JPH0578417U - 溝加工用サイドカッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経済性に優れ、底面のある溝を効率良く短時
間で加工することができるばかりでなく、刃先寸法管理
等の取扱いが比較的簡単で、しかも高精度の溝加工を施
すことができるようにしものを提供する。 【構成】 溝加工用サイドカッタ本体１の外周面に該外
周面から半径方向に突出して溝の底面を加工する溝底面
加工用切刃５を設けるとともに、前記カッタ本体１の外
周部両側面に、互いに対をなし各対によって形成される
切削幅が徐々に広くなる溝幅荒仕上用切刃８と、溝幅中
仕上用切刃９と、溝幅本仕上用切刃１０とを切削方向に
沿って順次配置したことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばキー溝や大型工作機械のテーブルに設けられる直交溝等、底 面のある溝を加工するのに使用して最適な溝加工用サイドカッタ、特に溝加工効 率の向上と工具寿命の向上、更には刃先寸法管理の簡素化を図った溝加工用サイ ドカッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、上記キー溝等の底面のある溝の加工は、加工工具としてエンドミルを使 用することによって一般に行われていた。このエンドミルによる溝加工の手順は 、先ず溝に荒加工を施した後、溝幅の中仕上加工と溝底面の仕上加工とを行い、 しかる後、所定寸法のリミット内に研磨されたエンドミルを使用して溝幅の仕上 加工を行うのが一般的である。

【０００３】 ここに、所定寸法のエンドミルがない場合には、径のマイナスしているエンド ミルを使用して幅寄せしながら溝加工を施すことによって、溝幅の寸法を所定の リミット内に入れるようにしている。なお、大物ワークの場合には、幅寄せ加工 は一般に採用されていない。

【０００４】 底面のある溝加工に使用される前記エンドミル以外の工具としては、バイト、 メタルソー、サイドカッタ等が挙げられる。

【０００５】 ここに、従来のサイドカッタは、一般に溝の荒加工にのみ採用され、底面のあ る高精度の溝幅仕上加工には採用されていない。これは、刃先の寸法管理が難し い等によりサイドカッタの開発が遅れ、またそれを使用する工作機械がなかった からである。

【０００６】 なお、出願人は、先に実願昭５６−１０５５３５号（特開平１−３１３６９号 ）として、サイドカッタ本体の両側面外周部に、仕上幅まで段階的に拡張するよ うに配設した複数対の切刃を設け、前記それぞれの対の切刃は回転方向に対して 相互に半径方向に一部をラップし、かつ対の切刃の幅が最小のものを最大径とし て、幅の大なる切刃ほど小径に段階的にずらすことにより、サイドカッタの１回 転で段階的に溝の幅を拡げて所定寸法にするようにしたものを提案したが、この サイドカッタは、Ｔ溝の溝加工用のものであり、このままでは溝底面のある溝加 工には適用できない。

【０００７】 また、メタルソーは、刃物の弾性を利用したものであり、狭い溝幅のもののみ に使用され、５mm以上の溝幅には不向きである。

【０００８】 更に、プレーナにおけるバイトでの突切り作業も多く採用されている技術であ るが、前記エンドミルの場合と同様に、荒加工、中仕上加工および本仕上加工と ３回の加工をその都度種類の異なる幅のバイトを使用して施すことによって、高 精度な底面のある溝加工を行っている。

【０００９】 また、特殊な工具としては、エンドミル刃先の寸法管理と工具費の経済性を目 的とした偏心エンドミルチャックが挙げられ、これを採用したエンドミル加工も あるが、この加工は、長い溝の溝加工に対しては問題がありあまり採用されてい ないのが現状である。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来例のように、底面のある溝の加工にエンドミルやサイドカッタを使用 して先ず荒加工を行い、その後中仕上加工と本仕上加工とを所定寸法に研磨され た別のエンドミルで行ったり、所定寸法に研磨されたエンドミルがない場合に径 のマイナスしているエンドミルを使用して幅寄せ加工を行った場合、加工効率が 悪く、特に中仕上加工と仕上加工を別々に行うために多くの加工時間を要してい る。また、リミット幅の狭い加工用のエンドミル刃先は、寸法管理が難しく、エ ンドミルの刃先寸法を決める際の刃先研磨時に不良となる場合もある。

