JP4940863B2 - スローアウェイ式回転工具 - Google Patents

Description

本発明は、フライス、エンドミル、ドリル、ボーリングカッタ、リーマ等のスローアウェイ式回転工具に関し、特に外周切刃の直径が小さいスローアウェイ式回転工具の工具剛性、切屑排出性及びチップの着脱作業性を向上させる技術に関するものである。

この種のスローアウェイ式回転工具に関する公知技術を図８〜図１１に例示する。図８に示す切削インサートは平行６面体の基本形状をしていて、フライス盤で回転させるために、フライス本体に装着させるものである。図９に示すフライス本体は、平行６面体の切削インサートを受容するために、少なくとも一つのポケットを含んでなる。切削インサート１０が、補側部１３、１４ならびに上面１５と下面１６と一体化する二つの実質的に平行な主側部１１、１２とを含む。上面１５は、主側部１１、１２との交差線で主切れ刃１７、１８を形成する。主切れ刃は、各切れ刃が下面１６に対して鋭角を形成するので、対向する方向に傾斜する。それによって、それらが切削インサートの対向する側部を与えられ、増加するが、軸角を対向する方向に向かわせる。それぞれの主切れ刃は、フライス本体の切削インサートポケットに装着されたときに、その工具の作用ポジ軸角を増加する。さらにその上に、上面１５が、それぞれの補側部１３、１４の比較的小さな部分での交差線で補切れ刃またはワイパーは１９、２０を形成する。主切れ刃１７、１８と、それぞれと協働する補切れ刃１９、２０とが、フライス加工の際に別の対が作動していないときに、作動する一対の切れ刃を形成する。二つの接する切れ刃は、切削コーナの領域で交差する。切削コーナは、このコーナを二つの等しい角に分割する２等分線を規定する。２等分線は、コーナの半径の中心とは交差しない。一対の切れ刃が磨耗したときに、この切削インサートは別の一対の切れ刃が作用位置になるように割り出される。上面が切れ刃領域に切り屑面を構成し且つ主側部と補側部とともに刃先角を形成し、この角度は９０度より小さくて、すなわちこの切削インサートはポジ型基本形状である。さらに、切り屑面１５は、加工部材を容易に切削するために、好ましくは増加傾向でポジ型すくい角を形成する。下面１６は、補側部と主側部の協働部分とともに鈍角の内角を形成する。中央に配置される孔２１は、フライス本体に装着するときにネジのような締結手段を受容するために備えられる。フライスカッターは９０度コーナの肩付きフライスに好ましく装着される（例えば、特許文献１参照）。

図１１に示す回転切粉除去機械加工用のフライス工具は、切削ヘッド１０、保持手段１１及びシャンク１２を含んでいて、前記切削ヘッド１０はそれと一体の少なくとも１つの切れ刃２７を備え、前記切削ヘッド及び前記保持手段は前記切削ヘッドを前記シャンクに取り付けるための部分的に重なり合う非対称手段１５、１９を含み、前記工具は回転軸を有している。そして、前記切削ヘッド１０は１〜６個の主切れ刃２７を含んでいて、各々の主切れ刃２７は本質的に直線状の刃２７Ａ及び凸状に湾曲した好ましくは部分的な円形の刃２７Ｂを含み、前記凸状の刃２７Ｂは前記の本質的に直線状の刃２７Ａの半径方向外側に備わっていることを特徴とするものである（例えば、特許文献２参照）。
特表２００２−５２４２７５号公報 特表２００１−５０５１３７号公報

図９に示すフライスカッターは、切削インサートの中央に配置される孔２１に受容されるネジによってフライス本体に取り付ける形態のものであり、図１０に模式的に示すように、ネジの中心付近を通り前記フライス本体の中心軸線に直交する平面で切断したときの断面形状は、工具径（外周切刃の直径）を小さくした場合、２枚の切削インサートが互いに接近するため前記フライス本体の中央部の肉厚（芯厚）が小さくなり、該フライス本体の剛性を確保できなくなる。一方、この問題を解消するために切削インサートを小型化した場合、切削インサートは、その孔２１まわりの肉厚が薄くなり剛性を確保できなくなる。あるいは、工具の作用ポジ軸角を増加させた場合には、フライス本体の切削インサートポケットにおける切削インサートの着座する底面側の肉厚（バックメタル）が減少するため、前記ネジのかかりが浅くなって緩むおそれがあるほか、切削抵抗（主に主分力）による塑性変形や破損が生じるおそれがあることから、同一工具径のソリッドエンドミルにくらべ切削条件をかなり落とさなければ使用できないという問題があった。

