JP2020163489A - 切削インサートおよび刃先交換式カッター - Google Patents
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Abstract
【課題】多刃化された刃先交換式カッターにおいて、ワイパーインサートを用いることなく、仕上げ面粗さの優れた平滑な仕上げ面を得ることが可能で、高能率の正面フライス加工を行う。【解決手段】多角形板状のインサート本体1の多角形面がすくい面2とされ、すくい面2の周囲に配置される側面のうちすくい面2側が逃げ面とされ、すくい面2と逃げ面との交差稜線部に切刃4が形成され、側面のうちすくい面2とは反対側の部分は拘束面とされ、逃げ面は拘束面よりもインサート本体1の外方に突出し、切刃4はコーナ刃4aと、コーナ刃4aの一端に連なる主切刃4bと、他端に連なる副切刃4cとを備え、すくい面2に対向する方向から見て主切刃4bの長さL1と副切刃4cの長さL2との比L1/L2が1.0〜2.0の範囲内である。【選択図】図2
Description
本発明は、多角形板状のインサート本体を備え、このインサート本体の多角形面がすくい面とされるとともに、このすくい面の周囲に配置されるインサート本体の側面のうちすくい面側の部分が逃げ面とされて、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成された切削インサート、およびこのような切削インサートが軸線回りに回転されるカッター本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられた刃先交換式カッターに関するものである。
このような切削インサートとして、例えば特許文献1には、2つの対向する端面であって少なくとも1つのコーナを有する第1端面を含む2つの端面と、2つの端面間に延在する周側面と、第1端面と周側面との交差部に形成された切刃とを備えた切削インサートであって、この切削インサートは、体部と、この体部からインサート厚さ方向に直交する方向において少なくとも外方に突出する突出部とを備えたものが記載されている。
ここで、第1端面は体部の表面と突出部の突出部端面とを含み、周側面は突出部の突出部側面を含み、切刃は、突出部端面と突出部側面との交差部に沿って延在し、切刃は、コーナに設けられたコーナ刃と、コーナ刃に接続する主切れ刃とを備えている。また、この特許文献1に記載された切削インサートでは、切刃は、コーナ刃に接続する副切刃をさらに備えており、ただし例えば主切刃の長さが約5mmであるのに対して、副切刃の長さは1.2mmであるとされている。
このような特許文献1に記載された切削インサートによれば、刃先交換式カッターのインサート取付座の壁面に当接する体部に対して、切刃が形成される突出部が外方に突出しているので、体部におけるインサート内接円の大きさは変えることなく、切刃の長さを長くすることができる。
ところで、被削材の正面フライス加工における仕上げ加工に用いられる刃先交換式カッターにおいては、高能率化のために取り付けられる切削インサートの数を増やす多刃化が求められているが、このような多刃化された刃先交換式カッターにおいては、刃数が多いためにカッター本体の1回転当たりの送り量が副切刃の長さを超えることが多く、仕上げ面の面粗さが劣化するおそれがある。
また、このような仕上げ面の面粗さの劣化を防ぐために、例えば通常の仕上げ面加工を行う切削インサートの他にワイパーインサートをカッター本体に取り付けることも考えられるが、このようなワイパーインサートの切刃は、通常の仕上げ面加工を行う切削インサートの副切刃との間に、カッター本体の軸線方向(正面方向)に段差を生じるため、カッター本体の回転駆動力の増加を招いたり、切削条件が制限を受けたりする。加えて、ワイパーインサートは、通常の仕上げ面加工を行う切削インサートに対して使用可能なコーナ数も減少するため、コストが増加する懸念もある。
本発明は、このような背景の下になされたもので、多刃化された刃先交換式カッターにおいて、ワイパーインサートを用いることなく、仕上げ面粗さの優れた平滑な仕上げ面を得ることが可能で、高能率の正面フライス加工を行うことができる切削インサート、およびこのような切削インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式カッターを提供することを目的としている。
