(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ本体のすくい面と逃げ面とが交差する切刃稜線部に、チャンファー状の面取り面が該切刃稜線部に沿って形成されるとともに、この面取り面と上記逃げ面との交差稜線部には、上記切刃稜線部に直交する断面において互いに凸状に交差する複数の直線によって構成されて全体として凸状をなす擬似Ｒ面が形成されており、上記切刃稜線部に直交する断面において上記擬似Ｒ面を構成する上記直線の数が３以上であって、該疑似Ｒ面は、上記直線と同数の平面が、上記直線に沿った幅が互いに等しくされるとともに、隣接する平面同士の交差角も互いに等しくされるように連なって形成され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】
上記切刃稜線部に直交する断面において、上記疑似Ｒ面と上記面取り面および逃げ面との交点と、該擬似Ｒ面を構成する上記直線同士の交点とを結ぶ円弧の半径が０．０２〜０．０７mmの範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイチップ。
【請求項３】
上記すくい面の表面粗さが、上記逃げ面と擬似Ｒ面との交差稜線から１００μｍの範囲内における該逃げ面の表面粗さの１／２以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスローアウェイチップ。
【請求項４】
上記すくい面の表面粗さがＲｍａｘ０．０１〜２．０μｍの範囲内であり、かつ上記逃げ面の表面粗さがＲｍａｘ０．１〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに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、スローアウェイ式の切削工具の工具本体に着脱可能に取り付けられて各種の切削加工に使用されるスローアウェイチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のスローアウェイチップとしては、平板状をなすチップ本体の平板面がすくい面とされるとともに周面が逃げ面とされ、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たものが一般的によく知られており、最近では、この切刃の部分を高硬度のＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）によって形成した、いわゆるＣＢＮチップも多用されるようになってきているが、このようなＣＢＮチップは、高硬度である反面、超硬合金などに比べると靭性に乏しくて脆弱であり、チッピングや欠損が生じやすい傾向がある。そこで、特にこのようなＣＢＮチップでは、チッピングや欠損を防止するために、上記切刃稜線部にホーニングを施して面取り面を形成することが行われる。ここで、このようなホーニングとしては、上記面取り面がすくい面や逃げ面に鈍角に交差する平面となるチャンファー状のものや、切刃稜線部に直交する断面において面取り面が円弧状をなす丸ホーニングが一般的であり、また図４に示すようにチャンファー状の面取り面１と逃げ面２との交差稜線部にさらに丸ホーニング３を施す場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のホーニングにおいて、まずチャンファー状のホーニングのみを施しただけでは、このチャンファー状の面取り面とすくい面や逃げ面との交差稜線が未だ鋭利であるため、ホーニングを施してもこの稜線部分において欠損が生じやすくなってしまう。また、ＣＢＮが硬質であるため、現状の丸ホーニング加工技術ではあまり大きなホーニング幅を確保することはできず、このため丸ホーニングのみを施そうとすると、例えば一般に必要とされる０．０７mmを越えるホーニング幅をとるにはホーニングの処理コストが高価となってしまい、工業的には実用的ではない。
【０００４】
