JP5768971B2 - 刃具及び刃具の刃先形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、刃具及び刃具の刃先形成方法に関するものである。

従来から、正面フライスカッタ等の回転加工工具において、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、先端部１０ａに加工チップ等の刃具１２を装着し、所定時間使用後は刃具１２のみを交換することで切削能力を維持することを可能とした、加工工具アッセンブリー１０が用いられている。

ところで、刃具１２によって切削されるワークからは、カール形状の切り屑が発生する。そして、この切り屑がワークや加工設備に残留・堆積し、品質不具合や設備不具合を引き起こすことを防ぐために、いわゆる「ブレーカ」といった機能形状部を有する刃具も、広く採用されている（例えば、特許文献１、２参照）。ブレーカは、ワークの被加工面から発生する切り屑を、そのカール方向に短く分断するもので、例えば、刃具の、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先に対し、平行な段差状に形成される。
更に、切り屑のカール方向と直交する方向に切り屑を分断する機能形状部として、いわゆる「ニック」を設けた刃具も存在する。ニックは、例えば、刃具の、にげ面に、刃先に対し直交する方向へと形成される、断面Ｖ字状の溝である（図５（ｃ）の符号４０参照）。

特開２０１１−１０４７３８号公報 特開２０１１−３６９３２号公報

さて、上述のように、切り屑をより細かく分断するための機能形状部である、刃具のブレーカ及びニックは、刃先に対する形成方向が、平行又は直交するものである。したがって、刃具に対してブレーカ及びニックの各形状を形成する際、砥石等加工工具の走査方向が異なり、工数増加を来たすものである。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、刃具の刃先を形成するための工数の増加を防ぎつつ、刃具によって切削されるワークから発生する切り屑の、砕片化を促進することにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）コーナー部を挟んだ二辺の、すくい面の各々に、前記各辺と平行かつ前記コーナー部で交差する態様で、円弧断面状のブレーカが形成されている刃具。
本項に記載の刃具は、コーナー部を挟んだ二辺の、すくい面の各々に、各辺と平行かつコーナー部で交差する態様で形成された、円弧断面状のブレーカが、その交差部分において、ニックと同等の機能形状部を構成するものである。すなわち、円弧断面状のブレーカの交差部分は、切り屑のカール方向と直交する方向に切り屑を分断する、機能形状部となるものである。

（２）上記（１）項において、前記コーナー部から所定範囲において、前記コーナー部を挟んだ二辺の、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が、前記円弧断面状のブレーカと連続する断面形状で除去され、前記コーナー部に、前記刃先及び前記ブレーカの不連続面が形成されている刃具（請求項１）。
本項に記載の刃具は、コーナー部から所定範囲において、コーナー部を挟んだ二辺の、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が、円弧断面状のブレーカと連続する断面形状で除去されて、コーナー部に形成される、刃先及びブレーカの不連続面が、ニックと同等の機能形状部を構成するものである。

（３）上記（２）項において、前記ブレーカは、前記刃先から所定幅の、すくい面が残るように前記刃先に対し所定距離を置いて形成され、かつ、前記コーナー部のコーナーエッジには前記所定幅の、すくい面が残らぬように、前記コーナー部のコーナーエッジが面取り若しくは徐肉されている刃具（請求項２）。
本項に記載の刃具は、円弧断面状のブレーカが、刃先から所定幅の、すくい面が残るように刃先に対し所定距離を置いて形成され、かつ、コーナー部のコーナーエッジには所定幅の、すくい面が残らぬように、コーナー部のコーナーエッジが面取り若しくは徐肉されていることで、円弧断面状のブレーカの交差部分が、切り屑のカール方向と直交する方向に切り屑を分断する、機能形状部となるものである。

（４）刃具のコーナー部を挟んだ二辺の、すくい面の各々に対し、前記各辺と平行に円弧断面状のブレーカを形成し、該ブレーカを前記コーナー部で交差させる、刃具の刃先形成方法。
本項に記載の刃具の刃先形成方法は、刃具のコーナー部を挟んだ二辺の、すくい面の各々に対し、各辺と平行に円弧断面状のブレーカを形成するものである。しかも、ブレーカをコーナー部で交差させることで、円弧断面状のブレーカが、その交差部分において、ニックと同等の機能形状部を構成するものである。すなわち、円弧断面状のブレーカの交差部分を、切り屑のカール方向と直交する方向に切り屑を分断する、機能形状部に加工するものである。

