(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略多角形平板状をなすチップ本体の一方の多角形面がすくい面とされるとともに、一の側面が逃げ面とされ、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、かつ、前記逃げ面に隣接する他の一の側面に、前記すくい面から他方の多角形面に向けて凸曲する円筒面が形成されて穴明け加工の際のマージン部をなす穴明け加工用スローアウェイチップであって、
この穴明け加工用スローアウェイチップが穴明け工具に取り付けられたときに、前記すくい面に対向する方向から見て、前記マージン部が、前記穴明け工具の軸線方向で、該マージン部の先端と同一あるいはこれよりも先端側に位置する点を通り前記軸線に直交する直線上の点を曲率中心としたＲをなすように形成されていることを特徴とする穴明け加工用スローアウェイチップ。
【請求項２】
請求項１に記載の穴明け加工用スローアウェイチップにおいて、
前記マージン部がなすＲの曲率半径が、１００〜１０００ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする穴明け加工用スローアウェイチップ。
【請求項３】
軸線回りに回転される工具本体の外周に一対の切屑排出溝が形成され、これら切屑排出溝の工具回転方向の前方側を向く壁面の先端に形成されたチップ取付座に、請求項１または請求項２に記載の穴明け加工用スローアウェイチップを、前記すくい面が工具回転方向の前方側を向くとともに、前記逃げ面が工具本体先端側を向き、かつ、前記マージン部が工具本体外周側を向いて前記軸線を中心とした円筒面の一部をなすように取り付けたことを特徴とするスローアウェイ式穴明け工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スローアウェイ式穴明け工具等に取り付けられて穴明け加工に供されるのに好適な穴明け加工用スローアウェイチップ（以下、チップと称する。）及びこのチップが取り付けられたスローアウェイ式穴明け工具（以下、穴明け工具と称する。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の穴明け工具は、軸線回りに回転される略円柱状の工具本体の外周に一対の切屑排出溝が形成されるとともに、これら切屑排出溝の工具回転方向の前方側を向く壁面の先端にチップ取付座が形成されたものであり、このチップ取付座には、例えば、略偏五角形平板状をなすチップが、その一方の多角形面をすくい面として工具回転方向の前方側に向けるとともに、一の側面を先端逃げ面として工具本体先端側に向けるように取り付けられており、これらすくい面と先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されている。
【０００３】
このようなチップにおいて、先端逃げ面に隣接して工具本体外周側を向く他の一の側面のすくい面側には、すくい面から他方の五角形面（着座面）に向けて凸曲する円筒面が形成されており、この円筒面が穴明け加工の際のマージン部となる。
すなわち、マージン部は、チップが工具本体に取り付けられたときに、工具本体外周側を向くとともに、工具本体の軸線を中心とする円筒面の一部を呈するものであり、穴明け加工の際には、このマージン部が加工穴の内壁面に摺接することで、切刃挙動の安定化を図って工具本体に直進性を与えるとともに、加工穴の内壁面精度の向上を図る働きがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなチップが取り付けられる穴明け工具において、チップのすくい面に対向する方向から見たとき、マージン部は直線状に形成され、そして、このマージン部に対してわずかにバックテーパが与えられる、すなわち、マージン部が工具本体基端側に向かうにしたがい工具本体内周側に向かってわずかに傾斜させられる。
それゆえ、チップ取付座の加工精度のばらつきや摩耗による劣化等により、チップの取付精度がわずかでも狂ってしまうと、バックテーパが逆転、すなわち、マージン部が工具本体基端側に向かうにしたがい工具本体外周側に向かって傾斜して、マージン部に与えられる逃げがなくなってしまうおそれがある。そうすると、穴明け加工によって受ける切削抵抗が非常に大きくなって、加工効率が悪化したり、切刃挙動の安定化を図ることができずにビビリ振動が発生して、加工穴の内壁面精度が悪化するおそれが生じてしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、チップの取付精度が悪化したとしても、マージン部に与えられる逃げを確実に確保できるチップ及び穴明け工具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のチップは、略多角形平板状をなすチップ本体の一方の多角形面がすくい面とされるとともに、一の側面が逃げ面とされ、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、かつ、前記逃げ面に隣接する他の一の側面に、前記すくい面から他方の多角形面に向けて凸曲する円筒面が形成されて穴明け加工の際のマージン部をなすチップであって、このチップが穴明け工具に取り付けられたときに、前記すくい面に対向する方向から見て、前記マージン部が、前記穴明け工具の軸線方向で、該マージン部の先端と同一あるいはこれよりも先端側に位置する点を通り前記軸線に直交する直線上の点を曲率中心としたＲをなすように形成されていることを特徴とする。
