JPS6257805A - ダイヤモンドバイト - Google Patents

ダイヤモンドバイト

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JPS6257805A
JPS6257805A JP19763585A JP19763585A JPS6257805A JP S6257805 A JPS6257805 A JP S6257805A JP 19763585 A JP19763585 A JP 19763585A JP 19763585 A JP19763585 A JP 19763585A JP S6257805 A JPS6257805 A JP S6257805A
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cutting edge
cutting
tool
angle
diamond
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JP19763585A
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Yukio Maeda
幸男 前田
Masami Masuda
正美 桝田
Shinji Sawa
沢 真司
Ritsu Ito
伊藤 立
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ダイヤモンドバイトに係り、特にA1合金の
切削時に発生するむしれを抑制するに好適な切刃形状を
有するダイヤモンドバイトに関する。
〔発明の背景〕
従来のバイトは、特公昭58−10164号公報及び特
公昭5B −58162号公報に記載のように2、バイ
トの方形形状が被削物に完全に転写されることを仮定し
て、良好な切削面相さと、スクラッチの低減可能なバイ
ト方形形状を有している。
しかし、材料組織がセル状の例えばAI金合金ダイヤモ
ンド切削したときのむしれ発生の点、及び切削力を小さ
くして加工面の残留応力低減の点について配慮されてい
なかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、切削力が小さくかつむしれが少ないダ
イヤモンドバイトを提供するにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明は、ダイヤモンドバイ
トにおいて、両切刃稜の両側角部ニ微小な切刃稜を付加
し、この両側角部切刃稜の傾斜量Δを加工面に残るむし
れ深さbの1.5〜5倍(0・1μm≦Δ≦1μm)と
し、切刃稜の長さ12を被削物1回転あたりの工具送り
量の15〜10倍(20μm≦1−2≦o、s tm 
)の切刃形状を形成したことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図に基づいて具体的に説明す
る。第3図はダイヤモンドバイトを用いて切削する加工
機の外観を示したものである。ベッド8上に、被削物2
を支持しかつ回転可能な主軸3と、被削物2を回転駆動
するモータ4が固定されている。さらにこの主軸3の回
転軸心と直角方向(工具送り方向)にのみ摺動可能なテ
ーブル6が設けられている。このテーブル6の駆動は、
送りモータ7の回転を送すねじを介してテーブル乙のス
ライダの直線運動に変えられるものである。テーブル6
上には、主軸3の回転軸心と平行方向(切込み方向)に
摺動可能な刃物台5が設けられており、この刃物台5上
にバイト1が固定されている。この加工機の動作は、モ
ータ4により回転せしめた中央部に穴を有す円板状の被
削物2の内周側で刃物台5を移動させバイト1を所定量
、被削物に切込み、その後テーブル6を被削物2の外周
に向かって移動させ端面切削する。この切削に使用され
るバイト1は従来から第4図に示す様な形状が用いられ
ている。即ちすくい面10、前逃げ面11、横逃げ面1
2 、15からバイトの切刃部が構成されている。第4
図のすくい面10から見た模式図を第5図に示す。バイ
ト切刃部の切刃稜は、前切刃稜14、横切刃稜15.1
6から構成される。前切刃稜の長さLは1〜3關前後、
横切刃角βは30度〜45度のものが一般的に使用され
ている。第6図、第7図は第4゜5図で示した従来のバ
イト形状で切削したときのバイトの切削状態の模式図で
ある。第6図は工具送り方向に対し前切刃稜14を時計
方向に傾けた状態であり、ここではこれを正のバイト設
定と呼び、図中の+■を正のバイト設定角と呼ぶ。第7
図は第6図と反対方向にバイトを傾けた状態であり、こ
れを負のバイト設定と呼び、図中の−■を負のバイト設
定角と呼ぶ。第6図。
の正のバイト設定での切削では、被削物2が1回転する
と、バイトの横切刃稜16′と前切刃稜14′はそれぞ
れ横切刃稜16、前切刃稜14に移動する。このときの
