JP2002200504A

JP2002200504A - 切削工具

Info

Publication number: JP2002200504A
Application number: JP2000402540A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Murata; 博道村田; Sadao Maeda; 定▲緒▼ 前田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】強度を低下させることなく、チップの刃先で
生じた切り屑を効率よく排出できる切削工具を提供す
る。【解決手段】すくい面３０２と逃げ面３０３との交差
位置にそれぞれ厚さ方向の切刃３０１が形成されたチッ
プ本体１を有し、チップ本体１の切刃部分５の厚みは、
チップ中央部２よりも小さくなっており、切刃部分５は
薄肉部６と、***部９を含んでなる切刃側厚肉部７とか
らなる。外周面１ｑにおける切刃側厚肉部７の形成範囲
内にて凹状のチップブレーカ部３０４が形成されてい
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、例えば突切り、溝
入れなどの切削加工に使用される切削工具に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】切削工具を用いて切削加工を行う際、生
じた切り屑の処理が問題となることが多い。切り屑が長
くひげ状に伸びた形で排出されると、これが被削材やチ
ップに絡まり加工がスムーズに行えなくなる場合があ
る。そこで、刃先で生じた切り屑が小さくカールして分
断されるような形状をチップに形成することがある。こ
のような、切り屑に作用を及ぼす部分を一般にチップブ
レーカという。また、このようなチップはスローアウェ
イチップとして構成することができる。

【０００３】略平行四辺形、略三角形状等の平面形状を
なすチップにおいては、切り屑を効率よく排出させるた
めに、切刃部分にチップ中央部よりも薄肉な薄肉部を形
成し、その薄肉部の先端側に***部を設け薄肉部に比べ
て厚肉な切刃側厚肉部を形成するといった方法が知られ
ている。***部及び薄肉部は原料から成形される段階で
形成されており、焼成後の研磨代を削減するという役割
も担っている。そして、この切刃部分の先端側における
チップ外周面に凹部を設け、これをチップブレーカとし
て機能させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記構成にお
いて、チップブレーカをチップ外周面の切刃から薄肉部
にわたる広範囲に形成した場合、切り屑を小さくカール
させるための応力が十分懸からず、切り屑が長く伸びて
しまうことがあった。また、チップブレーカとなる凹部
を広範囲にわたって形成させると、チップの強度が低下
するという問題も生じる。

【０００５】本発明の課題は、チップの強度を低下させ
ることなく、チップの刃先で生じた切り屑を効率よく排
出できる切削工具を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために本発明の切削工具は、全体として略
板状であり、その外周面には、周方向に隣接して形成さ
れるすくい面と逃げ面との対が１組又は前記周方向に沿
って複数組形成され、前記対をなすすくい面と逃げ面と
の交差位置にそれぞれ厚さ方向の切刃が形成されたチッ
プ本体を有し、その切刃部分には、チップ中央部に形成
される最も厚肉な部分の厚さとして定義されるチップ基
準厚みよりも小さい厚みを有する薄肉部が形成され、さ
らに、前記薄肉部の先端側には、一方又は両方の主面側
に***部が設けられることにより切刃側厚肉部が形成さ
れるとともに、前記外周面には、前記切刃側厚肉部の形
成範囲内にて凹状のチップブレーカ部が形成されている
ことを特徴とする。

【０００７】上記本発明の切削工具は、切り屑を効率よ
く排出させるために、切刃部分にチップ中央部よりも薄
肉な薄肉部を形成し、さらに、その薄肉部の先端側に隆
起部を設け薄肉部に比べて厚肉な切刃側厚肉部を形成す
る一方、その切刃側厚肉部の形成範囲内にてチップブレ
ーカを形成したものである。チップブレーカの形成範囲
を上記切刃側厚肉部に留めれば、チップのうち最も薄肉
の部分である薄肉部の面積を減らさずにすむため、強度
が著しく低下することはない。また、チップブレーカの
形成範囲を比較的狭い範囲内に留めることにより、切り
屑をカールさせるための応力が十分に働くようになり、
切り屑が長く伸びて被削材やチップに絡まったりするこ
とがなくなる。その結果、加工をスムーズに行うことが
できる。

