JP2002052414A - スローアウェイチップおよびスローアウェイ式カッタツール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 座面切削加工用チップと面取り加工用チップ
とを１チップ化して小型化を図り、有効刃数の増加によ
り切削効率を高める。 【解決手段】 内径切削用の一対のチップ３とは別に、
座面切削加工用と面取り加工用とを兼ねた一対のチップ
４を１８０度位相をずらして配置する。チップ４には、
座面切削加工用切れ刃８ａとこれに連続する面取り加工
用切れ刃８ｂとを備えた刃部９を二組形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
等による工具回転式の切削加工に際し刃物として用いら
れるスローアウェイチップとそのスローアウェイチップ
を用いたスローアウェイ式カッタツールに関し、特に穴
明け加工に続く座面切削（座ぐり）加工と面取り加工と
を同時に行うのに好適なスローアウェイチップとスロー
アウェイ式カッタツールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばマシニングセンタ等による穴あけ
加工においては、加工工数の短縮化のために、複合削り
の一形態として穴の内径切削加工とその穴開口縁の座面
切削加工（座ぐり）および面取り加工とを同時に行うこ
とが行われ、その際に加工機械側の主軸に装着されるこ
とになるカッタツールにはスローアウェイ式のものが用
いられる。

【０００３】図８，９はその一例を示したもので、穴Ｐ
の内径切削とその穴の開口縁の座面Ｆの切削および面取
り部Ｑの加工とを行うにあたり、主軸５０に装着される
カッタツール５１のカッタボデー５２の先端には１８０
度位相をずらしたかたちで一対の内径切削加工用のチッ
プ５３が装着されている一方、この内径切削加工用のチ
ップ５３よりも奥部側には座面切削加工用のチップ５４
と面取り加工用のチップ５５とが同じく１８０度位相を
ずらしたかたちで一つずつ装着されている。なお、上記
三種類のチップ５３，５４，５５はいずれもスローアウ
ェイチップである。そして、カッタツール５１を回転駆
動させながら切削送りを与えると、最初に一対の内径切
削加工用のチップ５３によってワークＷについて穴Ｐの
内径切削加工が行われ、その内径切削の終了と同時もし
くはほぼ同時に、座面切削加工用のチップ５４による座
面Ｆの切削加工と面取り加工用のチップ５５による面取
り部Ｑの加工とが同時に行われることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のス
ローアウェイ式カッタツール５１では、穴Ｐの内周面、
座面Ｆおよび面取り部Ｑの合計三つの加工対象部位のう
ち座面Ｆと面取り部Ｑとが相互に連続しているにもかか
わらず、それらの部位の加工を司る刃物は座面切削加工
用のチップ５４と面取り加工用のチップ５５とにそれぞ
れ独立していて、しかも加工部位が相互に近接している
がために、それらのチップ５４，５５をカッタボデー５
２の円周方向において相互に位相をずらすようにして装
着してある。そのため、内径切削加工用のチップ５３が
二つであるのに対して、座面切削加工と面取り加工につ
いてはその有効刃数すなわちチップ５４と５５がいずれ
も一つに制限されることになり、送りや切削速度を高め
るのにもおのずと限界があり、結果として加工時間が長
くなり生産性の向上が望めない。この傾向は特にカッタ
ボデー５２の直径が小さくなるほど顕著となる。

【０００５】また、座面切削加工用のチップ５４と面取
り加工用のチップ５５のカッタボデー５２に対する取付
形態によっては、双方ともにその取付座面がカッタボデ
ー５２の中心方向に大きく食い込むかたちとなることか
ら、カッタツール５１全体の剛性が低下することとなっ
て好ましくない。

