JP5141081B2 - スローアウェイチップおよびこれを用いたスローアウェイ式旋削工具 - Google Patents
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Description
外径倣い加工においては、規定の製品形状に沿って加工を行うため、加工物との干渉を回避しつつ食い込み加工が可能なチップ形状が必要とされる。この場合には、一般的に刃先角の小さいスローアウェイチップ、例えば、頂角が55°や35°の菱形のチップが使用されている。
本発明は、下面の形状が、開度εが55°以下の鋭角コーナ部(4)を2つ備える略菱形形状であり、且つ該鋭角コーナ部(4)以外の2つの角部が切除された形状をなし、前記下面には凹部(7)が形成され、該凹部(7)の内壁面はV字に交差する一対の被拘束面(8a)を二対備え、且つ被拘束面(8a)同士の交差部はいずれも前記鋭角コーナ部(4)と向かい合うように配置され、前記各対の被拘束面(8a)同士の交差角度であって、且つ前記凹部(7)の外側から規定される角度αが、前記鋭角コーナ部(4)の開度εよりも大きいスローアウェイチップ、および本発明のスローアウェイチップを用い、前記スローアウェイチップの被拘束面(8a)同士がなす角度αが180°よりも小さく、該スローアウェイチップを固定するための工具本体(20)に形成されたチップ取付座(12)は凸部(13)を備え、該凸部(13)は主切れ刃(5a)に遠い側に位置する前記スローアウェイチップの被拘束面(8a)の一方と面接触する側壁(14)を備えるスローアウェイ式旋削工具である。
このように構成することで、前記スローアウェイチップの工具本体へのクランプ力を維持しつつ、前記チップ取付座近傍の前記旋削工具本体の先端部における余肉を削ぎ落とすことが可能となる。したがって、倣い加工時に加工物に干渉するおそれのある先端部における前記旋削工具本体の幅寸法を小さく設定することで、加工領域を広げることができる。
これにより、送り分力を受けることとなる凸部の剛性が確保されるので、切削に伴って凸部が折損してしまう等の問題が生じることもない。
このように構成することで、前記チップ着座面に前記凹部を形成しても、前記スローアウェイチップ自体は十分な厚みを有するためチップ剛性を維持することができ、前記被拘束面の面積を大きく設定することができる。これにより、前記スローアウェイチップの前記旋削工具本体へのクランプ力が向上し、安定したクランプ状態を得ることができる。
4.76mm < C < 20.0mm (1)
ここで、Cは前記スローアウェイチップの厚さ寸法である。
前記スローアウェイチップの厚さ寸法(C)が4.76mm以下であると、前記凹部深さを十分に確保することができず、前記スーアウェイチップの工具本体へのクランプ力が低下するおそれがあるからである。また、前記スローアウェイチップの厚さ寸法(C)が20.0mm以上であると、前記旋削工具本体の前記チップ取付座が設けられた先端部における高さ寸法が小さくなり、工具剛性が低下するからである。
1.0mm ≦ h < C/2 (2)
ここで、hは前記凹部の深さ寸法である。
前記凹部の深さ寸法(h)が、1.0mmより小さいと、送り分力を受けることとなる前記凸部の側壁と係合する前記被拘束面の面積を十分に確保することができず、期待するような効果が得られないからである。一方、スローアウェイチップの厚さ寸法(C)の半分以上であるとチップ自体の剛性を維持できないからである。
このように構成することで、前記スローアウェイチップの工具本体へのクランプ力を維持しつつ、前記チップ取付座近傍の前記旋削工具本体の先端部における余肉を削ぎ落とすことが可能となる。したがって、倣い加工時に加工物に干渉するおそれのある先端部における前記旋削工具本体の幅寸法を小さく設定することで、加工領域を広げることができる。
これにより、送り分力を受けることとなる前記凸部の剛性が確保されて、切削に伴って前記凸部が折損してしまう等の問題が生じることもない。
ε ≦ α < 180° (3)
