JP2019093497A - Cutting insert and blade edge replaceable type rotary cutting tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被削材に正面削り加工(平面加工)や側面削り加工(立壁面加工)等を施すのに好適な切削インサート、及びこれを装着した刃先交換式回転切削工具に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cutting insert suitable for performing face facing processing (flat surface processing), side surface cutting processing (vertical wall surface processing), and the like on a work material, and an edge-exchange-type rotating cutting tool equipped with the same.
従来、例えば下記特許文献1、2に示されるようなソリッドタイプのエンドミルが知られている。この種のエンドミルは、中心軸回りに回転させられるシャンクと、シャンクの先端部分に形成された切れ刃部と、備えている。また、切れ刃部のうち、中心軸方向の先端部には、先端側へ向けて凸となる円弧形状をなす底切れ刃が配置され、径方向の外端部には、径方向の外側へ向けて凸となる円弧形状をなす外周切れ刃が配置されている。
そして、被削材に対して、正面削り加工(平面加工)を施す際には、底切れ刃が使用され、側面削り加工(立壁面加工)を施す際には、外周切れ刃が使用される。
Conventionally, solid type end mills as shown, for example, in the following
The bottom cutting edge is used when face milling (planar processing) is performed on the work material, and the outer peripheral cutting edge is used when side milling (vertical wall processing) is performed. .
しかしながら、上記従来のエンドミルでは、下記の課題を有していた。
被削材に対して、正面削り加工を施すときに、底切れ刃で切削することにより加工面に付与される挽き目(加工目、加工痕)と、側面削り加工を施すときに、外周切れ刃で切削することにより加工面に付与される挽き目とを、互いに同じ性状に仕上げることが難しかった。つまり、被削材の加工部位や形状によって、切削加工後の加工面の性状がばらついて、仕上げ加工や中仕上げ加工等において加工面全体としての加工精度を均等にすることができなかった。
However, the above-described conventional end mill has the following problems.
When subjecting a work material to face milling processing, the grain (cutting point, processing marks) imparted to the machined surface by cutting with the bottom cutting edge, and when cutting the side surface It was difficult to finish the same texture as that of the stitches applied to the machined surface by cutting with a blade. That is, the properties of the machined surface after cutting vary depending on the machined portion and shape of the work material, and the machining accuracy of the whole machined surface can not be made uniform in finishing, semi-finishing, and the like.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被削材の加工部位や形状に係わらず、加工面の性状が均等となるように切削加工を施すことが可能な切削インサート、及びこれを用いた刃先交換式回転切削工具を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a cutting insert capable of performing cutting so that the properties of the machined surface become uniform regardless of the machined part or shape of the work material An object of the present invention is to provide an indexable rotary cutting tool using the same.
本発明の一態様は、中心軸回りに回転させられる工具本体の先端部に形成された取付座に、着脱可能に装着される切削インサートであって、板状のインサート本体と、前記インサート本体に形成された切れ刃部と、を備え、前記切れ刃部は、前記インサート本体の前記中心軸方向の先端部に配置され、前記中心軸に直交する径方向に沿うように延びるとともに、前記中心軸方向の先端側へ向けて凸となる円弧形状をなす底切れ刃と、前記インサート本体の前記径方向の外端部に配置され、前記中心軸方向に沿うように延びるとともに、前記径方向の外側へ向けて凸となる円弧形状をなす外周切れ刃と、すくい面と、を備え、前記底切れ刃の前記径方向の外端と、前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、直線切れ刃を介して又は直接接続し、前記すくい面を正面に見て、前記中心軸に対して45°の角度で交差し、前記径方向の外側へ向かうに従い前記中心軸方向の先端側へ向けて延びる仮想直線を対称軸として、前記底切れ刃と前記外周切れ刃とが、互いに線対称形状となるように形成されていることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、中心軸回りに回転させられる工具本体の先端部に形成された取付座に、着脱可能に装着される切削インサートであって、板状のインサート本体と、前記インサート本体に形成された切れ刃部と、を備え、前記切れ刃部は、前記インサート本体の前記中心軸方向の先端部に配置され、前記中心軸に直交する径方向に沿うように延びるとともに、前記中心軸方向の先端側へ向けて凸となる円弧形状をなす底切れ刃と、前記インサート本体の前記径方向の外端部に配置され、前記中心軸方向に沿うように延びるとともに、前記径方向の外側へ向けて凸となる円弧形状をなす外周切れ刃と、すくい面と、を備え、前記底切れ刃の曲率半径と、前記外周切れ刃の曲率半径とが、互いに同一であり、前記底切れ刃の前記径方向の外端と、前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、直線切れ刃を介して又は直接接続し、前記すくい面を正面に見て、前記底切れ刃における前記中心軸方向の先端を通り前記径方向に沿って延びる直線を径方向基準線とし、前記外周切れ刃における前記径方向の外端を通り前記中心軸方向に沿って延びる直線を中心軸方向基準線とし、前記底切れ刃の前記径方向の外端における前記底切れ刃の接線を第1の接線とし、前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端における前記外周切れ刃の接線を第2の接線とし、前記第1の接線と前記径方向基準線との交点、前記第1の接線と前記中心軸方向基準線との交点、及び、前記径方向基準線と前記中心軸方向基準線との交点を、互いに直線で繋いで形成される直角三角形を第1の直角三角形とし、前記第2の接線と前記中心軸方向基準線との交点、前記第2の接線と前記径方向基準線との交点、及び、前記径方向基準線と前記中心軸方向基準線との交点を、互いに直線で繋いで形成される直角三角形を第2の直角三角形として、前記第1の直角三角形と前記第2の直角三角形とが、互いに合同であることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、中心軸回りに回転させられる工具本体と、前記工具本体の先端部に形成された取付座と、前記取付座に着脱可能に装着される切削インサートと、を備えた刃先交換式回転切削工具であって、前記切削インサートとして、上述の切削インサートを用いたことを特徴とする。
One aspect of the present invention is a cutting insert detachably mounted on a mounting seat formed on a tip of a tool body which is rotated about a central axis, and a plate-like insert body and the insert body A cutting edge portion formed, wherein the cutting edge portion is disposed at a tip end portion in the central axis direction of the insert body and extends along a radial direction orthogonal to the central axis, and the central axis And an arc-shaped bottom cutting edge that is convex toward the front end side of the direction, and is disposed at the radially outer end of the insert body and extends along the central axis direction, and the radially outer side An outer peripheral cutting edge having a circular arc shape convex toward the surface, and a rake surface, wherein the radial outer end of the bottom cutting edge and the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axial direction are straight lines Direct connection via cutting edge When the rake face is viewed from the front, it intersects at an angle of 45 ° with the central axis, and a virtual straight line extending toward the distal end in the central axial direction as it goes outward in the radial direction is a symmetry axis. It is characterized in that the bottom cutting edge and the outer peripheral cutting edge are formed in line symmetry with each other.
Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a cutting insert detachably mounted on a mounting seat formed at a tip end portion of a tool main body rotated about a central axis, wherein the insert main body has a plate shape; A cutting edge portion formed in the main body, the cutting edge portion being disposed at a tip end portion in the central axis direction of the insert main body, and extending along a radial direction orthogonal to the central axis; A bottom cutting edge having an arc shape that is convex toward the tip end side in the central axis direction, and is disposed at the outer end of the radial direction of the insert body and extends along the central axis direction, and the radial direction And a rake surface, the radius of curvature of the bottom cutting edge and the radius of curvature of the outer cutting edge being identical to each other, the bottom Said radial direction of the cutting edge The end and the tip of the outer peripheral cutting edge in the direction of the central axis are directly connected via a straight cutting edge, and the rake surface is viewed from the front, passing the tip of the bottom cutting edge in the direction of the central axis The straight line extending along the radial direction is a radial reference line, and the straight line extending along the central axis direction through the radial outer end of the outer peripheral cutting edge is a central axial direction reference line The tangent of the bottom cutting edge at the radially outer end is a first tangent, the tangent of the outer cutting edge at the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axis direction is a second tangent, and the first tangent Connecting the point of intersection of the axis with the radial direction reference line, the point of intersection of the first tangent with the center axis direction reference line, and the point of intersection of the diameter direction reference line with the center axis direction reference line Let the right triangle formed be the first right triangle, The intersection point of the second tangent line and the central axis direction reference line, the intersection point of the second tangent line and the radial direction reference line, and the intersection point of the radial direction reference line and the central axis direction reference line, The first right triangle and the second right triangle are congruent with each other, wherein a second right triangle formed by connecting straight lines to each other is a second right triangle.
Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a tool body which is rotated about a central axis, a mounting seat formed at a tip end portion of the tool body, and a cutting insert detachably mounted on the mounting seat. It is a blade-tip-exchange-type rotary cutting tool, characterized in that the above-mentioned cutting insert is used as the cutting insert.
また、上記切削インサートにおいて、前記インサート本体には、該インサート本体を厚さ方向に貫通するネジ挿通孔が形成されており、前記ネジ挿通孔の孔中心が、前記仮想直線上に位置していることが好ましい。
また、上記切削インサートにおいて、前記インサート本体には、該インサート本体を厚さ方向に貫通するネジ挿通孔が形成されており、前記ネジ挿通孔の孔中心が、前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とを結ぶ線分の中点又は前記外端と前記先端との接続点と、前記径方向基準線と前記中心軸方向基準線との交点と、を通る仮想直線上に位置していることが好ましい。
Further, in the cutting insert, a screw insertion hole is formed in the insert main body so as to penetrate the insert main body in a thickness direction, and a hole center of the screw insertion hole is positioned on the virtual straight line. Is preferred.
Further, in the cutting insert, a screw insertion hole is formed in the insert main body so as to penetrate the insert main body in the thickness direction, and the hole center of the screw insertion hole is the radial direction of the bottom cutting edge. The middle point of the line connecting the outer end and the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axis direction or the connection point between the outer end and the tip and the intersection point of the radial direction reference line and the center axis direction reference line It is preferable to be located on a virtual straight line passing through and.
また、上記切削インサートにおいて、前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、1つの前記直線切れ刃を介して接続することが好ましい。 Further, in the cutting insert, it is preferable that the outer end in the radial direction of the bottom cutting edge and the tip in the central axis direction of the outer peripheral cutting edge be connected via the one linear cutting edge.
また、上記切削インサートにおいて、前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、複数の前記直線切れ刃を介して接続することが好ましい。 Further, in the cutting insert, it is preferable that the outer end in the radial direction of the bottom cutting edge and the tip in the central axis direction of the outer peripheral cutting edge be connected via a plurality of straight cutting edges.
また、上記切削インサートにおいて、前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、前記直線切れ刃を介して接続し、前記すくい面のうち、前記底切れ刃のすくい面部分、前記外周切れ刃のすくい面部分及び前記直線切れ刃のすくい面部分が、同一平面上に形成されていることが好ましい。 Further, in the cutting insert, the outer end in the radial direction of the bottom cutting edge and the tip in the central axis direction of the outer peripheral cutting edge are connected via the linear cutting edge, and among the rake surfaces, It is preferable that the rake surface portion of the bottom cutting edge, the rake surface portion of the outer peripheral cutting edge, and the raking surface portion of the straight cutting edge are formed on the same plane.
