JP4353067B2 - ねじ切り切削用インサート - Google Patents

Description

本発明は、インサート着脱式切削工具の工具本体に保持されてワークにねじ切り切削を施すねじ切り切削用インサートに関するものである。

この種のねじ切り切削用インサートとしては、例えば特許文献１〜４に、三角形平板状をなすインサート本体の三角形面の各角部にすくい面が形成され、このすくい面に対向する平面視にねじ切りすべきネジの断面形状に対応した凸Ｖ字状をなす一対のねじ切り刃がすくい面の辺稜部に形成されたものが種々提案されている。そして、これら特許文献１〜４に記載のインサートでは、上記すくい面上に突出する突起をチップブレーカとして設けるようにしている。

このようなねじ切り切削用インサートは、一般に複数パスの旋削によって回転するワークの周面にねじ切り切削を施すのに用いられる。すなわち、上記平面視において一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の２等分線がワークの回転軸線に直交するようにインサート本体が上記工具本体に保持されて、該ねじ切り刃をワーク周面に切り込ませつつ上記軸線に平行な一定の送り方向に所定の送り量で複数パス（複数回）送り出され、このとき各パスごとの切り込み量を徐々に大きくしてゆくことにより、最終パスにおいて所望の断面形状、谷深さの螺旋状のネジが形成されるようになされている。
特開平８−２５７８３７号公報 特開平８−２９４８０４号公報 特表平９−５０２３９６号公報 特表２００１−５１４０８９号公報

ところで、上述のように複数パスごとの切り込み量を徐々に大きくしてゆく際には、各パスごとにインサート本体が上記２等分線に沿って前進するように切り込み量を大きくするラジアルインフィード、一対のねじ切り刃のうち送り方向後方側のねじ切り刃に沿ってインサート本体を送り方向側に前進させつつ切り込み量を大きくしてゆくフランクインフィード、あるいは上記２等分線を挟んでインサート本体を送り方向側とその後方側とに交互に進退させつつ切り込み量を大きくしてゆくインクレメンタルインフィードなどの切込み方法が採られる。そして、取り分けねじ切り切削においては、工作機械のＮＣプログラムの汎用性からラジアルインフィードが多用される傾向にある。

ところが、このようなラジアルインフィードでは、複数パスのうち切込み初めの前半パスから中段パス位にかけては切り込み量の増大分が比較的大きいために生成される切屑の厚みも比較的厚く、切屑自身のカールや特許文献１〜４に記載のような突起によって処理することが可能であるものの、後半パスの、特にネジ形状や寸法を所定の形状、寸法に仕上げる最終パスにおいては、切り込み量の増大分が極小さいために切屑厚みも極めて薄くなる。従って、この最終パスも含めた後半パスにおいては、カールされ難くて延び気味となる切屑が生成されることとなり、しかもこのような切屑が一対のねじ切り刃の全長に亙って生成されることとなる。

しかるに、上記特許文献１〜４に記載のねじ切り切削用インサートにおいては、このような切屑をカールさせるための上記突起が、すくい面のうちでも凸Ｖ字状をなすねじ切り刃の平面視内側に突設されており、前半パスから中段パスにかけての比較的厚い切屑の処理には効果的であるものの、後半パスや特に上述のような最終パスにおいて生成される極薄い切屑に対しては、切屑がすくい面から抵抗を受けることなくワークから削り取られたままの速度で流出するため、突起を容易に乗り越えて延び気味のままに排出されることになる。このため、切屑の排出方向を制御することが不可能となって、切屑がワークや工具本体に絡みついたり、あるいは所定の形状、寸法にネジを形成したワークを切屑が傷つけてしまったりするおそれがあった。

また、特許文献１〜４のなかでも特許文献１には、このような突起をねじ切り刃の内側のすくい面上に設けずに、該ねじ切り刃の後端よりもさらに後方に平面視鋸歯状の凹凸をなす傾斜面を形成したりしたものも提案されている。しかしながら、この傾斜面はすくい面からボス面に立ち上がる１段のものであるため、後半パスで生成された切屑を確実にこの傾斜面に衝突させてカールさせようとすると、そのすくい面からの突出高さを高く設定しなければならず、この場合に切屑は一気に丸め込まれてカールさせられるとともに急激にその流出方向を変えられることになるため、切削抵抗の増大を招いてワークや工具本体にびびり振動が生じたり、これに伴って仕上げ面精度が劣化したりするおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、たとえ切屑処理が困難とされるラジアルインフィードにおける後半パスでも、切削抵抗の増大によるびびり振動等による仕上げ面精度の劣化を招いたりすることなく、確実に切屑をカールさせてその排出方向を制御することが可能なねじ切り切削用インサート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、本発明の第１のねじ切り切削用インサートは、インサート本体に形成されたすくい面の辺稜部に、このすくい面に対向する平面視に凸Ｖ字状をなす一対のねじ切り刃とこれらのねじ切り刃のうちの少なくとも一方の後端に連なるさらい刃とを有する切刃を形成し、上記すくい面のうち、上記平面視において上記さらい刃よりも前方の上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の内側部分は、これらのねじ切り刃よりも突出することがないように形成するとともに、上記平面視において上記さらい刃よりも後方の上記すくい面上に、該すくい面から突出する第１の突起と、この第１の突起よりも突出高さが高い第２の突起と、これら第１、第２の突起よりもさらに突出高さが高い第３の突起とを突設し、このうち上記第１、第２の突起を、上記第３の突起よりも上記切刃側に位置させるとともに、上記平面視において上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の２等分線を挟んで互いに反対側に突設したことを特徴とする。
また、本発明の第２のねじ切り切削用インサートは、インサート本体に形成されたすくい面の辺稜部に、このすくい面に対向する平面視に凸Ｖ字状をなす一対のねじ切り刃とこれらのねじ切り刃のうちの少なくとも一方の後端に連なるさらい刃とを有する切刃を形成し、上記すくい面のうち、上記平面視において上記さらい刃よりも前方の上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の内側部分は、これらのねじ切り刃よりも突出することがないように形成するとともに、上記平面視において上記さらい刃よりも後方の上記すくい面上に、該すくい面から突出する第１の突起と、この第１の突起よりも突出高さが高い第２の突起と、これら第１、第２の突起よりもさらに突出高さが高い第３の突起とを突設し、このうち上記第１、第２の突起を、上記第３の突起よりも上記切刃側に位置させるとともに、上記すくい面のうち、上記平面視において上記さらい刃よりも前方の上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の内側部分には、これらのねじ切り刃に対して内側に向かうに従い漸次後退する傾斜面をそれぞれ形成し、これらの傾斜面のうち上記インサート本体の送り方向後方側の傾斜面を送り方向側の傾斜面よりも急勾配で傾斜させたことを特徴とする。

