(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行四辺形状の厚板からなるチップ本体の底面が工具本体の取付座に固定される取付面であり、表面が凸状に膨出した凸曲面に形成された逃げ面であり  、左右両側面が被削材を切削する掬い面であり、掬い面と逃げ面との互いの左右両境界領域が主切刃であり、なお且つ逃げ面から取付面にかけて取付用のネジ孔が貫設され、工具本体の外周面に沿って略周方向に取り付けられる縦型クランプ方式のスローアウエイチップにおいて、前記逃げ面に形成される凸曲面はその全域にわたって同一の曲率の凸曲状に形成されると共に、掬い面および逃げ面の左右両境界領域に形成される両主切刃は、互いに交差するように傾斜して形成されてなることを特徴とするスローアウエイチップ。
【請求項２】
前記逃げ面に形成される凸曲面は、段階的に変化する複数の段面からなる請求項１記載のスローアウエイチップ。
【請求項３】
チップ本体の前後端面と前記掬い面との境界領域に副切刃が形成され、該副切刃は前記主切刃に連続して形成されてなる請求項１または２に記載のスローアウエイチップ。
【請求項４】
所要の軸方向掬い角（アキシャルレーキ角）と径方向掬い角（ラジアルレーキ角）とを備えた請求項１〜３のいずれか記載のスローアウエイチップは、軸方向に平行な取付座を備えた工具本体に取り付けられてなる回転切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工具本体に単数もしくは複数個数取り付けられるスローアウエイチップと該チップを取り付けた回転切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スローアウエイチップを回転切削工具に取り付ける方式として、縦型クランプ方式と横型クランプ方式とがある。
【０００３】
縦型クランプ方式は、図１６に示すように、チップ本体１を工具本体２の外周に沿って略周方向に取り付けるようにしたもので、これに対し横型クランプ方式は、図１７に示すように、チップ本体１を工具本体２の径方向に入り込んで取り付けるようにしたものである。両図を比較して見れば明らかなように、縦型クランプ方式は、横型クランプ方式に比べて、チップ本体１の厚さＰａ方向に主切削力Ｐｂがかかるので、チップ強度が高く、重切削でもチッピング等が少ない安定した加工が出来ることも、業界では古くから認識されている。
【０００４】
また、工具本体２に関しても、縦型クランプ方式は、図１８および図１９を見比べれば明らかなように、横型クランプ方式のチップポケット１２ａに比べ、必要最小限のチップポケット１２ｂの断面積で切屑ｗａを排出する構成とすることが出来るので、工具本体２の剛性が高いといえる。
【０００５】
なお、図２０のように一般的に使用されている横型クランプ方式の一種であるウェッジクランプ方式の場合は、チップクランプ時に、ウェッジ１３による締付力が、工具本体全体に歪みを与えるので、結果的に、切刃のふれ精度が悪くなるという問題もあった。これに対し、竪型クランプ方式の場合は、図１６または図１８に示すように、チップ本体１のクランプは外周側から工具本体２にネジ１４によってクランプされるため、チップのクランプ時に工具本体２に歪みを発生して精度を低下させるというようなことが無い。なお、図１８〜図２０において、符号Ｓは、被削材に対する主切刃７による切削周面である。
【０００６】
一方で、図２１に示すように、従来の縦型クランプ方式に於いては、基本的にはチップ本体１の取付面４と逃げ面５および各主切刃７，７は互いに平行となっており、チップ本体１を工具本体２の外周面に沿うよう縦型に使用することもあって、チップ本体１の逃げ面５の端縁が被削材と干渉する虞があり、これを回避するため、実際の逃げ角は必要以上に大きくなり、これが原因で、刃先強度が低下し、折角の縦型クランプ方式の利点を生かされないという問題があった。
【０００７】
さらに、従来の縦型クランプ方式では、図１６に示すように、一般的にラジアルレーキ角βが大きく負角となっているために切削抵抗が大きく、これがために一般的には比較的大径の正面フライス、フェースミルでの荒加工を大馬力の機械での用途を重視した設計となっており、小径の回転切削工具には適用が難しかったばかりか、図２１に示すように底仕上げ面加工を担当する副切刃１１の改善は置き去りになっていた。
