(57)【要約】【課題】ステーを用いることなく撓みの発生を抑制することを可能とし、これにより切込み量の微調整やその資料となる加工データの採取を省略または不要にすることができ、更には加工時間を短縮することを可能にする。【解決手段】本発明のバイト１は、被削材の切削位置が移動していく方向である切削方向Ａに向けて切刃２が山形に突出形成されていて、山頂３の両側に傾斜部４、５が設けられている。【選択図】図２
2012040670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被削材の切削位置が移動していく方向である切削方向に向けて切刃が山形に突出形成されていることを特徴とするバイト。
【請求項２】
請求項１に記載のバイトにおいて、前記切刃の山頂を挟んだ両側が、前記山頂を通りかつバイト軸心と垂直な線を対称軸として線対称に形成されていることを特徴とするバイト。
【請求項３】
被削材の切削位置が移動していく方向である切削方向に向けて切刃が谷形に窪むように形成されていることを特徴とするバイト。
【請求項４】
請求項３に記載のバイトにおいて、前記切刃の谷底を挟んだ両側が、前記谷底を通りかつバイト軸心と垂直な線を対称軸として線対称に形成されていることを特徴とするバイト。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のバイトにおいて、前記被削材の被削面に対面するバイト先端面が、バイト基端側に窪んだ凹状の湾曲した逃げ面を有することを特徴とするバイト。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のバイトにおいて、少なくとも前記切刃を含む部分が、ＷＣ基超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方品型窒化珪素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化珪素焼結体、または酸化アルミニウムと炭化チタンとからなる混合体のいずれかにより構成されていることを特徴とするバイト。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載のバイトを用いて、被削材を切削することを特徴とする切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばヘールバイト、平バイト、腰折れバイト、総形バイトなどのバイトに関し、特に被削材の形状などの制限により、工具突き出し長さが十分必要となる場合に適したバイトおよび切削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被削材が軸物部品である場合には、被削材の形状の制限を受けることがある。例えば、凹凸状になった表面の凹部を切削する等の場合には、切削する凹部の近傍の凸部の影響を受け、ホルダーに保持されたバイトのホルダーからの突き出し長さを十分に必要とすることがある。そして、この突き出し長さが長くなるほど、切削時の負荷によりバイトが撓み易くなる。
【０００３】
ところで、バイトの撓みを防止するために、ホルダーにバイトを支えるステーを設けることが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７９５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、提案技術の場合には、ステーの幅がバイトによって切削される凹部の幅よりも大きいときステーが切削の邪魔になり、凹部の幅によってはステーを用いることができないという不都合がある。そして、ステーを用いることができない場合には、上述したバイトの撓みを防止することができないため、加工精度が低くなるという難点がある。
【０００６】
また、上述したように加工精度が低くなると、寸法精度を公差内に収めるために熟練した技能者がそれまでの加工データから切込み量の微調整を頻繁に行う必要があり、また微調整を行うための資料となる加工データを多量に必要とするため煩わしいという不都合がある。更に、想定した量の切込みを行い難いため、計測を頻繁に行うことを要し、加工時間が長時間になるという問題もある。更にまた、バイトの撓みに伴ってホルダーに対するバイトの取付位置がずれるという難点もある。
【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、ステーを用いることなく撓みの発生を抑制することを可能とし、これにより切込み量の微調整やその資料となる加工データの採取を省略または不要にすることができ、更には加工時間を短縮することを可能にするバイトおよび切削加工方法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】
