JP2022122825A - 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】切りくず排出性をさらに向上させる。【解決手段】切削インサート１０は、上面１７と、下面１９と、上面１７から下面１９まで貫通する軸線ＡＸ１を有するねじ穴と、周側面１５と、上面１７と周側面１５との交差領域に形成される主切れ刃２１、さらい刃２４、および内刃２３と、を備える。内刃２３が形成された周側面を軸線ＡＸ１に垂直な方向から視た側面視にて、内刃２３は、下面のほうに凹む凹部２３ｃを含み、当該側面視にて凹部２３ｃの一方側の内刃２３Ｌの長さＤLが当該凹部２３ｃの他方側の内刃２３Ｒの長さＤRよりも長く、内刃２３の最下点は上面１７の平坦部１７Ａよりも低い位置にあり、一方側の内刃さＤLの少なくとも一部が上面１７の平坦部１７Ａよりも高い位置にある。凹部２３ｃの一方側の内刃２３Ｌの切れ刃角φ23Lは、凹部２３ｃの他方側の内刃２３Ｒの切れ刃角φ23Rの半分より大きい。【選択図】図４Ｂ

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。

従来、肩削り工具における切削性能向上のための様々な技術が提案されている。その中には、クランプ性能を向上させるために切刃の底面形状をＶ字状としたもの（たとえば特
許文献１参照）、切刃の切削抵抗を低減するとともにクラックが入り難くなるようにしたもの（たとえば特許文献２参照）などがある。

特許第５９９９５８６号公報 特許第６６２４３０６号公報

しかし、特許文献１では、切刃の形状について説明しているものの、切削時の切りくず排出性の改良についてまでは言及しているわけではない。また、特許文献２では、当該内切れ刃のある側面に向かって見て右肩下がりの内切れ刃がボス面より低いといったことに起因して、切りくず排出性が劣る。上記のごとく切削性能を向上させながらも尚且つ切りくずの排出性を向上させることは、切削インサートやそれを備えた切削工具の性能をさらに向上させるうえで重要である。

そこで、本発明は、切りくず排出性をさらに向上させることを可能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、
平坦部を有する、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に形成される主切れ刃、さらい刃、および内刃と、
を備え、
内刃が形成された周側面を軸線に垂直な方向から視た側面視にて、内刃は、下面のほうに凹む凹部を含み、
当該側面視にて凹部の一方側であって尚かつさらい刃から遠い側に位置する内刃の長さＤ_Lが当該凹部の他方側の内刃の長さＤ_Rよりも長く、
内刃の最下点は上面の平坦部よりも低い位置にあり、一方側の内刃の少なくとも一部が上面の平坦部よりも高い位置にあり、
凹部の一方側の内刃の切れ刃角φ_23Lは、凹部の他方側の内刃の切れ刃角φ_23Rの半分より大きい、切削インサートである。

上記のごとく、凹部を含み、当該凹部の一方側の内刃の長さが他方側の内刃の長さよりも長い内刃を備えた切削インサートによれば、当該内刃より排出される切りくずが、工具外周側へ向かうことによって、切りくず排出性の向上、さらには切りくず噛み込みの抑制が図られる。また、最下点が当該切削インサートの上面の平坦部よりも低い位置にあり、かつ、一方側の内刃の少なくとも一部が当該上面の平坦部よりも高い位置にあるという構造の内刃とすることで、最下点部より排出される切りくずが上面に接触するようになり、この結果、切りくず離れが向上することによって、切りくず排出性のさらなる向上、切りくず噛み込みのさらなる抑制が図られる。また、凹部の一方側の内刃の切れ刃角φ_23Lが小さすぎると、切削の際、切削対象（ワーク）に掘り込みできる量が減ることになるが、この点、上記のごとく切れ刃角φ_23Lの大きさを所定値よりも大きくすることによって、切削の際の掘り込み量がある程度大きくなるようにすることができる。

上記のごとき切削インサートにおいて、凹部の他方側の内刃の切れ刃角φ_23Rは、側面視における当該他方側の内刃の傾斜角を表すインクリネーションθ_23Rより小さくてもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、凹部の一方側の内刃の切れ刃角φ_23Lは、側面視における当該一方側の内刃の傾斜角を表すインクリネーションθ_23Lより大きくてもよい。

上記のごとき切削インサートにおいては、側面視にて、凹部の他方側の内刃の長さＤ_Rは、当該凹部の一方側の内刃の長さＤ_Lの半分未満であってもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、側面視にて、凹部の一方側の内刃のインクリネーションθ_23Lよりも、当該凹部の他方側の内刃のインクリネーションθ_23Rのほうが大きくてもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、側面視にて、さらい刃の傾斜角を表すインクリネーションθ₂₄に対し、凹部の一方側の内刃のインクリネーションθ_23Lは小さく、当該凹部の他方側の内刃のインクリネーションθ_23Rは大きくてもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、軸線に沿って視た上面視にて、凹部の一方側の内刃の傾斜を表す切れ刃角と、当該凹部の他方側の内刃の傾斜を表す切れ刃角は、さらい刃の傾斜角よりも大きくてもよい。

