JPS5853963B2 - ラフイングカッタ−におけるニックの構成 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的はラフイングカッター（Ｌｏｕｇｈ−ｉｎ
ｇ ｃｕｔｔｅｒ ）に設けられているニック（Ｎｉｃ
ｋ）の構造を改良して製造コストが安く、再研磨が容易
で且つ切削性能に優れ、工具寿命の永いラフイングカッ
ターを提供することにある。

近時、切削抵抗の軽減を図り、切削効率の向上と重切削
加工の実施とを目脂して、カッターの切刃にニックと称
する切欠溝を設けて切刃を分断し、切屑を細断して排出
する技法が普及しはじめ、数多くの実施例が見られるよ
うになった。

その代表的なものがラフイングカッターである。

しかし従来例に於けるニックはすべて切刃を横断する方
向即ち云いかえればいわゆる軸直角方向に設けられてお
り、ラフイングカッターも勿論その例外ではなかった。

第３図に示すものは従来例のラフイングカッターである
が、それはその別名がスクリューカッターとも称されて
いるところからも容易に理解できるように、カッターの
軸心と直角な平面１１を基準面とした緩いリード角りの
捻子溝１６をカッターの外周につる液状に凹設してニッ
クとしたものであって、ニックが此のように形成されて
いるとニックの一方の側面１６ａは切刃コーナー１７に
対して負角をなす面となり、そのままでは載面が被切削
面と干渉して切削できないので偏心二番取（ｅｃｃｅｎ
ｔｒｉｃ ｒｅｌｉｅｆ）と云う特別の方法で図に斜線
で示した１６ｂの部分を研削除去して鉄面を隙間面１６
ｃとし、被削面並びに切屑と接触しないような面に形成
し直さなければならなかった。

後に詳述するように、ここに従来例ラフイングカッター
の諸欠陥の根元があった。

本願発明は此のような事実に鑑みニックの構造を改め従
来例の欠陥を解消せんとするものであって、その構成は
次の如くである。

１はカッタ一本体で２はカッタ一本体の外周に複数条捻
れ形成せられた刃基である。

３は刃基を構成する一方の面即ちすくい面であり、４は
隙間面である。

そしてこれらのすくい面３と隙間面４との間の境界が主
切刃稜５となっている。

隙間面４はカッターの軸直角断面である第２−ＩＩ図に
示す如く主切刃稜５に隙間を構成するように主切刃稜５
の回転円周の接線Ｔに対しα角傾いた斜面であり且つ刃
基２の捻れ角θに対応した捻れ面をなす捻れ斜面になっ
ている。

（此の隙間面の形成は刃受方式による慣用の外周二番研
磨法によって簡易になしうる。

）６はニックであって従来例に於ては、前述の如くカッ
ターの軸心と直角な平面１１を基準面とした緩いリード
角りの捻子溝１６をカッターの外周につる液状に凹設し
てニックとしたもので、ニックに多少の傾きはあるとし
てもニックが刃基１２をいはば横断してカッターの軸直
角方向（横むき）に設けられていたのに対し、本願発明
の構成にあってはニック６は全く対照的に刃基２を軸心
平行方向またはそれと近似の方向で、いはば縦断してい
わゆる軸方向（縦むき）に凹設されているのが第１の特
徴であり、又その深さはすくい面３の深さよりも浅く形
成しである。

第１図に示されている実施例はニック６が軸心Ｃと平行
に凹設せられている場合のものであって、此の場合刃基
２とニック６との交叉角βは刃基２の捻れ角θと等しく
且つ鋭角である。

ここで刃基２とニック６との交叉角βを定義して置くと
、ニックの交叉角とは、第２−１図にあるごとく、ニッ
ク６の左右の溝側面の内力ツタ−の回転方向Ｒに於て後
方に位置する側面６ａ−以下ニックの側面６ａという−
と前記主切刃稜５とが交接してなすくさび角Ｗに対して
該主切刃稜５を挾んで補角をなす角を指す。

切削目的や切削条件の如何により第１図に於て二点鎖線
で示されているようにニック６にＬｌ又はＬ２の如き軸
方向のすくい角をつけることはあるが、此の場合が前述
の軸心平行の方向に近似したニックの方向に該当し、そ
して当然ながらくさび角Ｗの角度は変るから、軸方向す
くい角Ｌ１又はＬ２をつける度合は該くさび角Ｗと主切
刃稜５を挾んで補角をなすニックの交叉角β１又はβ２
が鋭角の範囲内にあることを限度とする。

