JPS58501069A - 仕上げ切削工具のためのチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 切削工具のためのチップ 本発明は、底面及び支持面を有する切削工具のためのチップ、特にセラミック製 のチップであって、循環する面取部及び切りくず形成段部を備えている形式のも のに関する。

前述の形式のチップはたとえばドイツ連邦共和国特許出願公告第１５５２３６０ 号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第２２５２３４９号明細書により公 知である。第１の公知刊行物においては負のすくい角を有するチップが、第２の 公知刊行物においては正のすくい角を有するチップも開示されている。負のすく い角を有するチップのばあいに、面取部はチップにおいてチップブレーカをもた らすことによって形成さ扛、すなわち面取部はチップの底面もしくは支持面を有 する一平面に位置している。要するにドイツ連邦共和国出願公告第１５５２３６ ０号明細書においては、実際チップに面取部は存在しておらず、チップにチップ ブレーカを形成するさいに残さｊている縁しか存在していません。しかしこのよ うな縁は、とりわけチップが焼結酸化セラミックから製造されるばあいには、チ ップを甲期に破損させる危険がある。

チップブレーカは切削縁から側力中心へ連続的に拡大される横断面を有しており 、該横断面は種々異なる太さの切りくずを切断することができる。しかしチップ ブレー力自体は底面もしくは支持面に位置しており、すなわち２５０　ｒｎ　／ 　ｍｉｉ以上の高速の切削速度のばあいには切りくず形成が行なわれずあるいは 極めて不十分にしか制御できない。ドイツ連邦共和国特許出願公開第２２５２３ ４９号明細書において示されたチップのばあいには、循環するチップブレーカが 正の切削角を形成しておシ、このばあいチップブレーカは直接切削縁に突き当た る。切削縁の前方に面取部があると、このばあいも負のすくい角が生じ１、この ばあいもドイツ連邦共和国特許出願公告第１５５２３６０号明細書のばあいと同 様にチップブレーカは大体において底面述べられたチップのばあいにも同じ欠点 を有しており、すなわち高速の切削速度で切シくず形成は行なわれず、もしくは 十分には解離されずかつさらに切削縁における縁破損の危険が持続している。

「旋盤作業時の切りくず形成」というタイトルから個々の切りくず形成は、不都 合、有用、良好に分類されることが公知であり、このば委いこのような切シくず の形成は種々異なるファクタに関連する。このようなファクタは、大体において ぐず出し加工される工作物の特性、刃物形状を含むくず出し加工プロセスの条件 及び刃物材料自体によって与えられる。しかしくず出し加工される工作物が均一 なばあい、及び均一な工具が保持されるばあいにも、送り及び（又は）近づけが 変化されるさいに、切りくず搬出がもはや保証されずかつそ扛故にぐず出し加工 過程が中断あるいは遮断されなければならない程著しい程度に切りくずが変化さ れる。

超硬合金によって達成されるような従来の一般的な切削速度は、被覆されない超 硬合金から出発するさいに２５０ｍ／ｍｍ以下である。切削速度を高めることに よって、時間単位において比較的大きな切シくず容量が処理されこの切シくずが 搬出されなければならないので、問題点として平削りのさいに切りくず形成の抑 制が生じる。不都合な切りくず形成は、操作員のためにはもと−よ膜力、工作物 表面品質、工具、工作機械のために著しく危険である。損傷は、機械停止時間、 くず部分の処理及び低下された表面品質を有する部分を生せしめる。

このことによって本発明の課題は、平削りのさいの切りくず形成を、切削ユニッ トの停止を必要としなければならない、不都合な切シくず形成を生ぜしめること なしに、多数の切削条件で多数の材料を１つの工具によって切削することができ るように制御することにある。

このような課題は、底面及び支持面を有する切削工具のだめのチップ、特にセラ ミック製のチップであって、循環する面取部及び切りくず形成段部を備えている 形式のものにおいて、前記面取部が、底面及び（又は）支持面に対して１５乃至 ３５度の角度で延びていてかつ０．０５乃至０．４　ｍｍの幅を有しており、さ らに該面取部に、弓形状の横断面を有する溝が接続されており、該溝の弦が底面 もしくは支持面に対して１５乃至３５度の角度で延びていることを特徴とするこ とによって解決される。

このように構成されたチップは、先行技術に較べていくつかの基礎となる差異が ある。要するにまず切シくずを形成する溝がチップの平らな底面あるいは支持面 に形成されているのではなく、溝かやは多角度を成して延びているので循環する 保護面取部の継続部を形成しており、しかも溝が、すなわち溝の弦が保護面取部 に対して１８０度からそれる角度を形成することができる。

溝の弓形状横断面の弦の長さは、本発明の有利な実施例によ５０．５乃至１．５ 　ｍｍである。要するに溝自体は、溝の前方に位置する面取部が極めて幅狭いの と同様に非常に幅狭くなっている。このことによって溝は、循環する面取部の部 分として見なさ扛、すなわち要するにチップは循環する面取部を備えている。