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の切削インサートは、軸線回りに回転される刃先交換式カッターのカッター本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサートであって、多角形板状のインサート本体の多角形面がすくい面とされるとともに、このすくい面の周囲に配置される上記インサート本体の側面のうち上記すくい面側の部分が逃げ面とされて、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、上記側面のうち上記すくい面とは反対側の部分は、上記インサート取付座の壁面に当接する拘束面とされ、上記逃げ面は上記拘束面よりも上記インサート本体の外方に突出しており、上記切刃は、上記すくい面とされる上記多角形面のコーナ部に形成されるコーナ刃と、このコーナ刃の一端に連なる主切刃と、上記コーナ刃の他端に連なる副切刃とを備え、上記すくい面に対向する方向から見て、上記主切刃の長さL1と上記副切刃の長さL2との比L1/L2が1.0〜2.0の範囲内であることを特徴とする。
また、本発明の刃先交換式カッターは、軸線回りに回転されるカッター本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、このような切削インサートが、上記すくい面をカッター回転方向に向けるとともに、上記副切刃を上記軸線に垂直な平面に沿わせるようにして着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
このように構成された切削インサートおよび刃先交換式カッターにおいては、すくい面に対向する方向から見たときの主切刃の長さL1と副切刃の長さL2との比L1/L2が1.0〜2.0の範囲内とされており、例えば特許文献1に記載されているように主切刃の長さが約5mmであるのに対して副切刃の長さは1.2mmであって、その比が約4.2であるのに比べて、副切刃の長さL2の割合が大きい。
従って、インサート本体の側面のうちすくい面側の逃げ面が拘束面よりもインサート本体の外方に突出していて、すくい面とされる多角形面の1辺の長さ、すなわち切刃の長さを長くすることができることとも相俟って、副切刃の長さを長く確保することができる。このため、多刃化された刃先交換式カッターにおいて高能率加工を行う場合でも、カッター本体の1回転当たりの送り量が副切刃の長さを超えるのを防ぐことができ、ワイパーインサートを用いることなく、仕上げ面粗さを向上させることが可能となる。
ここで、上記すくい面に対向する方向から見たときの主切刃の長さL1と副切刃の長さL2との比L1/L2が2.0を上回ると、副切刃に十分な長さを確保することができなくなって、上述した仕上げ面粗さの向上を図ることができない。また、この比L1/L2が1.0を下回ると、高能率加工でも副切刃のうち切削に使用されない部分が長くなって非効率的である。
ただし、上述のように副切刃の長さL2が長くなると、相対的に主切刃の長さL1は短くなるが、被削材の正面フライス加工における仕上げ加工では切り込み量が小さいので、加工に支障を来すことはない。なお、本発明では、多角形面の周方向に隣接するコーナ部にそれぞれコーナ刃が形成されて、これらのコーナ刃の間の多角形面の1辺に、一方のコーナ刃の一端に連なる主切刃と、他方のコーナ刃の他端に連なる副切刃とが隣接している場合、上記1辺の長さのうち副切刃の長さL2以外の部分の長さを主切刃の長さL1とする。
ところで、例えば主切刃に正の軸方向すくい角を与えようとして、主切刃をコーナ刃の一端から離れるに従い拘束面側に向かうように傾斜させた場合には、上記1辺に隣接する主切刃のコーナ刃の一端とは反対側の端部と副切刃を繋ぐ拘束面とは反対側に切れ上がる繋ぎ部が必要となり、このような繋ぎ部は主切刃として機能しないため、繋ぎ部を除いた切刃として機能する主切刃の長さ、すなわち主切刃の有効切刃長は、繋ぎ部を含めた主切刃の長さL1以下となる。
従って、上記主切刃は、上記コーナ刃の一端から離れるに従い上記拘束面側に向かうように傾斜していて、上記多角形面の1辺に隣接する他の切刃の上記副切刃との間に、この他の切刃の上記副切刃側に向かうに従い上記拘束面とは反対側に切れ上がる繋ぎ部を有している場合に、上記すくい面に対向する方向から見て、上記副切刃の長さL2は、上記繋ぎ部を除いた上記主切刃の有効切刃長L3以上であってもよい。この場合には、上記すくい面に対向する方向から見て、上記主切刃の有効切刃長L3と上記副切刃の長さL2との比L3/L2が0.5〜1.0の範囲内であることが望ましい。この比L3/L2が0.5を下回ると、主切刃の有効切刃長が短くなりすぎて切り込み量が小さい仕上げ加工でも切り込み量不足を招くおそれがあり、1.0を上回ると副切刃の長さが不十分となるおそれがある。
