JP2010089250A - 切削インサートおよびインサート着脱式転削工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】拘束面の正常化が常に保たれていて、切刃交換時においてクランプに支障をきたすことがなく、主切刃に対して副切刃の磨耗が異常に進行するのを抑える。
【解決手段】平面視ひし形をなす角柱状に形成されていて、ひし形状の上面2a、ひし形状の下面及び4つの側面3を有する。上面と側面が交差するエッジ部と下面と側面が交差するエッジ部により主切刃5が形成される。側面が、上面の縁部から厚さ方向中央部に向かって外方へ傾斜する第1の側面部3aと、下面の縁部から厚さ方向中央部に向かって外方へ傾斜する第2の側面部3bとによって形成される。第1の側面部と第2の側面部には、ブレーカ溝7と拘束面8とが、Z軸回りに交互に、かつ第1の側面部と第2の側面部との間で周方向にずれて形成される。側面同士が交差するエッジ部のうち、ブレーカ溝と拘束面のなす角度が鋭角となる部分に副切刃6が形成される。
【選択図】図1
【解決手段】平面視ひし形をなす角柱状に形成されていて、ひし形状の上面2a、ひし形状の下面及び4つの側面3を有する。上面と側面が交差するエッジ部と下面と側面が交差するエッジ部により主切刃5が形成される。側面が、上面の縁部から厚さ方向中央部に向かって外方へ傾斜する第1の側面部3aと、下面の縁部から厚さ方向中央部に向かって外方へ傾斜する第2の側面部3bとによって形成される。第1の側面部と第2の側面部には、ブレーカ溝7と拘束面8とが、Z軸回りに交互に、かつ第1の側面部と第2の側面部との間で周方向にずれて形成される。側面同士が交差するエッジ部のうち、ブレーカ溝と拘束面のなす角度が鋭角となる部分に副切刃6が形成される。
【選択図】図1
Description
本発明は、平面視ひし形をなす角柱状に形成されていて、上面または下面と側面とが交差するエッジ部により主切刃が形成される切削インサート、およびこの切削インサートが着脱可能に装着されるインサート着脱式転削工具に関するものである。
従来、被削材を切削加工する際に使用される切削工具として、軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に切刃を有する切削インサートを着脱可能に装着したインサート着脱式転削工具が知られている。
この種のインサート着脱式転削工具には、平面視ひし形をなす角柱状とされ、ひし形をなす上下面と側面とが交差するエッジ部によって主切刃が設けられ、4つの側面の1つがすくい面とされた、いわゆる縦刃の切削インサートを用いたものが提案されている(特許文献1参照)。
この種のインサート着脱式転削工具には、平面視ひし形をなす角柱状とされ、ひし形をなす上下面と側面とが交差するエッジ部によって主切刃が設けられ、4つの側面の1つがすくい面とされた、いわゆる縦刃の切削インサートを用いたものが提案されている(特許文献1参照)。
ところで、上記特許文献1に記載されたような縦型の切削インサートを用いたインサート着脱式転削工具では、一般的な平面置きの切削インサートを用いる場合に比べ、主切刃のすくい面と当該切削インサートを工具本体に取り付けるための拘束面とが隣接するため、すくい面から成長した切りくずが拘束面を擦過し、溶着や磨耗等によって拘束面を損傷させ易い傾向があった。このとき、同じ切削インサート内で主切刃を交換する際に、異常な拘束面を利用して切削インサートを取り付けなければならないことがあり、正常なクランプが行えなくなる問題があった。
また、上記インサート着脱式転削工具では、仕上げ面を良化するために設ける副切刃(さらい刃)として、隣り合う側面の鋭角側のエッジ部を利用しているが、両隣の主切刃が一つの副切刃を共有するため、主切刃に対して副切刃が2倍の長さ分の切削に供されていた。このため、主切刃の磨耗が正常でも、副切刃の磨耗が大きく進行してしまい、切削インサートの寿命を早める問題があった。
また、上記インサート着脱式転削工具では、仕上げ面を良化するために設ける副切刃(さらい刃)として、隣り合う側面の鋭角側のエッジ部を利用しているが、両隣の主切刃が一つの副切刃を共有するため、主切刃に対して副切刃が2倍の長さ分の切削に供されていた。このため、主切刃の磨耗が正常でも、副切刃の磨耗が大きく進行してしまい、切削インサートの寿命を早める問題があった。
