JP5062336B2 - 刃先交換式切削工具およびこれに用いる切削用インサート - Google Patents

Description

本発明は、切削用インサートを工具本体に着脱可能に取り付ける刃先交換式切削工具に関し、特に高送り加工に用いることができる刃先交換式切削工具およびこれに用いる切削用インサートに関する。

従来、金型等の切削加工に用いる工具として、軸線回りに回転される略円柱状をなす工具本体の先端部に切削用インサートが機械的に取り付けられて刃部とされた刃先交換式エンドミルが用いられている。

このような刃先交換式切削工具では、インサートを固定支持するための工具先端部の強度は主要な問題の一つである。特許文献１には、インサートの幅と厚さと中央取り付け穴からなる断面積と、インサートの高さと厚さと中央取り付け穴からなる断面積との比を所定範囲の比率とするとともに、工具先端部におけるバックメタルの厚さとインサートの厚さとの比を所定の値以上として先端部の強度を維持することが記載されている。

特開２００５−１１８９６５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載される、工具先端部の強度を増すための構成は、バックメタルの厚さとインサートの厚さとの比といった要素相互の関係が所定の関係になければならないという制約があり、切削工具やインサートを設計する上での自由度が少なくなる。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、設計の自由度を損なうことなく工具先端部の強度を増すことを可能とする刃先交換式切削工具およびこれに用いる切削用インサートを提供することを目的とする。

本発明は、工具本体を備え、該工具本体に切削用インサートを着脱可能に装着する、刃先交換式切削工具であって、工具本体に形成されて切削用インサートが取り付けられるインサート取付座と、工具本体に一体的に形成されてインサート取付座に対して張り出す上壁部とを備えたことを特徴とする刃先交換式切削工具を提供する。

工具本体は、複数の切削用インサートの取り付け用に複数のインサート取付座および複数の上壁部を備え、インサート取付座に対して張り出す上壁部に、前記インサート取付座に隣り合う別のインサート取付座が形成されているとよい。

上壁部は、インサート取付座に切削用インサートが取り付けられたとき、該切削用インサートの少なくとも一部を覆うとよい。

上壁部は、インサート取付座に対するその基端側の張り出し量がその先端側の張り出し量よりも大きくなるように、形成されているとよい。

本発明の一形態の刃先交換式切削工具は、インサート取付座に設けられたねじ孔であって、前記切削用インサートを前記インサート取付座に取り付けるときに該切削用インサートの取付孔を通して取付ねじがねじ込まれるねじ孔を備え、上壁部は、ねじ孔への取付ねじのねじ込みを阻害しないように、形付けられているとよい。

インサート取付座は、底壁面と、該底壁面と直角を成すように延在する側壁面および端壁面を備え、該側壁面および該端壁面と直角を成すと共に底壁面と対向するように延在する上壁面が上壁部に形成されているとよい。

本発明の一形態の刃先交換式切削工具は、前記インサート取付座に向けて上壁部を貫通する止めねじ孔を備え、インサート取付座に切削用インサートが取り付けられたとき、インサート取付座に対して切削用インサートを押し付けるように、止めねじが、止めねじ孔にねじ込まれるとよい。

本発明は、上記したような刃先交換式切削工具で用いられる切削用インサートを提供する。本発明に係る切削用インサートは、２つの反対側を向いた端面と、該２つの端面間に延在する周側面とを有し、該切削用インサートの前記周側面は、切削用インサートがインサート取付座に取り付けられるときにインサート取付座の面に当接可能な当接面を備え、該当接面の辺稜部は面取り加工が施されているとよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る刃先交換式エンドミルを示す斜視図である。 図２は、図１の刃先交換式エンドミルの先端部の構造を示す分解斜視図である。 図３は、図１は、図１に示す刃先交換式エンドミルの平面図である。 図４は、図３の点線で囲まれた範囲を拡大した図である。 図５は、切削用インサートを取り外した状態の図１の刃先交換式エンドミルの先端部の一部の拡大図である。 図６は、図４に示された刃先交換式エンドミルの先端部の一部を取付ねじと止めねじの両軸心を含む平面で切断したところを示す、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図７は、本発明の別の実施形態に係る刃先交換式エンドミルの先端部の構造を示す分解斜視図である。 図８は、図７の刃先交換式エンドミルの切削用インサートを取り付けた状態の先端部を示す平面図である。 図９は、切削用インサートを取り外した状態の図７の刃先交換式エンドミルの先端部の一部の拡大図である。

