JP2010105134A - Cutting edge exchange type chip and method for working the chip - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高精度切削とコスト削減を両立させる切削工具用の刃先交換式チップと、そのチップを高精度に加工するための加工方法に関する。 The present invention relates to a blade-tip replaceable tip for a cutting tool that achieves both high-precision cutting and cost reduction, and a processing method for processing the tip with high accuracy.
切削工具用の刃先交換式チップ(以下では単にチップと言う)は、焼結品が主流をなしている。その焼結品のチップで切れ刃を構成した切削工具を用いて精密加工を行う際は、精度を高めた研磨級チップが使用される。ところが、その研磨級チップは、加工コストが高い。そこで、安価な無研磨チップを高精度切削に適用するための様々な工夫がなされている(例えば、下記特許文献1)。
Sintered products are the mainstream of cutting edge replaceable tips for cutting tools (hereinafter simply referred to as “tips”). When precision machining is performed using a cutting tool having a cutting edge made of a sintered product chip, a polishing grade chip with higher accuracy is used. However, the polishing grade chip has a high processing cost. Therefore, various ideas have been made to apply an inexpensive non-polishing tip to high-precision cutting (for example,
下記特許文献2に開示されたチップも同様の工夫を必要とする。この特許文献2のチップは、側面の上側部分(この発明ではこれを側面上部という)を逃げ面として使用し、側面の下側部分(これを側面下部という)をカッタボディにチップを装着するときの径方向位置決め用の支持面として使用する。また、主切れ刃を構成する稜線(上面と側面が交差した位置の稜線)も湾曲しており、形状が複雑である。そのために、切れ刃の高位置精度が要求されるときには、全周研磨(側面の全域の研磨)を行なう必要があった。
The chip disclosed in
無研磨チップは、安価であるがこれを高精度切削に適用するときには様々な工夫が要求され、チップ形状も制限される。例えば、特許文献2が開示しているチップは、形状が複雑なため、位置決めブロックの支持面にチップの側面を確実に沿わせるのが難しくてセット姿勢が1°以上ばらつく。このばらつき(角度ずれ)が原因でチップの側面上部と側面下部の位相がずれると、チップをカッタボディに装着したときに刃先位置がばらついて高精度切削が望めない。
An unpolished tip is inexpensive, but when it is applied to high-precision cutting, various ideas are required, and the tip shape is also limited. For example, since the chip disclosed in
従って、刃先の高位置精度が要求されるときには、全周研磨(側面の全域の研磨)を行なう必要があり、研磨時間が長くなることによる生産性の低下とそれによるコストアップが避けられなかった。 Therefore, when high positional accuracy of the cutting edge is required, it is necessary to perform all-round polishing (polishing of the entire side surface), and it is inevitable that the productivity is lowered and the cost is increased due to the longer polishing time. .
この発明は、高精度切削が可能な刃先交換式チップの生産性を向上させてコスト低減を図ること、及び、そのチップの加工精度を高めることを課題としている。 This invention makes it the subject to improve the productivity of the blade-tip-exchange-type chip | tip which can perform high precision cutting, aiming at cost reduction, and raising the processing precision of the chip | tip.
上記の課題を解決するため、この発明においては、上面と側面との間の稜線で主切れ刃を構成し、上面をすくい面にして使用する切削工具用の焼結品の刃先交換式チップについて、主切れ刃の逃げ面となす側面上部を研磨面、チップ位置決め用の支持面となす側面下部を焼結肌(いわゆる黒皮)が残された無研磨面となした。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, a cutting edge replaceable tip of a sintered product for a cutting tool used by forming a main cutting edge with a ridge line between an upper surface and a side surface and scooping the upper surface The upper part of the side surface serving as the flank of the main cutting edge was a polished surface, and the lower part of the side surface serving as the support surface for chip positioning was a non-polished surface with a sintered skin (so-called black skin) left.
このチップは、好ましい形態として、無研磨面で構成される前記側面下部を、研磨面で構成される側面上部との間に段差を生じさせて研磨面の延長上にある仮想面よりも内側に入り込ませたものが考えられる。 As a preferable form, this chip has a side difference between the lower portion of the side surface constituted by the non-polished surface and the upper portion of the side surface constituted by the polished surface, and is located inside the virtual surface on the extension of the polished surface. It is possible that something has entered.
