JP5993482B2 - 使い捨て式ミリングカッター - Google Patents
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Description
両者は共に、マルチポイントカッター(multi−point cutting tool)に属するミリングカッターで、T型溝および溝切りの加工に適用される。
上記したT型ミリングカッターおよびサイドミリングカッターは、回転速度がゆっくりであるが、カッティングエッジが多いため、その切屑除去率が高い。
高速度鋼の材料は、硬度がHRC66〜68であり、耐熱温度は600℃で、その加工速度およびフィード速度は低い。
そのため、高速加工を必要とする場合には、高速度鋼のミリングカッターを使い捨てしている。
炭化タングステン(Wu)カッターを採用すれば、硬度も耐熱温度も高速度鋼より高い。
溶接エッジ式の炭化タングステンミリングカッターは、銅を溶接材料とし、炭化タングステンブレードとミリングカッターとを溶接で一体とするが、銅は約300〜400℃で軟化するため、コーティング環境(300〜800℃)で塗装作業を行うことができない。
これが、一般の溶接エッジ式炭化タングステンミリングカッターの表面に、チタン金属をコーティングできない主因である。
且つ、これにより、溶接エッジ式の炭化タングステンミリングカッターの硬度、耐磨耗性および耐熱温度を向上させることができない。
また、フライス加工のカッティング速度およびフィード速度を向上させられないという状況下では、加工効率を向上させることもできない。
上述のように、溶接エッジ式ミリングカッターには特殊金属(例えば、チタン金属)のコーティングを行うことができないため、使い捨て式T型ミリングカッターおよびサイドミリングカッターを使用する必要がある。
図13は、従来の使い捨て式T型ミリングカッター50を示す。
使い捨て式T型ミリングカッター50の外径D1は、50mmで、且つ4個の使い捨て式ブレード51を有する。
隣り合った使い捨て式ブレード51(使い捨て式ブレード51a、51bなど)は、交錯して設置し、これにより有効ブレードを組成する。
各有効ブレードはどれも、軸方向X1に沿って延伸するブレード幅W1を有する。
よって、使い捨て式T型ミリングカッター50の有効ブレードの数は、使い捨て式ブレード51の数の半分にすぎない(すなわち、有効ブレードは2個のみ)。
同じ理由で、もう一つの外径が21mmの従来の使い捨て式T型ミリングカッターも、2個の使い捨て式ブレードを有するが、有効ブレードは1個だけである。
すなわち、溶接エッジ式T型ミリングカッターのブレード数は、その有効ブレード数に等しい。
また、作業台のフィード速度VFと有効ブレード数ZCとは正比例(作業台フィード速度Vf=各ブレードフィード量Fz×主軸回転数n×有効ブレード数Zc)するため、溶接エッジ式T型ミリングカッターに比べ、使い捨て式T型ミリングカッターのカッティング効率は、明確に向上していない。
この現象は、カッティングの精度およびカッターの寿命に影響を及ぼす。
図14は、従来の使い捨て式サイドミリングカッター60を例示する。
使い捨て式サイドミリングカッター60の外径D2は、160mmで、且つ10個の使い捨て式ブレード61を有する。
隣り合った使い捨て式ブレード61(例えば、使い捨て式ブレード61a、61b)は、交錯して設置し、これにより有効ブレードを組成する。
各有効ブレードはどれも、軸方向X2に沿って延伸するブレード幅W2を有する。
よって、使い捨て式サイドミリングカッター60の有効ブレードの数は、使い捨て式ブレード61の数の半分(すなわち、有効ブレードは5個のみ)に過ぎない。
すなわち、使い捨て式サイドミリングカッターの有効ブレードの数は、同じカッター数を有する溶接エッジ式サイドミリングカッターの半分に過ぎない。
よって、溶接エッジ式サイドミリングカッターに比べ、使い捨て式サイドミリングカッターのカッティング効率は、はっきりと向上していない。