【０００８】このような切削工具のチップ本体には、超
硬合金又はサーメットが構成素材として使用できる。こ
れらは、粉末冶金的手法で製造される強度、靭性共に優
れた焼結合金であり、微細な構造と高い機械的特性が要
求される本発明の切削工具のチップ本体に好適な材料で
ある。原料粉末を、プレス成形あるいは射出成形により
成形した粉末成形体を焼成することにより本発明の切削
工具のチップ本体を得ることができる。

【０００９】また、切刃側厚肉部の厚さは１〜３ｍｍと
することができ、その切刃側厚肉部のチップ本体の厚さ
方向における端面は、チップ基準厚み方向と垂直な基準
平面に対して、切刃部分の先端側に近づくほど切刃側厚
肉部の厚みを増加させる形で１〜４°傾斜した傾斜端面
とすることができる。

【００１０】本発明の切削工具は、例えば、微細な加工
を行う小型旋盤に好適に使用できる。この場合、切刃側
厚肉部の厚さは必要とされる切刃のサイズに合わせて上
記の値の範囲内に収めることができる。切刃の厚みが１
ｍｍ以下であると強度が不足するおそれがあり、３ｍｍ
以上であると微細な加工に使用することができない。ま
た、チップ中心部側にかけて切刃側厚肉部の厚みが減少
するように、切刃側厚肉部の厚さ方向における少なくと
も一方の端面に１〜４°のテーパーを形成すると、被削
材とチップとの間に切り屑が挟まることを防止でき、ス
ムーズに加工を行うことができるようになる。傾斜角度
が１゜未満であると効果が小さく、４°を超えると傾斜
端面の研磨加工代が大きくなりすぎ、コストアップを招
く。

【００１１】また、本発明の切削工具におけるチップ本
体はスローアウェイチップとして構成することができ
る。この場合、本発明の切削工具は、該スローアウェイ
チップとチップを取り付けるためのチップホルダとを有
するものとして構成できる。また、チップ本体の主面を
当接させる形にて取り付けるチップホルダの座面は、チ
ップ本体をホルダに取り付けて加工ワークに当接させる
方向に対して１〜４°傾斜した傾斜座面とすることがで
きる。

【００１２】先に述べた通り、本発明の切削工具におい
ては、切刃側厚肉部のチップ本体の厚さ方向における少
なくとも一方の端面を傾斜端面とすることができ、これ
により切り屑の排出を一層容易に行なうことができる。
もちろん、両端面を傾斜端面としてもよいが、この場
合、両面の研磨が必要となるためコスト面で不利とな
る。そこで、チップホルダのチップを取り付ける座面に
予め１〜４°のテーパーを形成し、片面のみを研磨によ
り傾斜端面とすれば、研削コストを低減させることがで
きる。例えば、図５に示すように、チップ側で２°、ホ
ルダ座面側で１°のテーパーを形成しておけば、チップ
を座面に取り付けた後、切削方向に対するテーパーは、
チップの厚さ方向の両端面において１°ずつのテーパー
を形成させた場合と同等の効果が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示すいくつかの例を参照して説明する。まず、図１は
本発明の一実施例である切削工具のチップ本体の斜視図
である。このチップ本体（以下、単にチップという）１
はスローアウェイチップとして構成されており、突切
り、溝入れ加工等に用いるためのものであり、例えば、
図１に示すように全体として略平行四辺形板状に形成す
ることができる。チップ１の外周面１ｑには、平行四辺
形の１組の対角位置の周方向に隣接して形成されるすく
い面３０２と逃げ面３０３との対が計２組形成されてお
り、対をなす各すくい面３０２と逃げ面３０３との交差
位置にそれぞれ厚さ方向の切刃３０１が形成されてい
る。

