JPH0760525A - フライスカッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 超硬合金チップをフライスカッタのボデイに
取り付け、部分的損耗にたいして個別に交換可能とし、
再生使用可能とする。また直刃と千鳥刃のボデイの共用
化をできるようにする。 【構成】 鋼製ボデイ２の外周に山形突起部３を設け、
チップ台座１０を形成する。外周切れ刃７および側刃９
を有する超硬合金チップ４をネジ貫通孔１３を通して固
定用ネジ１５により山形突起部３に固着する。超硬合金
チップ４には底面および背面に鍔１６を形成し、チップ
台座１０の溝１８、１９に嵌合せしめ、外力が働いても
移動しないように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は側フライス、溝フライス
などの名称で知られる、被削材の表面を平らにしたり、
溝を穿鑿するために使用される切削加工用の工具である
フライスカッターの改良された構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】フライス加工機の主軸に補用の軸（アー
バーと称する）を使用して取り付けられ、回転を与えら
れながら被削材の表面を平滑に切削加工したり、溝を切
削加工するための切削工具として、円筒または円板状の
鋼製ボデイを備え、その外周に形成された山形突起部に
外周切れ刃と側刃を有する平角状チップを固着した側フ
ライスや溝フライスが汎用されている。これらは一般に
フライスカッターと呼ばれており、鋳鉄や柔らかい合金
鋼を切削加工するために使用される高速度鋼（ハイス）
を使用したものと、硬度の高い合金鋼や焼き入れされた
硬い被削材を切削加工するために、超硬合金チップを銀
ろうで固着されたろう付けフライスカッターがある。

【０００３】従来のろう付けフライスカッターは図４に
示すように中心にアーバーに軸止するための軸穴（３
０）を有する、直径５０〜２００ｍｍの円筒または円板
状のボデイ（３１）の周辺に山形突起部（３２）を設
け、この山形突起部（３２）の回転方向に向かう面に、
超硬合金で作製された平板のチップ（３４）を固着する
ための段状のチップ台座（３３）を切り欠き、このチッ
プ台座（３３）の上に上記超硬合金チップ（３４）を銀
ろうなどのろう付けで固着して一体のカッターとなして
いる。このフライスカッターの超硬合金チップ（３４）
に工具研削盤を用いて前面にすくい面研摩を、また外周
に外周逃げ面研摩を旋し外周切れ刃（３５）を、さらに
側面に側面研摩を施し側刃（３６）を形成して、切削加
工の用に供している。

【０００４】上記のろう付けタイプの場合は、超硬合金
チップをろう付けするために酸素アセチレン溶接という
特殊な技能が必要な上、工作物が７００度Ｃを越す高温
になるための悪環境という作業上の問題がある。またこ
の高温から常温に冷却される過程で鋼製ボデイ（３１）
と超硬合金チップ（３４）の線膨張係数の差のため超硬
合金チップ（３４）内に応力が生じ、超硬合金チップ
（３４）に亀裂が入るなどの製造上の困難がある。

【０００５】一般に上記ろう付けタイプの鋼製ボデイ
（３１）はろう付け作業に先立って焼き入れされるが、
７００度Ｃを越えるろう付け温度のためせっかくの焼き
入れがなまされ超硬合金チップ（３４）を支承する台座
（３３）が軟化し、高硬度被削材の切削加工には使用で
きないという難点もある。

【０００６】上記のごときろう付けで一体に形成された
フライスカッターにおいては、外周逃げ面の角度および
すくい面の角度は一定に形成されており、被削材の性質
によりこれらを変更したいという状況になっても、変更
することはほとんどできず、他に異なった形状のもの全
体を新規に作成する必要があった。通常鋳鉄や合金鋼用
のものはすくい角は０度程度、逃げ角も５〜６度と小さ
な値であり、銅やアルミ等の柔らかい被削材を切削加工
するものではすくい角は１０度くらい、逃げ角は７〜１
０度と大きな値とし刃先を鋭利にしてある。従って１枚
のフライスカッターでこれら両種の被削材を切削加工し
ようとしても、兼用が難しい。