また、上記逃げ面に、5°以下の正の逃げ角を与えることにより、この逃げ面の摩耗を抑えつつ、切刃の強度を確保することができる。特に、このように逃げ面に正の逃げ角を与えても、上記副切刃に交差する上記逃げ面は、上記コーナ刃側に向かうに従い幅広となるように形成することにより、常に切削に使用される副切刃のコーナ刃側における強度の向上を図ることができる。さらに、上記すくい面に対向する方向から見て、上記副切刃を凸曲線状に形成することにより、この凸曲線が延びる方向に切削インサートが僅かに傾いて取り付けられても、優れた仕上げ面粗さを維持することができる。
以上説明したように、本発明によれば、多刃化された刃先交換式カッターにおいても、ワイパーインサートを用いることなく、高能率の正面フライス加工を行うことが可能となるとともに、仕上げ面粗さの優れた平滑な仕上げ面を得ることができる。
図1〜図7は、本発明の切削インサートの一実施形態を示すものであり、図8〜図10は、この実施形態の切削インサートを取り付けた本発明の刃先交換式カッターの一実施形態を示すものである。本実施形態の切削インサートは、超硬合金等の硬質材料により形成された多角形板状のインサート本体1を備えており、このインサート本体1は5角形以上の正多角形の板状であって、詳しくは図2に示すようにインサート中心線Cを中心とする正7角形の板状である。
このインサート本体1の多角形面(正7角形面)はすくい面2とされるとともに、このすくい面2の周囲に配置されるインサート本体1の側面のうち、すくい面2側の部分は逃げ面3とされている。そして、これらすくい面2と逃げ面3との交差稜線部には、切刃4が形成されている。
一方、インサート本体1の側面のうち、すくい面2とは反対側の部分は、後述する刃先交換式カッターのカッター本体に形成されるインサート取付座の壁面に当接する拘束面5とされている。そして、図1および図3に示すように、逃げ面3は拘束面5よりも上記インサート本体1の外方に突出している。
また、インサート本体1の上記多角形面とは反対側の面は、上記インサート取付座の底面に着座させられる着座面6とされている。この着座面6と拘束面5との間には、拘束面5から一段縮径した後、着座面6側に向かうに従い外径が漸次縮径する上記インサート中心線Cを中心とした円錐台状部7が形成されている。従って、着座面6は外形が円形である。
さらに、この着座面6とされる円形面とすくい面2とされる多角形面(正7角形面)の中央には、上記インサート中心線Cを中心として、インサート本体1を貫通する断面円形で取付孔8が開口している。この取付孔8は、すくい面2側で着座面6側に向かうに従い縮径しているとともに、着座面6の全体とすくい面2の取付孔8の開口部周辺とは、インサート中心線Cに垂直な平面状に形成されている。
上記切刃4は、すくい面2とされる多角形面のコーナ部に形成されるコーナ刃4aと、このコーナ刃4aの一端P1に連なる主切刃4bと、コーナ刃4aの他端P2に連なる副切刃4cとを備えている。本実施形態では、すくい面2とされる上記多角形面の全てのコーナ部と辺にこのような切刃4が形成されており、1つの辺においてすくい面2の周方向に隣接する切刃4の主切刃4bと副切刃4cとが連続している。
コーナ刃4aは、図2に示すように上記インサート中心線C方向にすくい面2に対向する方向から見て、凸円弧等の凸曲線状に形成されている。また、副切刃4cも、上記インサート中心線C方向にすくい面2に対向する方向から見て、コーナ刃4aがなす凸曲線よりも曲率半径Rが大きな、曲率半径Rが例えば200mmの凸円弧等の凸曲線状に形成されている。なお、主切刃4bは、上記インサート中心線C方向にすくい面2に対向する方向から見て直線状である。
さらに、本実施形態では、副切刃4cは、図3に示すようにインサート中心線Cに垂直な平面に沿って延びている。これに対して、コーナ刃4aは、副切刃4cが連なるコーナ刃4aの他端P2から離れるに従い拘束面5側に向かうように傾斜している。また、主切刃4bは、逃げ面3に対向する方向から見て図5に示すように、コーナ刃4aの一端P1から離れるに従い拘束面5側に向かうように直線状に傾斜している。
さらにまた、この主切刃4bの多角形面の1つの辺に隣接する他の切刃4の副切刃4c側には、コーナ刃4aの一端P1から延びる直線に接点P3において接して凹曲線を描いて拘束面5とは反対側に切れ上がるように延び、さらにこの凹曲線と接する凸曲線を描いて拘束面5とは反対側に延びて、多角形面の1つの辺において隣接する切刃4の副切刃4cに接点P4で接する繋ぎ部4dが形成されている。本実施形態では、コーナ刃4aの一端からこの繋ぎ部4dと副切刃4cとの接点P4までのすくい面2に対向する方向から見た長さが、後述する主切刃4bの長さとされる。
