(57)【要約】【課題】軸心に対する傾斜角度が大きい部分でも所定の切れ味が得られるようにして工具寿命を向上させる。【解決手段】外周切れ刃１４の円弧部２２のうち軸心Ｓと平行な方向からの中心角σが±３０°以下、すなわち円弧の接線の軸心Ｓに対する傾斜角度が６０°以上の急傾斜部２２ａには、総形回転切削工具１０を軸心Ｓまわりに回転させつつ研削砥石を接近させると同時に軸方向へ移動させることにより、軸方向成分を含む方向に逃げ面加工が施され、軸方向の逃げ量（逃げ角）が３０′〜１０°の範囲内の所定の急傾斜部逃げ面３０が形成されているため、その急傾斜部２２ａの切れ味が向上して工具寿命が長くなる。【選択図】　　　図１
2004058262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向において刃先径が連続的に変化している外周切れ刃を有し、軸心まわりに回転駆動されることにより該外周切れ刃の回転軌跡に対応する形状の切削加工を行う総形回転切削工具において、
前記外周切れ刃のうち、前記回転軌跡の軸心を含む断面において該軸心に対する傾斜角度が６０°以上で９０°より小さい所定の急傾斜部には、軸方向成分を含む方向へ研削砥石を相対移動させて逃げ面加工が施されている
ことを特徴とする総形回転切削工具。
【請求項２】
軸方向において刃先径が連続的に変化している外周切れ刃を有し、軸心まわりに回転駆動されることにより該外周切れ刃の回転軌跡に対応する形状の切削加工を行う総形回転切削工具において、
前記外周切れ刃のうち、前記回転軌跡の軸心を含む断面において所定の曲率半径で湾曲した円弧部であって、軸心と平行な方向から±３０°以下の中心角の所定の急傾斜部には、軸方向成分を含む方向へ研削砥石を相対移動させて逃げ面加工が施されている
ことを特徴とする総形回転切削工具。
【請求項３】
前記逃げ面加工は、軸心まわりに展開した状態での軸方向の逃げ量が３０′〜１０°の範囲内となるように施されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の総形回転切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転切削工具に係り、特に、軸方向において外周切れ刃の刃先径が連続的に変化している総形回転切削工具の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軸方向において刃先径が連続的に変化している外周切れ刃を有し、軸心まわりに回転駆動されつつ軸心と直角な方向へ移動させられることにより、外周切れ刃の回転軌跡に対応する形状の切削加工、例えば溝加工などを行う総形回転切削工具が、特開平１１−２４５１１２号公報などに記載されている。このような総形回転切削工具の外周切れ刃の逃げ面は、工具を軸心まわりに回転させながら研削砥石を相対的に接近させることによって設けられ、刃先から連続して周方向に形成されているのが普通で、例えば図６に示すように、外周切れ刃１００を軸心まわりに展開した状態において、径寸法が一定の直線Ｄに対して逃げ面１０２の径寸法が一定の逃げ角α（°）で直線的に小さくなるようにするか、或いは刃先１０４からの回転角度θ（°）に対して逃げ寸法δ（θ）が直線的に増加するようになっている。前者は、刃先１０４からの距離に応じて逃げ寸法δが決まるため、所定の回転角度θ（例えば９０°）における逃げ寸法δ（θ）は刃先径の寸法変化に伴って変化し、刃先径が小さい程同じ回転角度θにおける逃げ寸法δ（θ）は小さくなるのに対し、後者は、刃先１０４からの回転角度θ（例えば９０°）における逃げ寸法δ（θ）が、刃先径の寸法変化に拘らず一定である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように工具を軸心まわりに回転させながら研削砥石を相対的に接近させて外周切れ刃の逃げ面を形成しても、外周切れ刃の回転軌跡の軸心を含む断面において軸心に対する傾斜角度が６０°以上の急傾斜部では軸方向の逃げ量が小さくなって切れ味が低下し、工具寿命が損なわれることがあった。例えば図２の（ｂ）　は、工具の軸心に対する傾斜角度Φが６０°以上の急傾斜部において、周方向に所定の逃げ面加工を行った場合の軸方向の逃げ量（逃げ角）の一例を示す図で、傾斜角度Φが大きい程軸方向逃げ量は小さくなり、上記問題が顕著になる。図２の軸方向の逃げ量は、図６と同様に軸心まわりに展開した場合の逃げ角である。
