JPH01264702A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は切削工具に係り、特に！１′−而形状が略正三
角形で各切刃が外側に膨出した円弧状であって、かつり
刃コーナ部の刃先角かほぼ９０°に設定されて送りを人
き（しても良好な仕上面が得られると共に、力「「物の
隅部の加工も可能な汎用性の高い切１’ｉｌＪ　Ｉ−具
に関する。

（従来の技術） 一般に旋盤を使って円柱状の被削物の外周を切削すると
きに、バイトが用いられる。このバイトのうち、使い捨
ての超硬チップをバイトシャンクに対してしっかり締付
けたものとしてスロアウエイバイトが知られている。チ
ップの形状には種々のものが用意され、外周全切削する
ときには通常三角形のチップが用いられる（例えば特開
昭５６−１０２４１２号公報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の三角形状のチップではチ
ップのノーズ半径に応じて送り瓜を小さく設定せねばな
らないために加工能率が低下していた。また加工物の直
角の隅部の加工も制限されていた。

また外周が円弧状の切れ刃を有するチップも、円弧であ
るか故に隅部の加工かできず、もっばら曲面を加工する
用途に限定して用いられていた。

そこで本発明の目的は、上記従来技術によるチップがＨ
する問題点を解消し、円筒形加工物の内周と外周ばかり
か端面も、大きな送り瓜で良好な仕上面に加工できるよ
うに工夫した汎用性の高いチップを提供することにある
。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明による切削チップと
切削工具は次の条件を備えている。

ａ）　切削チップは゛Ｐ１面形状がほぼ三角形の（−・
１′な切削チップで外周の３つの切れ刃辺は外側に向っ
て膨出した円弧状であること。

ｂ）　前切れ刃が彼削面とほぼ車行な円弧状の曲線であ
ること。

Ｃ）　横切れ刀は、前切れ刃に対してほぼ直交に延在し
た円弧状の曲線であること。

ｄ）ｔ、７Ｊ削王只は刃先角が９０度の前記チップを、
切込み角が９０度となるように刃物ホルダに取付けられ
たこと。

（作　用） 上記構成上の特徴を備えた本発明の切削チップによれば
、大きな送り瓜の下で内外周と端面両方の良好な仕上面
粗さを得ることができ、かつ隅部まで精度良く加工する
ことができる。それ以外にも従来の円弧状切れ刃を何す
る略三角形状チップと同様の用途にもそのまま適用でき
る。

（実施例） 以下本発明による切削二［具の実施例を図面を参照して
説明する。

第１図乃至第５図は、本発明の一実施例によるスローア
ウェイチップを示している。

この実施例における切削チップ１はサーメットで構成さ
れ、第１図に示されるように、平面形状が弧状の３辺で
囲まれたほぼ正三角形状であって、チップ上面１ａとチ
ップ下面１ｂとの距離が−様なＩ’、’さｔを有する偏
・１乏な切削チップで側面には逃げ角γの傾斜を設けで
ある。このチップは、中央部にシャンクに取付けるため
の取付孔２をＨしており、この取付孔２の中心Ｏに関し
て回転対称に３個のノーズコーナ３Ａ、３Ｂ、３Ｃを釘
している。このうちのノーズコーナ３Ａを例にとって切
刃の構成を詳細に説明するに、各切刃３は、刃先角εか
９０’となるように円弧状の各辺が設定されおり、切れ
刃の角度関係は前切れ刃４の接線ｊとこの前切れ刃４の
接線ｊとほぼ直交する接線ｉを有する横切れ刃５とを有
している。

すなわち、本実施例のチップは、円弧状の３辺で囲まれ
た略三角形状であり、その各頂点であるノーズコーナの
刃先角εは限りなく９０ｍに近づけ、各頂点では実質的
に９０°であるように構成したところに大きな特徴があ
る。

また、上記切削チップ１の平面形状を第１図を参照して
幾何学的に詳述すると、頂点Ａ、　　Ｂ、　　Ｃをもつ
２点鎖線で描いた正三角形の一頂点Ａから中心線ａに沿
って一定の距Ｍｌだけ中心に寄った点Ｐをノーズコーナ
の先端とする。

