JP2012000699A - 刃先交換型チップ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】略多角形状の平面形状を有する刃先交換型チップ1は、多角形の辺に相当する位置に設けられた直線状刃部11と、多角形の頂点に相当する位置に設けられた曲線状刃部21と、直線状刃部11と曲線状刃部21との間に設けられ、直線状刃部11に対して多角形の外側へ向かって張り出す張出刃部31とを備える。
【選択図】図3
Description
上記刃先交換型チップにおいて、張出刃部の曲率半径は、100μm以上30000μm以下であってもよい。
図1は、本発明の実施の形態1の刃先交換型チップ1の外観を示す斜視図である。図2は、図1に示す刃先交換型チップ1の平面図である。図1および図2に示すように、刃先交換型チップ1は、切削加工時に被削材の切り屑と接触するすくい面2と、切削加工時に被削材に接触する逃げ面4,5とを備える。図2に示すように、刃先交換型チップ1は、略多角形状の平面形状を有する。刃先交換型チップ1は、略四角柱状に形成されている。すくい面2は、略四角柱状の刃先交換型チップ1の上面を形成する。逃げ面4,5は、略四角柱状の刃先交換型チップ1の側面を形成する。
図10は、実施の形態2の刃先交換型チップ1の外観を示す斜視図である。実施の形態2の刃先交換型チップ1は、実施の形態1と同様に、左右勝手のないネガティブチップである。実施の形態2の刃先交換型チップ1は、すくい面2にチップブレーカ9が形成されていない点で、実施の形態1と異なっている。図10に示す刃先交換型チップ1は、ロウ付けによって工具に固定されてもよく、または取付用孔を形成し締結部材を使用して工具に固定されてもよい。
図11は、実施の形態3の刃先交換型チップ1の外観を示す斜視図である。図12は、実施の形態3の刃先交換型チップ1の断面拡大図である。図11および図12に示すように、実施の形態3の刃先交換型チップ1は、すくい角θ1がプラスであって、逃げ面4,5がすくい面2に対して鋭角をなし、かつ、すくい面2に対向する下面に対して鈍角をなして交差してくさび角θ3が鋭角となるように形成された、ポジティブチップである。ポジティブタイプの刃先交換型チップ1は、ネガティブタイプに比べると刃先強度が弱く、切れ刃の使用コーナ数も少なくなるものの、切れ味が良く、切削抵抗が小さくなる利点がある。
実施の形態1〜3の説明においては、左右勝手のない刃先交換型チップ1であって、直線状刃部11,12と曲線状刃部21との繋ぎ目の両方に張出刃部31,33が形成されている例について説明した。左右勝手のない刃先交換型チップ1の場合、左右両側の直線状刃部11,12と曲線状刃部21との繋ぎ目のいずれにも張出刃部31,33を設けるのが望ましい。
図20は、実施の形態5の刃先交換型チップ1が固定された工具50の平面図である。実施の形態5の刃先交換型チップ1は、実施の形態4と同様に、工具50の本体部を形成するボディ51の先端部に固定されている。ボディ51の他端側には、工具50を図示しないホルダに固定するための柄部分を形成するシャンク52が設けられている。図20には、切削加工時に被削材に対し工具50が相対的に移動する送り方向を、白抜き矢印で示している。切削加工時の被削材100に対し刃先交換型チップ1が軸方向に沿って相対的に移動する送り方向は、図20中に示す白抜き矢印の方向に設定されており、刃先交換型チップ1は逆方向へ移動しない。図20中の白抜き矢印方向に移動する刃先交換型チップ1を、左勝手と称する。
(試料)
WC−TiC(2.0重量%)−TaC(2.0重量%)−NbC(1.0重量%)−Co(6.5重量%)の組成に配合した原料粉末をボールミルで粉砕混合し、プレス成形した後、1450゜Cで1時間焼結した。その後、上下面をダイヤモンド砥石で研削し、SiCブラシですくい面からみて0.06mmのホーニングによる刃先処理を施した後、公知のCVD法を用いてTiN(0.3μm)/MT−TiCN(4.1μm)/TiBN(0.7μm)/κ−Al2O3(1.4μm)/TiN(0.4μm)の被覆層を形成し、住友電工ハードメタル(株)CNMG120408N−GU形状の超硬合金製刃先交換型チップを準備した。逃げ面形状は個別指示し、逃げ面は全周研磨無しとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、プレス成形時に所定の金型(臼)を用いて、主切刃と前切れ刃との両方に形成された。触針式輪郭形状測定機(ミツトヨ製CV−4000H、触針針先端半径25μm、針先端補正有)を測定器として使用し、形状測定を行なった。準備した実施例1の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表1に示す。左右両方の直線状刃部と曲線状刃部との繋ぎ目に、同形状の凸状の張出刃部を形成した。
表1に示す本発明品1A〜1Hと、比較品1I〜1Lとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:PCLNR2525−43(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:120m/min
送り:0.15mm/rev.
