(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結部と前記連結部の前端に設けられる切削刃部を含み、前記連結部は円柱体構造であり、前記切削刃部は、切削本体を含み、前記切削本体の外面は、前向きに突起した半球面であり、前記切削本体の外面には、第１切削刃及び少なくとも２つの第２切削刃が設けられ、前記第１切削刃は、前記切削本体の前記半球面の直径方向の一側からその上部領域に延伸し、更に前記切削本体の前記半球面の直径方向の他側に延伸し、各前記第２切削刃は、それぞれ前記第１切削刃の両側にほぼ平行して設けられ、前記第１切削刃及び前記第１切削刃と並設される前記第２切削刃の間には、第１排屑溝が定義され、前記第１排屑溝の幅は、前記切削本体の上部領域から両端に向かって徐々に大きくなり、前記第１切削刃及び前記第２切削刃の両端部は何れも前記連結部の外側面に延伸し、
前記第１切削刃は、前記切削本体の頂点を通過し、且つ前記切削本体は、前記第１切削刃に関して対称な分布を呈し、
前記第２切削刃は、前記第１切削刃に向かって突起する円弧線状を呈することを特徴とするカッターヘッド構造。
【請求項２】
前記第１切削刃は、順に連結される第１セグメント、中間セグメント及び第２セグメントを含み、前記第２切削刃、前記第１セグメント及び前記第２セグメントの刃幅は、何れも前記中間セグメントの刃幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項３】
前記第１セグメントの少なくとも１つの側面と前記中間セグメントの対応側の側面との間は、面取り遷移によって連結され、前記第２セグメントの少なくとも１つの側面と前記中間セグメントの対応側の側面との間は、面取り遷移によって連結されることを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド構造。
【請求項４】
前記第１セグメントの１つの側面と前記中間セグメントの対応側の側面とは、面取り遷移によって連結され、前記第２セグメントの１つの側面と前記中間セグメントの対応側の側面とは、面取り遷移によって連結されることを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド構造。
【請求項５】
前記中間セグメントの２つの側面は、それぞれ第１側面と第２側面であり、前記第１セグメントの２つの側面は、それぞれ第３側面と第４側面であり、前記第２セグメントの２つの側面は、第５側面と第６側面であり、前記第１側面と前記第３側面は、同じ平面上にあり、前記第２側面と前記第４側面は、面取り遷移によって連結され、前記第２側面と前記第６側面は、同じ平面上にあり、前記第１側面と前記第５側面は、面取り遷移によって連結されることを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド構造。
【請求項６】
前記第１セグメント及び前記第２セグメントの刃幅は、何れも前記第２切削刃の刃幅に等しいことを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド構造。
【請求項７】
前記中間セグメントの刃幅は、０．００２〜０．１ｍｍであり、前記第１セグメント及び前記第２セグメントの刃幅は、何れも０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド構造。
【請求項８】
前記中間セグメントの長さが０．０２〜０．２ｍｍであり、前記切削本体の直径が０．２ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載のカッターヘッド構造。
【請求項９】
各前記第２切削刃は、前記第１切削刃に関して対称な分布を呈することを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１０】
前記第２切削刃は、第１切削セグメント及び第２切削セグメントを含み、前記第１切削セグメントは、前記切削本体の一側からその上部領域まで延伸した後に前記第２切削セグメントの一端に連結され、且つ前記第２切削セグメントは、前記切削本体の上部領域から前記切削本体の他側に延伸し、前記第１切削セグメント及び前記第２切削セグメントは、何れも円弧状であり、且つ前記第１切削セグメントの円弧湾曲方向は、前記第２切削セグメントの円弧湾曲方向と相反することを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１１】
前記第１切削刃の両側にそれぞれ前記第２切削刃が設けられることを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１２】
