JP3690675B2

JP3690675B2 - スローアウェイチップおよびそれを用いた切削工具

Info

Publication number: JP3690675B2
Application number: JP2002235457A
Authority: JP
Inventors: 清忠高柳; 平川崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2022-08-13
Also published as: JP2004074322A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、略棒状をなすスローアウェイチップに関し、特に、切刃の位置精度が高く、かつ拘束力の高いスローアウェイチップおよびそれを用いた切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、溝入れ加工やねじ切り加工に用いられる切削工具として、図９に示すように一端または両端に切刃を有する略棒状（バー状）のスローアウェイチップ２１をホルダ２２の孔内２１ａに挿入し、ボルト２３等で締めこんで固定したものが知られている。
【０００３】
また、特開２００１−７１２０４号公報には、両端に切刃を有するバー状のスローアウェイチップを固定する方法として、収納される方の切刃をホルダの後端側からはめ込んだボルトに当接して固定する方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図９に示す従来のバー状のスローアウェイチップでは、バーの突出し長さが可変であるために、チップ２１の交換時に突出し長さがばらつき易く切刃の位置ずれを生じるという問題があり、また、バーの側面をボルト２３で押圧して固定するために特にチップ２１の回転方向に対する拘束力が弱く、切削中にチップ２１が回転して切刃位置がずれたり、チップ２１が緩みやすいという問題があった。
【０００５】
また、特開２００１−７１２０４号公報に記載される切削工具では、ボルトに当接される切刃が装着時または切削中の振動により欠損する恐れがあり、また、反対側の切刃を使用する際には切刃の欠損や摩耗の度合いがその都度異なるために切刃の位置精度がずれてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、切刃の取り付け位置精度を高めるとともに、強固に拘束できるスローアウェイチップとそれを用いた切削工具を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、以下の構成を採用することにより、チップ交換時においても切刃の取り付け位置精度が高くできるとともに、特にチップの回転方向に対する拘束力を向上させることができ、安定した加工が可能となることを発明した。
【０００８】
すなわち、本発明のスローアウェイチップは、ホルダ拘束部の断面が円形の略棒状をなし、長手方向の一端に切刃を有するとともに、他端に長手方向における長さの短い部分があり、回転方向に対して拘束するためのカット面を有することを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、前記カット面が連続的または段階的に長手方向における長さが短くなるように、特に前記長手方向に対して斜めにカットされていること、さらに、前記長手方向に対して垂直な仮想端面に対する前記カット面のカット角度が３０〜６０°であることが望ましい。
【００１０】
また、前記カット面に連続する側面が丸棒からなることが望ましい。
【００１１】
さらに、本発明の切削工具は、ホルダの先端に設けられた孔内に上記のスローアウェイチップを挿入するとともに、前記ホルダに取りつけられた固定部材と前記カット面とを当接して前記スローアウェイチップを固定することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のスローアウェイチップについてその一実施態様をホルダ内に装着した一例である内径加工用の切削工具についての平面図である図１、図１の切削工具をＡ方向から見た図である図２、および図１の切削工具をB方向からみた図である図３に基づいて説明する。
【００１３】
図１によれば、切削工具（以下、単に工具と略す。）１はホルダ２の先端に孔３が形成され、この孔３内にスローアウェイチップ（以下、単にチップと略す。）５を装着してなる。
【００１４】
本発明によれば、チップ５は、ホルダ拘束部の断面が円形の略棒状をなし、長手方向の一端に切刃６を有するとともに、他端に長手方向に対する長さが短い部分のあるカット面９を有する形状からなり、このカット面９を回転方向に対して拘束するために機能させてホルダ２に取り付けられた円柱状の固定部材１０に当接して固定することにより、チップ５を交換する際にも切刃６を精度よく位置決めして装着することができるとともに、チップ５を強固に拘束できることから切削中にチップ５が回転して切刃６の位置がずれたりチップ５が緩んだりすることを防止できる。
