JP6086180B1 - 刃先交換式回転切削工具及びインサート - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2016年2月12日に、日本に出願された特願2016−025175号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、刃先交換式のラジアスエンドミルとしては、回転中心軸回りに回転させられる円柱状のホルダ本体と、該ホルダ本体の先端部に形成されたスリットに着脱可能に装着されるとともに、ホルダ本体の先端部から先端側及び径方向外側へ向けて切れ刃部を突出させるインサートと、を備えた構成が周知である。
例えば、被削材に対して深彫り加工を行ったり、等高線加工等の倣い加工を行ったりする場合において、工具突出しが長く設定されることがある。「工具突出しが長くなる」とは、例えばL/Dが4以上の場合であり、L値は工具の回転中心軸線方向の長さ、D値は工具切れ刃の回転軌跡の直径である。
また、被削材として、靱性が高い金属材料(いわゆる粘い材料)や、高硬度材(例えばロックウェル硬さが40HRC以上の材料)等が用いられる場合がある。このような被削材としては、例えば、日立金属株式会社製のDAC−MAGIC(登録商標)や大同特殊鋼株式会社製のDH31などの延性の高い高機能ダイス鋼等が挙げられる。
また、本願発明の一態様のインサート(以下、「本願発明のインサート」と称する)は、上述の刃先交換式回転切削工具に用いられることを特徴としている。
なお、本願発明の刃先交換式回転切削工具についての放射角度の定義に記載において「基準面に投影した仮想直線」とは、基準面に対して垂直に、仮想直線を投影させることを指す。
最凸点は、コーナーR切れ刃及び外周切れ刃の刃長全域のうち、工具回転方向に最も突出して配置される。
特に、被削材として、靱性が高い金属材料(いわゆる粘い材料)や、高硬度材(例えばロックウェル硬さが40HRC以上の材料)等を切削加工する場合であっても、刃先強度が十分に確保されて、工具寿命が延長し、かつ、加工面品位が良好に維持される。なお、このような被削材としては、例えば、日立金属株式会社製のDAC−MAGIC(登録商標)や大同特殊鋼株式会社製のDH31などの延性の高い高機能ダイス鋼等が挙げられる。
従って、切削加工時に被削材から工具に対して、反力(工具を立壁面から離間させる向きの力)が作用しにくくなる。特に、工具突出しが長い切削加工であっても、工具径方向へ向けた反力が作用しにくくなるため、工具にたわみが発生することを顕著に抑制でき、立壁面の加工面精度が向上する。
また、工具の製造時においては、面取り面をギャッシュ加工等により研削して、コーナーR切れ刃を一工程で簡単に形成することができ、製造が容易である。つまりこの場合、面取り面は、コーナーRギャッシュと呼ぶことができる。
これにより、前記境界点を挟んだ回転中心軸方向の先端側と基端側とで、軸方向すくい角や径方向すくい角、刃物角等が大きく変化するようなことが抑えられ、この境界点近傍に大きな切削負荷が作用することを防止できる。従って、コーナーR切れ刃と外周切れ刃との接続部分における刃先強度が顕著に高められるとともに、工具寿命が延長する。
また、前記長さが0.02r以上であることにより、コーナーR切れ刃と外周切れ刃との境界点近傍において、軸方向すくい角や径方向すくい角、刃物角等が大きく変化するようなことを確実に防止して、境界点近傍の切削負荷を抑える効果が得られる。
また、前記長さが0.1r以上であることにより、コーナーR切れ刃と外周切れ刃との境界点近傍において、軸方向すくい角や径方向すくい角、刃物角等が大きく変化するようなことを確実に防止して、切削負荷を抑制できるという効果がさらに安定する。
また、前記長さが0.5r以下であることにより、面取り面を形成したことによって外周切れ刃を工具回転方向とは反対側へ向けて後退させ過ぎてしまうようなことを防止できる。すなわち、一般に外周切れ刃の逃げ面には逃げ角が付与されているため、外周切れ刃のすくい面に大きな面取り面を形成すると、その分、外周切れ刃が工具回転方向とは反対側へ向けて後退させられる。この場合、外周切れ刃の外径が加工精度に影響するほど小さくなりやすいことから、好ましくない。そこで、前記長さを0.5r以下とすることにより、切削精度に影響するほどの工具径の減少を抑制することができる。
