JP4127334B2 - スローアウェイチップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は旋削用のスローアウェイチップに関し、特に延性の高い鋼材に対して切屑処理に優れるブレーカを有するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の代表として、特開平６―５５３１２号公報に開示されたものを例示し、図８を参照しながら説明する。このスローアウェイチップ１は、特に仕上げ切削，軽切削および中切削における切屑処理が汎用的に円滑に行われるようにしたもので、切刃２およびボス面３間には、ランド５および凹状のブレーカ溝６が形成される。ブレーカ溝６のコーナ部分には、第１のブレーカ突起７および第２のブレーカ突起８が近接して形成される。さらに、狭域幅のブレーカ溝部分６ｂの立上り壁によって第３のブレーカ突起９が構成される。広域幅のブレーカ溝部分６ａは、上面視で中凹状を呈し、切削抵抗を軽減するため流出切屑との接触がないように構成されている。また、第１のブレーカ突起７は、切刃２よりも低い位置にあり、第２のブレーカ突起８は、切刃２よりも高い位置にある。
【０００３】
以上のような構成によって、仕上げ切削のときには、第１のブレーカ突起７が流出切屑の処理を行い、軽切削のときには、第１のブレーカ突起７を乗り越えて延びてくる切屑をさらに高位にある第２のブレーカ突起８が制御するようになっている。また、中切削のときには、第３のブレーカ突起９が加わって切屑処理を行い、全体として３段構えとしたブレーカ構成によって仕上げ切削〜中切削の広い範囲に適用できるようにしたものである。
【０００４】
また、前記従来事例のスローアウェイチップ１は、一般鋼材を汎用的に切削することを主用途としたものであるから、切刃欠損抑制のためのランド５が幅狭に設けられ、切削抵抗低減のためにブレーカ溝６が中凹に形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特に軟鋼，冷間鍛造材，深絞り材などの延性の高い材料の切削に好適するスローアウェイチップの提供を課題としたものである。高延性材料は切屑の弾力性が高くてカールしにくいために、汎用性を有して広範囲な切屑処理を狙いとした前記従来事例の如きスローアウェイチップでは十分に対応しきれない。切削困難な材料に対しては、専用チップの開発が要求される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記のごとき課題に鑑みなされたもので、多角形平板状を呈してその上下面の少なくとも一方には、中央ボス面の外周部にブレーカ溝および凹凸面が配設されて、切屑ブレーカとして作用するようにしたスローアウェイチップにおいて、前記ボス面はコーナに向かって延伸してその先端には第１のブレーカ突起がブレーカ溝を残存させた状態で配設され、この第１のブレーカ突起よりチップ中心方向に後退しかつコーナの２等分線に対称な位置に一対の第２のブレーカ突起が設けられ、前記第１のブレーカ突起は、コーナより離れるに従って高位となる粒状体をなし、前記第２のブレーカ突起が三角形状の頂部平坦部を有し、前記三角形状の最もコーナ寄りかつ切刃寄りに位置する頂点からそれぞれ延びる２つの辺稜の一方が切刃に略垂直であり、他方が切刃中央に向かうに従い切刃から離間し、ボス面および第２のブレーカ突起の外郭は傾斜面でもって形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記第１のブレーカ突起の最頂点はボス面より低位にあり、前記第２のブレーカ突起の最頂点は第１のブレーカ突起の最頂点と同位または低位にあることを特徴とする。
【０００８】
さらに、前記ブレーカ溝は、切刃より内方に向かって低位となる正のすくい角を有するとともに、コーナより切刃に沿った円弧曲面によって正のインクリネーション角が形成され、かつ切刃にはランドが付設されていないことを特徴とする。
【０００９】
本発明スローアウェイチップは、延性の高い材料の切屑処理性の改善を意図したものであることは既述の通りであるが、被削材の性質から、必ずしも切屑を細かく分断することを開発の主題としてない。仮に切屑分断が行われなかった場合であっても、切屑をコイル状にカールさせ決まった方向に安定的に流出させることで、切削時の安定を図るようにしたものである。切屑処理が不十分なためにカールせずに直状に延びる切屑は、切削工具や被削材にからみついて工具損傷や加工面に悪影響するばかりか、工作機械を停止させることにもなりかねない。
