JPH06297210A - 切削装置 - Google Patents
切削装置Info
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- JPH06297210A JPH06297210A JP9021293A JP9021293A JPH06297210A JP H06297210 A JPH06297210 A JP H06297210A JP 9021293 A JP9021293 A JP 9021293A JP 9021293 A JP9021293 A JP 9021293A JP H06297210 A JPH06297210 A JP H06297210A
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- Japan
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- cutting
- alloy
- tool
- cage
- cutting tool
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】びびり振動を効果的に防止でき、高い加工面精
度で安定した切削操作が可能な切削装置を提供する。 【構成】工作物２に当接され工作物２を切削する切削工
具３と、切削工具３を保持する保持器８とを備える切削
装置１において、上記保持器８を制振合金にて構成した
ことを特徴とする。また切削工具３は、工作物２に直接
当接され工作物２を切削する切削チップ４と、この切削
チップ４を担持する工具本体５とから成り、上記工具本
体５を超硬合金にて構成したことを特徴とする。制振合
金は、強磁性型制振合金で構成するとよい。
度で安定した切削操作が可能な切削装置を提供する。 【構成】工作物２に当接され工作物２を切削する切削工
具３と、切削工具３を保持する保持器８とを備える切削
装置１において、上記保持器８を制振合金にて構成した
ことを特徴とする。また切削工具３は、工作物２に直接
当接され工作物２を切削する切削チップ４と、この切削
チップ４を担持する工具本体５とから成り、上記工具本
体５を超硬合金にて構成したことを特徴とする。制振合
金は、強磁性型制振合金で構成するとよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は切削装置に係り、特に突
切り加工におけるびびり振動の発生を効果的に防止で
き、高い加工面精度で安定した切削操作が可能な切削装
置に関する。
切り加工におけるびびり振動の発生を効果的に防止で
き、高い加工面精度で安定した切削操作が可能な切削装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】切削加工中においてバイトなどの切削工
具と工作物との間に発生するびびり振動は、加工能率の
低下、加工精度の劣化、切削工具の寿命の低下を惹起す
る。特に溝切り加工や突切り加工は、外丸削り加工や面
削り加工等の旋削と比較して、びびり振動が発生し易
く、とりわけ切削幅の広い溝切り加工の場合には刃先
（切削チップ）と工作物との接触幅が大きくなり、びび
り振動が発生し工作精度が低下し易い難点がある。
具と工作物との間に発生するびびり振動は、加工能率の
低下、加工精度の劣化、切削工具の寿命の低下を惹起す
る。特に溝切り加工や突切り加工は、外丸削り加工や面
削り加工等の旋削と比較して、びびり振動が発生し易
く、とりわけ切削幅の広い溝切り加工の場合には刃先
（切削チップ）と工作物との接触幅が大きくなり、びび
り振動が発生し工作精度が低下し易い難点がある。
【０００３】上記びびり振動を防止する基本的な対策と
して、従来、切削工具自体の静剛性を高める工夫が種々
試行されている。例えば切削工具本体を構成する材料と
して、従来から利用されていたＣｒ−Ｍｏ鋼に代えて超
硬合金材を使用したホルダタイプの切削工具が開発され
ている。また切削工具本体に部分的に制振合金を使用し
て高減衰化を図る工夫がなされている。
して、従来、切削工具自体の静剛性を高める工夫が種々
試行されている。例えば切削工具本体を構成する材料と
して、従来から利用されていたＣｒ−Ｍｏ鋼に代えて超
硬合金材を使用したホルダタイプの切削工具が開発され
ている。また切削工具本体に部分的に制振合金を使用し
て高減衰化を図る工夫がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制振合
金自体の機械的強度が高剛性材料と比較して大幅に低い
ため、超硬合金などの高剛性材料を使用した切削工具を
超えるびびり抑制効果を発揮することは困難であった。
特に突切り加工用や溝切り加工用の切削工具において
は、切削工具本体の幅も狭くなり剛性を高めることは極
めて困難であった。
金自体の機械的強度が高剛性材料と比較して大幅に低い
ため、超硬合金などの高剛性材料を使用した切削工具を
超えるびびり抑制効果を発揮することは困難であった。
特に突切り加工用や溝切り加工用の切削工具において
は、切削工具本体の幅も狭くなり剛性を高めることは極
めて困難であった。
【０００５】一方、突切り加工用の切削工具で超硬合金
にて形成されたものは、Ｃｒ−Ｍｏ鋼等で形成された保
持器（ツールブロック）によって保持されて使用されて
いたが、びびり振動の抑制効果が未だ不充分であったた
め、切削加工の安定性が乏しく、切削面にびびりマーク
が発生し易く、加工製品の製造歩留りが低下してしまう
問題点があった。
にて形成されたものは、Ｃｒ−Ｍｏ鋼等で形成された保
