JP4797292B2 - Throw-away end mill and cutting edge insert - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ニック付きの切刃チップと、このチップを利用したスローアウェイ式のエンドミルに関する。
【0002】
【従来の技術】
ニックは、回転切削工具、特にエンドミルのように刃長が長い工具において有効とされ、切屑を細分することにより、切屑処理を改善し、切削抵抗を低減し、びびりなどの振動を抑制する作用をもっている。たとえば図6は、スローアウェイ式のエンドミルに装着される従来の切刃チップ1の例であって、側面全周が逃げ角を有する逃げ面2によって構成された、いわゆるポジティブ形の切刃チップである。上面3は、一対の切刃6より中央部に向かって低位に傾斜する傾斜面8と中央部のフラット面9とにより構成されている。そして、傾斜面8を有する切刃6にニック11が付設され、エンドミル装着時の外周刃とされる。ニック11の外縁12は、角を丸めた形状となっている。
【0003】
図7は、図6におけるA部の拡大図である。逃げ面2の逃げ角とすくい角のついた傾斜面8とが複合された形状により、コーナ切刃7は切刃の低位する変化に伴って外に膨張したような形状となる。そして、このコーナ切刃7を側面視すれば、図6(b)に示すように、先端側がより低位となる曲線となって表れる。このことは、ニック11のコーナ部においても同様に現れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来の切刃チップ1がエンドミルに装着された状態を示したものが図8であり、軸方向すくい角(ねじれ角)αは正の角度に設定される。図9は、図8における切刃チップ1の先端部分の拡大図である。切刃チップ1はねじれているわけでないから、軸方向すくい角θ2,θ4は切刃位置によって若干の違いが生じるが、いずれにしても正のすくい角である。しかしながら、前記のような形状効果によって、コーナ切刃7およびニック11の上角部の軸方向すくい角θ1,θ3は負のすくい角となって現れる。これは、切削の際に最も損傷を受けやすいコーナ切刃7とニック11において最も大きな切削抵抗がかかることとなり、切刃欠損が起きやすく、また工具全体の切削抵抗が大きくなる要因となっている。さらに、外側に膨張したコーナ切刃7は、摩耗が早まったり、耐欠損性の低下を招くことになる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、請求項1は、傾斜面によって切刃部分に正のすくい角が形成され、この傾斜面にはニックの付設された転削工具用の切刃チップにおいて、前記ニックの外縁が切刃と等位の高さに形成されていることを特徴とする。さらに請求項2は、前記傾斜面は切刃およびニック外縁に沿って全周に形成されるとともに、切刃およびニック外縁と傾斜面との間にはランドが設けられていることを特徴とし、請求項3は、平行四辺形平板状をなすポジティブ形の切刃チップであって、平行四辺形の長辺部分に前記ニックが付設されていることを特徴とする。
【0006】
請求項4は、工具本体のチップ取付溝の先端部には、前記切刃チップがその長辺を外周刃として装着されると同時に、このチップ取付溝の後端側には菱形状をなす切刃チップが間隔をおいて装着され、また、このチップ取付溝に隣接するチップ取付溝には、前記菱形状をなす切刃チップが先端部およびその後端側に間隔をおいて装着され、これらの切刃チップによって、回転軌跡において連続した切刃を形成するように配置されていることを特徴とする。
【0007】
すなわちこの発明は、すくい面が傾斜面となった箇所にニックを付設することによってニックの外縁が低位となることのないようにニックを形成して、後述するように、切刃に負のすくい角となる部分が現れないようにしたものである。また、傾斜面を全周に形成して切刃高さを等位とすることにより、コーナ部における耐欠損性の向上と切刃チップ全体の切削抵抗の低減を図っている。切刃およびニック外縁の全周に沿ってランドを設けて、切刃強度を向上させている。
【0008】
このようなニックを平行四辺形平板状の切刃チップの長辺部に設け、菱形の切刃チップと組み合わせたエンドミルを構成することで、すべてのチップ取付溝の先端部に切刃チップが存在し、かつ前記のようなニックのついた切刃チップの特長を生かすことのできるスローアウェイ式のエンドミルが実用化でき、切削限界の大きいエンドミルが提供できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の一形態について、図を参照しながら説明する。図1および図2に示す切刃チップ1は、外観平行四辺形平板状をなし、側面は全周に2段の逃げ角を有する逃げ面2によって形成されたいわゆるポジティブ形のスローアウェイチップである。チップ中央部には、上面3から下面4に向かう皿穴が貫通し、ねじでもって回転工具本体に締付固定するときの取付け穴5となっている。上面3と逃げ面2との交差稜線が切刃6となり、4ヶ所のコーナは円弧状のコーナ切刃7となっている。
【0010】
