JP2907823B1 - スローアウェイチップ及び突っ切りスローアウェイバイト - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 小型でかつ形状がシンプルで加工しやすく、
安定性よくホルダーへの装着が可能なスローアウェイチ
ップ、及び突き出し容量が小さく精密自動盤への装着が
容易で、突っ切り幅１〜３ｍｍで仕上げ精度よく、安定
した切削加工ができるスローアウェイバイトを提供する
こと。 【解決手段】 前端部及び後端部に回転対称形に切刃が
設けられ、底面が断面Ｖ字状の山形に形成され、上面に
は上方に開いた長手方向に貫通するＲ溝が形成され、バ
ックテーパのない突っ切りバイト用スローアウェイチッ
プ、及び該スローアウェイチップをすくい面が所定のす
くい角を形成するようにホルダーに固定した突っ切りス
ローアウェイバイト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は加工が容易で優れた
切削性能を有し、突っ切り幅１〜３ｍｍという微小な突
っ切り幅での加工が可能なスローアウェイチップ及び該
スローアウェイチップをホルダーに取付けた突っ切りス
ローアウェイバイトに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の傾向として資源問題もからみ各種
製品及び部品等が年々コンパクト化し、小型化してきて
おり、これに伴って小型の精密自動盤が急増している。
精密自動盤（ＮＣを含む）の特性として多数の工具がセ
ットされ、出入りするために個々の工具の干渉防止のた
め機械の工具ホルダーを小さくし、しかも工具ホルダー
からの工具の突き出し容量を極端に小さくする（省スペ
ース）ようになっている。そのため、このような精密自
動盤にセットされる突っ切りバイトとしても小型、かつ
省スペースのものが要求され、一般に市販されているス
ローアウェイチップを使用したスローアウェイバイトは
ほとんど使用できず、ろう付けバイトが使用されている
のが現状である。ろう付けバイトの場合は、通常、刃先
が破損したときには再研磨するが、個々の作業者により
研磨状態が異なるので工具の寿命がまちまちとなり作業
の標準化が困難である。また、製品のバラツキも多く、
自動機でありながら人手が多くかかるという問題があ
る。

【０００３】スローアウェイチップを使用した突っ切り
バイトとしては多種多様の形式のものが知られている
が、これらのうちの比較的小型化、省スペース化が可能
なバイトの１例を図４に示す。図４（ｂ）及び（ｃ）は
バイトの平面図及び側面図であり、図４（ａ）はスロー
アウェイチップ３２の見取り図である。このバイトはホ
ルダー３１の先端部のテーパ溝３３に図４（ａ）に示す
形状のスローアウェイチップ３２を嵌め込み、切削圧力
によりテーパ溝３３に押しつけ、安定させる形式のもの
である。このスローアウェイチップ３２は長手方向にバ
ックテーパを有し、すくい面にはブレーカを設けるなど
切粉処理と切削抵抗分散のための加工はなされているが
完全ではなく、１コーナーの使用のため割高となる。こ
のスローアウェイチップ３２を取付けた突っ切りバイト
は、最小２ｍｍ程度の突っ切り幅の切削加工が可能とさ
れているが、形状から見てクランプ部が大きくなり機械
取付け時に他の部品と干渉して制約を受けたり、切削熱
によりチップがホルダーに密着するので後面の穴（図４
の３４）から他の工具でこじって外すため、ホルダーを
損傷しやすく、また、全体に剛性が弱く、無理をすると
びびりが発生するなどの問題がある。

