JPH11347803A - スローアウェイチップ及び突き加工用カッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主切刃の切削抵抗を抑えて欠損を防止し、加
工面精度を向上させる。 【解決手段】 突き加工に用いるスローアウェイチップ
１０は、着座面をなす下面１１と対向する上面１２との
間に側面１３を有する。上面１２と側面１３ａとの交差
稜線に主切刃２０を設ける。上面１２のコーナー部１５
ａを形成する二つの側面１３ａと１３ｂの交差稜線に直
線の仕上げ刃１７を設ける。主切刃２０は仕上げ刃１７
となす角度が鈍角γとなるように下面１１と平行な線に
対して角度α傾斜させる。カッタ本体２５の先端外周部
にチップ１０を装着して、主切刃２０を底刃としてリー
ド角αとし、仕上げ刃１７を外周刃として回転軸線Ｏと
平行にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばシリンダボ
ア加工等の穴加工に用いられ得る突き加工用カッタ及び
この突き加工用カッタに用いられ得るスローアウェイチ
ップに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、突き加工用カッタとして例えば図
１３に示すものがある。この突き加工用カッタ１は、回
転軸線Ｏを中心に回転するカッタ本体２の頭部２ａの先
端外周部に切刃チップ３が装着され、この切刃チップ３
はカッタ本体２の先端側に位置する底刃３ａとコーナー
部を挟んで外周側に位置する外周刃３ｂとが備えられて
いる。そして回転するカッタ本体２を回転軸線Ｏ方向に
移動させつつ、カッタ本体２の先端側に位置する底刃３
ａと外周側に位置する外周刃３ｂとによって、被削材４
の角部を切削加工して面取り等を行う。このような突き
加工用カッタ１を用いて、例えば図１４に示すように予
め加工された下穴に対してシリンダのボア加工を行う場
合、加工すべきシリンダボア５の内径寸法にほぼ等しい
切刃外径を備えたカッタ本体２を用いることとすると、
種々のシリンダボア５の内径寸法に応じた切刃外径を備
えたカッタ本体２が必要となり、切刃外径の相違する突
き加工用カッタ１を多数用意しなければならない。その
ため、通常、突き加工用カッタ１の切刃外径より大きい
内径寸法を備えたシリンダボア５等の穴加工を行う場
合、図１４に示すようにカッタ本体２を自転させつつ公
転させて切削加工するコンタリング加工が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
突き加工用カッタ１では、切刃チップ３の底刃３ａがカ
ッタ本体２の回転軸線方向Ｏ（突き加工方向）に直交す
る方向に延びているために、突き加工時に切削抵抗が大
きく底刃３ａが欠けやすいという欠点がある。特にシリ
ンダボア５等の穴加工を高速切削で行うために、カッタ
本体２の自転及び公転速度を増大させると一層切削抵抗
が増大して、底刃３ａが一層欠けやすくなるという問題
がある。

【０００４】本発明は、このような実情に鑑みて、高速
切削に耐えられ、切削抵抗を低減して切刃の欠損を抑制
することのできるスローアウェイチップ及び突き加工用
カッタを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるスローアウ
ェイチップは、多角形板状をなし、着座面と該着座面に
対向する上面とが設けられ、着座面と上面との間に端面
が形成されてなり、上面と一の端面との交差稜線に主切
刃が設けられ、上面のコーナー部を形成する二つの端面
の交差稜線に仕上げ刃が設けられてなるスローアウェイ
チップにおいて、主切刃は、仕上げ刃となす角度が鈍角
となるように着座面と平行な線に対して傾斜して形成さ
れ、仕上げ刃は、直線状または外側に突出する凸曲線状
に形成されていることを特徴とする。このスローアウェ
イチップが突き加工用カッタの先端外周部に装着され、
主切刃が底刃とされ仕上げ刃が外周刃とされれば、シリ
ンダボア等の切削加工に用いられて、主切刃による切削
の際にその傾斜によってリード角が設けられているため
に切屑が薄くなって切削抵抗が低減し、仕上げ刃によっ
て良好な仕上げ切削ができる。

