JPH06206104A - 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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JPH06206104A
JPH06206104A JP3202037A JP20203791A JPH06206104A JP H06206104 A JPH06206104 A JP H06206104A JP 3202037 A JP3202037 A JP 3202037A JP 20203791 A JP20203791 A JP 20203791A JP H06206104 A JPH06206104 A JP H06206104A
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honing
cutting edge
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Tatsuo Arai
辰夫 新井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 チップの表面に形成されるTiC等の被覆層
の割れを防止する。 【構成】 上面2及び側面6がTiC等の被覆層3で覆
われたチップにおいて、切刃7の後方に凸稜線を描いて
一段以上折れ曲がる多段面状のホーニング部10を形成
する。ホーニング部10の第1、第2の構成面11、1
2はともに研磨面または鏡面状のラップ面として母材4
を露出させる。第1の構成面11の上面2に対する傾斜
角αをなるべく大きく、好ましくは逃げ角γ以上として
切刃7の刃先強度を確保する一方、第2の構成面12の
傾斜角βをなるべく小さく、好ましくは逃げ角γ以下と
して切刃7の切削抵抗を減少させるとともに、ホーニン
グ幅Wを増加させて被覆層3を切刃7から十分後退さ
せ、これにより切刃7近傍の靱性を増加させて被覆層3
の割れを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スローアウェイチッ
プに係り、詳しくはTiC等からなる被覆層が形成され
たスローアウェイチップに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、正面フライスやバイト等の切削工
具に用いられるスローアウェイチップ(以下、チップと
略称する。)として、表面にTiC、TiCN、Al2
3等の単層又は複層からなる被覆層を形成してチップ
の耐摩耗性や耐熱性を高めたチップが広く用いられてい
る。
【0003】しかしながら、このような被覆層を形成し
た場合にはチップの靱性が著しく低下する。このため、
例えば図7に示すように切刃1に加わる切削荷重Pによ
ってすくい面とされる上面2側の被覆層3が引っ張られ
てクラックCが発生し、このクラックCが母材4まで達
して欠損等を招き、チップ寿命が損なわれることがある
という問題があった。そこで、特公昭48−37553
号公報に記載されているように、チップの表面に被覆層
を形成した後、切刃稜の後方に逃げ面と直交するホーニ
ング面を形成することにより、切刃近傍から被覆層を除
去して母材を部分的に露出させ、これによりチップの耐
摩耗性、耐熱性を向上させつつ切刃部分の靱性の低下を
防止したものが提供されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のチップは、すくい面と逃げ面とが直交するいわゆる
ネガティブ形状のものを対象としているが、この種のチ
ップでは当然ながら切削抵抗の低減を図るために、すく
い面と逃げ面とが鋭角で交差するポジティブ形状に形成
されることもある。そして、このようなポジティブ形状
のチップに被覆層を形成した場合でも靱性低下の問題は
発生する。
【0005】しかしながら、ポジティブ形状のチップで
は、特に切削抵抗の低減と切刃強度の維持という要請か
らホーニング面の形状に制約を受けるため、上述したネ
ガティブ形状のチップのように、上面に対する傾斜角が
一定のホーニング面を形成して母材を露出させただけで
は被覆層におけるクラックの発生を十分に防止すること
はできなかった。
【0006】すなわち、図8に示すように、ポジティブ
形状のチップにおいて切刃1の近傍に一定傾斜角のホー
ニング面5を形成して母材4を露出させた場合、ホーニ