前記2つの被拘束面がなす角度(α)が前記刃先角(ε)より小さいと、前記凸部の横方向における幅寸法を十分に確保することができず剛性に劣り、切削に伴って前記凸部が折損してしまう等のおそれがあるからである。また、前記2つの被拘束面がなす角度(α)が180°以上であると、これに係合する凸部の側壁において送り分力を受けることができない。つまり、従来技術のように主切れ刃となる切れ刃に対向するチップ取付座の壁面で送り分力を受けることとなり、前記スローアウェイチップの着座面に前記チップ取付座の底面に突設された凸部と係合する凹部を設け、これら凹凸部が係合した状態でスローアウェイチップが工具本体に装着されるように構成する意味がないからである。
また、上記発明においては、以下の条件式(1)を満足することとしてもよい。
4.76mm < C < 20.0mm (1)
ここで、Cは前記スローアウェイチップの厚さ寸法である。
また、上記発明においては、以下の条件式(2)を満足することとしてもよい。
1.0mm ≦ h < C/2 (2)
ここで、hは前記凹部の深さ寸法である。
本実施形態に係るスローアウェイチップ1は、超硬合金、サーメット、セラミックス等から構成され、図1(a)(b)に示されるように、平面視において刃先角εが35°である菱形の多面体からなり、この上下面に形成されたすくい面2と、これらすくい面2に交差する側面に形成された逃げ面3と、各すくい面2と逃げ面3との交差稜線部に各鋭角コーナ部4に対し対称に延びる4対の切れ刃5,5とを有し、チップの厚さ寸法Cが内接円の直径Aよりも大きい、いわゆる縦型のネガティブチップからなる。
この凹部7の底面9は略蝶形状をなし、この凹部7の底面9に直交して2対のV字形状の被拘束面8,8が備えられている。
したがって、以下の条件式(1)および(2)を満足する。
4.76mm < C < 20.0mm (1)
1.0mm ≦ h < C/2 (2)
したがって、以下の条件式(3)を満足する。
ε ≦ α < 180° (3)
そのため、使用時において主に旋削作用に関与する切れ刃である主切れ刃5aに平行な線L1と、この主切れ刃5aに対向する被拘束面8aに平行な線L2とが、互いに平行ではなく交差するような構成となっている。
このチップ取付座12は、平面視においてこれに装着されるスローアウェイチップ1の着座面6の形状と略同一形状をなし、ボデーの長手方向の中心軸線に平行な平坦面をなす底面とこれに交差する壁面とからなり、この底面に直交して凸部13が突設されている。
この凸部13は、図3(b)に示されるように、略三角柱をなし、チップ装着時において主切れ刃5aに対向する側には、凹部7と係合して送り分力を受けることとなる側壁14が備えられている。
本実施形態に係るスローアウェイバイト10によれば、装着されたスローアウェイチップ1の刃先角εが35°と小さいので、加工物との干渉を回避しつつ製品形状に沿って倣い加工を行うことができる。
また、鋭角コーナ部4に対し対称に延びる1対の切れ刃5,5を有していることから、このスローアウェイチップ1を、本実施形態に係るスローアウェイバイト10とはボデーの先端部11の構成が左右逆になるように設計した右勝手のスローアウェイバイトに取り付けて使用することにより、左勝手のスローアウェイバイト10による取り残し部分を加工することができる。
また、このスローアウェイチップ1には、上下面あわせて全部で4つの鋭角コーナ部4に対し対称に延びる4対の切れ刃5,5が設けられていることから、向きを変えて配置することにより複数の切れ刃により旋削加工を行うことができ経済的である。
したがって、スローアウェイチップ1のバイト本体へのクランプ力を維持しつつ、加工物への干渉の原因となるチップ取付座12近傍のボデーの先端部11における余肉を削ぎ落とすことができる(図2(b)参照)。その結果、倣い加工できる加工領域が拡大される。
したがって、スローアウェイチップ1自体が十分な厚みを有するので、凹部7の深さ寸法hをある程度深く設定してもチップ剛性が低下することがない。つまり、チップ剛性を維持しつつ、凹部7の被拘束面8と送り分力を受けることとなる凸部13の側壁14との接触面積を十分に確保することができる程度に、凹部7を深く形成できる。その結果、クランプ力に優れる。そのため、旋削加工に伴いスローアウェイチップ1が浮き上がってしまいびびり振動を誘発したり、刃先が損傷したりするおそれがない。
