JP5028757B2 - スローアウェイチップ - Google Patents

Description

本発明は旋削加工等に用いられるスローアウェイチップに関する。

ＩＳＯ規格に規定されている旋削加工用の略菱形平板状のネガチップは、略菱形をなす上面および下面の鋭角コーナ部、鈍角コーナ部がそれぞれ４箇所ずつ形成されている。従来のスローアウェイチップにおいて、前記鋭角コーナ部と前記鈍角コーナ部には同一の切刃形状が適用されている。

この種の従来スローアウェイチップの平面図を図１０に例示する。図示するように、このスローアウェイチップは、多角形平板状をなすチップ本体１の多角形面にすくい面２が形成され、このすくい面２が形成される前記多角形面の辺稜部に、該多角形面のコーナ部Ｃからそれぞれ延びる一対の切刃４が形成されており、前記すくい面２を前記切刃４から離間するに従い漸次陥没するように傾斜させるとともに、前記切刃４には該切刃４に沿ってランド７を形成して、このランド７を前記すくい面２の傾斜角βよりも小さな傾斜角αで前記切刃４から離間するに従い漸次陥没するように傾斜させ、かつこれらすくい面２とランド７の傾斜角が前記コーナ部Ｃの突端から前記切刃４に沿って離間する方向に向け小さくなるようにし、前記すくい面２上には、前記切刃４との間に間隔をあけて、前記コーナ部Ｃの突端側に凸球面状をなす主ドット８を形成するとともに、この主ドット８から前記一対の切刃４に沿ってそれぞれ離間した位置にも凸球面状をなす少なくとも一対の副ドット９を各々形成したものである（例えば、特許文献１参照）。

他の従来スローアウェイチップの平面図を図１１に例示する。このスローアウェイチップは、ＣＮＭＧ型チップの８０°コーナ部に旋削加工に適した切屑処理が主目的のブレーカを、１００°コーナ部にフライス加工に適した切削抵抗低減が主目的のブレーカを、各々備えたものである。詳細には、図示するように、切刃１に沿ってフラットなランド２が設けられ、さらに、このランドの内端部から次第に落ち込んで中央陸部４の裾の部分に至るブレーカ溝３が全周にわたって設けられている。また、８０°コーナａの部分には、図で説明したものと同じブレーカ突起５が設けられ、一方、１００°コーナｂの部分には、ブレーカ溝３を更に掘り下げてすくい面６のすくい角をきつくし、同時に、切刃を鋭利にするブレーカ凹部７が設けられている。このブレーカ凹部７は、片方の８０°コーナ側に偏らせて切刃部から中央陸部４にまたがる範囲に設けてあり、このブレーカ凹部７の設置で鋭利になった切刃直線部１ａを面取りなどのフライス切削に利用する（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２２０５０３号公報 実登３００９８３３号公報

前記したように、ＩＳＯ規格に規定されたＣＮＭＧ型、ＣＮＧＧ型に相当する旋削用スローアウェイチップにあっては、倣い加工および隅Ｒ加工等の用途に適用できる汎用性の高さを重視して８０°の鋭角コーナ部が一般的に用いられる。そのため、鋭角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径は、前記用途における形状面の制約、あるいは、切削抵抗、切屑処理性の切削性能への配慮から０ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲に設定されることが多かった。特に、切込みが小さい仕上げ加工用途、ならびに連続型切屑が生じ、アルミニウム合金やねずみ鋳鉄等よりも切削抵抗が高くなる炭素鋼や合金鋼等の鉄基金属の旋削加工用途では、切削抵抗、切屑処理性に及ぼす影響への配慮から前記曲率半径は０．２ｍｍ〜１．６ｍｍの範囲に設定されることが多かった。一方、１００°の鈍角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径は、一般的に鋭角コーナ部のコーナ切刃と等しく設定されているものの形状的な制約から鋭角コーナ部と同一用途に用いることができない場合が多く、一般的には使用されていなかった。また、コーナ部および切刃に設けられたランドの形状、すくい面の傾斜角ならびにすくい面上のドットの位置および形状等については、主に使用される鋭角コーナ部の切削性能を重視した設定がなされていた。一方、鈍角コーナ部においては、前記のとおり使用頻度が低いことから鋭角コーナ部とほぼ同じ設定がなされていた。

ところで、従来のＣＮＭＧ型、ＣＮＧＧ型に代表されるような鈍角コーナ部を有するスローアウェイチップにおいて、当該鈍角コーナ部は切削加工時における切刃形状の制約が生じない単純な外周、端面の旋削荒加工用途に適している。しかしながら、前述したとおり鈍角コーナ部の切刃は、その態様が鋭角コーナ部とほぼ同一とされていることから、前記の旋削荒加工において、切刃の耐欠損性、切削抵抗および切屑処理等の切削性能について満足できるものとはいえなかった。特に、旋削仕上げ加工用途に用いられるスローアウェイチップにおいては、鈍角コーナ部は早期欠損、切屑詰まり等が発生し使用に耐えられないおそれがあった。旋削荒加工用途に用いられるスローアウェイチップにおいては、比較的鈍角コーナ部の適用が許容されるものの、その切削性能は鋭角コーナ部にくらべ向上するものではなく同等程度のものでしかなかった。一方、図１１に示すスローアウェイチップでは、鈍角コーナ部は鋭角コーナ部とは用途的に異なる、フライス切削に好適な切刃形状に設計してあるものの、旋削荒加工に用いた場合には、切刃強度が不十分なため切刃のチッピングや欠損の発生により著しく短寿命となるおそれがあった。

