JP2519797Y2 - スローアウェイチップ - Google Patents

スローアウェイチップ

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JP2519797Y2
JP2519797Y2 JP10800791U JP10800791U JP2519797Y2 JP 2519797 Y2 JP2519797 Y2 JP 2519797Y2 JP 10800791 U JP10800791 U JP 10800791U JP 10800791 U JP10800791 U JP 10800791U JP 2519797 Y2 JP2519797 Y2 JP 2519797Y2
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正之 叶澤
陽一 石川
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、切削工具の工具本体
に着脱自在に取り付けられるスローアウェイチップに係
り、詳しくは、切刃のノーズ部の寿命が長くて経済性に
優れたスローアウェイチップに関する。
【0002】
【従来の技術】被削材の切削加工に使用される切削工具
として、近年、工具ホルダに板状のスローアウェイチッ
プ(以下、チップと称する。)を着脱自在に装着したい
わゆるスローアウェイ式切削工具が盛んに使用されてい
る。ここで、この種の工具に使用されるチップにあって
は、切刃のノーズ部で生成される切屑の処理能力の向上
を図るため、ノーズ部に連なるすくい面上にブレーカが
形成される場合が少なくない。そして、このようなブレ
ーカを設ける態様には、切刃のノーズ部をほぼ2等分す
る方向へ延びる突条ブレーカを設ける例と、ノーズ部の
近傍に独立して島状ブレーカを設ける例との2種類が存
在する。
【0003】図16〜図22は、上述した2態様のブレ
ーカのうち突条ブレーカを備えたチップの一例を示す図
である。これらの図において1はチップ、2はチップ1
のすくい面、3はチップ1の逃げ面であって、これらす
くい面2と逃げ面3との交差稜線部にノーズ部4を有す
る切刃5が形成されている。そして、すくい面2上に
は、切刃5のノーズ部4をほぼ2等分する方向へ延びる
突条ブレーカ6が形成され、その先端は、すくい面2と
対向する側から平面視した際にノーズ部4の頂点Pに向
かって突出する凸曲面7に形成されている。この凸曲面
7は、突条ブレーカ6の上面6aを基準として描いた等
高線h1〜h4から明らかなように、その曲率半径がすく
い面2から突条ブレーカ6の上面6aへ向かうほど減少
するように形成されている。しかも、凸曲面7上を通過
する等高線h1〜h4の曲率中心O1〜O4は、突条ブレー
カ6の上面6aと直交する一の直線L上に配置され、こ
れにより凸曲面7は円錐面の一部をなしている。このよ
うに、突条ブレーカ6の先端に円錐面の一部を構成する
凸曲面7が設けられたチップ1を、以下、第1の従来例
と称する。そして、このような第1の従来例に属するチ
ップとしては、実開昭59−191201号、実開昭5
6−2302号に記載されたものが知られている。
【0004】一方、図23〜図28に示すチップ10
は、ノーズ部4の近傍のすくい面2上に、当該すくい面
2から突出する島状ブレーカ11が形成されてなるもの
で、この例の島状ブレーカ11は、等高線h1〜h4から
明らかなように、球状面の一部をなすように形成されて
いる。このような島状ブレーカ11を有するチップ10
を以下第2の従来例と称する。そして、かかる第2の従
来例に属するチップとしては、実開昭52−93984
号、実開平2−104904号、実開昭54−3899
7号に記載されたものが知られている。
【0005】また、図29〜図36に示すチップ20
は、第1の従来例と同様、すくい面2上にノーズ部4を
2等分する方向へ延びる突条ブレーカ21が形成された
ものであるが、突条ブレーカ21の先端形状が異なる。
