JP3614871B2 - ファイバ強化複合材料の予穿設孔の加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はファイバ強化複合材料に貫通孔を加工する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スウェーデン特許出願第９２０１４２０−８号はファイバ強化複合材料に自由端縁に損傷のない貫通孔を仕上加工する方法として、この材料に予め穿設された孔に回転対称研磨体を、この研磨体の回転軸が予穿設孔の端縁におけるファイバの長手方向に対し直角に配向するように、配置する方法を開示している。この予穿設孔は、研磨体をそれ自体の軸に関し自転させ且つ孔の端縁に対し相対的に公転するように操作することにより、加工仕上げされる。しかし、この研磨は、その工程に時間を要すものでこの種孔加工の実用的方法としては幾つかの制約があり、実用的なものとはいえない。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
それは、上記従来方法の問題点であり、本発明はこの問題点を解消し、実用上有益な孔加工方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ファイバ強化複合材料に予め貫通孔を穿設し、この予穿設孔より小径の回転対称刃体を有するフライスカッタを用い、当該刃体を予穿設孔の端縁にあるファイバの長手方向に対し刃体の回転軸が直角になるように配向させ、そして刃体の回転と並進運動により予穿設孔より大きなサイズの所望孔を加工仕上する。但し、仕上孔の サイズは、予穿設孔の端縁において半径方向のある深さまで侵入している損傷不良局部を削除することが出来る程度には予穿設孔のサイズより大きくする必要がある。
【０００５】
【作用】
フライスカッタによる上記方法によれば、ファイバ強化複合材料は孔の端縁に研磨カッタのように不良を実質的に発生させないので、予穿設孔に、この種の不良があれば、その局部を完全に削除した状態の、拡張したサイズではあるが、良好な孔に仕上げることが出来る。しかも、フライスカッタは研磨カッタに比較して、同じ孔を短時間で効率よく仕上げ加工することが出来る。
【０００６】
【実施例】
本発明はファイバ強化複合材の貫通孔の改良加工方法を提供するものであり、この方法を図１−図４に図示した例により説明する。この複合材の形状例は平板１であり、連続ファイバの補強材を含む薄層群を積重ねて成るラミネート（積層）板である。ファイバはラミネート板の平面に平行な平面上に配位していて、平面上でのファイバ方向は０°，９０°，４５°及び−４５°のものがあり、いろいろ変向している。ラミネート板の貫通孔２は最初に、例えばドリルによって穿設される。この孔の端縁には損傷及び／或いは他の欠陥が頻度多く発生する。この予穿設孔２には、回転対称形のフライス刃体３を挿入する。この場合、ラミネート板１のファイバ長手方向に直角、即ち板平面に対し直角に刃体の回転軸が配向するようにする。孔２を、フライス刃体３を軸５関し回転させながら、且つ孔端縁に沿った並進運転をさせることにより加工し、それにより上記既存の損傷や欠陥局部６を取除く。仕上孔７の寸法や形状は予穿設孔２のものとは実質的に相違している。即ち、仕上孔は所望の形状と寸法にすることが出来るが、これはフライスカッタによる工作が少くとも既存の損傷や欠陥局部６を取り除くだけの材料削除を必要とする形状と寸法にしなければならない。
【０００７】
フライス刃体３は、それ自体が高速度鋼、セメンテッドカーバイド製等のものや、セメンテッドカーバイド、チタン基窒化炭素（所謂サーメット）、セラミック等のインサートを半田付けしたものや、割出し固定（インデキシャブル）したものが使用するのに有利である。この種のインサートは公知であり、利用可能である。本発明に用いるフライスカッタの刃体それ自体が高速度鋼やセメンテッドカーバイドであるとき、或いは刃体にインサートを担持させているとき、いづれもその刃部にＴｉＣ，ＴｉＮ及び／或いはＡｌ_２ Ｏ_３ を公知のＣＶＤ法やＰＶＤ法によって少くとも１層被覆するのが好ましい。ダイヤモンドの薄層を被覆するのが特に有利である。いづれにしても、被覆層の総肉厚は２０μｍ、好ましくは２−１０μｍである。或いは、このフライスカッタは１又は複数個のダイヤモンドの刃部を有してもよいし、カッタに担持させるインサートにダイヤモンドを米国特許出願第０７／８１１，５２７号の方法によりしみ込ませたものでもよい。
【０００８】
本発明方法には、全操作が１つの工具で完遂出来るように所謂ドリルフライスを適用するのがよい。
【０００９】
大きな孔を加工するには、図５と図６に示す設計仕様のフライスカッタが特に有利である。このフライスカッタは着脱可能インサート１１を具備した刃体１０を有している。インサート１１は中心孔１２を有し、この孔にネジピン（図示省略）が螺結されて、インサート１１を締結する。工作に際し、このフライスカッタは図６に示すように反時計方向に回転し、それによりインサート１１の側面１３が切刃１４の逃げ面を構成し、端面１５がインサートチップ面のエッジを構成する。図５と図６に示すように、多数のインサート１１はカッタ本体１０の長手方向に螺旋状に配置されている。４本の螺旋路が本体１０の周囲に等間隔で配設されている。
【００１０】
【発明の効果】
研磨工具に代え、本発明方法によるフライスカッタの使用により予め穿設した孔に対し、その仕上孔加工の速度が著しく向上し、その際の発熱が低減し、しかも加工（工作）の経済性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる回転対称フライス刃体を用いてファイバ強化複合材料板に貫通孔を成形する方法を示す平面説明図である。
【図２】図１に示す方法の断面説明図である。
【図３】図１、図２に示す貫通孔成形方法の仕上段階を示す図１に対応する平面説明図である。
【図４】図３に示す仕上段階の図２に対応した断面説明図である。
【図５】本発明方法に有利なフライスカッタの側面図である。
【図６】図５に示すフライスカッタの正面図である。
【符号の説明】
１…ファイバ強化ラミネート
２…予穿設孔
３…フライス刃体
５…刃体の回転軸
６…予穿設孔の損傷欠陥局部
７…仕上孔
１１…インサート
１２…インサート中央孔
１３…インサート側面
１４…インサート逃げ面
１５…インサート端縁面

