JPH0578402U - 切削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 工具本体１１の先端部に、被削材Ｗの回転方
向Ｔに沿ってずらされて装着されたスローアウェイチッ
プ１４，１８に、工具本体１１の先端から基端側に向か
う荒加工刃１４Ｅと、工具本体１１の長手方向に交差し
て工具本体の送り方向Ｆに沿って延びる仕上げ加工刃１
８Ｃとを、それぞれ別個に形成する。仕上げ加工刃１８
Ｃは工具送り方向Ｆにおいて荒加工刃１３Ｅの工具先端
側のノーズ部１３Ｄよりも後方側に配置されている。 【効果】 荒加工と仕上げ加工とを同時に行うことがで
きるとともに、しかも仕上げ加工刃１７がきわめて曲率
半径Ｒの大きな切刃形状を呈することとなるので、荒加
工時の切削条件によって優れた仕上げ面を得ることがで
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、旋削加工に用いられるバイト等の切削工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図１０ないし図１２は、このようなバイトの一例であって、切削に供される切 刃が工具本体の先端部に着脱自在に装着されるスローアウェイチップ（以下、チ ップと称する。）上に形成された、いわゆるスローアウェイ式のバイトを示すも のである。 これらの図において工具本体１は略四角柱状をなし、その基端部側にシャンク 部２を有するとともに、先端部の上面には該上面から一段窪むようにしてチップ 取付座３が形成されている。

【０００３】 このチップ取付座３に装着されるチップ４は、これらの図に示す例では四角形 平板状をなすものであって、そのチップ厚さ方向を向く端面４Ａを上方に向け、 またこの端面４Ａの周囲に配置される一の周面４Ｂを当該バイトの送り方向Ｆ側 （図１０において下側）に向け、さらに上記端面４Ａの一角に形成される円弧状 のノーズ部切刃４Ｃを工具先端側に突出させて、レバーロック等の周知のクラン プ機構５によりシート部材６を介してチップ取付座３に固定されている。 そして工具本体１を上記送り方向に送り出すことにより、上記端面４Ａと一の 周面４Ｂとの交差稜線部に形成された切刃４Ｄによって被削材を切削してゆくと ともに、この切刃４Ｄに連なる上記ノーズ部切刃４Ｃにより、切削された加工面 を平滑に仕上げてゆく。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、この切削された加工面の理論仕上げ面粗さｈは、当該バイトの送り 量ｆと上記ノーズ部切刃４Ｃがなす円弧の曲率半径Ｒとによって決定されること が知られている。 すなわち図１３に示すように、被削材Ｗの１回転当りの送り量ｆzが大きくな るとノーズ部切刃４Ｃによって削られる部分の間隔が大きくなり、これに伴って 仕上げ面に形成される谷部の底と山部の頂上との距離、つまり上記仕上げ面粗さ ｈも大きくなる。またノーズ部切刃４Ｃの曲率半径Ｒが小さくなると、上記谷部 または山部の傾斜が大きくなってしまい、やはり上記谷底と山頂との距離が大き くなって仕上げ面粗さｈも大きくなる。 ちなみに、この仕上げ面粗さｈは、近似的には送り量ｆの自乗に比例し、曲率 半径Ｒに反比例することが知られている。従ってこのような切削工具では、良好 な仕上げ面精度を得るためには送り量ｆを小さくするか、またはノーズ部切刃４ Ｃの曲率半径Ｒを大きく設定する必要がある。

【０００５】 しかしながら限られた大きさのチップ４に、荒加工に供される切刃４Ｄととも に曲率半径Ｒが極端に大きなノーズ部切刃４Ｃをも形成することはきわめて困難 である一方、送り量ｆを小さくすることは取りも直さず加工効率の低下を招くこ ととなる。 このため、従来は一旦比較的大きな送り量で被削材を荒加工した後に、比較的 小さな送り量で仕上げ加工を行って加工効率の低下を阻止しつつも良好な仕上げ 面を得ようとしていたが、このような２工程を必要とする加工では工程管理や工 具管理がきわめて煩雑となるとともに、加工効率の低下を抑えるにも自ずと限界 があった。

