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技術 機械加工用加工工具、および繊維強化プラスチック製部品切削方法

出願人 ホフシュミットツェルシュパヌングシステーメゲーエムベーハー
発明者 ホフシュミット,ラルフ
出願日 2013年9月27日 (7年4ヶ月経過) 出願番号 2015-534927
公開日 2015年10月15日 (5年4ヶ月経過) 公開番号 2015-530274
状態 特許登録済
技術分野 フライス加工
主要キーワード 円周回り 負荷成分 損傷部品 単一刃 エンドミルカッター ステップドリル 機械加工工具 サンドイッチ材
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題・解決手段

本発明は加工工具、特に炭素繊維強化プラスチックガラス繊維強化プラスチック、或いはポリエステル糸補強したプラスチック等の、繊維強化材料機械加工用のエンドミルカッターに関する。前記加工工具は、それぞれの後追いする下加工ランドを伴って、下加工刃先(13,14,15,16,17,18)を有する刃先を形成する複数の主縦溝(1,2,3,4,5,6)と、前記複数の主縦溝(1,2,3,4,5,6)に対応し、それぞれに各前記主縦溝(1,2,3,4,5,6)のうちの1つを円周方向で後追いし、それぞれに円周方向で後加工ランドを円周方向で先行する前記下加工ランドから隔て、前記後加工ランドを伴って後加工刃先(19,20,21,22,23,24)を有する刃先を形成する、複数の補助縦溝(7,8,9,10,11,12)と、を備える。本発明は、各前記下加工刃先(13,14,15,16,17,18)が、互い違いに前記工具の軸に対して右に捩れて、そして捩れずに伸びている。右に捩れて伸びている各前記下加工刃先(13,15,17)を後追いする各前記後加工刃先(19,21,23)は、前記工具の軸に沿って捩れずに伸びている。捩れていない各前記下加工刃先(14,16,18)を後追いする各前記後加工刃先(20,22,24)は、前記工具の軸に対して右に捩れて伸びていることを特徴とする。

概要

背景

汎用型加工工具および、特に繊維強化材料繊維複合材)、例えば炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチックGFRP)、或いはポリエステル糸補強したプラスチック機械加工用のエンドミルカッターが、対応する複数の下加工ランド円周方向に引き離し、それぞれの後追いする下加工ランドと共に、下加工刃先を有する下加工ランドを形成する複数の主縦溝と、前記複数の主縦溝と対応する複数の補助縦溝と、を備え、それぞれの補助縦溝がそれぞれに各前記主縦溝の1つを後追いし、それぞれの補助縦溝が、後加工ランドを円周方向で先行する前記下加工ランドと円周方向に引き離し、前記後加工ランドを伴って、後加工刃先を有する刃先を形成する。

このことは、例えば、ドイツ特許DE 3742942 C1公報、ドイツ実用新案DE 8609688 U1公報、或いは米国特許US 4,285,618 B公報に開示され、それぞれの粗刃先が後追いする仕上げ刃先に一体化されている、仕上げ‐粗削り‐フライスとして周知の金属加工に対応する。

金属加工で周知のこの配列の目的に加えて、粗加工、すなわち粗加工作業段階と、同様に仕上げ加工、すなわちリーマー或いは仕上げ加工作業段階の両方をシングルオペレーションで達成でき、ひいては、より少ない処理時間で良好な表面品質を得ることができるために、繊維強化材料のフライス加工および穿孔加工において、別の問題に挑むべきである。なぜなら、そのような材料製の仕掛品が従来の加工工具で機械加工されるとき、個々の繊維の断裂、或いは糸の接合はよくあることだからである。個々の繊維は、そのように加工部位の縁から引き裂かれ、他のものは前記工具の通過時に加工部位の縁に押し付けられる。そのため、それらは加工点の縁から突き出ている端部のみが切断され、それゆえに、処理後に縁に突き出る。仕上げによって、はみ出している繊維端の切断が実行されるべきである。一方で、同時に主切削作業を行う下加工刃先の設計が許容されるべきであり、当該設計は比較的鈍く、個々の繊維からの断裂を多く起こす傾向はない。

例えば、ドイツ実用新案DE 202 09 768 U公報はサンドイッチ材の機械加工用のステップドリルを開示し、当該ステップドリルでは、ステップ主刃先は互いにずらされ、一方の主刃先が下加工で切削を行い、他方が後加工で穴を広げる。ドイツ実用新案DE 202 11589 U1公報はサンドイッチ材の仕掛品の機械加工用の別のドリルを開示し、2つの下加工ランドがブローチ工具として多少鈍く設計され、各後加工ランドはリーマー工具として鋭い刃先を有して円周方向で後追いする。同様のドリルが、ドイツ実用新案DE 202 11592 U公報、およびDE 203 04580 U1公報に開示され、幅広の円状研削面取り(circular grinding chamfer)が穿孔の補強のために使用され、丸みを帯びた刃先の角部が糸の断裂を防ぐために使用される。

