JP7485382B2

JP7485382B2 - 面取りカッターおよびワークの面取り方法

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Publication number: JP7485382B2
Application number: JP2021554811A
Authority: JP
Inventors: 康児佐藤; 洋一佐藤
Original assignee: Xebec Technology Co Ltd
Current assignee: Xebec Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2040-05-08
Also published as: KR20220090519A; JP6714248B1; MX2022004094A; EP4056305A1; TW202126410A; JPWO2021090525A1; TWI844727B; WO2021090525A1; EP4056305A4; CN114641362A; US20220402054A1; JP2021074798A; CA3154182A1

Description

工作機械に取り付けられてワークの面取りを行う面取りカッター、およびワークの面取り方法に関する。

面取りカッターは、特許文献１に記載されている。同文献の面取りカッターは、工作機械のヘッドに接続される軸部と、切刃を有する円錐形状の刃部と、を備える。軸部と刃部とは同軸である。切刃は、刃部の円錐面に沿って延びる。また、切刃は、刃部を軸線方向から見た場合に、径方向に直線状に延びる。

特開２０００－３２６１３０号公報

上記の面取りカッターを、軸線回りに回転させながら軸線と直交する方向に移動させてワークの角部の面取りを行うと、ポアソンバリが発生しやすいという問題がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、ポアソンバリの発生を抑制できる面取りカッター、およびワークの面取り方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、切刃を備える刃部と、前記刃部と同軸の軸部と、を有し、前記切刃が前記刃部の径方向の端縁に沿って設けられており、前記軸線回りを所定の回転方向に回転してワークの角部の面取りを行う面取りカッターにおいて、
前記刃部を前記軸線方向から見た場合に、前記切刃は、外周側に向かって前記回転方向の後方に直線状に延びる内側切刃部分と、前記内側切刃部分の径方向外側で前記外周側に向かって前記回転方向の前方に直線状に延びる外側切刃部分と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、切刃は、軸線方向から見た場合に、回転方向の前方に向かって内周側および外周側に拡がる２つの切刃部分を備える。このような形状の切刃によって、ワークの角部の面取りを行うと、内側切刃部分からワークの角部に加わる切削力および外側切刃部分からワークの角部に加わる切削力が、それぞれ切削によって形成される面取り面の幅方向の中央に向かうベクトルを持つ。また、切削による切り屑の流れが、内側切刃部分と外側切刃部分との間に向かう。これにより、切削により形成される面取り面の縁にポアソンバリが発生することを抑制できる。

本発明において、前記切刃は、前記軸部の軸線と直交する方向から見た場合に、外周側に向かって前記軸部の側に直線状に傾斜しているものとすることができる。このようにすれば、面取りによりワークの角部に形成される面取り面を、切刃の傾斜に対応する傾斜面とすることができる。

本発明において、前記切刃は、前記内側切刃部分の外周側の端と前記外側切刃部分の内周側の端との間に位置する屈曲切刃部分と、を備えるものとすることができる。このようにすれば、面取りカッターは、Ｖ字形の切刃を備えるものとなる。

本発明において、前記刃部は、前記切刃に前記回転方向の前方で隣り合う屑排出溝を備え、前記屑排出溝は、前記軸線方向に直線状に延びるものとすることができる。このようにすれば、屑排出溝が軸線回りの螺旋に設けられる場合と比較して、面取りカッターの製造が容易である。

本発明において、前記内側切刃部分の内周側の端と、前記外側切刃部分の外周側の端とは、前記軸線回りの同一の角度位置にあるものとすることができる。

本発明において、前記内側切刃部分が径方向に対して前記後方に傾斜する第１角度、および前記外側切刃部分が径方向に対して前記前方に傾斜する第２角度は、それぞれ、５°以上、７０°以下であるものとすることができる。このようにすれば、ポアソンバリの発生を抑制する効果を発現できる。また、刃部に切刃を設けることが容易となる。

本発明において、前記第１角度は、前記第２角度よりも大きいものとすることができる。このようにすれば、面取り面の幅方向の両端縁において、ポアソンバリの発生を抑制しやすい。すなわち、面取りカッターを回転させた時に、外周側に位置する外側切刃部分の周速は、内側切刃部分の周速よりも速い。従って、外側切刃部分の切削力は、内側切刃部分の切削力よりも高い。よって、ワークにおいて、外側切刃部分で面取りを行った面取り面の幅方向の一方の端縁は、内側切刃部分で面取りを行った面取り面の幅方向の他方の端縁と比較して、ポアソンバリの発生を抑制できる。言い換えれば、内側切刃部分の切削力は、外側切刃部分の切削力よりも低い。従って、ワークにおいて、内側切刃部分で面取りを行った面取り面の他方の端縁は、外側切刃部分で面取りを行った面取り面の一方の端縁と比較して、ポアソンバリが発生しやすいという問題がある。このような問題に対して、内側切刃部分の第１角度を、記外側切刃部分の第２角度よりも大きくすれば、内側切刃部分からワークに加わる切削力のベクトルを、外側切刃部分からワークに加わる切削力のベクトルよりも、面取り面の幅方向の中央に向かわせることができる。従って、内側切刃部分の切削によって形成される面取り面の縁にポアソンバリが発生することを抑制できる。