【０００６】また、上面に主切刃の逃げ面が設けられ、
該逃げ面は逃げ角の異なる第一逃げ面と第二逃げ面を備
えていてもよい。主切刃が底刃として切削に供される
と、第一及び第二逃げ面によって加工面を擦過すること
がない。尚、主切刃の傾斜角αは０°より大きく、好ま
しくは５０°以下としてもよい。傾斜角αを制限するこ
とで、主切刃による切削加工時に切削抵抗で生じる背分
力によるカッタ本体の（加工面から離れる方向に生じ
る）たわみ、更にはこのたわみに起因する仕上げ加工時
の加工壁面の傾斜による不具合などが防止される。ま
た、仕上げ刃は着座面に略直交して形成されていてもよ
く、良好な仕上げ加工が得られる。

【０００７】また、本発明による突き加工用カッタは、
回転可能なカッタ本体の先端外周部に、コーナー部を挟
んで先端側に主切刃が設けられ、外周側に仕上げ刃が設
けられてなる突き加工用カッタにおいて、主切刃は、回
転軸線に直交する線に対してコーナー部に近づくに従っ
て基端側に傾斜して形成され、仕上げ刃は直線状または
外側に突出する凸曲線状に形成されていることを特徴と
する。突き加工用カッタの主切刃が底刃とされ仕上げ刃
が外周刃とされるから、コンタリング加工によりシリン
ダボア等の切削加工に用いられ、主切刃はその傾斜によ
ってリード角が設けられているから、切削時に切屑が薄
くなって切削抵抗が低減し、同時に仕上げ刃によって良
好な仕上げ切削ができる。尚、本発明によるスローアウ
ェイチップを突き加工用スローアウェイチップとして、
本発明による突き加工用カッタに装着してもよい。その
際、スローアウェイチップは縦刃として装着でき、着座
面が回転軸線に直交する方向に延びることになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
スローアウェイチップを図１乃至図４により説明する。
図１は実施の形態による突き加工用のスローアウェイチ
ップの平面図、図２は図１に示すスローアウェイチップ
のＡ方向側面図、図３は図１に示すスローアウェイチッ
プのＢ方向側面図、図４は図１に示すスローアウェイチ
ップのＣ−Ｃ線中央縦断面図である。図１乃至図３に示
す突き加工用のスローアウェイチップ１０（以下、突き
加工用チップという）は、例えばＣＢＮ焼結体またはダ
イヤモンド焼結体等からなり、略平行四辺形板状とされ
ている。このスローアウェイチップ１０は、着座面をな
す下面１１と、下面１１に対向する上面１２と、上下面
１２，１１間の４つの側面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄ（端面）とで概略形成され、上下面１２、１１の中
央を貫通してねじ挿通孔１４が穿孔されている（図４参
照）。図１に示す平面図で、上面１２の一対の鋭角のコ
ーナー部１５ａ、１５ｂの一方のコーナー部１５ａにお
いて、コーナー部１５ａを形成する二つの側面１３ａ，
１３ｂの交差稜線が仕上げ刃（外周刃）１７とされ、仕
上げ刃１７は下面１１に直交する直線状の切刃とされて
いる。そのため、この仕上げ刃１７で交差する一方の側
面１３ａがすくい面とされ、他方の側面１３ｂが逃げ面
とされている。

