JPH05162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、正面フライス等の転削工具に用い
て好適なスローアウエイチツプ、特に鋼、鋳鉄等
の切削加工に用いて好適なスローアウエイチツプ
に関する。 〔従来の技術〕 従来、例えば正面フライスに用いられるスロー
アウエイチツプ（以下、チツプと略称することも
ある。）においては、正面フライスが断続切削を
行うものであるため、一般に切刃の強度が高いも
のであることが重要視されている。そこで、その
ようなカツタに用いられるチツプとしては、すく
い面と側面（逃げ面）とのなす角が直角であるネ
ガテイブチツプが用いられている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、ネガテイブチツプにおいては、
その切刃強度が高いにも拘らず、切刃の欠損が比
較的多く発生する等の問題があつた。 すなわち、ネガテイブチツプによつて切削加工
を行う場合には、チツプをそのすくい角が負の値
になるようにして用いるため、多量の切削熱が発
生するとともに、厚さの厚い切屑が生成される。
多量の切削熱は、チツプの切刃部分を軟化させ
る。一方、切屑はチツプのすくい角が負であるた
め、チツプのすくい面に多大な押圧力をもつて衝
突し、そこで急激に流出方向を変えられる。この
とき、切屑は摩擦力によつてチツプのすくい面を
多量に削り取る。この削り取る量は、チツプの切
刃部分が切削熱によつて軟化せしめられているた
め、より一層助長される。この結果、チツプのす
くい面には早期に多きなクレータが発生する。こ
のクレータを画成する壁面には、切屑の流出方向
に沿つて延びる多数のすじが存する。そして、断
続切削による衝撃荷重、切屑による押圧力等によ
つてすじからクラツクが発生し、ひいてはチツプ
が欠損するという事態が惹起されていたのであ
る。 また、ネガテイブチツプにおいて、多量の切削
熱によつて切刃部分が軟化されるため逃げ面摩耗
が大きいという問題もある。この大きな逃げ面摩
耗および上記の欠損という問題のため、チツプ寿
命は非常に短いものであつた。そして、チツプの
短寿命化は、正面フライス等が取り付けられるマ
シニングセンター等の工作機械の稼働率を低下さ
せていた。然るに、マシニングセンターは非常に
高価であり、その稼働率向上のためにチツプの長
寿命化が熱望されていた。 さらに、ネガテイブチツプの場合には、すくい
角が負であるから切削抵抗が増大し、このためマ
シニングセンターのような高精度の工作機械を用
いたとしても、加工精度を一定限度以上向上させ
ることができないという問題があつた。 〔発明の目的〕 この発明は、上記種々の問題を解消するために
なされたもので、切刃部分の欠損および逃げ面摩
耗を大幅に軽減することができ、これによつてチ
ツプの長寿命化をなし得、しかも切削抵抗を軽減
することができるスローアウエイチツプを提供す
ることを目的とする。 〔発明をなすに至る経過〕 本発明者は、上記の問題の、主要因がすくい角
を負にしている点にあるものと推定し、規格のポ
ジテイブチツプを正面フライスに装着して切削試
験を行つた。しかし、期待する効果はほとんど得
られなかつた。そこで、従来一般の技術常識と全
く相反することになるが、逃げ角が30°〜45°のポ
ジテイプを作成し、そのすくい角が20°〜35°とな
るようにして正面フライスに装着した。その結果
は、切刃の強度が低いため、早期にチツピングが
発生するとともに、チツピングから欠損へと進
み、したがつてほとんど使用に耐えなかつた。と
ころが、切刃部分にホーニングを施すと、切刃の
強度低下によるチツピングおよびそれに伴う欠損
を防止することができることが判明した。しか
も、すくい角が20°〜35°と大きいので、切削熱お
よび切削抵抗を大幅に軽減することができたので
ある。 〔発明の構成〕 この発明は、上記の知見に基づき、逃げ面の逃
げ角を35°ないし45°に設定するとともに、逃げ面
とすくい面との交叉部にホーニングを施し、ホー
ニング幅を0.1mm0.2mmでかつ前記すくい面に対す
るホーニング角を30°ないし45°に設定された角度