本発明は、このような背景の下になされたもので、拘束面の正常化が常に保たれていて、切刃交換時においてクランプに支障をきたすことがなく、また、主切刃と副切刃とが一対一に対応し、主切刃に対して副切刃の磨耗が異常に進行するのを抑えることができる切削インサート、およびかかる切削インサートを装着したインサート着脱式転削工具を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明の切削インサートは、 平面視ひし形をなす角柱状に形成されていて、ひし形状の上面、該上面に対応するひし形状の下面及び4つの側面を有し、上記上面と上記側面が交差するエッジ部と上記下面と上記側面が交差するエッジ部には、それら複数のエッジ部のうち周方向一つ置きのエッジ部に主切刃が形成され、上記上面及び上記下面の各鋭角をなすそれぞれの頂点を結ぶ平面を平面X、上面及び下面の各鈍角をなすそれぞれの頂点を結ぶ平面を平面Y、上記上面及び上記下面に平行しかつ厚さを2等分する平面を平面Z、かつ、上記平面Xと上記平面Yの交線をZ軸、上記平面Yと上記平面Zの交線をX軸、上記平面Zと上記平面Xとの交線をY軸とするとき、上記X軸、上記Y軸及び上記Z軸に関して180°回転対称形状に形成され、
上記側面が、上記上面の縁部から上記平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第1の側面部と、上記下面の縁部から上記平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第2の側面部とによって形成され、上記第1の側面部と上記第2の側面部には、上記主切刃に沿って延びるブレーカと、当該切削インサートが工具本体に取り付けられるときに上記工具本体の取付座に当接されて上記工具本体に対する当該切削インサートの相対移動を拘束する拘束面とがZ軸回りに交互に形成され、しかも上記第1の側面部に形成される上記ブレーカ及び上記拘束面と上記第2の側面部に形成される上記ブレーカ及び上記拘束面とが、互いに周方向にずれるように形成され、上記ブレーカの上記主切刃に隣接する箇所には内方へ傾斜するすくい面が形成され、上記上面及び上記下面には上記主切刃に沿って厚み方向中央側に向かうに従い外方へ傾斜する逃げ面が形成され、上記側面同士が交差するエッジ部のうち、隣り合う上記ブレーカと上記拘束面のなす角度が鋭角となる部分に副切刃が形成されていることを特徴とする。
上記側面が、上記上面の縁部から上記平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第1の側面部と、上記下面の縁部から上記平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第2の側面部とによって形成され、上記第1の側面部と上記第2の側面部には、上記主切刃に沿って延びるブレーカと、当該切削インサートが工具本体に取り付けられるときに上記工具本体の取付座に当接されて上記工具本体に対する当該切削インサートの相対移動を拘束する拘束面とがZ軸回りに交互に形成され、しかも上記第1の側面部に形成される上記ブレーカ及び上記拘束面と上記第2の側面部に形成される上記ブレーカ及び上記拘束面とが、互いに周方向にずれるように形成され、上記ブレーカの上記主切刃に隣接する箇所には内方へ傾斜するすくい面が形成され、上記上面及び上記下面には上記主切刃に沿って厚み方向中央側に向かうに従い外方へ傾斜する逃げ面が形成され、上記側面同士が交差するエッジ部のうち、隣り合う上記ブレーカと上記拘束面のなす角度が鋭角となる部分に副切刃が形成されていることを特徴とする。
このような構成の切削インサートにおいては、上述のように、側面が、上面の縁部から平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第1の側面部と、下面の縁部から平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第2の側面部とによって形成されており、結局、第1の側面部と第2の側面部とは、一つの平面上に存するのではなく、ある交差角をもって配設される。このため、例えば第1の側面部のブレーカに沿って成長する切りくずが、ブレーカに隣接する第2の側面部の拘束面側に流れるとき、交差角がつけられた分だけ、拘束面から離れる方向に流れる。このため、切削時に生じた切りくずの拘束面への擦過を防止することができ、拘束面の正常性を保つことができる。したがって、切削インサートの切刃交換時にクランプに支障を来たすことなく、均等に複数コーナーの切刃を使用できる。
また、上述のように、側面が、厚さ方向に2分されてそれぞれ中央部分が外方へ張り出す上記第1の側面部と上記第2の側面部により形成されており、それら第1の側面部または上記第2の側面部の、隣り合う上記ブレーカと上記拘束面のなす角度が鋭角となる部分に、副切刃が、上記交差角をもつように、第1の側面部と上記第2の側面部の間で別々に形成される。このため、主切刃と副切刃とが一対一に形成される。したがって、副切刃の異常な磨耗進行を抑えることができ、この点においても、4コーナーの切刃を均等に使用することができる。
また、上記切削インサートにおいては、上記逃げ面が捩れて形成されていて、当該切削インサートが上記工具本体に取り付けられるときに、上記主切刃のいずれの部位であっても逃げ角が一定になることにより、主切刃に対して耐欠損性を向上させることができる。