【０００４】
なお、周方向の逃げ量を大きくすれば軸方向の逃げ量も大きくなるが、上記のように傾斜角度Φが６０°以上の急傾斜部では、周方向の逃げ量を大きくするだけで軸方向の逃げ量を十分に確保することは難しい。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、軸心に対する傾斜角度Φが大きい部分でも所定の切れ味が得られるようにして工具寿命を向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、軸方向において刃先径が連続的に変化している外周切れ刃を有し、軸心まわりに回転駆動されることによりその外周切れ刃の回転軌跡に対応する形状の切削加工を行う総形回転切削工具において、前記外周切れ刃のうち、前記回転軌跡の軸心を含む断面においてその軸心に対する傾斜角度が６０°以上で９０°より小さい所定の急傾斜部には、軸方向成分を含む方向へ研削砥石を相対移動させて逃げ面加工が施されていることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、軸方向において刃先径が連続的に変化している外周切れ刃を有し、軸心まわりに回転駆動されることによりその外周切れ刃の回転軌跡に対応する形状の切削加工を行う総形回転切削工具において、前記外周切れ刃のうち、前記回転軌跡の軸心を含む断面において所定の曲率半径で湾曲した円弧部であって、軸心と平行な方向から±３０°以下の中心角の所定の急傾斜部には、軸方向成分を含む方向へ研削砥石を相対移動させて逃げ面加工が施されていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第１発明または第２発明の総形回転切削工具において、前記逃げ面加工は、軸心まわりに展開した状態での軸方向の逃げ量が３０′〜１０°の範囲内となるように施されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
第１発明の総形回転切削工具においては、軸心に対する傾斜角度が６０°以上で９０°より小さい所定の急傾斜部には、軸方向成分を含む方向へ研削砥石を相対移動させて逃げ面加工が施されているため、軸方向の逃げ量を十分に確保することが容易に可能で、その急傾斜部の切れ味が向上して工具寿命が長くなる。
【００１０】
第２発明は、外周切れ刃が円弧部を有する場合で、その円弧部の軸心と平行な方向からの中心角が±３０°以下の急傾斜部、すなわち円弧の接線の軸心に対する傾斜角度が６０°以上の部分には、軸方向成分を含む方向へ研削砥石を相対移動させて逃げ面加工が施されているため、実質的に第１発明と同様の効果が得られる。
【００１１】
第３発明では、軸方向の逃げ量が３０′〜１０°の範囲内となるように逃げ面加工が施されるため、外周切れ刃の形状（フォーム）を損なうことなく切れ味を向上させることができる。すなわち、急傾斜部の傾斜角度によっても異なるが、一般に軸方向の逃げ量が３０′より小さいと切れ味の向上効果が十分に得られず、１０°より大きくなると外周切れ刃の形状を損なう可能性があるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の総形回転切削工具は、軸心まわりに回転駆動されつつ軸心と交差する方向へ被削材に対して相対移動させられることにより、刃先の回転軌跡に対応する形状の溝加工や側面加工を行うが、特に軸心に対して直角な方向へ相対移動させられる場合に好適に適用される。
【００１３】
第１発明では傾斜角度が６０°以上の総ての急傾斜部に適用することが望ましいが、傾斜角度が７５°以上などの一部に適用するだけでも良く、逆に傾斜角度が６０°以下の部分を含んでいても良い。第２発明は、実質的に第１発明の一実施態様に相当し、軸心と平行な方向から±３０°以下の総ての急傾斜部に適用することが望ましいが、±１５°以下などの一部に適用するだけでも良く、逆に中心角が±３０°以上の部分を含んでいても良い。軸心と平行な方向からの中心角の±は、軸心と平行な直線に対して、軸心に接近する方向および軸心から離間する方向の両方を含む趣旨である。
