JP2002011606A - スローアウェイチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】切屑が一定の径でカールされて形成され絡みつ
く事無く（安定した切屑の処理性）、切屑の排出方向が
安定するとともに、切削抵抗を抑制するスローアウェイ
チップを提供する。 【解決手段】コーナー部の先端に、ノーズアール部で交
わる２つの直線切刃と、２つの直線切刃の一方側で前記
ノーズアール部の先端から前記すくい面との境界線まで
の距離が他方側より小さくなるように前記すくい面との
境界線を前記２つの直線切刃に対し傾けたブレーカ壁と
を備え、前記ブレーカ壁とすくい面との境界線までの距
離を小さくした側の直線切刃に平行で且つ前記ノーズア
ール部の先端と交わる直線における前記ノーズアール部
の先端から前記ブレーカ壁とすくい面との境界線までの
距離が０．３〜１．０ｍｍであり、前記ブレーカ壁に切
屑排出方向における後方に大きく窪んだ凹部を形成す
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、金属加工に用いら
れるスローアウェイチップに関するもので、特に、ボー
リング加工等の仕上げに好適に用いられるスローアウェ
イチップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記スローアウェイチップとして、実公
平７−４０９０号に記載される考案のスローアウェイチ
ップの如く、ブレーカ壁に凹部を設けることにより、切
屑の排出性を高め、同時に、切削抵抗を低減しようとし
たものが開発され、実用化されている。

【０００３】図６乃至図８は、このような従来のスロー
アウェイチップを示すものである。

【０００４】図６に示すように、このスローアウェイチ
ップ３０は、そのコーナー部９に、すくい面４を中央陸
部５から段落ちさせ、すくい面４と中央陸部５との間に
斜めのブレーカ壁７を生じさせ、さらに上記すくい面４
は、陸部５の面と平行な基準線Ｓ（図７）に対して、チ
ップ厚み方向にθ３°傾けてあるスローアウェイチップ
を前提にしたものである。

【０００５】そして、このスローアウェイチップ３０の
すくい面４と陸部５の双方にまたがる位置には楕円球凹
部６１が設けられている。この楕円球凹部６１は、楕円
の軸芯Ｔ（長軸）がスローアウェイチップ３０の厚み方
向に前記θ３°よりも大きく傾くようにしたものであ
り、且つ、図８に示すように、すくい面４を掘り下げる
深さを有している。

【０００６】かかる従来のスローアウェイチップ３０の
構成によれば、すくい面４を通過した切屑が楕円球凹部
内６１に進入してこの凹部６１の曲面壁６２で歪みを受
け、カールする。このとき、凹部６１の曲面壁６２が円
弧面であること、この曲面壁６２が本来のブレーカ壁よ
りも切刃から遠く離れた位置であるので、切削抵抗を低
減することができる。

【０００７】さらに、上記スローアウェイチップ３０
は、楕円球凹部６１の長軸Ｔの傾きθ４°をすくい面４
の傾きθ３°よりも大きくしたことにより、切刃角θ５
°を大きく保って、切刃の強度を低下させないようにす
るとともに、全体として斜面下方に大きく傾いた楕円球
凹部６１の作用でもって切屑を強制的に誘導されて流出
させることを狙いとしたものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、切屑のカールが一定せず不安定であったり、
切屑の排出方向が不安定であったりして、切屑の絡みつ
きや、切屑が仕上げ面に損傷を与えてしまうことなどが
あった。

【０００９】その原因としては、まず、上記従来のスロ
ーアウェイチップ３０は、前記ブレーカ壁7とすくい面4
との境界線までの距離d1を小さくした側の直線切刃に平
行で且つ前記ノーズアール部3の先端と交わる直線にお
ける前記ノーズアール部3の先端から前記ブレーカ壁7と
すくい面4との境界線までの距離d1が1.15〜1.5ｍｍ程度
と比較的大きく設定されていた。そのため、曲面壁６２
の切屑が当たる位置が不安定で、その結果、切屑のカー
ル径が不安定となったり、切屑の排出方向が不安定とな
り易い。

