WO2012147281A1 - 回転切削工具 - Google Patents
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- WO2012147281A1 WO2012147281A1 PCT/JP2012/002356 JP2012002356W WO2012147281A1 WO 2012147281 A1 WO2012147281 A1 WO 2012147281A1 JP 2012002356 W JP2012002356 W JP 2012002356W WO 2012147281 A1 WO2012147281 A1 WO 2012147281A1
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- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27G—ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; SAFETY DEVICES FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS
- B27G13/00—Cutter blocks; Other rotary cutting tools
- B27G13/02—Cutter blocks; Other rotary cutting tools in the shape of long arbors, i.e. cylinder cutting blocks
- B27G13/04—Securing the cutters by mechanical clamping means
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Definitions
- the present invention relates to a rotary cutting tool such as a cutter head for a molder, a planar head, and a milling cutter with a plate-like blade body.
- Patent Document 2 for example, a wood mounting cutter in which a spiral mounting groove is formed on the peripheral surface of the block main body and the blade body is spirally twisted into the mounting groove.
- the device is known.
- this cutter device since the cutting resistance when cutting the work material is applied to the blade along the spiral, an effect of suppressing noise during cutting can be obtained.
- this cutter device also has a problem that the bending rigidity is low although it is not as high as the straight blade, and the problem of buckling is unavoidable especially when the blade is thin.
- An object of the present invention is to provide a rotary cutting tool capable of performing stable cutting by increasing the bending rigidity of the entire blade even when the blade is thin.
- the present invention also provides a rotary cutting tool capable of suppressing the occurrence of burrs and chips on both side edges of a work material and improving the flow of cutting waste when cutting the work material. To do other purposes.
- the structural feature of the present invention is that in a rotary cutting tool in which a blade body having a uniform thickness is attached to the outer peripheral surface of a tool body that rotates about an axis,
- the twist angle which is the tilt angle of the cutting edge, is positive when the cutting edge of the blade body is tilted clockwise with respect to the axial center with the rotation direction of the tool body as 12 o'clock, and counterclockwise
- the cutting edge includes a positive helix angle portion and a negative helix angle portion.
- the cutting edge includes a positive helix angle portion inclined in the clockwise direction with respect to the axis of the tool body and a negative helix angle portion inclined in the counterclockwise direction.
- the depth of the blade body is three-dimensionally secured in the circumferential direction, so that the bending rigidity of the blade body is higher than the bending rigidity of the blade body itself that is not bent. Therefore, high bending rigidity is ensured even when the blade is thin.
- the cutting edge since the blade is bent, the cutting edge does not hit the work material at a time, so that cutting noise can be reduced.
- the cutting edge since the cutting edge includes a positive helix angle portion and a negative helix angle portion, the lateral force applied to the work material during cutting acts in the opposite direction to cancel each other. Will fit. For this reason, resistance in the lateral direction applied to the work material during cutting is suppressed, and movement of the work material in the lateral direction is suppressed, so that stable cutting with a rotary cutting tool becomes possible.
- the blade body is bent convexly in the direction opposite to the rotation of the tool body, and the torsion angles at both end portions of the cutting blade are positive and negative.
- the blade body may be bent convexly in the direction of rotation of the tool body, and the torsion angles at both end portions of the cutting edge may be positive and negative.
- cutting waste can be discharged toward the both ends from the center of the blade body at both ends of the cutting edge, and the flow of cutting waste can be improved.
- the apex of the bending of the blade body is shifted from the center of the blade body, and when the side edge of the work material is attached to a reference cutting device, the positive or negative of the twist angle of the cutting edge A branch point may be provided in the vicinity of the end of the tool body.
- the blade body is inserted into the mounting groove of the tool main body, and the blade body is pressed by the presser fitting, and the bottom surface of the blade body is set as a flat surface and is received by the flat bottom surface of the mounting groove. Can do.
- the processing of the blade body and the mounting groove is simple, the mounting of the blade body to the mounting groove is simple, and the mounting accuracy is ensured.
- the cutting edge since the cutting edge includes a positive helix angle portion inclined in the clockwise direction and a negative helix angle portion inclined in the counterclockwise direction, the depth of the blade body is three-dimensional in the circumferential direction. Therefore, the bending rigidity of the blade body is higher than the bending rigidity of the blade body itself that is not bent. As a result, in the present invention, since the blade can be particularly thinned, the price of the blade can be reduced, and the rotary cutting tool can be provided at a low cost.
- the blade body is bent convexly in the direction opposite to the rotation of the tool body, and the torsion angles at both ends of the cutting blade are set to be positive and negative, so that both sides of the fibrous work material having directionality are provided. Generation of burrs and chips at the edges can be effectively suppressed.
- this invention while curving a blade body convexly in the rotation direction of a tool main body, and making the twist angle of the both ends of a cutting blade into positive and negative, the flow of cutting waste can be improved.
- the twist angle of the cutting edge can always be positive and negative at both side edges of the work material. Therefore, in the present invention, regardless of the width of the work material, depending on the fact that the blade is bent convexly in the direction opposite to the rotation of the tool body and the rotation direction, burrs and Generation of chips can be effectively suppressed, and the flow of cutting waste can be improved.
- the bottom surface of the blade body is received by the flat bottom surface of the mounting groove as a plane,
- the cutting of the blade body and the mounting groove can be simplified and inexpensive, the blade body can be easily mounted on the mounting groove, and the mounting accuracy can be ensured.
- FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1.
- It is a front view which shows the blade body of the curved state. It is a bottom view which shows the blade body of the curved state. It is a right view which shows the blade body of the curved state.
- It is a front view showing a presser fitting. It is a bottom view showing a presser fitting.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 1.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 2.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 3.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 4.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 5.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 6.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 7.
- FIG. 8 It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 8.
- FIG. It is a front view which shows the rod cylinder which concerns on Example 2.
- FIG. It is a right view which shows the same cylinder. It is a front view which shows the blade body of the curved state. It is a bottom view which shows the blade body of the curved state. It is a right view which shows the blade body of the curved state.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 10.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 11.
- FIG. 11 It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 8.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 12.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 13.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 14.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 15.
- FIG. It is explanatory drawing explaining the attachment shape of the blade body of the rod cylinder which concerns on the modification 16.
- FIG. It is a top view which shows the router bit which concerns on Example 3.
- FIG. It is a front view which shows the router bit. It is a right view which shows the router bit.
- FIG. 16 is a bottom view showing a blade body that is Modification Example 17.
- 1, 2, 3, and 4 are a front view, a right side view, and a line III-III of a wood barrel that is an example of a rotary cutting tool according to the first embodiment and is also an example of a cutter head and a planar head. It is shown by the direction sectional view and the IV-IV line direction sectional view.
- the woodworking cylinder 10 is made of metal and has a long cylindrical main body 11 having a shaft hole 12 at the center, and four mounting grooves 13 having the same shape at four positions spaced apart at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral side. Is provided.
- the mounting groove 13 has a substantially rectangular cross section when viewed from the side surface shown in FIG. 2 which is recessed in the substantially radial direction of the main body 11 and penetrates between both end faces 11a and 11b along the axial direction. In the present embodiment, the vicinity of the one end surface 11a is a reference for aligning the work material.
- the mounting groove 13 is curved in an arc shape in the opposite direction to the rotation direction R of the main body 11 and is symmetrical in the axial direction of the main body 11.
- the mounting groove 13 is inclined so that the rake angle is positive, and the front wall surface 14 on the rotation front side and the rear wall surface 15 on the rear side are the same distance over the entire length.
