JP2008272836A

JP2008272836A - 溝入れバイト

Info

Publication number: JP2008272836A
Application number: JP2007115432A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Takiguchi; 正治滝口
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】効率良い切削が可能であるとともに、発生する切屑を円滑に処理することができる溝入れバイトを提供する。
【解決手段】バイト取付台４０に固定されるシャンク部１１と、シャンク部１１の先端に突出して形成された薄板状のサポータ部１２と、このサポータ部１２の先端に備えられ切削を行う刃部１３と、刃部１３のすくい面２３上に設けられたチップブレーカ１４とを備えた溝入れバイト１０において、刃部１３をすくい面２３が後端側に向かうに従い漸次後退するように傾斜して備え、少なくともチップブレーカ１４及びサポータ部１２にすくい面２３から連続する滑らかな凹曲面を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、旋削加工において、被削材に溝入れ加工を施したり、突っ切り加工を施したりするための溝入れバイトに関する。

工作機械における切削工具として溝入れバイトが用いられることは周知である（例えば特許文献１、特許文献２参照）。このような溝入れバイトによって溝入れ加工を行うと、幅が小さくて長く連続した切屑が発生する。特に高速切削においては、熱軟化から延性を増した切屑が破断されずに切削工具などに絡みついたり、被削材の切削仕上面を損傷したりすることがある。そこでこのようなことを避けるために、溝入れバイトの切刃に沿って設けた段によって切屑を強制的に曲げて分断するようにチップブレーカが用いられている。
特開平１０−５８２０５号公報特開平８−１８７６０３号公報

ところで、溝入れバイトにおいては、すくい角を大きく設定すると切削抵抗が減少され効率良く被削材の切削を行うことができるが、刃先角が小さくなるために送りを大きくすることができず、生成される切屑が薄くなってしまう。これにより、同じ切削量でも切屑の長さは長くなり、さらに切屑の柔軟性が増加して曲げに対して強くなるため、切屑がチップブレーカによって分断されず長く連続したものとなる。これは特に被削材がウレタン等の樹脂など柔らかいものである場合には一層顕著となり、その場合は予期しない方向に切屑が向かうこともあって、切屑の処理に多くの時間と労力とを要することになる。

この発明はこのような課題に鑑みて、効率良い切削が可能であるとともに、発生する切屑を円滑に処理することができる溝入れバイトの提供を目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る溝入れバイトは、バイト取付台に固定されるシャンク部と、前記シャンク部の先端に突出して形成された薄板状のサポータ部と、このサポータ部の先端に備えられ切削を行う刃部と、前記刃部のすくい面上に設けられたチップブレーカとを備えた溝入れバイトにおいて、前記刃部は前記すくい面が後端側に向かうに従い漸次後退するように傾斜して備えられ、少なくとも前記チップブレーカ及び前記サポータ部が、前記すくい面の後端側に、該すくい面に連続する滑らかな凹曲面を有していることを特徴としている。

切削を行う刃部はすくい面が後端側に向かうに従い漸次後退するように傾斜して設けられているため、すくい角が大きなものとなり切削抵抗が減少して効率良く切削を行うことができるが、その一方で生成される切屑は厚さの薄くなり、同じ切削量でも切屑は長いものとなる。このとき、被削材が金属等の硬いものである場合には、切屑はすくい面やすくい面に連続する前記凹曲面に摺接して抵抗を受けることによって強制的に曲げられ分断される。ところが、被削材がウレタン等のある程度柔らかいものである場合には、特に厚さが薄くなった分、切屑の柔軟性がさらに増すため、チップブレーカによって強制的に曲げても分断されることはなく、チップブレーカの段部を乗り越えてさらに後端側に延びて長尺の切屑となる。

本発明においては、チップブレーカ、サポータ部及びシャンク部が後端方向に向かって連続する滑らかな凹曲面を有しているため、長尺の切屑が該凹曲面に沿って円弧を描くように流れて巻かれ、ある程度の量が巻かれた後に自重によって分断される。従って、長尺の切屑を凹曲面に沿って案内することによって、切屑が延びる方向を的確に制御することができるとともに、一定の量が巻かれてまとまった後に分断されるため切屑が散乱することはない。

