JP4553880B2

JP4553880B2 - フライス工具

Info

Publication number: JP4553880B2
Application number: JP2006256105A
Authority: JP
Inventors: 康広樋代; 直樹峠; 直純西村
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: JP2008073807A

Description

本発明は、アルミダイキャスト合金や鋳鉄で形成された自動車エンジン部品の研削に主に用いられる、ダイヤモンド砥粒を用いたフライス工具に関し、とくに切削と研削を一つの工具で行うことのできるフライス工具であって、バリ取りに有効なフライス工具に関する。

従来、鋳造合金やセラミック成形体などの表面加工を行うフライス工具として、超硬合金製のチップに代えてダイヤモンド砥粒を用いたチップ、あるいは砥粒層を形成した工具が使用されている。

ところで、たとえばアルミ合金鋳物の表面加工においては、最終製品の形状寸法との関係から、切削（粗研削）と研削（仕上げ研削）の両方の加工を必要とする部分がある。このような両方の加工を行うには、切削と研削のそれぞれに適した別々のフライス工具を使用して加工が行われていた。切削加工と研削加工とでは、加工に適した砥粒の粒度、砥粒どうしの間隔が異なる。本発明者は、これらの点を考慮して、一つの工具で高能率な切削と高精度の研削のいずれをも行うことができるようにしたフライス工具を発明し、この内容が特許文献１に記載されている。このフライス工具の構造を図５、図６に示す。図５はフライス工具を示す斜視図であり、図６は図５のフライス工具の刃先部の拡大断面図である。

フライス工具１０においては、カップ型の台金１１の端面の幅方向ほぼ中央部に円周方向の凹溝１２が形成されており、この凹溝１２の外周寄りに切削用砥粒層１３が形成され、凹溝１２の内周寄りに研削用砥粒層１４が形成されている。
台金１１は、全体形状が短い筒状をした鋼製の台金であり、底部中央部に電動工具の回転軸に取り付けるための取り付け用孔１１ａが設けられている。

凹溝１２は断面Ｖ字型の溝であり、凹溝１２の外周寄りの部分は平坦面１５と傾斜面１６とに平均粒径６００μｍのダイヤモンド砥粒１７が１．５ｍｍ間隔で配置されて切削用砥粒層１３が形成され、内周寄りの部分は平坦面１８に平均粒径２００μｍのダイヤモンド砥粒１９が配置されて研削用砥粒層１４が形成されている。内周寄りの部分の平坦面１８と外周寄りの部分の平坦面１５との間には０．６ｍｍの段差が設けられている。傾斜面１６の傾斜角は１５度である。

このようにフライス工具１０は、切削に適した条件の切削用砥粒層１３と、研削に適した条件の研削用砥粒層１４とで刃先部を構成しているので、一つの工具で切削と研削の両方の加工を行うことができる。さらに、切削用砥粒層１３と研削用砥粒層１４との境界部に凹溝１２を設け、研削用砥粒層１４と切削用砥粒層１３に段差を設けているので、切削時に発生した大きな切粉が研削用砥粒層１４に入り込むことがなく、研削時の加工精度を良好に維持することができる。

上述したフライス工具の使用状況を図７に示す。フライス工具１０は回転しながら並進して、ブロック上面やヘッド上面を研削する。しかし、上述したフライス工具を用いても、加工面にバリが発生することは防止できず、このバリ取りのために別途の工程が必要であった。

また、特許文献２には、加工対象物のバリ取りのために研磨シートと同一円周上にブラシ材を設けた研削工具が記載されている。しかし、この研削工具では、研磨シートとブラシ材とが同一円周上に設けられているため、粗加工後に仕上げ加工とバリ取りを行うことができない。

特開２００２−２６３９３７号公報実用新案登録第３０７２６７１号公報

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、一つの工具で切削と研削の両方の加工を行うことができるとともに、加工の工程においてバリ取りも行うことが可能なフライス工具を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明のフライス工具は、カップ状の台金の端面の外周寄りの領域と内周寄りの領域との境界部に凹溝が設けられ、前記端面の外周寄りの領域には粒度の大きい砥粒をろう付けして切削用砥粒層が形成され、内周寄りの領域には粒度の小さい砥粒をろう付けして研削用砥粒層が形成されたフライス工具であって、研削用砥粒層が設けられている領域より内周側にブラシが取り付けられていることを特徴とする。