切刃チップ1の上面3は、切刃6より中央部に向かって次第に低位となる傾斜面8と、中央部のフラット面9とにより構成される。フラット面9には中心部よりコーナ切刃7に向かって延びる突起10が配設されて、切刃6およびコーナ切刃7によって排出される切屑の処理性を向上させる全周ブレーカを形成している。そして、平行四辺形の長辺箇所にはニック11が付設されている。ニック11の外縁12は円弧状をなしてコーナは丸められ、プレス成形によって切刃6と等位の高さとなるように形成されている。そしてニック11においても、その外縁12に沿って、上面3に傾斜面8が形成されている。さらに、切刃6およびニック11の外縁12と傾斜面8との間には、幅狭のランド13が形成されて、刃先強化が図られている。
【0011】
切刃6が全周に渡って同一高さにあるので、軸方向すくい角が正となるように装着されたときに、どの切刃位置をとっても負のすくい角が出現することがなく、従来のニックにみられた切刃強度の低下状態が生じない。コーナ切刃7の部分についても同様であり、しかも、エンドミルの正面切刃も傾斜面8のすくい角効果により、切れ味が向上する。なお、傾斜面8は単純な斜面に限らず、たとえば断面円弧状のブレーカ溝であっても構わない。また、ニック11の位置や外縁形状、数などについてもこの実施形態に限るものではない。
【0012】
図3は、前記のような切刃チップ1のもつ特長を十分に発揮させたスローアウェイ式エンドミル14を示したものである。工具本体にはチップ取付溝15が2ヶ所に設けられ、その一方には、先端部に前記平行四辺形状をなす切刃チップ1が締付ねじ16によって工具本体に締付固定されている。さらに、このチップ取付溝15の後端側には、菱形状をなす切刃チップ17が一定間隔でねじ止め固定されている。また、もう一方のチップ取付溝15には、菱形状をなす切刃チップ17が先端部に装着されると同時に、一定の間隔でもってその後端側にも装着されている。
【0013】
切刃チップ1,17の回転軸O方向の位置関係が図4に示されている。同図(b),(c)はそれぞれのチップ取付溝15での状態を示し、(a)はこれらを合成した回転軌跡の状態図である。切刃チップ1,17は、隙間およびニック11を補完するように配置され、回転軌跡において連続した切刃を形成させている。このような構成とすることにより、ニック付きの切刃チップ1は1種類だけで済む。ニックをずらせた複数種類の切刃チップを用意して、組み合わせ利用するといった面倒がない。また、喰い付き時の衝撃や切屑噛み込みなど、最も負担のかかる先端コーナ部には2枚の切刃チップ1,17が配設されているので、強度の高い刃先が形成されている。しかも前述のように、切削抵抗の増大を抑制した切刃形状であることから、切れ味の優れた切削加工が行えるようになる。なお、この発明において、チップ取付溝15の数は2溝に限らない。
【0014】
図5は、この発明品と従来のスローアウェイ式エンドミルとを切削領域の広さで比較した図である。炭素鋼S55C(ブリネル硬さ210)を直径32mmのエンドミルで溝削りしたもので、切削速度は100m/minである。チップ取付溝は2溝であるが、従来品Aは先端刃1枚・ニックなし切刃チップ、従来品Bは先端刃2枚・ニックなし切刃チップ、従来品Cは先端刃2枚・従来形状のニック付き切刃チップであり、発明品は図3に例示したエンドミルである。本発明品による最大切込み深さは32mmであり、従来品A,B,Cに比較し、切込み限界が大幅に増大している。
【0015】
【発明の効果】
切刃近傍のすくい面に傾斜の形成された切刃チップにおいて、ニックの付いた切刃を回転工具の外周刃としたときに、チップのニックやコーナ切刃部分に軸方向すくい角が負となる切刃部分の出現が防止されるから、当該部分で切削負荷が増大することがなく、他の切刃と均一した切刃損傷となる。回転工具全体でみても切削抵抗が低減され、びびりなどの振動が抑制されて切れ味にすぐれた回転工具が提供できるようになる。しかも、全周にランドが設けられているから、切刃は強化されている。
【0016】
この発明のスローアウェイ式エンドミルは、この発明の切刃チップの特長を最大に引き出すようにしたものであり、切削限界の大きなエンドミルとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態である切刃チップの斜視図。
【図2】図1に示す切刃チップの(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は底面図。
【図3】この発明の実施の一形態であるスローアウェイ式エンドミルの斜視図で、(b)は(a)を反対側からみたときの図。
【図4】図3のエンドミルにおける切刃チップの配置を表し、(b)および(c)は個々のチップ取付溝、(a)は合成されたチップ取り付け溝での配置状態を示す。
【図5】スローアウェイ式エンドミルによる切削限界図。
【図6】従来の切刃チップの一例であって,(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は底面図。
【図7】図6におけるA部拡大図。
【図8】図6の切刃チップがエンドミルに装着された状態を説明するための図。
【図9】図8における切刃チップ先端部の拡大図。
【符号の説明】
1 切刃チップ
6 切刃
7 コーナ切刃
8 傾斜面
11 ニック
12 外縁
13 ランド
14 エンドミル
17 切刃チップ
O 回転軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nicked cutting edge tip and a throw-away end mill using the tip.
