(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体に着脱可能で、すくい面と複数の逃げ面のそれぞれとの交差稜線部に形成されている複数の切刃を具備するとともに、前記複数の切刃を含む前記逃げ面それぞれの少なくとも一部を研磨加工し、前記複数の切刃のコーナー高さの寸法許容差をＪＩＳ  Ｂ  ４１２１にて規定される等級をさらに細分化した分類で示す識別情報を各切刃ごとに表示し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】
硬質被覆膜を少なくとも１層被着形成し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チップ。
【請求項３】
前記硬質被覆膜の少なくとも１層が化学気相蒸着法によって成膜された膜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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品等の切削加工、特に鋼や鋳鉄の仕上げ加工に用いるスローアウェイチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部品等の切削加工に用いるスローアウェイチップは、その形状、寸法がＪＩＳ規格等の工業規格で規定されており、そのような各種情報を、定められた記号の配列で型番として表示し、製造、販売されている。そして、内接円寸法、コーナー高さ、チップ厚さ等、各種寸法については、前記規格において等級が設定されているが、その等級毎に許容差が規定されており（１９９８年  ＪＩＳ  Ｂ  ４１２０）、部品に要求される加工仕上げ面粗さや仕上げ寸法精度等に応じ使い分けされている。また、実際にスローアウェイチップを使用する際の作業効率向上のために、スローアウェイチップの種類を外観上で簡単に識別できるようにスローアウェイチップ表面に記号をつけたり（例えば、特許文献１参照。）、使用コーナーを識別できるようにコーナー近傍に記号をつけたりする技術（例えば、特許文献２参照。）等が知られている。
【０００３】
一方、工具本体に着脱可能に装着して使用されるスローアウェイチップにおいては、特に製品寸法公差の小さな高精度部品の加工の場合、スローアウェイチップの交換による加工位置ずれを防止するために、チップ交換によっても刃先位置が一定であることが要求される。そのため、このような高精度部品の加工では、スローアウェイチップの外周面を研磨加工することによりコーナー高さｍの寸法ばらつきを±０．０２５ｍｍ（ＪＩＳ規格ではＧ級に相当）レベルに抑えたスローアウェイチップが広く用いられている。
【特許文献１】特開平８−６６８０５号公報
【特許文献２】登録実用新案第３００４８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コーナー高さ寸法のばらつきを抑制するために外周面を研磨加工したＧ級相当のスローアウェイチップでは、寸法精度は良好となるものの製作コストが高くつくという問題があった。
【０００５】
また、Ｇ級よりも低い等級、例えばＭ級相当のスローアウェイチップでは、そもそも焼成によってチップは多少変形するために、特に切削に用いる切刃の近傍に位置する逃げ面以外のホルダに拘束される逃げ面が焼成による変形によって拘束状態がその都度ずれてしまったり、変形の度合いがチップ間でずれてしまう結果、各チップ間で切刃位置がずれてしまうという問題は避けられないものであった。
【０００６】
このような問題を解決するための手段として、加工装置に取り付けたスローアウェイチップの刃先をセンサーに接触させ、その機械座標値を読み取って自動的に座標補正するという刃先位置の自動補正機構が提案されている。しかし、このような自動補正機構においては、高価な専用装置を付設しなければならず、また、一度トラブル等が発生した場合、装置のメンテナンスに多大な時間を要するため、作業効率が著しく低下してしまうといった別の問題も生じてくる。
