JPS6142731Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、被溶接母材の突き合わせ溶接部等に
形成されるＶ型，Ｕ型，Ｙ型，Ｋ型等の各種開先
を切削加工する為の截頭円錐状開先加工用カツタ
の改良に関し、特に切削加工の円滑化を図り、カ
ツタに取付けられる切刃の延命に寄与し得る様に
その切刃の取付構成を改良してなる開先加工用カ
ツタに関するものである。

この種の開先加工用カツタによる切削の特徴
は、カツタの回転に伴い該カツタの周面に分散的
に配置された各切刃が順番に切削を行なつていく
為、切削が断続的に行なわれることである。従つ
て切削抵抗の大きさ及び向きもカツタの回転につ
れて急激に変動するので、刃物・工作物及び工作
機械に振動が発生して傷み易く、又切刃が工作物
に食い込むときの機械的衝撃によつて切刃が損傷
する恐れがあり、切刃及びその取付強度が問題と
なる。こうした問題に対して従来では一定の切刃
強度を保持しつつ、製作可能な範囲のねじれ度を
有するいわゆるねじれ刃を採用し、切削抵抗の変
動差が非常に大きい状態での断続切削を緩和する
方向で技術改善が行なわれている。

しかしこの様な截頭円錐台周面上にロウ付して
設けられたねじれ刃においては、半径方向のす
くい角が長さ方向に見て連続的に変動し、各切削
ポイント毎に切削抵抗が異なるので、機械的衝撃
による微細な刃こぼれ（以下「チツピング」と称
す）が生じ易く、その結果破損の頻度も多くなる
一方、切刃は切屑排出用のポケツト溝の縁にろ
う付されると共にポケツト溝自体がらせん状に形
成されている為、カツタに取付けられた状態での
切刃の再研削が困難であり、切刃のみが損傷して
も結局カツタ全体を新規なものと交換しなければ
ならなくなつて極めて不経済である、という特有
の欠点が内在している。

そこで本考案者等はこの様な特有の欠点を解消
し得るカツタを開発し、先にスローアウエイ式開
先加工用カツタと名付けて実用新案登録出願を行
なつた（実開昭58−44128号）。即ち該提案に係る
カツタは、截頭円錐状本体の外周テーパ面に、あ
るねじれ角の切屑ポケツト溝をらせん状に複数条
削設し、これに沿つて使い捨て又は取り付け方向
の変更が自在な切刃（以下「スローアウエイチツ
プ」と称す）を、各チツプの半径方向すくい角が
前記ねじれ角に沿つて一定となり且つ周方向の配
設が千鳥状となる様に取り付けたことをその要旨
とするものであり、当該明細書に記載した様に、
カツタの長さ方向に見て切削抵抗が均一となつ
て、切削作業性が向上すると共に切刃の摩耗が大
幅に防止されることになり、又チツプが取り外し
自在であるから取り換えや再研削等も容易とな
り、カツタの経済性を大きく向上させることがで
きた。

しかしながら上記提案に係るカツタは、一体式
ねじれ刃を取付けてなるカツタにおける切削性及
び経済性を改善することを主目的とするものであ
つた。その為、断続切削そのものに起因する振動
及び機械的衝撃の大幅な低減にはつながらず、切
削加工の円滑化、即ち切削能率の上昇は限界があ
つた。断続切削の問題については、次の様に説明
することができる。即ち従来使用されているカツ
タの一体型のねじれ切刃では、理解の便の為これ
を展開して第７図に示す如く１つの平面ですくい
面が形成されることになる為、同図中に示した切
刃の位相範囲角θを大きくとることができないと
いう欠点があつた。これはθが大きくなるにつれ
て小径側と大径側の半径方向のすくい角が大きく
変化し、小径側では大きな負角の為に切れ味が悪
くなり、大径側では大きな正角の為に刃先角が小
さくなつて切刃の欠損が発生するからである。こ
の様な欠点を解消する為に切刃を大きならせん状
に改善することも考えられるが、一体らせん型の
切刃は、既述の如くチツピングや再研削の困難と
いう欠点があつた。即ち位相範囲角θを大きくし
ようとしても上記欠点が顕著にならない限度に抑
える必要があり、結局のところ位相範囲角θを大
きくすることは不可能であつた。ところが上記提
案（実開昭58−44128号）のカツタに係るチツプ
を利用してその取付けを工夫すれば、切削性に優
れたねじれ刃を十分なねじれ度を有する状態で取
付けるのとほぼ同じ状態を形成でき、切削抵抗の
大きさ及びその変動差を小さくして、いわば連続
的な切削が可能なカツタとし、切削加工の円滑性
を著しく向上できることを知見し、種々の検討の
結果本考案の構成に到達することができた。

