JPH11188523A - スローアウェイ式ｔスロットミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｔスロットミルにおいて、各切削インサートの
使用コーナー数を多くし、加工コストの低減ができて経
済的であり、さらに、切削性能の面でも、切れ味がよく
て切削抵抗が小さく、ビビリ振動を抑制することができ
るようにする。 【解決手段】正方形プレート状の切削インサート４を使
用するものとする。そして、この切削インサート４をカ
ッティングヘッドに取り付けた際に、底切刃および天井
切刃が水平方向に対して１°１５’〜２°１５’の逃げ
角γを有し、しかも、その際、上記切刃稜部の実スクイ
角Ｗが２０°〜４０°となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、断面逆Ｔ字形状の
スロットを形成するための切削ミルであって、カッティ
ングヘッドにスローアウェイインサートを着脱自在に取
りつけたスローアウェイ式Ｔスロットミルに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図５に示すような断面逆Ｔ字
形状のスロットＨを金属材料などの被削材ｗに形成する
場合、上溝部分ｈ１を予め汎用のエンドミルで形成して
おいてから、別途、横長の下溝部分ｈ２を専用のＴスロ
ットミルを用いて切削することが行なわれている。

【０００３】このようなＴスロットミルとして、かつて
は切刃をロウ付けしたものが主流であったが、最近では
これに代わってカッティングヘッドに切削インサートを
着脱自在に取りつけたスローアウェイ式が用いられてい
る。

【０００４】このようなスローアウェイ式Ｔスロットミ
ルでは、前記下溝部分ｈ２の（上下）加工幅ｌをカバー
するため複数の切削インサートを上記カッティングヘッ
ドの周方向に等間隔おきで且つ上下方向に位置ずれさせ
て装着することが行なわれており、そのうち実公平３−
３３３８２号に記載される考案の如く、切削インサート
を１刃列配置で装着したものの他、より多くの切削イン
サートを搭載し２刃列配置としたスローアウェイ式Ｔス
ロットミル（以下、Ｔスロットミルと略称する）。１刃
列配置のスローアウェイ式Ｔスロットミルは、Ｔスロッ
トミルを１回転させる間に前記下溝部分ｈ２の加工幅ｌ
の全長が一回切削され、他方、２刃列配置のＴスロット
ミルは、Ｔスロットミルを半回転させる間に前記下溝部
分ｈ２の加工幅ｌの全長が一回切削されるようになって
いる。したがって、２刃列配置のものでは、送りを大き
くして切削効率を高めることが可能であった。

【０００５】これらのうち前記１刃列配置のものは、イ
ンサートの枚数が少ないのでインサートを支える支持部
の肉厚を大きくとることができ、したがって、カッティ
ングヘッドの強度が大きいという利点があるが、他方、
送りを大きくするとインサートにとって切削抵抗が過大
となり、インサートが破損してしまうので、送りを低く
設定しなければならず、これにより切削効率が低いとい
う問題があった。

【０００６】これに対して、前記２刃列配置のものは前
述のように切削効率を高くすることができるが、インサ
ートの枚数が多いのでインサートを支える支持部の肉厚
が小さく、カッティングヘッドの強度が小さいという問
題点があった。

【０００７】また、従来のＴスロットミルでは、切削イ
ンサート（以下、インサートと略称する）の装着方向に
もバリエーションがあった。

【０００８】まず、図６のようにインサート１０をその
正面すくい面１１がカッティングヘッド１２の外周面１
４側となるように、横向きに装着したＴスロットミル１
５もあった。このように、インサート１０を横向きに装
着したＴスロットミル１５は、インサート１０に加わる
切削抵抗の方向Ｐに対して厚さＧが大きいのでインサー
トが破損しにくく、さらにインサート１０の取付け面と
して、ボルトネジ１６を螺入する正面すくい面１１がカ
ッティングヘッドの外周面１４側に位置するのでインサ
ート１０の着脱の際の操作性が良いという利点がある。
その一方で、このように横向きにインサート１０を装着
したタイプのＴスロットミル１５では、切削抵抗がイン
サート１０を固定するボルトネジ１６を緩める方向（上
記方向Ｐ）に作用するので、インサート１０が緩み易い
等の重大な問題点があった。

