JPH06155127A

JPH06155127A - フライス工具

Info

Publication number: JPH06155127A
Application number: JP5200204A
Authority: JP
Inventors: Amir Satran; アミール・サトラン; Rafael Margulis; ラフアエル・マルグリス
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1994-06-03
Also published as: ES2052473T3; CN1042306C; DE585800T1; HK1001187A1; US5486073A; ZA934918B; EP0585800B1; IL103008A; DE69312603D1; IL103008A0; ES2052473T1; EP0585800A1; CN1093629A; RU2110370C1; DE69312603T2; ATE156050T1

Abstract

(57)【要約】【目的】ワークピースからの金属除去効率を改良す
る。【構成】隣接切削縁は、実質的な鋭角をかどにおいて
規定し、第２切削縁部分は、インサートの基部の方に傾
斜し、回転軸に実質的に交差し、インサート基部から傾
斜する結合部分を介して第１対の隣接切削縁と併合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用】本発明は、フライス工具、特に、回転
式経路指定カッター(routing cutter)工具のための切削
インサートに関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】経路指定カッター工具が、ワ
ークピースから実質的な量の金属を除去し、精密に決定
されたスロット又は凹部を機械加工されたワークピース
に残すために必要とされるワークピースの機械加工にお
いて使用される。そのような経路指定作業の特定の例
は、例えば、翼構造の如く、航空機構造要素の機械加工
であり、この場合その機械的強度を保証しながら、構造
の重量を最大まで縮小することが必要とされる。この目
的のために、通常アルミニウムから形成したワークピー
スが、スロット及び凹部を加工され、ワークピースにお
ける隣接凹部は、非常にしばしば、極薄壁部分によって
分離される。このため、経路指定作業は、相当な量の金
属の除去に係わり、そして生産効率は、比較的高率の金
属除去を必要とすることものである。同時に、機械加工
された構成要素において非常に薄い分離壁が残るという
事実のために、経路指定作業は、これらの薄壁部分を損
傷しない、又は望ましくない応力とひずみを誘導しない
ことを保証することが重要である。

【０００３】本質的に、経路指定作業は、切削工具の回
転軸の方向において切削インサートによるワークピース
の初期中ぐり又は穴あけ貫入と、カッター工具の回転軸
に関するワークピースの相対横変位を含む続くフライス
削り作業とに係わる。この関連（ＧＢ２１６４２
８３）において、カッター工具の回転軸が切削インサー
トに関してオフセットされた、切削インサートを有する
回転式経路指定カッター工具を設けることが提案され
た。これらの状況下で、この先行特許の明細書に明確に
説明され提示された如く、切削インサートが単一作業に
おいてワークピースに貫入する最大深さは、制限され
る。この制限は、インサートが、回転軸に隣接した切削
縁を有さないという事実から生じ、このため、ワークピ
ースへの切削インサートの連続貫入を制限する直立コア
が生成される。この問題を克服するために、貫入とスロ
ット形成が、一連の連続作業において行われ、各作業に
おいて、インサートは、所定の最大量だけワークピース
に貫入し、それから、スロットの一方の端部から他方へ
の横方向の往復運動に進み、直立コアを除去する。この
ため、経路指定作業は、一連の連続傾斜路により進行す
る。このため、この手順は、必ず、金属の除去率を縮小
させることが、極めて明らかである。

【０００４】ワークピースからの金属除去効率の改善を
容易にする一方、除去中ワークピースへの応力の導入を
最小にする、回転式経路指定カッター工具のための新規
かつ改良切削インサートを提供することが、本発明の目
的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明により、回転式経
路指定カッター工具のための切削インサートが設けら
れ、インサートは、ほぼ平行六面体の形状であり、イン
サートの回転軸にほぼ平行な伸長切削縁の第１対であ
り、該第１対の各切削縁は、該インサートの隣接すくい
及び逃げ面の間に規定される伸長切削縁の第１対と、該
第１対に関して横向きの切削縁の第２対であり、該第２
対の各切削縁は、第１及び第２連続切削縁部分を具備す
る切削縁の第２対とを有し、該第１切削縁部分は、丸い
インサートかどを介して該第１対の隣接切削縁と併合
し、隣接切削縁は、実質的な鋭角を該かどにおいて規定
し、該第２切削縁部分は、該インサートの基部の方に傾
斜し、該回転軸に実質的に交差し、該インサート基部か
ら傾斜する結合部分を介して該第１対の隣接切削縁と併
合する。