ング面5の上面2に対する傾斜角θが大きくなるに従っ
て切削抵抗が増大するため、切削抵抗低減のためにはな
るべく傾斜角θを小さくした方が望ましい。反面、傾斜
角θが小さくなれば刃先角φが減少して刃先強度が不足
するため、過度に小さくすることもできず、結局、ポジ
ティブ形状のチップでは、切削抵抗と切刃強度とを比較
考量して傾斜角θを定めることになる。
【0007】一方、図8に示すチップにおいて被覆層3
のクラックを防止するにはなるべくホーニング面5の幅
Wを大きく取って被覆層3を切刃1から十分に後退させ
ることが望ましい。ところが、かかる幅Wは当該チップ
の下面(図示略)から切刃1までの高さを一定とした上
で切刃強度と切削抵抗をほぼ満足するようにホーニング
面5の傾斜角θを定めることによって従属的に定まる値
であるため、被覆層3のクラック防止に必要な値までは
考慮に入れることができず、いきおい幅Wが不足してク
ラックCの成長を十分に防止できないことになる。
【0008】この発明はこのような背景の下になされた
もので、被覆層を有するポジティブ形状のチップにおい
て、切削抵抗及び刃先強度をともに満足させつつホーニ
ング幅を十分に大きくとって被覆層におけるクラックの
発生、成長を確実に防止できるチップを提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明のチップでは、
すくい面とされる上面と逃げ面とされる側面との交差稜
線部に、当該交差稜線部の切刃に連なるホーニング部を
形成し、このホーニング部の表面を研磨面又は鏡面状の
ラップ面として当該スローアウェイチップの母材を露出
させ、かつ、上記ホーニング部の上記上面に対する傾斜
角を、上記切刃に連なる先端側よりも上記上面に連なる
後端側が小さくなるように変化させることにより上記課
題の解決を図っている。
【0010】ここで、上記ホーニング部は種々の態様が
考えられ、その一例として凸稜線を描いて1段以上折れ
曲がる多段面状に形成することができる。この場合、多
段面の各構成面は、傾き一定の平坦面又は凸曲面のいず
れに形成しても良いが、すべての構成面を平坦面とする
場合には、各構成面のうち切刃に連なる第1の構成面の
上記上面に対する傾斜角を上記側面の逃げ角以上に設定
する一方で、該第1の構成面に連続する第2の構成面の
上記上面に対する傾斜角を上記側面の逃げ角以下に設定
すると良い。また、ホーニング部の他の態様としては、
全体を凸曲面状に形成することによっても上面に対する
傾斜角を変化させ得る。
【0011】
【作用】上記構成によれば、ホーニング部の上面に対す
る傾斜角が変化しているので、当該ホーニング部の切刃
に連なる先端側の傾斜角を大きく設定して切刃強度を確
保する一方で、ホーニング部の後端側の傾斜角を減少さ
せて切削抵抗の減少を図ることができる。この場合、後
端側の傾斜角を小さくする程切削抵抗が減少するととも
にホーニング幅が増大するので、切刃強度を損なうこと
なく被覆層を切刃から十分後退させてクラックの発生、
成長を防止できる。
【0012】
【実施例】以下、図1〜図3を参照して、本発明の一実
施例を説明する。なお、上述した従来例と共通する構成
要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【0013】図2及び図3に示すように、本実施例のチ
ップは超硬合金やサーメット等の硬質材料を略正方形平
板状に形成してなるもので、すくい面とされる上面2と
逃げ面とされる側面6…との交差稜線部に主切刃7…が
形成されるとともに、各主切刃7が交差する四つのコー
ナ部に副切刃8…が形成され、さらに上面2の周縁部に
各切刃7、8に連なる幅一定のブレーカ溝9が形成され
て概略構成され、しかも側面6が上面2に対して鋭角で
交差する方向に傾斜せしめられていわゆるポジティブ形
状に形成されている。また、上面2及び側面6には、チ
ップの耐摩耗性、耐熱性をTiC、TiCN、Al23
等の単層又は複層からなる被覆層3が形成されている。
【0014】そして、図1に詳細に示すように、上面2
と側面6との交差稜線部における切刃7、8とブレーカ
溝9との間には、本実施例の最大の特徴とするホーニン
グ部10が形成されている。このホーニング部10は、
切刃7、8に連なる第1の構成面11と、上面2に連な
る第2の構成面12とから構成されることにより、全体
が凸稜線を描いて一段折れ曲がる多段面状に形成されて
