JP4983351B2

JP4983351B2 - 切削インサートおよびインサート着脱式転削工具

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Publication number: JP4983351B2
Application number: JP2007099440A
Authority: JP
Inventors: 久大宮司
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: JP2008254128A

Description

本発明は、インサート着脱式転削工具（以下、単に転削工具と称する。）の工具本体に取り付けられて該転削工具の切刃を構成する切削インサート（以下、単にインサートと称する。）、およびかかるインサートを取り付けた転削工具に関するものである。

この種のインサートおよび転削工具として、本発明の発明者は、特許文献１において、略多角形平板状をなすインサート本体の一方の多角形面にすくい面が形成されるとともに、このすくい面の辺稜部にはインサート本体の側面を逃げ面とする主切刃が形成されて、軸線回りに回転される転削工具の工具本体に、上記すくい面を工具回転方向に向け、かつ上記主切刃が工具本体外周において後端側に向かうに従い工具回転方向の後方側に延びるように取り付けられ、この取付状態において、主切刃の上記軸線回りの回転軌跡の投影線が、その中間部において該軸線を中心とする円筒面に滑らかに接するとともに両端に向かうに従いこの円筒面の内側に向かう凸円弧状とされたインサート、およびかかるインサートを上述のように工具本体に着脱可能に取り付けた転削工具を提案している。

このようなインサートおよび転削工具では、転削工具を段階的に移動させて深い垂直加工面を形成する場合でも、個々の加工面同士の継ぎ目を目立たなくすることができて、垂直加工面全体として高い精度や面品位を得ることができ、さらには切屑離れの向上を図ってアルミニウムのような延性の高い金属材料でも一層の高速切削が可能となる。
特開２００５−３１９５７５号公報

ところで、このような転削工具に着脱可能に取り付けられるインサートは、上述のようにアルミニウムのような材料を加工するときには工具本体が高速で回転させられることから、通常はクランプネジが挿通されてネジ止めされることにより工具本体に取り付けられる。そして、上記特許文献１に記載のインサートでも、インサート本体には、このクランプネジを挿通するために、該インサート本体をその厚さ方向に貫通する断面円形の取付孔が上記多角形面の中央に開口するように形成されている。

ところが、この特許文献１に記載のインサートは、具体的には横長の概略平行四辺形の平板状をなしていて、この平行四辺形をなす面にすくい面が形成されるとともに、その長手方向に延びる辺稜部に主切刃が形成されており、従って上記取付孔に近接するこの辺稜部の中央部では、この取付孔と主切刃の逃げ面との間でインサート本体の肉厚が削がれて切刃強度やインサート自体の強度が損なわれることが避けられない。このため、かかるインサートを例えば鋼等の切削に用いると、この辺稜部の中央部で主切刃に欠損が生じたり、取付孔との間でインサート本体が割損するおそれがあった。

従って、このような場合には、主切刃に連なる逃げ面の逃げ量をできるだけ小さくして肉厚を確保し、切刃やインサート本体の強度を維持することが望ましいが、その一方でこうして逃げ量が小さくなると、主切刃により形成された加工面と逃げ面との間のスペースが小さくなるため、特にアルミニウムのような延性の高い金属材料を切削した場合には、切屑の噛み込みを生じて上述のような高い加工精度や加工品位を損なうおそれがある。ちなみに、上記特許文献１に記載のインサートでは、この主切刃側の逃げ面を、主切刃に連なり着座面側に向かうに従い漸次後退するように傾斜する第１逃げ面と、これよりも大きな傾斜角で傾斜する第２逃げ面と、着座面に垂直な平面状の第３逃げ面とにより段差状に形成して逃げ量を確保するようにしている。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のようにクランプネジを挿通するための取付孔が形成されている場合でも、特にこの取付孔に近接する辺稜部の中央部においては主切刃の逃げ面との肉厚を確保することができて、鋼等の切削でも損傷を生じるのを防ぐことができる一方、アルミニウムのような金属材料を切削加工しても切屑の噛み込みは防ぐことが可能なインサート、およびかかるインサートを着脱可能に装着した転削工具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、本発明のインサートは、多角形平板状をなすインサート本体の一方の多角形面にすくい面が形成されるとともに、この一方の多角形面の辺稜部には上記インサート本体の側面を逃げ面として該辺稜部の一端部から他端部に向けて延びる主切刃が形成されており、上記逃げ面には、上記辺稜部に直交する断面において上記インサート本体の他方の多角形面側に向かうに従い凸曲線状をなして漸次後退する凸曲面部が形成されていて、この凸曲面部の上記断面における曲率半径が、上記辺稜部の一端部側および他端部側よりも中央部で小さくされていることを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、このようなインサートが、軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に、上記すくい面を工具回転方向に向けるとともに、上記一端部を上記工具本体の先端外周側に位置させ、かつこの一端部から延びる上記主切刃が該工具本体の外周において後端側に向かうに従い上記工具回転方向の後方側に向かうようにして着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

