WO1999062664A1 - Scie circulaire a pointes dures - Google Patents

Description

明 細 書 硬質チップ付丸鋸 技術分野

本発明は鉄系， 非鉄系材料を切断する場合に用いられる丸鋸に関する ものであり、 更に詳しく は丸鋸の切刃チップへの凝着性が強い切屑を出 す例えば S U S 3 0 4等の難削材を切断する場合に好適な硬質チップ付 の丸鋸に関するものである。 背景技術

切刃チップへの凝着性が強い切屑を出す難削材例えば S U S 3 0 4等 を切断する場合に好適な丸鋸に関する公知技術と して特公平 6 — 2 0 6 6 3号及び特開平 9 — 2 1 6 1 2 1 号が知られている。

これら公知技術は、 図 6 , 図 7に見るごと く いずれも切刃チップ 1 0 1 , 2 0 1 は刃室 1 0 2 , 2 0 2側に段部 1 0 3 , 2 0 3を有していて、 この段部 1 0 3 , 2 0 3によって切屑を持ち上げて、 切屑を曲率半径の 小さなカール状にさせるものである。

通常、 切屑は切削時に圧縮されて被削材から分離削成されるので、 棒 材切断における切屑の最大長さは棒材直径の 1 / 2〜 1 Z 4 となり被削 材と して径の細い棒材を切断する場合には切屑長さはあま り長く ならず、 図 8 に示すように半径 2〜 4 mmのカール状に収まった切屑が形成され る。

そして切刃チップ 1 0 1 , 2 0 1 が被削材から離れるディ スェンゲー ジ時に切屑ははじき出されるように刃室 1 0 2 , 2 0 2から飛び出すの で、 切屑排出に関し全く 問題はない。 しかし被削材と して径の太い棒材等を切断する際には、 切屑が短い間 は上記と同様で、 切屑の排出性に問題はないが、 切屑が長く なるに伴い 切屑の刃室 1 0 2 , 2 0 2からの排出性が悪く なる傾向にある。

これは以下のようであると考えられる。 一つの切刃チップ 1 0 1 , 2 0 1 に関して、 被削材の前端部に当接して削り始めた直後において切屑 がまだ短いうちは曲率半径の小さいカール状の切屑となるが、 切刃チッ プ 1 0 1 ， 2 0 1 が被削材の中央部へ移動するにつれて切屑が徐々に長 く なり最初の曲率半径の小さなカール部分が被削材に当接し、 図 8 にお いてこれ以上に上方へ逃げるこ とが出来な く なる。 従って順次削られる 切屑は被削材のこれから削られる部分を転動面と して転がりながら徐々 に大きな曲率半径のカール状を形成することになる。そして刃室 1 0 2 , 2 0 2の背部斜面 1 0 4 , 2 0 4に接触し、 この斜面 1 0 4 , 2 0 4 に 誘導されて大き く カールすることになる。このときの状態を図 9に示す。 その後更に切刃チップ 1 0 1 ， 2 0 1 が移動して被削材の後端部に近 づく と切屑と刃室 1 0 2 , 2 0 2の背部斜面 1 0 4 , 2 0 4 との接触力 が強く なり、 切屑は背部斜面 1 0 4 , 2 0 4から次第に刃底 1 0 5， 2 0 5へと接触するようになる。 そしてついには被削材から流出される切 屑が押し戻されるような力を刃底 1 0 5 , 2 0 5から受けるようになり、 切屑は切刃段部 1 0 3 , 2 0 3に当接して切刃チップ 1 0 1 ， 2 0 1 の 前面でカールの方向が逆転し、 切屑は S字状のカーブを描きながら流れ るようになる。 このときの状態を図 1 0に示す。

このような状態で切削が進行すると切屑は高温となり切刃チップ 1 0 1 , 2 0 1 の先端部に溶着されるようになる。

刃室 1 0 2 , 2 0 2の外周円への開口寸法が刃先端から刃底までの寸 法である刃底深さに対して小さい場合には、 切屑の排出性が悪く なるこ とは従前から経験的によ く 知られているところである。 そこで前記公知 技術では切屑の排出不良を避けるために刃室の外周面への開口寸法を刃 底深さに対して大き く して切屑の排出性をよ く していたが、 開口寸法を 大き くすることは刃数を減らすことになるため限度があり、 あま り充分 な方法ではなかった。

