JPS5810164B2 - 切削用バイト - Google Patents

切削用バイト

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JPS5810164B2
JPS5810164B2 JP54032807A JP3280779A JPS5810164B2 JP S5810164 B2 JPS5810164 B2 JP S5810164B2 JP 54032807 A JP54032807 A JP 54032807A JP 3280779 A JP3280779 A JP 3280779A JP S5810164 B2 JPS5810164 B2 JP S5810164B2
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JP
Japan
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cutting edge
cutting
length
center
angle
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Expired
Application number
JP54032807A
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Inventor
荒木寛
斉藤陽一
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Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Diamond Industrial Co Ltd, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Asahi Diamond Industrial Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/18Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing
    • B23B27/20Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing with diamond bits or cutting inserts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、切削により加工物の端面を鏡面に加工する際
に使用される切削用バイトに関するもので、バイトの切
刃の形状を適切に設定することにより、加工表面に発生
する表面粗さ、表面うねり、スクラッチを極力少なく押
え、高品位の鏡面を得んとするものである。
従来より、例えば円盤状体の表面を鏡面に切削する際、
第1図に示すように、加工物である円盤1を矢印E方向
に回転駆動せしめつつ、切削用バイト2をこの円盤1に
当接せしめつつ、先位入方向に順次移動せしめることに
より、切削仕上り面3を得ている。
この切削用バイトとして、従来より第2図に示すような
形状のものが考えられている。
すなわち、第2図のものは、直線状の切刃稜4の両側部
に平面状の横逃面5,6を設置したものであり、切刃稜
4の長さWlは1−5mm、横波面5.6の長さSlは
0.1〜1mm、角度θ1は35゜〜45°前後の形状
のものが一般的に使用されている。
第3図は、この第2図の構成によるバイトの切削加工状
態を、第1図の矢印F方向より見た模式図である。
切削加工機械として高精能の旋盤、例えば、超精密ダイ
ヤモンド旋盤を採用しても、主軸の振れ、振動、テーブ
ル送り機構の遊び等の機械構造上の問題および切削抵抗
の変化、機械外部からの振動の伝達、被切削材弾性変形
の不均一性等に起因し、円盤1の切削仕上り面3とダイ
ヤモンドチップ1の相対運動は零にすることは不可能で
あり、微小量(10分の数μm程度)の相対運動は避け
られない。
以上のいづれかの原因により相対運動Bが発生し、ダイ
ヤモンドチップ2が2′、その切刃稜4が4′の位置(
破線で示す)へ瞬間的に変化したことにより、切刃稜4
と横逃面5,6の角度が正規の仕上り面3より深く食い
込み(食い込み量a)を生じる。
従って、切刃稜4と横逃面5゜6の角部の形状が仕上り
面3に転写され第4図に示すようにスクラッチ24とな
る。
一方、このようなスクラッチの発生を防止するものとし
て第5図に示すようなダイヤモンドチップが考えられて
いる。
