JPS6010843B2 - スロ−アウエイチツプのホ−ニング形状及びホ−ニング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼あるいは鋳物等の被加工物を切削するための
スローアゥェィチップ、特に超硬合金あるいは表面被覆
超硬合金あるいはサーメット等からなるスローアウェィ
チツプのホーニング形状及びホーニング方法に関するも
のである。

籍硬合金あるいはサーメツト等からなるスロ−アゥェィ
チッブは硬度が高く、高速切削に耐え得ることなどの利
点を有する反面、もろいために切刃が欠損あるいはチツ
ピングを起こし易い。

そのためこの種のスローアウヱィチップには切刃強度を
向上させ、耐チッピング性及び耐欠損性を向上させるた
めに切刃に一定量のホーニング（面取り）を施すことが
行なわれている。このホーニング量はスローアウェイチ
ップの切削性能を直接左右するのであって、ホーニング
量が大きい場合は切刃の強度が向上するものの、切刃の
摩耗量が増大し、逆にホーニング量が小さい場合は切刃
の摩耗量が少なくなるものの、切刃の強度が低下して欠
損を生じ易くなる。ところで従釆、スローアウェィチッ
プのホーニング方法として、振動式バレル機、遠Ｄ式バ
レル機等を用い、研磨材の入った容器にスローアウェィ
チップを入れ湿式で振動または回転運動を与えて切刃を
アール状に研磨する丸ホ−ニングや、切刃稜をダイヤモ
ンド砥石により面取り状に研削するチャンフアホーニン
グ等の方法が知られている。

しかしながら、これらのホーニング方法によって得られ
るホーニング形状は第１図に示すようにノーズ部Ｒのホ
ーニング幅Ｗ，が切刃稜Ｔのホーニング幅Ｗ２とほぼ同
じになってしまって好ましくなく、また丸ホーニングで
は第２図に示すようにすくい面のホーニング幅Ｌとにげ
面のホーニング幅Ｌ２とが同じになり、切れ味が悪く、
耐摩耗性が劣るという問題があり、さらにチャンフアホ
ーニングでは第３図に示すようにすくい面の幅Ｌ３とに
げ面のホーニング幅Ｌとを任意設定することができる反
面、エッジ部Ｅが生じ、当該エッジ部Ｅが衝撃によりチ
ッピングを生じ易く、また研削加工によってホーニング
を行なうものであるため生産性が悪く、加工コストが高
くなるという問題があった。本発明は上記の如き問題点
を解消するために、左程大きな負荷の加わらない中仕上
切削から仕上切削の領域におけるホーニング形状と切削
性能との関係を研究した結果、■ スローアウェイチッ
プのノーズ部の先端から切刃稜に到る部分のホーニング
幅を連続的に広くすることにより、中仕上切削から仕上
切削の領域においては切刃の強度の低下を招来すること
な〈耐摩耗性の向上を図ることができる、■ 切刃強度
はすくい面のホーニング幅とにげ面のホーニング幅との
積と密接な関係があり、当該積が同じであればすくい面
のホーニング幅を大きくすることにより切刃強度を向上
させることができる、■ 切刃の耐摩耗性はにげ面のホ
ーニング量と密接な関係にあり、すくい面のホーニング
幅とにげ面のホーニング幅との積が等しい場合、にげ面
のホーニング幅がすくい面のホーニング幅より小さいホ
ーニング形状の方が耐摩耗性が優れる、との知見を得た
のである。

その根拠となる一実験例を示せば以下の通りである。実
験例 １ 実験条件 角材の断続切削 被削材；ＳＮＣＭ８（ＨＢ２３０） スローアウェィチップ；正方形チップ、にげ角ｏｏ 、
厚さ４．８側、ノー ズ部半径０．８側 切削速度；１０仇吻／ｍｉｎ． 切り込み；３柳 切削時間；３ｍｉｎ． ロ 実験内容 すくい面のホーニング幅ａとにげ面のホーニング幅ｂと
をこれらの積（ａ×ｂ）が一定となる範囲で適宜変え、
送り量に対する欠損領域の変化および切削時間に対する
にげ面の摩耗量を調べた。

