JP5118389B2 - ワークへの凹所形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削加工が可能な金属或いは合成樹脂等の素材からなるワークの表面に所定の深さを有する凹所を形成する凹所形成方法に関する。

金属或いは合成樹脂等の素材からなるワークの表面に所定形状の凹部を形成する方法としては、プレスによる押圧加工、或いは化学的なエッチング加工方法が知られている。通常に採用されるプレスによる押圧加工は、所定の板厚を有する金属板に一方面にプレスのパンチを下方に向けて押圧し、底部に所定の板厚を残すようにして、金属板に所定形状の凹所が形成される。

また、他の加工方法としては、金属板の一方面から、一般に周知の化学的なエッチング処理によって金属板に凹所を形成している。

しかしながら、前述した従来の方法において、プレスによる押圧加工は、パンチにより押圧して金属板に凹所を形成するため、凹所の体積分の金属が底部及び周囲に押し込まれ、周囲の金属部分の組成が圧縮されて残留応力になると共にカーリングし、平面度が著しく阻害されてしまう。さらに、凹所への押圧によって金属板の他方面に突出してしまい、矯正が不能の状態に平面度が悪化してしまう。この結果、残留応力の影響から、経時変化によって、特に凹所が歪むことから、寸法が変化してしまい品質上の重大な問題を起こすことがある。また、凹部を押圧加工するためには、大きな押圧力が必要であり、高出力のプレス機が必要になると共に、パンチの耐久性が悪化し、パンチの交換頻度が高くなるため、必然的にコストが高くなる問題も有している。

一方、化学的なエッチング加工方法は、金属板の一方面から化学的に金属を溶解させて凹部を形成するため、エッチングを施す時間を多く必要とするため、大量生産には不向きであり、必然的にコストアップになる問題点がある。さらに、エッチング加工は各部分毎に溶解を制御出来ないため、寸法精度悪くなり実用化には限界が生ずる問題がある。

上述した従来方法の問題点を解決するために、本出願人は、特許第３３１８９０７号公報（特許文献１）において、金属板に大きなストレスを与えることなく凹部を形成することができる金属板への凹部形成方法を提案し、実用に供されている。

上記特許文献１に示された凹部形成方法は、所定の板厚を有する金属板の一方面側から板厚の寸法より浅い所定形状の凹部を押圧形成して上記金属板の他方面側に上記凹部の金属を移行させ上記凹部の深さとほぼ等しい高さの凸部を突出形成する工程と、この凸部を上記他方面と同一面となるように基端から切削加工により切削する工程とを複数回繰り返し、上記金属板の一方面側に徐々に所定の深さの凹部を形成することを特徴としている。

特許第３３１８９０７号公報

上述した凹部形成方法によれば、金属板の所定形状の凹部を押圧形成する工程と、凸部を切削する工程が金属板の一方面側と他方面側であり、しかもこれらの工程を複数回繰り返しているため、金属板に対して一方面側と他方面の両面側から異なる加工が必要になることから、工程が複雑になる問題がある。さらに、金属板にプレス加工により所定形状の凹部を形成するため、少なからずストレスを与えてしまう問題がある。また、プレスによる凹部を押圧形成には、大きな面積を形成することが困難であり、大きな凹部が形成できない問題がある。

そこで、本発明の課題は、切削加工が可能な素材からなるワークの表面に大きな面積であっても小さなストレスで所定の深さを有する凹所を容易に形成する凹所形成方法を提供することにある。また、第２の課題は、凹所を形成するときに生ずるスクラップを保持させて離脱を防止することができる凹所形成方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明にかかるワークへの凹所形成方法の一形態によれば、 切削加工が可能な素材からなると共に切削加工がなされる平らな面を有するワークと、上記ワークよりも小さいと共に上記ワークに形成する凹所の幅に等しい幅であって先端側に刃部が形成された切削工具と、上記切削工具が上記ワークに対して所定角度を有した状態で保持され、上記切削工具により上記ワークを所定角度で掘り下げる掘り下げ方向と上記切削工具を水平方向に相対移動させる移動装置とを備え、上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて上記刃部により上記ワークを掘り下げて肉薄の切削フィンを起立形成するフィン形成工程と、その後上記切削工具を水平方向に移動させて上記切削フィンの基端を切削することによりスクラップを離脱する切削工程とによって、上記ワークに所定の深さの凹所を形成し、上記切削フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記切削工具を掘り下げ方向と水平方向に相対移動させるフィン形成工程と切削工程により次の凹所を形成し、以後フィン形成工程と切削工程を順次繰り返して上記ワークに所定の深さと面積を有する凹所を形成するワークへの凹所形成方法であって、前記フィン形成工程において、上記切削工具により上記ワークを掘り下げて上記切削フィンを起立形成するとき、上記切削フィンの基端側の板厚が厚く先端に至るに従って漸次薄く形成すると共に上記切削フィンの少なくとも基端側の両側を膨出させ、上記切削工程において切削したスクラップを上記凹所の内壁に挟持させることにより保持する。