持器（ツールブロック）によって保持されて使用されて
いたが、びびり振動の抑制効果が未だ不充分であったた
め、切削加工の安定性が乏しく、切削面にびびりマーク
が発生し易く、加工製品の製造歩留りが低下してしまう
問題点があった。
【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、びびり振動を効果的に防止でき、高い
加工面精度で安定した切削操作が可能な切削装置を提供
することを目的とする。
れたものであり、びびり振動を効果的に防止でき、高い
加工面精度で安定した切削操作が可能な切削装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため、切削工具のみならず、切削工具を保持す
る保持器またはその保持器または切削工具を直接取り付
ける刃物台を含めた切削系全体の構成材料を見直し、切
削工具、保持器等を種々の材料で構成し、その構成材料
の種類がびびり振動および切削性に及ぼす影響を実験に
より比較研究した。
達成するため、切削工具のみならず、切削工具を保持す
る保持器またはその保持器または切削工具を直接取り付
ける刃物台を含めた切削系全体の構成材料を見直し、切
削工具、保持器等を種々の材料で構成し、その構成材料
の種類がびびり振動および切削性に及ぼす影響を実験に
より比較研究した。
【０００８】その結果、切削工具を保持する保持器また
は刃物台の構成材料として、高減衰能を有する制振合金
を使用したときに、切削加工時のびびり振動が効果的に
抑制され、安定切削領域を大幅に拡大することができる
という知見を初めて得た。本発明はこれらの知見に基づ
いて完成されたものである。
は刃物台の構成材料として、高減衰能を有する制振合金
を使用したときに、切削加工時のびびり振動が効果的に
抑制され、安定切削領域を大幅に拡大することができる
という知見を初めて得た。本発明はこれらの知見に基づ
いて完成されたものである。
【０００９】すなわち本発明に係る切削装置は、工作物
に当接され工作物を切削する切削工具と、切削工具を保
持する保持器とを備える切削装置において、上記保持器
を制振合金にて構成したことを特徴とする。また切削工
具は、工作物に直接当接され工作物を切削する切削チッ
プと、この切削チップを担持する工具本体とから成り、
上記工具本体を超硬合金にて構成するとよい。さらに制
振合金は、強磁性型制振合金で形成するとよい。
に当接され工作物を切削する切削工具と、切削工具を保
持する保持器とを備える切削装置において、上記保持器
を制振合金にて構成したことを特徴とする。また切削工
具は、工作物に直接当接され工作物を切削する切削チッ
プと、この切削チップを担持する工具本体とから成り、
上記工具本体を超硬合金にて構成するとよい。さらに制
振合金は、強磁性型制振合金で形成するとよい。
【００１０】上記切削装置の保持器を構成する制振合金
は、切削加工時に切削工具と加工物との間に生じる振動
を吸収し、びびり振動への発展を阻止するために使用さ
れる。上記制振合金としては、その減衰機構から大別し
て強磁性合金および双晶型合金の２種類がある。すなわ
ち強磁性合金としては、１２％（重量％）Ｃｒステンレ
ス鋼、Ｃｏ系合金、Ｎｉ系合金があり、双晶型合金とし
てはＮｉ−Ｔｉ系合金やＭｎ系合金などがある。なお上
記制振合金のうち、切削工具用の保持器の構成材として
は、安価で特性が安定した下記のような鉄基強磁性合金
が好ましい。
は、切削加工時に切削工具と加工物との間に生じる振動
を吸収し、びびり振動への発展を阻止するために使用さ
れる。上記制振合金としては、その減衰機構から大別し
て強磁性合金および双晶型合金の２種類がある。すなわ
ち強磁性合金としては、１２％（重量％）Ｃｒステンレ
ス鋼、Ｃｏ系合金、Ｎｉ系合金があり、双晶型合金とし
てはＮｉ−Ｔｉ系合金やＭｎ系合金などがある。なお上
記制振合金のうち、切削工具用の保持器の構成材として
は、安価で特性が安定した下記のような鉄基強磁性合金
が好ましい。
【００１１】すなわち鉄基強磁性合金としては、次のよ
うな組成を有する合金が挙げられる。なお成分割合は重
量％で示す。すなわちＦｅ−Ａｌ系合金例えばＦｅ−２
〜１５％Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金例えばＦｅ−２〜
８％Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｍｏ系合金例えばＦｅ−５〜２０
％Ｍｏ合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金例えばＦｅ−４０〜６０
％Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｓｉ系合金例えばＦｅ−１〜８％Ｓ
ｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金例えばＦｅ−０．１〜
４０％Ｃｒ−５〜２０％Ｍｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｂ系
合金例えばＦｅ−０．１〜３０％Ｃｒ−５％以下Ｎｂ合
金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ系合金例えばＦｅ−０．１〜３０
％Ｃｒ−７％以下Ｔａ合金、後述するところのＦｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金例えばＦｅ−
