JP2022174559A - 切削インサート及び刃先交換式回転切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高能率加工時においても切りくずの衝突に起因する切削抵抗の上昇を抑えることの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を備えた刃先交換式切削工具を提供する。【解決手段】本発明の切削インサートは、着座面に平行な第１平面に対向する方向から見た平面視において、周方向で隣り合う第１切刃と第２切刃との境界から第１切刃に直交する方向の第１平面の突起部までの最短距離をＬ１、コーナ刃と第１切刃の境界から第１切刃に直交する方向の第１平面までの最短距離をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たし、すくい面は、切刃部と第１平面との間に、第１傾斜面と第２傾斜面を含むブレーカをインサート全周に備え、第１傾斜面は、切刃部側から中心線側へ向かうにしたがって着座面側へ傾斜し、第２傾斜面は第１傾斜面と第１平面の間に形成され且つ第１傾斜面側から中心線側へ向かって着座面側とは反対側へ傾斜する。【選択図】図４

Description

本発明は、切削インサート及び刃先交換式回転切削工具に関する。

このような切削インサートにおいては、切削加工時に切込み深さや切込み幅を大きくすることで加工能率を向上させることが知られている。しかし、切り込み深さや切込み幅を大きくすればするほど切刃によって生成された切りくずの厚さや切りくずの幅は大きくなり、切削抵抗が高くなってしまう。さらに、大きい切りくずが工具外へ排出されず切削インサートにぶつかった場合、切削インサートへ大きな衝撃が加わってしまうことでも切削抵抗が高くなってしまう。

そこで、特許文献１には切削インサートによる加工時の切削抵抗を抑えるために、すくい面側における主切刃と着座面との間にブレーカが形成された構成が開示されている。このブレーカは、凹状の湾曲部と、すくい面の中央方向に上り傾斜の第一傾斜面および第二傾斜面から構成されている。また、ブレーカの幅が低切込み時には狭く、深切込み時には広くなるよう形成することによって、切りくず排出性が向上すると記載されている。

さらに、特許文献１には、直線状の主切刃をコーナ部に位置する副切刃から離れる方向に下面側に傾斜させ、かつすくい面側の着座面高さを主切刃高さよりも低くすることが開示されている。この構成によって、切りくず詰まりをおこしにくくし、かつ、切削荷重が小さくなることが記載されている。

特許第３３１７０８９号公報

しかしながら、特許文献１の場合、ブレーカは凹状の湾曲部から成るすくい面の中央方向に下る傾斜面の面積よりも、第一傾斜面と第二傾斜面を合わせたすくい面の中央方向に上る傾斜面の面積が大きい。加えて、着座面と凹状の湾曲部はほぼ平行に形成されている（図６）。そのため、切削時に切りくずをブレーカに沿わせた場合、往生の湾曲部の効果は低く、切りくずはすぐにすくい面の中央方向に上る傾斜面に当たることによって、切りくずが切削インサートに勢いよくぶつかり、大きな衝撃を与え、切削インサートに損傷が生じるおそれがあった。

また、すくい面側における着座面と主切刃との間には、すくい面およびブレーカが存在するものの、すくい面側における着座面と副切刃との間にはブレーカがない構成となっている。このため、切削時に副切刃によって生成された切りくずがブレーカを介することなくすくい面側における着座面に接触して当該切りくずの排出性が阻害され、切削インサートに損傷が生じたり、切りくずと切削インサートの衝突による切削抵抗が増大したりするおそれがあった。

さらに、第一傾斜面と第二傾斜面の両方を使用する領域が深切込み側に存在するため、傾斜面に沿わせるように生成された切りくずは、第一傾斜面と第二傾斜面の角度変化に起因して歪んでしまう可能性がある。そうすると、特許文献１に記載の切削インサートは主切刃よりもすくい面側における着座面高さが低いため、歪んだ切りくずが切刃と被削材の間で噛み込んでしまったり、クランプねじ頭部に詰まってしまったりするおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高能率加工時においても切りくずの衝突に起因する切削抵抗の上昇を抑えることの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を備えた刃先交換式切削工具を提供することを目的としている。

本発明の一態様の切削インサートは、回転軸回りに回転する工具本体に取り付けられ、厚さ方向に延びる中心線に対し回転対称な多角形板状のポジティブタイプの切削インサートであって、一対の多角形面の一方を構成するすくい面と、一対の多角形面の他方を構成する着座面と、前記すくい面と前記着座面との間を繋ぐ側面と、前記すくい面と前記側面との交差稜線に形成され、前記すくい面の辺部に位置する第１切刃と、前記第１切刃の一端側に連なる第２切刃と、前記第２切刃の前記第１切刃側とは反対側の端部に連なり前記すくい面のコーナ部に位置するコーナ刃と、を含む切刃部と、前記厚さ方向に貫通するとともに前記工具本体に取り付けるための取付孔と、を備え、前記すくい面には、前記着座面に平行な第１平面が形成され、前記第１平面は、前記中心線の軸周りに交互に並ぶ直線状部と突起部とからなる外周を有し、前記第１平面に対向する方向から見た平面視において、周方向で隣り合う前記第１切刃と前記第２切刃との境界から、前記第１切刃に直交する方向の前記第１平面の前記突起部までの最短距離をＬ１、前記コーナ刃と前記第１切刃の境界から、前記第１切刃に直交する方向の前記第１平面までの最短距離をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たすとともに、前記すくい面は、前記切刃部と前記第１平面との間に、第１傾斜面と第２傾斜面を含むブレーカをインサート全周に備え、前記第１傾斜面は、前記切刃部側から前記中心線側へ向かうにしたがって前記着座面側へ傾斜し、前記第２傾斜面は前記第１傾斜面と前記第１平面の間に形成され、かつ、前記第１傾斜面側から前記中心線側へ向かって前記着座面側とは反対側へ傾斜するよう形成されていることを特徴とする。