また、上記切削インサートにおいて、前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、直接接続し、前記すくい面のうち、前記底切れ刃のすくい面部分及び前記外周切れ刃のすくい面部分が、同一平面上に形成されていることが好ましい。 In the cutting insert, the radial outer end of the bottom cutting edge and the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axial direction are directly connected, and the rake face of the bottom cutting edge among the rake faces. It is preferable that the portion and the rake face portion of the peripheral cutting edge are formed on the same plane.
また、上記切削インサートにおいて、前記すくい面を正面に見て、前記底切れ刃における前記中心軸方向の先端を通り前記径方向に沿って延びる直線を径方向基準線とし、前記底切れ刃の前記径方向の外端における前記底切れ刃の接線を第1の接線とし、前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端における前記外周切れ刃の接線を第2の接線として、前記第1の接線と前記径方向基準線との間に形成される角度θ1が、10〜30°であり、前記第2の接線と前記径方向基準線との間に形成される角度θ2が、(90°−θ1)°であることが好ましい。 Further, in the cutting insert, a straight line extending along the radial direction passing through the tip in the central axial direction of the bottom cutting edge as a radial direction reference line when the rake surface is viewed from the front as the radial direction reference line The tangent of the bottom cutting edge at the outer end in the radial direction is taken as a first tangent, and the tangent of the outer cutting edge at the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axis direction is taken as a second tangent. The angle θ1 formed between the radial reference line is 10 to 30 °, and the angle θ2 formed between the second tangent and the radial reference line is (90 ° -θ1 It is preferred that it is) °.
また、上記切削インサートにおいて、前記外周切れ刃の軸方向すくい角が、正の値を有し、前記底切れ刃の軸方向すくい角が、正の値を有していることが好ましい。 In the cutting insert, it is preferable that an axial rake angle of the outer peripheral cutting edge has a positive value, and an axial rake angle of the bottom cutting edge has a positive value.
本発明の切削インサート及び刃先交換式回転切削工具によれば、被削材の加工部位や形状に係わらず、加工面の性状が均等となるように切削加工を施すことが可能である。このため、仕上げ加工や中仕上げ加工等において、加工面全体にわたって良好な加工面精度を得ることができる。 According to the cutting insert and the blade-tip-exchange-type rotary cutting tool of the present invention, it is possible to perform cutting so that the properties of the processing surface become uniform regardless of the processing site or shape of the work material. Therefore, in the finishing process, the semi-finishing process and the like, it is possible to obtain good machined surface accuracy over the entire machined surface.
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態に係る切削インサート5A及びこれを備えた刃先交換式回転切削工具6Aについて、図1〜図11を参照して説明する。なお、実施形態の説明に用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、要部となる部分を拡大、強調、抜粋して示す場合がある。
First Embodiment
Hereinafter, a
本実施形態の切削インサート5Aは、いわゆるレンズと呼ばれる凸円弧形状の底切れ刃11と、いわゆるバレルと呼ばれる凸円弧形状の外周切れ刃9と、底切れ刃11と外周切れ刃9とを接続する直線形状の直線切れ刃13と、から構成される複合切れ刃を備える。そして、この切削インサート5Aを備えた刃先交換式回転切削工具6Aは、被削材に対して正面削り加工(平面加工)や側面削り加工(立壁面加工)を含む種々の切削加工を施すのに適しており、特に、加工面の仕上げ加工や中仕上げ加工等において、優れた面精度を得ることができるものである。
The
図1〜図4に示されるように、刃先交換式回転切削工具6Aは、中心軸C回りに回転させられる略円柱状の工具本体1と、工具本体1の中心軸C方向の先端部2に形成された取付座3と、取付座3に着脱可能に装着され、切れ刃部4を有する切削インサート5Aと、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the indexable rotary cutting tool 6 </ b> A includes a substantially cylindrical tool
本実施形態の刃先交換式回転切削工具6Aは、鋼材等で形成された工具本体1と、工具本体1よりも硬質の超硬合金等で形成された切削インサート5Aと、を備えている。工具本体1の先端部2に形成された取付座(インサート取付座)3には、板状をなす切削インサート5Aがそのインサート中心軸を工具の中心軸Cに一致させた状態で、取り外し可能に装着される。取付座3に取り付けられた切削インサート5Aは、その切れ刃部4が、工具本体1の先端側及び径方向外側に突出して配置される。
The blade-tip-exchange-type
刃先交換式回転切削工具6Aは、工具本体1の基端部(シャンク部)が、工作機械の主軸(不図示)に取り付けられ、主軸が回転駆動させられるのにともなって、中心軸C回りの工具回転方向Rに回転させられる。そして、主軸とともに工具本体1が、中心軸Cに交差する方向や中心軸C方向に送られることで、金属材料等からなる被削材に対して切削インサート5Aの切れ刃部4で切り込んでいき、転削加工(ミーリング加工)を施す。なお、本実施形態の刃先交換式回転切削工具6Aは、例えば4〜6軸の多軸制御のマシニングセンタ等の工作機械に用いることがより好ましい。
In the indexable
本実施形態においては、工具本体1の中心軸Cが延在する方向、つまり中心軸Cに沿う方向を、中心軸C方向という。また、中心軸C方向のうち、工具本体1のシャンク部から取付座3へ向かう方向(図2及び図3における下方)を先端側といい、取付座3からシャンク部へ向かう方向(図2及び図3における上方)を基端側という。
In the present embodiment, the direction in which the central axis C of the
また、中心軸Cに直交する方向を径方向という。径方向のうち、中心軸Cに接近する方向を径方向の内側といい、中心軸Cから離間する方向を径方向の外側という。
また、中心軸C回りに周回する方向を周方向という。周方向のうち、切削時に主軸の回転により工具本体1が回転させられる向きを工具回転方向Rといい、これとは反対の回転方向を、工具回転方向Rとは反対側(つまり反工具回転方向)という。
In addition, a direction orthogonal to the central axis C is referred to as a radial direction. Among the radial directions, the direction approaching the central axis C is referred to as the inner side in the radial direction, and the direction separating from the central axis C is referred to as the outer side in the radial direction.
Moreover, the direction which revolves around the central axis C is called a circumferential direction. Of the circumferential direction, the direction in which the
なお、上記した向き(方向)の定義は、刃先交換式回転切削工具6Aの中心軸Cに対してインサート中心軸が一致させられる(同軸に配置される)切削インサート5Aにおいても、同様に適用される。従って、切削インサート5Aを示す図6〜図10等においては、インサート中心軸を、中心軸Cと同じ符号Cを用いて表す。
The definition of the direction (direction) described above is similarly applied to the
図1〜図4において、取付座3は、工具本体1の先端部2に、工具の中心軸Cを含んで径方向に延びて形成されたスリット状のインサート嵌合溝7と、インサート嵌合溝7に挿入された切削インサート5Aを固定するための固定用ネジ8と、を備えている。
In FIG. 1 to FIG. 4, the mounting
インサート嵌合溝7は、工具本体1の先端面に開口し、工具本体1の径方向に延びて工具本体1の外周面にも開口している。インサート嵌合溝7は、工具本体1の先端面から基端側へ向かって所定の長さ(深さ)に形成されたスリット状をなしている。
The insert fitting groove 7 is opened in the tip end surface of the
工具本体1の先端部2にスリット状のインサート嵌合溝7を形成したことにより、工具本体1の先端部2は2つに分割されて、一対の先端半体部(半割り片)が形成されている。また、先端部2には、先端半体部の一方の表面部から、インサート嵌合溝7と交差して他方の先端半体部内に達するように、インサート固定用ネジ孔が形成されている。インサート固定用ネジ孔のネジ孔中心軸は、先端部2において径方向に延びており、具体的には径方向のうち、インサート嵌合溝7が工具本体1の径方向に延びる向きに対して、直交する向きに延びている。
By forming the slit-like insert fitting groove 7 at the
インサート固定用ネジ孔のうち、一方の先端半体部に形成された孔部分の内径は、他方の先端半体部に形成された孔部分の内径よりも大きくされている。また、他方の先端半体部に形成された孔部分の内周面には、固定用ネジ8の雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されている。インサート固定用ネジ孔のうち、少なくとも一方の先端半体部に形成された孔部分は、貫通孔となっている。本実施形態の例では、一方の先端半体部及び他方の先端半体部の各孔部分が、それぞれ貫通孔とされている。
Of the insert fixing screw holes, the inner diameter of the hole portion formed in one tip half portion is larger than the inner diameter of the hole portion formed in the other tip half portion. Further, on the inner peripheral surface of the hole portion formed in the other tip half portion, a female screw portion to be screwed with the male screw portion of the fixing
