JP2006110667A

JP2006110667A - 切削インサート

Info

Publication number: JP2006110667A
Application number: JP2004299843A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Yamazaki; 和哉山崎; Yuichi Suzuki; 裕一鈴木; Kentaro Ono; 健太郎大野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】軟質被削材等の中仕上げ加工において良好な切屑処理性を得る。
【解決手段】インサート本体１の角部に形成されたコーナ刃６を有するすくい面４の内側に向けて順に下降傾斜面８と平坦面１２とチップブレーカ９とを形成し、この角部の二等分線に沿ったインサート本体１の厚さ方向に延びる断面において、この厚さ方向に垂直な方向におけるコーナ刃６から平坦面１２とチップブレーカ９のブレーカ壁１３との境界Ｑまでの距離を０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲とし、厚さ方向におけるコーナ刃６からの平坦面１２までの後退量Ｂを０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの範囲とし、厚さ方向における平坦面１２からチップブレーカ９の上端面１０までの高さＤを０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とし、ブレーカ壁１３の厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角βを２５°〜３０°の範囲の一定の傾斜角とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板のような鉄板材、軟鋼等のような軟質な被削材、または鉛フリー鋼材などの特に中上げ加工に用いて好適な切削インサートに関するものである。

このような被削材のうち、例えば冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板等の鉄板材はプレス材料として使用されることが多く、特に絞り加工のような大きな変形を要する部材に適するものであって、自動車のギアのカバーやモーターケース、ガスシリンダ等にも用いられているが、炭素含有量が０．１５％以下と非常に少なくて軟らかく、また板材であって被削材自体の厚みも薄いために切削時の削り代も１ｍｍ以下と小さいことが殆どであり、従って切削時に生成される切屑を安定的にカールさせて処理することが難しい。

また、一般的に炭素含有量が０．３％以下の炭素鋼は軟鋼と呼ばれ、やはり硬度が低くて軟らかいため、常温で塑性加工される冷間鍛造品の素材として用いられることが多く、延びが大きい素材ほど低い力で塑性変形でき、かつ破断や割れが生じ難い。ところが、このような軟鋼の切削においても、冷間鍛造では製品の最終形状近くまで加工できるためにプレス後の切削加工における削り代は上記鉄板材と同様に非常に少なく、また元来軟らかい素材であることと、変形歪みを取り除くために焼きなまし処理を行って組成を均一化することが多いために素材の靱性が向上してしまうこととにより、切屑処理に関しては困難を極める結果となる。

一方、従来より知られる鉛快削鋼は、被削材から生成される切屑中に含有される鉛が切削熱により溶解して空孔が生じ、これが切屑分断の起点となって切屑処理性が向上するために様々な業種で使用されてきたが、最近では鉛の有害物質としての認識の高まりから、徐々に鉛製分を含まない鉛フリー（鉛レス）鋼材に移行する動きが見られ始めている。しかるに、このような鉛フリー鋼は、素材が均一であるために被削材自体の強度は増すものの、上述のような切屑分断の起点となる空孔が存在しなくなるために切屑処理性は却って悪化してしまうという問題がある。

そこで、このような被削材、特に熱間圧延軟鉄や冷間圧延板等のように切削加工を行うと切屑が分断されずに連続しやすい材料に用いられる切削インサートとして、特許文献１〜３には、すくい面と逃げ面の間の稜辺に切刃を形成し且つノーズ部のブレーカー溝内の中央部位にブレーカー突起を形成してなる切削インサートが種々提案されており、特に特許文献１、２では、ブレーカー溝を浅くかつ幅狭で切刃からのすくい角の小さなものとすることにより、かかる被削材の仕上げ加工において切屑を浅いブレーカー溝の溝底にバウンドさせてから幅狭のブレーカー溝中央のブレーカー突起に減速させることなく当ててカールさせるようにしている。
特許第３３５９５３９号公報特開平１０−３２８９１１号公報特開平１１−１５６６０８号公報

しかしながら、単にこうしてブレーカー溝の深さや幅、あるいは切刃からのすくい角を適宜設定しただけでは、上述の鉄板材、軟鋼等のような軟質な被削材や鉛フリー鋼材の切削加工のうちでも、特に仕上げ加工よりも比較的厚めでよりカールされ難い切屑が生成される中上げ加工においては、ブレーカー溝底からバウンドした切屑がブレーカー突起の壁面に衝突しても、そのまま逸れたり弾かれたりして十分にカールさせられず延び気味となって排出されてしまったりするおそれがある。

