(57)【要約】【課題】切削に関与する外周切れ刃の周囲に、クーラントを十分に供給することにより、工具摩耗を抑制して、工具寿命の長期化を図ると共に、被加工物の変質及び劣化を防止して、切削性の向上を図ることができる総形フライスを提供する【解決手段】工具先端側に向かうに従って山部３１〜３３と谷部３４〜３６とを交互に連ねながら先細り状に形成された外周切れ刃２１を、その軸心周りに複数有する総形フライスであって、工具内部に供給されたクーラントを外周切れ刃２１の先端部から噴射させるクーラント供給通路５１と、クーラント供給通路５１から分岐して、外周切れ刃２１のすくい面４１及び逃げ面４２からクーラントを噴射させるすくい面側分岐通路５２〜５５及び逃げ面側分岐通路５６〜５９とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具先端側に向かうに従って、山部と谷部とを交互に連ねながら先細り状に形成された外周切れ刃を、その軸心周りに複数有する総形フライスであって、
工具内部に供給されたクーラントを前記山部及び前記谷部に供給するクーラント供給通路と、
前記クーラント供給通路から分岐して、前記外周切れ刃のすくい面、逃げ面、背面のうち少なくとも１つ以上の面からクーラントを噴射させる分岐通路とを備えた
ことを特徴とする総形フライス。
【請求項２】
請求項１に記載の総形フライスにおいて、
前記分岐通路は、
前記クーラント供給通路から前記すくい面、前記逃げ面、前記背面に向かうに従って、工具先端側に傾斜、または、前記クーラント供給通路に対して直交する
ことを特徴とする総形フライス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の総形フライスにおいて、
前記クーラント供給通路から分岐して、前記逃げ面の噴射口に連通する逃げ面側分岐通路を設け、
前記噴射口は、前記山部の工具先端側傾斜面及び前記谷部の工具基端側傾斜面、または、前記山部の頂部に開口する
ことを特徴とする総形フライス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の総形フライスにおいて、
前記クーラント供給通路を前記外周切れ刃毎に設ける
ことを特徴とする総形フライス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具内部に供給されたクーラントを外周切れ刃から噴射して、クーラント効果を増大させることにより、切削性の向上を図るようにした総形フライスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ドリルやエンドミル等の切削工具を用いて加工を行う場合には、クーラントをその外周切れ刃及びワーク加工部に向けて噴射させることにより、切削抵抗を低減させると共に、切削工具とワークとの間の摩擦熱を抑えて、工具焼き付きや、ワーク熱変形による加工誤差を防止するようにしている。また、近年、クーラントによる上記効果を高め、更に切屑排出性を向上させるために、工具内部にクーラントを供給して、その外周切れ刃の先端部からクーラントを噴射させるようにしたものも広く実用化されている。このような、従来の切削工具は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３５８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の切削工具では、その外周切れ刃の先端部で切削を行うため、この先端部に、クーラントを噴射させる噴射口を設ければよい。しかしながら、例えば、総形フライスのような溝加工用の切削工具では、外周切れ刃の全体を使用して研削を行い、更に、その形状が複雑となっているため、その先端部だけに噴射口を設けたのでは、工具とワークとの間にクーラントが十分に行き渡らないおそれがある。この結果、外周切れ刃が摩耗し易くなり、工具寿命が短くなると共に、ワークの変質や劣化を招いてしまう。
【０００５】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、切削に関与する外周切れ刃の周囲に、クーラントを十分に供給することにより、工具摩耗を抑制して、工具寿命の長期化を図ると共に、被加工物の変質及び劣化を防止して、切削性の向上を図ることができる総形フライスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する第１の発明に係る総形フライスは、