このように構成されたインサートでは、まず主切刃に連なる逃げ面に、この主切刃が形成された上記辺稜部に直交する断面において凸曲線状をなす凸曲面部が形成されているので、特許文献１に記載のように逃げ面が段差状に形成されて逃げ量が確保されている場合に比べ、特に主切刃側においてインサート本体の肉厚を確保することができる。そして、この凸曲面部の上記断面における曲率半径が、上記辺稜部の一端部側および他端部側よりも中央部で小さくされているため、すくい面が形成された上記一方の多角形面の中央にクランプネジを挿通する取付孔が開口していても、この取付孔に近接する上記辺稜部の中央部では、逃げ面のこの凸曲面部までのインサート本体の肉厚を一端部側や他端部側よりも一層大きく確保することができるので、この辺稜部の中央部に形成された主切刃の切刃強度や取付孔と逃げ面との間のインサート本体の強度の向上を図ることができる。

その一方で、逆に上記辺稜部の一端部側および他端部側では、上記凸曲面部の曲率半径が中央部よりも小さくなって、この凸曲面部をより大きく湾曲させて後退させることができるので、主切刃により形成された加工面と逃げ面との間に大きなスペースを確保することができ、切屑の噛み込みを防止することが可能となる。特に、上記転削工具を上述のように軸線方向に段階的に移動させて深い垂直加工面を形成する場合には、工具本体の先端側と後端側とに位置してインサート本体の周囲が開放されることになる上記辺稜部の一端部側と他端部側において噛み込みを生じ易いが、このような部分において大きなスペースが確保されることにより、たとえアルミニウムのような延性の高い金属材料の切削でも、切屑の噛み込みが生じるのを一層確実に防ぐことができる。

ここで、特許文献１に記載のインサートと同様に、上記一方の多角形面が、この一方の多角形面に対向する平面視において平行四辺形状をなしている場合には、主切刃が形成されたその辺稜部の中央部の位置として、該一方の多角形面を上記主切刃が延びる方向に二等分する位置における上記凸曲面部の曲率半径が、該辺稜部の一端部側および他端部側の位置として、上記二等分する位置と上記一方の多角形面の上記主切刃が延びる方向の両端とをさらにそれぞれ二等分する位置における上記凸曲面部の曲率半径の２０％〜９０％の範囲とされているのが望ましい。

すなわち、これよりも中央部の凸曲面部の曲率半径が小さいと、この凸曲面部が他方の多角形面側に向けて急に湾曲しつつ後退することになって、取付孔が形成された場合に中央部でのインサート本体の肉厚を確実に確保することが困難となるおそれがある。その一方で、この範囲よりも中央部の凸曲面部の曲率半径が大きく、一端部側および他端部側の曲率半径に近くなった場合にも、この一端部側と他端部側とで逃げのスペースを確保した場合に、中央部における逃げのスペースも大きくなり、やはりこの中央部における主切刃やインサート本体の強度を確実に確保することができなくなるおそれがある。

また、上記主切刃を、上記一方の多角形面に対向する平面視において外側に凸となる凸曲線状とすることにより、この主切刃に連なる逃げ面も同じくすくい面の外側に向けて凸となるように形成されるので、取付孔が形成されていても逃げ面までの肉厚を一層大きく確保することができる。さらに、こうして主切刃を凸曲線状としておいて、本発明の転削工具のようにこの主切刃が工具本体の後端側に向かうに従い工具回転方向の後方側に延びるようにして取り付けることにより、特許文献１に記載のインサートと同様に主切刃の上記軸線回りの回転軌跡の投影線を、その中間部において該軸線を中心とする円筒面に滑らかに接するとともに両端に向かうに従いこの円筒面の内側に向かう凸円弧状として、上述のように垂直加工面を形成する場合に高い精度や面品位を得ることができる。

一方、インサート本体の他方の多角形面を着座面として、上記主切刃を、上記インサート本体の側面に対向する側面視において上記辺稜部の一端部から他端部に向かうに従い凸曲しつつ上記着座面側に向かう凸曲線状とすることにより、すくい面もこの凸曲線に沿って凸曲面状とされるとともに、転削工具において工具本体後端側に位置することになる主切刃の上記他端部側でのアキシャルレーキ角を大きくすることができるので、やはり特許文献１に記載のインサートと同様に切屑離れを良好にすることができる。

そして、このとき、逃げ面を、主切刃から着座面側に向けて順に、上記辺稜部の一端部から他端部に向かうに従い逃げ角が漸次大きくなるように形成された捩れ面部と、上記凸曲面部と、着座面に垂直な方向の該着座面からの幅が一定とされた平面部とから構成して、この平面部の上記幅よりも、上記辺稜部の一端部側における上記捩れ面部と凸曲面部との着座面に垂直な方向の幅の和を大きくすることにより、上記平面部を拘束面として工具本体のインサート取付座に取り付けた際に、主切刃に与えられるアキシャルレーキ角をより大きくすることができ、一層の切屑離れの向上を図って切屑の噛み込みをより効果的に防止することが可能となる。