図5〜図8に示されるように、切削インサート5Aは、板状のインサート本体15と、インサート本体15に形成された切れ刃部4と、インサート本体15に形成され、該インサート本体15を厚さ方向に貫通するネジ挿通孔18と、を備えている。
本実施形態の切削インサート5Aは、中心軸Cを対称軸として表裏反転対称(180°回転対称)に形成されている。
As shown in FIGS. 5 to 8, the cutting
The cutting
インサート本体15は、略平板形状をなしている。インサート本体15の厚さ方向を向く表裏面は、一対の平面部16、17とされている。ネジ挿通孔18は、インサート本体15を厚さ方向に貫通するとともに、一方の平面部16と他方の平面部17とに開口して形成された貫通孔である。ネジ挿通孔18には、切削インサート5Aを取付座3に装着し固定する際に、固定用ネジ8が挿通される。インサート本体15におけるネジ挿通孔18の配置については、別途後述する。
The
切れ刃部4は、インサート本体15における中心軸C方向の先端部及び径方向の外端部に配置されている。切れ刃部4は、工具回転方向Rを向くすくい面19と、すくい面19に交差して先端側及び径方向外側の少なくともいずれかを向く逃げ面と、すくい面19と逃げ面との交差稜線に形成される切れ刃と、を備えている。
前記切れ刃には、外周切れ刃9と、底切れ刃11と、直線切れ刃13と、が含まれる。前記切れ刃は、外周切れ刃9、底切れ刃11及び直線切れ刃13を備えたことにより、全体として略L字状をなしている。また、各切れ刃(9、11、13)に対して、すくい面19の後述するすくい面部分(10、12、14)、及び、逃げ面の逃げ面部分がそれぞれ隣接配置される。
The
The cutting edges include an outer
本実施形態の切削インサート5Aは、2枚刃の切削インサートであり、外周切れ刃9、底切れ刃11及び直線切れ刃13を備えた前記切れ刃の組を、中心軸Cを中心として、180°回転対称に2組有している。
The cutting
図7(a)に示されるように、底切れ刃11は、インサート本体15の中心軸C方向の先端部に配置され、径方向に沿うように延びるとともに、中心軸C方向の先端側へ向けて凸となる円弧形状をなしている。
底切れ刃11は、直線切れ刃13に接続する該底切れ刃11の径方向の外端(接続点)Aから径方向の内側へ向かうに従い、中心軸C方向の先端側へ向けて傾斜して延びている。底切れ刃11における、径方向に沿う単位長さあたりの中心軸C方向へ向けた変位量(つまり径方向に対する傾き)は、該底切れ刃11の径方向の外端Aから径方向内側へ向かうに従い漸次小さくされていき、径方向の内端においてゼロとなる。
As shown in FIG. 7A, the
The
切れ刃部4の切れ刃全長のうち、底切れ刃11の径方向内端は、中心軸C方向の最先端に位置している。本実施形態では、底切れ刃11の径方向内端が、中心軸C上に配置されている。底切れ刃11の径方向内端(中心軸C方向の最先端)における接線(後述する径方向基準線)RRは、中心軸Cに垂直な平面(水平面)に対して平行に延びる。
Of the total length of the cutting edge of the
切削インサート5Aを工具本体1の取付座3(インサート嵌合溝7)に装着して、刃先交換式回転切削工具6Aを中心軸C回りに回転させると、底切れ刃11の回転軌跡は、先端側へ向けて膨出する凸レンズ形状をなす。
When the
本実施形態の例では、図7(b)に示されるように、底切れ刃11の軸方向すくい角(アキシャルレーキ)が、0°である。ただしこれに限定されるものではなく、底切れ刃11の軸方向すくい角は、正の値(ポジティブ角)や負の値(ネガティブ角)であってもよい。また、図6(c)及び図7(c)に示されるように、底切れ刃11の径方向すくい角は、0°とされている。
In the example of this embodiment, as shown in FIG. 7B, the axial rake angle (axial rake) of the
図7(a)に示されるように、切れ刃部4の工具回転方向Rを向くすくい面19のうち、底切れ刃11の中心軸C方向の基端側に隣接する部分は、底切れ刃11のすくい面部分12である。本実施形態の例では、底切れ刃11のすくい面部分12が平面状をなしている。
また、インサート本体15において中心軸C方向の先端側を向く先端面のうち、底切れ刃11の工具回転方向Rとは反対側に隣接する部分は、底切れ刃11の逃げ面部分である。底切れ刃11の逃げ面部分は、先端側へ向けて凸となる曲面状をなしている。底切れ刃11の逃げ面部分は、該底切れ刃11から工具回転方向Rとは反対側へ向かうに従い中心軸C方向の基端側へ向けて傾斜しており、これにより底切れ刃11には逃げ角が付与されている。
As shown in FIG. 7A, of the
Further, of the tip surface of the
図7(a)に示されるように、外周切れ刃9は、インサート本体15の径方向の外端部に配置され、中心軸C方向に沿うように延びるとともに、径方向の外側へ向けて凸となる円弧形状をなしている。
外周切れ刃9は、直線切れ刃13に接続する該外周切れ刃9の中心軸C方向の先端(接続点)Bから基端側へ向かうに従い、径方向外側へ向けて傾斜して延びている。外周切れ刃9における、中心軸C方向に沿う単位長さあたりの径方向へ向けた変位量(つまり中心軸C方向に対する傾き)は、該外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bから基端側へ向かうに従い漸次小さくされていき、中心軸C方向の基端においてゼロとなる。
As shown in FIG. 7A, the outer
The outer
切れ刃部4の切れ刃全長のうち、外周切れ刃9の中心軸C方向の基端は、径方向の最外端に位置している。外周切れ刃9の中心軸C方向の基端(径方向の最外端)における接線(後述する中心軸方向基準線)CRは、中心軸Cに平行な平面(鉛直面)に対して平行に延びる。
The base end of the outer
切削インサート5Aを工具本体1の取付座3に装着して、刃先交換式回転切削工具6Aを中心軸C回りに回転させると、外周切れ刃9の回転軌跡は、径方向外側へ向けて膨出するバレル形状(樽形状)をなす。
When the
本実施形態の例では、図7(b)に示されるように、外周切れ刃9の軸方向すくい角(ねじれ角に相当)が、0°である。ただしこれに限定されるものではなく、外周切れ刃9の軸方向すくい角は、正の値や負の値であってもよい。また、外周切れ刃9の径方向すくい角(中心方向すくい角。ラジアルレーキ)は、0°とされている。ただしこれに限定されるものではなく、外周切れ刃9の径方向すくい角は、正の値や負の値であってもよい。
In the example of the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the axial rake angle (corresponding to the twist angle) of the outer
図7(a)に示されるように、切れ刃部4の工具回転方向Rを向くすくい面19のうち、外周切れ刃9の径方向内側に隣接する部分は、外周切れ刃9のすくい面部分10である。本実施形態の例では、外周切れ刃9のすくい面部分10が平面状をなしている。
また、インサート本体15において径方向外側を向く外周面のうち、外周切れ刃9の工具回転方向Rとは反対側に隣接する部分は、外周切れ刃9の逃げ面部分である。外周切れ刃9の逃げ面部分は、径方向外側へ向けて凸となる曲面状をなしている。外周切れ刃9の逃げ面部分は、該外周切れ刃9から工具回転方向Rとは反対側へ向かうに従い径方向内側へ向けて傾斜しており、これにより外周切れ刃9には逃げ角が付与されている。
As shown in FIG. 7A, of the
Further, of the outer peripheral surface of the
図7(a)に示されるように、直線切れ刃13は、直線状をなしている。直線切れ刃13は、底切れ刃11の径方向の外端Aと外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとを繋ぐ。つまり、底切れ刃11の径方向の外端Aと、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとは、直線切れ刃13を介して接続する。本実施形態では、底切れ刃11の径方向の外端Aと外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとが、1つの直線切れ刃13を介して接続する。
As shown in FIG. 7 (a), the
直線切れ刃13は、底切れ刃11に接続する該直線切れ刃13の径方向の内端(接続点A)から径方向の外側へ向かうに従い、中心軸C方向の基端側へ向けて傾斜して延びている。直線切れ刃13は、外周切れ刃9に接続する該直線切れ刃13の中心軸C方向の基端(接続点B)から先端側へ向かうに従い、径方向内側へ向けて傾斜して延びている。
The
切削インサート5Aを工具本体1の取付座3に装着して、刃先交換式回転切削工具6Aを中心軸C回りに回転させると、直線切れ刃13の回転軌跡は、中心軸C方向の先端側へ向かうに従い漸次縮径するテーパ筒状に形成される。
When the
本実施形態の例では、図7(b)に示されるように、直線切れ刃13の軸方向すくい角が、0°である。このため、直線切れ刃13と底切れ刃11との接続点Aにおける直線切れ刃13の軸方向すくい角が、0°である。また、直線切れ刃13と外周切れ刃9との接続点Bにおける直線切れ刃13の軸方向すくい角が、0°である。ただしこれに限定されるものではなく、直線切れ刃13の軸方向すくい角は、正の値や負の値であってもよい。図6(c)及び図7(c)に示されるように、直線切れ刃13の径方向すくい角は、0°とされている。ただしこれに限定されるものではなく、直線切れ刃13の径方向すくい角は、正の値や負の値であってもよい。
In the example of the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the axial direction rake angle of the
図7(a)に示されるように、切れ刃部4の工具回転方向Rを向くすくい面19のうち、直線切れ刃13の径方向内側かつ基端側に隣接する部分は、直線切れ刃13のすくい面部分14である。本実施形態の例では、直線切れ刃13のすくい面部分14が平面状をなしている。
また、インサート本体15の外面のうち、直線切れ刃13の工具回転方向Rとは反対側に隣接する部分は、直線切れ刃13の逃げ面部分である。直線切れ刃13の逃げ面部分は、中心軸C方向の先端側かつ径方向外側を向く平面状に形成されている。直線切れ刃13の逃げ面部分は、該直線切れ刃13から工具回転方向Rとは反対側へ向かうに従い中心軸C方向の基端側かつ径方向内側へ向かうように傾斜しており、これにより直線切れ刃13には逃げ角が付与されている。
As shown in FIG. 7A, of the
Further, a portion of the outer surface of the
切れ刃部4において、底切れ刃11の曲率半径と、外周切れ刃9の曲率半径とは、互いに同一である。本実施形態の例では、底切れ刃11の曲率半径及び外周切れ刃9の曲率半径が、外周切れ刃9を中心軸C回りに回転させて得られる回転軌跡の外径(切れ刃部4の最大直径であり、刃径)に等しい。
In the
また本実施形態では、すくい面19のうち、底切れ刃11のすくい面部分12、外周切れ刃9のすくい面部分10及び直線切れ刃13のすくい面部分14が、同一平面上に形成されている。つまり、切れ刃部4の切れ刃のすくい面19全体が、1つの平面により形成されている。
In the present embodiment, the
そして、図7(a)及び図8に示されるように、すくい面19を正面に見て、中心軸Cに対して45°の角度αで交差し、径方向の外側へ向かうに従い中心軸C方向の先端側へ向けて延びる仮想直線VLを対称軸として、底切れ刃11と外周切れ刃9とが、互いに線対称形状となるように形成されている。また直線切れ刃13が、仮想直線VLと直交する。
具体的に本実施形態では、すくい面19を正面に見て、切れ刃部4の切れ刃の刃長全体が、仮想直線VLを対称軸として線対称形状に形成されている。
Then, as shown in FIG. 7A and FIG. 8, the
Specifically, in the present embodiment, when the
なお、本実施形態の例では、底切れ刃11のすくい面部分12、外周切れ刃9のすくい面部分10及び直線切れ刃13のすくい面部分14が、互いに同一平面上に形成されていることから、上記「すくい面19を正面に見て」は、底切れ刃11のすくい面部分12を正面に見て、外周切れ刃9のすくい面部分10を正面に見て、及び、直線切れ刃13のすくい面部分14を正面に見て、と同義である。
また、上記角度αは、仮想直線VLと中心軸Cとが交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度を指している。
In the example of the present embodiment, the
Further, the angle α indicates an acute angle among the acute angle and the obtuse angle formed by intersecting the virtual straight line VL and the central axis C.
