JP3251124B2 - ロータリーバイト - Google Patents

ロータリーバイト

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JP3251124B2
JP3251124B2 JP12037194A JP12037194A JP3251124B2 JP 3251124 B2 JP3251124 B2 JP 3251124B2 JP 12037194 A JP12037194 A JP 12037194A JP 12037194 A JP12037194 A JP 12037194A JP 3251124 B2 JP3251124 B2 JP 3251124B2
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知良 坂本
浩之 高橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平面視円形で対向する
二つの面が互いに平行な円板状スローアウェイチップ
が、取り付けられたロータリーバイトに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ターニング、ボーリングシステム
において、被加工物の内外径加工に使用する切削工具が
ある。この種の工具の一例として、例えば図7及び図8
に示すような、円板状スローアウェイチップを取り付け
た切削工具がある。この切削工具は、工具本体1の先端
に例えば平面視略矩形状の凹部のチップ座2が形成され
ており、チップ座底面3上に円板状スローアウェイチッ
プ4が着座し、このスローアウェイチップ4はさらねじ
5によってチップ座2に固定されている。円板状スロー
アウェイチップ4は、平面視円形で、着座面を一方の面
とする対向する二面が互いに平行であり、着座面と対向
する上面6の円形稜線が切刃7をなし、その中央部には
さらねじ5の頭部が途中まで嵌入するテーパ状の取付孔
8が形成されている。しかも、このスローアウェイチッ
プ4は、周側面9が上面6から着座面方向にテーパ状に
形成されていて、工具本体1のチップ座側壁10,10
の角部に当接させられて位置決めされている。
【0003】そして、被削材の切削に際しては、このよ
うに固定保持された円板状スローアウェイチップ4の切
刃7によって切削が行われ、チップが摩耗したり、切刃
が欠損したりすると、さらねじ5を緩めて、チップ4の
取付角度位置を変更して切削を行なうようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、切削加工の
生産性向上には、高速切削による実切削加工時間の短縮
が有効である。しかし、鋼等の旋削加工では、一般に高
速切削を行うと工具の切刃寿命が極端に短くなるという
欠点がある。上述のような円板状スローアウェイチップ
においても同様にチップの摩耗が大きく、チップの寿命
が短いという問題がある。
【0005】本発明は、このような課題に鑑みて、高速
切削してもスローアウェイチップの摩耗量を減少させ
て、チップ寿命を大幅に改善できるようにしたロータリ
ーバイトを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明よるロータリー
バイトは、平面視円形で対向する二つの面が互いに平行
な円板状スローアウェイチップが取り付けられたロータ
リーバイトにおいて、前記円板状スローアウェイチップ
は、その一部外周領域が、該円板状スローアウェイチッ
プの周側面に沿うようにほぼ同心の円弧面に形成された
把持部の内周面に半円周以上嵌合して回転摺動自在に
持されていることを特徴とするものである。
【0007】円板状スローアウェイチップは、円柱形状
であることを特徴とする。
【0008】又、円板状スローアウェイチップは、その
着座面と対向する面がクランプ部材で弾性的に押圧され
ていることを特徴とするものである。
【0009】又、クランプ部材は、円板状スローアウェ
イチップを押圧部で押圧した位置と、円板状スローアウ
ェイチップから外れた位置との間で回動可能に支持され
ていることを特徴とするものである。
【0010】
【作用】旋削加工時に、切削抵抗によって円板状スロー
アウェイチップが弧状の把持部にガイドされて回転する
ことで、チップの回転の同軸度が高く、その際、切削に
よって生成され走行する切屑とチップのすくい面との摩
擦抵抗が低減するため、チップの摩耗は小さい。
【0011】クランプ部材で弾性的に押圧されること
で、円板状スローアウェイチップの回転は抑えられ、必
要以上に回転しないから、弧状の把持部によるチップ周
側面の摩耗が抑制される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を図1乃至図
6により説明する。図1乃至図4に示すロータリーバイ
トにおいて、工具本体13の先端に形成された突起部1
3aの、先端面の一角を平面視略扇型状に切り欠いて、
チップ座14が形成されている。このチップ座14に
は、後述するように円板状スローアウェイチップ15が
載置される。この円板状スローアウェイチップ15は、
互いに平行な上面16及び下面17と周側面18を有す
る円柱形状を呈している。又、上下面16,17の一方
又は両方の稜線は切刃19を構成する。工具本体13の
チップ座14の周側壁には、略円弧状の側面シート部2
1が配設されている。この側面シート部21は、その外
周面がチップ座周側壁に沿って形成され、且つその内周
面21aが円板状スローアウェイチップ15の周側面1
8に沿うようにほぼ同心の円弧面に形成されている。円
