JP5317662B2 - Cutting tips and milling cutters - Google Patents
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Description
本発明は、送り速度を上げても仕上面粗さを維持または向上できる切削チップ及びフライスに関する。 The present invention relates to a cutting tip and a milling cutter that can maintain or improve the finished surface roughness even when the feed rate is increased.
従来から、切削工具として、チップ、カートリッジとホルダの組付け方法に特徴のあるサイドカッタ(例えば特許文献1,2参照)や、切れ刃の工夫により切削抵抗を低減させて、精度良く加工しようとするサイドカッタ(例えば特許文献3参照)が利用されている。
しかしながら、従来のサイドカッタ(側フライス)では、送り速度を上げた場合、加工物にスキャラップハイトが形成されることがある。そのため、加工物の側面の面粗さの維持や向上が困難である場合が少なくない。 However, in the conventional side cutter (side milling), when the feed rate is increased, a scallop height may be formed on the workpiece. Therefore, it is often difficult to maintain or improve the surface roughness of the side surface of the workpiece.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、送り速度を上げても仕上面粗さを維持または向上でき、高能率な機械加工が可能となる切削チップ及びフライスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a cutting tip and a milling cutter that can maintain or improve the roughness of the finished surface even when the feed rate is increased, and that enables highly efficient machining. To do.
本発明は上記課題を解決するために、フライスに取り付けられる切削チップであって、切削チップ本体は、略6面体形状であり、フライスに取り付けられたときに該フライスの外周面及び側面の一部となる面と、外周面に対向しフライスと接触する座面と、外周面と側面と座面とフライスとに接触する下面と、下面に対向する上面とを有し、外周面からねじを着脱自在に取り付けるためのねじ穴と、フライスに取り付けられたときに、該フライスの側面に円弧状の切れ刃を形成する切れ刃部と、を備え、切れ刃部は、ノーズコーナ部の曲率半径rと中央部の曲率半径Rとを有し、曲率半径rは曲率半径Rより小さく、切れ刃部の縁から、第1角度αで上面を切り取るとともに、第2角度βで外周面を切り取り、次式で定義される真のすくい角γが、0°〜30°となるように、すくい面を形成した切削チップを提供する。なお、γ=tan −1 {(sinβ)/(cosβ・cosα)}である。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cutting tip attached to a milling cutter, wherein the cutting tip body has a substantially hexahedral shape, and when attached to the milling cutter, a part of the outer peripheral surface and side surface of the milling cutter. A surface that faces the outer peripheral surface and contacts the milling surface, a lower surface that contacts the outer peripheral surface, the side surface, the seating surface, and the milling surface, and an upper surface that faces the lower surface. A screw hole for freely attaching, and a cutting edge portion that forms an arcuate cutting edge on the side surface of the milling cutter when attached to the milling cutter, and the cutting edge portion has a curvature radius r of the nose corner portion and The curvature radius r is smaller than the curvature radius R, and the upper surface is cut from the edge of the cutting edge portion at the first angle α and the outer peripheral surface is cut at the second angle β. The true rake angle γ defined by A cutting tip having a rake face formed to be 0 ° to 30 ° is provided. Note that γ = tan −1 {(sin β) / (cos β · cos α)}.
<作用>
従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより、外周面からねじを着脱自在に取り付けるためのねじ穴と、フライスに取り付けられたときに、該フライスの側面に円弧状の切れ刃を形成する切れ刃部とを備えた切削チップであるので、送り速度を上げても、スキャラップハイトを抑えることができ、高能率な機械加工が可能となる。
<Action>
Therefore, according to the present invention, by taking the above-described means, a screw hole for detachably attaching the screw from the outer peripheral surface, and an arc-shaped cutting edge on the side surface of the milling cutter when attached to the milling cutter. Since it is a cutting tip provided with the cutting edge part to form, even if it raises feed speed, a scallop height can be suppressed and highly efficient machining will be attained.
