JPH0613767Y2 - スローアウエイチップ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、チップブレーカーを設けたスローアウエイ
チップに係わり、特に、切屑の分断性能を飛躍的に向上
させるとともに、その排出方向を規制する技術に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、チップブレーカーを形成したスローアウエイチッ
プとしては、第５図ないし第７図に示すものが知られて
いる。これらの図に示すスローアウエイチップＡ〜Ｃ
は、チップ本体１の一端面に、角部で交叉する２つの稜
線部のうち一方に切刃２が形成されるとともに、切刃２
から内側の所定幅の部分にランド３が形成され、さらに
ランド３よりも内側にチップブレーカーの役割を果たす
凹溝４が形成されたものであって、凹溝４の内側の壁部
４ａによって切屑をカールさせ、これを短尺に分断する
ようになされている。

しかしながら、上記スローアウエイチップＡ〜Ｃを、例
えば、バイトとして旋削加工に用いる場合においては、
切屑の流出方向が一定しないため、被削材側へ向かって
延びたときに被削材やバイトに干渉し、作業上危険であ
るばかりでなく、加工面が切屑によって傷つけられ良好
な仕上げ面が得られないという欠点がある。

そこで、このような欠点を解消するものとして第８図お
よび第９図に示すスローアウエイチップＤが開発され
た。この図中に示すスローアウエイチップＤは、チップ
ブレーカーとなる凹溝５を、その切刃６に対して中央側
へ向けて傾斜する方向へ向かって延在するように形成し
たものである。このようなスローアウエイチップＤにお
いては、切刃６に対して直交する方向へ向かって伸びる
切屑は、凹溝５の延在する方向とほぼ直交する方向へ向
けて曲げられるからから、切屑の排出方向が図中右側す
なわち被削材７から離間する方向へ規制される。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記スローアウエイチップＤにあって
は、切屑を短尺に分断するというチップブレーカーとし
ての凹溝５の機能を充分に発揮することができないとい
う問題があった。すなわち、切屑を短尺に分断するに
は、切屑を凹溝５の壁面に押し付けてある程度小さな曲
率半径で曲げ、塑性変形によって切屑を脆化する必要が
ある。しかし、上記スローアウエイチップＤでは、切刃
６の角部から離間した部分において凹溝５の壁面５ａと
切刃６の間の距離が長くなっているから、切屑が壁面５
ａに到達しても壁面５ａを乗り越えてしまい、切屑がカ
ーリングしないか又はカーリングしてもその曲率が大き
いため脆化せず、このため短尺に分断することができな
いのである。

さらに、上記スローアウエイチップＤにあっては、切刃
６が凹溝５の稜線部に形成されているから、切刃６の形
状が直線状とならず、したがって、被削材の回転中心か
ら切刃６までの距離が切刃６の位置によって異なる。こ
のため、被削材の加工面に凹凸が生じてしまうという問
題もあった。

この考案は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、切屑の排出方向を確実に規制することができ
るのは勿論のこと、切屑を短尺に分断することができ、
しかも、良好な仕上げ面を得ることができるスローアウ
エイチップを提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この考案のスローアウエイチップは、凹溝を、その横断
面における最深部が連続してなる谷線が切刃に沿う方向
へ向かって上記切刃に対して内側へ平面視角度α傾斜
し、かつ、谷線が端面に対して切刃に沿う方向へ向かっ
て下り勾配となる角度β傾斜するように形成し、さらに
凹溝の谷線の端部から端面側へ立ち上がる壁面を谷線を
含み端面と直交する断面形状が曲率半径Ｒ_１の略円弧状
となる凹曲面に形成するとともに、谷線から端面側へ立
ち上がる壁面を谷線に直交する断面形状が曲率半径Ｒ_２
の略円弧状となる凹曲面に形成し、上記角度α，β、曲
率半径Ｒ_１，Ｒ_２と、上記谷線と直交する断面における
上記ランドと凹溝の壁面とのなす角度γおよび上記ラン
ドの幅Ｗとを次の範囲内で設定したものである。