【０００９】また、上面１２において、側面１３ｂとの
交差稜線１８に沿って上面１２の一部が斜めにカットさ
れて平面視台形状の第一傾斜面１９とされ、この第一傾
斜面１９と仕上げ刃１７のすくい面をなす側面１３ａと
の交差稜線は主切刃２０とされている。第一傾斜面１９
は、図１に示す平面視で、主切刃２０から対向する側面
１３ｃに向けて漸次幅が狭くなるように形成されてい
る。図２に示すように、主切刃２０は下面１１に平行な
線に対する傾斜角がαとされ、仕上げ刃１７と鈍角γ
（＝９０°＋α）をなしてコーナー部１５ａで交差して
いる。ここで、傾斜角αは後述する突き加工用カッタに
装着されて主切刃２０のリード角とされることになり、
その大きさは、少なくとも０°より大きく５０°程度ま
でとするが、１０°〜２０°の範囲に設定することが好
ましい。また、図１に示す上面１２において、第一傾斜
面１９に隣接して、上面１２の一部が更に斜めにカット
されて第二傾斜面２１が形成されている。第二傾斜面２
１は主切刃２０に当接する位置を頂点として対向する側
面１３ｃに向けて漸次幅広となるように平面視略三角形
状に形成されていて、下面１１に平行な線に対する傾斜
角がαとされている。

【００１０】第一傾斜面１９及び第二傾斜面２０は、そ
れぞれ主切刃２０の逃げ面とされ、突き加工時に上面１
２を擦過しないように二段階にカットされている。即ち
第一及び第二傾斜面１９，２１の製作に当たっては、先
ず、主切刃２０の傾斜角αに沿ってチップ１０の上面１
２の稜辺部をコーナー部１５ａから隣接する鈍角のコー
ナー部１５ｃに向けて第二傾斜面２１が平面視で平行四
辺形となるようにカットし、ついで主切刃２０から下面
１１に向けて３°程度の傾斜角を以てコーナー部１５ｂ
方向に向けて漸次幅が狭くなるようにカットすることで
平面視略台形状の第一傾斜面１９が形成されることにな
る。この場合、主切刃２０に交差する方向の逃げ面は第
一傾斜面１９では３°程度となり、第二傾斜面２１では
０°となる。また、主切刃２０に沿う方向（主切刃２０
と平行な方向）の第一傾斜面１９の傾斜角は主切刃２０
の領域でα°とされ、コーナー部１５ｂの領域でα°よ
り若干（例えば３°程度）大きい角度となるように漸次
変化してねじれて形成されている。第二傾斜面２１の主
切刃２０に沿う方向の傾斜角はα°となる。尚、図１乃
至図４に示す実施の形態では、突き加工用チップ１０
は、コーナー部１５ａにのみ主切刃２０と仕上げ刃１７
が形成されているが、対向する２つのコーナー部１５
ａ、１５ｂにそれぞれ形成されていてもよいし、上下面
１２，１１両面の各１または２コーナー部にそれぞれ形
成されていてもよい。

【００１１】次にこの突き加工用のスローアウェイチッ
プ１０を装着した突き加工用カッタについて説明する。
図５及び図６に示す突き加工用カッタ２４（以下、カッ
タ２４という）は、例えば略円柱形状とされ、図示しな
い工作機械に把持されて回転軸線Ｏを中心に回転切削加
工するようになっている。カッタ２４の工具本体２３
は、先端部２５ａに回転軸線Ｏと同軸に円柱状の突部２
６が形成され、回転軸線Ｏと同軸にボルト穴２７が形成
されている。この先端部２５ａには、中央凹部２８ａが
突部２６に嵌合する頭部２８が装着され、頭部２８の挿
通孔２８ｂに挿通される頭付きボルト２９を工具本体２
３のボルト穴２７に螺合させることで、頭部２８と工具
本体２３とが着脱可能に一体とされている。以下、頭部
２８と工具本体２３を含めてカッタ本体２５という。そ
して、カッタ本体２５の外周面には、例えば一対の切屑
排出排出溝３０，３０が回転軸線Ｏを中心に対向して螺
旋状に形成されている（図５では省略されている）。頭
部２８の先端面２８ｃには、この切屑排出溝３０の先端
と交差する位置にそれぞれチップ取付座３２、３２が形
成され、これらチップ取付座３２，３２には、上述の突
き加工用チップ１０、１０が縦刃として装着されてい
る。

