JP2530762Y2 - スローアウェイチップ - Google Patents

スローアウェイチップ

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JP2530762Y2 JP1991015494U JP1549491U JP2530762Y2 JP 2530762 Y2 JP2530762 Y2 JP 2530762Y2 JP 1991015494 U JP1991015494 U JP 1991015494U JP 1549491 U JP1549491 U JP 1549491U JP 2530762 Y2 JP2530762 Y2 JP 2530762Y2
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cutting
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blade
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、金型等の転削加工に使
用されるスローアウェイ式のボールエンドミルの刃体に
用い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】このようなボールエンドミルに使用され
るスローアウェイチップ（以下、チップと称する。）と
しては、例えば図７および図８に示すようなものが知ら
れている。
【０００３】このチップ１では、平板状のチップ本体２
のすくい面３となる上面と逃げ面４となる側面とがなす
交差稜線５が、一端側が平面視に１／４円弧状の凸曲線
部分６から、また他端側がこの凸曲線の他端より延びる
接線部分７から構成されている。そして、このような交
差稜線５がチップ中心Ｏについて点対称の位置に一対配
置されていてそれぞれに切刃８が形成されており、この
切刃８に沿って上記すくい面３には凹溝状のブレーカー
９が形成されていて、これら切刃８とブレーカー９との
間に帯状のランド１０が設けられる場合がある。また上
記チップ中心Ｏにはチップ本体２の厚さ方向に取付穴１
１が貫設されている。
【０００４】このようなチップ１は、図９に示すような
ボールエンドミルの工具本体１２先端のチップ取付座１
３に、上記交差稜線５一端側の凸曲線部分６が工具先端
側に、また交差稜線５他端側の接線部分７が工具外周側
に位置するように取り付けられ、上記取付穴１１にクラ
ンプねじ１４を挿通して締め付けることにより工具本体
１２に固定される。すなわち上記凸曲線部分６に形成さ
れた切刃８が当該ボールエンドミルの底刃８ａに、また
上記接線部分７に形成された切刃８が外周刃８ｂとな
る。なお、図７および図８における符号１５は上記接線
部分７に対して平面視に直角に切り欠かれて成形された
係合部であり、上記チップ取付座１３に設けられた突部
１６に係合してチップ１装着時のチップ本体２の回転を
防止するとともに切刃８の位置を決定する。
【０００５】ところでこのようなチップのブレーカー
は、該チップが旋削加工に用いられる場合には主として
生成される切屑の分断を目的として設けられているが、
上述のようなボールエンドミルに装着されて転削加工に
用いられる場合には、主として切削抵抗の低減を目的と
して形成される。このような場合のブレーカー９は一般
に、ボールエンドミルの先端側となる上記交差稜線５の
一端側の凸曲線部分６から外周側となる該交差稜線５の
他端側の接線部分７に向けて一定幅の全周ブレーカーと
されたり、あるいは図１０および図１１に示すように凸
曲線部分６におけるブレーカー幅ｍ1が接線部分７にお
けるブレーカー幅ｍ2より小さくなるように、すなわち
上記交差稜線５の一端側から他端側に向かうに従ってブ
レーカー幅ｍが漸次大きくなるように成形されたりして
いる。そして、いずれの場合もランド１０の幅ｎは０．
