JP6484278B2 - フライス切削工具および加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、フライス切削工具および加工装置に関するものである。

従来、マシニングセンタにおいて旋削加工とフライス加工とを行うことができる単一の切削工具が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この切削工具は、軸線回りに回転する工具本体の周方向に間隔をあけて、フライス加工用のブレードと旋削加工用のバイトとを交互に配置したものである。

特開平７−２５１３４０号公報

特許文献１の切削工具を用いて旋削加工を実施する場合には、バイトのすくい面が周方向に向かっているため、工具本体の軸線に略平行な軸線回りに被加工物を回転させて加工する必要がある。しかしながら、この場合には、旋削加工中のバイトには、工具本体の接線方向に被加工物からの力が作用するので、工具本体には、旋削加工時に、軸線回りに回転させるモーメントが作用するという不都合がある。

すなわち、旋削加工時に被加工物から受けるモーメントに抗して、工具本体を軸線回りに回転しないように維持することは、工具本体を軸線回りに回転させるモータに備えられた電磁ブレーキのみでは困難であり、別途固定装置が必要となるという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、工具本体の軸線回りの回転を固定する特別な固定装置を必要とすることなく、単一のフライス切削工具によって旋削加工とフライス加工とを実施することができるフライス切削工具および加工装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、軸線回りに回転させられる工具本体と、該工具本体の前記軸線回りに周方向に間隔をあけて配置された複数のチップとを備え、該複数のチップの全てが、旋削加工用のすくい面を前記軸線方向に向けて配置されているフライス切削工具を提供する。

本態様によれば、工具本体を軸線回りに回転させながら、工具本体と被加工物とを相対的に移動させることにより、軸線回りに回転する複数のチップによって被加工物をフライス加工することができる。一方、工具本体を軸線回りの所定の位相で固定し、被加工物を回転させながら、工具本体と被加工物とを相対的に移動させることにより、いずれかのチップによって被加工物を旋削加工することができる。

この場合において、チップが旋削加工用のすくい面を軸線方向に向けて配置されているので、旋削加工時にチップが被加工物から受ける力の方向は軸方向に沿う方向となり、工具本体を軸線回りに回転させるモーメントを発生させずに済む。すなわち、旋削加工時に工具本体を軸線回りに回転しないように維持する特別な固定装置を必要とすることなく、１つのフライス切削工具で旋削加工とフライス加工とを実施することができる。

上記態様においては、前記チップが丸駒チップであってもよい。
このようにすることで、チップと被加工物との接触を最小限に抑えて、良好な切削面を得ることができる。

また、上記態様においては、前記チップが、前記軸線回りの周方向に交互に配置される第１チップと第２チップとからなり、前記第１チップが前記第２チップに対して、径方向および軸方向に引っ込んだ位置に配置されていてもよい。
このようにすることで、径方向および軸方向に突出する第２チップを用いてフライス加工を行い、いずれかの第１チップを用いて旋削加工を行うことができる。第１チップはフライス加工時に使用されず、第２チップは旋削加工時に使用されないので、それぞれ旋削加工用あるいはフライス加工用に適した設定を行うことができる。

また、本発明の他の態様は、上記いずれかのフライス切削工具を備える加工装置を提供する。
このようにすることで、工具本体を軸線回りに回転させながら、工具本体と被加工物とを相対的に移動させることにより、軸線回りに回転する複数のチップによって被加工物をフライス加工することができる。一方、工具本体を軸線回りの所定の位相で固定し、被加工物を回転させながら、工具本体と被加工物とを相対的に移動させることにより、いずれかのチップによって被加工物を旋削加工することができる。

本態様においては、前記軸線回りに前記フライス切削工具を回転させる回転駆動部と、前記フライス切削工具と被加工物とを相対移動させることができる移動機構と、前記フライス切削工具の前記軸線に対してねじれの位置に配置される軸線回りに前記被加工物を回転させることができる被加工物回転機構とを備えていてもよい。

このようにすることで、回転駆動部の作動により工具本体を軸線回りに回転させながら、移動機構の作動により工具本体と被加工物とを相対的に移動させることによって、軸線回りに回転する複数のチップによって被加工物をフライス加工することができる。一方、回転駆動部を停止して工具本体を軸線回りの所定の位相で固定し、被加工物回転機構の作動により被加工物を回転させながら、移動機構の作動により工具本体と被加工物とを相対的に移動させることにより、いずれかのチップによって被加工物を旋削加工することができる。