図１１に示すフライス工具は、図９に示すフライスカッターにくらべると工具剛性面の問題は小さいものの、切削ヘッドの切れ刃２７、３０の形状がソリッドエンドミルやソリッドドリルの先端部の切刃形状の如く複雑化し、保持手段の形状についても複雑化するため、該切削ヘッドを製作するのが困難であるとともに製作に要するコストが非常に高くなる問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、工具本体及びチップの剛性を高めることにより、この種の従来工具よりも高い切削条件で加工を行うことができるとともに、切屑の排出性が高く、チップの抜き取りが容易に行えるスローアウェイ式回転工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、以下の手段を採用する。すなわち、中心軸線まわりに回転させられる工具本体には、該工具本体の先端部外周面に少なくとも１つの取付溝を切欠き形成し、この取付溝に挿入されたチップを少なくとも１つのねじ部材により着脱自在に装着してなるスローアウェイ式回転工具であって、略多角形板状をなす前記チップは、工具回転方向を向く上面に形成されたすくい面と、前記上面に対向する下面に形成された着座面と、前記すくい面に交差し工具外周側を向く側面に形成された逃げ面と、すくい面と逃げ面の交差稜線部に形成され且つ前記工具本体の外周面から突出した外周切刃と、工具内周側を向く側面及び工具基端部側を向く側面の少なくとも一方に形成された被拘束面とを備え、前記着座面及び前記被拘束面を、対応する前記取付溝の壁面にそれぞれ当接するとともに、該チップの上面に設けられた被押圧部を、該上面に面する取付溝の壁面側に設けた雌ねじ孔に螺合する前記ねじ部材により該チップの着座面側に向かって押圧することによって、前記取付溝に固定され、さらに、前記チップの上面には、該上面に面する前記取付溝の壁面の開口端部に沿って、該上面から上方へ隆起する段部を設けたことを特徴とするスローアウェイ式回転工具である。
請求項１に係る発明は、図８〜図１０に図示した従来工具と対比して次のような技術的効果がある。チップを工具本体に固定するねじ部材が該チップの上下面を貫通しない構成を採用しているので、チップの小型化が可能になり、該チップを装着する工具本体の芯厚部及び取付溝周辺の肉厚が十分確保される。チップが着座する取付溝の壁面側に雌ねじ孔を要しないので、前記壁面側領域の剛性がとりわけ高くなる。以上のことから、切削抵抗による工具本体の撓みが小さく抑えられるため、前記従来工具より高い切削条件の加工を行うことができる。
図１１に図示した従来工具と対比すると、チップの外形や切刃形状が複雑化することがないので、チップの製作が容易且つ低コストになる。
さらに、チップは、該チップの上面に設けられた被押圧部を、ねじ部材によって着座面側に向かって押圧されることから、その着座面が取付溝の壁面に押し付けられて、前記取付溝内にしっかりとクランプされる。そのため、切削抵抗によるチップの動きが防止され、高い加工精度が実現される。
さらに、チップの着脱作業を行いやすくするため、チップの厚み方向において、チップの上面と、該上面に面する取付溝の壁面との間にわずかな隙間が設けられ、チップの上面には、該上面に面する取付溝の壁面の開口端部に沿って、該上面から上方へ隆起する段部が設けられていることから、前記隙間に切屑が侵入することが防止される。そのため、切屑排出性に優れるとともに、チップの着脱作業、特にチップの抜き取りが容易に行える。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記段部は、チップの上面に面する前記取付溝の壁面の開口端部に沿って、前記壁面よりも上方の位置まで隆起する隆起面を備えたことを特徴とする。
請求項２に係る発明によれば、チップの上面に面する取付溝の壁面の開口端部に沿い、前記壁面よりも上方の位置まで隆起する隆起面を備えた段部が、チップの上面と、該上面に面する取付溝の壁面との隙間に切屑が侵入することを防止することから、切屑排出性が優れるとともにチップの抜き取りが容易に行える。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記壁面の開口端部には、該開口端部に沿い、前記隆起面に対面するとともにわずかに隙間をあけた対向壁面を設け、前記隙間を前記取付溝の壁面と前記チップの上面との間に形成された隙間に対して上方へ屈曲させたことを特徴とする。
請求項３に係る発明によれば、前記隆起面と前記対向壁面との隙間が前記取付溝の壁面と前記チップの上面との隙間に対して上方へ屈曲し、切屑の流れる方向に対して交差する方向に向けられているので、前記隆起面と前記対向壁面との隙間に切屑が侵入することがなく、切屑の排出性に優れる。さらに、チップの上面と、該上面に面する取付溝の壁面との隙間に切屑が侵入することを防止することから、切屑の排出性が優れるとともにチップの抜き取りが容易に行える。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３に係る発明において、前記外周切刃の直径を６ｍｍ〜２０ｍｍの範囲としたことを特徴とする。
請求項１に係る発明は、チップの小型化に適した構成を有し、外周切刃の直径の小径化に特に有効であることから、請求項４に係る発明のように外周切刃の直径を６ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とした場合には、工具本体及びチップの剛性を高める効果が顕著となる。
さらに、請求項４に係る発明によれば、一般的に切屑の排出性が悪化しやすくなる小径の回転工具において、切屑の排出性を改善する効果及びチップの抜き取りを容易にする効果が顕著となる。