【００１０】また、上記従来のスローアウェイチップに
おいて、すくい面の傾きよりも楕円球凹部の長軸の傾き
を大きくした構成が切屑を斜面下方に強制的に誘導する
作用を発揮していない。そのうえ、すくい面の傾きθ３
が７°程度と小さいので、切屑を斜面下方に誘導するこ
とができておらず、切屑の排出方向が不安定となり易
い。

【００１１】さらに、上記楕円球凹部は、切屑の排出側
での切屑カールの保持性が弱く、カール径が不安定に大
きくなる傾向がある。

【００１２】本発明は、このような従来技術の問題点を
克服し、切屑が一定の径でカールされて形成され絡みつ
きが無く（安定した切屑の処理性）、切屑の排出方向が
安定するとともに、切削抵抗を抑制すること目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載のスローアウェイチップは、コーナー部の
先端に、すくい面と逃げ面との稜線部位に形成されノー
ズアール部で交わる２つの直線切刃と、２つの直線切刃
の一方側で前記ノーズアール部の先端から前記すくい面
との境界線までの距離が他方側より小さくなるように前
記すくい面との境界線を前記２つの直線切刃に対し傾け
たブレーカ壁とを備え、前記ブレーカ壁とすくい面との
境界線までの距離を小さくした側の直線切刃に平行で且
つ前記ノーズアール部の先端と交わる直線における前記
ノーズアール部の先端から前記ブレーカ壁とすくい面と
の境界線までの距離が０．３〜１．０ｍｍであり、前記
ブレーカ壁に切屑排出方向における後方に大きく窪んだ
凹部を形成したことを特徴とする。

【００１４】本構成によれば、ノーズアール近傍から切
屑が発生し、すくい面を通って短い直線切刃の側から凹
部内に進入する。切屑は、この部分の曲面で確実にカー
ルし、さらに、大きく窪んだ凹部の後方側に進んで、そ
の広い曲面で切屑のカールが確実に維持される。したが
って、切屑は、送り方向前方に順次、安定的に流れ出て
いく。

【００１５】このとき、ノーズアール部からブレーカ壁
までの距離を小さく設定したことにより、切屑が凹部の
曲面壁に当たる位置が安定し、その結果、前記凹部内で
の切屑処理性が安定する。

【００１６】なお、ブレーカ壁の位置をノーズアール部
に近づけると、通常は、切削抵抗が増し、ビビリ振動
や、ノーズアール部の損傷などの問題が起こりやすくな
るが、本スローアウェイチップでは、前述のように切屑
処理性を向上させたことにより、切削抵抗を抑制するこ
とが可能である。

【００１７】かかる特徴を有する本発明のスローアウェ
イチップの実施形態を、以下、図により詳細に説明す
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１乃至図５に基づいて本発明の
一実施形態を説明する。

【００１９】図中、１はスローアウェイチップ、２０，
２１はすくい面と逃げ面の交差稜で形成される直線切刃
であり、隣接する直線切刃２０，２１が交わるコーナー
部にはノーズアール部３が形成されている。４は陸部５
から段落ちさせてチップの各コーナー部に設けたすくい
面、６はこの面から立ち上がるブレーカ壁７に設けられ
た凹部である。

【００２０】図１を参照して、ノーズアール部３の先端
からすくい面4とブレーカ壁７との境界線（以下、立ち
上がり境界線７１）までの長さは、前記直線切刃２０，
２１のそれぞれの側で異なり、一方が長く、他方が短い
構成であり、これと対応して、ブレーカ壁７と陸部５と
が交わる稜線８および上記立ち上がり境界線７１は、短
い直線切刃２０に対し、図１の平面視でα°の傾きを有
している。