移動量を工具送り量fと呼ぶ。正のバイト設定で切削し
たときの切屑は、はとんど横切刃稜1(5’、16間で
生成されるため、はとんど工具送りMfに等しい。第7
図の負のバイト設定で切削したときは、横切刃稜1<。
16間で生成される厚い切屑と、前切刃稜14′。
14間で生成される薄い切屑が生成される。この正のバ
イト設定と負のバイト設定でAJ−M。
合金を切削した加工面を第8図に示す。実験に使用した
平バイトは第4図、第5図における前切刃長さL = 
1.2 m S横切刃角β−45°、前逃げ角α−3°
のものである。ここで、第8図(tL)はバイト設定角
を一30秒とした場合、第8図(b)はバイト設定角を
+30秒とした場合、第8図(c)はバーr )設定角
を一10秒とした場合のそれぞれの加工面を示す。これ
らのバイト設定角は、切削後の加工面にバイトを3〜5
μm前後、プランジカットし、溝状のバイトの大形をつ
けこの方形形状を面粗さ計で測定し、前切刃の傾斜角を
求めたものである。同一切削条件下で第6図、第7図の
正、負のバイト設定角を+30秒と一30秒で比較する
と、−60秒の面粗さは、α02μ77LR2に対し、
+30秒の面粗さは0.12μ771RZと大きく異な
る。また正のバイト設定では0度〜1度ですべて+30
秒と同様な0.1〜0.2μmの深さをもつむしれが発
生したが、負のバイト設定では0度〜−20秒程度まで
であり、−10秒の負のバイト設定角の加工面写真と同
程度のむしれが詔められた。この原因は、kl−−M9
合金のセル状の結晶組織ごとで結晶方位が異なり、材料
のすべり方向がほぼバイトの切込み方向から切削方向に
向いている結晶でむしれが発生する。第9図はむしれ発
生箇所と、負のバイト設定でむしれが加工面に残らない
状態を模式図で示したものである。負のバイト設定で切
削すると横切刃稜16’、115間の厚い切屑eの生成
時に大きなせん断力が発生するため材料中の結晶粒界で
むしれが発生し、横切刃稜が通過した後S後続の前切刃
稜14’、14の切屑厚さCの薄い切屑?を生成し、小
さなせん断力で被削物2を除去するため、むしれ深さb
より前切刃稜の傾斜量αが大きい時、切削仕上り面にむ
しれを残さず、鏡面が得られる。第1D図は、−1分1
0秒の負のバイト設定角でkl−M1合金(地金純度9
99%)を切削中に、バイトを急速に後退させ、切削面
に残った平バイトの方形を面粗さ計で測定した詞である
。第10図の測定結果により、平バイトの前切刃稜にそ
って、むしれが除去されて、むしれのない切削仕上り面
になることが確認される。また、このむしれ深さは、材
料の純度により異なり、例えばAf−M、合金の999
%ではむしれ深さが0,1〜0.15μm前後に対し、
99.99%では0.15〜0.25μmと大きくなる
。さらに、良い切削面粗さを得るためには、負のバイト
設定の傾斜角を小さくする必要があるが、第8図に示し
た如く傾斜角を小さくしすぎると、切削仕上り面にむし
れを残し、面粗さが悪化する。また、被劇物の平坦度を
精度よく加工するためには、切削力、特に切込み方向の
分力(背分力; FH)を小さくする必要がある。負の
バイト設定で傾斜角を大きくすると背分力は増加し切削
面の平坦度が悪化する。例えば、第4図の一10秒の負
のパイ)R定角では背分力;FH中2oprfに対し一
30秒の負のバイト設定角ではFH中100frfであ
り、正のバイト設定角では0〜6分の範囲でFHキ1p
〜2sgrfであった。このときの平坦度は、外径13
0m、板厚2閣の円板で、−10秒、+30秒のバイト
設定角ではともに2〜5μmに対し、−6α秒のバイト
設定角では5μm〜10μmと悪いことを確認した。以
上のことから、従来のバイトで切削面粗さ0.02μm
l’jz、平坦度3μmを確保することが難しい。
また、第4図以外の従来使用されているバイトの形状を
第11図と第12図に示す。この2つのバイト形状は、
スクラッチの低減とバイト形状から幾何学的に決まる切
削面粗さの向上を。
目的としており、そのためバイトの切刃形状を次の様に
規制している。前逃げ角r−60秒〜3麿、すくい角α
−−3度〜−6度、中央部前切刃稜の長さJ!1=1.
5m〜4W、前切刃の両側角部切刃稜の長さ12 = 
0.8 ml−3aq両側角部の前逃げ角α′−30秒
〜3度、中央部切刃稜と両側角部の切刃稜の中高量Δ−
1〜50μmまたは切込み澄よりわずかに大きくするこ
とである。
本発明は従来技術で不明であったダイヤモンド製の平バ
イトによる軟質金M(特にA1合金)の切削仕上り面に
残るむしれ発生機構の原理の解明と、切削力と切削面の
平坦度の相関をもとにバイト設定角で+60秒から一3
0秒の範囲で切削してもむしれ除去可能でしかも良好な
切削面の平坦度を容易に得られるダイヤモンド平バイト
を提供するものである。
第1図、第2図に本発明の実施例を示す。第1図はダイ
ヤモンドバイトをすくい面から見た図であり、第2図は