- the bottom wall surface 16 of the mounting groove 13 is perpendicular to the front and rear wall surfaces 14 and 15, and is a flat surface extending in parallel to the axial direction.
- the inclination angle of the rear wall surface 15 with respect to the radial direction is a rake angle ⁇ 15 ° in a state in which a blade 21 described later is attached to both end faces 11a and 11b of the main body 11 and increases along the curvature of the mounting groove 13.
- the maximum is 25 ° in the longitudinal center. Since the mounting groove 13 is curved in an arc shape and the bottom wall surface 16 of the mounting groove 13 is parallel to the axis in this way, the upper edges of the front and rear wall surfaces 14 and 15 are with respect to the bottom wall surface 16. As seen from the front side of the rotation, it is concave and curved in an arc shape.
- the main body 11 is provided with a notch recess 17 that is notched toward the rotation direction R, slightly curved from the outer peripheral surface and recessed between the axial ends at a position near the upper edge of the front wall surface 14. Further, the main body 11 is provided with attachment holes 18 at the five positions of the axial center position, the positions in the vicinity of the left and right ends, and the intermediate positions on the front side in the rotation direction R of the notch recess 17.
- the mounting hole 18 extends through the mounting groove 13 in a direction perpendicular to the axis of the main body 11 and substantially parallel to the inclined direction of the notch recess 17.
- the mounting hole 18 includes a cylindrical introduction portion 18a exposed on the surface of the main body 11 and a screw portion 18b having a thread groove at the tip of the introduction portion 18a.
- a bolt 19 is inserted into the mounting hole 18 from the introduction hole 18 a side, and is screwed into the threaded portion 18 b so that the tip side protrudes into the mounting groove 13.
- a blade 21 and a presser fitting 24 are mounted in each mounting groove 13.
- the blade body 21 is a substantially rectangular long thin elastically deformable plate made of steel or cemented carbide and having a thickness of about 0.5 mm.
- the length of the mounting groove 13 is almost the same.
- the attachment surface 21a on the lower edge side is a straight line, but a flank 21b having a cutting edge 21c on the upper edge is recessed in an arc shape inward with the center in the longitudinal direction as the center.
- the flank 21 b of the blade body 21 has a flank angle ⁇ of 0 °.
- the blade body 21 is coated with a hard film 22 in a predetermined range including the cutting edge 21c of the rake face 21d on one side.
- the hard film 22 is made of chromium nitride whose material is CrN or Cr 2 N or a mixture of CrN and Cr 2 N, and has a thickness of about 0.5 to 10 ⁇ m.
- the presser fitting 24 is in the shape of a long rectangular bar, and has a shape curved in an arc shape matching the mounting groove 13.
- the front side 24a on the front side of rotation and the rear side surface 24b on the rear side are the same distance over the entire length, and the bottom surface 24c is a plane extending at right angles to the front and rear sides 24a, 24b.
- the curved shape of the presser fitting 24 is formed such that the front side surface 24a is recessed and the rear side surface 24b swells.
- the upper surface 24d of the presser fitting 24 has a curved surface that is recessed in an arc shape between the front and rear side surfaces 24a and 24b in order to accommodate cutting waste.
- Fixing holes 25 are provided at five positions in the vicinity of the upper surface 24d of the front side surface 24a, the central position in the longitudinal direction, the positions near the left and right ends, and the intermediate positions.
- the fixing hole 25 corresponds to the position where the mounting hole 18 of the main body 11 opens into the mounting groove 13 in a state where the presser fitting 24 is inserted into the mounting groove 13, and is arranged coaxially with the mounting hole 18. It has become.
- the presser fitting 24 is inserted into the attachment groove 13, the bottom surface 24 c is placed on the bottom wall surface 16 of the attachment groove 13, and both ends are the main body. 11 is fitted to both end faces 11a and 11b. Thereafter, the blade body 21 is inserted into the arc-shaped gap between the rear wall surface 15 of the mounting groove 13 and the rear side surface 24b of the presser fitting 24 with the rake face 21d facing the presser fixture 24, and attached. The surface 21 a is pressed against the bottom wall surface 16 of the mounting groove 13.
- the bolt 19 is inserted into the mounting hole 18 from the introduction portion 18a side, and is screwed into the screw portion 18b and tightened, whereby the tip of the bolt 19 is inserted into the fixing hole 25 on the front side surface 24a of the presser fitting 24. Press 24. Further, the blade body 21 is pressed against the rear wall surface 15 of the mounting groove 13, and the blade body 21 and the presser fitting 24 are firmly fixed in the mounting groove 13.
- the blade body 21 can be attached to the attachment groove 13 by bending the blade body 21 into an arc shape, and since the blade body 21 does not need to be twisted, the attachment is easily performed.
- the blade body 21 is fixed in accordance with the shape of the mounting groove 13, and the flank 21b including the cutting edge 21c of the blade body 21 is projected from the outer peripheral surface of the main body 11 by 0.5 mm. Further, the ridge line of the upper surface 24 d and the rear side surface 24 b of the presser fitting 24 is disposed about 1 mm inside from the cutting edge 21 c of the blade body 21.
- the upper surface 24d is inclined to the notch recess 17 exposed on the outer peripheral surface of the main body 11. As described above, the upper surface 24d of the presser fitting 24 and the notch recess 17 of the main body 11 are smoothly arranged on the rake face 21d side of the blade body 21, so that the cutting waste generated by cutting is discharged smoothly.
- the twist angle which is an inclination angle with respect to the axial center of the outer peripheral surface of the main body 11 of the cutting blade 21c is changed.
- the one end surface 11a has a negative twist angle that changes in a curved shape
- the other end surface 11b has a positive twist angle that changes in a curved shape.
- the twist angle ⁇ of the cutting edge 21 c is a case where the rotation direction R of the main body 11 is inclined in the clockwise direction (CW) with respect to the axis J with the rotation direction R being 12 o'clock. Positive and negative when tilting counterclockwise (CCW).
- joining using a grindstone is performed in order to correct the variation in the outer diameter of the tip cutting edge 21c.
- Joining is usually performed on the cutting edge portion.
- the thickness of the blade body 21 of this embodiment is as thin as about 0.5 mm, the joining can be performed on the entire outer peripheral flank 21b. Good.
- the flank 21b is subjected to cylindrical polishing so that it has an arc shape with a constant radius, and the flank angle ⁇ becomes 0 °.
- the blade body 21 is bent convexly in the direction opposite to the rotation of the main body 11, and the torsion angles on the both end surfaces 11a, 11b side of the blade body 21 are negative and positive.
- the depth of the blade body 21 is three-dimensionally secured in the circumferential direction.
- the bending rigidity of the blade body 21 is increased. Therefore, in Example 1, although the thickness of the blade body 21 is as thin as about 0.5 mm, high bending rigidity is ensured.
- the price of the blade body 21 is lower than that of a conventional blade body having a blade body thickness of 3 mm. Can be significantly cheaper.
- both end sides of the cutting edge 21c are a portion with a positive helix angle and a portion with a negative helix angle, the lateral force applied to the work material during cutting is reversed. Acts to counteract each other. Therefore, resistance to one side in the lateral direction applied to the work material during cutting is suppressed, and movement of the work material in the lateral direction is suppressed, so that stable cutting by the saddle drum 10 is possible.
- the blade body 21 is curved in an arc shape in the direction opposite to the rotation direction R, and the torsion angle ⁇ at both end portions is negative and positive, so that the work material During cutting, an inward force is applied to the work material from the cutting edge 21c at both side edges of the work material, so that occurrence of burrs and chips at both side edges of the work material is suppressed, and there is a particular directionality. This is effective when cutting a work material such as fibrous wood. In the first embodiment, since the blade body 21 is bent, the cutting blade 21c does not hit the work material at the time of cutting, so that cutting noise can be reduced.
