JP3269217B2 - 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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- JP3269217B2 JP3269217B2 JP25735393A JP25735393A JP3269217B2 JP 3269217 B2 JP3269217 B2 JP 3269217B2 JP 25735393 A JP25735393 A JP 25735393A JP 25735393 A JP25735393 A JP 25735393A JP 3269217 B2 JP3269217 B2 JP 3269217B2
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- cutting
- corner
- cutting edge
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
ップに関するもので、さらに詳しくは、良好な切屑排出
性が得られる切削条件領域を広げたスローアウェイチッ
プに関する。
ップの一従来例を示すものである。符号2はスローアウ
ェイチップであって、装着すべきバイト等の切削工具へ
の着座面となる上面4、下面6を備えている。前記上下
面4,6に対して垂直な側面8は、切削時の逃げ面とさ
れる。そして、前記上下面4,6を含む平面と前記側面
8との交線がそれぞれ切刃10となっている。前記上下
面4,6には、切刃10に沿ってブレーカ溝12が形成
されている。
い面16、底面18、および前記上面4へ続く立ち上が
り面20により構成されている。前記上面4は、前記ス
ローアウェイチップ2がなすひし形の鋭角部のコーナー
部22へ向けて面方向に延ばされている。またコーナー
部22の近傍には、切屑処理用の突起24が設けられて
おり、この突起24は球面状をなしている。なお符号2
6はこのスローアウェイチップを工具本体に取り付ける
ための取付孔である。
前記切刃10を被削材に当てて切削を行うことにより発
生した切り屑が前記突起24によって案内されて排出さ
れる。
起24は球面状であるから薄板片状をなす切屑に接触す
る場合に点接触とならざるを得ず、したがって、切屑の
排出方向が安定せず、周囲の状況によって図39の矢印
イ方向、あるいはロ方向のいずれに排出されるかが定ま
らないという問題がある。また前記突起24は切屑と点
接触しているから、摩耗の進行に伴って点接触状態から
面接触状態と次第に接触面積が大きくなることが避けら
れず、切屑処理性能が変化してしまうという問題があ
る。
の薄い切屑の排出性を考慮すると、コーナー部22に近
い位置に設けることによって、発生した切屑を直ちに曲
げられることが望ましく、また、高切込み時の厚い切屑
の排出性を考慮すると、コーナー部22から離れた位置
に設けることによって、切屑の詰まりを避けることが望
ましい。したがって、一定の形状および位置に突起24
を設ける限り、広範囲の切削条件に適合させることが難
しいという問題がある。
め、請求項1の発明は、略多角形板状の平面形状を有
し、その多角形状をなす上下面の少なくとも一方の周囲
に形成された切刃の内側にブレーカ溝が設けられたスロ
ーアウェイチップにおいて、前記ブレーカ溝より内側に
残存する中央部分からコーナー部へ向かってブレーカ溝
中に突出する突出部を設けるとともに、この突出部より
さらにコーナー部へ向かって突出する凸部を設けてな
り、該凸部は前記突出部より低く且つその周囲には前記
ブレーカ溝から立ち上がる傾斜状の第一立ち上がり面が
設けられ、前記突出部にはブレーカ溝から立ち上がる傾
斜状の第二立ち上がり面が設けられていて、該第二立ち
上がり面は平面視で前記コーナー部から離れるにしたが
って前記切刃から離れる方向へ傾斜しており、前記突出
部は略五角形状をなし、かつ、鋭角状の頂点を前記コー
ナー部へ向けて配置されていることを特徴とする。また
請求項2の発明は、請求項1において、前記凸部の上面
は、コーナー部へ向かって徐々に高さが低くされた傾斜
面となっていることを特徴とする。
状をなすことを特徴とする。
ずれかにおいて、前記突出部の前記鋭角を形成する二辺
が、前記コーナー部から離れるにしたがって前記切刃か
ら離れる方向へ傾斜していることを特徴とする。
ずれかにおいて、前記切刃の一部が側面視において曲線
