JP2006082136A - スローアウェイ式回転工具及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 略三角形状のスローアウェイチップを回転工具本体の切屑ポケットのチップ座に取り付けたスローアウェイ式回転工具において、切屑ポケットを多くした場合等に、回転工具本体の強度が低下するのを抑制する。
【解決手段】 略三角形状でコーナ部のコーナ刃11間に夫々180°未満の角度で交差する主切刃12と副切刃13とを設けたスローアウェイチップ10における一辺の主切刃と副切刃とを回転工具本体20の先端側に位置させて、切屑ポケット21に設けたチップ座22の着座面22aに取り付け、この辺以外の２辺における３つの切刃部分をチップ座の側壁部22bに保持させたスローアウェイ式回転工具において、チップ座と反対側の回転工具本体の壁面23の少なくとも一部を、スローアウェイチップの底面の内周端から着座面に対する垂線を超えて形成した。
【選択図】 図４

Description

この発明は、回転工具本体の先端外周部に複数の切屑ポケットが設けられ、各切屑ポケットの回転方向後部側の面に設けられたチップ座にスローアウェイチップが取り付けられてなるスローアウェイ式回転工具及びその製造方法に係り、特に、平面形状が略三角形状になったスローアウェイチップを用いて高送りの切削加工を行うスローアウェイ式回転工具において、このスローアウェイチップが回転工具本体のチップ座に適切に保持されると共に、回転工具本体に設ける切屑ポケットの数を多くした場合や、スローアウェイチップの厚みを大きくした場合にも、回転工具本体が十分な強度を持つようにした点に特徴を有するものである。

従来より、回転工具本体の先端外周部に複数の切屑ポケットを設け、各切屑ポケットの回転方向後部側の面に設けられたチップ座に、それぞれスローアウェイチップを取り付けたスローアウェイ式回転工具が使用されている。

また、このようなスローアウェイ式回転工具において、スローアウェイチップを回転工具本体のチップ座に取り付ける方法としては、楔部材を用いたウェッジ式のものと、ネジ止め式のものとがある。

ここで、ウェッジ式のものは、部品の数が増えること、ウェッジの面積が大きいこと、スローアウェイチップの上面をウェッジが覆うため、切屑の排出性能が良くない等の欠点があった。一方、ネジ止め式のものは簡便であり、特に小径のスローアウェイ式回転工具や、切屑の排出性能が要求されるものに好適に使用される。

また、近年においては、高送りの切削加工を行うスローアウェイ式回転工具として、そのスローアウェイチップに、丸型のスローアウェイチップを用いたものや、略三角形のスローアウェイチップを用いたものや、略四角形のチップを使用したものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

ここで、上記のようなスローアウェイ式回転工具としては、スローアウェイチップとして、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、平面略三角形状であって各コーナ部にコーナ刃１１が形成されると共に各コーナ刃１１間に１８０°未満の角度で交差する主切刃１２と副切刃１３とが設けられると共に、この主切刃１２と副切刃１３との間にワイパー刃１４が設けられ、その平面の中心部に貫通穴１５が形成され、その上面１６から底面１７に向けてテーパー状に収縮したスローアウェイチップ１０を用いたものが知られており、このようなスローアウェイチップ１０を用いた場合、各辺における切刃を有効に利用できるという利点があった。

そして、このスローアウェイ式回転工具においては、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、回転工具本体２０の先端外周部に複数の切屑ポケット２１を設け、各切屑ポケット２１における回転方向後部側の面に設けられたチップ座２２の着座面２２ａにスローアウェイチップ１０の底面１７を保持させて、このスローアウェイチップ１０を上記の貫通穴１５を通してチップ座２２にネジ１で取り付け、このスローアウェイチップ１０の一辺に設けられた上記の主切刃１２ａが外周側に位置するように、この一辺に設けられた主切刃１２ａとワイパー刃１４ａと副切刃１３ａとを回転工具本体２０の先端側に位置させると共に、このスローアウェイチップ１０の内周側の部分をチップ座２２の側壁部２２ｂに保持させるようにしている。

また、上記のように回転工具本体２０に設けられた各切屑ポケット２１における回転方向後部側の面に、スローアウェイチップ１０の底面１７を保持させるチップ座２２の着座面２２ａを形成するにあたっては、図３に示すように、エンドミル３０を使用し、このエンドミル３０の底刃３１を用いて着座面２２ａを加工するようにしていた。

ここで、このようにエンドミル３０の底刃３１でチップ座２２の着座面２２ａを加工する場合、切屑ポケット２１におけるチップ座２２と反対側の回転工具本体２０の壁面２３が邪魔にならないようにするため、この壁面２３がスローアウェイチップ１０の底面１７を保持させる着座面２２ａの内周端からの垂線を超えないようにして切屑ポケット２１を形成していた。

