特許 7131893 ステップ式フライスカッタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-29

(45)【発行日】2022-09-06

(54)【発明の名称】ステップ式フライスカッタ

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/06 20060101AFI20220830BHJP

   B23C 9/00 20060101ALI20220830BHJP

【ＦＩ】

B23C5/06 A

B23C9/00 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2017151905

(22)【出願日】2017-08-04

(65)【公開番号】P2019030916

(43)【公開日】2019-02-28

【審査請求日】2020-04-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】熊切 孝之

(72)【発明者】

【氏名】黒木 啓史

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２７６１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－１０７９１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０５－０１６０３３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１９７２５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５３４１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－０５３６１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－１５０６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０３７４１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－２０２７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４５８６８５５（ＵＳ，Ａ）

【文献】実開昭５１－１６２３８８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｃ ５／０６、５／１０

Ｂ２３Ｃ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りにカッタ回転方向に回転されるカッタ本体と、
上記カッタ本体の先端部の外周に配設される複数の切刃とを有し、
上記切刃は、上記軸線方向に延びる外周刃と、上記外周刃の先端から上記軸線に対する径方向内周側に延びる底刃とを備えて、上記カッタ本体の周方向に沿って徐々に位置をずらされて配設されたステップ式フライスカッタであって、
上記カッタ本体を、周方向において個々の上記切刃を間に挟むとともに上記軸線を含む２つの平面によって相互に区画された複数のセグメントの集合体としたとき、
これらのセグメントには、すべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心が上記軸線上に位置するように各セグメントの重心の位置を調整するプリバランス部がそれぞれ形成され、
上記プリバランス部の外周面にはプリバランス面が形成されており、上記プリバランス面の上記軸線からの距離が調整されることにより、上記すべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心が上記軸線上に位置するように各セグメントの重心の位置が調整されており、
複数の上記切刃のうち、上記外周刃が最も上記カッタ本体の内周側に位置するとともに上記底刃が最も上記軸線方向の先端側に位置する第１の切刃から、上記カッタ回転方向とは反対側に向けて順に、上記第１の切刃以外の上記各切刃の上記外周刃が外周側にずれるとともに上記底刃が上記軸線方向の後端側にずれてゆくことを特徴とするステップ式フライスカッタ。

【請求項2】

上記カッタ本体の先端面は、複数の上記セグメントのうち上記第１の切刃を含む第１のセグメントの先端面が最も先端側に突出し、上記第１のセグメントから、上記カッタ回転方向とは反対側に向けて順に、上記第１のセグメント以外の上記各セグメントの先端面が上記軸線方向の後端側に後退するように階段状に形成され、
上記各セグメントの外周面からの上記外周刃の突出量は、最も外周側に突出する上記切刃の上記外周刃の突出量が大きく、他の上記切刃の上記外周刃の突出量はこれよりも小さな一定の突出量とされていることを特徴とする請求項１に記載のステップ式フライスカッタ。

【請求項3】

上記各セグメントの重心は、上記軸線を中心とした１つの円筒面上に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステップ式フライスカッタ。

【請求項4】

上記各セグメントの重心は、上記カッタ本体の周方向に等間隔に位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のステップ式フライスカッタ。

【請求項5】

上記プリバランス面は、上記軸線方向視において上記切刃の外周刃と底刃とが交差するコーナ部と該軸線とを結ぶ直線に対して垂直な平面であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のステップ式フライスカッタ。

【請求項6】

上記カッタ本体の先端部においては、上記セグメントの外周面が、上記２つの平面に挟まれる上記切刃の外周刃の上記軸線からの半径よりも小さな半径の円筒面状とされ、
上記カッタ本体の後端部に上記プリバランス部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のステップ式フライスカッタ。

【請求項7】

上記切刃のうち、上記カッタ本体の最も先端内周側に配設される切刃は、上記底刃の長さが他の切刃の底刃よりも長いワイパー刃とされるとともに、
上記他の切刃の底刃にはニックが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のステップ式フライスカッタ。

【請求項8】

上記切刃のうち、上記カッタ本体の最も先端内周側に配設される切刃は、上記底刃の長さが他の切刃の底刃よりも長いワイパー刃とされるとともに、
上記カッタ本体には上記ワイパー刃を備えた切刃だけにクーラントを供給するクーラント孔が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のステップ式フライスカッタ。

【請求項9】

上記周方向に隣り合う上記プリバランス面同士が、互いに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のステップ式フライスカッタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸線回りにカッタ回転方向に回転されるカッタ本体の先端部外周に複数の切刃が、カッタ本体の周方向に沿って徐々に位置をずらされて配設されたステップ式フライスカッタに関するものである。