１mm以下の比較的狭い一定幅とされ、従って切刃８の刃
先の肉厚も全周に亙って略一定とされ、これに対してブ
レーカー９の幅ｍは比較的広めに成形されており、生成
された切屑がスムーズに流れて切削時の抵抗が低減され
るようになっている。
【０００６】さらに図１０および図１１に示すように、
上記交差稜線５の一端側から他端側に向かうに従って、
切刃８の刃先とチップ本体２との段差ｈ、すなわちこれ
ら両者のチップ本体２厚さ方向の距離が漸次大きくなる
ように、切刃８の位置を上記上面に対して後退させて抵
抗の低減を図ったものも提案されている。なお、これら
の図において符号θは、ブレーカー９を形成する凹溝の
上記チップ中心Ｏ側の壁部が上記厚さ方向となす角度で
ある。
【０００７】
【考案が解決しようとする課題】ところで図１２は、こ
のようなチップ１が装着されたボールエンドミルによっ
て被削材Ｗを１刃当りｆの送りで切削する場合の、切刃
８の部位Ｐと生成される切屑の厚さｔとの関係を示すも
のであり、図中の矢線Ｆは工具送り方向、符号Ｃは工具
回転軸線、符号Ｈ1はこの時の切刃８の外形線、符号Ｈ2
はこれより１刃分だけ工具が送られた時の切刃８の外形
線を示すものであって、これらＨ1とＨ2とが挟む部分が
１刃送り当りに生成される切屑となる。そしてこの図に
示されるように、切刃８の工具送り方向Ｆに直交する外
周刃８ｂの部分によって削り取られる切屑の厚さｔ1は
上記１刃当りの送りｆに等しいが、切刃８の底刃８ａの
部分によって削り取られる切屑は、その工具送り方向Ｆ
に平行な方向の厚さは上記ｔ1に等しいものの、実際の
切屑の厚さ、すなわち上記凸曲線６の法線Ｎ方向の厚さ
は、工具先端側、つまり上記交差稜線５の一端側に向か
うに従って漸次薄くなって行く。
【０００８】例えば切刃８の外周刃８ｂの回転外径が３
０mmで１刃当りの送りｆが０．３mmの場合、外周刃８ｂ
が削り取る切屑の厚さｔ1は上記送りｆに等しく０．３m
mであり、また上記底刃８ａが削り取る切屑の上記工具
送り方向Ｆに平行な方向の厚さもｔ1、すなわち送りｆ
に等しく０．３mmである。しかし、この底刃８ａが削り
取る切屑の実際の厚さ、すなわち底刃８ａが形成される
上記凸曲線６の法線Ｎ方向の厚さは、上記工具回転軸線
Ｃと４５°をなす法線Ｎ2と上記凸曲線６との交点Ｐ2に
おける厚さｔ2が０．２１mmと、また上記工具軸線Ｃと
１５°をなす法線Ｎ3と上記凸曲線６との交点Ｐ3におけ
る厚さｔ3が０．０８mmと、上記凸曲線６上の点Ｐにお
ける法線Ｎと工具回転軸線Ｃとがなす角度が小さくなる
に従って、つまり上記交差稜線５の一端側に向かうに従
って漸次薄くなって行く。そして、このように切刃８の
部位によって生成される切屑の厚さｔが異なるというこ
とは取りも直さず切刃８の部位によって切削時の仕事量
が異なることを意味しており、従って切刃８に作用する
負荷も各部位によって相違し、削り取られる切屑の厚さ
ｔが厚くなるに従って、つまり交差稜線５の一端側から
他端側に向かうに従って上記負荷も漸次大きくなる。
【０００９】しかしながら、このように切刃８の各部位
に作用する負荷が漸次変化するのに対して上述のように
ランド１０の幅ｎを切刃８の全周に亙って一定とする
と、このランド幅ｎを上記従来例の如く比較的狭い一定
幅とし、従って刃先の肉厚も比較的薄い一定厚とした場
合には刃先の強度も切刃８の全周に亙って一定となり、
このため上記底刃８ａ側では負荷が小さいので問題はな
いものの、外周刃８ｂ側に向かうに従って漸次負荷が大
きくなると負荷が刃先の強度を越えてしまい、この結果
切刃が上記負荷に耐えきれずに切刃に欠損やチッピング
が生じてしまうおそれがある。これは特に、比較的硬度
の高い被削材やステンレス鋼等の切削の場合、外周刃８
ｂの切込み境界部に当たる部分において顕著となる。一
方、上記従来例とは逆にランド幅ｎを広めに設定し、従
