(57)【要約】【課題】スローアウェイ式工具の経済効果を高めるために、切れ刃を構成するスローアウェイチップの無駄のない使用を可能となし、さらに、負荷の大きい切れ刃の強度向上も同時に実現できるようにすることを課題としている。【解決手段】工具本体１の外周に複数のチップ座２−１〜２−３を設ける。そのチップ座２−１〜２−３に同一仕様のスローアウェイチップ３が異なる姿勢に装着され、かつ、チップの横置き配置と縦置き配置を混合して装着されるように設計し、各チップ座に装着したスローアウェイチップ３の互いに異なる位置の稜線でそれぞれ切れ刃を形成し、各スローアウェイチップの切れ刃でワークの異なる部位を加工するようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体（１）の外周に複数のチップ座（２）を有し、各チップ座（２）は、同一仕様のスローアウェイチップ（３）が異なる姿勢に装着され、かつ、チップの横置き配置と縦置き配置を混合して装着されるように設計され、各チップ座（２）に装着されたスローアウェイチップ（３）の互いに異なる位置の稜線がそれぞれ切れ刃（５）を形成し、各スローアウェイチップの切れ刃でワークの異なる部位を加工するように構成されたスローアウェイ式工具。
【請求項２】
前記チップ座（２）が、同一仕様のスローアウェイチップ（３）が少なくとも３つ以上の異なる姿勢で取付けられるように形成されている請求項１に記載のスローアウェイ式工具。
【請求項３】
各スローアウェイチップ（３）が互いに平行な多角形の第１の面（３ａ）と第２の面（３ｂ）及び第１の面と第２の面の各辺に垂直に交わる側面（３ｃ）を備える多角形ネガティブチップであり、このスローアウェイチップ（３）を、
側面（３ｃ）がすくい面、第１又は第２の面（３ａ、３ｂ）が逃げ面、側面（３ｃ）と第１又は第２の面（３ａ、３ｂ）との間の稜線が第１の切れ刃（５−１）となる姿勢にして装着するチップ座（２−１）と、
側面（３ｃ）がすくい面、第１又は第２の面（３ａ、３ｂ）が逃げ面、隣り合う側面（３ｃ、３ｃ）との間の稜線及び側面（３ｃ）と第１又は第２の面（３ａ、３ｂ）との間の稜線が第２の切れ刃（５−２）となる姿勢にして装着する第２のチップ座（２−２）と、
第１又は第２の面（３ａ、３ｂ）がすくい面、側面（３ｃ）が逃げ面、第１又は第２の面（３ａ、３ｂ）と側面（３ｃ）との間の稜線が第３の切れ刃（５−３）となる姿勢にして装着するチップ座（２−３）をそれぞれ備えた請求項１又は２に記載のスローアウェイ式工具。
【請求項４】
スローアウェイチップ（３）として、菱形のネガティブチップを採用した請求項１〜３のいずれかに記載のスローアウェイ式工具。
【請求項５】
各チップ座（２）が、スローアウェイチップ（３）をそのチップの稜線によって形成される切れ刃（５）のラジアルレーキが負、アキシャルレーキが正となる姿勢にして保持するように構成された請求項１〜４のいずれかに記載のスローアウェイ式工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属の内径面取り加工やバルブシート面の加工などに用いるスローアウェイチップを刃具として採用したスローアウェイ式工具に関する。より詳しくは、切れ刃を構成するスローアウェイチップの無駄のない使用を可能にして経済効果を高めたスローアウェイ式工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のスローアウェイ式転削工具の中に、下記特許文献１、２が開示しているようなものがある。特許文献１、２が開示している工具は、いずれも、エンジンのシリンダヘッドなどに設けられるバルブ孔の開口縁にバルブシート面を加工するバルブシートカッタであり、バルブシート面を加工する刃具として三角形のスローアウェイチップを採用している。
【０００３】
三角形のスローアウェイチップを採用した特許文献１、２の工具は、ネガティブチップを使用すると、コーナチェンジを行って６つのコーナを切れ刃として使用することができるが、この場合、構造上、切れ刃のラジアルレーキ、アキシャルレーキが共に負の角度になり、そのために、切削抵抗が増大し、切削熱による刃先部の温度上昇が著しくなって切れ刃の寿命が短くなる。また、ワークの加工面に所謂ムシレなどが発生し、加工面の面粗度や寸法精度を低下させる傾向があった。
