(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを切削加工するためのインターナルピンミラー用のカッタ本体に着脱自在に装着されるインターナルピンミラー用のチップを装着したインターナルピンミラー用のカッタであって、
平行四辺形平板状をなす前記チップの上面には、短辺に沿って半径Ｒ１なる円弧状の面取りが付設され、長辺側については上面より下面に向かって正の角度θをもつ側面が形成され、さらに鈍角のコーナには、この鈍角のコーナより大きな鈍角のコーナを有する仮想の平行四辺形の短辺に沿って半径Ｒ２なる円弧状の面取りが付設されており、
前記チップは、チップの長辺側の側面がすくい面となるようにカッタ本体に装着されているとともに、前記半径Ｒ１なるコーナがクランクシャフトのピン部コーナと一致し、前記半径Ｒ２なる鈍角のコーナがクランクシャフトのショルダ部のコーナと一致するように配設されており、
前記クランクシャフトのピン部の加工に関しては、軸方向すくい角および半径方向すくい角がともに正角であり、前記クランクシャフトのショルダ部の加工に関しては、軸方向すくい角が正角となり、半径方向すくい角が負角となるように、前記チップが配設されていることを特徴とするインターナルピンミラー用のカッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、いわゆる竪インサート形のチップによって構成されるインターナルピンミラー用のチップおよびカッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランクシャフトの切削加工に使用されるピンミラーカッタは、切削部の形状に合わせてチップ形状を総形切刃に形成するものと、チップの組み合わせにより回転軌跡にける切刃形状が切削部の形状に創成されるようにするものとに大別される。後者は、四角形平板状をなすチップ本体の側面をすくい面とするいわゆる竪インサートによって構成されることが多く、この場合、チップは平板面を貫通する締付穴を利用してカッタ本体にねじ止め固定される。そして、利用可能な切刃数をできる限り多くとるために、従来では、チップは逃げ角を有しないネガチップに設定されるので、カッタへの取付角度は、切削時における逃げを確保するために、必然的に軸方向すくい角・半径方向すくい角がともに負角に設定されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようにチップ取付けの諸角度が負角に設定された従来のピンミラーカッタは、殊に、剛性の低いクランクシャフトの加工や、切削幅の狭い鋼製のクランクシャフトの加工において、以下のような問題が起きることがあった。すなわち、生成される切屑が加工物の側面方向に流れて擦過しやすい角度設定となっているので、加工面を傷付けやすく、面あらさを悪くする要因となっていた。また、加工物の側面と強力に接触することでもって切屑が強制カールすることから、過大な切削負荷が切刃にかかってチッピング損傷を招いたり、切削熱が高温となることからサーマルクラックが起きやすくなっていた。さらに、切削抵抗が高いことや、負角であることに起因する加工物への食付き性の悪さが、びびりなどの異常振動を誘発していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、平行四辺形平板状をなすチップ本体の上面には、短辺に沿って半径Ｒ１なる円弧状の面取りが付設され、長辺側については上面より下面に向かって逃げ角θをもつ側面が形成され、さらに鈍角のコーナには、この鈍角のコーナより大きな鈍角のコーナを有する仮想の平行四辺形の短辺に沿って半径Ｒ２なる円弧状の面取りが付設されたインターナルピンミラー用のチップであることを特徴とするものである。
【０００５】
そしてインターナルピンミラー用のカッタについては、前記チップの長辺側の側面がすくい面となるようにカッタ本体に装着されるとともに、前記半径Ｒ１なるコーナがクランクシャフトのピン部コーナと一致し、前記Ｒ２なるコーナがクランクシャフトのショルダ部のコーナと一致するように配設されることを特徴とし、加えて、ピン部の加工に関しては、軸方向すくい角および半径方向すくい角がともに正角であり、ショルダ部の加工に関しては、軸方向すくい角が正角となり、半径方向すくい角が負角となるよう構成されていることを特徴とする。
【０００６】
この発明は、切刃の加工物への食付き性の向上、切屑離れ・切屑排出性の改善、切削抵抗の低減化による切れ味向上・振動抑制などを狙いとして、切削のすくい角を正角に設定するようにしたものである。このとき、独特のチップ形状としたことにより、正のすくい角をいわゆる竪インサート形のチップでもって実現している。これにより、チップクランプを構成する部品点数が少ないためにカッタ本体を削り取る量も少なく、もってカッタ本体の剛性低下が防げるといった竪インサート形の特長が生かされる。しかも、ポジチップでありながら、ピン部とショルダ部との間でコーナチェンジすることで、一つのチップで４コーナ利用できるようになっている。カッタ全体でみても、勝手違いの２種類のチップでもって、切刃が構成できるようになっている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の一形態について、図を参照しながら説明する。図１および図２は、本発明チップの一形態であって、勝手が右勝手のものを示している。チップ１は、上面２を正面としたときに平行四辺形状の平板形状であり、平行四辺形の長辺３に隣接する側面は、上面２から下面４に向かって逃げ角θを有する側面５となっている。また、チップ１の中央部には、上面２から下面４まで貫通する皿穴が穿設されて、チップ装着時の取付穴６となっている。
【０００８】
