JP2022059822A - 切削インサートおよびこれを備えた切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】インサートをクランプする力を向上させ、また、インサート強度および切りくず排出性を向上させるようにした切削インサートおよびこれを備えた切削工具を提供する。【解決手段】切削インサート１０は、第１端面たる上面１７と、上面１７と反対側の面であって切削工具１００への取付面を有する第２端面たる下面と、上面１７から下面まで貫通する軸線を有するねじ穴Ｈと、上面１７と下面とを連ねるように形成された周側面１５と、上面１７と周側面１５との交差領域、および下面と周側面１５との交差領域にそれぞれ形成される主切れ刃２１および内切れ刃２２と、少なくともその一部がボデー１５０と当接するように周側面１５に形成された拘束面４０と、を備え、上面１７から視た上面視における主切れ刃２１の角度と拘束面４０の角度とが異なっており、主切れ刃２１の角度が拘束面４０の角度よりも小さい。【選択図】図６

Description

本発明は、切削インサートおよびこれを備えた切削工具に関する。

金属などの被削材を、工具ボデーに取り付けられる切削インサートを用いて切削することが行われている。高送り工具などこれら切削工具においては、従来、ボデーにおける切削インサートのクランプ性向上などを図るべく、当該切削インサートの逃げ面形状に工夫が施されている。たとえば特許文献１には、切削インサートの側面における拘束面として用いられる領域が上面側から下面側に向かうに従って貫通孔の中心軸Ｏ１から離れるように傾斜していると、ネジに過度に大きな負荷が加わる可能性があることを鑑み、切削インサートの第１面および第４面が貫通孔の中心軸Ｏ１を含む断面において中心軸Ｏ１に平行であることにより、ホルダが第１面および第４面においてもインサートを安定して固定することができるようにした技術が開示されている（特許文献１の（段落［００４８］参照）。

特許第６３４３０１６号公報

しかし、上記のような構成とした場合、インサートが外周側へスライドする力に対して有効的であるが、インサートを回転させる力に対しては不十分なときがある。また、特許文献１のごとくインサート強度や切りくず排出性に対しての考慮がされていないと、加工中にインサートの欠損が発生しやすいことがある。

そこで、本発明は、インサートをクランプする力を向上させ、また、インサート強度および切りくず排出性を向上させるようにした切削インサートおよびこれを備えた切削工具を提供することを目的とする。

本発明の一態様である切削インサートは、
第１端面たる上面と、
上面と反対側の面であって切削工具のボデーへの取付面を有する第２端面たる下面と、
上面から下面まで貫通する軸線を有するねじ穴と、
上面と下面とを連ねるように形成された周側面と、
上面と周側面との交差領域、および下面と周側面との交差領域にそれぞれ形成される主切れ刃および内切れ刃と、
少なくともその一部がボデーと当接するように周側面に形成された拘束面と、
を備え、
上面から視た上面視における主切れ刃の角度と拘束面の角度とが異なっており、
主切れ刃の角度が拘束面の角度よりも小さいことを特徴とするものである。

上記態様のごとく主切れ刃の角度を拘束面の角度よりも小さくすることは、既存の切削工具のボデーへの取付けを可能としつつ、当該切削インサートの切込み角を小さくすることになるので、これによって切削抵抗が減り、かつ、当該切削インサートを回転させるように作用する力が低減する。また、このように切削インサートの切込み角を小さくすることは、切りくずの厚みを薄くし、送りを上げることにもつながるので、インサート強度の面、切りくず排出性の面においても向上を図ることができる。

上記のごとき態様の切削インサートは、主切れ刃と内切れ刃の間に、凸形状であって、これら主切れ刃および内切れ刃が形成される辺の中心を通る軸線よりも内切れ刃寄りの位置に形成されたＲ部を備えていてもよい。

上記のごとき態様の切削インサートでは、上面視において、下面の内切れ刃が上面の主切れ刃よりも当該切削インサートの中心から外側に位置していてもよい。

上記のごとき態様の切削インサートにおいて、下面の取付面に垂直であって上面の主切れ刃を通る仮想面で切断した第１の仮想断面に現れる形状が、上面の主切れ刃から下面の内切れ刃に向かうにつれ、上面の主切れ刃の逃げ面よりも拘束面のほうが当該切削インサートの中心から外側に位置し、拘束面よりも下面の内切れ刃のほうが当該切削インサートの中心から外側に位置している形状であってもよい。

上記のごとき態様の切削インサートにおいて、上面視における主切れ刃の角度と内切れ刃の角度とが異なっており、主切れ刃の角度が内切れ刃の角度よりも小さくなっていてもよい。

