JPS6059089B2 - 正面フライス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 軸方向の面に垂直にのびている、丸いあるいは多角形の
平行切削面及びシート面をもつ通常の正面フライスは、
荒削りや仕上げ切削、それにしばしばより表面を一様に
するオペレーション、特に、むつかしい工作性質をもつ
合金鋼やチタニウムの様な堅い金属を切削するのに必要
とされる。

この様なりツタが比較的浅い面のフライス削りをするの
に採用されると、切削エッジの非常に限定された最小部
分だけが切削作用を行なう。一様．な表面仕上けを行な
うための何らかのワイピング切削エッジ（Ｗｊｐｉｎｇ
ｃｕｔｔｊｎｇｅｄｇｅ）が、この様な目的を達成する
ために、カッタ本体に特別に置かれている１つ以上の補
助的なインサートの中に設けられる。この様な先行技術
の例が米国特許第・３３０３５５５号、３３７１３９７
号、そして３３９１４３８号に見い出される。いくつか
の先行技術構成において、概して円周方向にのびる主要
な平行面に関して１つ以上のインサートを置くことが知
られている。

この様な場合に、これらの面は、独国特許第２０１６１
９３号や米国特許第１４６０８３８号、第３７１６９０
０号、第３８１８５６２号の場合における様にフライス
本体の実質的に対角にある円錐形コーナーでのびること
ができる。平らな円形インサートを採用しているある正
面フライスにおいて１つ以上の仕上げインサートのため
の主要切削面は例えば、米国特許第３３７１３９７号、
第３４６４０９８号に示されているように軸に垂直な動
゛径面に対して殆ど平行に置かれた。先行技術である米
国特許第３７０８８４３号の第１図はその外観において
どの先行特許の構成よりも本出願のものに近く、側面の
長手にのびて、まるみがつけられたエッジを与えられた
２つの対向側面をもつ概して矩形の平らなタングステン
炭化物インサートの多数はコーナーポケット（ＣＯｍｅ
ｒｐＯｃｋｅｔｓ）に置かれ、シート表面全ては軸に垂
直にのびている動径面と小さな角関係をもつている浅い
円錐体の内に存在する。本発明は回転正面フライスを与
え、ここで、多数の周辺的に等間隔に並んだ切削エッジ
は切削表面（Ｃｕｔｔｉｎｇｆａｃｅ）から突き出し、
それぞれが最大切削深さに対応する軸方向の最大突出部
から、回転の軸から外方に延び、回転方向に対して逆方
向にのび、そして切削深さが漸次減少する方向にのびる
。

補足的なワイピング切削エッジは、各切削点（Ｃｕｔｔ
ｉｎｇｐＯｉｎｔ）から回転の軸へ内向きに、回転方向
とは逆方向へのび、そして切削点を含む切削平面（Ｃｕ
ｔｔｉｎｇｐｌａｎｅ）の中にある。本出願の好ましい
具体例において、補足的に対角方向にワイピング切削エ
ッジを与えるためにコーナが切削された概して矩形の割
出し可能（Ｉｎｄｅｘａｂｌｅ）なインサートはフライ
ス本体の概して浅い円維形切削表面に形成されているコ
ーナーポケットの中に置かれて、各インサートの主要ア
クティブ切削エッジが上述の様にのび、一方動径方向の
最も奥の隣接コーナー切削エッジは上述の様にワイピン
グ切削エッジを与える様にのびる。

