JP2007260841A - 切削インサート - Google Patents

Abstract

【課題】切屑の剛性を高め、広範囲の工具の送り条件においてもカール安定性を向上させた切削インサートを提供する。
【解決手段】板状体の上面をすくい面、下面を着座面、および側面を逃げ面とし、前記すくい面と逃げ面との交叉稜線に切刃をそなえ、該切刃は、前記すくい面の隅角部の少なくとも１つにコーナーＲ切刃、および該コーナーＲ切刃の左右に隣接する前記すくい面と逃げ面との２つの稜辺のうちの一方に主切刃を有し、さらに、前記すくい面において、前記切刃が形成された前記すくい面の周縁部の内側にブレーカ溝を介して中央陸部が配設され、該中央陸部から前記コーナーＲ切刃に向かって延在し、側面にブレーカ壁面を具備したブレーカ突出部が形成された切削インサートであって、前記コーナーＲ切刃の少なくとも一部に、前記着座面方向に窪んだ凹状切刃部を有する切削インサート。
【選択図】図２

Description

本発明は、切削インサートに関し、とくには、ブレーカ溝を備えた切削インサートに関する。

近年、切削工具の先端に固定される切削インサートには種々のものが用いられている。

例えば、特許文献１には、被削材の外径や内径を加工するための切削工具の先端に固定される切削インサートとして、そのすくい面の中央陸部からコーナーＲ切刃部に向かい、ブレーカ突出部が設けられた切削インサートが開示されている。
特開平１０−２１７００７号公報

しかし、前記切削インサートを先端に固定した切削工具を用いた場合、特に工具の送り量を低く設定した場合には、切屑の十分な剛性が得られないために、切屑が十分にカールせずに伸びやすくなる傾向があった。そのため、そのような切屑は排出方向が不安定になりやすく、また、切屑が安定してカールしないために切屑同士がからみあう、あるいは被削材や工具ホルダへの巻きつきが発生するなどの理由から、生産性が著しく低下するとともに、切屑による製品への傷つけ等、不具合が発生する傾向があり、好ましいものではなかった。

本発明は、切屑の剛性を高め、工具の送り量が低い場合を含め、広範囲の工具の送り条件においても切削処理性、特にカール安定性を向上させた切削インサートを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下に示す本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、多角形状をした板状体からなり、該板状体の上面をすくい面、下面を着座面、および側面を逃げ面とし、前記すくい面と逃げ面との交叉稜線に切刃をそなえ、該切刃は、前記すくい面の隅角部の少なくとも１つにコーナーＲ切刃、および該コーナーＲ切刃の左右に隣接する前記すくい面と逃げ面との２つの稜辺のうちの一方に主切刃を有し、さらに、前記すくい面において、前記切刃が形成された前記すくい面の周縁部の内側にブレーカ溝を介して中央陸部が配設され、該中央陸部から前記コーナーＲ切刃に向かって延在し、側面にブレーカ壁面を具備したブレーカ突出部が形成された切削インサートであって、前記コーナーＲ切刃の少なくとも一部に、前記着座面方向に窪んだ凹状切刃部を有する切削インサートに関する。

前記コーナーＲ切刃とブレーカ突出部との間のブレーカ溝において、インサートの着座面方向にさらに掘り下げられ、前記凹状切刃部を端部とし、該凹状切刃部から連続してブレーカ突出部に向かって延設された溝部を有することが好ましい。

前記コーナーＲ切刃とブレーカ突出部との間のブレーカ溝において、少なくとも１つの突起を有することが好ましい。

前記突起が、コーナーＲ切刃の二等分線と、前記２つの稜辺のうちの他方の稜辺との間に位置することが好ましい。

本発明によれば、コーナーＲ切刃の少なくとも一部に、着座面方向に窪んだ凹状切刃部を設けることにより、切屑の断面の形状を該切刃と同様の凹状に変形させることができるため、切屑の剛性を高め、工具の送り量が低い場合を含め、広範囲の工具の送り条件において切削処理性、特にカール安定性を向上させた切削インサートを提供することができる。

前記凹状切刃部を端部としてブレーカ突出部へ向かって延設された溝部を設けることにより、より確実に切屑をブレーカ突出部へ流すことができるため、切屑を余すことなくカールさせることができる。

また、コーナーＲ切刃とブレーカ突出部との間のブレーカ溝において、少なくとも１つの突起を設けることにより、突起がブレーカ突出部とともに切屑をカールさせる役割を果たし、切屑を余すことなくカールさせることができる。

本発明の切削インサートは、多角形状をした板状体からなり、該板状体は、すくい面、着座面、逃げ面および隅角部をそなえるものである。ここで、すくい面とは前記板状体の上面を、着座面とは前記板状体の下面を、さらに、前記逃げ面とは前記板状体の側面をいう。