これにより、前記境界点を挟んだ径方向の内側と外側とで、軸方向すくい角や径方向すくい角、刃物角等が大きく変化するようなことが抑えられ、この境界点近傍に大きな切削負荷が作用することを防止できる。従って、コーナーR切れ刃と底切れ刃との接続部分における刃先強度が顕著に高められるとともに、工具寿命が延長する。
具体的に、外周切れ刃のねじれ角(軸方向すくい角に相当)に対して、前記境界点におけるコーナーR切れ刃の軸方向すくい角が小さくなっていると、境界点近傍で切れ刃が工具回転方向へ向けて突出する凸形状に形成される。また、外周切れ刃のねじれ角に対して、前記境界点におけるコーナーR切れ刃の軸方向すくい角が大きくなっていると、境界点近傍で切れ刃が工具回転方向とは反対側へ向けて窪む凹形状に形成される。
図1〜図4に示すように、刃先交換式ラジアスエンドミル6は、略円柱状をなす工具本体1と、工具本体1の回転中心軸C方向の先端部2に形成された取付座3に着脱自在に装着され、切れ刃部4を有するインサート5と、を備えている。
工具本体1の回転中心軸C方向の基端部には、図示しないシャンク部がこの工具本体1と一体に形成されている。
取付座3に取り付けられたインサート5は、その切れ刃部4が、工具本体1の先端側及び径方向外側に突出して配置される。
本実施形態においては、工具本体1の回転中心軸Cが延在する方向、つまり回転中心軸Cに平行な方向を、回転中心軸C方向という。また、回転中心軸C方向のうち、工具本体1のシャンク部から取付座3へ向かう方向を先端側(図2及び図3における下側)といい、取付座3からシャンク部へ向かう方向を基端側(図2及び図3における上側)という。
また、回転中心軸C回りに周回する方向を周方向という。周方向のうち、切削時に主軸の回転駆動により工具本体1が回転させられる向きを工具回転方向Rといい、これとは反対の回転方向を、工具回転方向Rとは反対側(つまり反工具回転方向)という。
図1〜図4において、取付座3は、工具本体1の先端部2に、工具の回転中心軸Cを含んで径方向に延びて形成されたスリット状のインサート嵌合溝7と、インサート嵌合溝7に挿入されたインサート5を固定するための固定用ネジ8と、を備えている。
また、一方の先端半体部を通って、他方の先端半体部内に達するインサート固定用ネジ穴の内周面には、固定用ネジ8の雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されている。
図5〜図9に示すように、インサート5は、略平板形状をなしており、図8に示すように、厚さTを有している。インサート5は、該インサート5を取付座3に固定するための固定用ネジ8が挿入されるネジ挿通孔18と、被削材に切り込み切削加工を行うための切れ刃部4と、を備えている。
前記切れ刃には、外周切れ刃9と、底切れ刃11と、コーナーR切れ刃13と、が含まれる。前記切れ刃は、外周切れ刃9、底切れ刃11及びコーナーR切れ刃13を備えたことにより、全体として略L字状をなしている。また、各切れ刃(9、11、13)に対して、すくい面及び逃げ面がそれぞれ隣接配置される。
図中に示す符号「9」は、インサート5の外周切れ刃9である。外周切れ刃9は、回転中心軸C方向に沿うように延びている。詳しくは、外周切れ刃9は、コーナーR切れ刃13に接続するその先端から基端側へ向かうに従い、工具回転方向Rとは反対側へ向けて、螺旋状にねじれて延びている。
取付座3にインサート5を装着して刃先交換式ラジアスエンドミル6を回転中心軸C回りに回転させると、一対の外周切れ刃9の回転軌跡は、円筒状に形成される。
図10、図12及び図13に示すように、境界点Qにおいて、外周切れ刃9の先端と、コーナーR切れ刃13の基端とが接続している。つまり、境界点Qから基端側へ向かう切れ刃が外周切れ刃9であり、境界点Qから先端側へ向かう切れ刃がコーナーR切れ刃13である。
詳しくは、切屑排出溝17の径方向外側の端縁に外周切れ刃9が位置しており、切屑排出溝17において外周切れ刃9に隣接する部分に、外周切れ刃9に沿って延びるすくい面10が形成されている。
