JPH0241812A - 金属切断丸鋸用チップ - 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】 産業上の利用分野 本発明は鉄系及び非鉄系難削材の切断に用いる丸鋸刃の
超硬チップに関するもので特に鋸刃厚みの薄いものに好
適な改良された超硬チップに係る。

従来の技術 一般に用いられている切粉分割溝付刃で材料を切断する
場合に溝の両側に幅の異なる切粉が１個つづ生成される
が切粉は必ずしも切断面に平行に流れない。この為に一
般に刃先から数■１程度以上離れたところで切粉は糊厚
範囲外へはみ出そうとする。また刃には両側角に面取り
がされているため横に流れ易く切粉が切断面に当たると
切断面によってひっばり出され切断面と丸鋸刃との間に
巻き込まれ、はげしくもまれてちぎれた切粉が切断面に
溶着し、切断面の精度及び美観を損なうことがある。こ
のような切断面に当接する切粉の溶着現象を改善したも
のに特開昭５６４１４６１３号（第１３図イ）の回転式
フライス工具装置に説明されている刃先部形状が知られ
ている。また突切り、　？Ｒ入れを行う旋削用チップの
技術として特開昭６３−１６９０３号（第１３図口、ハ
）及び実開昭６２−１６１９０２号（第１３図工）の明
細書中に従来技術として掲げられている千ノブの刃先部
形状も同様の改善をなしたものである。さらに難削材の
切削では高速切削で刃先温度が上昇し、切粉がチップす
くい面及び合金の刃室底に溶着して刃先部１員や、切粉
のかみ込みによる使用不能となる。このような溶着現象
を防止するものに出願人が先に提案した特開昭６２−２
７７２１６号が知られている。

発明が解決しようとする課題 第１のものは第１３図イに示すようにチップＩの刃先部
にすくい面２が形成され、このすくい面２には平坦部で
チップ中の５０〜７０％と広い方形状の凹部３が形成さ
れるとともにこの凹部の奥部は切粉の流れ方向に丸みが
かつけられて立上っておりチップブレーカ４に続けられ
、途中底の深さに応して巾が狭くなる。そして四部３の
両側には土手部５が形成されていて上部巾は同じで深さ
が変化している。第２．第３のものもほぼ同じである。

このようなチップがつけられたフライスで切削するとチ
ップ幅に相当する大きさの切粉が生成されその直後にこ
の切粉が凹部３の内部に押し込まれて四部３の形状に対
応した第１４図、第１９図の形状に変形し、これにより
切粉の幅が切り出された直後のその幅よりも小さくなる
。すなわち切粉接触長さ程度の距離を流れる間に２激に
切粉が変形するので、その反作用として四部３を形成す
る土手部５に強い押圧力と摩擦力が作用して土手部５は
高温となる。切削液を用いなくとも被切削材から刃先が
抜は出た時空気流の冷却作用を受ける。回転切削におい
てはこのような加熱、冷却の４度サイクルの繰り返しに
より土手部５にはいわゆる熱疲労クラックが発生し、押
圧力によりクラックが成長しチップが欠１員に至るとい
う問題点を有している。

第４のものは第１５図に示すように第１す（い而６に続
く第２すくい面７を形成し、次いで円弧の段差の大きい
上り段差８を形成したものである。

しかしながら被切断材の鋼種が炭素含有量ｏ、　ｉｏ％
以下の鋼及び高クロム鋼（ＳＵＳ４０３．５ＵＳ４０５
）　の完全焼純材である場合、若しくは糊厚Ｔが小さい
場合、特にＴ≦２．５Ｎであると切粉幅が小さい為ふら
ふらし易くまた刃先側部の面取り幅が切粉幅に対して相
対的に大きくなるので切粉が斜行しやすい。

このことから特に切粉分割溝の両側に生成する切粉のう
ら幅の狭い方の切粉が溶着を起こし易いという問題点が
あった。

さらに溶着を防止するための多量の切削液を供給する必
要があり、切削液を供給しても刃先の摩耗とともに切削
熱が大きくなると切断面での切粉の溶着はさけられない
。また切削液の使用により作業環境を汚し易く、切削液
によるチップので、冷却を行うので超硬チップの寿命も
損なうという問題点があった。

