JP7745501B2 - 切削用チップ、切削方法、管継手の製造方法、及び管継手 - Google Patents

Description

本発明は、精密かつ高速な加工を実現可能な切削用チップ、切削方法、管継手の製造方法、及び管接手に関する。

例えば、鋼管管端の内面の切削加工は、ＮＣ（numerical control）旋盤装置に数種類の切削用刃物（チップ）（以下、切削用チップ又は、チップとも称する）をセットして行われる。当該加工においては、加工する形状等に応じた刃物（チップ）がセットされる。具体的には、鋼管の内面にねじ溝の形成を伴わず、また要求される仕上がり精度が高い場合には、菱形の刃物（チップ）が用いられることが多い。

菱形の刃物（チップ）は、その先端側に曲面が形成されている。このような切削加工においては、その加工の目的や、要求される仕上がり精度等に応じて、菱形の刃物（チップ）の先端の曲率を選択することが行われている。

例えば、ＮＣ旋盤を用いて切削加工された鋼管（被切削物）には、切削面に切削目と言われる規則的な波形を呈した微細な凹凸が形成される。この凹凸は、切削加工の仕上がり精度の評価の１つである表面粗さとなる。表面粗さは、算術平均粗さＲａ等の指標が用いられ、一定値以下であることが要求されることが多い。

ところで、表面粗さは、切削する刃物（チップ）の曲率半径と、送りと、に影響を受けることが知られている。すなわち、送りが一定である場合、刃物（チップ）の先端の曲率半径が大きくなるほど、表面粗さが低くなる傾向がある。したがって、曲率半径が大きい刃物（チップ）は、曲率半径が小さい刃物（チップ）よりも切削する際の送りを大きくすることができるため、加工時間の短縮を図ることができる。

一方、刃物（チップ）の先端側に形成される曲面の曲率半径は、切削加工の切削形状に応じて選択される。例えば、切削形状に凹部（以下、凹形状とも称する）を含む場合、刃物（チップ）の曲率半径が当該凹部のそれよりも小さくなければ、その形状に切削することができない。

以上の要求される表面粗さ及び、切削形状の観点から、これらの条件に応じた適正な曲率半径を有する菱形の刃物（チップ）が選択される。

このような、切削用チップとしては、先端に３つの曲率半径の異なる切削面１、２および３をもち、最先端の曲率半径Ｒ１と、曲率半径Ｒ１に隣接する曲率半径Ｒ２および曲率半径Ｒ２に隣接する曲率半径Ｒ３とが（１）、（２）および（３）式の関係にある鋼管の切削工具が特許文献１に開示されている。
１１Ｒ１≦Ｒ２≦１７Ｒ１ …………（１）
１１Ｒ１≦Ｒ３≦１７Ｒ１ …………（２）
Ｒ３＜Ｒ２…………（３）

特開平１０－００６１０８号公報

ところで、切削加工の加工面積が大きくなると、加工に要する時間も長くなる。上述の通り、被切削物の表面粗さは、切削する刃物（チップ）の曲率半径と、送りと、に影響を受ける。すなわち、生産性を向上させるためには切削加工における送り速度を高くすることが有効だが、送り速度が高くなるにつれて切削目の表面粗さも増大する。表面粗さが小さい平滑な切削目と高い生産性を両立させるためには、刃物（チップ）の先端の曲率半径を大きくすることが必要である。

上述のように、切削加工の形状に凹形状を含む場合、刃物（チップ）先端の曲率半径は、この凹形状の曲率半径に応じて選択される。特に、凹形状が狭い場合や、例えば、曲率半径が０．５ｍｍ以下のように小さい凹形状の場合、刃物（チップ）の先端の曲率半径への制約が厳しくなる。そのため、刃物（チップ）の先端の曲率半径を小さくせざるを得なくなり、凹形状以外の部位を高速でかつ平滑に切削することが困難となる問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、凹形状を含む複雑な切削形状の切削を精密かつ高速に行うことが可能な切削用チップ、切削方法、管継手の製造方法、及び管継手を提供することを目的とする。

