(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形平板状をなすスローアウェイチップの上下面の稜線には切刃を、該切刃に沿って形成されたランド部の内側にブレーカ溝を、該上下面の中央部に形成されたボス面を、ノーズ部に向かって伸在させた第１ブレーカ突起と、平面視において該ノーズ部の２等分線に対して対称となる位置に一対の第２ブレーカ突起を形成し、該第２ブレーカ突起は、該ノーズ部近傍の該ランド部に続く傾斜面から、該切刃の中央部に向けてブレーカ溝底部を横断し、該第１ブレーカ突起の側面の下側に沿うように設け、更に、再度、該切刃の中央部に向けてブレーカ溝底部を横断し、該第２ブレーカ突起の終端は該傾斜面に達して、該切刃の中央部方向に湾曲状に設けたことを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項２】
請求項１記載のスローアウェイチップにおいて、該第１ブレーカ突起と一対の該第２ブレーカ突起との間に、ノーズ部の切刃に対向する凹状部を形成したことを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項３】
請求項１記載のスローアウェイチップにおいて、該ブレーカ溝の立上がり面の傾斜角を２段とし、該ブレーカ溝底部から該切刃の高さより低位な部分の第１傾斜角は、該切刃の高さより高位な部分の第２傾斜角より小さな角としたことを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項４】
請求項１乃至３記載のスローアウェイチップにおいて、該第２ブレーカ突起の高さは該切刃より低位であることを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項５】
請求項１乃至４記載のスローアウェイチップにおいて、該第２ブレーカ突起の頂部断面形状が略円弧状であることを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項６】
請求項１乃至５記載のスローアウェイチップにおいて、該ノーズ部のランド幅を狭くした狭幅部を形成したことを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項７】
請求項１乃至６記載のスローアウェイチップにおいて、該ランド部の幅は、該切刃の中央部に向けて拡幅したことを特徴とする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】
本発明は旋削加工に使用されるスローアウェイチップ、特に中切削から仕上げ切削までの広い範囲の切削加工において適切な切屑処理ができるスローアウェイチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の部品加工においては素材のニアネットシェイプ化が進み、これに対応してスローアウェイチップに求められる特性も変化しつつある。具体的には、ニアネットシェイプ素材の加工においては、加工部位によって切込み量が大きく変化している。このためスローアウェイチップには、中切削から仕上げ切削までの幅広い領域の切屑処理を適切に行なう機能が求められている。これらの要求に対処するために、既に種々のブレーカ形状を有するスローアウェイチップが提案されている。例えば、特開平１１−４８００６号公報にはノーズ部のブレーカ溝をノーズ切刃より離れるにしたがい低位となる傾斜面と、底部よりボス面の突起に向かって起立する起立面を形成するとともに、この突起の先端は平面視においてノーズ部を囲む凹状を呈することにより、軽切削から中切削にかけて広範囲に適応できるスローアウェイチップが開示されている。また、同公報には起立面の起立角度は１０°〜３０°すること、ノーズ部から離れるに従ってブレーカ溝の懐を広くすることも開示されている。
【０００３】