このダイヤモンドチップは連続な円弧形状の切刃18を
有し、切削中外乱によりダイヤモンドチップと仕上り面
との間に第3図の矢印Bのような相対運動が発生しても
、スクラッチが発生しない。
しかし、第6図に示すように切削中に外乱により仕上り
面3と直角方向の相対運動りが発生し、切刃稜18が1
8′に瞬間的に位置関係が変化して、正規の仕上り面3
より深く食い込み(食い込み量b)が起り、切刃稜18
′の形状が仕上り面3に転写され、第7図に示すように
表面うねり25となる。
従って第5図の構成のダイヤモンドチップは、スクラッ
チは防止できるが、表面うねりが発生する欠点がある。
本発明は、直線切刃稜の表面うねりの発生を少なく押え
る利点と円弧形状の切刃稜のスクラッチの発生を防止す
るという両者の利点を兼ね備えたもので、切刃稜の形状
やすくい面のすくい角および逃げ面の逃げ角等のダイヤ
モンドチップ形状と仕上げ面精度との関係について種々
検討した結果、スクラッチはなく表面うねりの発生を極
めて少さく押えることを容易に達成できるダイヤモンド
バイト提供するものである。
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
本発明の一実施例であるダイヤモンドバイトの切刃の形
状を第8図、第9図、第10図第11図に詳しく示す。
本発明のダイヤモンドチップ29は、前逃げ面を中央部
前逃げ面30と両側部前退げ面31゜32の3平面によ
り構成し、それらの前逃げ面30.31,32とすくい
面33で切刃、稜35゜36.37を形成せしめる。
また、両側部前退げ面31,32を中央部前逃げ面30
より角度βだけ傾斜させることにより、第10図に示す
ように両測部切刃稜36,37の角部40,41よりt
だけ中央部切刃稜35は中高形状となっている。
さてダイヤモンドチップ29での切削において、バイト
送り方向に対応する側部切刃稜36あるいは37により
切削仕上げをし、その切削仕上をした面に残された表面
粗さ部分および表面うねり部分を中央部切刃稜35と中
央部前退面30とすくい面33の中央部切刃稜35に近
接した部分で精密切削およびバーニシングすることによ
り超精密仕上げ加工を行ない、スクラッチおよび表面う
ねりの極めて少ない非常に高精度な鏡面が得られる。
理想的な切削状謔とするには切削中、外乱によりダイヤ
モンドチップと被加工材との相対運動が発生しても、両
測部切刃稜36,37の角度40および41は、仕上り
面に接触しないように中高量tの値を、角部40,41
と被削材の仕上り面との予想される相対運動量より大き
くすればよい。
また、中央部切刃稜35と両測部切刃稜36゜37の交
点38,39においても、スクラッチの発生を防ぐため
、側部切刃稜36,37の傾斜角βを小さく(中高量t
を小さく)し、中央部切刃稜35と両測部切刃稜36,
37を直線に近づければ良い。
すなわち、中高量tは切削中に角部40.41と被削材
の仕上り面に接触しない範囲で、できるだけ小さい方が
よい。
第12図は、上記のダイヤモンドチップ形状で加工機械
(切削中の被削材料とバイトの相対運動量1μm以下の
性能を有する)切削条件(切削速度、切り込み、送り量
)を一定にし銅板を切削する実験において中高量tの値
を変え、表面うねりとスクラッチの発生量の変化をみた
ものである。
この時のダイヤモンドチップの形状は、中央部切刃稜3
5の長さn=2mm、側部切刃稜36,37の長さm=
1.25mm、すくい角α=−5°、前逃げ角γ=1°
10′である。
第12図で示すように中高量t=1μmで表面うねりが
0.03μmWcMと最も少なく、スクラッチの発生は
中高量t=60μm以上あるいは、t=0になると急増
する。
従って、高精度の鏡面(表面うねり0.05μm以下で
、スクラッチのない状態、以下高精度の鏡面と称す。
)にするためには、中高量t=1〜50μm程度に設定
すれば表面うねりは0.05μmWCM以下を達成し、
スクラッチの発生もない。
但し、側部切刃稜の長さmにより中高量tは変えなくて
はならない。
(例えば、側部切刃稜の長さmが小さくなれば、中高量
tも小さくする。
)尚、側部切刃量の長さmは、加工面精度およびダイヤ
モンドチップの製作上0.8〜3mmが適する。
また、仕上げ面精度に大きく影響を及すものとして、側
部切刃稜の切削した面に残留した微量の表面凹凸および
表面うねり部分を精密切削およびバーニシングすること
により鏡面に仕上げる作用をする中央部切刃稜35の長
さがある。
第12図と同じ加工条件(加工機械、切削条件、工具形
状)で中高量t=8μmとし、中央部切刃稜の長さnの