［１］ 切削部を有する切削用チップにおいて、前記切削部を形成するコーナーが互いに異なる曲率の複数の曲面で構成され、互いに隣接する前記曲面の各々は、その接続点において接線を共有することを特徴とする切削用チップ。
［２］ 旋盤装置に取り付ける取付部を有することを特徴とする［１］に記載の切削用チップ。
［３］ 複数の前記曲面のうち、最も小さい曲率半径を有する曲面の角度が３０°以上９０°以下であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の切削用チップ。
［４］ 複数の前記曲面のうち、最も小さい曲率半径を有する曲面は、その曲率半径が０．１０ｍｍ以上であることを特徴とする［１］～［３］のいずれかに記載の切削用チップ。
［５］ 複数の前記曲面の曲率半径がいずれも０．８０ｍｍ以下であることを特徴とする［１］～［４］のいずれかに記載の切削用チップ。
［６］ 切削加工によって被切削物を切削する切削加工方法であって、［１］～［５］のいずれかに記載の切削用チップを用いて前記被切削物を切削する切削工程を含むことを特徴とする切削方法。
［７］ 前記切削工程において、送りが０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下で前記切削が行われることを特徴とする［６］に記載の切削方法。
［８］ 切削加工によって鋼管の内面を切削して管継手を製造する方法であって、［１］～［５］のいずれかに記載の切削用チップを用いて前記鋼管を切削する切削工程を含むことを特徴とする管継手の製造方法。
［９］ ［１］～［５］のいずれかに記載の切削チップを用いて加工されたことを特徴とする管継手。

本発明の切削用チップによれば、凹形状を精度よく切削することができ、平面あるいは平面に比較的近い緩やかな曲面を高速で切削することができる。すなわち、凹形状を含む複雑な切削形状の切削を平滑かつ高速に行うことが可能となる。

切削用チップの構成を示す概念図である。 切削用チップの切削部を説明する説明図である。 切削用チップの切削部を説明する説明図である。 切削用チップの切削部を説明する説明図である。 切削用チップによる管継手の断面を示す断面図である。 変形例の切削用チップの切削部を説明する説明図である。 実施例における切削用チップによる鋼管の切削態様を説明する説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、切削用チップ１００は、板状に形成されるものである。切削用チップ１００は、例えば、一の面１１から垂直な方向からみて菱形状に形成されている。切削用チップ１００は、このような形状に限定されるものではなく、切削対象物を切削する曲面状の切削部を有するものであればよい。切削用チップ１００の形状としては、例えば、三角状、円状等の種々の公知の形状を用いることができる。

切削用チップ１００は、図示しない旋盤装置（図示せず）に取り付けられる取付部１２を有する。取付部１２は、一の面１１から他方の面にかけて貫通した、いわゆる丸孔である。取付部１２には、ピン等が差し込まれ、公知の固定部材（図示せず）で固定されることによって、切削用チップ１００が旋盤装置に固定される。

切削用チップ１００は、一の面１１の垂直な方向から見て、その菱形の頂点Ｐ１及びＰ２を結ぶ短軸ＡＸ１、並びに、その菱形の頂点Ｐ３及びＰ４を結ぶ（短軸ＡＸ１に直交する）長軸ＡＸ２を有する。

切削用チップ１００は、長軸ＡＸ２の先端側において切削部２０を有する。本実施形態においては、切削部２０は、頂点Ｐ１側に位置する一端Ｐａ側から頂点Ｐ２側に位置する他端Ｐｄ側にかけて形成されている。また、切削部２０は、一の面１１に垂直な方向から見て、Ｕ字状に形成されている。

切削部２０は、一端Ｐａ側から他端Ｐｄ側にかけて連続的に形成された（互いに隣接して配置された）、第１の曲面Ｃ１，第２の曲面Ｃ２及び第３の曲面Ｃ３を有する。具体的には、第１の曲面Ｃ１は、切削部２０の一端Ｐａから点Ｐｂまでの間に形成されている。第２の曲面Ｃ２は、点Ｐｂから点Ｐｃまでの間に形成されている。第３の曲面Ｃ３は、点Ｐｃから点Ｐｄまでの間に形成されている。すなわち、点Ｐｂは、第１の曲面Ｃ１及び第２の曲面Ｃ２を接続する接続点である。点Ｐｃは、第２の曲面Ｃ２及び第３の曲面Ｃ３を接続する接続点である。