本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は鈍角コーナ部を鋭角コーナ部よりも強化し旋削荒加工における切刃寿命を改善することにより、当該鈍角コーナ部の使用頻度を高め経済性を向上させたスローアウェイチップを提供することにある。

前記の課題を解決するため、第１の発明は、略多角形平板状をなし、対向する多角形面の少なくとも一方がすくい面とされ、前記多角形面のコーナ部には円弧状をなすコーナ切刃と、このコーナ切刃からそれぞれ延びる一対の直線状をなす主切刃とが形成され、前記コーナ切刃および前記主切刃に連なる外周面が逃げ面とされたスローアウェイチップにおいて、前記すくい面のコーナ部の少なくとも１つが鈍角コーナ部とされ、前記鈍角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径Ｒｄが、前記鈍角コーナ部を除くコーナ部に形成された鋭角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径Ｒｅよりも大きくしてあることことを特徴とするスローアウェイチップである。

また、第２の発明は、略多角形平板状をなし、対向する多角形面のコーナ部には円弧状をなすコーナ切刃と、前記コーナ切刃からそれぞれ延びる一対の直線状をなす主切刃とが形成されるとともに、前記コーナ切刃および主切刃の内側にランドを有するブレーカ溝が形成され、前記コーナ切刃および前記主切刃に連なる外周面が逃げ面とされたスローアウェイチップにおいて、前記すくい面のコーナ部の少なくとも１つが鈍角コーナ部とされ、前記鈍角コーナ部に設けたランドのランド幅Ｗｄが、前記鈍角コーナ部を除くコーナ部に形成された鋭角コーナ部に設けたランドのランド幅Ｗｅよりも大きくしてあることを特徴とするスローアウェイチップである。

前記の第１および第２の発明において、直角をなす直角コーナ部については、前記鈍角コーナ部に含まれるものとする。

上記の第１の発明によれば、鈍角コーナ部は、鋭角コーナ部よりも曲率半径の大きいコーナ切刃が設けられたことによって切刃強度が高められ、外周、端面の旋削荒加工において長寿命となることから、当該鈍角コーナ部の使用頻度が高められ経済性が向上する。第１の発明において、当該鈍角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径Ｒｄは、好ましくは０．８〜６．４ｍｍの範囲、特に好ましくは１．６〜６．４ｍｍの範囲とされる。前記曲率半径Ｒｄが０．８ｍｍ未満になると、切刃寿命の延長効果が得られないおそれがあり、前記曲率半径Ｒｄが６．４ｍｍを超えると、コーナ切刃と被削材との接触長さが長くなり切削抵抗が増大するおそれがある。

上記の第２の発明によれば、鈍角コーナ部は、鋭角コーナ部よりも幅広のランドが設けられたことによって切刃強度が高められ、外周、端面の旋削荒加工において長寿命となることから、当該鈍角コーナ部の使用頻度が高められ経済性が向上する。鈍角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径Ｒｄが鋭角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径Ｒｅよりも大きくしてある場合には、当該鈍角コーナ部はさらに切刃強度が向上することによりきわめて長寿命となる。

第２の発明において、前記鈍角コーナ部に形成されたブレーカ溝には、正のすくい角αｄを有するすくい面が形成され、前記すくい角αｄが５°〜３０°の範囲とされているのが好ましい。すくい角αを前記の範囲とすることにより、鈍角コーナ部においては、切削抵抗が大幅に低減することとなり、切刃への負荷が軽減され耐欠損性が向上する。さらに、切削中の振動やびびりがおさえられ切削条件の限界領域が高くなりいっそう高能率な切削が可能となる。すくい角αを前記の範囲に限定したのは、切削抵抗の低減と切刃の耐欠損性に配慮したからであり、前記すくい角αが５°未満になると、切削抵抗の低減が不十分となり、前記すくい角αが３０°を超えると、鈍角コーナ部の刃先強度が低下し耐欠損性が悪化するおそれがある。

さらに、第２の発明において、前記鈍角コーナ部に形成したランドのランド幅Ｗｄが０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲とされているのが好ましい。これは、荒加工、特に高送り加工における鈍角コーナ部の耐欠損性を高めるためであり、前記強化ランドの幅Ｗｄが０．２ｍｍ未満になると、耐欠損性を高める効果が得られないおそれがあり、前記強化ランドの幅Ｗｄが０．５ｍｍを超えると、切削抵抗が増大したり切屑処理性が悪化したりするおそれがある。