値を変えて、表面うねりとスクラッチの発生量の変化を
みた実験の結果を第13図に示す。
中央部切刃稜の長さn=1.5〜4mmの範囲において
、高精度の鏡面を得ることができる。
さらに、第12図と同じ加工条件で中高量t=8μmと
し、すくい面33のすくい角αの値を変えて、表面うね
りと変化をみた実験の結果を第14図に示す。
表面うねりはすくい角α=−5°30′で最小になり一
3°〜−6°の範囲において、高精度の鏡面を得ること
ができる。
また、中央部前逃げ面および両測部前退げ面の前逃げ角
γは、スクラッチの発生に影響を与え第12図と同じ加
工条件で中高量t=8μmとし前逃げ角γを変えて実験
した結果、第15図に示すように、逃げ角γ=30′〜
3°の範囲においてはスクラッチのない高精度の鏡面を
得ることができる。
次に第16図は、第1図におけるダイヤモンドチップ1
に代え本発明のダイヤモンドチップ29による切削中の
状態を矢印Fよりみたものである。
ダイヤモンドチップ29による切込み量aより切刃稜3
5の中高量tの設定を小さくtとし、外乱による相対運
動が発生しても、仕上面23に両測部切刃稜40,41
が食い込みあるいは接触しないよう相対運動量より僅か
に大きくしたものである。
一般に鏡面切削においては、相対運動は1μm前後であ
りまた切込み量a=10μm前後の値がとられるため、
中高量t=1〜10μmとする。
本ダイヤモンドチップ29による切削精度は第13図に
おいて述べた如く、スクラッチの発生は少なく、また中
央部切刃稜35と両測部切刃稜36.37はダイヤモン
ドチップ上方からみた場合、極めて直線状をなしている
ため、中央部切刃稜35と両測部切刃稜36,37の交
点38゜39においても、スクラッチの発生はもちろん
なく、表面うねり0.04μmWCM以下と極めて小さ
い高精度の鏡面を得ることができる。
以上の結果をまとめると、スクラッチが全くなく表面う
ねりの発生を極小にするためのダイヤモンドチップ形状
の条件は 中央部切刃稜の長さ n=1.5〜4mm両側部切刃稜
の長さ m=0.8〜3mm中央部切刃稜の中高量 t
=1〜10μmすくい面のすくい角 α=−3°〜−6
゜前逃げ角 γ=30′〜3゜ 上記の各値をとることが最適である。
しかし、この場合切削負荷が角40に集中し、従来のダ
イヤモンドチップと同様に角40にチッピングが発生し
やすく寿命的に限界がある。
そこで、寿命の向上を目的とする場合は、中高量tの設
定を第17図のように切込み量aより中高量の値を大き
くtBとし、側部切刃稜の角40Bを被削材21に接触
させないようにすることにより、角40Bが切削時の負
荷によりチッピングするのを防ぎ、チップの寿命を向上
せしめることができる。
一般に切込み量a=10μm前後であることと、第13
図に示した中高量tと表面うねり、スフラックの発生の
関係を考慮すると、tB=10〜50μmが最適であり
、ダイヤモンドチップのその他の形状は前記最適条件と
する。
以上のダイヤモンドチップの切刃稜の形状、切刃稜の中
高量t、中央部切刃稜35の長さn、側部切刃稜の長さ
m、すくい角γ、前逃げ角γに関する前記高精度の鏡面
を得る条件は、被切削材料は銅以外にアルミニウム、黄
銅等の各種軟質金属材料に適応できることを確認した。
前記軟質金属を本発明のダイヤモンドバイトにより切削
した結果、表面粗さ50〜80ÅRmax、表面うねり
0.03〜0.05μmWCM、スクラッチのない極め
て高精度の鏡面を安定して得ることができた。
また、加工機械により各種の外乱による切削中の被削材
料とバイトの相対運動量が若干具なり加工面精度も前記
値と異なる相対運動量より僅かに大きい切刃稜の中高量
tを設定すれば従来より大幅に高糖化した鏡面を得るこ
とを確認した。
さらに、本発明の削切用バイトの形状は、1つのすくい
面と3つの逃げ面が全て平面状であるため、その製造も
容易に精度の高いものが作成できるものである。
なお、以上は旋削加工における本発明のダイヤモンドチ
ップの効果について中心に述べたが、本件は旋削とは反
対に工具側が回転することにより所要の切削速度を与え
加工を進行させる例えばフライス盤における鏡面切削加
工にも適用できる。
その実施例を第18図、第19図に示す。
第18図は、ダイヤモンドチップ29をシャンク26に
取り付けたダイヤモンドバイトを、フライス盤の主軸5
2にアーバ53を介してバイトホルダー54に取付ネジ
55により固定させることによりダイヤモンドバイトは
主軸52と一体化されている。
主軸52が矢印Pの方向に回転することにより、ダイヤ