また、本発明にかかるワークへの凹所形成方法の一形態によれば、切削加工が可能な素材からなるワークと、先端側に刃部が形成された切削工具と、上記切削工具が上記ワークに対して所定角度を有した状態で保持され、上記切削工具により上記ワークを所定角度で掘り下げる掘り下げ方向と上記切削工具を水平方向に相対移動させる移動装置とを備え、上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて上記刃部により上記ワークを掘り下げて肉薄の切削フィンを起立形成するフィン形成工程と、その後上記切削工具を水平方向に移動させて上記切削フィンの基端を切削することによりスクラップを離脱する切削工程とによって、上記ワークに所定の深さの凹所を形成し、上記切削フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記切削工具を掘り下げ方向と水平方向に相対移動させるフィン形成工程と切削工程により次の凹所を形成し、以後フィン形成工程と切削工程を順次繰り返して上記ワークに所定の深さと面積を有する凹所を形成するワークへの凹所形成方法であって、上記ワークに凹所を形成する予定個所の少なくとも一端に、予め所定の深さと幅を有する溝を形成した後、上記切削工具の刃部が上記溝の底面又は底面近傍に達するまで複数回掘り下げ方向に移動させて切削することにより、凹所の底面から上記ワークの表面に至る傾斜した被加工面を形成し、この被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記切削工具を掘り下げ方向と水平方向に相対移動させるフィン形成工程と切削工程により凹所を形成し、以後フィン形成工程と切削工程を順次繰り返して上記ワークに所定の深さと面積を有する凹所を形成する。

また、本発明にかかるワークへの凹所形成方法の一形態によれば、切削加工が可能な素材からなるワークと、先端側に刃部が形成された切削工具と、上記切削工具が上記ワークに対して所定角度を有した状態で保持され、上記切削工具により上記ワークを所定角度で掘り下げる掘り下げ方向と上記切削工具を水平方向に相対移動させる移動装置とを備え、上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて上記刃部により上記ワークを掘り下げて肉薄の切削フィンを起立形成するフィン形成工程と、その後上記切削工具を水平方向に移動させて上記切削フィンの基端を切削することによりスクラップを離脱する切削工程とによって、上記ワークに所定の深さの凹所を形成し、上記切削フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記切削工具を掘り下げ方向と水平方向に相対移動させるフィン形成工程と切削工程により次の凹所を形成し、以後フィン形成工程と切削工程を順次繰り返して上記ワークに所定の深さと面積を有する凹所を形成するワークへの凹所形成方法であって、上記ワークに凹所を形成する予定個所の一端に、上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて基端を上記ワークに連結させた状態でフィンを形成する工程を上記刃部が所定の深さに達するまで１回乃至複数回行うことにより、所定の深さから上記ワークの表面に至る傾斜した被加工面を形成する。

また、本発明にかかるワークへの凹所形成方法の一形態によれば、上記ワークに凹所を形成する予定個所の一端に、上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて基端を上記ワークに連結させた状態でフィンを形成する工程を上記刃部が所定の深さに達するまで１回乃至複数回行い、その後上記切削工具を逆向きにするとともに掘り下げ方向に移動させて複数枚の上記フィンを切削により離脱させることにより被加工面を形成することを特徴とすることができる。

また、本発明にかかるワークへの凹所形成方法の一形態によれば、上記ワークの所定個所に形成する所定の幅の凹所に対し、この凹所の幅よりも小さい幅の上記切削工具により幅狭な凹所を形成し、この幅狭な凹所を複数列形成して幅広な所定の幅の凹所を形成することを特徴とすることができる。

本発明にかかるワークへの凹所形成方法によれば、切削工具によりワークを掘り下げて肉薄な切削フィンを起立形成し、その後、切削工具の水平移動により肉薄な切削フィンを切削して離脱させるとき、切削フィンを肉薄に形成するので、ワークに対するストレスを極小にして容易に切削することができる。また、切削工具によりワークに対して凹所を形成するので、広い面積の凹所であっても容易に形成することが可能となる。

切削工具の幅を凹所の幅に等しく形成することにより、ワークの所定個所に切削工具の幅と同じ幅の凹所を容易に形成でき、フィン形成工程と切削工程の繰り返し回数により長手方向の長さを任意に設定することが可能となる。

