JPH07504127A - 回転切削工具用割出可能切削チップ - 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】 回転切削工具用割出可能切削チップ この発明は回転切削工具用の切削チップ、より具体的にはらせん状の歯部を有す るフライス等の回転切削工具に用いる割り出し可能な切削用チップに関する。

以下の説明では、本発明のチップをフライス、すなわち軸部と円筒形の切削部か らなり、切削部に軸部の先端から切削部の先端までらせん状にのびる複数の歯溝 を有し、この歯溝の間に複数のらせん状にのびる歯部が形成されているフライス 、に用いた例を示す、この種のフライスの場合、歯溝によって形成された歯部の 前側縁部つまり切刃の半径、言い換えると９削工具の長手方向軸線から切刃まで の距離は、切削ｊ部の全長にわたって一定である０本発明は上で述べたタイプ以 外のフライス、あるいはらせん状にのびる歯部を有し、チップの交換が可能なフ ライス以外の切削工具にも応用できる。

歯部と切刃が切削工具本体に一体成形されている従来の回転切削工具の場合、切 刃を研ぐことによって工具の寿命を延ばすことができる。しかし切刃が修復不可 能な程暦耗したり損傷を受けたりした場合は、工具全体が使い物にならなくなっ てしまう、このような工具の寿命を延ばすためには、工具の材料として磨耗しに くい高品質のスチールを用いなければならず、工具のコストアンプの大きな要因 になっていた。

そこでこの問題を解決するために、複数のチップを工具本体の歯部に沿って取り 外し自在に設け、チップの切刃を工具の切刃として用いる方法も実施されている 。この場合、切削工具本体はそれほど高品質のスチールを用いて形成する必要は なく、切削用のチップのみを、焼入れ炭化タングステン等の耐磨耗性の高い切削 工具用金属で形成すればよい、このため、工具全体の材料賀を抑えることができ る。また切刃の一部あるいは全体が損傷を受けたり磨耗した場合は、その切刃を 構成しているチップを交換するだけですむ、このようなチップの交換作業は２． ３分で簡単にできる。またほぼ同一形状の切刃を２つ以上備えた割り出し可能な チップを用いれば、一つの切刃が磨耗したり損傷を受けても、このチップを工具 本体から取り外して別の切刃が切削位置に来るように回転させてから再び工具本 体に取付けることによって、再び使用することができる。

本発明は少ないエネルギー消費量で高性能の切削が可能な新規な切削用チップと 、このチップを用いた切刃構造に関する。

らせん状にのびる歯部を有する回転切削工具に用いる本発明の切削チップは、座 面とクリアランス面を構成する２つの互いに平行な菱形の平坦面と、前記座面と クリアランス面の間をのびるすくい面を構成する２つの向き合った側面と、前記 座面とクリアランス面の間および前記２つのす（い面の間をのびる２つの互いに 平行で平坦な端面とを有する６面体のブロック形状を有し、前記各すくい面は前 記クリアランス面に垂直な平面に対し鋭角を成しており、前記各すくい面と前記 クリアランス面の交差部にそって切刃が形成されている。前記各すくい面の長手 方向中央部は凹面形状に形成し、長手方向端部は凸面形状に形成することによっ て、前記すくい面と切刃を蛇行させている。このチップを回転切削工具のらせん 状の歯部に沿って設けることによって、この歯部とほぼ平行にのび、プラスの範 囲で連続的に変化する外周すくい角を有する外周すくい面を切削工具に形成する ことができる。

また本発明の回転切削工具は、長手方向にらせん状にのびる歯溝によって互いに 隔てられた複数のらせん状！ｆｉｔを有する切削部を備え、前記各歯部には前側 縁部に沿って、上で述べたチップが嵌まる複数のソケットが形成されている。前 記ソケットは前記チップと同一形状を有し、前記チップが前記ソケットに嵌まっ た状態で、前記各チップの切刃が前記歯部の前側縁部にほぼ平行になるように配 列されている。各歯部の隣接するチップの切刃は互いに離れており、歯部の前側 縁部とほぼ平行であり、また各歯部のチップの外周すくい面の外周すくい角は、 歯部の全長にわたってプラスの範囲で連続的に変化している。

各歯部のチップによって形成された切刃によって生じる切り屑は、不連続なレン ズの形をしており、このような形状の切り屑は容易に切用領域から取り除くこと ができる。切刃のすくい角はプラスの範囲内で工具の長手方向に連続的に変化し ているので、少ないエネルギー消費量で効率的な切削作業が可能になる。