云いかえればニックの交叉角β、β１．β２は総て常に
鋭角でなければならない。

（尚、以下に於ては記述を簡略にするため特に必要のあ
る場合以外はニックの交叉角にはβの符号を用いる。

又因みに従来例のカッターにあっては前記ニックの交叉
角の定義に照らせば鋭角のくさび角Ｗ１と切刃稜１５を
挾んで補角をなしているニックの交叉角β３は鈍角であ
る。

）７は副切刃稜であって第２−Ｉ図に示されている如く
前記ニックの側面６ａと隙間面４との間の境界に形成せ
られる稜線であり、カッターの軸心平行縦断面視である
第２−に図に示されている如く軸心Ｃ方向に対してδな
る角度類いている。

副切刃稜７がなす傾き角δはニックの交叉角βと隙間角
αによって決まり、その関係は次式（イ）の如くである
。

（イ） ｔａｎδ＝ ｔａｎβＸ ｔａｎα副切刃稜７
を形成する一方の面、隙間面４は前述のように主切刃稜
５に対して隙間角αを構成しているが、隙間面４は前述
の如く刃基２の捻れ角θに対応した捻れ面をなす捻れ斜
面になっているから、前記隙間角αはカッターの軸直角
断面に於ける主切刃稜５の回転円周の接線Ｔに対してな
す角であるが同時に副切刃稜Ｉに対しても第２−ＩＶ図
に示す如く有効隙間角α１を構成しており、従って副切
刃稜７は主切刃稜５と同様に隙間（ｃ １ｅ−ａｒａｎ
ｃｅ）を伴った切刃として機能している。

云いかえれば隙間面４は主切刃稜５と副切刃稜７とに共
通しており、二つの切刃稜５，７に対して一つの隙間面
４が夫々の切刃稜に隙間角αと有効隙間角α１を構成す
るようになっているところが構成上の第２の特徴となっ
ている。

副切刃稜７を形成する今一つの面、即ちニックの側面６
ａはカッターの回転方向Ｒに於て副切刃稜７の前面を構
成する面であるので切削機構上は副切刃稜７が削り出す
切屑が圧接擦過して流れるすくい面として機能し、従来
例のラフイングカッターにあってニックの側面が二番取
加工を施されて隙間面１６ｃに形威しなおされて切削機
構上被削面及び切屑との接触を避ける云はば消極的な面
に形成されていたのに対し、自ら積極的に切削に関与す
るすくい面として機能するように構成されているところ
に本願ニックの構成の第３の特徴が存在する。

しかし鉄面６ａが副切刃稜７が削り出す被削面に対して
負角をなす面になっていると鉄面６ａと削り出される切
屑との摩擦抵抗が増大しひいては切削抵抗が大きくなっ
て切削性能が著しく低下し、而も副切刃稜７の刃先即ち
切刃コーナー８が被削物にくい付く際に滑りが生じやす
くなる原因となるため、本発明のニックの構成にあって
は今一つの構成要件としてのニックの側面６ａに対して
有効すくい角λを設は而も線内λが少くとも負角をなさ
ないようにしである。

有効すくい角λは副切刃稜Ｉの直角断面を示す第２−■
図に画かれている如く副切刃稜７と直交し且つ軸心と結
ぶ径方向線ｔに対してニックの側面６ａがなす角度であ
って、第２−ｎ図に示しである切刃コーナニ８と軸心と
を結ぶ半径線りに対してニックの側面６ａがカッターの
回転方向Ｒに前傾している状態のニックの正の半径方向
すくい角γ１またはその反対のニックの負の半径方向す
くい角γ２と、第１図に示しである軸心Ｃに対してニッ
ク６がカッターの回転方向Ｒに対し後傾している状態の
ニックの正の軸方向すくい角Ｌ１またはその反対のニッ
クの負の軸方向すくい角Ｌ２と、副切刃稜７の軸心Ｃに
対する傾角δとの３要素が決定因子となる。

そしてその成立関係は次式（→の如くである。

（ロ）ｊａｎ（γ１又はγ２）×ＣＯ５δ＋ｔａｎ （
Ｌｌ又はＬ２）Ｘｓｉｎδ＝ｔａｎλ 但し、此の場合γ２及びＬ２は上記の通り負角であるか
らｔａｎγ２及びｔａｎＬ２は負数として作用する。