【０００６】発明による切削インサートにおいて、第２
対の切削縁がインサートの回転軸に交差する事実によ
り、中ぐり又は穴あけ作業中ワークピースへのインサー
トの貫入が、直立コアの生成により、上記の先行技術の
場合の如く、制限されないことが保証される。こうし
て、本場合に、穴あけ作業は、第２切削縁部分によって
実施される有効な同時フライス削り作業を伴い、このよ
うに、金属は、インサートが所定深さの作業に達するま
で、連続的に除去される。いったんこれが行われるなら
ば、カッター工具に関するワークピースの横変位は、切
削縁の第１対の伸長切削縁によって形成されるスロット
又は凹部における金属の除去を保証する。こうして、ワ
ークピースの有効なスロット又は凹部形成は、本質的に
２段階の作業において実施され、第１段階において、イ
ンサートは、要求された所定深さまでワークピースに貫
入し、そして第２段階において、インサートに関するワ
ークピースの横移動は、凹部の有効なフライス削りを保
証する。

【０００７】こうして、発明により、比較的伸長な切削
縁を有するインサートが使用される時、比較的深い凹部
が、最小の一連作業により機械加工され、これにより、
金属除去率を実質的に高める。

【０００８】好ましくは、第１切削縁部分は、インサー
ト基部の方に傾斜し、第２切削部分により、実質的な鈍
角を規定する。このように、貫入又は穴あけ段階中イン
サートに作用する放射状に向けられた力の最適分布が保
証される。

【０００９】本発明の好ましい実施態様により、切削縁
の第１対の各切削縁は、第１及び第２連続切削縁区分を
具備し、丸いインサートかどに隣接する第１切削縁区分
は、工具保持器に関して規定されたすくい及び逃げ角が
第１切削区分の長さに沿ってほぼ不変である如く連続的
に湾曲されたすくい及び逃げ面に関連するが、第２切削
縁区分は、インサート基部に関してほぼ一定の角度を規
定するすくい面に関連し、工具保持器に関して規定され
たすくい面角度は、第２切削縁区分の長さに沿って増大
する。

【００１０】こうして、第１切削縁区分の長さに沿った
インサートの幾何形状は、実質的に、先行する米国特許
明細書第５、０７１、２９２号において記載された如く
であり、そしてこの構造は、フライス削り作業が、最小
応力がワークピースと、特に、金属の除去後にワークピ
ースに残る薄い分割壁に伝えられるようにして実施され
ることを保証するために特に有効である。一方、フライ
ス切削縁に第１切削縁区分とは異なる幾何形状の第２切
削縁区分を設けることは、幾何的不連続性を導入し、結
果として、伸長フライス切削縁の使用の結果として通常
生ずる切削工具に伝えられる振動が縮小され、そしてこ
れは、もちろん、伸長切削縁の使用を容易にする。

【００１１】以下に、回転式経路指定カッター工具に対
する本発明による切削インサートの一実施態様を添付の
図面を参照して実施例により記載する。

【００１２】

【実施例】図面の図１と図２に示された如く、切削イン
サート１は、回転式経路指定カッター工具（図面の図
４、図５と図６に詳細に示される）のシャフト２に取り
付けられ、そして例えば、航空機構造要素４において形
成した所定輪郭のスロット又は凹部３の機械加工のため
に使用される。この目的のために、インサート１は、構
成要素４への穴あけ又は中ぐり作業により貫入するよう
に設計され、貫入高さｈは、インサート１の主切削縁５
の長さに対応し、実際の中ぐり又は穴あけは、横向き切
削縁６によって行われる。いったんインサートが構成要
素４に十分に貫入したならば、インサートに関する構成
要素の側方移動は、フライス削り作業を行わせ、構成要
素に関するインサートの相対移動は、鎖線によって示さ
れる。このフライス削り作業の完了により、凹部３が残
され、隣接凹部は、薄分離壁７によって互いに分離され
る。