図は本発明を示す。

図１は本発明の切削用チップを取り付けた状態の、らせん状の歯部を有するフラ イスの側面図、 ＷＪ２は図１のフライスの切削部の端面図、図３は本発明の切削用チップの斜視 図、図４は図３の切削用チップの上面図、 図５は図４の切削用チップの■−■線に沿った横断面図、図６は図４の切削用チ ップを矢印Ｒの方向から見た側面図、図７は山部の切刃に沿って形成したポケッ トを示す上面図、図８は図７の歯部の前面図、 図９は図７の歯部のＩＸ−ＩＸ線に沿った横断面図、図１０は図１のフライスに 用いる端部切削用チップの上面図、図１１は図１０の端部切削用チップを矢印Ｘ の方向から見た側面図、図１２は図１のフライスの切削部の展開図、図１３は別 の実施列のフライスの切削部の展開図。

図１．２は、全体を参照番号ｌで示すフライスを示す、このフライス１は軸部２ と円筒形の切削部３とからなる。軸部の構造は従来のものと同じなので説明は省 略する。切削部は歯溝６によって互いに隔てられた４本のらせん状の歯部５を有 する。歯部５のねじれ角は５°〜６０’の範囲、通常的２５°である。各山部の 前（ｌｌ＆を部に沿って、軸部の端部から切削部の自由端まで、同一形状の複数 の切削チップ２０が設けられている。特殊な形状の端部切削用チップ４０が、各 歯部の前（Ｉ！縁部の最先端部に設けられる。

各チップ２０を図３−６に拡大して示す、各チップ２０は、はぼ菱形の平坦な上 面すなわちクリアランス面２１と、やはりほぼ菱形の平坦な下面すなわち座面２ ２とを有する比較的薄肉の６面体のブロックである。さらにこのチップは２つの 平坦な端面２３．２４と２つの側面３０．．３１を備えている。側面がチップの す（い面を構成しており、クリアランス面２１に垂直な平面と鋭角Ａを成してい る（図５）、この角度Ａは通常２０°程度とするが、用途に応じて大きく変わり 得る。チップ全体の寸法は通常長さ約１６ｍ＋％幅約１１ｎ５厚さ約５□である が、もちろん用途によって大きく変わる。

すくい面３０，３１はほぼ同一形状を有する０図４に示すように、す（い面の長 手方向中央部は、曲率半径Ｒの凹面形状を有し、端部は曲率半径「の凸面形状を 有する。Ｒは通常５０１Ｉ１．、ｒは３０ｎ程度である。すくい面３ｏとクリア ランス面２１の交差部に切刃３２が形成される。すくい面が上で説明した形状を 有するため、切刃は蛇行している。このためチップを切削工具に取り付けた状態 テは、外周すくい角Ｂは、チップの一端から他端に向かってプラスの範囲で連続 的に変化する。

従来のチップと同様に、クリアランス面の縁部を少しく通常的６°の角度で）削 り取ることにより、切刃と並列にのびる比較的幅の狭いランド面３１が形成され ている。チップのエツジやコーナ一部が鋭くなりすぎて、欠けたり割れたりしな いように、クリアランス面と座面の縁部３５．２５には面取りが施されているチ ップには切削工具本体に取り付けるための取付孔２８が形成されいる。ネジを取 付孔に通してチップを取り付ける点は従来と同じなので、取付方法の説明は省略 する。

回１．２に示すように、各チップは切削工具の各歯部の切刃部に沿って形成され た、チップとほぼ同一形状のソケットにはめ込んで固定する１図７．８．９にソ ケットの詳細な形状を示す、ソケットの端部２４°　はチップの端部２４に対応 した形状を有する。またソケットの内方の面３０”　は、工具の歯部の面に垂直 な平面と鋭角Ａを成し、その長手方向中央部は、曲率半径Ｒの凹面形状を有し、 端部は曲率半径ｒの凸面形状を有する。チップがソケットにピッタリ嵌まるよう に、ソケットの各部分の角度、曲率半径、寸法はチップとほぼ同一にする。ソケ ットの底面２２°には、チップの取付孔２８と同軸のネジを切っため（ら孔２８ ”が形成されている。従来と同様にネジ（図示省略）を取付孔２８からめくら孔 ２８′にねじ込むことによって、チップを切削工具の切削部に形成されたソケッ ト内に固定する。

