JP2011240417A - サイドカッター - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構造でもってびびり振動の発生を抑制して、安定した切削加工を行うことができるサイドカッターを提供すること。
【解決手段】円板状をなす工具本体200の一方側側面200aと他方側側面200bとの該各側面の外周部それぞれに複数の切れ刃が配置されたサイドカッターにおいて、一方側側面200aの切れ刃201a〜208aの刃数と他方側側面200bの切れ刃201b〜206bの刃数とが異なるものである。
【選択図】図3
【解決手段】円板状をなす工具本体200の一方側側面200aと他方側側面200bとの該各側面の外周部それぞれに複数の切れ刃が配置されたサイドカッターにおいて、一方側側面200aの切れ刃201a〜208aの刃数と他方側側面200bの切れ刃201b〜206bの刃数とが異なるものである。
【選択図】図3
Description
本発明は、円板状をなす工具本体の一方側と他方側との該各側面の外周部それぞれに複数の切れ刃が配置され、被削材の溝加工などに用いられるサイドカッターに関するものである。
サイドカッターは、通常、切れ刃(スローアウェイチップ)がいわゆる千鳥刃形式で配置されており、円板状をなす工具本体の一方側側面の外周部と他方側側面の外周部とに交互に、かつ等間隔で切れ刃が同数配置されている(以下、「通常の千鳥刃形式のサイドカッター」という)。このような通常の千鳥刃形式のサイドカッターを用いて被削材の切削加工を行う場合、サイドカッター自体の円板状という形状の点から剛性が低いことにより、びびり振動が発生することが多い。この場合、びびり振動を抑制するため切込み量を小さくすることで加工負荷を減らすことが一般的に行われているが、これでは加工効率の低下が避けられない。
一方、エンドミルについては、びびり振動を抑制するため、切れ刃の配置角度を不等化して、発生する切削抵抗の周期を変化させることが古くから提案されている。また、正面フライスについては、円筒状のカッタ本体の先端外周面に各切れ刃を周方向に不等分割角度をもって配置し、切削時に切れ刃にかかる切削抵抗を低減して、びびり振動を抑制するようにしたものが提案されている(特許文献1)。
そして、サイドカッターにおいても、びびり振動の発生を抑制できるようにしたものが望まれている。
そこで、本発明の課題は、簡易な構造でもってびびり振動の発生を抑制して、安定した切削加工を行うことができるサイドカッターを提供することにある。
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
請求項1の発明は、円板状をなす工具本体の一方側と他方側との該各側面の外周部それぞれに複数の切れ刃が配置されたサイドカッターにおいて、前記一方側側面と前記他方側側面との切れ刃の刃数が異なることを特徴とするサイドカッターである。
請求項2の発明は、請求項1記載のサイドカッターにおいて、前記一方側側面の外周部に配置された切れ刃が周方向において等間隔に配置されているとともに、前記他方側側面の外周部に配置された切れ刃が周方向において等間隔に配置されていることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2記載のサイドカッターにおいて、前記一方側側面の切れ刃と前記他方側側面の切れ刃とが周方向において互いに重ならないように配置されていることを特徴とするものである。
請求項4の発明は、請求項1、2又は3記載のサイドカッターにおいて、前記一方側側面と前記他方側側面との切れ刃のうち、切れ刃の刃数の多い方の側面の該刃数が少ない方の側面の刃数の2倍未満であることを特徴とするものである。
請求項1のサイドカッターは、工具本体の一方側側面の外周部に配置された複数の切れ刃の刃数(例えば8枚)と他方側側面の外周部に配置された複数の切れ刃の刃数(例えば6枚)とが異なるようになされている。このような簡易な構造により、被削材に連続的に順に切り込む切れ刃による切り込みピッチと該切れ刃に発生する切削抵抗の値とが一定とならず、各切れ刃に発生する切削抵抗の周期性をなくすことが可能となり、これにより、加工中のびびり振動(自励びびり振動や共振による強制びびり振動)の発生を抑制することができ、前述した通常の千鳥刃形式のサイドカッターに比べてより安定した切削加工を行うことができる。
請求項2のサイドカッターは、工具本体の一方側側面の外周部に配置された切れ刃が周方向において等間隔に配置されているとともに、他方側側面の外周部に配置された切れ刃が周方向において等間隔に配置されている。これにより、加工中のびびり振動の発生を抑制して通常の千鳥刃形式のサイドカッターに比べてより安定した切削加工を行うことができる前述の効果に加え、動的バランス(回転バランス)が損なわれず、回転ブレの増大を招くことがないので、所要の高い回転数で切削加工を行うことができる。
請求項3のサイドカッターは、工具本体の一方側側面の切れ刃と他方側側面の切れ刃とが周方向において互いに重ならないように配置されている。これにより、加工中のびびり振動の発生を抑制して通常のサイドカッターに比べてより安定した切削加工を行うことができる前述の効果に加え、一方側側面と他方側側面との切れ刃が周方向において互いに一部重なるものに比べて各切れ刃ごとの切削抵抗値の変動を抑制することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態によるサイドカッターを概略的に示す上面図、図2は図1に示すサイドカッターの下面図である。
図1,図2において、100はサイドカッター1の工具本体である。鋼製の工具本体100は、円板状をなしており、その中心部には、工作機械の主軸端に取り付けるための取付け孔100cが設けられている。