切り込み:1.5mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表2に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
WC−Cr3C2(0.3重量%)−Co(10.0重量%)の組成に配合した原料粉末をボールミルで粉砕混合し、プレス成形した後、1400゜Cで1時間焼結した。その後、上下面をダイヤモンド砥石で研削し、SiCブラシですくい面からみて0.05mmのホーニングによる刃先処理を施した後、公知のPVD法を用いてTiN(1.0μm)/TiAlN(3.0μm)/TiCN(0.2μm)の被覆層を形成し、JIS B4120−1998で規定された型番CNMA120408の超硬合金製刃先交換型チップを準備した。逃げ面は全周研磨無しとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、プレス成形時に所定の金型(臼)を用いて、主切刃と前切れ刃との両方に形成された。レーザー式非接触3次元形状測定機(キーエンス社KS−1100)を測定器として使用し、上面よりレーザ光を入射して走査し、逃げ面の形状を測定することにより、形状測定を行なった。準備した実施例2の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表3に示す。左右両方の直線状刃部と曲線状刃部との繋ぎ目に、同形状の凸状の張出刃部を形成した。
表3に示す本発明品2A〜2Hと、比較品2I〜2Lとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:PCLNR2525−43(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:100m/min
送り:0.10mm/rev.
切り込み:0.5mm
切削時間:2分間
切削油:なし
評価した結果を表4に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
サーメット製の刃先交換型チップである住友電工ハードメタル(株)T1200A TNMG160408N−SUを準備した。逃げ面形状は個別指示し、逃げ面は全周研磨無しとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、プレス成形時に所定の金型(臼)を用いて、主切刃と前切れ刃との両方に形成された。すくい面に対して平行な面から0.5mm下がった地点での切断面を埋込およびラッピングして観察することにより、形状測定を行なった。準備した実施例3の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表5に示す。
表5に示す本発明品3A,3Bと、比較品3Cとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:PTGNR2525−33(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:120m/min
送り:0.08mm/rev.
切り込み:0.6mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表6に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
サーメット製の刃先交換型チップである住友電工ハードメタル(株)T1200A TPGG110304L−SDを準備した。逃げ面形状は個別指示し、すくい面および逃げ面は全面研磨された。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、側面研磨時にダイヤモンド砥石を用いて形成された。実施例4の刃先交換型チップは勝手の有るチップであり、凸状の張出刃部は、前切れ刃のある逃げ面のみに形成され、主切り刃のある逃げ面には形成されなかった。形状測定方法は実施例1と同一とした。準備した実施例4の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表7に示す。
表7に示す本発明品4A,4Bと、比較品4Cとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:BBPT−216R18(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:80m/min
送り:0.05mm/rev.
切り込み:0.3mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表8に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
立方晶窒化硅素を主体とした焼結体をロー付けした工具である住友電工ハードメタル(株)の刃先交換型チップBN250 2NU−CNGA120404を準備した。逃げ面形状は個別指示し、逃げ面は全周研磨ありとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、ダイヤモンド砥石での側面研磨時に、主切刃と前切れ刃との両方に形成された。形状測定方法は実施例2と同一とした。準備した実施例5の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表9に示す。
表9に示す本発明品5A,5Bと、比較品5Cとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:PCLNR2525−43(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:100m/min
送り:0.04mm/rev.
切り込み:0.05mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表10に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
フライス加工用PVDコーティング超硬合金製の刃先交換型チップである住友電工ハードメタル(株)ACK300 SPMN423を準備した。逃げ面形状は個別指示し、逃げ面は全周研磨無しとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)はプレス成形時に形成された。形状測定方法は実施例2と同一とした。準備した実施例6の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表11に示す。
表11に示す本発明品6A,6Bと、比較品6Cとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:DPG4160R(住友電工ハードメタル(株)製)
試験方法:カッターにチップを1枚のみ取り付け、センターカットで正面フライス加工
切削速度:220m/min
送り:0.3mm/rev.