従って、このように構成されたねじ切り切削用インサートにおいては、まずすくい面のうち、上記平面視においてさらい刃よりも前方の一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の内側部分は、これらのねじ切り刃よりも突出することがないように形成されており、ラジアルインフィード最終パスの肉厚の極薄い切屑を安定して上記第１ないし第３の突起側に導いて処理することが可能となる。その一方で、すくい面上の突起がねじ切り刃後端のさらい刃よりも後方に位置するように突設されているので、ねじ切り刃によって生成された切屑は、該ねじ切り刃が平面視になす凸Ｖ字内側のすくい面に擦過してある程度抵抗を受けたところでこの突起に衝突することになる。このため、上記ラジアルインフィードの後半パスにおいて極薄肉の切屑が生成されても、そのままの速度で突起を乗り越えたりすることがなく、この突起によって確実に切屑をカールさせてその排出方向を制御することが可能となる。また、その一方で、ラジアルインフィードの前半パスから中段パスにかけて生成される肉厚の切屑は、上述のように切屑自体がカールし易いため、その処理性が損なわれたりすることはない。

さらに、この突起は第１、第２、第３の３つの突起によって構成されていて、この順に突出高さが高くなるようにされており、このうち突出高さの低い第１、第２の突起は、突出高さの最も高い第３の突起よりも前方の切刃側に位置させられているので、まずこれら第１、第２の突起に衝突させることにより、切屑に緩やかな巻き癖を付けるとともに該第１、第２の突起の突出高さの差によってその流出方向が徐々に所定の向きとなるように案内することができ、抵抗の増大を抑えることができる。そして、しかる後に最大の突出高さの第３の突起に衝突させることで切屑を所定の径にまでカールさせて上述のように制御された排出方向に導くことにより処理することができるので、上記構成のねじ切り切削用インサートによれば、このようなラジアルインフィードの後半パス、特に最終パスにおいて切屑がワークや工具本体に絡まったり、過大な抵抗によってワークや工具本体にびびり振動が生じたりするのを防ぎ、優れた仕上げ面精度のねじ切り切削を安定して促すことが可能となる。

また、上記構成のねじ切り切削用インサートにおいては、このように第３の突起よりも切刃側に位置させられた上記第１、第２の突起を、上記平面視において上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の２等分線を挟んで互いに反対側に突設することにより、ラジアルインフィードの際にこの２等分線に沿うように流れ出る切屑を、より確実にこれら第１、第２の突起に衝突させて上述のように巻き癖を着けるとともにその流出方向も徐々に所定の向きとなるように案内することが可能となる。この場合には、これら第１、第２の突起を互いに間隔をあけて突設することにより、切屑がこれら第１、第２の突起に衝突して擦過する際の擦過面積を小さくして切削抵抗の一層の低減を図ることができる。

さらに、こうして第１、第２の突起を上記２等分線の互いに反対側に突設する場合には、上記平面視において、上記第１の突起は該２等分線に対してインサート本体の送り方向（以下、インサート送り方向と称する。）後方側に、上記第２の突起は２等分線に対してインサート送り方向側にそれぞれ突設することにより、上記２等分線に沿って流れ出た切屑は突出高さの低い第１の突起側から高い第２の突起側へと案内される。すなわち、切屑はインサート送り方向側へと案内されるので、特に最終パスにおいて切刃により形成されたワークのネジが切屑によって傷つけられるのを一層確実に防止することができる。

また、この場合には、第１の突起に、上記平面視において上記２等分線に垂直な方向に対しインサート送り方向後方側に向かうに従い切刃側に向けて傾斜するように延びる第１のブレーカ壁を備えることにより、さらに確実に切屑を送り方向側に案内することができる。さらに、第２の突起には、上記平面視において上記２等分線に垂直な方向に対しインサート送り方向側に向かうに従い切刃側に向けて傾斜するように延びる第２のブレーカ壁を備えることにより、こうして第１の突起側から案内された切屑に一層確実に巻き癖を付けることが可能となる。

一方、上記第３の突起には、上記平面視において一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の２等分線に垂直な方向に少なくとも該ねじ切り刃の両後端を越える長さで延びる第３のブレーカ壁を備えることにより、この一対のねじ切り刃の全長に亙って生成されるラジアルインフィード最終パスの切屑も確実に処理することが可能となる。また、この第３のブレーカ壁も、上記第１のブレーカ壁と同じように、上記平面視において上記２等分線に垂直な方向に対しインサート送り方向後方側に向かうに従い切刃側に向けて傾斜するように延設することにより、第３の突起によってカールされた切屑を安定的にインサート送り方向側に排出してワークの傷付きをさらに確実に防止することが可能となる。

ところで、ねじ切り切削ではラジアルインフィードが主流を占めていることは上述した通りであるが、例えばネジピッチが大ピッチの場合に切削抵抗を下げるため、またはＮＣ制御によらない切削では切屑処理が一層容易なフランクインフィードが採られることもある。ところが、このフランクインフィードでは切屑が主としてインサート送り方向側のねじ切り刃によって生成されてインサート送り方向後方側に流れ出るため、その排出方向をインサート送り方向側に修正してラジアルインフィードと同様に上記第１ないし第３の突起により処理するのは困難となる。