【０００６】 また、このような切削工具としては、例えば特公平３−４１２８２号公報に記 載されているようにチップの切刃を被削材の回転の接線方向、すなわち主運動の 方向に対して傾斜するように配置し、仕上げ面に対して疑似的に切刃の曲率半径 が大きくなるようにしたスローアウェイ式の切削工具も提案されてはいるが、こ の切削工具では一度の切削においてチップの厚さ方向を向く端面と周面との交差 稜線部に形成された一の切刃を荒加工と仕上げ加工との両方に同時に使用するこ ととなるため、この切刃にきわめて大きな切削負荷が作用してしまうという問題 が生じる。 また、この切削工具ではチップがネガティブ形式のものであって、工具先端側 を向く上記端面に正面逃げ角を与えるためには切刃の前すくい角を負角側に設定 せざるを得ず、このため切削抵抗が大きくなって切刃への負荷はいっそう過大な ものとなるという不都合もあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、このような課題を解決するためになされたもので、工具本体の先端 部に、該工具本体の先端から基端側に向かう荒加工刃と、上記工具本体の長手方 向に交差して当該工具本体の送り方向に沿って延びる仕上げ加工刃とを、主運動 の方向に沿ってずらして設けるとともに、上記仕上げ加工刃を荒加工刃の先端に 対して上記送り方向の後方側に配置したことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

このような構成の切削工具では、工具本体の先端部には工具本体先端から基端 側に向かう荒加工刃と、この荒加工刃の延びる工具本体の長手方向に交差して当 該工具本体の送り方向に沿う仕上げ加工刃とが、被削材の主運動の方向に沿って ずらされ、かつ仕上げ加工刃が荒加工刃の先端よりも工具送り方向後方側に位置 するように、それぞれ別個に設けられている。従って、荒加工刃によって略所定 の寸法に切削された被削材の仕上げ面を、この荒加工刃の工具送り方向の後方側 に位置する仕上げ加工刃によって仕上げて行くこととなり、荒加工と仕上げ加工 とを同時に行うことが可能となる。

【０００９】 そして、例えば当該切削工具をスローアウェイ式とした場合等には、工具本体 の先端部には二つのチップが装着されて、これらのチップの一方に荒加工刃が設 けられるとともに他方に仕上げ加工刃が設けられることとなる。このため、荒加 工刃との位置関係やチップの大きさ等によって拘束されることなく、仕上げ加工 刃をより大きな曲率半径あるいは被削材の回転軸に平行な直線状に形成すること ができ、これによって送り量を大きくとったとしても優れた仕上げ面を得ること が可能となる。

【００１０】 さらに上記構成の切削工具では、荒加工刃と仕上げ加工刃とがそれぞれ上述の ようにずらされて別個に設けられているので、各切刃のすくい角等もそれぞれ別 個に設定することができ、各々の切刃について切削条件に最適な切刃の設計を行 うことが可能である。 また切削時に作用する負荷についても、荒加工刃と仕上げ加工刃とで切削負荷 が分割されて作用することとなるので、個々の切刃に作用する切削負荷の低減を 図ることが可能となる。

【００１１】

【実施例】

図１ないし図４は、本考案の一実施例としてのスローアウェイ式バイトを示す ものである。 これらの図において符号１１は、鋼材等から形成されて水平かつ被削材Ｗの回 転軸Ｏに対して垂直方向に保持される工具本体であり、その基端部には工作機械 側に取り付けられる四角柱状のシャンク部１２が備えられているとともに、その 先端上部には工具先端側および工具送り方向Ｆ側を向く角部に、当該工具本体１ １の先端部上面から下方に一段後退するようにして第一のチップ取付座１３が形 成されている。