【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、金属部品等の切削加工、特に鋼や鋳鉄の仕上げ加工に用いるスローアウェイチップにおいて、加工効率および加工信頼性に優れるとともに、低コストで高精度加工することが可能なスローアウェイチップを提供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、本発明のスローアウェイチップは、工具本体に着脱可能で、すくい面と複数の逃げ面のそれぞれとの交差稜線部に形成されている複数の切刃を具備するとともに、前記複数の切刃を含む前記逃げ面それぞれの少なくとも一部を研磨加工し、前記複数の切刃のコーナー高さの寸法許容差をＪＩＳ  Ｂ  ４１２１にて規定される等級をさらに細分化した分類で示す識別情報を各切刃ごとに表示しているものである。この構成によって、特に切削に用いる切刃の近傍に位置する逃げ面以外のホルダに拘束される逃げ面が焼成による変形のばらつきによって各チップ間で切刃位置がずれてしまうという不具合をなくすことができるとともに、同じ寸法許容差を示す識別情報のチップを揃えて順に使用すれば、チップ交換時の刃先位置精度を精密に揃えることができ、信頼性に富む高精度加工を低コストで効率よく行うことができる。
【００１１】
また、前記スローアウェイチップ表面には硬質被覆膜を少なくとも１層被着形成しているものであってもよく、前記硬質被覆膜の少なくとも１層が化学気相蒸着法によって成膜された膜（ＣＶＤ膜）であってもよい。ＣＶＤ膜である場合には被覆膜の膜厚ばらつきが出やすいものであるが、本発明によればかかるＣＶＤ膜を被着したものであっても高い寸法精度を保証することができて特に有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスローアウェイチップによれば、工具本体に着脱可能で、すくい面と逃げ面との交差稜線部に少なくとも一つの切刃を具備するとともに、前記切刃を含む逃げ面の少なくとも一部を研磨加工し、前記切刃のコーナー高さの寸法許容差を示す識別情報を表示することによって、切刃位置に及ぼす焼き肌面の影響、特に逃げ面の変形の影響をなくすことができるとともに、同じ寸法許容差を示す識別情報のスローアウェイチップを揃えて順に使用すれば、スローアウェイチップ交換時の刃先位置精度を精密に揃えることができ、信頼性に富む高精度加工を低コストで効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【００１８】
図１乃至図３は、本発明の実施形態を示すものであり、図１は本発明の第一の実施形態によるスローアウェイチップ（以下、チップと略す。）の斜視図、図２は図１の平面図、図３は本発明の第二の実施形態によるチップの斜視図である。
【００１９】
図１において、チップ１の形状仕様は、ＪＩＳ規格「ＳＮＭＮ１２０４０８」にて表現され、Ｓ：形状（正方形）、Ｎ：逃げ角（０°）、Ｍ：精度（内接円寸法の許容差：±０．０８ｍｍ、チップ厚さの許容差：±０．１３ｍｍ、コーナー高さの許容差：±０．１３ｍｍ）、Ｎ：穴形状（なし）、１２：基準内接円直径（１２．７０ｍｍ）、０４：厚さ（４．７６ｍｍ）、０８：コーナー半径（０．８ｍｍ）を示すものである。
【００２０】
すなわち、チップ１は主面が正方形状で略平板状をなしており、一方の主面にすくい面２、他方の主面に着座面３を、側面に逃げ面４を形成するとともに、正方形のコーナーのすくい面２と逃げ面４との交差稜線部に切刃５を形成している。
【００２１】
そして、チップ１の母材表面には、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法により厚さ約０．０１ｍｍ以下の硬質被覆膜が成膜されている。ここで該硬質被覆膜としては、炭化チタン（ＴｉＣ）膜、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）膜およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）膜等を単層または複数層被着形成すればよい。ちなみに硬質被覆膜の最外層には、窒化チタン（ＴｉＮ）膜を配することが望ましい。窒化チタン（ＴｉＮ）は金色を呈しているため、切削後に窒化チタン（ＴｉＮ）が摩耗して、摩耗した部分が変色して金色ではなくなるため、コーナー毎に使用したかどうかの判別を容易にすることができるためである。
【００２２】