以上説明したように、本発明のインサートおよび転削工具によれば、インサート本体のすくい面とされる一方の多角形面に取付孔が形成される場合でも、この取付孔に近接する主切刃が形成された辺稜部の中央における逃げ面までの肉厚を確保することができ、これにより切刃強度の向上を図ることができて、たとえ鋼等の切削に用いても切刃やインサート本体に損傷を生じることなく安定した切削を行うことができる。その一方で、この辺稜部の一端側と他端側では加工面との間に大きなスペースを確保することができるので、アルミニウムのような延性の高い材料を切削する場合でも切屑の噛み込みを防止することができ、加工面が噛み込まれた切屑によって傷つけられたりするのを防いで高精度で高品位の切削加工を図ることができる。

図１ないし図７は本発明のインサートの一実施形態を示すものであり、図８ないし図１１はこの実施形態のインサートを取り付けた本発明の転削工具の一実施形態を示すものである。本実施形態のインサートは、そのインサート本体１が超硬合金等の硬質材料により概略四角形、より具体的には横長の概略平行四辺形の多角形平板状をなし、その一方の平行四辺形面の外周側にすくい面２が形成されるとともに、他方の平行四辺形面は上記転削工具の後述する工具本体１１への着座面３とされている。

さらに、このインサート本体１の４つの側面には逃げ面４が形成されていて、上記すくい面２とこれら逃げ面４との交差稜線部に切刃が形成され、本実施形態のインサートはこの切刃に対して逃げ面４に逃げ角が付されたポジティブインサートとされている。また、双方の平行四辺形面の中央には、インサート本体１をその厚さ方向（図３ないし図７における上下方向）に貫通する断面円形の取付孔５が開口させられており、着座面３はこの取付孔５の中心線Ｃに垂直な方向に延びる面一な平坦面とされるとともに、インサート本体１自体はこの中心線Ｃ回りに１８０°回転対称形状とされている。

上記一方の平行四辺形面外周の４つの角部のうち、この平行四辺形面の鋭角端部分に位置する角部には、上記中心線Ｃに沿ってこの一方の平行四辺形面に対向する平面視において、図２に示すように約１／４の略凸円弧状をなすコーナ刃６が形成されている。そして、このコーナ刃６が形成された角部から上記一方の平行四辺形面の長手方向（図２における直線Ｌ方向）に延びる辺稜部、すなわちこの平行四辺形の長辺部分には、このコーナ刃６を一端部としてその一端６Ａから該辺稜部の他端部に向けて延びる主切刃７が形成されている。

また、コーナ刃６の他端６Ｂに連なる上記一方の平行四辺形面の短辺部分には副切刃８が形成されており、これらコーナ刃６および主、副切刃７，８が上記切刃とされて互いに滑らかに連なるようにされている。一方、上記一方の平行四辺形面の鈍角端部分に位置する角部９は、主切刃７が形成された上記辺稜部の他端部とされ、この角部９も上記平面視には約１／４の略凸円弧状とされており、ただしその半径はコーナ刃６がなす凸円弧の半径よりも小さくされていて、コーナ刃６の上記一端６Ａに連なる側とは反対側で主切刃７に連なっている。

ここで、上記副切刃８は、上記平面視においてインサート本体１の上記長手方向に垂直な方向（図２における直線Ｍ方向）に延びる直線状とされるとともに、コーナ刃６ともども中心線Ｃに垂直な一の平面上に延びるようにされている。また、この副切刃８が形成された短辺部分において副切刃８とは反対側の、副切刃８の他端から上記角部９に向かう部分は、この角部９側に向かうに従い上記平面視においてインサート本体１の内側に凹曲するように凹んだ後、やはりインサート本体１の長手方向に垂直に延びて該角部９に達する凹部８Ａとされており、これによりインサート本体１は上述のように概略平行四辺形の平板状を呈することになる。

なお、この凹部８Ａは、図４に示すように副切刃８に連なる逃げ面４が形成されたインサート本体１の側面に対向する側面視には、上記角部９に向けて、コーナ刃６および副切刃８が延びる上記一の平面に滑らかに接する凸曲線を描きつつ着座面３側に向かうように後退した後、該鈍角端角部９ともどもこの一の平面よりも着座面３側に位置する中心線Ｃに垂直な他の一の平面上に延びるようにされている。また、少なくとも切刃とされる上記コーナ刃６および主、副切刃７，８には、それぞれの切刃に直交する断面において中心線Ｃに垂直となる幅の極小さいランドが形成されており、本実施形態ではこのランドが上記一方の平行四辺形面の全周に亙って形成されている。

さらに、上記主切刃７は、上記平面視においてインサート本体１の外側に僅かに凸となる緩やかな凸曲線状に形成されるとともに、該主切刃７に連なる逃げ面４が形成されたインサート本体１の側面に対向する側面視においても、図３に示すように上記一端部となるコーナ刃６から他端部となる上記鈍角端角部９側に向かうに従い緩やかに凸曲しつつ漸次着座面３側に向かう凸曲線状とされている。なお、この主切刃７の任意の１点において該主切刃７が上記平面視になす凸曲線の曲率半径は、主切刃７が上記側面視になす凸曲線のこの１点における曲率半径よりも大きくされ、すなわち主切刃７はいずれの部分でも平面視の凸曲線が側面視の凸曲線よりも緩やかとされ、さらにこれらの曲率半径は上記コーナ刃６が平面視になす凸円弧の半径や凹部８Ａの半径よりも十分に大きくされている。

