JP5745056B2 - 軸方向オフセットを変化させて間隔をおいた鋸歯状の切削インサートを有するフライス - Google Patents

Description

本出願の要旨は、金属切削のための鋸歯状刃先を備えた、割出し可能な切削インサートを有したフライスに関する。

金属切削の分野では、鋸歯状の切り刃を備えた切削インサートを有した多くのフライスが知られており、その鋸歯状の切り刃は、非鋸歯状の切り刃を有する切削インサートと比べてより高い切削率が可能となる。しかし、これを達成するには表面仕上げがより粗くなるという代償を払うことになる。この表面仕上げを改善するために、切削インサートを、連続する複数の切削インサートが相互にオフセットしたすなわち位相をずらした、のこぎりの歯のようにフライスに装着するものがある。このような切削インサートを備えた工具の例を、特許文献１、特許文献２、および特許文献３に見ることができる。しかし、これらのタイプの切削工具は、軸方向において最も前方の切削インサート（すなわち、フライスの面に最も近い切削インサート）の作用刃である、のこぎりの歯状配置の、軸方向最も前方の鋸歯が、その切削インサートの他の鋸歯よりも、また、他の切削インサートの鋸歯よりも露出し、そのために、磨減し、また、破損しやすくなる。

この欠陥を解決するものとして、いくつかの工作機械メーカーによって提案されているものは、露出した鋸歯を支持するための外部部材を設けるものである。例えば、特許文献４には、支持円板の外周において角度方向に離間して配置されるリブが設けられた切削インサートであって、上記円板の軸に沿って互い違いに配置されることにより、スロットの側面がリブ付きインサートから角度方向に離隔した側切削インサートによってフライス削りされるときに、スロットの底部から横方向に離れた切りくずを取り除くリブ付き切削インサートが記載されている。しかしながら、付加的な側切削インサートは、省くことができる不要な運用コストをもたらすものである。例えば、特に付加的な切削インサートがリブ付き切削インサートと同一でない場合は、切削インサートの交換は、そのために相当の時間がかかり、また交換をするための追加の工具を必要とする作業である。さらに、付加的な切削インサートは、余分な支出となる。したがって、このような解決策は、当然、費用、労力および時間がかかるものである。

米国特許第３５７４９１１号明細書 米国特許第３６３６６０２号明細書 米国特許第３８７５６３１号明細書 米国特許第３７０１１８７号明細書

本出願主題の目的は、上述の問題点を有意に解消するフライスおよびそのための切削インサートを提供することである。

本出願の主題によれば、前方から後方に延びる縦軸を有したカッター本体であって、当該カッター本体の先端面に隣接し、円周方向に互いに間隔を置いて配置された少なくとも３つのインサートポケットを有したカッター本体を具えたフライスがていきょうされる。

交換可能な切削インサート（２０）がインサートポケット（１８）に固定され、それぞれの切削インサートは少なくとも２つの同一の直線状ののこぎり歯状の刃を有している。その総ての切削インサートは同一である。

第１インサートポケットは軸方向において最も前方のインサートポケットであり、総てのインサートポケットは軸方向において一方に対して他方がオフセットされている。

本願の実施形態によれば、第２のインサートポケットは、第１インサートポケットから軸方向において第１のオフセット距離だけオフセットされており、この第１オフセット距離は、他の軸方向で隣接するどのインサートポケット対についてのオフセット距離よりも小さい。

本願の実施形態によれば、それぞれののこぎり歯状切刃は山と谷からなり、これら山と谷は等間隔である。

本出願の実施形態によれば、それぞれの切削インサートは、概略長方形の形である。

本出願の実施形態によれば、少なくとも２つの同一の直線状ののこぎり歯状の刃は互いに平行である。

本願のよりよい理解のために、また、本願が実際にどのように実施されるかを示すために、以下の添付図面を参照する。

３つの切削インサートを持つフライスの斜視図である。 図１のフライスの上面図である。 図１のフライスの側面図である。 フライスにおける３つのインサートを相互に重ねた状態で示す模式図である。 図４の詳細を示す図である。 フライスにおける４つのインサートを相互に重ねた状態で示す模式図である。 図６の詳細を示す図である。

以下の説明では、本出願の様々な態様について説明する。特定の構成および詳細は、説明の目的で、本出願の完全な理解のために記載されるものである。しかし、それはまた、本出願が、本明細書に示された具体的な詳細がなくても実施できることは、当業者にとって明らかなことである。また、周知の機構は、本出願を不明瞭にしないように省略または簡略化する。