工具先端側に向かうに従って、山部と谷部とを交互に連ねながら先細り状に形成された外周切れ刃を、その軸心周りに複数有する総形フライスであって、
工具内部に供給されたクーラントを前記山部及び前記谷部に供給するクーラント供給通路と、
前記クーラント供給通路から分岐して、前記外周切れ刃のすくい面、逃げ面、背面のうち少なくとも１つ以上の面からクーラントを噴射させる分岐通路とを備えた
ことを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決する第２の発明に係る総形フライスは、
前記分岐通路は、
前記クーラント供給通路から前記すくい面、前記逃げ面、前記背面に向かうに従って、工具先端側に傾斜、または、前記クーラント供給通路に対して直交する
ことを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する第３の発明に係る総形フライスは、
前記クーラント供給通路から分岐して、前記逃げ面の噴射口に連通する逃げ面側分岐通路を設け、
前記噴射口は、前記山部の工具先端側傾斜面及び前記谷部の工具基端側傾斜面、または、前記山部の頂部に開口する
ことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第４の発明に係る総形フライスは、
前記クーラント供給通路を前記外周切れ刃毎に設ける
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る総形フライスによれば、切削に関与する外周切れ刃のすくい面、逃げ面、背面から、クーラントを噴射させることにより、クーラントによる潤滑、冷却、切屑排出の作用を効果的に行うことができる。これにより、工具摩耗を抑制することができるので、工具寿命の長期化を図ることができる。また、被加工物の変質及び劣化を防止することができるので、切削性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る総形フライスについて図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の第１実施例に係る総形フライスの側面図、図２は刃部の縦断面図、図３（ａ）〜（ｄ）は図２のＡ−Ａ矢視断面図〜Ｄ−Ｄ矢視断面図、図６は総形フライスにより溝加工されたワークの断面図である。
【００１３】
図１に示した総形フライス１は、図示しないフライス盤やマシニングセンタ等の工作機械によって、その軸心周りに回転されながら、その軸心と直交する方向に移動されることにより、ワークＷに対して溝加工を行うものである。
【００１４】
ここで、この総形フライス１により加工されるワークＷは、例えば、図６に示すような、蒸気タービンやガスタービンの回転軸であって、このワークＷの外周部に対して溝加工を行うことにより、切削溝１００が形成される。そして、この切削溝１００に、タービン羽根２００の基端が嵌合されることになる。
【００１５】
また、図６に示すように、切削溝１００は、逆クリスマスツリーのように、その中心線に対して左右対称で、且つ、溝深さ方向に向かうに従って溝幅が増減しながら徐々に狭くなっており、３つの幅広部１０１，１０２，１０３を備えている。これら幅広部１０１，１０２，１０３は、溝深さ方向において、所定間隔に離間して形成されており、それらの幅寸法は、深い位置（溝底側）のもの程、小さくなっている。
【００１６】
図１乃至図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、総形フライス１は、工具基端側のシャンク１１と工具先端側の刃部１２とから構成されている。シャンク１１は、上記工作機械の主軸に装着される部分である。一方、刃部１２には、複数（図では３個）の外周切れ刃２１がその軸心周りに等角度間隔で設けられており、この各外周切れ刃２１間には、切屑排出溝２３が形成されている。
【００１７】
外周切れ刃２１は、工具（軸方向）先端側に向かうに従って、その刃先径が増減しながら徐々に小径となっており、それらの先端が繋がることで、底刃２２が連続して形成されている。即ち、外周切れ刃２１は、切削溝１００の幅広部１０１，１０２，１０３の形状に対応して、工具先端側に向かうに従って、３つずつの山部３１，３２，３３と谷部３４，３５，３６とを交互に連ねながら先細り状に形成されている。
【００１８】
山部３１〜３３は、基端側傾斜面（湾曲面）３１ａ，３２ａ，３３ａと、先端側傾斜面（湾曲面）３１ｂ，３２ｂ，３３ｂとを有しており、谷部３４〜３６は、基端側傾斜面（湾曲面）３４ｂ，３５ｂ，３６ｂと、先端側傾斜面（湾曲面）３４ａ，３５ａ，３６ａとを有している。また、外周切れ刃２１には、すくい面４１、逃げ面４２、背面４３が形成されており、すくい面４１と逃げ面４２とからなる角部が刃先４４をなしている。
