JP2002011607A - スローアウェイチップ - Google Patents

スローアウェイチップ

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JP2002011607A
JP2002011607A JP2000195092A JP2000195092A JP2002011607A JP 2002011607 A JP2002011607 A JP 2002011607A JP 2000195092 A JP2000195092 A JP 2000195092A JP 2000195092 A JP2000195092 A JP 2000195092A JP 2002011607 A JP2002011607 A JP 2002011607A
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JP
Japan
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rake face
cutting edge
throw
groove bottom
groove
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JP2000195092A
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English (en)
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Toru Yano
徹 矢野
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】切屑処理範囲が広く、且つ、ビビリ振動を起こ
さないスローアウェイチップを提供する。これに加え
て、フランク摩耗が発生し難く、工具寿命が長いスロー
アウェイチップを提供する。 【解決手段】ブレーカ溝内に2段のすくい面を形成した
ものにあって、すくい面の後方に位置する溝底面を平面
状とし、且つ、陸部に向かって傾斜を有するものとし、
さらに、この溝底面に連続する立ち上がり面を平面状す
る。また、かかるブレーカ溝の構成において、第二すく
い面をR曲面状とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の切削工具本
体の先端部外周に、着脱自在に装着されるスローアウェ
イチップに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、切屑が連続して排出される旋削
工具においては、主切刃に沿ったすくい面に、切屑を適
宜分断させることによってその排出性を向上させるため
のブレーカ溝が形成されたスローアウエイチップが用い
られる。
【0003】特に仕上げなどの軽切削の分野では、切屑
は幅と厚みが小さく剛性が小さいので、中重切削に比べ
て円滑にカールし難い。かかる軽切削における切屑に対
しては、カールさせるために十分な応力が切屑に付与さ
れるために深めのブレーカ溝が必要である。
【0004】これに対して、荒加工などの中重切削で
は、切屑は幅と厚みが大きく剛性が大きくなるので、切
屑がカールし易い。したがって、深めのブレーカ溝は必
要なく、むしろ、刃先強度を大きくするため、浅く、広
いブレーカ溝が所望される。
【0005】このように、仕上げ領域と荒加工では、望
ましいブレーカ溝の形態が異なるので、一般的に、それ
ぞれの用途に併せてブレーカ形状の異なる個別のスロー
アウェイチップが用いられている。
【0006】しかしながら、仕上げ領域と荒加工で異な
るスローアウェイチップを使うことは、それぞれの加工
を行うときにスローアウェイチップを一々交換する必要
があり、手間がかかる。そのため、仕上げ領域から荒加
工までカバーする広い切削領域を有するスローアウェイ
チップが求められてきた。そのようなスローアウェイチ
ップとして、実公平6−1283号に記載されるような
2段のすくい面を有するスローアウェイチップが用いら
れている。図5〜7は、かかる従来のスローアウェイチ
ップを示すものである。
【0007】図5および図6において、このスローアウ
ェイチップ30は外観略三角形をなす板状のもので、そ
の上面31の各稜線部に主切刃32が形成され、さらに
この上面31には、その全周に恒って延びるブレーカ溝
34が形成されている。
【0008】このブレーカ溝34は、上記主切刃32と
直交する方向にこの主切刃32から下面側に向けて傾斜
