JP2004160606A - スローアウェイチップおよびスローアウェイ式回転切削工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して用いることができるとともに、所定のねじれ角を付与して取り付けた場合でも高い加工精度が得られる安価なスローアウェイチップを提供する。
【解決手段】外周刃として機能するスローアウェイチップ１４ａの側部切れ刃２８およびスローアウェイチップ１４ｂの連結刃３２は、何れも工具本体１２の軸心Ｏからの径寸法が略一定となるように外側へ凸形状に湾曲させられているため、ねじれ角γに拘らず高い加工精度で切削加工を行なうことができる。また、スローアウェイチップ１４ａおよび１４ｂは同一形状の部品で、一対の側部切れ刃２８、３０が中心線に対して対称に設けられているため、左回転用のエンドミルに対しても共通して用いることが可能で、チップの種類が半減して安価になるとともに管理が容易になる。
【選択図】 図１
【解決手段】外周刃として機能するスローアウェイチップ１４ａの側部切れ刃２８およびスローアウェイチップ１４ｂの連結刃３２は、何れも工具本体１２の軸心Ｏからの径寸法が略一定となるように外側へ凸形状に湾曲させられているため、ねじれ角γに拘らず高い加工精度で切削加工を行なうことができる。また、スローアウェイチップ１４ａおよび１４ｂは同一形状の部品で、一対の側部切れ刃２８、３０が中心線に対して対称に設けられているため、左回転用のエンドミルに対しても共通して用いることが可能で、チップの種類が半減して安価になるとともに管理が容易になる。
【選択図】 図１
Description
【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に係り、特に、右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して用いられるとともに、所定のねじれ角を付与して取り付けた場合でも高い加工精度が得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】
切れ刃を有するスローアウェイチップが円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられ、その工具本体が軸心まわりに回転駆動されることにより、前記切れ刃が外周刃として機能して切削加工を行なうスローアウェイ式回転切削工具が多用されている。特許文献１に記載のエンドミルはその一例で、等脚台形形状のスローアウェイチップが用いられ、軸心まわりに離間した位置において９０°回転させた状態で取り付けられるようになっている。
【０００３】
一方、外周刃として機能する切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢でスローアウェイチップを工具本体に取り付けた場合に切れ刃が直線であると、工具本体の軸心から切れ刃各部までの径寸法が変化するため、例えば図８（ａ） に模式的に示すように被削材１００に対して肩削り加工を行なった場合、工具軸心と平行な方向（図の上下方向）において加工面１０２に加工誤差δが生じる。また、工具の軸方向へ相対移動させて肩削り加工を繰り返した場合、図８の（ｂ） に示すようにオーバーラップ部分に段差１０４を生じる可能性がある。このため、特許文献２では、切れ刃を三次元形状に形成して加工誤差δを略０とすることが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１２７１２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９８７２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のスローアウェイチップは、右回転用および左回転用の各々の回転切削工具に対して別々に構成され、別個に提供されていたため、チップの種類が多くなって管理が面倒であるという問題があった。特許文献１のスローアウェイチップは等脚台形形状を成しているため、右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して使用することが可能であるが、このような両方向の回転について何等記載されていないとともに、切れ刃が直線形状を成しているため、所定のねじれ角を付与して取り付けた場合には加工精度が低下する。一方、特許文献２によれば、切れ刃に所定のねじれ角を付与した場合でも高い加工精度が得られるが、切れ刃が複雑な三次元形状を成しているため、製造コストが高くなる。また、切れ刃が複雑な三次元形状を成していることから、特許文献１に記載の等脚台形形状のスローアウェイチップにそのまま適用することは困難である。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して用いることができるとともに、所定のねじれ角を付与して取り付けた場合でも高い加工精度が得られる安価なスローアウェイチップを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられ、その工具本体が軸心まわりに回転駆動されることにより、前記切れ刃が外周刃として機能してその軸心と平行な加工面が得られるように切削加工を行なうスローアウェイチップにおいて、（ａ） 前記切れ刃は、前記軸心からの径寸法が略一定となるように外側へ凸形状に湾曲させられているとともに、中心線に対して対称となるように一対設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明のスローアウェイチップにおいて、前記一対の切れ刃は、すくい面として機能する平坦な一平面の両側部に設けられており、前記工具本体に対する取付状態においてその工具本体の先端側へ向かうに従って互いに離間させられているとともに、底刃として機能する連結刃がその一対の切れ刃を連結するように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第２発明のスローアウェイチップにおいて、（ａ） 前記一平面は前記中心線に対して対称な等脚台形形状を成していて、両側の斜辺が前記一対の切れ刃を構成し、長辺が前記連結刃を構成している一方、（ｂ） その連結刃は、前記一対の切れ刃と同じ曲率で外側へ凸形状に湾曲させられているとともに、その切れ刃に接続するコーナー部が円弧形状を成していることを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、第２発明または第３発明のスローアウェイチップにおいて、前記一平面に対して垂直な方向から見た平面視において、前記一対の切れ刃は１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径の円弧形状を成していることを特徴とする。
【００１１】
第５発明はスローアウェイ式回転切削工具に関するもので、第１発明〜第４発明の何れかのスローアウェイチップが、前記一対の切れ刃のうち外周刃として機能する一方の切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
