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【発明の名称】 スローアウェイチップ及びそれを用いた回転工具
【発明者】 【氏名】八田 薫

【要約】 【課題】回転工具に用いられるスローアウェイチップにおいて、切刃強度の向上とチップの取り付け精度向上による加工安定性の確保を実現する。

【構成】チップ本体1の側面と上面とで形成される交叉稜の一部に主切刃3を備え、該主切刃は上面視で前記チップ本体の外側に凸状の曲線となっており、前記主切刃を備える側面は、前記主切刃の全域と繋がる第1側面7と、該第1側面の底面側に繋がるとともに前記主切刃を備える側面の前記主切刃の中央部において上面から底面まで繋がる第2側面8とを有する凸状の曲面と、前記第2側面の両端部に形成された平担面11,12とを備えた。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チップ本体の側面と上面とで形成される交叉稜の一部に主切刃を備え、該主切刃は上面視で前記チップ本体の外側に凸状の曲線となっており、
前記主切刃を備える側面は、少なくとも一部が上面から底面まで繋がる凸状の曲面と、該凸状の曲面から陥没した平担面とを備えていることを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項2】
前記凸状の曲面は、前記主切刃の全域と繋がっていることを特徴とする請求項1に記載のスローアウェイチップ。
【請求項3】
前記凸状の曲面は、前記主切刃を備える側面の前記主切刃の中央部分において、上面から底面まで繋がっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスローアウェイチップ。
【請求項4】
前記平担面は、前記主切刃を備える側面において、前記上面から底面まで繋がっている凸状の曲面の両端部に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のスローアウェイチップ。
【請求項5】
チップ本体の側面と上面とで形成される交叉稜の一部に主切刃を備え、該主切刃は上面視で前記チップ本体の外側に凸状の曲線となっており、
前記主切刃を備える側面は、前記主切刃の全域と繋がる第1側面と、該第1側面の底面側に繋がるとともに前記主切刃を備える側面の前記主切刃の中央部において上面から底面まで繋がる第2側面とを有する凸状の曲面と、前記第2側面の両端部に形成された平担面とを備えることを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項6】
前記主切刃の両端は、前記底面に平行な切刃稜線で構成されており、前記底面に平行な切刃稜線のうち、前記底面に近い側の平行切刃稜線に対応する位置の前記側面に前記平担面の一つが形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のスローアウェイチップ。
【請求項7】
前記底面に近い側の平行切刃稜線に対応する位置の前記側面に形成された前記平担面の前記底面との交叉稜線部に、コーナー部に近づくに従って漸次広くなるような平面カット部が設けられていることを特徴とする請求項6に記載のスローアウェイチップ。
【請求項8】
前記第1側面の逃げ角は、前記第2側面の逃げ角よりも小さいことを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載のスローアウェイチップ。
【請求項9】
請求項1乃至8のいずれかに記載のスローアウェイチップをホルダーに取り付けた回転工具であって、
前記平担面が、前記ホルダーとの拘束面となることを特徴とする回転工具。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、回転工具として用いられるスローアウェイエンドミルに装着されるスローアウェイチップに関する。
【背景技術】
【0002】
回転工具として用いられるスローアウェイエンドミルとしては、例えば図17に示すようなエンドミル本体先端部にスローアウェイチップを装着したスローアウェイエンドミルが知られている。
【0003】
図13乃至図16は従来例のスローアウェイチップ51を示すものであり、図13はその斜視図、図14は上面図、図15は長辺側側面図、図16(a)は図14のG−G断面図、図16(b)は図14のH−H断面図、図16(c)は図14のJ−J断面図を示す。図17に示すように、前記スローアウェイチップ51はその長辺切刃52を主切刃すなわち外周切刃として、エンドミル本体56に装着される。(例えば、特許文献1参照。)