【００１４】
第２発明は円弧部に関するものであるが、第１発明の実施に際しては、軸方向において径寸法が直線的に変化している直線部など、種々の形状に適用される。なお、この直線部や第２発明の円弧部は、外周切れ刃の回転軌跡の軸心を含む断面における形状で、言い換えれば軸方向における外周切れ刃の径寸法変化の形状であり、外周切れ刃そのものが直線や円弧である必要はない。
【００１５】
第１発明、第２発明の逃げ面加工は、工具の軸方向成分を含む方向へ研削砥石を相対移動させて逃げ面を研削加工するもので、例えば工具を軸心まわりに回転させつつ研削砥石を軸方向へ移動させて逃げ面加工が行われ、工具の回転速度に対する研削砥石の軸方向の移動速度によって軸方向の逃げ量が適宜定められる。研削砥石を軸方向へ相対移動させながら工具に接近させることにより、軸方向および周方向に所定の逃げを設けることもできる。この軸方向成分を含む方向の相対移動による逃げ面加工は、例えば急傾斜部を含めて総ての外周切れ刃に周方向の逃げ面加工を行った後に、所定の急傾斜部にだけ行うようにしても良いが、急傾斜部については周方向の逃げ面加工を行うことなく軸方向成分を含む方向の逃げ面加工を行うだけでも良い。
【００１６】
外周切れ刃の逃げ面は、急傾斜部か否かに拘らず所定のマージンを残して設けるようにしても良いが、マージン無しで逃げ面を設けることも可能である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である総形回転切削工具１０を説明する図で、（ａ）　は先端の刃部を示す一部を切り欠いた正面図、（ｂ）　は（ａ）　におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）　は先端側から見た底面図である。この総形回転切削工具１０は、軸心Ｓまわりに４本の切屑排出溝１２が設けられているとともに、その切屑排出溝１２に沿って４枚の外周切れ刃１４、およびその外周切れ刃１４に連続する底刃１６が設けられている。それ等の外周切れ刃１４および底刃１６は、総形回転切削工具１０が図示しないシャンク側から見て右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行うもので、切屑排出溝１２は、切屑がシャンク側へ良好に排出されるように右まわりに約４３０ｍｍ程度のリードで捩じれており、外周切れ刃１４は軸心まわりに捩じれた捩れ刃である。
【００１８】
図１の（ａ）　は、軸心Ｓの左半分を断面で示した図で、両側の外形線は、外周切れ刃１４の回転軌跡を表しており、その回転軌跡の軸心Ｓを含む断面形状に相当し、軸心Ｓに対して直角な方向へ被削材に対して相対移動させられることにより、その回転軌跡と同じ形状の溝加工、或いは側面加工が施される。外周切れ刃１４は、軸方向の先端部分に刃先径が連続的に増大して滑らかに外周側へ膨出させられた膨出部２０を備えており、その膨出部２０の底刃１６側には、上記回転軌跡の軸心Ｓを含む断面形状（図１（ａ）　の形状）において所定の曲率半径で湾曲した円弧形状の円弧部２２が設けられ、底刃１６に滑らかに接続されている。なお、上記膨出部２０の最大径寸法は約２０ｍｍである。
【００１９】
上記外周切れ刃１４には、総形回転切削工具１０を軸心Ｓまわりに回転させつつ研削砥石を接近させることにより、膨出部２０および円弧部２２を含めて周方向に逃げ面加工が施されており、マージン無しで外周切れ刃１４に連続して外周逃げ面２４が形成されている。この外周逃げ面２４の周方向の逃げ量は、回転角度θ＝９０°当たり１．６ｍｍ（１．６／９０°）であるが、円弧部２２のうち軸心Ｓと平行な方向から中心角σが±３０°以下、すなわち円弧の接線と軸心Ｓとの傾斜角度が６０°以下の急傾斜部２２ａでは、総形回転切削工具１０を軸心Ｓまわりに回転させつつ研削砥石を接近させると同時に軸方向へ移動させることにより、軸方向成分を含む方向に逃げ面加工が施され、軸心Ｓまわりに展開した状態での軸方向の逃げ量（逃げ角）が３０′〜１０°の範囲内となるように、例えば回転角度θ＝２５°当たり０．０９ｍｍ（０．０９／２５°）程度で軸方向へ逃げる急傾斜部逃げ面３０が形成されている。また、底刃１６には、刃先から所定の幅寸法（例えば２ｍｍ程度）の部分に４°〜６°程度の逃げ角で底刃二番逃げ面２６が設けられているとともに、その底刃二番逃げ面２６に連続して１１°〜１３°程度の逃げ角で底刃三番逃げ面２８が形成されている。底刃１６はまた、１°〜１°３０′程度の中凹角で軸心Ｓ側へ向かうに従って凹むように後退させられている。
