JP2001246514A - 総形フライス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な切屑排出性と切削抵抗を減じて加工能
率を向上させた荒切削用の総形フライスを提供する。 【構成】 曲率が凸状と凹状に変化する曲線を含んだフ
ォ−ムからなる複数の切れ刃を備えた総形フライスにお
いて、少なくとも該切れ刃には１刃と次刃とで異なる位
置に波形切れ刃を設けることにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、工作機械で曲率が変
化する曲線を含んだフォ−ムの荒切削に用いる総形フラ
イスに関する。

【０００２】

【従来の技術】総形フライスは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ
Ｂ０１７２、フライス用語）に定められているように、
特殊な輪郭のフォ−ムを成形するフライスであって、タ
ービンブレード又はタービンディスクの溝加工に用いる
フライス等、用途に合わせた呼称がある。一定曲率や直
状平面を創成するのが目的である通常の波形切れ刃付き
のカッタやラフィングエンドミルは、これらの刃形のみ
では総形フライスの呼称に該当しない。総形フライス
は、逃げ面を２番取り加工で成形した２番取りフライス
またはフォ−ムに沿って刃付けを施した輪郭フライスの
形状で用いられる。そのため、総形フライスは長時間使
用し損耗を生じても再研削によって原フォ−ムが容易に
再生できる特徴を有するものであるが、反面、フォ−ム
如何によっては切屑幅が長くなって切削性を損なう。特
に曲率が変化する曲線を含んだ複雑なフォ−ムをもつ場
合では、フォ−ムの各部で切屑厚みの変化が大きくて切
削性が均一ではなく、切屑づまりや噛み込みを生じて、
切り込みの大きい荒切削においては問題があった。切屑
を分断し切屑排出を円滑にする改善策として例えば特開
平８−３９３２３号に示されたように、切れ刃にＶ字形
またはＵ字形のニック状切れ刃を設けることがあり、総
形フライスにおいても図１及び図２に例示するようにフ
ォ−ムの一部にニックを設けて切削性を高めたものがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】ところが従来技術に
記載したニック付きの総形フライスは、切屑の分断に着
目していたため、切れ刃長さに比してニックとニックの
間隔が広くて切削抵抗の改善効果はなく、したがって荒
切削用として切削条件を高めて加工能率を向上させるこ
とを期待できるものではなかった。また、Ｖ字形、Ｕ字
形ニックを不用意に設けると切れ刃とニックの交差部に
損耗が集中して切削精度を損なうことがあり、工具寿命
が短く、荒切削と言えども総形フライスに採用するには
問題があり、特に曲率の大きなフォ−ムの場合、フライ
スの回転軸に対して大きな角度で傾斜するフォ−ムの場
合等では問題である。

【０００４】

【本願発明の目的】本願発明は以上のような背景のもと
になされたものであり、総形フライスの波形切れ刃の形
状及び配置を改良することによって、複雑なフォ−ムで
あっても良好な切屑排出性を得るとともに、切削抵抗を
減じて送り速度を高めることができる加工能率を向上さ
せた総形フライスを提供することを目的とする。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本願発明は、上記の目的
を達成するために、曲率が凸状及び凹状に変化する曲線
を含んだフォ−ムからなる複数の切れ刃を備えた総形フ
ライスにおいて、該切れ刃には１刃と次刃とで異なる位
置に波形切れ刃を設けたものである。

【０００６】

【作用】本発明を適用することにより、波形切れ刃によ
り切れ刃長さが長い場合であっても切屑を細かくし、排
出を容易にでき、また、波形切れ刃の主切れ刃とその側
面切れ刃とを丸みをもって滑らかに連なるようにしたか
ら、切れ刃の損耗が局部に偏ることがなく、切削条件を
高めることが可能となり、また成形したフォ−ム上に波
形切れ刃に起因する食い込み傷やバリ等の発生がなく、
滑らかな加工面を得ることができる。

【０００７】従来、ニック切れ刃に垂直に刻み込まれる
のが通常であるが、本発明の様にフォ−ムが複雑である
とニックを傾斜面に設ける事態が生じ、このときは切削
方向、すなわち工具の回転方向にはニックの一部が切れ
刃として作用する。そのため、この部分において障害が
発生しやすいが、本発明の適用によって改善できるので
ある。なお、波形切れ刃は１刃と次刃との２刃を交互に
設けてよいが、３刃以上を異なる位置に設けてもよい。