【０００８】
底上げ面加工を良好に達成するためには、副切刃の幅と掬い角が重要であることは言うまでもない。
【０００９】
ところが、図２２に示すように、工具本体２にチップ本体１を取り付ける際に主切刃７の切削抵抗を低減するための掬い角αを設けた従来例はあるが、副切刃１１に掬い角を設けたものは過去にみられなかった。そのため、被削材の底仕上げ面の加工に対しても不満が残っていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、逃げ角の重要性に着眼し、さらに出来る限り大きなアキシャルレーキ角を設け、切削抵抗が少なく、切れ刃強度が高く、仕上げ面の良い加工が可能なスローアウエイチップと、小径に至るまで製作可能な回転切削工具を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明によれば、略平行四辺形状の厚板からなるチップ本体１の底面が工具本体２の取付座３に固定される取付面４であり、表面が凸状に膨出した凸曲面９に形成された逃げ面５であり  、左右両側面が被削材を切削する掬い面６，６であり、掬い面６，６と逃げ面５との互いの左右両境界領域が主切刃７であり、なお且つ逃げ面５から取付面４にかけて取付用のネジ孔８が貫設され、工具本体２の外周面に沿って略周方向に取り付けられる縦型クランプ方式のスローアウエイチップにおいて、前記逃げ面５に形成される凸曲面９はその全域にわたって同一の曲率の凸曲状に形成されると共に、掬い面６，６および逃げ面５の左右両境界領域に形成される両主切刃７は、互いに交差するように傾斜して形成されてなることを特徴とするものである。さらに逃げ面を概略Ｒ状に構成することにより、従来、平行で単一平面の逃げ面を持つチップに関する前述の問題点を解決できるに至った。
【００１２】
上述のように主切刃７に面する逃げ面５がその全域にかけて同一の曲率の凸曲面９に形成することによって、適性な逃げ角を設定すると同時に、極力大きなアキシャルレーキ角およびラジアルレーキ角、さらに良好な仕上げ面を得ることができる。即ち、後述のように周知のソリッドエンドミルの特徴に極力近いスローアウエイチップを製作することができることになる。
【００１３】
特に、上述のように掬い面６，６および逃げ面５の左右両境界領域に形成される両主切刃７，７が互いに交差するように傾斜して形成されることによって、出来る限り大きなアキシャルレーキ角と、最適の逃げ角を有する一対の主切刃を形成することができ、交換機能を有効に維持しながら切れ味の良いスローアウエイチップを提供することできる（図２〜図５）。
【００１４】
上記請求項１に係る発明の背景となる考え方を説明すると、理想的な切れ刃形状としては、もちろん図９に示すようになソリッドのリンドミルＴであることは言うまでもない。ソリッドのエンドミルＴは研磨加工により、最大限のアキシャルレーキ角（ソリッドエンドミルの場合はネジレ角といい、通常３０°以上）、最大限のラジアルレーキ角（一般的に掬い角と言う通常５°〜１５°程度）、さらに最大の逃げ角（通常５°〜７°）を構成している。
【００１５】
そして理想的には、このソリッドエンドミルＴの刃部Ｔａの構成を図１０に示すように取り出し、これをそのままスローアウエイチップの構成として再現できれば良いのであるが、スローアウエイチップでは、ソリッドエンドミルと異なって、チップは工具本体から独立していること、チップ独自の形状があること、またチップ独自の成形方法がある等の制約条件により、アキシャルレーキ角は１０°程度に制約され、その分をチップ本体の掬い面に大きな掬い角を付け、且つラジアルレーキ角を大きめに取るようにすることで、切削抵抗を押さえるように工夫されており、ソリッドエンドミルの刃部をそのままスローアウエイチップの構造として採用することはできない。
【００１６】
一方、スローアウエイチップを、理想的な刃部の形状であるソリッドのエンドミルの形状に極力近づけ、さらにスローアウエイチップ方式の特徴である経済性を生かそうとすれば、チップの主切刃数、即ち交換可能な切刃数は、少なくとも複数必要となる。
【００１７】
