JP2006231424A - フライス工具およびスローアウェイインサート - Google Patents

Abstract

【課題】 操作性、切屑排出性およびカッターボディ強度に優れたフライス工具およびこれに用いるスローアウェイインサートを提供することである。
【解決手段】 すくい面（上面２）と逃げ面（側面４）の交差稜線に切刃５が形成された略多角形平板状のスローアウェイインサート１と、該スローアウェイインサート１を取り付けるためのインサート取付座１４が先端部に設けられたカッターボディー１１とを備え、スローアウェイインサート１をインサート取付座１４に着脱自在に取り付けたフライス工具であり、スローアウェイインサート１の側面４には、下面３とのなす角度θが鋭角となるように傾斜した傾斜面７ａを有する凹部７が形成されており、インサート取付座１４には、凹部７に係合可能な凸部１５が形成されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、スローアウェイインサートをカッターボディーに着脱自在に取り付けたフライス工具およびこれに用いるスローアウェイインサートに関する。

一般に、金属材料等の切削加工に使用される切削工具として、切刃を有するスローアウェイインサートをカッターボディーに着脱自在に取り付けたフライス工具が知られている。特許文献１には、所定のスローアウェイチップ（スローアウェイインサート）を複数有する高送りスローアウェイ式回転工具（フライス工具）が記載されている。また、特許文献２には、軸線回りに回転される切削工具本体（カッターボディ）の先端部外周に、所定のスローアウェイチップが着脱可能に取り付けられたスローアウェイ式切削工具が記載されている。

図６（ａ）は、特許文献１や特許文献２に記載のような従来のフライス工具を示す平面図であり、図６（ｂ）は、その側面図である。図６（ａ），（ｂ）に示すように、このフライス工具７１は、切刃を有する３つのスローアウェイインサート７２と、スローアウェイインサート７２を取り付けるための３つのインサート取付座が先端部に設けられたカッターボディ７４とで構成されている。

そして、各スローアウェイインサート７２の略中央部に形成された貫通口に締付けねじ７３を挿通し、該締付けねじの先端側をカッターボディー７４のインサート取付座の座面に形成されたねじ穴に螺合して各スローアウェイインサート７２がインサート取付座に着脱自在に取り付けられている。さらに、締付けねじ７３で取り付けられたスローアウェイインサート７２は、その上面がカッターボディ７４に備えられたクランプ７５で押圧されている。

フライス工具７１は、工具自体を図６（ａ）に示す矢印の方向に回転させて金属材料等を切削し、切刃が摩耗した際には、スローアウェイインサート７２をカッターボディー７４から取り外し、新しい切刃を有するスローアウェイインサートに交換して使用する。

このようなフライス工具７１を用いると、切削中には、締付けねじ７３に比較的大きな負荷が掛かるので、スローアウェイインサート７２のカッターボディ７４への取り付けは、締付けねじ７３に加えてクランプ７５で押圧するという構成にするのがよい。特に、低切り込み、高送りの条件で使用する場合には、締付けねじ７３に大きな負荷が掛かる。

しかしながら、この構成では、切刃が摩耗したスローアウェイインサート７２をボディ７４から取り外す際には、締付けねじ７３およびクランプ７５の二つを操作しなければならないので操作性が悪い。また、切削中には、切屑がクランプ７５に当たるので、切屑排出性が低下する。また、クランプ７５を備えるために、ボディー７４における領域７７を減肉しなければならないので、ボディー７４の剛性が低下するという問題がある。