いる。
【0015】これら第1、第2の構成面11、12は、
いずれも被覆層3で覆われた切刃7、8の近傍を母材4
が露出するまで研ぎ落としてなるもので、それぞれの表
面は研磨面又は鏡面状のラップ面に仕上げ加工されてい
る。また、第1、第2の構成面11、12は、上面2に
対する傾斜角α、βが一定をなす平坦面に形成され、し
かも、これら傾斜角間にはα>βなる関係が付けられて
いる。ここで、これら第1、第2の構成面11、12の
上記傾斜角α、βは必要とする切刃7、8の刃先強度や
切削抵抗に応じて適宜変更して良いが、なるべくは下記
の関係を満たすように設定することが望ましい。
【0016】まず、第1の構成面11の上面2に対する
傾斜角αは側面6の逃げ角γ、すなわち上面2の延長面
1と直交する仮想平面S2と側面6とがなす角度以上に
設定することが望ましい。α≧γであれば切刃7、8の
刃先角度φ1、すなわち側面6と当該第1の構成面11
との交差角が90゜ を越えることとなり、切刃7、8に
ネガチップと同等もしくはこれを上回る刃先強度が確保
されるからである。一方、第2の構成面12の上面2に
対する傾斜角βは当然にαよりも小さく設定されるが、
なるべくは5゜ ≦β≦γを満たすように設定することが
望ましく、さらに上記範囲でα−β≧10゜ となるよう
に設定することが一層望ましい。βが5゜ を下回ると加
工誤差によるホーニング幅Wの誤差が大きくなって、加
工精度の要求が不等に厳しくなるおそれがある一方、β
≦γであれば第2の構成面12と側面6とがなす角φ2
が90゜ を下回るために切刃7、8の切削抵抗がネガチ
ップよりも確実に減少するからである。また、α−β≧
10゜ とした場合には、これらの差が10゜ 未満である
と切削抵抗の低減効果を十分に得られないおそれがある
のみならず、後述するホーニング幅Wの増加による被覆
膜3の損傷防止効果を十分に得られないおそれが生じる
からである。
【0017】さらに、切刃7、8から第2の構成面12
の後端までの距離、すなわちホーニング幅Wは0.4mm
以上確保することが望ましい。Wが0.4mmに満たない
と被覆層3の切刃7、8からの後退量が十分でなく、被
覆層3におけるクラック発生を十分に阻止できないおそ
れが生じるからである。なお、ホーニング部10の具体
的形状を決定するには、切刃7、8の位置を定めた上で
第2の構成面12の後端位置を定めてホーニング幅Wを
必要量確保し、さらに第1の構成面11を切刃7、8を
基準として所定の傾斜角αで加工するとともに、第2の
構成面12をその後端位置を基準として所定の傾斜角β
で加工すれば良い。
【0018】しかして、以上のように構成されたチップ
においては、ホーニング部10が第1、第2の構成面1
1、12とに分けられることにより、凸稜線を描いて一
段折れ曲がる多段面状に形成されているので、第1の構
成面11の上面2に対する傾斜角αを大きく設定して切
刃7、8の刃先強度を維持しつつ第2の構成面12の傾
斜角βを十分に小さく設定して切刃7、8の切削抵抗を
下げることができる。しかも、傾斜角βを減少させる程
ホーニング部10の幅Wが増加して被覆層3が切刃7、
8から大きく後退し、これにより被覆層3におけるクラ
ックの発生が確実に防止される。ちなみに、本実施例の
チップにおいて、第1の構成面11の傾斜角αを従来の
ポジチップのホーニング面の傾斜角と同一に設定したと
ころ、従来ではホーニング幅Wが0.1〜0.3mm程度
しか確保できなかったのに対して最低でも0.45mm〜
0.5mm程度確保でき、被覆層3のクラック防止に著し
い効果があることが判明した。
【0019】なお、図1〜図3に示す実施例では特に正
方形平板状のチップを対象としているが、本発明はこれ
に限るものではなく、平面視して三角形、菱形、平行四
辺形等の多角形状や円形状等種々の形状が含まれる。ま
た、図1〜図3に示す例では上面2の周縁に当該チップ
の下面側へ向かって直線的に陥没するブレーカ溝9を形
成しているが、図4に示すように円弧状に湾曲しつつ陥
没するブレーカ溝13でも良く、図5に示すようにブレ
ーカ溝のないものでも構わない。
【0020】また、図1〜図5に示す例ではいずれもホ
ーニング部10を一段折れ曲がる多段面状に形成し、か
つ、各構成面11、12をともに傾斜角α、βが一定の
平坦面に形成しているが、2段あるいはそれ以上に折れ
曲がる多段面状に形成しても良く、また図6に示すよう