図中に示す符号「11」は、インサート5の底切れ刃11である。底切れ刃11は、径方向に沿うように延びている。詳しくは、底切れ刃11は、そのコーナーR切れ刃13に接続(隣接)する径方向外端から径方向の内側へ向かうに従い、基端側へ向けて延びており、回転中心軸Cに垂直な平面(水平面)に対して僅かに傾斜している。
取付座3にインサート5を装着して刃先交換式ラジアスエンドミル6を回転中心軸C回りに回転させると、一対の底切れ刃11の回転軌跡は、略円錐状に形成される。
図10、図11及び図13に示すように、境界点Pにおいて、底切れ刃11の径方向外端と、コーナーR切れ刃13の径方向内端とが接続している。つまり、境界点Pから径方向内側へ向かう切れ刃が底切れ刃11であり、境界点Pから径方向外側へ向かう切れ刃がコーナーR切れ刃13である。
詳しくは、切屑排出溝16の先端側の端縁に底切れ刃11が位置しており、切屑排出溝16において底切れ刃11に隣接する部分に、底切れ刃11に沿って延びるすくい面12が形成されている。
図中に示す符号「13」は、インサート5の底切れ刃11と外周切れ刃9とを繋ぐコーナーR切れ刃13である。図10及び図13に示すように、コーナーR切れ刃13は、底切れ刃11の径方向の外端と外周切れ刃9の先端とを接続しているとともに、工具本体1の先端外周側へ向けて凸となる円弧状に形成されている。
取付座3にインサート5を装着して刃先交換式ラジアスエンドミル6を回転中心軸C回りに回転させると、一対のコーナーR切れ刃13の回転軌跡(回転軌跡の回転中心軸Cを含み回転中心軸C方向に平行な断面形状)は、先端側へ向かうに従い漸次縮径する筒状に形成され、その断面が1/4円弧状をなす。
コーナーR切れ刃13のすくい面14の基端側には、切屑排出溝17が連なっており、コーナーR切れ刃13のすくい面14の径方向内側には、切屑排出溝16、17が連なっている。
符号「O」は、コーナーR切れ刃13の円弧中心点である。
符号「VL」は、コーナーR切れ刃13の円弧中心点OとコーナーR切れ刃13の所定の点Aとを通る仮想直線である。
符号「VS」で示すインサート5の断面(ハッチングした面)は、基準面Prに対して垂直であり、かつ、仮想直線VLを含む仮想平面である。
符号「η」で示すものは、コーナーR切れ刃13の所定の点Aにおける逃げ角であり、言い換えると、仮想平面VSにおいて仮想直線VLに直交する直線とコーナーR切れ刃13の逃げ面とのなす角度である。
また、図10及び図16において、基準点RPにおけるコーナーR切れ刃13の軸方向すくい角Ar2(不図示)は、負の値を有している。また、本実施形態の例では、コーナーR切れ刃13と底切れ刃11との境界点PにおけるコーナーR切れ刃13の軸方向すくい角も、微視的には負の値とされている。
図17に示す例では、放射方向すくい角δの最大値は、コーナーR切れ刃13のうち、放射角度θで30°以上50°以下の範囲に設定されている。言い換えると、放射方向すくい角δが最大値となる点が、コーナーR切刃13のうち放射角度θが30°以上50°以下の領域に位置している。具体的には、放射角度θが40°付近において、放射方向すくい角δが最大値(−0.8°)となっている。
図10、図13及び図16に示すように、面取り面15は、コーナーR切れ刃13に隣接配置されており、コーナーR切れ刃13に沿って延びている。本実施形態では、面取り面15が、コーナーR切れ刃13の刃長全域を含んでいる。つまり面取り面15が、コーナーR切れ刃13のすくい面14全域にわたって形成されている。
図示の例では、面取り面15の幅が、コーナーR切れ刃13の刃長方向に沿って、境界点Pから境界点Q及び点Fへ向かうに従い漸次狭くなっている。
以上説明した本実施形態の刃先交換式ラジアスエンドミル6及びインサート5は、外周切れ刃9のねじれ角εが正の値を有しており、この外周切れ刃9と、円弧状のコーナーR切れ刃13との境界点Q(最外周位置)におけるコーナーR切れ刃13の軸方向すくい角Ar1も、正の値を有している。つまり、外周切れ刃9のねじれ角ε、及び、コーナーR切れ刃13における外周切れ刃9近傍の軸方向すくい角Ar1が、ともにポジティブ角である。
最凸点Mは、コーナーR切れ刃13及び外周切れ刃9の刃長全域のうち、工具回転方向Rに最も突出して配置される。
