JP4489417B2 - 荒削り用回転切削工具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、溝加工に用いるエンドミルやクリスマスカッタなどの回転切削工具、特に荒削り用の回転切削工具の製造方法に関する。

一般に、特殊な形状の溝加工を行ったり、溝加工を精度良く行ったりする場合、その溝加工に用いる回転切削工具としては、少なくとも荒削り用と仕上げ用の２種類が用意される。この２種類の回転切削工具においては、軸心周りに設けられた刃部の形状が共に切削溝の形状に対応しているが、刃部の個数及び捩れ角は、種類別にそれぞれ適宜設定されている。尚、特許文献１には仕上げ用の回転切削工具としてのクリスマスカッタが開示されており、特許文献２には荒削り用の回転切削工具としてのクリスマスカッタが開示されている。
特許第３０５８８５６号公報 特許第３０６５０２０号公報

ところで、上記２種類の回転切削工具は、いずれも再刃付けを繰り返し行うことで使用期間を長くするのが一般的であるが、仕上げ用回転切削工具の場合、再刃付けにより刃部の軸方向の各位置での外径が変化して溝加工の仕上げ精度に影響を及ぼすことから、再刃付けの回数は、荒削り用回転切削工具の場合よりも少ないのが普通である。このため、仕上げ用回転切削工具は、荒削り用回転切削工具よりも数多く必要になり、また使用不能になった後産業廃棄物として廃棄される数も当然多くなるという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、特に荒削り用回転切削工具と仕上げ用回転切削工具とを比較した場合、荒削り用回転切削工具の刃部の各軸方向位置での外径などが仕上げ用回転切削工具のそれよりも一回り小さいことに着目し、使用不能になった後の仕上げ用回転切削工具を荒削り用回転切削工具として再利用することにより、資源のリサイクル化及び産業廃棄物の減少化に寄与し得る荒削り用回転切削工具の製造方法を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、軸心周りに複数個の刃部が設けられ、溝加工に用いる荒削り用回転切削工具の製造方法として、上記荒削り用回転切削工具と仕上げ用回転切削工具との間では、予め刃部の個数及び捩れ角を同一に設定しておき、仕上げ用回転切削工具が使用不能になった後この仕上げ用回転切削工具の刃部を所定の取り代分削り取って荒削り用回転切削工具の刃部を形成し、荒削り用回転切削工具を再製する構成とする。この構成では、荒削り用回転切削工具と仕上げ用回転切削工具との間で、予め刃部の個数及び捩れ角を同一に設定しているため、仕上げ用回転切削工具が使用不能になった後この仕上げ用回転切削工具の刃部を所定の取り代分削り取って荒削り用回転切削工具の刃部を形成し、荒削り用回転切削工具として再製することができ、また、それにより、廃棄される回転切削工具の総数を可及的に少なくすることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の荒削り用回転切削工具の製造方法を、特に、シャフトタイプフライスの一種であるクリスマスカッタに適用するものである。すなわち、上記回転切削工具は、刃部が軸方向先端側に向か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クリスマスカッタとする。このクリスマスカッタは、特殊な形状の溝加工に利用するものであって、荒削り用と仕上げ用の両方が必要不可欠であることから、本発明を適用するのに有効である。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の荒削り用回転切削工具の製造方法において、上記仕上げ用回転切削工具及び荒削り用回転切削工具の好ましい形態を提供するものである。すなわち、両回転切削工具は、共に各刃部の逃げ面が切れ刃寄りの第１逃げ面と、この第１逃げ面に連続しかつ第１逃げ面よりも逃げ角が大きい第２逃げ面とを有してなり、上記第１逃げ面は、切れ刃の稜線に沿って継ぎ目や段差のない滑らかな１つの帯状の曲面に形成されているとともに、この第１逃げ面の逃げ角及び幅寸法は、それぞれ切れ刃の稜線に沿う刃部のいずれの位置でも略等しく設定される構成とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の荒削り用回転切削工具の製造方法において、上記回転切削工具の、少なくとも刃部側の部分がハイス（高速度鋼）製のものである構成とする。この構成では、回転切削工具の少なくとも刃部側の部分が比較的高価なハイス製のものであることから、この回転切削工具の仕上げ用から荒削り用への再利用によりコストの低廉化をも図ることができる。