【背景技術】

【0002】

このようなステップ式フライスカッタとして、例えば特許文献１～３には、カッタ本体の外周に複数の切刃を備え、これらの切刃のカッタ本体の軸線方向における位置をカッタ回転方向に沿って順次後退させるとともに、半径方向の位置を順次小さくしたものが記載されている。このうち、特許文献１には、このようなステップ式フライスカッタにおいては、送り量が一定の場合には幅が小さくて厚い切屑が生成されるため、比切削抵抗が小さいとともに切れ味がよいと記載されており、従ってビビリ振動を抑制することができ、またカッタ本体のチップポケットも小さくて済む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭５８－０５１０１１号公報

【文献】特開平１１－３２０２３５号公報

【文献】特開２０１４－１１３６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このようなステップ式フライスカッタでは、複数の切刃のカッタ本体における軸線方向と径方向の位置がずれているため、切刃を含めたカッタ本体の重心の位置も軸線上からずれてしまい、カッタ本体を高速回転させると振れが生じるおそれがある。そして、このような振れが生じると切削加工が不安定となって、良好な加工精度や加工面粗さを得ることができなくなったり、場合によっては切刃にチッピングや欠損を招いたりするおそれがある。

【0005】

本発明は、このような背景の下になされたもので、複数の切刃のカッタ本体における軸線方向と径方向の位置がずらされたステップ式フライスカッタにおいても、カッタ本体を高速回転させたときに振れが生じるのを防いで安定した切削加工を行うことが可能なステップ式フライスカッタを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りにカッタ回転方向に回転されるカッタ本体と、上記カッタ本体の先端部の外周に配設される複数の切刃とを有し、上記切刃は、上記軸線方向に延びる外周刃と、上記外周刃の先端から上記軸線に対する径方向内周側に延びる底刃とを備えて、上記カッタ本体の周方向に沿って徐々に位置をずらされて配設されたステップ式フライスカッタであって、上記カッタ本体を、周方向において個々の上記切刃を間に挟むとともに上記軸線を含む２つの平面によって相互に区画された複数のセグメントの集合体としたとき、これらのセグメントには、すべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心が上記軸線上に位置するように各セグメントの重心の位置を調整するプリバランス部がそれぞれ形成され、上記プリバランス部の外周面にはプリバランス面が形成されており、上記プリバランス面の上記軸線からの距離が調整されることにより、上記すべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心が上記軸線上に位置するように各セグメントの重心の位置が調整されており、複数の上記切刃のうち、上記外周刃が最も上記カッタ本体の内周側に位置するとともに上記底刃が最も上記軸線方向の先端側に位置する第１の切刃から、上記カッタ回転方向とは反対側に向けて順に、上記第１の切刃以外の上記各切刃の上記外周刃が外周側にずれるとともに上記底刃が上記軸線方向の後端側にずれてゆくことを特徴とするものである。

【0007】

このように構成されたステップ式フライスカッタでは、カッタ本体を上述のような複数のセグメントの集合体としたときに、これらのセグメントに、すべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心がカッタ本体の軸線上に位置するように各セグメントの重心の位置を調整するプリバランス部がそれぞれ形成されているので、切刃の位置がずらされていてもカッタ本体を高速回転させたときに振れが生じることはなく、安定した切削加工を可能として加工精度や加工面粗さの向上を図ることができるとともに、切刃のチッピングや欠損も防ぐことができる。
さらに、プリバランス部において上述のようにすべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心が上記軸線上に位置するように各セグメントの重心の位置を調整するには、このプリバランス部の外周面にプリバランス面を形成し、このプリバランス面の上記軸線からの距離を調整することにより、上記カッタ本体の重心の中心が上記軸線上に位置するように各セグメントの重心の位置を調整すればよい。
また上記ステップ式フライスカッタにおいて、上記カッタ本体の先端面は、複数の上記セグメントのうち上記第１の切刃を含む第１のセグメントの先端面が最も先端側に突出し、上記第１のセグメントから、上記カッタ回転方向とは反対側に向けて順に、上記第１のセグメント以外の上記各セグメントの先端面が上記軸線方向の後端側に後退するように階段状に形成され、上記各セグメントの外周面からの上記外周刃の突出量は、最も外周側に突出する上記切刃の上記外周刃の突出量が大きく、他の上記切刃の上記外周刃の突出量はこれよりも小さな一定の突出量とされていることが好ましい。

【0008】

なお、各セグメントの重心の位置は、例えば軸線を挟んで周方向に互いに反対側に位置する一対のセグメント同士の重心の位置が軸線に対する直径線上にあって軸線から等間隔にあれば、この一対のセグメントと他の一対のセグメントとでは重心の軸線からの間隔が異なっていても、すべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心をカッタ本体の軸線上に位置させることができるが、これら各セグメントの重心を、上記軸線を中心とした１つの円筒面上に位置させることにより、確実に上記カッタ本体の重心のカッタ本体の軸線上に位置させることが可能となる。

