JP4403936B2

JP4403936B2 - スローアウェイチップ

Info

Publication number: JP4403936B2
Application number: JP2004282561A
Authority: JP
Inventors: 博康清水; 雄一小寺
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JP2006095620A

Description

本発明は、スローアウェイ式切削工具の工具本体に対して着脱可能に取り付けられるスローアウェイチップ（以下、単にチップと称する場合がある。）、特に、チップ本体の切刃部分が、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）やダイヤモンドを主成分とする超高硬度焼結体で形成され、この超高硬度焼結体に切屑処理のためのチップブレーカが形成されているものに関する。

焼き入れ鋼の旋削加工などにおいて、チップ本体の切刃部分に上述のような超高硬度焼結体が取り付けられ、この切刃に連なる超高硬度焼結体の上面部分にチップブレーカが形成されたものが知られている。
例えば、下記特許文献１のチップには、凹状に形成されたブレーカ底面から、ある曲率半径ｒをもって立設形成された単一のブレーカ壁を備えたチップブレーカが記載されている。

図３は、下記特許文献１に記載のチップ１０１の構造を示すものである。
チップ本体（多角形台金）１０２は超硬合金等で形成されており、このチップ本体１０２の先端コーナー部に形成された取付け座１０３には、超高硬度焼結体１０４がこれと一体の裏板１０５をロウ付けすることによって接合されている。
また、超高硬度焼結体１０４には、その先端コーナー部にチップブレーカ１０６が形成されている。

チップブレーカ１０６は、超高硬度焼結体１０４の先端コーナー部からチップ１０１の中心方向に延在して凹設されたブレーカ底面１０６ａ、及びこのブレーカ底面１０６ａの終端から、ｒの曲率半径をもって超高硬度焼結体１０４の上面１０４ａまで立ち上がり形成されたブレーカ壁１０６ｂを備えている。

また、チップ本体１０２及び超高硬度焼結体１０４の各上面と側面の交差部には、面取部１０７が形成されており、この面取部１０７の先端コーナー部側の一部は、切刃１０８に沿って刃先面取部１０９とされている。なお、１１０はチップ取付け用の中心孔である。

かかる構成のもと、特許文献１に記載のチップ１０１にあっては、チップブレーカ１０６及び刃先面取部１０９の位置や大きさを適宜に設計することにより、刃先強度と優れた切屑処理の両立を図っている。
特開平８−１５５７０２号公報

ところが、特許文献１に記載のチップ１０１においては、上述したように、ブレーカ壁１０６ｂは、ブレーカ底面１０６ａの終端から、ｒの曲率半径をもって立ち上がり形成されているため、ブレーカ壁１０６ｂの上端部１０６ｃと切刃１０８との距離（ブレーカ幅）が、必然的に大きくなる。
従って、切屑の大きさを小さくすることができず、切屑によって被削物やチップが損傷したり、切屑処理に支障をきたす場合があった。

また、特許文献１に記載のチップ１０１においては、単一のブレーカ壁１０６ｂのみが形成されているが、実際に被削物を切削する際には、外径を切削する場合と端面を切削する場合とで、チップ１０１と被削物との当たり方は微妙に異なっており、換言すれば、ブレーカ壁１０６ｂと切屑との当たり方も被削部位が異なると相違することから、安定した切削加工を実現することに難があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、切屑の大きさを極力小さくして、被削物やチップ自体の損傷を防止し、切屑処理も容易に行うことができると共に、被削部位が異なっても、安定した切削加工を行うことができるチップを提供することを目的としている。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のスローアウェイチップは、チップ本体の少なくとも一箇所の先端コーナー部に形成された取付け座に超高硬度焼結体を接合し、その超高硬度焼結体に、切刃、チップブレーカを形成したチップブレーカ付きスローアウェイチップにおいて、前記チップブレーカは、ブレーカ底面と、該ブレーカ底面から立設して形成されている一対の第１のブレーカ壁と、前記ブレーカ底面から立設すると共に、前記一対の第１のブレーカ壁に連設して形成されている一対の第２のブレーカ壁を備え、前記チップ本体のすくい面に対向する方向から見た上面視で、前記ブレーカ底面は、前記先端コーナー部からチップ本体の中心に向かって延在して形成され、前記一対の第１のブレーカ壁は、前記先端コーナー部の頂角の二等分線Ｐ上における屹立部をブレーカ始点として該二等分線Ｐを挟んで左右に第１の鈍角θ１をもって、略直線状に外方に伸延して形成されており、前記一対の第２のブレーカ壁は、前記一対の第１のブレーカ壁のそれぞれの終端より、前記二等分線Ｐを挟んで左右に、前記第１の鈍角θ１より大なる第２の鈍角θ２をもって、略直線状に外方に伸延して形成されていて、前記第２のブレーカ壁の上端部は、この第２のブレーカ壁の伸延方向に前下がりに傾斜して形成されているとともに、前記チップ本体との当接面である前記超高硬度焼結体の側面近傍で、前記第２のブレーカ壁の高さがほぼゼロとされていることを特徴とするものである。