以下、本発明に係る刃先交換式切削工具およびこれに用いる切削用インサートを実施形態に基づいて説明する。まず、本発明に係る刃先交換式切削工具の一実施形態について、図１から図６に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る刃先交換式エンドミルを示す斜視図である。図１に示されるように、本実施形態に係る刃先交換式エンドミル１０は、その先端側から基端側に延びる軸線Ａ回りに回転され得るものである。刃先交換式エンドミル１０は、工具本体としてのエンドミル本体１２を備え、その先端部には４つの切削用インサート１４を着脱可能に装着する。刃部を構成するそれぞれの切削用インサート１４は、後述されるように取付ねじによってエンドミル本体１２の先端部１２ａに取り付けられる。なお、本発明に係る刃先交換式切削工具は、複数の切削用インサートを備えることに限定されず、１つの切削用インサートを備えるように構成されることが可能である。

エンドミル本体１２は、略円柱状をなし、高速度鋼、工具鋼、合金鋼、ステンレス鋼、超硬合金等から構成される。そして、エンドミル本体１２の表面には、必要に応じて、防錆処理（黒染め）、硬化処理（窒化、硬質メッキ）等が施される。

図２に示されるように、このエンドミル本体１２の先端部１２ａには、各々に切削用インサート１４が取り付けられ得る４つのインサート取付座１６が形成されている。さらに、インサート取付座１６に対して張り出す上壁部１８が備えられている。上壁部１８は、エンドミル本体１２に一体的に形成されている。上壁部１８は、各インサート取付座１６に対して設けられている。インサート取付座１６および上壁部１８はエンドミル本体１２の周方向に略等間隔で各４つ設けられている。しかし、インサート取付座１６の数および上壁部１８の数は、いくつであってもよい。なお、ここでは、エンドミル本体１２の先端部１２ｄの直径は２０ｍｍである。

また、このエンドミル本体１２には、軸線Ａに沿って工具先端部１２ａからその基端部１２ｂへ延びるように形成された流体を噴出するための貫通孔２２が穿設されている。刃先交換式エンドミル１０による被加工物の加工時には、外部から供給された切削油剤、エアー、切削油剤とエアーとの混合ミスト等がこの貫通孔２２を通って刃先交換式エンドミル１０の工具先端から噴射させられ得る。

前記インサート取付座１６は、図２および図４に示されるように、底壁面２４と、この底壁面２４と直角を成すように各々が延在する（屹立する）側壁面２６および端壁面２８とを備えている。底壁面２４は軸線Ａを含む平面と平行な平坦面となっている。側壁面２６は、工具外周側を向くように形成されている。また、端壁面２８はこの側壁面２６と交差するように形成されると共に工具先端側を向くように形成されている。そして、底壁面２４の中央部にはねじ孔３０が穿設されている。このねじ孔３０には、取付ねじ３２が螺入されることができる。

これに対して、上記したように、エンドミル本体１２には、インサート取付座１６に対して張り出す上壁部１８が設けられている。上壁部１８は、インサート取付座１６に対して設けられ、底壁面２４と対向する上壁面３４を備えている。上壁面３４は、底壁面２４と対向すると共にインサート取付座１６の側壁面２６および端壁面２８と直角を成すように延在する。このような上壁部１８は、インサート取付座１６に切削用インサート１４が取り付けられたとき、該切削用インサート１４の少なくとも一部を覆う。

