JP4152942B2

JP4152942B2 - フライス工具

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Publication number: JP4152942B2
Application number: JP2004504666A
Authority: JP
Inventors: カマーマイアーディルク; メルゲンターラーペーター
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: US20050129476A1; DE10222040A1; US20080069651A1; US20080095589A1; JP2005532917A; CA2486150A1; DE50305267D1; WO2003097283A1; EP1506070A1; US7509897B2; US7311481B2; ES2274240T3; EP1506070B1; ATE341414T1; US7665937B2

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、シャンクとフライスヘッドとを備えた、特に軽金属加工のためのフライス工具に関する。このような形式のフライス工具は、たとえばアメリカ合衆国特許第５７５９１８５号明細書に基づき公知である。
このアメリカ合衆国特許第５７５９１８５号明細書に基づき公知のフライス工具は、外科的な目的のための特殊工具である。この場合、骨の削り屑を吸い出すために、工具内に中央で延びる通路が設けられている。
請求項１の上位概念部の特徴を有する別のフライス工具が、アメリカ合衆国特許第２４３７６６８号明細書に基づき公知である。この公知の工具は木工のために規定されていて、個々の多数の歯を、回転可能な中空のシャンクに有している。このシャンクは同時にチップ導出のために働く。
端面側に配置された複数のカッティングインサートと、内部に位置する、工具長手方向軸線に対して対称的に配置されたチップ導出通路とを備えたフライス工具が、たとえば特開２００２−１６６３２０号公報に基づき公知である。この場合、カッティングインサートによって発生させられたチップは、空気流によってチップ導出通路内に吸い込まれる。
軽金属加工のためのフライス工具、ただし、中央のチップ導出通路なしのフライス工具が、たとえばカタログ「Ｒｏｔａｔｉｎｇｔｏｏｌｓｃａｔａｌｏｇｕｅ」（２００１年２月、ＳａｎｄｖｉｋＣｏｒｏｍａｎｔＵＫ、Ｈａｌｅｓｏｗｅｎ、Ｅｎｇｌａｎｄ）に基づき公知である。この公知の工具の切刃ジオメトリは、特にアルミニウム合金の加工の要求に適合されている。

軽金属、たとえばマグネシウム合金から成るワークはしばしば切削加工される。しかし、この場合、マグネシウム塵埃・空気混合物の発生が問題と見なされ得る。この問題は、特に軽金属合金の乾式の切削時に生ぜしめられる。この理由から、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３９１１４号明細書には、軽金属から成るワークの乾式の切削加工、すなわち、冷媒供給なしの切削のための極めて手間のかかる方法および装置が提案されている。この場合、切削工具は、閉鎖された加工チャンバ内に配置されている。この加工チャンバ内には、加工チップが切削プロセスの間に加工チャンバから導出されるように、圧力差が生ぜしめられている。このチップ導出装置は極めて大きな構成スペースを要求する。高い装置手間は爆発の危険に起因している。この爆発の危険は、乾燥したマグネシウムチップ・塵埃の発生によって特に際立っている。

しかし、切削による軽金属加工時の爆発の危険は、冷却潤滑媒体の使用によっても排除することができない。冷却潤滑媒体としての液状の乳濁液の使用はもってのほかである。なぜならば、マグネシウムが水と加工過程時に化学的に反応する恐れがあるからである。したがって、オイルベースの冷却潤滑媒体に逃げなければならない。しかし、この冷却潤滑媒体は、形成されたオイルミストだけがまたはオイルミストが軽金属塵埃と一緒に爆発力を備え得るという欠点を有している。別の問題は、加工時に発生するエアロゾルによって健康が害されることである。さらに、冷却潤滑媒体は使用後に手間をかけて調整され得るかまたは廃棄処理され得る。別の問題は、たとえば加工機械の周辺に堆積させられた軽金属塵埃である。この軽金属塵埃は爆発の危険を加工過程時に直接生ぜしめるだけでなく、のちの時点での塵埃の渦流発生によっても生ぜしめる。したがって、軽金属、特にマグネシウムおよびマグネシウム合金の切削に関連した固有の問題は、冷却潤滑媒体の使用によっても排除することができない。