【０００７】また上記超硬合金チップ（３４）は山形突
起部（３２）から半径方向外側へ約１ｍｍしか出ていな
いうえ、逃げ角（刃先からボデイ中心へ向かう勾配角）
がついているため、チップ（３４）が磨耗や損耗して
も、再研摩することができず、一旦外周切れ刃（３５）
が磨耗したらボデイ（３１）を含むフライスカッター全
体を廃棄する必要があった。さらに超硬合金チップ（３
４）がろう付けされている場合には、超硬合金チップ
（３４）を交換しようとして銀ろうを溶かすためにに加
熱した際に、７００度Ｃ程度になる高温によりボデイ
（３１）が歪み、寸法が狂うなどの問題がある。

【０００８】超硬合金チップ（３４）を交換可能とした
切削工具としては、スローアウエイ式の正面フライスや
セグメント式のものもあるが、これらのものは被削材の
性質によりすくい角や逃げ角を変更するような機能は有
していないうえ、側フライスや溝フライスとしては使用
されていない。また超硬合金チップもボデイに穿鑿され
たポケット（溝）内にすくい面からネジで固定されてい
るので本発明とは構成がことなっている。

【０００９】さらに外周逃げ角の大きさについては、例
えばプロファイラー工具研削盤を用いて研削加工する
際、工具研削盤の砥石の外周が研削ストロークするとき
の軌跡の関係で、隣の刃に衝突しないようにするため一
定の値以下に制限される。すなわち逃げ面が直線状の場
合は逃げ角の最大の値は、円周３６０度をフライスカッ
ターの刃数で割った値の２分の１未満の値となる。例え
ば２６枚刃のフライスカッターでは６．９２度よりも小
さな値としなければならない。このことは刃数の多いフ
ライスカッターでは銅やアルミ用に作成しようとした場
合、従来の構造のものでは容易に逃げ角の大きい外周逃
げ面の形成が出来ないことを意味し、極端に小径の砥石
を使用し、隣の刃に衝突しないようにし、周速を維持す
る為、回転数を上げて作業を行うなどの必要がある。

【００１０】さらに近年高硬度材料や特殊な合金鋼など
切削加工の困難な被削材が多用されるため、超硬合金チ
ップ（３４）の表面にチタン、ボロンあるいはダイヤモ
ンドなどの強化被膜層を形成する必要があるが、ろう付
けタイプの場合はカッター全体をコーティング炉に装填
する必要があり、炉の容積効率が悪くコーテイング費用
が高価になるという難点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のフライ
スカッターでは、ろう付け作業の難点や熱応力による超
硬合金チップ破壊の問題があること、被削材に応じたす
くい角を得ようとしても変更が出来ないこと、大きな外
周逃げ角を形成するのが困難であること、チップ損耗時
に部分的にチップを交換することができないためフライ
スカッター全体を廃棄する必要があり不経済であるこ
と、さらにチップにチタン、アルミナあるいはダイヤモ
ンド等の強化被膜層を形成するときにコーテイング費用
が高価になるなどの難点がある。

【００１２】本発明は上述の従来の側フライスや溝フラ
イスの製造や使用に伴う難点を解消し、被削材に応じた
超硬合金材種と任意のすくい角や逃げ角を得る事がで
き、部分的にチップの交換やチップ幅の変更が可能で、
コーテイング時にもチップのみを強化被膜層の形成に供
することができる、高硬度被削材にも適用可能な経済的
なスロウアウエイ式のフライスカッターを提供すること
を目的としてなされたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は刃部即ち外周切
れ刃および側刃を有し、外周逃げ面から鋼製ボデイに向
かうネジ貫通孔を穿設された超硬合金チップを、フライ
スカッターの鋼製ボデイの外周に形成された山形突起部
に設けられた、上記超硬合金チップを支承するためのチ
ップ台座に、固定用ネジを上記ネジ貫通孔を通してこの
チップ台座に穿設したネジ穴に螺合するという、組み立
て構造にすることにより前記課題を解決したものであ
る。

