JPH10277828A - 転削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に高速回転時において工具本体１１の変形
による切刃１８の後退を抑制し、削り残しを生じること
なく優れた仕上面精度を得ることが可能な転削工具を提
供する。 【解決手段】 軸線Ｏ回りに回転される略円盤状の工具
本体１１の先端外周部１２に切刃１８が設けられた転削
工具において、工具本体１１の後端側を向く面２１の内
周部２６側に、外周部１２側に対して先端側に凹む凹部
２５を形成するなどして、工具本体１１の外周部１２に
おける重心Ｇの位置を、内周部２６側における重心Ｈの
位置に対し、軸線Ｏ方向において略同位置か、あるいは
工具本体１１の後端側に位置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸線回りに回転さ
れる工具本体の先端外周部に切刃が設けられた正面フラ
イス等の転削工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の転削工具としては、例えば図１
１や図１３に示すようなスローアウェイ式正面フライス
が知られている。このようなスローアウェイ式正面フラ
イスにおいては、軸線Ｏを中心とした円盤状をなす工具
本体１の外周部に、複数のチップポケット２…がこの工
具本体１の周方向に等間隔に形成されるとともに、これ
らのチップポケット２…の工具回転方向側を向く壁面に
はそれぞれチップ取付座３が形成され、これらのチップ
取付座３…に、平板状のスローアウェイチップ４が、そ
の切刃５を工具本体１よりも先端側（各図において下
側）に突出させて着脱自在に装着された構成とされてい
る。なお、上記工具本体１は、工具剛性を確保するため
一般に内周側に向かうに従い肉厚となるように、その後
端側（各図において上側）を向く面６が扁平した円錐面
状に形成されている。

【０００３】ここで、図１１に示す正面フライスにおい
ては、その工具本体１の上記後端側を向く面６の中央部
に、当該正面フライスを工作機械の主軸に取り付けるた
めのシャンク部７が、軸線Ｏに沿って延びるように一体
に形成されており、一方、図１３に示す正面フライスに
おいては、その工具本体１の中心部に、工作機械の主軸
に装着されるアーバに当該正面フライスを取り付けるた
めの取付穴８が、上記軸線Ｏに沿ってこの工具本体１を
貫通するように形成されている。そして、このように構
成された正面フライスでは、その工具本体１が、上述の
ようにシャンク部７や取付穴８に装着されたアーバを介
して工作機械の主軸に取り付けられて、軸線Ｏ回りに工
具回転方向に回転されつつ軸線Ｏに直交する方向に送り
出され、工具本体１に装着された複数のスローアウェイ
チップ４の切刃５により、被削材の表面を平坦に切削し
て行く。ここで、特にこの種の正面フライスでは、良好
な仕上面精度を得るために、工具本体１に装着される複
数のスローアウェイチップ４は、互いの切刃５の位置が
軸線Ｏ方向において所定の位置に一致するように、厳密
に振れ調整がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、この
ような転削工具による切削加工の効率化を図るためや、
あるいはアルミニウム材等の切削において、切削速度を
上げるために工具本体１を１００００ｒ.ｐ.ｍ以上もの
高速で回転させて切削を行う場合が増えてきており、こ
のような場合には、工具本体１に作用する遠心力の影響
が無視できなくなる。ところが、上記正面フライスのよ
うな従来の転削工具では、上述したようにその工具本体
１の後端側を向く面６が円錐面状をなしており、このた
め工具本体１の軸線Ｏ方向における重心の位置は、工具
本体１の内周部側に対して外周部側の方が先端側に位置
することとなるので、そのような工具本体１に高速回転
による大きな遠心力が作用すると、図１２や図１４に破
線で示すように、工具本体１の外周部が外周側へ広がる
とともにその軸線Ｏ方向における重心の位置を内周部側
に一致させるように工具本体１の後端側に撓んでしま
い、これにより工具本体１は傘を開くように変形するこ
とになる。これは、特に高速回転切削用に工具本体１の
肉厚が薄くされた転削工具において顕著である。