ちなみに、この種従来の一般的な縦型の切削インサートを用いる場合、インサート厚みが大きくなることから、主切刃が芯上がりとなるため、逃げ角が大きくなってしまい、耐欠損性に劣っていた。
ちなみに、この種従来の一般的な縦型の切削インサートを用いる場合、インサート厚みが大きくなることから、主切刃が芯上がりとなるため、逃げ角が大きくなってしまい、耐欠損性に劣っていた。
また、上記切削インサートにおいては、上記主切刃を、上記Z軸方向から見て凸曲線状をなすように形成することにより、このようにインサート着脱式転削工具の工具本体に取り付けた際に、工具本体の後端側に位置させられることになる主切刃の他端部側でアキシャルレーキ角を正角側に大きくとることができ、もって切れ味を向上させることができる。
また、上記切削インサートにおいては、上記上面及び上記下面に、互いに異なるコーナー指標を設けることにより、これらコーナー指標に基づいて、例えばコーナー指標が隣接する主切刃や副切刃が未使用か、使用済みかを判別することができ、使用済みのこれら切刃が再び使用されてしまったり、逆に切刃が未使用のまま切削インサートが廃棄されたりするのを防ぐことができる。
また、本発明のインサート着脱式転削工具においては、軸線回りに回転される工具本体を有し、該工具本体の先端外周部に形成された取付座に、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の切削インサートが、上記上面又は下面のうち一方を上記工具本体外周側に向けるとともに、一の上記主切刃を工具回転方向側に向けて着脱可能に、かつ上記主切刃のラジアルレーキ角および上記副切刃のアキシャルレーキ角がいずれも正角となるように取り付けられることを特徴としており、これにより、切削インサートによる良好な切削が行える。
本発明によれば、拘束面の正常化が常に保たれて、切刃交換時にクランプに支障をきたすことがない。また、主切刃と副切刃とが一対一に対応し、主切刃に対して副切刃の磨耗が異常に進行するのを抑えることができる。
<第1実施形態>
図1ないし図5は、本発明の第1実施形態の切削インサート1を示すものであり、図6ないし図9は、この切削インサート1を取り付けた本発明の実施形態のインサート着脱式転削工具(フライスカッタ)を示すものである。
第1実施形態の切削インサート1は上述した縦刃の切削インサートであって、超硬合金等の硬質材料によって構成され、その外形が略ひし形状、より具体的には上面視ひし形をなす角柱状とされている。そして、切削インサート1は、ひし形状とされた上面2a及び下面2bと、これらの上面2a及び下面2bの周囲に配置されて、これら上面2a及び下面2bに交差する4つの側面3を有している。上面2aおよび下面2bは、それぞれひし形状であるから、コーナー部としては鋭角をなす部分と鈍角をなす部分とがある。
図1ないし図5は、本発明の第1実施形態の切削インサート1を示すものであり、図6ないし図9は、この切削インサート1を取り付けた本発明の実施形態のインサート着脱式転削工具(フライスカッタ)を示すものである。
第1実施形態の切削インサート1は上述した縦刃の切削インサートであって、超硬合金等の硬質材料によって構成され、その外形が略ひし形状、より具体的には上面視ひし形をなす角柱状とされている。そして、切削インサート1は、ひし形状とされた上面2a及び下面2bと、これらの上面2a及び下面2bの周囲に配置されて、これら上面2a及び下面2bに交差する4つの側面3を有している。上面2aおよび下面2bは、それぞれひし形状であるから、コーナー部としては鋭角をなす部分と鈍角をなす部分とがある。
上記上面2a及び下面2bの中央には、切削インサート1をその厚さ方向(図3における上下方向)に貫通する取付孔4が開口されており、この取付孔4の中心線Cは上面2a及び下面2bの中心を通って、それら上面及び下面に交差(直交)するように、かつ、後述するZ軸と同心状となるように配設されている。
第1実施形態の切削インサート1は、図5に示すように、上面2a及び下面2bの各鋭角をなすそれぞれの頂点を結ぶ平面を平面X、上面2a及び下面2bの各鈍角をなすそれぞれの頂点を結ぶ平面を平面Y、上面2a及び上記下面2bに平行しかつ厚さを2等分する平面を平面Z、かつ、平面Xと平面Yの交線をZ軸、平面Yと平面Zの交線をX軸、平面Zと平面Xとの交線をY軸とするとき、上記X軸、Y軸及びZ軸に関し、後述するコーナー指標を除いて180°回転対称形状に形成されている。
第1実施形態の切削インサート1は、図5に示すように、上面2a及び下面2bの各鋭角をなすそれぞれの頂点を結ぶ平面を平面X、上面2a及び下面2bの各鈍角をなすそれぞれの頂点を結ぶ平面を平面Y、上面2a及び上記下面2bに平行しかつ厚さを2等分する平面を平面Z、かつ、平面Xと平面Yの交線をZ軸、平面Yと平面Zの交線をX軸、平面Zと平面Xとの交線をY軸とするとき、上記X軸、Y軸及びZ軸に関し、後述するコーナー指標を除いて180°回転対称形状に形成されている。