そして、このように延び気味の切屑が排出されると、被削材と切削インサートとの間にかかる切屑が噛み込まれて切刃に欠損を生じてしまったり、あるいは切削インサートを保持するバイト等の工具のホルダや被削材に切屑が絡みついて切削作業を停止せざるを得なくなったりする上、こうして切屑が絡みついたワークや工具は工作機械の自動交換手段によって交換することができなくなるため、作業者が手作業でこれらを取り外して絡んだ切屑を除去しなければならないなどの問題を生じたりもする。その一方で、これとは逆に、減速せずに衝突した切屑が必要以上にブレーカ壁面に押しつけられると、切削抵抗の増大を招いたり、場合によっては工具ホルダにびびり振動を生じて加工精度の劣化を生じたりするおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、特に上述のような軟質被削材や鉛フリー鋼材等の中仕上げ加工において良好な切屑処理性を得ることが可能な切削インサートを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、多角形平板状のインサート本体の多角形面の角部に、この角部の突端にコーナ刃を有するすくい面を形成し、このすくい面には、上記角部の二等分線に沿って上記コーナ刃側から該すくい面の内側に向けて順に、このすくい面の内側に向かうに従い上記インサート本体の厚さ方向に漸次後退する下降傾斜面と、上記厚さ方向に垂直な方向に延びる平坦面と、この平坦面から上記厚さ方向において上記コーナ刃の高さを越えるように漸次隆起するブレーカ壁とこのブレーカ壁の上端から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる平坦な上端面とを備えたチップブレーカとを形成し、上記二等分線に沿った上記厚さ方向に延びる断面において、上記厚さ方向に垂直な方向における上記コーナ刃から上記平坦面と上記チップブレーカのブレーカ壁との境界までの距離を０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲とし、該厚さ方向における上記コーナ刃からの上記平坦面までの後退量を０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの範囲とし、上記厚さ方向における上記平坦面から上記チップブレーカの上端面までの高さを０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とし、上記チップブレーカのブレーカ壁の上記厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角を２５°〜３０°の範囲の一定の傾斜角としたことを特徴とする。

このように構成された切削インサートにおいては、コーナ刃側からすくい面内側のチップブレーカに向けて順に、インサート本体の厚さ方向に漸次後退する下降傾斜面とこの厚さ方向に垂直な方向に延びる平坦面とが形成されており、この平坦面とチップブレーカとの境界がコーナ刃から０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲と、チップブレーカがコーナ刃に近すぎず、かといって遠すぎもしない位置から漸次隆起するようにされるとともに、上記平坦面のコーナ刃からの後端量が０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの範囲と、浅すぎず、かといって深すぎもしない大きさとされているので、上述のような軟質な被削材等の中仕上げ加工において生成される切屑を、下降傾斜面から上記平坦面に確実に案内して接触させることにより巻き癖を付け、さらにそのすくい面内側に位置するチップブレーカのブレーカ壁に導くことができる。

そして、このチップブレーカのブレーカ壁は、その傾斜角が２５°〜３０°の範囲の一定の傾斜角とされるとともに、上記平坦面からチップブレーカ上端面までの高さが０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とされている。従って、上述のように上記平坦面から導かれた巻き癖の付いた切屑は、切削抵抗が大きくなりすぎない範囲で、ある程度の長さをもってこのブレーカ壁面に接触することとなり、これにより十分な摺接抵抗が与えられて一定の径に確実にカールさせられることとなるため、たとえ上述のような軟質な被削材等の中仕上げ切削においても切屑を確実にコントロールして良好に処理することが可能となる。

このため、上記構成の切削インサートによれば、このような軟質被削材等の切削加工時に切屑がワークとの間に噛み込まれることによりコーナ刃が欠損してインサート寿命が早期に費えてしまったり、あるいはワークや工具ホルダに切屑が絡まって切削作業が中断させられたり、作業者に余分な作業を強いたりすることがない一方、切削抵抗の増大や、これに伴うびびり振動の発生を招くこともなく、長期に亙って円滑かつ安定した加工を促すことが可能となる。