３°≦α≦７°，１°≦β≦５° １５°≦γ≦２５°， ２０mm≦Ｒ_１≦３０mm ２mm≦Ｒ_２≦４mm， ０．０５mm≦Ｗ≦０．２mm ［作用］ 凹溝を、切刃に沿う方向へ向かうに従って漸次深くなる
ように形成しているから、切刃から凹溝の壁面までの距
離が長い部分においても切屑が凹溝によって拘束され、
切屑は凹溝の壁面に押し付けられて曲げられる。しか
し、切削加工における切屑の挙動は凹溝の形状の微妙な
変化によって大きく変化するため、凹溝を漸次深くなる
ように形成するだけでは本考案の目的を確実に達成する
ことはできない。そこで、本考案者等は、極めて多数の
実験に基づき、切屑の排出方向を確実に規制し得、しか
も短尺に分断し得る凹溝の形状を把握するに至った。以
下、上記数値限定の根拠について説明する。

平面視における凹溝の谷線と切刃とのなす角度α 凹溝の壁面で曲げられた切屑は凹溝の谷線とほぼ直交す
る方向へ伸びるから、切屑は被削材から離間するように
螺旋状にカーリングする。しかし、谷線と切刃とのなす
角度αが３°を下回ると、曲げられた切屑の伸びる方向
が被削材寄りとなってしまい、その流出方向を規制し得
なくなってしまう。一方、角度αが７°を上回ると、角
部から離間した位置において切刃から凹溝の壁面までの
距離が長すぎるため、切屑を壁面に押し付けて確実に曲
げることが困難となる。このため、切屑を谷線と直交す
る方向へ曲げて切屑の流出方向を規制するという作用を
発揮することができず、さらに、切屑の曲率半径が大き
くなるため短尺に分断することができなくなる。

凹溝の谷線と端面とのなす角度β 角度βが１°を下回ると、角部から離間した箇所におけ
る凹溝の深さが浅いため切屑を確実に拘束することがで
きない。この結果、上記と同様に、切屑の流出方向を規
制することができず、また、切屑を短尺に分断すること
ができなくなる。一方、凹溝を漸次深くなるように形成
しているから、切刃のすくい角は角度から離間するに従
って大きくなるが、角度βが５°を上回るとすくい角の
変化が極端になりすぎる。このため、切削抵抗が切刃の
位置によって著しく異なり、切刃が局所的に摩耗してそ
の寿命が低下する。しかも、被削材の端面においては切
刃に作用する衝撃力が大きいにも拘わらず、その部分の
切刃のすくい角が大きいため、チッピング等が発生し易
くなる。

谷線と直交する断面におけるランドと凹溝の壁面との
なす角度γ 角度γが１５°を下回ると、切屑の成長方向と凹溝の壁
面とのなす角度が１８０°に近くなる。このため、切屑
が壁面に押し付けられることなくこれを乗り越えてしま
い、切屑を曲げることが不可能となる。一方、角度γが
２５°を上回ると、切屑を凹溝の壁面に押し付けて確実
に曲げることはできるものの、曲げられた切屑が切刃前
方へ向かって伸び、この結果、切屑が被削材の壁面に衝
突して仕上げ面精度が悪化する。また、凹溝の壁面が切
屑に強く擦過されるために、凹溝の摩耗が著しくなる。

ランド幅Ｗ ランド幅Ｗが０．０５mmを下回ると、直線状の切刃を確
保することが困難となり、この結果、被削材表面に凹凸
が生じる。一方、ランド幅Ｗが０．２mmを上回ると、切
削抵抗が増加し、切味の低下を招く。

凹曲面の曲率半径Ｒ_１ 凹溝の全域にわたるような幅の広い切屑が生成される
と、この切屑の側部は谷線の端部から端面側へ立ち上が
る凹曲面によって曲げられる。ここで、凹曲面の曲率半
径Ｒ_１が２０mmを下回ると、凹曲面に押し付けられる切
屑の側部が角部側すなわち被削材側へ大幅にめくり上げ
られるように曲がるため、切屑の流出方向が被削材側寄
りとなる。一方、曲率半径Ｒ_１が３０mmを上回ると、切
屑の側部が凹曲面に乗り上げてしまい、切屑を良好に曲
げることができなくなる。