すなわち、第1の従来例では、突条ブレーカ6の先端の
凸曲面7が、すくい面2と対向する側からの平面視でノ
ーズ部4の頂点Pへ向けて円弧状に突出しているが、こ
の例のチップ20では、突条ブレーカ21の先端に形成
される凸曲面22が、図34〜図36に示すように突条
ブレーカ21の延在方向と直交する断面視でチップ20
の上方へ円弧状に突出するように形成されている。そし
て、この凸曲面22の上記断面上での曲率半径はノーズ
部4の頂点Pへ向かうほど減少せしめられ、これによ
り、凸曲面22の上端稜線22a(図29、30参照)
がすくい面2へ向けて徐々に落ち込むようになってい
る。このような突条ブレーカ21を有するチップ20を
以下第3の従来例と称する。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】ところで、上述した第
1〜第3の従来例に係るチップ1、10、20では、切
刃5のノーズ部4での切屑処理性能の改善を目的として
ブレーカ形状に工夫が凝らされているものの、切刃5の
ノーズ部4以外の部分の切削性能や寿命には十分な配慮
がなされていなかった。
【0007】また、ノーズ部4に関しても、その寿命や
切屑処理性能に関して未だ改良の余地があった。すなわ
ち、第1の従来例に示すチップ1では、図17、図24
及び図30を比較すれば明らかなように、突条ブレーカ
5の先端(凸曲面7)の立ち上がりが他の従来例よりも
急であるため、切削速度や切込みを大きくした場合に切
屑の詰まりが生じ易く、切屑詰まりによって切刃欠損が
発生してノーズ部4の寿命が損なわれるおそれが大き
い。この切屑詰まりを防止するには、突条ブレーカ5の
凸曲面7全体をノーズ部4から遠ざける必要があるが、
この場合には切削速度や切込み量が微小な領域で切屑が
ブレーカに衝突しなくなり、所望の切屑処理性能が得ら
れなくなる不都合が生じる。
【0008】これに対して、第2の従来例では、ブレー
カの立ち上がりが緩やかになるために、ブレーカ11の
先端をノーズ部4に接近させても切屑詰まりが生じるお
それが少なく、比較的広い範囲で良好な切屑処理性能を
発揮させることができる。しかも、島状ブレーカ11の
位置を変化させたり、複数設けたりすることにより、円
滑な切屑処理が可能な範囲を一層拡大できる。しかしな
がら、この第2の従来例では、島状ブレーカ11の体積
が第1の従来例よりも遥かに小さく、しかも、すくい面
2上で孤立しているので、切屑との擦過によって島状ブ
レーカ11の摩耗が早期に進行し、この結果、所望の切
屑処理性能が早期に得られなくなって切屑が長く伸び、
切屑の絡み付きによってノーズ部4が損傷するおそれが
高まる。
【0009】また、第3の従来例も、ブレーカ先端の凸
曲面22の立ち上がりが緩やかなために切屑詰まりが生
じにくいものの、突条ブレーカ21の全長に占める凸曲
面22の割合が大きく、ブレーカ体積が第1の従来例よ
りも特に先端側で小さくなるため、第2の従来例と同様
に摩耗が早期に進行してノーズ部4の寿命が早く尽き
る。この考案は、このような背景の下になされたもの
で、切屑処理性能を犠牲にすることなく、切刃のノーズ
部及びノーズ部以外の部分を有効に使用して全体の寿命
を延ばすことができるチップを提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの考案は、すくい面と逃げ面との交差稜線部に、少
なくとも一のノーズ部を有する切刃が形成されてなるス
ローアウェイチップであって、上記切刃の上記ノーズ部
に連なるすくい面上に、当該ノーズ部をほぼ2等分する
方向へ延びる突条ブレーカが形成され、この突条ブレー
カは、その先端に、上記すくい面と対向する側から平面
視した際に上記切刃の上記ノーズ部の頂点に向かって突
出する凸曲面を有し、この凸曲面は、当該凸曲面上を通
過する等高線の曲率半径が上記すくい面から当該突条ブ
レーカの上端へ向かうに連れて漸次減少し、かつ、上記
等高線の曲率中心が当該突条ブレーカの上端に向かうに
