KR102470776B1 - 회전 절삭 공구를 사용한 딤플 가공 방법 및 딤플 가공용 회전 절삭 공구 - Google Patents

Abstract

막대형상의 본체(4)의 표면에 복수의 절삭날부(5)를 구비하는 엔드 밀(1)을 축심(6)을 중심으로 회전시키면서 엔드 밀(1)을 축심(6)에 대하여 직교하는 이송 방향으로 또한 피가공재(20)를 따라 상대 이동시킨다. 이송 방향의 상대 이동 시에 엔드 밀(1)을 피가공재(20)에 상대적으로 축 방향으로도 이동시킨다. 이에 따라 피가공재(20)에 서로 이간되는 복수의 딤플(22)을 형성한다. 이송 방향으로 인접하는 복수의 딤플(22)이 축 방향에 대하여 일부가 겹치면서 축 방향으로 위치가 어긋나게 형성된다.

Description

회전 절삭 공구를 사용한 딤플 가공 방법 및 딤플 가공용 회전 절삭 공구

본 발명은 피가공재의 표면에 회전 절삭 공구에 의해 미소한 함몰인 딤플을 형성하는 딤플 가공 방법 및 딤플 가공용 회전 절삭 공구에 관한 것이다.

알루미늄, 구리 합금, 그들의 주조품, 주철, 수지 등의 피가공재의 표면에 다수의 미소한 함몰인 딤플을 형성하는 경우가 있다. 예를 들면, 복수의 딤플에 의해 크레이프 모양을 피가공재의 표면에 형성하는 경우가 있다. 피가공재에 딤플을 형성함으로써 피가공재에 접촉하는 상대재와 피가공재 사이에 발생하는 마찰 저항을 작게 할 수 있기 때문이다. 그 원리는, 예를 들면 피가공재와 상대재가 접촉함으로써 마모분이 생기고, 마모분이 피가공재와 상대재 사이에 끼임으로써 마모가 발생하여 마찰 저항을 크게 하는 경우가 있다. 이 마모분을 딤플 내에 수용시킴으로써 마모분에 의한 마찰 저항의 증대를 억제할 수 있다. 또는 피가공재와 상대재 사이에 기름이 주입되어 기름이 딤플에 충전되는 경우가 있다. 상대재가 딤플의 근방을 통과하면, 기름이 딤플로부터 높은 압력에 의해 상대재와 피가공재 사이로 배출된다(스퀴즈 효과). 이 압력에 의해 상대재가 피가공재에 대하여 접촉하기 어려워져서 상대재와 피가공재 사이의 마찰 저항이 작아진다.

그 때문에 엔진의 피스톤, 엔진의 실린더나 터보 과급기 등의 통형상 부재의 내벽, 인공 관절의 접합면 등에 딤플을 형성하는 경우가 있다. 딤플을 가공하는 방법으로서는 레이저 조사에 의한 방법, 미소구를 피가공재에 고속으로 충돌시키는 숏피닝에 의한 방법 등이 알려져 있다. 그러나 레이저 조사를 이용할 경우, 피가공재가 고온에서 가열되기 때문에 피가공재에 큰 열응력이 발생한다는 문제나 피가공재에 드로스(용융물)가 부착된다는 문제가 있다. 그리고 레이저에 의해 생기는 팽창이나 드로스를 제거하는 것은 곤란하다. 숏피닝을 이용할 경우에는 딤플의 주위가 부풀어 올라서 피가공재가 평탄하게 되지 않는 경우가 있다. 또한, 딤플을 포함하는 주위에 잔류 응력이 발생하여 피가공재의 변형 또는 파손의 원인이 될 우려도 있다.

일본 특허공개 평 10-052998호 공보에서는 프레이즈, 엔드 밀 등의 회전 절삭 공구를 이용해서 피가공재의 표면을 가식(加飾)하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 회전 절삭 공구를 회전시키면서 피가공재의 표면에 약간 회전 절삭 공구의 절삭날을 접촉한다. 이에 따라 피가공재의 표면에, 예를 들면 복수의 원을 갖는 물방울 모양을 형성할 수 있다. 그리고 원은, 예를 들면 회전 절삭 공구의 축 방향으로 병설하도록 형성되며, 또한 축 방향에 직교하는 이송 방향으로도 등간격으로 형성된다.

종래, 딤플에 의해 마찰 저항을 보다 균일하게 저하시키고 싶은, 마모분을 반드시 딤플 내에 수용하고 싶다는 요망이 있다. 또한, 딤플 둘레에 버가 발생하기 어렵거나 또는 딤플 둘레를 평탄하게 하고 싶다는 요망도 있다. 그 때문에 회전 절삭 공구에 의해 이러한 딤플을 가공하는 방법이 종래 필요로 되어 있다. 또는 이러한 딤플을 가공하는 회전 절삭 공구가 필요로 되어 있다.

본 발명의 하나의 특징은 회전 절삭 공구를 사용하여 피가공재에 딤플을 형성하는 딤플 가공 방법에 관한 것이다. 이 딤플 가공 방법에서는 막대형상의 본체의 표면에 복수의 절삭날부를 구비하는 회전 절삭 공구를 축심을 중심으로 회전시키면서 회전 절삭 공구를 축심에 대하여 직교하는 이송 방향이며 또한 피가공재를 따라 상대 이동시킨다. 이송 방향의 상대 이동 시에 회전 절삭 공구를 피가공재에 상대적으로 축 방향으로도 이동시켜 피가공재에 서로 이간되는 복수의 딤플을 형성한다. 이송 방향으로 인접하는 복수의 딤플이 축 방향에 대하여 일부가 겹치면서 축 방향으로 위치가 어긋나게 형성된다.

따라서 이송 방향으로 병설되는 복수의 딤플은 축 방향으로 일부가 겹치면서 어긋나게 위치한다. 그 때문에 피가공재를 이송 방향으로부터 보았을 때에 딤플이 축 방향으로 분산되어 있어 딤플이 반드시 존재하도록 배치될 수 있다.

그 때문에 피가공재에 대하여 상대재가 이송 방향으로 이동할 때 상대재의 대부분은 축 방향으로 분산된 딤플 중 어느 하나에 영향을 받는다. 구체적으로는 피가공재와 상대재 사이에 생기는 마모분이 이송 방향으로 이동하고, 축 방향으로 분산된 어느 하나의 딤플에 확보될 수 있다. 또는 딤플에 의해 생길 수 있는 스퀴즈 효과가 축 방향으로 분산되어 발생한다. 그 결과, 피가공재와 상대재 사이에 있어서의 마찰 저항이 작아져 피가공재의 내마모성이 향상한다.

본 발명의 다른 특징에 의한 딤플 가공 방법에서는 막대형상의 본체의 표면에 복수의 절삭날부를 구비하는 회전 절삭 공구를 축심을 중심으로 회전시키면서 회전 절삭 공구를 축심에 대하여 직교하는 이송 방향으로 피가공재를 따라 상대 이동시킨다. 이에 따라 피가공재에 서로 이간되는 복수의 딤플을 형성한다. 회전 절삭 공구의 본체의 표면에 있어서 축심과 평행한 선에 대하여 리드각을 갖는 리드선상에 있어서 복수의 절삭날부가 병설된다. 회전 절삭 공구를 축심 중심으로 회전시키면서 이송 방향으로 이동시킴으로써 축 방향으로 인접하는 복수의 딤플이 축 방향에 대하여 각도를 갖고 배치되도록 형성된다.

따라서 축 방향으로 병설되는 복수의 딤플은 이송 방향으로 일부가 겹치면서 어긋나게 위치한다. 그 때문에 피가공재를 축 방향으로 보았을 때에 딤플이 이송 방향으로 분산되어 있어 딤플이 반드시 존재하도록 배치될 수 있다.

그 때문에 피가공재에 대하여 상대재가 축 방향으로 이동할 때 상대재의 대부분은 이송 방향으로 분산된 딤플 중 어느 하나에 영향을 받는다. 구체적으로는 피가공재와 상대재 사이에 생기는 마모분이 축 방향으로 이동하고, 이송 방향으로 분산된 어느 하나의 딤플에 확보될 수 있다. 또는 딤플에 의해 생길 수 있는 스퀴즈 효과가 이송 방향으로 분산되어 발생한다. 그 결과, 피가공재와 상대재 사이에 있어서의 마찰 저항이 작아져 피가공재의 내마모성이 향상된다.