【００１２】 この第一のチップ取付座１３に装着される第一のチップ１４は、超硬合金等の 硬質材料から形成されたポジ型のチップであって、本実施例ではそのチップ厚さ 方向からの平面視において菱形平板状を呈しており、このチップ厚さ方向を向い て菱形をなす一の端面１４Ａの中央部からはクランプネジ１５が挿通される取付 孔が上記チップ厚さ方向に沿って貫設されている。 そしてこの第一のチップ１４は、上記端面１４Ａを上方に向け、また当該第一 のチップ１４の互いに隣接して鋭角に交差する一対の周面１４Ｂ，１４Ｃのうち 、一方の周面１４Ｂを工具送り方向Ｆに向けるとともに他方の周面１４Ｃを工具 先端側に向け、さらにこれら一対の周面１４Ｂ，１４Ｃが交差する角部Ｃを工具 送り方向Ｆ側かつ工具先端側に位置させて装着され、上記クランプネジ１５によ って工具本体１１に固定されている。

【００１３】 さらに、この第一のチップ１４の端面１４Ａと工具送り方向Ｆを向く周面１４ Ｂとの交差稜線部には、上記角部Ｃにノーズ部１４Ｄを有する切刃が形成されて おり、この切刃が本実施例において荒加工に供される荒加工刃１４Ｅとされてい る。従って、この荒切刃１４Ｅは工具本体１１の長手方向に沿ってその先端から 基端側に向かい配置されることとなる。 なおここで、図２および図３に示すようにこの第一のチップ１４は、その端面 １４Ａが上記ノーズ部１４Ｄから離間して工具基端側および工具送り方向Ｆの後 方側に向かうに従いそれぞれ上方側に向かうように、水平面に対して傾斜して配 置されており、これによって上記端面１４Ａが被削材Ｗの回転方向Ｔの後方側を 向くように設定されている。この傾斜角は被削材Ｗの切削径や切削条件等によっ て適宜設定されることとなるが、本実施例では端面１４Ａと上記一方の周面１４ Ｂとの交差稜線部、つまり上記荒切刃１４Ｅが形成される交差稜線部の水平面に 対する傾斜角αが２０°〜２６°となるように、また端面１４Ａと上記他の周面 １４Ｃとの交差稜線部の水平面に対する傾斜角βが０°〜６°となるように、そ れぞれ設定されている。従って本実施例では、この傾斜角βに準じた負のすくい 角が上記荒切刃１４Ｅに与えられることとなる。

【００１４】 一方、工具本体１１の先端面には、第一のチップ取付座１３に装着された第一 のチップ１４の工具先端側を向く上記他方の周面１４Ｃの下方に連なるように、 工具基端側に凹む溝状のチップポケット１６が工具送り方向Ｆに沿って形成され ている。 そして、このチップポケット１６のさらに下方には、工具本体１１の先端面か ら工具基端側に一段凹むようにして第二のチップ取付座１７が形成されており、 この第二のチップ取付座１７には、上記第一のチップ１４と同様に超硬合金等の 硬質材料からなる第二のチップ１８がクランプネジ１９によって着脱自在に装着 されている。

【００１５】 この第二のチップ１８は、図３に示されてるようにチップ厚さ方向からの平面 視に正方形平板状をなすポジ型のチップであって、そのチップ厚さ方向を向く正 方形状の端面１８Ａを工具先端側に向けて上記第二のチップ取付座１７に装着さ れており、すなわちこの端面１８Ａが上記被削材Ｗの回転方向Ｔに沿うように配 設されている。 そして、この端面１８Ａと各周面１８Ｂ…との交差稜線部にはそれぞれ切刃が 形成されており、当該第二のチップ１８はこれらの切刃のうちのいずれか一つを 水平かつ工具送り方向Ｆに沿わせて上記チップポケット１６に臨ませていて、こ の切刃が本実施例において仕上げ加工に供される仕上げ加工刃１８Ｃとされてい る。従って、この仕上げ加工刃１８Ｃは工具本体１１の長手方向に交差する方向 に配置されることとなり、さらに第一のチップ１４の荒加工刃１４Ｅに対しては 図１に示すように工具上方側からの平面視に該荒加工刃１４Ｅに略直交する方向 に、また図４に示されるように主運動の方向に沿って、すなわち被削材Ｗの回転 方向Ｔに沿ってその前方側にずらされて配置されることとなる。