上壁部１８は、概略的に、その先端側からその基端側に至るにつれてインサート取付座１６に向けて張り出す上壁部１８の張り出し量が大きくなるように、形成されている。つまり、上壁部１８は、インサート取付座１６に対するその基端側の張り出し量がその先端側の張り出し量よりも大きくなるように、形成されている。ここでは、具体的に、図５に示されるように、先端側から中央部にかけての上壁部１８の先端部１８ａは、略一定の張り出し量でインサート取付座１６の側壁面２６から工具外周側に向かって張り出すように形成されている。また、中央部から基端側にかけての上壁部１８の基端部１８ｂは、上壁部１８の側壁面２６からの張り出し量が先端側から基端側に向かうに従い漸次大きくなるように側壁面２６から工具外周側に向かって張り出すように形成されている。また、上壁部１８の基端部１８ｂは、端壁面２８から工具先端側に向かって張り出すように形成されている。例えば、上壁部１８の工具先端側の張り出し量ｈ１は底壁面２４の幅の１／５〜１／３程度であるとよく、ここでは約１．５ｍｍに設定されている。また、上壁部１８の工具基端側の張り出し量ｈ２は工具先端側の張り出し量ｈ１より大きく、上壁部１８は終端部においては底壁面２４の幅と略同程度まで張り出すように設定されている。

このような上壁部１８は、工具外周側を向いた側面２０を有する。上壁部１８は、特にその側面２０は、切屑ポケット３５を区画形成する。切屑ポケット３５は、切屑の生成、収容および排出を容易にするように、特に切屑の排出を容易にするように、形付けられている。切屑ポケット３５は、インサート取付座１６の長さと略同程度の距離に亘ってエンドミル本体１２の外周部から内周部に向かって凹むように、特にその先端側で凹み量が増すように形成されている。側面２０は、図３から図５に示されるように、インサート取付座１６の底壁面２４と直角を成すように形成されている。この側面２０の中央部には、図５に示されるように、取付ねじ３２の操作時における該取付ねじ３２の頭部３２ｈと側面２０との接触を防ぐための凹部２０ｒが形成されている。つまり、上壁部１８は、ねじ孔３０への取付ねじ３２のねじ込みを阻害しないように、形付けられている。ねじ込みを阻害しないということは、例えば、ドライバー等の工具を用いた作業の邪魔にならないように、上壁部１８が少なくともねじの進入経路の延長上に存在しないということである。なお、凹部２０ｒは、ぬすみ部と称され得る。

さらに上壁部１８を説明する。任意の１つの上壁部１８は、対応する１つのインサート取付座１６に対して張り出し、そのインサート取付座１６における切削用インサート１４の少なくとも一部を覆うことができる。そして、当該上壁部１８には、その対応する１つのインサート取付座１６に隣り合う別のインサート取付座１６が形成されている。換言すると、エンドミル本体１２の各上壁部１８は、エンドミル本体１２のあるインサート取付座１６の底壁面２４を隣のインサート取付座１６上方にまで延ばすようにすることで、形成されている。このような上壁部１８の各々は、あるインサート取付座１６の底壁面２４と、該底壁面２４の工具回転方向Ｔの後方に位置するそれとは別のインサート取付座１６に対する上壁面３４と、側面２０と、エンドミル本体１２の外周面１２ｃと、その先端面１２ｄとに囲まれた部分である。したがって、このような上壁部１８は、該上壁部１８が張り出すインサート取付座１６に隣り合う別のインサート取付座１６に関して、切削用インサート１４をそこに固定支持するためのバックメタルを構成する。上壁部１８はインサート取付座１６に対して上記したように張り出すので、バックメタルは、その厚さすなわちインサート取付座の底壁面２４から側面２０までの距離が先端側から中央部にかけては一定の厚さとなるように、そして中央部から基端側にかけては基端側に向かうに従い漸次厚くなるように形成されている。