本発明によれば、工具本体の軸線回りの回転を固定する特別な固定装置を必要とすることなく、単一のフライス切削工具によって旋削加工とフライス加工とを実施することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るフライス切削工具を示す斜視図である。 図１のフライス切削工具を示す縦断面図である。 図１のフライス切削工具を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る加工装置を示す模式図である。 図１のフライス切削工具によるフライス加工を説明する斜視図である。 図１のフライス切削工具による旋削加工を説明する側面図である。 図１のフライス切削工具の変形例を示す縦断面図である。 図７のフライス切削工具を示す正面図である。

本発明の一実施形態に係るフライス切削工具１および加工装置１０について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るフライス切削工具１は、図１から図３に示されるように、一端に加工装置１０への取付用のテーパシャンク３を備えた略円柱状の工具本体２と、該工具本体２の他端に取り付けられる複数（例えば、６個）の丸駒チップ（チップ）４とを備えている。

丸駒チップ４は、図２に示されるように、大径面４ａと小径面４ｂとを有する円錐台状の形状を有している。丸駒チップ４は、図３に示されるように、工具本体２の先端面に中心軸線（軸線）Ｏ回りに周方向に等間隔を開けて、同一の径方向位置に配置されている。そして、丸駒チップ４は、外周面の一部を工具本体２の外周面よりも径方向外方に突出させて配置されている。

また、丸駒チップ４は、その中心軸を、図２に示されるように、工具本体２の先端側に先端に向かって、工具本体２の中心軸線Ｏに近づく方向に若干傾斜させて配置されている。これにより、丸駒チップ４は、大径面４ａを工具本体２の中心軸線Ｏに沿って先端側（軸線方向）に向けるとともに若干内向きに傾斜させて配置されている。図２中、二点鎖線は、軸方向における大径面４ａの最も先端側の位置を示している。

すなわち、工具本体２の先端に配置され、中心軸線Ｏ方向前方に向かって配置された丸駒チップ４の大径面４ａは、旋削加工におけるすくい面を構成し、丸駒チップ４の外周面はフライス加工におけるすくい面を構成するようになっている。

次に、本実施形態に係る加工装置１０について説明する。
本実施形態に係る加工装置１０は、図４に示されるように、テーパシャンク３によってフライス切削工具１を取り付けて中心軸線Ｏ回りに回転させるモータ（回転駆動部）１１と、被加工物Ｘを取付状態に支持するテーブル１２と、被加工物Ｘを所定の回転軸線（軸線）Ｐ回りに回転させる主軸（被加工物回転機構）１３と、テーブル１２および主軸１３に対してフライス切削工具１を移動させる移動機構１４と、モータ１１、主軸１３および移動機構１４を制御する制御部１５とを備えている。

主軸１３は、フライス切削工具１の中心軸線Ｏに交差せずかつ該中心軸線Ｏに直交する平面内に配置された、すなわちフライス切削工具１の中心軸線Ｏとねじれの位置関係に配置される回転軸線Ｐ回りに被加工物Ｘを回転させることができるようになっている。
制御部１５は、モータ１１および主軸１３の回転数を制御するとともに、移動機構１４によるフライス切削工具１の位置を制御するようになっている。

このように構成された本実施形態に係るフライス切削工具１および加工装置１０の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るフライス切削工具１および加工装置１０を用いて被加工物Ｘのフライス加工を行うには、図５に示されるように、テーブル１２に被加工物Ｘを固定し、テーパシャンク３によってモータ１１に接続されたフライス切削工具１を中心軸線Ｏ回りに回転させ、移動機構１４の作動により、フライス切削工具１の先端の丸駒チップ４を被加工物Ｘに近接させる。
これにより、工具本体２の中心軸線Ｏ回りに回転する複数の丸駒チップ４によって被加工物Ｘがフライス加工される。

また、本実施形態に係るフライス切削工具１および加工装置１０を用いて被加工物Ｘの旋削加工を行うには、図６に示されるように、主軸１３に被加工物Ｘを固定して、テーパシャンク３によってモータ１１に接続されたフライス切削工具１を回転軸線Ｐ回りの所定の位相に停止させ、主軸１３を作動させて被加工物Ｘを回転軸線Ｐ回りに回転させながら、移動機構１４の作動により、フライス切削工具１の先端の丸駒チップ４を被加工物Ｘに近接させる。

フライス切削工具１の中心軸線Ｏと主軸１３の回転軸線Ｐとはねじれの位置関係に配置されているので、図６に示されるように、丸駒チップ４が接触する位置における被加工物Ｘの接線方向はフライス切削工具１の中心軸線Ｏと平行な方向となる。その結果、旋削加工時に被加工物Ｘから丸駒チップ４が受ける力は、図６に矢印で示されるように、フライス切削工具１の中心軸線Ｏに沿う方向となり、フライス切削工具１を中心軸線Ｏまわりに回転させるモーメントは発生しない。