上述の構成によれば、「コーナ刃と第１切刃の境界から、第１平面までの最短距離Ｌ２」を、「中心線に直交する方向において、周方向で隣り合う第１切刃と第２切刃との境界から、第１平面の前記突起部までの最短距離Ｌ１」よりも大きくなるように第１平面を設けることで、切りくずが第１平面に接触するのを避けることができるので、切りくずと切削インサートの衝突による切削抵抗の増大を防ぐことができる。

また、第１平面の外周を第１切刃に対向する大部分は直線状部で形成し、コーナ部付近は突起部で形成することによって、切りくず衝突への対応とインサート製造時の基準面を広くとることで切削インサートの寸法精度を出しやすくすることを両立することができる。本発明は、切刃部と第１平面との距離が遠いほど切りくずが切削インサートにぶつかるおそれが減るが、一方で、第１平面の面積が小さくなるほど基準面もまた減ってしまうという問題を解決するため、切削時に使用頻度の高い第１切刃から生成される切りくずが第１平面に衝突するのを防ぐために第１切刃と第１平面との距離を十分に確保しつつ、コーナ部付近に突起部を形成することでバランスよく基準面の面積を増やしている。

さらに、第１平面は、前記中心線に沿う方向において前記切刃部全体よりも前記着座面からの距離が大きい。そのため、万が一、切りくずが工具の外へ排出されなかった場合でも、切りくずが切刃と被削材の間で噛み込んでしまったり、クランプねじ頭部に詰まってしまったりするおそれを減らすことができる。

また、上述の構成によれば、切削時に使用する切刃部や切刃長さは切込み深さなどの加工条件によって異なるが、本発明はブレーカが切削インサートの全周に形成されているため、どんな加工条件であっても切りくずはブレーカを介して排出されるため、切削抵抗を抑制することができる。

本発明の一態様の切削インサートにおいては、前記すくい面の内接円の直径をＤとすると、前記Ｄと前記Ｌ２は、３．０≦Ｄ/Ｌ２≦６．５の関係を満たす構成としてもよい。

上述の構成によれば、Ｄ／Ｌ２が３．０よりも小さい場合は、切削インサートの大きさに対してＬ２の長さが十分ではないため、切削時に切りくずが第１平面に衝突するおそれが高くなる。一方で、Ｄ／Ｌ２が６．５よりも大きい場合は、取付孔周りの第１平面の面積が小さすぎるため、切削インサート製造時の基準面積が十分ではなくなり、寸法精度を確保することが難しくなってしまう。

本発明の一態様の切削インサートにおいては、前記第１平面に対向する方向から見た平面視において、前記第１傾斜面の幅は前記第２傾斜面の幅よりも広く、かつ、前記第１傾斜面の角度θ１は前記第２傾斜面の角度θ２よりも小さい構成としてもよい。

上述の構成によれば、切りくずは刃先から離れた後に緩やかかつ幅広の第１傾斜面に沿わせることができる。そのため、ブレーカ面と切りくずの衝撃による抵抗を抑えながら切りくずを排出することができる。また、第２傾斜面の幅を狭くすることで、第１傾斜面の幅の確保と第１平面の面積の確保を両立することができる。さらに、第１平面に対する第２傾斜面の角度を大きくすることで、第１平面を切刃部よりも高い位置に形成しやすくなる。

本発明の一態様の切削インサートにおいては、前記第１平面に垂直な方向から見て、隣り合う前記第１切刃の延長線の交点と前記中心線を結んだ直線を第１直線とし、前記第１直線が前記コーナ刃を通過する点を第１頂点としたとき、複数の前記コーナ刃の前記第１頂点を結んだ形状は正多角形を形成し、取付孔から最も離れている前記突起部の頂点を第２頂点としたとき、複数の前記第２頂点を結んだ形状もまた正多角形を形成し、前記第１頂点を結んだ正多角形と前記第２頂点を結んだ正多角形との間には、前記中心線の回りにおいて位相のずれが生じており、前記第１直線と、前記第１平面に平行であるとともに前記中心線を通って前記第２頂点を結んだ第２直線と、が角度θ３で前記中心線において交差している構成としてもよい。