【００１６】 さらに、この仕上げ加工刃１８Ｃは、図１に示すように工具送り方向Ｆにおい て荒加工刃１４Ｅのノーズ部１４Ｄよりも僅かに後方側に後退した位置に配置さ れている。また、工具本体１１の長手方向においてはこの仕上げ加工刃１８Ｃは 、荒加工刃１４Ｅの位置における被削材Ｗの加工面との水平方向の差を勘案して 、この荒加工刃１４Ｅのノーズ部１４Ｄよりも工具基端側に僅かな距離ｔだけ後 退した位置に配置されている。 なお、この第二のチップ１８は上述したようにポジ型のチップであって、上記 仕上げ加工刃１８Ｃには図４に示されるように正のすくい角γが与えられること となる。また該第二のチップ１８は、その工具先端側を向く端面１８Ａが上記仕 上げ加工刃１８Ｃから離間して下方に向かうに従い工具基端側に後退するように 僅かに傾斜して取り付けられており、これによって上記仕上げ加工刃１８Ｃには 図４に示されるような逃げ角φが与えられることとなる。

【００１７】 このような構成の切削工具は、図４に示されるように上記荒加工刃１４Ｅが被 削材Ｗの回転軸Ｏに対する径方向に延びるように、また仕上げ加工刃１８Ｃが上 記回転軸Ｏを含む水平面と被削材Ｗの仕上げ面Ｐとがなす交差稜線部に一致する ように、それぞれ配置される。従って、この時の当該切削工具の芯高の位置Ｈは 仕上げ加工刃１８Ｃの位置に合わせられることとなり、これに対して荒加工刃１ ４Ｅはオフセットされた位置に配置されることとなる。 なお、図４において符号Ｄrは荒加工刃１４Ｅによる切込み深さを、符号Ｄfは 仕上げ加工刃１８Ｃによる切込み深さを、それぞれ示すものである。

【００１８】 そして、被削材Ｗを上記回転軸Ｏ回りに回転しつつ工具本体１１を工具送り方 向Ｆに向かって移動させることにより、第一のチップ１４に形成された荒加工刃 １４Ｅによって被削材Ｗの外周が略所定の成形寸法にまで削り取られて荒加工が 施されると同時に、この荒加工が施された加工面を第二のチップ１８に形成され た仕上げ加工刃１８Ｃが切削してゆき、仕上げ面Ｐが形成される。 すなわち、上記構成の切削工具によれば、荒加工と仕上げ加工とを同時に行う ことが可能となり、従来の荒加工と仕上げ加工とを別の工程で行っていた場合に 比べ、加工効率の大幅な向上を図るとともに工程管理や工具管理に要する労力を 軽減させることができる。

【００１９】 ここで、本実施例では上述のように仕上げ加工刃１８Ｃが被削材Ｗの回転軸Ｏ を含む水平面と仕上げ面Ｐとがなす交差稜線部に一致するように水平に配置され ている。このため、従来の切削工具の説明において図１３に示したところの曲率 半径Ｒは本実施例では無限大となることとなり、従って被削材Ｗの一回転当りの 送り量Ｆzが当該仕上げ加工刃１８Ｃよりも小さい範囲内であるなら、常に平滑 な仕上げ面Ｐを得ることが可能となる。 このように本実施例によれば、荒加工時における高切削速度および高送り量の 切削条件においても優れた仕上げ面精度を得ることができるので、上述のように 荒加工と仕上げ加工とを同時に行う際にも、荒加工の切削条件に合わせて切削を 行うことが可能となり、切削時間を短縮させて加工効率のより一層の向上を図り つつも、良好な仕上げ面Ｐを得ることができる。