ｍ 実験結果 送り量に対する欠損領域の変化は第４図イに示す通り、
（ａ＜ｂ）、（ａ＝ｂ）、（ａ＞ｂ）の順に高送りして
も切刃が欠損しにくくなる。

また、切削時間に対するにげ面の摩耗量は第４図口に示
す通り、（ａ＞ｂ）、（ａ＝ｂ）、（ａ′くｂ）の順に
少なくなる。この実験結果からす〈し、面のホーニング
幅ａがにげ面のホーニング幅ｂよりも大きいホーニング
形状が好ましいことが判る。

他方、本出願人は先に昭和５０年特許願第２８４８６号
にて切削に有利なホーニング形状を能率的に施すことの
できるホーニング方法を提案したが、その方法はスロー
アウェィチツプを研磨材の入った溶液中でそのすくい面
と垂直な方向へ高速往復運動をさせるというものである
。

しかしながら、このホーニング方法によってはノーズ部
のホーニング幅と切刃稜のホーニング幅とがほぼ等しく
なってしまい、ノーズ部先端から切刃稜に到るまでの間
のホ−ニング幅を連続的に漸次広くすることができず、
この点に改良の余地がある。本発明は上記に知見に基づ
いてなされたもので、すくい面のホーニング幅がにげ面
のホーニング幅よりも広く、かつノーズ部のホーニング
幅がその先端から切刃穣側にかけて漸次広くなり、さら
に当該各ホーニング部がすくい面とにげ面とに滑らかに
連続する曲面であることを特徴とし、またスローアウェ
ィチツブを研磨材の入った液体中でそのすくい面に垂直
な方向へ高速往復運動させるホーニング方法において、
ノーズ部に対する研磨材の流動作用、衝撃を抑制するた
めの障害物をノーズ部のすくい面側に配置したことを特
徴とするものである。

以下本発明の実施例を図面に参照して説明する。

まずホーニング方法について説明する。

第５図および第６図はスローアウェィチップ１を保持榛
２に取り付けた状態を示すもので、保持棒２の下端部に
ナット３が螺装され、その下側には障害物としてのノー
ズ部保護板４及びスベーサ５が鉄装されており、さらに
該スべ−サ５の下側にスローアウェィチップーが舷装さ
れ、そしてこのスローアゥェィチップーの下側にスベー
サ５及びノーズ部保護板４が順次鼓装されるとともにナ
ット３が螺装されており、斯くしてスローアウエイチツ
プ１は各ナット３を締め付けることにより各スベーサ５
で挟まれた状態で保持棒２に固定されている。ここで前
記スローアウェィチップーはすくい面ｌａが正方形の直
方体をなし、したがってスローアウェィチップ１には８
つのノーズ部Ｒが形成されており、他方前記ノーズ部保
護板４は円板部４ａから幅の狭い４本の腕片４ｂが十字
状に突出してなるものであり、そしてこのノーズ部保護
板４はその腕片４ｂがすくい面ｌａの対角線と平行とな
るように、すなわちすくい面ｌａに平行でかつ先端部が
ノーズ部Ｒに対応する箇所に位置するように保持棒２に
取り付けられている。一方、所定の容器６内に研磨材の
入った液体Ｓが入っており、そして前言己スローアウェ
ィチツプーは保持榛２に前述したように取り付けられた
ままの状態で液体Ｓ中に入れられ、保持棒２を上下動す
ることによりそのすくい面ｌａに垂直な方向へ高速で往
復運動される。

ここで前記液体Ｓは研磨材として比較的細粒の天然研磨
石と溶融アルミナ等からなる研磨材コンパウンドを水に
溶いたものが好ましく、またスローアウェイチツプ１を
往復運動させる振動数は１０００〜１００００サイクル
／分であることが好ましい。しかして上記のようにスロ
ーアウェイチツプｌをそのすくい面ｌａに対し垂直な方
向へ高速往復運動させた場合、その切刃稜Ｔには研磨材
がすくい面ｌａ側から直接作用し、その結果当該切刃綾
Ｔにはホーニング幅がすくい面ｌａ側で広く、にげ面ｌ
ｂ側で狭い形状のホーニングが施される。