第６発明は、第２発明〜第４発明の何れかのスローアウェイチップが円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられているスローアウェイ式回転切削工具において、（ａ） 前記工具本体には大径部が設けられ、その大径部に複数の同一形状のスローアウェイチップが取り付けられるとともに、（ｂ） その複数のスローアウェイチップは、前記連結刃が前記工具本体の先端側に位置するとともに前記一対の切れ刃のうち外周刃として機能する一方の切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で取り付けられた第１スローアウェイチップと、その工具本体の軸方向においてその第１スローアウェイチップと反対向きで外周刃として機能する他方の切れ刃が前記ねじれ角と大きさが同じで±が逆向きに傾斜する姿勢で取り付けられた第２スローアウェイチップとを有し、（ｃ） 前記工具本体の軸心に対して直角な横方向へ凹んだ横溝加工を行なうことを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
このようなスローアウェイチップによれば、工具本体の軸心からの径寸法が略一定となるように切れ刃が外側へ凸形状に湾曲させられているため、ねじれ角に拘らず高い加工精度で切削加工を行なうことができる。また、その切れ刃は中心線に対して対称的に一対設けられているため、右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して用いることが可能で、チップの種類が半減して安価になるとともに管理が容易になる。
【００１４】
第２発明では、すくい面として機能する平坦な一平面の両側部に一対の切れ刃が設けられており、切れ刃が二次元形状を成しているため、中心線に対して対称的な一対の切れ刃を容易に設けることが可能で、三次元形状の切れ刃を設ける場合に比較して製造コストが低減される。また、一対の切れ刃は工具本体の先端側へ向かうに従って互いに離間させられているとともに、底刃として機能する連結刃が一対の切れ刃を連結するように設けられているため、底刃に所定の中凹角が付与されて優れた切削性能が得られる。
【００１５】
第３発明では、連結刃が一対の切れ刃と同じ曲率で外側へ凸形状に湾曲させられているため、この連結刃が外周刃として機能するように工具本体に配置した場合にも高い加工精度が得られるようになり、スローアウェイチップの配設形態の自由度が高くなる。また、一対の切れ刃に接続するコーナー部が円弧形状を成しているため、コーナー部の強度が高くなる。
【００１６】
第４発明では、一平面に対して垂直な方向から見た平面視において一対の切れ刃は１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径の円弧形状を成しているため、その切れ刃の加工が一層容易になる。この第４発明が第３発明に適用された場合、連結刃も１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径の円弧形状とされて加工が容易になる。
【００１７】
なお、このように一定の曲率半径で切れ刃を形成すると、厳密には工具本体の軸心からの径寸法が変化するが、切れ刃が直線の場合に比較して加工精度が向上する。また、加工誤差が最も小さくなる理想的な曲率半径は、切れ刃のねじれ角γや外径Ｄによって異なり、上記１０００〜３０００ｍｍの範囲は外径Ｄが１６〜４０ｍｍの範囲内でねじれ角γが５°程度の場合に特に優れた効果が得られるが、その他の外径寸法やねじれ角においても加工精度の向上効果が得られる。
【００１８】
第５発明、第６発明のスローアウェイ式回転切削工具においても、実質的に第１発明〜第４発明と同様の作用効果が得られる。第６発明では、工具本体に大径部が設けられるとともに、その大径部の上下に連結刃が位置するように同一形状の複数のスローアウェイチップが反対向きで且つ逆ねじれ角で配設され、工具本体の軸心に対して直角な横方向へ凹んだ横溝加工が行なわれるが、同一形状のスローアウェイチップが用いられるため製造が容易で安価に構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、スローアウェイ式のエンドミルやフライスに好適に適用される。工具本体は例えば高速度工具鋼や合金工具鋼などの工具鋼が好適に用いられ、スローアウェイチップは例えば超硬合金等の超硬質工具材料が好適に用いられる。スローアウェイチップは、例えばボルト等のねじ部材や楔部材などのクランプ装置によって工具本体に着脱可能に取り付けられる。
【００２０】
スローアウェイチップは、外周刃として機能する切れ刃のねじれ角γが例えば３°〜１０°程度の範囲内で特に好ましくは５°程度となるように、工具本体に配設される。ねじれ角γが大きくなる程、切れ刃の曲率半径を小さくすることが望ましく、第４発明のように一定の曲率半径で切れ刃を形成する場合には、ねじれ角γを５°程度以下とすることが望ましい。
【００２１】
第２発明では、すくい面として機能する平坦な一平面の両側部に一対の切れ刃が設けられ、切れ刃が二次元形状を成していたが、第１発明の実施に際しては、三次元形状の切れ刃を採用することもできる。
【００２２】
スローアウェイチップの厚さは、例えば中心線方向において連結刃側へ向かうに従って厚くなり、この厚さ寸法の変化でねじれ角γを付与するようにすることもできるが、側面の逃げを除いて厚さ寸法が一定のスローアウェイチップを採用することもできる。一対の切れ刃の逃げ面として機能する側面には、例えば５°〜２０°程度の逃げ角で逃げを設けることが望ましく、連結刃の逃げ面として機能する側面にも同様の逃げを設けることが望ましい。
【００２３】
第３発明の等脚台形形状は、一対の斜辺（切れ刃）および長辺（連結刃）が外側へ湾曲しているため、数学的な意味では厳密には台形でないが、曲率半径が比較的大きくて略直線状と見做すことが可能な台形に近い形状を意味するものである。なお、連結刃と反対側の短辺は必ずしも直線、或いは直線状である必要はなく、他の発明の実施に際しては円弧形状など適宜変更することが可能である。
【００２４】
上記等脚台形形状の一対の斜辺の傾斜角φは、底刃の中凹角に対応するもので、大きい程加工負荷が低減されるが欠け等の損傷が生じ易くなるため、例えば０°＜φ≦１５°の範囲内が適当で、２°≦φ≦１０°の範囲内が望ましい。
【００２５】
第３発明の連結刃は、一対の切れ刃と同じ曲率で設けられるが、連結刃を外周刃として使用しない場合には、切れ刃と異なる曲率としたり、直線状にしたりするなど、種々の態様が可能である。連結刃が一対の切れ刃に接続するコーナー部の円弧形状は、例えば０．４ｍｍ以上の曲率半径が適当で、０．８ｍｍ以上が望ましい。
【００２６】
第４発明では、１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径で切れ刃が設けられているが、他の発明の実施に際しては、曲率半径を連続的に変化させるようにしたり、外径Ｄやねじれ角γに応じて１０００ｍｍ以下或いは３０００ｍｍ以上の曲率半径で切れ刃を形成したりすることもできる。スローアウェイチップの長さ寸法、すなわち切れ刃の長さ寸法は、長くなる程加工誤差が大きくなるため、切れ刃の外径Ｄやねじれ角γによっても異なるが、例えば２０ｍｍ程度以下とすることが望ましい。
【００２７】