【００２１】図２は、スローアウェイチップ１を略円柱
状のホルダーＨに固定し、加工対象の貫通孔Ｗのボーリ
ング加工を行う形態を示す。図２において、矢印Ａは送
り方向であり、上記スローアウェイチップ１の使用コー
ナーにおいて、長い直線切刃２１が送り方向前方に配置
されるとともに、短い直線切刃２０が送り方向後方に配
置されている。切屑Ｃは、長い直線切刃２１の側の上
側、すなわち、送り方向前方の上側に排出されるので、
切屑Ｃが仕上げ面に損傷を与える恐れがない。

【００２２】図３を参照して、前記ブレーカ壁７に設け
た凹部６は、切屑排出方向における後方に大きく窪んだ
形状となっている。仕上げ加工において、切込みが極め
て小さいため切屑Ｃはノーズアール部３近傍から発生
し、すくい面４を通って前記短い直線切刃２０の側から
前記凹部６内に進入する。凹部６内に進入した切屑Ｃ
は、この部分（図中、符号Ｘで示す領域）の曲面壁で確
実にカールし、さらに、大きく窪んだ凹部６の後方側
（図中、符号Ｙで示す領域）に進んで、そのカールが確
実に維持され、送り方向Ａ前方に順次流れ出ていく。

【００２３】上記凹部６の形状としては、同図に示すよ
うな半滴状とすることができる。図３の平面視におい
て、短い直線切刃２０に近接する凹部６の領域Ｘで、凹
部６の上稜線７２は略直線状である。他方、長い直線切
刃２１に近接する凹部６の領域Ｙで、凹部６の上稜線７
２は湾曲している。

【００２４】上記凹部６の上稜線７２における直線部分
は、上記立ち上がり境界線７１に対し後方側に傾斜角β
°でもって傾いている。この傾斜角β°としては、２５
°〜３５°の範囲であることが好ましい。傾斜角β°が
２５°未満の場合は、切屑のカールピッチが粗くなる
為、切屑がかさばったり、加工硬化した切屑が発生し、
ワーク仕上面を傷付ける傾向があり、他方、３５°を超
えると、切屑Ｃのカール径が一定でなく切屑処理が不安
定となる傾向がある。

【００２５】他方、上記凹部６の上稜線７２の湾曲部分
は、その曲率半径Ｒが０．２〜０．８ｍｍの範囲である
ことが好ましい。この曲率半径Ｒが０．２ｍｍ未満の場
合あるいは曲率半径Ｒが０．８ｍｍよりも大きい場合の
いずれも、切屑の流れが不安定となる傾向がある。

【００２６】また、上記凹部６は、中央の窪み長Ｐ１に
対し、凹部６の最大窪み長Ｐ２が、１．１〜１．４倍の
範囲であることが好ましい。この比が１．１未満の場
合、切屑Ｃのカールピッチが粗くなる傾向があり、他
方、１．４以上の場合、カール径が一定でなく切屑処理
が不安定となる傾向がある。

【００２７】図３を参照して、前記短い直線切刃２０に
平行で且つ前記ノーズアール部３の先端から前記立ち上
がり境界線までの距離ｄは０．３〜１．０ｍｍである。
ブレーカ壁７の位置をこの程度にノーズアール部３に近
づけることにより、切屑処理が安定する。すなわち、ノ
ーズアール部３からブレーカ壁７までの距離を短くする
ことによって上記凹６部内の曲面壁へ切屑が当たる位置
が安定し、その結果、安定した切屑処理が実現可能であ
る。また、このようにブレーカ壁７の位置をノーズアー
ル部３に近づけると、通常、切削抵抗が増し、ビビリ振
動や、ノーズアール部の破損等の問題が起こりやすくな
るものであるが、本スローアウェイチップ１は、上記凹
部６による切屑処理の安定性および切屑排出方向の安定
性の作用によって切屑がスムーズに排出される結果、切
削抵抗を抑制できる。