【００１４】さらに上記超硬合金チップはチップ台座に
当接する底面および背面、あるいはこのいずれかに突起
状の鍔を形成し、チップ台座に穿鑿されている同形状の
溝に嵌合するようにしている。これにより切削加工の際
超硬合金チップに切削抵抗あるいは側面方向の外力が働
いても、超硬合金チップがより強固に保持されることに
なり移動するようなことが起こらない。

【００１５】本発明のフライスカッターに使用する超硬
合金チップは前記したように、組立式のスロウアウエイ
チップとなっているから、ろう付け作業に伴う特殊な技
能も不要であり、高温や熱応力による亀裂などの問題も
発生することが無い。またボデイに焼き入れをした場合
でも、ろう付け温度による焼なましといった現象は起こ
らないから、ボデイの強度を維持して高硬度被削材の加
工にも耐える高性能なフライスカッターを形成すること
が可能となる。さらに超硬合金チップが部分的に損耗し
ても、１個ずつ交換することが容易であるからフライス
カッター全体を廃棄するといった無駄が起こらない。

【００１６】本発明のフライスカッターは上述した構造
であるから、超硬合金チップを鋼製ボデイのチップ台座
に１個おきに組み立て、外周逃げ面、およびすくい面を
任意の角度で加工し、全刃を交互に研摩後一体に組み立
てることにより、大きな外周逃げ角もすくい面角度も簡
単に得ることが出来るので、多数刃構造としてもアルミ
用の外周逃げ角の大きなフライスカッターを容易に作成
する事ができるという特徴をもっている。

【００１７】本発明のフライスカッターは上述したよう
な構造であるから、刃幅を若干広くしたいというような
必要性が生じた時に、フライスカッター全体を新品に取
り替えるのではなく、幅の広いチップを用意してチップ
のみを交換すれば良いから、機械上で超硬合金チップを
交換して異なった溝幅の溝を切削加工するなどの応用的
作業が簡単に行えるようになる。また被削材が鋳鉄、合
金鋼、ステンレス鋼などと替わる場合も超硬合金チップ
材質を被削材に対応したものに交換することにより、最
適な条件で切削加工が行える。

【００１８】本発明のフライスカッターの超硬合金チッ
プに適用する超硬合金としては特に限定を要するもので
はなく、汎用されている金属炭化物粉末と金属粉末を適
当に配合して焼結してなる合金、例えば，Ｗ（タングス
テン）が７０％以上のＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃ
ｏ系あるいはＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系が挙げられ
る。またサーメットも使用可能である。

【００１９】切れ刃および側刃を形成した超硬合金チッ
プの表面には、チタン、ボロンあるいはダイヤモンド等
の超硬質強化被膜層を形成し、より硬度の高い被削材の
切削加工に供することが出来る。即ち、刃部を含むチッ
プの表面に、ＰＶＤ（物理的気相蒸着法）、ＣＶＤ（化
学的気相蒸着法）、ＩＶＤ（イオン注入蒸着）、イオン
プレーテイングなどの方法により、ＴｉＮ（チタンナイ
トライド）、ＴｉＣ（チタンカーバイド）、ＳｉＣ（シ
リコンカーバイド）、ＣＢＮ（立方晶ボロンナイトライ
ド）、ＴｉＣＮ（チタンカーボナイトライド）、ＴｉＡ
ＩＮ（チタンアルミナイトライド）、ダイヤモンドなど
による強化被膜層を形成することにより、高硬質の被削
材の切削加工時における耐磨耗性および耐チッピング性
（耐刃こぼれ性）を改善することが出来る。