そこで、このような場合には、上記本発明の第２のねじ切り切削インサートのように、すくい面のうち、上記平面視においてさらい刃よりも前方の上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の内側部分に、これらのねじ切り刃に対して内側に向かうに従い漸次後退する傾斜面をそれぞれ形成し、これらの傾斜面のうちインサート送り方向後方側の傾斜面をインサート送り方向側の傾斜面よりも急勾配で傾斜させることにより、インサート送り方向後方側のねじ切り刃によって生成された切屑を、このインサート送り方向後方側の傾斜面との擦過抵抗を少なくして大きな運動エネルギーを残したまま速やかに傾斜面の底側に導くことができ、これによってインサート送り方向側のねじ切り刃によって生成された切屑をこの送り方向側に押し出すことができる。従って、このような構成を採ることにより、フランクインフィードにおいて生成される切屑も確実に上記二等分線に沿うように流出させて上記ねじ切り刃よりも後方の第１ないし第３の突起により処理することが可能となるので、本発明によれば、ラジアルインフィードは勿論、フランクインフィードに用いても良好な切屑処理性を得ることが可能なねじ切り切削用インサートを提供することが可能となる。

図１ないし図１４は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてインサート本体１は、超硬合金等の硬質材料によって図２に示すように概略正三角形の平板状に形成され、その概略正三角形をなす上下面の中央には、当該インサート本体１をその厚さ方向（図１、図３〜５における上下方向。以下、インサート厚さ方向と称する。）に貫通する断面円形の取付孔２が開口させられていて、インサート本体１はこの取付孔２の中心線Ｏに関して１２０°回転対称形状とされている。また、この中心線Ｏに沿った平面視においてインサート本体１がなす上記正三角形の各角部は、図２に示すように該角部に交差する辺稜部のうち一方の辺稜部に略垂直となるように切り欠かれているとともに、この切り欠かれた部分には、図６に示すように上記平面視に上記一方の辺稜部寄りに、その切欠面に垂直な二等分線Ｌを有して突出する凸Ｖ字状の突条部３が、インサート厚さ方向に沿って延びるように形成されている。

そして、この突条部３が平面視になす凸Ｖ字の上面側の両辺稜部には一対のねじ切り刃４が形成されるとともに、これらのねじ切り刃４の後端から平面視に上記二等分線Ｌに垂直に延びる上記切欠面の上面側辺稜部には、両ねじ切り刃４の後端に連なるようにさらい刃５が形成されており、これらねじ切り刃４およびさらい刃５によって切刃６が構成されるとともに該切刃６を辺稜部に有するインサート本体１の上面の各角部は、そのすくい面７とされる。ただし、さらい刃５は、上記一対のねじ切り刃４のうち後述するインサート送り方向Ｆの後方側のねじ切り刃４の後端にのみ連なる形成されていてもよい。なお、平面視に凸Ｖ字をなすねじ切り刃４同士の挟角は鋭角とされるとともに、これらねじ切り刃４同士が交差する上記凸Ｖ字の突端は、二等分線Ｌ上に中心を有して平面視にこれらのねじ切り刃４に滑らかに接する凸円弧状とされる一方、各ねじ切り刃４とその後端に連なるさらい刃５との交差部分は、平面視にこれらねじ切り刃４とさらい刃５とに滑らかに接する凹円弧状とされている。ただし、これらの凹凸円弧の半径や平面視にねじ切り刃４同士がなす凸Ｖ字の挟角の大きさおよびさらい刃５からの突出量等は、ワークに形成すべきネジの寸法、形状等に応じて設定される。

ここで、本実施形態のねじ切り切削用インサートは、インサート着脱式のねじ切りバイト等の工具本体に、平面視に上記二等分線Ｌを図示されないワークの回転軸線に垂直としてすくい面７がこのワークの回転方向に対向するようにして、インサート本体１が平面視になす正三角形の辺稜部のうち、ねじ切りに使用される切刃６が形成された角部に交差する上記一方の辺稜部以外の残りの２辺稜部に連なるインサート本体１の側面を上記工具本体先端の取付座壁面に当接させ、上記取付孔２に挿通されるやはり図示されないクランプネジによって着脱可能に取り付けられて保持される。そして、このように取り付けられた工具本体へのクランプ剛性の関係から、当該インサートは上記ワークの回転軸線に平行に上記一方の辺稜部側に複数パスで送り出されつつ、各パスごとに切り込み量を大きくしてゆくことにより、上記ねじ切り刃４によってワークの周面にネジを形成し、また最終パスにおいては上記さらい刃５によってネジ山の頂部を成形する。従って、本実施形態では上記二等分線Ｌに垂直に上記一方の辺稜部側に向かう方向（図２、図６において右から左に向かう方向）がインサート送り方向Ｆとされる。

また、図３に示すように上記二等分線Ｌに直交する方向からの側面視において、ねじ切り刃４は上記突端から二等分線Ｌ方向にすくい面７の後方側（図６においては上から下に向かう方向）に向かうに従い一定の傾斜角でインサート厚さ方向に漸次後退するように形成されるとともに、さらい刃５に連なるすくい面７も、上記二等分線Ｌ方向すなわち平面視にさらい刃５に垂直な方向に該すくい面７の後方側に向かうに従いこのねじ切り刃４が上記側面視になす傾斜角と等しい一定の傾斜角でインサート厚さ方向に漸次後退する傾斜面状とされている。なお、上記ねじ切り刃４の逃げ面となる上記突条部３の側面とさらい刃５の逃げ面となる上記切欠面およびその他のインサート本体１の側面とはインサート厚さ方向に平行に延びるように形成されて、これにより本実施形態のねじ切り切削用インサートはネガティブインサートとされるとともに、これらねじ切り刃４やさらい刃５およびそのすくい面７が形成される上面とは反対のインサート本体１の下面は、インサート厚さ方向に垂直な平坦面とされている。