【０００９】これに対して、図７に示すようにインサー
ト１０をその正面すくい面１１がカッティングヘッド１
２の回転方向Ｎに向くように、縦向きに装着したＴスロ
ットミル１３もあった。このようなＴスロットミル１５
には、従来、菱形のインサート１０を用いていた。この
ようなインサート１０の形状によれば、スロット溝内の
底面や天井面に対する逃げ角を苦もなく確保することが
できるが、他方、２コーナー使いで非経済的であり、ま
た、ノーズ角が小さいので刃先強度も低いので切刃のす
くい角も小さく、切れ味や切削抵抗の点でもあまりよく
なかった。また、ビビリ振動の点でも、切れ込みを大き
くすると簡単にビビリ振動が起こるという問題点もあっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題に
鑑み、本発明は、円柱状をなす工具本体に、シャンク並
びに切削インサートを２刃列配置で各々着脱自在に取り
付けたカッティングヘッドとを備えたＴスロットミルに
おいて、各切削インサートの使用コーナー数を多くし、
加工コストの低減ができて経済的であり、さらに、切削
性能の面でも、切れ味がよくて切削抵抗が小さく、ビビ
リ振動を抑制することができるようにすることを課題と
する。また、本発明は、これら課題に加えて、使用する
切削インサートの機械的強度を高め、切削インサートの
寿命を長期間化することも課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記従来技術の課題を解
決するため本発明は、正方形プレート状の切削インサー
トを使用するものとする。そして、この切削インサート
をカッティングヘッドに取り付けた際に、その底切刃と
天井切刃が水平方向に対して１°１５’〜２°１５’の
逃げ角を有し、しかも、その際、使用切刃の実スクイ角
を２０°〜４０°となるように、切削インサートのすく
い角およびその取付け角（ラジアルレーキ、アクシャル
レーキ）等を調整する。

【００１２】また、このようなＴスロットミルにおい
て、切削インサートの機械的強度を大きくするため、切
削インサートの切刃稜部にランドを設けるとともに、該
ランドに沿って湾曲状すくい面を形成する。

【００１３】すなわち、本発明は、円柱状をなす工具本
体に、シャンク並びに正方形プレート状の切削インサー
トを２刃列配置で各々着脱自在に取り付けたカッティン
グヘッドとを備えたＴスロットミルであって、上記切削
インサートをその正面すくい面がカッティングヘッドの
回転方向に向くように取り付けるとともに、使用切刃の
実スクイ角を２０°〜４０°とし、且つ、底切刃および
天井切刃が水平方向に対して１°１５’〜２°１５’の
逃げ角を有するように前記切削インサートを取り付けた
ことを特徴とするＴスロットミル、および、このような
ミルにおいて、上記切削インサートの切刃稜部にランド
を設けるとともに、該ランドに沿って湾曲状すくい面を
形成したことを特徴とするＴスロットミルを提供せんと
するものである。

【００１４】

【作用】上述のように本発明において、正方形プレート
状の切削インサートを使用するが、この切削インサート
をカッティングヘッドに取り付けた際に、その使用切刃
の底切刃および天井切刃が水平方向にラジアル方向１°
１５’〜２°１５’の逃げ角を有するようにしたことに
よって、加工溝内にて被加工物の底面または天井面と対
向する切刃が当たらず（当接長さが非常に短い）、その
切刃を後で使用切刃とすることができるので４コーナー
使いとすることができる。また、上記底面からの加工抵
抗を殆ど受けないので切刃抵抗が少ない。

【００１５】同時に、本発明によれば、使用切刃の実ス
クイ角を２０°〜４０°となるよう切削インサートを取
り付ける。これにより、切削性能の面でも、切れ味がよ
くて切削抵抗が小さく、ビビリ振動を抑制する。

【００１６】さらに、本発明によれば、上記切削インサ
ートの切刃稜部にランドを設けるとともに、該ランドに
沿って湾曲状すくい面を形成したことにより、切削チッ
プの刃先強度が飛躍的に向上した。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を用
いて説明する。図１乃至図４に本実施形態のＴスロット
ミル１を示し、このＴスロットミル１は、円柱状をなす
工具本体２にシャンク３、および正方形プレート状をし
た複数のインサート４を各々着脱自在に取り付けたカッ
ティングヘッド５をそれぞれ備えている。

【００１８】上記各インサート４は、図１に示すように
カッティングヘッド５が回転する方向にその正面すくい
面４１が向き、その正面すくい面４１からボルトネジ６
で固定されるようになっている。

【００１９】このようにインサート４が縦向きに取り付
けられていることにより切削抵抗がインサート４を固定
するボルトネジの頭部７から端部（不図示）に向かって
かかるので、インサート４に緩みが生じにくい。

【００２０】また、図１乃至図３に示すように、インサ
ート４の配置は２刃列配置であり、すなわち、本実施形
態では、Ａ列、Ｂ列のインサート４、４が図３に示すよ
うにワークの加工幅の全長ｌをカバーし、Ｃ列、Ｄ列の
インサート４、４が全く同様に加工幅の全長ｌをカバー
するようになっている。したがって、Ｔスロットミル１
が半回転するうちに前記加工幅の全長が一回切削される
ものであり、送りを大きくして切削効率を高めることが
可能である。