請求項１に係る発明は、図８〜図１０に図示した従来工具と対比して次のような技術的効果がある。チップを工具本体に固定するねじ部材が該チップの上下面を貫通しない構成を採用しているので、チップの小型化が可能になり、該チップを装着する工具本体の芯厚部及び取付溝周辺の肉厚が十分確保される。チップが着座する取付溝の壁面側に雌ねじ孔を要しないので、前記壁面側領域の剛性がとりわけ高くなる。以上のことから、切削抵抗による工具本体の撓みが小さく抑えられるため、前記従来工具より高い切削条件の加工を行うことができる。
図１１に図示した従来工具と対比すると、チップの外形や切刃形状が複雑化することがないので、チップの製作が容易且つ低コストになる。
さらに、チップは、ねじ部材によって、該チップの上面を着座面側に向かって押圧されることから、その着座面が取付溝の壁面に押し付けられて、前記取付溝内にしっかりとクランプされる。そのため、切削抵抗によるチップの動きが防止され、高い加工精度が実現される。
さらに、チップの着脱作業を行いやすくするため、チップの厚み方向において、チップの上面と、該上面に面する取付溝の壁面との間にわずかな隙間が設けられ、チップの上面には、該上面に面する取付溝の壁面の開口端部に沿って、該上面から上方へ隆起する段部が設けられていることから、前記隙間に切屑が侵入することが防止される。そのため、切屑排出性に優れるとともに、チップの着脱作業、特にチップの抜き取りが容易に行える。

以下に、本発明に係るスローアウェイ式回転工具の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るスローアウェイ式エンドミルの斜視図である。図２は、図１に示すエンドミルの分解斜視図である。図３の（ａ）〜（ｃ）は、順に図１に示すエンドミルの平面図、正面図、先端視側面図である。図４は、図１に示すスローアウェイ式エンドミルの先端部拡大図である。図５の（ａ）及び（ｂ）は、図４におけるＳ１−Ｓ１線断面図及びＳ２−Ｓ２線断面図であり、図５の（ｃ）〜（ｆ）は、図５の（ｂ）におけるＡ部拡大図である。図６は、図１に示すスローアウェイ式エンドミルに装着されるチップの斜視図である。図７の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ図６に示すチップの背面図、平面図、正面図、右側面図である。

図１〜図４に示すように、スローアウェイ式エンドミル１は、略丸棒状をなす工具本体１０の先端外周面に設けた２つの取付溝２０に、切刃を備えたチップ３０が、その長手方向が前記工具本体の中心軸線ＣＬ方向と略平行となるようにそれぞれ挿入され、２つのねじ部材４０Ａ、４０Ｂを利用して着脱自在に固定されてなる。

工具本体１０は、工具先端部側に形成された頭部１０Ａと、この頭部１０Ａに連なって工具基端部側に形成されたやや径大のシャンク部１０Ｂとを備えている。さらに、前記頭部１０Ａの先端部外周面には、先端面１０ａから工具基端部側に延在する取付溝２０が工具本体１０の中心軸線ＣＬを基準としてほぼ対称的に形成されている。取付溝２０の工具回転方向Ｋ後方側に位置する壁面には、チップ３０を着座するための平坦な取付面２１が形成され、この取付面２１に隣接する底面及び工具基端部側の壁面には、平坦面からなる拘束面２２、２３がそれぞれ形成されている。