【００１３】図面の図２に明確に示される如く、横向き
切削縁６は、工具の回転軸に交差し、そして結果とし
て、構成要素へのインサートの継続した穴あけ貫入は、
第２切削縁６によって実施される有効な同時フライス削
り作業を伴い、このようにして、金属は、インサートが
所定の作業深さに達するまで、連続的に除去される。

【００１４】発明による切削インサート、経路指定カッ
ター工具における取り付け形態と経路指定作業における
使用形態の詳細な説明のために、図面の図３〜図１１を
参照する。

【００１５】図面に示された如く、切削インサート１
は、平行六面体の形状であり、一対の主フライス切削縁
５と一対の横向き切削縁６を形成してある。インサート
１には、さらに、上面１１と下基面１２を形成し、中央
に締付けボア１３を配設してある。

【００１６】各主伸長切削縁５は、隣接すくい面１１ａ
と主逃げ面１４の間に規定してある。各横向き切削縁６
は、隣接すくい面１１ｂと横向き逃げ面１５の間に規定
してある。隣接する主及び横切削縁５、６及び付随する
隣接逃げ面１４と１５は、一対の対向した丸いインサー
トかど１６を介して併合する。

【００１７】図面の図７に示された如く、主及び横切削
縁５と６は、丸いかど１６の領域において、鋭角φを規
定している。

【００１８】インサート１は、経路指定工具のシャフト
２に形成した軸向き凹部の座２０にねじクランプ１９を
介して締付けてある。図面の図５に示された如く、座２
０は、回転軸８が位置する工具の軸平面に関して角度γ
_A1において方向付けられる。一方、主切削縁５は、イン
サートの基面１２の方に傾斜し、回転軸８が位置する工
具の縦軸平面に関して、角度γ_Aを規定し、これはイン
サートの軸すくい角である。ワークピースの最大貫入を
設ける主フライス切削縁５を達成するために、インサー
トは比較的伸長し、このため、構造的必要条件は、イン
サートが有効深さになることを命ずる。工具シャフトの
支持領域が、穴あけ及びフライス削り作業中インサート
を支持するために十分に強力であることを保証するため
に、インサートは、相当な部分を工具の中央面上に取り
付けて、工具に取り付けられなければならない（図５と
図６を参照）。しかし、穴あけ作業中、穴あけが、直立
コアを残すことなく、全穴あけ部分を除去するために有
効であることを保証するために、穴あけ切削縁が、工具
の回転軸８に交差することを保証することが必要であ
る。特定の切削縁幾何形状が、横向き切削縁に対して採
用されることは、この理由のためであり、インサートに
作用する放射状向き力の平衡化を保証するためである。
この幾何形状を以下に記載する。

【００１９】図面の図１１に明確に示された如く、横向
き切削縁６は、インサートの基面１２にほぼ平行な初期
切削縁部分６ａ（最小長）を介して丸いかど１６と併合
する。部分６ａには、基部１２へ下方に傾斜する切削縁
部分６ｂが続き、先行部分６ｂに関して実質的な鈍角を
規定し基部１２へより急峻に傾斜する切削縁部分６ｃが
続く。切削縁部分６ｃは、切削インサートの回転軸８に
実質的に交差する切削縁の最下方部分６ｄと併合し、こ
れには隣接主切削縁５と併合するように基部１２から傾
斜する結合部分６ｅが続いている。