しかし、このようにして切屑ポケット２１を形成すると、各チップ座２２の着座面２２ａの後部側におけるバックメタル部２４の厚みが薄くなり、特に、回転工具本体２０に形成する切屑ポケット２１を多くした場合や、スローアウェイチップ１０の厚みを大きくした場合に、回転工具本体２０の強度が大きく低下するという問題があった。
特開２０００−５９２１号公報 特開２０００−３０８９８号公報

この発明は、回転工具本体の先端外周部に複数の切屑ポケットが設けられ、各切屑ポケットの回転方向後部側の面に設けられたチップ座にスローアウェイチップが取り付けられてなるスローアウェイ式回転工具における上記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、この発明においては、高送りの切削加工を行うスローアウェイ式回転工具において、上記のように略三角形状のスローアウェイチップを回転工具本体の各切屑ポケットに設けられたチップ座の着座面に取り付ける場合において、着座面の後部側におけるバックメタル部の厚みが薄くなるのを抑制し、回転工具本体に設ける切屑ポケットの数を多くした場合や、スローアウェイチップの厚みを大きくした場合にも、回転工具本体の強度が大きく低下するのが抑制されて、十分な強度が得られるようにすることを課題とするものである。

この発明においては、上記のような課題を解決するため、回転工具本体の先端外周部に複数の切屑ポケットが設けられ、各切屑ポケットにおける回転方向後部側の面に設けられたチップ座にスローアウェイチップが取り付けられてなるスローアウェイ式回転工具において、略三角形状で各コーナ部にコーナ刃が形成されると共に各コーナ刃間に１８０°未満の角度で交差する主切刃と副切刃とが設けられたスローアウェイチップを用い、このスローアウェイチップの一辺における主切刃と副切刃とを回転工具本体の先端側に位置させ、回転工具本体の先端外周側に位置する上記の主切刃が回転工具本体の軸線に直交する線に対して５〜２０°の切刃角を有すると共に、この主切刃とコーナ刃を介して連続する外周側の辺の副切刃が回転工具本体の軸線に対して内周側に傾斜するようにして、スローアウェイチップをチップ座の着座面に取り付けると共に、回転工具本体の先端側に位置する辺以外の２辺における３つの切刃部分がチップ座の側壁部に保持されるようにし、上記の切屑ポケットにおけるチップ座と反対側における回転工具本体の壁面の少なくとも一部が、チップ座に取り付けられたスローアウェイチップの底面の内周端から着座面に対する垂線を超えて形成されるようにしたのである。

また、この発明においては、上記のようなスローアウェイ式回転工具を製造するにあたり、上記のチップ座における着座面をエンドミルの外周刃で加工するようにしたのである。

この発明におけるスローアウェイ式回転工具のように、切屑ポケットにおけるチップ座と反対側における回転工具本体の壁面の少なくとも一部が、チップ座に取り付けられたスローアウェイチップの底面の内周端から着座面に対する垂線を超えるようにして形成すると、着座面の後部側におけるバックメタル部の厚みがその分だけ増し、回転工具本体に設ける切屑ポケットを多くした場合や、スローアウェイチップの厚みを大きくした場合にも、回転工具本体の強度が大きく低下するのが抑制されて、十分な強度が得られるようになる。

また、この発明におけるスローアウェイ式回転工具のように、略三角形状で各コーナ部にコーナ刃が形成されると共に各コーナ刃間に１８０°未満の角度で交差する主切刃と副切刃とが設けられたスローアウェイチップを用いると、このスローアウェイチップの一辺における主切刃と副切刃とを回転工具本体の先端側に位置させ、回転工具本体の先端外周側に位置する上記の主切刃が回転工具本体の軸線に直交する線に対して５〜２０°の切刃角を有すると共に、この主切刃とコーナ刃を介して連続する外周側の辺の副切刃が回転工具本体の軸線に対して内周側に傾斜するようにして取り付けることが、このスローアウェイチップにおける３つの各辺において行え、スローアウェイチップの３つの辺に設けられた主切刃と副切刃とを有効に利用できるようになる。

また、この発明におけるスローアウェイ式回転工具のように、スローアウェイチップの一辺における主切刃と副切刃とを回転工具本体の先端側に位置させるにあたり、回転工具本体の先端外周側に位置する上記の主切刃における回転工具本体の軸線に直交する線に対する切刃角を５〜２０°にすると、このスローアウェイ式回転工具により切削加工を行う場合に、十分な切り込みを行いながら、高送りでの切削加工が可能になる。また、この先端外周側に位置する主切刃とコーナ刃を介して連続する外周側の辺の副切刃を、回転工具本体の軸線に対して内周側に傾斜させるようにすると、この外周側の辺の副切刃が被削材を切削するということがなく、回転工具本体の先端側に位置する上記の主切刃と副切刃とによって被削材が適切に切削されるようになる。

