JP2013202767A

JP2013202767A - 切削工具

Info

Publication number: JP2013202767A
Application number: JP2012077122A
Authority: JP
Inventors: Toru Sakuyama; 徹作山; Yuichi Kodera; 雄一小寺
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】切れ刃の取付個数を減らすことなく高速回転が可能かつ良好な仕上面が得られる切削工具を提供する。
【解決手段】軸線回りに回転される工具本体１１の先端側外周に周方向に間隔をあけてカートリッジ取付溝が複数設けられ、カートリッジ取付溝に切れ刃が取り付けられたカートリッジ１５、１６が着脱可能に取り付けられる。工具本体１１は鋼よりも比重が小さい金属材料であるアルミニウムからなる。複数のカートリッジのうちの一部のカートリッジの切れ刃は、他のカートリッジの切れ刃より先端方向への突出量が大きく、かつ、他のカートリッジの切れ刃より工具本体の径方向内方へ引っ込んで配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、軸線回りに回転される切削工具に関する。

従来、被切削材に平面加工を施す切削工具として、円盤状をなす工具本体に複数の切れ刃部材が装着されたフライスカッタが使用されている。このようなフライスカッタは、円盤状の工具本体の先端側外周に形成された複数の凹状取付座に、超硬合金等の硬質材料よりなるインサートが着脱可能に装着されており、前記工具本体をその軸線回りに回転するとともに軸線と交差する方向に送ることにより、前記インサートの工具本体径方向外側に向けられた切れ刃（外周刃）によって被切削材を切り込んでいくとともに、工具本体先端側に向けられた切れ刃（正面刃）によって被切削材に平面加工を施すものである。

前記フライスカッタにより平面加工を行う場合、インサートの切れ刃の摩耗に伴って切れ味が劣化して、加工面にバリが発生することが知られている。バリの発生を抑えるフライスカッタとして、例えば下記特許文献１に記載されているように、通常の切削を行う切削刃（荒刃）とは別にバリを除去するためのバリ取り刃を備え、切削刃（荒刃）によって通常の切削を行なうと同時にバリ取り刃によってバリを除去する加工を可能にしたものが提案されている。

特開２００８−１００３１６号公報

ところで、特許文献１に記載したようなフライスカッタでは、加工効率をいま以上上げるため回転速度を上げることが望まれている。しかしながら、従来のフライスカッタでは、通常、工具本体が比較的重い材料である鋼によって作られているため、回転速度を一定速度以上に上げることが難しいという問題があった。

そこで、工具本体を比較的重量が軽いアルミニウムによって作ることも考えられている。しかしながら、前記特許文献１で記載されているように、工具本体に雌螺子部を形成し、これら雌螺子部に螺子を利用して固定されるくさび部材によってインサートを取り付ける構造にすると、アルミニウムにより作られた工具本体では、雌螺子部の強度が不足するため、雌螺子径を大きくしたり雌螺子部同士の間隔を広げて配置したりする必要があり、工具本体に取り付けるインサートの個数が限られてしまう。この結果、高速回転が可能となるものの、インサート（切削刃またはバリ取り刃）の取付個数が制限されてしまうため、加工効率を所望どおり上げることが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切れ刃の取付個数を減らすことなく高速回転が可能かつ良好な仕上面が得られる切削工具を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の切削工具は、軸線回りに回転される工具本体の先端側外周に周方向に間隔をあけてカートリッジ取付溝が複数設けられ、該カートリッジ取付溝にそれぞれ切れ刃が取り付けられた複数のカートリッジが着脱可能に取り付けられる切削工具であって、前記工具本体は鋼よりも比重が小さい金属材料からなり、複数の前記カートリッジのうちの一部のカートリッジの切れ刃は、他のカートリッジの切れ刃より先端方向への突出量が大きく、かつ、前記他のカートリッジの切れ刃より前記工具本体の径方向内方へ引っ込んで配置されることを特徴とする。

この構成の切削工具においては、複数の前記カートリッジのうちの一部のカートリッジの切れ刃は、他のカートリッジの切れ刃より先端方向への突出量が大きく、かつ、前記他のカートリッジの切れ刃より前記工具本体の径方向内方へ引っ込んで配置されているので、通常の切削加工と同時に仕上げ切削加工が行なえることとなり、専用の仕上げ切削加工が不要となるため加工時間を短縮できる。