本発明者は、上記の制約条件を克服することに成功したもので、先ず、切削上は理想的なソリッドエンドミルの基本形状に着目した。即ち、
(1)ソリッドエンドミルは、図９又は図１１に示すように円柱形をしている。
(2)その円柱形にネジレ角（アキシャルレーキ角）を作り（図９、図１１）、
(3)さらに、ソリッドエンドミルでは、理想的な逃げ面であるエキセントリック二番角（Ｒ型二番面）をチップ本体の逃げ面に相当する幅の分だけを設けている（図９）。
(4)このＲ型二番面、即ち凸曲面の部分を図１０に示すようにスローアウエイチップ状に切り取って構成すれば、少なくとも２つの主切刃を持つスローアウエイチップが構成されることになる。
【００１８】
言い換えれば、図１１、図１２のように、円柱体１５から、工具本体に取り付けるのに適した状態の寸法で駒片１６（チップ）を切り取り、この駒片１６（チップ）を図１２に示すように、工具本体２に対して概略５°〜７°の逃げ角θが付くように、円周方向に５°〜７°回転して取り付けるように構成すれば、理想状態に近い回転切削工具が形成されることになる。
【００１９】
請求項１に係る発明（図１〜図５）は、まさに上記の考え方を基づいて具体化されたものである。
【００２０】
【００２２】
また請求項２に係る発明にあっては、前記逃げ面５に形成される凸曲面９は、段階的に変化する複数の段面９ａ，９ｂからなる請求項１記載の構成を採用してなるものである（図１３〜図１５）。
【００２３】
また請求項３に係る発明によれば、図６および図７に示すようにチップ本体１の前後端面１０，１０と前記掬い面６，６との境界領域に副切刃１１，１１が形成され、該副切刃１１，１１は前記主切刃７，７に連続して形成されてなる請求項１または２記載の構成からなることを特徴とするものである。
【００２４】
即ち、請求項３に係る発明によれば、掬い角を持った主切刃７，７の稜線を副切刃１１，１１まで延長することにより、副切刃１１，１１には、アキシャルレーキ角θ２に加えてチップ本体１の掬い角θ１分の掬い角が付き、被削材の底面での切削抵抗が減少し、切れ味が向上し、仕上げ面品質が向上し、さらに底面と平行な直線部（副切刃１１）を設けることにより、さらえ刃として働くので、仕上げ面粗さを向上する効果が生まれる。
【００２５】
また請求項４に係る発明によれば、所要の軸方向掬い角θ１（アキシャルレーキ角）と径方向掬い角β（ラジアルレーキ角）（図１）とを備えた請求項１〜３のいずれか記載のスローアウエイチップを軸方向に平行な取付座３を備えた工具本体２に取り付けてなる回転切削工具に係る。
【００２６】
この発明によれば、工具本体２側の取付座３（図８）を軸方向に平行になるように製作すればよいから、それだけ製作が容易である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施例の要部を説明するための図である。
まず図１の（ａ）および（ｂ）によって説明すると、略平行四辺形状の厚板からなるチップ本体１において、点Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′によって囲まれる底面が工具本体２の取付座３に固定される取付面４であり、点ＡＢＣＤで囲まれる表面が逃げ面５であり、左側の点ＡＢＢ′Ａ′、および右側のＤＣＣ′Ｄ′で囲まれる側面が掬い面６，６であり、掬い面６，６と逃げ面５との互いの左右両境界領域のＡＢ、ＤＣ線が主切刃７，７であり、なお且つ逃げ面５から取付面４にかけて取付用孔８が貫設されてなるスローアウエイチップにおいて、前記主切刃７，７に面する逃げ面５がその全域にかけて同一の曲率の凸曲状に膨出した凸曲面９に形成されてなることを特徴とするものである。
【００２８】
この実施例の要部の一例にあっては、高さＡＡ′＝ＢＢ′＝ＣＣ′＝ＤＤ′であり、二つの切刃７，７が平行に形成されてなるものであり、これが取り付けられる工具本体２の取付座３は当然に周方向に所要の逃げ角が形成されており、この周方向に逃げ角を有する取付座３に何れかの切刃７が切削周面Ｓに面してチップ本体１が取り付けられることによって被削材との干渉を回避するための隙間Ｈが形成されるようになっている。
【００２９】
