JP2000141123A

JP2000141123A - スローアウェイチップならびに回転切削工具、および金型形成方法

Info

Publication number: JP2000141123A
Application number: JP31746398A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsuoka; 武司松岡; Hiroaki Hayashizaki; 弘章林崎; Kiyoaki Shibata; 清秋柴田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2000-05-23
Anticipated expiration: 2018-11-09
Also published as: JP3676594B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で切削対象を切削加工して平面部
を形成する場合と立壁部を形成する場合の切削負荷が大
きく変化しないようにして、切削効率の向上を図ること
ができるスローアウェイチップならびに回転切削工具を
提供する。【解決手段】スローアウェイチップ１は、所定の長さ
を有する第１切れ刃１１と、回転軸線Ｃに関して第１切
れ刃１１の径方向外側に第１切れ刃１１と連続するよう
に配置され、第１切れ刃１１の長さＬ１よりも小さい曲
率半径Ｒ１を有するように形成された第２切れ刃１２
と、を備えており、回転切削工具に含まれるチップボデ
ーＢに取付けられた際に、第１切れ刃１１に所定の切込
み角θ３が形成される。チップボデーＢを回転軸線Ｃ回
りに回転駆動すると共に回転軸線Ｃを平行移動させるこ
とにより、切削対象に平面部とこの平面部に対して所定
の角度を有する立壁部とを連続して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スローアウェイチ
ップならびに回転切削工具、および金型形成方法に関
し、さらに詳しくは、切削対象に平面部とこの平面部に
対して所定の角度を有する立壁部を連続して形成するよ
うに切削加工するために回転切削工具に含まれるチップ
ボデーに着脱可能に取付けられるスローアウェイチップ
ならびに回転切削工具、および、ブロック状の素型材を
回転切削工具により切削加工することにより金型を形成
する方法に関するものである。

【０００２】切削対象の表面に平面削り等の切削加工を
行う場合には、一般に、回転切削工具が用いられる。こ
れらの回転切削工具は、ボデーと切れ刃が一体に形成さ
れたものや、切れ刃が形成されたチップを溶接或はろう
付け等によってチップボデーに固定したものの他、切れ
刃が形成されたスローアウェイチップをボルトやくさび
機構等によってチップボデーに対して着脱可能に取付け
られるものがある。一般にスローアウェイチップは、す
くい面が略三角形や四角形に形成された板状のものであ
ることが多い。これらの回転切削工具のチップ或はスロ
ーアウェイチップ（以下、チップと総称する）の切れ刃
は、チップのすくい面と逃げ面との稜線の少なくとも一
辺に、その辺のほぼ全長にわたるように直線状に形成さ
れている。

【０００３】図１４〜図１７は従来の回転切削工具の一
例を示したものである。図１４に示された回転切削工具
ＴＪ１は、チップ４１に形成された切れ刃４２が切削対
象Ｗの表面に対して所定の切り込み角θ５を有するよう
に設けられており、回転軸線ＣをＸおよびＹ方向に平行
に移動するようにして切削対象Ｗの表面を全面にわたっ
て平面切削する。このような回転切削工具ＴＪ１では、
チップ４１の辺に切れ刃４２がほぼ直線状に形成されて
いるために切削負荷が大きく、切削負荷が回転軸線の径
方向に加わって所謂横振れが発生するので切込量Ｚｐを
比較的大きくとることができず、また、チップ４１の旋
回径φｄ１よりもチップボデーＢＪ１の外径φｄ２が大
きい所謂フルバックと呼ばれる形式のものが使用され
る。したがって、このような回転切削工具ＴＪ１では、
切削対象Ｗに平面切削を行って平面部Ｗｈを形成するの
みで、平面部Ｗｈに対して所定の角度を有する立壁部Ｗ
ｖを形成することはない。

【０００４】一方、図１５に示された回転切削工具ＴＪ
２は、チップ４６に形成された切れ刃４７が切削対象の
表面に対して平行となるように、そして、チップ４６が
チップボデーＢＪ２の外周から回転軸線Ｃに関して径方
向に突出するように設けられたもので、切削対象Ｗを切
削加工する際には、回転軸線Ｃがその軸方向（Ｚ方向）
に移動される。このような回転切削工具ＴＪ２では、切
削負荷が回転軸線方向に加わることにより、図１４に示
した回転切削工具等とは異なって、横振れが発生するこ
とがないために切込量Ｚｐを大きく設定することができ
る。また、切込量Ｚｐを小さく設定することにより、Ｚ
方向とＸまたはＹのいずれかの方向のとの複合した斜め
の方向に平行移動することも可能ではある。しかしなが
ら、この回転切削工具ＴＪ２では、切れ刃４７が切削対
象Ｗに対して平行に配置されていることにより回転切削
工具ＴＪ２の回転軸線Ｃを単にＸおよびＹ方向に平行移
動させることができないために、切削対象Ｗを平面切削
することができず、立壁部Ｗｖを形成することしかでき
ない。