【００１２】即ち、図７に示すように、各チップ取付座
３２の底面３２ａにはチップ１０の着座面である下面１
１が位置すると共に二つの側壁３２ｂ、３２ｂには側面
１３ｃ、１３ｄが当接してねじ３３で締結させられてい
る。装着状態でチップ１０は上面１２がカッタ本体２５
の先端側に位置し、仕上げ刃１７が外周側に突出して回
転軸線Ｏとほぼ平行に位置して外周刃とされると共に、
仕上げ刃１７のすくい面をなす側面１３ａが切屑排出溝
３０の回転方向を向く壁面の先端に位置させられてい
る。そのため、図７に示す図５のＤ部拡大図から明らか
なように、下面１１が回転軸線Ｏに略直交して、主切刃
２０は頭部２８の先端面２８ｃの外周側に位置して底刃
を構成する。そして、主切刃２０の傾斜角αがリード角
とされ、このリード角αは実施の形態では、２０°に設
定されている。ここで、リード角αを０°より大きく設
定することで、突き加工時の切屑厚さが小さくなり、切
削抵抗を低減でき、主切刃２０の欠損を防止できる。リ
ード角αは５０°以下とすることが好ましく、５０°を
越えると切削時の背分力が大きくなりすぎ、加工面から
押し返されてカッタ本体２５が工作機械の把持部に対し
て先端側が撓んでしまい、仕上げ刃１７による精度の良
い仕上げ切削ができなくなる。リード角αは、１０°〜
２０°の範囲に設定することが好ましい。

【００１３】本実施の形態による突き加工用カッタ２４
は上述のような構成を備えているから、この突き加工用
カッタ２４を用いてコンタリング加工により、図１４に
示すようなシリンダボア加工を行う。図８に示すように
予め開けられた下穴４０に対して、突き加工用カッタ２
４を下方向（矢印Ｅ方向）に送りつつ回転軸線Ｏを中心
に自転させながら、下穴４０の内壁４０ａに沿って公転
させると、主切刃２０（底刃）で下穴４０の内壁４０ａ
を拡径すべく切削加工しつつ仕上げ刃１７（外周刃）で
加工壁面の仕上げ加工が施される。主切刃２０で、下穴
４０の内壁４０ａを切削加工する際、主切刃２０はリー
ド角αで傾斜させられているために、図８に示すように
従来の底刃３ａと比較して切屑の厚みｄが小さく、切削
抵抗が小さい。しかも第一及び第二逃げ面として第一及
び第二傾斜面１９，２１が設けられていることで逃げ面
で加工面を擦過することもない。

【００１４】そのため、主切刃２０による切削時に切刃
の欠損を抑止できる。しかもリード角αが５０°以下
（実施の形態では２０°）に抑えられているために、主
切刃２０を押し戻す方向に働く背分力が小さく、カッタ
本体２５の撓みが抑制されて高速で精密な切削加工がで
きる。また、仕上げ刃１７は直線状とされ、しかも回転
軸線Ｏとほぼ平行に配設されているから、主切刃２０に
よる背分力が小さいことも相まって、加工壁面の仕上げ
加工も精密にできる。しかも、突き加工用チップ１０と
してＣＢＮ焼結体やダイヤモンド焼結体等を採用してい
るから、高速でコンタリング加工することができ、切削
加工能率を向上できる。

【００１５】上述のように本実施の形態によれば、突き
加工用カッタ２４に設けられた突き加工用チップ１０の
主切刃２０にリード角αが設けられていることで切削抵
抗が小さく主切刃２０の欠損が抑制される。しかもリー
ド角αの大きさが抑えられていることでシリンダボア加
工時の背分力が小さくコンタリング加工時のカッタ本体
２５のたわみを抑制できて仕上げ刃１７で精密に仕上げ
加工できる上に高速でコンタリング加工できる。

