JP7031529B2

JP7031529B2 - スカイビングカッター

Info

Publication number: JP7031529B2
Application number: JP2018153102A
Authority: JP
Inventors: 智志鈴木; 賢祐河野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2018-08-16
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2038-08-16
Also published as: JP2020026015A

Description

本発明は、ヘリカル内歯車の仕上げ加工に用いられるスカイビングカッターに関するものである。

例えば特許文献１には、このようなスカイビングカッターとして、ヘリカル歯型の切刃部を備えたスカイビングツール（スカイビングカッター）が記載されている。また、この特許文献１には、内歯を備える円筒状のワークピース（被削材）を上述のようなスカイビングツール（スカイビングカッター）によってスカイビング加工することも記載されている。

特表２０１４－５１６８０８号公報

ところで、このようにヘリカル歯型の切刃部を備えたスカイビングカッターにより、焼き入れ処理後の円筒状または円環状の被削材をスカイビング加工して同じくヘリカル歯型の内歯を有するヘリカル内歯車に仕上げ加工しようとすると、切刃部のカッター本体先端側を向くすくい面とカッター回転方向を向く逃げ面との交差稜線部に形成された切刃と、上記すくい面とカッター回転方向とは反対側を向く逃げ面との交差稜線部に形成された切刃のうち、一方だけが切刃部の被削材の歯溝への入り際や抜け際に被削材に切り込まれてしまい、加工精度が損なわれてしまうおそれがある。

すなわち、このようなスカイビングカッターによる仕上げ加工では通常、個々の切刃部のすくい面は単一の平面上に形成されており、カッター本体と被削材との回転に伴い、ブローチ等による荒加工により形成された歯溝のカッター回転方向を向く壁面に切刃部のカッター回転方向とは反対側を向く切刃が切り込まれて切削するとともに、同じ歯溝のカッター回転方向とは反対側を向く壁面に切刃部のカッター回転方向を向く切刃が切り込まれて切削する。

ところが、すくい面が単一の平面上に形成されていると、カッター回転方向を向く切刃に対してカッター回転方向とは反対側を向く切刃がカッター本体の軸線方向先端側に突出してしまい、切刃部の歯溝への入り際ではカッター回転方向とは反対側を向く切刃だけがカッター回転方向を向く歯溝に接触してしまう。また、歯溝からの切刃部の抜け際ではカッター回転方向を向く切刃だけがカッター回転方向とは反対側を向く歯溝に接触してしまうので、接触した一方の切刃に作用する抵抗によってカッター本体が被削材から逃げてしまい、歯溝の壁面に乱れが生じてしまうため、上述のように加工精度が損なわれると考えられる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、ヘリカル内歯車を仕上げ加工するスカイビングカッターにおいて、良好な加工精度を確保することが可能なスカイビングカッターを提供することを目的としている。

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、軸線回りに回転されるカッター本体の先端部外周に、外周側に突出するとともに上記カッター本体の後端側に向かうに従いカッター回転方向とは反対に延びる切刃部が周方向に等間隔に複数条形成され、これらの切刃部の先端面はすくい面とされるとともに、カッター回転方向を向く側面は第１逃げ面とされ、カッター回転方向とは反対側を向く側面は第２逃げ面とされ、上記すくい面と上記第１逃げ面との交差稜線部には第１切刃が、上記すくい面と上記第２逃げ面との交差稜線部に第２切刃がそれぞれ形成されており、上記すくい面には、カッター回転方向側の部分がカッター回転方向とは反対側の部分よりも上記切刃部が延びる方向の先端側に突出するように段差が形成されていることを特徴とする。

このように構成されたスカイビングカッターでは、切刃部のすくい面に、そのカッター回転方向の部分がカッター回転方向とは反対側の部分よりも切刃部が延びる方向の先端側に突出するように段差が形成されており、これによってカッター回転方向を向く第１切刃とカッター回転方向とは反対側を向く第２切刃の軸線方向の位置を略等しい位置に配設することができる。このため、切刃部の歯溝への入り際と抜け際とで第１切刃と第２切刃の双方を、同時に歯溝のカッター回転方向とは反対側を向く壁面とカッター回転方向を向く壁面に接触させることができるので、歯溝の壁面に乱れが生じるのを防いで加工精度の向上を図ることが可能となる。