また、工具本体が鋼よりも比重が小さい金属材料からなっているので、鋼を用いた従来の工具本体を用いる場合に比べ、加工時における工具回転速度を上げることができる。また、カートリッジを介して切れ刃を取り付けているので、螺子止めされるくさび部材を利用してインサートを固定する場合に比べて、カートリッジを螺子によって工具本体に取り付ける際に、工具本体に形成される雌螺子部に要求される強度が小さくて足りる。このため、工具本体に形成される雌螺子部同士の間隔を狭めて配置することができる。このため、カートリッジ同士の間隔を狭めて配置することが可能となり、数多くのカートリッジを工具本体に取り付けることができる。

このように、加工時における工具回転速度を上げることができるとともに、工具本体へカートリッジの取付数を減らすことなく逆に増すことができ、その結果、加工効率を上げることができる。

前記一部のカートリッジの切れ刃は、コーナー角が−２０°〜−３０°の範囲に設定されていることが好ましい。
この場合、一部のカートリッジの切れ刃のコーナー角を−２０°〜−３０°に設定されているため、被切削材に生じるバリを好適に除去することができる。

前記カートリッジ取付溝の後端部には、前記カートリッジの後端を先方へ押出すカートリッジせり出し機構が配設されていることが好ましい。
この場合、カートリッジの先端の切れ刃位置を、カートリッジせり出し機構によって調整することができ、カートリッジ自体に過度な加工精度を要求することなく、被切削材の加工精度を上げることができる。
また、カートリッジの先端の切れ刃を再研削した場合でも、カートリッジせり出し機構を用いることによってカートリッジ先端の切れ刃位置を先方へせり出させることができ、これにより、カートリッジ先端の切れ刃位置を新品時と同じ位置に設定することができる。

前記カートリッジ取付溝は、工具本体の先方に向かうに従い前記工具本体の中心軸線からの離間距離が長くなるように前記工具本体の軸線に対して傾斜して形成されていることが好ましい。
この場合、例えば、カートリッジの先端の切れ刃を再研削した後、カートリッジせり出し機構によりカートリッジ先端の切れ刃位置を調整するときに、当該切れ刃の工具本体における径方向位置と工具本体から先方への突出量とを同時に調整することができる。
さらに、前記工具本体の先端には、工具挿入用の貫通孔を備えるオイルカバーが、前記工具本体との間にオイル室を形成するよう隙間をあけて取り付けられていることが好ましい。
この場合、クーラント用のオイル通路を容易に確保できるとともに、オイルカバーを取り付けた状態のまま、当該工具本体を機械のスピンドル等に取り付けたり取り外したりすることができる。

本発明によれば、切れ刃の取付個数を減らすことなく逆に増し、しかも工具を高速回転することができるため、加工効率をあげることができる。加えて、複数のカートリッジのうちの一部のカートリッジの切れ刃は、他のカートリッジの切れ刃より先方への突出量が大きく、かつ、他のカートリッジの切れ刃より工具本体の径方向内方へ引っ込んで配置されているので通常の切削加工と同時に仕上げ切削加工が行なえる。

本発明に係る切削工具をフライスカッタに適用した実施形態の側面図である。図１に示すフライスカッタの底面図である。図１に示すフライスカッタの断面図である。図１に示すフライスカッタの斜視図である。図１に示すフライスカッタの工具本体の斜視図である。図１に示すフライスカッタの工具本体に設けられたカートリッジ取付溝の正面図である。図５のＶII矢視方向から見た一部分の図である。図１に示すフライスカッタの荒削り用カートリッジの斜視図である。図１に示すフライスカッタのバリ取り用カートリッジの斜視図である。図１に示すフライスカッタの損傷保護部材の斜視図である。図１に示すフライスカッタの荒刃とバリ取り刃との関係を示す模式図である。図１に示すフライスカッタの荒削り用カートリッジの正面図である。図１２のＸIII矢視図である。図１２のＸＩＶ―ＸＩＶ線に沿う断面図である。図１に示すフライスカッタのバリ取り用カートリッジの正面図である。図１５のＸＶI矢視図である。図１５のＸＶII―ＸＶII線に沿う断面図である。図１に示すフライスカッタのオイルカバーの斜視図である。図１に示すフライスカッタのオイルカバーの断面図である。

