JPH07112305A - スローアウェイチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チップの寿命を大幅に延ばし、従動回転の際
の切刃回転の同軸度と切削精度を高く維持する。 【構成】 スローアウェイチップ１１は同心円形の上面
１２と下面１３を有する円柱状にする。上面１２の稜線
部に面取りを施して、面取り部１２ａと周側面１４との
交差稜線が切刃１５をなす。上下面１２，１３の中心に
小径円柱状の中心軸１６ａ，１６ｂを設ける。ロータリ
ーバイト１７のチップ座２１にスローアウェイチップ１
１を着座させ、クランプブレーカ２７とシート部２３の
各軸孔２７ａ，２３ｂに中心軸１６ａ，１６ｂを回転自
在に嵌合させる。 【効果】 チップは切削抵抗で従動回転し、高速切削時
の摩耗が小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平面視円形で対向する
二つの面が互いに平行なスローアウェイチップに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ターニング、ボーリングシステム
において、被加工物の内外径加工に使用する切削工具が
ある。この種の工具の一例として、例えば図１０及び図
１１に示すような、円板状スローアウェイチップを取り
付けた切削工具がある。この円板状スローアウェイチッ
プ１は、平面視円形で、着座面を下面２として対向する
上面３と互いに平行であり、上面３の円形稜線が切刃４
をなし、その周面５は上面３から下面２方向に径が次第
に小さくなるテーパ状に形成されている。又、上面３の
中央部にはさらねじ６の頭部が途中まで嵌入するテーパ
状の取付孔７が形成されている。そして、図に示す切削
工具は、工具本体８の先端面に例えば平面視略矩形状の
凹部からなるチップ座９が形成されており、チップ座底
面９ａ上に上述の円板状スローアウェイチップ１が着座
し、この円板状スローアウェイチップ１はさらねじ６に
よってチップ座９に固定されている。しかも、このスロ
ーアウェイチップ１は、周側面５が工具本体１のチップ
座側壁９ｂ，９ｂの角部に当接させられて位置決めされ
ている。

【０００３】そして、被削材の切削に際しては、このよ
うに固定保持された円板状スローアウェイチップ１の切
刃４によって切削が行われ、チップが摩耗したり、切刃
が欠損したりすると、さらねじ６を緩めて、チップ１の
取付角度位置を変更して切削を行なうようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、切削加工の
生産性向上には、高速切削による実切削加工時間の短縮
が有効である。しかし、鋼等の旋削加工では、一般に高
速切削を行うと工具の切刃寿命が極端に短くなるという
欠点がある。上述のような円板状スローアウェイチップ
においても同様にチップの摩耗が大きく、連続加工でき
る時間が短いという問題がある。

【０００５】本発明は、このような課題に鑑みて、高速
切削してもその摩耗量が小さく、チップ寿命を大幅に改
善できるようにしたスローアウェイチップを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるスローアウ
ェイチップは、互いに平行な二つの同心状の円形面を有
する円板形状をなしていて、少なくとも一方の円形面の
稜線に切刃が形成されていると共に、各円形面の中心部
に中心軸がそれぞれ突出形成されてなることを特徴とす
るものである。

【０００７】又、円板形状が円柱形状であることを特徴
とする。

【０００８】又、切刃がホーニング刃であることを特徴
とする。

【０００９】

【作用】旋削加工時に、切削抵抗によってスローアウェ
イチップがその中心軸を中心にして従動回転すること
で、走行する切屑とチップのすくい面との摩擦抵抗が低
減するため、チップの摩耗は小さい。しかも、中心軸と
切刃の同軸度が高いために従動回転時の切削精度が高
い。