【００１１】 また、寸法管理されたエンドミルであっても、使用する工作機械の主軸に振れ があると、この主軸の振れによって溝幅の仕上寸法が大きく左右されてしまい、 これを確認するために、テスト切削する必要があるばかでなく、寸法管理された エンドミルでも使用できない場合がある。

【００１２】 更に、エンドミル加工においては、溝幅加工の加工長が長いと刃先磨耗が進ん でしまい、加工始めの溝幅寸法と加工終りの溝幅寸法とが異なり、精度良い製品 を作ることができないことがあるばかりでなく、エンドミルは、線切削のために 溝幅に関与しない切削も同時に行うため、工具寿命も短く、工具費が割高となっ てしまう。しかも、エンドミルは、径の割に長さがあるために、工具としての剛 性が比較的少ないばかりでなく、切削抵抗に対しても弱く、無理な切削を行うと 片方向に寄せられることがある。

【００１３】 以上のように、エンドミルを使用した溝加工には多くの問題があり、これを使 用するには高度の技術が必要となる。

【００１４】 なお、サイドカッタを使用しての溝幅の仕上加工は、面粗さに問題があるばか りでなく、一般的には幅寄せ加工で所定寸法に加工するために多くの加工時間を 要し、このため、ラフな溝幅に対してのみ採用されているものである。

【００１５】 また、プレーナでのバイトを用いた突切り加工は、エンドミルの場合と同様に 多くの加工時間を要すばかりでなく、最終加工に用いるバイトの刃先寸法管理が 一般にかなり難しく、しかもバイト刃先の幅研磨時にこれをリミット内に入るこ とができず不良となる場合もある。

【００１６】 なお、このプレーナ作業は、他部品の加工に対する能率が一般にかなり悪く、 設備機械として減少する方向にあり、溝加工のみでの設備機械では経済性上なり たたないのが現状である。

【００１７】 本発明は上記に鑑み、経済性に優れ、底面のある溝を効率良く短時間で加工す ることができるばかりでなく、刃先寸法管理等の取扱いが比較的簡単で、しかも 高精度の溝加工を施すことができるようにした溝加工用サイドカッタを提供する ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案に係る溝加工用サイドカッタは、溝加工用サ イドカッタ本体の外周面に該外周面から半径方向に突出して溝の底面を加工する 溝底面加工用切刃を設けるとともに、前記カッタ本体の外周部両側面に、互いに 対をなし各対によって形成される切削幅が徐々に広くなる溝幅荒仕上用切刃と、 溝幅中仕上用切刃と、溝幅本仕上用切刃とを切削方向沿って順次配置したことを 特徴とするもの、及びサイドカッタ本体の外周部両側面に互いに対をなす溝幅荒 仕上用切刃を前記本体の円周方向に沿って複数個設けるとともに、サイドカッタ 本体の外周部両側面の互いに隣接する前記溝幅荒仕上用切刃間に、互いに対をな し各対によって形成される切削幅が順に広くなるとともに刃先までが順に小径と なる溝幅中仕上用切刃と溝幅本仕上用切刃とを切削方向に沿って順次配置したこ とを特徴とするものである。

【００１９】

【作用】

上記のように構成した請求項１記載の本考案によれば、サイドカッタの回転に 伴って、先ず溝底面加工用切刃で溝の底面の仕上加工を施し、溝幅に対しては、 溝幅荒仕上用切刃、溝幅中仕上用切刃から溝幅本仕上用切刃と順次切削幅を拡大 しつつこの仕上までの加工を施し、これによってサイドカッタの１回転によって 、溝底面と溝幅とを同時に加工することができる。