このように、本実施形態に係るフライス切削工具１および加工装置１０によれば、単一のフライス切削工具１を用いてフライス加工と旋削加工とを行うことができる。また、旋削加工時にフライス切削工具１を中心軸線Ｏ回りに回転させるモーメントが発生しないので、フライス切削工具１の回転を固定する特別な固定装置を設ける必要がないという利点がある。

なお、本実施形態においては、チップとして丸駒チップ４を採用したが、これに限定されるものではなく、他の任意の形態のチップを採用することにしてもよい。丸駒チップ４を用いることにより、丸駒チップ４と被加工物Ｘとの接触面積を小さくして良好な切削面を得ることができるという利点がある。

また、本実施形態においては、工具本体２を円柱状に構成したがこれに限定されるものではない。
また、本実施形態においては、６個の丸駒チップ４を有する場合を例示したが、これに限定されるものではない。

また、本実施形態においては、６個の丸駒チップ４を同一の径方向位置および軸方向位置に配置したが、これに代えて、図７および図８に示されるように、周方向に交互に配置を異ならせてもよい。図７中、二点鎖線は、軸方向における大径面４ａの最も先端側の位置を示している。

すなわち、図７および図８に示すように、６個の丸駒チップ４を交互に配置された３個ずつのグループに分け、一方のグループに属する第１チップ４１を他方のグループに属する第２チップ４２よりも径方向内方かつ、軸方向後方に引っ込んだ位置に配置することにしてもよい。

このように構成することで、フライス加工用のチップと旋削加工用のチップとを分離することができる。すなわち、工具本体２の中心軸線Ｏに対して径方向外方および軸方向前方に配置されている第２チップ４２は、フライス加工用のチップとして使用することができ、第２チップ４２によるフライス加工時には第１チップ４１を被加工物Ｘに接触させずにフライス加工を行うことができる。

一方、旋削加工を行う場合には、第１チップ４１を被加工物Ｘに接触する位相に配置すればよい。これにより、第２チップ４２を旋削加工に用いずに済む。
このようにすることで、フライス加工用のチップと旋削加工用のチップとを切り分けることができ、異なる材種を使用することもできるという利点がある。

１ フライス切削工具
２ 工具本体
３ テーパシャンク
４ 丸駒チップ（チップ）
４ａ 大径面（すくい面）
４ｂ 小径面
１０ 加工装置
１１ モータ（回転駆動部）
１２ テーブル
１３ 主軸（被加工物回転機構）
１４ 移動機構
１５ 制御部
４１ 第１チップ
４２ 第２チップ
Ｏ 中心軸線（軸線）
Ｐ 回転軸線（軸線）
Ｘ 被加工物

Claims (6)

1. 軸線回りに回転させられる工具本体と、
   該工具本体の前記軸線回りに周方向に間隔をあけて配置された複数のチップとを備え、
   該複数のチップの全てが、旋削加工用のすくい面を前記軸線方向に向けて配置されているフライス切削工具。
2. 前記複数のチップの全てが丸駒チップである請求項１に記載のフライス切削工具。
3. 前記複数の丸駒チップが、前記工具本体の先端面に配置され、
   前記複数の丸駒チップの各々が、先端側に配置される大径面と基端側に配置される小径面とを有する円錐台状であり、各前記丸駒チップの中心軸線が前記工具本体の軸線に対して傾斜することによって各前記丸駒チップの前記大径面が前記軸線方向に向けて配置され、
   各前記丸駒チップの前記大径面が旋削加工用のすくい面を構成し、各前記丸駒チップの外周面がフライス加工用のすくい面を構成している請求項２に記載のフライス切削工具。
4. 前記チップが、前記軸線回りの周方向に交互に配置される第１チップと第２チップとからなり、
   前記第１チップが前記第２チップに対して、径方向および軸方向に引っ込んだ位置に配置されている請求項１から請求項３のいずれかに記載のフライス切削工具。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のフライス切削工具を備える加工装置。
6. 前記軸線回りに前記フライス切削工具を回転させる回転駆動部と、
   前記フライス切削工具と被加工物とを相対移動させることができる移動機構と、
   前記フライス切削工具の前記軸線に対してねじれの位置に配置される軸線回りに前記被加工物を回転させることができる被加工物回転機構とを備える請求項５に記載の加工装置。

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