正面フライスおよび加工方法
【課題】水溶性切削油剤が残留した被削材を正面フライス加工したときの切刃の寿命低下を防止する。
【解決手段】本正面フライス（１）は、軸心（ＣＬ）まわりに回転する工具本体（２）の先端外周部に、周方向に略等間隔に複数の切刃（１１）が配設されており、前記工具本体（２）内部には、外部から供給された流体を導入するための第１供給穴（６０）が少なくとも１つ形成され、前記第１供給穴（６０）は、工具外周側に向けて延びる開口部（６２）を有し、且つ、前記開口部（６２）において少なくとも任意の１つの切刃（１１）の工具回転方向（Ｋ）前方を指向し、さらに、前記第１供給穴（６０）を流通し前記開口部（６２）から噴射された圧縮空気により、切削しようとする部分に残留する水溶性切削油剤が除去されるようにした。
【解決手段】本正面フライス（１）は、軸心（ＣＬ）まわりに回転する工具本体（２）の先端外周部に、周方向に略等間隔に複数の切刃（１１）が配設されており、前記工具本体（２）内部には、外部から供給された流体を導入するための第１供給穴（６０）が少なくとも１つ形成され、前記第１供給穴（６０）は、工具外周側に向けて延びる開口部（６２）を有し、且つ、前記開口部（６２）において少なくとも任意の１つの切刃（１１）の工具回転方向（Ｋ）前方を指向し、さらに、前記第１供給穴（６０）を流通し前記開口部（６２）から噴射された圧縮空気により、切削しようとする部分に残留する水溶性切削油剤が除去されるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具本体の内部に供給穴を備えた正面フライスおよび加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マシニングセンタで正面フライス加工する場合、ドリル加工は水溶性切削油剤等の液体を使用するのが通常である。このため、被削材の表面や加工穴および鋳穴などの凹部には前記液体が残留する。この後工程で正面フライスを使用すると残留する前記液体が切削中の切刃に接触する。
【０００３】
正面フライス加工で水溶性切削油剤等の液体が接触すると切刃の寿命が極端に短くなる。その理由は、正面フライスは断続切削であり、切刃は切削中に高温になり、空転中に残留する前記液体に接触すると切刃は急冷される。これを繰り返すと切刃は温度差の大きい熱サイクルを受け、この結果、切刃に熱クラックが早期に発生し、この熱クラックを起点とする欠損が生じる。これにより切刃は極度に短寿命になる。
【０００４】
従来の正面フライスでは、外部に設けたノズルまたは正面フライスの工具本体内部に設けた切刃冷却用もしくは切屑除去用の流体の供給穴から圧縮空気等の気体を噴射することにより被削材に残留する水溶性切削油剤等の液体を吹き飛ばす例があった。
【０００５】
工具本体内部に供給穴を設けた従来正面フライスを図９に例示する。この従来正面フライスは、円盤状の工具本体１の先端外周部に切刃を設けてなるものである。さらに、前記工具本体１に流体の供給穴１６を形成し、この供給穴１６を前記切刃に連なるすくい面６Ａの工具内周側において当該すくい面６Ａの直前に臨むように開口し、かつこの開口部において前記切刃に向けて延びる方向に形成されていることを特徴とするものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−５９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、外部に設けたノズルから圧縮空気等の気体を噴射する場合には、前記気体が正面フライスの工具本体に遮られるため残存する水溶性切削油剤等の液体を充分に除去することができなかった。
【０００７】
特許文献１に開示された正面フライスにおいては、供給穴１６は切刃に指向しているため、噴射された圧縮空気等の気体によって残留する水溶性切削油剤等の液体の跳ね上がりが切削中の切刃に接触する可能性が高い。また、残留する前記液体を一時的に吹き飛ばしても、工作機械の送りや切削振動により前記液体が切削部分に戻る場合が多く、結局、前記液体が切削中の切刃に作用することになり切刃の寿命が低下する。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、水溶性切削油剤等の液体が残留した被削材を正面フライス加工したときに切刃の寿命低下を防止した正面フライスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の正面フライスは、軸心まわりに回転する工具本体の先端外周部に、周方向に沿って略等間隔に複数の切刃が配設された正面フライスにおいて、前記工具本体内部には、外部から供給された気体を導入するための第１供給穴が少なくとも１つ形成され、前記第１供給穴は、工具外周側に向けて延びる開口部を有し、且つ、前記開口部において少なくとも任意の１つの切刃よりも工具回転方向前方を指向し、さらに、前記第１供給穴を流通し前記開口部から噴射された気体により、切削しようとする部分に残留する液体が除去されることを特徴とする正面フライスである。
【００１０】
上記の正面フライスにおいて、工具回転方向からみたとき、前記第１供給穴の開口部が工具本体の軸心に直交する直線に対して工具先端側に３°〜４５°の範囲の傾斜角度でもって傾斜する方向に形成されていることが好ましく、さらに、前記第１供給穴は、前記切刃と同数且つ前記切刃と対をなすように設けられ、それぞれの第１供給穴の開口部において対応する切刃の工具回転方向前方を指向していることが好ましい。
【００１１】
さらに、上記の正面フライスにおいて、前記工具本体内部には、外部から供給された気体を導入するための第２供給穴が少なくとも１つ形成され、前記第２供給穴は、工具先端側に向けて延びる開口部を有し、且つ、前記開口部において切刃よりも工具内周側を指向し、さらに、前記第２供給穴を流通し前記開口部から噴射された気体により、工具先端側に残留する液体が除去されることが好ましい。さらに、前記第２供給穴の開口部が前記工具本体の軸心から距離の異なる複数の位置に配置されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の加工方法は、上記の正面フライスを用いた加工方法において、前記正面フライスの第１供給穴を流通する気体が前記第１供給穴の開口部から噴射されることにより、切刃が切削しようとする部分に残留する液体を除去しながら切削することを特徴とする加工方法である。
【００１３】
上記の加工方法において、前記正面フライスの第２供給穴を流通する気体が前記第２供給穴の開口部から噴射されることにより、工具先端側に残留する液体を除去しながら切削することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の正面フライスおよび加工方法によれば、工具外周側に向けて延びる第１供給穴の開口部から気体が噴射されることにより、当該正面フライスの切刃が切削しようとする部分に残存する液体を除去し前記切刃に前記液体が接触することを防止するため、前記切刃に生じる熱サイクルが軽減され切刃の寿命が大幅に延長する。
【００１５】
工具本体の軸心方向からみて、第１供給穴の開口部が切刃の工具回転方向前方を指向していることから、噴射された気体による液体の跳ね上がりが切削中の切刃にかからないので、切刃寿命の延長効果がいっそう高くなる。
【００１６】