フィン形成工程において、切削フィンの基端側の板厚が厚くなるように形成することにより、切削フィンの少なくとも基端側の両側が膨出するので、切削工程において切削フィンを切削したスクラップが凹所の内壁に挟持されることから、スクラップが凹所内に留まり、スクラップの飛散を防止することが可能となる。この結果、スクラップが切削工具やワークに付着することによって生じやすい切削工具の刃部の破損や損傷等を未然に防止することができる。

ワークに凹所を形成する予定位置の一端に予め溝を形成し、この溝から切削工具によってフィン形成工程と切削工程を繰り返すことにより、凹所の底面と内壁との角部を直角に形成することが可能となる。

切削工具の刃部が所定の深さに達するまで、基端をワークに連結させた状態でフィンを形成することにより、フィンは離脱することが防止される。このフィンの形成により傾斜した被加工面を形成されるので、その後、上記切削工具によりフィン形成工程と切削工程を順次繰り返すことにより、上記ワークには所定の深さと面積を有する凹所を形成することができる。凹所が形成された後に、ワークの外形を所定形状に裁断するとき、連結状態のフィンがワークのスクラップと一体になっているので、肉薄かつ軽量のフィンが飛散することなく、ワークや切削工具の刃部への付着による破損や損傷等を未然に防止することができる。

ワークに凹所を形成する予定個所の一端に、切削工具によって順次複数のフィンを所定ピッチの間隔で形成した後、この複数のフィンを切削工具により切削して離脱することにより、被加工面を形成することができ、ワークの中央部分であっても、凹所を容易に形成することが可能となる。

ワークへの凹所形成方法において、ワークとしては切削加工が可能な金属素材或いは合成樹脂素材等の素材が用いられる。上記ワークに凹所を形成するための切削工具は、上記ワークに対して所定角度を有した状態で移動装置に保持される。移動装置は、上記切削工具を上記ワークを所定角度で掘り下げる掘り下げ方向と上記切削工具を水平方向に移動させるように相対的に移動させる。そして、上記切削工具と上記ワークとを相対的に移動することにより、まず、上記切削工具を掘り下げ方向に移動させ、上記刃部により上記ワークを掘り下げて肉薄の切削フィンを起立形成するフィン形成工程を行い、続いて、上記切削工具を水平方向に移動して上記切削フィンを切削し、上記ワークから離脱する切削工程を行う。これにより、上記ワークには所定の深さの凹所が形成される。その後、上記切削フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記フィン形成工程と切削工程を行い、以後、被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記フィン形成工程と切削工程を順次繰り返えすことにより、上記ワークには所定の深さと所定の面積を有する凹所が形成される。

次に、図面を参照して本発明の実施形態にかかるワークへの凹所形成方法について詳細に説明する。

図１は、凹所２を形成したワーク１の構成を示している。ワーク１に使用する素材としては、切削が可能な鉄系、アルミニウム系、銅系、ステンレス系等の金属、或いは、エンジニアリングプラスチック等の合成樹脂からなる素材が用いられる。ワーク１は好ましくは凹所２を形成可能なように形成された平板状、ブロック状、或いは球状に構成される。

図１に示すワーク１は、切削加工が可能な０．２ｍｍから数ｍｍの板厚ｔの四角形に形成された金属板からなり、ワーク１の一方面には、幅Ｗがワーク１の幅よりも小さく、深さｄが板厚ｔよりも小さい凹所２が形成されている。そして、切削工具１０によって凹所２が形成される。図１に示すワーク１においては、凹所２の前端側が開口され、後端側には傾斜した被加工面１ａが形成される。

切削工具１０は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部１０ａが形成されている。刃部１０ａは、底面と前方面の角度を３０度から９０度に設定している。また、切削工具１０の幅Ｗは、ワーク１に形成する凹所２の幅Ｗに等しく設定されている。そして、切削工具１０は、ワーク１に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜させて図示しない移動装置に保持される。切削工具１０の傾斜角度θは、ワーク１の材質や、後述するフィン３の形成状態、形成する凹所２の深さ等によって適宜に設定されるが、概ね５度から３０度に設定される。

上記移動装置は、切削工具１０を取り付けると共に、ワーク１を位置決めした状態で固定するように構成されている。そして、切削工具１０をワーク１に対して傾斜角度θを保った状態で前進させ、ワーク１を掘り下げる掘り下げ方向に移動させた後に、ワーク１と平行な水平方向に移動させるように動作する。本実施例においては、ワーク１を固定し、切削工具１０を移動させる動作にて説明するが、切削工具１０を固定し、ワーク１を移動させるように動作させても良く、また、切削工具１０とワーク１の両方を移動させても良く、切削工具１０とワーク１を相対的に移動させるならば、いずれを移動させても良い。

