JP2006130600A - インサート及びフライスカッター - Google Patents

Abstract

【課題】 インサートが強固に固定されるとともに、インサートの位置が調整方向以外へずれることなく、インサートの位置調整を簡単に行うことができるインサートと、そのインサートを使用するフライスカッターを提供する。
【解決手段】 略多角形平板状をなし、多角形の各辺稜部に切刃３６が設けられてなり、工具本体に設けられた取付座に装着されるインサート３１であって、工具本体に装着される際に取付座と接する着座面３２に、この着座面３２に対向する側から見て互いに交差する少なくとも２方向に向けて延びる同形同大の複数のセレーション溝４０が設けられることにより、複数の凸部４２が形成されていることを特徴とする。
また、上記のインサート３１が装着されるフライスカッターであって、取付座に、インサート３１の着座面３２に形成された複数のセレーション溝４０のうちのひとつに嵌合されるように延びる突条部が設けられたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、切刃を備えたインサート及びそのインサートを工具本体の先端部外周に着脱可能に装着したフライスカッターに関する。

被切削材に平面加工を施す転削工具として、複数のインサートが装着された正面フライスカッターが使用されている。この種のインサートは、超硬合金等の硬質材料より構成され、円盤状の工具本体の先端部外周に形成された多数の取付座に着脱可能に装着され、上記の工具本体をその軸線回りに高速回転するとともに軸線と交差する方向に送りを与えることにより、上記のインサートの工具外周面に向けられた外周切刃と工具先端側に向けられた正面切刃によって被切削材を切削するものである。

ところで、多数のインサートを装着した正面フライスカッターでは、各インサートに設けられた切刃が工具本体の軸線Ｏ回りに描く回転軌跡が一致するように、各インサートが取り付けられていなければならない。すなわち、切刃の振れ出し量が同一となるように、高い切刃振れ精度が備わっていなければならない。切刃の振れ出し量が異なっている場合には、振れ出し量の大きい切刃が優先的に磨耗してしまうため、インサートの交換頻度が多くなるとともに、被切削材の仕上げ面が波打ち、仕上げ面の面粗度が劣化するといった問題があった。

上記の正面フライスカッターにおいては、仕上げ面の面粗度を向上させるために、正面フライスカッターに装着された多数のインサートのうちの一部をワイパー刃（さらい刃）とする手段が提供されているが、ワイパー刃を備えたフライスカッターでは、ワイパー刃のみが切削する部分が多くなり、ワイパー刃が優先的に磨耗するため、インサートの交換頻度が多くなるといった問題があった。
そこで、このようなフライスカッターにおいては、例えば特許文献１のように、インサートの位置を移動させ、各切刃の振れ出し量を調整して使用されている。

図９、図１０に、従来のインサートの一例を示す（特許文献２参照。）。また、図１１、図１２に、従来の正面フライスカッターの一例を示す。
インサート１は、平面視略正方形の平板状に形成されており、底面部２と上面部３と側面部４とを有し、側面部４は、底面部２から上面部３に向けて漸次外側に傾斜して設けられ、インサート１は、側面から見て等脚台形状に形成されている。

上面部３と側面部４との交差稜線部には、主切刃６が設けられ、上面部３の各コーナー部には、コーナー部で交差される２つの主切刃６に対して、それぞれ内側に傾いた一対の副切刃８が設けられている。インサート１の上面部２の中心には、インサート１を工具本体に取り付けるためのクランプネジが挿通される孔部９が設けられている。底面部３は、工具本体に取り付ける際に着座面とされ、平面状に形成されている。

正面フライスカッター１１においては、軸線Ｏ回りに回転される略円盤状の工具本体１２の先端部外周には、複数のチップポケット１４が形成されており、チップポケット１４の工具回転方向Ｔの後方側には、インサート１の取付座１６が形成されている。インサート１は、平面状に形成された取付座１６の取付面１６Ａにインサート１の底面部３を着座面として取り付けられる。

取付座１６の工具回転方向Ｔの前方には、チップポケット１４の工具本体１２の径方向内側の壁面に、工具本体１２の径方向内側に凹む凹部が形成されており、この凹部にクサビ部材１９が挿入され、取付ネジ２１にて工具本体１２に固定される。インサート１は、クサビ部材１９により取付座１６に押圧され、クサビ部材１９の工具回転方向Ｔの後方側壁面１９Ａと取付座１６の取付面１６Ａとの間で挟装される。

