JP2007260854A

JP2007260854A - 切削インサートおよびそれを装着してなる切削工具

Info

Publication number: JP2007260854A
Application number: JP2006090339A
Authority: JP
Inventors: Takuya Yoshida; 拓也吉田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP4854360B2

Abstract

【課題】断続加工を含む溝入れ加工や突切り加工においても、バリを発生させずに良好な加工仕上げ面を得られる切削インサートを提供する。
【解決手段】工具ホルダへの主当接部となる本体部２と、本体部２から突出し且つ略角柱状である少なくとも一つの突出部３と、を具備し、突出部３の上面側に配設されたすくい面４の周縁部にあって、突出部３の突出方向正面側に前切刃５が形成されるとともに、前切刃５の両隣に連設し且つすくい面４の角部にコーナー切刃６が形成されてなる切削インサート１であって、前切刃部の刃先処理量に比べて前記コーナー切刃部の刃先処理量を小さい構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属部品の切削加工、特に溝入れ加工や突切り加工等に用いられる切削インサートおよび切削工具に関する。

従来、金属部品の溝入れ加工や突切り加工等の切削加工に用いられる切削インサートとしては、超硬合金製のインサートの上面先端側稜辺にインサートの幅方向に延びる前切刃を具備したものが広く用いられている。しかしながら、このようなインサートで加工を行う場合、前記前切刃が溝入れ方向に垂直、すなわち被削材の周面に平行な状態で加工を行うことになるため、切削時に前切刃のほとんどの部分が被削材へ同時に食い付くことになる。したがって、切削開始時の衝撃が強いため、インサート自体、特に前切刃部分に損傷生じやすいだけでなく、製品寸法も安定しなくなる等、加工信頼性が決して良好ではなかった。

このような問題を解決するために、特許文献１では、突切り、溝入れ加工時の食い付き安定性を改善するために、前切刃として加工方向先端側へ山形状に突出した先行刃を設けた切削インサート（特許文献１ではスローアウェイチップに相当）が提案されている。このような構成とすることにより、溝入れ又は突切り加工時における切削インサートの被削材への食い付き安定性を改善できるとともに、衝撃を緩和してびびり振動の発生をも抑制することができる旨、記載されている。
実開平５−１６００７号公報

しかしながら、前述した特許文献１で提案されたような、前切刃として加工方向先端側へ山形状に突出した先行刃を有した切削インサートにおいても、溝壁面の仕上げ面精度という観点では改善されず、加工後の溝壁面が傷の多い粗面となることに加えて、溝入れ加工部分が断続加工となるような場合においては、切屑を被削材から完全に切り取ることができずに、切屑の一部がバリとして被削材に残ってしまうという不具合が生じていた。特に鉄板材など比較的硬度の低い被削材の加工のような場合には、バリの発生が顕著になる傾向があった。

また、前切刃が加工方向先端側へ山形状に突出した形状であるために、被削材の溝底面にその切刃形状が転写されてしまい、平らな溝底面が得られないという問題もあった。

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、断続加工を含む溝入れ加工においても、バリを発生させずに良好な加工仕上げ面を得られる切削インサートを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の切削インサートは、工具ホルダへの主当接部となる本体部と、該本体部から突出し且つ略角柱状である少なくとも一つの突出部と、を具備し、該突出部の上面側に配設されたすくい面の周縁部にあって、前記突出部の突出方向正面側に前切刃が形成されるとともに、該前切刃の両隣に連設し且つ前記すくい面の角部にコーナー切刃が形成されてなる切削インサートであって、前記前切刃部の刃先処理量に比べて前記コーナー切刃部の刃先処理量が小さいことを特徴としている。

かかる構成によれば、刃先処理量の小さいコーナー切刃部での切れ味が向上するため溝入れ加工や突切り加工の際の加工壁面の仕上げ面精度も向上するとともに、断続加工時のバリの発生を抑制することができる。

また、前記前切刃と前記コーナー切刃との間に、刃先処理量が前記前切刃側から前記コーナー切刃側に向かうに連れて漸次小さくなるような中間切刃が形成されていることが、刃先処理量の小さいコーナー切刃の強度を高めることができる点で望ましい。

また、前記前切刃の刃先処理形状がＣ面形状であることが、前切刃の刃先強度を高めることができるとともに、コーナー切刃との加工開始のタイミングをずらすことができるという点で望ましい。

また、前記前切刃の刃先処理形状がＣ面形状およびＲ面形状の複合形状であることが、前切刃の刃先強度をより高めることができる点で望ましい。

また、前記コーナー切刃の刃先処理形状がシャープエッジ形状であることが、コーナー切刃部での切れ味をより向上させることができて、溝入れ加工や突切り加工の際の加工壁面の仕上げ面精度もさらに向上するとともに、断続加工時のバリの発生をも抑制することができる点で望ましい。