【０００４】
その不具合を回避しようとすると、ポジティブチップが必要になるが、三角形のポジティブチップは使用可能コーナが３コーナとなるため、加工費に占める工具コストの割合が高まって経済的に不利になる。
【特許文献１】特開２００３−２５１２０号公報
【特許文献２】特開２００３−２２５８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、スローアウェイ式工具の経済効果を高めるために、切れ刃を構成するスローアウェイチップの無駄のない使用を可能となし、さらに、負荷の大きい切れ刃の強度向上も同時に実現できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、この発明においては、工具本体の外周に設ける複数のチップ座を、同一仕様のスローアウェイチップが異なる姿勢に装着され、かつ、チップの横置き配置と縦置き配置を混合して装着されるように設計する。また、各チップ座に装着されたスローアウェイチップの互いに異なる位置の稜線部がそれぞれ切れ刃を形成し、各スローアウェイチップの切れ刃でワークの異なる部位を加工するように構成する。
【０００７】
ここで言う横置き配置とは、切削負荷がスローアウェイチップに対して厚み方向に作用する姿勢での配置を言う。また、縦置き配置とは、切削負荷がスローアウェイチップに対して厚み直角方向に作用する姿勢での配置を言う。
【０００８】
このスローアウェイ式工具は、好ましい構成として、同一仕様のスローアウェイチップが少なくとも３つ以上の異なる姿勢で取付けられるようにチップ座が形成されているものが考えられる。また、他の好ましい構成として、
スローアウェイチップを、側面がすくい面、第１又は第２の面と側面との間の稜線が第１の切れ刃となる姿勢にして装着するチップ座と、
側面がすくい面、すくい面になる側面とその側面に隣り合う側面との間の稜線及び第１又は第２の面と側面との間の稜線が第２の切れ刃となる姿勢にして装着するチップ座と、
第１又は第２の面がすくい面、すくい面になるその面と側面との間の稜線が切れ刃となる姿勢にして装着するチップ座をそれぞれ備えさせ、
それぞれのチップ座に、互いに平行な多角形の第１の面と第２の面及び第１の面と第２の面の各辺に垂直に交わる側面を備えた多角形ネガティブチップ、より好ましくは菱形のネガティブチップを装着する構造のものが考えられる。
【０００９】
なお、各チップ座は、スローアウェイチップをそのチップの稜線によって形成される切れ刃のラジアルレーキが負、アキシャルレーキが正となる姿勢にして保持するものが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明では、工具本体に、同一仕様のスローアウェイチップを異なる姿勢にして装着するチップ座を複数設け、各チップ座に装着したチップの互いに異なる位置の稜線部をそれぞれ切れ刃として使用するようにしたので、例えば、チップ座が３つ設けられていると仮定した場合、第１のチップ座に装着して第１のコーナを使用したスローアウェイチップを第２のチップ座に移し、そのチップの未使用の第２コーナを使用することができる。同様に、第２のチップ座に装着して第２コーナを使用したスローアウェイチップを第３のチップ座に移して未使用の第３コーナを使用することができる。このように、ローテーションによる各コーナの無駄のない使用が可能になるため、工具費が安くなって経済効果が高まる。
【００１１】