工具回転方向からみて、第１供給穴の開口部は、工具本体の軸心に直交する直線に対して工具先端側に向かって傾斜させてあるが、前記傾斜角度が３°未満になると凹部に残留する液体の除去効果が充分に得られないおそれがあり、４５°を超えると残留する液体を工具外周側へ吹き飛ばす効果が低くなるとともに液体の跳ね上がりが切刃にかかるおそれがある。
【００１７】
さらに、前記第１供給穴を、前記切刃と同数設け且つ前記切刃と対をなすように設けると、それぞれの切刃において残留する液体を除去する効果が均一且つ高くなる。
【００１８】
当該正面フライスが例えば横型マシニングセンタのように工具軸心を水平にした状態で使用される場合には、切削しようとする部分に残留する液体は除去された後、切削振動により切削しようとする部分に戻ってしまうおそれがあるが、工具先端側に向けて延びる第２供給穴の開口部から噴射される気体により、上記の切削しようとする部分に戻ろうとする液体を除去するため、切刃寿命の延長効果がいっそう高くなる。
【００１９】
上記の工具先端側に向けて延びる開口部が、工具本体の軸心から異なる距離に複数設けられると、上記の切削しようとする部分に戻ろうとする液体を除去する効果がきわめて高くなる。
【００２０】
本発明において、第１および第２供給穴を流通し、それぞれの開口部から噴射される気体とは、圧縮空気、窒素ガス、アルゴンガス等の公知の気体である。供給設備やコストの点で圧縮空気を用いるのが好ましい。また、液体とは、主に切削加工に用いられる水溶性又は不水溶性切削油剤や被削材の洗浄に用いられる洗浄剤等の液体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を適用した第１の実施の形態について図を参照しながら説明する。図１は第１の実施の形態に係る正面フライスの要部の正面図である。図２は図１に示す正面フライスの要部の先端視側面図である。図３は図１に示す正面フライスのＳ１−Ｓ１線切断部端面図である。図４は図１に示す正面フライスの加工状態の模式図である。図１および図２に例示したように本正面フライス１において、工具本体２は軸心ＣＬを中心とした略円盤状をなし、アーバを介して工作機械の主軸端（図示しない）に取付けられる。すなわち、工具本体２の中心部には前記軸心ＣＬに沿ってフライス穴３が貫設されるとともに、工具本体２の後端面２ｂにはこのフライス穴３の開口部から前記軸心ＣＬに対する直径方向に延びるキー溝４が形成されており、工具本体２は、フライス穴３にアーバの軸部（図示しない）を嵌入させるとともに、キー溝４を前記アーバのフランジ部端面側に設けられたキー（図示しない）に嵌合させ、フライス穴３に挿通される取付けボルト（図示しない）によって前記アーバに取付けられ、前記軸心ＣＬまわりに工具回転方向Ｋに回転させられて切削加工に供される。
【００２２】
図１および図２には全体を示していないが、工具本体２の先端外周部には、外周面２ｃを切欠くようにして工具本体２の軸心ＣＬ側に向かって凹曲面状をなす切屑ポケット５が周方向に間隔をあけて８箇所に形成され、これら切屑ポケット５の工具回転方向Ｋ後方側には、それぞれの切屑ポケット５よりもさらに凹むように凹部７が形成されており、それぞれの凹部７には工具回転方向Ｋ前方側に向かって順に楔挿入溝７ｂとチップ取付け溝７ａとが形成されていて、楔挿入溝７ｂおよびチップ取付け溝７ａにはそれぞれ楔部材３０および粗用チップ１０が挿入され、楔部材３０に挿入されたクランプねじ３１を前記楔挿入溝７ｂの工具外周側を向く底面に設けられた雌ねじ穴にねじ込むことにより、粗用チップ１０はチップ取付け溝７ａの底面および工具回転方向Ｋ前方側の壁面に押圧されて工具本体２に固定される。
【００２３】
工具本体２の軸心ＣＬを基準として略回転対称的な位置にある２つの切屑ポケット６には、上述の凹部７とは形態の異なる別の凹部８が形成されている。すなわち、当該凹部８には工具回転方向Ｋ前方側に向かって順にチップ取付け溝８ａと楔挿入溝８ｂとが形成されるとともに、前記チップ取付け溝８ａの工具後端側に調整楔挿入溝８ｃが形成されていて、チップ取付け溝８ａ、楔挿入溝８ｂおよび調整楔挿入溝８ｃにはそれぞれ仕上げ加工に供する仕上げ用チップ２０、楔部材４０、調整楔部材５０が挿入され、楔部材４０に挿入されたクランプねじ４１を楔挿入溝８ｂの工具外周側を向く底面に設けられた雌ねじ穴にねじ込むことにより、仕上げ用チップ２０はチップ取付け溝８ａの底面および工具回転方向Ｋ後方側の壁面に押圧されて工具本体２に固定される。調整楔部材５０に挿入された締付けねじ５１を調整楔挿入溝８ｃの工具外周側を向く底面に設けられた雌ねじ穴にねじ込むことにより、仕上げ用チップ２０はチップ取付け溝８ａに沿って工具先端側にせり出されて切刃位置の微調整が行われる。
【００２４】
本実施の形態において、上述したように工具本体２には、仕上げ加工に供する仕上げ用チップ２０が２個取付けられ、その他に粗加工に供する粗用チップ１０が８個取付けられる。図３中２点鎖線（粗用チップに重複しないように直径方向の位置をずらして示してある。）で示すように、仕上げ用チップ２０は、変形した五角形平板状をなすチップ基材２２の上面の一稜線部に切欠段部２２ａが設けられており、この切欠段部２２ａに略直方体をなす切刃部材２３が例えばロウ付けにより固着されてなる。前記チップ基材２２は超硬合金等の硬質材料からなり、前記切刃部材２３は立方晶窒化硼素焼結体からなる。
【００２５】
仕上げ用チップ２０は、そのすくい面２０ａとなる切刃部材２３およびチップ基材２２の上面と、逃げ面２０ｂとなる切刃部材２３の長辺側の側面との交差稜線部に切刃２１が形成されていて、前記すくい面２０ａを工具回転方向Ｋに向けて工具本体２に取付けたとき、前記切刃２１は、工具先端側に最も突出し直線状又は大きな曲率半径の円弧状をなすワイパー２１ａと、このワイパー２１ａの工具外周側端部に連なるコーナー切刃２１ｂと、工具内周側端部に連なる逃げ部２１ｃとからなる。さらに、仕上げ用チップ２０は、その厚みが一定ではなく下面２０ｃがすくい面２０ａに対してわずかに傾斜していて、工具外周側に向かって厚みが小さくなるように工具本体２に取付けられることにより、工具本体２の回転時に生じる遠心力によって工具外周側に移動するのを阻止されている。
【００２６】
また、本実施の形態において、図３中２点鎖線で示すように、粗用チップ１０は略正方形平板状をなすポジチップであり、セラミックスからなり、そのすくい面１０ａとされる上面と、逃げ面１０ｂとされる側面との交差稜線部に形成された主切刃１１ａと、前記すくい面１０ａのコーナー部に形成された円弧状のコーナー切刃１１ｂとから切刃１１が構成されている。そして、この粗用チップ１０は、前記すくい面１０ａを工具回転方向Ｋに向けてチップ取付け溝７ａに挿入され、工具外周側に位置する主切刃１１ａの回転軌跡が工具後端側にいくにしたがって工具外周側に向かうようにわずかに傾斜して工具本体２に取付けられている。ここで、上述した仕上げ用チップ２０のワイパー２１ａとの関係において、粗用チップ１０は、その主切刃１１ａが前記ワイパー２１ａよりも工具外周側に突出するとともに、コーナー切刃１１ｂが前記ワイパー２１ａよりも工具後端側に引っ込んでいる。
【００２７】
図１〜図３に示すように、工具本体２の内部には、上述したようにアーバに取付けられたとき、アーバ側に設けられた供給穴（図示しない）に連通するように、粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０の総数と同数の第１供給穴６０が形成されている。本実施の形態において、それぞれの第１供給穴６０は、工具本体２のフライス穴３の内壁面に開口した導入部６１から放射状に工具外周側を向けて直線状に延び、それぞれの切屑ポケット５、６を構成する凹曲面に開口する開口部６２が形成されている。
