JPH0790412B2 - 切削用植刃 - Google Patents

切削用植刃

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JPH0790412B2
JPH0790412B2 JP61154254A JP15425486A JPH0790412B2 JP H0790412 B2 JPH0790412 B2 JP H0790412B2 JP 61154254 A JP61154254 A JP 61154254A JP 15425486 A JP15425486 A JP 15425486A JP H0790412 B2 JPH0790412 B2 JP H0790412B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多角形の基本形状を有する切削工具用の植刃に
関し、該植刃は有屑切削加工用のもので好ましくはミリ
ング加工用に使用される。その外形は主として上下面が
平行な２個の主平面とこの上下二平面を接続する複数個
の切刃側面から成る。二つの切刃側面間の交線と少くも
一つの主平面との間には主切削切刃線が形成される。複
数個の面取り部が上記植刃の隅角部における切刃側面間
の遷移部分に形成される。第１の面取り部分は上記主平
面の交線上に短小の切削切刃線を形成する。
〔従来の技術〕
下記のミリング切削加工用の植刃は従来公知である。即
ち植刃の隅角部分が接続状の短小切刃線と主切刃線間に
隅角面取り部を有し、該短小切刃線と主切刃線間の交角
部の外角度が短小切刃線と主切刃線間の外角度の略1/2
であるような植刃は公知である。この幾何学的形状は隅
角部の面取り部分の切刃線と主切刃線間に比較的鋭利な
交角部分が生ずる。ミリング切削加工中、切屑は各能動
的切削切刃線と直交する方向に向って切出されるから主
切削切刃線から生ずる切屑片は隅角面取り部から発生す
る切屑片と交錯するようになる。したがって隅角面取り
部分と主切削切刃線間に形成された鋭利な交角部分は隅
角面取り部分や主切削切刃線に比較して大きな負荷応力
に曝され、植刃の一部は最初に亀裂を発生し変形するよ
うになる。また隅角に丸味を付与した短小切削切刃線と
主切削切刃線間の交角部に一定半径の丸味を付与するこ
とも公知である。この場合にもまた、短小な切削切刃線
と主切削切刃線とに直交する方向に向って切屑は案内さ
れるから丸味付与部分と主切削切刃線間の遷移点におい
て切屑は圧縮作用を受ける。
〔発明の解決しようとする問題点〕
本発明は前述した欠点を回避するこの種形式の植刃を提
供するものである。本発明によれば植刃隅角部の切削切
刃線上に生ずる切屑には適度の圧縮作用が生ずるように
なるので、機械加工中隅角面取り部と主切削切刃線間の
交角部に生ずべき負荷応力は減少される。以下添付図面
を参照して本発明を詳細に説明し、更にその特徴とする
性質および効果も明瞭にされる。
〔実施例〕
第２図は平坦な正面ミリング切削加工用の慣用の植刃の
隅角部分を示す。植刃の隅角部における面取り部分21は
短小切削切刃線22とこれに協同する主切削切刃線23間の
隅角部分に形成される。隅角面取り部分21の切刃線24と
短小切刃線22間の主要切削角度K2は短小切削切刃線22と
主切削切刃線23間の切削角度K1の略1/2である。この幾
何学的形状は隅角面取り部分21と主切削切刃線23との間
に比較的鋭利な交角部25を生ずる。ミリング加工中、切
屑は各能動的切削切刃線からその直交方向に図示の多数
の矢印で示すように流れ出る。従って主切削切刃線23か
ら生ずる切屑片の一部は隅角面取り部分21から生ずる切
屑片の一部に衝突する。それ故隅角面取り部分21と主切
削切刃線23との間に形成された鋭利な交角部25は隅角面
取り部分21及び主切削切刃線23に比較してより増大した
応力負荷に曝される。従って植刃のこの部分が最初に破
壊し変形するようになる。第１図および第３図から第５
図は本発明に係る割出し設定可能な切削用植刃の一実施
例を示す。この割出し設定可能な切削用植刃10は正方形
状の基本形態を有し、平坦な上部主平面11と下部主平面
12並びにこれら各平面を取囲む切刃側面13,14,15,16か
ら成る。この割出し設定可能な切削用植刃10は正の刃先
角を有する即ち各切刃側面と上部主平面11とは鋭角をな
して形成される。この植刃は負の刃先角即ち上部主平面
10と下部主平面12とは切刃側面に対し垂直に交わるよう
に形成することもできる。上記切刃側面13乃至16の平坦
な各部分と上部主平面11との各交線上には主切削切刃線
40が形成される。この植刃10上に形成された隅角部分は
すべて同一形状であるから、以下はその一つの隅角部分
のみについて説明する。複数個の面取り部分が切刃側面
13と14によって取り囲まれた一つの隅角部に形成され
る。切刃側面13は第１の平坦な面取り部41により植刃内
部方向に向って切り取られ、そのとき上部主平面11との
交線は短小切削切刃線42を形成し、これは被加工素材表