本発明の請求項１に係るバイトは、被削材の切削位置が移動していく方向である切削方向に向けて切刃が山形に突出形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２に係るバイトは、請求項１に記載のバイトにおいて、前記切刃の山頂を挟んだ両側が、前記山頂を通りかつバイト軸心と垂直な線を対称軸として線対称に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に係るバイトは、被削材の切削位置が移動していく方向である切削方向に向けて切刃が谷形に窪むように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に係るバイトは、請求項３に記載のバイトにおいて、前記切刃の谷底を挟んだ両側が、前記谷底を通りかつバイト軸心と垂直な線を対称軸として線対称に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５に係るバイトは、請求項１乃至４のいずれかに記載のバイトにおいて、前記被削材の被削面に対面するバイト先端面が、バイト基端側に窪んだ凹状の湾曲した逃げ面を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６に係るバイトは、請求項１乃至５のいずれか１つに記載のバイトにおいて、少なくとも前記切刃を含む部分が、ＷＣ基超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方品型窒化珪素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化珪素焼結体、または酸化アルミニウムと炭化チタンとからなる混合体のいずれかにより構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７に係る切削加工方法は、請求項１乃至６のいずれか１つに記載のバイトを用いて、被削材を切削することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のバイトおよび切削加工方法による場合には、バイトの切刃が、被削材の切削位置が移動していく方向である切削方向に向けて山形に突出形成されているので、切刃の山頂を挟む両側に傾斜部を有する。このバイトでは、バイトが受ける切削抵抗として、図３に示すように、刃先からバイトの基端側（バイト固定側）へ向いた背分力Ｃと、バイトを送る方向の送り分力（図示せず）と、前記切削方向とは反対方向の縦方向主分力Ｂと、その縦方向主分力Ｂとは直交するバイト幅方向の横方向主分力Ｅ、Ｆとを含む。前記横方向主分力Ｅは山頂３の左側傾斜部４でのもので、横方向主分力Ｆは山頂３の右側傾斜部５でのものであり、横方向主分力Ｅと横方向主分力Ｆは互いに逆方向の力である。また、横方向主分力Ｅと縦方向主分力Ｂとで左側傾斜部４での主分力Ｇの直交２成分が構成され、横方向主分力Ｆと縦方向主分力Ｂとで右側傾斜部５での主分力Ｈの直交２成分が構成される。なお、主分力Ｇ、Ｈは、傾斜部４、５と直交する方向の力である。
【００１６】
よって、切刃の左右両端間が直線状をした通常のバイトの場合には、その切刃が切削方向に直交するため、刃先から逃げ面側に作用する主分力としては、切削方向とは反対方向に主分力が発生する。これに対し本発明による場合には、上述したように切刃の傾斜部が切削方向から傾いているため、縦方向主分力Ｂと横方向主分力ＥまたはＦとに分散することになる。その結果として、本発明にあっては、通常のバイトの主分力よりも、それに対応する縦方向主分力の大きさを小さくすることが可能になる。これにより、ステーを用いることなくバイトに発生する撓みを抑制することが可能となり、これにより切込み量の微調整やその資料となる加工データの採取を省略または不要にすることができ、更には加工時間を短縮することが可能になる。以上のことは、前記切削方向に向けて切刃が谷形に窪むように形成されているバイトにおいても同様である。
【００１７】
