JP2013166189A - 端面溝入れ用バイト - Google Patents
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Abstract
【課題】バイトによる被削材端面の溝入れ加工において、切屑詰まりを減少させることを課題としている。
【解決手段】ホルダ2の前部に下顎4と上顎5を有し、その下顎と上顎で溝入れ用の切削インサート3を挟みつけて保持し、その切削インサートを定位置で回転する被削材に軸方向に切り込ませて被削材の端面に溝を入れるバイトの上顎の上面5Tを、上顎5の一側面側の上面位置と他側面側の上面位置に高低差が生じる方向に角度θ傾斜させた。
【選択図】図3
【解決手段】ホルダ2の前部に下顎4と上顎5を有し、その下顎と上顎で溝入れ用の切削インサート3を挟みつけて保持し、その切削インサートを定位置で回転する被削材に軸方向に切り込ませて被削材の端面に溝を入れるバイトの上顎の上面5Tを、上顎5の一側面側の上面位置と他側面側の上面位置に高低差が生じる方向に角度θ傾斜させた。
【選択図】図3
Description
この発明は、被削材の端面に対する溝入れ加工を安定して行える端面溝入れ用バイトに関する。
周知の溝入れ用バイトとして、例えば、下記特許文献1,2などに開示されたものがある。これ等の文献に記載された溝入れ用バイトは、ホルダの先端にくさび溝を設け、さらに、そのくさび溝を間にして対面する下顎と上顎を、くさび溝の奥端側で一体に連ならせて設け、前記くさび溝に、溝入れ加工用の切削インサートを圧入して保持する。
いずれも、切削インサートのクランプは、ホルダの上顎と下顎のつながり部を切削インサート圧入時に弾性変形させ、そのつながり部の弾性復元力を利用して行うようにしている。
なお、特許文献1は、ホルダの上顎の上面の軸直角断面(ホルダの軸線と直行する面で切断した断面)における形状について、中央が盛り上がり、両側が左右対称に僅かに凹形に彎曲した状況を図7に示している。
特許文献2は、上顎の上面が側面視で前下がりの方向に傾斜した状況を示しているが、上顎上面の軸直角断面での形状に関する開示はない。
前掲の特許文献1,2などに示される従来の溝入れ用バイトは、被削材の外周の溝入れ加工では何ら問題なく使用できた。
ところが、その従来の溝入れ用バイトで被削材の端面に円をなす溝を加工したところ、加工部に切屑が詰まり、それが原因で切削抵抗が増大して変動し、それに伴い加工中の工具振動も増加し、過大負荷によって切削インサートやホルダが破損する事態が生じた。
溝入れ用バイトの従来品については、ホルダの上顎上面の側面視における傾斜角を変化させることで切屑のカール性を調整することが一部で行われているが、その傾斜角の調整を行っても端面の溝入れ加工での切屑詰まりの問題は解消されなかった。この切屑詰まりにより、被削材の端面の溝入れでは加工の安定性が損なわれて切削インサートやホルダの破損が起こり、さらに、切屑による切削面の傷付きも起こる。
この発明は、被削材の端面に対する溝入れ加工での切屑詰まりを減少させることを課題としている。
上記の課題を解決するため、この発明においては、ホルダの前部に、軸方向に突き出した下顎と上顎を有し、その下顎と上顎で溝入れ用の切削インサートを挟みつけて保持し、その切削インサートを定位置で回転する被削材に軸方向に切り込ませて被削材の端面に溝を入れるバイトに以下の工夫を施した。即ち、前下がりの方向に傾斜した前記上顎の上面を、上顎の一側面側の上面位置と他側面側の上面位置に高低差が生じる方向(軸直角断面において右下がり又は左下がりとなる方向)に傾斜させた。
この端面溝入れ用バイトにおける、前記上顎上面の傾斜角θは、2°〜15°、より好ましくは、3°〜10°の範囲が適当である。ここで言う傾斜角θは、ホルダの一側面側と他側面側の上面位置に高低差が無い面を基準にした角度を言う。
なお、一般的な溝入れ用バイトでは、下顎と上顎がホルダの前部にホルダの一側面側に偏って設けられる。この構造のバイトの場合、前記上顎の上面をホルダの一側面側で他側面側よりも位置が低くなる方向に傾斜させるのがよい。ただし、反対向きに傾斜させることも許される。
なお、切削インサートのクランプは、下記1)〜3)のいずれかの方法で行うのがよい。