図14に示すとおり、各使い捨て式ブレード61は、ネジ30により、使い捨て式サイドミリングカッター60のブレード台62外を固定する必要があるばかりか、ブレード台62の垂直に連接する2個の側壁621、622のサポートがなければ、ネジ30が過大なカッティング応力を受けることがないよう、カッティング応力を受け止めることができない。
よって、従来の使い捨て式サイドミリングカッター60のブレード台62には、90度連接を呈する2個の側壁621、622を設置する必要がある。
こうして、カッターの有効ブレード数を減らしており、使い捨て式T型ミリングカッターと使い捨て式サイドミリングカッターのカッティング効率を向上させることができない。
本発明の目的は、特に使い捨て式ミリングカッターの有効ブレード数を増やし、カッティング効率を引き上げ、コストを低下させられる使い捨て式ミリングカッターを提供することにある。
カッター本体は、外周縁にブレード台が設置されており、ブレード台がカッター本体を横方向に貫通し且つ螺合孔を有する。
使い捨て式ブレードは、使い捨て式ブレードを貫通するネジ孔が設置されており、ネジ孔および螺合孔にネジを通すことで、ブレード台に固定されている。
ブレード台は、カッター台面および側壁を有し、カッター台面に少なくとも1個の凹溝および側壁に溝孔が設置されている。
使い捨て式ブレードは、底面に突出ブロックが設置されており、突出ブロックの形状とカッター台面に設置されている凹溝の形状とが対応している。
また、使い捨て式ブレードは、V型端部を有し、V型端部の形状とV型溝の形状とが対応しており、V型端部は、前記V型溝内に収容されている。
使い捨て式ブレードがブレード台に固定されると、ブレード台のカッター台面と使い捨て式ブレードの底面とが密着し、ブレード台の凹溝と使い捨て式ブレードの突出ブロックとが密着する。
使い捨て式ブレードをカッター台に設置すると、弧状溝の案内により、使い捨て式ブレードの弧状突出ブロックは、スピーディーにスライドして入り、スピーディーに定位することができる。
且つ、突出ブロックと凹溝とは非常に正確に密着するため、使い捨て式ブレードとカッター台とは、垂直方向において、両面拘束の効果を有し、水平方向の自由度もまた拘束を受ける。
ネジによる固定を合わせると、使い捨て式ブレードとカッター台とは緊密に固定され、こうしてミリングカッターの剛性を向上させることができ、カッティング時にも振動現象が発生することはない。
こうして、従来の使い捨て式ブレードのように、対角に間隔を開けて設置する必要はなくなるため、使い捨て式ブレードの有効ブレード数(すなわち、ミリングカッターのブレード数)は増加し、ミリングカッターのカッティング効率を高めることができる。
図1および図2は本発明の一実施形態による使い捨て式ミリングカッターを示す。
使い捨て式ミリングカッターは、カッター本体10、および複数の使い捨て式ブレード20を有する。
各ブレード台11は、カッター本体10をそれぞれ横方向に貫通し、それぞれカッター台面111および側壁112を有する。
各カッター台面111には、弧状溝113および螺合孔114をそれぞれ設置する。
説明を簡単且つ明確にするため、以下ではその内の一組の使い捨て式ブレード20およびブレード台11の組合せを例として、本発明使い捨て式ミリングカッターについて説明する。
弧状突出ブロック23の形状は、ブレード台11の弧状溝113と対応する。
且つ、使い捨て式ブレード20には、貫通状のネジ孔21を設置する。
使い捨て式ブレード20のネジ孔21とブレード台11のカッター台面111の螺合孔114とは対応する。
これにより、ネジ30は、順番にネジ孔21および螺合孔114を通り、使い捨て式ブレード20を、カッター本体10に固定することができる。
最も好ましくは、使い捨て式ブレード20のネジ孔21の両端は共に、埋込穴211である。
よって、使い捨て式ブレード20をブレード台11上に取り付ける時には、ブレード台11上の弧状溝113の案内により、使い捨て式ブレード20の底面222の弧状突出ブロック23は、ブレード台11の弧状溝113に、スピーディーにスライドして入り、迅速な定位を完成する。
