JPS5871008A

JPS5871008A - 切削工具

Info

Publication number: JPS5871008A
Application number: JP16676781A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shikada; 鹿田　洋
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-10-19
Filing date: 1981-10-19
Publication date: 1983-04-27
Also published as: JPH0146242B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】伽）　技術分野の説明零発ＩｊＩＩＩａ、切削工具に関し、特に切シ〈ず形状
と排出方向を制御する切シ（ず処理性を向上させた切削
工具に係る。

伽）　従来技術の説明切削に伴う切プ〈ずの生成とその排出、処理の問題は切
削加工工程の効率の問題ばか９でなく、作業者の安全や
、加工物の品質、機械や工具の寿命、損傷などに４１！
を接に関係しており、切９〈ずの形状、排出方向の最適
化による切りくず処理性の向上が強くＭ壕れでいた。ｔ
た仕上加工のような微小切込み、微小送りといった切削
条件下で扛一層切りくずの処理性が悪く、その解決策も
強く求められてい九〇従来長も一般的な切削工具として拡第１図（ａ）〜（ｅ
）に示すような切削工具本体１にチ、ププレーカ２を設
けたｔので、その断面形状に拡大側して第１図（１）に
示す平行型、同図（ｂ）−示す傾斜型、同図（ｅ）に示
す円弧型の３種類がある。これらはいずれも切りくずを
適度に細断することを目的としておシ、その機能は加工
物の材質中切削条件等によシ、有効に働く範囲が制限さ
れる。

ここで第１図（１）〜（４１）に示すチップツレ−力の
種類と通常採られる諸数値の範囲を表にして示すと次の
通りである。

第１表（単位二■、ρのみｆ）表中ｆａ回転当りの送り（単位ｗｓ／回転）を表わして
いる。

第２図は第１図（１）〜（・）に示したようなチップブ
レーカによ〕切りくずが適度に切断される範囲を斜線に
より示したものである。したがって第２図からも明らか
なようにチップブレーカが有効に働く切削条件妹限られ
ており、また低切削条件と高切削条件で社切りくず処理
性が劣ることがわかる。

ところで、最近切削加工の自動化が進められるにつれ、
工作機械の動きや切削条件の指令を数値制御（ＮＣ）に
より行なりて無人化することが考えられているが、切り
くず処理のために作業者が必要となる等別の面での不都
合が現実の問題となりつつある。一方、ステンレス鋼や
鋼、アルミニウムなどの延性に富む材料の切削で４切〕
くずが長い帯状となることが１１あり、これを細断する
ための工具形状としてＬ種々のものが考案されているが
、いまだに問題を解決するに至りていない、ま九無理に
切９〈ずを細断しようとすると、チップツレ−力が切シ
〈ずによりたたかれて損傷し工具寿命を縮めることも少
なくない、その他、切シ（ず形状や排出される方向が変
化し鳥いため、これら予測することができず、その対策
として鉱泥縄式で後手にまわらざるを得ないことが多い
、この九め、加工自体の自動化が急速に進みつつある現
在、人為的に切りくずの形状生排出方向をコントロール
できる切削工具が強く望すれていた。

ここで本発明の理解を容品にするため、まず第３図乃至
第８図により従来例と実験例について述べることにする
。第３−線従来の切削工具（バイト）の例であシ、バイ
ト本体１に設けられているチップブレーカ２線、第１図
伽）に示したものと同一である。ｔた４社主切刃、Ｊ祉
副切刃、６線すくい面、Ｆａ主逃げ面、８Ｆｉ副逃げ面
である・第４図拡大あけ加工に用いられるツイストドリ
ル３を示す部分斜視図であり、主切刃４、−切刃５、す
くい面６、主逃げ面ｒ１副逃げ面８など切削工具として
具備すべ１！豐素線曲述のパイ、トと同様に有しており
、形状線かなり異なるものの機能的には類似している仁
とがわかる。第５図嬬加工物１１に対する穴あけ加工中
のツイストドリルの状態を示す模式図であり、先端の主
切刃４により生成された切りくず９社フルート１０中を
ツイストドリルの上部方向に連続的に排出されているこ
とがわかる。

