JP4462673B2

JP4462673B2 - スローアウェイ式サイドカッター

Info

Publication number: JP4462673B2
Application number: JP22197499A
Authority: JP
Inventors: 義昭袴田; 裕二新城
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: JP2001038517A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円盤状の工具本体の外周にスローアウェイチップが組み込まれたスローアウェイ式サイドカッタに関し、特に、ステンレス鋼や軟鋼等の切削に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような、スローアウェイ式サイドカッタとして、例えば、実開平５−１２０２７号公報に開示されたものを図８及び図９に示す。
【０００３】
円盤状の鋼材等からなる工具本体２０の外周側面に形成されたチップ取付座２１に、チップ２２が装着された構成となっている。チップ２２は、超硬合金等からなる正方形平板状のものであって、その上・下面とその外側面との交差稜線部に切れ刃が形成されているものである。そして、チップ２２の上・下面の中央には、このチップ２２をチップ取付座２２に固定するための取付穴２４が貫穿されている。
【０００４】
このチップ２２が着座するチップ取付座２１は、チップ２２の上・下面を工具本体２０の径方向に向けて装着できるように、凹溝状に形成されており、また、このチップ取付座２１の底壁面には、チップ２２の取付穴２３に一致するようにねじ穴が螺設されている。このようなチップ取付座２１は、工具本体２０の外周面の周方向に等間隔を経て、千鳥状に配置されている。
【０００５】
チップ２２は、チップ取付座２１に載置せられ、その取付穴に締付ねじが挿通されて、締付ねじをチップ取付座２１のねじ穴に螺着することにより、チップ２２の厚さ方向が工具本体２０の径方向に向いた状態で、直接的に固定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、以下に従来技術の問題点を記述する。
【０００７】
前述した従来技術は、チップの配置とクランプ方法を改良したものである。すなわち、工具本体の剛性向上を図るために、チップの厚み方向を工具本体の半径方向に一致させるよう配置し、締付ねじによる固定方式を採用したものである。
【０００８】
ところが、この構成のスローアウェイ式サイドカッタは、工具本体の剛性を高めるため、切りくずポケットの溝が浅く形成されている。また、隣接するチップ間隔が狭く、必然的に、チップの回転方向前方に備わる切りくずポケットの溝幅も狭くなる構成となっている。
【０００９】
このため、特に、軟鋼やステンレス鋼等のように流れ型切りくずを排出する材料を加工する場合や、切り込み量が深く、送りの高い高能率の条件で加工する場合には、切りくずの排出が不十分となって、切りくずポケット内に切りくずが堆積し、切削抵抗の増大を招いたり、工具本体の変形や、振動を誘発することがあった。
【００１０】
また、前記従来技術は、チップの軸方向すくい角が前記工具本体の両端面側から中心に向かうに従い、回転方向後方に傾斜して配設されてはいるものの、その角度が小さく、バリの発生を完全に防ぐことができなかった。
【００１１】
本発明は、このような技術的背景のもとになされたもので、切りくず排出性の向上、バリの発生防止を図ることができるスローアウェイ式サイドカッタを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の如き課題に鑑みなされたもので、円盤状をなす工具本体の外周側面に凹設されるチップ取付座に、方形平板状のスローアウェイチップが、その外側面をすくい面として着脱自在に装着されるようにしたスローアウェイ式サイドカッターにおいて、前記スローアウェイチップには逃げ角が付与されて、前記外側面は外観等脚台形形状に形成され、対向する一対の外側面がすくい面となる外側面とされ、すくい面となる外側面の等脚台形形状の鋭角コーナにはコーナＲが形成され、前記コーナＲが前記工具本体の幅方向外側に突き出され、等脚台形の上底が着座面、下底がサイド面、前記コーナＲに連なる等脚台形形状の下底が前記工具本体の径方向に延びる長辺切れ刃、前記下底と前記コーナＲを介して交差する辺稜部が前記工具本体の幅方向に延びる短辺切れ刃となるように該スローアウェイチップが千鳥刃形式に装着されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００１４】
