JPH1043912A - スローアウェイチップ - Google Patents

スローアウェイチップ

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JPH1043912A
JPH1043912A JP22037996A JP22037996A JPH1043912A JP H1043912 A JPH1043912 A JP H1043912A JP 22037996 A JP22037996 A JP 22037996A JP 22037996 A JP22037996 A JP 22037996A JP H1043912 A JPH1043912 A JP H1043912A
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JP
Japan
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cutting
cutting face
chip
chamfer
wear
Prior art date
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Pending
Application number
JP22037996A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Sumita
克彦 住田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication of JPH1043912A publication Critical patent/JPH1043912A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 窒化チタンアルミニウム等がコーティングさ
れ、チップブレーカがない超硬合金製のスローアウェイ
チップで、高硬度、高強度の被削材の旋削に好適なもの
を提供する。 【解決手段】 すくい面2と逃げ面3とのなす切刃4
に、すくい面2となす角度θが20〜30度で、すくい
面側から見た幅Wが0.015〜0.05mmの面取5
をつける。切刃4に適切な角度、大きさの面取5をつけ
たため、浸炭焼き入れ材等のHRC50以上の高硬度、
高強度の被削材を切削しても寿命が長い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、旋削などに使用さ
れる超硬合金製のスローアウェイチップに関し、詳しく
は窒化チタンアルミニウム(TiAlN)、窒化チタン
(TiN)或いは炭窒化チタン(TiCN)などがコー
ティングされ、チップブレーカがない超硬合金製のスロ
ーアウェイチップに関する。
【0002】
【従来の技術】超硬合金製チップは、中強度、中硬度の
被削材を加工する場合には適するが、CBN工具やセラ
ミック工具と比べると耐摩耗性が低く、浸炭焼き入れ材
などのように例えばHRC50以上の高硬度、高強度の
金属材料(被削材)を旋削することは困難である。そこ
で、超硬合金製のスローアウェイチップ(以下、スロー
アウェイチップもしくは単にチップともいう)で、この
ような高硬度、高強度の金属材料(被削材)を旋削する
場合には、窒化チタンアルミニウム(TiAlN)や窒
化チタン(TiN)などがコーティングされ、しかも切
刃(刃先)強度の高いすくい面が平坦なもの、すなわち
チップブレーカがないものが使用される。なお、このよ
うなコーティングは、通常はチップの全面(全体)にさ
れるが、切刃を含む部分領域のみにコーティングされた
ものもある。
【0003】このようなスローアウェイチップは、図7
に示したように、チップ101の切刃104にすくい面
102との角度θが15〜35度程度で、幅Wが0.1
〜0.2mm程度で面取105が施されることがある。
このような面取105をすることで、切刃104の強度
アップ及び長寿命化を図るためである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
窒化チタンアルミニウム等がコーティングされたスロー
アウェイチップ101であって超硬合金製のものでも、
高硬度、高強度の金属材料の旋削に用いた場合には、そ
の寿命は極めて短い。その理由は次のようである。例え
ば、HRC50以上の高硬度、高強度の金属材料の旋削
では、送り速度は一般に0.07〜0.13mm/re
vの範囲で設定され、その場合の切屑厚さ理論値が0.
07〜0.13mmであることから理解されるが、前記
のような大きさの面取105を施すと、その加工に伴う
切屑がすくい面102のうちのその面取領域に接触ない
し衝突することになる。これにより、図8(A)に示し
たようにその面取の領域(幅W部位)内ですくい面摩耗
(クレーター摩耗)Msが発生し、その発生箇所を中心
として次第に大きく成長する。
【0005】一方、図8(A)〜(C)に示したように
切刃104の逃げ面103には、このようなすくい面摩
耗Msの発生、成長と並行して逃げ面摩耗Mnが発生、
成長するが、同図(C)に示したように、すくい面摩耗
Msの成長により、短時間に逃げ面摩耗幅VBが異常に
進行して異常摩耗状態となってしまう。このような異常
摩耗状態となると、切刃104が折損しやすくなるため
短時間で寿命が尽きてしまうか、切れ味が低下するため
被削材の寸法精度や仕上げ面粗度の低下を招いてしま
う。このような問題は、金属材料(被削材)を旋削する
