JPH11816A - 高速切削用回転工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速回転に伴う騒音を減少させて作業者の作業
環境を改善し、かつ工具自体の回転負荷を軽減できる高
速切削用回転工具を提供する。 【解決手段】高速切削用回転工具１はカッタ本体２とロ
ケータ３とチップ４等を備えている。工具１の先端面５
は中央部７が外周部９に比べ一段低く形成されている。
カッタ本体２の先端部６は円盤状に形成されかつ中央凹
部１２と周凹部１３を設けている。中央凹部１２と周凹
部１３は蓋１８によって閉空間とされる。各々の周凹部
１３の間に先端部外周８と先端面５とに亘って形成され
チップ４とロケータ３とを取付ける切欠き部２３を有し
ている。切欠き部２３は取付け部２４とポケット部２５
とを備えている。チップ４はロケータ３を介してチップ
取付けボルト３６によってカッタ本体２に着脱自在とさ
れている。切欠き部２３に連通してチップ取付けボルト
３６を操作するための溝３２が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カッタ本体の先端
にチップを設け、軸方向切削及び横送り切削を行うこと
ができる高速切削用回転工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、航空機などに用いられるジュラル
ミンの加工においては、例えば切削速度が３０００ｍ／
ｍｉｎを超える高速切削加工が増加する傾向にある。そ
こで、この高速切削を行う正面フライスなどにおいて
は、ますます回転速度が高速化する傾向にあり、図１０
及び図１１に例示するような切削用回転工具４１が用い
られている。

【０００３】図１０及び図１１に例示する従来の切削用
回転工具４１は、カッタ本体４２と、ロケータ４３と、
チップ４４等を備えている。上記カッタ本体４２の切削
加工を行う被切削部材と接する先端面４５は、略平坦に
形成されている。上記カッタ本体４２の上記先端面４５
を有する先端部４６の外周にチップポケット４７が周方
向に等間隔に４箇所形成され、この各チップポケット４
７の回転方向に面する壁面４７ａにロケータ４３を介し
てチップ４４が固定されている。このチップ４４は切刃
４４ａが先端面４５と先端部外周とにわたり回転方向に
面して設けられている。

【０００４】上記ロケータ４３はカッタ本体４２とボル
ト４８（図１０に示す）によって着脱自在とされてお
り、上記チップ４４もロケータ４３とボルト４９（図１
１に示す）によって着脱自在とされている。

【０００５】また、上記先端面４５と反対側に位置する
基端部５０に回転動力部（図示せず）等が接続すること
によって、上記切削用回転工具４１は図示中の矢印Ｋに
沿って回転して被切削部材の切削加工をおこなう。

【０００６】上記ポケット４７は、この工具４１を製造
する際に、チップ４４着脱のときの作業工具の干渉の回
避と、カッタ本体４２を軽量化して工具４１交換時の作
業者の安全を確保するために、図示中の点線Ｑから大き
く削りとられて形成されており、この切削用回転工具４
１を正面から見て所謂植刃正面フライスとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の切削用
回転工具４１は、先端部４６が先端面４５の正面方向か
ら見て所謂植刃正面フライスとされ、チップポケット４
７が大きく切削されて形成されているため、高速切削加
工における高速回転においては、図１２に示すように、
工具４１の先端部４６の周囲の空気の流れＧは、一度チ
ップ４４に衝突して図示中の矢印Ｇ１に示すように折れ
曲がってから、図示中の矢印Ｇ２のように先端部４６の
外周に沿う方向に向きを変えて流れようとする。

【０００８】このように、工具４１の先端部４６の周囲
の空気の流れＧが、著しく方向を変化させられて乱され
るので、例えばチップ４４の切刃４４ａに面する領域Ｒ
１が空気密度が比較的高くなって圧力が高くなり、チッ
プ４４の背面側に位置する領域Ｒ２は空気密度が比較的
低くなって圧力が低くなるなど、先端部４６の周囲の空
気密度及び圧力に比較的大きなむらが生じることとな
る。