前記切削本体の直径は、０．２ｍｍ〜２０ｍｍであり、前記第１切削刃及び前記第２切削刃の刃幅は、０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍであり、前記第１排屑溝の深さは、０．０５ｍｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１３】
前記切削本体、前記第１切削刃及び前記第２切削刃は、一体成型が採用されることを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１４】
前記切削本体の外面には、複数の第３切削刃が更に設けられ、各前記第３切削刃は、それぞれ最も外側の２つの前記第２切削刃の外側に設置され、隣接する２つの前記第３切削刃の間、並びに前記第３切削刃及び前記第３切削刃と隣接する前記第２切削刃の間には、何れも第２排屑溝が定義されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１５】
各前記第３切削刃は、前記第１切削刃に関して対称な分布を呈することを特徴とする請求項１４に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１６】
前記第１切削刃の同じ側に位置する各前記第３切削刃は、切削刃組であり、前記切削刃組は、前記切削本体の上部を通り且つ前記第１切削刃に直交する中心線に対して対称構造であり、且つ前記中心線の一側にある各前記第３切削刃は、前記中心線の他側に位置する各前記第３切削刃の円弧湾曲方向と相反することを特徴とする請求項１４に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１７】
前記第３切削刃の円弧角は、０〜８０°であり、前記切削刃組の各前記第３切削刃の両側から中間までの円弧角は徐々に小さくなることを特徴とする請求項１６に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１８】
前記第３切削刃の一端は、前記第２切削刃と連結され、前記第３切削刃の他端は、前記切削本体の外面に設置されることを特徴とする請求項１４に記載のカッターヘッド構造。
【請求項１９】
前記切削本体の外面が半球面を呈することを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項２０】
前記切削刃部の材質が、多結晶ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンド、化学蒸着ダイヤモンド、多結晶立方窒化ホウ素、セラミック及び硬質合金のいずれか１種であることを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項２１】
連結部をさらに備え、前記切削本体の後端面は、前記連結部の前端に連結されることを特徴とする請求項１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項２２】
前記切削刃部と前記連結部の材質が同じであり、前記切削刃部と前記連結部とが一体に成型されることを特徴とする請求項２１に記載のカッターヘッド構造。
【請求項２３】
ツール柄部及び請求項１乃至請求項２２のいずれか一項に記載のカッターヘッド構造を含み、前記切削本体の後端面が前記ツール柄部の前端に連結されることを特徴とする切削ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密加工の技術分野に関し、特に、カッターヘッド構造及び切削ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、従来の球面フライスの上部の中心点には主切削刃が設けられ、曲面をフライス加工する場合、主切削刃の頂点箇所の押圧又は切削作用によってワークの表面材料を除去するが、頂点箇所の受ける力が集中することによって、主切削刃は、ツールの頂点位置における摩耗が大きくなり、ツールの使用寿命が限られ、ワークをバッチ加工する時、加工が不安定になり、各ワークの表面粗さと輪郭が不安定になる。