(57)【要約】【課題】工具先端側へ向かうに従って刃先径が増減しながら徐々に小径とされているクリスマスカッターにおいて、ツリー形溝のタオレが少なく且つ優れた切れ味が得られるようにする。【解決手段】外周切れ刃３８をシャンク３２側から見た工具回転方向と反対方向（左ねじれ方向）へ３°〜１７°の範囲内のねじれ角λで傾斜したねじれ刃とすると、切れ味が向上して良好な加工面（仕上面）が得られるとともにツリー形溝のタオレが抑制される。また、外周切れ刃３８のすくい角を４°〜１６°の範囲内とすると、優れた切れ味が得られて切削性能が一層向上する。【選択図】図１
2007175830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周切れ刃の刃先径が工具先端側へ向かうに従って増減しながら徐々に小径とされ、軸心まわりに回転駆動されつつ被加工物に対して該軸心と直角な方向へ相対移動させられることにより、逆クリスマスツリー形状のツリー形溝を切削加工するクリスマスカッターにおいて、
前記外周切れ刃は、シャンク側から見た工具回転方向と反対方向へ３°〜１７°の範囲内のねじれ角で傾斜している
ことを特徴とするクリスマスカッター。
【請求項２】
前記外周切れ刃のすくい角は４°〜１６°の範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載のクリスマスカッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクリスマスカッターに係り、特に、加工溝（ツリー形溝）のタオレが少ない切れ味が優れたクリスマスカッターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン等のタービン翼車を回転軸に取り付けるための取付構造として、図７に示すように回転軸１０の外周部に形成された多数のツリー形溝１２にタービン翼車の羽根１４を１枚ずつ嵌合するようにしたものがある。図８は、ツリー形溝１２を拡大して示す断面図で、溝中心Ｓに対して左右対称で且つ逆クリスマスツリーのように溝深さ方向（図の下方向）において溝幅が増減しながら徐々に狭くなっており、溝深さ方向に離間して溝幅が広い３つの幅広部１６、１８、２０を備えているとともに、それ等の幅広部１６、１８、２０の幅寸法は深い位置（溝底側）のもの程小さくなっている。そして、このようなツリー形溝を切削加工するための工具として、外周切れ刃の刃先径が、ツリー形溝の溝幅の変化に対応して工具先端側へ向かうに従って増減しながら徐々に小径とされているクリスマスカッターが知られている。特許文献１に記載のカッターはその一例で、外周切れ刃として波形のラフィング切れ刃が設けられた粗加工用のものである。
【特許文献１】特開平１１−２６７９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来のクリスマスカッターにおいては、加工条件により切れ味が損なわれたり、ツリー形溝のタオレが大きくなったりするという問題があった。
【０００４】
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、ツリー形溝のタオレが少なく且つ切れ味が優れたクリスマスカッターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために、本発明者らが種々の実験や研究を重ねたところ、外周切れ刃のねじれ方向を逆にし、軸心まわりの回転に伴って断続切削する際にシャンク側の大径部側から先に被加工物に切り込んで切削加工が行われるようにした場合に、切れ味が向上するとともにツリー形溝のタオレが少なくなることを見い出した。すなわち、従来のクリスマスカッターは、例えばシャンク側から見て軸心の右まわりに回転駆動されつつ、被加工物に対して軸心と直角な方向へ移動させられることにより、断続切削しながら前記ツリー形溝を切削加工するようになっている一方、外周切れ刃は右ねじれであるため、断続切削する際に工具先端の小径側から先に被加工物に切り込んで切削加工を行うことになるが、小径部は切削速度が遅いとともに剛性が低く且つ工具の把持部（シャンクなど）から離れているため、切れ味が悪くなったりツリー形溝のタオレが生じたりし易くなるものと考えられる。
【０００６】