このとき、横切れ刃である切刃辺５の先端Ｐ点での接線
ｉは前切れ刃である切刃辺４の先端Ｐ点ての接線ｊと直
交している。換ムすれば、横切れメＪ５の先端ての接線
ｉの延長線上に前切れ刃４となる円弧状切れ刀の曲率半
径Ｒの中心Ｃ１を設定する。同様に前切れ刃４の先端で
の接線ｊの延長線上に横切れ刃５となる円弧状切れ刃の
中心Ｃ２を設定する。このように構成すれば各頂点では
前切れ刃と横切れ刃の接ｍｉ、ｊとが直交することにな
る。

また刃先６には慣用のノーズ半径ｒを設けるのが一般的
であるが、１−ｍ　Ｑであっても良い。ノーズ半径ｒを
設ける場合にはノーズ半径分の補正量εだけ、チップの
内側寄りに曲率半径Ｒの中心Ｃをずらずと、精度よい直
角隅加工のできるチップとなる。

上述した切削チップ１をシャンク１２にマウントシた状
態を第６図乃至第８図を参照して説明する。

三角形状のチップ１はシャンク１２の先端部に公知慣用
の手段でクランプ固定する。すなわち、■ネジ１４をチ
ップ１の取付孔２に貫通させシャンク１２のチップ取付
は座１５中夫に設けたネジ孔（図示せず）に螺合固定す
る。実際に切削するときには、第６図においてチップの
刃先角とを頂点３Ａの中線ａが２′！ｊ分し、かつ切込
み角１（がほぼ９０″となるようにセットされる。この
位置で前切れ刃４の接線ｊは被削物の軸線とほぼ平行に
横切れ刃の接線ｉはほぼ垂直に位置している。

なお、Ｓは送りの方向を示しており、加工物の軸線と平
行の方向の送りＳｌの他、前記軸線と直交する方向の送
りＳ２もとれる。

第７図および第８図において、シャンク１２の前面と側
面はチップ１の前逃げ而９と閘逃げ面１０に合せて直線
あるいは曲線的に削り落され、前切れ刃４と横切れ刃う
のみが被削物と接触するようになっており、コーナ部６
の先端が被削物の中心に位置している。また、シャンク
１２には、前逃げ角γ　と横逃げ角γ２が形成されてい
る。

次に上記のように構成した本発明のチップと切削工具の
作用を説明する。

第９図は本発明のチップ１を着脱可能に先端部へ取付け
た刃物ホルダ１２とからなる切削工具による切削状態の
部分・１入面図である。工具を輔Ｘ−Ｘと平行方向Ｓ１
に送って円筒形加工物１７は外周の段差部′１８も全く
支障なしに直角に加工することができる。これは基本的
にチップの刃先角とがほぼ９０度であり、かつ前切れ刃
角４が零度、横切れ刃角ｋが９０度となるようにシャン
ク１２への切削チップ１の取付角度を設定しているから
である。

また同図において、切削点から離れる程、加工物と切れ
刃の間隙、すなわちすきま角δが曲線的に徐々に大きく
なっており、このため切りくずの流出のための空間が生
じるので切りくずの排出性が向上し、かつ切れ刃と加工
物の接触面積を減少させて切削抵抗を抑制してびびり振
動の発生を防止することができる。また、通常のノーズ
半径の小さなチップを用いる切削工具に比べて、仕上面
生成に関与する前切れ刃４の曲率半径が大きいため、高
い送りでも良好な仕上面粗さを得ることができる。

第１０図は円筒形加工物１７の端面１９を加工している
状態を示す部分゛１′而図面ある。第９図の場合とは９
０度異なる半径方向Ｓ２にシャンク１２を送って、３１
・坦面を仕上げている。

この場合にもチップ１の４５°の中線ａに対して線対称
形であるため、刃物ホルダは第９図に示したままの取付
状態で、９０度異なる部分の隅部切削が、高能率に行な
イ〕れることを示している。

第９図の場合と比較して、加工物に対する前切れ刃と横
切れ刃の位置関係が中心線ａに関して対称に入れ替った
と考えることができ、切削点から離れる程、大きくなる
すきま角δや、その作用効果は第９図の場合と同様であ
る。なお、□両図において、チップ１のノーズコーナの
各頂点６には微小なノーズ半径ｒを設けている。