このようなひし形状とされた上下面2a、2bと側面3とが交差するエッジ部Eにより主切刃5が形成されるとともに、周方向に隣接する上記側面3同士が交差するエッジ部Fにより副切刃6が形成されている。
ここで、主切刃5は、上下面2a、2bと側面3とが交差する上記エッジ部Eに全て形成されているわけではなく、側面3において後述するブレーカ溝7が形成されている箇所に隣接するエッジ部Eにのみ形成されている。つまり、上面2aと側面3とが交差する4つのエッジ部Eでは、周方向1つ置きに合計2つエッジ部Eに主切刃5が形成されている。下面2bと側面3とが交差する4つのエッジ部Eにおいても、周方向1つ置きに合計2つエッジ部Eに主切刃5が形成されている。また、それら上下面に形成された主切刃5同士は、周方向に互いに90°ずれて形成されている。
ここで、主切刃5は、上下面2a、2bと側面3とが交差する上記エッジ部Eに全て形成されているわけではなく、側面3において後述するブレーカ溝7が形成されている箇所に隣接するエッジ部Eにのみ形成されている。つまり、上面2aと側面3とが交差する4つのエッジ部Eでは、周方向1つ置きに合計2つエッジ部Eに主切刃5が形成されている。下面2bと側面3とが交差する4つのエッジ部Eにおいても、周方向1つ置きに合計2つエッジ部Eに主切刃5が形成されている。また、それら上下面に形成された主切刃5同士は、周方向に互いに90°ずれて形成されている。
また、副切刃6も、側面3が交差するエッジ部F全てに形成されているわけではなく、側面3同士の交差角度が鋭角となる部分、実際には後述するブレーカ溝7と拘束面8の交差角度が鋭角となる部分にのみ副切刃6が形成されている。
第1実施形態は、上述したように縦刃の切削インサートであるので、上面2a及び下面2bはそれぞれ主切刃5の逃げ面とされるとともに、側面3には、主切刃5と副切刃6のすくい面が形成される。
第1実施形態は、上述したように縦刃の切削インサートであるので、上面2a及び下面2bはそれぞれ主切刃5の逃げ面とされるとともに、側面3には、主切刃5と副切刃6のすくい面が形成される。
側面3は、上面2aの縁部から平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第1の側面部3aと、下面2bの縁部から上記平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第2の側面部3bとによって形成される。つまり、図4に示すように側面3は、Y軸に対して所定の鈍角θaを有して厚さ方向中央部分が膨らむように、いわば樽状となるように形成されている。このため、第1の側面部3aと第2の側面部3bにそれぞれ隣り合って形成される副切刃6、6同士は、図5に示すように、同一平面であるX平面上に形成されているものの、同一直線上に形成されることはなく、ある角度をもって交差するように形成される。言い換えれば、副切刃6は、図3に示すように、Y軸に対して鈍角θbを有するように形成される。
第1の側面部3aと第2の側面部3bには、主切刃に沿って延びるよう凹状に形成されて主切刃5で切断した切りくずを変形分断させるブレーカ溝7と、拘束面8が、Z軸回りに交互に形成されている。また、第1の側面部3aに形成されるブレーカ溝7及び拘束面8と第2の側面部3bに形成されるブレーカ溝7及び拘束面8とが、互いに周方向にずれるように形成されている。このため、第1の側面部3aのブレーカ溝7は、第2の側面部3bの拘束面8の上側に配置され、また、第1の側面部3aの拘束面8は、第2の側面部3bのブレーカ溝7の上側に配置される。
なお、拘束面8は、後述するように、当該切削インサート1が工具本体11に取り付けられるときに工具本体11のインサート取付座12に当接されて工具本体11に対する当該切削インサート1の相対移動を拘束するものである。
なお、拘束面8は、後述するように、当該切削インサート1が工具本体11に取り付けられるときに工具本体11のインサート取付座12に当接されて工具本体11に対する当該切削インサート1の相対移動を拘束するものである。
また、ブレーカ溝7は、その底面の主切刃5に直交する断面が、主切刃5から上記厚さ方向に上記拘束面8側に向かうに従い一旦凹んだ後に立ち上がって該拘束面8に至る凹円弧等の凹曲線状をなしている。すなわち、ブレーカ溝7の主切刃5に隣接する箇所には、内方へ傾斜した、主切刃5のすくい面5bが形成される(図4参照)。従って、主切刃5には正のすくい角が与えられる。さらに、主切刃5は、上記中心線Cに沿った方向からみて、外側に凸となる凸曲線状をなしており、ブレーカ溝7も主切刃5に沿った方向には上記底面がこの凸曲線に沿って凸曲するように形成されている。
なお、第1実施形態では、主切刃5と副切刃6との間のコーナー部9には、上面2aまたは下面2bの拘束面8側を面取りするようにしてチャンファーが形成されている。チャンファーと主切刃5とは鈍角に交差し、チャンファーと副切刃6とも鈍角に交差する。