次に、ワーク１に凹所２を形成する方法について、図２を参照しながら説明する。図示しない移動装置には、例えば、０．２ｍｍから数ｍｍの板厚を有するアルミニウムや銅などの切削可能な金属板が位置決めされた状態で固定されている。また、切削工具１０は所定の角度θで傾斜させた状態で移動装置に保持されている。

図２（Ａ）に示すように、まず、ワーク１の一方端に被加工面１ａを切削工具１０によって形成する。被加工面１ａは、切削工具１０を角度θで掘り下げ方向に移動させ、ワーク１の一方端が凹所２の深さｄに達するまで、二点鎖線で示すように複数回に分けて切削する。次いで、切削工具１０の刃部１０ａを寸法ｌだけ上流側に当接させた後、図２（Ｂ）に示すように、切削工具１０を角度θで掘り下げ方向に移動させて切削フィン３の起立形成を始める。切削フィン３の板厚は、ワーク１の材質、硬度、切削工具１０や上記移動装置の能力、或いは、ワーク１に与えるストレスの許容範囲等よって任意に設定可能であるが、切削フィン３の基端部分の板厚を概ね０．０５ｍｍから２ｍｍ程度に設定する。

図２（Ｃ）に示すように、切削工具１０の刃部１０ａが前述した凹所２の深さｄに達したとき、切削工具１０の掘り下げ方向への移動を停止することによりフィン形成工程が終了する。その後、切削工程に移行し、図２（Ｄ）に示すように、切削工具１０を後に形成する凹所２の底面と平行な水平方向に移動させる。この水平移動により、図２（Ｃ）に示した切削フィン３は切削されてスクラップ４になり、ワーク１から離脱する。これにより、ワーク１の一方端には、切削フィン３の基端にほぼ等しい幅の始めの凹所２が形成される。

その後、切削工具１０の刃部１０ａを寸法ｌだけ上流側に当接させた後、図２（Ｃ）に示したように、切削工具１０を角度θで掘り下げ方向に移動させ、第２の切削フィン３を起立形成するフィン形成工程を行い、次いで、切削工程に移行して、図２（Ｆ）に示すように、切削工具１０を水平方向に移動させて第２の切削フィン３の基端を切削する。このとき、切削フィン３の切削によりワーク１から離脱したスクラップ４は、後述するように凹所２の内壁２ａ間に挟持して飛散することを防止している。このように、切削フィン３の切削により、ワーク１の一方端には、切削フィン３の基端に等しい幅の凹所２が、始めの凹所２に連続して形成される。

以後、切削工具１０の刃部１０ａを寸法ｌだけ上流側に当接させて切削工具１０を掘り下げ方向に移動させ、次の切削フィン３を起立形成するフィン形成工程を行った後、切削工具１０を水平方向に移動させて切削フィン３を切削することによりスクラップ４をワーク１から離脱させる切削工程を繰り返し行うことにより、図１に示すように、切削工具１０の刃部１０ａの幅Ｗに等しい幅Ｗの凹所２が形成される。このように、フィン形成工程と切削工程を順次繰り返した状態では、図１に示すように、凹所２内には、複数枚のスクラップ４が凹所２の内壁２ａ間に挟持されている。この複数枚のスクラップ４は、適宜の手段によってまとめて除去する。そして、凹所２の両側及びワーク１の他方端側には当初の板厚ｔの鍔部１ｂが３辺に形成される。また、ワーク１の他方端側には、被加工面１ａが残存している。この被加工面１ａは適宜の手段により除去し、凹所２の両側と同様に内角を直角に形成しても良い。

図３は、スクラップ４を凹所２の内壁２ａ間に挟持することにより保持された状態を示す説明図である。フィン形成工程において、予め、切削工具１０の刃部１０ａの切れ味をやや悪化させるように形成すると、切削フィン３を起立形成するとき、図４に示すように、切削フィン３は基端側の板厚ｔ１が厚くなり、先端に至るに従って薄く形成される。従って、切削フィン３の高さｈも被加工面１ａの長さｌ１よりも短くなる。これは、刃部１０ａの切削抵抗によるものであって、切削フィン３の基端側の板厚ｔ１が厚くなると同時に、図３に示す矢示のように、切削フィン３の両側に膨出する。この結果、切削フィン３は凹所２の内壁２ａ間に挟持され保持される。その後、切削工程において切削フィン３の基端を切削しても、スクラップ４は凹所２の内壁２ａ間に挟持された状態が維持されるので、スクラップ４の飛散が防止される。