上記のごとき態様の切削インサートにおいて、上面視における内切れ刃の角度の大きさと拘束面の角度の大きさが等しくなっていてもよい。

上記のごとき態様の切削インサートにおいて、拘束面が形成された側面に向かって視る側面視にて、上面の主切れ刃は、上面の取付面と交差する高さに該取付面に対して傾斜して形成されており、上面の内切れ刃は取付面よりも低い位置に形成されていてもよい。

上記のごとき態様の切削インサートにおいて、下面の取付面に垂直であって上面の主切れ刃を通る仮想面で切断した第１の仮想断面にて、当該主切れ刃の逃げ面および拘束面は逃げ角が０°または負の値である面であり、下面の取付面に垂直であって上面の内切れ刃を通る仮想面で切断した第２の仮想断面にて、当該内切れ刃の逃げ面は逃げ角が正の値であるポジ面であってもよい。

本発明の一態様に係る切削工具は、回転軸を中心に回転し、切削インサートを保持するためのチップ座を有するボデーと、チップ座に取付け面が当接するようにボデーに取り付けられる上記のごとき態様の切削インサートと、を備えるものである。

切削インサートの斜視図である。 切削インサートを第２周側面部に対向する方向Ｄ２から見た側面図である。 切削インサートを上面に対向する方向から見た上面図である。 第１方向Ｄ１に沿って第１周側面部に対向する方向から見た切削インサートの側面図である。 エンドミルの先端部、および該先端部のチップ座に取り付けられた切削インサートを示す斜視図である。 （Ａ）本発明の一実施形態に係る切削インサートの切込み角θ１、（Ｂ）従前の切削インサートの切込み角θ２についてそれぞれ示す図である。 エンドミルに装着された切削インサートの形状の概要と、切削時に当該切削インサートに作用する力とを示す図である。 （Ａ）第１方向Ｄ１に沿って第１周側面部に対向する方向から見た切削インサートの側面図と、（Ｂ）切削インサートの上面側の主切れ刃、内切れ刃、底Ｒ部を拡大して示す図である。 （Ａ）上面の主切れ刃と下面の内切れ刃の相対位置について説明する切削インサートの上面図と、（Ｂ）下面のボス面（エンドミルへの取付面）の形状を説明する、切削インサートを透視して見たと仮想した図である。 上面の主切れ刃から下面の内切れ刃に至るまでの切削インサートの周側面上の形状例について説明する、（Ａ）第１方向Ｄ１に沿って第１周側面部に対向する方向から見た切削インサートの側面図と、（Ｂ）仮想線（Ａ－Ａ線）における切削インサートの断面図である。 上面視における主切れ刃の角度と内切れ刃の角度について説明する、切削インサートの上面図である。 側面視における主切れ刃、ボス面、内切れ刃の相対高さの関係を示す、（Ａ）第１周側面部に対向する方向から見た切削インサートの側面図、（Ｂ）切削インサートの上面図である。 逃げ面の逃げ角がニュートラルまたは負の値に設定された主切れ刃と、逃げ面がポジに設定された内切れ刃の例を示す、（Ａ）仮想面Ｓ２，Ｓ３を示す、第１周側面部に対向する方向から見た側面図、（Ｂ）仮想面Ｓ２における主切れ刃の断面形状を示す図、（Ｃ）仮想面Ｓ３における内切れ刃の断面形状を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る切削インサートおよびこれを備えた切削工具の好適な実施形態について詳細に説明する（図１等参照）。

＜切削インサートの概要＞
図１等に示す切削インサート１０は、表裏を反転させてエンドミル１００のボデー１５０（図５～図７等参照）に取り付けることにより両面使用することができるインサートとして構成されている。本実施形態の切削インサート１０は、図２における紙面上方を向いた第１端面たる上面１７と、反対の紙面下方を向いた第２端面たる下面１９と、上面１７と下面１９を接続する第１周側面部１１、第２周側面部１２、第３周側面部１３、第４周側面部１４からなる周側面１５を備える。上面視において（図３参照）、上面１７の形状は一組の略平行な辺稜部がもう一組の略平行な辺稜部よりも長いおおよそ平行四辺形のような形状になっている。切削インサート１０の中央部には、上面１７および下面１９を貫通する貫通穴Ｈが形成されている（図２、図３等参照）。