なお、切刃部が被削材の歯溝に噛み合うヘリカル歯車形状に形成されたスカイビングカッターの場合、このようにカッター回転方向を向く切刃とカッター回転方向とは反対側を向く切刃の双方を確実に歯溝の双方の溝面に同時に接触させる際に、被削材であるヘリカル内歯車の歯溝とカッター本体の切刃部との良好な噛み合い性を確保して一層高精度の仕上げ加工を行うためには、上記第１切刃と上記第２切刃とは、上記軸線を中心とするカッターピッチ円上において上記軸線方向に等しい位置に配置されていることが望ましい。

また、このような段差を形成する場合には、上記すくい面のカッター回転方向とは反対側の部分を、該すくい面の周方向の中央部に形成された上記段差からカッター回転方向とは反対側に向かうに従い上記カッター本体の先端側に向かうように傾斜する傾斜面とし、この傾斜面を該切刃部の上記第２逃げ面と交差させることにより上記第２切刃を形成するとともに、この傾斜面をさらにカッター回転方向とは反対側に延ばして、上記切刃部のカッター回転方向とは反対側に隣接する他の切刃部の上記第１逃げ面と交差させることによって、この他の切刃部の上記第１切刃を形成することにより、２つの切刃部に跨がって１つの傾斜面を形成することで段差を形成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、切刃部のカッター回転方向を向く切刃とカッター回転方向とは反対側を向く切刃との一方だけが切刃部の歯溝への入り際や抜け際に歯溝の一方の壁面に接触するのを防ぐことができ、歯溝の壁面の乱れを防いで加工精度の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。図１に示す実施形態を軸線方向先端側から見た底面図である。図１に示す実施形態の側面図である。図１に示す実施形態の切刃部の拡大底面図である。図１に示す実施形態の切刃部の拡大側面図である。

図１ないし図５は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、カッター本体１は軸線Ｏを中心とした略円環状に形成されており、このカッター本体１の外周部は先端側（図３において下側）に延びる円筒状をなしていて、この外周部の外周に切刃部２が形成されている。また、カッター本体１の後端部は外周部と一体の円環板状に形成されていて、その内周部は取付孔３とされている。

このようなスカイビングカッターは、カッター本体１の上記取付孔３に工作機械の主軸が取り付けられ、ヘリカル内歯車等の円環状の被削材の内周面にブローチ等によって荒加工されて形成された歯溝に上記切刃部２が噛み合わされ、被削材とともに軸線Ｏ回りにカッター回転方向Ｔに回転されつつ軸線Ｏ方向先端側に送り出されて、切刃部２により上記歯溝に仕上げ加工を行う。

切刃部２は、カッター本体１の先端部外周に、外周側に突出するとともにカッター本体１の後端側（図３において上側）に向かうに従いカッター回転方向Ｔとは反対に延びる突条形状に形成されており、同形同大のこのような切刃部２が周方向に等間隔に複数条配列されている。各切刃部２は、被削材の上記歯溝に噛み合うヘリカル歯車形状に形成されている。

この切刃部２のカッター本体１の先端側を向く先端面はすくい面４とされるとともに、カッター回転方向Ｔを向く側面は第１逃げ面５Ａとされ、またカッター回転方向Ｔとは反対側を向く側面は第２逃げ面５Ｂされる。そして、すくい面４と第１逃げ面５Ａとの交差稜線部には第１切刃６Ａが、すくい面４と第２逃げ面５Ｂとの交差稜線部には第２切刃６Ｂがそれぞれ形成されている。