また、本発明に係る溝入れバイトは、前記刃部の切刃が、ダイヤモンド焼結体によって構成されていることを特徴としている。すくい角が大きい場合には切削抵抗が小さくなる一方で、刃先角が小さくなり切刃強度が損なわれる上、切削の際に溝入れバイトが受ける荷重や切削熱が切刃に集中するため、切刃はこれらに耐えることができず、その寿命が極端に短くなってしまう。ところが本発明においては、切刃部が強度の高いダイヤモンド焼結体によって構成されているため、すくい角が大きく荷重や切削熱が切刃部に集中する場合であってもこれらに耐えることができ、切刃の寿命が縮まることはない。

さらに、前記刃部は、前記サポータ部に着脱自在に装着されるインサートに備えられてなるものであってもよい。これによりインサートが寿命を迎えた際には新たなインサートに交換すればよく、刃部を再研磨する等の作業をする必要がなくなる。

本発明によれば、すくい角を大きくして切削抵抗を低減させることによって、効率良い切削が可能であるとともに、発生する長尺の切屑を凹曲面に沿って案内することによって切屑が流れる方向を的確に制御することができ、かつ切屑は一定の量が巻かれてまとまった後に分断されるため散乱することはなく、切屑の処理を円滑に行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態である溝入れバイトについて、図１から図３を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態である溝入れバイト及びバイト取付台の側面図、図２は本発明の実施の形態である溝入れバイトの平面図、図３は本発明の実施の形態である溝入れバイトの正面図である。本実施形態である溝入れバイト１０は、図１に示す進行方向Ａに送られることによって回転する被削材に切り込まれ、被削材に溝入れ加工を施したり、突っ切り加工を施したりする際に用いられるものであり、その際方向Ｂに主分力が作用する。以下方向Ｂを切削抵抗が作用する方向とする。

図１に示すように、溝入れバイト１０は、バイト取付台４０に固定支持されるシャンク部１１と、該シャンク部１１の先端から突出するサポータ部１２とが一体に成形されるとともに、サポータ部１２の先端側に位置する刃部１３と、刃部１３の後端側に配置されたチップブレーカ１４とから概略構成される。

シャンク部１１は、工具先端に向かって進行方向Ａに沿って直線状に伸びる略正四角柱状のバーであって、切削抵抗が作用する方向Ｂ側に位置する底面１１ａの全域においてバイト取付台４０に当接し固定支持されている。また、シャンク部１１の工具先端側には、切削抵抗が作用する方向Ｂの後方を向く上面１１ｂから工具先端側に臨む先端面１１ｃに向かってシャンク部１１の一部が断面凹円弧状に切り取られるようにしてシャンク部曲面３０ｃが形成されている。

また、該シャンク部１１の工具先端側には、方向Ｂに沿って見て図２に示すようにシャンク部１１の先端面１１ｃのうち幅方向（図２における上下方向、図３においては左右方向）の一方の側（図２において上側、図３においては左側）から先端方向に突出するようにして薄板状の前記サポータ部１２が形成されている。サポータ部１２は、切削抵抗の作用する方向Ｂ側に位置する底面１２ａがシャンク部１１の底面１１ａよりも切削抵抗の作用する方向Ｂに向かって延びた形状をしており、これによって工具後端側を向いた背面１２ｂが形成され、バイト取付台４０に当接している。また、このサポータ部１２とシャンク部１１との前記幅方向の一方の側を向く側面は、互いに面一とされている。

また、サポータ部１２の背面１２ｂとシャンク部１１の底面１１ａの境界の角部には、前記幅方向に延びる断面半円状の凹溝１６が設けられている。一方、サポータ部１２の切削抵抗の作用する方向Ｂの後方に向く面には、シャンク部１１のシャンク部曲面３０ｃから面一に、すなわち滑らかに連続するようにしてシャンク部曲面３０ｃと同一の曲率を有した断面凹円弧状のサポータ部曲面３０ｂが形成されている。さらに、サポータ部１２の先端面は、方向Ｂ沿って見て凸Ｖ字状に形成されるとともに、このＶ字の二つの辺を構成する傾斜面１７ａ、１７ｂを有しており、Ｖ字の先端の稜線１８は、切削抵抗の作用する方向Ｂに進むにつれて工具後端側に退くように傾斜した形状となっている。