【００２８】なお、前記距離ｄが０．３ｍｍより短い場
合、切削抵抗が過大となり、ビビリ振動等を起こしやす
くなり、他方、１．０ｍｍを超えると、前記凹部６内の
曲面壁に切屑が当たる位置が変わり易くなる。その結
果、前述の上記凹部６の作用が発揮できずに、切屑が切
れにくく、絡みやすくなってしまうまた、図１のＩ−Ｉ
線部断面図である図４に示すように、すくい面４は、チ
ップコーナー角の２等分線方向に正のすくい角θ１°を
有している。さらに、図１のＩＩ−ＩＩ線部断面図であ
る図５に示すように、すくい面４は前記立ち上がり境界
線に平行な方向に正のすくい角θ２°を有し、これによ
り、前記短い直線切刃２０から長い直線切刃２１にかけ
て、すくい面４の高さ位置が漸減する構成となってい
る。

【００２９】上記スローアウェイチップ１は、上記チッ
プコーナー角の２等分線方向のすくい角θ１°により、
切削抵抗を小さくすることができる。さらに、上記立ち
上がり境界線７１に平行なすくい角θ２°によってすく
い面４が短い直線切刃２０の側から長い直線切刃２１の
側に下っているので、その方向へ切屑が流れることを促
進する。これにより切屑の排出性を補強することが可能
である。

【００３０】前記立ち上がり境界線７１に平行な方向で
のすくい角θ２°としては１２〜２０°の範囲が好まし
い。このすくい角が１２°未満の場合、切屑が上に飛び
散ったり、焼けた切屑が発生し易くなる傾向がある。他
方、２０°を超える場合、切屑の流れが不安定になり、
また、切刃に欠損が発生し易くなる傾向がある。

【００３１】

【実験例】実験例１ 図１乃至図５に示すスローアウェイチップ１において、
前記短い直線切刃２０における前記ノーズアール部３の
先端から前記立ち上がり境界線までの距離ｄ（ブレーカ
幅）と立ち上がり境界線７１に平行な方向でのすくい角
θ２°を変えて切削試験を行い、切屑処理性および仕上
面の状態について観察・評価した。

【００３２】上記切削実験の条件は次のとおりである： 周速Ｖ＝３００ｍ／ｍｉｎ 切込みｄ＝０．２５ｍｍ 送りｆ＝０．０６ｍｍ 被削材＝Ｓ５０Ｃ 乾式 表１に切削実験の結果を示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１から明らかなように、前記ブレーカ幅
ｄが０．３〜１．０ｍｍのとき、総合的に良い結果が得
られた。特に、０．４〜０．８ｍｍのときに非常に結果
が良かった。これに対して、前記ブレーカ幅ｄが０．２
ｍｍ、１．２ｍｍのときには、切屑の排出方向（切屑の
流れ）がどの場合も不安定であった。

【００３５】また、前記立ち上がり境界線７１に平行な
方向でのすくい角θ２°については、すくい角が１２°
〜２０°の場合、前記ブレーカ幅が０．３〜１．０ｍｍ
のときに、○：安定したカールの切屑が排出され、仕上
面良好、◎：大変安定したカールの切屑が排出され、仕
上面良好、という良い結果が得られた。特に15°、１７
°の場合の結果が非常に優れていた。これに対して、前
記すくい角θ２°が７°、１０°、２３°の場合は、い
ずれも切屑の流れが不安定となるか、或いは、切屑が細
かく切れ過ぎたり焼けたりするなど切屑の処理性に難が
あった。

【００３６】実験例２ 図１乃至図５に示すスローアウェイチップにおいて、図
３に示す領域Ｙにおける凹部の上稜線７２の曲率半径Ｒ
と領域Ｘにおける凹部の上稜線７２と立ち上がり境界線
７１がなす傾斜角β°を変え、その切削試験を行い、切
屑処理性および仕上面の状態について観察・評価した。
切削条件は実験例１と同じである。

【００３７】表２にその結果を示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】表１から明らかなように、前記曲率半径Ｒ
が０．２〜０．８ｍｍのとき、総合的に高い評価となっ
た。特に、０．３〜０．６ｍｍのときに非常に結果が良
かった。これに対して、前記曲率半径Ｒが０．１ｍｍ、
１．０ｍｍのときには、切屑の流れがどの場合も不安定
であった。