【０００５】そして、このように工具本体１が変形する
ことにより、切刃５…の軸線Ｏ方向の位置が工具本体１
の後端側に後退してしまい、このため被削材の表面が所
定の切り込み深さまで切削されずに、被削材に削り残し
が生じるといった問題が起きてしまう。ちなみに、上述
のような正面フライスでは、その工具本体１に装着され
るスローアウェイチップ４…の切刃５同士の軸線Ｏ方向
の振れは、一般的な仕上げ加工では０．０３mm以下に、
また特に厳密な仕上面精度が要求される場合には０．０
２mm以下に設定されるが、これに対して実験によれば、
上記従来の正面フライスの工具本体１を１００００ｒ.
ｐ.ｍ以上で回転させた場合、０．０２〜３mm程度の削
り残しが生じるという結果が得られており、すなわち切
刃５…の振れ精度と同等かそれ以上の大きさで、遠心力
により工具本体１が変形して切刃５…が後退しているこ
とになる。

【０００６】本発明は、このような背景の下になされた
ものであって、特に高速回転時において工具本体の変形
による切刃の後退を抑制し、削り残しを生じることなく
優れた仕上面精度を得ることが可能な転削工具を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明の請求項１に係
る転削工具は、軸線回りに回転される略円盤状の工具本
体の先端外周部に切刃が設けられて成る転削工具におい
て、上記工具本体の外周部における重心の位置を、内周
部側における重心の位置に対し、上記軸線方向において
略同位置か、あるいは上記工具本体の後端側に位置せし
めたことを特徴とする。従って、高速回転により工具本
体に遠心力が作用しても、外周部における重心位置が、
軸線方向において内周部側と同位置である場合には工具
本体に変形は生じず、また内周部側よりも軸線方向後方
側にある場合であっても、工具本体の外周部は遠心力に
よって軸線方向先端側に撓むので、削り残しが生じるこ
とはない。

【０００８】ここで、軸線回りに回転される略円盤状の
工具本体の先端外周部に切刃が設けられて成る転削工具
において、上記工具本体の後端側を向く面の内周部側
に、外周部側に対して先端側に凹む凹部を形成すること
により、この凹部分だけ工具本体内周部側の重心が先端
側に位置することになるので、上記請求項１に係る転削
工具のように、工具本体の外周部における重心の位置
を、内周部側に対して軸線方向に略同位置か、これより
も後端側に位置させることができる。また、このように
凹部を形成することにより、特に工具本体外周部の重心
位置が内周部側よりも後端側に位置している場合におい
ては、外周部が軸線方向先端側に撓むのに対し、内周部
は凹部の部分が後端側に向けて撓むので、両者の軸線方
向の変位が相殺され、切刃の位置を維持することが可能
となる。さらに、この場合、上記軸線方向において、工
具本体の外周部に対する上記凹部の深さを、上記工具本
体先端からの上記切刃の突出量よりも大きくすることに
より、例えば当該転削工具がスローアウェイ式であって
も、スローアウェイチップの重量等に拘わらず、確実に
工具本体外周部における重心位置を内周部側に対して軸
線方向に略同位置か、こ後端側に位置させることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の第１
の実施形態を示すものであって、本発明を図１１に示し
たようなシャンク部一体型の正面フライスに適用した場
合を示すものである。本実施形態の正面フライスにおい
て、その工具本体１１は鋼材等から形成されて軸線Ｏを
中心とした略円盤状をなし、その外周部１２の先端側に
は複数（本実施形態では４つ）のチップポケット１３…
が工具本体１１の周方向に等間隔に形成されるととも
に、これらのチップポケット１３…の工具回転方向側を
向く壁面にはチップ取付座１４が形成され、これらのチ
ップ取付座１４…にそれぞれスローアウェイチップ１５
が装着されている。

【００１０】ここで、このスローアウェイチップ１５
は、本実施形態では超硬合金等の硬質材料から正方形平
板状に形成されたポジティブスローアウェイチップであ
って、一の正方形面がすくい面１６とされるとともに、
このすくい面１６の辺稜部には主切刃１７が形成され、
さらにこれら辺稜部同士が交差するすくい面１６のコー
ナ部には仕上げ用の切刃（副切刃またはさらい刃）１８
が形成されている。そして、このスローアウェイチップ
１５は、上記すくい面１６を工具回転方向側に向けると
ともに、一の主切刃１７を工具本体１１の外周側に向か
うに従い軸線Ｏ方向後端側に向かうように傾斜させて工
具本体１１の先端外周側に突出させ、さらに上記切刃１
８を工具本体１１の先端面１９から突出させて、クラン
プネジやクサビ部材等の図示されないクランプ手段によ
り、上記チップ取付座１４に着脱自在に装着されてい
る。