また、これらコーナ刃６および主、副切刃７，８に連なる上記すくい面２は、上記平面視にすくい面２の内側に向かうに従い着座面３側に向かう傾斜面とされており、この内側に向かう方向でのすくい面２の着座面３に対する傾斜角は略一定とされ、従って該内側に向かう方向に沿って切刃（コーナ刃６，主切刃７、副切刃８）に交差する断面では、すくい面２は着座面３側に傾斜した略直線状を呈することとなる。ただし、このうち主切刃７に連なるすくい面２は、その着座面３に対する傾斜角が、図５ないし図７に示すように上記一端部から他端部に向かうに従い漸次小さくなるようにされており、しかもその減少率は、一端部から他端部に向かうに従い漸次小さくなった後に途中から漸次大きくなるようにされている。なお、インサート本体１の表面のうち、少なくともこのすくい面２、望ましくは上記一方の平行四辺形面の全体には、ラップ仕上げが施されている。

また、このように傾斜面とされたすくい面２のさらに内側には、断面が上述のように略直線状とされたこの傾斜面から、図５〜図７に示すようにこの傾斜面がなす直線に鈍角に交差して該傾斜面に対し上記着座面３側に凹む断面凹円弧状の凹面１０Ａが形成されている。この凹面１０Ａは、平面視には、すくい面２が形成されるインサート本体１の上記一方の平行四辺形面の平面視の外周形状を概ね一回り小さくしたような形状寸法で、すくい面２の内側に全周に渡って形成されたものであり、上記断面におけるすくい面２との交点からの深さが略一定となるように、切刃の中心線Ｃ方向における凹凸やすくい面２の起伏に合わせて周回りに該中心線Ｃ方向に起伏しつつ連続するように形成されている。

このような凹面１０Ａのうち主切刃７に沿う部分は、該主切刃７と略等間隔に延びるように形成され、従ってこの凹面１０Ａとの間の主切刃７に連なるすくい面２の幅（中心線Ｃに垂直な平面に沿った幅）は略一定とされる。また、この主切刃７に沿う部分では凹面１０Ａの幅も略一定とされている。これに対して、コーナ刃６およびこれに連なる部分の副切刃８内側のすくい面２および凹面１０Ａの幅は、主切刃７の内側部分よりも大きくされている。また、この凹面１０Ａよりもさらに内側の部分は、内側に向けて一旦隆起した後に、中心線Ｃ方向における高さが主切刃７の両端の間に位置する該中心線Ｃに垂直な平面状のボス面１０Ｂとされており、取付孔５はその上記一方の平行四辺形面側の開口部がこのボス面１０Ｂ内に形成されている。

一方、逃げ面４が形成されるインサート本体１の側面は、インサート本体１の全周に渡って、コーナ刃６や主切刃７、副切刃８、および凹部８Ａや鈍角端角部９から上記厚さ方向に着座面３に至る間にインサート本体１の外側に向けて傾斜したり凸となったりすることのない形状、すなわちアンダーカットのない形状とされている。このうち、上記コーナ刃６、副切刃８、凹部８Ａ、および鈍角端角部９が形成された辺稜部に連なる側面部分は、インサート本体１の周回り方向には上記平面視に上述のように凹凸曲する上記一方の平行四辺形面の辺稜部に合わせて凹凸曲するように形成されており、さらにこのうちコーナ刃６および副切刃８に連なる逃げ面４は、これらコーナ刃６および副切刃８側で逃げ角が小さく、着座面３側で逃げ角が大きくされた折れ曲がり面とされている。

これに対して、上記主切刃７に連なる逃げ面４は、主切刃７から着座面３側に向けて順に、この主切刃７が形成された上記辺稜部の一端部すなわちコーナ刃６から他端部すなわち角部９に向かうに従い逃げ角が漸次大きくなるように形成された捩れ面部４Ａと、この捩れ面部４Ａに鈍角に交差して、上記辺稜部に直交する断面において着座面３側に向かうに従い凸曲線状をなして漸次後退する凸曲面部４Ｂと、この着座面３に垂直な方向すなわち上記厚さ方向の該着座面３からの幅ＨＣが一定とされた平面部４Ｃとから構成されている。なお、この平面部４Ｃは、着座面３に対して一定の傾斜角で着座面３側に向かうに従い漸次後退する傾斜平面状とされている。

また、上記捩れ面部４Ａは、上述のように側面視に凸曲線をなす主切刃７に沿って該主切刃７に直交する方向の幅が略一定となるように延びており、従ってこの捩れ面部４Ａと平面部４Ｃとの間の凸曲面部４Ｂの着座面３に垂直な上記厚さ方向の幅ＨＢは、主切刃７に沿ってコーナ刃６側から角部９側に向かうに従い漸次小さくなる。ただし、本実施形態では、上記辺稜部の一端部となるこのコーナ部６側、すなわち上記辺稜部の一端部側、具体的には主切刃７がコーナ刃６に連なる該コーナ刃６の一端６Ａにおいて、この凸曲面部４Ｂの上記幅ＨＢと捩れ面部４Ａの着座面３に垂直な上記厚さ方向の幅ＨＡとの和ＨＡ＋ＨＢが、上記平面部４Ｃの幅ＨＣよりも大きくなるようにされている。