上述の構成によれば、第１平面とすくい面との間において、中心線回りに位相のずれが生じた形状であるため、第１平面のうち、コーナ部に位置する突起部が切刃部から最も離れることとなり、切削加工時に第１切刃によって生成された切りくずが、第１平面に接触するのを避けることができる。これにより、切削抵抗を抑えることができる。

本発明の一態様の切削インサートにおいては、前記角度θ３が、３°＜θ３＜１５°の範囲内である構成としてもよい。

上述の構成によれば、位相のずれ量（上記角度θ３）が上記範囲内であることによって、工具本体へ取り付ける際の拘束領域を確保しつつ、第１切刃によって生成された切りくずが第１平面（突起部）に接触するのを防ぐことができる。

また、本発明の一態様の刃先交換式回転切削工具は、上記の切削インサートと、前記切削インサートが着脱可能に取り付けられ回転軸回りに回転する前記工具本体と、を備える。

本発明の刃先交換式回転切削工具によれば、上述の切削インサートから得られる効果を奏する。

また、上述の刃先交換式回転切削工具において、前記切削インサートが、前記切刃部の半径方向すくい角を負角とするように前記工具本体に取り付けられている、構成としてもよい。

上述の構成によれば、切刃部の半径方向すくい角を負角とした場合であっても、切刃部の逃げを十分に確保した刃先交換式回転切削工具を提供できる。

本発明によれば、切込み深さを深くするなど高い加工能率を達成する加工条件においても、切りくずが切削インサートに衝突するのを防ぐことのできる切削インサート、このような切削インサートを備えた刃先交換式切削工具を提供できる。

図１は、切削インサートについてその一実施形態を示す平面図である。 図２は、図１に示す切削インサートの構成を示す側面図である。 図３は、図１に示す第１切刃に直交する方向のＩ－Ｉ断面図である。 図４は、切削インサート１のすくい面側の構成を示す平面図である。 図５は、複数の切削インサートと、これらの切削インサートが着脱可能に取り付けられた工具本体とを有する刃先交換式回転切削工具の構成を示す斜視図である。 図６は、図５に示す刃先交換式回転切削工具における工具本体の構成を示す斜視図である。 図７は、図６に示す工具本体に取り付けられた状態の切削インサートを示す図である。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分をわかりやすくするために、特徴ではない部分を便宜上省略して図示している場合がある。

図１は、切削インサート１についてその一実施形態を示す平面図である。図２は、図１に示す切削インサート１の構成を示す側面図である。図３は、図１の第１切刃２１に直交する方向のＩ－Ｉ断面図である。図４は、切削インサート１のすくい面２側の構成を示す平面図である。

図１に示すように、切削インサート１は、厚さ方向に延びる中心線ＣＯに対し回転対称な多角形板状（本実施形態では四角形板状）をなしている。なお、以下の説明において、中心線ＣＯに沿う方向のことを単に厚さ方向と呼ぶ場合がある。また、中心線ＣＯに直交する方向を単に径方向と呼ぶ場合がある。同様に、中心線ＣＯを中心とする軸周りの周方向を単に周方向と呼ぶ場合がある。

切削インサート１は、一対の多角形面の一方を構成するすくい面２と、一対の多角形面の他方を構成する着座面３と、すくい面２と着座面３との間を繋ぐ側面１０と、を備える。図２に示すように、すくい面２および着座面３は、略正方形状に形成されている。着座面３は、すくい面２の厚さ方向への投影領域の内側に内包される。

図１に示すように、すくい面２は、切刃部２０と第１平面４との間にブレーカ５を備えている。ブレーカ５は、インサート全周に形成され、切刃部２０の刃先に形成されたホーニング６に接続する。
ブレーカ５は、図３に示すように、切刃部２０から中心線ＣＯ側へ向かうに従い着座面３（図２）側へ傾斜する第１傾斜面５ａと、中心線ＣＯ側へ向かうに従い着座面３（図２）側とは反対方向（すくい面２側）へ傾斜する第２傾斜面５ｂとから成る。第２傾斜面５ｂは、第１傾斜面５ａと第１平面４の間に形成されている。

切削時に使用する切刃部２０や切刃長さは切込み深さなどの加工条件によって異なるが、本実施形態ではブレーカ５が切削インサート１の全周に形成されているため、切削インサート１がどんな加工条件で使用されても、切りくずはブレーカ５を介して排出されるため、切削抵抗を抑制することができる。

図３に示すように、ブレーカ５の第１傾斜面５ａと第１平面４との成す角度θ１は１０°である。また、ブレーカ５の第２傾斜面５ｂと第１平面４との成す角度θ２は３０°である。図３に示すブレーカ５は、第１傾斜面５ａと第２傾斜面５ｂとの間を円弧でつないだ形状とされているが、第１傾斜面５ａと第２傾斜面５ｂとを滑らかにつないでいれば円弧に限られない。

また、第１傾斜面５ａにおいてホーニング６側の端部は多段構成となっているが、この構成はあってもなくてもよい。多段面８を備える場合は、多段面８と第１平面４の成す角θ４は、第１傾斜面５ａと第１平面４の成す角度θ１よりも小さいこととし、図３において多段面８と第１平面４の成す角θ４は、５°以下である。