【００２８】
それぞれの第１供給穴６０は断面円形状に形成されており、その開口部６２の軸心ＣＬ１は、工具回転方向Ｋからみた場合には、当該正面フライス１の送り方向（矢印Ｆの方向）、すなわち工具本体２の軸心ＣＬに直交する直線に対して工具先端側に傾斜し、その傾斜角度αが３°〜４５°の範囲の角度に設定される。さらに、前記開口部６２は、工具本体２の軸心ＣＬ方向からみて、粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０のそれぞれのすくい面１０ａ、２０ａに対して工具回転方向Ｋ前方を指向している。好ましくは、前記開口部６２の軸心ＣＬ１は、それぞれの前記すくい面１０ａ、２０ａに対して工具回転方向Ｋ前方側に向かって傾斜し、その傾斜角度βが０°〜９０°の範囲の角度に設定される。
【００２９】
上述した構成をもつ正面フライス１は、鋳鉄製のエンジンブロック１００を加工するためのものであり、工作機械の主軸とともに軸心ＣＬまわりに工具回転方向Ｋに回転させられ、前記軸心ＣＬに対して直交する方向（矢印Ｆの方向）の送りを与えられることにより、粗用チップ１０の主切刃１１ａおよびコーナー切刃１１ｂがエンジンブロック１００の表面１０１から所定の切込み深さの部分を粗切削し、前記粗用チップ１０により切削した加工面から所定の切込み深さの部分を、さらに仕上げ用チップ２０のワイパー２１ａが仕上げ切削して、平滑な加工表面１０３を形成する。
【００３０】
図４に模式的に示すように、エンジンブロック１００の正面フライス加工においては、穴あけ加工、リーマ加工、タップ加工、ボーリング加工等で用いられた水溶性切削油剤（液体）が前記エンジンブロックの表面１０１および貫通穴や止まり穴等の凹部１０２に残留した状態となり、断続切削となる正面フライスの切刃においては、温度差の大きい熱サイクルを受け熱クラックが早期に発生するため、この熱クラックを起点とする欠損により極度に短寿命になる。特に、当該正面フライス１は比較的高い切削速度で仕上げ加工を行うため切刃１１、２１への熱衝撃が非常に大きくなることに加え、粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０の切刃１１、２１を構成するセラミックスおよび立方晶窒化硼素焼結体は超硬合金にくらべ靭性が低いことから、切刃１１、２１はいっそう欠損しやすくなる。
【００３１】
本正面フライス１およびこれを用いた加工方法によれば、アーバ側に設けられた供給穴（図示しない）から第１供給穴６０に導入された圧縮空気（気体）が前記第１供給穴６０の開口部６２から工具外周側且つ本正面フライス１の送り方向（矢印Ｆの方向）に対して工具先端側に向けて噴射され、エンジンブロック１００の表面１０１や凹部１０２に残留している水溶性切削油剤を吹き飛ばすことにより除去する。しかも圧縮空気はそれぞれの切刃１１、２１のすくい面１０ａ、２０ａに対して工具回転方向Ｋ前方の被加工部に向けて噴射されるので、切削しようとする部分に残留する水溶性切削油剤を効果的に除去することができる。そのため、前記切刃１１、２１に生じる熱サイクルが軽減することから前記切刃１１、２１の寿命が大幅に延長する。
【００３２】
そのうえ、圧縮空気はそれぞれの切刃１１、２１およびすくい面１０ａ、２０ａに向かず工具回転方向Ｋ前方に向けて噴射されるので、跳ね上がった水溶性切削油剤が前記切刃１１、２１に接触することがない。そのため、切刃寿命の延長効果がいっそう高くなる。第１供給穴６０が粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０の総数と同数設けられ、且つ、それぞれの第１供給穴６０がこれらチップ１０、２０の切刃１１、２１と対をなすように設けられると、残留する水溶性切削油剤を除去する効果がきわめて高くなるが、上記の効果を奏する点では、第１供給穴６０を少なくとも１つだけ設け、それぞれの第１供給穴６０が任意の１つの切刃１１、２１と対をなすように設けられてもよい。
【００３３】
工具回転方向Ｋからみて、第１供給穴６０の開口部６２と、工具本体２の軸心ＣＬに直交する直線との傾斜角度αが３°未満になると凹部１０２に残留する水溶性切削油剤の除去効果が充分に得られないおそれがあり、４５°を超えると残留する水溶性切削油剤を工具外周側へ吹き飛ばす効果が低くなるとともに水溶性切削油剤の跳ね上がりが切刃１１、２１にかかるおそれがある。
【００３４】
工具本体２の軸心ＣＬ方向からみて、第１供給穴６０の開口部６２と、粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０のそれぞれのすくい面１０ａ、２０ａとの傾斜角度βが０°未満、すなわち前記開口部６２が前記すくい面１０ａ、２０ａ側に向けられると、圧縮空気によって吹き飛ばした水溶性切削油剤が切刃１１、２１に接触するおそれがあり、前記傾斜角度βが９０°を超えると、吹き飛ばした水溶性切削油剤が工具回転方向Ｋ前方側に位置する他の切刃１１、２１に接触するおそれがある。
【００３５】
次に本発明を適用した第２の実施の形態について図を参照しながら説明する。図５は第２の実施の形態に係る正面フライスの要部の正面図である。図６は図５に示す正面フライスの要部の先端視側面図である。図７は図５に示す正面フライスのＳ２−Ｓ２線切断部端面図である。図８は図５に示す正面フライスの加工状態の模式図である。本正面フライスは、上述した第１の実施の形態に係る正面フライスに、後述する第２供給穴を追加したものである。すなわち、図５〜図７に示すように、工具本体２の内部には、上述した第１供給穴６０と同様にアーバに取付けられたとき、アーバ側に設けられた供給穴（図示しない）に連通する複数の第２供給穴７０が形成されている。本実施の形態において、それぞれの第２供給穴７０は、第１供給穴６０に連通する導入部７１から工具先端側に向けて直線状に延び、工具本体２の先端面２ａに開口する開口部７２が形成されている。第２供給穴７０の数は第１供給穴６０と同数となっている。
【００３６】
それぞれの第２供給穴７０は断面円形状に形成されており、それぞれの開口部７２の軸心ＣＬ２は、工具回転方向Ｋからみて、工具本体２の軸心ＣＬに対して略平行に延びており、さらに、前記軸心ＣＬからの距離が異なる複数の位置に設けられている。また、前記軸心ＣＬ方向からみたとき、それぞれの開口部７２は工具回転方向Ｋ前方側にいくにしたがって前記軸心ＣＬとの距離が長くなるように配置される。
【００３７】
例えば横型マシニングセンタ等の主軸に第１の実施の形態に係る正面フライス１がその軸心ＣＬを水平に取付けられた場合、上述したように第１供給穴６０の開口部６２から噴射される圧縮空気によって切削しようとする部分に残留する水溶性切削油剤は一旦除去されるものの、エンジンブロック１００の凹部１０２に残存する水溶性切削油剤がテーブル送り、切削振動、重力等により切削しようとする部分に戻ってしまうおそれがあるが、上述したように第２供給穴７０を追加した本正面フライス１によれば、第２供給穴７０の開口部７２から噴射される圧縮空気によって上記の切削しようとする部分に戻る水溶性切削油剤が除去されて切刃１１、２１に接触しないため、切刃寿命の延長効果がいっそう高くなる。