第６発明の回転切削工具は、平坦な側壁面に１本の横溝加工を行なうものでも良いが、例えば予めシャンクより広い幅寸法で設けられた溝の底部に、両側へ延び出すように一対の横溝加工を同時に行い、全体として逆Ｔ字形状を成す溝（Ｔ型スロット）を形成することもできる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたスローアウェイ式エンドミル１０を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図、（ｃ） は（ａ） の右側面図であり、円柱形状の工具本体１２と一対のスローアウェイチップ１４ａおよび１４ｂとから構成されている。工具本体１２は、高速度工具鋼にて構成されているとともに、シャンク１６および溝部１８を同軸上に一体に備えており、シャンク１６側から見て軸心Ｏの右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行なう右回転用のものである。溝部１８には、一対のチップ取付溝２０、２２が設けられ、それぞれ前記スローアウェイチップ１４ａ、１４ｂが所定のねじれ角γで右まわり方向へ傾斜する姿勢で配置され、クランプ装置としてのねじ２４により着脱可能に一体的に取り付けられるようになっている。ねじれ角γは、本実施例では約５°であり、スローアウェイチップ１４ａ、１４ｂによって構成される外周刃の外径Ｄは約３２ｍｍである。
【００２９】
スローアウェイチップ１４ａ、１４ｂは、図２に示すスローアウェイチップ１４と同一の部品であって取付姿勢が異なるだけである。図２の（ａ） は平面図で、（ｂ） は（ａ） におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ） は（ａ） の右側面図であり、このスローアウェイチップ１４は超硬合金にて構成されているとともに、すくい面として機能する上面２６は平坦な一平面で、その上面２６に対して垂直な方向から見た平面視（（ａ） 図）において、中心線Ｓに対して対称な等脚台形形状を成している。そして、その等脚台形形状の一対の斜辺によって一対の側部切れ刃２８、３０が構成されているとともに、下側の長辺によって連結刃３２が構成されている。側部切れ刃２８、３０は、前記ねじれ角γ（＝５°）で傾斜した姿勢で工具本体１２に配設された状態で、軸心Ｏからの径寸法が略一定（約１６ｍｍ）となるように外側へ凸形状に湾曲させられており、本実施例では図２（ａ） の平面視において一定の曲率半径Ｒ≒２１００ｍｍの円弧形状を成している。連結刃３２も、同じ曲率半径Ｒ≒２１００ｍｍで外側へ凸形状に湾曲した円弧形状を成しており、その連結刃３２と側部切れ刃２８、３０とを接続する両コーナー部３４、３６は、曲率半径が約０．８ｍｍの円弧形状を成している。残りの短辺３８は略直線で、側部切れ刃２８、３０と接続するコーナー部は、曲率半径が約０．８ｍｍの円弧形状を成している。
【００３０】
ここで、本実施例では外径Ｄが約３２ｍｍでねじれ角γが約５°であるため、側部切れ刃２８、３０の曲率半径Ｒは約２１００ｍｍであるが、径寸法が略一定となる曲率半径Ｒは外径Ｄやねじれ角γの大きさによって相違し、例えばねじれ角γ＝５°の場合には、図３に示すようにＤ＝１６ｍｍではＲ≒１０５０ｍｍ、Ｄ＝２０ｍｍではＲ≒１３００ｍｍ、Ｄ＝２５ｍｍではＲ≒１６５０ｍｍ、Ｄ＝４０ｍｍではＲ≒２６００ｍｍが適当である。言い換えれば、曲率半径Ｒが次式（１） を満足するように設定することが望ましく、その値の±５％程度の範囲内であれば十分な効果が得られる。
Ｒ＝６５×Ｄ ・・・（１）
【００３１】
前記スローアウェイチップ１４は、板厚ｄが一定（本実施例では約５ｍｍ）の板材に研削加工などを行なって所定形状としたもので、側部切れ刃２８、３０の長さ寸法に略相当する縦寸法Ｌは約１６．５ｍｍ、連結刃３２が設けられた下側の長辺の幅寸法Ｗ１ は約１２ｍｍ、上側の短辺の幅寸法Ｗ２ は約９．３ｍｍ、一対の斜辺の傾斜角φは約５°である。外周面にはそれぞれ逃げが設けられており、側部切れ刃２８、３０の逃げ面として機能する側面４０、４２は、それぞれ幅寸法ｔ≒０．３ｍｍの第１逃げ面およびそれに続く第２逃げ面を備えており、第１逃げ面の第１逃げ角α１ は約１１°、第２逃げ面の第２逃げ角α２ は約１５°である。また、連結刃３２の逃げ面として機能する側面４４の逃げ角β２ は約１５°で、短辺３８の側面４６にも逃げ角β１ ≒１５°で逃げが設けられている。そして、このスローアウェイチップ１４の中央には取付穴４８が設けられ、前記ねじ２４が挿通させられて工具本体１２に一体的に固定されるようになっている。
【００３２】
図１に戻って、前記スローアウェイチップ１４ａは、一方の側部切れ刃２８が外周刃として機能し、連結刃３２が底刃として機能するように工具本体１２に取り付けられており、側部切れ刃２８は軸心Ｏに対してねじれ角γで傾斜させられている一方、連結刃３２は、軸心Ｏ側へ向かうに従って前記傾斜角φと略等しい中凹角で凹むように軸方向へ後退させられている。また、スローアウェイチップ１４ｂは、連結刃３２が外周刃として機能し、他方の側部切れ刃３０が底刃として機能するように工具本体１２に取り付けられており、連結刃３２は軸心Ｏに対してねじれ角γで傾斜させられている一方、側部切れ刃３０は、工具本体１２の軸心Ｏに達しているとともに、軸心Ｏ側へ向かうに従って前記傾斜角φと略等しい中凹角で凹むように軸方向へ後退させられている。外周刃として機能するスローアウェイチップ１４ａの側部切れ刃２８、およびスローアウェイチップ１４ｂの連結刃３２は、何れも工具回転方向と同じ右まわり方向へねじれ角γで傾斜させられ、切り屑がシャンク１６側へ排出されるようになっている。
【００３３】
このようなスローアウェイ式エンドミル１０においては、外周刃として機能するスローアウェイチップ１４ａの側部切れ刃２８およびスローアウェイチップ１４ｂの連結刃３２が、何れも工具本体１２の軸心Ｏからの径寸法が略一定となるように外側へ凸形状に湾曲させられているため、ねじれ角γに拘らず高い加工精度で切削加工を行なうことができる。
【００３４】
一方、本実施例のスローアウェイチップ１４は、一対の側部切れ刃２８、３０が中心線Ｓに対して対称に設けられているため、右回転用および左回転用の何れのエンドミルに対しても共通して用いることが可能で、チップの種類が半減して安価になるとともに管理が容易になる。図４は、スローアウェイチップ１４を左回転用のスローアウェイ式エンドミル５０の工具本体５２に取り付けた場合の一例で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図、（ｃ） は（ａ） の左側面図である。
【００３５】
また、本実施例のスローアウェイチップ１４は板厚ｄが一定の板形状を成しており、すくい面として機能する平坦な上面２６の周縁部に一対の側部切れ刃２８、３０および連結刃３２が設けられ、何れの切れ刃も二次元形状を成しているため、それ等の側部切れ刃２８、３０および連結刃３２の加工が容易で、三次元形状の切れ刃を設ける場合に比較して製造コストが低減される。
【００３６】
特に、本実施例のスローアウェイチップ１４は、図２（ａ） のように上面２６に対して垂直な方向から見た平面視において、一対の側部切れ刃２８、３０および連結刃３２が一定の曲率半径Ｒ≒２１００ｍｍの円弧形状を成しているため、それ等の側部切れ刃２８、３０および連結刃３２の加工が容易で安価に構成される。
【００３７】
また、本実施例のスローアウェイチップ１４は、傾斜角φが約５°の等脚台形形状を成しており、その斜辺に一対の側部切れ刃２８、３０が設けられ、長辺に連結刃３２が設けられているため、底刃として機能するスローアウェイチップ１４ａの連結刃３２およびスローアウェイチップ１４ｂの側部切れ刃３０は、何れも軸心Ｏ側へ向かうに従って傾斜角φと略等しい中凹角で後退させられ、優れた切削性能が得られる。
【００３８】
また、本実施例のスローアウェイチップ１４は、連結刃３２が一対の側部切れ刃２８、３０と同じ曲率で外側へ凸形状に湾曲させられているため、スローアウェイチップ１４ｂのように連結刃３２が外周刃として機能するように工具本体１２に配置した場合にも高い加工精度が得られ、スローアウェイチップ１４の配設形態の自由度が高い。