各取付溝２０の工具回転方向Ｋ側に隣接した工具本体１０の外周面には、切屑を排出するためのチップポケットが切欠き形成されている。このチップポケットは、主チップポケット１１Ａと副チップポケット１１Ｂからなり、主チップポケット１１Ａは、工具本体の中心軸線ＣＬ方向で工具本体の先端面１０ａから取付溝２０の工具基端部側の端部付近まで延在しており、前記中心軸線に直交する断面において工具本体１０の内方に向かって凹んだ曲面状壁面を有している。副チップポケット１１Ｂは、主チップポケット１１Ａの工具先端部側に隣接し、平面視で、工具本体の先端面１０ａの中心軸線ＣＬ付近から工具基端部側かつ工具外周側に向かうように前記中心軸線ＣＬに対して傾斜して形成されている。

超硬合金、サーメット、セラミックス等の硬質材料からなるチップ３０は、図６及び図７に示すように、長尺状の略矩形板状を呈し、その上面３０ａの一つのコーナ部を挟んで鋭角に交差する一対の長辺部及び短辺部に、研削砥石を用いた研削加工又は粉末プレス成形等によって切欠き形成された湾曲面状の外周切刃すくい面３２Ａ及び副切刃すくい面３２Ｂがそれぞれ形成され、対向する下面３０ｂには平坦な着座面３４が形成されている。外周切刃すくい面３２Ａと隣接する側面には外周切刃逃げ面３３Ａが形成されるとともに、外周切刃すくい面３２Ａと外周切刃逃げ面３３Ａとの交差稜線部には外周切刃３１Ａが形成されている。副切刃すくい面３２Ｂと隣接する平坦な側面には副切刃逃げ面３３Ｂが形成され、副切刃すくい面３２Ｂと副切刃逃げ面３３Ｂとの交差稜線部には直線状の副切刃３１Ｂが形成されている。外周切刃逃げ面３３Ａと副切刃逃げ面３３Ｂとの交差するコーナ部に形成されたコーナ刃逃げ面３３Ｃは、平面視で外側に向かって凸曲面状に形成されるとともに、このコーナ刃逃げ面３３Ｃに対応するコーナ刃３１Ｃは、外側に向かって凸曲線状に形成されている。さらに、外周切刃逃げ面３３Ａ、副切刃逃げ面３３Ｂ及びコーナ刃逃げ面３３Ｃは、着座面３４に対して鈍角をなすように交差しており、ポジの逃げ角が付与されている。外周切刃３１Ａ及び副切刃３１Ｂに対向する一対の長辺及び短辺から延びる側面には、被拘束面３７、３８がそれぞれ形成され、この被拘束面３７、３８は、着座面３４に直角に交差する平坦面で形成されている。

チップ３０の上面３０ａにおける、外周切刃３１Ａに対向する長辺側の領域には、工具本体１０に取り付ける際に、ねじ部材によって押圧される被押圧部３５が設けられている。この被押圧部３５は、前記上面３０ａの表面から該チップ３０の厚み方向下面３０ｂ側へわずかに陥没し、平面視で、略半円形状をなす２つの凹部３５Ａ、３５Ｂからなる。これら凹部３５Ａ、３５Ｂは、前記長辺から延びる側面の一部を切欠くとともに、該チップ３０の長手方向における全長の中間点を挟んで両側に間隔をあけて設けられている。各凹部３５Ａ、３５Ｂの底面３６Ａ、３６Ｂは、平坦面とされ、その垂線Ｐが着座面３４に近づくにしたがって２つの被拘束面３７、３８に漸次近づくように、着座面３４の垂線に対して傾斜しており、その傾斜角が５°〜２０°の範囲となるように形成されている（図５（ａ）参照）。

図３の（ａ）〜（ｃ）に示すようにチップ３０は、その上面３０ａを工具回転方向Ｋに向け、その着座面３４を取付面２１に着座し、さらに２つの被拘束面３７、３８を対応する各拘束面２２、２３にそれぞれ当接して、取付溝２０に挿入されている。このとき、外周切刃３１Ａ、副切刃３１Ｂ及びコーナ刃３１Ｃは、工具本体１０の外周面１０ｂ及び先端面１０ａからそれぞれ若干突出している。さらに、中心軸線ＣＬ方向における外周切刃３１Ａの長さＬは、本スローアウェイ式エンドミル１の外周切刃の直径Ｄの１倍〜２倍の範囲に設定されている。