【０００６】加えて、一つのカッタボデー５２に三種類
のチップ５３，５４，５５が装着されている関係上チッ
プの種類や数量が多く、チップの製造コストや工具管理
工数が増大することになる。特に、上記座面切削加工用
のチップ５４と面取り加工用のチップ５５との関係につ
いてみた場合、図１０に示すように双方のチップ５４，
５５の軌跡をツール回転方向で互いに重ね合わせるよう
に投影させたときにできる合成軌跡が所望する座面Ｆと
面取り部Ｑとの相対位置関係となるように、双方のチッ
プ５４，５５を互いに位相をずらせてカッタボデー５２
に装着しているため、特に面取り加工用のチップ５５に
ついては実際の加工量の割にはその形状自体もしくは座
面切削加工用のチップ５４からのオーバーハング量Ｈが
極端に大きく、これが先に延べたチップ５５全体の製造
コストを増大させる要因となっている。

【０００７】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、座面切削加工用のチップと面取り加工用チ
ップとを実質的に１チップ化することで従来の種々の問
題点を解消したスローアウェイチップとそのスローアウ
ェイチップを用いたカッタツールの構造を提供しようと
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、切削加工用の少なくとも一つの刃部を備えたスロー
アウェイチップであって、前記刃部は、座面切削加工用
切れ刃と、この座面切削加工用切れ刃に連続して所定の
面取り角をもって形成された面取り加工用切れ刃と、を
備えていることを特徴としている。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明の座面切削加工用切れ刃と面取り加工用切
れ刃とが鈍角をなしていることを特徴としている。

【００１０】上記のスローアウェイチップは、従来のも
のと同様にクランプねじ等の固定手段を用いてカッタボ
デーに着脱可能に装着される。

【００１１】したがって、これら請求項１，２に記載の
発明では、従来の座面切削加工用のチップと面取り加工
用のチップとが実質的に１チップ化されたかたちとなっ
ていて、一つの刃部が座面切削加工用切れ刃と面取り加
工用切れ刃とを備えているから、単一のスローアウェイ
チップの単一の刃部をもって座面切削加工と面取り加工
とが同時並行的に行われることになる。そして、請求項
２に記載の発明では、座面切削加工用切れ刃と面取り加
工用切れ刃とが鈍角をなしているが故に、切削加工を施
すべき座面に連続する部位にその座面と俯角をなすよう
にして面取り部が形成される。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明のスローアウェイチップを前提とした上
で、前記刃部がチップ本体の軸心を回転中心とした回転
対称位置に少なくとも二つ設けられていることを特徴と
している。

【００１３】したがって、この請求項３に記載の発明で
は、単一のスローアウェイチップに付帯する二つの刃部
が同時に使用されることはなく、いずれか一つの刃部が
選択使用される。すなわち、単一のスローアウェイチッ
プが少なくとも二つの刃部を有していることにより、例
えば一方の刃部が摩耗したような場合には、従来と同様
にスローアウェイチップのコーナーチェンジを行うべく
スローアウェイチップを回転変位させ、他方の刃部を所
定位置に割り出すことでその後の加工に対処可能とな
る。

【００１４】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜３のいずれかに記載の発明のスローアウェイチップが
カッタボデーのうちそのカッタボデーの軸心を回転中心
とした回転対称位置に少なくとも二つ装着されているこ
とを特徴としている。

【００１５】したがって、この請求項４に記載の発明で
は、座面切削加工用切れ刃と面取り加工用切れ刃とがそ
れぞれ二つずつ存在することによって単純にその仕事量
が二倍となる。これにより、送りや切削速度を高めても
何ら不都合は生じないことになる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１，２に記載の発明によれば、ス
ローアウェイチップの刃部が座面切削加工用切れ刃とこ
の座面切削加工用切れ刃に連続して所定の面取り角をも
って形成された面取り加工用切れ刃とを備えていて、実
質的に従来では二つのチップに分離独立していたものを
１チップ化したものであるから、その形状を大幅に小さ
くしてコストダウンを図ることができるとともに、カッ
タボデーに対する取付スペース的な制約を緩和できる。
その結果として、単一のカッタボデーに対して少なくと
も二つ配置すれば従来のように有効刃数が一つに制限さ
れることがないから、送りや切削速度を高めて切削効率
の向上ひいては生産性の向上に大きく貢献できるように
なる。