[0002]
[Prior art]
Nick is effective in rotary cutting tools, especially tools with long blade lengths, such as end mills. By subdividing the chips, it improves chip disposal, reduces cutting resistance, and suppresses vibrations such as chatter. Yes. For example, FIG. 6 shows an example of a conventional
[0003]
FIG. 7 is an enlarged view of a portion A in FIG. Due to the combined shape of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 8 shows a state in which the conventional
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems.
[0006]
According to a fourth aspect of the present invention, at the tip of the tip mounting groove of the tool body, the cutting edge tip is mounted with the long side as the outer peripheral blade, and at the same time, a diamond-shaped cutting is formed on the rear end side of the tip mounting groove. Blade tips are mounted at intervals, and in the chip mounting grooves adjacent to the chip mounting grooves, the diamond-shaped cutting blade chips are mounted at intervals on the front end portion and the rear end side. The cutting blade tip is arranged so as to form a continuous cutting blade in the rotation trajectory.
[0007]
In other words, the present invention forms a nick so that the outer edge of the nick is not lowered by attaching a nick to the portion where the rake face is an inclined surface. The corners are prevented from appearing. In addition, by forming an inclined surface around the entire circumference and making the cutting edge height equal, the fracture resistance at the corner is improved and the cutting resistance of the entire cutting edge tip is reduced. A land is provided along the entire circumference of the cutting edge and the nick outer edge to improve the cutting edge strength.
[0008]
By providing such a nick on the long side of a parallelogram flat plate-shaped cutting edge tip and configuring an end mill combined with a diamond-shaped cutting edge tip, there is a cutting edge tip at the tip of every tip mounting groove. In addition, a throw-away end mill that can take advantage of the features of the nicked cutting edge tip as described above can be put into practical use, and an end mill having a large cutting limit can be provided.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A
[0010]
The
[0011]
Since the
[0012]
FIG. 3 shows a throw-away
[0013]
The positional relationship of the cutting
[0014]
FIG. 5 is a diagram comparing the product of the present invention and a conventional throw-away end mill in terms of the cutting area. Carbon steel S55C (Brinell hardness 210) is grooved with an end mill having a diameter of 32 mm, and the cutting speed is 100 m / min. The tip mounting groove has two grooves, but the conventional product A has one tip blade and nickless cutting tip, the conventional product B has two tip blades and nickless cutting tip, and the conventional product C has two tip blades and conventional. It is a cutting blade tip with a nick of shape, and the invention is the end mill illustrated in FIG. The maximum depth of cut by the product of the present invention is 32 mm, and the depth of cut is greatly increased as compared with the conventional products A, B, and C.
[0015]
【The invention's effect】
In a cutting edge tip with a slope formed on the rake face in the vicinity of the cutting edge, when the nicked cutting edge is used as the outer peripheral edge of a rotary tool, the rake angle in the axial direction is negative at the tip nick or corner cutting edge. Thus, the cutting load is prevented from increasing, and the cutting load is not increased at the portion, resulting in uniform cutting edge damage with other cutting edges. The cutting force of the rotary tool as a whole is reduced, and vibrations such as chatter are suppressed and a rotary tool with excellent sharpness can be provided. Moreover, since the lands are provided on the entire circumference, the cutting edge is reinforced.
[0016]
The throw-away end mill of the present invention is designed to maximize the features of the cutting edge tip of the present invention, and is an end mill with a large cutting limit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a cutting blade tip according to an embodiment of the present invention.
2A is a front view, FIG. 2B is a side view, and FIG. 2C is a bottom view of the cutting edge tip shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a throw-away end mill according to an embodiment of the present invention, and (b) is a view when (a) is viewed from the opposite side.
4 shows the arrangement of cutting edge tips in the end mill of FIG. 3, wherein (b) and (c) show the individual chip mounting grooves, and (a) shows the arrangement of the synthesized chip mounting grooves.
FIG. 5 is a cutting limit diagram by a throw-away end mill.
FIG. 6 is an example of a conventional cutting edge tip, where (a) is a front view, (b) is a side view, and (c) is a bottom view.
7 is an enlarged view of a portion A in FIG.
8 is a view for explaining a state in which the cutting edge tip of FIG. 6 is mounted on an end mill.
9 is an enlarged view of the cutting edge tip end portion in FIG. 8. FIG.
[Explanation of symbols]
1
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