面に供される。主切削切刃線40の長さは短小切削切刃線
42の少くとも３倍である。その第１面取り部分41はその
一端において角度K2を以って形成される第２面取り部分
43により切り取られ、そのとき上部主平面11との交線は
切削切刃線45を生じる。これら面取り部分相互間の内角
は130°乃至170°の角度範囲において選定される。第２
面取り部分43は角度K3を形成する大径部３面取り部分46
により滑らかに切り取られ、上部主平面11との交線は切
削切刃線47を作る。各切削切刃線45,47は第５図に示す
ように理論的長さＬを有し、この長さは隣接するち２個
の切取り点間の距離寸法により表わされる。この直線的
切削切刃線45,47は約140°乃至175°の鈍角をなす内角
を形成する。この第３面取り部分46は切刃側面14に向っ
て滑らかに移行する。２個の直線切刃線間に形成された
各滑らかな遷移点は一定の曲率半径Ｒを有する円弧形状
に形成され、これは、切刃線45または47の理論的長Ｌの
少くとも1/2か最大６倍である。上記円弧をなす曲線状
切削切刃線は直線部、例えば隣り合う２個の直線状切削
切刃線45,47、の理論的交差点から距離L1の反対側の所
で夫々当該両直線状切刃線に接続する。第３面取り部分
46とその切刃側面17とは140°乃至175°の鈍角状の内角
を作る。第１面取り部分41の短小切削切刃線42は隅角部
の２等分線に対しその近傍の１点において隣接する第２
面取り部分43の切削切刃線45と接続している。好ましい
態様では、短小切削切刃線42の大半は隅角部の二等分線
Ｂの二等分線Ｂの一方側に配置される。第２面取り部分
43における切削切刃線45の全体は上記二等分線Ｂの反対
側に配置されている。主切削切刃線40は第３面取り部分
46に接続した曲線状切削切刃線から隣接する切削隅角部
の短小切削切刃線に向って延在する。短小切削切刃線42
の長さは短小切削切刃線と主切削切刃線の遷移切刃線の
全長に略等しい。
第２図に示す従来慣用の植刃は第１図に示す本発明に係
る植刃と正面切削磨耗試験において比較された。この比
較試験は年報「The CIRP,Vol.33/1/1984」（ページ47〜
48、Fig.a1）上にA.J.Pekelharingの名の下に掲載され
ている。この比較試験に供された二種類の植刃に対する
試験条件は試験期間中すべて同一である。ミリング加工
長は最長600mmで各切削試験中は１個の植刃が使用され
た。試験に供された従来の植刃14個のうち４個はその切
削隅角部が破損されていたが、他方本発明に係る14個の
植刃は１個も破損しなかった。この植刃の隅角部の形状
は該隅角部の切削切刃線から生じかつ隅角部の各切削切
刃線に直角方向に流れ出る切屑片が第１図に示す従来の
植刃の切屑片よりも圧縮量が少ない。本発明に係る形態
をもつ植刃は切削切刃線上にかかる一そう増大した応力
負荷に耐えかつ加工中良好な強靱性を呈する。更にまた
別の構成においては直線部分47,45は第６図に示すよう
な直線切刃線48により接続連結され、この直線切刃線部
分48は切削切刃線の理論的切取り点において距離L1で示
す長さを各切削切刃47,45から切取る。この面取り距離L
1は切削切刃線の理論的長さＬの1/4に略相当する。
第７図及び第９図は本発明に係る割出し設定可能な切削
用植刃の他の実施例を示す。この割出し設定可能な植刃
10′は正四角形の基本形態を有し、平坦な上部主平面1
1′と下部主平面12′とこれらの上下部主平面を包囲す
る切刃側面13′,14′,15′,16′を有する。用語「上部
平面」とは反対側下部平面から遠く離隔して配置された
植刃周辺における点又は面により形成された平面を意味
するもとする。割出し設定可能な植刃10′は正の切削角
を有する。即ち各切刃側面は上部主平面Ｐと鋭角状の内
角を形成する。また該植刃は負の切削角を具えることも
でき、即ち切刃側面は上部及び下部主平面と垂直状に交
わる。中央部が凹んだ凹所17は上部主平面11′の中央部
11″に形成される。中央部が凹んだ凹所17はその中央部
11″から隣接する二つ隅角部分間の湾曲した周縁部分18
（湾曲周縁部の内側面取り局部）に向って延在してい
る。この湾曲周縁部分18の中心は上部主平面11′の平面
Ｐから距離ｈのところに配置される。その距離ｈは設計
された断面形状に従って変化する。湾曲周縁部分18は幅
W1を有し、他の湾曲周縁部分19（湾曲周縁部の外側面取
り局部）によりその外側が区切られており、この湾曲周
縁部分19は補強傾斜部と切刃側面13′〜16′間の交線に
より限定された切削切刃線に対する強化傾斜部を構成す
る。この強化傾斜部を構成する曲線部分19の幅はW2でこ
の周縁部分は曲線部分18と共に上部主平面Ｐに平行な平
面上の全幅はＷである。また別の構成として、内部曲線
部分18は第10図に示す如く、切刃側面14′に向って外方
に延びていてもよく。そのとき幅Ｗより少し大きい水平
方向の幅W3を有する。上記周縁部分の幅W3は植刃に対し