また、本発明の一態様である切削工具は、回転軸線を中心に回転し、切削インサートを保持するためのインサート取付座を有する工具ボデーと、インサート取付座に取付面が当接するように工具ボデーに取り付けられる上記のごとき切削インサートと、を備える、刃先交換式回転切削工具である。

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図（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。 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って、内刃の長さなどを示したものである。 切削インサートを下面に対向する方向から見た図（下面図）である。 刃先交換式回転切削工具を先端部側から見た斜視図である。 刃先交換式回転切削工具を回転軸線に垂直な方向から見た図（側面図）である。 刃先交換式回転切削工具を先端側から回転軸線に沿って見た図である。 切削時における切削インサートからの被削物の切りくずの排出方向を示す、図８の部分拡大図である。 刃先交換式回転切削工具に取り付けられた切削インサートを、当該切削インサートからの切りくずの排出方向とともに示す、回転軸線に垂直な方向から見た図である。

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＞
本実施形態の切削インサート１０は略四角形（より詳細には平行四辺形に近似した形状）の板状である。切削インサート１０は、略四角形形状を有する上面（第１端面）１７と、上面１７に対向するように配置された下面（第２端面）１９と、上面１７と下面１９とを接続する周側面１５と、から基本的に構成されている。上面１７の略中央部と下面１９の略中央部とを貫通するように、中心軸線ＡＸ１が定められる貫通穴Ｈが設けられている。この中心軸線ＡＸ１は、本来的には切削インサート１０の中心軸であり、本実施形態では切削インサート１０の中心軸線と貫通穴Ｈの中心軸線とが一致しているが、これに限定されることはない。すなわち、貫通穴Ｈが存在しない形態においても、中心軸線ＡＸ１を定めることができる。切削インサート１０は、中心軸線ＡＸ１の周りに１８０°回転対称に構成されている。なお、以下の説明から明らかなように、切削インサート１０は上面１７側にのみ切れ刃を備えるので、本明細書では第１端面を上面と称し、第２端面を下面と称している。

なお、切削インサート１０の形状・構造をわかりやすく説明するにあたり、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２、第３方向Ｄ３、第４方向Ｄ４を規定する（図３等参照）。第１方向Ｄ１は、中心軸線ＡＸ１に垂直であって図３における紙面左方向に相当する方向である。第２方向Ｄ２は、中心軸線ＡＸ１に垂直であって同図の紙面下方向に相当する方向である。第３方向Ｄ３は、中心軸線ＡＸ１に垂直であって同図の紙面右方向に相当する方向である。第４方向Ｄ４は、中心軸線ＡＸ１に垂直であって同図の紙面上方向に相当する方向である。さらに、中心軸線ＡＸ１に垂直な軸線Ｂ、および中心軸線ＡＸ１と軸線Ｂの両方に垂直な軸線Ｃを規定する。軸線Ｂは、中心軸線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る。軸線Ｃは、中心軸線ＡＸ１の中心点（上面１７および下面１９から等距離の点）を中心軸線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）。

上面１７は、上面１７に対向する方向から見て（つまり上面視において）、４つの湾曲したコーナ部３６と、それらコーナ部３６の間に形成された４つの辺部３７と、から構成された略四角形形状をなしている。４つの辺部３７は、２つの長辺部３７ａと２つの短辺部３７ｂとから構成されている。一対の長辺部３７ａは互いに対向しており、一対の短辺部３７ｂも互いに対向するように配置されている。また、４つのコーナ部３６は、切削に関与する２つのコーナ部（切削コーナ）３６ａと、切削に関与しない２つのコーナ部３６ｂと、から構成されている。切削に関与するコーナ部３６ａと切削に関与しないコーナ部３６ｂは、長辺部３７ａまたは短辺部３７ｂを間に介して交互に配置されている。したがって、本実施形態の切削インサート１０の上面１７は、図３において、中心軸線ＡＸ１に関して１８０°回転対称の略四角形状をなしているのであるが、本発明はこれに限定されることはなく、他の形状（極端には、三角形状や五角形状など）であっても構わない。また、周側面１５は、短辺部３７ｂに隣接し第１方向Ｄ１・第３方向Ｄ３を向く第１周側面部１１と、長辺部３７ａに隣接し第２方向Ｄ２・第４方向Ｄ４を向く第２周側面部１２と、コーナ部３６ａに隣接しているコーナ周側面部１３と、コーナ部３６ｂに隣接しているコーナ周側面部１４と、から構成されていて、ここではそれらは互いに周方向に連続する。これらの面の形状や大きさに関しては適宜変更することができる。なお、切削インサート１０は、中心軸線ＡＸ１の周りに、１８０°回転対称に構成されているので、２つの第１周側面部１１は互いに対向し、２つの第２周側面部１２は互いに対向する（図３等参照）。