【００１１】一方、この工具本体１１は、図２に示すよ
うにその上記先端面１９が軸線Ｏに垂直な平坦面をなす
ものであって、この工具本体１１の先端面１９と外周面
２０との交差稜線部は、スローアウェイチップ１５の上
記主切刃１７の傾斜に合わせてテーパ面状に形成されて
いる。さらに、この工具本体１１の後端側を向く面２１
の中央部には、軸線Ｏ方向後端側に延びるようにシャン
ク部（テーパシャンク部）２２が形成されている。ま
た、このシャンク部２２の工具本体１１側には、工作機
械の自動工具交換装置等においてアームが当該正面フラ
イスを把持するための把持部２３が形成されている。

【００１２】さらに、この工具本体１１の後端側を向く
面２１の外周側の縁部２４は、本実施形態では上記先端
面１９と同様、軸線Ｏに垂直な平坦面に形成されてい
る。なお、この縁部２４の幅は、上記チップ取付座１４
に装着されたスローアウェイチップ１５の軸線Ｏに対す
る径方向の幅と略等しくされている。そして、この工具
本体１１の後端側を向く面２１の内周側には、上記シャ
ンク部２２と外周側の上記縁部２４との間に、この縁部
２４に対して工具本体１１の先端側に凹む凹部２５が軸
線Ｏを中心として環状に形成されており、これにより、
上記縁部２４が形成される工具本体１１の外周部１２の
軸線Ｏ方向の重心Ｇの位置は、この凹部２５が形成され
る工具本体１１の内周部２６側の軸線Ｏ方向の重心Ｈの
位置に対して、略同位置か、あるいは僅かに工具本体１
１の後端側に配置されている。ただし、この内周部２６
側の重心Ｈの位置とは、上記シャンク部２２を除いた部
分の重心の位置である。

【００１３】ここで、上記凹部２５は、その底面２７が
軸線Ｏに垂直な方向に形成されるとともに、シャンク部
２２側および外周部１２側に連なる部分は断面円弧状に
形成されている。さらに、工具本体１１の後端側を向く
面２１における外周側の縁部２４から上記凹部２５の底
面２７までの軸線Ｏ方向の距離、すなわち工具本体１１
の外周部１２に対する上記凹部２５の深さａは、工具本
体１１先端の先端面１９からスローアウェイチップ１５
の上記切刃１８までの軸線Ｏ方向の距離、すなわち切刃
１８の突出量ｂよりも大きくなるように設定されてい
る。

【００１４】しかるに、このように構成された正面フラ
イスでは、工具本体１１を高速回転させることにより該
工具本体１１に遠心力によって変形が生じても、工具本
体１１の外周部１２の重心Ｇの位置が内周部２６側の重
心Ｈの位置と軸線Ｏ方向に略同位置にある場合には、工
具本体１１は、その外周部２６が外周側に広がるように
変形するだけであるので、先端側の切刃１８…の軸線Ｏ
方向の位置は変化することがない。また、外周部１２の
重心Ｇの位置が内周部２６の重心Ｈよりも軸線Ｏ方向後
端側に位置している場合でも、工具本体１１は遠心力に
よって外周部１２が内周部２６側に対して工具本体１１
の先端側に撓むように変形するので、上述した従来の正
面フライスのように切刃１８…が後退することはない。
従って、本実施形態の正面フライスによれば、工具本体
１１を高速で回転させて切削を行う場合でも、被削材に
削り残しが生じたりすることがなく、良好な仕上面を得
ることが可能となる。

