(57)【要約】【課題】新しいスローアウェイチップで被切削物を切削加工する前の“慣らし切削”が少なくて済み、かつ使用開始後短時間から被切削物を高品質の切削加工面に仕上げることができるスローアウェイチップを提供する。【解決手段】主面が多角形形状の略平板状をなして、一方の主面２がすくい面２ａを、側面が逃げ面３を、すくい面２ａと逃げ面３との交差稜４のうちノーズ部５を含んで前切刃６ｆおよび横切刃６ｓを具備するスローアウェイチップ１について、横切刃側のノーズ部５ｓの曲率半径Ｒｓを前切刃側のノーズ部５ｆの曲率半径Ｒｆよりも大きくするとともに、ノーズ部５の角度θ：６０°以下、ポジ角α：８°以上、前切刃６ｆおよび横切刃６ｓをシャープエッジ（切刃断面の曲率半径Ｒｒ１０μｍ以下）とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面が多角形形状の略平板状をなして、一方の主面がすくい面を、側面が逃げ面を、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜のうちノーズ部を含んで前切刃および横切刃を具備し、該横切刃側のノーズ部の曲率半径を前切刃側のノーズ部の曲率半径よりも大きくするとともに、ノーズ部の角度：６０°以下、ポジ角：８°以上、前記前切刃および横切刃がシャープエッジ（切刃断面の曲率半径１０μｍ以下）としたことを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項２】
周期律表第４ａ，５ａ，６ａ族金属の少なくとも１種の炭化物、窒化物または炭窒化物からなる硬質粒子間を鉄族金属からなる結合相１０質量％以上にて結合してなる超硬合金またはサーメットからなる請求項１記載のスローアウェイチップ。
【請求項３】
前記硬質粒子の平均粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載のスローアウェイチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工の仕上げ面粗度を高めることが可能なスローアウェイチップに関し、特に超精密切削加工に適したスローアウェイチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、切削加工時の被削材の仕上げ面粗度を高める方法が検討され、特許文献１ではノーズＲの横切刃側の曲率半径を前切刃側の曲率半径よりも大きくすることにより切削加工条件を向上させるのに有効な送り量を大きくしてもびびりが発生することなく、かつ被削材の仕上げ面粗度が向上することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５５−１６５７０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のノーズＲの横切刃側の曲率半径を前切刃側の曲率半径よりも大きくする方法においても、横切刃側の曲率半径を正確に被削材表面の形状に合わせることができず、チップをホルダに取り付けるときの微妙な取り付き状態の違いによって加工面には依然としてチップの横切刃形状が転写され、表面粗さの改善には限界があった。
【０００５】
そこで、高い加工面平滑性を要求される超精密加工の加工現場では、切削加工に使用する前にあらかじめダミーの被切削材料を切削して、新品チップの切刃稜をある程度摩耗させる“慣らし切削”が施こされているのが実状であった。また、従来のチップにおいてはこの“慣らし切削”について数百個のオーダーで行われており、“慣らし切削”に用いられる被削材、時間等の無駄が発生していた。
【０００６】
また、かかる“慣らし加工”を長く続けると切刃の形状が初期状態から大きく変化してしまい、早い段階で切れ味が低下しビビリが発生したりすることにより、加工寸法精度が低下してしまい、チップの寿命が短くなるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を改善して、新しいスローアウェイチップで被切削物を切削加工する前の“慣らし切削”が少なくて済み、かつ使用開始後短時間から被切削物を高品質の切削加工面に仕上げることができ、かつ長寿命のスローアウェイチップを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、チップの切刃形状を短時間の“慣らし切削”で被削材の加工面に合った形状となるように設定することによって、短時間の“慣らし加工”で高品質な仕上げ面粗度を達成することができ、超精密加工等の仕上げ加工において優れた切削性能を発揮できるとともに、長期間にわたって寸法精度のよい加工が可能であり、長寿命なスローアウェイチップとなることを知見した。
【０００９】