さらに、一対のねじ切り刃４が平面視になす凸Ｖ字の内側のすくい面７には、図８および図９に示すように各ねじ切り刃４に直交する断面において該ねじ切り刃４から離間するに従い一定の傾斜角Ａでインサート厚さ方向に漸次後退するランド部８が一定幅Ｄで形成されている。そして、これらのランド部８のさらに内側には、このランド部８がなす傾斜角Ａよりも大きな傾斜角ですくい面７の内側に向かうに従いインサート厚さ方向に漸次後退する傾斜面９がそれぞれ形成されているが、これらの傾斜面９は、上記インサート送り方向Ｆ側のねじ切り刃４Ａ（図６において左側のねじ切り刃４）の内側にランド部８を介して連なる傾斜面９Ａの傾斜角Ｂに対して、インサート送り方向Ｆの後方側のねじ切り刃４Ｂ（図６において右側のねじ切り刃４）にランド部８を介して連なる傾斜面９Ｂの傾斜角Ｃが大きくなるように、すなわち傾斜面９Ｂが傾斜面９Ａよりも急勾配で傾斜するように形成されており、従って上記凸Ｖ字の突端側からランド部８を介してすくい面７の後方に延びるこれらの傾斜面９Ａ，９Ｂの交差稜線（傾斜面８Ａ，８Ｂがなす谷部の谷底線）Ｍは、平面視にすくい面７の内側に向かうに従い上記二等分線Ｌからインサート送り方向Ｆの後方側に漸次離間するように傾斜させられることとなる。

さらにまた、これらの傾斜面９の内側には、上記二等分線に直交する断面において図１０および図１３に示すようにインサート厚さ方向に垂直で、該二等分線Ｌに沿ってインサート厚さ方向に延びる断面においては図７に示すようにねじ切り刃４の上記突端から後方に向かうに従い該ねじ切り刃４が上記側面視になす傾斜角と等しい傾斜角で漸次後退する底面１０が形成されており、従ってランド部８からこの底面１０までの傾斜面９の幅は、各傾斜面９Ａ，９Ｂのそれぞれでは一定で、傾斜面９Ａ，９Ｂ同士では緩やかな傾斜角Ｂの傾斜面９Ａの方が傾斜角Ｃの大きな急勾配の傾斜面９Ｂよりも大きくなる。なお、これらランド部８、傾斜面９、および底面１０は、上記平面視において上記二等分線Ｌ方向にさらい刃５の位置を越えてその後方のすくい面７の内側にまで延びるように形成されており、従ってすくい面７のうちこのさらい刃５よりも前方の、一対のねじ切り刃４が平面視になす凸Ｖ字の内側部分は、これらねじ切り刃４よりもインサート厚さ方向に突出することなく、上記図８〜図１０に示すようにねじ切り刃４に対して後退するように形成されることとなる。

そして、上記平面視にこのさらい刃５よりも後方のすくい面７上には、第１、第２、第３の３つの突起１１，１２，１３が形成されており、これらの突起１１〜１３は第１、第２、第３の突起１１，１２，１３の順にその上記インサート厚さ方向における突出高さが高くなるとともに、第１、第２の突起１１，１２が第３の突起１３よりも切刃６側に位置するようにされている。さらに、本実施形態では、こうして第３の突起１３よりも切刃６側に位置する第１、第２の突起１１，１２は、突出高さの低い第１の突起１１が上記２等分線Ｌに対してインサート送り方向Ｆの後方側に、また突出高さの高い第２の突起１２は２等分線Ｌのインサート送り方向Ｆ側にそれぞれ位置するように、この２等分線Ｌを挟んで上記平面視に互いに反対側に、しかも互いに間隔をあけて突設されている。また、同平面視に上記２等分線Ｌ方向においては、第１の突起１１が第２の突起１２よりも切刃６側に位置するようにされている。

ここで、上記第１の突起１１は、平面視に上記二等分線Ｌに垂直な方向（インサート送り方向Ｆ）に対してこのインサート送り方向Ｆの後方側に向かうに従い前方の切刃６側に向かうように延びる長円錐台型の突堤状に形成されていて、特に本実施形態では上記平面視に送り方向Ｆ後方側のねじ切り刃４Ｂに直交する方向に延びるように形成されている。従って、この第１の突起１１の切刃６側を向くブレーカ壁（第１のブレーカ壁）１１Ａも、同平面視に二等分線Ｌに垂直な方向に対してインサート送り方向Ｆ後方側に向かうに従い切刃６側に向けて傾斜するように延びることとなる。

なお、この第１のブレーカ壁１１Ａは、図６に示すように上記ねじ切り刃４Ｂに連なってさらい刃５より後方のすくい面７内側に延長されたランド部８および傾斜面９Ｂと、その内側の底面１０、およびさらい刃５に連なるすくい面７とに交差するように形成されており、従ってこの第１の突起１１は、上記２等分線Ｌに垂直な方向には上記インサート送り方向Ｆ後方側のねじ切り刃４Ｂの後端よりもさらにインサート送り方向Ｆ後方側まで延設されることとなる。さらに、この第１の突起１１の上端面１１Ｂはインサート厚さ方向に垂直な平坦面とされ、その突出高さは、図３や図１１に示すようにねじ切り刃４の上記突端におけるインサート厚さ方向における高さよりは低く、かつ上記ランド部８や傾斜面９Ｂ、あるいはすくい面７や底面１０と交差する部分におけるこれらすくい面７、ランド部８、傾斜面９Ｂ、および底面１０よりは高くなるようにされている。

