JPH06170614A - スローアウェイチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 超硬合金より成るチップ本体１の上面１Ａの
角部に、超硬合金より成る高硬度焼結体４と、ダイヤモ
ンドや立方晶窒化硼素を主成分とする超高硬度焼結体５
とを層状に形成した切刃部材３が、超高硬度焼結体５の
部分をチップ本体１の上面１Ａ側に露出させてろう付け
され、この超高硬度焼結体５の部分には切刃６が形成さ
れるとともに、切刃部材３の上面３Ａには凹溝状のチッ
プブレーカー７が形成されている。このチップブレーカ
ー７の底面７Ａにおける表面粗さの最大高さＲ_maxは、
切刃６に交差してチップブレーカー７を横断する切屑生
成方向Ｆ₁における最大高さＲ_max1よりも、この切屑生
成方向Ｆ₁に交差してチップブレーカー７に沿う切屑排
出方向Ｆ₂における最大高さＲ_max2の方が、小さく設定
されている。 【効果】 カールされた切屑の絡まりや飛散等を防い
で、効率的な切屑処理が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切刃の部分にダイヤモ
ンド等の超高硬度焼結体を用い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】例えばアルミニウム合金より成る被削材
の旋削加工などにおいては、超硬合金等から形成された
多角形平板状のチップ本体の上面角部に、ダイヤモンド
や立方晶窒化硼素（ＣＢＮ）を主成分とした超高硬度焼
結体を切刃として設けたスローアウェイチップが使用さ
れている。

【０００３】ここで、このような超高硬度焼結体は、チ
ップ本体を形成する超硬合金等に対して、いわゆる濡れ
性がよくなく、このため超高硬度焼結体をチップ本体に
直接ろう付けしたりすることは困難とされている。従っ
て上記構成のスローアウェイチップでは、一旦この超高
硬度焼結体と超硬合金等の高硬度焼結体とを層状に積
層、焼結して切刃部材を形成するとともに、チップ本体
の切刃を設けるべき上面角部に切欠凹部を形成し、この
切欠凹部に上記切刃部材を、その超高硬度焼結体の部分
がチップ本体の上面に露出するように配置して、該切刃
部材の高硬度焼結体の部分とチップ本体とをろう付けす
るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
スローアウェイチップを用いた旋削加工に限らず、金属
材料の切削においては、切削の際に被削材から分離して
生成される切屑の処理が問題となることが多く、この切
屑の処理を如何に効率的に行うかが円滑な切削を促す上
で重要な課題となる。このため、かかるスローアウェイ
チップでは、切刃に連なるすくい面に突起状や凹溝状の
チップブレーカーを設け、切刃によって生成された切屑
をこのチップブレーカーに当接あるいは擦過せしめて小
さくカールさせるようにしている。そして、上述した切
刃部材に超高硬度焼結体を用いたスローアウェイチップ
では、このすくい面となる切刃部材の超高硬度焼結体上
に突起状のチップブレーカーを設けることが困難である
ため、専ら凹溝状のチップブレーカーを形成して切屑の
処理を図るようにしている。

【０００５】しかしながら、こうしてチップブレーカー
を形成して切屑を小さくカールせしめても、これが切刃
による切削部位から速やかに排出されなければ、カール
された切屑が工具や被削材に絡まったり、あるいは切屑
同士が絡まりあったりして、円滑な切削加工に支障を来
したり、被削材の仕上げ面精度を劣化させたり、さらに
は工具の破損を招いたりしてしまう。また、これに加え
てカールされた切屑を排出するにしても、この排出方向
が安定していない場合には、切屑の多方向への飛散を招
いてしまって、やはり加工の円滑さを損ねてしまうおそ
れがある。従って、このようなスローアウェイチップに
おいて効率的な切屑処理を図るには、切刃により生成さ
れる切屑をチップブレーカーによって確実にカールせし
めるとともに、こうしてカールされた切屑を一定の方向
に案内して速やかに排出させる必要がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、多角形平板状をな
すチップ本体の上面角部に、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を主成分とする超高
硬度焼結体とを層状に形成して成る切刃部材を、上記超
高硬度焼結体の部分をチップ本体の上面側に露出させて
ろう付けし、この切刃部材の上面辺稜の上記超高硬度焼
結体部分に切刃を形成するとともに、この切刃に連なる
切刃部材の上面には凹溝状のチップブレーカーを形成し
て成るスローアウェイチップにおいて、このチップブレ
ーカーの底面における表面粗さの最大高さＲ_maxを、上
記切刃に交差して当該チップブレーカーを横断する切屑
生成方向における表面粗さの最大高さＲ_max1よりも、こ
の切屑生成方向に交差して当該チップブレーカーに沿う
切屑排出方向における表面粗さの最大高さＲ_max2が、小
さくなるように設定したことを特徴とする。