【０００５】また、特開平４−６３６１３号公報に開示
されているように、多角形平板状をなし、平板の厚さ方
向に対向する上下面の稜辺部のうち、少なくともいずれ
か一の稜辺部に主切刃が形成されると共に、上記上下面
の周囲に配置される側面に、上記主切刃に達するすくい
面が形成されてなるスローアウェイチップにおいて、上
記すくい面を、互いの交差稜線が上記主切刃に達する凸
稜線を描くように交差する複数の構成面によって多段面
状に形成し、これら各構成面と、上記主切刃に連なる上
記上下面のいずれか一方との交差角を互いに異なる角度
に設定したことを特徴とするスローアウェイチップが知
られている。このスローアウェイチップにおける作用に
あっては、「工具先端側に位置する構成面から工具基端
側に位置する構成面に向かうに従って、すくい面の軸方
向すくい角が段階的に大きくなる。また、これら構成面
の上面または下面との交差角が互いに異なる角度とされ
ているので、上記すくい面の軸方向すくい角が工具先端
側から基端側に向かうに従って段階的に変化する。この
ため、例えば、すくい面を構成する構成面のうち、工具
先端側に位置する構成面側の上記交差角を工具基端側の
構成面の交差角よりも小さくすれば、主切刃の径方向す
くい角が工具先端側で大きくなって切れ味が向上し、同
時に工具基端側ではすくい角が大きくなって刃先硬度が
向上する。逆に、工具先端側の構成面の交差角を大きく
すれば、主切刃の工具先端側の刃先角が大きくなって刃
先強度が向上し、同時に工具基端側の径方向すくい角が
大きくなって切れ味が向上する。上記各構成面の上面ま
たは下面に対する交差角を適宜変化させることにより、
チップの主切刃の必要な部分の強度を確保しつつ、すく
い面の径方向すくい角および軸方向すくい角を部分的に
大きくして、主切刃全体での切削抵抗を減少させること
ができる。」等と記載されている。

【０００６】さらに、図１６および図１７に示された回
転切削工具ＴＪ３は、チップ５１のすくい面５３がほぼ
円形状に形成された板状のもので、切れ刃５２がチップ
の全周にわたって形成されており、チップボデーＢの外
周から回転軸線Ｃに関して径方向に突出するように、通
常はスローアウェイチップとしてくさび機構等によって
チップボデーＢに着脱可能に取付けられるものである。
そして、切削対象Ｗを切削加工する際には、回転軸線Ｃ
をＸ，Ｙ方向に平行およびその軸方向（Ｚ方向）に移動
させて、切削対象Ｗに平面部Ｗｈとこの平面部Ｗｈに対
して所定の角度を有する立壁部Ｗｖとを連続して形成す
るように切削加工することができる。すくい面５３がほ
ぼ円形状に形成されたチップ５１は、切削加工時に全周
にわたって形成された切り刃５２のうちの最大で４分の
１が使用されるにとどまるために切削負荷が少なく、ま
たチップボデーＢに対して切れ刃５２の位相（切削対象
Ｗに接するチップ５２の位置）を変更させるように取付
けることによって切れ味を保つことができる。

【０００７】そして、これらのように構成された回転切
削工具を用いて、切削対象となるブロック状の素型材Ｗ
を切削加工して平面部Ｗｈとこれに連続する立壁部Ｗｖ
により構成される凹凸形状を有する製品を成形するため
の金型を形成する場合には、図９に参照されるように、
型彫盤Ｍに回転切削工具Ｔを取付け、型彫盤Ｍに素型材
Ｗを固定し、素型材Ｗと回転切削工具Ｔを相対的に所定
の方向に移動させる。図１６および図１７に示した回転
切削工具ＴＢ３を型彫盤Ｍに取付けた場合には、図１０
および図１１に参照されるように、Ｚ方向に関して同じ
位置（Ｚｐ１）で回転切削工具ＴＢ３の回転軸線Ｃを素
型材Ｗに対してＸおよびＹ方向に平行移動させ、次い
で、Ｚ方向に関して順次同じ位置（Ｚｐ２，Ｚｐ３，・・
・・・Ｚｐｎ）で回転切削工具ＴＢ３の回転軸線Ｃを素型
材Ｗに対してＸおよびＹ方向に平行移動させ（以下、こ
の切削加工方法を「等高線切削加工方法」という）、最
終荒取り形状Ｆまで切削加工する。型彫盤Ｍは、固定さ
れた素型材Ｗの外形面を基準面として、回転切削工具Ｔ
が基準面からどれだけ進んだかを基に所定形状に形成す
るよう制御される。素型材Ｗは、型彫盤の形成精度や回
転切削工具の位置精度、切削加工された面の面粗度、素
型材の歪量等に基づいて決定された残り代を最終仕上げ
形状に加味した最終荒取り形状Ｆまで、複数設けられた
チップ４１，４６，５１の切れ刃によって切削加工され
た後に、仕上げ切削や放電加工によって製品を成形し得
る最終仕上げ形状に仕上げられることにより金型が形成
される。

【０００８】ところで、素型材は、加熱することにより
金属等の材料を溶融化し、鋳型に鋳込んで冷却して凝固
させることによりブロック状の塊とするのが一般的であ
るが、凝固する際の冷却速度の差から素型材の内部に残
留応力が発生する。この残留応力が発生した状態の素型
材の内部を切削加工することにより金型を形成すると、
素型材は、内部が切削されて残留応力が解放されること
により基準面となる外形が変形する（図６を参照）。そ
のため、金型を形成する場合には、素型材に仮の基準面
を形成し（図５を参照）、ブロック状の素型材の残留応
力を除去し得るように最終荒取り形状に残り代を加えた
形状まで素型材の内部を荒取り加工し（図６を参照）、
この残留応力が除去された素型材の外形に基準面を新た
に形成するよう加工し（図７を参照）、その後、最終荒
取り形状まで素型材の内部を荒取り加工する（図８を参
照）ことが従来から行われていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平４−６３６
１３号公報に開示されたスローアウェイチップにあって
は、主切り刃の必要な部分の刃先強度を確保してその欠
損を防止しつつ、主切刃の切れ味を向上させると共に、
切屑の排出性を向上させて切削抵抗の軽減を図ることが
できるというものであって、図１４や図１５に示した回
転切削工具ＴＪ１，ＴＪ２と同様に、切削対象Ｗに平面
部Ｗｈとこの平面部Ｗｈに対して所定の角度を有する立
壁部Ｗｖとを連続して形成するように切削加工すること
はできないものであった。