本発明の実施形態である切削工具としてのフライスカッタについて、添付した図面を参照して説明する。図１はフライスカッタの側面図、図２はフライスカッタの底面図、図３はフライスカッタの断面図、図４はフライスカッタの斜視図である。
フライスカッタ１０は、図１ないし図５に示すように、軸線Ｏを中心とした概略多段円柱状をなすアルミニウムからなる工具本体１１を有しており、工具本体１１の中央部には、工具本体１１を工作機械の主軸端等（図示なし）に取り付けるための取付孔１２が軸線Ｏに沿うように穿設されている。なお、工具本体１１は、鋼よりも軽量（比重が小さい）であることも必要であるが、それに加えて引っ張り強さが５００Ｎ／ｍｍ^２以上とある程度の強度も必要である。また、必要に応じて表面にメッキ処理を施すことで、表面強度を高めても良い。

工具本体１１の先端側外周には、工具本体１１の径方向外側及び工具本体１１の先端側にそれぞれ開口するカートリッジ取付溝１３が周方向へ等間隔をあけて複数形成されている。これらのカートリッジ取付溝１３の工具回転方向Ｔ前方側には保護部材取付溝１４がそれぞれ設けられている。本実施形態では、図２に示すようにカートリッジ取付溝１３及び保護部材取付溝１４がそれぞれ１０個ずつ形成されている。

カートリッジ取付溝１３には一部のカートリッジ１６と他のカートリッジ１５が螺子１７によって着脱可能に取り付けられる。一部のカートリッジはバリ取り用カートリッジ１６であり、または他のカートリッジは荒削り用カートリッジ１５である。つまり、カートリッジ取付溝１３は、荒削り用カートリッジ１５を取り付けるものと、バリ取り用カートリッジ１６を取り付けるものとが同じ形状とされていて、いずれのカートリッジも取付可能になっている。この実施形態では、１０個のカートリッジ取付溝１３に、荒削り用カートリッジ１５が８個、バリ取り用カートリッジ１６が２個取り付けられている。バリ取り用カートリッジ１６は周方向１８０°置きに取り付けられている。つまり、バリ取り用カートリッジ１６は軸線Ｏを中心として１８０°回転対称位置に取り付けられている。
また、保護部材取付溝１４には損傷保護部材１９が螺子２０によって着脱可能に取り付けられている。

カートリッジ取付溝１３は、図１に示すように工具本体１１の径方向外方から見て、工具本体１１の先方に向かうに従い工具回転方向Ｔ先方へ変位するように工具本体１１の軸線Ｏに対して傾斜角θａを有するように傾斜して形成されている。また、カートリッジ取付溝１３は、図３に示すように工具回転方向Ｔ前方から見て、工具本体１１の先方に向かうに従い工具本体１１の中心軸線からの離間距離が長くなるように、工具本体の軸線Ｏに対して傾斜角θｂが−２０°〜−３０°をなすように傾斜して形成されている。

図５は図１に示すフライスカッタの工具本体の斜視図、図６は同フライスカッタの工具本体に設けられたカートリッジ取付溝の正面図、図７は図５のＶII矢視方向から見た一部分の図である。

これらの図に示すように、カートリッジ取付溝１３は、底面１３ａと、工具回転方向Ｔ前方を向く傾斜側面１３ｂと、工具回転方向Ｔ後方を向く側面１３ｃを有している。傾斜側面１３ｂは工具本体１１の外方に向かうに従い工具回転方向Ｔ前方へせり出すように傾斜して形成されている。つまり、傾斜側面１３ｂは、工具本体１１の径方向外方から見た場合、底面１３ａの工具回転方向Ｔ後端に対してオーバーハングするように形成されている。

このように傾斜側面１３ｂをオーバーハングするように形成することにより、工具が高速回転（例えば、１５０００ｍｉｎ^-１）されてカートリッジ取付溝１３内のカートリッジ１５、１６に強い遠心力が作用するときでも、それらカートリッジ１５、１６がカートリッジ取付溝１３から外方へ飛び出すのを規制している。

カートリッジ取付溝１３の底面１３ａには雌螺子部１３ａａが設けられ、この雌螺子部１３ａａに、荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６を固定するために前記螺子１７の先端がねじ込まれる。また、雌螺子部１３ａａは、工具本体１１の内方に向かうに従い工具回転方向Ｔ後方へ変位するように、螺子孔の軸線が工具本体１１の径方向に対し傾斜して形成されている。この雌螺子部１３ａａに荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６を介して螺子１７がねじ込まれることで、荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６を、工具本体１１径方向内側及び工具回転方向Ｔ後方側に引き込んだ状態で固定する。

