JP2021035711A - 切削インサートおよび刃先交換式カッター - Google Patents

Abstract

【課題】切刃に再研磨を施しても切屑分断性を維持する。【解決手段】軸線回りにカッター回転方向に回転させられるカッター本体の先端部外周に取り付けられ、多角形板状のインサート本体１を備え、インサート本体１のカッター回転方向に向けられるすくい面３Ａのカッター本体外周側に向けられる辺稜部にカッター回転方向側から見て軸線に平行に延びる主切刃３ａが形成され、すくい面３Ａのカッター本体先端側に向けられる辺稜部に軸線に対する径方向に延びる副切刃３ｂが形成され、すくい面３Ａのコーナ部Ｃには、カッター本体の内周側から外周側に向かうに従い後端側に延びるコーナ刃３ｃが形成され、コーナ刃３ｃまたは副切刃３ｂからは、すくい面３Ａに対向する方向から見て主切刃３ａと平行に延びる凹溝状のブレーカー溝９ａがすくい面３Ａに形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、軸線回りにカッター回転方向に回転させら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る切削インサート、およびこのような切削インサートが軸線回りにカッター回転方向に回転させら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および刃先交換式カッターとして、例えば特許文献１には、軸線回りに回転させられる刃先交換式フライスの工具本体先端外周部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フライス用インサートであって、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のコーナ部に、この多角形面上にすくい面を有する切刃部が設けられているとともに、この切刃部の上記すくい面を間にして上記多角形面の上記コーナ部を臨む位置には、多角形面から突出する堤状部が、この多角形面に対向する方向から見て上記コーナ部に交差する該多角形面の２つの辺稜部に交差する方向に延びるように形成されているものが記載されている。

ここで、この特許文献１には、インサート本体が、焼結合金よりなる台金部に、この台金部よりも高硬度の超高圧焼結体よりなる切刃部が接合されて形成されており、上記堤状部は、台金部に一体に形成されていることも記載されている。

ところで、このような切削インサートでは、切削によって生成された切屑をカールさせて短く分断することが要求される。そこで、特許文献２には、溝入れ加工等の旋削加工用の切削インサートであるものの、特許文献１に記載された切削インサートと同様に切刃部が超高圧焼結体に形成されたものとして、本体と、この本体に設けられた刃部とを備え、刃部は、上面と、側面と、ランド面とを含み、このうち側面は、前側面と、前側面に隣接している一対の横側面とを有し、ランド面と前側面との交線部が、前切刃を構成し、ランド面と一対の横側面の各々との交線部が、一対の横切刃を構成しているものが記載されている。

そして、この特許文献２に記載された切削インサートでは、刃部が、ダイヤモンドを８０体積％以上含む超高圧焼結体製であるとともに、上面とランド面との間には、チップブレーカ凹部が設けられている。ここで、このチップブレーカ凹部を構成する面は、ランド面と連なるすくい面と、上面と連なるブレーカ壁面とを含み、上面は、チップブレーカ凹部に対して前切刃と反対側にある前端部を有し、前端部から前切刃に向かって伸長するように一対の突条部が設けられている。

特許第６２６４７６７号公報 特開２０１７−１９６６９３号公報

ところで、特にこれら特許文献１、２に記載されたような超高圧焼結体に切刃が形成された切削インサートでは、ダイヤモンド等を含む超高圧焼結体が高価であるため、切刃に摩耗が生じた場合には再研磨を施し、超高圧焼結体よりなる切刃部が接合された切削インサートを再利用することが行われる。

しかしながら、特許文献２に記載された切削インサートにおけるチップブレーカ凹部のうち、例えば第３凹部のようにチップブレーカ凹部が前切刃だけに面していて前切刃と反対側にある前端部を有していると、前切刃を再研磨した場合にはチップブレーカ凹部が小さくなってしまい、切屑をカールさせて分断することが困難となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように軸線回りにカッター回転方向に回転させら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る切削インサートにおいて、切刃に再研磨を施してもチップブレーカーによる切屑の分断性を維持することが可能な切削インサートを提供するとともに、このような切削インサートが軸線回りにカッター回転方向に回転させら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、軸線回りにカッター回転方向に回転させら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を備え、このインサート本体の多角形面の上記カッター回転方向に向けられるすくい面の上記カッター本体外周側に向けられる辺稜部には、上記カッター回転方向側から見て上記軸線に平行に延びるように配設される主切刃が形成されるとともに、上記すくい面の上記カッター本体先端側に向けられる辺稜部には、上記軸線に対する径方向に延びるように配設される副切刃が形成され、これら主切刃と副切刃とが交差する上記すくい面のコーナ部には、上記カッター本体の内周側から外周側に向かうに従い後端側に延びるコーナ刃が形成されており、このコーナ刃または上記副切刃からは、上記すくい面に対向する方向から見て上記主切刃と平行に延びる凹溝状のブレーカー溝が上記すくい面に形成されてい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、軸線回りにカッター回転方向に回転させら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着脱可能に取り付けられた刃先交換式カッターであって、上記カッター本体には、上記切削インサートの上記軸線方向の位置を調整する位置調整機構が備え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、すくい面に形成される凹溝状のブレーカー溝が、コーナ刃または副切刃からすくい面に対向する方向から見て主切刃と平行に延びているので、副切刃とコーナ刃を再研磨しても、切屑分断性が損なわれるほどブレーカー溝が小さくなったり、主切刃とブレーカー溝との間隔が変化したりすることがない。