【００２０】
このような本実施例の総形回転切削工具１０においては、外周切れ刃１４の円弧部２２のうち軸心Ｓと平行な方向からの中心角σが±３０°以下、すなわち円弧の接線の軸心Ｓに対する傾斜角度Φが６０°以上の急傾斜部２２ａには、総形回転切削工具１０を軸心Ｓまわりに回転させつつ研削砥石を軸方向へ移動させることにより所定の急傾斜部逃げ面３０が形成されているため、軸方向の逃げ量を十分に確保することが容易に可能で、その急傾斜部２２ａの切れ味が向上して工具寿命が長くなる。
【００２１】
また、急傾斜部逃げ面３０は、軸方向の逃げ量が３０′〜１０°の範囲内となるように設けられているため、外周切れ刃１４の形状（フォーム）を損なうことなく切れ味を向上させることができる。すなわち、急傾斜部２２ａの傾斜角度Φによって異なるが、一般に軸方向の逃げ量が３０′より小さいと切れ味の向上効果が十分に得られず、１０°より大きくなると外周切れ刃１４の形状を損なう可能性があるのである。
【００２２】
図２（ａ）　は、軸心Ｓに対する傾斜角度Φが６０°以上の種々の急傾斜部において、前記急傾斜部逃げ面３０と同様に総形回転切削工具１０を軸心Ｓまわりに回転させつつ研削砥石を接近させると同時に軸方向へ移動させることにより、軸方向成分を含む方向に逃げ面加工を行って、軸方向の逃げ量（逃げ角）が１０°の急傾斜部逃げ面を形成した場合と、前記急傾斜部逃げ面３０以外の外周逃げ面２４のように回転角度θ＝９０°当たり１．６ｍｍ（１．６／９０°）で周方向に逃げ面加工行った場合（同図（ｂ）　と同じ）とを比較し、３０′を下限として軸方向の逃げ量の増加分を表した図である。かかる図２（ａ）　において、領域Ａは傾斜角度Φが７５°以上すなわち中心角σが±１５°以下の部分で、領域Ｂは傾斜角度Φが６０°〜７５°すなわち中心角σが±１５°〜３０°の部分であり、領域Ａでは軸方向の逃げ量の増加幅が大きく、外周切れ刃の切れ味の向上効果が顕著となり、この傾斜角度Φが７５°以上の部分にだけ急傾斜部逃げ面を形成するようにしても良い。また、軸方向の逃げ量は１０°より小さくても良く、領域Ａでは５°程度以下であっても十分な切れ味向上効果が得られる。
【００２３】
因みに、軸方向の逃げ量が５°程度となるように前記急傾斜部２２ａに逃げ面加工が施された総形回転切削工具１０を用いて、図３に示すように溝底の幅広部の寸法Ｗ１≒２０ｍｍ、ストレート部の寸法Ｗ２≒１２ｍｍ、溝深さｄ≒１６．５ｍｍの溝４０を、長さ寸法Ｌ≒９０ｍｍの被削材４２に対して以下の加工条件で切削加工を行ったところ、切削長さが３６００ｍｍ（４０溝）になっても逃げ面摩耗等による異音や振動、仕上げ面不良が許容範囲内で、継続使用が可能であった。また、今回の試験では送り速度が１０ｍｍ／ｍｉｎであるが、２倍の２０ｍｍ／ｍｉｎで切削加工を行うことも可能で、工具寿命による工具交換の減少と相まって加工能率を大幅に向上させることができる。これに対し、急傾斜部２２ａも含めて外周切れ刃１４に周方向の逃げ面加工のみを行った従来品では、２５溝（切削長さ２２５０ｍｍ）でカッターマークやバリ等の仕上げ面不良により工具寿命となり、本発明品によれば工具寿命が大幅に向上することが判る。
（加工条件）
機械：横型専用機
被削材：ＳＮＣＭ材（ニッケルクロムモリブデン鋼）
切削油：不水溶性切削油
回転速度：３００ｍｉｎ−１
切削速度：１８．４ｍ／ｍｉｎ（大径部）
送り：１０ｍｍ／ｍｉｎ（０．０３３ｍｍ／ｒｅｖ）
【００２４】
次に、本発明の他の実施例を説明する。