また別の公知技術と し特公平 7 — 4 9 1 6 8号が知られている。 この ものは切屑を段部で持ち上げる ものではなく 、 図 1 1 に示すように切刃 チップ 3 0 1 に設けた切屑誘導面 3 0 6 での接触によ り安定して切屑を 誘導するものであって、 切屑が短い間は先の公知技術以上に曲率半径の 小さいカール状に切屑を形成することが可能であり、 切屑の流出方向が 不安定となることはない。

しかしある程度以上切屑が長く なると小さな曲率半径内に切屑が収ま らな く なり、 カールの曲率半径が徐々に大き く なつて、 切屑が次第に切 屑誘導面 3 0 6の丸鋸中心側端部の方で接触するようになる。

すなわち、 この段階では先の公知例のように段部で切屑を誘導する形 となり以後、 切屑が長いと、 先の公知の例と同様な現象が生じる。 従来技術で述べた切刃チップでは切屑が刃室内いつばいの大きさで力 ールすることになり、 高温のまま刃室に拘束された状態となるため、 デ イ スエンゲージ時の切屑離れが悪く なるという問題を有していた。 また、 デイ スエンゲージ後も切屑が刃室に溜まることから、 丸鋸が 1 回転したとき、 切刃チップが刃室内に切屑を有した状態で再度被削材に 切り込むこととなり、 1 回転前の切屑を嚙み込み切刃が欠けたり、 溶着 した切屑を切屑除去ブラシでむりやり除去する際に切刃チップの刃先の 一部が切屑と共に脱落して切刃チップのすく い面に穴があき丸鋸の切断 性能を低下させるという問題を有していた。

更に前記段部を有する切刃チップに関する 2つの公知技術では切屑が 切刃チップの段部すなわち稜線により持ち上げられるため切屑の流出方 向が不安定となり、 切屑側部により被削材の切断面に傷をつけ、 切断さ れた被削材の品質を低下させるという問題をも有していた。

本発明は従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり その目的とすることろは、 鋸刃ピッチを大き くするこ となく切屑が長く なっても曲率半径の小さなカール状をなし、 切屑が刃底に強く 接触する ことなく 、 小さ く まとま り切屑離れの良好な状態を維持させる切刃チッ プを有する丸鋸を提供しょう とする ものである。 発明の開示

上記目的を達成するために請求の範囲第 1 項に記載された本発明の丸 鋸は、 丸鋸本体の円板状台金外周に複数の刃体を設け、 前記各刃体間の 空間を刃室となし、 前記各刃体にそれぞれ硬質材からなる切刃チップで ある硬質チップを固着し、 該切刃チップは先端部に負角をなす平面の第 1すく い面と、該第 1 すく い面に続き正角をなす平面の第 2すく い面と、 該第 2すく い面に微小曲面を介して続く 切屑誘導面とを有してなる丸鋸 であって、 前記切屑誘導面は刃室側に凸に屈曲した複数の分割切屑誘導 面又は凸の円弧面又はこれらの組み合わせで形成され、 切屑が短いうち は前記第 2すく い面に近い位置の切屑誘導面によ り切屑を小さな曲率半 径でカールさせ、 切屑が長く なるにつれて第 2すく い面から遠い位置の 切屑誘導面により切屑を徐々に大きな曲率半径にてカールさせ、 切屑を 刃底に強く接触させないようにしたものである。

上述の丸鋸によれば切屑誘導面が凸の屈曲面又は凸の円弧面と して存 在しているため切屑の長さに応じて切屑の当接する切屑誘導面の位置が 異なり切屑を常に最適の曲率半径にてカールさせることが出来る。