また、取付座１６の工具基端側の壁面には、雌ネジ部２２が形成され、この雌ネジ部２２には、インサート１の工具基端側を向く面と当接して、インサート１の位置を調整する調整ネジ２３が螺着されている。調整ネジ２３には、頭部２４が備えられており、頭部２４の側壁には、調整ネジ２３を回転させるための専用工具が差し込まれる横穴２５が、一定間隔で複数形成されている。

上記の構成のインサート１は、正面フライスカッター１１の取付座１６に取り付けられ、工具本体１２がその軸線Ｏ回りに高速回転されつつ軸線Ｏと交差する方向に送られることにより、工具本体１２の先端部外周に設置されたインサート１の工具外周面に向けられた外周切刃と工具先端側に向けられた正面切刃によって被切削材を切削していく。

上記の構成の正面フライスカッター１１においては、切刃の振れ出し量を調整する場合には、雌ネジ部２２に螺着された調整ネジ２３を回転させ、インサート１の工具基端側を向く面を調整ネジ２３の頭部２４で押圧し、インサート１を工具先端側へ突き出させることにより、インサート１の位置を調整する。
特開２００１−２５２８１３号公報 特開２００４−００９１４７号公報

上記の構成のインサート１及び正面フライスカッター１１においては、インサート１の着座面及び正面フライスカッター１１の取付座１６の取付面１６Ａがどちらも平面状に形成されており、インサート１の移動を規制するものが設けられていないので、調整ネジ２３の頭部２４でインサート１の工具基端側を向く面を押圧した際に、インサート１の位置が調整方向以外へずれる可能性があった。特に、インサート１が取付面１６Ａ上で回転してしまった場合には、インサート１のコーナー部に設けられた副切刃８の切れ込み角度にずれが生じてしまうため、切刃の振れ出し調整とともに、インサート１の角度調整も必要となり、インサート１の位置調整が非常に困難な作業となってしまうといった問題があった。

また、インサート１が調整方向以外へずれてしまった場合には、インサート１を再度取り付ける必要があり、切刃の振れ出し量を調整するのに多大な時間と労力を要した。また、インサート１をコーナーチェンジした場合には、上記と同様に労力の掛かるインサートの位置調整を行う必要があった。

さらに、上記の構成のインサート１及び正面フライスカッター１１においては、インサート１の着座面と取付座１６の取付面１６Ａがどちらも平面状に形成されているので、切削加工を行った際にその切削抵抗によってインサートの位置がずれてしまう虞があった。

本願発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、インサートが強固に固定されるとともに、インサートの位置が調整方向以外へずれることなく、位置調整を簡単に行うことができるインサートと、そのインサートを使用したフライスカッター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、この発明は、略多角形平板状をなし、多角形の各辺稜部に切刃が設けられてなり、工具本体に設けられた取付座に装着されるインサートであって、前記工具本体に装着される際に前記取付座と接する着座面に、この着座面に対向する側から見て互いに交差する少なくとも２方向に向けて延びる同形同大の複数のセレーション溝が設けられることにより、複数の凸部が形成されていることを特徴とする。
また、この発明は、上記のインサートが装着されるフライスカッターであって、前記取付座に、前記インサートの前記着座面に形成された前記複数のセレーション溝のうちのひとつに嵌合されるように延びる突条部が設けられたことを特徴とする。

上記の構成のインサートにおいては、その着座面にセレーション溝が２方向に向けて形成されているので、本発明のフライスカッターのように突条部が形成された取付座に、セレーション溝と突条部が嵌合されて装着されることにより、セレーション溝が形成された２つの方向のうち突条部に嵌合した一のセレーション溝が延びる方向に沿ってインサートの位置調整をすることができるとともに、インサートが回転することなく位置調整が可能なため、インサートのコーナー部に設けられた副切刃の切り込み角度を一定に保ったままでインサートの位置調整ができる。

また、上記の構成のインサートにおいて、前記セレーション溝が、前記インサートの着座面に対向する側から見て前記インサートがなす多角形の辺に直交する方向に設けられていることにより、インサートがなす多角形の各辺稜部に形成された切刃に直交する方向にインサートの位置調整ができる。したがって、多角形の各辺稜部に形成された主切刃や副切刃をコーナーチェンジして順次使用した場合に、どの主切刃を使用してもインサートの位置調整を容易に行うことができる。