一方、主切刃5の逃げ面とされる上下面2a、2bにおける取付孔4の開口部の周りは、Z軸に垂直な略ひし形の平坦面1Aとされている。図4に示すように、上下面2a、2bのエッジ部E側には、このエッジ部E側に向かうに従い上記厚さ方向に後退するよう、平坦面1Aに対し角度θcを有して、厚み方向中央側に向かうに従い外方へ傾斜する逃げ面5aが、各エッジ部Eに形成された主切刃5に沿うように略一定幅で形成されている。
なお、このような傾斜面は主切刃5が形成されていないエッジ部Eにも、同様に形成されている。
逃げ面5aは、上下面2a、2bと側面3とが交差する一のエッジ部Eに沿ってねじれて形成され、これにより、当該切削インサート1が工具本体に取り付けられるときに、主切刃5のいずれの部位であっても、逃げ角が一定になるようになっている。
なお、このような傾斜面は主切刃5が形成されていないエッジ部Eにも、同様に形成されている。
逃げ面5aは、上下面2a、2bと側面3とが交差する一のエッジ部Eに沿ってねじれて形成され、これにより、当該切削インサート1が工具本体に取り付けられるときに、主切刃5のいずれの部位であっても、逃げ角が一定になるようになっている。
すなわち、図6、図7に示されるように、縦刃の切削インサート1では、工具本体11に取り付けた場合、一の主切刃5において、工具本体11の先端側から工具本体11の後端側に向かうに従い、主切刃5の各部位の位置が、工具回転方向逆側へ後退する。したがって、主切刃5におけるいずれの部位においても、主切刃の逃げ角を一定にするためには、主切刃5の部位に応じて逃げ面の角度を設定する必要がある。
また、このように主切刃5の逃げ面5aの傾斜角を主切刃5の各部位に合わせて異ならせるのに対応して、主切刃5のすくい面5bの傾斜角も主切刃5の部位に対応させて変えている。
このように主切刃の部位に対応させて、主切刃5の逃げ面5aの傾斜角並びに主切刃5のすくい面5bの傾斜角を変えることで、主切刃5のくさび角をほぼ一定になるようにしている。
このように主切刃の部位に対応させて、主切刃5の逃げ面5aの傾斜角並びに主切刃5のすくい面5bの傾斜角を変えることで、主切刃5のくさび角をほぼ一定になるようにしている。
さらに、ひし形状の上下面2a、2bの鋭角をなすコーナー部近傍には、上下面2a、2bの合計4つのコーナー部同士で互いに異なるコーナー指標10が設けられている。これらコーナー指標10は、第1実施形態では、鋭角をなすコーナー部の位置を、図2に示すように二重円の個数の違いとして表示しており、上記鋭角をなすコーナー部近傍に刻設あるいは突設されることにより表示している。ただし、第1実施形態では、上面2aの一つの鋭角をなすコーナー部近傍に1個の二重円を、また、上面2aの他の鋭角をなすコーナー部近傍に2個の二重円を形成しており、下面2bには図示していないが、上記1個、2個と表示した鋭角をなすコーナー部の表裏反対のコーナー部近傍に、3個、4個の二重円をそれぞれ形成している。
このような切削インサート1は、同形同大のものが複数、図6ないし図9に示すようなインサート着脱式転削工具に着脱可能に取り付けられて転削加工に使用される。
このインサート着脱式転削工具は、その工具本体11が軸線Oを中心として先端側(図6において下側)が一段拡径した概略円盤状をなすものであって、この工具本体11の後端部が工作機械の主軸端に取り付けられることにより軸線O回りに工具回転方向Tに回転させられる一方、工具本体11の先端部外周には、複数(第1実施形態では5つ)のチップポケット11Aが周方向に等間隔に形成されるとともに、これらのチップポケット11Aに連なってその工具回転方向Tを向く壁面と工具本体11の先端面とに開口するように形成されたインサート取付座12に、それぞれ上記切削インサート1が取り付けられる。
このインサート着脱式転削工具は、その工具本体11が軸線Oを中心として先端側(図6において下側)が一段拡径した概略円盤状をなすものであって、この工具本体11の後端部が工作機械の主軸端に取り付けられることにより軸線O回りに工具回転方向Tに回転させられる一方、工具本体11の先端部外周には、複数(第1実施形態では5つ)のチップポケット11Aが周方向に等間隔に形成されるとともに、これらのチップポケット11Aに連なってその工具回転方向Tを向く壁面と工具本体11の先端面とに開口するように形成されたインサート取付座12に、それぞれ上記切削インサート1が取り付けられる。
このインサート取付座12は、図9にハッチングを付して示すように、工具本体11の外周側を向く略ひし形状の底面12Aと、この底面12Aから工具本体11の先端部の外周面に至る工具回転方向Tを向く壁面12Bおよび先端側を向く壁面12Cとを有し、底面12Aの中央にはネジ孔12Dが穿設されている。また、壁面12B,12Cには、その底面12Aと交差する隅部に沿って凹部12Eが形成される一方、この凹部12Eの工具本体11外周面側には、切削インサート1の側面3の上記拘束面8に当接可能な突条の当接面12Fが形成されている。
