である。第3の構造は回転軸Ｄに配設された端部切削プレート４１である。
【００３０】
しかし、図４に示すように、左巻きらせん形の切削工具１が生じるように切削プレート座７，８，９を配設すれば、チップ溝５又は６に３個の同じ切削プレート１４’，１５，１６を装着することも可能である。相違は段部２５の構造にある。図１の切削工具１の実施形態では、段部２５は、端面から遠くにある切削プレート座８の支持面２６が切削工具１の回転方向で見て端面に近い側の切削プレート座７の支持面２４の遅れ側にあるように形成されている。しかし、図４による切削工具１の実施形態では事情が逆である。段部２５は、切削プレート座８の支持面２６が切削工具１の回転方向で見て端面に近い方の切削プレート座７の支持面の進み側にあるように形成されている。
【００３１】
さらに右巻きらせん形の切削工具１でも、図５に示すように端面側の切削プレート１４’に正面刃がない場合は、チップ溝６に同様な切削プレート１４’，１５，１６を使用することができる。さもなければ取付面として使用される切削プレート１４’の区域３５がその場合は機能しない。正面刃が必要ならば、これを別の切削プレート５１に設けることができる。例えば、正方形切削プレートとして形成されたこの切削プレート５１が、切削プレート１４’よりも軸方向に大きく突出するように、別個の切削プレート座に設けられている。こうすれば、その正面刃５２が作用する。切削プレート５１はラジアル切削プレートとして取付けられる。即ちその切削プレート座は、止めねじ５３が正面刃５２がやや外周方向に出るように形成されている。必要ならば切削プレート５１を横切削プレートとして取付けることができる。これは工具本体２の構造に関して利点がある。その場合は、工具本体２の当該の切削プレート座の区域があまり弱化しない。止めねじ５３はほぼ軸方向に向いている。
【００３２】
切削工具１が特にフライス工具として使用される場合は少なくとも２個の切削プレート１４，１５が設けられ、これらは互いに直接当接されて互いに支え合う。切削プレート１４，１５が互いに直接に当接することによって、切削プレート座を特に簡単な構造にすることと各チップ溝の切削プレートで完全な切刃を形成することができる。このことは高い切削能力が得られることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】孔・溝加工用フライスとして形成された本発明に係る切削工具の側面図である。
【図２】図１の切削工具を軸中心に９０°回転した側面概略図である。
【図３】図１及び２の切削工具の正面図である。
【図４】切削工具の左巻きらせん形の実施形態の側面図である。
【図５】チップ溝の中の一様な切削プレート及び補助正面切削プレートを有する切削工具の右巻きらせん形の実施形態である。
【図６】図１乃至５の切削工具用の切削プレートを示す。
【符号の説明】
１ 切削工具
２ 工具本体
３ 取付部
４ 切削プレート支持部
５，６ チップ溝
７，８，９，１０，１１，１２ 切削プレート座
１４，１４’， １５，１６ 切削プレート
１７ 前面
１８ 基面
１９，２０，２１，２２ 側面
２４ 支持面
２５ 段部
２６ 支持面
２７ 前面
２８ 基面
２９，３０，３１，３２ 側面
３４ 横支持面
３５，３６ 区域
３７，３７’ 切削刃
４１ 端部切削プレート
４２ 切削プレート座
４３ 支持面
４４，４５ 横支持面
４６ 正面刃
４７ 切削刃
４８ 支持区域
５１ 切削プレート
５２ 正面刃
５３ 止めねじ
Ｄ 回転軸

Claims (11)

1. それぞれ基面（１８，２８）、前面（１７，２７）及び該基面（１８，２８）と該前面（１７，２７）の間を延びる側面（２０，３２）とを有する切削プレート（１４，１５）用の少なくとも２個の互いに隣接する切削プレート座（７，８）とが形成された工具本体（２）を有するフライス加工用切削工具（１）において、
   該切削プレート（１４，１５）を当該の切削プレート座（７，８）に固定したときに、該切削プレート（１４，１５）の該側面（２０，３２）が少なくとも区域（３５）において相互に接触するように、該切削プレート座（７，８）が配設されている切削工具。
2. 隣接する前記切削プレート座（７，８）が、前記支持面（２４，２６）に直角な方向に互いに間隔を置いて配設された支持面（２４，２６）を有することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 前記間隔が該切削プレート（１４，１５）の内低位にある方の切削プレート（１５）の基面（２８）と前面（２７）の間の間隔で規定される厚さより小さいことを特徴とする請求項２に記載の切削工具。
4. 少なくとも１個の切削プレート（１５）の少なくとも１つの側面（３２）が２つの区域（３５，３６）に区分され、その内の１つの区域（３５）が取付面として使用されることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
5. 前記取付面として使用される前記区域（３５）は前記前面（２７）と鈍角を成すことを特徴とする請求項４に記載の切削工具。
6. 前記取付面に接触する他方の切削プレート（１４）の側面（２０）がその底面（１８）と、前記少なくとも１個の切削プレート（１５）の前記取付面とその前面（２７）が成す鈍角と実質的に一致する鈍角をなすことを特徴とする請求項５に記載の切削工具。
7. 前記切削プレート（１４，１５）が軸方向に相互に支持し合うように配設され、該切削プレート（１４，１５）の外周刃（３７’，３７）が共に重なり合って、共同で隙間のない１個の外周刃を規定するように成っていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
8. 切削プレート（４１，１４）が半径方向に相互に少なくとも部分的に半径方向に支持し合うように配設され、該切削プレート（４１，１４）の正面刃（４６，４７）が重なり合って、共同で隙間のない１個の正面刃を規定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
9. 切削プレート（４１，１４，１５）が互いに線接触して保持されていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
10. 切削プレート（４１，１４，１５）が互いに面接触して保持されていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
11. 上記請求項のいずれか１つに記載の切削工具（１）用の切削プレート（１５）。

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