取付溝２０の工具回転方向Ｋ側に位置する壁面側には、チップ３０の各凹部３５Ａ、３５Ｂを臨む位置に、各凹部の底面３６Ａ、３６Ｂの垂線Ｐと平行に延びる中心軸線ＣＬｓを有した雌ねじ孔１３Ａ、１３Ｂがそれぞれ穿設されている。これら雌ねじ孔１３Ａ、１３Ｂにねじ込まれたねじ部材４０Ａ、４０Ｂがその先端面４１Ａ、４１Ｂで前記底面３６Ａ、３６Ｂをその垂線Ｐ方向に押圧することにより、各チップ３０は、主に取付面２１側に押圧されるとともに各拘束面２２、２３にも押圧されて、少なくとも２つ以上の被拘束面３７、３８が拘束され、取付溝２０内に安定的にクランプされる。

しかも、各ねじ部材４０Ａ、４０Ｂは、外周切刃３１Ａ方向でチップ３０の中間点の両側に間隔をあけた２箇所で底面３６Ａ、３６Ｂをそれぞれ押圧していることから、均等且つ大きなクランプ力が得られるため、外周切刃３１Ａ方向の切込みが小さく、外周切刃３１Ａの先端部側付近に局所的な切削抵抗が作用する場合にも、チップ３０が取付溝２０内で動くことがなく、チップ３０の位置決め精度がきわめて良好となる。

凹部の底面３６Ａ、３６Ｂの垂線Ｐ及び雌ねじ孔１３Ａ、１３Ｂの中心軸線ＣＬｓと、着座面３４の垂線とのなす角度は、５°未満になるとチップ３０を拘束面２２、２３側に押し付ける力が不足し、２０°を超えるとチップ３０が拘束面２２、２３側に強く押し付けられ、チップ３０が取付面２１から浮き上がり、切削加工中にチップ３０が動いて加工精度の悪化、場合によっては切刃の欠損やチップ３０の破損といった問題を招くおそれがあるため、５°〜２０°の範囲内にあることが望ましい。

上述の凹部３５Ａ、３５Ｂをねじ部材４０Ａ、４０Ｂが押圧する構成は、特にチップ３０を固定する力が有効に作用し、チップ３０の位置決め精度が高くなるものであるが、前記凹部３５Ａ、３５Ｂを省略して、チップの上面をねじ部材４０Ａ、４０Ｂで直接押圧する構成としてもかまわない。

ねじ部材４０Ａ、４０Ｂは、例えば、六角穴付き止めねじ、六角穴付きボルト、皿小ねじ等の公知のねじ部材から適宜選択可能であり、ねじ回し工具と係合する穴部の形状については、六角形状穴や十字形状穴に限定されず公知の形状穴に適宜変更可能であることは言うまでもない。なお、ねじ部材４０Ａ、４０Ｂは、一般的な合金鋼等から製作されたものが使用されるが、硬質材料からなるチップ３０を押圧する先端面４１Ａ、４１Ｂを含む先端部については、耐摩耗性の向上に配慮して、前記合金鋼より硬度の高い材料をろう付け、溶接により接合するか又は肉盛りするのが望ましい。

このように、本実施形態は、ねじ部材４０Ａ、４０Ｂがチップ３０の上下面３０ａ、３０ｂを貫通せず、チップの上面３０ａからわずかに下面３０ｂ側へ陥没する凹部の底面３６Ａ、３６Ｂを押圧して前記チップ３０をクランプするようにしたことから、ねじ部材４０´を受容する孔３５´がチップ３０´の上下面に貫通する従来工具１´（図１０参照）にくらべ、チップ３０の剛性が非常に高くなり、チップ３０の上面及び下面のサイズや厚みを小さくするといった小型化を可能にする。

チップ３０を小型化することにより、工具本体の頭部１０Ａは、２つのチップ３０に挟まれた芯厚部及び取付溝２０周辺の肉厚が十分確保され工具本体１０の剛性が高くなる。したがって、切削抵抗による工具本体１０の撓みが前記従来工具１´よりも大幅に抑制されるため、送りや切込みといった切削条件の高い加工を行うことができるうえに、加工精度も向上する。