チックの底面から面取部への切りくず形成の移動によって、２５０ｍ／酊さらに 上昇して８００ｍ／Ｈの範囲までの極めて高速の切削速度のばあいにも、所期の 切りくず成形が達成される。別の利点として・実際上２５０乃至８Ｑ　Ｑ　、ｍ 　／　Ｉｎ１ｎの切削速度の全範囲にわたって有用から良好までの切シくずが維 持され、すなわち１つの刃物形状によって種々の切削速度で作業することができ かつそｎにもかかわらず簡単に搬出される切りくずが維持されることが明らかで ある。さらに、このような形状に基づいて種々異ガる鋼のばあいに有用な切シく ずが得られ、すなわちこのような刃物の形状は合金鋼を除く純粋な構造用鋼のた めに使用可能である。

本発明の有利な実施例では、溝の半径は０．６乃至２゜５　ｗ、ｔａである。こ のような半径はもちろん前述の面取部の大きさに従っており、すなわち小さな溝 半径は狭い面取部に配属されかつ大きな溝半径は広い面取部に配属される。この ことによって自動的に一方は平削り、もしくは精密側りに使用されるチップが得 られ、他方は荒削シ作業のためにとりわけ適しているチップが得られる。

本発明のとシわけ有利な実施例では、溝が角隅範囲でノーズを残しつつ先細にな っている。このばあい先細は、面取部によって丸くされている角隅の範囲で行な われ、このことによって二通りが得られる。第１に、ノーズの残りに基づいて、 最も強く応力を受ける範囲でチップの高められた強さが生ゼしぬられ、第２に切 りくずの付加的な迂回ひいては有用もしくは良好な切りくずの形成を助成する切 りくず形成が得られる。

切りくず形成を判断するために、一連の実験において焼、結酸化セラミックから 成る本発明にょるテップを、−般的な循環する面取部を有する酸化セラミックが ら成る大量生産さＶ、るチップと対比させた。被削工作物として利料ＣＫ　４− ５．　ｌ　５Ｍｎ　Ｏｒ　５及び４２　ＣｒＭｏ　４が選ば′ｉしており、なぜ ならばこのような・ξレットによって７７通の切削加工さｆ’Ｌる濱の全域かお おゎｉＬるがらである。両方のプツシ（ｉ　：ｔＴＦ、方形のチップであった。

大ｈ１生産のｙ−ソゾの面取部け０．３　ｍｍの幅を有しており、かつ３０度の 角度−（−配、置さ矛）−てぃた。本発明にょるテップは０．１６關の面取部を 有しており、該面取部はすくい面安するに底面【・こ対して３０度の角度で配置 されていた。隣接さｔした溝が０９±Ｏ，ｌ　ｍｒｎの半径を有しており、弦の 長さは０．５牛朋であった。溝は角隅範囲で先細にさ扛ていて、従ってノーズを 形成されていた。

切込み角ＫＡ、ＰＰＡとして４５度と９３度が選ばｎた。切削速度とし７て２５ ０．３５０．５００及び８００ｍ／ｍｉｎで運転さｔた。斜方形及び三角形状の チップに↓る対比実験は、実際に、正方形のチップによって維持さ才また値と同 し値が得らｔｌ、た。

さらに人Ｉ〜■は、どのような切削条件でどのような切りくず形成が生じるかを 示す。個々の切りくず形成は１〜１０の番号が伺けられていてかつ第１６図に示 されている。表１には、本発明によるチップのための値が９３度の切込ｚフ角Ｋ 　Ａ　ＰＰＡで表わさむており、表■では４５度の切込み角ＫＡＰＰＡで値が表 わされている。類似して表■はセラミックから成る標準チップを使用するさいに ＫＡＰＰＡ　９３度による結果を示し、かつ表■はＫＡＰＰＡ牛５度のばあいの 結果を示す。

切りくず形成実験はダイヤグラム第］−１図〜第１５図に示されており、かつ以 下のように結論が出さ扛るａ）ＯＫ４５及びｌ　６ＭｎＣｒ　５’Ｊておける突 っ切り実験は、４−２　ＣｒＭｏ　４の結果を代表さして見なすことができかつ 比較しうる鋼種類のために引き合いに出すことができるという結論を生じる。

ｂ）標準面取部と比較して、切りくず形成面取部はその作用範囲（Ｖ　＝　２０ ０−５００　ｍ　／ミ）では切削速度に無関係である。Ｖ　＝　５００　ｍ　／ 順を超えると切りくず形成面取部ばその作用を失う。

（シ）切りくず形成面取部の機能はチップ形状に無関係である。その機能のため には角隅半径が決定的である、ｒ＝０．４−；０．８及び１．２では良好な結果 が得らｔかつしかも比較的小さな角隅半径のために容易に利点が得らｔしる。ｒ −１６のばあいには切りくず形成面取部はもはや有効ではなくかつもはや好まし くない。