도 1은 원통형상의 내벽을 갖는 피가공재의 단면과 엔드 밀의 정면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 II 방향으로부터의 엔드 밀의 하면도이다.
도 3은 엔드 밀의 일부를 지름 방향으로 보았을 때의 외주날의 투영도이다.
도 4는 가공 장치의 개략 정면도이다.
도 5는 가공 장치 및 워크 유지 장치의 제어 장치의 블록도이다.
도 6은 피가공재의 일부 확대 전개도이다.
도 7은 피가공재의 전개도이다.
도 8은 절삭날부에 의해 형성되는 딤플의 단면도이다.
도 9는 엔드 밀을 축 방향으로 이동시키지 않고 딤플을 형성했을 경우의 피가공재의 전개도이다.
도 10은 평면을 갖는 피가공재와 엔드 밀의 사시도이다.
도 11은 원통형상의 외벽을 갖는 피가공재와 엔드 밀의 정면도이다.
도 12는 원뿔대형상의 외벽을 갖는 피가공재와 엔드 밀의 정면도이다.
도 13은 원반형상의 표면을 갖는 피가공재와 엔드 밀의 정면도이다.
도 14는 다른 형태에 있어서의 엔드 밀의 정면도이다.
도 15는 도 14의 엔드 밀로 딤플을 형성했을 경우의 피가공재의 전개도이다.
도 16은 다른 형태에 있어서의 엔드 밀의 정면도이다.
도 17은 도 16의 XⅦ-XⅦ선에 있어서의 엔드 밀의 단면도이다.
도 18은 도 16의 XⅧ-XⅧ선에 있어서의 엔드 밀의 단면도이다.
도 19는 도 16의 XⅨ-XⅨ선에 있어서의 엔드 밀의 하면도이다.
도 20은 도 16의 엔드 밀의 일부를 지름 방향으로 보았을 때의 외주날의 투영도이다.

본 발명의 1개의 실시형태를 도 1~도 8에 따라서 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)은 이간된 복수의 딤플(미소한 함몰)(22)을 형성하기 위한 회전 절삭 공구이다. 엔드 밀(1)은 초경 합금제의 둥근 막대형상이며 동축 상에 섕크(2)와 연결부(목)(3)와 본체(4)를 연속해서 갖는다. 섕크(2)는 원기둥형상이며 도 4에 나타내는 바와 같이 가공 장치(100)의 스핀들(106)에 장착된다. 섕크(2)는 본체(4)와 같은 크기의 지름을 갖고 있어도 좋고, 강성을 높이고 싶을 때는 도 1에 나타내는 바와 같이 본체(4)의 지름보다 큰 지름을 갖고 있어도 좋다. 연결부(3)는 원뿔대형상이며, 섕크(2)와 같은 지름의 대경부(3a)와 본체(4)와 같은 지름의 소경부(3b)를 갖는다.

도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이 본체(4)는 소경의 대략 둥근 막대형상이며, 연결부(3)의 선단으로부터 연장된다. 본체(4)에는 적어도 1개, 예를 들면 2개의 홈(플루트)(9)이 형성된다. 홈(9)은 헬리컬형상으로 본체(4)의 외주에 형성되고, 축심(6)과 평행한 선(7)에 대하여 리드각(8)을 갖는다. 예를 들면, 홈(9)은 본체(4)를 전개했을 때에 본체(4)의 외주면을 직선상으로 축심(6)에 대하여 리드각(8)을 갖고 연장된다. 리드각(8)은, 예를 들면 6°, 1~40°, 바람직하게는 2° 이상이 되도록 설정되고, 예를 들면 본체(4)의 대략 반주에 있어서 형성된다. 홈(9)은 소정의 폭을 갖고, 본체(4)의 대략 전체 길이에 걸쳐 연장된다.

도 1에 나타내는 바와 같이 홈(9)은 본체(4)의 베이스부로부터 선단(13)을 향해서 반시계 회전(도 1의 위로부터 보았을 경우)으로 연장되어 있다. 본체(4)는 도 2에 나타내는 바와 같이 홈(9)을 따라 복수의 절삭날부(5)를 갖는다. 도 2에 나타내는 바와 같이 본체(4)를 축 방향 아래로부터 보면, 본체(4)에는 축심(6)을 중심으로 하는 대각이 되는 위치에 1쌍의 절삭날부(5)가 위치하고, 한쌍의 절삭날부(5) 사이에 홈(9)이 위치한다. 각 절삭날부(5)는 원호형상의 플랭크면(5c)과, 플랭크면(5c)의 일단에 위치하는 외주 절삭날(5a)과, 외주 절삭날(5a)로부터 축심(6) 및 홈(9)을 향해서 연장되는 레이크면(5b)을 갖는다. 플랭크면(5c)은 본체(4)의 외주를 따라 둘레 방향으로 대략 원호형상으로 연장된다. 상세하게는 플랭크면(5c)은 외주 절삭날(5a)이 가장 축심(6)으로부터 먼 장소에 위치하고, 외주 절삭날(5a)로부터 멀어질수록 축심(6)에 근접하는 형상을 갖는다. 레이크면(5b)은 평면형상 또는 곡면형상으로 형성된다.

도 1, 도 3에 나타내는 바와 같이 홈(9)은 폭방향으로 일단 가장자리(리드선(10))와 타단 가장자리를 갖고, 일단 가장자리가 타단 가장자리보다 엔드 밀(1)의 회전 방향 상대편에 위치한다. 홈(9)의 일단 가장자리를 따라 복수의 절삭날부(5)가 형성된다. 복수의 절삭날부(5)는 축 방향으로 소정의 피치(11), 예를 들면 등간격으로 연속해서 형성된다. 연속하는 절삭날부(5)는 홈(9)을 따라 연장되는 외주날을 구성하고, 엔드 밀(1)은, 예를 들면 2개의 외주날을 갖는다.

도 1, 도 3에 나타내는 바와 같이 외주날은 파형상이며, 원호형상의 산부를 연속해서 갖고, 산부 사이에 계곡부가 위치한다. 각 절삭날부(5)는 원호형상의 산부에 상당하며, 본체(4)에 있어서 지름 방향으로 돌출된다. 2열의 외주날은 축 방향으로 위치가 어긋나 있고, 예를 들면 피치(11)의 반분의 길이만큼 축 방향으로 위치가 어긋나 있다. 이에 따라 산부(절삭날부(5))는 이웃하는 열의 계곡부에 대응하는 위치에 위치한다. 각 절삭날부(5)의 외주 절삭날(5a)(도 2 참조)은 축심(6)을 통과하는 본체(4)의 단면에 있어서 소정 크기의 곡률 반경(12)을 갖는 대략 원호의 형상을 갖는다. 곡률 반경(12)은, 예를 들면 본체(4)의 반경 크기의 70~130%의 크기이다.

도 4에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)은 가공 장치(100)에 장착된다. 가공 장치(100)는 X축 가이드(101)와, X축 가이드(101)를 따라 이동 가능한 X방향 이동부재(103)와, X방향 이동부재(103)에 대하여 Y방향(도 4의 지면 두께 방향)으로 이동하는 Y방향 이동부재(104)와, Y방향 이동부재(104)에 대하여 Z축 방향으로 이동하는 Z방향 이동부재(105)를 갖는다. X축 가이드(101)는 도시 생략된 지지대에 유지되어서 X축 방향으로 연장 설치한다.

X방향 이동부재(103)는, 예를 들면 이송 나사 기구의 너트부재를 갖는다. 너트부재는 서보모터(이동용 모터(126), 도 5 참조)에 의해 회전해서 X축 가이드(101)에 설치된 나사 축에 대하여 이동한다. 또는 X방향 이동부재(103)는 랙 피니언 기구와 서보모터(126)를 이용해서 X축 가이드(101)에 대하여 이동한다. Y방향 이동부재(104)와 Z방향 이동부재(105)도, 예를 들면 이송 나사 기구, 랙 피니언 기구, 서보모터(이동용 모터(127, 128), 도 5 참조)를 이용해서 X방향 이동부재(103)와 Y방향 이동부재(104)에 대하여 이동한다.