【００１９】
なお、基端側傾斜面３１ａと先端側傾斜面３４ａ、先端側傾斜面３１ｂと基端側傾斜面３５ｂ、基端側傾斜面３２ａと先端側傾斜面３５ａ、先端側傾斜面３２ｂと基端側傾斜面３６ｂ、基端側傾斜面３３ａと先端側傾斜面３６ａとは、同じ面を示している。
【００２０】
更に、総形フライス１内には、クーラント供給通路５１がその軸心と同心上に形成されている。クーラント供給通路５１は、シャンク１１が工作機械の主軸に装着されることで、工作機械側のクーラント供給源と連通する貫通孔であって、その工具先端側には、噴射口５１ａが形成されている。この噴射口５１ａは、底刃２２の先端部に開口されている。
【００２１】
また、クーラント供給通路５１には、山部３１〜３３及び谷部３４〜３６に対応した位置において、すくい面側分岐通路５２，５３，５４，５５及び逃げ面側分岐通路５６，５７，５８，５９が連通されている。これら分岐通路５２〜５５，５６〜５９は、工具周方向において交互で、且つ、クーラント供給通路５１を中心として放射状に配置されると共に、クーラント供給通路５１からその径方向外方に向かうに従って、工具先端側に傾斜するように設けられている。
【００２２】
そして、すくい面側分岐通路５２〜５５の先端側には、噴射口５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａが形成されており、これら噴射口５２ａ〜５５ａは、すくい面４１にける切屑排出溝２３の溝底側に開口されている。一方、逃げ面側分岐通路５６〜５９の先端側には、噴射口５６ａ，５７ａ，５８ａ，５９ａが形成されており、噴射口５６ａは、谷部３４の基端側傾斜面３４ｂに開口されると共に、噴射口５７ａ，５８ａ，５９ａは、山部３１〜３３の先端側傾斜面３１ｂ〜３３ｂに開口されている。これにより、噴射口５６ａ〜５８ａは、それよりも工具先端側に隣接した山部３１〜３３の基端側傾斜面３１ａ〜３３ａと対向することになる。
【００２３】
従って、総形フライス１を用いてワークＷに対して溝加工を行う場合には、工作機械の主軸に装着した総形フライス１を、その軸心周りに回転させながら、固定したワークＷに対して、その軸心と直交する方向に移動させる。これにより、ワークＷの外周部に、切削溝１００が形成されることになる。そして、ワークＷを割出回転させながら、上述した溝加工を繰り返し行うことにより、その外周部に所定数量の切削溝１００を加工することができる。
【００２４】
このような、溝加工時の総形フライス１内においては、クーラント供給源からクーラントが供給されている。この供給されたクーラントは、クーラント供給通路５１の噴射口５１ａから噴射されるだけでなく、すくい面側分岐通路５２〜５５の噴射口５２ａ〜５５ａ、及び、逃げ面側分岐通路５６〜５９の噴射口５６ａ〜５９ａからも噴射されることになる。
【００２５】
このとき、分岐通路５２〜５５，５６〜５９は、噴射口５２ａ〜５５ａ，５６ａ〜５９ａに向かうに従って工具先端側に傾斜しているため、クーラント供給通路５１と分岐通路５２〜５５，５６〜５９との間の分岐部では、クーラントがスムーズに分流される。
【００２６】
また、噴射口５２ａ〜５５ａから噴射されたクーラントは、総形フライス１の回転による遠心力により、すくい面４１上を刃先４４に向けて流れることになる。これにより、刃先４４の切削により生じた切屑は、剥離された後、速やかに切屑排出溝２３から排出される。
【００２７】
一方、噴射口５６ａ〜５９ａから噴射されたクーラントは、逃げ面４２と切削溝１００との間に供給されるため、これらを潤滑及び冷却することになる。これにより、すくい面４１、逃げ面４２、刃先４４の摩耗が抑制されると共に、切削溝１００の変質及び劣化が防止される。
【００２８】
更に、噴射口５６ａ〜５８ａは山部３１〜３３の基端側傾斜面３１ａ〜３３ａと対向するため、外周切れ刃２１が切削を行わないときには、これら噴射口５６ａ〜５８ａから噴射されたクーラントは、基端側傾斜面３１ａ〜３３ａに直接供給されることになる。これら基端側傾斜面３１ａ〜３３ａによって切削された幅広部１０１，１０２，１０３の傾斜面１０１ａ，１０２ａ，１０３ａは、タービン回転時のタービン羽根２００から高い面圧を受けるため、高い面精度が要求される部位である（図６参照）。そのため、上述したように、基端側傾斜面３１ａ〜３３ａに対して直接クーラントが供給されることで、最も高い切削抵抗を受ける山部３１〜３３の摩耗を抑えるだけでなく、幅広部１０１，１０２，１０３の面精度が向上されることになる。