【００２０】図面の図７、図１０ｄ、図１０ｅと図１０
ｆに示された如く、ノーズ１６に関連した切削縁には、
補強ランドを形成してあり、くさび角β_Fを有する。切
削縁６ｂにはまた、補強ランドを設けてあり、くさび角
β_Dに関連する。最後に、切削縁部分６ｃは、くさび角
β_Eに関連し、補強ランドは設けてない。β_Fは、好まし
くは、β_Dよりも小さく、そしてβ_Dは、好ましくは、β
_Eよりも小さく、そして図示された如く、切削縁６ｄと
６ｃは正であるが、切削縁６ｂは負である。

【００２１】横向き切削縁６の種々の部分に対するこの
特定幾何形状は、穴あけ作業中、切削縁における最大応
力が、ノーズ部分１６と切削縁部分６ｂに及ぼされる
が、最小応力が、回転軸と交差する切削縁６の領域６ｄ
に及ぼされるという事実を考慮して選択される。最大応
力が予期される切削縁の領域が、ランド構造で補強さ
れ、さらに負にもされるのは、この理由のためである。

【００２２】さらに、実際の穴あけ作業は、主に、切削
縁部分をノーズ１６と縁部分６ｂと６ｃによって提示し
て実施される。同時に、切削縁部分６ｃは、フライス削
り作業を行い、穴あけ作業中形成される円錐形状コアを
連続的に除去する。

【００２３】主切削縁５の幾何形状の説明のために、図
面の図７、図１０ａ、図１０ｂと図１０ｃを参照する。
この切削縁は、２つの連続区分５ａと５ｂに分割され、
区分５ａは、ノーズ部分１６からインサートのほぼ中央
領域まで続いているが、区分５ｂは、インサートのほぼ
中央部分から横向き切削縁６の結合部分６ｅと併合する
領域まで続いている。初期区分５ａは、この区分のすく
い角と逃げ角が、工具に関して測定された時、その長さ
に沿ってほぼ一定である如く、湾曲した逃げ面とすくい
面を有するように形成される。これらの角度の大きさ
は、インサートがワークピースにおいて初期フライス削
りを行なわなければならない時、比較的困難なフライス
削り条件を考慮して選ばれる。続く切削縁区分５ｂにお
いて、すくい面は、インサートの基部１２に平行な基準
面に関してほぼ一定の角度を規定する（こうして、図１
０ｂの角度Ｘｂは、図１０ｃの角度Ｘｃにほぼ平行であ
る）。一方、切削縁区分５ｂにおけるインサートのすく
い角は、工具に関して測定された時、切削縁区分５ｂの
長さに沿って増大し、そして逃げ角が工具に関して測定
された時一定である事実のために、インサートのくさび
角βは、区分５ｂの長さに沿って着実に縮小される。

【００２４】初期切削縁区分６ａに上記の特定幾何形状
（工具に関して測定された時不変のすくい及び逃げ角）
を設けることは、（この区分６ａに係わる）初期フライ
ス削り段階において、インサートに及ぼす力が最大であ
るという事実によって要求される。続いて、切削縁区分
６ｂが関与する時、力は、比較的縮小され、上記のこの
区分に対する特定の切削縁形状を容易にする。

【００２５】異なる幾何形状の２つの分離区分５ａと５
ｂへ主切削縁５を分割することと、切削縁５において幾
何的不連続性を設けることのために、そのような伸長切
削縁と、特に比較的限定された直径の切削工具で非常に
大きくなるインサートと結果的に切削工具の振動は、実
質的に縮小される。