図８に示すように、ソケットの底面２２′　は、切削工具の切削部の自由端に向 かって約６°の角度で下向きに傾斜している。このため図８．９に点線で示すよ うに、チップは切削部の自由端から遠い側の端部では、切削部の外周面から少し 突出し、一方切削部の自由端に近い側の端部では、切削部の外周面とほぼ同じ高 さになっている。このようにソケット底面を傾斜させることによって、チップの 切刃は切削工具の長手方向軸線にほぼ平行になる。ソケット底面の傾斜角は、チ ップの長さ、歯部のねじれ角によって変わる。歯部の前側縁部を形成している歯 溝６の部分は、図１および９に示すように、チップを取り付けた状態で、チップ のすくい面３０とほぼ一直線上に並ぶ。

図１および図１を展開して示す図１２から明らかなように、隣接するチップは互 いに軸方向にずらして設ける。すなわち各チップは、このチップが設けである歯 部５に隣接する歯部に沿って設けたチップの中央部を横断方向にのびる平面Ｐの 間に位置するように配置する。このような構成にすると、たとえば図１２に示す ように、２番目と４番目の歯部の先端部にすき間ができないようにチップを取り 付けたとすると、これに隣接する歯部、すなわち１番目と３番目の歯部の先端部 には、チップの長さの半分の大きさのすき間ができる。しかしこのようなすき間 は、チップｌＯより短い端部用のチップ４０で埋めることができる０図１０．１ １はこのチップ４０の拡大図である。

端部用チップ４０は従来からあるものなので、ｌｉｔな説明はここでは省略する 、このチップはほぼ菱形の平坦な外面すなわちクリアランス面４１と、やはりほ ぼ菱形の平坦な座面４２を有する。さらにこのチップは、はぼ平坦な端面４３と ほぼ平坦な側面４４を有する。端面４３は逃げ部４５を有し、この逃げ部と側面 ４４との交差部に切刃４６が形成されている。チップのエツジやコーナ一部が尖 りすぎて、欠けたり割れたりしないように、クリアランス面には面取り部４７を 形成する。従来のチップと同様に、このチップには、図２に示すフライスの切削 部に取り付けるための取付孔４８が形成されている。

図４および１２に示すように、各歯部に設けるチップは、その切刃が、らせん状 にのびる歯部の前側縁部とほぼ平行に蛇行してのびる一本の線に沿って並ぶよう に配置する。但し図１．１２に示す実施例の場合、各チップの切刃は、図１およ び、図７．８に示すようにソケット間にギャップがあるため連続してはいない、 歯部は所定のねじれ角でらせん状にのびており、またチップのすくい面の長手方 向中央部は凹面形状を有し、端部では凸面形状を有するため、外周すくい角はプ ラスの範囲で連続的に変化する。このため歯部の前側縁部に沿って設けた複数の チップのすくい面によって形成される各＠部のすくい面のす（い角も、プラスの 範囲で連続的に変化する。本発明のチップおよびチップの切削工具、）取付方法 は、各歯部に取り付けたチップによって形成される歯部のすくい面および切刃が 、各歯部のらせん状にのびる前側縫部に沿って蛇行してのびているため、！＋１ の全長にわたって外周すくい角が連続的に変化する点において、従来のものとは 異なる。

図１２に示すように、各山部に設けたチップは隣接する歯部に設けたチップから 軸方向にずれている。すなわち各歯部の長手方向に垂直な平面上にこの歯部の一 つのチップのすくい面の凹部かあ、たとすると、この歯部に隣接する歯部のチッ プのすくい面の凸部が同じ平面上にあることになる。このため一つの歯部のギャ ップの部分は必ず隣接する歯部のチップと横断方向に重なっているので、実質的 に長手方向に連続する切刃が形成される。

図４−１２に示す実施例では、隣接するソケットは一定の距離をおいて設けられ ている。しかしチップ間にすき間ができないように、すなわち隣接するチップの 端面２４が当接するように配置することも可能である０図１３はそのようにチッ プを配置した場合の工具の展開図を示す、この場合、各歯部にはほぼ連続したら せん状にのびるすくい面および切刃が形成される。しかし実際にはチップには面 取り部３５があるため、図６に示すように隣接するチップの切刃の間に小さなす き間が形成されている。この小さなすき間、および図１−１２の実施例のもっと 大きなすき間は、切り屑を折って処理がしやすい小さな破片にする役目をする本 発明は図示の構造に限定されるものではなく、添付の請求の範囲内の様々な変形 例も包含するものである。また９削工具の直径、大きさ、溝のねじれ角、すくい 角、歯部の数等も特定の値に限定されるものではない、また上記の寸法は切削工 具の用途によっても変わることは当然である。