さらに、本実施形態は、取付溝２０の取付面２１側の領域（工具回転方向Ｋ後方側の領域）に、雌ねじ孔等の肉厚を低下させるものが一切形成されないため、特に取付面２１の剛性が高くなる。よって、前記従来工具１´にくらべチップ３０を強固に支持するとともに、前記取付面２１の変形及び破損といった問題が解消する。副次的な効果として、ねじ部材４０Ａ、４０Ｂを工具本体１０から完全に抜き取らなくても所定量だけ緩めることによりチップ３０の着脱が行えるので、チップ３０の交換が迅速且つ容易になり作業効率が向上する。しかも、交換作業時、ねじ部材４０Ａ、４０Ｂを紛失する問題が解消する。

そのうえ、チップ３０は、単純な略矩形板状を呈し、その切刃形状や凹部の底面３６Ａ、３６Ｂの形状も複雑化しないので、図１１に図示した複雑形状の切削ヘッドを備えた従来工具にくらべ、チップ３０の製作が容易且つ低コストになる。

図５の（ａ）〜（ｃ）に図示するように、チップ３０の厚み方向において、チップの上面３０ａと、該上面３０ａに対面する取付溝の壁面２４との間には、チップ３０を取付溝２０に着脱する作業を容易にするため、所定の隙間が設けられている。この隙間に切屑が侵入すると、切屑排出性が悪化するおそれがある。また、この隙間がなくなるほど多量の切屑が侵入すると、チップ３０の抜き取りが困難になり、場合によっては抜き取り不可能になるおそれがある。そのため、チップ３０の上面３０ａには、前記隙間に切屑が侵入するのを防止するための段部３９が設けられている。この段部３９は、チップの上面３０ａに対して上方（チップ３０の厚み方向の上方）へ傾斜しかつ取付溝の壁面２４よりも上方の位置まで隆起する隆起面３９ａと、この隆起面３９ａに交差しかつ取付溝の壁面２４よりも上方の位置にありかつチップの上面３０ａに略平行な頂面３９ｃと、この頂面３９ｃに隣接する外周切刃すくい面３２Ａとからなる。

かかる隆起面３９ａを備えた段部３９がチップの上面３０ａと取付溝の壁面２４との隙間に切屑が侵入することを防止するため、切屑が円滑に排出され、切屑排出性が高められる。さらに、チップの上面３０ａと取付溝の壁面２４との隙間が常に確保されることから、チップの抜き取りが容易に行える。

段部３９に関する変形例を図５の（ｄ）〜（ｆ）に例示する。図５の（ｄ）は、段部３９の形態は上述の隆起面３９ａと同様であるが、取付溝の壁面２４における開口端部の形態が異なっている。取付溝の壁面２４の開口端部は、該開口端部に沿って、隆起面３９ａと前記壁面２４に対面するとともにわずかに隙間をあけた対向壁面２４ａが設けられている。そうして、前記隙間は、取付溝の壁面２４とチップの上面３０ａとの隙間に対して上方へ屈曲している。このようにした場合、隆起面３９ａと対向壁面２４ａとの隙間は、外周切刃３１Ａから生成し、外周切刃すくい面３２Ａに沿うように流出する切屑の流れる方向に対して交差する関係となるので、前記隙間に切屑が侵入することがなく切屑排出性が優れるとともに、チップの上面３０ａと取付溝の壁面２４との隙間に切屑が侵入することをさらに確実に防止することから、チップ３０の抜き取りが容易に行える。万一、切屑の流出方向が不安定になり切屑が隆起面３９ａと対向壁面２４ａとの隙間に侵入したとしても、チップ３０を抜き取る際には、この隙間が広がることからチップ３０の抜き取りに何ら支障をきたすことはない。図５の（ｅ）及び（ｆ）に例示するように段部３９の隆起面３９ａは、平坦面に限定されず、断面が円弧状の曲面で形成されてもかまわない。曲面状の隆起面３９ａにおいても、取付溝の壁面２４よりも上方の位置まで隆起している。

なお、チップの上面３０ａと取付溝の壁面２４との隙間は、チップ３０の着脱作業性を考慮して０．２ｍｍ程度に設定されることから、チップの上面３０ａから段部の隆起面３９ａの最高位までの高さは、０．２ｍｍ以上を確保することが望ましい。しかし前記高さが大きすぎると段部３９の強度が小さくなって切屑の衝突により欠損するおそれがあり、また段部３９を成形する難易度が高くなるため、０．５ｍｍ程度以下に抑えられることが望ましい。

