JP4971649B2

JP4971649B2 - 切削工具

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Publication number: JP4971649B2
Application number: JP2006053654A
Authority: JP
Inventors: 薫八田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP2007229858A

Description

本発明は、被削材を切削加工するための切削工具に関する。

被削材を加工する場合、多数のスローアウェイチップを同時に取付けて使用する回転工具では、一定の期間経過毎に各スローアウェイチップから工具本体に切削抵抗が作用するので、規則的な振動による共振が発生しやすいという課題がある。このような課題を解決するために、第１の従来の技術のスローアウェイカッターが開示されている（たとえば特許文献１参照）。第１の従来の技術のスローアウェイカッターでは、複数のスローアウェイチップがシャンクの回転軸線を中心とする円周上に不等間隔で配置される。これによって切削抵抗がシャンクに作用するタイミングをずらして、共振が発生するのを防止し、切削面の仕上げ精度を向上している。

また第２の従来の技術の切削工具では、工具本体先端部の外周に取付けられた複数のインサートのうち、１つのインサート切刃の回転軌跡を、他のインサート切刃の回転軌跡に対して変位させるように構成される。これによって１つのインサート切刃による切削抵抗が、他のインサート切刃の切削抵抗と異なるので、工具本体に作用する切削抵抗がインサート切刃によって異なる。これによって工具本体に生じるびびり、および規則的な振動の発生による共振を抑制することができる（たとえば特許文献２参照）。

特開平１１−３３３６１５号公報特開２００５−５９１７４号公報

多数のスローアウェイチップを同時に取付けて使用する回転工具では、前述の第１の従来の技術のスローアウェイカッターのように構成すると、スローアウェイチップの間隔が等しくないので、チップ装着部に肉厚の薄い部分が形成される。これによってシャンクの強度を確保することができないので、シャンクが破損するおそれがある。

また前述の第２の従来の技術の切削工具では、切削時にインサート切刃の受ける切削抵抗が、工具本体の外周方向へのインサート切刃の飛び出し量の違いによって異なる。したがって飛び出し量の大きなインサートほど切削抵抗が大きくなるので、飛び出し量の大きさによってはインサートが欠損するおそれがある。またインサートの飛び出し量が異なるので、加工面を高精度に切削することができない。

したがって本発明の目的は、ホルダおよび切刃の損傷を防止しつつ、切削時の規則的な振動の発生による共振を防止して、高精度に被削材を切削することができる切削工具を提供することである。

本発明は、略円柱状に形成され、軸線まわりに回転されるホルダと、
ホルダ周方向に等間隔をあけて着脱可能であり、前記ホルダに装着された状態でホルダの外周部から突出する切刃がそれぞれ形成される複数の種類のスローアウェイチップとを含む切削工具であって、
複数の種類のスローアウェイチップのうち、少なくともいずれか１種類のスローアウェイチップの切削時の切削抵抗は、残余の種類のスローアウェイチップの切削時の切削抵抗より大きく、
複数の種類のスローアウェイチップは、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップと切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップとを含み、
切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップは、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップよりも強度が大きい種類のスローアウェイチップであり、
切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップのランドの幅寸法は、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップのランドの幅寸法の２倍以上５倍以下に設定されることを特徴とする切削工具である。

さらに本発明は、複数の種類のスローアウェイチップのうち、少なくともいずれか１種類のスローアウェイチップは、すくい角および逃げ角のうち、少なくともいずれか１つが、残余の種類のスローアウェイチップと異なることを特徴とする。

さらに本発明は、略円柱状に形成され、軸線まわりに回転される本体と、
本体の周方向に等間隔をあけて設けられ、本体の外周部から突出する切刃がそれぞれ形成される複数の切刃部とを含む切削工具であって、
本体を軸線まわりに回転させて被削材を切削する場合、複数の切刃部のうち、少なくともいずれか１つの切刃部による切削時の切削抵抗は、残余の切刃部による切削時の切削抵抗より大きく、
複数の切刃部は、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部と切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部とを含み、
切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部は、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部よりも強度が大きく、
切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部のランドの幅寸法は、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部のランドの幅寸法の２倍以上５倍以下に設定されることを特徴とする切削工具である。