そして、この凸曲面部４Ｂは、主切刃７が延びる上記一方の平行四辺形面の辺稜部に直交する断面において該凸曲面部４Ｂがなす凸曲線の曲率半径が、図５ないし図７に示すようにこの辺稜部の中央部における曲率半径ＲＢが、該辺稜部の一端部側における曲率半径ＲＡおよび他端部側における曲率半径ＲＣのいずれよりも小さくなるようにされている。さらに、本実施形態では、上記一方の平行四辺形面を上記主切刃７が延びる直線Ｌ方向に二等分する位置（図２における直線Ｍ、図３における中心線Ｃの位置）における凸曲面部４Ｂの曲率半径ＲＢが、この二等分する位置と、上記一方の平行四辺形面の主切刃７が延びる方向の両端すなわち副切刃８の位置とをさらにそれぞれ二等分する位置（図３における直線Ａ，Ｂの位置）における上記凸曲面部４Ｂの曲率半径ＲＡ，ＲＣのいずれに対しても２０％〜９０％の範囲とされている。

より具体的に、本実施形態では、上記平面視において中心線Ｃを中心として切刃（主切刃７）に内接する円の直径、すなわちすくい面２が形成される上記一方の平行四辺形面の直線Ｍ方向の幅が６．６ｍｍであり、また直線Ｌ方向の長さ（一対の副切刃８間の直線Ｌ方向の長さ）が１２ｍｍであるのに対し、上記曲率半径ＲＡは２８ｍｍ、曲率半径ＲＢは２４ｍｍ、曲率半径ＲＣは３０ｍｍとされている。なお、これら一端部側の曲率半径ＲＡと他端部側における曲率半径ＲＣとは、互いに等しくてもよく、本実施形態のようにＲＡ＜ＲＣでもよく、逆にＲＡ＞ＲＣでもよい。また、ちなみに、本実施形態では上記幅ＨＡは１．８６ｍｍ、幅ＨＢは６．４５ｍｍ、幅ＨＣは６．８０ｍｍとされている。

また、コーナ刃６および角部９に連なる逃げ面４部分では、上記捩れ面部４Ａ、凸曲面部４Ｂ、および平面部４Ｃに連なる部分が上記厚さ方向の幅を一定とし、しかもコーナ刃６または角部９が上記平面視になす１／４円弧に沿った円錐面または円筒面とされている。さらにまた、副切刃８に連なる逃げ面４は、該副切刃８に沿って延びる２段の傾斜平面部によって構成され、また凹部８Ａに連なるインサート本体１の側面部分は、すくい面２側がこの凹部８Ａに沿って湾曲する凹曲面状とされる一方、着座面３側の部分は該着座面３に対して一定の傾斜角で着座面３側に向かうに従い後退する傾斜平面部８Ｂとされている。

このように構成された本実施形態のインサートは、図８ないし図１１に示すように工具本体１１に着脱可能に取り付けられて本実施形態の転削工具を構成する。この工具本体１１は鋼材等によって軸線Ｏを中心とする概略円柱状に形成され、その後端側（図９および図１０において右側）のシャンク部１１Ａが工作機械の主軸等に把持されて軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられつつ、該軸線Ｏに交差する方向に送り出されて切削に使用される。ここで、この工具本体１１の先端部外周には、その先端面に開口して後端側に延びる一対のチップポケット１２が軸線Ｏに対称に形成されており、さらにこのチップポケット１２の回転方向Ｔ側を向く壁面の先端側にはインサート取付座１３がそれぞれ形成されていて、これらのインサート取付座１３に上記実施形態のインサートのインサート本体１が取り付けられている。なお、このチップポケット１２は、図１０に示すように工具本体１１の後端側に向かうに従い回転方向Ｔの後方側に延びるように形成されている。

上記インサート取付座１３は、チップポケット１２の上記壁面から回転方向Ｔの後方側に一段凹むように形成された凹所であって、着座面３と略同形同大の平行四辺形をなす平面状の工具回転方向Ｔを向く取付座底面１３Ａと、この取付座底面１３Ａの工具後端側に屹立して上記壁面に連なるように工具先端側を向く平面状の取付座壁面１３Ｂ、および取付座底面１３Ａの工具内周側に屹立して工具外周側を向くやはり平面状の取付座壁面１３Ｃとから構成されている。従って、取付座底面１３Ａは、チップポケット１２と同様に工具本体１１の後端側に向かうに従い回転方向Ｔ後方側に向かうように傾斜させられることになり、この取付座底面１３Ａには、インサート本体１の上記取付孔５に対して偏心させてクランプネジ１４がねじ込まれるネジ孔１５が形成されている。