特開2010−234462号公報に開示された工具において、左にねじれている各外周刃がねじれていない各外周刃と互い違いである。欧州特許出願EP 2554309 A1公報(特開2011−206863号のファミリー出願)は、一方で直線の各外周刃を、他方で右に捩れている各外周刃を有する、炭素繊維強化プラスチック等の材料の機械加工用のエンドミルを開示している。

先行する各下加工ランドによって行われる主切削作業と、後追いする各後加工ランドによって行われる後切削処理のみとの分離のアイディアも実施される、繊維強化プラスチックの機械加工用のエンドミルカッターが、ドイツ特許DE 11 2009 000 000 013 B4公報に示されている。そこでは、各前記先行する下加工ランドは左捩れで、各前記後追いする後加工ランドは右捩れである。そこでは、そのことがバリを防ぐはずである。

概要

本発明は加工工具、特に炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、或いはポリエステル糸で補強したプラスチック等の、繊維強化材料の機械加工用のエンドミルカッターに関する。前記加工工具は、それぞれの後追いする下加工ランドを伴って、下加工刃先(13,14,15,16,17,18)を有する刃先を形成する複数の主縦溝(1,2,3,4,5,6)と、前記複数の主縦溝(1,2,3,4,5,6)に対応し、それぞれに各前記主縦溝(1,2,3,4,5,6)のうちの1つを円周方向で後追いし、それぞれに円周方向で後加工ランドを円周方向で先行する前記下加工ランドから隔て、前記後加工ランドを伴って後加工刃先(19,20,21,22,23,24)を有する刃先を形成する、複数の補助縦溝(7,8,9,10,11,12)と、を備える。本発明は、各前記下加工刃先(13,14,15,16,17,18)が、互い違いに前記工具の軸に対して右に捩れて、そして捩れずに伸びている。右に捩れて伸びている各前記下加工刃先(13,15,17)を後追いする各前記後加工刃先(19,21,23)は、前記工具の軸に沿って捩れずに伸びている。捩れていない各前記下加工刃先(14,16,18)を後追いする各前記後加工刃先(20,22,24)は、前記工具の軸に対して右に捩れて伸びていることを特徴とする。

目的

前記それぞれの先行する下加工刃先に、それぞれに異なる角度間隔で各前記後加工刃先を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

それぞれが、それぞれの後追いする下加工ランドを伴って、下加工刃先(13,14,15,16,17,18)を有する刃先を形成する、4つ或いは6つの主縦溝(1,2,3,4,5,6)と、前記複数の主縦溝(1,2,3,4,5,6)に対応する複数の補助縦溝(7,8,9,10,11,12)であって、それぞれの補助縦溝(7,8,9,10,11,12)は、それぞれに各前記主縦溝(1,2,3,4,5,6)のうちの1つを後追いし、それぞれの補助縦溝(7,8,9,10,11,12)は、後加工ランドを円周方向で先行する前記下加工ランドと円周方向で隔て、それぞれの補助縦溝(7,8,9,10,11,12)は、前記後加工ランドを伴って後加工刃先(19,20,21,22,23,24)を有する刃先を形成する、複数の補助縦溝(7,8,9,10,11,12)と、を備える加工工具、特に炭素繊維強化プラスチックガラス繊維強化プラスチック、或いはポリエステル糸補強したプラスチック等の、繊維強化材料機械加工用のエンドミルカッターにおいて、各前記下加工刃先(13,14,15,16,17,18)が、一方で前記工具の軸の周りで右に捩れて、他方で前記工具の軸の周りで捩れずに、或いは直接に先行する前記下加工刃先の右捩れよりも絶対値で小さく捩れて、互い違いで伸び、右に捩れている各前記下加工刃先(13,15,17)を後追いする各前記後加工刃先(19,21,23)は、前記工具の軸に沿って捩れずに、或いは少なくとも直接に先行する前記下加工刃先の右捩れよりも絶対値で小さく捩れて伸び、各前記後加工刃先(20,22,24)が、前記工具の軸の周りで右に捩れて伸び、各当該後加工刃先(20,22,24)が、捩れていない各前記下加工刃先を後追いするか、或いは、少なくとも直接に先行する各前記下加工刃先(13,15,17)右捩れよりも絶対値で小さく捩れている、各前記下加工刃先(14,16,18)を後追いする、ことを特徴とする加工工具。

請求項2

全ての前記後加工刃先(19,20,21,22,23,24)におけるすくい角が、それぞれの先行する各前記下加工刃先(13,14,15,16,17,18)におけるすくい角よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の加工工具。

