JPH10217007A - スローアウェイチップ - Google Patents
スローアウェイチップInfo
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- JPH10217007A JPH10217007A JP9023438A JP2343897A JPH10217007A JP H10217007 A JPH10217007 A JP H10217007A JP 9023438 A JP9023438 A JP 9023438A JP 2343897 A JP2343897 A JP 2343897A JP H10217007 A JPH10217007 A JP H10217007A
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- cutting
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
- B23B27/143—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having chip-breakers
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-
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
善して粗切削から仕上げ切削までの幅広い範囲で切屑を
良好に処理できるようにすることである。 【解決手段】 ブレーカ溝3中に中央陸部4からコーナ
部5に向かってせり出す突出部6を設け、さらに、その
突出部6の先端のブレーカ壁6aを、ブレーカ衝突角θ
が10°〜40°の範囲にあるようにしてチップの平面
視で凹形に弯曲させ、そのブレーカ壁6aに衝突した切
屑が連続的に螺旋状にカールして確実に分断されるよう
にした。
Description
削加工に用いられる平面視多角形のスローアウェイチッ
プ、より詳しくは、チップブレーカを改善して連続切削
で排出される切屑を広範な切削条件下で望ましい長さに
分断処理することを可能ならしめたスローアウェイチッ
プに関する。
ェイチップの従来例を示す。このスローアウェイチップ
1は、上面の周縁(側面との交差稜)を切刃2となし、
この切刃2の全域に沿って上面にブレーカ溝3を設けて
いる。また、上面に残存させた中央陸部4からコーナ部
5に向かってせり出す突出部6を設けている。その突出
部6は、図1(b)に示すように、直線的に先細りにな
っており、先端がチップコーナ角の2等分線に直交する
形でカットされてその先端と側部に、ブレーカ溝3から
稜線7に向かって斜めに立ち上るブレーカ壁6aが作り
出されている。
は、一般に切刃2からブレーカ溝3の終端、即ち、稜線
7までの距離が主として切屑のカール、分断性を左右
し、その距離によって通常切削での可能送り量範囲が決
まる。即ち、その距離が短い程、切屑は良くカール、分
断され、低送り量での切削性能が良くなる反面、高送り
量の条件では切屑に無理に必要以上にカール力が加わっ
て切屑詰まりが生じたり、切削が不安定になったりす
る。従って、切屑処理範囲は自ずと限定され、切削条件
に合った専用のチップブレーカが必要になる。
改良がなされている。例えば、実公平1−15442号
公報には、図2に示すように、突出部6を稜線7が切刃
2側に凸の円弧を画いてコーナ角の2等分線上で互い交
わる形にして図1のチップに存在する直線切刃との再接
近点8を生じさせないようにすることが示されている。
状の三角形スローアウェイチップを開発している(実公
平4−26166号公報参照)。このスローアウェイチ
ップ1は、中央陸部4から各コーナ部5に向かってせり
出す突出部6を設け、さらに、その突出部6の先端とコ
ーナ切刃との間及び突出部6の両側とコーナ近傍の直線
切刃との間に、それぞれ切刃2よりも高さレベルの低い
リッジ9をブレーカ溝3から隆起させて設けたものであ
って、軽切削での切屑はリッジ9のブレーカ壁9aによ
って処理され、一方、大切り込み、高送りでの切屑はリ
ッジ9を乗り越え、突出部6のブレーカ壁6aによって
処理されるようになっている。
切屑処理のメカニズムは、2つに大別される。ひとつは
切刃によって生成された切屑をブレーカ壁に衝突させて
連続的に螺旋状にカールさせ、これを、自身の慣性力に
よって図8に示すように、l=20mm〜50mm程度
の長さに分断するものであり(以下ではこれを連続型処
理と云う)、主として仕上げ切削に代表される軽切削で
の処理に利用される。
壁に衝突させてカールさせ、このときに発生する表面歪