この発明のスローアウェイチップによると、チップブレーカは、一対の第１のブレーカ壁と、前記チップ本体との当接面である前記超高硬度焼結体の側面近傍で高さがほぼゼロとなる一対の第２のブレーカ壁を備えているので、切屑は、異なる被削部位に応じて、第１のブレーカ壁と第２のブレーカ壁のいずれかまたは双方によって多段階に曲げられ、被削物に当接して切断される。また、θ１、θ２を適宜に設定することにより、被削物の被削部位が異なっても、切屑とチップブレーカの当たりが適切とされる。

請求項２記載のスローアウェイチップは、前記第１のブレーカ壁及び前記第２のブレーカ壁の少なくともいずれかは、前記ブレーカ底面からほぼ垂直に屹立して形成されていることを特徴とするものである。

この発明によると、ブレーカ幅が小さくなるので、切屑は、大きくならないうちに曲げられ、被削物に当接して切断される。

また、請求項３記載のスローアウェイチップは、前記二等分線Ｐ上における前記ブレーカ底面の先端から前記ブレーカ始点までの距離Ｌ１が、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

この発明によると、Ｌ１としてかかる値を選択することにより、ブレーカ幅が一層小さくなるので、切屑は、大きくならないうちに曲げられ、被削物に当接して切断される。

また、請求項４記載のスローアウェイチップは、前記すくい面に対向する方向から見た上面視で、前記第１のブレーカ壁を形成する辺と平行で、且つ、前記すくい面のノーズ部に位置する略円弧状切刃稜線に接する線Ｑとの距離Ｌ２が、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

また、請求項５記載のスローアウェイチップは、前記超高硬度焼結体の上面と、前記ブレーカ底面との間の高さＨが、０．０５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

これら請求項４及び請求項５記載の発明によると、距離Ｌ２や高さＨをかかる範囲に設定することにより、切刃先端を強化するために刃先面取部を形成した場合であっても、チップブレーカとしての有効部分が確保され、チップブレーカとしての機能が発揮される。

本発明に係るスローアウェイチップによれば、チップブレーカは、第１のブレーカ壁と、第２のブレーカ壁を備えており、異なる被削部位に応じて、切屑を、第１のブレーカ壁と第２のブレーカ壁のいずれかまたは双方によって適切に押圧または切断することが可能となり、安定した切削加工を行うことができる。また、θ１、θ２を適宜に設定することにより、被削物の被削部位が異なっても、切屑とチップブレーカの当たりが適切とされる。

以下、本発明によるスローアウェイチップを図１及び図２に基づき説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態を示すものであり、スローアウェイチップ１において、チップ本体（多角形台金）２は超硬合金等で形成されており、このチップ本体２のすくい面２ａの４箇所のコーナーのうち、８０゜の頂角を有する一の先端コーナー部に形成された取付け座３には、超高硬度焼結体４がこれと一体の裏板５をロウ付けすることによって接合されている。
また、超高硬度焼結体４には、その先端コーナー部にチップブレーカ６が形成されている。

チップ本体２及び超高硬度焼結体４の各上面と側面の交差部には、チップ本体２のすくい面２ａとα（本実施の形態においては２５°）の角度を為す面取部７がホーニングにより形成されており、この面取部７の先端コーナー部側の一部は、切刃８に沿って刃先面取部９とされている。また、１０はチップ取付け用の中心孔である。

チップブレーカ６は、チップ本体２のすくい面２ａに対向する方向から見た上面視で、超高硬度焼結体４の先端コーナー部からチップ１の中心方向に延在して凹設されたブレーカ底面６ａを備えている。
なお、切屑が大きくならないように、また、後述する切刃８の先端を強化するために刃先面取部９を形成した場合であっても、チップブレーカ６としての有効部分を確保するために、超高硬度焼結体４の上面４ａから、このブレーカ底面６ａとまでの高さＨは、０．０５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下とされている。