請求項3

先行する各前記下加工刃先(13,14,15,16,17,18)における刃先の角部から、それぞれの後追いする前記後加工刃先(19,20,21,22,23,24)における刃先の角部への位相角が、それぞれの後追いする前記後加工刃先(19,20,21,22,23,24)における刃先の角部から、それぞれの後追いする前記下加工刃先(13,14,15,16,17,18)における刃先の角部への位相角よりも小さい、そして、例えば、4つの下加工刃先と後加工刃先を有する工具では、全ての後加工刃先において約20度から35度であり、例えば、6つの下加工刃先(13,14,15,16,17,18)と後加工刃先(19,20,21,22,23,24)を有する工具では、全ての後加工刃先において約20度から35度であることを特徴とする請求項1或いは請求項2に記載の加工工具。

請求項4

各前記下加工刃先(13,14,15,16,17,18)が円周に亘って等間隔に分布し、各前記後加工刃先(19,20,21,22,23,24)が円周に亘って等間隔に分布することを特徴とする請求項1、請求項2或いは請求項3に記載の加工工具。

請求項5

各前記刃先の角部が少なくとも各前記下加工刃先において、好適には0.1mmから0.5mmの半径で丸められていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項6

前記複数の主縦溝(1,2,3,4,5,6)と、それぞれが円周方向で前記複数の主縦溝(1,2,3,4,5,6)を後追いしている対応する前記複数の補助縦溝(7,8,9,10,11,12)が、4つ或いは6つあることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項7

捩れていない、或いはほとんど捩れていない各前記下加工刃先と、各前記後加工刃先(19,20,21,22,23,24)が、−2度から2度の捩れ角で、好適には0度で捩れずに伸びることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項8

右に捩れている各前記刃先(13,15,17,20,22,24)が、10度から−6度、好適には8度の捩れ角で伸びることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項9

各前記下加工刃先と後加工刃先(13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24)の切削長が、最大で前記工具の直径の2倍の数値であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項10

前記すくい角が、全ての後加工刃先において異なり、特に、最小のすくい角の下加工刃先から最大のすくい角の下加工刃先に増大し、好適には、再び前記最小のすくい角を有する下加工刃先が前記最大のすくい角を有する下加工刃先に続くまで、例えば3度から5度のステップ幅で、円周回り順番に増大し、4つの下加工刃先と後加工刃先を有する工具では、すくい角が、例えば4つの下加工刃先において、5度、8度、11度、14度であることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項11

各前記下加工刃先がそれぞれに、円状研削面取りなしでクリアランス表面合流し、逃げ角が、全ての前記下加工ランドにおいて異なり、好適には、逃げ角が最小の下加工ランドから始まり、逃げ角が最大の下加工ランドにいたるまで、それぞれ3度から5度ずつ増大し、例えば4つの下加工ランドと後加工ランドを有する工具では、当該4つの下加工ランドにおいて12度、17度、22度、27度であり、好適には、最小の逃げ角はすくい角が最小の下加工刃先を有する下加工ランドに設けられ、逃げ角は、個々の前記下加工ランドにおいて、そのランドのすくい角と一緒に増大し、例えば、5度、8度、11度、14度の増大するすくい角を有する4つの下加工ランドと後加工ランドを有する工具では、12度の逃げ角はすくい角が5度の当該下加工ランドに、17度の逃げ角はすくい角が8度の当該下加工ランドに、22度の逃げ角はすくい角が11度の当該下加工ランドに、27度の逃げ角はすくい角が14度の当該下加工ランドに設けられることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項12

すくい角が、全ての後加工刃先において異なり、好適には、すくい角が最小の後加工刃先から始まり、すくい角が最大の後加工刃先にいたるまで、それぞれ3度から5度ずつ増大し、例えば、すくい角が10度、14度、18度、22度の4つの下加工刃先と後加工刃先を有する工具では、後加工刃先のすくい角は好適には、すくい角が最小の下加工刃先を後追いする後加工刃先で最大になり、すくい角が最大の下加工刃先を後追いする後加工刃先で最小になるまで、それぞれの先行する下加工刃先のすくい角の増大に伴って減少することを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項13

逃げ角が、全ての後加工刃先において異なり、好適には、逃げ角が最小の後加工刃先から始まり、逃げ角が最大の後加工刃先にいたるまで、それぞれ3度から5度ずつ増大し、後加工刃先の逃げ角は好適には、逃げ角が最小の下加工刃先を後追いする後加工刃先で最大になり、逃げ角が最大の下加工刃先を後追いする後加工刃先で最小になるまで、それぞれの先行する下加工刃先の逃げ角の増大に伴って減少することを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載の加工工具。