第１周側面部１１は、中心軸ＡＸ１に垂直であって、図３における紙面左方向に相当する第１方向Ｄ１を向いた面であり、上面１７および下面１９のそれぞれの短い辺稜部につらなる。第２周側面部１２は、中心軸ＡＸ１に垂直であって、同図の紙面下方向に相当する第２方向Ｄ２を向いた面であり、上面１７および下面１９のそれぞれの長い辺稜部につらなる。第３周側面部１３は、中心軸ＡＸ１に垂直であって、同図の紙面右方向に相当する第３方向Ｄ３を向いた面であり、上面１７および下面１９のそれぞれの短い辺稜部につらなる。第４周側面部１４は、中心軸ＡＸ１に垂直であって、紙面上方向に相当する第４方向Ｄ４を向いた面であり、上面１７および下面１９のそれぞれの長い辺稜部につらなる。第１方向Ｄ１および第３方向Ｄ３は互いに平行かつ逆向きであり、それぞれ、互いに平行かつ逆向きである第２方向Ｄ２および第４方向Ｄ４と垂直である。第２周側面部１２および第４周側面部１４は、両端の第１周側面部１１または第３周側面部１３との接続部分を除き、平面、または、概ね平坦に、互いに平行となるように形成されている（図３等参照）。

上面１７は、貫通穴Ｈを囲むように形成される平坦なボス面部１７Ａを備えている（図１、図３等参照）。ボス面部１７Ａは、下面１９側に形成されている切れ刃を用いて加工する際に、エンドミル１００のボデー１５０（図５参照）のチップ座１５４に当接する面である。

上面１７と第１周側面部１１との接続領域１７Ｐには切れ刃２０が形成されている（図１等参照）。同様に、上面１７と第３周側面部１３との接続領域１７Ｓ、下面１９と第１周側面部１１との接続領域１９Ｐ、下面１９と第３周側面部１３との接続領域１９Ｓのそれぞれにも切れ刃２０が形成されている。これら計４つの切れ刃２０は、２対の切れ刃部２０ａ～２０ｄから構成される。一方の１対の切れ刃部２０ａ、２０ｂは、上面１７と周側面１５との交差領域に中心軸ＡＸ１を中心として１８０°回転対称形状（点対称形状）となるように形成されている。もう一方の１対の切れ刃部２０ｃ、２０ｄは、１対の切れ刃部２０ａ、２０ｂに対して軸線Ｂまたは軸線Ｃを中心として１８０°回転対称形状となるように下面１９と周側面１５との交差領域に形成されている（図１、図３等参照）。もう一方の１対の切れ刃部２０ｃ、２０ｄも中心軸ＡＸ１を中心として１８０°回転対称形状となるように形成されている。なお、軸線Ｂは、中心軸ＡＸ１の中心点（上面１７および下面１９から等距離の点）を垂直に交差し、第２方向Ｄ２および第４方向Ｄ２に向かって延びる軸であり、軸線Ｃは、中心軸ＡＸ１の中心点（上面１７および下面１９から等距離の点）を中心軸ＡＸ１および軸線Ｂと垂直に交差し、第１方向Ｄ１および第３方向Ｄ３に向かって延びる軸である（図１等参照）。

例えば、上面１７と第１周側面部１１との交差領域にある一の切れ刃部２０ａが切削に用いられて損傷した場合には、切削インサート１０を中心軸ＡＸ１周りに１８０°回転させることで、上面１７において反対側にある未使用の切れ刃部２０ｂで切削することが可能になる。また、これら上面１７にある２つの切れ刃部２０ａ、２０ｂがともに損傷した場合には切削インサート１０を軸線Ｂ周りに回転して裏返すことで、下面１９にある未使用の切れ刃部２０ｃ、２０ｄのいずれかで切削することが可能になる。なお、各切れ刃部２０ａ～２０ｄは同じ構成を有するので、以下では、そのうちの上面１７と第１周側面部１１との交差領域にある切れ刃部２０ａについて説明することとする。

＜切れ刃部などの構造＞
切れ刃部２０ａには、切削加工時の切れ刃２０となる主切れ刃２１と内切れ刃２２、およびこれら主切れ刃２１と内切れ刃２２の間に湾曲するように設けられるＲ部（以下、底Ｒ部という）２３が形成されている（図８等参照）。内切れ刃２２は、主切れ刃２１よりも第４周側面部１４寄りに位置している。

切削インサート１０がエンドミル１００に取り付けられたとき、主切れ刃２１は、エンドミル１００の先端の外周側に向けられて、切削に主として関与する。切削インサート１０がエンドミル１００に取り付けられたとき、内切れ刃２２は、エンドミル１００の内周側に向けられて、内周刃として機能する。切削インサート１０がエンドミル１００に取り付けられたとき、底Ｒ部２３は、エンドミル１００の先端側に向けられて、底刃として機能する。