さらに、第２の発明において、前記鈍角コーナ部の２等分線上には、コーナ切刃側に配向し且つブレーカ溝の表面から上方へ***するブレーカ壁面が形成され、前記コーナ切刃の２等分点と前記ブレーカ壁面の***開始点までの水平方向の距離Ｄｄが０．８ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲とされているのが好ましい。この場合、切屑は前記ブレーカ壁面に接触しカールすることにより切屑処理性が向上する。前記距離Ｄｄが０．８ｍｍ未満では、荒加工時の切屑詰まりによる切削抵抗の増大を引き起こすおそれがあり、前記距離Ｄｄが５．０ｍｍを超えるとブレーカ壁面による切屑カールさせる作用が低下し切屑処理性が悪化するおそれがある。

さらに、上述した第１および第２の発明において、少なくとも前記鈍角コーナ部のコーナ切刃および主切刃には、当該切刃に直交する断面視で単一の円弧からなる丸ホーニングが当該切刃に沿って形成されるとともに前記円弧の曲率半径Ｒｈが０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲とされるのが好ましい。これは、切刃に断続的に高い負荷が加わる断続加工において鈍角コーナ部の耐欠損性を向上させるためである。前記円弧の曲率半径Ｒｈが０．０５ｍｍ未満になると、耐欠損性を高める効果が得られないおそれがあり、０．５０ｍｍを超えると、丸ホーニングの成形にかかるコストが高騰するおそれがあるほか、切れ味が低下し切削抵抗が増大するおそれがある。

あるいは、少なくとも前記鈍角コーナ部の切刃には、当該切刃に直交する断面視で曲線状をなし且つ前記曲線部のすくい面側の幅Ｌｓが逃げ面側の幅Ｌｎよりも大きい曲線状ホーニングが当該切刃に沿って形成されるとともに、前記曲線部のすくい面側の幅Ｌｓが０．０８ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲とされ、且つ、前記逃げ面側の幅Ｌｎが０．０４ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲とされるのが好ましい。これは、前述した丸ホーニングを形成した場合と同様に、切刃に断続的に高い負荷が加わる断続加工において鈍角コーナ部の耐欠損性を向上させるためである。前記曲線状ホーニングのすくい面側の幅Ｌｓが０．０８ｍｍ未満または逃げ面側の幅Ｌｎが０．０４ｍｍ未満のいずれかになると、耐欠損性を高める効果が得られないおそれがあり、前記すくい面側の幅Ｌｓが０．５０ｍｍを超えるかまたは逃げ面側の幅Ｌｎが０．２０ｍｍを超えるかのいずれかになると、当該曲線状ホーニングの成形にかかるコストが高騰するおそれがあるほか、切れ味が低下し切削抵抗が増大するおそれがある。

次に、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１および図２は第１の実施形態を説明する図であり、図１は平面図、図２は図１におけるＳ１−Ｓ１断面である。
図３〜図６は第２の実施形態を説明する図であり、図３は斜視図であり、図４は平面図であり、図５はコーナ部の拡大平面図であり、図６の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図４におけるＳ２−Ｓ２線切断部端面図、Ｓ３−Ｓ３線切断部端面図である。図７は第１および第２の実施形態の使用状態を示す図であり、（ａ）は外周の旋削荒加工の状態、（ｂ）は端面の旋削荒加工の状態を示す図である。

図１に図示したように、第１の実施形態のスローアウェイチップ１は、略菱形平板状をなし、前記菱形面が表裏対称に形成され、且つ当該菱形面の軸心を通ってスローアウェイチップ１の厚さ方向に延びる軸心と各コーナ部４の２等分線とを含む平面に対して対称形状に形成されてなる。さらに、本スローアウェイチップ１は、平坦な平面で構成されたそれぞれの菱形面が選択的にすくい面２とされ、当該菱形面に直交する方向からみたとき、それぞれのコーナ部４には、円弧状をなすコーナ切刃５ａと、このコーナ切刃５ａからそれぞれ延びた当該菱形面の外辺からなる一対の直線状の主切刃５ｂとが形成され、前記コーナ切刃５ａおよび前記主切刃５ｂに連なる外周面が逃げ面３とされてなり、それぞれの菱形面には、８０°をなす鋭角コーナ部４Ａと、１００°をなす鈍角コーナ部４Ｂとをそれぞれ２箇所備え、対向する菱形面を貫通する断面円形状の取付け穴１２が形成された、ＩＳＯ規格におけるＣＮＭＧ型、ＣＮＧＧ型のスローアウェイチップである。以下の説明においては、各コーナ部４Ａ、４Ｂに形成されたコーナ切刃５ａおよび主切刃５ｂを総じて切刃５と称する。本スローアウェイチップ１において、少なくとも切刃５は、超硬合金、サーメット、セラミックス等の硬質材料、もしくは、ダイヤモンド焼結体または立方晶窒化硼素焼結体等の超高圧焼結体等の材料から構成される。