３０％以下Ｃｒ−４〜８％Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
−Ｓｉ系合金例えばＦｅ−２〜３０％Ｃｒ−１〜８％Ａ
ｌ−１〜６％Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｗ系合金例えばＦ
ｅ−５〜２０％Ｍｏ−５〜２０％Ｗ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−
Ｗ系合金例えばＦｅ−０．１〜４５％Ｃｒ−０．１〜２
０％Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｗ−Ｃｒ系合金例えばＦｅ−
５〜２０％Ｍｏ−０．１〜２０％Ｗ−０．１〜４５％Ｃ
ｒ合金、Ｆｅ−Ｗ系合金例えばＦｅ−３〜２０％Ｗ合
金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ系合金例えばＦｅ−８〜３
０％Ｃｒ−０．５〜４０％Ｍｏ−０．２５〜１．５％Ｎ
ｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金例えばＦｅ−１〜１０
％Ａｌ−０．１〜５％Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ系合金例えばＦｅ−２〜１５％Ａｌ−０．５〜５％Ｎ
ｉ−２〜８％Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金例えば
Ｆｅ−０．４〜４Ａｌ−０．２〜１Ｓｉ合金などがあ
る。
うな組成を有する合金が挙げられる。なお成分割合は重
量％で示す。すなわちＦｅ−Ａｌ系合金例えばＦｅ−２
〜１５％Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金例えばＦｅ−２〜
８％Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｍｏ系合金例えばＦｅ−５〜２０
％Ｍｏ合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金例えばＦｅ−４０〜６０
％Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｓｉ系合金例えばＦｅ−１〜８％Ｓ
ｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金例えばＦｅ−０．１〜
４０％Ｃｒ−５〜２０％Ｍｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｂ系
合金例えばＦｅ−０．１〜３０％Ｃｒ−５％以下Ｎｂ合
金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｔａ系合金例えばＦｅ−０．１〜３０
％Ｃｒ−７％以下Ｔａ合金、後述するところのＦｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金例えばＦｅ−
３０％以下Ｃｒ−４〜８％Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
−Ｓｉ系合金例えばＦｅ−２〜３０％Ｃｒ−１〜８％Ａ
ｌ−１〜６％Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｗ系合金例えばＦ
ｅ−５〜２０％Ｍｏ−５〜２０％Ｗ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−
Ｗ系合金例えばＦｅ−０．１〜４５％Ｃｒ−０．１〜２
０％Ｗ合金、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｗ−Ｃｒ系合金例えばＦｅ−
５〜２０％Ｍｏ−０．１〜２０％Ｗ−０．１〜４５％Ｃ
ｒ合金、Ｆｅ−Ｗ系合金例えばＦｅ−３〜２０％Ｗ合
金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ系合金例えばＦｅ−８〜３
０％Ｃｒ−０．５〜４０％Ｍｏ−０．２５〜１．５％Ｎ
ｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金例えばＦｅ−１〜１０
％Ａｌ−０．１〜５％Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ系合金例えばＦｅ−２〜１５％Ａｌ−０．５〜５％Ｎ
ｉ−２〜８％Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金例えば
Ｆｅ−０．４〜４Ａｌ−０．２〜１Ｓｉ合金などがあ
る。
【００１２】また下記のような非鉄基強磁性合金を保持
器の構成材として使用することもできる。すなわちＣｏ
−Ｎｉ系合金例えばＣｏ−２２〜２４％Ｎｉ合金、Ｚｎ
−Ａｌ系合金例えばＺｎ−６〜１３％Ａｌ合金、Ｔｉ−
Ｎｉ系合金例えばＴｉ−４０〜６０％Ｎｉ合金、Ｍｇ系
合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ系合金例えばＣｕ−１０〜２５
％Ａｌ−２〜１０％Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合
金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系合金例えばＣｕ−２０〜３０％
Ｚｎ−２〜６％Ａｌ合金などで保持器を製造してもよ
い。
器の構成材として使用することもできる。すなわちＣｏ