また、この発明におけるスローアウェイ式回転工具のように、回転工具本体の先端側に位置する辺以外の２辺における３つの切刃部分をチップ座の側壁部に保持させると、このスローアウェイ式回転工具により切削加工を行う場合において、チップ座に取り付けられたスローアウェイチップががたつくのも防止されるようになる。

また、この発明におけるスローアウェイ式回転工具を製造するにあたり、上記のチップ座における着座面をエンドミルの外周刃で加工させるようにすると、上記のように切屑ポケットにおけるチップ座と反対側における回転工具本体の壁面の少なくとも一部を、チップ座に取り付けられたスローアウェイチップの底面の内周端から着座面に対する垂線を超えて形成した場合においても、チップ座における着座面を適切に切削加工できるようになる。

以下、この発明の実施形態に係るスローアウェイ式回転工具及びその製造方法を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明におけるスローアウェイ式回転工具及びその製造方法は、特に下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態に係るスローアウェイ式回転工具においても、スローアウェイチップ１０としては、前記の図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、平面略三角形状であって各コーナ部にコーナ刃１１が形成されると共に各コーナ刃１１間に１８０°未満の角度で交差する主切刃１２と副切刃１３とが設けられると共に、この主切刃１２と副切刃１３との間にワイパー刃１４が設けられ、その平面の中心部に貫通穴１５が形成され、その上面１６から底面１７に向けてテーパー状に収縮したものを用いるようにした。

そして、この実施形態に係るスローアウェイ式回転工具においても、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、回転工具本体２０の先端外周部に複数の切屑ポケット２１を設け、各切屑ポケット２１における回転方向後部側の面に設けられたチップ座２２の着座面２２ａに、上記の貫通穴１５を通してスローアウェイチップ１０をネジ１で取り付け、このスローアウェイチップ１０の一辺における上記の主切刃１２ａが外周側に位置するようにして、この一辺に設けられた主切刃１２ａとワイパー刃１４ａと副切刃１３ａとを回転工具本体２０の先端側に位置させるようにした。また、この先端側に位置させた内周側の副切刃１３ａとコーナ刃１１ａを介して連続する内周側の辺における主切刃１２ｂと副切刃１３ｂ及びこの内周側の辺の副切刃１３ｂとコーナ刃１１ｂを介して連続する外周側の辺における主切刃１２ｃとの３つの切刃部分を、チップ座２２の側壁部２２ｂに当接させて保持させるようにした。

ここで、この実施形態に係るスローアウェイ式回転工具においては、上記のように回転工具本体２０の先端外周部に複数の切屑ポケット２１を設けるにあたって、図４（Ａ）に示すように、スローアウェイチップ１０を取り付けるチップ座２２が設けられた面と切屑ポケット２１を介して反対側における回転工具本体２０の壁面２３の少なくとも一部が、上記のチップ座２２に取り付けられたスローアウェイチップ１０の底面１７の内周端から着座面２２ａに対する垂線を超えるようにし、各チップ座２２の着座面２２ａの後部側におけるバックメタル部２４の厚みが厚くなるようにした。

また、この実施形態に係るスローアウェイ式回転工具においては、上記のようにスローアウェイチップ１０をチップ座２２の着座面２２ａに取り付けるにあたり、図４（Ｂ）に示すように、回転工具本体２０の先端側に位置させたスローアウェイチップ１０の一辺における外周側の主切刃１２ａが、回転工具本体２０の軸線に直交する線に対して５〜２０°の範囲の切刃角αを持つようにすると共に、この主切刃１２ａとコーナ刃１１ｃを介して連続する外周側の辺の副切刃１３ｃが、回転工具本体２０の軸線に対して内周側に適当な傾斜角βで傾斜するようにした。なお、この傾斜角βは、上記の平面略三角形状になったスローアウェイチップ１０の形状及び上記の切刃角αによって変化するが、一般に２〜７°の範囲にすることが好ましい。

また、この実施形態に係るスローアウェイ式回転工具において、上記のようにスローアウェイチップ１０を取り付けるチップ座２２の着座面２２ａを設けるにあたっては、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、チップ座２２における着座面２２ａと、上記の内周側の辺における主切刃１２ｂを保持させる側壁部２２ｂ及び上記の外周側の辺における主切刃１２ｃを保持させる側壁部２２ｂとの境界部分に断面円弧状の凹溝２５ａ，２５ｂを形成し、その後、図５に示すように、着座面２２ａを形成する面に対してエンドミル３０を平行にし、このエンドミル３０の外周刃３２によって着座面２２ａを加工するようにした。

