JP2000005921A - 高送りスローアウェイ式回転工具およびスローアウェイチップ - Google Patents
高送りスローアウェイ式回転工具およびスローアウェイチップInfo
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Abstract
え、チップ欠損トラブルが起こりにくい安定した高能率
加工を実現する工具を提供する。 【構成】複数のスローアウェイチップをもつ高送りスロ
ーアウェイ式回転工具において、スローアウェイチップ
は主切刃と外周切刃とを有し、主切刃の切込み角が3度
以上35度以下であり、主切刃は円弧又は円弧状をな
し、外周切刃は工具中心軸に対しバックテーパがつくよ
う直線もしくは円弧、円弧状として構成する。
Description
先交換)式回転工具に関し、特に高送りに適する工具に
関する。
をしたスローアウェイチップをもちいたスローアウェイ
式回転工具が主流である。これらの工具は、主切刃が直
線状切刃となっており、一般的切削条件としての1刃当
りの送り量は、切込み深さと幅によって異なるが、鋳物
切削では0.1〜0.5mm/刃。鋼切削では0.1〜
0.3mm/刃程度で使用されている。しかし、最近で
は丸形チップを用いたスローアウェイ式回転工具を使用
する事で、直線切刃の約2倍以上の送りで加工ができ、
加工能率は向上された事例がではじめている。このスロ
ーアウェイ式回転工具は、丸形のポジタイプチップを用
いており、チップサイズφ8〜φ20まで種々使用さ
れ、クランプ機構は、チップをクサビとサポータの部品
で固定するタイプと、チップ中心にピン穴がありこのピ
ン穴に締め付けねじを挿入し、固定する方法と大きく分
け2種類ある。更に、丸形チップの形状的な特長から多
少切削抵抗が大きいが切刃長さが直線切刃に比べ長く、
刃先強度が高い為、高送りが可能であり、高硬度材切削
が可能、工具寿命が長い、などの多くの利点を持ってい
る。このような丸形チップを採用した例として特開平9
−225724号公報、特開平10−118901号公
報に記載の工具がある。
加工(等高線加工)において、コーナ部や溝切削でビビ
リを発生し、チップ欠損トラブルに至るケースが発生し
はじめている。本願では、コーナ部や溝切削におけるビ
ビリ振動をおさえ、安定した高能率加工(等高線加工)
を実現することを目的とした。
ップをもつスローアウェイ式回転工具において、主切刃
の切込み角が3度以上、35度以下であり、かつ、該主
切刃は円弧ま又は円弧状をなしており、外周切刃は工具
中心軸に対しバックテーパがつくよう直線もしくは円
弧、円弧状とした事を特長とするスローアウェイ式回転
工具である。
刃となっており、主切刃切込み角が3度以上、35度以
下でラジアスのR状をしている。この工具は先端付近の
R部のみの切削となるので、丸形チップに比べ切刃長が
短く、金型の抜き勾配の小さい形状や切削代の多いコー
ナ部や溝切削などで、実質の接触切刃長さが短いためビ
ビリ振動を発生しないので、安定してトラブルなく使用
が可能となる。主切刃切込み角は小さいほど滑らかな被
削面が得られるが、3度未満では軸方向の切込みが小さ
くなり能率が悪く実用的でない。35度以上では主切刃
が短くなるためチップ寿命が短くなり、高送りに不向き
となる。より好ましくは10度〜30度である。
ましく、その理由は、例えば炭素鋼S50C相当の被削
材をfz=1〜1.2mm/刃で切削した場合、3mm
以下ではチップが欠損しやすく、寿命が短い。また7m
mよりも長い場合は切削抵抗が過大となる。このため、
Rを大きくし、3〜7mmとすることが好ましい。一般
的にはチップの内接円径の20〜60%の主切刃長さが
推奨される。なお、主切刃は、直線でも両端部にR形状
を設ければ、略同様な性能を示すので、主切刃が直線状
をなし、かつ、該主切刃の両端部に適量なR形状を設け
た構成を採用すれば、若干寿命は劣るものの低コストの
チップを作成できる。なお、この工具に使用するスロー
アウェイチップにおいて、主切刃の円弧中心から主切刃
と内周切刃との接点に至る線分が内周切刃と90度未満
の角度(図2、図4のα)をなすことが好ましい。90
度以上とするとチップをホルダーに装着したときに主切
刃切込み角を3度〜35度とし、かつ内周刃を正常な角
度で設けることが困難となるためである。
1の先端部2に、図2に示す本発明例に用いるチップ3
を止めねじ4で固定する。なお、固定方法はクサビによ
るクランプとしても同様な性能が得られる。図3は図2
の側面図を示す。なお、図4は、本発明の他の実施例
で、用いるチップが略三角形をしている。このようにす
ることで3コーナ使用タイプのスローアウェイチップと
することもできる。図5は従来の丸形チップを用いたラ
ジアスカッタを示す。図6は丸形チップと本発明例の違
いを表す説明図を示す。
る。 (切削試験1) 本発明例(図1)と従来例(図5)を
用いて単一刃にて送り限界を試験した。ここに工具径φ
80mmを用いゲージラインからの工具突き出し量Lを
165mmとしてアーバに取り付けた。被削材はS50
C、切削速度V=180m/min(回転数720mi
n−1)、切込み深さAd=1.5mm、切込み幅Rd
=60mm、の乾式切削とし、一刃当たりの送り量fz
=0.6、1.2、1.8、2.0mmで比較した。
mの主切刃7aを持っている為、全ての1刃当たり送り