本発明において、前記第１角度と前記第２角度との差は、２°以上、１０°以下であるものとすることができる。このようにすれば、径方向で内側切刃部分と外側切削部分との間に位置する屈曲切刃部分を、切刃の径方向の中心を通過する仮想円に近い位置に設けることが容易となる。ここで、屈曲切刃部分を仮想円に近い位置に設ければ、ワークの角部の位置が、面取りカッターの移動方向と直交する方向にズレた場合でも、理想の面取り面の幅方向の両端縁を内側切刃部分と外側切削部分とによって切削できる。従って、ポアソンバリの発生を抑制できる。

本発明において、前記刃部を前記軸線と直交する方向から見た場合に、前記切刃は、前記軸線に対して４５°傾斜しているものとすることができる。このようにすれば、ワークの角部に面取りを施すことが容易である。

本発明において、前記切刃は、前記内側切刃部分の外周側の端部分と前記外側切刃部分の内周側の端部分とが、周方向から見た場合に重なっているものとすることができる。

本発明において、前記切刃は、径方向で前記内側切刃部分の外周側の端と前記外側切刃部分の内周側の端との間に位置して当該前記内側切刃部分と当該外側切刃部分とを接続する屈曲切刃部分を備えるとともに、前記軸部の軸線と直交する方向から見た場合に、前記軸部の側に向かって外周側に湾曲する湾曲部分を備え、前記屈曲切刃部分は、前記湾曲部分に設けられているものとすることができる。このようにすれば、面取りによりワークの角部に形成される面取り面を、切刃の湾曲部分の形状に対応する湾曲面とすることができる。

本発明において、前記切刃は、前記軸部の軸線と直交する方向から見た場合に、前記軸部の側に向かって外周側に直線状に延びる第１部分と、前記第１部分の前記軸部の側の端から湾曲する前記湾曲部分と、前記湾曲部分の外周側の端から外周側に向かって前記軸部の側に直線状に延びる第２部分と、を備えるものとすることができる。このようにすれば、切刃に湾曲部分を設けることが容易である。また、このようにすれば、ワークの角部に切刃の湾曲部分を接触させることが容易である。

本発明において、前記内側切刃部分が径方向に対して前記後方に傾斜する第１角度、および前記外側切刃部分が径方向に対して前記前方に傾斜する第２角度は、それぞれ、５°以上、８５°以下であるものとすることができる。このようにすれば、ポアソンバリの発生を抑制する効果を発現できる。また、切刃が湾曲部分を備える場合には、第１角度および第２角度が７０°を超えている場合でも、８５°以下であれば、刃部に切刃を設けることが容易である。

次に、本発明は、上記の面取りカッターを前記軸線回りに回転させながらワークの角部に接触させて、前記軸線と交差する方向に移動させることを特徴とする面取り方法とすることができる。

本発明の面取り方法によれば、ワークの角部において、面取りカッターの移動方向に沿って形成される面取り面にポアソンバリが発生することを防止或いは抑制できる。

本発明の面取りカッターの切刃は、軸線方向から見た場合に、回転方向の前方に向かって拡がる略Ｖ字の形状を備える。このような形状の切刃によって、ワークの角部の面取りを行うと、切削により形成される面取り面の縁にポアソンバリが発生することを抑制できる。

実施例１の面取りカッターの外観図である。図１の面取りカッターを刃部の側から見た場合の平面図である。図１の面取りカッターによる面取り動作の説明図である。面取りカッターとワークの角部との位置関係の説明図である。面取りカッターとワークの角部との位置関係がズレた場合の説明図である。円弧形状の切刃を備える面取りカッターの面取り動作の説明図である。変形例の面取りカッターの刃部の近傍の部分斜視図である。実施例２の面取りカッターの外観図である。図８の面取りカッターを刃部の側から見た場合の平面図である。図８の面取りカッターによる面取り動作の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態である面取りカッターを説明する。

（実施例１）
図１は本発明を適用した面取りカッターの外観図である。図２は面取りカッターを刃部の側から見た場合の平面図である。本例の面取りカッター１は、ワーク２の角部３を面取りするための工具である。ワーク２は、例えば、金属製の鋳造品である。面取りカッター１は、不図示の工作機械のヘッドに連結されて使用される。面取りカッター１は、超硬合金製である。

図１に示すように、面取りカッター１は、切刃１０を備える刃部１１と、刃部１１と同軸の軸部１２と、を備える。切刃１０は、刃部１１の径方向外側の端縁に沿って設けられている。軸部１２は、円柱形状である。軸部１２は、工作機械のヘッドに連結される。面取りカッター１は、軸部１２の軸線Ｌ回りを所定の回転方向Ｒに回転しながら軸線Ｌと交差する方向に移動してワーク２の角部３の面取りを行う。以下では、軸部１２の軸線Ｌに沿った方向を軸線方向Ｘ、軸線方向Ｘにおいて刃部１１が位置する側を前方Ｘ１、軸部１２が位置する側を後方Ｘ２とする。

刃部１１は軸部１２の前方Ｘ１に連続して設けられている。刃部１１は、前端の中心に平坦部１５を備える。また、刃部１１は、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に、径方向外側の端縁が、平坦部１５から外周側に向かって軸部１２の側に直線状に傾斜する。従って、刃部１１は、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に、軸部１２の先端から前方Ｘ１に向かって先細りとなる台形の側面形状を備える。これにより、刃部１１の径方向外側の端縁に沿って設けられた切刃１０は、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に、平坦部１５から、外周側に向かって軸部１２の側に直線状に傾斜する。図１に示すように、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に、切刃１０は、軸線Ｌに対して４５°傾斜している。