また、上述した切削インサートをホルダ先端のインサート装着部に着脱自在に固定してなる本発明の切削工具によれば、刃先処理量の小さいコーナー切刃部での切れ味が向上するため溝入れ加工や突切り加工の際の加工壁面の仕上げ面精度も向上するとともに、断続加工時のバリの発生を抑制することができるので、加工信頼性の高い切削工具とすることができる。

本発明の切削インサートによれば、工具ホルダへの主当接部となる本体部と、該本体部から突出し且つ略角柱状である少なくとも一つの突出部と、を具備し、該突出部の上面側に配設されたすくい面の周縁部にあって、前記突出部の突出方向正面側に前切刃が形成されるとともに、該前切刃の両隣に連設し且つ前記すくい面の角部にコーナー切刃が形成されてなる切削インサートであって、前記前切刃部の刃先処理量に比べて前記コーナー切刃部の刃先処理量が小さい構成とすることにより、刃先処理量の小さいコーナー切刃部での切れ味が向上するため溝入れ加工や突切り加工の際の加工壁面の仕上げ面精度も向上するとともに、断続加工時のバリの発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。

図１乃至図５は、本発明の実施形態を示すものであり、図１の（ａ）は本発明の第一の実施形態による切削インサートの斜視図、（ｂ）は図１（ａ）の要部拡大上面図、図２は図１（ｂ）のＡ部拡大図、図３（ａ）は図２のＢ−Ｂ断面図、図３（ｂ）は図２のＣ−Ｃ断面図、図３（ｃ）は図２のＣ−Ｃ断面図であって刃先処理形状の他の実施例によるもの、図３（ｄ）は図２のＣ−Ｃ断面図であって刃先処理形状のさらに他の実施例によるもの、図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の切削インサートの他の実施形態を示す斜視図、図５は本発明の切削工具を示す斜視図である。

まず図１（ａ）において、本発明の第一の実施形態による切削インサート（以下、単にインサートと略す。）１は、工具ホルダ９への主当接部となる略角柱状の本体部２と、該本体部２の両端部から突出し且つ略角柱状である二つの突出部３と、からなっている。この突出部３の上面側にはすくい面４が配設されており、具体的にはすくい角αを備えたブレーカ溝が形成されていて、溝入れ加工時や突切り加工時に生成される切屑を良好に処理することができる。なお、切屑処理効果をさらに高めるために、すくい面上に各種形状の突起を配置してもよい。

そして、図１（ｂ）に示すように、前記すくい面４の周縁部に、前記突出部３の突出方向正面側に前切刃５が形成されるとともに、該前切刃５の両隣に連設し且つ前記すくい面４の角部にコーナー切刃６が形成されている。一般的に溝入れ加工や突切り加工の際には、前切刃５で被削材に切り込んでいき、同時にコーナー切刃６で溝壁面の仕上げ加工がなされる。

ここで、本発明にかかるインサート１では、図２および図３に示すように、前記前切刃５の刃先処理量ｗ２に比べて前記コーナー切刃６の刃先処理量ｗ１が小さいことを特徴としている。かかる構成によれば、刃先処理量の小さいコーナー切刃部での切れ味が向上するため溝入れ加工や突切り加工の際の加工壁面の仕上げ面精度が向上するとともに、コーナー部で切屑を被削材からより確実に切り取ることができるために、特に断続加工時に発生しやすい被削材への切屑残り、いわゆるバリの発生を抑制することができる。なお、溝入れ加工を行った際の溝底形状をフラットに保つために、前切刃５は直線状からなっている。前切刃５が直線状であることから前切刃５全体が同時に被削材に食い込むために加工負荷が大きくなる。従って前切刃５にコーナー切刃６よりも大きな刃先処理を施すことで、切刃強度を維持し、被削材へ食い込む際のチッピングや欠けの発生を抑制することができる。

また、前切刃５の刃先処理量ｗ２に比べてコーナー切刃６の刃先処理量ｗ１が小さいことから、前切刃５よりもコーナー切刃６の方が前記突出部３の突出方向正面側にわずかに突出している。従って、被削材にインサート１が切り込む際には、先ずコーナー切刃６が徐々に食い込み、その後に前切刃５が食い込むことになるので、前切刃５全体が先に食い込むような従来形状の溝入れインサートに比べて、切削開始時の衝撃を緩和し、切刃のチッピングや欠けなどの損傷を抑制することができる。

また、図２に示すように、前切刃５とコーナー切刃６との間に、刃先処理量が前切刃５側からコーナー切刃６側に向かうに連れて漸次小さくなるような中間切刃７を形成してもよい。このような構成とすることにより、前切刃５とコーナー切刃６との境界部における応力集中を避け、当該箇所からのクラック等の発生を抑制することができるとともに、刃先処理量の小さいコーナー切刃６の強度をも高めることができる点で望ましい。

また、前切刃５の刃先処理形状は、図３（ｂ）に示すようにＲ面形状であってもよいが、図３（ｃ）に示すようにＣ面形状であることが、前切刃５の刃先強度をより高めることができるとともに、Ｒ面形状に比べて刃先の鋭利性が高いことから切れ味が向上し、切削抵抗を低減することができる点で望ましい。また、刃先の鋭利性が高いという点では、前述したバリの発生を抑制できるという点で望ましい。また、前述したようにコーナー切刃６との切削開始のタイミングをずらすことができるという点でも望ましい。