前記長辺側の側面部は、切刃稜線に連続し且つ逃げ角が付された第1側面53と、該第1側面のチップ底面58側に配置された第2側面54とからなる。
【0004】
ここで前記スローアウェイチップ51の前記主切刃52はチップ上面視でチップ外側に凸状の曲線で構成されていることにより、前記スローアウェイチップ51を前記エンドミル本体56に正または負の軸方向すくい角を付して装着した場合において、前記エンドミル本体56を該エンドミル本体56の軸心57を中心として回転させたときに前記主切刃52の回転軌跡がほぼ円筒状となり、前記回転軌跡の軸方向断面においても限りなく直線に近いことにより、結果として被削材の加工壁面の直角度を精度良く仕上げることが出来るという効果をもたらすものである。
【特許文献1】特開2000−84708号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、前述のようなスローアウェイチップの場合、図16に示すように前記主切刃52のどの位置においても前記第1側面53と第2側面54との間に引込み傾斜面55が存在し、つまり第2側面54に対して第1側面53が突出した形状になっているため、切刃強度が十分でなく、高送り加工等の比較的切削条件のきつい加工に使用した場合など、切刃の欠損が多発するという不具合が生じていた。
【0006】
またエンドミル本体56へのチップ取付時の拘束面となる前記第2側面54が曲面で構成されているため、チップの取付が不安定になり易いという問題もあった。
【0007】
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、被削材の加工壁面の直角度を精度良く仕上げることが出来るエンドミル用スローアウェイチップにおいて、切刃強度の向上とチップの取り付け精度向上による加工安定性の確保を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するため請求項1のスローアウェイチップは、チップ本体の側面と上面とで形成される交叉稜の一部に主切刃を備え、該主切刃は上面視で前記チップ本体の外側に凸状の曲線となっており、前記主切刃を備える側面は、少なくとも一部が上面から底面まで繋がる凸状の曲面と、該凸状の曲面から陥没した平担面とを備えていることを特徴としている。
【0009】
また、請求項6のスローアウェイチップは、前記主切刃の両端が前記底面に平行な切刃稜線で構成されており、前記底面に平行な切刃稜線のうち前記底面に近い側の平行切刃稜線に対応する位置の前記側面に前記陥没した平坦面の一つが形成されていることを特徴としている。
【0010】
また、請求項7のスローアウェイチップは、前記底面に近い側の平行切刃稜線に対応する位置の前記側面に形成された前記陥没した平坦面の前記底面との交叉稜線部に、コーナー部に近づくに従って漸次広くなるような平面カット部が設けられていることを特徴としている。
【0011】
また、請求項8のスローアウェイチップは、前記第1側面の逃げ角が前記第2側面の逃げ角よりも小さいことを特徴としている。
【発明の効果】
【0012】
請求項1のスローアウェイチップによれば、肩加工時や溝加工時における被削材の加工壁面の直角度を精度良く仕上げることが出来る上に、前記主切刃がチップ上面視でチップ外側に突出している前記主切刃が凸曲面状の前記側面で補強されるので、前記主切刃の欠損が抑制されチップの寿命を延長することが出来る。それに加えてネジ穴付近のチップの肉厚が大きくとれるので、チップの成型時における原料の詰まり具合の偏りを分散させる効果が得られ、それによりチップの変形を抑制することが出来て、フラットな拘束面となる前記陥没した平坦面により、前記エンドミル本体のチップ着座面へ安定した拘束が可能となり、前述した被削材の直角度がより精度良く加工出来る。
【0013】
また、請求項6のスローアウェイチップによれば、前記チップの厚み減少による強度の低下を抑制できる。また通常の加工においては前記主切刃のうち前記コーナーR切刃部から該コーナーR切刃部に隣接する前記底面に平行な切刃稜線を経て前記傾斜切刃部分までがよく使われるため、そこから先の前記底面に近い側の平行切刃稜線に対応する位置の前記側面に前記陥没した平坦面の一つを設けても切刃強度としては問題ない。
【0014】
また、請求項7のスローアウェイチップによれば、前記チップを正の軸方向すくい角を付して前記エンドミル本体に取り付けた状態における前記チップの底面側角部と被削材との干渉を防止することが出来る。
【0015】