図１及び図２を参照すると、それら図に示されるフライス１０は、その前後方向に延在する回転軸Ａと、前端面１４および後方の軸１６を有するカッター本体１２と、を有している。カッター本体１２は、カッター本体１２の前端面１４に隣接し、円周方向において互いに間隔を置いた、３つのインサートポケット１８を備えている。それぞれのインサートポケット１８は、それに固定される、取替え可能で、また割出し可能な切削インサート２０を有している。総ての切削インサート２０は同一のものである。それぞれの切削インサート２０は、対向する２つの同じ短い端辺２２と対向する２つの同じ長い端辺２４とを有した略長方形の形をしており、長い端辺２４が短い端辺２２よりも長い。長い端辺２４は、まっすぐな、山２６と谷２８とからなる、のこぎり歯状の刃であり、これによって均一に配置された、のこぎり歯２９が規定される。長い端辺２４は、いわば総ての山２６が共通の直線である接線上に位置するという、直線ののこぎり歯状の刃である。それぞれ一対の鋸歯状の刃２４は、互いに平行である。換言すれば、一対ののこぎり歯２４の鋸歯刃２４それぞれの共通の直線である接線は平行である。フライス１０の各切削インサート２０は、半径方向外側の長い切れ刃２４を有している。それぞれの半径方向外側の長い切れ刃２４は、フライス作業時に作用切れ刃となる。それぞれの作用切れ刃である長い切れ刃２４は、軸方向において最も先端の鋸歯２９”を有し、この鋸歯２９”は、その長い切れ刃２４の他の鋸歯よりも、カッター本体１２の先端面１４に近い。

３つのインサートポケット１８は、軸方向において所定のオフセット距離だけ相互にオフセットされている。インサートポケット１８は一方が他方に対して軸方向にオフセットされ、また、切削インサート２０が同一のものであるため、切削インサート２０もまた、インサートポケット１８について規定されているのと同じオフセット距離だけ一方が他方に対して軸方向にオフセットされている。従って、インサートポケット１８のオフセット距離は、インサートポケット１８に固定される切削インサート２０のオフセット距離によって示すことができ、また、その逆も同様である。図３に示されるように、第１のインサートポケット３０は、軸方向において最も前方のインサートポケットである。すなわち、第１インサートポケット３０は、他のインサートポケットよりも後方の軸１６から最も遠いものである。したがって、第１のインサートポケット３０は、第１の切削インサート３８を着座させることにより、第１切削インサート３８における軸方向前方の鋸歯が、総ての切削インサートの軸方向前方の鋸歯の中で最も前方であるようにすることができる。第２のインサートポケット３２は、第２の切削インサート４２を着座させることにより、第２切削インサート４２における軸方向前方の鋸歯が、第１切削インサート３８の軸方向前方の鋸歯からオフセット距離ｄ１だけ後方にオフセットするようにできる。第３のインサートポケット３４は、第３の切削インサート４６を着座させることにより、第３切削インサート４６における軸方向前方の鋸歯が、第２切削インサート４２の軸方向前方の鋸歯からオフセット距離ｄ２だけ後方にオフセットするようにできる。オフセット距離ｄ１は、オフセット距離ｄ２よりも小さい。第１、第２、および第３切削インサートが同一であることから、側壁やクランプネジを収容するためのネジ穴などの、対応するインサートポケットの特徴が１つのインサートポケットから次のインサートポケットまでのオフセット距離が同じになり得ることが理解できる。

図４および図５に注目すると、３つの切削インサート２０の相互のオフセット距離を示している。これらの図は、また、切削インサートの重なりを模式的に示しており、特に、フライス作業中ののこぎり歯における作用刃の重なりを示している。オフセット距離は、隣接する２つの切削インサート２０の、隣接する２つの山２６の間の距離として測定されるもの、すなわち、第１の切削インサート３８の山３６と第２の切削インサート４２の山４０との間の距離、または、第２の切削インサート４２の山４０と第３の切削インサート４６の山４４との間の距離である。第１の切削インサート３８は、すべて切削インサート２０の軸方向最も前方の切削インサートである。第２の切削インサート４２は第１の切削インサート３８から軸方向にオフセット距離ｄ１だけオフセットされている。第３の切削インサート４６は第２の切削インサート４２から軸方向にオフセット距離ｄ２だけオフセットされている。このオフセット距離ｄ１はオフセット距離ｄ２よりも小さい。この配置構成により、第１の切削インサート３８における軸方向前方の鋸歯２９’は、軸方向のオフセットが同じである場合よりも、第２の切削インサート４２における軸方向前方の鋸歯２９’と重なりが大きくなる。したがって、第１の切削インサート３８の軸方向前方の鋸歯２９’の露出面積が最小化される。