このため、再研磨後でも再研磨前と変わらずに切屑をカールさせて良好に分断処理することができ、特にインサート本体のすくい面における主切刃、副切刃、コーナ刃、およびブレーカー溝が形成された領域が、超高圧焼結体により形成されている場合に、高価な超高圧焼結体の有効利用を図ることが可能となる。

また、上記構成の刃先交換式カッターにおいては、カッター本体に、切削インサートの軸線方向の位置を調整する位置調整機構が備えられているので、こうして副切刃とコーナ刃を再研磨しても、位置調整機構によって切削インサートの位置をカッター本体の軸線方向先端側に調整することにより、副切刃とコーナ刃の軸線方向の位置は再研磨前と同じとすることができる。

さらに、上記ブレーカー溝の底面と上記すくい面との上記主切刃とは反対側の交差稜線を、上記副切刃とコーナ刃との接点または交点から上記主切刃側に０．２５ｍｍまでの範囲に位置するように形成することにより、副切刃からブレーカー溝の間によって生成される切屑を、主切刃からブレーカー溝の間によって生成される切屑から分断して短くカールさせることができ、切屑処理性の一層の向上を図ることができる。

さらにまた、上記ブレーカー溝の上記主切刃とは反対側の上記すくい面に、上記すくい面に対向する方向から見て上記主切刃と平行に延びる凹溝状の他のブレーカー溝を形成してもよく、例えば送り量が大きい場合に切屑が主切刃側のブレーカー溝を乗り越えても、この他のブレーカー溝によってカールさせて分断することができる。また、この他のブレーカー溝もすくい面に対向する方向から見て主切刃と平行に延びているので、副切刃とコーナ刃を再研磨しても、他のブレーカー溝が短くなりすぎたり、主切刃との間隔が変化したりすることはない。

以上説明したように、本発明によれば、副切刃とコーナ刃に再研磨を施しても、ブレーカー溝による切屑分断性を維持することができ、特に切刃が超高圧焼結体に形成されている場合に、切削インサートを長期に亙って有効利用することが可能となる。

本発明の切削インサートの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態をすくい面に対向する方向から見た平面図である。 図２における矢線Ｘ方向視の側面図である。 図２における矢線Ｙ方向視の正面図である。 図１に示す実施形態の切刃部周辺の拡大平面図である。 図１に示す実施形態のブレーカー溝の断面を示す図５におけるＹＹ断面図である。 図１に示す実施形態の他のブレーカー溝を示す図５におけるＺＺ断面図である。 本発明の刃先交換式カッターの一実施形態を示す斜視図である。 図８に示す実施形態の側面図である。 図８に示す実施形態を軸線方向先端側から見た一部破断正面図である。 図８に示す実施形態を軸線方向後端側から見た背面図である。 図８に示す実施形態のインサート取付座周辺を示す拡大斜視図である。 図８に示す実施形態のインサート取付座周辺を示す拡大側面図である。 図８に示す実施形態のインサート取付座周辺を示す、図１３におけるＺＺ断面を一部破断した拡大正面図である。 本発明に基づく実施例１の切削インサートによって生成された切屑を示す図である。 本発明に基づく実施例２の切削インサートによって生成された切屑を示す図である。 本発明に基づく実施例３の切削インサートによって生成された切屑を示す図である。 本発明に基づく実施例４の切削インサートによって生成された切屑を示す図である。 実施例１〜４に対する比較例の切削インサートによって生成された切屑を示す図である。

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１４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、そのインサート本体１が多角形板状、具体的には略長方形板状をなしている。

このインサート本体１は、超硬合金等の硬質な焼結合金よりなるこのような長方形板状の台金部２と、インサート本体１の表裏の多角形面１Ａ、１Ｂのうちの一方の第１の多角形面１Ａの１つのコーナ部Ｃにおいて台金部２に接合された、台金部２よりもさらに高硬度なダイヤモンド焼結体やｃＢＮ焼結体等の超高圧焼結体よりなる切刃部３とを備えている。

インサート本体１は、図２に示すように、上記第１の多角形面１Ａの１つのコーナ部Ｃに交差する２つの辺稜部のうちの短辺に連なる側面１Ｃが、該コーナ部Ｃに向かうに従い長方形板状のインサート本体１の長手方向に突出するように全体的に傾斜しているとともに、この１つのコーナ部Ｃに交差する第１の多角形面１Ａの長辺に連なる側面１Ｄは、コーナ部Ｃ側の部分が短辺の延びる方向に一段突出するような段状をなしている。