カートリッジ取付溝１３の工具本体１１の後端側には拡径溝２１が形成され、この拡径溝２１には調整ボルト２２が収納される。調整ボルト２２の雄螺子部は、拡径溝２１の工具本体先端側を向く側面に形成された雌螺子部２１ａにねじ込まれる。調整ボルト２２は、頭部に形成された孔に図示せぬ治具が挿入された状態で回転操作されることにより、雌螺子部２１ａに対する相対位置が定まる。そして、このように位置調整された調整ボルト２２の頭部によって、カートリッジ取付溝１３内に収納された荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６の後端を押圧支持するとともに、それらカートリッジ１５，１６を工具本体先方へ移動させることができる。つまり、調整ボルト２２は、カートリッジ１５，１６の後端を工具本体１１の先方へ押し出し可能なカートリッジせり出し機構を構成している。

保護部材取付溝１４は、底面１４ａと、工具回転方向Ｔ後方を向く傾斜側面１４ｂと、工具本体１１の先端側を向く側面１４ｃとを有している。なお、底面１４ａには雌螺子部１４ａａが形成されている。損傷保護部材１９は、略直方体状に形成されていて、一の側面を前記底面１４ａに当接されるとともに他の側面を前記傾斜側面１４ｂに当接され、さらに後端面を前記側面１４ｃに当接されることにより、保護部材取付溝１４に対して位置決めされる。そして、この状態で、損傷保護部材１９は、前記螺子２０の先端が雌螺子部１４ａａにねじ込まれることにより工具本体１１に固定される。

また、傾斜側面１４ｂは工具本体１１の外方に向かうに従い工具回転方向Ｔ後方へせり出すように傾斜して形成されている。つまり、傾斜側面１４ｂは、工具本体１１の径方向外方から見た場合、底面１４ａの工具回転方向Ｔ前端に対してオーバーハングするように形成されている。このように傾斜側面１４ｂをオーバーハングするように形成することにより、工具が高速回転（例えば、１５０００ｍｉｎ^-１）されて保護部材取付溝１４内の損傷保護部材１９に強い遠心力が作用するときでも、これら損傷保護部材１９が保護部材取付溝１４から外方へ飛び出すのを規制している。

図８は図１に示すフライスカッタの荒削り用カートリッジの斜視図、図９は同フライスカッタのバリ取り用カートリッジの斜視図、図１０は同フライスカッタの損傷保護部材の斜視図である。また、図１１は同フライスカッタの荒刃とバリ取り刃との関係を示す模式図、図１２は同フライスカッタの荒削り用カートリッジの正面図であり、図１３は図１２のＸIII矢視図、図１４は図１２のＸＩＶ―ＸＩＶ線に沿う断面図である。

図８に示すように、荒削り用カートリッジ１５は、大略直方体状とされるとともに先端が先細り形状とされている。また、図１２〜図１４に示すように、荒削り用カートリッジ１５は、長方形状とされた上面２５と下面２６、それら上面２５と下面２６との間に設けられ、工具本体１１に取り付けられたとき該工具本体１１の対向する径方向外方から見て右側となる右側の傾斜側面２７、同工具本体１１の径方向外方から見て左側となる左側の側面２８及び端面（後端面）２９を備える。そして、荒削り用カートリッジ１５が前記カートリッジ取付溝１３に取り付けられたとき、下面２６がカートリッジ取付溝の底面１３ａに当接し、上面２５が外方へ露出し、右側の傾斜側面２７がカートリッジ取付溝の傾斜側面１３ｂに当接し、左側の側面２８がカートリッジ取付溝の側面１３ｃ及び損傷保護部材１９の側面に対して若干の隙間をあけて配置される。なお、右側の傾斜側面２７は、カートリッジ取付溝の傾斜側面１３ｂに対応するように傾斜して形成されている。

荒削り用カートリッジ１５には上下面２５，２６を貫通する貫通孔３１が設けられ、貫通孔３１の上面への開口には前記螺子１７の頭部が当接される、頭部当接面３１ａが設けられている。そして、貫通孔３１は、前記カートリッジ取付溝の底面１３ａに形成された雌螺子部１３ａａに対応するように、当該荒削り用カートリッジ１５の左側の側面２８に対し斜めに傾斜して形成されている。また、頭部当接面３１ａも、前記カートリッジ取付溝の底面１３ａに形成された雌螺子部１３ａａに対応するように、当該荒削り用カートリッジ１５の上面２５に対し斜めに傾斜して形成されている。また、貫通孔３１は、荒削り用カートリッジ１５の長さ方向に延びる長孔状に形成され、これにより、荒削り用カートリッジ１５がカートリッジ取付溝１３へ取り付けられるとき、長さ方向に沿って移動調整された後、その位置に固定できるようになっている。