特に、被削材として、靱性が高い金属材料(いわゆる粘い材料)や、高硬度材(例えばロックウェル硬さが40HRC以上の材料)等を切削加工する場合であっても、刃先強度が十分に確保されて、工具寿命が延長し、かつ、加工面品位が良好に維持される。なお、このような被削材としては、例えば、日立金属株式会社製のDAC−MAGIC(登録商標)や大同特殊鋼株式会社製のDH31などの延性の高い高機能ダイス鋼等が挙げられる。
従って、切削加工時に被削材から工具に対して、反力(工具を立壁面から離間させる向きの力)が作用しにくくなる。特に、工具突出しが長い切削加工であっても、工具径方向へ向けた反力が作用しにくくなるため、工具にたわみが発生することを顕著に抑制でき、立壁面の加工面精度が向上する。
また、このようにびびり振動やたわみが抑制され、かつ、刃先強度が高められているため、切削速度を高めて加工能率を向上することができる。
すなわち、コーナーR切れ刃13の中心角90°全域にわたって、放射方向すくい角δがネガティブ角であるので、コーナーR切れ刃13の刃物角を、その刃長全域において大きく確保することができ、切れ刃強度を確実に高めることができる。従って、切削加工の種類に係わらず、コーナーR切れ刃13のチッピングをより確実に防止できる。
これにより、切削加工時に、コーナーR切れ刃13の刃長領域のいずれの部分で切屑が生成されても、これらの切屑が、面取り面15に擦過して排出される。従って、コーナーR切れ刃13のすくい面14を、1つの平面や曲面から構成される面取り面15によりシンプルに形成して、切屑排出性を安定させることができる。
また、工具の製造時においては、面取り面15をギャッシュ加工等により研削して、コーナーR切れ刃13を一工程で簡単に形成することができ、製造が容易である。つまりこの場合、面取り面15は、コーナーRギャッシュと呼ぶことができる。
これにより、境界点Qを挟んだ回転中心軸C方向の先端側と基端側とで、軸方向すくい角や径方向すくい角、刃物角等が大きく変化するようなことが抑えられ、この境界点Q近傍に大きな切削負荷が作用することを防止できる。従って、コーナーR切れ刃13と外周切れ刃9との接続部分における刃先強度が顕著に高められるとともに、工具寿命が延長する。
また、長さWが0.5r以下であることにより、面取り面15を形成したことによって外周切れ刃9を工具回転方向Rとは反対側へ向けて後退させ過ぎてしまうようなことを防止できる。すなわち、一般に外周切れ刃9の逃げ面には逃げ角が付与されているため、外周切れ刃9のすくい面10に大きな面取り面15を形成すると、その分、外周切れ刃9が工具回転方向Rとは反対側へ向けて後退させられる。この場合、外周切れ刃9の外径が加工精度に影響するほど小さくなりやすいことから、好ましくない。そこで、長さWを0.5r以下とすることにより、切削精度に影響するほどの工具径の減少を抑制することができる。
具体的に、外周切れ刃9のねじれ角εに対して、境界点QにおけるコーナーR切れ刃13の軸方向すくい角Ar1が小さくなっていると、境界点Q近傍で切れ刃が工具回転方向Rへ向けて突出する凸形状に形成される。また、外周切れ刃9のねじれ角εに対して、境界点QにおけるコーナーR切れ刃13の軸方向すくい角Ar1が大きくなっていると、境界点Q近傍で切れ刃が工具回転方向Rとは反対側へ向けて窪む凹形状に形成される。
なお、本願発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
これにより、境界点Pを挟んだ径方向の内側と外側とで、軸方向すくい角や径方向すくい角、刃物角等が大きく変化するようなことが抑えられ、この境界点P近傍に大きな切削負荷が作用することを防止できる。従って、コーナーR切れ刃13と底切れ刃11との接続部分における刃先強度が顕著に高められるとともに、工具寿命が延長する。
また、工具本体1とシャンク部は、例えば、SKD61等の合金工具鋼で製造する場合と、工具本体1をSKD61等の合金工具鋼とし、超硬合金で製造したシャンク部を工具本体1に接合した超硬シャンクタイプを用いることも可能である。
まず、本願発明の実施形態として、本発明例1の刃先交換式ラジアスエンドミルを用意した。工具本体は、刃先径(刃径)がφ20mm、シャンク径がφ20mm、全長220mm、首下長さ120mm、首下径がφ19mmとされた超硬シャンクタイプを用いた。