研磨面で構成される側面上部と無研磨面で構成される側面下部は、両者の位相のずれが小さいほど好ましく、下記するこの発明の加工方法で側面上部を研磨したチップは、その位相のずれを15′以下に抑えることができる。 It is preferable that the phase difference between the upper side surface composed of the polished surface and the lower side surface composed of the non-polished surface is as small as possible. Can be suppressed to 15 'or less.
この発明の刃先交換式チップの加工方法は、この発明のチップの側面上部を研磨する際の加工方法であって、研磨する前のチップを位置決めブロックで位置決めした後、チャック治具で保持し、次いで、保持されたチップの研磨する前の側面上部の正常姿勢からの角度ずれ量を測定し、その測定結果から求めた補正値を取り込んで側面上部の研磨を行なう。ここで言う正常姿勢とは、測定の基準となす姿勢であり、砥石との関係が一定している。 The blade tip replaceable chip processing method of the present invention is a processing method when polishing the upper side surface of the chip of the present invention, and after positioning the chip before polishing with a positioning block, it is held by a chuck jig, Next, the angle deviation amount from the normal posture of the upper side surface before polishing of the held chip is measured, and the correction value obtained from the measurement result is taken in to polish the upper side surface. The normal posture mentioned here is a posture used as a reference for measurement, and the relationship with the grindstone is constant.
前記側面上部の角度ずれ量の測定は、チャック治具で保持したチップの研磨する前の側面上部と研磨用砥石との間のギャップを検出し、検出したギャップの基準ギャップからのずれ量を求めてそのずれ量を角度換算する方法で行なうことができる。 The amount of angular deviation of the upper side surface is measured by detecting the gap between the upper side surface of the chip held by the chuck jig before polishing and the grinding stone for polishing, and determining the amount of deviation of the detected gap from the reference gap. The amount of deviation can be converted into an angle.
この方法でのギャップの検出は、チャック治具で保持したチップを、そのチップの中心を支点にして定位置で左回り方向と右回り方向に回転させ、このときの、側面上部の一端と他端が研磨用砥石に接触するまでの回転角からチップ中心の座標を演算し、演算したその座標と前記側面上部の一端又は他端の回転角をチップ中心の正常位置での座標及び正常姿勢のときの回転角と照合して行なう。 In this method, the gap is detected by rotating the tip held by the chuck jig counterclockwise and clockwise at a fixed position with the center of the tip as a fulcrum. The coordinates of the tip center are calculated from the rotation angle until the end contacts the grinding wheel, and the calculated coordinates and the rotation angle of one end or the other end of the upper side of the side are the coordinates at the normal position of the tip center and the normal posture. Check against the current rotation angle.
この発明の、刃先交換式チップは、側面上部を研磨し、側面下部は焼結肌を残したままにしている。従って、全周研磨に比べると側面の研磨面積が減少し、研磨加工の時間短縮による生産性の向上、それによるコスト低減が図れる。 In the blade tip replaceable tip of this invention, the upper part of the side surface is polished and the lower part of the side surface is left with a sintered skin. Therefore, compared with the all-round polishing, the side polishing area is reduced, and the productivity can be improved by reducing the polishing time, thereby reducing the cost.
なお、無研磨面を研磨面の延長上にある仮想面よりも内側に入り込ませたものは、側面上部が例えば曲面で構成されるときにもチップ座の座側面で支える側面下部は平面で構成することができ、カッタボディに設けるチップ座の加工を容易化し、併せて、チップの側面下部の着座安定性を高めることが可能になる。 In addition, when the non-polished surface is inserted inside the virtual surface on the extension of the polished surface, the lower side surface supported by the seat side of the chip seat is a flat surface even when the upper side surface is configured with a curved surface, for example It is possible to facilitate the processing of the chip seat provided in the cutter body, and at the same time, it is possible to improve the seating stability of the lower portion of the side surface of the chip.