荒削り用カートリッジ１５の左側の側面２８、つまり、荒削り用カートリッジ１５がカートリッジ取付溝１３に取り付けられたとき、荒削り用カートリッジの工具回転方向Ｔ前方を向く側面２８の先端側には荒刃３５がろう付けにより取り付けられている。
ここで、荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６のカートリッジ本体は、工具本体よりも強度的に強い、鋼または超硬等の材料からなる。また、荒刃３５は、超硬、ダイヤモンド、あるいはｃＢＮ等の硬度の高い材料によって作られる。後述するバリ取り刃５５も同様である。
荒刃３５は、一箇所が丸みを帯びた略四角形平板状とされ、２つの略四角形面と４つの側面を備える。一の略四角形面がバリ取り用カートリッジ１６の本体側へ当接される当接面３６とされ、この当接面３６とは逆側の略四角形面がすくい面３７とされ、一の側面が主逃げ面３８とされ、他の側面が副逃げ面３９とされている。すくい面３７と主逃げ面３８との交差稜線部には主切れ刃４０が設けられ、すくい面３７と副逃げ面３９との交差稜線部には副切れ刃４１が設けられている。
そして、荒削り用カートリッジ１５がカートリッジ取付溝１３に取り付けられたとき、主切れ刃４０は工具本体１１の軸線Ｏに略平行となり、副切れ刃４１は工具本体１１の底面にほぼ平行となる。

図１５は図１に示すフライスカッタのバリ取り用カートリッジの正面図であり、図１６は図１５のＸＶI矢視図、図１７は図１５のＸＶII―ＸＶII線に沿う断面図である。
図９、図１５〜図１７に示すように、前記バリ取り用カートリッジ１６は、大略直方体状とされるとともに、先端が先細り形状とされている。荒削り用カートリッジ１６は、長方形状とされた上面４５と下面４６、それら上面４５と下面４６との間に設けられ、工具本体１１に取り付けられたとき該工具本体１１の対向する径方向外方から見て右側となる右側の傾斜側面４７、同工具本体１１の径方向外方から見て左側となる左側の側面４８及び端面（後端面）４９を備える。そして、バリ取り用カートリッジ１６が前記カートリッジ取付溝１３に取り付けられたとき、下面４６がカートリッジ取付溝の底面１３ａに当接し、上面４５が外方へ露出し、右側の傾斜側面４７がカートリッジ取付溝の傾斜側面１３ｂに当接し、右側の側面４８がカートリッジ取付溝の側面１３ｃ及び損傷保護部材１９の側面との間に若干の隙間をあけて配置される。なお、右側の傾斜側面４７は、カートリッジ取付溝の傾斜側面１３ｂに対応するように傾斜して形成されている。

バリ取り用カートリッジ１６には上下面４５，４６を貫通する貫通孔５１が設けられ、貫通孔５１の上面への開口には螺子１７の頭部が当接される、頭部当接面５１ａが設けられている。そして、貫通孔５１は、前記カートリッジ取付溝の底面１３ａに形成された雌螺子部１３ａａに対応するように、当該バリ取り用カートリッジ１６の左側の側面４８に対し斜めに傾斜して形成されている。また、頭部当接面５１ａも、前記カートリッジ取付溝の底面１３ａに形成された雌螺子部１３ａａに対応するように、当該バリ取り用カートリッジ１６の上面４５に対し斜めに傾斜して形成されている。また、貫通孔５１は、バリ取り用カートリッジ１６の長さ方向に延びる長孔状に形成され、これにより、バリ取り用カートリッジ１６がカートリッジ取付溝１３へ取り付けられるとき、長さ方向に沿って移動調整された後、その位置に固定できるようになっている。

また、前記バリ取り用カートリッジ１６の左側の側面４８、つまり、バリ取り用カートリッジ１６がカートリッジ取付溝１３に取り付けられたとき、バリ取り用カートリッジの工具回転方向Ｔ前方を向く側面４８の先端であって下面４６側にはバリ取り刃５５がろう付けにより取り付けられている。
バリ取り刃５５は、一箇所が丸みを帯びた略四角形平板状とされ、２つの略四角形面と４つの側面を備える。一の略四角形面がバリ取り用カートリッジ１６の本体側への当接面５６とされ、この当接面５６とは逆側の略四角形面がすくい面５７とされ、一の側面が外周逃げ面５８とされ、他の側面が正面逃げ面５９とされている。
すくい面５７と外周逃げ面５８との交差稜線部には主切れ刃６０が設けられ、すくい面５７と正面逃げ面５９との交差稜線部には副切れ刃６１が設けられている。
バリ取り用カートリッジ１６がカートリッジ取付溝１３に取り付けられたとき、主切れ刃６０は、工具本体１１の後方に向かうに従い工具本体１１の内方へ引き込むように、工具本体の軸線Ｏに対し、コーナー角θｃが−２０°〜−３０°となるように設定されている（図１１参照）。なお、副切れ刃６１は工具本体１１の底面とほぼ平行となる。