上面１７と周側面１５との交差稜線部には、複数の切れ刃２０が形成されている。上で述べたように切削インサート１０は中心軸線ＡＸ１に関して１８０°回転対称であるので、より正確には上面１７と周側面１５との交差稜線部に２つの切れ刃２０を有する。各切れ刃２０は、主切れ刃２１と、コーナ切れ刃２５と、副切れ刃２２と、から構成されている。主切れ刃２１は、（長辺部３７ａに相当する）上面１７と第２周側面部１２との交差稜線部の全体に沿って形成されている。すなわち、主切れ刃２１は、互いに対して隣り合う２つのコーナ部３６ａおよび３６ｂの間にわたって延在している。コーナ切れ刃２５は、（コーナ部３６に相当する）上面１７と周側面１５との交差稜線部に沿って形成されている。コーナ切れ刃２５の一方の端部は、主切れ刃２１の一方の端部に接続している。副切れ刃２２は、（短辺部３７ｂに相当する）上面１７と第１周側面部１１との交差稜線部の一部に沿って形成されている。すなわち、副切れ刃２２は、互いに対して隣り合う２つのコーナ部３６ａおよび３６ｂの間において、コーナ部３６ａから始まってコーナ部３６ｂ方向に一定距離進んだ位置まで延在している。副切れ刃２２の一方の端部は、コーナ切れ刃２５の主切れ刃２１と接続している方とは異なる端部に接続している。したがって、本実施形態においては、主切れ刃２１と、コーナ切れ刃２５と、副切れ刃２２と、がこの順番で連続して接続している。また、上面１７と第１周側面部１１との交差稜線部において、副切れ刃２２のコーナ部３６ｂ側の部分を内刃として形成してもよい。内刃は、ランピング加工等の掘り込み加工において使用される切れ刃である。

ここで、第１周側面部１１に対向する方向Ｄ１（またはＤ３）からみた側面図（図４Ａ）と、副切れ刃２２につらなる第２周側面部１２に対向する方向Ｄ２（またはＤ４）からみた側面図（図２）と、を参照しつつ説明する。図２および図４Ａに示されているように、上面１７と下面１９との間において周側面１５を貫通すると共に中心軸線ＡＸ１に対して直角に交差する面を定め、その面を中間面Ｍと定義する。主切れ刃２１は、２つのコーナ部３６ａ、３６ｂ間において、中間面Ｍとの距離が変化するように形成されている。具体的には、主切れ刃２１は、コーナ部３６ａからコーナ部３６ｂ方向に進むにつれ、上面１７側から下面１９側に漸次近接するように（すなわち、中間面Ｍに漸次近接するように）およそ直線状に延伸している。

また、副切れ刃２２も、２つのコーナ部３６ａ、３６ｂ間において、中間面Ｍとの距離が変化するように形成されている。具体的には、副切れ刃２２は、内刃２３とさらい刃２４とで構成されていて（図４Ａ参照）、そのうち、さらい刃２４は、コーナ部３６ａからコーナ部３６ｂ方向に進むにつれ、上面１７側から下面１９側に漸次近接するように（すなわち、中間面Ｍに漸次近接するように）直線状に延伸している。内刃２３は、さらい刃２４に連なる右上がりの右側内刃２３Ｒと、コーナ部３６ｂ寄りに形成された左上がりの左側内刃２３Ｌと、これら右側内刃２３Ｒおよび左側内刃２３Ｌの間に形成された凹部２３ｃと、を有する（図４Ａ等参照）。

なお、副切れ刃２２は、短辺部３７ｂの全体に形成されているのではなく、その一部分にのみ形成されていてもよい。コーナ切れ刃２５は、隣接する主切れ刃２１と、隣接する副切れ刃２２とを互いに滑らかにつなぐように延在する。したがって、切れ刃２０のうち、コーナ切れ刃２５が、中心軸線ＡＸ１に平行な方向であるインサート厚さ方向にて、最も中間面Ｍから離れた切れ刃部分となる（図４Ａ等参照）。

後述する刃先交換式回転切削工具（たとえばエンドミル）１００において、主切れ刃２１は、被削材の加工側面を切削する機能を有する切れ刃である。副切れ刃２２は、被削材の加工底面を切削する機能を有する切れ刃である。コーナ切れ刃２５は、被削材の加工側面と加工底面との間にある隅部を切削する機能を有する切れ刃である。

上面１７の一部は、関連する切れ刃（一組の切れ刃部分）２０に関してすくい面１７Ｂとして機能する。すくい面１７Ｂは、上面１７のうち各々の切れ刃部分（主切れ刃２１、副切れ刃２２、コーナ切れ刃２５）に隣接した部分であり、切れ刃部分（主切れ刃２１、副切れ刃２２、コーナ切れ刃２５）から離間するにつれて中間面Ｍに漸次近接する傾斜面となっている。具体的には、すくい面１７Ｂにはすくい角（とくに図示はしていないが、たとえば「すくい角α」）として正の角度が付与されている。ここで、すくい角αは、中心軸線ＡＸ１に対して直角で且つ主切れ刃２１上のいずれか一点を通過するように定められる仮想面Ｌ１（図２、図４Ａ参照）と、すくい面１７Ｂとの交差角のことを意味している。例えば、すくい角αは４０°から５０°の範囲にあるとよく、本実施形態では約４５°に設定されている。ただし、いうまでもなくすくい角αはこの角度に限定されることはなく、状況に応じて適宜変更することが可能である。なお、切削インサート１０では、切れ刃全体に亘って、すくい角は概ね一定としているが、可変としてもよい。また、上面１７の貫通穴Ｈ周りには、（中心軸線ＡＸ１に直交するように延在する）平坦な面（本明細書ではこの面を「ボス面」とも呼ぶ）１７Ａで構成される平坦部が形成されている。つまり、すくい面１７Ｂは、切れ刃２０とボス面１７Ａとの間に延在する。