特開２０００−５９２１号公報 特開２００３−２７５９１９号公報

本発明の課題は、操作性、切屑排出性およびカッターボディ強度に優れたフライス工具およびこれに用いるスローアウェイインサートを提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、切刃が形成されたスローアウェイインサートと、該スローアウェイインサートを取り付けるためのインサート取付座が先端部に設けられたカッターボディーとを備え、スローアウェイインサートをインサート取付座に着脱自在に取り付けたフライス工具において、前記スローアウェイインサートの側面に所定の傾斜面を有する凹部が形成され、前記カッターボディのインサート取付座に前記凹部に係合可能な凸部が形成されている場合には、切削中に締付けねじにかかる負荷が前記凹部と凸部が係合することにより低減されるので、クランプが不要となり、その結果、操作性および切屑排出性に優れると共に、クランプを備えることによるカッターボディ強度の低下がないフライス工具とすることができるという新たな知見を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明におけるフライス工具およびスローアウェイインサートは、以下の構成からなる。
（１）上面、下面および複数の側面を有した略多角形平板状をなし、前記上面および下面のうち少なくとも一方がすくい面とされ、前記複数の側面のうち少なくとも一つの側面が逃げ面とされ、前記すくい面と逃げ面の交差稜線に切刃が形成されたスローアウェイインサートと、該スローアウェイインサートの下面が当接する座面および前記スローアウェイインサートの側面の少なくとも一部が当接する拘束面を有するインサート取付座が先端部に設けられたカッターボディーとを備え、前記スローアウェイインサートの略中央部に形成された貫通口に締付けねじを挿通し、該締付けねじの先端側を前記インサート取付座の座面に形成されたねじ穴に螺合してスローアウェイインサートをインサート取付座に着脱自在に取り付けたフライス工具において、前記スローアウェイインサートの側面には、前記下面とのなす角度が鋭角となるように傾斜した傾斜面を有する凹部が形成されており、前記カッターボディのインサート取付座には、前記凹部に係合可能な凸部が形成されていることを特徴とするフライス工具。
（２）前記スローアウェイインサートは、４つの側面を有し、各側面が逃げ面とされ、前記貫通口の中心軸に対して回転対称な略四角形平板状のポジチップであり、各側面には前記凹部が前記中心軸に対して回転対称な位置にそれぞれ形成されている前記（１）記載のフライス工具。
（３）前記インサート取付座の座面がフライス工具の軸方向および半径方向に略平行に配設されており、前記４つの側面のうち一側面がフライス工具の外周側に、他の一側面が正面側にそれぞれ配置され、残り２つの側面の少なくとも一部が前記インサート取付座の拘束面に当接すると共に、前記残り２つの側面に形成された前記凹部に前記インサート取付座の凸部が係合している前記（２）記載のフライス工具。
（４）上面、下面および複数の側面を有した略多角形平板状をなし、前記上面および下面のうち少なくとも一方がすくい面とされ、前記複数の側面のうち少なくとも一つの側面が逃げ面とされ、前記すくい面と逃げ面の交差稜線に切刃が形成されたスローアウェイインサートにおいて、前記スローアウェイインサートの側面には、前記下面とのなす角度が鋭角となるように傾斜した傾斜面を有する凹部が形成されていることを特徴とするスローアウェイインサート。

本発明のフライス工具およびスローアウェイインサートによれば、スローアウェイインサートの側面に所定の傾斜面を有する凹部が形成され、カッターボディのインサート取付座に前記凹部に係合可能な凸部が形成されているので、切削中に締付けねじにかかる負荷が前記凹部と凸部が係合することにより低減され、クランプが不要となり、その結果、操作性および切屑排出性に優れると共に、クランプを備えることによるカッターボディ強度の低下がないフライス工具が得られるという効果がある。

以下、本発明のフライス工具およびスローアウェイインサートの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態のスローアウェイインサートを示す斜視図である。図２（ａ）は、本実施形態のスローアウェイインサートを示す平面図であり、図２（ｂ）は、その側面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＩ−Ｉ線断面図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３（ａ），（ｂ）は、図２（ｄ）の一部を拡大した断面図である。図４（ａ）は、本実施形態におけるカッターボディを示す平面図であり、図４（ｂ）は、その側面図である。図５（ａ）は、本実施形態のスローアウェイインサートをカッターボディーに取り付けたフライス工具を示す平面図であり、図５（ｂ）は、その側面図である。