また、本実施形態においては、第２の曲面Ｃ２は、点Ｐｂから点Ｐｃまでの間において長軸ＡＸ２を挟んで（含んで）形成されている。取付部１２の中心から長軸ＡＸ２方向において最も離れた先端Ｐは、第２の曲面Ｃ２上に位置している。より詳しくは、先端Ｐは、長軸ＡＸ２よりも接続点Ｐｂ側に位置する。

ここで、先端Ｐは、後述する被切削物の凹形状を形成するために用いられる。したがって、先端Ｐが、長軸ＡＸ２よりも接続点Ｐｂ側に位置することによって、例えば、鋼管の内面を切削する際に凹形状を容易に形成することができる。

図２は、切削部２０の第１の曲面Ｃ１及び第２の曲面Ｃ２の態様を表している。図２に示すように、第１の曲面Ｃ１は、その中心角θ１を有する扇状の曲面である。第１の曲面Ｃ１は、その曲率半径Ｒ１を有する。

第２の曲面Ｃ２は、その中心角θ２を有する扇状の曲面である。本実施形態においては、第２の曲面Ｃ２の中心角θ２は、第１の曲面Ｃ１の中心角θ１よりも大きい。また、第２の曲面Ｃ２は、その曲率半径Ｒ２を有する。第２の曲面Ｃ２の曲率半径Ｒ２は、第１の曲面Ｃ１の曲率半径Ｒ１よりも短い。したがって、第１の曲面Ｃ１及び第２の曲面Ｃ２は、互いに異なる曲率を有する。

接続点Ｐｂにおいて、互いに隣接する第１の曲面Ｃ１及び第２の曲面Ｃ２の各々は、接線Ｌ１を共有する。すなわち、第１の曲面Ｃ１の中心ＣＰ１から接続点Ｐｂに伸びる線Ｌ２に垂直な線（第１の曲面Ｃ１の接線）及び、第２の曲面Ｃ２の中心ＣＰ２から接続点Ｐｂに伸びる線Ｌ３に垂直な線（第２の曲面Ｃ２の接線）は、重なり合う位置にある。

尚、図２においては、線Ｌ２及び線Ｌ３は、互いに重なり合う位置にある。また、本図においては、第１の曲面Ｃ１の中心ＣＰ１から接続点Ｐｂに伸びる線Ｌ２上に、第２の曲面Ｃ２の中心ＣＰ２が位置する。

図３は、切削部２０の第２の曲面Ｃ２及び第３の曲面Ｃ３の態様を表している。図３に示すように、第３の曲面Ｃ３は、その中心角θ３を有する扇状の曲面である。第３の曲面Ｃ３は、その曲率半径Ｒ３を有する。

本実施形態においては、第３の曲面Ｃ３の中心角θ３は、第２の曲面Ｃ２の中心角θ２よりも大きい。第３の曲面Ｃ３の曲率半径Ｒ３は、第２の曲面Ｃ３の曲率半径Ｒ２よりも長い。したがって、第２の曲面Ｃ２及び第３の曲面Ｃ３は、互いに異なる曲率を有する。

接続点Ｐｃにおいて、互いに隣接する第２の曲面Ｃ２及び第３の曲面Ｃ３の各々は、接線Ｌ４を共有する。すなわち、第２の曲面Ｃ２の中心ＣＰ２から接続点Ｐｃに伸びる線Ｌ５に垂直な線（第２の曲面Ｃ２の接線）及び、第３の曲面Ｃ３の中心ＣＰ３から接続点Ｐｃに伸びる線Ｌ６に垂直な線（第２の曲面Ｃ２の接線）は、重なり合う位置にある。尚、本図においては、第３の曲面Ｃ３の中心ＣＰ３から接続点Ｐｃに伸びる線Ｌ６上に、第２の曲面Ｃ２の中心ＣＰ２が位置する。

言い換えれば、第１の曲面Ｃ１，第２の曲面Ｃ２及び第３の曲面Ｃ３は、一端Ｐａ側から他端Ｐｄ側に向かって、連続的なカーブ（コーナー）をなしており、いわゆるピン角を有することなく形成されている。