【０００４】また、スローアウェイチップを使用した突
っ切りバイトの他の例として図５に示すようにＶ溝付き
ホルダーを使用したＶ溝方式によりスローアウェイチッ
プをホルダーに取り付ける形式のものがある。図５
（ｄ）及び（ｅ）はそれぞれバイトの平面図及び側面図
であり、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれスロ
ーアウェイチップの平面図、側面図及び正面図である。
このバイトはホルダー３５の先端部のＶ溝を設けた取付
け座３９に図５（ａ）〜（ｃ）に示す形状のスローアウ
ェイチップ３６を取付け、クランプ３７で押さえ、ねじ
３８で締めつける形式のものである。この形式のスロー
アウェイチップは細長い形状で長手方向にバックテーパ
を有しており、また、両側面には逃げ角、すくい面には
すくい角が設けられている。このようなスローアウェイ
チップで突っ切り幅の小さいものでは、中央部が細くな
り剛性が弱い、形状が複雑で加工しにくく加工精度が悪
い、Ｖ状底面の幅が小さくなるのでホルダーのＶ溝に合
わせて装着しても安定性が悪いという問題がある。ま
た、Ｖ溝の加工のため後端部には大きな穴（ぬすみ）が
設けられており、バイトの剛性を弱めている。そのた
め、突っ切り幅４ｍｍ程度以上のものしか実用化されて
いない。このような問題点を解決する方法として、ホル
ダーに部品（カセット）を取付け、そこにチップを取付
ける方法があり、この方法によればチップの安定性やホ
ルダーの剛性は多少改善されるものの間接接合のため剛
性改良効果は十分ではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記従
来技術における問題点を解決し、小型でかつ形状がシン
プルで加工しやすく、安定性よくホルダーへの装着が可
能なスローアウェイチップ、及び突き出し容量が小さく
精密自動盤への装着が容易で、突っ切り幅１〜３ｍｍで
仕上げ精度よく、安定した切削加工ができるスローアウ
ェイバイトを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は（１）中央のク
ランプ部を介して前後に切削部を有し、該切削部の前端
部及び後端部に回転対称形に切刃が設けられたスローア
ウェイチップであって、切削部は長手方向にバックテー
パがない直方体を基準とし、底面が断面Ｖ字状の山形に
形成され、上面には上方に開いた長手方向に貫通するＲ
溝が形成されており、前記クランプ部は切削部よりも幅
が広く、かつ高さを低くして上面に段差を設け、クラン
プ部の底面は前記切削部底面の山形に連続した断面Ｖ字
状の山形に形成されてなることを特徴とする突っ切りバ
イト用スローアウェイチップ、及び（２）前記（１）の
スローアウェイチップを、棒状のホルダーの先端部に所
定の角度をなすように設けられた、前記スローアウェイ
チップの底面の断面Ｖ字状の山形に合ったＶ溝を有する
取付け座に装着し、前記ホルダーに取付けられたクラン
プを前記クランプ部に当接させて締めつけることによっ
て、前記スローアウェイチップのすくい面が所定のすく
い角を形成するように固定してなることを特徴とする突
っ切りスローアウェイバイトである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスローアウェイチ
ップ及び突っ切りスローアウェイバイトについて図面を
参照して詳細に説明する。図１に本発明のスローアウェ
イチップの形状を示す。図１（ａ）は見取り図、（ｂ）
は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）は
（ｄ）のＡ部拡大図である。本発明のスローアウェイチ
ップ１は、中央のクランプ部３を介して前後に切削部２
を有し、該切削部２の前端部及び後端部には回転対称形
に切刃４が設けられている。切刃面はリード角αが０°
〜８°、好ましくは４°〜６°、逃げ角βが０°〜２０
°、好ましくは０°〜１７°となるように形成されてい
る。

【０００８】切削部２は断面が長方形を基準とし、長手
方向にはバックテーパがなく、両側面には１°〜３°の
逃げ角γが付けられており、底面は断面Ｖ字状の山形に
形成されている。上面には上方に開いた長手方向に貫通
するＲ溝５が形成されている。Ｒ溝５のＲは０．２〜
０．７ｍｍ、深さは０．２〜０．４ｍｍ程度とする。な
お、Ｒ溝５の深さはＲよりも小さくするのが好ましい。
この溝５がチップブレーカーとなって切屑及び切削液が
スムースに排出及び供給され、切削抵抗が分散化するの
で、従来は必須と考えられていたバックテーパをつける
ことなく、断面長方形のチップでびびり振動を生じるこ
ともなく、真っ直ぐに切削が可能である。

【０００９】中央のクランプ部３は両端の切削部２より
も幅広く、かつ高さを低くし、両端の切削部２との間に
段差を形成させてある。また、底面は両端の切削部２の
底面の山形と連続した山形の形状としている。クランプ
部３の幅及び段差の高さはチップ全体の大きさ、切削条
件等によって適宜定めればよいが、切削部の幅が２ｍｍ
で高さが４．７ｍｍの場合で、それぞれ４ｍｍ及び１ｍ
ｍ程度とするのが好ましい。このようにクランプ部３を
幅広とし、段差を設けることによってクランプ及びホル
ダーとのマッチングがよくなり、高い剛性を確保するこ
とができる。

【００１０】このスローアウェイチップは超硬合金（例
えば住友電工社製のイゲタロイＡ１、Ｆ１、ＡＦ１、Ａ
Ｆ０、Ｈ２、ＥＨ１０、ＥＨ２０など）で作製するが、
さらに必要によりＴｉＣＮ、ＴｉＮ（イオン窒化）、Ｔ
ｉＮ（電子銃ビーム）、ＭＸ（Ｎ化学反応、窒化処理）
などのコーティングを施すことにより、工具寿命の向上
と安定化が可能である。