なお、本発明によれば、硬質被覆膜としては上記組成に限定されるものではなく、（ＴｉＭ１−ｘ）（ＣｙＮ１−ｙ）（ただし、ＭはＴｉ以外の周期律表４ａ、５ａおよび６ａ族金属、Ａｌ、Ｓｉのうちの１種以上、０．４＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表わされるＴｉ系硬質被覆層、ダイヤモンド（ＤＬＣを含む）、立方晶窒化硼素、およびＡｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｓｉの１種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物の１種以上からなる他の組成も適応可能である。また、硬質被覆膜はＣＶＤ膜に限定されるものではなく、ＰＶＤ膜であってもよい。
【００２３】
さらに、本発明は、上記硬質被覆膜を被覆したチップに限定されるものではなく、硬質被覆膜を被覆せず表面に母材が露出した構成であってももちろんよい。
【００２４】
また図２に示すように、チップ１を工具ホルダ（図示せず。）に取り付けた際の切刃位置は、厳密には「基準内接円直径」：ｄ＋“内接円直径分の許容量”と、“「コーナー高さ」の基準寸法”＋“内接円から切刃までの長さの許容量”と、を加味して決定される。一方、ＪＩＳ規格では、切刃位置＝「基準内接円直径」：ｄ＋「コーナー高さ」：ｍとして規定されており、「基準内接円直径」：ｄは規定値であることから、つまり、“内接円直径分の許容量”と“内接円から切刃までの長さの許容量”とを加味した切刃位置の許容量は、実質的に「コーナー高さ」：ｍの許容量として決定される。したがって、チップ１の切刃位置の寸法精度は「コーナー高さ」のばらつき＝「コーナー高さ」の許容量（Δｍ）となる。
【００２５】
なお、チップが奇数の辺を有するような形状（例えば、Ｔ：正三角形、Ｐ：正五角形）からなる場合、「コーナー高さ」は切刃と対向する位置にある辺との間の寸法であり、この場合にも切刃位置は「コーナー高さ」：ｍの許容量に依存する（１９９８年  ＪＩＳ  Ｂ  ４１２０）。
【００２６】
ここで、「コーナー高さ」：ｍは、Ｖブロックのような所定の装置、方法により、図２において工具ホルダへの拘束面となる逃げ面４及び４´を基準にして測定されるが（１９９８年  ＪＩＳ  Ｂ  ４１２１）、拘束面となる逃げ面４及び４´が焼成したままの焼き肌面だと表面が変形していることにより、同じ等級のチップであっても工具本体に取り付けた際の切刃位置に微妙なずれが生じやすい。
【００２７】
そこで、本発明のチップ１においては、このようなチップの拘束状態のずれによる切刃位置の影響をなくすため、全体が焼き肌面のチップ１について拘束面となる逃げ面４、４´を研磨加工している。これによって、実際にチップを工具ホルダに取り付けたときの取り付け誤差をも小さくできる結果、チップ１の切刃５の位置精度をより高めることができる。ここで逃げ面４、４´の研磨加工については、加工残りがないように逃げ面全面を研磨しても構わないが、安定したチップの拘束状態が得られるような平坦な研磨面以外にわずかに加工残りが生じていても構わない。すなわち研磨精度についてはＧ級のような厳しい公差のもので行ってもよいが、それより低いグレードの研磨加工でよい。
【００２８】
また、チップ表面に硬質被覆膜を被覆する場合、上記逃げ面の研磨加工は硬質被覆膜を被覆する前に行うこともできるが、硬質被覆膜の膜厚ばらつきを考慮すれば、硬質被覆膜を成膜した後に行うことが望ましい。
【００２９】
また、本発明では、チップすべての「コーナー高さ」をＧ級のように研磨加工にして厳しい一定の公差内に揃える必要はなく、逃げ面を加工したチップの「コーナー高さ」を各切刃毎に測定して上記ＪＩＳ規格の精度（チップ１ではＭ（「コーナー高さ」の許容量：±０．０２５ｍｍ））、またはＪＩＳ規格の精度をさらに細分化した分類（チップ１ではＭ１（「コーナー高さ」の許容量は表１の分類表に準拠する））で選別し、この情報をチップ１の切刃の識別情報として表示することによって、切刃位置精度を高めることができたり、認識ミスを未然に防止することができることから、チップ１の交換によっても加工初期から安定した加工精度を得ることができる。
【００３０】
ここで、表１に本発明の一実施形態について「ＳＮＭＮ１２０４０８」形状のチップを分類するためのＪＩＳ規格の精度をさらに細分化した分類（チップ１ではＭ１（「コーナー高さ」の許容量は表１の分類表に準拠する））の規格の一例を示す。なお、上述したとおり表１におけるｍの許容差（Δｍ）とは、「コーナー高さ」：ｍの基準寸法からの差を示すものであり、上記実施形態における「ＳＮＭＮ１２０４０８」の場合、「コーナー高さ」：ｍの基準寸法は２．３０１ｍｍとなっている（１９９８年  ＪＩＳ  Ｂ  ４１２１）。