すなわち、切削部２０の複数の曲面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、その隣り合う曲面（曲面Ｃ１、Ｃ２及び曲面Ｃ２，Ｃ３）の接続点Ｐｂ、Ｐｃで接線Ｌ１，Ｌ４を共有する。ここで、接続点Ｐｂ、Ｐｃにおいて接線を共有しない場合、その接続点Ｐｂ、Ｐｃはいわゆるピン角となるため、被切削物の切削面に筋状の擦り傷を生じさせる恐れがある。

ここで、本実施形態において、「接線を共有する」とは、切削部２０のコーナーにおいて、製造上許容される微細な角を有する状態であってもよい。このような角としては、当該切削用チップ１００を用いて切削加工を行った際に視認される傷（例えば、送り方向に向かって形成される筋状の傷）が生じなければよい。例えば、接続点がなす角度が５°未満であればよい。尚、切削部２０にピン角が形成されているか否かは、例えば、触診等により判断することができる。

第１の曲面Ｃ１，第２の曲面Ｃ２及び第３の曲面Ｃ３は、互いに異なる曲率を有する。言い換えれば、切削部２０を形成するコーナーが互いに異なる曲率の複数の曲面で構成されている。本実施形態においては、第２の曲面Ｃ２＞第３の曲面Ｃ３＞第１の曲面Ｃ１の順に曲率が高くなっている。

複数の曲面のうち、最も曲率半径が小さい曲面Ｃ２は、その曲率半径が０．１０ｍｍ以上であるとよく、好ましくは０．２０ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下とするとよく、さらに好ましくは、０．３０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であるとよい。

切削部２０の最も小さい曲面Ｃ２の曲率半径が小さすぎると、切削時にその先端に切削抵抗が集中するため、チップの欠損を招きやすくなる。発明者らの研究の結果、切削用チップ１００の切削部２０のコーナーを構成する曲面の曲率半径が０．１０ｍｍ以上であれば、この問題の発生が低減することが判明した。

切削部２０のコーナーの複数の曲面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の曲率半径は、いずれも０．８０ｍｍ以下であるとよく、特に曲面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のうち最も大きい曲率半径は、好ましくは、０．４０ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下であるとよく、さらに好ましくは、０．５０ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であるとよい。

複数の曲面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の曲率半径が大きすぎると、切削の際に前周で切削された箇所と切削用チップ１００の間隔が狭く、その間隔に切り粉が挟まれることにより、切削面に傷が生じる恐れがある。発明者らの研究の結果、切削用チップ１００の切削部２０のコーナーを構成する曲面の曲率半径が０．８０ｍｍ以下であればこの問題の発生が低減することが判明した。

尚、第２の曲面Ｃ２の曲率は、第１の曲面Ｃ１及び第３の曲面Ｃ３の曲率よりも大きければよい。したがって、第１の曲面Ｃ１及び第３の曲面Ｃ３は、同一の曲率であってもよいし、互いに異なるようにしてもよい。

切削部２０のコーナーの複数の曲面Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のうち、最も小さい曲率半径を持つ曲面Ｃ２の角度θ２は、３０°以上９０°以下であるとよく、好ましくは、３５°以上８０°以下であるとよく、さらに好ましくは、４０°以上６０°以下であるとよい。

曲率の異なる複数の曲面のうち、最も曲率半径の小さい曲面Ｃ２は、凹形状を精度よく切削するために必要である。従ってその角度範囲が小さすぎると目的とする凹形状の中に入らず、結果として凹形状を精度よく切削することが困難である。必要な角度範囲は切削する凹形状にも依存するが、発明者らの研究の結果、３０°以上の角度範囲があれば狭い凹形状にチップが入らないことがほぼ発生しないことが判明した。

一方、最も曲率半径の小さい曲面Ｃ２の角度範囲が大きすぎると、隣接する曲率半径の大きい曲面Ｃ１，Ｃ２の確保が難しくなる。このため、凹形状以外の多くの部位を曲率半径の最も小さい曲面Ｃ２で切削することになり、切削時間が長くなる。曲率半径の大きい曲面Ｃ１，Ｃ２を十分な角度範囲で確保するためには、曲率半径の最も小さい曲面Ｃ２の角度範囲は９０°以下とするとよい。