なお、図３に示すように、切削工具１０の刃部１０ａの底面両側をほぼ直角に形成すると、切削フィン３の両側と凹所２の内壁２ａとの接触面積が大きくなるので、スクラップ４の除去が困難になることがある。この場合には、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、上述した切削工具１０の刃部１０ａを変化させることにより接触面積を小さくすることができる。因みに図５（Ａ）における刃部１０ａは、底面から上面に至るに従って漸次大きくなるように形成している。この切削工具１０によって切削フィン３を形成すると、切削フィン３の両側は、凹所２の内壁２ａの幅が狭い底面側が特に狭持され、幅が広い開口側が離間又は弱く狭持されるので、スクラップ４の保持と除去が容易になる。また、図５（Ｂ）における刃部１０ａは、底面両側を円弧状に形成している。この切削工具１０を使用しても、凹所２の底面側が幅狭になり、開口側が幅広になるので、切削フィン３は、凹所２の内壁２ａの底面側が特に狭持され、開口側が離間又は弱く狭持される。従って、この例によってもスクラップ４の保持と除去が容易になる。

上述したワークへの凹所形成方法によれば、フィン形成工程において、切削フィン３の板厚を概ね０．０５ｍｍから２ｍｍ程度の肉薄に設定して起立形成し、その後、切削工程において、切削工具１０の水平移動により肉薄な切削フィン３を切削して離脱させることにより、ワーク１に対するストレスを極小にすることができる。さらに、切削工具１０の幅Ｗを適宜に設定することにより、広い面積の凹所２であっても容易に形成することができる。また、切削工具１０を掘り下げ方向と水平方向の２方向に移動させる簡易な動作で凹所２が形成できるので、移動装置の構成が簡易であり、しかも、切削フィン３が肉薄のため、小型の移動装置であっても良いので、安価に製造でき、移動装置の減価償却を含むコストを低減することが可能となる。

以上説明した実施例は、所定の幅Ｗの凹所２を同じ幅Ｗに設定した切削工具１０により形成する方法を示したが、ワーク１の材質、硬度、移動装置の能力、或いは、幅広の凹所を形成する場合には、凹所を形成する工程を複数回繰り返すことが望ましい。図６は、そのような場合に適用するための実施例を示している。

図６において、切削工具１０の幅Ｗ１０は、ワーク１の凹所２の幅Ｗ２よりも小さく設定されている。このとき、切削工具１０の幅Ｗ１０は、凹所２の幅Ｗ２の数分の１となるように幅狭に設定することが望ましい。図３の例においては２分の１となるように幅狭に設定されている。なお、最初に形成された凹所２ｃに重複させて隣の第２の凹所２ｄを形成するならば、必ずしも切削工具１０の幅Ｗ１０を数分の１に設定しなくても良い。

凹所２の幅Ｗ２よりも小さく設定された切削工具１０により、まず、図示右側のように幅狭な最初の凹所２ｃを形成する。この凹所形成方法は、図２（Ａ）乃至（Ｆ）に示した方法と同様に、フィン形成工程と切削工程を繰り返すものであり、その説明は省略する。このように形成された最初の幅狭な凹所２ａに隣接させて、第２の凹所２ｄを形成する。この第２の凹所２ｄの形成方法も、前述した図２（Ａ）乃至（Ｆ）に示す方法と同様に、フィン形成工程と切削工程を繰り返すものであり、その説明は省略する。なお、最初の幅狭な凹所２ｃと隣の第２の凹所２ｄとの間に多少の隙間が生じた場合には若干の突起が生じることがある。これを避けるためには、切削工具１０の幅Ｗ１０を凹所２の幅Ｗ２の数分の１よりもやや大きく設定し、若干重複させて隣接する凹所２ｃ、２ｄを形成することが望ましい。

図７（Ａ）乃至（Ｆ）は、ワーク１の上面に位置する凹所形成面の予定個所から凹所２を形成するとき、予め被加工面１ａを形成する方法を示している。まず、図７（Ａ）に示すように、切削工具１０の刃部１０ａを角度θで掘り下げ方向に移動させ、ワーク１の予定個所の一端に突き刺すように挿入する。これにより、ワーク１の上面には小さなフィン１ｂが起立する。次いで、フィン１ｂよりも離間した位置から切削工具１０を掘り下げ方向に移動させて次のフィン１ｂを形成する。その後もフィン１ｂの形成を繰り返し、図７（Ｂ）に示すように、やがて切削工具１０の刃部１０ａが予定する凹所２の深さｄに達するまで複数個のフィン１ｂを形成する。この結果、切削工具１０の底面下方には一方側の被加工面１ｃが形成される。次いで、切削工具１０の移動方向又はワーク１の向きを逆向きにして切削工具１０の刃部１０ａを角度θで掘り下げ方向に移動させ、複数個のフィン１ｂを切削により離脱させることにより被加工面１ａを形成する。

