JPS605401B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、部品類特に耐熱合金製の部品類を機械加工す
るために工具ホルダに脱着可能であり、上面の輪郭が多
角形状で且つ前記輪郭の角部が丸味を持たされており前
記上面が側面を介して下面に連絡されてなる切削工具に
関する。

数年来ニッケルもしくはコバルト含有のオーステナィト
合金がターボ反応器の部品を製造するために利用される
ようになった。

この種のオーステナィト合金は“耐火物”と称されてい
るように熱伝導度が比較的に小さく且つ面心立方構造を
有しているので機械加工が困難であった。このため機械
加工を良好とでき且つ有効寿命の延長された切削工具が
開発されてきた。

現在市販の切削工具の平均有効寿命は、切削速度が５０
肌／分ないし３００の／分である場合約２分程度に過ぎ
ない。市販の切削工具は、通常上面の周緑に面取によっ
て形成され且つ強度の確保された切断縁を包有している
。切削作業の開始後平均２分経過すれば切削幅に対応し
た位置に切断緑の局部劣化のために切欠状損耗が出現す
ることが知られている。

この現象はオーステナィト合金の機械加工で顕著にあら
われる。切欠状損耗は増大し切削工具を破壊することと
なる。従って本発明の目的は「上述の欠点を除去するこ
とにある。

本発明によれ‘よ、上面の輪郭が多角形状で且つ前記輪
郭の角部が丸味を持たされており前記上面が側面を介し
て下面に連絡されてなる切削工具であって、前記上面と
前記側面との間に鋭角をなして形成された直線状切断緑
と前記角度の頂部に面取によって形成され且つ前記側面
に対して連絡された曲線状切断縁とを切断緑が包有して
なることを特徴とする切削工具が提供される。

本発明によれば切欠状損耗の出現時期を遅延せしめるこ
とができ且つ切削工具の有効寿命を１０分程度にまで延
長することができる。

本発明の切削工具の面取の幅は０．１肋と０．３柳との
間の値に選ばれている。

また、本発明の切削工具の上面に対する面取の面の傾斜
角は１５度と３０度との間の値に選ばれている。本発明
の切削工具の他の特徴は以下の説明より明らかとなろう
。

次に本発明の切削工具を図面に沿って説明する。

第１図ないし第４図ａにおいて１は切削工具で工具ホル
ダ２に装着されており、長手軸×Ｘ′の周りを回転する
筒状部品３の機械加工を行なう。

切削工具１は筒状部品３に沿って矢印Ｆの方向に向け移
動せしめられる。切削工具１の切込角Ｑの大小は切削作
業時に生じる劣化の発生時期ならびにその程度等に関連
している。切込角Ｑが９０度ないし６０度であれば、切
削工具１と筒状部品３との接触領域の境界であり切削幅
に対応する位置において切欠状損耗４が局部的に出現し
且つ切削工具１の交換を余儀なくせしめることが判明し
ている。

切欠状損耗４が出現することは周知であるが、その発生
機序等については十分に解明されているわけではない。
第２図には、上面５および側面６を有した従来の切削工
具が部分的に示されている。

上面５と側面６との間の交部で前記上面５の輪郭全周に
沿って形成された切削縁には切欠状損耗の発生を防止す
るための面取７が形成されている。第２図ａには、第１
図の切欠状損耗４が拡大して示されている。

切欠状損耗４は、切削作業の開始から約２分経過すれば
切削工具１が使用不能となる程度の速さで成長すること
が経験上判明している。第３図には、第２図の切削工具
と同一材料例えばァルミナ基サーメット製で第２図の切
削工具の改良のために提案された切削工具が示されてい
る。

切削工具の上面５の輪郭全周に沿って前記上面５と側面
６との間に鋭角をなして切削緑８が形成されている。第
３図ａには、第２図ａと同機の切削作業を第３図の切削
工具を用いて４分間行なった場合の損耗の発生状態が示
されている。

第２図ａの切欠状損耗４の位置すなわち切削幅に対応す
る位置に切欠状損耗９が出現しているが第２図ａの切欠
状損耗４に比し顕著に小さい。しかしながら、第３図ａ
においては切削縁８の角部に大きな損耗すなわち破損な
いし剥離１０が出現している。従って第３図の切削工具
によれば、第２図の切削工具に比し切欠状損耗９の出現
時期を遅延でき且つ成長速度を抑制できるので第２図の
切削工具に比し切削縁８を保護できることは明らかであ
ろう。しかし第３図の切削工具では切削縁８の角度に第
２図の切削工具でみられなかった損耗が発生する難点が
ある。第４図には、本発明の切削工具が示されている。