先端Ｐは、第１の曲面Ｃ１～第３の曲面Ｃ３の間に位置していればよいが、第２の曲面Ｃ２に位置するとよい。先端Ｐは、長軸ＡＸ２よりも接続点Ｐｂ側に位置するとよい。先端Ｐがこのように位置することにより、例えば、鋼管の内面にシール部として機能する凹部（凹形状）を形成する際に、精密かつ迅速な加工を実現することができる。

図４は、切削用チップ１００の切削部２０を示している。図４に示すように、頂点Ｐ１から一端の点Ｐａまでの稜線の延長線ＲＬ１、頂点Ｐ２から他端の点Ｐｄまでの稜線の延長線ＲＬ２が交わる角度、すなわち、切削部２０のコーナーがなす角度θは、９０°未満であるとよく、好ましくは、２０°以上７５°以下であるとよく、さらに好ましくは、４０°以上６０°以下であることが好ましい。切削部２０のコーナーがなす角度θを９０°未満とすることで、上記凹形状を含む複雑な形状を容易に切削することができる。

以上で説明した切削用チップ１００を用いて、鋼管の内面に凹部（凹形状）を含む切削加工をして管継手を生成する例を説明する。図５は、切削用チップ１００によって鋼管に旋盤加工がなされた管継手４０の断面を示している。図５に示すように、管継手４０は、例えば、油井管継手として用いられるものであり、一端側から他端側にかけて形成されているねじ溝４１と、当該ねじ溝４１の他端側に形成されているシール部４２を有する。

シール部４２は、一端側から他端側にかけて径が狭まるようにテーパー状に形成された直線部４３、直線部４３の他端において管径の外側方向に向かって窪んで凹形状に形成されている凹部４４、凹部４４から管径の内側方向に延びる延設部４５を有する。

シール部４２は、例えば、切削用チップ１００を用いて鋼管を旋盤加工により切削することによって形成することができる。具体的には、まず切削部２０の第１の曲面Ｃ１から第２の曲面Ｃ２を軸回りに回転している鋼管に押し当て、凹部４４を形成する所定位置まで切削する。これにより直線部４３を形成することができる。

次いで、第２の曲面Ｃ２で凹部４４を形成した後、第２の曲面Ｃ２から第３の曲面Ｃ３を切削対象に押し当てて、延設部４５を形成する所定位置まで切削する。これにより、凹部４４及び延設部４５を形成することができる。

シール部４２を形成する際に、被切削物の周速度を速くするほど、かつ、切削用チップの送りを大きくするほど加工時間を短くすることができる。被切削物の周速度は、速すぎると焼き付きが発生する。そのため、被切削物の周速度の上限は、被切削物及び切削用チップの双方の材質で決まる。例えば、被切削物が鉄系材料の場合、周速度の上限値を２００ｍ／ｍｉｎにするとよい。また、切削用チップの送りが大きすぎると表面粗さの要求を満たすことが困難となる。送りの上限値は、切削用チップのコーナーの曲面の曲率半径の大きさに比例して大きくするとよい。また、鋼管を切削する切削工程においては、送りが０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下で行われることが好ましい。本発明の切削用チップ１００を用いて、送りが０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下で切削工程を行うことで、凹形状を精度よく切削し、平面あるいは平面に比較的近い緩やかな曲面を高速で切削することができる。

このように、切削用チップ１００を用いて、上記の切削工程が行われることにより、要求される表面粗さを満たし、かつ凹部４４を有する加工形状を有するものであっても、精密かつ迅速に旋盤加工を行うことが可能となる。その結果、管継手４０が油井管継手として用いられた際に気密性の高いシール部４２を実現することが可能となる。

尚、管継手は、油井管継手に限られず、鋼管を切削加工することにより生成することができるものであれば、特には限定されないが、当該切削加工は、旋盤加工であることが好ましい。特に、旋盤加工において、加工対象の形状に旋盤加工の送り方向に沿って形成される加工部位と、当該加工部位の先端側に形成される凹部と、を有するものであれば特に好ましい。このような管継手としては、例えば鋼管杭用継手、サーマルチューブ、ケーシング鋼管、ストレーナー鋼管（スクリーンパイプ）等が挙げられる。また、本発明の切削チップ及び切削方法は、例えば、ボルト等の切削加工にも用いることができる。