ホーニングとするか、または曲率半径を0.05mmな
いし0.1mmになされた丸ホーニングとした点を構
成上の特徴とするものである。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例について添付面を参照
して説明する。 第１図Ａおよび第２図Ａ，Ｂは、この発明の一
実施例を示すものである。これらの図に示すスロ
ーアウエイチツプＡは、超硬合金あるいはサーメ
ツトからなるものであつて、平面視略正方形状を
なす平板状に形成されており、その上面がすくい
面１とされ、下面がチツプ座に載置するための載
置面２とされている。そして、すくい面１と載置
面２との間に存する側面が逃げ面３とされてい
る。この逃げ面３とすくい面１との交叉部に切刃
４が形成されている。この切刃４は、チツプＡが
正面フライスに用いられることから、主切刃４ａ
と副切刃４ｂとから構成されている。なお、後述
するように、すくい面１とにげ面３との交叉部に
は、ホーニング５が施される関係上、チツプＡに
おいてはすくい面と逃げ面との交線として定義さ
れる切刃が明確には存在し得なくなつている。 上記の構成は従来のチツプと同様であるが、こ
の発明に係るチツプＡにおいては、逃げ面３の逃
げ角TNが30°ないし45°に設定されている。した
がつて、チツプＡを用いる場合には、実用時に設
定する逃げ角の大きさにもよるが、通常必要とさ
れている7°〜10°の真の逃げ角を確保した場合に、
すくい角の大きさを20°ないし35°程度とすること
ができる。ここで、上記逃げ角が30°に満たない
と、真の逃げ角を7°〜10°程度確保した場合に、
すくい角が20°以下になつて切削抵抗が過大にな
つてしまい、逆に切削抵抗を減らそうとしてすく
い角を20°以上にすると所要の真の逃げ角（7°〜
10°程度）がとれずに逃げ面摩耗が増大してしま
い不適当である。他方、上記逃げ角が45°を超え
ると、チツプの刃物角が小さくなり過ぎてしま
い、後述するホーニングを施しても依然として欠
けやすく、使用に耐え得ないので不適当である。
このようなことから、上記逃げ角を30°ないし45°
に設定したのである。 ところで、逃げ角TNを30°ないし45°に設定す
ると、前述もしたように切刃部分の強度が低下し
て実用に供し得ない。そこで、チツプＡにおいて
は、第１図Ａに示すように、すくい面１と逃げ面
３との交叉部のうち主切刃４ａ部分に角度ホーニ
ング５を施すようにしている。このホーニング５
のすくい面１に沿う幅Ｗは、0.1mmないし0.2mmに
設定されている。これは、ホーニング幅Ｗを0.1
mmより小さくすると、切刃部分の強度向上を充分
にはなし得ず、他方0.2mmより大きくすると、切
削抵抗の増大を無視し得なくなるからである。ま
た、ホーニング角HNは、すくい面１のすくい角
を20°ないし35°に設定した場合に、ホーニング５
のすくい角が−10°前後になるように、30°ないし
45°に設定されている。なお、上記ホーニング角
HNが、30°に満たないと、ホーニング幅を精度
良く管理することができないために、ややもする
とホーニング幅が小さくなつて切刃の欠損を招い
てしまい、他方上記角度HNが45°を超えると、
切削抵抗が増大していずれも不適当である。 なお、すくい面１とにげ面３との交叉部に施す
ホーニングについては、第１図Ｂに示すような丸
ホーニング６でもよい。この場合、丸ホーニング
６の曲率半径Ｒは、0.05mmないし0.1mmに設定す
る必要がある。上記丸ホーニングの曲率半径が
0.05mmに満たないと、切刃の欠損を招いてしま
い、他方上記曲率半径が0.1mmを超えると、切刃
強度は増大するものの、そのような大きな曲率半
径とする加工が困難となつて現実的ではないから
である。また、これらのホーニングについては、
第１図Ｃに示すように、第１図Ａに示すホーニン
グ５の各端部とすくい面１または逃げ面３との交
叉部を円弧によつて滑らかに接続させた複合ホー
ニング７としてもよい。 一方、すくい面１と逃げ面３との交叉部のうち
副切刃４ｂ部についてであるが、副切刃４ｂ部分
に作用する切削荷重は小さいから、ホーニングを
施さなくともよい。ホーニングを施す場合には、