−Ｎｉ系合金例えばＣｏ−２２〜２４％Ｎｉ合金、Ｚｎ
−Ａｌ系合金例えばＺｎ−６〜１３％Ａｌ合金、Ｔｉ−
Ｎｉ系合金例えばＴｉ−４０〜６０％Ｎｉ合金、Ｍｇ系
合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ系合金例えばＣｕ−１０〜２５
％Ａｌ−２〜１０％Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合
金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系合金例えばＣｕ−２０〜３０％
Ｚｎ−２〜６％Ａｌ合金などで保持器を製造してもよ
い。
【００１３】本発明に係る切削装置の保持器を構成する
上記各種制振合金のうち、耐食性、防振性、耐久性およ
び加工性等の特性を総合的に評価すると、特にＦｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系合金が好ましく、より具体的には、２〜３０
％Ｃｒ−１〜８％Ａｌ−残部実質的にＦｅから成る合
金、または１０〜１５％Ｃｒ−１〜５％Ａｌ−残部実質
的にＦｅから成る合金が好ましい。このＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系合金は、磁区壁の非可逆的移動に伴う機械的静履歴
損失により、極めて大きな振動減衰能を有する。本発明
に係る切削装置の保持器を上記Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金
で製作する場合には、上記組成範囲の制振合金素材を切
削加工等により所定の保持器形状に加工した後に、真空
中または非酸化性雰囲気中において温度８００〜１０５
０℃好ましくは１０００〜１０５０℃に加熱した状態を
０．５〜５時間好ましくは１．５〜２．５時間保持する
熱処理を実施した後に炉冷して製造される。
上記各種制振合金のうち、耐食性、防振性、耐久性およ
び加工性等の特性を総合的に評価すると、特にＦｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系合金が好ましく、より具体的には、２〜３０
％Ｃｒ−１〜８％Ａｌ−残部実質的にＦｅから成る合
金、または１０〜１５％Ｃｒ−１〜５％Ａｌ−残部実質
的にＦｅから成る合金が好ましい。このＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系合金は、磁区壁の非可逆的移動に伴う機械的静履歴
損失により、極めて大きな振動減衰能を有する。本発明
に係る切削装置の保持器を上記Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金
で製作する場合には、上記組成範囲の制振合金素材を切
削加工等により所定の保持器形状に加工した後に、真空
中または非酸化性雰囲気中において温度８００〜１０５
０℃好ましくは１０００〜１０５０℃に加熱した状態を
０．５〜５時間好ましくは１．５〜２．５時間保持する
熱処理を実施した後に炉冷して製造される。
【００１４】一方、本発明に係る切削装置の切削工具と
しては、工作物を切削する切削チップと、この切削チッ
プを担持する工具本体とを同一の工具材料で形成したむ
く工具としてもよいが、重切削用の切削工具としては、
鋼製の工具本体先端部に硬質の切削チップをろう付けし
たろう付工具を使用する。特に上記工具本体を超硬合金
で形成することにより、切削工具の静剛性を効果的に増
大させることができ、制振合金製の保持器の制振効果と
相乗して切削加工時のびびり振動の発生を効果的に抑制
することができる。
しては、工作物を切削する切削チップと、この切削チッ
プを担持する工具本体とを同一の工具材料で形成したむ
く工具としてもよいが、重切削用の切削工具としては、
鋼製の工具本体先端部に硬質の切削チップをろう付けし
たろう付工具を使用する。特に上記工具本体を超硬合金
で形成することにより、切削工具の静剛性を効果的に増
大させることができ、制振合金製の保持器の制振効果と
相乗して切削加工時のびびり振動の発生を効果的に抑制
することができる。
【００１５】上記工具本体を構成する超硬合金として
は、ＷＣ−Ｃｏ合金、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ
−ＴａＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系
合金、ＷＣ−ＴｉＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系合金、ＪＩＳ Ｈ
５５０１に規定する超硬合金（Cemented Carbide All
oy of Tip ）のＳ種特号（ＳＦ），Ｓ種１〜３号（Ｓ１
〜Ｓ３），Ｇ種１〜３号（Ｇ１〜Ｇ３），Ｄ種１〜３号
（Ｄ１〜Ｄ３）等が採用される。なお上記超硬合金は、
一般に、焼結操作によって製造される炭素系焼結合金
（Sintered Carbide Alloy）であるため、本発明におい
てはＳＣ材と略記している。
は、ＷＣ−Ｃｏ合金、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ
−ＴａＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系
合金、ＷＣ−ＴｉＣ−ＮｂＣ−Ｃｏ系合金、ＪＩＳ Ｈ
５５０１に規定する超硬合金（Cemented Carbide All
oy of Tip ）のＳ種特号（ＳＦ），Ｓ種１〜３号（Ｓ１
