JP2008290214A - 中ぐり加工用チップおよびこれを用いた中ぐり工具 - Google Patents

Abstract

【課題】特に小径の中ぐり加工において、加工穴の穴径や内壁面の面粗度といった加工精度に優れるとともに、切刃の寿命が長い中ぐり加工用チップおよびこれを用いた中ぐり工具を提供する。
【解決手段】本発明の中ぐり加工用チップは、多角形板状をなすチップ本体２０の対向する多角形面の少なくとも一方にはすくい面２１が形成され、すくい面２１となる多角形面のコーナ部には、横切刃３３および前切刃３４を備えた切刃部３０が形成され、前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記切刃部の頂部３５が前記コーナ部の先端２１より低位にあるとともに、前記横切刃３３および前記前切刃３４が前記多角形面の辺稜部を含んでその内側に形成されてなる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、小径の中ぐり加工に好適な中ぐり加工用チップおよびこれを用いた中ぐり工具に関する。

従来、中ぐり加工に用いられる内径加工用スローアウェイチップにおいて、クランプ用部位と、該クランプ用部位から一体で突出する少なくとも１つの突出部を備え、この突出部の先端もしくはその近傍の一側に切刃を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。この従来の内径加工用スローアウェイチップにおいては、切刃を設けた突出部は、クランプを考慮することなく、所望とする小径の加工穴径内に入る太さに形成することができるため、直径φ２〜５ｍｍ未満の中ぐりなどの内径加工をすることができる。クランプ部位を加工穴内に入り込ませることを考慮する必要がないため、クランプに必要な大きさに形成することができる。

その他に、内径加工用スローアウェイ式切削工具において、多角形状のチップ本体と、該チップ本体の周面から一体的に突出する複数の突出部を備え、該突出部の先端に切刃を設けたスローアウェイチップをチップ本体の複数の周面にてクランプするとともに、突出部をクランプされる少なくとも一つの周面の延長線よりも内側に位置させ、かつチップ本体のクランプ面を表面粗さ（Ｒｙ）が０．８μｍ以下の研磨面としたものがある（例えば、特許文献２参照）。このスローアウェイ式切削工具においては、スローアウェイチップのクランプ力を高めて切削時のびびり振動を抑制することができるため、安定した精度の高い内径加工が可能となる。
特開平１１―３２０２１７号公報（図１および図４参照） 特開２００３−３４０６１１号公報（図１参照）

特許文献１および特許文献２に記載された内径加工用スローアウェイチップおよびスローアウェイ式切削工具は、スローアウェイチップを切削工具にクランプする精度および強度に優れるものの、下穴内に入り切削に関与する突出部においては、クランプされる部位にくらべ小径かつ長尺となり剛性の低下が著しいため、加工後の穴径や穴内壁面の面粗度といった加工精度に劣り、場合によっては突出部が折損するおそれがあった。

本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、その目的は、特に小径の中ぐり加工において、加工穴の穴径や内壁面の面粗度といった加工精度に優れるとともに、切刃の寿命が長い中ぐり加工用チップおよびこれを用いた中ぐり工具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
請求項１に係る発明は、多角形板状をなすチップ本体の対向する多角形面の少なくとも一方にはすくい面が形成され、すくい面となる多角形面のコーナ部には、横切刃および前切刃を備えた切刃部が形成され、前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記切刃部の頂部が前記コーナ部の先端より低位にあるとともに、前記横切刃および前記前切刃が前記多角形面の辺稜部を含んでその内側に形成されていることを特徴とする中ぐり加工用チップである。
請求項１に係る中ぐり加工用チップは、すくい面となる多角形面に直交する方向からみて、切刃部の頂部がチップ本体のすくい面となる多角形面のコーナ部の先端より低位にあるとともに、前記横切刃および前記前切刃が前記多角形面の辺稜部を含んでその内側に形成されていることから、切削に関与する横切刃および前切刃以外の部分が被削材に干渉することのないように切刃部を小径の下穴に入る太さに形成することができるので、小径の中ぐり加工が可能となる。しかも、切刃部がチップ本体から突出する長さを抑えられて強度低下が防止され、加工後の穴の加工精度に優れるとともに切刃の寿命が長くなる。