以上のように、本発明の荒削り用回転切削工具の製造方法によれば、仕上げ用回転切削工具が使用不能になった後この仕上げ用回転切削工具の刃部を所定の取り代分削り取って荒削り用回転切削工具の刃部を形成し、荒削り用回転切削工具を再製することにより、廃棄される回転切削工具の総数を可及的に少なくすることができ、資源のリサイクル化及び産業廃棄物の減少化に寄与することができる。

特に、請求項４に係る発明では、回転切削工具の少なくとも刃部側の部分が比較的高価なハイス製のものであるため、この回転切削工具の仕上げ用から荒削り用への再利用によりコストの低廉化にも寄与することができ、実施化を図る上で有効なものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。

図１ないし図６は本発明の一実施形態に係る仕上げ用の回転切削工具としてのクリスマスカッタ１０を示し、図７及び図８は同じく荒削り用の回転切削工具としてのクリスマスカッタ３０を示す。図９はこの両クリスマスカッタ１０，３０を用いて切削される切削溝１００を示し、この切削溝１００は、中心線１０１に対し左右対称でかつ逆クリスマスツリーのように溝深さ方向に向かって溝幅が増減しながら徐々に狭くなっており、溝深さ方向に互いに離間して溝幅が広い３つの幅広部１０２，１０３，１０４を備え、これらの幅広部１０２〜１０４の幅寸法は深い位置のもの程小さくなっている。

上記仕上げ用のクリスマスカッタ１０は、図１及び図２に示すように、シャンク１１とハイス製のボディ１２とからなり、ボディ１２には軸心周りに複数個（図では３個）の刃部１３，１３，１３が設けられている。この各刃部１３は、図３ないし図６に拡大詳示するように、すくい面１４と切れ刃１５と逃げ面１６とを有しており、切れ刃１５は、シャンク１１側から見て時計方向に回転して切削を行う右刃で右捩れ刃（捩れ角度は５°〜３０°の範囲内、図２では８°程度）である。また、各刃部１３は、図９に示す切削溝１００の形状に対応して、軸方向先端側に向かって３つずつの山部２１，２２，２３と谷部２４，２５，２６とを交互に連ねながら先細り状に形成されている。尚、図４（ａ）は切削溝１００の幅広部１０２に対応した刃部１３の山部２１における仕上げ用クリスマスカッタ１０の軸心線と直交する断面図であり、図５（ａ）は切削溝１００の幅広部１０３に対応した刃部１３の山部２２における仕上げ用クリスマスカッタ１０の軸心線と直交する断面図であり、図６（ａ）は切削溝１００の幅広部１０４に対応した刃部１３の山部２３における仕上げ用クリスマスカッタ１０の軸心線と直交する断面図である。

上記各刃部１３の逃げ面１６は、切れ刃１５寄りの第１逃げ面１６ａと、この第１逃げ面１６ａに連続しかつ第１逃げ面１６ａよりも逃げ角が大きい第２逃げ面１６ｂとからなる。上記第１逃げ面１６ａは、３次元加工機などを用いて、切れ刃１５の稜線に沿って継ぎ目や段差のない滑らかな１つの帯状の曲面に形成されている。この第１逃げ面１６ａの逃げ角θ１ａ，θ１ｂ，θ１ｃは、切れ刃１５の稜線に沿う刃部１３のいずれの位置でも略等しく（θ１ａ≒θ１ｂ≒θ１ｃ）、２〜１５°の範囲内に設定されている。また、第１逃げ面１６ａの幅寸法ｔ１ａ，ｔ１ｂ，ｔ１ｃも、切れ刃１５の稜線に沿う刃部１３のいずれの位置でも略等しく（ｔ１ａ≒ｔ１ｂ≒ｔ１ｃ）、０．２〜３．０ｍｍの範囲内に設定されている。