周側面１５の一部は、関連する切れ刃２０（一組の切れ刃部分である主切れ刃２１、副切れ刃２２、コーナ切れ刃２５）に関して逃げ面として機能する。具体的には、主切れ刃２１に隣接する第２周側面部１２は、その全体が逃げ面として機能する。副切れ刃２２に隣接する第１周側面部１１は、その全体ではなく、副切れ刃２２が直接的に接続している部分（図中、符号１１ｒで示す）のみが実質的に逃げ面として機能する。コーナ切れ刃２５に隣接するコーナ周側面部１４は、その全体が逃げ面として機能する。

主切れ刃２１の逃げ面として機能する第２周側面部１２は、第１周側面部１１に対向する第１方向Ｄ１（または第３方向Ｄ３）から見たとき（つまり図４Ａにおいて）、上面１７側から下面１９側に向かうにつれ、中心軸線ＡＸ１から比較的急な傾斜で漸次離間し、その途中からは比較的緩やかな傾斜で漸次離間するように傾斜している。すなわち、第２周側面部１２は、逃げ角β（図４Ａ参照）が負となるように形成されている。ここで、主切れ刃２１に関する逃げ角βは、中心軸線ＡＸ１に対して平行で且つ主切れ刃２１に沿うように定められる仮想面Ｌ２と第１周側面部１１との交差角のことを意味している。特にこの逃げ角は、図２において切れ刃に直交するように定められる線に沿った断面において定められるとよい。本実施形態の場合、逃げ角βは負の角度である。したがって、第２周側面部１２は、上面１７側から下面１９側に向かうにつれ、仮想面Ｌ２側から切削インサート外方側へ漸次離間するように形成されていると表現することができる。例えば、主切れ刃２１に関する逃げ角βは－５°から－２０°の範囲にあるとよく、さらに好ましくは－１０°から－２０°の範囲（－２０°以上－１０°以下の範囲）にあるとよく、一例として、本実施形態では約－１５°に設定されている。いうまでもないが、主切れ刃２１に関する逃げ角βは上記に限定されることはなく、状況に応じて適宜変更することが可能である。

一方、副切れ刃２２の逃げ面として機能する部分１１ｒを有する第１周側面部１１は、上面１７側から下面１９側に向かうにつれ、中心軸線ＡＸ１に漸次近接するように傾斜している（第３方向Ｄ３側について示す図２参照）。すなわち、第１周側面部１１のうち、逃げ面として機能する部分１１ｒは、逃げ角（図２において符号γで示す）が正となるように形成されている。ここで、副切れ刃２２に関する逃げ角γは、中心軸線ＡＸ１に対して平行で且つ副切れ刃２２に沿うように定められる仮想面Ｌ４と第１周側面部１１の逃げ面として機能する部分１１ｒとの交差角のことを意味していて、切れ刃に直交するように定められる線に沿った断面において定められるとよい（図２参照）。なお、逃げ面として機能する部分１１ｒが仮想面Ｌ４より内側に位置するときの角度を正としている。例えば、副切れ刃２２に関する逃げ角γは０°から１０°の範囲の正の角度であるとよく、本実施形態の場合、約５°である。したがって、第１周側面部１１のうち逃げ面として機能する部分１１ｒは、上面１７側から下面１９側に向かうにつれ、仮想面Ｌ４側から切削インサート内方側へ漸次離間するように形成されていると言える。しかし、いうまでもないが副切れ刃２２に関する逃げ角γは上記に限定されることはなく、状況に応じて適宜変更することが可能である。ただし、逃げ角γは正の角度であることが好ましい。

また、コーナ切れ刃２５の逃げ面として機能するコーナ周側面部１３は、主切れ刃２１側に位置する部分では逃げ角が負となり、副切れ刃２２側に位置する部分では逃げ角が正となるように形成されている。すなわち、コーナ周側面部１３は、両隣の周側面部１１、１２をコーナ周側面部１３が滑らかにつなぐように、周方向においてその逃げ角が徐々に変化する部分を有する。

また、第１周側面部１１のうち、逃げ面として機能する部分１１ｒを除いた箇所の一部分は、工具ボデー１１０に設けられたインサート取付座１２０の側壁面と当接する拘束面として機能する。

本実施形態の切削インサート１０においては、周側面１５のうち、主切れ刃２１に隣接して配置されている部分が第２周側面部１２のみから構成されているが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、上面１７と第２周側面部１２との間、または第２周側面部１２と下面１９との間に別の周側面部が設けられていてもよい。すなわち、周側面１５のうち、主切れ刃２１につながる周側面部分が、上面１７側から下面１９側に向かって、複数の面部分が接続するように形成されていてもよい。

下面１９は、第２周側面部１２側から中心軸線ＡＸ１側に向かうにつれ、仮想面Ｌ１（又は中間面Ｍ）から漸次離間するような２つの傾斜部（または傾斜面）１９Ｂを有している（図２、図４Ａ参照）。２つの傾斜部１９Ｂは、２つある第２周側面部１２にそれぞれ接続している。各傾斜部１９Ｂは関連する主切れ刃２１の裏側に位置するように、その主切れ刃２１に沿って延在する。２つの傾斜部１９Ｂ間には、それぞれの傾斜部１９Ｂを接続するように平坦部１９Ｃが形成されている。すなわち、下面１９は、２つの傾斜部１９Ｂの間に平坦部１９Ｃが挟まれた構成を有しており、第１周側面部１１に対向する方向（たとえば第１方向Ｄ１）から見て略Ｖ字形状に見える部分を有している。下面１９は、工具ボデー１１０に設けられたインサート取付座１２０の底壁面と当接する着座面として機能する。