本発明の課題は、軽金属、特にマグネシウムおよびマグネシウム合金の、安全技術的に問題のない特に効率のよい切削が可能となる装置を提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えたフライス工具によって解決される。この場合、このフライス工具は、内部に位置するチップ導出通路と、吸出し開口とを備えたスリーブ状のシャンクを有している。工具長手方向軸線とシャンクとに対して同軸的にこのシャンクにフライスヘッドが保持されている。このフライスヘッドは、少なくとも１つの端面切刃と少なくとも１つの周面切刃とを切刃として有している。少なくとも一方の切刃の切刃ジオメトリ、有利には、周面切刃と端面切刃との切刃ジオメトリは少なくともフライスヘッドの周面において正の角度である。すなわち、端面切刃および／または周面切刃が正のすくい角、有利には、少なくとも１０゜のすくい角を形成している。端面切刃のすくい角は、端面切刃の全長にわたって必ずしもコンスタントでない。周面切刃が端面切刃に続いている限り、端面切刃のすくい角によってフライスヘッドの周面に、同時に、フライスヘッドの、側方すくい角とも呼ばれるねじれ角が付与されている。いずれにせよ、正の角度の切刃ジオメトリは、剥離切削の形の著しく正のすくい角で、僅かな切削力での加工を保証している。これによって、工具が特に軽金属切削のために適している。

ワークの加工時に発生するチップの導出は、主として、有利には専ら、シャンクに特に工具長手方向軸線に対して対称的に配置されたチップ導出通路によって行われる。このチップ導出通路の吸出し開口は、有利にはシャンクの端面側にフライスヘッドと反対の側で配置されている。工具シャンクを通るチップの吸出しに基づき、チップ吸出しのための加工チャンバが不要となる。

フライス工具は、特に軽金属、たとえばマグネシウムおよびマグネシウム合金の乾式切削のために適している。少なくとも１つの端面切刃と少なくとも１つの周面切刃とを備えたフライスヘッドに基づき、フライス工具は極めてフレキシブルに、たとえばサーキュラフライス削りのために使用可能となる。確かに、内側のチップ導出部を備えた工具が、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第２３１６７６２号明細書に基づき公知であるが、しかし、この公知の工具はフライス工具ではなく、穿孔工具である。この穿孔工具は、主として、深孔を製作するために規定されている。フライス加工は穿孔工具では不可能である。このことは、特に穿孔工具が、側方に配置された支持条片を有しており、この支持条片が穿孔工具を孔内で案内することに見受けられる。これと異なり、本発明によるフライス工具はフライスヘッドを有している。このフライスヘッドによって、軸方向、すなわち工具長手方向軸線の方向での送りだけでなく、工具長手方向軸線に対して垂直な送りも可能となる。

工具シャンクを通るチップの即座の吸出しは、チップが加工機械に堆積することを阻止する。これによって、ワークおよび／または加工機械の、熱いチップによって生ぜしめられる熱変形が排除されている。チップは、少なくともほぼ完全に捕集することができ、さらなる利用に供給することができる。加工時に発生するチップの外側の吸出し部の省略によって、加工機械内での工具とワークとの迅速なかつ簡単な交換が可能となる。

フライスヘッドは、有利には一体に切刃材料、たとえば硬質金属から製作されている。これによって、フライスヘッドは特に安定していて、たとえば１５ｍｍ未満の比較的小さな工具直径のためにも適している。フライスヘッドは、たとえばろう付けされたかまたはねじ締結された固有のカッティングインサートを有していない。切刃材料から成るフライスヘッドの完全に一体の構成は、フライスヘッドの個々の体積領域または表面領域が、たとえばコーティング層の形でフライスヘッドの別の部分と異なる組成または性状を有している構成も含んでいる。

フライスヘッドの直径は、有利にはシャンクの直径を、少なくともフライスヘッドに続くシャンクの領域で上回っている。これによって、穿孔加工でも、フライス加工、特にサーキュラフライス加工でも、フライス工具のシャンクが、加工したいワークに接触しないことが確保されている。

チップをチップ導出通路を通して導出するためには、フライスヘッドが、一体のまたは複数の部分から成る開放面を有している。確実なチップ導出を保証しかつチップ滞留の危険を排除するためには、フライスヘッドの開放面が、有利にはシャンクの横断面の少なくとも３５％、特に少なくとも５０％に設定されている。適宜に僅かな材料厚さを備えたフライスヘッドの構成は、フライス工具が専ら軽金属切削のために規定されている限り問題なく実現可能である。

工具シャンク内での確実なチップ導出は、有利には、フライスヘッドの厚さがフライスヘッドの直径の最大５０％に設定されていることによって容易となる。これによって、チップが極めて短い道程でワークからチップ導出通路内に搬送される。これによって、フライスヘッド内でのチップの滞留の危険が極端に僅かとなる。