【００１７】また、請求項３に記載の発明によれば、前
記刃部がチップ本体の軸心を回転中心とした回転対称位
置に少なくとも二つ設けられていることから、従来のも
のと同様に一方の刃部が摩耗した場合にはいわゆるコー
ナーチェンジにより他方の刃部を使用することが可能と
なり、スローアウェイチップ本来の機能がいささかも阻
害されることがない。

【００１８】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
上記スローアウェイチップがカッタボデーのうちそのカ
ッタボデーの軸心を回転中心とした回転対称位置に少な
くとも二つ装着されていることから、先に述べた請求項
１，２に記載の発明の効果が一段と顕著となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜５は本発明の好ましい実施
の形態を示す図であって、特に図１はスローアウェイ式
のカッタツールの全体説明図を、図３は図１の要部拡大
図を、図４はスローアウェイチップ単独での構成をそれ
ぞれ示している。そして、図１のカッタツール１は、複
合切削として、ワークＷにおける穴Ｐの内径切削とその
穴Ｐの開口縁の座面Ｆの切削および穴Ｐの内周面と座面
Ｆとのなすコーナー部に面取り加工を施す場合の例を示
している。

【００２０】図１，２に示すように、マシニングセンタ
等の工作機械の主軸５０に装着されるカッタツール１
は、シャンク部２ａと大径軸部２ｂおよび小径軸部２ｃ
とを含んでなる段付き軸状のカッタボデー２と、このカ
ッタボデー２のうち小径軸部２ｃの先端に装着された内
径切削加工用の一対のスローアウェイチップ３と、同じ
くカッタボデー２のうち大径軸部２ｂの先端に装着され
た面取り加工機能付きの座面切削加工用の一対のスロー
アウェイチップ４とから構成されている。なお、上記小
径軸部２ｃおよび大径軸部２ｂには、それらの軸心を回
転中心としたときの回転対称位置二箇所を切除するよう
にして逃げ溝５が形成されている。また、チップ３，４
はいずれも超硬合金等の高硬度の材料にて形成されてい
る。

【００２１】上記内径切削加工用のスローアウェイチッ
プ３は、基本的には従来のものと同様に略矩形状のもの
として形成されていて、小径軸部２ｃのうちカッタボデ
ー２の軸心を回転中心とした回転対称位置すなわち逃げ
溝５の壁面に１８０度位相をずらしたかたちで図示外の
クランプねじ等により着脱可能に固定されている。そし
て、この内径切削加工用のスローアウェイチップ３はそ
の外周四辺部のいずれもが独立した刃部となっていて、
いずれかの刃部を小径軸部外周面の最大直径部よりもわ
ずかに突出するように選択的に割り出すことで内径切削
加工用の切れ刃として機能するようになっている。

【００２２】一方、座面切削加工用のスローアウェイチ
ップ４は、略対角線上の二箇所に突起部６を有する略変
形矩形状のものとして形成されていて、大径軸部２ｂの
うち内径切削加工用のスローアウェイチップ取付位置と
同位相位置すなわち逃げ溝５の壁面に１８０度位相をず
らしたかたちで図示外のクランプねじ等により着脱可能
に固定されている。

【００２３】より詳しくは、この座面切削加工用のスロ
ーアウェイチップ４は、図４にも示すように取付穴７が
貫通形成された略長矩形状のチップ本体８を主体として
形成されていて、チップ本体８のうち取付穴７をはさん
で相互に対向する平行な二つの辺部が独立した座面切削
加工用の切れ刃８ａとなっている。そして、これら座面
切削加工用の切れ刃８ａとなる各辺部にはそれとほぼ直
角方向に向けて突起部６が一体に形成されていて、先に
述べたように取付穴７をはさんでチップ本体８の略対角
線上に一対の突起部６が形成されていることによりチッ
プ４全体が略変形矩形状のものとなっている。