また、請求項8に記載のスローアウェイチップによれば、主切刃の切刃強度を高めることが出来るので結果としてチップの寿命を延長させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【0017】
図6乃至図10は本発明の実施例を示すものであり、図6は本実施例によるスローアウェイチップ20の斜視図、図7は平面図、図8は長辺側側面図、図9(a)は図7のA−A断面図、図9(b)は図7のB−B断面図、図9(c)は図7のC−C断面図、図10は本実施例のスローアウェイチップ20をエンドミル本体37に装着した状態のエンドミル側面図である。
【0018】
図6において、本実施例によるスローアウェイチップ20は、略平行四辺形をなすチップ本体の側面と上面とで形成される交叉稜の角部のうち対角線上に相対する2つの角部にコーナーR切刃部2が形成されており、該コーナーR切刃部2を挟んで両隣に主切刃である長辺切刃22とサラエ刃である短辺切刃23を備えている。またチップ上面中央部には底面24まで貫通したチップネジ止め用のネジ穴25が穿設されている。
【0019】
前記主切刃22はチップ上面視でチップ外側に凸状の曲線で構成されており、これにより被削材の加工壁面の直角度を精度良く仕上げることが出来る。
【0020】
また前記主切刃22は前記コーナーR切刃部21から離れるに従って底面24側へ漸次近づくように傾斜しており、これにより前記エンドミル本体37へのチップ20取付時の軸方向すくい角を大きく取らなくてもチップ20自体に軸方向すくい角が付されていることになるため、切れ味を向上させ切削抵抗低減を実現出来る。また前述したエンドミル本体37へチップ20を取り付けるときの軸方向すくい角を最小限に出来るということは、チップ着座面下のホルダー肉厚を確保出来るため、ホルダーの剛性を保つことが出来る。
【0021】
さらに前記主切刃22の側面26は凸状の曲面で構成されている。
【0022】
さらに前記側面26の両端のコーナー部27、28に連続して前記側面26表面から陥没した平坦面29、30が形成されている。ここで該平坦面29、30部分は、図9(a)及び図9(c)に示すように、前記側面26から引込み傾斜面31を経て前記平坦面29、30がそれぞれ形成されている。これに対し前記主切刃22の中央部分は図9(b)に示すように引込み傾斜面は存在せず、前記側面26が前記底面24まで連続して繋がっているので、前記主切刃22の切刃強度が損なわれることなく、切刃の欠損が抑制される。
【0023】
また該平坦面29、30がホルダー取付時の拘束面となるが、曲面での拘束に比べて安定したチップの拘束が可能であり、さらにはホルダー側拘束面の加工については曲面加工に比べて平坦面加工の方が容易に行えるという利点もある。
【0024】
また前記側面26の両端に陥没した平坦面29、30を形成しその間の中央部は前記側面26の凸状の曲面であることにより、前記ネジ穴25付近のチップの肉厚が大きくとれるので、チップの成型時における原料の詰まり具合の偏りを分散させる効果が得られ、それにより焼成時のチップの変形を抑制することが出来て、フラットな拘束面となる前記陥没した平坦面29、30により、前記エンドミル本体のチップ着座面へ確実且つ安定した拘束が可能となり、結果として前述した被削材の直角度がより精度良く加工出来る。
【0025】
また図8に示すように、前記主切刃22の両端は前記底面24に平行な切刃稜線32、34で構成されている。前記コーナーR切刃21側の前記底面24に平行な切刃稜線32は、常に加工に使用される前記コーナーR切刃部21の強度保持のためであり、さらには前記チップ底面24を研磨加工する時のチップのぐらつきを防止するためでもある。他方の前記底面24側に近い前記底面24に平行な切刃稜線34は、前記チップ20の厚み減少による強度の低下を抑制している。また通常の加工においては前記主切刃22のうち前記コーナーR切刃部21から該コーナーR切刃部21に隣接する前記底面24に平行な切刃稜線32を経て前記傾斜切刃部分33までがよく使われるため、そこから先の前記底面24に近い側の平行切刃稜線34に対応する位置の前記側面26に前記陥没した平坦面の一つ30を設けても切刃強度としては問題ない。またそこまで切り込みをかけて加工する場合には加工負荷も大きくなるため、切削条件を下げて使用するのが一般的である。
【0026】
また前記底面24に近い側の平行切刃稜線34に対応する位置の前記側面26に形成された前記陥没した平坦面30の前記底面24との交叉稜線部には、コーナー部28に近づくに従って漸次広くなるような平面カット部35が設けられている。これにより前記チップ20を正の軸方向すくい角を付して前記エンドミル本体37に取り付けた状態における前記チップ20の底面側角部36と被削材との干渉を防止することが出来る。
