JPS6076902A - 高硬度材料切削用工具 - Google Patents
高硬度材料切削用工具Info
- Publication number
- JPS6076902A JPS6076902A JP18312683A JP18312683A JPS6076902A JP S6076902 A JPS6076902 A JP S6076902A JP 18312683 A JP18312683 A JP 18312683A JP 18312683 A JP18312683 A JP 18312683A JP S6076902 A JPS6076902 A JP S6076902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- tool
- flank
- hardness
- cutting edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/005—Geometry of the chip-forming or the clearance planes, e.g. tool angles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は焼入鋼などの高硬度材料を硬質焼結体工具を用
いて切ＲＩＪ加工するに好適な工具を提供するものであ
る。ダイヤモンドや高圧相型窒化硼素を主体にした各種
の超高圧硬質焼結体重Ａが開発され実用に供されている
が、中でも立方晶型窒化硼素（以下ＣＢＮと略す）焼結
体工Ａｅ用いて自動車のトランスミッションギヤーを始
めとする焼入鋼機械部品の切削加工が注目され、かなり
の規模で使われるようになってきている。又、ダイヤモ
ンド焼結体工具によるセラミックスや岩石などの高硬度
材料の切削も実用化が検討されている。
いて切ＲＩＪ加工するに好適な工具を提供するものであ
る。ダイヤモンドや高圧相型窒化硼素を主体にした各種
の超高圧硬質焼結体重Ａが開発され実用に供されている
が、中でも立方晶型窒化硼素（以下ＣＢＮと略す）焼結
体工Ａｅ用いて自動車のトランスミッションギヤーを始
めとする焼入鋼機械部品の切削加工が注目され、かなり
の規模で使われるようになってきている。又、ダイヤモ
ンド焼結体工具によるセラミックスや岩石などの高硬度
材料の切削も実用化が検討されている。
さて以下ＣＢ Ｎ焼結体工具による焼入鋼部品の切削加
工を例として説明するが、説明の内容はそのまま一般的
に硬質焼結体により高硬度材料を切ｍする場合に当ては
まるものである。
工を例として説明するが、説明の内容はそのまま一般的
に硬質焼結体により高硬度材料を切ｍする場合に当ては
まるものである。
ＣＢＮ焼結工具による焼入鋼部品の切削加工は研削加工
に変わる高能率の加工法として注目され、現在では自動
車を始めとする各種機械・車輌のギヤ、シャフト等の内
・外径、端面加工などに広範囲に使われている。このよ
うな部品の加工では被削面に切欠きなどがない全くの連
続切削加工も多いが、油入やキー溝又はスプライン軸の
外周など断続切削りや或いは切削量の変動すなわち仕上
代の変動する偏肉切削となる部器の方がより多い。研削
加工ではこのような断続加工や偏肉加工であっても砥石
の欠けや割れをそ九程心配しなくてよいが、ＣＢＮ焼結
体工具による切削加工では刃先が欠損することが多いの
で問題である。特に被剛材が高硬度であるために切削抵
抗が高く、なおかつＯＢＮ焼結体工具の強直が超硬合金
などに比し低いため、断続切削や偏肉切削では連続切ｂ
ｕに比べて工具寿命が非常に短かくなる場合が多かった
。
に変わる高能率の加工法として注目され、現在では自動
車を始めとする各種機械・車輌のギヤ、シャフト等の内
・外径、端面加工などに広範囲に使われている。このよ
うな部品の加工では被削面に切欠きなどがない全くの連
続切削加工も多いが、油入やキー溝又はスプライン軸の
外周など断続切削りや或いは切削量の変動すなわち仕上
代の変動する偏肉切削となる部器の方がより多い。研削
加工ではこのような断続加工や偏肉加工であっても砥石