【００３８】
さらに、第２供給穴７０の開口部７２は、工具本体２の軸心ＣＬから距離が異なる位置に複数設けられているため、工具先端側に残存する水溶性切削油剤を工具内周側から工具外周側にわたってまんべんなく除去することができるため高い切刃延長効果が確実に得られる。第２供給穴７０の数は、切刃１１、２１と同数に限定されるものではなく、上記の効果を奏する点では少なくとも１つだけ設けられればよく、逆に工具本体２の強度に悪影響のない範囲で切刃１１、２１よりも多く設けられてもよい。
【００３９】
以上に説明した本発明を適用した正面フライス１の実施例について以下に説明する。使用した正面フライスは、工具径が１６０ｍｍであり、上述したようにセラミックスからなる８個の粗用チップ１０と立方晶窒化硼素焼結体からなる２個の仕上げ用チップ２０とを用いており、工具回転方向Ｋからみて工具本体２の軸心ＣＬに直交する直線に対して３０°の傾斜角度αをなし、チップ１０、２０と同数の第１供給穴６０を備えたもの（以下、本発明品Ａという。）、前記第１供給穴６０に加え、チップ１０、２０と同数設けられ工具本体２の軸心ＣＬに平行且つ前記軸心ＣＬからの距離を異ならせ工具内周側から工具外周側にわたってまんべんなく第２供給穴７０を備えたもの（以下、本発明品Ｂという。）並びに供給穴を一切備えていない従来のもの（以下、従来品という。）の３種類である。
【００４０】
図８に示すように、これら正面フライスを横型マシニングの主軸に取付け、エンジンブロック１００の前後面の正面フライス加工を行った。前記エンジンブロック１００は普通鋳鉄ＦＣ２５０（ＪＩＳ Ｇ ５５０１）からなり、被加工面となる前後面の表面１０１には、鋳造素材の凹みおよび加工穴等の凹部１０２があり、当該正面フライス加工以前のドリル、リーマ、タップ等による湿式加工によって前記表面（１０１）および前記凹部（１０２）は水溶性切削油剤が残留した状態となっている。当該正面フライス加工はエンジンブロック（１００）の前後面の仕上げ加工であることから、切削速度は通常の粗加工よりも高めの５００ｍ／ｍｉｎ．とし、１刃当り送り０．１５ｍｍ／刃および切込み０．５ｍｍに設定した。以上の切削条件で前後面を連続加工し、各正面フライスの切刃が欠損に至るまでのエンジンブロックの加工個数を比較した。
【００４１】
従来品においては、切削中の切刃は残留する水溶性切削油剤に接触し、温度差の非常に大きい熱サイクルを受けるため、熱クラックを起点とした早期の欠損が生じ４８個の加工しか行えなかった。一方、本発明品Ａでは、第１供給穴６０の開口部６２から噴射される圧縮空気により、切削しようとする部分に残留する水溶性切削油剤が除去され切刃１１、２１に接触しなくなることから、切刃１１、２１に生じる熱サイクルが軽減された結果、従来品の約４倍にあたる２０３個の加工が行えた。本発明品Ｂでは、さらに第２供給穴７０の開口部７２から噴射された圧縮空気により、エンジンブロック１００に設けられた凹部１０２に残留した水溶性切削油剤が切削点に戻ってこないように除去され確実に切刃１１、２１に接触しなくなることから、従来品の約１０倍、本発明品Ａの約２．５倍にあたる４９８個の加工が行えた。
【００４２】
本発明を適用した正面フライスにおいて、第１および第２供給穴６０、７０の導入部６１、７１および開口部６２、７２の位置、断面形状および工具回転方向Ｋからみた形状、チップの構成（粗用および仕上げ用）、形態、材質、並びに、被削材の形態、材質等は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更、削除並びに追加が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態に係る正面フライスの要部の正面図である。
【図２】図１に示す正面フライスの要部の先端視側面図である。
【図３】図１に示す正面フライスのＳ１−Ｓ１線切断部端面図である。
【図４】図１に示す正面フライスの加工状態の模式図である
【図５】本発明を適用した第２の実施の形態に係る正面フライスの要部の正面図である。
【図６】図５に示す正面フライスの要部の先端視側面図である。
【図７】図５に示す正面フライスのＳ２−Ｓ２線切断部端面図である。
【図８】図５に示す正面フライスの加工状態の模式図である。
【図９】従来の正面フライスの要部の先端視側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 正面フライス
２ 工具本体
５，６ 切屑ポケット
７，８ 凹部
７ａ，８ａ チップ取付け溝
７ｂ，８ｂ 楔挿入溝
８ｃ 調整楔挿入溝
１０ 粗用チップ
２０ 仕上げ用チップ
３０，４０ 楔部材
５０ 調整楔部材
６０ 第１供給穴
７０ 第２供給穴
６１，７１ 導入部
６２，７２ 開口部
１００ エンジンブロック
１０２ 凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具本体の内部に供給穴を備えた正面フライスおよび加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マシニングセンタで正面フライス加工する場合、ドリル加工は水溶性切削油剤等の液体を使用するのが通常である。このため、被削材の表面や加工穴および鋳穴などの凹部には前記液体が残留する。この後工程で正面フライスを使用すると残留する前記液体が切削中の切刃に接触する。
【０００３】
正面フライス加工で水溶性切削油剤等の液体が接触すると切刃の寿命が極端に短くなる。その理由は、正面フライスは断続切削であり、切刃は切削中に高温になり、空転中に残留する前記液体に接触すると切刃は急冷される。これを繰り返すと切刃は温度差の大きい熱サイクルを受け、この結果、切刃に熱クラックが早期に発生し、この熱クラックを起点とする欠損が生じる。これにより切刃は極度に短寿命になる。
【０００４】
従来の正面フライスでは、外部に設けたノズルまたは正面フライスの工具本体内部に設けた切刃冷却用もしくは切屑除去用の流体の供給穴から圧縮空気等の気体を噴射することにより被削材に残留する水溶性切削油剤等の液体を吹き飛ばす例があった。
【０００５】
工具本体内部に供給穴を設けた従来正面フライスを図９に例示する。この従来正面フライスは、円盤状の工具本体１の先端外周部に切刃を設けてなるものである。さらに、前記工具本体１に流体の供給穴１６を形成し、この供給穴１６を前記切刃に連なるすくい面６Ａの工具内周側において当該すくい面６Ａの直前に臨むように開口し、かつこの開口部において前記切刃に向けて延びる方向に形成されていることを特徴とするものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−５９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、外部に設けたノズルから圧縮空気等の気体を噴射する場合には、前記気体が正面フライスの工具本体に遮られるため残存する水溶性切削油剤等の液体を充分に除去することができなかった。
【０００７】