第６図社左右のフルート１０と加工物１１の穴の内壁に
より拘束されている切９〈ず９の状態を示す横断面一で
ある。

さて、実際にツイストドリルの切９くず社フルートに沿
って連続し良状態で排出される仁とが多く、−また研究
（中白−雄他、切りくず形状から見たねじれ刃ドリルの
切削性能、精密横槍、４３巻、４号、９．４２７〜４３
２．１９７７年４月）によれば、ツイストドリルの切削
性能嬬穴が浅い場合すくい角２０°１１度のバイトによ
る二次元切削に和尚するきわめて良好なｔのであると言
われてお９、切削工具として合理的な形状であることが
明らかにされている。そこで、ツイストドリルの切削性
能と切シ（ず形状、排出性に着目して旋削加工用１臭と
して用いる実験をしてみた。第７図に七の讐の上から見
た状態を模式的に示す、かかる実験により得られた切り
くずの形状線第５図に示したような円錐らせん形を主と
した連続し九コイル状のものであ〕、切削条件の低いと
ころから比較的高いところまで意翻したような切りくず
が生成し、フルート１０の中を通過して排出された。第
８図線切削条件のうち横軸に送りｆ１縦軸に切込みｄを
とり、上記のような切りくずが生成した範囲を斜線で示
したものである。このと、とからも判るように通常の切
削工具でれ第８図に示したような切削条件の広い範囲で
円錐らせん形状の連続した切り（ずを一定の方向に排出
することは困難である。　・（ｅ）　　発明の目的本発明は上記の欠点を除去するためになされたもので、
切夛くずを連続したコイル状に巻いた一定形状に生成し
かつその排出方向を任意に制御することができる切りく
ず処理性を向上させ良切削工具を提供することを目的と
する。

（ｄ）　　発明の実施例以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。第９図
り本発明の第１の実施例におけるバイトの要部を示す斜
視図である６本実施例では第９図に示すようにバイト本
体ＪＫツイストドリルのフルート形状を模したチップフ
ォーマ１２を設ける、構成とするものである。この場合
、上記チップフォーマ１２社主切刃４により切り取られ
た切りくずがバイト本体１の後部下方に排出されるよう
に平行すくい角λ、をつけている。

第１０図線切りくず処−理性を中心とした切削比較試験
に供したバイトの切刃付近の部分断面図を示しており、
第１θ図（１）杜本発明のチップフォーマを第１Ｏ図（
ｂ）Ｆｉ、従来の一般的カチップブレーカの一種を示し
ている６両者の諸元を第２表に示す、′ 第　　２　　表同表かられかる１ように両形状共ｔｃｍ＊すくい角ρ＃
ｉ３０°とし比倫、横切刃角（図示せず）嬬１５°、前
切刃角（ＷＡ示せず）ａ５°、すくい面の曲率半径Ｒｔ
ｉ１．２５■、溝の輻・祉３．０−に統一しである。さ
て本発明の特徴の一つはチッｆ７オーマの内接円Ｃとチ
ップフォーマとの接触弧の肉熾ＰＩＩＰ、のなす角０の
値が９０°以上であり９０°未満の従来のチップブレー
カに比らべ、大きくしである。なお　？ツブフォーマの
断面形状が、楕円′浴中特殊曲線の場合にもそれらを略
円形として扱い上記に準する。　−１＋チップフォーマ
の主切刃４寄りの部分に４［線部分を設けても良い。

ここで切刃およびチップフォーマの材質として社、ハイ
スも高速度工臭鋼）の他柔らかめの超硬合金、例えば微
粒子合金やＪＩＢ使用分ａ呼び記号のうちのＰ３０〜４
０．Ｍ３０〜４０．に３Ｏ程度が適しており、またコー
ティング材種も適している。

次に上記のように構成し良切削工具の作用を説明する。

第１１図（ａ）は切削工具のチップフォーマＩＩＫよる
切９〈ず生成状態を模式的に）し九断面図であ）、加工
物１ノから分離した切夛くずｇは切ｐ〈ずを包み込むよ
うなチップフォーマ１２のため、強制的に湾曲し、その
時の切夛〈ずの曲率半径線、前述のチップフォーマの曲
率牛径翼に近い値となるが、実験によれば加工物の材質
と切削条件により多少変化する。