切削インサート１０は、超硬合金、サーメット、セラミック、又はダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素を含有する超高圧焼結体といった硬質材料、又はそれらをコーティングしたものから作製されることができる。

＜切削インサートの内刃などについて＞
続いて、本実施形態の切削インサート１０の特徴的な部分について説明する。上記のとおり、図１等に示す切削インサート１０は主として転削工具用であり、とくにエンドミルによる直角肩削りやランピング加工に適したインサートとして設計されている。本実施形態の切削インサート１０はとくに内刃２３の形状を改良することで、ランピング加工時等における切りくず排出性をさらに向上させることとしている。

ここで、切削インサート１０の形状・構造についての説明の便宜を図り、中心軸線ＡＸ１に垂直な軸線Ｂ、および中心軸線ＡＸ１と軸線Ｂの両方に垂直な軸線Ｃを規定する。軸線Ｂは、中心軸線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る。軸線Ｃは、中心軸線ＡＸ１の中心点（上面１７および下面１９から等距離の点）を中心軸線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３等参照）。なお、本実施形態において、軸線Ｂと軸線Ｃは中間面Ｍの面上にある。

上記のとおり、本実施形態の切削インサート１０の副切れ刃２２は、第１方向Ｄ１（または第３方向Ｄ３）に沿って第１周側面部１１に対向する方向から見た側面視においてＶ字状に形成された内刃２３とさらい刃２４とで構成されている。そのうち、内刃２３は、右上がりの右側内刃２３Ｒと、左上がりの左側内刃２３Ｌと、下面１９のほうへ凹む形状の凹部２３ｃと、を有している（図４Ａ等参照）。ここで、本実施形態では、第１方向Ｄ１に沿って第１周側面部１１に対向する方向から見た側面視において、凹部２３ｃの左右に配置されている内刃２３の一方側（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の長さＤ_Lが、他方側（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の長さＤ_Rよりも長くなるよう当該内刃２３が形成されている（図４Ｂ参照）。また、本実施形態の内刃２３は、中心軸線ＡＸ１に沿った方向の最下点（本実施形態の場合、凹部２３ｃの位置）が上面１７のボス面１７Ａよりも低い位置（すなわち、ボス面１７Ａよりも下面１９寄りの位置）にあり、一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の少なくとも一部が上面１７のボス面１７Ａよりも高い位置（別言すれば、下面１９から、より離間した位置）にあるように形成されている（図４Ｂ等参照）。上記のごとく左側内刃２３Ｌの長さＤ_Lを右側内刃２３Ｒの長さＤ_Rよりも長くした内刃２３を採用した切削インサート１０によれば、左側内刃２３Ｌに連なるすくい面の部分は、より大きく外周側を向いており、内刃２３より排出される切りくずがこのすくい面部分を流れ、工具外周側に向かうことととなり（図９参照）、これによって切りくず排出性の向上と切りくず噛み込みの抑制とが実現されうる。また、上記のごとく、最下点が上面１７のボス面１７Ａよりも低くなるように形成された内刃２３を採用した切削インサート１０によれば、当該最下点（本実施形態の場合、凹部２３ｃ）の部分から排出される切りくずをボス面１７Ａに接触させることで、切りくず離れを向上させ、さらなる切りくず排出性の向上と切りくず噛み込みの抑制とが実現されうる。

また、本実施形態の切削インサート１０では、第１方向Ｄ１（または第３方向Ｄ３）に沿った側面視にて、内刃２３の一方側の傾斜角（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌの右下がりの傾斜角（このような側面視における内刃やさらい刃の傾斜角を本明細書では「インクリネーション」という）θ_23L）よりも、他方側の傾斜角（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒの右上がりのインクリネーションθ_23R）のほうが大きく、急傾斜となっている（図４Ｂ等参照）。また、第１方向Ｄ１（または第３方向Ｄ３）に沿った側面視にて、右上がりのさらい刃２４のインクリネーションθ₂₄の大きさを比較対象の基準とした場合、内刃２３の一方側の傾斜角（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌの右下がりのインクリネーションθ_23L）は当該基準（θ₂₄）よりも小さく、他方側の傾斜角（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒの右上がりのインクリネーションθ_23R）のほうは当該基準（θ₂₄）よりも大きい（図４Ｂ参照）。これを数式で表すならば以下の数式（５）のようになる。上記のような形状の内刃２３は、さらなる切りくず排出性の向上と切りくず噛み込みの抑制とを実現しうる。すなわち、内刃２３の形状を上記のようにしてすくい面をより外周側に向け、かつ、左側内刃２３Ｌのすくい面を広くし、右側内刃２３Ｒのすくい面を狭くして外向きのすくい面を相対的に増やした構造とすることで、切りくずが工具外周側に向かうようになり（図９参照）、これが、切りくず排出性の向上と切りくず噛み込みの抑制につながる。
θ_23L ＜ θ₂₄ ＜ θ_23R ……（５）

