JP2001212704A

JP2001212704A - スローアウェイチップ

Info

Publication number: JP2001212704A
Application number: JP2000022639A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inayama; 孝稲山
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-08-07
Also published as: US20010014259A1; EP1123765A1; KR20010082020A

Abstract

(57)【要約】【課題】切削抵抗が小さく、しかも切り屑変形効果が
安定して得られるスローアウェイチップを提供する。【解決手段】前切れ刃１５の切れ刃稜１５aの略中央
に、すくい面１６を低くするように円弧状の凹部２５を
設け、すくい面１６に、その凹部２５から同じ円弧状で
連なり後方に延びる凹溝２６を設けた。突っ切り加工す
る際には、切り屑は前切れ刃１５に倣って横断面形状が
下に凸となす円弧状の形に絞りこまれて変形し、すくい
面の凹溝２６に沿って後方に排出されるが、その変形が
従来のすくい面上に設けられた凸部に押し付けられるこ
とによるものでないから、切削抵抗が小さいし、チップ
の縦送り速度に関係なく切り屑に変形が与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、旋削加工における
突っ切り又は溝入れに使用されるスローアウェイチップ
（バイト用インサート）に関する。

【０００２】

【従来の技術】突っ切り又は溝入れ（以下単に突っ切り
加工ともいう）に使用されるスローアウェイチップ（以
下、単にチップともいう）として、図１３に示したよう
なチップ１０１が知られている。このチップ１０１は、
すくい面１６の前切れ刃１５の近傍の左右両側に、一対
の隆起状の凸部（傾斜壁）２０を設けたものである。こ
のものは、切り屑Ｋをその左右両側の凸部２０に強制的
に押付けさせることで、その断面を平坦な形態からＶ形
に絞りこんだ形に変形させて排出するというものであ
る。

【０００３】こうしたチップ１０１による切り屑Ｋはそ
の断面がこのように変形される分、平坦な断面の切り屑
に比べて剛性が高くなり、しかも幅が狭くなる。したが
って、切り屑は、螺旋状となって排出されても適度の長
さで分断され易いため、バイトや被加工材（ワークとも
いう）さらにはチャックへの絡みつきもなく、切り屑処
理性に優れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来のチップ１０１で突っ切り又は溝入れを行う場合に
は、切れ刃１５近傍の両側の凸部２０に、切り屑Ｋをそ
の排出過程で強制的に押し付けることでその断面形状を
変形させるものである。したがって、この変形のための
凸部２０がある分、これのないものによる突っ切りに比
べると、チップ又はワークへの抵抗が大きく、チップに
ついてみれば切れ刃の摩耗が早くなり、寿命が短くなる
といった問題があった。

【０００５】加えて、このように切削抵抗が大きいた
め、突っ切り加工する場合には次のような問題もあっ
た。図１３に示したチップ１０１のように例えば前切れ
刃１５に若干のリード角のあるもので突っ切られる直前
には、その突っ切り幅部分Ｖは同図に示されるように、
切り落とされるワークの端面Ｔ側（図示右側）が細いテ
ーパ状となり、さらに前切れ刃１５が縦送りされて突っ
切られる。この突っ切りでは、前切れ刃１５で切削され
る幅部分Ｖが次第に小径になり、最後にワークが切り落
とされるのであるが、切れ刃１５がワークの端面Ｔの中
心に至る少し手前で、その縦送り力による横方向の力
で、切削によらず、折られるように切断される。したが
って、突っ切られて切り落とされたワークの端面（図示
右側）には、その中心にボス状のバリ（以下、中心ボス
ともいう）が突出状に残存する。

【０００６】ところが、前記した従来のチップによる時
は、前切れ刃の両側に凸部があることにより、ワークの
切断面（端面）近傍における切削抵抗が大きいため、中
心ボスが大きくなりがちであった。したがって、端面に
高い加工精度の要求される精密軸部品においては、後工
程（二次加工）でこの中心ボスを別途削り取ることを余
儀なくされていた。因みに、チャックにつかまれている
残部（図示左側）の端面は、前切れ刃が端面の中心を超
える位置まで縦送りされるため、中心ボスの発生は防止
される。

