(57)【要約】【課題】砥粒を電着又はロウ付けした砥石工具の利点と切削工具の利点とを組み合わせ、高能率にかつ良好な加工面を得ることができる仕上げ用加工工具を提供する。【解決手段】回転軸１１が取り付けられた円柱状の台座１２と、台座１２の外周面の全周に電着又はロウ付けされた多数の砥粒１３ａからなる砥石部１３と、砥石部１３の周上の１箇所に設けられ、切刃１４ａが先端に形成された切削部１４とを有し、回転時における砥粒１３ａの先端と切刃１４ａの先端との間に段差Ｇを設け、切刃１４ａの先端を砥粒１３ａの先端より高くすると共に、仕上げ用加工工具１０の１回転当たりの送り量より段差Ｇを小さい値とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が取り付けられた円柱状の台座と、
前記台座の外周面の全周に電着又はロウ付けされた多数の砥粒からなる砥石部と、
前記砥石部の周上の少なくとも１箇所に設けられ、切刃が先端に形成された切削部とを有し、
回転時における前記砥粒の先端と前記切刃の先端との間に段差を設け、前記切刃の先端を前記砥粒の先端より高くすると共に、当該仕上げ用加工工具の１回転当たりの送り量より前記段差を小さい値としたことを特徴とする仕上げ用加工工具。
【請求項２】
請求項１に記載の仕上げ用加工工具において、
当該仕上げ用加工工具の回転方向における前記切削部の直前又は直後の少なくとも一方の領域を除いて、前記砥石部を形成したことを特徴とする仕上げ用加工工具。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の仕上げ用加工工具において、
前記切削部を２枚の切刃から構成すると共に、当該２枚の切刃の外側が当該仕上げ用加工工具の回転方向の前方側に、当該２枚の切刃の中心側が当該仕上げ用加工工具の回転方向の後方側になるように、ハの字状に配置したことを特徴とする仕上げ用加工工具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の仕上げ用加工工具において、
前記切削部の前記切刃の高さを調整する調整機構を設けたことを特徴とする仕上げ用加工工具。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の仕上げ用加工工具において、
前記切削部を着脱可能に取り付けたことを特徴とする仕上げ用加工工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象の切削加工表面の仕上げを行う仕上げ用加工工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
砥粒を電着若しくはロウ付けした工具を用い、炭素繊維複合材を高能率に加工することが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０８６６７０号公報
【特許文献２】特開平５−３１８２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図１に示すように、特許文献１に示すような工具Ｔ１では、切刃となる砥粒ＡＧのすくい角θ１がネガティブであるため、炭素繊維複合材Ｗの炭素繊維を剪断する角度により剥離が生じ、良好な加工面が得られない。
【０００５】
剥離のない良好な加工面が必要な航空機部品等の加工には、図２に示すように、切刃ＣＢのすくい角を炭素繊維複合材Ｗの炭素繊維が剥離しない角度θ２に設定した切削工具Ｔ２で加工している（特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、切削に使用する切刃の数が少ないため、加工能率が低い、切刃の磨耗が早い、振動が発生するなど問題がある。又、切刃のすくい角を小さくすると、切刃の強度が低下し、加工能率を高くしようとしても、切刃にかかる切削抵抗が増大し、チッピングが発生しやすくなるため、高能率に加工を行うことはできない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、砥粒を電着又はロウ付けした砥石工具の利点と切削工具の利点とを組み合わせ、高能率にかつ良好な加工面を得ることができる仕上げ用加工工具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】
【０００８】