【００１０】切刃がホーニング刃であるために、切刃の
強度がより向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３によ
り説明する。図１は本実施例によるスローアウェイチッ
プの正面図、図２は平面図、図３は図１の切刃部分の拡
大図である。このスローアウェイチップ１１は、互いに
平行で同一径で同心の円形状の上面１２及び下面１３
と、周側面１４とを有する円柱形状を有している。又、
上下面１２，１３の一方又は両方の稜線部には、図３に
示すようにホーニングが施されて、面取り部１２ａと周
側面１４とが交差する円形稜線に切刃１５（ホーニング
刃）が設けられている。本実施例では、上面１２に対す
る面取り部１２ａの傾斜角は例えば２５゜に設定されて
いるが、この角度は適宜の数値に設定すればよい。又、
上下面１２，１３の中心にはそれぞれ小径の円柱状の中
心軸１６ａ，１６ｂが突出して形成されている。このス
ローアウェイチップ１１は、中心軸１６ａ，１６ｂを中
心に回転し、切刃１５（周側面１４）は中心軸１６ａ，
１６ｂと同心軸を有するようになっている。

【００１２】次に、このような本実施例によるスローア
ウェイチップ１１の切削工具への取付構造を、図４乃至
図７により説明する。図４はロータリーバイトの要部斜
視図、図５は縦断面図、図６は図４と異なる方向から見
た要部斜視図、図７はロータリーバイトと被削材との関
係を示す図である。図４乃至図７に示すロータリーバイ
ト１７において、工具本体１８の先端に形成された突起
部１９の先端面１９ａを切り欠いて、切り欠け部２０が
形成されている。この切り欠け部２０の一角を更に平面
視略扇型に切り欠いてチップ座２１が形成されている。

【００１３】工具本体１８のチップ座２１の底面には、
突起部１９を貫通する貫通孔２２が穿設され、この貫通
孔２２にはスローアウェイチップ１１とほぼ同一径の鍔
部２３ａを有する略円柱状のシート部２３が嵌挿され、
鍔部２３ａがチップ座２１の底面上に着座している。シ
ート部２３の鍔部２３ａ表面中央には軸孔２３ｂが形成
されている。そして、この軸孔２３ｂに中心軸１６ｂが
回転自在に嵌合して、上述のスローアウェイチップ１１
が鍔部２３ａ上に着座されている。シート部２３の長手
方向中央付近の円周には、複数の凹部２５が周方向に分
散して設けられ、突起部１９から貫通孔２２に貫通する
ネジ穴に螺合する係止ネジ２６が、１の凹部２５に嵌合
することで、シート部２３は工具本体１８の突起部１９
に固定される。

【００１４】又、突起部先端面１９ａの切り欠け部２０
にはクランプブレーカ２７が嵌合し、クランプネジ２８
によって固定されている。クランプブレーカ２７の一部
はスローアウェイチップ１１の上面１２の領域に延び
て、その下面にスローアウェイチップ１１の中心軸１６
ａが回転自在に嵌合する軸孔２７ａを有する押圧部２７
ｂが形成され、この押圧部２７ｂによってスローアウェ
イチップ１１が押圧されている。又、クランプブレーカ
２７とクランプネジ２８の頭部２８ａとの間には、断面
コの字型の円筒状ブレーキカラー２９が設けられてい
る。クランプブレーカ２７のクランプネジ２８の周囲領
域には、孔部３０が形成されており、この孔部３０内に
は、クランプネジ２８が貫通する断面Ｌ字型の環状カラ
ー３１が配設され、その上端がブレーキカラー２９の下
面に当接している。そして、環状カラー３１の外周に
は、クランプブレーカ２７上面にブレーキワッシャ３３
が嵌合載置され、このブレーキワッシャ３３とブレーキ
カラー２９との間には、ウエーブワッシャ３４が圧縮状
態で介装されている。

【００１５】そして、突起部１９の切り欠け部２０のク
ランプネジ２８の周囲には円筒型の段付凹部３６が形成
され、幅広部には環状カラー３１の鍔部が位置し、幅狭
部には環状カラー３１の鍔部を弾圧するコイルスプリン
グ３７がクランプネジ２８の外周に配設されて、環状カ
ラー３３即ちクランプブレーカ２７をスローアウェイチ
ップ１１から離れる方向に付勢している。そのため、ク
ランプブレーカ２７の押圧部２７ｂによるスローアウェ
イチップ１１の押圧力は、ウエーブワッシャ３４とコイ
ルスプリング３７の各付勢力の差に基づいて設定されて
いる。この押圧力を調節するには、ブレーキワッシャ３
３を厚みの異なるものに交換すればよい。

【００１６】そして、この工具本体１８に取り付けられ
たスローアウェイチップ１１は、被削材を切削加工する
位置で、バックレーキ角が−６゜に設定され（図４参
照）、横すくい角が−３６゜に設定されている（図６参
照）。本実施例の場合、スローアウェイチップ１１の中
心軸１６ａ，１６ｂを除く部分が円柱形状であるため
に、そのバックレーキ角は必然的にネガティブになる。
又、切削中に、スローアウェイチップ１１を切削抵抗に
よって従動回転させるには、横すくい角をネガティブに
設定する必要がある。そして、バックレーキ角が−６゜
の場合、スローアウェイチップ１１と同様な円柱形状の
スローアウェイチップを固定した切削工具を用いて、チ
ップ１１の摩耗及び切削抵抗が最も小さくなる横すくい
角を切削試験により求めると、−３６゜であることがわ
かった。この横すくい角−３６゜で、切削抵抗が最も低
くて、主分力や送り分力等の各分力のバランスが最も安
定していると考えられる。但し、この横すくい角は−３
６゜に限定されるものではなく、適宜の角度を設定する
ことができる。尚、この好適な横すくい角は、バックレ
ーキ角の値が変化すると、変動することになる。

【００１７】本実施例は上述のように構成されているか
ら、例えば図７に示すような鋼の被削材Ｗを本実施例に
よるスローアウェイチップ１１を備えたロータリーバイ
ト１７を用いて、高速で旋削する。すると、横すくい角
がネガティブに設定されていることで、被削材Ｗの切削
抵抗によってスローアウェイチップ１１が従動回転する
ことになる。そのため、切削によって生成されて走行す
る切屑とチップ１１のすくい面との摩擦抵抗が低減され
る。この時、スローアウェイチップ１１は、クランプブ
レーカ押圧部２７ｂ及びシート部２３の各軸孔２７ａ，
２３ｂに嵌合する中心軸１６ａ，１６ｂを中心に従動回
転することになる。この場合、スローアウェイチップ１
１の中心軸１６ａ，１６ｂと切刃１５（周側面１４）と
の同軸度が高いことで、高精度な回転及び切削を行うこ
とができる。そのため、被加工物の仕上げ面粗さは上述
の円柱状スローアウェイチップを固定した切削工具と同
等のものになる。

【００１８】又、スローアウェイチップ１１はクランプ
ブレーカ２７の押圧部２７ｂによって弾性的に押圧され
ているから、切削抵抗によるスローアウェイチップ１１
の従動回転は、必要以上に速くならないよう抑制される
ことになる。尚、スローアウェイチップ１１の従動回転
速度は、押圧部２７ｂの押圧力によって適宜調整するこ
とができる。この場合、押圧部２７ｂによるスローアウ
ェイチップ１１の押圧力の調整は、適宜の厚みのブレー
キワッシャ３３に取り替えることで行われる。これによ
り、クランプネジ２８を締め付けた時のウエーブワッシ
ャ３４の弾性力を増減できる。

【００１９】又、スローアウェイチップ１１の切削時
に、チップ１１が切削抵抗で押圧されて、中心軸１６
ａ，１６ｂに接する押圧部２７ｂ及びシート部２３の各
軸孔２７ａ，２３ｂの一部壁面等が摩耗することにな
り、チップ１１の軸のぶれない高精度な従動回転に支障
を来すことが生じ得る。このような場合には、係止ネジ
２６を緩めてシート部２３を所定角度回転させ、別の凹
部２５を係止ネジ２６に対面させるようにして、ネジ止
めし、シート部２３を固定すれば、チップ１１の従動回
転及び切削の精度が維持される。

【００２０】尚、本実施例によるスローアウェイチップ
１１を備えたロータリーバイト１７と、チップ１１と同
様な円柱状スローアウェイチップを固定したバイトと、
三角チップを固定したバイトとで、鋼等の被削材を加工
した場合の、それぞれの逃げ面摩耗幅Ｖ_Bと、切削抵抗
Ｆとを比較試験すると、それぞれ図８，図９に示す結果
が得られた。図中、記号Ａで示す線が本実施例によるロ
ータリーバイト１７のもの、記号Ｂで示すものが円柱状
スローアウェイチップを固定したバイトによるもの、記
号Ｃで示すものが三角チップを固定したバイトによるも
のを指す。図８に示すグラフでは、本実施例によるロー
タリーバイト１７が他の二つのバイトと比較して逃げ面
摩耗幅Ｖ_Bがきわめて小さいことがわかる。又、図９に
示すグラフでは、本実施例によるロータリーバイト１７
は、スローアウェイチップ１１が従動回転するために、
同様の円柱状チップを固定したバイトと比較して切削抵
抗Ｆが若干小さくなっている。

【００２１】上述のように、本実施例によるスローアウ
ェイチップ１１によれば、ロータリーバイト１７に装着
して鋼等の旋削加工を高速で行う場合においても、スロ
ーアウェイチップ１１が切削抵抗で従動回転することで
切屑とすくい面との摩擦力を小さくして、チップ１１の
摩耗を減少させ、チップ１１の寿命を大幅に延長でき
る。しかも、被加工物の仕上げ面粗さは、同様の円板状
チップを固定した状態で切削した場合と同等のものが得
られる。又、スローアウェイチップ１１は、その両面に
突出する中心軸１６ａ，１６ｂを中心に従動回転する際
の、円状の切刃１５の同心度が高いので、高精度な切削
を行うことができる。

【００２２】尚、スローアウェイチップ１１は、必ずし
も上述の実施例のように円柱型に構成する必要はない。
例えば、上述した従来技術に示すように、周側面がテー
パ状に形成されていて下面１３の径が小さく、その上下
面１２，１３の中心部に中心軸１６ａ，１６ｂが形成さ
れていてもよい。又、スローアウェイチップ１１の上下
面１２，１３の稜線部には、必ずしもホーニングを施す
必要はなく、稜線部に切刃１５が設けられていてもよ
い。

【００２３】

【発明の効果】上述のように、本発明に係るスローアウ
ェイチップは、互いに平行な二つの同心状の円形面を有
する円板形状をなしていて、少なくとも一方の円形面の
稜線に切刃が形成されていると共に、各円形面の中心部
に中心軸がそれぞれ突出形成されているから、ロータリ
ーバイトに用いられて切削抵抗によって従動回転させる
ことができ、しかも、その際、高精度に従動回転及び切
削することができる。その上、従動回転することで、チ
ップの摩耗を減少させてチップ寿命を大幅に延長でき
る。しかも、被加工物の仕上げ面粗さは、同一のチップ
を固定した状態で切削した場合と同等のものが得られ
る。又、切刃がホーニング刃であるから、切刃強度を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスローアウェイチップの一実施例
を示す正面図である。

【図２】図１のスローアウェイチップの平面図である。

【図３】図１のスローアウェイチップの切刃部分の拡大
図である。

【図４】本実施例によるスローアウェイチップが装着さ
れたロータリーバイトの要部斜視図である。

【図５】図４のロータリーバイトの縦断面図である。

【図６】図４のロータリーバイトの図４と異なる方向か
ら見た要部斜視図である。

【図７】図４のロータリーバイトと被削材との関係を示
す斜視図である。

【図８】各バイトによる逃げ面摩耗幅と切削時間との関
係を示す図である。

【図９】各バイトによる切削抵抗と切削時間との関係を
示す図である。

【図１０】円板状スローアウェイチップを備えた従来の
切削工具の平面図である。

【図１１】図１０による切削工具の側面図である。

【符号の説明】

１１ スローアウェイチップ １２ 上面 １３ 下面 １５ 切刃 １６ａ，１６ｂ 中心軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに平行な二つの同心状の円形面を有す
   る円板形状をなしていて、少なくとも一方の円形面の稜
   線に切刃が形成されていると共に、各円形面の中心部に
   中心軸がそれぞれ突出形成されてなるスローアウェイチ
   ップ。
2. 【請求項２】前記円板形状が円柱形状であることを特徴
   とする請求項１に記載のスローアウェイチップ。
3. 【請求項３】前記切刃がホーニング刃であることを特徴
   とする請求項１又は２に記載のスローアウェイチップ。