このとき、１度で複数個のフィン１ｂを切削しても良いが、ワーク１へのストレスを最小限にするため、分割して徐々に切削することが望ましい。すなわち、図７（Ｃ）に示すように、まず、切削工具１０により、複数個のフィン１ｂの先端から中央部分の適宜の個所を切削し、次いで図７（Ｄ）に示すように、複数個のフィン１ｂの基端を切削して被加工面１ａを形成する。その後、フィン形成工程において、切削工具１０の刃部１０ａを所定寸法だけ上流側に当接させた後、図７（Ｅ）に示すように、切削工具１０を角度θで掘り下げ方向に移動させ、切削フィン３を起立形成する。次いで、図７（Ｆ）に示すように、切削工程において、切削工具１０を水平方向に移動させて切削フィン３を切削することによりワーク１から離脱させると、ワーク１には、切削フィン３の基端に等しい幅の凹所２が形成される。

以後、切削工具１０の刃部１０ａを所定寸法だけ上流側に当接させて切削工具１０を掘り下げ方向に移動させ、次の切削フィン３を起立形成するフィン形成工程の後、切削工具１０を水平方向に移動させて切削フィン３を切削することによりワーク１から離脱させる切削工程を繰り返し行うことにより、図８に示すように、ワーク１の上面中央部に所定の幅の凹所２が形成される。このワーク１の凹所２には、一方側に被加工面１ｃが形成され、他方側に被加工面１ａが形成されている。

上述した各実施例におけるワーク１の凹所２には、少なくとも一方側に傾斜した被加工面が形成されるが、用途によっては、凹所２の両側と同様に底面と内壁との角部を直角に形成することが必要になる。このような場合には、予め所定の深さと幅を有する溝を形成した後に凹所２を形成することが望ましい。

すなわち、図９に示すように、ワーク１に凹所２を形成する予定個所の少なくとも一端に、予め所定の深さｄと幅Ｗを有する溝５を形成する。溝５は、例えばエンドミル６或いはドリル等の適宜の加工工具によって形成することができる。溝５を形成した後、この溝５に切削工具１０の刃部１０ａを向けた状態でワーク１の一方端に被加工面１ａを形成する。被加工面１ａは切削工具１０を角度θで掘り下げ方向に移動させ、ワーク１の一方端が凹所２の深さｄに達するまで、二点鎖線で示すように複数回に分けて切削することにより形成される。その後は、切削工具１０の刃部１０ａを所定の寸法だけ上流側に当接させ、切削工具１０を角度θで掘り下げ方向に移動して切削フィン３を起立形成させるフィン形成工程の後、切削工具１０を水平方向に移動させて切削フィン３を切削することによりワーク１から離脱させる切削工程を繰り返し行うことにより、凹所２の一方は、底面と内壁との角部が直角に形成される。

この状態では、凹所２の他方には、図１０において二点鎖線で示すように、被加工面１ａが残存している、そこで、切削工具１０又はワーク１を逆向きにして、凹所２を形成する予定個所の他端に形成した溝５に向けて、まず、凹所２の深さｄに達するまで複数回に分けて切削することにより被加工面を形成する。次いで、凹所２の底面が図１０に示すように平坦になる順次フィン形成工程と切削工程を繰り返すことにより、図１０に示すように、ワーク１に所定の深さと面積を有する凹所２が形成される。このワーク１の凹所２は、底面と内壁との角部が直角に形成されている。

前述した図２に示す凹所形成方法においては、まず、ワーク１の一方端に被加工面１ａを形成するために、図２（Ａ）に示すように、切削工具１０を角度θで掘り下げ方向に移動させ、ワーク１の一方端が凹所２の深さｄに達するまで、二点鎖線で示すように複数回に分けて切削している。この切削によって、肉薄のフィン状のスクラップがワーク１から離脱し、肉薄かつ軽量のスクラップが飛散することによりワークや切削工具の刃部への付着し、破損や損傷等を招来する恐れがある。また、切削工具１０がワーク１の一方端を越えたとき、負荷が急激に負荷が無くなることから、ブレークスルー現象が生じるため、切削工具１０の刃部１０ａを損傷または劣化させ、寿命を著しく短くさせることがある。このような問題を回避するために、図１１に示す手段によって被加工面１ａを形成することが好適である。

まず、図１１（Ａ）に示すように、切削工具１０の刃部１０ａを角度θで掘り下げ方向に移動させ、ワーク１の一方端近傍に突き刺すように挿入する。これにより、ワーク１の上面には小さなフィン１ｂが起立する。次いで、図１１（Ｂ）に示すように、フィン１ｂよりも離間した位置から切削工具１０を掘り下げ方向に移動させて次のフィン１ｂを形成する。その後もフィン１ｂの形成を繰り返し、図１１（Ｃ）に示すように、切削工具１０の刃部１０ａが予定する凹所２の深さｄに達するまで複数個のフィン１ｂを形成する。この結果、ワーク１には被加工面１ａが形成される。このとき、複数個のフィン１ｂは、基端がワーク１に連結させた状態に形成されている。