【００３９】
また、一対の側部切れ刃２８、３０と連結刃３２とを接続するコーナー部３４、３６は、何れも曲率半径が約０．８ｍｍの円弧形状を成しているため、そのコーナー部３４、３６の強度が高く、優れた耐久性が得られる。
【００４０】
図５は、このような本実施例のスローアウェイ式エンドミル１０と、側部切れ刃２８、３０および連結刃３２が直線の従来のスローアウェイ式エンドミルとを用いて、以下の加工条件で肩削り加工を行なった場合の加工面の加工誤差δ（図８参照）を測定した結果である。従来のスローアウェイ式エンドミルのスローアウェイチップの形状は平行四辺形であるが、ねじれ角γや外径Ｄなどの諸元は本発明品と同じである。Ｎｏ１〜Ｎｏ１２は試料の番号で、Ｎｏ１〜Ｎｏ６は本発明品を用いて切削加工を行ない、Ｎｏ７〜Ｎｏ１２は従来品を用いて切削加工を行なったもので、本発明品による加工誤差δは平均して約０．０６６ｍｍであるのに対し、従来品による加工誤差δは平均して約０．１３０ｍｍで、本発明品によれば加工誤差δが約１／２になる。
（加工条件）
被削材：Ｓ５０Ｃ
切削速度：１２０ｍ／ｍｉｎ
回転数：１１９４ｍｉｎ−１
送り速度：１１９ｍｍ／ｍｉｎ
１刃当たりの送り：０．１ｍｍ／刃
切り込み量：３２（深さ）×１０（幅）ｍｍ
加工形態：側面加工
加工機：横型マシニングセンタ
切削油：ドライ（エアーブロー）
【００４１】
次に、上記スローアウェイチップ１４を用いて構成された他の実施例を説明する。
【００４２】
図６は、スローアウェイ式回転切削工具としてのＴ型スロット工具６０を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図であり、工具本体６２は円柱形状のシャンク６４と先端の大径部６６とを一体に備えており、大径部６６の外周部に複数（本実施例では６個）のスローアウェイチップ１４ａ〜１４ｆが等角度間隔で取り付けられている。このＴ型スロット工具６０は、シャンク６４側から見て軸心Ｏの右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行なう右回転用のもので、複数のスローアウェイチップ１４ａ〜１４ｆのうち１つ飛びに位置する３個のスローアウェイチップ１４ａ、１４ｃ、および１４ｅは、それぞれ前記側部切れ刃２８が外周刃として機能し、連結刃３２が工具本体６２の先端側に位置して底刃として機能するように取り付けられており、側部切れ刃２８は軸心Ｏに対してねじれ角γで右まわり方向へ傾斜させられている一方、連結刃３２は、軸心Ｏ側へ向かうに従って前記傾斜角φと略等しい中凹角で凹むように軸方向へ後退させられている。また、残りの３個のスローアウェイチップ１４ｂ、１４ｄ、および１４ｆは、それぞれ前記側部切れ刃３０が外周刃として機能し、連結刃３２が工具本体６２のシャンク６４側に位置して底刃として機能するように取り付けられており、側部切れ刃３０は軸心Ｏに対して上記ねじれ角γと同じ大きさで逆向き、すなわち左まわり方向へ傾斜させられている一方、連結刃３２は、軸心Ｏ側へ向かうに従って傾斜角φと略等しい中凹角で凹むように軸方向へ後退させられている。言い換えれば、スローアウェイチップ１４ｂ、１４ｄ、および１４ｆは、工具本体６２の軸方向においてスローアウェイチップ１４ａ、１４ｃ、１４ｅと反対向きで、外周刃として機能する側部切れ刃３０が、大きさが同じで±が逆向きのねじれ角γで傾斜する姿勢で取り付けられているのである。スローアウェイチップ１４ａ、１４ｃ、および１４ｅは第１スローアウェイチップに相当し、スローアウェイチップ１４ｂ、１４ｄ、および１４ｆは第２スローアウェイチップに相当する。
【００４３】
そして、このようなＴ型スロット工具６０は、例えば図７に示すように予めシャンク６４よりも広い幅寸法で設けられた溝６８に横方向（紙面の表裏方向）から挿入され、その溝６８に沿って切削加工を行なうことにより、溝６８の底部から両側へ延び出す一対の横溝７０を同時に加工し、全体として逆Ｔ字形状を成すＴ型スロット７２を形成する。
【００４４】
なお、スローアウェイチップ１４は、外周刃の径寸法Ｄやねじれ角γの相違に拘らず前記実施例と同じものを用いることができるが、径寸法Ｄやねじれ角γの大きさに応じて、軸心Ｏから外周刃各部までの径寸法のばらつき（誤差）が最小となるように側部切れ刃２８、３０および連結刃３２の曲率半径Ｒを適宜変更することが望ましい。
【００４５】
このようなＴ型スロット工具６０においても、側部切れ刃２８、３０および連結刃３２が所定の曲率半径Ｒで外側へ凸形状に湾曲しているとともに、中心線Ｏに対して対称な等脚台形形状の前記スローアウェイチップ１４が用いられることにより、前記実施例と同様の作用効果が得られる。加えて、本実施例では、工具本体６２に大径部６６が設けられるとともに、その大径部６６の上下に連結刃３２が位置するように同一形状の複数のスローアウェイチップ１４が反対向きで且つ逆ねじれ角で配設され、工具本体６２の軸心Ｏに対して直角な横溝加工が行なわれるが、同一形状のスローアウェイチップ１４が用いられるため製造が容易で安価に構成される。
【００４６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたスローアウェイ式エンドミルの一例を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図、（ｃ） は（ａ） の右側面図である。
【図２】図１のエンドミルに使用されているスローアウェイチップを単独で示す図で、（ａ） は平面図、（ｂ） は（ａ） におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ） は（ａ） の右側面図である。
【図３】図２のスローアウェイチップにおける側部切れ刃の曲率半径Ｒの望ましい値を外径Ｄとの関係で示す図である。
【図４】図２のスローアウェイチップを左回転用の工具本体に使用した場合の一例を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図、（ｃ） は（ａ） の左側面図である。
【図５】本発明品および従来品を用いて肩削り加工を行なった場合の加工面の加工誤差δを比較して示す図である。
【図６】本発明がＴ型スロット工具に適用された場合の一例を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図である。
【図７】図６のＴ型スロット工具によって得られるＴ型スロットを説明する断面図である。
【図８】外周刃が傾斜しているスローアウェイ式エンドミルを用いて肩削り加工を行なった場合の加工面の加工誤差および段差を説明する図である。
【符号の説明】
１０、５０：スローアウェイ式エンドミル（スローアウェイ式回転切削工具）
１２、５２、６２：工具本体 １４、１４ａ〜１４ｆ：スローアウェイチップ ２６：上面（一平面） ２８、３０：側部切れ刃（切れ刃） ３２：連結刃 ３４、３６：コーナー部 ６０：Ｔ型スロット工具（スローアウェイ式回転切削工具） ６６：大径部 Ｏ：軸心 Ｓ：中心線 γ：ねじれ角
【発明の属する技術分野】
本発明はスローアウェイチップに係り、特に、右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して用いられるとともに、所定のねじれ角を付与して取り付けた場合でも高い加工精度が得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】