有利な構成によれば、フライスヘッドが、少なくとも三枚刃式に、少なくとも３つの端面切刃と少なくとも３つの周面切刃とを備えて形成されている。これによって、切削時の力が、たとえばガンドリルと異なり、少なくともほぼ対称的に分配される。さらに、フライスヘッドの、三枚またはそれ以上の枚数の切刃を備えた、たとえば五枚刃式の構成は、たとえばただ２つの端面切刃しか備えていない構成に比べて、内部に位置するチップ導出通路を通して容易に吸出し可能である比較的短いチップが発生するという利点を有している。１つのチップが小さければ小さいほど、このチップの比表面積はますます大きくなる。したがって、１つの小さなチップは特に良好に空気流によってチップ導出通路内で搬出される。サーキュラフライス削りによる孔の製作時には、フライスヘッドの形と無関係に、穿孔に比べて短いチップが発生する。したがって、フライス工具はサーキュラフライス削りのために特に適している。

別の有利な構成によれば、フライスヘッドが完全に回転対称的に形成されていない。むしろ、端面切刃もしくは１つの端面切刃がフライスヘッドの周面から工具長手方向軸線を越えるまで延びている。この場合、端面切刃は工具長手方向軸線と必ずしも交差していない。これによって、加工時に、穿孔コアに匹敵し得るコアが残ることが排除されている。実際にフライス工具の全横断面にわたって、ワークが規定されて切削される。すなわち、加工過程時の材料の単なる押退けは実際に生ぜしめられない。これによって、フライス工具により、長い寿命が実現可能となる。

フライスヘッドの端面切刃は、有利には、いわゆる「カッティングエッジ」で直接周面切刃に隣接している。フライスヘッドの周面に配置されたカッティングエッジによって、ワークにおける正確な輪郭の製作が可能となる。この場合、カッティングエッジは、有利には、工具長手方向軸線の方向に関して、フライスヘッドの、シャンクから軸方向で最も遠く間隔を置いて配置された部分である。すなわち、カッティングエッジはフライス工具の内部で最も前方に配置されている。フライス工具を用いて、たとえばサーキュラフライス削りによって、ワークに凹設部が製作されると、この凹設部は、カッティングエッジがフライスヘッドで最も前方に配置されているので、完全に平らに形成することができる。このための前提条件は、十分に側方の、すなわち半径方向の運動自由度がフライス削り時に存在していることである。ワークへの工具の当付け時には、まず、カッティングエッジしかワークからチップを除去しない。したがって、切削力が切削過程の開始時には極めて僅かである。

さらに、特に軽金属切削の場合の特に有利な切削ジオメトリは、有利には、カッティングエッジが鋭角を成して形成されていることによって達成されている。カッティングエッジの特に際立った鋭角の形を達成するためには、この箇所に端面切刃だけでなく周面切刃または半径方向切刃も、有利には、それぞれ所定の正のすくい角、つまり、軸方向のすくい角もしくは半径方向のすくい角を形成している。この場合、端面切刃のすくい面に隣接した周面切刃がカッティングエッジで工具長手方向軸線と成す角度によって、この箇所に軸方向のすくい角、すなわち、端面切刃のすくい角が付与されている。フライスヘッドのねじれ角を形成するこの角度は、有利には少なくとも１０゜、特に少なくとも３０゜に設定されている。同時に周面切刃には、カッティングエッジに端面切刃の位置によって付与された半径方向のすくい角が形成されている。このすくい角は、有利には同じく少なくとも１０゜、特に少なくとも１５゜に設定されている。軸方向の切刃だけでなく、半径方向の切刃、すなわち、端面切刃ならびに周面切刃の極めて正の角度の設計によって、軸方向だけでなく、半径方向の送り運動も容易に実施可能となる。

フライスヘッドはシャンクに、有利には永続的に、たとえばろう付けによって結合されている。この場合、特に安定した結合は、特にシャンクがフライスヘッドを部分的に取り囲んでいることによって達成可能である。このためには、フライスヘッドが、たとえばこの高さのほぼ中間に、いわゆる「周面段部」を有している。この周面段部には、シャンクに向かって、フライスヘッドの先細りにされた領域が続いている。切削加工のためには、フライスヘッドの、シャンクを越えて張り出した部分が使用される。この部分を可能な限り十分に切削のために使用するためには、周面切刃が、有利にはカッティングエッジから周面段部にまで膨出している。