ここで、このように着座面２２ａを形成する面に対してエンドミル３０を平行にし、このエンドミル３０の外周刃３２によって着座面２２ａを加工すると、上記のようにチップ座２２が設けられた面と切屑ポケット２１を介して反対側における回転工具本体２０の壁面２３の少なくとも一部が、上記のようにチップ座２２に取り付けられたスローアウェイチップ１０の底面１７の内周端から着座面２２ａに対する垂線を超えるように形成して、チップ座２２の着座面２２ａの後部側におけるバックメタル部２４を厚くした場合においても、着座面２２ａを適切に加工することができた。

また、チップ座２２の各側壁部２２ｂを加工するにあたり、この実施形態においては、上記の内周側の辺における主切刃１２ｂ及び副切刃１２ｂを保持させる各側壁部２２ｂをエンドミル３０の底刃３１によって加工する一方、上記の外周側の辺における主切刃１２ｃを保持させる側壁部２２ｂを加工するにあたっては、この側壁部２２ｂと上記の内周側の辺における副切刃１２ｂを保持させる側壁部２２ｂとの境界部分にぬすみを設け、この側壁部２２ｂをエンドミル３０の外周刃３２によって加工するようにした。

そして、このようにして製造したこの実施形態におけるスローアウェイ式回転工具においては、上記のように各チップ座２２の着座面２２ａの後部側におけるバックメタル部２４の厚みが厚くなり、回転工具本体２０に設ける切屑ポケット２１の数を多くした場合においても、回転工具本体２０の強度が低下するのが抑制されて、十分な強度が得られると共に、上記のスローアウェイチップ１０がチップ座２２の側壁部２２ｂによって確実に保持されるようになり、高送りの切削加工が安定して行えるようになった。

スローアウェイ式回転工具に用いるスローアウェイチップの概略平面図及び概略断面図である。 従来のスローアウェイ式回転工具において、上記のスローアウェイチップを回転工具本体の各チップ座に取り付けた状態を示した先端側の概略平面図及び断面説明図である。 従来のスローアウェイ式回転工具において、回転工具本体におけるチップ座の着座面をエンドミルの底刃を用いて加工する状態を示した断面説明図である。 この発明の一実施形態に係るスローアウェイ式回転工具において、スローアウェイチップを回転工具本体の各チップ座に取り付けた状態を示した先端側の概略平面図及び断面説明図である。 同実施形態に係るスローアウェイ式回転工具において、スローアウェイチップ取り付ける前の回転工具本体を示した先端側の概略平面図及び断面説明図である。 同実施形態に係るスローアウェイ式回転工具において、回転工具本体におけるチップ座の着座面をエンドミルの外周刃を用いて加工する状態を示した断面説明図である。

符号の説明

１ ネジ
１０ スローアウェイチップ
１１，１１ａ〜１１ｃ コーナ刃
１２，１２ａ〜１２ｃ 主切刃
１３，１３ａ〜１３ｃ 副切刃
１４，１４ａ〜１４ｃ ワイパー刃
１５ 貫通穴
１６ 上面
１７ 底面
２０ 回転工具本体
２１ 切屑ポケット
２２ チップ座
２２ａ 着座面
２２ｂ 側壁部
２３ 切屑ポケットにおけるチップ座と反対側の壁面
２４ バックメタル部
２５ａ，２５ｂ 凹溝
３０ エンドミル
３１ 底刃
３２ 外周刃
α 切刃角
β 傾斜角

Claims (2)

1. 回転工具本体の先端外周部に複数の切屑ポケットが設けられ、各切屑ポケットにおける回転方向後部側の面に設けられたチップ座にスローアウェイチップが取り付けられてなるスローアウェイ式回転工具において、略三角形状で各コーナ部にコーナ刃が形成されると共に各コーナ刃間に１８０°未満の角度で交差する主切刃と副切刃とが設けられたスローアウェイチップを用い、このスローアウェイチップの一辺における主切刃と副切刃とを回転工具本体の先端側に位置させ、回転工具本体の先端外周側に位置する上記の主切刃が回転工具本体の軸線に直交する線に対して５〜２０°の切刃角を有すると共に、この主切刃とコーナ刃を介して連続する外周側の辺の副切刃が回転工具本体の軸線に対して内周側に傾斜するようにして、スローアウェイチップをチップ座の着座面に取り付けると共に、回転工具本体の先端側に位置する辺以外の２辺における３つの切刃部分がチップ座の側壁部に保持されるようにし、上記の切屑ポケットにおけるチップ座と反対側における回転工具本体の壁面の少なくとも一部が、チップ座に取り付けられたスローアウェイチップの底面の内周端から着座面に対する垂線を超えて形成されるようにしたことを特徴とするスローアウェイ式回転工具。
2. 請求項１に記載したスローアウェイ式回転工具を製造するにあたり、上記のチップ座における着座面をエンドミルの外周刃で加工することを特徴とするスローアウェイ式回転工具の製造方法。

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