特許文献１に開示された正面フライスにおいては、供給穴１６は切刃に指向しているため、噴射された圧縮空気等の気体によって残留する水溶性切削油剤等の液体の跳ね上がりが切削中の切刃に接触する可能性が高い。また、残留する前記液体を一時的に吹き飛ばしても、工作機械の送りや切削振動により前記液体が切削部分に戻る場合が多く、結局、前記液体が切削中の切刃に作用することになり切刃の寿命が低下する。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、水溶性切削油剤等の液体が残留した被削材を正面フライス加工したときに切刃の寿命低下を防止した正面フライスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の正面フライスは、軸心まわりに回転する工具本体の先端外周部に、周方向に沿って略等間隔に複数の切刃が配設された正面フライスにおいて、前記工具本体内部には、外部から供給された気体を導入するための第１供給穴が少なくとも１つ形成され、前記第１供給穴は、工具外周側に向けて延びる開口部を有し、且つ、前記開口部において少なくとも任意の１つの切刃よりも工具回転方向前方を指向し、さらに、前記第１供給穴を流通し前記開口部から噴射された気体により、切削しようとする部分に残留する液体が除去されることを特徴とする正面フライスである。
【００１０】
上記の正面フライスにおいて、工具回転方向からみたとき、前記第１供給穴の開口部が工具本体の軸心に直交する直線に対して工具先端側に３°〜４５°の範囲の傾斜角度でもって傾斜する方向に形成されていることが好ましく、さらに、前記第１供給穴は、前記切刃と同数且つ前記切刃と対をなすように設けられ、それぞれの第１供給穴の開口部において対応する切刃の工具回転方向前方を指向していることが好ましい。
【００１１】
さらに、上記の正面フライスにおいて、前記工具本体内部には、外部から供給された気体を導入するための第２供給穴が少なくとも１つ形成され、前記第２供給穴は、工具先端側に向けて延びる開口部を有し、且つ、前記開口部において切刃よりも工具内周側を指向し、さらに、前記第２供給穴を流通し前記開口部から噴射された気体により、工具先端側に残留する液体が除去されることが好ましい。さらに、前記第２供給穴の開口部が前記工具本体の軸心から距離の異なる複数の位置に配置されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の加工方法は、上記の正面フライスを用いた加工方法において、前記正面フライスの第１供給穴を流通する気体が前記第１供給穴の開口部から噴射されることにより、切刃が切削しようとする部分に残留する液体を除去しながら切削することを特徴とする加工方法である。
【００１３】
上記の加工方法において、前記正面フライスの第２供給穴を流通する気体が前記第２供給穴の開口部から噴射されることにより、工具先端側に残留する液体を除去しながら切削することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の正面フライスおよび加工方法によれば、工具外周側に向けて延びる第１供給穴の開口部から気体が噴射されることにより、当該正面フライスの切刃が切削しようとする部分に残存する液体を除去し前記切刃に前記液体が接触することを防止するため、前記切刃に生じる熱サイクルが軽減され切刃の寿命が大幅に延長する。
【００１５】
工具本体の軸心方向からみて、第１供給穴の開口部が切刃の工具回転方向前方を指向していることから、噴射された気体による液体の跳ね上がりが切削中の切刃にかからないので、切刃寿命の延長効果がいっそう高くなる。
【００１６】
工具回転方向からみて、第１供給穴の開口部は、工具本体の軸心に直交する直線に対して工具先端側に向かって傾斜させてあるが、前記傾斜角度が３°未満になると凹部に残留する液体の除去効果が充分に得られないおそれがあり、４５°を超えると残留する液体を工具外周側へ吹き飛ばす効果が低くなるとともに液体の跳ね上がりが切刃にかかるおそれがある。
【００１７】
さらに、前記第１供給穴を、前記切刃と同数設け且つ前記切刃と対をなすように設けると、それぞれの切刃において残留する液体を除去する効果が均一且つ高くなる。
【００１８】
当該正面フライスが例えば横型マシニングセンタのように工具軸心を水平にした状態で使用される場合には、切削しようとする部分に残留する液体は除去された後、切削振動により切削しようとする部分に戻ってしまうおそれがあるが、工具先端側に向けて延びる第２供給穴の開口部から噴射される気体により、上記の切削しようとする部分に戻ろうとする液体を除去するため、切刃寿命の延長効果がいっそう高くなる。
【００１９】
上記の工具先端側に向けて延びる開口部が、工具本体の軸心から異なる距離に複数設けられると、上記の切削しようとする部分に戻ろうとする液体を除去する効果がきわめて高くなる。
【００２０】
本発明において、第１および第２供給穴を流通し、それぞれの開口部から噴射される気体とは、圧縮空気、窒素ガス、アルゴンガス等の公知の気体である。供給設備やコストの点で圧縮空気を用いるのが好ましい。また、液体とは、主に切削加工に用いられる水溶性又は不水溶性切削油剤や被削材の洗浄に用いられる洗浄剤等の液体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を適用した第１の実施の形態について図を参照しながら説明する。図１は第１の実施の形態に係る正面フライスの要部の正面図である。図２は図１に示す正面フライスの要部の先端視側面図である。図３は図１に示す正面フライスのＳ１−Ｓ１線切断部端面図である。図４は図１に示す正面フライスの加工状態の模式図である。図１および図２に例示したように本正面フライス１において、工具本体２は軸心ＣＬを中心とした略円盤状をなし、アーバを介して工作機械の主軸端（図示しない）に取付けられる。すなわち、工具本体２の中心部には前記軸心ＣＬに沿ってフライス穴３が貫設されるとともに、工具本体２の後端面２ｂにはこのフライス穴３の開口部から前記軸心ＣＬに対する直径方向に延びるキー溝４が形成されており、工具本体２は、フライス穴３にアーバの軸部（図示しない）を嵌入させるとともに、キー溝４を前記アーバのフランジ部端面側に設けられたキー（図示しない）に嵌合させ、フライス穴３に挿通される取付けボルト（図示しない）によって前記アーバに取付けられ、前記軸心ＣＬまわりに工具回転方向Ｋに回転させられて切削加工に供される。
【００２２】
図１および図２には全体を示していないが、工具本体２の先端外周部には、外周面２ｃを切欠くようにして工具本体２の軸心ＣＬ側に向かって凹曲面状をなす切屑ポケット５が周方向に間隔をあけて８箇所に形成され、これら切屑ポケット５の工具回転方向Ｋ後方側には、それぞれの切屑ポケット５よりもさらに凹むように凹部７が形成されており、それぞれの凹部７には工具回転方向Ｋ前方側に向かって順に楔挿入溝７ｂとチップ取付け溝７ａとが形成されていて、楔挿入溝７ｂおよびチップ取付け溝７ａにはそれぞれ楔部材３０および粗用チップ１０が挿入され、楔部材３０に挿入されたクランプねじ３１を前記楔挿入溝７ｂの工具外周側を向く底面に設けられた雌ねじ穴にねじ込むことにより、粗用チップ１０はチップ取付け溝７ａの底面および工具回転方向Ｋ前方側の壁面に押圧されて工具本体２に固定される。
【００２３】