【００２０】

【作用】上述したように本発明のフライスカッターは超
硬合金チップが取り付け、取り外し自在であるから切削
加工に供して超硬合金チップが磨耗しても、これを回収
し一段刃幅の小さなフライスカッターのボデイに取り付
け、再度逃げ面研摩およびすくい面研摩を施して再使用
することが可能となる。このようにして順次刃幅の小さ
いものに再生させ、従来は一度使用したらフライスカッ
ター全体を廃棄していたが、本発明の構造を適用するこ
とにより大幅に切削加工に要するコストを低減すること
ができる。

【００２１】また従来の薄い板チップを使用して千鳥刃
のねじれ刃を形成する場合はボデイの溝をねじれ角度に
対応して斜めに形成し、山形突起部の溝面を斜めとする
必要があったが、本発明のフライスカッターは超硬合金
チップの外周方向の厚みを適当に厚くすることができる
から、山形突起部を直線状に形成したままで超硬合金チ
ップのすくい面に捩じれを与え、１〜２０度の捩じれ刃
を形成することも可能となる。従って千鳥刃用のボデイ
と直刃のボデイを共用することも可能となる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の実施例を示している図にもとづ
いて説明すると、図１は本発明のフライスカッター
（１）の鋼製ボデイ（２）の山形突起部（３）へ超硬合
金チップ（４）を取り付けた態様を示す正面図、図２は
同上平面図そして図３はフライスカッター（１）に取り
付けた超硬合金チップ（４）をすくい面から見た側面図
である。

【００２３】本発明のフライスカッター（１）は図１、
２、３に示すように、外周逃げ面（５）研摩とすくい面
（６）研摩を施されて外周切れ刃（７）が形成され、側
面研摩（８）が施されて側刃（９）が形成されており、
鋼製ボデイ（２）の外周に設けられた山形突起部（３）
の上に形成されたチップ台座（１０）に底面（１１）と
背面（１２）が当接され、上記超硬合金チップ（４）の
中心付近に外周逃げ面（５）からチップ台座（１０）の
方向へ穿設されているネジ貫通孔（１３）を通して、山
形突起部（３）に設けられたネジ穴（１４）に固定用ネ
ジ（１５）を螺合することにより、機械的に固着されて
いる。チップ台座（１０）には超硬合金チップ（４）の
底面の鍔（１６）および背面の半円状鍔（１７）を嵌合
するため、これらの鍔（１６）、（１７）に合致する形
状の溝（１８）および（１９）が穿鑿されている。この
鍔（１６）、（１７）と溝（１８）、（１９）の嵌合に
より、超硬合金チップ（４）に切削加工時の抵抗力が働
いても後方、左右への移動を防止され強固に固着されて
いる。

【００２４】外周逃げ面（５）およびすくい面（６）の
角度は、超硬合金チップ（４）を１個おきに固定して研
摩を行えば、隣接する超硬合金チップ（４）に工具研削
盤のダイヤモンド砥石が接触するというというような障
害を防げるから、任意の範囲で選定可能である。超硬合
金チップ（４）を順次研摩して最終的に全刃を鋼製ボデ
イに一体に組み立てれば、１個のフライスカッターとな
すことができる。

【００２５】本発明のフライスカッター（１）は上述し
た構造であるから、チップ台座（１０）への取り付け、
取り外しは随時行うことが可能であり、切削加工によっ
て、部分的に超硬合金チップ（４）が破損、損耗しても
その超硬合金チップ（４）のみを交換することが可能と
なり、ろう付けタイプのようにフライスカッター全体を
廃棄するような事態は防ぐことができ、切削加工に要す
る費用を低減できるという効果がある。

【００２６】超硬合金チップ（４）は専用の鋼製ボデイ
で逃げ面、すくい面研摩を施し、外周切れ刃（７）、側
刃（９）を形成してから、他のボデイに取り付けて使用
することも自在である。被削材に穿鑿する溝幅を若干変
更する必要が生じた場合も、フライスカッター（１）を
別途作製する必要は無く、超硬合金チップ（４）の幅の
異なるものを用意しておけば機械上で、超硬合金チップ
（４）を交換して異なった幅の溝を切削加工できる。さ
らに被削材が、鋳鉄から合金鋼にかわったなどのため、
超硬合金チップ（４）の材種を変更する場合も上記と同
様に超硬合金チップ（４）のみを別途用意しておき、機
械上で交換すれば良い。

