JP2005103733A - スローアウェイチップ及びピンミラーカッター - Google Patents

Abstract

【課題】 クランクシャフトを加工するスローアウェイチップ及び、ピンミラーカッターにおいて、スローアウェイチップの工具寿命を確保するできるスローアウェイチップ及びピンミラーカッターを提供する。
【解決手段】ピンミラーカッターのカッター本体１０の周面に形成されたチップ取付座３Ａ，３Ｂに装着される略四角形平板状をなすスローアウェイチップ５０において、上面５１と下面５２とに周接するすくい面５３が形成され、すくい面５３と上下面５１、５２との交差稜線部には切刃が形成されると共に、すくい面５３が下面５２側から上面５１側に向かうに従ってチップ本体５０の厚み方向と平行な軸線から離間する方向に傾斜させられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、往復式内燃機関に用いられるクランクシャフト等を加工する場合に用いて好適なスローアウェイチップ及びピンミラーカッターに関する。

周知のように、往復式内燃機関のクランクシャフト等を加工する工具としては、円環状をなす円環状のカッター本体と、カッター本体が取り付けられる取付部と、カッター本体の内周面と両端面とに脱着可能な状態で装着された複数のチップとから概ね構成されたピンミラーカッターが使用されている（特許文献１参照）。
図３は、このピンミラーカッターの一例を示すものである。図３に示すピンミラーカッターは、軸線Ｏ回りに回転させられる略円環状をなすカッター本体１と、このカッター本体１が取り付けられる取付部１Ａとを備えてなるものであり、カッター本体１の内周面１１に、第一のチップ取付座３Ａが複数形成され、カッター本体の両端面２Ａ、２Ｂに、複数の第二のチップ取付座３Ｂが形成されている。これら、第一チップ取付座３Ａと及び第二チップ取付座３Ｂとにスローアウェイチップ５０が装着されている。
図４に示されるように、ピンミラーカッターに使用されるスローアウェイチップ５０は、略四角形平板をなし、厚み方向の両端部の上下面５１、５２と、この上下面５１、５２に周接するすくい面５３と、このすくい面５３に隣接する側面５４とから形成され、側面５４の厚み方向の両端部には凸面形状に形成された曲面部５９、６０が形成されている。

また、図４（ｂ）に示されるように、側面５４の直線部の延長線と、上面５１の直線部の延長線との成す角度が鋭角とされると共に、この部分において曲面部５９が形成され、この側面５４の曲面部５９とすくい面５３との交差稜線部に曲線刃５５が形成されている。
さらに、側面５４の直線部の延長線と、下面５２の直線部の延長線とのなす角度が鈍角とされるとともに、この部分に曲面部６０が形成され、側面５４の曲面部６０とすくい面５３との交差稜線部に曲線刃５６が形成されている。
そして、すくい面５３と上下面５１、５２との交差稜線部には直線刃５８が形成されている。ここで、曲線刃５５と直線刃５８とがクランクシャフトのピン部を加工するピン刃とされている。また、曲線刃５６がクランクシャフトにおけるカウンターウェイト部の側面を加工するウェイブ刃とされる。

上記のように構成されたピンミラーカッターにおいて、第一のチップ取付座３Ａに装着されたスローアウェイチップ５０は、直線刃５８及び曲線刃５５のアキシャルレーキ角（軸方向すくい角）Ａが負とされ、ラジアルレーキ角（径方向すくい角）Ｒが負となるように、カッター本体１の内周面１１から突出させられている。
また、第二のチップ取付座３Ｂに装着されたスローアウェイチップ５０は、曲線刃５６のアキシャルレーキ角（軸方向すくい角）Ａが負とされ、ラジアルレーキ角（径方向すくい角）Ｒが負となるように、カッタ本体１の端面２Ａ、２Ｂから突出させられている。

このような、ピンミラーカッターにおいては、クランクシャフトのピン部とカウンターウエイト部を切削する際には、第一のチップ取付座３Ａ及び第二のチップ取付座３Ｂに装着されたスローアウェイチップ５０のいずれにおいても、アキシャルレーキ角及びラジアルレーキ角が負とされていることから、第一及び第二のチップ取付座に装着されたスローアウェイチップのいずれにも大きな切削抵抗が生じることになる。
特開平１−２５２３０２号公報（第１−３頁）