【００２４】この突起部６には、隣接する各辺部の座面
切削加工用の切れ刃８ａと連続するように所定の面取り
角θをもって斜状の面取り加工用の切れ刃８ｂが形成さ
れていて、この座面切削加工用の切れ刃８ａと面取り加
工用の切れ刃８ｂとは鈍角をなしている。なお、上記面
取り角θは面取り部Ｑの面取り角度に応じて設定され
る。そして、互いに隣接することになる座面切削加工用
の切れ刃８ａと面取り加工用の切れ刃８ｂとが相互に対
をなすことで刃部９が形成されている。これにより、座
面切削加工用のスローアウェイチップ４としては取付穴
７を回転中心した回転対称位置に選択使用が可能な二組
の刃部９，９を有していることになり、いずれか一方の
刃部９のうち座面切削加工用の切れ刃８ａがカッタボデ
ー２の軸心に対して直角となるように大径軸部２ｂに固
定されている。

【００２５】したがって、本実施の形態のスローアウェ
イ式のカッタツール１によれば、カッタボデー２のうち
小径軸部２ｃの先端には１８０度位相をずらしたかたち
で一対の内径切削加工用のスローアウェイチップ３が装
着されていて、同じくカッタボデー２のうち大径軸部２
ｂの先端には上記内径切削加工用のスローアウェイチッ
プ３と同位相位置に座面切削加工および面取り加工用の
一対のスローアウェイチップ４が装着されている。

【００２６】そのため、カッタボデー２に所定の切削速
度条件での回転運動と送りとを与えれば、最初に内径切
削加工用の一対のスローアウェイチップ３によって穴Ｐ
の内周面の切削加工が行われる。その後、上記内径切削
加工が末期に至ると、座面切削加工および面取り加工用
の一対のスローアウェイチップ４によって面取り部Ｑの
面取り加工と座面Ｆの切削加工とが同時並行的に行われ
るようになる。すなわち、座面切削加工および面取り加
工用の一対のスローアウェイチップ４は、ともに面取り
加工用切れ刃８ｂと座面切削加工用切れ刃８ａとを個別
に有していることから、面取り部Ｑの切削加工について
も１８０度位相がずれた二つの切れ刃８ｂ，８ｂの同時
切削作用によって行われ、同様に座面Ｆの切削加工につ
いても同じく１８０度位相がずれた二つの切れ刃８ａ，
８ａの同時切削作用によって行われることになる。

【００２７】このように本実施の形態によれば、内径切
削加工のみならず面取り加工および座面切削加工につい
てもそれぞれに二つの切れ刃８ｂ，８ｂもしくは８ａ，
８ａによって切削が行われることから、少なくとも面取
り加工および座面切削加工のカッタツール１回転当たり
の切削仕事量は単純に二倍となり、従来よりも送りや切
削速度を高めることができるようになって切削効率が向
上し、生産性が向上することになる。

【００２８】また、図５と図１０とを比較すると明らか
なように、従来の面取り加工用の切れ刃からカッタボデ
ー５２の直径方向外側へのオーバーハング量がＨである
のに対して、本実施の形態における同等部位のオーバー
ハング量はＨｓとなり（Ｈｓ≪Ｈ）、同様に図１と図８
とを比較すると明らかなように、従来の面取り加工用の
切れ刃からカッタボデー５２の軸心方向側への食い込み
量がＤであるのに対して、本実施の形態における同等部
位の食い込み量はＤｓとなり（Ｄｓ≪Ｄ）、いずれの場
合にも両者の差は歴然である。

【００２９】これらは、従来では座面切削加工と面取り
加工ごとに相互に独立せざるを得なかった二つのチップ
を実質的に１チップ化した本実施の形態によって初めて
もたらされるものであり、面取り加工用切れ刃８ｂと座
面切削加工用切れ刃８ａとを有しながらもチップ４全体
が大幅に小型化されることによってチップ４自体の材料
低減によるコストダウンを図ることができるほか、例え
ば上記チップ４が装着される逃げ溝５の壁面に凹部を形
成してその凹部にチップ４を着座させるような場合に、
上記Ｄｓ≪Ｄの関係よりしてカッタボデー２の軸心側へ
の彫り込み量を小さくできることから、カッタツール１
全体の剛性をも十分確保できることになる。