【００１０】また、図１６および図１７に示した回転切
削工具ＴＪ３にあっては、切削対象Ｗに平面部Ｗｈを形
成するように切削加工する場合には、図１４に示したチ
ップ４１の切れ刃４２がその辺の全長にわたって直線状
に形成されたような他の従来の回転切削工具と比較して
切削負荷が少ない。しかしながら、回転切削工具ＴＪ３
は、図１６に示すように、平面部Ｗｈを形成する場合に
おけるチップ５１の切れ刃５２の切削対象Ｗに接触する
長さＪｈに比べて、図１７に示すように、立壁部Ｗｖを
形成する場合における切れ刃５２の切削対象Ｗに接触す
る長さＪｖが長くなり、これに伴って切削抵抗も増大す
る。そのため、平面部Ｗｈを形成する場合の回転切削工
具ＴＪ３の回転軸線Ｃ回りの回転駆動速度を立壁部Ｗｖ
を形成する場合に合わせて低く設定しなければならず、
切削速度等の効率を向上させることができないという問
題があった。また、立壁部Ｗｖを形成する場合に切れ刃
５２の接触する長さＪｖが長くなることに伴って被接触
対象Ｗの切り屑の幅も広くなる。そのために切り屑が設
定通りにカールすることが困難となり排出性が低下する
こととなる。切り屑の排出性が低下すると、チップ５１
と切削対象Ｗとの間に切り屑が介在し、回転切削工具Ｔ
Ｊ３の回転駆動負荷が大きくなって振動が生じたり、切
削対象Ｗの切削表面の品質が低下するという問題があっ
た。

【００１１】さらに、複数のチップ５１が設けられた回
転切削工具ＴＪ３を回転軸線Ｃ回りに回転させて立壁部
Ｗｖを形成する場合には、各チップ５１の切れ刃５２に
よって断続的に切削加工することにより、回転切削工具
を支持しているアーバが撓む傾向にある。そして、図１
８および図１９に示すように、切削対象Ｗに接触するチ
ップ５１の数は、回転切削工具ＴＪ３の回転軸線Ｃ回り
の回転位相によって異なり、したがって切削負荷も異な
ることになる。すなわち、切削対象Ｗに接触するチップ
５１の数が多い場合には切削負荷も瞬間的に大きくな
り、また、切削対象Ｗに接触するチップ５１の数が少な
い場合には切削負荷も瞬間的に減少する。このように切
削負荷の瞬間的な変化も、回転切削工具ＴＪ３が取付け
られているアーバＡ等（図９を参照）を撓ませる原因と
なる。このようにしてアーバＡが撓むと、その反力も加
わってチップ５１の切れ刃５２の切削対象Ｗに対する切
り込み量が大きく変化し、切削対象Ｗの切削表面に切れ
刃の食い込み形状が発生して面粗度が悪化したり、チッ
プ５１の切れ刃５２に欠損が生じる等の問題があった。

【００１２】そして、回転切削工具を用いてブロック状
の素型材から金型を形成する際に、上述したように瞬間
的に切削抵抗が変化することによって面粗度が悪化する
場合には、加味する残り代の量を多く設定しなければな
らず、最終仕上げ形状や最終荒取り形状のような形成し
ようとする形状と、この形状に残り代を加味した形状と
の差が大きいために金型を形成するための手間がかか
り、効率が悪いという問題があった。

【００１３】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成で切削対象を切削加工して平面部を形成
する場合と立壁部を形成する場合の切削負荷が大きく変
化しないようにすることができ、もって、切削効率の向
上を図ることができるスローアウェイチップならびに回
転切削工具を提供することを目的とする。また、本発明
は、金型の形成しようとする形状に加味する残り代を小
さく設定することができ、もって、効率よく金型を形成
することができる金型形成方法を提供することを目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
スローアウェイチップは、上記目的を達成するため、回
転切削工具に含まれるチップボデーに対して着脱可能に
取付けられ、チップボデーを回転軸線回りに回転駆動す
ると共に回転軸線を平行移動させることにより、切削対
象に平面部とこの平面部に対して所定の角度を有する立
壁部とを連続して形成することが可能なように切削加工
するスローアウェイチップであって、所定の長さを有す
る第１切れ刃と、回転軸線に関して第１切れ刃の径方向
外側に第１切れ刃と連続するように配置され、第１切れ
刃の長さよりも小さい曲率半径を有するように形成され
た第２切れ刃と、を備え、チップボデーに取付けられた
際に、前記第１切れ刃に所定の切込み角が形成されると
共に、チップボデーの外周から突出するようにしたこと
を特徴とするものである。

【００１５】本発明の請求項２に係る回転切削工具は、
上記目的を達成するため、回転軸線回りに回転駆動され
ると共に、回転軸線を平行移動させることにより、切削
対象に平面部とこの平面部に対して所定の角度を有する
立壁部とを連続して形成することが可能なように切削加
工する回転切削工具であって、チップボデーに、所定の
長さおよび切込み角を有する第１切れ刃と、回転軸線に
関して第１切れ刃の径方向外側に第１切れ刃と連続する
ように配置され、第１切れ刃の長さよりも小さい曲率半
径を有すると共にその外周から突出するように形成され
た第２切れ刃と、を一体に形成したことを特徴とするも
のである。

【００１６】本発明の請求項３に係るスローアウェイチ
ップまたは回転切削工具は、上記目的を達成するため、
請求項１または請求項２に記載の発明において、回転軸
線に関して第１切れ刃の径方向内側に配置され第１切れ
刃と連続する副切れ刃を備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１７】本発明の請求項４に係るスローアウェイチ
ップまたは回転切削工具は、上記目的を達成するため、
請求項３に記載の発明において、副切れ刃が、回転切削
工具が取付けられたアーバの撓みを防止する押え部とし
て機能するものであることを特徴とするものである。