【0027】
また、図1乃至図5は本発明の他の実施例を示すものであり、図1は本実施例によるスローアウェイチップ1の斜視図、図2は平面図、図3は長辺側側面図、図4(a)は図2のA−A断面図、図4(b)は図2のB−B断面図、図4(c)は図2のC−C断面図、図5は本実施例のスローアウェイチップ1をエンドミル本体19に装着した状態のエンドミル側面図である。
【0028】
図1において、本実施例によるスローアウェイチップ1は、略平行四辺形をなすチップ本体の側面と上面とで形成される交叉稜の角部のうち対角線上に相対する2つの角部にコーナーR切刃部2が形成されており、該コーナーR切刃部2を挟んで両隣に主切刃である長辺切刃3とサラエ刃である短辺切刃4を備えている。またチップ上面中央部には底面5まで貫通したチップネジ止め用のネジ穴6が穿設されている。
【0029】
前記主切刃3はチップ上面視でチップ外側に凸状の曲線で構成されており、これにより被削材の加工壁面の直角度を精度良く仕上げることが出来る。
【0030】
また前記主切刃3は前記コーナーR切刃部2から離れるに従って底面5側へ漸次近づくように傾斜しており、これにより前記エンドミル本体19へのチップ1取付時の軸方向すくい角を大きく取らなくてもチップ1自体に軸方向すくい角が付されていることになるため、切れ味を向上させ切削抵抗低減を実現出来る。また前述したエンドミル本体19へチップ1を取り付けるときの軸方向すくい角を最小限に出来るということは、チップ着座面下のホルダー肉厚を確保出来るため、ホルダーの剛性を保つことが出来る。
【0031】
さらに前記主切刃3の側面は前記主切刃3に連続し且つ逃げ角が付された第1側面7と、該第1側面7より前記底面5側に前記第1側面7に連続して配置され且つ前記第1側面7の逃げ角より大きい逃げ角が付された第2側面8とからなっており、加えて前記第1側面7と前記第2側面8は凸状の曲面で構成されている。
【0032】
さらに前記第2側面8の両端のコーナー部9、10に連続して前記第2側面8表面から陥没した平坦面11、12が形成されている。ここで該平坦面11、12部分は、図4(a)及び図4(c)に示すように、前記第1側面7から引込み傾斜面13を経て前記平坦面11、12がそれぞれ形成されている。これに対し前記主切刃3の中央部分は図4の(b)に示すように前記第1側面から引込み傾斜面を経ずに直接前記第2側面8に繋がっているので、前記主切刃3の切刃強度が損なわれることなく、切刃の欠損が抑制される。
【0033】
また該平坦面11、12がホルダー取付時の拘束面となるが、曲面での拘束に比べて安定したチップの拘束が可能であり、さらにはホルダー側拘束面の加工については曲面加工に比べて平坦面加工の方が容易に行えるという利点もある。
【0034】
また前記第2側面8の両端に陥没した平坦面11、12を形成しその間の中央部は前記第2側面8の凸状の曲面であることにより、前記ネジ穴6付近のチップの肉厚が大きくとれるので、チップの成型時における原料の詰まり具合の偏りを分散させる効果が得られ、それにより焼成時のチップの変形を抑制することが出来て、フラットな拘束面となる前記陥没した平坦面11、12により、前記エンドミル本体のチップ着座面へ確実且つ安定した拘束が可能となり、結果として前述した被削材の直角度がより精度良く加工出来る。
【0035】
また図3に示すように、前記主切刃3の両端は前記底面5に平行な切刃稜線14、16で構成されている。前記コーナーR切刃2側の前記底面5に平行な切刃稜線14は、常に加工に使用される前記コーナーR切刃部2の強度保持のためであり、さらには前記チップ底面5を研磨加工する時のチップのぐらつきを防止するためでもある。他方の前記底面5側に近い前記底面5に平行な切刃稜線16は、前記チップ1の厚み減少による強度の低下を抑制している。また通常の加工においては前記主切刃3のうち前記コーナーR切刃部2から該コーナーR切刃部2に隣接する前記底面5に平行な切刃稜線14を経て前記傾斜切刃部分15までがよく使われるため、そこから先の前記底面5に近い側の平行切刃稜線16に対応する位置の前記第2側面に前記陥没した平坦面の一つ12を設けても切刃強度としては問題ない。またそこまで切り込みをかけて加工する場合には加工負荷も大きくなるため、切削条件を下げて使用するのが一般的である。
【0036】
また前記底面5に近い側の平行切刃稜線16に対応する位置の前記第2側面に形成された前記陥没した平坦面12の前記底面5との交叉稜線部には、コーナー部10に近づくに従って漸次広くなるような平面カット部17が設けられている。これにより前記チップ1を正の軸方向すくい角を付して前記エンドミル本体19に取り付けた状態における前記チップ1の底面側角部18と被削材との干渉を防止することが出来る。