チタンの様な工作に困難な材料に対するフライスを採用
するのに、各割出し可能なタングステン炭化物の主要な
アクティブ切削エッジには切削点及び軸を通る動径面に
対して約２５ジのせん削角が設けられ、一方軸方向にお
けるこの様な切削エッジの突き出しは、該フライスが比
較的浅い深さのカットに対して採用されているチップに
さえこの様な切削エッジの多数がかみ合うように該フラ
イスが使用されるカットの最大深さに一致して制限され
ている。もつと自由に切削鋼及び他の材料に、対して該
フライスを適合させるために、せん断角は好ましく約１
５スまで減少させられ、そして切削エッジの軸方向のつ
き出しは、チタンの場合におけるよりも実質的により大
きいカットの最大深さに比例させられる。該フライス本
体の外側表面周囲の中に設けられたコーナーポットは、
アクティブでない主要な切削エッジの隣接対と関連した
テーパにされた側面にかみ合うために平らなシート及び
コーナー・シヨルダーを含む。各インサートは、該イン
サートの中心を通つてのびる頭が円錐形にされたねじに
よつて底シート及びシヨルダーにもたれて保持される。
一般に高い切削速度、補足的な仕上げカットのいらない
表面の平滑さ、各割出し位置に対するインサートの耐久
性、製造の簡単さそして臨界許容度からの自由度、ある
いは据え付け調整のための何らかの必要性からの自由度
は、この正面フライスを当分野において最も価値がある
最新技術とする。第１図に関連してフライス本体１０は
、直角コーナー・シヨルダー１１と１２とを有して、多
数の等間隔に周辺的に並んだインサート位置指定ポケッ
トと、チップ・すきま溝１４の所に終端している底シー
ト表面１３とが設けられている。

インサート保持ねじのためにねじがつけられた孔１５が
それぞれのインサート位置ポケットのシート表面１３に
垂直な本体にのびる。例示されたフライス本体は１帽の
インサートポケット（第１図において３つ示されている
）が設けられていて、ポケットの各々には、主要アクテ
ィブ・切削エッジ１７と補足的ワイピング切削エッジ１
８とを設ける実質的に矩形の割出し可能なインサート（
Ｉｎｄｅｘａｂｌｅｉｎｓｅｒｔ）１６が置かれる。

それぞれのインサートの傾斜側面２０，２１はそれぞれ
、テーパがつけられた平頭ねじ２２によつて強制的に決
められた位置に保持されてポケット・シヨルダー１１，
１２にかみあう。チタンで作られた正面フライスのため
に作られた例示のフライスには約２５イのせん断角２３
と、約１５対角線２４に沿つている負の傾斜角とが設け
られ、第３図の破断図において最も明らかに示されてい
る様に第２図に於て２５で示されている様なアクティブ
な切削エッジ１７の先端によつて決められるカット（Ｃ
ｕｔ）の最大位置深さを与える。コーナー側面を含むイ
ンサートの側面の各々は第５図において示されている様
に約１１各の通常の正のすきま角２６が設けられている
。コーナー・゛ワイピング・エッジの相対長は第４図に
おいて示されている寸法２７によつて確立され、例示の
１インチインサートの場合に於て０．５４０インチの程
度である。この様なインサートの各コーナー２８は好ま
しくは、対称的な面取りと一緒になつて左右いずれかの
正面フライスにおいて利用できるインサートを与える０
．０３１径をもつようにわずかにまるく作られている。
シート１３と同様にシヨルダー１１，１２に向かつて密
接なコーナー係合を保証し、第１図において３１で示さ
れる様に本体中のテーパが付けられた穴に対して０．０
１５インチー０．０１８インチの程度に片寄らされ、そ
して中心に置かれている止めねじのためのテーパが付け
られた中心孔３０と同様に、０．２５０インチ程度の一
般的な厚さ２９（第５図）が採用されている。シヨルダ
１２の上端が、第１図に示されている様に隣接インサー
ト側面の設置を誤らせる上端切り目（ＮＩｃｋ）の可能
性を最小にする様に盛り上げに（Ｒｅｌｌｅｖｅ）され
た。第２図において最もよく示されている様に本体の外
面周辺の所の円錐形傾斜３２は据付けられたインサート
のアクティブでない切削エッジ２１のわずか下に近似的
な平行関係を与える。上述の１０インチ直径正面フライ
スにおける１帽の等間隔１インチ、インサートを採用し
ているフライスの好ましい具体例は、通常必要とされる
時間の約１１３で、チタンを機械加工することにおいて
著しい結果を生じることがわかつた。

