JP6469443B2 - フライス加工および表面加工の方法およびデバイス - Google Patents

Description

本発明は、平坦な表面をフライス加工するための方法、およびそのような方法を実装するためのフライスツールに関する。

本発明は、より詳細には、平坦な表面をフライス加工するための方法に関し、その方法によれば、機械加工すべき表面に回転軸が直交するフライスカッターを、単一のフライスヘッドを用いて、単一の機械加工動作で表面を所定の材料厚さに機械加工するように、表面の平面に対して平行な方向に移動させる。

当該方法は、内燃機関のケーシング上面の機械加工に適用するのが好適であるが、それに限定されるものではない。

ケーシング上面は、一般に、前記上面の上を水平方向に移動するフライスカッターの助けを借りて機械加工される。機械加工は、材料を第１の厚さまで除去する第１の荒加工するステップと、荒加工された表面を連続して機械加工する１つまたは複数の仕上げ加工ステップとを含む、複数の動作に分けられる。

機械加工すべき表面に直交する回転軸と、第１の外周に沿って分散した縁部の上側列と、第１の外周に対して軸方向にオフセットした第２の外周に沿って分散した切削縁部の第２の下側列とを備える「段付き」フライスカッターと呼ばれるフライスカッターが知られている。縁部の２つの列は同軸であり、軸方向にも径方向にもオフセットしている。フライスカッターは、単一の機械加工動作中に２つの異なる高さでケーシングの表面を機械加工することによって、荒加工するステップと仕上げ加工するステップとを実行する。

「スパイラルフライスカッター」と呼ばれる別のタイプのフライスカッターでは、縁部は、フライスカッターの本体の周りにスパイラル形状に配列され、各縁部同士の間で軸方向と半径方向とにオフセットしている。機械加工中に、各切削縁部は、異なる軸方向の高さにある部品の一部分を機械加工する。このようにすると、ツールの通路の深さ全体が、ツールの異なる複数の縁部間に分散する。このように構成すると、単一のツール通路において除去される厚さを増やすことが可能になる。しかしながら、そのようにすると、ツールの耐用年数が短くなり、機械加工表面のスクラッチが生じるリスクが大きくなる。

本発明は、新たなフライス加工方法によって上述の欠点を改善することを可能にする、切削縁部の異なる配置を提案する。

本発明は、フライスカッターが、機械加工すべき表面に対して同じ軸方向位置で、荒加工動作と少なくとも１つの中間仕上げ加工動作と仕上げ加工動作とを同じ材料厚さまで同時に行うことを提供する。

提案されたツールは、詳細には、径方向にオフセットし、ツールのまったく同じ軸方向セクター上に配列された切削縁部の複数のセットを有する。ブレードのすべては、機械加工すべき表面に対して平行にフライスカッターを移動させたときに、同じ材料厚さを機械加工する。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照すると、その非限定的な実施形態に関する以下の説明からよりはっきりと明らかになるであろう。

提案されたフライスカッターを下から見た図である。 図１のＡ−Ａに沿った断面図である。 切削カートリッジの配列を示す図である。 切削縁部の段状配列を示す。

各図に示したフライスツールはフライスカッター本体１を有し、フライスカッター本体１の回転軸は、フライス加工動作中、常に機械加工表面に直交している。フライスカッター本体１は、径方向にオフセットした切削縁部の複数のセットを有する。図１は、ツール本体１と、フライスカッター（図示せず）のセンタリングピン用の貫通孔２と、そのマウント（図示せず）上にフライスカッター本体１を組み付けるためのねじ用の貫通孔３と、ツール本体１の外周に沿って分散した切削カートリッジ４のセットとを示す。

また、これらのエレメントは、ツール本体１の基部上の面一のブレードまたは切削チップ６が示している図２の断面図を見るとよく分かる。

図３は、カートリッジ４上のチップ６の配列および固定の詳細を明らかにしている。カートリッジ４は、クランプねじ８によってツール本体１にクランプ留めされる。チップ６は、クランプねじ９によってカートリッジ４上のクランプ留めされ、その位置は、クランプねじ（図示せず）によってその上で調整可能であり、その挿入孔１１は見えている。

切削縁部７は、取外し可能なチップ６の作動縁部であり、その位置は、チップホルダーカートリッジ４上で調整可能であり、さらに、前記チップホルダーカートリッジ４の位置もツール本体１上で調整可能である。

図４に、ツールのまったく同じ直径面の突出部における３つの連続するチップ６ａ、６ｂ、６ｃを示す。それらの縁部７ａ、７ｂ、７ｃは、それらの切削高さ全体にわたって段状に重複する。ツールは、単一のセット内で互いに径方向にオフセットした切削縁部の複数の同一のセットを有する。ただし、以下に示すように、縁部７ａ、７ｂ、７ｃはすべて、機械加工すべき表面に対して平行にフライスカッターを移動させたときに同じ材料厚さを一緒に機械加工するように、ツールのまったく同じ軸方向のセクターにわたって配列される。図４のツールのまったく同じ直径面中の突出部に示した３つのチップ６ａ、６ｂ、６ｃのセットでは、（ツールの回転がそれらを突出部面の後部に向かって駆動すると仮定した場合）チップ６ａは、材料を機械加工する第１のチップである。したがって、チップ６ａは荒加工動作を実行する。第１のチップに対して内側に向かってわずかにセットバックされた中間チップ６ｂは、中間仕上げ加工動作を実行する。中間チップ６ｂチップに対してセットバックされた第３のチップ６ｃは、実際の仕上げ加工動作を実行する。