第１周側面部１１（および第３周側面部１３）には、これら切れ刃部２０ａの逃げ面となる部分と、拘束面４０として機能する部分とが形成されている（図４、図１０等参照）。拘束面４０は、少なくともその一部が、エンドミル１００のボデー１５０のチップ座１５４の側壁１５６に当接し、当該切削インサート１０が切削時に被削物からの反力（切削力）を受けてモーメントが作用しても中心軸ＡＸ１まわりに回転しないように拘束する（図７等参照）。本実施形態の切削インサート１０では、上面視において、第１周側面部１１の拘束面４０は、第２周側面部１２に近づくにつれ、軸線Ｂとの距離が短くなるように傾斜する面で形成されている。上面視における、軸線Ｂに対する拘束面４０の傾斜角度（別言すれば、軸線Ｃに垂直な仮想面（図３において一例を符号Ｓ１で示す）に対する拘束面４０の角度）を記号βで表す。一例として、本実施形態では、拘束面４０の傾斜角度βを１５°としている。

主切れ刃２１は、第１周側面部１１に対向して視た側面図において概ね直線状に傾斜した傾斜刃である（図４等参照）。図４における主切れ刃２１のボス面１７Ａに対する傾斜角度は、仕様等に応じて適宜設定されうる。主切れ刃２１は、内切れ刃２２から離れ第２周側面部１２に近づくにしたがい切削インサート１０の厚さ方向（中心軸ＡＸ１に沿った方向）に漸次隆起するように形成されている（図４等参照）。

＜主切れ刃と拘束面の傾斜角度＞
本実施形態の切削インサート１０では、上面視において、主切れ刃２１は、第２周側面部１２に近づくにつれ、軸線Ｂとの距離が短くなるように傾斜する面で形成されている。上面視における、軸線Ｂに対する主切れ刃２１の傾斜角度（別言すれば、軸線Ｃに垂直な仮想面Ｓ１に対する主切れ刃２１の角度）を記号αで表す（図３参照）。一例として、本実施形態では、主切れ刃２１の傾斜角度αを８°としている。

本実施形態のごとく、上面視における主切れ刃２１の角度αと拘束面４０の角度βとを異ならせた（α≠β）切削インサート１０は、切削時における当該インサート１０の主切れ刃２１などの欠損や、エンドミル１００のボデー１５０の側壁１５６などの変形を抑制させうる。すなわち、切削時の切込み角（被削物の被削表面に対する主切れ刃２１の切削角度）θは、基本的に、当該主切れ刃２１自体の角度αの傾斜ぶんと、拘束面４０が角度βぶん傾斜していることに伴いエンドミル１００に取り付けられた切削インサート１０自体の傾斜ぶんとを足し合わせた角度から、切削インサート１０自体の傾斜ぶんを引いた差分となるところ（図６等参照）、たとえば、上面視における主切れ刃２１の角度αと拘束面４０の角度βとが等しい（α＝β）切削インサート１０であれば、切込み角θはα＋βから切削インサート１０自体の傾斜ぶんを引いた値となる（図６（Ｂ）参照）。一例として、α、βがともに１５°であり、切削インサート１０の傾斜が１３°である従前の切削インサート１０’の切込み角θ２は１７°である。これに対し、たとえば、拘束面４０の角度βを従前と同じにしたまま（β＝１５°）、主切れ刃２１の角度αをこれよりも小さな角度（一例として、α＝８°）とした本実施形態の切削インサート１０は、エンドミル１００の従前のボデーへの取付けを可能にしたまま、切込み角θ１（一例として、θ１＝１０°）を小さくする（θ１＜θ２）ことができる（図６（Ａ）参照）。

ここで、一般的な高送り加工に言及しておくと、高送りによる高能率加工は、薄い切りくずを生成するメカニズムに基づいている。切りくずの厚さはインサートの切込み角θで決まるところ、切込み角θが大きい（一例として90°）インサートでは、刃当り送りをｘmmに設定すると切りくずの厚さは同じｘmmになり、薄い切りくずを生成するメカニズムは機能しないのに対し、この切込み角θを小さくして鋭角にすればするほど切りくずが薄くなり、切りくずが薄くなれば送り速度を上げることができるため、サイクルタイムを短縮することが可能となる。また、切込み角θを小さくすれば、送り方向に対する切削抵抗が低減することから、このようなメカニズムの下、切込み角θ１を従前の角度θ２よりも小さくする（θ１＜θ２）ことができる本実施形態の切削インサート１０によれば、切削時に当該切削インサート１０が受ける送り方向に対する切削抵抗が低減し、また、切削時に当該切削インサート１０を中心軸ＡＸ１まわりに回転させる力（トルク）の大きさやその影響も低減する。なお、切込み角θを小さくすると、送り方向に対する切削抵抗が低減する一方で、全体の切削抵抗（主分力や背分力を含めた値）がむしろ増大する場合があるが、そのように切削抵抗が増大しても、本実施形態ではそれ以上に切削インサート１０の着座安定性を向上させているので（たとえば、後述する「上面の主切れ刃と下面の内切れ刃の相対位置」の説明など参照）、総合的な加工能率の向上を図ることができる。このことは、ボデー１５０の変形といった影響を抑制することにつながるし、結果的に切削インサート１０のクランプ性能を向上させ、切削時における切削インサート１０の欠損を抑制することにもつながる。