【００１５】また、本実施形態では、工具本体１１の後
端側を向く面２１の内周部２６側に凹部２５が形成され
ることにより、この内周部２６の重心Ｈの位置に対して
外周部１２の重心Ｇの位置が軸線Ｏ方向に略同位置か後
端側に位置するようにされている。しかるに、このよう
にして凹部２５が形成されることにより、工具本体１１
の内周部２６は薄肉となって変形し易くなり、特に外周
部１２の重心Ｇが内周部２６側よりも軸線Ｏ方向後端側
にある場合には、高速回転時に外周部１２に遠心力が作
用するのに伴い、この内周部２６が僅かに工具本体１１
の後端側に撓むようになる。従って、このような場合に
おいては、図３に破線で示すように工具本体１１の内周
部２６の後端側への撓みと外周部１２の先端側への撓み
とが相殺されて、切刃１８の軸線Ｏ方向の位置が維持さ
れることとなるので、このように構成された転削工具に
よれば、上記重心Ｇ，Ｈが軸線Ｏ方向に同位置にある場
合と同様に、所定の切り込み深さで精度よく仕上面加工
を行うことができ、被削材の削り残しを防ぐことができ
るのは勿論のこと、逆に被削材が切り込まれ過ぎるよう
な事態をも防止することが可能となる。

【００１６】さらに、本実施形態では、このように工具
本体１１の後端側を向く面２１の内周部２６側に凹部２
５を形成しているのに伴い、外周部１２に対するこの凹
部２５の深さａを、工具本体１１の先端面１９から突出
する切刃１８の突出量ｂよりも大きくなるようにしてい
る。しかるに、このような構成を採ることにより、特に
本実施形態のようなスローアウェイ式の転削工具の場合
でも、工具本体１１の外周部１２の先端側に装着される
スローアウェイチップ１５や上記クランプ手段による重
量増加に拘わらず、工具本体１１の外周部１２の重心Ｇ
の軸線Ｏ方向の位置を、確実に内周部２６の重心Ｈの位
置と略同位置または後端側に位置させることができる。

【００１７】なお、本実施形態では上述のように工具本
体１１を鋼材等の材質により形成しているが、高速回転
に応じた工具本体１１の軽量化のために、例えば円盤状
の工具本体１１部分や、あるいはシャンク部２２の部分
も含めて、これをアルミニウム材等の比較的比重の小さ
な材質により形成することもできる。しかるに、このよ
うに工具本体１１を軽量化した場合には、スローアウェ
イチップ１５やクランプ手段の重量による工具本体１１
の外周部１２の重心Ｇの位置への影響が大きいので、こ
のような場合において、上述のように工具本体１１の外
周部１２に対する凹部２５の深さａを上記切刃１８の突
出量ｂより大きくすることは、上述の作用効果をより確
実に奏功する上で特に有効である。

【００１８】次に、図４および図５、図６ないし図８、
および図９および図１０は、それぞれ本発明の転削工具
の第２、第３、および第４の実施形態を示すものであ
り、図１ないし図３に示した第１の実施形態と共通する
部分には同一の符号を配して説明を省略する。まず、図
４および図５に示す第２の実施形態では、工具本体１１
の先端面１９のチップ取付座１４より内周側に、工具本
体１１の後端側に凹むように凹所３１が形成されてお
り、これにより工具本体１１は、その外周部１２の先端
縁が、スローアウェイチップ１５の着座面となる他方の
正方形面に略合わせた断面形状で軸線Ｏ方向に突出した
状態とされている。

【００１９】そして、このように工具本体１１の外周部
１２の先端が突出することにより、この外周部１２の軸
線Ｏ方向の重心Ｇの位置が先端側に移動するのに対し
て、この第２の実施形態では、外周部１２に対する上記
凹部２５の深さａが第１の実施形態よりも大きくされて
いる。すなわち、この第２の実施形態において工具本体
１１の後端側を向く面２１の内周部２６側に形成される
凹部２５の深さａは、上記外周部１２における工具本体
１１の先端からの切刃１８の突出量ｂより大きくされて
いるのは勿論、上記凹所３１の底面３２から切刃１８ま
での突出量ｃよりも大きくされており、これにより、工
具本体１１の外周部１２における重心Ｇの位置が、内周
部２６側における重心Ｈの位置に対し、上記軸線Ｏ方向
において略同位置か、あるいは後端側に位置するように
されているのである。

【００２０】また、図６ないし図１０に示す第３、第４
の実施形態は、第１、第２の実施形態が工具本体１１の
後端側を向く面２１の中央部にシャンク部２２が一体に
形成されたものであったのに対し、工具本体１１の中心
部に、工作機械の主軸に装着されるアーバに当該転削工
具を取り付けるための取付穴３３が、上記軸線Ｏに沿っ
てこの工具本体１１を貫通するように形成されたものと
されている。なお、図６ないし図８に示す第３の実施形
態では、第１の実施形態と同様に工具本体１１の先端面
１９が軸線Ｏに垂直な平坦面に形成されており、一方、
図９および図１０に示す第４の実施形態では、上記第２
の実施形態と同様に工具本体１１の先端面１９の内周側
に凹所３１が形成されているとともに、凹部２５の深さ
ａが深くされている。