また、ブレーカ溝のノーズ部分に複数個のブレーカ突起を設けて仕上げ切削、軽切削及び中切削における切屑処理が汎用的に行なえるようにしたスローアウェイチップとしては、例えば、特開平６−５５３１２号公報には、ブレーカ溝のノーズ部分には第１ブレーカ突起及び一対の第２ブレーカ突起を近接して形成し、さらに狭域幅のブレーカ溝部分の立上り壁によって第３のブレーカ突起を形成することにより、仕上げ切削から軽、中切削における切屑の処理領域の拡大を図ったいる。特開２０００−１７６０７号公報には、ノーズ部分に延伸するボス面の先端に半球状体をした第１ブレーカ突起を、この第１ブレーカ突起からやや後退してノーズ部の２等分線を挟む対象位置に第２ブレーカ突起を配設し、更に、第２ブレーカ突起は切刃に略垂直な辺稜と切刃から次第に離間する辺稜とにより囲まれる三角形状の頂部平坦部を形成することにより、高延性鋼材に対して特に優れた切屑処理性を有する例が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平１１−４８００６号公報では、仕上げ切削用ブレーカ突起と中切削用ブレーカ突起が共用されているために、両条件において十分な切屑処理性を同時に確保することは困難である。上記特開平６−５５３１２号公報では、仕上げ切削時に発生する切屑は極めて薄いために不安定な動きをする。よって、第１ブレーカ突起の位置やその立上がり角度のみを考慮しただけでは、仕上げ切削時に発生する切屑を確実に処理することはできない。上記特開２０００−１７６０７号公報では、特定材質の切削に適用するために第１及び第２ブレーカ突起の形状と配置を改善しており、様々な鋼種等には対応できない。
【０００５】
本発明は、上記従来例を改善し、一般の鋼材の仕上げ切削と中切削のそれぞれの領域で適切に切屑処理を行なうことができる２種類のブレーカ突起を設けることにより、広い切削領域において十分な切屑の処理性を発揮することができるスローアウェイチップの提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多角形平板状をなすスローアウェイチップの上下面の稜線には切刃を、該切刃に沿って形成されたランド部の内側にブレーカ溝を、該上下面の中央部に形成されたボス面を、ノーズ部に向かって伸在させた第１ブレーカ突起と、平面視において該ノーズ部の２等分線に対して対称となる位置に一対の第２ブレーカ突起を形成し、該第２ブレーカ突起は、該ノーズ部近傍の該ランド部に続く傾斜面から、該切刃の中央部に向けてブレーカ溝底部を横断し、該第１ブレーカ突起の側面の下側に沿うように設け、更に、再度、該切刃の中央部に向けてブレーカ溝底部を横断し、該第２ブレーカ突起の終端は該傾斜面に達して、該切刃の中央部方向に湾曲状に設けたことを特徴とするスローアウェイチップである。
【０００７】
現在、最も多く使用されているコーナＲが０．８ｍｍであるスローアウェイチップを用いて、仕上げ切削領域である切り込み量ｄ＝０．５ｍｍの切削を行なうと、コーナＲ部内での切削となり、発生する切屑は実際の切込み量よりも幅広で薄く弾力性に富んだものとなる。この切屑は流出方向も不安定になり、従来のブレーカ突起では拘束することが困難である。本発明は、このような不安定な切屑に対処するために、平面視でノーズ部の２等分線上に配置した第１ブレーカ突起とは別に、この２等分線に対して対称となる位置に、一対の第２ブレーカ突起を第１ブレーカ突起よりもコーナＲ寄りから立上がらせ、切刃の中央部方向に湾曲状に配設する。この位置関係で第１及び第２ブレーカ突起を設けることにより、第１ブレーカ突起と一対の第２ブレーカ突起との間に、ノーズ部に対向する凹状部を形成する。凹状部により、仕上げ切削時に発生する不安定な切屑を一対の第２ブレーカ突起、すなわち２点で拘束することが可能になり、切屑を幅方向に湾曲させ折断を促進させることができる。また、仕上げ切削用に配設された第２ブレーカ突起は、切刃の高さより低位になるように形成し、更に切刃である稜線から離れるに従ってその高さを低くしている。これにより、切り込み量が２ｍｍ程度の中切削を行った場合においても、第２ブレーカ突起が切屑の流動を阻害することなく、第１ブレーカ突起により切屑の折断を行うことができるのである。