本実施形態におけるブレーカ５は、図１に示すように、第１平面４に対向する方向から見た平面視において、径方向における第１傾斜面５ａの幅Ｗ５ａは、第２傾斜面５ｂの幅Ｗ５ｂよりも広い（図３も併せて参照）。また、図３に示すように、第１傾斜面５ａの角度θ１は、第２傾斜面５ｂの角度θ２よりも小さいことが好ましい。

これにより、切りくずは、刃先から離れた後に緩やかかつ幅広の第１傾斜面５ａに沿わせることができる。そのため、ブレーカ面と切りくずの衝突による抵抗を抑えながら切りくずを排出することができる。また、径方向における第２傾斜面５ｂの幅を狭くすることで、「第１傾斜面５ａの幅Ｗ５ａの確保」と「第１平面４の面積の確保」を両立することができる。さらに、第１平面４に対する第２傾斜面５ｂの角度を大きくすることで、第１平面４を切刃部２０よりも高い位置に形成しやすくなる。

切削インサート１は、図５に示す工具本体３１の先端部にクランプネジ（固定部材）３８により着脱可能に取り付けられる。図１に示すように、切削インサート１の中央には、クランプネジ３８が挿通される取付孔７が貫通する。取付孔７は、中心線ＣＯと同軸をなすとともに中心線ＣＯに沿って延びる。

すくい面２と側面１０との交差稜線には、切刃部２０が設けられている。切刃部２０は、第１切刃２１と、第１切刃２１の一端側に連なる第２切刃２２と、第２切刃２２の第１切刃２１側とは反対側の端部に連なるコーナ刃２３と、を含む。第１切刃２１、第２切刃２２およびコーナ刃２３は、すくい面２の平面視において、右回り（時計回り）にこの順で配置される。

本実施形態の切削インサート１において、第１切刃２１、第２切刃２２およびコーナ刃２３から構成される切刃部２０は、中心線ＣＯを中心とする周方向に９０°毎に４つ設けられている。４つの切刃部２０は、中心線ＣＯを中心とする回転対称に配置されている。周方向に沿って配置された４つの切刃部２０どうしは互いに連続する。

第１切刃２１は、すくい面２の辺部に位置し、すくい面２の平面視において、直線状に延びる。第１切刃２１は、切刃部２０の大部分を構成する。第１切刃２１は、切削インサート１を工具本体３１に取り付けた状態（図５参照）において、工具本体３１の回転方向ＴＤ側を向き被削材と対向する。

コーナ刃２３は、すくい面２のコーナ部に位置する。コーナ刃２３は、図１に示す平面視において円弧形状を有する。一方で、第１切刃２１および第２切刃２２は、直線状に延びる。そのため、コーナ刃２３と、第１切刃２１および第２切刃２２との境界は、切刃部２０における直線形状の部分と円弧形状の部分との境界によって判断される。

第２切刃２２は、第１切刃２１とコーナ刃２３との間に位置する。第２切刃２２は、第１切刃２１とコーナ刃２３との間で直線状に延びる。第２切刃２２は、第１切刃２１の延在方向に対して、第１切刃２１からコーナ刃２３へ行くにしたがって中心線ＣＯに近づくように傾斜して延びる。したがって、第１切刃２１と第２切刃２２との境界部は、外側に向かってわずかに突出する形状となっている。

本実施形態では、切刃部２０の強度を保持するための刃先処理が施されており、切刃部２０の刃先先端にホーニング６が形成されている。ホーニング６は、４つの切刃部２０の刃先先端のそれぞれに形成されており、すくい面２の外周全体に存在している。ホーニング６の形状として本実施形態では、面取り形状のネガホーニングが形成されているが、ラウンド形状の丸ホーニング、水平形状のフラットホーニング等、他のホーニング処理を施した形状であってもよい。ホーニング量は、所望の刃先強度、すくい面摩耗量、切削抵抗等を考慮して適宜設定する。

図１に示すように、本実施形態において、すくい面２は、取付孔７の周囲全体に亘って設けられた第１平面４と、第１平面４と切刃部２０（ホーニング６）との間に存在するブレーカ５と、を有している。第１平面４は、切刃部２０（ホーニング６）には接続されておらず、その外周全体が切刃部２０（ホーニング６）から中心線ＣＯ側へ離れている。

図２に示すように、第１平面４は、着座面３に平行な面であるとともに、切削インサート１の厚さ方向（中心線ＣＯに沿う方向）において、着座面３からの距離が切刃部２０よりも大きく、切刃部２０よりも突出した面である。

図１に示すように、ブレーカ５は、第１平面４の周囲全体に亘って設けられており、切刃部２０から中心線ＣＯに向かうに従って着座面３側へ傾斜する第１傾斜面５ａを有する。本実施形態のブレーカ５の第１傾斜面５ａは、４つの切刃部２０（ホーニング６）に連なる構成とされ、すくい面２の内側（中心線ＣＯ側）に向かうに従って着座面３側になだらかに傾斜した後、第１平面４に向かって突出するように急激に傾斜して第１平面４の外周縁に連なっている。
上記取付孔７は第１平面４及び着座面３に開口する。