シャンクの高められた安定性は、このシャンクが、二重壁で内側シャンクと外側シャンクとを備えて形成されていることによって達成可能である。この二重壁の構成によって、特に内側シャンクと外側シャンクとの間の中間室も使用可能となる。有利には、シャンクの中間室が、流体、特に圧縮ガス、たとえば圧縮空気の供給のために設けられているのに対して、内側シャンクはチップ導出通路の壁を形成している。有利には側方で外側シャンクに配置された流体供給開口を通した圧縮空気の供給によって、チップ導出が助成される。圧縮空気に対して付加的または択一的には、流体供給開口を通して、たとえば冷却潤滑媒体も供給可能である。内側シャンクと外側シャンクとの間に形成された流体通路は、有利には螺線形状を有している。このことは、シャンク端部でフライスヘッドおよび加工箇所に案内された流体、たとえば冷却潤滑媒体が、軸方向の流れ方向に対して付加的に接線方向の流れ成分を有していて、これによって、発生したチップを即座にチップ導出通路に向かって導出するという利点を有している。この場合、フライスヘッドに対する冷却潤滑媒体の噴射は、ウォータジェットポンプの形式で実施されていてよい。付加的には、螺旋状の流体通路によって、内側シャンクと外側シャンクとの間に、相応に螺旋状の支持エレメントを配置し、これによって、シャンクの安定化をさらに高めることが可能となる。

チップ導出通路は、妨害なしのチップ導出を保証するために、フライス工具の直径に比べて大規模に寸法設定されていることが望ましい。有利には、チップ導出通路の直径はシャンク直径の少なくとも７５％に設定されている。二重壁のシャンクの事例では、チップ導出通路の直径を規定する内側の内側シャンク直径が、外側シャンクの、シャンク直径と同一の外側の直径の少なくとも７５％に設定されている。この場合、外側シャンクと内側シャンクとの肉厚は、有利にはシャンク直径のそれぞれ最大１０％に設定されている。少なくとも切削・緊締力の主成分の吸収は外側シャンクによって行われているので、外側シャンクの肉厚は、有利には内側シャンクの肉厚を上回っている。

本発明の利点は、特に少なくとも１つの端面切刃だけでなく、少なくとも１つの周面切刃も備えたフライスヘッドを有するフライス工具の、内部に位置するチップ導出通路によって、特に軽金属、たとえばマグネシウムから成るワークの軸方向のかつ／または半径方向の送りを伴った効率のよい加工、特にサーキュラフライス加工が可能となることにある。

以下に、本発明の複数の実施例を詳しく説明する。

互いに相応の部材には全ての図面において同じ符号が付してある。

図１Ａおよび図１Ｂには、斜視的な全体図でもしくは部分的に、シャンク２と、ほぼディスク状のフライスヘッド３とを備えたフライス工具１が示してある。図２Ａ〜図２Ｃには、種々異なる図でフライスヘッド３だけが示してある。詳しく言うと、図２Ａには、フライスヘッド３を下方から、すなわち、シャンク２からの観察方向で見た図が示してあり、図２Ｂには、フライスヘッド３を上方から見た図が示してあり、図３Ｃには、フライスヘッド３の側面図が示してある。フライス工具１のシャンク２は、二重壁で外側シャンク２ａと内側シャンク２ｂとを備えて形成されている。この構成を明瞭にするために、フライスヘッド３は、図１Ａおよび図１Ｂにシャンク２から取り外されて示してある。内側シャンク２ｂは、その周面が、フライス工具１の軸線Ａに対して平行にシャンク２に沿って延びる接触領域４で外側シャンク２ａに接触するように、この外側シャンク２ａに対して偏心的に配置されている。内側シャンク２ｂは外側シャンク２ａに接触領域４で、たとえばろう付けによって永続的に結合されている。接触領域４に対して、シャンク２では内側シャンク２ｂと外側シャンク２ａとの間に横断面で見てほぼ三日月形の流体通路５が形成されている。この流体通路５を通して、流体、たとえば圧縮空気および／または冷却潤滑媒体がフライスヘッド３に供給可能となる。フライスヘッド３はその端面６に端面切刃７を有していて、この端面切刃７にカッティングエッジ８で隣接して周面切刃９を有している。両切刃７，９において形成されたチップ、特に軽金属チップはギャップ１０を通って、内側シャンク２ｂによって閉鎖されたチップ導出通路１１内に進入し、シャンク２の肉厚にされた領域１４におけるシャンク端部１３に配置された吸出し開口１２を通して吸出し可能となる。機械的に特に安定した肉厚にされた領域１４は、エキスパンションチャック２７（図７参照）内でまたは鉛直な吸出し部を備えたハウジング内でフライス工具１に作用する締付け力を吸収するために働く。