第４図の切削工具には、上面５と側面６との間に鋭角を
なして形成された直線状切削縁１１ａ，１１ｂが包有さ
れている。加えて、上面５の輪郭角度には面取１２が形
成されており、上面５が前記面取１２を介して側面６に
連絡されている。面取１２と側面６との間には鋭角をな
して曲線状切削緑が形成されており、前記直線状切削縁
１１ａ，１１ｂに連絡されている。面取１２は説明の都
合上拡大して示されている。面取１２の上面５に対する
傾斜角は、約２０度で曲線状切削縁領域の幅は約０．２
側程度である。第４図の本発明の切削工具は、（ｉ）上
面５および側面６間に鋭角をなして形成された直線状切
削縁１１ａ，１１ｂと（ｉｉ）前記上面５の輪郭角部の
頂部で前記上面５および側面６間に面取１２によって形
成され且つ前記側面６との間に前記直線状切削緑１１ａ
，１１ｂを互いに連結する曲線状切削縁とを備えてなる
ことにより、第２図の切削工具および第３図の切削工具
に比し有効寿命を顕著に延長することができる。

第４図ａには、第２図ａおよび第３図ａと同様の切削作
業を第４図の切削工具を用いて１び分間行なった場合の
損耗の発生状態が示されている。

第２図ａの切欠状損耗４もし〈は第３図ｂの切欠状損耗
９の位置すなわち切削幅に対応する位置に切欠損耗１３
が出現している。切欠状損耗１３は第４図ａと第２図ａ
および第３図ｂとを比較すれば明らかな如く切欠状損耗
４と切欠状損耗９との間の大きさを有している。第４図
ａにおいては、第３図ａの切削緑８の角部にあらわれて
いる破損ないし剥離１０が切削緑１１ａ，１１ｂの角部
に出現していない。第４図ａでは、高温領域から低温領
域への過度領域すなわち切削幅に相当する位置に切削工
具の劣化に伴なつて極〈小量の剥離片が発生することに
よって切欠状損耗１３が発生するものと考えられる。更
に、第４図の本発明の切削工具では上面の輪郭角部に面
取１２を形成することによって前記輪郭角部に損耗が発
生することを防止している。

本発明の切削工具は、上面と側面との間に鋭角をなして
直線状切削縁を形成し且つ前記上面の輪郭角部に面取を
形成することによって有効寿命の遷延を図っているので
、セラミック製の切削工具および金属炭化物製の切削工
具等にも十分適用できることは明らかであろう。また、
本発明の切削工具は、適宜の方法で作成すれ‘まよいこ
とは明らかであろう。

すなわち本発明の切削工具は、その製造方法によって特
性に大きな差ができるものと考えられない。従って本発
明の切削工具の直線状切削緑および面取は砥碑による研
削によって作成すればよい。

また、本発明の切削工具は、暁結後高温状態にある期間
に成形加工およびプレス加工を施すことによって作成し
てもよい。加えて、本発明の切削工具では、切欠状損耗
の出現時期が切削緑の全長にわたって遅延せしめられて
いる。

本発明の切削工具の形状は第４図に限定されるものでは
ないことは明らかであろう。

すなわち本発明の切削工具の上面の輪郭形状は任意の多
角形状であってもよい。また本発明の切削工具の上面の
輪郭形状は、角部が曲線状であってもよい。本発明の切
削工具には、逃角を形成する側面に対し直交する側面が
形成されてもよい。本発明の切削工具の特性を明確とす
るために行なった米国特許第３９３４３１ｙ号との比較
実験の実験結果を次に説明する。

本発明の切削工具と米国特許第３９３４３１ｙ号の切削
工具とを形成するためにケンナメタル（ＫＥＮＮＡＭＥ
ＴＡＬ）社販売の品番がＫＯ９０で形状がＳＮＧＮ１２
０８１２であるＡＩ２Ｑ−ＴＩＣ製直方体の上面の２つ
の異なる角部に夫々本発明の面取と米国特許第３９３４
３１ｙ号の面取とを形成する。

第５図の左側が本発明の面取で右側が米国特許第３９３
４３１９号の面取である。本発明の面取部の切削縁は、
側面６側に形成されており曲線状である。しかし米国特
許第３９３４３１９号の面取部の切削緑は上面５側に形
成されており直線状である。第５図の切削工具を工具ホ
ルダ（型式番号ＳＰＫＣＳＳＮＲ２５２５Ｍ１２）に装
着し、切削装置（型式番号２２一Ｋ（Ｘ）ＳＣＶＬＦＯ
ＲＴ）により直径２００柳長さ５０仇帆でブリネル硬度
が４２０であるインコネル（瓜ＣＯＮＥＬ）７１８（す
なわちＮＣ Ｉ９ＦｅＮｂ）製の丸棒を横向きとして切
削加工した。

切削加工はへンケルダルタン（ＨｅｎｋｅＩＤ山ｔａｎ
）７８１の品番の潤滑油を用いて行なわれた。切削速度
が２００の／分で丸棒の１回転あたり０．２伽だけ切削
工具が前進せしめられ且つ切削幅が１側で切込角が４５
度とされて前記丸棒の丸削が実行された。

このときの切削工具の試料番号が１，２とされた。試料
番号１の切削工具は１分間の切削作業に供された後に損
耗の大きさが測定され次いで１分１０秒間の切削作業が
続行された後に損耗の大きさが再度測定された。