付与された規定の切込み送り量より大きく、好ましくは
２倍の幅長さとなっている。このような幾何学的形状設
計を以ってすれば、前述した本発明に係る第１図と第３
図乃至第６図に示した植刃に対比してミリング切削加工
中の切削抵抗力が一そう低下する。上部主平面11′の中
央部11″に向って上昇する凹んだ溝部分17の部分は切削
した切屑がミリング切削工具本体面を叩かないように切
屑を曲げ外らすように形成されている。この部分には大
体において切屑を破断する作用はない。曲線部分18に向
って上昇する溝部分17には５°乃至18°の範囲の傾斜角
αが与えられる。切刃側面13″〜16′の平坦な部分と曲
線部分18又は19との間の交線は主切削切刃線40′を形成
する。各主切削切刃線40′はその切刃線の中央部がその
切刃線の両端部よりも植刃下部主平面12′の方に向って
近づくように形成されている。主切刃線40′のこのよう
な形状は植刃に作り付けの大なる傾斜角を付与したこと
を意味し、それ故軸方向切削力はミリング作業において
減少する。隅角部に施した面取り部分は第１図と第３図
乃至第６図に示したものと同一に形成される。第11図と
第12図並びに第13図と第14図は第１図と第３図乃至第５
図、並びに第７図乃至第10図に示した割出し設定可能な
切削植刃の三角形状の変形例を２種類示している。これ
らの変形例の植刃における差異は上記三角形型植刃の主
要切削切刃線が一そう鋭利な鋭角内角を以って各隅角部
分内に適合されている点であり、各部の短小切削切刃線
は協同する主切削切刃線に大体において垂直状になる。
また別の構成においてその隅角部分は第６図を基本にし
て形成することができる。第13図と第14図に示す植刃は
第10図に示した断面形状を具えたものである。かくして
本発明はその外形形状によって強力な植刃を形成する割
出し設定可能な植刃について記載し、更には植刃上に作
用する局部負荷が軽減され、切削加工中の切削力は軽減
される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る割出し設定可能な植刃の一実施例
の平面図、 第２図は従来慣用の植刃の隅角部の平面図、 第３図は第１図に示した割出し設定可能な植刃の側面
図、 第４図は割出し設定可能な植刃の隅角部を示す拡大図、 第５図は割出し設定可能な植刃の隅角部の拡大図、 第６図は植刃隅角の別の実施例を平面図で示し、 第７図は本発明に係る割出し設定可能な植刃の別の実施
例の平面図、 第８図は第７図に示した植刃の側面図、 第９図は第７図における線IX-IXに沿う植刃の断面図、 第10図は本発明に係る割出し設定可能な植刃について更
に別の実施例の断面図を示し、 第11図と第12図は本発明に係る割出し設定可能な更にも
う一つの他の実施例についてその平面図と側面図を示
し、 第13図と第14図は本発明に係る割出し設定可能な植刃に
ついて更に別の実施例について植刃の平面図と側面図を
それぞれ示す。 11……上部主平面、12……下部主平面、13,13,15,16…
…切刃側部表面、21……隅角面取り部、22……短小切削
切刃、23……主切削切刃、24……切刃線、25……鋭い交
角部、40,40′……主切削切刃線、40,40′……主切削切
刃線、41……第１直線面取り部分、42……短小切削切
刃、43……第２面取り部分、45,47……切削切刃、46…
…第３面取り部分。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】上、下の平行な二つの主平面（11,12;1
    1′,12′）と、当該平面に接続した複数の切刃側面（13
    〜16;13′〜16′）を具えた多角形の基本形状を有する
    有屑切削加工用の植刃であって、隣接する二つの切刃側
    面と少なくとも１方の主平面（11;11′）との間の交差
    線上に主切削切刃線（40;40′）が形成され、且つ第１
    面取り部分（41）及びこれに引き続いた第２面取り部分
    （43）を始めとする１以上の個別の後続面取り部分が隣
    接する二つの切刃側面（13,14;13′,14′）の間の植刃
    隅角部における遷移部分に形成され、前記第１面取り部
    分（41）と前記主平面（11;11′）との交差線上におい
    ては短小切削切刃線（42）が形成されている、斯ゝる基
    本構成の切削用植刃において、 前記後続面取り部分は２個から４個までの順次配置され
    た個別の面取り部分（43,46）から成り； 前記隅角部における前記短小切削切刃線（42）と、これ
    に協同する前記主切削切刃線（40;40′）との間の遷移
    部分は前記主平面（11;11′）と前記後続面取り部分（4
    3,46）との交差線上に形成されている相互に鈍角状の内
    角をなす少なくも二つの直線状切削切刃線（45,47）を
    含む複数の切削切刃線から成り； 前記主切削切刃線（40:40′）はこれに協同する前記短