1)ホルダの下顎形成部と上顎形成部を、ホルダの前面側に解放するスリットを両者の間に設けてそのスリットの非開放端側で一体に連ならせ、前記下顎形成部にボルトを螺合させ、そのボルトで前記上顎形成部を下顎形成部に向けて締付けることで下顎と上顎に挟持力を生じさせてクランプを行う。
2)前記下顎と上顎に奥端側が狭くなるくさび溝を設け、そのくさび溝の奥端側で前記ホルダの下顎形成部と上顎形成部を一体に連ならせ、前記くさび溝に前記切削インサートを圧入してクランプを行う。
3)上記1)のボルトによる締付けと、上記2)のくさび溝に対する圧入を併用してクランプを行う。
1)ホルダの下顎形成部と上顎形成部を、ホルダの前面側に解放するスリットを両者の間に設けてそのスリットの非開放端側で一体に連ならせ、前記下顎形成部にボルトを螺合させ、そのボルトで前記上顎形成部を下顎形成部に向けて締付けることで下顎と上顎に挟持力を生じさせてクランプを行う。
2)前記下顎と上顎に奥端側が狭くなるくさび溝を設け、そのくさび溝の奥端側で前記ホルダの下顎形成部と上顎形成部を一体に連ならせ、前記くさび溝に前記切削インサートを圧入してクランプを行う。
3)上記1)のボルトによる締付けと、上記2)のくさび溝に対する圧入を併用してクランプを行う。
ホルダの上顎が軸直角断面において左右対称をなす従来の溝入れ用バイトでは、切屑がホルダの軸と平行方向に流れる。また、ホルダの上顎が前下がりの方向に傾斜しているバイトでは、上顎によって付与されるカール力によって切屑が切削面側に戻される。さらに、被削材の端面に対する溝入れ加工では、加工する溝が円形溝となる。従来の溝入れ用バイトで端面の溝入れ加工を行うと、これ等3つの条件が重なり、カールして戻される切屑が加工した溝に入り込んで流れ出せなくなってしまう。
これに対し、この発明の溝入れ用バイトは、ホルダの上顎の上面を上顎の一側面側の上面位置と他側面側の上面位置に高低差が生じる方向に傾斜させたので、生成された切屑が上面によってその上面の位置の低い側に誘導される。そのために、切り屑が加工した溝側に戻され難くなり、切屑排出が安定して切屑詰まりが抑制される。
以下、添付図面の図1〜図9に基づいて、この発明の端面溝入れ用バイトの実施の形態を説明する。
図1,図2に示すように、この発明の端面溝入れ用バイト1は、ホルダ2と、そのホルダの先端に着脱自在に装着する溝入れ用の切削インサート3とで構成される。
ホルダ2の先端には、切削インサート3を挟み込んで保持する下顎4と上顎5が設けられている。その下顎4と上顎5は、ホルダの前部に設けた下顎形成部6と上顎形成部7から軸方向(ホルダの長手方向)に突き出させており、ホルダの一側面側(勝手違いのバイトでは他側面側)に偏った位置にある。
下顎形成部6と上顎形成部7の間には、ホルダの前面側に解放するスリット8を設けており、そのスリット8の非開放端側において、下顎形成部6と上顎形成部7がつながり部9を介して一体に連なっている。
また、上顎形成部7には、図4に示した座付きボルト孔10が設けられ、その座付きボルト孔にボルト11が通されてそのボルト11が下顎形成部6にねじ込まれている。
下顎4と上顎5の互いに対向したクランプ面4a、5aと、それ等のクランプ面を押し当てる切削インサート3の上下面は、切削インサート装着時の求心効果を得る目的と、クランプした切削インサートのシフト防止のために、図3の軸直角断面において、互いにV字嵌合する形状にしている。
また、クランプ面4a、5aは、例示のバイトにおいては平行な線上に設けており、そのクランプ面4a、5a間に切削インサート3が挿入される。その挿入後に、ボルト11を締付けて、つながり部9を弾性変形させ、上顎形成部7を下顎形成部6側に変位させて下顎4と上顎5で切削インサート3を挟みつける構造にしている。
さらに、この発明と特徴づける構成として、図3に示すように、上顎5の上面5Tを、一側面側の上面位置と他側面側の上面位置に高低差が生じる方向に所定角度θ傾斜させている。この傾斜の付与によって、切屑が上面5Tの位置の低い側(図3においては右側)に誘導されて流出する。図7に、上顎5の上面5Tを図3とは反対方向に傾斜させた例を示す。この図7のバイトでは、左側切屑がバイトの正面視において左側に誘導されて流出する。
なお、上顎の上面5Tの傾斜方向は、下顎4と上顎5をホルダの一側面側に偏在させて設けるバイトについては、ホルダの他側面側から一側面側に向って下り傾斜となる方向、下顎4と上顎5をホルダの他側面側に偏在させて設けるバイトについては、上記とは逆方向にすると好ましい。