主切刃４ａ部分に施したホーニングと同形状でか
つ同程度もしくは若千小さいものとするのがよ
い。 第５図は、カツタ本体Ｄの先端部に上記構成の
チツプＡを周方向に複数装着してなる正面フライ
スを示すものであつて、チツプＡは主切刃３ａの
真のすくい角Ｔが20°ないし35°に設定され、これ
に伴なつて真のにげ角CNが10°前後に設定されて
カツタ本体Ｄに装着されている。 この様な正面フライスによつて切削加工を行つ
た場合には、7°〜10°程度の所要の真の逃げ角を
確保しても、従来負の値であつたすくい角が20°
ないし35°になつているから、切削熱の発生を大
幅に低下させることができる。したがつて、切刃
部分の軟化を大幅に抑えることができる。また、
生成される切屑が薄くなり、しかも切屑が多大な
押圧力をよつてすくい面１に衝突してその流出方
向を急激に変えられることもないから、クレータ
の発生が大幅に軽減されるとともに、クレータを
画成する壁面にすじが発生することが防止され
る。これら切刃部分の軟化抑制とクレータおよび
それに伴うすじの発生防止とが相俟つて、切刃部
分の欠損を防止することができる。しかも、すく
い面１とにげ面との交叉部にホーニング５を施し
ているから、切刃部分の強度が向上し、単ににげ
角を30°ないし45°に設定し、すくい面１のすくい
角Ｔを20°ないし35°に設定した場合に生じるチツ
ピングおよびそれによつて惹起される欠損も防止
することができる。 また、切削熱の発生が少なくなつて切刃部分の
軟化を抑制することができるから、逃げ面摩耗が
大幅に減少する。この逃げ面摩耗の減少と欠損防
止とが相俟つてチツプＡの寿命を向上させること
ができる。さらに、切削抵抗を軽減することがで
きるから、被削物の変形、カツタおよび被削物の
振動等を軽減することができ、マシニングセンタ
等の高精度工作機械の性能を十分に発揮させて、
加工精度の向上を図ることができる。 〔実施例〕 次にこの発明に係る上記チツプＡの作用効果を
確認するために行つた試験結果を紹介する。この
試験においては、それぞれの逃げ角が10°、20°、
30°および40°である４種類のチツプを用意し、各
チツプをカツタ本体に単刃状態で、それぞれ10°
の真の逃げ角を付して装着した。したがつて、こ
れら４種類のチツプにおける真のすくい角は、そ
れぞれ0°、10°、20°、30°である。また、ホーニン
グ量は、0.2mmでホーニング角度は30度である。
なお、その他の切刃角度は同様のものとした。切
削条件は次のとおりである。 被削材 SCM440（HB240） 切削速度 160ｍ／min 仕込み量 ３mm 送り量 0.4mm／rev 総切削量 2600mm 室 温 25℃ 試験結果を次表に示す。表中、切削抵抗の分力
Ｘ，Ｙ，Ｚは、第４図に示すとおりである。ま
た、切削熱は、被削材の温度の計測によつてこれ
に変えた。切削熱の項目中、瞬間熱は切刃が温度
計測器にもつとも接近した瞬間の被削材の温度を
いい、残熱は切刃が被削材から離れている間の被
削材の温度である。

【表】 次に、角度ホーニング幅が切削にどの様に影響
を与えるかについて検討した実験例を下記の表に
示す。実験例に示すチツプの逃げ角は、すべて
30°のものを使用し、表２中の幅及び角度はいず
れもホーニングに関するものである。また、被削
材は100mm幅で200mmの長さのもので、いずれの場
合も５面削つた。その他の切削条件は表１と同じ
である。

【表】

【表】 この表２によると、No.１やNo.２のチツプのよう
に、ホーニング幅が0.05mm以下であると、欠損や
チツピングを発生させることがわかる。これはチ
ツプのうち被削材に最初に当たる部分が切刃先端
（逃げ面とホーニング面とが交わる稜線）により
近いからである。No.３のチツプのように、ホーニ
ング幅が0.1mm以上では、チツピングの発生は見
られなかつた。これはチツプのうち被削材に最初
に当たる部分が、切刃先端から遠くなり、切刃の
すくい面とホーニング面とが交わる稜線だからで
ある。しかし、No.５のチツプのように、ホーニン
グ幅が0.25mm以上では、欠損やチツピングが発生
しないかわりに、切削抵抗のうちスラスト方向の
背分力（第６図のＺ方向）が大きくなるために、