量で正常な切削がでた。そのときの消費電力率はfz=
0.6mmで3.3kw、fz=1.2mmで5.1k
w、fz=1.8mmで7.0kwであり、両者間でほ
とんど差がなかった。
に等高線の彫り込み加工を想定した比較テストを行なっ
た。工具径φ80mmを用い、ビビリ振動の発生しやす
い様にゲージラインからの工具突き出し量Lを270m
mと長く設定しアーバに取り付けた。また加工形状も溝
切削時にチップ欠損が生じやすい条件とするため、肩削
り→溝削り→肩削りになる様に設定した。被削材は切削
試験1と同様S50Cとし、切削速度V=200m/m
in(回転数N=800min−1)、切込み深さAd
=1.5mm、切込み幅Rd=40(肩削り)〜80
(溝削り)mm、乾式切削とした。一刃当たりの送り量
fzは、切削の状態を観察しつつ上昇させた。即ち、f
z=0.25mmから始め、0.5、0.75、1.0
mmに順次上昇し、切削の状態を振動を目安として評価
した。なお、これらの値をテーブル送り量Fに直すと、
F=1000、2000、3000、4000mm/m
inとなる。
中のマーク◎は良好、△は可、×は切削不可を表す。図
9より、従来例は等高線加工の1段目は問題なく加工可
能だが、2段目以降(Ad=1.5×2回目=3mm以
降)はビビリ振動が大きくて、fz=0.75mmでは
加工が出来なかった。3段目も2段目と同様であった。
これに対して、本発明例は、1段目から良好にfz=
0.25〜1.0mmの全領域で加工でき、2段目、3
段目、4段目と進めても、ビビリ振動の発生はなく良好
に彫り下げ加工が可能であった。
る。従来例の丸チップ5では、Ad=1.5mmずつ彫
り下げていくにつれ、切刃の被削材に接触している長さ
が長くなる。これに対し、本発明例は主切刃7aの長さ
を切込み深さAd1回分に近い値に設定してある為、2
回目以降も略同じ主切刃長さで切削をする。従来例は、
等高線加工で彫り込み深さがAd×n回の様に深くなる
につれ、主切刃の接触長さが長くなるのに対し、本発明
例は1回目のビビリ振動が発生しない主切刃長さに着目
し、設定してある為に何回彫り下げていっても、ビビリ
振動を生じず安定した加工が行なえるのである。
能であるが、等高線加工の様な彫り込みにはビビリ振動
が発生しやすく使用に制約があった。これに対して、本
発明品は、切削時の実質切刃長さを略一定にする構造と
した事により、面削りも彫り込みもスムースに行なえる
ため、高能率加工が可能であり、等高線加工において能
率改善の担い手となる。具体的に数値で表わすと、機械
馬力が許せば大きなカッタでなくても、φ80の5枚刃
でV=180m/min(N=720min−1)、A
d×Rd=1.5×溝切削、fz=1mm/刃の条件で
S50Cを切削した場合、F=3600mm/minで
切屑排出量は最大432cc/minとなり、f=2m
m/刃の条件ではF=7200mm/min、切屑排出
量の最大は864cc/minとなる工具を提供するも
のである。従来、200cc/minの切屑排出量を超
えると重切削(高能率加工)と言うことから考えると本
発明品の切屑排出量は、2倍を超える値が可能であり、
明らかに優位である。
正面図を示す。
ウェイチップの正面図を示す。
を示す。
ップの違いを表す説明図を示す。
す。
明図を示す。
至る線分と内周切刃がなす角度 κ 主切刃の切り込み角 θ バックテーパ角 D 外径 Ad 軸方向の切込み深さ
Claims (5)
- 【請求項1】 複数のスローアウェイチップをもつ高送
りスローアウェイ式回転工具において、該スローアウェ
イチップは主切刃と外周切刃とを有し、該主切刃の切込
み角が3度以上、35度以下であり、かつ、該主切刃は
円弧又は円弧状をなし、該外周切刃は工具中心軸に対し
バックテーパがつくよう直線もしくは円弧、円弧状とし
た事を特長とする高送りスローアウェイ式回転工具。 - 【請求項2】 請求項1記載の高送りスローアウェイ式
回転工具において、主切刃長さが3mm以上、7mm以
下としたことを特長とする高送りスローアウェイ式回転
工具。 - 【請求項3】 請求項1乃至2記載の高送りスローアウ
ェイ式回転工具において、主切刃が直線状をなし、か
つ、この主切刃の両端部に適量なR形状を設けた事を特
長とする高送りスローアウェイ式回転工具。 - 【請求項4】 略四角形でピン穴を有し、にげ角を有す
るスローアウェイチップにおいて、該スローアウェイチ
ップは2コーナ使用タイプであり、該ピン穴を中心に2
回対称の形状をなし、略四角形を形成する4辺のうち該
ピン穴を中心に対称をなす2辺は直線もしくは円弧、円
弧状であり、他の2辺は円弧又は円弧状をなす円弧部と
該円弧部に連なる直線部よりなり、該円弧部の円弧中心
から該円弧部と該直線部との接点に至る線分が該直線部
と90度未満の角度をなすことを特徴とするスローアウ
ェイチップ。 - 【請求項5】 略三角形でピン穴を有し、にげ角を有す
るスローアウェイチップにおいて、略3角形を形成する
3辺は円弧又は円弧状をなす円弧部と、該円弧部に連な
る直線部よりなり、該円弧部の円弧中心から該円弧部と
該直線部との接点に至る線分が該直線部と90度未満の
角度をなすことを特徴とするスローアウェイチップ。
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