また、図7(a)及び図8に示されるように、すくい面19を正面に見て、底切れ刃11における中心軸C方向の先端を通り径方向に沿って延びる直線を径方向基準線RRとし、外周切れ刃9における径方向の外端を通り中心軸C方向に沿って延びる直線を中心軸方向基準線CRとし、底切れ刃11の径方向の外端Aにおける該底切れ刃11の接線を第1の接線L1とし、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bにおける該外周切れ刃9の接線を第2の接線L2とし、第1の接線L1と径方向基準線RRとの交点D、第1の接線L1と中心軸方向基準線CRとの交点E、及び、径方向基準線RRと中心軸方向基準線CRとの交点Fを、互いに直線で繋いで形成される直角三角形(△DEF)を第1の直角三角形T1とし、第2の接線L2と中心軸方向基準線CRとの交点G、第2の接線L2と径方向基準線RRとの交点H、及び、径方向基準線RRと中心軸方向基準線CRとの交点Fを、互いに直線で繋いで形成される直角三角形(△GHF)を第2の直角三角形T2として、第1の直角三角形T1と第2の直角三角形T2とが、互いに合同である。
Further, as shown in FIG. 7A and FIG. 8, when the
また、図7(a)及び図8に示されるすくい面19の正面視において、底切れ刃11の径方向の外端Aと外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとを結ぶ線分の中点M(本実施形態では直線切れ刃13の中点M)と、径方向基準線RRと中心軸方向基準線CRとの交点Fと、を通る仮想直線は、上記仮想直線VLと一致する。
そして、ネジ挿通孔18の孔中心は、仮想直線VL上に位置している。具体的に、すくい面19の正面視においてネジ挿通孔18の孔中心は、仮想直線VLと中心軸Cとの交点I上に配置されている。
Further, in a front view of the
The hole center of the
また、すくい面19を正面に見て、第1の接線L1と径方向基準線RRとの間に形成される角度θ1が、10〜30°であり、第2の接線L2と径方向基準線RRとの間に形成される角度θ2が、(90°−θ1)°である。角度θ1は、12〜28°であることが好ましく、より望ましくは12〜25°である。ただし角度θ1、θ2は、本実施形態の数値範囲に限定されない。
なお、上記角度θ1は、第1の接線L1と径方向基準線RRとが交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度を指している。また、上記角度θ2は、第2の接線L2と径方向基準線RRとが交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度を指している。
In addition, when the
The angle θ1 refers to an acute angle or an obtuse angle formed by the intersection of the first tangent line L1 and the radial direction reference line RR. Further, the angle θ2 indicates an acute angle among the acute angle and the obtuse angle formed by the intersection of the second tangent line L2 and the radial direction reference line RR.
以上説明した本実施形態の切削インサート5A及び刃先交換式回転切削工具6Aによれば、切れ刃部4のすくい面19を正面に見て、中心軸Cに対して45°の角度αで交差する仮想直線VLを対称軸として、底切れ刃11と外周切れ刃9とが、線対称形状に形成されている。
或いは、切れ刃部4のすくい面19を正面に見て、底切れ刃11の曲率半径と外周切れ刃9の曲率半径とが互いに同一であり、かつ、底切れ刃11の径方向の外端Aにおける底切れ刃11の接線(第1の接線)L1を斜辺とする第1の直角三角形T1(△DEF)と、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bにおける外周切れ刃9の接線(第2の接線)L2を斜辺とする第2の直角三角形T2(△GHF)とが、互いに合同である。
According to the
Alternatively, the radius of curvature of the
従って、例えば、被削材に正面削り加工(平面加工)を施すときに、底切れ刃11で切削することにより被削材の加工面に付与される挽き目(加工目、加工痕)と、被削材に側面削り加工(立壁面加工)を施すときに、外周切れ刃9で切削することにより被削材の加工面に付与される挽き目とが、互いに同じ性状となる。
すなわち本実施形態では、底切れ刃11の曲率半径と外周切れ刃9の曲率半径とが、互いに同一であり、かつ、底切れ刃11と外周切れ刃9とが互いに線対称に形成されている。従って、被削材の加工面のうち、平面部のカスプハイトと立壁部のカスプハイトとを同等にするにあたって、いずれも同一のピックフィード(ピッチ)で加工することができ、平面部と立壁部の挽き目を互いに揃えることができる。このため、被削材全体にわたって同じ品質とされた加工面を得ることができる。
つまり、底切れ刃11と外周切れ刃9のいずれを使用した切削加工の場合においても、被削材の加工面の性状を一定に揃えることができるのである。
Therefore, for example, when performing face facing processing (flat surface processing) on a material to be cut, a grain (a processing point, a processing mark) to be imparted to the processing surface of the material to be cut by cutting with the
That is, in the present embodiment, the radius of curvature of the
That is, even in the case of cutting using either the
ここで、ピッチ及びカスプハイトが示された図11(a)を参照する。図11(a)は、被削材Wの加工面の断面を拡大して示す図であり、図中において符号Pが、被削材Wの加工面に付与された加工痕のピッチ(ピックフィードのピッチに相当)を表しており、符号CHが、加工痕のカスプハイトを表している。本実施形態によれば、被削材Wの加工部位や形状に係わらず、ピックフィードのピッチ(幅)Pやカスプハイト(深さ)CHを一定に揃えることができる。 Reference is now made to FIG. 11 (a) where the pitch and cusp height are shown. FIG. 11A is an enlarged view of a cross section of the machined surface of the work material W, and in the drawing, a symbol P denotes a pitch of a machining mark provided on the machined surface of the work material W (pick feed And the symbol CH represents the cusp height of the processing mark. According to the present embodiment, the pitch (width) P of the pick feed and the cusp height (depth) CH can be made uniform regardless of the processing site or shape of the work material W.
また、上述のように被削材の加工面の性状を一定に揃えることができるので、加工面の面粗さや光沢等を、加工面全体に均等にすることができる。つまり、加工面全体としての表面性能や見栄えを均一化できる。これにより、仕上げ加工や中仕上げ加工において、加工の高精度化に有利な効果を得ることができる。 Further, as described above, since the properties of the machined surface of the work material can be made uniform, the surface roughness, gloss, etc. of the machined surface can be made uniform over the entire machined surface. That is, the surface performance and the appearance of the entire processing surface can be made uniform. Thereby, in the finishing process and the semi-finishing process, an advantageous effect can be obtained to increase the accuracy of the process.
また、正面削り加工(平面加工)において底切れ刃11で切削可能な加工面の傾斜角度の範囲と、側面削り加工(立壁面加工)において外周切れ刃9で切削可能な加工面の傾斜角度の範囲とが、互いに同一となるため、被削材の加工面の性状を一定に揃えつつ、より多くの加工形状に対応することができる。
In addition, the range of the inclination angle of the machined surface that can be cut by the
なお、本実施形態の切削インサート5A及び刃先交換式回転切削工具6Aを多軸制御のマシニングセンタ等の工作機械に用いた場合には、本実施形態による作用効果がより格別顕著なものとなる。上記多軸制御とは、例えば4〜6軸の制御を指す。多軸制御であることで、互いに傾斜が異なる複数の加工面同士を、より均等な性状に加工しやすくなる。この場合、例えばタービンブレードのような複雑な3次元曲面を有する被削材であっても、高精度に安定して切削加工を施すことができる。
When the
具体的に、従来のボールエンドミルを3軸制御の切削加工方法で用いた場合は、先の「発明が解決しようとする課題」で述べたような課題を有していた。
本実施形態の切削インサート5A及び刃先交換式回転切削工具6Aによれば、5軸制御による加工機に対応可能であり、外周切れ刃(バレル切れ刃)9、底切れ刃(レンズ切れ刃)11を組み合わせて使用することによって、高能率加工、高精度加工を同時に実現することが可能となった。
例えば、工具軸を傾斜して加工することによって、外周切れ刃(バレル切れ刃)9を使用するときは、被削材の勾配を有する傾斜面において、加工ピッチを大きく設定して高能率な加工条件を設定すること、及び、高品位な仕上げ面を得ることが可能になる。
また、底切れ刃(レンズ切れ刃)11を使用するときも、外周切れ刃(バレル切れ刃)9と同様に、被削材曲面を高品位な仕上げ面とすることができる。
さらに、3軸制御の加工機で使用する場合であっても、外周切れ刃(バレル切れ刃)9を使用することで、垂直な立壁に近い勾配面を、または底切れ刃(レンズ切れ刃)11を使用することで平坦な面に近い被削材曲面を、加工ピッチを大きく設定した条件で加工することができるなどの特徴を有する。
Specifically, when the conventional ball end mill is used in a 3-axis control cutting method, it has problems as described in the above-mentioned "Problems to be solved by the invention".
According to the
For example, when using the outer peripheral cutting edge (barrel cutting edge) 9 by processing with inclination of the tool axis, the processing pitch is set large on the inclined surface having the slope of the work material to achieve high efficiency processing It becomes possible to set conditions and to obtain a high quality finished surface.
Further, when the bottom cutting edge (lens cutting edge) 11 is used, as in the case of the outer peripheral cutting edge (barrel cutting edge) 9, the curved surface of the material to be cut can be a high quality finished surface.
Furthermore, even when used in a 3-axis control processing machine, by using the peripheral cutting edge (barrel cutting edge) 9, a sloped surface close to a vertical upright wall, or a bottom cutting edge (lens cutting edge) The curved surface of the work material close to a flat surface can be machined by using No. 11 under the condition that the machining pitch is set large.
ここで、図8〜図10を参照して、本実施形態についてより詳しく説明する。図8は、本実施形態の切削インサート5Aを表しており、図9及び図10は、本実施形態とは技術思想が異なる参考例の切削インサート20、30を表している。図8〜図10はそれぞれ、切れ刃部4のすくい面19を正面に見た切削インサート5A、20、30の平面図である。図8〜図10に示される3つの切削インサート5A、20、30は、すべて、底切れ刃11の曲率半径と外周切れ刃9の曲率半径とが、互いに同一である。
Here, with reference to FIGS. 8 to 10, the present embodiment will be described in more detail. FIG. 8 shows the
そして図8に示される本実施形態の切削インサート5Aでは、中心軸Cに対して45°の角度αで交差する仮想直線VLを対称軸として、底切れ刃11と外周切れ刃9とが、互いに線対称形状となるように形成されている。また、図8に示される本実施形態の切削インサート5Aでは、第1の直角三角形T1(△DEF)と第2の直角三角形T2(△GHF)とが、互いに合同である。これにより、上述した優れた作用効果を奏する。
Then, in the
一方、図9及び図10に示される参考例の切削インサート20、30では、底切れ刃11の曲率半径と外周切れ刃9の曲率半径とが互いに同一ではあるが、仮想直線VLに関して底切れ刃11と外周切れ刃9とが線対称形状に形成されていない。また、図9及び図10に示される参考例の切削インサート20、30では、第1の直角三角形T1(△DEF)と第2の直角三角形T2(△GHF)とが、互いに合同ではない。
従って、図9及び図10に示される参考例の切削インサート20、30では、被削材に正面削り加工(平面加工)を施して加工面に付与される挽き目と、被削材に側面削り加工(立壁面加工)を施して加工面に付与される挽き目とを、互いに同一の性状とすることが難しい場合がある。つまり、単に底切れ刃11の曲率半径と外周切れ刃9の曲率半径とを同一に設定しても、上述した本実施形態のような優れた作用効果が得られるとは限らない。
On the other hand, in the cutting inserts 20 and 30 of the reference example shown in FIGS. 9 and 10, the radius of curvature of the
Therefore, in the cutting inserts 20 and 30 of the reference example shown in FIG. 9 and FIG. 10, the face to be machined is given to the work surface by subjecting the work to face machining (planar process), and side cutting to the work material In some cases, it is difficult to make the textures applied to the processed surface by processing (standing wall surface processing) the same property as each other. That is, even if the curvature radius of the
また本実施形態によれば、従来のボールエンドミルやラジアスエンドミル等の切削工具に比べて、加工時間を短縮することができる。
具体的に、従来のボールエンドミルタイプの切削工具では、切れ刃部の中心軸回りの回転軌跡が半球状をなし、この回転軌跡の半径は工具直径(切れ刃部の回転軌跡の最大直径であり、刃径)の1/2である。そして、ボールエンドミルタイプの切削工具においては、底切れ刃に対応する切れ刃部分の曲率半径、及び、外周切れ刃に対応する切れ刃部分の曲率半径が、ともに工具直径の1/2となる。つまりボールエンドミルタイプの切削工具では、工具半径(工具直径の1/2)に応じて、所定のカスプハイト値以下となるようにピックフィードを設定し、切削加工を行うこととなる。また、ラジアスエンドミルタイプの切削工具の場合は、傾斜した加工面などを切削加工する際にコーナーR切れ刃が使用されるが、該コーナーR切れ刃の曲率半径は、一般にボールエンドミルの切れ刃の曲率半径よりも小さい(工具直径が同一の場合)ことから、ピックフィードはボールエンドミルよりもさらに小さくなる。
Further, according to the present embodiment, the processing time can be shortened as compared with conventional cutting tools such as ball end mills and radius end mills.