〜Ｓ３），Ｇ種１〜３号（Ｇ１〜Ｇ３），Ｄ種１〜３号
（Ｄ１〜Ｄ３）等が採用される。なお上記超硬合金は、
一般に、焼結操作によって製造される炭素系焼結合金
（Sintered Carbide Alloy）であるため、本発明におい
てはＳＣ材と略記している。
【００１６】
【作用】上記構成に係る切削装置によれば、切削工具を
保持する保持器を、振動減衰能が高い制振合金で形成し
ているため、切削加工時における切削系の振動が効果的
に吸収され、びびり振動の発生を効果的に抑制すること
ができる。さらに切削工具本体を超硬合金で形成するこ
とにより、切削工具の静剛性を増大させることができ、
制振合金製の保持器による制振効果と相乗して切削加工
時のびびり振動の発生を効果的に抑制することが可能と
なり、高い加工精度で安定した切削操作が可能となる。
保持する保持器を、振動減衰能が高い制振合金で形成し
ているため、切削加工時における切削系の振動が効果的
に吸収され、びびり振動の発生を効果的に抑制すること
ができる。さらに切削工具本体を超硬合金で形成するこ
とにより、切削工具の静剛性を増大させることができ、
制振合金製の保持器による制振効果と相乗して切削加工
時のびびり振動の発生を効果的に抑制することが可能と
なり、高い加工精度で安定した切削操作が可能となる。
【００１７】
【実施例】次に本発明の一実施例について添付図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１８】実施例１ 図１は本発明に係る切削装置の一実施例を示す斜視図で
ある。すなわち実施例１に係る切削装置１は、工作物２
に当接され工作物２を切削する切削工具３と、切削工具
３を保持する保持器８とを備える切削装置１において、
上記保持器８が制振合金にて構成される。また上記切削
工具３は、工作物２に直接当接され工作物２を切削する
切削チップ４と、この切削チップ４を担持する工具本体
５とから成り、上記工具本体５が超硬合金（Sintered C
arbide Alloy）にて構成されており、切削工具３を保持
した保持器８は、締着ねじ６によって刃物台７に固定さ
れる。
ある。すなわち実施例１に係る切削装置１は、工作物２
に当接され工作物２を切削する切削工具３と、切削工具
３を保持する保持器８とを備える切削装置１において、
上記保持器８が制振合金にて構成される。また上記切削
工具３は、工作物２に直接当接され工作物２を切削する
切削チップ４と、この切削チップ４を担持する工具本体
５とから成り、上記工具本体５が超硬合金（Sintered C
arbide Alloy）にて構成されており、切削工具３を保持
した保持器８は、締着ねじ６によって刃物台７に固定さ
れる。
【００１９】ここで上記保持器８は、Ｆｅ−１２％Ｃｒ
−３Ａｌなる組成の鉄基合金素材を保持器の形状に切削
加工した後に、さらに真空中において温度１０００℃で
２時間熱処理した後に炉冷して形成した鉄基強磁性型制
振合金（以下ＳＩＡ材という）にて製造した。また工具
本体５は、超硬合金としてのＳ種特号（記号ＳＦ）材
（ＪＩＳ Ｈ ５５０１に規定する超硬合金（Cemented
Carbide Alloy of Tip））（以下ＳＣ材という）で形
成したものを使用した。
−３Ａｌなる組成の鉄基合金素材を保持器の形状に切削
加工した後に、さらに真空中において温度１０００℃で
２時間熱処理した後に炉冷して形成した鉄基強磁性型制
振合金（以下ＳＩＡ材という）にて製造した。また工具
本体５は、超硬合金としてのＳ種特号（記号ＳＦ）材
（ＪＩＳ Ｈ ５５０１に規定する超硬合金（Cemented
Carbide Alloy of Tip））（以下ＳＣ材という）で形
成したものを使用した。
【００２０】実施例２ 実施例１において、ＳＣ材で形成した工具本体に代え
て、ＳＣＭ４３５材（ＪＩＳ Ｇ ４１０５に規定する
クロムモリブデン鋼鋼材）（以下ＳＣＭ材という）で形
成した工具本体を使用した以外は、実施例１と同一寸
法、同一仕様の切削工具および保持器を組み立てて実施
例２に係る切削装置を製造した。
て、ＳＣＭ４３５材（ＪＩＳ Ｇ ４１０５に規定する
クロムモリブデン鋼鋼材）（以下ＳＣＭ材という）で形
成した工具本体を使用した以外は、実施例１と同一寸
法、同一仕様の切削工具および保持器を組み立てて実施
例２に係る切削装置を製造した。
【００２１】比較例１ 実施例１において、制振合金（ＳＩＡ材）で形成した保
持器に代えて、ＳＣＭ材で形成した保持器を使用した以
外は、実施例１と同一寸法、同一仕様の切削工具および
保持器を組み立てて比較例１に係る切削装置を製造し
た。
持器に代えて、ＳＣＭ材で形成した保持器を使用した以
外は、実施例１と同一寸法、同一仕様の切削工具および
保持器を組み立てて比較例１に係る切削装置を製造し
た。
【００２２】比較例２ 比較例１において、ＳＣ材で形成した工具本体に代え
て、ＳＣＭ４３５材で形成した工具本体を使用した以外
は、比較例１と同一寸法、同一仕様の切削工具および保
持器を組み立てて比較例２に係る切削装置を製造した。
て、ＳＣＭ４３５材で形成した工具本体を使用した以外
は、比較例１と同一寸法、同一仕様の切削工具および保
持器を組み立てて比較例２に係る切削装置を製造した。
【００２３】そして上記のように製造した実施例１〜２
および比較例１〜２に係る切削装置の静剛性や切削加工
性を比較評価するために、次のような項目について試験
測定を実施した。
および比較例１〜２に係る切削装置の静剛性や切削加工
性を比較評価するために、次のような項目について試験
測定を実施した。