また、台金部２における第１の多角形面１Ａのコーナ部Ｃには、この第１の多角形面１Ａからインサート本体１の厚さ方向（図３において左右方向。図４においては上下方向）に凹んだ凹部２Ａが形成されており、この凹部２Ａに上記切刃部３が、ロウ付け等によって、または台金部２と一体に焼結されることによって接合されている。

切刃部３は、一定の厚さの略直角三角形平板状に形成されていて、その三角形面を上記厚さ方向に向けるとともに、この三角形面の直角角部を上記コーナ部Ｃに位置させて上記凹部２Ａに接合されている。この切刃部３のインサート本体１の第１の多角形面１Ａ側に向けられた三角形面の上記コーナ部Ｃに交差する２つの辺稜部には、この三角形面をすくい面３Ａとする切刃が形成されている。

この切刃のうち、第１の多角形面１Ａの上記長辺に沿った切刃は、インサート本体１が刃先交換式カッターのカッター本体１１に取り付けられたときに、このカッター本体１１の外周側に向けられる主切刃３ａとされ、上記短辺に沿った切刃はカッター本体１１の先端側に向けられる副切刃３ｂとされる。また、これら主切刃３ａと副切刃３ｂとが交差する上記コーナ部Ｃに位置する切刃は、カッター本体１１の内周側から外周側に向かうに従い後端側に延びるコーナ刃３ｃとされる。

ここで、主切刃３ａと副切刃３ｂとは、本実施形態ではすくい面３Ａに垂直に対向する方向から見て図５に示すように、互いに直交する方向に延びている。また、コーナ刃３ｃは、本実施形態では同じくすくい面３Ａに垂直に対向する方向から見て図５に示すように主切刃３ａと副切刃３ｂに接する凸円弧等の凸曲線状に形成されている。ただし、副切刃３ｂは主切刃３ａに対して直角よりも僅かに小さな角度で鋭角に交差する方向に延びていてもよく、またコーナ刃３ｃは主切刃３ａと副切刃３ｂに鈍角に交差する面取り状に形成されていてもよい。

切刃部３が接合される凹部２Ａの上記厚さ方向を向く底面は、切刃部３の上記すくい面３Ａと略同形同大の三角形状をなしており、図３に示すように上記長辺に沿って側面１Ｃから離間するに従い、上記厚さ方向に後退するように僅かに傾斜している。従って、これに伴い、切刃部３のすくい面３Ａおよび主切刃３ａも、上記長辺に沿って側面１Ｃから離間するに従い上記厚さ方向に後退するように傾斜している。

さらに、インサート本体１の上記側面１Ｄ、１Ｃのうち主切刃３ａと副切刃３ｂに連なる部分は、これら主切刃３ａと副切刃３ｂの逃げ面とされている。これらの逃げ面は、図３および図４に示すように第１の多角形面１Ａからインサート本体１裏側の、上記表裏の多角形面のうちの他方である第２の多角形面１Ｂに向かうに従い、インサート本体１の内側に僅かに後退するように傾斜していて、主切刃３ａと副切刃３ｂに逃げ角が与えられるように形成されている。なお、側面１Ｃは、全体的にこのような逃げ角が与えられるように傾斜している。

また、側面１Ｄのうち主切刃３ａの逃げ面とされる部分以外の部分と、側面１Ｃ、１Ｄとは反対側を向くインサート本体１の側面１Ｅ、１Ｆとは、上記厚さ方向に延びる平坦面とされて、すくい面３Ａに対向する方向から見て隣接するもの同士で互いに垂直な方向に延びている。ただし、これら隣接する側面１Ｄ〜１Ｆ同士の交差稜線部には面取りが施されているとともに、第１の多角形面１Ａと側面１Ｅとの交差稜線部にも面取りが施されている。

さらに、切刃部３の上記すくい面３Ａを間にして第１の多角形面１Ａの上記コーナ部Ｃとは反対側には、第１の多角形面１Ａから突出する堤状部４が、第１の多角形面１Ａに対向する方向から見てコーナ部Ｃに交差する第１の多角形面１Ａの上記２つの辺稜部に交差する方向に延びるように形成されている。

従って、この堤状部４は、本実施形態では台金部２に形成され、特に上述のように超硬合金等の焼結合金よりなるこの台金部２に一体に形成されている。なお、堤状部４は、インサート本体１の上記厚さ方向に第１の多角形面１Ａに対向する方向から見て、コーナ部Ｃに交差する上記２つの辺稜部の二等分線に垂直な直線に対して±３０°の範囲で傾斜する方向に延びて該辺稜部に交差するように形成されるのが望ましい。