Specifically, in the conventional ball end mill type cutting tool, the rotation locus around the central axis of the cutting edge is hemispherical, and the radius of this rotation locus is the tool diameter (the maximum diameter of the rotation locus of the cutting edge , 1/2 of the blade diameter). In the ball end mill type cutting tool, the curvature radius of the cutting edge portion corresponding to the bottom cutting edge and the curvature radius of the cutting edge portion corresponding to the outer peripheral cutting edge both become 1/2 of the tool diameter. That is, in the ball end mill type cutting tool, the pick feed is set to be equal to or less than a predetermined cusp height value according to the tool radius (1/2 of the tool diameter), and cutting is performed. In the case of a radius end mill type cutting tool, a corner R cutting edge is used when cutting an inclined machined surface etc. The radius of curvature of the corner R cutting edge is generally that of the cutting edge of a ball end mill The pick feed is even smaller than the ball end mill because it is smaller than the radius of curvature (if the tool diameter is the same).
これに対して本実施形態では、底切れ刃11の曲率半径及び外周切れ刃9の曲率半径を、工具直径の1/2よりもそれぞれ大きく設定することができる。このため、従来のボールエンドミルで加工した加工面の挽き目のカスプハイトと同等のカスプハイトを得るにあたって(つまり所定のカスプハイト値以下とするにあたって)、本実施形態によればピックフィード(ピッチ)を大きく設定することができる。
なお本実施形態では、底切れ刃11の曲率半径及び外周切れ刃9の曲率半径が、工具直径(切れ刃の回転軌跡の最大径)に等しくされている。従って本実施形態では、従来のボールエンドミルに比べて、ピックフィードを約2倍近い値に設定することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the radius of curvature of the
In the present embodiment, the radius of curvature of the
ここで、図11(a)、(b)を参照して、本実施形態と従来例のピックフィード(ピッチ)の違いについて説明する。図11(a)は、本実施形態の切削インサート5A(刃先交換式回転切削工具6A)で切削した被削材Wの加工面(加工痕)の断面を表しており、図11(b)は、従来の切削工具で切削した被削材Wの加工面の断面を表している。図中において、符号Pはピックフィードのピッチであり、符号CHはカスプハイトである。図11(a)、(b)に示されるように、カスプハイトCHを互いに同一に設定した場合には、図11(a)の本実施形態の方が、ピックフィードのピッチPを大きくすることができる。
Here, with reference to FIGS. 11A and 11B, the difference between the pick feed (pitch) of the present embodiment and that of the conventional example will be described. Fig.11 (a) represents the cross section of the processing surface (processing mark) of the cut material W cut with cutting
このように本実施形態によれば、カスプハイトCHを小さく抑えつつ、ピックフィード(ピッチP)を大きく設定することができる。これにより、加工面に加工痕として付与される凹凸(スカラップ)の数を減らすことができ、加工面精度を高めることができる。また、ピックフィードを大きくした分、ツールパス長さ(総加工長さ)を削減することができ、加工時間を短縮することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to set the pick feed (pitch P) large while suppressing the cusp height CH small. Thereby, the number of asperities (scallops) provided as a processing mark on the processing surface can be reduced, and the processing surface accuracy can be enhanced. In addition, the tool path length (total processing length) can be reduced by the increase of the pick feed, and the processing time can be shortened.
本実施形態の切削インサート5Aを装着した刃先交換式回転切削工具6Aと、従来例のボールエンドミルとを用いて、実際に被削材(S50C)の切削試験を行ってみたところ、工具直径、切削速度、送り量及びカスプハイト(スカラップハイト)を互いに同一に設定した場合、本実施形態は従来例に比べて、加工時間を約30%も削減できることが確認された。また、加工面の算術平均粗さRa及び十点平均粗さRzは、両方ともに、本実施形態が従来例よりも小さい値となり、加工面精度に優れていることがわかった。
When a cutting test of the material to be cut (S50C) was actually performed using the cutting edge exchange type
また、底切れ刃11と外周切れ刃9とを接続する直線切れ刃13が備えられる。よって直線切れ刃13を用いて、従来のボールエンドミル等では高精度な加工が難しかった被削材の平面フライス加工(仕上げ加工)を行うことができる。また、平面フライス加工が効率よく行える。つまり、直線切れ刃13が、挽き目(加工目、加工痕)をなくすための仕上げ刃としての機能を有する。このため本実施形態によれば、種々様々な切削加工への対応が可能となる。
Further, a
以上より本実施形態によれば、被削材の加工部位や形状に係わらず、加工面の性状が均等となるように切削加工を施すことが可能である。このため、仕上げ加工や中仕上げ加工等において、加工面全体にわたって良好な加工面精度を得ることができる。 As mentioned above, according to this embodiment, it is possible to perform cutting so that the property of a processing side may become equal irrespective of the processing part and shape of a work material. Therefore, in the finishing process, the semi-finishing process and the like, it is possible to obtain good machined surface accuracy over the entire machined surface.
また本実施形態では、インサート本体15に、該インサート本体15を厚さ方向に貫通するネジ挿通孔18が形成されており、このネジ挿通孔18には、工具本体1の取付座3(インサート嵌合溝7)に切削インサート5Aを固定するための固定用ネジ8が挿通される。
そして本実施形態によれば、ネジ挿通孔18の孔中心が仮想直線VL上に位置しているので、底切れ刃11を用いた切削加工時においても、外周切れ刃9を用いた切削加工時においても、切削インサート5Aをネジ挿通孔18(固定用ネジ8)回りに回転させようとする力が抑えられる。
Further, in the present embodiment, a
And, according to the present embodiment, since the hole center of the
具体的には、底切れ刃11を用いた切削加工時においては、該底切れ刃11が受ける切削抵抗の切れ刃法線方向成分が、ネジ挿通孔18の孔中心に向かうように作用する。また、外周切れ刃9を用いた切削加工時においては、該外周切れ刃9が受ける切削抵抗の切れ刃法線方向成分が、ネジ挿通孔18の孔中心に向かうように作用する。このため、固定用ネジ8で固定された切削インサート5Aを、該固定用ネジ8回りに回転させようとする力が緩和されて、取付座3に対する切削インサート5Aの微振動(回転微振動)が抑制される。
Specifically, during cutting using the
これにより、被削材の加工面の性状が安定して、高精度加工を実現することができる。
特に、被削材の3次元形状の構成部分に対して、該構成部分の外面に沿った工具軌跡でフライス加工を行う、いわゆる面沿い加工による仕上げ加工や中仕上げ加工において、高精度化に有利な効果を得ることができる。
また、直線切れ刃13を用いた切削加工時においては、該直線切れ刃13が受ける切削抵抗の切れ刃法線方向成分が、ネジ挿通孔18の孔中心に向かうように作用する。従って、直線切れ刃13を用いた切削加工時においても、上述と同様の作用効果を奏する。
Thereby, the property of the processing surface of a work material can be stabilized and high-precision processing can be realized.
In particular, it is advantageous for high precision in finishing and semi-finishing by so-called surface milling, in which milling is performed on a component of a three-dimensional shape of a work material with a tool locus along the outer surface of the component. Effect can be obtained.
Further, at the time of cutting using the
また本実施形態では、底切れ刃11の径方向の外端Aと外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとが、1つの直線切れ刃13を介して接続する。このため、直線切れ刃13の刃長を長く確保でき、該直線切れ刃13を切削加工に用いる場合の送り量を増大できて、加工効率が高められる。
Further, in the present embodiment, the outer end A in the radial direction of the
また本実施形態では、切れ刃部4のすくい面19のうち、底切れ刃11のすくい面部分12、外周切れ刃9のすくい面部分10及び直線切れ刃13のすくい面部分14が、同一平面上に形成されている。このため、切れ刃全長にわたって、軸方向すくい角や径方向すくい角が概ね変化しない。
一般には、切れ刃部のすくい面のうち、底切れ刃のすくい面部分及び外周切れ刃のすくい面部分等は、互いに異なる平面や曲面により形成されている。そして、各切れ刃同士の接続点は、互いに形状の異なる2つの切れ刃が接続される部分であることから、軸方向すくい角や径方向すくい角が変化する。このため、切削加工時には、切れ刃同士の接続点近傍での切削負荷が大きくなりやすい。
Further, in the present embodiment, the
Generally, among the rake surfaces of the cutting edge portion, the rake surface portion of the bottom cutting edge and the raking surface portion of the outer peripheral cutting edge, etc. are formed by different planes or curved surfaces. And since the connection point of each cutting edge is a part to which two cutting edges which are mutually different in shape are connected, an axial direction rake angle and radial direction rake angle change. For this reason, at the time of cutting, the cutting load in the vicinity of the connection point between the cutting edges tends to be large.