本発明によれば、各スローアウェイチップは、ホルダ周方向に等間隔をあけて着脱可能である。したがってホルダを軸線まわりに回転させて被削材を切刃にて切削する場合、各スローアウェイチップのホルダ周方向の間隔に起因して、スローアウェイチップの切削抵抗がホルダに一定期間経過毎に作用する。複数の種類のスローアウェイチップのうち、少なくともいずれか１種類のスローアウェイチップの切削時の切削抵抗は、残余の種類のスローアウェイチップの切削時の切削抵抗より大きく設定される。したがってホルダに作用する切削抵抗が切削するスローアウェイチップの種類に起因して異なるようにすることができる。したがってホルダには、一定期間経過毎に切削抵抗が作用するが、作用する切削抵抗の大きさは異なるので、ホルダに作用する切削抵抗に基づいて、規則的な振動の発生を抑制することができる。これによってホルダにスローアウェイチップからの切削抵抗に基づくびびりおよび共振を抑制することができる。また本発明では、スローアウェイチップは、ホルダに等間隔に設けられるので、ホルダ肉厚が均等にすることができ、局部的にホルダの剛性が低下して破損することを確実に防止することができる。
さらに、複数の種類のスローアウェイチップは、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップと切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップとを含む。これによって回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップは、回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップよりも、切削抵抗を大きくすることができる。また、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップに、強度が大きい種類のスローアウェイチップを用いることによって、スローアウェイチップの切削時の欠損を防止することができる。また、各種類のスローアウェイチップによる切削抵抗の差は、回転軌跡が等しい場合よりも大きくすることができる。したがってより効果的に共振の発生を抑制することができる。
さらに、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップのランドの幅寸法は、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップのランドの幅寸法の２倍以上５倍以下に設定されるので、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップと、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップとの切削抵抗とが確実に異なり、切削抵抗が一定の期間経過毎にホルダに作用した場合であっても規則的な振動が生じることを防ぐことができる。したがって、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップと、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップの切削抵抗を、ランドの幅寸法に基づいて所望の値に変更して、ホルダに作用する切削抵抗を制御することができる。これによってより効果的にホルダの規則的な振動の発生を抑制することができる。

さらに本発明によれば、複数の種類のスローアウェイチップのうち、少なくともいずれか１種類のスローアウェイチップは、すくい角および逃げ角のうち、少なくともいずれか１つが、残余の種類のスローアウェイチップと異なる。すくい角および逃げ角のうち、少なくともいずれか１つを変更することによって、切刃の強度を変更することができる。したがってスローアウェイチップの切削抵抗を、所望の値に変更して、ホルダに作用する切削抵抗を制御することができる。これによってより効果的に共振の発生を抑制することができる。

さらに本発明によれば、各切刃部は、本体周方向に等間隔をあけて設けられる。したがって本体を軸線まわりに回転させて被削材を切刃にて切削する場合、各切刃部の本体周方向の間隔に起因して、切刃部の切削抵抗が本体に一定期間経過毎に作用する。複数の切刃部のうち、少なくともいずれか１つの切刃部による切削抵抗は、残余の切刃部による切削時の切削抵抗より大きく設定される。したがって本体に作用する切削抵抗が切削する切刃部の起因して異なるようにすることができる。したがって本体には、一定期間経過毎に切削抵抗が作用するが、作用する切削抵抗の大きさは異なるので、本体に作用する切削抵抗に基づいて、規則的な振動の発生を抑制することができる。これによって本体に切刃部からの切削抵抗に基づくびびりおよび共振を抑制することができる。また本発明では、切刃部は、本体に等間隔に設けられるので、本体肉厚が均等にすることができ、局部的に本体の剛性が低下して破損することを確実に防止することができる。
また、複数の切刃部は、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部と切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部とを含む。これによって回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部は、回転軌跡が本体の半径方向内方にある種類の切刃部よりも、切削抵抗を大きくすることができる。また、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部に、強度が大きい切刃部を用いることによって、切刃部の切削時の欠損を防止することができる。また、複数の切刃部による切削抵抗の差は、回転軌跡が等しい場合よりも大きくすることができる。したがってより効果的に共振の発生を抑制することができる。
さらに、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部のランドの幅寸法は、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部のランドの幅寸法の２倍以上５倍以下に設定されるので、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部と、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部との切削抵抗とが確実に異なり、切削抵抗が一定の期間経過毎に本体に作用した場合であっても規則的な振動が生じることを防ぐことができる。したがって、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部と、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部の切削抵抗を、ランドの幅寸法に基づいて所望の値に変更して、本体に作用する切削抵抗を制御することができる。これによってより効果的に本体の規則的な振動の発生を抑制することができる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図１は、本発明の第１の実施の形態の切削工具１を拡大して示す正面図である。図２は、切削工具１の一部を拡大して示す側面図である。切削工具１は、切刃４が形成された複数のスローアウェイチップ（以下、「チップ」ということがある）２、チップ２を着脱可能に装着するホルダ３、およびチップ２をホルダ３に固定するための固定部材（図示せず）を含んで構成される。

切削工具１は、フライス盤に保持される。フライス盤は、クランプした被削材と、保持した切削工具１とを相対的に移動駆動する移動駆動手段と、保持した切削工具１を軸線Ｌ１まわりに回転駆動する回転駆動手段とを含む。切削工具１は、ホルダ３の軸線Ｌ１まわりに回転しながら被削材に接触することで、チップ２に形成される切刃４が被削材を断続切削する。これによって被削材を予め定める形状に切削することができる。たとえば切削工具１を用いて、被削材に仕上げ加工などを施すことができる。切削工具１は、チップ２の切刃４が摩耗または欠損した場合には、新しいチップ２に取り替えることによって、切削能力を回復することができる。

