JPH0570821U - 回転切削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平板状の切刃チップを用いてリード角の大き
な硬質焼結体のねじれ刃を付け、切削性能を向上させた
回転切削工具を提供する。 【構成】 工具本体１の外周に、切屑ポケット２とねじ
れ刃のリード角に近似した角度で傾斜するストレートな
座溝３を設け、その座溝に切刃チップ４を取付ける。こ
の切刃チップは、超硬材層６を工具の回転方向前方に位
置させて座溝３に鑞付けする。そして、このチップ４の
硬質焼結体５に始端Ａが超硬材層６との接合面付近にあ
り、終端Ｂがチップの背面上にあるねじれ刃７とすくい
面８を付す。この構造であれば、硬質焼結体５の厚みに
よるねじれ刃の設計規制、切刃終端側での超硬材層６の
接合面積減少が無く、ラジアルレーキを切刃の各域でほ
ぼ一定させて有効ねじれ角αを大きくし、リード角を増
大させることができ、切れ味の向上、びびりの抑制効果
が高まる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ダイヤモンドや立方晶型窒化硼素（ＣＢＮ）等を主成分とする硬質 焼結体のねじれ刃を具備したエンドミル、リーマ等の回転切削工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ダイヤモンドやＣＢＮ等の硬質焼結体は、非常に硬度が高いために、アルミニ ウム合金等の非鉄金属の加工や、焼入鋼・鋳鉄の加工の切刃として多用されてい る。

【０００３】 切刃用の硬質焼結体は、従来、ダイヤモンドやＣＢＮ等の硬質層と、それに同 時焼結で一体成形される超硬合金の支持層とにより、平板状の素材形状として形 成されており、工具本体に設けた座面に超硬の支持層をロウ付して固着されてい る。

【０００４】 しかしながら、このような平板状の硬質焼結体をそのまま工具本体の軸線に沿 うように取付けて、エンドミルやリーマなどの回転工具に切刃として用いた場合 、硬質焼結体の形状により、切刃形状が制限を受けてしまい、切れ味の良い工具 設計ができない。

【０００５】 すなわち、エンドミルやリーマなどの回転工具では、切刃長さを長くすること 、切れ味を高めるために切刃にねじれをつけて大きなすくい角をもたせることが 求められているが、平板状の硬質焼結体を工具の軸線に合わせて取付けたり、或 いは若干傾斜をつけて取付けた構造では、切刃に大きなすくい角をつけることが できず、切れ味の大幅な向上が図れない。

【０００６】 このため、従来の硬質焼結体を切刃に用いた回転工具は、切削抵抗が大きくび びりが発生しやすい傾向にあり、また、すくい角が小さいために切り粉の排出性 にも優れない。

【０００７】 そこで、本出願人は、上記の問題解決に有効な工具を、実願平２−１０２７８ ９号によって提案した。この工具は、図３及び図４に示すように、工具本体１の 外周にねじれ刃のリード角に近似した角度で傾斜する平坦な座面１３を設け、そ の座面に、硬質焼結体５と支持用の超硬材層６とから成る切刃チップ４を超硬材 層６がねじれ刃７の回転方向後方に位置するように鑞付けするものである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上述した本出願人提案の回転切削工具は、硬質焼結体５の厚みによるねじれ刃 の設計規制があり、加えて、切刃の始端Ａから終端Ｂに向かうに従い、超硬材層 ６の鑞付け面積が減少してチップの保持力も低下し、従って、図４の正面視図に おける切刃の回転角度（有効ねじれ角）αをあまり大きくすることができず、こ のために刃長の長い工具においてはアキシャルレーキを決めるねじれ刃のリード 角を小さくせざるを得ず、切れ味の向上、びびりの防止に関する効果が不充分に なると云う問題があった。

【０００９】 本考案は、この問題を解決し、ラジアルレーキを一定に保ちながらねじれ刃の リード角をより大きくすることを可能ならしめることを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記の課題を解決するため、工具本体の外周にねじれ刃のリード角 に近似した角度で傾斜するストレートな座溝を設け、その座溝に、超硬材層の一 面に硬質焼結体を積層一体化した構造の切刃チップを前記超硬材層が工具の回転 方向前方に位置する向きに鑞付けし、この切刃チップに、切刃位置が始端側では 超硬材層との接合面付近にあり、終端側ではチップの背面上にあるねじれ刃を形 成する構造を採用する。

【００１１】

【作用】 座溝を切刃のリード角に近似した角度で傾斜させてそこに切刃チップを固着す るので、大きさの規制された平板状のチップを用いてねじれ刃を形成することが できる。

【００１２】 また、チップの超硬材層を工具の回転方向前方に配置したので、超硬材層の鑞 付け面積が切刃の始端側から終端側に向かって極端に減少することがなく、硬質 焼結体５の厚みによるねじれ刃の設計規制も無くなるため、前述の有効ねじれ角 αを大きくしてリード角を大きくすることができる。

