JPH10510764A - フライス切削体とその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は切削工作用、好ましくは金属工作用のフライス工具を製作する方法に関する。このフライス工具は回転駆動装置に当該切削体を固定するためのホルダ部（２）；及び着脱可能に固定された数個の切削インサート（２３）を該切削体の周辺において具備している切削インサート担持部分を含んで成り、該切削インサートはインサート座に固定され、当該インサート座は周辺に配位したインサート担持切削体部分（１２）に少なくとも部分的に配設されている。各インサート座は支持底面（１０）と少なくとも１つの支持側面（９）を含んで成る側面支持手段とを含んで成り、回転方向に見て各インサート座の前方にはチップポケット（２５）が設けられている。本発明の利点は該インサート座の該側面支持手段がボールノーズ型エンドミル（８）によって作成されることにある。これは所定フライス工具にあるインサート座の数を実質的に増加させることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】 フライス切削体とその製作方法 本発明は請求項１に係るフライス切削体と当該フライス切削体を製作する請求 項５に係る方法に関する。 代表的なフライス切削工具はその回転軸線と所定の関係にある回転シャフトの 終端に固定可能なホルダと、シャフトから見て末端に位置するホルダ面に回転軸 線から特定の半径方向距離においてホルダによって坦持されている切刃であって 、工具がシャフトによって回転させられたときにシャフトの中心軸線の周りに当 該切刃が円を描くようになっている斯ゝる切刃とを含んで成る。ホルダの全部品 は切刃がシャフトを回転させる機械に保持された工作物の表面に対して自在に接 触して表面工作を実行出来るように、軸方向並びに半径方向における切刃の背後 に配置されている。個別の切刃は比較的短尺であるので、比較的狭幅の切削工作 を行う。それ故に、工具は工作物の工作面に対して送り方向が平行であるか、或 いは当該工作面に対して角度をなすクロス送りやテーブル送りで以て使用される 。この種の切刃は着脱可能切削インサートに通常は配設されており、このインサ ートは通常１つ或いは幾つかの切刃を有する割付可能インサートか、丸形インサ ートである。 正面フライス工具で工作するとき、利用分野の異なる単歯カッタ、粗ピッチカ ッタ並びに密ピッチカッタを区別して取り扱う。単歯カッタはビルトイン・エレ メントに装着されるものであるが、これは微調節可能である、即ち凸形状の主イ ンサートが作業面を基準にして調節可能であって、この微調節によってスピンド ルの傾斜を補うことが出来る。粗ピッチカッタは円形或いは正方形の割付可能切 削インサートを収納したカセットを具備している。これらは通常は所謂フライス 粗工作で利用され、得られ表面品質は利用した割付可能切削インサートの１歯当 たりの送り量とフライスの平坦軸方向送りとに依存している。通常、3.2 と12.5 μｍの間のＲ_a- 値が得られる。 密ピッチカッタはモータ産業で主として使用される。このカッタはシリンダ・ ブロックとそれに類似のパーツをフライス工作するために適している。 輪郭、螺旋状部分の介在した連続的傾斜の全幅溝、及び勾配をつけることよる ポケットをフライス工作するときは、丸い切刃を備えた切削インサートを使うの が適切である。その他の切刃と同様に、丸形インサートの各々はロックネジをこ の切削インサートの中央貫通孔を通してネジ込み、そしてフライス工具に対して そのネジ付き穴に締結することによって固定確保される。この種のフライス工具 はDE-U-9305518.8に開示されている。 高度のテーブル送りを可能にし、それによって高度の生産性を可能にするため に安定した機械と高出力のモータを確保することが必要である。これらの２種の 基本条件を満たすならば、密ピッチカッタは粗ピッチカッタよりも高度のテーブ ル送り量を、歯送り量が両ケースで同じオーダの大きさである限りにおいて、必 然的に与える。