また、本発明の穴明け工具は、軸線回りに回転される工具本体の外周に一対の切屑排出溝が形成され、これら切屑排出溝の工具回転方向の前方側を向く壁面の先端に形成されたチップ取付座に、本発明のチップを、前記すくい面が工具回転方向の前方側を向くとともに、前記逃げ面が工具本体先端側を向き、かつ、前記マージン部が工具本体外周側を向いて前記軸線を中心とした円筒面の一部をなすように取り付けたことを特徴とする。
このような構成とすると、チップのマージン部が、工具本体の先端側から基端側に向けて徐々に工具本体内周側に傾斜していくようなＲとなり、このマージン部に対して自動的に逃げが与えられて、バックテーパが付けられる。そして、マージン部のＲによって逃げを付けたことにより、たとえ、チップの取付精度が多少悪化したとしても、このＲによってバックテーパに相当する分だけの逃げを確実に得ることができる。
さらに、すくい面に対向する方向から見て、工具本体外周側に凸となる曲面状をなすマージン部によって滑らかに加工穴の内壁面を擦りとっていくので、その内壁面精度を向上させることもできる。
【０００７】
また、前記マージン部がなすＲの曲率半径が、１００〜１０００ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする。
ここで、マージン部がなすＲの曲率半径が小さすぎると、マージン部に与えられる逃げが極端に大きくなってしまい、切刃挙動を安定させることができず、一方、マージン部がなすＲの曲率半径が大きすぎると、マージン部に与えられる逃げが非常に小さくなってしまって、チップの取付精度によってはバックテーパの逆転が生じるおそれがあるので、本発明では、マージン部がなすＲの曲率半径を、１００〜１０００ｍｍの範囲に設定することにより、このマージン部に与えられる逃げを適切なものとすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態によるチップの斜視図、図２は同チップが取り付けられた穴明け工具の側面図、図３は図２における要部拡大図である。
【０００９】
本実施形態において、穴明け工具の工具本体１は、軸線Ｏ回りに回転される略円柱状を呈しており、その先端部外周には、工具本体１の先端面１Ａに開口して軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔの後方側にねじれつつ基端側に向かう一対の切屑排出溝２，２が、軸線Ｏに関して対称に形成されている。
また、この工具本体１の内部には、その基端面１Ｂから軸線Ｏに沿ってシャンク１Ｃの部分を先端側に向けて延び、先端部近傍において分岐して先端面１Ａに開口する潤滑冷却剤等の供給路３が形成されている。さらに、切屑排出溝２，２の工具回転方向Ｔの前方側を向く壁面２Ａ，２Ａの先端にはそれぞれチップ取付座４，４が形成されており、これらのチップ取付座４，４に、図１に示すようなチップが取り付けられている。
【００１０】
このチップは、チップ本体１０が、超硬合金等の硬質材料から構成されて略偏五角形平板状を呈しており、その一方の五角形面がすくい面１１とされ、他方の五角形面が着座面１２とされている。また、チップ本体１０の一の側面が逃げ面１３とされており、この逃げ面１３とすくい面１１との交差稜線部に切刃１４が形成されている。ここで、本実施形態のチップは、すくい面１１と逃げ面１３とが切刃１４を介して鋭角に交差したポジティブタイプとされ、この切刃１４にはホーニングが施されている。
さらに、すくい面１１の略中央部には、チップ本体１０を穴明け工具に取り付ける際の取付穴１５が、チップ本体１０の厚み方向に沿って着座面１２まで貫通するように形成されている。
【００１１】
逃げ面１３をなす一の側面に隣接するチップ本体１１の他の一の側面１６は、すくい面１１に対向する方向から見て、切刃１４の一端１４Ａ側の角部Ｃ１において、逃げ面１３と鋭角に交差するように配置されている。
さらに、逃げ面１３と側面１６とが交差する角部Ｃ１のすくい面１１上には、この角部Ｃ１の先端側に向かうにしたがい凸曲しつつ着座面１２側に向かう円筒面１７が形成されている。なお、この円筒面１７上において、角部Ｃ１の先端から離間し、側面１６側に位置する部分には、切欠部１７Ａが形成されている。