【００２１】本発明において、前記Ｔスロットミル１は
正方形プレート状のインサート４を使用するが、インサ
ート４をカッティングヘッド５に取り付けた際に、その
使用切刃の底コーナー部４４（図１参照）または天井コ
ーナー部４５（図３参照）に続く底切刃および天井切刃
に水平方向に対して１°１５’〜２°１５’の逃げ角γ
が生じるようになっている。したがって、加工溝内にて
被加工物の底面または天井面と対向する底切刃または天
井切刃が当たらず（当接長さが非常に短い）、その切刃
を後で使用切刃とすることができるので４コーナー使い
とすることができる。また、この逃げ角γにより、上記
底面また天井面からの加工抵抗を殆ど受けないので切刃
抵抗が少ない。なお、この逃げ角γが１°１５’未満の
場合には、上記底面との当接長さが長くなって加工抵抗
が大きくなるのに対して、２°１５’より大きい場合に
は、ラジアルレーキ角を大きく取らなければならないこ
とから切れ味が悪くなり、その結果、切削抵抗が非常に
大きくなる恐れがある。

【００２２】図４には図１のＥ−Ｅ線断面図を示し、同
図に示すように、使用する切刃稜部４２の実スクイ角Ｗ
は２０°〜４０°となるよう調整されている。これはイ
ンサート４のすくい角Ｘを例えば２５°〜５０°と大き
くし、このすくい角とラジアルレーキ角、アクシャルレ
ーキ角の組合せ方により任意に設定することができる。
これにより、切削性能の面でも、切れ味がよくて切削抵
抗が小さく、ビビリ振動を抑制する。

【００２３】さらに、図４に示すように上記インサート
４の切刃稜部４２にランド４６を設けるとともに、該ラ
ンド４６に沿って湾曲状すくい面４７を形成したことに
より、インサート４の刃先強度が飛躍的に向上する。こ
の場合、本発明における実スクイ角Ｗとインサート４の
すくい角Ｘは、上記湾曲状すくい面４７の上端における
接線方向を基準とする。

【００２４】このような低抵抗、低振動の効果は、特に
鋼材などを加工する際に顕著であり、従来の実すくい角
を小さく設定したＴスロットミルよりも仕上げ面が格段
に優れている。

【００２５】ところで、通常、インサート４のすくい角
Ｘを大きくすると刃先角度Ｙが小さくなり、切削抵抗は
小さくなるにも拘らず、強度が大幅に低下するため、切
刃稜部４２が欠損し易くなる。これに対して、本実施形
態のＴスロットミル１では、図４に示すようにインサー
ト４の側面を２段ポジ状とした。２段ポジ状というの
は、図４に示すように切刃稜部４２に連続する部分の側
面をポジ角αで形成し、さらに、その下側をポジ角βで
繋げたもので、このような構成をとることにより、刃先
角度Ｙを大きく保つとともに、ワークとの干渉を起こさ
ないようにするための設けられるものである。したがっ
て、上記Ｔスロットミル１では上記すくい角Ｘを大きく
して切れ味を良くし、さらに切削抵抗とビビリ振動を極
力抑えることができる上に、インサートの側面を２段ポ
ジ状としたので、刃先角度Ｙが大きく保たれ、これによ
りインサート４の切刃稜部４２の強度も大きい。

【００２６】なお、２段ポジ状の具体的形態は、インサ
ート４のサイズやＴスロットミル１の加工径との関連が
あり、それぞれの場合に応じて最適な形態が選択される
ことが好ましい。

【００２７】なお、上記切刃稜部４２のすくい角Ｘが２
５°未満の場合、切削抵抗が大きくなり、ビビリ振動が
発生したり、カッティングヘッドが破損する恐れがあ
り、他方、同すくい角Ｘが４０°より大きい場合、切刃
稜部４２の刃先角度Ｙが小さくなるためインサート４の
切刃稜部４２が破損する恐れがある。

【００２８】実験例 上記実施形態によるＴスロットミルにおいて、前記イン
サート４の切刃稜部４２のすくい角Ｘ、使用切刃の実す
くい角Ｗを表１のようにしたテスト品を作製し、通常の
エンドミルで単純形状溝を形成した後のＴスロットの残
りの加工を行った。そして、切削抵抗、ビビリ性能、切
屑排出性、切屑形状を評価した。

【００２９】

【表１】

【００３０】なお、前記実すくい角は１°３０’、アク
シャルレーキ角（ＡＲ）は９°、ラジアルレーキ角（Ｒ
Ｒ）は−１０°、切削インサート４の、ランド４６の幅
は０．１２ｍｍ、ブレーカ深さは０．２ｍｍで一定とし
た。また、加工条件は以下のとおりである。