本発明は以上の知見に基づいて為されたもので、第１発明は、外周切れ刃の刃先径が工具先端側へ向かうに従って増減しながら徐々に小径とされ、軸心まわりに回転駆動されつつ被加工物に対してその軸心と直角な方向へ相対移動させられることにより、逆クリスマスツリー形状のツリー形溝を切削加工するクリスマスカッターにおいて、前記外周切れ刃は、シャンク側から見た工具回転方向と反対方向へ３°〜１７°の範囲内のねじれ角で傾斜していることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明のクリスマスカッターにおいて、前記外周切れ刃のすくい角は４°〜１６°の範囲内であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このように、外周切れ刃をシャンク側から見た工具回転方向と反対方向へ３°〜１７°の範囲内のねじれ角で傾斜したねじれ刃としたところ、本発明者等の実験によれば、切れ味が向上して良好な加工面が得られるとともにツリー形溝のタオレが抑制された。これは、外周切れ刃を工具回転方向と反対方向へ傾斜したねじれ刃とすると、断続切削の際にシャンク側の大径部分から先に被加工物に切り込んで切削加工が行われるようになるが、大径部は切削速度が速いとともに剛性が高く且つ工具の把持部に近いため、先端側の小径部分から切削加工が行われる場合に比較して切削性能が向上するものと考えられる。
【０００９】
第２発明では、すくい角が４°〜１６°の範囲内であるため、優れた切れ味が得られて切削性能が一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の外周切れ刃は、シャンク側から見た工具回転方向が右回転の場合は左ねじれとされ、左回転の場合は右ねじれとされるが、これは外周切れ刃を形成する切屑排出溝のねじれ角によって規定される。そして、この切屑排出溝のねじれ角（＝外周切れ刃のねじれ角）が３°より小さいと、切れ味が悪くなって切削抵抗が大きくなり、振動や切削音が大きくなるとともに加工面が悪くなる一方、１７°よりも大きくすると、微小チッピングが生じ易くなって加工面が悪くなるとともにツリー形溝のタオレが大きくなるため、３°〜１７°の範囲内とする必要がある。
【００１１】
外周切れ刃のすくい角は、４°よりも小さいと、切れ味が悪くなって振動や切削音が大きくなるとともに加工面が悪くなる一方、１６°よりも大きくすると、微小チッピングが生じ易くなって加工面が悪くなるため、４°〜１６°の範囲内とすることが望ましい。
【００１２】
本発明のクリスマスカッターは、例えば削り代が１．０ｍｍ程度以下の仕上げ加工用のものに好適に適用されるが、外周切れ刃として波形等のラフィング切れ刃が設けられる粗加工用のクリスマスカッターに適用することもできる。
【実施例】
【００１３】
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のクリスマスカッター３０は、粗加工されたツリー形溝の両側の側面に対する各々の切込み深さ（削り代）が０．５ｍｍ程度の仕上げ加工用のもので、シャンク３２および刃部３４を一体に備えている。刃部３４には、軸心Ｏまわりに等角度間隔で４本の切屑排出溝３６が設けられているとともに、その切屑排出溝３６に沿って４枚の外周切れ刃３８、およびその外周切れ刃３８に連続する底刃３９が設けられている。それ等の外周切れ刃３８および底刃３９は、クリスマスカッター３０がシャンク３２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あり、切屑排出溝３６は３°〜１７°の範囲内のねじれ角λで左まわりに傾斜している。また、外周切れ刃３８は、加工すべきツリー形溝の溝側面の凹凸形状に対応して工具先端側へ向かうに従って刃先径が増減しながら徐々に小径とされているとともに、外周切れ刃３８のすくい角は４°〜１６°の範囲内とされている。
【００１４】
図２は、本発明品と従来品とを比較して示す写真で、(a) の本発明品は、ねじれ角λ＝５°で左ねじれの外周切れ刃３８が設けられた場合である。(b) の従来品は、外周切れ刃３８として軸心Ｏと平行な直刃が設けられている場合である。
【００１５】
そして、このようなクリスマスカッター３０は、軸心Ｏまわりに回転駆動されつつ被加工物に対して軸心Ｏと直角な方向へ相対移動させられることにより、前記図８に示されるような逆クリスマスツリー形状のツリー形溝を切削加工することができる。
【００１６】
ここで、図３(a) は、前記ねじれ角λを種々変更した場合について切削性能を調べた結果で、図３(b) は、外周切れ刃３８のすくい角を種々変更した場合について切削性能を調べた結果である。図４の(a) は、切削性能を調べる際の加工条件で、(b) は、図３の(a) 、(b) に記載した評価記号の意味を説明する図である。図３の各評価項目のうち「振動」、「切削音」、および「仕上面」は切れ味に関係するもので、「振動」は機械全体の振動の大きさ、「切削音」は音質や音量、「仕上面」は加工面の面状態であり、何れも図４(b) の評価基準に基づいて試験者の感覚で比較評価した。「摩耗」および「刃欠け」は、切削加工を行った後に顕微鏡観察により試験者の目視で比較評価した。「切削抵抗（Ｎ）」は、切削加工中に歪ゲージ等の荷重センサで測定した最大値である。「溝のタオレ（ｍｍ）」は、図５に示すように、切削加工されたツリー形溝の両側の側壁の溝底位置におけるずれ寸法ΔＸ1 、ΔＸ2 の平均値で、この「溝のタオレ」は一般に０．０５ｍｍが限界値、すなわち許容最大値とされている。また、このような「溝のタオレ」は、アップカットとダウンカットとの相違によって生じる現象で、図５に点線で示すようにアップカット側（左側）へ傾斜する。なお、図５のツリー形溝は、幅寸法の増減を省略して両側面を単なる傾斜面として示した概略図である。