【００１８】本発明の請求項５に係る金型形成方法は、
上記目的を達成するため、ブロック状の素型材を回転切
削工具により荒取り加工する金型形成方法であって、所
定の長さおよび切込み角を有する第１切れ刃と、回転軸
線に関して第１切れ刃の径方向外側に第１切れ刃と連続
するように配置され、第１切れ刃の長さよりも小さい曲
率半径を有すると共にその外周に突出するように形成さ
れた第２切れ刃と、回転軸線に関して第１切れ刃の径方
向内側に配置され第１切れ刃と連続する副切れ刃と、を
有する回転切削工具を、回転軸線回りに回転駆動しなが
ら切削対象に対して所定の切込量を有する状態でその回
転軸線を平行に移動させ、切削対象に平面部とこの平面
部に対して連続し所定の角度を有する立壁部とにより構
成された荒取り形状まで荒取り加工することを特徴とす
るものである。

【００１９】本発明の請求項１に係るスローアウェイチ
ップでは、第１切れ刃が所定の切込み角を形成し、少な
くとも第１切れ刃の外側に連続して配置された第２切れ
刃がチップボデーの外周から突出するように、チップボ
デーに取付けられる。回転切削工具を回転軸回りに回転
駆動させた状態で、所定の切り込み量で回転軸線を平行
移動させて切削対象に平面部とこの平面部に対して所定
の角度を有する立壁部とを連続して形成する。第１切れ
刃が所定の切り込み角を形成し、これに連続して外側に
形成された第２切れ刃が曲率半径を有していることによ
り、切削対象に平面部を形成する場合と、この平面部に
対して所定の角度を有する立壁部を連続して形成する場
合とにおける切れ刃の切削対象に対する接触する長さ、
およびこれに基づく切削抵抗が両場合で大きく変わるこ
とがなく、したがって、平面部を形成する場合の回転切
削工具の回転軸線回りの回転駆動速度を、立壁部を形成
する場合に合わせて低く設定する必要がない。

【００２０】本発明の請求項２に係る回転切削工具で
は、回転切削工具を回転軸回りに回転駆動させた状態
で、所定の切り込み量で回転軸線を平行移動させて切削
対象に平面部とこの平面部に対して所定の角度を有する
立壁部とを連続して形成する。第１切れ刃が所定の切り
込み角を形成し、これに連続して外側に形成された第２
切れ刃が曲率半径を有していることにより、切削対象に
平面部を形成する場合と、この平面部に対して所定の角
度を有する立壁部を連続して形成する場合とにおける切
れ刃の切削対象に対する接触する長さ、およびこれに基
づく切削抵抗が両場合で大きく変わることがなく、した
がって、平面部を形成する場合の回転切削工具の回転軸
線回りの回転駆動速度を、立壁部を形成する場合に合わ
せて低く設定する必要がない。

【００２１】本発明の請求項３に係るスローアウェイチ
ップまたは回転切削工具では、第１切れ刃と連続する副
切れ刃が回転軸方向の切り込みを可能とし、所謂ヘリカ
ル加工を行うことが可能となる。

【００２２】本発明の請求項４に係るスローアウェイチ
ップまたは回転切削工具では、立ち壁部を形成する際
に、切削抵抗の変化によって回転切削工具が取付けられ
たアーバが撓むのを、副切れ刃が切削対象の表面に接触
することにより押え部として機能し、アーバの撓みを防
止して切削対象の表面に傷が付くのを阻止する。

【００２３】本発明の請求項５に係る金型形成方法で
は、回転切削工具を回転軸回りに回転駆動させた状態
で、所定の切り込み量で回転軸線を平行移動させて素型
材に平面部とこの平面部に対して所定の角度を有する立
壁部とを連続して形成する。第１切れ刃が所定の切り込
み角を形成し、これに連続して外側に形成された第２切
れ刃が曲率半径を有していることにより、切削対象に平
面部を形成する場合と、この平面部に対して所定の角度
を有する立壁部を連続して形成する場合とにおける切れ
刃の切削対象に対する接触する長さ、およびこれに基づ
く切削抵抗が両場合で大きく変わることがない。また、
第１切れ刃と連続する副切れ刃を備えたことにより、切
削対象に立壁部を形成する際に切削抵抗を受けて回転切
削工具を支持するアーバが撓む傾向にあるが、副切れ刃
が切削対象の表面をわずかに切削することにより押え部
として機能するため、回転工具を支持するアーバの撓み
や切削対象の表面の傷付きが防止される。このため、回
転切削工具を支持するアーバが撓むことによる面粗度の
悪化が抑止される。したがって、形成しようとする形状
に加味する残り代を大きく設定する必要がない。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明のスローアウェイチップの
実施の一形態を、主に図１〜図３に基づいて詳細に説明
する。図において同一符号は同一部分または相当部分と
する。本発明のスローアウェイチップ１は、概略、回転
切削工具Ｔに含まれるチップボデーＢに対して着脱可能
に取付けられ、チップボデーＢを回転軸線Ｃ回りに回転
駆動すると共に回転軸線Ｃを平行移動させることによ
り、切削対象Ｗに平面部Ｗｈとこの平面部Ｗｈに対して
所定の角度を有する立壁部Ｗｖとを連続して形成するこ
とが可能なように切削加工するスローアウェイチップ１
であって、所定の長さを有する第１切れ刃１１と、回転
軸線Ｃに関して第１切れ刃１１の径方向外側に第１切れ
刃１１と連続するように配置され、第１切れ刃１１の長
さＬ１よりも小さい曲率半径Ｒ１を有するように形成さ
れた第２切れ刃１２と、を備え、チップボデーＢに取付
けられた際に前記第１切れ刃１１に所定の切込み角θ３
が形成されるようにしたものである。