第１の実施形態では、菱形面に直交する方向からみた状態で、鋭角コーナ部４Ａのコーナ切刃５ａを構成する円弧の曲率半径Ｒｅは０．８ｍｍとされる一方で、鈍角コーナ部４Ｂのコーナ切刃５ａを構成する円弧の曲率半径Ｒｄは前記鋭角部４Ａよりも大きい１．６ｍｍにしてある。これは、鋭角コーナ部４Ａよりも鈍角コーナ部４Ｂのコーナ切刃５ａの強度を高め、外周、端面の旋削荒加工における切刃寿命を延長させるためである。したがって、従来スローアウェイチップの鈍角コーナ部を前記旋削荒加工に用いたときに切刃寿命が短くなるという問題が解消される。切込みに対してコーナ切刃５ａの曲率半径Ｒｄが相対的に大きくなるほど、当該コーナ切刃５ａにおける平均的な切削厚みおよび最大切削厚みが小さくなり切刃寿命の延長効果が高くなることから、旋削荒加工における切込み最小値を０．５ｍｍと見込むと、前記曲率半径Ｒｄは０．８ｍｍ以上であればよく、且つ、コーナ切刃４Ａと被削材との接触長さの増加による切削抵抗の増大を防止するため、６．４ｍｍ以下であればよい。切込みが１ｍｍを超える旋削荒加工における切刃寿命の延長効果を確実に得るため、前記曲率半径は１．６ｍｍ以上とするのが特に好ましい。なお、本発明の主旨からいえば、鋭角コーナ部４Ａのコーナ切刃５ａの曲率半径Ｒｅは、鈍角コーナ部４Ｂのコーナ切刃５ａの曲率半径Ｒｄとの相対的な大小関係を満足していれば、当該鋭角コーナ部４Ａの用途に応じて任意に決定でき、一般的にいえば、倣い加工や隅Ｒ加工等における形状面の制約、あるいは、切削抵抗、切屑処理性の切削性能への配慮から、０ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲とされ、切込みが小さい仕上げ加工用途、ならびに連続型切屑が生じ、アルミニウム合金やねずみ鋳鉄等よりも切削抵抗が高くなる炭素鋼や合金鋼等の鉄基金属の旋削加工用途に用いられる場合には、０〜１．６ｍｍの範囲とされる。

さらに、少なくとも鈍角コーナ部４Ｂに形成された切刃５には、当該切刃５に沿ってホーニング６が形成されている。これは、当該切刃５の刃先に高い負荷が断続的に加わる断続加工における耐欠損性を配慮したからである。図２の（ａ）に図示するように、このホーニング６は、切刃５に直交する断面において、すくい面２と逃げ面３とをなめらかにつなぐ円弧状とし前記円弧の曲率半径Ｒｈを０．０５ｍｍとした丸ホーニング６Ａである。前記円弧の曲率半径Ｒｈは、刃先のチッピングや欠損を確実に防止するため０．０５ｍｍ以上とするとともに、切削抵抗の増大、当該丸ホーニング６Ａの加工コスト低減のため、０．５０ｍｍ以下とするのが好ましい。また、図２の（ｂ）に図示するように、すくい面２に連なる曲率半径Ｒｓの円弧と、逃げ面３に連なり前記曲率半径Ｒｓと同等以下の曲率半径Ｒｎの円弧とをなめらかにつないだもの、または、これら円弧の間を直線でなめらかにつないだ曲線状ホーニング６Ｂを適用した場合にも、前記の丸ホーニング６Ａと同様の効果が得られる。曲線状ホーニング６Ｂでは、切削抵抗の増大および切削当初の逃げ面摩耗幅の増大を避けるため、すくい面側の幅Ｌｓが逃げ面側の幅Ｌｎよりも大きくしてあるとともに、すくい面側の幅Ｌｓを０．０８ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲、且つ、逃げ面側の幅Ｌｎを０．０４ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲とするとともに、逃げ面３に連なる円弧の曲率半径Ｒｎを０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲とするのが好ましい。ホーニング６は、鋭角コーナ部４Ａを含めてすくい面３の周縁に形成した切刃５全周にわたって形成されてもよい。以上のように、鈍角コーナ部４Ｂに形成された切刃５に丸ホーニング６Ａまたは曲線状ホーニング６Ｂは、切刃５の刃先の強度を高めるとともに、切削抵抗による集中荷重を緩和させ、さらに、被削材の凝着物の脱落による損傷を抑制するため、当該切刃５のチッピングや欠損をきわめて有効に防止する。

次に、第２の実施形態について説明する。以下の説明において、第１の実施形態と同一の構成については説明を省略し、図面には同一の符号を付す。第２の実施形態のスローアウェイチップ１は、その構成材料および外郭形状に関して第１の実施形態とほぼ共通しているが、以下のような特徴的な構成を有する。対向する関係にあるそれぞれの菱形面の周縁に形成された切刃５の内側には、ランド７を有するブレーカ溝８が当該切刃５に沿って形成されている。さらに前記ブレーカ溝８の内側には、当該ブレーカ溝８から斜め上方に立ち上がるブレーカ壁面１０ｂを介してボス面１１が形成されている。このボス面１１は、切刃５よりも高位の平坦な平面から構成されており、取付け穴１２を取り囲むように形成されている。このボス面１１は、当該スローアウェイチップ１を工具本体に装着するとき、着座面として作用する。さらに、鈍角コーナ部４Ｂおよび鋭角コーナ部４Ａにおける双方のコーナ切刃５ａは、ともに曲率半径０．８ｍｍの円弧から形成されている。