請求項14

最終的につぎあてを用いて接合される部品において、各ステップ、特に、0.1mmから0.5mmの高さと幅を有する各ステップが、不具合孔等の損傷領域の周りで、つぎあての方に向かって段にされる、或いはつぎあての方に向かって、壁沿い広がりながら段にされる、CFRP等の繊維強化プラスチック製損傷部品修理方法であって、前記各段が、請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の加工工具を用いてフライス加工されることを特徴とする損傷部品の修理方法。

請求項15

3mm未満、好適には1.5未満の厚さの、CFRP等の繊維強化プラスチック製の板の切出し方法であって、請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の加工工具を用いてフライス加工されることを特徴とする切出し方法。

技術分野

0001

本発明は請求項1の前文に記載された繊維強化材料機械加工用の加工工具、および請求項14の前文に記載された繊維強化プラスチック薄板の切出し加工の方法に関連する。

背景技術

0002

汎用型の加工工具および、特に繊維強化材料(繊維複合材)、例えば炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチックGFRP)、或いはポリエステル糸補強したプラスチックの機械加工用のエンドミルカッターが、対応する複数の下加工ランド円周方向に引き離し、それぞれの後追いする下加工ランドと共に、下加工刃先を有する下加工ランドを形成する複数の主縦溝と、前記複数の主縦溝と対応する複数の補助縦溝と、を備え、それぞれの補助縦溝がそれぞれに各前記主縦溝の1つを後追いし、それぞれの補助縦溝が、後加工ランドを円周方向で先行する前記下加工ランドと円周方向に引き離し、前記後加工ランドを伴って、後加工刃先を有する刃先を形成する。

0003

このことは、例えば、ドイツ特許DE 3742942 C1公報、ドイツ実用新案DE 8609688 U1公報、或いは米国特許US 4,285,618 B公報に開示され、それぞれの粗刃先が後追いする仕上げ刃先に一体化されている、仕上げ‐粗削り‐フライスとして周知の金属加工に対応する。

0004

金属加工で周知のこの配列の目的に加えて、粗加工、すなわち粗加工作業段階と、同様に仕上げ加工、すなわちリーマー或いは仕上げ加工作業段階の両方をシングルオペレーションで達成でき、ひいては、より少ない処理時間で良好な表面品質を得ることができるために、繊維強化材料のフライス加工および穿孔加工において、別の問題に挑むべきである。なぜなら、そのような材料製の仕掛品が従来の加工工具で機械加工されるとき、個々の繊維の断裂、或いは糸の接合はよくあることだからである。個々の繊維は、そのように加工部位の縁から引き裂かれ、他のものは前記工具の通過時に加工部位の縁に押し付けられる。そのため、それらは加工点の縁から突き出ている端部のみが切断され、それゆえに、処理後に縁に突き出る。仕上げによって、はみ出している繊維端の切断が実行されるべきである。一方で、同時に主切削作業を行う下加工刃先の設計が許容されるべきであり、当該設計は比較的鈍く、個々の繊維からの断裂を多く起こす傾向はない。

0005

例えば、ドイツ実用新案DE 202 09 768 U公報はサンドイッチ材の機械加工用のステップドリルを開示し、当該ステップドリルでは、ステップ主刃先は互いにずらされ、一方の主刃先が下加工で切削を行い、他方が後加工で穴を広げる。ドイツ実用新案DE 202 11589 U1公報はサンドイッチ材の仕掛品の機械加工用の別のドリルを開示し、2つの下加工ランドがブローチ工具として多少鈍く設計され、各後加工ランドはリーマー工具として鋭い刃先を有して円周方向で後追いする。同様のドリルが、ドイツ実用新案DE 202 11592 U公報、およびDE 203 04580 U1公報に開示され、幅広の円状研削面取り(circular grinding chamfer)が穿孔の補強のために使用され、丸みを帯びた刃先の角部が糸の断裂を防ぐために使用される。

0006

特開2010−234462号公報に開示された工具において、左にねじれている各外周刃がねじれていない各外周刃と互い違いである。欧州特許出願EP 2554309 A1公報(特開2011−206863号のファミリー出願)は、一方で直線の各外周刃を、他方で右に捩れている各外周刃を有する、炭素繊維強化プラスチック等の材料の機械加工用のエンドミルを開示している。

0007

先行する各下加工ランドによって行われる主切削作業と、後追いする各後加工ランドによって行われる後切削処理のみとの分離のアイディアも実施される、繊維強化プラスチックの機械加工用のエンドミルカッターが、ドイツ特許DE 11 2009 000 000 013 B4公報に示されている。そこでは、各前記先行する下加工ランドは左捩れで、各前記後追いする後加工ランドは右捩れである。そこでは、そのことがバリを防ぐはずである。