そこで本実施形態のように、底切れ刃11のすくい面部分12、外周切れ刃9のすくい面部分10及び直線切れ刃13のすくい面部分14を、同一平面上に形成することとすれば、底切れ刃11と直線切れ刃13との接続点A、及び、外周切れ刃9と直線切れ刃13との接続点Bにおいても、切れ刃のすくい面は1つの平面によって形成されることになる。
これにより、接続点A、Bを挟んだ切れ刃の両側において、軸方向すくい角や径方向すくい角が大きく変化するようなことが抑えられ、接続点A、B近傍に大きな切削負荷が作用することを防止できる。従って、直線切れ刃13と底切れ刃11との接続部分、及び、直線切れ刃13と外周切れ刃9との接続部分における刃先強度が顕著に高められ、工具寿命が延長する。
Therefore, if the
As a result, a large change in axial rake angle and radial rake angle is suppressed on both sides of the cutting edge sandwiching the connection points A and B, and a large cutting load acts in the vicinity of the connection points A and B. Can be prevented. Accordingly, the strength of the cutting edge at the connection portion between the
また、底切れ刃11のすくい面部分12、外周切れ刃9のすくい面部分10及び直線切れ刃13のすくい面部分14が、同一平面上に形成されているので、切削インサート5Aの製造が容易である。また、これらのすくい面部分10、12、14同士の間(接続部位)に凹部(谷部)等が形成されないことから、切削加工時における切屑の引っ掛かり等が抑制されて、切屑排出性が高められる。
Further, since the
また本実施形態では、すくい面19を正面に見て、第1の接線L1と径方向基準線RRとの間に形成される角度θ1が10〜30°であり、第2の接線L2と径方向基準線RRとの間に形成される角度θ2が(90°−θ1)°であるので、上述した作用効果がより顕著なものとなる。また、直線切れ刃13近傍の切れ刃強度を確保しつつ、種々の被削材の加工部位や形状により対応しやすくなる。
Further, in the present embodiment, when the
具体的には、角度θ1が10°以上(角度θ2が80°以下)であるので、直線切れ刃13の刃長が長くなり過ぎることを抑制できる。これにより、底切れ刃11及び外周切れ刃9の各刃長を長く確保して、上述した本実施形態の効果(カスプハイトCHを小さく抑えつつピックフィードのピッチPを大きくできる等の効果)をより格別なものにできる。角度θ1が10°未満の場合(角度θ2が80°を超える場合)には、直線切れ刃13の刃長が長くなり過ぎる結果、底切れ刃11及び外周切れ刃9の各刃長が短くなり、上述の効果が得られにくくなるおそれがある。なお、上述した作用効果をより顕著なものとするためには、角度θ1が12°以上(角度θ2が78°以下)であることが好ましい。
また、角度θ1が30°以下(角度θ2が60°以上)であるので、直線切れ刃13の刃長が短くなり過ぎることを抑制できる。これにより、直線切れ刃13の刃長を長く確保して、上述した本実施形態の効果(直線切れ刃13で平面フライス加工を高精度に効率よく行える等の効果)をより格別なものにできる。角度θ1が30°を超える場合(角度θ2が60°未満の場合)には、直線切れ刃13の刃長が短くなり過ぎる結果、上述の効果が得られにくくなるおそれがある。なお、上述した作用効果をより顕著なものとするためには、角度θ1が28°以下(角度θ2が62°以上)であることが好ましく、25°以下(角度θ2が65°以上)であることがより望ましい。
Specifically, since the angle θ1 is 10 ° or more (the angle θ2 is 80 ° or less), it is possible to suppress that the length of the
Further, since the angle θ1 is 30 ° or less (the angle θ2 is 60 ° or more), it is possible to suppress that the blade length of the
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る切削インサート5B及びこれを備えた刃先交換式回転切削工具6Bについて、図12〜図14を参照して説明する。
なお、第2実施形態では、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、主として異なる点について説明する。
Second Embodiment
Next, a cutting
In the second embodiment, the same parts as the constituent elements in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and mainly different points will be described.
図12〜図14に示されるように、本実施形態の切削インサート5B及び刃先交換式回転切削工具6Bは、前述の実施形態とは、切れ刃部4が備える直線切れ刃13及びすくい面部分14等の構成が異なる。
本実施形態では、底切れ刃11の径方向の外端(接続点)Aと外周切れ刃9の中心軸C方向の先端(接続点)Bとが、複数の直線切れ刃13を介して接続する。具体的には、図14(a)〜(c)に示されるように、底切れ刃11の径方向の外端Aと、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとが、2つの直線切れ刃13を介して繋がる。
As shown in FIGS. 12 to 14, the cutting
In the present embodiment, the radially outer end (connection point) A of the
図14(a)に示されるように、複数の直線切れ刃13同士は、接続点A、B間において、互いに異なる向きに延び、互いに連続して形成されている。
複数の直線切れ刃13のうち、底切れ刃11に接続する直線切れ刃(第1の直線切れ刃)13は、接続点Aから径方向の外側へ向かうに従い中心軸C方向の基端側へ向けて傾斜して延びている。複数の直線切れ刃13のうち、外周切れ刃9に接続する直線切れ刃(第2の直線切れ刃)13は、接続点Bから先端側へ向かうに従い径方向内側へ向けて傾斜して延びている。
As shown in FIG. 14A, the plurality of
Of the plurality of
第1の直線切れ刃13における径方向の単位長さあたりの中心軸C方向へ向けた変位量(つまり径方向に対する傾き)は、底切れ刃11の径方向の外端Aと外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとを結ぶ線分LSの前記変位量よりも小さく、第1の接線L1の前記変位量よりも大きい。
第2の直線切れ刃13における径方向の単位長さあたりの中心軸C方向へ向けた変位量は、線分LSの前記変位量よりも大きく、第2の接線L2の前記変位量よりも小さい。
第1の直線切れ刃13における径方向の単位長さあたりの中心軸C方向へ向けた変位量は、第2の直線切れ刃13の前記変位量よりも小さい。
The amount of displacement of the first
The displacement of the second
The amount of displacement of the first
本実施形態において、複数の直線切れ刃13(第1の直線切れ刃13及び第2の直線切れ刃13)は、線分LSよりも工具の先端外周側に配置される。すくい面19を正面に見て、隣り合う直線切れ刃13同士が接続する角部は、工具の先端外周側へ向けて凸となる鈍角をなすように形成される。また、仮想直線VLは、径方向基準線RRと中心軸方向基準線CRとの交点Fと、線分LSの中点Mと、を通る。
In the present embodiment, the plurality of straight cutting edges 13 (the first
第1の直線切れ刃13と第2の直線切れ刃13との接続点(上記角部)は、仮想直線VL上に配置される。第1の直線切れ刃13と第2の直線切れ刃13との接続点は、線分LSの中点Mよりも工具の先端外周側に配置されている。第1の直線切れ刃13と第2の直線切れ刃13とは、仮想直線VLを対称軸として、互いに線対称形状となるように形成される。つまり本実施形態では、第1の直線切れ刃13の刃長と、第2の直線切れ刃13の刃長とが、互いに同一である。
A connection point (the above-mentioned corner) between the first
また、切れ刃部4のすくい面19のうち、底切れ刃11のすくい面部分12、外周切れ刃9のすくい面部分10、及び、複数の直線切れ刃13の各すくい面部分14が、互いに同一平面上に形成されている。図12及び図13において、複数の直線切れ刃13の各逃げ面部分は、互いに異なる平面上に形成されている。
Further, among the rake surfaces 19 of the
以上説明した本実施形態の切削インサート5B及び刃先交換式回転切削工具6Bによれば、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
そして本実施形態では、複数の直線切れ刃13により様々な仕上げ加工等に対応可能である。
According to the cutting
And in this embodiment, it is possible to cope with various finishing processes and the like by the plurality of linear cutting edges 13.
また本実施形態では、第1の直線切れ刃13の刃長と、第2の直線切れ刃13の刃長とが、互いに同一であるので、第1の直線切れ刃13を用いた仕上げ加工と、第2の直線切れ刃13を用いた仕上げ加工とで挽き目(加工目、加工痕)を揃えることができる。従って、複数の直線切れ刃13で別々に切削することにより被削材の加工面に付与される挽き目同士が、互いに同じ性状となる。
Further, in the present embodiment, since the blade length of the first
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る切削インサート5C及びこれを備えた刃先交換式回転切削工具6Cについて、図15〜図17を参照して説明する。
なお、第3実施形態では、第1、第2実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、主として異なる点について説明する。
Third Embodiment
Next, a cutting
In the third embodiment, the same parts as the constituent elements in the first and second embodiments will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted, and mainly different points will be described.
図15〜図17に示されるように、本実施形態の切削インサート5C及び刃先交換式回転切削工具6Cは、前述の実施形態とは、切れ刃部4が備える直線切れ刃13及びすくい面部分14等の構成が異なる。
本実施形態では、図17(a)〜(c)に示されるように、底切れ刃11の径方向の外端(接続点)Aと、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端(接続点)Bとが、3つの直線切れ刃13を介して接続する。
As shown in FIGS. 15 to 17, the cutting
In this embodiment, as shown in FIGS. 17A to 17C, the radial outer end (connection point) A of the
図17(a)に示されるように、複数の直線切れ刃13には、底切れ刃11に接続する直線切れ刃(第1の直線切れ刃)13と、外周切れ刃9に接続する直線切れ刃(第2の直線切れ刃)13と、第1の直線切れ刃13と第2の直線切れ刃13との間に位置してこれらを接続する直線切れ刃(第3の直線切れ刃)13と、が含まれる。第3の直線切れ刃13は、第1の直線切れ刃13との接続点から径方向外側へ向かうに従い中心軸C方向の基端側へ向けて傾斜して延びている。
As shown in FIG. 17A, a plurality of
第3の直線切れ刃13における径方向の単位長さあたりの中心軸C方向へ向けた変位量(つまり径方向に対する傾き)は、第1の直線切れ刃13の前記変位量よりも大きく、第2の直線切れ刃13の前記変位量よりも小さい。本実施形態では、第3の直線切れ刃13の前記変位量と、線分LSの前記変位量とが、互いに同一である。つまり、第3の直線切れ刃13と線分LSとは、互いに平行である。
The amount of displacement (that is, the inclination with respect to the radial direction) in the radial direction per unit length in the third
本実施形態において、複数の直線切れ刃13(第1〜第3の直線切れ刃13)は、線分LSよりも工具の先端外周側に配置される。すくい面19を正面に見て、隣り合う直線切れ刃13同士が接続する角部は、工具の先端外周側へ向けて凸となる鈍角をなすように形成される。
In the present embodiment, the plurality of straight cutting edges 13 (first to third straight cutting edges 13) are disposed closer to the outer periphery of the tip of the tool than the line segment LS. When the
第1の直線切れ刃13と第3の直線切れ刃13との接続点(角部)、及び、第2の直線切れ刃13と第3の直線切れ刃13との接続点(角部)は、線分LSよりも工具の先端外周側に配置されている。また、第3の直線切れ刃13は、仮想直線VLと直交する。第1の直線切れ刃13と第2の直線切れ刃13とは、仮想直線VLを対称軸として、互いに線対称形状となるように形成される。本実施形態では、第1の直線切れ刃13の刃長と、第2の直線切れ刃13の刃長と、第3の直線切れ刃13の刃長とが、互いに同一である。
Connection points (corners) between the first
以上説明した本実施形態の切削インサート5C及び刃先交換式回転切削工具6Cによれば、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また本実施形態では、第1の直線切れ刃13の刃長と、第2の直線切れ刃13の刃長と、第3の直線切れ刃13の刃長とが互いに同一であるので、第1の直線切れ刃13を用いた仕上げ加工と、第2の直線切れ刃13を用いた仕上げ加工と、第3の直線切れ刃13を用いた仕上げ加工とで挽き目(加工目、加工痕)を揃えることができる。
According to the cutting insert 5C and the indexable
Further, in the present embodiment, since the blade length of the first
なお、第3の直線切れ刃13の刃長を、第1、第2の直線切れ刃13の刃長とは異なる長さとしてもよい。つまり、第3の直線切れ刃13の刃長が、第1、第2の直線切れ刃13の刃長より長くてもよいし、短くてもよい。この場合、より多様な加工形態への対応が可能となる。
The length of the third
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る切削インサート5D及びこれを備えた刃先交換式回転切削工具6Dについて、図18〜図20を参照して説明する。
なお、第4実施形態では、第1〜第3実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、主として異なる点について説明する。
Fourth Embodiment
Next, a cutting
In the fourth embodiment, the same parts as the constituent elements in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and mainly different points will be described.