図３に図示するように、チップ３０は、その外周切刃３１Ａ及び副切刃３１Ｂが工具本体１０の外周面１０ａ及び先端面１０ｂからそれぞれ若干突出するように、工具本体１０に装着される。さらに、本スローアウェイ式エンドミル１の正面視において、チップ３０が工具本体１０の先端部側から基端部側に向かうにつれ工具回転方向Ｋ後方側に向かうように傾斜し、正のアキシャルレーキγｐに設定されるとともに、本スローアウェイ式エンドミル１の先端視において、チップ３０が該エンドミルの中心軸線ＣＬに対して芯上がりとなり、負のラジアルレーキγf´に設定されている。なお、ラジアルレーキγｆ´は、外周切刃３１Ａの最先端で最も負となるが、工具基端部側に向かうにつれ漸次増加している。

外周切刃すくい面３２Ａは、図５の断面図からわかるように外周切刃３１Ａから離れるにつれ着座面３４に漸次接近する、正のすくい角を付された傾斜面で構成されている。本スローアウェイ式エンドミル１における外周すくい角γｆは、チップ３０の工具本体１０への取付姿勢で決まるラジアルレーキγｆ´に、外周切刃すくい面３２Ａのすくい角が加わることによって増加している。

外周切刃３１Ａの切削抵抗を小さくし切れ味を高めること及び切屑を工具基端部側に流出させて切屑排出性を高めることに配慮して、アキシャルレーキγｐは、１０°〜２０°の範囲に設定され、かつ外周すくい角γｆは、−５°〜１５°の範囲に設定される。これは、アキシャルレーキγｐが１０°未満では、切削抵抗の低減効果が不十分であり、２０°を超えると取付溝２０の後端部において取付溝２０の取付面２０側の肉厚を確保することが難しくなるからである。また、外周すくい角γｆが−５°未満では、切削抵抗の低減効果が不十分であり、１５°を超える場合には、外周切刃３１Ａのすくい角が過大となり外周切刃３１Ａの強度不足を招くおそれがあり、あるいは、ラジアルレーキγｆ´が過大となり取付溝２０の取付面２１側の肉厚が充分確保されないおそれがあるからである。

本スローアウェイ式エンドミル１は、従来工具にくらべ工具本体１０の剛性を向上させる効果が大きいことに加え、工具本体の中心軸線ＣＬ方向における外周切刃３１Ａの長さＬが該エンドミル１の外周切刃の直径Ｄの１倍以上且つ２倍以下の範囲内に設定されていることから、前記中心軸線ＣＬ方向の切込みを大きく設定した高能率切削条件においてびびり、折損及び破損等のない安定した切削加工が行える。なお、前記長さＬを前記外周切刃の直径Ｄの２倍以上にした場合には、前記中心軸線ＣＬに対して斜交する取付溝２０の工具基端部側において取付面２１側の肉厚の低下が著しくなるため、工具本体１０の剛性を高めるという所期の効果が得られないおそれがある。

このスローアウェイ式エンドミル１は、以上に説明したように、チップ３０を小型化するのに好適な構成を有し、これにより小径工具における工具本体１０の剛性向上にきわめて有効であることから、外周切刃の直径Ｄが６ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設定されたスローアウェイ式エンドミルに適用した場合、特に有益な効果が得られる。

また、外周切刃の直径Ｄを６ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設定した場合、チップの上面３０ａに面する取付溝の壁面２４の開口端部と外周切刃３１Ａとの距離が小さくなるため、前記開口端部付近における切屑の排出速度が高くなるが、既述のとおりチップの上面３０ａに設けた段部３９がチップの上面３０ａと取付溝の壁面２４との隙間に切屑が侵入することを防止するので、切屑排出性及びチップの抜き取りに関して顕著な改善効果があらわれる。

本発明のスローアウェイ式回転工具は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。例えば、チップ３０は、多角形板状又は円形板状のものであれば適宜変更可能であり、すくい面は、着座面３４と平行な平坦面からなるすくい面又は切刃に沿ってポジすくい角を付与した傾斜すくい面に変更可能であり、逃げ面の逃げ角は、ネガ（０°）に変更可能であり、さらに、チップ３０の上面の周縁部全体にわたって２つ以上の外周切刃３１Ａを設けることが可能である。また、ねじ部材の本数は、１つ又は２つ以上用いてもよく、チップ３０のサイズや所望するクランプ強度に応じて適宜変更可能である。また、エンドミルに限らず、ドリル、ボーリングカッタ又はリーマ等の穴加工工具、もしくは、正面フライス又はサイドカッタ等の転削工具に適用可能であることはいうまでもない。