【0009】

また、各セグメントの重心の位置は、同じく軸線を挟んで周方向に互いに反対側に位置する一対のセグメント同士の重心の位置が軸線に対する直径線上にあって軸線から等間隔にあれば、この一対のセグメントと他の一対のセグメントとでは重心の周方向の間隔が異なっていても、すべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心をカッタ本体の軸線上に位置させることができるが、これら各セグメントの重心を、上記カッタ本体の周方向に等間隔に位置させることにより、一層確実に上記カッタ本体の重心をカッタ本体の軸線上に位置させることが可能となる。

【0011】

上記プリバランス面は、上記軸線方向視において上記切刃の外周刃と底刃とが交差するコーナ部と該軸線とを結ぶ直線に対して垂直な平面とし、この平面と軸線との間隔を調整することによって上記すべてのセグメントを集合した上記カッタ本体の重心を上記軸線上に位置するように各セグメントの重心の位置を調整するのが、カッタ本体の重心の位置を一層確実に軸線上に位置させる上で望ましい。

【0012】

また、上記カッタ本体の先端部においては、上記セグメントの外周面を、上記２つの平面に挟まれる上記切刃の外周刃の上記軸線からの半径よりも小さな半径の円筒面状とすることにより、この外周刃の半径とセグメントの外周面の半径との差をセグメント同士の間で適正な範囲で小さな大きさとすることによって、外周刃が必要以上にカッタ本体先端部の外周面から突出して切刃剛性が損なわれたり、あるいはカッタ本体先端部の外周面が外周刃よりも外周側に位置することで高切り込みができなくなったりするのを防ぐことができる。そして、このような場合には、上記カッタ本体の後端部に上記プリバランス部を形成すればよい。

【0013】

一方、このようなステップ式フライスカッタにおいて、加工面（仕上げ面）の最終的な精度や粗さを決定するのは、複数の上記切刃のうち、上記カッタ本体の最も先端内周側に配設される切刃の底刃となる。そこで、このカッタ本体の最も先端内周側に配設される切刃を、その底刃の長さが他の切刃の底刃よりも長いワイパー刃とすることにより、加工面を平滑に仕上げてより良好な加工精度および加工面粗さを得ることが可能となる。

【0014】

そして、こうしてカッタ本体の最も先端内周側に配設される切刃をワイパー刃としたときには、このワイパー刃とされた切刃以外の上記他の切刃は加工面粗さ等には影響を及ぼさないので、この他の切刃の底刃にニックを形成することにより、予め分断された切屑を生成して切削抵抗を一層低減することが可能となる。

【0015】

また、同様にカッタ本体の最も先端内周側に配設される切刃を、その底刃の長さが他の切刃よりも長いワイパー刃としたときには、上記カッタ本体に、上記ワイパー刃とされた切刃だけにクーラントを供給するクーラント孔を形成することにより、このワイパー刃にクーラントを集中して供給することができ、長く延びる切屑の効率的な排出を促すことが可能となる。
また、上記周方向に隣り合う上記プリバランス面同士が、互いに接続されていることとしてもよい。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したように、本発明によれば、カッタ本体を高速で回転させても振れが生じるのを防ぐことができ、安定した切削加工を促して優れた加工精度や加工面粗さを得ることができるとともに、切刃にチッピングや欠損が発生するのも防いで円滑な切削を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態を示すカッタ本体の上面側からの斜視図である。