従って切屑を小さ く まとめることが出来てデイ スエンゲージ時に切屑 の排出をスムースに行わせ得る ものである。 また請求の範囲第 2項に記載された本発明の丸鋸は、 前記第 1すく い 面と前記第 2すく い面との交線位置にて前記第 2すく い面を接面とする 半径が 2 〜 4 m mの仮想円筒を刃室側に想定し、 前記切屑誘導面の前記 第 2すく い面に近い位置が前記仮想円筒に接するように切屑誘導面を形 成したものである。

請求の範囲第 1項の効果をより確実に得るための構成とすることが出 来る。

また請求の範囲第 3項に記載された本発明の丸鋸は、 前記仮想円筒面 が接する位置の前記切屑誘導面と、 第 2すく い面から最も遠い位置の切 屑誘導面とがなす屈折角が 5 ° 〜 2 0 ° である。

上述の丸鋸によれば複数の切屑誘導面の角度が切屑当接に最適の角度 とされているため、 常に切屑を最適の曲率半径にてカールさせることが できる。

また請求の範西第 4項に記載された本発明の丸鋸は、 前記第 1 すく い 面の長さを零 m mと したもので、 言い換えれば第 1すく い面を有しない ものである。

上述の丸鋸によれば切刃チップが鋭角の刃先であり、 軟質の非鉄金属 の切削では切削性が向上する。

本発明の硬質チップ付丸鋸は上述のとおり構成されているので次に記 載する効果を奏する。

請求の範囲第 1項の丸鋸においては、 切屑が長く なつた場合でも切屑 を比較的小さ く カールさせ切屑が刃底に接触することがない。 従って切 刃チップの刃先に切屑が強く 押しつけられることもないので、 無理な く 切屑が流れることから切屑形成時の発熱が少な く 、 且つ切屑に熱がこ も るこ ともない。 結果と して、 切刃チップに溶着することがな く なり、 切 刃チップの被削材からのデイ スエンゲージ時に切屑離れが容易で、 被削 材の大きさにかかわらず同一形状のチップ刃形で切断を行う ことができ る。

また切屑が切屑誘導面上を安定して流れるため、 切屑側面にて被削材 切断面を擦ることがな く 、 被削材の断面部分の品質が向上した。

更に径の大きな被削材を切断した場合であっても切屑が小さ く カール されるため、 刃室を小さ く 設計することが可能となり、 その結果刃体の ピッチを細く することが出来て、 切刃チップの刃数を多くすることが出 来るようになった。 そのため一つの切刃チップにて削り取る切屑の量を 同一とすれば、 丸鋸の送り速度を速くすることが出来た。

その上切屑誘導面を全体的に長くすることになるため切刃チップが丸 鋸半径方向に長く なり、 結果的にろう付け固着の強度が増大した。

請求の範囲第 2項の丸鋸においては、 切屑が被削材から削り出されて 効果的に第 1 切屑誘導面によりカールさせら.れるため、 カールの曲率半 径が小さ く なり切屑を小さ く まとめることが出来た。

請求の範囲第 3項の丸鋸においては切屑が被削材から削り出されて順 次長く なるにつれて、 カールする切屑の切刃チップへの当接位置が順次 丸鋸中心側の切屑誘導面へと移行し、 それに伴ってカールの曲率半径が 順次大き く なる。 従つて切屑は中心部から外周部にきれいな渦巻き状に カールされることになり、 非常に小さ く まとまった切屑となった。

請求の範囲第 4項の丸鋸においては切刃チップが鋭角にて被削材を削 ることになり非鉄系の軟質材の切削に好適である。 図面の簡単な説明

第 1 図は、 本発明の刃部を示す説明図である。 第 2図は、 第 1 図の A — A視図である。 第 3図は、 切屑が短いときのカール状態を示す説明図 である。 第 4図は、 切屑が長いときのカール状態を示す説明図である。 第 5図は、 切屑誘導面の他の実施例の説明図で、 （ a ) は第 2切屑誘導 面を複数の平面に分割したもの、 （ b ) は第 2切屑誘導面を円弧状とな したものである。 第 6 図は、 従来技術の刃部を示す説明図である。 第 7 図は、 従来技術の刃部を示す説明図である。 第 8 図は、 従来技術の切屑 が短いときのカール状態を示す説明図である。 第 9図は、 従来技術の切 屑が長く なりかけたときのカール状態を示す説明図である。第 i 0図は、 従来技術の切屑が充分長く なつたときのカール状態を示す説明図である 第 1 1 図は、 従来技術の刃部を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態

