JP3750305B2 - スローアウェイチップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐欠損性を損なうことなく切削抵抗を低減でき、また切りくず処理性を向上させることのでき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】
従来、この種のスローアウェイチップ（以下「チップ」という。）としては、特公昭６０−３７２０５号公報および実開平４−１１５５０５号公報に開示されたものが知られている。
【０００３】
先ず、特公昭６０−３７２０５号公報に開示されたものは、チップの周壁と第１の降下壁のなす角度を６０度以上とし、さらに第１の降下壁と中間ランドのなす角度を１５０度以上にそれぞれ角度設定し、それによって切刃ランドから第１の降下壁を経て、中間ランドに至る連続面全体をなだらかにしたものである。これにより、連続面に沿って排出する切りくずは自然にカールするとともに、チップの特定箇所にクレータ摩耗を生ずるのを回避することができ、ひいては切れ刃強度を維持することができる。
【０００４】
次に、実開平４−１１５５０５号公報に開示されたものは、チップのすくい面よりチップの厚さ方向外側に突出し、かつ切れ刃側からチップ本体内側に向かって延びる円弧形状の断面を有する突条部が切れ刃に沿って複数並設して形成され、また突条部の突出先端を結んだ稜線部がチップ厚さ方向に垂直になるように形成されたものである。すくい面と突条部は、一体となって滑らかな連続面を形成し、それによって切りくずは突条部に乗り上げ緩やかな巻癖を付けて排出される。殊に、切込みが深く・送りの高い場合、即ち肉厚の切りくずが生成する場合に、このような構成はチップの受ける抵抗を抑制する効果がある。また、切りくずが詰まり気味になること、ひいては切れ刃欠損が生じることを防止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以下に、従来技術の問題点を記述する。
【０００６】
前記第１の従来技術は、降下壁とされる傾斜面後方に続く平坦面を有する中間ランドを形成したものであるにもかかわらず、中間ランドと降下壁との成す挟角が必要十分に大きくないため、中間ランドが障壁となって切りくずが滑らかに流出しない場合がある。従って、中間ランド上の特定箇所には切りくずとの摩擦により切削熱が蓄積され高温となって、クレータ摩耗を生ずることがある。また、中間ランドは切れ刃に沿って一様の幅で広く形成されているため、流出する切りくずとの接触面積が極めて大きくなって多大な摩擦が発生することにもなり、切削温度の上昇とクレ−タ摩耗の増大を助長する。
【０００７】
また、第２の従来技術は、直線切れ刃稜線に沿ってすくい面上に突条部が形成されたものであるが、突出先端を結ぶ稜線部がチップ厚さ方向に垂直になっているため、上述した第１の従来技術と同様に、突条部稜線とすくい面との成す挟角が必要十分に大きくできず、切りくずを円滑に排出することが困難となる場合がある。また、重切削における切削抵抗の抑制の効果も不十分である。しかし、切りくずは突条部の稜線部に接触して排出されるため、上述した第１の従来技術に比べると幾分切削抵抗の抑制効果がある。
【０００８】
また、切りくずが長く伸び絡む傾向にある被削材を切削した場合に、切りくずは突条部を乗り越えてボス面にまで達することがある。かかる場合、突条部だけでは切りくず処理および切削抵抗の抑制が不十分であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたもので、多角形平板状を呈するチップ本体の上面には、平坦面から成るボス面と当該ボス面の外周側に隣接してチップ厚さ方向内側に凹む曲面からなるすくい面とが形成されるとともに、当該すくい面と逃げ面との成す交差稜線部には、直線稜線の主切れ刃と曲線稜線のコーナ刃とが形成され、さらに、前記すくい面には、切れ刃に連接して形成される第１次ランドとチップ本体内周側に離間する第２次ランドとが形成されるとともに、当該第２次ランド上にはチップ本体内周側に向かって延在しかつチップ本体の厚さ方向外側に突出しこの突出先端を結ぶ突出稜線１３に直交した断面で円弧形をなす突出物が形成され、当該突出物が前記切れ刃に対して垂直に複数個形成されて成るスローアウェイチップにおいて、前記切れ刃に続きチップ本体内周側に向かって降下する傾斜面に隣接する前記第２次ランドは、切れ刃に沿って略三角形の山と谷が交互に連続して繋がる鋸歯形状に形成され、また前記第２次ランド上の前記突出物は、切れ刃からチップ本体内周側に向かって遠ざかるにしたがい漸次降下して、前記第２次ランドの端部突端において終了するよう形成されるとともに、コーナ刃領域の前記突出物が主切れ刃領域の当該突出物よりも切れ刃に接近して配置され、かつ高位にあるよう形成され、またすくい面底部から前記ボス面への起立面が、切れ刃に沿って、前記第２次ランドの鋸歯形状の位相と略同様かつ振幅の小さい鋸歯形状に形成されたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