【図2】図１に示す実施形態の底面側からの斜視図である。

【図3】図１に示す実施形態の平面図である。

【図4】図１に示す実施形態の底面図である。

【図5】図３および図４における矢線Ｗ方向視の側面図である。

【図6】図３および図４における矢線Ｘ方向視の側面図である。

【図7】図３および図４における矢線Ｙ方向視の側面図である。

【図8】図３および図４における矢線Ｚ方向視の側面図である。

【図9】図１に示す実施形態においてカッタ本体の最も先端内周側に切刃が配設されるセグメントを示す、カッタ本体の上面側からの斜視図である。

【図10】図９に示すセグメントの底面側からの斜視図である。

【図11】図９に示すセグメントの平面図である。

【図12】図９に示すセグメントの底面図である。

【図13】図１１および図１２における矢線Ｗ方向視の側面図である。

【図14】図１１および図１２における矢線Ｘ方向視の側面図である。

【図15】図１１および図１２における矢線Ｙ方向視の側面図である。

【図16】図１１および図１２における矢線Ｚ方向視の側面図である。

【図17】図１に示す実施形態に取り付けられる第１の切削インサートの（ａ）カッタ回転方向Ｔ側から見た側面図、（ｂ）カッタ本体の底面側から見た底面図である。

【図18】図１に示す実施形態に取り付けられる第２～第８の切削インサートの一例を示すカッタ回転方向Ｔ側から見た側面図である。

【図19】図１に示す実施形態に取り付けられる第２～第８の切削インサートの他の例を示すカッタ回転方向Ｔ側から見た側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１ないし図８は本発明のステップ式フライスカッタの一実施形態を示すものであり、図９ないし図１６はこの実施形態のステップ式フライスカッタにおけるカッタ本体１の最も先端内周側に切刃が配設されるセグメントを示すものである。本実施形態において、カッタ本体１は、鋼材等の金属材料により概略円盤状に一体に形成されており、その先端部（図５ないし図８において下側部分）は大径で概略円板状の切刃部２とされるとともに、後端部（図５ないし図８において上側部分）は切刃部２よりも小径で多角形板状のプリバランス部３とされている。

【0019】

また、カッタ本体１には、軸線Ｏを中心とする断面円形の取付孔４が貫通するように形成されており、この取付孔４は、プリバランス部３では小径とされるとともに切刃部２では大径とされた段付き孔とされている。カッタ本体１は、この取付孔４に取り付けられるアーバ等を介して工作機械の主軸に把持され、図中に符号Ｔで示すカッタ回転方向に軸線Ｏ回りに回転されつつ、該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されて、切刃部２に設けられた切刃５により被削材に平坦な加工面を形成する。

【0020】

ここで、本実施形態においては、上記切刃５はカッタ本体１に着脱可能に取り付けられる切削インサート６に形成されている。すなわち、本実施形態のステップ式フライスカッタは刃先交換式のフライスカッタであり、切刃部２の先端部外周には周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では８つ）のチップポケット７が形成されるとともに、これらのチップポケット７のカッタ回転方向Ｔを向く壁面には、上記切削インサート６が取り付けられるインサート取付座８がそれぞれ形成されている。

【0021】

本実施形態の切削インサート６における切刃５は、カッタ本体１の外周側に向けられて軸線Ｏ方向に延びる外周刃５ａと、この外周刃５ａの先端から軸線Ｏに対する径方向内周側に延びるカッタ本体１の先端側に向けられた底刃５ｂとを備えている。そして、各インサート取付座８に取り付けられる複数（本実施形態では８つ）の切削インサート６のこのような切刃５は、カッタ本体１の周方向のカッタ回転方向Ｔ側からカッタ回転方向Ｔと反対側に向けて、軸線Ｏ回りの回転軌跡を重なり合わせつつ、カッタ本体１の軸線Ｏ方向と径方向とに段差をもって順に徐々に位置をずらされるように配設される。

【0022】

すなわち、本実施形態では、図４において右側に示す第１の切削インサート６Ａの第１の切刃５Ａが、その外周刃５ａが最もカッタ本体１の内周側に位置するとともに底刃５ｂが最も軸線Ｏ方向の先端側に位置しており、この第１の切削インサート６Ａからカッタ本体１の周方向に沿ってカッタ回転方向Ｔとは反対側に向けて第２～第８の切削インサート６Ｂ～６Ｈの順に、それぞれの第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈの外周刃５ａが外周側に略平行にずれるとともに底刃５ｂが軸線Ｏ方向の後端側に略平行にずれてゆく。そして、これら第１～第８の切刃５Ａ～５Ｈは、互いの外周刃５ａと底刃５ｂの軸線Ｏ回りの回転軌跡が交差するようにして上述のように重なり合っている。

【0023】

ここで、本実施形態において、上記第１の切削インサート６Ａは図１７に示すように、超硬合金等の硬質材料よりなる多角形板状（例えば、方形板状）のインサート本体（台金）６ａの多角形面である底面における１つの辺稜部に、インサート本体６ａよりも硬度が高いダイヤモンド焼結体等の高硬度焼結体よりなる長方形板状の切刃部材６ｂが接合されたポジティブタイプの切削インサートであって、この切刃部材６ｂの上記１つの辺稜部に相当する部分に底刃５ｂが形成されるとともに、この底刃５ｂの端部からインサート本体６ａの厚さ方向に延びる辺稜部に外周刃５ａが形成されている。なお、上記底面の中央には、インサート本体６ａを貫通する貫通孔６ｃが開口している。