によって半カールから1カール程度の長さに細かく分断
するものであり(以下ではこれを分断型処理と云う)、
一般に、軽切削以外の汎用領域、粗切削領域での処理に
利用される。
処理機構のうち、連続処理機構の機能に不満足な部分が
あり、これを分断型処理で補うものにしていたため、切
屑処理範囲の拡大に関して思うほどの成果が上がってい
なかった。
連続型処理において、切屑40が連続螺旋の形にはなる
が、切削条件(切込み量、送り量、切削速度、被削材の
材種)によっては、図9のように、折れずに長く伸びる
ことがあった(このような切屑は工具等に絡みつき、加
工機停止のトラブルを招く)。そこで、切刃からチップ
ブレーカまでの距離を短くして連続型処理では不充分と
なる領域を分断型処理で補っており、そのために、切屑
処理範囲の拡大巾が狭くなっていた。
ような大きな歪を切屑に加える必要がない。従って、こ
の連続型処理で生成される切屑40が安定して図8に示
すような短寸に分断されるようにすれば、切刃からチッ
プブレーカまでの距離を大きくして軽切削は勿論、汎用
〜粗切削領域においても切屑を必要以上にカールさせず
に処理でき、切屑処理範囲は大きく拡大する。
てその要望に応えることを課題としている。
イチップは、中央陸部を有する上面の周縁を切刃とな
し、その切刃の全域に沿って前記中央陸部と切刃との間
の上面にブレーカ溝を設け、さらに、中央陸部からチッ
プのコーナ部に向かってせり出す突出部をブレーカ溝中
に設けた多角形のスローアウェイチップにおいて、前記
突出部の先端に設ける斜面のブレーカ壁を、チップの平
面視で凹形に、しかも、コーナ切刃の2等分点を通る任
意の直線と当該ブレーカ壁との交点において、前記任意
の直線に直交する線とブレーカ壁に対する接線とのなす
角θ(以下ではこれをブレーカ衝突角と云う)が10°
〜40°、より望ましくは20°〜30°の範囲にある
ように弯曲させたことを特徴とするチップである。
端に当該突出部よりも高さの低いリッジを連設し、リッ
ジ先端のブレーカ壁、或いはリッジ先端、突出部先端の
両ブレーカ壁を前述の凹形曲面にしてもよい。
に折れたり、折れずに伸び出したりする原因がどこにあ
るのかを究明するために、生成された切屑について詳細
な観察を行った。図10は、連続的に螺旋状にカール
し、20mm〜50mm程度の長さに分断された切屑4
0の一部分(図8の鎖線枠内の部分)を拡大して示して
いる。αは、切屑の中心軸41に対する切屑側面42の
傾き角であり、この発明ではこれを切屑螺旋角と云う。
屑螺旋角αと図4に示す切屑長さlとの間には深い相関
関係が存在し、従来のチップブレーカでは切削条件によ
って切屑螺旋角が変動するのが、処理が安定しない原因
であることを突きとめた。α=0°〜10°の縦カール
の切屑と、α=40°〜90°の横カールの切屑は、図
9のように折れずに排出されることが多い。一方、α=
10°〜40°の切屑は、図8のように短寸に分断さ
れ、中でもα=20°〜30°の切屑が最も短い長さに
分断される。
角が安定して10°〜40°にコントロールされるブレ
ーカ形状について検討し、前述の凹形曲面のブレーカ壁
を考え出すに至った。この凹形曲面のブレーカ壁を設け
ると、仕上げ切削や軽切削において流出する切屑が、常
に、曲面のブレーカ壁に10°〜40°の角度をもって
衝突し、切屑螺旋角α=10°〜40°の連続螺旋形状
にカールして好ましい長さに確実に分断される。そのた
め、仕上げ切削、軽切削での切屑処理を分断型処理機構
に依存する必要がなくなり、切刃からチップブレーカま
での距離を長くすることが可能になって汎用〜粗切削領
域で切屑を必要以上にカールさせると云う不具合も解消
される。
イチップの実施形態を示す。このスローアウェイチップ
1は、平面視正方形であるが、これ以外の多角形、例え
ば平面視が長方形、三角形、菱形などであってもよい。
このスローアウェイチップ1は、上面の周縁を切刃2と
なし、この切刃2の全域に沿ってブレーカ溝3を上面に
設けている。4は上面に残存させる中央陸部であり、図
1(d)に示すように、ブレーカ溝3の終端が中央陸部
4の周縁に連なっている。
したチップのコーナ部5に向かって中央陸部からせり出
す突出部6が設けられている。この突出部6は平面視で
基端側が少しくびれた形になっているが、これは、必須
の要件ではない。
に詳しく示す斜面のブレーカ壁6aが、ブレーカ溝3の
溝底3aの位置から斜めに立ち上げて設けられている。
この発明では、そのブレーカ壁6aを凹形に弯曲させ、
コーナ切刃の2等分点34(コーナ角の2等分線35が
コーナ部5の切刃と交わる点)を通る任意の直線31と