先行技術

0008

ドイツ特許明細書DE3742942号
ドイツ実用新案公報DE8609688号
米国特許公報第4,285,618号
ドイツ実用新案公報DE202 09 768号
ドイツ実用新案公報DE202 11589号
ドイツ実用新案公報DE202 11592号
ドイツ実用新案公報DE203 04580号
特開2010−234462号
特開2011−206863号(欧州特許出願公報EP2554309号)
ドイツ特許明細書DE11 2009 000 000 013号

発明が解決しようとする課題

0009

このことから始まって、繊維強化材料の機械加工用の加工工具における、先行する各粗加工ランドと後追いする各仕上げ加工ランドへの機能の分離のアイディアに関して、本発明は、さらに優れた表面品質が達成できるように、そのような材料の機械加工用のエンドミルカッターをさらに発展させるという目的に基づく。特に、繊維強化材料製の薄板の切出し加工用の工具が作成されるべきである。それによって、繊維強化材料製の薄板の切出し加工の方法が向上するはずである。

0010

この目的は、請求項14の特徴を有する切出し加工の方法の面で、請求項1の特徴を有する加工工具に関して達成される。

課題を解決するための手段

0011

本発明における加工工具は、一方で各前記下加工刃先が互い違いに、前記工具の軸の周りを右に捩れて、そして前記工具の軸に沿って捩れていないか或いは少なくともほぼ捩れずに伸びることを特徴とする。他方では、各前記右に捩れている下加工刃先を後追いする各前記後加工刃先は前記工具の軸に沿って捩れていないか或いは少なくともほぼ捩れずに伸びることと、各前記捩れていないか或いは少なくとも実質的に捩れていない下加工刃先を後追いする各前記後加工刃先は前記工具の軸の周りを右に捩れて伸びることと、を特徴とする。

0012

このように、既知の方法において、粗加工の分離、すなわち、粗加工と微細加工すなわち仕上げが行われる。異なる加工は異なる設計の各刃先によって実行される。すなわち、各前記下加工刃先、それぞれの各下加工ランドの各粗刃先と、後追いする各前記後加工刃先、それぞれの各後加工ランドの各仕上げ刃先とによって実行される。また知られているように、それぞれの下加工刃先は各前記後加工刃先の1つに後追いされる。このことが、繊維強化プラスチックのマトリクスに作用する負荷を、先行する前記下加工刃先の衝突と後追いする前記後加工刃先の衝突とで分配する結果をもたらし、前記負荷のより大きな部分は下加工中の前記先行する下加工刃先によって材料にかかり、前記負荷のより小さな部分は後加工中の前記後追いする後加工刃先によって材料にかかることもまた知られている。

0013

ほとんどの処理において、切削、或いは機械加工は右回りで行われる。このことは、通常の時計回りに回転する加工工具にとって、軸方向では引張荷重だけが材料に掛けられることを意味する。発明者は、単一刃先での切削中に、加工部分に作用する個々の切削力が交互の負荷方向からかかる場合に、機械加工される部品の表面品質にプラスの効果を発見した。

0014

したがって、本発明によれば、前記工具の軸の周りで右に捩れて伸びている下加工刃先を、右に捩れているのではなく捩れていない後加工刃先にあとを継がせ、或いは後追いさせる傾向があり、当該後加工刃先はそれから、前記先行する右に捩れている下加工刃先によってちょうど切除される材料を、機械加工される仕掛品の表面からこすり落とす。捩れの方向を変えることによって、前記二つの連続する刃先との衝突中に、繊維強化材料のマトリクスで生じる力が異なる方向からかかり、そのため、前記仕掛品の表面において、少なくとも軸方向に作用する負荷成分に一定の補償が発生する。

0015

CFRP等の繊維強化材料は比較的不均質であり、そのため、材料は一定の負荷方向の刃先の衝突中に、切出しから逃れてしまうかもしれないということである。しかしながら、異なる負荷方向から衝突されれば、そうならない。もしここで、捩れていない中立の後加工刃先が、右に捩れている下加工刃先のあとを継ぐ、或いは後追いするなら、材料、例えば前記下加工刃先との衝突を場合によってかわすことができた糸端は、前記後加工刃先によって引っかけられて切断されるだろう。

0016

圧縮荷重および引張荷重はできる限り交互になる必要がある。しかしながら、幾何学的な理由によって、前記後加工刃先の捩れは、前記下加工刃先の捩れの反対方向には主縦溝の後追いする各補助縦溝との交差なしでは、ひいては前記下加工刃先の前記後加工刃先との交差なしでは不可能である。それゆえに、右に捩れている前記下加工刃先を後追いする前記後加工刃先の、捩れていなくて、左捩れではない走路が与えられる。完全に捩れていない後加工刃先の代わりに、ほとんど捩れていない後加工刃先、すなわち僅かに右に捩れている、或いは直接に先行する下加工刃先に対してより小さく右に捩れている後加工刃先もまた使用されてもよい。僅かな、或いは絶対値でより小さな左の捩れもまた考えられるだろう。