【００１４】チップ１の中央には、最も厚肉の中央部２
が、一方の主面側（以下、主Ａ面という）に段差状に突
出して設けられている。また、チップ１の１組の対角位
置には、中央部２から段差状に薄くなった切刃部分５が
形成されており、この切刃部分５は、主としてその中心
側の最も薄肉な部分の薄肉部６と、その薄肉部６より厚
い先端側の切刃側厚肉部７とから構成されている。つま
り、切刃側厚肉部７は主Ａ面側に***する***部９を含
んでなり（図３（ｂ）参照）、この***部９の厚さ分だ
け薄肉部６よりも厚くなっている。チップ１は、螺子止
めにより取り付けが可能となるように中央部２において
これを厚さ方向に貫通する螺子挿通孔４が形成されてい
る。また、その中央部２における主Ａ面１ｐは平坦とさ
れ、図４に示すホルダ１１の凹状の取付部１２にチップ
１を取り付けた際にチップ１を厚さ方向においてホルダ
１１に位置決めするための主面側基準面となっている。

【００１５】各すくい面３０２は、切刃３０１に連なる
領域として形成されている。それらすくい面３０２は、
外周面１ｑに凹状に形成されているチップブレーカ３０
４に含まれて形成されている。このチップブレーカ３０
４はチップ１の厚さ方向における端面、すなわち主面の
一方又は両方に開放した形状を有する。

【００１６】図２は図１で示したチップ１の側面図であ
る。チップ１のうち、最も厚肉の部分が中央部２に示さ
れる。段差状に薄く形成されている切刃部分５は、最も
薄肉の部分となっている薄肉部６と、切刃３０１にかけ
て***している切刃側厚肉部７とからなる。例えば、こ
のチップ１の切刃側厚肉部７の厚さを１〜３ｍｍにする
ことで、微細な加工を行う小型自動旋盤にも好適に使用
できる。切刃３０１の厚みが１ｍｍ以下であると強度が
不足するおそれがあり、３ｍｍ以上であると微細な加工
に適用し辛くなる。なお、図面上では理解のためチップ
の右勝手と左勝手とを無視している。

【００１７】図３は、図２に示す切刃部分５における切
刃側厚肉部７の拡大図である。（ａ）は主Ａ面側を上面
としたときの上面図であり、（ｂ）はチップブレーカが
形成されているチップ外周面１ｑを側面としたときの側
面図である。チップブレーカ３０４は、切刃３０１に隣
接して形成されるすくい面３０２を含み、切刃側厚肉部
７におけるチップ外周面１ｑに形成されている。そし
て、主Ａ面側及び主Ａ面の反対側の面（主Ｂ面とす
る）、すなわちチップ厚さ方向の両端面に開放した形状
となっている。

【００１８】切刃側厚肉部７における***部９には、主
Ｂ面に対して切刃３０１にかけて厚みが増加する形で傾
斜角度θ_１のテーパーが形成されている。これにより、
加工ワークとチップ本体との間に切り屑が挟まることを
防ぐことができる。傾斜角度θ_１はチップの強度、研削
コスト及びテーパーの効果等を考慮して、例えば、１〜
４°の範囲に設定することができる。

【００１９】上記チップ１を使用する場合には、図４に
示すように、チップホルダ（以下、ホルダという）１１
に取り付ける（これによりチップ１は、ホルダ１１とと
もに本発明の切削工具を構成する）。すなわち、ホルダ
１１の先端に設けられた取付部１２に、チップ１の外周
面を支持させる形で嵌め込む。そして、螺子１３で止め
ることにより、チップ１をホルダ１１に固定する。

【００２０】そして、このチップ１を固定した状態で、
図５（ａ）に示すように、例えば回転する被削材Ｗに対
して溝入れ加工を行う場合には、チップ１をホルダ１１
とともに矢印Ａ方向に押し付けて切削加工を行う。本実
施例においては、ホルダ１１は例えば短形断面を有する
角棒状に形成されており、ホルダ１１の長手方向に平面
状の基準面１１ａが形成されている。この基準面１１ａ
は、チップ１による切削方向（被削材Ｗに対するチップ
の送り方向）Ａを与えるものである。

