JPH04217406A - スローアウェイチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、台金の角部にダイヤモ
ンド等の超高硬度焼結体の切刃部材を配したスローアウ
ェイチップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスローアウェイチップ（
以下、チップと略称する。）は、切屑の排出性を良好に
するため、チップブレーカの表面あらさを極めて良好に
仕上げている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のチ
ップにおいては、チップブレーカによって切屑が渦巻き
状にカールしにくいという欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記欠点を解決するため
、種々の実験を繰り返した結果、チップの切刃部分に超
高硬度焼結体を使用した場合には、切れ味が向上して切
削抵抗が低下する点では優れた性能が得られるものの、
チップブレーカの表面あらさが極めて小さく形成されて
いるために切屑が該チップブレーカ上を極めて円滑に流
れてしまい、このため切屑がチップブレーカ上でカール
することなく排出してしまう、即ちカールしにくくなる
という知見を得た。

【０００５】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
であって、切屑の流れに抵抗を与えることにより切屑を
カールしやすくしたものである。

【０００６】すなわち、本発明は、多角形に形成された
台金の上面角部に切刃部材を設けてなり、前記切刃部材
は、超硬合金等の高硬度焼結体と、ダイヤモンドや立方
晶窒化硼素等を主成分として焼結される超高硬度焼結体
とを層状に形成したものであって、前記超高硬度焼結体
を前記台金の上面に露出させた状態で該台金にろう付け
されており、少なくとも前記超高硬度焼結体の上面に、
表面あらさが０．５Ｓ以上１０．０Ｓ以下のチップブレ
ーカを形成したものである。ここで、チップブレーカの
表面あらさを０．５Ｓ以上１０．０Ｓ以下に設定してい
るのは、０．５Ｓ未満では、該チップブレーカ上を摺動
する切屑の摺動抵抗が小さくなって、切屑がカールしに
くくなるためであり、１０．０Ｓを越えた場合では、切
屑の摺動抵抗が大きくなって該切屑の排出性が悪化して
しまうからである。なお、チップブレーカの幅について
は切削条件に応じて適宜変更して良いが、チップブレー
カの表面粗さを上記範囲に設定することによる効果を一
層確実に発揮させるには、超高硬度焼結体上の切刃に沿
う部分における幅を１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設
定することが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明においては、チップブレーカの表面あら
さを０．５Ｓ以上に形成しているので、切屑がチップブ
レーカから十分な摺動抵抗を受けてカールするようにな
る。その一方、表面粗さを１０．０Ｓ以内に制限してい
るので、過剰な切削抵抗によって切屑排出性が劣化する
おそれもない。

【０００８】

【実施例】以下、図１及び図２を参照して本発明の第１
実施例を説明する。

【０００９】これらの図において符号１は本実施例に係
るチップの台金である。この台金１は、鋼や超硬合金等
を素材として全体を三角形平板状に形成してなるもので
、一つの角部の上面側には切刃部材２が固着される切欠
き１ａが当該台金１の上方及び側方に開口させて形成さ
れている。

【００１０】切刃部材２は、タングステンカーバイト（
ＷＣ）を主成分とする超硬合金からなる高硬度焼結体３
と、ダイヤモンドや立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）等を主成
分とする超高硬度焼結体４とを層状に形成したものであ
る。この切刃部材２はその超高硬度焼結体４のみが台金
１の上面側に露出するように、すなわち切欠き１ａの底
面側から台金１の上面側に向かって、順次、高硬度焼結
体３、超高硬度焼結体４が位置するように切欠き１ａに
挿入されてろう付け固着されている。そして、各切刃部
材２の稜線部のうち、台金１の角部の一方の側に連なる
稜線部には切刃Ｅが形成され、さらに、台金１の上面に
は上記切刃Ｅに沿って超高硬度焼結体４から台金１の上
面まで延びるチップブレーカ５が形成されている。

【００１１】このチップブレーカ５は、切刃Ｅからチッ
プの中心側へ離間するに従って漸次台金１の下面側へ直
線的に後退する傾斜面５ａと、この傾斜面５ａの後端か
ら台金１の上面に向かって曲率半径Ｒの円弧を描きつつ
立ち上がる湾曲壁面５ｂとを有してなるもので、その表
面粗さは全面に渡って０．５Ｓ〜１０．０Ｓの範囲内に
設定されている。