【００２０】 さらに本実施例では、荒加工刃１４Ｅおよび仕上げ加工刃１８Ｃが工具本体１ １の先端部に装着された第一のチップ１４および第二のチップ１８にそれぞれ別 個に形成されたものであり、このためこれら荒加工刃１４Ｅと仕上げ加工刃１８ Ｃとは互いの位置関係等に拘束されることなく、比較的自由にそのすくい角等を 設定することが可能となる。しかして本実施例ではこれにより、比較的大きな切 削負荷が作用する荒加工刃１４Ｅには上述のように負のすくい角を付してその刃 先強度の向上を図る一方、仕上げ加工刃においては正のすくい角を付して切れ味 の向上を図っている。 このように上記構成の切削工具によれば、それぞれの切刃の切削条件に応じて 最適なすくい角等が得られるように設計を行うことが可能であり、より合理的な 切削工具を提供することができる。なお本実施例では、仕上げ加工刃１８Ｃが形 成される第二のチップ１８がその幅方向を大きな切削負荷のかかる主運動の方向 に沿わせて配設されており、このため高いチップ剛性を得ることができるという 利点も得られている。

【００２１】 また上記構成の切削工具によれば、荒加工刃１４Ｅと仕上げ加工刃１８Ｃとが 別個のチップ１４，１８に形成されており、切削時に生じる負荷もこれらの切刃 およびチップのそれぞれに分割されて作用することとなる。このため、個々の切 刃およびチップに掛かる切削負荷の低減を図ることができ、切刃の欠け等の発生 を抑えることができる。

【００２２】 なお、本実施例では上述のように被削材Ｗの回転軸Ｏを含む水平面と仕上げ面 Ｐとがなす交差稜線部に一致するように仕上げ加工刃１８Ｃを水平に配置したが 、本考案がこのようなもののみに限定されることはない。例えば、この交差稜線 部を含む上記仕上げ面Ｐへの接平面に仕上げ加工刃１８Ｃが含まれるように、該 仕上げ加工刃１８Ｃを水平面から傾斜させて配置してもよい。 この場合には、仕上げ加工刃１８Ｃの各部位と上記回転軸Ｏとの距離の差によ って被削材Ｗはあたかも曲率半径Ｒのきわめて大きな凸円弧状の切刃によって仕 上げ加工を行われているのと同じ状態となり、やはり仕上げ面粗度は小さく抑え られることとなって優れた仕上げ面を得ることが可能となる。

【００２３】 さらに、本実施例では第二のチップ１８を正方形平板状に成形して仕上げ加工 刃１８Ｃを直線状に形成したが、例えば図５ないし図８に示す本考案の他の実施 例のように円盤状のチップ２１を第二のチップとして用いて、このチップ２１の チップ厚さ方向を向く端面２１Ａと周面２１Ｂとの交差稜線部に形成された曲線 状の切刃を仕上げ加工刃２１Ｃとしてもよい。なお、この実施例において上記実 施例と同じ構成要素には同一の符号を配して説明を省略する。 この場合にも被削材Ｗは図９に示すように曲率半径Ｒの大きな凸円弧状の切刃 によって切削されることとなり、このため工具本体１１の送り量を大きく設定し ても優れた仕上げ面Ｐを得ることが可能となって、上記実施例と同様の作用効果 を奏功することができる。