更に、本発明では、第１ブレーカ突起が切屑と衝突する付近の立上がり面の傾斜角度を小さくして衝突時の衝撃を軽減するようにし、切屑が第１ブレーカ突起の立上がり面の上部に移動するにつれて切屑への拘束力を高めるため、この立上がり面の傾斜角度を該衝突する付近よりも大きくする。また、第１及び第２ブレーカ突起を適切な位置に設けることにより、ノーズ部のコーナＲ部内を使用した仕上げ切削領域から深い切込みの中切削領域まで広域な切屑処理が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本発明のスローアウェイチップ１は、サーメットや超硬合金などの硬質材料を多角形状に形成したもので、厚さ方向に並ぶ一対の上下面２と、これら上下面２の周囲にこれらに対して垂直に設けられた４つの側面３と、スローアウェイチップ１の本体の中心を貫通する取付孔４とを有している。上下面２は、切刃６から取付孔４に向かい、ランド部９、傾斜面１０、ブレーカ溝底部１１、第１ブレーカ突起１３の立上がり面１２、第１ブレーカ突起１３及び平面状をなすボス面５、から構成される。上下面２と各側面３との交線である稜線には切刃６が形成されている。更に、隣接する切刃６が交わる角部にはノーズ部７が形成される。これらの傾斜面１０、ブレーカー溝底部１１、立上がり面１２がブレーカ溝を形成することになる。ボス面５はノーズ部７の方向に突出して第１ブレーカ突起１３を形成している。第１ブレーカ突起１３のノーズ部７の方向に突出した立上がり面１２は、ノーズ部７に配設されている傾斜面１０から、望ましくは傾斜面１０の中腹部から形成するようにする。この第１ブレーカ突起１３は、ノーズ部７の２等分線Ａ−Ａ線に沿って切刃６より高位になるように形成されている。第１ブレーカ突起１３は、スローアウェイチップ１の中心側へ向かうに従ってその幅が広げられ、第１ブレーカ突起１３はボス面５へと連なる。
この結果、工具本体への取り付け時の着座面積が大きく確保されるようになる。
【０００９】
図２は、図１のＡ−Ａ線の断面図で有り、第１ブレーカ突起１３の立上がり面１２は、刃先６の高さより低位な部分ではその第１傾斜角１４を１０°〜２０°と緩やかにする。そして、切刃６の高さより高位な部分ではその第２傾斜角１５を２０°〜３０°に設定する。このように立上がり面１２を２段階の第１傾斜角１４、第２傾斜角１５を設けることにより、切屑はまず緩やかな第１傾斜角１４の立上がり面１２に衝突してその衝撃を緩和させられ、続いて第２傾斜角１５の立上がり面１２により衝突後の拘束性を高められるようになる。
本発明においては、ノーズ部７の２等分線Ａ−Ａ線に対して対称となる位置に、図３は、図１のＢ−Ｂ線の断面図で有り、断面形状が半円状である一対の第２ブレーカ突起１６を設ける。第２ブレーカ突起１６は、ノーズ部７近傍の傾斜面１０の中腹部から形成する。更に、図１の様に、第２ブレーカ突起１６は、切刃６の中央部に向けてブレーカ溝底部１１を横断し、該第１ブレーカ突起の側面の下側に沿うように設け、更に、再度、該切刃の中央部に向けてブレーカ溝底部を横断し、切刃６に対して湾曲状になるように配設し、その終端は傾斜面１０に達するようにする。また、第２ブレーカ突起１６の高さは、切刃６の高さよりも低位になるように形成する。
第１ブレーカ突起１３、第２ブレーカ突起１６を設けることにより、第１ブレーカ突起１３と一対の第２ブレーカ突起１６との間には、ノーズ部７に対向する凹状部１７が形成される。第２ブレーカ突起１６は、ノーズ部７の傾斜面１０から第１ブレーカ突起１３の方向に向うにつれてその頂部の高さが次第に低くなるように形成する。この第２ブレーカ突起１６の頂部の最低位と最高位との差は、０．０３〜０．０７ｍｍ程度に設定するのが好ましい。このように第２ブレーカ突起１６の頂部に高低差を設けることにより、中切削時に生じる幅広の切屑に対して、切屑が第２ブレーカ突起１６の上部を通過する際に生じる抵抗を抑えることができる。更に、切屑の流出を阻害することなく第１ブレーカ突起１３の立上がり面１２まで誘引させることが可能になる。