この工具本体100の表側側面100aの外周部には、この実施形態では8枚の切れ刃(スローアウェイチップ)101a〜108aが周方向において等間隔に配置されている(図1参照)。これらの切れ刃101a〜108aは、それぞれ、工具本体100の表側側面100aに形成されている各チップ取付け座(図示せず)のねじ穴に螺合する締付けねじ(図示せず)によって該チップ取付け座に螺着されている。
また、工具本体100の裏側側面100bの外周部には、この実施形態では6枚の切れ刃(スローアウェイチップ)101b〜106bが周方向において等間隔に配置されている(図2参照)。これらの切れ刃101b〜106bは、それぞれ、工具本体100の裏側側面100bに形成されている各チップ取付け座(図示せず)のねじ穴に螺合する締付けねじ(図示せず)によって該チップ取付け座に螺着されている。また、工具本体100の外周端面には、前記の各切れ刃101b〜106b,101a〜108aの工具回転方向前方にV溝状の切りくずポケット100dがそれぞれ形成されている。
このように、この実施形態によるサイドカッター1は、工具本体100の表側側面100aの外周部に配置された切れ刃101a〜108aの刃数(8枚)と裏側側面100bの外周部に配置された切れ刃101b〜106bの刃数(6枚)とが異なるようになされている。このような簡易な構造により、被削材に連続的に順に切り込む切れ刃による切り込みピッチと該切れ刃に発生する切削抵抗の値とが一定とならず、各切れ刃に発生する切削抵抗の周期性をなくすことが可能となり、これにより、加工中のびびり振動(自励びびり振動や共振による強制びびり振動)の発生を抑制することができ、前述した通常の千鳥刃形式のサイドカッターに比べてより安定した切削加工を行うことができる。
また、このサイドカッター1は、工具本体100の両側側面100a,100bにおいて、それぞれ、各切れ刃が周方向において等間隔に配置されているので、動的バランス(回転バランス)が損なわれず、回転ブレの増大を招くことがないので、所要の高い回転数で切削加工を行うことができる。
なお、この実施形態では、表側側面100aの切れ刃101a〜108aと裏側側面100bの切れ刃101b〜106bとが周方向において互いに一部重なる(101aと101b、105aと104b)ように切れ刃を配置したが、表側側面100aの切れ刃101a〜108aと裏側側面100bの切れ刃101b〜106bとが周方向において互いに重ならないように配置するようにしてもよい。
図3は本発明の別の実施形態によるサイドカッターを概略的に示す上面図である。
図3において、200はサイドカッター2の工具本体である。鋼製の工具本体200は、円板状(円盤状)をなしており、その中心部には、工作機械の主軸端に取り付けるための取付け孔200cが設けられている。
この工具本体200の表側側面200aの外周部には、この実施形態では8枚の切れ刃201a〜208aが周方向において等間隔に配置されている。これらの切れ刃201a〜208aは、それぞれ、工具本体200の表側側面200aに形成されている各チップ取付け座(図示せず)のねじ穴に螺合する締付けねじ(図示せず)によって該チップ取付け座に螺着されている。
また、工具本体200の裏側側面200bの外周部には、周方向において前記表側側面200aの切れ刃201a〜208aと互いに重ならないようにこの実施形態では6枚の切れ刃201b〜206bが配置されている。これらの切れ刃201b〜206bは、それぞれ、工具本体200の裏側側面200bに形成されている各チップ取付け座(図示せず)のねじ穴に螺合する締付けねじ(図示せず)によって該チップ取付け座に螺着されている。また、工具本体100の外周端面には、前記の切れ刃201b〜206b,201a〜208aの工具回転方向前方にV溝状の切りくずポケット200dがそれぞれ形成されている。
このように、この実施形態によるサイドカッター2は、表側側面200aの外周部に配置された8枚の切れ刃201a〜208aと裏側側面200bの外周部に配置された6枚の切れ刃201b〜206bとが、周方向において互いに重ならないように配置されている。これにより、加工中のびびり振動の発生を抑制して通常のサイドカッターに比べてより安定した切削加工を行うことができることに加え、表側側面100aの切れ刃101a〜108aと裏側側面100bの切れ刃101b〜106bとが周方向において互いに一部重なる前記サイドカッター1に比べて各切れ刃ごとの切削抵抗値の変動を抑制することができる。
ここで、本発明によるサイドカッターでは、振動抑制効果を発揮するために、工具本体の表側側面と裏側側面との切れ刃のうち、切れ刃の刃数の多い方の側面の該刃数が少ない方の側面の刃数の2倍未満であることがよい。なお、刃数が少ない方の側面の刃数は、すくなくとも2枚である。
前記の図1,図2に示す構造のサイドカッター1と、比較例のサイドカッターとを用いて被削材の溝加工を行った場合の当該各サイドカッターに発生する切削抵抗を算出し、その比較を行った。比較例のサイドカッターは、前述した通常の千鳥刃形式のものであり、サイドカッター1と同じく合計14枚の切れ刃を有し、工具本体の表側側面の外周部と裏側側面の外周部とに交互に、かつ等間隔で7枚の切れ刃がそれぞれ配置されているものである。
切削抵抗の算出については、従来からひろく用いられているところの、比切削抵抗と切削断面積との積により切削抵抗を算出する下記の式(1)を用いた。式(1)によりサイドカッターの各切れ刃ごとの切削抵抗を算出し、それらを積算することにより、当該サイドカッター全体の切削抵抗を算出した。
F=K・f・sinθ …(1)