の欠けや割れをそ九程心配しなくてよいが、ＣＢＮ焼結
体工具による切削加工では刃先が欠損することが多いの
で問題である。特に被剛材が高硬度であるために切削抵
抗が高く、なおかつＯＢＮ焼結体工具の強直が超硬合金
などに比し低いため、断続切削や偏肉切削では連続切ｂ
ｕに比べて工具寿命が非常に短かくなる場合が多かった
。
超硬工具やセラミック工具ではこのような断続切削に対
して刃先強度を向上させる目的で各種の形状の刃先処理
が行われており、ＯＢＮ焼結体工具に於てもたとえば第
１図に示すような刃先処理が施されて使用されており、
刃先の欠損防止にある程度効果はあるもののまだ不充分
であった。
して刃先強度を向上させる目的で各種の形状の刃先処理
が行われており、ＯＢＮ焼結体工具に於てもたとえば第
１図に示すような刃先処理が施されて使用されており、
刃先の欠損防止にある程度効果はあるもののまだ不充分
であった。
又、特公昭５７−４２４４２号公報で「仕上げバイトの
刃」としてＦ逃げ面から切刃に連らなる間に切刃からの
幅寸法が０．０２〜０．１ｗｇの範囲内にあり、かつ逃
げ角相当角が０°近傍にある逃げ面相当面を有する仕上
げバイトの刃」なる発明が開示されている。この公知発
明は本発明と一見類似しているが、その目的使用用途と
も本発明と全く異なっており、異質の発明である。すな
わち、該公知発明は鋼糸の材料の切削仕上に用いられる
バイトであって、低速領域の切削において構成刃先の発
生を抑゛劇し得て良好な仕上げ面を得ることができる仕
上げバイトの刃を提供せんとするものである。
刃」としてＦ逃げ面から切刃に連らなる間に切刃からの
幅寸法が０．０２〜０．１ｗｇの範囲内にあり、かつ逃
げ角相当角が０°近傍にある逃げ面相当面を有する仕上
げバイトの刃」なる発明が開示されている。この公知発
明は本発明と一見類似しているが、その目的使用用途と
も本発明と全く異なっており、異質の発明である。すな
わち、該公知発明は鋼糸の材料の切削仕上に用いられる
バイトであって、低速領域の切削において構成刃先の発
生を抑゛劇し得て良好な仕上げ面を得ることができる仕
上げバイトの刃を提供せんとするものである。
一方本発明は硬質焼結体工具を使用して硬質被剛材を切
削する際とりわけ断続切削を行う際の工具寿命を飛躍的
にのばすことが目的である。
削する際とりわけ断続切削を行う際の工具寿命を飛躍的
にのばすことが目的である。
更に該公知発明は逃げ角相当角が０°近傍にある逃げ面
相当面の幅寸法が０．０２〜０．１ｍの範囲が良好とさ
れているが１本発明では後で説明するように第１逃げ面
の幅が０．０２〜０．１鰭の範囲では効果は殆んどなく
０．１■より大きく０．５關以下の範囲でより効果があ
る。
相当面の幅寸法が０．０２〜０．１ｍの範囲が良好とさ
れているが１本発明では後で説明するように第１逃げ面
の幅が０．０２〜０．１鰭の範囲では効果は殆んどなく
０．１■より大きく０．５關以下の範囲でより効果があ
る。
本発明はとのよ５な高硬度材料の断続切削や偏肉切削に
於ても連続切ｎＩｌと同等の長寿命を有する工具を提供
するものである。
於ても連続切ｎＩｌと同等の長寿命を有する工具を提供
するものである。
本発明は硬質焼結体を切刃に有し、焼入鋼その他高硬度
材料の切削を行なう切削工具に於て、逃げ面を切刃エッ
チを含む第１逃げ面とその下の第２逃げ面とに分は第１
逃げ面の逃げ角を実際切削時に逃げ角ｅが一３°≦Ｏ≦
０９の範囲にあるように形成したことを特徴とする高硬
度材料切削用工具である。
材料の切削を行なう切削工具に於て、逃げ面を切刃エッ
チを含む第１逃げ面とその下の第２逃げ面とに分は第１
逃げ面の逃げ角を実際切削時に逃げ角ｅが一３°≦Ｏ≦
０９の範囲にあるように形成したことを特徴とする高硬
度材料切削用工具である。
以下本発明の内容を図面に基づき説明する。
第２図は本発明に基づく工ＡＡの刃先断面を示すもので
あるが、逃げ面が刃先エッチを含む第１逃げ面３とそれ
から下の第２逃げ面３′とから形成されている。第１逃
げ面はこの工具が機械刃物台にセットされた状態で逃げ