図４の総形回転切削工具５０は、軸心Ｓまわりに４本の切屑排出溝５２が設けられているとともに、その切屑排出溝５２に沿って４枚の外周切れ刃５４、およびその外周切れ刃５４に連続する底刃５６が設けられている。それ等の外周切れ刃５４および底刃５６は、総形回転切削工具５０が図示しないシャンク側から見て右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行うもので、切屑排出溝５２は、切屑がシャンク側へ良好に排出されるように右まわりに約４００ｍｍ程度のリードで捩じれており、外周切れ刃５４は軸心まわりに捩じれた捩れ刃である。図４の（ａ）　は、軸心Ｓの左半分を断面で示した図で、両側の外形線は、外周切れ刃５４の回転軌跡を表しており、その回転軌跡の軸心Ｓを含む断面形状に相当する一方、（ｂ）　は先端側から見た底面図であり、上記外周切れ刃５４は、上記回転軌跡の軸心Ｓを含む断面形状（図４（ａ）　の形状）において所定の曲率半径で湾曲した円弧形状の円弧部５８、６０を備えている。
【００２５】
そして、上記外周切れ刃５４には、円弧部５８、６０を含めて総形回転切削工具５０を軸心Ｓまわりに回転させつつ研削砥石を接近させることにより周方向に逃げ面加工が施されている一方、円弧部５８、６０のうち軸心Ｓと平行な方向から中心角σが±３０°以下、すなわち円弧の接線と軸心Ｓとの傾斜角度が６０°以下の急傾斜部５８ａ、６０ａには、それぞれ総形回転切削工具５０を軸心Ｓまわりに回転させつつ研削砥石を接近させると同時に軸方向へ移動させることにより、軸方向成分を含む方向に逃げ面加工が施され、軸心Ｓまわりに展開した状態での軸方向の逃げ量（逃げ角）が３０′〜１０°の範囲内の急傾斜部逃げ面が設けられている。
【００２６】
本実施例においても、外周切れ刃５４の円弧部５８、６０のうち軸心Ｓと平行な方向からの中心角σが±３０°以下、すなわち円弧の接線の軸心Ｓに対する傾斜角度が６０°以上の急傾斜部５８ａ、６０ａには、軸方向成分を含む方向に逃げ面加工が施されて軸方向に所定の逃げ量を有する急傾斜部逃げ面が設けられているため、前記実施例と同様の作用効果が得られる。
【００２７】
また、図５は、外周切れ刃７０の回転軌跡の軸心Ｓを含む断面形状（図５の形状）において軸心Ｓに対する傾斜角度Φが６０°以上、実施例では７５°以上の直線状の急傾斜部７２、７４を有する場合で、このような直線状の急傾斜部７２、７４についても、工具を軸心Ｓまわりに回転させつつ研削砥石を接近させると同時に軸方向へ移動させて逃げ面加工が施され、軸方向の逃げ量（逃げ角）が３０′〜１０°の範囲内の急傾斜部逃げ面が設けられることにより、前記実施例と同様の作用効果が得られる。
【００２８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である総形回転切削工具を説明する図で、（ａ）　は先端の刃部を示す一部を切り欠いた正面図、（ｂ）　は（ａ）　におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）　は先端側から見た底面図である。
【図２】軸心に対する傾斜角度Φと軸方向の逃げ量との関係を示す図で、（ａ）　は軸方向成分を含む方向へ逃げ面加工を施した場合で、（ｂ）　は周方向の逃げ面加工のみを施した場合である。
【図３】本発明の効果を確認するために行った溝加工の形状を説明する図である。
【図４】本発明の別の実施例を説明する図で、（ａ）　は先端の刃部を示す一部を切り欠いた正面図、（ｂ）　は先端側から見た底面図である。
【図５】本発明の更に別の実施例を説明する図で、直線状の急傾斜部を備えている場合である。
【図６】外周切れ刃の逃げ面を説明する図である。
【符号の説明】
１０、５０：総形回転切削工具　　１４、５４、７０：外周切れ刃　　２２、５８、６０：円弧部　　２２ａ、５８ａ、６０ａ、７２、７４：急傾斜部　　σ：中心角　　Φ：傾斜角度
【図１】
2004058262.tif 000003
【図２】
2004058262.tif 000004
【図３】
2004058262.tif 000005
【図４】
2004058262.tif 000006
【図５】
2004058262.tif 000007
【図６】
2004058262.tif 000008