【００１７】
上記図３の(a) の結果から、ねじれ角λが左ねじれで５°、１０°、または１５°の場合には、切れ味に関係する「振動」、「切削音」、および「仕上面」が何れも「○」で、「摩耗」および「刃欠け」が殆ど無く、「溝のタオレ」は０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍで限界値以下であり、且つ「切削抵抗」も２２００〜２４００と比較的小さく、総合的に優れた切削性能が得られることが分かる。これに対し、ねじれ角λが０°または右ねじれで５°の場合には、切れ味が悪くなって切削抵抗が大きくなり、振動や切削音が大きくなるとともに仕上面が悪くなる一方、ねじれ角λが左ねじれで２０°の場合には、微小チッピングが生じ易くなって仕上面が悪くなるとともにツリー形溝のタオレが大きくなる。このことから、ねじれ角λは、シャンク３２側から見た工具回転方向と反対方向（実施例では左ねじれ方向）へ３°〜１７°程度の範囲内で傾斜していることが望ましい。これは、クリスマスカッター３０の外周切れ刃３８を、シャンク３２側から見た工具回転方向と反対方向へ傾斜したねじれ刃とすると、断続切削の際にシャンク３２側の大径部分から先に被加工物に切り込んで切削加工が行われるようになるが、大径部は切削速度が速いとともに剛性が高く且つ工具の把持部に近いため、先端側の小径部分から切削加工が行われる場合に比較して切削性能が向上するものと考えられる。
【００１８】
また、図３の(b) の結果から、すくい角については、５°、１０°、或いは１５°の場合に良好な切れ味が得られるとともに、刃欠けも無く、良好な切削性能が得られることが分かる。これに対し、すくい角が０°の場合には、切れ味が悪くなって振動や切削音が大きくなるとともに仕上面が悪くなる一方、２０°の場合には、微小チッピングが生じ易くなって仕上面が悪くなる。このことから、すくい角は４°〜１６°程度の範囲内であることが望ましい。
【００１９】
このように、外周切れ刃３８をシャンク３２側から見た工具回転方向と反対方向へ３°〜１７°の範囲内のねじれ角λで傾斜したねじれ刃とした本実施例のクリスマスカッター３０によれば、切れ味が向上して良好な加工面（仕上面）が得られるとともにツリー形溝のタオレが抑制される。また、すくい角が４°〜１６°の範囲内であるため、優れた切れ味が得られて切削性能が一層向上する。
【００２０】
なお、上記実施例では本発明が仕上げ加工用のクリスマスカッター３０に適用された場合について説明したが、図６に示す粗加工用のクリスマスカッター５０に適用することも可能である。すなわち、このクリスマスカッター５０の外周切れ刃５２は、前記特許文献１に記載のように刃先径が細かく波形に増減しているラフィング切れ刃によって構成されているとともに、その波形の位相が、複数の外周切れ刃５２の相互間で１／ｎ（ｎは刃数で、実施例では３）ずつ軸方向にずれている。そして、その外周切れ刃５２を、前記外周切れ刃３８と同様にシャンク３２側から見た工具回転方向と逆方向（実施例では左ねじれ方向）へ３°〜１７°の範囲内のねじれ角λで傾斜させるとともに、すくい角を４°〜１６°の範囲内とすれば良い。
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例であるクリスマスカッターを示す正面図である。
【図２】本発明品と従来品（直刃）とを比較して示す写真である。
【図３】図１のクリスマスカッターにおいて、(a) ねじれ角λを種々変更した場合、および(b) すくい角を種々変更した場合について、切削性能を調べた結果を説明する図である。
【図４】図３の切削性能試験における加工条件および評価基準を説明する図である。
【図５】図３の「溝のタオレ」を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す図で、図１に相当する正面図である。
【図７】タービン翼車の羽根を取り付けるためのツリー形溝を示す図である。
【図８】図７のツリー形溝を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１２：ツリー形溝    ３０、５０：クリスマスカッター    ３２：シャンク    ３８、５２：外周切れ刃    λ：ねじれ角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007175830.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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