そしてこの実施例の要部にあっては、上述のように逃げ面５に形成される凸曲面９は、主切刃７（稜線ＡＢ）の全域にわたって曲げ中心ＯＡ，ＯＢからの同一の曲率半径ｒによってＲ状に形成されてなるものである。
【００３０】
図１の（ａ）、（ｂ）には、本発明の要部である曲率半径ｒでのＡ点での逃げ角αＡｒ、同一曲率ｒでのＢ点での逃げ角αＢｒに対して、従来技術であるフラットな逃げ面の場合のＡ点での逃げ角αＡｆ、同じくフラットな逃げ面の場合のＢ点での逃げ角αＢｆとを示してあり、この図示の状態から当然に、
【００３１】
本発明のＡ点での逃げ角αＡｒ＜従来技術のＡ点での逃げ角αＡｆ
本発明のＢ点での逃げ角αＢｒ＜従来技術のＢ点での逃げ角αＢｆ
となり、逃げ面５を凸曲面９に形成することによって、本発明は従来のフラットな逃げ面に比べて逃げ角度が減少する効果があることが分かる。
【００３３】
上述のように主切刃７に面する逃げ面５がその全域にかけて同一の曲率の凸曲面９に形成することによって、適性な逃げ角を設定すると同時に、極力大きなアキシャルレーキ角およびラジアルレーキ角、さらに良好な仕上げ面を得ることができる。即ち、前述のように周知のソリッドエンドミルの特徴に極力近いスローアウエイチップを製作することができる。
【００３４】
図２〜図５は、本発明の実施例を示すものであって、この実施例にあっては、チップ本体に形成される主切刃７，７が互いに交叉状態に形成されてなるものである。
【００３５】
即ち、高さＡＡ′＜ＢＢ′、ＣＣ′＜ＤＤ′、ＡＡ′＝ＣＣ′、ＢＢ′＝ＤＤ′であり、主切刃７（稜線ＡＢ）とこれに対向する主切刃７（稜線ＣＤ）とが互いに交叉するよう傾斜して形成されている。
【００３６】
このように、掬い面６，６および逃げ面５の左右両境界領域に形成される両主切刃７，７が互いに交叉するように傾斜して形成されることによって、図８に示すようにチップ本体１を工具本体２に取り付けたときに、出来る限り大きなアキシャルレーキ角θ１と、最適の逃げ角を有する一対の主切刃７，７を形成することができ、交換機能を有効に維持しながら切れ味の良いスローアウエイチップを提供することできる。
【００３７】
なお、チップの製作に当たっては、粉末プレス焼結方法や射出成型法が可能であるし、最終のチップ本体に近似した形状に焼結したチップ素材を治具に取り付け、円筒研磨成形方法によって最適の円弧型逃げ面を有する本発明に係るチップ本体に形成することができ、一見困難に見えるチップの製作も簡単であり、コスト的な問題はあまりない。
【００３８】
図６および図７は、チップ本体１の前後端面１０，１０と前記掬い面６，６との境界領域に副切刃１１，１１が形成され、該副切刃１１，１１は前記主切刃７，７に連続して形成されてなる実施例を示すものである。
【００３９】
即ち、図７に示すように、点ＡＡ′Ｂ′Ｂで囲まれる部分を、点ＥＦＧＨで囲まれる部分に切除して稜線ＡＡ′と、稜線ＡＢに面する部分にそれぞれ所要の掬い角θ２，θ３を取ることによって稜線ＡＡ′を副切刃１１とし、稜線ＡＢを主切刃７とし、両切刃７、１１が互いに連続して形成されるようにしたもので、このような掬い角を持った主切刃７，７の稜線を副切刃１１，１１まで延長することにより、副切刃１１，１１には、アキシャルレーキ角θ２に加えてチップ本体１の掬い角θ１分の掬い角が付き、被削材の底面での切削抵抗が減少し、切れ味が向上し、仕上げ面品質が向上し、さらに底面と平行な直線部（副切刃１１）を設けることにより、さらえ刃として働くので、仕上げ面粗さを向上する効果が生まれる。
【００４０】
この円弧逃げ面は必ずしも、チップ主逃げ面の全面に渡り必要というわけではなく、図１３に示すように、磨耗したときの幅プラスαの切刃稜線を含む最小限の幅Ｌ1 （概略０．２ｍｍ以上）あれば十分である。
【００４１】
さらにまたこの凸曲面９は、円弧状の曲面に限定されることはなく、図１４および図１５に示すように、複数の平面を段階的に形成した段面９ａ，９ｂに形成し、全体として実際の逃げ角が５°〜７°の近辺の逃げ面５に構成することでも同様の効果を持つことは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、主切刃の逃げ角を適正になり、切れ刃強度が大幅にアップし、チッピングや欠損が少なくなる。
【００４３】