ところで、従来のピンミラーカッターにおいては、クランクシャフトの加工時において、スローアウェイチップに大きな切削抵抗が生じることから、スローアウェイチップに設けられた切刃の摩耗が激しく、チップ寿命が短いという問題が生じていた。
特に、クランクシャフトのピン部を加工するスローアウェイチップは、加工面と当接する部分が広いことから、切削時に生じる切削抵抗が大きく、スローアウェイチップの摩耗が特に激しいという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、クランクシャフトの加工において、スローアウェイチップに生じる切削抵抗の軽減を図り、チップの工具寿命を良くすることのできるスローアウェイチップ及びピンミラーカッターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、ピンミラーカッターのカッター本体の周面に形成されたチップ取付座に装着される略四角形平板状をなすスローアウェイチップにおいて、上面と下面とに周接するすくい面が形成され、該すくい面と前記上下面との交差稜線部には切刃が形成されると共に、前記すくい面が下面側から上面側に向かうに従ってチップ本体の厚み方向と平行な軸線から離間する方向に傾斜させられていることを特徴とする。

この発明に係るスローアウェイチップによれば、ピンミラーカッターに形成されたチップ取付座に装着すると、下面が逃げ面とされるとともに、すくい面に形成された切刃のラジアルレーキ角が正とされることから、切削時の切削抵抗が軽減されることになる。

請求項２に記載された発明は、軸線回りに回転される略円環状をなすカッター本体の周面に第一のチップ取付座が形成され、前記カッター本体の端面に第二のチップ取付座が形成されたピンミラーカッターにおいて、前記第一のチップ取付座には、請求項１に記載のスローアウェイチップが装着され、前記すくい面がカッター本体の回転方向前方に向けられて装着されると共に、前記下面がカッタ本体の内周面側に向けられて装着されていることを特徴とする。

この発明に係るピンミラーカッターによれば、スローアウェイチップのすくい面が下面側から上面側に向かうに従って、チップ本体の厚み方向と平行な軸線から離間する方向に傾斜させられていることから、スローアウェイチップが第一のチップ取付座に装着されると、第一のチップ取付座に装着されたスローアウェイチップのラジアルレーキ角が正とされ、切削時における切削抵抗が軽減される。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載のピンミラーカッターにおいて、前記すくい面が、カッター本体の径方向内方側から外方側に向かうにしたがって、前記回転方向後側に漸次後退して位置させられ、前記下面が前記カッター本体の前記回転方向後側に向かうにしたがって、漸次カッター本体の径方向内方から外方に傾斜して位置させられていることを特徴とする。

この発明に係るピンミラーカッターによれば、第一のチップ取付座に装着されたスローアウェイチップの下面が逃げ面とされ、すくい面のラジアルレーキ角が正とされることから、切削時の切削抵抗が軽減されることになる。

本発明によれば、クランクシャフトの加工において、クランクシャフトを切削する際に、スローアウェイチップに生じる切削抵抗を抑えることができるスローアウェイチップ及び、ピンミラーカッターを提供することができる。

以下、図１、図２を参照し、この発明の一実施形態について説明する。まず、スローアウェイチップが装着されるピンミラーカッターについて説明する。
なお、図１、図２の構成要素のうち、図３，４と同一の構成のものについては、同一符号を付してその説明を省略する。
ここで、ピンミラーカッターは軸線Ｏ回りに回転させられる軸線Ｏを中心とした略円環状に形成されているカッター本体１０と、クランクシャフトが架け渡されるチャックと、カッター本体１０の取付部とから略構成されている。
図１（a）,（ｂ）に示されるように、カッター本体１０の径方向内側を向く内周面１１には、複数の第一のチップ取付座３Ａが、カッター本体１０の周方向に沿って略等間隔に形成され、軸線Ｏ方向外方を向く端面２Ａ、２Ｂのうちそれぞれ内周面１１側には、複数の第二のチップ取付座３Ｂが、カッター本体１０の周方向に沿って略等間隔に形成されている。

カッター本体１０の内周面１１に形成された複数の第一のチップ取付座３Ａは、カッター本体１０の両端面２Ａ，２Ｂのうち一方の端面２Ａよりに形成されたものと、他方の端面２Ｂよりに形成されたものとが、カッター本体１０の周方向に交互に配置されている。
ここで、カッター本体１０の第一のチップ取付座３Ａ及び第二のチップ取付座３Ｂに装着されるスローアウェイチップ本体５０について説明する。
図２に示されるように、スローアウェイチップ本体５０は、略長方形平板（略四角形平板）をなすものであり、スローアウェイチップ本体５０の厚み方向の両端において、対向配置される互いに平行な上下面５１,５２と、スローアウェイチップ本体５０の長手方向の両端において対向配置される互いに平行な一対の側面５４と、スローアウェイチップ本体５０の短手方向の両端において対向配置される一対のすくい面５３とが設けられている。
ここで、図２（a）に示されるように、スローアウェイチップ本体５０の略中央部には、スローアウェイチップ本体５０がネジ止めされる際に用いられるクランプネジを挿通させてなるための挿通孔２６が、上下面５１、５２に略直交する方向、つまり、スローアウェイチップ本体５０の厚み方向に貫通するように形成されている。