〔実施例 1 〕

実施例 1 について切刃チップを丸鋸の刃体に取り付けた状態を示す図 1 にて説明する。 切刃チップと しては超硬合金等のサーメ ッ トゃセラ ミ ック、 またこれらと同等以上の硬質体及び一般に使用されるチップに耐 摩耗性のある被覆を施した硬質チップを用いる。

丸鋸の本体をなす円板状台金 1 には外周上例えば等間隔に切刃チップ 取付用の多数の刃体 2が形成されている。 この刃体 2に鋸刃となる切刃 チップ 3がその一部を台金 1 に埋設し、 ろう付け固着されている。 そ し て切屑が切刃チップ 3のすく い面から切屑誘導面に導かれたときカール して刃底 5 a にはま り込まないよう、 刃底 5 a は浅く 削設されていて、 刃室 5の背面 5 bから次の刃体 2の逃げ面 4 になめらかに連繞して接続 している。

切刃チップ 3は被削材と接触して切断加工を行う切刃頂部に刃部強度 を保っために、 負角をなす第 1 すく い角 y 1 で長さ S 1 の平面の第 1 す く い面 3 aを有している。 この第 1 すく い面 3 a に続いて正角をなす第 2すく い角 ァ 2で丸鋸中心側に長さ S 2の平面の第 2すく い面 3 bが形 成されている。

そ して、 第 2すく い面 3 bから切屑誘導面が形成される。 本例の該切 屑誘導面は 2平面である第 1切屑誘導面 3 f と第 2切屑誘導面 3 i とか ら形成され、 この 2平面は刃室 5側に凸に屈曲している。 第 1すく い面

3 a と第 2すく い面 3 b との交線位置 Pにて第 2すく い面 3 bを接面と する半径 R c の仮想円筒 3 dを刃室側に想定し、 前記第 1 切屑誘導面 3 f を前記仮想円筒 3 dに鋸中心側ですく い角基準面 a に対し角度 θ 1 で 接し第 2すく い面の長さ S 2以上の長さ S 3の平面の第 1 切屑誘導面 3 f が形成される。

前記第 2すく い面 3 bの丸鋸中心側への延長面と前記第 1 切屑誘導面 3 f の刃先側への延長面とはカールした切屑が接触しない微小曲面 3 p で接続されていて、 半径 R cの仮想円筒面 3 dと微小曲面 3 p との隙間 寸法は 5である。

さ らに、 第 1 切屑誘導面 3 f の丸鋸中心側端部位置 3 gから丸鋸中心 側で刃室 5側に長さ S 4の位置 3 hまで前記すく い角基準面 a に対し角 度 S 2の第 2切屑誘導面 3 i が形成されている。

このとき前記交線位置 Pが第 2切屑誘導面 3 i の刃先側への仮想延長 面に対して刃室 5側となるように第 2切屑誘導面 3 i は決められている。 切刃チップ 3 は前記位置 3 hから丸鋸中心側に長さ S 6 の端縁部 3 j を有し、 台金 1 には長さ S 6の下端位置 3 kから連なって刃底 5 aが形 成されている。 そ して前記位置 3 h と前記第 2切屑誘導面 3 i の鋸刃中 心側への延長面上の刃底 5 a との交線位置 5 c との間においては刃底 5 aは前記第 2切屑誘導面 3 i の仮想延長面よ り も窪んだ凹部 5 d となる よう形成されている。