インサートの形状は図5に示すように略平板形状であり、コーナーR切れ刃のr寸法が1mm、厚さ寸法T値が5.2mm、インサート側面視における外周切れ刃の長さは7mm、このインサート側面視における外周切れ刃の軸方向すくい角(つまりねじれ角ε)を正の値で15度、に設定した。
底切れ刃は、該底切れ刃とコーナーR切れ刃との境界点を通り回転中心軸に垂直な水平面に対して、境界点から径方向内側へ向かうに従い漸次回転中心軸方向の基端側へ向けて延びるように傾斜し、この傾斜する角度である正の中低勾配角を3度に設定した。
本願発明の刃先交換式回転切削工具では、コーナーR切れ刃のすくい面から、境界点を越えて外周切れ刃のすくい面にまで面取り面を形成した。この面取り面が、コーナーR切れ刃と外周切れ刃との境界点から回転中心軸方向の基端側へ向けて延びる長さをW値としたとき、W値がコーナーR切れ刃の半径をrとして、0.02r以上、0.50r以下とすることが好ましい。
これにより、コーナーR切れ刃と外周切れ刃との境界点は、互いに形状の異なる2つの切れ刃が接続される部分であることから、前記境界点を挟んだ回転中心軸方向の先端側と基端側とで、軸方向すくい角や径方向すくい角、刃物角等が大きく変化するようなことが抑えられ、切削加工時には、この境界点近傍に大きな切削負荷が作用することを防止することが期待できるからである。
W値の長さが0.02r以上であることにより、コーナーR切れ刃と外周切れ刃との境界点近傍において、軸方向すくい角や径方向すくい角、刃物角等が大きく変化するようなことを確実に防止して、境界点近傍の切削負荷を抑える効果が得られるため、好ましい。
また、W値の長さが0.50r以下であることにより、面取り面を形成したことによって外周切れ刃を工具回転方向とは反対側へ向けて後退させ過ぎてしまうことによる切削加工精度に影響するほどの工具径の減少を抑制することができるため、好ましい。
図17より、本発明例1の放射角度(θ)が0度のとき(境界点P)の放射方向すくい角のδ値を−8度、放射角度(θ)が5度のとき(基準点RP)の放射方向すくい角のα値を−7度、放射角度(θ)が90度のとき(境界点Q)の放射方向すくい角のβ値を−3度とした。放射角度(θ)が40度の位置において、放射方向すくい角(δ)は最小値を有した。このときの放射方向すくい角(δ)は−0.8度である。
従来例3のインサートは、本発明例1のインサートと略同形状の同材質で製作されている。但し、従来例3は本願発明の特別な構成を有しておらず、具体的には、コーナーR切れ刃の面取り面を有していないため、コーナーR切れ刃の諸元が本願発明とは異なる。比較例3は、底切れ刃のすくい面と、コーナーR切れ刃のすくい面と、外周切れ刃を同一平面に形成し、その軸方向すくい角は0度に設定した。さらに、底切れ刃のすくい面と、コーナーR切れ刃のすくい面は、底切れ刃のすくい面の基端側に延在する切屑排出溝とも同一平面に形成した。従来例3のインサートの基材は、WC−Co系の超硬合金製、インサート表面のコーティング被膜には、TiSi系の窒化物被膜を施している。インサートの形状は図18に示すように略平板形状であり、コーナーR切れ刃のr寸法が1mm、厚さ寸法T値が5.2mm、インサート側面視における外周切れ刃の長さは6mm、外周切れ刃の軸方向すくい角を0度、底切れ刃は、正の中低勾配角を1度に設定している。
その際に、切削距離(m)を増加させていったときの逃げ面最大摩耗幅VBmax(mm)を、所定の間隔毎に測定した。切れ刃の寿命は、このVBmax値が0.2(mm)に到達した時点で判断した。また、切れ刃が寿命に達した際の切れ刃の損傷状態を写真撮影した。その測定結果を、表1に示す。
ここで言う逃げ面最大摩耗幅VBmax(mm)とは、切削加工に寄与している切れ刃の逃げ面を観察した際に、摩耗幅の最大値を測定したものである。
被削材:クロム合金ステンレス工具鋼(プラスチック金型用途)
被削材硬さ:52HRC(ロックウェル硬さ)
切削速度(Vc):120m/分
主軸の回転数(n):1910回転/分
1刃辺りの送り(fz):0.25mm(一定)
テーブル送り(Vf):955mm/分
軸方向切込み量(ap):1.0mm(一定)
径方向切込み幅(ae):0.5mm(一定)
工具突出し:60mm
加工方法:乾式、立壁側面部の等高線加工