切り込み:2.0mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表12に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
WC−TiC(3.0重量%)−TaC(1.2重量%)−NbC(0.4重量%)−Co(5.0重量%)の組成に配合した原料粉末をボールミルで粉砕混合し、プレス成形した後、1420゜Cで1時間焼結した。その後、上下面をダイヤモンド砥石で研削し、SiC砥粒を用いたバレル処理にてすくい面からみて0.08mmのホーニングによる刃先処理を施した後、公知のCVD法を用いてTiN(0.3μm)/MT−TiCN(5.3μm)/TiBN(0.8μm)/α−Al2O3(3.4μm)/TiN(0.5μm)の被覆層を形成し、住友電工ハードメタル(株)CNMG120408N−LU形状の超硬合金製刃先交換型チップを準備した。逃げ面形状は個別指示し、逃げ面は全周研磨無しとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、プレス成形時に所定の金型(臼)を用いて、主切刃と前切れ刃との両方に形成された。形状測定方法は実施例1と同じとした。準備した実施例7の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表13に示す。左右両方の直線状刃部と曲線状刃部との繋ぎ目に、同形状の凸状の張出刃部を形成した。
表13に示す本発明品7A〜7Hと、比較品7I〜7Lとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:PCLNR2525−43(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:80m/min
送り:0.14mm/rev.
切り込み:1.2mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表14に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
WC−TaC(2.0重量%)−Cr3C2(0.2重量%)−Co(9.0重量%)の組成に配合した原料粉末をボールミルで粉砕混合し、プレス成形した後、1400゜Cで1時間焼結した。その後、上下面をダイヤモンド砥石で研削し、SiC弾性砥石ですくい面からみて0.05mmのホーニングによる刃先処理を施した後、公知のPVD法を用いてTiAlCrNとTiSiCrNとを20nmの厚みで積層した超多層膜(3.2μm)/TiArCrCN(0.2μm)の被覆層を形成し、JIS B4120−1998で規定された型番CNMA120404の超硬合金製刃先交換型チップを準備した。逃げ面は全周研磨無しとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、プレス成形時に所定の金型(臼)を用いて、主切刃と前切れ刃との両方に形成された。レーザー式非接触3次元形状測定機(キーエンス社KS−1100)を測定器として使用し、上面よりレーザ光を入射して走査し、逃げ面全体の形状を測定することにより、形状測定を行なった。準備した実施例8の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表15に示す。左右両方の直線状刃部と曲線状刃部との繋ぎ目に、同形状の凸状の張出刃部を形成した。
表15に示す本発明品8A〜8Hと、比較品8I〜8Lとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:PCLNR2525−43(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:95m/min
送り:0.09mm/rev.
切り込み:0.7mm
切削時間:2分間
切削油:なし
評価した結果を表16に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
TaC(2.0重量%)−NbC(4.0重量%)−Mo2C(8.0重量%)−WC(14.0重量%)−Co(7.5重量%)−Ni(7.5重量%)(残部TiCN)の組成に配合した原料粉末をボールミルで粉砕混合し、プレス成形した後、1480゜Cで1時間焼結した。その後、上下面をダイヤモンド砥石で研削し、ダイヤモンドブラシですくい面からみて0.06mmのホーニングによる刃先処理を施して、住友電工ハードメタル(株)TNMG160408N−FL形状のチップを準備した。逃げ面は全周研磨無しとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、プレス成形時に所定の金型(臼)を用いて、主切刃と前切れ刃との両方に形成された。すくい面に対して平行な面から0.5mm下がった地点での切断面を埋込およびラッピングして観察することにより、形状測定を行なった。準備した実施例9の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表17に示す。
表17に示す本発明品9A,9Bと、比較品9Cとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:PTGNR2525−33(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:115m/min
送り:0.08mm/rev.
切り込み:0.5mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表18に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
実施例9と同一組成のサーメット製の刃先交換型チップである住友電工ハードメタル(株)TPGG160404L−SDを準備した。逃げ面形状は個別指示し、すくい面および逃げ面は全面研磨された。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、側面研磨時にダイヤモンド砥石を用いて形成された。実施例10の刃先交換型チップは勝手の有るチップであり、凸状の張出刃部は、前切れ刃のある逃げ面のみに形成され、主切り刃のある逃げ面には形成されなかった。形状測定方法は実施例2と同一とした。準備した実施例4の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表19に示す。
表19に示す本発明品10A,10Bと、比較品10Cとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:BBPT−320R18(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:70m/min
送り:0.05mm/rev.