このように形成されたインサート取付座12に、切削インサート1は、その上面2aまたは下面2bのうちの一方を工具本体11の外周側に向けるとともに、この一方の面の一の主切刃5を工具回転方向T側に向けて着座させられる。このとき、図9にハッチングを付して示すように、上記上面2aまたは下面2bのうちの一方とは反対の他方の下面2bまたは上面2aは、その平坦面1Aがインサート取付座12の底面12Aに密着させられるとともに、上記一の主切刃5とは反対の主切刃5に連なる側面3に形成された拘束面8が壁面12Bの突条の当接面12Fに、また工具本体11の先端側を向く側面3とは反対の側面3に形成された拘束面8が壁面12Cの突条の当接面12Fにそれぞれ当接させられる。そして、この状態で、上記取付孔4に挿通されたクランプネジ13が上記ネジ孔12Dにねじ込まれることにより、切削インサート1はインサート取付座12に着脱可能に装着される。
こうしてインサート取付座12に装着された切削インサート1においては、上記一のエッジ部Eに形成された主切刃5が工具本体11の最外周に位置するように上面2aまたは下面2bに外周の逃げ角が与えられるとともに、上記一のエッジ部Eの下端(図9における下端)においてこの一の主切刃5に連なる副切刃6が、工具本体11の最先端において軸線Oに垂直な平面上に位置するように、該副切刃6に連なる拘束面8(副切刃6の逃げ面の機能を果たす)に正面の逃げ角が与えられる。加えて、切削インサート1は、主切刃5のラジアルレーキ角およびアキシャルレーキ角がいずれも正角となるように工具本体11に取り付けられる。
勿論、複数の切削インサート1同士においては、これら主切刃5や副切刃6の回転軌跡が一致するように、すなわち複数の切削インサート1は軸線O回りに所定の角度(第1実施形態では72°)ずつ回転対称に配設される。
勿論、複数の切削インサート1同士においては、これら主切刃5や副切刃6の回転軌跡が一致するように、すなわち複数の切削インサート1は軸線O回りに所定の角度(第1実施形態では72°)ずつ回転対称に配設される。
このようにインサート着脱式転削工具に取り付けられて使用される上記切削インサート1では、側面3が、上面の縁部から平面Zに向かって外方へ傾斜する第1の側面部3aと、下面の縁部から平面Zに向かって外方へ傾斜する第2の側面部3bとによって形成されており、結局、第1の側面部3aと第2の側面部3bとは、樽状をなすように配置されるため、一つの平面上に存するのではなく、ある交差角をもって配設される。このため、例えば第1の側面部3aのブレーカ溝7に沿って成長する切りくずが、ブレーカ溝7に隣接する第2の側面部3bの拘束面8側に流れるとき、交差角がつけられた分だけ、拘束面8から離れる方向に流れる。このため、切削時に生じた切りくずの拘束面8への擦過を防止することができ、拘束面8の正常性を保つことができる。したがって、切削インサート1の切刃交換時にクランプに支障を来たすことなく、均等に複数コーナーの切刃を使用することができる。
また、上述のように、側面3が、厚さ方向に2分されてそれぞれ中央部分が外方へ張り出す第1の側面部3aと第2の側面部3bにより形成されており、それら第1の側面部3aまたは第2の側面部3bの、隣り合うブレーカ溝7と拘束面8のなす角度が鋭角となる部分に、副切刃6が、上記交差角をもつように、第1の側面部3aと第2の側面部3bの間で、同一直線状ではなく別々に形成される。このため、主切刃5と副切刃6とが一対一に形成される。したがって、副切刃6の異常な磨耗進行を抑えることができ、この点においても、4コーナーの切刃を均等に使用することができる。
また、上記切削インサート1においては、主切刃5から当該切削インサート1の中心に向かって延びて上面2aまたは下面2bに形成される逃げ面5aが捩れて形成され、当該切削インサート1が工具本体11に取り付けられるときに、主切刃5のいずれの部位であっても逃げ角が一定になるように形成している。これにより、主切刃5に対しても耐欠損性を向上させることができる。
加えて、この実施形態では、このように主切刃5の部位に対応させて、主切刃5のすくい面5bの傾斜角も変えており、これにより、主切刃5のくさび角をほぼ一定とすることができる。この点においても、主切刃5に対する耐欠損性を向上させることができる。
加えて、この実施形態では、このように主切刃5の部位に対応させて、主切刃5のすくい面5bの傾斜角も変えており、これにより、主切刃5のくさび角をほぼ一定とすることができる。この点においても、主切刃5に対する耐欠損性を向上させることができる。
また、上記実施形態の切削インサート1では、主切刃5が上記中心線C方向から見て凸曲線状をなすように形成されており、このような主切刃5の一端を工具本体11の先端に突出させた上記実施形態のインサート着脱式転削工具では、この主切刃5のアキシャルレーキ角が工具本体11の後端側に向かうに従い正角側に漸次大きくなってゆくため、後端側では主切刃5に鋭い切れ味を与えて切削抵抗の低減を図ることができる。そして、こうして主切刃5が凸状に張り出すことでその肉厚を大きく確保して切刃強度の向上を図ることができるので、この主切刃5についても耐欠損性を高めて一層長寿命の切削インサートを提供することが可能となる。