図5に、被削材Wの端面に対して溝Gを加工する状況の一例を示す。この図5において、例えば、図示の位置で端面溝入れ用バイト1を被削材に切り込ませるとしたら、図の被削材の左側に切屑を排出させるのが、切屑のホルダとの干渉が回避されて理想的である。
図5のケースでは、ホルダの上顎の上面5Tを図中左側(被削材の端面と向き合った状態で左側)に向って位置が下がる方向に傾斜させることで、その理想的な状況を作り出すことができる。ただし、切屑詰まりの抑制効果は、上面5Tの傾斜方向が図7に示すように図5とは逆向きであっても得られる。
上顎の上面5Tの傾斜角θは、好ましい範囲の2°〜15°に設定されている。傾斜角θは、既述の通り、ホルダ2の一側面側と他側面側の上面位置に高低差が無い面(仮想面Vf)を基準にした角度である。この傾斜角θが2°以下、或いは15°以上では発明の効果(切屑詰まりの抑制)を十分に期待できない。また、15°以上では、流出する切屑によって加工した溝の側面が傷つけられることも懸念される。
なお、溝入れ用バイトにおける切削インサートのクランプは、圧入による方法も知られている。図6に示すように、ホルダ2の下顎4と上顎5間に奥端側が狭くなるくさび溝12を設け、そのくさび溝12の奥端側でホルダ2の下顎形成部6と上顎形成部7を一体に連ならせ、くさび溝12に切削インサート3を圧入してその切削インサートを保持する。
この図6の溝入れ用バイト1も、上顎5の上面5Tを所定の方向に所定の角度傾斜させており、端面の溝入れ加工での切屑詰まりが抑制される。
切削インサート3は、先端の切れ刃3aが切削面に対して平行になっているもの{図8(a)参照}、その切れ刃3aが円弧状をなすもの{図8(b)参照}を問わない。また、この切削インサート3のクランプは、図1〜図4で説明したボルトによる締付けと、図6のくさび溝に対する圧入を併用して行うこともできる。
この発明のバイトの性能を評価するために切削試験を行った。使用したバイトは、図1に示す形状であり、発明品は上顎の上面を図3に示す方向とは反対方向に5°の角度で傾斜させた。比較品にはその傾斜がない。
この発明品と比較品を使用して、
切削速度Vc=100m/min
送りf=0.10mm
切り込みap=12mm
湿式切削
の条件で、被削材:SCM415の端面に直径:φ40mmの溝を加工した。
この発明品と比較品を使用して、
切削速度Vc=100m/min
送りf=0.10mm
切り込みap=12mm
湿式切削
の条件で、被削材:SCM415の端面に直径:φ40mmの溝を加工した。
この試験における発明品と比較品の切削抵抗の測定値と加工中の工具振動の測定波形を図9に示す。同図からわかるように、比較品は切り込みの早い段階から切削抵抗が変動し、振動波形も乱れているのに対し、発明品は切削抵抗の変動と振動波形の乱れが切り込みの終段近くまで生じていない。
切削抵抗の変動と加工中の工具振動の波形の乱れは、切屑が詰まって過負荷となることが原因となって起こる。従って、この実験結果から、この発明の有効性を確認することができる。
1 端面溝入れ用バイト
2 ホルダ
3 切削インサート
3a 切れ刃
4 下顎
4a クランプ面
5 上顎
5a クランプ面
5T 上面
6 下顎形成部
7 上顎形成部
8 スリット
9 つながり部
10 座付きボルト孔
11 ボルト
12 くさび溝
W 被削材
G 溝
θ 傾斜角
Vf 仮想面
2 ホルダ
3 切削インサート
3a 切れ刃
4 下顎
4a クランプ面
5 上顎
5a クランプ面
5T 上面
6 下顎形成部
7 上顎形成部
8 スリット
9 つながり部
10 座付きボルト孔
11 ボルト
12 くさび溝
W 被削材
G 溝
θ 傾斜角
Vf 仮想面
Claims (6)
- ホルダ(2)の先端に、軸方向に突き出した下顎(4)と上顎(5)を有し、その下顎(4)と上顎(5)で溝入れ用の切削インサート(3)を挟みつけて保持し、その切削インサート(3)を定位置で回転する被削材(W)に軸方向に切り込ませて被削材の端面に溝を入れるバイトであって、前下がりの方向に傾斜した前記上顎(5)の上面(5T)を、上顎の一側面側の上面位置と他側面側の上面位置に高低差が生じる方向に傾斜させた端面溝入れ用バイト。
- 前記上顎の上面(5)の傾斜角(θ)を、2°〜15°の範囲に設定した請求項1に記載の端面溝入れ用バイト。