第２の実施形態では、切刃５の全周にわたって、曲線状ホーニング６Ｂが形成されている。この曲線状ホーニング６Ｂは、切刃５の刃先に高い負荷が断続的に加わる断続加工における耐欠損性を配慮したものであり、その詳細な形態は前記の第１の実施形態において説明した形態と同様である。図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、切刃５に直交する断面において、鈍角コーナ部４Ｂの曲線状ホーニング６Ｂは、鋭角コーナ部４Ａの曲線状ホーニング６Ｂとは異なる大きさに形成されている。すなわち、鋭角コーナ部４Ａでは、曲線状ホーニング６Ｂのすくい面側の幅Ｌｓが０．０８ｍｍ、逃げ面側の幅Ｌｎが０．０４ｍｍ、逃げ面３に連なる円弧の曲率半径Ｒｎが０．０４ｍｍとされているのに対し、鈍角コーナ部４Ｂでは、前記幅Ｌｓが０．１０ｍｍ、前記幅Ｌｎが０．０５ｍｍ、前記曲率半径Ｒｎが０．０５ｍｍと一回り大きい曲線状ホーニング６Ｂが形成されている。これは、鈍角コーナ部４Ｂにおける刃先のチッピングや欠損の阻止をいっそう効果の高いものにするためである。ホーニング６の形態は、曲線状ホーニング６Ｂに限定されず、第１の実施形態で説明した丸ホーニング６Ａとしてもよい。

さらに、切刃５の全周にわたって、当該切刃５とブレーカ溝８の間には、曲線状ホーニング６Ｂの端部となめらかに接続するランド７が形成されている。鋭角コーナ部４Ａの切刃５に沿って形成されたランド７は、そのランド幅Ｗｅが０．２０ｍｍとしてあるとともに、内側にいくにしたがって下方へ陥没するように傾斜した、いわゆるポジランドとしてある。一方、鈍角コーナ部４Ｂの切刃５に沿って形成されたランド７は、そのランド幅Ｗｄが鋭角コーナ部４Ａよりも大きい０．２５ｍｍとしてあるとともに、ほぼ水平方向（図６において水平方向）に延びるように形成されたネガランドとしてある。これは、外周、端面の旋削荒加工、特に高送り加工における鈍角コーナ部４Ｂの耐欠損性を高めるためである。鈍角コーナ部４Ｂのランド幅Ｗｄは、鋭角コーナ部４Ａのランド幅Ｗｅよりも大きいことに加え、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲とするのが特に好ましい。これは、鈍角コーナ部４Ｂのランド幅Ｗｄが０．２ｍｍ未満になると、耐欠損性を高める効果が得られないおそれがあり、前記ランド幅Ｗｄが０．５ｍｍを超えると、切削抵抗が増大したり切屑処理性が悪化したりするおそれがあるからである。本実施形態では、鈍角コーナ部４Ｂにおけるランド７は、切刃５の刃先に対して水平方向（図４において左右方向）に延びた、いわゆるネガランドとしたが、これに限らず、刃先から内側に向かうにしたがって漸次***するように傾斜し、好ましくはこの傾斜角度を０°よりも大きく且つ３０°以下の範囲としたネガランドとしてもよい（図示しない）。この場合には、切刃５の耐欠損性を高める効果がいっそう高められる。あるいは、刃先から内側に向かうにしたがって漸次陥没するように傾斜し、好ましくはこの傾斜角を０°よりも大きく且つ２０°以下としたポジランドとしてもよい（図示しない）。この場合には、切刃５に作用する切削抵抗が低減されることから当該切刃５の耐欠損性が悪化することを防止できる。

ブレーカ溝８のランド７に連なる部分には、すくい面２が形成されている。このすくい面２は、ランド７から内側へ向かうにしたがって漸次陥没するように傾斜した平坦な平面から構成された傾斜すくい面２ａを有する。図６の（ａ）および（ｂ）に図示するように、鋭角コーナ部４Ａでは、前記傾斜すくい面２ａと水平線とのなす角度、いわゆるすくい角αｅは１５°としてあるのに対し、鈍角コーナ部４Ｂでは、すくい角αｄは２０°としてある。このように、鈍角コーナ部４Ｂの傾斜すくい面２ａに正のすくい角を付与したのは、加工時の切削抵抗を大幅に低減することにより、切刃５への負荷を軽減し耐欠損性を向上させるとともに、切削中の振動やびびりをおさえ切削条件の限界領域を高めて高能率切削を可能にするためである。好ましくは、鈍角コーナ部４Ｂの傾斜すくい面２ａと水平面とのなすすくい角αｄは５°〜３０°の範囲とされる。これは、前記すくい角αｄが５°未満になると、切削抵抗の低減が不十分となり、前記すくい角αｄが３０°を超えると、鈍角コーナ部４Ｂの刃先強度が低下し耐欠損性が悪化するおそれがあるからである。傾斜すくい面２ａは、すくい角αｄが一定となる平坦な平面に限定されず、上方に向かって凸状または凹状をなす曲面状すくい面としてもよい（図示しない）。この場合、曲面状すくい面と切刃５、ホーニング６またはランド７との接続部における接線と水平線とのなすすくい角αｄを１５°〜３０°の範囲とするのが好ましい。