また、この取付座底面１３Ａに対して取付座壁面１３Ｂ，１３Ｃは、チップポケット１２の上記壁面側に向かうに従い漸次後退するように傾斜させられており、その傾斜角はそれぞれ、インサート本体１の着座面３に対する上記傾斜面部８Ｂの傾斜角および上記平面部４Ｃの傾斜角と等しくされている。さらに、取付座壁面１３Ｂの取付座底面１３Ａに垂直な方向の幅は上記傾斜平面部８Ｂの着座面３に垂直な方向の幅よりも僅かに小さく、また取付座壁面１３Ｃの幅も主切刃７に連なる平面部４Ｃの上記幅ＨＣより僅かに小さくされている。さらにまた、これら取付座壁面１３Ｂ，１３Ｃが交差する取付座底面１３Ａの工具本体１１後端内周側の角隅部には、インサート本体１のコーナ刃８周辺との干渉を避ける逃げ部（図示略）が形成されている。

このようなインサート取付座１３に、上記インサート本体１は、上記すくい面２が形成された一方の平行四辺形面を工具回転方向Ｔに向けて着座面３を取付座底面１３Ａに着座させるとともに、１の凹部８Ａに連なる上記傾斜平面部８Ｂを取付座壁面１３Ｂに、またこの１の凹部８Ａに副切刃８およびコーナ刃６を介して連なる１の主切刃７の逃げ面４の上記平面部４Ｃを取付座壁面１３Ｃにそれぞれ当接させた上で、取付孔５に挿通された上記クランプネジ１４を上記ネジ孔１５にねじ込むことによって、これら傾斜平面部８Ｂおよび平面部４Ｃが取付座壁面１３Ｂ，１３Ｃに押圧されて固定される。従って、これら取付座壁面１３Ｂ，１３Ｃに当接する傾斜平面部８Ｂおよび平面部４Ｃは、インサート本体１の中心線Ｃ回りの回転や取付座底面１３Ａに沿った方向のずれ動きを拘束する拘束面とされる。

従って、こうして取り付けられたインサート本体１においては、上記１の凹部８Ａに副切刃８を介して連なるコーナ刃６とは反対のコーナ刃６が工具本体１１の先端外周側に位置させられ、かつ上記１の主切刃７とは反対の主切刃７が、工具本体１１の先端部外周において後端側に向かうに従い回転方向Ｔの後方側に延びるようされる。また、このコーナ刃６の他端６Ｂに連なる副切刃８は、工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面上に位置させられるとともに、この副切刃８に連なる凹部８Ａはこの平面に対して後退するように配置される。なお、こうして工具本体１１に取り付けられた本実施形態のインサートの上記先端部外周に延びる主切刃７は、その上記軸線Ｏ回りの回転軌跡の該軸線Ｏを含む平面への投影線が、その上記中央部において該軸線Ｏを中心とする円筒面に滑らかに接するとともに、この中央部から上記一端部（コーナ刃６）側と他端部（角部９）側とにそれぞれ向かうに従いこの円筒面の内側に向かう凸円弧状とされている。

しかして、上記構成のインサートにおいては、主切刃７に連なる逃げ面４に、この主切刃７が形成された上記辺稜部に直交する断面において図５ないし図７に示したように凸曲線状をなす凸曲面部４Ｂが捩れ面部４Ａと平面部４Ｃとの間に形成されているので、例えばこの捩れ面部４Ａから急傾斜で内側に後退した後に緩い傾斜で後退しつつ上記平面部４Ｃに連なるような段差部を形成した場合に比べ、断面が凸曲線状であるために上記辺稜部に沿った方向の逃げ面４全体に亙ってこの凸曲面部４Ｂにおけるインサート本体１の肉厚を大きくすることができる。このため、当該インサートを工具本体１１に取り付けた状態で、この主切刃７に切削負荷が作用するすくい面２から着座面３に向かう方向、すなわち工具回転方向Ｔの後方側においても、主切刃７の後方側に大きな肉厚を確保することができ、これにより該主切刃７の切刃強度の向上を図ることができる。

そして、さらに上記インサートでは、すくい面２が形成された一方の平行四辺形面の中央に開口する取付孔５に挿通されたクランプネジ１４によってインサート本体１が工具本体１１に取り付けられるのに対し、上記凸曲面部４Ｂの断面がなす凸曲線の曲率半径が、この取付孔５に近接する上記辺稜部の中央部で一端部側および他端部側よりも大きくされているので、この中央部では凸曲面部４Ｂによる逃げ面４の肉厚をさらに大きく確保することができる。

従って、こうして取付孔５が形成されていても、該取付孔５に近接する上記中央部における主切刃７の切刃強度が低下するのを防ぐことができ、たとえ鋼等を切削する場合でも、この中央部で主切刃７に欠損が生じたり、取付孔５との間でインサート本体１に割損が生じたりするような事態を防止することができる。しかも、本実施形態のインサートでは、主切刃７が上記一方の平行四辺形面に対向する平面視に外側に凸となる凸曲線状とされており、これによってもこの中央部における逃げ面４の肉厚を大きくすることができるので、さらに切刃強度の向上を図ることができる。

その一方で、逆に上記辺稜部の一端部（コーナ刃６）側と他端部（角部９）側とでは、中央部に比べて凸曲面部４Ｂの断面がなす凸曲線の曲率半径が小さくなり、すなわち凸曲面部４Ｂが急勾配で後退するように湾曲形成されることになる。このため、上記転削工具における工具本体１１への取付状態において主切刃７の先端側と後端側とに位置するこれらの部分では、当該主切刃７によって形成される加工面との間に大きなスペースを確保することができる。