また、側面上部(研磨面)と側面下部(無研磨面)の位相のずれが15′以下のチップは、チップをカッタボディに装着したときの刃先精度のばらつきが小さくて工具の加工精度が向上する。 In addition, inserts with a phase shift of 15 'or less between the upper side (polished surface) and lower side (non-polished surface) have less variation in cutting edge accuracy when the tip is mounted on the cutter body, improving the tool machining accuracy. To do.
次に、この発明のチップの加工方法は、側面上部を研磨する前に、その側面上部の正常姿勢からの角度ずれ量を測定し、その角度ずれ量を補正して側面上部の研磨を行なう。この角度ずれ量の補正により、研磨が正確になされて研磨後の側面上部の位置精度が高まる。 Next, according to the chip processing method of the present invention, before the upper side surface is polished, the angle deviation amount from the normal posture of the upper side surface is measured, and the upper side surface is polished by correcting the angular deviation amount. By correcting the angle deviation amount, the polishing is performed accurately, and the positional accuracy of the upper side surface after polishing is increased.
また、チップをカッタボディに装着するときのチップの位置決めは側面下部を用いてなされるので、刃先位置をばらつかせるチップの側面上部と側面下部の位相のずれは小さいほどよい。この発明の方法によれば、研磨時のチップの姿勢が安定してチップの側面上部の位置精度の低下が抑えられるので、チップの側面上部と側面下部の位相のずれも小さくなり、チップをカッタボディに装着したときの刃先位置のばらつきが抑えられて工具の加工精度が向上する。 Further, since the positioning of the tip when the tip is mounted on the cutter body is performed using the lower portion of the side surface, it is better that the phase shift between the upper portion of the side surface and the lower portion of the side surface that causes the cutting edge position to vary is smaller. According to the method of the present invention, since the posture of the chip during polishing is stabilized and a decrease in the positional accuracy of the upper part of the side surface of the chip is suppressed, the phase shift between the upper part of the side surface of the chip and the lower part of the side surface is reduced. The variation of the cutting edge position when mounted on the body is suppressed, and the machining accuracy of the tool is improved.
以下、添付図面の図1〜図10に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。図1〜図5は、この発明の焼結品のチップ(刃先交換式チップ)の実施の形態を示している。図示のチップ1(刃先交換式チップ)は、基本構成が前掲の特許文献2で提案しているチップと共通するものであって、湾曲した上面2と、4つのコーナを有する略長方形の平坦な底面3と、その底面3の平行な2辺に連なる2つの側面4,4と、底面3の他の平行な2辺に連なる2つの端面5,5と、縦長の2つの主切れ刃6,6と、対角コーナ部に配置される2つの副切れ刃7,7と、上面2のコーナに形成される4つのノーズ部8−1〜8−4と、チップ中心に設けるクランプ用の取り付け穴9と、カッタボディのチップ座で支える支持面10,11を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 of the accompanying drawings. 1 to 5 show an embodiment of a sintered article chip (blade tip replaceable chip) according to the present invention. The illustrated tip 1 (blade replaceable tip) has a basic configuration in common with the tip proposed in the above-mentioned
側面4,4は、側面上部4aと側面下部4bの2領域からなる。側面上部4aは上面2との間に主切れ刃6となる稜線を作り出す面であってこの発明ではこの側面上部4aを研磨面で構成している。
The
側面下部4bは、底面3と交差する面であり、側面上部4aの下側に配置されている。この側面下部4bは、側面上部4aに対して段差をもって連ならせており、側面上部4aの延長上にある仮想面Vfよりも内側に入り込んだ面になっている。側面上部4aに対して段差なしで単に角度をもって連なる側面下部も考えられるが、側面上部4aに対して段差をもって連なる側面下部は、側面上部を研磨することによる面積変化が起こらなくて好ましい。
The
主切れ刃6は緩やかに湾曲した刃になっている。その主切れ刃6を上面2との間に作り出す側面上部4aは曲面の含まれた面になっている。これに対し、側面下部4bは平面で構成されており、この側面下部4bを前記支持面10として利用してカッタボディに装着したチップの径方向位置決めがなされる。
The
その側面下部4bについては焼結肌が残された無研磨面にしており、そのために、図示のチップの場合、側面の研磨領域が全周研磨を行なうときに比べてほぼ半減する。
The side surface
端面5は、対角コーナに偏った部分が他の部分よりも突出しており、その突出した部分の端面Efが上面2と交差した位置の稜線が副切れ刃7となっている。また、突出していない部分の端面は平面で構成され、前記支持面11としてカッタボディ上でチップを軸方向に位置決めするのに利用される。例示のチップは、副切れ刃7の逃げ面となる部分、すなわち、上述した突出した部分の端面Efについても研磨を行っている。
In the
上述した通り、チップの研磨領域を側面の上側のみとすることができ、研磨に要する時間が短縮されてチップの生産性向上、コスト低減の効果がさらに高まっている。 As described above, the polishing region of the chip can be set only on the upper side, and the time required for polishing is shortened, and the effects of improving the productivity and reducing the cost are further increased.