【０００７】また、同様の理由から、パイプ（管）状部
品を突っ切り加工する場合にも、突っ切られて切り落と
されたワークの端面の内径端部に、管の中心（内径側）
に向かってバリ（以下、内径バリともいう）が突出状に
存在してしまう。したがって、この場合にも端面に高い
加工精度の要求される部品においては同様に、後工程で
別途削り取ることを余儀なくされていた。

【０００８】しかも前記した従来のチップでは、切り屑
断面に変形を与える凸部が切れ刃から若干離れた位置に
設けられているため、切削送り速度によってその変形効
果が異なる上に、切削送り速度が小さいときにはその変
形効果が期待できない場合もあった。例えば切削送り速
度が０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以下と小さい場合には切り屑
が薄く、凸部に押し付けられない（衝突しない）ため、
その変形効果が期待できず、また例え衝突したとしても
切り屑温度の低下によってブレーカとして作用するだけ
になる場合もある。したがって、排出される切り屑はそ
の断面が平坦で剛性が低くなり、螺旋状でもその巻きが
粗く、或いは長く連続して排出される傾向が強く、その
排出方向が不安定となりがちとなったり、ワークなどに
絡み付き易いといった問題があった。

【０００９】一方、例えば切削送り速度が０．２ｍｍ／
ｒｅｖ以上と大きい場合には切り屑が厚く、凸部への押
し付けが大きくなり、その変形効果が大きい。したがっ
て、安定した切り屑処理が得られるが、反面、その押し
付けにより切削抵抗が大きくなるため、チップの寿命低
下を招いていた。つまり、前記した従来のチップでは、
切り屑変形効果が安定して発揮できる速度の領域が狭
く、また安定した切り屑処理を得る場合には寿命が短く
なるといった問題があった。

【００１０】本発明は、従来の突っ切り用のスローアウ
ェイチップのもつ、この様な問題点に鑑みて成されたも
ので、切削抵抗が小さく、しかも切り屑変形効果が安定
して得られるスローアウェイチップを提供することをそ
の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解消する
ため、請求項１に記載の本発明は、突っ切り又は溝入れ
に使用されるスローアウェイチップであって、前切れ刃
の切れ刃稜の略中央に、すくい面を低くするように凹部
を設け、すくい面に、該凹部から連なり後方に延びる凹
溝を設けたことを特徴とする。本明細書において後方と
は、突っ切り（縦）送り方向と反対方向（前切れ刃から
離れる方向）をいう。

【００１２】前記手段において例えば丸棒を突っ切り加
工する際には、切り屑は前切れ刃に倣って横断面形状が
下に凸となす形に絞りこまれて変形し、すくい面の凹溝
に沿って前切れ刃から後方に排出される。すなわち、切
り屑は幅方向における絞込み変形によって高剛性になっ
て後方に排出されるが、その変形が従来のように前切れ
刃より後方のすくい面上に設けられた凸部に押し付けら
れることによるものでなく、前切れ刃自体の凹部形状、
及びこれに連なるすくい面の凹溝によって変形が与えら
れる。したがって、切削抵抗が小さいし、チップの縦送
り速度に関係なく切り屑に変形が与えられるため、安定
してその変形効果が得られる。

【００１３】しかも、切り屑に変形を与える凸部がない
ために切削抵抗が小さいから、突っ切り時に切り落とさ
れるワークの端面に発生する中心ボスや内径バリを小さ
くできる。また、切削抵抗が小さい分、切れ刃の摩耗が
少なくなるため突っ切り加工や溝入れ加工におけるその
寿命の延長も期待される。

【００１４】前記手段においては、前記凹部及び凹溝の
凹断面形状は円弧状とすると、切り屑の横断面に与えら
れる変形が円弧状になり、抵抗も少なく好ましい。そし
て、前記凹部の深さは、いずれの断面形状においても、
０．０５〜０．２ｍｍとするとよい。凹部の深さが０．
０５ｍｍ未満だと、切り屑変形効果が小さい一方、凹部
の深さが０．２ｍｍを超えると、切り屑変形効果が大き
いが、切り屑変形に伴う抵抗が大きくなり、工具寿命が
短くなるためである。ただし、前記凹部及び凹溝の凹断
面形状を円弧状とする場合、その円弧の半径は、０．５
〜４ｍｍとするのが適切である。

【００１５】なお、前切れ刃の幅をWとし、凹部の幅をW
ａとしたとき、W及びWａが、W／２≦Wａ≦２W／３の寸
法関係にあるとよい。WａがW／２より小さいと、変形効
果が小さく、Wａが２W／３より大きいと、切れ刃の両端
の強度低下を招くためである。

【００１６】

【発明の実施の形態】−第１実施形態例− 本発明に係る第１実施形態例について、図１〜図５を参
照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態
例に係るスローアウェイチップの斜視図及びその要部拡
大図、図２は図１の要部平面図（すくい面側から見た
図）、図３は図１のスローアウェイチップを前逃げ面側
から見た要部拡大図、図４は図２のＡ−Ａ線断面図、図
５は図１のスローアウェイチップの要部拡大側面図であ
る。本実施形態例のスローアウェイチップ１は、超硬合
金、サーメット、セラミックなどの焼結体からなり、側
面視平行四辺形のブロック形をなすものであり、その両
鋭角部１２に同じ前切れ刃１５をもつ２コーナータイプ
のものであるため、その１コーナーについて説明する。
なお、本形態では、鋭角部１２を含む三角部分１３が薄
肉とされ、残部の厚肉基部１４の中央のクランプ用穴１
４ａを介して図示しないホルダーに固定されるように構
成されている。

【００１７】本形態において１コーナーをなす前切れ刃
１５は、すくい面１６と前逃げ面１７とで形成され、す
くい面１６は上面視、その両側１６ａが前切れ刃１５の
左右両端から後方に向ってそれぞれ２度の後退角をもっ
て直線状に延びており、後方ほど幅狭となるように形成
されている。そして、すくい面１６は、前切れ刃１５の
切れ刃稜１５aから６度のポジ角で下傾し、後方に円弧
面からなるブレーカ壁１８を備えている。また、前逃げ
面１７には６度の前にげ角が付けられ、横にげ面１９に
は３度の横にげ角が付与されている。なお、前切れ刃１
５には、平面視、５度のリード角θが付されている。

【００１８】そして、すくい面１６のうち、直線状の前
切れ刃１５の切れ刃稜（すくい面１６と前逃げ面１７と
の交差稜線）１５ａの中央に下向きに凹となす円弧状の
凹部２５が形成されている。そして、すくい面１６に
は、凹部２５から連なって後方に延びる凹溝２６が形成
されている。ただし、凹溝２６は、凹部２５の凹断面形
状と同じ半径の円弧状とされ、しかも略同じ深さとされ
て、すくい面１６及びブレーカ壁１８に沿って形成され
ているが、本形態ではチップ１のクランプ用押え面２９
に切り込まれるように延びている。

【００１９】因みに本形態例では前切れ刃１５の幅Wが
例えば約１．８ｍｍであり、そこに形成された凹部２５
は幅Wａが約０．９ｍｍとされており、その円弧の半径
Ｒは１．５ｍｍとされ、本形態ではその中心の最大深さ
Ｄは０．１５ｍｍとされている。なお、このような前切
れ刃１５の凹部２５及び凹溝２６は、スローアウェイチ
ップ１の焼結体成形過程で一体的に形成してもよいが、
凹部２５及び凹溝２６のないスローアウェイチップとし
て焼結、形成した後で、その凹部２５及び凹溝２６に対
応する、外周面の断面形状をもつダイヤモンド砥石など
で研削（研磨）することでも形成できる。

【００２０】このように構成された本形態例のスローア
ウェイチップ１によって、軸部品を突っ切り加工する場
合には次のようである。すなわち、その突っ切り加工に
おいては、切り屑は前切れ刃１５に倣って横断面形状が
下に凸となす円弧形状に絞りこまれて変形し、すくい面
１６の凹溝２６に沿って前切れ刃１５から後方に排出さ
れる。つまり、切り屑は幅方向における絞込み変形によ
って高剛性になって後方に排出されるが、その変形が従
来のように前切れ刃より後方のすくい面上に設けられた
凸部に押し付けられることによるものでなく、前切れ刃
１５自体の凹部２５の円弧形状、及びこれに連なるすく
い面１６の円弧状の凹溝２６によって変形が与えられ
る。したがって、切削抵抗が小さいし、チップの縦送り
速度に関係なく切り屑に変形が与えられるため、安定し
た切り屑変形効果が得られる。すなわち、切り屑の変形
は、前切れ刃１５による切り屑の最高温域でなされるた
め、変形時の抵抗も小さくできる。