0017

先行する下加工刃先と後追いする後加工刃先だけを考慮するならば、繊維強化仕掛品の樹脂マトリクスに作用する圧縮力引張力のある一定のバランスは既にそれによって達成されている。しかしながら、前記下加工刃先で主に切削加工が行われ、前記材料に作用する負荷のごく一部だけが前記後加工刃先の通過中なのが一般的である。それゆえに、全ての下加工刃先が右に捩れて伸びるなら、好適な引張方向が生じるだろう。なぜなら、各前記後加工刃先が仕掛品上に施用する負荷部分は、各前記下加工刃先の負荷部分に対して相対的に小さい。

0018

本発明によれば、それゆえに、右に捩れている各下加工刃先と捩れていない各後加工刃先が互い違いであるだけではない。むしろ、それぞれの下加工刃先の捩れ方向が、円周方向で次の下加工刃先に対して、右捩れから捩れなしに互い違いになり、完全に捩れていない下加工刃先の代わりに、ほとんど捩れていない下加工刃先、すなわち、小さく、或いは直接的に先行する下加工刃先の右捩れに対してより小さく右に捩れている下加工刃先もまた設けられ得、小さい、或いは絶対値でより小さい左捩れも考えられる。さらにまた、右に捩れている後加工刃先は、前記工具の軸に沿って捩れていない或いはほとんど捩れずに伸びている下加工刃先のあとを継ぐ。

0019

本発明の加工工具を用いると、等しく捩れている互い違いの各仕上げ刃先と各粗刃先とを有する従来の工具で期待できる品質をはるかに超える表面仕上げが達成できる。

0020

本発明の工具の形状は、CFRP或いはGFRP等の繊維強化プラスチック製の薄い、例えば、3mmさらには1.5mm未満の板を切出すのに特に有利であると証明されている。これらの板は通常、積層された個々の材料の層からなり、振動する傾向が強いので、これらの板の切断時がCFRP機械加工用の従来の仕上げ‐粗刃先で行われる場合は、当該振動の繰り返しが材料の破損につながる。各前記刃先の互い違いの捩れによって、前記振動が鎮静し、ひいては切断端がよりきれいになる。

0021

捩れていないか或いはほぼ捩れていない下加工刃先と後加工刃先の捩れ角の適切な数値は、−2度から2度の範囲であり、これらの下加工刃先と後加工刃先は、好適には0度の捩れ角で完全に捩れていない。右に捩れている刃先の捩れ角の適切な数値は、4度から10度、特に6度から10度の範囲であり、好適には8度の捩れ角である。前記捩れ角は、前記工具の軸に対して前記工具の軸を通過する平面における前記刃先の投影角であり、左捩れは負の数値で示され、右捩れは正の数値で示される。前記工具が時計回り、すなわち右回転方向で駆動されるとき、最初に前記右捩れの縦溝が先端で衝突或いは接触するのに反して、最後が左捩れである。

0022

全ての後加工刃先におけるすくい角は、それぞれの先行する下加工刃先におけるすくい角よりも大きい、すなわち、後加工刃先の役割を果たす仕上げ刃先はそれぞれの先行する下加工刃先におけるすくい角よりも鋭いことは有利である。全ての後加工刃先がどの下加工刃先よりも鋭いこともまた有利である。各前記下加工刃先の全て、或いは少なくとも一部における負のレーキ角が考えられるだろう。すなわち、各前記下加工刃先が比較的鈍いブローチ工具として形成されるかもしれない。

0023

すくい角が全ての下加工刃先において異なる場合は、特に有利である。すくい角が全ての後加工刃先においても異なる場合もまた、特に有利である。このことは、繊維強化プラスチックが、不均質な硬度分布を有する、比較的不均質な材料であるという知見に基づいている。すなわち、繊維強化プラスチックは近くて連続した局所において、一方で比較的硬く、一方で比較的柔らかいことがあり得る。前記刃先の捩れの交互性のほかに、異なるすくい角を通じて、前記工具上でこの不均質を複製しようとしている。それ相応高速で、少なくとも一度は正しいすくい角で、機械加工される位置を通過することが望みである。

0024

それぞれに前記下加工刃先が、円状研削面取り(circular grinding chamfer)なしのクリアランス表面合流する場合に、それによって切出される材料の摩擦が、主としてクリアランス表面において回避されることもさらに有利である。同様に、前記後加工刃先が、円状研削面取りなしでクリアランス表面に合流する場合はまた前記後加工切削ランドに好適である。