また、第２ブレーカ突起１６の断面形状を円弧状あるいは半円状にすることにより、切屑が第２ブレーカ突起１６を通過する時の応力集中を緩和することができる。これにより、第２ブレーカ突起１６の耐摩滅性の向上を図ることができる。第２ブレーカ突起１６の高さは、低すぎると低切込み時に第２ブレーカ突起１６による切屑の拘束作用が損なわれ、逆に高すぎると切屑詰まりによる切削抵抗の増大や振動発生の原因になる。第２ブレーカ突起１６は、ノーズ部７近傍の切刃６から連なる傾斜面１０の中腹から設置し、第１ブレーカ突起１３の立上がり面１２と接続する。これにより、中切削時に生じる切屑を無理なく第２ブレーカ突起１６の上部を通過させることができる。第２ブレーカ突起１５の高さは、０．１〜０．２０ｍｍにすることが望ましい。
【００１０】
本発明のノーズ部７におけるランド部１８は、部分的にランド幅が狭くなる狭幅部１９を設けている。図４に示すノーズ部７の２等分線Ａ−Ａに対して左右対称に各１箇所ほど幅を狭くした狭幅部１９を設ける。この狭幅部１９の幅は、２等分線Ａ−Ａ上に位置するランド部１８の幅に対して滑らかにその幅が小さくなるようにする。なお、狭幅部１９の幅は０．１ｍｍ程度、ランド部１８の幅は０．１５ｍｍ程度にするとよい。
【００１１】
狭幅部１９の位置は、上記２等分線Ａ−Ａと、コーナＲ部の端部であるランド部１８との略中間にする。コーナＲ部の２等分線Ａ−Ａ上に位置するランド部１８は、図５に示すように、切れ味の向上及び低送り切削に対応するためにランド部１８はポジランドとし、ポジランドの角度２０は、２°〜５°とし、そのポジランド幅２１は上記のように０．１５ｍｍ程度、傾斜面１０の角度２２は１４°〜１６°にする。また、コーナＲ部の端部から切刃６の中央部方向へ約２ｍｍ以内の位置におけるランド部の断面形状は、図６に示すように、耐チッピング性及びバリの発生を押さえるためにフラットランドとし、そのランド幅２３は０．１７〜０．２３ｍｍ、傾斜面の角度２４は１４°〜１６°にする。同様に、コーナＲ部の端部から２ｍｍを超え、約３．５ｍｍ以内のランド部９の断面形状は、図７に示すように、Ｒ状のネガランドとし、そのランド幅２５は０．２２〜０．２７ｍｍ、傾斜面の角度２６は１４°〜１６°にする。同様に、コーナＲ部の端部から約３．５ｍｍを超えた部分のランド部９の断面形状は、図８に示すように、Ｒ状のネガランドとし、そのランド幅２７は０．２７〜０．３３ｍｍ、傾斜面の角度２８は８°〜１２°にする。なお、上記したランド部９の各位置におけるランド幅は、上記の範囲内で適切な値を採用することが望ましいが、本発明では、ノーズ部７から遠ざかるにつれてランド幅を緩やかに拡幅するように形成し、中切削時の切刃６の欠損を防止する。
【００１２】
仕上げ切削時は、切込み量が０．５ｍｍ前後、送り量が０．３ｍｍ／ｒｅｖ以下の領域で、特にコーナＲの幅よりも小さい切り込み量では、実際の切込み量よりも幅広で薄い切屑が生じる。このような切屑はその薄さゆえに不安定な動向を呈し、従来のブレーカ突起では拘束して折断することが非常に困難であった。本発明では、ノーズ部の切刃で生じた薄く不安定な切屑は、
１）コーナＲ部内のランド部に設けられた狭幅部１９で最初の変形を与える。ノーズ部に近接している狭幅部１９により切屑は傾斜面１０方向に下降し、切屑に大きな塑性変形を発生させる。
２）切屑は傾斜面１０に沿って移動し凹状部１７内に入り込んで行く。凹状部１７で切屑は幅方向に対して湾曲した変形させる。
３）切屑は一対の第２ブレーカ突起１６の頂部により異なる方向から２点の拘束を受け、幅方向に対する湾曲変形をより促進させる。
４）１）〜３）により、仕上げ切削時に発生する切屑は、その流れを確実に制御されるだけでなく、薄く弾力性に富んだ切屑に対して幅方向に湾曲する変形を与えられ、実際の切屑厚みよりも厚い見かけ上の厚みを形成することができる。この見かけ上の厚さによって切屑の弾力性をおさえ、切屑内部により大きな歪みを与え、折れやすい切屑として排出させることができる。
【００１３】