連れて上記切刃の上記ノーズ部の頂点から漸次離間する
ように形成され、上記切刃のノーズ部の後方には補助刃
部が当該ノーズ部の後端に連続させて形成され、これら
ノーズ部及び補助刃部に連なるすくい面のうち、少なく
とも上記補助刃部に連なるすくい面上にはランド部が形
成され、上記補助刃部に連なるランド部のランド幅は、
上記ノーズ部側のランド幅よりも広くなるように定めら
れてなるものである。ここで、ノーズ部にはランド部が
設けられているか否かを問わない。また、ノーズ部にラ
ンド部が設けられない場合のノーズ部側のランド幅は0
であり、この場合には補助刃部にランド部が形成されて
いさえすれば、補助刃部に連なるランド部のランド幅が
ノーズ部側のランド幅よりも大きいという条件が満たさ
れる。
【0011】
【作用】上記構成によれば、切刃のノーズ部側において
は、突条ブレーカの先端が、すくい面と対向する側から
平面視した際に切刃のノーズ部頂点に向けて突出する凸
曲面によって形成されているので、突条ブレーカの先端
部の体積が上述した第1の従来例と同様に十分確保され
て早期摩耗が防止される。しかも、凸曲面の曲率半径が
突条ブレーカの上端に向かう程減少するとともに、曲率
中心が突条ブレーカの上端へ向かう程ノーズ部の頂点か
ら後退しているので、ブレーカ先端の立ち上がり方が緩
やかになり、この結果、ブレーカの先端上部がノーズ部
から十分に離れて切削速度や切込み量が大きい領域での
切屑詰まりが防止される一方、ブレーカの先端下部がノ
ーズ部に十分接近して切削速度や切込み量が小さい領域
でも切屑が確実にブレーカと衝突してその分断が促進さ
れる。
【0012】そして、ノーズ部の後方には当該ノーズ部
に連続して補助刃部が形成されているので、ノーズ部の
寿命が尽きた後も、例えば面取り加工など、ノーズ部で
は行わない他の種類の加工を補助刃部で行うことによっ
てチップの寿命が一層延びる。しかも、補助刃部に連な
るすくい面上にランド部が設けられているので、補助刃
部の強度が高くなって、欠損等によるチップ寿命の短縮
化も防がれる。
【0013】なお、補助刃部に必ずランド部を設けるよ
うにしたのは、ノーズ部と補助刃部との使われ方の違い
による。すなわち、切刃のノーズ部は専ら軽切削乃至中
切削領域で使用されるために、特にランド部を設けなく
とも十分な切刃強度を得ることができるが、ノーズ部の
後方に配置される補助刃部は、ノーズ部を持たないため
に、被削材の角部や突起など、被削材表面から突出する
部分の切削を担当することとなって比較的大切込みで使
用されるため、その負荷も大きく、ランド部を設けなけ
れば十分な切刃強度を確保できないためである。従っ
て、ノーズ部にもランド部を付ける場合には、より高負
荷がかかる補助刃部側のランド幅をノーズ部側よりも大
きく設定することが必要となる。
【0014】
【実施例】以下、図1〜図14を参照して、本考案の一
実施例を説明する。まず、図1〜図5を参照して本実施
例に係るチップの概略構成を説明する。これらの図に示
すように、本実施例に係るチップ30は、サーメットや
超硬合金等の硬質材料を平面視して略平行四辺形状をな
す平板状に成形してなるもので、厚さ方向に並ぶ一対の
上下面31、32と、この上下面31、32の周囲に配
置される4つの周面33…と、当該チップ30を厚さ方
向に貫いて上下面31、32の中心位置に開口する取付
孔34とを有している。
【0015】上面31は、取付孔34の周囲に設けられ
て取付孔34の軸線と直交する方向に延びる平坦なボス
面35と、ボス面35から一段低められたすくい面36
とを有し、これらすくい面36と周面33との交差稜線
部に所望の曲率半径で湾曲するコーナ部37を備えた切
刃38が形成されている。従って、この例では周面33
が逃げ面を構成することとなる。そして、周面33は上
面31のボス面35と直交する平面に形成され、これに
よりチップ30はいわゆるネガティブ形状をなしてい
る。なお、以上では上面31について説明したが、下面
32も上面31と同一形状、同一寸法に形成されてい