【0024】

このような第１の切削インサート６Ａは、インサート本体６ａの底面をカッタ本体１の先端側に向けるとともに切刃部材６ｂをカッタ回転方向Ｔに向け、貫通孔６ｃに挿通された取付ネジ９がインサート取付座８の先端側を向く面に形成されたネジ孔にねじ込まれることにより、カッタ本体１に着脱可能に取り付けられる。すなわち、この第１の切削インサート６Ａは、厚さ方向よりも寸法の大きな長さ方向または幅方向をカッタ回転方向Ｔに向けた、いわゆる縦刃式にカッタ本体１に取り付けられる。このとき、カッタ本体１の外周側に向けられた外周刃５ａには正のアキシャルレーキ角が与えられるとともに、カッタ回転方向Ｔに向けられる底刃５ｂは軸線Ｏに垂直な平面上に位置して図４に示すように負のラジアルレーキ角が与えられる。

【0025】

一方、この第１の切削インサート６Ａ以外の他の第２～第８の切削インサート６Ｂ～６Ｈは、例えば図１８に示すように、超硬合金等の硬質材料により一体に形成された同形同大の多角形板状（例えば、方形板状）のインサート本体６ａを有し、このインサート本体６ａのカッタ回転方向Ｔに向けられる多角形面の対角線上に位置する複数（図１８では４つ）のコーナ部Ｃに交差する２つの辺稜部に切刃５の外周刃５ａと底刃５ｂとが形成されている。本実施形態では、底刃５ｂのコーナ部Ｃ側には該底刃５ｂに交差する凹溝状のニック６ｄが複数形成されている。また、上記多角形面の中央には、インサート本体６ａを貫通する貫通孔６ｃが開口している。

【0026】

このような第２～第８の切削インサート６Ｂ～６Ｈは、上述したように切刃５が形成された多角形面をカッタ回転方向Ｔに向け、貫通孔６ｃに挿通された取付ネジ９がインサート取付座８のカッタ回転方向Ｔを向く面に形成されたネジ孔にねじ込まれることにより、カッタ本体１に着脱可能に取り付けられる。このとき、外周刃５ａはカッタ本体１の外周側に向けられてコーナ部Ｃから軸線Ｏ方向後端側に延びるとともに、底刃５ｂはカッタ本体１の先端側に向けられて外周刃５ａの先端であるコーナ部Ｃから内周側に延び、外周刃５ａにはやはり正のアキシャルレーキ角が与えられる一方、底刃５ｂには図４に示すように第１の切削インサート６Ａの底刃５ｂよりも正角側に大きい略０°のラジアルレーキ角が与えられる。

【0027】

なお、これら第１～第８の切削インサート６Ａ～６Ｈにおける第１～第８の切刃５Ａ～５Ｈにおいては、底刃５ｂの長さが外周刃５ａの長さよりも長くなるようにされている。また、第１の切削インサート６Ａの第１の切刃５Ａにおける底刃５ｂの長さは、第２～第８の切削インサート６Ｂ～６Ｈの第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈにおける底刃５ｂの長さよりも長くなるようにされており、この第１の切削インサート６Ａの第１の切刃５Ａにおける底刃５ｂは、ワイパー刃とされている。

【0028】

さらに、第１の切削インサート６Ａから第２～第８の切削インサート６Ｂ～６Ｈの順に回転軌跡がずれてゆく第１～第８の切刃５Ａ～５Ｈにおいて、個々の外周刃５ａの外周側へのずれ量は互いに等しく設定されるとともに、個々の底刃５ｂの後端側へのずれ量も互いに等しく設定されている。さらにまた、第１～第８の切削インサート６Ａ～６Ｈにおける第１～第８の切刃５Ａ～５Ｈの外周刃５ａと底刃５ｂとが交差するコーナ部Ｃは、本実施形態では周方向に等間隔となるように配置されている。

【0029】

また、カッタ本体１には、上述のようにアーバ等を介して取り付けられる工作機械の主軸から供給されたクーラントを切刃５に向けて噴出する図示されないクーラント供給孔が形成されている。ここで、このクーラント供給孔は、上記第１の切削インサート６Ａが取り付けられるインサート取付座８のカッタ回転方向Ｔに隣接するチップポケット７にのみ開口して、この第１の切削インサート６Ａの切刃５だけにクーラントを供給するものとされている。なお、他の第２～第８の切削インサート６Ｂ～６Ｈにおける第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈには、カッタ本体１の外部からクーラントが供給される。

【0030】

そして、上述のような切刃５が形成された切削インサート６および取付ネジ９を含めたカッタ本体１を、図４および図９ないし図１６に示すように周方向において個々の切刃５を間に挟むとともに軸線Ｏを含む２つの平面Ｐ１～Ｐ８によって相互に区画した、すなわち切断した複数のセグメントＳ１～Ｓ８の集合体としたとき、これらのセグメントＳ１～Ｓ８の重心の位置は、上記プリバランス部３により、すべてのセグメントＳ１～Ｓ８を集合した集合体である上記カッタ本体１の重心が上記軸線Ｏ上に位置するように調整されている。