本発明によれば、送り速度を上げても仕上面粗さを維持または向上でき、高能率な機械加工が可能となる。 According to the present invention, the finished surface roughness can be maintained or improved even when the feed rate is increased, and highly efficient machining is possible.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係るフライス1の構成を示す模式図である。図1(A)が正面図であり、図1(B)がA−A’断面図である。ここではフライス1の一例として、工具径800mm、幅35mmの大きさのサイドカッタを示している。このサイドカッタは、軸線Lを中心に駆動機構に取付けられており、S方向に自転しながら、一定速度Fで紙面右方向に移動する。これにより、被切削物が切削され、加工物が製造される。サイドカッタには、複数の切削チップ10が取り付けられる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a
切削チップ10は、フライス1に取り付けられたときに、フライス1の外周面2と側面3とに切れ刃を形成するものである。本実施形態に係る切削チップ10は、フライス1に取り付けられたときに、図2に示すように、フライス1の側面3に円弧状の切れ刃を形成する切れ刃部CEを有している。この切削チップ10は、焼入れ鋼などで製造される。
When the
切削チップ本体の形状は、図3に示すように、略6面体形状である。具体的には、切削チップ10は、フライス1に取り付けられたときに該フライス1の外周面2及び側面3の一部となる外周面11及び側面12と、外周面11に対向しフライス1と接触する座面13と、外周面11と側面12と座面13とに隣接しフライス1と接触する下面14と、下面14に対向する上面15とを有している。
The shape of the cutting tip body is substantially hexahedral as shown in FIG. Specifically, when the
さらに詳しくは、図4に示す通りである。図4(A)・(B)はそれぞれ切削チップ10を外周面、及び座面から見た図であり、図4(C)は図4(A)のA方向より見た矢視図である。切削チップ10は、切れ刃部CEの縁から、第1角度αで上面15を切り取るとともに第2角度βで外周面11を切り取り、下式(1)で定義される真のすくい角γが金属切削の場合に0°〜30°となるように、すくい面15Rが形成される。
More details are as shown in FIG. 4A and 4B are views of the
γ=tan−1 {(sinβ)/(cosβ・cosα)} ・・・・・・(1)
ただし、第1角度αは0°〜90°の範囲の角度であり、第2角度βは10°〜60°の範囲の角度とする。好ましい例としては、角度(α,β)=(30°,10°)である。また、ここでは、長さD=20mm、厚さT=10mm、幅H=15mmとする。なお、図4(C)において、符号12Fは逃げ面を表わしている。
γ = tan −1 {(sin β) / (cos β · cos α)} (1)
However, the first angle α is an angle in the range of 0 ° to 90 °, and the second angle β is an angle in the range of 10 ° to 60 °. As a preferred example, the angle (α, β) = (30 °, 10 °). Here, the length D = 20 mm, the thickness T = 10 mm, and the width H = 15 mm. In FIG. 4C,
なお、切れ刃部CEにおいては、ノーズコーナ部の曲率半径rを、切削チップ10の厚さTの1/2の中央部の曲率半径Rより小さくしてある。また、ノーズコーナ部の曲率半径rは、加工物の隅部の曲率半径以下にする。例えば、タービンの蓋などを加工する場合には、曲率半径rを0.4mm〜1mmとする。また、中央部の曲率半径Rを50mm〜300mmとする。なお、曲率半径Rは、下式(2)に従って、スキャラップハイトRzが6/1000mm以下になるように設定される。ただし、fは刃当り送り量を表わす。
In the cutting edge portion CE, the radius of curvature r of the nose corner portion is set to be smaller than the radius of curvature R of the central portion that is ½ of the thickness T of the
R=f2/8Rz ・・・・・・(2)
また、切削チップ10は、外周面11からねじを着脱自在に取り付けるためのねじ穴16を有しており、軸線Lに直角にねじ留めされる。
R = f 2 / 8Rz (2)
The
図5は本実施形態に係る切削チップ10を取り付けたフライス1の動作を説明するための模式図である。フライス1は、駆動機構5により、S方向に自転するとともに、軸線Lと平行または垂直の方向に移動することで、加工物6を切削する。例えば、フライス1は、ケーシングの加工物などを切削する。
FIG. 5 is a schematic view for explaining the operation of the
図6は、本実施形態によるフライス1と一般的なフライスとの加工物6の仕上がり面を幾何学的に比較した模式図である。一般的なフライスは切れ刃が直線形状である。そのため、切れ刃部CE1の位置から刃当り送り量F1を進めた切れ刃部CE2の位置では、図6(A)に示すように、高さS1のスキャラップハイトが生じる。これに対し、本実施形態に係るフライス1は切れ刃が曲線形状である。そのため、切れ刃部CE3の位置から刃当り送り量F2を進めた切れ刃部CE4の位置では、図6(B)に示すように、高さS2のスキャラップハイトとなる。両者の仕上面粗さを比較すると、本実施形態によるフライス1では、同じ高さのスキャラップハイトにて刃当り送り量を大きくすることができる。つまり、S1=S2にするならば、F1>F2となる。このように本実施形態に係るフライス1によれば、送り量を大きくしても、良好な仕上面粗さが得られ、これにより高い生産性を得ることが可能となる。
FIG. 6 is a schematic diagram geometrically comparing the finished surfaces of the
なお、フライスの送り速度を上げた場合、曲率半径Rの大きい円弧状の切れ刃を形成しても、スキャラップハイトが大きくなることがある。なぜならば、切れ刃の曲率半径Rが大きくなると、切削時の切れ刃と加工物6との接触長さが長くなり、その結果びびり振動が発生するからである。これに対し、本実施形態に係るフライス1は、切れ刃部CEが上面15に対して第1角度α傾いており、外周面11に対して第2角度β傾いている。すなわち、いわゆる傾斜切削方式により切削することで、びびり振動を軽減することができる。
When the feed rate of the milling cutter is increased, the scallop height may be increased even if an arcuate cutting edge having a large curvature radius R is formed. This is because when the radius of curvature R of the cutting edge increases, the contact length between the cutting edge and the