また、サポータ部１２の工具先端側の切削抵抗の作用する方向Ｂの後方側を向く角部には、切削抵抗の作用する方向Ｂに進むにつれて工具後端側に退くように傾斜した形状となるように、かつ切削抵抗の作用する方向Ｂを基準として稜線１８よりも大きな傾斜角度となるように切り欠かれたインサート取付座１９が形成されている。さらに該インサート取付座１９は、その底面が図３に示すように断面Ｖ字状の凹部となるように形成され、後端側にこの底面に垂直な壁面を備えている。

このインサート取付座１９には、本体が超硬合金等の硬質材料により形成されたインサート２０が装着され、ネジ２２によって固定されている。インサート２０のインサート取付座１９に対向する面は、断面Ｖ字状の凸部となるように形成されており、インサート取付座１９の断面Ｖ字状の凹部と係合してインサート２０の前記幅方向の位置決めがなされる。また、インサート２０の工具先端側には、インサート取付座１９に装着された際にサポータ部１２の傾斜面１７ａ、１７ｂと面一になるＶ字状の二つの面が形成されている。さらに該インサート２０の先端にはダイヤモンド焼結体によって形成され、先端側に向けてＶ字に尖った切刃２１ａを有するホームベース状の切刃部材２１がインサート２０と一体焼結させられることにより設けられており、この切刃部材２１も含めてインサート２０の切削抵抗の作用する方向Ｂ後方を向く面がすくい面２３とされている。本実施形態においては、このようなインサート２０のすくい面２３が、工具後端側に向かうに従い漸次後退するように傾斜してインサート２０がインサート取付座１９に装着されることによって、すくい角が大きくなるようにされた刃部１３が構成されている。ちなみに本実施形態ではすくい角は４０°とされている。

そして、サポータ部１２のインサート取付座１９に隣接した工具後端側には断面Ｌ字状に切り欠いた形状のチップブレーカ取付座２４が形成されており、該チップブレーカ取付座２４にネジ２５によってチップブレーカ１４が装着されている。チップブレーカ１４はインサート２０のすくい面２３をクランプするクランプ面１４ａと、チップブレーカ取付座２４に装着された際にサポータ部１２のサポータ部曲面３０ｂと面一に、すなわち滑らかに連続するようにして該サポータ部曲面３０ｂと同一の曲率を備えたチップブレーカ曲面３０ａとを有している。なお、このチップブレーカ１４の先端には、このクランプ面１４ａとチップブレーカ曲面３０ａとに挟まれるように、該チップブレーカ１４が装着された際にインサート２０のすくい面２３に略垂直になるとともに、すくい面２３に対して僅かな段差を形成するように段部１４ｂが構成されている。また、クランプ面１４ａは前記ネジ２２を挿通するためにインサート２０に形成された貫通穴のすくい面２３側の開口部を覆うように配設されている。

以上のような構成からなる溝入れバイト１０においては、チップブレーカ曲面３０ａ、サポータ部曲面３０ｂ及びシャンク部曲面３０ｃによって、工具先端方向から後端方向に向かって連続する滑らかな凹曲面３０が構成されている。

本実施形態における溝入れバイトにおいては、刃部１３のすくい面２３が後端側に傾斜して設けられているため、すくい角が４０°と大きなものとなっている。従って、切刃２１ａの切れ味が鋭くなるため、切削抵抗が減少し効率良く切削を行うことができる。その一方で、生成される切屑の厚さが薄いために、同じ切削量でも切屑は長いものとなる。