即ち本考案の開先加工用カツタとは、截頭円錐
状本体の軸心部には回転軸取付用貫通孔を形成す
ると共に、外周テーパの周面には、十分な大きさ
の一定ねじれ角を有するらせん状の歯すじを頂部
から裾部にかけて仮想すると共に、該歯すじに沿
う様にして、複数のチツプ座からなるチツプ座列
を形成すると共に、各チツプ座にはスローアウエ
イチツプを装着し、且つ各チツプ座のすくい側に
は切屑ポケツト溝を形成してなる点に要旨を有す
るものである。即ちテーパ面上の十分なねじれ角
軌跡に沿つて順次配設される各チツプ相互間のラ
ンド部を可及的に小さくし、テーパ面の頂部から
裾部にわたる連続的又は不連続的なチツプ列の各
チツプが、カツタの回転に伴つて被切削物に順次
絶え間なく接触するように配設されるという点に
最重要ポイントが存在する。

次に実施例図面を参照しながら本考案の構成及
び作用効果を説明するが、前・後記の趣旨に反し
ない範囲で設計変更を加えることは全て本考案の
技術的範囲に含まれる。

第１図は本考案開先加工用カツタの平面略図、
第２図は側面略図、第３図は第１図の−線断
面拡大図で、これらの図において本体１は截頭円
錐状を呈し、中央部には軸方向へ貫通する透孔を
形成して回転軸取付用貫通孔２とする。そして３
はキー溝である。本体の外周テーパ面には、ある
十分な大きさのねじれ角の軌跡に沿つて複数のチ
ツプ座６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，…（以下代表的
に述べるときは６と記す）が配設されることによ
り、チツプ座列が周方向に見て複数条（実施例で
は３条であるが、１条のみを代表的に図示し、周
方向に繰り返される残り２条は省略している）ら
せん状に削設される。又チツプ座６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄにはスローアウエイチツプ８ａ，８ｂ，
８ｃ，８ｄ（以下代表的に述べるときは８と記
す）がボルト９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ（以下代表
的に述べるときは９と記す）を介して夫々取り外
し自在に装着されている。更に各チツプ座６ａ，
６ｂ，６ｃ，６ｄのすくい側（図の矢印方向側）
には切屑ポケツト溝１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄ（以下代表的に述べるときは１０と記す）が
削設される。

かくして各切屑ポケツト溝１０はその溝の頂部
の軌跡がらせんを形成するように複数（実施例で
は12）削設されると共に、各切屑ポケツト溝１０
相互間におけるテーパ面上ランド部のすくい面側
であつて該ポケツト溝１０の上側方向位置には、
各チツプ８が周方向に見てらせんを描くように
夫々配設される。即ちチツプ８ａ…が十分な大き
さのねじれ角を有するらせん状の歯すじに沿う様
にして開先加工用カツタの頂部から裾部へ下りな
がら円周方向に旋回しており、またそれに対応し
て切屑ポケツト溝１０ａ…も同様にらせん状の軌
跡を描いて配設される。しかも隣接する各切屑ポ
ケツト溝１０の間に残されているランド部はチツ
プ８によつてほとんど占有されており、言い換え
れば各チツプ８は極めて接近する状態で配設され
る。

ところで各チツプ座６に装着される各チツプ８
の半径方向のすくい角があるねじれ角に沿つて一
定となるように取付構成すること及びその結果に
ついては前述の既提案カツタ（実開昭58−
44128）と同様であるが、更にねじれ角αをある
十分な大きさで且つ一定にすることが、、本考案
の目的である「切削時の振動や衝撃の解消」とい
う面から必須とされる。

即ち上記構成を採用すると、チツプ８ａに対す
る８ｂ、チツプ８ｂに対する８ｃ，…の様に、各
チツプは周方向に見て離れた位置に取付けられる
ので、軸方向に隣接し合つたチツプが干渉し合う
ことがない。例えばチツプ8aの一段下に配設され
るチツプ８ｂは切屑ポケツト溝１０ｂの形成にと
つて障害とならないという限度のもとでチツプ８
ａよりわずかに下がつた位置において周方向にず
れた位置を確保することができる。このことを別
の言葉で説明すると、チツプ８ａを同じ高さで円
周方向にずらせたと仮定したときの仮想位置（第
１図の仮想線８a′で示す）の下部とチツプ８ｂの
位置の上部を、多少オーバーラツプさせるか、或
は少なくとも当接させることができるから、チツ
プ８ａとチツプ８ｂによる切削の連続性が確保さ
れ、切削時の振動や衝撃を有効に軽減することが
できるのである。