【００２１】そして、これら第３、第４の実施形態にあ
っても、工具本体１１の後端側を向く面２１において、
上記取付穴３３の周りに形成されるボス部３４と工具本
体１１の外周部１２との間に凹部２５が形成されてお
り、これにより工具本体１１の外周部１２における重心
Ｇの位置は、内周部２６側における重心Ｈの位置に対
し、上記軸線Ｏ方向において略同位置か、あるいは後端
側に位置するように設定されている。ただし、この内周
部２６側の重心Ｈの位置は、上記取付穴３３やボス部３
４を除いた重心の位置である。従って、これら第２、第
３、および第４の実施形態においても、第１の実施形態
と同様に、工具本体１１を高速で回転させて切削を行う
場合であっても、遠心力による工具本体１１の変形によ
って被削材に削り残しが生じるような事態を防止するこ
とができ、これにより、高速回転による切削の効率化を
図る場合やアルミニウム材を切削する場合においても、
良好な仕上面精度を得ることが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切削速度を上げて効率的な切削加工を図るためや、ある
いはアルミニウム材等の切削の際に、工具本体を高速で
回転させる場合でも、この高速回転に伴う遠心力によっ
て工具本体に生じた変形により被削材に削り残しが発生
するような事態を防止することができ、被削材の仕上面
精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す側面図であ
る。

【図２】 図１に示す第１の実施形態の断面図である。

【図３】 図１に示す第１の実施形態を高速回転させた
場合の工具本体１１の変形を示す図である。

【図４】 本発明の第２の実施形態を示す断面図であ
る。

【図５】 図４に示す第２の実施形態を高速回転させた
場合の工具本体１１の変形を示す図である。

【図６】 本発明の第３の実施形態を示す側面図であ
る。

【図７】 図６に示す第３の実施形態の断面図である。

【図８】 図６に示す第３の実施形態を高速回転させた
場合の工具本体１１の変形を示す図である。

【図９】 本発明の第４の実施形態を示す断面図であ
る。

【図１０】 図９に示す第４の実施形態を高速回転させ
た場合の工具本体１１の変形を示す図である。

【図１１】 従来の転削工具（正面フライス）を示す側
面図である。

【図１２】 図１１に示す転削工具を高速回転させた場
合の工具本体１の変形を示す図である。

【図１３】 従来の他の転削工具を示す側面図である。

【図１４】 図１３に示す転削工具を高速回転させた場
合の工具本体１の変形を示す図である。

【符号の説明】

１１ 工具本体 １２ 工具本体１１の外周部 １５ スローアウェイチップ １８ 切刃 １９ 工具本体１１の先端面 ２１ 工具本体１１の後端側を向く面 ２２ シャンク部 ２５ 凹部 ２６ 工具本体１１の内周部 ３１ 凹所 ３３ 取付穴 ３４ ボス部 Ｏ 工具本体１１の軸線 ａ 工具本体１１の外周部１２に対する凹部２５の深さ ｂ 工具本体１１の先端からの切刃１８の突出量

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転される略円盤状の工具本
   体の先端外周部に切刃が設けられて成る転削工具におい
   て、上記工具本体の外周部における重心の位置が、内周
   部側における重心の位置に対し、上記軸線方向において
   略同位置か、あるいは上記工具本体の後端側に位置して
   いることを特徴とする転削工具。
2. 【請求項２】 軸線回りに回転される略円盤状の工具本
   体の先端外周部に切刃が設けられて成る転削工具におい
   て、上記工具本体の後端側を向く面の内周部側には、外
   周部側に対して先端側に凹む凹部が形成されていること
   を特徴とする転削工具。
3. 【請求項３】 上記軸線方向において、上記工具本体の
   外周部に対する上記凹部の深さが、上記工具本体先端か
   らの上記切刃の突出量よりも大きくされていることを特
   徴とする請求項２に記載の転削工具。