【表１】
0004789485.tif 000002
【００３１】
表１からわかるように、各記号毎の許容差の範囲は０．０５ｍｍであり、Ｇ級の「ＳＮＧＮ１２０４０８」の許容差の範囲（±０．０２５ｍｍ）に等しく設定してある。すなわち、コーティング膜による誤差も含めるとＭ級レベルのチップでありながらＧ級レベルの寸法精度を有するチップとなる。したがって、同じ識別記号のコーティングチップ同士を連続して使用することにより、コーティングチップによるＧ級レベルの高精度加工が可能となる。なお、ｍの許容差（Δｍ）をさらに細分化して記号表示することにより、Ｇ級レベル以上のより高精度な加工も可能となる。
【００３２】
また、かかるチップ１を複数個、従来の公知のチップケースに収納して販売する場合には、上記のようにして分別した同じ記号のチップを同一ケース内に収納すると、ユーザーはチップ毎の表示を確認する必要がなくなるので、取り違えがなく、確実に、さらに便利に高精度加工ができる。
【００３３】
なお、本発明のチップの選別方法は、チップの寸法許容差を示す識別情報の分類別に仕分けすることを特徴としているので、分類記号の表示は、印字、電蝕、レーザー等、その他いかなる方法によるものであっても、識別さえできればその方法は問わない。また、分類記号は、当該大文字のアルファベットや該大文字アルファベットと数字を組み合わせたものに限定されるものではなく、他のいかなる記号であれ、その記号がコーナー高さｍの許容差またはＪＩＳ規格より細かい許容差を識別し、特定できるものであればよい。さらに、表示する方法は、チップケースに表示する方法や、チップに直接ラベルを貼る方法もあり得るが、チップに直接表示する方法が取扱いの点で望ましい。
【００３４】
ちなみに、本実施形態では平坦なすくい面形状からなるブレーカ無しタイプについて例示したが、良好な切りくず処理を行うためのブレーカ形状を備えた各種チップにおいても適用可能であることはいうまでもない。また、穴の形状についても他の実施形態、または穴なしであってもよい。さらに、本実施形態では逃げ角が０°のいわゆるネガタイプのチップについて例示したか、特定の逃げ角がついたいわゆるポジタイプのチップについても適応可能である。
【００３５】
また図３には、第二の実施形態として、「コーナー高さ」の識別記号を各切刃毎に表示したチップ１を示しており、切刃毎のコーナー高さのばらつきが大きい場合であっても、同じ識別記号の切刃同士を連続して使用することにより、高精度加工が可能となる。
【００３６】
なお、実施形態として示したチップ１のようなネガタイプのチップの切刃位置の測定は
チップ１のすわり面と拘束面４、４´とのなす角が９０度となるようにして測定されるが、実際の加工に使用する場合、被削材との逃げ角を確保するためチップ上面のすくい角が負となるようにわずかに傾けられた状態で工具ホルダに装着される。したがって、厳密には、刃先位置精度にはコーナー高さだけでなくチップ厚さのばらつきも関係してくることから、このようなネガタイプのチップにおいては、チップ厚さも加味された測定値となるように、ＪＩＳ規格（１９９８年  ＪＩＳ  Ｂ  ４１２１）にて規定されるＶブロックのような既成の治具を用いて切刃位置を測定することに代えて、チップの固定が実際に使用される工具ホルダへの取付角度と同一となるような形状からなる治具を用いて切刃位置を測定する方法を適応することもできる。この方法によれば、チップ１の切刃５の位置精度をさらに高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は本発明の第一の実施形態によるスローアウェイチップの斜視図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の第二の実施形態によるスローアウェイチップの斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  スローアウェイチップ
２  すくい面
３  着座面
４  逃げ面
５  切刃
８  識別表示（分類記号）
ｄ  基準内接円直径
ｍ  コーナー高さ
【図１】
0004789485.tif 000003
【図２】
0004789485.tif 000004
【図３】
0004789485.tif 000005