って刃先の肉厚も厚めに成形した場合には、外周刃８ｂ
側での切刃８の欠損やチッピングの発生は回避されるも
のの、底刃８ａ側で切削時の抵抗が大きくなってしまっ
て円滑な加工に支障を来すおそれがある。
【００１０】さらに、上述のように交差稜線５の他端側
に向かうに従って切刃８の位置をチップ本体２の上面に
対して後退させた場合には、交差稜線５の他端側つまり
切刃８の外周刃８ｂ側で切刃８の刃先とチップ本体２上
面との段差ｈが大き過ぎたり、あるいはブレーカー９を
形成する凹溝の上記チップ中心Ｏ側の壁部がチップ本体
２の厚さ方向となす角度θが小さ過ぎたりすると、生成
された切屑が流れ出る方向に対して上記壁部が直立した
状態となってしまう。そして、この直立した壁部に阻害
されて生成された切屑がスムーズに流れ難くなり、この
結果切削時の抵抗の増大を招いたり、あるいは切屑がブ
レーカー９内に蓄積されて切屑詰まりを生じるおそれも
あった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本考案はこれらの課題を
解決するためになされたもので、請求項１のチップは平
板状のチップ本体のすくい面と逃げ面との交差稜線の少
なくとも一部が上記すくい面からの平面視に凸曲線をな
すとともに、この交差稜線に切刃が形成されて成り、軸
線回りに回転されつつ該軸線に交差する方向に送り出さ
れる工具本体に、上記交差稜線の一端側が工具先端側を
向き、かつ他端側が工具外周側を向くように装着される
チップにおいて、上記すくい面に、切刃の少なくとも一
部に沿ってランドを形成し、このランドの幅を、上記交
差稜線の一端側から他端側に向かうに従って漸次大きく
なるように成形するとともに、上記交差稜線の一端側で
０〜０．２mm、かつ上記交差稜線の他端側で０．１〜
０．７mmとしたことを特徴とする。
【００１２】
【００１３】また、請求項２のチップでは、請求項１の
チップにおいて、チップ本体のすくい面に切刃に沿っ
て、上記ランドに連なる凹溝状のブレーカーを形成する
とともに、このブレーカーの幅を上記交差稜線の一端側
から他端側に向かうに従って漸次小さくなるように成形
したことを特徴とする。
【００１４】
【作用】本考案のチップを上述のようなボールエンドミ
ルに装着した場合には、ランドの幅が凸曲線部分から構
成される上記交差稜線の一端側から接線部分よりなる他
端側に向かうに従って、すなわち切刃の底刃側から外周
刃側に向かうに従って漸次大きくなるため、切削時に作
用する負荷の小さい切刃部位ではランド幅が小さく、従
って刃先の肉厚も小さいので切削時の抵抗を低減するこ
とができ、一方上記負荷の大きい切刃部位ではランド幅
が大きくなり、従って刃先の肉厚も大きくなるので大き
な負荷に耐え得るだけの強度を切刃に与えることが可能
となる。すなわち、切削時に作用する負荷に対応して切
刃の各部位の強度を設定することができ、切刃の強度を
保持してチッピング等の発生を抑えつつ、切削抵抗の低
減を図ることが可能となる。特に、上記外周刃の被削材
との切込み境界部においても高い刃先強度を付与するこ
とができるため、このような部分における切刃の欠損を
も効果的に防止することができる。
【００１５】ここで、上記ランド幅が上記交差稜線の一
端側、つまりチップ装着時の底刃側で０．２mmを越えて
大きくなると、または上記交差稜線の他端側、つまりチ
ップ装着時の外周刃側で０．７mmを越えて大きくなる
と、ともに切削時の抵抗が過大となってしまうため好ま
しくない。また、交差稜線の他端側において上記ランド
幅が０．１mmを下回ると従来のチップと同じランド幅の
範囲となってしまって刃先の肉厚が小さくなり、切刃の
強度が保持されなくなるおそれがあるため、やはり好ま
しくない。
【００１６】さらにこのようなチップでは、ランドを挟
んで上記すくい面に形成されるブレーカーの幅を上記交