【００１１】
図１乃至図３において、チップ本体１は多角形平板状を呈し、すくい面２と逃げ面３との交差稜線部には、直線稜線の主切れ刃４ａと曲線稜線のコーナ刃４ｂとが形成されている。チップ本体１の上面６には、切れ刃４に隣接する第１次ランド７とその後方に第２次ランド８とが形成されている。第２次ランド８は、切れ刃４に沿って、略三角形の山と谷が交互に連続して繋がる鋸歯状を成している。第１次ランド７と第２次ランド８との間には、チップ本体１内周側に向かって降下するすくい角αの傾斜面５が形成されている。
【００１２】
切れ刃４からチップ本体内周側へ向かう順に、切れ刃４、第１次ランド７、傾斜面５および第２次ランド８から成る幾何学的構成は、図４および図５に示す如く、全体として切れ刃４から離れるに従い低位となる連続面を成しており、前記第１次ランド７に連なる傾斜面５はやや急勾配の正のすくい角αを成し、平坦面の第２次ランド８に繋がっている。第１次ランド７は、いわゆる切れ味と切れ刃強度との均衡からランド幅ｄａが０．２〜０．８ｍｍの範囲内にあって、平坦面又は曲面により形成されている。すくい角αは、切りくずの流出を滑らかにし、切削抵抗の低減を図るためのものであるが、角度が大き過ぎると切れ刃欠損の危険性が増すこととなる。従って、切りくず排出性及び切れ刃強度との双方のバランスを考慮して、すくい角αの大きさを１５°〜２５°としている。
【００１３】
第２次ランド８は、切れ刃４より低位にあって、かつすくい面底部１４より高位にある。その位置が浅すぎると切りくずは詰り気味となって切りくず排出性が損われ、その位置が深すぎると切りくず排出性は良好となるものの切れ刃強度が低下する。そこで、切れ刃４と第２次ランド８との高低差ｈ１は、切りくず排出性及び切れ刃強度との双方のバランスを考慮して、０．２〜１．２ｍｍ、特に好ましくは０．３〜１．０ｍｍに設定するのがよい。また、第２次ランドの幅ｄｂは、切りくず排出性を重視する場合には幅狭に、耐欠損性を重視する場合には幅広に設定する。本発明は、切りくず排出性及び耐欠損性の均衡から、第２次ランドの幅ｄｂを１．０〜４．０ｍｍとしている。
【００１４】
第２次ランド８は、切れ刃４の強度を高めることを基本的な作用とするものである一方、切削熱の上昇によるクレータ摩耗や切削抵抗の増大を招くことがある。切込みの小さいときは、発熱量が増大するという問題を招くことは少ないものの、重切削のように切込みの深いときには発熱量が増大する傾向にあり、クレータ摩耗が問題となる。クレータ摩耗が発生し成長すると、切れ刃４後方には溝が形成され、実質のすくい角αを大きくするとともに、切れ刃４を堤防の如き形状に変化させるため、切れ刃欠損の確立は非常に高くなる。
【００１５】
そこで本発明は、平面視、第２次ランド８の平坦面形状を略三角形の山と谷が交互に連続する鋸歯形状とすることにより、第２次ランド８の幅ｄｂを狭めることなく、切りくずと第２次ランド８との接触面積を小さくし、クレータ摩耗の抑制と切れ刃欠損の危険性を回避することに成功している。
【００１６】
次に、切削抵抗の増大を避けるには、傾斜面５のすくい角αを大きくすることは従来からの周知の方法である。しかし、この方法には、すくい角αが大きくなるにしたがい切れ刃強度が低下するという弊害を有していた。
【００１７】
そこで本発明は、すくい角αが大きい場合でも切れ刃強度の低下を回避することができるようにするため、傾斜面５と第２次ランド８の平坦面の双方にまたがるように、補強部材の役割を有する突出物９を形成している。
【００１８】
突出物９は、平面視、先太状又は中膨状を成し、断面視、円弧形・楕円形、四角形・三角形その他の多角形の断面形状を成しており、その一端は傾斜面５上に存在し、切れ刃４から遠ざかる方向に延在した後、その他端を第２次ランド８端部突端に結合している。また突出物９の突出先端を結ぶ突出稜線１３は、チップ本体内周側に向かって傾斜角βで降下している。傾斜の緩やかな場合は切れ刃強度向上の効果は大きいものの切削抵抗が増大し易く、逆に傾斜の急な場合は切れ刃強度の向上の効果は小さいものの切削抵抗を減少させることができる。従って、実用的に有利な効果の得られる傾斜角βの範囲が１°〜３０°に設定される。一方、従来の突出物９は、その突出先端を結ぶ突出稜線が上記厚さ方向に垂直になるよう形成されており、切りくずが詰まり気味となって切削抵抗の増大する場合があった。
【００１９】
ここで、主切れ刃領域１１に垂直に複数個並設される突出物９ａはほぼ同一形状に形成されている。その一方、コーナ刃領域１０の突出物９ｂは、コーナ角の２等分線の方向に配設され、主切れ刃領域１１に位置する突出物９ａより切れ刃４側に接近して配置されるとともに、突出物９ｂの突出稜線１３の位置が僅かに高位に・長く形成されている。これは、コーナ刃領域１０の突出物９ｂは、殊に、切りくず処理性を改善したものだからである。