チップ１の上面２には、平行四辺形の短辺７１に沿って半径Ｒ１なる円弧状の面取り８１が付設される。さらに平行四辺形の鈍角コーナ９には、この鈍角コーナ９より大きな鈍角のコーナを有する仮想の平行四辺形の短辺７２に沿って、半径Ｒ２なる円弧状の面取り８２が付設される。このときの短辺７２の方向、すなわち面取り８２の付設方向は、後述するショルダ部の加工用としてカッタ本体に装着されたときに、その半径方向すくい角との関連のなかで適宜決められるものである。
【０００９】
図３は、インターナル形のピンミラーカッタ１０を示したものである。中空円板をなすカッタ本体の中空内周面およびこれに隣接する両側面には切屑ポケット１１が凹設される。切屑ポケット１１を回転方向前方となるようにチップ座が切欠きされ、このチップ座にチップ１が締付ねじ１２によって竪インサート形に締付固定される。したがって、チップ１の両側面５の一方が切削時のすくい面となる。このとき、内周面に装着されるチップ１は、両側面に装着されるチップ１よりカッタ本体の中心方向にやや突出して配設され、両側面のチップ１は、内周面のチップ１よりカッタ本体の側面方向にやや突出して配設される。そして、回転軌跡においてクランクシャフト切削の切刃を創成するようにし、内周面に装着されたチップ１がピン部の加工を、両側面に装着されたチップ１がショルダ部の加工を行うようにする。
【００１０】
ピン部加工用のチップ１は、内周面に沿って千鳥状に配設されるので、チップ１の片側がカッタ本体部分として残る。この実施形態において、当該部分にショルダ部加工用のチップ１が配設されて、ピン切削とショルダ切削のチップ１がペアとなって装着されている。よって、ピンとショルダとは同時に切削されることになり、切削力の左右のバランスがとれた構成となる。
【００１１】
チップ１は、詳しくは図４に示すように、最小限勝手の異なる２種類の形状でもって賄うことができる。すなわち、同図において、向かって右側の２つは右勝手、左側の２つは左勝手のチップ１が使用される。そして、チップ１のそれぞれのコーナが、クランクシャフトのピン部の半径Ｒ１なるコーナ、およびショルダ部の半径Ｒ２なるコーナと一致して装着される。具体的な数値としては、たとえば、Ｒ１＝２．５ｍｍ、Ｒ２＝３．０ｍｍといった大きさとなる。
【００１２】
チップ１は、同一チップ座内で反転することにより、２つの側面５のそれぞれをすくい面として利用できる。また同一勝手のチップ同士で、ピン部とショルダ部とを入れ替えてコーナチェンジすることにより、未使用コーナを利用できるようになる。一つのチップ１で都合４回使用できることとなる。
【００１３】
次にチップ１の取付け角度に関してであるが、図３に示すように、ピン部の加工では、軸方向すくい角α１と半径方向すくい角β１がともに正角であり、ショルダ部の加工では、軸方向すくい角α２が正角、半径方向すくい角β２が負角となるよう構成する。半径方向すくい角β１と軸方向すくい角α２が切削時の実質的なすくい角であり、ともに正角なので、切削の食付き性や切れ味、切削抵抗などに好影響を及ぼす。また、軸方向すくい角α１と半径方向すくい角β２は、実質的に切屑の流出方向を左右する因子であって、軸方向すくい角α１はピン部より生成される切屑を抱き込むようにして切屑がショルダと接触するのを防ぎ、半径方向すくい角β２についても、ショルダ部から生成される切屑を障害のない中空部方向に押しやる作用を有している。
【００１４】
上記のような構成が可能であって、その上、上記のごとき作用が効果的に現れるようにするには、平行四辺形状をなすチップ１の鋭角のコーナが７０゜〜８０゜、側面５の逃げ角θが７゜〜２０゜であって、軸方向すくい角α１＝５゜〜１５゜、半径方向すくい角β１＝３゜〜１５゜、軸方向すくい角α２＝３゜〜１５゜、半径方向すくい角β２＝−１５゜〜−３０゜であることが好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
実質ポジチップである竪インサート形のチップでもって、クランクシャフトのピン部およびジャーナル部の切削切刃を創成することにより、ピン部およびジャーナル部を正のすくい角でもって切削することのできるピンミラーカッタが提供できるようになる。その結果、切刃の加工物への食付き性や切れ味が良好となり、切削抵抗も減少するので、びびりなどの振動が抑制できるとともに、チップのサーマルクラックも防げるようになる。さらに、切屑を巻き込まない角度設定となっているので、切屑の噛み込みに原因する切刃のチッピング損傷が防止される。しかも、独特なチップ形状の採用によって、一つのチップで４回使用できるようになっており、経済的である。加えて、チップの入れ替えが、従来のピンミラーカッタにありがちな交錯する入れ替えがないので、チップの付け間違いが起きにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態であるチップを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ矢視図、（ｄ）はＢ矢視図である。
【図２】図１のチップの斜視図である。
【図３】この発明の実施の一形態であるピンミラーカッタ全体の略１／４部分を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図（ただしチップは回転軌跡の図）、（ｃ）は底面図である。
【図４】図３（ｂ）に相当する図で、チップの位置関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１  チップ
２  上面
５  側面
８１，８２  面取り
１０  ピンミラーカッタ
Ｒ１  （面取り８１の）半径
Ｒ２  （面取り８２の）半径
α１  （ピン部の）軸方向すくい角
α２  （ショルダ部の）軸方向すくい角
β１  （ピン部の）半径方向すくい角
β２  （ショルダ部の）半径方向すくい角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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