JP2009208221A - 切削インサートおよびミーリング工具ならびに切削方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被削材の直角加工(90°肩壁削り)により適した、4コーナー使用可能な切削インサートおよびミーリング工具ならびに切削方法を提供する。
【解決手段】略四角形をなすインサート本体の各辺に、主切刃と、該主切刃よりも低位で且つ平面視して外方向に位置する副切刃と、を有する切削インサートと、当該切削インサートが先端外周側に取り付けられる工具ホルダと、を備え、4つの前記主切刃のいずれかが前記工具ホルダの外周側に配置されるとともに、前記工具ホルダの外周側に配置される前記主切刃と前記インサート本体のコーナー部を介して隣接する辺の前記副切刃が前記工具ホルダの先端側に配置される。
【選択図】 図1
【解決手段】略四角形をなすインサート本体の各辺に、主切刃と、該主切刃よりも低位で且つ平面視して外方向に位置する副切刃と、を有する切削インサートと、当該切削インサートが先端外周側に取り付けられる工具ホルダと、を備え、4つの前記主切刃のいずれかが前記工具ホルダの外周側に配置されるとともに、前記工具ホルダの外周側に配置される前記主切刃と前記インサート本体のコーナー部を介して隣接する辺の前記副切刃が前記工具ホルダの先端側に配置される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、金属等の切削加工に使用される切削インサートおよびミーリング工具ならびに切削方法に関する。
従来から工具ホルダの先端外周側に着脱可能に切削インサートを取り付けたミーリング工具として、次に示すようなものが知られている。
例えば、特許文献1に記載のミーリング工具は、円柱形状の工具ホルダの先端外周側に複数の切削インサートが取りつけられている。取り付けられた切削インサートは、略正方形の上面と着座面を有している。前記上面の縁辺には切刃部が形成されている。切刃部は、上面の各コーナーに位置するコーナー切刃と、被削材の工具ホルダの外周側の面を切削する主切刃と、被削材の工具ホルダの先端側の面を切削する副切刃と、を備えている。
主切刃は副切刃よりも高い位置に形成されているとともに、主切刃につながる逃げ面の角度は、副切刃につながる逃げ面の角度小さく形成されている。そのため、工具ホルダに切削インサートに所定の角度、具体的には、軸方向すくい角(アキシャルレーキ角)および半径方向すくい角(ラジアルレーキ角)で取り付けることにより、主切刃の加工面と副切刃の加工面とのなす角度が90°となる加工が可能となる。
また、特許文献2には、切削インサートを工具ホルダに取り付ける際に、ミーリング工具の回転軸線に対して、正の角度のアキシャルレーキ角を持たせるとともに、負の角度のラジアルレーキ角を持たせる技術が開示されている。これにより、略四角形状の切削インサートの4コーナーで、被削材の直角加工(90°肩壁削り)が可能となる。
特開平7−266120号公報
特開2001−9628号公報
本発明は、被削材の直角加工(90°肩壁削り)により適した、4コーナー使用可能な切削インサートおよびミーリング工具ならびに切削方法を提供する。
本発明にかかる切削インサートは、略四角形をなすインサート本体の各辺に、主切刃と、該主切刃よりも低位で且つ平面視して外方向に位置する副切刃と、を有することを特徴とするものである。
また、前記インサート本体は、各コーナー部に、前記副切刃よりも高位に配置されたコーナー切刃を有し、前記コーナー切刃と前記副切刃との間に傾斜して設けられた接続部を有することが好ましい。
また、前記インサート本体は、前記主切刃とつながる第1逃げ面と、前記副切刃とつながる第2逃げ面と、を備える側面を有し、前記第1逃げ面の逃げ角は、前記第2逃げ面の逃げ角よりも小さいことが好ましい。
また、前記副切刃は、高さ位置が等しい平坦領域を有していることが好ましい。
また、前記コーナー切刃は、高さ位置が等しい平坦領域を有していることが好ましい。
