JP4952068B2 - 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及び切削性能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７〜図９に例示する。図７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８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９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７及び図８に示すフライス工具は、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６の（ｂ）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、孔２１まわりの肉厚が薄くなり、切削インサートの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、フライス本体における切削インサートポケットのバックメタルの断面積が非常に小さくなるため、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することができないという問題があった。

図９に示すフライス工具は、上述した工具剛性の問題は大きくないものの、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、本発明は以下の手段を採用する。請求項１に係る発明は、中心軸線（ＣＬ）まわりに回転させられる工具本体（１０）と、該工具本体（１０）の先端部外周面に切欠き形成された少なくとも１つの取付溝（２０）に、ねじ部材（４０Ａ、４０Ｂ）によって着脱自在に取り付けられるチップ（３０）と、を備えたスローアウェイ式回転工具であって、前記チップ（３０）は、略板状をなし、工具回転方向（Ｋ）を向く上面（３０ａ）に形成されたすくい面（３２Ａ、３２Ｂ）と、前記上面（３０ａ）に対向する下面（３０ｂ）に形成された着座面（３４）と、前記すくい面（３２Ａ、３２Ｂ）に隣接し工具外周側を向く側面に形成された逃げ面（３３Ａ、３３Ｂ）と、これらすくい面（３２Ａ、３２Ｂ）と逃げ面（３３Ａ、３３Ｂ）の交差稜線部に形成され、少なくとも工具本体の外周面（１０ｂ）から突出した切刃（３１Ａ、３１Ｂ）と、工具内周側を向く側面又は工具基端側を向く側面の少なくとも一方に形成された被拘束面（３７、３８）と、
を備え、前記チップの上面（３０ａ）に面する取付溝（２０）の壁面側には、前記ねじ部材（４０Ａ、４０Ｂ）がねじ込まれる少なくとも１つの雌ねじ孔（１３Ａ、１３Ｂ）が設けられ、前記チップの上面（３０ａ）には、前記ねじ部材（４０Ａ、４０Ｂ）に押圧される底面を備えた少なくとも１つの凹部（３５Ａ、３５Ｂ）が形成され、前記雌ねじ孔の中心軸線（ＣＬｓ）及び前記凹部の底面の垂線（Ｐ）が、前記着座面（３４）の垂線を基準にして、前記着座面（３４）に近づくにしたがって前記被拘束面（３７、３８）に漸次近づくように傾斜している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７及び図８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面側に雌ねじ孔を要しないので、前記取付面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９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。
チップの上面の表面から陥没する凹部を形成し、該凹部の底面の垂線及びねじ部材の中心軸線を、着座面に近づくにしたがって被拘束面に漸次近づくように傾斜させ、前記ねじ部材が前記凹部の底面を押圧するようにしたことから、チップは、その着座面及び被拘束面が取付溝の取付面及び拘束面にそれぞれ押し付けられて、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を防止し、高い加工精度を実現する。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記雌ねじ孔の中心軸線（ＣＬｓ）及び前記凹部の底面の垂線（Ｐ）と、前記着座面（３４）の垂線とのなす角度が５°〜２０°の範囲内にあることを特徴とする。
請求項２に係る発明によれば、前記凹部の底面の垂線及び前記ねじ部材の中心軸線と、着座面の垂線とのなす角度を５°〜２０°の範囲内に設定したことから、チップのクランプ性がいっそう良好となる。前記の範囲に限定したのは、前記角度を５°未満にするとチップを拘束面側に押し付ける力が不足し、前記角度が２０°を超えるとチップが拘束面側に強く押し付けられ、チップが取付面から浮き上がるおそれがあるため、切削加工中にチップが動いて加工精度の悪化、場合によってはチップの欠損が生じるおそれがあるからである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記切刃（３１Ａ、３１Ｂ）が工具本体の先端面（１０ａ）及び外周面（１０ｂ）からそれぞれ突出するように形成した外周切刃（３１Ａ）及び副切刃（３１Ｂ）を備え、工具本体の中心軸線（ＣＬ）方向における前記外周切刃の長さ（Ｌ）が該外周切刃の直径（Ｄ）の１倍以上且つ２倍以下の範囲内にあることを特徴とする。
請求項３に係る発明によれば、本発明のスローアウェイ式回転工具がスローアウェイ式エンドミルであり、その切刃が工具本体の外周面及び先端面からそれぞれ突出するように形成した外周切刃と副切刃を備え、前記外周切刃の中心軸線方向の長さが前記スローアウェイ式エンドミルの外周切刃の直径の１倍以上且つ２倍以下の範囲内としたことから、前記中心軸線方向の切込みを大きくした高能率加工が可能となる。さらに、被拘束面及び拘束面が前記中心軸線方向に長くなるため取付け精度がいっそう良好となる。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る発明において、前記外周切刃（３１Ａ）がねじれ角（α）を有するねじれ刃であることを特徴とする。
請求項４に係る発明によれば、請求項３に係るスローアウェイ式回転工具において、外周切刃をねじれ刃としたことから、前記外周切刃の各位置における切れ味が良好且つ均一になるため、前記中心軸線方向の切込みを大きくした高能率加工において、工具本体及びチップに作用する切削抵抗が低減する。

