JP4413208B2 - スローアウェイチップ - Google Patents

Description

この発明は、旋削加工に使用されるスローアウェイチップの特にブレーカ形状に関するものである。

従来より、バイトなどの旋削工具に着脱自在に装着されて使用されるスローアウェイチップにおいて、切屑処理を目的としたさまざまなブレーカ形状が採用されている。その中には被削材、加工方法、切削条件などを限定してその範囲内で優れた切屑処理性能を発揮できるように特化されたものがある一方、炭素鋼などの一般鋼材を対象として切削条件の広い範囲に亘って適応できるように工夫され、汎用的に使用されることを狙いとしたチップブレーカがある。

ブレーカに高い汎用性をもたせるために、ブレーカ形状は従来より基本的に溝，突起，凹みの組合せにより構成され、その配置，角度，大きさなどを変えながら改良されてきた。汎用性の高いブレーカを設計しようとする際に特に開発者を悩ますことは、解決困難性の高い切込みの浅い場合および送りの小さい場合の切屑処理である。なぜならば、前記の如き場合には、切屑が細かったり薄かったりして弾力性をもつために、切屑がブレーカによって拘束されずにブレーカ壁を乗り越えてしまい、切屑処理が不良となるからである。

これを解決するために一般的にはコーナ近傍に切屑流出の障害となる壁面が配置されるが、とりわけコーナの先端に向かって延在する曲面突起が設けられることが多く、たとえば最近のものでは特開平９−３８８０７号公報や特開平９−３８８０８号公報に開示されているものがある。
特開平９−３８８０７号公報 特開平９−３８８０８号公報

この発明も汎用性に優れるブレーカを提供することを課題としたものである。とりわけ、上記のように切込みが浅い場合の切屑処理の解決に重点を置いている。浅い切込みにおいて、小さい送りから大きな送りまでの広い範囲で切屑処理可能なブレーカにしようとすると、ともすればブレーキングが優先されることとなり、切屑は細かく分断されるものの、ブレーカの効きすぎによる切削抵抗の過大やびびり振動の発生などにより、ついには切刃欠損によるチップ寿命の短縮を招いたり切削の継続不可に至るといった問題が生じる。

そこで、この発明は、コーナの先端に向かって延在して配置される曲面突起といった従来の発想を転換させることにより、ブレーカ性能を向上させながら他の切削性能に悪影響を及ぼすことのないように図られたものであり、従来以上に浅い切込みであっても、すなわち具体的には０．５ｍｍほどの浅い切込みであっても、広い送り範囲で、すなわち具体的には０．２ｍｍ／ｒｅｖ〜０．６ｍｍ／ｒｅｖの送り範囲で有効に作用するとともに、切込みが深くなっても切屑詰りを起こすことなく切屑分断が図られるブレーカを提供することを課題としたものである。

この発明は、上記の如き課題に鑑みなされたもので、多角形平板状をなすチップ本体の少なくとも上面稜線には切刃が形成され、すくい面とされる前記上面には前記切刃に沿うブレーカ溝が形成されるとともに、コーナ部では中央部より延在するボス面の突起によって前記ブレーカ溝が形成されるようにしたスローアウェイチップにおいて、前記コーナ部のブレーカ溝は、コーナ切刃より離れるにしたがい低位となる傾斜面と、底部より前記突起に向かって起立する起立面とにより形成されるとともに、突起の先端は平面視においてコーナ部を囲む凹状を呈し、前記凹状を呈する突起の２つの頂部から切刃近くに張出して最長となる起立面を有し、当該部の起立角度が１０°〜３０°にあり、コーナより離れるにしたがい、前記突起の裾野となる起立面が切刃より遠くなるように形成されていることを特徴とするものである。

スローアウェイチップのコーナ半径は標準規格化されていて、とりわけ０．４ｍｍ〜１．６ｍｍのもので大多数を占める。したがって、０．５ｍｍといった浅い切込みになると、切屑の大部分、場合によっては全てがコーナ切刃によって生成されることになる。円弧状をなすコーナ切刃においては少しの切込み変動によって接触状態が変わってくるので、切屑流出方向も変化することになる。使用するコーナ半径の大きさによっても様相は変わってくる。上記の如くコーナ部を取り囲むように形成されたブレーカ壁と、コーナ切刃からブレーカ壁に向かって低位となるように形成された傾斜面とは、あたかも摺鉢状に凹んだブレーカ溝を形成して切屑をブレーカ溝内に誘引し、切屑流出方向の変動に左右されることなくブレーカ壁として作用を効果的に発揮させ、もって広い切屑処理範囲が得られるようになる。さらに、このような構成は、従来以上に浅い切込みに対しても広い送り範囲で切屑処理を可能とする。