また、請求項２の発明による場合には、切刃の山頂を挟んだ両側が、山頂を通りかつバイト軸心と平行な線を対称軸として線対称に形成されているので、図４に示すように、山頂３が左右方向のいずれか（図４では左側）に寄ると、つまりバイトがバイト軸心Ｏに対して左側に傾くと、両側の傾斜部４、５のそれぞれに作用する横方向主分力Ｅ、Ｆに変化が生じる。その変化は、切削方向に接近するように起立する方の傾斜部（図４では４）における横方向主分力（図４ではＥ）は、逆に切削方向とは直交する方向に接近するように寝る方の傾斜部における横方向主分力（図４ではＦ）よりも大きくなる。この大きい方の横方向主分力（Ｆ）は、山頂３を元の状態に戻す力として機能するので、調芯作用が働いてバイトが軸回りに傾くことが防止される。以上のことは、前記切削方向に向けて切刃が谷形に窪むように形成されているバイトにおいても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るバイトにより被削材を切削する状態を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るバイトを示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面面、（ｃ）は平面図である。
【図３】図２に示すバイトにおける切削抵抗の説明図である。
【図４】図２に示すバイトにおける調芯作用の説明図である。
【図５】従来例のバイトにより被削材を切削する状態を示す側面図である。
【図６】従来例のバイトにおける切削抵抗の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態につき説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係るバイトにより被削材を切削する状態を示す側面図であり、図２は本実施形態に係るバイトを示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面面、（ｃ）は平面図である。また、図３は図２に示すバイトにおける切削抵抗の説明図である。
【００２１】
この図示例のバイト１により切削される被削材１０は丸棒状のもので、その被削材１０の外周面１１がバイト１により切削される。この被削材１０は、図１において反時計回りに回転し、その反対の時計方向が、バイト１により被削材１０の切削位置が移動していく方向である切削方向Ａとなる。
【００２２】
バイト１は、先端側に設けられた切刃２およびすくい面８が切削方向Ａに向けて山形に突出するよう形成されており、すくい面８は切刃２よりもバイト１の基端寄りの箇所に設けられている。切刃２およびすくい面８は、バイト幅方向の中央位置に峰を有し、切刃２におけるバイト幅方向中央の山頂３を挟んだ両側の傾斜部４、５は、山頂３を通り、バイト１の軸心Ｏと垂直な線を対称軸とした線対称になるように形成されている。また、上記山頂３は前記軸心Ｏと平行に延びている。なお、バイト１は、切刃２とその逆の基端側とを結ぶ方向を長手方向とし、その長手方向（図１の左右方向）に沿って軸心Ｏを有する。また、バイト１は、断面円形の被削材１０の周面１１を切削するので、切刃２を含む端面６が、前記軸心Ｏと直交する方向から見て基端側に向けて窪ませた湾曲状に形成され、その端面６の切刃２よりも下側（切削方向Ａとは反対側）と、端面６よりも下側（切削方向Ａとは反対側）とに逃げ面７が設けられている（図１および図２（ａ）参照）。逃げ面７は、切刃２から下側（切削方向Ａと反対側）になる程に周面１１から離れるように形成されている。また、その逃げ面７とすくい面８との交線は前記切刃２を構成している。
【００２３】
バイト１の素材としては、例えば高速度鋼により構成されている。なお、高速度鋼に代えて、ＷＣ（炭化タングステン）基超硬合金、サーメット、セラミックス、立方品型窒化珪素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化珪素焼結体、または酸化アルミニウムと炭化チタンとからなる混合体のいずれかにより構成してもよい。また、バイト１の構造としては、切刃２の部分だけを、上述した高速度鋼、ＷＣ（炭化タングステン）基超硬合金、サーメット、セラミックス、立方品型窒化珪素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化珪素焼結体、または酸化アルミニウムと炭化チタンとからなる混合体のいずれかにより構成し、他の部分を安価な材料で構成するようにしてもよい。
【００２４】
このように構成された本実施形態に係るバイト１を用いた切削加工方法による場合には、図５に示すように切刃が１本の直線状に形成された平バイト１００を用いる場合と比べて以下のような相違がある。ただし、平バイト１００を用いる場合も本実施形態のバイト１による場合も、同じ送り分力となる条件とする。
【００２５】
図５に示す平バイト１００を用いる場合には、平バイト１００が受ける切削抵抗として、図６に示すように切削方向成分の主分力Ｊと、切刃１０１の刃先からバイト１００の根本側（図６（ａ）の左側）へ向いた背分力Ｋと、送り分力（図示せず）とを有する。
【００２６】