第１１図（ｂ）　Ｕ従来のチップブレーカ２による切り
くず生成状態を示す断面図であり、切り（ず９扛円弧状
に巻くこともあるが細断することもあり、一定しない、
また切〕（ずの流出方向も、切りくずの形状によりばら
つく０円弧状の切りくずを生成した場合も、その切り（
ずの曲率半径線チップブレーカ２の曲率半径１２よりも
かなり大きくなるのが畳通である。これ社チップブレー
カは本質的に切プ〈ずを細断することを目的としている
ため、本実施例の切削工＾のチップフォーマ１２０よう
な、切りくずを包み込んで強制的に湾曲させるといや作
用を行なわないことに起因している。しかしながら、加
工物、特に延性に富む銅ヤアル虐ニウム、ステンレス鋼
などの材料を切削する場合′に唸切シ〈ずを無理に細断
するよりも連続させたｔｔで１９処理性の良好−形状、
つｔ少連続したコイル形などにしてチップフォーマの方
向で決まる切）くずの排出方向を作業者の安全サイドや
、加工物の仕上面に接触しない方向、切り粉罐のある方
向等、都合の良い方向に制御してやる方がメリ？トが大
きい、またチップブレーカにより切９〈ずを細断する従
来の切削工具で祉切刃自体ｔｘｔだ使用可能であるにも
かかわらず、チ、ｆブレーカが切りくずにたたかれて損
傷すると、切りくず形状と流出方向が刻々変化するため
、使用不可能に陥ることも少なくなかった。しかし１本
実施例による切削工具において４切９〈ずの流出する勢
いを利用して滑らかな円弧でコイル状に巻くためチーデ
フオーマの損傷框軽微である。

第１２図は本実施例の切削工具による切削状態を示す斜
視図であ〕、チップフォーマ１２によシ連続したコイル
状に生成された切りくず９がチップ７オーマ１２中を通
過して、意図した方向く排出されている。

第１苧図唸第１０図に示した諸元の本実施例の切削工具
と従来の切削工具による連続したコイル状切シ〈ずの生
成域を切削条件との関係で示した図であり、本実施例の
１″＠削工具でＬ実験した全域、すなわち送りｆｕＯ，
０１龍／回転から０．１簡／回転、切込みｄは０．０５
■から１．０■の広い範囲で連続したコイル状切りくず
を生成したのに対し従来の切削工具で妹、斜線で示した
以外の領域では切９〈ずを細断した。すなわち従来の切
削工具では実験の条件内において連続したコイル状切り
くずと細断された切多くずの両者を生成した訳で、切シ
〈ず形状がばらつき、処理性が劣る結果となっている− Ｏ）　変形例次に本発明の他の実施例について説明する。

第１４図は本発明の第２の実施例の要部を示す斜視図で
ある０本実施例において線絡１４図に示すように前述の
チ、ｆフォーマ１２と異なり、切削工具本体１に穴状の
チップフォーマＩＪを切刃近傍に設ける構成とするもの
である・この場合穴状のチップフォーマ１Ｂ１１１切シ
くず誘導穴と呼ぶ方が適切である。第１５図扛第１４図
に示した例を第三角法で表示し、切シ〈ず誘導穴ＩＳの
角度関係゛を′示したｔので、三次元で切９くず誘導穴
の角度を定義するには、図中のα。

β、ｒのうち、２つを決めてやれば良い、実際に実験を
行った結果α、βの値はαが１０〜７０゜βが５〜１０
５°の範囲であり、連続し次コイル状の切シ（ず線切シ
〈ず誘導穴１３を通過して排出されることがわかった。

但し、切削条件や、切刃部分と前記切〕くず誘導穴１−
３との関係、特に切〕〈ず誘導穴ＩＳＯ開口部の一部を
切刃として用いる時のすくい面の形状が重畳であり、切
刃からｉす〈手誘導穴に移行する面を滑らかな曲面とす
ると切りくずの流れが良くなる。

第１６図乃至第２６図は本発明の第３乃至第１３の実施
例をそれぞれ示すもので、第３乃至第８の実施例はスロ
ーアウ、イチッデ化した場合を示している。第１６２図
（示す第３の実施例で線上下面に合計８ケ所のチーデフ
オーマ１２を設ける構成とじ九ものである。かかる構成
とすれば切刃の摩耗に伴い、順次未使用の切刃を割り出
して使用でき経済的である。尚、破＊ａ形状比較の丸め
の直方体を示す、第１７図に示す第４の実施例で４チツ
プフオーマの一率学径Ｒを徐々に変化させてＲ′とし、
切りくずの排出方向にある程度の幅を持たせ九構成とし
たものであり、第１８図に示す第５の実施例で捻チップ
フォーマ１１の後部下方への傾斜を強めるようにしたも
のであり、１つのチ、ｆフォーマの両端が切刃となる。