切れ刃を有するスローアウェイチップが円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられ、その工具本体が軸心まわりに回転駆動されることにより、前記切れ刃が外周刃として機能して切削加工を行なうスローアウェイ式回転切削工具が多用されている。特許文献１に記載のエンドミルはその一例で、等脚台形形状のスローアウェイチップが用いられ、軸心まわりに離間した位置において９０°回転させた状態で取り付けられるようになっている。
【０００３】
一方、外周刃として機能する切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢でスローアウェイチップを工具本体に取り付けた場合に切れ刃が直線であると、工具本体の軸心から切れ刃各部までの径寸法が変化するため、例えば図８（ａ） に模式的に示すように被削材１００に対して肩削り加工を行なった場合、工具軸心と平行な方向（図の上下方向）において加工面１０２に加工誤差δが生じる。また、工具の軸方向へ相対移動させて肩削り加工を繰り返した場合、図８の（ｂ） に示すようにオーバーラップ部分に段差１０４を生じる可能性がある。このため、特許文献２では、切れ刃を三次元形状に形成して加工誤差δを略０とすることが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１２７１２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９８７２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のスローアウェイチップは、右回転用および左回転用の各々の回転切削工具に対して別々に構成され、別個に提供されていたため、チップの種類が多くなって管理が面倒であるという問題があった。特許文献１のスローアウェイチップは等脚台形形状を成しているため、右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して使用することが可能であるが、このような両方向の回転について何等記載されていないとともに、切れ刃が直線形状を成しているため、所定のねじれ角を付与して取り付けた場合には加工精度が低下する。一方、特許文献２によれば、切れ刃に所定のねじれ角を付与した場合でも高い加工精度が得られるが、切れ刃が複雑な三次元形状を成しているため、製造コストが高くなる。また、切れ刃が複雑な三次元形状を成していることから、特許文献１に記載の等脚台形形状のスローアウェイチップにそのまま適用することは困難である。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して用いることができるとともに、所定のねじれ角を付与して取り付けた場合でも高い加工精度が得られる安価なスローアウェイチップを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられ、その工具本体が軸心まわりに回転駆動されることにより、前記切れ刃が外周刃として機能してその軸心と平行な加工面が得られるように切削加工を行なうスローアウェイチップにおいて、（ａ） 前記切れ刃は、前記軸心からの径寸法が略一定となるように外側へ凸形状に湾曲させられているとともに、中心線に対して対称となるように一対設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明のスローアウェイチップにおいて、前記一対の切れ刃は、すくい面として機能する平坦な一平面の両側部に設けられており、前記工具本体に対する取付状態においてその工具本体の先端側へ向かうに従って互いに離間させられているとともに、底刃として機能する連結刃がその一対の切れ刃を連結するように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第２発明のスローアウェイチップにおいて、（ａ） 前記一平面は前記中心線に対して対称な等脚台形形状を成していて、両側の斜辺が前記一対の切れ刃を構成し、長辺が前記連結刃を構成している一方、（ｂ） その連結刃は、前記一対の切れ刃と同じ曲率で外側へ凸形状に湾曲させられているとともに、その切れ刃に接続するコーナー部が円弧形状を成していることを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、第２発明または第３発明のスローアウェイチップにおいて、前記一平面に対して垂直な方向から見た平面視において、前記一対の切れ刃は１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径の円弧形状を成していることを特徴とする。
【００１１】
第５発明はスローアウェイ式回転切削工具に関するもので、第１発明〜第４発明の何れかのスローアウェイチップが、前記一対の切れ刃のうち外周刃として機能する一方の切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
第６発明は、第２発明〜第４発明の何れかのスローアウェイチップが円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられているスローアウェイ式回転切削工具において、（ａ） 前記工具本体には大径部が設けられ、その大径部に複数の同一形状のスローアウェイチップが取り付けられるとともに、（ｂ） その複数のスローアウェイチップは、前記連結刃が前記工具本体の先端側に位置するとともに前記一対の切れ刃のうち外周刃として機能する一方の切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で取り付けられた第１スローアウェイチップと、その工具本体の軸方向においてその第１スローアウェイチップと反対向きで外周刃として機能する他方の切れ刃が前記ねじれ角と大きさが同じで±が逆向きに傾斜する姿勢で取り付けられた第２スローアウェイチップとを有し、（ｃ） 前記工具本体の軸心に対して直角な横方向へ凹んだ横溝加工を行なうことを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
このようなスローアウェイチップによれば、工具本体の軸心からの径寸法が略一定となるように切れ刃が外側へ凸形状に湾曲させられているため、ねじれ角に拘らず高い加工精度で切削加工を行なうことができる。また、その切れ刃は中心線に対して対称的に一対設けられているため、右回転用および左回転用の何れの回転切削工具に対しても共通して用いることが可能で、チップの種類が半減して安価になるとともに管理が容易になる。
【００１４】
第２発明では、すくい面として機能する平坦な一平面の両側部に一対の切れ刃が設けられており、切れ刃が二次元形状を成しているため、中心線に対して対称的な一対の切れ刃を容易に設けることが可能で、三次元形状の切れ刃を設ける場合に比較して製造コストが低減される。また、一対の切れ刃は工具本体の先端側へ向かうに従って互いに離間させられているとともに、底刃として機能する連結刃が一対の切れ刃を連結するように設けられているため、底刃に所定の中凹角が付与されて優れた切削性能が得られる。
【００１５】
第３発明では、連結刃が一対の切れ刃と同じ曲率で外側へ凸形状に湾曲させられているため、この連結刃が外周刃として機能するように工具本体に配置した場合にも高い加工精度が得られるようになり、スローアウェイチップの配設形態の自由度が高くなる。また、一対の切れ刃に接続するコーナー部が円弧形状を成しているため、コーナー部の強度が高くなる。
【００１６】