その測定結果が第１表に掲げられている。第１表 第１表より明らかな如く本発明の切削工具によれば２分
１胡砂・間の切削作業に供されたときの切欠状損耗を米
国特許第３９３４３１９号の切削工具に比し顕著に減少
せしめることができる。

試料番号２の切削工具は４分間の連続切削作業に供され
た後に損耗の大きさが測定された。

その測定結果が第２表に掲げられている。第２表 第２表より明らかな如く本発明の切削工具によれば４分
間の切削作業に供されたときの切欠状損耗を米国特許第
３９３４３１ｙ号の切削工具に比し顕著に減少せしめる
ことができる。

切削速度が２２０ｍ／分で丸棒の１回転あたり０．２肌
だけ切削工具が前進せしめられ且つ切削幅が１側で切込
角が４５度とされて前記丸榛の丸削が実行された。

このときの切削工具の試料番号が３，４とされた。試料
番号の切削工具は４分間の切削作業に供された後に損耗
の大きさが測定され次いで４分間の切削作業が続行され
た後に損耗の大きさが再度測定された。

その測定結果が第３表に掲げられている。第３表 第３表より明らかな如く本発明の切削工具によれば８分
間の切削作業に供されたときの切欠状損耗を米国特許第
３９３４３１叫号の切削工具の４分間の切削作業後の切
欠状損耗（第２表）程度に抑制することができる。

本発明の切削工具は８分間の切削作業後にも破壊されな
かったが、米国特許第３９３４３１叫号の切削工具は切
削作業開始後２分間で破壊された。それ故米国特許第３
９３４３１９号の切削工具についての測定結果は第３表
に示されていない。試料番号４の切削工具は本発明の切
削工具として４分間の連続切削作業に供された後に損耗
の大きさが測定され、また米国特許第３９３４３１ｙ号
の切削工具として３分４９砂間の連続切削作業に供され
た後切削部が顕著に赤変したので破損を回避するために
中止し損耗の大きさが測定された。

その側定結果が第４表に掲げられている。第４表 第４表より明らかな如く本発明の切削工具によれば切欠
状損耗が十分に４・さく依然として切削作業に使用可能
な状態にあった。

一方、米国特許第３９３４３１計号の切削工具は切削作
業開始後３分４５秒経過時に切削部が顕著に赤変したの
で切削作業を中止せざるを得ず、また切欠状損耗も本発
明の切削工具に比し顕著に大きかった。更に第１表ない
し第４表から明らかなように本発明の切削工具も米国特
許第３９３４３１ｙ号の切削工具も共に面取部の損耗を
僅少とできた。

第１表ないし第４表には面取部の損耗が側面損耗および
径方向損耗として示されている。上述より明らかなよう
に、本発明の切削工具は米国特許第３９３４３１科号の
切削工具に比し切欠状損耗を顕著に僅少とでき且つ有効
寿命を十分に遷延できる。

従って、また本発明の切削工具は第３図に示した切削工
具に比し切削緑の角部に生じる損耗を十分に回避でき且
つ有効寿命を十分に遷延できることが明らかであろう。

図面の簡単な説明第１図は、本発明の切削工具および従
来の切削工具による切削作業の説明図、第２図は従来の
切削工具、第２図ａは従来の切削工具に発生した損耗の
説明図「第３図は従釆の切削工具の改良形、第３図ａは
同改良形に発生した損耗の説明図、第４図は本発明の切
削工具の実施例、第４図ａは同実施例に発生した損耗の
説明図、第５図は同実施例と他の従来例との比較実験の
ための説明図を示す。

１・・・・・・切削工具、２・・・・・・工具ホルダ、
３・・・・・・筒状部品、４・・・・・・切欠状損耗、
５・・・・・・上面、６・・・・・・側面、７・・・・
・・面取、８・・・・・・切削縁、９・・・・・・切欠
状損耗、１０・・・・・・剥離、１１ａ，１１ｂ・・・
・・・直線状切削緑、１２・・・・・・面取、１３・・
・・・・切欠状損耗。

ＦＩＧ．‘ＦＩＧ，２ ＦＩＧ，２０ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．３ｏ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．４０ ＦＩＧ．５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上面の輪郭が多角形状で且つ前記輪郭の角部が丸味
   を持たされており、前記上面が側面を介して下面に連結
   されてなる切削工具において、前記上面と前記側面との
   間に鋭角をなして形成された直線状切削縁と前記角部の
   頂部に面取によって形成され且つ前記側面に対して連絡
   された曲線状切削縁が包有してなることを特徴とする切
   削工具。 ２ 面取の幅が０．１ｍｍと０．３ｍｍとの間にあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の切削工具。 ３ 上面に対する面取の面の傾斜角が１５度と３０度と
   の間にあることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の切削工具。４ セラミツク材料で作られてなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   か一項記載の切削工具。 ５ サーメツト材料で作られてなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一項記載の
   切削工具。 ６ 金属炭化物で作られてなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一項記載の切削
   工具。