その後、図１１（Ｃ）に示したように、切削工具１０の刃部１０ａを寸法ｌだけ上流側に当接させた後、図１１（Ｄ）に示すように、切削工具１０を角度θで掘り下げ方向に移動させて切削フィンを起立形成するフィン形成工程を行い、次いで、切削工程に移行し、切削工具１０を水平方向に移動させて切削フィンの基端を切削する。このとき、切削フィンの切削によりワーク１から離脱したスクラップ４は、後述するように凹所２の内壁２ａ間に挟持して飛散することを防止している。このように、切削フィン３の切削により、ワーク１の一方端には、切削フィンの基端に等しい幅の凹所２が、始めの凹所２に連続して形成される。

以後、切削工具１０の刃部１０ａを寸法ｌだけ上流側に当接させて切削工具１０を掘り下げ方向に移動させ、次の切削フィンを起立形成するフィン形成工程を行った後、切削工具１０を水平方向に移動させて切削フィンを切削することによりスクラップ４をワーク１から離脱させる切削工程を繰り返し行うことにより、ワーク１には凹所２が形成される。このように、フィン形成工程と切削工程を順次繰り返した状態では、図１１（Ｅ）に示すように、凹所２内には、複数枚のスクラップ４が凹所２の内壁２ａ間に挟持させた状態で保持されている。この複数枚のスクラップ４は、後工程において、適宜の手段によってまとめて除去する。

複数枚のスクラップ４を除去した状態では、ワーク１の一方端近傍に複数個のフィン１ｂがワーク１に連結された状態で残存している。通常の場合、凹所２の周囲には当初の板厚ｔの鍔部が形成され、この鍔部を所定の形状に切断して完成品を形成する。このとき、図１１（Ｆ）に示すように、ワーク１の一方端近傍に残存された複数個のフィン１ｂよりも凹所２側から切断することにより、複数個のフィン１ｂは、ワーク１のスクラップ１ｄと一体に離脱する。これにより、複数個のフィン１ｂは個々に飛散することなくなり、ワークや切削工具の刃部への付着による破損や損傷等を未然に防止すると共に、前述したブレークスルー現象による切削工具１０の損傷または劣化を未然に防止することが可能となる。

以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、ワークの素材として、比較的粘性が少ない金属又は合成樹脂を使用し、フィンが分断される場合であっても本発明の形成方法は適用可能である。また、前述した各実施例は、板状の金属板を使用したが、プレス加工済の部品、成型部品等の立体的に構成されたワーク、或いは、他の部品が組み立てられたワークにも適用可能である。さらに、切削工具としては、先端の刃部を複数に分割させて複数のフィンを同時に形成することにより、複数条の凹所を形成するように構成する等、適宜の構造に変更しても良い。

本発明にかかるワークへの凹所形成方法の一例を示す斜視図である。 （Ａ）乃至（Ｆ）は、凹所形成方法の工程を示す工程説明図である。 スクラップを凹所の内壁間に挟持した状態を示す説明図である。 切削フィンを示す拡大断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、凹所の変形例を示す断面図である。 複数回に分割して凹所を形成する場合の例を示す斜視図である。 （Ａ）乃至（Ｆ）は、ワークの中央個所から凹所を形成するときに被加工面を形成する工程を示す工程説明図である。 本発明にかかるワークへの凹所形成方法によって凹所を形成したワークを示す断面図である。 凹所の底部の角部を直角に形成する方法を示す断面図である。 図９に示す方法によって凹所を形成したワークを示す断面図である。 （Ａ）乃至（Ｆ）は、スクラップの飛散を防止する手段を示す工程説明図である。

符号の説明

１ ワーク
１ａ 被加工面
１ｄ ワークのスクラップ
２ 凹所
２ａ 内壁
３ 切削フィン
４ スクラップ
５ 溝
１０ 切削工具
１０ａ 刃部
２０ ワーク
２２ 凹所
３０ 放熱器
３０ａ 放熱フィン

Claims (5)