【００２１】しかも、切り屑に変形を与える凸部がない
ために切削抵抗が小さいから、軸部材を突っ切る場合に
はワークの端面に発生する中心ボスを小さくできるし、
管部材を突っ切る場合には内径バリを小さくできる。

【００２２】さて次に前記形態のスローアウェイチップ
１にて、凹部２５の円弧の半径を１．５ｍｍで一定と
し、凹部２５の深さ変えた試料をつくり、軸部品の突っ
切り加工をし、切り落とされたワークの切断面における
中心ボスの径及び突出量（高さ）などを比較した。ただ
し切削条件は、スピンドル回転数＝２０００ｒｐｍ、ｆ
（送り）＝０．０３ｍｍ／ｒｅｖ、ドライ切削。被削材
はＳＵＳ３０３で、その外径は１２ｍｍ、チップ１の前
切れ刃１５の幅Wは１．８ｍｍであり、凹部の深さＤは
０〜０．３０ｍｍである。結果は表１に示した通りであ
る。ただし、表中の数値は１０回の突っ切りによる平均
値である（以下同じ）。なお、比較対象のスローアウェ
イチップ（比較例）は、前切れ刃を直線状として凹部及
び凹溝をなくし、すくい面における前切れ刃の近傍であ
って両端寄り部位に凸部を設けたものである。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１に示したように、本発明の実施例品に
よる突っ切りの場合には、比較例に比べると、殆どにお
いて中心ボスの径及び高さが小さかった。これは、実施
例品による場合には比較例による場合に比べると、切削
（突っ切り）が端面の中心により近い位置まで進行して
いたことを意味しており、切削抵抗が小さいことを実証
するものである。また凹部の深さは０．０５ｍｍあれば
切り屑変形効果があることが分かる。一方、凹部の深さ
が０．２ｍｍを超えると工具寿命がやや短くなった。こ
れは、切り屑変形における抵抗が大きくなることに起因
していると考えられる。そして、比較例による場合に
は、工具寿命は長く良好であったが、反面、切り屑の変
形作用がみられなかった。これは送り速度が小さいため
と考えられる。

【００２５】次に、前記の試料No.１〜３のチップでも
って、ワークを外径１２ｍｍ、内径８ｍｍの管部材とし
た点のみ変えて突っ切り試験をし、切り落とされたワー
クの切断面における内径バリの厚さ及び突出量について
同様に比較してみた。結果は表２に示した通りである。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２に示したように、実施例品による場合
には、比較例に比べると、内径バリの厚さ及び突出量が
小さかった。これは、実施例品による場合には比較例に
よる場合に比べると、切削抵抗が小さいためと考えられ
る。

【００２８】さて次に、凹部の深さを一定（０．１５ｍ
ｍ）とし、凹部の円弧半径を０．５〜４．０ｍｍの範囲
で変えて凹部の幅Wａを変化させて、前記軸部材の突っ
切り試験をし、切り屑の変形作用及び工具寿命（切れ刃
両端の強度）を確認した。ただし、前切れ刃の幅Wは
１．８ｍｍで一定である。結果は表３に示した通りであ
る。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３に示した通り、試料No.１、２のよう
に凹部の幅WａがW／２より小さいと、溝幅が小さくなる
ため、切り屑の変形作用が少なくなった。また試料No.
５のようにWａが２W／３より大きいと、切れ刃の寿命が
短くなった。これより、前切れ刃１５の幅Wと凹部２５
の幅Wａの関係は、W／２≦Wａ≦２W／３とするのが適切
であることがわかる。

【００３１】−第２実施形態例− さて次に第２実施形態例について図６〜図８に基づいて
説明する。ただし、このチップ２１は、前切れ刃１５の
凹部２５、及びすくい面１６に設けた、該凹部２５から
連なり後方に延びる凹溝２６の凹断面形状を台形状とし
た点が異なるだけであるから、同一の部位には同一の符
号を付すに止め、詳細な説明は省略する。なお、本形態
例のチップ２１で突っ切る時に発生する切り屑は、図示
はしないがその前切れ刃１５の凹部２５に倣った形に横
断面が変形されて排出される。

【００３２】−第３実施形態例− さて次に第３実施形態例について図９〜図１０に基づい
て説明するが、このチップ３１は、前切れ刃１５の凹部
２５、及びすくい面１６に設けた、該凹部２５から連な
り後方に延びる凹溝２６の凹断面形状を三角形状とした
点が異なるだけである。したがって、同一の部位には同
一の符号を付すに止める。

【００３３】本発明に係るスローアウェイチップは、上
記各形態例のものに限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲において適宜設計変更できる。例え
ば、前記の形態例において凹溝は、後方に向かってブレ
ーカ壁まで延ばしたが、図１２に示したチップ４１のよ
うに、すくい面１６の途中で凹溝２６を切り上げた形と
してもよい。

【００３４】また、前記形態では２コーナー（２つの切
れ刃をもつ）タイプの平行四辺形（ひし形）のスローア
ウェイチップにおいて説明したが、三角縦形スローアウ
ェイチップのように略三角の周面相互間に切れ刃を３つ
もつ、３コーナースローアウェイチップなど突っ切りに
使用される各種の形態のスローアウェイチップにおいて
適用できる。また、本発明のスローアウェイチップは溝
入れにも用いることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のスローアウェイチップによって、突っ切り加工する際
には、切り屑は幅方向における絞込み変形によって高剛
性になって後方に排出されるが、その変形が前切れ刃自
体の凹部形状、及びこれに連なるすくい面の凹溝によっ
て与えられる。したがって、その変形が従来のように前
切れ刃より後方のすくい面上に設けられた凸部に押し付
けられることによるものでないため切削抵抗が小さい
し、チップの縦送り速度に関係なく切り屑に変形が与え
られるため、安定してその変形効果が得られる。

【００３６】しかも、切り屑に変形を与える凸部がない
ために切削抵抗が小さいから、突っ切り時に切り落とさ
れるワークの端面に発生する中心ボスや内径バリを小さ
くできる。また、切削抵抗が小さい分、切れ刃の摩耗が
少なくなるため突っ切り加工や溝入れ加工におけるその
寿命の延長も期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態例に係るスローアウェイ
チップの斜視図及びその要部拡大図。

【図２】図１の要部平面図（すくい面側から見た図）。

【図３】図１のスローアウェイチップを前逃げ面側から
見た要部拡大図。

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図（凹溝の断面図）。

【図５】図１のスローアウェイチップの要部拡大側面
図。

【図６】本発明の第２実施形態例に係るスローアウェイ
チップの要部斜視図。

【図７】図６のチップを前逃げ面側から見た図。

【図８】図６のチップの凹溝の凹断面形状を示す図（凹
溝の断面図）。

【図９】本発明の第３実施形態例に係るスローアウェイ
チップの要部斜視図。

【図１０】図９のチップを前逃げ面側から見た図。

【図１１】図９のチップの凹溝の凹断面形状を示す図
（凹溝の断面図）。

【図１２】本発明の第４実施形態例に係るスローアウェ
イチップの要部斜視図。

【図１３】従来の突っ切り用のスローアウェイチップの
要部拡大平面図。

【符号の説明】

１、２１、３１、４１スローアウェイチップ１５前切れ刃１５a 切れ刃稜１６すくい面２５凹部２６凹溝Ｄ凹部の深さ W 前切れ刃の幅 Wａ凹部の幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】突っ切り又は溝入れに使用されるスロー
アウェイチップであって、前切れ刃の切れ刃稜の略中央
に、すくい面を低くするように凹部を設け、すくい面
に、該凹部から連なり後方に延びる凹溝を設けたことを
特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項２】前記凹部及び凹溝の凹断面形状が円弧状
である請求項１記載のスローアウェイチップ。
【請求項３】前記凹部の深さを、０．０５〜０．２ｍ
ｍとした請求項１又は２記載のスローアウェイチップ。
【請求項４】前切れ刃の幅をWとし、凹部の幅をWａと
したとき、W及びWａが、W／２≦Wａ≦２W／３の寸法関
係にある請求項１〜３のいずれかに記載のスローアウェ
イチップ。