- the amount of wear of the flank 21b is calculated as [blade thickness ⁇ cos (rake angle ⁇ ) ⁇ cos (twist angle ⁇ )].
- the rake face 21d is coated with the hard film 22, the wear of the rake face 21d is suppressed and durability is improved.
- the hard film 22 is provided on the rake face 21d, wear of the flank 21b proceeds more than the rake face 21d of the blade body 21, and therefore the flank 21b comes into strong contact with the work material. This prevents the cutting force of the blade body 21 from being cut.
- the shaft hole 12 portion of the main body 11 of the first embodiment is hydro-clamped, a highly accurate cutting edge position can be set. Further, the presser fitting 24 may be divided short instead of being integrated.
- Modifications 1 to 8 show examples in which the arrangement of the blade body of the first embodiment is changed. In the drawing, only the blade body is shown, and the mounting groove and the presser fitting are not shown.
- the first modification differs from the blade 21 in the first embodiment in which both ends are aligned on the same line parallel to the axis, and both ends of the blade 21 ⁇ / b> A are centered. It is a form deviated from the same collinear line (K).
- the modified example 2 is configured such that the blade 21 ⁇ / b> B has a curved vertex T of the main body 11 instead of the symmetrical shape in which the curved vertex is arranged at the center in the longitudinal direction like the blade 21 of the first embodiment. It is shifted to the vicinity of the one end face 11a.
- the twist angle of the cutting edge can always be negative and positive at both ends in the width direction of the work material. Therefore, in Modification 2, when cutting a work material such as fibrous wood having directionality regardless of the width of the work material, burrs and chips are generated at both side edges of the work material. Effectively suppressed.
- the blade body 21C is not a single curved shape like the blade body 21 of the first embodiment, but has a wave shape in which two curved portions are continuously formed in an arc shape. It is.
- the modified example 4 is configured such that the blade body 21 ⁇ / b> D is bent symmetrically at the center in the longitudinal direction instead of being curved in an arc shape like the blade body 21 of the first embodiment.
- FIG. 12 shows a modified example 5 in which the blade body 21E is arranged by shifting the apex U in the vicinity of the one end surface 11a of the main body 11 in the modified example 4.
- the modified example 5 as in the modified example 2, the occurrence of burrs and chips at both ends of the work material can be effectively suppressed regardless of the width of the work material.
- the blade body 21 ⁇ / b> F is not provided with a single bent shape like the blade body 21 ⁇ / b> D of Modification 4 but is continuously provided with a plurality of bent shapes. It is.
- the blade body 21G has a shape in which the intermediate portion is a straight line parallel to the axial direction and the both end sides are arcuate.
- Example 2 will be described with reference to FIGS.
- the mounting groove 33 is curved convexly in the rotation direction R on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 31 having the shaft hole 32 with respect to the casing 10 of the first embodiment.
- the two sides of the main body 31 are symmetrical.
- the presser fitting 37 is also curved in the direction opposite to the direction shown in FIG. 6A.
- the blade body 35 mounted in the mounting groove 33 is an elastically deformable thin plate made of the same material as that of the blade body 21.
- the mounting surface 35a on the lower edge side is a straight line.
- the flank 35b having the upper edge cutting edge 35c is convex outward in an arc shape.
- the clearance angle ⁇ of the flank 35b of the blade body 35 is 0 °.
- the blade body 35 is coated with a chromium nitride hard film 36 in a predetermined range including the cutting edge 35c of the rake face 35d on one side.
- the blade body 35 is disposed so as to be convexly curved in the rotation direction R of the main body 31 by being inserted into the mounting groove 33 and pressed by the presser fitting 37.
- the twist angle which is the inclination angle with respect to the axial center of the outer peripheral surface of the main body 31 of the cutting edge 35c is a positive twist angle that changes in a curved shape on the one end surface 31a side, and the other end surface 31b side.
- the negative twist angle changes in a curved line.
- the positive / negative of the twist angle of the cutting edge 35c it is the same as that of the said Example 1.
- the blade body 35 is bent in the rotation direction R of the main body 31, and the torsion angle of the cutting edge 35c at both end surfaces 31a and 31b is positive and negative.
- the depth of the blade body 35 is three-dimensionally ensured in the circumferential direction.
- the bending rigidity of the blade body 35 is higher than the bending rigidity of the blade body 35 that is not bent. Therefore, in Example 2, although the thickness of the blade body 35 is as thin as about 0.5 mm, high bending rigidity is ensured.
- the price of the blade 35 is about 3 mm in blade thickness.
- the cutting edge 35c is a positive twist angle portion and a negative twist angle portion on both end faces 31a, 31b side, so that the lateral direction applied to the work material at the time of cutting. Acts in the opposite direction to cancel each other. Therefore, resistance toward one side in the lateral direction applied to the work material during cutting is suppressed, and movement of the work material in the lateral direction is suppressed, so that stable cutting by the saddle cylinder 30 is possible.
- the blade body 35 is bent convexly in the rotation direction R, and the torsion angles at both end portions of the cutting blade 35c are positive and negative.
- the cutting waste can be discharged laterally from the center of the work material during cutting, so that the flow of discharge of the cutting waste can be improved. This is effective when cutting hard work materials such as resin and metal that do not cause a problem.
- the cutting blade 35c since the blade body 35 is bent, the cutting blade 35c does not hit the work material at the time of cutting, so that cutting noise can be reduced.
- Example 2 since the flank can be reduced by reducing the thickness of the blade body 35 to about 0.5 mm, the amount of wear on the flank is [blade thickness ⁇ cos (rake angle) ⁇ cos (twist). Angle)]. Further, since the rake face 35d is coated with the hard film 36, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, such as remarkable wear of the rake face 35d being suppressed and durability being improved.
- modified examples 9 to 16 in which the bending method of the blade body 35 of the second embodiment is changed will be described with reference to FIGS.
- the modified example 9 is a form in which both ends of the blade body 35 ⁇ / b> A deviate from the same line (K) parallel to the axis.
- the curved vertex V of the blade body 35 ⁇ / b> B is shifted to the vicinity of the one end surface 31 a of the main body 31.
- the blade body 35C is not a single curved shape, but is formed in a wave shape in which two curved portions are continued in an arc shape.
- the blade body 35 ⁇ / b> D is bent symmetrically at the center in the longitudinal direction instead of being curved in an arc shape.
- the modified example 14 is configured such that the blade body 35F is continuously provided with a plurality of bent shapes instead of a single bent shape.
- the modified example 15 is configured such that the blade body 35 ⁇ / b> G has a shape in which an intermediate portion is a straight line parallel to the axial direction and both end sides are arcuate.
- the blade body 35H is replaced with the blade body 35C of the modified example 11, and one curved portion and a substantially half curved portion are continuously formed in an arc shape. It is a thing.
- the bending rigidity of the thin blade is ensured as in the second embodiment.
- the effect of improving the flow of the cutting waste can be obtained.
- this is the case on the one end surface side of the main body 11. The effect is not obtained.
- a woodworking router bit 40 that is also an example of a shaft milling cutter according to the third embodiment is one in which the present invention is applied to a blade 51 provided with chamfered portions on both ends as shown in FIG.
- a cylindrical main body 41 and a shank portion 42 for attaching the main body 41 to a rotary cutting machine are coaxially connected.
- the main body 41 has mounting grooves 43 at two symmetrical positions on the outer peripheral surface.