モンドチップも同様に矢印Pの方向に回転して、加工に
必要な切削速度を与えられる。
被削材56は、移動テーブル57の上に固定具58を介
して固定され、切削面積を拡大するため、移動テーブル
57が矢印Vの方向に送られる。
また第19図は、回転部のバランスを考慮して第18図
におけるバイトホルダー54の代りに円板状のダイヤモ
ンドチップ取付台59にダイヤモンドチップ29を1個
以上取付けたものである。
従って、本発明のダイヤモンドチップは、旋削における
鏡面加工をはじめミーリング加工その細切削加工におい
て鏡面を製作するカッターとしても広く応用できるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は旋盤による切削状態を説明するための正面図、
第2図は従来のダイヤモンドチップの要部の平面図、第
3図は従来のダイヤモンドチップによる切削状態を示す
平面図、第4図は従来の同ダイヤモンドチップによる仕
上げ面を模式的に示す図、第5図は従来のダイヤモンド
チップの他の例を示す要部平面図、第6図は同ダイヤモ
ンドチップによる切削状態を示す平面図、第7図は同ダ
イヤモンドチップによる仕上げ面を模式的に示す図、第
8図は、本発明の一実施例であるダイヤモンドバイトの
ダイヤモンドチップの斜視図、第9図は、同ダイヤモン
ドチップの正面図、第10図は同平面図、第11図は同
側面図、第12図は本発明のダイヤモンドチップの切刃
稜の中高量と切削した仕上面の精度の関係を図示したも
の、第13図は同切刃稜の中央部切刃稜の長さと切削し
た仕上面の精度の関係を示す図、第14図は同ダイヤモ
ンドチップのすくい角と切削した仕上面の表面うねりの
関係を示す図、第15図は、同ダイヤモンドチップの前
逃げ角とスクラッチの発生の関係を示す図、第16区間
ダイヤモンドチップの切刃稜の中高量を切り込み量より
小さくしたときの切削状態の平面図、第17図は同切刃
稜の中高よりも大きくしたときの切削状態の平面図、第
18図、第19図は本発明のダイヤモンドバイトをミー
リング加工に応用した状態を示す図である。 30・・・・・・中央部前逃げ面、31,32・・・・
・・側部前逃げ面、33・・・・・・すくい面、35・
・・・・中央部切刃稜、36,37・・・・・・側部切
刃稜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 11つの平面状のすくい面との間で切刃稜を形成する前
    逃げ面を、中央部前逃げ面と両側部前退げ面の3平面で
    中高形状に構成せしめるとともに、前記3つの前逃げ面
    の前逃げ角γをそれぞれ30′〜3°に、前記すくい面
    のすくい角αを一3°〜−6°に構成し、前記切刃稜を
    すくい面の上方から見たとき、長さ1.5mm〜4mm
    を有する中央部切刃稜と前記中央部切刃稜の両端より僅
    かに傾斜して長さ0.8mm〜3mmを有する切刃稜の
    3直線により形成され、中央部切刃稜は両測部切刃稜の
    両端の角より1〜50μmだけ中高形状に構成せしめた
    切削用バイト。 2 中央部切刃稜の長さを1.5〜4mm、両測部切刃
    稜の長さを各々0.8〜3mm、中央部切刃稜の中高量
    を1〜10μmとして、中央部切刃稜と両測部切刃稜の
    継ぎ部分を極めて直線に近似せしめた特許請求の範囲第
    1項記載の切削用バイト。 3 中央部切刃稜の長さを1.5〜4mm、両測部切刃
    稜の長さを各々0.8〜3mm、中央部切刃稜の中高量
    を1〜50μm、すくい面のすくい角を−3゜〜−6°
    、中央部前逃げ面と両側部前退げ面の前逃げ角を30′
    〜3°に構成せしめた特許請求の範囲第1項記載の切削
    用バイト。 4 中央部切刃稜の長さを1.5〜4mm、両測部切刃
    稜の長さを各々0.8〜3mm、中央部切刃稜の中高量
    を切削時の切込み量より僅かに大きくしたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の切削用バイト。
JP54032807A 1979-03-20 1979-03-20 切削用バイト Expired JPS5810164B2 (ja)

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JPS55125904A JPS55125904A (en) 1980-09-29
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