【００１２】また、切刃Ｅからチップブレーカ５の後端
までの距離（以下、ブレーカ幅と称する。）ｍ及び湾曲
壁面５ｂの曲率半径Ｒは当該チップブレーカ５の全長に
渡って一定とされている。ここで、上記ブレーカ幅ｍは
切削速度や切刃Ｅの切込み深さ等の切削条件に応じて適
宜変更され得るものであるが、なるべくは１．０ｍｍ〜
３．０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。ブレーカ
幅ｍが１．０ｍｍに満たない場合には切屑とチップブレ
ーカ５との接触長さが不足するために切屑に十分な摺動
抵抗が作用しなくなって切屑がカールしにくくなるおそ
れがあり、他方、ブレーカ幅ｍが３．０ｍｍを越える場
合にはチップブレーカ５内で切屑が長く延び過ぎるため
に切屑のカールする方向が安定せず、切屑の絡み付きを
招くなどかえって切屑排出性が劣化するおそれが生じる
からである。なお、上述した湾曲壁面５ｂの曲率半径Ｒ
や、台金１の上面に対するチップブレーカ５の傾斜面５
ａの傾斜角（以下、チップすくい角と称する。）θは、
上記ブレーカ幅ｍと同様に切削条件等に応じて適宜変更
して良いが、曲率半径Ｒを０．４ｍｍ〜１．５ｍｍ、傾
斜角θを１０゜　〜３０゜　に設定することが好ましい
。ちなみに図示の例では曲率半径Ｒがチップブレーカ５
の全長に渡って０．８ｍｍに、傾斜角θがチップブレー
カ５の全長に渡って１５゜　に設定されている。

【００１３】次に、上記のように構成されたチップの製
造手順について説明する。

【００１４】まず、切刃部材２は、高硬度焼結体３およ
び超高硬度焼結体４を同時に焼結する過程で両者を化学
結合させ、これによってある程度の広がりを持つ部材を
形成し、この部材から三角形状に切り出して形成する。 そして、この三角形状の切刃部材２を、その上面を台金
１の上面にほぼ一致させて該台金１の切欠１ａにろう付
けした後、チップの上下面および周面を研摩する。その
後、チップブレーカ５を放電加工または研摩により形成
する。この際、放電加工と研摩のいずれを選択するかに
ついては、チップブレーカ５の表面粗さが０．５Ｓ〜１
０．０Ｓの範囲に収まる限りいずれを選択しても良く、
例えば放電加工のみで上記の表面粗さが容易に得られる
場合にはチップブレーカ５の表面に重ねて研摩を施す必
要はない。

【００１５】しかして、以上のように形成されたチップ
においては、チップブレーカ５の表面粗さが０．５Ｓよ
りも粗くなっているから切屑に十分な摺動抵抗が与えら
れる。従って、切刃Ｅで生成された切屑がチップブレー
カ５の傾斜面５ａに沿って成長して湾曲壁面５ｂまで確
実に案内され、さらには湾曲壁面５ｂに沿って一定方向
へ確実にカールすることとなる。その一方、本実施例で
はチップブレーカ５の表面粗さが１０．０Ｓ以内に制限
されているから、切屑に過度な切削抵抗が作用して切屑
の円滑なカールが阻害されるおそれもなく、さらには切
屑の過剰な摩擦熱によって摩耗が促進されてチップの寿
命が損なわれるおそれもない。しかも、本実施例ではブ
レーカ幅ｍが１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設定され
ているから、チップブレーカ５の表面粗さを上記範囲に
制限したことによる切屑排出性の改善効果が一層確実に
発揮されることとなる。

【００１６】なお、上記実施例においては、超硬合金か
らなる高硬度焼結体３を示したが、たとえばサーメット
等の他の焼結合金を用いてもよい。ただし、超硬合金の
ようにろう付けによって台金に確実に固定することが可
能で、かつ超高硬度焼結体と確実に化学結合することの
できる材料を選択する必要がある。

【００１７】また、チップブレーカ５の断面形状として
は、図２に示すように傾斜面５ａと湾曲壁面５ｂとを備
えたものに限らず、図３に示すようにチップの上面と平
行な平坦面５ｃと湾曲壁面５ｂとから構成されたもので
あっても良い。また、これら傾斜面５ａや平坦面５ｃを
設けることなく、全体を湾曲面で構成しても良い。さら
に、チップブレーカ５としては、図４に示すように切刃
Ｅに対して斜めに形成したものや、図５に示すように切
刃部材２にのみ形成したものであっても良い。なお、図
４に示すように切刃Ｅに対して斜めに形成する場合のブ
レーカ幅ｍについては、チップブレーカ５のうち超高硬
度焼結体４上の切刃Ｅに沿う部分の幅が上述した１．０
ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲にあれば良い。

【００１８】さらに、上記第１実施例では、超高硬度焼
結体４のみが台金１の上面に露出する構成を例に挙げて
説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、超
高硬度焼結体４が台金１の上面に露出してさえいれば、
高硬度焼結体３が露出しているか否かは問わないもので
ある。以下、第２実施例として、高硬度焼結体３をも台
金１の上面側に露出させた例を図６及び図７を参照して
説明する。なお、上述した図１及び図２に示す第１実施
例のチップと共通する構成要素には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。