角度θ3で傾斜する第一すくい面35と、この第一すく
い面35からさらに大きな傾斜角度θ4で上記下面側に
向けて傾斜する第二すくい面36と、この第二すくい面
36の終端部に接して凹状の円柱面を描く溝底曲面37
と、この溝底曲面37の終端部に接して終端部が上記上
面に至る立ち上がり面38から構成されている。
【0009】この従来のスローアウェイチップ30は、
軽切削の場合には図7に鎖線で示すように、厚さの薄い
切屑W4が第一すくい面35に沿って進み、さらに第二
すくい面36に沿って、その上方を、立ち上がり面38
における溝底曲面37の終端部の近傍まで落ち込んで適
当な形状にカールされる。また、中重切削の場合には図
7に実線に示すように、厚さの厚い切屑W5が第一すく
い面35から立ち上がり面38に衝突して適当な形状に
カールされる。このため、広い切屑処理範囲を有するも
のであった。
【0010】
【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、仕上げ領域においてビビリ振動が発生し易
く、そのような場合、仕上げ面が滑らかに形成されない
という問題を有していた。この問題の原因は、第一すく
い面を通過した切屑は、立ち上がり面と衝突し、その
際、切屑と面の接触角度が大きいため、衝突の衝撃が大
きいためである。
【0011】また、上記従来技術においては、第二すく
い面が平面であるため、上方を通過する切屑との間の隙
間が小さく、切屑の熱が多く伝わる。そして、この熱の
影響により、逃げ面がフランク摩耗の進行が早く進み、
工具寿命が短くなる傾向があった。
【0012】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、切屑処理範囲が広く、且つ、ビビリ振
動を起こさないスローアウェイチップを提供することを
目的とする。これに加えて、フランク摩耗の進行が遅
く、工具寿命が長いスローアウェイチップを提供するこ
とを目的とする。
【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のスローアウェイチップは、多角形の板状をな
し、すくい面と逃げ面との稜線に主切刃が形成され、上
記すくい面には主切刃に沿って形成されたブレーカ溝と
陸部とを備え、上記ブレーカ溝内に上記主切刃に直交す
る方向にこの主切刃からチップの厚みを減ずる方向に傾
斜する第一すくい面と、この第一すくい面からさらに大
きく傾斜する第二すくい面とを備えてなるスローアウェ
イチップにおいて、上記ブレーカ溝はさらに、上記第二
すくい面の終端部に連続して前記陸部に向けて傾斜する
溝底平面と、この溝底平面に連続して前記陸部に至る平
面状の立ち上がり面とを備えたことを特徴とする。
【0014】かかる構成によれば、軽切削の場合に厚さ
の薄い切屑が第一すくい面に沿って進み、さらに第二す
くい面に沿って、その上方を進み、溝底平面まで落ち込
んでこの面に衝突する。このとき、溝底平面が陸部に向
けて傾斜する平面に形成されているので、切屑とこの面
の接触が小さく、そのため衝突の衝撃が小さい。また、
この溝底平面に衝突した切屑は方向を変え、さらに、平
面状の立ち上がり面に衝突し、適当な形状にカールされ
る。この時も、切屑とこの面の接触角度が小さく、その
ため衝突の衝撃が小さい。また、中重切削の場合には、
厚さの厚い切屑が第一すくい面から立ち上がり面に衝突
して適当な形状にカールされる。このため、広い切屑処
理範囲を有するものである。
【0015】次に、請求項4のスローアウェイチップ
は、上記請求項1のスローアウェイチップの構成におい
て、第二すくい面がR曲面状であることを特徴とする。
【0016】かかる構成によれば、第二すくい面とその
上方を通過する切屑との間により広いすきまが生じるの
で、その空間による放熱作用により、フランク摩耗が少
なくなる。
【0017】
【発明を実施する形態】以下、本発明の実施形態を図に
より説明する。
【0018】図1〜図3は、本発明のスローアウェイチ
ップ10の一実施例を示すものである。
【0019】図1および図2において、このスローアウ
ェイチップ10は外観略三角形をなす板状のもので、そ
の上面1の各稜線部に主切刃2が形成され、さらにこの
上面1には、その全周に恒って主切刃2に沿って形成さ
れたブレーカ溝4が形成され、その内側が陸部3となっ
ている。
【0020】このブレーカ溝4は、上記主切刃2と直交
する方向にこの主切刃2から下面側に向けて傾斜角度α
1で傾斜する第一すくい面5と、この第一すくい面5か
らさらに上記下面側に向けて傾斜する第二すくい面6