また、荒削り用カートリッジ１５とバリ取り用カートリッジ１６がそれぞれカートリッジ取付溝１３に取り付けられたとき、荒刃３５とバリ取り刃５５との関係は、それらの切れ刃の軸線Ｏ回りの回転軌跡を工具回転方向Ｔ前方側から見た場合、図１１に示すように、バリ取り刃５５の外周側が荒刃３５の外周より工具本体１１の径方向内方へ引っ込むとともに、バリ取り刃５５の先端側が荒刃３５の先端より工具本体１１の先方へ出っ張るように配置される。すなわち、バリ取り刃５５の主切れ刃６０が荒刃３５の主切れ刃４０より工具本体１１の径方向内方へ引っ込むとともに、バリ取り刃５５の副切れ刃６１が荒刃３５の副切れ刃４１より工具本体１１の軸線方向先方への突出量が大となるように配置される。
また、前記荒刃３５およびバリ取り刃５５のアキシャルレーキ角は例えば８°に設定されているが、これは、それら切れ刃に角度をつけるのではなく、前述したようにカートリッジ取付溝１３が、工具本体１１の径方向外方から見て、工具本体１１の軸線Ｏに対して傾斜角θａを有するように傾斜して形成されているからである。また、前記荒刃３５およびバリ取り刃５５のラジアルレーキは例えば０°に設定されている。
なお、荒刃３５及びバリ取り刃５５は、ともに切削条件（切り込み量、送り量）にもよるが、複数回の再研磨が可能な形状とされている。

図１０に示すように、前記損傷保護部材１９は、直方体状とされるとともに、上面７１と下面７２、及びそれら上面７１と下面７２との間に設けられる４つの側面７３を備え、かつ中央には上面７１から下面７２まで貫通する貫通孔７４が設けられている。
また、損傷保護部材１９は、荒削り用カートリッジ１５やバリ取り用カートリッジ１６の工具回転方向Ｔ前方に配置されており、荒刃３５やバリ取り刃５５によって被切削材を切削する際に生じる切屑による損傷を受け易い箇所に配置される。このため、これら切屑による損傷をさけるために、例えば、鋼や超硬等の硬い材料からなっている。なお、必要に応じて表面にメッキ処理を施すことで、表面強度を高めても良い。つまり、損傷保護部材１９は、工具本体１１を切屑等から損傷されるのを防ぐ保護機能を果たしている。

図１８は図１に示すフライスカッタのオイルカバーの斜視図、図１９は同フライスカッタのオイルカバーの断面図である。
図３に示すように、工具本体１１の取付孔１２の大径部１２Ａからは複数のオイル通路８０が工具本体先方に向かうに従い工具本体外方へ広がるように形成されている。
オイル通路８０はカートリッジ取付溝１３に対応して１０個設けられている。工具本体１１の下面には中央が肉厚とされた略円板状で例えばアルミニウム製のオイルカバー８１が工具本体１１の下面との間にリング状のオイル室８２を形成するように取り付けられている。前記取付孔１２は、図示せぬ冷却用のオイル供給部に接続されており、このオイル供給部から取付孔１２及びオイル通路８０を介してオイル室８２内にオイルが供給される。このオイル室８２に供給されたオイルは、該オイル室８２の先端に形成された、断面先細り状で外方かつ下方に向けて傾斜する絞り部分から、当該フライスカッタによる被切削材の加工位置に向けて供給される。
また、オイルカバー８１には中央部に貫通孔８３が形成され、この貫通孔８３から図示せぬ工具を挿入することにより、工具本体１１の下面に設けられた、例えば機械のスピンドルやスピンドルとの締結用アダプタに当該工具本体を固定するためのボルトの操作ができるようになっている。つまり、オイルカバー８１を取り外すことなく、工具本体１１の下面に設けられたボルトを操作することによって、当該フライスカッタ１０を機械に対して着脱可能な構造になっている。なお、符号８４は、オイルカバーを工具本体に取り付ける際にボルトの頭部が収納される収納部である。