本発明を適用したスローアウェイ式エンドミルの斜視図である。 図１に示すスローアウェイ式エンドミルの分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、順に図１に示すスローアウェイ式エンドミルの平面図、正面図、先端視側面図である。 図１に示すスローアウェイ式エンドミルの先端部拡大図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図４におけるＳ１−Ｓ１線断面図及びＳ２−Ｓ２線断面図であり、（ｃ）〜（ｆ）は（ｂ）におけるＡ部拡大図である。 図１に示すスローアウェイ式エンドミルに用いられるチップの斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、順に図６に示すチップの背面図、平面図、正面図、右側面図である。 従来のフライスカッターに装着される切削インサートの斜視図である。 図８に示す切削インサートを装着するフライスカッターの正面図である。 図９に示すフライスカッターの軸直角断面の模式図である。 他の従来フライス工具の一部断面正面図である。

符号の説明

１ スローアウェイ式エンドミル（スローアウェイ式回転工具）
１０ 工具本体
１０ａ 工具本体の先端面
１０ｂ 工具本体の外周面
１３Ａ、１３Ｂ 雌ねじ孔
２０ 取付溝
２１ 取付面
２２、２３ 拘束面
２４ チップの上面に面する取付溝の壁面
２４ａ 取付溝の壁面の開口端部における対向壁面
３０ チップ
３０ａ 上面
３０ｂ 下面
３１Ａ 外周切刃
３１Ｂ 副切刃
３２Ａ 外周切刃すくい面
３２Ｂ 副切刃すくい面
３３Ａ 外周切刃逃げ面
３３Ｂ 副切刃逃げ面
３４ 着座面
３５Ａ、３５Ｂ 凹部
３６Ａ、３６Ｂ 凹部の底面
３７、３８ 被拘束面
３９ 段部
３９ａ 隆起面
４０Ａ、４０Ｂ ねじ部材
ＣＬ 工具本体の中心軸線
ＣＬｓ 雌ねじ孔の中心軸線
Ｐ 凹部の底面の垂線
Ｄ 外周切刃の直径
Ｌ 外周切刃の長さ
γｐ アキシャルレーキ
γｆ 外周すくい角

Claims (3)

1. 中心軸線まわりに回転させられる工具本体には、該工具本体の先端部外周面に少なくとも１つの取付溝を切欠き形成し、この取付溝に挿入されたチップを少なくとも１つのねじ部材により着脱自在に装着してなるスローアウェイ式回転工具であって、
   略多角形板状をなす前記チップは、工具回転方向を向く上面に形成されたすくい面と、前記上面に対向する下面に形成された着座面と、前記すくい面に交差し工具外周側を向く側面に形成された逃げ面と、すくい面と逃げ面の交差稜線部に形成され且つ前記工具本体の外周面から突出した外周切刃と、工具内周側を向く側面及び工具基端部側を向く側面の少なくとも一方に形成された被拘束面とを備え、前記着座面及び前記被拘束面を、対応する前記取付溝の壁面にそれぞれ当接するとともに、該チップの上面に設けられた被押圧部を、該上面に面する取付溝の壁面側に設けた雌ねじ孔に螺合する前記ねじ部材により該チップの着座面側に向かって押圧することによって、前記取付溝に固定され、さらに、前記チップの上面には、該上面に面する前記取付溝の壁面の開口端部に沿って、該上面から上方へ隆起する段部が設けられており、
   前記段部は、前記チップの上面に面する前記取付溝の壁面の開口端部に沿って、前記壁面よりも上方の位置まで隆起する隆起面を備えていることを特徴とするスローアウェイ式回転工具。
2. 前記壁面の開口端部には、該開口端部に沿い、前記隆起面に対面するとともにわずかに隙間をあけた対向壁面を設け、前記隙間を前記取付溝の壁面と前記チップの上面との間に形成された隙間に対して上方へ屈曲させたことを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイ式回転工具。
3. 前記外周切刃の直径を６ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とした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式回転工具。
   
   

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