【００１０】
この発明は、切屑を一定方向に誘い込むようなブレーカ溝およびブレーカ突起の形状と、切屑変形を生じさせる突起およびボス面の外郭傾斜面とから基本的に構成されている。すなわち、切込みが非常に小さいときには、第１のブレーカ突起が主体的に関与して、切屑はカール状に変形する。
【００１１】
第２のブレーカ突起の先端にかかる程度までの大きさの切込みでは、送りの大きさによって切屑の挙動が多少異なる。送りが比較的小さい場合には、第１のブレーカ突起と第２のブレーカ突起の切刃に略垂直な辺稜との間に誘い込まれて変形し、第２のブレーカ突起の切刃中央に向かうに従い切刃から離間する辺稜と切刃との間に形成されるスペースによって拘束されて、一定方向に流出する切屑となる。送りが比較的大きく第２のブレーカ突起だけでは十分に対処できない場合には、ボス面の外郭を形成する傾斜面も加わって切屑変形を促進させる。
【００１２】
カールした切屑が前記スペース部分に誘導されやすくするために、第２のブレーカ突起は第１のブレーカ突起と同等高さまたは低めに設定している。なお、三角形状をなす頂部平坦面を、コーナ側より切刃中央部に向かい僅かに低位に移行する傾斜面でもって形成すれば、誘導効果はより高くなる。
【００１３】
さらに、正のインクリネーション角が、第１と第２のブレーカ突起の間に切屑を呼び込む効果を高めている。また、軟らかい被削材に対して耐欠損性は重大な問題ではない。むしろ切れ味優先とするために、正のすくい角およびランドのない鋭利な切刃としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の一実施形態について、図を参照しながら説明する。既述の従来技術と同一箇所には同符号を付してある。
【００１５】
図１ないし図３において、この発明のスローアウェイチップ１は、菱形平板状をなすネガティブ形のチップであって、上下面が利用可能とされたものである。チップ本体の中心部にはクランプ用の取付穴４が貫通し、上下面には取付穴４の周辺に窪みを残してその外縁にボス面３が配置されている。したがって、下面にあるボス面３が工具のチップ座への着座面となり、等配的に配置されたボス面３により安定した着座性が得られるようになっている。
【００１６】
ボス面３はコーナ１０に向かって延伸してその先端には第１のブレーカ突起７が、コーナ１０との間にブレーカ溝６を残存させた状態で配設される。この第１のブレーカ突起７よりチップ中心方向に後退しかつコーナ１０の２等分線に対称な位置に、一対の第２のブレーカ突起８が設けられている。
【００１７】
第２のブレーカ突起８は、三角形状の頂部平坦部１３を有する。前記三角形状の最もコーナ寄りかつ切刃寄りに位置する頂点からそれぞれ延びる２つの辺稜の一方が切刃に略垂直であり、他方が切刃中央に向かうに従い切刃から離間する。この第２のブレーカ突起８およびボス面３の外郭は傾斜面１４によって囲まれている。
【００１８】
図３に示すように、逃げ面１５視において、ブレーカ溝６は、コーナ１０より切刃２に沿った円弧曲面の繰り返しによって形成されている。よって、コーナ１０の近傍で切刃２は正のインクリネーション角を有している。
【００１９】
図４ないし図６は、図２の各断面図であって、ブレーカ突起近傍の詳細な形状を説明するものである。まず図４において、正のすくい角をもつコーナ部のブレーカ溝６に続いて第１のブレーカ突起７が次第に高位となるように隆起している。この第１のブレーカ突起７は、図５に示すように横断面が半円状となっていて、全体として略半粒体をなしている。第１のブレーカ突起７に引き続いてボス面３が形成されている。
【００２０】
図６に示すように、第２のブレーカ突起８の頂部平坦部１３はボス面３より低位にあるようにし、さらに第１のブレーカ突起７の最頂点と比較しても同等位ないしそれ以下とする。ボス面３および第２のブレーカ突起８の外郭は、傾斜面１４によって形成されている。ブレーカ溝６は、切刃２に沿った円弧曲面であると同時に、本断面図のように中凹となって正のすくい角をもち、またランドを有していないので、切れ味は良好となる。
【００２１】