この問題に対応して、主切削刃の両側に副切削刃を設けて主切削刃の切削押圧を補助することができるが、切削刃はツールの上部領域に密集するため、切削屑の排出がスムーズではなくなり、加工熱が集中するだけでなく、且つ同様にワークの加工精度及び加工安定性に大きな影響を与えることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、従来技術の欠点を克服し、ツールの摩耗を低減してツールの使用寿命を延ばし、加工されたワークの表面粗さを保証し、加工安定性を向上させ、屑排出性能を向上させることができる切削ツールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために、本発明の第１態様は、切削刃部を含み、前記切削刃部は、切削本体を含み、前記切削本体の外面は、前向きに突起した円弧面であり、前記切削本体の外面には、第１切削刃及び少なくとも２つの第２切削刃が設けられ、前記第１切削刃は、前記切削本体の一側からその上部領域に延伸し、更に前記切削本体の他側に延伸し、各前記第２切削刃は、それぞれ前記第１切削刃の両側に設けられ、前記第１切削刃及び前記第１切削刃と隣接する前記第２切削刃の間には、第１排屑溝が定義され、前記第１排屑溝の幅は、前記切削本体の上部領域から両端に向かって徐々に大きくなるカッターヘッド構造を提供する。
【０００５】
好適な案として、前記第１切削刃及び前記第１切削刃と隣接する前記第２切削刃の間は、第１排屑溝が定義され、前記第１切削刃は、順に連結される第１セグメント、中間セグメント及び第２セグメントを含み、前記第２切削刃、前記第１セグメント及び前記第２セグメントの刃幅は、何れも前記中間セグメントの刃幅よりも大きい。通常の場合、副切削刃によって大部分のマージンを削除し、残りの比較的小さな加工マージンが主切削刃によって押圧加工され、このような加工状況は、両側の副切削刃の摩耗が深刻となり、中間の主切削刃は摩耗が少なくなるが、主副切削刃の刃幅が同じであるため、１つ目のワークを加工した後、両側の副切削刃は摩耗により低くなり、中間の主切削刃と「山」字形のフライスを形成し、後続の加工過程において、絶大部分のマージンは、中間の切削刃のみで加工することになり、最終的に加工されるワークの粗さが大きくなり、フライスの使用寿命が短くなる。上記の改良後のカッターヘッド構造は、第１切削刃の中間セグメントの刃幅は、両側の第２切削刃よりも小さく、効果的な鋭い切削力を提供し、金型を加工する表面粗さを向上させることができる。中間セグメントの刃幅が小さくなった後、摩耗の速度は、従来よりも速くなり、第２切削刃とほぼ均一な摩耗状態を形成することができ、加工時に均一な切削を保証することができ、後続の金型を加工する時、良好な切削性能及び金型の粗さを何れも保持し、更にツールの使用寿命を延ばし、安定したワークの粗さを維持することができる。
【０００６】
好適な案として、前記第１セグメントの少なくとも１つの側面と前記中間セグメントの対応側の側面との間は、面取り遷移によって連結され、前記第２セグメントの少なくとも１つの側面と前記中間セグメントの対応側の側面との間は、面取り遷移によって連結される。上記の連結では、面取り遷移が使用され、研削の過程において、直角が形成する尖った点が金型に線引き不良現象を出現させることを回避でき、且つ研削プロセス中に発生する屑が中間セグメントの隅に堆積して排出され難くなることを回避し、ワークの粗さが大きくなることを回避する。
【０００７】
好適な案として、前記第１セグメントの１つの側面と前記中間セグメントの対応側の側面とは、面取り遷移によって連結され、前記第２セグメントの１つの側面と前記中間セグメントの対応側の側面とは、面取り遷移によって連結される。
【０００８】
好適な案として、前記中間セグメントの２つの側面は、それぞれ第１側面と第２側面であり、前記第１セグメントの２つの側面は、それぞれ第３側面と第４側面であり、前記第２セグメントの２つの側面は、第５側面と第６側面であり、前記第１側面と前記第３側面は、同じ平面上にあり、前記第２側面と前記第４側面は、面取り遷移によって連結され、前記第２側面と前記第６側面は、同じ平面上にあり、前記第１側面と前記第５側面は、面取り遷移によって連結される。
【０００９】
好適な案として、前記第１セグメント及び前記第２セグメントの刃幅は、何れも前記第２切削刃の刃幅に等しい。
【００１０】
好適な案として、前記中間セグメントの刃幅は、０．００２〜０．１ｍｍであり、前記第１セグメント及び前記第２セグメントの刃幅は、０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍである。
【００１１】
好適な案として、前記第１セグメント及び前記第２セグメントの刃幅は、何れも前記第２切削刃の刃幅に等しく、前記第２切削刃の刃幅は、０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍである。
【００１２】
好適な案として、前記中間セグメントの長さが０．０２〜０．２ｍｍであり、前記切削本体の直径が０．２ｍｍ〜２０ｍｍである。中間セグメントの長さは、過度に長くてはならず、中間セグメントの長さが過度に長い場合、ワークの側面を加工する時、第１切削刃が大部分のマージンを除去する作用を起こし、この時、両側に相対する切削刃の摩耗が更に速くなり、最終的にフライスの使用寿命を短縮するためである。