一方、図４に示したようにチャンファー状の面取り面１にさらに丸ホーニング３を施す場合には、面取り面全体を丸ホーニングとするのに比べて大きな丸ホーニング幅を要することはない。しかしながら、このような場合でも、切刃の靭性を改善しようとすると上記断面における丸ホーニング３の半径Ｒを大きくしなければならなくなって著しい耐摩耗性の低下を招くこととなり、特に焼き入れ鋼の加工を行う場合においてはバリが発生する結果となる。その一方で、逆に上記半径Ｒを小さくすると、切刃の靭性向上効果が乏しく、耐チッピングや耐欠損性において十分な効果が期待できない。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、耐摩耗性の向上を図りつつも切刃の靭性を確保して、バリを防止するとともにチッピング、欠損の発生を抑え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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、チップ本体のすくい面と逃げ面とが交差する切刃稜線部に、チャンファー状の面取り面を該切刃稜線部に沿って形成するとともに、この面取り面と上記逃げ面との交差稜線部には、上記切刃稜線部に直交する断面において互いに凸状に交差する複数の直線によって構成されて全体として凸状をなす擬似Ｒ面を形成し、上記切刃稜線部に直交する断面において上記擬似Ｒ面を構成する上記直線の数が３以上であって、該疑似Ｒ面は、上記直線と同数の平面が、上記直線に沿った幅が互いに等しくされるとともに、隣接する平面同士の交差角も互いに等しくされるように連なって形成されていることを特徴とする。従って、このように構成されたスローアウェイチップにおいては、上記擬似Ｒ面が、断面が折れ曲がりながらも全体としてはチャンファー状の面取り面から逃げ面に向けて凸状に形成されるため、この面取り面から逃げ面の間を丸ホーニングとするのに比べて耐摩耗性を向上させることができる一方、各折れ曲がり線同士の交差角は平均的に面取り面と逃げ面との交差角よりも大きくなって切刃の靭性が向上し、また加工コストも低廉ですむ。なお、このような疑似Ｒ面は、例えばダイヤモンド等の遊離砥粒を付着させたブラシによってチップ本体を研磨することにより、容易に形成することができる。
【０００７】
また、上記切刃稜線部に直交する断面において上記擬似Ｒ面を互いに凸状に交差する複数の直線によって構成しているので、より効果的に耐摩耗性と切刃の靱性との向上を図ることができる。ただし、この場合において、上記切刃稜線部に直交する断面において上記擬似Ｒ面を構成する上記直線の数は３以上であり、すなわちこの擬似Ｒ面の断面が２つ以下の直線で形成されることになると、両直線の交差角が小さくなって耐欠損性が向上が損なわれるおそれが生じる。また、この場合においては、上記疑似半径Ｒとして、上記切刃稜線部に直交する断面において、上記疑似Ｒ面と上記面取り面および逃げ面との交点と、該擬似Ｒ面を構成する上記直線同士の交点とを結ぶ円弧の半径が０．０２〜０．０７mmの範囲内とされるのが望ましく、これを下回ると折れ曲がり線同士の交差角が小さくなって耐欠損性の向上が損なわれるおそれがある一方、逆にこれを上回ると耐摩耗性の向上が阻害されるおそれが生じる。
【０００８】
一方、上記すくい面の表面粗さを、上記逃げ面と擬似Ｒ面との交差稜線から１００μｍの範囲内における該逃げ面の表面粗さの１／２以下とすれば、切削時に生成される切り屑の流れがよくなり、切刃やすくい面に溶着などが生じるのを防ぐことができる。より具体的には、すくい面の表面粗さはＲｍａｘ０．０１〜２．０μｍの範囲内とされ、かつ逃げ面の表面粗さはＲｍａｘ０．１〜５．０μｍとされるのが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、チップ本体１１は超硬合金等の硬質材料から形成されて方形の平板状をなし、その１の方形面がすくい面１２とされるとともに周面が逃げ面１３とされ、これらすくい面１２と逃げ面１３との交差稜線部が切刃稜線部１４とされている。ここで、このすくい面１２の１のコーナ部には、超硬合金等の硬質焼結体１５とＣＢＮ焼結体１６とを層状に一体焼結した切刃チップが、そのＣＢＮ焼結体１６部分をすくい面１２側に向けてろう付け等により接合されており、上記切刃稜線部１４は、このＣＢＮ焼結体１６部分に形成されている。
【００１０】
