JP2006272508A - 切削インサートおよび溝入れ加工用切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 溝入れ加工とトラバース加工の両方において、良好な切屑処理が可能な切削インサートを提供する。
【解決手段】 工具本体に装着するためのクランプ手段を具備する中央本体部４と、該中央本体部４から突出した位置に形成されるとともに上面であるすくい面６と側面である前逃げ面７及び横逃げ面８とを具備する切削端部５と、すくい面６と前逃げ面７との交差稜線からなる前切刃９と、すくい面６と横逃げ面８との交差稜線からなる横切刃１０と、前切刃９と横切刃１０との間に形成された円弧状のコーナー切刃１４と、すくい面６上の前切刃９近傍に配設された突起部１１と、横切刃１０の一部に切刃高さが変化するように形成された凹切刃１２と、を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、金属部品の溝入れ加工等の切削加工に用いられる切削インサートに関する。

従来、金属部品の溝入れ加工等の切削加工に用いられる切削インサートとして、特許文献１で開示されたようなすくい面上に突起を設けた切削インサートが知られている。本インサートにおいては、溝入れ加工と溝幅を広げるように横向きに工具を走らせて加工するトラバース加工の両時において切屑処理が良好となるように、突起の形状と形成位置とが特定されている。
実公平６−４４５６６号公報

しかしながら、高送り加工のような切屑厚みが増大する条件下においては、特にトラバース加工における切屑がカールせずに延びてしまうことにより、切屑が被削材やホルダに絡みつくという問題があった。このような問題を解決するための手段として、前記突起の高さを高くする方法や突起位置を切刃に近づける方法が考えられるが、どちらの方法においても切屑が過剰にカールされて詰まった切屑が排出されることになり、結果的に切削抵抗が増大するとともに切刃寿命も低下するという問題が生じる。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、トラバース加工を含む溝入れの切削加工において、特に高送りの条件下においても良好な切屑処理が可能な切削インサートを提供することを目的とする。

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、溝入れ加工時に最適な突起高さとトラバース加工時に最適な突起高さは異なる、具体的には溝入れ加工時に最適な突起高さよりトラバース加工時に最適な突起高さを大きく設定することで、溝入れ加工とトラバース加工のどちらにおいても低抵抗で且つ良好な切屑処理性能が得られ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。

すなわち本発明の切削インサートは、工具本体に装着するためのクランプ手段を具備する中央本体部と、該中央本体部から突出した位置に形成されるとともに上面であるすくい面と側面である前及び横逃げ面とを具備する切削端部と、前記すくい面と前記前逃げ面との交差稜線からなる前切刃と、前記すくい面と前記横逃げ面との交差稜線からなる横切刃と、前記前切刃と前記横切刃との間に形成された円弧状のコーナー切刃と、を有する切削インサートであって、前記すくい面上の前記前切刃近傍に配設された突起部と、前記横切刃の一部に切刃高さが変化するように形成された凹切刃と、を有することを特徴としている。

かかる構成により、すくい面上の突起を溝加工に適した高さと位置に固定したまま、前記突起部の横部位に相当する位置に凹切刃と凹曲面部を有する構成としたことにより、溝加工時における切屑処理とトラバース加工時における切屑処理とを個別にコントロールすることが可能となるので、特に高送り条件下でのトラバース加工を含む溝入れの切削加工において、切屑処理を良好なものとすることができる。

また、前記凹切刃は、前記突起部の側部に相当する位置に形成されていることが、横切刃に対する突起高さがより大きく確保されるので、トラバース加工時の切屑処理性能を向上させることができる点で望ましい。

さらに、前記突起部が、前記前切刃からも該前切刃に隣接する前記横切刃からも各々等しい位置に形成されていることが、左右どちらの向きへトラバース加工しても同様の切屑処理性能が得られるという点で望ましい。

また、前記凹切刃の刃幅ｗ_２と凹み量ｄとの関係が、０．０５ｗ_２＜ｄ＜０．３ｗ_２を満たすことが、トラバース加工時の切屑が適度にカールして良好な切屑処理性能が得られるようになる点で望ましい。