状をなすことを特徴とする。
ずれかにおいて、前記切刃に沿って形成されたランド部
の幅が、前記コーナー部から所定距離離れた領域で他の
領域より広くされたことを特徴とする。
凸部によって低切込み時の切屑排出性を確保することが
できる。また凸部の周囲に傾斜状の第一立ち上がり面
(立ち上がり面48)が設けられているので、低切り込
み時には第一立ち上がり面によって切屑を一定方向に安
定して排出することができ、高切り込み時には切屑が凸
部を乗り越えようとしても突出部或いはその第二立ち上
がり面(立ち上がり面45)に案内されて切屑処理され
ることになり切屑詰まりを生じない。また、突出部が五
角形状となっているので、その稜線によって切屑を一定
方向へ案内することができる。請求項2のように凸部の
上面が傾斜しているので、高切込み時の切屑詰まりを防
止することができる。請求項3の球面状の凸部は切屑と
の接触面積が小さく、したがって、切削抵抗を軽減する
ことができる。請求項4のように五角形の稜線が傾斜し
ていると、コーナー部から離れるにしたがってブレーカ
溝の幅を大きく確保することができ、したがって高切込
み時に切屑詰まりが生じ難い。請求項5のように切刃が
曲線状をなしていると、低切込み時の排出性が良好にな
る。請求項6のようにランド部の幅が大きくなっている
と、高切込み時における負荷の大きい範囲を補強するこ
とができる。
なお、図中従来例と共通部分には同一符号を付し、説明
を簡略化する。このスローアウェイチップ2にあって
も、従来例と同様、切刃10に沿ってブレーカ溝32が
形成されている。このブレーカ溝32は、ランド34、
すくい面36、底面38、および前記上面4へ続く立ち
上がり面40により構成されている。前記上面4は、前
記スローアウェイチップ2がなすひし形の鋭角部のコー
ナー部22へ向けて面方向に延ばされている。
て面方向へ延長され、かつ、この延長箇所に存在する突
出部42は、前記上面4の中心部分44から溝部46に
よって分断されている。前記突出部42は、平面視で略
五角形状をなし、該五角形の最も鋭角をなす頂点41が
前記コーナー部22を指向するように配置されている。
前記頂点41の両側の稜線は、図1に示すようにコーナ
ー部22から離れるにしたがって切刃10からの距離が
徐々に大きくなるように、切刃10に対してα°の角度
が設けられている。
ナー部22から切刃10の中央部分(コーナー部22か
ら離れた部分)へ近付くにしたがって、切刃10からの
距離が図1のh1からh2へと次第に大きくなるように
傾斜している。また前記上面における切刃10に最も接
近する突出部42の位置は、切刃10の全長Lに対し
て、L/4〜L/2となるように配置されている。また
突出部42の側部は、前記上面4の側部と同様に、ブレ
ーカ溝32から立ち上げられた傾斜状の立ち上がり面4
5となっている。
ーナー部22との間のブレーカ溝32内には、側面視台
形状の凸部47が設けられている。この凸部47の外周
は、直線状の立ち上がり面48とされ、また、凸部47
の上面は、前記コーナー部22より高い位置に設定され
た端部50から、コーナー部22へ向けて角度θで徐々
に低くされた傾斜面52とされている。
ップは、例えば、図1の左側の鋭角部を用いて使用され
る。このような切削においては、凸部47の立ち上がり
面48および突出部42の立ち上がり面45が切屑に面
接触することができる。したがって切屑を一定方向へ安
定して案内することができ、切屑の飛散や、ワークに近
付く方向への排出による加工面の悪化を生じるおそれが
少ない。また、切屑に面接触するため摩耗の進行が比較
的遅く、したがって、切削開始から、ある程度の時間に
わたって使用される迄の間、切屑処理性の変化が小さ
く、安定した切屑処理が実現される。
よび立ち上がり面48の作用を説明する。低切込みで
は、凸部47および立ち上がり面48が、高切込みでは
突出部42および立ち上がり面45がそれぞれ切屑処理
に寄与する。また中間の切込み量では両方が切屑処理を
行うことができる。すなわち、コーナー部22の近くに
凸部47が存在しているので、低切込みにおいてもブレ
ーキングを行うことができ、一方、上面が傾斜面52と
なっているので、コーナー部22に近い位置に存在して
いるにもかかわらず、前記傾斜面52に沿って切屑を排
出することができ、したがって切屑詰まりが生じ難い。
刃10に対してα°傾いているので、加工面から離れる