しかも、第1実施形態の切削インサート1では、上面2aまたは下面2bの各角部に互いに異なるコーナー指標10が形成されており、これらのコーナー指標10に基づいて、4組の主切刃5および副切刃6を間違えることなくすべて使い切ることができる。すなわち、未使用の主切刃5および副切刃6が残されたまま切削インサート1が廃棄されたりすることがないので経済的であり、その一方で使用済みの主切刃5および副切刃6が再度使用されて所望の切削性能が得られなくなるようなこともない。なお、第1実施形態では二重円の個数を異ならせるコーナー指標10を用いているが、同指標はこれに限られることなく、例えば1から4の数字や、aからdのアルファベット、その他の異なる表示をコーナー指標10として用いてもよい。
加えて、第1実施形態の切削インサート1では、このようにインサート着脱式転削工具において工具本体11の先端に突出させられるエッジ部Eに形成される主切刃5と副切刃6の間のコーナー部9に鈍角に交差するチャンファーが形成されており、これによって主切刃5に副切刃6が連なる部分に鋭利な角部が形成されるのを避けることができるので、かかる角部から欠損が生じてインサート寿命が短縮されてしまうのも防ぐことができる。
<第2実施形態>
図10ないし図13は、本発明の第2実施形態の切削インサート20を示すものである。なお、説明の便宜上、この第2実施形態の切削インサート20において、前述した第1実施形態の切削インサート1と同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
この第2実施形態の切削インサート20において、縦刃の切削インサートである点、超硬合金等の硬質材料によって構成される点、その外形が厚さ方向上方から見た場合に略ひし形状に形成されている点は、前述した第1実施形態の切削インサート1と同じであるが、第1実施形態の切削インサート1と異なるところは、具体的な外形形状である。
図10ないし図13は、本発明の第2実施形態の切削インサート20を示すものである。なお、説明の便宜上、この第2実施形態の切削インサート20において、前述した第1実施形態の切削インサート1と同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
この第2実施形態の切削インサート20において、縦刃の切削インサートである点、超硬合金等の硬質材料によって構成される点、その外形が厚さ方向上方から見た場合に略ひし形状に形成されている点は、前述した第1実施形態の切削インサート1と同じであるが、第1実施形態の切削インサート1と異なるところは、具体的な外形形状である。
すなわち、第2実施形態の切削インサート20においては、図13に示すように、厚さ方向中央面に沿った断面形状は、各辺が直線状に延びるひし形をなしているが、図10および図11に示すように、上面または下面の主切刃21となる部分は、中央部分が外方へ膨らむ凸曲状に形成されている。
第2実施形態の切削インサート20によれば、前記第1実施形態の切削インサート1と同様な効果が得られる他、主切刃21を中央部分が外方へ膨らむ凸曲状に形成しているため、図6に示すような例えばフライスカッタの工具本体11に取り付けた際に、副切刃6と交差するコーナー部近傍の主切刃21のアキシャルレーキ角に比べ、コーナー部から離れる箇所の主切刃21のアキシャルレール角が、該コーナー部から離れるに従い正方向へ大きな値(角度)を持つように変化する。
このため、凸曲状が異なる主切刃21を有する切削インサート20を予め種々用意しておき、切削条件や切削材料に応じて、それらの切削インサート20から最適なものを選んで工具本体11に取り付けて使用すれば、理想的なアキシャルレーキ角をもつ切削が可能となる。
このため、凸曲状が異なる主切刃21を有する切削インサート20を予め種々用意しておき、切削条件や切削材料に応じて、それらの切削インサート20から最適なものを選んで工具本体11に取り付けて使用すれば、理想的なアキシャルレーキ角をもつ切削が可能となる。
以上、本発明の実施形態である切削インサート1、20およびインサート着脱式転削工具について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、いわゆる右勝手のフライスカッタに装着される切削インサートとして説明したが、これに限定されることはなく、左勝手のフライスカッタに装着される切削インサートであっても良い。なお、左勝手の場合には、実施形態とは捩れの向きが異なり、中心線C方向から見て、一方の正方形面2が他方の正方形面2に対して反時計回りに回転するように捩れた切削インサート1が使用されることになる。