また、第２の突起１２は、平面視に上記２等分線Ｌに垂直な方向に延びる上底および下底を有する台形型の略角錐台状に形成されていて、この２等分線Ｌに垂直な方向に対してインサート送り方向Ｆ側に向かうに従い切刃６側に向けて傾斜するように延びる第２のブレーカ壁１２Ａを備えている。この第２のブレーカ壁１２Ａは、図６に示すようにすくい面７の内側に延びる上記底面１０と交差して隆起し、２等分線Ｌを挟んで第１の突起１１と対向するように、特に本実施形態では平面視にこの第１の突起１１がなす上記長円錐の延びる方向に略直交するように、すなわちインサート送り方向Ｆ後方側のねじ切り刃４Ｂとは概ね平行に延びるように形成されており、同平面視においてこの第２のブレーカ壁１２Ａが上記２等分線Ｌに垂直な方向に対してなす角度αは、第１のブレーカ壁１１Ａがこの２等分線Ｌに垂直な方向に対してなす角度βよりも大きくされている。

さらに、この第２の突起１２は、上記第２のブレーカ壁１２Ａよりも前方において、インサート送り方向Ｆ側のねじ切り刃４Ａに連なってさらい刃５後方のすくい面７内側に延長されたランド部８および傾斜面９Ｂと、このねじ切り刃４Ａ後端に連なったさらい刃５から延びるすくい面７とに交差させられるとともに、第２のブレーカ壁１２Ａの反対側では、インサート本体１が平面視になす概略正三角形の上記一方の辺稜部に達してこの一方の辺稜部に連なるインサート本体１の側面と面一にインサート厚さ方向に延びるように形成されている。従って、この第２の突起１２はインサート送り方向Ｆ側のねじ切り刃４Ｂの後端よりもさらにインサート送り方向Ｆ側にまで延設されることとなる。また、この第２の突起１２の上端面１２Ｂもインサート厚さ方向に垂直な平坦面とされ、その突出高さは、第１の突起１１と同様にねじ切り刃４の突端よりは低く、図３や図１２に示すようにねじ切り刃４の後端に連なるさらい刃５と略等しくされている。

一方、上記第３の突起１３は、上記平面視に第１の突起１１と略平行に延びる該第１の突起１１よりも大きな長円錐台型の突堤状に形成されており、従ってこの第３の突起１３の切刃６側を向く第３のブレーカ壁１３Ａは、上記平面視において上記２等分線Ｌに垂直な方向に対してなす角度が第１のブレーカ壁１１Ａと略等しい角度βとされる。ただし、この第３の突起１３のインサート送り方向Ｆ側は、第２の突起１２と同様にインサート本体１の上記一方の辺稜部に達して、この一方の辺稜部側のインサート本体１の側面と面一にインサート厚さ方向に沿って切り欠かれている。また、この第３のブレーカ壁１３Ａは、上記底面１０の後端側部分と第２の突起１２における第２のブレーカ壁１２Ａの後方側部分、および第１、第２の突起１１，１２の切刃６とは反対側を向く壁面とに交差して、図１１や図１２に示すようにこれらの壁面との間に断面凹Ｖ字状の谷部が画成されるように隆起させられている。

さらに、この第３の突起１３は、上記平面視における上記２等分線Ｌに垂直な方向において第１の突起１１よりもインサート送り方向Ｆの後方側にまで延設されており、従って上記第３のブレーカ壁１３Ａは、同平面視においてこの２等分線Ｌに垂直な方向に一対のねじ切り刃４の両後端を越える長さで形成されることとなる。また、この第３の突起１３の上端面１３Ｂも、第１、第２の突起１１，１２の上端面１１Ｂ，１２Ｂと同様にインサート厚さ方向に垂直な平坦面とされ、ただしそのインサート厚さ方向における突出高さは図３や図７に示すようにねじ切り刃４の突端よりも高く、さらに２番目に高い第２の突起１２との突出高さの差も、第１、第２の突起１１，１２間の突出高さの差より十分大きくなるようにされていて、図３や図４に示すようにインサート本体１において最も突出高さが高くなるようにされている。

なお、さらい刃５から後方に向けて漸次後退傾斜するすくい面７の後方側には、インサート厚さ方向に垂直な平面部１４が形成されていて、上記第３の突起１３のインサート送り方向Ｆ後方側の円錐状壁面の一部と、切刃６とは反対側を向く壁面とは、この平面部１４から隆起させられている。さらに、インサート本体１上面の上記取付孔２の開口部周辺には、第３の突起１３の上端面１３Ｂと略等しい突出高さを有するインサート厚さ方向に垂直なボス面１５が、第３の突起１３のさらに後方に間隔をあけるようにして形成されている。

このように構成されたねじ切り切削用インサートにおいては、すくい面７上に突設される第１、第２、第３の突起１１，１２，１３が、いずれもねじ切り刃４後端に連なるさらい刃５よりも後方に位置するようにされていて、この一対のねじ切り刃４が平面視になす凸Ｖ字の内側部分のすくい面７上に、これらねじ切り刃４よりもインサート厚さ方向に突出する部分が形成されることのないようにされているので、当該インサートをラジアルインフィードによるねじ切り切削に用いて、その後半パス、特に最終パスにおいて極薄肉の切屑が生成されても、かかる切屑は上記凸Ｖ字内のすくい面７上を擦過してある程度抵抗を受けた後に突起１１〜１３に衝突することになる。このため、この凸Ｖ字内に突起を設けた場合のように切屑が生成されたままの速度で容易に乗り越えてしまうようなことはなく、確実に切屑を突起１１〜１３の切刃６側を向くブレーカ壁１１Ａ〜１３Ａに衝突させてカールさせることができる。

そして、これら突起１１〜１３間においては、突出高さの低い第１、第２の突起１１，１２が、突出高さの最も高い第３の突起１３よりも切刃６側に位置させられているので、上述のようにねじ切り刃４がなす凸Ｖ字内側のすくい面７上を擦過した切屑は、まずこれら突出高さの低い第１、第２の突起１１，１２に衝突して緩やかな巻き癖を付けられるとともに、その流出方向が徐々に所定の排出方向に向けられるように案内される。しかる後、こうして巻き癖が付けられた切屑が第３の突起１３に衝突することで所定の径にカールされるとともに上記排出方向へと排出されるので、切屑が一気にカールさせられて排出方向に向きを変えられる場合のように切削抵抗の増大を招いたり、これに伴ってワークや工具本体にびびり振動を生じて仕上げ面精度を損なったりすることがない。