図18〜図20に示されるように、本実施形態の切削インサート5D及び刃先交換式回転切削工具6Dは、切れ刃部4が直線切れ刃13及びすくい面部分14を備えていない点等で、前述の実施形態とは構成が異なる。
As shown in FIGS. 18 to 20, the cutting
図20(a)〜(c)に示されるように、本実施形態では、底切れ刃11の径方向の外端(接続点)Aと、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端(接続点)Bとが、直接接続している。底切れ刃11の径方向の外端Aと、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとが、互いに直接的に繋がる。底切れ刃11の接続点Aは、該底切れ刃11において外周切れ刃9に接続する端点であり、外周切れ刃9の接続点Bは、該外周切れ刃9において底切れ刃11に接続する端点である。接続点Aと接続点Bとは、互いの位置が一致する。接続点Aと接続点Bとの間には、直線切れ刃13が形成されていない。このため、切れ刃部4のすくい面19は、直線切れ刃13のすくい面部分14を有していない。そして、すくい面19のうち、底切れ刃11のすくい面部分12及び外周切れ刃9のすくい面部分10が、同一平面上に形成されている。
As shown in FIGS. 20 (a) to 20 (c), in the present embodiment, the radial outer end (connection point) A of the
図18〜図20(a)に示されるように、底切れ刃11の径方向の外端Aと、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとが接続する角部は、工具の先端外周側へ向けて凸となる鈍角をなすように形成される。
本実施形態では、ネジ挿通孔18の孔中心が、底切れ刃11の径方向の外端Aと外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bとの接続点A、Bと、径方向基準線RRと中心軸方向基準線CRとの交点Fと、を通る仮想直線VL上に位置している。
As shown in FIG. 18 to FIG. 20A, the corner portion where the radial outer end A of the
In the present embodiment, the hole centers of the screw insertion holes 18 are connection points A and B between the radially outer end A of the
また、図20(a)に示されるように、すくい面19を正面に見て、第1の接線L1と径方向基準線RRとの間に形成される角度θ1が10〜30°であり、第2の接線L2と径方向基準線RRとの間に形成される角度θ2が(90°−θ1)°である。
Further, as shown in FIG. 20A, when the
以上説明した本実施形態の切削インサート5D及び刃先交換式回転切削工具6Dによれば、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
そして本実施形態では、底切れ刃11の径方向の外端Aと、外周切れ刃9の中心軸C方向の先端Bと、が直接接続しているので、底切れ刃11の刃長及び外周切れ刃9の刃長を長く(最長に)設定することが可能になる。このため、カスプハイトCHを小さく抑えつつ、ピックフィードのピッチPを増大できる。従って、加工面精度を良好に維持しつつ、加工効率を高めることができる。また、直線切れ刃13、該直線切れ刃13のすくい面部分14及び逃げ面部分が形成されていない分、切削インサート5Dの製造を簡素化できる。
According to the cutting
And in this embodiment, since the radial outer end A of the
また本実施形態では、角度θ1が10°以上(角度θ2が80°以下)であるので、底切れ刃11と外周切れ刃9との接続点A、B(角部)が工具の先端外周側へ向けて尖り過ぎることを抑制できる。従って、接続点A、B近傍における切れ刃のチッピング等が抑制される。なお、上述の作用効果をより顕著なものとするためには、角度θ1が12°以上(角度θ2が78°以下)であることが好ましい。
また、角度θ1が30°以下(角度θ2が60°以上)であるので、切れ刃部4の切れ刃形状が全体としてボールエンドミルの切れ刃形状に近くなるようなことが抑えられる。すなわち、底切れ刃11及び外周切れ刃9の各曲率半径を、切れ刃部4の刃径の1/2(工具直径の1/2であり、工具半径)よりも十分に大きく設定できるため、上述したピックフィードのピッチPを増大できる等の効果がより格別なものとなる。なお、上述の作用効果をより顕著なものとするためには、角度θ1が28°以下(角度θ2が62°以上)であることが好ましく、25°以下(角度θ2が65°以上)であることがより望ましい。
Further, in the present embodiment, since the angle θ1 is 10 ° or more (the angle θ2 is 80 ° or less), connection points A and B (corners) of the
Further, since the angle θ1 is 30 ° or less (the angle θ2 is 60 ° or more), it is possible to suppress that the cutting edge shape of the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。なお、変形例の図示においては、前述の実施形態と同じ構成要素に同一の符号を付し、主として異なる点について説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as described below, changes in configuration and the like are possible without departing from the spirit of the present invention. Note that, in the drawings of the modified examples, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and mainly different points will be described.
図21(a)〜(c)は、第1実施形態の切削インサート5Aの変形例を表している。この変形例では、図21(b)に示されるように、外周切れ刃9の軸方向すくい角が、正の値を有する。底切れ刃11の軸方向すくい角が、正の値を有する。直線切れ刃13の軸方向すくい角が、正の値を有する。底切れ刃11と直線切れ刃13との接続点Aにおける軸方向すくい角が、正の値を有する。外周切れ刃9と直線切れ刃13との接続点Bにおける軸方向すくい角が、正の値を有する。つまり、外周切れ刃9の軸方向すくい角、底切れ刃11の軸方向すくい角及び直線切れ刃13の軸方向すくい角が、すべてポジティブ角である。
FIGS. 21A to 21C show modifications of the
従って、この変形例によれば、切削加工時に生じた切屑が効率よく工具先端から基端側へと送られて、切屑排出性がよい。また、切屑排出性が良好に維持されることから、切削速度を高めることができ、加工能率が向上する。
また、切れ刃の刃長全域にわたってすくい面19が1つの平面により形成されることから、外周切れ刃9の軸方向すくい角、直線切れ刃13の軸方向すくい角及び底切れ刃11の軸方向すくい角が、すべて同一の角度βである。このため、切屑排出性が安定して高められ、かつ切削インサート5Aを製造しやすい。
なお、上記変形例を、第2〜第4実施形態の切削インサート5B〜5Dに適用してもよい。
Therefore, according to this modification, chips generated at the time of cutting are efficiently sent from the tip of the tool to the base end side, and the chip discharging property is good. In addition, since the chip dischargeability is well maintained, the cutting speed can be increased, and the processing efficiency is improved.
Further, since the
In addition, you may apply the said modification to cutting
また、前述の実施形態では、切削インサート5A〜5Dにネジ挿通孔18が形成され、該ネジ挿通孔18の孔中心が、仮想直線VL上に位置しているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、ネジ挿通孔18の孔中心は、仮想直線VL上に配置されていなくてもよい。ただし、ネジ挿通孔18の孔中心が、仮想直線VL上に配置されていることにより、前述の実施形態で説明した優れた作用効果が得られることから、好ましい。
また、ネジ挿通孔18が形成されていない切削インサート5A〜5Dであってもよく、この場合、切削インサート5A〜5Dは、工具本体1の取付座3にクランプ機構等により着脱可能に装着される。
Further, in the above-described embodiment, the screw insertion holes 18 are formed in the cutting inserts 5A to 5D, and the hole centers of the screw insertion holes 18 are located on the virtual straight line VL. It is not a thing. That is, the hole center of the
Alternatively, cutting
また、第2実施形態では、切れ刃部4に直線切れ刃13が2つ設けられ、第3実施形態では、切れ刃部4に直線切れ刃13が3つ設けられるとした。これらの構成に代えて、切れ刃部4に直線切れ刃13が4つ以上設けられてもよい。この場合、切れ刃部4には、直線切れ刃13の数に応じて、直線切れ刃13のすくい面部分14と逃げ面部分とが、各4つ以上設けられる。
In the second embodiment, two
また、第1〜第3実施形態では、すくい面19のうち、底切れ刃11のすくい面部分12、外周切れ刃9のすくい面部分10及び直線切れ刃13のすくい面部分14が、同一平面上に形成される例を挙げた。また、第4実施形態では、すくい面19のうち、底切れ刃11のすくい面部分12及び外周切れ刃9のすくい面部分10が、同一平面上に形成される例を挙げた。本発明はこれらの構成に限定されるものではなく、例えば、すくい面部分10、12、14が、同一曲面(凸曲面、凹曲面)上に形成されていてもよい。或いは、すくい面部分10、12、14が、互いに異なる平面や曲面により形成されていてもよい。
In the first to third embodiments, the
また、前述の実施形態では、角度θ1が10〜30°であり、角度θ2が(90°−θ1)°であることとしたが、角度θ1、θ2の数値範囲は上述したものに限定されない。 In the above embodiment, although the angle θ1 is 10 to 30 ° and the angle θ2 is (90 ° −θ1) °, the numerical range of the angles θ1 and θ2 is not limited to the above.
なお、前述の実施形態において、切削インサート5A〜5Dの基体(インサート本体15)の材質は、炭化タングステン(WC)とコバルト(Co)を含む超硬合金の他に、例えば、サーメット、高速度鋼、炭化チタン、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、及びこれらの混合体からなるセラミックス、立方晶窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、多結晶ダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素からなる硬質相と、セラミックスや鉄族金属などの結合相とを超高圧下で焼成する超高圧焼成体を用いることも可能である。
また、工具本体1は、例えば、SKD61等の合金工具鋼で製造する場合の他、SKD61等の合金工具鋼と超硬合金とを接合し形成したものを用いることも可能である。
In the above embodiment, the material of the base (insert main body 15) of the cutting inserts 5A to 5D is, for example, a cermet, high speed steel, in addition to cemented carbide containing tungsten carbide (WC) and cobalt (Co). , Ceramics made of titanium carbide, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, and mixtures thereof, cubic boron nitride sintered body, diamond sintered body, hard phase consisting of polycrystalline diamond or cubic boron nitride It is also possible to use an ultra-high pressure fired body in which a binder phase such as ceramics or iron group metal is fired under an ultra-high pressure.
Further, as the
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。 In addition, without departing from the spirit of the present invention, each configuration (component) described in the above-described embodiment, modification, and note may be combined, and addition, omission, replacement, and other configurations can be made. Changes are possible. Moreover, this invention is not limited by embodiment mentioned above, It is limited only by the claim.
本発明の切削インサート及び刃先交換式回転切削工具は、被削材の加工部位や形状に係わらず、加工面の性状が均等となるように切削加工を施すことが可能である。また、仕上げ加工や中仕上げ加工等において、加工面全体にわたって良好な加工面精度を得ることができる。従って、産業上の利用可能性を有する。 The cutting insert and the blade-tip-exchange-type rotary cutting tool of the present invention can be subjected to cutting so that the properties of the machined surface become uniform regardless of the processing site or shape of the work material. In addition, in the finishing process, the semi-finishing process, and the like, it is possible to obtain good machined surface accuracy over the entire machined surface. Therefore, it has industrial applicability.