以上に説明したように、鈍角コーナ部４Ｂと鋭角コーナ部４Ａとは、ホーニング６、ランド７およびすくい面２の形状が相違している。そのため、隣り合った鈍角コーナ部４Ｂと鋭角コーナ部４Ａとの間には前記形状の相違を解消するための中間部９が形成される。すなわち、図５の左側に位置する鈍角コーナ部４Ｂと、右側に位置する鋭角コーナ部４Ａとに挟まれ中央部に位置する主切刃５ｂには、鈍角コーナ部４Ｂおよび鋭角コーナ部４Ａのそれぞれに設けられたホーニング６、ランド７およびすくい面２と一致した形態でそれぞれ接続する中間部９が当該主切刃５ｂに沿って形成されており、この中間部９において、ホーニング６、ランド７およびすくい面２は、鈍角コーナ部４Ｂから鋭角コーナ部４Ａに向かうにしたがってゆるやかに形態が変化することによって、双方のコーナ部４Ａ、４Ｂにおける形態の相違を解消している。

各コーナ部４には、すくい面２の表面から上方に向かって***するチップブレーカ１０Ａ、１０Ｂが形成されている。鋭角コーナ部４Ａでは、図４の平面視からわかるように、チップブレーカ１０Ａはボス面１１から鋭角コーナ部４Ａの２等分線方向でコーナ切刃５ａ側に向かって突出しており、その突出方向の先端部には、傾斜すくい面２ａの表面から上方に向かって***する半球状突起１０ａが形成されている。図６の（ｂ）に図示するように、前記２等分線切断面において、コーナ切刃５ａの刃先から半球状突起１０ａの***開始位置までの水平方向の距離Ｄｅは、例えば０．５〜０．７ｍｍの範囲の小さめの距離に設定してあるとともに、半球状突起１０ａの最高点はコーナ切刃５ａよりも低くしてある。そのため、仕上げ切削加工から中切削加工における切屑処理性に優れるとともに切屑との擦過による負荷がおさえられる。

一方、鈍角コーナ部４Ｂに設けたチップブレーカ１０Ｂは、図４の平面視からわかるように、ボス面１１から鈍角コーナ部４Ｂの２等分線方向にコーナ切刃５ａ側に向かって突出しており、前記突出方向先端にいくにしたがって先細り形状に形成してある。詳細には、図６の（ａ）に図示するように、前記２等分線切断面において、正のすくい角を有した傾斜すくい面２ａから連続して水平方向内側に向かって延びる平坦な平面で構成された底面２ｂが形成され、この底面２ｂの表面からチップブレーカ１０Ｂが上方に向かって***している。チップブレーカ１０Ｂは、すくい面の底面２ｂの表面から上方且つ内側に向かって***するブレーカ壁面１０ｂを有しており、このブレーカ壁面１０ｂの最高点はコーナ切刃５ａよりも高位のボス面１１に交差しており、コーナ切刃５ａの刃先から当該ブレーカ壁面１０ｂの***開始位置までの水平方向の距離Ｄｄは、２．０ｍｍとしてある。以上の構成は外周、端面の旋削荒加工における切屑処理性を配慮したものである。好ましくは、前記距離Ｄｄは０．８ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲の比較的大きめの距離とされる。これは、前記距離Ｄｄが０．８ｍｍ未満では、旋削荒加工時の切屑詰まりによる切削抵抗の増大を引き起こすおそれがあり、前記距離Ｄｄが５．０ｍｍを超えるとブレーカ壁面１０ｂと切屑とが接触せず切屑処理性が悪化するおそれがあるからである。前記距離Ｄｄを２．５ｍｍ以下にすると、ブレーカ壁面１０ｂが切屑を確実にカールさせるためきわめて高い切屑処理性が得られる。なお、前述した鋭角コーナ部４Ａに設けた半球状突起を鈍角コーナ部４Ｂにも適用可能であり、その半球状突起の最高点がコーナ切刃５ａよりも低位とされてもよい。この場合にも、コーナ切刃５ａの刃先から半球状突起の***開始位置までの水平方向の距離は０．８ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲とされるが好ましい。さらに、切刃５よりも低位の位置に設けたすくい面の底面２ｂは、切屑との擦過をおさえることにより切刃５への負荷を軽減する効果を奏する。すくい面の底面２ｂは、水平方向に延びる平坦な平面に限定されず、上方に向かって凹状をなす曲面または切刃５から遠ざかるにしたがって漸次陥没するように傾斜した平坦面としても同様な効果を奏する。