また、本実施形態の堤状部４は、該堤状部４が延びる方向に直交する断面が台形状をなしており、第１の多角形面１Ａから突出するに従い互いに近づく側面４Ａ、４Ｂと、堤状部４の突端にあって上記厚さ方向に垂直に延びる頂面４Ｃとを備えている。コーナ部Ｃを向く堤状部４の側面４Ａは、該コーナ部Ｃから離間するに従い第１の多角形面１Ａから突出する傾斜面とされ、これとは反対側の堤状部４の側面４Ｂは頂面４Ｃに垂直に形成されている。

さらに、この堤状部４は、台金部２の凹部２Ａの上記底面から第１の多角形面１Ａに向けて立ち上がる凹部２Ａの壁面に沿って延びており、第１の多角形面１Ａのコーナ部Ｃに交差する長辺には、段状をなすこの長辺の段差部に交差している。なお、この段差部に交差する堤状部４の端部は、段差部側に向かうに従い第２の多角形面１Ｂ側に向かって傾斜するように面取りされている。また、この堤状部４は、側面１Ｃには、上述のように傾斜した台金部２における該側面１Ｃにそのまま交差している。

一方、この堤状部４からコーナ部Ｃとは反対側の第１の多角形面１Ａ上には、上記厚さ方向に垂直な平面部５が形成されている。言い換えれば、インサート本体１の上記厚さ方向は、この平面部５に垂直な方向である。また、副切刃３ｂは、上記コーナ部Ｃに交差する部分が上記厚さ方向に垂直、すなわち平面部５に平行に延びており、特に本実施形態では平面部５の延長面上に位置するように配設されている。

これに対して、インサート本体１の上記第２の多角形面１Ｂには、第１の多角形面１Ａの切刃が設けられた辺稜部の裏側に位置する該第２の多角形面１Ｂの辺稜部に向かうに従い、上記平面部５に向けて近づくように傾斜する第１の傾斜平面６が形成されている。本実施形態では、上記切刃のうち主切刃３ａの裏側に位置する第２の多角形面１Ｂの辺稜部に向かうに従い、第１の傾斜平面６が平面部５に向けて近づくように傾斜しているとともに、第２の多角形面１Ｂの全体がこのような第１の傾斜平面６とされており、この第１の傾斜平面６は、平面部５と側面１Ｅに直交する断面（側面１Ｆに平行な断面）において平面部５に対して一定の傾斜角αをなすように形成されている。

また、上記第１の多角形面１Ａには、これら平面部５と第１の傾斜平面６とに直交する断面、すなわち本実施形態では平面部５と側面１Ｅに直交する断面（側面１Ｆに平行な断面）において、上記平面部５に対する第１の傾斜平面６の傾斜の向きとは逆向きに傾斜する第２の傾斜平面７が形成されている。この第２の傾斜平面７も、上記断面において平面部５に対して一定の傾斜角βをなすように形成されており、この第２の傾斜平面７が平面部５に対してなす傾斜角βは、図１４に示すように第１の傾斜平面６が平面部５に対してなす傾斜角αよりも大きくされている。

ここで、本実施形態では、第１の多角形面１Ａに凹所８が形成されており、第２の傾斜平面７はこの凹所８の底面に形成されている。凹所８は、平面部５の中央に、インサート本体１の上記長手方向、すなわち外周刃３Ｃが延びる方向に長く延びるように形成されていて、その平面部５から上記厚さ方向への深さが側面１Ｅ側から側面１Ｄ側に向かうに従い漸次深くなるように形成されることにより、該凹所８の底面である第２の傾斜平面７が第１の傾斜平面６の傾斜の向きと逆向きに傾斜するように形成される。

また、凹所８は、その平面部５への開口部がＤ字状をなして平面部５上で１周する閉じた形状に形成されていて、すなわちインサート本体１の側面１Ｃ〜１Ｆに開口してはおらず、底面である第２の傾斜平面７は側面１Ｅ側で平面部５と交差している。従って、凹所８には、側面１Ｃ、１Ｄ、１Ｆ側に第２の傾斜平面７から第１の多角形面１Ａの平面部５に向かう壁面８Ａ〜８Ｃが形成されることになり、このうち側面１Ｆ側の壁面８Ｃは、上記断面に垂直な方向においてコーナ部Ｃとは反対側に位置することになる。

そして、このようなインサート本体１の上記すくい面３Ａには、副切刃３ｂまたはコーナ刃３ｃから、すくい面３Ａに対向する方向から見て主切刃３ａと平行に延びる凹溝状の第１のブレーカー溝（ブレーカー溝）９ａが形成されている。従って、この第１のブレーカー溝９ａは、超高圧焼結体により形成された切刃部３上に形成され、本実施形態ではコーナ刃３ｃが形成された範囲よりも長く、切刃部３の副切刃３ｂとは反対側の端部近くにまで延びている。