そこで式（ロ）の関係に基き冬物の正負の作用を勘案し
て冬物の度合を適切に選択組合せすれば有効すくい角λ
を少くとも負角をなすことのないように構成することは
極めて容易である。

例えば軸方向すくい角を負角にしてＬ２＝−６°とし、
副切刃稜７の傾角δが＋８°となったとすると、ニック
の半径方向すくい角を正角のγ１−＋６°にすれば、ｊ
ａｎ ６°＝０．１０５１ 、ｃｏｓ８°＝０．９９０
３゜ｊａｎ−６°＝−０，１０５１、５ｉｎ８°−０，
１３９２であるから両式（ロ）に当てはめて、有効すく
い角λは０、１０５１Ｘ０．９９０３＋（−０，１０５
１ＸＯ，１３９２）＝ ０．０８９８となりその角度は
約＋５°である。

尚第２−ＩＶ図に画かれている有効すくい角λは正角を
示す図である。

本願発明のニックの構成は叙上の如く本体１の外周に捻
れ形成せられた刃基２をニック６が軸心平行方向または
それと近似の方向に、いはば縦断して凹設され、且つ刃
基２とニック６との交叉角β、β１．β２は常に鋭角の
範囲内にあることを基本構成とし、主切刃稜５を形成す
る隙間面４とニックの側面６ａとの境界に該隙間面４が
有効隙間角α１を構成する副切刃稜７が合成され、ニッ
クの側面６ａが副切刃稜７の前すくい面として機能する
ように構成すると共に、鉄面６ａが副切刃稜１に対して
少くとも負の有効すくい角をなすことがないように構成
されており、更に主切刃稜５と副切刃稜７とが切刃コー
ナー８に於て鈍角のくさび角Ｗで交接するように構成し
であるので、従来例のラフイングカッターに較べて製作
上、保全上の問題は勿論、切削性能上に於ても数々の利
点が生じるものである。

従来例のラフイングカッターにあっては先に触れた如く
ニック１６は刃基１２をいはば横断する方向に設けられ
ているからニックの側面１６ａが被削材に対する干渉面
となるためニック１６に偏心二番取加工を施して隙間面
１６ｃとなるようにしなければならなかったし、又外周
隙間面１４もこれに準じて通常エキセントリックリリー
フｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｒｅｌｉｅｆ−と称する偏心二
番取加工を施さねばならなかった。

ところが此の偏心二番取加工には専用の二番取加工機が
必要であるのみならず且つ偏心二番取作業そのものが極
めて非能率的な作業であるから、これらが要因となって
従来例のラフイングカッターの製作コストが高くなる欠
点をなしていた。

これに対し本願発明のニックの構成にあっては此の点ニ
ック６は軸心平行方向またはそれと近似の方向で刃基２
をいはは縦断する凹溝でありさえすればよくニックの側
面６ａは副切刃稜７の前すくい面として機能して、むし
ろ積極的に切削に関与する面に構成して、るから、鉄面
６ａには半径方向すくい角（γ１又はγ２）をつけるこ
とはあっても、何ら偏心二番取加工のような面倒な加工
を施す必要がなく、又隙間面４も主切刃稜５に対しα角
傾いた捻れ斜面に形成するだけで、同時に副切刃稜７に
も有効隙間角ｃｔ１が構成されて二重の手間が省け、而
もその形成は従来慣用の刃受は方式の二番研磨法で簡易
に形成することができ、偏心二番取のような専門的且つ
非能率的な作業を全く必要としないでその製作コストが
極めて低床となることに第１の利点がある。

第２にユーザーに於ける使用後の再研磨に関してである
が通常専用の偏心二番取加工機を持っていない一般ユー
ザーにあっては従来例のラフイングカッターについては
ニック溝１６や隙間面１４の再研磨ができず、止むなく
すくい面１３を再研磨する方法を採らざるをえないのが
実情であって、面も此の様な場合に於ても正確な分割装
置と捻れ刃研磨装置（ヘリカル研磨装置）のような補助
装置を用いないと切刃１５のピッチと捻れ角が不揃いと
なり従ってカウンター中心からの半径距離即ち刃高が不
揃いとなって各切刃１５が同一回転円筒面上に来なくな
り、カッターに振れが生じるため従来例のラフイングカ
ッターの再研磨作業は極めて高度の技術を要する非能率
的作業となっていた。