【0031】

ここで、本実施形態では、このプリバランス部３の外周面に、プリバランス面１０Ａ～１０Ｈがそれぞれ形成されており、これらのプリバランス面１０Ａ～１０Ｈの上記軸線Ｏからの距離が調整されることにより、すべてのセグメントＳ１～Ｓ８を集合したカッタ本体１の重心が軸線Ｏ上に位置するように各セグメントＳ１～Ｓ８の重心の位置が調整されている。さらに、本実施形態においては、これらのセグメントＳ１～Ｓ８の重心の位置は、軸線Ｏから等しい距離にあって周方向に等間隔となるように配設されている。

【0032】

より詳しくは、本実施形態では、上記平面Ｐ１～Ｐ８は周方向に略等間隔に配設されており、これら平面Ｐ１～Ｐ８のうち周方向に隣接する２つによって区画される各セグメントＳ１～Ｓ８には１つずつの切刃５（切刃５Ａ～５Ｈのうちのそれぞれ１つ）が含まれるように設定されている。ここで、これら各セグメントＳ１～Ｓ８のプリバランス面１０Ａ～１０Ｈは、上記軸線Ｏ方向視において、各プリバランス面１０Ａ～１０Ｈが形成されたセグメントＳ１～Ｓ８に含まれる上記切刃５Ａ～５Ｈの外周刃５ａと底刃５ｂとが交差するコーナ部Ｃと軸線Ｏとを結ぶ直線Ｌ１～Ｌ８に対して垂直な平面とされている。

【0033】

従って、８つの切刃５Ａ～５Ｈを備えた本実施形態のステップ式フライスカッタにおいては、プリバランス面１０Ａ～１０Ｈが形成されるプリバランス部３は概略八角形の平板状に形成される。なお、これらのプリバランス面１０Ａ～１０Ｈには、軸線Ｏ方向視において上記直線Ｌ１～Ｌ８に平行で、すなわち該プリバランス面１０Ａ～１０Ｈに垂直な中心線を有するネジ孔が形成されており、これらのネジ孔にはバランス微調整ネジ１１がねじ込まれている。

【0034】

また、カッタ本体１先端部の切刃部２においては、上記セグメントＳ１～Ｓ８の外周面が、該セグメントＳ１～Ｓ８を区画する上記２つの平面Ｐ１～Ｐ８に挟まれる切刃５の外周刃５ａの軸線Ｏからの半径よりも小さな半径の円筒面状とされている。ただし、これらの外周面が接する上記平面Ｐ１からＰ８の周辺部分においては、この外周面がなす円筒面の半径が調整されて、切刃部２の外周面は全体的には滑らかな凸曲面をなすようにされている。なお、外周刃５ａの周辺における各セグメントＳ１～Ｓ８の外周面からの外周刃５ａの突出量は、最も外周側に突出する第８の切刃５Ｈの外周刃５ａの突出量が大きく、他の第１～第７の切刃５Ａ～５Ｇの外周刃５ａの突出量はこれよりも小さな略一定の突出量とされている。

【0035】

さらに、切刃部２の先端面は、最もカッタ本体１の先端側に突出する第１の切刃５Ａの底刃５ｂを含む第１のセグメントＳ１の先端面が最も先端側に突出し、この第１の切刃５Ａの底刃５ｂから含まれる底刃５ｂが順次後退する第２～第８のセグメントＳ２～Ｓ８の順に各セグメントＳ２～Ｓ８の先端面も軸線Ｏ方向後端側に後退するように階段状に形成されている。なお、各セグメントＳ１～Ｓ８の先端面からの底刃５ｂの突出量は略一定である。

【0036】

このように構成されたステップ式フライスカッタにおいては、切刃５を含めたカッタ本体１を上述のように相互に区画された複数のセグメントＳ１～Ｓ８の集合体としたとき、すべてのセグメントＳ１～Ｓ８を集合した上記カッタ本体１の重心が上記軸線Ｏ上に位置するように各セグメントＳ１～Ｓ８の重心の位置を調整するプリバランス部３がセグメントＳ１～Ｓ８にそれぞれ形成されているので、切削加工時にカッタ本体１を高速回転させてもカッタ本体１に径方向の振れが生じるのを防ぐことができて、安定した切削加工を行うことが可能となる。

【0037】

従って、切刃５の位置が径方向にずれていても、このようなカッタ本体１の振れによって切刃５が必要以上に被削材に切り込まれるのを防ぐことができて、切刃５にチッピングや欠損が生じるのを防止することができるとともに、被削材においても加工精度や加工面粗さを向上させることができる。なお、バランス微調整ネジ１１のネジ込み量を調整することにより、カッタ本体１のバランスの微調整を行うこともできる。