以上説明したように本発明の一実施例によれば以上のよ
うな多くの効果がある。

（ａ）　　従来より大きな曲率半径の切れ刃で仕上面を
生成するため、大きな送り量でも而粗さが良好となる。

（ｂ）　　切削点である切れ刃のノーズコーナの先端の
刃先角が９０度であり、かつ頂点から中心線に関して対
称形として前切れ刃角と横切れ刃角の絶対値を等しくし
たので、加工物の内径、外径のみならず９０’異なる方
向の端面の加工でも直角隅削りが１１能となり、加工能
率が向上する他、汎用性に優れる。また同一チップで左
右両勝手方向への送りが可能となる。

（ｃ）　　刃先角が９０度でありながら刃先から離れる
程、前切れ刃と横切れ刃が加工物の加工面から曲線的に
徐々に遠ざかるように構成したので、従来の刃先角が９
０度の直線切れ刃の１−具に比べ切れ刃と加工面の接触
面積が少ないため、切削抵抗が小さく、ビビリ振動が発
生しにくい。接触による摩擦熱も少ない。結果的に優れ
た仕上面と寸法精度、表面品位を得ることができる。

（ｄ）　　刃先で生成した切りくずは前述の切れ刃と加
工面の間隙から排出され、切りくず詰まりが生じない。

切削油剤を使用する場合には上記間隙の存在のため切削
点の近くまで油剤が届くため、冷却や潤滑の効果か大き
く作用し、工具寿命の延長や切削抵抗の低減の他切り（
すの折断にも白゛利である。

（ｅ）　　切れ刃は刃先まで曲線で囲まれているため、
切れ刃強度が高い。

（ｒ）　　幾ＩＩＩＩ学的関係から、図式解法の他チッ
プの内接円径りや切れ刃長ｇの既知の値から切れ刃の曲
率半径Ｒの値を簡単に求めることができる。その逆も同
様である。従って設計、製造が容易である。

次に第１１図乃至第２８図を参照して本発明の他の実施
例について説明する。

上記実施例においては、切削チップ１それ自体の側面に
逃げ角を付与したが、本発明はこれに限られず、チップ
自体の逃げ角γは零にしてチップの両面を使用できるよ
うにしても良い。しかしながら、この例では第１１図乃
至第１３図に示すように、刃物ホルダ１２のチップ取付
座に対して逃げ角γ１．γ２をそれぞれ付与しておく必
要がある。またγの値に応して、わずかではあるが取付
けたチップのメツ光用どの値が変化す′る。これはすく
い角か負の場合であるが、ＯＱ以外の正の値とした場合
でも同（Ｉの結果となる。この場合の補正方法について
は後述するが、通常の加工では問題とならない程度の角
度誤差である。

第１４図乃至第１８図に示した例は、チップ１のすくい
面７を掘り込んで前切れ刃と横切れ刃に、それぞれ構す
くい角βと上すくい角αを付与した例である。同図に示
すチップでは更に各刃先６にノーズ゛１毛径「の丸みを
付与しており、この場合、前切れ刃４の曲率半径Ｒの中
心Ｃ１は、横切れ刃５の接線ｉからノーズ半径ｒに相当
する距離ｅだけチップの内側に入った仮想線ｉ′上に設
定される。閘切れ刃５の曲率半径Ｒの中心ｃ２と残る１
辺の曲率半径Ｒの中心ｃ３　（図示せず）の求め方も同
様の手法で行なう。このように円弧の中心Ｃをとれば、
小さな曲率半径のノーズ半径と大きな曲率半径の円弧切
れ刃とが円滑に連続するため切れメＪは滑らかなカーブ
となる他切削時に前切れ刃４のノーズの端Ｊが最も深く
加工物に入るため、隅部の加工か正確に行なえる上、仕
上面あらさも優れる。

この例ではチップロ体には逃げ角がないネガチップであ
るためネガチップ用のホルダに取付けて使用するか、す
くい角α、βを適正に付与すれば、ホルダに取付けた状
態での実際の切削は正の値のすくい角で行なうことがで
きる。第１１図に示したようなネガチップ使用の刃物ホ
ルダ１２は通常５度ないし６度程度の逃げ角γｌ、γ２
をもっているのが普通であり、この場合、チップのαと
βの値はほぼ１０〜１５°程度とされ、通常両者は同一
の値に設定すると、製造が容易である他、送りの方向に
よらず左右どちらの勝手のチップとしても使用でき有利
である。

