(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転多数歯フライスにおいて、
歯の各々が少なくとも２つの部分を備える歯面を有し、
切刃部分に最も近い第一の部分が、カッター軸線に対して垂直な断面にて見たとき、凸型に湾曲した形態を有し、第二の部分が凹状に湾曲した形態を有し、
前記第一の部分は前記切刃部分から直接延びている、回転多数歯フライス。
【請求項２】
請求項１に記載のフライスにおいて、
前記切刃部分が、正のすくい角を有する、フライス。
【請求項３】
請求項２に記載のフライスにおいて、
前記第一の部分は連続的な凸型に湾曲した形態を有し、前記第二の部分は連続的な凹状に湾曲した形態を有する、フライス。
【請求項４】
請求項３に記載のフライスにおいて、
前記第一の部分は前記第二の部分に一点で接触しており、その接触点における前記第一の部分の接線と前記接触点における前記第二の部分の接線とが重なり合う、フライス。
【請求項５】
請求項４に記載のフライスにおいて、
前記第一の部分の長さは、カッター軸線に対して垂直な断面にて見たとき、前記第二の部分の長さより短い、フライス。
【請求項６】
請求項５記載のフライスにおいて、
前記第一の部分の長さは、カッター軸線に対して垂直な断面にて見たとき、前記歯面の長さの２０％である、フライス。
【請求項７】
請求項２記載のフライスにおいて、
前記歯面が、前記第一の部分と前記第二の部分との間に配置された凹状の切粉破砕部を有する、フライス。
【請求項８】
請求項１に記載のフライスにおいて、
前記第一の部分は連続的な凸型に湾曲した形態を有し、前記第二の部分は連続的な凹状に湾曲した形態を有する、フライス。
【請求項９】
請求項８に記載のフライスにおいて、
前記第一の部分は前記第二の部分に一点で接触しており、その接触点における前記第一の部分の接線と前記接触点における前記第二の部分の接線とが重なり合う、フライス。
【請求項１０】
請求項１に記載のフライスにおいて、
前記第一の部分は前記第二の部分に一点で接触しており、その接触点における前記第一の部分の接線と前記接触点における前記第二の部分の接線とが重なり合う、フライス。
【請求項１１】
請求項１に記載のフライスにおいて、
前記第一の部分の長さは、カッター軸線に対して垂直な断面にて見たとき、前記第二の部分の長さより短い、フライス。
【請求項１２】
請求項１記載のフライスにおいて、
前記第一の部分の長さは、カッター軸線に対して垂直な断面にて見たとき、前記歯面の長さの２０％である、フライス。
【請求項１３】
請求項１記載のフライスにおいて、
前記歯面が、前記第一の部分と前記第二の部分との間に配置された凹状の切粉破砕部を有する、フライス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フライスに関する。より具体的には、本発明は、底フライスを含むかかるカッター用の新規且つ改良した歯の形態を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フライスは、複数の切刃部分を有する、円筒状、円錐形、所定形状又はディスク形態の回転可能な工具である。かかるカッターは、単純な円筒状の側部フライス、面フライス及び底フライス、成形カッター、標準的及び特殊な形状のプロファイルカッターのような多くの形態にて利用可能である。短時間加工には、高速度鋼カッターが使用され、長時間加工には、超硬カッターが使用されることがしばしばである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１つの形態のカッティングインサートは、サトラン（Ｓａｔｒａｎ）への米国特許第５，６８５，６７０号に記載されている。旋削工具の場合と同様に、切刃部分の各々は、常に正であるすきま角と、正であることがしばしばであるすくい角とを有しているが、このすくい角は、例えば、カッター工具が炭化タングステンの硬い等級のもので出来ており、また、冷却液を使用せずに、高速度にて機械加工を行うとき、零又は負とすることができる。また、旋削工具と同様に、推奨される逃げ角及びすくい角は、機械加工すべき材料及びカッターを形成する材料の双方によって決まる。
【０００４】