このチップ1は、側面下部4bと端面5を無研磨面で構成した点が前掲の特許文献2のチップと異なる。側面上部4aと側面下部4bの位相のずれは15′以下であり、従来の全周研磨品と置き換えて高精度加工用として使用することができる。
This
なお、図示のチップはあくまでも一例にすぎない。この発明は、側面の上側部分が逃げ面、下側部分が位置決めのための支持面として使用されるチップのすべてに適用される。 Note that the illustrated chip is merely an example. The present invention is applicable to all chips in which the upper portion of the side surface is used as a relief surface and the lower portion is used as a support surface for positioning.
図1のチップ1を装着した切削工具の一例を図6に示す。図に示すようにカッタボディ21の先端外周にチップ座22が周方向に間隔をあけて複数設けられており、そのチップ座22に、上記チップ1がクランプねじ23でクランプして装着されている。
An example of a cutting tool equipped with the
その装着は、副切れ刃7が工具の最先端に、主切れ刃6が最外周にそれぞれ位置し、主切れ刃6のアキシャルレーキが正、副切れ刃7のラジアルレーキが負となり、主切れ刃によって加工されるコーナの壁面が工具の軸心と平行、副切れ刃7によって加工されるコーナの底面が工具の軸心とほぼ直角になるように行われる。
The
このときのチップの工具径方向の位置決めは、チップの切削に関与しない側の側面下部4bをチップ座22の座側面に当接させることによってなされる。また、軸方向の位置決めは、切削に関与しない側の端面5(支持面11となす部分)をチップ座22の座側面に当接させることによってなされる。
The positioning of the tip in the tool radial direction at this time is performed by bringing the
次に、上記チップ1の側面上部4aを研磨加工するための方法を、図7〜図10を参照して説明する。側面上部4aの研磨は、チップ1を位置決めした後に実施されるが、チップの位置決めは、図7に示すように、曲面の含まれた側面上部4aを位置決めブロック30の支持面31上にセットすることによって行なわれるので、セット過程において不可避の位置決め誤差が発生する。その状態で側面上部4aを研磨すると、位置決め誤差の影響が現われて側面上部4aと側面下部4bとの間に1°以上の角度ずれが発生する。その角度ずれは、チップをカッタボディに装着したときに刃先位置をばらつかせる。
Next, a method for polishing the side surface
この発明の加工方法は、その問題の解決策として開発されたものであって、研磨する前のチップ1を図7に示すように位置決めブロック30で位置決めし、その後、図8に示すようにチャック治具(アンビルチャックなど)32で保持する。
The processing method of the present invention has been developed as a solution to the problem, and the
次いで、保持されたチップ1の研磨する前の側面上部4aの正常姿勢からの角度ずれ量を測定する。その測定は、研磨する前の側面上部4aと研磨を行なう砥石33との間のギャップg(図9)を検出し、検出したギャップの基準ギャップからのずれ量を求めてそのずれ量を角度換算する方法で行なわれる。
Next, the amount of angular deviation from the normal posture of the
ギャップgの検出は、図9(a)、(b)に示す方法で行える。この図9の方法は、チップ1を保持したチャック治具32を予め定められたギャップ測定位置(定位置)に移動させ、その位置で中心を支点にしてチップ1を左回り方向と右回り方向に回転させ、このときの、側面上部4aの一端と他端が砥石33に接触するまでの回転角を求める。そしてその回転角からチップ中心Oの座標を演算し、演算したその座標と前記回転角をチップ中心の正常位置での座標及び正常姿勢のときの回転角と照合する。
The gap g can be detected by the method shown in FIGS. In the method of FIG. 9, the
例えば、正常姿勢での右回りの回転角がθに設定されているとして実際の回転角が(θ+Δθ)であった場合(チップ中心Oは正常位置からずれていないと仮定する)、チップの角度は本来の角度からΔθずれていることになる。そこで、チャック治具の姿勢を制御してそのずれ角Δθを補正し(図10参照)、補正後に砥石33を切り込ませて側面上部4aの研磨を行なう。
For example, when the clockwise rotation angle in the normal posture is set to θ and the actual rotation angle is (θ + Δθ) (assuming that the chip center O is not deviated from the normal position), the chip angle Is deviated from the original angle by Δθ. Therefore, the posture of the chuck jig is controlled to correct the deviation angle Δθ (see FIG. 10), and after the correction, the