本実施形態における切削インサート１は、ポジタイプの切削インサートであることから、図２に示すように、側面１０を構成する逃げ面１１および連結面１５は、略逃げ角に沿った傾斜面となっている。逃げ面１１と連結面１５との間には、境界線１４が位置する。すなわち、側面１０は、境界線１４により逃げ面１１と連結面１５とに区画されている。

逃げ面１１と連結面１５とは、切削インサート１の中心線ＣＯに沿う方向で互いに隣り合う。逃げ面１１は、側面１０において境界線１４よりすくい面２側に位置する。また、連結面１５は、側面１０において、境界線１４より着座面３側に位置する。

逃げ面１１は、第１切刃２１に連なる第１領域１１Ａと、第２切刃２２に連なる第２領域１１Ｂと、コーナ刃に連なる１１Ｃとに区画される。第１領域１１Ａ、第２領域１１Ｂおよび第３領域１１Ｃは、中心線ＣＯの周方向に沿って並んでいる。

境界線１４は、側面１０において、厚さ方向に湾曲しながら中心線ＣＯの周方向に沿って延びる。境界線１４は、第１切刃２１に沿って延びる第１区間１４ａと、第２切刃２２に沿って延びる第２区間１４ｂと、コーナ刃２３に沿って延びる第３区間１４ｃと、を含む。側面１０において、第１区間１４ａは連結面１５と逃げ面１１の第１領域１１Ａとを区画し、第２区間１４ｂは連結面１５と第２領域１１Ｂとを区画し、第３区間１４ｃは連結面１５と第３領域１１Ｃとを区画する。図２に示すように、第２区間１４ｂは、第１区間１４ａよりすくい面２側に位置する。また、第３区間１４ｃは、第１区間１４ａより着座面３側に位置する。

図５に示すように、クランプネジ３８の締め付けることにより、工具本体３１に切削インサート１を取り付ける。切削インサート１を工具本体３１に取り付ける際に、逃げ面１１の第１領域１１Ａと、着座面３とは、インサート取付座３３に接触する拘束部として機能する。切削インサート１は、クランプネジ３８の締めつけにより、着座面３が工具本体３１のインサート取付座３３に対して押し付けられるとともに、逃げ面１１のうちすくい面２側に位置する第１領域１１Ａ（図２参照）が工具本体３１に接触することで、工具本体３１に拘束される。これにより、工具本体３１における軸回り及び径方向において切削インサート１が位置決めされる。逃げ面１１のうち、切刃部２０に近い第１領域１１Ａが工具本体３１に拘束されることにより、切刃部２０に付与する切削力に対して切削インサート１を十分に強固に拘束することが可能となる。

一方で、工具本体３１には、切削インサート１のすくい面２を押さえるクランプ駒（不図示）が設けられている。クランプ駒は、切削インサート１を介して工具本体３１側のインサート取付座３３（図６）に対向し、切削インサート１をインサート取付座３３に向かって押圧する。本実施形態において、クランプ駒は、すくい面２に存在する第１平面４を押さえている。クランプ駒により、切削加工時における切削インサート１の浮き上がりを抑制することができる。

本実施形態の切削インサート１は、４コーナ型の形状をなすインサートである。切削インサート１は、回転対称に配置された切刃部２０が所定の摩耗量に達した際に、中心線ＣＯの周りに９０°回転されて他の切刃部２０を被削材に対向させるように工具本体３１に再装着される。

次に、本実施形態における切削インサート１のすくい面２側の形状について詳述する。
図１に示すように、本実施形態のすくい面２には、取付孔７の周囲全体に、着座面３に平行な第１平面４が存在する。第１平面４は、図２に示すように、切刃部２０よりも着座面３からの距離が大きく、切刃部２０よりも外側へ突出している。

第１平面４は、中心線ＣＯの軸回りに交互に並ぶ直線状部４ａと突起部４ｂとからなる外周を有する。第１平面４の外周を構成する直線状部４ａ及び突起部４ｂは、中心線ＣＯを中心とする周方向に９０°毎に４つずつ設けられている。４つの直線状部４ａどうしは互いに等しい形状をなし、４つの突起部４ｂにおいても互いに等しい形状をなす。

直線状部４ａ及び突起部４ｂは、周方向に交互に配置され、互いに連続している。中心線ＣＯに交差する方向において、各直線状部４ａは各第１切刃２１にそれぞれ対向し、各突起部４ｂは各第２切刃２２及びコーナ刃２３にそれぞれ対向する。

図１に示すように第１平面４に垂直な方向から見て、直線状部４ａは、全体的に直線状であるが、長さ方向の中央部分が外側（第１切刃２１側）へ僅かに湾曲した形状をなす。
突起部４ｂは、取付孔７側に位置する１つ又は複数の仮想中心点を中心とする円弧形状をなし、第２切刃２２及びコーナ刃２３へ向かって直線状部４ａよりも外側へ突出する部分である。