したがって、刃先角εの小さいスローアウェイチップ1と平面視においてほぼ同様の形状をなすチップ取付座12に凸部13を形成するときでも、凸部13の工具長手方向に直角に測った横方向における幅寸法を、十分に確保することができる。これにより、旋削加工時の送り分力を受けることとなる凸部13の剛性を確保できるので、切削に伴い凸部13が折損してしまうおそれ等がない。
ここで、凹凸部7,13の形状を互いに嵌合するような同形状の円柱形状とした場合、凸部の直径が凹部の直径よりも小さいため、送り分力を1点(線)で受けることとなる。これに対し、本実施形態によれば、凹部7のV字形状の被拘束面8,8(図4参照)と円柱状の凸部13の外周面が接触する2点(線)で、倣い加工時の様々な方向の送り分力を受けることとなるので、安定したクランプ剛性を得ることができる。
また、本実施形態においては、スローアウェイチップ1の厚さ寸法Cを10.0mmとしたが、これに限定されるものではなく、他の任意の厚さにすることもできる。この厚さ寸法Cは、4.76mmより大きく20.0mmより小さい範囲で設定することが好ましい。4.76mm以下だと凹部7の深さを十分に確保することができないことからクランプ力に劣り、20.0mm以上だとチップ取付座12が設けられるバイト本体の先端部11における長さ方向に垂直に測った高さ寸法が小さくなり、工具剛性が低下するからである。
また、本実施形態においてはネガティブチップ1としたが、ポジティブチップにも適用可能である。ポジティブチップの場合には、チップ下面のみに凹部が形成されることとなる。
4 鋭角コーナ部
5 切れ刃
5a 主切れ刃
6 着座面
7 凹部
8 被拘束面
8a 主切れ刃に対向する被拘束面
10 スローアウェイバイト(スローアウェイ式旋削工具)
12 チップ取付座
13 凸部
14 凸部の側壁
C チップの厚さ寸法
h 凹部の深さ寸法
α 2つの被拘束面がなす角度
ε 刃先角
Claims (6)
- 下面の形状が、開度εが55°以下の鋭角コーナ部(4)を2つ備える略菱形形状であり、且つ該鋭角コーナ部(4)以外の2つの角部が切除された形状をなし、
前記下面には凹部(7)が形成され、該凹部(7)の内壁面はV字に交差する一対の被拘束面(8a)を二対備え、且つ被拘束面(8a)同士の交差部はいずれも前記鋭角コーナ部(4)と向かい合うように配置され、
前記各対の被拘束面(8a)同士の交差角度であって、且つ前記凹部(7)の外側から規定される角度αが、前記鋭角コーナ部(4)の開度εよりも大きいスローアウェイチップ。 - 逃げ角が0°であって、側面に直交するある回転軸に対して180°回転対称な形状で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。
- 下面が該下面に直交するある回転軸線を中心として180°回転対称な形状であることを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載のスローアウェイチップ。
- 前記すくい面に交差する方向における前記スローアウェイチップの厚さ寸法が、前記スローアウェイチップに内接する円の直径よりも大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のスローアウェイチップ。
- 請求項1から4のいずれかのスローアウェイチップを用いるスローアウェイ式旋削工具であって、
前記スローアウェイチップの被拘束面(8a)同士がなす角度αが180°よりも小さく、該スローアウェイチップを固定するための工具本体(20)に形成されたチップ取付座(12)は凸部(13)を備え、該凸部(13)は主切れ刃(5a)に遠い側に位置する前記スローアウェイチップの被拘束面(8a)の一方と面接触する側壁(14)を備えることを特徴とするスローアウェイ式旋削工具。 - 請求項1から4のいずれかのスローアウェイチップを用いるスローアウェイ式旋削工具であって、
前記スローアウェイチップの被拘束面(8a)同士がなす角度αが180°よりも大きく、
該スローアウェイチップを固定するための工具本体(20)に形成されたチップ取付座(12)は凸部(13)を備え、
該凸部(13)は円柱状であって、且つ前記一対の被拘束面(8a)のそれぞれに当接することを特徴とするスローアウェイ式旋削工具。
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