【００２６】上記の特定例においては、異なる幾何形状
の２つの部分への伸長主切削縁５の分割は、切削縁のほ
ぼ中央において行われるが、分割は、切削縁の異なる位
置において行うことができることが認識される。分割が
行われる点を決定する一つの因子は、切削縁６の軸正度
である。こうして、軸正度の増大により、切削縁区分６
ａが切削縁区分６ｂに併合する位置は、インサートノー
ズ１６から変位される。別の因子は、フライス削りされ
る材料である。こうして、材料が堅いほど、切削縁の主
部分がほぼ不変の逃げ及びすくい角（工具に関して測定
された）を設けられる必要性はより大きくなるが、アル
ミニウム等の比較的容易に加工される材料では、この必
要性は、明白でなく、そして分割は、切削縁の中部分に
おいて容易に行われる。

【００２７】好ましくは、切削縁６に沿ったすべての位
置（すなわち、区分６ａと６ｂの両区分において）は、
回転するインサートによって生成されるエンベロープを
構成する円筒面上にある。このようにして、滑らかな連
続面がフライス削りされることが保証される。

【００２８】図面の図９と図１１に示された如く、逃げ
面１４は、３つの連続部分１４ａ、１４ｂと１４ｃに分
割される。部分１４ａは、少なくとも第１切削縁区分５
ａに関連した逃げ面の長さに沿って、連続的に湾曲して
いる。逃げ面部分１４は、ほぼ平面であり、工具保持器
においてインサートの有効な側方締付けのために役立
つ。最下方逃げ面部分１４ｃは、隣接部分１４ｂに関し
て内側に傾斜する（すなわち、法線に関して逃げ面部分
１４ｂによって規定した角度よりも大きな角度を、基部
１２への法線に関して規定する）。図面の図１１から、
第３逃げ面部分１４ｃの準備は、基部１２に隣接したイ
ンサートの領域が、穴あけ作業中あけた穴の壁を汚さな
いことを保証することが見られるが、これは、比較的狭
い直径の工具が使用される時、特に重要である。

【００２９】発明による回転式経路指定工具で使用され
る切削インサートの一つの特徴的な例において、次の特
性次元が使用される。

【００３０】上面の主対角寸法＝３１ｍｍ上面の小対角寸法＝１９ｍｍ主切削縁の長さ＝２２ｍｍインサートの最大深さ＝６．５ｍｍインサートの最大幅＝１４．５ｍｍ本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

【００３１】１．回転式経路指定カッター工具のための
切削インサートにおいて、該インサートは、実質的な平
行六面体の形状であり、インサートの回転軸にほぼ平行
な伸長切削縁の第１対であり、該第１対の各切削縁は、
該インサートの隣接すくい及び逃げ面の間に規定される
伸長切削縁の第１対と、該第１対に関して横向き切削縁
の第２対であり、該第２対の各切削縁は、第１及び第２
連続切削縁部分を具備し、該第１切削縁部分は、丸いイ
ンサートかどを介して該第１対の隣接切削縁と併合する
切削縁の第２対とを有し、隣接切削縁（５、６）は、実
質的な鋭角φを該かど（１６）において規定し、該第２
切削縁部分（６ｃ）は、該インサートの基部（１２）の
方に傾斜し、該回転軸に実質的に交差し、該インサート
基部から傾斜する結合部分（６ｅ）を介して該第１対の
隣接切削縁（５）と併合することを特徴とする切削イン
サート。

【００３２】２．該第１切削縁部分（６ｂ）が、該イン
サート基部（１２）の方に傾斜することを特徴とする上
記１に記載の切削インサート。

【００３３】３．該第１及び第２切削縁部分（６ｂ、６
ｃ）が、それらの間に実質的な鈍角を規定することを特
徴とする上記２に記載の切削インサート。

【００３４】４．該第１切削縁部分（６ｂ）が、該イン
サート基部にほぼ平行な初期部分（６ａ）を介して該イ
ンサートかど（１６）と併合することを特徴とする上記
のいずれか一つに記載の切削インサート。

【００３５】５．該第１切削縁部分（６ｂ）が、補強ラ
ンド部分を形成され、長さの少なくとも部分に対して負
すくい面と関連する上記のいずれか一つに記載に切削イ
ンサート。