また、上壁部１８には、その工具基端側において、エンドミル本体１２の外周部１２ｃからインサート取付座１６に向かって上壁部１８を貫通する止めねじ孔３６が形成されている。この止めねじ孔３６には、止めねじ３８が螺入されることができる。

このようなエンドミル本体１２に交換可能に取り付けられる切削用インサート１４は、図２に示されている。切削用インサート１４は、表裏を反転させてインサート取付座１６に取り付けることにより両面使用することができる、いわゆるネガティブタイプのインサートとして構成されている。切削用インサート１４は、概略長方形の平板形状を有する。切削用インサート１４は、２つの反対側を向いた端面としての上面５０および該上面５０に対して反対方向を向いた下面５２と、該上面５０と該下面５２との間に延在する周側面５４とを備えている。上面５０および下面５２は、それぞれ、周側面５４と概略直交する。なお、上面５０および下面５２は逆であってもよい。ここでは、切削用インサート１４の理解を容易にするように、図２における位置関係に基づいて切削用インサート１４は説明される。「上」および「下」は切削用インサート１４の向きおよび構成を制限するものではない。そして、切削用インサート１４の厚さ方向に貫通する、つまり上面５０および下面５２間を貫通する取付孔５６が切削用インサート１４に設けられている。なお、上面５０および下面５２は、対称形状を有する。切削用インサート１４は、超硬合金、サーメット、セラミック等から構成される。

図２に示されるように、切削用インサート１４は、すくい面５８と、逃げ面６０と、これらすくい面５８と逃げ面６０との交差稜線部に形成された切れ刃６２とを備えている。すくい面５８は、概略長方形状をなす上下面５０、５２の各々に２つずつ形成されている。そして、各逃げ面６０は、周側面５４に形成されていて、対応するすくい面５８と直角を成す。切れ刃６２は切削用インサート１４の上下面５０、５２の夫々に２つずつ設けられている。これら切れ刃６２は上下面に対向する方向から見た平面視において互いに回転対称となるように配置されるとともに、インサート本体２０の表裏を反転させたときに同形状となるように配置されている。なお、切れ刃は、インサートに複数設けられることに限定されず、１つ以上幾つ設けられてもよい。また、切れ刃はインサートの両面に設けられなくてもよく、片面にのみ設けられてもよい。

また、この切削用インサート１４の上下面５０、５２の各々には、平坦面からなる着座面（当接面）６４が設けられている。この着座面６４がインサート取付座１６の底壁面２４上に載置されるように、切削用インサート１４はインサート取付座１６に位置付けられる。切削用インサート１４の上記取付孔５６に取付ねじ３２が挿入される。また、この切削用インサート１４の角部近傍の上下面には、略円錐台形状の係合穴６６が設けられている。この係合穴６６に止めねじ３８の先端部３８ａが係合され得る。

また、切削用インサート１４の周側面５４には、平坦面からなる当接面６８が設けられている。切削用インサート１４がインサート取付座１６に取り付けられるとき、この当接面６８がインサート取付座１６の側壁面２６に当接され得る。この当接面６８の端縁つまり辺稜部は面取り加工が施されている。面取り加工されたこのような部分７０は面取り部と称され得る。この面取り部７０は、例えば、面取り角度が４５°、面取り幅が０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの平面状の面取り面からなる。

また、この切削用インサート１４のすくい面５８には、切削に伴い流出する切屑を適当な小片に破断等させるためのチップブレーカ等が施されている。

このように構成された切削用インサート１４がインサート取付座１６に取り付けられたとき、エンドミル本体１２の先端外周側に配置された１つの切れ刃６２が切削加工に使用可能になる。この切れ刃６２が切削加工等に用いられて損傷した場合には、切削用インサート１４は、その取付孔５６の中心軸線回りに回転させられるか、あるいは、切削用インサート１４の表裏を反転させられる。これにより、エンドミル本体１２の先端外周側に配置させる切れ刃６２は他の切れ刃６２に取り替えられる。このように、切削用インサート１４は、割出可能である。