도 4에 나타내는 바와 같이 Z방향 이동부재(105)에는 회전 가능하게 스핀들(106)이 설치된다. 스핀들(106)에 엔드 밀(1)이 장착되고, 스핀들(106)이 서보모터(이동용 모터(128), 도 5 참조) 등을 이용해서 상기 축을 중심으로 회전한다. 가공 장치(100)의 각 부재의 이동 또는 회전은 도 5에 나타내는 PC(120) 내에 저장된 제어부(123)에 의해 제어된다.

도 4에 나타내는 바와 같이 피가공재(20)는 워크 유지 장치(110)에 의해 유지된다. 워크 유지 장치(110)는 베이스대(107)과 베이스대(107)에 대하여 회전하는 테이블(108)과 유지구(109)를 갖는다. 유지구(109)는 테이블(108)로부터 연장되는 암(109a)과, 암(109a)에 진퇴 가능하게 장착되는 유지부(109b)를 갖는다. 1쌍의 유지부(109b)는 그 간격을 변경함으로써 피가공재(20)를 유지할 수 있다. 테이블(108)은 서보모터(회전용 모터(130), 도 5 참조) 등을 이용해서 베이스대(107)에 대하여 회전하고, 서보모터(회전용 모터(130))는 PC(120) 내에 저장된 제어부(123)에 의해 제어된다.

도 1, 도 4에 나타내는 바와 같이 피가공재(20)는, 예를 들면 알루미늄제이며, 내벽(21)을 갖고, 내벽(21)은, 예를 들면 원통형상이다. 또는 피가공재(20)는 원통형상의 부재를 둘레 방향으로 분할한 형상이며, 내벽(21)이 원호형상이다. 예를 들면, 분할한 형상의 복수의 피가공재(20)는 원통형상이 되도록 조합된다. 피가공재(20)는 축 중심(23)과 테이블(108)의 회전축이 일치하도록 워크 유지 장치(110)에 장착된다. 이에 따라 워크 유지 장치(110)가 피가공재(20)를 축 중심(23)으로 회전시킨다.

가공 장치(100)와 워크 유지 장치(110)의 각 부재의 이동 제어, 회전 제어는 PC(120) 내의 제어부(CPU)(123)에 의해 I/F 회로(124)를 통해 제어된다. ROM(125)에는 제어부(123)의 실행에 필요한 명령이나 데이터가 저장되어 있다. 가공 형태에 관한 데이터나 피가공재(20)의 좌표 데이터, 스핀들(106)의 회전수 등에 관한 데이터가 키보드 등을 통해 입력되고, I/F 회로(121)를 경유해서 기억부(RAM)(122)에 저장된다. 제어부(123)는 저장 데이터에 의거하여 각 모터(126~130)에 소정의 구동 지령을 송신하고, 송신 신호에 의거하여 각 모터(126~130)가 소정의 구동 동작을 행한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)의 축심(6)과 피가공재(20)의 축 중심(23)이 평행하게 되도록 엔드 밀(1)과 피가공재(20)가 각각 가공 장치(100)와 워크 유지 장치(110)에 장착된다. 또한, 엔드 밀(1)의 위치는 축심(6)과 피가공재(20)의 축 중심(23)의 거리가 소정의 크기가 되도록 결정된다. 상세하게는 피가공재(20)의 내벽(21)에 절삭날부(5)의 선단만이 접하도록 엔드 밀(1)의 X방향과 Y방향의 위치가 결정된다. 이에 따라 딤플(22)의 깊이가 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)의 위치가 결정되고, 절삭날부(5)가 소정 크기의 곡률 반경(12)을 가질 때 딤플(22)의 깊이(33)가 결정될 수 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)의 축심(6)과 피가공재(20)의 축 중심(23)이 평행하게 되도록 엔드 밀(1)과 피가공재(20)의 위치를 결정한다. 엔드 밀(1)의 절삭날부(5)의 선단(외주 절삭날(5a))이 피가공재(20)의 내벽(21)에 접하도록 엔드 밀(1)과 피가공재(20)의 위치를 결정한다. 엔드 밀(1)을 축심(6)을 중심으로 회전시키면서 피가공재(20)를 축 중심(23)을 중심으로 회전시킨다. 엔드 밀(1)의 회전 속도는 엔드 밀(1)이 피가공재(20)의 내벽(21)에 대하여 보내지는 이송 속도보다 빠르며, 엔드 밀(1)이 회전함으로써 각 절삭날부(5)의 외주 절삭날(5a)(도 2 참조)이 각 딤플(22)을 형성한다.

도 6에 나타내는 바와 같이 딤플(22)은 엔드 밀(1)의 축 방향(세로 방향)으로 복수열, 이송 방향(F)(가로 방향)으로 복수열 병설된다. 축 방향으로 병설되는 딤플(22)은 엔드 밀(1)의 축 방향에 평행은 아니며, 엔드 밀(1)의 축 방향(도면 중의 선(24))에 대하여 소정의 각도(26)를 갖고 병설된다. 각도(26)는 엔드 밀(1)의 회전 속도와 이송 속도와 도 1에 나타내는 리드각(8)에 의해 결정된다. 각도(26)는 리드각(8)보다 작고, 예를 들면 리드각(8)의 약 10분의 1의 크기가 된다.

도 6에 나타내는 바와 같이 축 방향으로 병설되는 딤플(22)은 이송 방향으로 일부가 겹치도록 위치하면서 이송 방향으로 위치가 어긋나 있다. 예를 들면, 딤플(22)의 이송 방향(F)의 지름(22b)의 대략 2분의 1, 구체적으로는 3분의 1~5분의 1이 겹치도록 축 방향으로 인접하는 2개의 딤플(22)의 위치가 이송 방향(F)으로 어긋나 있다. 또는 적어도 이송 방향(F)의 지름(22b)의 2분의 1보다 큰 폭으로 2개의 딤플(22)의 위치가 어긋나 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이 축 방향으로 병설되는 복수의 딤플(22)은, 예를 들면 이송 방향(F)으로 순차적으로 어긋나 있다. 축 방향의 최종단(예를 들면, 도 6의 하단)에 위치하는 딤플(22)은 이웃 열의 축 방향으로 병설되는 복수의 딤플(22)의 선단(도 6의 상단)에 위치하는 딤플(22)과 일부 겹치도록 위치한다. 따라서, 복수의 딤플(22)은 이송 방향(F)의 전체 길이에 있어서 위치하도록 이송 방향(F)으로 서로 위치가 어긋나 있다. 또한, 축 방향으로 병설되는 1열의 딤플(22)은 이웃의 열의 딤플(22)에 대하여 축 방향으로 일부만이 겹치며, 또한 동기되지 않도록 위치한다. 그 때문에 이송 방향(F)으로 반드시 어느 하나의 딤플(22)이 위치하도록 복수의 딤플(22)이 위치하고 있다.

딤플(22)의 이송 방향(F)의 지름(22b)(도 6 참조)은 도 2에 나타내는 바와 같이 본체(4)의 지름(14)과 절삭날(외주 절삭날)(5a)이 피가공재(20)를 절삭 하는 깊이(33)에 의해 결정되는 이송 방향(F)이 0인 경우의 폭(22e)과 대략 동일하다. 엄밀하게는 다운 컷의 경우, 이송 속도가 빠를수록 딤플(22)의 이송 방향(F)의 지름(22b)이 작아지지만, 딤플(22)의 이송 방향(F)의 지름(22b)은 폭(22e)과 대략 동일하다.

또한, 엄밀하게는 원통형상의 내벽(21)에 딤플(22)을 형성할 경우, 딤플(22)의 이송 방향(F)의 지름이 길어진다. 한편, 도 11에 나타내는 바와 같이 원통형상의 외벽(51)에 딤플(52)을 형성할 경우, 딤플(52)의 이송 방향(F)의 지름이 짧아진다. 절삭날(5a)이 외벽(51)에 접촉하는 시간이 절삭날(5a)이 내벽(21)에 접촉하는 시간보다 짧아지기 때문인다.