【００１６】次に本実施の形態によるスローアウェイチ
ップ１０及び突き加工用カッタ２４の変形例を図９及び
図１０により説明するが、上述の実施の形態と同一の部
分には同一の符号を用いてその説明を省略する。図９に
示す第一変形例の突き加工用スローアウェイチップ４０
は突き加工用カッタ２４の部分断面図に示されており、
図において、カッタ本体２５の先端外周側に突出する仕
上げ刃４１（外周刃）は、上述の実施の形態と相違して
チップの外側即ちカッタ本体２５の外周側に突出する凸
曲線状に形成されている。この仕上げ刃４１は、主切刃
２０とコーナー部１５ａを介して接続されて先端側に位
置している。仕上げ刃４１は必ずしも二つの側面１８
ａ、１８ｂの交差稜線全体で構成されている必要はな
く、コーナー部１５ａに続いて部分的、即ち回転軸線Ｏ
と平行な方向に長さＬを有していればよく、それ以外の
稜線部分は直線状でもよい。

【００１７】この凸曲線状の仕上げ刃４１は、長さＬが
例えば０．１ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲であることが好ま
しい。しかも、高精度な仕上げ加工のために直径Ｒが１
０ｍｍ以上の円弧または凸曲線であることが好ましい。
仕上げ刃４１を上述のように構成することで、シリンダ
ボア５の内壁の仕上げ加工に際して、加工壁面に段が形
成されることなく滑らかな円筒面状に仕上げられる。

【００１８】次に図１０に示す第二変形例では、突き加
工用スローアウェイチップ４３の主切刃４４（底刃）が
凸曲線状に形成されている。この場合、主切刃４４とコ
ーナー部１５ａとの接続点における主切刃４４の接線に
よる主切刃４４の傾斜角をαとして、この傾斜角αが０
°を越えて５０°以下であればよい。主切刃４４をこの
ように凸曲線状に形成すれば、突き加工時の切削抵抗は
一層小さくなる。尚、スローアウェイチップ１０、４
０，４３において、主切刃４４と仕上げ刃４１をいずれ
も凸曲線状に形成することとしてもよい。

【００１９】次に図１１及び図１２に示す第三変形例で
は、突き加工用スローアウェイチップ４５のコーナー部
１５ａの部分が上下面１２、１１方向に亘って略板状に
切り欠けられて着座部４６とされ、この着座部４６に例
えば板状の切刃チップ４７がろう付け等で装着されてい
る。この場合、切刃チップ４７に仕上げ刃１７と主切刃
２０とが設けられている。この場合には、切刃チップ４
７だけをＣＢＮ焼結体、ダイヤモンド焼結体などで構成
すればよい。

【００２０】また、スローアウェイチップ１０，４０，
４３，４５等の形状は、実施の形態で示す平行四辺形板
状に限定されることなく、三角形板状や長方形板状など
各種多角形状のものを採用できる。尚、上述の説明で
は、カッタ本体２５に主切刃２０と仕上げ刃１７を備え
たスローアウェイチップ１０等を装着した突き加工用カ
ッタ２４について説明したが、主切刃２０，４４と仕上
げ刃１７，４１を備えていれば、ソリッドタイプの突き
加工用カッタや主切刃２０，４４と仕上げ刃１７，４１
を備えた切刃チップをカッタ本体に直接ろう付けした突
き加工用カッタ等でもよく、このような突き加工用カッ
タも本発明の突き加工用カッタに含められる。

【００２１】

【発明の効果】上述のように、本発明に係るスローアウ
ェイチップでは、主切刃は、仕上げ刃となす角度が鈍角
となるように着座面と平行な線に対して傾斜して形成さ
れ、仕上げ刃は、直線状または外側に突出する凸曲線状
に形成されているから、このスローアウェイチップが突
き加工用カッタの先端外周部に装着され、主切刃が底刃
とされ仕上げ刃が外周刃とされれば、切削加工に用いら
れて、主切刃による切削の際にその傾斜によってリード
角が設けられて切屑が薄くなって切削抵抗が低減し、仕
上げ刃によって良好な仕上げ切削ができる。