端面切刃７は、半径方向切刃７ａと、この半径方向切刃７ａに隣接した、部分的に湾曲させられた、半径方向切刃７ａに比べて比較的短い、カッティングエッジ８に隣接した傾斜切刃７ｂとを有している。全体的に端面切刃７はフライスヘッド３の縁部１５からほぼ半径方向で工具軸線Ａを越えるまで延びている。周面切刃９はカッティングエッジ８において、工具長手方向軸線Ａに対して平行な直線と、この実施例ではコンスタントな約４５゜のねじれ角γを成している。このねじれ角γは端面切刃７の軸方向のすくい角γ_ａに相当している（図６Ｇ参照）。同時に周面切刃９は、特に図２Ａおよび図２Ｂから明らかであるように、約１５゜〜２０゜の半径方向のすくい角γ_ｒを形成している。このすくい角γ_ｒはフライスヘッド３の端面６に端面切刃７の位置によって付与されていて、周面切刃９の全長にわたって必ずしもコンスタントでない。したがって、カッティングエッジ８には、切刃もしくは切刃区分９，７ｂの傾斜位置によって、極めて正の角度の切刃ジオメトリが得られる。この切刃ジオメトリに基づき、フライス工具１は、特に軽金属切削、特に高速加工のために適している。

フライスヘッド３は、特に図２Ｃから明らかであるように、周面段部１６を有している。この周面段部１６によって、先細りにされた領域１７が、切刃７，９を有する前方の領域１８から仕切られている。先細りにされた領域１７では、フライスヘッド３が外側シャンク２ａにろう付け、溶接または接着によって結合可能である。シャンク２が、フライスヘッド３に隣接する領域に有する直径Ｄ_Ｓは、フライスヘッド３の直径Ｄ_Ｆよりもやや小さく寸法設定されている。この直径Ｄ_Ｆは、工具長手方向軸線からの周面切刃９の二倍の最大の間隔によって付与されている。

図３Ａ〜図３Ｅには、種々異なる図でシャンク２が示してある。このシャンク２はフライス工具１の一部として、たとえば図２Ａ〜図２Ｃに示したフライスヘッド３と共に使用可能である。シャンク２は二重壁で形成されている。この場合、外側シャンク２ａの肉厚Ｗ_Ａは内側シャンク２ｂの肉厚Ｗ_Ｂよりも大きく寸法設定されている（図１Ａおよび図１Ｂ参照）。内側シャンク２ｂは、この実施例（図３Ａ〜図３Ｅ参照）では、対称的に外側シャンク２ａ内に配置されている。この外側シャンク２ａは、加工機械に取り付けるために設けられた、肉厚にされた領域１４を有する後方の領域で複数回異形成形されていてよい。内側シャンク２ｂと外側シャンク２ａとの間に形成された環状室１９の内部には、螺旋状の別個の３つの流体通路５ａ，５ｂ，５ｃが位置している。個々の流体通路５ａ，５ｂ，５ｃの間には、環状室１９内にそれぞれ同じく螺旋状のウェブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが位置している。各流体通路５ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれシャンク２に流体流入開口２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有していて、シャンク２の、フライスヘッド３を取り付けるために設けられた前方の端部２２に流体流出開口２３ａ，２３ｂ，２３ｃを有している。流体通路５ａ，５ｂ，５ｃは、特に最小量潤滑の形で冷却潤滑媒体をフライスヘッド３に供給するために適している。圧力下にある流体を供給するためには、流体通路５ａ，５ｂ，５ｃの、シャンク２の全横断面に比べて小さな横断面で十分である。シャンク２の横断面Ｆの大部分はチップ導出のために使用される。この場合、横断面Ｆとは、シャンク２の、このシャンク２がその前方の端部２２に直接続いてフライスヘッド３に有する横断面を意味している。チップ導出通路１１の、内側シャンク２ｂの内径によって付与された直径Ｄ_Ｋは、外側シャンク２ａの外径によってこの外側シャンク２ａの前方の端部２２の領域に付与されたシャンク直径Ｄ_Ｓの９０％よりも多く寸法設定されている。こうして、チップ導出通路１１を通るチップおよびガス、特に空気の高い質量流が、場合によっては冷却潤滑媒体と混合されて可能となる。

図４Ａ〜図４Ｅ、図５Ａ〜図５Ｅおよび図６Ａ〜図６Ｇには、フライスヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの種々異なる構成が示してある。これらのフライスヘッド３ａ，３ｂ，３ｃは一体に切刃材料、特に硬質金属、サーメットまたはセラミックスから、特にＰＫＤ（多結晶ダイヤモンド）およびＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）を備えて製作されていて、図３Ａ〜図３Ｅに示したシャンク２に結合可能、特にろう付け可能であり、これによって、フライス工具１が形成される。フライスヘッド３ａ，３ｂ，３ｃは種々異なる形式のフライス加工、特にサーキュラフライス削りのために適している。このサーキュラフライス削りの場合には、フライス工具１が工具長手方向軸線Ａを中心として回転すると同時に軸線Ａが、この軸線Ａに対して平行な別の軸線を中心として回転する。こうして、フライスヘッド３ａ，３ｂ，３ｃの直径Ｄ_Ｆよりも大きな直径の孔が製作可能となる。したがって、異なる直径を備えた多数の孔が、比較的少ない数のフライス工具１によって製作可能となる。サーキュラフライス加工は、穿孔工具による孔の製作に比べて、さらに、切削時に、加工箇所から容易に導出可能である短いチップしか生ぜしめられないという利点を有している。

