(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面（２）から底面（３）に貫通した取付穴（５）を有する刃先交換式切削チップであって、先端角が鋭角な第１のコーナ切れ刃（６）と、その第１のコーナ切れ刃よりも先端角の大きな第２のコーナ切れ刃（７）を有し、その第１のコーナ切れ刃（６）と第２のコーナ切れ刃（７）が第１対角線（Ｄｉ１）上に相反する向きに配置され、さらに、前記第１対角線（Ｄｉ１）を基準にして対称形状をなす２つのコーナ部（８，９）を有し、その２つのコーナ部（８，９）が前記第１対角線（Ｄｉ１）と直交する第２対角線（Ｄｉ２）上に相反する向きに配置され、前記第１対角線（Ｄｉ１）と第２対角線（Ｄｉ２）の交点（Ｉ）よりも第１のコーナ切れ刃（６）側に偏った位置に前記取付穴（５）の穴中心（Ｏ）が配置されていることを特徴とする刃先交換式切削チップ。
【請求項２】
前記取付穴（５）の穴中心（Ｏ）を、前記第１対角線（Ｄｉ１）上に配置したことを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式切削チップ。
【請求項３】
第１のコーナ切れ刃（６）の先端角（α１）を３５°以下、第２のコーナ切れ刃（７）の先端角（α２）を５５〜９０°に設定した請求項１又は２に記載の刃先交換式切削チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、切れ刃の構成要素としてバイトなどに採用する刃先交換式切削チップ、特に、掘り込み深さが深くなる部分加工に適した、先端角が小さなコーナ切れ刃を有している刃先交換式切削チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
掘り込み深さが深い部分の加工に使用される切削チップとして、下記特許文献１に開示されるような菱形チップが知られている。既存の菱形チップの一例を図９及び図１０に示す。この種のチップでは、菱形を形成する２つの鋭角コーナ部１５，１５間の中心（２つの鋭角コーナ部１５，１５を結ぶ第１対角線Ｄｉ１と他の２つのコーナ部を結ぶ第２対角線Ｄｉ２の交点Ｉ）に穴中心Ｏを配置した取付穴５が設けられており、その取付穴５を利用してホルダに対するチップの固定がなされる。
【特許文献１】特開２００１−３０１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
２つの鋭角コーナ部間の中心部に取付穴を設け、その取付穴を利用してホルダに固定する菱形チップは、ホルダに対する固定位置から刃先先端（切削に関与する鋭角コーナ部の先端）までの距離が長くなる。そのために、刃先部の剛性が低下し、負荷が大きくなる加工では工具が振動する（いわゆるびびりが発生する）と言う問題があった。そのびびりは、加工の安定性低下、加工精度の悪化、切れ刃の破損などを招く。
【０００４】
そこで、この発明は、掘り込み深さが深い部分の加工に対応可能な先端角の小さな鋭角コーナ部を有する刃先交換式切削チップを、剛性を高めてホルダに固定できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、この発明においては、上面から底面に貫通した取付穴を有する刃先交換式切削チップを以下のように構成した。すなわち、先端角が鋭角な第１のコーナ切れ刃と、その第１のコーナ切れ刃よりも先端角の大きな第２のコーナ切れ刃を有し、その第１のコーナ切れ刃と第２のコーナ切れ刃が第１対角線上に相反する向きに配置され、さらに、前記第１対角線を基準にして対称形状をなす２つのコーナ部を有し、その２つのコーナ部が前記第１対角線と直交する第２対角線上に相反する向きに配置され、前記第１対角線と第２対角線の交点よりも第１のコーナ切れ刃側に偏った位置に前記取付穴の穴中心が配置されているものにした。
【０００６】
取付穴の穴中心は、前記第１対角線上に配置してもよい。このような配置を採用すると、第２のコーナ切れ刃の仕様（先端角）を汎用菱形チップの鋭角コーナの仕様と同一にすることが可能になり、ホルダの設計を有利に行える。