＜底Ｒ部の位置＞
底Ｒ部２３は、切削インサート１０がエンドミル１００に取り付けられたときエンドミル１００の先端側を向くよう、第１方向Ｄ１に突出する凸形状に形成されている（図３等参照）。また、底Ｒ部２３は、第１周側面部１１に対向する方向から見た側面図（図４、図８参照）にて、主切れ刃２１と内切れ刃２２の間であって、当該切削インサート１０の中心線（すなわちこの場合は中心軸ＡＸ１）よりも内切れ刃２２寄りの位置（別言すれば、中心軸ＡＸ１よりも第４周側面部１４に近い位置）に形成されている。このような切削インサート１０によれば、切削抵抗がより内側から働くようになる、すなわち、切削時に切削インサート１０に作用する切削抵抗のうち、とくにこの底Ｒ部２３を介して作用する抵抗がより内側（すなわち、エンドミル１００の回転軸に近い側）となることから（図７等参照）、切削インサート１０を中心軸ＡＸ１まわりに回転させる力（モーメント）が低減する。このことは、切削インサート１０やその切れ刃２０が受ける切削抵抗が分散することにつながり、その結果、切削インサート１０のクランプ性能を向上させ、切削時における当該切削インサート１０の欠損やボデー１５０の変形が抑制されることにつながる。なお、図示している切削インサート１０は底Ｒ部２３が上記のごとく形成されたものの一例をわかりやすく示したものにすぎず、底Ｒ部２３の具体的な位置や形状などは当該切削インサート１０の仕様などに応じて適宜設計・変更されうる。

＜上面の主切れ刃と下面の内切れ刃の相対位置＞
内切れ刃２２は、底Ｒ部２３に連なるように、エンドミル１００の内周側に向けられた内周刃として機能するように形成されている。本実施形態の切削インサート１０では、上面視において、下面１９の内切れ刃（図９、図１０中において便宜的に符号２２’で示す）が、上面１７の主切れ刃２１よりも、第１方向Ｄ１側に位置する（別言すれば、上面１７の主切れ刃２１よりも、下面１９側（反対側）の内切れ刃２２’のほうが、軸線Ｂからの距離が大きい）。このような切削インサート１０においては、反対面（下面１９）の内切れ刃２２’をより第１方向Ｄ１の側に位置させることで、当該反対面（下面１９）のボス面（取付面）１７Ａを、より第１方向Ｄ１の側に位置させ、表面（上面１７）の主切れ刃２１に近づけることが可能となる（図９（Ｂ）中、とくに○印で囲む部分参照）。このようにしてボス面１７Ａを表面（上面１７）の主切れ刃２１に近づけると、当該切削インサート１０のボデー１５０への着座面が広がり、当該上面１７の主切れ刃２１の真裏側（つまり下面１９側）の着座面が広がることにもなる。このような切削インサート１０によれば、主切れ刃２１などに作用する切削抵抗をより広い着座面で受け、分散させることができるため、当該切削インサート１０の強度が相対的に向上し、切削時における主切れ刃２１等の欠損が抑制される。これについてさらに説明を加えるとすれば、てこの原理（力点から支点が遠いと小さな力でも動きやすいが、支点を近づければ動きにくくなる）を挙げることができる。切削インサート１０が動いたり振動したりすると異常損傷や欠損の発生につながることがあるが、このような異常損傷や欠損を抑制するにあたっては、着座面の面積を単に広ければそれでよいということではなく、いかにして切れ刃２０の直下の近くを当接させるか、が重要である。

