JP2006231458A - 突切り工具用スローアウェイチップ - Google Patents

Abstract

【課題】切り落とし面のへそ残りをなくし、しかも切屑により仕上面に傷がつくのを抑制できる突切り工具用スローアウェイチップを提供することである。
【解決手段】上面１、下面２、側面３および長手方向の先端側に逃げ面４を有する略角柱形状であり、逃げ面４に隣接して上面１側にすくい面５が形成され、すくい面５と逃げ面４との交差稜線からなる切刃７が設けられ、切刃７は、リード角αが設けられ、かつ、略水平に配設されており、すくい面５と上面１との間にはブレーカ面６が形成され、該ブレーカ面６とすくい面５との境界には稜線８が形成されており、ブレーカ面６が、スローアウェイチップを幅方向に略二等分する鉛直面に関して略面対称となるように形成されている突切り用スローアウェイチップである。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動盤での小径材料の切り落としに使用される突切り工具用のスローアウェイチップに関する。

従来から、自動盤での小径材料の切り落としに使用される突切り工具用のスローアウェイチップとしては、切り落としの際に中心部に残りやすい、いわゆるへそ残りを小さくするために、刃先先端を斜めにカットし先端切刃稜線にリード角を付した形状のチップが用いられている。通常、このようなスローアウェイチップには、先端切刃を介して逃げ面に隣接するすくい面が形成され、さらに、切屑対策の目的で、すくい面に連続してブレーカ面が形成されている。これらのすくい面とブレーカ面は、通常、研磨加工によって滑らかに連続した曲面に形成される（下記特許文献１の段落番号［００１０］及び図２の符号１２参照）。また、へそ残りをより小さくするために先端切刃の稜線は鋭利（シャープエッジ）になるように研磨加工される。
特開平１０−１５６６０４号公報

しかしながら、上記のように先端の切刃にリード角を設けたスローアウェイチップにおいては、図６(a)に示すようにすくい面４５とブレーカ面４６を研磨加工により滑らかに連続した曲面に形成し、かつ、図６(b)に示すようにすくい面４５と逃げ面４４との交差稜線からなる切刃４７を略水平に配設すると、図６(c)に示すようにすくい面４５とブレーカ面４６とからなる連続曲面は切刃４７に平行な直線が通る位置で同じ高さとなる（ブレーカ面４６に等高線を引いた場合、等高線が切刃４７と平行になる）。このような形態の場合、図７に示すように、突切り加工により生じる切屑Ｋは、スローアウェイチップ４１の長手方向に流れるのではなく、切刃４７にほぼ垂直な方向（前記等高線にほぼ垂直な方向）に流れることになるので、突切り加工後に製品Ｐとなる側の被削材に切屑Ｋが当たって製品Ｐの仕上面を傷つけるという問題があった。

このような問題を解消するために、図８(a)，(b)に示すようにブレーカ面４６がスローアウェイチップ４１の長手方向に垂直な水平線が通る位置で同じ高さとなるように形成した場合には、図８(c)に示すように切刃４７が水平線Ｈに対して高さ方向に傾斜してしまう。このような形態の場合、図９に示すように突切り加工により製品Ｐが切り落とされた残りの被削材Ｗ側に大きなへそ残りＮが生じることになる。