角θが一３°≦θ≦０°の範囲内にあるように形成され
ている。
あるが、逃げ面が刃先エッチを含む第１逃げ面３とそれ
から下の第２逃げ面３′とから形成されている。第１逃
げ面はこの工具が機械刃物台にセットされた状態で逃げ
角θが一３°≦θ≦０°の範囲内にあるように形成され
ている。
従って実際切削時は第６図に示すようにこの第１逃げ面
が被剛材に当接する状態になる。このような形状の工具
で高硬度材の断続切削や偏肉切削を行うと工具が欠損し
難くなり、工具寿命が従来工具に比べて飛躍的に長くな
ることを発見した。この発明はこの発見に基づくもので
ある。
が被剛材に当接する状態になる。このような形状の工具
で高硬度材の断続切削や偏肉切削を行うと工具が欠損し
難くなり、工具寿命が従来工具に比べて飛躍的に長くな
ることを発見した。この発明はこの発見に基づくもので
ある。
この理由を考察してみると次のように考えられる。
断続切削での工具欠損は第一に断続切削の喰いつきゃ離
脱時に工具に負荷される衝撃力によるものであると考え
られるがＣＢＩＪ焼結体工具による焼入鋼断続切削では
切削初期に欠けることは少なく、一定量切削後に欠ける
ことが多い。
脱時に工具に負荷される衝撃力によるものであると考え
られるがＣＢＩＪ焼結体工具による焼入鋼断続切削では
切削初期に欠けることは少なく、一定量切削後に欠ける
ことが多い。
このことから考えると断続切削での工具欠損は喰いつき
・ＫＷ脱時の＠撃力のみでな（、この衝撃に伴なって生
ずる工具−被剛材間の振動が工具材料の疲労破壊を起こ
させる原因になっていると考えられる。従ってこの衝撃
に伴なう振動を何らかの方法で抑えてやれば工具寿命を
のばすことができると思われる。
・ＫＷ脱時の＠撃力のみでな（、この衝撃に伴なって生
ずる工具−被剛材間の振動が工具材料の疲労破壊を起こ
させる原因になっていると考えられる。従ってこの衝撃
に伴なう振動を何らかの方法で抑えてやれば工具寿命を
のばすことができると思われる。
ところで本発明工具は第３図に示した通り、工具、Ａの
第−逃げ面３が被削材Ｂに当接した状態で切削している
ため被剛材及び工具はこの面でお互いに拘束されており
、従って振動の自由度がそれだけ少なくなっている。こ
の点を―べるため長手方向に隣のついた丸棒の外周断続
切削試験を行い主分力を測定したところ第４図に示され
る結果を得た。すなわち従来工具では断続喰いつき時の
衝撃のあとはは１サイクル（図中のＣ）の間振動が続く
のに対し、本発明工具ではほぼイサイクルで振動は殆ん
ど０となっている。このため本発明工具では断続切削で
工具寿命が大幅にのびるものと考えられる。更に本発明
工具ではもう一つの効果があると考えられる。
第−逃げ面３が被削材Ｂに当接した状態で切削している
ため被剛材及び工具はこの面でお互いに拘束されており
、従って振動の自由度がそれだけ少なくなっている。こ
の点を―べるため長手方向に隣のついた丸棒の外周断続
切削試験を行い主分力を測定したところ第４図に示され
る結果を得た。すなわち従来工具では断続喰いつき時の
衝撃のあとはは１サイクル（図中のＣ）の間振動が続く
のに対し、本発明工具ではほぼイサイクルで振動は殆ん
ど０となっている。このため本発明工具では断続切削で
工具寿命が大幅にのびるものと考えられる。更に本発明
工具ではもう一つの効果があると考えられる。
すなわち本発明工具では第３図に示す如く第１逃げ面を
意識的に被Ｐ４ｕ材に当接した状態としているため、第
１逃げ面を介しての背分力Ｎが大きく作用することにな
るが、このため第５図に示すようにすくい面からの主分
力Ｍと合わせて工具刃先内部の応力状態は圧縮応力場Ｓ
となる。一般的にダイヤモンドやＯＢＮ焼結工具は脆性
材料であり、引っ張り応力に対しては弱いが圧縮応力に
対しては非常に強い。従って刃先をこのような圧縮応力
場とすることはこれら硬質焼結工具にとって非常に有利
なのである。
意識的に被Ｐ４ｕ材に当接した状態としているため、第
１逃げ面を介しての背分力Ｎが大きく作用することにな
るが、このため第５図に示すようにすくい面からの主分
力Ｍと合わせて工具刃先内部の応力状態は圧縮応力場Ｓ