한편, 딤플(22)의 축 방향의 지름(22a)(도 6 참조)은 도 8에 나타내는 바와 같이 외주 절삭날(5a)(도 2 참조)의 곡률 반경(12)과 깊이(33)에 의해 결정되는 폭(22d)과 대략 동일하다. 엔드 밀(1)의 이송 속도, 회전 속도, 축 방향의 속도는 딤플(22)이 대략 원형이 되도록, 즉 이송 방향(F)의 지름(22b)과 축 방향의 지름(22a)이 대략 동일하게 되도록 곡률 반경(12)을 조정하는 것도 가능하다.

도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)이 회전할 때마다 동일 절삭날(5a)(도 2 참조)에 의해 형성되는 딤플(22)은 도 6에 나타내는 바와 같이 이송 방향(F)으로 병설된다. 엔드 밀(1)이 축 방향으로 이동함으로써 이송 방향(F)으로 병설되는 딤플(22)은 이송 방향(F)에 대하여 소정의 각도를 갖고 병설된다.

예를 들면, 딤플(22)의 축 방향 지름(22a)의 대략 2분의 1, 구체적으로는 3분의 1~5분의 1이 겹치도록 이송 방향(F)에 인접하는 2개의 딤플(22)이 축 방향으로 위치가 어긋나 있다. 또는 적어도 축 방향 지름(22a)의 2분의 1보다 큰 폭으로 2개의 딤플(22)의 위치가 어긋나 있다. 이송 방향(F)으로 병설되는 복수의 딤플(22)은, 예를 들면 축 방향의 한쪽(예를 들면, 하방)으로 순차적으로 위치가 어긋나 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이 이송 방향(F)으로 병설되는 복수의 딤플(22)의 후단(예를 들면, 가장 좌측)의 딤플(22)은 이웃열의 딤플(22)의 선두(예를 들면, 가장 우측)의 딤플(22)과 축 방향으로 일부 겹치도록 위치한다. 따라서 복수의 딤플(22)은 축 방향의 전체 길이에 있어서 위치하도록 축 방향으로 서로 위치가 어긋나 있다. 또한, 이송 방향(F)으로 병설되는 1열의 딤플(22)은 이웃의 열의 딤플(22)에 대하여 축 방향으로 일부만이 겹치며, 또한 동기되지 않도록 위치한다. 그 때문에 축 방향으로 반드시 어느 하나의 딤플(22)이 위치하도록 복수의 딤플(22)이 분산되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)을 축 방향으로 왕복 이동시킨다. 이에 따라 도 7에 나타내는 바와 같이 이송 방향으로 병설되는 복수의 딤플(22)은 파형상 또는 지그재그형상을 갖도록 병설된다. 예를 들면, 오목형상 원호와 볼록형상 원호가 반복하도록, 또는 삼각형이 반복하도록, 또는 사인 곡선, 코사인 곡선을 그리도록 복수의 딤플(22)의 위치가 결정된다.

상술한 바와 같이 엔드 밀(회전 절삭 공구)(1)에 의해 딤플(22)이 형성된다. 즉, 도 1에 나타내는 바와 같이 막대형상의 본체(4)의 표면에 복수의 절삭날부(5)를 구비하는 엔드 밀(1)을 축심(6)을 중심으로 회전시키면서 엔드 밀(1)을 축심(6)에 대하여 직교하는 이송 방향(F)으로 또한 피가공재(20)를 따라 상대 이동시킨다. 이송 방향(F)의 상대 이동 시에 엔드 밀(1)을 피가공재(20)에 상대적으로 축 방향으로도 이동시킨다. 이에 따라 피가공재(20)에 서로 이간되는 복수의 딤플(22)을 형성한다. 이송 방향(F)에 인접하는 복수의 딤플(22)이 축 방향에 대하여 일부가 겹치면서 축 방향으로 위치가 어긋나게 형성된다.

따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이 이송 방향(F)으로 병설되는 복수의 딤플(22)은 축 방향(세로 방향)으로 일부 겹치면서 어긋나게 위치한다. 그 때문에 피가공재(20)를 이송 방향(F)으로 보았을 때에 딤플(22)이 축 방향으로 분산되어 있고, 딤플(22)이 반드시 존재하도록 배치될 수 있다.

그 때문에 피가공재(20)에 대하여 상대재가 이송 방향(F)으로 이동할 때, 상대재의 대부분은 축 방향으로 분산된 딤플(22) 중 어느 하나에 영향을 받는다. 구체적으로는 피가공재(20)와 상대재 사이에 생기는 마모분이 이송 방향(F)으로 이동하여 축 방향으로 분산된 어느 하나의 딤플(22)에 확보될 수 있다. 또는 딤플(22)에 의해 발생할 수 있는 스퀴즈 효과가 축 방향으로 분산되어 발생한다. 그 결과, 피가공재(20)와 상대재 사이에 있어서의 마찰 저항이 작아져 피가공재(20)의 내마모성이 향상한다.

도 1, 도 6에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)을 축심(6)을 중심으로 회전시키면서 이송 방향으로 상대 이동시킴으로써 동일 절삭날부(5)에 의해 이송 방향(F)에 인접하는 복수의 딤플을 형성한다. 각 딤플(22)이 축 방향으로 축방향폭을 갖고, 축심(6)을 중심으로 하는 1회전에 대하여 엔드 밀(1)을 축방향폭보다 작은 이동량으로 축 방향으로 이동시킨다. 이에 따라 이송 방향(F)에 인접하는 복수의 딤플(22)은 축 방향에 대하여 일부가 겹치도록 축 방향으로 어긋나게 위치한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 복수의 절삭날부(5)가 엔드 밀(1)의 본체(4)의 표면에 있어서 축심(6)과 평행한 선에 대하여 리드각(8)을 갖는 리드선(10) 상에 있어서 병설된다. 엔드 밀(1)을 축심(6) 중심으로 회전시키면서 이송 방향(F)으로 상대 이동시킴으로써 도 6에 나타내는 바와 같이 축 방향으로 인접하는 복수의 딤플(22)이 축 방향에 대하여 각도(26)를 갖고 배치된다.

따라서, 엔드 밀(1)을 축심(6)을 중심으로 회전시킴으로써 리드선(10) 상의 복수의 절삭날부(5)가 순차로 피가공재(20)에 접촉한다. 그리고 엔드 밀(1)을 피가공재(20)에 이송 방향(F)으로 상대 이동시킴으로써 복수의 딤플(22)이 축 방향에 대하여 각도(26)를 갖고, 예를 들면 리드각(8)보다 작은 각도를 갖고 병설된다.

도 6에 나타내는 바와 같이 축 방향으로 인접하는 복수의 딤플(22)이 이송 방향(F)에 대하여 일부가 겹치면서 이송 방향(F)에 위치가 어긋나게 형성된다. 그 때문에 피가공재(20)를 축 방향으로 보았을 때에 딤플(22)이 이송 방향(F)으로 분산되어 있어 딤플(22)이 반드시 존재하도록 배치될 수 있다.

그 때문에 피가공재(20)에 대하여 상대재가 축 방향으로 이동할 때, 상대재의 대부분은 이송 방향(F)으로 분산된 딤플(22) 중 어느 하나에 영향을 받는다. 구체적으로는 피가공재(20)와 상대재 사이에 생기는 마모분이 축 방향으로 이동하고, 이송 방향(F)으로 분산된 어느 하나의 딤플(22)에 확보될 수 있다. 또는 딤플(22)에 의해 발생할 수 있는 스퀴즈 효과가 이송 방향(F)으로 분산되어 발생한다. 그 결과, 피가공재(20)와 상대재 사이에 있어서의 마찰 저항이 작아져 피가공재의 내마모성이 향상한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 피가공재(20)가 원통형상 또는 단면 원호형상의 내벽(21)을 갖는다. 피가공재(20)의 내벽(21)의 축 중심(23)과 엔드 밀(1)의 축심(6)이 평행하게 되도록 엔드 밀(1)을 피가공재(20)를 따라 설치한다. 엔드 밀(1)을 회전시키면서 피가공재(20)의 내벽을 따라 엔드 밀(1)을 이송 방향(F)으로 상대 이동시키며 또한 축 방향으로 엔드 밀(1)을 이동시켜 내벽(21)에 딤플(22)을 형성한다.