1 工具本体
2 先端部
3 取付座
4 切れ刃部
5A〜5D 切削インサート
6A〜6D 刃先交換式回転切削工具
9 外周切れ刃
10 外周切れ刃のすくい面部分
11 底切れ刃
12 底切れ刃のすくい面部分
13 直線切れ刃
14 直線切れ刃のすくい面部分
15 インサート本体
18 ネジ挿通孔
19 すくい面
A 底切れ刃の径方向の外端(接続点)
B 外周切れ刃の中心軸方向の先端(接続点)
C 中心軸
CR 中心軸方向基準線
D、E、F、G、H 交点
L1 第1の接線
L2 第2の接線
LS 線分
M 中点
RR 径方向基準線
T1 第1の直角三角形
T2 第2の直角三角形
VL 仮想直線
α 角度
β 角度(軸方向すくい角)
θ1 角度
θ2 角度
B Tip in the direction of the central axis of the outer peripheral cutting edge (connection point)
C central axis CR central axis direction reference line D, E, F, G, H intersection point L1 first tangent line L2 second tangent line LS segment M midpoint RR radial reference line T1 first right triangle T2 second Right triangle VL virtual straight line α angle β angle (axial direction rake angle)
θ1 angle θ2 angle
Claims (11)
板状のインサート本体と、
前記インサート本体に形成された切れ刃部と、を備え、
前記切れ刃部は、
前記インサート本体の前記中心軸方向の先端部に配置され、前記中心軸に直交する径方向に沿うように延びるとともに、前記中心軸方向の先端側へ向けて凸となる円弧形状をなす底切れ刃と、
前記インサート本体の前記径方向の外端部に配置され、前記中心軸方向に沿うように延びるとともに、前記径方向の外側へ向けて凸となる円弧形状をなす外周切れ刃と、
すくい面と、を備え、
前記底切れ刃の前記径方向の外端と、前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、直線切れ刃を介して又は直接接続し、
前記すくい面を正面に見て、
前記中心軸に対して45°の角度で交差し、前記径方向の外側へ向かうに従い前記中心軸方向の先端側へ向けて延びる仮想直線を対称軸として、前記底切れ刃と前記外周切れ刃とが、互いに線対称形状となるように形成されている、切削インサート。 A cutting insert removably mounted on a mounting seat formed at a tip of a tool body which is rotated about a central axis, the cutting insert comprising:
Plate-like insert body,
And a cutting edge formed on the insert body,
The cutting edge portion is
A bottom cutting edge disposed at the tip of the insert body in the direction of the central axis, extending along a radial direction orthogonal to the central axis, and having an arc shape that is convex toward the tip side in the direction of the central axis When,
An outer peripheral cutting edge disposed at the radially outer end of the insert body and extending along the central axis direction and having an arc shape that is convex outward in the radial direction;
Equipped with a rake face,
The radial outer end of the bottom cutting edge and the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axial direction are directly connected via a straight cutting edge, or
Looking at the rake face in front,
The bottom cutting edge and the outer peripheral cutting edge intersect an imaginary straight line intersecting at an angle of 45 ° with the central axis and extending toward the distal end side of the central axial direction toward the outer side in the radial direction The cutting inserts are formed to be in line symmetry with each other.
前記インサート本体には、該インサート本体を厚さ方向に貫通するネジ挿通孔が形成されており、
前記ネジ挿通孔の孔中心が、前記仮想直線上に位置している、切削インサート。 A cutting insert according to claim 1, wherein
The insert body is formed with a screw insertion hole penetrating the insert body in the thickness direction,
The cutting insert in which the hole center of the screw insertion hole is located on the virtual straight line.
板状のインサート本体と、
前記インサート本体に形成された切れ刃部と、を備え、
前記切れ刃部は、
前記インサート本体の前記中心軸方向の先端部に配置され、前記中心軸に直交する径方向に沿うように延びるとともに、前記中心軸方向の先端側へ向けて凸となる円弧形状をなす底切れ刃と、
前記インサート本体の前記径方向の外端部に配置され、前記中心軸方向に沿うように延びるとともに、前記径方向の外側へ向けて凸となる円弧形状をなす外周切れ刃と、
すくい面と、を備え、
前記底切れ刃の曲率半径と、前記外周切れ刃の曲率半径とが、互いに同一であり、
前記底切れ刃の前記径方向の外端と、前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、直線切れ刃を介して又は直接接続し、
前記すくい面を正面に見て、
前記底切れ刃における前記中心軸方向の先端を通り前記径方向に沿って延びる直線を径方向基準線とし、
前記外周切れ刃における前記径方向の外端を通り前記中心軸方向に沿って延びる直線を中心軸方向基準線とし、
前記底切れ刃の前記径方向の外端における前記底切れ刃の接線を第1の接線とし、
前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端における前記外周切れ刃の接線を第2の接線とし、
前記第1の接線と前記径方向基準線との交点、前記第1の接線と前記中心軸方向基準線との交点、及び、前記径方向基準線と前記中心軸方向基準線との交点を、互いに直線で繋いで形成される直角三角形を第1の直角三角形とし、
前記第2の接線と前記中心軸方向基準線との交点、前記第2の接線と前記径方向基準線との交点、及び、前記径方向基準線と前記中心軸方向基準線との交点を、互いに直線で繋いで形成される直角三角形を第2の直角三角形として、
前記第1の直角三角形と前記第2の直角三角形とが、互いに合同である、切削インサート。 A cutting insert removably mounted on a mounting seat formed at a tip of a tool body which is rotated about a central axis, the cutting insert comprising:
Plate-like insert body,
And a cutting edge formed on the insert body,
The cutting edge portion is
A bottom cutting edge disposed at the tip of the insert body in the direction of the central axis, extending along a radial direction orthogonal to the central axis, and having an arc shape that is convex toward the tip side in the direction of the central axis When,
An outer peripheral cutting edge disposed at the radially outer end of the insert body and extending along the central axis direction and having an arc shape that is convex outward in the radial direction;
Equipped with a rake face,
The radius of curvature of the bottom cutting edge and the radius of curvature of the peripheral cutting edge are identical to each other,
The radial outer end of the bottom cutting edge and the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axial direction are directly connected via a straight cutting edge, or
Looking at the rake face in front,
A straight line extending along the radial direction passing through the tip in the central axis direction of the bottom cutting edge is a radial reference line,
A straight line extending along the central axis direction through the radially outer end of the outer peripheral cutting edge is taken as a central axial direction reference line,
The tangent of the bottom cutting edge at the radial outer end of the bottom cutting edge is a first tangent,
The tangent of the outer peripheral cutting edge at the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axis direction is taken as a second tangent,
An intersection point of the first tangent line and the radial direction reference line, an intersection point of the first tangent line and the central axis direction reference line, and an intersection point of the radial direction reference line and the central axis direction reference line, A right triangle formed by connecting straight lines to each other as a first right triangle,
An intersection point of the second tangent line and the central axis direction reference line, an intersection point of the second tangent line and the radial direction reference line, and an intersection point of the radial direction reference line and the central axis direction reference line A right triangle formed by connecting straight lines to each other as a second right triangle,
A cutting insert, wherein the first right triangle and the second right triangle are congruent with each other.
前記インサート本体には、該インサート本体を厚さ方向に貫通するネジ挿通孔が形成されており、
前記ネジ挿通孔の孔中心が、前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とを結ぶ線分の中点又は前記外端と前記先端との接続点と、前記径方向基準線と前記中心軸方向基準線との交点と、を通る仮想直線上に位置している、切削インサート。 A cutting insert according to claim 3, wherein
The insert body is formed with a screw insertion hole penetrating the insert body in the thickness direction,
Connection between the center of the line connecting the outer end of the bottom cutting edge in the radial direction to the tip of the outer peripheral cutting edge in the axial direction or the connection of the outer end to the tip A cutting insert located on an imaginary straight line passing a point and an intersection point of the radial reference line and the central axial direction reference line.
前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、1つの前記直線切れ刃を介して接続する、切削インサート。 It is a cutting insert according to any one of claims 1 to 4,
A cutting insert, wherein the radially outer end of the bottom cutting edge and the tip of the outer circumferential cutting edge in the central axial direction are connected via one of the straight cutting edges.
前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、複数の前記直線切れ刃を介して接続する、切削インサート。 It is a cutting insert according to any one of claims 1 to 4,
A cutting insert, wherein the radial outer end of the bottom cutting edge and the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axial direction are connected via a plurality of straight cutting edges.
前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、前記直線切れ刃を介して接続し、
前記すくい面のうち、前記底切れ刃のすくい面部分、前記外周切れ刃のすくい面部分及び前記直線切れ刃のすくい面部分が、同一平面上に形成されている、切削インサート。 The cutting insert according to any one of claims 1 to 6, wherein
The radially outer end of the bottom cutting edge and the tip of the outer circumferential cutting edge in the central axial direction are connected via the straight cutting edge,
The cutting insert, wherein among the rake surfaces, the rake surface portion of the bottom cutting edge, the raking surface portion of the outer peripheral cutting edge, and the raking surface portion of the straight cutting edge are formed on the same plane.
前記底切れ刃の前記径方向の外端と前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端とが、直接接続し、
前記すくい面のうち、前記底切れ刃のすくい面部分及び前記外周切れ刃のすくい面部分が、同一平面上に形成されている、切削インサート。 It is a cutting insert according to any one of claims 1 to 4,
The radial outer end of the bottom cutting edge and the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axial direction are directly connected,
A cutting insert, wherein among the rake surfaces, the rake surface portion of the bottom cutting edge and the raking surface portion of the outer peripheral cutting edge are formed on the same plane.
前記すくい面を正面に見て、
前記底切れ刃における前記中心軸方向の先端を通り前記径方向に沿って延びる直線を径方向基準線とし、
前記底切れ刃の前記径方向の外端における前記底切れ刃の接線を第1の接線とし、
前記外周切れ刃の前記中心軸方向の先端における前記外周切れ刃の接線を第2の接線として、
前記第1の接線と前記径方向基準線との間に形成される角度θ1が、10〜30°であり、
前記第2の接線と前記径方向基準線との間に形成される角度θ2が、(90°−θ1)°である、切削インサート。 The cutting insert according to any one of claims 1 to 8, wherein
Looking at the rake face in front,
A straight line extending along the radial direction passing through the tip in the central axis direction of the bottom cutting edge is a radial reference line,
The tangent of the bottom cutting edge at the radial outer end of the bottom cutting edge is a first tangent,
The tangent of the outer peripheral cutting edge at the tip of the outer peripheral cutting edge in the central axis direction is taken as a second tangent.
An angle θ1 formed between the first tangent and the radial reference line is 10 to 30 °,
A cutting insert, wherein the angle θ2 formed between the second tangent and the radial reference line is (90 ° -θ1) °.
前記外周切れ刃の軸方向すくい角が、正の値を有し、
前記底切れ刃の軸方向すくい角が、正の値を有している、切削インサート。 A cutting insert according to any one of the preceding claims, wherein
The axial rake angle of the peripheral cutting edge has a positive value,
A cutting insert, wherein the axial rake angle of the bottom cutting edge has a positive value.
前記工具本体の先端部に形成された取付座と、
前記取付座に着脱可能に装着される切削インサートと、を備えた刃先交換式回転切削工具であって、
前記切削インサートとして、請求項1〜10のいずれか一項に記載の切削インサートを用いた、刃先交換式回転切削工具。 A tool body which is rotated about a central axis,
A mounting seat formed at the tip of the tool body;
And a cutting insert detachably mounted on the mounting seat.
An indexable rotary cutting tool using the cutting insert according to any one of claims 1 to 10 as the cutting insert.
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