また、本実施形態の切削インサート１０を中心軸線ＡＸ１に沿って視た上面視において、軸線Ｂ（またはこれに平行な線）に対する内刃２３、さらい刃２４のそれぞれの傾斜を表す切れ刃角φについては以下のことがいえる。すなわち、内刃２３のうち凹部２３ｃの一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の傾斜を表す切れ刃角φ_23Lと、他方側の内刃（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の傾斜を表す切れ刃角φ_23Rはいずれも、さらい刃２４の傾斜角（図３中に符号（φ₂₄）を特に示すことはしていないが、左側内刃２３Ｌの切れ刃角φ_23L、右側内刃２３Ｒの切れ刃角φ_23Rの内容からして符号がなくとも明らかである）よりも大きい（図３参照）。また、内刃２３のうち凹部２３ｃの一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の切れ刃角φ_23Lと、他方側の内刃（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の切れ刃角φ_23Rとを比較すると、他方側の内刃（右側内刃２３Ｒ）の切れ刃角φ_23Rのほうが大きい（図３参照）。上記のような形状の内刃２３を備えた切削インサート１０によれば、当該内刃２３より排出される切りくずが工具外周側へ向かうようになり、これによって、さらなる切りくず排出性の向上、切りくず噛み込みの抑制が図られる（図１０参照）。

さらに、本実施形態の切削インサート１０において、凹部２３ｃの一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の切れ刃角φ_23Lは、凹部２３ｃの他方側の内刃（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の切れ刃角φ_23Rの半分より大きい（図３参照）。これを数式で表すならば以下の数式（１）のようになる。切れ刃角φ_23Lが小さすぎると、切削の際、切削対象（ワーク）に掘り込みできる量が減ることになるが、本実施形態ではこのように切れ刃角φ_23Lの大きさを所定値よりも大きくすることによって、切削の際の掘り込み量がある程度大きくなるようにしている。
切れ刃角φ_23L ＞ 切れ刃角φ_23R／２ ……（１）

さらに、本実施形態の切削インサート１０において、凹部２３ｃの他方側の内刃（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の切れ刃角φ_23Rは、側面視における当該右側内刃２３Ｒの傾斜角を表すインクリネーションθ_23Rよりも小さい（図３、図４Ｂ参照）。これを数式で表すならば以下の数式（２）のようになる。このように、右側内刃２３Ｒを、切れ刃角φ_23Rよりインクリネーションθ_23Rのほうが大きい形状とすることで、切りくずが図１０に示すような排出方向に向きやすくなる（図１０参照）。
切れ刃角φ_23R ＜ インクリネーションθ_23R ……（２）

さらに、本実施形態の切削インサート１０において、凹部２３ｃの一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の切れ刃角φ_23Lは、側面視における当該左側内刃２３Ｌの傾斜角を表すインクリネーションθ_23Lよりも大きい（図３、図４Ｂ参照）。これを数式で表すならば以下の数式（３）のようになる。このように、左側内刃２３Ｌを、インクリネーションθ_23Lほうが切れ刃角φ_23Lよりも小さい形状とすることで、切りくずが図９に示すような排出方向に向きやすくなる（図９参照）。
切れ刃角φ_23L ＞ インクリネーションθ_23L ……（３）

さらに、本実施形態の切削インサート１０においては、側面視にて、凹部２３ｃの他方側の内刃（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の長さＤ_Rは、凹部２３ｃの一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の長さＤ_Lの半分未満である（図４Ｂ参照）。これを数式で表すならば以下の数式（４）のようになる。
長さＤ_R ＜ 長さＤ_L／２ ……（４）

＜刃先交換工具について＞
上記実施形態の切削インサート１０を着脱自在に装着した刃先交換式回転切削工具１００について説明する（図６～図１０等参照）。

本実施形態の刃先交換式回転切削工具１００は、工具ボデー１１０を備える。工具ボデー１１０は長手方向に延び、工具ボデー１１０では、その先端側から後端側に（長手方向に沿って）延びる回転軸線ＡＸ３が定められる（図１０参照）。ここで、先端側とは、工具ボデー１１０のうち、切削インサート１０が装着される方の端部側のことを指し、後端側とは、その反対側に位置する端部側のことを指す。刃先交換式回転切削工具１００は、回転軸線ＡＸ３周りに、回転方向Ｋ側に回転可能に構成されている（図９参照）。

工具ボデー１１０は、回転軸線ＡＸ３に沿って延びる略円筒状をした全体形状を有している。工具ボデー１１０の先端側には、複数のインサート取付座１２０が形成されている。本実施形態の工具ボデー１１０では、８つのインサート取付座１２０が形成されているが（図８等参照）、インサート取付座１２０の数はこれよりすくなくても、１つであってもよい。各インサート取付座１２０は、回転軸線ＡＸ３周りの回転方向Ｋの前方に開くと共に、先端側および外周側に開くように形成されている（図６等参照）。インサート取付座１２０は、切削インサート１０の下面１９の２つの傾斜部１９Ｂのそれぞれと当接可能な底壁面（図示省略）と、切削インサート１０の第１周側面部１１のうちコーナ周側面部１４以外の箇所と当接可能な側壁面（図示省略）と、を備える。さらに、各々のインサート取付座１２０の工具回転方向Ｋの前方側には、切削によって生じた切りくずを排出するための切りくずポケット１７０が設けられている（図６、図７等参照）。このインサート取付座１２０に、固定ねじ１５０が貫通穴Ｈを通してねじ穴（図示省略）にねじ込まれることで、切削インサート１０は着脱自在に取り付けられる。

