(57)【要約】  本発明の目的は、容易に製造でき、しかも加工初期の慣らし加工を少なくできるスローアウェイチップを提供することである。ホルダ固定用基部から小径棒状部を一体的に突出させてなり、小径棒状部の先端には被削材を加工すべく小径棒状部の周面より横方に突出させてなる切刃８を形成して、切刃８が円弧状をなす側方切刃８ａと直線状をなす前切刃８ｃとからなり、側方切刃８ａと前切刃８ｃとは角部８ｂを介して交わる構成のスローアウェイチップである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダ固定用基部から棒状部を一体的に突出させてなり、該棒状部の先端には被削材を加工すべく該棒状部の周面より横方に突出させてなる切刃を形成したスローアウェイチップにおいて、
前記切刃は、
直線をなす前切刃と、
曲線をなす側方切刃と、
前記前切刃と前記側方切刃とが交わる角部とを含むことを特徴とするスローアウェイチップ。
【請求項２】
前記側方切刃に続いて直線をなす後切刃が形成されることを特徴とする請求項１記載のスローアウェイチップ。
【請求項３】
前記側方切刃の前記角部における接線と前記前切刃とのなす角が鋭角であることを特徴とする請求項１または２記載のスローアウェイチップ。
【請求項４】
前記側方切刃は、曲率半径Ｒが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の円弧からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のスローアウェイチップ。
【請求項５】
前記側方切刃に続くすくい面は、すくい角が５°以上２０°以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のスローアウェイチップ。
【請求項６】
前記側方切刃に続く逃げ面は、逃げ角が５°以上２０°以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のスローアウェイチップ。
【請求項７】
ホルダ固定用基部から棒状部を一体的に突出させてなり、該棒状部の先端には被削材を加工すべく該棒状部の周面より横方に突出させてなる切刃を形成したスローアウェイチップの製造方法において、
前記切刃が、直線をなす前切刃と、曲線をなす側方切刃と、前記前切刃と前記側方切刃とが交わる角部とからなる構成となるように、前記切刃が、前記側方切刃から前記角部まで曲線状をなすように研磨加工し、前記角部にて前記曲線状の研磨加工を終了して得られることを特徴とするスローアウェイチップの製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか記載のスローアウェイチップをホルダに装着してなることを特徴とする切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スローアウェイ式切削工具に用いられるスローアウェイチップおよび切削工具に関するもので、とりわけ内径加工用として、さらにはＯＡ機器用部品、電子部品、小径ベアリング等小型品を対象とする極小内径加工に適した切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＯＡ機器用部品、電子部品等の極小内径加工用には、スリーブタイプのホルダへの取付部となる棒状基部と先端に切刃を備えた小径棒状部とが一体的に形成されたスローアウェイチップや、ホルダへの取付部となる平板状基部と先端に切刃を備えた小径棒状部とが一体的に形成されたスローアウェイチップが用いられている（例えば、特開平１１−３２０２１７号公報参照）。
また、本出願人は、特開２００４−１８８５８５号公報にて、先端切刃として第１略円弧状切刃とそれより曲率半径の大きな第２円弧状切刃とを形成することによって、スローアウェイチップをホルダに取り付けた加工初期においてスローアウェイチップの取り付け位置のずれによって起こる被削材の仕上げ面粗度の低下を防止できることを提案した。
しかしながら、特開２００４−１８８５８５号公報のように、第１略円弧状切刃とそれより曲率半径の大きな第２円弧状切刃とを形成することは加工初期における被削材の仕上げ面粗度を向上させる効果はあるものの、かかる切刃形状に加工することが技術的に高度であるために、加工精度の悪い装置を使うと所望の形状に仕上がらないこともあり、かえって加工初期における被削材の面粗度が悪化してしまう場合もあった。
また、所望の切刃形状に仕上がった場合でも、チップの微小な取付け位置ずれを補正するために加工初期において仕上げ面粗度が安定するまでの慣らし加工が必要であるが、慣らし加工に必要な被削材の数や加工時間をさらに少なくすることが求められていた。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、容易に製造でき、しかも加工初期の慣らし加工を少なくできるスローアウェイチップを提供することを目的とする。