方向へ切屑を確実に案内することができる。また前記突
出部42と切刃10との間隔がコーナー部22から離れ
るにしたがって次第に大きくなるから、その分ブレーカ
の幅が広く確保されることとなり、高切込みすなわちコ
ーナー部22から離れた範囲迄切削が行われる場合であ
っても良好な切屑排出性を得ることができる。
を実験した結果を、従来例のスローアウェイチップと比
較して図20に示す。一般に、送りが大きくなるにした
がって切屑の厚みが大きくなり、また、切込みが大きく
なるにしたがって切屑の幅が大きくなる。したがって、
送りおよび切込みのいずれもが低い領域(図中左下の領
域)ではきわめて細かい糸屑状の連続切屑が発生し、送
り、切込みが大きくなる(図中右上へ向かう)にしたが
って、細かいスパイラル状の連続切屑から、細い幅の分
断切屑(切込みが小さい場合)、あるいは広い幅の分断
切屑(切込みが大きい場合)となり、最大切込みあるい
は最大送りに近付くにしたがって、広幅、あるいは、厚
肉のスパイラル状の連続切屑が発生する。図20におい
ては、連続切屑が発生しない範囲を切屑処理が可能な範
囲と判定することとした。なお、図20に実線で示す範
囲が実施例のスローアウェイチップの処理範囲、鎖線で
示す範囲が従来例のスローアウェイチップの処理範囲で
ある。
ーアウェイチップでは、特に、コーナー部22の近くま
で延ばして設けられた凸部47およびその立ち上がり面
48の作用により、低切込み時おいても良好な切屑処理
性を発揮し、しかも、凸部47がコーナー部22に向け
て徐々に低くなる傾斜面としたので、切込みが大きくな
っても、凸部47を乗り越えようとする切屑を傾斜面に
沿って内側の突出部42まで案内し、この突出部42あ
るいはその立ち上がり面45の作用によって切屑を処理
することができ、したがって切屑詰まりが生じることが
ない。
刃10からの距離が離れているので、通常の切込み量の
旋削加工では使用されないために摩耗していない切刃1
0の中央部(コーナー部22から離れた部分)を他の用
途、例えばワークの面取り加工などに使用する場合に好
適である。また中央部以外では中心部分44が切刃10
に接近するように傾斜している(面積が大きくなってい
る)ので、スローアウェイチップを工具本体に取付よう
とする場合の着座面積を十分に確保することができる。
ー部22から切刃全長LのL/4〜L/2の範囲に設定
されいて、最大切込み量の限界値を表示する機能を果た
している。さらに、中心部分44と突出部42とを分断
する溝部46も、同様に最大切込み量の限界値を表示す
る機能を果たしている。
を示すものである。この実施例では、切刃10Aの一部
(コーナー部22から所定距離離れた範囲)が曲線部6
0とされている。このように、切刃10Aの一部を曲線
部60とすることにより、幅方向に湾曲した切屑が発生
し、このように湾曲した霧屑は容易に折れて排出性が良
い。
を示すものである。この実施例では、コーナー部22か
ら所定距離だけ離れた位置から、これよりも近い範囲範
囲より幅の大きな広幅ランド部62が設けられている。
このように、広幅ランド部62を設けることにより、高
切込み時にも十分な切刃強度を得ることができる。
の如くノーズ部に台形状の凸部47が設けられたスロー
アウェイチップは、TiC(炭化チタン)、TiN(窒
化チタン)などの熱伝導性のわるい材料を主成分とする
サーメット製の場合に有効である。これは以下の理由に
よる。
るので、切屑と面接触し、したがって、切削熱が分散さ
れて摩擦進行が抑制され、寿命低下が防止されるととも
に、良好な切屑処理性が得られるのである。
例のスローアウェイチップは、熱伝導性の良好な超硬合
金製CVD(Chemical Vapor Deposition)コーティン
グチップに用いて有効である。すなわち、超硬合金にC
VDコーティングが施されたスローアウェイチップは、
TiCの3倍程度の熱伝導率を有するWC(タングステ
ンカーバイド)を主成分としているので、切削熱が逃げ
易く、摩耗の進行が遅いという長所がある。しかしなが
ら、上記第1〜第3実施例のような台形状の凸部が存在
していると、これに切屑が面接触するため切削抵抗が高
くなるから、凸部の形状を球面状として切屑と点接触す
るようにしている。
も、従来例と同様、切刃10に沿ってブレーカ溝32が
形成されている。このブレーカ溝32は、ランド34、
すくい面36、底面38、および前記上面4へ続く立ち
上がり面40により構成されている。前記上面4は、前