しかるに、このような転削工具によって、例えば工具本体１１を軸線Ｏ方向に段階的に移動させて垂直加工面を形成する場合には、この主切刃７の先端側と後端側の部分の少なくとも一方は、前段階で切削された加工面に開放された状態となって切屑が侵入しやすいが、上記構成のインサートではこれらの部分で特に大きなスペースが確保されるので、たとえ切屑が入り込んでもインサート本体１と加工面との間に噛み込まれるのを防ぐことができる。これは、特にアルミニウムやアルミニウム合金のような延性の高い金属材料の切削のように、切屑が延び気味に生成されて逃げ面４と加工面との間に侵入しやすい場合に効果的であり、従ってこのような切屑の噛み込みによって加工面が傷つけられてその精度が劣化したり、加工面の品位が損なわれたりするのを防ぐことができる。

また、本実施形態のインサートでは上述のように主切刃７が上記平面視に凸曲線状に形成されていて、工具本体１１への取付状態においてその上記中央部が軸線Ｏを中心とする円筒面に滑らかに接するとともに両端部側がこの円筒面の内側に向かう凸円弧状とされており、従って工具本体１１を軸線Ｏ方向に段階的に移動して深い垂直加工面を形成する場合でも、各段の加工面同士の継ぎ目を目立たなくして一層高い加工面品位を得ることができる。

ここで、この凸曲面部４Ｂにおける上記曲率半径は、本実施形態のように上記一方の平行四辺形面を主切刃７が延びる方向に上記辺稜部に沿って二等分する中央部の位置における曲率半径ＲＢが、この二等分する位置と上記一方の平行四辺形面の主切刃７が延びる辺稜部方向の両端とをさらにそれぞれ二等分する一端部側および他端部側の位置における曲率半径ＲＡ、ＲＣの２０％〜９０％の範囲で小さくされているのが望ましく、この範囲よりも中央部の曲率半径ＲＢが小さいと、中央部における凸曲面部４Ｂは着座面３側に向かうに従い急激に湾曲させられつつインサート本体１の内側に後退することになるため、主切刃７の切刃強度やインサート本体１の強度を確実に確保することができなくなるおそれが生じる。

その一方で、上記範囲よりも中央部の凸曲面部４Ｂの曲率半径ＲＢが大きく、一端部側および他端部側の曲率半径ＲＡ、ＲＣに近くなると、この一端部側と他端部側とで凸曲面部４Ｂの逃げのスペースを確保した場合には、中央部における逃げのスペースも大きくなって逆に切刃強度等は小さくなり、また中央部で切刃強度を確保しようとすると、一端部と他端部とで逃げのスペースが小さくなって切屑の噛み込みを生じるおそれがある。

また、本実施形態では、インサート本体１が上述のように概略平行四辺形の平板状とされて、その一方の平行四辺形面にすくい面２が形成され、この平行四辺形面の長手方向（上記直線Ｌ方向）の長さを二等分した位置を上記中央部として上記曲率半径ＲＢを設定し、またこの位置と上記平行四辺形面の長手方向両端（両副切刃８の位置）の長さをさらに二等分した位置を一端部側および他端部側の位置として上記曲率半径ＲＡ、ＲＣを設定しているが、インサート本体１が長方形や正方形の平板状であって、その一方の長方形面や正方形面にすくい面２が形成される場合には、この長方形面や正方形面の主切刃７が形成される辺稜部に沿った方向の長さを二等分した位置を中央部とし、この位置と該辺稜部の両端とを二等分した位置を一端部側および他端部側の位置とすればよい。さらに、本実施形態のように主切刃７が上記平面視や側面視に湾曲していても、上記辺稜部を直線状と見なしてこれに直交する断面、すなわち直線Ｌに直交する断面で曲率半径ＲＡ〜ＲＣを設定すればよい。

一方、本実施形態では、主切刃７が、その逃げ面４が形成されたインサート本体１の側面視においても凸曲線状とされており、これに伴いすくい面２も主切刃７に沿って凸曲する凸曲面状となることから、主切刃７によって生成されて該すくい面２を擦過するうちにカールさせられる切屑は、上記辺稜部の両端部側ですくい面２から浮き上がり、しかもこのすくい面２にラップ仕上げが施されていることも相俟って、切屑を速やかにすくい面２から離れさせることができる。さらに、この主切刃７が上記辺稜部の一端部側から他端部側に向けて着座面３側に向かうように傾斜しており、主切刃７が凸曲線状とされていることとも相俟って、特に工具回転方向Ｔ後方側に位置する上記他端部側での主切刃７のアキシャルレーキ角を大きくすることができるので、１刃当たりの切込みの最後での切れ味を良くして切屑の離れをより良好とすることができる。