【００１３】
好適な案として、前記第１切削刃は、切削本体の頂点を通過し、且つ前記切削本体は、前記第１切削刃に関して対称な分布を呈する。
【００１４】
好適な案として、各前記第２切削刃は、前記第１切削刃に関して対称な分布を呈する。
【００１５】
好適な案として、前記第２切削刃は、前記第１切削刃に向かって突起する円弧線状を呈する。
【００１６】
好適な案として、前記第２切削刃は、第１切削セグメント及び第２切削セグメントを含み、前記第１切削セグメントは、前記切削本体の一側からその上部領域まで延伸した後に前記第２切削セグメントの一端に連結され、且つ前記第２切削セグメントは、前記切削本体の上部領域から前記切削本体の他側に延伸し、前記第１切削セグメント及び前記第２切削セグメントは、何れも螺旋状であり、且つ前記第１切削セグメントの回転方向は、前記第２切削セグメントの回転方向と相反する。
【００１７】
好適な案として、前記第１切削刃の両側にそれぞれ前記第２切削刃が設けられる。
【００１８】
好適な案として、前記切削本体の直径は、０．２ｍｍ〜２０ｍｍであり、前記第１切削刃及び前記第２切削刃の刃幅は、０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍであり、前記第１排屑溝の深さは、０．０５ｍｍ〜１ｍｍである。
【００１９】
好適な案として、前記切削本体、前記第１切削刃及び前記第２切削刃は、一体成型が採用される。
【００２０】
好適な案として、前記切削本体の外面には、複数の第３切削刃が更に設けられ、各前記第３切削刃は、それぞれ最も外側の２つの前記第２切削刃の外側に設置され、隣接する２つの前記第３切削刃の間、並びに前記第３切削刃及び前記第３切削刃と隣接する前記第２切削刃の間には、何れも第２排屑溝が定義される。
【００２１】
好適な案として、各前記第３切削刃は、前記第１切削刃に関して対称な分布を呈する。
【００２２】
好適な案として、前記第１切削刃の同じ側に位置する各前記第３切削刃は、切削刃組であり、前記切削刃組は、対称構造であり、且つ前記切削刃組の対称中心線の一側にある各前記第３切削刃は、前記切削刃組の対称中心線の他側に位置する各前記第３切削刃の回転方向と相反する。
【００２３】
好適な案として、前記第３切削刃の螺旋角は、０〜８０°であり、前記切削刃組の各前記第３切削刃の両側から中間までの螺旋角は徐々に小さくなる。
【００２４】
好適な案として、前記第３切削刃の一端は、前記第２切削刃と連結され、前記第３切削刃の他端は、前記切削本体の外面に設置される。
【００２５】
好適な案として、前記切削本体の外面が半球面を呈する。
【００２６】
好適な案として、前記切削刃部の材質が、多結晶ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンド、化学蒸着ダイヤモンド、多結晶立方窒化ホウ素、セラミック及び硬質合金のいずれか１種である。
【００２７】
好適な案として、連結部をさらに備え、前記切削本体の後端面は、前記連結部の前端に連結される。
【００２８】
好適な案として、前記切削刃部と前記連結部の材質が同じであり、前記切削刃部と前記連結部とが一体に成型される。
【００２９】
同様の目的で、本発明の第２態様は、ツール柄部及び第１態様のいずれか一項に記載のカッターヘッド構造を含み、前記切削本体の後端面が前記ツール柄部の前端に連結される切削ツールを更に提供する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の切削ツールは、従来技術と比較して以下の有益な効果を有する。本発明の実施形態の切削ツールは、切削本体の外面に第１切削刃及びそれぞれ第１切削刃の両側に設けられる第２切削刃が設けられ、第１切削刃は、切削本体の一側から上部領域に延伸した後に更に他側に延伸し、フライス過程において、第２切削刃によって切削作用を行い、大部分のマージンを除去し、残りの比較的小さい加工マージンは、第１切削刃によって押圧加工し、先に粗加工した後に精密加工する性質を有し、加工精度を有効に向上し、且つ第１切削刃の摩耗を減少し、第１切削刃の使用寿命を延長することができる。また、第２切削刃と第１切削刃の間に定義される第１排屑溝の幅は、切削本体の上部領域から両端に向かって徐々に大きくなり、排屑能力を最適化し、廃屑が切削本体の上部領域に蓄積して成型精度及びツール寿命に不利な影響を与えることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態におけるカッターヘッド構造の構造説明図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図２の左側面図である。