こうして、使い捨て式ブレード20が、いずれかのカッティングエッジにより磨損され、逆回転させて、もう一つのカッティングエッジを使用しなければならない時、その頂面221に設置する弧状突出ブロック23も、ブレード台11の弧状溝113の案内により、ブレード台11の弧状溝113に、スピーディーにスライドして入り、迅速な定位を完成する。
こうして、使い捨て式ブレード20の垂直方向(Z軸方向)の自由度(degree of freedom)は、拘束を受ける。
よって、使い捨て式ブレード20は、垂直方向(Z軸方向)の自由度(degree of freedom)において、上述のように拘束を受ける他、水平方向(X−Y平面方向)の自由度においても、拘束を受ける。
特に、ネジ30により、使い捨て式ブレード20を、ブレード台11に緊密に固定する時(図2参照)、使い捨て式ブレード20は、水平方向(X−Y平面方向)の自由度が受ける拘束は、より強くなり、且つ双軸方向(すなわち、X軸方向およびY軸方向)の拘束を受ける。
よって、使い捨て式ブレード20がカッティング応力を受けても、移動や振動の現象が発生することはない。
カッティング応力Fの垂直分力Fzは、ブレード台11のカッター台面111により受け止められる。
これにより、カッティング応力の伝達はスムーズとなり、カッターの安定性を向上させることができる。
さらに、ブレード台11には、相対する数の弧状溝113(本変形例では、使い捨て式ブレード20には、2個の弧状突出ブロック23を設置し、ブレード台11には2個の弧状溝113を設置するが、これに限定するものではない)を設置し、これにより使い捨て式ブレード20が受け止められるカッティング応力を拡大し、カッティング能力を向上させることができる。
ブレード台41は、弧状溝411を有する。
使い捨て式ブレード20は、弧状突出ブロック23を有する。
弧状溝411と弧状突出ブロックの形状は、対応するため、弧状突出ブロック23は、弧状溝411の案内により、弧状溝411にスピーディーにスライドして入り、迅速な定位を完成する。
側壁42には、溝孔421を設置する。
溝孔421の両側孔壁には、それぞれ逆角(chamfer)422を設置する。
2個の逆角422は、V型溝423を形成する。
使い捨て式ブレード20の2個のV型端部、ブレード台41のV型末端、およびブレード台41の側壁42のV型溝423の形状はすべて、相互に対応する。
よって、V型溝423は、使い捨て式ブレード20のいずれかのV型端部を収容設置することができ、これによりさらに進んだ定位を完成する。
前述のように、使い捨て式ブレード20を、ブレード台41に定位した後、さらにネジ30により、使い捨て式ブレード20をV型ミリングカッター40のブレード台41に堅固に固定することができる。
使い捨て式の旋盤切断カッター70のブレード台71は、同様に、単一の側壁710だけを有する。
ブレード台71には、弧状溝711および螺合孔712を設置し、ネジ30により、使い捨て式ブレード20をブレード台71に固定する。
こうして、使い捨て式ブレード20は、垂直方向(Z軸方向)の自由度に拘束を受ける。
同様に、使い捨て式ブレード20の弧状突出ブロック23とブレード台71の弧状溝711との間は、弧状接触面であるため、使い捨て式ブレード20は垂直方向(Z軸方向)の自由度において、上述のように拘束を受ける他、水平方向(X−Y平面方向)の自由度においても拘束を受ける。
特に、ネジ30により、使い捨て式ブレード20とブレード台71とを、緊密に固定すると、使い捨て式ブレード20の、水平方向の自由度の拘束は、さらに強化され、且つ双軸方向(すなわち、X軸方向およびY軸方向)の拘束を受ける。
よって、使い捨て式ブレード20がカッティング応力を受けても、移動や振動の現象が発生することはない。
ブレード台300には、錐形孔313を設置し、いずれかの錐形突出ブロック123は、ブレード台300の錐形孔313内に収容設置される。
いずれかの錐形突出ブロック123が、ブレード台300の錐形孔313内に収容設置されると、定位を完成する。