【００１５】
なお、図１によれば、チップ５のカット面９は棒状体の長手方向に対して斜めにカットされており、製造上寸法精度が高く、製造が容易であるというメリットがある。カット面９のカット角度θ（棒状体の長手方向に対して垂直な仮想端面に対するカット面の角度）は３０〜６０°、特に４０〜５０°であることがチップの拘束力向上およびカット面９の欠損防止、製造の容易性の点で望ましい。
【００１６】
また、本発明においてカット面の形状は上記構成に限定されるものではなく、図４に示すように、（ａ）段階的に長手方向に対する長さが短くなる構成、（ｂ）カット面９が曲面をなすように連続的に長さが短くなる構成等カット面９が連続的または段階的に長さが変化するようにカットされているものであってもよく、または（ｃ）断面方向の中央部に長手方向の長さが短くなる凹部１８を設ける構成、またはこれらの組み合わせ等いずれの構成であってもよいが、寸法精度、製造の容易性および局所的に応力が集中して局所的な摩耗や破損を防止する点で、連続的または段階的に長さが短くなる構成、中でも斜めにカットされた構造が最良である。
【００１７】
ここで、本発明によれば、チップ５を製造時の切刃加工工程においても上記固定部材１０を備えたホルダ２と同じ冶具を用いてチップ５の切刃６等の加工を施すことによって寸法精度の高いチップの加工が可能となる。
【００１８】
さらに、図１乃至３においては、ホルダ２の先端には長手方向にチップ５を固定する孔５に連通する第１のスリット溝１１が設けられ、また、第１のスリット溝１１の終端は図３に示すように略棒状孔と直交する方向に配設される第２のスリット溝１４と連通し、第２のスリット溝１４よりも先端側においては溝１１が開口したコの字状をなしている。そして、ホルダ２の第１のスリット溝１１間（コの字状の開口部）を繋ぐようにホルダ２にボルト１２が螺合されることによってチップ５のホルダ拘束部１５に孔３の壁面が押圧されチップ５の側面がホルダ２に拘束される。
【００１９】
なお、ホルダ２のチップの拘束方法は図１乃至３の方法に限られるものではなく、例えば図５（ａ）（ｂ）に示すように略棒状孔５の壁面の一部を具備する押え板１３をホルダ２と別体にて設け、押え板１３をボルト留めにてホルダ２に固定するものであってもよい。なお、図５（ａ）（ｂ）は図１のＡ方向からみた変形例を示す図である。
【００２０】
また、図１のチップ５についての拡大図である図６によれば、チップ５はホルダ２の孔３内に固定されるホルダ拘束部１５とホルダ２から突出する突出部１６とからなり、ホルダ拘束部１５の径ｒ₁よりも突出部１６の径ｒ₂が小さくなるように形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ホルダ拘束部１５の径ｒ₁と突出部１６の径ｒ₂が同じであってもよい。なお、小径の内径加工が可能である点、ホルダの拘束力を向上できる点でｒ₂／ｒ₁の比は０．１５〜１、特に０．３〜０．８であることが望ましい。さらに、チップ５を強固に拘束できるとともにチップ５を小型化する点では、チップ５の全長Ｌに対する突出部１６の長さＬ₂の比Ｌ₂／Ｌは、０．４〜３、特に０．５〜２であることが望ましい。また、チップ５は用途に応じて突出部１６の直径、長さを変えることができ、かつホルダ拘束部１５は同じ直径、長さとすることによって突出部１６のサイズが異なるチップ５であっても同じホルダ２を用いて取り付けることができる。
【００２１】
なお、図６および図６のチップ５をＡ方向から見た投影図である図７（ａ）に示すように、切刃６は突出部１６の横切刃に続く側面からわずかｓ＝０．１〜１．０ｍｍに断面方向の外側に形成され、突出部１６が被削材に干渉することを防止する。切刃６の先端はシャープエッジであってもよいがＲ＝０．２ｍｍ以下のＲ面であってもよい。ここで、切刃６を形成する方法としては、棒状の突出部１６を作製した後、突出部１６の切刃６より後端の部分を研磨して作製してもよいし、予め切刃６が棒状の突出部１６よりも大きくなるように棒状体を作製してもよい。
【００２２】
また、切刃６の上面にはすくい面７が形成されており、すくい面７はブレーカとして機能するように凹曲面をなしている。一方、切刃６の先端面側には前切刃６ａが、切刃６の側面側には横切刃６ｂがそれぞれ形成されている。さらに、すくい面７と突出部１６との間には切屑を効率よく排出するための切り欠き部８が形成されている。
【００２３】
さらに、図６のチップ５に示すようにチップ５の突出部１６は基本的には断面が円形にて形成されるが、内径加工の際に切屑の排出性をよくし、かつ加工後の被削材壁面との干渉を防止するために、図６のチップのＢ−Ｂ断面図である図７（ｂ）に示すように、突出部１６の断面が楕円形状、または円や楕円の一部を切り欠いた形状からなるものであってもよい。