【００２０】 また、請求項２記載の本発明によれば、予め底面に仕上加工が施されている溝 に対し、複数の溝幅荒仕上用切刃で溝幅の荒仕上を行い、互いに隣接する前記溝 幅荒仕上用切刃間に配置された溝幅中仕上用切刃と溝幅本仕上用切刃で溝幅拡大 作用を行わせることよって、この溝幅拡大作用に関与する切刃の作用取代を安定 並びに少なくさせ、これによって不完全溝幅部の範囲を少なくして、底面のある 溝の溝幅加工を行うことができる。

【００２１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。

【００２２】 図１乃至図５は、第１の実施例を示すもので、同図において、符番１はカッタ 本体で、このカッタ本体１は円板状に形状され、中央部分を外周部分より肉厚に することにより、剛性を高めるようなされている。このカッタ本体１には、工作 機械との位置決め用として中心穴２が、主軸（図示せず）とのクランプ用として 複数のセット穴３が夫々設けられているとともに、回転時のトルク伝達用として ドライブキー溝４が形成されている。

【００２３】 更に、カッタ本体１の外周面には、その円周方向に沿って複数の溝底面加工用 切刃５が設けられている。即ち、カッタ本体１の外周面に複数の台形状の溝を掘 り、この溝内に溝底面加工用切刃５と楔６を挿着するとともに、この楔６をねじ ７で螺着することによって、カッタ本体１に溝底面加工用切刃５が取付けられて いる。

【００２４】 前記各溝底面加工用切刃５のカッタ本体１の回転方向Ａ側の近傍に位置して、 カッタ本体１の外周部両側面には、互いに対をなす溝幅荒仕上用切刃８が複数個 設けられているとともに、前記溝底面加工用切刃５と溝幅荒仕上用切刃８との間 の溝幅拡張作用範囲ψに位置して、カッタ本体１の外周部両側面には、前記溝幅 荒仕上用切刃８と、互いに対をなす溝幅中仕上用切刃９及び溝幅本仕上用切刃１ ０とが、切削方向（カッタ本体１の回転方向Ａの逆方向）に沿って順次配置され ている。

【００２５】 前記各切刃８，９，１０は、ある一定の逃げ角をなして皿ねじ１１によりカッ タ本体１の左右両側に取付けられているとともに、各切刃８，９，１０には、切 屑ポケット１２が設けられている。

【００２６】 前記各切刃５，８，９，１０の詳細を図３乃至図５を参照して説明する。

【００２７】 前記溝底面加工用切刃５は、被加工物１３の表面に予め形成された加工前溝１ ４の底面のみに加工を施すためものであり、この幅は前記加工前溝１４の幅より 狭い寸法に設定されて、カッタ本体１の厚さ方向中央にセットされている。更に 、カッタ本体１の中心Ｏから溝底面加工用切刃５の刃先までの距離（以下、切刃 ５の半径という）ｒ₁ は、カッタ本体１の外周面１ａまでの半径ｒ₀ より大きく （ｒ₁ ＞ｒ₀ ）設定され、これによって、溝底面加工用切刃５の刃先がカッタ本 体１の外周面から半径方向に突出し、この突出した量ｒ₁ −ｒ₀ が底面取代ｔ₁ となるようなされている。

【００２８】 前記溝幅荒仕上用切刃８は、前記加工前溝１４の溝幅の荒仕上加工（荒加工） を行うためのもので、カッタ本体１の中心Ｏから溝幅荒仕上用切刃８の刃先まで の距離（以下、切刃８の半径という）ｒ₂ は、前記切刃５の半径ｒ₁ よりΔｒ₁ だけ大きく（Δｒ₁ ＝ｒ₂ −ｒ₁ ＞０）設定されているとともに、一対の切刃で 形成される切削幅ｗ₁ は、カッタ本体１の幅ｗ₀ より大きく（ｗ₁ ＞ｗ₀ ）設定 されている。