【００１１】本発明の突っ切りスローアウェイバイト
は、図２に示す棒状のホルダー１１の先端部に設けられ
た取付け座１４に、前記のようなスローアウェイチップ
１を、図３に示すようにすくい角θ（すくい面の棒状ホ
ルダーの上下面（平行）に対する角度）が０°〜６°と
なるように装着し、ホルダー１１に取付けられたクラン
プ１２を前記クランプ部３に当接させてねじ１３で締め
つけることにより固定したものである。図２（ａ）は見
取り図、（ｂ）は先端部の側面図であり、図３（ａ）は
平面図、（ｂ）及び（ｃ）は側面図である。

【００１２】ホルダー１１の先端部にはＶ溝１５、１７
を形成させた取付け座１４、切刃サイド部１８、クラン
プを止めるためのねじ穴１９が設けられている。棒状ホ
ルダー１１の取付け座１４の底部には図１に示すスロー
アウェイチップ１の底面の断面Ｖ字状の山形に合わせた
Ｖ溝１５が、切刃のすくい面に形成させるすくい角θに
相当する傾斜をもたせて形成されている。該Ｖ溝１５は
先端の切削部２に当接する部分は図１（ｂ）の切削部２
の幅ｃにほぼ相当する幅とし、それより後の部分はクラ
ンプ部３の幅ｄにほぼ相当する幅とする。前記Ｖ溝１５
の後部立ち上がり部にはＶ溝加工上穴（ぬすみ）１６が
設けられており、従来のＶ溝ホルダーではこのぬすみが
大きくホルダーの剛性を弱くしているが、本発明に係る
ホルダーの場合には工具を工夫するなど、加工方法を改
良することにより穴（ぬすみ）１６の大きさを従来より
著しく小さくすることができ、剛性面への影響をほとん
ど無くしている。

【００１３】このように角度をつけてスローアウェイチ
ップをホルダーに装着することにより、スローアウェイ
チップ自体にはすくい角を形成させておく必要がないの
で、スローアウェイチップの仕上精度が高くなると同時
にコストが下がる効果もある。また、スローアウェイチ
ップのクランプ部及び底面の改良された形状に合わせて
取付け座１４を設けることにより正確かつ強固な固定が
が可能となる。さらに、スローアウェイチップの形状が
シンプル化されたこともあってホルダー１１の取付け座
１４の形状も簡単となり、取付け座１４の後部の穴（ぬ
すみ）１６も最小に加工され、剛性面への影響はほとん
どないので、限られたスペース内で最大の剛性を確保す
ることができる。

【００１４】

【実施例】次に図１に示した形状のスローアウェイチッ
プ１を図２、３に示すようにホルダー１１に装着した突
っ切りスローアウェイバイトの具体例を示す。このスロ
ーアウェイチップ１は、切削用超硬合金である住友電工
社製の商品名イゲタロイ（Ａ１）で構成され、両側の切
削部２の長さａ及び幅ｃがそれぞれ８．５ｍｍ及び２ｍ
ｍ、溝５のＲが０．５ｍｍ、深さｇが０．３ｍｍであ
り、中央のクランプ部３の幅ｄ及び長さｂがそれぞれ４
ｍｍ及び６．５ｍｍ、全体の厚みｆが４．７ｍｍで、切
削部２とクランプ部３との間に１ｍｍの段差が設けられ
ている。両端部の切刃物面はリード角αが５°、逃げ角
βが１４°となるように形成されている。

【００１５】このスローアウェイチップ１を図２、３に
示すように、１０ｍｍ角のＮＡＫ−５５鋼材製の基材の
先端部に取付け座１４を設けたホルダー１１にクランプ
１２で固定して突っ切りスローアウェイバイトとした。
取付け座１４は先端のＶ溝１５の幅をほぼ２ｍｍ、チッ
プのクランプ部３に当接する部分以降のＶ溝１７の幅を
ほぼ４ｍｍとし、スローアウェイチップ１の切刃４の上
面に３°のすくい角が形成されるように３°の傾斜をも
たせて設けられている。このように構成した突っ切りス
ローアウェイバイト先端部の寸法はｈが１５ｍｍ、ｉが
１５ｍｍ、切刃サイド部１８はＲ８．５の曲面であり、
機械のバイトホルダーからの突出部は小さく、限られた
スペース内で最大の剛性を持たせたもので、最大加工径
１６ｍｍまでの突っ切り加工が可能である。このバイト
を精密自動盤（Ｆ−１２）に装着して、外径１３ｍｍ
（φ１３ｍｍ）のＳＵＳ３０３材の突っ切り切削を行っ
た結果を表１に示す。なお、従来、このような小型のバ
イトにより実用的な突っ切り切削を行うのは困難であっ
たが、比較例として従来最も良好な結果が得られている
コーティングチップ（他社製：ＺＭ−３）を使用したバ
イトを装着して、前記ＳＵＳ３０３材の突っ切り切削を
行った結果を併せて記載する。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１の結果から、従来技術である比較例に
よれば切削品の面精度が悪く、さらに仕上げ加工が必要
であったが、本発明による実施例では面精度の良好な切
削品が得られ、仕上げ加工が不要か又は非常に軽度の加
工で済むものが得られている。また、実施例では加工中
の作業状態がよく、切削機械や工具の寿命が長くなると
いう効果があり、使用チップの１コーナー当たりの切削
個数も大幅に多くなっている。また、この試験ではコー
ティングなしのチップを使用したが、更にコーティング
処理したチップを使用することにより１コーナー当たり
５０００個程度の切削加工が可能と予測される。