- the mounting groove 43 is a flat surface in which the front wall surface 44 on the front side in the rotation direction R of the main body 41 extends in a substantially radial direction, and the rear wall surface 45 on the rotation rear side is curved in an arc shape in the opposite direction of rotation.
- the bottom wall surface 46 is a plane parallel to the axial direction.
- the presser fitting 55 on the front wall surface 44 side and the blade body receiver 61 on the rear wall surface 45 side are inserted, and the blade body 51 is sandwiched between the presser metal fitting 55 and the blade body holder 61. ing.
- the blade body 51 is a thin plate made of the same material as the blade body 21 of the first embodiment. As shown in FIGS.
- the upper surface is a flank 52 and is recessed in an arc shape as in the first embodiment.
- the front side surface 55a that faces the front wall surface 44 is a flat surface
- the rear side surface 55b is a curved surface that swells in an arc shape along the rear wall surface 45
- the bottom surface 55c is a flat surface.
- the upper side surface 55d is curved and protrudes in accordance with the blade body 51 on both sides in the longitudinal direction.
- the presser fitting 55 is cut at the upper edge of the blade body 51. The whole is overlapped, leaving a part.
- the blade receiving part 61 is a thick plate made of metal and having a predetermined thickness, and is bent in an arc shape in accordance with the rear wall surface 45.
- the front side surface 61a is curved and recessed, and the rear side surface 61b is curved. Bulge out.
- the bottom surface 61 c is a flat surface, and the upper side surface 61 d protrudes on both sides in the longitudinal direction like the upper side surface 55 d of the presser fitting 55, overlaps the blade body 51 at the front side surface 61 a, and the rear side surface 61 b is the rear wall surface 45 of the mounting groove 43.
- the presser fitting 55, the blade body 51, and the blade holder 61 are inserted into the mounting groove 43, and a bolt (not shown) is inserted into the mounting hole 47 provided in the main body 41 in front of the rotation of the mounting groove 43.
- the blade body 51 is attached to the main body 41 by tightening.
- the intermediate portion 53 of the blade body 51 cuts the work material in the same manner as in the first embodiment, and the same effect as in the first embodiment is obtained. Further, in the chamfered portions 54 on both ends of the blade body 51, chamfering is performed on both side edges of the work material. At this time, in Example 3, the chamfered portion 54 of the blade body 51 having a thin blade thickness protrudes from the outer peripheral surface of the main body 41, but the protruded chamfered portion 54 is firmly formed by the presser fitting 55 and the blade body receiving portion 61. Since it is clamped, the strength of the blade body 51 is ensured. As a result, in the third embodiment, it is possible to perform chamfering simultaneously with normal cutting of the workpiece by using an inexpensive blade 51 having a small thickness.
- the central part 53a of the center where the intermediate part 53 and the chamfered part 54 are bent is a flat surface, and the outside of the central part 53a is curved in an arc shape.
- the blade body 51A has a flat bottom surface and a flat central portion 53a. In the intermediate portion 53, the rake angle is constant.
- various blade body mounting shapes are shown as modified examples 1 to 8, and in the second embodiment, various blade body mounting shapes are shown as modified examples 9 to 16.
- the present invention is not limited to this, and various other mounting shapes are possible.
- the thin blade is shown as the blade, it is not limited to this, and a blade having a normal thickness can be used.
- the rotary cutting tool is applied to the woodworking cylinder and the router bit, but is not limited thereto, and can be applied to a forming cutter, and is not limited to the woodworking use.