図１ないし図８は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてインサート本体１は、超硬合金等の硬質材料によって概略菱形の多角形平板状に形成され、その表裏一対の菱形面（多角形面）の中央には、当該インサート本体１をその厚さ方向（図１、３における上下方向、図２においては図面に直交する方向、図４においては左右方向）に貫通する断面円形の取付孔２が開口させられている。ここで、インサート本体１はこの取付孔２の中心線Ｏに関して１８０°回転対称形状とされるとともに、この中心線Ｏと上記菱形面の鋭角をなす角部の二等分線とを含んで上記厚さ方向に延びる平面Ｐに関して対称形状とされ、かつこの中心線Ｏに直交して上記厚さ方向にインサート本体１の中央を通る仮想平面に対しても表裏反転対称形状とされている。

そして、このインサート本体１の上記表裏一対の菱形面の辺稜部には切刃３が形成されていて、この切刃３に連なる上記菱形面の内側部分はすくい面４とされるとともにこれらの菱形面の周りのインサート本体１の周面は逃げ面５とされ、また切刃３のうち表裏の各菱形面のそれぞれ鋭角をなす角部の突端はコーナ刃６とされている。なお、このインサート本体１の上記周面はその全周に亙って上記仮想平面に直交して上記厚さ方向に延び、かつ両菱形面の各角部に連なる部分以外は該厚さ方向に沿った平坦面とされていて、これにより本実施形態の切削インサートはコーナ刃６も含めた切刃３に逃げ角の付されないネガティブインサートの構成とされている。

ここで、このコーナ刃６は、上記中心線Ｏ方向から見た平面視に図２に示すように、上記二等分線を含む平面Ｐ上に中心を有して上記菱形面の鋭角角部に交差する一対の辺稜部に滑らかに接する円弧状をなすように形成されるとともに、上記厚さ方向においては、上記一対の菱形面にそれぞれ形成される各一対のコーナ刃６同士が、該厚さ方向に直交する１の平面上に位置するように形成されている。これは、各菱形面の鈍角をなす角部においても同様である。また、各菱形面においてこれらの角部の間の部分に延びる切刃３は、上記平面視には直線上で、上記逃げ面５とされる周面に対向する側面視には図３に示すように交互に凹凸する円弧とその間を滑らかに結ぶ直線とにより構成された波形形状とされており、その両端は、該側面視に上記１の平面に沿って直線状に延びる上記コーナ刃６や鈍角角部の切刃３に鈍角に交差させられるとともに、この波形をなす切刃３の山部の頂点は該１の平面上に位置するようにされている。

さらに、上記コーナ刃６も含む切刃３のすくい面４内側には、上記菱形面の辺稜部の略全周に亙って、該切刃３から上記厚さ方向に略垂直またはすくい面４の内側に向かうに従い僅かに厚さ方向に後退するように延びるランド部７が形成されるとともに、このランド部７から内側に向けては、より大きな角度で上記厚さ方向に漸次後退する下降傾斜面８が形成される一方、この下降傾斜面８の反対側には逆に上記厚さ方向に隆起するように凸状をなすチップブレーカ９が形成されている。このチップブレーカ９は、本実施形態においては、上記平面視において概ね上記菱形面の各角部と辺稜部のうち切刃３がなす上記波形形状の１波おきの山部の頂点とに向けて突き出す部分と、これらの部分の間において切刃４に対し凹む部分とが交互に配列されるように、また上記取付孔２の周りを取り囲むように形成されたものであって、上記厚さ方向には上記コーナ刃６や切刃３の上記鈍角角部および上記波形の山部頂点が位置する上記１の平面よりも一段高い位置にまで突出させられて、その上端面１０はチップブレーカ９の全体に亙って上記厚さ方向に垂直な平坦面とされている。

また、上記切刃３から延びる下降傾斜面８の内側には、このチップブレーカ９のうち平面視において上記切刃３がなす波形の１波おきの山部に向けて突き出した部分の間の部分にも、それぞれ上記厚さ方向に隆起するチップブレーカ１１が形成されている。これらのチップブレーカ１１は、上記チップブレーカ９との間に谷部をなすようにその表面が凸球面あるいは凸円錐面等の凸曲面状に形成されたものであり、これらチップブレーカ９，１１の間の上記谷部は、図１および図２に示されるように概ね切刃３が側面視になす上記波形の谷底部に向けて延びるようにされている。さらにまた、これらのチップブレーカ１１の上記厚さ方向における突端は、該厚さ方向に垂直な平坦面によって切り欠かれた形状とされており、こうして切り欠かれた突端面は円形をなしてチップブレーカ９の上記上端面１０と上記厚さ方向に等しい高さとされている。