差稜線の一端側から他端側に向かうに従って漸次小さく
なるように成形することにより、切刃の底刃側にあって
は流れ出た切屑が幅広のブレーカー内で自由にカールし
て円滑に排出され、一方切刃の外周刃側にあってはブレ
ーカーが幅狭となっていて生成された切屑はブレーカー
内から順次強制的に排出されるため、抵抗の増大を招い
たり切屑詰まりを生じたりするような事態を防ぐことが
できる。
【００１７】
【実施例】以下、本考案の実施例を図１ないし図６を用
いて説明する。
【００１８】図１は本実施例の斜視図であり、また図２
および図３はそれぞれ本実施例の平面図および側面図で
あるが、これらの図に示されるように本実施例のチップ
２１でも上記従来例同様、平板状のチップ本体２２のす
くい面２３となる上面と逃げ面２４となる側面とがなす
交差稜線２５は、一端側が平面視に１／４円弧状の凸曲
線部分２６から、また他端側がこの凸曲線の他端より延
びる接線部分２７から構成されている。さらに、このよ
うな交差稜線２５がチップ中心Ｏについて点対称の位置
に一対配置され、それぞれに切刃２８が形成されてお
り、この切刃２８に沿って上記すくい面２３には凹溝状
のブレーカー２９が形成されている。なお本実施例のチ
ップ２１はポジ型のチップとされている。
【００１９】そして、これら切刃２８とブレーカー２９
との間のすくい面２３上の少なくとも一部にはランド３
０が形成されていて、このランド３０の幅ｎは図４およ
び図５に示すように、上記交差稜線２５の一端側におけ
るランド幅ｎ11が交差稜線２５の他端側におけるランド
幅ｎ12より小さくなるように、すなわち上記一端側から
他端側に向かうに従ってランド幅ｎが漸次大きくなるよ
うに成形されている。なお本実施例では、上記交差稜線
２５の一端側におけるランド幅ｎ11が０〜０．２mmの範
囲に、また他端側におけるランド幅ｎ12が０．１〜０．
７mmの範囲にそれぞれ納まるように設定されている。
【００２０】また一方、上記ブレーカー２９の幅ｍは、
図４および図５に示したように上記交差稜線２５の一端
側におけるブレーカー幅ｍ11が交差稜線２５の他端側に
おけるブレーカー幅ｍ12よりも大きくなるように、つま
り上記ランド幅ｎとは逆に、上記一端側から他端側に向
かうに従ってブレーカー幅ｍが漸次小さくなるように成
形されている。
【００２１】なお、上記チップ中心Ｏには上記従来例と
同様にチップ本体２２の厚さ方向に取付穴３１が貫設さ
れているが、上記交差稜線２５の他端側におけるブレー
カー２９の幅ｍ12は、この取付穴３１に干渉しない範囲
で極力広めになるように設定されることが望ましい。他
方、上記交差稜線２５の他端側におけるブレーカー幅ｍ
11は上記取付穴に干渉することがないため、より広く設
定することが可能であるが、チップ本体２２自体の強度
を考慮すると上記他端側におけるブレーカー幅ｍ12の
１．５〜３倍程度の大きさにに設定されることが望まし
い。
【００２２】このような構成のチップ２１は上記従来例
と同様、図６に示すようなボールエンドミルの工具本体
３２先端に形成されたチップ取付座３３に、上記交差稜
線２５一端側の凸曲線部分２６が工具先端側を向くよう
に、また交差稜線２５他端側の接線部分２７が工具外周
側を向くように取り付けられ、上記取付穴３１にクラン
プねじ３４を挿通して締め付けることによって工具本体
２２に固定されて装着される。すなわち上記凸曲線部分
２６に形成された切刃２８が当該ボールエンドミルの底
刃２８ａに、また上記接線部分２７に形成された切刃２
８が外周刃２８ｂとなる。なお、この例のボールエンド
ミルではチップ取付座３３が工具回転軸線Ｃに対して対
称位置に一対形成されていて、一方のチップ取付座３３
には図１ないし図５に示したチップ２１が、また他方の
チップ取付座３３には、このチップ２１より上記交差稜
線２５の凸曲線部分２６が短く、接線部分２７が長いチ