本発明にかかるミーリング工具は、上記発明のいずれかにかかる切削インサートと、当該切削インサートが先端外周側に取り付けられる工具ホルダと、を備え、4つの前記主切刃のいずれかが前記工具ホルダの外周側に配置されるとともに、前記工具ホルダの外周側に配置される前記主切刃と前記インサート本体のコーナー部を介して隣接する辺の前記副切刃が前記工具ホルダの先端側に配置されることを特徴とする。
本発明にかかる切削方法は、上記発明にかかるミーリング工具を用いて被削材を切削する切削方法であって、前記ミーリング工具と前記被削材とを相対的に近づける近接工程と、前記ミーリング工具を回転させ、前記ミーリング工具を被削材に接触させて、被削材の表面を切削する切削工程と、前記被削材と前ミーリング工具とを相対的に離間させる退避工程とを、備えることを特徴とする。
本発明は、4コーナーで直角加工(90°肩壁削り)が可能な切削インサートを、工具ホルダに取り付ける際の取り付け角度の自由度を高めることができる。
以下に本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。図1は一実施形態にかかるミーリング工具の斜視図である。
このミーリング工具1は、略円柱形状の工具ホルダ2と、工具ホルダ2の先端外周側に取り付けられた複数の切削インサート3を備えている。
工具ホルダ2は、後端側にアーバーを差し込むための取り付け穴が形成されている。また、工具ホルダの先端外周側には、複数のポケットが形成されている。各ポケット20には、切削インサート3がそれぞれ取り付けられている。そして、回転軸Nを基準にO方向に回転させて切削加工に用いられる。
(切削インサート)
上述の工具ホルダに取り付けされた切削インサートの一実施形態について、図を参照して説明する。図2は、一実施形態にかかる切削インサートの斜視図である。図3は、一実施形態にかかる切削インサートの上面図である。図4は、一実施形態にかかる切削インサートの側面図である。
(切削インサート)
上述の工具ホルダに取り付けされた切削インサートの一実施形態について、図を参照して説明する。図2は、一実施形態にかかる切削インサートの斜視図である。図3は、一実施形態にかかる切削インサートの上面図である。図4は、一実施形態にかかる切削インサートの側面図である。
図2および図3に示すように、この切削インサート3は、上面視(平面視)が略四角形の上面4と、下面5と、上面4と下面5をそれぞれつなぐ側面6と、上面4と側面5の交線部に形成された(換言すると、上面4の周縁に形成された)切刃部7と、を有したインサート本体30を備えている。また、インサート本体30の中央部には、上面4から下面5に亘って形成され貫通孔8が形成されている。
上面4には、切刃部7からインサート本体30の内側に向うにつれて下面側に傾斜するすくい面41がそれぞれ形成されている。また、上面の貫通孔8の周辺にはボス面9が形成さている。すくい面41とボス面9との間には、インサート本体30の中央に向うにつれて、下面からの高さが高くなるブレーカ面42が形成されている。前記すくい面41は、被削材を切削したときに生じる切屑が通る面として機能する。
下面5は、工具ホルダ2のポケット20内に装着される着座面となる。また、側面6は、工具ホルダ側が工具ホルダ2との拘束面として、被削材側が逃げ面としてそれぞれ機能する。
切刃部7は、コーナー切刃70と、主切刃71と、副切刃72と、接続部73、第2接続部74とを備えている。
コーナー切刃70は、上面4の4コーナーにそれぞれ形成されている。主切刃71は、2つのコーナー切刃間にそれぞれ1つずつ形成されるとともに一端がコーナー切刃70とつながっている。副切刃72は、主切刃71と各コーナー切刃を挟んで形成されている。接続部73は、コーナー切刃70と副切刃72との間に形成されるとともに、一端にコーナー切刃70と接続される第1接続点73aと、他端に副切刃72と接続される第2接続点73bを有している。第2接続部74は、主切刃71と副切刃72との間に形成されており、一端が主切刃71と接続されており、他端が副切刃と接続されている。なお、上面視(平面視)において、主切刃71のコーナー切刃側の第1端点71aは、インサート本体30の最も内側に位置しており、副切刃側の第2端点71bは、インサート本体30の最も外側に位置している。また、副切刃72は、上面視(平面視)において、主切刃71の第1端点71aおよび第2端点71bよりもインサート本体30の外周側に位置している。