変形例

上述の実施形態においては、切削部２０は３つの曲面Ｃ１～Ｃ３を有するものであった。しかし、切削部２０の曲面は、互いに異なる曲率の曲面を２以上有していればよい。図６は、４つの曲面を有する切削部２０を示している。図６に示すように、切削部２０は、一端Ｐａ側から他端Ｐｅ側にかけて連続的に形成された、第１の曲面Ｃ１，第２の曲面Ｃ２、第３の曲面Ｃ３及び第４の曲面Ｃ４を有する。

具体的には、第１の曲面Ｃ１は、切削部２０の一端Ｐａから点Ｐｂまでの間に形成されている。第２の曲面Ｃ２は、点Ｐｂから点Ｐｃまでの間に形成されている。第３の曲面Ｃ３は、点Ｐｃから点Ｐｄまでの間に形成されている。第４の曲面Ｃ４は、点Ｐｄから点Ｐｅまでの間に形成されている。

すなわち、点Ｐｂは、第１の曲面Ｃ１及び第２の曲面Ｃ２を接続する接続点である。点Ｐｃは、第２の曲面Ｃ２及び第３の曲面Ｃ３を接続する接続点である。点Ｐｄは、第３の曲面Ｃ３及び第４の曲面Ｃ４を接続する接続点である。

尚、上述のように、接続点Ｐｄにおいても、第３の曲面Ｃ３及び第４の曲面Ｃ４同士は、接線（図示せず）を共有する。すなわち、接続点Ｐｄにおいて、第３の曲面Ｃ３の接線及び、第４の曲面Ｃ４の接線は、互いに重なり合う位置にある。

尚、このように第４の曲面Ｃ４を形成した場合であっても、第４の曲面Ｃ４の曲率半径を０．８ｍｍ以下とするとよい。

以上で説明した切削用チップ１００は、鋼管の内面の加工以外にも、例えば、鋼管、円柱または円錐形の鋼材等の外面の加工に用いることができる。特に、切削用チップ１００は、他の切削加工に比べて複雑な形状の加工ができるという観点からＮＣ（numerical control）旋盤の加工に用いられることが好ましい。

以上のように、本発明の切削用チップ１００によれば、切削部２０のコーナーが互いに異なる曲率の複数の曲面で構成されることにより、曲率半径の小さい曲面Ｃ２は狭い凹形状（凹部４４）の精度が高い切削に寄与する一方、曲率半径の大きい曲面Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４等は平面あるいは平面に比較的近い緩やかな曲面（直線部４３，延設部４５）を高速で切削し平滑な切削面に仕上げることができる。

また、互いに隣接する曲面Ｃ１～Ｃ４同士が、その接続点Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいて接線Ｌ１，Ｌ４，Ｌ７を共有することにより、被切削物の切削面に筋状の擦り傷を生じさせずに切削を行うことが可能となる。したがって、本発明の切削用チップ１００は、凹部４４を含む複雑な形状の切削を平滑かつ高速に行うことが可能となる。その結果、例えば、油井管継手等の管継手の生産効率を高めることが可能となる。

上述の実施形態においては、切削用チップ１００を旋盤装置に取り付け、軸回りに回転させた鋼管に対して切削用チップ１００を接触させることによって切削を行った。しかし、本発明の切削方法は、このような態様に限定されない。たとえば、鋼管を固定し、かつ切削用チップ１００を鋼管の軸回りに移動させることにより切削してもよい。また、切削用チップ１００を旋盤装置以外の装置、器具に取り付けることによって切削してもよい。

実施例１～９、比較例及び、従来例１、２の切削用チップを用いて、外径１８０ｍｍ、内径１２０ｍｍのパイプ（鋼管）に、図７に示す凹部４４を含む加工形状の切削を施し、加工時間及び凹部４４の曲率半径（点Ｐ’の曲率半径）を測定した。尚、旋盤装置としてはＮＣ（numerical control）旋盤装置を用い、そのワークの加工面の周速度は１３０ｍ／ｍｉｎとした。