【０００７】
なお、第１のコーナ切れ刃の先端角α１と第２のコーナ切れ刃の先端角α２は、任意に設定してよいが、一般的な加工での要求を考えると、第１のコーナ切れ刃の先端角α１は３５°以下、第２のコーナ切れ刃の先端角α２は５５〜９０°程度が要求に広く応えられて好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
従来の菱形チップは、２つの鋭角コーナ部を結ぶ第１対角線と他の２つのコーナ部を結ぶ第２対角線の交点に取付穴の穴中心が配置されている。これに対し、この発明の切削チップは、第１、第２対角線の交点よりも第１のコーナ切れ刃側に偏った位置に取付穴の穴中心が配置されており、そのために、ホルダに対する固定位置から刃先先端までの距離が同一先端角の鋭角コーナ部を対角位置に有する従来の菱形チップよりも短くなって切削に関与する部分の剛性が高まる。その結果、ホルダに対する固定の安定性と加工の安定性が向上し、びびりが抑制されて加工精度の向上、切れ刃の破損防止などの効果が得られる。
【０００９】
また、この発明の切削チップは、先端角の異なる第１のコーナ切れ刃と第２のコーナ切れ刃を対角位置に有しており、その２つのコーナ切れ刃を使い分けることで切り込み深さの異なる２形態の切削を行うことができる。従って、片側にのみ先端角の小さい専用のコーナ切れ刃を設けたチップを採用する場合と比較すると経済性にも優れる。
【００１０】
さらに、第２のコーナ切れ刃の先端角を第１のコーナ切れ刃の先端角よりも大きくしたことによって、第１のコーナ切れ刃を対角位置に中心対称形状にして設ける構造と比較したときのチップ幅（図１（ａ）のＷ）が広くなるため、取付穴のサイズを大きくし、大サイズのクランプ手段を使用してチップの固定力を高めることもできる。
【００１１】
第２のコーナ切れ刃の仕様を汎用菱形チップの鋭角コーナの仕様と同一にした上で、取付穴の穴中心を第２のコーナ切れ刃に対する内接円の中心と一致する位置に配置したものは、第２のコーナ切れ刃を使用するときのホルダとして、汎用菱形チップ用ホルダをベースにしてチップの取付座のみを変更したものを使用することができ、ホルダの設計変更が最小限で済む利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面の図１〜図４に基づいて、この発明の刃先交換式切削チップの実施の形態を説明する。図１に示す刃先交換式切削チップ１Ａは、上面２と底面３が平行で、その上面２と底面３に対して側面４がともに直角に交わるネガティブ型チップにこの発明を適用したものである。また、図２の刃先交換式切削チップ１Ｂは、側面４が上面２対して鋭角に交わるポジティブ型のチップにこの発明を適用したものである。いずれのチップも、
上面２から底面３に抜ける取付穴５を有している。
【００１３】
これらの切削チップ１Ａ、１Ｂは、先端角α１が鋭角な第１のコーナ切れ刃６と、その第１のコーナ切れ刃６よりも先端角α２の大きな第２のコーナ切れ刃７を有しており、その第１、第２のコーナ切れ刃６，７を、第１対角線Ｄｉ１上に相反する向きに配置している。また、第１対角線Ｄｉ１を基準にして対称形状をなす２つのコーナ部８，９を有しており、その２つのコーナ部８，９を、第１対角線Ｄｉ１と直交する第２対角線Ｄｉ２上に相反する向きに配置している。そしてさらに、第１対角線Ｄｉ１と第２対角線Ｄｉ２の交点Ｉよりも第１のコーナ切れ刃６側に偏った位置に前記取付穴５の穴中心Ｏを配置している。
【００１４】
例示の切削チップ１Ａ、１Ｂは、第１のコーナ切れ刃６の先端角α１を３５°以下に設定し、一方、第２のコーナ切れ刃７は、先端角α２を、標準菱形チップにおいて規格化されている鋭角コーナ部の角度と同一角度、例えばＪＩＳに規定された５５°、７５°、８０°、あるいは８６°といった値に設定し、その第２のコーナ切れ刃７の大きさも規格化された大きに合致させている。その第２のコーナ切れ刃７の基端部における内接円Ｓ１の中心上に取付穴５の穴中心Ｏを配置しており、穴中心Ｏは第１対角線Ｄｉ１と第２対角線Ｄｉ２の交点Ｉよりも第１のコーナ切れ刃６側に偏った位置にある。