となる。一般的にダイヤモンドやＯＢＮ焼結工具は脆性
材料であり、引っ張り応力に対しては弱いが圧縮応力に
対しては非常に強い。従って刃先をこのような圧縮応力
場とすることはこれら硬質焼結工具にとって非常に有利
なのである。
さてこのような理由により本発明工具が断続切削で長寿
命となるのであるが、第１逃げ面の角度と幅は以下の範
囲がよい。角度は先に説明した本発明工具の効果の点よ
りなるべく第１逃げ面が被剛材と正確に当接した方がよ
い。この範囲は一５°≦０≦０９の範囲である。−３°
以下だと工具刃先が被剛材に喰いつかず不適当である。
命となるのであるが、第１逃げ面の角度と幅は以下の範
囲がよい。角度は先に説明した本発明工具の効果の点よ
りなるべく第１逃げ面が被剛材と正確に当接した方がよ
い。この範囲は一５°≦０≦０９の範囲である。−３°
以下だと工具刃先が被剛材に喰いつかず不適当である。
０６以上だと第１逃げ面が被剛材に当接する幅が小とな
ってしまうためやはり不適当である。
ってしまうためやはり不適当である。
第１逃げ面の幅は０．１より大きく、０．５ｍｍ、以下
がよい。０．１■以下では先に説明した振動抑制及び圧
縮応力場の効果が不充分である。又０．５１＋ｌｌ１１
ｃ超えると背分力が大となり過ぎ工具が被剛材に喰い込
みにくくなり被剛材の加工寸法精度が悪化するなどの悪
影響が出てくるのでよくない。
がよい。０．１■以下では先に説明した振動抑制及び圧
縮応力場の効果が不充分である。又０．５１＋ｌｌ１１
ｃ超えると背分力が大となり過ぎ工具が被剛材に喰い込
みにくくなり被剛材の加工寸法精度が悪化するなどの悪
影響が出てくるのでよくない。
上記のような構成を有する本発明の切削用工具は特にロ
ックウェルＣスケール硬度が４５以上の焼入鋼、ショア
ー硬度６０以上の高硬度鋳鉄、セラミック等の高硬度材
料の断続切削用に適する。
ックウェルＣスケール硬度が４５以上の焼入鋼、ショア
ー硬度６０以上の高硬度鋳鉄、セラミック等の高硬度材
料の断続切削用に適する。
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
ＯＢＮ工具スミボロン１３Ｎ２００を１コーナーに鑞付
けした５ＮＧ４５２型のスローアウェイチップを作成し
、その刃先形状をそれぞれ表１に示す形状とした。
けした５ＮＧ４５２型のスローアウェイチップを作成し
、その刃先形状をそれぞれ表１に示す形状とした。
表 １
表１の各チップを使用し、直径３０＋ｏ＋、長さ２００
ｒｘｍのスプライン軸（材質５０Ｍ４２０．硬さＨＲＯ
６５）の外周断続旋削を行った。切削条件は切削速度１
００ｍ／ｍｉｎ、切込み０．２ｍｍ、送リ０．１ ｗａ
／ ｒｅｖ 、乾式である。テスト結果を表２に示す
。
ｒｘｍのスプライン軸（材質５０Ｍ４２０．硬さＨＲＯ
６５）の外周断続旋削を行った。切削条件は切削速度１
００ｍ／ｍｉｎ、切込み０．２ｍｍ、送リ０．１ ｗａ
／ ｒｅｖ 、乾式である。テスト結果を表２に示す
。
表 ２ テスト結果
表２に示すような従来の標準形状である崖１チップでは
４０本切削でチッピングが発生し、その後１０本合計で
５０本切削で大欠けし、再研削使用も不可となったのに
対し、チップ屋５〜５は多少の違いはあるが、いずれも
５００本前後まで切削可能でなおかつチップは大欠けし
ないため再研削使用可能であり、顕著な効果が認められ
る。又、第１逃げ面を好適範囲より小としたチップ扁２
は通常チップに比べやや寿命が長くなっているが、その
効果は不充分である。
４０本切削でチッピングが発生し、その後１０本合計で
５０本切削で大欠けし、再研削使用も不可となったのに
対し、チップ屋５〜５は多少の違いはあるが、いずれも
５００本前後まで切削可能でなおかつチップは大欠けし
ないため再研削使用可能であり、顕著な効果が認められ
る。又、第１逃げ面を好適範囲より小としたチップ扁２
は通常チップに比べやや寿命が長くなっているが、その
効果は不充分である。
同様に第１逃げ面の幅を好適ｍ囲より大としたチップ７
ｆＬ６は切削可能ではあるが寸法精度が不安定で使用に