切り込み量２．０ｍｍ以上のような中切削条件の切込みでは、凹状部１７内に入ってきた切屑は切刃６よりも低位な位置で立上がり面１２と接触する。切刃６より低位に位置する立上がり面１２の第１傾斜角１４は、切刃６より高位に位置する立上がり面１２の第２傾斜角１５より緩やかに形成している。このため、切刃６が立上がり面１２と衝突するときに生じる衝撃および振動を緩和することができる。立上がり面１２と衝突した切屑は、立上がり面１２に沿って屈曲される。しかし、立上がり面１２の最上部までそのままの角度で上昇すると、切屑は第１ブレーカ突起１３を乗り越えて折断されなくなる。そこで本発明においては、立上がり面１２の第１傾斜角１４、第２傾斜角１５は、１４＜１５とし、立上がり面１２に衝突後の切屑を確実に屈曲させるようにしている。
【００１４】
次に、第２ブレーカ突起１６は、切刃６から連なる傾斜面１０よりも高位に形成されているために、傾斜面１０及びブレーカ溝底部１１が切屑と接触する面積を減少させることができる。これにより、切屑擦過に伴う傾斜面１０やブレーカ溝底部１１の損傷、いわゆる、クレータ摩耗を低減することができる。特に、中切削の領域においてこの効果は大である。更に、第２ブレーカ突起１６は、平面視で切刃６に対して湾曲状に配設したことにより、切り込み幅が大きい切削においても切屑を第１ブレーカ突起１３方向により確実に拘束して誘引する作用の他に、切屑を幅方向に湾曲する変形を与えて折断され易い切屑を生成する。また、第２ブレーカ突起１６を第１ブレーカ突起１３の側面の下側に沿うように設けたことにより、第１ブレーカ突起１３と第２ブレーカ突起１６とが２段壁を形成するようになる。この２段壁は、切屑が第１ブレーカ突起１３に与える衝撃を緩和する作用を行なうので、スローアウェイチップの寿命をより向上させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
上記説明したように本発明を適用することにより、仕上げ切削から中切削までの広い範囲にわたって切屑を確実に折断処理することができるスローアウェイチップを提供することができた。特に、低切込みによる仕上げ切削において、不安定な動向を示す切屑処理に優れたスローアウェイチップとし、更に、第２フレーカ突起によりブレーカ溝やランド部に続く傾斜面のクレータ摩耗を低減でき、ランド部の欠損が少ない長寿命のスローアウェイチップを提供することができた。
【００１６】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明例の上面図を示す。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線の断面図を示す。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線の断面図を示す。
【図４】図４は、図１に示すノーズ部の拡大図を示す。
【図５】図５は、図４のＡ−Ａ線の断面図を示す。
【図６】図６は、図４のＣ−Ｃ線の断面図を示す。
【図７】図７は、図４のＤ−Ｄ線の断面図を示す。
【図８】図８は、図４のＥ−Ｅ線の断面図を示す。
【００１７】
【符号の説明】
１  スローアウェイチップ
２  一対の上下面
３  側面
４  取付孔
５  ボス面
６  切刃
７  ノーズ部
９  ランド部
１０  傾斜面
１１  ブレーカ溝底部
１２  立上がり面
１３  第１ブレーカ突起
１４  第１傾斜角
１５  第２傾斜角
１６  第２ブレーカ突起
１７  凹状部
１８  コーナＲ部におけるポジランド
１９  ポジランド１８の狭幅部
２０  ポジランド１８の角度
２１  ポジランド１８の幅
２２  ポジランド１８の傾斜面１０の角度
２３  Ｃ−Ｃ部のフラットランドの幅
２４  Ｃ−Ｃ部の傾斜面１０の角度
２５  Ｄ−Ｄ部のＲ状のネガランドの幅
２６  Ｄ−Ｄ部の傾斜面１０の角度
２７  Ｅ−Ｅ部のＲ状のネガランドの幅
２８  Ｅ−Ｅ部の傾斜面１０の角度
【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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