ここで、刃部１１は、切刃１０に隣り合う屑排出溝１３を備える。屑排出溝１３は、切刃１０に対して回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する。屑排出溝１３は、平坦部１５の外周側で軸線Ｌと平行に延びる。屑排出溝１３は、刃部１１の前端から、直線状に延びて、軸部１２の前端部分に達する。

図２に示すように、刃部１１は、軸線Ｌ回りの等角度間隔に４枚の切刃１０を備える。従って、刃部１１は、軸線Ｌ回りの等角度間隔に４つの屑排出溝１３を備える。各屑排出溝１３は径方向外側に開口する。刃部１１における各屑排出溝１３の開口縁は、回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する前側開口縁部分１３ａと、回転方向Ｒの後方に位置する後側開口縁部分１３ｂと、を備える。ここで、切刃１０は、後側開口縁部分１３ｂに設けられているということができる。

各切刃１０は、平坦部１５から外周側に向かって軸線方向Ｘに延びる。切刃１０は、軸線方向Ｘから見た場合に、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる内側切刃部分１６と、内側切刃部分１６の径方向外側で外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる外側切刃部分１７と、内側切刃部分１６の外周側の端と外側切刃部分１７の内周側の端との間に位置する屈曲切刃部分１８と、からなる。屈曲切刃部分１８は、内側切刃部分１６の外周側の端と外側切刃部分１７の内周側の端とを接続する部分である。屈曲切刃部分１８は極めて小さいアールを備える。すなわち、屈曲切刃部分１８は湾曲している。切刃１０を軸線方向Ｘから見た場合の形状は、略Ｖ字形状である。

本例では、内側切刃部分１６は、寸法Ｈだけ芯高に設けられている。言い換えれば、内側切刃部分１６は、内側切刃部分１６の回転方向Ｒの後方Ｒ２に内側切刃部分１６と平行で軸線Ｌを包含する仮想面Ｓを規定した場合に、寸法Ｈだけ回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する。

また、本例は、内側切刃部分１６の内周側の端１６ａと、外側切刃部分１７の外周側の端１７ａとは、軸線Ｌ回りの同一の角度位置にある。内側切刃部分１６が、径方向に対して後方Ｘ２に傾斜する第１角度θ１、および外側切刃部分１７が径方向に対して前方Ｘ１に傾斜する第２角度θ２は、それぞれ、５°以上、７０°以下である。より好ましくは、第１角度θ１および第２角度θ２は、２５°以上４５°以下である。また、内側切刃部分１６が傾斜する第１角度θ１は、外側切刃部分１７が傾斜する第２角度θ２よりも大きいことが好ましい。本例では、第１角度θ１は、３５．４５°であり、第２角度θ２は、３０°である。第１角度θ１と第２角度θ２との差は、５．４５°である。さらに、屈曲切刃部分１８の湾曲形状の変曲点１８ａは、径方向における切刃の中心１０ａを通過する仮想円Ｃよりも、僅かに内周側に位置する。

刃部１１において、切刃１０と対向する屑排出溝１３の前側開口縁部分１３ａは、軸線方向Ｘから見た場合に、平坦部１５から外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる。また、切刃１０と対向する屑排出溝１３の前側開口縁部分１３ａは、図１に示すように、軸線方向Ｘに直線状に延びる。屑排出溝１３の内壁面において、切刃１０と対向する内壁面部分１３ｃは、平坦である（図３参照）。

（面取り動作）
図３は、ワーク２の角部３を面取りする面取り動作の説明図である。図４は、面取り動作における面取りカッター１とワーク２の角部３との位置関係の説明図である。図４（ａ）は、面取りカッター１とワーク２とを軸線Ｌと直交する方向から見た場合の側面図である。図４（ｂ）は面取りカッター１とワーク２との接触部分を軸線方向Ｘから見た場合の説明図である。図５は、面取りカッター１とワーク２の角部３との位置関係がズレた場合の説明図である。図５（ａ）は、面取りカッター１とワーク２とを軸線Ｌと直交する方向から見た場合の側面図である、図５（ｂ）は面取りカッター１とワーク２との接触部分を軸線方向Ｘから見た場合の説明図である。図６は、円弧形状の切刃を備える比較例の面取りカッターの面取り動作の説明図である。

面取り動作を行う際には、面取りカッター１を工作機械に接続して、軸線Ｌ回りを所定の回転方向Ｒに回転させる。そして、ワーク２の角部３に刃部１１を接触させ、面取りカッター１を軸線Ｌと直交する移動方向Ｍに移動させて、面取り面５を形成する。

ワーク２の角部３に刃部１１を接触させる際には、まず、理想の面取り面５を設定する。そして、図４（ａ）に示すように、理想の面取り面５の幅方向の中心に、切刃１０の径方向の中心１０ａを位置させるように、面取りカッター１を配置する。そして、理想の面取り面５の幅方向の中心と切刃１０の径方向の中心１０ａとを一致させた状態で、面取りカッター１を移動方向Ｍに移動させる。これにより、ワーク２の角部３には、切刃１０が軸線Ｌに対して傾斜する角度と同一の角度で傾斜して、移動方向Ｍに延びる面取り面５が形成される。