チツプの摩耗量も大きく切削熱が大となつて被削
材の仕上げ面が悪化する。第８図は、上記表の中
のNo.４、No.５、No.６のチツプについて、背分力を
調べたものである。この第８図から解るように、
本願発明の実施例であるNo.４のチツプに比べて、
送り量が大きくなるにつれて、No.５、No.６のチツ
プのほうが背分力が顕著に大となることが解る。 次に、丸ホーニングの曲率が切削にどの様に影
響を与えるかについて検討した実験例を表３に示
す。なお、丸ホーニングのものは、鋳物の被削材
とするために、下記条件のもとに５面を切削し
た。 被削材 FC25 切削速度 120ｍ／min 仕込量 ３mm 送り量 0.3mm／rev 総切削量 10mm×200mmの板材を長さ方向に切削 室 温 25℃ チツプ逃げ角 30°

〔他の実施例〕

次に、この発明の他の実施例について説明す
る。 第３図Ａ，Ｂに示すチツプＢは、平面視略三角
形状に形成するとともにコーナ部４ｂを円弧によ
つて形成したものである。また、第４図Ａ，Ｂに
示すチツプＣは、平面視円形状に形成したもので
ある。なお、これらのチツプＢ，Ｃにおいて上記
のチツプＡと同様な部分には同一符号を付してあ
る。 〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明のスローアウエ
イチツプによれば、逃げ面の逃げ角を30°ないし
45°に設定しているから、チツプの実際の切削加
工に供する際にそのすくい角を20°ないし35°に設
定することができる。したがつて、クレータ摩耗
に起因する切刃部分の欠損、切削熱に起因する逃
げ面摩耗を大幅に軽減することができ、ひいては
チツプの寿命を大幅に向上させることができる。
また、切削抵抗を減少させることができるから、
加工精度の向上を図ることができる。しかも、す
くい面と逃げ面との交叉部にホーニングを施し、
ホーニング幅を0.1mmないし0.2mmでかつ前記すく
い面に対するホーニング角を30°ないし45°に設定
された角度ホーニングとするか、または曲率半径
を0.05mmないし0.1mmになされた丸ホーニングと
しているから、逃げ角を30°ないし45°に設定した
ことによるチツピングおよびそれに伴う欠損を防
止することができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂ，Ｃはこの発明に係るスローアウ
エイチツプの要部を示す図であつて、第２図Ａの
−線矢視拡大断面図、第２図、第３図、第４
図はそれぞれこの発明の一実施例を示し、それぞ
れＡ図は平面図、それぞれＢ図は側面図、第５図
は第２図に示すスローアウエイチツプが取り付け
られた正面フライスを示し、第５図Ａはその縦断
面図、第５図Ｂは主切刃のすくい角および逃げ角
を示す図、第６図は切削抵抗の３つの分力を示す
図、第７図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ逃げ角を
10°、20°、30°、40°としたときの摩耗状況を示す
図、第８図は背分力を示す図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ……スローアウエイチツプ、１……
すくい面（上面）、２……載置面（下面）、３……
逃げ面（側面）、５，６，７……ホーニング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 全体が平板状をなし、すくい面とされる上面
   と載置面とされる下面との間に逃げ面が形成され
   て鋼、鋳鉄等の鉄系金属の切削に用いられるスロ
   ーアウエイチツプにおいて、前記逃げ面の逃げ角
   を30°ないし15°に設定するとともに、前記すくい
   面と逃げ面との交叉部にホーニングを施し、この
   ホーニングは、ホーニング幅が0.1mmないし0.2mm
   でかつ前記すくい面に対するホーニング角が30°
   ないし45°に設定された角度ホーニングであるか、
   または曲率半径が0.05mmないし0.1mmになされた
   丸ホーニングであることを特徴とするスローアウ
   エイチツプ。