すなわち、本発明のスローアウェイチップは、主面が多角形形状の略平板状をなして、一方の主面がすくい面を、側面が逃げ面を、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜のうちノーズ部を含んで前切刃および横切刃を具備し、該横切刃側のノーズ部の曲率半径を前切刃側のノーズ部の曲率半径よりも大きくするとともに、ノーズ部の角度：６０°以下、ポジ角：８°以上、前記前切刃および横切刃がシャープエッジ（切刃断面の曲率半径１０μｍ以下）としたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記スローアウェイチップをなす母材として、周期律表第４ａ，５ａ，６ａ族金属の少なくとも１種の炭化物、窒化物または炭窒化物からなる硬質粒子間を鉄族金属からなる結合相１０質量％以上にて結合してなる超硬合金またはサーメット、中でも前記硬質粒子の平均粒径が１μｍ以下である超硬合金またはサーメットを採用することにより、特に短時間で“慣らし切削”を終えることができることから、実際の切削に用いる時間をより有効に活用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のスローアウェイチップについて、その一例についての平面図である図１、側面図である図２および切刃部分の要部拡大図である図３を基に説明する。
【００１２】
図１によれば、スローアウェイチップ１は、主面２が多角形形状の略平板状をなして、一方の主面がすくい面２ａを、側面が逃げ面３を、すくい面２ａと逃げ面３との交差稜４のうちノーズ部５を含んで前切刃６ｆおよび横切刃６ｓを具備している。また、図１によれば、すくい面２ａの中央部にはネジ穴７が設けられている。
【００１３】
本発明によれば、横切刃６ｓ側のノーズ部（以下、横ノーズ部と略す。）５ｓの曲率半径Ｒｓを前切刃６ｆ側のノーズ部（以下、前ノーズ部と略す。）５ｆの曲率半径Ｒｆよりも大きくするとともに、ノーズ部５の角度θ：６０°以下とし、かつ、図２の側面図に記載されるように、切刃５のポジ角α：８°以上、前切刃６ｆおよび横切刃６ｓの切刃断面における曲率半径：Ｒｒ＝１０μｍ以下のシャープエッジとしたことが大きな特徴であり、これによって、短時間の“慣らし加工”で高品質な仕上げ面粗度を達成することができ、超精密加工等の仕上げ加工において優れた切削性能を発揮できるとともに、長期間にわたって寸法精度の高い加工が可能となり、チップの長寿命化につながる。
【００１４】
すなわち、横ノーズ部５ｓの曲率半径Ｒｓが前ノーズ部５ｆの曲率半径Ｒｆより小さいか、または同じであると、前ノーズ部５ｆの切れ味が悪くなるとともに横ノーズ部５ｓの形状を被削材表面のように平滑とすることができず、被削材の面粗度が低下するために長時間の慣らし加工が必要となる。なお、仕上げ加工面粗度を高める上で、前ノーズ部５ｆと横ノーズ部５ｓとは滑らかに繋ぐことが望ましい。また、曲率半径Ｒｓに対する曲率半径Ｒｆの望ましい関係は、切れ味の維持、加工面の平滑性向上、および前ノーズ部５ｆと横ノーズ部５ｓとを滑らかに繋ぐことができかつ後述するノーズ部５の角度θを６０°以下に制御できる点で、Ｒｓ／Ｒｆの比が１：２〜１：７、特に１：２〜１：３である。
【００１５】
なお、前ノーズ部５ｆの曲率半径Ｒｆから横ノーズ部５ｓの曲率半径Ｒｓへの境界は、前ノーズ部５ｆの曲率半径Ｒｆの境界までのなす角βが４５〜９０℃、特に４５〜８５°であることが望ましい。
【００１６】
また、ノーズ部５の角度θが６０°より大きいか、または切刃５のポジ角αが８°より小さいと、慣らし加工に長時間を要して切削工程の効率が悪くなる。ノーズ部５の角度θの望ましい範囲は３５〜６０°、切刃５のポジ角αの望ましい範囲は８〜１５°である。
【００１７】
さらに、前切刃５ｆおよび横切刃５ｓにおける切刃にホーニング加工を施す等して切刃５断面の曲率半径Ｒｒが１０μｍより大きくなると、切刃５の切れ味が低下してびびりが発生しやすく、また、慣らし加工に長時間を要して切削工程の効率が悪くなる。切刃５断面はシャープエッジである必要があり、切刃５断面の曲率半径Ｒｒは５μｍ以下、さらに３μｍ以下であることが望ましい。
【００１８】
また、本発明においては、図１および図２に示すように、スローアウェイチップ１のノーズ部５からすくい面３側に凹状または凸状のブレーカ部８を形成してもよく、これによって切り屑の排出性が向上してびびり発生の抑制および加工面粗度の向上を図ることができるとともに、特に凹状のブレーカは切刃６をよりシャープにして慣らし加工をより短くできる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、逃げ面４の算術平均粗さ（Ｒａ）が１μｍ以下、特に０．５μｍ以下であることが加工面粗度の向上および切れ味の向上の点で望ましい。
【００２０】
一方、本発明によれば、スローアウェイチップ１の材質として、周期律表第４ａ，５ａ，６ａ族金属の少なくとも１種の炭化物、窒化物または炭窒化物からなる硬質粒子間を鉄族金属からなる結合相１０質量％以上にて結合してなる超硬合金またはサーメットを用いることにより、加工初期に切刃にチッピング等が発生することなく、かつ短時間の“慣らし加工”で高品質な仕上げ面粗度を達成することができる。
【００２１】