【００２９】
なお、上述した実施形態においては、クーラント供給通路５１から分岐したすくい面側分岐通路５２〜５５の噴射口５２ａ〜５５ａを、すくい面４１に開口するようにしたが、クーラント供給通路５１から分岐した背面側分岐通路を設け、この噴射口を背面４３に開口するようにしても構わない。このような構成においても、総形フライス１の回転による遠心力により、その噴射口から噴射されたクーラントは、すくい面４１上を刃先４４に向けて流れることになる。
【００３０】
従って、本発明に係る総形フライス１によれば、切削に関与する外周切れ刃２１のすくい面４１及び逃げ面４２から、クーラントを噴射させることにより、クーラントによる潤滑、冷却、切屑排出の作用を効果的に行うことができる。これにより、工具摩耗を抑制することができるので、工具寿命の長期化を図ることができる。また、切削溝１００の変質及び劣化を防止することができるので、切削性の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００３１】
図４は本発明の第２実施例に係る総形スライスにおける刃部の縦断面図、図５（ａ）〜（ｄ）は図４のＥ−Ｅ矢視断面図〜Ｈ−Ｈ矢視断面図である。なお、下記の実施例２においては、実施例１と同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３２】
図４及び図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、総形フライス１内には、３つの外周切れ刃２１毎に、クーラント供給通路６１がその軸心と平行となるように形成されている。これらクーラント供給通路６１は、シャンク１１が工作機械の主軸に装着されることで、工作機械側のクーラント供給源と連通する貫通孔であって、その工具先端側には、噴射口６１ａが形成されている。この噴射口６１ａは、底刃２２の先端部に開口されている。
【００３３】
また、クーラント供給通路６１には、山部３１〜３３及び谷部３４〜３６に対応した位置において、背面側分岐通路６２，６３，６４，６５及び逃げ面側分岐通路６６，６７，６８，６９が連通されている。これら分岐通路６２〜６５，６６〜６９は、クーラント供給通路６１からその径方向外方に向かうに従って、工具先端側に傾斜するように設けられている。
【００３４】
そして、背面側分岐通路６２〜６５の先端側には、噴射口６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａが形成されており、これら噴射口６２ａ〜６５ａは、背面４３における切屑排出溝２３の溝底側に開口されている。一方、逃げ面側分岐通路６６〜６９の先端側には、噴射口６６ａ，６７ａ，６８ａ，６９ａが形成されており、噴射口６６ａは、谷部３４の基端側傾斜面３４ｂに開口されると共に、噴射口６７ａ，６８ａ，６９ａは、山部３１〜３３の先端側傾斜面３１ｂ〜３３ｂに開口されている。これにより、噴射口６６ａ〜６８ａは、それよりも工具先端側に隣接した山部３１〜３３の基端側傾斜面３１ａ〜３３ａと対向することになる。
【００３５】
なお、上述した実施形態においては、クーラント供給通路６１を、総形フライス１の軸心と平行となるように設けているが、外周切れ刃２１の先細り状の輪郭に沿うように、工具先端側に向かうに従って、その軸心に近づくように傾斜して設けるようにしても構わない。
【００３６】
従って、溝加工時の総形フライス１内に供給されたクーラントは、クーラント供給通路６１の噴射口６１ａから噴射されるだけでなく、背面側分岐通路６２〜６５の噴射口６２ａ〜６５ａ、及び、逃げ面側分岐通路６６〜６９の噴射口６６ａ〜６９ａからも噴射されることになる。
【００３７】
このとき、分岐通路６２〜６５，６６〜６９は、噴射口６２ａ〜６５ａ，６６ａ〜６９ａに向かうに従って工具先端側に傾斜しているため、クーラント供給通路６１と分岐通路６２〜６５，６６〜６９との間の分岐部では、クーラントがスムーズに分流される。
【００３８】
また、噴射口６２ａ〜６５ａから噴射されたクーラントは、総形フライス１の回転による遠心力により、背面４３から回転方向後方のすくい面４１に到達した後、刃先４４に向けて流れることになる。これにより、刃先４４の切削により生じた切屑は、剥離された後、速やかに切屑排出溝２３から排出される。
【００３９】