工具本体２の軸心ＣＬを基準として略回転対称的な位置にある２つの切屑ポケット６には、上述の凹部７とは形態の異なる別の凹部８が形成されている。すなわち、当該凹部８には工具回転方向Ｋ前方側に向かって順にチップ取付け溝８ａと楔挿入溝８ｂとが形成されるとともに、前記チップ取付け溝８ａの工具後端側に調整楔挿入溝８ｃが形成されていて、チップ取付け溝８ａ、楔挿入溝８ｂおよび調整楔挿入溝８ｃにはそれぞれ仕上げ加工に供する仕上げ用チップ２０、楔部材４０、調整楔部材５０が挿入され、楔部材４０に挿入されたクランプねじ４１を楔挿入溝８ｂの工具外周側を向く底面に設けられた雌ねじ穴にねじ込むことにより、仕上げ用チップ２０はチップ取付け溝８ａの底面および工具回転方向Ｋ後方側の壁面に押圧されて工具本体２に固定される。調整楔部材５０に挿入された締付けねじ５１を調整楔挿入溝８ｃの工具外周側を向く底面に設けられた雌ねじ穴にねじ込むことにより、仕上げ用チップ２０はチップ取付け溝８ａに沿って工具先端側にせり出されて切刃位置の微調整が行われる。
【００２４】
本実施の形態において、上述したように工具本体２には、仕上げ加工に供する仕上げ用チップ２０が２個取付けられ、その他に粗加工に供する粗用チップ１０が８個取付けられる。図３中２点鎖線（粗用チップに重複しないように直径方向の位置をずらして示してある。）で示すように、仕上げ用チップ２０は、変形した五角形平板状をなすチップ基材２２の上面の一稜線部に切欠段部２２ａが設けられており、この切欠段部２２ａに略直方体をなす切刃部材２３が例えばロウ付けにより固着されてなる。前記チップ基材２２は超硬合金等の硬質材料からなり、前記切刃部材２３は立方晶窒化硼素焼結体からなる。
【００２５】
仕上げ用チップ２０は、そのすくい面２０ａとなる切刃部材２３およびチップ基材２２の上面と、逃げ面２０ｂとなる切刃部材２３の長辺側の側面との交差稜線部に切刃２１が形成されていて、前記すくい面２０ａを工具回転方向Ｋに向けて工具本体２に取付けたとき、前記切刃２１は、工具先端側に最も突出し直線状又は大きな曲率半径の円弧状をなすワイパー２１ａと、このワイパー２１ａの工具外周側端部に連なるコーナー切刃２１ｂと、工具内周側端部に連なる逃げ部２１ｃとからなる。さらに、仕上げ用チップ２０は、その厚みが一定ではなく下面２０ｃがすくい面２０ａに対してわずかに傾斜していて、工具外周側に向かって厚みが小さくなるように工具本体２に取付けられることにより、工具本体２の回転時に生じる遠心力によって工具外周側に移動するのを阻止されている。
【００２６】
また、本実施の形態において、図３中２点鎖線で示すように、粗用チップ１０は略正方形平板状をなすポジチップであり、セラミックスからなり、そのすくい面１０ａとされる上面と、逃げ面１０ｂとされる側面との交差稜線部に形成された主切刃１１ａと、前記すくい面１０ａのコーナー部に形成された円弧状のコーナー切刃１１ｂとから切刃１１が構成されている。そして、この粗用チップ１０は、前記すくい面１０ａを工具回転方向Ｋに向けてチップ取付け溝７ａに挿入され、工具外周側に位置する主切刃１１ａの回転軌跡が工具後端側にいくにしたがって工具外周側に向かうようにわずかに傾斜して工具本体２に取付けられている。ここで、上述した仕上げ用チップ２０のワイパー２１ａとの関係において、粗用チップ１０は、その主切刃１１ａが前記ワイパー２１ａよりも工具外周側に突出するとともに、コーナー切刃１１ｂが前記ワイパー２１ａよりも工具後端側に引っ込んでいる。
【００２７】
図１〜図３に示すように、工具本体２の内部には、上述したようにアーバに取付けられたとき、アーバ側に設けられた供給穴（図示しない）に連通するように、粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０の総数と同数の第１供給穴６０が形成されている。本実施の形態において、それぞれの第１供給穴６０は、工具本体２のフライス穴３の内壁面に開口した導入部６１から放射状に工具外周側を向けて直線状に延び、それぞれの切屑ポケット５、６を構成する凹曲面に開口する開口部６２が形成されている。
【００２８】
それぞれの第１供給穴６０は断面円形状に形成されており、その開口部６２の軸心ＣＬ１は、工具回転方向Ｋからみた場合には、当該正面フライス１の送り方向（矢印Ｆの方向）、すなわち工具本体２の軸心ＣＬに直交する直線に対して工具先端側に傾斜し、その傾斜角度αが３°〜４５°の範囲の角度に設定される。さらに、前記開口部６２は、工具本体２の軸心ＣＬ方向からみて、粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０のそれぞれのすくい面１０ａ、２０ａに対して工具回転方向Ｋ前方を指向している。好ましくは、前記開口部６２の軸心ＣＬ１は、それぞれの前記すくい面１０ａ、２０ａに対して工具回転方向Ｋ前方側に向かって傾斜し、その傾斜角度βが０°〜９０°の範囲の角度に設定される。
【００２９】
上述した構成をもつ正面フライス１は、鋳鉄製のエンジンブロック１００を加工するためのものであり、工作機械の主軸とともに軸心ＣＬまわりに工具回転方向Ｋに回転させられ、前記軸心ＣＬに対して直交する方向（矢印Ｆの方向）の送りを与えられることにより、粗用チップ１０の主切刃１１ａおよびコーナー切刃１１ｂがエンジンブロック１００の表面１０１から所定の切込み深さの部分を粗切削し、前記粗用チップ１０により切削した加工面から所定の切込み深さの部分を、さらに仕上げ用チップ２０のワイパー２１ａが仕上げ切削して、平滑な加工表面１０３を形成する。
【００３０】
図４に模式的に示すように、エンジンブロック１００の正面フライス加工においては、穴あけ加工、リーマ加工、タップ加工、ボーリング加工等で用いられた水溶性切削油剤（液体）が前記エンジンブロックの表面１０１および貫通穴や止まり穴等の凹部１０２に残留した状態となり、断続切削となる正面フライスの切刃においては、温度差の大きい熱サイクルを受け熱クラックが早期に発生するため、この熱クラックを起点とする欠損により極度に短寿命になる。特に、当該正面フライス１は比較的高い切削速度で仕上げ加工を行うため切刃１１、２１への熱衝撃が非常に大きくなることに加え、粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０の切刃１１、２１を構成するセラミックスおよび立方晶窒化硼素焼結体は超硬合金にくらべ靭性が低いことから、切刃１１、２１はいっそう欠損しやすくなる。
【００３１】
本正面フライス１およびこれを用いた加工方法によれば、アーバ側に設けられた供給穴（図示しない）から第１供給穴６０に導入された圧縮空気（気体）が前記第１供給穴６０の開口部６２から工具外周側且つ本正面フライス１の送り方向（矢印Ｆの方向）に対して工具先端側に向けて噴射され、エンジンブロック１００の表面１０１や凹部１０２に残留している水溶性切削油剤を吹き飛ばすことにより除去する。しかも圧縮空気はそれぞれの切刃１１、２１のすくい面１０ａ、２０ａに対して工具回転方向Ｋ前方の被加工部に向けて噴射されるので、切削しようとする部分に残留する水溶性切削油剤を効果的に除去することができる。そのため、前記切刃１１、２１に生じる熱サイクルが軽減することから前記切刃１１、２１の寿命が大幅に延長する。
【００３２】
そのうえ、圧縮空気はそれぞれの切刃１１、２１およびすくい面１０ａ、２０ａに向かず工具回転方向Ｋ前方に向けて噴射されるので、跳ね上がった水溶性切削油剤が前記切刃１１、２１に接触することがない。そのため、切刃寿命の延長効果がいっそう高くなる。第１供給穴６０が粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０の総数と同数設けられ、且つ、それぞれの第１供給穴６０がこれらチップ１０、２０の切刃１１、２１と対をなすように設けられると、残留する水溶性切削油剤を除去する効果がきわめて高くなるが、上記の効果を奏する点では、第１供給穴６０を少なくとも１つだけ設け、それぞれの第１供給穴６０が任意の１つの切刃１１、２１と対をなすように設けられてもよい。