【００２５】チップボデーＢは、型彫盤Ｍのアーバまた
はコレットＡ（図９を参照）に取付けられて回転切削工
具Ｔを構成し、回転軸線Ｃ回りに回転駆動されながら所
定の切込み量で回転軸線Ｃが切削対象Ｗと相対的に平行
移動される。チップボデーＢには、スローアウェイチッ
プ１によって切削対象Ｗを切削加工する際に、各スロー
アウェイチップ１と切削対象Ｗとの間にクーラントを供
給するための通路３２がチップポケット３３に開口する
ように設けられている。チップボデーＢには、スローア
ウェイチップ１を支持するための支持面３４，３５が周
方向に等間隔で複数（図３に示した実施の形態では５箇
所）配置形成されており、図２および図３に示すよう
に、各スローアウェイチップ１をそれぞれ取付け固定す
るための手段としてのくさび機構３０が設けられてい
る。チップボデーＢに対してスローアウェチップ１を取
付け固定するための手段は、くさび機構３０に限定され
ることなく、例えば図１中の鎖線で示されているよう
に、スローアウェチップ１の略中央に孔３１を形成し、
この孔３１にビス等の締結部材（図示は省略する）を挿
通して締めつけることによってスローアウェチップ１を
チップボデーＢに取付け固定する等、他の取付け固定手
段を採用することもできる。

【００２６】図１に示すように、スローアウェイチップ
１は、超硬合金等の公知の素材を平板状に形成したもの
で、厚さ方向に対向する面のうちのチップボデーＢの回
転駆動される方向前方に配置される側の面がすくい面１
０を構成する。すくい面１０は、この実施の形態の場
合、略四角または八角形等、多角形となるように形成さ
れている。また、スローアウェイチップ１の第１および
第２切れ刃１１，１２が形成された辺の側面１６，１７
は、すくい面１０に対して鋭角となるように所定の角度
で傾斜するよう形成されており、逃げ面を構成してい
る。すなわち、すくい面１０と逃げ面１６，１７との間
の稜線第１切れ刃１１が形成されると共に、この第１切
れ刃１１の、チップボデーＢに取付けられたときにその
回転軸線Ｃに関して径方向外側に配置される側に連続し
て第２切れ刃１２が形成されている。

【００２７】スローアウェイチップ１の第２切れ刃１２
と対角線上に位置する角部１３をはさんで隣接する２つ
の側面１４，１５は、チップボデーＢの支持面３４，３
５と衝合するよう形成されている。側面１４，１５が支
持面３４，３５と衝合されることにより、スローアウェ
イチップ１は、第１切れ刃１１が回転軸線Ｃに直交する
面に対して所定の切り込み角θ３を形成すると共に、す
くい面が所定のアキシャルレーキθ１およびラジアルレ
ーキθ４を形成する等、設定された所定の姿勢に位置決
めされ、この状態でくさび機構３０によって取付け固定
される。また、スローアウェイチップ１の回転軸線Ｃの
径方向の長さ（幅）は、チップボデーＢに位置決め固定
された際に、少なくとも第２切れ刃１２がチップボデー
Ｂの径方向外側に突出するよう設定されている。

【００２８】この実施の形態の場合、第１切れ刃１１
の、チップボデーＢに取付けられたときにその回転軸線
Ｃに関して径方向内側に配置される部分には、わずかな
曲率半径を有するコーナ１８を介して連続し、回転軸線
Ｃに直交する面に対して所定の切り込み角を有するよう
に、長さＬ２を有する副切れ刃１９が形成されている。
副切れ刃１９は、回転軸線Ｃに直交する面に対して所定
の切り込み角を有していることにより、その径方向内側
端と切削対象Ｗの表面との間にわずかな間隔Ｌ３が形成
される。この場合にあっては、図４に示すように、回転
切削工具Ｔを公転させながらＺ方向に移動させることに
よって、金型を形成するだけでなく、例えば回転切削工
具の旋回径Ｄｔ以上の径Ｄｗを有するの孔Ｗｈを形成す
るような所謂ヘリカル加工を行うこともできる。

【００２９】さらに、この実施の形態では、スローアウ
ェイチップ１の第２切れ刃から連続する側辺２０は、切
削対象Ｗに形成する立壁部Ｗｖと干渉しないように、回
転軸線Ｃに関して径方向内側にわずかに傾斜するよう形
成されており、この側辺２０の端部とスローアウェイチ
ップ１の最大旋回径を形成する径方向最外側との間には
わずかな間隔Ｌ４が形成されている。

【００３０】なお、本発明におけるスローアウェイチッ
プ１は、すくい面１０の一辺にのみ第１切れ刃１１を形
成することに限定されることなく、各辺に所定の長さＬ
１および切込み角θ３を有するように第１切れ刃１１を
形成することができ、これと同様に、コーナ１８を介し
て副切れ刃１９を各辺にそれぞれ形成することもでき
る。この場合にあっては、副切れ刃１９のにげ面を構成
する側面２４が側面１４と同様にチップボデーＢの支持
面３４と衝合される衝合面として機能し得るように形成
されていることが望ましい。このように構成することに
より、一辺の第１および／または第２切れ刃１１，１２
の切削能力が低下した場合には、スローアウェイチップ
１を新たなものに交換することなく、異なる辺の第１お
よび第２切れ刃１１，１２によって切削対象Ｗを切削加
工するように向きを変えて取付けることができる。

【００３１】また、本発明では、平面部Ｗｈおよび立壁
部Ｗｖは、それぞれ、主に第１および第２切れ刃１１，
１２によって切削加工されるため、素型材Ｗの切り屑が
カールしやすい幅に形成するように、すなわち、切り屑
の排出性を向上させることができるように、第１切れ刃
の長さＬ１および第２切れ刃の曲率半径Ｒ１を任意に設
定することができる。さらに、本発明のスローアウェイ
チップ１は、上述した実施の形態に限定されることな
く、例えばすくい面１０の形状が三角形または六角形
等、四角形または八角形以外の多角形となるように成形
することもできる。

【００３２】図１８，１９に示したように、回転位相に
よって切削対象の立ち壁部を切削加工するチップ５１の
数が異なる回転切削工具によって断続的に切削加工して
立ち壁部を形成する場合に、切削抵抗の違いによってア
ーバＡが撓む傾向にあるが、本発明のスローアウェイチ
ップ１は、副切れ刃１９を形成することで、アーバＡの
撓みを抑制する効果があり、後述するように押え部とし
て機能する。この場合においては、副切れ刃１９の径方
向内側端と切削対象Ｗの表面との間に形成される間隔Ｌ
３を極力小さくすることが望ましい。