先ず、図１〜図６に、本発明の第１の実施形態を示す。図１及び図２は、円盤状の工具本体１にスローアウェイチップ（以下、「チップ」という。）７が装着された状態を示すものである。工具本体１は、鋼材等から形成されており、その中心部には、工作機械の主軸端に取り付けるための取付穴２が設けられている。工具本体１の外周には、チップ取付座３が周方向に等間隔を経て形成されるとともに、その工具回転方向N前方には、端面視、Ｖ溝状の切りくずポケット6が形成されている。
【００１５】
チップ取付座3は、チップ7の下面9を工具本体１の軸方向に向けて装着できるように、凹溝状に切欠きして形成されており、その中央には、ねじ穴４が螺設されている。チップ７は、その中央部に貫設される取付穴１２を介して、締付ねじ５により直接に工具本体１に螺着されている。このように、チップ７を縦に配列したのは、幅狭の溝を加工するためと、切削抵抗の主分力方向に対して強度を向上させるためである。
【００１６】
図３は、スローアウェイ式サイドカッタを外周面上から見た図である。チップ７は、その鋭角コーナ１３を工具本体１の幅方向外側に突き出した状態で工具本体１の両端面側に交互に、いわゆる千鳥刃形式で装着されている。千鳥刃形式としたのは、チップ７の切れ刃を溝内壁に交互に関与させることにより、工具本体１の変形を回避し、バランスのよい加工を行うためである。
【００１７】
チップ７の外側面１０の辺稜部に形成される短辺切れ刃１５は、工具本体１の軸方向に対し、所定の角度（以下、「アキシャルレーキ」という。）α傾斜して配設されている。傾斜の方向は、工具本体１の端面側から幅中央に向かうにしたがい、回転方向Ｎ後方に後退する方向である（以下、この方向を「ポジティブ」という。）。この角度は、３°〜２５°に設定されている。３°より小さいと、後述する本発明の効果が得られず、２５°より大きいと切れ刃強度が低下し、短寿命となるからである。
【００１８】
このように、アキシャルレーキαをポジティブに設定したのは、第１に喰い付き性を良くし、鋭い切れ味によりバリの発生を防止するためである。第２に切削抵抗を低減し、振動の発生を避けるためである。また、第３に切りくず流出方向をコントロールして、溝内壁面の優れた精度を得るためである。アキシャルレーキαがネガティブの場合、すなわち、工具本体１の幅中央から接触し、端側から離脱する場合は、切りくずも中央から端側へ流れるため、切りくずの排出性は良好となるが、加工溝内壁面に切りくずが衝突・接触し、壁面を傷つけるという問題がある。一方、本発明の構成のようにアキシャルレーキαをポジティブに形成した場合には、工具本体１の端側から接触し、幅中央から離脱することとなり、切りくずも同じように流れるため、溝内壁面に傷つけることを防止することができる。ところが、逆に、切りくず排出性が低下して、切りくず詰まりを生ずるという別の問題を生ずる。そこで、本発明は、アキシャルレーキαの角度を十分に大きく設定するとともに、切りくずポケット６を深くし、工具本体１の半径方向外側にＶ溝状に開口して形成することにより、切りくず詰まりを生ずることなく、壁面精度の劣化を防止している。ステンレス鋼や軟鋼等は、一般的に、バリを生じやすく、伸びがらみやすい材料であることから、本発明は、このような材料の溝加工に特に適し、顕著な効果が認められている。なお、せん断型切りくずや亀裂型切りくずを排出する材料を加工する場合は、アキシャルレーキαをポジティブに設定することは弊害を生ずることがあり好ましくない。例えば、切れ刃に応力が集中し、切れ刃強度の低下を招くことがある。
【００１９】
ラジアルレーキβは−５°〜−３０°に設定されている。ラジアルレーキβをネガティブに設定しているのは、切れ刃強度を高めるためと、すくい面と切りくずとの接触面積を小さくするためである。ステンレス鋼や軟鋼等は流れ型の切りくずを排出するため、切りくずとチップとの接触面積が大きくなりやすく、切削抵抗の増大を招くことがあるからである。したがって、チップのすくい面に彫り込みブレーカ等を付設することは、ラジアルレーキβをポジティブにすることになり、不適切である。なお、上限値、下限値をこのように設定したのは、本発明による効果を得ること、切りくず処理性を低下させないことに配慮したためである。
【００２０】
