JPS5927288B2 - ル−タ−ビツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクロスを積層しこれに樹脂を含浸して硬化させ
た複合材料のトリミング（ルータ加工）用のルータ−ビ
ットに関するものである。

商品名でケブラー（ＫＥＶＬＥＲ）やグラファイト（Ｇ
ＲＡＰＨＩＴＥ）と称されている複合材料（ＣＯＭＰＯ
８ＩＴＥ ＭＡＴＥＲＩＡＬ）は軽量で且つ高強度を有
するので、既に航空機の機体材料となりつつあり、且つ
トラックの荷台や板はね或は乗用自動車のシャーシ等の
新素材として採用の方向に進みつつある。

しかしこれらの複合材料は、素材の組合せ、処理温度、
樹脂の種類等により性能が異なり、この複合材料を切断
することが極めて困難であることが採用のネックとなっ
ている。

即ち複合材料のトリミング（ルータ加工）時において、
第５図に示すように、右捻れの切れ刃を有するビットａ
（イ図参照）、左捻れの切れ刃を有するビットａ’ （
ロス参照）、或は直刃の切れ刃をもつビットａ“等の通
常のビットを用いると、複合材料すの切断面には右捻れ
切れ刃の場合は上縁部、左捻れ刃の場合は下縁部、直刃
の場合は切断面の上下に繊維のケバ立ち及びパリが生ず
るばかりでなく、切断部がトリミング治具Ｃによるクラ
ンプ位置に対しオフセットした位置であるので、加工時
複合材料すの切断部附近が振動し、複合材料の表裏面に
亀裂（繊維積層部層間剥離現象）が発生しやすく、その
部分の強度低下を来すと共に疲労破壊が生じる原因とも
なる。

特に高精度且つ高性能を要求される航空機の構造部材と
して複合材料を用いる場合には上記のような問題を完全
に解消しなければならないことは言うまでもない。

本発明は上記の問題を完全に解消し得るルークービット
を提供することを目的とするもので、以下第１図の実施
例を参照して説明する。

第１図は本発明にかかるルータ−ピントの一例を示すも
ので、ビット１の切れ刃部分２の長手方向の一定位置を
基準点Ａとし、その下及び上に切れ刃３及び４を、互に
その捻れ方向を異にし且つ回転軸ｌこ対する捻れ角α及
びβが等しくなるよう構成したものである。

又第１図に示すように両切れ刃３と４はそれぞれ複数の
長さの等しい刃を円周方向に等分に配置した構造となっ
ており、更に両切れ刃３，４は基準点Ａ附近において互
にオーバラップした構造となっている。

下方の切れ刃３の先端には穿孔可能な切れ刃５が形成さ
れている。

上記のように構成したルータ−ビットの使用態様を以下
第２〜４図を参照して説明する。

平板状をなす被加工物即ち複合材料１１は、第２図に示
すように被加工物受台１２上に置かれ、その上部をトリ
ミング治具１３によって抑え、該トリミング治具１３と
被加工物１１は、ツーリングピン１４をツーリングホー
ル１５に挿し込み第３図に示すようにクランプ１６にて
固定される。

ツーリングピン１４による位置決めは最小２個所におい
て行なわれる。

次に第４図に示すように本発明にかかるビット１を、倣
いスタイラス１８を有するバンドル−ター１７のヘッド
部に基準点Ａが被加工物１１の切断部厚味のほぼ中央部
に位置するようセットし、倣いスタイラス１８をトリミ
ング治具１３の倣い面１３ａに沿わせて切断加工を行う
。

すると、ビット１の下方の切れ刃３は右捻れ（アップ・
カット）、下方の切れ刃４は左捻れ（ダウン°カット）
となっているので、それぞれの切れ刃３，４により切断
面のケバは厚味の中央部に集められ、該集められたケバ
は両切れ刃３゜４によりきれいに切断され、従来のよう
なケバ立ちゃパリ等は生じることがない。

又下方切れ刃３と上方切れ刃４とは同一の捻れ角を有し
ているので、ビット１の回転による切断時下方切れ刃３
による被加工物引き上げ力と上方切れ刃４による被加工
物押し下げ力とが釣合い、トリミング治具１３によるク
ランプ位置に対し切断部がδだけオフセットしていても
被加工物１１の切断部が大きく振動するようなことはな
く、亀裂（繊維積層部層間剥離現象）が発生するような
ことはない。

上記両切れ刃３，４のオーバラップ量は、被加工物１１
の切断面中央部に集められたケバをなめらかに切断する
機能を損わない範囲で、できるだけ小に設定することに
より切削加工時被加工物１１に与える振動を最小限に抑
えることが必要である。