また、突起部４ｂは、周方向の両側で隣り合う一対の直線状部４ａとそれぞれ接続される接続端部４ｂ１を一対有している。これら一対の接続端部４ｂ１は、第１切刃２１側に位置する１つ又は複数の仮想中心点を中心とする円弧形状をなし、取付孔７側に向かって直線状部４ａよりも内側へ僅かに突出する部分である。

本実施形態において、突起部４ｂは、複数の曲率からなる円弧形状であってもよいし、一つの曲率からなる円弧形状であってもよい。また、一部に短い直線が混在した円弧形状であってもよい。本実施形態では、例えば、突起部４ｂの頂点（後述する第２頂点ｑ２）に直線部４ｂ２が存在する。

本実施形態では、第１平面４の四隅に突起部４ｂをそれぞれ設けることによって、クランプ駒（不図示）によって押圧される領域（クランプ駒が接触する領域）、いわゆる拘束領域を確保することができる。取付孔７の径方向において、当該取付孔７と第１切刃２１に対向する直線状部４ａとの間の最大幅Ｗ１よりも、上記取付孔７と突起部４ｂ（第２頂点ｑ２）との間の最大幅Ｗ２の方が大きく、Ｗ１＜Ｗ２の関係を満たしている。

第１平面４のうち、第１切刃２１に対向する直線状部４ａ側の幅Ｗ１を大きくすると、被削材の切削時に第１切刃２１による生成される切りくずの大部分が上記直線状部４ａに接触するおそれがあるため、直線状部４ａは第１切刃２１から離れている方が好ましい。
一方で、突起部４ｂ側はクランプ駒によって押圧される領域であることから広い押圧領域が必要となる。本実施形態では、第１平面４のうち、クランプ駒による押圧領域を確保しつつ、切りくずが接触しないようにするために、多角形状のすくい面２に対して、すくい面２よりも小さい多角形状をなす第１平面４が中心線ＣＯの回りにズレた位置関係となっている。

図４中の破線で示すように、第１平面４は、４つの突起部４ｂの各第２頂点ｑ２を結んだ形状が正多角形とされている。本実施形態において、すくい面２の外形と第１平面４の外形との間には、中心線ＣＯの回りにおいて「位相のずれ」が設けられている。

ここで、「位相のずれ」とは、図４に示す２つの正多角形２０Ｔ及び正多角形４Ｔどうしにおける軸回りのずれ量である。具体的に、第１平面４に垂直な方向から見て、隣り合う第１切刃２１の延長線の交点Ｑと中心線ＣＯとを結んだ直線を第１直線Ｍ１とし、第１直線Ｍ１がコーナ刃２３を通過する点を第１頂点ｑ１としたとき、複数のコーナ刃２３の第１頂点ｑ１を結んだ形状が正多角形２０Ｔである。
また、第１平面４のうち、取付孔７から最も離れている突起部４ｂの頂点を第２頂点ｑ２としたとき、４つの第２頂点ｑ２を結んだ形状が正多角形４Ｔである。
４つの第１頂点ｑ１を結んで形成される正多角形２０Ｔと、４つの第２頂点ｑ２を結んで形成される正多角形４Ｔとの間には、中心線ＣＯの回りにおいて位相のずれが生じており、第１直線Ｍ１と第２直線Ｍ２とが角度θ３で中心線ＣＯにおいて交差している。

ずれ量である角度θ３は、３°＜θ３＜１５°の範囲内であることが好ましく、５°＜θ３＜１０°の範囲内であることがより好ましい。

そのため、すくい面２（切刃部２０）側のコーナ刃２３の第１頂点ｑ１と、第１平面４の突起部４ｂの第２頂点ｑ２とは、取付孔７の径方向において互いに対向しない。このように、中心線ＣＯの回りにおいて、すくい面２と第１平面４との位相のずれがあることによって、第１平面４と切刃部２０との間の距離は一定ではなく、互いに最も近づく位置と最も遠ざかる位置とが周方向に存在することになる。

図４に示すように、中心線ＣＯに直交する方向において、周方向で隣り合う第１切刃２１と第２切刃２２との境界Ａから第１平面４の突起部４ｂまでの最短距離をＬ１とし、コーナ刃２３と第１切刃２１との境界Ｂから第１平面４の突起部４ｂまでの最短距離をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たす。

すなわち、上記位相のずれによって、第１平面４が第１切刃２１と第２切刃２２との境界Ａにおいて切刃部２０に最も近づいているとともに、コーナ刃２３と第１切刃２１との境界Ｂにおいて第１平面４が切刃部２０から最も離れた位置関係となっている。

このように、第１平面４のうち、コーナ刃２３に位置する突起部４ｂが切刃部２０から最も離れることとなり、切削加工時に第１切刃２１によって生成された切りくずが、第１平面４に接触するのを避けることができる。これにより、切削抵抗を抑えることができる。