本発明の切削インサートは、前記すくい面と逃げ面との交叉稜線に切刃を有している。

前記切刃は、コーナーＲ切刃および主切刃からなる。

コーナーＲ切刃とは、すくい面の隅角部の少なくとも１つに形成された曲線切刃３をいう（図１参照）。

本発明において主切刃とは、前記コーナーＲ切刃の左右に隣接するすくい面と逃げ面との２つの稜辺のうちの一方に設けられるものをいう。コーナーＲ切刃の左右に隣接する２つの稜辺の両方を主切刃とすると、他方の稜線を主切刃とした際には、切屑を凹状にする作用が十分ではないという不利益な点があるため、本発明では前記２つの稜辺のうち一方を主切刃とする。

コーナーＲ切刃の左右に隣接する２つの稜辺のうち、切削インサートを固定時において切削工具の送り方向に面した稜辺側の稜辺を主切刃とする。例えば、図２の場合であれば、コーナーＲ切刃３と隣接するすくい面と逃げ面との稜辺４ａおよび４ｂのうち、切削工具の送り方向側に面した稜辺４ａが主切刃となる。なお、図２は、図１のコーナーＲ切刃付近の拡大図である。

本発明の切削インサートは、前記切刃が形成されたすくい面の周縁部の内側において、中央陸部およびブレーカ溝が配設されている。図１を用いて具体的に示すと、中央陸部５とは、主切刃４ａと隣接するブレーカ溝６を介して配設された陸部をいう。

本発明の切削インサートは、さらにブレーカ突出部を有する。ここで、ブレーカ突出部とは、図１に示すように、前記中央陸部から前記コーナーＲ切刃に向かって延在している７をいう。

前記ブレーカ突出部７は、その側面にブレーカ壁面８を有する（図１参照）。ここでブレーカ壁面８とは、例えば図２に示すように、ブレーカ突出部の側面に具備される壁面８ａ、壁面８ｂおよび壁面８ｃをいう。切刃により削られた切屑は、ブレーカ壁面まで送られ、該ブレーカ壁面において、カールされる。

ブレーカ壁面としては、とくに前記コーナーＲ切刃方向に向かうものが好ましい。例えば図２においては、壁面８ｂが好ましいブレーカ壁面となる。ブレーカ壁面が、とくに凹状切刃部を有する前記コーナーＲ切刃に向かうことで、コーナーＲ切刃から流れてくる切屑をより確実にカールさせることが可能となる。

本発明の切削インサートは、前記コーナーＲ切刃に凹状切刃部を有する。ここで、凹状切刃部とは、コーナーＲ切刃中に形成される前記着座面方向に窪んだ切刃をいい、図２のＡ方向矢視図である図３において、凹状を示す切刃９をいう。

凹状切刃部は、着座面方向に窪んでいれば、弧状切刃、階段状切刃、Ｖ字状切刃でもよいが、とくに、凹部に角部を作らないことにより、切刃の強度を著しく低下させることを防止するという効果が得られることから、弧状切刃であることが好ましい。

本発明の切削インサートは、前記コーナーＲ切刃の少なくとも一部に、前記凹状切刃部を有する。ここで、被削材の取り代がコーナーＲ切刃をこえる場合、凹状切刃部は主切刃に隣接して設けられることが好ましく、また、被削材の取り代がコーナーＲ切刃の範囲内である場合、凹状切刃部の主切刃に近い側の端点は主切刃から離れ、かつ加工前の被削材表面とコーナーＲ切刃の接点（一次境界点）よりも主切刃から遠い位置に設けられることが好ましい。いずれの場合も凹状切刃部の、主切刃から遠い側の端点は、ワーク仕上げ面との境界点である二次境界点よりも主切刃に近い位置であることが好ましい。

凹状切刃部は、切屑の形状を変形させ、切屑の剛性を向上させる効果を奏するものである。被削材は、本発明の切削インサートにおける凹状切刃部により削られる。このときの切屑の断面を図４（ｂ）に示す。なお、図４（ａ）には、従来の切削インサートにより削られた被削材の切屑の断面を示す。

図４（ａ）における切屑の断面形状が長方形であるのに対して、図４（ｂ）において、切屑の断面形状は、その中央部付近が着座面側への窪んだ形状を示している。

凹状切刃部を有する切削インサートを用いることにより、低炭素鋼やステンレス鋼などのような延性に富む金属からなる被削材は、従来、切屑の剛性が小さく、カール安定性を向上させることが従来はとくに困難であったが、本発明において、そのような延性に富む被削材についても、切屑の剛性を高めることが可能であり、広範囲の工具の送り条件においてもカール安定性を向上させることができる。