【０００７】ここで、上記切屑生成方向における表面粗
さの最大高さＲ_max1は０.４〜１０μmの範囲内に設定さ
れるとともに、上記切屑排出方向における表面粗さの最
大高さＲ_max2は０.２〜１μmの範囲内に設定されるのが
望ましい。

【０００８】

【作用】このようなスローアウェイチップでは、切刃部
材の超高硬度焼結体の部分に形成された切刃により被削
材から分離、生成された切屑は、すくい面となる該切刃
部材の上面を、上記切刃に交差して凹溝状のチップブレ
ーカーを横断する方向（切屑生成方向）に延びるように
流出し、このチップブレーカーの底面に摺接することに
より摩擦力を受けて小さくカールせしめられる。

【０００９】ここで、上記構成のスローアウェイチップ
では、このチップブレーカーの底面の表面粗さが、その
最大高さＲ_maxにおいて、上記切屑生成方向における表
面粗さの最大高さＲ_max1よりも、この切屑生成方向に交
差して当該チップブレーカーが形成された方向に沿う方
向（切屑排出方向）の表面粗さの最大高さＲ_max2の方
が、小さくなるように設定されている。このため、上記
切屑生成方向に流出して小さくカールされた切屑は、表
面粗さの小さな切屑排出方向に流され、該切屑排出方向
に螺旋状に延びるようにして切刃による切削部位から離
間し、排出されることとなる。従って当該スローアウェ
イチップによれば、切刃から切屑生成方向に流出する切
屑を、該切刃に連なるチップブレーカーによって確実に
切屑をカールせしめつつ、このカールされた切屑を上記
切屑排出方向に案内して速やかに排出することが可能と
なる。

【００１０】なお、ここで上記チップブレーカーの底面
の表面粗さについては、その上記切屑生成方向における
最大高さＲ_max1が０.４μmを下回ると、この切屑生成方
向に延びた切屑が該チップブレーカー底面に摺接した
際、十分な摩擦力を受けられずに小さくカールされなく
なるおそれがあり、逆に上記最大高さＲ_max1が１０μm
を上回ると、切屑がチップブレーカー底面に摺接した際
の摩擦力が大きくなり過ぎて切削抵抗の増大を招くおそ
れが生じる。また、チップブレーカー底面の上記切屑排
出方向における表面粗さの最大高さＲ_max2が０.２μmを
下回ると、切屑が十分にカールされないうちに切屑排出
方向に流されてしまうおそれがあり、逆にこの最大高さ
Ｒ_max2が１μmを上回ると、カールされた切屑が切屑排
出方向に受ける摩擦力が大きすぎて円滑に排出されなく
なるおそれがある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１ないし
図４を用いて説明する。図１および図２において符号１
で示すのは、超硬合金より形成された正三角形平板状の
チップ本体であり、その正三角形をなす上面１Ａの一の
角部には、この上面１Ａから一段凹むようにして切欠凹
部２が形成されていて、この切欠凹部２に切刃部材３が
設けられている。

【００１２】ここで、この切刃部材３は、超硬合金より
成る高硬度焼結体４と、ダイヤモンドや立方晶窒化硼素
を主成分とする超高硬度焼結体５とを層状に積層して一
体形成され、上記切欠凹部２に合わせて略正三角形平板
状に成形されたものである。そして、図２に示すように
この切刃部材３は、その超高硬度焼結体５の部分を上向
きにして上記切欠凹部２に配置され、互いに密着し合う
チップ本体１部分と高硬度焼結体４部分とがろう付けさ
れることにより、上記切欠凹部２に固着されている。な
お、この切刃部材３の上面３Ａおよび側面３Ｂは、それ
ぞれチップ本体１の上面１Ａおよび側面１Ｂに面一とな
るように形成されている。また、本実施例のスローアウ
ェイチップは、いわゆるポジティブ型のスローアウェイ
チップであって、上記側面１Ｂおよび３Ｂには逃げ角が
付されている。

【００１３】さらに、この切刃部材３の上面３Ａの、上
記一の角部に連なる一対の辺稜部のうちの一方には、切
刃６が形成されている。従って、この切刃６は切刃部材
３の超高硬度焼結体５の部分に形成されることとなる。
また、この切刃部材３の上面３Ａには、この上面３Ａに
対して凹む凹溝状のチップブレーカー７が、該上面３Ａ
側からの平面視に図１に示すように、切刃６に対して斜
交する方向に形成されている。