【0038】

さらに、本実施形態では、これらのセグメントＳ１～Ｓ８の重心の位置は、軸線Ｏから等しい距離にある１つの円筒面上において周方向に等間隔となるように配設されているので、重心の位置の設定が容易で、一層確実にすべてのセグメントＳ１～Ｓ８を集合したカッタ本体１の重心が軸線Ｏ上に位置するように調整することが可能となる。さらにまた、プリバランス部３におけるセグメントＳ１～Ｓ８の重心の調整は、本実施形態ではプリバランス部３の外周面に形成されたプリバランス面１０Ａ～１０Ｈの軸線Ｏからの距離を調整することによって行われるので、この重心の位置の設定が一層容易である。

【0039】

さらに、本実施形態におけるプリバランス面１０Ａ～１０Ｈは、軸線Ｏ方向視において切刃５の外周刃５ａと底刃５ｂとが交差するコーナ部Ｃと軸線Ｏとを結ぶ直線Ｌ１～Ｌ８に対して垂直な平面とされている。このため、上記直線Ｌ１～Ｌ８を基準としてプリバランス面１０Ａ～１０Ｈを形成することができるので、一層確実にカッタ本体１の重心を軸線Ｏ上に配置することが可能となる。特に本実施形態では、第１～第８の切削インサート６Ａ～６Ｈにおける第１～第８の切刃５Ａ～５Ｈのコーナ部Ｃは周方向に等間隔となるように配置されているので、直線Ｌ１～Ｌ８も等間隔となり、さらにプリバランス面１０Ａ～１０Ｈを正確に形成し易くなってカッタ本体１の重心の位置も精度良く軸線Ｏ所に配置することができる。

【0040】

また、本実施形態では、カッタ本体１先端部の切刃部２において、各セグメントＳ１～Ｓ８の外周面が、切刃５の周辺では、この切刃５の外周刃５ａの軸線Ｏからの半径よりも小さな半径の円筒面状とされており、プリバランス面１０Ａ～１０Ｈはこの切刃部２よりも後端側のプリバランス部３に形成されている。従って、この外周刃５ａの半径とセグメントＳ１～Ｓ８の外周面の半径との差、すなわち外周刃５ａの突出量を適正な範囲で小さな大きさとすることにより、切刃５の外周刃５ａの剛性や切削インサート６の取付強度を確保しつつ、軸線Ｏ方向にずらされた第１～第８の切削インサート６Ａ～６Ｈの外周刃５ａによって高切り込み加工を行うことが可能となる。

【0041】

しかも、本実施形態においては、カッタ本体１の先端面である切刃部２の先端面も、最もカッタ本体１の先端側に突出する第１の切刃５Ａの底刃５ｂを含む第１のセグメントＳ１の先端面が最も先端側に突出し、この第１の切刃５Ａの底刃５ｂから含まれる底刃５ｂが順次後退する第２～第８のセグメントＳ２～Ｓ８の順に各セグメントＳ２～Ｓ８の先端面も軸線Ｏ方向後端側に順次後退するように階段状に形成されていて、各セグメントＳ１～Ｓ８の先端面からの底刃５ｂの突出量は略一定とされている。このため、切刃５の底刃５ｂの剛性や底刃５ｂ側での切削インサート６の取付強度も確実に確保することが可能となる。

【0042】

一方、本実施形態のようなステップ式フライスカッタでは、複数の切刃５Ａ～５Ｈのうち、カッタ本体１の最も先端内周側に配設される第１の切刃５Ａの底刃５ｂが、最終的な加工面の精度や粗さを決定することになる。従って、この第１の切刃５Ａの底刃５ｂが軸線Ｏに垂直な平面に位置していれば、第１の切削インサート６Ａの厚さ方向の正面振れ調整は不要となる。そして、本実施形態では、この第１の切刃５Ａの底刃５ｂが、他の第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈよりも長いワイパー刃とされて、軸線Ｏに垂直な平面上に配設されているので、加工面をより平滑に仕上げて高い加工精度および加工面粗さを得ることが可能となる。

【0043】

これに対して、上記他の第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈの底刃５ｂには、本実施形態では凹溝状のニック６ｄが形成されており、切屑を分断しながら生成して切削抵抗の低減を図ることができるので、本実施形態のステップ式フライスカッタは、上述のように高切り込み加工が可能であることも相俟って、荒加工から仕上げ加工までに使用することが可能となる。なお、このように底刃５ｂにニック６ｄを形成したときには、他の第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈによる加工面粗さは損なわれることになるが、これら他の第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈの底刃５ｂによる加工面は第１の切刃５Ａの底刃５ｂによって削り取られてしまうので、最終的な加工精度や加工面粗さに影響が及ぶことはない。