さらに、切刃4の逃げ面3は、切刃4に直交する断面において図6に示すように、上記拘束面5側に向かうに従いインサート本体1の内方に向かうようにインサート中心線Cに平行な直線に対して傾斜しており、これにより逃げ面3には正の逃げ角θが与えられる。この逃げ角θは、5°以下とされていて、本実施形態では3°とされている。また、同じく切刃4に直交する断面において図6に示すように、すくい面2は、切刃4からすくい面2の内方に向かうに従い着座面6側に向かうように傾斜している。
そして、上記インサート中心線C方向にすくい面2に対向する方向から見て図2に示すように、コーナ刃4aの一端P1から周方向に隣接する切刃4の副切刃4cとの上記接点P4までの上記主切刃4bの長さL1と、コーナ刃4aの他端P2から周方向に隣接する切刃4の主切刃4bとの上記接点P4までの上記副切刃4cの長さL2との比L1/L2は1.0〜2.0の範囲内とされている。本実施形態では、副切刃4cの長さL2は2.5mmとされるとともに、この比L1/L2は1.3とされている。
さらに、本実施形態では、同じく上記インサート中心線C方向にすくい面2に対向する方向から見て図2に示すように、コーナ刃4aの他端P2から周方向に隣接する切刃4の主切刃4bとの上記接点P4までの上記副切刃4cの長さL2は、コーナ刃4aの一端P1から主切刃4bが上記繋ぎ部4dにおいて凹曲線を描いて拘束面5とは反対側に切れ上がり始める該凹曲線との上記接点P3までの主切刃4bの有効切刃長L3以上とされている。この主切刃4bの有効切刃長L3と上記副切刃4cの長さL2との比L3/L2は0.5〜1.0の範囲内とされており、本実施形態では1.0とされている。
また、本実施形態では図5に示すように、コーナ刃4aと主切刃4bに交差する逃げ面3は、そのインサート中心線C方向の幅が略一定とされている。これに対して、副切刃4cに交差する逃げ面3のインサート中心線C方向の幅は、本実施形態では同じく図5に示すように、周方向に隣接する主切刃4bとの接点P4からコーナ刃4a側に向かうに従い幅広となっており、このコーナ刃4aの他端P2との手前で僅かに幅狭となって、コーナ刃4aに交差する逃げ面3に連なっている。
一方、本実施形態では、上記拘束面5は、それぞれインサート中心線Cに平行に延びるように形成されている。ただし、インサート本体1の上記側面の周方向における各拘束面5の少なくとも中央部5aは、この周方向に向けてインサート本体1の内方に凹む凹面状とされている。
具体的に、本実施形態では、拘束面5の周方向の両端部5bは、インサート中心線C方向にすくい面2に対向する方向から見た透視図において、このすくい面2の各辺に平行な1つの平面の上に位置する平坦面状に形成されているのに対し、これらの両端部5bの間の周方向の中央部5aは、両端部5bが位置する上記すくい面2の各辺に平行な1つの平面からインサート本体1の内方に凹む凹面状に形成されている。
ここで、この拘束面5の両端部5bの周方向の幅Wは、中央部5aの周方向の幅や両端部5bのすくい面2側に連なる主切刃4bおよび副切刃4cの逃げ面3の周方向の長さよりも極小さくされていて、例えば1.0mm以下の範囲内とされ、本実施形態では0.3mmとされている。なお、周方向に隣接する拘束面5同士の両端部5bの間には、インサート中心線Cに垂直な断面が円弧等のコーナ刃4aに交差する逃げ面3に連なる凸曲面が形成される。
また、この拘束面5の中央部5aは、両端部5bが位置する上記1つの平面から段差をもってインサート本体1の内方に凹む平面状や断面V字状であってもよいが、本実施形態ではインサート中心線Cに垂直な断面において図7に示すように、両端部5bからインサート本体1の内方に凹む凹曲面状に形成されている。この凹曲面の曲率半径rは、例えば40mm〜120mmの範囲内とされ、本実施形態では80mmとされている。
このような切削インサートは、図8〜図10に示すように本発明の刃先交換式カッターの一実施形態における軸線Oを中心とした円盤状のカッター本体11の先端部(図10において下側部分)外周に形成された複数(本実施形態では10)のインサート取付座12に着脱可能に取り付けられる。そして、このカッター本体11が軸線O回りにカッター回転方向Tに回転させられつつ、該軸線Oに垂直な方向に送り出されることにより、上記切刃4によって被削材に正面フライス加工のような切削加工を施す。