る。従って、以下では、上面31についての説明がその
まま下面32にも適用されるものとする。
【0016】切刃38のノーズ部37に連なるすくい面
36上には、ノーズ部37をほぼ2等分する方向へ延び
る突条ブレーカ39が形成されている。この突条ブレー
カ39の後端側は、ノーズ部37の後端部37aへ向け
て膨らむ第1の拡幅部40を介してボス面35に連なっ
ている。そして、これら第1の拡幅部40の上面40a
及び突条ブレーカ39の上面39aはボス面35と面一
をなす平坦面に形成されている。なお、第1の拡幅部4
0は、切刃37の後端部37aで生成される切屑をカー
ルさせるための障壁40bを提供するとともに、上面3
1を工具ホルダ(図示略)への着座面とした際の着座面
積を増大させてチップの安定性を高めるために設けられ
たものである。このような着座面積の増大の観点から、
ボス面35は上面31の各辺中央へ向けて突出する突出
部41を有し、さらにチップ30の鈍角端C2の近傍に
は、第1の拡幅部40あるいは突条ブレーカ39よりも
やや小型の第2の拡幅部42及び突条部43が形成さ
れ、これらの上面42a、43aはボス面35と面一を
なす平坦面に形成されている。
【0017】突条ブレーカ39の側方には、すくい面3
6から突条ブレーカ39の上面39aへ向けて立ち上が
る側壁44が形成され、これら側壁44はすくい面36
から上面39aへ向かうほど突条ブレーカ39の幅方向
中心側へ後退する傾斜面をなしている。そして、突条ブ
レーカ39の先端には、すくい面36と対向する側から
平面視した際にノーズ部37の頂点Pに向かって突出す
る凸曲面45が形成されている。
【0018】図6〜図14に示すように、凸曲面45
は、ボス面35を基準として描いた等高線h1〜h5のう
ち凸曲面45上を通過する4本の等高線h1〜h4(等高
線h1は上面39の周縁に一致する。)の曲率半径が、
すくい面36から突条ブレーカ39の上面39aへ向か
うに連れて漸次減少し、かつ、等高線h1〜h4の曲率中
心O1〜O4が突条ブレーカ39の上面39aへ向かうに
連れてノーズ部37の頂点Pから漸次離間するように形
成されている。ここで、凸曲面45の曲率半径や曲率中
心位置等の具体的形状は、チップ30が使用される切削
条件や被削材の材質等に応じて適宜定められるが、ノー
ズ部37の曲率半径をR0としたときに、ノーズ部37
の頂点Pから突条ブレーカ39の最先端までの距離Mが
0.4R0〜2.0R0で、かつ、凸曲面45をチップ3
0の鋭角端C1同士を結ぶ対角線に沿ってボス面35と
直交する方向へ断面視したときの稜線Kのボス面35に
対する傾斜角θ(図7参照)が12゜ 〜22゜ の範囲と
なるように形状を定めると良い。ちなみに、図示の例で
は、ノーズ部37の曲率半径R0が0.8mmで、距離M
が0.5mm、傾斜角θが15゜ に設定されている。な
お、凸曲面45の稜線Kは必ずしも直線に形成する必要
はなく、凸曲線や凹曲線でも良い。これら曲線状に形成
する場合の稜線Kの傾きの好適範囲は、稜線Kの各部に
おける接線の傾斜角が上記傾斜角θの範囲にあれば良
い。
【0019】図1〜図5に示すように、ノーズ部37と
すくい面36との間には、周面33と直交する第1のラ
ンド部46が形成されている。さらに、第1の拡幅部4
0と第2の拡幅部42とに挟まれた部分には第1のラン
ド部46よりも幅の広い第2のランド部47が形成さ
れ、この第2のランド部47と周面33との交差稜線に
は補助刃部48が形成されている。この補助刃部48
は、ノーズ部37の後端に連続させて形成され、これら
補助刃部48とコーナ部37とによって本実施例の切刃
38が構成されている。
【0020】そして、これら第1、第2のランド部4
6、47のランド幅F1、F2は、第2のランド部47の
ランド幅F2が第1のランド部46のランド幅F1よりも
大きくなるように定められている。このランド幅F1
2の比、F1/F2はノーズ部37や補助刃部48の使
用条件に応じて適宜定めて良いが、1/5〜3/5の範