さらに、図５および図６に示すように、上記チップブレーカ９のうち平面視にコーナ刃６に向けて突き出した部分のすくい面４上には、上記二等分線に沿ってこのチップブレーカ９と上記下降傾斜面８との間に、上記厚さ方向に垂直な方向に延びる平坦面１２が形成されるとともに、この平坦面１２のすくい面４内側に位置する上記チップブレーカ９のコーナ刃６側を向くブレーカ壁１３は、該平坦面１２との境界Ｑからすくい面４の内側に向かうに従い上記厚さ方向において上述のようにコーナ刃６の高さを越えるように漸次隆起して上記上端面１０に達する傾斜面とされている。ここで、このブレーカ壁１３は、少なくとも上記コーナ刃６の先端側を向く上記二等分線に沿ったその中央部分が、上記平面Ｐ上に中心軸を有する凸円筒面状または凸円錐面状とされるとともに、この中央部分の両側方部分は該中央部分に滑らかに連なり、上記中心軸側に向かうに従い漸次隆起する傾斜平面状とされている。

そして、本実施形態では図６に示すように、上記角部の二等分線に沿って上記厚さ方向に延びる断面、すなわち上記平面Ｐに沿った断面において、この厚さ方向に垂直な方向におけるコーナ刃６から上記境界Ｑまでの距離Ａが０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲とされ、また該厚さ方向におけるコーナ刃６から平坦面１２までの後退量Ｂは０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの範囲とされ、さらに上記厚さ方向におけるこの平坦面１２からチップブレーカ９の上端面１０までの高さＤ、すなわちブレーカ壁１３の平坦面１２からの隆起高さは０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とされている。また、本実施形態ではこのブレーカ壁１３は、上述のような凸円筒面状または凸円錐面状をなしていることから、上記断面において該ブレーカ壁１３が上記厚さ方向に垂直な方向に対してなす傾斜角βは一定の大きさとされ、この傾斜角βは２５°〜３０°の範囲とされている。

なお、上記下降傾斜面８のうち、コーナ刃６の内側において上記ランド部７から平坦面１２に至る部分は、本実施形態では平面視に扇形を呈する概略凹円錐面状をなすようにしてすくい面４の内側に向かうに従い上記厚さ方向に漸次後退するように形成されており、従って上記平面Ｐに沿った断面におけるこの下降傾斜面８の上記厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角αも略一定の角度となるようにされ、この傾斜角αは本実施形態では１０°〜１５°の範囲とされている。従って、該断面において上記厚さ方向に垂直な方向におけるコーナ刃６から下降傾斜面８と平坦面１２との境界Ｒまでの距離Ｃは、概ね０．５ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲とされる。

また、このコーナ刃６に向けて突き出した部分以外の部分においても、チップブレーカ９のブレーカ壁は、図４および図８に示すように上記平面視に切刃３に直交する断面や図７に示すように菱形面の鈍角角部の二等分線に沿った断面において、すくい面４の内側に向かうに従い略一定の傾斜角で漸次隆起して上記上端面１０に達するようにされている。さらに、このチップブレーカ９の上端面１０のうち上記取付孔２の開口部周辺部分は、上記厚さ方向に僅かに一段凹んだ上記厚さ方向に垂直な概略平坦面とされている。

このように構成された切削インサートは、インサート着脱式バイト等の工具ホルダの取付座に着座させられた上で、上記取付孔２に挿通されるクランプピン等のクランプ手段によってこの工具ホルダに着脱可能に取り付けられて保持され、例えば上述したような冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板等の鉄板材、軟鋼などのような軟質な被削材や鉛フリー鋼材等の切削（旋削）において、切刃３のうち特に上記コーナ刃６により、粗加工よりは切込みが小さく、また仕上げ加工よりは切込みの大きい中仕上げ加工を行うのに用いられる。なお、インサート本体１の一方の菱形面のコーナ刃６を使用する際には、他方の菱形面のチップブレーカ９の上端面１０およびチップブレーカ１１の上記突端面が、上記工具ホルダの取付座における平坦な底面に密着するようになされている。