図４Ａ〜図４Ｅに示したフライスヘッド３ａは、五枚刃式にまたは五切刃式に５つの端面切刃７と５つの周面切刃９とを備えて形成されている。５つの端面切刃７のうちの４つは、いわゆる「短切刃２４」として形成されているのに対して、端面切刃７の残りの１つは、いわゆる「長切刃２５」として形成されている。この長切刃２５は短切刃２４と異なり、フライスヘッド３ａの縁部１５から工具長手方向軸線または略して軸線Ａを越えて延びている。周面切刃９は、図示の実施例では、カッティングエッジ８に隣接した前方の切刃領域９ａを備えた角度付けされた形を有している。この前方の切刃領域９ａは、工具長手方向軸線Ａおよび工具長手方向軸線Ａに対して平行に延びる後方の切刃領域９ｂと、軸方向のすくい角γ_ａに相当する約３０゜のねじれ角γを成している。工具長手方向軸線Ａに対して傾けられた前方の切刃領域９ａによって、特に正の角度の切刃ジオメトリが、特にカッティングエッジ８に達成されている。これによって、特に軽金属加工時には、加工されるワークにおける高い表面品質と僅かな切削力とで切削が可能となる。周面切刃９の前方の切刃領域９ａの傾斜位置によって得られる効果は、端面切刃７の傾斜切刃７ｂの傾斜位置によって得られる効果に匹敵し得る。この場合、両効果は、増加する形式で同時に１つのフライスヘッド３，３ａに実現可能である。

フライスヘッド３ａは、平面図（下方から見た図４Ａ参照）で見て、端面切刃の数に相応に５つの開放面２６を有している。これらの開放面２６を通して、形成されたチップがチップ導出通路１１に向かって搬出可能となる。開放面２６のサイズはフライス工具１の軸線Ａに沿って変化しているものの、いずれにせよ、シャンク２の横断面Ｆの少なくとも３５％に設定されている。フライスヘッド高さＨ_Ｆはフライスヘッド直径Ｄ_Ｆの５０％よりも少なく設定されている。これによって、形成されたチップが、極めて短い道程でチップ導出通路１１内に導入される。フライスヘッド３ａの先細りにされた領域１７は、相応に成形されたシャンク２（図３Ａ〜図３Ｅ参照）内へのフライスヘッド３ａの容易な挿入を可能にするために、僅かに円錐形に形成されている。

図５Ａ〜図５Ｅに示したフライスヘッド３ｂは三枚刃式に形成されていて、その他の点では、図４Ａ〜図４Ｅに示したフライスヘッド３ａにほぼ相当している。図６Ａ〜図６Ｅに示したフライスヘッド３ｃは、特に大きな開放面２６を備えた三枚刃式のフライスヘッドの別の構成である。このフライスヘッド３ｃは軸線Ａの領域で端面６に凹設部４０を有している。周面段部１６はフライスヘッド３ｃでは特に明確に際立っている。さらに、特に図６Ｃに示した側面図から明らかであるように、端面切刃７はフライスヘッド３ｃの縁部１５から軸線Ａに向かって幾分傾斜している。すなわち、端面切刃７が各カッティングエッジ８でシャンク２から軸方向で最大の間隔を置いて配置されている。切刃７，９に形成された角度、つまり、端面切刃７における軸方向の逃げ角α_ａ、軸方向の刃物角β_ａおよび軸方向のすくい角γ_ａならびに周面切刃９における半径方向の逃げ角α_ｒ、半径方向の刃物角β_ｒおよび半径方向のすくい角γ_ｒは、図６Ｇ〜図６Ｈから明らかである。さらに、ここから明らかであるように、軸方向のすくい角γ_ａは半径方向のすくい角γ_ｒよりも大きく設定されている。これによって、軸方向での特に容易なチップ導出が可能となる。