実施例１～９、比較例及び、従来例１、２の切削用チップの形状を表１に示す。また、表１に示すように、送り速度は、チップの形状、すなわち、実施例１～９、比較例及び、従来例１、２の曲面（Ｃ１～Ｃ４）毎に変更した。

加工時間の評価は、切削面の表面粗さＲａ＝１．５μｍを達成できた際の時間とした。尚、表面粗さＲａは、接触式表面粗さ計によって測定した。

凹部４４の曲率半径（点Ｐ’の曲率半径）は、型取り材を用いて凹部４４の形状を型取り、当該型取り材の形状に基づいて測定した。具体的には、型取り材の形状を投影機によって、輪郭の形状を拡大させて評価した。その結果を表１に示す。尚、各々の切削用チップについて、切削部２０にピン角が形成されているかを触診により評価した。

表１に示すように、実施例１～９は、従来例１よりも凹部４４の曲率半径（点Ｐ’の曲率半径）を短くすることができた。また、実施例１～９は、従来例２よりも切削時間を短くすることができた。したがって、実施例１～９は、要求される凹部４４の加工精度を満たしつつ、迅速な加工処理を実現することができた。

尚、比較例は、切削部２０に、いわゆるピン角を有する切削用チップである。比較例の切削用チップを用いて切削加工を行った際には切削面に筋状の擦り傷が発生した。このため、要求された切削面の表面粗さＲａの規定値を満たすことができず、「切削不可」と評価した。

以上のように、本発明による切削用チップ１００を用いて切削加工することにより、曲率半径が０．７００未満のような狭い凹形状をより小さい曲率半径で加工できる上に、その他の平面部および平面に近い切削面を高速かつ平滑に切削できることが示された。また、実施例１～９は切削面の傷の発生、ツールの欠損といった不具合も防げることが示された。

１００ 切削用チップ
１２ 取付部
２０ 切削部
Ｃ１ 第１の曲面
Ｃ２ 第２の曲面
Ｃ３ 第３の曲面
Ｃ４ 第４の曲面
Ｐｂ、Ｐｃ 接続点

Claims (13)

1. 切削部を有する切削用チップにおいて、
   前記切削部を形成するコーナーが互いに異なる曲率の複数の曲面で構成され、
   互いに隣接する前記曲面の各々は、その接続点において接線を共有し、
   旋盤装置に取り付ける孔状に形成された取付部を有し、
   前記コーナーは、前記取付部の中心と前記コーナーの頂点を結ぶ軸に対して非対称に形成されている、ことを特徴とする切削用チップ。
2. 複数の前記曲面のうち、最も小さい曲率半径を有する曲面の中心角が３０°以上９０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の切削用チップ。
3. 複数の前記曲面のうち、最も小さい曲率半径を有する曲面は、その曲率半径が０．１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の切削用チップ。
4. 複数の前記曲面のうち、最も小さい曲率半径を有する曲面は、その曲率半径が０．１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の切削用チップ。
5. 複数の前記曲面の曲率半径がいずれも０．８０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の切削用チップ。
6. 切削加工によって被切削物を切削する切削加工方法であって、
   請求項１～４のいずれかに記載の切削用チップを用いて前記被切削物を切削する切削工程を含むことを特徴とする切削方法。
7. 切削加工によって被切削物を切削する切削加工方法であって、
   請求項５に記載の切削用チップを用いて前記被切削物を切削する切削工程を含むことを特徴とする切削方法。
8. 前記切削工程において、送りが０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下で前記切削が行われることを特徴とする請求項６に記載の切削方法。
9. 前記切削工程において、送りが０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下で前記切削が行われることを特徴とする請求項７に記載の切削方法。
10. 切削加工によって鋼管の内面を切削して管継手を製造する方法であって、
    請求項１～４のいずれかに記載の切削用チップを用いて前記鋼管を切削する切削工程を含むことを特徴とする管継手の製造方法。
11. 切削加工によって鋼管の内面を切削して管継手を製造する方法であって、
    請求項５に記載の切削用チップを用いて前記鋼管を切削する切削工程を含むことを特徴とする管継手の製造方法。
12. 請求項１～４のいずれかに記載の切削チップを用いて加工されたことを特徴とする管継手。
13. 請求項５に記載の切削チップを用いて加工されたことを特徴とする管継手。