【０００９】この空気密度及び圧力のむらが、風切り音
等を増大させる傾向となり、工具４１の使用時の騒音を
大きくして、作業者に対する作業環境を悪化させてい
た。また、工具４１の先端部４６の周囲に生じる比較的
大きな圧力のむらが、工具４１が回転する際の空気抵抗
を増大させ、工具４１の回転負荷を大きくして、作業効
率を悪化させていた。

【００１０】本発明は前記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、高速回転に伴う騒音を減
少させて作業者の作業環境を改善し、かつ同時に工具自
体の回転負荷を軽減できる高速切削用回転工具を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の本発明の高速切削用
回転工具は、カッタ本体の被切削部材と接する先端面の
中央部に外周部より一段低い中央凹部を形成し、かつ上
記先端面の中心を通り先端面に垂直な軸を中心として回
転するとともに、上記カッタ本体の先端面を含む上記外
周部に被切削部材を切削する切刃を有するチップを上記
切刃が上記回転方向に面して着脱自在に設けた高速切削
用回転工具において、上記チップはロケータを介してチ
ップ取付けボルトによってカッタ本体に着脱自在に固定
し、上記カッタ本体の先端部に、上記ロケータ及びチッ
プを取付けられる最小限に上記先端部外周から径方向に
切り欠いた切欠き部を設けるとともに、上記カッタ本体
の先端部に、上記チップ取付けボルトを操作するための
工具逃げ部を設けたことを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載の本発明の高速切削用回転
工具は、請求項１に記載の高速切削用回転工具におい
て、上記カッタ本体の中央凹部を蓋によって、閉塞して
閉空間としたことを特徴としている。

【００１３】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。請求項１に記載された高速切削用回転工具は、
チップとこのチップをカッタ本体に取付けるロケータと
をカッタ本体の先端部外周と工具の先端面に亘って最小
限に切り欠いた切欠き部に固定したので、高速回転に伴
うカッタ本体の先端部まわりの空気の流れの方向が著し
く変化しなくなる。

【００１４】そのため、先端部の周囲に生じる空気密度
及び圧力のむらを抑制し、かつ工具が回転する際の空気
抵抗も抑制して回転負荷も減少させることとなる。請求
項２に記載された高速切削用回転工具は、チップとこの
チップをカッタ本体に取付けるロケータとをカッタ本体
の先端部外周と工具の先端面とに亘って最小限に切り欠
いた切欠き部に固定し、かつカッタ本体の先端部に凹部
を設けかつこの凹部を密閉する蓋を先端側から取付けた
ので、工具の高速回転に伴うカッタ本体の先端部まわり
の空気の流れの方向がより変化しなくなる。

【００１５】そのため、空気密度及び圧力のむらをより
抑制し、かつ上記凹部及び蓋がカッタ本体を軽量化する
ことになって工具の回転に伴う回転負荷をより軽減させ
ることとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図９に基づいて説明する。図１〜図３は高速切削用回
転工具１の全体構成を示し、図１は正面図、図２は図１
中の矢印ii方向から見た一部を示す側面図、図３は一部
を図１中のiii-iii線に沿う断面にした側面図である。

【００１７】図１及び図３に示すように高速切削用回転
工具１は、カッタ本体２と、ロケータ３と、チップ４等
を備えている。上記高速切削用回転工具１の切削加工を
行う被切削部材と接する先端面５は、図３等に示すよう
に、後述する蓋１８が先端側から上記カッタ本体２の先
端部６に係合した状態において、中央部７が、先端部外
周８から径方向に略後述するチップ４の切刃２６の径方
向長さＣを有する外周部９にくらべ、一段低くなるよう
に形成されている。