請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記外周切刃のねじれ角（α）が１０°〜２０°の範囲内にあり且つ外周すくい角（β）が−５°〜１５°の範囲内にあることを特徴とする。
請求項５に係る発明によれば、前記外周切刃のねじれ角が１０°〜２０°の範囲内にあり且つ外周すくい角が−５°〜１５°の範囲内としたことから、いっそう外周切刃の切れ味が良くなり切削抵抗が小さくなるため、切込み及び送りをさらに大きくした高能率加工が可能となる。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に係る発明において、前記外周切刃の直径（Ｄ）が６ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする。
請求項６に係る発明のように、前記スローアウェイ式エンドミルの外周切刃の直径を６ｍｍ〜２０ｍｍの範囲とすることが好ましい。これは、本エンドミルが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有効であるからである。前記直径にかかわらず、工具本体及びチップの剛性を高める効果を有するが、上述の範囲において、前記効果が顕著である。

本発明は、図７及び図８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面側に雌ねじ孔を要しないので、前記取付面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９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。
チップの上面の表面から陥没する凹部を形成し、該凹部の底面の垂線及びねじ部材の中心軸線を、着座面に近づくにしたがって被拘束面に漸次近づくように傾斜させ、前記ねじ部材が前記凹部の底面を押圧するようにしたことから、チップは、その着座面及び被拘束面が取付溝の取付面及び拘束面にそれぞれ押し付けられて、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を防止し、高い加工精度を実現する。

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）はそれぞれ図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に示すエンドミルに装着されるチップの斜視図である。図５の（ａ）〜（ｅ）は順に図４に示すチップの背面図、平面図、正面図、左側面図、右側面図である。図６はねじ部材の中心部においてエンドミルの中心軸線に直角な平面で切断した断面形状を示す図であり、図６の（ａ）は本発明を適用したエンドミルの断面形状であり、図６の（ｂ）は従来工具の断面形状である。

図１〜図３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。前記工具本体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端面には、平坦な拘束面２２、２３がそれぞれ形成されている。

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４及び図５に示すように、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、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、これら外周切刃すくい面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、これら副切刃すくい面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。
工具本体１０にチップ３０が装着された状態において、中心軸線ＣＬ方向における外周切刃３１Ａの長さは、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。外周切刃逃げ面３３Ａは外周切刃３１Ａに沿う方向において外側に凸で所定の曲率半径を有する曲面により形成されるとともに、この外周切刃逃げ面３３Ａに対応する外周切刃３１Ａもまた平面視で外側に凸で所定の曲率半径を有する曲線状に形成されている。さらに、外周切刃逃げ面３３Ａと副切刃逃げ面３３Ｂの交差するコーナ刃逃げ面３３Ｃは前記外周切刃逃げ面３３Ａより曲率半径が小さめの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は前記外周切刃３１Ａより曲率半径が小さめの凸曲線状に形成されている。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。

図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、チップ３０は、上面３０ａを工具回転方向Ｋに向けるとともに着座面３４を取付面２１に着座し、且つ外周切刃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それぞれ設けられた平坦な被拘束面３７、３８を対応する拘束面２２、２３にそれぞれ当接するようにして取付溝２０に挿入される。このとき、外周切刃３１Ａ及び副切刃３１Ｂ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。

チップ３０の上面３０ａのうち、外周切刃３１Ａに対向する長辺側には、前記上面３０ａの表面からわずかに陥没し、平面視、略半円形状をなす２つの凹部３５Ａ、３５Ｂが長辺側の被拘束面３７の一部を切欠くとともに、外周切刃３１Ａにほぼ平行に、該外周切刃３１Ａ方向でチップ３０の中間点を挟んで両側に間隔をあけて並列して形成されている。これら凹部３５Ａ、３５Ｂの底面３６Ａ、３６Ｂは平坦面をなすとともに、これら底面３６Ａ、３６Ｂの垂線Ｐは、着座面３４に近づくにしたがって２つの被拘束面３７、３８側に近づくように、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°の範囲内となっている。