【００２９】 これにより、前記半径の差Δｒ₁ によって、溝底面の左右に加工溝深さｄ₀ よ り深い逃げ溝１５が切削形成されるとともに、前記切削幅ｗ₁ と前記加工前溝１ ４の溝幅との差が左右の荒仕上取代ｔ₂ の合計となるようになされている。

【００３０】 前記溝幅中仕上用切刃９は、前記溝幅荒仕上用切刃８によって切削された溝の 溝幅の中仕上加工を行うためのもので、カッタ本体１の中心Ｏから溝幅中仕上用 切刃９の刃先までの距離（以下、切刃９の半径という）ｒ₃ は、前記切刃８の半 径ｒ₂ よりΔｒ₂ だけ小さく、かつ前記切刃５の半径ｒ₁ より小さく（Δｒ₂ ＝ ｒ₂ −ｒ₃ ＞０，ｒ₃ ＜ｒ₁ ）設定されているとともに、一対の切刃で形成され る切削幅ｗ₂ は、前記溝幅荒仕上用切刃８の切削幅ｗ₁ より大きく（ｗ₂ ＞ｗ₁ ）設定されている。

【００３１】 これにより、この溝幅中仕上用切刃９が溝底面に接触してしまうことなく、か つ前記切削幅の差ｗ₂ −ｗ₁ が左右の中仕上取代ｔ₃ の合計となるようになされ ている。

【００３２】 前記溝幅本仕上用切刃１０は、前記溝幅中仕上用切刃９によって切削された溝 の溝幅の本仕上加工を行うためのもので、カッタ本体１の中心Ｏから溝幅本仕上 用切刃１０の刃先までの距離（以下、切刃１０の半径という）ｒ₄ は、前記切刃 ９の半径ｒ₃ よりΔｒ₃ だけ小さく（Δｒ₃ ＝ｒ₃ −ｒ₄ ＞０）設定されている とともに、一対の切刃で形成される切削幅ｗ₃ は、前記溝幅中仕上用切刃９の切 削幅ｗ₂ より大きく（ｗ₃ ＞ｗ₂ ＞ｗ₁ ）設定されている。

【００３３】 これにより、この溝幅本仕上用切刃１０が溝底面に接触してしまうことなく、 かつ前記切削幅の差ｗ₃ −ｗ₂ が左右の仕上取代ｔ₄ の合計となるようになされ ている。

【００３４】 次に、図５を参照して溝幅拡張作業について説明する。

【００３５】 溝底面加工用切刃５は、底面取代ｔ₁ を複数刃で切削するもので、溝幅切削に は関与しない。溝幅拡張作用をしているのは、溝幅拡張作用範囲ψにある溝幅荒 仕上用切刃８、溝幅中仕上用切刃９及び溝幅本仕上用切刃１０である。

【００３６】 切刃として最大の半径ｒ₂ を有する溝幅荒仕上用切刃８は、切削時におけるカ ッタ本体１の回転方向Ａの回転と、被加工物１３の送り方向Ｂの送りによって、 切削幅ｗ₁ で溝最大深さｄ₁ の加工を行う。この時の溝幅の荒仕上取代ｔ₂ は、 左右同量である。

【００３７】 この溝幅荒仕上用切刃８によって切削幅ｗ₁ に切削加工された溝幅を引き続き 溝幅中仕上用切刃９でこの切削幅ｗ₂ に加工する。この時の中仕上取代ｔ₃ は左 右同量であり、半径方向においては、切刃８の半径ｒ₂ と切刃９の半径ｒ₃ との 間にΔｒ₂ の差があり、切刃９の半径ｒ₃ の方が小さいため、溝幅荒仕上用切刃 ８の切削を溝幅中仕上用切刃９で行うことはない。