【００２０】
上述した如く、本発明の突出物９ａ、９ｂは補強部材としての役割を担うと同時に、切りくず処理のためのブレーカとしての役割も併有している。
【００２１】
第２次ランド８の後方には、降下壁面１９を介して最も低位となるすくい面底部１４とすくい面底部１４に繋がる起立面１５とボス面１６とが形成されている。
【００２２】
すくい面底部１４と繋がる起立面１５、即ちボス面１６外周の端部は、突出物９ａ、９ｂを乗り越えて流出する切りくずに対する障壁となって、切りくずにやや強い曲げを付与する。曲げの効果はすくい面底部１４とボス面１６との高低差ｈ２に関係しており、この効果を高めるには高低差ｈ２を大きくすればよい。一方、高低差ｈ２が大きすぎると、切りくずを滞留させ切削抵抗を増大させるという不都合を生じる。
【００２３】
そこで本発明は、切りくずに対する曲げの付与と切りくず滞留による不都合との均衡から、高低差ｈ２を０．３〜０．５ｍｍに設定している。
【００２４】
また、ボス面１６外周の端部は、前記第２次ランドの鋸歯形状の位相と略同様かつ振幅の小さい鋸歯形状、即ち略三角形の山と谷が交互に連続して繋がる形状を成している。従来は、端部が直線状に形成されていたため、流出する切りくずと起立面１５との接触面積が極めて大きくなって多大な摩擦の発生する場合があった。本発明品は、切りくずと起立面１５との接触面積を小さくすることにより、切削温度の上昇とクレ−タ摩耗の増大を抑制することに成功している。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、切りくずと第２次ランドとの接触面積を小さくでき、切削熱の上昇を抑制することができる。傾斜面及び第２次ランドには、補強部材としての役割とブレーカとしての役割を有する突出物が形成されているため、切れ刃の強度が維持されるとともに、切りくず処理性が改善される。また、すくい面底部からボス面への起立面を、切れ刃に沿って鋸歯形状に形成することにより、切りくずとの接触面積が小さくなり切削温度の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるスローアウェイチップの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すチップの平面図である。
【図３】図１に示すチップのコーナ部付近の拡大図である。
【図４】図３に示すチップのＡ−Ａ線に沿う断面である。
【図５】図３に示すチップのＢ−Ｂ線に沿う断面である。
【符号の説明】
１ チップ本体
４ａ 主切れ刃
４ｂ コーナ刃
５ 傾斜面
９ａ 主切れ刃部の突出物
９ｂ コーナ部の突出物
１４ すくい面底部
１６ ボス面
α すくい角
β 突出物稜線の成す傾斜角
ｄａ 切れ刃ランドのランド幅
ｄｂ 第２次ランドの幅
ｈ１ 切れ刃と第２次ランドとの高低差
ｈ２ すくい面底部とボス面との高低差

Claims (2)

1. 多角形平板状を呈するチップ本体１の上面には、平坦面から成るボス面１６と当該ボス面１６の外周側に隣接してチップ厚さ方向内側に凹む曲面からなるすくい面２とが形成されるとともに、当該すくい面２と逃げ面３との成す交差稜線部には、直線稜線の主切れ刃４ａと曲線稜線のコーナ刃４ｂとが形成され、さらに、前記すくい面２には、切れ刃４に連接して形成される第１次ランド７とチップ本体１内周側に離間する第２次ランド８とが形成されるとともに、当該第２次ランド８上にはチップ本体１内周側に向かって延在しかつチップ本体１の厚さ方向外側に突出しこの突出先端を結ぶ突出稜線１３に垂直な断面で円弧形をなす突出物９が形成され、当該突出物９が前記切れ刃４に対して垂直に複数個形成されて成るスローアウェイチップにおいて、前記切れ刃４に続きチップ本体１内周側に向かって降下する、すくい角αの傾斜面５に隣接する前記第２次ランド８は、切れ刃に沿って、略三角形の山と谷が交互に連続して繋がる鋸歯形状に形成され、また前記第２次ランド８上の前記突出物９ａ、９ｂは、切れ刃４からチップ本体１内周側に向かって遠ざかるにしたがい、傾斜角αでもって漸次降下して、前記第２次ランド８の端部突端において終了するよう形成されるとももに、コーナ刃領域１０の前記突出物９ｂが主切れ刃領域１１の当該突出物９ａよりも切れ刃４に接近して配置され、かつ高位にあるよう形成され、またすくい面底部１４から前記ボス面１６への起立面１５が、切れ刃４に沿って、前記第２次ランド８の鋸歯形状の位相と略同様かつ振幅の小さい鋸歯形状に形成されたことを特徴とするスローアウェイチップ。
2. 前記切れ刃４から前記第２次ランド８までの高低差ｈ１が０．３〜１．０ｍｍとされ、前記第２次ランドの幅ｄｂが１．０〜４．０ｍｍとされ、前記すくい面のすくい角αが１０°〜２５°とされた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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