- the present invention can also be applied to a rotary cutting tool for metal cutting.
- what was shown in each said Example and modification is an example, and can change and implement variously in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
- the rotary cutting tool of the present invention includes a portion of a positive twist angle inclined in a clockwise direction and a portion of a negative twist angle inclined in a counterclockwise direction. Since the depth is ensured in three dimensions and the bending rigidity of the blade body is higher than the bending rigidity of the blade body itself that is not bent, the blade body can be made thinner, thereby reducing the price of the blade body.
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Abstract
刃体が薄くても刃体全体の曲げ剛性を高めることが可能な回転切削工具を提供する。 木工用鉋胴は、本体の外周側の周方向4箇所にて取付溝を設けている。取付溝は、本体の回転方向に対して反対方向に凸にわずかに湾曲しておりかつ本体の両側が対称形状になっている。各取付溝には、刃体と押え金具とが装着されている。刃体は、鋼材あるいは超硬合金製で厚さ0.5mm前後の略長方形の長尺状の弾性変形可能な薄板であり、取付溝の形状に合わせて回転方向Rと反対方向に向けて円弧状に湾曲した状態で固定される。切れ刃の本体外周面における軸心に対する傾斜角度であるねじれ角が、本体の一端面側においては曲線状に変化する負のねじれ角になっており、他端面側においては曲線状に変化する正のねじれ角になっている。
Description
本発明は、板状の刃体を備えたモルダー用カッターヘッド、プレーナーヘッド、軸付フライス等の回転切削工具に関する。
従来、この種の回転切削工具としては、例えば特許文献1に示すように、鉋胴本体の外周面に設けた軸方向に平行な刃物溝に、真っ直ぐな刃体である直刃を取り付けた木工用鉋胴が知られている。しかし、直刃の場合、被削材を切削する際の切削抵抗が刃物全体に同時に加わるために、刃物の曲げ剛性が小さいと刃物が座屈しやすくなるという問題がある。それを避けるためには、刃物の厚さを厚くして曲げ剛性を確保する必要がある。そのために高価な刃物材料が多量に必要となり、刃物コストが高価になるという問題がある。さらに、直刃の場合、切削の際の騒音が高くなり、作業環境を悪化させるという問題もある。
これに対して、例えば特許文献2に示すように、ブロック主体の周面に螺旋状の取付溝を刻成し、この取付溝に刃体が螺旋状に捩じれた状態で嵌め合わされた木工用カッター装置が知られている。このカッター装置の場合、被削材を切削する際の切削抵抗が螺旋に沿って刃物に加わるために、切削の際の騒音が抑えられる効果が得られる。しかし、このカッター装置についても、上記直刃ほどではないが曲げ剛性が低いという問題があり、特に刃物が薄い場合には座屈の問題は避けられない。また、このカッター装置の場合、刃体の一端側では、被削材に対して横方向の力が加わるため、特に方向性がある繊維質の木材等の被削材の場合に、片側縁でバリや欠けが生じやすいという問題がある。さらに、このカッター装置の場合、捩じれた刃物により被削材に対して横方向の一方に向けた力が加わるため、被削材を横方向に動かすようになり、安定した切削が妨げられるという問題がある。
本発明は、上記問題を解決しようとするもので、刃体が薄くても刃体全体の曲げ剛性を高めて安定した切削が可能な回転切削工具を提供することを目的とする。また、本発明は、被削材を切削する際に、被削材の両側縁でのバリや欠けの発生を抑えたり、切削屑の流れを良好にしたりすることが可能な回転切削工具を提供することを他の目的とする。
上記目的を達成するために本発明の構成上の特徴は、軸心を中心に回転する工具本体の外周面に、厚み均一な刃体が取り付けられた回転切削工具において、軸心に対する刃体の切れ刃の傾斜角度であるねじれ角を、刃体の切れ刃が工具本体の回転方向を12時方向として軸心を基準にして時計回り方向に傾斜している場合を正とし、反時計回り方向に傾斜している場合を負として、切れ刃が正のねじれ角の部分と負のねじれ角の部分を含むことにある。
上記のように構成した発明においては、切れ刃が工具本体の軸心に対して時計回り方向に傾斜した正のねじれ角の部分と反時計回り方向に傾斜した負のねじれ角の部分を含んでいることにより、周方向に刃体の奥行きが立体的に確保されることになるため、刃体の曲げ剛性が曲げられていない刃体自体の曲げ剛性よりも高められる。そのため、特に刃体が薄い場合でも高い曲げ剛性が確保される。また、本発明においては、刃体が曲げられていることにより、切れ刃が一度に被削材に当たらないので、切削騒音を低減できる。また、本発明においては、切れ刃が正のねじれ角の部分と負のねじれ角の部分を含んでいることにより、切削時に被削材に加わる横方向の力が逆向きに作用して互いに打ち消し合うようになる。そのため、切削時における被削材に加わる横方向の一方に向けた抵抗が抑えられ、被削材の横方向への移動が抑えられるため、回転切削工具による安定した切削が可能になる。
また、本発明において、刃体が工具本体の回転反対方向に凸に曲げられており、切れ刃の両端側部分のねじれ角が正及び負であることが好ましい。これにより、被削材の切削時に、切れ刃の両端側において切れ刃から被削材に対して内側向きの力が加わるため、被削材の両側縁でのバリや欠けの発生が有効に抑えられる。
さらに、本発明において、刃体が工具本体の回転方向に凸に曲げられており、切れ刃の両端側部分のねじれ角が正及び負であってもよい。これにより、被削材の切削時に、切れ刃の両端側において切削屑を刃体の中央から両端方向に向けて排出することができ、切削屑の流れをよくすることができる。
また、本発明において、刃体の曲がりの頂点が、刃体の中央からずれて設けられ、被削材の側縁部が基準となる切削装置に取り付けられる場合、切れ刃のねじれ角の正負の分岐点が、工具本体の端部近傍に設けられてもよい。これにより、被削材の幅寸法が短いときでも、被削材の両側縁において、切れ刃のねじれ角が常に正及び負になる。そのため、本発明においては、被削材の幅に関わらず、刃体が回転反対方向に凸に曲げられている場合には、被削材の両側縁でのバリや欠けの発生が有効に抑えられ、また、刃体が回転方向に凸に曲げられている場合には、切削屑の流れをよくすることができる。
さらに、本発明において、工具本体の取付溝に刃体を挿嵌し、押え金具で刃体を押さえる構造であり、刃体の底面を平面として、取付溝の平坦な底面で受けるようにすることができる。これにより、刃体及び取付溝の加工が簡易であり、刃体の取付溝への取り付けが簡単でかつ取付精度も確保される。
本発明においては、切れ刃が時計回り方向に傾斜した正のねじれ角の部分と反時計回り方向に傾斜した負のねじれ角の部分を含んでいることにより、周方向に刃体の奥行きが立体的に確保され、刃体の曲げ剛性が曲げられていない刃体自体の曲げ剛性よりも高められる。その結果、本発明においては、特に刃体を薄くすることができるため、刃体の価格を低減でき、回転切削工具を安価に提供できる。また、本発明において、刃体を工具本体の回転反対方向に凸に曲げると共に、切れ刃の両端のねじれ角を正及び負とすることにより、特に方向性がある繊維質の被削材の両側縁でのバリや欠けの発生が有効に抑えられる。また、本発明において、刃体を工具本体の回転方向に凸に曲げると共に、切れ刃の両端のねじれ角を正及び負とすることにより、切削屑の流れを良くすることができる。
また、本発明において、被削材の側縁部が基準となる切削装置に取り付けられる場合、切れ刃のねじれ角の正負の分岐点を工具本体の端部近傍に設けることにより、被削材の幅寸法が短いときでも、被削材の両側縁部において、切れ刃のねじれ角を常に正及び負になるようにできる。そのため、本発明においては、被削材の幅に関わらず、刃体が工具本体の回転反対方向と回転方向に凸に曲げられていることに応じて、被削材の両側縁でのバリや欠けの発生が有効に抑えられ、また、切削屑の流れを良くすることができる。さらに、本発明において、工具本体の取付溝に刃体を挿嵌し、押え金具で刃体を押さえる構造として、刃体の底面を平面として取付溝の平坦な底面で受けるようにすることにより、刃体及び取付溝の加工を簡易かつ安価にすることができ、刃体の取付溝への取り付けも簡単にでき、取付精度も確保できる。