インサート取付座12は、カッター本体11の先端部外周から後端内周側に凹む凹所として形成され、カッター回転方向Tを向く平面状の底面と、この底面からカッター回転方向T側に延びる同じく平面状のカッター本体11の外周側を向く壁面およびカッター本体11の先端側を向く壁面とを備えている。また、インサート取付座12のカッター回転方向T側には、凹溝状のチップポケット13がそれぞれ形成されている。
このようなインサート取付座12に、切削インサートは、インサート取付座12の底面にインサート本体1の着座面6が密着させられるとともに、インサート取付座12の2つの上記壁面には、インサート本体1の周方向に1つの拘束面5だけ間を開けた2つの拘束面5が当接させられて、着座させられる。しかも、拘束面5の上記中央部5aは、両端部5bが位置する上記1つの平面に対してインサート本体1の内方に凹んだ凹面状に形成されているので、2つの拘束面5はそれぞれの両端部5bが平面状の2つの上記壁面に当接させられる。
また、インサート取付座12の底面にはネジ孔が形成されており、このネジ孔にインサート本体1の取付孔8に挿通されたクランプネジ14がねじ込まれることにより、切削インサートは、着座面6が上記底面に押し付けられるとともに、上記2つの拘束面5が2つの上記壁面に押圧されて、インサート取付座12に着脱可能に取り付けられる。このようにインサート取付座12に取り付けられた状態で、切削インサートは、すくい面2をカッター回転方向Tに向けるとともに、1つの切刃4の副切刃4cを軸線Oに垂直な平面に沿わせるように配置される。
このように切削インサートが取り付けられた刃先交換式カッターにおいては、切削インサートにおけるすくい面2に対向する方向から見たときの主切刃4bの長さL1と副切刃4cの長さL2との比L1/L2が1.0〜2.0の範囲内とされていて、本実施形態では1.3とされており、特許文献1に記載された切削インサートのように主切刃の長さが約5mmであるのに対して副切刃の長さは1.2mmであって、その比が約4.2であるのに比べて、副切刃の長さL2の占める割合が大きい。
しかも、インサート本体1の側面のうち、すくい面2と交差して切刃4を形成する逃げ面3が、すくい面2とは反対側の拘束面5よりもインサート本体1の外方に突出しているので、このように逃げ面3を突出させずに拘束面がそのまま逃げ面としてすくい面と交差して切刃が形成されている切削インサートに比べ、すくい面2とされる多角形面の1辺の長さ、すなわち切刃4の長さ自体も長くすることができ、これも相俟って副切刃4cの長さL2をさらに長くすることができる。
このため、本実施形態のように多刃化された刃先交換式カッターにおいて高能率加工を行う場合でも、カッター本体11の1回転当たりの送り量が副切刃4cの長さを超えるのを防ぐことができる。従って、上記構成の切削インサートおよび刃先交換式カッターによれば、ワイパーインサートを用いることがなくても、高能率の正面フライス加工を行うことが可能となるとともに、被削材の仕上げ面の仕上げ面粗さを向上させることが可能となる。
ここで、上記すくい面2に対向する方向から見たときの主切刃の長さL1と副切刃の長さL2との比L1/L2が2.0を上回ると、副切刃4cに十分な長さを確保することができなくなって、このように被削材の仕上げ面の仕上げ面粗さの向上を図ることができない。また、この比L1/L2が1.0を下回ると、高能率加工でも副切刃4cのうち切削に使用されない部分が長くなるため、非効率的である。
なお、こうして副切刃4cの長さL2が長くなると、同じすくい面2がなす多角形面の1辺に隣接して形成される主切刃の長さL1は相対的に短くなるが、被削材の正面フライス加工における仕上げ加工では切り込み量が小さいので、上述のように主切刃の長さL1と副切刃の長さL2との比L1/L2が1.0以上であれば、加工に支障を来すことはない。
ところで、この主切刃4bの長さL1は、本実施形態のようにすくい面2とされるインサート本体1の多角形面の周方向に隣接するコーナ部にそれぞれコーナ刃4aが形成されて、これらのコーナ刃4aの間の多角形面の1辺に、一方のコーナ刃4aの一端P1に連なる主切刃4bと、他方のコーナ刃4aの他端P2に連なる副切刃4cとが隣接している場合に、上記1辺の長さのうち副切刃4cの長さL2以外の部分の長さを主切刃の長さL1としている。
ところが、本実施形態のように主切刃4bがコーナ刃4aの一端P1から離れるに従い拘束面5側に向かうように傾斜していて、同じ多角形面の1辺の隣接する副切刃4cとの間に、接点P3から接点P4に向けて拘束面5とは反対側に切れ上がる繋ぎ部4dが形成されている場合には、この繋ぎ部4dが切削に使用されることは通常無く、繋ぎ部4dを除いた切刃4として機能する主切刃4bの長さ、すなわち有効切刃長L3は上記1辺の長さのうち副切刃4c以外の部分の長さL1以下となる。