チップ先端コーナー部の頂角の二等分線Ｐ上において、ブレーカ底面６ａの先端からＬ１の地点より、二等分線Ｐを挟んで左右に第１の鈍角θ１をもって、略直線状に外方に伸延する一対の第１のブレーカ壁６ｂ，６ｂが、ブレーカ底面６ａからほぼ垂直に屹立して幅Ｗに亘って形成されている。略直線状と述べたのは、実際には、第１のブレーカ壁６ｂ，６ｂは、比較的大きな曲率半径（本実施の形態においてはＲ２００程度）をもって形成されているからである。
また、６ｃ，６ｃは第１のブレーカ壁の上端部である。

ここで、θ１は、図示しない被削物の端面を加工する際に好適な角度として、１１０°〜１３０°の範囲とされる。
また、第１のブレーカ壁の幅Ｗは、加工時に被削物から生じる切屑を適切に曲げ、切断するために好適な寸法として、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲とされる。
また、切屑が大きくならないように、第１のブレーカ壁を形成する辺と平行で、且つ、チップ本体２のすくい面２ａのノーズ部に位置する略円弧状切刃稜線に接する線Ｑとの距離Ｌ２は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下とされている。

また、一対の第１のブレーカ壁６ｂ，６ｂのそれぞれの終端より、第１の鈍角θ１より大なる第２の鈍角θ２をもって、略直線状に外方に伸延する一対の第２のブレーカ壁６ｄ，６ｄが、ブレーカ底面６ａからほぼ垂直に屹立して形成されている。略直線状と述べたのは、第２のブレーカ壁６ｄ，６ｄも第１のブレーカ壁６ｂ，６ｂと同様に、Ｒ２００程度の曲率半径をもって形成されているからである。

ここで、θ２は、図示しない被削物の外径を加工する際に好適な角度として、１４０°〜１５２．５°の範囲とされる。
なお、第２のブレーカ壁６ｄ，６ｄの上端部６ｅ，６ｅは、加工時の負荷を低減するために伸延方向に前下がりに傾斜して形成されており、チップ本体２との当接面である超高硬度焼結体４の側面４ｂ近傍では、第２のブレーカ壁６ｄ，６ｄの高さはほぼゼロとされている。

かかる構成とされた本実施の形態のチップにより例えば円柱状の被削物において端面を加工する場合には、チップ先端は、通常、被削部位に対してθ１に相当する相対角度をもって接触させられる。
従って、この際に発生する切屑は、第１のブレーカ壁６ｂにほぼ正対することとなり、この第１のブレーカ壁６ｂによって、押圧または切断され、切屑の大きさが均一となりばらつくことが無いので、切屑処理が容易とされる。

また、第１のブレーカ壁６ｂ，６ｂは、ブレーカ底面６ａからほぼ垂直に屹立して形成されているので、ブレーカ幅を小さくすることができ、被削物の端面を加工して発生した切屑は、大きくならないうちに第１のブレーカ壁６ｂによって曲げられ、被削物に当接して切断されるので、被削物やチップ自体の損傷を防止されると共に、切屑処理が容易とされる。

また、本実施の形態のチップにより例えば円柱状の被削物において外径を加工する場合には、チップ先端は、通常、被削部位に対してθ２に相当する相対角度をもって接触させられる。
従って、この際に発生する切屑も、第２のブレーカ壁６ｄにほぼ正対することとなり、この第２のブレーカ壁６ｄによって、押圧または切断され、切屑の大きさが均一となりばらつくことが無いので、切屑処理が容易とされる。

また、第２のブレーカ壁６ｄ，６ｄも、ブレーカ底面６ａからほぼ垂直に屹立して形成されているので、ブレーカ幅を小さくすることができ、被削物の外径を加工して発生した切屑は、大きくならないうちに第２のブレーカ壁６ｄによって曲げられ、被削物に当接して切断されるので、被削物やチップ自体の損傷を防止されると共に、切屑処理が容易とされる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。

例えば、上述した実施の形態においては、ホーニング加工による面取部７を形成しているが、この面取部７は必ずしも設ける必要は無く、刃先強度との兼ね合いで適宜省略が可能である。面取部７を省略できれば、上述のブレーカ幅を更に小さくできるので、切屑は一層小さくなり、切屑処理も容易とできる。