そして、この切刃稜線部１４には、該切刃稜線部１４に直交する断面において図２に示すように、すくい面１２と逃げ面１３とに鈍角に交差する方向にチャンファー状の平面よりなる面取り面１７が形成されるとともに、この面取り面１７と上記逃げ面１３との交差稜線部には、同じく該切刃稜線部１４に直交する断面において図３に拡大図示したように複数の折れ曲がり線によって構成されて全体として凸状をなす擬似Ｒ面１８が形成されており、特に本実施形態ではこの疑似Ｒ面１８は複数（本実施形態では４つ）の直線が凸状をなして折れ曲がるように連なって形成されている。すなわち、この擬似Ｒ面１８は、上記直線と同数の平面１９…が、面取り面１７と逃げ面１３との間を切刃稜線部１４に沿って延びるように、また面取り面１７から逃げ面１３に向けて互いに鈍角に交差しつつ凸状をなして連なるように形成されてなるものであり、本実施形態ではその上記直線に沿った幅が互いに等しくされるとともに、隣接する平面１９…同士の交差角も互いに等しくされており、従って上記断面において隣接する直線同士が交差する３つの曲折点Ｏ…と、この擬似Ｒ面１８と上記面取り面１７および逃げ面１３との交点Ｐ，Ｑとは、１の円弧上に位置することとなる。しかして、本実施形態では、この円弧の半径、すなわち擬似Ｒ面１８の断面がなす擬似半径Ｒは０．０２〜０．０７mmの範囲内とされている。
【００１１】
一方、本実施形態では、上記すくい面１２の表面粗さが、ＪＩＳ Ｂ ０６０１で規定される最大高さにおいてＲｍａｘ０．０１〜２．０μｍの範囲内とされ、また逃げ面１３の表面粗さは、少なくとも上記断面における交点Ｑすなわち逃げ面１３と擬似Ｒ面１８との交差稜線から１００μｍの範囲内において、Ｒｍａｘ０．１〜５．０μｍの範囲内とされている。そして、さらに本実施形態では、上記すくい面１２の表面粗さが、この逃げ面１３と擬似Ｒ面１８との交差稜線から１００μｍの範囲内における該逃げ面１３の表面粗さの１／２以下となるように設定されている。
【００１２】
従って、このように構成されたスローアウェイチップによれば、上記面取り面１７と逃げ面１３との交差稜線部に上述のような擬似Ｒ面１８が形成されているため、まずこれら面取り面１７と逃げ面とを直接交差させるのに比べて、当該交差稜線部分におけるチップ強度の向上を図って切刃稜線部１４の靭性を確保することができ、この切刃稜線部１４がＣＢＮ焼結体１６部分に形成されていても、チッピングや欠損等の発生を防止することができる。また、すくい面１２と逃げ面１３とが交差する切刃稜線部１４全体に丸ホーニングを施す場合に比べては、疑似Ｒ面１８が断面において複数の折れ曲がり線によって構成されて全体として凸状をなすように形成され、特に本実施形態では面取り面１７および擬似Ｒ面１８を構成する上記平面１９…がすべて平面状であるので、その形成にさほど高い加工技術を要することがなく、加工コストを抑えることが可能となる。そして、さらにこの面取り面１７と逃げ面１３との交差稜線部のみに丸ホーニングを施す場合に比べても、該擬似Ｒ面１８が平面１９…によって構成されるため、上記交点Ｏ，Ｐ，Ｑ間で各平面１９…が上記擬似半径Ｒの円に対して後退した状態となり、被削材との接触が少なくなるので耐摩耗性の向上を図ることができ、たとえ焼き入れ鋼などを切削加工する場合でもバリの発生を抑えて円滑な加工を促すことが可能となる。
【００１３】
なお、本実施形態では、この擬似Ｒ面１８を上述のように４つの平面１９…から構成して、上記断面においてこの擬似Ｒ面１８がなす直線の数を４つとしているが、これが例えば２つであって、すなわち上記交点Ｐ，Ｑ間で擬似Ｒ面１８が１つの交点Ｏのみで曲折するように構成されていたりすると、この交点Ｏ部分において平面１９同士の交差角が大きくなって欠損等を確実に防止することができなくなるおそれが生じる。このため、この断面における直線の数は、チップ本体１１の大きさやすくい面１２から逃げ面１３にかけてのホーニング幅全体の大きさなどにもよるが、３つ以上とされるのが望ましい。ただし、この直線の数があまりに多くなりすぎても、丸ホーニングを施した場合と変わらなくなって上述の効果が十分に奏功されなくなるおそれがあるので、これもチップ本体１１の大きさやホーニング幅の大きさによるが、該直線の数は３〜１０とされるのが望ましい。
【００１４】