図４の３つのチップ６ａ、６ｂ、６ｃは、３つのチップのセットを形成する。セットの３つのチップを異なる配列：６ａ、６ｃ、６ｂにすることも可能である。ツールの外周に沿って、チップの同じセットを何度も見つけることができる。上述した本発明の非限定的な例示的実施形態では、チップのセットは３つのチップを備える。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、荒加工と最後の仕上げ加工との間に中間仕上げ加工をまったく実行しないように、あるいは複数の中間仕上げ加工を実行するように、１セット当たりより少数のチップ（しかし、少なくとも２つ）、または多数のチップ、たとえば４つ、を設けることが可能である。いずれの場合も、チップは、少なくとも２つの連続する同一のセットでツールの外周に沿って規則正しく分散している。ツールの回転方向に対する各第１の縁部は荒加工縁部であり、それに続く縁部は、同じ材料厚さを徐々に機械加工するように、径方向に外側に向かって順にオフセットしている。

カートリッジの数、１セット当たりのチップの数、およびチップのセットの数は変えることができる。いずれの場合も、ツールは、まったく同じ直径にわたって、すなわちツール本体上の同じ軸方向位置に、チップ（したがって切削縁部）の複数のセットを備える。セットは、外周に沿って規則正しく分散している。すなわち、縁部の３つの同一セットはそれぞれ、ツール本体の外周に沿って１２０°のセクターを占め、４つのセットは、９０°のセクターを占める。

要約すれば、提案したフライスツールは、ツール上の同じ軸方向位置でまったく同じセット内の互いに径方向にオフセットした切削縁部の複数の同一のセットを有する。フライスカッターは、機械加工すべき表面に対して同じ軸方向位置で、荒加工動作と、少なくとも１つの中間仕上げ加工動作と、仕上げ加工動作とを同じ材料厚さに対して同時に実行する。したがって、このツールは、縁部がツール本体上で軸方向位置にオフセットしている前述の段付きフライスカッターシステムまたはスパイラルフライスカッターシステムとは大きく異なる。

このツールを用いて実装されるフライス加工方法は、本フライスカッターが、機械加工すべき表面に対して同じ軸方向位置で、荒加工動作と、少なくとも１つの中間仕上げ加工動作と、仕上げ加工動作とを同じ材料厚さに対して同時に実行することができるので、特に効果的である。上述のように、本明細書に記載したツールおよび方法は、内燃機関のケーシング上面の機械加工に適用するのが好適であるが、それに限定されるものではない。実際には、本発明は、熱機関または任意の他の機械部材に属する単一または２つの材料で作製された任意の平坦な金属表面を機械加工する場合に同じ利点を有する。

Claims (7)

1. 平坦な表面をフライス加工するための方法であって、その間に、単一のフライスヘッドによって単一の機械加工動作で前記表面を所定の材料厚さに機械加工するように、機械加工すべき前記表面に回転軸が直交するフライスカッターを前記表面の平面に対して平行な方向に移動させる、平坦な表面をフライス加工するための方法において、
   前記フライスカッターが、同じ軸方向位置で、荒加工動作と、少なくとも１つの中間仕上げ加工動作と、仕上げ加工動作とを同時に実行し、
   前記フライスカッターは、径方向にオフセットした切削刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）のセットを複数有し、
   すべての切削刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）の下端部分が、前記フライスカッターの軸に直交する同一平面上に位置し、
   前記切削刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）の各セットが、前記機械加工動作の前記荒加工と前記中間仕上げ加工と前記仕上げ加工とをそれぞれ実行する少なくとも３つのタイプの刃を有することを特徴とする、平坦な表面をフライス加工するための方法。
2. 平坦な表面をフライス加工するための円筒フライスツールであって、その間に、単一のフライスヘッドによって単一の機械加工動作で前記表面を所定の材料厚さに機械加工するように、機械加工すべき前記表面に回転軸が直交するフライスカッターを前記表面の平面に対して平行な方向に移動させる、平坦な表面をフライス加工するための円筒フライスツールにおいて、
   前記フライスカッターは、同じ軸方向位置で、荒加工動作と、少なくとも１つの中間仕上げ加工動作と、仕上げ加工動作とを同時に実行し、
   前記フライスツールは、径方向にオフセットした切削刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）のセットを複数有し、
   すべての切削刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）の下端部分が、前記フライスツールの軸に直交する同一平面上に位置し、
   前記切削刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）の各セットが、前記機械加工動作の前記荒加工と前記中間仕上げ加工と前記仕上げ加工とをそれぞれ実行する少なくとも３つのタイプの刃を有することを特徴とする、円筒フライスツール。
3. 前記切削刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）が、刃の少なくとも２つの同一のセットを形成するように、連続するセットで前記フライスツールの外周に沿って規則正しく分散しており、前記フライスツールの回転の方向に見たときの各々の第１の刃（７ａ）が荒加工刃であり、それに続く刃（７ｂ、７ｃ）が、径方向に内側に向かって順にオフセットしていることを特徴とする、請求項２に記載のフライスツール。
4. その外周に沿って１２０°の領域を占める刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）の３つの同一のセットを有することを特徴とする、請求項３に記載のフライスツール。
5. その外周に沿って９０°の領域を占める刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）の４つの同一のセットを有することを特徴とする、請求項３に記載のフライスツール。
6. 前記切削刃（７ａ、７ｂ、７ｃ）が、前記フライスツールの本体（１）のチップホルダーカートリッジ（４）に挿入される取外し可能なチップ（６）に属することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のフライスツール。
7. 前記カートリッジ（４）上における前記チップ（６）の位置が調整可能であることを特徴とする、請求項６に記載のフライスツール。

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