ここで、図４（ｂ）に示すように、本例の面取りカッター１では、切刃１０が、軸線方向Ｘから見た場合に、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる内側切刃部分１６と、内側切刃部分１６の径方向外側で外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる外側切刃部分１７と、内側切刃部分１６の外周側の端と外側切刃部分１７の内周側の端とを接続する屈曲切刃部分１８と、からなる。このような形状の切刃１０によって、軸線Ｌ回りに回転しながら軸線Ｌと交差する方向に移動してワーク２の角部３の面取りを行うと、図３に示すように、内側切刃部分１６からワーク２の角部３に加わる切削力のベクトルＶ１、および外側切刃部分１７からワーク２の角部３に加わる切削力のベクトルＶ２が、切削によって形成される面取り面５の幅方向の中央に向かう。また、切削による切り屑の流れが、内側切刃部分１６と外側切刃部分１７との間の屈曲切刃部分１８に向かう。これにより、切削により形成される面取り面５の縁にポアソンバリが発生することを抑制できる。

また、本例の面取りカッター１では、切刃１０が、軸線方向Ｘから見た場合に、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる内側切刃部分１６と、内側切刃部分１６の径方向外側で外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる外側切刃部分１７と、内側切刃部分１６の外周側の端と外側切刃部分１７の内周側の端とを接続する屈曲切刃部分１８と、からなるので、面取りカッター１とワーク２の角部３との位置関係が、移動方向Ｍと直交する方向にズレた場合でも、切刃１０とワーク２とが接触する接触角度を維持できる。

すなわち、ワーク２が鋳造品である場合には、公差により、工作機械にチャックされたワーク２の角部３の位置が、面取りカッター１の移動方向Ｍと直交する方向にズレる場合がある。このような場合に、工作機械が面取りカッター１の刃部１１をワーク２に接触させると、予め設定した理想の面取り面５の幅方向の中心に、切刃１０の径方向の中心１０ａが一致しなくなる。図５に示す例では、切刃１０の径方向の中心１０ａは、図４に示す状態よりも、理想の面取り面５の傾斜方向の下側にずれている。すなわち、図５に示す例では、切刃１０は、図４に示す状態よりも、ワーク２の角部３に対して、浅く接触している。

このような場合でも、本例の面取りカッター１では、内側切刃部分１６および外側切刃部分１７が直線状に延びているので、ワーク２と切刃１０との接触角度が維持される。すなわち、切刃１０がワーク２の角部３に対して浅く接触した場合でも、図４、図５に示すように、内側切刃部分１６とワーク２とが接触する接触角度は、内側切刃部分１６が径方向に対して傾斜する傾斜角度θ１に維持される。よって、面取り（切削）の精度を維持することができ、かつ、ポアソンバリの発生を抑制できる。

ここで、このような効果について、比較例のカッターを用いて、より詳細に説明する。比較例の面取りカッター５１は、図６に示すように、切刃５０を軸線方向Ｘから見た場合の形状が、円弧形状である。また、図示を省略するが、比較例の面取りカッター５１は、屑排出溝１３が、軸線Ｌ回りの螺旋に設けられている。なお、比較例の面取りカッター５１は、切刃５０の形状および屑排出溝１３の形状を除き、本例の面取りカッター１と同様の構成を備える。

比較例の面取りカッター５１をワーク２の角部３に接触させる際には、図６（ａ）に示すように、まず、理想の面取り面５を設定する。そして、理想の面取り面５の幅方向の中心に切刃５０の径方向の中心５０ａが位置するように、面取りカッター５１を配置する。また、理想の面取り面５の幅方向の中心と、切刃５０の径方向の中心５０ａとを一致させた状態で、面取りカッター５１を移動方向Ｍに移動させる。これにより、ワーク２の角部３には、切刃５０が軸線Ｌに対して傾斜する角度と同一の角度で傾斜し、移動方向Ｍに延びる面取り面５が形成される。

ここで、比較例の面取りカッター５１では、切刃５０の内周側の端部分５０ｂは、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に湾曲する。また、切刃５０の外周側の端部分５０ｃは、外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に湾曲する。従って、面取りカッター１と同様に、図３に示す面取りカッター１の場合と同様に、切刃５０の内周側の端部分５０ｂからワーク２の角部３に加わる切削力のベクトルＶ１、および切刃５０の外周側の端部分５０ｃからワーク２の角部３に加わる切削力のベクトルＶ２は、切削によって形成される面取り面５の幅方向の中央に向かう。また、切削による切り屑の流れが、内側切刃部分１６と外側切刃部分１７との間の屈曲切刃部分１８に向かう。従って、切削により形成される面取り面５の縁にポアソンバリが発生することを抑制できる。

しかし、工作機械にチャックされたワーク２の角部３の位置が、面取りカッター５１の移動方向Ｍと直交する方向にズレた場合には、ワーク２と切刃５０との接触角度が維持されなくなる。例えば、図６（ｂ）に示すように、切刃５０がワーク２の角部３に対して浅く接触し、切刃５０の径方向の中心５０ａが理想の面取り面５の中心よりも当該面取り面５の傾斜方向の下側にズレた場合には、切刃５０の内周側の端部分５０ｂは、ワーク２に接触しなくなる。そして、ワーク２には、切刃５０の内周側の端部分５０ｂの替わりに、切刃５０の中央部分５０ｄが接触する。ここで、切刃５０の中央部分５０ｄがワーク２の角部３に接触すると、切刃５０の中央部分５０ｄがワーク２に接触する接触角度は、切刃５０の内周側の端部分５０ｂの傾斜角度θ１よりも深い接触角度（θ１＋α）となる。これにより、切刃５０の中央部分５０ｄからワーク２の角部３に加わる切削力のベクトルＶ１は、刃部１１の内周側の端部分５０ｂがワーク２の角部３に接触している場合と比較して、大きくなる。また、このベクトルＶ１の向きは、刃部１１の内周側の端部分５０ｂがワーク２の角部３に接触している場合と比較して、面取り面５の幅方向の外側に向かう。そして、切削による切り屑の流れは、切削により形成される面取り面５の傾斜方向の下方に向かうものとなる。