ｄ）ａ、＝ｒより後は、切込み角は切りくず面取部の切りくず形成のふるまいに 決定的な影響を及ぼさない。

切りくず形成面取部の摩耗特性は、０．３Ｘ３０’の標準面取部に比較して、１ ６ｍｍ（耐用距離８脂）において両力の面取部が比較しつる摩耗マーク幅を有し ていることが明らかである。切りくず形成面取部の切りくず形成のふるまいは全 耐用距離範囲にわたって均一のままである。

い 本発明を以下に図面に基づいて説明する。

第１図、第３図、第５図、第７図及び第９図は方形のチップの角隅範囲を断面し て側方から見た図を示し第１ａ図は第１図による角隅範囲の斜視図を示し：第２ 図、第４図、第６図、第８図及び第１０図はそれぞれ所属の平面図： 第９ａ図は第９図による角隅範囲の斜視図を示し：第１１図乃至第１５図は切シ くず形成ダイヤグラムを示し、 第１６図は切りくず形成分類を示す図である。

方形のチップ２の角隅１は角隅曲率半径ｒで丸くされており、しかもｒは第１図 においては１．２酊である。、別の曲率半径ｒが別の図面において示されている 。

面取部３が底部４に沿ってチップ２の全周に延びていてかつＯ，１６ｍｍの幅を 有している。面取部は、底面に対して３０度の角度αで形成されていてかつ底面 から溝５によって区分されている。溝５は０．９　ｘ＋ｍの曲率半径ｒを有して いる。溝５の横断面を形成する弓形部７の弦６が０．５４　ｍｍの長さを有して いてかつ第１図、第３図及び第７図に示すように、面取部３と同じ角度αで延び ている。

第２図及び第６図は、溝５が角隅］の範囲で先細に延びておりかつこのことによ ってノーズ８を形成することを示す。さらにノーズ８の形成は、０２と１．６　 ｍｍとの間にある角隅曲率半径ｒによって規定さ扛ル。このような寸法以外では 実際に切りくず形成に影響を与えることができない。

こ扛に対して第４図及び第８図のばあいには、溝５が角隅１において重なってお り、このことによってノーズ先端９が形成される。

第５図は、円弧７の弦６が３０度の角度αで延びる面取部３よりゆるやかな角度 βで延びていることを示す。角度βはこのばあい１５度である。

第７図及び第８図においては、面取部３が下方の面取部部分１０と上方の面取部 部分１１とに分けられており、該両面取部部分の間に溝５が形成されている。

弦６及び面取部部分１０．１１が、このばあい角度αと同じ３０度で延びている 。

第９図及び第１０図はやはり下方の面取部部分１０と上方の面取部部分１１とに 分けられたチップの面取部を示す。しかしここにおいて円弧７の曲率半径Ｒは無 限大であり、従って弦と円弧とが重なってかつ直線を形成する。

第１１図乃至第１４図は、材料４２　ＱｒＭｏ　４において記録された切りくず 形成ダイヤグラムを示しており、このばあい第１１図においては切削速度２５０ ｍ／ｍＬｎ、第２図は３５０ｍ／ｍ、第１３図は５００　ｍ　／　ｍｍ、および 第１４図はδＯＯｍ　／　ｍｍである。

このばあいカーブＳは、標準保護面取部を有する市販さｎたチップの切りくず形 成ダイヤグラムを示し、カーブＥは均一な速度のばあいに記録された本発明によ るチップのダイヤグラムを示す。第１５図においてはこれらのカーブを一緒に示 しており、そこから、カーブＳにおいては標準保護面取部を有する市販のチップ は２５０　ｍ　／　ｍｉｎと８００ｍ／ｍ＋Ｉｎとの間で著しい相異らつくこと が判り、それに対して本発明によるチップのばあいには、このような速度範囲に おいてただ１つの重なるカーブＥが得ら扛る。

ｆ　［ｍｍ／Ｌｌｌ ｆ　ＩＢ／Ｕ］ ｆ　［ｍｍ７０１ ｆｔｘ／Ｕｌ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．底面及び支持面を有する切削工具のためのチップ、特にセラミック製のチッ プであって、循環する面取部及び切りくず形成段部を備えている形式のものにお いて、前記面取部（３）が、底面（４）及び（又は）支持面に対して１５乃至３ ５度の角度（α）で延びていてかつ０．ｏ５乃至０．４　ｍｍの幅を有しており 、さらに該面取部に、弓形状の横断面を有する溝（５）が接続さｎておシ、該溝 （５）の弦（６）が底面（牛）もしくは支持面に対して１５乃至３５度の角度（ β）で延びていることを特徴とする切削工具のためのチップ。 ２、弦（６）の長さが０．５乃至１．５關であることを特徴とする請求の範囲第 １項記載のチップ。 ３　溝（５）の半径（Ｒ）が０．６乃至２．５顛であることを特徴とする請求の 範囲第１項及び第２項のいずれか１項記載のチップ。 ヰ、溝（５）が角隅範囲で７−ズ（８）を残しつつ先細になっていることを特徴 とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載のチップ。