続いて、さらにネジ200により、使い捨て式ブレード100を、ブレード台300に緊密に固定し、これにより使い捨て式ブレード100は、三軸方向の自由度において拘束を受ける。
これにより、伝統的な使い捨て式ミリングカッターとは異なり、本発明の使い捨て式ミリングカッターのブレード台は、単一の側壁だけを有する。
よって、使い捨て式ブレードは、軸方向に対して対角を呈して設置する必要がなく、ミリングカッターの有効ブレード数を、増やすことができ、溶接エッジ式ミリングカッターはブレードと同じ数の有効ブレードを有する。
こうして、フライス加工のカッティング速度およびフィード速度を高速化でき、カッティング効率も効果的に向上させることができ、経済効果も最大に拡大させることができる。
11 ブレード台、
111 カッター台面、
112 側壁、
113 弧状溝、
114 螺合孔、
20 使い捨て式ブレード、
21 ネジ孔、
211 埋込穴、
221 頂面、
222 底面、
23 弧状突出ブロック、
30 ネジ、
40 V型ミリングカッター、
41 カッター台、
411 弧状溝、
42 側壁、
421 溝孔、
422 逆角、
423 V型溝、
50 使い捨て式T型ミリングカッター、
51 使い捨て式ブレード、
51a、51b 使い捨て式ブレード、
60 サイドミリングカッター、
61a、61b 使い捨て式ブレード、
62 ブレード台、
621、622 側壁、
70 旋盤切断カッター、
71 カッター台、
710 側壁、
711 弧状溝、
712 螺合孔
80 エッジ式T型ミリングカッター
90 エッジ式サイドミリングカッター
100 使い捨て式ブレード
121 頂面
122 底面
123 錐形突出ブロック
300 ブレード台
313 錐形孔
200 ネジ。
Claims (6)
- カッター本体および使い捨て式ブレードを備え、
前記カッター本体は、外周縁にブレード台が設置されており、前記ブレード台が前記カッター本体を横方向に貫通し且つ螺合孔を有し、
前記使い捨て式ブレードは、前記使い捨て式ブレードを貫通するネジ孔が設置されており、前記ネジ孔および前記螺合孔にネジを通すことで、前記ブレード台に固定されており、
前記ブレード台は、カッター台面および側壁を有し、前記カッター台面に少なくとも1個の凹溝および前記側壁に溝孔が設置されており、
前記溝孔は、両側に逆角がそれぞれ設置されており、2個の前記逆角にV型溝が形成されており、
前記使い捨て式ブレードは、底面に突出ブロックが設置されており、前記突出ブロックの形状と前記カッター台面に設置されている前記凹溝の形状とが対応しており、V型端部を有し、前記V型端部の形状と前記V型溝の形状とが対応しており、
前記V型端部は、前記V型溝内に収容されており、
前記使い捨て式ブレードが前記ブレード台に固定されると、前記ブレード台の前記カッター台面と前記使い捨て式ブレードの前記底面とが密着し、前記ブレード台の前記凹溝と前記使い捨て式ブレードの前記突出ブロックとが密着することを特徴とする使い捨て式ミリングカッター。 - 前記カッター台面に設置されている前記凹溝および前記使い捨て式ブレードに設置されている前記突出ブロックの数は、前記カッター本体の幅に応じて設定されていることを特徴とする請求項1に記載の使い捨て式ミリングカッター。
- 前記使い捨て式ブレードの前記突出ブロックは、弧状であり、
前記カッター台面の前記凹溝は、弧状であることを特徴とする請求項1に記載の使い捨て式ミリングカッター。 - 前記使い捨て式ブレードの前記突出ブロックは、錐形であり、
前記カッター台面の前記凹溝は、錐形であることを特徴とする請求項1に記載の使い捨て式ミリングカッター。 - 旋盤切断カッターに適用されており、
前記カッター台面に設置されている弧状の前記凹溝は、前記旋盤切断カッターのブレード台に設置されていることを特徴とする請求項3に記載の使い捨て式ミリングカッター。 - 前記使い捨て式ブレードは、頂面に、もう一つの突出ブロックが設置されていることを特徴とする請求項1に記載の使い捨て式ミリングカッター。
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