0025

有利に異なって選択されたすくい角と同様に、処理される材料の不均質に対処するために、逃げ角が全下加工切削ランドにおいて異なる場合は有利である。このために、全後加工刃先において逃げ角が同様に異なる場合もまた有利である。

0026

この効果により、好適には少なくとも2つの右に捩れている各下加工刃先で、異なる捩れ或いは捩れ角を選択することはもちろん、好適には少なくとも2つの捩れていないか或いはほとんど捩れていない各下加工刃先で、異なる捩れ或いは捩れ角を選択することも可能かもしれない。各後加工刃先も同様である。

0027

4つの下加工刃先、そして、個別のケースにおいては特に、工具径が大きい6つの下加工刃先、すなわち、2つ或いは3つの右に捩れている下加工刃先と2つ或いは3つの捩れていないか或いはほとんど捩れていない下加工刃先を有するエンドミルカッターとしての機械加工工具の実施例は、特に有望であると試験において示されている。さらに、単純な工具形状の面で既に普通な、円周に亘る下加工刃先の等間隔分布が、本発明の工具のさらなる発展に有利であることもまた証明されている。

0028

主機加工作業、或いは切断作業は下加工ランドで行われ、それゆえに材料除去は主に前記主縦溝によって行われるので、それぞれの先行する下加工刃先における刃先の角部から、それぞれの後追いする後加工刃先における刃先の角部への位相角が、それぞれの後追いする後加工刃先の前記刃先の角部から、それぞれの後追いする下加工刃先での刃先の角部への位相角よりも小さい場合に、また価値が証明されている。

0029

前記それぞれの先行する下加工刃先に、それぞれに異なる角度間隔で各前記後加工刃先を提供することは、この角度間隔が、次の後追いする下加工刃先との角度間隔よりも小さい限りにおいては、材料の不均質の補償の意味において考えられるだろう。それは単純な工具形状の効果ではあるが、各前記後加工刃先が円周に亘って等間隔に分布していればこそである。

0030

4つの前記下加工刃先と前記後加工刃先を有する加工工具では、実施例において、約20度から35度の値が、全ての前記後加工刃先において、前記先行する下加工刃先の刃先の角部の、それぞれの前記後追いする後加工刃先の角部への位相角に適していると証明され、6つの前記下加工刃先では約15度から25度の値である。

0031

さらに、刃先の角部が前記下加工刃先において少なくともわずかに丸められ、好適には0.05mmから0.5mm、特に0.1mmから0.5mmの半径を有し、ひいては、鋭い刃先の角部や二つの刃先を有する面取りを避ける場合が有利であることは証明されている。それらは切削される材料を引っ掛け、糸或いは繊維を前記材料の表面から剥離する(デラミネーション層間剥離)傾向があるからである。

0032

各前記下加工および後加工刃先の切削長が、前記工具の直径のわずか2倍の数値である場合は、各前記刃先の交差を避けると同時に、単純な工具形状の面でもまた有利である。

0033

各前記下加工刃先のすくい角の増大のために、最小のすくい角を有する下加工刃先から始まり、最大のすくい角を有する下加工刃先にいたるまでの、3度から5度のステップ幅が、表面の滑らかさの面での最良の結果を与えることが示されている。4つずつの下加工および後加工刃先を有する有望な実験例の工具において、前記すくい角は、4つの前記下加工刃先において5度、8度、11度、14度である。再び前記最小のすくい角を有する下加工刃先が前記最大のすくい角を有する下加工刃先に続くまで、前記増大は好適には周囲を回って角度を増すと思われる。

0034

最小の逃げ角を有する下加工ランドから最大の逃げ角を有する下加工ランドにいたるまでの逃げ角の増大のために3度から5度のステップ幅が、表面の滑らかさの面での最良の結果を与えることが示されている。4つずつの下加工および後加工刃先を有する有望な実験例の工具において、前記逃げ角は、4つの前記下加工ランドにおいて12度、17度、22度、27度である。

0035

前記下加工ランドにおける前記逃げ角の増大と前記すくい角の増大の組合せ効果があると思われる。すなわち、最小の逃げ角は好適には、すくい角が最小の下加工刃先を有する下加工ランドに設けられ、前記逃げ角は、個々の前記下加工ランドにおいて、そのランドのすくい角と一緒に増大する。既述の有望な実験例において、例えば、12度の逃げ角は、すくい角が5度の下加工刃先に設けられ、17度の逃げ角は、すくい角が8度の下加工刃先に、22度の逃げ角は、すくい角が11度の下加工刃先に、27度の逃げ角は、すくい角が14度の下加工刃先に設けられる。