【０００８】該波形切れ刃は凸略円弧と凹略円弧の連続
した波形状とし、更に、波形切れ刃の凹凸の差は隣接す
る波形切れ刃凸部頂点との間隔の０．０１倍〜０．８倍
としたのは、０．０１倍未満では切り屑を十分に分断す
ることができず、０．８倍を越えると滑らかに結びづら
くなるため、波形切れ刃の深さは隣接する波形切れ刃と
の間隔の０．０１倍〜０．５倍とした。また、切れ刃に
連なる凸円弧の半径を該間隔の０．２倍〜５倍としたの
は、０．２倍未満では円弧が小さすぎて設ける意味が無
く、５倍を越えた大きな値で設けると切れ刃として長く
なり過ぎるため、切れ刃に連なる凸略円弧の半径は該間
隔の０．２倍〜５倍とした。これらの数値とすることに
より、波形切れ刃間隔を小さくして１刃の波形切れ刃と
次刃の波形切れ刃とが位置をずらして重なったラフィン
グ刃様とすることができ、このとき波形切れ刃によって
切れ刃の輪郭が総形フォ−ムから外れることがあったと
しても該波形切れ刃の深さは上述の範囲で浅くてもよい
から成形するフォ−ムの狂いを極小に抑えることができ
る。また、Ｖ字形、Ｕ字形切れ刃においても、波形切れ
刃同様に主切れ刃部を大きな円弧で滑らかに結ぶことに
より同様の作用、効果を得ることができる。

【０００９】次に、総形フライスの切れ刃のフォ−ムは
多岐多様にわたるため、その態様について説明する。ま
ず、切れ刃のフォ−ムが該フライスの回転軸と直交する
平面に対して小さな角度である場合には、切れ刃の斜面
が切削するように作用し、切屑厚みが薄くなって擦過現
象が増し、また波形切れ刃を刻み込む方向が切削方向と
は一致しなくなるため、その効果が希薄になって切削抵
抗が増加する。従って切れ刃のフォ−ムが３０゜以下の
角度で傾斜するときは、該角度より小さい角度で傾斜す
る直線部分を凸略円弧と凹略円弧の間に設けることによ
って波形切れ刃凸部頂点の間隔を大きくして本来の波形
切れ刃の効果を得ることができる。

【００１０】次いで、切れ刃のフォ−ムの曲率が大きい
場合、特に隣接する波形切れ刃間で６０度以上湾曲する
ようになると、両波形切れ刃のいずれかは上述の傾斜面
に位置することになり、かつ、湾曲部分が短いからこの
切れ刃を１部分ずつオフセットして１刃と次刃とで出入
りさせるのである。すなわち、波形切れ刃の効果を得て
切削性を高めるものである。

【００１１】さらに、本願発明は切れ刃のフォ−ムの一
部を切れ刃ごとに交互に間引いたものである。特に、傾
斜面が急角度の場合は側面で擦過現象が大きいので切れ
刃の一部を間引くことで緩和できる。またフォ−ムの位
置によって切れ刃の直径差が大きい場合には小径部分で
１刃と次刃の間隔が狭まり、切れ味が低下するので間引
くことで回復する。また外周部分であってもねじれ角や
フォ−ムの都合によって間引いても差し支えない。更
に、前記総形フライスに被覆を施す場合には、被覆は周
期率表第４ａ族、第５ａ族、第６ａ族の遷移金属、低融
点金属、希土類金属、またはＡｌの炭化物、窒化物、酸
化物、硼化物、硬質窒化硼素、硬質炭素さらにこれらの
固容体または混合体からなる群のうちから選ばれた１種
または２種以上の硬質性膜及び／又はＭｏＳ等の潤滑性
膜を１層または２層以上の多層で０. ２〜２０μの厚み
で被覆すると、耐摩耗性が向上でき、更に寿命を長くす
ることができる。また、総形フライスは、高速度鋼、超
微粒子超硬合金、ＴｉＣＮ基サーメット等を用いること
ができ、特に、溶解ハイスや粉末ハイスがその加工性の
良さから優れている。以下、本願発明をその実施例を示
す図面に基づいて説明する。

【００１２】

【実施例】図３及び図４は本発明の一実施例であり、凸
円弧状及び凹円弧状のフォ−ムをもつ２番取り刃形の総
形フライスである。この切れ刃は図４に示すように浅く
て細かい波形切れ刃を備え、切れ刃と波形切れ刃の側面
とが凸円弧で滑らかに結ばれている。従来型のニック付
きにおいては凸円弧の頂部では影響が少ないものの、両
側端部においては切れ刃とニックの接点が屹立した状態
で切削するためこの部分の損耗が激しくなりがちであっ
た。本発明によって従来品において頻発した局部損耗が
軽減でき、切削精度が長時間維持することができると同
時に、切削条件を高速化することができた。