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図1、図2、図3及び図4は、実施例1に係る回転切削工具の一例でカッターヘッド、プレーナーヘッドの例でもある木工用鉋胴について、正面図、右側面図、III-III線方向断面図及びIV-IV線方向断面図により示したものである。
木工用鉋胴10は、金属製で中心に軸孔12を有する長尺円筒状の本体11に、外周側の周方向に等間隔で離間した4箇所にて同一形状の4本の取付溝13を設けている。取付溝13は、本体11の略径方向に凹むと共に軸方向に沿って両端面11a,11b間を貫通した図2に示す側面から見て各断面が略長方形である。なお、本実施例においては、一端面11a近傍が、被削材を位置合わせする基準となっている。
取付溝13は、本体11の回転方向Rに対して反対方向に円弧状に湾曲しておりかつ本体11の軸方向に対称形状になっている。取付溝13は、すくい角が正になるように傾斜しており、回転前方側の前壁面14と後方側の後壁面15が全長にわたり同じ距離になっている。取付溝13の底壁面16は前及び後壁面14,15に対して直角であり、さらに軸方向に平行に延びた平面となっている。後壁面15の径方向に対する傾斜角度は、本体11の両端面11a,11bにおいて後述する刃体21を取り付けた状態ですくい角δ15°であり取付溝13の湾曲に沿って増加し、本体11の長手方向中央で最大の25°になっている。このように取付溝13が円弧状に湾曲しており、さらに取付溝13の底壁面16が軸に対して平行であることから、前及び後壁面14,15の上縁は底壁面16に対して回転前方側から見て円弧状に凹んで湾曲している。
本体11は、前壁面14の上縁近傍位置で、回転方向Rに向けて切欠かれて外周面からわずかに湾曲して凹んで軸方向両端間に延びた切欠き凹部17を設けている。また、本体11は、切欠き凹部17の回転方向R前方側において、軸方向の中央位置と左右両端近傍位置とその中間位置の5か所にそれぞれ取付孔18を設けている。取付孔18は、本体11の軸直角方向でかつ切欠き凹部17の傾斜方向に沿って略平行に取付溝13まで貫通して延びている。取付孔18は、本体11表面に露出している円筒状の導入部18aと、導入部18aの先でねじ溝になったねじ部18bとからなる。取付孔18には、ボルト19が導入孔18a側から挿入され、ねじ部18bに螺着されて先端側が取付溝13内にまで突出するようになっている。
各取付溝13には、刃体21と押え金具24とが装着されている。刃体21は、図5A~図5Cに示すように、鋼材製あるいは超硬合金製で厚さ0.5mm前後の略長方形の長尺状の弾性変形可能な薄板であり、図示のように湾曲させることにより上記取付溝13とほぼ同一長さになっている。刃体21は、図5Bにおいて下縁側の取付面21aは直線であるが、上縁の切れ刃21cを有する逃げ面21bが長手方向中央を中心として内側に円弧状に凹んでいる。刃体21の逃げ面21bは、逃げ角γが0°になっている。刃体21は、片面側であるすくい面21dの切れ刃21cを含む所定範囲には、硬質膜22がコーティングされている。硬質膜22は、材質がCrNかCr2NあるいはCrNとCr2Nの混合物であるクロム窒化物であり、厚さが0.5~10μm程度である。
押え金具24は、図6A~図6Cに示すように、長尺角棒状であり、取付溝13に合わせた円弧状に湾曲した形状になっている。押え金具24は、回転前方側の前側面24aと後方側の後側面24bが全長にわたり同じ距離になっており、底面24cは前及び後側面24a,24bに対して直角に延びた平面となっている。押え金具24の湾曲形状は、前側面24aが凹み、後側面24bが膨らむ形状に形成されている。押え金具24の上面24dは、切削屑を収容するため、前及び後側面24a,24b間において円弧状に凹んだ湾曲面になっている。前側面24aの上面24d近傍位置には、長手方向の中央位置と左右両端近傍位置とその中間位置の5か所にそれぞれ固定穴25が設けられている。固定穴25は、押え金具24を取付溝13に挿嵌した状態で、上述した本体11の取付孔18が取付溝13に開口する位置に対応し、取付孔18と同軸状に配置されるようになっている。
本体11の取付溝13への刃体21と押え金具24の取り付けについては、まず押え金具24が取付溝13内に挿嵌され、底面24cを取付溝13の底壁面16に載せ、両端が本体11の両端面11a,11bに合わされる。その後、取付溝13の後壁面15と押え金具24の後側面24b間の円弧状の隙間に、刃体21がすくい面21dを押え金具24側に向けた状態で湾曲させながら挿嵌され、取付面21aが取付溝13の底壁面16に押し付けられる。その後、取付孔18に導入部18a側からボルト19が挿入され、ねじ部18bに螺着させて締め付けることにより、ボルト19先端が押え金具24の前側面24aの固定穴25に挿入されて押え金具24を押し付ける。さらに、刃体21が取付溝13の後壁面15に押し付けられて、刃体21と押え金具24が取付溝13内に強固に固定される。刃体21の取付溝13への取り付けについては、刃体21を円弧状に曲げて行うことができ、刃体21を捩じる必要がないため、取り付けが容易に行われる。
これにより、刃体21は、取付溝13の形状に合わせて固定され、刃体21の切れ刃21cを含む逃げ面21bが本体11外周面から0.5mm突出した状態にされる。また、押え金具24の上面24dと後側面24bの稜線が刃体21の切れ刃21cから1mm程度内側に配置される。上面24dは本体11外周面に露出した切欠き凹部17に傾斜が合わせられる。このように、刃体21のすくい面21d側に押え金具24の上面24dと本体11の切欠き凹部17が円滑に配置されることにより、切削により生じた切削屑の排出がスムーズに行われる。
このように、刃体21が本体11の取付溝13に押え金具24に押されて装着されたことにより、切れ刃21cの本体11外周面における軸心に対する傾斜角度であるねじれ角が、本体11の一端面11a側においては曲線状に変化する負のねじれ角になっており、他端面11b側においては曲線状に変化する正のねじれ角になっている。ここで、切れ刃21cのねじれ角θは、図7に示すように、本体11の回転方向Rを12時方向として軸心Jを基準にして時計回り方向(CW)に傾斜している場合を正とし、反時計回り方向(CCW)に傾斜している場合を負とする。また、本体11の取付溝13に固定された4つの刃体21に対しては、先端切れ刃21cの外径のばらつきを是正するために、砥石を用いたジョインティングが行われる。ジョインティングについては、通常は切れ刃部分について行われるが、本実施例の刃体21については厚さが0.5mm程度と非常に薄いため、ジョインティングが外周逃げ面21b全面について行われてもよい。これにより、逃げ面21bは半径一定の円弧状になるような円筒研磨が行われ、逃げ角γは0°になる。
上記構成の実施例1においては、刃体21が本体11の回転反対方向に凸に曲げられており、刃体21の両端面11a,11b側のねじれ角が負及び正になっていることにより、周方向に刃体21の奥行きが立体的に確保される。これにより、刃体21の曲げ剛性が高められる。そのため、実施例1においては、刃体21の厚さが0.5mm程度と非常に薄くなっているが、高い曲げ剛性が確保される。その結果、実施例1においては、刃体21を構成する高価な材料の使用を非常に少なくすることができるため、刃体21の価格を刃体厚さが3mmの従来の刃体に比べて大幅に安価にすることができる。また、本実施例1においては、切れ刃21cの両端側が正のねじれ角の部分と負のねじれ角の部分になっていることにより、切削時に被削材に加わる横方向の力が逆向きに作用して互いに打ち消し合うように作用する。そのため、切削時における被削材に加わる横方向の一方に向けた抵抗が抑えられ、被削材の横方向への移動が抑えられるため、鉋胴10による安定した切削が可能になる。
さらに、本実施例1においては、刃体21が回転方向Rと反対方向に向けて円弧状に湾曲すると共に両端側部分のねじれ角θが負及び正になっていることにより、被削材の切削時に、被削材の両側縁において切れ刃21cから被削材に対して内側向きの力が加わるため、被削材の両側縁でのバリや欠けの発生が抑えられ、特に方向性がある繊維質の木材等の被削材を切削する場合に有効である。また、本実施例1においては、刃体21が曲げられていることにより、切削時に切れ刃21cが一度に被削材に当たらないので、切削騒音を低減できる。