一方、本実施形態のバイト１による場合には、切刃２が切削方向Ａに向けて山形に突出形成されていて切刃２の山頂３を挟む両側に傾斜部４、５を有するので、バイト１が受ける切削抵抗として、図３に示すように、刃先２からバイト１の基端側（バイト固定側）へ向いた背分力Ｃと、切削方向Ａとは反対方向の縦方向主分力Ｂと、その縦方向主分力Ｂとは直交するバイト幅方向の横方向主分力Ｅ、Ｆとを含む。ここでは、バイト１を送る方向の送り分力は考慮しないものとする。
【００２７】
上記横方向主分力Ｅは山頂３の左側傾斜部４でのもので、横方向主分力Ｆは山頂３の右側傾斜部５でのものであり、横方向主分力Ｅと横方向主分力Ｆは互いに逆方向の力である。また、横方向主分力Ｅと縦方向主分力Ｂとで左側傾斜部４での主分力Ｇの直交２成分が構成され、横方向主分力Ｆと縦方向主分力Ｂとで右側傾斜部５での主分力Ｈの直交２成分が構成される。なお、主分力Ｇ、Ｈは、傾斜部４、５と直交する方向の力である。
【００２８】
これに対し、切刃の両端間が直線状をした通常の平バイト１００の場合には、その切刃１０１が切削方向に直交するため、刃先から逃げ面側に作用する分力としては、切削方向とは反対方向に主分力Ｊのみが発生する。よって、本実施形態による場合には、切刃２の傾斜部４、５が切削方向Ａに対して傾いているため、縦方向主分力Ｂと横方向主分力Ｅ、Ｆとに分散することになる。その結果として、本実施形態にあっては、通常の平バイト１００の主分力Ｊよりも、それに対応する縦方向主分力Ｂの大きさを小さくすることが可能になる。
【００２９】
したがって、本実施形態による場合には、ステーを用いることなくバイト１に発生する撓みを抑制することが可能となり、これにより切込み量の微調整やその資料となる加工データの採取を省略または不要にすることができ、更には加工時間を短縮することが可能になる。
【００３０】
また、本実施形態にあっては、切刃２の山頂３を挟んだ両側が、山頂３を通りかつバイト軸心Ｏと垂直な線を対称軸として線対称に形成されているので、図４に示すように、山頂３が左右方向のいずれか（図４では左側）に寄ると、つまりバイト１がバイト軸心Ｏに対して左側に傾くと、両側の傾斜部４、５のそれぞれに作用する横方向主分力Ｅ、Ｆに変化が生じる。その変化は、切削方向に接近するように起立する方の傾斜部４における横方向主分力（図４ではＥ）は、逆に切削方向Ａとは直交する方向に接近するように寝る方の傾斜部５における横方向主分力（図４ではＦ）よりも大きくなる。この大きい方の横方向主分力（Ｆ）は、山頂３を元の状態に戻す力として機能するので、調芯作用が働いてバイト１が軸心Ｏ回りに傾くことが防止される。これにより調芯作用が働いてバイト１が軸心Ｏ回りに傾くことを防止でき、これに伴い加工精度を優れたものにできる。但し、この効果は、切刃２の山頂３を挟んだ両側が正確に線対称に形成されていないときにおいても得るようにすることが可能である。
【００３１】
更に、本実施形態では切刃２を含む端面６が基端側に窪ませた湾曲状に形成されているので、これにより断面円形をした被削材１０の周面１１を支障なく切削することが可能である。
【００３２】
なお、上述した実施形態では切刃２が切削方向Ａに向けて山形に突出形成されたバイトを用いているが、本発明はこれに限らず、切刃が逆形状、つまり切削方向Ａに向けて谷形に窪むように形成されたバイトを用いてもよい。この場合においても、切刃２が切削方向Ａに向けて山形に突出形成されたバイトと同様の効果が得られる。即ち、通常の平バイト１００の主分力Ｊよりも、それに対応する縦方向主分力の大きさを小さくすることが可能になり、ステーを用いることなくバイト１に発生する撓みを抑制することが可能となり、これにより切込み量の微調整やその資料となる加工データの採取を省略または不要にすることができ、更には加工時間を短縮することが可能になる。また、調芯作用が働いてバイトが軸心Ｏ回りに傾くことを防止でき、これに伴い加工精度を優れたものにできる。
【００３３】
また、上述した実施形態では端面６を湾曲状に窪ませたバイト１を用いているが、本発明はこれに限らず、端面６が平坦なものを用いることを含む。つまり、端面６が平坦なバイトは、丸棒状の被削材１０の端面など、被切削対象面が平坦面である場合の切削に有効である。
【符号の説明】
【００３４】
１    バイト
２    切刃
３    山頂
４、５    傾斜部
６    端面
１０    被削材
１１    外周面
Ａ    切削方向
【図１】
2012040670.tif 000003
【図２】
2012040670.tif 000004
【図３】
2012040670.tif 000005
【図４】
2012040670.tif 000006
【図５】
2012040670.tif 000007
【図６】
2012040670.tif 000008