さらには、図３（ｄ）に示すように、前切刃５の刃先処理形状がＣ面形状およびＲ面形状の複合形状であることが、前切刃５の刃先強度をより確実に高めることができる点で望ましい。

なお、本発明における刃先処理量とは、図３に示すように、インサート上面側から見た場合の刃先処理領域の幅（ｗ１とｗ２）で定義している。この場合に、前切刃５の刃先処理量として、切刃強度の観点から好ましい刃先処理量としては、０．０１〜０．０２ｍｍの範囲にあることが好ましい。０．０１ｍｍ未満であれば、前切刃５全体が被削材に同時に食い込んだ際の衝撃に耐え切れずにチッピングや欠けを発生してしまう可能性がある。また０．０２ｍｍを超える量であると、被削材へ食い込む際の切削抵抗が増加してしまう可能性がある。なお、図３（ｂ）のようにＲ面形状からなる刃先処理の場合には、その刃先処理量はＲ面形状の半径と同じ値となる。

また、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように、Ｃ面による刃先処理形状の場合の、水平面（インサートを工具ホルダに装着した際に基準面となる工具ホルダシャンク部の上面または下面と平行な面）に対するＣ面の角度は、５〜４５度の範囲にあることが、刃先強度を高めることができる点で好ましい。

また、図３（ａ）に示すように、コーナー切刃６の刃先処理形状がシャープエッジ形状であることが、コーナー切刃部での切れ味をより向上させることができて、溝入れ加工や突切り加工の際の加工壁面の仕上げ面精度もさらに向上するとともに、断続加工時のバリの発生をも抑制することができる点で望ましい。ちなみに、本発明におけるシャープエッジとは、刃先処理量が０．０１ｍｍ未満であることをいう。この場合の刃先処理形状はＲ面形状であることが、微小クラックの起点となりやすい角部を有していないので微小クラックが発生しにくいという理由から望ましい。

なお、本発明の一実施形態として角柱状の本体部からなるインサート１について例示したが、本発明はこの形状に限られるものではない。図４（ａ）および（ｂ）に示すように、略三角形板状の本体部１２、２２から前切刃１５、２５を有する三つの突出部１３、２３が突出したようなインサート１１、２１であってもよいし、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、略四角形板状の本体部３２、４２から前切刃３５、４５を有する二つの突出部３３、４３が突出したようなインサート３１、４１であってもよい。

また、上述した切削インサートを工具ホルダ９先端のインサート装着部に着脱自在に固定してなる本発明の切削工具１０によれば、刃先処理量の小さいコーナー切刃６での切れ味が向上するため溝入れ加工や突切り加工の際の加工壁面の仕上げ面精度も向上するとともに、断続加工時のバリの発生を抑制することができるので、加工信頼性の高い切削工具１０が得られる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。

（ａ）は本発明の第一の実施形態による切削インサートの斜視図、（ｂ）は図１（ａ）の要部拡大上面図である。図１（ｂ）のＡ部拡大図である。（ａ）は図２のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図２のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は図２のＣ−Ｃ断面図であって刃先処理形状の他の実施例による断面図、（ｄ）は図２のＣ−Ｃ断面図であっては先処理形状のさらに他の実施例による断面図である。（ａ）〜（ｄ）は本発明の他の実施形態を示す斜視図である。本発明の切削工具を示す斜視図である。

符号の説明

１切削インサート
２本体部
３突出部
４すくい面
５前切刃
６コーナー切刃
７中間切刃
８逃げ面
９工具ホルダ
１０切削工具
α すくい角
β Ｃ面角度
ｗ１コーナー切刃の刃先処理量
ｗ２前切刃の刃先処理量

Claims

工具ホルダへの主当接部となる本体部と、該本体部から突出し且つ略角柱状である少なくとも一つの突出部と、を具備し、
該突出部の上面側に配設されたすくい面の周縁部にあって、前記突出部の突出方向正面側に前切刃が形成されるとともに、該前切刃の両隣に連設し且つ前記すくい面の角部にコーナー切刃が形成されてなる切削インサートであって、
前記前切刃の刃先処理量に比べて前記コーナー切刃の刃先処理量が小さいことを特徴とする切削インサート。
前記前切刃と前記コーナー切刃との間に、刃先処理量が前記前切刃側から前記コーナー切刃側に向かうに連れて漸次小さくなるような中間切刃が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。
前記前切刃の刃先処理形状がＣ面形状であ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。
前記前切刃の刃先処理形状がＣ面形状およびＲ面形状の複合形状であ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。
前記コーナー切刃の刃先処理形状がシャープエッジ形状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。
請求項１乃至５のいずれか記載の切削インサートをホルダ先端のインサート装着部に着脱自在に固定してなる切削工具。