刃先交換式回転切削工具１００では、インサート取付座１２０に、切削インサート１０が、主切れ刃２１が工具長手方向つまり回転軸線ＡＸ３の方向に実質的に延びるように配置される。このとき、副切れ刃２２は回転軸線ＡＸ３に略直交する方向に延び、コーナ切れ刃２５は工具先端側かつ工具外周側に位置する。

上記のごとく、凹部２３ｃを含み、当該凹部２３ｃの一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の長さが他方側の内刃（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の長さよりも長い内刃２３を備えた切削インサート１０によれば、当該内刃２３より排出される切りくずが工具外周側へ向かうようになり（図９参照）、切りくず排出性の向上、さらには切りくず噛み込みの抑制を図ることが可能となる。また、最下点（凹部２３ｃ）が当該切削インサート１０の上面１７（のボス面１７Ａ）よりも低い位置にあり、かつ、一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の少なくとも一部がボス面１７Ａよりも高い位置にあるという構造の内刃２３とすることで、最下点部より排出される切りくずが上面１７の特にボス面１７Ａに接触するようになり、この結果、切りくず離れが向上することによって、切りくず排出性のさらなる向上、切りくず噛み込みのさらなる抑制を図ることができる。

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。

たとえば、上述の実施形態において、内刃２３のうち凹部２３ｃの一方側が左側内刃２３Ｌ、他方側が右側内刃２３Ｒである切削インサート１０について説明したが（図４Ａ等参照）、これは代表的な例にすぎない。仮に、回転方向Ｋが真逆の刃先交換式回転切削工具１００を想定するならば、切削インサート１０の構造も真逆となり左右が逆になるはずであるが、そのような場合であっても本発明が適用されうることはいうまでもない。

また、上述の実施形態では、左側内刃２３Ｌの長さＤ_L、右側内刃２３Ｒの長さＤ_Rとして、それぞれ、中間面Ｍに平行な長さ（第２方向Ｄ２および／または第４方向Ｄ４に沿った長さ）を示したが、これは両者の長さの比較をわかりやすく示すための便宜的な一例にすぎず、この他、たとえば左側内刃２３Ｌ、右側内刃２３Ｒのそれぞれの刃に沿った長さ（いわば刃渡り）を各刃の長さとしてもよい。

本発明は、刃先交換式回転切削工具とくにエンドミルによる直角肩削りやランピング加工を行う転削工具やいわゆるインデキサブル工具、およびこれら工具にて用いられる切削インサート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
１１ｒ…逃げ面として機能する部分
１２…第２周側面部
１３…コーナ周側面部
１４…コーナ周側面部
１５…周側面
１７…上面
１７Ａ…ボス面（平坦部）
１７Ｂ…すくい面
１９…下面
１９Ｂ…傾斜面
１９Ｃ…平坦部
２０…切れ刃
２１…主切れ刃
２２…副切れ刃
２３…内刃
２３ｃ…内刃の凹部
２３Ｌ…左側内刃（凹部の一方側の内刃）
２３Ｒ…右側内刃（凹部の他方側の内刃）
２４…さらい刃
２５…コーナ切れ刃
３６（３６ａ，３６ｂ）…コーナ部
３７…辺部
３７ａ…長辺部
３７ｂ…短辺部
１００…刃先交換式回転切削工具
１１０…工具ボデー
１２０…インサート取付座
１５０…固定ねじ
１７０…切りくずポケット
ＡＸ１…中心軸線
ＡＸ３…刃先交換式回転切削工具の回転軸線
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、
Ｄ_L…左側内刃２３Ｌの長さ
Ｄ_R…右側内刃２３Ｒの長さ
Ｈ…貫通穴（ねじ穴）
Ｋ…回転方向
Ｌ１…仮想面
Ｌ２…仮想面
Ｍ…中間面
θ_23L…側面視における左側内刃２３Ｌのインクリネーション（傾斜角）
θ_23R…側面視における右側内刃２３Ｒのインクリネーション（傾斜角）
θ₂₄…側面視におけるすくい刃２４の傾斜角
φ_23L…上面視における、軸線Ｂに対する右側内刃２３Ｌの傾斜を表す切れ刃角
φ_23R…上面視における、軸線Ｂに対する右側内刃２３Ｒの傾斜を表す切れ刃角