尚、 凹部 5 dは位置 3 kから刃体 2側へわずかの寸法 1 段下がった位 置から形成してもよい。 また刃底 5 aから刃室 5の背部斜面 5 bに続く 曲面は鋸刃外接円の外 側に中心を有する半径 R bの円筒状凹面であって、 背部斜面 5 bは前記 すく い角基準面 a に対して角度 0 8 にて立ち上がり、 次の刃体 2の逃げ 面 4 に接続されている。

また切刃チップ 3の頭部では第 1 すく い面 3 a に対し後側に逃げ角 3の逃げ面 3 Qが形成されている。 そして逃げ面 3 qの刃幅両端部には チッ ビングを防止するため大きさ S 8の面取り 3 mが第 1 すく い面 3 a から逃げ面 3 q全長にわたって行われている。

さ らに切刃チップ 3の頭部第 1すく い面 3 aから逃げ面 3 Qにかけて 各切刃チップについて刃幅中央から左右に交互に偏して切屑分割溝 3 n が削設されている。 この状態を図 2に示す。

このよう に切刃チップ 3及び刃室 5が形成された本実施例において各 部の長さ · 角度は表 1 のようである。

[表 1 ]

〔試験結果〕

〇切断条件 · 丸鋸 =直径 2 8 0 m m、 刃厚 2. O m m

台金厚 1 . 7 m m、 刃数 8 0、 溝付刃

回転数 9 0 r p m、 送り 0. 0 8 m m /⁷刃 被削材=材質 S U S 3 0 4、 大きさ 0 6 5 m m 従来技術において示した特公平 7 — 4 9 1 6 8号の切刃チップ 3 0 1 を用いて切断を行った場合、 切削弧長が 4 5 m m以下のときには、 切屑 誘導面に沿って切屑がカールし、 ディ スエンゲージの時の切屑離れも良 好であった。 しかし切削弧長が 4 5 m mを越えるようになるとカールが 不安定となりはじめ、 切屑が第 1 すく い面に強く 凝着し、 ディ スェンゲ ージ時に切屑が刃室から排出されず、 丸鋸 1 回転後の次の切断作用時に 切屑が嚙み込む状態となりチッ ビングが発生した。

そこで除去ブラシにより切屑を無理矢理除去しょう とすると、 第 1 す く い面の切刃母材が剥離し、 切刃チップが穴明き状態となった。 そして この操作をく り返し行っている うちに大きなチッ ビングを引き起こすこ とになった。

これに対し本発明の切刃チップ 3を用いた場合には切削弧長が 4 5 m mを越えても切屑が小さ く カールされデイ スエンゲージ時に良好に切屑 離れが生じ容易に排出が行われた。

〔作用〕

被削材は各切刃チップ 3 によって切削され切屑分割溝 3 nによって細 断され、 第 1すく い面 3 aで削り出される。 切屑は第 2すく い面 3 bの 表面を滑って第 1 切屑誘導面 3 ί に沿って流出し、 第 2すく い面 3 b と 第 1 切屑誘導面 3 f とに内接する仮想円筒 3 dの曲率半径に近似した曲 率半径でカールする。 このときの状態を図 3 に示す。 実験によると仮想 円筒 3 dの半径が 2 〜 4 m mにおいて良好な結果を得た。

切屑が短い間はこのカールが続行するが、 切屑が長く なるにつれて力 ールの曲率半径が大き く なる。 カールが大き く なるにともない切屑との 接触が第 1 切屑誘導面 3 f から第 2切屑誘導面 3 i にスムースに移行し て、 第 2切屑誘導面 3 i の平面に沿って安定した状態で流出しカールさ れる。 そ してこの流出が続行し切屑は刃底 5 a に強く 接触することな く 刃室 5内に小さ く まとまった状態にカールされる ものである。 このとき の状態を図 4 に示す。

尚切屑は第 2すく い面から第 1切屑誘導面に流れる第 2すく い面と第 1切屑誘導面との間に切屑流出の障害にならなければ他の面が介在して もかまわない。 〔実施例 2 〕

実施例 2は、 実施例 1 の図 1 において、 第 2切屑誘導面 3 i を複数に 分割し、 分割された各々は刃室 5側に凸の屈曲部にて接続されている。 この状態を図 5 ( a ) に示す。