そして、上記構成の切削インサートでは、このコーナ刃６に連なるすくい面４の内側に形成されたチップブレーカ９において、上記平面Ｐに沿った断面におけるコーナ刃６から平坦面１２とブレーカ壁１３との境界Ｑまでの距離Ａが０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲とされるとともに、コーナ刃６から平坦面１２までの厚さ方向における後退量が０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの範囲とされ、また平坦面１２からチップブレーカ９の上端面１０までのブレーカ壁１３の高さＤが０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とされるとともに、すくい面４の内側に向けて漸次隆起するこのブレーカ壁１３の上記厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角βが２５°〜３０°の範囲の一定の角度とされているので、上述のような軟質の被削材等における中仕上げ加工においても、切屑の良好かつ安定した処理を図ることが可能となる。

すなわち、上記コーナ刃６によって生成された切屑は、上記下降傾斜面８に沿ってすくい面４の内側に向かうに従い上記厚さ方向に後退するように下向きに案内されて上記平坦面１２に達し、この平坦面１２に接触して厚さ方向に垂直な方向に延びた後、該平坦面１２のさらにすくい面４内側に位置するチップブレーカ９のブレーカ壁１３に接触し、上向きに向きを変えて排出される。そして、これら平坦面１２やブレーカ壁１３、あるいは上記下降傾斜面８にも接触しながら延びることにより、切屑は摺接抵抗を受けてカールさせられるとともに適当な長さで分断されて処理されることとなる。

しかして、このとき上記構成の切削インサートにおいては、まずコーナ刃６から上記平坦面１２とブレーカ壁１３との境界Ｑまでの上記厚さ方向に垂直な方向の距離Ａが０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲とされるとともに、コーナ刃６から平坦面１２までの後退量Ｂすなわち深さが０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの範囲とされており、コーナ刃６からブレーカ壁１３に接触するまでの間に延びる切屑が下降傾斜面８および平坦面１２に接触して抵抗を受けるのに必要十分な長さと深さとが確保されているので、中仕上げ加工で生成される粗加工よりは薄目の、しかしながら仕上げ加工よりは厚く、しかも上述のような軟質被削材等から生成された延び気味となりやすい切屑に対して、これを確実に一定径のコイル状にカールさせることが可能な巻き癖をつけることができる。

ここで、この距離Ａが０．７ｍｍよりも小さいと、コーナ刃６に対してチップブレーカ９のブレーカ壁１３が接近しすぎ、生成された切屑が下降傾斜面８や特に平坦面１２に摺接することなくそのまま直ぐにブレーカ壁１３に接触してしまうために切削抵抗が大きくなり、さらに切屑がブレーカ壁１３を乗り越えて流出してしまうことから、上述のような処理しやすい一定径のコイル状ではなく、直線状に捩れた切屑が排出されることとなる。その一方で、逆に上記距離Ａが０．９ｍｍよりも大きく、すなわちコーナ刃６からブレーカ壁１３までが離れすぎていると、生成された切屑がある程度延びきった後にブレーカ壁１３の接触するため、このブレーカ壁１３から十分な抵抗を受けることがなくなり、不安定なカール形態となって延び気味の切屑が排出されることとなる。

また、コーナ刃６から平坦面１２までの後退量Ｂが０．０７ｍｍを下回るほど小さいと、コーナ刃６から下降傾斜面８に沿って流れた切屑が直ぐに平坦面１２と接触することとなって切屑が詰まり気味となり、やはり切削抵抗の増大を招くこととなる。一方、これとは逆に上記後退量Ｂが０．１１ｍｍを上回るほど大きく、すなわちコーナ刃６から平坦面１２までの深さが深すぎると、切屑は平坦面１２に接触することなくブレーカ壁１３に接触してこのブレーカ壁１３と下降傾斜面８との間に架橋されたような状態となってしまうため、平坦面１２から切屑に作用する摺接抵抗が小さくなり、切屑のカール形態が不安定となってしまう。

そして、さらにこのような範囲の距離Ａおよび後退量Ｂの平坦面１２によって巻き癖がつけられた切屑は、上述のようにそのすくい面４内側の上記チップブレーカ９におけるブレーカ壁１３に接触させられるが、上記構成の切削インサートでは、このチップブレーカ９において、上記平坦面１２からその上端面１０までの高さＤすなわちブレーカ壁１３の高さが０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とされるとともに、このブレーカ壁１３の傾斜角βは２５°〜３０°の範囲の一定角度とされているので、平坦面１２からブレーカ壁１３に導かれて接触した上記切屑にさらに一定の長さで必要十分な摺接抵抗を与えて確実に一定径のコイル状に切屑をカールさせ、分断して処理することが可能となる。