【００２４】すなわち各切削装置の切削工具を、突出し
長さが５０mmとなるように刃物台に取り付け、切削工具
の先端部に主分力方向に静荷重Ｎを加えて横自由減衰振
動を渦電流型非接触変位計によって検出し、増幅器にて
増幅した後にスペクトラムアナライザによって損失係数
を算出した。さらに切削工具先端部に加振器でランダム
波を印加したときの工具振幅を渦電流型非接触変位計に
より測定した。測定結果を図２および図３に示す。
長さが５０mmとなるように刃物台に取り付け、切削工具
の先端部に主分力方向に静荷重Ｎを加えて横自由減衰振
動を渦電流型非接触変位計によって検出し、増幅器にて
増幅した後にスペクトラムアナライザによって損失係数
を算出した。さらに切削工具先端部に加振器でランダム
波を印加したときの工具振幅を渦電流型非接触変位計に
より測定した。測定結果を図２および図３に示す。
【００２５】図２は切削工具の先端部に静荷重を印加し
たときの荷重と切削工具の変位（撓み量）との関係を示
すグラフである。図２に示す結果から明らかなように各
切削装置における切削工具の静剛性は、制振合金（ＳＩ
Ａ材）で形成した保持器を使用した実施例１〜２の切削
装置において高く、従来材であるＳＣＭ材で形成した保
持器を使用した比較例１〜２の切削装置では相対的に低
くなることが判明し、保持器の材質により静剛性が大き
く相違することが判明した。特に制振合金（ＳＩＡ材）
で保持器を形成するとともに工具本体を超硬合金（ＳＣ
材）で形成することにより、撓み量が最小になり、剛性
改善効果が顕著になった。
たときの荷重と切削工具の変位（撓み量）との関係を示
すグラフである。図２に示す結果から明らかなように各
切削装置における切削工具の静剛性は、制振合金（ＳＩ
Ａ材）で形成した保持器を使用した実施例１〜２の切削
装置において高く、従来材であるＳＣＭ材で形成した保
持器を使用した比較例１〜２の切削装置では相対的に低
くなることが判明し、保持器の材質により静剛性が大き
く相違することが判明した。特に制振合金（ＳＩＡ材）
で保持器を形成するとともに工具本体を超硬合金（ＳＣ
材）で形成することにより、撓み量が最小になり、剛性
改善効果が顕著になった。
【００２６】図３は各切削装置における工具振幅と損失
係数との関係を示すグラフである。図３から明らかなよ
うに、制振合金（ＳＩＡ材）で形成した保持器を有する
実施例１〜２の切削装置においては、損失係数の振幅依
存性が顕著に現われており、制振効果が大きくなること
が明らかである。一方、制振合金を使用せず、ＳＣＭ材
で形成した保持器を有する比較例〜１〜２の切削装置に
おいては、工具振幅の大小には全く影響を受けず制振効
果が少ないことが判明した。特にＳＣ材製の工具本体を
使用した場合は、ＳＣＭ材製の工具本体を使用した場合
と比較して格段に損失係数が大きくなり、より高い制振
効果が得られることが判明した。
係数との関係を示すグラフである。図３から明らかなよ
うに、制振合金（ＳＩＡ材）で形成した保持器を有する
実施例１〜２の切削装置においては、損失係数の振幅依
存性が顕著に現われており、制振効果が大きくなること
が明らかである。一方、制振合金を使用せず、ＳＣＭ材
で形成した保持器を有する比較例〜１〜２の切削装置に
おいては、工具振幅の大小には全く影響を受けず制振効
果が少ないことが判明した。特にＳＣ材製の工具本体を
使用した場合は、ＳＣＭ材製の工具本体を使用した場合
と比較して格段に損失係数が大きくなり、より高い制振
効果が得られることが判明した。
【００２７】次に実施例１〜２および比較例１〜２に係
る各切削装置の切削性の良否を評価するために、下記表
１に示す切削条件で実切削を実施し、切削時の主分力方
向の工具振幅を非接触変位計によって測定するととも
に、切削速度および送り量を変えてびびり振動の発生の
有無を確認した。
る各切削装置の切削性の良否を評価するために、下記表
１に示す切削条件で実切削を実施し、切削時の主分力方
向の工具振幅を非接触変位計によって測定するととも
に、切削速度および送り量を変えてびびり振動の発生の
有無を確認した。
【００２８】なお、切削条件、切削工具および工作物の
仕様は下記表１の通りである。
仕様は下記表１の通りである。
【００２９】
【表１】
【００３０】図４〜図７はそれぞれ実施例１〜２および
比較例１〜２の切削装置を使用して実切削を行なったと
きの送り量（縦送り）と工具振幅との関係を示すグラフ
である。図６および図７より明らかなように、ＳＣＭ材
で形成した保持器を有する比較例１〜２の切削装置にお
いては、送り量を増加させると工具振幅も増加する傾向
が明らかになる。一方、図４に示すようにＳＩＡ製の保
持器およびＳＣ材製の工具本体を備える実施例１の切削
装置においては、送り量の大小に拘らず、ほぼ一定値を
示している。また図５に示すように、制振合金（ＳＩＡ
材）製の保持器およびＳＣＭ材製の工具本体を備えた実
施例２の切削装置においては、送り量が０．０３mm／re
v 以上になると工具振幅が却って減少することが判明し
た。
比較例１〜２の切削装置を使用して実切削を行なったと
きの送り量（縦送り）と工具振幅との関係を示すグラフ
である。図６および図７より明らかなように、ＳＣＭ材
で形成した保持器を有する比較例１〜２の切削装置にお
いては、送り量を増加させると工具振幅も増加する傾向
が明らかになる。一方、図４に示すようにＳＩＡ製の保
持器およびＳＣ材製の工具本体を備える実施例１の切削
装置においては、送り量の大小に拘らず、ほぼ一定値を
示している。また図５に示すように、制振合金（ＳＩＡ
材）製の保持器およびＳＣＭ材製の工具本体を備えた実