【００１４】ここで、このチップブレーカー７は、その
底面７Ａが図２に示すように切刃６から離間するに従っ
て漸次チップ本体１の下面１Ｃ側へ直線的に後退する傾
斜面７ａと、この傾斜面７ａの後端からチップ本体１の
上面１Ａ側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７ｂとから構成されている。なお、この
湾曲壁面７ｂの曲率半径Ｒや、チップ本体１の上面１Ａ
に対する傾斜面７ａの傾斜角θは、当該スローアウェイ
チップによる切削の条件等に応じて適宜変更してよい
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。

【００１５】そして、本実施例では、このチップブレー
カー７の底面７Ａにおける表面粗さの最大高さＲ
_maxが、上記平面視において切刃６に交差してチップブ
レーカー７を横断する方向（切屑生成方向）Ｆ₁におけ
る表面粗さの最大高さＲ_max1よりも、この切屑生成方向
Ｆ₁に交差して当該チップブレーカー７に沿う方向（切
屑排出方向）Ｆ₂における表面粗さの最大高さＲ_max2の
方が、小さくなるように設定されている。

【００１６】ここで図３および図４は、それぞれ本実施
例のスローアウェイチップのチップブレーカー７の底面
７Ａの上記切屑生成方向Ｆ₁および切屑排出方向Ｆ₂にお
ける断面曲線を測定したものであり、この測定結果より
本実施例のチップブレーカー７の底面７Ａの、切屑生成
方向Ｆ₁における表面粗さの最大高さＲ_max1は１.８４μ
m、また切屑排出方向Ｆ₂における表面粗さの最大高さＲ
_max2は０.４０μmであった。ただし、この表面粗さの測
定における断面曲線の基準長さＬはいずれの方向の場合
も１.８０mmであり、またカットオフ値は０.８mmであっ
た。

【００１７】このような構成のスローアウェイチップに
おいては、切刃６によって生成された切屑は、切屑生成
方向Ｆ₁に沿って上記平面視にチップブレーカー７を横
断するように、また切刃６に沿う方向からの側面視に
は、該チップブレーカー７の底面７Ａに沿って上記傾斜
面７ａから湾曲壁面７ｂへと、該底面７Ａに摺接しつつ
流出する。そして、この底面７Ａとの摺接によって切屑
は摩擦力を受け、これにより該切屑は小径にカールせし
められることとなる。

【００１８】しかして上記構成のスローアウェイチップ
では、このチップブレーカー７の底面７Ａにおいて、上
記切屑生成方向Ｆ₁における表面粗さの最大高さＲ_max1
が上述のように１.８４μmとされる一方、この切屑生成
方向Ｆ₁に交差して当該チップブレーカー７が形成され
た方向に沿う、切屑排出方向Ｆ₂における表面粗さの最
大高さＲ_max2は０.４０μmとされており、すなわち切屑
生成方向Ｆ₁よりも切屑排出方向Ｆ₂の方が表面粗さが小
さくなるように形成されている。従って、上述のように
切屑生成方向Ｆ₁に生成されてチップブレーカー７によ
り小さくカールされた切屑は、この切屑生成方向Ｆ₁よ
りも表面粗さの小さな切屑排出方向Ｆ₂に流されてゆく
こととなり、これによって切屑はこの切屑排出方向Ｆ₂
に沿って螺旋状を描くように延びてゆき、切刃６による
切削部位から離間して排出されることとなる。

【００１９】従って本実施例のスローアウェイチップに
よれば、切刃６により生成される切屑を確実にカールせ
しめつつ、このカールされた切屑を一定の切屑排出方向
Ｆ₂に案内して速やかに切削部位から離間させ、排出す
ることが可能となる。そしてこれにより、生成された切
屑が工具や被削材に絡まったり、あるいは切屑同士が絡
まりあったりするような事態を未然に防ぐとともに、切
屑の排出方向を安定化させてその多方向への飛散を防止
することができ、効率的な切屑の処理を図って円滑な切
削加工を行うことが可能となる。

【００２０】なお、本実施例では上記チップブレーカー
７の底面７Ａを、その切屑生成方向Ｆ₁における表面粗
さの最大高さＲ_max1が１.８４μmになるように、また切
屑排出方向Ｆ₂における表面粗さの最大高さＲ_max2が０.
４０μmになるように形成したが、例えば上記最大高さ
Ｒ_max1が小さ過ぎると、切屑生成方向Ｆ₁に生成された
切屑がチップブレーカー７の底面７Ａに摺接した際の摩
擦力が不十分となって切屑がカールされなくなるおそれ
があり、逆に最大高さＲ_max1が大き過ぎると、この摩擦
力も大きくなり過ぎて切削抵抗の増大を招くおそれが生
じるため、いずれも好ましくない。