前記取付ねじ３２としては、一般に汎用されている皿ねじ、なべねじ等を用いることができる。また、前記止めねじ３８としては、例えば、先端部３８ａが略円錐台形状をなす平先のねじが用いられる。

このように構成された本実施形態に係る刃先交換式エンドミル１０の作用について以下に説明する。

本実施形態に係る刃先交換式エンドミル１０では、切削用インサート１４をインサート取付座１６の側壁面２６および端壁面２８に突き当てるようにして（当接するようにして）、切削用インサート１４はインサート取付座１６に挿入される。そして、一方の着座面６４をインサート取付座１６の底壁面２４に着座させた状態で、取付ねじ３２が切削用インサート１４の取付孔５６を通してねじ孔３０にねじ込まれる。これにより、刃部として切削用インサート１４がエンドミル本体１２のインサート取付座１６に取り付けられる。

そして、ホルダを介してエンドミル本体１２の基端部１２ｂが工作機械の主軸に取り付けられる。工作機械に取り付けられた刃先交換式エンドミル１０は、軸線Ａ回りに図中に符号Ｔで示す回転方向に回転させられつつ、工作機械のテーブルに固定された鋼等の被加工物に接触させながら、軸線Ａに交差する方向に送り出される。これにより、金型を代表とする機械部品等の切削加工が刃先交換式エンドミル１０を用いて行なわれ得る。

このときに使用される刃先交換式エンドミル１０の先端外周側に配置された切削用インサート１４の切れ刃６２が切削に伴って損傷した場合には、その切削用インサート１４は一旦取り外されて、その向きを変えて再び取り付けられる。具体的には、その切削用インサート１４は、その取付孔５６の中心軸線を中心に回転させられたり、その表裏を反転させられたりすることで、向きを変えられる。これにより、使用可能な切れ刃６２を未使用の切れ刃６２にすることができる。したがって、当該切削用インサート１４を用いて切削加工を続けることができる。

また、上記のように、バックメタルを構成する上壁部１８がインサート取付座１６に対して張り出すので、この上壁部１８のインサート取付座１６に対する張り出し量分だけ、バックメタルの厚さを厚くできる。したがって、工具先端部の強度および剛性が向上する。また、そのため、切削加工の高能率化の観点から１刃当たりの送り量を大きくして、刃先交換式エンドミル１０の送り速度を高めた高送り切削を行う場合において、当該工具に大きな負荷が作用しても、びびり振動の発生が抑制され得る。その結果、高送り切削に用いる場合であっても、切れ刃６２の損傷、刃部の破損、工具の折損等を防止することができ、工具寿命を長くすることができる。また、これにより、加工面品位を向上させることができる。

また、本実施形態に係る刃先交換式エンドミル１０は、上壁部１８を備えるので、上壁部１８を有しない従来のエンドミルに比べて工具先端部の強度向上を図ることができる。したがって、エンドミル本体１２に形成するインサート取付座１６の数を増やすことが可能となる。その結果、エンドミル本体１２に装着する切削用インサート１４の数（刃数）を増やして、刃先交換式エンドミル１０の送り速度をさらに高くして、切削加工のさらなる高能率化を図ることができる。

また、切削用インサート１４の一部は、インサート取付座１６に取り付けられたとき、上壁部１８によって覆われる。具体的には、エンドミル本体１２の先端外周側に配置されて切削にあずかる部分以外における切れ刃６２、すくい面５８、逃げ面６０がインサート取付座１６の底壁面２４、側壁面２６および端壁面２８と上壁部１８の上壁面３４とに囲まれるようにして、切削用インサート１４はインサート取付座１６に取り付けられる。したがって、高送り切削を行う場合において分厚い切屑が流出しても、切削に関与する部分以外の切れ刃６２等が切屑の擦過、衝突によって損傷することを防止できる。特に、使用する切れ刃６２に対して孔５６の中心軸線周りに回転対称の位置に配置された未使用の切れ刃６２は上壁部１８に完全に覆われて保護される。そのため、切削用インサート１４の一回の使用の間に未だ使用していない他の切れ刃６２が損傷してしまうようなことがない。したがって、１つの切削用インサート１４における全ての切れ刃６２を確実に使用することができるので、当該エンドミル１０および切削用インサート１４は経済性に優れる。