被削材:クロム合金ステンレス工具鋼(プラスチック金型用途)
被削材硬さ:52HRC
切削速度(Vc):120m/分
主軸の回転数(n):1910回転/分
1刃辺りの送り(fz):0.25mm(一定)
テーブル送り(Vf):955mm/分
軸方向切込み量(ap):0.5mm(一定)
径方向切込み幅(ae):10mm(一定)
工具突出し:60mm
加工方法:乾式、正面削り(フライス)加工
切削速度(Vc値)の条件が120m/分の場合において、放射方向すくい角のβ値が−3度を備えた本発明例1は、VBmaxの規定値に到達したときの切削距離が264(m)となり良好な結果を示した。またβ値が−7度を備えた比較例2では、VBmaxの規定値に到達したときの切削距離が210(m)となり、目標値の250(m)を超えることはできず、満足のいく結果を得られなかった。
一方、比較例2のβ値はネガ方向に強く設定したために損傷の進行が早まり、本発明例1よりも短寿命な結果となった。損傷状態の経時変化を観察した図21の写真によれば、初期の切削距離7.5mmの時点においては、スクイ面の損傷が大きくなり、続いて中期の150mの時点は、初期のスクイ面摩耗を中心に損傷進行が見られた。終期には、スクイ面の損傷が一定域を超え、逃げ面の損傷が加速していったものと考えられる。
また、本発明例1のW値の設定は、コーナーR切れ刃と外周切れ刃との接続部分における刃先強度が顕著に高めて、工具寿命が延長に有効であったものと考えられる。上記より、本発明例1は良好な結果を示すことが確認できた。
切削速度(Vc値)の条件が120m/分の場合において、放射方向すくい角のα値が−7度を備えた本発明例1は、VBmaxの規定値に到達したときの切削距離が15.3(m)となり良好な結果を示した。またα値が−3度を備えた比較例2では、VBmaxの規定値に到達したときの切削距離が9.8(m)となり、目標値の10.0(m)を超えることはできず、満足のいく結果を得られなかった。
一方、比較例2のα値は、負の値としつつも正角側に近づけることにより、平面加工時のチッピングを防止する効果や、びびり振動を抑制する効果が得られにくくなったものと考えられる。上記より、本発明例1は良好な結果を示すことが確認できた。
2 先端部
3 取付座
4 切れ刃部
5 インサート
6 刃先交換式ラジアスエンドミル(刃先交換式回転切削工具)
7 インサート嵌合溝
8 固定用ネジ
9 外周切れ刃
10 外周切れ刃のすくい面
11 底切れ刃
12 底切れ刃のすくい面
13 コーナーR切れ刃
14 コーナーR切れ刃のすくい面
15 面取り面(コーナーRギャッシュ)
16、17 切屑排出溝
A コーナーR切れ刃上の所定の点
Ar1、Ar2 軸方向すくい角(アキシャルレーキ)
C 回転中心軸
M 最凸点
O 円弧中心点
Pr 基準面
Q 境界点
R 工具回転方向
r コーナーR切れ刃の半径
RP 基準点
VL 仮想直線
VS 仮想平面
W 長さ
δ 放射方向すくい角(真のすくい角)
ε ねじれ角
θ 放射角度
θRP 基準点の放射角度
Claims (10)
- 工具本体の先端部に設けた取付座に、切れ刃部を有するインサートを着脱自在に装着する刃先交換式回転切削工具であって、
前記取付座は、
前記工具本体の先端部に、工具の回転中心軸を含んで前記回転中心軸に直交する径方向に延びて形成されたスリット状のインサート嵌合溝と、
前記インサート嵌合溝に挿入された前記インサートを固定するための固定用ネジと、を備え、
前記インサートの切れ刃部は、
前記回転中心軸方向に沿うように延びる外周切れ刃と、
前記外周切れ刃のすくい面と、
前記径方向に沿うように延びる底切れ刃と、
前記底切れ刃のすくい面と、
前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記回転中心軸方向の先端とを繋ぐとともに、前記工具本体の先端外周側へ向けて凸となる円弧状に形成されたコーナーR切れ刃と、
前記コーナーR切れ刃のすくい面と、
少なくとも前記コーナーR切れ刃のすくい面に形成された面取り面と、
前記底切れ刃のすくい面の前記回転中心軸方向の基端側に形成された切屑排出溝と、
前記外周切れ刃のすくい面の前記径方向の内側に形成された切屑排出溝と、を備え、