図３に示すように、工具本体１１の外周面には雌螺子部８５が周方向に間隔をあけて複数設けられており、この雌螺子部８５にはバランス用ボルトが螺合される。そして、それらバランス用ボルトの雌螺子部８５からの突出量を個々に調整することにより、当該フライスカッタ１０の回転時のバランス調整が行なえるようになっている。
なお、バランス用ボルトが螺合される箇所は、切れ刃の数と同数個設けられるのが好ましいが、必ずしも同数である必要はない。

上記構成のフライスカッタ１０は、工具本体１１に形成された取付孔１２を用いて工作機械の主軸端（図示なし）に取り付けられ、軸線Ｏ回りに回転されるとともに軸線Ｏに交差する方向に送りを与えられ、被切削材の表面を荒刃３５の主切れ刃４０及び副切れ刃４１で切削して平面加工を施すとともに、バリ取り刃５５の主切れ刃６０で、被切削材から生じるバリを切削除去するとともに、副切れ刃６１で加工面を仕上げるように切削する。

このように上記フライスカッタ１０においては、荒刃３５とバリ取り刃５５の双方を備えているので、通常の切削加工と同時にバリ取り加工が行なえることとなり、専用のバリ取り加工が不要となるため加工時間を短縮できる。

また、工具本体１１が鋼よりも軽いアルミニウムからなっているので、鋼を用いた従来の工具本体を用いる場合に比べ、加工時における工具の回転速度を上げることができる。例えば１５０００ｍｉｎ^-１程度まで上げることができる。また、カートリッジ１５、１６を介して荒刃３５やバリ取り刃５５を取り付けているので、螺子止めされるくさび部材を利用してインサートを固定する場合に比べて、カートリッジ１５、１６を螺子によって工具本体１１に取り付ける際に工具本体１１に形成される雌螺子部１３ａａに要求される強度が小さくて足りる。このため、工具本体１１に形成される雌螺子部１３ａａ同士の間隔を狭めて配置することができる。加えて、荒刃３５やバリ取り刃５５をカートリッジ１５、１６本体にろう付けによって取り付けているため、それら荒刃３５等を螺子止めによってカートリッジ本体に取り付ける場合に比べて、カートリッジ自体を小型化することができる。このため、カートリッジ１５、１６同士の間隔を狭めて配置することが可能となり、数多くのカートリッジ１５、１６を工具本体１１に取り付けることができる。
このように、加工時における工具回転速度を上げることができるとともに、工具本体１１への荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６の取付数を減らすことなく逆に増すことができ、その結果、加工効率を上げることができる。
また、荒刃３５やバリ取り刃５５をカートリッジ１５、１６本体にろう付けによって取り付けているため、固定用の螺子孔を設ける必要がなくなり、それら切れ刃の形状設定に自由度が増すとともに、カートリッジの先端の切れ刃の再研磨回数を所定数以上確保することができる。

また、バリ取り刃５５はコーナー角が−２０°〜−３０°の範囲に設定されているため、被切削材に生じるバリを好適に除去することができる。なお、バリ取り刃のコーナー角が−２０°より小さい場合には、バリ取り時の切れ味が薄れてしまい、バリ取り効果が低減する。また、バリ取り刃のコーナー角が−３０°を超える場合には、切れ味が増すもののバリ取り刃が欠損し易くなり、耐久性の面で好ましくない。

また、前述したように、バリ取り刃５５はコーナー角が−２０°〜−３０°に設定されており、強度よりも切れ味を重視している。このため、バリ取り刃５５の外周側を荒刃３５の外周より工具本体１１の径方向内方へ引っ込ませることで、バリ取り刃５５の損傷を防止している。また、バリ取り刃５５の先端を荒刃３５の先端よりも工具本体１１の先方へ出っ張らせることで、バリ取り刃をさらい刃として機能させることができ、もって被切削材の加工面をより平滑に仕上ることができる。

また、カートリッジ取付溝１３の後端部に調整ボルト２２を備えており、この調整ボルト２２を調整することによって、荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６の先端の切れ刃の位置を調整することができる。このため、カートリッジ１５，１６自体に過度な加工精度を要求することなく、被切削材の加工精度を上げることができる。
また、カートリッジ先端の切れ刃を再研削した場合でも、前記調整ボルト２２を用いることによってカートリッジ先端の切れ刃位置を先方へせり出させることができ、これにより、カートリッジ先端の切れ刃位置を新品時と同じ位置に設定することができる。