横切刃部から見た図である。
ダイヤモンドバイトの切刃形状は、第1図の切刃稜が中
央部切刃稜28と両側角部の切刃稜29゜30の3つの
稜線から構成されている。この両側角部の切刃稜29 
、 ′50によって第9図、第10図に示した材料のむ
しれを除去する機能をもたせる。このむしれ除去するた
めに必要な条件は、種々の切削実験から角部の切刃稜の
傾斜量Δはむしれ深さbに灸しΔ−Nxb(t5≦N≦
5゜α1μm≦Δ≦1μr!N)であり、角部の切刃稜
の長さJ2は被削物1回転あたりの工具送りNfに対し
L2=−Mx f(t5≦M≦1o 、 20 pm≦
J、2≦0.8■)である。切削加工時に加工機を設置
している床などの振動によりバイトと被削物間に微振動
が発生し、切削面粗さを悪くする。この微振動をそのま
ま切削面に転写させないためには、中央部切刃稜の長さ
ilを[15m〜15 mとすれば工具の干渉により微
振動の影響が緩和されることを実験より確認した。バイ
トを構成する要素としてこの他に、すくい角rと前逃げ
角αがあり、これらは本発明の特徴とならないがすくい
角rは一6度〜20度、前逃げ角αは30秒〜10度に
設定すれば、バイト研磨に切刃稜の微小チッピングが発
生せず、本発明のバイト切刃形状の機能を損わない。
次に本発明のダイヤモンドバイトと従来のダイヤモンド
平バイトとの比較を示す。第4図の従来のダイヤモンド
平バイトにおいて、前切刃稜の長さ12mm、横切刃角
β−45度、前逃げ角α−3度、すくい角3度(これを
TypeAと呼ぶ)と第1図、第2図に示す本発明のダ
イヤモンドバイトにおいて切刃形状を角部の切刃稜の傾
斜量Δ−0,4μm1角部の切刃稜の長さ22 wx 
0.21El1%中央部の切刃稜の長さ1+ w O,
811111%すくい角γ=3度、前逃げ角α−3度(
これをTypeB )とした場合の比較を第13図に示
す。第13図は、従来のダイヤモンドバイ) (Typ
sA )と本発明のダイヤモンドバイ) (TypeB
 )を用い、Ai−M1合金材(材料純度99.9%)
を同一切削条件下でバイト設定角のみを変え加工したと
きの切削面粗さ曲線を示したものである。本発明のT−
ypsBのバイト設定角は中央部切刃稜11の傾斜角で
ある。第13図(1)〜(3)は本発明のダイヤモンド
バイトTypeBで切削したものであり、第13図(4
)〜(5)は従来の平パイ) TypeAで切削した例
である。従来の平パイ) ’r7m16Aで切削すると
加工面にむしれが残るバイト設定角でも、本発明のダイ
ヤモンドバイ) TypsBでは加工面にむしれかなく
良い切削面相さが得られる。
さらに、第11図及び第12図の従来のダイヤモンドバ
イトと本発明のダイヤモンドバイトT−ypeBとの比
較を行った。使用した第11図の従来バイトは、両側角
部の切刃稜の長さ12m1.2諺、中央部の切刃稜の長
さ11’ −2,0諺、すくい角α−−3度、前逃げ角
、=5度、両側角部の前逃げ角3度、中央部の切刃稜と
両側角部の切刃稜の中高量2.4μmでありこれをTy
p e Cのダイヤモンドバイトと呼ぶ。第12図の従
来バイトとして、刃幅W=4.4■、中央部の切刃稜の
長さjz −2,0露、前逃げ角α−3度、すくい角γ
−〇度、両側角部のすくい面の傾斜角q=2.2度とし
中高量Δ−2,4μmとしたダイヤモンドバイト(これ
をTyp eDと呼ぶ)である。
本発明のダイヤモンドバイ) TypeBと従来のダイ
ヤモンドバイ) TypeC−、TypsDを用いて、
中央部の切刃稜J−1のバイト設定角を+30秒に。
調整しこの時の角部の切刃稜22のバイト設定 ・角は
約+6分30秒、同一切削条件下で、板厚2 m 、中
央部に穴を有し外径130+wのAL−Mf合金素材を
切削した結果、切削面粗さは、TypeBとTypeC
、TypeDのバイトでほぼ同じ(α02μmRz)で
あったが、切削力(背分力;Fa)は従来のバイトのT
yp@C、TypsDでFH中1502rfであったの
に対し、本発明のTypeBはFH中3ayrfと小さ
く、このときの2本の従来バイトで切嘱した被削物の半
径方向の真直度が5〜10μmに対し、本発明のダイヤ
モンドバイトTy′pθBでは、2μm程度と良好であ
った。
〔発明の効果〕
本発明の切刃形状の範囲でダイヤモンドバイトを製作す
ることにより、切削加工面に残るむしれ除去とバイト設
定時の傾斜角を小さくできることから切削面粗さの向上
の効果と、切込み方向の切削力(背分力)を低減するこ
とにより加工面の平坦度、真直度を向上させる効果があ
るO
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るダイヤモンドバイトの切刃部を
表わす平面図、第2図は本発明に係るダイヤモンドバイ
トの切刃部を表わす側面図、第3図はダイヤモンドバイ
トで切削加工を行なう旋盤を示す外観斜視図、第4図は