囲が好適に用いられる。また、ノーズ部37の頂点Pか
らノーズ部37の後端部37aまでの距離S1及び補助
刃部48の長さS2も使用条件に応じて適宜定めて良い
が、チップ30の一辺の長さをS0としたときに、ノー
ズ部37の距離S1を0.15S0〜0.35S0に、補
助刃部48の長さS2を0.3S0〜0.7S0の範囲に
設定することが望ましい。
【0021】以上のように構成されたチップ30におい
ては、突条ブレーカ39の先端が、すくい面36と対向
する側から平面視した際にノーズ部37の頂点Pに向け
て突出する凸曲面45によって形成されているので、突
条ブレーカ39の先端部の体積が第1の従来例と同様に
十分確保されて早期摩耗が防止される。しかも、凸曲面
45の曲率半径が突条ブレーカ39の上面39aに向か
う程減少するとともに、凸曲面45の曲率中心が上面3
9aへ向かう程ノーズ部37の頂点Pから後退している
ので、突条ブレーカ39の先端の立ち上がり方が緩やか
に、すなわち、図7に示す稜線Kの傾斜が緩やかにな
る。従って、突条ブレーカ39の先端上部がノーズ部3
7から十分に後退し、これにより切削速度や切込み量が
増加しても切屑詰まりが生じにくくなる。一方、突条ブ
レーカ39の先端下部はノーズ部37へ十分に接近する
ので、切削速度や切込み量が小さくても切屑が確実に突
条ブレーカ39に衝突して切屑の分断が促進される。こ
のように、本実施例のチップ30によれば、良好な切屑
処理性能が広い範囲で発揮され、かつ突条ブレーカ39
の早期摩耗も防止されるので、切屑処理の悪化に起因す
るノーズ部37の損傷が長期間に渡って防止されてノー
ズ部37の寿命が向上する。
【0022】そして、ノーズ部37の後方に補助刃部4
8が設けられているので、例えば図15に示すように、
被削材Wの角部Eに補助刃部48を押し付けて面取り加
工を行うなど、ノーズ部37の寿命が尽きた後もチップ
30を使用できてチップ30の寿命が向上する。この場
合、第2のランド部47によって補助刃部48の刃先が
強化されるので切刃欠損も生じにくい。さらに、第2の
ランド部47のランド幅F2が第1のランド部46のラ
ンド幅F1よりも大きいので、補助刃部48では刃先が
強化されて上述した面取り加工のような負荷が大きい加
工を切刃欠損を招くことなく行うことができる。他方、
ノーズ部37では過剰な刃先強度を排して鋭利な刃先を
得ることにより切れ味の向上や切削抵抗の減少が達成さ
れる。
【0023】なお、本実施例では、上下面31、32を
平行四辺形状に形成しているが、これに限らず、三角
形、正方形、菱形等種々変更してよい。また、ネガティ
ブ形状のチップに限る必要もなく、周面33がボス面3
5に対して鋭角をなすように傾斜するポジティブ形状の
ものでも当然に適用可能である。
【0024】
【考案の効果】以上説明したように、この考案によれ
ば、突条ブレーカの先端部の早期摩耗が防止される一方
で、突条ブレーカ先端の立ち上がり方が緩やかになるた
めに切削速度や切込み量が大きい領域での切屑詰まりが
防止されるとともに、切削速度や切込み量が小さい領域
でも良好な切屑処理性能が発揮されるので、切屑処理性
能が犠牲にされることなく、ノーズ部の寿命が向上す
る。しかも、補助刃部によってノーズ部で行わない他の
種類の加工を行うことができるのでチップ寿命が一層向
上し、さらに、補助刃部はランド幅が広いランド部によ
って強化されているのでより一層寿命が向上する。以上
より、本考案によれば、切屑処理性能を犠牲にすること
なく、切刃のノーズ部及びノーズ部以外の部分を有効に
使用して全体の寿命を延ばすことができるチップを提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例に係るチップの平面図であ
る。
【図2】図1に示すチップの同図矢印II方向からの側面
図である。
【図3】図1のIII−III線における断面図である。
【図4】図1のIV−IV線における断面図である。
【図5】図1のV−V線における断面図である。