ＦＩＧ、　１３ 国際調査報告　！１１．Ｔ／Ｉ”□。、７、。。。。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．座面とクリアランス面を構成する２つの互いに平行な菱形の平坦面と、前記 座面とクリアランス面の間をのびるすくい面を構成する２つの向き合った側面と 、前記座面とクリアランス面の間および前記２つのすくい面の間をのびる２つの 互いに平行で平坦な端面とを有する６面体のブロック形状を有し、前記各すくい 面は前記クリアランス面に垂直な平面に対し鋭角を成しており、前記各すくい面 と前記クリアランス面の交差部にそって切刃が形成されており、前記各すくい面 の長手方向中央部は凹面形状に形成し、長手方向端部は凸面形状に形成すること によって、前記すくい面と切刃を蛇行させたことを特徴とする、らせん状にのび る歯部を有する回転切削工具用切削チップ。
2. ２．前記２つの切刃がほぼ同一形状である請求項１に記載の切削チップ。
3. ３．前記すくい面の凹部の曲率半径が凸部の曲率半径より大きい請求項２に記載 の切削チップ。
4. ４．前記凹部の曲率半径が凸部の曲率半径のほぼ２倍である請求項３に記載の切 削チップ。
5. ５．前記座面と前記端面との交差部、および前記クリアランス面と前記端面との 交差部に沿って面取りを施した請求項３に記載の切削チップ。
6. ６．前記クリアランス面の前記各すくい面に隣接する部分を削り取ることによっ て、各切刃に沿って比較的幅が狭いランド面を形成した請求項５に記載の切削チ ップ。
7. ７．チップを回転切削工具本体に取り付けるための手段を有する請求項６に記載 の切削チップ。
8. ８．前記取付手段を、前記クリアランス面および座面に垂直で、上記面の中心を 過るように形成した貫通孔で構成し、前記チップをこの貫通孔を中心に回転させ られるようにした請求項７に記載の切削チップ。
9. ９．前記鋭角が約２０°、前記凹部の曲率半径が約５０ｍｍ、前記凸部の曲率半 径が約３０ｍｍである請求項６に記載の切削チップ。
10. １０．長手方向にらせん伏にのびる歯溝によって互いに隔てられた複数のらせん 状歯部を有する切削部を備え、前記各歯部には前側縁部に沿って、請求項１に記 載のチップが嵌まる複数のソケットが形成されており、前記ソケットは前記チッ プと同一形状を有し、前記チップが前記ソケットに嵌まった状態で、前記各チッ プの切刃が前記歯部の前側縁部にほぼ平行になるように、前記ソケットが配列さ れている回転切削工具。
11. １１．前記切削部が円筒形状を有し、前記チップによって形成される各歯部の切 刃が蛇行してのびており、その外周すくい角がプラスの範囲内で連続的に変化し ている請求項１０に記載の回転切削工具。
12. １２．切削部の長手方向軸線に対する前記歯部のねじれ角が５°〜６０°の範囲 にある請求項１１に記載の回転切削工具。
13. １３．前記ねじれ角が２５°である請求項１２に記載の回転切削工具。
14. １４．前記切削部の長手方向軸線に直角にのびる平面上に、一つの歯部の各チッ プの凹部がある場合、この歯部に隣接する歯部の各チップの凸部が前記平面上に 位置するように、隣接する歯部のチップを互いに長手方向にずらして設けた請求 項１１に記載の回転切削工具。
15. １５．各歯部の隣接するチップの端部が互いに接触している請求項１４に記載の 回転切削工具。
16. １６．各歯部の隣接するチップを一定の間隔をおいて配置している請求項１４に 記載の回転切削工具。
17. １７．前記チップによって形成される各歯部の切刃が蛇行してのびており、その 外周すくい角がプラスの範囲内で連続的に変化している請求項１５または１６に 記載の回転切削工具。
18. １８．前記各チップの切刃が隣接するチップの切刃から一定距離隔てられている 請求項１７に記載の回転切削工具。