【００１８】

【発明の効果】本発明のスローアウェイチップは、形状
がシンプルであり、高い仕上精度で容易に作製すること
ができる。また、長手方向へのバックテーパがないため
従来考えられなかった３ｍｍ以下、１．５ｍｍ程度まで
の切刃幅で、十分な剛性を有するスローアウェイチップ
の製作が可能である。さらに、クランプ部の形状が改良
されているためホルダーへの取付けを容易、かつ確実に
行うことができる。また、このスローアウェイチップ
を、該スローアウェイチップの底部形状に合わせたＶ溝
を有する取付け座を設けた棒状のホルダーに、すくい面
が適度のすくい角を形成するように取り付けた本発明の
突っ切りスローアウェイバイトは、バックテーパがない
にもかかわらず、上面に形成したＲ溝の効果とチップ取
付け様式の改良効果により、びびりや側面の引きずりを
生じることなく高精度な突っ切り切削が可能であり、特
に切刃幅の小さい精密加工を仕上げ精度よく行うことが
できる。しかもホルダーに大きなぬすみを設ける必要が
ないので、限られたスペース内で大きな剛性を発揮でき
る効果がある。このような特性を有する本発明のスロー
アウェイチップ及び突っ切りスローアウェイバイトは精
密自動盤（ＮＣを含む）用など精密小径の突っ切り切削
加工用に好適なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の突っ切りスローアウェイチップの形状
を示す説明図。

【図２】本発明の突っ切りスローアウェイバイトのホル
ダーの形状を示す説明図。

【図３】本発明の突っ切りスローアウェイバイトの形状
を示す説明図。

【図４】従来のスローアウェイチップを使用した突っ切
りバイトの１例を示す説明図。

【図５】従来のＶ溝付きホルダーを使用した突っ切りバ
イトの１例を示す説明図。

【符号の説明】

１ スローアウェイチップ ２ 切削部 ３ クラ
ンプ部 ４ 切刃 ５ Ｒ溝 １１ ホルダー １２ クランプ １３ ねじ
１４ 取付け座 １５、１７ Ｖ溝 １６ 穴（ぬすみ） １８ 切
刃サイド部 １９ ねじ穴 ３１ ホルダー ３２ スローアウェイチップ ３
３ テーパ溝 ３４ 穴 ３５ ホルダー ３６ スローアウェイ
チップ ３７ クランプ ３８ ねじ ３９ 取付け座

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央のクランプ部を介して前後に切削部
   を有し、該切削部の前端部及び後端部に回転対称形に切
   刃が設けられたスローアウェイチップであって、切削部
   は長手方向にバックテーパがない直方体を基準とし、底
   面が断面Ｖ字状の山形に形成され、上面には上方に開い
   た長手方向に貫通するＲ溝が形成されており、前記クラ
   ンプ部は切削部よりも幅が広く、かつ高さを低くして上
   面に段差を設け、クランプ部の底面は前記切削部底面の
   山形に連続した断面Ｖ字状の山形に形成されてなること
   を特徴とする突っ切りバイト用スローアウェイチップ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスローアウェイチップ
   を、棒状のホルダーの先端部に所定の角度をなすように
   設けられた、前記スローアウェイチップの底面の断面Ｖ
   字状の山形に合ったＶ溝を有する取付け座に装着し、前
   記ホルダーに取付けられたクランプを前記クランプ部に
   当接させて締めつけることによって、前記スローアウェ
   イチップのすくい面が所定のすくい角を形成するように
   固定してなることを特徴とする突っ切りスローアウェイ
   バイト。