上記課題を解決する第１の発明に係る仕上げ用加工工具は、
回転軸が取り付けられた円柱状の台座と、
前記台座の外周面の全周に電着又はロウ付けされた多数の砥粒からなる砥石部と、
前記砥石部の周上の少なくとも１箇所に設けられ、切刃が先端に形成された切削部とを有し、
回転時における前記砥粒の先端と前記切刃の先端との間に段差を設け、前記切刃の先端を前記砥粒の先端より高くすると共に、当該仕上げ用加工工具の１回転当たりの送り量より前記段差を小さい値としたことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第２の発明に係る仕上げ用加工工具は、
上記第１の発明に記載の仕上げ用加工工具において、
当該仕上げ用加工工具の回転方向における前記切削部の直前又は直後の少なくとも一方の領域を除いて、前記砥石部を形成したことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第３の発明に係る仕上げ用加工工具は、
上記第１又は第２の発明に記載の仕上げ用加工工具において、
前記切削部を２枚の切刃から構成すると共に、当該２枚の切刃の外側が当該仕上げ用加工工具の回転方向の前方側に、当該２枚の切刃の中心側が当該仕上げ用加工工具の回転方向の後方側になるように、ハの字状に配置したことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第４の発明に係る仕上げ用加工工具は、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載の仕上げ用加工工具において、
前記切削部の前記切刃の高さを調整する調整機構を設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第５の発明に係る仕上げ用加工工具は、
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載の仕上げ用加工工具において、
前記切削部を着脱可能に取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１、第４の発明によれば、砥石部の周上の一部に切削部を設け、切削部の切刃の先端を砥石部の砥粒の先端より高くしたので、砥石工具による高能率加工と切削工具による高品位加工とを両立させることができ、更に、工具の製造コストを下げると共に、工具寿命を延ばすことができる。加えて、加工時の加工対象部材の振動も抑制することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、一部の砥粒の固着が不要となるので、工具の製造コストを更に下げることができる。
【００１５】
第３の発明によれば、２枚の切刃をハの字状に配置したので、板材の層間剥離（デラミネーション）を抑制して、高効率かつ高品位に加工を行うことができる。
【００１６】
第５の発明によれば、切削部を着脱可能に取り付けたので、切削部の交換、再刃研による切削部の再使用が容易となり、工具のランニングコストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】砥粒を電着又はロウ付けした砥石工具による加工を説明する図である。
【図２】切刃を有する切削工具による加工を説明する図である。
【図３】本発明に係る仕上げ用加工工具の実施形態の一例（実施例１）を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は軸方向の断面図、（ｃ）は径方向の断面図である。
【図４】本発明に係る仕上げ用加工工具の実施形態の他の一例（実施例２）を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は径方向の断面図である。
【図５】本発明に係る仕上げ用加工工具の実施形態の他の一例（実施例３）を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る仕上げ用加工工具の実施形態について、図３〜図５を参照して、説明を行う。
【００１９】
（実施例１）
図３は、本実施例の仕上げ用加工工具を示す図であり、図３（ａ）は、その側面図、図３（ｂ）は、その軸方向であるＡ−Ａ線矢視断面図、図３（ｃ）は、その径方向であるＢ−Ｂ線矢視断面図である。なお、図中、Ｒは工具の回転方向（工具上方から見て、ＣＷ回転方向）、Ｍは工具の移動方向を示している。