ここで、インサート上面視において、コーナーＲ切刃の切刃長さ（ｃ）に対する凹状切刃部の切刃長さ（ｏ）の比をｏ／ｃとすると、ｏ／ｃが０．３未満の場合は切屑断面に占める凹状部の割合が小さく、切屑の剛性を高める効果が小さい。またｏ／ｃが０．8よりも大きい場合は切屑断面ほぼ全域が凹状部となってしまい、やはり切屑の剛性を高める効果が十分に得られないという不具合が生じる。従って、ｏ／ｃは０．３〜０．８の範囲内とすることが好ましい。

本発明の切削インサートは、前記コーナーＲ切刃と前記ブレーカ突出部との間のブレーカ溝において、インサートの着座面方向にさらに掘り下げられ、前記凹状切刃部を端部とし、凹状切刃部から連続してブレーカ突出部に向かって延設された溝部を有することが好ましい。該溝部を設けることにより、凹状切刃部からブレーカ壁面まで確実に切屑を送ることが可能となる。具体的には、図５における符号１２の部分を溝部という。なお、図５は、溝部を有する本発明の切削インサートの一実施形態による切削インサートの上面視である。

本発明の切削インサートは、さらに、すくい面上のブレーカ溝中に突起を有することが好ましい（図６参照）。ここで、突起とはブレーカ溝から突出したものをいい（図７参照）、ブレーカ壁面の補助的役割として、切屑をカールさせる役割をはたすものである。なお、図６は、突起を有する本発明の切削インサートの一実施形態による切削インサートの上面視であり、図７は、図６におけるＢ−Ｂ’間の断面図を示す。

切削インサートの上面視において、突起の形状としては、円状、楕円状、多角形状などがあげられる。

前記突起は、ブレーカ壁面と凹状切刃部の間のブレーカ溝中に設けられることが好ましく、なかでも、前記コーナーＲ切刃の二等分線と、前記すくい面と逃げ面との２つの交叉稜辺のうち主切刃ではない他方の稜辺との間に設けられることがより好ましい（例えば、図６）。その範囲内に設けられることにより、凹状切刃部により変形した切屑を、漏らすことなくカールさせることが可能である。

本発明の切削インサートは、切削工具の先端部に装着され、切削工具として使用される。該切削インサートは切削工具のなかでもとくに旋削工具として使用されることが好ましい。

本発明の一実施形態による切削インサートの上面図である。 図１のコーナーＲ切刃付近の拡大図である。 コーナーＲ切刃における凹状切刃部を示す切削インサートの、図２のＡ方向からの矢視図である。 図４（ａ）は従来の切削インサートにより得られる切屑の形状を示す図であり、図４（ｂ）は本発明の切削インサートにより得られる切屑の形状を示す図である。 溝部を有する本発明の切削インサートの一実施形態による切削インサートの上面視である。 突起を有する本発明の切削インサートの一実施形態による切削インサートの上面視である。 図６におけるＢ−Ｂ’間の断面図である。

符号の説明

１ 切削インサート
２ 切削インサートの隅角部
３ コーナーＲ切刃
４ａ コーナーＲ切刃と隣接するすくい面と逃げ面との稜辺（主切刃）
４ｂ コーナーＲ切刃と隣接するすくい面と逃げ面との稜辺
５ 中央陸部
６ ブレーカ溝
７ ブレーカ突出部
８ａ〜８ｃ ブレーカ壁面
９ 凹状切刃部
１０ 従来の切削インサートにより得られる切屑
１１ 本発明の切削インサートにより得られる切屑
１２ 溝部
１３ 突起
１４ 被削材
１５ コーナーＲ切刃の二等分線

Claims (4)

1. 多角形状をした板状体からなり、該板状体の上面をすくい面、下面を着座面、および側面を逃げ面とし、前記すくい面と逃げ面との交叉稜線に切刃をそなえ、該切刃は、前記すくい面の隅角部の少なくとも１つにコーナーＲ切刃、および該コーナーＲ切刃の左右に隣接する前記すくい面と逃げ面との２つの稜辺のうちの一方に主切刃を有し、さらに、
   前記すくい面において、
   前記切刃が形成された前記すくい面の周縁部の内側にブレーカ溝を介して中央陸部が配設され、該中央陸部から前記コーナーＲ切刃に向かって延在し、側面にブレーカ壁面を具備したブレーカ突出部が形成された切削インサートであって、
   前記コーナーＲ切刃の少なくとも一部に、前記着座面方向に窪んだ凹状切刃部を有する切削インサート。
2. 前記コーナーＲ切刃とブレーカ突出部との間のブレーカ溝において、インサートの着座面方向にさらに掘り下げられ、前記凹状切刃部を端部とし、該凹状切刃部から連続してブレーカ突出部に向かって延設された溝部を有する請求項１記載の切削インサート。
3. 前記コーナーＲ切刃とブレーカ突出部との間のブレーカ溝において、少なくとも１つの突起を有する請求項１または２記載の切削インサート。
4. 前記突起が、コーナーＲ切刃の二等分線と、前記２つの稜辺のうちの他方の稜辺との間に位置する請求項３記載の切削インサート。

Images