金属をフライス削りするのに最良の工具の先端角度を知るための努力として、約１世紀に亙って多くの実験が行われてきた。過度に小さい先端の刃先角を有する工具先端は、熱を発散させることができず、軟化させ且つ有効寿命を著しく短くし且つ／又は工具を破損させる温度に急速に達する。また、かかる工具は、振動し、騒音を発生させ易く且つ破損する場合さえもある。これとは反対に、過度に大きい切削角度を有する工具先端は、大きい切削力を加えなければ、切削し得ない可能性がある。過度に大きい、又は過度に小さい工具先端の角度の双方は、不良な表面仕上げとする可能性がある。「工具エンジニアハンドブック（ＴＯＯＬＥＮＧＩＮＥＥＲＳＨＡＮＤＢＯＯＫ）」及び「機械技師のハンドブック（ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ´Ｓ ＨＡＮＤＢＯＯＫ）」というような標準的な教科書には、多くの経験及び実際の試験に基づく、これら角度の奨励値の表が記載されている。
【０００５】
選択された切削速度に対して、工具が破損する前に除去される金属の可能な最大量を決定するための多くの研究が行われている。しかしながら、加工物の機械加工特性のような多くの追加的なファクタが関係している。この機械加工特性は、それ自体が、材料の型式及び熱処理、歯の形態、カッターの寸法、歯数、及びカッターの材料、カッターにて利用可能な工作機械のパワー、工作機械の堅牢さ、カッターの堅牢さ、冷却液の型式及びその流量、必要とされる表面仕上げ、選択された送り量の関数である。１つの用途に対する結果が公表された切削深さ及び幅を、例えば、フライス削りといったような基本的な型式の作業が同一である場合であっても、他の用途に関係付けることは難しい。しかしながら、工具先端の加熱は、工具の長寿命にとって有害であり、工具先端の温度を低下させるために採用することのできるあらゆることは、工具寿命を長くするという効果をもたらすことは明白である。
【０００６】
広範に使用されている１型式のカッターは、例えば、円筒形の高速度鋼及び硬い超硬底フライスであり、これは、通常、ら旋状の歯と、例えば、１５°の範囲のすくい角を有する歯面を備えている。この切削面は、断面で見たとき、通常、歯根部分から切刃部分まで中断せずに伸長する単一の凹状曲線である。この歯の形態の１つの不利益な点は、切粉が歯のすくい面を広範囲に亙って擦り、その結果、パワーの消費量が増し、必要以上に多くの熱を発生させ、このことが工具の軟弱化につながるということである。勿論、かかる熱を除去するのは、冷却液の作用であるが、研究の結果、冷却を最も必要とする実際の切刃部分に冷却液が達することは決してないことが分かっている。実際には、冷却液は、工具の本体及び加工物から熱を除去し、熱は、伝導によって高温の切刃部分から工具本体に伝達される。工具鋼は、単に中程度の熱導体にしか過ぎず、このため、高温の切刃部分のため工具の寿命が過度に短くなるという問題点が生ずることもしばしばである。
【０００７】
焼鈍状態にあるアルミニウム、銅、軟鋼及び黄銅のような延性材料に閉じたスロットを機械加工するために底フライスを使用するとき、更なる問題点に遭遇することもしばしばである。旋削工具と異なって、フライスは、常に分離した切粉を生ずるにも拘らず、フライスの歯の間のスペースから、切粉を容易に除去することはできない。上述した従来の歯の形状にあっては、切粉の除去の点で有効ではない。
【０００８】
この技術の現状に留意して、ここで、本発明の目的の１つは、フライス削り機械カッター、特に、底フライスを改良し、また、補強した切刃部分と、改良された切粉の処分機能部分とを有する歯の形態を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転式の多数歯フライスであって、その各々の歯が少なくとも２つの部分を備える歯面を有し、その切刃部分に最も近い第一の部分が、カッターの軸線に対して垂直な断面で見たとき、凸型に湾曲した形態を有し、第二の部分が凹状に湾曲した形態を有し、前記第一の部分は前記切刃部分から直接延びている、カッターを提供することにより、上記の目的を達成するものである。
上記切刃部分は、正のすくい角を有することができる。上記第一の部分は連続的な凸型に湾曲した形態を有し、上記第二の部分は連続的な凹状に湾曲した形態を有することができる。上記第一の部分は前記第二の部分に一点で接触しており、その接触点における前記第一の部分の接線と前記接触点における前記第二の部分の接線とが重なり合うように構成される。
【００１０】
本発明の１つの好適な実施の形態において、カッターの軸線に対し垂直な断面にて見たとき、第一の部分の長さは第二の部分の長さより短く、上記第一の部分の長さは、カッターの軸線に対し垂直な断面にて見たとき、例えば、歯面の全長の２０％を占めるフライスが提供される。
【００１１】
本発明の最も好適な実施の形態において、上記の第一の部分と第二の部分との間に配置された凹状の切粉粉砕部分が更に設けられたフライスが提供される。