以上に説明した第１および第２の実施形態に基づいて超硬合金により作製したスローアウェイチップ１を用いて実際に外周、端面の旋削荒加工を行った実施例について説明する。図７の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ外周の荒旋削加工、端面の旋削荒加工の状態を模式的に示した図である。図８、図９は前記旋削荒加工における第１および第２の各実施形態の切刃寿命を示す棒グラフである。まず、第１の実施形態のスローアウェイチップ１を用いて、鈍角コーナ部４Ｂによる端面の旋削荒加工を行った。比較用のスローアウェイチップ（以下、「比較品１」という。）は、鈍角コーナ部におけるコーナ切刃を構成する円弧の曲率半径が０．８ｍｍであることを除いて第１の実施形態と同一である。加工形態は、図７の（ｂ）に図示するように、オーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３１６（ＪＩＳ Ｇ４３０３）からなる略四角柱状の被削材において、その四角形をなす端面を加工することによって、切刃の食い付きによる衝撃回数を積極的に増加させる形態とした。加工条件は、切削速度（Ｖｃ）が１６０ｍ／ｍｉｎ、切込み（ａｐ）が１．０ｍｍ、送り（ｆ）が０．１５ｍｍ／ｒｅｖで、水溶性切削油剤を用いた湿式切削とした。それぞれのスローアウェイチップの鈍角コーナ部の切刃が欠損するまでの衝撃回数を図８の棒グラフに示す。このグラフからわかるように、第１の実施形態は、切刃寿命に至るまでの衝撃回数が比較品１の約２．２倍に向上した。コーナ切刃の曲率半径Ｒｄと切込みａｐとの関係から、比較品１では、コーナ切刃に高い負荷が集中するため早期に欠損が生じたのに対し、第１の実施形態では、コーナ切刃５ａにおける平均的な切削厚みおよび最大切削厚みが比較的小さくなり当該コーナ切刃５ａへの負荷が軽減することから前記のとおり長寿命化が実現可能となった。

次に、第２の実施形態のスローアウェイチップ１を用いて、鈍角コーナ部４Ｂによる外周および端面の旋削荒加工を行った。比較のために用いた従来のスローアウェイチップ（以下、「比較品２」という。）は、第２の実施形態のスローアウェイチップ１において、鋭角コーナ部に設けたホーニング、ランド、すくい面（すくい角）およびチップブレーカの形態を鈍角コーナ部にも適用したものである。外周の旋削荒加工の形態は、図７の（ａ）に図示するように、機械構造用炭素鋼Ｓ５０Ｃ（ＪＩＳ Ｇ４０５１）からなる被削材の黒皮外周面を加工するものである。加工条件は、切削速度（Ｖｃ）が１８０ｍ／ｍｉｎ、平均的な切込み（ａｐ）が２．５ｍｍ、送り（ｆ）が０．２０ｍｍ／ｒｅｖで、水溶性切削油剤を用いた湿式切削とした。それぞれのスローアウェイチップの鈍角コーナ部の切刃が欠損するまでの加工数を図９の（ａ）の棒グラフに示す。黒皮外周面の旋削荒加工では、切込みの変動が大きいため切刃に突発的に高い負荷が加わる。そのため、仕上げ加工から中切削までの用途に適用される比較品２においては、当該荒加工に十分に耐え得る切刃強度を有しないため早期欠損により短寿命であった。さらに、コーナ切刃に近接した半球状突起に切屑が強く衝突したため、切屑が詰まり気味になるとともに前記衝突による切削抵抗が増大する問題が生じた。一方、第２の実施形態の鈍角コーナ部４Ｂは、前記の切込み変動に対応した高い切刃強度を確保しているため、比較品２の約２．２倍の切刃寿命が得られた。さらに、チップブレーカ１０Ｂのブレーカ壁面１０ｂの***開始位置を荒加工用途に適した位置に設けたことから、適当な巻数で切断する切屑が生成し切屑処理性が良好となった。しかも、切屑のブレーカ壁面１０ｂへの衝突の緩和および正のすくい角αが付与された傾斜すくい面２ａは、切削抵抗増大の防止に非常に有効であった。

端面の旋削荒加工の形態は、第１の実施形態と同様に、図７の（ｂ）に図示するように、オーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３１６（ＪＩＳ Ｇ４３０３）からなる略四角柱状の被削材において、その四角形をなす端面を加工することによって、切刃の食い付きによる衝撃回数を積極的に増加させる形態とした。加工条件は、切削速度（Ｖｃ）が１５０ｍ／ｍｉｎ、切込み（ａｐ）が１．０ｍｍ、送り（ｆ）が０．３０ｍｍ／ｒｅｖで、水溶性切削油剤を用いた湿式切削とした。切刃が欠損するまでの衝撃回数を図９の（ｂ）の棒グラフに示す。この加工形態は、切込みは特に大きくないが、強断続の加工であることに加えて送りが高いことから、鈍角コーナ部の比較的狭い範囲に高い負荷が集中する加工形態である。鈍角コーナ部の切刃強度が低い比較品２は、やはり早期に欠損が生じて短寿命であったのに対し、第２の実施形態の鈍角コーナ部４Ｂは、ランド７およびホーニング６による切刃強度の強化が、切刃寿命の向上に寄与し、比較品２の約１．８倍の切刃寿命に延長できた。