１１１０インチまでのカットの深さで、分当たり１２０
表面フィート（Ｓｕｒｆａｃｅｆｅｅｔ）の回転速度と
インサートフィードレート（Ｆｅｅｄｒａｔｅ）当たり
０．０２０インチを与えるテーブル送りとは荒削りのた
めの通常の要求と比較される単一バスの中で十分に満足
な表面ノ仕上げと、付加的手動バフ仕上げ（Ｈａｎｄｂ
ｕｆｆｉｎｇ）によつて補足される仕上げカットとを与
えることが分かつた。

こうして、割出し及び最終手動バフ仕上げのためにいく
つかのストップを用いて多くの時間の荒削り及び仕上け
削りを要求したまるいインサートフライスによつて以前
に行なわれたチタンの機械工作に対する与えられた仕事
に関して、本発明のフライスは手動バフ仕上げの必要が
なく、そして割り出しのためにストップがない単一カッ
トを用いて、１１３の時間で仕事を仕上げることがてき
て、最初のアクティブ切削端は５時間以上の連続切削の
後でなおもつと切削するために仕事ができる条件にある
。本発明の好ましい実施例においては、この注目すべき
結果は次の特徴から得られる。

インサートフィードレートあたり０．０２０インチから
生じる厚さと各フライスインサートのスイープ（Ｓｗｅ
ｅｐ）に対応する長さの連続的に曲げられたチップは、
フライス本体に接触することなく各チップリリーフ溝１
４から半径方向に出ていき、一方、有効ワイピングエッ
ジによつて生じた′４フアズ（ＦｌｌＺＺ）゛として知
られる極端に狭いチップは内へ向けて送られ、こうして
いずれものビルドアップを避けそして入口接触点の所で
圧力を最小にする臨界切削点１９の所で所望の反対方向
チップ流れを与える。

殆ど全長にわたつて行なわれるアクティブ切削エッジの
せん断作用は、カットの比較的浅い深さを実行するのに
さえチタンの機械工作において通常のプラクテイスと比
較して例外的に高いフィードレートを与えた。フライス
の回転あたり等しい送りレートに対して十分なワイピン
グエッジの長さを作ることによつて並はずれて平滑な仕
上げが、据え付けにもとづく個々のインサートの調整あ
るいは正確なマッチングに対してどんな必要性もなく、
そしてどんな初期のフライスの磨耗入れもしないで、す
ぐに得られた。こうして１−のインサートの１つが本来
的に、その有効ワイピング係合において静止のものより
もわずかに高くても、それがそれぞれの回転にそれ自身
の以前のワイピング行程を重ねる事実は一様なプロフィ
ルの保証された連続平滑表面仕上げを与える。切削エッ
ジ１７のいろいろなせん断角でのテストは、チタンに対
して受容できる範囲をカバーする２０チ−３００に関し
て最適条件であるべく２５はを示した。１５０は、受容
できる範囲をきめる１０５−３０たで、他の金属と同様
に全ての他の鋼及びステンレスに対して最適であること
が分かつた。

一方に於て、１０てより小さいせん断角は、ある種の金
属で用いることができて、切削点１９の所で出発してい
る所望の漸増のかみ合いから区別される様に、ワークピ
ースに入ることに基づいて全体の切削エッジ１７の望ま
しくないインパクトの可能性を与える。主要な考えとし
て確立されたせん断角及び切削面に置かれているワイピ
ング・エッジ１８を用いて、負の傾斜角は、該フライス
が採用される目的のカットの最大深さを十分にカバーす
るため軸方向に切削エッジ１７の抜き出しを与える様に
ワイピング・エッジに垂直な対角線に沿つて選ばれるべ
きてある。