凹曲面の曲率半径Ｒ_２ 切屑は谷線から端面側へ立ち上がる凹曲面に押し付けら
れて曲げられるが、凹曲面の曲率半径Ｒ_２が２mmを下回
ると、切屑はぜんまいを引き伸ばしたような曲率半径の
小さな密な螺旋状となる。この結果、切屑が角部から離
間する方向へ流出するよりも先に、直径方向へ成長して
被削材に衝突し、仕上げ面精度を悪化させる。一方、凹
曲面の曲率半径Ｒ_３が４mmを上回ると、曲げられた切屑
の加工度が低いため充分に脆化せず、短尺に分断されな
くなる。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例を第１図ないし第４図を参照
しながら説明する。第１図は実施例のスローアウエイチ
ップを示す平面図である。図において符号１０はチップ
本体である。チップ本体１０は上下面１１が互いに平行
な正方形板状をなすもので、いわゆるネガチップになさ
れたものである。なお、チップ本体１０の材質として
は、超硬合金、サイアロン、セラミックス等の焼結合
金、ＣＢＮ焼結体、ダイヤモンド焼結体等の超高硬度焼
結体などが好適に用いられる。チップ本体１０の上下面
（以下、単に上面という。）１１の角部１２…で交叉す
る稜線部のうち一方には、切刃１３が形成されている。
また、上面１１の切刃１３に沿う所定幅の部分にはラン
ド１４か形成され、ランド１４に沿う内側には凹溝１５
が形成されている。

ここで、凹溝１５は、角部１２から切刃１３に沿う方向
へ向かうに従って深さが漸次深くなるように形成されて
いる。この凹溝１５は、例えば、円板状の砥石を用いた
研削加工によって形成されたものであって、砥石の端面
を上面１１に対して傾斜させ、かつ、砥石の送り方向を
切刃１３および上面１１に対して所定角度傾斜させるこ
とによって次のような形状とされている。

すなわち、凹溝１５には、その横断面における最深部を
連続させてなる谷線Ｌが形成されている。この谷線Ｌ
は、砥石の送り方向と一致している。そして、谷線Ｌか
らランド１４側へ立ち上がる壁面は、砥石の端面によっ
て形成される平坦な面（以下、この面を平坦面とい
う。）１５ａとされているいる。また、谷線Ｌから内側
の上面１１に立ち上がる壁面は、砥石の角部によって形
成される第２凹曲面１５ｂとされている。

ここで、谷線Ｌは、切刃１４に対して内側へ平面視角度
α傾斜せしめられている。この角度αは、３〜７°の範
囲内で設定されている。また、谷線Ｌは、谷線Ｌを含み
上面１１と直交する断面（第４図）において、上面１１
に対して角度β傾斜せしめられている。この角度βは１
〜５°の範囲内で設定されている。また、第２凹曲面１
５ｂの谷線Ｌと直交する断面（第３図）における曲率半
径Ｒ_２は、２〜４mmの範囲内で設定されている。さら
に、第３図における平坦面１５ａとランド１４とのなす
角度γは、１５〜２５°の範囲内で設定されている。

また、谷線Ｌの端部から上面１１へ立ち上がる壁面は、
第１凹曲面１５ｃとされている。この第１凹曲面１５ｃ
は、砥石を凹溝１５から離間させることによって砥石の
角によって形成されたもので、第４図における断面形状
はほぼ円弧状になされている。そして、第１凹曲面１５
ｃの曲率半径Ｒ_１は、２０〜３０mmの範囲内で設定され
ている。さらに、ランド１４の第３図における幅Ｗは、
０．０５〜０．２mmの範囲内で設定されている。なお、
上記凹溝１５は４つとも同形同大に形成され、かつ、チ
ップ本体１０の下面にも同様のものが形成されている。

次に、上記スローアウエイチップによって切削加工を行
う場合の作用について説明する。上記スローアウエイチ
ップは、主に旋盤等による旋削加工に使用されるもので
ある。切刃１４によって生成された切屑は、平坦面１５
ａに沿って切刃１３とほぼ直交する方向へ伸び、第２凹
曲面１５ｂに達する。そして、切屑は第２凹曲面１５ｂ
に沿って伸び、第３図中Ｒ_２とほぼ同一の曲率半径で、
しかも、第２図中谷線Ｌとほぼ直交する方向へ向かって
曲がる。そして、切屑はこのように連続的に曲げられ、
螺旋状にカーリングして第２図中谷線Ｌに沿う方向へ向
かって伸びる。ここで、切屑は、所定の小さな曲率半径
で曲げられるから、極めて脆弱な状態となっている。し
たがって、切屑がカーリングしてある程度成長すると自
重等によって自然に分断する。