切削工具１は、複数、本実施の形態では５つのチップ２がホルダ３に着脱可能に構成される。また切削工具１は、複数の種類、本実施の形態では、２種類のチップ２ａ，２ｂが用いられ、一方の種類のチップ２ａである第１チップ２ａが２つ用いられ、他方の種類のチップ２ｂである第２チップ２ｂが３つ用いられる。換言すると、複数のチップ２のうち、少なくともいずれか１つのチップ２である第１チップ２ａと、残余のチップ２である第
２チップ２ｂの２種類のチップ２が用いられる。まず、ホルダ３に関して説明し、次に第１チップ２ａおよび第２チップ２ｂに関して説明する。

ホルダ３は、図１および図２に示すように、たとえばアルミニウム合金またはスチール合金などで略円柱状に形成される。以下、ホルダ３の軸線を単に軸線Ｌ１と称する。またホルダ３の軸線Ｌ１に沿う軸線方向Ｘであって、ホルダ３の基端部から先端部に進む方向を軸線方向一方Ｘ１と称し、ホルダ３の先端部から基端部に向かう方向を軸線方向他方Ｘ２と称する。またホルダ３の半径方向Ｙに沿って軸線Ｌ１に向かう方向を半径方向内方Ｙ１と称し、ホルダ３の半径方向に沿って軸線Ｌ１から遠ざかる方向を半径方向外方Ｙ２と称する。またホルダ３の軸線Ｌ１まわりのホルダ周方向Ｒ（以下、「周方向Ｒ」ということがある）であって、ホルダ３の回転方向となる方向を周方向一方Ｒ１と称し、ホルダ３の回転方向と反対方向を周方向他方Ｒ２と称する。

ホルダ３の軸線Ｌ１が延びる方向である軸線方向の基端部にはフライス盤に保持される被保持部が形成される。またホルダ３の軸線方向の先端部には、チップ２の切刃４がホルダ３の外周部から突出した状態でチップ２を保持する装着部５が形成される。切削工具１は、ホルダ３にチップ２が固定部材によって固定され、装着された状態で構成される。チップ２のホルダ３に対する装着位置の調整は、図示しない調整ねじを回動して行なわれ、調整ねじのヘッドをチップ２に当接させて、調整ねじをホルダ３に対して、回動させることで位置決めされる。

ホルダ３の先端部には、ホルダ３の外周面部および先端の端面部から没入する溝６が形成される。この溝６は、チップ収容空間７と切り屑収容空間８とを含んで構成される空間である。チップ収容空間７は、チップ２のほぼ全体が収容される空間となる。また切り屑収容空間８は、チップ２によって削り取られた切り屑を一時的に収容する空間となる。チップ収容空間７と切り屑収容空間８とは、隣接して形成される。本実施の形態では、切り屑収容空間８は、チップ収容空間７よりも軸線方向他方Ｘ２に延びて、外方に開放される。チップ２の切刃４によって被削材から分離された切り屑は、切り屑収容空間８に収容されたあと、切り屑収容空間８に収容された状態で、軸線Ｌ１まわりに角変位し、切り屑収容空間８の開口から脱出する。

ホルダ３の装着部５は、チップ収容空間７を規定するチップ収容空間形成部５となる。具体的には、装着部５は、溝６に対して周方向他方Ｒ２の表面となる着座面９と、着座面９に隣接して着座面９に対して周方向一方Ｒ１に立設する２つの側面１０とを有する。

装着部５の着座面９が形成される着座面部９ａは、着座面９から周方向他方Ｒ２に没入するねじ孔が形成されるねじ孔形成部を有する。ねじ孔形成部のねじ孔に臨む内面は、円筒面状である。ねじ孔の軸線は、半径方向Ｙと略垂直である。ねじ孔形成部の内面部には、雌ねじが形成される。ねじ孔は、チップ２をホルダ３に固定するための凹所となる。

後述するチップ２の各当接面１１および底面１２が、ホルダ３に形成される各側面１０および着座面９にそれぞれ当接した状態で、チップ２に形成される貫通孔１６と、装着部５に形成されるねじ孔とが略同軸となる。厳密には、チップ２の各当接面１１および底面１２が、ホルダ３に形成される各側面１０および着座面９にそれぞれ当接した状態で、チップ２に形成される貫通孔１６は、装着部５に形成されるねじ孔より各側面１０から離れる方へ僅かに偏芯している。この状態で外ねじが形成される固定部材を、チップ２の貫通孔１６およびねじ孔に螺進させることによって、ホルダ３に装着されたチップ２は、底面１２のほぼ全面が、ホルダ３に形成される着座面９に当接すると同時に、チップ２の各当接面１１が、ホルダ３に形成される各側面１０により強く押圧され、チップ２をホルダ３の装着部５に締結することができ、チップ２をホルダ３の装着部５に装着することができ
る。