ここで、本発明によるスローアウェイ式サイドカッタの工具仕様を整理すると、刃先外径φＤ＝１００〜２００ｍｍ、刃幅Ｗ＝４〜１３ｍｍ、刃数Ｚ＝８〜２０枚、アキシャルレーキα＝３°〜２５°、ラジアルレーキβ＝−５°〜−３０°、外周逃げ角γ＝１°〜６°に設定される。ここで、外周逃げ角γは、図４に示すように、長辺切れ刃１４と溝内壁面との角度をいう。チップ７は、前述したように千鳥刃形式となるように配設される。刃幅Ｗの小さい場合は、本実施形態のように、右刃、左刃各１列の合計２列で構成されるが、刃幅Ｗの大きい場合は、右刃、左刃各２列の合計４列の構成とすることもできる。加工溝の精度を高めるには、外周側の短辺切れ刃１５にいわゆるチラチラランドに相当するチャンファー面を形成してもよい。
【００２１】
図５及び図６は、スローアウェイ式サイドカッタに装着されるスローアウェイチップ７を明示したものである。チップ７は、超硬合金をその構成材料とし、上面・下面８、９が方形形状に形成されており、また、予め逃げ角の付与されたいわゆるポジティブチップである。外側面１０、１１は台形形状に形成され、その上底が着座面、下底がサイド面をとなるように装着されている。外側面１０、１１うち一対の外側面１０がすくい面をなし、他の一対の外側面１１が逃げ面をなす。すくい面とされる外側面１０の辺稜部には切れ刃が備わり、短辺切れ刃１５が溝幅方向Ｘに、長辺切れ刃１４が溝深さ方向Ｙに配置される。短辺切れ刃１５と長辺切れ刃１４の交差する鋭角コーナ１３には、コーナＲが形成されている。
【００２２】
次に、図７には、本発明の第２の実施形態を示す。チップ１７に当接して工具本体１６の回転方向Ｎ後方に位置する敷板１８は、その厚さ方向を工具本体１６の軸方向に向けて締付ねじ１９により固定されている。この敷板１８は、工具本体１６の変形・損傷防止、チップ１７の欠損を防止する点で有効となる。その他前記第１の実施形態と同一構成部分については、説明を省略する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、喰い付き性が向上し、鋭い切れ味によりバリの発生を防止することができる。また、切削抵抗が低減し、ビビリ・振動を生ずることなく円滑に加工を行うことができる。さらに、排出される切りくずが溝内壁面に接触することなく、溝内壁面の優れた精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すスローアウェイ式サイドカッタの斜視図である。
【図２】図１に示すスローアウェイ式サイドカッタの正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】溝入れ加工の状態を説明するための図である。
【図５】図１に示すスローアウェイ式サイドカッタに装着されるスローアウェイチップを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図６】図５に示すスローアウェイチップの斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す、（ａ）は正面図（ｂ）は平面図である。
【図８】従来のスローアウェイ式サイドカッタの一例を示す正面図である。
【図９】図８のスローアウェイ式サイドカッタの平面図である。
【符号の説明】
１工具本体
３チップ取付座
６切りくずポケット
７チップ
８チップ上面
１０、１１チップ側面
１４長辺切れ刃
１５短辺切れ刃
１８敷板

Claims

円盤状をなす工具本体の外周側面に凹設されるチップ取付座に、方形平板状のスローアウェイチップが、その外側面をすくい面として着脱自在に装着されるようにしたスローアウェイ式サイドカッターにおいて、前記スローアウェイチップには逃げ角が付与されて、前記外側面は外観等脚台形形状に形成され、対向する一対の外側面がすくい面となる外側面とされ、すくい面となる外側面の等脚台形形状の鋭角コーナにはコーナＲが形成され、前記コーナＲが前記工具本体の幅方向外側に突き出され、等脚台形の上底が着座面、下底がサイド面、前記コーナＲに連なる等脚台形形状の下底が前記工具本体の径方向に延びる長辺切れ刃、前記下底と前記コーナＲを介して交差する辺稜部が前記工具本体の幅方向に延びる短辺切れ刃となるように該スローアウェイチップが千鳥刃形式に装着されていることを特徴とするスローアウェイ式サイドカッター。
前記スローアウェイチップの切れ刃は、アキシャルレーキα＝３°〜２５°、ラジアルレーキβ＝−５°〜−３０°に設定されていることを特徴とするスローアウェイ式サイドカッター。