場合、それが高硬度、高強度のものほど顕著になる。す
なわち、被削材が高硬度、高強度となるほど、すくい面
摩耗が発生し易く、異常摩耗を起こしやすいので、短時
間で寿命が尽きてしまうことになる。
【0006】そこで本発明は、窒化チタンアルミニウム
等がコーティングされ、チップブレーカのない超硬合金
製のスローアウェイチップにおいて、高硬度、高強度の
金属材料を旋削する場合に好適なものを提供することを
その目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、少なくとも切刃がコーティングされ、チ
ップブレーカがない超硬合金製のスローアウェイチップ
において、その切刃に、すくい面となす角度が20〜3
0度であり、すくい面側から見た幅が0.015〜0.
05mmで面取がされていることを特徴とする。この面
取は、切刃の一部分のみ、例えば三角チップや四角チッ
プのようにコーナーのあるものでは、そのコーナーを含
む切削領域のみに施してもよいし、コーナーの有無にか
かわらず切刃の全部すなわち切刃稜に沿う全体に施して
もよい。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に係るスローアウェイチッ
プを具体化した実施の形態について、図1及び図2を参
照して詳細に説明する。図1中、1は、チップブレーカ
のないすくい面2が平坦な略正方形をなすネガタイプの
超硬合金製のスローアウェイチップであり、ネガタイプ
チップへの適用例を示すもので、その全面(表面)に
は、図示はしないが窒化チタンアルミニウムがPVD
(physical vapor deposition )手法によりコーティン
グ(厚さ1〜5μm)されている。そして、すくい面2
と逃げ面3とがなす切刃4の面取5は、すくい面2との
なす角度θが20〜30度で、すくい面2側から見た幅
Wが、0.015〜0.05mmとされている。
【0009】この面取5の幅Wは、超硬合金製のスロー
アウェイチップで、中強度、中硬度の被削材を加工する
場合、従来一般には、その切れ味及び強度を考慮して、
0.1mm〜0.2mmの範囲とされるが、高強度、高
硬度の被削材を加工する場合には、0.015〜0.0
5mmとするのが適切である。その第1の理由は、高強
度、高硬度の被削材の旋削では、一般に送り速度0.0
7〜0.13mm/revであり、したがってこの面取
5の幅Wを0.1mm〜0.2mmの範囲とすると、切
屑が面取5範囲内に接触ないし衝突し、その面取5の領
域内にすくい面摩耗が発生し、逃げ面摩耗の発生、進行
により異常摩耗となりやすい。
【0010】一方、この幅Wを0.015〜0.05m
mとした場合にはすくい面摩耗は面取領域内で発生する
ことはほとんどなく、その外側つまり面取領域よりすく
い面2の中心側で発生し、成長する。すなわち、図3に
示したように、この幅Wが0.015〜0.05mmの
チップ1で、矢印A方向に回転する被削材(浸炭焼き入
れ材)Hにその切刃4が通常の切込み量(0.1〜0.
4mm)Kで切込まれ、チップ1が矢印B方向に0.0
7〜0.13mm/revで送られると、切屑(ハッチ
ング領域)Kaの多くは、面取5領域より外側(すくい
面2の中心側)に接触ないし衝突することから、すくい
面摩耗はその接触ないし衝突領域であるすくい面2の中
心側で発生、成長する。したがって、逃げ面摩耗とすく
い面摩耗の進行による切刃4の異常摩耗が起こりにくく
なる。また第2の理由は、切刃4の面取処理幅Wを0.
015mm以上としたので面取角度θを適切に設定する
ことで切刃強度も確保されるためである。
【0011】また、一般に面取5のすくい面2となす角
度θは、小さいと切刃4が欠損し易いが切れ味が高くな
る反面、大きい場合にはこの逆に、欠損し難くなるが切
れ味が低下する。これら及び被削材による切削性を考慮
して、超硬合金製のスローアウェイチップで、中強度、
中硬度の被削材を加工する場合には、この角度θは、1
5〜35度の範囲とされるが、高強度、高硬度の被削材
を加工する場合には、20〜30度とするのが適切であ
る。その理由は、高強度、高硬度の被削材では、少なく
とも20度与えないと、切刃強度が低く、また、30度
を超えるようだと切れ味が低下するためである。
【0012】
【実施例1】ISO規格SNGN120408のチップ
(図1,2参照)で、例えば窒化チタンアルミニウムが
その全面にコーティングされた試料をつくり、本発明範
囲内外となるようにその面取5の幅Wと面取5の角度θ
を変更した各種の試料を各1個つくり、これらによって
切削速度120m/min、送り速度0.12mm/r
ev、切込み量K0.3mmの条件下、浸炭焼き入れ材
(HRC63)を湿式切削で旋削(外丸削り)し、その
際の逃げ面摩耗量の最大幅が0.3mmに至るまでの切
削時間又はチップ欠損に至るまでの時間を測定した。な
お、このような旋削では、図3に示したように被削材
(浸炭焼き入れ材)Hと切刃4とが位置することにな
り、したがって、切屑(ハッチング領域)Kaの多くが
面取5の外方のすくい面2に衝突することになる。ま
た、本例では面取5は切刃4の全部に施したが、この面
取5の処理領域は、その切削をなす領域のみ、例えばコ
ーナーから同コーナーを挟む両切刃に沿って3mm程度
だけとしてもよい。
【0013】結果は図4に示す。因みに、SNGN12
0408は、形状;正方形、逃げ角;0度、精度;内接
円直径±0.025mm、チップ厚さ±0.13mm、
コーナー高さ±0.025mm、穴なし、ブレーカな