図 5 ( a ) において各誘導面のなす屈曲部の屈折角 Θ 3 , Θ 4 , Θ 5 , Θ 6及び第 1 切屑誘導面と最終分割誘導面とのなす屈折角 7は実験に よると 5 ° 以上の場合好結果を得た。

このとき切屑は長く なるにつれて第 1 切屑誘導面から順次丸鋸中心側 の分割切屑誘導面に移行し、 徐々に大きな曲率半径でカールされるよう になる。

しかし、 2 0 ° を越えた部分の分割切屑誘導面には切屑が殆ど接触せ ず誘導されることは殆どな く、 誘導されても切屑は小さ く カールするこ とはなかった。

尚、 本実施例において、 切屑誘導面を屈折した面で構成する代わりに 円弧面で構成してもよい。 〔図 5 ( b ) 〕 。

この場合、 仮想円筒 3 dの接する位置の接面と切屑誘導面の終端部位 置の接面との成す角が前記屈折角 7に該当 し、 やはり 5 ° 以上の場合 に好結果を得たが、 2 0 ° を越えた部分の切屑誘導面には切屑が殆ど接 触せず誘導されることは殆どなかつた。

〔実施例 3 〕

実施例 3 は実施例 1 の図 1 において、 第 1 すく い面 3 aの長さ S 1 を 零 m mと したものである。 すなわち、 第 1すく い面 3 a と第 2すく い面 3 b との交線 Pの位置から直ちに逃げ面 3 qを形成させたもので、 この ことによって切刃チップが鋭角の刃先となり、 被削材が非鉄系の軟質金 属の場合には切削性が向上する。

産業上の利用可能性

以上のように、 本発明の硬質チップ付丸鋸は、 鋸刃ピッチを大き くす るこ とな く切屑が長く なっても曲率半径の小さなカール状をなし、 切屑 が刃底に強く 接触することなく 、 小さ く まとま り切屑離れの良好な状態 を維持させる切刃チップを有し、 鉄系、 非鉄系材料、 特に切刃チップへ の凝着性が強い切屑を出す S U S 3 0 4等の難削材の切断用と して有用 である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 丸鋸本体の円板状台金外周に複数の刃体を設け、 前記各刃体間の空 間を刃室となし、 前記各刃体にそれぞれ硬質材からなる切刃チップであ る硬質チップを固着し、 該切刃チップは先端部に負角をなす平面の第 1 すく い面と、 該第 1すく い面に続き正角をなす平面の第 2すく い面と、 該第 2すく い面に微小曲面を介して続く 切屑誘導面とを有してなる丸鋸 であって、 前記切屑誘導面は刃室側に凸に屈曲した複数の分割切屑誘導 面又ほ凸の円弧面又はこれらの組み合わせで形成され、 切屑が短いう ち は前記第 2すく い面に近い位置の切屑誘導面によ り切屑を小さな曲率半 径でカールさせ、 切屑が長く なるにつれて第 2すく い面から遠い位置の 切屑誘導面により切屑を徐々に大きな曲率半径にてカールさせ、 切屑を 刃底に強く接触させないことを特徴とする硬質チップ付丸鋸。

2 . 前記第 1 すく い面と前記第 2すく い面との交線位置にて前記第 2す く い面を接面とする半径が 2〜 4 m mの仮想円筒を刃室側に想定し、 前 記切屑誘導面の前記第 2すく い面に近い位置が前記仮想円筒に接するよ うに切屑誘導面を形成した請求の範囲第 1項に記載の硬質チップ付丸鋸

3 . 前記仮想円筒面が接する位置の前記切屑誘導面と、 第 2すく い面か ら最も遠い位置の切屑誘導面とがなす屈折角が 5 ° 〜 2 0 ° である請求 の範囲第 2項に記載の硬質チップ付丸鋸。

4 . 前記第 1 すく い面の長さを零 m mと した請求の範囲第 1項乃至第 3 項の何れか 1 項記載の硬質チップ付丸鋸。