さらに、前記前切刃から前記凹切刃の中央位置までの距離ｓと前切刃の刃幅ｗ_１との関係が０．１W_１＜ｓ＜０．４W_１であることが、トラバース加工時において、切刃強度を低下させることなく切屑を確実にカールさせることができる点で望ましい。

本発明の切削インサートによれば、すくい面上の突起を溝加工に適した高さと位置に固定したまま、前記突起部の横部位に相当する位置に凹切刃と凹曲面部を有する構成としたことにより、溝加工時における切屑処理とトラバース加工時における切屑処理とを個別にコントロールすることが可能となるので、特に高送り条件下でのトラバース加工を含む溝入れの切削加工において、切屑処理を良好なものとすることができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる切削インサートについて図面を参照し詳細に説明する。図１は本実施形態にかかる切削インサートを示す斜視図であり、図２は図１の切削端部の拡大斜視図、図３の（ａ）は図２の上面図、（ｂ）は図２の左側面図である。

図１に示すように、本実施形態の切削インサートは、略棒状で、工具本体に装着するためのクランプ手段、すなわち上方クランプ面２と下方クランプ面３とを具備する中央本体部４と、中央本体部４の両端に配設されるとともに、被削材を加工するための切刃を具備する切削端部５、５´とで構成されている。

そして、図２に示すように、切削端部５は、上面であるすくい面６と側面である前逃げ面７及び横逃げ面８とを具備するとともに、すくい面６と前逃げ面７との交差稜線からなる前切刃９と、すくい面６と横逃げ面８との交差稜線からなる横切刃１０、１０´とを具備している。

さらに、すくい面６上には前切刃９に沿って突起部１１が二つ配設されるとともに、横切刃１０、１０´の一部に切刃高さが変化するような凹切刃１２、１２´が形成されている。

このような構成により、溝加工時に前切刃９で生成される切屑の断面を波状に湾曲させて、前切刃９の幅、すなわち溝幅よりも切屑の幅を小さくできるので、切屑を適度な大きさにカールさせる、あるいは分断することができるので、切屑が加工した溝に詰まることなく、良好な切屑排出性が得られる。また、横切刃１０、１０´の一部に凹切刃１２、１２´を設けることで一部分の切刃高さを低くすることができ、その結果、突起部１１と凹切刃１２、１２´の段差、すなわちブレーカ高さを稼ぐことができるので、トラバース加工時においても、切屑を適度な大きさにカールさせる、あるいは分断することができる。

従来、前切刃および横切刃に対する突起の高さが同一であったために、溝入れ加工時の切屑処理性能とトラバース加工時の切屑処理性能とを両立することが難しかった。これは、溝入れ加工とトラバース加工では加工形態が異なるとともに切削条件も異なるため、必然的に溝入れ加工時に最適な突起高さとトラバース加工時に最適な突起高さとは同一でなく、より具体的には、溝入れ加工時に最適な突起高さよりトラバース加工時に最適な突起高さを大きく設定することで、溝入れ加工とトラバース加工のどちらにおいても良好な切屑処理性能が得られるようになるのである。

また、横切刃１０、１０´の突起部１１の側部に相当する位置に切刃高さが変化するような凹切刃１２、１２´を形成するとともに、凹切刃１２、１２´に隣接するすくい面６の一部に凹曲面部１３、１３´が形成されている。このような、凹切刃１２、１２´と凹曲面部１３、１３´は、トラバース加工時においてのみ切屑をカールさせるよう作用するので、突起部１１と組み合わせることにより、溝加工時における切屑処理とトラバース加工時における切屑処理とを個別にコントロールすることが可能となる。その結果、特に高送り条件下でのトラバース加工を含む溝入れの切削加工において、良好な切屑処理を得ることができる。