次に、チップ２に関して説明する。図３は、第１チップ２ａを示す斜視図である。図４は、第１チップ２ａの一部を拡大して示す側面図である。図５は、第２チップ２ｂを示す斜視図である。図６は、第２チップ２ｂの一部を拡大して示す側面図である。第１チップ２ａと第２チップ２ｂとは異なる種類であるが互いに類似しているので、第１チップ２ａに関して説明し、第１チップ２ａにおける対応する構成には第２チップ２ｂに同一の参照符号を付し、同様の構成については説明を省略する。図３に示すように、第１チップ２ａは、大略的に板状に形成され、厚み方向に垂直な平面に投影した投影形状が略平行四辺形形状に形成される。

第１チップ２ａには、厚み方向Ａに貫通する貫通孔１６が形成される。貫通孔１６は、第１チップ２ａをホルダ３に固定するための孔となり、円筒状に形成される。貫通孔１６は、第１チップ２ａの長手方向Ｂおよび幅方向Ｃにおける中央位置に形成される。第１チップ２ａは、貫通孔１６の軸線を基準軸線Ｌ２として、その基準軸線Ｌ２に関して１８０度回転対称形状、言い換えると２回回転対称形状に形成される。したがって任意の方向から第１チップ２ａを見たときに、基準軸線Ｌ２まわりに１８０度回転させた状態と、回転させる前の状態とで、同一の形状となる。

以下、基準軸線Ｌ２が延びる方向を厚み方向Ａと称する。また第１チップ２ａの厚み方向Ａに対して垂直な方向のうち、基準軸線Ｌ２に垂直な投影面に投影した場合に厚み方向表面の長辺に沿って延びる方向を長手方向Ｂと称する。また第１チップ２ａの厚み方向Ａおよび長手方向Ｂに対してともに垂直な方向を幅方向Ｃと称する。

第１チップ２ａは、厚み方向一方の表面部となる上面部１３の縁辺には切刃４が形成される。具体的には、第１チップ２ａは、上面部１３のうち、互いに対向する一対の長辺部分１４の縁辺に第１切刃４ａがそれぞれ形成される。また第１チップ２ａは、上面部１３のうち、互いに対向する一対の短辺部分１５の縁辺に第２切刃４ｂがそれぞれ形成される。各切刃４は、第１チップ２ａの上面１３と側面１０とが交差する交差稜となる。第１チップ２ａがホルダ３に装着された状態で、２つの第１切刃４ａのいずれかが、ホルダ３の軸線方向Ｘに延びる主切刃４ａとなり、２つの第２切刃４ｂのいずれかがホルダ３の半径方向Ｙに延びる副切刃４ｂとなる。第１チップ２ａの厚み方向他方側の表面部となる底面部１２は、底面１２が平坦状に形成される。第１切刃４ａと第２切刃４ｂとは、コーナ部１７を介して連なる。コーナ部１７には、予め定める曲率半径の円弧に沿って延びるコーナ切刃４ｃが形成される。このコーナ切刃４ｃは、第１切刃４ａと第２切刃４ｂとを連結する。

各長辺部分１４の上面部１３には、第１切刃４ａから幅方向Ｃに離反するにつれて、厚み方向Ａ他方に傾斜するすくい面１８がそれぞれ形成される。各長辺部分１４の幅方向Ｃ側面１０には、第１切刃４ａから厚み方向Ａ他方に離反するにつれて、幅方向Ｃに没入する逃げ面１９がそれぞれ形成される。各短辺部分１５は、第２切刃４ｂから長手方向Ｂに離反するにつれて、厚み方向Ａ他方に傾斜するすくい面１８がそれぞれ形成される。各短辺部分１５の長手方向Ｂ側面１０には、第２切刃４ｂから厚み方向Ａ他方に離反するにつれて、長手方向Ｂに没入する逃げ面１９がそれぞれ形成される。各長辺部分１４の各幅方向Ｃ表面は、第１チップ２ａがホルダ３に当接するための第１当接面１１となる。各短辺部分１５の長手方向Ｂ表面は、第１チップ２ａがホルダ３に当接するための第２当接面１１となる各長辺部分１４および各短辺部分１５の上面部１３には、ランド２０が形成される。したがって、前述の第１および第２すくい面１８上には、第１切刃４ａに沿って設けた幅が狭い帯状の面であるランド２０が設けられる。