以上の様なチツプ８の特有の取付構成によつて
カツタ本体１のテーパ面には、まるで「切削性に
優れたねじれ刃を十分なねじれ度を有する如く一
体的に取付けた」かの様なほぼ理想的な状態が形
成されることになり、カツタ本体１の回転に伴つ
て各チツプ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが被切削物に
順次ほぼ絶え間なく接触することができるので、
切削抵抗の値及びその変動差が小さくなると共に
切削単位時間当たりの切削サイクルが多くなる。
従つて切削は連続的となり、極めて円滑に行なう
ことができる。

次に実施例に係るカツタと本考案者等の既提案
（実開昭58−44128号）に係るカツタについてその
切削性能の比較実験を行なつた所、第４図に示す
結果が得られた。即ち被切削材としてはSS41を
用い、切削速度80mm／分、送り200mm／分で実験
を行なつたのであるがこの図から明らかな様に、
実施例カツタにおいては、切削抵抗が大きく低下
すると共にその最大値と最小値の差即ち変動差も
非常に小さくなり、しかも切削単位時間当りの切
削サイクルが増加する。従つて切削加工を極めて
円滑に行なうことができ、従来の様に切削抵抗の
値及びその変動差が大きく、且つ切削サイクルの
少ない状態での断続切削に起因していた振動及び
機械的衝撃を大幅に低減することができる。

尚上記実施例ではテーパ面の頂部から裾部にわ
たる連続的なチツプ列が３条形成されるカツタを
示したが、第５図に示す様に１条のみでテーパ面
のほぼ全周へ行き渡らせる様に構成してもよく、
更にはテーパ面の頂部から裾部にわたるチツプ列
らせんが、周方向から見て２重巻きとなる様に上
記１条を形成させることも可能である。

更に第６図に示す様に例えばチツプ８ｂとチツ
プ８ｃの配設位置を前後させても（この場合チツ
プ８ａ，８ｃ，８ｂ，８ｄは周方向に見て千鳥状
に配設されることになるが）、本考案の特有の効
果は良好に発揮され、その実用的価値に何ら影響
を及ぼすものではない。そしてこの場合にも種々
の変形実施態様を考慮できることは、上記実施例
の変形態様例の場合と同様である。

本考案の開先加工用カツタは上記の如く構成さ
れるが、要はカツタ本体におけるテーパ面上の十
分なねじれ角軌跡に沿つて順次配設される各チツ
プ相互間のランド部を可及的に小さくし、テーパ
面の頂部から裾部にわたる連続的な又は不連続的
なチツプ列の各チツプが、カツタの回転に伴つて
被削物に順次ほぼ絶え間なく接触するように配設
したので、テーパ面には切削性に優れたねじれ刃
を十分なねじれ度と且つ均一なすくい角を有する
状態で取付けるのとほぼ同じ状態を形成させ、連
続的切削が可能なカツタとすることができること
になつた。その結果、従来の様に切削抵抗の値及
びその変動差が大きく、且つ単位時間当りの切削
サイクルが少ない状態での断続切削に起因してい
た振動や機械的衝撃を大幅に低減して、切削加工
の円滑化を著しく向上させると共に、チツプの寿
命を更に延ばして、カツタの切削性及び経済性を
一層高めることができる様になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る開先加工用カツタの平面
略図、第２図は側面略図、第３図は第１図の−
線断面拡大図、第４図は本考案カツタと従来カ
ツタについて切削抵抗の時間的に変化を比較した
グラフ、第５図及び第６図は他の実施例における
第１図対応図、第７図は従来の一体型ねじれカツ
タにおける問題点を示す説明図である。 １……開先加工用カツタ本体、６……チツプ
座、８……チツプ、９……ボルト、１０……切屑
ポケツト溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 截頭円錐状をなすスローアウエイ式開先加工用
   カツタ本体の軸心部には回転軸取付用貫通孔を形
   成すると共に、外周テーパの周囲には、ある一定
   のねじれ角を有するらせん状の歯すじを頂部から
   裾部にかけて仮想すると共に、該歯すじに沿う様
   にして複数のチツプ座からなるチツプ座列を形成
   し、各チツプ座にはスローアウエイチツプを装着
   し、且つ各チツプ座のすくい側には切屑ポケツト
   溝を形成してなることを特徴とするスローアウエ
   イ式開先加工用カツタ。