一方、上記荒削り用のクリスマスカッタ３０は、仕上げ用のクリスマスカッタ１０と同じく、図７及び図８に示すように、シャンク３１とハイス製のボディ３２とからなり、ボディ３２には軸心周りに複数個の刃部３３，３３が設けられている。この各刃部３３は、すくい面３４と切れ刃３５と逃げ面３６とを有し、逃げ面３６は、切れ刃３５寄りの第１逃げ面３６ａと、この第１逃げ面３６ａに連続しかつ第１逃げ面３６ａよりも逃げ角が大きい第２逃げ面３６ｂとからなる。第１逃げ面３６ａは、切れ刃の稜線に沿って継ぎ目や段差のない滑らかな１つの帯状の曲面に形成されているとともに、この第１逃げ面３６ａの逃げ角及び幅寸法は、図示していないが、仕上げ用クリスマスカッタ１０の刃部１３の第１逃げ面１６ａの場合と同様に、それぞれ切れ刃の稜線に沿う刃部のいずれの位置でも略等しく設定されている。また、各刃部３３は、図９に示す切削溝１００の形状に対応して、軸方向先端側に向かって３つずつの山部４１，４２，４３と谷部４４，４５，４６とを交互に連ねながら先細り状に形成されている。

そして、本発明の特徴点として、上記荒削り用クリスマスカッタ３０における刃部３３の個数、切れ刃３５の向き及び捩れ角は、予め仕上げ用クリスマスカッタ１０のそれと同一に、つまり刃部３３の個数が３個に、切れ刃３５の向きが右刃に、切れ刃３５の捩れ角が右捩れ８°程度にそれぞれ設定されており、仕上げ用クリスマスカッタ１０が使用不能になった後、図１０に示すようにこの仕上げ用クリスマスカッタ１０の刃部１３，１３，１３をそれぞれ所定の取り代α分削り取って刃部３３，３３，３３を形成するとともに、この各刃部３３の切れ刃３５付近に切り屑を分割するために軸方向に波形状に連続するラフィング切れ刃４８を形成することにより、荒削り用クリスマスカッタ３０として再製されるようになっている。

上記ラフィング切れ刃４８の位相は、図１０（ｂ）〜（ｄ）に示すように、３つの刃部３３，３３，３３の相互間で１／３ピッチずつ軸方向にずれており、図１０（ａ）は、この３つの刃部３３，３３，３３のラフィング切れ刃４８，４８，４８同士を重ね合わせて示している。

従って、上記実施形態においては、仕上げ用クリスマスカッタ１０と荒削り用クリスマスカッタ３０との間では、予め刃部１３，３３の個数、切れ刃１５，３５の向き及び捩れ角が同一に設定されているため、仕上げ用クリスマスカッタ１０が使用不能になった後この仕上げ用クリスマスカッタ１０の各刃部１３をそれぞれ所定の取り代α分削り取って荒削り用クリスマスカッタ３０の各刃部３３を形成するとともに、この各刃部３３の切れ刃３５付近にラフィング切れ刃４８を形成することにより、荒削り用クリスマスカッタ３０として再製することができる。このため、廃棄される仕上げ用又は荒削り用クリスマスカッタ１０，３０の総数を可及的に少なくすることができ、資源のリサイクル化及び産業廃棄物の減少化に寄与することができる。

特に、上記仕上げ用クリスマスカッタ１０の刃部１３側の部分であるボディ１２は、比較的高価なハイス製のものであるため、この仕上げ用クリスマスカッタ１０から荒削り用クリスマスカッタ３０への再製によりコストの低廉化にも寄与することができ、実施化を図る上で有効なものである。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、仕上げ用又は荒削り用クリスマスカッタ１０，３０として、刃部１３，３３の個数が３個、切れ刃１５，３５の向き及び捩れ角が右刃で右捩れ８°程度のものについて述べたが、本発明は、このものに限らず、刃部の個数が４個の場合、切れ刃の捩れ角が零の直刃又は左刃の場合などにも同様に適用することができる。