このように第１チップ２ａは、厚み方向Ａ一方から厚み方向Ａ他方に向かって第１チップ２ａを見た平面視において、略平行四辺形をなす本体の側面１０と上面１３とで構成される交差稜の角部のうち対角線上に相対する２つの角部にコーナ切刃４ｃを形成し、そのコーナ切刃４ｃを挟んで両隣に主切刃４ａを形成するための第１切刃４ａと、副切刃４ｂいわゆるさらえ刃を形成するための第２切刃４ｂとを備える。また前記上面の前記第１切刃４ａに沿う部分には、一定のすくい角が付されたすくい面１８を備える。第１切刃４ａは、コーナ切刃４ｃから長手方向Ｂに離れるにつれて、コーナ切刃４ｃを含み基準軸線Ｌ２に垂直な平面から漸次遠ざかるように傾斜し、いわゆる捩れ角θを有する捩れ形状に形成される。

前述したように、第１チップ２ａが装着部５に装着された装着状態では、第１チップ２ａの底面１２が装着部５の着座面９に当接する。貫通孔１６の軸線となる基準軸線Ｌ２と、ねじ孔の軸線とは略一致する。第１チップ２ａの大部分は、溝６に収容される。第１チップ２ａの厚み方向Ａは、大略的にホルダ３の周方向Ｒに平行である。第１チップ２ａの長手方向Ｂは、大略的にホルダ３の軸線方向Ｘに平行である。第１チップ２ａの幅方向Ｃは、大略的にホルダ３の半径方向Ｙに平行である。

第１チップ２ａの一方または他方の第１切刃４ａは、ホルダ３の外周面から半径方向外方Ｙ２に、予め定める突出量で突出する。前記一方または他方の第１切刃４ａは、主切刃４となる。第１チップ２ａの一方または他方の第２切刃４ｂは、ホルダ３の端面から軸線方向一方Ｘ１に、予め定める突出量で突出する。前記一方または他方の第２切刃４ｂは副切刃４となる。第１チップ２ａの前記突出量と、第２チップ２ｂの前記突出量とは、互いに等しくなるようにホルダ３に装着される。したがって第１チップ２ａと第２チップ２ｂとの切削時の切刃４の回転軌跡は、互いに等しい。

第１チップ２ａは、周方向Ｒに互いに隣接しないように装着部５の位置が選択される。また第２チップ２ｂは、周方向Ｒに互いに隣接しないように装着部５の位置が選択される。換言すると、第１チップ２ａと第２チップ２ｂとが周方向Ｒに交互に装着されるように設定される。本実施の形態では、５つの装着部５のうち、２つの装着部５に第１チップ２ａがそれぞれ装着されるので、２つの第１チップ２ａは、互いに隣接して装着されるチップ２が第２チップ２ｂとなるように、装着部５の位置が設定される。

第１チップ２ａは、切削時の切削抵抗が第２チップ２ｂと互いに異なるように構成される。第１チップ２ａは、切削時の切削抵抗が第２チップ２ｂの切削時の切削抵抗より大きくなるように構成される。本実施の形態では、第１チップ２ａの切刃４の強度は、第２チップ２ｂの切刃４の強度より大きくなるように構成される。

ここで、切削抵抗の測定については、キスラー社製切削抵抗測定器等の市販の切削抵抗測定装置を用いて測定可能であり、測定される３つの分力（主分力、送り分力、背分力）のうち、主分力を比較することで各切刃による切削抵抗の大小を見極めることができる。具体的には、ホルダ３に第１チップ２ａと第２チップ２ｂとを装着して任意の切削条件にて切削を行い、その際の切削抵抗を上記測定装置で測定し、得られたデータより各チップにおける主分力のピーク値を比較する。そして、第１チップ２ａにおける主分力ピーク値ｐ１と第２チップ２ｂにおける主分力ピーク値ｐ２との比が、（ｐ１／ｐ２）≧１．１の関係にある場合を、第１チップ２ａの切削抵抗が第２チップ２ｂの切削抵抗より大きいと判断する。

本実施の形態では、図４および図６に示すように第１チップ２ａのランド２０の幅寸法Ｔ１と第２チップ２ｂとのランド２０の幅寸法Ｔ２とが異なり、第１チップ２ａのランド２０の幅寸法Ｔ１が第２チップ２ｂのランド２０の幅寸法Ｔ２より大きくなるように構成
される。したがって第１チップ２ａは、切刃４ａが第２チップ２ｂの切刃４ａより強化された、いわゆる刃先強化型チップ２となる。また第２チップ２ｂは、ランド２０の幅寸法Ｔ２が第１チップ２ａのランド２０の幅寸法Ｔ１より小さいので切れ味を向上した、いわゆる切味重視型チップ２となる。第１チップ２ａのランド２０の幅寸法Ｔ１は、第２チップ２ｂのランド２０の幅寸法Ｔ２より、たとえば２倍以上５倍以下に設定される。したがって第１チップ２ａのランド２０の幅寸法Ｔ１は、たとえば０．２０ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下に設定され、第２チップ２ｂのランド２０の幅寸法Ｔ２は、たとえば０．０５ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下に設定される。