＜上面の主切れ刃から下面の内切れ刃に至るまでの周側面上の形状＞
軸線Ｂに垂直なある仮想断面（別言すれば、上面１７のボス面１７Ａに垂直であり、かつ軸線Ｃの方向に延びるある仮想断面）に現れる、主切れ刃２１、拘束面４０、内切れ刃２２’の形状、構造について説明する（図１０等参照）。中心軸ＡＸ１に平行であって、上面１７の主切れ刃２１とその反対面（下面１９）の内切れ刃２２’を通るある仮想線（Ａ－Ａ線）を想定した場合の（図１０（Ｂ）参照）、該Ａ－Ａ線を通り軸線Ｂに垂直な仮想断面による本実施形態の切削インサート１０の断面を示す（図１０（Ａ）参照）。当該断面においては、上面１７の主切れ刃２１から下面１９の内切れ刃２２’に向かうにつれ、(i)上面１７の主切れ刃２１の逃げ面２１ｆよりも拘束面４０のほうが第１方向Ｄ１に沿って差分ｊの大きさぶん当該切削インサート１０の外側に位置し、(ii)拘束面４０よりも下面１９の内切れ刃２２’のほうが第１方向Ｄ１に沿って差分ｋの大きさぶん当該切削インサート１０の外側に位置している（図１０（Ｂ）参照）。このように、上面１７の主切れ刃２１から下面１９の内切れ刃２２’に向かうにつれ第１方向Ｄ１への突出量が増大する断面形状の切削インサート１０は、従前の切削インサートよりも断面積を増大させることができ、そのぶん、強度を増大させ、それに伴い、切削時の欠損を抑制することができる。なお、差分ｊの大きさはたとえば0.1[mm]、差分ｋの大きさはたとえば0.28[mm] とすることができるがこれらはあくまで一具体例を示す大きさにすぎず、仕様などに応じて適宜設定され得る。

＜上面視における主切れ刃の角度と内切れ刃の角度＞
切削インサート１０では、上面視における主切れ刃２１の角度と内切れ刃２２の角度とが異なっており、かつ、主切れ刃２１の角度が内切れ刃２２の角度よりも小さくなるように構成されていてもよい。本実施形態では、上面視における、軸線Ｂに対する内切れ刃２２の傾斜角度（別言すれば、軸線Ｃに垂直な仮想面Ｓ１に対する内切れ刃２２の角度）をγとした場合に（図１１参照）、この傾斜角度γを、軸線Ｂに対する主切れ刃２１の傾斜角度（別言すれば、軸線Ｃに垂直な仮想面Ｓ１に対する主切れ刃２１の角度）αよりも大きくしている。このように内切れ刃２２の傾斜角度γを比較的に大きくすると、これに伴い、ランピング加工等の切削時に内切れ刃２２から出される切りくずが、より外側（エンドミル１００の径方向外側）に向けて排出されるようになる（図１１参照）。なお、傾斜角度αの大きさはたとえば８°、傾斜角度γの大きさはたとえば１５°とすることができる（ただし、仮想面Ｓ１あるいは軸線Ｂに対するこれら主切れ刃２１と内切れ刃２２の傾斜の向きは互いに異なる）が、これらはあくまで一具体例を示す大きさにすぎず、仕様などに応じて適宜設定され得る。

なお、内切れ刃２２の傾斜角度γの大きさは、拘束面４０の傾斜角度β（図３参照）の大きさと同じであってもよい。一例として、本実施形態では、拘束面４０の傾斜角度β、内切れ刃２２の傾斜角度γともに１５°としている（図３、図１１等参照）。これは、従前の切削インサートの一例における拘束面の傾斜角度、内切れ刃の傾斜角度と等しい大きさであり、こうした場合には、エンドミル１００の従前のボデーへの取付けを可能とし、かつ従前と同様の内切れ刃２２の切削性能を再現することができる。