【００２１】図５（ａ）で示されるように、被削材Ｗに
対するチップ１の逃げ角は主Ａ面及び主Ｂ面の両端面に
形成された形となっている。チップ１の主Ｂ面は、チッ
プ１の厚さ方向に対して垂直な平面であり、図３（ｂ）
で示す主Ａ面側の***部９のように傾斜が設けられてい
ないが、図５（ｂ）で示されるように、ホルダ座面１２
ａを傾斜させれば切削方向Ａに対する角度を与えること
ができる。例えばθ_３及びθ_４をそれぞれ１°にするた
めには、チップ１の***部９における傾斜角度θ_１を２
°、ホルダ座面１２ａの傾斜角度θ_２を１°とすればよ
い。その際、図３（ｂ）に示されるように、切刃３０１
と主Ｂ面とのなす角度が（９０−（θ_１／２））°とな
るように作製すると、切刃３０１が被削材Ｗに対して垂
直に当接する形となる。θ_３及びθ_４はθ_１及びθ_２に
よって決定される。なお、図５（ｂ）において基準面１
１ａに対するホルダ座面１２ａの傾斜方向は、チップ１
の取り付け方向等に基づいて決定されるため１方向に限
定されない。

【００２２】また、切削時において図６（ａ）及び
（ｂ）に示すように、すくい面３０２を含む凹部は、切
削に伴い発生する切り屑Ｄへのチップブレーカとして作
用する。（ａ）は本発明の切削工具のチップ１における
チップブレーカ形成範囲を示す図である。対して、
（ｂ）は本発明外の従来例である。（ｂ）に示す従来例
において、すくい面３０２を含む凹状のチップブレーカ
３０４ｂは、チップ１の切刃３０１から薄肉部６におよ
ぶ外周面１ｑに形成されている。この場合、切刃３０１
にて発生した切り屑Ｄは、（ａ）に示す本発明品よりも
形成範囲の広いチップブレーカ３０４ｂによって応力を
受けてカールしようとする。しかし、形成範囲が広いた
めに作用する応力が集中しにくく、切り屑Ｄはチップ外
周面に沿って長く伸びたものとなって排出される傾向と
なる。その結果、旋盤周辺の構造物の配置状態によって
は、切り屑の絡み付き等が生じやすくなる場合がある。

【００２３】他方（ａ）に示す本発明品においては、チ
ップブレーカ３０４ａはチップ１の切刃３０１から切刃
側厚肉部７の形成範囲内にて、外周面１ｑに凹状に形成
されている。切刃３０１にて発生した切り屑Ｄは、すく
い面３０２を含んで形成されている形成範囲の狭いチッ
プブレーカ３０４ａより応力受けてカールしようとす
る。チップブレーカ３０４ａの形成範囲は狭く、作用す
る応力が集中するため切り屑Ｄは小さくカールして排出
される傾向となり、上記のような問題を生じにくくな
る。

【００２４】なお、本発明は実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の態様
で実施できることはいうまでもない。例えば、本実施例
においては、略平行四辺形状のチップ１を示したが、略
三角形状としたり、台形状あるいは正方形状とするな
ど、各種平面形状を有する板状に形成できる。また、図
８に示すように凹状に形成されたチップブレーカ３０４
に突起部３０５を設けてもよい。このようにすると、切
り屑に作用する応力をこれら突起部３０５に集中させる
ことができ、切り屑が長く伸びることを防止することが
できる。

【００２５】上記チップ１は、例えば超硬合金やサーメ
ット等の金属−セラミック複合材料により構成され、粉
末冶金的手法によって製造できる。厚さ方向のダイプレ
ス成形法、あるいは射出成形法により原料粉末を成形し
て粉末成形体を作り、これを焼成することにより得られ
る。

【００２６】具体的には、例えば、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合
金を使用する場合はＷＣ８０〜９５質量％とＣｏ５〜１
０質量％とに、結合材としてパラフィン系樹脂を約２質
量％加え、スプレードライ法等により造粒した原料粉末
が使用できる。そして、この原料粉末をダイプレス装置
に充填する。この際に、図７（ｂ）に示すように予め隆
起部９を備える構造を形成することにより、後の研削加
工の量が少なくて済む。これらの３次元構造は、複数の
割型を用いる多軸のプレス機を用いたダイプレス成形
法、あるいは射出成形法などの公知の方法により得るこ
とができる。