上記スローアウエイチップにおいては、平面視における
凹溝１５の谷線Ｌと切刃１３とのなす角度αを、３〜７
°の範囲内で設定しているから、曲げられた切屑の伸び
る方向が被削材寄りとなることがなく、したがって、そ
の流出方向を確実に規制することができる。また、角部
１２から離間した位置における切刃１３から凹溝１５の
第２凹曲面１５ｂまでの距離が適正に保たれるから、切
屑を第２凹曲面１５ｂに押し付けて確実に曲げることが
できる。

また、谷線Ｌと上面１１とのなす角度βを１〜５°の範
囲内で設定しているから、角部１２から離間した箇所に
おける凹溝１５の深さを充分確保することができ、した
がって、切屑を確実に拘束して曲げることができる。ま
た、凹溝１５を漸次深くなるように形成しているから、
切刃１３のすくい角は角部１２から離間するに従って大
きくなる。しかし、すくい角の変化の度合いを小さくす
ることができ、したがって、切刃１３に作用する切削抵
抗の大きさが極端に変化することがなく、切刃１３の偏
摩耗を防止してその寿命を向上させることができる。し
かも、被削材の端面においては切刃１３に作用する衝撃
力が大きいにも拘わらず、その部分の切刃１３のすくい
角が極端に大きくならないから、チッピング等の発生を
未然に防止することができる。

また、谷線Ｌと直交する断面におけるランド１４と凹溝
１５の平坦面１５ａとのなす角度γを１５〜２５°の範
囲内で設定しているから、切屑を適正な角度で第２凹曲
面１５ｂに押し付けることができ、したがって、切屑を
確実に曲げることができる。しかも、曲げられた切屑が
切刃１３前方へ向かって伸びるようなことがないから、
切屑が被削材の壁面に衝突して仕上げ面精度を悪化させ
ることがなく、さらに、第２凹曲面１５ｂが切屑に強く
擦過させることがないから、その寿命を向上させること
ができる。

また、谷線Ｌと直交する断面におけるランド１４の幅Ｗ
を０．０５〜０．２mmの範囲内で設定しているから、直
線状の切刃１４を充分確保することができ、したがっ
て、被削材表面に凹凸が生じるようなことがない。しか
も、ランド１４の存在によって切削抵抗が増大するよう
なことがなく、所定の切味を確保することが可能とな
る。

さらに、第１凹曲面１５ｃの曲率半径Ｒ_１を２０〜３０
mmの範囲内で設定しているから、凹溝１５の全域にわた
るような幅の広い切屑が生成され、その側部が第１凹曲
面１５ｃに押し付けられても、切屑の側部が角部１２側
へ大幅にめくり上げられるようなことがない。したがっ
て、切屑の流出方向が被削材寄りとなることがなく、流
出方向の規制能力には何ら影響を与えない。しかも、切
屑の側部を第１凹曲面１５ｃに押し付けて確実に曲げる
ことができるから、切屑の分断能力にも何ら影響を与え
ない。

またさらに、第２凹曲面１５ｂの曲率半径Ｒ_２を２〜４
mmの範囲内で設定しているから、切屑を最適な曲率半径
でカーリングさせて被削材から離間する方向へ流出させ
ることができ、切屑の被削材やバイトへの干渉を防止す
ることができる。しかも、切屑を適正な加工度で曲げる
ことができるから切屑が充分に脆化し、したがって、切
屑が所定長さまでカーリングしたときにこれを確実に分
断することができる。