    小切削切刃線（42）よりも実質的に長尺に形成され； 前記短小主切削切刃線（42）は前記隅角部の２等分線
    （Ｂ）に対しその近傍の１点において前記第２面取り部
    分（43）と前記主平面（11;11′）との交差線上に形成
    された隣接する切削切刃線（45）に接続され； 更に前記主切削切刃線（40;40′）は前記隅角部におけ
    る前記後続面取り部分の最後に配置された切削切刃線か
    ら隣接の隅角部における対応する短小切削切刃線（42）
    まで延在している、 ことを特徴とする切削用植刃。
  2. 【請求項２】前記短小切削切刃線（42）とこれに協同す
    る前記主切削切刃線（40;40′）との間の前記隅角部に
    おける遷移部分には前記直線状切削切刃線（45,47）と
    曲線状切削切刃線とが交互に形成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の切削用植刃。
  3. 【請求項３】前記後続面取り部分（43,46）と前記主平
    面（11;11′）の交差線上に形成された前記直線状切削
    切刃線（45,47）の延長線は前記短小切削切刃線（42）
    またはその延長線に対し不連続的に増大する鋭角をな
    し、前記後続面取り部分（43,46）の隣り合う直線状切
    削切刃線（45,47）の間の遷移部分は凸状に湾曲した曲
    線状切削切刃線を形成し、前記後続面取り部分における
    最終の直線状切削切刃線（47）とこれに協同する前記主
    切削切刃線（40;40′）との間の遷移部分は凸状に湾曲
    した曲線状切削切刃線を形成していることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の切削用植刃。
  4. 【請求項４】前記後続面取り部分（43,46）における前
    記直線状切削切刃線の夫々は理論的距離Ｌを有し、隣り
    合う直線状切削切刃線（45,47）の間の曲線状切削切刃
    線は当該両直線状切刃線間の理論的交差点から距離L1の
    反対側の所で夫々当該直線状切刃線に接するように形成
    され、前記距離L1は前記理論的距離Ｌの約1/4に設定さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
    切削用植刃。
  5. 【請求項５】前記曲線状切削切刃線の各曲率半径（Ｒ）
    は少なくとも前記直線状切削切刃線（45,47）の理論的
    距離Ｌの1/2倍から６倍の寸法範囲にあることを特徴と
    する特許請求の範囲第３項記載の切削用植刃。
  6. 【請求項６】前記後続面取り部分（43,46）と前記主平
    面（11;11′）の交差線上に形成された前記直線状切削
    切刃線（45,47）の延長線は前記短小切削切刃線（42）
    またはその延長線に対し断続的に増大する鋭角をなし、
    前記後続面取り部分（43,46）の隣り合う直線状切削切
    刃線（45,47）の間の遷移部分は直線状切削切刃線（4
    8）を形成していることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の切削用植刃。
  7. 【請求項７】植刃の投影側面図において、１方の主平面
    （11;11′）における前記主切削切刃線（40;40′）はア
    ーチ形に形成され、当該主切削切刃線の中央部において
    他方の主平面（12;12′）にいたる距離は該主切削切刃
    線（40,40′）の両端部から当該他方の主平面（12,1
    2′）にいたる距離よりも短かいように形成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の切削用切
    刃線。
  8. 【請求項８】前記主切削切刃線（40′）の内側には中央
    区域で凹んだ一つの凹所（17）が形成され、この凹所
    （17）は前記１方の主平面（11′）の中央領域（11″）
    から前記切刃側面（13′〜16′）に直接または間接的に
    接続している湾曲周縁部の面取り局部（18）に向って延
    在し、且つ当該面取り局部（18）の中央域は前記協同す
    る主切削切刃線（40′）と等しく湾曲していることを特
    徴とする特許請求の範囲第７項記載の切削用植刃。
  9. 【請求項９】前記面取り局部（18）とこれに協同する切
    刃側面（13′〜16′）の間の遷移部分に第２の面取り局
    部（19）が設けられ、当該第２面取り局部（19）は湾曲
    した前記第１の面取り局部（18）と等しく湾曲している
    ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の切削用植
    刃。
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