更に当業者にとっては、密ピッチカッタは所定の送り量において 粗ピッチカッタよりも滑らかな工作面を与える。 従って、本発明の主目的はこれまで知られているフライス切削体に比較して、 そのフライス切削体に設けるべき各所定直径のためのインサート座の数を増加さ せることにある。 本発明のもう１つの目的は最も簡単且つ有効な仕方で以てフライス切削体にイ ンサート座を最小限度の工具を用いて製作する方法を 提供することにある。 これらの目的とその他の目的は独立の請求項の特徴節文に従ってフライス切削 体を作る本発明によって達成される。 非限定的な説明のために、本発明の好適例を添付の図面を参照しながらこれか ら説明する。これらの図面はこゝに簡潔に呈示される。 図１は本発明に係るフライスカッタを上から斜めに見た斜視図である。 図２は図１に係る円形インサートミラーのインサート座の拡大図である。 図３はインサート座の幾分変形された例を斜視図で示す。 図４は上から真下に見たインサート座を示す。 図５は従来の技法と本発明に係る方法の両方によるインサート座の製作状態を 表している。 図１は本発明に係る丸形インサート式フライス工具を全体的に１で以て指定し 、図示している。インサートから見て末端となる工具端部は回転駆動シャフトに 固定確保されている従来構造の固定確保部品２から成る。工具の切削端部は常態 では付属のチップ用ポケット２５を備えた複数のフライス工作されたインサート 用ポケットによって分断されている転覆様湾曲部３を含んで成る。本発明に係る 方法のお陰で、フライス工具は６個のインサート座を含んで成るが、所望であれ ば７個や８個のインサート座を含み得る。約70mmのフライス工作径に係るフライ ス工具における従来の技法によって作成されたインサート座の対応する個数は最 大限５個である。その理由は図５に最も明瞭に見ることが出来る。この図には、 インサート座の製作が、従来技法（ホルダ５とエンドミル６）と本発明に係る方 法（ホルダ７とエンドミル８）によって、どのように実現されるか を示している。丸形の切削インサート或いは三角形の切削インサートのための、 或いは鋭角度のコーナ角を概して有する切削インサートのためのインサート座を 主として工作するためには、上から真直ぐになっている、即ちインサート座の底 面１０に対して直角になるエンドミルによってインサート座の支持側面９を工作 することが立体的理由から必要となる。この支持側面９がインサートに対して隙 間（クリアランス）を以て当接出来るように特定の傾斜を当該支持側面に付与す るために，円錐頂部１１を備えたエンドミルが通常使用される。この種のミリン グ（フライス）工具を使用するための場所を設けるためには、ハッチングを施し た断面Ｖ−Ｖに対応した材料を切削体から除去しなければならない。１例として 、250 mmのフライス工作径Ｄ₁は93mmの自由オーバハングＬ₁を必要とし、500mm の工作径Ｄ₂は126 mmの自由オーバハングＬ₂を必要とすることが挙げられる。従 って、既知の技法に係るインサート座を工作するために近付くこと、即ちアクセ ス、の必要性によって、密ピッチ工具の製作の可能性が制限され、しかもフライ ス工作径を大きくするためには当該制限が問題を悪化させることになることは容 易に気付き得る。更に、図５の更なる研究から、その他の不利益が見い出される 、即ち、その不利益として： a）自由オーバハングが長い場合、振動傾向は強ま り、所謂振動マークが工作された支持側面に刻まれ、インサートの正確な位置付 けの信頼度が低減すること；及び b）異なる直径のフライス切削体を製作すると きには、工具の連続的交換が必要となる。 本発明によれば、これら全ての不都合は図５に係るボールノーズ型エンドミル ８を用いて１或いは数個の支持側面９の形態のインサート座の側面支持手段を作 成することによって、驚く程に簡単且つ円滑な仕方で克服された。当該エンドミ ルの自由オーバハングＬ₃ は工作径に関係なく約27mmに制限され、それによって振動が最小限度に抑えられ るか、全面的に解消して、工具交換が回避される。