すなわち、上記高さＤが０．２５ｍｍを下回るほどこのブレーカ壁１３が低いと、接触した切屑が十分に摺接抵抗を受けないうちにブレーカ壁１３から離れてしまうため、切屑は確実にカールされずに形態が不安定となってしまう。また、逆にこの高さＤが０．３ｍｍを上回るほどブレーカ壁１３が高いと、切屑が必要以上にブレーカ壁１３に接触して摺接抵抗を受けるため、切屑は分断されても切削抵抗の増大を招き、さらにはびびり振動を生じたりして加工精度を損なう結果となる。

これは、ブレーカ壁１３の傾斜角βについても同様であり、すなわちこの傾斜角βが２５°よりも小さくてブレーカ壁１３の傾斜が緩やかすぎると、切屑が接触しても十分な抵抗を与えることができなくなって、カールの形態が不安定となる。また、傾斜角βが一定ではなく、すなわち上記断面においてブレーカ壁１３が直線状を呈さずに、例えば凸曲線状をなすような面（凸曲面）である場合にも、切屑が点当たりとなるためにそのカール形態が不安定となることが避けられない。一方、これとは逆にブレーカ壁１３の傾斜角βが３０°よりも大きくて急勾配で隆起していると、接触した切屑も急激に向きを変えるようにカールさせられるため切削抵抗が増加し、びびり振動を生じてやはり加工精度を損なうことになる。

従って、上記構成の切削インサートによれば、上記距離Ａ，Ｂおよび高さＤと傾斜角βとをそれぞれ上述の範囲に設定することにより、たとえ上記軟質な被削材等の中仕上げ加工においても、確実かつ安定的に切屑を一定の径のコイル状にカールさせて良好に処理することができ、切削抵抗の増大を防いでびびり振動等による加工精度の劣化を防ぐ一方で、長く延びた切屑が被削材や工具ホルダに絡まって切削作業を中断させたり、その除去のために作業者に余計な労力を強いたり、あるいはコーナ刃６と被削材の間に噛み込まれて切刃３の欠損を招いたりするような事態が生じるのを、未然に防止することが可能となる。そして、このように良好な切屑処理性が得られることにより、中仕上げとはいえ高精度の切削加工を、長期に亙って安定して効率的に行うことができる。

また、本実施形態では、上記下降傾斜面８も、上記平面Ｐに沿った断面において１０°〜１５°の範囲の一定の傾斜角αで傾斜するようにされており、従ってコーナ刃６の刃先強度は十分に確保しつつ上述のような軟質被削材等に対しても鋭い切れ味で切削を行うことができ、そしてこの下降傾斜面８に沿って生成される切屑にある程度の抵抗を与えて、その後の平坦面１２やブレーカ壁１３との接触によるカールをより確実に促すことが可能となる。すなわち、この傾斜角αが１０°を下回るほど小さいとコーナ刃６の刃先角が大きくなって切れ味が鈍り、特に軟質な被削材等に対しては切削抵抗の増大を招くおそれがある一方、逆にこの傾斜角αが１５°を上回るほど大きいと刃先角は小さくなり、コーナ刃６の欠損等を招くおそれがある。

さらに、こうして傾斜角αが設定されることと、上述のようにコーナ刃６から平坦面１２とブレーカ壁１３との境界Ｑまでの距離Ｂが設定されることとにより、上記断面において上記厚さ方向に垂直な方向におけるコーナ刃６から上記下降傾斜面８と平坦面１２との境界Ｒまでの距離Ｃも、上述のように略０．５ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲とされるので、上記平坦面１２によって必要以上に大きくなりすぎない範囲で切屑により確実に摺接抵抗を与えることができる。すなわち、この距離Ｃが小さすぎると切屑は必要以上に長く平坦面１２上を摺接することとなって抵抗の増大を招くおいそれがある一方、逆にこの距離Ｃが長すぎると切屑は平坦面１２から十分な摺接抵抗を受けることができなくなって、ブレーカ壁１３に接触してもカール形態が不安定となったりするおそれがある。

