JP2020163489A - 切削インサートおよび刃先交換式カッター - Google Patents

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。

特開２０１７−０７１０５６号公報

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。

本発明の切削インサートの一実施形態を示すすくい面側から見た斜視図である。 図１に示す実施形態のすくい面に対向する方向から見た平面図である。 図１に示す実施形態の側面図である。 図１におけるＡ部の拡大図である。 図３におけるＡ部の拡大図である。 図１に示す実施形態の切刃に直交する断面図である。 図３におけるＺＺ断面図である。 図１〜図７に示した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カッター本体の底面側から見た斜視図である。 図８に示す刃先交換式カッターの底面図である。 図８に示す刃先交換式カッターの側面図である。 本発明の実施例によって正面フライス加工された被削材の仕上げ面の面粗さを示す図である。 図１１に示す実施例に対する比較例によって正面フライス加工された被削材の仕上げ面の面粗さを示す図である。

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

Claims (7)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。

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