に第1の構成面11のみを凸曲面状に形成するなど、構
成面の一部又は全部を凸曲面状に形成しても良い。ちな
みに、第1の構成面11を凸曲面状に形成した場合には
切刃7、8の先端の肉厚が増加して切刃強度が一層高ま
るという効果がある。
【0021】さらに、ホーニング部10の後端側の上面
2に対する傾斜角を先端側よりも小さくして切削抵抗の
低減とホーニング幅Wの増加を図るためには、必ずしも
ホーニング部10を明瞭な凸稜線を持った多段面状に形
成する必要もなく、例えば全体を凸曲面状に形成すれば
ホーニング部10の先端から後端に至るまで連続的に傾
斜角が減少することとなって同様の効果を得ることがで
きる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のチップ
によれば、ホーニング部の先端側の傾斜角を大きく設定
して切刃強度を確保すると同時にホーニング部の後端側
の傾斜角を減少させて切削抵抗の減少を図ることができ
るとともに、ホーニング部後端側の傾斜角の減少程度に
応じてホーニング幅を増大させて切刃から被覆層までの
距離を拡大できるので、切削抵抗及び刃先強度をともに
満足させつつホーニング幅を十分に大きくとって被覆層
におけるクラックの発生、成長を確実に防止できるとい
う優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるチップの刃先部分の
拡大図である。
【図2】図1に示すチップの平面図である。
【図3】図2のII方向からの矢視図である。
【図4】図1の一変形例を示す図である。
【図5】図1の他の変形例を示す図である。
【図6】図1のさらに他の変形例を示す図である。
【図7】従来のポジティブ形状のチップの刃先部分の拡
大図である。
【図8】図7に示すチップに傾斜角一定のホーニング面
を形成した状態を示す図である。
【符号の説明】
2 上面 3 被覆層 4 母材 6 側面 7 主切刃 8 副切刃 10 ホーニング部 11 第1の構成面 12 第2の構成面 α 第1の構成面の上面に対する傾斜角 β 第2の構成面の上面に対する傾斜角

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 すくい面とされる上面と逃げ面とされる
    側面との交差稜線部に切刃が形成されるとともに、上記
    上面及び側面にTiC、TiCN、Al23等からなる
    被覆層が形成されてなるポジティブ形状のスローアウェ
    イチップにおいて、 上記上面と側面との交差稜線部に、上記切刃に連なるホ
    ーニング部を形成し、このホーニング部の表面を研磨面
    又は鏡面状のラップ面として当該スローアウェイチップ
    の母材を露出させ、かつ、上記ホーニング部の上記上面
    に対する傾斜角を、上記切刃に連なる先端側よりも上記
    上面に連なる後端側が小さくなるように変化させたこと
    を特徴とするスローアウェイチップ。
  2. 【請求項2】 上記ホーニング部が、凸稜線を描いて1
    段以上折れ曲がる多段面状に形成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. 【請求項3】 請求項2記載のスローアウェイチップに
    おいて、多段面状に形成された上記ホーニング部の各構
    成面はいずれも傾斜角一定の平坦面に形成され、各構成
    面のうち切刃に連なる第1の構成面の上記上面に対する
    傾斜角が上記側面の逃げ角以上に設定される一方で、該
    第1の構成面に連続する第2の構成面の上記上面に対す
    る傾斜角が上記側面の逃げ角以下に設定されていること
    を特徴とするスローアウェイチップ。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のスローアウェイチップに
    おいて、多段面状に形成された上記ホーニング部の構成
    面のうち、少なくとも1以上の構成面が凸曲面に形成さ
    れていることを特徴とするスローアウェイチップ。
  5. 【請求項5】 上記ホーニング部が凸曲面状に形成され
    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。
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