1. 切削加工が可能な素材からなると共に切削加工がなされる平らな面を有するワークと、
   上記ワークよりも小さいと共に上記ワークに形成する凹所の幅に等しい幅であって先端側に刃部が形成された切削工具と、
   上記切削工具が上記ワークに対して所定角度を有した状態で保持され、上記切削工具により上記ワークを所定角度で掘り下げる掘り下げ方向と上記切削工具を水平方向に相対移動させる移動装置とを備え、
   上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて上記刃部により上記ワークを掘り下げて肉薄の切削フィンを起立形成するフィン形成工程と、その後上記切削工具を水平方向に移動させて上記切削フィンの基端を切削することによりスクラップを離脱する切削工程とによって、上記ワークに所定の深さの凹所を形成し、
   上記切削フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記切削工具を掘り下げ方向と水平方向に相対移動させるフィン形成工程と切削工程により次の凹所を形成し、以後フィン形成工程と切削工程を順次繰り返して上記ワークに所定の深さと面積を有する凹所を形成するワークへの凹所形成方法であって、
   前記フィン形成工程において、上記切削工具により上記ワークを掘り下げて上記切削フィンを起立形成するとき、上記切削フィンの基端側の板厚が厚く先端に至るに従って漸次薄く形成すると共に上記切削フィンの少なくとも基端側の両側を膨出させ、上記切削工程において切削したスクラップを上記凹所の内壁に挟持させることにより保持することを特徴とするワークへの凹所形成方法。
2. 切削加工が可能な素材からなるワークと、
   先端側に刃部が形成された切削工具と、
   上記切削工具が上記ワークに対して所定角度を有した状態で保持され、上記切削工具により上記ワークを所定角度で掘り下げる掘り下げ方向と上記切削工具を水平方向に相対移動させる移動装置とを備え、
   上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて上記刃部により上記ワークを掘り下げて肉薄の切削フィンを起立形成するフィン形成工程と、その後上記切削工具を水平方向に移動させて上記切削フィンの基端を切削することによりスクラップを離脱する切削工程とによって、上記ワークに所定の深さの凹所を形成し、
   上記切削フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記切削工具を掘り下げ方向と水平方向に相対移動させるフィン形成工程と切削工程により次の凹所を形成し、以後フィン形成工程と切削工程を順次繰り返して上記ワークに所定の深さと面積を有する凹所を形成するワークへの凹所形成方法であって、
   上記ワークに凹所を形成する予定個所の少なくとも一端に、予め所定の深さと幅を有する溝を形成した後、上記切削工具の刃部が上記溝の底面又は底面近傍に達するまで複数回掘り下げ方向に移動させて切削することにより、凹所の底面から上記ワークの表面に至る傾斜した被加工面を形成し、この被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記切削工具を掘り下げ方向と水平方向に相対移動させるフィン形成工程と切削工程により凹所を形成し、以後フィン形成工程と切削工程を順次繰り返して上記ワークに所定の深さと面積を有する凹所を形成することを特徴とするワークへの凹所形成方法。
3. 切削加工が可能な素材からなるワークと、
   先端側に刃部が形成された切削工具と、
   上記切削工具が上記ワークに対して所定角度を有した状態で保持され、上記切削工具により上記ワークを所定角度で掘り下げる掘り下げ方向と上記切削工具を水平方向に相対移動させる移動装置とを備え、
   上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて上記刃部により上記ワークを掘り下げて肉薄の切削フィンを起立形成するフィン形成工程と、その後上記切削工具を水平方向に移動させて上記切削フィンの基端を切削することによりスクラップを離脱する切削工程とによって、上記ワークに所定の深さの凹所を形成し、
   上記切削フィンの起立形成によって形成された被加工面よりも形成ピッチ分の上流側から上記切削工具を掘り下げ方向と水平方向に相対移動させるフィン形成工程と切削工程により次の凹所を形成し、以後フィン形成工程と切削工程を順次繰り返して上記ワークに所定の深さと面積を有する凹所を形成するワークへの凹所形成方法であって、
   上記ワークに凹所を形成する予定個所の一端に、上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて基端を上記ワークに連結させた状態でフィンを形成する工程を上記刃部が所定の深さに達するまで１回乃至複数回行うことにより、所定の深さから上記ワークの表面に至る傾斜した被加工面を形成することを特徴とするワークへの凹所形成方法。
4. 上記ワークに凹所を形成する予定個所の一端に、上記切削工具を掘り下げ方向に移動させて基端を上記ワークに連結させた状態でフィンを形成する工程を上記刃部が所定の深さに達するまで１回乃至複数回行い、その後上記切削工具を逆向きにするとともに掘り下げ方向に移動させて複数枚の上記フィンを切削により離脱させることにより被加工面を形成する請求項３に記載のワークへの凹所形成方法。
5. 上記ワークの所定個所に形成する所定の幅の凹所に対し、この凹所の幅よりも小さい幅の上記切削工具により幅狭な凹所を形成し、この幅狭な凹所を複数列形成して幅広な所定の幅の凹所を形成する請求項１〜４のいずれかに記載のワークへの凹所形成方法。

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