Claims (6)

1. ファイバ強化複合材料（１）に設けられた予穿設孔（２）より小さな径の回転対称体の加工手段（３）を用いて、前記予穿設孔（２）から貫通孔（７）を形成及び加工する方法であって、
   前記加工手段（３）の回転軸線（５）と前記予穿設孔（２）の端縁にあるファイバの長手方向とが直角をなすように、前記ファイバ強化複合材料（１）が配向されており、前記加工手段（１）の回転軸線（５）周りに回転し且つ前記予穿設孔（２）の端縁に対して並進運動を行なう前記加工手段（３）により、前記予穿設孔（２）が加工され、且つ
   前記加工手段（３）が、複数個のインサート（１１）を有するフライスカッタ本体（１０）からなり、前記インサート（１１）が前記フライスカッタ本体（１０）回転軸線方向に螺旋状に配置されるとともに各インサートの切刃（１４）が、前記フライス加工本体（１０）のほぼ回転軸線方向に延びている、ファイバ強化複合材料の予穿設孔から貫通孔を形成及び加工する方法。
2. 前記フライスカッタ本体（１０）が、セメンテッドカーバイドのインサート（１１）を備えていることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記フライスカッタ本体（１０）が、セラミックのインサート（１１）を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記インサート（１１）が、耐磨耗材料からなる少なくとも１つの薄層で被覆されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の加工方法。
5. 前記インサート（１１）が、ダイヤモンドからなる少なくとも１つの薄層で被覆されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の加工方法。
6. 前記インサート（１１）が、割出し可能インサートからなることを特徴とする項１〜５のいずれか１に記載の加工方法。

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