第４発明では、一平面に対して垂直な方向から見た平面視において一対の切れ刃は１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径の円弧形状を成しているため、その切れ刃の加工が一層容易になる。この第４発明が第３発明に適用された場合、連結刃も１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径の円弧形状とされて加工が容易になる。
【００１７】
なお、このように一定の曲率半径で切れ刃を形成すると、厳密には工具本体の軸心からの径寸法が変化するが、切れ刃が直線の場合に比較して加工精度が向上する。また、加工誤差が最も小さくなる理想的な曲率半径は、切れ刃のねじれ角γや外径Ｄによって異なり、上記１０００〜３０００ｍｍの範囲は外径Ｄが１６〜４０ｍｍの範囲内でねじれ角γが５°程度の場合に特に優れた効果が得られるが、その他の外径寸法やねじれ角においても加工精度の向上効果が得られる。
【００１８】
第５発明、第６発明のスローアウェイ式回転切削工具においても、実質的に第１発明〜第４発明と同様の作用効果が得られる。第６発明では、工具本体に大径部が設けられるとともに、その大径部の上下に連結刃が位置するように同一形状の複数のスローアウェイチップが反対向きで且つ逆ねじれ角で配設され、工具本体の軸心に対して直角な横方向へ凹んだ横溝加工が行なわれるが、同一形状のスローアウェイチップが用いられるため製造が容易で安価に構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、スローアウェイ式のエンドミルやフライスに好適に適用される。工具本体は例えば高速度工具鋼や合金工具鋼などの工具鋼が好適に用いられ、スローアウェイチップは例えば超硬合金等の超硬質工具材料が好適に用いられる。スローアウェイチップは、例えばボルト等のねじ部材や楔部材などのクランプ装置によって工具本体に着脱可能に取り付けられる。
【００２０】
スローアウェイチップは、外周刃として機能する切れ刃のねじれ角γが例えば３°〜１０°程度の範囲内で特に好ましくは５°程度となるように、工具本体に配設される。ねじれ角γが大きくなる程、切れ刃の曲率半径を小さくすることが望ましく、第４発明のように一定の曲率半径で切れ刃を形成する場合には、ねじれ角γを５°程度以下とすることが望ましい。
【００２１】
第２発明では、すくい面として機能する平坦な一平面の両側部に一対の切れ刃が設けられ、切れ刃が二次元形状を成していたが、第１発明の実施に際しては、三次元形状の切れ刃を採用することもできる。
【００２２】
スローアウェイチップの厚さは、例えば中心線方向において連結刃側へ向かうに従って厚くなり、この厚さ寸法の変化でねじれ角γを付与するようにすることもできるが、側面の逃げを除いて厚さ寸法が一定のスローアウェイチップを採用することもできる。一対の切れ刃の逃げ面として機能する側面には、例えば５°〜２０°程度の逃げ角で逃げを設けることが望ましく、連結刃の逃げ面として機能する側面にも同様の逃げを設けることが望ましい。
【００２３】
第３発明の等脚台形形状は、一対の斜辺（切れ刃）および長辺（連結刃）が外側へ湾曲しているため、数学的な意味では厳密には台形でないが、曲率半径が比較的大きくて略直線状と見做すことが可能な台形に近い形状を意味するものである。なお、連結刃と反対側の短辺は必ずしも直線、或いは直線状である必要はなく、他の発明の実施に際しては円弧形状など適宜変更することが可能である。
【００２４】
上記等脚台形形状の一対の斜辺の傾斜角φは、底刃の中凹角に対応するもので、大きい程加工負荷が低減されるが欠け等の損傷が生じ易くなるため、例えば０°＜φ≦１５°の範囲内が適当で、２°≦φ≦１０°の範囲内が望ましい。
【００２５】
第３発明の連結刃は、一対の切れ刃と同じ曲率で設けられるが、連結刃を外周刃として使用しない場合には、切れ刃と異なる曲率としたり、直線状にしたりするなど、種々の態様が可能である。連結刃が一対の切れ刃に接続するコーナー部の円弧形状は、例えば０．４ｍｍ以上の曲率半径が適当で、０．８ｍｍ以上が望ましい。
【００２６】
第４発明では、１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径で切れ刃が設けられているが、他の発明の実施に際しては、曲率半径を連続的に変化させるようにしたり、外径Ｄやねじれ角γに応じて１０００ｍｍ以下或いは３０００ｍｍ以上の曲率半径で切れ刃を形成したりすることもできる。スローアウェイチップの長さ寸法、すなわち切れ刃の長さ寸法は、長くなる程加工誤差が大きくなるため、切れ刃の外径Ｄやねじれ角γによっても異なるが、例えば２０ｍｍ程度以下とすることが望ましい。
【００２７】
第６発明の回転切削工具は、平坦な側壁面に１本の横溝加工を行なうものでも良いが、例えば予めシャンクより広い幅寸法で設けられた溝の底部に、両側へ延び出すように一対の横溝加工を同時に行い、全体として逆Ｔ字形状を成す溝（Ｔ型スロット）を形成することもできる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたスローアウェイ式エンドミル１０を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図、（ｃ） は（ａ） の右側面図であり、円柱形状の工具本体１２と一対のスローアウェイチップ１４ａおよび１４ｂとから構成されている。工具本体１２は、高速度工具鋼にて構成されているとともに、シャンク１６および溝部１８を同軸上に一体に備えており、シャンク１６側から見て軸心Ｏの右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行なう右回転用のものである。溝部１８には、一対のチップ取付溝２０、２２が設けられ、それぞれ前記スローアウェイチップ１４ａ、１４ｂが所定のねじれ角γで右まわり方向へ傾斜する姿勢で配置され、クランプ装置としてのねじ２４により着脱可能に一体的に取り付けられるようになっている。ねじれ角γは、本実施例では約５°であり、スローアウェイチップ１４ａ、１４ｂによって構成される外周刃の外径Ｄは約３２ｍｍである。
【００２９】
スローアウェイチップ１４ａ、１４ｂは、図２に示すスローアウェイチップ１４と同一の部品であって取付姿勢が異なるだけである。図２の（ａ） は平面図で、（ｂ） は（ａ） におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ） は（ａ） の右側面図であり、このスローアウェイチップ１４は超硬合金にて構成されているとともに、すくい面として機能する上面２６は平坦な一平面で、その上面２６に対して垂直な方向から見た平面視（（ａ） 図）において、中心線Ｓに対して対称な等脚台形形状を成している。そして、その等脚台形形状の一対の斜辺によって一対の側部切れ刃２８、３０が構成されているとともに、下側の長辺によって連結刃３２が構成されている。側部切れ刃２８、３０は、前記ねじれ角γ（＝５°）で傾斜した姿勢で工具本体１２に配設された状態で、軸心Ｏからの径寸法が略一定（約１６ｍｍ）となるように外側へ凸形状に湾曲させられており、本実施例では図２（ａ） の平面視において一定の曲率半径Ｒ≒２１００ｍｍの円弧形状を成している。連結刃３２も、同じ曲率半径Ｒ≒２１００ｍｍで外側へ凸形状に湾曲した円弧形状を成しており、その連結刃３２と側部切れ刃２８、３０とを接続する両コーナー部３４、３６は、曲率半径が約０．８ｍｍの円弧形状を成している。残りの短辺３８は略直線で、側部切れ刃２８、３０と接続するコーナー部は、曲率半径が約０．８ｍｍの円弧形状を成している。