以上説明したように、本実施の形態の切削工具１では、各チップ２は、周方向Ｒに等間隔をあけて着脱可能に構成される。したがってホルダ３を軸線Ｌ１まわりに回転させて被削材を切刃４にて切削する場合、各チップ２の周方向Ｒの間隔に起因して、チップ２の切削抵抗がホルダ３に一定期間経過毎に作用する。第１チップ２ａの切削時の切削抵抗は、第２チップ２ｂの切削時の切削抵抗より大きく設定される。第１チップ２ａの切刃４の強度は、第２チップ２ｂの切刃４の強度より大きく設定される。これによって第１チップ２ａである刃先強化型チップ２ａは、第２チップ２ｂである切味重視型チップ２ｂよりも切削時の切削抵抗が大きくなる。したがって切削時のホルダ３に作用する切削抵抗も、刃先強化型チップ２の切削時の方が、切味重視型チップ２ｂの切削時よりも大きくなるので、ホルダ３に作用する切削抵抗が切削するチップ２に起因して異なるようにすることができる。したがってホルダ３には、一定期間経過毎に切削抵抗が作用するが、作用する切削抵抗の大きさは異なるので、ホルダ３に作用する切削抵抗に基づいて、規則的な振動の発生を抑制することができる。これによってホルダ３にチップ２からの切削抵抗に基づくびびりおよび共振を抑制することができる。また本実施の形態では、チップ２は、ホルダ３に等間隔に設けられるので、ホルダ３の肉厚を均等にすることができ、局部的にホルダ３の剛性が低下して破損することを確実に防止することができる。

また本実施の形態では、複数のチップ２は、切削時の切刃４の回転軌跡が互いに等しくなるように装着される。回転軌跡が等しい場合であっても、前述したようにホルダ３に作用する切削抵抗がチップ２によって異なるので、規則的な振動の発生を抑制することができる。また回転軌跡が等しいので、被削材を高精度に所望の形状に加工することができる。またこのように回転軌跡が等しい場合であっても、前述の第１チップ２ａおよび第２チップ２ｂを用いることによって、切削抵抗が第１チップ２ａと第２チップ２ｂとで異なるので、共振を確実に防止することができる。

さらに本実施の形態では、第１チップ２ａは、ランド２０の幅寸法Ｔ１が、第２チップ２ｂのランド２０の幅寸法Ｔ２と異なる。第１チップ２ａおよび第２チップ２ｂのランド２０の幅寸法Ｔを変更することによって、第１チップ２ａと第２チップ２ｂとの切刃４の強度を変更することができる。第１チップ２ａのランド２０の幅寸法Ｔ１は、第２チップ２ｂのランド２０の幅寸法Ｔ２より、たとえば２倍以上５倍以下に設定される。これによって第１チップ２ａの切削抵抗と、第２チップ２ｂとの切削抵抗とが確実に異なり、切削抵抗が一定の期間経過毎にホルダ３に作用した場合であっても規則的な振動が生じることを防ぐことができる。したがって第１チップ２ａおよび第２チップ２ｂの切削抵抗を、ランド２０の幅寸法Ｔに基づいて所望の値に変更して、ホルダ３に作用する切削抵抗を制御することができる。これによってより効果的にホルダ３の規則的な振動の発生を抑制することができる。

また切削工具１は、ホルダ３が小径であり、複数のチップ２が設けられる、いわゆる小径多刃エンドミルである場合、ホルダ３に規則的な振動に基づく共振によって損傷が生じやすいが、前述のような２種類のチップ２を単に装着するだけで、共振を簡単に防止することができる。これによって小径のホルダ３が損傷することを防いで、小径多刃エンドミ
ルによる被削材の高速加工が可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態の切削工具１Ａに関して説明する。図７は、本実施の形態の切削工具１Ａを構成する第３チップ２１および第４チップ２２の一部を拡大して示す側面図である。図７では、理解を容易にするために、第３チップ２１を実線で示し、第４チップ２２を破線で示す。本実施の形態では、ホルダ３に装着される第３チップ２１および第４チップ２２にはランド２０は形成されず、第３チップ２１と第４チップ２２とは逃げ角βおよびすくい角γが互いに異なる。

第３チップ２１の逃げ角β１と第４チップ２２の逃げ角β２とが異なり、第３チップ２１の逃げ角β１が第４チップ２２の逃げ角β２より大きくなるように構成される。第３チップ２１のすくい角γ１と第４チップ２２のすくい角γ２とが異なり、第３チップ２１のすくい角γ１が第４チップ２２のすくい角γ２より大きくなるように構成される。したがって第４チップ２２は、刃先が第３チップ２１より強化された、いわゆる刃先強化型チップ２２となる。また第３チップ２１は、逃げ角βおよびすくい角γが大きいので切れ味を向上した、いわゆる切味重視型チップ２１となる。