また本発明によれば、逃げ角が小さく適正になったために、その分ラジアルレーキ角を大きくとれ、切れ刃エッジもシャープにできるので、切削抵抗を大幅に減少することが出来る。
【００４４】
従って本発明によれば、切削抵抗を大幅に下げることが出来るので、従来は難しかった小径への適用も可能となり、応用分野を広げることが出来る。
【００４５】
特に本発明によれば、掬い面および逃げ面の左右境界領域に形成される両主切刃が互いに交叉するように傾斜して形成されるため、出来る限り大きなアキシャルレーキ角と、最適の逃げ角を有する一対の主切刃を形成することができ、交換機能を有効に維持しながら切れ味の良いスローアウエイチップを提供することができる。しかも本発明は、上記の作用を有するにも係わらず、チップ本体を工具本体の外周に沿って略周方向に取り付けるように縦型クランプ方式に適用されるものであるから、チップ本体の厚さ方向に主切削力がかかるので、チップ強度が高く、重切削でもチッピング等が少ない安定した加工が出来る。
【００４６】
また本発明によれば、チップ本体の逃げ面に形成される凸曲面は、その全域にわたって同一曲率によって形成されてなるため、チップ本体の成形が容易であり、安価に製作することができる。
【００４７】
また請求項２に係る発明によれは、チップ本体の逃げ面に形成される凸曲面は、段階的に変化する複数の段面からなるため、製作の比較的に容易な複数の平坦面からなる凸曲面に形成すればよいからそれだけ製作コストを低減することができる。
【００４８】
また請求項３に係る発明によれば、掬い角を持った主切刃の稜線を副切刃まで延長することにより、副切刃には、アキシャルレーキ角に加えてチップ本体１の掬い面の掬い角が付き、被削材の底面での切削抵抗が減少し、切れ味が向上し、仕上げ面品質が向上し、さらに底面と平行な直線部（副切刃）を設けることにより、さらえ刃として働くので、底仕上げ面の品質を向上することが出来る。
【００４９】
また請求項４に係る発明によれば、高精度のスローアウエキチップと該チップを取り付けた切削工具を容易に製作することができ、安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るスローアウエイチップの実施例の要部を説明するための図を示すもので、そのうち（ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図２】  本発明の実施例の示すもので、そのうち（ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】  図２に示す実施例の斜視図である。
【図４】  同側面図である。
【図５】  同端面図である。
【図６】  更に同他の実施例の示すスローアウエイチップの斜視図である。
【図７】  同要部の斜視図である。
【図８】  同実施例に係るチップを工具本体に取り付けた状態を示す図である。
【図９】  本発明に係るスローアウエイチップを製作する際の理論的な説明をするための説明図である。
【図１０】  同様の説明図である。
【図１１】  本発明に係るスローアウエイチップを製作する際の理論的な説明をするための説明図である。
【図１２】  同様の説明図である。
【図１３】  本発明に係るスローウエイチップの他の実施例の斜視図である。
【図１４】  同他の実施例を示す端面図である。
【図１５】  同実施例の斜視図である。
【図１６】  従来技術の使用状態を示す図である。
【図１７】  従来技術の使用状態を示す図である。
【図１８】  従来技術の使用状態を示す図である。
【図１９】  従来技術の使用状態を示す図である。
【図２０】  従来技術の使用状態を示す図である。
【図２１】  従来技術のスローウアイチップの斜視図を示す。
【図２２】  同スローウアエイチップを工具本体に取り付けた状態の図である。
【符号の説明】
１    チップ本体
２    工具本体
３    取付座
４    取付面
５    逃げ面
６    掬い面
７    主切刃
８    ネジ孔
９    凸曲面
１０  端面
１１  副切刃
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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