第１９図に示す第６の実施例線第１８１１１！ＩＫ示し
たタイプのチッゾフォーマ付スローアウェイチッｆ１４
をバイトホルダ１との関係において構成し九ものである
・切９〈ず扛スローアウェイチ、デ１４に設けたチ、プ
フを一！１２中を通過し、続いてバイトホルダ１′に設
けた前記チアデアオーマ１２とつながる溝１５を通過し
てバイトホルダの後部下方に連続的に排出される。第２
０図に示す第７の実施例で妹立インサートｆｆｉのスロ
ーアウェイチ、デ１４１／Ｃチッｆ７°オーマ１１を設
ゆたもので、その断面形状は徐々に変化して反対側で紘
反転している４１このような形状にすることによりて４
ケ所のどの主切刃４も良好な切〕くずを生成し排出する
ことができる・第２゛ｉ図に示す第８の実施例では立イ
ンサート蓋のスローアウェイチツブであ〕ながら８ケ所
の切刃とチップフォーマを有する改良された実施例をバ
イトホルダＩＩとの関係において示し九部分斜視図であ
り、切りくずは傾斜したすくい面１８で削り取られ、チ
ップフォーマ１２、そしてバイトホルダ上面に設けた溝
１５中を通過して排出される。＃配溝１５線Δイデ状の
ものであっても良い。

以上の説明線、チップフォーマと切刃が同一のスローア
ウェイチップあるいはバイトに般社られた場合を例にと
りたが第２２図乃至第２６１１！ｉｌＫ示す第９乃至第
１３の実施例で框分割構成−にした場合を示す、第２２
！ＥＩＫ示す第９の実施例で社すくい面が平坦なスロー
アウェイチ、！あるいはバイト１の上面にチップフォー
マ１２を成形した超硬製や鋼製等の板２０を載せた構成
とするものである。第２３図に示す第１Ｏの実施例では
切刃近傍に、第１図に示したような１［１１のチップブ
レーカを設けたスローアウェイチップあるいＬバイト本
体１の上面に、内接円Ｃの円弧が滑らかにつながるよう
に端部を加構成とするものである。これらの板２ｏを用
いれば平坦な形成中従来のチップブレーカを設は皮切削
工具をチップフォーマを具備した優れ友ものに改善する
ことができる。前記の板２ｏとスローアウェイチップあ
るいＦｉ、バイト１を結合する手段としてれロー付や板
上面からの圧接などの他、両者の中央部に設けた穴１６
を利用しζ た中空ネジによる締結等既知の技術を用いてよい、第２
４図に示す第１．１の実施例ではスローアウ、イチ、ｆ
ｌ　４の上部に板２ｏを載せて両者でチップフォーマを
形成する構成とするものである。第２５図に示す第１２
の実施例ではそれをバイトホルダ１′との関係において
構成したものである。第２５図において、板２ｏは２面
８１．８１をバイトホルダにより拘束されると共に締付
ピン１１により拘束され固定される。第２６図に示す第
１３の実施例では切りくず誘導穴１３を設けたスローア
ウェイチップ１４をバイトホルダ１′との関係核おいて
構成したものであり、四隅に設けた傾斜貫通穴が切りく
ず誘導穴１１として作用する他、実際に切削に関与する
切りくず誘導穴に祉−これにつながる穴２１がバイトホ
ルダ１′に貫通してあけられており、切りくずはバイト
ホルダの下部から排出される。

また切りくずを収容する容器が比較的離れている場合等
に捻前記切りくず誘導穴ＩＪの径４以上の太さの柔軟な
／＃イデ２２を前記の７４イトホルダ１′に設けた貫通
穴ＪＺＫ接続した上切りくずの流れを円滑にするため／
！イｆ２２の排出口側から吸引したりしても良り。

←）　発明の詳細な説明したように本発明で扛連続したコイル状の切りく
ずを生成し、またチップフォーマあるい社切りくず誘導
穴をその排出方向が決まるように切刃近傍に設けるよう
にしたので、次のような効果が得られる。

（１）　　チップフォーマまた線切９くず誘導穴を切シ
（ずが通過する丸め、作業者に安全な方向や、切りくず
収容に便利な方向、加工した内絡から遠去かる方向工具
や機械にからみつかない方向がど目的に応じて切９くず
の排出方向を変えることができ、安全性の向上や切りく
ず処理効率の向上、加工表面品位の向上などを達成する
ことができる。また切りくず排出の方向線加工途中で変
化する仁とがなく安定して一定の方向　　　　　゛　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−ｍか
ら行なわれるため、切りくず処理等対応が容器である。