【0044】

さらに、本実施形態では、このようにカッタ本体１の最も先端内周側に配設される第１の切刃５Ａが、その底刃５ｂの長さが他の第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈの底刃５ｂよりも長いワイパー刃とされているのに対し、カッタ本体１には、このワイパー刃となる底刃５ｂを備えた第１の切刃５Ａだけにクーラントを供給するクーラント孔が形成されている。このため、ワイパー刃とされる底刃５ｂに集中してクーラントを供給することができて、ニックがないために分断されずに長く延びる切屑を効率的に排出することが可能となる。

【0045】

なお、本実施形態では、上記他の第２～第８の切刃５Ｂ～５Ｈを有する第２～第８の切削インサート６Ｂ～６Ｈは、超硬合金等の硬質材料により一体に形成されたものであり、ダイヤモンド焼結体のような高硬度焼結体よりなる切刃部材６ｂが接合された第１の切削インサート６Ａよりも低コストであるが、これら第２～第８の切削インサート６Ｂ～６Ｈにおいても、図１９に示す他の例のように高硬度焼結体よりなる切刃部材６ｂが接合されたものを用いてもよい。ここで、図１９において図１８に示した切削インサート６と共通する部分には同一の符号を配してある。

【0046】

すなわち、この他の例の切削インサート６Ｂ～６Ｈは、超硬合金等の硬質材料により一体に形成された多角形板状（例えば、方形板状）のインサート本体（台金）６ａのカッタ回転方向Ｔに向けられる多角形面の対角線上に位置する複数（図１８では４つ）のコーナ部Ｃに、インサート本体６ａよりも硬度が高いダイヤモンド焼結体等の高硬度焼結体よりなる三角形板状の切刃部材６ｂが接合されたポジティブタイプの同形同大の切削インサートである。そして、これらの切刃部材６ｂのカッタ本体１外周側に向けられる辺稜部に外周刃５ａが形成されるとともに、先端側に向けられる辺稜部に外周刃５ａよりも長くニック６ｄが形成されていない底刃５ｂが形成される。

【0047】

このような他の例の切削インサート６Ｂ～６Ｈにおいては、例えば鋳鉄等の鋳物の切削加工のように切屑が元々分断され易く生成される場合に、ニック６ｄが形成されていなくても切削抵抗の低減を図ることができる。しかも、切刃５が超硬合金よりも高硬度のダイヤモンド焼結体のような高硬度焼結体よりなる切刃部材６ｂに形成されているので、切削インサート６Ｂ～６Ｈの長寿命化を図ることができる。

【0048】

また、第１の切削インサート６Ａにおいては、図１７（ａ）に破線で示すように、底面側に切刃部材６ｂが接合されてカッタ回転方向Ｔに向けられる側面を、底刃５ｂが形成された底面側から反対側に向かうに従い幅狭となる台形状に形成して、外周刃５ａが軸線Ｏ方向後端側に向かうに従いカッタ本体１の内周側に向かうように傾斜させてもよい。このように外周刃５ａを傾斜させることにより、最終的に加工精度や加工面粗さを決定する第１の切刃５Ａの外周刃５ａにバリ取り機能を持たせることができ、一層良好な仕上げ面を形成することができる。

【0049】

さらに、この第１の切削インサート６Ａにおいては、超高硬度焼結体よりなる切刃部材６ｂが、図１７（ｂ）がインサート本体（台金）６ａの多角形面（底面）における１つの辺稜部だけに接合されており、この多角形面の反対側の他の１つの辺稜部はインサート本体６ａを形成する超硬合金のままである。そこで、例えば鋳物の湯口を切削するような場合には、第１の切削インサート６Ａをその貫通孔６ｃ回りに１８０°回転してインサート取付座８に取り付け直し、この他の１つの辺稜部を底刃として切削に使用するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１ カッタ本体
２ 切刃部
３ プリバランス部
４ 取付孔
５（５Ａ～５Ｈ） 切刃
５ａ 外周刃
５ｂ 底刃
６（６Ａ～６Ｈ） 切削インサート
１０Ａ～１０Ｈ プリバランス面
１１ バランス微調整ネジ
Ｏ カッタ本体１の軸線
Ｔ カッタ回転方向
Ｃ 切刃５の外周刃５ａと底刃５ｂとが交差するコーナ部
Ｐ１～Ｐ８ 切刃５を間に挟む２つの軸線Ｏを含む平面
Ｓ１～Ｓ８ セグメント
Ｌ１～Ｌ８ 軸線Ｏ方向視においてコーナ部Ｃと軸線Ｏとを結ぶ直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】