図７ならびに図８Ａ〜図８Ｄには、ハイドロリックエキスパンションチャック２７内にもしくは締付け・供給装置２８内に緊締されたフライス工具１が示してある。締付け・供給装置２８内にフライス工具１は、図示の実施例では、ハイドロリック式の締付け機構なしに緊締可能であるが、しかし、このようなハイドロリック式の締付け機構の組込みも同じく可能である。締付け・供給装置２８によって、流体通路５ａ，５ｂ，５ｃへの流体供給だけでなく、吸出し開口１２からのチップ吸出しおよび場合によっては流体吸出しも可能となる。このためには、締付け・供給装置２８が流体供給管片２９と吸出しホッパ３０とを有している。両部分２９，３０は供給装置もしくは廃物処理装置（図示せず）に接続可能である。

流体供給管片２９を通してフライス工具１に冷媒リング３１を介して圧縮空気および／または冷却潤滑媒体が供給可能である。択一的には、一方で圧縮空気供給および他方で冷却潤滑媒体供給のための固有の流体供給管片２９が設けられていてもよい。いずれにせよ、流体供給管片２９を通ってフライス工具１に供給された質量流は、チップの質量を考慮することなしに、負圧で負荷可能である吸出しホッパ３０を介して吸出し開口１２から吸い出される質量流にほぼ相当している。こうして、チップが完全にかつチップの形成直後に、内部に位置するチップ導出通路１１を通って搬出されることが確保されている。

締付け・供給装置２８は軸受けハウジング３２を有している。この軸受けハウジング３２内には、前方の玉軸受け３３と後方の玉軸受け３４とによって、シャンク２を同心的に保持するベース収容部３５が回転可能に支承されている。ほぼ回転対称的なこのベース収容部３５は、圧縮空気および／または冷却潤滑媒体の供給ならびにフライス工具へのもしくはフライス工具からのチップ導出を可能にするために複数回穿孔されている。軸受けハウジング３２の、フライスヘッド３に面した前方の側には、ベース収容部３５とシャンク２との緊締および位置固定のために、内側の保持ナット３６と、外側の保持ナット３７と、２つの連行ピン３８と、位置固定リング３９とが設けられている。

内部に位置するチップ導出通路を備えたフライス工具の斜視図である。

図１Ａおよび図１Ｂに示したフライス工具のフライスヘッドをシャンクの方向から見た図である。

図１Ａおよび図１Ｂに示したフライス工具のフライスヘッドの平面図である。

図１Ａおよび図１Ｂに示したフライス工具のフライスヘッドの側面図である。

内部に位置するチップ導出通路を備えたフライス工具のシャンクを示す図である。

内部に位置するチップ導出通路を備えたフライス工具のための五枚刃式のヘッドを示す図である。

内部に位置するチップ導出通路を備えたフライス工具のための三枚刃式のヘッドを示す図である。

三枚刃式のフライスヘッドの択一的な構成を示す図である。

緊締されたフライス工具を備えたハイドロリック式のエキスパンションチャックを示す図である。

フライス工具ならびに緊締・供給装置を示す図である。

符号の説明

１フライス工具、２シャンク、２ａ外側シャンク、２ｂ内側シャンク、３，３ａ，３ｂ，３ｃフライスヘッド、４接触領域、５，５ａ，５ｂ，５ｃ流体通路、６端面、７端面切刃、７ａ半径方向切刃、７ｂ傾斜切刃、８カッティングエッジ、９周面切刃、９ａ前方の切刃領域、９ｂ後方の切刃領域、１０ギャップ、１１チップ導出通路、１２吸出し開口、１３シャンク端部、１４肉厚にされた領域、１５縁部、１６周面段部、１７先細りにされた領域、１８前方の領域、１９環状室、２０ａ，２０ｂ，２０ｃウェブ、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ流体流入開口、２２前方の端部、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ流体流出開口、２４短切刃、２５長切刃、２６開放面、２７ハイドロリックエキスパンションチャック、２８締付け・供給装置、２９流体供給管片、３０吸出しホッパ、３１冷媒リング、３２軸受けハウジング、３３玉軸受け、３４玉軸受け、３５ベース収容部、３６保持ナット、３７保持ナット、３８連行ピン、３９位置固定リング、４０凹設部、Ａ工具長手方向軸線、Ｄ_Ｆフライスヘッドの直径、Ｄ_Ｋチップ導出通路の直径、Ｄ_Ｓシャンクの直径、Ｆ横断面、Ｈ_Ｆフライスヘッド高さ、Ｗ_Ａ肉厚、Ｗ_Ｂ肉厚、 α_ａ軸方向の逃げ角、 α_ｒ半径方向の逃げ角、 β_ａ軸方向の刃物角、 β_ｒ半径方向の刃物角、 γ ねじれ角、 γ_ａ軸方向のすくい角、 γ_ｒ半径方向のすくい角