また、スローアウェイチップの厚みは規定されているので、前掲の特許文献１、２が開示している横置き配置にして使用すると強度が不足することがあるが、この発明の工具は、チップの横置き配置と縦置き配置が組み合わされるようにしているので、負荷が大きくなる部位の加工を縦置き配置のチップで行う構成とすることで、工具の強度向上、加工の安定性向上、それによる加工精度の向上なども望めるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１〜図７に基づいて説明する。例示のスローアウェイ式工具は、この発明をバルブシート加工工具（バルブシートカッタ）に適用したものである。このバルブシート加工工具は、工具本体１の先端外周に３個のチップ座２−１、２−２、２−３（−１〜−３の付加記号は、便宜上付した。以下も同じ）を周方向に間隔をあけて設け、各チップ座２−１〜２−３に、同一仕様のチップ、即ち、形状、サイズが同じスローアウェイチップ３を装着して構成されている。
【００１３】
図中４は各チップ座に付属させた切屑排出ポケットである。その切屑排出ポケット４は、図に示すような形状にするとコンパクト化が図れ、切屑排出性にも優れて好ましい。切屑排出ポケット４の後部側のポケット面を複数の曲面が組み合わされた面で形成してポケット面に波（凹凸）を生じさせると、チップブレーカとしての機能も発生し、切屑処理の性能が向上する。
【００１４】
スローアウェイチップ３は、図１０に示すように、互いに平行な第１の面３ａと第２の面３ｂ、及びこれらの面の各辺にともに垂直に交わる４つの側面３ｃ−１〜３ｃ−４を備えた菱形のネガティブチップである。このスローアウェイチップ３は、取付け穴３ｄを中心部に有する。第１及び第２の面３ａ、３ｂは共通した面である。
【００１５】
チップ座２−１は、スローアウェイチップ３を縦置き配置にして装着するものにしている。図４及び図７に示すように、このチップ座２−１に対しては、スローアウェイチップ３が、例えば、第２の面３ｂと側面３ｃ−３が座面に支えられ、側面３ｃ−１がすくい面、第１の面３ａが逃げ面、側面３ｃ−１と第１の面３ａとの間の稜線が第１の切れ刃５−１となる姿勢にして装着される。なお、第１の切れ刃５−１を構成するスローアウェイチップ３は、クランプねじ６でクランプして工具本体１に装着するようにしている。
【００１６】
チップ座２−２も、スローアウェイチップ３を縦置き配置にして装着するものにしている。図５及び図７に示すように、このチップ座２−２に対しては、スローアウェイチップ３が、例えば、第２の面３ｂと側面３ｃ−２が座面に支えられ、側面３ｃ−４がすくい面、第１の面３ａが逃げ面、側面３ｃ−１と側面３ｃ−４との間の稜線及び側面３ｃ−４と第１の面３ａとの間の稜線が第２の切れ刃５−２となる姿勢にして装着される。この第２の切れ刃５−２を構成するスローアウェイチップ３も、クランプねじ６でクランプして工具本体１に装着するようにしている。
【００１７】
チップ座２−３は、スローアウェイチップ３を横置き配置にして装着するものにしている
。図６及び図７に示すように、このチップ座２−３に対しては、スローアウェイチップ３が、例えば、第１の面３ａと側面３ｃ−３が座面に支えられ、第２の面３ｂがすくい面、側面３ｃ−１が逃げ面、第２の面３ｂと側面３ｃ−１との間の稜線が第３の切れ刃５−３となる姿勢にして装着される。チップ座２−２に装着して使用したチップを向きを変えてチップ座２−３に移してもよいし、図８に示すように、チップ座２−１に装着して使用したチップを９０°回転させてチップ座２−３に移してもよい。
【００１８】
このように、それぞれのチップ座に装着して使用したチップを、姿勢を変えながら他のチップ座に移して再使用する動作を繰り返すと、同一スローアウェイチップの各コーナを無駄なく使用することができ、経済的なロスが減少する。また、一部のチップは縦置き配置になり、その縦置き配置のチップは高負荷に耐えるので、切削負荷が大きくなる部位の加工をその縦置き配置のチップに負担させることで工具の寿命を向上させることも可能になる。
【００１９】
なお、第３の切れ刃５−３を構成するスローアウェイチップ３は、押え金７ａと、その押え金７ａを推進させる締め付けねじ７ｂとからなるクランプ手段７を用いて工具本体１に装着するようにしている。
【００２０】