- 前記下顎(4)と上顎(5)が前記ホルダ(2)の先端にホルダの一側面側に偏って設けられており、この構造で、前記上顎の上面(5T)を前記ホルダ(2)の一側面側で他側面側よりも位置が低くなる方向に傾斜させた請求項1又は2に記載の端面溝入れ用バイト。
- 前記ホルダ(2)の下顎形成部(6)と上顎形成部(7)を、ホルダの前面側に解放するスリット(8)を両者の間に設けてそのスリットの非開放端側で一体に連ならせ、前記下顎形成部(6)にボルト(11)を螺合させ、そのボルトで前記上顎形成部(7)を下顎形成部(6)に向けて締付けて前記下顎(4)と上顎(5)による切削インサート(3)のクランプを行うようにした請求項1〜3のいずれかに記載の端面溝入れ用バイト。
- 前記下顎(4)と上顎(5)に奥端側が狭くなるくさび溝(12)を設け、そのくさび溝の奥端側で前記ホルダ(2)の下顎形成部(6)と上顎形成部(7)を一体に連ならせ、前記くさび溝(12)に前記切削インサート(3)を圧入してその切削インサート(3)のクランプを行う請求項1〜3のいずれかに記載の端面溝入れ用バイト。
- 請求項4のボルトによる締付けと、請求項5のくさび溝に対する圧入を併用して切削インサート(3)のクランプを行うようにした請求項1〜3のいずれかに記載の端面溝入れ用バイト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012029388A JP2013166189A (ja) | 2012-02-14 | 2012-02-14 | 端面溝入れ用バイト |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012029388A JP2013166189A (ja) | 2012-02-14 | 2012-02-14 | 端面溝入れ用バイト |
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2013166189A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017506166A (ja) * | 2014-02-18 | 2017-03-02 | ハルトメタル−ウェルクゾーグファブリック ポール ホーン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ワークピースを機械加工するためのツール |
EP3231542A1 (en) | 2016-04-14 | 2017-10-18 | Sandvik Intellectual Property AB | A metal cutting grooving insert for face grooving |
-
2012
- 2012-02-14 JP JP2012029388A patent/JP2013166189A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017506166A (ja) * | 2014-02-18 | 2017-03-02 | ハルトメタル−ウェルクゾーグファブリック ポール ホーン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ワークピースを機械加工するためのツール |
EP3231542A1 (en) | 2016-04-14 | 2017-10-18 | Sandvik Intellectual Property AB | A metal cutting grooving insert for face grooving |
WO2017178155A1 (en) | 2016-04-14 | 2017-10-19 | Sandvik Intellectual Property Ab | A metal cutting grooving insert for face grooving |
US10766075B2 (en) | 2016-04-14 | 2020-09-08 | Sandvik Intellectual Property Ab | Metal cutting grooving insert for face grooving |
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