従って、上記構成のねじ切り切削用インサートによれば、上記ラジアルインフィードにおける最終パスにおいても、切屑を確実にカールさせるとともにその排出方向を制御して処理することが可能となり、かかる切屑がワークや工具本体に絡まってねじ切り切削作業を中断せざるを得なくなったり、ワークに形成されたネジが切屑によって傷つけられて仕上げ面精度を損なったりするような事態を防いで、優れた仕上げ面精度のねじ切り切削を円滑かつ安定的に行うことが可能となる。また、ラジアルインフィードの前半パスによって生成される比較的肉厚の切屑は、上記凸Ｖ字内のすくい面７上を擦過するだけで容易にカールされるため、その処理に支障を来すことはなく、従って上記インサートによればかかるねじ切り切削の全体に亙って安定した切屑処理を図ることができる。

また、本実施形態では、こうして先に切屑が衝突する第１、第２の突起１１，１２を、上記平面視において一対のねじ切り刃４がなす凸Ｖ字の２等分線Ｌを挟んで互いに反対側に突設させており、特にラジアルインフィードの際にこの２等分線Ｌに沿って流出する切屑をこれら第１、第２の突起１１，１２の双方に確実に衝突させて巻き癖を付け、かつ突出高さの低い第１の突起１１側から突出高さの高い第２の突起１２側へと確実に案内してその流出方向を徐々に変化させ、その後方の第３の突起１３へと導くことができる。しかも、本実施形態においては第１の突起１１が第２の突起１２よりも切刃６側に位置しているので、切屑に付けられる巻き癖も徐々に強くなるとともに流出方向の変化もより段階的なものとなるので、一層の切削抵抗の低減を図ることができる。

さらに、これら第１、第２の突起１１，１２は上記２等分線Ｌを間に挟んで互いに間隔をあけるように形成されているので、切屑がこれら第１、第２の突起１１，１２に衝突してそのブレーカ壁１１Ａ，１２Ａを擦過する際の擦過面積を小さくすることができ、これに伴い切削抵抗も一層低減することが可能となって、びびり振動等の発生をさらに確実に防止することができる。また、こうして第１、第２の突起１１，１２が間隔をあけていることにより、切屑はその間に画成される凹部を通って後方の第３の突起１３に向け流出することとなるので、この切屑流出方向の制御も一層確実かつ容易となる。ただし、切削抵抗が増大する懸念がないときなどには、第１、第２の突起１１，１２が間隔をあけずに、すなわち互いに連なるように形成されていてもよい。

さらにまた、本実施形態では、こうして上記２等分線Ｌを挟んで互いに間隔をあけて突設された第１、第２の突起１１，１２のうち、突出高さの低い第１の突起１１は２等分線Ｌのインサート送り方向Ｆ後方側に配置されるとともに、突出高さの高い第２の突起１２はインサート送り方向Ｆ側に配置されており、従って上記切屑を第１の突起１１側から第２の突起１２側、すなわち上記インサート送り方向Ｆ側に導いて第３の突起１３に衝突させ、カールさせて排出することができる。従って、切屑が元々このインサート送り方向Ｆ側に排出されやすいこととも相俟って、その排出方向をさらに確実にこのインサート送り方向Ｆ側に制御することができ、特に最終パスによってねじ切り刃４よりもインサート送り方向Ｆ後方側に所定の寸法、形状で仕上げられたワークのネジが傷つけられるのを防止することができる。

また、こうして上記２等分線Ｌのインサート送り方向Ｆ後方側に突設された第１の突起１１は、上記平面視にこの２等分線Ｌに垂直に該インサート送り方向Ｆ後方側に向かうに従い上記切刃６側に向けて前方に傾斜する突堤状に延設されており、これに伴いこの第１の突起１１の切刃６側を向くブレーカ壁１１Ａも同様にインサート送り方向Ｆ後方側に向かうに従い上記切刃６側に向けて傾斜しているので、該第１のブレーカ壁１１Ａに衝突した切屑はこの第１のブレーカ壁１１Ａに沿ってインサート送り方向Ｆ側に導かれる。このため、本実施形態によれば、この第１の突起のブレーカ壁１１Ａに衝突した切屑を、より安定してインサート送り方向Ｆ側の第２の突起１２に衝突させて巻き癖を強くするとともに、その排出方向もこのインサート送り方向Ｆ側へとさらに確実に指向させることが可能となる。

一方、こうして第１の突起１１側から案内された切屑が衝突させられる第２の突起１２は、第１のブレーカ壁１１Ａとは逆に平面視において上記２等分線Ｌに垂直な方向に対しインサート送り方向Ｆ側に向かうに従い切刃６側に向けて前方に傾斜する第２のブレーカ壁１２Ａを備えており、特に本実施形態ではこの第２のブレーカ壁１２Ａが第１の突起１１やそのブレーカ壁１１Ａが延設された方向に上記平面視に垂直に対向させられているので、上記切屑により確実に強い巻き癖を付けることができるとともに、その後の第３の突起１３によるカールを一層円滑かつ安定したものとすることが可能となる。しかも、この第２のブレーカ壁１２Ａが上記平面視において２等分線Ｌに垂直な方向に対してなす傾斜の角度αは、第１のブレーカ壁１１Ａがなす角度βよりも大きくされているので、第１の突起１１側から案内されつつも上記２等分線に沿って流れ出る切屑によって過大な抵抗が生じるようなことはなく、びびり振動等の発生を確実に防ぐことができる。