ップ４１が装着された構成となっている。さらにまた本
実施例では、上記交差稜線２５の最も一端側は側面視に
図３に示すような凸曲線となっており、上記切刃２８は
この凸曲線上にまで延長されていて、いわゆる凸曲切刃
２８ｃを構成している。
【００２３】このように構成されたボールエンドミルに
よって被削材の転削加工を行う場合には、図１２で説明
したように切刃２８の外周刃２８ｂ側では比較的肉厚の
厚い切屑が生成される一方、切刃２８の底刃２８ａ側で
は肉厚の薄い切屑が生成される。そして、これに伴って
切削時に切刃２８に作用する負荷も、該切刃２８が形成
される交差稜線２５の上記一端側に向かうに従って小さ
く、逆に上記他端側に向かうに従って大きくなり、特に
外周刃２８ｂの切込み境界部に当たる位置において最大
になる。
【００２４】これに対して上記構成のチップ２１では、
切刃２８に沿って形成されるランド３０が上記交差稜線
２５の一端側から他端側に向かうに従って漸次そのラン
ド幅ｎが大きくなるように成形されており、これによっ
て切刃２８の刃先の肉厚も同様に漸次大きくなる。従っ
て、切刃２８のボールエンドミル装着時底刃２８ａ側と
なる部位ではランド幅ｎ11が小さく、刃先の肉厚も小さ
いため切削抵抗の低減が図られる一方、上記切刃２８の
外周刃２８ｂ側となる部位ではランド幅ｎ12を大きく設
定して刃先の肉厚を確保し、切刃２８の強度を上記切削
時の負荷に耐え得るものとすることができる。特に被削
材との切込み境界部に当たる上記外周刃２８ｂ部分で切
刃２８の強度を高く保持することができるため、従来こ
のような部分で発生しがちだった切刃のチッピングを未
然に防止することが可能となる。このように本考案によ
れば、切削時の負荷に対する切刃の強度を保持して切刃
の欠損等を防ぎつつ、切削抵抗の低減を図ることが可能
なチップを提供することができる。
【００２５】なお、ここで上記交差稜線２５の一端側に
おけるランド幅ｎ11および他端側におけるランド幅ｎ12
が、それぞれ０．２mmおよび０．７mmを越えて大きくな
ると刃先の肉厚が大きくなり過ぎて切削抵抗が過大とな
るため好ましくない。また逆に、上記交差稜線２５の他
端側におけるランド幅ｎ12が０．１mmを下回ると刃先の
肉厚が薄くなり過ぎて切削時の負荷に切刃２８が耐えら
れなくなるおそれがあるため、やはり好ましくない。
【００２６】また本実施例では上記ランド３０を挟んで
上記すくい面２３に形成されるブレーカー２９の幅ｍが
上記交差稜線２５の一端側から他端側に向かうに従って
漸次小さくなるように成形されており、これによって切
刃２８の底刃２８ａ側にあっては生成された比較的薄い
切屑が幅広のブレーカー２９内で自由にカールし、分断
されて排出されるため、切削時の抵抗を低減することが
できる。また一方、切刃２８の外周刃２８ｂ側にあって
はブレーカー２９が幅狭となっており、従って生成され
た切屑はブレーカー２９内から順次強制的に排出される
ため、上記従来例のように切削抵抗が増大したり切屑詰
まりを生じるようなことはない。このように上記構成の
チップ２１によれば切削時の抵抗をより一層効果的に低
減することが可能となる。
【００２７】なお、本実施例では上述のように上記交差
稜線２５の最も一端側に形成される切刃２８をいわゆる
凸曲切刃としてボールエンドミル装着時の工具回転軸線
Ｃ上付近に位置する切刃部分の強化を図っているが、こ
のような方法以外にも例えば切刃２８の全体にホーニン
グを施したりしてもよい。また本実施例では上記チップ
２１をポジ型のチップとしたが、これをネガ型のチップ
としてもよい。
【００２８】
【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、切
刃の少なくとも一部に沿って形成されるランドの幅を、
切刃が形成される交差稜線の一端側から他端側に向かう
に従って漸次大きくなるように成形するとともに、上記