この結果、比較例の面取りカッター５１では、ワーク２の角部３と面取りカッター５１の位置関係が予め設定した位置関係からズレたときに、面取りカッター１を用いた場合と比較して、面取り（切削）の精度が変動する。また、比較例の面取りカッター５１を用いた場合には、ワーク２の角部３と面取りカッター５１の位置関係が予め設定した位置関係からズレると、ポアソンバリが発生しやすくなる。

ここで、本例では、内側切刃部分１６の第１角度θ１および外側切刃部分１７の第２角度θ２は、２５°以上、４５°以下である。第１角度θ１および第２角度θ２がこのような範囲にあれば、ポアソンバリの発生を抑制する効果が顕著である。また、第１角度θ１および第２角度θ２がこのような範囲にあれば、軸線方向Ｘから見た場合の切刃１０の形状が、回転方向Ｒの前方Ｒ１に向かって９０°以上開いたら略Ｖ字の形状となるので、刃部１１に切刃１０を形成しやすい。

なお、内側切刃部分１６の第１角度θ１および外側切刃部分１７の第２角度θ２が５°以上であれば、ポアソンバリの発生を抑制する効果を発現できる。言い換えれば、第１角度θ１および第２角度θ２が５°よりも小さい場合には、ポアソンバリの発生を抑制する効果を発現することが困難となる。また、内側切刃部分１６の第１角度θ１および外側切刃部分１７の第２角度θ２を、７０°以下とすれば、刃部１１に切刃１０を形成することが容易となる。言い換えれば、第１角度θ１および第２角度θ２が７０°よりも大きい場合には、刃部１１に刃部１１を形成することが困難となる。ここで、第１角度θ１および第２角度θ２の双方が４５°を超える切刃１０を設ける場合には、第１角度θ１および第２角度θ２の双方が４５°以下の切刃１０を設ける場合と比較して、切刃１０の形成が容易ではなくなるが、アールを備える屈曲切刃部分１８を径方向で長く設けることにより、切刃１０の形成を容易なものにすることができる。

また、本例では、内側切刃部分１６が、径方向に対して後方Ｘ２に傾斜する第１角度θ１は、外側切刃部分１７が、径方向に対して前方Ｘ１に傾斜する第２角度θ２よりも大きい。従って、面取り面５の幅方向の両端縁において、ポアソンバリの発生を抑制できる。すなわち、面取りカッター１を回転させた時に、外周側に位置する外側切刃部分１７の周速は、内側切刃部分１６の周速よりも速い。従って、外側切刃部分１７の切削力は、内側切刃部分１６の切削力よりも高い。よって、ワーク２において、外側切刃部分１７で面取りを行った面取り面５の幅方向の一方の端縁は、内側切刃部分１６で面取りを行った面取り面５の幅方向の一方の端縁と比較して、ポアソンバリの発生を抑制できる。言い換えれば、内側切刃部分１６の切削力は、外側切刃部分１７の切削力よりも低い。従って、ワーク２において、内側切刃部分１６で面取りを行った面取り面５の幅方向の他方の端縁は、外側切刃部分１７で面取りを行った面取り面５の幅方向の一方の端縁と比較して、ポアソンバリが発生しやすいという問題がある。このような問題に対して、本例では、内側切刃部分１６の第１角度θ１を、外側切刃部分１７の第２角度θ２よりも大きくしている。これにより、内側切刃部分１６からワーク２に加わる切削力のベクトルＶ１を、外側切刃部分１７からワーク２に加わる切削力のベクトルＶ２よりも、切削によって形成される面取り面５の幅方向の中央に向かわせることができる。従って、内側切刃部分１６の切削によって形成される面取り面５の縁においても、ポアソンバリが発生することを抑制できる。

また、本例では、第１角度θ１と第２角度θ２との差は、２°以上、１０°以下である。従って、径方向で内側切刃部分１６と外側切刃部分１７との間に位置する屈曲切刃部分１８のアールの変曲点Ｐを、切刃５０の径方向の中心５０ａを通過する仮想円Ｃに近い位置に設けることが容易である。ここで、変曲点Ｐを仮想円Ｃに近い位置に設ければ、ワーク２の角部３の位置が、面取りカッター１の移動方向Ｍと直交する方向にズレた場合でも、理想の面取り面５５の幅方向の両端縁を、内側切刃部分１６と外側切刃部分１７とによって、切削できる。従って、ポアソンバリの発生を抑制できる。

さらに、上記の例では、内側切刃部分１６と外側切刃部分１７とを接続する屈曲切刃部分１８は、アールを備え、屈曲切刃部分１８のアールの変曲点Ｐは、仮想円Ｃよりも内周側に位置している。従って、内側切刃部分１６の第１角度θ１を外側切刃部分１７の第２角度θ２よりも大きくすることが容易である。