ブレーカ壁6aとの交点において、直線31と直交する
線32とブレーカ壁6aに対する接線33とのなす角
(ブレーカ衝突角)θが10°〜40°となる曲面にし
ている。
断面である。このスローアウェイチップ1は、中央陸部
4に連なる突出部6の先端に突出部6よりも高さの低い
リッジ9を連設し、このリッジ9の先端のブレーカ壁9
aを、ブレーカ衝突角θが10°〜40°の範囲にある
凹形の曲面にしている。ここでは、望ましい構成として
突出部先端のブレーカ壁6aもブレーカ衝突角θ=10
°〜40°の凹形曲面にしたが、図のような2段ブレー
カについては、突出部6先端のブレーカ壁6aは、従来
考えられているような形状にしてもよい場合がある。
1は、凹形曲面のブレーカ壁6a、9aをコーナ角の2
等分線35を中心にして対称に設けており、右勝手、左
勝手のどちらの切削にも対応できるが、ブレーカ壁をブ
レーカ衝突角θ=10°〜40°の凹形曲面となすこと
の効果は、右勝手専用、左勝手専用のスローアウェイチ
ップにおいても発揮される。
スローアウェイチップにこの発明の工夫を加えたもので
あって、ブレーカ壁6aは、中央に境界の無い曲面にな
っている。左勝手のチップは、チップブレーカ形状が、
図6のものを裏側から見た形になる。
のも、ブレーカ壁9aの形を変えて右勝手専用、左勝手
専用となすことができる。
ブレーカ衝突角θ=25°としたスローアウェイチップ
A(発明品)と、ブレーカ衝突角=5°、60°のスロ
ーアウェイチップB、C(比較品)と、図3のスローア
ウェイチップD(従来品)を準備し、旋盤による切削実
験を行った。使用したチップA〜Dは、図4(c)のコ
ーナ部5から突出部6の最先端(3a部)までの距離を
いずれも1.5mmとした。
可能領域を図7に示す。ここで求めた使用可能領域は、
切屑処理性の評価法(精密機械学会、切削性専門委員会
編「切りくずの形状の分類法」)において、主分類の6
型より3型までを良好とし、この良好な処理が行われる
領域とした。
は、軽切削領域で連続型の切屑が折れずに図9のように
伸び出した結果、同領域での切屑処理狭囲が狭くなって
いる。また、従来品Dは、粗切削において切屑が必要以
上にカールし、それによる切削抵抗の増大で切削が不安
定になってかかる領域での切屑処理範囲が狭くなってい
る。
の如く螺旋状にカールした切屑が比較的短寸に分断さ
れ、さらに、粗切削領域においても切屑は必要以上にカ
ールすることがなく、スムーズに分断処理され、粗切削
から仕上げまでの幅広い条件下で良好な切屑処理が可能
になっている。
ウェイチップは、仕上げ切削、軽切削での切屑を連続型
処理によって効果的に分断できる。また、これにより、
同領域では分断型処理が不要となるので、切刃からチッ
プブレーカまでの距離を長くして汎用〜粗切削領域での
切屑が必要以上にカールすると云う問題も解消すること
ができ、仕上げ切削から粗切削に至る幅広い条件下で安
定した加工が可能になる。従って、切屑絡みによる加工
機の停止、切屑詰まりによる加工精度の低下等が減り、
生産性の向上、製品の信頼性向上につながる。
種類のスローアウェイチップで対応できるので、チップ
交換の時間削減による生産性の向上、チップ統合による
工具管理の簡略化、工具コスト低減などの効果も期待で
きる。
来例を示す平面図 (b)同上のチップのコーナ部の拡大平面図
の従来例の平面図 (b)同上のチップのコーナ部の拡大平面図
示す平面図 (b)(a)図のI−I線部の拡大断面図
形態を示す平面図 (b)同上のチップのコーナ部の拡大平面図 (c)(a)図のII−II線部の拡大断面図 (d)(a)図のIII −III 線部の拡大断面図
図
Claims (2)
- 【請求項1】 中央陸部を有する上面の周縁を切刃とな
し、その切刃の全域に沿って前記中央陸部と切刃との間
の上面にブレーカ溝を設け、さらに、中央陸部からチッ
プのコーナ部に向かってせり出す突出部をブレーカ溝中
に設けた多角形のスローアウェイチップにおいて、前記
突出部の先端に設ける斜面のブレーカ壁を、チップの平
面視で凹形に、かつ、コーナ切刃の2等分点を通る任意
の直線と当該ブレーカ壁との交点において、前記任意の
直線に直交する線とブレーカ壁に対する接線とのなす角
が10°〜40°の範囲にあるように弯曲させたことを
特徴とするスローアウェイチップ。 - 【請求項2】 前記突出部の先端に当該突出部よりも高
さの低いリッジを連設し、突出部先端のブレーカ壁及び
リッジ先端のブレーカ壁をそれぞれ上記の凹形弯曲面と
なした請求項1記載のスローアウェイチップ。
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