カッター本体におけるインサートポケットの数は３つに限定されるものではなく、任意の数とすることができる。例えば、カッター本体１２は、４つのインサートポケットを備えていてもよい。図６および図７に注目すると、４つの切削インサート２０の相互のオフセット距離を示している。第２の切削インサート４２は、第１の切削インサートから軸方向にオフセット距離ｄ１だけオフセットされている。参照文字ｄ１は、カッター本体１２が３つのインサートポケットを持つ場合と、カッター本体１２が４つのインサートポケットを持つ場合の両方の場合において、第１および第２の切削インサート３８，４２間のオフセット距離（あるいは、同じように、第１および第２のインサートポケット３０，３２間のオフセット距離）を示すために使用される。ただし、当然のことながら、ｄ１の実際の値が２つの例において異なり得るものである。同じことが他の参照文字ｄ２にも当てはまる。第３切削インサート４６は、第二の切削インサー４２から軸方向にオフセット距離ｄ２だけオフセットされている。第４切削インサート４８は第３切削インサー４６トから軸方向にオフセット距離ｄ３だけオフセットされている。オフセット距離ｄ２、ｄ３は必ずしも同じではある必要はない。オフセット距離ｄ２、ｄ３が等しくない場合は、そのうちの一つが最小のオフセット距離を定める。オフセット距離ｄ２、ｄ３が等しい場合、それらは両方とも最小のオフセット距離を定める。オフセット距離ｄ１は、オフセット距離ｄ２およびオフセット距離ｄ３よりも小さい。換言すれば、ｄ１は、他の対の切削インサート４２、４６および４６、４８の最小オフセット距離よりも小さい。繰り返すと、第１切削インサート３８の露出領域は、第２切削インサート４２よってさらに保護される。オフセット距離ｄ２、ｄ３は、用途、装着される切削インサート２０の構成、作業上の要求に応じて、同一であってもよくあるいは異なっていてもよい。

上述したように、フライス１０は、例えば、それぞれが同一の切削インサートを着座させる、５つ、６つ、７つあるいはそれ以上の、多数のインサートポケット１８を含むことができる。総てのカッター本体１２は、インサートポケット１８の数に関係なく、第１および第２のインサートそれぞれの軸方向前方の鋸歯の間のオフセット距離ｄ１が、軸方向に隣接する他のどの対の切削インサートについてのオフセット距離、例えば、切削インサート対４２、４６や切削インサート対４６、４８に関するオフセット距離、のうちの最小値より小さいという特徴を有している。同様に、第１のインサートポケット３０と第２のインサートポケット３２の間のオフセット距離ｄｌは、軸方向に隣接するインサートポケットは、例えば、インサートポケット対３２、３４との間のオフセット距離の他のペアに関連付けられたオフセットの距離よりも小さい。これにより、第１切削インサート３８の軸方向前方の鋸歯２９´と第２切削インサート４２の軸方向前方の鋸歯２９´と重なりを、総ての軸のオフセットが同じであった場合よりも、大きくすることができる。

本出願は、ある程度の具体性を説明してきたが、それは様々な変更や修正を以下に記載の請求の範囲を逸脱することなくなされ得ることが理解されるべきである。

Claims (6)

1. フライス（１０）において、
   前方から後方に延びる縦軸（Ａ）を有したカッター本体（１２）であって、当該カッター本体（１２）の先端面（１４）に隣接し、円周方向に互いに間隔を置いて配置された少なくとも３つのインサートポケット（１８）を有したカッター本体（１２）と、
   それぞれインサートポケット（１８）に固定された交換可能な切削インサート（２０）であって、それぞれの切削インサート（２０）は少なくとも２つの同一の直線状ののこぎり歯状の刃（２４）を有し、総ての切削インサート（２０）が同一である切削インサート（２０）と、を具え、
   第１インサートポケット（３０）は軸方向において最も前方のインサートポケットであり、
   総てのインサートポケット（１８）は軸方向において一方に対して他方がオフセットされており、
   第２のインサートポケット（３２）は、第１インサートポケット（３０）から軸方向において第１のオフセット距離（ｄ１）だけオフセットされており、この第１オフセット距離は、他の軸方向で隣接するどのインサートポケット対についてのオフセット距離（ｄ２、ｄ３）よりも小さいことを特徴とするフライス（１０）。
2. それぞれののこぎり歯状切刃（２４）は山（２６）と谷（２８）からなり、これら山と谷は等間隔であることを特徴とする請求項１に記載のフライス（１０）。
3. それぞれの切削インサート（２０）は、概略長方形の形であることを特徴とする請求項１に記載のフライス（１０）。
4. 少なくとも２つの同一の直線状ののこぎり歯状の刃（２４）は互いに平行であることを特徴とする請求項１に記載のフライス（１０）。
5. ２つまたはそれ以上の、他の軸方向で隣接するインサートポケットの対は、同じ第２のオフセット距離を有し、第１のオフセット距離は第２のオフセット距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のフライス（１０）。
6. 少なくとも４つのインサートポケットが設けられ、第１のオフセット距離は、総ての他の軸方向で隣接するインサートポケット対についてのオフセット距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のフライス（１０）。

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