図4に示すように、2つのコーナー切刃間には、一端から他端(図3における右から左に向う方向)にコーナー切刃70、主切刃71、第2接続部74、副切刃72、接続部73、コーナー切刃70が順に配置されている。そして、4つの各コーナー切刃間は、同様の配列で構成されており、上面の周縁部の一周に渡って切刃部7を構成している。
コーナー切刃70は、下面5からの高さ(換言するとインサート本体30の厚み方向の高
さ、以下、単に高さと称す)が略一定になっている。同様に、副切刃も高さが略一定となっている。主切刃71は、コーナー切刃側の第1端点71aが最も高く、副切刃側の第2端点71bが最も低く形成されている。当該主切刃71は、第1端点71aから第2端点71bに向うについて、高さが低くなるように傾斜している。具体的には、第1端点71aから中央部71cまでの第1傾斜部、および、第2端点71bから中央部71cまでの第2傾斜部は、傾斜角度が緩やかであり、中央部71cにおける傾斜角度が第1傾斜部および第2傾斜よりも勾配が大きくなっている。
さ、以下、単に高さと称す)が略一定になっている。同様に、副切刃も高さが略一定となっている。主切刃71は、コーナー切刃側の第1端点71aが最も高く、副切刃側の第2端点71bが最も低く形成されている。当該主切刃71は、第1端点71aから第2端点71bに向うについて、高さが低くなるように傾斜している。具体的には、第1端点71aから中央部71cまでの第1傾斜部、および、第2端点71bから中央部71cまでの第2傾斜部は、傾斜角度が緩やかであり、中央部71cにおける傾斜角度が第1傾斜部および第2傾斜よりも勾配が大きくなっている。
下面からの高さ関係は、最も高いものから、コーナー切刃70、主切刃71の第1端点71a、主切刃71の第2端点71b、副切刃72の順になっている。そして、接続部73は高さの異なるコーナー切刃70と副切刃72をつないでおり、第2接続部74は、高さの異なる主切刃71の第2端点71bと副切刃72とをそれぞれつないでいる。
図4に示すように、側面6は、主切刃71につながる第1逃げ面61と、副切刃72とつながる第2逃げ面62と、第1逃げ面61の下面側に位置するとともに、第2逃げ面と隣り合う位置に配置された第3逃げ面63とを備えている。第1逃げ面61は、側面視において、上端がインサート本体側に傾斜している。また、第2逃げ面62は、側面視において、下端側がインサート本体側に傾斜している。すなわち、第1逃げ面の逃げ角α(側面視において下面と垂直な補助線Gを基準とする角度:β側を正角、α側を負角とする)が第2逃げ面62の逃げ角βよりも小さくなっている(本実施形態においては、第1逃げ面61は−α°、第2逃げ面62は+β°であるため、第2逃げ面62の逃げ角の方が大きい)。
上記構成により、本実施形態では、主切刃71の高さが、副切刃72の高さよりも高く、かつ、第1逃げ面61の逃げ角が、第2逃げ面62の逃げ角よりも小さくなっている。(切削インサートのホルダへの取り付け)
図5に示すように、上述の切削インサート3は、工具ホルダ2の先端外周部に形成されたポケット内にそれぞれ取り付けられる。例えば、貫通孔8内にネジを挿入してネジ止めしたり、クランプ部材等により工具ホルダ2に取り付けられる。このとき、切削インサート3の下面は、工具ホルダ2への着座面として、また、工具ホルダ側に位置する側面6は、工具ホルダ2への拘束面として機能する。
図5に示すように、上述の切削インサート3は、工具ホルダ2の先端外周部に形成されたポケット内にそれぞれ取り付けられる。例えば、貫通孔8内にネジを挿入してネジ止めしたり、クランプ部材等により工具ホルダ2に取り付けられる。このとき、切削インサート3の下面は、工具ホルダ2への着座面として、また、工具ホルダ側に位置する側面6は、工具ホルダ2への拘束面として機能する。
そして、被削材側、即ち工具ホルダ2の最も外周側に位置する第1主切刃711と、工具ホルダ2の最も先端側に位置する第1副切刃721がそれぞれ被削材の切削に寄与するように配置する。そして、第1副切刃721はサラエ刃として機能する。