＜側面視における主切れ刃、ボス面、内切れ刃の高さ＞
図１２に示す実施形態の切削インサート１０では、拘束面４０が形成されている第１周側面部１１に対向して視る側面図（図４等参照）において、(i)上面１７の主切れ刃２１は、上面１７のボス面１７Ａに対して傾斜して形成されていて、かつ、当該ボス面１７Ａと交差する（別言すれば、側面視において、主切れ刃２１はその途中でボス面１７Ａの高を横切る）ように形成されていて、かつ、(ii)上面１７の内切れ刃２２はボス面１７Ａよりも低い位置（別言すれば、ボス面１７Ａと下面１９との間となる位置）に形成されている（図１２参照）。主切れ刃２１から排出される切りくずのうち、内側に巻こうとする切りくずに対して、底面付近の切りくずはボス面１７Ａへと立ち上がる壁面（または当該壁面とボス面１７Ａとの交差稜線）に当たることで、エンドミル１００の回転軸ＡＸ３（図５参照）の径方向外側に排出されるようになる。また、内切れ刃２２から排出される切りくずのうち、とくに、ヘリカル加工のときに繋がって排出されるような切りくずがボス面１７Ａへと立ち上がる壁面（または当該壁面とボス面１７Ａとの交差稜線）に当たるようになり、ボス面１７Ａへと立ち上がる壁面等に当たることで、こちらもエンドミル１００の径方向外側に排出されるようになる。上記についてより詳細に説明すれば以下のとおりである。すなわち、仮に切削速度が主切れ刃の各部で同一（一定）であれば、基本的に切りくずは主切れ刃から直角方向に流出することになるが、本実施形態のごとくエンドミル１０に適用されカッタとして機能する主切れ刃２１では、外周側の方が切削速度が速くなることから、基本的には、主切れ刃２１の外周側の方が中心側よりも速く流出するようになり、内側に向かうカールが生じる。この点、主切れ刃２１からボス面１７Ａまでの距離（より正確には、ボス面１７Ａへ立ち上がる壁面までの距離）を中心側ほど狭くすることで、切りくずのカール以上に先に切りくずの内側が壁面に当たるようになり、内側だけが拘束される（持ち上げられる）ので、切りくずは外側に向かうように変形させられるようになる。このような事象などを考慮し、主切れ刃２１、ボス面１７Ａ、内切れ刃２２の相対高さ（中心軸ＡＸ１の軸方向における位置関係）を上記のようにした切削インサート１０によれば、切削加工時とくにヘリカル加工時の切りくずの排出性が向上する。

＜切れ刃の逃げ面／逃げ角の設定＞
図１３に示す実施形態に係る切削インサート１０における、軸線Ｂに垂直なある仮想断面（別言すれば、上面１７のボス面１７Ａに垂直であり、かつ軸線Ｃの方向に延びるある仮想断面）に現れる、主切れ刃２１および内切れ刃２２の形状、構造について説明する（図１３参照）。中心軸ＡＸ１に平行であって、上面１７の主切れ刃２１を通るある仮想線（Ｂ－Ｂ線）を想定した場合の（図１３（Ａ）参照）、該Ｂ－Ｂ線を通り軸線Ｂに垂直な仮想面Ｓ２による主切れ刃２１の断面を示す（図１３（Ｂ）参照）。また、中心軸ＡＸ１に平行であって、上面１７の内切れ刃２２を通るある仮想線（Ｃ－Ｃ線）を想定した場合の（図１３（Ａ）参照）、該Ｃ－Ｃ線を通り軸線Ｂに垂直な仮想面Ｓ３による内切れ刃２２の断面を示す（図１３（Ｃ）参照）。仮想面Ｓ２による断面が示すように、主切れ刃２１の逃げ面２１ｆは逃げ角θ₂₁がたとえば０°であるニュートラルな面（「ネガ面」と呼ばれることがある）または負の値となっている面（「逆ポジ面」などと呼ばれることがある）であり（図１３（Ｂ）参照）、切削時の欠損が抑制される主切れ刃２１となっている。また、仮想面Ｓ３による断面が示すように、内切れ刃２２の逃げ面２２ｆは、逃げ角θ₂₂がたとえば３°であるポジ面であり（図１３（Ｃ）参照）、切削時、より細かな切りくずが排出される内切れ刃２２となっている。

＜エンドミルの概要＞
ここまで説明した切削インサート１０は、エンドミル１００のチップ座１５４に取り付けられ、切削加工に用いられる（図５等参照）。エンドミル１００のボデー１５０は、円柱状のシャンク１５２を備え、その回転軸ＡＸ３の先端には、切削インサート１０を保持するための同一構造からなる３つのチップ座１５４が回転軸ＡＸ３を中心に１２０度間隔で形成されている（図５参照）。チップ座１５４は、平面部を備え、この平面部に開口するように雌ねじが形成されている。切削インサート１０の貫通穴Ｈを貫通する雄ねじ１６０をこの雌ねじに螺合して雄ねじ１６０の頭部で上面１７のボス面部１７Ａを押圧し、下面１９に形成されるボス面部１９Ａをチップ座１５４の平面部に当接させることにより、切削インサート１０は、ボデー１５０に固定される。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