【００２１】また一方、切屑排出方向Ｆ₂における上記
最大高さＲ_max2が小さ過ぎると、切屑が十分にカールさ
れないうちに切屑排出方向Ｆ₂に流されてしまうおそれ
があり、逆に最大高さＲ_max2が大き過ぎると、カールさ
れた切屑が切屑排出方向Ｆ₂に受ける摩擦力も大きくな
り過ぎて円滑に排出が妨げられるおそれが生じるため、
やはり好ましくない。このため、上記最大高さＲ_max1は
０.４〜１０μmの範囲内において、また上記最大高さＲ
_max2は０.２〜１μmの範囲内において、Ｒ_max1＞Ｒ_max2
の条件を満たすように適宜に設定されるのが望ましい。

【００２２】一方、本実施例では切刃部材３の上面３Ａ
に、該上面３Ａから凹む凹溝状のチップブレーカー７
を、上面３Ａに対する平面視に切刃６に斜交するように
形成したが、例えば図５に示すようにこのチップブレー
カー７を、上記平面視において切刃６に平行となるよう
に形成してもよい。また、本実施例では上記チップブレ
ーカー７を、その底面７Ａが傾斜面７ａと湾曲壁面７ｂ
とから構成されるように形成したが、例えば図６に示す
ようにこの底面７Ａが切刃部材３の上面３Ａに平行な平
坦面７ｃと湾曲壁面７ｂとから構成されるようにしても
よい。

【００２３】さらに、本実施例では切刃部材３を、その
超高硬度焼結体５の部分がチップ本体１の上面１Ａを向
くようにしてろう付けしたが、この超高硬度焼結体５の
部分がチップ本体１の上面１Ａに露出するならば、例え
ば図７に示すように該超高硬度焼結体５の部分がチップ
本体１の側面１Ｂ側を向くようにして切刃部材３を取り
付けてもよい。ただし、これら図５および図６では、図
１および図２に示した実施例と同じ構成要素には同一の
符号を付してある。また、本実施例ではチップ本体１を
正三角形平板状に形成したが、例えばこれを正方形状や
菱形状に形成してもよく、さらに本実施例のようにチッ
プ本体１の一の角部のみならず、一つのチップ本体１に
複数の切刃部材３を設けるようにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、切
屑生成方向に沿って生成された切屑をチップブレーカー
によって確実にカールせしめつつ、このカールされた切
屑を切屑生成方向に交差する一定の切屑排出方向に向け
て案内して、切刃による切削部位から離間、排出させる
ことができ、カールされた切屑の絡まりや飛散等を防い
で効率的な切屑処理を可能とし、円滑な切削可能を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１に示す実施例のＸ方向からの側面図であ
る。

【図３】図１に示す実施例のチップブレーカー７の底面
７Ａの、切屑生成方向Ｆ₁における断面曲線である。

【図４】図１に示す実施例のチップブレーカー７の底面
７Ａの、切屑排出方向Ｆ₂における断面曲線である。

【図５】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す側面図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ チップ本体 １Ａ チップ本体１の上面 ２ 切欠凹部 ３ 切刃部材 ３ 切刃部材３の上面 ４ 高硬度焼結体 ５ 超高硬度焼結体 ６ 切刃 ７ チップブレーカー ７Ａ チップブレーカー７の底面 Ｆ₁ 切屑生成方向 Ｆ₂ 切屑排出方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多角形平板状をなすチップ本体の上面角
   部に、超硬合金等の高硬度焼結体と、ダイヤモンドや立
   方晶窒化硼素を主成分とする超高硬度焼結体とを層状に
   形成して成る切刃部材が、上記超高硬度焼結体の部分を
   上記チップ本体の上面側に露出させてろう付けされ、こ
   の切刃部材の上面辺稜の上記超高硬度焼結体部分には切
   刃が形成されるとともに、この切刃に連なる上記切刃部
   材の上面には、凹溝状のチップブレーカーが形成されて
   成るスローアウェイチップにおいて、 上記チップブレーカーの底面における表面粗さの最大高
   さＲ_maxは、上記切刃に交差して当該チップブレーカー
   を横断する切屑生成方向における表面粗さの最大高さＲ
   _max1よりも、この切屑生成方向に交差して当該チップブ
   レーカーに沿う切屑排出方向における表面粗さの最大高
   さＲ_max2が、小さく設定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】 上記切屑生成方向における表面粗さの最
   大高さＲ_max1が０.４〜１０μmの範囲内に設定されると
   ともに、上記切屑排出方向における表面粗さの最大高さ
   Ｒ_max2が０.２〜１μmの範囲内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。