Claims

フライス工具（１）であって、当該フライス工具（１）が、工具長手方向軸線（Ａ）を中心として回転可能であり、
・内部に位置する、工具長手方向軸線（Ａ）に対して平行に延びるチップ導出通路（１１）と、吸出し開口（１２）とを備えたスリーブ状のシャンク（２）が設けられており、
・工具長手方向軸線（Ａ）とシャンク（２）とに対して同軸的に該シャンク（２）に保持された、切刃（７，９）としての端面切刃（７）と周面切刃（９）とを備えたフライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が設けられており、少なくとも１つの切刃（７，９）が、フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の周面に正のすくい角（γ_ａ，γ_ｒ）を形成している形式のものにおいて、
シャンク（２）が、一体の構成ユニットとして二重壁で内側シャンク（２ｂ）と外側シャンク（２ａ）とを備えて形成されており、該外側シャンク（２ａ）が、内側シャンク（２ｂ）をその長さにわたって完全に取り囲んでいて、シャンク端部（１３）にまで延びており、外側シャンク（２ａ）と内側シャンク（２ｂ）との間に、少なくともチップ導出を助成するための機能または冷却機能を有する媒体をフライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）に供給するための流体通路（５，５ａ，５ｂ，５ｃ）が形成されていることを特徴とする、フライス工具。
すくい角（γ_ａ）が、フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の端面で少なくとも１０゜に設定されている、請求項１記載のフライス工具。
周面切刃（９）のすくい角（γ_ｒ）が、フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の周面で少なくとも１０゜に設定されている、請求項１または２記載のフライス工具。
フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、一体に切刃材料から形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のフライス工具。
シャンク（２）の直径（Ｄ_Ｓ）が、少なくともフライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）に隣接した領域でフライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の直径（Ｄ_Ｆ）よりも小さく寸法設定されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のフライス工具。
フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、チップをチップ導出通路（１１）内に導出するための開放面（２６）を有しており、該開放面（２６）が、シャンク（２）の横断面（Ｆ）の少なくとも３５％に設定されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のフライス工具。
フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の高さ（Ｈ_Ｆ）が、フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の直径（Ｄ_Ｆ）の最大５０％に設定されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のフライス工具。
フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、少なくとも三枚刃式に形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のフライス工具。
端面切刃（７）が、フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の縁部（１５）から工具長手方向軸線（Ａ）を越えるまで延びている、請求項１から８までのいずれか１項記載のフライス工具。
周面切刃（９）が、カッティングエッジ（８）で端面切刃（７）に隣接している、請求項１から９までのいずれか１項記載のフライス工具。
カッティングエッジ（８）が、工具長手方向軸線（Ａ）の方向に関して、フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の、シャンク（２）から軸方向で最も遠く間隔を置いて配置された部分である、請求項１０記載のフライス工具。
周面切刃（９）が、工具長手方向軸線（Ａ）と少なくとも１０゜のねじれ角（γ）を成している、請求項１から１１までのいずれか１項記載のフライス工具。
フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）が、周面段部（１６）を有しており、該周面段部（１６）に、シャンク（２）に向かって、フライスヘッド（３，３ａ，３ｂ，３ｃ）の先細りにされた領域（１７）が続いている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のフライス工具。
周面切刃（９）が、周面段部（１６）に隣接している、請求項１３記載のフライス工具。
外側シャンク（２ａ）に側方で配置された流体通路（５，５ａ，５ｂ，５ｃ）の流体供給開口（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）が設けられている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のフライス工具。
流体通路（５，５ａ，５ｂ，５ｃ）が螺旋状の流体通路である、請求項１から１５までのいずれか１項記載のフライス工具。
チップ導出通路（１１）の直径（Ｄ_Ｋ）が、シャンク直径（Ｄ_Ｓ）の少なくとも７５％に設定されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のフライス工具。
外側シャンク（２ａ）の肉厚（Ｗ_ａ）が、シャンク直径（Ｄ_Ｓ）の最大１０％に設定されている、請求項１から１７までのいずれか１項記載のフライス工具。
内側シャンク（２ｂ）の肉厚（Ｗ_ｂ）が、シャンク直径（Ｄ_Ｓ）の最大１０％に設定されている、請求項１から１８までのいずれか１項記載のフライス工具。
内側シャンク（２ｂ）の肉厚（Ｗ_ｂ）が、外側シャンク（２ａ）の肉厚（Ｗ_ａ）よりも少なく設定されている、請求項１から１９までのいずれか１項記載のフライス工具。