工作は相対的には一段と半径 方向で実行されるので、隠れた部分へのアクセスは当該隠れた部分が回転方向に 見て切削体の先行する突出したインサート担持部分、即ち湾曲支持部の背後で接 線方向へ配位しているという事実によって改良される。図４において、ライン１ ３は先行する支持湾曲部の如何なる量の材料が従来技法による製作のときに除去 されなければならないかを表現している。従って、DE-U-93 05518.8 によれば、 相互に直交する（或いは両側面間が鈍角である）２つの支持側面を備えたインサ ート座を先行した突出部分１２の「影の部分」に作成することに、真直な前端を 備えたエンドミルを利用して成功したに過ぎない。この理由から、当該文献にお ける丸形切削インサートの側面（フランク面）は平坦な当接用の面取部（チャン ファ）を有するが、これはありふれた丸形インサートの長々と単調で且つ費用の 掛かる研磨加工を要求する。 上述したように、本発明によれば直径が２と12mmの間にあるボールノーズ型エ ンドミルが使用される。それ故に、複数の溝１４、１５、１６が支持側面９に実 質的に円扇形の断面を有するように盛り上がるが、これはエンドミルの各ストロ ーク毎に引き起こされる。溝の最小個数は２個である。溝間には、うね（リッジ ）１７が支持面９の上位境界線に沿って夫々生れる。少なくとも１個、適切には ２個のうね１７が切削インサートに対する当接部として機能する。ネジ穴１８は インサート座の内方へ向けて幾分食い違うように配位し、それによって当該当接 用うねに対して切削インサートの負荷を負わせる事態が達成される。好ましくは 、支持底面１０から離れる方向に見て上位の２つのうね１７が当接用うねとして 機能する。不動に支持するように厳格に規定された２つの当接面域を設けるため に、上位溝は図３に従って２つの端面１４Ａと１４Ｂに分割され、両端面の間に は相対的に深い部分１４’が配位し、当該深い部分１４’が自由面を構成してい る。適切な仕方では、当該深い部分１４’は部分１４Ａと１４Ｂを工作するため のエンドミルと同じものによって単に幾分軸方向へ相対的に深くフライス工作す ることによって実現される。 最下位溝１６は適切には支持底面１０の内位境界線１９の上に近接配位してい る。１方で、支持底面１０を例えばフライス工作で削成するときに、この近接配 位が工作寸法に余裕を与えることを可能にし、他方で切削インサートの背後の底 面に存在し得る少量の小さな粒子と不純物を回避する。更に、溝１６は丸味部が 鋭いコーナよりも著しく低いストレス集中度を有し、これがクラック抵抗を向上 させるので、補強手段として役立つ。しかし、支持底面１０上での安定した支持 を可能にするために、適切な態様では当該支持底面がインサート座に舌部２０だ け延入している。この部分２０を形成するためには、ボールノーズ型エンドミル ８が支持面９の中間部分で相対的に幾分深く精査（スキャン）出来るようにする が、それによって生み出された窪み部２１は実際的な機能を何ら有していない。 更に、溝１５、１６と両溝間に配位するうね１７は、切削インサートに接触する ことのない自由面を構成する。 切削インサート２３を固定したり、緩めたりするために適宜のキーによってロ ックネジ２２に接近（アクセス）出来るようにするために、凹所２４が各支持用 湾曲部１２の後縁（エッジ）に設けられている。インサート座の数は大きくする が、寸法は維持している場合には、この凹所２４はそれだけ深いものに作られる 。 本発明に係るインサート座をフライス工作することによって、数多くの利益が えられた。従って、任意形状の支持面９はインサート 座の後尾縁（エッジ）に作成されたが、これはインサート担持切削体の先行部分 １２の突起の中で半径方向へ配置されており、この突起は尾行するインサート座 の支持底面１０に対して直角である。これまでは、この構成は二側面が互いに直 角である正方形や長方形の切削インサート（例えば、DE-U-93 05518.8S参照）の ためだけに、真直で且つエンドミルの延長線に対して直角な形態の端面を有する 斯ゝるエンドミルによって工作可能であった。