他方、ノーズ部Ｒに対しては前記腕片４ｂによって研磨
材の作用が抑制され、しかも研磨材の作用は流動状態に
おける作用であり、したがってノーズ部Ｒの先端に施さ
れるホーニング幅は狭く、ここから前記切刃稜Ｔに到る
部分においてホーニング幅が広くされる。なお、上記実
施例では１個のスローアウェィチツプ１をホーニングす
る場合について説明したが、これはあくまでも原理的な
ものであって、多くのスローアウェィチップ１を短時間
で安価に処理するためには、第８図に示すように保持棒
２に多数のスローアウェイチツプ１を上記実施例におけ
る取付態様と同様に取り付け、この状態で研磨材の入っ
た液体Ｓ中で高速往復運動させればよい。つぎに本発明
に係るホーニング形状について説明する。第９図乃至第
１１図に示すスローアゥェィチップ１０は前述したよう
な本発明に係るホーニング方法によって処理されてホー
ニングが施されたものであって、そのホーニング形状は
第９図に示すようにノーズ部Ｒの先端においてホーニン
グ幅が最も狭く、ここから切刃稜Ｔに到る間において、
ホーニング幅が漸次広くなる形状である。そして、ノー
ズ部Ｒと切刃稜Ｔとの両者におけるホーニング部は第１
０図および第１１図に示すように、すくい面１０ａ側で
曲率半径ｒ，が大きく、にげ面１０ｂ側程曲率半径ｒ２
，ｒ３が小さく（ｒ．，ｒ２，ｒ３は第１ １図にのみ
示す）、かつ各面１ ０ａ，１０ｂに惰かに連続する曲
面をなしている。また、ノーズ部Ｒにおいてそのすくい
面１０ａ側のホーニング幅Ｗｂはにげ面１０ｂ側のホー
ニング幅Ｗｂ′よりも広く設定されており、さらに切刃
稜Ｔにおいてもそのすくい面１０ａ側のホーニング幅Ｗ
ａがにげ面１０ｂ側のホーニング幅Ｗａ′よりも広く設
定されている。つぎに、本発明に係るホーニング形状を
付与したスローアゥェィチップの切削性能を確認するた
めに行なった試験例を、従来のホーニング形状を付与し
たスローアゥェィチップと比較して示す。

試験例１ 切削条件 角材の断続切削 被削材；ＳＮＣＭ８（ＨＢ２３０）（欠損率試験）ＳＮ
ＣＭ８（ＨＢ２５０）（耐摩耗性試験） スローアウェィチツプ；正方形チップ、にげ角ｏｏ、厚
さ４８側、ノーズ 部半径０．８側 切削速度：６０ｈ／ｍｉｎ（欠損率試験）１０血／ｍｉ
ｎ（耐摩耗性試験） 切り込み；２側（欠損率試験） ３柳（耐摩耗性試験） 送 り；０．３７５肌／ｒｅｖ．（欠損率試験）０．
３５柳／ｒｅｖ．（耐摩耗性試験）０ 試験内容 上記スローァウェィチップにつき下記第１表の通りのホ
ーニングを施し、第１表のＮｏ．１〜４について各２０
コーナの繰り返し試験を行ない、欠損率（（欠損コーナ
数／テストコーナ数）×１００）及び切削時間とにげ面
摩耗との関係について調べた。

第１表 ｍ 試験結果 ■ 欠損率は第２表に示す通りとなった。

すなわち、バレル法（丸ホーニング）によるホーニング
形状が付与されたスローアウェィチップの欠損率が最も
低く〈、以下本発明に係るホーニング形状が付与された
スローアウェィチップ、チャンフア法によるホーニング
形状が付与されたスローアウヱイチツプの順に欠損率が
高くなった。第２表■ 切削時間とにげ面摩耗との関係
は第１２図に示す通りとなった。