施例２の切削装置においては、送り量が０．０３mm／re
v 以上になると工具振幅が却って減少することが判明し
た。
【００３１】以上の知見より、制振合金（ＳＩＡ材）製
の保持器を用いた場合（実施例１〜２）には、ＳＣＭ製
保持器を用いた場合（比較例１〜２）と比較して、剛性
が高くなり、かつ振幅依存性による制振効果が重畳する
ことにより切削性が改善されるものと考えられる。
の保持器を用いた場合（実施例１〜２）には、ＳＣＭ製
保持器を用いた場合（比較例１〜２）と比較して、剛性
が高くなり、かつ振幅依存性による制振効果が重畳する
ことにより切削性が改善されるものと考えられる。
【００３２】図８〜図１１は、それぞれ実施例１〜２お
よび比較例１〜２の切削装置を使用して実切削を実施し
た際のびびり振動に対する安定切削領域を示すグラフで
ある。なお図８〜図１１において、●印は切削後の工作
物表面の少なくとも一部にびびりマークが認められるも
のを示し、不安定切削状態と判定し、それ以外を安定切
削領域として○印で示した。
よび比較例１〜２の切削装置を使用して実切削を実施し
た際のびびり振動に対する安定切削領域を示すグラフで
ある。なお図８〜図１１において、●印は切削後の工作
物表面の少なくとも一部にびびりマークが認められるも
のを示し、不安定切削状態と判定し、それ以外を安定切
削領域として○印で示した。
【００３３】図８に示す結果から明らかなように、制振
合金（ＳＩＡ材）製の保持器および超硬合金（ＳＣ材）
製の工具本体を備えた実施例１に係る切削装置において
は、全ての切削領域において、びびり振動を発生するこ
となく安定した切削加工が実施できることが判明した。
また図９に示すように。制振合金（ＳＩＡ材）製の保持
器およびＳＣＭ材製の工具本体を備えた実施例２に係る
切削装置においては、切削速度が１．８８〜２．２６ｍ
／ｓであり、かつ送り量が０．０３〜０．０５mm／rev
以上になると工具振幅が却って減少することが判明し
た。このことは特に送り量を大きくすることが可能であ
り、切削加工時間を短縮することができる。
合金（ＳＩＡ材）製の保持器および超硬合金（ＳＣ材）
製の工具本体を備えた実施例１に係る切削装置において
は、全ての切削領域において、びびり振動を発生するこ
となく安定した切削加工が実施できることが判明した。
また図９に示すように。制振合金（ＳＩＡ材）製の保持
器およびＳＣＭ材製の工具本体を備えた実施例２に係る
切削装置においては、切削速度が１．８８〜２．２６ｍ
／ｓであり、かつ送り量が０．０３〜０．０５mm／rev
以上になると工具振幅が却って減少することが判明し
た。このことは特に送り量を大きくすることが可能であ
り、切削加工時間を短縮することができる。
【００３４】一方図１０および図１１に示す結果から明
らかなように制振合金（ＳＩＡ材）を使用せず、従来の
ＳＣＭ材で形成した保持器を使用した場合には、高速度
切削時および送り量が大きい重切削時にびびり振動が発
生し易く、安定切削領域が、実施例１〜２と比較して狭
くなっており、切削条件が大きな制約を受けることが判
明した。
らかなように制振合金（ＳＩＡ材）を使用せず、従来の
ＳＣＭ材で形成した保持器を使用した場合には、高速度
切削時および送り量が大きい重切削時にびびり振動が発
生し易く、安定切削領域が、実施例１〜２と比較して狭
くなっており、切削条件が大きな制約を受けることが判
明した。
【００３５】以上説明した実施例は、特に切削工具が薄
くなる突切り加工用の切削装置で例示しており、薄い切
削工具を保持する保持器が必須の構成要素となっている
が、本発明は上記実施例に限定されない。すなわち本発
明者らの実験によれば、角柱状の切削工具を直接刃物台
に固定する切削装置において、上記刃物台を制振合金で
形成した場合においても、実施例１〜２と同様な作用効
果が発揮されることが実証されている。
くなる突切り加工用の切削装置で例示しており、薄い切
削工具を保持する保持器が必須の構成要素となっている
が、本発明は上記実施例に限定されない。すなわち本発
明者らの実験によれば、角柱状の切削工具を直接刃物台
に固定する切削装置において、上記刃物台を制振合金で
形成した場合においても、実施例１〜２と同様な作用効
果が発揮されることが実証されている。
【００３６】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る切削装置
によれば、切削工具を保持する保持器を、振動減衰能が
高い制振合金で形成しているため、切削加工時における
切削系の振動が効果的に吸収され、びびり振動の発生を
効果的に抑制することができる。さらに切削工具本体を
超硬合金で形成することにより、切削工具の静剛性を増
大させることができ、制振合金製の保持器による制振効
果と相乗して切削加工時のびびり振動の発生を効果的に
抑制することが可能となり、高い加工精度で安定した切
削操作が可能となる。
によれば、切削工具を保持する保持器を、振動減衰能が
高い制振合金で形成しているため、切削加工時における
切削系の振動が効果的に吸収され、びびり振動の発生を
効果的に抑制することができる。さらに切削工具本体を
超硬合金で形成することにより、切削工具の静剛性を増
大させることができ、制振合金製の保持器による制振効
果と相乗して切削加工時のびびり振動の発生を効果的に
抑制することが可能となり、高い加工精度で安定した切
削操作が可能となる。
【図１】本発明に係る切削装置の一実施例を示す斜視
図。
図。
【図２】切削装置の切削工具先端に静荷重を印加した場
合における荷重と変位との関係を示すグラフ。