研削用砥粒層が設けられている領域より内周側にブラシが取り付けられていることにより、研削によって発生するバリを研削の過程において除去することができる。そのため、バリ取りの工程を別途設けることが不要となり、加工工程を合理化できる。また、特許文献２に記載の構造のものと比較して、粗加工後に仕上げ加工とバリ取りができることから、高能率な加工が可能で、かつ仕上げ面を良好に維持することができる。

本発明のフライス工具においては、前記ブラシの上端面は、研削用砥粒層が設けられている内周寄りの領域の平坦面より、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内で高くなるように前記ブラシが形成されていることを特徴とする。

ブラシの上端面と、研削用砥粒層が設けられている内周寄りの領域の平坦面との高さの差が２ｍｍ未満であると、ブラシによるバリ取りの効果が低下する。また、研削用砥粒層が設けられている内周寄りの領域の平坦面との高さの差が１０ｍｍを超えると、ブラシの存在によって加工面の面粗度が低下する。

本発明のフライス工具においては、前記研削用砥粒層が設けられている領域の台金内周側端部と前記ブラシとの間には空隙が設けられ、この空隙の幅は、前記ブラシの上端面と、研削用砥粒層が設けられている内周寄りの領域の平坦面との高さの差より大きいことを特徴とする。

研削用砥粒層が設けられている領域の台金内周側端部と前記ブラシとの間には空隙が設けられていることにより、研削により発生した切粉を効果的に排出できる。また、フライス工具の回転によってブラシが研削面にかみ込まれると研削に悪影響を及ぼすことから、このブラシのかみ込みを防止するためには、空隙の幅を、ブラシの上端面と、研削用砥粒層が設けられている内周寄りの領域の平坦面との高さの差より大きくすることが好ましい。こうすると、ブラシが回転によって外周側に倒れても、ブラシが研削面にかみ込まれることがない。

本発明によると、一つの工具で切削と研削の両方の加工を行うことができるとともに、加工の工程においてバリ取りも行うことが可能なフライス工具を実現することができる。

以下に、本発明のフライス工具をその実施形態に基づいて説明する。
図１（ａ）に、本発明の実施形態に係るフライス工具の上面を示し、図１（ｂ）に、本発明の実施形態に係るフライス工具の刃先部の拡大断面図を示す。
図１において、カップ型の台金１１の端面の幅方向ほぼ中央部に円周方向の凹溝１２が形成されており、この凹溝１２の外周寄りに粒度の大きい砥粒をろう付けして切削用砥粒層１３が形成され、凹溝１２の内周寄りに粒度の小さい砥粒をろう付けして研削用砥粒層１４が形成されている。

台金１１は、全体形状が短い筒状をした鋼製の台金であり、凹溝１２は断面Ｖ字型の溝である。凹溝１２の外周寄りの部分は平坦面１５と傾斜面１６とに平均粒径６００μｍのダイヤモンド砥粒１７が１．５ｍｍ間隔で配置されて切削用砥粒層１３が形成され、内周寄りの部分は平坦面１８に平均粒径２００μｍのダイヤモンド砥粒１９が配置されて研削用砥粒層１４が形成されている。内周寄りの部分の平坦面１８と外周寄りの部分の平坦面１５との間には０．６ｍｍの段差が設けられている。傾斜面１６の傾斜角は１５度である。切粉の排出と研削液の供給のため、台金１１の上面にスリット２０を設けることができる。

台金１１には、研削用砥粒層１４が設けられている領域より内周側に段差部２１が設けられ、この段差部２１には、ブラシ２２が取り付けられている。ブラシ２２は、径が０．０５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の毛材を集合させて形成され、毛材は、樹脂、金属またはこれらにダイヤモンド等の硬質素材を固着したものによって形成されている。研削用砥粒層１４が設けられている領域の台金内周側端部２３とブラシ２２との間には、空隙２４が設けられている。この空隙２４の幅Ｘは、ブラシ２２の上端面２５と、研削用砥粒層１４が設けられている内周寄りの領域の平坦面１８との高さの差Ｙより大きくなるようにしている。また、ブラシ２２の上端面２５は、研削用砥粒層１４が設けられている内周寄りの領域の平坦面１８より、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内で高くなるようにしている。ブラシ２２の取り付けは、例えば、ブラシ２２の下部に設けられた台座部２７を、ねじ２６を用いて台金１１に固定することによって可能である。