１５垂の負の傾斜角にある例示の具体例は、チタンの場
合においてもつとも実際的な適用をカバーするカットの
最大深さの約１１１０インチを収容する。

いく分大きいカットの深さが正面フライス鋼や他の金属
に含まれ得、３深〜３０面の範囲がカットの大層浅い深
さから深い深さまで満足するのに適当であろう。各イン
サートのコーナーの所のワイピング・エッジの大きさは
、任意に与えられた負傾斜角の所でカットの最大深さに
対して利用できる切削エッジの大きさを減じるから、ワ
イピング作用に有効に寄与するための１つ以上のインサ
ートに依存して表面の極端な平滑性が臨界的でない適用
に対し、ワイピング●エッジのエクステンシヨン（Ｅｘ
ｔｅｎｓｉＯｎ）を減することが可能である。

この様な場合にフライスの初期の使用は支配的なワイピ
ング・エッジの磨耗入りの結果となり、補足的なワイピ
ング・エッジが実質的に役割を果たすにつれて表面仕上
げを実際に改良する。本フライスの構成は、インサート
のどんな特別の選択的寸法決めも、据え付けの所での調
節も考えておらず、そしてポケットの通常の正確な機械
加工とインサートの製造のみにより、表面仕上げの極端
に高い品質を生産する。実際的な適用において最大寿命
を保証するためにカットの幅を、有効切削径の約７５％
までに制限することが好ましく、チャネル切削の場合に
おける様に゜゜０゛チップ厚さをもつカットとなること
を避ける。ここで例示されている好ましい具体例は、９
０カのコーナー・ポケットに位置して切り取られたコー
ナーをもつ矩形インサートを採用するが、同じ結果を、
マッチング・コーナー●ポケットの中に置かれて切り取
られた点を有する三角形インサートをもちいて得ること
ができる。

同様に五角インサードが図示の矩形インサートの代りに
使用されうる。この様ないずれの代替的な場合において
もアクティブ切削エッジの有効せん断角は出発点であり
、隣接コーナー・ワイピング・エッジは第２因子を切削
する平面内にあり、負の傾斜角はカットの最大深さに適
合するのに十分なものであり、最終的考察は適当なイン
サートの位置のためにポケット配置を確立することにあ
る。次に第１図及び第６図を参照して、特許請求の範囲
第１項に記載された切削エッジ１７及びワイピングエッ
ジ１８について説明する。