【００３３】上述した実施の形態においては、チップボ
デーＢに着脱可能に取付けられるスローアウェイチップ
１の場合によって説明してきたが、本発明はこの実施の
形態に限定されることなく、以上に説明したように第１
および第２切れ刃１１，１２等が形成されたチップを溶
接或はろう付け等によってチップボデーＢに固定し、あ
るいは、以上に説明したように形成された第１および第
２切れ刃１１，１２等をチップボデーＢに一体に形成し
た所謂ソリッドタイプの回転切削工具とすることもでき
る（図示は省略する）。

【００３４】次に、本発明の金型形成方法の実施の一形
態を、上述したように構成されたスローアウェイチップ
１をチップボデーＢに取付けてなる回転切削工具Ｔを用
いた場合によって詳細に説明する。本発明の金型形成方
法は、概略、切削対象であるブロック状の素型材Ｗを回
転切削工具Ｔにより荒取り加工する金型形成方法であっ
て、所定の長さＬ１および切込み角θ３を有する第１切
れ刃１１と、回転軸線Ｃに関して第１切れ刃１１の径方
向外側に第１切れ刃１１と連続するように配置され、第
１切れ刃１１の長さＬ３よりも小さい曲率半径Ｒ１を有
すると共にその外周に突出するように形成された第２切
れ刃１２とを有する回転切削工具Ｔを回転軸線Ｃ回りに
回転駆動しながら、素型材Ｗに対してＺ方向に所定の切
込量を有する状態でその回転軸線ＣをＸ，Ｙ方向に平行
に移動させ、素型材Ｗに平面部Ｗｈとこの平面部Ｗｈに
対して連続し所定の角度を有する立壁部Ｗｖとにより構
成された荒取り形状Ｆまで荒取り加工するものである。

【００３５】図９に示すように、型彫盤Ｍは、アーバま
たはコレットＡに回転切削工具Ｔが取付けられると共
に、切削対象となる素型材Ｗが支持されており、回転切
削工具Ｔと素型材Ｗとが相対的に移動可能となってい
る。この実施の形態では図１０および図１１に示すよう
に、回転切削工具Ｔは、素型材Ｗの表面を所定の切込み
量だけ切削加工するように回転駆動されながらＺ方向に
前進され、このＺ方向の位置上でＸおよびＹ方向に回転
軸線Ｃを往復して平行移動させるように加工経路Ｐが制
御される。上述したように、回転切削工具Ｔが副切れ刃
１９を有する場合には、回転切削工具Ｔを回転駆動しな
がら素型材Ｗの表面に対して所定の切り込み量までＺ方
向に移動させて切削加工を開始させることもできる。

【００３６】金型を形成する際には、最初に素型材Ｗの
表面を切削して、図５に示すように、素型材Ｗの各外形
面を仮基準面ＳＦ１となるように形成する。次いで、図
１０および図１１に示すように、回転工具Ｔを回転起動
しながら、その回転軸線Ｃを最終荒取り形状Ｆに応じて
ＸおよびＹ方向に位置Ｚｐ１上で往復平行移動させる。
そして、位置Ｚｐ１上での切削加工が完了すると、回転
切削工具は、再び所定の切り込み量だけＺ方向に前進移
動してＺ方向に関して順次同じ位置（Ｚｐ２，Ｚｐ３，
・・・・・Ｚｐｎ）でＸおよびＹ方向に回転軸線の平行移動
を繰り返す等高線切削加工方法により、素型材Ｐの内部
を最終荒取り形状Ｆに残り代αを加えた形状Ｆαまで一
旦切削加工する。

【００３７】素型材Ｗは、内部が切削加工されることに
よって残留応力から解放されて、図６に示すように仮の
基準面ＳＦ１が形成された状態から変形することとな
る。そこで、図７に示すように、最終荒取り形状Ｆに残
り代αを加えた形状Ｆαまで一旦切削加工して残留応力
を除去した後に、素型材Ｗの外形面を切削加工して新た
な基準面ＳＦ２を形成し、図８に示すように、基準面Ｓ
Ｆ２を型彫盤Ｍに支持して基準面ＳＦ２に基づいて最終
荒取り形状Ｆまで素型材Ｗの内部を再度等高線切削加工
方法により荒取り加工する。残留応力を除去した後に形
成された新たな基準面ＳＦ２に基づいて最終荒取り形状
Ｆまで切削加工するために、素型材Ｗの歪量も最終仕上
げ形状に加味する必要がない。

【００３８】ここで、図１０に示した一点鎖線は回転切
削工具Ｔの回転軸線ＣのＸ，Ｙ方向の移動軌跡、すなわ
ち加工経路Ｐを示したものである。加工経路Ｐ１および
Ｐ２では主に第１切れ刃１１によって素型材Ｗに平面切
削加工が行われて平面部Ｗｈが形成され、加工経路Ｐ３
では第１切れ刃に加えて第２切れ刃によって加工経路Ｐ
１およびＰ２で形成された平面部Ｗｈに対して所定の角
度を有する立壁部Ｗｖが平面部Ｗｈと連続するように形
成される。図１２に示すように、平面部Ｗｈを形成する
場合のスローアウェイチップ１の第１および第２切れ刃
１１，１２の素型材Ｗに接触している長さをＫｈとし、
図１３に示すように、立壁部Ｗｖを形成する場合の第１
および第２切れ刃１１，１２の素型材Ｗに接触している
長さをＫｖとして、両場合における接触長さの比の例を
具体的な数値で示すと、次式（１）の通りとなる。Ｋｈ：Ｋｖ＝１：１．１・・・・・・（１）そして、両場合における接触長さによる切削負荷の比の
例を具体的な数値で示すと、次式（２）の通りとなる。Ｋｈ：Ｋｖ＝１：１．２〜１．３・・・・・・（２）