【００２４】
さらにまた、ホルダ拘束部１５は加工の容易性、製造工程の短縮化、チップ５の取付精度向上、拘束力向上の点で断面が円形をなす、すなわちホルダ拘束部１５が丸棒であることが望ましい。
【００２５】
また、本発明によれば、図８に示すように、チップ５の拘束力を高めるために、チップ側面に凹状の切欠き２０を設け、切欠き２０にホルダ２に固定されるネジ部材２１を挿設することも可能である。
【００２６】
一方、チップ５は超硬合金やサーメットからなり、固定部材１０は鋼であってもよいが、耐摩耗性、耐塑性変形性の点で超硬合金、サーメットまたはセラミックスから構成されてもよい。また、固定部材１０はチップ５と当接する部分を精度よく合わせられるとともに加工が容易な円柱形状に形成されることが望ましいが、側面が長手方向に一部切り欠かれてチップ５と当接する部分が平面をなす形状や多角柱形状であってもよい。
【００２７】
他方、本発明のチップおよび工具は旋削加工用として用いることができるが、特に直径が４ｍｍ以下、特に３ｍｍ以下の極小径の内径加工用として最適であり、かかる極小内径加工においても安定して高精度で滑らかな仕上げ面を有する品質の高い加工を達成することができるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば、チップおよび切刃が他端に設けられたカット面を固定部材に当接して固定することによって常に規定の位置に装着することができ、切刃の位置決めが容易にかつ高精度にできるとともに、チップの回転方向への拘束力を高めて切刃の位置ずれ、チップのゆるみを防止することができる。さらに、切刃の加工時においても加工の位置決めが容易にできることから寸法精度の高いチップを作製することができる。
【００２９】
また、カット面を斜めにすることによって、容易に、高い寸法精度で、かつ局所的に応力集中が発生することなくチップを作製することができる。
【００３０】
さらに、本発明のチップおよび工具は、特に直径が４ｍｍ以下の極小径の内径加工用として最適であり、かかる極小内径加工においても高精度で品質の高い加工を安定して達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスローアウェイチップをホルダに装着した切削工具の一実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１の切削工具のＡ方向から見た図である。
【図３】図１の切削工具のＢ方向から見た図である。
【図４】本発明のスローアウェイチップのカット面の他の実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明のスローアウェイチップの他の実施態様を示す断面図である。
【図６】図１のスローアウェイチップの要部拡大図である。
【図７】（ａ）は図６のスローアウェイチップをＡ方向から見た図、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明のスローアウェイチップの他の実施態様を示す平面図である。
【図９】従来のバー形状のスローアウェイチップをホルダに装着した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１切削工具（工具）
２ホルダ
３孔
５スローアウェイチップ（チップ）
６切刃
６ａ前切刃
６ｂ横切刃
７すくい面
８切り欠き部
９カット面
１０固定部材
１１第１のスリット溝
１２ボルト
１３押え板
１４第２のスリット溝
１５ホルダ拘束部
１６突出部
１８凹部
１９切欠き
２０ネジ部材

Claims

ホルダ拘束部の断面が円形の略棒状をなし、長手方向の一端に切刃を有するとともに、他端に長手方向における長さの短い部分があり、回転方向に対して拘束するためのカット面を有することを特徴とするスローアウェイチップ。
前記カット面が連続的または段階的に前記長手方向における長さが短くなるようにカット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。
前記カット面が前記長手方向に対して斜めにカットされていることを特徴とする請求項２記載のスローアウェイチップ。
前記長手方向に対して垂直な仮想端面に対する前記カット面のカット角度が３０〜６０°であることを特徴とする請求項３記載のスローアウェイチップ。
前記カット面に連続する側面が丸棒からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のスローアウェイチップ。
ホルダの先端に設けられた孔内に請求項１乃至５のいずれか記載のスローアウェイチップを挿入するとともに、前記ホルダに取りつけられた固定部材と前記回転方向に対して拘束するためのカット面とを当接して前記スローアウェイチップを固定することを特徴とする切削工具。