一方、本発明のスローアウェイチップの課題とするところは汎用性の高いブレーカであることから、中程度の切込みにおいても切屑処理がなされなければならない。そこで、切刃である稜線に沿ってブレーカ溝を設けるとともに、流出する切屑を前記コーナ部を囲むように配設された浅切込み時の突起でもって強引に変形させることは避けなければならない。そのため、切刃付近から起立して前記突起の頂部に向かう起立面の起立角度が１０゜〜３０゜にあるようにして、浅切込み時の切屑誘引作用と同時に、中切込み時のブレーカ作用を確保しつつブレーキングが過大とならないようにしたものである。

また、切屑に強い変形を与えることは、切込みが大きいときには工具寿命に影響するばかりでなく、旋盤などの使用機械にとっても動力オーバーを引き起こすため、本発明のスローアウェイチップは、コーナより離れるにしたがい、突起の裾野となる起立面が切刃より遠くなるように形成して、ブレーカ溝としての懐が広くとっている。

さらに、本発明のスローアウェイチップにおいて、前記突起の裾野となる起立面の起立角度が、前記凹状を呈する突起の２つの頂部から切刃近くに張出して最長となる起立面の起立角度より漸次きつくなるように変化させることは、ブレーカ溝としての懐を広くとれる点で望ましい。

本発明スローアウェイチップは、コーナ部に形成された一見摺鉢状の凹みにより、切込みの浅いときに排出される切屑の凹み内への誘引作用と誘引先に起立する起立面による拘束作用とにより、切屑が安定して流出するようになる。しかも、送りの広い範囲に対して切屑処理できるようになる。さらに切込みが深くなっても、中央部よりコーナ部に延在する突起の全体がブレーカ溝として作用するようになり、切屑詰りを起こすことなく切屑分断が図られるようになる。したがって、軽切削から中切削にかけて広範囲に適応することのできる汎用ブレーカが提供できるようになる。

次に、本発明の一実施形態について、図を参照しながら説明する。図１ないし図５において、図１は本発明スローアウェイチップ（以下チップという）のコーナ部拡大斜視図、図２はチップ全体の平面図、図３は図２の側面図、図４は図２のＡ−Ａ線断面図、図５は図２のＢ−Ｂ線断面図である。このチップ１は一例として菱形平板状のものが示されているが、菱形チップの場合、すくい面となる上面２にある４つのコーナ部３ａ，３ｂのうち、頂角が鋭角となるコーナ部３ａが一般的には使用コーナとされるので、本発明も主としてコーナ部３ａに関するものである。

チップ１の中心には、バイトに装着するときに利用される取付け穴４が貫通し、上面１の取付け穴４の周辺にはボス面５が配設される。チップ１がネガチップの場合には、チップ１を裏返して上面が下面として使用されるので、ボス面５はバイトのチップ座に面する着座面の役割を担っている。そこで、着座の安定性確保のために、ボス面５は平坦に形成される。ボス面５は、切刃中央部とコーナ部とに分割して配置されているが、切刃中央部に島状に孤立したボス面５は着座面として備わるものであり、ブレーカとしての機能は少ない。

上面２の外縁にある稜線が切刃６となるが、ボス面５は切刃６とは若干間をおいて配設される。したがって、ボス面５と切刃６との間がブレーカ溝７となる。また、切刃６はボス面５より僅かに低位にあるように形成し、チップ１の裏返しによって着座面側にきたときに切刃６が着座面から浮き上がるようにして、チップ座との接触に起因する欠損が起きないようする。