また、図３（ａ）に示すように、突起部１１が、前切刃９からも該前切刃９に隣接する前記横切刃１０、１０´からも各々等しい位置に形成されている、すなわち突起部９が左右対称に形成されている。これにより、左右どちらの向きへトラバース加工しても同様の切屑処理性能が得られる。

また、図３（ｂ）に示すように、凹切刃１２、１２´の刃幅Ｗ_２と凹み量ｄとの関係が、０．０５Ｗ_２＜ｄ＜０．３Ｗ_２を満たすように形成されれば、トラバース加工時の切屑が適度にカールして良好な切屑処理性能が得られる。ｄが０．０５Ｗ_２より小さいと切屑のカールが不十分であり、０．３Ｗ_２より大きいとカールが過剰となって詰まったような切屑となり、切削抵抗が増大してしまう。また、０．３Ｗ_２より大きい場合には、凹み量が大きくなるために切刃強度も低下するので好ましくない。

さらに、前切刃９から凹切刃１２、１２´の中央位置までの距離ｓと前切刃９の刃幅Ｗ_１との関係が０．１W_１＜ｓ＜０．４W_１であることが、トラバース加工時において、切刃強度を低下させることなく切屑を確実にカールさせることができる点で望ましい。ちなみに、通常のトラバース加工においては、刃幅Ｗ_１の約１／２の溝深さで加工するのが一般的であることから考慮すると、特に好ましいｓの範囲は、０．２W_１＜ｓ＜０．３W_１である。このような位置に凹切刃１２、１２´を形成することにより、より安定した切屑処理が可能となる。

なお、図４には、本発明の他の実施形態にかかる切削インサートの斜視図を示しており、略三角形板状の中央本体部を有するとともに三箇所の各コーナー部に切削端部を設けたもので、インサートの厚み方向と平行に前切刃を配置した構成である。切削端部の構成は図１乃至図３で示した略棒状の実施形態と同様であるので、切削性能については上述した図１乃至図３の実施形態と同様の切削性能が得られる。

本発明の一実施形態にかかる切削インサートを示す斜視図である。 図１の切削端部の斜視図である。 （ａ）図２の上面図、（ｂ）図２の左側面図である。 本発明の他の実施形態にかかる切削インサートを示す斜視図である。

符号の説明

１、１´ コーナー
２ 上方クランプ面
３ 下方クランプ面
４ 中央本体部
５ 切削端部
６ すくい面
７ 前逃げ面
８ 横逃げ面
９ 前切刃
１０、１０´ 横切刃
１１ 突起部
１２、１２´ 凹切刃
１３、１３´ 凹曲面部
１４、１４´ コーナー切刃

Claims (6)

1. 工具本体に装着するためのクランプ手段を具備する中央本体部と、該中央本体部から突出した位置に形成されるとともに上面であるすくい面と側面である前逃げ面及び横逃げ面とを具備する切削端部と、前記すくい面と前記前逃げ面との交差稜線からなる前切刃と、前記すくい面と前記横逃げ面との交差稜線からなる横切刃と、前記前切刃と前記横切刃との間に形成された円弧状のコーナー切刃と、を有する切削インサートであって、
   前記すくい面上の前記前切刃近傍に配設された突起部と、
   前記横切刃の一部に切刃高さが変化するように形成された凹切刃と、を有することを特徴とする切削インサート。
2. 前記凹切刃は、前記突起部の側部に相当する位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の切削インサート。
3. 前記突起部が、前記前切刃からも該前切刃に隣接する前記横切刃からも各々等しい位置に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の切削インサート。
4. 前記凹切刃の刃幅ｗ_２と凹み量ｄとの関係が、０．０５ｗ_２＜ｄ＜０．３ｗ_２を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の切削インサート。
5. 前記前切刃から前記凹切刃の中央位置までの距離ｓと前切刃の刃幅ｗ_１との関係が０．１W_１＜ｓ＜０．４W_１であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の切削インサート。
6. 請求項１乃至５のいずれか記載の切削インサートを装着した溝入れ加工用切削工具。

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