【0037】
尚、前記エンドミル本体19、37において前記チップ1、20が装着されるチップ取付部には、図11に示すように平坦な拘束面38、39が備えられており、該平坦な拘束面38、39の間には逃げ部40が備えられている。ここで該平坦な拘束面38、39と前記チップ1、20側の前記陥没した平坦面11、12と29、30とが相対して重なり合い拘束されるので、より安定した拘束が可能となる。また前記チップ1側の前記陥没した平坦面11、12の間に存在する前記第2側面8および前記チップ20側の前記陥没した平坦面29、30の間に存在する前記側面26は、前記エンドミル本体19、37側の前記逃げ部22に収まるよう取り付けられるので、チップ装着時に干渉等の不具合を生じることはない。
【0038】
また、図12には本発明における他の実施例として、前記第1側面の逃げ角より前記第2側面の逃げ角が小さい場合の、前記主切刃中央部での断面図を示している。この場合、前記エンドミル本体に大きい軸方向すくい角を付して前記チップを装着した場合に、逃げ面の逃げ角を確保することが出来るため、逃げ面摩耗を抑制される。ただしチップの切刃強度を保持するという観点では、前記切刃稜線に隣接する逃げ面の逃げ角は小さいことが望ましい。
【0039】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明のスローアウェイチップの概略斜視図である。
【図2】図1のスローアウェイチップの上面図である。
【図3】図1のスローアウェイチップの長辺側側面である。
【図4】図2の(a)A−A断面図、(b)B−B断面図、(c)C−C断面図である。
【図5】本発明のスローアウェイチップをエンドミル本体に装着したときの側面配置図である。
【図6】本発明の他のスローアウェイチップの概略斜視図である。
【図7】図6のスローアウェイチップの上面図である。
【図8】図6のスローアウェイチップの長辺側側面である。
【図9】図7の(a)A−A断面図、(b)B−B断面図、(c)C−C断面図である。
【図10】本発明の他のスローアウェイチップをエンドミル本体に装着したときの側面配置図である。
【図11】エンドミル本体のチップ装着部概略図である。
【図12】本発明のスローアウェイチップの他の実施例における主切刃中央部の断面図である。
【図13】従来例のスローアウェイチップの概略斜視図である。
【図14】図13のスローアウェイチップの上面図である。
【図15】図13のスローアウェイチップの長辺側側面である。
【図16】図14の(a)G−G断面図、(b)H−H断面図、(c)J−J断面図である。
【図17】従来例のスローアウェイチップをエンドミル本体に装着したときの側面配置図である。
【符号の説明】
【0041】
1:スローアウェイチップ
2:コーナーR切刃部
3:主切刃(長辺切刃)
4:サラエ刃(短辺切刃)
5:底面
6:チップ側ネジ穴
7:第1側面
8:第2側面
9、10:コーナー部
11、12:平坦面
13:引込み傾斜面
14:コーナーR切刃部に近い側の底面に平行な切刃稜線
15:傾斜切刃稜線
16:底面に近い側の前記底面に平行な切刃稜線
17:平面カット部
18:底面側角部
19:エンドミル本体
20:スローアウェイチップ
21:コーナーR切刃部
22:主切刃(長辺切刃)
23:サラエ刃(短辺切刃)
24:底面
25:チップ側ネジ穴
26:側面
27、28:コーナー部
29、30:平坦面
31:引込み傾斜面
32:コーナーR切刃部に近い側の底面に平行な切刃稜線
33:傾斜切刃稜線
34:底面に近い側の前記底面に平行な切刃稜線
35:平面カット部
36:底面側角部
37:エンドミル本体
38、39:エンドミル本体側拘束面
40:逃げ部
41:エンドミル本体側着座面
42:エンドミル本体側ネジ穴
43:第1側面
44:第2側面
51:スローアウェイチップ
52:主切刃
53:第1側面
54:第2側面
55:引込み傾斜面
56:エンドミル本体
57:エンドミル本体の軸線
【出願人】 【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
【出願日】 平成19年9月10日(2007.9.10)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−18530(P2008−18530A)
【公開日】 平成20年1月31日(2008.1.31)
【出願番号】 特願2007−234126(P2007−234126)