【００３３】
工具回転方向Ｋからみて、第１供給穴６０の開口部６２と、工具本体２の軸心ＣＬに直交する直線との傾斜角度αが３°未満になると凹部１０２に残留する水溶性切削油剤の除去効果が充分に得られないおそれがあり、４５°を超えると残留する水溶性切削油剤を工具外周側へ吹き飛ばす効果が低くなるとともに水溶性切削油剤の跳ね上がりが切刃１１、２１にかかるおそれがある。
【００３４】
工具本体２の軸心ＣＬ方向からみて、第１供給穴６０の開口部６２と、粗用チップ１０および仕上げ用チップ２０のそれぞれのすくい面１０ａ、２０ａとの傾斜角度βが０°未満、すなわち前記開口部６２が前記すくい面１０ａ、２０ａ側に向けられると、圧縮空気によって吹き飛ばした水溶性切削油剤が切刃１１、２１に接触するおそれがあり、前記傾斜角度βが９０°を超えると、吹き飛ばした水溶性切削油剤が工具回転方向Ｋ前方側に位置する他の切刃１１、２１に接触するおそれがある。
【００３５】
次に本発明を適用した第２の実施の形態について図を参照しながら説明する。図５は第２の実施の形態に係る正面フライスの要部の正面図である。図６は図５に示す正面フライスの要部の先端視側面図である。図７は図５に示す正面フライスのＳ２−Ｓ２線切断部端面図である。図８は図５に示す正面フライスの加工状態の模式図である。本正面フライスは、上述した第１の実施の形態に係る正面フライスに、後述する第２供給穴を追加したものである。すなわち、図５〜図７に示すように、工具本体２の内部には、上述した第１供給穴６０と同様にアーバに取付けられたとき、アーバ側に設けられた供給穴（図示しない）に連通する複数の第２供給穴７０が形成されている。本実施の形態において、それぞれの第２供給穴７０は、第１供給穴６０に連通する導入部７１から工具先端側に向けて直線状に延び、工具本体２の先端面２ａに開口する開口部７２が形成されている。第２供給穴７０の数は第１供給穴６０と同数となっている。
【００３６】
それぞれの第２供給穴７０は断面円形状に形成されており、それぞれの開口部７２の軸心ＣＬ２は、工具回転方向Ｋからみて、工具本体２の軸心ＣＬに対して略平行に延びており、さらに、前記軸心ＣＬからの距離が異なる複数の位置に設けられている。また、前記軸心ＣＬ方向からみたとき、それぞれの開口部７２は工具回転方向Ｋ前方側にいくにしたがって前記軸心ＣＬとの距離が長くなるように配置される。
【００３７】
例えば横型マシニングセンタ等の主軸に第１の実施の形態に係る正面フライス１がその軸心ＣＬを水平に取付けられた場合、上述したように第１供給穴６０の開口部６２から噴射される圧縮空気によって切削しようとする部分に残留する水溶性切削油剤は一旦除去されるものの、エンジンブロック１００の凹部１０２に残存する水溶性切削油剤がテーブル送り、切削振動、重力等により切削しようとする部分に戻ってしまうおそれがあるが、上述したように第２供給穴７０を追加した本正面フライス１によれば、第２供給穴７０の開口部７２から噴射される圧縮空気によって上記の切削しようとする部分に戻る水溶性切削油剤が除去されて切刃１１、２１に接触しないため、切刃寿命の延長効果がいっそう高くなる。
【００３８】
さらに、第２供給穴７０の開口部７２は、工具本体２の軸心ＣＬから距離が異なる位置に複数設けられているため、工具先端側に残存する水溶性切削油剤を工具内周側から工具外周側にわたってまんべんなく除去することができるため高い切刃延長効果が確実に得られる。第２供給穴７０の数は、切刃１１、２１と同数に限定されるものではなく、上記の効果を奏する点では少なくとも１つだけ設けられればよく、逆に工具本体２の強度に悪影響のない範囲で切刃１１、２１よりも多く設けられてもよい。
【００３９】
以上に説明した本発明を適用した正面フライス１の実施例について以下に説明する。使用した正面フライスは、工具径が１６０ｍｍであり、上述したようにセラミックスからなる８個の粗用チップ１０と立方晶窒化硼素焼結体からなる２個の仕上げ用チップ２０とを用いており、工具回転方向Ｋからみて工具本体２の軸心ＣＬに直交する直線に対して３０°の傾斜角度αをなし、チップ１０、２０と同数の第１供給穴６０を備えたもの（以下、本発明品Ａという。）、前記第１供給穴６０に加え、チップ１０、２０と同数設けられ工具本体２の軸心ＣＬに平行且つ前記軸心ＣＬからの距離を異ならせ工具内周側から工具外周側にわたってまんべんなく第２供給穴７０を備えたもの（以下、本発明品Ｂという。）並びに供給穴を一切備えていない従来のもの（以下、従来品という。）の３種類である。
【００４０】
図８に示すように、これら正面フライスを横型マシニングの主軸に取付け、エンジンブロック１００の前後面の正面フライス加工を行った。前記エンジンブロック１００は普通鋳鉄ＦＣ２５０（ＪＩＳ Ｇ ５５０１）からなり、被加工面となる前後面の表面１０１には、鋳造素材の凹みおよび加工穴等の凹部１０２があり、当該正面フライス加工以前のドリル、リーマ、タップ等による湿式加工によって前記表面（１０１）および前記凹部（１０２）は水溶性切削油剤が残留した状態となっている。当該正面フライス加工はエンジンブロック（１００）の前後面の仕上げ加工であることから、切削速度は通常の粗加工よりも高めの５００ｍ／ｍｉｎ．とし、１刃当り送り０．１５ｍｍ／刃および切込み０．５ｍｍに設定した。以上の切削条件で前後面を連続加工し、各正面フライスの切刃が欠損に至るまでのエンジンブロックの加工個数を比較した。
【００４１】
従来品においては、切削中の切刃は残留する水溶性切削油剤に接触し、温度差の非常に大きい熱サイクルを受けるため、熱クラックを起点とした早期の欠損が生じ４８個の加工しか行えなかった。一方、本発明品Ａでは、第１供給穴６０の開口部６２から噴射される圧縮空気により、切削しようとする部分に残留する水溶性切削油剤が除去され切刃１１、２１に接触しなくなることから、切刃１１、２１に生じる熱サイクルが軽減された結果、従来品の約４倍にあたる２０３個の加工が行えた。本発明品Ｂでは、さらに第２供給穴７０の開口部７２から噴射された圧縮空気により、エンジンブロック１００に設けられた凹部１０２に残留した水溶性切削油剤が切削点に戻ってこないように除去され確実に切刃１１、２１に接触しなくなることから、従来品の約１０倍、本発明品Ａの約２．５倍にあたる４９８個の加工が行えた。
【００４２】
本発明を適用した正面フライスにおいて、第１および第２供給穴６０、７０の導入部６１、７１および開口部６２、７２の位置、断面形状および工具回転方向Ｋからみた形状、チップの構成（粗用および仕上げ用）、形態、材質、並びに、被削材の形態、材質等は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更、削除並びに追加が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態に係る正面フライスの要部の正面図である。
【図２】図１に示す正面フライスの要部の先端視側面図である。
【図３】図１に示す正面フライスのＳ１−Ｓ１線切断部端面図である。
【図４】図１に示す正面フライスの加工状態の模式図である
【図５】本発明を適用した第２の実施の形態に係る正面フライスの要部の正面図である。
【図６】図５に示す正面フライスの要部の先端視側面図である。
【図７】図５に示す正面フライスのＳ２−Ｓ２線切断部端面図である。