本発明によれば、例えば丸形、三 角形、斜方形、長斜方形、並びに六角形のインサート座も、各突出インサート担 持部分１２の十分な強度を得ることのみが制約される歯ピッチで以て作成するこ とが出来る。従って、90°未満、例えば80°或いは70°の内角を有する実質的に 真直な支持側面９０を作成することが出来る。更には、インサートに所望の機能 に応じた傾斜をホルダにおいて与えるために、支持底面１０を広範囲の角度で以 て角度付けることが出来る。また、ボールノーズ型エンドミルをその機能を維持 しながらの転回や傾斜を許容し、それによって工作機械内での所謂Ｃ形やＢ形の 転回が限定される。更に、インサート座をフライス工作径とは無関係に工作する ときに、最大限２台の異種エンドミルが必要になる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１２月１０日 【補正内容】 請求の範囲 １．切削工作用、好ましくは金属工作用のフライス切削体であって、これが： 回転駆動手段に当該切削体を固定するためのホルダ部（２）；及び着脱可能に固 定された数個の切削インサート（２３）を該切削体の周辺において具備している 切削インサート担持部分を含んで成り、当該切削インサートはインサート座に固 定され、当該インサート座は周辺に配位したインサート担持切削体部分（１２） に少なくとも部分的に配設され且つ該フライス切削体に一体成形されており、各 インサート座は支持底面（１０）と少なくとも１つの支持側面（９）を含んで成 る側面支持手段とを含んで成り、回転方向に見て各インサート座の前方にチップ ポケット（２５）が設けられている斯ゝる構成のフライス切削体において、 該側面支持手段は：丸形切削インサートに対する当接手段として機能するよう に企図された少なくとも１つの少なくとも丸められた支持側面；或いは90°未満 の内角を構成する少なくとも２つの実質的に真直な支持側面であって、当該側面 が例えば三角形、斜方形、長斜方形、並びに六角形の切削インサートに対する当 接手段として機能するように企図されている斯ゝる真直な支持側面のいずれかを 含んで成り、 先行するインサート担持切削体部分（１２）の突起として、当該突起が尾行す るインサート座の支持底面（１０）に対して直角である斯ゝる突起の内部におい て、当該尾行インサート座の該側面支持手段が半径方向に配置されていることを 特徴とするフライス切削体。 ２．支持側面（９）が丸形切削インサートに対する当接手段として機能するた めに、丸められていることを特徴とする、請求項１に 係るフライス切削体。 ３．該支持側面が円扇形断面を有するフライス工作で削成された３つの溝（１ ４、１５、１６）を含んで成り、当該溝の間には支持側面（９）の上位境界線に 沿ってうね（１７）が形成されており、当該うねの１つ或いは２つが該切削イン サートに対する当接手段として機能することを特徴とする、請求項１或いは２に 係るフライス切削体。 ４．最上位溝（１４）が該切削インサートを不動に支持するように厳格に規定 された２つの支持端部（１４Ａ、１４Ｂ）を設けるために窪んだ中間部分（１４ ’）を備えた形態に成形されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１ 項に係るフライス切削体。 ５．切削工作用、好ましくは金属工作用のフライス切削体として、これが：回 転駆動装置に当該切削体を固定するためのホルダ部（２）；及び着脱可能に固定 された数個の切削インサート（２３）を該切削体の周辺において具備している切 削インサート担持部分を含んで成り、各切削インサートはインサート座に固定さ れ、当該インサート座は周辺に配位したインサート担持切削体部分（１２）に少 なくとも部分的に配設されており、各インサート座は支持底面（１０）と少なく とも１つの支持側面（９）を含んで成る側面支持手段とを含んで成り、回転方向 に見て各インサート座の前方にチップポッケット（２５）が設けられている斯ゝ る構成のフライス切削体を製作する方法において、 該インサート座の該側面支持手段がボールノーズ型エンドミル（８）によって 作成されること、及び 先行するインサート担持切削体部分（１２）の突起として、当該突起が尾行す るインサート座の支持底面（１０）に対して直角である斯ゝる突起の内部におい て、当該尾行インサート座の該側面支持 手段が半径方向に配置されていること、 を特徴とするフライス切削体の製作方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．