【００１５】
例示のチップの内接円Ｓ１は、その直径が第２のコーナ切れ刃７の先端角と同じ先端角の鋭角コーナ部を有する標準菱形チップの内接円の直径と等しく、このために、比較対象の標準菱形チップとほぼ同等のチップ幅Ｗが確保されてチップの剛性低下が抑えられる。
【００１６】
第１のコーナ切れ刃６を中心対称形状にして対角位置に設け、取付穴５の穴中心Ｏを第１、第２対角線の交点に配置する構造でもホルダに対する固定位置から刃先先端までの距離（取付穴５の穴中心Ｏから切削に関与する第１のコーナ切れ刃６の先端までの距離Ｌ）を短くすることが可能である。ところが、この構造では、チップの幅が発明品よりも狭くなってチップの剛性が低下するため取付穴のサイズを小さくせざるを得ず、取付穴のサイズとクランプ手段のサイズを小さくすることによるチップ固定力の低下が起こる。これに対し、この発明の構造では、先端角の大きな第２のコーナ切れ刃を片側に採用することで幅の縮小を抑えているので上記の不具合が回避される。
【００１７】
なお、この発明は、図示したネガティブ型チップ、ポジティブ型チップのどちらにも適用することができる。また、チップの材質は特に問わない。刃先も含めて全体が超硬合金で形成されたもの、超硬合金などからなる台金のコーナにＣＢＮ焼結体やダイヤモンド焼結体などの硬質焼結体を取り付けてその硬質焼結体で刃先を形成したものなどを好適に利用できる。
【００１８】
図３に、図１の切削チップ１Ａを使用した切削工具の一例を示す。図示の工具は、旋削バイトであり、ホルダ１１に切削チップ１Ａを装着して構成される。ホルダ１１の先端にはチップの取付座１２が設けてあり、その取付座１２に第２のコーナ切れ刃７側を着座させ、押え金１３で着座部を押圧して切削チップ１Ａをクランプし、第１のコーナ切れ刃６を切削に関与させるようにしている。押え金１３は、クランプボルト１４に締付けられて取付穴５の部分をクランプする。このときのクランプ力で切削チップ１Ａは取付座１２の座底１２ａに押付けられ、また、同時に第２のコーナ切れ刃７側の隣り合う２側面が取付座１２の座側面１２ｂに押付けられてホルダ１１に固定される。
【００１９】
この構造では、ホルダ１１に対する切削チップ１Ａの固定位置、すなわち、取付穴５の穴中心Ｏから切削に関与する第１のコーナ切れ刃６の先端までの距離Ｌが、第１のコーナ切れ刃６と同一先端角のコーナ切れ刃を対角位置に有する従来の菱形チップ（そのチップの取付穴中心から切れ刃先端までの距離は、図１（ａ）のＬ３に相当する）よりも短くなって切削に関与する部分の剛性が高まる。そのために、ホルダに対する固定の安定性が向上し、びびりが抑制されて加工の安定性向上、加工精度の向上、切れ刃の破損防止などが図れるようになる。
【００２０】
図４は、図１の切削チップ１Ａを、第２のコーナ切れ刃７が切削に関与する向きにしてホルダ１１に装着した切削工具を示している。ホルダ１１は、対角位置に第２のコーナ切れ刃７と同一仕様のコーナ切れ刃を設けた菱形チップ用として規格化されているものを一部設計変更して使用することが可能である。設計変更する部分は、第１のコーナ切れ刃６側を着座させる部分、すなわち、取付座１２の座繰り箇所のみでよく、他の部分は規格化されたものと同一仕様のホルダを利用することができる。
【００２１】
以下に、この発明の切削チップの効果の確認試験結果を挙げる。図１における寸法諸元が以下の通りの切削チップ（発明品）を試作した。
第１のコーナ切れ刃６の先端角α１＝２７°、第２のコーナ切れ刃７の先端角α２＝５５°、内接円Ｓ１の直径＝１２．７ｍｍ、取付穴の穴中心Ｏから第１のコーナ切れ刃６の先端までの距離Ｌ＝１９．１５４ｍｍ、取付穴の穴中心Ｏから第２のコーナ切れ刃７の先端までの距離Ｌ２＝１２．８２７ｍｍ、Ｌ３＝２１．６９７ｍｍ、第１のコーナ切れ刃６から第２のコーナ切れ刃７までの距離Ｌ４＝３１．９８１ｍｍ、取付穴直径ｄ＝５．１６ｍｍ。