【００１９】図６及び図７に示すように、切刃部材１１
は、超硬合金等からなる高硬度焼結体１２と、ダイヤモ
ンドや立方晶窒化硼素等を主成分として焼結される超高
硬度焼結体１３とを層状に形成したもので、前記超高硬
度焼結体１３が台金１の周面を向くように、すなわちチ
ップの角部から当該チップの中心側へ向かうに従って、
順次、超高硬度焼結体１３、高硬度焼結体１２が台金１
の上面に露出する向きで切欠き１ａに挿入されてろう付
け固着されている。そして、切刃部材１１の稜線部のう
ち、台金１の角部の一方の側に連なる稜線部には切刃Ｅ
が形成され、さらに、台金１の上面には上記切刃Ｅに沿
って超高硬度焼結体１３から高硬度焼結体１２まで延び
るチップブレーカ１４が形成されている。なお、このチ
ップブレーカ１４の表面粗さは第１実施例と同様に０．
５Ｓ〜１０．０Ｓの範囲とされ、また、超高硬度焼結体
１３上の切刃に沿う位置におけるブレーカ幅ｍは１．０
ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲とされている。

【００２０】しかして、このように構成されたチップに
よれば、ブレーカ表面の粗さを上記第１実施例と同様の
範囲に設定しているから切屑を効率良くカールさせて切
屑排出性を向上させることができる。しかも、台金１の
角部にのみ高価な超高硬度焼結体１３を配置しているか
ら、該チップのコストの低減を図ることができる。

【００２１】なお、第２実施例においてもチップブレー
カ１４を、図８に示すように台金１の上面と平行に形成
し、あるいは図９に示すように切刃Ｅに対して斜めに形
成する等の変形が可能であることは勿論である。

【００２２】次に、図１０及び図１１を参照して本発明
の第３実施例を説明する。ただし上述した第１、第２実
施例と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説
明を省略する。

【００２３】図１０及び図１１に示すチップが図６およ
び図７に示すチップと異なる点は、主に切刃部材２１の
形状が異なる点である。すなわち、切刃部材２１は、高
硬度焼結体１２および超高硬度焼結体１３を同時に焼結
する過程で両者が化学結合されたある広がりを有する部
材から切り出して得たものであり、台金１の上面側から
の平面視において三角形のテーパ状に形成され（図１０
参照）、台金１の周面側からの側面視において長方形状
に形成されている。そして、この切刃部材２１も、その
先端側にのみ超高硬度焼結体１３が配置されている点で
上記第２実施例に示すチップと共通しているが、超高硬
度焼結体１３と高硬度焼結体１２との接合面の向きが台
金１の角部に連なる二つの稜線部のうちの一方に沿う方
向へ向けられることにより、台金１の平面視における超
高硬度焼結体１３の長手方向が切刃Ｅの延在方向とほぼ
一致せしめられている点で第２実施例と異なっている。

【００２４】また、台金１および切刃部材２１には、そ
れらの上面にチップブレーカ２２が形成されている。こ
のチップブレーカ２２は上述した図６及び図７に示す第
２実施例のチップと同様に放電加工あるいは研摩によっ
て加工されてなるもので、切刃部材２１の長手方向と斜
めに交叉する方向へ延在せしめられている。そして、こ
のチップブレーカ２２の表面粗さは第１、第２実施例と
同様に０．５Ｓ〜１０．０Ｓの範囲に設定され、またブ
レーカ幅ｍは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設定され
ている。さらに、チップブレーカ２２の傾斜角θも１０
゜　〜３０゜　の範囲とされている。

【００２５】上記のように構成されたチップにおいては
、超高硬度焼結体１３の長手方向が切刃Ｅの延在方向と
一致しているので、超高硬度焼結体１３の使用量を増加
させることなく、該超高硬度焼結体１３上に形成される
切刃Ｅの長さを大きく設定できる。

【００２６】なお、図１０及び図１１に示すチップでは
、超高硬度焼結体１３に形成された切刃Ｅが台金１の角
部の左方に位置しているが、例えば図１２及び図１３に
示すように切刃部材２１を超高硬度焼結体１３が角部の
右方を向くように装着し、かつチップブレーカ２２を逆
方向に形成すればいわゆる勝手違いのチップが得られる
ことは勿論である。