【００１３】図５は、最大直径は１１８ｍｍ、切れ刃の
幅は２０ｍｍ、刃数８刃の総形フライスである。総形の
フォ−ムは図６に拡大図示されているように、最外周部
を構成する凸円弧部とこれに連なる急斜面と小径部を構
成する凹円弧部からなっている。波形切れ刃は切れ刃に
沿って深さ０．２ｍｍ、幅１〜１．５ｍｍの間隔で設け
ている。ここで波形切れ刃の詳細は図７〜図９のとおり
である。すなわち、図７は最外周の凸円弧部に設けた凸
略円弧と凹略円弧の連続した波形状の波形切れ刃を示
し、図８は急斜面部分で波形切れ刃の底に斜面の角度よ
りさらに小さい角度の直線部分を設けたものである。ま
た図９は最外周から急斜面部分に移行する屈曲部であっ
て、曲率が大きいため切れ刃を出入りさせることによっ
て波形切れ刃に代えたものである。

【００１４】これを用いてステンレス鋼ＳＵＳ４１０材
の平板を上記のフォ−ムに成形切削を行った。切削諸元
は工具軸方向の切り込み１５ｍｍ、工具半径方向の切り
込み１０ｍｍ、工具の回転数６５回転／ｍｉｎ、送り速
度６５ｍｍ／ｍｉｎである。本発明例では、加工物１ケ
を４５分で完成させることができた。比較のため、同一
フォ−ムを加工する従来技術に記載したカッタを用いた
場合は、回転数を大きくできないため、加工物１ケに２
５０分を要していた。

【００１５】図１０は本願発明の他の実施例であって、
上記図１と類似の寸法であるが２番取り刃形ではなく、
逃げ面を研削した輪郭刃形とし、側面にも外周から軸心
に向かって切れ刃を設けてある。側刃は１刃ごとに外周
付近から間引いてある。この部分軸心に近付くほど切れ
刃と切れ刃との間隔が狭くなるため、間引くことによっ
てかえって切削性を高められる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本願発明によれば、波形切
れ刃の形状及び配置を改良することによって良好な切屑
排出性を得るとともに、切削抵抗を減じて送り速度を高
めることができる加工能率を向上させた総形フライスが
得られたのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来品の例の正面図を示す。

【図２】図２は、図１の側面図を示す。

【図３】図３は、本発明の実施例の正面図を示す。

【図４】図４は、図３の要部拡大図を示す。

【図５】図５は、本発明の他の実施例の正面図を示す。

【図６】図６は、図５により成形する総形のフォ−ムを
示す。

【図７】図７は、図５の１部の波形切れ刃の構成を示
す。

【図８】図８は、図５の他の１部の波形切れ刃の構成を
示す。

【図９】図９は、図５のさらに他の１部の波形切れ刃の
構成を示す。

【図１０】図１０は、本発明の他の実施例の正面図を示
す。

【図１１】図１１は、本発明の他の実施例の正面図を示
す。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 切れ刃 ３ 波形切れ刃 ４ 波形切れ刃の深さ ５ 波形切れ刃の間隔 ６ 波形切れ刃と切れ刃とを連ねる丸み ７ 総形のフォ−ム α 総形のフォ−ムの傾斜角 θ 波形切れ刃に設けた略直線部分の傾斜角

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲率が凸状及び凹状に変化する曲線を含
   んだフォ−ムを形成する複数の切れ刃を備えた総形フラ
   イスにおいて、少なくとも該切れ刃には１刃と次刃とで
   異なる位置に波形切れ刃を設けたことを特徴とする総形
   フライス。
2. 【請求項２】 請求項１記載の総形フライスにおいて、
   該波形切れ刃は凸略円弧と凹略円弧の連続した波形状で
   あって、波形切れ刃の凹凸の差は隣接する波形切れ刃凸
   部頂点の間隔の０．０１倍〜０．８倍、及び／または切
   れ刃に連なる凸略円弧の半径は該間隔の０．２倍〜５倍
   の値で設けたことを特徴とする総形フライス。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の総形フラ
   イスにおいて、切れ刃のフォ−ムがフライスの回転軸と
   直交する平面に対して３０度以下の角度で傾斜すると
   き、該角度よりさらに小さい角度で傾斜する直線部分を
   凸略円弧と凹略円弧の間に設けたことを特徴とする総形
   フライス。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項２記載の総形フラ
   イスにおいて、切れ刃のフォ−ムの曲率が大きく、隣接
   する波形切れ刃間で６０度以上湾曲するとき、１刃と次
   刃とで切れ刃のフォ−ムを出入りさせることを特徴とす
   る総形フライス。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４記載の総形フラ
   イスにおいて、切れ刃のフォ−ムの一部を切れ刃ごとに
   交互に間引いたことを特徴とする総形フライス。