また、比較のために、図９に示す形状で、鋭角コーナ部１５の先端角α１＝２７°、取付穴の穴中心Ｏから鋭角コーナ部１５の先端までの距離Ｌ＝２１．６９７ｍｍ、取付穴直径ｄ＝５．１６ｍｍの切削チップ（従来品）も用意した。
【００２２】
次に、この２種類の切削チップを使用して以下の条件でテスト加工（バイトによる旋削）を行った。
・ワーク材質：ＦＣＤ  ７００
・加工内容：断続切削
・加工条件  切削速度  Ｖｃ＝１００ｍ／ｍｉｎ、送りｆ＝０．３ｍｍ／ｒｅｖ、切り込みａｐ＝２ｍｍ  乾式切削
テスト方法
上記発明品と従来品のそれぞれについて、以下のテストを行った。
Ｉ．発明品と従来品でワークを各２個ずつ３００秒間切削し、切削途中のチップの摩耗・欠損状況を２０秒、４０秒、６０秒、９０秒、１２０秒、１５０秒、１８０秒、２４０秒、３００秒の間隔で測定及び撮影
このテストで使用した加工機は、森精機製作所製  ＮＣ旋盤  ＳＬ−２５０である。また、振動測定は、キーエンス振動測定器  ＮＲ６００を用いて行った。
【００２３】
上記の試験での逃げ面摩耗幅の変動状況を図５に示す。さらに、２０秒切削後と３００秒切削後のチップの摩耗状況を図６と図７に示す。図６（ａ）は発明品の２０秒切削後の摩耗状況、図６（ｂ）は発明品の３００秒切削後の摩耗状況、図７（ａ）は従来品の２０秒切削後の摩耗状況、図７（ｂ）は従来品の３００秒切削後の摩耗状況であって、発明品の方が摩耗量が小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）この発明の切削チップの一例を示す平面図、（ｂ）同上のチップのＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図２】（ａ）この発明の切削チップの他の例を示す平面図、（ｂ）同上のチップのＹ−Ｙ線に沿った断面図
【図３】（ａ）図１の切削チップを使用した切削工具（バイト）の平面図、（ｂ）同上のバイトの側面図
【図４】（ａ）図１の切削チップを図３とは反対向きにして使用した切削工具（バイト）の平面図、（ｂ）同上のバイトの側面図
【図５】テスト切削での逃げ面摩耗幅の変動状況を示す図
【図６】（ａ）は発明品の２０秒切削後の摩耗状況、（ｂ）は発明品の３００秒切削後の摩耗状況を示す図
【図７】（ａ）は従来品の２０秒切削後の摩耗状況、（ｂ）は従来品の３００秒切削後の摩耗状況を示す図
【図８】従来の菱形チップの一例を示す平面図
【図９】従来の菱形チップの他の例を示す平面図
【符号の説明】
【００２５】
１Ａ，１Ｂ  刃先交換式切削チップ
２          上面
３          底面
４          側面
５          取付穴
６          第１のコーナ切れ刃
７          第２のコーナ切れ刃
８，９      コーナ部
１１        ホルダ
１２        取付座
１２ａ      座底
１２ｂ      座側面
１３        押え金
１４        クランプボルト
１５        鋭角コーナ部
α１、α２  先端角
Ｄｉ１        第１対角線
Ｄｉ２        第２対角線
Ｉ          第１、第２対角線の交点
Ｏ          取付穴中心
Ｓ１        内接円
Ｌ          取付穴中心から切削に関与するコーナ切れ刃先端までの距離
【図１】
0005028687.tif 000002
【図２】
0005028687.tif 000003
【図３】
0005028687.tif 000004
【図４】
0005028687.tif 000005
【図５】
0005028687.tif 000006
【図８】
0005028687.tif 000007
【図９】
0005028687.tif 000008
【図６】
0005028687.tif 000009
【図７】
0005028687.tif 000010