따라서 이송 방향(F)으로 병설되는 복수의 딤플(22)은 피가공재(20)의 축 방향에 있어서 일부가 겹치면서 어긋나게 위치한다. 예를 들면, 원통형상의 피가공재(20)에 삽입된 원기둥형상 또는 원통형상의 상대재를 둘레 방향으로 회전시킬 때, 축 방향으로 분산된 딤플(22)에 의해 상대재가 넓은 범위에서 딤플(22)의 영향을 받는다. 그 때문에 피가공재(20)와 상대재 사이의 마찰 저항이 작아진다.

또한, 도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(회전 절삭 공구)(1)을 축심(6)을 중심으로 회전시키면서 엔드 밀(1)을 축심(6)에 대하여 직교하는 이송 방향(F)으로 피가공재(20)를 따라 상대 이동시킨다. 이에 따라 피가공재(20)에 서로 이간되는 복수의 딤플(22)을 형성한다. 엔드 밀(1)의 본체(4)의 표면에 있어서 축심(6)과 평행한 선에 대하여 리드각(8)을 갖는 리드선(10) 상에 있어서 복수의 절삭날부(5)가 병설된다. 엔드 밀(1)을 축심(6) 중심으로 회전시키면서 이송 방향(F)으로 이동시킴으로써 축 방향으로 인접하는 복수의 딤플(22)이 축 방향에 대하여 각도(26)(도 6 참조)를 갖고 배치되도록 형성된다.

도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)은 막대형상의 본체(4)과, 본체(4)의 축심(6)과 평행한 선에 대하여 리드각(8)을 갖고 본체(4)의 표면에 형성된 홈(9)과, 홈(9)을 따라 소정의 피치(11)로 연속해서 형성되는 복수의 절삭날부(5)를 갖는다. 도 1, 도 3에 나타내는 바와 같이 절삭날부(5)는 홈(9)에 접하며 또한 축심(6)을 포함하는 단면에 있어서 본체(4)에 있어서 원호형상으로 돌출되는 형상을 갖는다.

따라서, 엔드 밀(1)을 축심(6)을 중심으로 회전시킴으로써 홈(9)을 따르는 복수의 절삭날(5a)이 순차적으로 피가공재(20)에 접한다. 그리고 엔드 밀(1)을 이송 방향(F)으로 이동시킴으로써 복수의 딤플(22)이 축 방향에 대하여 각도(26)를 갖고, 예를 들면 리드각(8)의 약 10분의 1의 크기의 각도를 갖고 병설된다. 또한, 절삭날(5a)은 원호형상이기 때문에 피가공재(20)를 절삭할 때에 응력 집중을 받기 어렵다. 예를 들면, 삼각형 등보다 응력 집중을 받기 어렵고, 이에 따라 절삭날부(5)는 파손되기 어렵다.

절삭날부(5)의 외주 절삭날(5a)의 원호형상은 도 3에 나타내는 바와 같이 곡률 반경(12)을 갖는다. 반경(지름(14)의 반분의 길이)과 곡률 반경(12)이 거의 동일한 경우(예를 들면, 곡률 반경(12)이 본체(4)의 반경의 크기의 70~130%의 크기인 경우) 딤플(22)의 형상을 진원에 가까운 형상으로 할 수 있다. 딤플(22)을 대략 원형으로 함으로써 피가공재(20)와 상대재 사이에 생기는 마찰계수의 지향성을 작게 할 수 있다. 단, 지향성이 필요하지 않을 때에는 딤플 형상을 원형으로 할 필요는 없다. 즉, 곡률 반경과 본체의 반경의 크기의 비는 구애되는 것은 아니고, 1/8, 1/4, 1/2, 2배, 4배, 8배 등이며, 타원이어도 좋다. 외주 절삭날의 형상이 볼록형상 평날인 경우에는 장방형이 된다.

도 6 등에 나타내는 바와 같이 딤플(22)이 형성되는 면적비율은 가공면의 10%-40%이다. 딤플(22)의 면적비율이 40%보다 많으면 피가공재(20)와 상대재의 접촉 면적이 적어져서 접촉 부분에 있어서의 압력이 높아지고, 마모가 많아지기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 딤플의 면적비율이 10%보다 적으면 딤플(22)의 총면적이 작아지고, 충분히 마찰 저항을 작게 할 수 없어 바람직하지 않다. 따라서, 딤플(22)의 면적비율을 가공면의 10%-40%로 하는 것이 바람직하다.

도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)은 절삭날부(5)의 선단만이 피가공재(20)에 접촉하도록 회전해서 딤플(22)을 형성한다. 그 때문에 딤플(22)이 비교적 얕아져 절삭날부(5)가 받는 하중이 작아진다. 이에 따라 피가공재(20)에 버가 생기기 어랴워 피가공재(20)의 내벽(21)을 평탄하게 유지하기 쉽다.

도 1에 나타내는 바와 같이 복수의 절삭날부(5)는 리드각(8)을 갖고 엔드 밀(1)의 본체(4)의 외주에 둘레 방향으로 분산된다. 그 때문에 엔드 밀(1)이 회전하면, 복수의 절삭날부(5)의 외주 절삭날(5a)이 시간차를 갖고 순서대로 피가공재(20)를 절삭한다. 그 때문에 복수의 절삭날부(5)의 외주 절삭날(5a)이 한번에 피가공재(20)에 접하는 경우에 비해 엔드 밀(1)이 한번에 받는 힘이 작아진다. 그 결과, 엔드 밀(1)의 가공 시에 있어서의 변형량이 적어져 엔드 밀(1)의 내구성이 향상한다. 또는 가공 시에 있어서의 엔드 밀(1)의 휨량이 작아져 딤플(22)을 정확한 위치에 형성할 수 있다.

본 발명의 형태를 상기 구조를 참조해서 설명했지만, 본 발명의 목적을 일탈하지 않고 많은 교대, 개량, 변경이 가능한 것은 당업자라면 명확하다. 따라서, 본 발명의 형태는 첨부된 청구범위의 정신과 목적을 일탈하지 않는 모든 교대, 개량, 변경을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 형태는 상기 특별한 구조에 한정되지 않고 하기와 같이 변경이 가능하다.

도 1에 나타내는 엔드 밀(1)을 이용해서 피가공재(20)에 도 9에 나타내는 상태가 되도록 복수의 딤플(22)을 형성할 수도 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이 이송 방향(F)으로 병설되는 복수의 딤플(22)은 축 방향으로 어긋나지 않고 이송 방향(F)에 평행하게 형성된다. 한편, 축 방향으로 병설되는 복수의 딤플(22)은 이송 방향(F)으로 일부 겹치면서 어긋나 있다.

도 9에 나타내는 상태가 되도록 복수의 딤플(22)을 형성할 경우에는 도 1에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)의 축심(6)과 피가공재(20)의 축 중심(23)이 평행하게 되도록 엔드 밀(1)과 피가공재(20)를 셋팅한다. 엔드 밀(1)을 피가공재(20)에 대하여 축심(6)과 직교하는 방향으로 이동시킨다. 예를 들면, 피가공재(20)를 축 중심(23)으로 회전시킨다. 이때, 엔드 밀(1)은 축심(6)을 중심으로 회전시키지만 축 방향으로는 이동시키지 않는다. 이에 따라 복수의 딤플(22)이 도 9에 나타내는 바와 같이 분산되어 형성된다.

따라서, 도 9에 나타내는 바와 같이 축 방향으로 병설되는 복수의 딤플(22)은 이송 방향(F)으로 일부가 겹치면서 어긋나게 위치한다. 그 때문에 피가공재(20)를 축 방향으로 보았을 때에 딤플(22)이 이송 방향(F)으로 분산되어 있어 딤플(22)이 반드시 존재하도록 배치될 수 있다. 그 때문에 피가공재(20)에 대하여 상대재가 축 방향으로 이동할 때, 상대재의 대부분은 이송 방향(F)으로 분산된 딤플(22) 중 어느 하나에 영향을 받는다. 구체적으로는 피가공재(20)와 상대재 사이에 생기는 마모분이 축 방향으로 이동하고, 이송 방향(F)으로 분산된 어느 하나의 딤플(22)에 확보될 수 있다.

