JP4235039B2 - スローアウェイチップ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部品等の切削加工、特に高精度の仕上げ加工に用いるスローアウェイチップに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、金属部品等の切削加工に用いるスローアウェイチップは、その形状、寸法がJIS規格等の工業規格で規定されており、そのような各種情報を定められた記号の羅列で型番として表示し製造、販売されている。そして、基準内接円直径、コーナー高さ、チップ厚さ等、各種寸法については、前記規格において等級が設定されているが、その等級毎に許容差が規定されており(1998年 JIS B 4120)、部品に要求される仕上げ面粗さや寸法精度等に応じ使い分けされている。また、実際にスローアウェイチップを使用する際の作業効率向上のために、チップの種類を外観上で識別できるようにチップ表面に記号をつけたり(例えば、特許文献1参照。)、使用コーナーを識別できるようにコーナー近傍に記号をつけたりする技術(例えば、特許文献2参照。)が知られている。
【0003】
一方、工具本体に着脱可能に装着して使用されるスローアウェイチップにおいては、特に製品寸法公差の小さな高精度部品の加工の場合、チップ交換による加工位置ずれを防止するためにチップ交換によっても刃先位置が一定であることが要求される。しかしながら、スローアウェイチップの製造上、チップのコーナー高さを揃えることは非常に困難であり、例えば、研磨加工を施さない焼肌状態のチップではコーナー高さが数十μmばらつくのが一般的である。そこで、特殊なごく一部の超仕上げカッターなどにおいてはコーナー高さの許容差を数ミクロンオーダー(A級、F級、J級)に研磨加工したスローアウェイチップが使用され、スローアウェイチップを交換した際の刃先位置の変動が極力抑えられている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−66805号公報
【0005】
【特許文献2】
登録実用新案第3004884号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コーナー高さの許容差を数ミクロンオーダー(A級、F級、J級)に研磨加工する方法では製作が困難で形状に制約があったり、極めて高価であることなどから、一般的な量産加工においては、高精度部品の加工であってもコーナー高さmの許容差がJIS規格でG級(±0.025mm程度)の比較的安価なスローアウェイチップが広く用いられており、昨今の厳しい加工精度要求に対して、コーナー高さの許容差の範囲が広すぎるために必要な刃先位置精度が得られず、製品寸法が目標公差内に入らないという不具合が生じていた。
【0007】
このような問題を解決するための手段として、加工装置に取り付けたスローアウェイチップの刃先をセンサーに接触させ、その機械座標値を読み取って自動的に座標補正するという刃先位置の自動補正機構が提案されているが、高価な専用装置を付設しなければならず、また、一度トラブル等が発生した場合、装置のメンテナンスに多大な時間を要するため、作業効率が著しく低下してしまうといった別の問題も生じてくる。
【0008】
そこで、上述のような自動補正機構を有していない多くの場合には、チップ交換時には製品の規格寸法よりあらかじめ大きめに加工する試し削り加工を行って、そのチップで加工した初期寸法値を測定後、刃先位置の座標を補正して最終寸法に仕上げるといった加工方法が用いられているが、試し削り加工による加工プログラムの中断や時間的ロスによって、特に量産自動化ラインにおける加工効率が大きく低下してしまうという問題があった。
【0009】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、金属部品の切削加工、特に高精度の仕上げ加工に用いるスローアウェイチップにおいて、加工効率が高く、かつ信頼性に優れるとともに、低コストで高精度加工することが可能なスローアウェイチップを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のスローアウェイチップは、工具本体に着脱可能で、複数の切刃を具備し、かつ前記切刃のコーナー高さの寸法許容差を示す識別情報を有するとともに、各切刃に対応して前記識別情報が表示されていることを特徴としている。
【0011】
かかる構成によれば、同じ識別情報のスローアウェイチップ同士を連続して使用することによって、スローアウェイチップ交換時の刃先位置精度を精密にそろえることができる結果、信頼性に富む高精度加工を、極めて低コストで効率よく行うことができる。
【0013】
また、前記識別情報が、各切刃に対応して表示されていることが、スローアウェイチップ交換時の刃先位置精度の信頼性がより高まるという点で望ましい。
【0014】