従ってカッター自体が切削工具全般に対して要求せられ
ている再研磨の簡易性という必須要項を満していないと
いう欠陥を持つものであった。

これに対し本願発明のニックの構成にあっては、隙間面
４は主切刃稜５と副切刃稜７とに共通していて、一つの
隙間面が二つの切刃稜に夫々隙間角α及び有効隙間角α
１を形成するようになっており、隙間面４を再研磨する
だけで主切刃稜５と副切刃稜７が同時に再生することが
できる構成となっているのみならず隙間面４は従来一般
慣用の刃受は方式の二番研磨法で簡易に研磨できて何ら
特別の装置を必要としないから再研磨の簡易性という大
きな利点をもたらすものである。

第３に従来例のラフイングカッターにあってはニック１
６は既述の如く２乃至３度の緩いリード角りで以ってカ
ッターの外周につる液状に凹設せられているが、それは
リード角りが強いと偏心二番取加工程度の加工ではニッ
クの側面１６ｂを除去しきれないためであって、その結
果として切刃コーナー１７に対して削出されたニックの
側面１６ｃがなす隙間角は２乃至３度の微小なものとな
っているため切刃コーナー１７の僅かな摩耗によっても
１６ｃの面に隙間面摩耗が幅広く現れ切刃寿命を短かく
していた。

更に此のように幅広く現れた隙間面摩耗をすくい面１３
の再研磨で以って除去しよのとするのは再研磨量が多い
ため至難の技であって、一般には此の隙間面摩耗部を除
去しきらないまま再使用することが多いので、再研磨後
の切削性能が極端に低下するという欠陥をも伴うもので
あった。

これに対して本願発明のニックの構成にあっては隙間角
の形成に伺ら特別の技法を用いるものではないから隙間
角（α及びα１）はどの程度に設定しようと何の制約も
受けるところがなく通常一般の切削工具と同じように６
乃至１０度の隙間角を自由に設定することができ且つ何
の支障もないので切刃寿命が永く、再研磨に於ても隙間
面摩耗部分を充分に除去できて、再研磨後の切削性能の
低下を防ぐことができる利点を備えている。

第４に従来例のラフイングカッターはニック１６が、先
に述べた如く刃基１２をいはば横断する方向にあったた
め切刃のくさび角ｗ１は鋭角をなし、カッターの切削性
能を向上させるため刃基１２の捻れ角θ１を強くしよう
としても、捻れ角θ１を増す程くさび角ｗ１が益々鋭く
なって切刃コーナー１７の刃先強度が著しく損われ益々
切刃寿命が早期化する欠点をもたらすため捻れ角θ１は
せいぜい３０度程度が限界とされ、切削性能の向上とい
う点には避けがたい限界が存在するものであった。

此の点に関しても本願発明のニックの構成はニック６が
軸心平行方向またはそれと近似の方向を向いて刃基２を
いはば縦断するかたちで設けられて、ニックの側面６ａ
と隙間面４との間の境界に副切刃稜７を合或し、且つニ
ック６と刃基２との交叉角βを鋭角の範囲に止めるよう
に構成しであるため、ニックの交叉角βの補角であるく
さび角Ｗは常に鈍角になっているので刃基２の捻れ角θ
を６０度程度まで増強しても切刃コーナー８の劣化が起
らず切削性能を大巾に向上しつる利点を有している。

第５に本願ニックの構成にあっては主切刃稜５と副切刃
稜７とは鈍角に交接しており、切刃コーナー８は隙間面
４とすくい面３及び前すくい面として機能するニックの
側面６ａとの三つの面が構成する三角錐の頂点にあり、
あたかもヤスリ目の頂点の如き形状となっており、而も
副切刃稜７の前すくい面として機能しているニックの側
面６ａが副切刃稜７に対して少くとも負の有効すくい角
をなさないようにしであるため被削物に対するくい付が
極めてよく、切刃に滑りが生じないことは勿論、そのた
め主切刃稜５が充分な切削性能を発揮し、又すくい面３
はニック６より深く形成されていて深い切屑ポケットに
形成されているので副切刃稜７の削り出す切屑は前すく
い面となるニックの側面６ａの面を流れ、切削の大部分
を担う主切刃稜５の削り出す切屑と連ってすくい面３の
ポケットに充分収容されて排出されるのでニック６に切
屑がつまることなく、従来例のラフイングカッターでは
望むべくもなかった切削性能を備える利点を有している
。