本実施形態においては、図４に示すように、すくい面２の内接円１００の直径をＤとすると、直径Ｄと上記最短距離Ｌ２は、３．０≦Ｄ/Ｌ２≦６．５の関係を満たすことが好ましい。Ｄ／Ｌ２が３．０よりも小さい場合は、切削インサート１の大きさに対して上記最短距離Ｌ２の長さが十分ではないため、切削時に切りくずが第１平面４に衝突するおそれが高くなる。一方で、Ｄ／Ｌ２が６．５よりも大きい場合は、取付孔７の周りの第１平面４の面積が小さすぎるため、切削インサート１の製造時の基準面積が十分ではなくなり、切削インサート１の寸法精度を確保することが難しくなってしまう。

（刃先交換式回転切削工具の構成）
図５は、複数の切削インサート１と、これらの切削インサート１が着脱可能に取り付けられた工具本体３１とを有する刃先交換式回転切削工具３０の構成を示す斜視図である。図６は、図５に示す刃先交換式回転切削工具３０における工具本体３１の構成を示す斜視図である。図７は、図６に示す工具本体に取り付けられた状態の切削インサートを示す図。

図５及び図６に示すように、刃先交換式回転切削工具３０は、工具本体３１が回転軸ＪＯを中心として回転方向ＴＤに回転することで、フライス加工を行う。図５に示すように、刃先交換式回転切削工具３０は、回転軸ＪＯの軸回りに回転する工具本体３１と、工具本体３１に取り付けられる５つの切削インサート１と、を有する。

工具本体３１の先端部には、図５及び図６に示すように、４つのインサート取付座３３が設けられている。インサート取付座３３の数は、刃先交換式回転切削工具の工具径によって増減する。このため、工具径が小さい場合はインサート取付座３３の数が少なくなり、反対に工具径が大きい場合はインサート取付座３３の数が多くなる。インサート取付座３３は、図５に示すように、取付座底面３３ａと、一対の取付座壁面３３ｂと、有する。

取付座底面３３ａは、切削インサート１の着座面３と略等しい面積の正方形状をなすとともに回転方向ＴＤを向く。一対の取付座壁面３３ｂは、取付座底面３３ａの２辺から回転方向ＴＤ側にそれぞれ延びる。取付座底面３３ａの略中央には、ネジ孔３３ｃが形成されている。

取付座底面３３ａは、切削インサート１の着座面３に対向して接触する。また、取付座壁面３３ｂは、切削インサート１の四方に形成された側面１０に対向して接触する。すなわち、インサート取付座３３における取付座底面３３ａおよび取付座壁面３３ｂは、切削インサート１の着座面３および逃げ面１１と接触する。

切削インサート１は、工具本体３１のインサート取付座３３に対してクランプネジ３８を用いて取り付けられている。具体的に切削インサート１は、取付孔７内に挿入されたクランプネジ３８が、取付座底面３３ａの中央に形成されたネジ孔３３ｃに締め付けられることで、工具本体３１に取り付けられる。

また、刃先交換式回転切削工具３０には、図５には示していないが、切削インサート１のすくい面２側を抑えるクランプ駒を設けてもよい。クランプ駒は、切削加工時の切削インサート１の浮き上がりを抑制する。

本実施形態の切削インサート１は、着座面３を工具本体３１の取付座底面３３ａに密着させるとともに、周方向に隣接する２つの逃げ面１１を取付座壁面３３ｂに当接させて着座させられる。さらに、クランプネジ３８をネジ孔３３ｃに挿入することにより、着座面３が取付座底面３３ａに押し付けられ、逃げ面１１（第１領域１１Ａ）が取付座壁面３３ｂに押し付けられる。

本実施形態の切削インサート１は、すくい面２に第１平面４とブレーカ５とが存在した形状とされているとともに、すくい面２と第１平面４との間には、中心線ＣＯの回りに上記角度θ３のずれ量で「位相のずれ」が生じた構成とされている。これにより、第１平面４における突起部４ｂ側にクランプ駒の接触領域（拘束領域）を確保しつつ、切刃部２０と第１平面４との距離を部分的に大きくすることができる。つまり、第１平面４のうち、コーナ部に位置する突起部４ｂが、切刃部２０（第１切刃２１とコーナ刃２３との境界Ｂ）から最も離れた形状となる。

そのため、図５に示すように工具本体３１に切削インサート１を取り付けた状態においては、図７に示すように、刃先交換式回転切削工具３０の最外周に位置する各切削インサート１のコーナ刃２３Ａ（２３）と被削材９０の加工面９０ａとの間の距離が最も大きくなり、切削加工時に第１切刃２１によって生成された切りくずが第１平面４、特にコーナ部（突起部４ｂ）に接触するのを避けることができる。これにより、切りくずの排出性が阻害されず、切削抵抗を抑えることが可能となる。
また、位相のずれ量（上記角度θ３）が上記範囲内であることによっても、切削インサート１を工具本体３１へ取り付ける際の拘束領域を確保しつつ、第１切刃２１によって生成された切りくずが第１平面４（突起部４ｂ）に接触するのを防ぐことができる。