また、本発明によるスローアウェイチップは、工具本体に着脱可能で、少なくとも1つの切刃を具備し、かつ前記切刃のコーナー高さおよびチップ厚みを加味して得られる前記切刃の刃先位置精度を示す識別情報を有することを特徴としている。
【0015】
かかる構成によれば、同じ識別情報のスローアウェイチップ同士を連続して使用することによって、スローアウェイチップ交換時の刃先位置精度を精密にそろえることができる結果、信頼性に富む高精度加工を、極めて低コストで効率よく行うことができる。
【0016】
また、複数の切刃を具備し、各切刃に対応して前記識別情報が表示されていることが、刃先寸法精度をより精密にそろえることができる点で望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【0018】
図1乃至図4は本発明の実施態様を示すものであり、図1は本実施態様によるJIS規格(JIS B 4120)にて「SNGN120408」で規格されるスローアウェイチップの概略斜視図、図2は図1のスローアウェイチップの平面図、図3は本発明の第2の実施態様によるスローアウェイチップの斜視図、図4は本発明の第3の実施態様によるスローアウェイチップの斜視図である。
【0019】
図1のスローアウェイチップ1の形状仕様は、上記JIS規格「SNGN120408」にて表現され、S:形状(正方形)、N:逃げ角(0°)、G:精度(コーナー高さの許容量±0.025mm・厚みの許容量±0.13mm・内接円の許容量±0.025mm)、N:穴の形状(なし)、12:内接円の直径(12mm)、04:厚み(4.76mm)、08:コーナーR(コーナー半径0.8mm)を示すものである。
【0020】
つまり、スローアウェイチップ1は主面が正方形状で略平板状をなしており、一方の主面にすくい面2、他方の主面に着座面3を、側面に逃げ面4を形成するとともに、正方形のコーナーのすくい面2と逃げ面4との稜線部に切刃5を形成している。そして、スローアウェイチップ1については、工具本体(図示せず。)に取り付けた際の切刃位置は図2に示すように、「基準内接円直径」:d+許容量と、「コーナー高さ」:m+許容量にて決定されるが、「基準内接円直径」:dは工具ホルダへの拘束面4および4‘の位置を基準にして決定されることから、「基準内接円直径」の許容量は相殺されて、実質的には切刃の位置は「コーナー高さ」:m+許容量のみにて決まる。すなわち、「コーナー高さ」のばらつき=「コーナー高さ」の許容量となる。
【0021】
そこで、本発明では、上記JIS規格の精度(スローアウェイチップ1ではG(「コーナー高さ」の許容量=±0.025mm))、またはJIS規格の精度をさらに細分化した分類(スローアウェイチップ1ではG2(「コーナー高さ」の許容量は表1の分類表に準拠する))をチップ1の切刃の識別情報として表示することによって、切刃位置精度を高めることができたり、認識ミスを未然に防止することができることから、チップ1の交換によっても加工初期から安定した加工精度を得ることができる。
【0022】
【表1】
【0023】
また、例えば製品公差が±0.01mm以下のような加工精度を要求される部品の切削加工でも、表1やさらに細分化された表2のようにJIS規格の精度の細分化レベルを細かくして表示することによって、刃先自動補正装置を使用することなく、また、試し削り加工をすることなく、比較的に安価なG級のスローアウェイチップにて充分に製品公差を満足することが可能となる。
【0024】
【表2】
【0025】
なお、スローアウェイチップが奇数の辺を有するような形状(例えばT:正3角形、P:正5角形)からなる場合、「コーナー高さ」は切刃と対向する位置にある辺との間の寸法であり、この場合にも切刃位置は「コーナー高さ」+許容量、切刃位置のばらつきは「コーナー高さ」の許容量のみにて決定される(1998年 JIS B 4120)。
【0026】
ここで、本発明において、スローアウェイチップの「コーナー高さ」の公差を判別するには、焼成・加工済のチップについて、手動または自動装置を用いてチップを拘束面に拘束した状態で各切刃毎に切刃位置を測定することにより判別することができ、同じ識別記号別に選別することも可能である。
【0027】
また、かかるスローアウェイチップ1複数個を従来公知のチップケースに収納して販売する場合には、上記のようにして選別した同じ識別記号のスローアウェイチップを同一ケース内に収納すると、ユーザーはチップ毎の表示を確認する必要もなくなり、さらに便利に安定した切削加工ができる。
【0028】
図1において、スローアウェイチップ1のすくい面2と逃げ面4に分類記号G1が表示してある。また、本図においては隠れていて見えないが、着座面3にも同様にして分類記号G1が表示してある。
【0029】
他の分類記号が表示してあるスローアウェイチップを用いる場合も、最初に刃先位置を設定しておけば、後は同様にして、同じ分類記号のスローアウェイチップを使用することで、安定した加工精度を得ることができる。