なお、変曲点Ｐが仮想円Ｃ上に位置するように、内側切刃部分１６、外側切刃部分１７および屈曲切刃部分１８の形状を設定してもよい。

また、上記の例では、屈曲切刃部分１８は、軸線方向Ｘから見た場合にアールを備える円弧形状であるが、屈曲切刃部分１８は、直線状に延びる内側切刃部分１６と直線状に延びる外側切刃部分１７とが交わる交点とすることもできる。すなわち、切刃１０は、屈曲切刃部分１８において、内側切刃部分１６と外側切刃部分１７とが、所定の角度で鋭角に交わるＶ字の形状としてもよい。

ここで、本例では、屑排出溝１３は、軸線方向Ｘに直線状に延びる。従って、屑排出溝１３が、軸線Ｌ回りの螺旋に設ける場合と比較して、面取りカッター５１の製造が容易である。

なお、上記の例では、面取りカッター５１を軸線Ｌと交差する方向に移動させて面取り動作をしているが、刃部１１をワーク２に形成された穴に挿入して、ワーク２における孔の開口縁に面取りを施す場合でも、ポアソンバリの発生を抑制できる。

（変形例）
また、上記の例では、刃部１１は前端の中心に平坦部１５を備えているが、平坦部１５を備えていなくてもい。すなわち、刃部１１は、平坦部１５に替えて、前方Ｘ１に向かって先細りとなる円錐部を備えていてもよい。また、この円錐部に、上記の切刃１０とは別の第２の切刃を備えてもよい。

次に、図７は、変形例の面取りカッターの刃部１１の近傍の部分斜視図である。なお、本例の面取りカッター１Ａは、上記の面取りカッター１と対応する構成を備えるので、対応する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図７に示すように、面取りカッター１Ａは、軸部１２の前方Ｘ１に、円錐台形状の刃部１１を備える。すなわち、刃部１１は、刃部１１は前端の中心に平坦部１５を備える。また、刃部１１は、平坦部１５から後方Ｘ２に向かって拡径するテーパー外周面３１を備える。

テーパー外周面３１の前端側には、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる内側リブ３２が設けられている。本例では、内側リブ３２は、等角度間隔で８本設けられている。内側リブ３２の断面形状は矩形である。また、テーパー外周面３１には、各内側リブ３２の径方向外側に、外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる外側リブ３３が設けられている。外側リブ３３は、等角度間隔で８本設けられている。外側リブ３３の断面形状は矩形である。内側リブ３２の外周側の端部分と外側リブ３３の内周側の端部分とは、周方向から見た場合に重なっている。すなわち、内側リブ３２の外周側の端部分は、外側リブ３３の内周側の端よりも外周側に突出している。

内側リブ３２の外周側で回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する角部には、切刃１０を構成する内側切刃部分１６が設けられている。外側リブ３３の外周側で回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する角部には、切刃１０を構成する外側切刃部分１７が設けられている。内側切刃部分１６は、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる。外側切刃部分１７は、内側切刃部分１６の径方向外側で外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる。内側切刃部分１６の外周側の端部分と外側切刃部分１７の内周側の端部分とは、周方向から見た場合に重なっている。すなわち、内側切刃部分１６の外周側の端部分は、外側切刃部分１７の内周側の端よりも外周側に突出している。

本例の面取りカッター１Ａでも、上記の面取りカッター１と同様の作用、効果を得ることができる。

（実施例２）
図８は、実施例２の面取りカッターの外観図である。図９は、図８の面取りカッターを刃部の側から見た場合の平面図である。なお、実施例２の面取りカッター１Ｂは、上記の面取りカッター１と対応する構成を備えるので、対応する構成には同一の符号を付して説明する。

図８に示すように、面取りカッター１Ｂは、切刃１０を備える刃部１１と、刃部１１と同軸の軸部１２と、を備える。切刃１０は、刃部１１の径方向外側の端縁に沿って設けられている。軸部１２は、円柱形状である。軸部１２は、工作機械のヘッドに連結される。面取りカッター１Ｂは、軸部１２の軸線Ｌ回りを所定の回転方向Ｒに回転しながら軸線Ｌと交差する方向に移動してワーク２の角部３の面取りを行う。

刃部１１は、軸部１２の前方Ｘ１に連続して設けられている。刃部１１は、前端の中心に平坦部１５を備える。また、刃部１１は、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に、径方向外側の端縁が、第２方向Ｘ２（軸部１２の側）に向かって外周側に湾曲する刃部湾曲部分１１ａを備える。これにより、刃部１１の径方向外側の端縁に沿って設けられた切刃１０は、軸部１２の軸線と直交する方向から見た場合に、平坦部１５の外周側の端から第２方向Ｘ２に向かって外周側に直線状に延びる第１部分６１と、第１部分６１の第２方向Ｘ２の端から第２方向Ｘ２に向かって外周側に湾曲する湾曲部分６２と、湾曲部分６２の外周側の端から外周側に向かって第２方向Ｘ２に直線状に延びる第２部分６３と、を備える。第１部分６１の第２方向Ｘ２の端と、湾曲部分６２とは、段差なく連続している。また、湾曲部分６２と、第２部分６３の内周側の端とは、段差なく連続している。

また、刃部１１は、切刃１０に隣り合う屑排出溝１３を備える。屑排出溝１３は、切刃１０に対して回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する。本例では、刃部１１は、軸線Ｌ回りの等角度間隔に４枚の切刃１０を備える。従って、刃部１１は、軸線Ｌ回りの等角度間隔に４つの屑排出溝１３を備える。各屑排出溝１３は径方向外側に開口する。刃部１１における各屑排出溝１３の開口縁は、回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する前側開口縁部分１３ａと、回転方向Ｒの後方に位置する後側開口縁部分１３ｂと、を備える。ここで、切刃１０は、後側開口縁部分１３ｂに設けられているということができる。