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つ以上の被拘束面が、本実施形態では３つの被拘束面が拘束され、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。
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の上面３０ａからわずかに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、図６の（ｂ）に図示する従来工具１´のように、チップ３０´の中央部を上下面に貫通するねじ部材４０´を受容する孔３５´が設けられたものにくらべて、チップ３０の剛性が高くなるため、チップ３０の上面及び下面のサイズや厚みを小さくすることができる。
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（工具回転方向Ｋ後方側の部位）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。

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９に示すように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。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。

各取付溝２０の工具回転方向Ｋ側には、工具本体１０内部に向かって凹む湾曲面状に切欠く主チップポケット１１Ａ及び副チップポケット１１Ｂがそれぞれ形成されている。前記主チップポケット１１Ａは工具本体１０の中心軸線ＣＬ方向に長く延びることから、工具本体１０の内部に向かって凹む深さを小さくするのが望ましい。
具体的には、図３の（ａ）に示すように、平面視で、副チップポケット１１Ｂは、工具本体１０の先端面１０ａの中心軸線ＣＬ付近から工具基端部側且つ半径方向外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、主チップポケット１１Ａは、前記副チップポケット１１Ｂに続いて前記中心軸線ＣＬとほぼ平行で取付溝２０の後端部よりも若干工具基端部側の位置まで延設されている。主チップポケット１１Ａの湾曲した壁面は、図６の（ａ）に示すように、前記中心軸線ＣＬに直角な断面でみたとき、取付溝２０の底面と取付面２１の交差部において前記取付面２１に直交する直線より工具外周側、好ましくは工具本体１０の外周面１０ｂから前記底面までの深さのおよそ５０％の位置で取付面２１に直交する直線より工具外周側に形成されている。
このように後部チップポケット１１Ｂの径方向の深さが小さく設定されているため、取付溝２０の前記回転方向Ｋ側に位置する壁面側の肉厚が十分に確保されるので、工具本体１０の頭部１０Ａが高剛性となるうえに、ねじ部材４０Ａ、４０Ｂの有効径及びピッチを大きくすることができ、該ねじ部材４０Ａ、４０Ｂの耐久性及び軸力の向上が可能となる。
さらに、図１及び図６の（ａ）からわかるように、チップ３０の外周切刃すくい面３２Ａと主チップポケット１１Ａとの境界部、及び、副切刃すくい面３２Ｂと副チップポケット１１Ｂとの境界部を、段差が生じないように滑らかにつなぐ湾曲面状に形成しているため、これらチップポケット１１Ａ、１１Ｂの容積が小さいにもかかわらず切屑の排出を円滑にすることを可能としている。

図３の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、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し、さらに、工具本体１０の中心軸線ＣＬに対して角度αで斜交する取付け溝２０に沿って、その外周切刃３１Ａに所定のねじれ角α及び外周すくい角βが付されている。切れ味を高め切削抵抗を小さくすることに配慮して、外周切刃３１Ａは、そのねじれ角αが１０°〜２０°の範囲に且つ外周すくい角βが−５°〜１５°の範囲に設定される。これは、ねじれ角α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の後端部において肉厚を確保することが難しくなる。外周すくい角βが−５°未満では切削抵抗の低減効果が得られず、１５°を超えると取付溝２０の取付面２１側の肉厚を確保できないからである。

少なくとも外周切刃すくい面３２Ａをねじれ面にして外周切刃３１Ａをねじれ刃に形成すれば外周切刃３１Ａの各位置の切れ味が良好且つ均一になるため、外周切刃３１Ａ方向の切込みが増大したとき、工具本体１０及びチップ３０に作用する切削抵抗が低減する。
また、中心軸線ＣＬを中心とした外周切刃３１Ａの回転半径がほぼ一定になることから、被削材の壁面の直角度及び真直度が良好となる。外周切刃３１Ａをねじれ刃としない場合にも、チップ３０を平面視したとき、所定の曲率半径を有する凸曲線状とすれば、中心軸線ＣＬを中心とした外周切刃３１Ａの回転半径をほぼ一定にすることができるので、被削材の壁面の直角度及び真直度を高精度にすることができる。

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は、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倍以上且つ２倍以下の範囲内に設定される。そうすれば、前記中心軸線ＣＬ方向の切込みを大きくして高能率切削を行うことにより、工具本体１０の剛性を向上させる効果を十分に発揮することができる。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、中心軸線ＣＬに対して斜交する取付溝２０の後端部において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った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。