従って、本実施形態のように、上記すくい面2に対向する方向から見て、上記副切刃4cの長さL2は、上記繋ぎ部4dを除いた上記主切刃4bの有効切刃長L3以上とされているのが望ましい。この場合には、上記すくい面2に対向する方向から見て、上記主切刃4bの有効切刃長L3と上記副切刃4cの長さL2との比L3/L2は、やはり本実施形態のように0.5〜1.0の範囲内であることが望ましい。この比L3/L2が0.5を下回ると、主切刃4bの有効切刃長L3が短くなりすぎて切り込み量が小さい仕上げ加工でも切り込み量不足を招くおそれがあり、1.0を上回ると副切刃4cの長さが不十分となるおそれがある。
また、本実施形態では、上記逃げ面3に、5°以下の正の逃げ角θが与えられており、これにより、逃げ面3の摩耗を抑えることができるとともに、切刃4の強度を確保することが可能となる。また、すくい面2は、切刃4からすくい面2の内方に向かうに従い着座面6側に向かうように傾斜しているので、切削インサートをカッター本体11に取り付けた状態で、この逃げ面3に5°よりも大きい逃げ角を与えても、切刃4のすくい角を正の角度とすることができ、切削抵抗の増大を抑えることができる。
さらに、本実施形態では、副切刃4cに交差する逃げ面3が、コーナ刃4a側に向かうに従いインサート中心線C方向の幅が幅広となるように形成されている。ここで、この副切刃4cのコーナ刃4a側の部分は、カッター本体11の送り量に関わらず常に切削に使用される部分であるのに対し、このような部分の副切刃4cの逃げ面3の幅を幅広とすることにより、本実施形態によれば、上述のように逃げ面3に正の逃げ角θを与えても、この副切刃4cのコーナ刃4a側における強度を向上させてチッピングや欠損等の防止を図ることができる。
さらにまた、本実施形態では、すくい面2に対向する方向から見て、副切刃4cが例えばコーナ刃4aよりも曲率半径Rの大きな凸曲線状に形成されている。このため、切削インサートをカッター本体11のインサート取付座12に取り付ける際に、この凸曲線が延びる方向に切削インサートが僅かに傾いて取り付けられても、被削材の仕上げ面に大きな段差が付いてしまうのを防ぐことができ、上述した優れた仕上げ面粗さを維持することが可能となる。
一方、本実施形態では、インサート本体1の上記側面の周方向における各拘束面5の少なくとも中央部5aは、この周方向に向けてインサート本体1の内方に凹む凹面状とされている。具体的に、本実施形態では、上記拘束面5の周方向の両端部5bが、インサート中心線C方向にすくい面2に対向する方向から見た透視図において、このすくい面2の各辺とインサート中心線Cとに平行な1つの平面の上に位置する平坦面状に形成されているとともに、これらの両端部5bの間の周方向の長さが長い拘束面5の中央部5aは、両端部5bが位置する上記1つの平面からインサート本体1の内方に凹む凹面状に形成されている。
このため、インサート取付座12の平面状の2つの上記壁面に当接するのは、中央部5aによって周方向に間隔をあけた拘束面5の平坦面状の両端部5bだけとなり、凹面状の拘束面5の中央部5aは、これらの壁面に接することはない。従って、インサート本体1が拘束面5の研磨を施されない外周無研磨級の切削インサートであって、拘束面5の大部分を占める中央部の精度が悪くても、両端部5bを壁面に当接させて2点接触(2線接触)により切削インサートをがたつき無く支持して副切刃4cの傾きを防ぐことができ、副切刃4cがすくい面2に対向する方向から見て凸曲線状であることとも相俟って、一層優れた仕上げ面の面粗さを得ることができる。
また、この拘束面5の両端部5bの周方向の幅Wは、中央部5aの幅や該両端部5bのすくい面2側に連なる主切刃4bおよび副切刃4cに交差する逃げ面3の周方向の長さよりも極小さくされていて、本実施形態では1.0mm以下の範囲内とされている。このため、この両端部5bの幅Wが大きくなりすぎて、両端部5bの精度により切削インサートにがたつきや傾きが生じるのを防ぐことができる。
なお、この幅Wは0mmであってもよく、すなわち周方向に隣接する拘束面5同士の間のコーナ刃4aに交差する逃げ面3に連なる上記凸曲面が、そのまま凹面状の拘束面5の中央部5aに接したり、交差したりするように連なっていて、この凸曲面と凹面状の拘束面5の中央部5aとの接線または交線がインサート取付座12の壁面に当接するようにされていてもよい。