耐えない。第１逃げ面の逃げ角を一５°５０／とじたチ
ップ扁７は喰いつかないのでやはり使用できない。逃げ
角をやはり範囲外の＋５０′としたチップＡ８も標準チ
ップＡ１に比べやや寿命が長くなっているがごくわずか
である。
ｆＬ６は切削可能ではあるが寸法精度が不安定で使用に
耐えない。第１逃げ面の逃げ角を一５°５０／とじたチ
ップ扁７は喰いつかないのでやはり使用できない。逃げ
角をやはり範囲外の＋５０′としたチップＡ８も標準チ
ップＡ１に比べやや寿命が長くなっているがごくわずか
である。
以上説明したように本発明は高硬度材料の断続切削や偏
肉切削でも連続切削と同等の安定した長寿命を発揮する
高硬夏材料切削用工具を提供するものである。
肉切削でも連続切削と同等の安定した長寿命を発揮する
高硬夏材料切削用工具を提供するものである。
第１図は従来法により刃先処理された切削工具の断面図
、第２因は本発明による切削工具の断面図、第５図は本
発明の切ＰＪｌｌ工Ａを用いて被剛材を切削する際の状
態を示す概念図％第４図（ａＪ、（ｂＪはそれぞれ従来
工具と本発明の工具を用いて、長子方向に溝のついた丸
棒の外周断続切削試験を行い主分力ｔ−銅定した結果を
示すグラフ、第５崗は本発明の切削工具における応力状
態を示す概念図である。 代理人 内 １） 明 代理人 萩 原 亮 − 時間− 的開一
、第２因は本発明による切削工具の断面図、第５図は本
発明の切ＰＪｌｌ工Ａを用いて被剛材を切削する際の状
態を示す概念図％第４図（ａＪ、（ｂＪはそれぞれ従来
工具と本発明の工具を用いて、長子方向に溝のついた丸
棒の外周断続切削試験を行い主分力ｔ−銅定した結果を
示すグラフ、第５崗は本発明の切削工具における応力状
態を示す概念図である。 代理人 内 １） 明 代理人 萩 原 亮 − 時間− 的開一
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 り 硬質＃、結体を切刃に有し、焼入鋼その他高硬度材
料の切ｍを行なう切削工具に於て、逃げ面を切刃ニップ
を含む第１逃げ面とその下の第２逃げ面とに分け、第１
逃げ面の逃げ角を冥際切削時に逃げ角θが一５°≦θ≦
００の範囲にあるように形成したことを特徴とする高硬
度材料切削用工具。 ２）前記硬質焼結体がダイヤモンド或いは高圧相窒化８
ｇの内の１又はこれらの混合ｗｌＪを生体とした硬質焼
結体であることを特徴とする特許請求の範囲第（υ項Ｈ
ｄ賊の高硬度材料切削用工具。 ３）高硬度材料がロックウェルＣスケール硬度で４５以
上の焼入鋼である特許請求の軛＃Ｅ第（１）項又は第＋
２３ ！記載の高硬度材料切削用工具４）高硬度材料が
ショアー硬度６０以上の萬硬度鋳鉄である特許請求の範
囲Ｊ１！ １１）項又は第（２）項記載の１６硬度材料
切削用工具。 ５）高硬度材料がセラミックス材料である特許請求の範
囲第（１）項又は第（２）項記載の高硬度材料切削用工
具。 ６）第１逃げ面の切刃からの幅が０．１より太き（０，
５ｍ以下の範囲にある特許請求の範囲第（１）ないしＭ
（５７項のいずれかに記載の高硬度材料切削用工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18312683A JPS6076902A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 高硬度材料切削用工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18312683A JPS6076902A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 高硬度材料切削用工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076902A true JPS6076902A (ja) | 1985-05-01 |
| JPH0125643B2 JPH0125643B2 (ja) | 1989-05-18 |
Family