と、この第二すくい面6の終端部に接して前記陸部3に
向けて傾斜する溝底平面7と、この溝底平面7の終端部
に接して終端部が上記陸部3に至る平面状の立ち上がり
面8から構成されている。
【0021】かかる構成によれば、軽切削の場合には図
3に鎖線で示すように厚さの薄い切屑W1が第一すくい
面5に沿って進み、さらに第二すくい面6に沿って、そ
の上方を進み、溝底平面7まで落ち込んでこの面に衝突
する。このとき、溝底平面7が陸部3に向けて傾斜する
平面として形成されているので、切屑とこの面の接触角
が小さく、そのため衝突の衝撃が小さい。また、この溝
底平面7に衝突した切屑は方向を変え、さらに、平面状
の立ち上がり面8に衝突し、適当な形状にカールされ
る。このときも、切屑とこの面の接触角度が小さく、そ
のため衝突の衝撃が小さい。したがって、軽切削の場合
に、ビビリ振動を効果的に抑制する。また、中重切削の
場合には図3に実線で示すように、厚さの厚い切屑W2
が第一すくい面5から立ち上がり面8に衝突して適当な
形状にカールされる。このため、広い切屑処理範囲を有
するものである。
【0022】そして、このブレーカ溝4において、上記
溝底平面7の傾斜角度θ1が4〜6°の範囲であること
が好ましい。この傾斜角度θ1が4°未満の場合、ブレ
ーカ溝が広くなり、切屑が伸び易くなるという傾向があ
り、他方、6°を超える場合、切屑と溝底平面7の接触
角が大きくなり、ビビリ振動を発生させてしまう恐れが
ある。
【0023】さらに、上記立ち上がり面8の傾斜角度θ
2が前記傾斜角度θ1+15°〜20°の範囲であるこ
とが好ましい。この傾斜角度θ2がθ1+15°より小
さい場合、切屑が伸びてカールし難くなるという傾向が
あり、他方、θ1+20°より大きい場合、切屑と立ち
上がり面8の接触角が大きくなり、ビビリ振動を発生さ
せてしまう恐れがある。
【0024】また、上記ブレーカ溝4を構成する第二す
くい面6は、図2に示すようにR曲面状とすることがで
きる。この場合、第二すくい面6とその上方を通過する
切屑との間により広いすきまが生じるので、その空間に
よる放熱作用により、フランク摩耗が少なくなる。この
第二すくい面6の曲率半径は、0.3mm〜0.7mm
であることが好ましい。この曲率半径が0.3mm未満
の場合、所定幅の第二すくい面6において窪み深さが大
きくなるので刃先強度が小さくなり、そのため切刃が欠
損し易くなる恐れがある。他方、0.7mmより大きい
と、所定幅の第二すくい面6において窪み深さが小さく
なるので上記放熱作用が不十分となって、フランク摩耗
の進行が早くなる恐れがある。
【0025】なお、かかるブレーカ溝4の構成を、スロ
ーアウェイチップ10の全周に亘って設けておく必要は
ない。切削に関与する主切刃2の領域は、概ね図1の領
域Aであり、この領域に上記構成のブレーカ溝4が設け
られていれば良い。そして、他の領域は、異なるブレー
カ溝の構成であったり、また、ブレーカ溝が設けられて
いなくても良い。
【0026】次に、本願発明にかかるスローアウェイチ
ップ10と、比較例として、図5乃至図6の従来例に記
載されたスローアウェイチップ30とのそれぞれについ
て、送り量fおよび切込み量dを変化させて切屑の発生
状況を観察した。
【0027】切削条件は次のとおりである。
【0028】切削速度 v=200m/min 送り f=0.2mm/rev 切込み d=2.0mm 湿式加工 被削材 SUS304(φ170×455サイズの円柱
材) チップ TNMG160408 実験の結果について説明する。
【0029】図4に実験の結果を示し、図4において実
線で記載された領域は本願による使用可能領域を、破線
で記載された領域は、図5乃至図6のスローアウェイチ
ップ30による使用可能範囲をそれぞれ示している。こ
こで、使用可能領域とは、分断された切屑が排出される
領域である。これに対して切屑が連続して排出される領
域は、使用不可能領域である。
【0030】図4から明らかなように、本願の形状のブ
レーカ溝4を用いることにより、図5乃至図6に示す従
来のスローアウェイチップ30と同等以上の切削領域が
達成できる。
【0031】また、同時に、ビビリ振動の有無につい
て、観察・評価した。その結果を図8に示す。
【0032】図8から明らかなように、本発明によるス
ローアウェイチップ10は前記従来のスローアウェイチ
ップ30に対し軽切削の領域(送りf=0.3mm/r
ev,切込みd=0.5mm)でビビリ振動の改善が見
られ、また、中重切削の領域の(送りf=0.35mm