また、本実施形態では、この拘束面5の中央部5aは、インサート中心線Cに垂直な断面において、両端部5bからインサート本体1の内方に凹む凹曲面状に形成されて、両端部5bが位置する上記1つの平面から段差をもってインサート本体1の内方に凹む平面状や断面V字状である場合のように角部が形成されないようにされている。このため、上述のように両端部5bがインサート取付座12の壁面に当接して押圧されても、このような角部からインサート本体1にクラックが生じるような事態を防ぐことができる。
なお、こうして拘束面5の中央部5aを凹曲面状に形成した場合には、この凹曲面のインサート中心線Cに垂直な断面における曲率半径rは、本実施形態のように40mm〜120mmの範囲内とされるのが望ましい。この曲率半径rが40mm未満であると、拘束面5の両端部5bの間隔が小さくなって上記幅Wが大きくなってしまうおそれがあり、逆にこの曲率半径rが120mmよりも大きいと、中央部5aが平面状に近くなってインサート本体1の成形精度によってはインサート取付座12の壁面に接触してしまうおそれがある。
以下に、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について実証する。本実施例では、上記実施形態に基づく切削インサートを製造し、これを刃先交換式カッターのカッター本体に取り付けて被削材の正面フライス加工を施して切削試験を行い、仕上げ面の粗さ曲線を測定した。この結果を図11に示す。ただし、図8〜図10に示した刃先交換式カッターのカッター本体11は、インサート取付座12の数が10であったのに対し、本実施例ではカッター本体の先端部の外径(直径)が63mmで、インサート取付座の数が8つのものを使用した。
また、この実施例に対する比較例として、実施例では副切刃4cの長さL2が2.5mmであって、主切刃4bとの比L1/L2が1.3であったのに対し、副切刃4cの長さL2が1.0mmであって、主切刃4bとの比L1/L2が4.6である切削インサートを製造し、実施例と同じ切削条件で切削試験を行い、仕上げ面の粗さ曲線を測定した。この結果を図12に示す。
なお、切削試験の条件は、被削材の材質がFCD700、切削速度vc:250m/min、切り込み量ap:0.2mm、半径方向切り込み深さAe:50mm、1刃当たりの送り量fz:0.25mm/t、カッター本体の1回転当たりの送り量f:1.5mm/revで、乾式切削であった。
これら図11および図12に示した結果より、主切刃4bの長さL1と副切刃4cの長さL2との比L1/L2が4.6である比較例では、粗さ曲線に大きな段差が生じており、表面粗さはRa:3.35μm、Rz:18.3μmであった。これに対して、主切刃4bの長さL1と副切刃4cの長さL2との比L1/L2が1.3である実施例では、粗さ曲線の段差が小さくなって仕上げ面が平滑化されており、表面粗さはRa:0.47μm、Rz:3.38μmであった。
1 インサート本体
2 すくい面
3 逃げ面
4 切刃
4a コーナ刃
4b 主切刃
4c 副切刃
4d 繋ぎ部
5 拘束面
5a 拘束面5の中央部
5b 拘束面5の両端部
6 着座面
8 取付孔
11 カッター本体
12 インサート取付座
14 クランプネジ
C インサート中心線
L1 すくい面2に対向する方向から見た主切刃4bの長さ
L2 すくい面2に対向する方向から見た副切刃4cの長さ
L3 すくい面2に対向する方向から見た主切刃4bの有効切刃長
R すくい面2に対向する方向から見た副切刃4cの曲率半径
r インサート中心線Cに垂直な断面における拘束面5の中央部5aの曲率半径
W 拘束面5の両端部5bの幅
P1 コーナ刃4aの一端
P2 コーナ刃4aの他端
P3 主切刃4bと繋ぎ部4dとの接点
P4 副切刃4cと繋ぎ部4dとの接点
θ 切刃4の逃げ角
O カッター本体11の軸線
T カッター回転方向
2 すくい面
3 逃げ面
4 切刃
4a コーナ刃
4b 主切刃
4c 副切刃
4d 繋ぎ部
5 拘束面
5a 拘束面5の中央部
5b 拘束面5の両端部
6 着座面
8 取付孔
11 カッター本体
12 インサート取付座
14 クランプネジ
C インサート中心線
L1 すくい面2に対向する方向から見た主切刃4bの長さ
L2 すくい面2に対向する方向から見た副切刃4cの長さ
L3 すくい面2に対向する方向から見た主切刃4bの有効切刃長
R すくい面2に対向する方向から見た副切刃4cの曲率半径
r インサート中心線Cに垂直な断面における拘束面5の中央部5aの曲率半径
W 拘束面5の両端部5bの幅
P1 コーナ刃4aの一端
P2 コーナ刃4aの他端
P3 主切刃4bと繋ぎ部4dとの接点
P4 副切刃4cと繋ぎ部4dとの接点
θ 切刃4の逃げ角
O カッター本体11の軸線