本発明は超硬チップの丸鋸刃特に糊厚が２．５１−以下
の場合にしばしば発生する切粉の切断面への溶着が、切
削液を用いないいわゆる乾式切断で発生することなく且
つ異常な熱クラツクの発生、成長による早期刃先欠損が
発生することなく従って精度が良く美麗な切断面を得る
とともに安定した長寿命を有する丸鋸用のチップを提供
するを目的とする。また被削材２０φ〜１００　φ■■
程度の棒材鋸刃寸法２００　φ〜４００　φ１−１刃数
４０〜１４０枚、切削条件Ｖ　−５０〜２００ｍ／ｍｉ
ｎ、　　後述のＳｚ　＝０．０５〜０．１５■−に特に
好適な丸鋸刃用のチップを提供するを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の丸鋸用超硬チップは
すくい面の刃先先端に、切刃巾全体にわたるネガテイブ
の第１すくい面を有し、その後方策２すくい面の巾中央
部に切粉変形導出用の凹部を形成し第２すくい面の後に
チップブレーカを形成した千ノブにおいて、前記凹部は
断面形状が略円弧状又は略Ｖ形状で第１すくい面の長さ
が最小である中央部の巾をチップの切刃巾の数分の１と
し、その両外側の第１すくい面の長さがゆるやかに増す
前端開口部を有し、さらに前記凹部は中央底部の巾一定
で該前端開口部から底部断面形状を一定に保ち徐々に深
く形成され、前記凹部の両側の土手部は第２すくい面に
つづき次第に高くなる上り段差のチップブレーカ、及び
前記上り段差につづく段部に形成され、凹部の両外側部
により切粉流出過程で切粉の両翼を持ち上げ変形させて
切粉１１を減少させるものである。さらにチップ各部の
寸法は第１すくい血中央部の巾がチップ切刃巾に対しＳ
６≦０．２０Ｔ、凹部の前端開口部の深さｄ−０，２〜
Ｑ、５ｍｍ、　　同後端開口部の深さｄ２≧Ｑ、３ｍｍ
、上り段差の円弧の半径Ｒ＝２〜４璽■（第２すくい角
γ２−第１すくい角γ６）≧２５″のものである。

作用 このチップを合金円周上の刃室にろう付した丸鋸で鉄材
を切削するとチップ厚みに等しい切粉が生成される。そ
の切粉は第１すくい面から流出する過程で左右が中央部
の凹所に引込まれ両翼が持ち上げられて変形し切粉巾が
減少されてチップ厚みすなわち糊厚よりも小さくなりチ
ップブレーカ部でカールさせつつさらに同時に切粉両翼
を持ち上げて切粉幅が減少するように為したので切断面
と接触することなく円滑に排出される。

実施例 以下本発明の実施例を第１図〜第６図にもとづき説明す
る。

台金１１の円周上等間隔に多数の刃体部１２が形成され
鋸刃として超硬チップＩ３がその一部を合金に埋設して
ろう付によって刃体部に固着され、鋸刃すくい面より歯
背部１４に刃室１５が固成１５ａに切粉が深くはまり込
み排出困難にならないように滑らかな曲線で浅く削設さ
れている。この鋸刃の超硬チップ１３は切刃頂部に切削
Ｉ圧抗を抑え且つ刃部強度を保つためネガチイブの第１
すくい角Ｔ１　″で長さＳｌの平面の第１すくい面１３
ａをつくり、第１すくい面１３ａに続いて第２すくい角
Ｔ２　。で長さ＄２の平面の第２すくい面１３ｂをつく
り、さらに第２すくい面１３ｂに続いてチップブレーカ
となる半径Ｒの円弧面の段差１３ｇで一段高くなる段部
１３ｃをつくる。また第１すくい面１３ａに対し後側に
逃げ角γ、の外径逃げ而１３ｄが形成される。そして超
硬チップ１３の巾の両端部にチッピングを防止するため
大きさＳ、の面取り１３ｅを第１すくい面１３ａから外
径逃げ面１３ｄに？Ｑって形成する。刃室Ｉ５の固成１
５ａは段部１３ｃの段差より８３下がった位置から凹面
で刃室深さがＱとなる円滑な大きな曲面をなし第２すく
い面１３ｂと角θで立ち上がり隣の刃体１２の歯背部１
４に接続されている。