【図４】本発明の実施形態２におけるカッターヘッド構造の構造説明図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図５のＡの箇所の局部拡大図である。
【図７】実施形態２における前記カッターヘッド構造の正面図である。
【図８】本発明の実施形態３におけるカッターヘッド構造の構造説明図である。
【図９】本発明の実施形態における切削ツールの構造説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に図面と実施形態を組み合わせ、本発明の具体的実施方法について詳細に説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するために用いるものであるが、本発明の範囲を制限するものではない。
【００３３】
本発明の説明において、理解すべきこととして、本発明で採用する用語「前」及び「後」が指すのは、切削ツールの使用過程時に加工ワークに近接する一端が「前」であり、加工ワークから離れる一端が「後」である。
【００３４】
また、提示すべきこととして、本発明中の用語「切削本体の頂点」が指すのは、切削ツールの使用過程で、切削本体の外面上のツール柄部から最も遠い位置であり、「切削本体の上部領域」が指すのは、切削本体の外面において、切削本体の頂点を含み且つ切削本体の頂点から比較的近い領域である。
【００３５】
理解すべきこととして、本発明では、用語「第１」、「第２」等の用語を用いて様々な情報を説明しているが、これら情報は、これら用語に限定するものではなく、これら用語は、同一タイプの情報を互いに区別するために用いるのみである。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、「第１」という情報は、「第２」という情報に称されることもでき、同様に、「第２」という情報は、「第１」という情報に称されることもできる。
【００３６】
実施形態１
図１〜図３に示すように、本発明の好適な実施形態のツールヘッド構造１００は、連結部１と前記連結部１の前端に設けられる切削刃部２を含み、前記切削刃部２は、前記連結部１の前端に固定される切削本体２１を含み、前記切削本体２１の外面は、外向きに突起した円弧面であり、前記切削本体２１の外面には、第１切削刃２２及び少なくとも２つの第２切削刃２３が設けられ、前記第１切削刃２２は、前記切削本体２１の一側からその上部領域に延伸し、更に前記切削本体２１の他側に延伸し、各前記第２切削刃２３は、それぞれ前記第１切削刃２２の両側に設けられ、前記第１切削刃２２及びそれと隣接する前記第２切削刃２３の間には、第１排屑溝２４が定義され、前記第１排屑溝２４の幅は、前記切削本体２１の上部領域から両端に向かって徐々に大きくなる。
【００３７】
上記技術案に基づき、カッターヘッド構造１００には第１切削刃２２及び幾つかの第２切削刃２３が設けられ、図２は、カッターヘッド構造１００の平面図を示しており、この平面図から見て、前記第１切削刃２２は、切削本体２１の中心領域を通過し、且つ２つの第２切削刃２３を含み、各第２切削刃２３は、それぞれ第１切削刃２２の両側に設けられ、ここで、フライスの過程では、第２切削刃２３は、ワークの大部分のマージンを切削し、残りの小部分の加工マージンは、第１切削刃２２の押圧作用によって精密加工し、それにより、加工精度を保証し、加工面の表面粗さを向上することができ、且つ第１切削刃２２の摩耗を回避し、第１切削刃２２の使用寿命を延ばすことができる。
【００３８】
また、本実施形態では、第１切削刃２２と第２切削刃２３の間に定義された第１排屑溝２４により、切削本体２１の上部領域から両端までの幅が徐々に増大し、それにより、ツールの上部領域の廃屑が随時排出されるように保証し、廃屑が切削本体２１の上部領域に蓄積されて加工効果及びツール寿命に不利な影響を招くことを回避することができる。
【００３９】
好適には、本実施形態では、前記第１切削刃２２は、前記切削本体２１の頂点を通過し、且つ前記切削本体２１は、前記第１切削刃２２に関して対称な分布を呈する。フライスの過程において、主に第１切削刃２２の中間領域を用いてワークに対して小さなマージン脳圧を行い、それにより、加工ワークの表面粗さと輪郭度を向上させることができる。
【００４０】
具体的には、本実施形態では、各前記第２切削刃２３の前記第１切削刃２２に関して対称な分布を呈することでツールの回転時の安定性を保証し、加工過程の刃振動現象を回避することができる。
【００４１】
上記の技術案の代替案として、第１切削刃２２を切削本体２１の頂点からはずし、即ち、第１切削刃２２を切削本体２１の対称中心線からはずして設置することができる。
【００４２】
引き続き図２を参照し、前記第２切削刃２３は、前記第１切削刃２２に向かって突起する円弧線状を呈し、第１排屑溝２４の幅を中間から両端に向かって徐々に増大させている。