し、切刃長さ;内接円直径12.7mm、厚さ4.76
mm、コーナーR;0.8mmのチップである。なお図
4は、横軸を時間(分)、縦軸を面取幅W(mm)にと
り、各面取角度θは次の印で示している。15度;▽、
20度;□、25度;○、30度;◇、35度;△。
【0014】図4から明らかなように、本発明範囲内
(実施例)のチップ、すなわち、面取幅Wが0.015
〜0.05mmの範囲にあり、面取角度θが20〜30
度(□、○、◇の各印)のチップは、この範囲以外のも
のに比べて寿命が格段と長い。そして、本発明範囲内の
チップでは、その面取範囲内ではすくい面摩耗を起こす
ことなく、すくい面摩耗Msはその外側すなわち、図2
中2点鎖線で示した部位(すくい面2の中心寄り部位)
で発生し、逃げ面摩耗(図2中2点鎖線)Mnの発生、
成長があっても異常摩耗となることはなかった。これに
対して、本発明範囲外(比較例)のチップ、すなわち、
面取幅Wが0.01mm又は0.075mm以上のも
の、及び面取角度θが15度又は35度のチップ(▽、
△の各印)は、いずれも10分以内で異常摩耗が発生す
るに至るか、切刃の折損が発生した。なお、同図中、1
分以内のところに符号が付されているものは、切刃の折
損による寿命を示す。
【0015】
【実施例2】ISO規格SPGN120308のチップ
で、例えば窒化チタンアルミニウムがその全面にコーテ
ィングされた試料をつくり、本発明範囲内外となるよう
にその面取幅Wと面取角度θを変更した各種の試料をつ
くり、これらによって切削速度120m/min、送り
速度0.10mm/rev、切込み量0.2mmの条件
下、浸炭焼き入れ材(HRC63)を湿式切削で旋削
し、その際の逃げ面摩耗量の最大幅が0.2mmに至る
までの切削時間又はチップ欠損に至るまでの時間を測定
した。なお、本例では面取は切刃の全部に施したが、こ
の面取の処理領域は、その切削をなす領域のみ、例えば
コーナーからそのコーナーを挟む両切刃に沿って3mm
程度だけとしてもよい。
【0016】結果は図5に示す。因みに、SPGN12
0308は、形状;正方形、逃げ角;11度、精度;内
接円直径±0.025mm、チップ厚さ±0.13m
m、コーナー高さ±0.025mm、穴なし、ブレーカ
なし、切刃長さ;内接円直径12.7mm、厚さ3.1
8mm、コーナーR;0.8mmのチップを示し、その
切刃近傍の概略断面形状は図6に示した通りであり、図
2のものと形態的には逃げ角θ2;11度の有無のみ相
違する。なお、図6中の符号は図2のそれと同一の箇所
を示す。なお、図5も図4と同様に、横軸を時間
(分)、縦軸を面取幅W(mm)にとり、各面取角度θ
は次の印で示している。15度;▽、20度;□、25
度;○、30度;◇、35度;△。
【0017】図5から明らかなように、本発明範囲内
(実施例)のチップ、すなわち、面取幅Wが0.015
〜0.05mmの範囲にあり、面取角度θが20〜30
度(□、○、◇の各印)のチップは、実施例1の場合と
同様に、この範囲以外のものに比べて寿命が格段と長
い。そして、本発明範囲内のチップでは、その面取範囲
内ではすくい面摩耗を起こすことなく、すくい面摩耗M
sはその外側すなわち、図6中2点鎖線で示した部位
(すくい面2の中心寄り部位)で発生し、逃げ面摩耗
(図6中2点鎖線)Mnの発生、成長があっても異常摩
耗となることはなかった。これに対して、本発明範囲外
(比較例)のチップ、すなわち、面取幅Wが0.01m
m又は0.075mm以上のもの、及び面取角度θが1
5度又は35度のチップ(▽、△の各印)は、いずれも
10分以内で異常摩耗が発生するに至るか、切刃の折損
が発生した。なお同図中、1分以内のところに符号が付
されているものは、切刃の折損による寿命を示す。
【0018】なお、上記実施例では、ISO規格SNG
N120408、SPGN120308の各チップによ
る結果を示したが、本発明はこれら以外の三角、四角、
五角、六角などの正多角形のチップ、又は正多角形以外
のチップでも、少なくとも切刃に窒化チタンアルミニウ
ム(TiAlN)、窒化チタン(TiN)或いは炭窒化
チタン(TiCN)などがコーティングされ、チップブ
レーカがない超硬合金製のスローアウェイチップであれ
ば、逃げ角にかかわらず適用できる。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る、窒化チタンアルミニウム等がコーティングさ
れ、チップブレーカがない超硬合金製のスローアウェイ
チップによれば、面取内にすくい面摩耗から異常摩耗が
発生することによって短時間で寿命となっていた、浸炭
焼き入れ材などのようにHRC50以上の高硬度、高強
度の被削材の切削においても、格段と長寿命化が図られ
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスローアウェイチップを具体化し
た実施形態例の全体斜視図及び切刃部位の拡大図。
【図2】図1における切刃部位の拡大断面図。
【図3】外丸削り状態における被削材と切刃の位置関係
を説明する平面拡大概念図。
【図4】実施例1において本発明範囲内外での寿命の比
較図。
【図5】実施例2において本発明範囲内外での寿命の比
較図。
【図6】実施例2の切刃部位の拡大断面図。
【図7】従来のスローアウェイチップの切刃部位の拡大
断面図。
【図8】図7のスローアウェイチップの摩耗の進行状態
の説明図。
【符号の説明】
1 スローアウェイチップ 2 すくい面 3 逃げ面 4 切刃 5 面取 θ 面取角度 W 面取幅