従来のダイヤモンドバイトの切刃部を示す立体図、第5
図は第4図のダイヤモンドバイトをすくい面から見た模
式図、第6図及び第7図は従来のダイヤモンドバイトに
よる切削状態を示す平面図、第8図は従来のダイヤモン
ドバイトで切削した場合の加工面を示す拡大写真、第9
図は、むしれ発生機構を説明するための説明図、第10
図はむしれ発生による面粗さデータを示すグラフ、第1
1図及び第12図は従来の他のダイヤモンドバイトを示
す立体図、第13図は本発明に係るダイヤモンドバイト
と従来のダイヤモンドバイトとの切削面粗さを比較する
ためのデータを示すグ27である。 1;バ・イト、2;被削物、3;主軸、4;モータ、5
;切込み台、6:テーブル、7;送りモ。 −タ、8;ベッド、10;すくい面、12,13 ;横
逃げ面、11;前逃げ面、14;前切刃稜、15゜16
;横切刃稜、20,24 :すくい面、21,22:角
部のOiJ逃げ面、25;中央部の前逃げ面、25,2
6;角部のすくい面、27;前逃げ面、28;中央部の
切刃稜、29,50 ;角部の切刃稜、31;  すく
い面、52;前逃げ面。 代理人弁理士・小  川  勝  勇 名)閃 逓40           第6凹 熟2 釦 葛7呂 4’         y5 Jlll!1 (C> とψ4〃τ、。 名7目 Sll凶 勇ノ2図 弊15圓 02μ七デ 手続補正書(方式) 事件の表示 昭和60年特許願第 197635  号正をする者 1「峰の師 特許出願人 名  称   <5101株式会ト1″  日 立 製
 作 所理   人 惰 補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄。 補正の内容 明細書第14ページ第17行の「加工面」
の後に「の金属組織」を加入する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 焼結及び単結晶ダイヤモンドを使用する鏡面切削用のバ
    イトチップの刃先において、該バイトチチップ刃先のす
    くい面を平面とし、該すくい面と前逃げ面との交線を主
    切刃稜とし、すくい面から見た有限の長さの主切刃稜の
    1端もしくは両端に主切刃に対し傾斜する副切刃稜とで
    構成せしめるとともに、主切刃稜と副切刃稜と副切刃稜
    を構成するすくい面のすくい角を−3°〜20°、前逃
    げ面の前逃げ角を30秒〜10度とし、前記のすくい面
    から見た主切刃稜の長さを0.5mm〜1.5mm、副
    切刃稜の長さ20μm〜0.8mmとし、該副切刃稜を
    主切刃稜に対し0.1μm〜1μmだけ傾斜させ主切刃
    稜を中高とする台形形状に構成せしめたダイヤモンドバ
    イト。
JP19763585A 1985-09-09 1985-09-09 ダイヤモンドバイト Granted JPS6257805A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19763585A JPS6257805A (ja) 1985-09-09 1985-09-09 ダイヤモンドバイト
US07/343,830 US5022797A (en) 1985-09-09 1989-04-24 Diamond tool

Applications Claiming Priority (1)

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JP19763585A JPS6257805A (ja) 1985-09-09 1985-09-09 ダイヤモンドバイト

Publications (2)

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JPS6257805A true JPS6257805A (ja) 1987-03-13
JPH0565281B2 JPH0565281B2 (ja) 1993-09-17

Family

ID=16377761

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6451204A (en) * 1987-08-19 1989-02-27 Hitachi Ltd Diamond bite

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5810164A (ja) * 1981-07-09 1983-01-20 Toshiba Corp フランシス型分割ランナ
JPS59232702A (ja) * 1983-05-19 1984-12-27 Tokyo Daiyamondo Kogu Seisakusho:Kk ダイヤモンド切削バイト

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