【００３９】一方、図１６に示したように、すくい面が
ほぼ円形状に形成された従来のスローアウェイチップ５
１と比較するとにあっては、平面部Ｗｈを形成する場合
の切れ刃の素型材Ｗに接触している長さをＪｈとし、図
１７に示すように、立壁部Ｗｖを形成する際に切れ刃の
素型材Ｗに接触している長さをＪｖとして、両場合にお
ける接触長さの比の例を具体的な数値で示すと、次式
（３）の通りとなる。Ｊｈ：Ｊｖ＝１：１．８・・・・・・（３）そして、両場合における接触長さによる切削負荷の比の
例を具体的な数値で示すと、次式（４）の通りとなる。Ｊｈ：Ｊｖ＝１：１．６〜１．７・・・・・・（４）

【００４０】本発明によるスローアウェイチップ１と図
１６および図１７に示された従来のスローアウェイチッ
プ５１との立壁部Ｗｖを形成する際の切削負荷を比較す
ると、Ｋｈ＝Ｊｈと仮定した場合、本発明によるスロー
アウェイチップの切削負荷が最低で１．２であるのに対
して、従来のスローアウェイチップの切削負荷が最大で
１．７である。この数値から、本発明によるスローアウ
ェイチップの切削負荷を従来のスローアウェイチップの
切削負荷に対して最大で約７０パーセントに低減するこ
とができる。したがって、平面部Ｗｈを形成する場合の
回転切削工具Ｔの回転軸線Ｃ回りの回転駆動速度を立壁
部Ｗｖを形成する場合に合わせて低く設定する必要性も
低減される。

【００４１】さらに、立壁部Ｗｖを形成するときには、
回転工具Ｔが切削抵抗の変化により回転軸Ｃに対して径
方向の抵抗を受けアーバーＡが撓み、所謂横振れが発生
する傾向にある。しかしながら、本発明では、アーバー
Ａが撓みそうになると、副切れ刃１９が切削対象Ｗの平
面部Ｗｖに接触することにより押え部として機能しアー
バーＡ等の撓みを抑制して横振れをほぼ無くすことがで
きる。また、切削対象Ｗの平面部Ｗｖに接触した副切れ
刃１９は、素型材Ｗの表面をわずかに切削することとと
なり、その表面にへこみ等の傷が付くのを阻止すること
ができる。

【００４２】そして、本発明では、上述したように従来
の技術と比較して切削抵抗が低減し、アーバーＡ等の撓
みが抑制されて横振れがなくなるために、切削対象Ｗの
切削表面に切れ刃の食い込み形状を発生させることがな
く、素型材の表面の面粗度が格段に向上する。したがっ
て、上述した実施の形態では、回転切削工具Ｔを用いて
ブロック状の素型材Ｗから金型を形成する際に、切削加
工された表面の面粗度を除いた、型彫盤Ｍの形成精度や
回転切削工具Ｔの位置精度、素型材Ｗの歪量に基づいて
残り代αの量を設定し所望する形状に加味するだけで済
むので、残り代αの量を低減させることができる。すな
わち、最終荒取り仕上げ形状Ｆを最終仕上げ形状に近づ
けることができるので、金型を効率よく形成することが
できる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、所定の長さを
有する第１切れ刃と、回転軸線に関して第１切れ刃の径
方向外側に第１切れ刃と連続するように配置され、第１
切れ刃の長さよりも小さい曲率半径を有するように形成
された第２切れ刃と、を備え、チップボデーに取付けら
れた際に前記第１切れ刃に所定の切込み角が形成される
ようにしたことにより、切削対象を切削加工して平面部
を形成する場合と立壁部を形成する場合の切削負荷が大
きく変化しないようにすることができ、もって、切削効
率の向上を図ることができるスローアウェイチップを提
供することができる。

【００４４】請求項２の発明によれば、所定の長さおよ
び切込み角を有する第１切れ刃と、回転軸線に関して第
１切れ刃の径方向外側に第１切れ刃と連続するように配
置され、第１切れ刃の長さよりも小さい曲率半径を有す
るように形成された第２切れ刃と、を備えたことによ
り、切削対象を切削加工して平面部を形成する場合と立
壁部を形成する場合の切削負荷が大きく変化しないよう
にすることができ、もって、切削効率の向上を図ること
ができる回転切削工具を提供することができる。

【００４５】請求項３の発明によれば、回転軸線に関し
て第１切れ刃の径方向内側に配置され第１切れ刃と連続
する副切れ刃を備えたことにより、切削対象に立壁部を
形成する際に切削抵抗を受けて回転切削工具が径方向に
撓む傾向にあるが、副切れ刃が切削対象の表面をわずか
に切削することにより押え部として機能するため、回転
工具の撓みや切削対象の表面の傷付きが防止される。ま
た、回転軸方向の切り込みが可能となり、所謂ヘリカル
加工を行うこともできる。

【００４６】請求項４の発明によれば、副切れ刃が、回
転切削工具が取付けられたアーバの撓みを防止する押え
部として機能するものとしたことにより、立ち壁部を形
成する際に、切削抵抗の変化によって回転切削工具が取
付けられたアーバが撓むのを、副切れ刃が切削対象の表
面に接触して押え部として機能するため、アーバの撓み
が防止され、切削対象の表面に傷が付くのを阻止するこ
とができる。