（５）上記（４）項において、前記コーナー部を挟んだ二辺のうちの一方の辺に対し、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が残る位置にて、前記円弧断面状のブレーカを他方の辺の、にげ面へ至るように形成するステップと、前記他方の辺に対し、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が残る位置にて、前記円弧断面状のブレーカを前記一方の辺の、にげ面へ至るように形成するステップとを含む、刃具の刃先形成方法（請求項３）。
本項に記載の刃具の刃先形成方法は、コーナー部を挟んだ二辺のうちの一方の辺に対し、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が残る位置にて、円弧断面状のブレーカを他方の辺の、にげ面へ至るように形成する。又、他方の辺に対しても、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が残る位置にて、円弧断面状のブレーカを一方の辺の、にげ面へ至るように形成する。そして、コーナー部から所定範囲において、コーナー部を挟んだ二辺の、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先を、円弧断面状のブレーカと連続する断面形状で除去し、コーナー部に、刃先及びブレーカの不連続面を形成する。この、刃先及びブレーカの不連続面が、ニックと同等の機能形状部を構成するものである。

（６）上記（５）項の各ステップにおいて、前記コーナー部を挟んだ二辺の各々に対し、前記刃先から所定幅の、すくい面が残るように、前記刃先に対し所定距離を置いて前記ブレーカを形成し、かつ、前記各ステップに先立ち、前記コーナー部のコーナーエッジに前記所定幅の、すくい面が残らぬように、予め、前記コーナー部のコーナーエッジを面取り若しくは徐肉するステップを含む、刃具の刃先形成方法（請求項４）。
本項に記載の刃具の刃先形成方法は、コーナー部を挟んだ二辺の各々に対し、刃先から所定幅の、すくい面が残るように、刃先に対し所定距離を置いて円弧断面状のブレーカを形成する。しかも、上記（５）項の各ステップに先立ち、予め、コーナー部のコーナーエッジを面取り若しくは徐肉することにより、コーナー部のコーナーエッジに所定幅の、すくい面が残らぬようにすることで、コーナー部の、にげ面に、刃先及びブレーカの不連続面を露出させる。この、刃先及びブレーカの不連続面が、ニックと同等の機能形状部を構成するものである。

本発明はこのように構成したので、刃具の刃先を形成するための工数の増加を防ぎつつ、刃具によって切削されるワークから発生する切り屑の、砕片化を促進することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る刃具を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。 （ａ）は図１（ｂ）の矢視Ｂ図、（ｂ）は図１（ｂ）の矢視Ｃ図である。 図１に示される刃具の、刃先形成方法を示す説明図であり、（ａ）は、刃具のコーナー部を挟んだ二辺のうちの、一方の辺の、すくい面に対し、その辺と平行に円弧断面状のブレーカを形成する工程を、（ｂ）は、同他方の、すくい面に対し、その辺と平行に円弧断面状のブレーカを形成する工程を、（ｃ）は、（ａ）（ｂ）に示される工程における、側面視図を、（ｄ）は、すくい面に形成された、円弧断面状のブレーカ周辺部の断面図を、示したものである。 図１に示される刃具の、コーナー部のコーナーエッジに所定幅の、すくい面が残らぬように、コーナー部のコーナーエッジを面取り若しくは徐肉する範囲を示す、説明図である。 （ａ）は、図３（ａ）、（ｂ）の工程と異なる位置（直線部）に、円弧断面状のブレーカを形成する工程を、（ｂ）は、参考例として刃具のコーナー部にニックを形成する工程を、（ｃ）は、同じく参考例として、コーナー部に形成されたニックを示す図である。 （ａ）は、従来の加工工具アッセンブリーの側面図、（ｂ）は（ａ）の加工工具アッセンブリーの、先端部の拡大図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて説明する。本説明において、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、同一符号を付して、詳しい説明を省略する。

本発明の実施の形態に係る刃具１２は、図１、図２に示されるように、コーナー部１４を備えており、コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８の各々に、円弧断面状のブレーカ２０、２２（図３（ｄ）参照）が形成されている。円弧断面状のブレーカ２０、２２は、コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８の、すくい面１６Ｕ、１８Ｕに、二辺１６、１８と平行かつコーナー部１４で交差する態様で形成されている。
そして、コーナー部１４から所定範囲において、コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８の、すくい面１６Ｕ、１８Ｕと、にげ面１６Ｓ、１８Ｓとが交差する稜線により構成される刃先２４、２６が、円弧断面状のブレーカ２０、２２と連続する断面形状で除去されている。これにより、コーナー部１４に、刃先２４、２６及びブレーカ２０、２２の不連続面２８、３０が形成されている。