【００１８】上記カッタ本体２は、上記蓋１８とともに
先端面５を形成する先端部６と、上記先端部６と反対側
に位置する基端部１０などを備えている。上記先端部６
は、図４等に示すように正面から見て略円形を成す円盤
状に形成されている。上記先端部６と反対側に位置する
基端部１０は、図３に示すように回転軸（図示せず）に
接続するためのプルスタッド６０の螺合する接続孔１１
を有している。上記回転軸は、基端部１０のプルスタッ
ド６０を引き込んで接続することによって、駆動キーを
介して、上記先端面５の中心Ｐを通りかつ先端面５と垂
直な軸Ｏを中心として図示中の矢印Ｋに沿って工具１を
回転させる。

【００１９】上記カッタ本体２の先端部６は、図４及び
図５に示すように正面から見て先端面５の中央部７に上
記軸Ｏを中心とした円形を成しかつ基端部１０方向に凹
の中央凹部１２を形成しており、この中央凹部１２の周
方向に複数の円弧によって形成されかつ基端部１０方向
に凹の周凹部１３を設けている。

【００２０】この周凹部１３は、上記中央凹部１２を中
心として周方向に等間隔でかつ上記軸Ｏからの距離が略
同一の位置に設けられており、上記中央凹部１２ととも
に先端部６をリブ状に形成している。

【００２１】上記中央凹部１２及び周凹部１３は図５な
どに示すように、その底部１４，１５においても隅部に
稜線及びエッジが形成されない複数の円弧からなる曲面
によって形成されている。さらに、図３及び図５に示す
ように上記中央凹部１２は上記底部１４から基端部１０
方向にむかって先端側から見て円形を成す連続凹部１６
を一体に有している。

【００２２】また、上記カッタ本体２の先端部６は、図
４に示すように上記中央凹部１２及び周凹部１３を閉空
間とする蓋１８の外周に沿った大きさと形状を有する蓋
溝１７を形成している。

【００２３】上記蓋１８は、図８などに示すように側方
から見て先端部６の蓋溝１７に係合した際に、工具１の
先端面５の中央部７が外周部９にくらべ一段低くなるよ
うに段差１９を有している。

【００２４】蓋１８は、図７などに示すように正面から
見て、上記周凹部１３を閉空間とし後述する切欠き部２
３を先端面５に露出しかつ上記軸Ｏを中心として周方向
に略等間隔に配置された片２０と、上記中央凹部１２を
閉空間とする中央片２１とを一体に有した板状に形成さ
れている。

【００２５】また、上記蓋１８は図１等に示すようにボ
ルト２２等によって、先端側から先端部６に着脱自在に
固定される。なお、上記蓋１８は工具１の軽量化等の観
点からアルミ合金などで形成されるのが望ましい。

【００２６】このように、中央凹部１２と複数の周凹部
１３を設けることによって、カッタ本体２の先端部６を
リブ状に形成し、かつ上記蓋１８が先端側から蓋溝１７
に係合して先端部６と固定され上記中央凹部１２と周凹
部１３を閉空間とすることによって、工具１の軽量化と
剛性の確保を可能とし、かつ工具１の回転時において、
先端部６の周囲の空気の流れの方向が変化することを抑
制している。

【００２７】また、上記カッタ本体２の先端部６は、図
４に示すように中央凹部１２を中心として周方向に等間
隔に配置された周凹部１３のそれぞれの間に、上記先端
面５と先端部外周８とに亘って切り欠かれて形成された
切欠き部２３を有している。

【００２８】上記切欠き部２３は、チップ４の切刃２６
の径方向長さＣと略同寸法が先端部外周８から径方向に
切取られ、かつ図４及び図６に示すようにロケータ３な
どを取付けるための取付け部２４と、工具１の使用時に
部材の切屑を工具１の周方向に逃がすためのポケット部
２５とを一体に備えて形成されている。

【００２９】上記取付け部２４は図６等に示すように側
方から見て上記切刃２６の径方向長さＣと略同寸法を一
辺とする正方形となるように先端部６を切り取ることに
よって形成されている。

【００３０】上記ポケット部２５は、図２及び図６に示
すように側方から見て、ロケータ３に取り付けられるチ
ップ４の後述するすくい角θと平行な壁面２７，２８を
有するように先端部６が切り取られることによって、先
端部６の先端面５側と基端部側１０とを挿通している。