また、実施例1においては、刃体21の厚みを薄くしたことにより、逃げ面21bを小さくでき逃げ角も小さくできるため、逃げ面21bの摩耗量を[刃厚÷cos(すくい角δ)÷cos(ねじれ角θ)]程度までに抑えることが可能になる。また、実施例1においては、すくい面21dが硬質膜22でコーティングされているため、すくい面21dの著しい摩耗が抑えられて、耐久性が高められる。さらに、実施例1においては、すくい面21dに硬質膜22を設けたことにより、刃体21のすくい面21dよりも逃げ面21bの摩耗が進行するため、逃げ面21bが被削材と強く接触することが防止され、刃体21の切削抵抗が抑えられる。なお、実施例1の本体11の軸穴12部分をハイドロクランプ仕様にすると高精度な刃先位置をセッティングできる。また、押え金具24については一体にする代わりに短く分割してもよい。
つぎに、実施例1の変形例1~8について図8~図15により説明する。変形例1~8は、実施例1の刃体の配置を変更した例を示すもので、図においては刃体のみを示し、取付溝と押え金具については図示省略する。変形例1は、図8に示すように、実施例1における刃体21のように両端が軸心に対して平行な同一線上に揃えられた形態と異なり、刃体21Aの両端が軸心に対して平行な同一線上(K)から外れた形態である。
変形例2は、図9に示すように、刃体21Bを、実施例1の刃体21のように湾曲の頂点を長手方向の中央に配置した対称形状ではなく、湾曲頂点Tを本体11の一端面11a近傍にずらせたものである。変形例2においては、被削材の幅が本体11の長さより短いときでも、被削材の幅方向両端において、切れ刃のねじれ角を常に負及び正になるようにできる。そのため、変形例2においては、被削材の幅に関わらず、方向性がある繊維質の木材等の被削材を切削する場合には、被削材両側縁でのバリや欠けの発生が有効に抑えられる。
変形例3は、図10に示すように、刃体21Cを、実施例1の刃体21のように単一の湾曲形状ではなく、2つの湾曲部を円弧状に連続させた波状にしたものである。
変形例4は、図11に示すように、刃体21Dを、実施例1の刃体21のように円弧状に湾曲させる代わりに、長手方向中央で対称に折れ曲がった形状にしたものである。
変形例4は、図11に示すように、刃体21Dを、実施例1の刃体21のように円弧状に湾曲させる代わりに、長手方向中央で対称に折れ曲がった形状にしたものである。
変形例5は、図12に示すように、刃体21Eを、変形例4において頂点Uを本体11の一端面11a近傍にずらせて配置したものである。変形例5においても、上記変形例2と同様、被削材の幅に関わらず被削材両側端でのバリや欠けの発生が有効に抑えられる。
変形例6は、図13に示すように、刃体21Fを、変形例4の刃体21Dのように単一の折れ曲がった形状ではなく、複数の折れ曲がった形状を連続して設けるようにしたものである。
変形例7は、図14に示すように、刃体21Gを、中間部分が軸方向に平行な直線であり、両端側が円弧状になった形状としたものである。
変形例7は、図14に示すように、刃体21Gを、中間部分が軸方向に平行な直線であり、両端側が円弧状になった形状としたものである。
変形例8は、図15に示すように、刃体21Hを、変形例3の刃体21Cに代えて、1つの湾曲部とほぼ半分の湾曲部を円弧状に連続させたS字型の波状にしたものである。変形例1~8においても、実施例1と同様に薄い刃体の曲げ剛性が確保される。また、変形例1~7においても、被削材の両側縁でのバリや欠けの発生を抑える効果が得られるが、変形例8では、本体11の一端面側においてはこのような効果は得られない。
つぎに、実施例2について図16、図17により説明する。
実施例2に係る木工用鉋胴30は、実施例1の鉋胴10に対して、取付溝33が、軸孔32を有する円筒形の本体31の外周面に、回転方向Rに凸に湾曲して形成されており、かつ本体31の両側が対称形状になっている。押え金具37も図6Aに示す方向と反対方向に湾曲したものとなっている。
実施例2に係る木工用鉋胴30は、実施例1の鉋胴10に対して、取付溝33が、軸孔32を有する円筒形の本体31の外周面に、回転方向Rに凸に湾曲して形成されており、かつ本体31の両側が対称形状になっている。押え金具37も図6Aに示す方向と反対方向に湾曲したものとなっている。
取付溝33に装着される刃体35は、図18A~図18Cに示すように、上記刃体21と同様の材質の弾性変形可能な薄板であり、図18Bにおいて下縁側の取付面35aは直線であるが、上縁の切れ刃35cを有する逃げ面35bが外方に円弧状に凸になっている。刃体35の逃げ面35bは逃げ角γが0°になっている。刃体35は、片面側であるすくい面35dの切れ刃35cを含む所定範囲には、クロム窒化物の硬質膜36がコーティングされている。刃体35は、取付溝33に挿嵌されて押え金具37に押されることにより、本体31の回転方向Rに凸に湾曲して配置される。これにより、切れ刃35cの本体31外周面における軸心に対する傾斜角度であるねじれ角が、本体31の一端面31a側においては曲線状に変化する正のねじれ角になっており、他端面31b側においては曲線状に変化する負のねじれ角になっている。なお、切れ刃35cのねじれ角の正負について、上記実施例1と同様である。
上記構成の実施例2においては、刃体35が本体31の回転方向Rに曲げられており、両端面31a,31b側部分での切れ刃35cのねじれ角が正及び負になっていることにより、周方向に刃体35の奥行きが立体的に確保される。これにより、刃体35の曲げ剛性が、曲げられていない刃体35自体の曲げ剛性よりも高められる。そのため、実施例2においては、刃体35の厚さが0.5mm程度と非常に薄くなっているが、高い曲げ剛性が確保される。その結果、実施例2においても、上記実施例1と同様に刃体35を構成する高価な材料の使用を非常に少なくすることができるため、刃体35の価格を刃体厚さが3mm程度の従来の刃体に比べて大幅に安価にできる。また、本実施例2においては、両端面31a,31b側にて切れ刃35cが正のねじれ角の部分と負のねじれ角の部分になっていることにより、切削時に被削材に加わる横方向の力が逆向きに作用して互いに打ち消し合うように作用する。そのため、切削時における被削材に加わる横方向の一方に向けた抵抗が抑えられ、被削材の横方向への移動が抑えられるため、鉋胴30による安定した切削が可能になる。
さらに、本実施例2においては、刃体35が回転方向Rに凸に曲げられており、切れ刃35cの両端側部分のねじれ角が正及び負になっている。これにより、切削時に、切削屑を被削材の中央から横方向へ排出することができるため、切削屑の排出の流れを良くすることができ、特に被削材の側縁部のバリ等が問題にならない樹脂、金属等の硬い被削材を切削する場合に有効である。また、実施例2においては、刃体35が曲げられていることにより、切削時に切れ刃35cが一度に被削材に当たらないので、切削騒音を低減できる。また、実施例2においても、刃体35の厚みを0.5mm程度に薄くしたことにより、逃げ面を小さくできるため、逃げ面の摩耗量を[刃厚÷cos(すくい角)÷cos(ねじれ角)]程度までに抑えることができる。また、すくい面35dが硬質膜36でコーティングされているため、すくい面35dの著しい摩耗が抑えられて、耐久性が高められる等、実施例1と同様の効果が得られる。
つぎに、実施例2の刃体35の曲げ方を変えた変形例9~16について図19~図26により説明する。
変形例9は、図19に示すように、刃体35Aの両端が軸心に対して平行な同一線上(K)から外れた形態である。
変形例10は、図20に示すように、刃体35Bの湾曲頂点Vを本体31の一端面31a近傍にずらせたものである。
変形例9は、図19に示すように、刃体35Aの両端が軸心に対して平行な同一線上(K)から外れた形態である。
変形例10は、図20に示すように、刃体35Bの湾曲頂点Vを本体31の一端面31a近傍にずらせたものである。
変形例11は、図21に示すように、刃体35Cを、単一の湾曲形状ではなく、2つの湾曲部を円弧状に連続させた波状にしたものである。
変形例12は、図22に示すように、刃体35Dを、円弧状に湾曲させる代わりに、長手方向中央で対称に折れ曲がった形状にしたものである。
変形例12は、図22に示すように、刃体35Dを、円弧状に湾曲させる代わりに、長手方向中央で対称に折れ曲がった形状にしたものである。
変形例13は、図23に示すように、刃体35Eの頂点Wを本体31の一端面31a近傍にずらせて配置したものである。
変形例14は、図24に示すように、刃体35Fを、単一の折れ曲がった形状ではなく複数の折れ曲がった形状を連続して設けるようにしたものである。
変形例14は、図24に示すように、刃体35Fを、単一の折れ曲がった形状ではなく複数の折れ曲がった形状を連続して設けるようにしたものである。
変形例15は、図25に示すように、刃体35Gを、中間部分が軸方向に平行な直線であり、両端側が円弧状になった形状としたものである。
変形例16は、図26に示すように、刃体35Hを、変形例11の刃体35Cに代えて、1つの湾曲部とほぼ半分の湾曲部を円弧状に連続させたS字型の波状にしたものである。変形例9~16においても、実施例2と同様に薄い刃体の曲げ剛性が確保される。また、変形例9、10、12、13、15においても、切削屑の排出の流れを良くする効果が得られるが、変形例11、14、16では、本体11の一端面側においてはこのような効果は得られない。