ここで、本実施形態では、この第１のブレーカー溝９ａは、主切刃３ａに直交する断面において図６に示すように底面が凹円弧等の凹曲線をなすように、深さ０．０３ｍｍ、幅０．１４ｍｍの断面円弧状に形成されている。この断面凹曲線状の底面とすくい面３Ａとの２つの交差稜線のうち主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌは、本実施形態では副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐと交差するように形成されている。なお、上述したようにコーナ刃３ｃが副切刃３ｂと鈍角に交差する面取り状に形成されている場合には、交差稜線Ｌは副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの交点に交差するように形成されていてもよい。

また、本実施形態では、この第１のブレーカー溝９ａの主切刃３ａとは反対側のすくい面３Ａに、すくい面３Ａに対向する方向から見て第１のブレーカー溝９ａと同様に主切刃３ａと平行に延びる凹溝状の第２のブレーカー溝９ｂ（他のブレーカー溝）が形成されている。本実施形態では、同形同大の複数(２つ）の第２のブレーカー溝９ｂが副切刃３ｂに交差するように形成されて、第１のブレーカー溝９ａと同じく超高圧焼結体により形成された切刃部３上に形成されている。

この第２のブレーカー溝９ｂは、第１のブレーカー溝９ａよりも幅広で短く、主切刃３ａに直交する断面において図７に示すように底面が、主切刃３ａ側が凹円弧等の凹曲線状で深さ０．０５ｍｍに形成されるとともに、主切刃３ａとは反対側は主切刃３ａ側の凹曲線に接してすくい面３Ａ側に切れ上がる直線状をなすように形成されている。また、第２のブレーカー溝９ｂは、第１のブレーカー溝９ａよりも深くされている。

このように構成されたフライス用インサートが取り付けられる本実施形態の刃先交換式カッターは、軸線Ｏを中心とした概略円板状のカッター本体１１を備え、このカッター本体１１の先端部外周には、上記切削インサートが着脱可能に取り付けられるインサート取付座１２が形成されている。

本実施形態の刃先交換式カッターは、このようなカッター本体１１がツールホルダ１３を介して工作機械の主軸に取り付けられ、軸線Ｏ回りにカッター回転方向Ｔに高速回転されつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、上記切削インサートの切刃部３の主として副切刃３ｂとコーナ刃３ｃによって被削材に平面部を切削加工する、刃先交換式の正面フライスである。

インサート取付座１２は、カッター本体１１の先端面と外周面とに開口して軸線Ｏ方向後端側に延びるスリット状に形成されており、カッター回転方向Ｔとは反対側を向く第１の取付座壁面１２Ａと、カッター回転方向Ｔを向く第２の取付座壁面１２Ｂと、カッター本体１１の内周側においてこれら第１、第２の取付座壁面１２Ａ、１２Ｂ間に位置して外周側を向く取付座底面１２Ｃとを備えている。本実施形態の刃先交換式カッターは、このようなインサート取付座１２がカッター本体１１に２４箇所と多数、等間隔に形成された多刃の刃先交換式フライスでもある。

第１の取付座壁面１２Ａは、本実施形態では軸線Ｏを含む平面に沿って延びる平面状に形成されるとともに、取付座底面１２Ｃは、この第１の取付座壁面１２Ａと垂直に交差して軸線Ｏと平行に延びる平面状に形成されている。また、第２の取付座壁面１２Ｂは、軸線Ｏと平行で、カッター本体１１の外周側に向かうに従い第１の取付座壁面１２Ａに近づくように傾斜する平面状に形成され、この第２の取付座壁面１２Ｂが第１の取付座壁面１２Ａに対してなす傾斜角は、図１４に示すように軸線Ｏに直交する断面において一定で、インサート本体１の第１の傾斜平面６が平面部５に対してなす傾斜角αと等しくされている。

さらに、各インサート取付座１２のカッター回転方向Ｔ側のカッター本体１１外周面から第１の取付座壁面１２Ａにかけてはネジ孔１２Ｄが形成されており、このネジ孔１２Ｄにはインサート本体１を押圧して取り付けるための押圧手段としてのクランプネジ１４がねじ込まれている。

このネジ孔１２Ｄは、その中心線に直交する平面が、やはり図１４に示すように軸線Ｏに直交する断面において一定の傾斜角で第１の取付座壁面１２Ａに交差して、カッター本体１１の外周側に向かうに従いカッター回転方向Ｔ後方側に延びるようにされており、この傾斜角はインサート本体１の第２の傾斜平面７が平面部５に対してなす傾斜角βと等しくされている。また、クランプネジ１４のインサート取付座１２側に向けられる先端面はネジ孔１２Ｄの上記中心線に直交する平面状とされている。

さらにまた、カッター本体１１の先端部外周には、各インサート取付座１２のカッター回転方向Ｔ側で、上記ネジ孔１２Ｄの外周面への開口部よりも先端側に、チップポケット１５が形成されている。このチップポケット１５は、本実施形態では、カッター本体１１の先端面と外周面との交差稜線部を、カッター回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い後端内周側に向けて幅広となる三角形面取り状に切り欠くようにして形成されている。