そして、切削インサート3に所定の角度、具体的は、正の軸方向すくい角(アキシャルレーキ角)および負の半径方向すくい角(ラジアルレーキ角)を持たせて配置する。これにより、第1主切刃711が形成された2つのコーナー切刃間に位置する第2副切刃722および、第1副切刃721が形成された2つのコーナー間に位置する第2主切刃712が、切削加工時に被削材と接触しない。そのため、第1主切刃711によって切削された被削材の第1加工面10aと、第1副切刃によって切削された第2加工面10bとのなす角度が略直角にすることができるとともに、他の主切刃および副切刃が被削材と干渉することを避けることができるため、当該直角な加工削り(90°肩壁削り)4つのコーナーで可能となる。
また、本実施形態においては、切削インサートは、切削加工時に接続部73が被削材と接触しないように、工具ホルダ2に取り付けられている。これにより、他の切刃部と比較して欠損やチッピングが発生しやすい接続部での破損を抑制することができる。つまり、切削インサート3の側面視における主切刃71は、副切刃72よりも切削インサート3厚み方向(着座面からの高さ)において、高い位置に形成されおり、コーナー切刃70は、主切刃71と略同じ高さ位置にされている。そして、高さの異なる副切刃72と、コーナー切刃70とを、接続部73によってつなぐ形状となっている。つまり、接続部73は、側面視において、コーナー切刃70に向うに連れて高くなるように傾斜しており、換言すると、接続部73は、副切刃72よりも高位に配置されたコーナー切刃70と副切刃72との間に傾斜して設けられている。そのため、当該接続部で被削材を切削する場合は、切削加工時に傾斜線に対して垂直な方向に応力が加わる。当該傾斜線と垂直な方向は、肉厚が薄いため、他の切刃部と比較して、欠損やチッピングが発生しやすい。それに対して、本実施形態では、切削インサートを、切削加工時に接続部73が被削材と接触しないように、工具ホルダ2に取り付けられている。これにより、切削加工時に切刃部にかかる圧力が、厚みが厚い部分のみとなるため、接続部73での欠損等を抑制することができる。
本実施形態においては、副切刃72は、下面5と略平行となっている。このように、副切刃72が、高さ位置が等しい平坦領域を有することにより、副切刃72の下面5方向における肉厚を厚くすることができ、直角な加工削り(90°肩壁削り)の切削インサート3の副切刃72の強度を低下させることがない。同様に、コーナー切刃70は、下面5と略平行な部分を有している。このように、コーナー切刃70が、高さ位置が等しい平坦領域を有することにより、コーナー切刃70の下面5方向における肉厚を厚くすることができ、直角な加工削り(90°肩壁削り)の切削インサート3のコーナー切刃70の強度を低下させることがない。上記構成により、コーナー切刃70と副切刃72も略平行な部分を有しており、コーナー切刃70および副切刃72の強度をともに向上させることができるため、好ましい。さらに、当該構成においては、接続部の傾斜角を大きくすることができるため、工具ホルダ2に切削インサート3を取り付ける際の取り付け角度の自由度が高まる。
また、本実施形態に用いる切削インサート3は、上面視(平面視)において、第2接続点73bは第1接続点よりもインサート本体30の内側に配置されていることが好ましい。これにより、切削加工時における第2副切刃722の干渉が起こり難くなるため、工具ホルダ2に切削インサート3を取り付ける際の取り付け角度の自由度が高まる。
また、本実施形態に用いる切削インサート3は、上面視(平面視)において、中央がインサート本体30の外側に突出した形状であることが好ましい。これにより、第1副切刃721によって加工された第2加工面の平滑度を向上させることができる。
(切削方法)
次に、本発明のミーリング工具を用いた切削方法について図面を参照して説明する。
(切削方法)
次に、本発明のミーリング工具を用いた切削方法について図面を参照して説明する。
図6から図8に本発明の切削方法における概略図を示す。
まず、図6に示すように、ミーリング工具1と被削材10とを準備し、ミーリング工具1を回転させて被削材10に近づける。なお、ミーリング工具1と被削材10とは、相対的に近づけば良く、例えば、被削材10をミーリング工具1に近づけても良い。