【００２２】また、上面に主切刃の逃げ面が設けられ、
該逃げ面は逃げ角の異なる第一逃げ面と第二逃げ面を備
えているから、主切刃が底刃として切削に供される際、
第一及び第二逃げ面によって加工面を擦過することがな
い。

【００２３】また、本発明による突き加工用カッタで
は、主切刃は、回転軸線に直交する線に対してコーナー
部に近づくに従って基端側に傾斜して形成され、仕上げ
刃は直線状または外側に突出する凸曲線状に形成されて
いるから、主切刃が底刃とされ仕上げ刃が外周刃とされ
てシリンダボア等の切削加工に用いられ、主切刃はリー
ド角が設けられていて切削時に切屑が薄くなって切削抵
抗が低減し、同時に仕上げ刃によって良好な仕上げ切削
ができ、高速切削によるコンタリング加工などができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態による突き加工用スロー
アウェイチップの平面図である。

【図２】 図１に示すスローアウェイチップのＡ方向矢
視図である。

【図３】 図１に示すスローアウェイチップのＢ方向矢
視図である。

【図４】 図１に示すスローアウェイチップのＣ−Ｃ線
断面図である。

【図５】 突き加工用カッタの側面図である。

【図６】 図５に示す突き加工用カッタの先端面図であ
る。

【図７】 図５に示す突き加工用カッタのチップ部分で
あるＤ部拡大図である。

【図８】 図７に示すカッタの主切刃による切削時の切
屑生成状態を示す図である。

【図９】 突き加工用スローアウェイチップの第一変形
例を示す、図７と同様な図である。

【図１０】 突き加工用スローアウェイチップの第二変
形例を示す、図７と同様な図である。

【図１１】 突き加工用スローアウェイチップの第三変
形例を示す平面図である。

【図１２】 図１１に示すチップのＦ方向矢視図であ
る。

【図１３】 従来の突き加工用カッタによる被削材の切
削加工状態を示す図である。

【図１４】 従来の突き加工用カッタによる被削材のコ
ンタリング加工状態を示す図である。

【符号の説明】

１０，４３，４５ 突き加工用スローアウェイチップ １１ 下面（着座面） １２ 上面 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 側面 １７，４１ 仕上げ刃（外周刃） １９ 第一傾斜面（第一逃げ面） ２０，４４ 主切刃（底刃） ２１ 第二傾斜面（第二逃げ面） ２４ 突き加工用カッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野中 博樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多角形板状をなし、着座面と該着座面に
   対向する上面とが設けられ、着座面と上面との間に端面
   が形成されてなり、前記上面と一の端面との交差稜線に
   主切刃が設けられ、前記上面のコーナー部を形成する二
   つの端面の交差稜線に仕上げ刃が設けられてなるスロー
   アウェイチップにおいて、 前記主切刃は、前記仕上げ刃となす角度が鈍角となるよ
   うに着座面と平行な線に対して傾斜して形成され、 前記仕上げ刃は、直線状または外側に突出する凸曲線状
   に形成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】 前記上面に主切刃の逃げ面が設けられ、
   該逃げ面は逃げ角の異なる第一逃げ面と第二逃げ面を備
   えていることを特徴とする請求項１記載のスローアウェ
   イチップ。
3. 【請求項３】 回転可能なカッタ本体の先端外周部に、
   コーナー部を挟んで先端側に主切刃が設けられ、外周側
   に仕上げ刃が設けられてなる突き加工用カッタにおい
   て、 前記主切刃は、回転軸線に直交する線に対して前記コー
   ナー部に近づくに従って基端側に傾斜して形成され、前
   記仕上げ刃は直線状または外側に突出する凸曲線状に形
   成されていることを特徴とする突き加工用カッタ。