合における荷重と変位との関係を示すグラフ。
【図３】各切削装置における工具振幅と損失係数との関
係を示すグラフ。
係を示すグラフ。
【図４】実施例１の切削装置における送り量と工具振幅
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
【図５】実施例２の切削装置における送り量と工具振幅
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
【図６】比較例１の切削装置における送り量と工具振幅
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
【図７】比較例２の切削装置における送り量と工具振幅
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
【図８】実施例１の切削装置における切削速度と送り量
と切削安定性の良否との関係を示すグラフ。
と切削安定性の良否との関係を示すグラフ。
【図９】実施例２の切削装置における切削速度と送り量
と切削安定性の良否との関係を示すグラフ。
と切削安定性の良否との関係を示すグラフ。
【図１０】比較例１の切削装置における切削速度と送り
量と切削安定性の良否との関係を示すグラフ。
量と切削安定性の良否との関係を示すグラフ。
【図１１】比較例２の切削装置における切削速度と送り
量と切削安定性の良否との関係を示すグラフ。
量と切削安定性の良否との関係を示すグラフ。
１ 切削装置 ２ 工作物 ３ 切削工具 ４ 切削チップ ５ 工具本体 ７ 締着ねじ ７ 刃物台 ８ 保持器
Claims (4)
- 【請求項１】 工作物に当接され工作物を切削する切削
工具と、切削工具を保持する保持器とを備える切削装置
において、上記保持器を制振合金にて構成したことを特
徴とする切削装置。 - 【請求項２】 切削工具は、工作物に直接当接され工作
物を切削する切削チップと、この切削チップを担持する
工具本体とから成り、上記工具本体を超硬合金にて構成
したことを特徴とする請求項１記載の切削装置。 - 【請求項３】 制振合金は、強磁性型制振合金であるこ
とを特徴とする請求項１記載の切削装置。 - 【請求項４】 工作物に当接され工作物を切削する切削
工具と、切削工具を固定する刃物台とを備える切削装置
において、上記刃物台を制振合金にて構成したことを特
徴とする切削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021293A JPH06297210A (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 切削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021293A JPH06297210A (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 切削装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06297210A true JPH06297210A (ja) | 1994-10-25 |
Family
ID=13992184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9021293A Pending JPH06297210A (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | 切削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06297210A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020506074A (ja) * | 2017-02-03 | 2020-02-27 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 金属切削溝削りツール用のブレード部 |
| US11701714B2 (en) | 2017-02-03 | 2023-07-18 | Sandvik Intellectual Property Ab | Method of machining a groove |
-
1993
- 1993-04-16 JP JP9021293A patent/JPH06297210A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020506074A (ja) * | 2017-02-03 | 2020-02-27 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 金属切削溝削りツール用のブレード部 |
| US11247360B2 (en) | 2017-02-03 | 2022-02-15 | Sandvik Intellectual Property Ab | Blade portion for a metal cutting grooving tool |
| US11701714B2 (en) | 2017-02-03 | 2023-07-18 | Sandvik Intellectual Property Ab | Method of machining a groove |
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