本発明においては、従来は前切刃から側方切刃にかけて円弧状に加工していた切刃を、側方切刃を後端側から角部まで曲線状をなすように研磨加工し、角部にて曲線状の研磨加工を終了する、すなわち角部より先端側の切刃は円弧状とせず、前記切刃が側方切刃で円弧状をなし、角部を経由して先端側の前切刃で直線状をなす形状とすることによって、先端切刃の加工が容易にできて安定した形状を作ることができるとともに、加工初期に行う慣らし加工を少なくすることができることを知見した。
すなわち、本発明のスローアウェイチップは、ホルダ固定用基部から棒状部を一体的に突出させてなり、該棒状部の先端には被削材を加工すべく該棒状部の周面より横方に突出させてなる切刃を形成したスローアウェイチップにおいて、前記切刃が、直線をなす前切刃と曲線をなす側方切刃と、前記前切刃と前記側方切刃とが交わる角部とからなることを特徴とするものである。
ここで、前記側方切刃に続いて直線をなす後切刃が形成される構成がより望ましい。
また、前記側方切刃の前記角部における接線と前記前切刃とのなす角が鋭角であることが、加工時の切削抵抗を低減して切れ味が向上することで、より滑らかな加工仕上げ面が得られやすい点で好ましい。
ここで、前記側方切刃は、曲率半径Ｒが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の円弧からなることが、円弧部分がさらえ刃として機能するとともに加工によって比較的早く研磨されやすく、加工初期の慣らし加工において早期に被削材の仕上げ面形状に合わせることができて慣らし加工を少なくすることができる。
また、前記側方切刃に続くすくい面のすくい角が５°以上２０°以下であることが、加工によって、側方切刃が比較的早く研磨されやすく加工初期の慣らし加工において早期に被削材の仕上げ面形状に合わせることができるとともに、加工に必要な切刃強度を維持できる点で望ましい。
また、前記側方切刃に続く逃げ面の逃げ角が５°以上２０°以下であることが、加工によって側方切刃が比較的早く研磨されやすく加工初期の慣らし加工において早期に被削材の仕上げ面形状に合わせることができるとともに、加工に必要な切刃強度を維持できる点で望ましい。
また、本発明のスローアウェイチップの製造方法は、ホルダ固定用基部から棒状部を一体的に突出させてなり、該棒状部の先端には被削材を加工すべく該棒状部の周面より横方に突出させてなる切刃を形成したスローアウェイチップの製造方法において、前記切刃が、直線をなす前切刃と、曲線をなす側方切刃と、前記前切刃と前記側方切刃とが交わる角部とからなる構成となるように、前記切刃が、前記側方切刃から前記角部まで曲線状をなすように研磨加工し、前記角部にて前記曲線状の研磨加工を終了して得られることを特徴としており、切刃の加工を容易にできて加工ばらつきの無い安定した形状が得られる。
さらに、上記のスローアウェイチップをホルダに装着してなる本発明の切削工具は、慣らし加工が少なくて済み、とりわけ、特に内径加工用として、さらにはＯＡ機器用部品、電子部品、小径ベアリング等小型品を対象とする極小内径加工に適したものである。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
図１は、本発明のスローアウェイチップを装着した切削工具の第一実施態様についての要部概略平面図である。
図２は、図１のスローアウェイチップのＡ方向矢視図である。
図３は、図１のスローアウェイチップのＢ方向矢視図である。
図４は、図１のスローアウェイチップの切刃部分についての要部拡大図であって、図４Ａが概略平面図であり、図４Ｂが概略斜視図である。
図５は、本発明のスローアウェイチップを装着した切削工具の第二実施態様についての要部概略平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下図面を参考にして本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
本発明のスローアウェイチップおよびそれを装着した切削工具の代表的な実施の形態について、図１〜５の概略図を基に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるスローアウェイチップ１をホルダ７に装着した切削工具Ｔの要部を示す概略平面図であり、図２は、図１のスローアウェイチップのＡ方向矢視図であり、図３は、図１のスローアウェイチップのＢ方向矢視図であり、図４は、図１のスローアウェイチップの切刃部分についての要部拡大図であって、図４Ａが概略平面図であり、図４Ｂが概略斜視図である。本発明の切削工具Ｔは、内径加工用に用いられ、たとえばＯＡ機器用部品、電子部品、小径ベアリング等の小型品を対象とする極小内径加工に適したものである。
切削工具Ｔは、スローアウェイチップ１をホルダ７に装着してなる。スローアウェイチップ１は、切刃８が形成される小径棒状部４と、ホルダ７に固定される平板状のホルダ固定用基部（以下、平板状基部と称す。）２とが一体になるように構成される。小径棒状部４は、略棒状であって、平板状基部２に一体的に１つの側面３に沿って、その軸線が延びる方向に突出させてなる。平板状基部２は、その中央部に底面まで貫通したチップネジ止め固定用のネジ穴５が穿設されており、チップ固定用ネジ６によってホルダ７に固着されている。