また、上記の構成のインサートにおいて、前記セレーション溝によって前記着座面に形成される前記凸部が、錐体状に形成されることにより、インサートが取り付けられる工具本体の取付座に設けられた突条部との嵌合がスムーズになされるとともに、工具本体の取付座とインサートの着座面がクサビ効果により強固に固定されるので、インサートを安定して取り付けることができる。

また、上記の構成のフライスカッターにおいては、取付座に、インサートの着座面に形成された複数のセレーション溝のうちのひとつに嵌合されるように延びる突条部が設けられているので、着座面にセレーション溝が設けられたインサートをこの突条部に嵌合して取り付けることにより、インサートの取付剛性が高くなり、切削時の切削抵抗でインサートがずれたりすることを防止できる。また、インサートの位置を調整する場合に、インサートが取付座の突条部の延びる方向以外に移動しないので、位置調整を容易に行うことができる。

また、上記の構成のフライスカッターにおいて、前記インサートの位置を調整できる調整機構を設けることにより、さらに容易にインサートの位置調整を行うことができる。

したがって、本発明によれば、インサートが強固に固定されるとともに、インサートの位置が調整方向以外へずれることなく、インサートの位置調整が簡単に行うことができるインサートと、そのインサートを使用するフライスカッターを提供することができる。

本発明の実施の形態であるインサートについて説明する。図１から図４に、本発明の実施形態であるインサートを示す。
インサート３１は、超硬合金等の硬質材料により構成されており、平面視略正方形の平板状に形成され、着座面をなす底面部３２とすくい面をなす平面状の上面部３３と逃げ面をなす４つの側面部３４とを有する。４つの側面部３４は、底面部３２から上面部３３に向けて漸次外側に傾斜して設けられており、インサート３１は、側面から見て等脚台形状に形成され、側面部３４に逃げ角が付されたポジティブインサートとされている。

上面部３３と４つの側面部３４との交差稜線からなる４つの辺稜部には、主切刃３６が設けられ、上面部３３の各コーナー部には、コーナー部で交差される２つの主切刃３６に対して、それぞれ内側に傾いた一対の副切刃３８が、主切刃３６に鈍角に交差し、副切刃３８同士も鈍角に交差するように設けられている。インサート３１には、インサート３１を工具本体に取り付けるためのクランプネジが挿通される孔部３９が、上面部３３の中央部から底面部３２を貫通して設けられている。また、インサート３１は、孔部３９の中心線に関して９０°回転対称であり、さらに２つずつの辺稜部の中点を通る面に対しても対称に形成されている。

底面部３２には、インサート３１を底面部３２側から見て、インサート３１がなす正方形のそれぞれの辺稜部に設けられた主切刃３６に対して直交する方向に、互いに平行に延びる同形同大の断面Ｖ字状のセレーション溝４０が等ピッチで設けられている。本実施の形態においては、インサート３１が平面視略正方形に形成されているので、セレーション溝４０は、互いに直交する２方向に向けて設けられており、直交する２つのセレーション溝４０同士も同形同大で等ピッチに形成されている。よって、底面部３２には、この２方向に向けて形成されたセレーション溝４０によって、同形同大の正四角錐状の凸部４２が複数形成され、凸部４２の上面４３は孔部３９の中心線に垂直な一の平面状とされている、つまり、凸部４２は正四角錐台状に形成されている。

次に本発明の実施の形態であるフライスカッターについて説明する。図５から図８に、本発明の実施形態であるフライスカッターを示す。
フライスカッター５１は、鋼材等で構成された工具本体５２を有し、工具本体５２は、略円盤状をなし、該円盤の中央部には、該円盤の軸線Ｏに沿って、工具本体５２をアダプタを介して工作機械の主軸端等に取り付けるための取付穴５３が形成されている。そして、この工具本体５２の先端側の外周部には、工具本体５２の外周面及び先端面に開口するようにチップポケット５４が形成されており、さらにこれらのチップポケット５４の工具回転方向Ｔの後方側には、それぞれインサート３１の取付座５６が設けられている。