前記コーナーR切れ刃上の所定の点及び前記回転中心軸を含む基準面に対して垂直であり、かつ、前記コーナーR切れ刃の円弧中心点と前記所定の点とを通る仮想直線を含む仮想平面内において、前記基準面に対して前記コーナーR切れ刃のすくい面が傾斜する角度である真のすくい角を、放射方向すくい角と定義し、
前記基準面に投影した前記仮想直線が、前記基準面内において、前記回転中心軸に対して傾斜する角度を、放射角度と定義し、
前記放射角度が5°とされた前記仮想直線が、前記コーナーR切れ刃に交差する点を基準点と定義して、
前記外周切れ刃のねじれ角が、正の値を有し、
前記コーナーR切れ刃と前記外周切れ刃との境界点における前記コーナーR切れ刃の軸方向すくい角が、正の値を有し、
前記基準点における前記コーナーR切れ刃の軸方向すくい角が、負の値を有し、
前記コーナーR切れ刃の刃長全域のうち、少なくとも前記境界点と前記基準点との間の領域における前記放射方向すくい角が、負の値を有し、
前記基準点における前記コーナーR切れ刃の前記放射方向すくい角が、前記境界点における前記コーナーR切れ刃の前記放射方向すくい角よりも小さいことを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項1に記載の刃先交換式回転切削工具であって、
前記コーナーR切れ刃の刃長全域において、前記放射方向すくい角が負の値とされることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項1又は2に記載の刃先交換式回転切削工具であって、
前記面取り面が、前記コーナーR切れ刃の刃長全域を含むことを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の刃先交換式回転切削工具であって、
前記面取り面が、前記コーナーR切れ刃のすくい面から、前記コーナーR切れ刃と前記外周切れ刃との前記境界点を前記回転中心軸方向の基端側へ越えて、前記外周切れ刃のすくい面にも形成されていることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項4に記載の刃先交換式回転切削工具であって、
前記面取り面が、前記コーナーR切れ刃と前記外周切れ刃との前記境界点から前記回転中心軸方向の基端側へ向けて延びる長さが、前記コーナーR切れ刃の半径をrとして、0.02r以上0.5r以下であることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の刃先交換式回転切削工具であって、
前記面取り面が、前記コーナーR切れ刃のすくい面から、前記コーナーR切れ刃と前記底切れ刃との境界点を前記径方向の内側へ越えて、前記底切れ刃のすくい面にも形成されていることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の刃先交換式回転切削工具であって、
前記コーナーR切れ刃及び前記外周切れ刃のうち、前記コーナーR切れ刃上に、前記回転中心軸回りに沿う周方向のうち工具回転方向に向けて最も突出する最凸点が配置され、
前記最凸点は、前記コーナーR切れ刃上において前記放射角度で40°以上55°以下の範囲に配置されることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の刃先交換式回転切削工具であって、
前記コーナーR切れ刃と前記外周切れ刃との前記境界点における前記コーナーR切れ刃の軸方向すくい角の大きさが、前記外周切れ刃のねじれ角の大きさを100%として、90%以上110%以下であることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の刃先交換式回転切削工具であって、
前記放射方向すくい角は、前記コーナーR切れ刃のうち、前記コーナーR切れ刃と前記外周切れ刃との前記境界点と、前記基準点との間に位置する領域において最大値となることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の刃先交換式回転切削工具に用いられることを特徴とするインサート。
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