そして、さらに本実施形態のインサートでは、この他端部とは反対の上記辺稜部の一端部側において、主切刃７に連なる逃げ面４の捩れ面部４Ａと凸曲面部４Ｂとの着座面３に垂直な方向の幅ＨＡおよび幅ＨＢとの和ＨＡ＋ＨＢが、上述のように拘束面とされる平面部４Ｃの着座面３に垂直な方向の幅ＨＣよりも大きくされているので、インサート本体１を拘束するためのこの平面部４Ｃの幅ＨＣが同じなら、主切刃７の上記一端部側すなわち工具本体１１の先端側に向けられるコーナ刃６側を工具回転方向Ｔに大きく突き出させて、上記取付状態における主切刃７の傾斜、すなわちアキシャルレーキ角を一層大きくすることができる。従って、これにより、主切刃７の他端部側でのアキシャルレーキ角はさらに大きくなるので切屑離れはさらに一層良好となり、切屑が主切刃７やすくい面２の周囲に密着したまま流れ出て加工面との間に噛み込まれたりするような事態も未然に防ぐことが可能となる。

本発明のインサートの一実施形態を示す斜視図である。図１に示すインサートを中心線Ｃ方向に一方の平行四辺形面（多角形面）に対向する方向から見た平面図である。図１に示すインサートを、主切刃７の逃げ面４が形成される側面に対向する方向から見た側面図である。図１に示すインサートを、副切刃８の逃げ面４が形成される側面に対向する方向から見た側面図である。図３におけるＸＸ断面図である。図３におけるＹＹ断面図である。図３におけるＺＺ断面図である。本発明の転削工具の一実施形態を示す斜視図である。図８に示す転削工具を、一方のインサートの中心線Ｃ方向に一方の平行四辺形面に対向する方向から見た平面図である。図８に示す転削工具を、一方のインサートの主切刃７の逃げ面４が形成される側面に対向する方向から見た側面図である。図８に示す転削工具を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。

符号の説明

１インサート本体
２すくい面
３着座面
４逃げ面
４Ａ捩れ面部
４Ｂ凸曲面部
４Ｃ平面部
５取付孔
６コーナ刃（主切刃７が延びる辺稜部の一端部）
７主切刃
８副切刃
９インサート本体１の一方の平行四辺形面の鈍角端角部（主切刃７が延びる辺稜部の他端部）
１１工具本体
１３インサート取付座
１４クランプネジ
Ｃインサート本体１の中心線
Ｏ工具本体１１の軸線
Ｔ工具回転方向
Ｌインサート本体１の一方の平行四辺形面の長手方向に延びる直線
ＲＡ主切刃７が延びる辺稜部の一端部側における凸曲面部４Ｂの曲率半径
ＲＢ主切刃７が延びる辺稜部の中央部における凸曲面部４Ｂの曲率半径
ＲＣ主切刃７が延びる辺稜部の他端部側における凸曲面部４Ｂの曲率半径
ＨＡ主切刃７が延びる辺稜部の一端部側における捩れ面部４Ａの幅
ＨＢ主切刃７が延びる辺稜部の一端部側における凸曲面部４Ｂの幅
ＨＣ主切刃７が延びる辺稜部の一端部側における平面部４Ｃの幅

Claims

多角形平板状をなすインサート本体の一方の多角形面にすくい面が形成されるとともに、この一方の多角形面の辺稜部には上記インサート本体の側面を逃げ面として該辺稜部の一端部から他端部に向けて延びる主切刃が形成されており、上記逃げ面には、上記辺稜部に直交する断面において上記インサート本体の他方の多角形面側に向かうに従い凸曲線状をなして漸次後退する凸曲面部が形成されていて、この凸曲面部の上記断面における曲率半径が、上記辺稜部の一端部側および他端部側よりも中央部で小さくされていることを特徴とする切削インサート。
上記一方の多角形面は、この一方の多角形面に対向する平面視において平行四辺形状をなしていて、該一方の多角形面を上記主切刃が延びる方向に二等分する位置における上記凸曲面部の曲率半径が、この二等分する位置と上記一方の多角形面の上記主切刃が延びる方向の両端とをさらにそれぞれ二等分する位置における上記凸曲面部の曲率半径の２０％〜９０％の範囲と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。
上記主切刃は、上記一方の多角形面に対向する平面視において外側に凸となる凸曲線状とされ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。
上記インサート本体の他方の多角形面は着座面とされるとともに、上記主切刃は、上記インサート本体の側面に対向する側面視において上記辺稜部の一端部から他端部に向かうに従い凸曲しつつ上記着座面側に向かう凸曲線状とされており、上記逃げ面は、上記主切刃から上記着座面側に向けて順に、上記辺稜部の一端部から他端部に向かうに従い逃げ角が漸次大きくなるように形成された捩れ面部と、上記凸曲面部と、上記着座面に垂直な方向の該着座面からの幅が一定とされた平面部とから構成されていて、この平面部の幅よりも、上記辺稜部の一端部側における上記捩れ面部と上記凸曲面部との上記着座面に垂直な方向の幅の和が大きく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。
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、軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に、上記すくい面を工具回転方向に向けるとともに、上記一端部を上記工具本体の先端外周側に位置させ、かつこの一端部から延びる上記主切刃が該工具本体の外周において後端側に向かうに従い上記工具回転方向の後方側に向かうようにして着脱可能に取り付けられていることを特徴とするインサート着脱式転削工具。