以下本発明者等の行った実験データを列記する６実験例
ｌ 刃径４．８（Ｈｌｍで下方切れ刃３の右捻れ角と上方切
れ刃４の左捻れ角を同一とした本発明のビット１を用い
、上下切れ刃のオーバラップ量ｄをいろいろ変えて、回
転数２３００ＯＲＰＭ／こて１．０朋〜４．０朋厚の複
合材料の切断実験を行った結果、オーバラップ量０．１
韻〜０．２ ｒｎｍの範囲では刃の耐久性においてやや
問題が被加工物の振動はほとんどなく切断面のケバ立ち
も全くなく極めて優れた加工性を得ることができ、オー
バラップ量ｄが０．３〜０．５朋のものでは刃の耐久性
及び加工性共に良好と言う結果を得ることができ、ｄを
０．６ ｍｍ以上としたものでは被加工物の振動がはげ
しく層間剥離が生じるばかりか切断面にケバ立ちが生じ
ることが判明できた。

実験例 ２ 刃径Ｄ６．３５ｍｍの本発明のビットを用い上記実験例
１と同様回転数２３００ ＯＲＰＭで４．１朋〜５、５
ｍｍ厚の複合材料の切断実験を行った結果、オーバラ
ップ量ｄが０．１〜Ｑ、３Ｑｉｍの範囲では刃の耐久性
にやや問題があるが加工性は著しく良好であり、又オー
バラップ量ｄが０．４０−０．６５ｍｍのものでは刃が
耐久性及び加工性共に良好であり、ｄｆＪｓｏ、７５ｍ
ｍ以上では被加工物の振動がひどく層間剥離及びケバ立
ちが生じることが判明した。

上記実験の結果、オーバラップ量ｄは刃径りのほぼ１／
１０を境としてそれより小であれば被加工物の振動は少
く層間剥離が生じることなく又切断面のケバ立ちもなく
優れた加工性を得ることができるが、刃径りのほぼ■／
１０より犬なるオーバラップ量ｄとすると被加工物の振
動が大きく層間剥離現象が生じると共に切断面にケバ立
ちも生じ加工性が極めて悪くなると言うことが確認でき
た。

尚両刃切れ刃３及び４の捻れ角α及びβは切断面をなめ
らかに保ち且つ切削加工時の振動をできるだけ低減する
ためにほぼ４０°以下とすることが望ましい。

又先端の穿孔用切れ刃５の先端角度θを１３５゜程度と
することにより、上記複合材料への穿孔加工も的確に行
うことができた。

更ｌこ第５図１こ示すような従来のピン）ａ、ａ’ａ“
等を用いた場合、複合材料は切削性が極めて悪いので、
切削送りスピードを上げることができず、平均値がはＶ
５ Ｑ Ｑ ｖｎ／ｍｍ程度であったが、上記本発明
のビットを用いた場合、平均２０００ｍｍ／ ｍｕ程度
まで切削送りスピードを大幅にアップさせることができ
た。

以上のように本発明によれば特に平板状若しくは平板に
近い形状の複合材料のトリミングを的確に且つ迅速に行
うことができ、複合材料の各種素材としての利用度の大
幅な拡大をはかることができるもので、工業的価値極め
て大なるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるルータ−ビットの一例を示す正面
図、第２図は複合材料とトリミング治具との関係を示す
分解説明斜視図、第３図は複合材料とトリミング治具の
クランプ状態を示す要部断面図、第４図は本発明にかか
るルータ−ビットを用いて複合材料のトリミングを行っ
ている状態を示す断面図、第５図イ２口、ハはそれぞれ
従来の工具を用いて複合材料のトリミングを行っている
状態を示す断面説明図である。 １・・・・・・ルータ−ピント、２・・・・・・切れ刃
、３・・・・・・下方切れ刃、４・・・・・・上方切れ
刃、５・・・・・・穿孔用切れ刃、１１・・・・・・複
合材料、１２・・・・・・被加工物受台、１３・・・・
・・トリミング治具、Ａ・・・・・・基準点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 切゛れ刃部分長手方向のある一定位置を基準点とし
   て、その上、下に回転軸に対し同一の捻れ角をもち上方
   は左捻れ即ちダウンカット、下方は右捻れ即ちアップカ
   ットとなるよう互に捻れ角方向を異にする上方切れ刃及
   び下方切れ刃を構成すると共に、該上方及び下方の切れ
   刃は基準点附近で相互にオーバラップし且つそのオーバ
   ラップ量を刃径のほぼ１／１０以下に設定したことを特
   徴とするルータ−ピント。 ２ 下方の切れ刃の先端は、穿孔用切れ刃に構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のル
   ータ−ビット。