なお、すくい面４は、カッター本体１の内周側に向かうに従い僅かに後端側に向かうように傾斜している。ただし、すくい面４が内周側に向かうに従い軸線Ｏに垂直な方向に延びていて、すくい角が０°とされていてもよい。また、第１逃げ面５Ａはカッター本体１の内周側に向かうに従い凸曲面を描きつつカッター回転方向Ｔ側に延び、第２逃げ面５Ｂはカッター本体１の内周側に向かうに従い凸曲面を描きつつカッター回転方向Ｔとは反対側に延びている。さらに、カッター本体１の外周側を向く切刃部２の外周面７は、図３に示すようにカッター本体１の後端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜していて、前逃げ角が与えられている。

そして、上記すくい面４には、カッター回転方向Ｔ側の部分４Ａがカッター回転方向Ｔとは反対側の部分４Ｂよりも切刃部２が延びる方向の先端側に突出するように段差８が付けられている。ここで、この段差８は、本実施形態ではすくい面４の周方向の中心に、カッター本体１の径方向に延びるように形成されており、この段差８からすくい面４のカッター回転方向Ｔとは反対側の部分４Ｂは、カッター回転方向Ｔとは反対側に向かうに従いカッター本体１の先端側に向かうように一定の傾斜角で傾斜する傾斜面とされて、第２逃げ面５Ｂと交差することにより、この傾斜面と第２逃げ面５Ｂとの交差稜線部に第２切刃６Ｂが形成されている。

また、この傾斜面は、上記一定の傾斜角のままさらにカッター回転方向Ｔとは反対側に延びていて、該傾斜面がすくい面４のカッター回転方向Ｔとは反対側の部分４Ｂに形成された他の切刃部２のカッター回転方向Ｔとは反対側に隣接する切刃部２に達して、この他の切刃部２のすくい面４のカッター回転方向Ｔ側の部分４Ａとされている。従って、この傾斜面が、上記他の切刃部２の第１逃げ面５Ａと交差することにより、この他の切刃部２の第１切刃６Ａが形成される。

このように構成されたスカイビングカッターでは、切刃部２がカッター本体１の後端側に向かうに従いカッター回転方向Ｔとは反対側に延びているのに対し、切刃部２のすくい面４には、カッター回転方向Ｔ側の部分４Ａがカッター回転方向Ｔとは反対側の部分４Ｂよりも切刃部２が延びる方向の先端側に突出するように段差８が形成されているので、すくい面４が切刃部２の延びる方向に垂直な単一の平面状に形成されている場合に対し、第１切刃６Ａと第２切刃６Ｂを軸線Ｏ方向において略等しい位置に配設することが可能となる。

従って、このような第１切刃６Ａと第２切刃６Ｂとを有する切刃部２によって被削材の歯溝を仕上げ加工する場合には、歯溝への切刃部２の入り際に第１切刃６Ａを歯溝のカッター回転方向Ｔとは反対側を向く壁面に接触させるのと同時に、第２切刃６Ｂも歯溝のカッター回転方向Ｔを向く壁面に接触させることができる。また、被削材の歯溝からの切刃部２の抜け際にも、第１切刃６Ａの歯溝のカッター回転方向Ｔとは反対側を向く壁面との接触を解くのと同時に、第２切刃６Ｂの歯溝のカッター回転方向Ｔを向く壁面への接触を解くことができる。

このため、上記構成のスカイビングカッターによれば、これら被削材の歯溝への切刃部２の入り際や歯溝からの抜け際において、第１、第２切刃６Ａ、６Ｂの一方だけが歯溝のカッター回転方向Ｔを向く壁面またはカッター回転方向Ｔとは反対側を向く壁面に接触した状態となるのを防ぐことができる。従って、これら入り際や抜け際に第１、第２切刃６Ａ、６Ｂの一方が接触することによる抵抗によってカッター本体１が被削材から逃げてしまうのを防ぐことができ、歯溝の壁面に乱れが生じるのを抑えて加工精度の向上を図ることが可能となる。