以下、本発明のより具体的な実施例を挙げて、その効果について説明する。本実施例ではまず、上記実施形態に基づいて距離Ａが０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの間で大きさの異なる３種の切削インサートを製造し、上述のような軟質な被削材等の中仕上げ加工を所定の送り量で行ってその際の切屑処理状況を評価した。また、これに対する比較例として、距離Ａが上記範囲外であること以外は、他の後退量Ｂや距離Ｃや高さＤ、傾斜角α、βが実施例と同じとされた２種の切削インサートにより、同様の切削条件で切削を行って切屑処理状況を評価した。これらを実施例１〜３および比較例１、２として、距離Ａ、Ｂ、高さＤおよび傾斜角βと評価の結果とともに表１に示す。なお、この表１に示したものも含めて、以下の実施例および比較例では、使用した切削インサートのＪＩＳＢ４１２０における呼び記号はＣＮＭＧ１２０４０８、上記断面におけるランド部７の幅は０．１ｍｍ、下降傾斜面８の傾斜角αは１０°、距離Ｃは０．６８ｍｍであり、被削材はＪＩＳＧ３１４１において規定されるＳＰＣＣ材（一般用冷間圧延鋼板）、湿式切削で、切削速度は３００ｍ／ｍｉｎ、切込み０．５ｍｍ、送り量は０．２５ｍｍ^−１であった。

この表１の結果より、距離Ａが０．６ｍｍと小さくされた比較例１の切削インサートでは、切屑がブレーカ壁１３を乗り越えてしまい、直線状に捩れて長く延びた切屑が生成された。また、切屑の色が若干黒く変色していたことから、必要以上の切削抵抗コーナ刃６の刃先に負荷されていたと推測される。他方、距離Ａが１．０ｍｍと大きくされた比較例２では、ブレーカ壁１３がコーナ刃６から離れているため、切屑が接触しても受ける摺接抵抗が小さく、切屑のカール形態は不安定であった。これらに対して、距離Ａが０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲とされた実施例１〜３の切削インサートでは、一定の径でカールした切屑が安定的に生成されては短く分断されて排出されており、被削材や工具ホルダに切屑が絡んだり被削材とコーナ刃６との間に噛み込まれたりすることなく良好に処理することができた。

次に、上記実施形態に基づいて後退量Ｂが０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの間で大きさの異なる３種の切削インサート（実施例４〜６）と、後退量Ｂがこの範囲外である２種の切削インサート（比較例３、４）とを製造して上記被削材の中仕上げ加工を行い、その際の切屑処理状況を評価した。この結果を、他の距離Ａや高さＤ、傾斜角βとともに表２に示す。

この表２の結果より、後退量Ｂが０．０５ｍｍと小さくされた比較例３では、切屑がコーナ刃６とブレーカ壁１３との間で詰まりを生じ、切削抵抗の増大を招くことになった。また、これとは逆に後退量Ｂが０．１３ｍｍと大きくされた比較例４では、切屑が平坦面１２と接触することがなく、このためブレーカ壁１３に接触してもカール形態が不安定となって短く分断されることがなかった。これらに対して、後退量Ｂが０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの範囲とされた実施例４〜６では、切屑が詰まりを生じたりすることなく平坦面１２にも確実に接触してブレーカ壁１３に導かれ、一定の径でカールした安定的な切屑が生成されては短く分断されて、良好に処理することができた。

さらに、上記実施形態に基づいてブレーカ壁１３の上記高さＤを０．２５ｍｍおよび０．３ｍｍとした２種の切削インサート（実施例７、８）と、高さＤがこの範囲外である２種の切削インサート（比較例５、６）とを製造して中仕上げ加工を行い、その際の切屑処理状況を評価した。この結果を、他の距離Ａ、後退量Ｂや傾斜角βとともに表３に示す。

表３の結果より、高さＤが０．２ｍｍとされた比較例５では、切屑はブレーカ壁１３に接触することが少なく、十分に抵抗を与えられることなくブレーカ壁１３を乗り越えていったため、延び気味の切屑が排出されて安定したカール形態は得られなかった。逆に、高さＤが０．３５ｍｍと大きくされた比較例６では、切屑はブレーカ壁１３ににより抵抗を受けて分断されはしたものの、必要以上にブレーカ壁１３に接触していたために切削抵抗が大きくなり、切削用インサートを保持する工具ホルダにびびり振動を生じたために切削速度や送り量を低くせざるを得ず、また所望の精度の加工面を得ることもできなかった。これらに対し、高さＤが０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とされた実施例７、８では、切削速度や送り量が上記のままでも切削抵抗の増大やこれに伴うびびり振動等も生じることなく、一定の径でカールした安定的な切屑が生成されて短く分断処理され、また加工面精度も中仕上げとして所望の精度を得ることができた。