切削工作用、好ましくは金属工作用のフライス切削体であって、これが： 回転駆動手段に当該切削体を固定するためのホルダ部（２）；及び着脱可能に固 定された数個の切削インサート（２３）を該切削体の周辺において具備している 切削インサート担持部分を含んで成り、当該切削インサートはインサート座に固 定され、当該インサート座は周辺に配位したインサート担持切削体部分（１２） に少なくとも部分的に配設されており、各インサート座は支持底面（１０）と少 なくとも１つの支持側面（９）を含んで成る側面支持手段とを含んで成り、回転 方向に見て各インサート座の前方にチップポケット（２５）が設けられている斯 ゝる構成のフライス切削体において、 該側面支持手段は：丸形切削インサートに対する当接手段として機能するよう に企図された少なくとも１つの少なくとも丸められた支持側面；或いは90°未満 の内角を構成する少なくとも２つの実質的に真直な支持側面であって、当該側面 が例えば三角形、斜方形、長斜方形、並びに六角形の切削インサートに対する当 接手段として機能するように企図されている斯ゝる真直な支持側面のいずれかを 含んで成り、 先行するインサート担持切削体部分（１２）の突起として、当該突起が尾行す るインサート座の支持底面（１０）に対して直角である斯ゝる突起の内部におい て、当該尾行インサート座の該側面支持手段が半径方向に配置されていることを 特徴とするフライス切削体。 ２．支持側面（９）が丸形切削インサートに対する当接手段として機能するた めに、丸められていることを特徴とする、請求項１に 係るフライス切削体。 ３．該支持側面が円扇形断面を有するフライス工作で削成された３つの溝（１ ４、１５、１６）を含んで成り、当該溝の間には支持側面（９）の上位境界線に 沿ってうね（１７）が形成されており、当該うねの１つ或いは２つが該切削イン サートに対する当接手段として機能することを特徴とする、請求項１或いは２に 係るフライス切削体。 ４．最上位溝（１４）が該切削インサートを不動に支持するように厳格に規定 された２つの支持端部（１４Ａ、１４Ｂ）を設けるために窪んだ中間部分（１４ ’）を備えた形態に成形されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１ 項に係るフライス切削体。 ５．切削工作用、好ましくは金属工作用のフライス切削体として、これが：回 転駆動装置に当該切削体を固定するためのホルダ部（２）；及び着脱可能に固定 された数個の切削インサート（２３）を該切削体の周辺において具備している切 削インサート担持部分を含んで成り、各切削インサートはインサート座に固定さ れ、当該インサート座は周辺に配位したインサート担持切削体部分（１２）に少 なくとも部分的に配設されており、各インサート座は支持底面（１０）と少なく とも１つの支持側面（９）を含んで成る側面支持手段とを含んで成り、回転方向 に見て各インサート座の前方にチップポケット（２５）が設けられている斯ゝる 構成のフライス切削体を製作する方法において、 該インサート座の該側面支持手段をボールノーズ型エンドミル（８）によって 作成することを特徴とするフライス切削体の製作方法。 ６．先行するインサート担持切削体部分（１２）の突起として、当該突起が尾 行するインサート座の支持底面（１０）に対して直角 である斯ゝる突起の内部において、当該尾行インサート座の該側面支持手段が半 径方向に配置されていること特徴とする請求項５に係るフライス切削体の製作方 法。