また、スローアウェイチップ１は、図３に示すように小径棒状部４の先端に被削材を加工すべく小径棒状部４の周面より横方に突出させてなる切刃８が形成されており、かかる構成によりスローアウェイチップ１を装着した切削工具Ｔは内径加工が可能である。切刃８の先端は、前記側面３から横方である半径方向に突出するように形成される。なお、図３に示すｒは内径加工を行う際の被削材の加工直径であり、半径方向に関して、軸線から切刃８の先端までの距離の２倍である。
そして、スローアウェイチップ１においては、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、切刃８が、直線をなす前切刃８ｃと、曲線をなす側方切刃８ａと、前記前切刃８ｃと前記側方切刃８ａとが交わる角部８ｂとを含んで構成される。また側方切刃８ａに続いて直線をなす後切刃１１が形成される。切刃８は、側方後端側から外方に凸となる円弧状をなす側方切刃８ａと、角部８ｂを経由して先端側で直線状をなす前切刃８ｃとを含む。図４に示す切刃８の形状は、切刃８を側方後端側から角部８ｂまで円弧状をなすように、たとえばグラインダを用いて研磨加工し、角部８ｂにて円弧状の研磨加工を終了することによって形成することができる。したがって側方切刃８ａの仮想円弧形状は、後端側が直線状の後切刃１１との交点まで、先端側は前切刃８ｃと交わる点まで形成される。すなわち、角部８ｂは前切刃８ｃと側方切刃８ａとが交わる部分となる。
これによって、切刃８の加工が容易にできて安定した形状を作ることができるとともに、加工初期に行う慣らし加工を少なくすることができる。
切刃８の側方切刃８ａは、図４Ａにて破線で示すように、その曲率半径Ｒが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、望ましくは、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下に設定される。これによって円弧部分である側方切刃８ａが、さらえ刃として機能するとともに加工によって比較的早く研磨されやすく、加工初期の慣らし加工において早期に被削材の仕上げ面形状に合わせることができて慣らし加工を少なくすることができる。
また、側方切刃８ａに続くすくい面９のすくい角αは、５°以上２０°以下、望ましくは１０°以上１５°以下に設定される。また側方切刃８ａに続く逃げ面１０の逃げ角βは、５°以上２０°以下、望ましくは１０°以上１８°以下、特に望ましくは１２°以上１８°以下に設定される。このようにすくい角αおよび逃げ角βが設定されることによって、加工によって切刃８が比較的早く研磨されやすく加工初期の慣らし加工において早期に被削材の仕上げ面形状に合わせることができるとともに、加工に必要な切刃強度を維持できる点で望ましい。なお、上記図３においては、側方切刃８ａに続く逃げ面１０の逃げ角βに続いて第２逃げ角β’（β＜β’）となるように第２逃げ面１０ａが形成され、スローアウェイチップ１が被削材に干渉することを防止している。
また、図４Ａに示すように、側方切刃８ａの角部８ｂにおける接線１２と前記前切刃８ｃとのなす角γが９０°未満の鋭角となるように、切刃８が形成される。これによって加工時の切削抵抗を低減して切れ味が向上するので、より滑らかな加工仕上げ面が得られやすい点で好ましい。
【実施例】
【０００６】
本実施の形態のスローアウェイチップ１と、従来の技術のスローアウェイチップとの形状に関するデータ、および各スローアウェイチップを用いて慣らし加工を行ったときに必要な被削材加工本数のデータの一例を、表１に示す。表１には、試料Ｎｏ．１〜２３の２３個のスローアウェイチップに関するデータを示し、Ｎｏ．１〜２０までは本発明のスローアウェイチップ１であり、Ｎｏ．２１〜２３までは従来の技術のスローアウェイチップである。
各スローアウェイチップの材質は互いに等しく、平均粒径０．４μｍのＷＣ粉末に対して、平均粒径１．５μｍのＣｒ３Ｃ２粉末を０．６質量％、平均粒径１．２μｍのＶＣ粉末を０．３質量％、平均粒径０．５μｍのＣｏ粉末を１２質量％との割合で添加、混合して、焼成し、切刃の加工を行った後、ＰＶＤ法にて（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎの硬質層をコーティングして表１に示す各試料Ｎｏ．の切刃の形状のスローアウェイチップを作製した。
得られたスローアウェイチップについて、下記条件で慣らし加工を行い、被削材の面粗度が算術平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ以下となるまでに要した被削材の加工本数を比較した。
＜加工条件＞
被削材  ：ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）
加工直径：３ｍｍ
切削速度：７０ｍ／分
送り速度：０．０３ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：０．０４ｍｍ
その他  ：水溶性切削液使用
【表１】
2006068031.tif 000002
表１の結果から明らかなように、本発明に従い、切刃を側方後端側から円弧状をなし、角部を経由して先端側で直線状をなす形状とした試料Ｎｏ．１〜２０ではいずれも１００個以下の慣らし加工で被削材の表面粗さ（Ｒａ）を０．１μｍ以下に制御することができ、加工効率が向上した。