最後に、やはり上記実施形態に基づいて上記傾斜角βを２５°および３０°とした切削インサート（実施例９、１０）と、２５°〜３０°の範囲外の２０°および３５°とした切削インサート（比較例７、８）とで、軟質被削材の中仕上げ加工を行い、その際の切屑処理状況を評価した。この結果を表５に示す。

この表４の結果より、傾斜角βが２０°と緩やかにされた比較例７の切削インサートでは、切屑がブレーカ壁１３に接触しても十分な抵抗を与えることができず、カール形態が不安定で延びた切屑が排出された一方、傾斜角βが３５°と急傾斜とされた比較例８の切削インサートでは、切屑がブレーカ壁１３から受ける抵抗が大きくなりすぎ、その反作用で切削インサートおよび工具ホルダに作用する切削抵抗も増大したため、切屑分断はされたものの比較例６と同様にびびり振動を生じる結果となった。これらに対し、傾斜角βが２５°〜３０°の範囲とされた実施例９、１０の切削インサートでは、切屑に適正な抵抗が与えられて、徒に切削抵抗の増大を招くことなく、しかしながら一定の径で安定してカールした切屑が生成され、短く分断されて良好に処理することができた。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。図１に示す実施形態を中心線Ｏに沿って見た平面図である。図１に示す実施形態を中心線Ｏに垂直に周面側から見た側面図である。図２におけるＧＧ断面図である。図１に示す実施形態のコーナ刃６周辺を示す拡大斜視図である。図２におけるＨＨ断面図である。図２におけるＪＪ断面図である。図２におけるＫＫ断面図である。

符号の説明

１インサート本体
３切刃
４すくい面
５逃げ面
６コーナ刃
８下降傾斜面
９，１１チップブレーカ
１０チップブレーカ９の上端面
１２平坦面
１３ブレーカ壁
Ｏインサート本体１の中心線
Ｐインサート本体１のコーナ刃６が形成される角部の二等分線に沿って厚さ方向に延びる平面
Ｑ平面Ｐによる断面における平坦面１２とブレーカ壁１３との境界
Ｒ平面Ｐによる断面における下降傾斜面８と平坦面１２との境界
Ａ平面Ｐによる断面において、インサート本体１の厚さ方向に垂直な方向におけるコーナ刃６から境界Ｑまでの距離
Ｂ平面Ｐによる断面において、インサート本体１の厚さ方向におけるコーナ刃６から平坦面１２までの後退量
Ｃ平面Ｐによる断面において、インサート本体１の厚さ方向に垂直な方向におけるコーナ刃６から境界Ｒまでの距離
Ｄ平面Ｐによる断面において、インサート本体１の厚さ方向における平坦面１２からチップブレーカ９の上端面１０までの高さ
α 平面Ｐによる断面における下降傾斜面８のインサート本体１の厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角
β 平面Ｐによる断面におけるブレーカ壁１３のインサート本体１の厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角

Claims

多角形平板状のインサート本体の多角形面の角部に、この角部の突端にコーナ刃を有するすくい面が形成され、このすくい面には、上記角部の二等分線に沿って上記コーナ刃側から該すくい面の内側に向けて順に、このすくい面の内側に向かうに従い上記インサート本体の厚さ方向に漸次後退する下降傾斜面と、上記厚さ方向に垂直な方向に延びる平坦面と、この平坦面から上記厚さ方向において上記コーナ刃の高さを越えるように漸次隆起するブレーカ壁とこのブレーカ壁の上端から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる平坦な上端面とを備えたチップブレーカとが形成されており、
上記二等分線に沿った上記厚さ方向に延びる断面において、
上記厚さ方向に垂直な方向における上記コーナ刃から上記平坦面と上記チップブレーカのブレーカ壁との境界までの距離が０．７ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲とされ、
該厚さ方向における上記コーナ刃からの上記平坦面までの後退量が０．０７ｍｍ〜０．１１ｍｍの範囲とされ、
上記厚さ方向における上記平坦面から上記チップブレーカの上端面までの高さが０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲とされ、
上記チップブレーカのブレーカ壁の上記厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角が２５°〜３０°の範囲の一定の傾斜角とされていることを特徴とする切削インサート。