【００４３】
具体的には、前記第２切削刃２３は、第１切削セグメント２３１と第２切削セグメント２３２を含み、前記第１切削セグメント２３１は、前記切削本体２１の一側からその上部領域に延伸し、前記第２切削セグメント２３２の一端に連結され、且つ前記第２切削セグメント２３２は、前記切削本体２１の上部領域から前記切削本体２１の他側に延伸する。前記第１切削セグメント２３１及び前記第２切断２３２セグメントは、何れも螺旋状であり、且つ前記第１切削セグメント２３１の回転方向は、前記第２切削セグメント２３２の回転方向と相反する。
【００４４】
本技術案では、回転方向が相反する第１切削セグメント２３１と第２切削セグメント２３２が連結して第１切削刃２２に向かって突起する円弧線状を形成することにより、加工ワークの大部分のマージンを切削し、且つ加工曲面の輪郭度を保証することができる。
【００４５】
本実施形態では、前記第１切削セグメント２３１と前記第２切削セグメント２３２の螺旋角は、何れも０〜８０°であり、前記螺旋角度に基づき、第２切削刃２３の強度、鋭利度、切削力の大きさが十分に理想的であり、且つ排屑速度を保証することができる。
【００４６】
図２に示すように、前記切削本体２１の直径は、Ｄであり、Ｄ＝０．２ｍｍ〜２０ｍｍあり、具体的寸法は、加工する局面の大きさに基づいて確定する。切削刃の両側面の間の距離を刃幅と定義し、第１切削刃２２の刃幅は、Ｌ１であり、第２切削刃２３の刃幅は、Ｌ２であり、ここで、Ｌ１とＬ２は、何れも０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍである。また、第１排屑溝２４の深さは、０．０５ｍｍ〜１ｍｍに設定されており、フライス過程中の廃屑の円滑な排出を保証する。
【００４７】
同様に、切削力と加工精度をさらに高め、排屑能力を向上させるために、前記切削本体２１の外面には、更に幾つかの第３切削刃２５１が設けられ、各前記第３切削刃２５１は、それぞれ最も外側に位置する２つの前記第２切削刃２３の外側に設けられ、隣接する２つの前記第３切削刃２５１の間、及び前記第３切削刃２５１とそれに隣接する第２切削刃２３との間には、何れも第２排屑溝２６が定義される。フライスの過程では、第３切削刃２５１と第２切削刃２３が同時に作用して加工ワークの大部分のマージンを切削し、更に第１切削刃２２と合わせて説明加工を行う。
【００４８】
本実施形態では、切削本体２１に第３切削刃２５１が設けられ、加工で線痕が生じることを回避し、精密加工の精度を保証し、分層切削の作用を起こすことができる。
【００４９】
好適には、本実施形態では、各前記第３切削刃２５１が前記第１切削刃２２に関して対称的な分布を呈することによって、ツールの回転過程中の安定性能を保証し、ツールがフライス過程で刃振動現象を発生することを防止することができる。
【００５０】
本実施形態では、各前記第３切削刃２５１は、何れも螺旋状を呈し、螺旋状に配置することにより、十分に大きな切削力を保証し、加工効率を向上させることができる。
【００５１】
説明を簡単にするために、前記第１切削刃２２の同じ側に位置する各前記第３切削刃２５１を切削刃組２５と定義し、図２に示すように、第１切削刃２２の上下両側にそれぞれ切削刃組２５が設けられる。前記切削刃組２５は、対称構造であり、且つ切削刃組２５の対称中心線の一側に位置する各前記第３切削刃２５１と前記切削刃組２５の対称中心線の他側に位置する各前記第３切削刃２５１との回転方向は相反し、切削精度を更に高め、ツールの耐摩耗性を向上させ、ツールの使用寿命を延ばすことができる。
【００５２】
同じ目的のために、本実施形態では、前記第３切削刃２５１の螺旋角は、０〜８０°であり、前記切削刃組２５において、両側から中間へ近づくにつれて、各前記第３切削刃２５１の螺旋角は、徐々に小さくなり、ツールの耐摩耗性を更に向上させ、且つ加工精度を保証することができる。
【００５３】
ツールの強度を確保するために、前記第３切削刃２５１は、第２切削刃２３と連結される。具体的には、前記第３切削刃２５１の一端は、前記第２切削刃２３に連結され、前記第３切削刃２５１の他端は、前記切削本体２１の外面に設置される。
【００５４】
上記の技術案の代替案として、第３切削刃２５１を前記連結部分１の外側面に延伸することができ、それにより、ツールの加工範囲を増大させることができる。例として、第１切削刃２２及び第２切削刃２３の両端部は、何れも連結部１の外側面に延伸している。
【００５５】
例として、本実施形態では、前記第１切削刃２２の両側には、それぞれ６個の第３切削刃２５１が設けられる。第３切削刃２５１の数を適当に増やして、加工精度を向上させることができる。
【００５６】