図２（ｂ）は、スローアウェイチップ本体５０の短手方向（一対のすくい面５３、５３に直交する方向）に垂直な断面図である。
スローアウェイチップ本体５０の上下面５１、５２は、スローアウェイチップ本体５０の長手方向（一対の側面５４、５４に直交する方向）の両端部において、スローアウェイチップ本体５０の一対の側面５４に対してそれぞれ交差させられている。
この側面５４は、上記厚み方向の両端側部分において、上下面５１,５２に対してそれぞれ滑らかに接続するような凸曲面状の曲面部５９，６０とされている。

また、側面５４は、それぞれスローアウェイチップ本体５０の厚み方向に対して僅かに（例えば５度程度）傾斜させられている。
さらに、図２（ｂ）に示されるように、一方の側面５４の直線部の延長線と、下面５２の直線部の延長線との成す角度が鋭角（例えば、８５度程度）とされると共に、この部分に曲面部５９が形成され、また、上面５１の直線部の延長線との成す角度が鈍角（例えば、９５度程度）とされると共に、曲面部６０が形成されている。
他方の側面５４の直線部の延長線と、下面５２の直線部の延長線とのなす角度が鈍角（例えば、９５度程度）とされると共に、この部分に曲面部６０が形成され、また、上面５１の直線部の延長線との成す角度が鋭角（例えば、８５度程度）とされると共に、この部分に曲面部５９が形成されている。

ここで、側面５４の曲面部５９とすくい面５３との交差稜線部にはた曲線刃５５が形成されており、さらに、側面５４の曲面部６０とすくい面５３との交差稜線部には、曲線刃５６が形成されている。
そして、スローアウェイチップ本体５０には、一対のすくい面５３と上下面５１,５２との交差稜線上に直線刃（切刃）５８が形成されている。
即ち、一対の側面の曲面部５９、６０と一対のすくい面５３との交差稜線部に略凸曲線状をなすような曲線刃５５、５６がそれぞれ４つずつ形成されており、上下面５１、５２と、一対のすくい面５３との交差稜線部に、略直線状をなすような直線刃５８が計４つ形成されている。

図２（ｃ）は、スローアウェイチップ本体５０の長手方向に垂直な断面を示した図である。図２（ｃ）に示されるように、側面５３は、下面５２側から上面側５１に向かうに従って、漸次スローアウェイチップ本体厚み方向に平行な軸線から離間するように傾斜させられて形成されている。
即ち、すくい面５３と下面５２とのなす角度が９０°よりも小さい角度（例えば、８５°程度）で交差させられており、すくい面５３と上面５４とのなす角度が９０°よりも大きい角度（例えば、９５°程度）で交差させられている。
したがって、スローアウェイチップ本体５０の長手方向に垂直な断面は、略台形形状に形成されている。

このように形成されたスローアウェイチップ本体５０を、カッター本体１０の第一チップ取付座３Ａと第二チップ取付座３Ｂとに装着する。
なお、スローアウェイチップ本体５０は、上面５１をチップ取付座３Ａ，３Ｂに押圧固定することにより、チップ取付座３Ａ，３Ｂに装着される。

ここで、図１（ｂ）に示されるように、第一チップ取付座３Ａに装着されたスローアウェイチップ本体５０は、スローアウェイチップ本体５０に形成された４つの曲線刃５９のうち一つの曲線刃５９をカッター本体１０の内周面１１からカッター本体１０の径方向内周側に突出させる。さらに、図１（a）に示されるように、カッター本体１０の端面２Ａ又は端面２Ｂから上記軸線Ｏ方向外方へ突出させている。このため、この曲線刃５９に連設される直線刃５８がカッター本体１０の内周面１１から突出するように装着されている。
つまり、スローアウェイチップ本体５０を第一のチップ取付座３Ａに装着することにより、すくい面５３は、カッター本体１０の径方向内周方から外周方に向かうに従って、カッター本体１０の回転方向Ｔの後側に向かうように装着される。

また、下面５２は、カッター本体１０の回転方向Ｔの前方から後方に向かうに従って、漸次カッター本体１０の径方向内方から外方に向かうように装着されることになる。
このように、スローアウェイチップ本体５０が第一のチップ取付座３Ａに装着されると、すくい面５３に形成された直線刃５９のラジアルレーキＲが正とされる。
そして、このような突出状態に配置された曲線刃５９と直線刃５８とが、クランクシャフトにおけるピン部の外周面を加工する。