また第１４図において、すくい而７はその後縁か前切れ
刃４と横切れ刃５との間に二等辺三角形を形成するよう
に構成すると、１回の研削工程で加工できる上、かつ左
右両勝手用チップとなるので好都合である。また前切れ
刃と横切れ刃とが交叉する切れ刃のコーナ部６の高さが
チップ上面に一致するようにすれば加工物の軸心と同一
高さに前記コーナ部６か位置するため、隅加工を含め、
高精度な加工かｒ＋Ｊ能となる。

第１９図は第１４図ないし第１８図に示したチップ１を
刃物ホルダ１２に取付けた状態を示す部分平面図である
。前記チップ１は公知慣用の手段、すなわちボルト２０
で回動されるビン１４により刃物ホルダ１２に締付は固
定される。切込み角にと刃先角εがほぼ９０度となるよ
うに、かっ略三角形チップの刃先６の中線ａが前記刃先
角εを２分するように構成しであるのは前述の各実施例
同様である。第２１図において、上すくい角αはα十γ
１１第２０図において横すくい角β′はβ＋７２となる
。γ１．γ２の値は通常γｌ−７２−−６°程度であり
、これらの角度を考慮してα。

βを定める必要がある。

いま、第２２図（Ａ）に示す工具先端近傍の平面図にお
いて、切込み角にと刃先角εが共に９０度であるとする
。このとき、チップの中線ｙ−ｙに直交する方向から見
た同図（Ｂ）に示す正面図において、すくい角がφであ
るとすれば、すくい面７内で測った刃先角ε″　（図示
せず）は１６１度であるか、を示す。幾ＩＩＩＩ学的関
係から、ｊａｎ（ε／２）　＝　ｔａｎ（ａ″／２）ｅ
ｏｓφ、すなわち、−１Ｅ ｔ　’　−２ｔａｎ　　１Ｌａｎ　（−）　　・ｅｏｓ
φ）　（度）で得ることができる。ここでと−９０°で
はε″−２ｔａｎ−１（ｅｏｓφ）　　（度）で得うレ
ル。コノようにホルダに取付けて切削に使用する状態で
のすくい角φをもとに、前記チップ１の補正後の刃先角
ε″を決めれば、より高粘度な直角隅加工がロー能とな
る。

第２３図乃至第２７図に示した例はチップ各コーナ部の
厚み方向に半径ｒ′の丸み４０を設けた例ですくい面を
凸曲面状に構成して切れ刃強度を更に向上させることが
できると共に、びびり振動を抑制することもできる。

なお、上述した実施例においては、チップの中心部に取
付穴が開口している例を説明したが、このような取付穴
は無くとも良い。

また、チップの材質としては高速度鋼、超硬、コーティ
ング、ザーメット、セラミックスやダイヤモンド等が適
宜選択される。また、本発明のチップを使用した切削工
具は旋削バイトに限らず、フラ、イスやポーリングにも
適用できる。