【００３８】 更に、前記溝幅中仕上用切刃９による切削加工直後に、後刃として位置する溝 幅本仕上用切刃１０でこの切削幅ｗ₃ に加工し、これを最終溝幅寸法とする。こ の時の仕上取代ｔ₄ は左右同量であり、半径方向においては、切刃９の半径ｒ₃ と切刃１０の半径ｒ₄ との間にΔｒ₃ の差があり、切刃１０の半径ｒ₄ の方が小 さいため、溝幅中仕上用切刃９は他の切刃の切削を行うことはない。

【００３９】 これによって、溝幅の切削加工を終了するのであるが、この時、切刃１０の半 径ｒ₄ は、溝底面の仕上を施す切刃５の半径ｒ₁ より小さいため、半径方向に沿 った両者差ｒ₁ −ｒ₄ の分、不完全溝幅部範囲ｌが形成されることになる。

【００４０】 本実施例において、前記溝幅拡張作業を溝幅拡張作用範囲ψで行っている。こ のように、複数の溝幅荒仕上用切刃８で溝幅の荒仕上を行い、溝幅拡張作用範囲 ψに配置された溝幅荒仕上用切刃８、溝幅中仕上用切刃９及び溝幅本仕上用切刃 １０で溝幅拡大作用を行わせることよって、この溝幅拡大作用に関与する切刃の 作用取代を安定並びに少なくさせて不完全溝幅部範囲ｌを少なくし、これによっ て、底面のある溝の溝幅加工を行うことができる。

【００４１】 なお、切刃８の半径ｒ₂ と切刃９の半径ｒ₃ との差Δｒ₂ 、及び切刃９の半径 ｒ₃ と切刃１０の半径ｒ₄ との差Δｒ₃ を大きくすればする程、切削効率が良く なるが、不完全溝幅部範囲ｌが広くなる。

【００４２】 また、溝幅拡張作用範囲ψをより小さく、例えば３０°以内にすることにより 、不完全溝幅部範囲ｌを減少させたり、切刃８の半径ｒ₂ と切刃９の半径ｒ₃ と の差Δｒ₂ と、切刃９の半径ｒ₃ と切刃１０の半径ｒ₄ との差Δｒ₃ とを等しく させつつ切削効率を向上させることができる。

【００４３】 また、中仕上取代ｔ₃ と仕上取代ｔ₄ の合計の作用取代ｔ₅ （＝ｔ₃ ＋ｔ₄ ） をあまり小さく設定すると、溝幅荒仕上用切刃８のカッタ本体１への取り付けが 不安定となったり、切刃厚さのバラツキ等により実際の作用取代がなくなって荒 仕上加工面が残り仕上加工面の面粗さが悪くなってしまうため、ある程度の作用 取代が必要である。

【００４４】 このように、溝底面加工用切刃５、溝幅荒仕上用切刃８、溝幅中仕上用切刃９ 及び溝幅本仕上用切刃１０で加工前溝１４を切削して、仕上溝１６を形成するす るのであり、この時、特に、溝幅拡張作用範囲ψにある溝幅荒仕上用切刃８、溝 幅中仕上用切刃９及び溝幅本仕上用切刃１０の３種類の切刃を１回転中に１回作 用させて、安定した高精度の溝幅仕上幅（切削幅）ｗ₃ の加工を行うことができ る。

【００４５】 図６及び図７は第２の実施例を示すもので、上記第１の実施例と異なる点は、 溝底面加工用切刃５の半径ｒ₁ と、溝幅荒仕上用切刃８の半径ｒ₂ とを互いに等 しく（ｒ₁ ＝ｒ₂ ）設定した点にある。

【００４６】 このようにすることにより、前記第１の実施例における逃げ溝１５をなくする ことができる。このため、不完全溝幅部範囲ｌが多少広くなるが、一般的にはこ のタイプの仕上溝１６の形状を取るものが多い。

【００４７】 図８及び図９は、第３の実施例を示すもので、この実施例は、前記第１の実施 例における溝底面加工用切刃５を取り除き、カッタ本体１に複数の溝幅荒仕上用 切刃８と、各１個の溝幅中仕上用切刃９及び溝幅本仕上用切刃１０を取り付けた ものである。