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも切刃がコーティングされ、チ
    ップブレーカがない超硬合金製のスローアウェイチップ
    において、その切刃に、すくい面となす角度が20〜3
    0度であり、すくい面側から見た幅が0.015〜0.
    05mmで面取が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】 請求項1記載のスローアウェイチップに
    おいて、前記面取が切刃の全部に施されていることを特
    徴とするスローアウェイチップ。
JP22037996A 1996-07-31 1996-07-31 スローアウェイチップ Pending JPH1043912A (ja)

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JP22037996A JPH1043912A (ja) 1996-07-31 1996-07-31 スローアウェイチップ

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ID=16750205

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JP22037996A Pending JPH1043912A (ja) 1996-07-31 1996-07-31 スローアウェイチップ

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002263943A (ja) * 2001-03-08 2002-09-17 Toshiba Mach Co Ltd スローアウェイ工具用チップ
JP2008142890A (ja) * 2007-12-25 2008-06-26 Kyocera Corp 切削工具を用いた精密加工方法
JP2016189757A (ja) * 2015-03-31 2016-11-10 株式会社東洋新薬 除脂肪体重の増加剤
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US11027338B2 (en) 2015-05-28 2021-06-08 Kyocera Corporation Cutting insert, cutting tool, and method for manufacturing machined product

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