ID=16130248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18312683A Granted JPS6076902A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 高硬度材料切削用工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076902A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138505U (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-21 | ||
| JPH07207724A (ja) * | 1994-01-16 | 1995-08-08 | Sanei Suisen Seisakusho:Kk | 湯水混合栓 |
| EP0908259A2 (de) * | 1997-09-27 | 1999-04-14 | Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH | Schneidplatte, Verfahren zur Herstellung einer solchen Schneidplatte, Werkzeug und Verfahren zum Zerspanen eines Werkstückes unter Verwendung einer solchen Schneidplatte |
| CN1069453C (zh) * | 1995-02-22 | 2001-08-08 | 松下电工株式会社 | 灯座 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18312683A patent/JPS6076902A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138505U (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-21 | ||
| JPH07207724A (ja) * | 1994-01-16 | 1995-08-08 | Sanei Suisen Seisakusho:Kk | 湯水混合栓 |
| CN1069453C (zh) * | 1995-02-22 | 2001-08-08 | 松下电工株式会社 | 灯座 |
| EP0908259A2 (de) * | 1997-09-27 | 1999-04-14 | Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH | Schneidplatte, Verfahren zur Herstellung einer solchen Schneidplatte, Werkzeug und Verfahren zum Zerspanen eines Werkstückes unter Verwendung einer solchen Schneidplatte |
| EP0908259A3 (de) * | 1997-09-27 | 2003-01-22 | Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH | Schneidplatte, Verfahren zur Herstellung einer solchen Schneidplatte, Werkzeug und Verfahren zum Zerspanen eines Werkstückes unter Verwendung einer solchen Schneidplatte |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0125643B2 (ja) | 1989-05-18 |
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