ここまでは特開昭６２−２７７２１６号に開示したもの
であって本発明はこの形のチップに凹部１３ｈを形成し
たものである。すなわち凹部１３ｈは第１すくい面１３
ａに先端開口部を形成し開口縁１３ｋが中央部で第１す
くい面＋３ｆｌの長さ（以下ネガランド長さという）が
僅かの長さＳ、で平坦面１３ｉの巾Ｓ６が僅かでありそ
の両側が左右対称で直角断面で半径Ｒ０の円弧でなり先
端開口部の形状が凸の円形または類似円形をなしている
。すなわち開口８１１３　ｋはネガランド長さが中央部
の両側で徐々に長（なるものである。凹部１３ｈは第２
すくい面１３ｂ１円弧状の段差１３ｇにわたり段部１３
Ｃに後端開口部が形成されている。凹部１３ｈの底部は
第１すくい血中央部１３ｆから第２すくい面側に同じ巾
８６の平坦面１３１．つづいて同じ巾Ｓ６の半径Ｒ１の
弧面１３ｊでなる凹弧状をなし凹部の深さは後方に順次
深くなっており後端の深さｄ２は前端の深さｄ、より深
く形成されている。そして凹部１３ｈの平坦面１３ｉ。

弧面１３ｊの左右両側にそって半径Ｒ０の曲面が形成さ
れている。

さらに四部１３ｈの他の実施例としては第７図に示すよ
うに底の平坦面１３１．弧面１３ｊの両側の円弧面を直
線面とし断面を山形Ｖ形状となしたものである。■の角
度は９０’〜１２０　　’が好ましい。

この四部１３ｈの他の実施例として第８図、第９図に示
すものは底の平坦面１３ｉに続く弧面１３Ｊをなくして
平坦面１３ｉと両横の円弧がそのまま延長されてチップ
１３の底面に開口するものである。

さらに第２すくい１１３ｂとチップブレーカとの他の実
施例としては第１０図に示す円弧の段差１３ｇを平面と
し第２すくい面１３ｂの平面とが’＋＝径２〜４　ｍｓ
の円弧に接すようになしたものである。

このような形の千ノブ１３が台金１１の各刃室１５にそ
れぞれ所定刃先を突出してろう付された丸鋸をｍ’ＸＪ
に取りつけ金属を切削すると、ネガチイブに形成された
第１すくい而の刃先で切削された切粉はネガランド長さ
の狭い中央部の１３ｆでは薄い切粉となりこの両側はネ
ガランド長さに相応して厚い切粉が生成される。第１す
くい間中央部１３ｆではネガランド長さが狭いため摩擦
力が小さく切粉の変形が少なく比較的薄い切粉のままで
あり、これに対し平坦部両側はネガランド長さが次第に
広くなるため両側部に近いほど切粉との間の摩擦力が大
きく切粉が圧縮されて厚みを増す。

また四部中心部の薄い切粉は早く流れるため両側部の切
粉が中心部に向かって流れようとする切粉の挙動を助長
する。このため左右の切粉巾は適度に減少をする。両側
部の切粉が中心に向かってひかれる作用はネガランド長
さが急激に変化する場合にはこれに対応して急激な作用
となるが四部１３ｈの平坦面１３ｉの巾３６は狭（両側
部がＲ８の円弧面で形成されてネガランド長さは中央部
から両側部に向かって徐々に長くなっているため引込み
力はゆるやかでありこの過程で切粉が溝の内面を強く押
圧することがない。

さらに切粉はこのあとの凹部１３ｈ、第２すくい面１３
ｂ上を流れる過程で両側の高い第２すくい面１３ｂが切
粉の両翼を持ち上げ四部１３ｈから切粉が浮いた状態で
段差１３ｇにかかり、上り円弧の段差の作用により持ち
トげ力は大きく切粉を中方向に曲げ変形させるとともに
カールさせる。

このとき切粉巾の大きな減少が生じる。この際切粉巾心
部の厚みが薄いことにより切粉の曲げ変形を容易にし目
つ左右均等に変形させる。この切粉の変形過程は第１Ｉ
図のチップ断面位置における第１２図の切粉の状態とな
る。この図の切粉は直径３６０　重曹、　ｉＸ刃厚２．
５０ｍで６０ケのチップをつけた丸鋸刃で直径８０ｍｍ
　Ｏ）　３４５　Ｃｍを切断したものである。切断条件
はＶ　−１１０ｍ／ｍｉｎ、　　Ｓ　ｚ　＝０．１０ｍ
−である。なおチップの形状は、後記表１の千ノブ■と
類似のものである。