以上に説明した実施形態のスローアウェイチップは、ＩＳＯ規格に規定されたＣＮＭＧ型、ＣＮＧＧ型等スローアウェイチップであったが、ＩＳＯ規格のスローアウェイチップの形状をあらわす記号が、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｍ、Ｖ等の菱形のスローアウェイチップにも適用可能である。または、Ａ、Ｂ、Ｋ等の平行四辺形のスローアウェイチップ、もしくは、Ｗの変形六角形のスローアウェイチップにも適用可能である。さらに、ＩＳＯ規格に規定されない特殊形状のスローアウェイチップにおいても、すくい面となる多角形面に少なくとも１つの鈍角コーナ部が形成されたものであれば、本発明を適用することができる。また、ネガチップだけでなくポジチップにも適用可能であることはいうまでもない。

以上、本発明の実施形態を図面に基づいて説明したが、これらはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

第１の実施形態の平面図である。 図１におけるＳ１−Ｓ１線切断部端面図である。 第２の実施形態の斜視図である。 第２の実施形態の平面図である。 第２の実施形態の拡大平面図である。 （ａ）は図４におけるＳ２−Ｓ２線端面図であり、（ｂ）は図４におけるＳ３−Ｓ３線端面図である。 第１および第２の実施形態の使用状態を示す図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ外周旋削加工の状態、端面旋削加工の状態を示す図である。 第１の実施形態の切刃寿命を示す図である。 第２の実施形態の切刃寿命を示す図である。 従来のスローアウェイチップの平面図である。 他の従来のスローアウェイチップの平面図である。

符号の説明

１ スローアウェイチップ
２ すくい面
２ａ 傾斜すくい面
２ｂ すくい面の底面
３ 逃げ面
４ コーナ部
４Ａ 鋭角コーナ部
４Ｂ 鈍角コーナ部
５ 切刃
５ａ コーナ切刃
５ｂ 主切刃
６ ホーニング
６Ａ 丸ホーニング
６Ｂ 曲線状ホーニング
７ ランド
８ ブレーカ溝
１０Ａ、１０Ｂ チップブレーカ
１０ｂ ブレーカ壁面
１１ ボス面
Ｒｅ 鋭角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径
Ｒｄ 鈍角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径

Claims (6)

1. 略多角形平板状をなし、対向する多角形面の少なくともいずれか一方がすくい面とされる
   とともに他方が着座面とされ、前記すくい面のコーナ部には円弧状をなすコーナ切刃と、
   このコーナ切刃からそれぞれ延びる一対の直線状をなす主切刃とが形成され、前記コーナ
   切刃および前記主切刃に連なる外周面が逃げ面とされたスローアウェイチップにおいて、
   前記すくい面のコーナ部の少なくとも１
   つが鈍角コーナ部とされ、前記鈍角コーナ部の
   コーナ切刃の曲率半径Ｒｄが、前記鈍角コーナ部を除くコーナ部に形成された鋭角コーナ
   部のコーナ切刃の曲率半径Ｒｅよりも大きく、
   少なくとも前記鈍角コーナ部のコーナ切刃および主切刃には、当該切刃に直交する断面視
   で曲線状の曲線状ホーニングが形成され、
   その曲線状ホーニングは、すくい面につながる曲率半径Ｒｓの円弧と、その曲率半径Ｒｎ
   が前記円弧の曲率半径Ｒｓよりも小さく且つ逃げ面につながる円弧と、が滑らかにつなが
   って構成される形状であり、
   その曲線状ホーニングを断面視したとき、曲線状ホーニングとすくい面との接続部から逃
   げ面までの幅Ｌｓが、曲線状ホーニングと逃げ面との接続部からすくい面までの幅Ｌｎよ
   りも大きく、
   前記コーナ切刃および主切刃の内側にランドを有するブレーカ溝が形成され、
   前記鈍角コーナ部に設けたランドのランド幅Ｗｄが、前記鈍角コーナ部を除くコーナ部に
   形成された鋭角コーナ部に設けたランドのランド幅Ｗｅよりも大きいことを特徴とするスローアウェイチップ。
2. 前記鈍角コーナ部に形成されたブレーカ溝には、正のすくい角αｄを有するすくい面が形
   成され、前記すくい角αｄが５°以上３０°以下の範囲とされていることを特徴とする請
   求項１記載のスローアウェイチップ。
3. 前記鈍角コーナ部に形成したランドのランド幅Ｗｄが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範
   囲とされていることを特徴とする請求項１または２記載のスローアウェイチップ。
4. 前記鈍角コーナ部の２等分線上には、コーナ切刃側に配向し且つブレーカ溝の表面から上
   方へ***するブレーカ壁面が形成され、前記コーナ切刃の２等分点と前記ブレーカ壁面の
   ***開始点までの水平方向の距離Ｄｄが０．８ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲とされてい
   ることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のスローアウェイチップ。
5. 前記鈍角コーナ部のコーナ切刃の曲率半径Ｒｄが０．８ｍｍ以上６．４ｍｍ以下であるこ
   とを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のスローアウェイチップ。
6. 少なくとも前記鈍角コーナ部に形成されたコーナ切刃および主切刃には、当該切刃に直交
   する断面視で円弧状をなす丸ホーニングが当該切刃に沿って形成されるとともに、前記円
   弧の曲率半径Ｒｈが０．０５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請
   求項請求項１から５のいずれか１項記載のスローアウェイチップ。

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