また、本実施形態では、この擬似Ｒ面１８の断面がなす上記曲折した直線による円弧の擬似半径Ｒを０．０２〜０．０７mmの範囲内としているが、これについてもチップ本体１１やホーニング幅によるものの、この擬似半径Ｒが上記範囲を下回ると該擬似Ｒ面１８自体が鋭利となって欠損等を招くおそれが生じる一方、逆に擬似半径Ｒがこれより大きいと、擬似Ｒ面１８が１平面に近くなって面取り面１７や逃げ面１３との交差稜線部で欠損が生じやすくなってしまう。このため、この擬似半径Ｒは本実施形態のように０．０２〜０．０７mmの範囲内とされるのが望ましい。
【００１５】
一方、本実施形態では、そのすくい面１２の表面粗さが、逃げ面１３の上記擬似Ｒ面１８側の部分の表面粗さの１／２以下とされており、これにより、切削加工時に上記切刃稜線部１４によって生成されてすくい面１２上を擦過する切り屑の流れをよくすることができて、これら切刃稜線部１４やすくい面１２に溶着が発生したりするのを防ぐことができ、また切削抵抗の低減を図ることもできる。しかも、本実施形態では、このすくい面１２の表面粗さがＲｍａｘ０．０１〜２．０μｍの範囲内とされるとともに、逃げ面１３の表面粗さはＲｍａｘ０．１〜５．０μｍの範囲とされており、従って上記効果を一層確実に奏功することが可能となる一方、逃げ面１３に関してはさほど厳密な表面粗さの管理を要することがなく、当該スローアウェイチップの製造工程の簡略化を図ることができるという利点も得られる。
【００１６】
次に、本実施形態に関わるスローアウェイチップと、上述した各種の従来のスローアウェイチップとで、旋削による切削試験を行った結果を表１に示す。なお、チャンファ幅Ｃおよび丸幅Ｄは図２に示した通りであり、全体のホーニング幅は共通して０．１mmとされるとともに、実施形態ではこのうち丸幅Ｄの部分が擬似Ｒ面１８とされている。また、この切削試験における切削条件は、以下の通りである。
0004228557.tif 000002
【００１７】
【表１】
0004228557.tif 000003
【００１８】
しかるに、この表１の結果より、ホーニングがチャンファー状の面取り面だけであったり、丸ホーニングが施されていてもその丸幅Ｄが小さかったりしたものでは、切刃稜線部に欠損が生じて早期にチップ寿命が費えた一方、逆にホーニング全体が丸ホーニングであったり、丸ホーニングとチャンファーホーニングとを施したものでもその丸幅Ｄが大きいものでは、耐摩耗性が損なわれてバリの発生が認められたのに対し、本実施形態に関わるスローアウェイチップでは、概ね欠損やバリの発生はなく、長い切削時間を経ても逃げ面摩耗ＶＢが総じて０．１mm程度に抑えられていた。なお、表１下段のホーニング幅０．１mm全体を擬似Ｒ面としたものでは、その最もすくい面側の上記平面を面取り面と考えれば本発明の実施形態とされるものであるが、そのようなものでは上記直線の数を多くするとホーニング全体に丸ホーニングを施したものに近くなってバリが発生したため、この擬似Ｒ面を形成する直線の数は上述したように３〜１０とされるのが、やはり望ましい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工コストを抑えつつも、チッピングや欠損の発生を防ぎ、しかも耐摩耗性の向上を図ることが可能となり、これによりチップ寿命の延長を促すとともに高い加工精度を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】  図１に示す実施形態における切刃稜線部１４に直交する断面図である。
【図３】  図２における鎖線円部分の拡大図である。
【図４】  従来のスローアウェイチップの切刃稜線部に直交する断面図である。
【符号の説明】
１１  チップ本体
１２  すくい面
１３  逃げ面
１４  切刃稜線部
１７  チャンファー状の面取り面
１８  擬似Ｒ面
１９  擬似Ｒ面１８を構成する平面
【図１】
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【図２】
0004228557.tif 000005
【図３】
0004228557.tif 000006
【図４】
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