図１，図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、スローアウェイインサート１は、上面２、下面３および４つの側面４を有し、上面２がすくい面とされ、各側面４が逃げ面とされ、すくい面（上面２）と逃げ面（側面４）の交差稜線にそれぞれ４つの切刃５が形成されている。また、スローアウェイインサート１の略中央部には、図５（ｂ）に示す締付けねじ２２を挿通させるための貫通口６が形成されている。

また、スローアウェイインサート１は、貫通口６の中心軸に対して回転対称な略四角形平板状のポジチップである。これにより、使用している切刃５が摩耗した際には、スローアウェイインサート１を回転させ、使用していない残りの切刃５を用いることができる。なお、本発明は、略四角形平板状のポジチップ（ポジティブ形）であるスローアウェイインサート１に限定されるものではなく、スローアウェイインサートとして使用することができる略多角形平板状であればよく、ネガティブ形のスローアウェイインサートであっても好適に適用することができる。前記略多角形平板状としては、例えば略３角形平板状、略５角形平板状などが挙げられる。

そして、各側面４には凹部７が貫通口６の中心軸に対して回転対称な位置にそれぞれ形成されている。凹部７は、図３（ａ）に示すように下面３とのなす角度θが鋭角となるように傾斜した傾斜面７ａを有している。この傾斜面７ａは、側面４からの深さが上面２側から下面３側に向かうにつれて順次浅くなるように傾斜している。すなわち、傾斜面７ａは、上面２側から下面３側に向かうにつれて外向き（貫通口６の中心軸Ｃから離隔する方向に）に広がるように傾斜した平面である。角度θは、鋭角であれば特に限定されないが、８０°〜８５°程度であるのがよい。

なお、凹部７の傾斜面は曲面であってもよい。図３（ｂ）における傾斜面７ｂのように、傾斜面が曲面である場合、「下面とのなす角度」とは、下面３に垂直でかつ凹部７を略二等分する平面で切り取った断面において、傾斜面７ｂが描く曲線上の点における接線Ｌと下面３とのなす角度θをいう。傾斜面７ｂは、その全域において「角度θが鋭角」という条件を満足するのが好ましいが、少なくとも一部の領域において上記条件を満足し、この「一部の領域」にカッターボディ１１の凸部１５が係合するようにしてもよい。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、カッターボディー１１は、その先端部に３つのインサート取付座１４が設けられている。そして、各インサート取付座１４は、スローアウェイインサート１の下面３が当接する座面１２およびスローアウェイインサート１の側面４の少なくとも一部が当接する拘束面１３を有しており、さらに、スローアウェイインサート１の凹部７に係合可能な２つの凸部１５が形成されている。

また、座面１２は、その略中央部に図５（ｂ）に示す締付けねじ２２を螺合するためのねじ穴１６が形成され、フライス工具２１の軸方向および半径方向に略平行に配設されている。なお、本発明は、フライス工具２１の軸方向および半径方向に略平行に配設されている座面１２に限定されるものではなく、切削加工する金属材料等の形状に応じて、フライス工具２１の軸方向および／または半径方向に任意の角度で傾斜するようにして配設されていてもよい。

そして、図５（ａ），（ｂ）に示すように、フライス工具２１は、スローアウェイインサート１の貫通口６に締付けねじ２２を挿通し、該締付けねじ２２の先端側をインサート取付座１４の座面１２に形成されたねじ穴１６に螺合することにより、３つのスローアウェイインサート１が各インサート取付座１４に着脱自在に取り付けられるようにして構成されている。

この際、スローアウェイインサート１における４つの側面４のうち一側面がフライス工具２１の外周側に、他の一側面が正面側にそれぞれ配置され、残り２つの側面４の少なくとも一部がインサート取付座１４の拘束面１３に当接すると共に、前記残り２つの側面４に形成された凹部７に、インサート取付座１４の凸部１５がそれぞれ係合している。凹部７は、前述の通り、下面３とのなす角度θが鋭角となるように傾斜する傾斜面７ａ（７ｂ）を有している。この状態で、フライス工具２１を図５（ａ）に示す矢印の方向に回転させ、低切り込み、高送りで使用すると、切削中はスローアウェイインサート１がカッターボディー１１のインサート取付座１４における座面１２に押さえ付けられるので、スローアウェイインサート１が切削中に回転したり、取付座１４から浮くことがなく、締め付けねじ２２にかかる負荷が低減される。このため、クランプが不要となり、その結果、フライス工具２１は操作性および切屑排出性に優れると共に、クランプを備えることによるカッターボディ強度の低下がないフライス工具とすることができる。