すなわち、．切削時間が長くなるに従って摩耗量が増加
するが、その増加度合は本発明に係るホーニング形状を
付与したスローアウェィチツプは最も低くく、以下チヤ
ンフア法によるホーニング形状を付与したスローアウェ
イチツプ、バレル法（丸ホーニング）によるホーニング
形状を付与したスローアウェィチツプの順に高くなった
。Ｗ評価上記の結果から明らかなように、本発明に係る
ホーニング形状を付与したスローアウェィチツプは鋤性
が低下することなく、耐摩耗性が向上し、総じて切削性
能が良い。

以上詳細に説明したように本発明に係るスローアウェイ
チツプのホーニング形状はすくい面のホーニング幅がに
げ面のホーニング幅よりも広く、かつノーズ部のホ−ニ
ング幅がその先端から切刃綾側にかけて漸次広くなり、
さらに各ホーニング部がすくい面とにげ面とに滑らかに
連続する曲面をなすものであるから、切刃の靭性のみな
らず耐摩耗性が向上し、中仕上げ切削から仕上げ切削の
加工領域において、特に切削工具の耐摩耗性が要求され
る切削あるいは硬い被削材の切削、さらには切刃の耐塑
性変形性が要求される切削を行なう際に極めて優れた切
削性能を呈するスローアウェィチップを得ることができ
る。

また、本発明に係るスローアウェィチツプのホーニング
方法によれば、研磨材の入った液体中でスローアゥェイ
チップを高速往復運動せせるにあたって、ノーズ部に対
する研磨材の流動作用あるいは衝突を抑制する障害物を
設けてスローアゥェィチップを高速往復運動させるから
、上述したようなホーニング形状を能率的かつ安価にス
ローアゥェィチップに付与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のホーニング形状を示す平面図、第２図は
第１図のロー０線に沿う断面図、第３図は従釆の他のホ
ーニング形状を示すもので第２図と同様な断面図、第４
図イはすくい面のホーニング幅とにげ面のホーニング幅
との積を一定にし、かつ各ホーニング幅を変えた場合の
切刃の欠損に関する実験結果を示す線図、第４図口はそ
の耐摩耗性に関する実験結果を示す綾図、第５図はスロ
ーアウヱィチツプの保持榛への取付け状態を示す側面図
、第６図は第５図のＷ−の線失視断面図、第７図は本発
明のホーニング方法を原理的に示す断面図、第８図は多
数のスローアゥェィチップを保持棒へ取付けた状態を示
す側面図、第９図は本発明に係るホーニング形状の一例
を示す平面図、第１０図は第９図の×−Ｘ線に沿う断面
図、第１１図は第９図の紅一紅線に沿う拡大断面図、第
１２図は耐摩耗性に関する試験結果を示す線図である。 １，１０……スローアウエイチツプ、ｌａ，１０ａ・・
・・・・すくい面、ｌｂ，１０ｂ……にげ面、Ｒ・・・
・・・ノーズ部、Ｓ・・・・・・研磨材の入った液体、
Ｔ・・・・・・切刃稜、Ｗａ・・・・・・（切刃稜にお
ける）すくい面のホーニング幅、Ｗを……（切刃稜にお
ける）にげ面のホーニング幅、Ｗｂ……（ノーズ部にお
ける）すくい面のホーニング幅、Ｗｂ′……（ノーズ部
における）にげ面のホーニング幅。第１図 縦２図 鰭３劉 節４図 節５図 鰭６髄 節７図 節８図 縦９図 翁土−０図 敬１１図 節１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも、切刃稜と、２つの切刃稜が交わるノー
   ズ部とにホーニングを施したスローアウエイチツプにお
   いて、すくい面のホーニング幅がにげ面のホーニング幅
   よりも広く、かつ前記ノーズ部のホーニング幅がその先
   端から前記各切刃稜側にかけて漸次広くなり、さらに当
   該各ホーニング部が前記すくい面とにげ面とに滑らかに
   連続する曲面であることを特徴とするスローアウエイチ
   ツプのホーニング形状。 ２ スローアウエイチツプのノーズ部でそのすくい面側
   に、前記ノーズ部に対する研磨材の衝突を抑制するため
   の障害物を配置するとともに、前記スローアウエイチツ
   プと障害物とを研磨材の入った液体中で高速往復運動さ
   せることを特徴とするスローアウエイチツプのホーニン
   グ方法。