第３の切れ刃５−３を構成するスローアウェイチップ３の後方には、刃先位置調整機構８が必要に応じて設けられる。例示の刃先位置調整機構８は、調整ねじ８ａ（図のそれは所謂Ｗねじ）と楔状のピース８ｂとで構成されている。調整ねじ８ａを操作してピース８ｂを推進させると、ピース８ｂに設けた位置基準面の位置が工具の軸方向に変位する。その位置基準面で前方に配置されたスローアウェイチップ３を位置決めして第３の切れ刃５−３の工具軸方向位置を微調整する。この調整機構は周知の機構であり、構造の異なる機構を採用することもある。なお、ピース８ｂは、緩み防止のために、調整後にスローアウェイチップ３を固定するクランプ手段７と同様のクランプ手段７Ａなどで固定するようにしておくと好ましい。
【００２１】
なお、スローアウェイチップ３の異なる稜線によって形成される第１〜第３の切れ刃５−１、５−２、５−３は、いずれもラジアルレーキγｆ（図３参照）が負、アキシャルレーキγｐ（図２参照）が正の角度となる向きに装着されるようにしている。切れ刃を所謂ネガポジの配置にしたこの構造は、アキシャルレーキを正とすることで切削負荷が軽減され、また、ラジアルレーキを負とすることで工具寿命が延長されることが知られており、好ましい配置である。
【００２２】
図中９は、工具本体１に同心的に取付けた軸受である。この軸受９には、工具本体１と同軸上で回転させるリーマ（図示せず）が通され、そのリーマを軸受９で支持してそのリーマでワークに設けられるステム孔の仕上げ加工がなされる。
【００２３】
例示のバルブシート加工工具を用いてワークＷ（エンジン部のシリンダヘッド）に設けられたバルブ孔の開口縁を加工するときの、第１〜第３の切れ刃５−１〜５−３の切削負担領域を図９に示す。図からわかるように、第１の切れ刃５−１は、バルブシート面を、第３の切れ刃５−３はバルブシート面の奥のテーパ面をそれぞれ加工する。また、第２の切れ刃５−２は、バルブ孔の入り口の余肉部を加工する。この第２の切れ刃５−２が加工する領域は、ワークＷがアルミニウム合金を使用しているため、焼結合金とアルミニウムの共削りとなることが多くなっており、この場合、切屑が折れずに長く伸び出す傾向がある。その問題に対処するために、例示の工具は、図５、図７に示すように、第２の切れ刃５−２の部分に設ける切屑排出ポケット４は、後部側の面が並列配置の複数の曲面で形成され、本体部（ボディ）内に切屑を詰ませることなく確実に工具外部へと排出する機能がより強く発揮されるものにしたが、切屑排出ポケット４の形状や大きさは、自由に設定してよい。
【００２４】
なお、以上の説明は、バルブシート面の加工を行う工具を例に挙げて行ったが、この発明は、工具本体の外周に複数のスローアウェイチップを装着し、そのチップで被削域を分担切削する工具であれば種類を問わずに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明のスローアウェイ式工具の一例を示す側面図
【図２】図１の工具の矢視Ａ方向視図
【図３】図１の工具の要部の正面図
【図４】図１の工具の斜視図
【図５】図１の工具の視点を変えた斜視図
【図６】図１の工具のさらに視点を変えた斜視図
【図７】スローアウェイチップの着け換えの一例を示す図
【図８】スローアウェイチップの着け換えの他の例を示す図
【図９】第１〜第３の切れ刃で加工するバルブシート面の断面図
【図１０】図１の工具に装着したスローアウェイチップの斜視図
【符号の説明】
【００２６】
１          工具本体
２−１〜２−３  チップ座
３          スローアウェイチップ
３ａ        第１の面
３ｂ        第２の面
３ｃ−１〜３ｃ−４  側面
３ｄ        取付け穴
４          切屑排出ポケット
５−１        第１の切れ刃
５−２        第２の切れ刃
５−３        第３の切れ刃
６          クランプねじ
７、７Ａ    クランプ手段
７ａ        押え金
７ｂ        締め付けねじ
８        刃先位置調整機構
８ａ      調整ねじ
８ｂ      楔状ピース
９        軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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