【００３６】６．該第２切削縁部分（６ｃ）が、その長
さの主要部分で正すくい面に関連する上記５に記載の切
削インサート。

【００３７】７．該第１対の各切削縁（５）が、第１及
び第２連続切削縁区分（５Ａ、５Ｂ）を具備し、丸いイ
ンサートかど（１６）に隣接する第１切削縁区分（５
Ａ）は、工具保持器に関して規定されたすくい及び逃げ
角が該第１切削区分（５ａ）の長さに沿ってほぼ不変で
ある如く、連続的に湾曲されたすくい及び逃げ面に関連
するが、第２切削縁区分（５ｂ）が、該インサート基部
（１２）に関してほぼ一定の角度を規定するすくい面に
関連し、該工具保持器に関して規定されたすくい面角度
は、第２切削縁区分（５ｂ）の長さに沿って増大するこ
とを特徴とする上記のいずれか一つに記載の切削インサ
ート。

【００３８】８．該第１対の各切削縁（５）が、丸いイ
ンサートかど（１６）から該インサート基部の方に傾斜
することを特徴とする上記７に記載の切削インサート。

【００３９】９．該第１対の各切削縁（５）が、該切削
縁（５）に隣接した第１部分（１４ａ）と該基部（１
２）に隣接した第２の略平面部分（１４ｂ）とを具備す
る逃げ面（１４）に関連することを特徴とする上記７又
は８に記載の切削インサート。１０．該第２略平面部分（１６ｂ）が、該法線に関して
該第２逃げ面部分（１４ｂ）によって規定した角度より
も大きな角度を、該基部（１２）への法線に関して規定
するさらに他の逃げ面部分（１４ｃ）を介して該基部
（１２）と併合することを特徴とする上記９に記載の切
削インサート。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明による切削インサートを有する経路指定カ
ッター工具で機械加工される航空機翼構成要素の側面図
である。

【図２】経路指定カッター工具を配置し、線II−IIに沿
って取った、図１に示された翼構成要素の断面図であ
る。

【図３】本発明による切削インサートを組み込む経路指
定工具の側面図である。

【図４】図３に示された切削工具の部分の拡大図であ
る。

【図５】工具の縦軸に関して９０°だけ回転された、図
４に示された工具の部分の拡大図である。

【図６】図３、図４と図５に示された工具の端面図であ
る。

【図７】発明による切削インサートの平面図である。

【図８】図７に示されたインサートの側面図である。

【図９】線Ｂに沿って部分的に区分された、図７に示さ
れたインサートの端面図である。

【図１０】線Ａ−Ｆに沿って取った、図７に示されたイ
ンサートの切削縁部分のそれぞれ断面図である。

【図１１】ワークピースに関して示す、カッター工具に
取り付けた（カッター工具は除去）発明による切削イン
サートの斜視図である。

【符号の説明】

５切削縁６切削縁６ｂ第１切削縁部分６ｃ第２切削縁部分６ｅ結合部分１２基部１６かど

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転式経路指定カッター工具のための切
削インサートにおいて、該インサートは、実質的な平行
六面体の形状であり、インサートの回転軸にほぼ平行な
伸長切削縁の第１対であり、該第１対の各切削縁は、該
インサートの隣接すくい及び逃げ面の間に規定される伸
長切削縁の第１対と、該第１対に関して横向き切削縁の
第２対とを具備し、該第２対の各切削縁は、第１及び第
２連続切削縁部分を具備し、該第１切削縁部分は、丸い
インサートかどを介して該第１対の隣接切削縁と併合す
る切削インサートにおいて、隣接切削縁（５、６）は、
実質的な鋭角φを該かど（１６）において規定し、該第
２切削縁部分（６ｃ）は、該インサートの基部（１２）
の方に傾斜し、該回転軸に実質的に交差し、該インサー
ト基部から傾斜する結合部分（６ｅ）を介して該第１対
の隣接切削縁（５）と併合することを特徴とする切削イ
ンサート。