さらに、ブレーカ５によって切りくずが好適にカールさせた後に排出されるので、切削インサート１と被削材との間において切りくずの噛み込みを防ぐことができる。これにより、切削加工時における切りくず排出性を高めることができる。

本実施形態の切削インサート１によれば、難削材の加工時であっても切りくず排出性が高いため、切込み幅や切込み深さを大きく設定することができる。これにより、高い加工能率を達成する加工条件においても切りくずが切削インサートに衝突するのを防ぐことができ、切削インサート１の本来の性能を十分に発揮することが可能である。

以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

１…切削インサート
２…すくい面
３…着座面
４…第１平面
４ａ…直線状部
４ｂ…突起部
５…ブレーカ
５ａ…第１傾斜面
５ｂ…第２傾斜面
６…ホーニング
７…取付孔
１０…側面
２０…切刃部
２１…第１切刃
２２…第２切刃
２３（２３Ａ）…コーナ刃
３０…刃先交換式回転切削工具
３１…工具本体
Ａ…第１切刃と第２切刃との境界
Ｂ…コーナ刃と第１切刃との境界
ＣＯ…中心線
ＪＯ…回転軸
Ｍ１…第１直線
Ｍ２…第２直線
ｑ１…第１頂点
ｑ２…第２頂点
θ１…第１傾斜面５ａと第１平面４の成す角
θ２…第２傾斜面５ｂと第１平面４の成す角
θ３…角度（ずれ量）

Claims (7)

1. 回転軸回りに回転する工具本体に取り付けられ、厚さ方向に延びる中心線に対し回転対称な多角形板状のポジティブタイプの切削インサートであって、
   一対の多角形面の一方を構成するすくい面と、
   一対の多角形面の他方を構成する着座面と、
   前記すくい面と前記着座面との間を繋ぐ側面と、
   前記すくい面と前記側面との交差稜線に形成され、前記すくい面の辺部に位置する第１切刃と、前記第１切刃の一端側に連なる第２切刃と、前記第２切刃の前記第１切刃側とは反対側の端部に連なり前記すくい面のコーナ部に位置するコーナ刃と、を含む切刃部と、
   前記厚さ方向に貫通するとともに前記工具本体に取り付けるための取付孔と、
   を備え、
   前記すくい面には、前記着座面に平行な第１平面が形成され、
   前記第１平面は、前記中心線の軸周りに交互に並ぶ直線状部と突起部とからなる外周を有し、
   前記第１平面に対向する方向から見た平面視において、周方向で隣り合う前記第１切刃と前記第２切刃との境界から、前記第１切刃に直交する方向の前記第１平面の前記突起部までの最短距離をＬ１、前記コーナ刃と前記第１切刃の境界から、前記第１切刃に直交する方向の前記第１平面までの最短距離をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たすとともに、
   前記すくい面は、前記切刃部と前記第１平面との間に、第１傾斜面と第２傾斜面を含むブレーカをインサート全周に備え、
   前記第１傾斜面は、前記切刃部側から前記中心線側へ向かうにしたがって前記着座面側へ傾斜し、
   前記第２傾斜面は前記第１傾斜面と前記第１平面の間に形成され、かつ、前記第１傾斜面側から前記中心線側へ向かって前記着座面側とは反対側へ傾斜するよう形成されていることを特徴とする切削インサート。
2. 前記すくい面の内接円の直径をＤとすると、
   前記Ｄと前記Ｌ２は、３．０≦Ｄ/Ｌ２≦６．５の関係を満たす、
   請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記第１平面に対向する方向から見た平面視において、前記第１傾斜面の幅は前記第２傾斜面の幅よりも広く、かつ、
   前記第１傾斜面の角度θ１は前記第２傾斜面の角度θ２よりも小さい、
   請求項１又は２に記載の切削インサート。
4. 前記第１平面に垂直な方向から見て、
   隣り合う前記第１切刃の延長線の交点と前記中心線を結んだ直線を第１直線とし、前記第１直線が前記コーナ刃を通過する点を第１頂点としたとき、複数の前記コーナ刃の前記第１頂点を結んだ形状は正多角形を形成し、
   前記取付孔から最も離れている前記突起部の頂点を第２頂点としたとき、複数の前記第２頂点を結んだ形状もまた正多角形を形成し、
   前記第１頂点を結んだ正多角形と前記第２頂点を結んだ正多角形との間には、前記中心線の回りにおいて位相のずれが生じており、
   前記第１直線と、前記第１平面に平行であるとともに前記中心線を通って前記第２頂点を結んだ第２直線と、が角度θ３で前記中心線において交差している、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の切削インサート。
5. 前記角度θ３が、３°＜θ３＜１５°の範囲内である、
   請求項４に記載の切削インサート。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の切削インサートと、
   前記切削インサートが着脱可能に取り付けられ回転軸回りに回転する前記工具本体と、を備える、刃先交換式回転切削工具。
7. 前記切削インサートが、前記切刃部の半径方向すくい角を負角とするように前記工具本体に取り付けられている、請求項６に記載の刃先交換式回転切削工具。

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