また、図１（a）、（ｂ）に示されるように、第一のチップ取付座３Ａに装着されたアキシャルレーキ角Ａは負とされ、また、第二のチップ取付座３Ｂに装着されたスローアウェイチップ本体５０のラジアルレーキ角Ｒ及びアキシャルレーキ角Ａはそれぞれ、負となるように装着される。
ここで、第二のチップ取付座３Ｂに装着されたスローアウェイチップ本体５０の曲線刃６０は、クランクシャフトのカウンターウェイト部を加工するウェイブ刃とされる。

ここで、上記のようにスローアウェイチップ本体５０が装着されたカッター本体１０は、加工機の取付部に、カッター本体１０の軸線Ｏが主軸と一致するように取り付けられ、チャックに架け渡されたクランクシャフトをカッター本体１０の内空部に貫通させた状態で、クランクシャフトの軸方向に沿って移動しながら、カッター本体１０の軸線Ｏを中心に自転するとともに、クランクシャフトの軸線回りを公転しながら、クランクシャフトを所定形状に加工する。

ここで、第一のチップ取付座３Ａに装着されたスローアウェイチップ本体５０の直線刃５８が、クランクシャフトのピン部を加工する際、すくい面５３のラジアルレーキ角Ｒが正とされていることから、スローアウェイチップ本体５０に生じる切削抵抗が軽減されることになる。
このように、スローアウェイチップ本体５０に生じる切削抵抗を軽減することができるため、スローアウェイチップ本体５０の摩耗を抑えることができ、スローアウェイチップ本体５０の工具寿命を長くすることができる。
特に、クランクシャフトを加工する際には、第一のチップ取付座３Ａに装着されたスローアウェイチップ５０が加工面と周接する面積は、第二のチップ取付座３Ｂに装着されたスローアウェイチップ本体５０が加工面と周接する面積よりも広いことから、第一のチップ取付座３Ａに装着されたスローアウェイチップ本体５０に生じる切削抵抗を軽減することは、スローアウェイチップ本体５０の工具寿命を長くすることに大きく貢献することになる。

なお、図２（ｂ）に一点鎖線に示されるように、スローアウェイチップ本体５０にブレーカが設けられたスローアウェイチップ本体５０を用いても良い。この場合、クランクシャフトのカウンターウェイト部を加工する際にも、切削抵抗が軽減されることになる。

以上説明したように、本発明によれば、クランクシャフトを加工する際に、スローアウェイチップ本体に生じる切削抵抗を軽減することができ、スローアウェイチップ本体の工具寿命を長くすることができ、少なくとも、スローアウェイチップ及び、ピンミラーカッターの分野において産業上の利用可能性が認められる。

本発明の実施形態に係るピンミラーカッターを示した図である。 本発明に係るスローアウェイチップを示した図である。 従来のピンミラーカッターを示した図である。 図３に示されたピンミラーカッターに装着される、従来のスローアウェイチップを示した図である。

符号の説明

１０ カッター本体
１１ カッター本体の内周面
５０ スローアウェイチップ
５１ 上面
５２ 下面
５３ すくい面
５４ 側面

Claims (3)

1. ピンミラーカッターのカッター本体の周面に形成されたチップ取付座に装着される略四角形平板状をなすスローアウェイチップにおいて、
   上面と下面とに周接するすくい面が形成され、該すくい面と前記上下面との交差稜線部には切刃が形成されると共に、前記すくい面が下面側から上面側に向かうに従ってチップ本体の厚み方向と平行な軸線から離間する方向に傾斜させられていることを特徴とするスローアウェイチップ。
2. 軸線回りに回転される略円環状をなすカッター本体の周面に第一のチップ取付座が形成され、前記カッター本体の端面に第二のチップ取付座が形成されたピンミラーカッターにおいて、
   前記第一のチップ取付座には、請求項１に記載のスローアウェイチップが装着され、
   前記すくい面がカッター本体の回転方向前方に向けられて装着されると共に、前記下面がカッター本体の内周面側に向けられて装着されていることを特徴とするピンミラーカッター。
3. 請求項２に記載のピンミラーカッターにおいて、
   前記すくい面が、カッター本体の径方向内方側から外方側に向かうにしたがって、前記回転方向後側に漸次後退して位置させられ、前記下面が前記カッター本体の前記回転方向後側に向かうにしたがって、漸次カッター本体の径方向内方から外方に傾斜して位置させられていることを特徴とするピンミラーカッター。
   
   

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