切り込み:0.5mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表20に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
立方晶窒化硅素を主体とした焼結体をロー付けした工具である住友電工ハードメタル(株)の刃先交換型チップBNC200 2NU−CNGA120404を準備した。逃げ面形状は個別指示し、逃げ面は全周研磨ありとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)は、ダイヤモンド砥石での側面研磨時に、主切刃と前切れ刃との両方に形成された。形状測定方法は実施例1と同一とした。準備した実施例11の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表21に示す。
表21に示す本発明品11A,11Bと、比較品11Cとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:PCLNR2525−43(住友電工ハードメタル(株)製)
切削速度:90m/min
送り:0.03mm/rev.
切り込み:0.08mm
切削時間:0.5分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表22に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
(試料)
フライス加工用CVDコーティング超硬合金製の刃先交換型チップである住友電工ハードメタル(株)ACK200 SPMN423を準備した。逃げ面形状は個別指示し、逃げ面は全周研磨無しとした。張出刃部(下表中には凸部と表記)はプレス成形時に形成された。形状測定方法は実施例2と同一とした。準備した実施例12の刃先交換型チップの張出刃部の形状を表23に示す。
表23に示す本発明品12A,12Bと、比較品12Cとについて、下記条件で切削評価を行い、加工面面粗度と加工面光沢とを評価した。
使用ホルダ:DPG4160R(住友電工ハードメタル(株)製)
試験方法:カッターにチップを1枚のみ取り付け、センターカットで正面フライス加工
切削速度:220m/min
送り:0.3mm/rev.
切り込み:2.0mm
切削時間:1分間
切削油:水溶性油
評価した結果を表24に示す。加工面面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した算術平均粗さRaで評価した。加工面光沢は、加工後の被削材の表面を目視による観察を行ない評価した。
Claims (13)
- 略多角形状の平面形状を有する刃先交換型チップであって、
多角形の辺に相当する位置に設けられた直線状刃部と、
多角形の頂点に相当する位置に設けられた曲線状刃部と、
前記直線状刃部と前記曲線状刃部との間に設けられ、前記直線状刃部に対して多角形の外側へ向かって張り出す張出刃部とを備える、刃先交換型チップ。 - 前記直線状刃部に対して前記張出刃部が張り出す高さは、2μm以上200μm以下である、請求項1に記載の刃先交換型チップ。
- 前記直線状刃部の延びる方向に前記張出刃部が延在する長さは、5μm以上500μm以下である、請求項1または請求項2に記載の刃先交換型チップ。
- 前記張出刃部は、前記直線状刃部に対して多角形の外側へ向かって最も大きく張り出す最大張出部を有し、
前記曲線状刃部は、前記最大張出部に繋がる、請求項1から請求項3のいずれかに記載の刃先交換型チップ。 - 前記張出刃部は、前記曲線状刃部に対して多角形の外側へ向かって張り出す、請求項1から請求項3に記載の刃先交換型チップ。
- 前記張出刃部は、曲線状の平面形状を有する、請求項1から請求項5のいずれかに記載の刃先交換型チップ。
- 前記張出刃部の曲率半径は、100μm以上30000μm以下である、請求項6に記載の刃先交換型チップ。
- 前記曲線状刃部が形成された多角形の頂点を前記直線状刃部とともに形成する第二の辺に相当する位置に設けられた、第二の直線状刃部を含み、
前記第二の直線状刃部と前記曲線状刃部との間に設けられ、前記第二の直線状刃部に対して多角形の外側へ向かって張り出す第二の張出刃部とを備える、請求項1から請求項7のいずれかに記載の刃先交換型チップ。 - 前記曲線状刃部が形成された多角形の頂点を前記直線状刃部とともに形成する第二の辺に相当する位置に設けられた、第二の直線状刃部を含み、
前記第二の直線状刃部は、前記曲線状刃部に直接繋がる、請求項1から請求項7のいずれかに記載の刃先交換型チップ。 - 切削加工時に被削材の切り屑と接触するすくい面と、被削材に接触する逃げ面とを備え、
前記張出刃部は、前記すくい面と前記逃げ面とが交差する稜線から前記逃げ面に亘って形成されている、請求項1から請求項9のいずれかに記載の刃先交換型チップ。 - 前記張出刃部は、前記稜線から0.2mm以上の範囲で前記逃げ面に亘って形成されている、請求項10に記載の刃先交換型チップ。
- 前記張出刃部は、前記稜線から前記逃げ面の全体に亘って形成されている、請求項10または請求項11に記載の刃先交換型チップ。
- 前記刃先交換型チップは、ネガティブチップである、請求項1から請求項12のいずれかに記載の刃先交換型チップ。
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