この際、被削材が硬いものである場合には、すくい面２３に沿って後端側に流れた切屑は、チップブレーカ１４の段部１４ｂに衝突したり、すくい面２３や凹曲面３０に摺接することにより抵抗を受けることによって強制的に曲げられて分断される。ところが、被削材がウレタン樹脂などの樹脂材料のようにある程度柔らかいものである場合には、切屑の厚さが薄くなった分、切屑の柔軟性がさらに増すため、チップブレーカ１４によって強制的に曲げられても分断されることはなく、チップブレーカ１４の段部１４ａによる段差を乗り越えてさらに後端側に流れていく。

本実施形態においては、それぞれが面一であって、かつ同一の曲率を有するチップブレーカ１４のチップブレーカ曲面３０ａ、サポータ部１２のサポータ部曲面３０ｂ及びシャンク部１１のシャンク部曲面３０ｃが後端方向に向かって連続して設けられているため、長尺で柔軟性のある切屑はこれらの曲面から構成される凹曲面３０に沿って円弧を描くように流れていく。その結果、切屑が最終的には巻かれて、ある程度の量が巻かれた後に、切屑の自重によって分断される。

従って、本実施形態に係る溝入れバイト１０によれば、すくい角を大きくして切削抵抗を低減させることによって効率良い切削が可能となる。また、被削材が硬い場合には生成される切屑をチップブレーカ１４の段部１４ｂによる段差やすくい面２３、凹曲面３０との摺接によって強制的に曲げて分断することにより処理することができ、被削材が柔らかい場合にあっては、長尺で柔軟性のある切屑を凹曲面３０に沿って工具後端側に案内することによって、切屑が流れる方向を的確に制御することができるとともに、一定の量の切屑が巻かれてまとまった後に分断すされるため切屑が散乱することはなく、切屑の処理を円滑に行うことが可能となる。

また、本実施形態のように、すくい角を大きく設定した場合には切削抵抗が小さくなる一方で、刃先角は小さくなり切刃強度は低下するとともに、切削の際に溝入れバイト１０が受ける荷重や切削熱は切刃２１ａに集中するが、切刃部材２１はダイヤモンド焼結体によって構成されているため、荷重や切削熱が切刃ａ２１に集中する場合であってもこれらに耐えることができるため、すくい角を大きくしたことで切刃２１ａの寿命が極端に縮まるようなことはない。

さらに、本実施形態では刃部１３は、ネジ２２によって着脱自在に装着されるインサート２０がインサート取付座１９に装着されて構成されるものであるため、インサート２０が寿命を迎えた際には新たなインサート２０に交換すればよく、刃部１３を再研磨する等の作業をする手間が生じることがないため、作業の効率化を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態である溝入れバイト１０について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、刃部１３は、ネジ２２によって装着されるインサート２０が備えられて構成されるものであるが、該インサート２０がろう付けされたものであってもよく、また刃部１３がシャンク部１１及びサポータ部１２と一体成形された構成のものであってもよい。

本発明の実施の形態である溝入れバイト及びバイト取付台の側面図である。本発明の実施の形態である溝入れバイトの平面図である。本発明の実施の形態である溝入れバイトの正面図である。

符号の説明

１０溝入れバイト
１１シャンク部
１２サポータ部
１３刃部
１４チップブレーカ
２０インサート
２１切刃部材
２１ａ切刃
２３すくい面
３０凹曲面
４０バイト取付台

Claims

バイト取付台に固定されるシャンク部と、前記シャンク部の先端に突出して形成された薄板状のサポータ部と、このサポータ部の先端に備えられ切削を行う刃部と、前記刃部のすくい面上に設けられたチップブレーカとを備えた溝入れバイトにおいて、
前記刃部は前記すくい面が後端側に向かうに従い漸次後退するように傾斜して備えられ、
少なくとも前記チップブレーカ及び前記サポータ部が、前記すくい面の後端側に、該すくい面に連続する滑らかな凹曲面を有していることを特徴とする溝入れバイト。
前記刃部の切刃が、ダイヤモンド焼結体によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の溝入れバイト。
前記刃部は、前記サポータ部に着脱自在に装着されるインサートに備えられてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溝入れバイト。