また、切れ刃の曲率半径Rを大きくすると、加工物6の隅部6Cの加工において、削り残しが生じることもある。これに対し、本実施形態に係る切削チップ10では、ノーズコーナ部の曲率半径rが中央部の曲率半径Rより小さい切れ刃部CEを有しているので、隅部6Cでの削り残しを少なくすることができる。具体的には、ノーズコーナ部の曲率半径rを中央部の曲率半径Rより小さくした場合、隅部6Cの加工仕上がり面は図7(A)のように表わされる。これに対し、ノーズコーナ部の曲率半径rを小さくしなかった場合は、図7(B)に示すように、隅部6Cにおいて多くの削り残しが発生する。
Further, when the curvature radius R of the cutting edge is increased, uncut portions may be left in the processing of the
なお、本実施形態に係る切削チップ10はフライス1の刃先の一方の側面だけでなく、図8に示すように、両方の側面に取り付けても良い。これにより、フライス1を紙面左右方向に移動して使用することができる。
Note that the cutting
また、一般的なサイドカッタでは、側面2から切削チップのネジを取り付けることが多い。そのため、作業スペースが小さく、切削チップの取り付け作業に手間を要している。これに対し、本実施形態に係る切削チップ10は、外周面2からねじを着脱自在に取り付けるためのねじ穴16を有しているので、切削チップ10の交換作業等のメンテナンスが容易である。本発明者らの検討によれば、側面2からねじを取り付ける取り付け時間に比して、外周面3からねじを取り付ける取り付け時間は2/3程度となる。この点、切削チップ10の取り付け作業は多発するので、本実施形態に係る切削チップ10であれば、メンテナンスによる加工物の納期への影響を軽減することができる。
In general side cutters, a cutting tip screw is often attached from the
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine a component suitably in different embodiment.
1・・・フライス、2・・・フライスの外周面、3・・・フライスの側面、5・・・フライスの駆動機構、6・・・加工物、6C・・・隅部、10・・・切削チップ、11・・・外周面、12・・・側面、12F・・・逃げ面、13・・・座面、14・・・下面、15・・・上面、15R・・・すくい面、16・・・ねじ穴。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記切削チップ本体は、略6面体形状であり、前記フライスに取り付けられたときに該フライスの外周面及び側面の一部となる面と、前記外周面に対向し前記フライスと接触する座面と、前記外周面と前記側面と前記座面とに隣接し前記フライスと接触する下面と、前記下面に対向する上面とを有し、
前記外周面からねじを着脱自在に取り付けるためのねじ穴と、
前記フライスに取り付けられたときに、該フライスの側面に円弧状の切れ刃を形成する切れ刃部と、
を備え、
前記切れ刃部は、ノーズコーナ部の曲率半径rと中央部の曲率半径Rとを有し、曲率半径rは曲率半径Rより小さく、
前記切れ刃部の縁から、第1角度αで上面を切り取るとともに、第2角度βで外周面を切り取り、次式で定義される真のすくい角γが、0°〜30°となるように、すくい面を形成したことを特徴とする切削チップ。
γ=tan −1 {(sinβ)/(cosβ・cosα)} A cutting tip attached to a milling cutter,
The cutting tip body has a substantially hexahedron shape, a surface that is a part of an outer peripheral surface and a side surface of the milling cutter when attached to the milling cutter, and a seating surface that faces the outer peripheral surface and contacts the milling cutter. A lower surface adjacent to the outer peripheral surface, the side surface, and the seating surface and in contact with the milling cutter, and an upper surface facing the lower surface,
A screw hole for detachably attaching a screw from the outer peripheral surface;
A cutting edge portion that, when attached to the milling cutter, forms an arcuate cutting edge on the side surface of the milling cutter;
Equipped with a,
The cutting edge portion has a curvature radius r of the nose corner portion and a curvature radius R of the central portion, and the curvature radius r is smaller than the curvature radius R,
From the edge of the cutting edge portion, the upper surface is cut at the first angle α, and the outer peripheral surface is cut at the second angle β so that the true rake angle γ defined by the following formula is 0 ° to 30 °. A cutting tip characterized by forming a rake face .
γ = tan −1 {(sin β) / (cos β · cos α)}
前記ノーズコーナ部の曲率半径rが、被切削物の隅部の曲率半径以下であり、
前記中央部の曲率半径Rが、50mm〜300mmであることを特徴とする切削チップ。 The cutting tip according to claim 1 ,
The radius of curvature r of the nose corner portion is equal to or less than the radius of curvature of the corner of the workpiece;
A cutting tip having a radius of curvature R of the central portion of 50 mm to 300 mm.
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