T カッター回転方向
Claims (7)
- 軸線回りに回転される刃先交換式カッターのカッター本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサートであって、
多角形板状のインサート本体の多角形面がすくい面とされるとともに、このすくい面の周囲に配置される上記インサート本体の側面のうち上記すくい面側の部分が逃げ面とされて、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、
上記側面のうち上記すくい面とは反対側の部分は、上記インサート取付座の壁面に当接する拘束面とされ、上記逃げ面は上記拘束面よりも上記インサート本体の外方に突出しており、
上記切刃は、上記すくい面とされる上記多角形面のコーナ部に形成されるコーナ刃と、このコーナ刃の一端に連なる主切刃と、上記コーナ刃の他端に連なる副切刃とを備え、
上記すくい面に対向する方向から見て、上記主切刃の長さL1と上記副切刃の長さL2との比L1/L2が1.0〜2.0の範囲内であることを特徴とする切削インサート。 - 上記主切刃は、上記コーナ刃の一端から離れるに従い上記拘束面側に向かうように傾斜していて、上記多角形面の1辺に隣接する他の切刃の上記副切刃との間に、この他の切刃の上記副切刃側に向かうに従い上記拘束面とは反対側に切れ上がる繋ぎ部を有しており、
上記すくい面に対向する方向から見て、上記副切刃の長さL2は、上記繋ぎ部を除いた上記主切刃の有効切刃長L3以上であることを特徴とする請求項1に記載の切削インサート。 - 上記すくい面に対向する方向から見て、上記主切刃の有効切刃長L3と上記副切刃の長さL2との比L3/L2が0.5〜1.0の範囲内であることを特徴とする請求項2に記載の切削インサート。
- 上記逃げ面には、5°以下の正の逃げ角が与えられていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の切削インサート。
- 上記副切刃に交差する上記逃げ面は、上記コーナ刃側に向かうに従い幅広となることを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の切削インサート。
- 上記すくい面に対向する方向から見て、上記副切刃は凸曲線状であることを特徴とする請求項1から請求項5のうち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カッター本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の切削インサートが、上記すくい面をカッター回転方向に向けるとともに、上記副切刃を上記軸線に垂直な平面に沿わせるようにして着脱可能に取り付けられていることを特徴とする刃先交換式カッター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019064108A JP2020163489A (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 切削インサートおよび刃先交換式カッター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019064108A JP2020163489A (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 切削インサートおよび刃先交換式カッター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020163489A true JP2020163489A (ja) | 2020-10-08 |
Family
ID=72715642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019064108A Pending JP2020163489A (ja) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 切削インサートおよび刃先交換式カッター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020163489A (ja) |
-
2019
- 2019-03-28 JP JP2019064108A patent/JP2020163489A/ja active Pending
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