交差稜線の一端側で０〜０．２mm、かつ上記交差稜線の
他端側で０．１〜０．７mmとすることにより、当該チッ
プをボールエンドミルに装着した際の外周刃側では刃先
の肉厚が確保されて切削時の負荷に耐え得る強度が付与
される一方、底刃側では切削抵抗を低減することができ
る。すなわち本考案では切刃強度を保ちつつ切削抵抗の
低減を図ることができ、特に比較的硬度の高い被削材を
切削する場合でも、外周刃の切込み境界部における切刃
のチッピング等の発生を抑えて円滑な切削作業を行うこ
とが可能となる。
【００２９】また、上記ランドを挟んでチップのすくい
面に形成されるブレーカーの幅を上記交差稜線の一端側
から他端側に向かうに従って漸次小さくなるように成形
することにより、この切削時の抵抗をより一層効果的に
低減せしめることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した実施例の平面図である。
【図３】図１および図２に示した実施例の、図２におけ
るＹ方向視の側面図である。
【図４】図２に示した平面図のＤ断面における刃先部分
の拡大図である。
【図５】図２に示した平面図のＥ断面における刃先部分
の拡大図である。
【図６】図１に示した実施例を装着したボールエンドミ
ルの側面図である。
【図７】本考案に係わる従来例を示す平面図である。
【図８】図７に示した従来例のＸ方向視の側面図であ
る。
【図９】図７に示した従来例を装着したボールエンドミ
ルの側面図である。
【図１０】図７に示した平面図のＡ断面における刃先部
分の拡大図である。
【図１１】図７に示した平面図のＢ断面における刃先部
分の拡大図である。
【図１２】本考案に係わるボールエンドミルによって被
削材を切削する場合の切刃の部位と生成される切屑の厚
さとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１，２１ チップ ２，２２ チップ本体 ３，２３ すくい面 ４，２４ 逃げ面 ５，２５ 交差稜線 ６，２６ 凸曲線部分 ７，２７ 接線部分 ８，２８ 切刃 ８ａ，２８ａ 底刃 ８ｂ，２８ｂ 外周刃 ９，２９ ブレーカー １０，３０ ランド １１，３１ 取付穴 １２，３２ ボールエンドミル工具本体 １３，３３ チップ取付座 Ｃ 工具回転軸線 Ｏ チップ中心 ｍ ブレーカー幅 ｎ ランド幅 ｔ 切屑厚さ

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平板状のチップ本体のすくい面と逃げ面
    との交差稜線の少なくとも一部が上記すくい面からの平
    面視に凸曲線をなすとともに、この交差稜線に切刃が形
    成されて成り、軸線回りに回転されつつ該軸線に交差す
    る方向に送り出される工具本体に、上記交差稜線の一端
    側が工具先端側を向き、かつ他端側が工具外周側を向く
    ように装着されるスローアウェイチップにおいて、 上記すくい面には上記切刃の少なくとも一部に沿ってラ
    ンドが形成され、このランドの幅が、上記交差稜線の一
    端側から他端側に向かうに従って漸次大きくなるように
    成形されているとともに、上記交差稜線の一端側で０〜
    ０．２mm、かつ上記交差稜線の他端側で０．１〜０．７
    mmとされていることを特徴とするスローアウェイチッ
    プ。
  2. 【請求項２】 上記チップ本体のすくい面には上記切刃
    に沿って上記ランドに連なる凹溝状のブレーカーが形成
    されるとともに、このブレーカーの幅が上記交差稜線の
    一端側から他端側に向かうに従って漸次小さくなるよう
    に成形されていることを特徴とする請求項１記載のスロ
    ーアウェイチップ。
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