【図８】図５に示す正面フライスの加工状態の模式図である。
【図９】従来の正面フライスの要部の先端視側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 正面フライス
２ 工具本体
５，６ 切屑ポケット
７，８ 凹部
７ａ，８ａ チップ取付け溝
７ｂ，８ｂ 楔挿入溝
８ｃ 調整楔挿入溝
１０ 粗用チップ
２０ 仕上げ用チップ
３０，４０ 楔部材
５０ 調整楔部材
６０ 第１供給穴
７０ 第２供給穴
６１，７１ 導入部
６２，７２ 開口部
１００ エンジンブロック
１０２ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心（ＣＬ）まわりに回転する工具本体（２）の先端外周部に、周方向に沿って略等間隔に複数の切刃（１１、２１）が配設された正面フライスにおいて、
前記工具本体（２）内部には、外部から供給された気体を導入するための第１供給穴（６０）が少なくとも１つ形成され、前記第１供給穴（６０）は、工具外周側に向けて延びる開口部（６２）を有し、且つ、前記開口部（６２）において少なくとも任意の１つの切刃（１１、２１）よりも工具回転方向（Ｋ）前方を指向し、さらに、前記第１供給穴（６０）を流通し前記開口部（６２）から噴射された気体により、切削しようとする部分に残留する液体が除去されることを特徴とする正面フライス。
【請求項２】
工具回転方向（Ｋ）からみたとき、前記第１供給穴（６０）の開口部（６２）が工具本体（２）の軸心（ＣＬ）に直交する直線に対して工具先端側に３°〜４５°の範囲の傾斜角度（α）でもって傾斜する方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の正面フライス。
【請求項３】
前記第１供給穴（６０）は、前記切刃（１１、２１）と同数且つ前記切刃（１１、２１）と対をなすように設けられ、それぞれの第１供給穴（６０）の開口部（６２）において対応する切刃（１１、２１）の工具回転方向（Ｋ）前方を指向していることを特徴とする請求項１又は２記載の正面フライス。
【請求項４】
前記工具本体（２）内部には、外部から供給された気体を導入するための第２供給穴（７０）が少なくとも１つ形成され、前記第２供給穴（７０）は、工具先端側に向けて延びる開口部（７２）を有し、且つ、前記開口部（７２）において切刃（１１、２１）よりも工具内周側を指向し、さらに、前記第２供給穴（７０）を流通し前記開口部（７２）から噴射された気体により、工具先端側に残留する液体が除去されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の正面フライス。
【請求項５】
前記第２供給穴（７０）の開口部（７２）が前記工具本体（２）の軸心（ＣＬ）から距離の異なる複数の位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の正面フライス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の正面フライス（１）を用いた加工方法において、
前記正面フライス（１）の第１供給穴（６０）を流通する気体が前記第１供給穴（６０）の開口部（６２）から噴射されることにより、切刃（１１、２１）が切削しようとする部分に残留する液体を除去しながら切削することを特徴とする加工方法。
【請求項７】
請求項６記載の加工方法において、
前記正面フライス（１）の第２供給穴（７０）を流通する気体が前記第２供給穴（７０）の開口部（７２）から噴射されることにより、工具先端側に残留する液体を除去しながら切削することを特徴とする加工方法。
【請求項１】
軸心（ＣＬ）まわりに回転する工具本体（２）の先端外周部に、周方向に沿って略等間隔に複数の切刃（１１、２１）が配設された正面フライスにおいて、
前記工具本体（２）内部には、外部から供給された気体を導入するための第１供給穴（６０）が少なくとも１つ形成され、前記第１供給穴（６０）は、工具外周側に向けて延びる開口部（６２）を有し、且つ、前記開口部（６２）において少なくとも任意の１つの切刃（１１、２１）よりも工具回転方向（Ｋ）前方を指向し、さらに、前記第１供給穴（６０）を流通し前記開口部（６２）から噴射された気体により、切削しようとする部分に残留する液体が除去されることを特徴とする正面フライス。
【請求項２】
工具回転方向（Ｋ）からみたとき、前記第１供給穴（６０）の開口部（６２）が工具本体（２）の軸心（ＣＬ）に直交する直線に対して工具先端側に３°〜４５°の範囲の傾斜角度（α）でもって傾斜する方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の正面フライス。
【請求項３】
前記第１供給穴（６０）は、前記切刃（１１、２１）と同数且つ前記切刃（１１、２１）と対をなすように設けられ、それぞれの第１供給穴（６０）の開口部（６２）において対応する切刃（１１、２１）の工具回転方向（Ｋ）前方を指向していることを特徴とする請求項１又は２記載の正面フライス。
【請求項４】
前記工具本体（２）内部には、外部から供給された気体を導入するための第２供給穴（７０）が少なくとも１つ形成され、前記第２供給穴（７０）は、工具先端側に向けて延びる開口部（７２）を有し、且つ、前記開口部（７２）において切刃（１１、２１）よりも工具内周側を指向し、さらに、前記第２供給穴（７０）を流通し前記開口部（７２）から噴射された気体により、工具先端側に残留する液体が除去されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の正面フライス。
【請求項５】
前記第２供給穴（７０）の開口部（７２）が前記工具本体（２）の軸心（ＣＬ）から距離の異なる複数の位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の正面フライス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の正面フライス（１）を用いた加工方法において、
前記正面フライス（１）の第１供給穴（６０）を流通する気体が前記第１供給穴（６０）の開口部（６２）から噴射されることにより、切刃（１１、２１）が切削しようとする部分に残留する液体を除去しながら切削することを特徴とする加工方法。
【請求項７】
請求項６記載の加工方法において、
前記正面フライス（１）の第２供給穴（７０）を流通する気体が前記第２供給穴（７０）の開口部（７２）から噴射されることにより、工具先端側に残留する液体を除去しながら切削することを特徴とする加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２８１３８５（Ｐ２００６−２８１３８５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０５７７５（Ｐ２００５−１０５７７５）
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【出願人】（０００２２１１４４）株式会社タンガロイ (185)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【出願人】（０００２２１１４４）株式会社タンガロイ (185)
【Ｆターム（参考）】
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