【００１３】 以下に、ねじれ刃の設計規制についてもう少し詳しく説明する。 ねじれ刃のラジアルレーキを切刃の各部においてほぼ一定させようとすると、 図４のＡ点からＢ点に至る間にすくい面８の向きは角αと同じ角度だけ次第に回 転していく。ところが、図４のチップ構成であると、その回転により切刃の位置 が次第に超硬材層６側に偏ってくるので、硬質焼結体の切刃を作るために切刃が 層６に達する前に終端Ｂを定めなければならず、設定可能なリード角（アキシャ ルレーキ）が小さくなってしまう。これに対し、本願考案のチップ構成では、切 刃終端が超硬材層とは反対側のチップ背面上にあり、この位置では切削背分力が チップの幅方向（層５、６の積層方向と直角方向）に作用するので、ラジアルレ ーキをほぼ一定にして硬質焼結体の幅Ｗ₁ （図２参照）が必要最小限の大きさに 縮小するところまで有効ねじれ角αを増大させることができる。

【００１４】

【実施例】

図１及び図２に、本考案の回転切削工具の一例を示す。 図に示すように、円柱状の工具本体１には、先端面から軸方向に延びる切屑ポ ケット２、２が形成され、その切屑ポケット２、２の工具回転方向後方のエッジ 部に、軸方向に向かって傾斜して直線的に伸びる座溝３、３が形成されている。 この座溝３、３の傾斜角度は、そこに固着される切刃チップ４のねじれ刃７に沿 うように、そのねじれ刃のリード角に近似した角度に設定されている。

【００１５】 切刃チップ４は、ダイヤモンド又はＣＢＮから成る硬質焼結体５と、超硬合金 から成る支持用の超硬材層６を同時焼結により一体成形して形成されており、超 硬材層６が工具の回転方向前方に位置する向きにして座溝３に納められ、超硬材 層６を座溝の溝面に鑞付けして本体に取付けられる。この切刃チップ４は、角柱 状の細長いものや外側面が最終形状に近い形で彎曲しているものを用い、本体へ の鑞付け後に刃付け加工を施して不要部を除去し、リード角の一定したねじれ刃 ７と、すくい面８を付してある。なお、すくい面８はねじれ刃の始端Ａから終端 Ｂに至る間でほぼα回転しており、そのため、ラジアルレーキは切刃の各部にお いてほぼ一定している。

【００１６】 このような構造であると、有効ねじれ角αを大きくしても硬質焼結体５に切刃 を付すことができ、さらに、ねじれ刃の各部におけるラジアルレーキも実施例の ように一様な大きさにすることができる。

【００１７】 計算結果によると、図３、４の従来構造では、刃長２．５Ｄ（Ｄ＝工具径）の 工具の場合、採用できる有効ねじれ角αは、工具本体１の剛性、切刃チップの保 持力、ねじれ刃終端側での切刃の強度、寿命等の面から５０°が限界であり、従 って、ねじれ刃のリード角は１０°が上限となる。

【００１８】 これに対し、本考案の構造では、同一刃長の工具の場合、有効ねじれ角αを１ ００°まで増大させることができ、リード角の上限が倍の２０°になる。

【００１９】 以下に、試作工具による切削性能試験結果を記す。外径Ｄ＝１３ｍｍのエンド ミルに、厚さ１ｍｍの硬質焼結体（ＣＢＮ）を有する切刃チップを鑞付けし、こ のチップに１５°のリード角で刃長３５ｍｍのねじれ刃を形成して本考案の工具 に仕上げた。そしてこれと図３、４の従来構造によるリード角８°のエンドミル との切削性能比較を行った。

【００２０】 ねずみ鋳鉄ＦＣ２５を回転数５０００ｒｐｍ、軸方向切込み３０ｍｍ、半径方 向切込み０．１ｍｍの条件で側面加工したときの仕上げ面粗さを調べたところ、 本考案品の工具によるものはＲｍａｘ１．６μｍ、従来工具によるものはＲｍａ ｘ４．１μｍであった。この結果から、本考案工具の方が、びびりが小さく安定 した切削が行われたことが良く判る。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案の切削工具は、ストレートな座溝に対する切刃チッ プの取付け方向を実願平２−１０２７８９号で提案したものとは逆にすると云う 簡易な方法で、ラジアルレーキを一定させてねじれ刃のリード角をより大きくす ることを可能ならしめたものであるから、切れ味、切屑排出性が更に向上し、高 精度加工、高能率加工の面でより有利になると云う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の側面図

【図２】図１の工具の拡大正面図

【図３】従来工具の側面図

【図４】図３の工具の拡大正面図

【符号の説明】

１ 工具本体 ２ 切屑ポケット ３ 座溝 ４ 切刃チップ ５ 硬質焼結体 ６ 超硬材層 ７ ねじれ刃 ８ すくい面 Ａ ねじれ刃の始端 Ｂ ねじれ刃の終端 α 有効ねじれ角 １３ 座面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬質焼結体のねじれ刃を備える回転切削
   工具であって、工具本体の外周にねじれ刃のリード角に
   近似した角度で傾斜するストレートな座溝を設け、その
   座溝に、超硬材層の一面に硬質焼結体を積層一体化した
   構造の切刃チップを前記超硬材層が工具の回転方向前方
   に位置する向きに鑞付けし、この切刃チップに、切刃位
   置が始端側では超硬材層との接合面付近にあり、終端側
   ではチップの背面上にあるねじれ刃を形成したことを特
   徴とする回転切削工具。