このように本実施の形態では、第３チップ２１は、逃げ角β１が、第４チップ２２の逃げ角β２と異なる。第３チップ２１および第４チップ２２の逃げ角βを変更することによって、第３チップ２１と第４チップ２２との切刃４の強度を変更することができる。同様に、第３チップ２１は、すくい角γ１が、第４チップ２２のすくい角γ２と異なる。第３チップ２１および第４チップ２２のすくい角γを変更することによって、第３チップ２１と第４チップ２２との切刃４の強度を変更することができる。

第３チップ２１のすくい角β１は、第４チップ２２の逃げ角β２より、たとえば２倍以上５倍以下に設定される。これによって第３チップ２１の切削抵抗と、第４チップ２２との切削抵抗とが確実に異なり、かつ切削抵抗が一定の期間期間毎にホルダ３に作用した場合であっても規則的な振動が生じることを防ぐことができる。

また第３チップ２１のすくい角γ１は、第４チップ２２のすくい角γ２より、たとえば２倍以上５倍以下に設定される。これによって、第３チップ２１の切削抵抗と、第４チップ２２との切削抵抗とが確実に異なり、かつ切削抵抗が一定の期間経過毎にホルダ３に作用した場合であっても規則的な振動が生じることを防ぐことができる。

また本実施の形態のように、逃げ角βおよびすくい角γの両方が互いに異なるので、さらに切削抵抗を確実に異なるように第３チップ２１および第４チップ２２を構成することができる。切削抵抗が一定の期間経過毎にホルダ３に作用した場合であっても規則的な振動が生じることを防ぐことができる。

次に、本発明の第３の実施の形態の切削工具１Ｂに関して説明する。図８は、本実施の形態の切削工具１Ｂを構成する第５チップ２３および第６チップ２４の一部を拡大して示す側面図である。図８では、理解を容易にするために、第５チップ２３を実線で示し、第６チップ２４を破線で示す。本実施の形態では、ホルダ３に装着される第５チップ２３および第６チップ２４にはランド２０は形成されず、第３チップ２１と第４チップ２２とは切刃４の形状が互いに異なる。

第５チップ２３と第６チップ２４とは切刃２３ａ，２４ａの形状が異なり、第５チップ２３の切刃２３ａは尖鋭状であり、第６チップ２４の切刃２４ａは予め定める曲率半径の円弧に沿って延びる丸み状に形成される。したがって第６チップ２４は、切刃２４ａが第５チップ２３より強化された、いわゆる刃先強化型チップ２４となる。また第５チップ２
３は、切刃２３ａが尖鋭状であるので切れ味を向上した、いわゆる切味重視型チップ２３となる。

このように本実施の形態では、切刃２３ａ，２４ａの形状が互いに異なる。第５チップ２３および第６チップ２４の切刃２３ａ，２４ａの形状を変更することによって、第５チップ２３と第６チップ２４との切刃２３ａ，２４ａの強度を変更することができる。これによって第５チップ２３の切削抵抗と、第６チップ２４との切削抵抗とが確実に異なり、かつ切削抵抗が一定の期間経過毎にホルダ３に作用した場合であっても規則的な振動が生じることを防ぐことができる。また本実施の形態では、切刃２３ａ，２４ａは尖鋭状と丸み状と２種類であるが、これに限ることはなく、面取り状であってもよく、これらの組合わせであってもよい。

次に、本発明の第４の実施の形態の切削工具１Ｃに関して説明する。図９は、本実施の形態の切削工具１Ｃを拡大して示す正面図である。本実施の形態では、第１チップ２ａの切削時の切刃４の回転軌跡は、第２チップ２ｂの切削時の切刃４の回転軌跡と異なる点に特徴を有する。

第１チップ２ａの一方または他方の第１切刃４ａは、ホルダ３の外周面から半径方向外方Ｙ２に、予め定める突出量Ｐ１で突出する。第２チップ２ｂの一方または他方の第１切刃４ａは、ホルダ３の外周面から半径方向外方Ｙ２に、予め定める突出量Ｐ２（図示せず）で突出する。本実施の形態では、第１チップ２ａの前記突出量Ｐ１は、第２チップ２ｂの前記突出量Ｐ２より大きくなるように構成される。したがって第１チップ２ａと第２チップ２ｂとの切削時の切刃４の回転軌跡は、互いに異なる。

前述したように第１チップ２ａは、切刃強化型チップ２であるので、突出量Ｐ１が大きくなっても、切削抵抗によって第１チップ２ａが破損することを防ぐことができる。また第２チップ２ｂは、切味重視型チップ２ｂであるので、突出量Ｐ２を可及的に小さくすることによってチップ２が破損することを防止することができる。