【0030】
なお、分類記号の表示は、印字、電触、レーザー等、その他いかなる方法によるものであっても、識別さえできればその方法は問わない。また、分類記号は、当然大文字のアルファベットや、該大文字アルファベットと数字を組み合わせたものに限定されるものではなく、他のいかなる記号であれ、その記号がコーナー高さmの許容差またはJIS規格より細かい許容差を識別し特定できるものが望ましい。さらに、表示する方法は、チップケースに表示する方法や、チップに直接ラベルを貼る方法もあり得るが、チップに直接表示する方法がチップの取り扱いの点で望ましい。
【0031】
図3には、第2の実施例として、スローアウェイチップ1の超硬合金製基台6にcBN(立方晶窒化硼素)焼結体7がろう付けされたタイプの、cBN工具を示してある。本実施例においては、スローアウェイチップ1は穴付きタイプであり、また切刃5は1コーナーにしかないので、識別記号G1は、すくい面2上の切刃5に対向するコーナーに表示してある。このようなcBN工具は主として焼入鋼加工に用いられるが、焼入鋼部品は取り代が少なく、前述したような試し削り加工が行いにくい加工であり、チップ交換時に寸法バラツキ等の不具合が生じやすいので、このようなcBNやダイヤモンド焼結体等の超硬質焼結体を切刃として用いるチップについて本発明のスローアウェイチップを用いることは特に有効である。
【0032】
図4には、第3の実施例として、「コーナー高さ」の識別記号を各切刃毎に表示したスローアウェイチップ1を示しており、チップの精度と加工公差のレベルにさらに開きがある場合には、コーナーを使い分ければ、チップ精度の低い安価なチップを用いて加工公差の厳しい切削加工を行うことが可能となる。
【0033】
なお、実施例として示したスローアウェイチップ1のようなネガタイプのチップを実際の加工に使用する場合、被削材との逃げ角を確保するためチップ上面のすくい角が負となるようにわずかに傾けられた状態で工具ホルダーに装着されるので、刃先位置精度にはコーナー高さだけでなく、厳密にはチップ厚みのばらつきも関係してくる。したがってこのようなネガタイプのチップにおいては、チップ厚みも加味された測定値となるように、工具ホルダー取付角度と同一な冶具等を用いて測定を行うことが望ましい。
【0034】
【発明の効果】
以上記述した通り、本発明のスローアウェイチップによれば、工具本体に着脱可能で、複数の切刃を具備し、かつ前記切刃のコーナー高さの寸法許容差を示す識別情報を有するとともに、各切刃に対応して前記識別情報が表示されていることにより、同じ識別情報のスローアウェイチップ同士を連続して使用することによって、スローアウェイチップ交換時の刃先位置精度を精密にそろえることができる結果、信頼性に富む高精度加工を、極めて低コストで効率よく行うことができる。
【0036】
また、前記識別情報が、各切刃に対応して表示されていることにより、スローアウェイチップ交換時の刃先位置精度の信頼性がより高まる。
【0037】
また、本発明によるスローアウェイチップは、工具本体に着脱可能で、少なくとも1つの切刃を具備し、かつ前記切刃のコーナー高さおよびチップ厚みを加味して得られる前記切刃の刃先位置精度を示す識別情報を有することにより、同じ識別情報のスローアウェイチップ同士を連続して使用することによって、スローアウェイチップ交換時の刃先位置精度を精密にそろえることができる結果、信頼性に富む高精度加工を、極めて低コストで効率よく行うことができる。
【0038】
また、複数の切刃を具備し、各切刃に対応して前記識別情報が表示されていることが、刃先寸法精度をより精密にそろえることができる点で望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるスローアウェイチップの斜視図である。
【図2】図1のスローアウェイチップの平面図である。
【図3】本発明の第2の実施例によるスローアウェイチップの斜視図である。
【図4】本発明の第3の実施例によるスローアウェイチップの斜視図である。
【符号の説明】
1:スローアウェイチップ
2:すくい面
3:着座面
4:逃げ面
5:切刃
6:超硬合金基台
7:cBN焼結体
8:識別表示(分類記号)
d:基準内接円直径
m:コーナー高さ
Claims (2)
- 工具本体に着脱可能で、複数の切刃を具備し、かつ前記切刃のコーナー高さの寸法許容差を示す識別情報を有するとともに、各切刃に対応して前記識別情報が表示されているスローアウェイチップ。
- 工具本体に着脱可能で、複数の切刃を具備し、かつ前記切刃のコーナー高さおよびチップ厚みを加味して得られる前記切刃の刃先位置精度を示す識別情報を有するとともに、各切刃に対応して前記識別情報が表示されていることを特徴とするスローアウェイチップ。
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