【００４８】 この実施例の場合、前工程で加工前溝１４の底面に仕上加工を施しておく必要 があり、このために、多少能率が劣るものの、高精度の溝の加工に適し、高精度 の溝を得ることができる。

【００４９】 ここに、溝幅荒仕上用切刃８の半径ｒ₂ をカッタ本体１の中心Ｏから加工前溝 ４の底面までの距離に等しく設定することにより、図９の左側に示すように、溝 底面をフラットにすることができ、また溝幅荒仕上用切刃８の半径ｒ₂ をカッタ 本体１の中心Ｏから加工前溝４の底面までの距離より大きく設定することにより 、図９の右側に示すように、逃げ溝１５を加工形成することができる。

【００５０】 なお、図１０に示すように、逃げ溝１５の深さを十分に深くするとともに、溝 幅拡大作用をこの逃げ溝１５内で行わせることにより、溝底面上が全て完全溝幅 寸法となるようにすることもできる。

【００５１】

【考案の効果】

本発明は上記のような構成であるので、少なくとも中仕上加工と仕上加工とを 同時に行いつつ、底面のある溝を確実に加工することができ、これによって加工 効率の向上を図ることができる。

【００５２】 しかも、工具としての剛性がエンドミル等に比較して高く、かつ面接触で、即 ち無理な切削をすることなく各切刃が分担された切削を行うので、溝幅寸法を安 定させ加工精度を良くするとともに、工具寿命の大幅な向上を図ることができ、 更に経済性においても大きなメリットとなるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す正面図。

【図２】同じく、図１の左側面図。

【図３】同じく、図１の一部拡大図。

【図４】同じく、各切刃と被加工物との関係を示す側面
図。

【図５】同じく、作用の説明に付する図。

【図６】第２の実施例を示す図３相当図。

【図７】同じく、図４相当図。

【図８】第３の実施例を示す図１相当図。

【図９】同じく、仕上溝の形状を示す断面図。

【図１０】他の仕上溝の形状を示す断面図。

【符号の説明】

１ カッタ本体 ５ 底面加工用切刃 ８ 溝幅荒仕上用切刃 ９ 溝幅中仕上用切刃 １０ 溝幅本仕上用切刃 １４ 加工前溝 １５ 逃げ溝 １６ 仕上溝 ｒ₁ 〜ｒ₄ 切刃半径 Δｒ₁ 〜Δｒ₃ 切刃半径の差 ｔ₁ 〜ｔ₅ 取代 ｗ₁ 〜ｗ₃ 切削幅

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】溝加工用サイドカッタ本体の外周面に該外
   周面から半径方向に突出して溝の底面を加工する溝底面
   加工用切刃を設けるとともに、前記カッタ本体の外周部
   両側面に、互いに対をなし各対によって形成される切削
   幅が徐々に広くなる溝幅荒仕上用切刃と、溝幅中仕上用
   切刃と、溝幅本仕上用切刃とを切削方向に沿って順次配
   置したことを特徴とする溝加工用サイドカッタ。
2. 【請求項２】サイドカッタ本体の外周部両側面に互いに
   対をなす溝幅荒仕上用切刃を前記本体の円周方向に沿っ
   て複数設けるとともに、サイドカッタ本体の外周部両側
   面の互いに隣接する前記溝幅荒仕上用切刃間に、互いに
   対をなし各対によって形成される切削幅が順に広くなる
   とともに刃先までが順に小径となる溝幅中仕上用切刃と
   溝幅本仕上用切刃とを切削方向に沿って順次配置したこ
   とを特徴とする溝加工用サイドカッタ。
3. 【請求項３】前記溝幅荒仕上用切刃によって切削形成さ
   れる逃げ溝の深さを十分に深くするとともに、溝幅拡大
   作用をこの逃げ溝内で行なわせるようにしたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の溝加工用サイドカッタ。