したがって、すくい面１１上に形成された円筒面１７が逃げ面１３に交差して切刃１４の一端１４Ａ側（側面１６側）の部分を形成することにより、切刃１４の一端１４Ａ側の部分は、この一端１４Ａ側に向かうにしたがい着座面１２側に向けて凸曲線状に湾曲して形成されることとなる。
【００１２】
また、逃げ面１３をなす一の側面に隣接するチップ本体１１のさらに他の一の側面１８は、すくい面１１に対向する方向から見て、切刃１４の他端１４Ｂ側の角部Ｃ２において、逃げ面１３と鈍角に交差するように配置され、かつ、切刃１４の他端１４Ｂから離間するにしたがい側面１６側に近づくように傾斜している。
【００１３】
さらに、この側面１８のすくい面１１側には、すくい面１１から着座面１２に向けて凸曲する円筒面が形成されてマージン部１９とされる。なお、側面１８におけるマージン部１９を除いた部分は、着座面１２側に向かうにしたがい内側に傾斜するように形成されている。
マージン部１９は、穴明け工具によって穿孔される加工穴の曲率半径と等しい曲率半径を有し、後述するように、工具本体１の軸線Ｏを中心とする円筒面の一部をなすようにして工具本体１に取り付けられ、穴明け加工の際に加工穴の内壁面に摺接することになる。
そして、本実施形態においては、マージン部１９が、すくい面１１に対向する方向から見て、チップ本体１０の外側に凸となるＲに形成されている。なお、これについては後述する。
【００１４】
また、切刃１４の他端１４Ｂ側の部分に連なるすくい面１１上には、この切刃１４から離間するにしたがい着座面１２側に向かうように傾斜する傾斜面２０が形成されるとともに、この傾斜面２０を挟んで切刃１４の他端１４Ｂ側の部分と反対側には、傾斜面２０に滑らかに連なり、切刃１４から離間するにしたがい凹曲面を描きつつ屹立するブレーカ壁面２１が形成されている。
【００１５】
一方、上記のようなチップが取り付けられるチップ取付座４は、切屑排出溝２の工具回転方向Ｔの前方側を向く壁面２Ａから一段凹むように形成された底面と、この底面から屹立して、工具本体外周側を向く壁面４Ａ及び工具本体先端側を向く壁面４Ｂとから構成されており、底面には図示されないネジ穴が形成されている。
【００１６】
そして、このチップ取付座４の底面は、上記のチップを取り付けた際に、そのすくい面１１が工具本体１の軸線Ｏに対して正の軸方向すくい角をなすように、工具本体基端側に向かうにしたがい工具回転方向Ｔの後方側に向かうように傾斜して形成されている。
また、チップ取付座４の底面に対向する方向から見たときに、チップ取付座４の工具本体外周側を向く壁面４Ａは、工具本体基端側に向かうにしたがい工具本体外周側に向かうように形成されており、さらに、チップ取付座４の工具本体先端側を向く壁面４Ｂは、工具本体外周側に向かうにしたがい工具本体先端側に向かうように形成されている。なお、これら壁面４Ａ，４Ｂが交差する角部には、チップの角部との干渉を避けるためのぬすみ部が形成されている。
【００１７】
このように形成されたチップ取付座４に、上記のチップが、その着座面１２をチップ取付座４の底面に密着させるとともに、側面１６を工具本体内周側に向けてチップ取付座の壁面４Ａに当接させ、さらに、逃げ面１３と反対側で側面１８に隣接する側面２２をチップ取付座４の壁面４Ｂに当接させて取り付けられる。この状態において、チップ本体１０は、そのすくい面１１が工具回転方向Ｔの前方側を向くとともに、逃げ面１３が先端逃げ面として工具本体先端側を向き、、また、マージン部１９が形成された側面１８が工具本体外周側を向くようになっている。
そして、取付穴１５に挿入されたクランプねじをチップ取付座４の底面に形成されたネジ穴にねじ込むことにより、チップが工具本体１に固定される。ただし、各チップ取付座４，４に取り付けられる２つのチップは、互いに同形同大のものであって、軸線Ｏについて対称に取り付けられている。
【００１８】
こうして取り付けられたチップの切刃１４，１４は、工具本体１の先端面１Ａから工具本体先端側に突出させられ、その一端１４Ａ，１４Ａが工具本体１の先端の工具回転中心に一致するようにして突き合わされるとともに、この一端１４Ａから他端１４Ｂに向かうにしたがいそれぞれ工具本体基端側に向けて傾斜するように配置される。また、側面１８に形成されたマージン部１９は、工具本体１の外周面からわずかに工具本体外周側に突出しており、軸線Ｏを中心とする円筒面の一部をなすように配置される。
【００１９】
このように、本実施形態のチップが穴明け工具に取り付けられた状態において、チップ本体１０を、そのすくい面１１に対向する方向から見たときに、マージン部１９は、軸線Ｏ方向で、マージン部１９における最も先端側に位置する点（切刃１４の他端１４Ｂ）と同じ位置に存在する点Ｘを曲率中心としたＲに形成されている。