取付座５６の取付面５６Ａには、インサート３１の調整方向に沿って配置された突条部５７が形成されている。この突条部５７は、インサート３１の着座面に形成されたセレーション溝４０に嵌合するように、断面凸Ｖ字状で等ピッチに形成されている。
各取付座５６の工具基端側には、工具本体５２に一体に形成されて略径方向に伸びた調整板５８が設けられており、取付座５６の工具回転方向Ｔを向く面には、インサート３１をクランプネジ６０によって装着するための雌ネジ部６１が形成され、雌ネジ部６１は、インサート３１におけるクランプネジ６０が挿通される取付穴よりも僅かに工具基端側に偏心した位置に形成されている。各取付座５６には、クランプネジ６０が雌ネジ部６１に螺着されることにより、インサート３１が着脱可能に装着され、インサート３１の工具基端側を向く面を調整板５８側に押圧されるように固定されている。

調整板５８の工具基端側には、工具本体３２の外周面から略径方向に向けて出没可能に螺着された調整ネジ６２が、調整板５８と接するように設けられている。調整ネジ６２には、雄ネジ部６３とネジ本体６４と頭部６５とが備えられており、頭部６５には、ネジを回転させる工具を挿入する穴６６が形成されている。また、調整板５８は、調整ネジ６２の頭部６５と接する面が工具本体５２の略径方向外側に向かって調整板５８の厚さが漸次薄くなる傾斜面６７とされている。調整板５８からみて調整ネジ６２を挟んだ反対側には、頭部６５の外周面に摺接して調整ネジ６２が工具基端側へたわむことを規制する押さえ部６８が設けられている。

各取付座５６には、インサート３１の取付座５６への着座面をなす底面部３２に形成されたセレーション溝４０と、取付座５６に形成された突条部５７とが嵌合された状態でインサート３１が取付座５６に装着され、クランプネジ６０がインサート３１の孔部３９に挿通されて雌ネジ部６１に螺着されることにより、インサート３１が取付座５６に着脱可能に取り付けられている。ここで、インサート３１のセレーション溝４０と取付座５６の突条部５７が嵌合されるので、一の辺綾部の一の主切刃３６を外周に突出させてインサート３１を着座させた状態で、一の主切刃３６の先端側に副切刃３８を介して連なる他の一の辺稜部の外周側の副切刃３８が軸線Ｏに垂直な平面上に位置されることになる。

上記の構成のフライスカッター５１は、工具本体５２の取付穴５３に取付ボルトが挿通されて、該取付ボルトの先端をアダプタにねじ込まれることによって、工具本体５２がアダプタに接続され、工具本体５２は、アダプタを介して工作機械の主軸端に取り付けられ、工具回転方向Ｔに高速回転されるとともに、軸線Ｏと交差する方向に送りを与えられることにより、インサート３１の工具外周側に向けられた主切刃３６およびこれに連なる副切刃３８によって、被切削材の表面をこの送り方向に切削するとともに、工具先端側に向けられて前記軸線Ｏに垂直な平面上に位置する副切刃３８によって、切削された表面を軸線Ｏに垂直な平坦面に仕上げていく。

上記の構成のフライスカッター５１においては、インサート３１の工具軸線方向の位置の調整は、調整ネジ６２の頭部６５に形成された穴６６にネジを回転させる工具を挿入し、調整ネジ６２を締め込み、調整ネジ６２を工具本体５２の略径方向に移動させることにより行う。調整ネジ６２をねじ込んだ場合には、調整ネジ６２の頭部６５が工具本体５２の径方向内側に移動し、傾斜面６７が形成された調整板５８の上面が調整ネジ６２の頭部６５によって工具先端側へ押圧され、調整板５８が工具先端側へ弾性変形され、インサート３１が、取付座５６の取付面５６Ａに形成された突条部５７に沿って工具先端側へ突き出される。

上記の構成のインサート３１においては、正面フライスカッター５１の取付座５６に形成された突条部５７に嵌合し得るセレーション溝４０が２方向に向けて形成されることにより、着座面をなす底面部３２に複数の凸部が形成されているので、クサビ効果によってインサート３１が取付座５６に強固に固定することができ、取付剛性を高めて、切削時の切削抵抗によりインサートがずれてしまうことを防止できる。また、同形同大のセレーション溝４０が互いに交差する２方向に向けて延びているので、コーナーチェンジの際などこの２方向間でインサートを取り付け直したときでも同様の取付剛性を維持することができる。