上面１７に対向する方向から見て（つまり上面視において）、切削インサート１０は、４つの湾曲したコーナ部３６と、それらコーナ部３６の間に形成された４つの辺部３７と、から構成された略四角形形状をなしている。４つの辺部３７は、２つの長辺部３７ａと２つの短辺部３７ｂとから構成されている。一対の長辺部３７ａは互いに対向しており、一対の短辺部３７ｂも互いに対向するように配置されている。また、４つのコーナ部３６は、切削に関与する２つのコーナ部（切削コーナ）３６ａと、切削に関与しない２つのコーナ部３６ｂと、から構成されている。切削に関与するコーナ部３６ａと切削に関与しないコーナ部３６ｂは、長辺部３７ａまたは短辺部３７ｂを間に介して交互に配置されている。したがって、本実施形態の切削インサート１０の上面１７は、図３において、中心軸線ＡＸ１に関して１８０°回転対称の略四角形状をなしているのであるが、本発明はこれに限定されることはなく、他の形状（極端には、三角形状や五角形状など）であっても構わない。また、周側面１５は、短辺部３７ｂに隣接し第１方向Ｄ１・第３方向Ｄ３を向く第１周側面部１１と、長辺部３７ａに隣接し第２方向Ｄ２・第４方向Ｄ４を向く第２周側面部１２と、コーナ部３６ａに隣接しているコーナ周側面部１３と、コーナ部３６ｂに隣接しているコーナ周側面部１４と、から構成されていて、ここではそれらは互いに周方向に連続する。これらの面の形状や大きさに関しては適宜変更することができる。なお、切削インサート１０は、中心軸線ＡＸ１の周りに、１８０°回転対称に構成されているので、２つの第１周側面部１１は互いに対向し、２つの第２周側面部１２は互いに対向する（図３等参照）。

また、本実施形態の切削インサート１０を中心軸線ＡＸ１に沿って視た上面視において、長辺部３７ａに直交する軸線Ｂ（またはこれに平行な線）に対する内刃２３、さらい刃２４のそれぞれの傾斜を表す切れ刃角φについては以下のことがいえる。すなわち、内刃２３のうち凹部２３ｃの一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の傾斜を表す切れ刃角φ_23Lと、他方側の内刃（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の傾斜を表す切れ刃角φ_23Rはいずれも、さらい刃２４の傾斜角（図３中に符号（φ₂₄）を特に示すことはしていないが、左側内刃２３Ｌの切れ刃角φ_23L、右側内刃２３Ｒの切れ刃角φ_23Rの内容からして符号がなくとも明らかである）よりも大きい（図３参照）。また、内刃２３のうち凹部２３ｃの一方側の内刃（本実施形態の場合、左側内刃２３Ｌ）の切れ刃角φ_23Lと、他方側の内刃（本実施形態の場合、右側内刃２３Ｒ）の切れ刃角φ_23Rとを比較すると、他方側の内刃（右側内刃２３Ｒ）の切れ刃角φ_23Rのほうが大きい（図３参照）。上記のような形状の内刃２３を備えた切削インサート１０によれば、当該内刃２３より排出される切りくずが工具外周側へ向かうようになり、これによって、さらなる切りくず排出性の向上、切りくず噛み込みの抑制が図られる（図１０参照）。

Claims (8)

1. 平坦部を有する、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に形成される主切れ刃、さらい刃、および内刃と、
   を備え、
   前記内刃が形成された周側面を前記軸線に垂直な方向から視た側面視にて、前記内刃は、前記下面のほうに凹む凹部を含み、
   当該側面視にて前記凹部の一方側であって尚かつ前記さらい刃から遠い側に位置する内刃の長さＤ_Lが当該凹部の他方側の内刃の長さＤ_Rよりも長く、
   前記内刃の最下点は前記上面の平坦部よりも低い位置にあり、前記一方側の内刃の少なくとも一部が前記上面の平坦部よりも高い位置にあり、
   前記凹部の一方側の内刃の切れ刃角φ_23Lは、前記凹部の他方側の内刃の切れ刃角φ_23Rの半分より大きい、切削インサート。
2. 前記凹部の他方側の内刃の切れ刃角φ_23Rは、前記側面視における当該他方側の内刃の傾斜角を表すインクリネーションθ_23Rよりも小さい、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記凹部の一方側の内刃の切れ刃角φ_23Lは、前記側面視における当該一方側の内刃の傾斜角を表すインクリネーションθ_23Lよりも大きい、請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記側面視にて、前記凹部の他方側の内刃の長さＤ_Rは、当該凹部の一方側の内刃の長さＤ_Lの半分未満である、請求項３に記載の切削インサート。
5. 前記側面視にて、前記凹部の一方側の内刃のインクリネーションθ_23Lよりも、当該凹部の他方側の内刃のインクリネーションθ_23Rのほうが大きい、請求項４に記載の切削インサート。
6. 前記側面視にて、前記さらい刃の傾斜角を表すインクリネーションθ₂₄に対し、前記凹部の一方側の内刃のインクリネーションθ_23Lは小さく、当該凹部の他方側の内刃のインクリネーションθ_23Rは大きい、請求項５に記載の切削インサート。
7. 前記軸線に沿って視た上面視にて、前記凹部の一方側の内刃の傾斜を表す切れ刃角と、当該凹部の他方側の内刃の傾斜を表す切れ刃角は、前記さらい刃の傾斜角よりも大きい、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. 回転軸線を中心に回転し、切削インサートを保持するためのインサート取付座を有する工具ボデーと、
   前記インサート取付座に前記取付面が当接するように前記工具ボデーに取り付けられる請求項１から７のいずれか一項に記載の切削インサートと、
   を備える、刃先交換式回転切削工具。

Images