【００３０】ここで、本実施の形態における座面切削加
工用および面取り加工用のスローアウェイチップ４は、
座面切削用切れ刃８ａと面取り加工用切れ刃８ｂとを含
んでなる刃部９を二組有しているものであるから、例え
ば一方の刃部９が摩耗したような場合には従来と同様に
いわゆるコーナーチェンジによりもう一方の刃部９に切
り換えて使用することができる。

【００３１】例えば、図３において現在加工可能位置に
割り出されている下側の刃部９が摩耗したような場合に
は、そのスローアウェイチップ４を一旦取り外して１８
０度回転させることにより、もう一方の刃部９による加
工が可能となる。

【００３２】また、多品種少量生産形態のように面取り
部Ｑの角度が異なるワークＷの加工が予想される場合に
は、図６の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように面取り加工用切
れ刃８ｂの面取り角θが異なる数種類のチップを予め用
意しておき（例えば、θ１＝３０°、θ２＝４５°、θ
３＝６０°）、これらのなかから選択使用するのが望ま
しい。

【００３３】図７は本発明の第２の実施の形態を示す。
この実施の形態では、カッタツール１の送りや切削速度
を高くすることが要求されない場合に、図１〜３に示し
た第１の実施の形態のスローアウェイチップ４と図８，
９に示した従来の座面切削加工用のスローアウェイチッ
プ５４とを併用したものである。

【００３４】図７から明らかなように、双方のスローア
ウェイチップ４，５４は、カッタボデー２の軸心を回転
中心として１８０度位相をずらした位置にそれぞれ装着
されていて、座面Ｆの切削にはチップ４の切れ刃８ａと
チップ５４の切れ刃との二つの切れ刃が関与するのに対
して、面取り部Ｑの切削にはチップ４側の単一の切れ刃
８ｂのみが関与することになる。

【００３５】本実施の形態では、面取り加工時の仕事量
は第１の実施の形態のものより減ることになるものの、
例えば面取り量がきわめて小さいいわゆる糸面取り加工
のような場合には十分に対応可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、スロー
アウェイ式カッタツール全体の構成説明図。

【図２】図１に示すカッタツールの右側面図。

【図３】図１の要部拡大説明図。

【図４】（Ａ）は図３に示すスローアウェイチップ単体
での構成説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の右側面図。

【図５】図３に示すスローアウェイチップの構成説明
図。

【図６】面取り角が異なるスローアウェイチップの説明
図。

【図７】本発明の第２の実施の形態を示す構成説明図。

【図８】従来のカッタツールの代表的な構造を示す説明
図。

【図９】図８の右側面図。

【図１０】図８に示す座面切削加工用チップと面取り加
工用チップとの相互関係を示す説明図。

【符号の説明】

１…カッタツール ２…カッタボデー ４…スローアウェイチップ ６…突起部 ７…取付穴 ８…チップ本体 ８ａ…座面切削加工用切れ刃 ８ｂ…面取り加工用切れ刃 ９…刃部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切削加工用の少なくとも一つの刃部を備
   えたスローアウェイチップであって、前記刃部は、座面
   切削加工用切れ刃と、この座面切削加工用切れ刃に連続
   して所定の面取り角をもって形成された面取り加工用切
   れ刃と、を備えていることを特徴とするスローアウェイ
   チップ。
2. 【請求項２】 前記座面切削加工用切れ刃と面取り加工
   用切れ刃とが鈍角をなしていることを特徴とする請求項
   １に記載のスローアウェイチップ。
3. 【請求項３】 前記刃部は、チップ本体の軸心を回転中
   心とした回転対称位置に少なくとも二つ設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のスローアウ
   ェイチップ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のスロー
   アウェイチップがカッタボデーのうちそのカッタボデー
   の軸心を回転中心とした回転対称位置に少なくとも二つ
   装着されていることを特徴とするスローアウェイ式カッ
   タツール。