【００２０】
本実施例の仕上げ用加工工具１０は、金属製の回転軸１１が取り付けられた円柱状の金属製の台座１２と、台座１２の外周面の全周に電着又はロウ付けされた多数の砥粒１３ａからなる帯状の砥石部１３と、砥石部１３の周上の１箇所に設けられ、切刃１４ａが先端に形成された切削部１４とを有する。切刃１４ａの部分は、台座１２の表面から垂直に凸設されており、その刃幅方向は、台座１２の軸方向に平行に配置されており、その刃幅は、砥石部１３と同じ幅となっている。
【００２１】
砥粒１３ａは、加工対象が炭素繊維複合材（例えば、ＣＦＲＰ等）である場合には、ダイヤモンドの焼結体がよく、これを、ニッケル等のメッキ層を用いた電着又は銀−銅系等のロウ材を用いたロウ付けにより、台座１２の外周面に固着させている。又、切刃１４ａは、加工対象が炭素繊維複合材である場合には、単結晶又は多結晶のダイヤモンドを削りだして、鋭利な角度に加工したダイヤモンドバイトがよい。なお、加工対象が炭素繊維複合材以外である場合、例えば、樹脂、ＦＲＰ等である場合には、砥粒１３ａは、例えば、ＣＢＮ砥粒、ＳｉＣ砥粒等でもよいし、切刃１４ａは、ダイス鋼、ハイス鋼等の工具用合金でもよい。
【００２２】
そして、本実施例においては、回転時における砥粒１３ａの先端と切刃１４ａの先端との間に段差Ｇを設け、切刃１４ａの先端を砥粒１３ａの先端より高くしている。段差Ｇは、加工時において、加工対象の炭素繊維複合材が層間剥離（デラミネーション）せず、チッピングを起こさないようにするため、仕上げ用加工工具１０の１回転当たりの送り量ｆ（ｍｍ／回）より小さい値としている。
【００２３】
例えば、標準的な加工条件を想定して、仕上げ用加工工具１０の移動速度Ｆを１０００ｍｍ／分、回転数Ｓを１００００ｒｐｍとすると、１回転当たりの送り量ｆは０．１ｍｍ／回である。従って、段差Ｇの上限は、０．１（ｍｍ）未満とすればよい。一方、段差Ｇの下限は、切刃１４ａの先端が砥粒１３ａの先端より高ければ十分であるが、調整時の誤差等を考慮して、０．０２（ｍｍ）以上とすれば確実である。
【００２４】
仕上げ用加工工具１０の直径Ｄを１６ｍｍとして、上記加工条件のときの加工面の粗さＲmaxを計算してみると、Ｒmax≒ｆ2／｛８×（Ｄ／２）｝＝（０．１）2／｛８×（１６／２）｝＝０．０００１５６２５ｍｍ≒０．１６μｍであり、十分高品位な加工粗さを得ることが可能となる。
【００２５】
又、本実施例では、切刃１４ａの先端の高さを調整するため、台座１２を径方向に貫通して設けられ、その径方向に移動可能な調整ネジ１５（調整機構）を有しており、調整ネジ１５と切削部１４とを連結することにより、切刃１４ａの先端の高さを調整可能としている。高さ調整後の切削部１４は、ストッパ１６及び固定ネジ１７により、固定されて、調整された高さが維持されている。又、切削部１４を調整ネジ１５から着脱可能とすれば、切削部１４の交換、再刃研による切削部１４の再使用が容易となり、仕上げ用加工工具１０のランニングコストを抑制することができる。
【００２６】
上述した構成により、本実施例の仕上げ用加工工具１０は、砥石部１３のメリットである高能率加工と、切削部１４のメリットである高品位加工とを両立させることができ、更に、工具の製造コストを下げると共に、工具寿命を延ばすことができる。加えて、砥粒１３ａが多数固着されているので、砥粒個々の加工抵抗が少なく、加工による振動が小さいため、薄い板材を加工する場合に問題となる加工時の板材の振動（ビビリ）が抑制可能である。
【００２７】
（実施例２）
図４は、本実施例の仕上げ用加工工具を示す図であり、図４（ａ）は、その側面図、図４（ｂ）は、その径方向であるＣ−Ｃ線矢視断面図である。なお、図中、Ｒは工具の回転方向（工具上方から見て、ＣＷ回転方向）、Ｍは工具の移動方向を示している。又、実施例１（図３参照）と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
本実施例の仕上げ用加工工具２０は、実施例１（図３参照）に示した仕上げ用加工工具１０と略同等の構成である。しかしながら、本実施例では、仕上げ用加工工具２０の回転方向Ｒにおける切削部１４の直前又は直後の少なくとも一方の領域を除いて、砥石部１３を形成しており、図４においては、一例として、切削部１４の直後の領域２１を除いて、砥石部１３を形成している。
【００２９】