本実施形態は、前記切削本体２１の外面は、半球面を呈し、連結部１は、切削本体２１の直径と同じ円柱体構造である。
【００５７】
本実施形態では、前記切削本体２１、前記第１切削刃２２、前記第２切削刃２３及び第３切削刃２５１は、一体成型を採用し、各切削刃を切削本体２１の外面に成型し易くするだけではなく、切削刃部２の全体的耐摩耗性能及び全体的強度を保証することができる。
【００５８】
本実施形態では、切削刃部２の材質は、好ましくは、多結晶ダイヤモンドであり、全体的多結晶ダイヤモンド構造のツールは、従来のコーティングフライスと比較し、耐摩耗性能を大幅に向上し、加工精度と加工効率を効果的に向上し、且つツールの使用寿命を延ばすことができる。
【００５９】
同様に、切削刃部２の材質を単結晶ダイヤモンド、化学蒸着ダイヤモンド、多結晶立方窒化ホウ素、セラミック及び硬質合金又はその他に設けることができ、同様にツールの耐摩耗性能を保証することができる。
【００６０】
前記切削刃部２と前記連結部１の材質は同じであり、且つ前記切削刃部２と前記連結部１は、一体成型を採用し、カッターヘッド構造１００全体の強度を保証することができる。
【００６１】
実施形態２
図４〜７に示すように、カッターヘッド構造は、切削刃部３を含み、前記切削刃部３は、切削本体３１を含み、前記切削本体３１の外面は、外に向かって突起する円弧面であり、前記切削本体３の外面には第１切削刃３２と少なくとも２つの第２切削刃３３が設けられ、前記第１切削刃３２は、前記切削本体３１の一側からその上部領域まで延伸した後、更に前記切削本体３１の他側まで延伸し、前記第２切削刃３３は、それぞれ前記第１切削刃３２の両側に設けられ、前記第１切削刃３２及びそれと隣接する前記第２切削刃３３の間には、第１排屑溝３４が定義され、前記第１排屑溝３４の幅は、前記切削本体３１の上部領域から両端に向かって徐々に大きくなる。
【００６２】
第１切削刃３２は、順に連結される第１セグメント３２１、中間セグメント３２２及び第２セグメント３２３を含み、第２切削刃３３、第１セグメント３２１及び第２セグメント３２３の刃幅は、何れも中間セグメント３２２の刃幅よりも大きい。中間セグメント３２２の刃幅は、第２切削刃３３、第１セグメント３２１及び第２セグメント３２３の刃幅よりも小さく、効果的な鋭利な切削力を提供し、加工金型の表面粗さを向上させることができる。また、中間セグメント３２２の刃幅が小さくなった後、摩耗の速度は、従来に比較して速くなり、第２切削刃３３と略均一な摩耗状態を形成することができ、加工時に均一な切削を保証することができ、後続のワークを加工する時、良好な切削性能と金型粗さを保持し、ツールの使用寿命を延ばし、安定したワークの粗さを維持することができる。
【００６３】
更に、第１セグメント３２１の少なくとも１つの側面と中間セグメント３２２の対応側の側面との間は、面取り遷移によって連結され、第２セグメント３２３の少なくとも１つの側面と中間セグメント３２２の対応側の側面との間は、面取り遷移によって連結される。上記連結では、面取り遷移を使用し、研削の過程において、直角が形成する尖った点が金型に線引き不良現象を出現させることを回避でき、且つ研削プロセス中に発生する屑が中間セグメントの隅に堆積して排出され難くなることを回避し、ワークの粗さが大きくなることを回避する。
【００６４】
例えば、第１セグメントの１つの側面と中間セグメントの対応側の側面は、面取り遷移によって連結され、第２セグメントの1つの側面と中間セグメントの対応側の側面は、面取り遷移によって連結される。
【００６５】
具体的には、中間セグメント３２２の２つの側面は、それぞれ第1側面と第2側面であり、第１セグメント３２１の２つの側面は、それぞれ第３側面と第４側面であり、第２セグメント３２３の２つの側面は、それぞれ第５側面と第６側面であり、前記第１側面と第３側面は、同じ平面上に位置し、第２側面と第４側面は、面取り遷移によって連結され、第２側面と第６側面は、同じ平面上に位置し、第１側面と第５側面は、面取り遷移によって連結される。
【００６６】
更に、第１セグメント及び第２セグメントの刃幅は等しく、且つ中間セグメント刃幅よりも大きい。図７に示すように、前記切削本体３１の外面は、半球面であり、切削本体３１の直径は、Ｄであり、Ｄ＝０．２ｍｍ〜２０ｍｍあり、図５〜図６に示すように、中間セグメント３２２の長さは、０．０２〜０．２ｍｍであり、具体的寸法は、加工の曲面の大きさに基づいて確定し、切削刃の２つの側面の間の距離を辺間の距離を刃幅として定義し、図６に示すように、第１切削刃３２の第１部３２１の刃幅は、Ｌ３であり、第２切削刃３３の刃幅は、Ｌ４であり、ここで、Ｌ３とＬ４は等しく、且つ何れも０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍであり、中間セグメント３２２の刃幅は、Ｌ５であり、且つＬ５は、０．００２〜０．１ｍｍである。また、第１排屑溝２４の深さは、０．０５ｍｍ〜１ｍｍに設けられ、フライスの過程中の廃屑の円滑な排出を保証する。