本発明の更なる実施の形態については、以下に、更に説明する。
【００１２】
米国特許第５，０４９，００９号には、歯の形態についての改良点である、円弧状のランド部分と、切刃部分の実質的な部分に沿った線形のランド部分とを有した、第一の逃げ壁に関する、回転切削底フライスについて、記述されていると共に、これが特許請求の範囲に記載されている。この円弧状のランド部は、切刃部分に隣接する位置に配置され、第一の逃げ面に沿った一点にて終わっている。
【００１３】
これに対して、本発明は、切刃部分の１つの面を形成する凸形部分を提供するものである。
本発明の新規な歯の形態は、歯の切刃部分を補強する働きをし、また、鉄系及び非鉄系の金属を切削するのに適したものであることが理解されよう。この凸形の形態は、切粉の処分を容易にし、また、加工物の改良された面仕上げを為すものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、一例として、本発明の好適な実施の形態を示す、添付図面を参照しつつ、以下に説明する。構造上の詳細は、その基本的理解のために必要な程度な限り、示すものである。以下の説明は、図面と共に、当業者に対し、本発明の更なる形態を実施する方法を明らかにするものであろう。
【００１５】
図１には、回転可能な多数歯のフライス１０が図示されている。該カッター１０は、底フライスであるが、以下に説明する歯の形態は、種々の型式のフライスに適用可能である。
【００１６】
図２には、同一の実施の形態のカッター歯１２の１つが拡大した形態で示してある。該歯１２は、２つの部分から成る歯面、すなわち切削面を有しており、切刃部分１６に最も近いその第一の部分１４は、図１のカッター軸線１８に対し垂直な断面にて見たとき、凸形の形態をしている。その第二の部分２０は、凹状である。すくい角は「Ｂ」で示してあり、また、逃し角度は「Ｃ」で示してある。切刃部分の経路は「Ｄ」で示してある。
【００１７】
次に、図３を参照すると、フライスの歯２２が図示されており、この場合、カッターの軸線１８に対し垂直な断面にて見たとき、第一の部分２４の長さは、歯面の全長の例えば２０％を占める。
【００１８】
第二の部分２６は、直線状であり、第一の部分２４に接線方向に延びるように第一の部分２４に混ざる。次の例は、上記の関係を示すものである。
【００１９】
【実施例】
実施例１
カッターの型式        ：底フライス
外径                  ：１０ｍｍ
歯数                  ：４
歯の全深さ            ：１．４ｍｍ
第一の部分の長さ      ：０．２８ｍｍ
第二の部分の長さ      ：１．１２ｍｍ
第二の部分の断面形状  ：凹状
図４には、第二の部分３０が凹状であるフライスの歯２８が図示されている。その他の点にて、歯２８は、図３に示したものと同様であり、それに対応する番号が付してある。
【００２０】
図５には、凹状の切粉破砕部分３２が更に設けられたフライスの歯３０が図示されている。この切粉破砕部分３２は、第一の部分３４と第二の部分３６との間に配置されている。
【００２１】
上述した本発明の範囲は、特許請求の範囲に属する全ての実施の形態を包含することを意図するものである。上記の実施例は、本発明の有用な形態を示すものであるが、当業者は、特許請求の意義から逸脱せずに、本発明の追加的な変更例及び改変例が具体化可能であることが容易に理解されるであろうから、その範囲を限定するものと見なすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態に従った構造とされ且つ作用可能とされた歯の形態を有する底フライスの平面図である。
【図２】カッターの軸線に対して垂直な図１のＡＡの沿った単一の歯の拡大断面図である。
【図３】好適な寸法比率を有する歯の断面図である。
【図４】凹状の第二の部分を有する歯の断面図である。
【図５】切粉破砕器が設けられた歯の断面図である。
【符号の説明】
１０  回転可能な多数歯フライス  １２、２２、２８、３０  フライスの歯
１４、２４、３４  第一の部分    １６  切刃部
１８  カッター軸線              ２０、２６、３０、３６  第二の部分
３２  切粉破砕部分
【図１】
0004421000.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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