【００３１】なお、図４等に示すように上記ポケット部
２５の回転方向に位置する壁面２８は、隅部２８ａが稜
線及びエッジを有しないように円弧を有して形成されて
いる。図６などに示すように上記ポケット部２５は先端
面５から基端部１０側までに亘って先端側からみて同一
断面を有している。

【００３２】このように、上記切欠き部２３は、チップ
４の切刃２６の径方向長さＣと略同等の寸法を先端部６
の先端部外周８から径方向に切取ることによって、ロケ
ータ３及びチップ４を取付けられる最小限に切欠かれて
形成されている。

【００３３】なお、図１及び図４に示すように、図示例
においてはカッタ本体２の先端部６とロケータ３との間
に、ボルト等によって先端部６と固定され、かつ工具１
が軸Ｏを中心として回転した際に、ロケータ３の飛び出
しを防止する駒３０を設けている。

【００３４】また、上記先端部６は、切欠き部２３の近
傍において図２及び図６に示すようにロケータ３を先端
部６に着脱自在とするボルト３５を操作する穴３１を設
けている。

【００３５】また上記先端部６は、図２及び図６に示す
ようにチップ４をロケータ３に着脱自在とするチップ取
付けボルト３６を操作しかつ上記切欠き部２３と連通し
た工具逃げ部としての溝３２を有している。なお、上記
工具逃げ部はチップ４及びロケータ３等の寸法によって
は穴として形成しても良い。

【００３６】上記ロケータ３は、上記切欠き部２３に固
定するための固定部３３とチップ４を取り付けるための
チップ取付け部３４とを一体に備えて形成されている。
上記固定部３３は、ロケータ３の工具１の内周側に位置
し、図２に示すように側方から見て上記切欠き部２３の
取付け部２４に沿った形状に形成されており、かつ図１
に示すように工具１の回転方向に対して背面側から先端
部６に上記穴３１を通って挿入されるボルト３５によっ
てカッタ本体２に固定されるようになっている。

【００３７】上記チップ取付け部３４は、上記固定部３
３の径方向外側に位置し、かつカッタ本体２の回転方向
に面する壁面３４ａに、チップ４を上記回転方向側から
ロケータ３に挿入されるチップ取付けボルト３６によっ
て固定している。

【００３８】上記チップ４は、図２等に示すように側方
から見て、被切削部材等を切削することができかつ工具
１の先端面５と略平行な切刃２６を先端面５から若干突
出し、かつ回転方向に面し部材等を切削することができ
る切刃面３７と上記軸Ｏとのなす角θ（すくい角）が例
えば３０度などの角度を有してロケータ３に固定され
る。

【００３９】前述した高速切削用回転工具１によれば、
先端面５の中央部７が外周部９に比べ一段低く形成され
ているので、被切削部材を切削加工する際に、チップ４
以外が部材に当接することがないため、被切削部材に不
必要な傷などを与えることもなく確実に軸方向切削及び
横送り切削を行うことができる。

【００４０】また、被切削部材に対する切削速度が例え
ば３０００ｍ／ｍｉｎを超える高速回転において、カッ
タ本体２の先端部６を略円盤状に形成しかつ、上記切欠
き部２３はチップ４の切刃２６の径方向長さＣと略同等
の寸法を先端部外周８から径方向に先端部６を切り取る
ことによって形成されたので、図９に示すように、空気
の流れＡがチップ４に殆ど衝突しないため、空気の流れ
Ａの方向が著しく変化することがない。

【００４１】そのため、工具１の先端部６の周囲に生じ
る空気密度及び圧力のむらを抑制することとなって、風
切り音等の発生を抑制し作業時の騒音を低減することと
なる。

【００４２】また、上述したように工具１の先端部６の
周囲に生じる空気密度及び圧力のむらを抑制することに
よって、工具１が回転する際の回転負荷も軽減すること
となる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の本発明によると、チップとこ
のチップをカッタ本体に取付けるロケータとをカッタ本
体の先端部外周と先端面とに亘って最小限に切り欠いた
切欠き部に固定したので、高速回転に伴うカッタ本体の
先端部まわりの空気の流れの方向が著しく変化しない。