次いで、図7に示すように、ミーリング工具1を被削材10に接触させて切削する。その後、図8に示すように被削材10からミーリング工具1を離間させる。なお、切削加工を継続する場合は、ミーリング工具1を回転させた状態を保持して、被削材10の異なる箇所にミーリング工具1を接触させる工程を繰り返す。
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。
1 ミーリング工具
2 工具ホルダ
20 ポケット
3 切削インサート
30 インサート本体
4 上面
5 下面
6 側面
61 第1逃げ面
62 第2逃げ面
63 第3逃げ面
7 切刃部
70 コーナー切刃
71 主切刃
71a 第1端点
71b 第2端点
71c 中央部
711 第1主切刃
712 第2主切刃
72 副切刃
721 第1副切刃
722 第2副切刃
73 接続部
73a 第1接続点
73b 第2接続点
8 貫通孔
9 ボス面
10 被削材
10a 第1加工面
10b 第2加工面
2 工具ホルダ
20 ポケット
3 切削インサート
30 インサート本体
4 上面
5 下面
6 側面
61 第1逃げ面
62 第2逃げ面
63 第3逃げ面
7 切刃部
70 コーナー切刃
71 主切刃
71a 第1端点
71b 第2端点
71c 中央部
711 第1主切刃
712 第2主切刃
72 副切刃
721 第1副切刃
722 第2副切刃
73 接続部
73a 第1接続点
73b 第2接続点
8 貫通孔
9 ボス面
10 被削材
10a 第1加工面
10b 第2加工面
Claims (7)
- 略四角形をなすインサート本体の各辺に、主切刃と、主該切刃よりも低位で且つ平面視して外方向に位置する副切刃と、を有する切削インサート。
- 前記インサート本体は、各コーナー部に、前記副切刃よりも高位に配置されたコーナー切刃を有し、
前記コーナー切刃と前記副切刃との間に傾斜して設けられた接続部を有することを特徴とする請求項1に記載の切削インサート。 - 前記インサート本体は、前記主切刃とつながる第1逃げ面と、前記副切刃とつながる第2逃げ面と、を備える側面を有し、
前記第1逃げ面の逃げ角は、前記第2逃げ面の逃げ角よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の切削インサート。 - 前記副切刃は、高さ位置が等しい平坦領域を有していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の切削インサート。
- 前記コーナー切刃は、高さ位置が等しい平坦領域を有していることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の切削インサート。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の切削インサートと、
当該切削インサートが先端外周側に取り付けられる工具ホルダと、
を備え、
4つの前記主切刃のいずれかが前記工具ホルダの外周側に配置されるとともに、前記工具ホルダの外周側に配置される前記主切刃と前記インサート本体のコーナー部を介して隣接する辺の前記副切刃が前記工具ホルダの先端側に配置されるミーリング工具。 - 請求項6に記載のミーリング工具を用いて被削材を切削する切削方法であって、
前記ミーリング工具と前記被削材とを相対的に近づける近接工程と、
前記ミーリング工具を回転させ、前記ミーリング工具を被削材に接触させて、被削材の表面を切削する切削工程と、
前記被削材と前記ミーリング工具とを相対的に離間させる退避工程と、を備えることを特徴とする切削方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100915 |
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A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20120730 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20120918 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130212 |