また、図１０(a)，(b)に示すように切刃４７が高さ方向に傾斜しないようにし、かつ、図１０(c)に示すようにブレーカ面４６と上面４８との交差稜線がスローアウェイチップ４１の長手方向に垂直な水平線と平行になるように形成すると、図１０(d)に示すようにブレーカ面４６の溝深さがスローアウェイチップ４１の長手方向に垂直な位置で異なることになる。すなわち、図１０(d)の場合、長手方向に垂直な位置で比較すると、ブレーカ面４６の側端辺４６ａ，４６ｂのうち、側端辺４６ａが側端辺４６ｂよりも低いところに位置するように、ブレーカ面４６が側端辺４６ｂから側端辺４６ａに向かって下方に傾斜する。このような形態の場合、図１１に示すように切屑Ｋがブレーカ面４６の溝の深い方向（側端辺４６ａ側）へ流れることになるので、製品Ｐとなる側の被削材に当たって仕上面を損なうことになる。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、自動盤での小径材料の切り落としに使用される突切り工具用のスローアウェイチップにおいて、切り落とし面のへそ残りをなくし、しかも切屑により仕上面に傷がつくのを抑制できる突切り工具用スローアウェイチップを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、リード角を設け、かつ、すくい面とブレーカ面との境界を滑らかに連続した曲面で繋ごうとすると、図６〜図１１で示したように、突切り加工時の切屑の流れる方向に問題が生じるか、又は大きなへそ残りが生じてしまい、これらの問題点を同時に解決することはできないが、リード角を設け、切刃を略水平に配設するとともに、ブレーカ面又はブレーカ面のうちすくい面との境界近傍を除く部分を、スローアウェイチップを幅方向に略二等分する鉛直面に関して略面対称になるように形成し、かつ、すくい面とブレーカ面とを滑らかに連続する曲面でつながず、稜線が形成されるようにつなぐか、又は帯状の段差が形成されるようにつなぐことで、切り落とし面のへそ残りをなくし、しかも突切り加工により生じる切屑をスローアウェイチップの長手方向に向かって流れるようにして切屑により仕上面に傷がつくのを抑制できるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明にかかる突切り工具用スローアウェイチップは、上面、下面、側面および長手方向の先端側に逃げ面を有する略角柱形状であり、前記逃げ面に隣接して上面側にすくい面が形成され、該すくい面と前記逃げ面との交差稜線からなる切刃が設けられ、前記切刃は、リード角が設けられ、かつ、略水平に配設されており、前記すくい面と前記上面との間にはブレーカ面が形成され、該ブレーカ面と前記すくい面との境界には稜線又は帯状の段差が形成されており、前記ブレーカ面が、スローアウェイチップを幅方向に略二等分する鉛直面に関して略面対称となるように形成されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる他の突切り用スローアウェイチップは、上面、下面、側面および長手方向の先端側に逃げ面を有する略角柱形状であり、前記逃げ面に隣接して上面側にすくい面が形成され、該すくい面と前記逃げ面との交差稜線からなる切刃が設けられ、前記切刃は、リード角が設けられ、かつ、略水平に配設されており、前記すくい面と前記上面との間にはブレーカ面が形成され、該ブレーカ面と前記すくい面との境界には帯状の段差が形成されており、前記ブレーカ面と該ブレーカ面の幅方向の両側に隣接する２つの前記側面との交差稜線からなる２つの側端辺のうち、短い方の側端辺の下端から他方の側端辺に向かってスローアウェイチップの長手方向に垂直な水平線を引いたとき、前記ブレーカ面のうち前記水平線よりも前記上面側に位置する部分が、スローアウェイチップを幅方向に略二等分する鉛直面に関して略面対称となるように形成されていることを特徴とする。

本発明の突切り工具用スローアウェイチップによれば、切刃がリード角を有し（要件(a)）、かつ、略水平に配設されている（要件(b)）ので、突切り加工により得られる製品および該製品が切り落とされた後に残る被削材に、へそ残りが生じるのを防ぐことができる。さらに、本発明では、ブレーカ面とすくい面との境界に稜線又は帯状の段差を形成し、ブレーカ面とすくい面とを稜線又は帯状の段差でつなぐことによって、上記した要件(a)および要件(b)を満足させたうえで、ブレーカ面が前記鉛直面に関して略面対称となるように形成するか、又はブレーカ面のうち前記水平線よりも前記上面側に位置する部分が前記鉛直面に関して略面対称となるように形成することができる。これにより、突切り加工により生じる切屑をスローアウェイチップの長手方向に向かって流れるようにして、切屑により仕上面に傷がつくのを抑制できるので、高品質な加工が可能となる。

以下、本発明の一実施形態にかかる突切り工具用スローアウェイチップについて図面を参照し詳細に説明する。図１(a)は本実施形態にかかる突切り工具用スローアウェイチップの先端部分を示す斜視図であり、図１(b)は(a)をＲ方向から見た右側面図であり、図１(c)は(a)の正面図であり、図１(d)は(a)の平面図である。図２は図１のスローアウェイチップを用いて被削材に突切り加工を施したときの切屑の排出状況を示す平面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態の突切り工具用スローアウェイチップは、上面１、下面２、側面３および長手方向の先端側に逃げ面４を有する略四角柱形状であり、逃げ面４に隣接して上面１側にすくい面５が形成されている。そして、すくい面５と上面１との間にはブレーカ面６が形成され、すくい面５と逃げ面４との交差稜線からなる切刃７が設けられている。ブレーカ面６とすくい面５とは、図６〜１１に示す従来のスローアウェイチップように滑らかに連続した曲面で繋がっているのではなく、ブレーカ面６とすくい面５との境界には稜線８が形成されている（すくい面５はブレーカ面６と同一曲面上にはない）。

また、切刃７は、リード角αが設けられ、かつ、略水平に配設されている。リード角αの角度は、特に限定されるものではないが、５〜３０°程度に調整されるのがよい。ここで、「リード角α」とは、スローアウェイチップの長手方向に垂直で、かつ、水平な方向Ｂと、切刃７とのなす角をいう。「切刃７が略水平に配設される」とは、スローアウェイチップを水平面（重力の方向に垂直な面）に載置したときに、該水平面と切刃７が略平行であることをいう。