以上従来例のラフイングカッターの欠点と対比して本願
発明のニックの構成が持つ利点を列挙したが、本願発明
に係るニックの構成は基本的には従来公知の捻れ刃カッ
ターに軸心平行方向またはそれと近似の方向に向くニッ
ク６を設は且つニックの側面６ａが副切刃稜７に対し少
くとも負角をなさない有効すくい角λを形成するように
するという極めて簡単な構成であり乍ら、従来例のラフ
ィングカッターに於けるニックの構成が宿命的に持って
いた諸欠陥を余すところなく改善した極めて有意義な発
明である。

尚以上の説明に於ては刃基２の捻れ方向は右刃右捻れと
して記述されているが、カッターが左方である場合は刃
基２は左捻れに形成せられて総ての構成が逆勝手になる
。

又本願第１図に図示したニックの形状はＵ字形に示され
ているが、既に本文記述の主旨から明白である如くニッ
ク６は軸心平行方向またはそれと近似の方向に刃基２を
いはば縦断して設けられる凹溝であればよいものである
からその溝形状はＵ字形のみに限られるものではなく極
めて自由である。

更に隙間面４の形成方式は本願の主要構成要件ではない
ので隙間面のみを偏心二番取捨れ面に形成したカッター
について本願ニックの構成を適用してもニック自体の生
む効果については変りはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例ラフイングカッターの側面図
、第２−１図は第１図Ｐ部拡大図、第２−ｎ図は第２−
１図の下面図、第２−１図は第２−０図の左側面図、第
２−ＩＶ図は第２−１１図のＩ−Ｉ線断面図、第３図は
従来例の側面図。 １：カッタ一本体、２：刃基、３：すくい面、４：隙間
面、５：主切刃稜、６：ニック、７：副切刃稜、８：切
刃コーナー、α：隙間角、α□：有効隙間角、β：交叉
角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周に刃基２を捻れ形成した捻れ刃カッターに当該
   刃基２を軸心平行方向またはそれと近似の方向に於て切
   欠く切欠溝を凹設して、該切欠溝を刃基２のすくい面３
   と隙間面４との境界に形成せられている切刃稜（主切刃
   稜）５を分断するニック６となすと共に、該ニック６の
   左右の側面の内、カッターの回転方向Ｒにおいて後方に
   位置するニックの側面・６ａと前記主切刃稜５とが交接
   してなすくさび角Ｗの角度に応じてそのくさび角Ｗと主
   切刃稜５を挾んで補角をなすニックの交叉角β。 β１．β２が常に鋭角の範囲内にあることを基本構成と
   し、前記カッターの回転方向Ｒにおいて後方に位置する
   ニックの側面６ａと隙間面４との境界には該側面６ａが
   前すくい面となり、隙間面４が有効隙間角α、を構成し
   、且つ前記ニックの交叉角β、β１．β２と隙間面４が
   主切刃稜５に対してなす隙間角αとが因子となって、カ
   ッターの軸心平行縦断面視において軸心Ｃに対してδな
   る傾き角が合成された副切刃稜７が形成され、主切刃稜
   ５と該副切刃稜７とが鈍角に交接して、すくい面３と隙
   間面４及び前記ニックの側面６ａとの３面で拾も三角錐
   形を呈するヤスリ目の頂点の如き切刃コーナー８を形成
   する如く構成すると共に、併せて副切刃稜７の前すくい
   面をなすところの前記ニックの側面６ａが、δの傾き角
   がついた副切刃稜７に直交し且つ軸心と結ぶ径方向線ｔ
   に対してなす有効すくい角λは、ニック６の正の半径方
   向すくい角γ１または負の半径方向すくい角γ２と、ニ
   ック６の正の軸方向すくい角Ｌ１または負の軸方向すく
   い角Ｌ２、及び副切刃稜７の傾き角δとの３要素が決定
   因子となり、これら因子の正負の角度の度合を適切に選
   択組合せして、少くとも負角をなすことのないように構
   成したことを特徴とするラフイングカッターに於けるニ
   ックの構成。