切込みが非常に小さいとき、具体的には切込みが０．５ｍｍ程度以下のときには、第１のブレーカ突起７が主体的に作用して切屑にカール状の変形を与える。切込みが第２のブレーカ突起８の先端にかかる程度までの大きさのとき、具体的には切込みが０．５ｍｍ程度以上で２ｍｍ程度以下のときの切削状態図が図７に示されている。すなわち、スローアウェイチップ１が矢印Ｆの方向に送られ、被削材１６から切屑１７を流出させる。切屑１７は、第１のブレーカ突起７と第２のブレーカ突起８の切刃２に略垂直なる辺稜１１との間に誘い込まれてカール状に変形させられ、第２のブレーカ突起８後方の、切刃中央に向かうに従い切刃から離間する辺稜１２と切刃２との間に形成されたスペースによって拘束される。この切屑１７は一定長さに分断されることが好ましいが、もし分断されないことがあっても一定方向に流出するようになるので、後の取り扱いが容易かつ安全である。また、送りが比較的大きい場合は、ボス面３の外郭を形成する傾斜面１４も切屑変形に加わるので、具体的には送りが０．４ｍｍ／ｒｅｖ程度まで切屑制御できるようになる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明スローアウェイチップは、ランドのない切刃と正のすくい角により、延性の高い被削材に対して優れた切れ味を有している。円弧曲面のブレーカ溝が、流出する切屑をブレーカ突起のある方向に向かわせる。切込みと送りの組合せによって、第１のブレーカ突起や第２のブレーカ突起、さらにボス面の外郭傾斜面も加わって切屑にカール状の変形を与え、第２のブレーカ突起後方側のスペースに拘束されて切屑は一定方向に流出されるようになる。切屑の延びによる切削工具や被削材への絡みつきが防げるので、切刃損傷や加工面悪化を招くことなく安全に切削加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】 図１（ａ）における鋭角コーナの拡大図である。
【図３】 図２の底面図の一部である。
【図４】 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】 図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】 図１に示すスローアウェイチップによる切削状態説明図である。
【図８】 従来のスローアウェイチップの一例を示す正面図である。
【符号の説明】
２ 切刃
３ ボス面
６ ブレーカ溝
７ 第１のブレーカ突起
８ 第２のブレーカ突起
１０ コーナ
１１ （切刃に略垂直なる）辺稜
１２ （切刃中央に向かうに従い切刃から離間する）辺稜
１３ 頂部平坦部
１４ 傾斜面

Claims (3)

1. 多角形平板状を呈してその上下面の少なくとも一方には、中央ボス面の外周部にブレーカ溝および凹凸面が配設されて、切屑ブレーカとして作用するようにしたスローアウェイチップにおいて、前記ボス面はコーナに向かって延伸してその先端には第１のブレーカ突起がブレーカ溝を残存させた状態で配設され、この第１のブレーカ突起よりチップ中心方向に後退しかつコーナの２等分線に対称な位置に一対の第２のブレーカ突起が設けられ、前記第１のブレーカ突起は、コーナより離れるに従って高位となる粒状体をなし、前記第２のブレーカ突起が三角形状の頂部平坦部を有し、前記三角形状の最もコーナ寄りかつ切刃寄りに位置する頂点からそれぞれ延びる２つの辺稜の一方が切刃に略垂直であり、他方が切刃中央に向かうに従い切刃から離間し、ボス面および第２のブレーカ突起の外郭は傾斜面でもって形成されていることを特徴とするスローアウェイチップ。
2. 前記第１のブレーカ突起の最頂点はボス面より低位にあり、前記第２のブレーカ突起の最頂点は第１のブレーカ突起の最頂点と同位または低位にあることを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイチップ。
3. 前記ブレーカ溝は、切刃より内方に向かって低位となる正のすくい角を有するとともに、コーナより切刃に沿った円弧曲面によって正のインクリネーション角が形成され、かつ切刃にはランドが付設されていないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスローアウェイチップ。

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