도 1에 나타내는 피가공재(20) 대신에 도 10에 나타내는 피가공재(40)에 딤플(42)을 형성할 수도 있다. 피가공재(40)는, 예를 들면 판형상이며, 평면형상의 표면(41)을 갖는다. 표면(41)은, 예를 들면 긴 변을 갖는 사각형상이다. 엔드 밀(1)은 축심(6)이 피가공재(20)의 긴변에 대하여 직교하도록 배치된다. 엔드 밀(1)을 축심(6)을 중심으로 회전하면서 표면(41)을 따라 엔드 밀(1)을 피가공재(40)에 대하여 길이 방향(43)으로 이동시킨다.

도 10에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)을 피가공재(40)에 대하여 길이 방향(이송 방향)(43)으로 이동시키면서 축 방향으로도 이동시킨다. 축 방향으로는 엔드 밀(1)을 소정의 주기로 진퇴시킨다. 이에 따라 딤플(42)도 도 6의 딤플(22)과 마찬가지로 축 방향 및 이송 방향(F)으로 분산된다. 예를 들면, 엔드 밀(1)의 축 방향으로 인접하는 딤플(42)은 이송 방향으로 일부 겹치면서 이송 방향(F)(길이 방향43)으로 어긋나게 위치한다. 길이 방향(43)(이송 방향)에 인접하는 딤플(42)은 축 방향으로 일부 겹치면서 축 방향으로 어긋나게 위치한다.

도 1에 나타내는 피가공재(20) 대신에 도 11에 나타내는 피가공재(50)에 딤플(52)을 형성할 수도 있다. 피가공재(50)는 원통형상 또는 원기둥형상이며, 원통형상의 외벽(51)을 갖는다. 엔드 밀(1)은 축심(6)이 피가공재(50)의 축 중심(53)과 평행하게 되도록 설치된다. 엔드 밀(1)을 축심(6) 중심으로 회전시켜 피가공재(50)를 축심(53) 중심으로 엔드 밀(1)과 반대 방향 또는 동 방향으로 회전시킨다. 동시에 엔드 밀(1)을 축 방향으로도 이동시킨다. 축 방향으로의 이동은 소정 주기로 진퇴된다.

이에 따라 딤플(52)은 도 6의 딤플(22)과 마찬가지로 축 방향 및 이송 방향(F)으로 분산된다. 예를 들면, 엔드 밀(1)의 축 방향으로 인접하는 딤플(52)은 이송 방향으로 일부가 겹치면서 이송 방향(F)(둘레 방향)으로 어긋나게 위치한다. 이송 방향(F)에 인접하는 딤플(52)은 축 방향으로 일부가 겹치면서 축 방향으로 어긋나게 위치한다.

따라서, 복수의 딤플(52)은 피가공재(50)의 축 방향 및 둘레 방향에 있어서 일부가 겹치면서 어긋나게 위치한다. 예를 들면, 피가공재(50)가 삽입되는 상대재에 대하여 피가공재(50)를 둘레 방향으로 회전시킬 때, 축 방향으로 분산된 딤플(52)에 의해 상대재가 넓은 범위에서 딤플(52)의 영향을 받는다. 피가공재(50)를 축 방향으로 이동시킬 때, 둘레 방향으로 분산된 딤플(52)에 의해 상대재가 넓은 범위에서 딤플(52)의 영향을 받는다. 그 때문에 피가공재(50)의 외벽(51)을 상대재를 따라 이동시킬 때에 마찰 저항이 작아진다.

도 1에 나타내는 피가공재(20) 대신에 도 12에 나타내는 피가공재(54)에 딤플(56)을 형성할 수도 있다. 피가공재(54)는 원뿔대형상 또는 원뿔형상이며 전개 시 부채형상의 외벽(55)을 갖는다. 엔드 밀(1)은 축심(6)이 피가공재(54)의 측면을 따르도록 설치된다. 피가공재(54)를 축 중심(57)으로 회전시키고, 엔드 밀(1)을 축심(6) 중심으로 피가공재(54)와 반대 방향으로 회전시킨다. 동시에 엔드 밀(1)을 피가공재(54)의 측면에 평행하게 또한 축 방향으로 이동시킨다. 축 방향으로는 소정 주기로 엔드 밀(1)을 진퇴시킨다.

이에 따라 딤플(56)은 도 6의 딤플(22)과 마찬가지로 축 방향 및 이송 방향(F)으로 분산된다. 예를 들면, 엔드 밀(1)의 축 방향으로 인접하는 딤플(56)은 이송 방향으로 일부가 겹치면서 이송 방향(F)(둘레 방향)으로 어긋나게 위치한다. 축 방향에 직교하는 이송 방향(F)에 인접하는 딤플(56)은 축 방향으로 일부가 겹치면서 축 방향으로 어긋나게 위치한다.

도 1에 나타내는 피가공재(20) 대신에 도 13에 나타내는 피가공재(44)에 딤플(48)을 형성할 수도 있다. 피가공재(44)는 원반형상이며 평면형상의 표면(47)을 갖는다. 엔드 밀(1)은 축심(6)이 피가공재(44)의 표면(47)을 따르도록 설치되며, 또한 피가공재(44)의 중심(46)을 통과하는 지름 방향으로 연장되도록 배치된다. 피가공재(44)를 그 중심(46)을 중심으로 하여 회전시키고, 엔드 밀(1)을 축심(6) 중심으로 피가공재(44)의 회전에 따르는 방향으로 회전시킨다. 동시에 엔드 밀(1)을 피가공재(44)의 표면(47)을 따라 엔드 밀(1)의 축 방향(피가공재(44)의 지름 방향)으로 이동시킨다. 축 방향으로는 소정 주기로 엔드 밀(1)을 진퇴시킨다.

이에 따라 딤플(48)은 도 6의 딤플(22)과 마찬가지로 축 방향(피가공재(44)의 지름 방향) 및 이송 방향(F)으로 분산된다. 예를 들면, 축 방향으로 인접하는 딤플(48)은 이송 방향으로 일부가 겹치면서 이송 방향(F)(둘레 방향)으로 어긋나게 위치한다. 이송 방향(F)(둘레 방향)으로 인접하는 딤플(48)은 축 방향으로 일부가 겹치면서 축 방향(지름 방향)으로 어긋나게 위치한다.

도 1에 나타내는 엔드 밀(1) 대신에 도 14에 나타내는 엔드 밀(31)에 의해 딤플(22)을 형성해도 좋다. 도 14에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(31)은 리드각(8)을 갖는 도 1에 나타내는 홈(9) 대신에 리드각을 갖지 않는 홈(39)을 갖는다. 엔드 밀(31)은 동축 상에 섕크(32), 연결부(33), 본체(34)를 갖는다. 본체(34)에 직선형상으로 연장되는 2개의 홈(39)이 형성된다. 홈(39)은 리드각을 갖지 않고 축심(36)과 평행하게 축 방향으로 연장된다. 홈(39)은 소정의 폭을 갖고, 본체(34)의 축 방향 대략 전체 길이에 걸쳐 연장된다.

도 14에 나타내는 바와 같이 각 홈(39)의 일단 가장자리에 외주날이 형성되며, 외주날은 파형상이며, 원호형상의 산부를 연속해서 갖고, 산부 사이에 계곡부가 위치한다. 산부가 각 절삭날부(35)를 구성하고, 절삭날부(35)가 본체(34)에 있어서 지름 방향으로 돌출한다. 2열의 외주날은 축심(36)을 중심으로 하는 대칭이 되는 장소에 위치한다. 2열의 외주날은 축 방향으로 위치가 어긋나 있고, 예를 들면 절삭날부(35)의 피치의 반분의 길이만큼 축 방향으로 위치가 어긋나 있다.