また、上述した実施の形態においては、上面視でチップ本体２におけるすくい面２ａの先端コーナー部が８０゜の頂角を有するものについて説明したが、これに限定されることはなく、例えば、上面視で当該頂角が３５゜、５５゜あるいは９０゜のものであってもよい。

更に、上述した実施の形態においては、チップ本体２のすくい面２ａの４箇所のコーナーのうち、８０゜の頂角を有する一の先端コーナー部に超高硬度焼結体４がロウ付けされ、チップブレーカ６が形成されているが、この一の先端コーナー部の対角線上に位置する他方の先端コーナー部にも同様の構成のチップブレーカを設けることができる。
また、チップ本体２の底面２ｂ側にも同様の構成のチップブレーカを設けることができる。

本発明の実施形態のスローアウェイチップを示す図であって、（ａ）はスローアウェイチップの全体斜視図、（ｂ）は（ａ）中にＸで示された部分の部分拡大図である。本発明の実施形態のスローアウェイチップのチップブレーカ部を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。従来のスローアウェイチップを示す図であって、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）はチップブレーカ部を示す平面図、（ｃ）はチップブレーカ部を示す正面図である。

符号の説明

１スローアウェイチップ２チップ本体４超高硬度焼結体６チップブレーカ６ｂ第１のブレーカ壁６ｄ第２のブレーカ壁Ｐ先端コーナー部の頂角の二等分線Ｑ第１のブレーカ壁と平行で略円弧状切刃稜線に接する線Ｌ１ブレーカ底面の先端から第１のブレーカ壁までの距離Ｌ２第１のブレーカ壁と接線Ｑとの距離Ｈ上面４ａからブレーカ底面６ａまでの高さＷ第１のブレーカ壁の幅 θ１第１のブレーカ壁とＰが為す角度 θ２第２のブレーカ壁とＰが為す角度

Claims

チップ本体の少なくとも一箇所の先端コーナー部に形成された取付け座に超高硬度焼結体を接合し、その超高硬度焼結体に、切刃、チップブレーカを形成したチップブレーカ付きスローアウェイチップにおいて、
前記チップブレーカは、ブレーカ底面と、
該ブレーカ底面から立設して形成されている一対の第１のブレーカ壁と、
前記ブレーカ底面から立設すると共に、前記一対の第１のブレーカ壁に連設して形成されている一対の第２のブレーカ壁を備え、
前記チップ本体のすくい面に対向する方向から見た上面視で、
前記ブレーカ底面は、前記先端コーナー部からチップ本体の中心に向かって延在して形成され、
前記一対の第１のブレーカ壁は、前記先端コーナー部の頂角の二等分線Ｐ上における屹立部をブレーカ始点として該二等分線Ｐを挟んで左右に第１の鈍角θ１をもって、略直線状に外方に伸延して形成されており、
前記一対の第２のブレーカ壁は、前記一対の第１のブレーカ壁のそれぞれの終端より、前記二等分線Ｐを挟んで左右に、前記第１の鈍角θ１より大なる第２の鈍角θ２をもって、略直線状に外方に伸延して形成されていて、
前記第２のブレーカ壁の上端部は、この第２のブレーカ壁の伸延方向に前下がりに傾斜して形成されているとともに、
前記チップ本体との当接面である前記超高硬度焼結体の側面近傍で、前記第２のブレーカ壁の高さがほぼゼロとされていることを特徴とするスローアウェイチップ。
前記第１のブレーカ壁及び前記第２のブレーカ壁の少なくともいずれかは、前記ブレーカ底面からほぼ垂直に屹立して形成されていることを特徴とする請求項１記載のスローアウェイチップ。
前記二等分線Ｐ上における前記ブレーカ底面の先端から前記ブレーカ始点までの距離Ｌ１が、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のスローアウェイチップ。
前記すくい面に対向する方向から見た上面視で、
前記第１のブレーカ壁を形成する辺と平行で、且つ、前記すくい面のノーズ部に位置する略円弧状切刃稜線に接する線Ｑとの距離Ｌ２が、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のスローアウェイチップ。
前記超高硬度焼結体の上面と、前記ブレーカ底面との間の高さＨが、０．０５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のスローアウェイチップ。