図２に示すように、突切り加工の際に、スローアウェイチップは、その長手方向が被削材の回転軸Ｃに対してほぼ垂直になるように配置される。また、スローアウェイチップにおける切刃７の切削端７ａ（長手方向の前方側に、より突き出た側の端部）が突切り加工により切り落とされる製品Ｐ側に配置され、切刃７の他端が突切り加工後に残る被削材Ｗ側に配置される。このような配置で切削することにより、製品にいわゆるへそ残りを形成することなく製品Ｐを切り落とすことが可能となる。切刃７の切削端７ａが丸みを帯びていると切れ味が落ちてしまい、へそ残りが完全に除去されないので、へそ残りを確実になくすためには、切刃７をシャープエッジとするのが好ましい。

また、このスローアウェイチップにはブレーカ面６が形成されているので、切削によって生成された切屑がカールして滑らかに排出される。特に、本発明におけるブレーカ面６は、スローアウェイチップを幅方向に略二等分する鉛直面（図１(d)中に示す一点鎖線Ａを通る鉛直面）に関して略面対称となるように形成されているので、切屑Ｋが製品Ｐに当ることなくスローアウェイチップの長手方向の後端側へ流れていくように構成されている。これにより、製品Ｐの仕上面が切屑によって損傷することがない。

本実施形態のスローアウェイチップは、例えば以下のようにして製造することができる。まず、ＷＣ−Ｃｏ等の合金粉末を公知の方法で略四角柱形状にプレス成形して成形体を得る。このプレス成形時には、該成形体を幅方向に略二等分する鉛直面に関して略面対称となるブレーカ面６を同時に形成する。ついで、この成形体を焼成して焼結体を得る。その後、焼結体の先端側を研磨加工してすくい面５および逃げ面４を形成するとともに、すくい面５と逃げ面４との交差稜線からなる切刃７を形成する。この切刃７は、略水平に配設され、リード角が付され、シャープエッジになるように形成される。これにより、へそ残りのない高品位の加工が可能となる。

なお、すくい面５を形成する研磨加工時には、ブレーカ面６の構成（鉛直面に関して略面対称）に影響を与えないように、ブレーカ面６の前端と、すくい面５の後端とを正確に合わせるように加工するのが理想的であり、その場合、ブレーカ面６とすくい面５との境界には稜線８が形成される。ところが、すくい面５の研磨加工によりブレーカ面６の先端側の一部も同時に削り取られ、ブレーカ面６とすくい面５との境界に帯状の段差が形成されることがあるが、この帯状の段差は、本発明の効果に対して何ら悪影響を及ぼすものではない。

図３(a)，(b)には、すくい面の研磨加工時に上記した帯状の段差が形成された実施形態を示す。図３(a)に示すように、すくい面５を形成する際の研磨によりブレーカ面６の前端側の一部を削り取られ、すくい面５とブレーカ面１６との境界に帯状の段差９が形成されている。

このスローアウェイチップでは、ブレーカ面６と該ブレーカ面１６の幅方向の両側に隣接する２つの側面３，３との交差稜線からなる２つの側端辺１６ａ，１６ｂのうち、短い方の側端辺１６ｂの下端１４から他方の側端辺１６ａに向かってスローアウェイチップの長手方向に垂直な水平線Ｄを引いたとき、ブレーカ面１６のうち水平線Ｄよりも上面１側に位置する部分１６’が、スローアウェイチップを幅方向に略二等分する鉛直面（図３中に示す一点鎖線Ａを通る鉛直面）に関して略面対称となるように形成されている。帯状の段差９の幅ｈは０．５ｍｍ以下であるのが望ましい。幅ｈが０．５ｍｍ以上になると、帯状の段差９によって切屑の流れが中断され、ブレーカ面１６に沿った正常な流れが阻害されてしまうおそれがある。

このようにブレーカ面１６とすくい面５との境界に稜線ではなく帯状の段差９が形成されている場合であっても、突切り加工により生じる切屑をスローアウェイチップの長手方向に向かって流れるようにして、切屑により製品の仕上面に傷がつくのを抑制できるので、高品質な加工が可能となる。

図４(a)は本発明のさらに他の実施形態にかかるスローアウェイチップを示す斜視図であり、図４(b)はその平面図である。図４(a)，(b)に示すように、このスローアウェイチップのブレーカ面２６は、該ブレーカ面６を幅方向に二等分する中央線１０に向かって側端辺２６ａおよび側端辺２６ｂからそれぞれ下方に傾斜する２つの傾斜面により形成されている。

図５(a)は本発明のさらに他の実施形態にかかるスローアウェイチップを示す斜視図であり、図５(b)はその平面図である。図５(a)，(b)に示すように、このスローアウェイチップのブレーカ面３６には、該ブレーカ面３６を幅方向に二等分する鉛直面に関して面対称な凸曲面からなる突起１１が中央付近に形成されている。