도 14에 나타내는 바와 같이 엔드 밀(1)의 축심(36)과 피가공재(20)의 축 중심(23)이 평행하게 되도록 엔드 밀(31)과 피가공재(20)를 셋팅한다. 엔드 밀(31)을 피가공재(20)에 대하여 축심(36)과 직교하는 방향으로 상대 이동시킨다. 예를 들면, 피가공재(20)를 축 중심(23)으로 회전시킨다. 이때, 엔드 밀(31)을 축 방향으로도 이동시킨다. 이에 따라 딤플(22)이 도 15에 도시하는 바와 같이 분산된다. 도 15에 나타내는 바와 같이 이송 방향(F)으로 병설되는 복수의 딤플(22)은 이송 방향(F)에 평행이 아니고, 축 방향으로 일부 겹치면서 어긋나 있다. 한편, 축 방향으로 병설되는 복수의 딤플(22)은 축 방향으로 평행하게 배치되며, 이송 방향으로 어긋나 있지 않다.

도 15에 나타내는 바와 같이 피가공재(20)를 이송 방향(F)으로 보았을 때에 딤플(22)이 축 방향으로 분산되어 있어 딤플(22)이 반드시 존재하도록 배치될 수 있다. 그 때문에 피가공재(20)에 대하여 상대재가 이송 방향(F)으로 이동할 때, 상대재의 대부분은 축 방향으로 분산된 딤플(22) 중 어느 하나에 영향을 받는다. 구체적으로는 피가공재(20)와 상대재 사이에 생기는 마모분이 이송 방향(F)으로 이동하고, 축 방향으로 분산된 어느 하나의 딤플(22)에 확보될 수 있다. 또는 딤플(22)에 의해 발생할 수 있는 스퀴즈 효과가 축 방향으로 분산되어 발생한다. 그 결과, 피가공재(20)와 상대재 사이에 있어서의 마찰 저항이 작아져 피가공재(20)의 내마모성이 향상된다.

도 1에 나타내는 엔드 밀(1) 대신에 도 16에 나타내는 엔드 밀(61)에 의해 딤플을 형성해도 좋다. 도 1에 나타내는 엔드 밀(1)은 리드각(8)을 갖는 홈(9)을 갖고, 홈(9)은 본체(4)의 대략 반주에 있어서 연장되어 있다. 한편, 도 16에 나타내는 엔드 밀(61)은 큰 리드각(68)을 갖는 홈(69)을 갖고, 홈(69)은 본체(4)의 대략 전체 둘레에 있어서 연장되어 있다.

도 16에 나타내는 엔드 밀(61)은 동축 상에 섕크(62), 연결부(63), 본체(64)를 가지며, 본체(64)에 2개의 홈(69)을 갖는다. 홈(69)은 헬리컬형상으로 본체(64)의 외주에 형성되고, 축심(66)과 평행한 선에 대하여 리드각(68)을 갖는다. 예를 들면, 홈(69)은 본체(64)를 전개했을 때에 본체(64)의 외주면을 직선형상으로 축심(6)에 대하여 리드각(68)을 갖고 연장된다. 리드각(68)은, 예를 들면 10~40°가 되도록 설정된다. 홈(69)은 소정의 폭을 갖고, 본체(64)의 대략 전체 길이 및 대략 전체 둘레에 있어서 형성된다.

도 16~도 20에 나타내는 바와 같이 홈(69)은 본체(64)의 베이스부로부터 선단을 향해서 반 시계 회전(도 1 위로부터 보았을 경우)으로 연장되어 있다. 홈(69)의 폭방향 일단 가장자리(70)를 따라 복수의 절삭날부(65)가 연속으로 형성된다. 복수의 절삭날부(65)는 축 방향으로 소정 크기의 피치(71)로 배치되고, 본체(64)로부터 원호형상으로 지름 방향으로 돌출한다. 절삭날부(65)의 외주 절삭날(65a)은 축심(66)을 통과하며 또한 홈(69)의 끝 가장자리를 횡단하는 단면 상에 있어서 곡률 반경(72)을 갖는 원호의 형상을 갖는다.

도 17~도 20에 나타내는 바와 같이 본체(64)에는 축심(66)을 중심으로 하는 대각이 되는 위치에 1쌍의 절삭날부(65)가 위치하고, 1쌍의 절삭날부(65) 사이에 홈(69)이 위치한다. 각 절삭날부(65)는 둘레 방향으로 연장되는 원호형상의 플랭크면(65c)과, 플랭크면(65c)의 일단에 위치하는 외주 절삭날(65a)과, 외주 절삭날(65a)로부터 연장하는 레이크면(65b)을 갖는다. 플랭크면(65c)은 본체(64)의 외주를 따라 둘레 방향으로 대략 원호형상으로 연장된다. 상세하게는 플랭크면(65c)은 외주 절삭날(65a)이 가장 축심(66)으로부터 먼 장소에 위치하고, 외주 절삭날(65a)로부터 축 방향으로 멀어질수록 축심(66)에 근접한 형상을 갖는다. 레이크면(65b)은 평면형상 또는 곡면형상으로 형성된다.

도 16에 나타내는 엔드 밀(61)을 이용해서 딤플을 형성할 경우, 축 방향으로 인접하는 딤플은 축 방향에 대하여 소정 각도를 갖고 배치된다. 그 소정 각도는, 예를 들면 도 6에 나타내는 각도(26)보다 크고, 예를 들면 대략 2배의 크기를 갖는다.

엔드 밀(1, 61)의 홈(9, 69)의 나선 방향은 섕크(2, 62)로부터 본체(4, 64)를 보았을 때에 반 시계 회전이며, 딤플을 형성할 때에 본체(4, 64)를 시계 회전으로 회전시킨다. 이 대신에 엔드 밀(1, 61)의 홈(9, 69)의 나선 방향이 시계 회전이며, 딤플을 형성할 때에 본체(4, 64)를 시계 회전으로 회전해도 좋다.

딤플이 형성된 피가공재는 여러 가지 부품에 이용된다. 예를 들면, 엔진의 실린더, 피스톤, 크랭크 샤프트, 터보 과급기 등에 이용될 수 있다. 또는 컴프레서의 부품, 인공 관절의 접합면 등에 이용될 수 있다. 피가공재가 원통형상을 분할한 형상을 가질 경우에는 복수의 피가공재가 원통형상이 되도록 해서 이용될 수 있다.

엔드 밀(1, 31, 61)은 홈(9, 39, 69)을 갖고, 홈(9, 39, 69)을 따라 복수의 절삭날부(5, 35, 65)가 형성되어 있다. 이 대신에 엔드 밀(1, 31, 61)이 홈(9, 39, 69)을 갖지 않고 본체의 외주로부터 돌출되는 복수의 절삭날부를 갖고 있어도 좋다. 복수의 절삭날부는 본체의 축심과 평행한 선에 대하여 리드각을 갖는 리드선을 따라 병설되어도 좋고, 또는 축심과 평행한 선을 따라 병설되어도 좋다.

엔드 밀(1, 31, 61)은 연속해서 병설된 복수의 절삭날부(5, 35, 65)를 갖는다. 이 대신에 엔드 밀은 외주면에 점재하는 복수의 절삭날부를 갖고 있어도 좋다.

엔드 밀(1, 31, 61)은 2열의 절삭날부(5, 35, 65)를 갖는다. 이 대신에 엔드 밀은 1열 또는 3열 이상의 절삭날부를 갖고 있어도 좋다.

엔드 밀(1, 31, 61)은 본체(4, 34, 64)와 절삭날부(5, 35, 65)가 일체인 솔리드 타입이다. 이 대신에 엔드 밀은 본체에 부착된 칩에 의해 형성된 절삭날부를 갖고 있어도 좋다. 또한, 칩은 본체에 납땜되어 있어도 좋고, 교환 가능하게 본체에 부착되어도 좋다.

상기 형태에서는 딤플을 형성할 때에 피가공재를 회전시킴으로써 엔드 밀을 피가공재에 대하여 이송 방향으로 이동시킨다. 이 대신에 피가공재를 고정한 채 엔드 밀을 피가공재에 대하여 이송 방향으로 이동시켜도 좋다. 예를 들면, 엔드 밀을 다관절 로봇 등의 장치에 장착한다. 그리고 엔드 밀을 축 중심으로 회전시키면서 엔드 밀을 피가공재의 내벽 또는 외벽의 형상을 따라 이동시켜도 좋다. 이때, 엔드 밀을 축 방향으로 이동시켜도 좋다.