一方、噴射口６６ａ〜６９ａから噴射されたクーラントは、逃げ面４２と切削溝１００との間に供給されるため、これらを潤滑及び冷却することになる。これにより、すくい面４１、逃げ面４２、刃先４４の摩耗が抑制されると共に、切削溝１００の変質及び劣化が防止される。
【００４０】
更に、噴射口６６ａ〜６８ａは山部３１〜３３の基端側傾斜面３１ａ〜３３ａと対向するため、外周切れ刃２１が切削を行わないときには、これら噴射口６６ａ〜６８ａから噴射されたクーラントは、基端側傾斜面３１ａ〜３３ａに直接供給されることになる。これら基端側傾斜面３１ａ〜３３ａによって切削された幅広部１０１，１０２，１０３の傾斜面１０１ａ，１０２ａ，１０３ａは、タービン回転時のタービン羽根２００から高い面圧を受けるため、高い面精度が要求される部位である（図６参照）。そのため、上述したように、基端側傾斜面３１ａ〜３３ａに対して直接クーラントが供給されることで、最も高い切削抵抗を受ける山部３１〜３３の摩耗を抑えるだけでなく、幅広部１０１，１０２，１０３の面精度が向上されることになる。
【００４１】
従って、本発明に係る総形フライス１によれば、切削に関与する外周切れ刃２１の逃げ面４２及び背面４３から、クーラントを噴射させることにより、クーラントによる潤滑、冷却、切屑排出の作用を効果的に行うことができる。これにより、工具摩耗を抑制することができるので、工具寿命の長期化を図ることができる。また、切削溝１００の変質及び劣化を防止することができるので、切削性の向上を図ることができる。
【００４２】
なお、上述した２つの実施形態においては、クーラント供給通路５１，６１を、噴射口５１ａ，６１ａを有する貫通孔としたが、刃部１２の先端（底刃２２）まで貫通するものでなくても構わない。また、分岐通路５２〜５５，５６〜５９，６２〜６５，６６〜６９を、すくい面４１、逃げ面４２、背面４３に向かうに従って、工具先端側に傾斜するように設けたが、クーラント供給通路５１，６１に対して、直交するように設けても構わない。このような構成にした場合には、逃げ面側分岐通路５７〜５９，６７〜６９の噴射口５７ａ〜５９ａ，６７ａ〜６９ａを、山部３１〜３３の頂部に開口させる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、クーラント供給量を制御可能なクーラント量制御装置を備えた工作機械に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例に係る総形フライスの側面図である。
【図２】刃部の縦断面図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は図２のＣ−Ｃ矢視断面図、（ｄ）は図２のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る総形スライスにおける刃部の縦断面図である。
【図５】（ａ）は図４のＥ−Ｅ矢視断面図、（ｂ）は図４のＦ−Ｆ矢視断面図、（ｃ）は図４のＧ−Ｇ矢視断面図、（ｄ）は図４のＨ−Ｈ矢視断面図である。
【図６】総形フライスにより溝加工されたワークの断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１      総形フライス
１１      シャンク
１２      刃部
２１      外周切れ刃
２２      底刃
２３      切屑排出溝
３１〜３３      山部
３１ａ〜３３ａ      基端側傾斜面
３１ｂ〜３３ｂ      先端側傾斜面
３４〜３６      谷部
３４ａ〜３６ａ      先端側傾斜面
３４ｂ〜３６ｂ      基端側傾斜面
４１      すくい面
４２      逃げ面
４３      背面
４４      刃先
５１，６１      クーラント供給通路
５２〜５５      すくい面側分岐通路
５６〜５９，６６〜６９      逃げ面側分岐通路
６２〜６５      背面側分岐通路
Ｗ      ワーク
１００      切削溝
１０１，１０２，１０３      幅広部
１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ      傾斜面
２００      タービン羽根
【図１】
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【図２】
2010149220.tif 000004
【図３】
2010149220.tif 000005
【図４】
2010149220.tif 000006
【図５】
2010149220.tif 000007
【図６】
2010149220.tif 000008