【００３０】
ここで、本実施例では外径Ｄが約３２ｍｍでねじれ角γが約５°であるため、側部切れ刃２８、３０の曲率半径Ｒは約２１００ｍｍであるが、径寸法が略一定となる曲率半径Ｒは外径Ｄやねじれ角γの大きさによって相違し、例えばねじれ角γ＝５°の場合には、図３に示すようにＤ＝１６ｍｍではＲ≒１０５０ｍｍ、Ｄ＝２０ｍｍではＲ≒１３００ｍｍ、Ｄ＝２５ｍｍではＲ≒１６５０ｍｍ、Ｄ＝４０ｍｍではＲ≒２６００ｍｍが適当である。言い換えれば、曲率半径Ｒが次式（１） を満足するように設定することが望ましく、その値の±５％程度の範囲内であれば十分な効果が得られる。
Ｒ＝６５×Ｄ ・・・（１）
【００３１】
前記スローアウェイチップ１４は、板厚ｄが一定（本実施例では約５ｍｍ）の板材に研削加工などを行なって所定形状としたもので、側部切れ刃２８、３０の長さ寸法に略相当する縦寸法Ｌは約１６．５ｍｍ、連結刃３２が設けられた下側の長辺の幅寸法Ｗ１ は約１２ｍｍ、上側の短辺の幅寸法Ｗ２ は約９．３ｍｍ、一対の斜辺の傾斜角φは約５°である。外周面にはそれぞれ逃げが設けられており、側部切れ刃２８、３０の逃げ面として機能する側面４０、４２は、それぞれ幅寸法ｔ≒０．３ｍｍの第１逃げ面およびそれに続く第２逃げ面を備えており、第１逃げ面の第１逃げ角α１ は約１１°、第２逃げ面の第２逃げ角α２ は約１５°である。また、連結刃３２の逃げ面として機能する側面４４の逃げ角β２ は約１５°で、短辺３８の側面４６にも逃げ角β１ ≒１５°で逃げが設けられている。そして、このスローアウェイチップ１４の中央には取付穴４８が設けられ、前記ねじ２４が挿通させられて工具本体１２に一体的に固定されるようになっている。
【００３２】
図１に戻って、前記スローアウェイチップ１４ａは、一方の側部切れ刃２８が外周刃として機能し、連結刃３２が底刃として機能するように工具本体１２に取り付けられており、側部切れ刃２８は軸心Ｏに対してねじれ角γで傾斜させられている一方、連結刃３２は、軸心Ｏ側へ向かうに従って前記傾斜角φと略等しい中凹角で凹むように軸方向へ後退させられている。また、スローアウェイチップ１４ｂは、連結刃３２が外周刃として機能し、他方の側部切れ刃３０が底刃として機能するように工具本体１２に取り付けられており、連結刃３２は軸心Ｏに対してねじれ角γで傾斜させられている一方、側部切れ刃３０は、工具本体１２の軸心Ｏに達しているとともに、軸心Ｏ側へ向かうに従って前記傾斜角φと略等しい中凹角で凹むように軸方向へ後退させられている。外周刃として機能するスローアウェイチップ１４ａの側部切れ刃２８、およびスローアウェイチップ１４ｂの連結刃３２は、何れも工具回転方向と同じ右まわり方向へねじれ角γで傾斜させられ、切り屑がシャンク１６側へ排出されるようになっている。
【００３３】
このようなスローアウェイ式エンドミル１０においては、外周刃として機能するスローアウェイチップ１４ａの側部切れ刃２８およびスローアウェイチップ１４ｂの連結刃３２が、何れも工具本体１２の軸心Ｏからの径寸法が略一定となるように外側へ凸形状に湾曲させられているため、ねじれ角γに拘らず高い加工精度で切削加工を行なうことができる。
【００３４】
一方、本実施例のスローアウェイチップ１４は、一対の側部切れ刃２８、３０が中心線Ｓに対して対称に設けられているため、右回転用および左回転用の何れのエンドミルに対しても共通して用いることが可能で、チップの種類が半減して安価になるとともに管理が容易になる。図４は、スローアウェイチップ１４を左回転用のスローアウェイ式エンドミル５０の工具本体５２に取り付けた場合の一例で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図、（ｃ） は（ａ） の左側面図である。
【００３５】
また、本実施例のスローアウェイチップ１４は板厚ｄが一定の板形状を成しており、すくい面として機能する平坦な上面２６の周縁部に一対の側部切れ刃２８、３０および連結刃３２が設けられ、何れの切れ刃も二次元形状を成しているため、それ等の側部切れ刃２８、３０および連結刃３２の加工が容易で、三次元形状の切れ刃を設ける場合に比較して製造コストが低減される。
【００３６】
特に、本実施例のスローアウェイチップ１４は、図２（ａ） のように上面２６に対して垂直な方向から見た平面視において、一対の側部切れ刃２８、３０および連結刃３２が一定の曲率半径Ｒ≒２１００ｍｍの円弧形状を成しているため、それ等の側部切れ刃２８、３０および連結刃３２の加工が容易で安価に構成される。
【００３７】
また、本実施例のスローアウェイチップ１４は、傾斜角φが約５°の等脚台形形状を成しており、その斜辺に一対の側部切れ刃２８、３０が設けられ、長辺に連結刃３２が設けられているため、底刃として機能するスローアウェイチップ１４ａの連結刃３２およびスローアウェイチップ１４ｂの側部切れ刃３０は、何れも軸心Ｏ側へ向かうに従って傾斜角φと略等しい中凹角で後退させられ、優れた切削性能が得られる。
【００３８】
また、本実施例のスローアウェイチップ１４は、連結刃３２が一対の側部切れ刃２８、３０と同じ曲率で外側へ凸形状に湾曲させられているため、スローアウェイチップ１４ｂのように連結刃３２が外周刃として機能するように工具本体１２に配置した場合にも高い加工精度が得られ、スローアウェイチップ１４の配設形態の自由度が高い。
【００３９】
また、一対の側部切れ刃２８、３０と連結刃３２とを接続するコーナー部３４、３６は、何れも曲率半径が約０．８ｍｍの円弧形状を成しているため、そのコーナー部３４、３６の強度が高く、優れた耐久性が得られる。
【００４０】
図５は、このような本実施例のスローアウェイ式エンドミル１０と、側部切れ刃２８、３０および連結刃３２が直線の従来のスローアウェイ式エンドミルとを用いて、以下の加工条件で肩削り加工を行なった場合の加工面の加工誤差δ（図８参照）を測定した結果である。従来のスローアウェイ式エンドミルのスローアウェイチップの形状は平行四辺形であるが、ねじれ角γや外径Ｄなどの諸元は本発明品と同じである。Ｎｏ１〜Ｎｏ１２は試料の番号で、Ｎｏ１〜Ｎｏ６は本発明品を用いて切削加工を行ない、Ｎｏ７〜Ｎｏ１２は従来品を用いて切削加工を行なったもので、本発明品による加工誤差δは平均して約０．０６６ｍｍであるのに対し、従来品による加工誤差δは平均して約０．１３０ｍｍで、本発明品によれば加工誤差δが約１／２になる。
（加工条件）
被削材：Ｓ５０Ｃ
切削速度：１２０ｍ／ｍｉｎ
回転数：１１９４ｍｉｎ−１
送り速度：１１９ｍｍ／ｍｉｎ
１刃当たりの送り：０．１ｍｍ／刃
切り込み量：３２（深さ）×１０（幅）ｍｍ
加工形態：側面加工
加工機：横型マシニングセンタ
切削油：ドライ（エアーブロー）
【００４１】
次に、上記スローアウェイチップ１４を用いて構成された他の実施例を説明する。
【００４２】