なお、円弧断面状のブレーカ２０、２２は、刃先２４、２６から所定幅の、すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’が残るように刃先２４、２６に対し所定距離Ｘ（図４）を置いて形成されている。一方、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａには、所定幅の、すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’が残らないように、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａが、面取り若しくは徐肉されているものである。この、コーナーエッジ１４Ａの面取りもしくは徐肉により、刃先２４、２６及びブレーカ２０、２２の不連続面２８、３０が、コーナー部１４の、にげ面に露出する態様となる。

ここで、図３〜図５を参照しながら、図１、図２に示される刃具１２の刃先形成手順を説明する。
まず、図３（ａ）に示されるように、コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８のうちの一方の辺１６に対し、すくい面１６Ｕと、にげ面１６Ｓ（図１（ｂ）、図２（ａ）（ｂ）参照）とが交差する稜線により構成される、刃先２４が残る位置にて、円弧断面状のブレーカ２０を、他方の辺１８の、にげ面１８Ｓへ至るように形成する。円弧断面状のブレーカ２０の形成に用いられる工具は、図３（ｃ）に示されるように、端部３２ａが円弧状に面取りされた円柱状の砥石３２である。そして、すくい面１６Ｕ、１８Ｕに対し、砥石３２の回転軸Ｃ３２が傾斜するようにして砥石３２を接触させることで、円弧状の端部３２ａの断面形状が、図３（ｄ）に示されるように、円弧断面状のブレーカ２０として転写されるものである。
続いて、図コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８のうちの、他方の辺１８に対しても、すくい面１８Ｕと、にげ面１８Ｓとが交差する稜線により構成される刃先２６が残る位置にて、円弧断面状のブレーカ２２を、一方の辺１６の、にげ面１６Ｓへ至るように形成する。

この際、図４に示されるように、コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８の各々に対し、刃先２４、２６から所定幅Ｘの、すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’が残るように、砥石３２を走査させて、刃先２４、２６に対し所定距離（Ｘ）を置いてブレーカ２０、２２を形成する。しかも、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａには、所定幅Ｘの、すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’が残らぬように、刃具１２の母材に対して、予め、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａを、コーナーエッジ１４Ａから所定幅ｂの範囲で、面取り若しくは徐肉しておくこととする。
すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’ の幅Ｘについては、加工精度、刃先２４、２６に要求される強度、生成される切り屑の形状等を考慮して、適宜決定されるものであり、例えば、Ｘ＝０．１±０．０５ｍｍの範囲に設定される。又、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａを面取り若しくは徐肉しないと仮定した場合に、コーナーエッジ１４Ａに生じる正面視菱形の、すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’の奥行きａは、コーナーエッジ１４Ａの正面視での頂角αとの関係から、次式で求められる。

ａ＝２Ｘｃｏｓ（α／２）／ｓｉｎα
したがって、予め、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａを、面取り若しくは徐肉しておくべき幅ｂは、コーナーエッジ１４Ａの、すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’を確実に除くために、
ｂ＞２Ｘｃｏｓ（α／２）／ｓｉｎα
とするものである。

なお、図１（ａ）に示される刃具１２は、コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８のみならず、コーナー部１４に続く直線部３４にも、円弧断面状のブレーカ３６が形成されている。この、直線部３４の円弧状のブレーカ３６についても、図５（ａ）に示されるように、直線部３４と平行、かつ、直線部の刃先に対して所定距離を置いてブレーカ３６を形成するように、砥石３２を走査させて形成するものである。

さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。すなわち、本発明の実施の形態に係る刃具１２は、コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８の、すくい面１６Ｕ、１８Ｕの各々に、各辺１６、１８と平行かつコーナー部１４で交差する態様で形成された、円弧断面状のブレーカ２０、２２が、その交差部分において、ニック４０（図５（ｃ）参照）と同等の機能形状部を構成するものである。すなわち、円弧断面状のブレーカ２０、２２の交差部分は、切り屑のカール方向と直交する方向に切り屑を分断する、機能形状部となるものである。