【００３１】 条件 使用工具 φ３２Ｔスロットミル 切削条件 Ｖ＝１２０ｍ／ｍｉｎ、１５０ｍ／ｍｉｎ ｆ＝０．１ｍｍ／刃、０．１５ｍｍ／刃 被削材 ＳＣＭ４４０ インサート材質 京セラ（株）製ＰＲ６６０材種 インサート形状 SDMT080308ER-P1 この実験結果を表１に示す。表１から明らかなように、
実すくい角が２０°〜４０°の範囲にあるものは、切削
抵抗、ビビリ振動ともに４０°のものがビビリが若干発
生した他は、切削抵抗、ビビリ性能、切屑排出性、切屑
形状ともに良く、送りが０．１５ｍｍ／刃と大きくなっ
ても結果は上々であった。なお、本発明範囲外の１５°
のものはビビリが大きすぎ加工不能という結果であっ
た。この結果から、特に２５°〜３５°のものがより好
ましいことが判った。

【００３２】次に、上記テスト品３のものと、このテス
ト品３に対して、前記逃げ角γを下記表２のように違え
たテスト品を作製し、以下の条件で肩加工を行った。

【００３３】 条件 使用工具 φ３２Ｔスロットミル 切削条件 Ｖ＝１５０ｍ／ｍｉｎ ｆ＝０．１ｍｍ／刃刃 被削材 ＳＫＤ１１ インサート材質 京セラ（株）製ＰＲ６６０材種 インサート形状 SDMT080308ER-P1 そして、底面側の切刃の摩耗長さ測定し、また切削抵抗
を評価した。その結果を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２から明らかなように、前記逃げ角γは
１°１５’以上であることが好ましいことが判った。

【００３６】

【発明の効果】叙上のように、本発明によれば、正方形
プレート状の切削インサートを使用し、この切削インサ
ートをカッティングヘッドに取り付けた際に、底切刃と
天井切刃が水平方向に対して１°１５’〜２°１５’の
逃げ角が有するようにしたことによって、加工溝内にて
被加工物の底面または天井面と対向する切刃が当たらず
（当接長さが非常に短い）、その切刃を後で使用切刃と
することができるので４コーナー使いとすることができ
る。また、上記底面からの加工抵抗を殆ど受けないので
切刃抵抗が少なくなる。

【００３７】同時に、本発明によれば、使用切刃の実ス
クイ角を２０°〜４０°となるよう切削インサートを取
り付けたことにより、切削性能の面でも、切れ味がよく
て切削抵抗が小さく、ビビリ振動を抑制することができ
る。

【００３８】さらに、本発明によれば、上記切削インサ
ートの切刃稜部にランドを設けるとともに、該ランドに
沿って湾曲状すくい面を形成したことにより、切削チッ
プの刃先強度が飛躍的に向上する。

【００３９】以上のように、本発明のＴスロットミルは
経済性と加工性の両方に優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＴスロットミルの正面図である。

【図２】図１のＴスロットミルの底面図である。

【図３】図１のＦ矢視図である。

【図４】図１のＥ−Ｅ線断面図である。

【図５】Ｔスロットミルの加工形態を示す説明図であ
る。

【図６】切削インサートを横向きに装着するタイプのＴ
スロットミルの一例を示す斜視図である。

【図７】切削インサートを縦向きに装着するタイプのＴ
スロットミルの一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ Ｔスロットミル ２ 工具本体 ３ シャンク ４ インサート ４１ 正面すくい面 ４２ 切刃稜部 ４３ 側面 ４４ 底コーナー部 ４５ 天井コーナー部 ４６ ランド ４７ 湾曲状すくい面 ５ カッティングヘッド ６ ボルトネジ ７ 頭部 A,B,C,D 刃列 Ｗ 実すくい角 X すくい角 Y 刃先角度 α、β ポジ角 γ 逃げ角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円柱状をなす工具本体に、シャンク並びに
   正方形プレート状の切削インサートを２刃列配置で各々
   着脱自在に取り付けたカッティングヘッドを備えたＴス
   ロットミルであって、上記切削インサートをその正面す
   くい面がカッティングヘッドの回転方向に向くように取
   り付けるとともに、使用切刃の実スクイ角を２０°〜４
   ０°とし、且つ、底面側および天井側の切刃が水平方向
   に対して１°１５’〜２°１５’の逃げ角を有すること
   を特徴とするスローアウェイ式Ｔスロットミル。
2. 【請求項２】前記切削インサートの切刃稜部にランドを
   設けるとともに、該ランドに沿って湾曲状すくい面を形
   成したことを特徴とする請求項１記載のスローアウェイ
   式Ｔスロットミル。