このような構成のフライス工具を用いると、図７に示す状況で研削を行う際に、研削時に発生するバリを研削の工程中で除去することができる。
以下に、試験結果を示す。
試験条件を表１に示す。

試験結果を表２に示す。

表２においては、従来品を１００とした指数で表している。ここで従来品とは、特許文献１に記載された構成のフライス工具である。発明品は従来品と比べて切粉の排出に関しては同等であるため、消費電力は同じ値を示している。面粗度については、発明品はブラシを有しているため、従来品よりやや低下する。その一方、発生するバリの幅、バリの厚みについては、ブラシの効果により、大きく改善している。

次に、ブラシ２２の上端面２５と、研削用砥粒層１４が設けられている内周寄りの領域の平坦面１８との高さの差Ｙ（以下、「高さの差Ｙ」と略記する）を変化させたときの、面粗さを図２に示し、バリの量を図３に示す。いずれも高さの差Ｙが０のときを１００とした指数で表示している。

図２からわかるように、高さの差Ｙが１０ｍｍを超えると、急激に面粗さが劣化している。また、図３からわかるように、高さの差Ｙが２ｍｍ未満であると、バリの量が急激に増加している。このことから、高さの差Ｙは２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

次に、空隙２４の幅Ｘと、高さの差Ｙとの差を変化させたときの面粗さを図４に示す。
空隙２４の幅Ｘが高さの差Ｙより小さい範囲では、急激に面粗さが劣化している。このことから、空隙２４の幅Ｘを高さの差Ｙより大きくすることが好ましい。

本発明は、一つの工具で切削と研削の両方の加工を行うことができるとともに、加工の工程においてバリ取りも行うことが可能なフライス工具として利用することができる。

本発明の実施形態に係るフライス工具の刃先部の拡大断面図を示す図である。ブラシの上端面と、研削用砥粒層が設けられている内周寄りの領域の平坦面との高さの差Ｙを変化させたときの、面粗さを示す図である。ブラシの上端面と、研削用砥粒層が設けられている内周寄りの領域の平坦面との高さの差Ｙを変化させたときの、バリの量を示す図である。空隙の幅Ｘと、高さの差Ｙとの差を変化させたときの面粗さを示す図である。従来のフライス工具を示す斜視図である。従来のフライス工具の刃先部の拡大断面図である。フライス工具の使用状況を示す図である。

符号の説明

１０フライス工具
１１台金
１２凹溝
１３切削用砥粒層
１４研削用砥粒層
１５平坦面
１６傾斜面
１７ダイヤモンド砥粒
１８平坦面
１９ダイヤモンド砥粒
２０スリット
２１段差部
２２ブラシ
２３台金内周側端部
２４空隙
２５上端面
２６ねじ
２７台座部

Claims

カップ状の台金の端面の外周寄りの環状領域と内周寄りの環状領域との境界部に凹溝が設けられ、前記端面の外周寄りの環状領域には粒度の大きい砥粒をろう付けして切削用砥粒層が形成され、内周寄りの環状領域には粒度の小さい砥粒をろう付けして研削用砥粒層が形成されたフライス工具であって、前記研削用砥粒層が設けられている環状領域より内周側にブラシが取り付けられ、かつ、前記研削用砥粒層が設けられている環状領域の台金内周側端部と前記ブラシとの間には前記台金内周側端部の全周に渡って空隙が設けられていることを特徴とするフライス工具。
前記空隙の幅は、前記ブラシの上端面と、前記研削用砥粒層が設けられている内周寄りの環状領域の平坦面との高さの差より大きいことを特徴とする請求項１記載のフライス工具。
前記台金の上面に、前記台座の内周から外周に向かって複数のスリットが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のフライス工具。
前記ブラシの上端面は、前記研削用砥粒層が設けられている内周寄りの環状領域の平坦面より、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内で高くなるように前記ブラシが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフライス工具。