そして、さらにこうして取り付けられたインサート３１の位置調整を行う際に、インサート３１が調整方向以外の方向にずれることが防止され、切刃の振れ出し量の調整に掛かる労力と時間を大幅に削減できる。また、インサート３１が回転することなく位置調整が可能なため、インサート３１のコーナー部に設けられた副切刃３８の切り込み角度を一定に保ったままでインサート３１の位置調整ができる。

また、上記の構成のインサート３１においては、セレーション溝４０が、略正方形の辺に直交する方向に設けられているので、インサート３１のコーナーチェンジを行い、インサート３１の４つの主切刃を順次外周切刃として使用した場合にも、正面フライスカッター５１の取付座５６に設けられた突条部５７にセレーション溝４０を嵌合でき、インサート３１の位置調整を容易に行うことができる。

また、インサート３１及び正面フライスカッター５１においては、切刃の振れ出し量の調整が精度良くできるとともに、副切刃の切り込み角度を一定に保持できるため、被切削材を切削した際に形成される仕上げ面の面粗度が良好であり、ワイパー刃（さらい刃）を別途設ける必要がなく、インサート３１の交換頻度を低減することができる。

なお、上記の実施の形態においては、インサートを平面視正方形のもので説明したが、平面視多角形であれば良く、例えば、三角形のインサートであれば、その着座面には三角錘状の凸部が形成され、また、着座面に形成される凸部が円錐状に形成されたものであれば、インサートの形状に制限されることなく、取付座の突条部に取り付けることができ、上記の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、インサートの材質を超硬合金として説明したが、インサートの材質に制限されない。

また、上記の実施の形態においては、セレーション溝を断面Ｖ字状の溝として説明したが、凹曲線と凸曲線が連続して構成される断面波型の溝であっても良いし、鋸刃状の溝であっても良い。フライスカッターの取付座に形成される突条部も、上記のセレーション溝と同様に、凹曲線と凸曲線が連続して構成される断面波型の溝であっても良いし、鋸刃状の溝であっても良い。

また、上記の実施の形態においては、インサートをクランプネジで固定するフライスカッターで説明したが、インサートをクサビ部材で挟装する者でも良い。この場合でも、インサートのセレーション溝と取付座の突条部とが嵌合されることにより、インサートが強固に固定されるので、切削加工時の切削抵抗などでインサートが移動してしまうのを防止できる。

本発明の実施形態であるインサートの底面図である。 本発明の実施形態であるインサートの上面図である。 本発明の実施形態であるインサートをＡ方向から見た側面図である。 本発明の実施形態であるインサートをＢ方向から見た側面図である。 本発明の実施形態であるフライスカッターの側面断面図である。 本発明の実施形態であるフライスカッターのインサート取付部の拡大正面図である。 本発明の実施形態であるフライスカッターのインサート取付部の拡大側面図である。 本発明の実施形態であるフライスカッターのインサート取付部の拡大底面図である。 従来のインサートの正面図である。 従来のインサートの側面断面図である。 従来のフライスカッターの側面断面図である。 従来のフライスカッターのインサート取付部詳細図である。

符号の説明

３１ インサート
３２ 底面部（着座面）
３６ 主切刃
３８ 副切刃
４０ セレーション溝
４２ 凸部
５１ フライスカッター
５６ 取付座
５７ 突条部

Claims (5)

1. 略多角形平板状をなし、多角形の各辺稜部に切刃が設けられてなり、工具本体に設けられた取付座に装着されるインサートであって、
   前記工具本体に装着される際に前記取付座と接する着座面に、この着座面に対向する側から見て互いに交差する少なくとも２方向に向けて延びる同形同大の複数のセレーション溝が設けられることにより、複数の凸部が形成されていることを特徴とするインサート。
2. 請求項１記載のインサートにおいて、
   前記セレーション溝が、前記インサートの着座面に対向する側から見て前記インサートがなす多角形の辺に直交する方向に設けられていることを特徴とするインサート。
3. 請求項１又は請求項２記載のインサートにおいて、
   前記セレーション溝によって前記着座面に形成される前記凸部が、錐体状に形成されていることを特徴とするインサート。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のインサートが装着されるフライスカッターであって、
   前記取付座に、前記インサートの前記着座面に形成された複数の前記セレーション溝のうちのひとつに嵌合されるように延びる突条部が設けられたことを特徴とするフライスカッター。
5. 請求項４記載のフライスカッターにおいて、
   前記インサートの位置を調整できる調整機構が設けられたことを特徴とするフライスカッター。

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