また、こうして切り欠かれたチップポケット１５の三角形面取り状の底面１５Ａは、インサート取付座１２の第１の取付座壁面１２Ａに交差しており、従って、この第１の取付座壁面１２Ａと底面１５Ａとの交差稜線部は、カッター本体１１の後端側に向かうに従い外周側に向かうように斜めに延びることになる。

そして、この交差稜線部が軸線Ｏに垂直な平面に対してなす角度は、インサート本体１の第１の多角形面１Ａに対向する方向から見て堤状部４が副切刃３ｂに対してなす角度と等しくされている。また、この底面１５Ａと第１の取付座壁面１２Ａとの交差角は、インサート本体１の堤状部４のコーナ部Ｃとは反対側を向く側面４Ｂと平面部５との交差角と等しくされている。

さらに、このチップポケット１５の底面１５Ａには、カッター本体１１内に穿設されたクーラント孔１５Ｂが開口している。このクーラント孔１５Ｂは、カッター本体１１内から上記ツールホルダ１３内の供給路を介して工作機械の主軸側に設けられたクーラント供給孔に連通しており、切削加工時には工作機械側から供給された切削油剤等のクーラントが、後述するようにインサート取付座１２に取り付けられたインサート本体１の切刃部３のすくい面３Ａに向けて供給可能とされている。

一方、各インサート取付座１２の後端側には、カッター本体１１の外周面に開口して後端側に延びる凹溝１１Ａが形成されており、スリット状に形成されたインサート取付座１２の後端は、この凹溝１１Ａに開口していて、これらの凹溝１１Ａには切削インサートのインサート本体１の軸線Ｏ方向の位置を調整する位置調整機構１６がそれぞれ備えられている。

この位置調整機構１６は、図１３に示すように両端部にピッチが異なる第１、第２ネジ部１７Ａ、１７Ｂが同軸に形成されて、このうち第１ネジ部１７Ａが凹溝１１Ａの先端側を向く壁面に形成されたネジ孔に軸線Ｏと平行にねじ込まれる軸部材１７と、この軸部材１７のカッター本体１１先端側に向けられた第２ネジ部１７Ｂにねじ込まれるナット部材１８とを備えている。

ここで、本実施形態では、軸部材１７の第１ネジ部１７Ａのピッチが第２ネジ部１７Ｂのピッチよりも大きくされるとともに、ネジ径も第１ネジ部１７Ａが第２ネジ部１７Ｂより大きくされている。また、軸部材１７の第１、第２ネジ部１７Ａ、１７Ｂ間の外周面とナット部材１８の外周面には作業用工具が係止可能な被係止部１７Ｃ、１８Ａが形成されており、この被係止部１７Ｃ、１８Ａは本実施形態ではレンチ等が挿入可能な孔とされている。さらに、ナット部材１８のカッター本体１１先端側に向けられる先端面１８Ｂは、この先端側に膨出する凸形状とされている。

このように構成された刃先交換式カッターのカッター本体１１に、上記切削インサートは、そのインサート本体１の第１の多角形面１Ａおよび切刃部３のすくい面３Ａをカッター回転方向Ｔに向けるとともに、側面１Ｃをカッター本体１１の先端側に、側面１Ｄを外周側に向けて、カッター本体１１先端側からインサート取付座１２に挿入される。

ここで、インサート取付座１２の第１、第２の取付座壁面１２Ａ、１２Ｂ間の間隔は、インサート本体１の側面１Ｅを取付座底面１２Ｃに密着させた状態で、第１の多角形面１Ａの平面部５と第２の多角形面１Ｂ（第１の傾斜平面６）がこれら第１、第２の取付座壁面１２Ａ、１２Ｂに対向して摺接しながら、インサート本体１を挿入可能な大きさとされている。

また、カッター本体１１の外周面から取付座底面１２Ｃまでのインサート取付座１２の径方向の深さは、こうしてインサート本体１の側面１Ｅを取付座底面１２Ｃに密着させた状態で、カッター本体１１の外周側に向けられた切刃部３の主切刃３ａが外周面から突出する大きさとされている。

そして、このようにインサート取付座１２に挿入されたインサート本体１の側面１Ｆが上記位置調整機構１６のナット部材１８の先端面１８Ｂに当接したところで、インサート本体１は位置決めされて着座させられ、次いでネジ孔１２Ｄにクランプネジ１４をねじ込んで、インサート本体１の凹所８の底面である第２の傾斜平面７がクランプネジ１４の先端面によって垂直に押圧されることにより、インサート本体１がカッター本体１１に固定される。

このように固定された状態で、各インサート取付座１２に取り付けられたインサート本体１の切刃部３の主切刃３ａは、カッター回転方向Ｔ側から見て軸線Ｏに平行となるように配設される。また、副切刃３ｂは、カッター本体１１の先端面から突出して軸線Ｏに垂直な１つの平面上に位置するように、上記位置調整機構１６によって軸線Ｏ方向の位置が調整される。