切削エッジ１７は、軸方向最大突出部１９より外方、即
ち第１図において概略Ｘ方向へのびている。

そしてエッジ１７は、突出部１９から、回転方向Ｒとは
逆方向、即ち第１図において動径０Ｘに対して左方向に
斜めに延びている。更にエッジ１７は、突出部１９から
切削深さが漸次減少される方向へ延びており、換言すれ
ば、第６図に示す様に、エッジ１７は、突出部１９から
外方（矢印Ｘ方向）に向かつて図中下方へ傾斜している
。ワイピングエッジ１８は、第１図において、突出部１
９より内方、即ち概略０方向に延びている。そして該エ
ッジ１８は、突出部１９を含む水平面である切削面内に
実質的に延びている。換言すれば、第６図において、ワ
イピングエッジ１８の切削表面Ｆからの高さＨｗは略々
一定であり、第２図に示す最大切削深さ２５と概略等し
い。尚、特許請求の範囲第２項以下に出て来る「動径面
」なる文言は、フライス軸０と、各インサート１６の最
大突出部１９とを結ぶ直線を含む各垂直面０Ｘを意味す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、インサートが除かれた１つのポケットと、隣
接インサートとを示しているフライスの破断正面図、第
２図は第１図の線２−２に沿つて取られた破断断面図、
第３図は第１図の線３−３に沿つて取られた破断断面図
、第４図は第１図に示されたインサートの１つの拡大フ
ェース図、第５図は第４図に示されたインサートの側面
図、そして第６図は、第１図の６−６線に沿つた拡大部
分断面図である。 １０・・・・・・フライス本体、１１，１２・・・・・
・コーナー●シヨルダー、１３・・・・・・底シート表
面、１４・・・・・チップすきま溝、１５・・・・ねじ
切られた孔、１６・・・・・・インサート、１７・・・
・・アクティブ切削エツジ、１８・・・・ワイピング切
削エッジ、２０，２１・・・・傾斜側面、２２・・・・
・・テーパ付平頭ねじ、２３・・・・せん断角、２４・
・・・・・対角線、２６・・・・・・すきま角、２７・
・・・・・寸法、２８・・・・・・コーナー、２９・・
厚さ、３０・・・・・・テーパ付き中心孔、３１・・・
・・・偏心、１９・・・・・臨界切削点（最大突出部）
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転自在の切削本体１０から成る正面フライスにお
   いて、該正面フライスは該本体１０の切削表面Ｆから突
   き出して周囲部に一定間隔で並んでいる個個の切削エッ
   ジ１７を多数設ける為に、複数のポケット４０及び該ポ
   ケット内に据け付けられたインサート１６を含み、該切
   削エッジ１７のそれぞれは、その軸方向の最大突出部１
   ９より外方（即ちＸ方向）に延び、回転の方向Ｒとは逆
   方向に延びており、そして該それぞれの切削エッジ１７
   は切削深さが漸次減少される方向へ延びており、前記イ
   ンサート１６はワイピング切削エッジ１８を含み、該ワ
   イピング切削エッジ１８はそれぞれの前記軸方向の最大
   突出部１９から内方（即ちＯ方向）に延び、回転の方向
   Ｒとは逆方向に延びており、そして実質的に切削面内に
   延びていることを特徴とする正面フライス。 ２ 前記フライスが前記軸方向の最大突出部から直線的
   にのびる切削エッジを含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のフライス。 ３ 前記フライスが前記軸方向の最大突出部１９及びフ
   ライス軸Ｏを通る動径面ＯＸに対してそれぞれが約２５
   ゜のせん断角２３を有している切削エッジ１７を含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフライス。 ４ 前記フライスが前記軸方向の最大突出部及び該フラ
   イス軸を通る動径面に対してそれぞれが約１５゜のせん
   断角を持つ切削エッジを含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のフライス。５ 前記フライスが前記
   軸方向の最大突出部及びフライス軸を通る動径面に対し
   てそれぞれが約１００〜３００の範囲のせん断角を有す
   る切削エッジを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のフライス。 ６ 前記各ワイピング切削エッジは、隣接する切削エッ
   ジよりも相対的に短いことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のフライス。 ７ ステンレス鋼及びその他の鋼材料の切削のため、前
   記切削エッジの平面は回転についての該切削平面に対し
   て約１５゜の負の傾斜角でのびることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のフライス。 ８ 前記切削エッジの平面は、回転についての該切削平
   面に対して約１００〜３００の負の傾斜角の範囲内で延
   びることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフラ
   イス。 ９ 前記軸方向最大突出部は０．７６２ｍｍ（０．０３
   インチ）程度のアールとなる様に、まるめられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフライス。 １０ 前記切削エッジ１７のそれぞれは該ワイピングエ
   ッジ１８の長さの約２倍であることを特徴とする特許請
   求の範囲第６項記載のフライス。１１ 前記エッジ１７
   、１８は、各コーナーを横切つてのびるワイピングエッ
   ジ１８をもつ多角形の面の割出し可能なインサートとし
   て実質的に形成されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のフライス。 １２ 前記エッジ１７、１８は各隣接切削エッジ１７に
   ついて約１３５゜の角を形成して各コーナーを横切つて
   のびているワイピングエッジ１８をもつ多角形面の割出
   し可能なインサートとして実質的に形成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のフライス。 １３ 前記インサートの一対の側表面に係合するために
   該本体の該切削面の外周部中にコーナーポケットが形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載のフライス。 １４ 前記インサートの側面のそれぞれは約０゜〜２０
   ゜の範囲内のすきま角がつくられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１３項記載のフライス。 １５ 浅い円錐形表面が該本体の切削表面の外側周辺に
   作られてその上部エッジの所で該インサートの隣接エッ
   ジに対して実質的に平行にのびるバックポケットショル
   ダー３２を与えることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ３項記載のフライス。