変形例16は、図26に示すように、刃体35Hを、変形例11の刃体35Cに代えて、1つの湾曲部とほぼ半分の湾曲部を円弧状に連続させたS字型の波状にしたものである。変形例9~16においても、実施例2と同様に薄い刃体の曲げ剛性が確保される。また、変形例9、10、12、13、15においても、切削屑の排出の流れを良くする効果が得られるが、変形例11、14、16では、本体11の一端面側においてはこのような効果は得られない。
つぎに、実施例3について図27~図30により説明する。
実施例3に係る軸付フライスの例でもある木工用ルータービット40は、図27に示すように刃体51として両端側に面取り部を設けたものに対して本発明を適用したものである。ルータービット40は、円柱形の本体41と本体41を回転切削機に取り付けるためのシャンク部42が同軸に連結されている。本体41は外周面の対称な2か所に取付溝43を有している。取付溝43は、本体41の回転方向R前方側である前壁面44が略径方向に延びた平面となっており、回転後方側の後壁面45が回転反対方向に向けて円弧状に湾曲しており、底壁面46は軸方向に平行な平面になっている。取付溝43内には、前壁面44側の押え金具55と後壁面45側の刃体受け具61とが挿嵌され、押え金具55と刃体受け具61の間に刃体51が挟まれている。刃体51は、実施例1の刃体21と同様の材質の薄板であり、図31A、図31Bに示すように、上面が逃げ面52であり、実施例1と同様に円弧状に凹んだ中間部53と、その両端側にて中間部53から連続してそれぞれ略半円弧状に膨出した面取り部54となっている。
実施例3に係る軸付フライスの例でもある木工用ルータービット40は、図27に示すように刃体51として両端側に面取り部を設けたものに対して本発明を適用したものである。ルータービット40は、円柱形の本体41と本体41を回転切削機に取り付けるためのシャンク部42が同軸に連結されている。本体41は外周面の対称な2か所に取付溝43を有している。取付溝43は、本体41の回転方向R前方側である前壁面44が略径方向に延びた平面となっており、回転後方側の後壁面45が回転反対方向に向けて円弧状に湾曲しており、底壁面46は軸方向に平行な平面になっている。取付溝43内には、前壁面44側の押え金具55と後壁面45側の刃体受け具61とが挿嵌され、押え金具55と刃体受け具61の間に刃体51が挟まれている。刃体51は、実施例1の刃体21と同様の材質の薄板であり、図31A、図31Bに示すように、上面が逃げ面52であり、実施例1と同様に円弧状に凹んだ中間部53と、その両端側にて中間部53から連続してそれぞれ略半円弧状に膨出した面取り部54となっている。
押え金具55は、前壁面44と向き合う前側面55aは平面であり、後側面55bが後壁面45に合わせて円弧状に膨らんだ湾曲面となっており、底面55cが平面である。上側面55dは長手方向の両側が刃体51に合わせて湾曲して突出しており、刃体51を湾曲させて後側面55bに重ね合わせたとき、押え金具55が刃体51上縁の切れ刃部分を残して全体が重なり合うようになっている。刃体受け部61は、金属製で所定厚さの厚板であり、後壁面45に合わせて円弧状に曲げられており、前側面61aが湾曲して凹んでおり、後側面61bが湾曲して膨出している。底面61cは平面であり、上側面61dが押え金具55の上側面55dと同様に長手方向両側が突出しており、前側面61aで刃体51と重なり、後側面61bが取付溝43の後壁面45に密接するようになっている。取付溝43内に押え金具55と刃体51と刃体受け具61とが挿嵌され、取付溝43の回転前方にて本体41に設けた取付孔47にボルト(図示しない)を挿入して締め付けることにより、刃体51が本体41に取り付けられる。
実施例3においては、刃体51の中間部53は実施例1と同様に被削材の切削が行われ、実施例1と同様の効果が得られる。さらに、刃体51両端側の面取り部54においては、被削材の両側縁の面取り加工が行われる。その際、実施例3においては、刃厚の薄い刃体51の面取り部54が本体41外周面から突出しているが、突出した面取り部54は、押え金具55と刃体受け部61によって強固に挟持されているため、刃体51の強度が確保される。その結果、実施例3では、厚さの薄い安価な刃体51を用いて、被削材の通常の切削加工と同時に面取り加工を行うことができる。
次に、実施例3の刃体の変形例17について図32A,図32Bにより説明する。
変形例17においては、刃体51Aは、中間部53と面取り部54の折り曲げられた中央の中央部分53aが平面になっており、中央部分53aの外側が円弧状に湾曲している。刃体51Aは、底面が平坦でかつ中央部分53aが平面である。中間部53ではすくい角が一定になる。
変形例17においては、刃体51Aは、中間部53と面取り部54の折り曲げられた中央の中央部分53aが平面になっており、中央部分53aの外側が円弧状に湾曲している。刃体51Aは、底面が平坦でかつ中央部分53aが平面である。中間部53ではすくい角が一定になる。
なお、上記実施例1,2及び各変形例においては、単一の鉋胴について説明したが、これを軸方向に複数連結し、互いに隣接する鉋胴の刃体の位置をそれぞれずらせて配置させることも可能である。また、複数の刃体について、先端切れ刃側に溝を形成することにより、分割して切削することも可能である。
なお、上記実施例1においては、変形例1~8として種々の刃体の取付形状を示しており、また実施例2においては、変形例9~16として種々の刃体の取付形状を示しているが、これに限るものではなく、これ以外の種々の取付形状とすることも可能である。また、実施例1,2,3及び変形例においては、刃体として厚みの薄いものが示されているが、これに限らず通常の厚さの刃体を用いることも可能である。さらに、実施例1,2,3及び変形例においては、回転切削工具として木工用鉋胴及びルータービットに適用しているが、これに限らず成形カッターにも適用でき、また木工用に限らず金属切削用の回転切削工具に対しても適用可能である。その他、上記各実施例や変形例に示したものは一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。
本発明の回転切削工具は、切れ刃が時計回り方向に傾斜した正のねじれ角の部分と反時計回り方向に傾斜した負のねじれ角の部分を含んでいることにより、周方向に刃体の奥行きが立体的に確保され、刃体の曲げ剛性が曲げられていない刃体自体の曲げ剛性よりも高められるため、刃体を薄くすることができることにより刃体の価格を低減できる。
10 木工用鉋胴
11 本体
13,13A~13G 取付溝
18 取付孔
21,21A~21H 刃体
21c 切れ刃
24,24A~24G 押え金具
30 木工用鉋胴
31 本体
33,33A~33G 取付溝
35,35A~35H 刃体
35c 切れ刃
37,37A~37G 押え金具
40 木工用ルータービット
41 本体
43 取付溝
51 刃体
55 押え金具
61 刃体受け部
11 本体
13,13A~13G 取付溝
18 取付孔
21,21A~21H 刃体
21c 切れ刃
24,24A~24G 押え金具
30 木工用鉋胴
31 本体
33,33A~33G 取付溝
35,35A~35H 刃体
35c 切れ刃
37,37A~37G 押え金具
40 木工用ルータービット
41 本体
43 取付溝
51 刃体
55 押え金具
61 刃体受け部
Claims (5)
- 軸心を中心に回転する工具本体の外周面に、厚み均一な刃体が取り付けられた回転切削工具において、
前記軸心に対する前記刃体の切れ刃の傾斜角度であるねじれ角を、該刃体の切れ刃が前記工具本体の回転方向を12時方向として軸心を基準にして時計回り方向に傾斜している場合を正とし、反時計回り方向に傾斜している場合を負として、該切れ刃が正のねじれ角の部分と負のねじれ角の部分を含むことを特徴とする回転切削工具。 - 前記刃体が前記工具本体の回転反対方向に凸に曲げられており、前記切れ刃の両端側部分のねじれ角が正及び負であることを特徴とする請求項1に記載の回転切削工具。
- 前記刃体が前記工具本体の回転方向に凸に曲げられており、前記切れ刃の両端側部分のねじれ角が正及び負であることを特徴とする請求項1に記載の回転切削工具。
- 前記刃体の曲がりの頂点が、該刃体の中央からずれて設けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の回転切削工具。
- 前記工具本体の取付溝に前記刃体を挿嵌し、押え金具で該刃体を押さえる構造であり、該刃体の底面を平面として、前記取付溝の平坦な底面で受けることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の回転切削工具。
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