【図6】図1に示すチップの切刃のノーズ部近傍を拡大
した図である。
【図7】図6のVII−VII線における断面図である。
【図8】図6のVIII−VIII線における断面図である。
【図9】図6のIX−IX線における断面図である。
【図10】図6のX−X線における断面図である。
【図11】図6のXI−XI線における断面図である。
【図12】図6のXII−XII線における断面図である。
【図13】図6のXIII−XIII線における断面図である。
【図14】図6のXIV−XIV線における断面図である。
【図15】図1に示すチップの使用状態の一例を示す図
である。
【図16】第1の従来例に係るチップの切刃ノーズ部近
傍を拡大した図である。
【図17】図16のXVII−XVII線における断面図であ
る。
【図18】図16のXVIII−XVIII線における断面図であ
る。
【図19】図16のXVI−XVI線における断面図である。
【図20】図16のXX−XX線における断面図である。
【図21】図16のXXI−XXI線における断面図である。
【図22】図16のXXII−XXII線における断面図であ
る。
【図23】第2の従来例に係るチップの切刃ノーズ部近
傍を拡大した図である。
【図24】図23のXXIV−XXIV線における断面図であ
る。
【図25】図23のXXV−XXV線における断面図である。
【図26】図23のXXVI−XXVI線における断面図であ
る。
【図27】図23のXXVII−XXVII線における断面図であ
る。
【図28】図23のXXVIII−XXVIII線における断面図で
ある。
【図29】第3の従来例に係るチップの切刃ノーズ部近
傍を拡大した図である。
【図30】図29のXXX−XXX線における断面図である。
【図31】図29のXXXI−XXXI線における断面図であ
る。
【図32】図29のXXXII−XXXII線における断面図であ
る。
【図33】図29のXXXIII−XXXIII線における断面図で
ある。
【図34】図29のXXXIV−XXXIV線における断面図であ
る。
【図35】図29のXXXV−XXXV線における断面図であ
る。
【図36】図29のXXXVI−XXXVI線における断面図であ
る。
【符号の説明】
30 チップ 33 周面(逃げ面) 36 すくい面 37 ノーズ部 38 切刃 39 突条ブレーカ 45 凸曲面 46,47 ランド部 48 補助刃部 h1〜h4 等高線 O1〜O4 等高線の曲率中心 P ノーズ部の頂点

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 すくい面と逃げ面との交差稜線部に、少
    なくとも一のノーズ部を有する切刃が形成されてなるス
    ローアウェイチップであって、 上記切刃の上記ノーズ部に連なるすくい面上に、当該ノ
    ーズ部をほぼ2等分する方向へ延びる突条ブレーカが形
    成され、 この突条ブレーカは、その先端に、上記すくい面と対向
    する側から平面視した際に上記切刃の上記ノーズ部の頂
    点に向かって突出する凸曲面を有し、この凸曲面は、当
    該凸曲面上を通過する等高線の曲率半径が上記すくい面
    から当該突条ブレーカの上端へ向かうに連れて漸次減少
    し、かつ、上記等高線の曲率中心が当該突条ブレーカの
    上端に向かうに連れて上記切刃の上記ノーズ部の頂点か
    ら漸次離間するように形成され、 上記切刃のノーズ部の後方には補助刃部が当該ノーズ部
    の後端に連続させて形成され、 これらノーズ部及び補助刃部に連なるすくい面のうち、
    少なくとも上記補助刃部に連なるすくい面上にはランド
    部が形成され、 上記補助刃部に連なるランド部のランド幅は、上記ノー
    ズ部側のランド幅よりも広くなるように定められている
    ことを特徴とするスローアウェイチップ。
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