【００２７】次に、本発明について特にブレーカ幅の大
小が切屑のカールに及ぼす影響を明らかにするために幾
つかの実験例を行ったので説明する。図１２及び図１３
に示す構成のチップ３０を、図１４に示すようにバイト
ホルダ３１の先端部に装着し、この状態で旋盤のチャッ
ク３２に把持された被削材Ｗの内径加工を行って切屑が
カールする状況を観察した。この際、実験例１〜３とし
てブレーカ幅ｍが１．０ｍｍ、１．７ｍｍ、３．０ｍｍ
の３種類のチップを用意してそれぞれ切削試験を行った
。また、比較例１〜３としてチップブレーカが無いもの
及びブレーカ幅が０．８ｍｍ、３．５ｍｍのものの３種
類のチップを製作して同一条件で切削試験を行った。そ
れぞれの結果を表１に列記する。なお、表中「○」で示
す部分は切屑が逐次カールして排出された場合を表し、
同様に「△」は切屑が真直ぐ延びてしまう場合が散見さ
れるものの概ね良好にカールした場合を、「×」は切屑
がほとんどカールしなかった場合を表す。なお、切削条
件は下記に示す通りであり、また、チップのチップすく
い角θは１５゜とした。 （切削条件） 　　・切削速度　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　……４００、８００ｍ／ｍｉｎ．の２段階　　・一
回転当りの送り量　　　　　　　　　　……０．０８ｍ
ｍ／ｒｅｖ．　　・切込み深さ（ｄ：図１４参照）……
０．１８ｍｍ　　・被削材材質　　　　　　　　　　　
　　　　　　　……アルミニウム　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ａ１０
５０相当品（ＪＩＳ　　Ｈ４０００）　　・切削液　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……水溶性
切削剤

【表１】

【００２８】表１によれば、ブレーカ幅ｍが１．０ｍｍ
〜３．０ｍｍの範囲に設定された実験例１〜３では、切
削速度が４００ｍ／ｍｉｎ．及び８００ｍ／ｍｉｎ．の
いずれの場合でも切屑を概ね良好にカールさせることが
できるのに対して、ブレーカ幅ｍが上記範囲を外れた比
較例１〜３では切屑をほとんどカールさせることができ
ず、これによりブレーカ幅ｍの適正範囲が明らかとなっ
た。なお、ここで行った切削試験はあくまでブレーカ幅
の適正範囲を確認するための試験であり、かかる範囲を
外れた場合でもブレーカ表面粗さが０．５Ｓ〜１０．０
Ｓの範囲に設定されている限り従来のチップよりも切屑
を効果的にカールさせ得ることは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、多角形
に形成された台金の上面角部に切刃部材を設けてなり、
前記切刃部材は、超硬合金等の高硬度焼結体と、ダイヤ
モンドや立方晶窒化硼素等を主成分として焼結される超
高硬度焼結体とを層状に形成したものであって、前記超
高硬度焼結体を前記台金の上面に露出させた状態で該台
金にろう付けされており、少なくとも前記超高硬度焼結
体の上面に、表面あらさが０．５Ｓ以上１０．０Ｓ以下
のチップブレーカが形成されたものであるから切屑にチ
ップブレーカ表面から摺動抵抗を与えることができ、こ
れによって該切屑を渦巻き状にカールさせることができ
る。また、チップブレーカの幅を１．０ｍｍ〜３．０ｍ
ｍに規制した場合には、チップブレーカの表面粗さを上
記範囲に設定したことによる効果をより一層確実に発揮
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるチップの平面図で
ある。

【図２】図１のＩＩ方向からの矢視図である。

【図３】図２の変形例を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例の他の変形例を示す平面図
である。

【図５】本発明の第１実施例のさらに他の変形例のチッ
プを示す平面図である。

【図６】本発明の第２実施例におけるチップの平面図で
ある。

【図７】図６のＶＩＩ方向からの矢視図である。

【図８】図７の変形例を示す図である。

【図９】本発明の第２実施例の他の変形例を示す平面図
である。

【図１０】本発明の第３実施例におけるチップの平面図
である。

【図１１】図１０のＸＩ方向からの矢視図である。

【図１２】図１０に示すチップの変形例を示す平面図で
ある。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ方向からの矢視図である。

【図１４】図１２及び図１３に示すチップで被削材の内
径加工を行った際の状況を示す図である。

【符号の説明】

１　　台金 ２，１１，２１　　切刃部材 ３，１２　　高硬度焼結体 ４，１３　　超高硬度焼結体 ５，１４，２２　　チップブレーカ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　多角形に形成された台金の上面角部に
   切刃部材を設けてなり、前記切刃部材は、超硬合金等の
   高硬度焼結体と、ダイヤモンドや立方晶窒化硼素等を主
   成分として焼結される超高硬度焼結体とを層状に形成し
   たものであって、前記超高硬度焼結体を前記台金の上面
   に露出させた状態で該台金にろう付けされており、少な
   くとも前記超高硬度焼結体の上面に、表面あらさが０．
   ５Ｓ以上１０．０Ｓ以下のチップブレーカが形成されて
   いることを特徴とするスローアウェイチップ。
2. 【請求項２】　　前記超高硬度焼結体上の切刃に沿う位
   置における前記チップブレーカの幅が１．０ｍｍ〜３．
   ０ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求項
   １記載のスローアウェイチップ。