また、上記実施形態では、荒削り用クリスマスカッタ３０として、各刃部３３の切れ刃３５付近に軸方向に波形状に連続するラフィング切れ刃４８を形成してなるものについて述べたが、本発明は、このラフィング切れ刃４８の代わりにニック切れ刃を形成したものにも適用することができる。

さらに、本発明は、上記実施形態の如きクリスマスカッタ１０，３０に限らず、特殊な形状の溝加工を行う場合、あるいは溝加工を精度良く行う場合に用いる、少なくとも荒削り用と仕上げ用の２種類を有するその他の回転切削工具にも同様に適用できるのは勿論である。

本発明の実施形態に係る仕上げ用クリスマスカッタの側面図である。 同拡大正面図である。 上記仕上げ用クリスマスカッタのボディ部分の拡大側面図である。 （ａ）は図３のＸ−Ｘ線における断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た矢視図である。 （ａ）は図３のＹ−Ｙ線における断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向から見た矢視図である。 （ａ）は図３のＺ−Ｚ線における断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ方向から見た矢視図である。 荒削り用クリスマスカッタの側面図である。 荒削り用クリスマスカッタのボディ部分の拡大側面図である。 クリスマスカッタにより切削される切削溝の拡大断面図である。 仕上げ用クリスマスカッタの刃部と荒削り用クリスマスカッタの刃部との関係を示すために両刃部の軸方向輪郭を重ね合わせて表した図である。

１０ 仕上げ用のクリスマスカッタ
３０ 荒削り用のクリスマスカッタ
１３，３３ 刃部
１６，３６ 逃げ面
１６ａ，３６ａ 第１逃げ面
１６ｂ，３６ｂ 第２逃げ面
２１，２２，２３，４１，４２，４３ 山部
２４，２５，２６，４４，４５，４６ 谷部
４８ ラフィング切れ刃
θ１ａ，θ１ｂ，θ１ｃ 第１逃げ面の逃げ角
ｔ１ａ，ｔ１ｂ，ｔ１ｃ 第１逃げ面の幅寸法
α 取り代

Claims (4)

1. 軸心周りに複数個の刃部が設けられ、溝加工に用いる荒削り用回転切削工具の製造方法であって、
   上記荒削り用回転切削工具と仕上げ用回転切削工具とは、予め刃部の個数及び捩れ角を同一に設定しておき、仕上げ用回転切削工具が使用不能になった後この仕上げ用回転切削工具の刃部を所定の取り代分削り取って荒削り用回転切削工具の刃部を形成し、荒削り用回転切削工具に再製することを特徴とする荒削り用回転切削工具の製造方法。
2. 上記回転切削工具は、刃部が軸方向先端側に向か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クリスマスカッタである請求項１記載の荒削り用回転切削工具の製造方法。
3. 上記仕上げ用回転切削工具及び荒削り用回転切削工具は、共に各刃部の逃げ面が切れ刃寄りの第１逃げ面と、この第１逃げ面に連続しかつ第１逃げ面よりも逃げ角が大きい第２逃げ面とを有してなり、上記第１逃げ面は、切れ刃の稜線に沿って継ぎ目や段差のない滑らかな１つの帯状の曲面に形成されているとともに、この第１逃げ面の逃げ角及び幅寸法は、それぞれ切れ刃の稜線に沿う刃部のいずれの位置でも略等しく設定されている請求項１又は２記載の荒削り用回転切削工具の製造方法。
4. 上記回転切削工具は、少なくとも刃部側の部分がハイス製のものである請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の荒削り用回転切削工具の製造方法。

Images