また、これら第１、第２の突起１１，１２の後方側（切刃６側とは反対側）に突設される第３の突起１３は、その切刃６側を向く第３のブレーカ壁１３Ａが、一対のねじ切り刃４のさらい刃５に連なる両後端を越える長さで、インサート送り方向Ｆ側はよりこの送り方向Ｆ側に、またインサート送り方向Ｆ後方側はよりこの後方側に延びるように形成されている。従って、特にラジアルインフィードの後半パスにおいてこの一対のねじ切り刃４の全長に亙って生成される切屑に対しても、この切屑の幅を上回る長さの第３のブレーカ壁１３Ａに確実に衝突させてカールさせ、さらにインサート送り方向Ｆ側に導いて排出することが可能となる。しかも、本実施形態では上記第１、第２の突起１１，１２も、そのブレーカ壁１１Ａ，１２Ａがそれぞれねじ切り刃４の両後端をインサート送り方向Ｆ後方側とインサート送り方向Ｆ側とに越えるように延設されているので、これら第１、第２の突起１１，１２によるラジアルインフィード最終パスの切屑処理性が損なわれることもない。

さらに、本実施形態では、この第３の突起１３も平面視に第１の突起１１と等しい角度βでインサート送り方向Ｆ後方側に向かうに従い切刃６側に向かうように延びるやはり突堤状に延設されていて、該第３の突起１３の上記第３のブレーカ壁１３Ａに衝突させられてカールされた切屑は、この第３の突起１３Ｂの延設方向に沿ってインサート送り方向Ｆ側に排出されることとなるので、排出方向が制御されて排出されたにも拘わらず切屑によりワークが傷付けられたりするのも防ぐことができる。加えて、この第３のブレーカ壁１３Ａと第２の突起１２の後方側を向く壁面との間には、断面Ｖ字状の凹部が、インサート送り方向Ｆ側に向かうに従い切刃６とは反対側の後方側に延びるように、すなわちワークから離れるように画成され、しかもこの凹部のインサート送り方向Ｆ側は、該インサート送り方向Ｆ側に向けられるインサート本体１の上記一方の辺稜部側の側面に解放されることになるので、本実施形態によれば、所定の径にカールされた切屑をこの凹部により案内して、何ら遮られることなく、インサート送り方向Ｆ側でかつワークから離れる向きに排出することが可能となる。

ただし、本実施形態ではこのように上記平面視において、第１、第３の突起１１，１３のブレーカ壁１１Ａ，１３Ａが上記２等分線Ｌに垂直な方向に対して互いに等しい角度βでインサート送り方向Ｆ後方側に向かうに従い切刃６側に向かうように傾斜して延びる一方、第２の突起１２のブレーカ壁１２Ａはこの２等分線Ｌに垂直な方向に対して上記角度βよりも大きな角度で、特に本実施形態では平面視に略直交するように、インサート送り方向Ｆに向かうに従い切刃６側に向かうように傾斜して延びるように形成されているが、第１、第３のブレーカ壁１１Ａ，１３Ａの角度は異なる角度であってもよく、また第２のブレーカ壁１２Ａの角度αは、角度βと等しかったり、角度βよりも小さかったりしてもよい。さらに、上記２等分線Ｌに垂直な方向に対してこうして角度α，βをもって傾斜させることなく、これらの角度α，βが０°、すなわち第１〜第３の突起１１〜１３のブレーカ壁１１Ａ〜１３Ａの少なくとも１つが、この２等分線Ｌに垂直な方向に延びるようにされていてもよい。

また、本実施形態では第１、第３の突起１１，１３は平面視に長円状をなして、そのブレーカ壁１１Ａ，１３Ａが一定の傾斜角で傾斜して隆起するとともに上端面１１Ｂ，１３Ａがインサート厚さ方向に垂直な平坦面とされた長円錐台状とされ、また第２の突起１２も平面視に台形状をなす台形錐台状とされているが、例えば上端面１１Ｂ〜１３Ｂは凸曲面状とされていてもよく、さらに第１、第３の突起１１，１３はその全体が断面凸円弧等をなす凸曲面状とされていてもよく、第２の突起１２も例えば球面状であったりしてもよい。さらに、第１、第２の突起１１，１２の後方側と第３の突起１３のブレーカ壁１３Ａとの間には凹部が形成されずに、例えば上端面１１Ｂ，１２Ｂがそのまま第３のブレーカ壁１３Ａに連なるように形成されていてもよい。

一方、本実施形態では、平面視に凸Ｖ字状をなす一対のねじ切り刃４にそれぞれ連なって、この凸Ｖ字の内側に向かうに従い漸次後退するランド部８と、さらにその内側に向かうに従い該ランド部８よりも急傾斜で後退する傾斜面９とが形成されており、しかもこれらのランド部７と傾斜面８とはさらい刃５よりも後方に延長されて第１、第２の突起１１，１２にそれぞれ交差させられているので、切屑をより安定して上記２等分線に沿って流出させ、これら第１、第２の突起１１，１２と、その後方の第３の突起１３とに確実に衝突させることが可能となるとともに、切削抵抗の一層の低減を図ることができる。

そして、さらに本実施形態では、このうちインサート送り方向Ｆ側のねじ切り刃４Ａから後退傾斜する傾斜面９Ａに対して、インサート送り方向Ｆ後方側のねじ切り刃４Ｂから後退傾斜する傾斜面９Ｂが急勾配で下降傾斜させられている。従って、このインサート送り方向Ｆ後方側のねじ切り刃４Ｂによって生成されて該傾斜面９Ｂを擦過しつつ底面１０に至る切屑は、反対のインサート送り方向Ｆ側のねじ切り刃４Ａにより生成されて傾斜面９Ａを擦過する切屑よりも、傾斜面９との擦過面積あるいは擦過距離が小さくて擦過に消費される運動エネルギーが少なく、しかもより先に底面１０に達してインサート送り方向Ｆ側に押し出されることとなる。