本発明は、特に高送り工具用などとしての切削インサートとそれを備えた工具に適用して好適である。

１０…切削インサート
１１…第１周側面部
１２…第２周側面部
１３…第３周側面部
１４…第４周側面部
１５…周側面
１７…上面
１７Ａ…ボス面（取付面）
１７Ａ１…ボス面の縁部
１７Ｐ…第１周側面部との接続領域
１７Ｓ…第３周側面部との接続領域
１９…下面
１９Ａ…ボス面部
１９Ｐ…第１周側面部との接続領域
１９Ｓ…第３周側面部との接続領域
２０…切れ刃
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…切れ刃部
２１…主切れ刃
２１ｆ…主切れ刃の逃げ面
２２…内切れ刃
２２ｆ…内切れ刃の逃げ面
２３…底Ｒ部（Ｒ部）
４０…拘束面
１００…エンドミル（切削工具）
１５０…ボデー
１５２…シャンク
１５４…チップ座
１５６…側壁
１６０…雄ねじ
ＡＸ１…中心軸
ＡＸ３…エンドミルの回転軸
Ｂ…軸線
Ｃ…軸線（主切れ刃および内切れ刃が形成される辺の中心を通る軸線）
Ｄ１…第１方向
Ｄ２…第２方向
Ｄ３…第３方向
Ｄ４…第４方向、
Ｈ…貫通穴（ねじ穴）
Ｓ１…軸線Ｂに垂直な仮想面
Ｓ２…軸線Ｂに垂直な仮想面
Ｓ３…軸線Ｂに垂直な仮想面
α…上面視における主切れ刃２１の（軸線Ｂに対する）傾斜角度
β…上面視における拘束面４０の（軸線Ｂに対する）傾斜角度
γ…上面視における内切れ刃２２の（軸線Ｂに対する）傾斜角度
θ１…切込み角
θ２…従前の切削インサートによる切込み角
θ₂₁…主切れ刃の逃げ角
θ₂₂…内切れ刃の逃げ角

Claims (9)

1. 第１端面たる上面と、
   前記上面と反対側の面であって切削工具のボデーへの取付面を有する第２端面たる下面と、
   前記上面から前記下面まで貫通する軸線を有するねじ穴と、
   前記上面と前記下面とを連ねるように形成された周側面と、
   前記上面と前記周側面との交差領域、および前記下面と前記周側面との交差領域にそれぞれ形成される主切れ刃および内切れ刃と、
   少なくともその一部が前記ボデーと当接するように前記周側面に形成された拘束面と、
   を備え、
   前記上面から視た上面視における前記主切れ刃の角度と前記拘束面の角度とが異なっており、
   前記主切れ刃の角度が前記拘束面の角度よりも小さいことを特徴とする切削インサート。
2. 前記主切れ刃と前記内切れ刃の間に、凸形状であって、これら主切れ刃および内切れ刃が形成される辺の中心を通る軸線よりも前記内切れ刃寄りの位置に形成されたＲ部を備える、請求項１に記載の切削インサート。
3. 上面視において、前記下面の内切れ刃が前記上面の主切れ刃よりも当該切削インサートの中心から外側に位置する、請求項１に記載の切削インサート。
4. 前記下面前記取付面に垂直であって前記上面の主切れ刃を通る仮想面で切断した第１の仮想断面に現れる形状が、前記上面の主切れ刃から前記下面の内切れ刃に向かうにつれ、前記上面の主切れ刃の逃げ面よりも前記拘束面のほうが当該切削インサートの中心から外側に位置し、前記拘束面よりも前記下面の内切れ刃のほうが当該切削インサートの中心から外側に位置している形状である、請求項１から３のいずれか一項に記載の切削インサート。
5. 前記上面視における前記主切れ刃の角度と前記内切れ刃の角度とが異なっており、前記主切れ刃の角度が前記内切れ刃の角度よりも小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載の切削インサート。
6. 前記上面視における前記内切れ刃の角度の大きさと前記拘束面の角度の大きさが等しい、請求項５に記載の切削インサート。
7. 前記拘束面が形成された側面に向かって視る側面視にて、前記上面の主切れ刃は、前記上面の前記取付面と交差する高さに該取付面に対して傾斜して形成されており、前記上面の内切れ刃は前記取付面よりも低い位置に形成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の切削インサート。
8. 前記下面の前記取付面に垂直であって前記上面の主切れ刃を通る仮想面で切断した第１の仮想断面にて、当該主切れ刃の逃げ面は逃げ角が０°または負の値である面であり、
   前記下面の前記取付面に垂直であって前記上面の内切れ刃を通る仮想面で切断した第２の仮想断面にて、当該内切れ刃の逃げ面は逃げ角が正の値であるポジ面である、請求項１から７のいずれか一項に記載の切削インサート。
9. 回転軸を中心に回転し、切削インサートを保持するためのチップ座を有するボデーと、
   前記チップ座に前記取付け面が当接するように前記ボデーに取り付けられる請求項１から８のいずれか一項に記載の切削インサートと、
   を備える切削工具。

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