また、上記各実施形態では、主切刃に沿って形成されるブレーカの例として、凹状のブレーカ溝を挙げているが、勿論これに限られることなく、他の形状のブレーカを用いる場合にも、本発明は適用可能である。
例えば、いわゆる右勝手のフライスカッタに装着される切削インサートとして説明したが、これに限定されることはなく、左勝手のフライスカッタに装着される切削インサートであっても良い。なお、左勝手の場合には、実施形態とは捩れの向きが異なり、中心線C方向から見て、一方の正方形面2が他方の正方形面2に対して反時計回りに回転するように捩れた切削インサート1が使用されることになる。
また、上記各実施形態では、主切刃に沿って形成されるブレーカの例として、凹状のブレーカ溝を挙げているが、勿論これに限られることなく、他の形状のブレーカを用いる場合にも、本発明は適用可能である。
1、20 切削インサート
2a 上面
2b 下面
3 側面
3a 第1の側面部
3b 第2の側面部
4 取付孔
5、21 主切刃
5a逃げ面
5bすくい面
6 副切刃
7 ブレーカ溝(ブレーカ)
8 拘束面
9 コーナー部
10 コーナー指標
11 工具本体
12 インサート取付座
2a 上面
2b 下面
3 側面
3a 第1の側面部
3b 第2の側面部
4 取付孔
5、21 主切刃
5a逃げ面
5bすくい面
6 副切刃
7 ブレーカ溝(ブレーカ)
8 拘束面
9 コーナー部
10 コーナー指標
11 工具本体
12 インサート取付座
Claims (5)
- 平面視ひし形をなす角柱状に形成されていて、ひし形状の上面、該上面に対応するひし形状の下面及び4つの側面を有し、
上記上面と上記側面が交差するエッジ部と上記下面と上記側面が交差するエッジ部には、それら複数のエッジ部のうち周方向一つ置きのエッジ部に主切刃が形成され、
上記上面及び上記下面の各鋭角をなすそれぞれの頂点を結ぶ平面を平面X、上面及び下面の各鈍角をなすそれぞれの頂点を結ぶ平面を平面Y、上記上面及び上記下面に平行しかつ厚さを2等分する平面を平面Z、かつ、上記平面Xと上記平面Yの交線をZ軸、上記平面Yと上記平面Zの交線をX軸、上記平面Zと上記平面Xとの交線をY軸とするとき、上記X軸、上記Y軸及び上記Z軸に関して180°回転対称形状に形成され、
上記側面が、上記上面の縁部から上記平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第1の側面部と、上記下面の縁部から上記平面Zに向かうに従い外方へ傾斜する第2の側面部とによって形成され、
上記第1の側面部と上記第2の側面部には、上記主切刃に沿って延びるブレーカと、当該切削インサートが工具本体に取り付けられるときに上記工具本体の取付座に当接されて上記工具本体に対する当該切削インサートの相対移動を拘束する拘束面とがZ軸回りに交互に形成され、しかも上記第1の側面部に形成される上記ブレーカ及び上記拘束面と上記第2の側面部に形成される上記ブレーカ及び上記拘束面とが、互いに周方向にずれるように形成され、
上記ブレーカの上記主切刃に隣接する箇所には内方へ傾斜するすくい面が形成され、
上記上面及び上記下面には上記主切刃に沿って厚み方向中央側に向かうに従い外方へ傾斜する逃げ面が形成され、
上記側面同士が交差するエッジ部のうち、隣り合う上記ブレーカと上記拘束面のなす角度が鋭角となる部分に副切刃が形成されていることを特徴とする切削インサート。 - 上記逃げ面が捩れて形成されていて、当該切削インサートが上記工具本体に取り付けられるときに、上記主切刃のいずれの部位であっても逃げ角が一定になることを特徴とする請求項1に記載の切削インサート。
- 上記主切刃は、上記Z軸方向から見て凸曲線状をなすように形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の切削インサート。
- 上記上面及び上記下面には、互いに異なるコーナー指標が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の切削インサート。
- 軸線回りに回転される工具本体を有し、該工具本体の先端外周部に形成された取付座に、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の切削インサートが、上記上面又は下面のうち一方を上記工具本体外周側に向けるとともに、一の上記主切刃を工具回転方向側に向けて着脱可能に、かつ上記主切刃のラジアルレーキ角および上記副切刃のアキシャルレーキ角がいずれも正角となるように取り付けられることを特徴とするインサート着脱式転削工具。
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-
2009
- 2009-03-18 JP JP2009066779A patent/JP2010089250A/ja not_active Withdrawn
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