図６は、スローアウェイ式回転切削工具としてのＴ型スロット工具６０を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図であり、工具本体６２は円柱形状のシャンク６４と先端の大径部６６とを一体に備えており、大径部６６の外周部に複数（本実施例では６個）のスローアウェイチップ１４ａ〜１４ｆが等角度間隔で取り付けられている。このＴ型スロット工具６０は、シャンク６４側から見て軸心Ｏの右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行なう右回転用のもので、複数のスローアウェイチップ１４ａ〜１４ｆのうち１つ飛びに位置する３個のスローアウェイチップ１４ａ、１４ｃ、および１４ｅは、それぞれ前記側部切れ刃２８が外周刃として機能し、連結刃３２が工具本体６２の先端側に位置して底刃として機能するように取り付けられており、側部切れ刃２８は軸心Ｏに対してねじれ角γで右まわり方向へ傾斜させられている一方、連結刃３２は、軸心Ｏ側へ向かうに従って前記傾斜角φと略等しい中凹角で凹むように軸方向へ後退させられている。また、残りの３個のスローアウェイチップ１４ｂ、１４ｄ、および１４ｆは、それぞれ前記側部切れ刃３０が外周刃として機能し、連結刃３２が工具本体６２のシャンク６４側に位置して底刃として機能するように取り付けられており、側部切れ刃３０は軸心Ｏに対して上記ねじれ角γと同じ大きさで逆向き、すなわち左まわり方向へ傾斜させられている一方、連結刃３２は、軸心Ｏ側へ向かうに従って傾斜角φと略等しい中凹角で凹むように軸方向へ後退させられている。言い換えれば、スローアウェイチップ１４ｂ、１４ｄ、および１４ｆは、工具本体６２の軸方向においてスローアウェイチップ１４ａ、１４ｃ、１４ｅと反対向きで、外周刃として機能する側部切れ刃３０が、大きさが同じで±が逆向きのねじれ角γで傾斜する姿勢で取り付けられているのである。スローアウェイチップ１４ａ、１４ｃ、および１４ｅは第１スローアウェイチップに相当し、スローアウェイチップ１４ｂ、１４ｄ、および１４ｆは第２スローアウェイチップに相当する。
【００４３】
そして、このようなＴ型スロット工具６０は、例えば図７に示すように予めシャンク６４よりも広い幅寸法で設けられた溝６８に横方向（紙面の表裏方向）から挿入され、その溝６８に沿って切削加工を行なうことにより、溝６８の底部から両側へ延び出す一対の横溝７０を同時に加工し、全体として逆Ｔ字形状を成すＴ型スロット７２を形成する。
【００４４】
なお、スローアウェイチップ１４は、外周刃の径寸法Ｄやねじれ角γの相違に拘らず前記実施例と同じものを用いることができるが、径寸法Ｄやねじれ角γの大きさに応じて、軸心Ｏから外周刃各部までの径寸法のばらつき（誤差）が最小となるように側部切れ刃２８、３０および連結刃３２の曲率半径Ｒを適宜変更することが望ましい。
【００４５】
このようなＴ型スロット工具６０においても、側部切れ刃２８、３０および連結刃３２が所定の曲率半径Ｒで外側へ凸形状に湾曲しているとともに、中心線Ｏに対して対称な等脚台形形状の前記スローアウェイチップ１４が用いられることにより、前記実施例と同様の作用効果が得られる。加えて、本実施例では、工具本体６２に大径部６６が設けられるとともに、その大径部６６の上下に連結刃３２が位置するように同一形状の複数のスローアウェイチップ１４が反対向きで且つ逆ねじれ角で配設され、工具本体６２の軸心Ｏに対して直角な横溝加工が行なわれるが、同一形状のスローアウェイチップ１４が用いられるため製造が容易で安価に構成される。
【００４６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたスローアウェイ式エンドミルの一例を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図、（ｃ） は（ａ） の右側面図である。
【図２】図１のエンドミルに使用されているスローアウェイチップを単独で示す図で、（ａ） は平面図、（ｂ） は（ａ） におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ） は（ａ） の右側面図である。
【図３】図２のスローアウェイチップにおける側部切れ刃の曲率半径Ｒの望ましい値を外径Ｄとの関係で示す図である。
【図４】図２のスローアウェイチップを左回転用の工具本体に使用した場合の一例を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図、（ｃ） は（ａ） の左側面図である。
【図５】本発明品および従来品を用いて肩削り加工を行なった場合の加工面の加工誤差δを比較して示す図である。
【図６】本発明がＴ型スロット工具に適用された場合の一例を示す図で、（ａ） は正面図、（ｂ） は底面図である。
【図７】図６のＴ型スロット工具によって得られるＴ型スロットを説明する断面図である。
【図８】外周刃が傾斜しているスローアウェイ式エンドミルを用いて肩削り加工を行なった場合の加工面の加工誤差および段差を説明する図である。
【符号の説明】
１０、５０：スローアウェイ式エンドミル（スローアウェイ式回転切削工具）
１２、５２、６２：工具本体 １４、１４ａ〜１４ｆ：スローアウェイチップ ２６：上面（一平面） ２８、３０：側部切れ刃（切れ刃） ３２：連結刃 ３４、３６：コーナー部 ６０：Ｔ型スロット工具（スローアウェイ式回転切削工具） ６６：大径部 Ｏ：軸心 Ｓ：中心線 γ：ねじれ角
Claims (6)
- 切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられ、該工具本体が軸心まわりに回転駆動されることにより、前記切れ刃が外周刃として機能して該軸心と平行な加工面が得られるように切削加工を行なうスローアウェイチップにおいて、
前記切れ刃は、前記軸心からの径寸法が略一定となるように外側へ凸形状に湾曲させられているとともに、中心線に対して対称となるように一対設けられている
ことを特徴とするスローアウェイチップ。 - 前記一対の切れ刃は、すくい面として機能する平坦な一平面の両側部に設けられており、前記工具本体に対する取付状態において該工具本体の先端側へ向かうに従って互いに離間させられているとともに、底刃として機能する連結刃が該一対の切れ刃を連結するように設けられている
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。 - 前記一平面は前記中心線に対して対称な等脚台形形状を成していて、両側の斜辺が前記一対の切れ刃を構成し、長辺が前記連結刃を構成している一方、
該連結刃は、前記一対の切れ刃と同じ曲率で外側へ凸形状に湾曲させられているとともに、該切れ刃に接続するコーナー部が円弧形状を成している
ことを特徴とする請求項２に記載のスローアウェイチップ。 - 前記一平面に対して垂直な方向から見た平面視において、前記一対の切れ刃は１０００〜３０００ｍｍの範囲内の一定の曲率半径の円弧形状を成している
ことを特徴とする請求項２または３に記載のスローアウェイチップ。 - 請求項１〜４の何れか１項に記載のスローアウェイチップが、前記一対の切れ刃のうち外周刃として機能する一方の切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられていることを特徴とするスローアウェイ式回転切削工具。
- 請求項２〜４の何れか１項に記載のスローアウェイチップが円柱形状の工具本体に一体的に取り付けられているスローアウェイ式回転切削工具において、
前記工具本体には大径部が設けられ、該大径部に複数の同一形状のスローアウェイチップが取り付けられるとともに、
該複数のスローアウェイチップは、前記連結刃が前記工具本体の先端側に位置するとともに前記一対の切れ刃のうち外周刃として機能する一方の切れ刃が所定のねじれ角で傾斜する姿勢で取り付けられた第１スローアウェイチップと、該工具本体の軸方向において該第１スローアウェイチップと反対向きで外周刃として機能する他方の切れ刃が前記ねじれ角と大きさが同じで±が逆向きに傾斜する姿勢で取り付けられた第２スローアウェイチップとを有し、
前記工具本体の軸心に対して直角な横方向へ凹んだ横溝加工を行なう
ことを特徴とするスローアウェイ式回転切削工具。
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