【００２７】例えば、ダイプレス成形法を採用して原料
成形体を得る場合には、図９に示すような中央部２に対
応した上下１対の割型２８２、切刃部分５に対応した上
下１対の割型２８３を備えた分割ダイプレス装置を使用
するとよい（特開平１１−１５６６０６号公報に記載の
方法が好適に採用できる）。得られた原料成形体に必要
に応じて樹脂抜きを施し、これを焼成してチップ素材を
作製し研削を行うことにより本発明の切削工具のチップ
本体１を得る。また研削時には、前述した切刃３０１及
び***部９における所望の傾斜を設けることができる。

【００２８】切刃部分５に***部９を備えた構造である
ので、突切り、溝入れ等の用途に応じてその寸法（切刃
側厚肉部７の厚み）を精度良く仕上げる場合の研削部分
（同図の斜線部）は、図７（ｂ）に示すように***部９
の表面のみでよい。他方、***部９を備えていない
（ａ）に示す例では、その主Ａ面側において、切刃部分
５の表面全体（同図の斜線部）を研削する必要があり、
コスト増は避けられないので望ましくない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の切削工具におけるチップ本体の一実施
例の斜視図。

【図２】図１に示すチップ本体の側面図。

【図３】図１に示す切刃部分５における切刃側厚肉部７
の拡大図。

【図４】チップホルダの一実施例を示す図。

【図５】被削材、チップ本体及びチップホルダ座面の角
度関係を示す図。

【図６】チップ本体におけるチップブレーカの形成範囲
を示す図。

【図７】チップの必要研削位置を表す模式図。

【図８】チップブレーカ形状の変形例。

【図９】分割ダイプレス装置の概略図。

【符号の説明】

１チップ本体（スローアウェイチップ）２中央部５切刃部分６薄肉部７切刃側厚肉部９ ***部１１チップホルダ１２ａホルダ座面３０１切刃３０２すくい面３０３逃げ面３０４、３０４ａ、３０４ｂチップブレーカ１ｐ主面１ｑ外周面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体として略板状であり、その外周面に
は、周方向に隣接して形成されるすくい面と逃げ面との
対が１組又は前記周方向に沿って複数組形成され、前記
対をなすすくい面と逃げ面との交差位置にそれぞれ厚さ
方向の切刃が形成されたチップ本体を有し、その切刃部分には、チップ中央部に形成される最も厚肉
な部分の厚さとして定義されるチップ基準厚みよりも小
さい厚みを有する薄肉部が形成され、さらに、前記薄肉部の先端側には、一方又は両方の主面
側に***部が設けられることにより切刃側厚肉部が形成
されるとともに、前記外周面には、前記切刃側厚肉部の形成範囲内にて凹
状のチップブレーカ部が形成されていることを特徴とす
る切削工具。
【請求項２】前記チップ本体が超硬合金又はサーメッ
トからなる請求項１記載の切削工具。
【請求項３】前記切刃側厚肉部の厚さが１〜３ｍｍで
ある請求項１又は２に記載の切削工具。
【請求項４】前記切刃側厚肉部の前記チップ本体の厚
さ方向における端面は、前記チップ基準厚み方向と垂直
な基準平面に対して、前記切刃部分の先端側に近づくほ
ど前記切刃側厚肉部の厚みを増加させる形で１〜４°傾
斜した傾斜端面となっている請求項１ないし３のいずれ
かに記載の切削工具。
【請求項５】前記チップ本体は、スローアウェイチッ
プとして構成されており、該スローアウェイチップと、
該スローアウェイチップが着脱可能に取り付けられるチ
ップホルダとを有する請求項１ないし４のいずれかに記
載の切削工具。
【請求項６】前記チップ本体の前記主面を当接させる
形にて取り付ける前記チップホルダの座面は、前記チッ
プ本体をホルダに取り付けて加工ワークに当接させる方
向に対して１〜４°傾斜した傾斜座面となっている請求
項５記載の切削工具。