すなわち、マージン部１９は、すくい面１１に対向する方向から見て、マージン部１９における最も先端側に位置する点（切刃１４の他端１４Ｂ）を通り、軸線Ｏに直交する直線上の点Ｘを曲率中心としたＲに形成されることになる。
【００２０】
そして、このマージン部１９がなすＲの曲率半径ａ、すなわち、曲率中心Ｘからマージン部１９までの距離は、１００ｍｍ≦ａ≦１０００ｍｍの範囲に設定されており、本実施形態においては、例えば、ａ＝４７２ｍｍに設定されている。
ここで、本実施形態における穴明け工具の切刃１４の外径Ｄ、すなわち、軸線Ｏに関して対称に取り付けられた２つのチップの切刃１４，１４の他端１４Ｂ，１４Ｂ同士の距離は、例えば２０ｍｍに設定されており、マージン部１９がなすＲの曲率半径ａは、切刃１４の外径Ｄに対して、５Ｄ≦ａ≦５０Ｄの範囲に設定されていることになる。
【００２１】
本実施形態によれば、チップのマージン部１９が、すくい面１１に対向する方向から見て、工具本体１の先端側から基端側に向けて徐々に工具本体内周側に傾斜していくＲとなり、このマージン部１９に対して自動的に逃げが与えられ、バックテーパが付けられることとなる。
このように、マージン部１９がなすＲによって、マージン部１９に逃げを付けたことから、たとえ、チップの取付精度が多少悪化して、マージン部１９の位置精度に狂いが生じたとしても、このＲによってバックテーパに相当する分だけの逃げを確実にマージン部１９に与えることが可能となる。それゆえ、穴明け加工によって受ける切削抵抗が大きくならないで、加工効率を良好に保ちつつ、切刃挙動の安定化を図ってビビリ振動が発生してしまうこともない。
しかも、穴明け加工中においては、Ｒ状に形成されたマージン部１９が、そのなめらかな曲面によって、加工穴の内壁面に摺接して、内壁面に発生したバリ等を擦りとっていくので、その内壁面精度を向上させることも可能となる。
【００２２】
ここで、マージン部１９がなすＲの曲率半径ａが１００ｍｍより小さいと、すくい面１１に対向する方向から見て、マージン部１９が、工具本体基端側に向かうにしたがい、極端に工具本体内周側に近づくようになり、このマージン部１９に与えられる逃げが必要以上に大きくなってしまって、切刃挙動の安定化といったマージン部１９を形成する効果を得ることができなくなってしまう。
一方、マージン部１９がなすＲの曲率半径ａが１０００ｍｍより大きいと、すくい面１１に対向する方向から見て、マージン部１９がほぼ直線に近い状態となり、マージン部１９に与えられる逃げが非常に小さくなってしまうので、チップの取付精度によっては、バックテーパが逆転してしまうおそれがある。
それゆえ、本実施形態では、マージン部１９がなすＲの曲率半径ａを、１００〜１０００ｍｍの範囲に設定することにより、このマージン部１９に与えられる逃げを適切なものとすることができた。なお、上述したような効果をより確実なものとするためには、マージン部１９がなすＲの曲率半径ａは、３００〜７００ｍｍの範囲に設定することが好ましい。
【００２３】
また、本実施形態においては、マージン部１９がなすＲの曲率中心Ｘは、軸線Ｏ方向において、マージン部１９の最も先端側に位置する点と同じ位置に設定されているが、これに限定されることなく、この曲率中心Ｘよりも軸線Ｏ方向の先端側に位置する点を曲率中心として、マージン部１９のＲの曲率半径を設定してもよい。
例えば、図３に示すように、曲率中心Ｘよりも、軸線Ｏ方向の先端側に０．５ｍｍ移動した点を曲率中心Ｘ′として、マージン部１９のＲの曲率半径ａ′を設定してもよい。この場合、本実施形態では、ａ′＝５６３ｍｍとされる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、すくい面に対向する方向から見て、穴明け工具の軸線方向で、マージン部の先端と同一あるいはこれよりも先端側に位置する点を通り前記軸線に直交する直線上の点を曲率中心としたＲをなすようにマージン部を形成して逃げを与えたことにより、たとえ、チップの取付精度が多少悪化したとしても、このＲによってバックテーパに相当する分だけの逃げを確実に得ることができる。
さらに、すくい面に対向する方向から見て、工具本体外周側に凸となる曲面をなすマージン部によって滑らかに加工穴の内壁面を擦りとっていくので、その内壁面精度を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本実施形態によるチップの斜視図である。
【図２】   本実施形態によるチップが取り付けられた穴明け工具の側面図である。
【図３】   図２における要部拡大図である。
【符号の説明】
１  工具本体
２  切屑排出溝
４  チップ取付座
１０  チップ本体
１１  すくい面
１３  逃げ面
１４  切刃
１４Ａ  切刃の一端
１４Ｂ  切刃の他端
１８  側面
１９  マージン部
【図１】
0004081998.tif 000002
【図２】
0004081998.tif 000003
【図３】
0004081998.tif 000004