これにより、研磨後の側面上部4aと研磨されていない側面下部4bの位相のずれが極めて小さくなる。実際に、従来最大で63′あった位相のずれがこの方法で15′以下に縮小された。標準偏差も従来が17.4′に対し、この発明の方法では5.8′と極めて小さくなった。
As a result, the phase shift between the polished side surface
なお、ギャップ測定位置で回転させたチップ1が砥石33に接触したことは、接触音を検出する方法で確認することができる。
In addition, it can confirm that the chip |
このように、この発明の加工方法を用いれば、側面下部4bとの間に大きな位相差(角度ずれ)を生じさせずにチップの側面上部4aを研磨することができ、全周研磨品と比較して遜色のない性能を得ながら側面下部4bに無研磨面を残すことで研磨面積の削減を図ることが可能になり、高精度加工用チップの生産性の向上、コスト削減を図ることが可能になる。
Thus, if the processing method of this invention is used, the side surface
図1に示したチップの場合、全周研磨は、1個当たりにほぼ300秒の時間を費やす。これに対し、側面上部のみの研磨は約100秒で可能であり、研磨時間がほぼ1/3に短縮された。これによる生産性の向上とコスト削減の効果は極めて大きい。 In the case of the chip shown in FIG. 1, the entire circumference polishing takes approximately 300 seconds. On the other hand, the polishing of only the upper part of the side surface was possible in about 100 seconds, and the polishing time was reduced to almost 1/3. The effect of improving productivity and reducing costs is extremely great.
1 刃先交換式チップ
2 上面
3 底面
4 側面
4a 側面上部
4b 側面下部
5 端面
6 主切れ刃
7 副切れ刃
8−1〜8−4 ノーズ部
9 取り付け穴
10、11 支持面
21 カッタボディ
22 チップ座
23 クランプねじ
30 位置決めブロック
31 支持面
32 チャック治具
33 砥石
Vf 仮想面
θ 回転角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blade-tip-
Claims (6)
研磨する前の刃先交換式チップ(1)を位置決めブロック(30)で位置決めした後、チャック治具(32)で保持し、次いで、保持された刃先交換式チップ(1)の研磨する前の側面上部(4a)の正常姿勢からの角度ずれ量を測定し、その測定結果から求めた補正値を取り込んで側面上部(4a)の研磨を行なう刃先交換式チップの加工方法。 It is a processing method when grind | polishing the said side surface upper part (4a) of the blade-tip-exchange-type chip | tip in any one of Claims 1-3,
After the blade tip replaceable tip (1) before polishing is positioned by the positioning block (30), it is held by the chuck jig (32), and then the side surface before polishing of the held blade tip replaceable tip (1) A processing method for a blade-tip-exchangeable chip, in which the amount of angular deviation from the normal posture of the upper part (4a) is measured, and the correction value obtained from the measurement result is taken in to polish the side surface upper part (4a).
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Legal Events
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Effective date: 20110524 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20121113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20130312 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |