JPH078442B2 - スロ−アウエイチツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スローアウェイチップに関し、特にチップブ
レーカ溝を改良することにより、ステンレス鋼などの難
削材の切削に好適するようにしたものである。

（従来の技術） 従来、この種のスローアウェイチップとしては、ステン
レス鋼などの切削用として、例えば特公昭54−5551号公
報にみられるものが開示されている。この先行技術は、
チップブレーカ溝の凹曲面として円錐外面を所定角度に
設定したものであるが、難削材特にステンレスの切削で
は、必ずしも満足できる結果が得られていない。この理
由は、ステンレスの切削では、切削抵抗が大きく、しか
も切屑の溶着性があり、形状的な面から充分対処されて
いないためである。

（発明が解決しようとする問題点） このようなことから、難削材特にステンレスの切削で
は、切削抵抗が小さく、しかも切屑溶着性に対処できる
ようなチップブレーカ溝の形状開発が問題点となってい
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、略三角形
板、略正方形板、略菱形板等の多角形板状をなし、その
少なくとも１つのコーナーでノーズ部分を構成するとと
もに、このノーズ部分のすくい面側には、略扇形状を呈
するチップブレーカ溝が備えられるようにしたスローア
ウェイチップにおいて、前記チップブレーカ溝は、ノー
ズ部分の二等分線を基準にして、ノーズ部分側から中央
陸部に向って曲率半径がR₁,R₂をそれぞれ有する２つの
凹曲面を連設することにより構成され、しかもこれら凹
曲面の二等分線方向にある曲率半径がR₁＜R₂の関係にあ
るとともに、これらの曲率半径R₁,R₂の中心点O₁,O₂から
二等分線上に下した垂線をそれぞれ一致させ、最大深さ
ｈが前記曲率半径R₁,R₂の共通接線によって設定される
ようにして滑らかな曲線を得るようにしたものである。
また、ノーズ部分側の二等分線に直交する方向の断面を
基準にしたときには、曲率半径R₃,R₄を有する前記２つ
の凹曲面が連設されるようになっているものである。

さらに、前記ノーズ部分を構成する１対の切刃稜は、前
記中央陸部よりも低位で、切刃始点を起点にしたときに
は下り傾斜から始まる凹曲線稜を呈しているものであ
る。

（作用） 本発明のスローアウェイチップは、２つの凹曲面からな
るチップブレーカ溝を備えられているため、生成切屑が
カールしやすく、しかも折れやすくなるため、切屑の溶
着性に対処できる作用をなす。

また、切刃稜が凹曲線稜を呈していることから、結果的
にインクリネーションが与えられることにより、切削抵
抗が減少する作用をなす。

（実施例） 以下、本発明スローアウェイチップの一実施例につい
て、図を参照しながら説明する。

第１図乃至第３図において、（１）は、略菱形板状をな
すスローアウェイチップであり、鋭角をなすコーナーに
は、ノーズ部分（２）が構成される。そして、このノー
ズ部分（２）のすくい面側には、略扇形状をなすチップ
ブレーカ溝（３）が形成される。

このチップブレーカ溝（３）は、第２図および第３図で
示されているように、ノーズ部分（２）の二等分線を基
準にして曲率半径R₁,R₂をそれぞれ有する２つの凹曲面
（４）（５）がノーズ部分（２）側から中央陸部（６）
側に向って連設されるものである。そして、前記凹曲面
（４）（５）の連設部分では、最大深さｈが設定される
ものである。すなわち、曲率半径R₁,R₂の中心点O₁,O₂か
ら前記二等分線上に下した垂線を一致させ、最大深さｈ
が前記曲率半径R₁,R₂の共通接線によって設定される。

なお、前述した曲率半径R₁,R₂については、凹曲面
（４）（５）の創成にあたって、球面、楕円曲面、回転
放物体等の一部分を使用するものであるため、球面を除
き曲率半径が各曲面部分で変化する。しかし、この変化
量は微小量であるため、一つの曲線として取扱うことが
可能である。したがって、二等分線上の曲率半径R₁につ
いては、便宜上切刃始点（７）から凹曲面（４）（５）
の接続点Ｚまでの曲線を想定して、これを円弧線として
取扱ったものであり、また曲率半径R₂については、前記
凹曲面（４）（５）の接続点Ｚから、中央陸部（６）の
切上りまでの曲線を想定して、これを円弧線として取扱
ったものである。また、前記二等分線に対する垂直方向
では、凹曲面（４）に対して、曲率半径R₃,凹曲面
（５）に対しては、曲率半径R₄が形成され、切屑の流出
性からR₃＜R₄の関係を有する。さらに前述した曲率半径
との間では、R₁≦R₃,R₂≒R₄の関係が好ましい。なお、
曲率半径R₃については、R₁の曲率半径の中心点O₁から、
前記二等分線に向って下ろした垂線との交点を基準にし
て、この交点を通る二等分線に対する垂直方向の曲線を
想定して、これを中心点O₃,曲率半径R₃を有する円弧線
として取扱ったものである。

また、曲率半径R₄については、切刃始点（７）からR₂に
よる中央陸部（６）の切上り距離を半径とした円弧線
（８）と切刃稜（９）との両交点を基準にして、R₃と同
様に二等分線に対する垂直方向の曲線を想定して、これ
を中心点O₄,曲率半径R₄を有する円弧線として取扱った
ものである。そして、二等分線の垂直方向では、これら
の曲面の合成により、その接続部分には、盛上がるよう
な稜線が生じることがある。したがって、この稜線部分
については、凹凸が生じないように滑らかな曲面となる
よう除去修正すればよい。あるいは、R₃からR₄間で曲率
半径を漸増するように変化させ滑らかな曲面とすればよ
い。

なお、本実施例では、取付け穴（10）を穿設した菱形板
に適用して、鋭角コーナーのみにチップブレーカ溝
（３）を形成したが、鋭角コーナーにも形成してもよい
ものである。ノーズ部分（２）の角度変化、凹曲面
（４）（５）の曲率半径R₁,R₂の変更設定等により、切
削領域が広がるからである。

また、本発明のスローアウェイチップ（１）は、略三角
形板、略正方形板等にも適用できる。さらに、凹曲面
（４）（５）の組合せについても、前述した曲率半径
R₁,R₂に置き代えできるものであれば球面＋楕円曲面に
限らず、球面＋球面、楕円曲面＋回転放物面等の組合せ
も適宜採用できる。

このようにして構成されたスローアウェイチップ（１）
は、前記チップブレーカ溝（３）の形成に伴い、ノーズ
部分（２）には、前述した凹曲面（４）（５）によって
切刃稜（９）が形成される。

この切刃稜（９）は、第２図で判るように中央陸部
（６）よりも低位にあって、いわゆる心下りの状態にあ
り、切刃始点（７）からは、下り傾斜の始まる凹曲線稜
を呈する。したがって、切刃始点（７）から、前記垂線
までの距離L₁は、曲率半径R₁に対して、L₁＜R₁の関係に
ある。この結果、切刃稜（９）には、インクリネーショ
ンが付与され、切屑の厚みを薄くするように機能する。
この場合、切刃稜（９）には、刃先強化するため、例え
ば0.1〜0.2程度のランド（図示せず）を付加してもよ
い。また、切削性能を向上させるため、スローアウェイ
チップ（１）の表面にTiC,TiN,Al₂O₃などの被覆層をPV
D,CVD法などで形成することは有効である。

（切削例１） 本発明品の工具仕様は、基本的には、鋭角コーナーにお
けるノーズ部分（２）の頂角が80゜をなす菱形板状の穴
つきで、内接円直径＝12.7mm,厚さ4.76mm,ノーズ半径＝
0.8mmとしたものである。

また、凹曲面（４）（５）は、それぞれ球面および楕円
曲面の一部分を利用したものである。したがって、曲率
半径については、R₁＝R₃＝3.73mm,R₂＝12.21mm,R₄＝12.
08mmとし、また最大深さについては、ｈ＝0.57mmに設定
した。この場合R₁およびR₂の基準中心点は、切刃始点
（７）からの距離L₁＝1.67mm,高さH₁＝3.14mm,L₂＝5.36
mm,H₂＝11.64mmによって与えられる。また、R₄の中心点
O₄は、切刃稜（９）の長さ（A5.04mm）等によって計算
上求められる。なお、本発明品については、切削性能を
向上させるため、TiNをPVD法により被覆処理するように
した。

しかして、上述した本発明品（Ａ）は、SUS304からなる
被削材を対象としており、特に切屑処理範囲が、切込み
0.5〜3.5mm,送り0.08〜0.35mm/revになるように設定し
たものである。切削試験したところ第５図にみられるよ
うな有効切屑処理範囲が得られた。これに対し、単一の
凹球面からなるチップブレーカ溝を備えた比較品（Ｂ）
では、切込み＝1.5mm,送り＝0.15mm/revが限度である。
本発明品がすぐれていることを確認した。なお、第５図
において、比較品（Ｂ）が小送り、小切込みで有効とな
っている。しかし、本発明品（Ａ）について、小送り、
小切込みを適用することも可能である。すなわち、本発
明品の凹曲面（４）（５）の接続点Ｚ付近に小形の半球
部分（図示せず）を凸設すれば、この半球部分が、切屑
をカールさせ、小送り、小切込みに対応できるからであ
る。

また、第６図では、SUS304における合成切削力の変化を
示したが、本発明品（Ａ）は、前述した比較品（Ｂ）に
比べて合成切削力が小さくなることが確認された。この
場合、切削条件は、切削速度Ｖ＝120m/min,送り＝0.2mm
/revとしたものである。なお、比較品（Ｂ）について
は、切込みが2mmを越えたときには、切屑処理が有効に
行なえなかった。

（切削例２） 本発明品の工具仕様は、基本的形状としては、切削例１
と同様であるが、凹曲面（４）（５）の具体的形状・寸
法は、切込み2.0〜6.0mm,送り0.2〜0.6mm/revをねらっ
て、以下のように設定した。

すなわち、曲率半径については、R₁＝R₃＝5.0mm,R₂＝20
mm,R₄＝18mmとし、最大深さについては、ｈ＝0.60mmと
した。この場合、R₁およびR₂の基準中心点は、L₁＝3.0m
m,高さH₁＝4.4mm,L₂＝7.86mm,H₂＝19.4mmによって与え
られる。

しかして、このような工具形状からなる本発明品によっ
て、SUS304を被削材として切削した。この結果、第７図
にみられるような有効切屑処理範囲が得られ、所期の目
的が達成された。なお、この切削例に使用したスローア
ウェイチップ（１）も切削例１と同様PVD法によりTiNを
被覆処理したものである。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように、チップブレーカ溝
（３）が２つの凹曲面（４）（５）を連設したものから
なり、しかも切刃稜（９）の切刃始点（７）が中央陸部
（６）よりも低位にあって、下り傾斜の凹曲線稜によっ
て構成されるため以下のような効果を有する。

第１に、難削材、特にステンレス鋼の切削に好適するこ
とである。これは、切刃稜（９）が下りの凹曲線稜によ
って形成されるため、インクリネーションが付与され、
この結果切削作用上切屑の厚みを薄くして、切屑のカー
ルを容易にし折れやすくなるためである。

第２に、切屑の有効処理範囲が拡大されることである。
これは、第５図および第７図で示される切屑の処理範囲
から確認されたものである。

第３に、切削抵抗が減少することである。これは、第６
図において、比較品に対し約10％以上の減少がみられる
からである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明スローアウェイチップの一実施例を示
す平面図、第２図は、第１図中のII−II線に沿って得ら
れる一部拡大断面図、第３図は、第２図中のIII−III線
に沿って得られる一部拡大断面図、第４図は、第１図の
IV−IV線に沿って得られる一部拡大断面図、第５図は、
切屑の処理範囲を概念的に示す説明図、第６図は、合成
切削力の関係を示す説明図、第７図は、他の実施例にお
ける切屑の処理範囲を概念的に示す説明図である。 （２）……ノーズ部分、（３）……チップブレーカ溝、
（４）（５）……凹曲面 （６）……中央陸部、（７）……切刃始点、（９）……
切刃稜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略三角形板、略正方形板、略菱形板等の多
   角形板状をなし、その少なくとも１つのコーナーでノー
   ズ部分（２）を構成するとともに、このノーズ部分
   （２）のすくい面側には、略扇形状を呈するチップブレ
   ーカ溝（３）が備えられるようにしたスローアウェイチ
   ップにおいて、 前記チップブレーカ溝（３）は、ノーズ部分（２）の二
   等分線を基準にして、ノーズ部分（２）側から中央陸部
   （６）側に向って曲率半径がR₁を有する凹曲面（４）お
   よび曲率半径R₂を有する凹曲面（５）がそれぞれ連設さ
   れることにより構成され、しかもこれらの凹曲面（４）
   （５）の二等分線方向にある曲率半径がR₁＜R₂の関係に
   あるとともに、これらの曲率半径R₁,R₂の中心点O₁,O₂か
   ら二等分線上に下した垂線をそれぞれ一致させ、最大深
   さｈが前記曲率半径R₁,R₂の共通接線によって設定され
   るようになっており、また、ノーズ部分（２）側の二等
   分線に直交する方向の断面を基準にしたときには、曲率
   半径R₃を有するノーズ部分（２）側の凹曲面（４）およ
   び曲率半径R₄を有する中央陸部（６）側の凹曲面（５）
   がそれぞれ連設され、しかもこれらの曲率半径がR₃＜R₄
   の関係にあるように設定されるようになっており、 前記ノーズ部分（２）を構成する１対の切刃稜（９）
   は、前記中央陸部（６）よりも低位で、切刃始点（７）
   を起点としたときには、下り傾斜から始まる凹曲線稜を
   呈していることを特徴とするスローアウェイチップ。