なお、上記実施例では谷線Ｌから切刃１３側に立ち上が
る壁面を平坦面１５ａとしているが、ランド１４との交
叉部における角度γが１５〜２５°の範囲内であれば、
曲面であっても良い。また、本考案は上記のような四角
形状のものに限るものではなく、その他、三角形状、菱
形状等の種々のスローアウエイチップに適用しても上記
と同様の効果を得ることができるのは勿論である。さら
に、いわゆるネガチップに限らずポジチップとしても良
い。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案のスローアウエイチップに
おいては、凹溝を、その横断面における最深部が連続し
てなる谷線か切刃に沿う方向へ向かって上記切刃に対し
て内側へ平面視角度α傾斜し、かつ、谷線が端面に対し
て切刃に沿う方向へ向かって下り勾配となる角度β傾斜
するように形成し、さらに上記凹溝の谷線の端部から端
面側へ立ち上がる壁面を谷線を含み端面と直交する断面
形状が曲率半径Ｒ_１の略円弧状となる凹曲面に形成する
とともに、谷線から端面側へ立ち上がる壁面を谷線に直
交する断面形状が曲率半径Ｒ_２の略円弧状となる凹曲面
に形成し、上記角度α，β、曲率半径Ｒ_１，Ｒ_２と、上
記谷線と直交する断面における上記ランドと凹溝の壁面
とのなす角度γおよび上記ランドの幅Ｗとを、 ３°≦α≦７°，１°≦β≦５° １５°≦γ≦２５°， ２０mm≦Ｒ_１≦３０mm ２mm≦Ｒ_２≦４mm， ０．０５mm≦Ｗ≦０．２mm という範囲内で設定したものであるから、切屑の排出方
向を凹溝の谷線に沿う方向に確実に規制することができ
るのは勿論のこと、切屑を所定の曲率半径で曲げて確実
に分断することができる。しかも、切屑が凹溝の全域に
亘るような幅広のものであっても、切屑の側部は凹溝谷
線の端部から端面側に立ち上がる壁面でその流出方向を
被削材側やバイト側に変えられることもない。したがっ
て、切屑が被削材やバイトに干渉することがなく、切削
加工作業を安全かつ円滑に行うことができ、さらに、仕
上げ面精度を大幅に向上させることができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の一実施例を示す図であっ
て、第１図はスローアウエイチップを示す平面図、第２
図は凹溝の詳細を示す平面図、第３図は第２図のIII-II
I線視断面図、第４図は第２図のIV-IV線視断面図、第５
図ないし第９図は従来のスローアウエイチップを示す図
であって、第５図ないし第８図はそれぞれスローアウエ
イチップの要部を示す平面図、第９図は第８図のIX方向
矢視図である。 ２……切刃、３……ランド、 ４……凹溝、４ａ……壁面、 ５……凹溝、５ａ……壁面、 ６……切刃、１１……上面（端面）、 １２……角部、１３……切刃、 １４……ランド、１５……凹溝、 １５ｂ……第２凹曲面、１５ｃ……第１凹曲面、 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ……スローアウエイチップ、 Ｗ……谷線。

フロントページの続き (72)考案者 長澤 研至 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱金属株式会社岐阜製作所内 (56)参考文献 実開 昭61−64902（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−28603（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外観略多角形板状をなし、少なくとも一端
   面の角部で交叉する２つの稜線部のうち一方に切刃が形
   成され、この切刃に沿う所定幅の部分に高さが一様とさ
   れたランドが形成され、このランドに沿って凹溝が形成
   されてなるスローアウエイチップにおいて、上記凹溝
   を、その横断面における最深部が連続してなる谷線が切
   刃に沿う方向へ向かって上記切刃に対して内側へ平面視
   角度α傾斜し、かつ、谷線が端面に対して切刃に沿う方
   向へ向かって下り勾配となる角度β傾斜するように形成
   し、凹溝の谷線の端部から端面側へ立ち上がる壁面を谷
   線を含み端面と直交する断面形状が曲率半径Ｒ_１の略円
   弧状となる凹曲面に形成するとともに、谷線から端面側
   へ立ち上がる壁面を谷線に直交する断面形状が曲率半径
   ・Ｒ_２の略円弧状となる凹曲面に形成し、上記角度α，
   β、曲率半径Ｒ_１，Ｒ_２と、上記谷線と直交する断面に
   おける上記ランドと凹溝の壁面とのなす角度γおよび上
   記ランドの幅Ｗとを次の範囲内で設定したことを特徴と
   するスローアウエイチップ。 ３°≦α≦７°，１°≦β≦５° １５°≦γ≦２５°， ２０mm≦Ｒ_１≦３０mm， ２mm≦Ｒ_２≦４mm， ０．０５mm≦Ｗ≦０．２mm