【００６７】
実施形態２のカッターヘッド構造は、上記説明以外、その他は、何れも実施形態１と同じである。
【００６８】
実施形態３
本実施例は、同様にカッターヘッド構造１００を提供し、具体的には、図８に示すとおりであり、実施形態との差異は、本実施形態の切削本体２１には、６つの第２切削刃が設けられ、第１切削刃２２の両側に３つの第２切削刃が設けられ、且つ隣接する２つの第２切削刃の間に第３排屑溝２７が定義されることにある。
【００６９】
同様に、第１切削刃２２の両側には、それぞれ２つ、４つ、または４つ以上の第２切削刃２３が設けられることもでき、且つ各第２切削刃２３は、間隔を置いて配置される。
【００７０】
実施形態４
本実施形態は、同様にカッターヘッド構造を提供し、実施形態２との差異は、第１セグメントと第２セグメントの両側の側面と中間セグメントの対応側の側面が何れも面取り遷移によって連結されることにあり、その他は、何れも実施形態２と同じである。
【００７１】
本発明の第２態様は、更に切削ツールを提供し、具体的には、図９に示すとおりであり、ツール柄部２００及び第１態様の何れか１つの実施形態に記載されるカッターヘッド構造１００を含み、前記連結部１の後端面と前記ツール柄部２００の前端面が連結される。
【００７２】
本発明の実施形態の切削ツールは、第１態様の何れか１つの実施形態のカッターヘッド構造１００を含むため、カッターヘッド構造１００の全ての有益な効果を有し、ここでは再度記載しない。
【００７３】
また、説明すべきこととして、本発明の実施形態における切削ツールは、主にグラファイト金型を加工するために使用される。切削ツールを回転させる時、第２切削刃２３、３３、及び第３切削刃２５１、３５１は、回転送り過程において、ワークの大部分のマージンを除去することができ、残りの約０．０１ｍｍの加工マージンは、第１切削刃２２、３２によって押圧加工し、先に粗加工した後に精密加工する性質を有し、且つフライス過程で発生する廃屑は、それぞれ第１排屑溝２４、３４及び第２排屑溝２６、３６によって外へ排出される。
【００７４】
また、説明すべきこととして、本発明の実施形態の切削ツールは、主にグラファイト金型の加工に使用され、実施形態に記載のカッターヘッド構造を用いてグラファイト金型を加工する時、従来のタングステン鋼でコーティングされたボールカッターでは、通常１〜２個のグラファイト金型しか加工することができないが、５つ以上のグラファイトを連続して加工することができ、且つ加工した各グラファイト金型の表面粗さの安定性が高く、５００ｎｍ以下に達することができる。
【００７５】
実施形態２に記載したカッターヘッド構造を用いてグラファイト金型を加工する時、６つ以上のグラファイト金型を連続して加工することができ、且つ加工した各グラファイト金型の表面粗さの安定性が高く、１２００ｎｍ以下に達することができる。
【００７６】
要約すると、本発明の実施形態は、切削ツールとそのカッターヘッド構造を提供し、それは、切削本体上に第１切削刃と第１切削刃の両側に位置する第２切削刃を設け、第２切削刃の切削作用と第１切削刃の押圧作用を互いに組み合わせて加工することによって、加工ワークの表面粗さを向上させ、且つ第１切削刃の使用寿命を延長することができ、また、第１切削刃と第２切削刃の間に定義された第１排屑溝が中間領域から両端に向かって徐々に広がることにより、排屑性能を保証し、フライスの過程で廃屑が切削本体の上部領域に蓄積されることを防止し、加工精度に不利な影響を与えることを回避することができる。
【００７７】
上記は、本発明の好適実施形態であるにすぎず、注意すべきこととして、当業者であれば、本発明の技術的原理から逸脱しない前提で、若干の修正及び置換を更に行うことができ、これら修正及び置換も本発明の保護範囲として見なされるべきである。
【符号の説明】
【００７８】
１００  カッターヘッド構造
１  連結部
２、３  切削刃部
２１、３１  切削本体
２２、３２  第１切削刃
３２１  第１セグメント
３２２  中間セグメント
３２３  第２セグメント
２３、３３  第２切削刃
２３１、３３１  第１切削セグメント
２３２、３３２  第２切削セグメント
２４、３４  第１排屑溝
２５  切削刃組
２５１、３５１  第３切削刃
２６、３６  第２排屑溝
２７  第３排屑溝
２００  ツール柄部
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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