記スローアウェイチップ2がなすひし形の鋭角部のコー
ナー部22へ向けて面方向に延ばされている。
て面方向へ延長され、かつ、この延長箇所に存在する突
出部42は、前記上面4の中心部分44から溝部46に
よって分断されている。前記突出部42は、平面視で略
五角形状をなし、該五角形の最も鋭角をなす頂点41が
前記コーナー部22を指向するように配置されている。
前記頂点41の両側の稜線は、図1に示すようにコーナ
ー部22から離れるにしたがって切刃10からの距離が
徐々に大きくなるように、切刃10に対してα°の角度
が設けられている。
ナー部22から切刃10の中央部分(コーナー部22か
ら離れた部分)へ近付くにしたがって、図1の場合と同
様に距離がh1からh2へと次第に大きくなるように傾
斜している。
ーナー部22との間のブレーカ溝32内には、前記第1
実施例〜第3実施例の台形状の凸部47に代わって球面
状の凸部80が設けられている。この凸部80の頂点の
高さはコーナー部22より高く、かつ、突出部42より
低く設定されている。
例と同様にランド34、すくい面36、底面38、およ
び前記上面4へ続く立ち上がり面40により構成されて
いる。また前記ランド34は、コーナー部22に近い側
で幅lが狭く、コーナー部22から離れるにしたがって
(切込みが大きくなるにしたがって)幅lが広く設定さ
れている。図示の実施例の場合、切刃の全長Lに対し
て、コーナー部からの距離がL/6〜L/4の範囲では
徐々に幅が大きくされている。具体的には、コーナー部
ではl=0.1〜0.25mmに設定され、中央部分
(コーナー部からL/6〜L/4の範囲の外)における
ランド部34の幅は、l+0.15〜0.25mmに設
定されている。すなわち、凸部80が球面状であるた
め、台形状の凸部(第1実施例の場合)と比較するとコ
ーナー部22から離れた位置とならざるを得ない。した
がって、低切込み側で台形状の凸部と同様の切屑排出性
を得るには、コーナー部22の近くでランド部34の幅
を小さくすることが必要とされている。なお、コーナー
部22から離れた範囲では、切屑排出性よりも刃先強度
を優先して、ランド部34の幅が大きくされている。
スローアウェイチップと同様に、略五角形状の平面形状
とされた突出部42が設けられているので、高切込み時
における切屑の詰まりが防止され、かつ、切屑の排出方
向に一定の方向性を持たせることができる。
実施例のスローアウェイチップとの切削状態とを比較し
て、図33および図34により説明する。第1実施例の
スローアウェイチップにおいては、図33に示すように
台形状の凸部47の立ち上がり面48と、ワークWから
発生する切り屑82とが接触面Yにおいて面接触してい
るので接触面積が大きく、また、第4実施例のスローア
ウェイチップにおいては、図34に示すように凸部80
が球面状であるため、切屑82が凸部80と接触点Zに
おいて点接触することとなり、したがって、第1実施例
のものと比較して接触面積が小さく、切削抵抗が小さ
い。
チップは、サーメットより軟質の超硬合金製CVDコー
ティングスローアウェイチップに好適に用いられて、そ
の逃げ面摩耗を有効に防止することができる。図35は
使用後のスローアウェイチップの側面の状態を示してい
る。この図に示すように、スローアウェイチップの先端
部近傍は切削抵抗によって塑性変形するとともに、図3
5においてハッチングが施された範囲の逃げ面(側面
8)に摩耗が生じており、特に軟質の超硬合金製スロー
アウェイチップにおいては、この傾向が著しい。第4実
施例のスローアウェイチップにあっては、前述のように
球面状の凸部80を設けることにより、切削抵抗を軽減
し、逃げ面の摩耗を防止することができる。
ェイチップを用いて、第1実施例の形状(台形状の凸部
を有する形状)と第4実施例の形状(球面状の凸部を有
する形状)とにおける逃げ面摩耗幅を測定すると、図3
6に示すような結果が得られた。すなわち、ある程度以
上の切削時間が経過すると、サーメットに比して軟質の
超硬合金製チップに塑性変形が生じる傾向がある。この
ような塑性変形が進行すると、第1実施例のような切削
抵抗の大きな台形状の凸部を有するスローアウェイチッ
プでは急速に逃げ面摩耗が進行し、逃げ面摩耗幅が拡大
することが実験により確認されている。
のではなく、必須構成として記載された事項を逸脱しな
い範囲で変形して実施することができるのはもちろんで
ある。