式(1)において、Fはサイドカッターに発生する切削抵抗(N)、Kは被削材(被加工物)の比切削抵抗(N/mm2)、fは1刃あたりの送り速度(mm/刃)、θはサイドカッターの回転角度である。
表1に実施例1のサイドカッターにおける切れ刃配置角度を示す。また、表2に実施例1における切削抵抗算出にあたっての切削条件を示す。
図4は実施例1のサイドカッターにおける回転角度と切削抵抗算出値との関係示す図、図5は比較例のサイドカッターにおける回転角度と切削抵抗算出値との関係示す図である。
図5から、比較例のサイドカッターでは、このサイドカッターに発生する切削抵抗の周期が一定であり、切削抵抗が等周期で変動しており、共振によるびびり振動が容易に発生することがわかる。
一方、図4からわかるように、実施例1のサイドカッター1では、このサイドカッター1に発生する切削抵抗に周期性がなく、切削抵抗が周期性なく変動しており、このような状態では共振振動や自励振動の発生が生じにくくなるため、加工中のびびり振動の発生を容易に抑制することが可能となる。
前記の図3に示す構造のサイドカッター2を用いて被削材の溝加工を行った場合の該サイドカッター2に発生する切削抵抗を算出した。表3に実施例2のサイドカッター2における切れ刃配置角度を示す。なお、この実施例2における切削抵抗算出にあたっての切削条件は、前記実施例1の場合と同じである(表2)。
図6は実施例2のサイドカッターにおける回転角度と切削抵抗算出値との関係示す図である。
図6からわかるように、実施例2のサイドカッター2では、このサイドカッター2に発生する切削抵抗に周期性がなく、切削抵抗が周期性なく変動しており、このような状態では共振振動や自励振動の発生が生じにくくなるため、加工中のびびり振動の発生を容易に抑制することが可能となる。
また、この実施例2のサイドカッター2は、表側側面200aの外周部に配置された8枚の切れ刃201a〜208aと裏側側面200bの外周部に配置された6枚の切れ刃201b〜206bとが、周方向において互いに重ならないように配置されている。これにより、表側側面100aの切れ刃101a〜108aと裏側側面100bの切れ刃101b〜106bとが周方向において互いに一部重なる実施例1のサイドカッター1に比べて、各切れ刃ごとの切削抵抗値の変動を抑制することができるので、より安定した切削加工を行うことができる。
1,2…サイドカッター
100,200…工具本体、
100a,200a…表側側面
100b,200b…裏側側面
100c,200c…取付け孔
100d,200d…切りくずポケット
101a〜108a,201a〜208a…(表側側面の)切れ刃
101b〜106b,201b〜206b…(裏側側面の)切れ刃
100,200…工具本体、
100a,200a…表側側面
100b,200b…裏側側面
100c,200c…取付け孔
100d,200d…切りくずポケット
101a〜108a,201a〜208a…(表側側面の)切れ刃
101b〜106b,201b〜206b…(裏側側面の)切れ刃
Claims (4)
- 円板状をなす工具本体の一方側と他方側との該各側面の外周部それぞれに複数の切れ刃が配置されたサイドカッターにおいて、前記一方側側面と前記他方側側面との切れ刃の刃数が異なることを特徴とするサイドカッター。
- 前記一方側側面の外周部に配置された切れ刃が周方向において等間隔に配置されているとともに、前記他方側側面の外周部に配置された切れ刃が周方向において等間隔に配置されていることを特徴とする請求項1記載のサイドカッター。
- 前記一方側側面の切れ刃と前記他方側側面の切れ刃とが周方向において互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載のサイドカッター。
- 前記一方側側面と前記他方側側面との切れ刃のうち、切れ刃の刃数の多い方の側面の該刃数が少ない方の側面の刃数の2倍未満であることを特徴とする請求項1、2又は3記載のサイドカッター。
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JP2010111775A JP2011240417A (ja) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | サイドカッター |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013059840A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Jtekt Corp | 加工誤差算出装置、加工誤差算出方法、加工制御装置および加工制御方法 |
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JPS63109909A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-14 | Mazda Motor Corp | フライスカツタ構造 |
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JP2006142462A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Kanefusa Corp | 回転切削工具 |
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2010
- 2010-05-14 JP JP2010111775A patent/JP2011240417A/ja active Pending
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