상기 형태에서는 딤플을 형성할 때에 엔드 밀(1, 31, 61)을 축 방향으로 이동시킨다. 이 대신에 또는 추가해서 피가공재를 엔드 밀에 대하여 축 방향으로 이동시켜도 좋다.

딤플이 형성된 피가공재의 면에 표면 처리를 실시해도 좋다. 표면 처리는, 예를 들면 크롬, 니켈, 티탄계의 도금이나, PVD, CVD 등에 의한 코팅, 다이아몬드의 CVD, DLC, 카본, 그래파이트, 수지, 2황화몰리브덴의 도포 등이다.

복수의 절삭날부(5, 65)는 리드각(8, 68)을 갖는 리드선 상에 병설된다. 이 대신에 복수의 절삭날부는 전개된 엔드 밀의 본체의 곡선 상에 병설되어 곡선이 축심에 대하여 소정 각도를 갖는 구성이어도 좋다.

딤플은 피가공재의 표면에 있어서 대략 원형상으로 개구하는 형상이다. 이 대신에 딤플은 피가공재의 표면에 타원상 또는 난형상, 사각형상, 다이아몬드형상, 육각형상 등으로 개구하는 형상이어도 좋다.

절삭날부(5, 35, 65)는 홈(9, 39, 69)에 접하며 또한 축심(6, 36, 66)을 포함하는 단면에 있어서 본체(4, 34, 64)로부터 원호형상으로 돌출한다. 원호형상이란 완전한 원형뿐만 아니라 타원 등도 포함할 수 있다. 또힌, 절삭날부는 원호형상 대신에 삼각형상이나 볼록형상이어도 좋다.

상기 형태에서는 복수의 절삭날부(5, 35, 65)가 축 방향으로 동일 피치(11, 71)로 병설된다. 이 대신에 복수의 절삭날부(5, 35, 65)가 축 방향으로 불균일한 피치로 병설되어도 좋다.

상기 형태에서는 2열의 외주날을 갖고, 2열의 외주날이 축 방향으로 위치가 어긋나 있고, 예를 들면 절삭날부(5, 35, 65)의 피치의 대략 반분 정도의 거리만큼 위치가 어긋나 있다. 이 대신에 2열의 외주날이 축 방향으로 위치가 벗어나 있지 않고, 각 외주날의 절삭날부가 둘레 방향으로 병설되어도 좋다.

상기 형태에서는 회전 절삭 공구로서 섕크(2, 32, 62)와 연결부(3, 33, 63)를 갖는 엔드 밀(1, 31, 61)을 이용해서 딤플을 형성한다. 이 대신에 섕크와 연결부를 갖지 않는 프레이즈를 이용해서 딤플을 형성해도 좋다.

도 10-도 13의 형태에서는 딤플을 형성할 때에 엔드 밀(1)을 축 방향으로 이동시키고 있다. 이 대신에 엔드 밀(1)을 축 방향으로 이동시키지 않고 딤플을 형성해도 좋다.

Claims (9)

1. 회전 절삭 공구를 사용하여 피가공재에 딤플을 형성하는 딤플 가공 방법으로서,
   막대형상의 본체의 표면에 복수의 절삭날부를 구비하는 상기 회전 절삭 공구를 축심을 중심으로 회전시키면서 상기 회전 절삭 공구를 상기 축심에 대하여 직교하는 이송 방향으로 상기 피가공재를 따라 상대 이동시키고, 상기 이송 방향의 상대 이동 시에 상기 회전 절삭 공구를 상기 피가공재에 상대적으로 축 방향으로도 이동시켜 상기 피가공재에 서로 이간되는 복수의 딤플을 형성하고, 상기 이송 방향으로 인접하는 복수의 딤플이 축 방향에 대하여 일부가 겹치면서 상기 축 방향으로 위치가 어긋나게 형성되고,
   상기 복수의 절삭날부의 외주 절삭날이 상기 회전 절삭 공구의 상기 본체의 표면에 있어서 상기 축심과 평행한 선에 대하여 리드각을 갖는 리드선 상에 있어서 병설되고, 상기 회전 절삭 공구를 상기 축심 중심으로 회전시키면서 상기 이송 방향으로 상대 이동시킴으로써 상기 축 방향으로 인접하는 상기 복수의 딤플이 상기 축 방향에 대하여 각도를 갖고 배치되도록 형성되는 딤플 가공 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전 절삭 공구를 상기 축심을 중심으로 회전시키면서 상기 이송 방향으로 상대 이동시킴으로써 동일 상기 절삭날부에 의해 상기 이송 방향으로 인접하는 상기 복수의 딤플을 형성하고, 각 상기 딤플이 상기 축방향으로 축방향폭을 갖고, 상기 축심을 중심으로 하는 1회전에 대하여 상기 회전 절삭 공구를 상기 축방향폭보다 작은 이동량으로 상기 축 방향으로 이동시키는 딤플 가공 방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 축 방향으로 인접하는 상기 복수의 딤플이 상기 이송 방향에 대하여 일부가 겹치면서 상기 이송 방향으로 위치가 어긋나게 형성되는 딤플 가공 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 피가공재가 원통형상 또는 단면 원호형상의 내벽 또는 외벽을 갖고,
   상기 피가공재의 상기 내벽 또는 상기 외벽의 축 중심과 상기 회전 절삭 공구의 상기 축심이 평행하게 되도록 상기 회전 절삭 공구를 상기 피가공재를 따라 설치하고,
   상기 회전 절삭 공구를 회전시키면서 상기 피가공재의 상기 내벽 또는 상기 외벽을 따라 상기 회전 절삭 공구를 상기 이송 방향으로 상대 이동시키며 또한 상기 축 방향으로 상기 회전 절삭 공구를 이동시켜 상기 내벽 또는 상기 외벽에 상기 딤플을 형성하는 딤플 가공 방법.
6. 회전 절삭 공구를 사용하여 피가공재에 딤플을 형성하는 딤플 가공 방법으로서,
   막대형상의 본체의 표면에 복수의 절삭날부를 구비하는 상기 회전 절삭 공구를 축심을 중심으로 회전시키면서 상기 회전 절삭 공구를 상기 축심에 대하여 직교하는 이송 방향으로 상기 피가공재를 따라 상대 이동시켜 상기 피가공재에 서로 이간되는 복수의 딤플을 형성하고,
   상기 회전 절삭 공구의 상기 본체의 표면에 있어서 상기 축심과 평행한 선에 대하여 리드각을 갖는 리드선 상에 있어서 상기 복수의 절삭날부가 병설되고, 상기 회전 절삭 공구를 상기 축심 중심으로 회전시키면서 상기 이송 방향으로 상대 이동시킴으로써 축 방향으로 인접하는 상기 복수의 딤플이 상기 축 방향에 대하여 각도를 갖고 배치되도록 형성되는 딤플 가공 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 이송 방향의 상대 이동 시에 상기 회전 절삭 공구를 상기 피가공재에 대하여 상대적으로 축 방향으로 이동시키고, 상기 축 방향으로 인접하는 상기 복수의 딤플이 상기 이송 방향에 대하여 일부가 겹치면서 상기 이송 방향으로 위치가 어긋나게 형성되는 딤플 가공 방법.
8. 서로 이간되는 딤플을 피가공재에 형성하기 위한 딤플 가공용 회전 절삭 공구로서,
   막대형상의 본체와, 상기 본체의 축심과 평행한 선에 대하여 리드각을 갖고 상기 본체의 표면에 형성된 홈과, 상기 홈을 따라 소정의 피치로 연속해서 형성되는 복수의 절삭날부를 갖고, 상기 절삭날부는 상기 홈에 접하며 또한 상기 축심을 포함하는 단면에 있어서 상기 본체로부터 원호형상으로 돌출되는 형상을 갖는 딤플 가공용 회전 절삭 공구.
9. 제 5 항에 기재된 딤플 가공 방법에 사용하는 딤플 가공용 회전 절삭 공구로서,
   상기 절삭날부의 상기 원호형상은 곡률 반경을 갖고, 상기 곡률 반경은 상기 본체의 반경의 크기의 70~130%의 크기인 딤플 가공용 회전 절삭 공구.

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