【００４０】また、前記傾斜角β°については、２５°
〜３５°の場合、前記曲率半径Ｒが０．2〜０．８ｍｍ
のときに、○：安定したカールの切屑が排出され、仕上
面良好、◎：大変安定したカールの切屑が排出され、仕
上面良好、という良い結果が得られた。特に２５°、３
０°の場合の結果が非常に優れていた。これに対して、
前記傾斜角β°が２０°、２３°、３８°、４０°の場
合は、いずれも切屑の流れが不安定となるか、或いは、
切屑が細かく切れ過ぎたり焼けたりするなど切屑の処理
性に難があった。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コーナー
部の先端に、すくい面と逃げ面との稜線部位に形成され
ノーズアール部で交わる２つの直線切刃と、２つの直線
切刃の一方側で前記ノーズアール部の先端から前記すく
い面との境界線までの距離が他方側より小さくなるよう
に前記すくい面との境界線を前記２つの直線切刃に対し
傾けたブレーカ壁とを備え、前記ブレーカ壁とすくい面
との境界線までの距離を小さくした側の直線切刃に平行
で且つ前記ノーズアール部の先端と交わる直線における
前記ノーズアール部の先端から前記ブレーカ壁とすくい
面との境界線までの距離が０．３〜１．０ｍｍであり、
前記ブレーカ壁に後方に大きく窪んだ凹部を形成したこ
とことにより、切屑が凹部の短い直線切刃の側で確実に
カールし、さらに、凹部の後方側で切屑のカールが確実
に維持され、送り方向前方に順次、安定的に流れ出てい
く。

【００４２】また、ノーズアール部からブレーカ壁まで
の距離を小さく設定しているので、凹部内の曲面壁に切
屑が当たる位置が安定し、その結果、切屑処理性と切屑
の排出方向が安定する。そして、これら切屑処理性およ
び切屑の排出方向の安定性により、切削抵抗を抑制する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例に係るスローアウェイチ
ップの平面図である。

【図２】図１のスローアウェイチップを用いた、ボーリ
ング加工の形態を示す説明図である。

【図３】図１のスローアウェイチップの要部を示す平面
図である。

【図４】図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

【図５】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図６】従来のスローアウェイチップの平面図である。

【図７】図６のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

【図８】図６のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１，１０ スローアウェイチップ ２０，２１ 直線切刃 ３ ノーズアール部 ４ すくい面 ５ 陸部 ６，６０ 凹部 ７ ブレーカ壁 ８ 稜線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コーナー部の先端に、すくい面と逃げ面と
   の稜線部位に形成されノーズアール部で交わる２つの直
   線切刃と、２つの直線切刃の一方側で前記ノーズアール
   部の先端から前記すくい面との境界線までの距離が他方
   側より小さくなるように前記すくい面との境界線を前記
   ２つの直線切刃に対し傾けたブレーカ壁とを備え、 前記ブレーカ壁とすくい面との境界線までの距離を小さ
   くした側の直線切刃に平行で且つ前記ノーズアール部の
   先端と交わる直線における前記ノーズアール部の先端か
   ら前記ブレーカ壁とすくい面との境界線までの距離が
   ０．３〜１．０ｍｍであり、 前記ブレーカ壁に切屑排出方向における後方に大きく窪
   んだ凹部を形成したことを特徴とするスローアウェイチ
   ップ。
2. 【請求項２】前記凹部の最大窪み長がその中央の窪み長
   の１．１〜１．４倍である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。
3. 【請求項３】前記すくい面は、前記ノーズアール部の先
   端から前記ブレーカ壁と前記すくい面との境界線までの
   距離を小さくした側の直線切刃から他方の直線切刃にか
   けて、高さ位置が漸減する１２〜２０°の傾きを有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載のスローアウェ
   イチップ。