このため、本実施形態のねじ切り切削用インサートを、上記ラジアルインフィード以外の例えばフランクインフィードに用いる場合でも、インサート送り方向Ｆ側のねじ切り刃４Ａによってより多く生成される切屑を、インサート送り方向Ｆ後方側のねじ切り刃４Ｂからの運動エネルギーの大きい切屑を先に底面１０に流し込むことにより、平面視に上記２等分線Ｌに沿うように、さらにはこれよりもインサート送り方向Ｆ側に押し出すようにして流出させることができ、かかるフランクインフィードに用いた場合でも確実な切屑処理が可能な、汎用性の高いねじ切り切削用インサートを提供することができる。その一方で、一対のねじ切り刃４に直接連なるランド部８は、インサート送り方向Ｆ側およびその後方側とで互いに等しい傾斜角Ａおよび幅Ｄとされているので、ラジアルインフィードの際に両側で略均等に生成される切屑に対してねじ切り刃４Ａ，４Ｂ間の摩耗等も均等に維持することができ、長期に亙ってより安定したねじ切り切削を促すことができる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態の中心線Ｏに沿った平面図である。 図２におけるＸ方向視の側面図である。 図２におけるＹ方向視の側面図である。 図２におけるＺ−Ｚ断面図である。 図１に示す実施形態のインサート本体１の角部拡大平面図である。 図６におけるＺ１−Ｚ１断面図である。 図６におけるＴ１−Ｔ１断面図である。 図６におけるＴ２−Ｔ２断面図である。 図６におけるＸ１−Ｘ１断面図である。 図６におけるＷ１−Ｗ１断面図である。 図６におけるＺ２−Ｚ２断面図である。 図６におけるＸ２−Ｘ２断面図である。 図６におけるＷ２−Ｗ２断面図である。

符号の説明

１ インサート本体
４（４Ａ，４Ｂ） ねじ切り刃
５ さらい刃
６ 切刃
７ すくい面
８ ランド部
９（９Ａ，９Ｂ） 傾斜面
１０ 底面
１１ 第１の突起
１１Ａ 第１のブレーカ壁
１２ 第２の突起
１２Ａ 第２のブレーカ壁
１３ 第３の突起
１３Ａ 第３のブレーカ壁
Ｏ インサート本体１の中心線
Ｌ 平面視に一対のねじ切り刃４がなす凸Ｖ字の２等分線
Ｆ インサート送り方向
Ｂ インサート送り方向Ｆ側の傾斜面９Ａの傾斜角
Ｃ インサート送り方向Ｆ後方側の傾斜面９Ｂの傾斜角

Claims (9)

1. インサート本体に形成されたすくい面の辺稜部に、このすくい面に対向する平面視に凸Ｖ字状をなす一対のねじ切り刃とこれらのねじ切り刃のうちの少なくとも一方の後端に連なるさらい刃とを有する切刃が形成され、上記すくい面のうち、上記平面視において上記さらい刃よりも前方の上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の内側部分は、これらのねじ切り刃よりも突出することがないように形成されているとともに、上記平面視において上記さらい刃よりも後方の上記すくい面上には、該すくい面から突出する第１の突起と、この第１の突起よりも突出高さが高い第２の突起と、これら第１、第２の突起よりもさらに突出高さが高い第３の突起とが突設されており、このうち上記第１、第２の突起は、上記第３の突起よりも上記切刃側に位置させられているとともに、上記平面視において上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の２等分線を挟んで互いに反対側に突設されていることを特徴とするねじ切り切削用インサート。
2. インサート本体に形成されたすくい面の辺稜部に、このすくい面に対向する平面視に凸Ｖ字状をなす一対のねじ切り刃とこれらのねじ切り刃のうちの少なくとも一方の後端に連なるさらい刃とを有する切刃が形成され、上記すくい面のうち、上記平面視において上記さらい刃よりも前方の上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の内側部分は、これらのねじ切り刃よりも突出することがないように形成されているとともに、上記平面視において上記さらい刃よりも後方の上記すくい面上には、該すくい面から突出する第１の突起と、この第１の突起よりも突出高さが高い第２の突起と、これら第１、第２の突起よりもさらに突出高さが高い第３の突起とが突設されており、このうち上記第１、第２の突起は、上記第３の突起よりも上記切刃側に位置させられているとともに、上記すくい面のうち、上記平面視において上記さらい刃よりも前方の上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の内側部分には、これらのねじ切り刃に対して内側に向かうに従い漸次後退する傾斜面がそれぞれ形成されており、これらの傾斜面のうち上記インサート本体の送り方向後方側の傾斜面は送り方向側の傾斜面よりも急勾配で傾斜させられていることを特徴とするねじ切り切削用インサート。
3. 上記第１、第２の突起は、上記平面視において上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の２等分線を挟んで互いに反対側に突設されていることを特徴とする請求項２に記載のねじ切り切削用インサート。
4. 上記第１、第２の突起は互いに間隔をあけて突設されていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のねじ切り切削用インサート。
5. 上記平面視において、上記第１の突起は上記２等分線に対して上記インサート本体の送り方向後方側に、上記第２の突起は上記２等分線に対して上記インサート本体の送り方向側にそれぞれ突設されていることを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４のいずれかに記載のねじ切り切削用インサート。
6. 上記第１の突起は、上記平面視において上記２等分線に垂直な方向に対し上記インサート本体の送り方向後方側に向かうに従い上記切刃側に向けて傾斜するように延びる第１のブレーカ壁を備えていることを特徴とする請求項５に記載のねじ切り切削用インサート。
7. 上記第２の突起は、上記平面視において上記２等分線に垂直な方向に対し上記インサート本体の送り方向側に向かうに従い上記切刃側に向けて傾斜するように延びる第２のブレーカ壁を備えていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のねじ切り切削用インサート。
8. 上記第３の突起は、上記平面視において上記一対のねじ切り刃がなす凸Ｖ字の２等分線に垂直な方向に少なくとも上記ねじ切り刃の両後端を越える長さで延びる第３のブレーカ壁を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のねじ切り切削用インサート。
9. 上記第３のブレーカ壁は、上記平面視において上記２等分線に垂直な方向に対し上記インサート本体の送り方向後方側に向かうに従い上記切刃側に向けて傾斜するように延びていることを特徴とする請求項８に記載のねじ切り切削用インサート。

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