【００４４】したがって、先端部の周囲に生じる空気密
度及び圧力のむらを抑制することとなって、工具の高速
回転に伴う風切り音などの騒音を抑制して作業者の作業
環境を改善することとなるとともに、工具が回転する際
の空気抵抗も抑制して工具自体の回転負荷も軽減するこ
ととなって、作業効率を向上させることができる。

【００４５】また、副次的な効果として、チップをロケ
ータに固定するチップ取付けボルトを操作するための工
具逃げ部をカッタ本体の先端部に設けたので、容易にチ
ップの取り外しなどが行うことができ、作業者の作業効
率を向上させることができる。

【００４６】請求項２の本発明によると、請求項１の発
明の効果に加えて、カッタ本体の先端部に凹部を設けか
つこの凹部を密閉する蓋を先端側から取付けたので、高
速回転に伴うカッタ本体の先端部まわりの空気の流れの
方向をより変化させることがない。

【００４７】そのため、空気密度及び圧力のむらをより
抑制することとなって風切り音などの騒音を抑制して作
業者の作業環境を改善するするとともに、凹部がカッタ
本体を軽量化とすることとあいまって工具の回転に伴う
回転負荷をより軽減させることとなって、作業効率を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す高速切削用回転工具
の正面図。

【図２】図１中の矢印ii方向から見た実施形態の一部を
示す側面図。

【図３】図１に示された実施形態の一部をiii-iii 線に
沿う断面にした側面図。

【図４】同実施形態のカッタ本体の正面図。

【図５】図４中のｖ−ｖ線に沿うカッタ本体の断面図。

【図６】図４中の矢印vi方向から見たカッタ本体の一部
を示す側面図。

【図７】同実施形態の蓋の正面図。

【図８】図７中のviii−viii線に沿う蓋の断面図。

【図９】同実施形態の周方向の空気の流れを示す正面
図。

【図１０】従来の高速切削用回転工具を示す正面図。

【図１１】従来の高速切削用回転工具を示す側面図。

【図１２】従来の高速切削用回転工具の周方向の空気を
流れを示す正面図。

【符号の説明】

１…高速切削用回転工具 ２…カッタ本体 ３…ロケータ ４…チップ ５…先端面 ６…先端部 ７…中央部 ８…先端部外周 ９…外周部 １２…中央凹部 １３…周凹部 １８…蓋 ２３…切欠き部 ２４…取付け部 ２５…ポケット部 ２６…切刃 ３２…溝（工具逃げ部） ３６…チップ取付けボルト Ｐ…先端面の中心 Ｏ…軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼岡 史郎 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地ソリッ ドスクエア 東芝タンガロイ株式会社内 (72)発明者 小川 修 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 仙波 芳明 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カッタ本体の被切削部材と接する先端面の
   中央部に外周部より一段低い中央凹部を形成し、かつ上
   記先端面の中心を通り先端面に垂直な軸を中心として回
   転するとともに、 上記カッタ本体の先端面を含む上記外周部に被切削部材
   を切削する切刃を有するチップを上記切刃が上記回転方
   向に面して着脱自在に設けた高速切削用回転工具におい
   て、 上記チップはロケータを介してチップ取付けボルトによ
   ってカッタ本体に着脱自在に固定し、 上記カッタ本体の先端部に、上記ロケータ及びチップを
   取付けられる最小限に上記先端部外周から径方向に切り
   欠いた切欠き部を設けるとともに、 上記カッタ本体の先端部に、上記チップ取付けボルトを
   操作するための工具逃げ部を設けたことを特徴とする高
   速切削用回転工具。
2. 【請求項２】上記カッタ本体の中央凹部を蓋によって、
   閉塞して閉空間としたことを特徴とする請求項１記載の
   高速切削用回転工具。