なお、切刃部２が被削材の歯溝に噛み合うヘリカル歯車形状に形成された本実施形態のようなスカイビングカッターでは、第１切刃６Ａと第２切刃６Ｂとは、軸線Ｏを中心とする上記ヘリカル歯車のカッターピッチ円上において軸線Ｏ方向に等しい位置に配置されていることが望ましい。これにより、被削材であるヘリカル内歯車の歯溝とカッター本体１の切刃部２との良好な噛み合い性を確保して、一層高精度の仕上げ加工を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、切刃部２のすくい面４の周方向中央部に形成された段差８からカッター回転方向Ｔとは反対側に向かうに従いカッター本体１の先端側に向かうように傾斜する傾斜面が形成され、この傾斜面を切刃部２の第２逃げ面５Ｂと交差させることによって第２切刃６Ｂを形成するとともに、この傾斜面をさらにカッター回転方向Ｔとは反対側に延ばして、上記切刃部２のカッター回転方向Ｔとは反対側に隣接する他の切刃部２の第１逃げ面５Ａと交差させることによって、この他の切刃部２の第１切刃６Ａを形成している。

すなわち、このような段差８を形成するのには、例えば一つずつの切刃部２のすくい面４のカッター回転方向Ｔとは反対側の部分４Ｂをカッター回転方向Ｔ側の部分４Ａに対して切刃部２が延びる方向の後端側に凹ませるように形成してもよいが、その場合には第２切刃６Ｂのチップポケットが小さくなって、仕上げ加工といえども切屑詰まりを生じるおそれがあるのに対し、本実施形態のように周方向に隣接する２つの切刃部２に跨がって１つの傾斜面を形成して段差８を形成することにより、第２切刃６Ｂのチップポケットを大きく確保して切屑詰まりを防止することができる。

なお、このようにすくい面４に段差８を形成した場合には、この段差８は切刃部２の外周面７に達して、この外周面７にも段差８が形成されてしまうが、ブローチ等によって荒加工された被削材の歯溝の底面には外周側に凹んだ逃げ部が形成されるため、切刃部２の外周面７に形成された段差８が歯溝と干渉することはない。

１カッター本体
２切刃部
３取付孔
４すくい面
４Ａすくい面４のカッター回転方向Ｔ側の部分
４Ｂすくい面４のカッター回転方向Ｔとは反対側の部分
５Ａ第１逃げ面
５Ｂ第２逃げ面
６Ａ第１切刃
６Ｂ第２切刃
７切刃部２の外周面
８段差
Ｏカッター本体１の軸線
Ｔカッター回転方向

Claims

軸線回りに回転されるカッター本体の先端部外周に、外周側に突出するとともに上記カッター本体の後端側に向かうに従いカッター回転方向とは反対に延びる切刃部が周方向に等間隔に複数条形成され、
これらの切刃部の先端面はすくい面とされるとともに、カッター回転方向を向く側面は第１逃げ面とされ、カッター回転方向とは反対側を向く側面は第２逃げ面とされ、上記すくい面と上記第１逃げ面との交差稜線部には第１切刃が、上記すくい面と上記第２逃げ面との交差稜線部に第２切刃がそれぞれ形成されており、
上記すくい面には、カッター回転方向側の部分がカッター回転方向とは反対側の部分よりも上記切刃部が延びる方向の先端側に突出するように段差が形成されていることを特徴とするスカイビングカッター。
上記第１切刃と上記第２切刃とは、上記軸線を中心とするカッターピッチ円上において上記軸線方向に等しい位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のスカイビングカッター。
上記すくい面のカッター回転方向とは反対側の部分は、該すくい面の周方向の中央部に形成された上記段差からカッター回転方向とは反対側に向かうに従い上記カッター本体の先端側に向かうように傾斜する傾斜面とされて、この傾斜面が該切刃部の上記第２逃げ面と交差することにより上記第２切刃が形成されるとともに、この傾斜面はさらにカッター回転方向とは反対側に延びて、上記切刃部のカッター回転方向とは反対側に隣接する他の切刃部の上記第１逃げ面と交差することにより、この他の切刃部の上記第１切刃が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスカイビングカッター。