JP3483859B2 - スローアウェイ式チップ、及び、そのスローアウェイ式チップが装着されるフライス工具 - Google Patents
スローアウェイ式チップ、及び、そのスローアウェイ式チップが装着されるフライス工具Info
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Description
式チップ、及び、そのスローアウェイ式チップが装着さ
れるフライス工具に関するものである。
されるスローアウェイ式チップでは、すくい面が平坦に
形成され、側面視において切れ刃の高さ(チップの厚
さ)が各部同一に形成されたものが一般的であった。
プでは、切れ刃全体が同時に被削材に食い付くため、衝
撃的な切削負荷が作用してしまい、切れ刃に欠損が生じ
たり、摩耗が急速に進行してしまうといった欠点があっ
た。
及び、特開平11−197934号公報には、側面視に
おいて切れ刃の中央部が切削方向へ凸となるように、切
れ刃が湾曲して形成されたスローアウェイ式チップが記
載されている。これらのスローアウェイ式チップによれ
ば、切れ刃は中央部から徐々に被削材へ食い付いてゆく
ので、衝撃的な切削負荷が切れ刃へ作用することを避け
ることができるのである。
平7−31223号公報記載のスローアウェイ式チップ
では、切れ刃のすくい角が負角(ネガ)とされているた
め切削抵抗が大きくなってしまい、切れ味が悪く、高精
度な切削加工をすることができないという問題点があっ
た。一方、特開平11−197934号公報記載のスロ
ーアウェイ式エンドミルでは、切れ刃のすくい角が正角
(ポジ)とされているため切れ刃の刃先強度が低下し、
特に、スローアウェイ式チップのコーナ部において切れ
刃の欠損や摩耗が発生しやすいという問題点があった。
なされたものであり、コーナ部における切れ刃の欠損を
防止することができ、高寿命を有するスローアウェイ式
チップ及びそのスローアウェイ式チップが装着されるフ
ライス工具を提供することを目的としている。
めに、請求項1記載のスローアウェイ式チップは、上面
視で略三角形状あるいは略矩形状に形成され、その上面
の各辺稜線部に切れ刃を有し、前記切れ刃は、正角のす
くい角を有する第1切れ刃と、その第1切れ刃に連設さ
れ負角のすくい角を有する第2切れ刃とを備え、前記第
2切れ刃は、前記各辺稜線部が交差するコーナ部側の一
方の端部が前記第1切れ刃に連設される他方の端部に対
して、切削方向と反対側へ後退して形成されており、そ
の第2切れ刃の刃先角は、前記各辺稜線部が交差するコ
ーナ部において略90°から略120°の範囲とされ、
且つ前記第2切れ刃の逃げ角は前記第1切れ刃の逃げ角
よりも小さな正角とされ、前記逃げ面が形成される側面
は上面視で外側へ凸の曲線状に形成され、且つその側面
にはフライス工具本体に形成されるチップ取付座の壁面
に当接可能な平坦面状の当接面が下面に向かうに従い末
広がりとなるように形成されている。
は、請求項1記載のスローアウェイ式チップにおいて、
前記第2切れ刃のすくい角は、前記各辺稜線部が交差す
るコーナ部において略5°から略25°の範囲の負角と
されている。
は、請求項1又は2に記載のスローアウェイ式チップに
おいて、前記第1切れ刃の長さは、前記各辺稜線部の長
さに対して略5/6以下とされ、前記第2切れ刃の長さ
は、その第1切れ刃の長さに対応して前記各辺稜線部の
長さの略1/6以上とされている。
請求項1から3のいずれかに記載のスローアウェイ式チ
ップが装着されるものである。
について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発
明の第1実施例におけるスローアウェイ式チップ1の上
面図であり、図2は、図1のII−II線におけるスロ
ーアウェイ式チップ1の側断面図である。なお、図1に
おける破線は、下面3の外形を示している。
2、下面3、及び、側面4からなり、ボールエンドミル
等のフライス工具(図示せず)に装着され、上面2と側
面4との交差稜線部に形成される切れ刃6,7により金
型等の切削加工を行う用途に用いられる工具である。な
お、本実施例では、タングステンカーバイト(WC)等
を加圧焼結した超硬合金により構成され、ボールエンド
ミルに使用されるスローアウェイ式チップを例に説明す
る。
ように、上面視略三角形状に形成されており、上面2
(図1の紙面手前側)と下面3(図1の紙面奥側)とが
互いに所定間隔を隔てて対向する平板状に形成されてい
る。上面2は、下面3より大きな外形の略三角形状に形
成されているので、これら上面2と下面3との間に設け
られる側面4は、下面3から上面2へ向かって外方へ傾
斜して形成されている(図2参照)。この側面4は、後
述する第1切れ刃6及び第2切れ刃7の逃げ面とされる
部位であり、その逃げ角αは正角とされている。なお、
この逃げ角αは略11°とされている。
座へ当接する着座面とされる部位であり、図2に示すよ
うに、フラットな平坦面に形成されている。また、スロ
ーアウェイ式チップ1の上面2及び下面3の略中央部に
は、取付穴5がスローアウェイ式チップ1の板厚方向
(図2の上下方向)へ貫通形成されており、スローアウ
ェイ式チップ1は、下面3をボールエンドミルの取付座
へ当接した状態で、かかる取付穴5に挿通されるクラン
プネジによりフライス工具へ固定される。
ルエンドミルに装着される場合に切削方向へ露出する部
位であり、主に、平面部8、第1すくい面9、及び、第
2すくい面10からなる。その上面2が側面4と交差す
る三つの各辺稜線部は、図1に示すように、外側に突出
する凸曲線状に形成されており、この稜線部が上面視で
略円弧状に形成される第1切れ刃6及び第2切れ刃7と
されている。この三つの稜線部は、互いに等しい半径R
の略円弧状とされており、この半径Rは、上面2の三つ
の頂部Pを通過する外接円の半径よりも大きいものとさ
れている。
面部8が設けられており、その平面部8は、図1に示す
ように、外側に凸となる三つの円弧で結ばれた上面視略
三角形状に形成されている。平面部8は、フラットな平
坦面に形成されており、下面3と略平行とされている
(図2参照)。平面部8の周囲外方には、第1すくい面
9がその平坦面8の外側境界線と接して形成されてい
る。
面となる部位であり、その第1すくい面9の外形は、図
1に示すように、上面視において半径rの三つの円弧9
aと上面2の各辺稜線部とが連結部Sで連結されて形成
されている。三つの円弧9aは、その曲率中心が取付穴
5の内径中心Oと一致して形成されている。また、三つ
の円弧9aの半径rは、それぞれ等しく形成されると共
に、上面2の三つの頂部Pを通過する外接円の半径より
も小さいものとされている。ここで、第1切れ刃6及び
第2切れ刃7は、上面2の各辺稜線(頂部P,P間)上
において連結部Sで分割されて形成されているが、円弧
9aの半径rは、一つの第2切れ刃7の切れ刃長さ(頂
部Pと連結部Sとの間)が上面2の各辺稜線部(頂部
P,P間)の長さに対して1/6以上の長さとなるよう
に設定されている。上面2の各辺稜線部には、二つの第
2切れ刃7が形成されているので、その各辺稜線部(頂
部P,P間)の1/3以上の長さを第2切れ刃7が占め
ることとなる。
付穴5の右側に示すように、平坦面8の外側境界線から
曲線状に屈曲して下面3へ近づいた後、第1切れ刃6へ
向かって下面3から遠ざかるように上方(図2の上側)
へ傾斜して形成されている。そのため、第1切れ刃6の
すくい角βは正角とされ、第1切れ刃6の刃先角δ1は
鋭角とされている。この第1切れ刃6のすくい角βは、
各第1切れ刃6の全長(連結部S,S間、図1参照)に
わたってほぼ同一角とされており、略10°とされてい
る。なお、第1すくい面9は、図2に示す側断面視にお
いて直線上に形成されているが、すくい角βが正角であ
れば、凸或いは凹曲線状に形成しても良い。
い面となる部位であり、図1に示すように、スローアウ
ェイ式チップ1の三つのコーナ部端に半径rの円弧部9
aと二つの第2切れ刃7,7とから上面視略三角形状に
形成されている。第2切れ刃7,7が交差する頂部P
は、上面視において円弧状に丸められて形成されてい
る。ここで、図3(a)を参照して、頂部P近傍の形状
について説明する。
方向から見たスローアウェイ式チップ1の側面図であ
る。上面視において円弧状に丸められた頂部Pの下方
(図3(a)の下側)であって側面4,4が交差する稜
線部には、下面3の方向(図3(a)の下側)へ向けて
その幅が収束する三角形状の面取り部11が形成されて
いる。この面取り部11よってスローアウェイ式チップ
1のコーナ部、即ち、円弧状に丸められた頂部Pの逃げ
面が面取りされている。そのため、第1切れ刃6と第2
切れ刃7との中で、この面取り部11が逃げ面となる頂
部Pが、最も小さな正角の逃げ角を有することとなる。
なお、かかる逃げ角の詳細については後述する。
面10は、図1に示すように、第1すくい面9との境界
部にあたる半径rの円弧部9aから、頂部Pの方向へ向
かって下面3(図1の紙面奥側)へ徐々に近づいていく
ように下降傾斜して形成されている。即ち、第2すくい
面10は、図2における取付穴5の左側に示すように、
第1すくい面9との境界部である円弧部9aから第2切
れ刃7(頂部P)へ向かって下面3へ近づくように下方
(図2の下側)へ傾斜して形成されている。そのため、
第2切れ刃7は負角のすくい角γを有することとなる。
部Sから頂部Pに向かうに従い連続的に大きな負角とな
るように形成されており、頂部Pにおいて略18°とさ
れている。また、上記したように、頂部Pには面取り部
11が形成されているので、頂部Pにおける第2切れ刃
7の逃げ角θは、図2に示すように、側面4により形成
される逃げ角α(=略11°)よりも小さな正角とされ
ている。なお、逃げ角θは略8°とされている。よっ
て、頂部Pにおける第2切れ刃7の刃先角δ2は鈍角
(刃先角δ2=略100°)となり、頂部Pに大きな刃
先強度を与えることができるので、頂部Pにおける第2
切れ刃7の欠損や摩耗を防止することができ、スローア
ウェイ式チップ1の工具寿命を向上させることができる
のである。
は、略90°〜略120°の範囲とすることが望まし
い。その場合には、第2切れ刃7の刃先強度を向上させ
つつ、切削抵抗が過大となることを防止するために、す
くい角γは、略5°〜略25°の範囲とすることが望ま
しい。また、第2すくい面9は、図2に示す側断面視に
おいて直線上に形成されているが、すくい角が負角であ
れば、凸或いは凹曲線状に形成しても良い。
ェイ式チップ1の側面4及び切れ刃形状について説明す
る。図3(b)は、図1における矢印IIIb方向から
見たスローアウェイ式チップ1の側面図である。
略平行に形成されており、その第1切れ刃6の両端部
(連結部S)には、第2切れ刃7の一方の端部が連設さ
れている。その第2切れ刃7は、他方の端部(頂部P)
が第1切れ刃6に連設される一方の端部より下面3側
(図3(b)の下側)へ近づくよう傾斜して、即ち、切
削方向と反対側(図3(b)の下側)へ後退して形成さ
れている。そのため、頂部Pは、第1切れ刃6及び第2
切れ刃7の中で最も下面に近い、即ち、切削方向から後
退した位置に配置されることとなる。
によって被削材を切削する場合には、第1切れ刃6が切
削方向へ突出するとともに第2切れ刃7が反切削方向へ
後退した状態に形成されているので、最初に第1切れ刃
6により被削材が切削され、次いで第2切れ刃7が頂部
Pに向けて順次切削点を移動させつつ被削材を切削す
る。従って、食い付き時の衝撃的な切削荷重が切れ刃へ
作用することを防止することができ、また、切削時にお
ける振動を低減することができるので、高精度な切削加
工特性を得ることができるのである。
に形成されるが(図1参照)、その側面4上には平坦面
を有する当接面4aが下面3に向かうに従い末広がりと
なるように二つ形成されている。よって、スローアウェ
イ式チップ1がボールエンドミルへ装着される場合に
は、その当接面4aをボールエンドミルの取付座の壁面
へ密着して当接させることができるので、スローアウェ
イ式チップ1をがたつかせることなく強固に固定するこ
とができる。
ェイ式チップ1が装着されたボールエンドミルを用いて
行った切削試験について以下に示す。図4(a)及び図
4(b)は、切削試験に使用される被削材21の断面模
式図である。なお、図4(a)中には、スローアウェイ
式チップ1を装着したボールエンドミル40が2点鎖線
を用いて図示されている。
工試験(以下、試験Aと称す。)と、図4(b)に示す
溝切削加工試験(以下、試験Bと称す。)との異なる2
種類の切削試験を行った。これら試験A及び試験Bは、
被切削面22と垂直に直立する状態のボールエンドミル
40(図4(a)の2点鎖線を参照)を、被切削面22
に沿って以下に示す所定の条件で直線移動(図4
(a),(b)の紙面垂直方向移動)させることによ
り、その被切削面22の切削加工を行い、切れ刃に欠損
が生じるまでの切削時間を測定する試験である。
は、被削材:インコネル718(HRC45)、使用機
械:横型マシニングセンタ、主軸回転速度:250回転
/min、軸方向切り込み深さZ:12.5mm、切削
油材:油性である。また、試験Aに関する詳細諸元は、
テーブルの送り:18mm/min、半径方向切り込み
深さX:4mm、切削方法:ダウンカットであり、試験
Bに関する詳細諸元は、テーブルの送り:7mm/mi
nである。
スローアウェイ式チップ1(以下、本発明品と称す。)
と、その本発明品に対して上面2に第2すくい面10を
形成しない、即ち、第2切れ刃7が形成されず、第1切
れ刃6のみから切れ刃が構成されるスローアウェイ式チ
ップ(以下、従来品と称す。)とを用いて行った。な
お、本発明品および従来品は、いずれも同一の工具材料
(超硬合金)から構成されている。また、ボールエンド
ミルの回転半径R、即ち、第1切れ刃6及び第2切れ刃
7の切れ刃半径R(図1参照)は、R=25mmで構成
されている。
て各試験A,Bにおける試験結果を示した図である。図
4(c)中、括弧内に示した時間は各試験A,Bを開始
してから試験打ち切りまでに経過した総切削時間であ
る。
てから3時間46分が経過した時点において、従来品の
コーナ部(図1において頂部Pに相当する位置)に欠損
が発生した。一方、本発明品は、3時間46分が経過し
た時点においても切れ刃に欠損が発生することもなく、
正常摩耗で摩耗が進行しており、以降も十分に切削に耐
え得るものであった。
から38分が経過した時点において、従来品に欠損が発
生した。なお、欠損部位は、試験Aと同じくコーナ部
(図1において頂部Pに相当する位置)であった。一
方、本発明品は、38分が経過した時点においても切れ
刃に欠損が発生することなく、正常摩耗で摩耗が進行し
ており、以降も十分に切削に耐え得るものであった。
ップ1は、頂部Pにおいて負角のすくい角γを形成する
第2すくい面10及び正角の逃げ角θを形成する面取り
部11が設けられている。よって、頂部Pにおける第2
切れ刃7の刃先強度を向上させることにより頂部Pにお
ける切れ刃の欠損や摩耗を防止することができ、その結
果、スローアウェイ式チップ1の寿命を向上させること
ができるのである。
説明する。第1実施例のスローアウェイ式チップ1は、
略三角形平板状に構成されていたのに対し、第2実施例
のスローアウェイ式チップ30は、略矩形平板状に構成
されている。なお、前記した第1実施例と同一の部分に
は同一の符号を付して、その説明は省略する。
0の上面図であり、図5(b)は、図5(a)のVb−
Vb線における側断面図である。なお、図5(a)にお
ける破線は、下面3の外形を示している。
(a)に示すように、上面視矩形状に形成されており、
上面2が側面4と交差する四つの各辺稜線部には、直線
状に形成される第1切れ刃6及び第2切れ刃7がそれぞ
れ設けられている。
8と、第1切れ刃6に正角のすくい角βを与える第1す
くい面9と、第2切れ刃7に負角のすくい角を与える第
2すくい面10とが形成されている。また、円弧部9a
の半径rは、第1実施例と同様に、一つの第2切れ刃7
の切れ刃長さ(頂部Pと連結部Sとの間)が上面2の各
辺稜線部の長さに対して1/6以上の長さとなるように
設定されている。また、第2切れ刃7,7が交差する頂
部Pは、上面視において円弧状に丸められて形成される
とともに、第1実施例と同様に側面4側において面取り
部11により面取りが施されており、かかる面取りによ
り頂部Pにおける第2切れ刃7に正角の逃げ角θが形成
されている。
板状のスローアウェイ式チップ30であっても、頂部P
における第2切れ刃7の刃先角δ2を鈍角とすることが
でき、刃先強度を向上させることができるのである。
が、本発明は上記実施例に何ら限定される物ではなく、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可
能であることは容易に推察できるものである。
は、炭化チタニウム、窒化チタニウム、炭窒化チタニウ
ム、酸化アルミニウムチタン等の高硬質物質を単独で、
或いは、これらを組み合わせて、多層コーティングされ
たものであっても良い。また、第2実施例では、上面視
矩形状に形成されるスローアウェイ式チップ30の例と
して略正方形状に形成される場合を説明したが、長方形
状、或いは、平行四辺形状に形成されるものであっても
良い。平行四辺形状に形成する場合には、刃先強度が特
に低下するコーナ部、即ち、上面視において切れ刃の交
差角が鋭角となる2箇所の頂部Pにのみ第2すくい面1
0を設けるように構成しても良い。
ップの切れ刃は、正角のすくい角を有する第1切れ刃
と、その第1切れ刃に連設され負角のすくい角を有する
第2切れ刃とを備えており、第2切れ刃は、前記各辺稜
線部が交差するコーナ部側の一方の端部が前記第1切れ
刃に連設される他方の端部に対して切削方向と反対側へ
後退して形成されている。その為、かかるスローアウェ
イ式チップにより被削材を切削する場合には、最初に第
1切れ刃が被削材へ食い付き、次いで切れ刃端部にかけ
て第2切れ刃が徐々に食い付いてゆくことになる。よっ
て、食い付き時の衝撃的な切削荷重が切れ刃へ作用する
ことを防止することができるという効果がある。また、
第1切れ刃は、すくい角が正角とされているので、切削
抵抗が小さくなり切削時の切れ味を良くすることができ
る。一方、第2切れ刃はすくい角が負角とされ、その第
2切れ刃の刃先角が、前記各辺稜線部が交差するコーナ
部において略90°から略120°の範囲とされ、且つ
その第2切れ刃の逃げ角は前記第1切れ刃の逃げ角より
も小さな正角とされている。よって、切れ刃の刃先強度
を向上させることができるので、コーナ部における切れ
刃の欠損や摩耗を防止することができ、その結果、スロ
ーアウェイ式チップの寿命を向上させることができると
いう効果がある。
部が交差するコーナ部において略5°から略25°の範
囲の負角とされている。よって、切れ刃の刃先強度を向
上させることができるという効果を有しつつ、切削抵抗
が過大となることを防止することができるという効果が
ある。
長さに対して略5/6以下とされ、第2切れ刃の長さ
は、その第1切れ刃の長さに対応して各辺稜線部の長さ
の略1/6以上とされている。よって、良好な切削性を
保持しつつ、切れ刃の刃先強度を確保することができる
という効果がある。
面視で外側へ凸の曲線状に形成され、且つその側面には
フライス工具本体に形成されるチップ取付座の壁面に当
接可能な平坦面状の当接面が下面に向かうに従い末広が
りとなるように形成されている。よって、スローアウェ
イ式チップは、かかる当接面によりフライス工具本体の
チップ取付座の壁面へ当接することができるので、スロ
ーアウェイ式チップをがたつかせることなく強固にフラ
イス工具へ装着することができるという効果がある。
式チップの上面図である。
式チップの側断面図である。
向から見たスローアウェイ式チップの側面図であり、図
3(b)は、図1における矢印IIIb方向から見たス
ローアウェイ式チップの側面図である。
れる被削材の断面模式図であり、図4(c)は、本発明
品と従来品とについて各試験A,Bにおける試験結果を
示した図である。
を示した図であり、図5(a)は、スローアウェイ式チ
ップの上面図であり、図5(b)は、図5(a)のVb
−Vb線における側断面図である。
れ刃の連設部)
Claims (4)
- 【請求項1】 上面視で略三角形状あるいは略矩形状に
形成され、その上面の各辺稜線部に切れ刃を有するスロ
ーアウェイ式チップにおいて、 前記切れ刃は、正角のすくい角を有する第1切れ刃と、
その第1切れ刃に連設され負角のすくい角を有する第2
切れ刃とを備え、 前記第2切れ刃は、前記各辺稜線部が交差するコーナ部
側の一方の端部が前記第1切れ刃に連設される他方の端
部に対して、切削方向と反対側へ後退して形成されてお
り、その第2切れ刃の刃先角は、前記各辺稜線部が交差
するコーナ部において略90°から略120°の範囲と
され、且つ前記第2切れ刃の逃げ角は前記第1切れ刃の
逃げ角よりも小さな正角とされており、 前記逃げ面が形成される側面は上面視で外側へ凸の曲線
状に形成され、且つその側面にはフライス工具本体に形
成されるチップ取付座の壁面に当接可能な平坦面状の当
接面が下面に向かうに従い末広がりとなるように形成さ
れて いることを特徴とするスローアウェイ式チップ。 - 【請求項2】 前記第2切れ刃のすくい角は、前記各辺
稜線部が交差するコーナ部において略5°から略25°
の範囲の負角とされていることを特徴とする請求項1記
載のスローアウェイ式チップ。 - 【請求項3】 前記第1切れ刃の長さは、前記各辺稜線
部の長さに対して略5/6以下とされ、前記第2切れ刃
の長さは、その第1切れ刃の長さに対応して前記各辺稜
線部の長さの略1/6以上とされていることを特徴とす
る請求項1または2に記載のスローアウェイ式チップ。 - 【請求項4】 前記請求項1から3のいずれかに記載の
スローアウェイ式チップが装着されることを特徴とする
フライス工具。
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