これに対し、凹部７の傾斜面が、下面３とのなす角度が直角ないし鈍角となるように傾斜していると、フライス工具２１を低切り込み、高送りで使用した際には、締め付けねじ２２にかかる負荷が低減されない。

本実施形態のスローアウェイインサートを示す斜視図である。 （ａ）は、本実施形態のスローアウェイインサートを示す平面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線断面図であり、（ｄ）は、（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 （ａ）は図２（ｄ）の一部を拡大した断面図であって傾斜面が平面の場合を示す図であり、（ｂ）は傾斜面が曲面の場合を示す図である。 （ａ）は、本実施形態におけるカッターボディを示す平面図であり、（ｂ）は、その側面図である。 （ａ）は、本実施形態のスローアウェイインサートをカッターボディーに取り付けたフライス工具を示す平面図であり、（ｂ）は、その側面図である。 （ａ）は、従来のフライス工具を示す平面図であり、（ｂ）は、その側面図である。

符号の説明

１ スローアウェイインサート
２ 上面
３ 下面
４ 側面
５ 切刃
６ 貫通口
７ 凹部
７ａ、７ｂ 傾斜面
１１ カッターボディー
１２ 座面
１３ 拘束面
１４ インサート取付座
１５ 凸部
１６ ねじ穴
２１ フライス工具
２２ 締付けねじ

Claims (4)

1. 上面、下面および複数の側面を有した略多角形平板状をなし、前記上面および下面のうち少なくとも一方がすくい面とされ、前記複数の側面のうち少なくとも一つの側面が逃げ面とされ、前記すくい面と逃げ面の交差稜線に切刃が形成されたスローアウェイインサートと、該スローアウェイインサートの下面が当接する座面および前記スローアウェイインサートの側面の少なくとも一部が当接する拘束面を有するインサート取付座が先端部に設けられたカッターボディーとを備え、前記スローアウェイインサートの略中央部に形成された貫通口に締付けねじを挿通し、該締付けねじの先端側を前記インサート取付座の座面に形成されたねじ穴に螺合してスローアウェイインサートをインサート取付座に着脱自在に取り付けたフライス工具において、前記スローアウェイインサートの側面には、前記下面とのなす角度が鋭角となるように傾斜した傾斜面を有する凹部が形成されており、前記カッターボディのインサート取付座には、前記凹部に係合可能な凸部が形成されていることを特徴とするフライス工具。
2. 前記スローアウェイインサートは、４つの側面を有し、各側面が逃げ面とされ、前記貫通口の中心軸に対して回転対称な略四角形平板状のポジチップであり、各側面には前記凹部が前記中心軸に対して回転対称な位置にそれぞれ形成されている請求項１記載のフライス工具。
3. 前記インサート取付座の座面がフライス工具の軸方向および半径方向に略平行に配設されており、前記４つの側面のうち一側面がフライス工具の外周側に、他の一側面が正面側にそれぞれ配置され、残り２つの側面の少なくとも一部が前記インサート取付座の拘束面に当接すると共に、前記残り２つの側面に形成された前記凹部に前記インサート取付座の凸部が係合している請求項２記載のフライス工具。
4. 上面、下面および複数の側面を有した略多角形平板状をなし、前記上面および下面のうち少なくとも一方がすくい面とされ、前記複数の側面のうち少なくとも一つの側面が逃げ面とされ、前記すくい面と逃げ面の交差稜線に切刃が形成されたスローアウェイインサートにおいて、前記スローアウェイインサートの側面には、前記下面とのなす角度が鋭角となるように傾斜した傾斜面を有する凹部が形成されていることを特徴とするスローアウェイインサート。
   

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