これに対して、切刃の加工を行わず側方切刃が直線状をなす試料Ｎｏ．２１、切刃全体を円弧状とした試料Ｎｏ．２２、２３では、いずれも本発明のチップと比較して慣らし加工に要する個数が多く、加工効率の低いものであった。
以上説明したように、上述したスローアウェイチップ１をホルダ７に装着してなる本発明の切削工具Ｔは、慣らし加工が少なくて済む。これは、切刃８の形状が、慣らし加工が終了した後の切刃の形状（以下、「切刃の最終形状」と称することがある）に類似しており、かつ切刃８が慣らし加工によって摩耗しやすい形状であるので、従来の技術よりも少ない慣らし加工によって、切刃の最終形状を得ることができる。切削工具Ｔは、小径棒状部４のみを被削材の孔内に挿入して内径加工を行う方法に対して特に有効であり、さらにはＯＡ機器用部品、電子部品、小径ベアリング等の小型品を対象とする、とりわけ加工直径ｒが４ｍｍ以下の極小内径加工、また被削材の加工面粗度を平滑化することが求められる、たとえばサブミクロンオーダーの高精度な加工に適したものである。
図５は本発明の第２の実施の形態におけるスローアウェイチップ２１をホルダ２５に固着した状態を示す要部概略平面図である。本実施の形態の切削工具Ｔ’は、前述の図１〜図４の切削工具Ｔと類似しており、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略することがある。本実施の形態は、前述の実施の形態を構成する平板状基部２が、棒状基部２０である点に特徴を有する。
切削工具Ｔ’は、棒状基部２０を具備したスローアウェイチップ２１をホルダ２５に装着してなる。スローアウェイチップ２１は、略棒状をなし長手方向の先端に小径棒状部２２の周面より側方に突出した切刃２３を有し、後端面２４は長手方向に対して先端からの長さが部分的に異なるよう、換言すると軸線方向に交差するように形成される。ホルダ２５には、スローアウェイチップ２１の半径方向に延び、固定ピン２６を挿通するための挿通孔が形成される。この挿通孔に円柱状の固定ピン２６が設けられる。
スローアウェイチップ２１の棒状基部２０をホルダ２５に挿入すると、後端面２４と固定ピン２６の側面部とが、固定ピン２６の軸線方向に延びる線状の当接領域で当接するように構成される。このような当接状態で、スローアウェイチップ２１をホルダ２５に向けてボルトで押圧することによって、後端面２４と固定ピン２６との当接状態が維持され、スローアウェイチップ２１が固定される。これによって切刃２３の取り付け位置精度を高くすることができるとともに、スローアウェイチップ２１の軸線まわりの拘束力を向上させる、換言すれば加工中にスローアウェイチップ２１が軸線を中心に回転することを防止できる。
棒状基部２０から一体的に突出した小径棒状部２２の先端に形成される切刃２３は、上述した平板状基部２を具備したスローアウェイチップ１の切刃８と同様の構成に形成される。したがって切刃２３に関して、前述の実施の形態の切刃８と同様の作用および効果を有し、たとえば切刃２３の加工が容易にできて安定した形状を作ることができるとともに、角部が慣らし加工の初期に摩滅することによって被削材の仕上げ面形状を早く作ることができて加工初期に行う慣らし加工を少なくすることができる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることは云うまでもない。
前述の実施の形態では、側方切刃８ａは、円弧状をなすように形成されているが、これに限ることはない。たとえば側方切刃８ａは、前切刃８ｃの先端から、後切刃１１との交点まで、滑らかに外方に凸に湾曲するように形成してもよい。
また前述の実施の形態では、角部８ｂは、いわゆるシャープエッジであったが、これに限ることはない。角部８ｂは、たとえば０．０１ｍｍ以下のＲ面取であっても所望の効果が得られる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０００７】
通常、切刃先端にノーズＲを形成する加工は切刃稜に沿って先端から側方の辺部までにわたって行われ、角部のような極端に欠けやすい部分を残さないように加工されるものである。
しかしながら、本発明のスローアウェイチップによれば、前記側方切刃を後端側から角部まで円弧状をなすように研磨加工し角部にて円弧状の研磨加工を終了する。すなわち角部より先端側の切刃は円弧状とせず、前記切刃が、直線をなす前切刃と曲線をなす側方切刃とからなるとともに、前記前切刃と前記側方切刃とは角部を介して交わる形状とすることによって、切刃の加工が容易にできて安定した形状を作ることができるとともに、角部が慣らし加工の初期に摩滅することによって被削材の仕上げ面形状を早く作ることができて加工初期に行う慣らし加工を少なくすることができる。
【図１】
2006068031.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2006068031.tif 000008
2006068031.tif 000009
2006068031.tif 000010
2006068031.tif 000011