これらの効果は銅やアル電ニウム、ステンレス鋼等の延
性材・料の加工で祉特に重要である。

（２）切りくずａ％制的に連続したコイル状とするため
、従来のように加工途中で切りくずの形状が変化したり
、細断された切りくずが飛散したシすることがなく、加
工能率が向上する。

また切りくずの外径はチップフォーマのＰ３接円厘径、
あるいＦｉ、また切夕〈ず誘導穴の内径にほぼ等しい値
となるためノダイデやチューブなどを接続して切りくず
の管内輸送を′円滑に行なうこともできる。

（３）従来の切削工具に比らべ、より広い切削条件の範
囲で同一形状の連続したコイル状切りくずを生成するこ
とができる。換言すれば、従来のように切シ〈ず形状を
一定にするために切削条件を拘束する必要性が減じ、高
い切削条件から低い切削条件までを同一の切削工具でカ
バーし能率良く加工することができる。

（４）従来のチップブレーカを設けた切削工具では切り
くずにた喪かれてチップブレーカが損傷し１．使用不可
能に陥るケースが少なくなかったが、本発明では切りく
ずの流出する勢いを利用して滑らかにコイル状に巻くた
め工具の損傷が少なく、寿命が長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的なチップブレーカ形状を示ｉ部分
断面図、第２図拡チップブレーカの有効範囲を示す図、
第３図り従来のバイトを示す斜視図、第４図Ｌツイスト
ドリルの斜視図、第５図および第６図はツイストドリル
の切削状態を示す１断面図、第７図Ｌツイストドリルに
よる外周旋削を示す平面図、第８図は連続した円錐らせ
ん形切りくずの生成範囲を示す図、第９図は本発明の第
１の実施例の要部を示す斜視図、第１０図および第１１
図は同実施例においてチ、プフォーマ七チ、！ブレーカ
の比較断面図、第１２図は同冥施例グのチップフォーマ
による切削状態を示す図、第１３図は同実施例において
チップフォーマとチップブレーカの有効範囲の比較を示
す図、第１４図乃至第２６図は本発明の第２乃至第１３
の惠施例をそれぞれ示す斜視図である。１・・・切削工具、４バイト、１′・・・バイトホルダ
、２・・・チップブレーカ、３・・・ツイストドリル、
４・・・主切刃、５・・・副切刃、６・・・すくい面、
１・・・主逃げ面、８・・・副逃げ面、９・・・切りく
ず、１０・・・フルー　）、１１　’−・加工物、１２
・・・チップフォーマ、１３・・・切りくず誘導穴、１
４・・・スローアウェイチ、！、１５・・・チップフォ
ーマにつながる溝、１６・・・中央の穴、１７・・・締
付ピン、１８・・・傾斜したすくい面、１９・・・シム
、２０・・・板、２１・・・切りくず誘導穴につながる
穴、２２・・り臂イデ、ｆ・・・送り、ｄ・・・切込み
、ρ・・・垂直すくい角、Ｒ，Ｒ’・・・すくい面ある
いはチップフォーマの曲率半径、ω・・・溝の幅、Ｃ・
・・内接円、Ｐ、。Ｐｓ・・・接触弧の両端、θ・・・ＰｌｒＰｌのなす角
、Ｏ・−・内接円の中心、■・・・切削り速度、α、β
。 γ・・・切シくず誘導穴の角度、λ・・・チップフォー
マの平行スくい角、Ｓ宜、Ｓ３・・・バイトホルダの拘
束面、φ・・・切りくず誘導穴の径。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦ｆｉｇ図＃Ｉ２図遺りｆ　　（ｍワ１０ｈ）第７図　　　　　＄８８ −１第１４図１１６ＢＥｌ’　　　　　　　　Ｈ１７ｙＪ＠Ｍ８図　
　　　　ｆｆ９閃Ｊ８２１図５第２２図　　　　　　第２３膣

Claims

【特許請求の範囲】

（１）切削工具本体の切刃近傍に、切りくずを連続した
コイル状に生成しかつ前記切りくずの排出方向を決定す
る略半円形の断面形状を有するチップフォーマを設ける
ようにした仁とを特徴とする切削工具。
（２）切削工具本体の切刃の先端近傍に切９〈ずを連続
した形状に生成しかつ前記切りくずの排出方向を決定す
る貫通穴を切りくず誘導穴として設けるようにし九こと
を特徴とする切削工具。