これは、実施例１で説明したように、切刃１４ａの先端を砥粒１３ａの先端より高くしているので、切削部１４の直前又は直後の領域には砥粒１３ａが無くても、加工には影響が無いからである。従って、切削部１４の直前又は直後の少なくとも一方の領域において、砥粒１３ａの固着が不要となるので、実施例１と同等の効果を得ながら、製造コストを低減することが可能となる。
【００３０】
１回転当たりの送り量ｆを０．１ｍｍ／回とし、台座１２表面から切刃１４ａの先端までの高さを２０μｍとして、領域２１の角度αを計算してみると、α＝３６０°×（２０μｍ）／（０．１ｍｍ）＝３６０°×（２０／１００）＝７２°となり、角度α＝７２°の領域２１において、砥粒１３ａの固着が不要となり、この不要となった分、工具の製造コストを低減可能である。
【００３１】
（実施例３）
図５は、本実施例の仕上げ用加工工具を示す図であり、図５（ａ）は、その側面図、図５（ｂ）は、その軸方向であるＤ−Ｄ線矢視断面図である。なお、図中、Ｒは工具の回転方向（工具上方から見て、ＣＷ回転方向）、Ｍは工具の移動方向を示している。又、実施例１（図３参照）と同等の構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３２】
本実施例の仕上げ用加工工具３０も、実施例１（図３参照）に示した仕上げ用加工工具１０と略同等の構成である。しかしながら、本実施例では、仕上げ用加工工具３０の切削部３１の構成が図３で示した仕上げ用加工工具１０の切削部１４と相違している。具体的には、切削部３１を２枚の切刃３２ａ、３２ｂから構成すると共に、２枚の切刃３２ａ、３２ｂの外側が回転方向Ｒの前方側に、中心側が回転方向Ｒの後方側になるように、ハの字状に配置している。つまり、切刃３２ａと切刃３２ｂとは、互いに異なるねじれ角で配置されている。
【００３３】
このように、２枚の切刃３２ａ、３２ｂをハの字状に配置することにより、炭素繊維複合材（ＣＦＲＰ等）の板材を加工する際には、板材の一方の面が切刃３２ａ側と接し、板材の他方の面が切刃３２ｂと接し、板材の中心に向かうように、切刃３２ａ、切刃３２ｂからの力が働くので、板材の層間剥離（デラミネーション）を抑制して、高効率かつ高品位に加工を行うことが可能となる。
【００３４】
又、２枚の切刃３２ａ、３２ｂは、その中心側において、回転方向Ｒから見て、切刃３２ａ、３２ｂ同士が重なるように配置されると共に、切刃３２ａ、３２ｂ同士の間に隙間が形成されている。このような配置により、加工面を高品位に加工すると共に、その切削屑を切刃３２ａ、３２ｂの隙間から排出することが可能となる。
【００３５】
なお、上述した実施例１〜３においては、２つの調整ネジ１５、２つのストッパ１６、２つの固定ネジ１７を図示しているが、この数は、切削部１４（切刃１４ａ）、切削部３１（切刃３２ａ、３２ｂ）の刃幅に応じて、１つでもよいし、更に増やしてもよい。
【００３６】
又、上述した実施例１〜３においては、単純な構成とするため、切削部１４、切削部３１を砥石部１３の周上の１箇所に設けているが、更に、高能率、高品位の加工を行いたい場合には、切削部１４、切削部３１を更に増やしてもよい。
【００３７】
又、上述した実施例１〜３においては、切削部１４、切削部３１に調整ネジ１５を連結し、ストッパ１６及び固定ネジ１７で固定しているが、このような調整機構を省略し、切削部１４、切削部３１を台座１２に直接固定又は着脱可能に取り付けてもよい。但し、この場合も、実施例１で説明したように、切刃１４ａ、切刃３２ａ、３２ｂの先端が砥粒１３ａの先端より所定量高くなるようにしておく。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、切削加工表面の仕上げに適用するものであり、特に、炭素繊維複合材に好適なものである。
【符号の説明】
【００３９】
１０  仕上げ用加工工具
１１  回転軸
１２  台座
１３  砥石部
１３ａ  砥粒
１４  切削部
１４ａ  切刃
２０  仕上げ用加工工具
２１  領域
３０  仕上げ用加工工具
３１  切削部
３２ａ、３２ｂ  切刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011218486.tif 000006
【図５】
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