第２８図はフライス工具に適用した例の部分断面図であ
り、加工物表面の直角肩側りが可能である。

また従来、円弧状切れ刃を有するチップを使用して大き
な送りで優れた仕上面粗さを得ていた切削工具にも適用
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、周囲が円弧状の略
三角形チップでありながら、各ノーズコーナの頂点の刃
先角を９０°としたため、加工物の内・外周のみでなく
端面についても直角隅削りが可能となり、また切れ刃先
端から末端へ向って徐々に加工物と切れ刃が離れるため
切削抵抗が少なく、良好な切削ができる他、従来よりも
はるかに大きな曲率半径の刃先で仕上面を生成するため
高送りでも良好な仕上面粗さがｉ＋ｊられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による切削チップを示した十
面図、第２図は同正面図、第３図は同背面図、第４図は
同右側面図、第５図は同左側面図、第６図は本発明によ
る切削チップをシャンクに取付けた状態を示した正面図
、第７図は同一１４而図、第８図は同左側面図、第９図
と第１０図は本発明による切削工具を使って彼削物の段
部を加工している状態を示した平面図、第１１図は本発
明による切削チップをシャンクに取付けた状態を示した
正面図、第１２図は同平面図、第１３図は同左側面図、
第１４図は本発明の一実施例による切削チップを示した
平面図、第１５図は同正面図、第１６図は同背面図、第
１７図は同右側面図、第１８図は同左側面図、第１９図
は本発明による切削チップをシャンクに取付けた状態を
示したＪＴ面図、第２０図は同平面図、第２１図は同左
側面図、第２２図（Ａ）（Ｂ）は刃先角の補正を示す説
明図、第２３図は本発明の他の実施例による切削チップ
の平面図、第２４図は同１Ｅ而図、第２５図は向背面図
、第２６図は同右側面図、第２７図は同左側面図、第２
８図は本発明のチップを使用したフライスに具の部分断
面図である。 １・・・チップ、３・・・切れ刃、４・・・前切れ刃、
５・・横切れ刃、６・・・コーナ部、７・・・すくい而
、　　８・・・後縁、９・・・前逃げ而、１０・・・横
逃げ而、１２・・・ンヤツク、４０・・・丸み。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第　６　図 第　６　図 第１１　図 、Ｓ１３　図 第１９　図 Ｊｉｂ　２’１　　図 づ２２　図 、８２８　図 手続十市正書（方式） 昭和６３年８月２４日 １、事件の表示 昭和６３年　特許願　第９２９４３号 ２、発明の名称 切削工具 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３０７）　　株式会社東芝 ４、代　理　人　（郵便番号ｌ００） 昭和６３年７月６日 （発送日　昭和６３年７月２６日） ６、補正の対豪 図面（第２２図） 第２２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平面形状がほぼ三角形の偏平な切削チップにおいて
   、上記切削チップは、チップ上面またはチップ下面の少
   なくとも一方の側の面を画成する３つの切れ刃辺の各々
   が曲率半径（Ｒ）をもって外側へ膨出した円弧の一部に
   よって構成され、隣り合った切れ刃に挟まれたノーズコ
   ーナの頂角がほぼ直角の刃先角を形成し、このノーズコ
   ーナの頂点から遠ざかるほど２つの切れ刃辺の挾む角度
   が小さくなるように構成したことを特徴とする切削工具
   。 ２、上記切削チップは前記ノーズコーナ部に半径（ｒ）
   の曲線部を有し、このノーズコーナ部に連続する外周の
   円弧状の２つの切れ刃辺と前記ノーズコーナ部の曲線と
   の接点における２つの接線が直交するように構成したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の切削チップ。 ３、上記切削チップのノーズコーナの各頂点の高さがチ
   ップの上面と一致し、かつ、各頂点から切れ刃辺の長さ
   の１／２以下の範囲にチップの中線に直交する角度で両
   切れ刃に等しい角度のすくい角（α，β）を設けたこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の切削チップ。 ４、チップを刃物ホルダに取付けた状態で刃物角がほぼ
   ９０°となるようにチップのすくい角を補正したことを
   特徴とする請求項３に記載の切削工具。 ５、上記切削チップのすくい面は、上方に膨出した凸曲
   面によって構成されていることを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれかに記載の切削チップ。 ６、上記切削チップは頂点に近づく程、直線的または曲
   線的に徐々に薄くなるように構成されていることを特徴
   とする請求項１または２に記載の切削チップ。 ７、上記切削チップの周辺の円弧状の切れ刃の中央部以
   外に切欠きを設けたことを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれかに記載の切削チップ。 ８、請求項１に記載の切削チップを刃物ホルダの先端に
   着脱可能に取付け、前記切削チップの直交する２つの切
   れ刃辺をそれぞれ前切れ刃と横切れ刃として用い、かつ
   切込み角をほぼ９０度に設定したことを特徴とする切削
   工具。 ９、請求項１に記載の切削チップをカッタボデーまたは
   カートリッジに着脱可能に取付け、前記切削チップの直
   交する２つの切れ刃辺をそれぞれ外周切れ刃と正面切れ
   刃として用い、かつ切込み角をほぼ９０度に設定したこ
   とを特徴とするフライス用の切削工具。