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フライス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一部分解斜視図である。 （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に装着されるチップの斜視図である。 （ａ）〜（ｅ）は順に図４に示すチップの背面図、平面図、正面図、左側面図、右側面図である。 ねじ部材の中心部においてスローアウェイ式エンドミルの中心軸線に直角な平面で切断した断面形状を示す図であり、（ａ）は本発明を適用したスローアウェイ式エンドミルの断面形状、（ｂ）は従来工具の断面形状である。 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７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。 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
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
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
α ねじれ角
β 外周すくい角

Claims (6)

1. 中心軸線（ＣＬ）まわりに回転させられる工具本体（１０）と、
   該工具本体（１０）の先端部外周面に切欠き形成された少なくとも１つの取付溝（２０）に、ねじ部材（４０Ａ、４０Ｂ）によって着脱自在に取り付けられるチップ（３０）と、
   を備えたスローアウェイ式回転工具であって、
   前記チップ（３０）は、略板状をなし、
   工具回転方向（Ｋ）を向く上面（３０ａ）に形成されたすくい面（３２Ａ、３２Ｂ）と、
   前記上面（３０ａ）に対向する下面（３０ｂ）に形成された着座面（３４）と、
   前記すくい面（３２Ａ、３２Ｂ）に隣接し工具外周側を向く側面に形成された逃げ面（３３Ａ、３３Ｂ）と、
   これらすくい面（３２Ａ、３２Ｂ）と逃げ面（３３Ａ、３３Ｂ）の交差稜線部に形成され、少なくとも工具本体の外周面（１０ｂ）から突出した切刃（３１Ａ、３１Ｂ）と、
   工具内周側を向く側面又は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（３７、３８）と、を備え、
   前記チップの上面（３０ａ）に面する取付溝（２０）の壁面側には、前記ねじ部材（４０Ａ、４０Ｂ）がねじ込まれる少なくとも１つの雌ねじ孔（１３Ａ、１３Ｂ）が設けられ、
   前記チップの上面（３０ａ）には、前記ねじ部材（４０Ａ、４０Ｂ）に押圧される底面を備えた少なくとも１つの凹部（３５Ａ、３５Ｂ）が形成され、
   前記雌ねじ孔の中心軸線（ＣＬｓ）及び前記凹部の底面の垂線（Ｐ）が、前記着座面（３４）の垂線を基準にして、前記着座面（３４）に近づくにしたがって前記被拘束面（３７、３８）に漸次近づくように傾斜し、
   前記工具本体（１０）の先端部には主チップポケット（１１Ａ）と副チップポケット（１１Ｂ）とが形成され、
   前記副チップボケット（１１Ｂ）を画定する壁面の１つは、前記取付溝（２０）の取付面（２１）に対向する方向から見たときに、前記工具本体（１０）の基端側に向かうにしたがって該工具本体（１０）の中心軸線（ＣＬ）から離れる向きに傾斜し、
   前記主チップポケット（１１Ａ）を画定する壁面の１つは、副チップボケット（１１Ｂ）を画定する前記壁面の１つに続き、且つ前記中心軸線（ＣＬ）にほぼ平行で、且つ前記取付溝（２０）の後端部よりも工具基端部側まで延設されていることを特徴とするスローアウェイ式回転工具。
2. 前記すくい面のうち、前記工具本体（１０）の外周面（１０ｂ）から突出する外周切れ刃（３１Ａ）を構成するすくい面（３２Ａ）が、主チップポケット（１１Ａ）の前記壁面の１つとの境界部に段差が生じない程度に湾曲し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式回転工具。
3. 前記すくい面のうち、前記工具本体の先端面（１０ａ）から突出する副切れ刃（３１Ｂ）を構成するすくい面（３２Ｂ）が、副チップポケット（１１Ｂ）の前記壁面の１つとの境界部に段差が生じない程度に湾曲してい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式回転工具。
4. 前記外周切刃（３１Ａ）のねじれ角（α）が１０°以上２０°以下であり、尚且つ外周すくい角（β）も−５°以上１５°以下であることを特徴とする請求項２に記載のスローアウェイ式回転工具。
5. 前記外周切刃（３１Ａ）を構成するすくい面（３２Ａ）が、ねじれた面であることを特徴とする請求項２または４に記載のスローアウェイ式回転工具。
6. 前記雌ねじ孔の中心軸線（ＣＬｓ）及び前記凹部の底面の垂線（Ｐ）と、前記着座面（３４）の垂線とのなす角度が５°以上２０°以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスローアウェイ式回転工具。

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