ボス面５は、コーナ部３ａにおいて、中央部よりコーナに向かう突起８を延在させるとともに、突起８の外郭に次第に低位となる裾野を広げている。当該裾野が、ブレーカ溝７からみれば起立面９となる。突起８の先端は、平面視である図２においてコーナを囲むような湾曲面を呈している。よって、突起８の最先端部は２つに分かれる先端突起８ａを形成し、先端突起８ａの頂部からは切刃６の近くに裾野を張出していることになる。当該裾野の張出し面を起立面９ａとすれば、この起立角度αは、図５に示すように好ましくはα＝１０゜〜３０゜にあるようにする。そして他の箇所の起立面９の起立角度は、起立面９ａより遠いものほど前記起立角度αより漸次きつくなるように変化させる。

ブレーカ溝７についてみれば、まず切刃６の内縁にランド１０が備わる。本実施形態ではフラットランドが採用されているが、ランドのすくい角度によって他にもネガランド，ポジランドの種類があり、またランドのないシャープエッジもある。これらは耐欠損や切削抵抗など要求される切削性能にしたがって適宜選択される。ランド１０のさらに内側には、内方に向かい次第に低位となる傾斜面１１が形成されて、その底部より起立する前記起立面９，９ａによってボス面５へと繋がっている。

以上のような構成とすることにより、起立面９ａの配設位置より浅い切込み、いわば仕上げ切削といえる切込みに対しては、コーナに形成された摺鉢状の凹みに切屑が誘引されるとともに、一旦誘引された切屑が起立面９によって拘束されて変形作用を受けることにより、切屑流れが安定するようになり、もって切屑処理が改善される。本発明では、従来の汎用ブレーカよりもさらに浅い切込みに対しても優れる切屑処理を行なわしめるために、起立面９ａが起立を開始する点は、切刃沿いにみて、コーナにおける接線からの距離ｂが、コーナ半径の大きさの１倍〜３倍の間に設定することが好適である。

次に、起立面９ａの位置をやや超える程度の切込み、いわば軽切削領域においては、起立面９ａの起立開始点が切刃６に接近しているので、起立角度αが大きすぎると切屑詰りやびびり振動が起きやすく、チップ欠損のもととなる。したがって切屑が起立面９ａの上を流れるようにするわけだが、傾斜が緩すぎると切屑は変形することなくそのまま流れてしまい、ブレーカとしての役目を果たさない。上記浅切込み時の切屑誘引のほかに、軽切削時のブレーカとしても、起立面９ａの起立角度αが１０゜〜３０゜であることは有効である。

さらに切込みが深くなって、いわば中切削ともいえる切込みに対しては、コーナより離れるにしたがい、突起８の裾野となる起立面９が切刃６より遠くなるように形成して、ブレーカ溝７としての懐を広くとる。切屑に強い変形を与えることは、切込みが大きいときには工具寿命に影響するばかりでなく、旋盤などの使用機械にとっても動力オーバーを引き起こすからである。なお、ボス面５の上に１箇所だけ設けられた円形の凹み１２は、使用コーナを識別するためのマークであって、ブレーカとは関係ない。

本発明スローアウェイチップの一実施形態を示す拡大コーナ部の斜視図である。 図１に示すスローアウェイチップ全体の平面図である。 図２の側面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

符号の説明

３ａ，３ｂ コーナ部
５ ボス面
６ 切刃
７ ブレーカ溝
８ 突起
８ａ 先端突起
９，９ａ 起立面
１１ 傾斜面
α 起立角度

Claims (2)

1. 多角形平板状をなすチップ本体の少なくとも上面稜線には切刃が形成され、すくい面とされる前記上面には前記切刃に沿うブレーカ溝が形成されるとともに、コーナ部では中央部より延在するボス面の突起によって前記ブレーカ溝が形成されるようにしたスローアウェイチップにおいて、
   前記コーナ部のブレーカ溝は、コーナ切刃より離れるにしたがい低位となる傾斜面と、底部より前記突起に向かって起立する起立面とにより形成されるとともに、突起の先端は平面視においてコーナ部を囲む凹状を呈し、
   前記凹状を呈する突起の２つの頂部から切刃近くに張出して最長となる起立面を有し、当該部の起立角度が１０°〜３０°にあり、
   コーナより離れるにしたがい、前記突起の裾野となる起立面が切刃より遠くなるように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. 前記突起の裾野となる起立面の起立角度が、前記凹状を呈する突起の２つの頂部から切刃近くに張出して最長となる起立面の起立角度より漸次きつくなるように変化させた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。

Images