【００２４】 なお、これらの実施例では上述のように、荒加工刃１４Ｅに負のすくい角や傾 斜角αを与えたり、仕上げ加工刃１８Ｃ（または２１Ｃ）に正のすくい角を与え たりしたが、これらは切削条件等によって適宜に設定することが可能である。こ れはチップ１４，１８（または２１）の配置や取り付け方についても同様であり 、荒加工刃を被削材の回転方向において仕上げ加工刃よりも前方側に配置したり 、荒加工刃が形成される第一のチップをその上記端面が被削材の回転方向に沿う ように取り付けたり、逆に仕上げ加工刃が形成される第二のチップをその上記端 面が被削材の回転方向後方側を向くように取り付けてもよい。ただし、荒加工刃 を仕上げ加工刃よりも被削材の回転方向前方側に配置した場合でも、工具送り方 向には仕上げ加工刃は荒加工刃の工具先端側に位置するノーズ部よりも後方側に 配置されなければならない。 さらに本実施例では、これらの荒加工刃１４Ｅおよび仕上げ加工刃１８Ｃ（ま たは２１Ｃ）を、工具本体１１の先端部に着脱自在に装着されたチップ１４，１ ８（または２１）の各辺稜部に形成したが、このようなスローアウェイ式の切削 工具のみならず、切刃を工具本体に直接形成したむくバイトやチップをロウ付け 等によって工具本体に固着した付け刃バイトにおいて本考案を実施してもよい。 また、荒加工刃や仕上げ加工刃の一方のみをこのような構成としてもよい。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、工具本体に荒加工刃と仕上げ加工刃とが 主運動の方向にずらされて別個に設けられており、これによって荒加工と仕上げ 加工とを同時に行うことができるとともに、仕上げ加工刃が工具送り方向に沿っ て設けられることによってこの仕上げ加工刃がきわめて曲率半径の大きな切刃形 状を呈することとなるので、荒加工時の切削条件においても優れた仕上げ面を得 ることができる。 従って高い仕上げ面精度を維持しつつ、加工時間の短縮によって加工効率の大 幅な向上を図ることができ、また工程管理や工具管理を簡略化することが可能と なる。 また各切刃が別個に設けられることにより、それぞれに最適な切刃設計を行う ことが可能となるとともに、切削時に作用する負荷も分割されて個々の切刃につ いては低減されるので、切刃寿命の延長等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すスローアウェイ式バイ
トの平面図である。

【図２】図１に示す実施例の工具送り方向Ｆ側からの側
面図である。

【図３】図１に示す実施例の工具先端側からの正面図で
ある。

【図４】図１に示す実施例によって被削材Ｗを切削する
状態を表わす切刃部分の拡大図である。

【図５】本考案の他の実施例を示すスローアウェイ式バ
イトの平面図である。

【図６】図５に示す実施例の工具送り方向Ｆ側からの側
面図である。

【図７】図５に示す実施例の工具先端側からの正面図で
ある。

【図８】図５に示す実施例によって被削材Ｗを切削する
状態を表わす切刃部分の拡大図である。

【図９】図５に示す実施例の仕上げ加工刃２１Ｃによっ
て切削された被削材Ｗの仕上げ面Ｐを示す図である。

【図１０】従来のスローアウェイ式バイトを示す平面図
である。

【図１１】図１０に示す従来例の先端部のＸ方向視の側
面図である。

【図１２】図１０に示す従来例の先端部のＹ方向視の正
面図である。

【図１３】図１０に示す従来例によって被削材Ｗを切削
する状態を表わす拡大図である。

【符号の説明】

１１ 工具本体 １３，１７ チップ取付座 １４ 第一のチップ １４Ｄ ノーズ部 １４Ｅ 荒加工刃 １５，１９ クランプネジ １８，２１ 第二のチップ １８Ｃ，２１Ｃ 仕上げ加工刃 Ｆ 工具送り方向 Ｗ 被削材 Ｔ 被削材Ｗの回転方向 Ｐ 仕上げ面 Ｏ 被削材Ｗの回転軸 Ｈ 芯高の位置 Ｒ 仕上げ加工刃がなす曲率半径 Ｄf 仕上げ加工刃による切込み深さ Ｄr 荒加工刃による切込み深さ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具本体の先端部に、該工具本体の先端
   から基端側に向かう荒加工刃と、上記工具本体の長手方
   向に交差して当該工具本体の送り方向に沿って延びる仕
   上げ加工刃とが、主運動の方向に沿ってずらされて設け
   られているとともに、上記仕上げ加工刃が上記荒加工刃
   の先端に対して上記送り方向の後方側に配置されている
   ことを特徴とする切削工具。
2. 【請求項２】 上記荒加工刃および仕上げ加工刃のうち
   少なくとも一方が、上記工具本体の先端部に着脱自在に
   装着されたスローアウェイチップ上に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の切削工具。