は、略多角形板状の平面形状を有するスローアウェイチ
ップのブレーカ溝より内側に残存する中央部分からコー
ナー部へ向かってブレーカ溝中に突出する突出部を設け
るとともに、この突出部よりさらに突出する凸部を設け
てなり、該凸部は前記突出部より低く且つその周囲には
前記ブレーカ溝から立ち上がる傾斜状の第一立ち上がり
面が設けられ、前記突出部にはブレーカ溝から立ち上が
る傾斜状の第二立ち上がり面が設けられていて、該第二
立ち上がり面は平面視で前記コーナー部から離れるにし
たがって前記切刃から離れる方向へ傾斜しており、前記
突出部は略五角形状をなし、かつ、鋭角状の頂点を前記
コーナー部へ向けて配置されているので、低切り込み時
には第一立ち上がり面で切屑をカールさせて処理でき、
高切り込み時には凸部を乗り越えようとする切屑が凸部
及び第一立ち上がり面によって突出部に送られて第二立
ち上がり面でカールさせて処理でき、中間の切り込み量
では両方で切屑処理が行えることになり、低切り込みや
高切り込みでも切屑を一定方向に安定して排出すること
ができる。しかも第二立ち上がり面が切刃から離れてゆ
く構成であるために切り込みが深くなっても切屑詰まり
を起こしにくいという作用効果を奏する。さらに突出部
が五角形状となっているので、その稜線によって切屑を
加工面から離れる方向などの一定の方向へ案内すること
ができる。また凸部の上面を傾斜させることにより、高
切込み時の切屑にも切屑詰まりが生じることがない。ま
た凸部の形状を球面状とすることにより、切屑と点接触
させることができて切削抵抗を下げることができる。球
面状の凸部は、超硬合金にCVDコーティングを施して
なるスローアウェイチップに好適に用いられて逃げ面の
摩耗を有効に防止する。さらにまた、五角形の稜線が傾
斜していると、コーナー部から離れるにしたがってブレ
ーカ溝の幅を大きく確保することができ、したがって高
切込み時に切屑詰まりが生じ難い。なお切刃が曲線状を
なしていると、低切込み時の排出性が良好になり、ラン
ド部の幅が大きくなっていると、高切込み時における負
荷の大きい範囲を補強することができる。
る。
切屑処理範囲の実験結果を示す図表である。
の平面図である。
る。
切屑処理状態の説明図である。
理状態の説明図である。
態を示す側面図である。
ップの工具摩耗試験の結果を示す図表である。
ある。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 略多角形板状の平面形状を有し、その多
角形状をなす上下面の少なくとも一方の周囲に形成され
た切刃の内側にブレーカ溝が設けられたスローアウェイ
チップにおいて、前記ブレーカ溝より内側に残存する中
央部分からコーナー部へ向かってブレーカ溝中に突出す
る突出部を設けるとともに、この突出部よりさらにコー
ナー部へ向かって突出する凸部を設けてなり、該凸部は
前記突出部より低く且つその周囲には前記ブレーカ溝か
ら立ち上がる傾斜状の第一立ち上がり面が設けられ、前
記突出部にはブレーカ溝から立ち上がる傾斜状の第二立
ち上がり面が設けられていて、該第二立ち上がり面は平
面視で前記コーナー部から離れるにしたがって前記切刃
から離れる方向へ傾斜しており、前記突出部は略五角形
状をなし、かつ、鋭角状の頂点を前記コーナー部へ向け
て配置されていることを特徴とするスローアウェイチッ
プ。 - 【請求項2】 前記凸部の上面は、コーナー部へ向かっ
て徐々に高さが低くされた傾斜面となっていることを特
徴とする請求項1のスローアウェイチップ。 - 【請求項3】 前記凸部は球面状をなすことを特徴とす
る請求項1または2記載のスローアウェイチップ。 - 【請求項4】 前記突出部の前記鋭角を形成する二辺
が、前記コーナー部から離れるにしたがって前記切刃か
ら離れる方向へ傾斜していることを特徴とする請求項1
ないし3のいずれかに記載のスローアウェイチップ。 - 【請求項5】 前記切刃の一部が側面視において曲線状
をなすことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに
記載のスローアウェイチップ。 - 【請求項6】 前記切刃に沿って形成されたランド部の
幅が、前記コーナー部から所定距離離れた領域で他の領
域より広くされたことを特徴とする請求項1ないし5の
いずれかに記載のスローアウェイチップ。
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