0036

前記後加工ランドにおけるすくい角の増大のためにもまた、3度から5度のステップ幅が適切であると証明されており、例えば、4つの下加工および後加工刃先を有する加工工具においては10度、14度、18度、22度である。前記後加工ランドにおける逃げ角の増大とすくい角の増大の同時組合せ効果とは異なるが、各前記後加工ランドにおけるすくい角の増大が、各前記下加工刃先におけるすくい角の増大の逆数となる場合が有利である。つまり、前記すくい角は好適には、最小のすくい角を有する前記下加工刃先を後追いする後加工刃先において最大になり、そして、最大のすくい角を有する前記下加工刃先を後追いする後加工刃先における前記すくい角が最小になるまで、それぞれの先行する前記下加工刃先におけるすくい角の増大に伴って、前記すくい角が減少する。したがって、下加工刃先と後追いする後加工刃先において生じる個々の切削力に起因する総切削力は、極力均一なレベルで、前記加工工具の全ての下加工刃先と後加工刃先のペアのために保持される。

0037

したがって、それに応じて、前記逃げ角は好適には、逃げ角が最小の下加工刃先を後追いする後加工刃先において最大であり、逃げ角が最大の下加工刃先を後追いする後加工刃先における逃げ角が最大になるまで、それぞれの先行する下加工刃先におけるすくい角の増大に伴って減少する。ここでも、3度から5度のステップ幅は、前記後加工ランドにおける逃げ角の増大に有益であることが証明されている。

0038

CFRP等の繊維強化プラスチックの損傷部品修理、いわゆるスカーフ接合はたびたび使用される。特に引き裂かれた孔等の修繕に使用される。このため、段々に配置されたステップは、例えば引き裂かれた孔の周りで非常に微細分解能、例えば0.1mmから0.5mmの分解能で生成される。

0039

従来は、それはレーザー或いはウォータージェットの使用に限られていた。しかしながら、レーザーの使用は、修理される部品の樹脂マトリクスに、非常に容易に厳しい損傷が生じ得る。それに対して、ウォータージェットは、経済的に使用するには、時間がかかりすぎる。

0040

本発明の加工工具を用いることで初めて、CFRP製シャフト等の繊維強化プラスチックの損傷部品のスカーフ接合による修理のために必要なテラス状のステップが、高さと幅において0.1mmから0.5mmの分解能のフライス加工によって、そして、それに続く固着に必要とされる表面の滑らかさを有して作成され得る。

0041

したがって、方法もまた本発明の主題であり、修理を目的として、テラス状に配置されたステップは、CFRP等の繊維強化プラスチックの部品、例えば当該部品の引き裂かれた孔の周囲におけるフライス加工によって、微細な分解能、例えば高さと幅において0.1mmから0.5mmの分解能で、特に、本発明の加工工具、或いは本発明をさらに発展させた加工工具を用いて作成され、前記部品は、前記テラス状のステップを補完するつぎあて、或いは三次元構造物を用いて接合される。

図面の簡単な説明

0042

以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照してより詳細に説明する。図1は、概略的に本発明の実施例におけるエンドミルカッターの工具先端端面図を示す。

実施例

0043

前記エンドミルカッターは、それぞれの前記工具の軸に沿って伸びる後追いする下加工ランドと共に、下加工刃先13,14,15,16,17,18を有する刃先を形成する6つの主縦溝1,2,3,4,5,6を備える。この場合、6つの補助縦溝7,8,9,10,11,12が設けられ、各当該補助縦溝はそれぞれ、円周方向に、前記各主縦溝1,2,3,4,5,6のうちの2つの間に配置される。従って、それぞれの前記補助縦溝は周囲の主縦溝のうちの1つを後追いする。それぞれの補助縦溝7,8,9,10,11,12は先行する下加工ランドの後加工ランドを円周方向に隔てる。この後加工ランド7,8,9,10,11,12を有するそれぞれの補助縦溝7,8,9,10,11,12は後加工刃先19,20,21,22,23,24を有する刃先を形成する。

0044

各前記下加工刃先13,14,15,16,17,18は互い違いに、前記工具の軸に対して右に捩れて、そして前記工具の軸に沿って捩れないで設けられる。すなわち、各前記下加工刃先13,15,17は右に捩れているのに反して、各前記下加工刃先14,16,18は捩れていない。

0045

ここで、各前記後加工刃先19,21,23は直接に各前記右に捩れている下加工刃先13,15,17を後追いして前記工具の軸に沿って捩れずに伸びるのに反して、各前記後加工刃先20,22,24は各前記捩れていない下加工刃先14,16,18を追いかけ前記工具の軸の周りを右に捩れて伸びる。

0046

示された本実施例の変形例と改造例は、本発明の範囲から逸脱することなく実施可能である。

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