すなわち、本実施形態の位置調整機構１６においては、被係止部１７Ｃ、１８Ａに作業用工具を係止して軸部材１７とナット部材１８を回転し、軸部材１７の第１ネジ部１７Ａのカッター本体１１へのねじ込み量と、第２ネジ部１７Ｂへのナット部材１８のねじ込み量とを調整することにより、ナット部材１８の先端面１８Ｂの軸線Ｏ方向の位置が設定されるので、この先端面１８Ｂの位置を各インサート取付座１２に備えられた位置調整機構１６によって適宜設定することにより、副切刃３ｂの位置も上述のように調整することができる。

なお、副切刃３ｂが主切刃３ａと鋭角に交差している場合には、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点または交点が軸線Ｏ方向先端側に突出し、副切刃３ｂはコーナ刃３ｃから離れるに従い僅かにカッター本体１１の後端側に延びるように傾斜して、すかし角が与えられる。

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、切削インサートのインサート本体１のすくい面３Ａに形成される凹溝状の第１のブレーカー溝９ａ（ブレーカー溝）が、すくい面３Ａに対向する方向から見て副切刃３ｂまたはコーナ刃３ｃから主切刃３ａと平行に延びている。このため、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃを側面１Ｆ側に後退させるように再研磨しても、切屑分断性が損なわれるほど第１のブレーカー溝９ａが小さくなったり、主切刃３ａと第１のブレーカー溝９ａとの間隔が変化したりすることがない。

従って、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃの再研磨後であっても再研磨前と変わらずに切屑をカールさせて良好な切屑分断性を確保することができる。このため、特に本実施形態のようにインサート本体１のすくい面３Ａにおける主切刃３ａ、副切刃３ｂ、コーナ刃３ｃ、および第１のブレーカー溝９ａが形成された領域が、ダイヤモンド焼結体やｃＢＮ焼結体等の高価な超高圧焼結体により形成されている場合に、このような超高圧焼結体の有効利用を図ることが可能となる。ただし、インサート本体１は切刃部３を含めた全体が超硬合金等によって形成されていてもよい。

また、本実施形態では、第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌが、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐ（コーナ刃３ｃが面取り状の場合は交点）と交差するように形成されている。このため、副切刃３ｂによって生成される切屑を、コーナ刃３ｃから主切刃３ａによって生成される切屑から分断して短くカールさせることができ、一層の切屑処理性の向上を図ることができる。

なお、後述する実施例で実証するように、この第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌは、この副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐまたは交点から主切刃３ａ側に０．２５ｍｍまでの範囲に位置していることが望ましい。

さらに、本実施形態では、第１のブレーカー溝９ａの主切刃３ａとは反対側のすくい面３Ａに、すくい面３Ａに対向する方向から見て第１のブレーカー溝９ａと同じく主切刃３ａと平行に延びる凹溝状の第２のブレーカー溝９ｂ（他のブレーカー溝）が形成されている。このため、例えば送り量が大きい場合に切屑が主切刃３ａ側の第１のブレーカー溝９ａを乗り越えて流れても、この第２のブレーカー溝９ｂによって切屑をカールさせて分断することができる。

また、この第２のブレーカー溝９ｂもすくい面３Ａに対向する方向から見て主切刃３ａと平行に延びているので、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃを再研磨しても、第２のブレーカー溝９ｂが短くなりすぎたり、主切刃３ａとの間隔が変化したりすることはない。しかも、本実施形態では、複数（２つ）の第２のブレーカー溝９ｂが形成されているので、送り量が変化しても対応することができるとともに、副切刃３ｂによって生成される切屑を細かく分断することができる。

一方、本実施形態の刃先交換式カッターにおいては、カッター本体１１に、切削インサートのインサート本体１の軸線Ｏ方向の位置を調整する位置調整機構１６が備えられている。このため、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃを再研磨しても、この位置調整機構１６によって切削インサートの位置を、再研磨量分だけカッター本体１１の軸線Ｏ方向先端側に調整することにより、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃの軸線Ｏ方向の位置は再研磨前と同じとすることができる。

次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について説明する。本実施例では、上記実施形態に基づき、第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌが、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐと交差するように形成された切削インサートを製造した。これを実施例１とする。

また、上記実施形態とは異なり、第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌが、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐから主切刃３ａ側に０．１ｍｍの位置でコーナ刃３ｃに交差するように形成された切削インサートと、この接点Ｐから主切刃３ａ側に０．２５ｍｍの位置でコーナ刃３ｃと交差するように形成された切削インサートを製造した。これらを実施例２、３とする。

さらに、この実施例２、３とは逆に、第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａ側の交差稜線が、接点Ｐから主切刃３ａとは反対側に０．１５ｍｍの位置で副切刃３ｂｃに交差するように形成された切削インサートとを製造した。これを実施例４とする。