板状スローアウェイチップ15の外周面18は、側面シ
ート部21の内周面21aに半円周以上嵌合して回転摺
動自在に保持されている。そのため、円板状スローアウ
ェイチップ15の回転運動は、側面シート部21によっ
てガイドされることになる。又、チップ座底面14aに
は、円板状スローアウェイチップ15の下面17とほぼ
同一径の円板形底面シート部22が配置されている。
【0013】又、工具本体13の先端面には、クランプ
コマ24がネジ25によって固定されている。クランプ
コマ24の一部は円板状スローアウェイチップ15の上
面16の中央領域に延びて、その下面にスローアウェイ
チップ15を押圧する押圧部26が下方に突出して設け
られている。そのため、クランプコマ24は押圧部26
以外は円板状スローアウェイチップ15に当接しない。
又、クランプコマ24のネジ25の周囲領域には、段付
孔部27が形成されており、この段付孔部27内には、
ネジ25が貫通する断面L字型の環状カラー28と、そ
の上部に位置してネジ25の頭部で押圧されるリング状
の第一ワッシャ29が配置されている。更に、第一ワッ
シャ29と、環状カラー28の外周に位置するリング状
の第二ワッシャ30との間には、ウエーブワッシャ31
が圧縮状態で介装されている。
【0014】そして、工具本体13先端面のネジ25の
周囲には円筒型の凹部33が形成され、環状カラー28
の鍔部を弾圧するコイルスプリング34がネジ25の外
周に着座して、環状カラー28即ちクランプコマ24を
円板状スローアウェイチップ15から離れる方向に付勢
している。そのため、クランプコマ24の押圧部26に
よる円板状スローアウェイチップ15の押圧力は、ウエ
ーブワッシャ31とコイルスプリング34の各付勢力の
差に基づいて、小さく制御されている。又、工具本体1
3の先端面上には、ネジ25を中心とする円弧を描く円
弧状の凹溝35が形成され、クランプコマ24の下面か
ら延びるピン36が摺動自在に嵌合している。これによ
り、クランプコマ24はその回動範囲を規制され、その
回動範囲は少なくとも、押圧部26が円板状スローアウ
ェイチップ15を押圧する位置と、クランプコマ24が
このスローアウェイチップ上面16から完全に外れる位
置との間である。
【0015】そして、この工具本体13に取り付けられ
た円板状スローアウェイチップ15は、被削材を切削加
工する位置で、バックレーキ角が−6゜に設定され(図
1参照)、横すくい角が−36゜に設定されている(図
3参照)。本実施例の場合、スローアウェイチップ15
が円柱形状であるために、そのバックレーキ角は必然的
にネガティブになる。又、円板状スローアウェイチップ
15を切削中に切削抵抗によって従動回転させるには、
横すくい角をネガティブに設定する必要がある。そし
て、バックレーキ角が−6゜の場合、円板状スローアウ
ェイチップ15を固定した切削工具を用いて、チップ1
5の摩耗及び切削抵抗が最も小さくなる横すくい角を試
験により求めると、−36゜であることがわかった。こ
の横すくい角−36゜で、切削抵抗が最も低くて、主分
力や送り分力等の各分力のバランスが最も安定している
と考えられる。尚、この好適な横すくい角は、バックレ
ーキ角の値が変化すると、変動することになる。
【0016】本実施例は上述のように構成されているか
ら、図4に示すような鋼の被削材Wを本実施例によるロ
ータリーバイトを用いて、高速で旋削する。すると、横
すくい角がネガティブに設定されていることで、被削材
Wの切削抵抗によって円板状スローアウェイチップ15
が従動回転することになる。そのため、切削によって生
成されて走行する切屑とチップ15のすくい面との摩擦
抵抗が低減される。この時、円板状スローアウェイチッ
プ15は、側面シート部21の内周面21aにガイドさ
れて回転運動をすることになる。特に、側面シート部2
1の円弧状の内周面21aは、円板状スローアウェイチ
ップ15の外周面18とほぼ同一円周状に形成されてい
るために、このスローアウェイチップ15の回転時の同
軸度が高く、高精度な回転及び切削を行うことになる。
【0017】ここで、円板状スローアウェイチップ15
の回転軸をチップ15の中心軸に設定すると、チップ1
5の中心軸と外周面との同軸度が高精度になるよう製作
する必要があり、これはきわめて困難であり、切削加工
時に仕上げ面粗さが低下する。その点、本実施例によれ
ば、外周面18の真円度を高精度に出すよう製作すれば
よいので、比較的製作が容易である。よって、仕上げ面
粗さが高精度になる。例えば、円板状スローアウェイチ
ップ15の回転時の同軸度が3μm程度になるよう、チ
ップ15の周側面及び側面シート部21の内周面21a
の加工精度を仕上げることで、被加工物の仕上げ面粗さ
は円板状スローアウェイチップを固定した切削工具と同
等のものになる。
【0018】又、円板状スローアウェイチップ15はク
ランプコマ24の押圧部26によって弾性的に押圧され
ているから、切削抵抗による円板状スローアウェイチッ
プ15の従動回転は、必要以上に速くならないよう抑制
されることになる。そのため、側面シート部21による
チップ15の周側面18の摩耗が抑制される。尚、円板
状スローアウェイチップ15の従動回転速度はクランプ
コマ24によって適宜調整することができる。この場
合、押圧部26による円板状スローアウェイチップ15
の押圧力の調整は、ネジ25の締め付け力を調整するこ
とで、ウエーブワッシャ31の弾性力を増減すればよ
い。
【0019】尚、本実施例によるロータリーバイトと、
円板状スローアウェイチップ15を固定したバイトと、
三角チップを固定したバイトとで、鋼等の被削材を加工