さらに、カートリッジ取付溝１３を、工具本体１１の先方に向かうに従い工具本体１１の外方へ変位するように、工具本体の軸線Ｏに対して傾斜して形成している。このため、例えば、荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６の先端の荒刃３５またはバリ取り刃５５を再研削した後、調整ボルト２２によりカートリッジ先端の切れ刃位置を調整するときに、当該荒刃３５またはバリ取り刃５５の切れ刃の工具本体１１における径方向位置と工具本体１１から先方への突出量を同時に調整することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、前記実施形態では、正面型のフライスカッタを例に挙げて本発明を説明したがこれに限られることなく、他形式のフライスカッタであっても本発明は適用可能である。また、前記実施形態では、工具本体１１及びオイルカバー８１がアルミニウムからなるものを例に挙げて説明したが、これに限られることなく、それら工具本体１１及びオイルカバー８１がアルミニウム合金あるいはチタンやチタン合金からなるものであっても、本発明は適用可能である。
また、前記実施形態では、第１の切れ刃が荒刃、第２の切れ刃がバリ取り刃の例を挙げて説明したが、これに限られることなく、第１の切れ刃が荒刃で第２の切れ刃が仕上げ刃の場合であっても、また、第１の切れ刃が仕上げ刃で第２の切れ刃がバリ取り刃の場合であっても、本発明は適用可能である。
要は、複数のカートリッジのうちの一部のカートリッジの切れ刃は、他のカートリッジの切れ刃より先端方向への突出量が大きく、かつ、他のカートリッジの切れ刃より工具本体の径方向内方へ引っ込んで配置されていれば足りる。
また、前記実施形態では、カートリッジ１５，１６にろう付けにより、荒刃とバリ取り刃をそれぞれ取り付けているが、他の固着材例えば接着剤を用いて、これらの切れ刃を取り付けても良い。
また、前記実施形態では、工具本体１１に設けたカートリッジ取付溝１３を、荒削り用カートリッジ１５用とバリ取り用カートリッジ１６用と共通にしているが、これに限られることなく、それらカートリッジ取付溝を、荒削り用カートリッジ１５用とバリ取り用カートリッジ１６用に別々に異なる形状として設けても良い。

また、前記実施形態では、工具本体１１に設けたカートリッジ取付溝１３に、荒削り用カートリッジ１５を８個、バリ取り用カートリッジ１６を２個取り付けた例について説明したが、これら荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６の数は何ら実施形態に限られるものではない。
また、前記実施形態では、カートリッジ取付溝１３の後端部に調整ボルト２２を設け、これによって、荒削り用カートリッジ１５またはバリ取り用カートリッジ１６の工具本体１１の先方へのせり出し量を調整しているが、このカートリッジせり出し機構は、螺子機構に限られることなく、他の機構、例えばくさび機構を用いたものであっても良い。

１０フライスカッタ
１１工具本体
１２取付孔
１３カートリッジ取付溝
１４保護部材取付溝
１５荒削り用カートリッジ（他のカートリッジ）
１６バリ取り用カートリッジ（一部のカートリッジ）
１９損傷保護部材
２２調整ボルト（カートリッジせり出し機構）
３５荒刃（他のカートリッジの切れ刃）
４０主切れ刃
４１副切れ刃
５５バリ取り刃（一部のカートリッジの切れ刃）
６０主切れ刃
６１副切れ刃
Ｏ工具本体の軸線
θｃコーナー角

Claims

軸線回りに回転される工具本体の先端側外周に周方向に間隔をあけてカートリッジ取付溝が複数設けられ、該カートリッジ取付溝にそれぞれ切れ刃が取り付けられた複数のカートリッジが着脱可能に取り付けられる切削工具であって、
前記工具本体は鋼よりも比重が小さい金属材料からなり、
複数の前記カートリッジのうちの一部のカートリッジの切れ刃は、他のカートリッジの切れ刃より先端方向への突出量が大きく、かつ、前記他のカートリッジの切れ刃より前記工具本体の径方向内方へ引っ込んで配置されていることを特徴とする切削工具。
前記一部のカートリッジの切れ刃は、コーナー角が−２０°〜−３０°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
前記カートリッジ取付溝の後端部には、前記カートリッジの後端を先方へ押し出し可能なカートリッジせり出し機構が配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の切削工具。
前記カートリッジ取付溝は、前記工具本体の先方に向かうに従い前記工具本体の中心軸線からの離間距離が長くなるように前記工具本体の軸線に対して傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削工具。
前記工具本体の先端には、工具挿入用の貫通孔を備えるオイルカバーが、前記工具本体との間にオイル室を形成するよう隙間をあけて取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削工具。