請求項２に係る発明は、前記切刃部の前切刃角が１５°〜４５°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の中ぐり加工用チップである。
請求項２に係る中ぐり加工用チップによれば、切刃部の前切刃が加工穴の端面に接触することが避けられるので、切削抵抗の増大が防止され、中ぐり加工における加工精度が高められる。

請求項３に係る発明は、前記切刃部の横切刃角が１５°〜４５°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中ぐり加工用チップである。
請求項３に係る中ぐり加工用チップによれば、切刃部の横切刃が加工穴の内壁面に接触することが避けられるので、切削抵抗の増大が防止され、中ぐり加工における加工精度が高められる。

請求項４に係る発明は、前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記多角形面の少なくとも１つの辺稜部を切欠く凹部が設けられ、前記凹部の稜線に横切刃および前切刃のうち少なくともいずれか一方が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の中ぐり加工用チップである。
請求項４に係る中ぐり加工用チップによれば、切刃部を小径の下穴に挿入できる太さに形成することができる。

請求項５に係る発明は、前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記多角形面の少なくとも１つの辺稜部を切欠く面取部が形成され、前記面取部の稜線に横切刃および前切刃のうち少なくともいずれか一方が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の中ぐり加工用チップである。
請求項５に係る中ぐり加工用チップによれば、切刃部を小径の下穴に挿入できる太さに形成することができる。しかも、頂部のなす角度が大きくなるので、切刃部の強度が高められ、加工穴の精度に優れるとともに切刃の寿命が長くなる。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の中ぐり加工用チップを工具本体の所定の位置に設けたチップ座に装着した中ぐり工具において、すくい面となる多角形面のコーナ部には、横切刃および前切刃を備えた切刃部が形成され、前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記切刃部の頂部が前記コーナ部の先端より低位にあるとともに、前記横切刃および前記前切刃が前記多角形面の辺稜部を含んでその内側に形成されていることを特徴とする中ぐり工具である。
請求項６に係る中ぐり工具によれば、中ぐり工具の先端側に位置する切刃部の頂部が中ぐり加工用チップのチップ本体のコーナ部の先端より低位にあるとともに、切刃部の横切刃および前切刃がすくい面となる多角形面の辺稜部を含んでその内側に形成されていることから、切削に関与する横切刃および前切刃以外の部分が被削材に干渉することのないように切刃部を小径の下穴に入る太さに形成することができるので、小径の中ぐり加工が可能となる。さらに、切刃部がチップ本体から突出する長さを抑えられて強度低下が防止され、加工穴の精度に優れるとともに切刃の寿命が長くなる。

請求項７に係る発明は、前記中ぐり加工用チップがそのチップ本体の下面および少なくとも１つの側面を前記チップ座に当接することにより工具本体に着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項６に記載の中ぐり工具である。
請求項７に係る中ぐり工具によれば、中ぐり加工用チップが剛性の高いチップ本体を工具本体のチップ座に拘束され固定されているので、工具本体への中ぐり加工用チップのクランプ強度およびクランプ精度が高くなる。そのため、中ぐり加工用チップの動きによるびびりや切刃の欠損が防止されて、長い切刃寿命と高い加工精度が実現される。

本発明によれば、小径の中ぐり加工が可能となるとともに、切刃部の強度低下が防止され、加工穴の精度に優れるとともに切刃の寿命が長くなる。

本発明を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る中ぐり工具の要部正面図である。図２は、図１に示す中ぐり工具の先端視側面図である。図３の（ａ）は、図１に示す中ぐり工具の平面図であり、（ｂ）は切刃部の拡大平面図である。図４は、図１に示す中ぐり工具による切削状況を説明する拡大平面図である。

図１および図３に図示するようにこの中ぐり工具は、丸棒状をなす工具本体１０の先端部には、該工具本体１０の上側半分を切欠く切屑ポケットが形成され、その切屑ポケットの底面の先端部には、チップ座１２が切欠き形成され、このチップ座１２に中ぐり加工用チップが装着されてなる。

図３に図示するように中ぐり加工用チップは、そのチップ本体３０が菱形板状をなし、菱形面の中央には、取付け穴がチップ本体の厚さ方向に貫通して形成されている。この取付け穴に挿通されたボルト等の締付けねじを利用して工具本体のチップ座１２に着脱自在に固定されている。詳細には、チップ本体２０の下面となる菱形面がチップ座１２の底面に当接するとともに、工具本体１０側に位置するチップ本体２０の２つの側面がそれぞれ対応するチップ座１２の壁面に当接して固定されている。

図４に図示するようにチップ本体２０の上面となる菱形面に直交する方向からみて、前記菱形面の鋭角をなすコーナ部には、横切刃３３および前切刃３４を備えた切刃部３０が形成されている。そして、切刃部の頂部３５がコーナ部の先端２１より低位にあるとともに、横切刃３３および前切刃３４が前記菱形面の辺稜部を含んでその内側に形成されている。詳細には、図３および図４に図示するように切刃部の横切刃３３が前記菱形面の鋭角をなすコーナ部から延びる一辺を切欠く凹部３６の稜線に形成されるとともに、前切刃３４が前記コーナ部から延びる他の一辺を切欠く面取部３７の稜線に形成されていることから、これら横切刃３３および前切刃３４は、前記菱形面の辺稜部を含んでその内側に形成されている。さらに、横切刃３３と前切刃３４が交差する切刃部の頂部３５は、コーナ部の先端２１より低位に形成されている。横切刃３３および前切刃３４から下方へ延びる逃げ面３２は、切刃３３，３４から遠ざかるにつれ内側へ引っ込むように傾斜したポジの逃げ面とされている。これら逃げ面３２同士が交差する切刃部３０の底部は、図１および図２に図示するように、切刃部の頂部３５に近づくにつれすくい面３１に漸次近づくように傾斜して形成されている。

図４に図示するように中ぐり加工用チップおよびこれを装着した中ぐり工具は、その切刃部３０を被削材に明けられた下穴に挿入させられ、この下穴の軸線まわりに回転させられる被削材に対して前記軸線方向およびこの方向に直交する方向に送られることにより、前記下穴に対して中ぐり加工を行う。このとき、チップ本体２０の菱形面に直交する方向からみて、切刃部の頂部３５が前記菱形面のコーナ部の先端２１より低位にあるとともに、横切刃３３および前切刃３４が前記菱形面の辺稜部を含んでその内側に形成されていることから、切刃部３０を小径の下穴に入る太さに形成することができかつ切削に関与する部分以外を被削材に干渉しないように形成することができるので、小径の中ぐり加工が可能となる。しかも、チップ座１２の底面および壁面に支持されない切刃部３０において、チップ本体２０から突出する長さが抑えられるので、強度の低下がなく加工穴の精度に優れるとともに横切刃３３および前切刃３４の寿命が長くなる。

切刃部３０において、前切刃角κ'が１５°〜４５°の範囲に設定されるのが望ましい。そうすれば、前切刃３４と加工穴の端面との接触範囲が限定されるので、切削抵抗の増大が防止され、中ぐり加工における加工精度が高められるとともに切刃部の欠損が防止される。

さらに、横切刃角ψが−１５°〜−４５°の範囲に設定されるのが望ましい。そうすれば、横切刃３３と加工穴の内壁面との接触範囲が限定されるので、切削抵抗の増大が防止され、中ぐり加工における加工精度が高められるとともに横切刃３３の欠損が防止される。

チップ本体２０の菱形面に直交する方向からみたとき、この菱形面の辺稜部を切欠く凹部３６が形成され、この凹部３６の稜線に横切刃３３が形成されていることから、切刃部３０を小径の下穴に挿入できる太さに形成することができる。また、横切刃３３と加工穴の内壁面との接触範囲が限定されるので、切削抵抗の増大が防止され、中ぐり加工における加工精度が高められるとともに前切刃３４の欠損が防止される。

さらに、チップ本体２０の菱形面に直交する方向からみたとき、前記菱形面の辺稜部を切欠く面取部３７が形成され、この面取部３７の稜線に前切刃３４が形成されていることから、切刃部３０を小径の下穴に挿入できる太さに形成することができる。さらに、頂部３５のなす角度が大きくなるので、この頂部３５近傍の強度が高められ、加工穴の精度に優れるとともに切刃の寿命が長くなる。

中ぐり加工用チップは、そのチップ本体２０の下面および２つの側面をチップ座１２の底面および壁面にそれぞれ当接することにより、剛性の高いチップ本体２０でもって工具本体のチップ座１２に拘束され固定されているので、中ぐり加工用チップのクランプ強度およびクランプ精度が高くなる。そのため、中ぐり加工用チップの動きによるびびりや切刃の欠損が防止されて、長い切刃寿命と高い加工精度が実現される。

チップ本体２０の形状は、菱形に限定されず、三角形、正方形、長方形、四角形、平行四辺形、五角形又は六角形等の多角形状であればよい。

また、中ぐり加工用チップを工具本体１０に固定する手段としては、ボルト等の締付けねじに限定されず、押え金を利用したクランプオンや楔部材を利用したウェッジオンといった公知のクランプ手段に置き換えることが可能である。

本発明を適用した中ぐり工具の要部正面図である。 図１に示す中ぐり工具の先端視側面図である。 （ａ）は、図１に示す中ぐり工具の平面図であり、（ｂ）は切刃部の拡大平面図である。 図１に示す中ぐり工具による切削状況を説明する拡大平面図である。

符号の説明

１０ 工具本体
１２ チップ座
２０ チップ本体
２１ コーナ部の先端
３０ 切刃部
３１ すくい面
３２ 逃げ面
３３ 横切刃
３４ 前切刃
３５ 頂部
３６ 凹部
３７ 面取部

Claims (7)

1. 多角形板状をなすチップ本体の対向する多角形面の少なくとも一方にはすくい面が形成され、すくい面となる多角形面のコーナ部には、横切刃および前切刃を備えた切刃部が形成され、前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記切刃部の頂部が前記コーナ部の先端より低位にあるとともに、前記横切刃および前記前切刃が前記多角形面の辺稜部を含んでその内側に形成されている
   ことを特徴とする中ぐり加工用チップ。
2. 前記切刃部の前切刃角が１５°〜４５°の範囲に設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の中ぐり加工用チップ。
3. 前記切刃部の横切刃角が１５°〜４５°の範囲に設定されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の中ぐり加工用チップ。
4. 前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記多角形面の少なくとも１つの辺稜部を切欠く凹部が設けられ、前記凹部の稜線に横切刃および前切刃のうち少なくともいずれか一方が形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の中ぐり加工用チップ。
5. 前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記多角形面の少なくとも１つの辺稜部を切欠く面取部が形成され、前記面取部の稜線に横切刃および前切刃のうち少なくともいずれか一方が形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の中ぐり加工用チップ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の中ぐり加工用チップを工具本体の所定の位置に設けたチップ座に装着した中ぐり工具において、
   すくい面となる多角形面のコーナ部には、横切刃および前切刃を備えた切刃部が形成され、前記多角形面に直交する方向からみたとき、前記切刃部の頂部が前記コーナ部の先端より低位にあるとともに、前記横切刃および前記前切刃が前記多角形面の辺稜部を含んでその内側に形成されている
   ことを特徴とする中ぐり工具。
7. 前記中ぐり加工用チップがそのチップ本体の下面および少なくとも１つの側面を前記チップ座に当接することにより工具本体に着脱自在に装着されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の中ぐり工具。

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