そして、これら実施例１〜４の切削インサートを取り付けた上記実施形態に基づく刃先交換式カッターにより、切削速度１９６３ｍ／ｍｉｎ、１刃当たりの送り量０．１ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、切り込み量０．３ｍｍの切削条件で、ＡＤＣ１２よりなる被削材にフライス加工を施して、その際に生成された切屑を撮影した。この結果を、実施例１〜４の順に、図１５〜図１８に示す。なお、コーナ刃３ｃは、半径０．８ｍｍの凸円弧状である。

また、これら実施例１〜４に対する比較例として、第１のブレーカー溝９ａがすくい面３Ａに形成されていない切削インサートによっても、同様の切削条件でＡＤＣ１２よりなる被削材にフライス加工を施して、その際に生成された切屑を撮影した。この結果を、図１９に示す。

これら図１５〜図１９の結果より、まず第１のブレーカー溝９ａがすくい面３Ａに形成されていない比較例の切削インサートでは、図１９に示すように切屑が小さくカールされずに延び気味となってしまい、分断されていなかった。

これに対して、第１のブレーカー溝９ａがすくい面３Ａに形成されている実施例１〜４の切削インサートでは、第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａ側の交差稜線が、接点Ｐから主切刃３ａとは反対側に０．１５ｍｍの位置で副切刃３ｂｃに交差するように形成された実施例４の切削インサートでも、図１８に示すように比較例に対しては切屑がカールされて生成されて分断されているのが分かる。

そして、さらに第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌが、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐから主切刃３ａ側に０．２５ｍｍまでの範囲に位置している実施例１〜３の切削インサートでは、図１５〜図１７に示すように実施例４の切削インサートよりも切屑が小さくカールされて分断されているのが分かる。

特に、第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌが副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐから主切刃３ａ側に０．１０ｍｍに位置してコーナ刃３ｃと交差している実施例２の切削インサートによれば、図１６に示すように切屑が最も小さくカールされているのが分かる。

このため、上述したように第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌは、この副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐまたは交点から主切刃３ａ側に０．２５ｍｍまでの範囲に位置していることが望ましい。

また、特に図１６に示した実施例２のように切屑をより小さくカールさせるには、第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの主切刃３ａとは反対側の交差稜線Ｌは、副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点Ｐまたは交点から主切刃３ａ側に０ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲に位置しているのが一層望ましい。

１ インサート本体
１Ａ インサート本体１の第１の多角形面
１Ｂ インサート本体１の第２の多角形面
１Ｃ〜１Ｆ インサート本体１の側面
２ 台金部
３ 切刃部
３Ａ すくい面
３ａ 主切刃
３ｂ 副切刃
３ｃ コーナ刃
９ａ 第１のブレーカー溝（ブレーカー溝）
９ｂ 第２のブレーカー溝（他のブレーカー溝）
１１ カッター本体
１２ インサート取付座
１６ 位置調整機構
Ｃ すくい面３Ａのコーナ部
Ｏ カッター本体１１の軸線
Ｔ カッター回転方向
Ｐ 副切刃３ｂとコーナ刃３ｃとの接点
Ｌ 第１のブレーカー溝９ａの底面とすくい面３Ａとの交差稜線

Claims (5)

1. 軸線回りにカッター回転方向に回転させら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を備え、
   このインサート本体の多角形面の上記カッター回転方向に向けられるすくい面の上記カッター本体外周側に向けられる辺稜部には、上記カッター回転方向側から見て上記軸線に平行に延びるように配設される主切刃が形成されるとともに、
   上記すくい面の上記カッター本体先端側に向けられる辺稜部には、上記軸線に対する径方向に延びるように配設される副切刃が形成され、
   これら主切刃と副切刃とが交差する上記すくい面のコーナ部には、上記カッター本体の内周側から外周側に向かうに従い後端側に延びるコーナ刃が形成されており、
   このコーナ刃または上記副切刃からは、上記すくい面に対向する方向から見て上記主切刃と平行に延びる凹溝状のブレーカー溝が上記すくい面に形成されていることを特徴とする切削インサート。
2. 上記インサート本体の上記すくい面における上記主切刃、副切刃、コーナ刃、およびブレーカー溝が形成された領域は、超高圧焼結体により形成されてい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. 上記ブレーカー溝の底面と上記すくい面との上記主切刃とは反対側の交差稜線が、上記副切刃とコーナ刃との接点または交点から上記主切刃側に０．２５ｍｍまでの範囲に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削インサート。
4. 上記ブレーカー溝の上記主切刃とは反対側の上記すくい面には、上記すくい面に対向する方向から見て上記主切刃と平行に延びる凹溝状の他のブレーカー溝が形成さ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. 軸線回りにカッター回転方向に回転させら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４のうちいずれか一項に記載の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であって、
   上記カッター本体には、上記切削インサートの上記軸線方向の位置を調整する位置調整機構が備えられていることを特徴とする刃先交換式カッター。