図９に示すように、各切刃１０は、軸線方向Ｘから見た場合に、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる内側切刃部分１６と、内側切刃部分１６の径方向外側で外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる外側切刃部分１７と、内側切刃部分１６の外周側の端と外側切刃部分１７の内周側の端との間に位置する屈曲切刃部分１８と、からなる。屈曲切刃部分１８は、内側切刃部分１６の外周側の端と外側切刃部分１７の内周側の端とを接続する部分である。屈曲切刃部分１８は湾曲している。屈曲切刃部分１８は回転方向Ｒの後方Ｒ２に窪んでいる。

内側切刃部分１６は、寸法Ｈ１だけ芯高に設けられている。言い換えれば、内側切刃部分１６は、内側切刃部分１６の回転方向Ｒの後方Ｒ２に内側切刃部分１６と平行で軸線Ｌを包含する仮想面Ｓ１を規定した場合に、寸法Ｈ１だけ回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する。屈曲切刃部分１８は、湾曲部分６２に設けられている。言い換えれば、屈曲切刃部分１８は、湾曲部分６２と完全に重なって設けられているか、または、湾曲部分６２の内側に設けられている。従って、屈曲切刃部分１８は、軸線と直交する方向から見た場合に、軸線方向Ｘで、第１部分６１と、第２方向Ｘ２との間に位置する。

本例では、屈曲切刃部分１８と湾曲部分６２とは、完全に重なる。従って、切刃１０は、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に第２方向Ｘ２に向かって外周側に湾曲する部分（湾曲部分）が、軸線方向Ｘから見た場合に回転方向Ｒの後方Ｒ２に湾曲している。また、内側切刃部分１６と第１部分６１とが完全に重なり、外側切刃部分１７と第２部分６３とが完全に重なる。従って、切刃１０は、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる部分（内側切刃部分１６）が、軸線方向Ｘから見た場合に、第２方向Ｘ２に向かって外周側に直線状に延びる。また、切刃１０は、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる部分（外側切刃部分１７）が、軸線方向Ｘから見た場合に、外周側に向かって第２方向Ｘ２に直線状に延びる。

ここで、内側切刃部分１６の内周側の端１６ａと、外側切刃部分１７の外周側の端１７ａとは、外側切刃部分１７の外周側の端１７ａの方が、回転方向Ｒの前方Ｒ１に位置する。内側切刃部分１６が、径方向に対して後方Ｘ２に傾斜する第１角度θ１、および外側切刃部分１７が径方向に対して前方Ｘ１に傾斜する第２角度θ２は、それぞれ、５°以上、８５°以下である。ここで、内側切刃部分１６が傾斜する第１角度θ１は、外側切刃部分１７が傾斜する第２角度θ２よりも大きいことが好ましい。本例では、第１角度θ１は、７９°であり、第２角度θ２は、１９°である。第１角度θ１と第２角度θ２との差は、６０°である。さらに、屈曲切刃部分１８の湾曲形状の変曲点１８ａは、径方向における切刃１０の中心１０ａを通過する仮想円Ｃ１よりも、内周側に位置する。なお、内側切刃部分１６の内周側の端１６ａと、外側切刃部分１７の外周側の端１７ａとは、軸線Ｌ回りの同一の角度位置にあってもよい。

本例においても、内側切刃部分１６の第１角度θ１および外側切刃部分１７の第２角度θ２が５°以上であれば、ポアソンバリの発生を抑制する効果を発現できる。言い換えれば、第１角度θ１および第２角度θ２が５°よりも小さい場合には、ポアソンバリの発生を抑制する効果を発現することが困難となる。また、内側切刃部分１６の第１角度θ１および外側切刃部分１７の第２角度θ２を、８５°以下とすれば、刃部１１に切刃１０を形成することが容易となる。ここで、本例では、内側切刃部分１６と外側切刃部分１７とが、実施例１の面取りカッター１の切刃１０のように同一の平面上には設けられていない。これにより、第１角度θ１、および第２角度θ２が７０°を超える場合でも、刃部１１に切刃１０を設けることが容易である。また、本例では、屈曲切刃部分１８と湾曲部分６２とが重なっており、屈曲切刃部分１８のアールが実施例１の面取りカッター１と比較して大きい。この点からも、本例では、第１角度θ１、および第２角度θ２が７０°を超えている場合でも、刃部１１に切刃１０を設けることが容易である。

（面取り動作）
図１０は、面取りカッター１Ｂによってワーク２の角部３を面取りする面取り動作の説明図である。面取り動作を行う際には、面取りカッター１Ｂを工作機械に接続して、軸線Ｌ回りを所定の回転方向Ｒに回転させる。そして、ワーク２の角部３に刃部１１の湾曲部分６２を接触させ、面取りカッター１Ｂを軸線Ｌと直交する移動方向Ｍに移動させて、面取り面５を形成する。これにより、ワーク２の角部３には、湾曲部分６２を転写した湾曲形状で移動方向Ｍに延びる面取り面５が形成される。