【００２７】さらに具体的には本発明の実施例では、フ
ライスカッター（１）の超硬合金チップ（４）の刃幅は
２２ｍｍ、刃の高さは１６ｍｍ、刃の長さは３０ｍｍ、
鍔（１６）の幅は１０ｍｍ、鍔（１６）の高さは４ｍ
ｍ、鍔（１７）は半径５ｍｍの半円状となし、直径６ｍ
ｍのネジ（１５）をネジ穴（１４）に螺合することによ
り、上記超硬合金チップ（４）をチップ台座（１０）に
締めつけ固着している。

【００２８】また図示を省略しているが、超硬合金チッ
プ（４）を山形突起部（３）に固定してから一旦取り外
し超硬合金チップ（４）の表面にＰＶＤ法、ＣＶＤ法あ
るいはＩＶＤ法によって、ＴｉＮやＴｉＣあるいはダイ
ヤモンド等の硬質の強化被膜層を形成し、これを山形突
起部（３）に再び取り付けてフライスカッターとする事
が可能である。このようにして超硬合金チップ（４）の
表面に強化被膜層が形成されたフライスカッター（１）
は、その刃の耐磨耗性や耐チッピング性が一層向上し、
より切削性の良好なものとなる。

【００２９】このようにして強化被膜層の形成にはフラ
イスカッター（１）全体をコーテイング炉に装填する必
要は無いから、コーテイングの際の容積効率を高めるこ
とができ、コーテイングに要する費用を低減することが
できる。

【００３０】

【発明の効果】上述したように本発明のフライスカッタ
ー（１）はスロウアウエイ式に超硬合金チップ（４）の
取り付け、取り外しが自在であるから、焼き入れされた
鋼製ボデイと組み合わせ高硬度被削材の切削加工が可能
な強固なフライスカッターを作製できる。

【００３１】さらに本発明のフライスカッター（１）は
鋼製ボデイの再使用が可能であるから、超硬合金チップ
（４）の幅を変更して加工寸法を変えたり、超硬合金チ
ップ（４）の材質の異なるものを使用して異なった被削
材の切削性を確認するなどの応用が可能となり、いちい
ち新規のフライスカッターを製作する必要がなくなり、
切削加工に要する費用を大きく低減することができ産業
上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフライスカッターに超硬合金チップを
取り付けられた態様を示す１実施例正面図である。

【図２】図１の超硬合金チップ部を示す平面図である。

【図３】図１の超硬合金チップをすくい面から見た側面
図である。

【図４】従来のフライスカッターの正面図である。

【符号の説明】

１．フライスカッター、 ２．綱製ボデイ、 ３．山形
突起部、４．超硬合金チップ、 ５．外周逃げ面、
６．すくい面、 ７．外周切れ刃 ８．側面研摩、９．側刃、 １０．チップ台座、 １
１．底面、 １２．背面 １３．ネジ貫通孔、１４．ネジ穴、 １５．ネジ、 １
６．鍔、 １７．鍔、１８．溝、 １９．溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周切れ刃と側刃を有し、外周逃げ面から
   ネジ手段で固着するためのネジ貫通孔が穿設された超硬
   合金チップを、鋼製ボデイの外周に設けたチップ台座に
   ネジ手段で固着してなることを特徴とするフライスカッ
   ター。
2. 【請求項２】上記鋼製ボデイのチップ台座に、上記超硬
   合金チップの鍔を嵌着するための嵌合溝を穿鑿してある
   ことを特徴とする請求項１記載のフライスカッター。
3. 【請求項３】上記超硬合金チップの刃部表面にチタン、
   ボロンあるいはダイヤモンドなどの強化被膜層を形成し
   てなることを特徴とする請求項１記載のフライスカッタ
   ー。