第１２図（イ）は第１１［ｆｆ１ｏ−０位置で切粉が刃
先からほぼ接触１１１分進行した位置であり中央部は四
部１３ｈに引込まれて僅かの変形が認められるが、両翼
は第１すくい面１．３２のネガランド面と平行で密接し
ている。同（ロ）はＰ−Ｐ位置でチップブレーカとなる
円弧の段差１３ｇにより切粉の流動につれ両Ａが角度に
して約４″持ち上げられ段差面より浮き上がり四部１３
ｈの肩のみが接触状態となる。そして曲げと引込みによ
り［１１寸法がさらに減少した。同（ハ）はＱ−Ｑ位置
、同（ニ）はＲ−Ｒ位置であって切粉は両翼が角度にし
て約８６〜９６持ら上げられるとともに中心部に向かっ
て引込まれる状態が明らかである。そして左右中の寸法
が実測定によって糊厚より０．１１ｍ■縮小されること
が確認された。そしてこの間切粉は凹部１３ｈに強く接
触せず摩擦を生じない。この鋸刃でＶ　＝１１０ｍ／ｍ
ｉｎ　、　Ｓ　ｚ　＝０．０８ｍｍ（７）条件で直径３
２ｎの３４５　Ｃ鋼を耐久切断したが連Ｖｔ１２，００
０カットまで切断後も凹部のどの部分にも摩耗やクラ７
りの進展が認められなかった。さらに本発明のチップと
従来形のチップとの同じ切削条件における切粉の状態を
対照して説明する。

各チップをろう付または機械クランプでシャンクに固定
したバイトで５ＩＯＣ鋼を断続切削したもので、切削速
度Ｖ　−１１３ｍ／＋ｗｉｎ、　　Ｓ　ｚ　＝　０．０
９　ａｍの切削条件である。

表１ 表２ 従来チップＡ（第１６図 第１７図、第１８図 及び表２）と本発明チップＨ，Ｉの切粉接触段階での切
粉とチップの断面を示す第１９図において、チップＡで
はこの段階で矢印図示のように切粉が溝へ落ち込んで変
形する時、溝底の幅が狭くなってゆくので土手部斜面で
切粉幅を強引に狭めようとする作用が生じ強い摩擦を生
じる。これに対しチップＨ，Ｉは、溝の断面形状は溝底
形状が一定であって深くなるに従って幅広くなるので土
手部斜面に強い摩擦が作用しない。

またチップＡ、Ｈ，Ｉで切削した切粉の断面形状及び切
粉幅減少量ΔＴを示す第２０図において、第２０図（イ
）チップＡの切粉のＦ部を拡大してみると第２０図（ロ
）に図示したように土手部斜面との強い摩擦で切粉が絞
り出されてひげを生じている。そして切粉流出時の摩擦
抵抗が大きい為、切粉が圧縮されて異常に厚くなってお
り、同時に土手部斜面に沿って切粉の動きが阻害されて
切粉幅の減少も十分に起きていない。

本発明チップＨの切粉は第２０図（ハ）、チップ１の切
粉は第２０図（ニ）に示したように切粉接触段階での作
用を改良するとともに、その後の切粉流出過程で切粉両
翼を持ち上げ変形させ切粉幅の減少もほぼ満足できる値
である。

本発明のチップを合金円周上の刃室にろう付した丸鋸で
鉄材を切削するとチップ厚即ち糊厚に等しい幅の切粉が
切粉全面接触域において発生したのち、その左右部が中
央部の凹所に引きこまれて変形し、更に引きこまれなが
ら次第に両翼が持ち上げられて変形し切粉幅が減少され
て糊厚より小さくなり、かつ段差部でカールされ切断面
と有害な接触を行うことなく円滑に排出される。また切
粉がチップ面と強い摩擦を生じることなく流出するので
局部的な熱クランクの成長がなかった。

種々実験試作の結果ネガランド長さの小さくなる第１す
くい血中央部１３ｆの巾Ｓｈはチップ１３の切刃巾Ｔに
対し０．２０以下が好ましい。また切粉の中央部を凹部
に引込み徐々に深く引込み、底に接触しないようにする
凹部の深さは刃先側開口部の深さｄｌが０．２〜０．３
１■であるとき後部へ向かって次第に深くなるようにし
後端開口部の深さｄ２は０．４■■以上が好ましい。チ
ップブレーカの段差の円弧の半径Ｒは２〜４龍−が好ま
しい。

そしてチップの各部の形４ｆ寸法は表３に示すとおりで
ある。

表３ Ｚ：刃数 なおこのチップによる金属の切断はすべてに適用される
が被削（第２０φ〜１００　φ璽１程度の棒材、鋸刃寸
法２００　φ〜４００　φ粛ｌ、刃故４０〜１４０枚、
切削条件Ｖ　＝　５０〜２００ｍ／ｌｌｌ１ｎ、　　Ｓ
　ｚ　＝　０．０５〜０．１５ｍｍに対し好ましいもの
である。