なお、本発明のスローアウェイチップは、上記実施形態に限定されるものではなく、切刃がリード角を有し、かつ、略水平に配設され、ブレーカ面とすくい面との境界に稜線又は帯状の段差が形成され、ブレーカ面又はブレーカ面の一部が前記鉛直面に関して略面対称となるように形成されていれば、他の形態であってもよい。

また、本発明のスローアウェイチップは、以下のようにして製造してもよい。

（他の製法１）公知の方法で合金粉末を固めて形成した、ブレーカ面を有する略角柱形状の成形体に対して、先端側を研磨してすくい面を形成した後、焼成し、最後に仕上げのための研磨加工を施して、所望の形状のチップを得る。

（他の製法２）公知の方法で合金粉末を略角柱形状にプレス成形してブレーカ面およびすくい面を形成し、その後焼成して所望のチップを得、最後に仕上げのための研磨加工を施して、所望の形状のチップを得る。

(a)は、本発明の一実施形態にかかる突切り工具用スローアウェイチップの先端部分を示す斜視図であり、(b)は(a)をＲ方向から見た右側面図であり、(c)は(a)の正面図であり、(d)は(a)の平面図である。 図１のスローアウェイチップを用いて被削材に突切り加工を施したときの切屑の排出状況を示す平面図である。 (a)は本発明の他の実施形態にかかる突切り工具用スローアウェイチップの先端部分を示す斜視図であり、(b)はその平面図である。 (a)は本発明のさらに他の実施形態にかかる突切り工具用スローアウェイチップの先端部分を示す斜視図であり、(b)はその平面図である。 (a)は本発明のさらに他の実施形態にかかる突切り工具用スローアウェイチップの先端部分を示す斜視図であり、(b)はその平面図である。 (a)は従来の突切り工具用スローアウェイチップの先端部分を示す斜視図であり、(b)はその正面図であり、(c)はその平面図である。 図６のスローアウェイチップを用いて被削材に突切り加工を施したときの切屑の排出状況を示す平面図である。 (a)は従来の他の突切り工具用スローアウェイチップの先端部分を示す斜視図であり、(b)はその平面図であり、(c)はその正面図である。 図８のスローアウェイチップによる加工状態を示す平面図である。 (a)は従来のさらに他の突切り工具用スローアウェイチップの先端部分を示す斜視図であり、(b)はその正面図であり、(c)はその平面図である。 図１０のスローアウェイチップを用いて被削材に突切り加工を施したときの切屑の排出状況を示す平面図である。

符号の説明

１ 上面
２ 下面
３ 側面
４ 逃げ面
５ すくい面
６ ブレーカ面
６ａ、６ｂ 側端辺
７ 切刃
８ 稜線
９ 帯状の段差
１０ 中央線
１１ 突起
α リード角
Ｐ 製品
Ｗ 被削材
ｈ 帯状の段差の幅

Claims (3)

1. 上面、下面、側面および長手方向の先端側に逃げ面を有する略角柱形状であり、前記逃げ面に隣接して上面側にすくい面が形成され、該すくい面と前記逃げ面との交差稜線からなる切刃が設けられた突切り用スローアウェイチップにおいて、
   前記切刃は、リード角が設けられ、かつ、略水平に配設されており、
   前記すくい面と前記上面との間にはブレーカ面が形成され、該ブレーカ面と前記すくい面との境界には稜線又は帯状の段差が形成されており、
   前記ブレーカ面が、スローアウェイチップを幅方向に略二等分する鉛直面に関して略面対称となるように形成されていることを特徴とする突切り工具用スローアウェイチップ。
2. 上面、下面、側面および長手方向の先端側に逃げ面を有する略角柱形状であり、前記逃げ面に隣接して上面側にすくい面が形成され、該すくい面と前記逃げ面との交差稜線からなる切刃が設けられた突切り用スローアウェイチップにおいて、
   前記切刃は、リード角が設けられ、かつ、略水平に配設されており、
   前記すくい面と前記上面との間にはブレーカ面が形成され、該ブレーカ面と前記すくい面との境界には帯状の段差が形成されており、
   前記ブレーカ面と該ブレーカ面の幅方向の両側に隣接する２つの前記側面との交差稜線からなる２つの側端辺のうち、短い方の側端辺の下端から他方の側端辺に向かってスローアウェイチップの長手方向に垂直な水平線を引いたとき、前記ブレーカ面のうち前記水平線よりも前記上面側に位置する部分が、スローアウェイチップを幅方向に略二等分する鉛直面に関して略面対称となるように形成されていることを特徴とする突切り工具用スローアウェイチップ。
3. 前記帯状の段差の幅が０．５ｍｍ以下である請求項１または２記載の突切り工具用スローアウェイチップ。

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