/rev,切込みd=1.0mm)(送りf=0.4m
m/rev,切込みd=1.5mm)及び(送りf=
0.4mm/rev,切込みd=2.0mm)の領域で
もビビリ振動の改善が見られた。
【0033】このように本発明のスローアウェイチップ
10は、軽切削領域のみでなく、中重切削の領域でもビ
ビリ振動抑止の効果を有することを確認した。
【0034】さらに、フランク摩耗の進行早さについ
て、測定した。その結果を図9に示す。
【0035】図9において、黒丸が本発明によるスロー
アウェイチップ10のフランク摩耗量を、黒四角が前記
従来のスローアウェイチップ30のフランク摩耗を示
す。同図から明らかなように、前記従来のスローアウェ
イチップ30に対して本発明のスローアウェイチップ1
0は、切削時間約13分を過ぎたあたりから、比較例に
比べてフランク摩耗量が有意に少なくなった。
【0036】このことから、本発明のスローアウェイチ
ップ10はフランク摩耗の進行速度を遅くする作用があ
ることが確認された。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明のスローアウ
ェイチップは、ブレーカ溝内に2段のすくい面を形成し
たものにあって、すくい面の後方に位置する溝底面を平
面状とし、且つ、陸部に向かって傾斜を有するものと
し、さらに、この溝底面に連続する立ち上がり面を平面
状としたことにより、すくい面を通過した切屑と、これ
ら面との接触角を小さくした。これにより、広い切削領
域を有しながら、仕上げ領域におけるビビリ振動を効果
的に抑制することが可能である。
【0038】さらに、上記ブレーカ溝の構成において、
第二すくい面をR曲面状とすることにより、第二すくい
面とその上方を通過する切屑との間により広いすきまが
生じるので、その空間による放熱作用により、フランク
摩耗の進行を遅くし、これにより、工具寿命を長期化す
ることが可能である。
【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一実施例を示
す平面図である。
【図2】図1のI−I線断面である。
【図3】図1のスローアウェイチップの切削状態を示す
断面図である。
【図4】本願と従来例との使用可能範囲を比較して示す
図表である。
【図5】従来のスローアウェイチップの平面図である。
【図6】図5のII−II線断面図である。
【図7】図5のスローアウェイチップの切削状態を示す
断面図である。
【図8】ビビリ振動の有無についての実験の結果の表と
切削条件を示す。
【図9】フランク摩耗量についての折れ線グラフと切削
条件を示す。
【符号の説明】
10 スローアウェイチップ 1 上面 2 主切刃 3 陸部 4 ブレーカ溝 5 第一すくい面 6 第二すくい面 7 溝底平面 8 立ち上がり面

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多角形の板状をなし、すくい面と逃げ面と
    の稜線に主切刃が形成され、上記すくい面には主切刃に
    沿って形成されたブレーカ溝と陸部とを備え、上記ブレ
    ーカ溝内に上記主切刃に直交する方向にこの主切刃から
    チップの厚みを減ずる方向に傾斜する第一すくい面と、
    この第一すくい面からさらに大きく傾斜する第二すくい
    面とを備えてなるスローアウェイチップにおいて、上記
    ブレーカ溝はさらに、上記第二すくい面の終端部に連続
    して前記陸部に向けて傾斜する溝底平面と、この溝底平
    面に連続して前記陸部に至る平面状の立ち上がり面とを
    備えたことを特徴とするスローアウェイチップ。
  2. 【請求項2】上記溝底平面の傾斜角度θ1が4〜6°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】上記立ち上がり面の傾斜角度θ2が前記傾
    斜角度θ1+15〜20°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。
  4. 【請求項4】上記第二すくい面がR曲面状であることを
    特徴とする請求項1記載のスローアウェイチップ。
  5. 【請求項5】上記第二すくい面の曲率半径が0.3mm
    〜0.7mmであることを特徴とする請求項4記載のス
    ローアウェイチップ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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