なお本実施例に限定されるものでなくこれと同等の効果
が期待されるものに例えば突切り、溝入れを行うものに
も広く利用できるチップである。

効果 以上詳述したように本発明の請求項１．２では切粉は第
１すくい面１３ａの長さＳｌを通過するまでにその巾を
適度に凍少し、第２すくい面上及び段差上を流出する間
に両翼が持ちトげられ変形されて巾は大きく減少され、
カールされて鋸室内に収容され排出するまで切粉は切断
面、すくい面との）容着することが防止され、強い摩擦
により切断面がｔＭなわれることがない。

特に請求項２ではｓ、　＝０．０５〜０．１２　　Ｓｂ
　≦０゜２０Ｔとすることにより切粉巾央部の変形が均
等にかつ比較的容易に生しる。そして第１すくい面を通
過した切粉は凹部の肩で持ち上げられ第２すくい面及び
凹部との接触がなく摩擦熱の発生が少ないため２ｇ歴に
よる損傷防止効果が大きくチップが特に長寿命となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はチップ部の正面図、第２図は同側面図、第３図
は第１図のＡ−Ａ線断面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ線
断面図、第５図は第３図のＣ−Ｃ線断面図、第６図は第
３図のＤ−Ｄ線断面図、第７図はチップの四部の他の形
を示すチップ正面図、第８図はチップの凹部の他の形を
示す正面図、第９図は第８図のＥ−Ｅ線断面図、第１０
図は段差の他の形を示す千ノブの側面図、第１１図は第
１図の千ノブを切粉観測位置を示す図、第１２図は第１
］図の各部の切粉の状態を示す図、第１３図は従来のチ
ップの斜視図、第１４図は第１３図のチップによる切粉
の断面図、第１５図は従来のチップの側面図、第１６図
は千ノブ記号Ａの従来形の千ノブ図、第１７図は第１６
図のＦ−Ｆ線断面図、第１８図は第１６図のＶ−Ｖ綿等
の切断図、第１９図は従来形と本発明のチップによる切
粉とチップとの関係を示す断面図、第２０図は従来形と
本発明のチップにより生成された切粉の断面図である。 ３ａ ３ｂ ３ｃ ３ｆ ３ｇ ・第１すくい面 ・第２すくい面 ・段部　　　１３ｈ・・凹部 ・第１すくい血中央部 ・段差 ３ｉ ・凹部底の平坦面 ３ｊ ・凹部底の弧面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）すくい面の刃先先端に、切刃巾全体にわたるネガ
   チイブの第１すくい面を有し、その後方第２すくい面の
   巾中央部に切粉変形導出用の凹部を形成し前記第２すく
   い面の後にチップブレーカを形成したチップにおいて、
   前記凹部（１３ｈ）は断面形状が略円弧状又は略Ｖ形状
   で、前記第１すくい面（１３ａ）の長さ（Ｓ＿１）が最
   小である中央部（１３ｆ）の巾（Ｓ＿６）をチップ（１
   ３）の切刃巾（Ｔ）の数分の１とし、その両外側の前記
   第１すくい面（１３ａ）の長さ（Ｓ＿１）がゆるやかに
   増す前端開口部を有し、さらに前記凹部（１３ｈ）は中
   央底部の巾一定で該前端開口部から底部断面形状を一定
   に保ち徐々に深く形成され、前記凹部（１３ｈ）の両側
   の土手部は前記第２すくい面につづき次第に高くなる上
   り段差（１３ｇ）のチップブレーカ、及び前記上り段差
   （１３ｇ）に続く段部（１３ｃ）に形成され、切粉流出
   過程で切粉の両翼を持ち上げ変形させて切粉巾を減少さ
   せることを特徴とする金属切断丸鋸用チップ。
2. （２）第１すくい面（１３ａ）中央部（１３ｆ）の巾（
   Ｓ＿６）がチップの切刃巾Ｔに対しＳ＿６≦０．２０Ｔ
   ．凹部（１３ｈ）の前端開口部の深さｄ＿１＝０．２〜
   ０．６ｍｍ、同後端開口部の深さｄ＿２＞０．３ｍｍ、
   上り段差（１３ｇ）の円弧の半径Ｒ＝２〜４ｍｍ、（第
   ２すくい角ｒ＿２−第１すくい角ｒ＿１）≧２５°であ
   る請求項１に記載の金属切断丸鋸用チップ。