このように、第１チップ２ａと第２チップ２ｂとは、切削時の切刃４の回転軌跡と異なるので、回転軌跡がホルダ３半径方向外方にある第１チップ２ａは、回転軌跡がホルダ３半径方向内方にある第２チップ２ｂよりも、切削抵抗を大きくすることができる。回転軌跡がホルダ３半径方向外方にある第１チップ２ａを、強度が大きい刃先強化型チップ２を用いることによって、チップ２の切削時の欠損を防止することができる。また第１チップ２ａと第２チップ２ｂとの切削抵抗の差は、回転軌跡が等しい場合よりも大きくすることができる。したがってより効果的にホルダ３の共振の発生を抑制することができる。

また本実施の形態では、複数種類のチップ２を用いて、突出量をチップ２の強度に応じて変更するように構成してもよい。これによってホルダ３に与えられる切削抵抗が変化し、規則的な振動の発生を抑制することができる。複数種類のチップ２を用いて、突出量を変化させる場合、隣接するチップ２の突出量との差は、切刃４の強度に応じて設定することが好ましい。これによって、チップ２が破損することを可及的に防ぐことができる。

前述の各実施の形態では、複数のチップ２のうち２つのチップ２の構成を残余のチップ２の構成と異なるように構成されるが、これに限ることはなく、少なくとも１つのチップ２を他のチップ２と切削抵抗が異なるように構成することによって、同様の効果を達成することができる。また前述の各実施の形態では、２種類のチップ２を用いることによってチップ２の管理が容易となるが、２種類に限ることはなく、３種類以上であってもよい。

また前述の実施の各形態では、ホルダとチップとは別体に設けられているが、ホルダと
チップとを一体に構成してもよい。したがって切削工具は、工具本体と、工具本体の周方向に等間隔をあけて設けられ、工具本体の外周部から突出する切刃がそれぞれ形成される複数の切刃部とを含むように構成され、工具本体を軸線まわりに回転させて被削材を切削する場合、複数の切刃部のうち、少なくともいずれか１つの切刃部の切刃の強度は、残余の切刃部の切刃の強度より大きくなるように構成される。このような構成であっても、前述の実施の各形態と同様の作用および効果を達成することができる。

第１の実施の形態の切削工具１を拡大して示す正面図である。切削工具１の一部を拡大して示す側面図である。第１チップ２ａを示す斜視図である。第１チップ２ａの一部を拡大して示す側面図である。第２チップ２ｂを示す斜視図である。第２チップ２ｂの一部を拡大して示す側面図である。切削工具１Ａを構成する第３チップ２１および第４チップ２２の一部を拡大して示す側面図である。切削工具１Ｂを構成する第５チップ２３および第６チップ２４の一部を拡大して示す側面図である。切削工具１Ｃを拡大して示す正面図である。

符号の説明

１切削工具
２チップ
２ａ第１チップ
２ｂ第２チップ
３ホルダ
４切刃
２０ランド
２１第３チップ
２２第４チップ
２３第５チップ
２４第６チップ

Claims

略円柱状に形成され、軸線まわりに回転されるホルダと、
ホルダ周方向に等間隔をあけて着脱可能であり、前記ホルダに装着された状態でホルダの外周部から突出する切刃がそれぞれ形成される複数の種類のスローアウェイチップとを含む切削工具であって、
複数の種類のスローアウェイチップのうち、少なくともいずれか１種類のスローアウェイチップの切削時の切削抵抗は、残余の種類のスローアウェイチップの切削時の切削抵抗より大きく、
複数の種類のスローアウェイチップは、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップと切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップとを含み、
切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップは、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップよりも強度が大きい種類のスローアウェイチップであり、
切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向外方にある種類のスローアウェイチップのランドの幅寸法は、切削時の切刃の回転軌跡がホルダ半径方向内方にある種類のスローアウェイチップのランドの幅寸法の２倍以上５倍以下に設定されることを特徴とする切削工具。
複数の種類のスローアウェイチップのうち、少なくともいずれか１種類のスローアウェイチップは、すくい角および逃げ角のうち、少なくともいずれか１つが、残余の種類のスローアウェイチップと異なることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
略円柱状に形成され、軸線まわりに回転される本体と、
本体の周方向に等間隔をあけて設けられ、本体の外周部から突出する切刃がそれぞれ形成される複数の切刃部とを含む切削工具であって、
本体を軸線まわりに回転させて被削材を切削する場合、複数の切刃部のうち、少なくともいずれか１つの切刃部による切削時の切削抵抗は、残余の切刃部による切削時の切削抵抗より大きく、
複数の切刃部は、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部と切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部とを含み、
切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部は、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部よりも強度が大きく、
切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向外方にある切刃部のランドの幅寸法は、切削時の切刃の回転軌跡が本体の半径方向内方にある切刃部のランドの幅寸法の２倍以上５倍以下に設定されることを特徴とする切削工具。