した場合の、それぞれの逃げ面摩耗幅VBと、切削抵抗
Fとを比較試験すると、それぞれ図5,図6に示すよう
になった。図中、記号Aで示す線が本実施例によるも
の、Bで示すものが円板状スローアウェイチップ15を
固定したバイトによるもの、Cで示すものが三角チップ
を固定したバイトによるものを指す。図5に示すグラフ
では、本実施例によるロータリーバイトが他の二つのバ
イトと比較して逃げ面摩耗幅VBがきわめて小さいこと
がわかる。又、図6に示すグラフでは、本実施例による
ロータリーバイトは、円板状スローアウェイチップ15
が従動回転するために、同様のチップを固定したバイト
と比較して切削抵抗Fが若干小さくなっている。
【0020】上述のように、本実施例によるロータリー
バイトによれば、鋼等の旋削加工を高速で行う場合にお
いても、円板状スローアウェイチップ15が切削抵抗で
従動回転することで摩耗を減少させ、チップ15の寿命
を大幅に延長できる。特に、本実施例の場合、側面シー
ト部21によってチップ15の回転をガイドするように
したから、チップ15の回転時の同軸度が高く、そのた
めに被加工物の仕上げ面粗さは、同一のチップを固定し
た状態で切削した場合と同等のものが得られる。又、円
板状スローアウェイチップ15はクランプコマ24の押
圧部26によって弾性的に押圧されているから、切削抵
抗による円板状スローアウェイチップ15の回転は抑制
され、必要以上に速く回転しないように制御できる。そ
のため、側面シート部21によるチップ15の周側面1
8の摩耗が抑制される。
【0021】尚、上述の実施例では、バックレーキ角を
−6゜に、横すくい角を−36゜に設定したが、これに
限定されることなく適宜大きさのバックレーキ角及び横
すくい角を設定することができる。又、円板状スローア
ウェイチップ15は、必ずしも本実施例のように円柱型
に構成する必要はない。例えば、上述した従来技術に示
すように、周側面がテーパ状に形成されていてもよい。
尚、側面シート部21は把持部を構成する。
【0022】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るロータリー
バイトは、円板状スローアウェイチップが、その一部外
周領域が弧状の把持部によって回転自在に支持されてい
るから、高速切削の際にも、切削抵抗で円板状スローア
ウェイチップが従動回転して、チップの摩耗を減少させ
て寿命を大幅に延長できる。しかも、チップの回転時の
同軸度が高く、被加工物の仕上げ面粗さは、同一のチッ
プを固定した状態で切削した場合と同等のものが得られ
る。又、円板状スローアウェイチップの着座面と対向す
る面がクランプ部材で弾性的に押圧されているから、切
削抵抗による円板状スローアウェイチップの従動回転は
必要以上に速くならないように抑制され、円弧状の把持
部によるチップの周側面の摩耗が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロータリーバイトの一実施例を示す要
部斜視図である。
【図2】図1のロータリーバイトの縦断面図である。
【図3】本発明の実施例によるロータリーバイトの図1
と異なる方向から見た要部斜視図である。
【図4】実施例によるロータリーバイトと被削材との関
係を示す斜視図である。
【図5】各バイトによる逃げ面摩耗幅と切削時間との関
係を示す図である。
【図6】各バイトによる切削抵抗と切削時間との関係を
示す図である。
【図7】円板状スローアウェイチップを備えた従来のロ
ータリーバイトの平面図である。
【図8】図7によるロータリーバイトの側面図である。
【符号の説明】
13 工具本体 14 チップ座 15 円板状スローアウェイチップ 18 周側面 21 側面シート部 24 クランプコマ 26 押圧部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 浩之 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社 筑波製作所 内 (56)参考文献 特開 平7−241702(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 27/12 B23B 27/16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平面視円形で対向する二つの面が互いに平
    行な円板状スローアウェイチップが取り付けられたロー
    タリーバイトにおいて、前記円板状スローアウェイチッ
    プは、その一部外周領域が、該円板状スローアウェイチ
    ップの周側面に沿うようにほぼ同心の円弧面に形成され
    把持部の内周面に半円周以上嵌合して回転摺動自在に
    持されていることを特徴とするロータリーバイト。
  2. 【請求項2】前記円板状スローアウェイチップは、円柱
    形状であることを特徴とする請求項1に記載のロータリ
    ーバイト。
  3. 【請求項3】前記円板状スローアウェイチップは、その
    着座面と対向する面がクランプ部材で弾性的に押圧され
    ていることを特徴とする請求項1又は2に記載のロータ
    リーバイト。
  4. 【請求項4】前記クランプ部材は、円板状スローアウェ
    イチップを押圧部で押圧した位置と、円板状スローアウ
    ェイチップから外れた位置との間で回動可能に支持され
    ていることを特徴とする請求項3に記載のロータリーバ
    イト。
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