従って、図５（ｂ）に示されるように、刃具１２のコーナー部１４に対し、端部３８ａが角形の砥石３８を当接させて、端部３８ａの断面形状をコーナー部１４に転写することにより、図５（ｃ）に示されるようなＶ字溝状のニック４０を形成する必要がなくなる。すなわち、刃具１２に対して円弧断面状のブレーカ２０、２２を形成する際の、砥石３２の走査方向と異なる工程が、不要となるものである。なお、刃具１２の母材に対して、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａを、コーナーエッジ１４Ａから所定幅ｂの範囲で、面取り若しくは徐肉しておく工程については、砥石３２を用いた工程とは全く別に、予め施工しておくものであることから、砥石３２（４０）を用いた加工工数の増加につながるものではない。

又、本発明の実施の形態によれば、コーナー部１４から所定範囲において、コーナー部１４を挟んだ二辺１６、１８の、すくい面１６Ｕ、１８Ｕと、にげ面１６Ｓ、１８Ｓとが交差する稜線により構成される刃先２４、２６が、円弧断面状のブレーカ２０、２２と連続する断面形状で除去されることで、コーナー部１４に形成される、刃先２４、２６及びブレーカ２０、２２の不連続面２８、３０が、ニック４０（図５（ｃ））と同等の機能形状部を構成するものである。

又、本発明の実施の形態に係る刃具１２は、円弧断面状のブレーカ２０、２２が、刃先２４、２６から所定幅Ｘの、すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’が残るように、刃先２４、２６に対し所定距離を置いて形成されている。しかも、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａには所定幅Ｘの、すくい面１６Ｕ’、１８Ｕ’が残らぬように、コーナー部１４のコーナーエッジ１４Ａが面取り若しくは徐肉されている。これにより、円弧断面状のブレーカ２０、２２の交差部分に形成される、刃先及びブレーカの不連続面２８、３０が、コーナー部１４の、にげ面に露出し、切り屑のカール方向と直交する方向に切り屑を分断する、ニック４０と同等の機能形状部となるものである。

なお、図示された刃具１２及びコーナー部１４の形状については、あくまでも一例であり、異なる形状を有する刃具においても、そのコーナー部に対して、同等の機能形状部を構成することにより、同等の作用効果を得ることが可能である。

１２：刃具、１４：コーナー部、１４Ａ：コーナーエッジ、 １６、１８：コーナー部を挟んだ二辺、 １６Ｕ、１６Ｕ’、１８Ｕ、１８Ｕ’：コーナー部を挟んだ二辺のすくい面、 １６Ｓ、１８Ｓ：コーナー部を挟んだ二辺のにげ面、 ２０、２２：円弧断面状のブレーカ、 ２４、２６：刃先、 ２８、３０：不連続面、 ３２：砥石、Ｘ：所定距離

Claims (4)

1. コーナー部を挟んだ二辺の、すくい面の各々に、前記各辺と平行かつ前記コーナー部で交差する態様で、円弧断面状のブレーカが形成され、
   前記コーナー部から所定範囲において、前記コーナー部を挟んだ二辺の、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が、前記円弧断面状のブレーカと連続する断面形状で除去され、前記コーナー部に、前記刃先及び前記ブレーカの不連続面が形成されていることを特徴とする刃具。
2. 前記ブレーカは、前記刃先から所定幅の、すくい面が残るように前記刃先に対し所定距離を置いて形成され、かつ、前記コーナー部のコーナーエッジには前記所定幅の、すくい面が残らぬように、前記コーナー部のコーナーエッジが面取り若しくは徐肉されていることを特徴とする請求項１記載の刃具。
3. 刃具のコーナー部を挟んだ二辺の、すくい面の各々に対し、前記各辺と平行に円弧断面状のブレーカを形成し、該ブレーカを前記コーナー部で交差させる刃具の刃先形成方法であって、
   前記コーナー部を挟んだ二辺のうちの一方の辺に対し、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が残る位置にて、前記円弧断面状のブレーカを他方の辺の、にげ面へ至るように形成するステップと、
   前記他方の辺に対し、すくい面と、にげ面とが交差する稜線により構成される刃先が残る位置にて、前記円弧断面状のブレーカを前記一方の辺の、にげ面へ至るように形成するステップとを含むことを特徴とする刃具の刃先形成方法。
4. 前記各ステップにおいて、コーナー部を挟んだ二辺の各々に対し、前記刃先から所定幅の、すくい面が残るように、前記刃先に対し所定距離を置いて前記ブレーカを形成し、かつ、
   前記各ステップに先立ち、前記コーナー部のコーナーエッジに前記所定幅の、すくい面が残らぬように、予め、前記コーナー部のコーナーエッジを面取り若しくは徐肉するステップを含むことを特徴とする請求項３記載の刃具の刃先形成方法。