また、上記超硬合金またはサーメットの硬質粒子の平均粒径を１μｍ以下とすることによって、強度に優れて長時間の切削加工を可能とすることができる。
【００２２】
なお、上記母材の表面には、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法等公知の気相蒸着法にて周期律表４ａ、５ａおよび６ａ族金属、Ａｌ、Ｓｉの群から選ばれる少なくとも１種の炭化物、窒化物、炭窒化物からなる硬質層を少なくとも１層被着形成しても良い。
【００２３】
【実施例】
平均粒径０．４μｍのＷＣ粉末に対して、平均粒径１．５μｍのＣｒ３Ｃ２粉末を０．６質量％、平均粒径１．２μｍのＶＣ粉末を０．３質量％、平均粒径０．５μｍのＣｏ粉末を１２質量％との割合で添加、混合して、焼成後の形状が図１となるように成形して焼成した後、ＰＶＤ法にて（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎの硬質層をコーティングして表１に示す形状のスローアウェイチップを作製した。
【００２４】
得られたチップについて、下記条件で慣らし加工を行い、被削材の面粗度が算術平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ以下となるまでに要した加工本数を比較し、また、慣らし加工を終えた後のチップを用いて引き続き同じ加工条件で本番の切削加工を行い、加工寸法公差から外れた時点を寿命としてチップの本番加工数を比較した。
＜加工条件＞
被削材  ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）
切削速度：２００ｍ／分
送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：０．１ｍｍ
その他  ：水溶性切削液使用
結果は表１に示した。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１の結果から明らかなように、本発明に従い、主面が多角形形状の略平板状をなして、一方の主面がすくい面を、側面が逃げ面を、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜のうちノーズ部を含んで前切刃および横切刃を具備し、該横切刃側のノーズ部の曲率半径を前切刃側のノーズ部の曲率半径よりも大きくするとともに、ノーズ部の角度：６０°以下、ポジ角：８°以上、前記前切刃および横切刃がシャープエッジ（切刃断面の曲率半径１０μｍ以下）とした試料Ｎｏ．１〜７ではいずれも１８０個以下の慣らし加工で被削材の表面粗さ（Ｒａ）を０．１μｍ以下に制御することができ、加工効率が向上した。また、チップの寿命も３０５０個以上加工可能と優れたものであった。
【００２７】
これに対して、ノーズ部の角度が６０°を超える試料Ｎｏ．１０、ポジ角が８°より小さい試料Ｎｏ．９、切刃を曲率半径が１０μｍ以上のＲホーニングを施した試料Ｎｏ．１１、およびノーズ部の曲率半径について前切刃側Ｒｆと横切刃側Ｒｓを同じとした試料Ｎｏ．８では、いずれも本発明のチップと比較して慣らし加工に要する個数が多く、加工効率の低いものであり、また、本番の加工についても少ない加工数で寸法公差から外れてしまい寿命の短いものであった。
【００２８】
【発明の効果】
以上、詳述したとおり、本発明のスローアウェイチップによれば、主面が多角形形状の略平板状をなして、一方の主面がすくい面を、側面が逃げ面を、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜のうちノーズ部を含んで前切刃および横切刃を具備し、該横切刃側のノーズ部の曲率半径を前切刃側のノーズ部の曲率半径よりも大きくするとともに、ノーズ部の角度：６０°以下、ポジ角：８°以上、前記前切刃および横切刃がシャープエッジ（切刃断面の曲率半径１０μｍ以下）としたことによって、短時間の“慣らし加工”で高品質な仕上げ面粗度を達成することができ、超精密加工等の仕上げ加工において優れた切削性能を発揮できるとともにチップを長寿命化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスローアウェイチップの一例を示す平面図である。
【図２】図１のスローアウェイチップの側面図である。
【図３】図１のスローアウェイチップの切刃部分についての要部拡大図である。
【符号の説明】
１    スローアウェイチップ
２    主面
２ａ  すくい面
３    逃げ面
４    交差稜
５    ノーズ部
５ｆ  前切刃側のノーズ部
５ｓ  横切刃側のノーズ部
６    切刃
６ｆ  前切刃
前切刃の曲率半径  Ｒｆ
６ｓ  横切刃
横切刃の曲率半径  Ｒｓ
７    ネジ孔
８    ブレーカ
θ：ノーズ部の角度
α：ポジ角
Ｒｒ：切刃断面における曲率半径
【図１】
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【図２】
2004243485.tif 000005
【図３】
2004243485.tif 000006