ここで、図４（ｂ）に示す場合と同様に、本例の面取りカッター１Ｂでは、切刃１０が、軸線方向Ｘから見た場合に、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる内側切刃部分１６と、内側切刃部分１６の径方向外側で外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる外側切刃部分１７と、内側切刃部分１６の外周側の端と外側切刃部分１７の内周側の端とを接続する屈曲切刃部分１８と、からなる。従って、図１０に示すように、屈曲切刃部分１８の内周側の端部分および内側切刃部分１６からワーク２の角部３に加わる切削力のベクトルＶ１、および屈曲切刃部分１８の外周側の端部分および外側切刃部分１７からワーク２の角部３に加わる切削力のベクトルＶ２が、切削によって形成される面取り面５の幅方向の中央に向かう。また、切削による切り屑の流れが、内側切刃部分１６と外側切刃部分１７との間の屈曲切刃部分１８に向かう。これにより、切削により形成される面取り面５の縁にポアソンバリが発生することを抑制できる。

また、本例の面取りカッター１Ｂでは、切刃１０が、軸線方向Ｘから見た場合に、外周側に向かって回転方向Ｒの後方Ｒ２に直線状に延びる内側切刃部分１６と、内側切刃部分１６の径方向外側で外周側に向かって回転方向Ｒの前方Ｒ１に直線状に延びる外側切刃部分１７と、内側切刃部分１６の外周側の端と外側切刃部分１７の内周側の端とを接続する屈曲切刃部分１８と、からなる。従って、図５（ｂ）に示す場合と同様に、面取りカッター１Ｂとワーク２の角部３との位置関係が、移動方向Ｍと直交する方向にズレた場合でも、切刃１０とワーク２とが接触する接触角度を維持できる。

さらに、本例では、内側切刃部分１６が、径方向に対して後方Ｘ２に傾斜する第１角度θ１は、外側切刃部分１７が、径方向に対して前方Ｘ１に傾斜する第２角度θ２よりも大きい。従って、周速に起因して、内側切刃部分１６の切削力の方が外側切刃部分１７の切削力よりも小さくても、内側切刃部分１６からワーク２に加わる切削力のベクトルＶ１を、外側切刃部分１７からワーク２に加わる切削力のベクトルＶ２よりも、面取り面５の幅方向の中央に向かわせることができる。よって、内側切刃部分１６の切削によって形成される面取り面５の縁においても、ポアソンバリが発生することを抑制できる。

Claims

切刃を備える刃部と、前記刃部と同軸の軸部と、を有し、前記切刃が前記刃部の径方向の端縁に沿って設けられており、前記軸部の軸線回りを所定の回転方向に回転してワークの角部の面取りを行う面取りカッターにおいて、前記刃部を前記軸線方向から見た場合に、前記切刃は、外周側に向かって前記回転方向の後方に直線状に延びる内側切刃部分と、前記内側切刃部分の径方向外側で前記外周側に向かって前記回転方向の前方に直線状に延びる外側切刃部分と、を備え、
前記切刃は、前記内側切刃部分の外周側の端と前記外側切刃部分の内周側の端との間に位置する屈曲切刃部分を備えることを特徴とする面取りカッター。
前記切刃は、前記軸部の軸線と直交する方向から見た場合に、外周側に向かって前記軸部の側に直線状に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の面取りカッター。
（削除）
前記刃部は、前記切刃に前記回転方向の前方で隣り合う屑排出溝を備え、前記屑排出溝は、前記軸線方向に直線状に延びることを特徴とする請求項２に記載の面取りカッター。
前記内側切刃部分の内周側の端と、前記外側切刃部分の外周側の端とは、前記軸線回りの同一の角度位置にあることを特徴とする請求項２に記載の面取りカッター。
前記内側切刃部分が径方向に対して前記後方に傾斜する第１角度、および前記外側切刃部分が径方向に対して前記前方に傾斜する第２角度は、それぞれ、５°以上、７０°以下であることを特徴とする請求項２に記載の面取りカッター。
前記第１角度は、前記第２角度よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の面取りカッター。
前記第１角度と前記第２角度との差は、２°以上、１０°以下であることを特徴とする請求項７に記載の面取りカッター。
前記刃部を前記軸線と直交する方向から見た場合に、前記切刃は、前記軸線に対して４５°傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の面取りカッター。
前記切刃は、前記内側切刃部分の外周側の端部分と前記外側切刃部分の内周側の端部分とが、周方向から見た場合に重なっていることを特徴とする請求項１に記載の面取りカッター。
前記軸部の軸線と直交する方向から見た場合に、前記軸部の側に向かって外周側に湾曲する湾曲部分を備え、前記屈曲切刃部分は、前記湾曲部分に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の面取りカッター。
前記切刃は、前記軸部の軸線と直交する方向から見た場合に、前記軸部の側に向かって外周側に直線状に延びる第１部分と、前記第１部分の前記軸部の側の端から湾曲する前記湾曲部分と、前記湾曲部分の外周側の端から外周側に向かって前記軸部の側に直線状に延びる第２部分と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載の面取りカッター。
前記内側切刃部分が径方向に対して前記後方に傾斜する第１角度、および前記外側切刃部分が径方向に対して前記前方に傾斜する第２角度は、それぞれ、５°以上、８５°以下であることを特徴とする請求項１１に記載の面取りカッター。
前記第１角度は、前記第２角度よりも大きいことを特徴とする請求項１３に記載の面取りカッター。
請求項１に記載の面取りカッターを、前記軸線回りに回転させながらワークの角部に接触させて、前記軸線と交差する方向に移動させることを特徴とするワークの面取り方法。