【００４７】請求項５の発明によれば、所定の長さおよ
び切込み角を有する第１切れ刃と、回転軸線に関して第
１切れ刃の径方向外側に第１切れ刃と連続するように配
置され、第１切れ刃の長さよりも小さい曲率半径を有す
ると共にその外周に突出するように形成された第２切れ
刃と、回転軸線に関して第１切れ刃の径方向内側に配置
され第１切れ刃と連続する副切れ刃と、を有する回転切
削工具を、回転軸線回りに回転駆動しながら素型材に対
して所定の切込量を有する状態でその回転軸線を平行に
移動させ、素型材に平面部とこの平面部に対して連続し
所定の角度を有する立壁部とにより構成された荒取り形
状まで荒取り加工することにより、切削対象に平面部を
形成する場合と、この平面部に対して所定の角度を有す
る立壁部を連続して形成する場合とにおける第１および
第２切れ刃の切削対象に対する接触する長さ、およびこ
れに基づく切削抵抗が両場合で大きく変わることがな
い。また、切削対象に立壁部を形成する際に切削抵抗を
受けて回転切削工具を支持するアーバが撓む傾向にある
が、副切れ刃が切削対象の表面をわずかに切削すること
により押え部として機能するため、回転工具を支持する
アーバの撓みや切削対象の表面の傷付きが防止される。
このため、回転切削工具を支持するアーバが撓むことに
よる面粗度の悪化が抑止される。したがって、形成しよ
うとする形状に加味する残り代を小さく設定することが
でき、もって効率よく金型を形成することができる金型
形成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスローアウェイチップの実施の一形態
を示す正面図である。

【図２】チップボデーに取付けられた状態の本発明のス
ローアウェイチップの側面図である。

【図３】スローアウェイチップが取付けられたチップボ
デーの正面図である。

【図４】本発明の回転切削工具によりヘリカル加工を行
う場合の説明図である。

【図５】切削対象に仮の基準面を形成した状態を示す説
明図である。

【図６】切削対象の内部を切削加工したことにより切削
対象が変形した状態を示す説明図である。

【図７】変形した切削対象に新たに基準面を形成した状
態を示す説明図である。

【図８】切削対象を最終荒取り形状まで切削加工した状
態を示す説明図である。

【図９】本発明の回転切削工具が適用される型彫盤の正
面図である。

【図１０】回転切削工具の加工経路を示す平面図であ
る。

【図１１】等高線切削加工方法を説明するための図１０
の正面図である。

【図１２】本発明の回転切削工具により平面部を形成す
る状態を示す説明図である。

【図１３】本発明の回転切削工具により立壁部を形成す
る状態を示す説明図である。

【図１４】従来の回転切削工具の一例を示す説明図であ
る。

【図１５】従来の回転切削工具の別の例を示す説明図で
ある。

【図１６】従来の回転切削工具により平面部を形成する
状態を示す説明図である。

【図１７】従来の回転切削工具により立壁部を形成する
状態を示す説明図である。

【図１８】切削対象に接触するチップの数が、回転切削
工具の回転軸線回りの回転位相によって多い場合を示す
説明図である。

【図１９】切削対象に接触するチップの数が、回転切削
工具の回転軸線回りの回転位相によって図１８に示した
場合よりも少ない場合を示す説明図である。

【符合の説明】

Ｔ回転切削工具ＢチップボデーＣ回転軸線Ｗ切削対象Ｗｈ平面部Ｗｖ立壁部１スローアウェイチップ１１第１切れ刃１２第２切れ刃１９副切れ刃

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林崎弘章茨城県結城郡石下町古間木1511番地三菱マテリアル株式会社筑波製作所内 (72)発明者柴田清秋岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地三菱マテリアル株式会社岐阜製作所内Ｆターム(参考） 3C022 KK01 KK06 KK12 KK16 KK25 KK26 3C046 CC08 EE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転切削工具に含まれるチップボデーに
対して着脱可能に取付けられ、チップボデーを回転軸線
回りに回転駆動すると共に回転軸線を平行移動させるこ
とにより、切削対象に平面部とこの平面部に対して所定
の角度を有する立壁部とを連続して形成することが可能
なように切削加工するスローアウェイチップであって、所定の長さを有する第１切れ刃と、回転軸線に関して第
１切れ刃の径方向外側に第１切れ刃と連続するように配
置され、第１切れ刃の長さよりも小さい曲率半径を有す
るように形成された第２切れ刃と、を備え、チップボデ
ーに取付けられた際に、前記第１切れ刃に所定の切込み
角が形成されると共に、チップボデーの外周から突出す
るようにしたことを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項２】回転軸線回りに回転駆動されると共に、
回転軸線を平行移動させることにより、切削対象に平面
部とこの平面部に対して所定の角度を有する立壁部とを
連続して形成することが可能なように切削加工する回転
切削工具であって、チップボデーに、所定の長さおよび切込み角を有する第
１切れ刃と、回転軸線に関して第１切れ刃の径方向外側
に第１切れ刃と連続するように配置され、第１切れ刃の
長さよりも小さい曲率半径を有すると共にその外周から
突出するように形成された第２切れ刃と、を一体に形成
したことを特徴とする回転切削工具。
【請求項３】回転軸線に関して第１切れ刃の径方向内
側に配置され第１切れ刃と連続する副切れ刃を備えたこ
とを特徴とする請求項１記載のスローアウェイチップま
たは請求項２記載の回転切削工具。
【請求項４】副切れ刃が、回転切削工具が取付けられ
たアーバの撓みを防止する押え部として機能するもので
あることを特徴とする請求項３記載のスローアウェイチ
ップまたは回転切削工具。
【請求項５】ブロック状の素型材を回転切削工具によ
り荒取り加工する金型形成方法であって、所定の長さおよび切込み角を有する第１切れ刃と、回転
軸線に関して第１切れ刃の径方向外側に第１切れ刃と連
続するように配置され、第１切れ刃の長さよりも小さい
曲率半径を有すると共にその外周に突出するように形成
された第２切れ刃と、回転軸線に関して第１切れ刃の径
方向内側に配置され第１切れ刃と連続する副切れ刃と、
を有する回転切削工具を、回転軸線回りに回転駆動しな
がら素型材に対して所定の切込量を有する状態でその回
転軸線を平行に移動させ、素型材に平面部とこの平面部
に対して連続し所定の角度を有する立壁部とにより構成
された荒取り形状まで荒取り加工することを特徴とする
金型形成方法。