また、切削用インサート１４がインサート取付座１６と上壁部１８とによって区画形成されるインサートポケットに位置されてある程度切削用インサート１４の動きが制限された状態で、作業者は取付ねじ３２を切削用インサート１４の孔５６を介して孔３０にねじ込むことができる。したがって、切削用インサートの大きさが小さい場合等にも、その取り付け時に、作業者が切削用インサート１４や取付ねじ３２を落としてしまうようなことがない。それ故、切れ刃６２の交換や切削用インサート１４の取替えを行うとき、エンドミル１０は、切削用インサート１４および取付ねじ３２の操作性の点で優れる。

また、エンドミル１０では、上壁部１８の基端側においては、上壁部１８の張り出し量を大きくして工具先端部の強度向上が図られる。そして、上壁部１８の先端部から中央部にかけては、上壁部１８の張り出し量を小さくして切屑ポケットの容積の十分な確保が図られている。したがって、エンドミル１０では、工具先端部の強度等の向上を図りながら、良好な切屑処理性が達成され得る。

また、軸線Ａを含む同じ平面に対してインサート取付座１６の底壁面２４および上壁面３４が平行で、これら底壁面２４および上壁面３４に対して側壁面２６および端壁面２８が直角を成すようにインサート取付座１６および上壁部１８は設けられている。したがって、インサート取付座１６の加工を軸線Ａと直角を成す工具径方向から一度に行うことが可能である。そのため、エンドミル本体１２は短時間で容易に製造され得る。また、このため、上壁部１８の形状を自由に設定することも可能である。さらに、上壁部１８の側面２０はこのインサート取付座１６の底壁面２４および上壁面３４に対して直角を成すように設けられているので、インサート取付座１６の加工方向が切屑ポケットの加工方向と干渉することがない。そのため、切屑ポケットの形状も自由に設定することが可能である。

また、本実施形態に係る刃先交換式エンドミル１０によれば、エンドミル本体１２の上壁部１８に止めねじ孔３６が形成され、切削用インサート１４にこの止めねじ３８の先端部３８ａと係合する係合穴６６が設けられている。したがって、取付ねじ３２を用いて切削用インサート１４をインサート取付座１６に取り付けた後、さらに止めねじ３８を止めねじ孔３６にねじ込んでその先端部３８ａを切削用インサート１４の係合穴６６に係合させることにより、切削用インサート１４はインサート取付座１６の底壁面２４側に適切に押圧される。これにより、その押圧力が増大するので、切削用インサート１４の着座面６４がインサート取付座１６の底壁面２４に強く密着させられる。故に、切削用インサート１４はエンドミル本体１２に強固に固定される。その結果、切削中に大きな負荷がかかる高送り切削の際にも、切削加工中に切削用インサート１４がインサート取付座１６の底壁面２４から浮き上がって、がたついたりずれ動いたりしてしまうようなことがない。したがって、切削用インサート１４の取付剛性の不足に起因する切削加工時のびびり振動の発生や切れ刃６２の損傷等を防止することができる。

また、本実施形態に係る刃先交換式エンドミル１０によれば、切屑ポケット３５がエンドミル本体１２の外周部から内周部に向かって凹むように、特にその先端側で凹み量が増すように形成されているので、切屑が流出する方向に十分なスペースが確保されており、良好な切屑処理性を得ることができる。また、ねじ孔３０の上方向にスペースが確保されるので、取付ねじ３２の着脱時に上壁部１８が障壁となることがない。また、この上壁部１８には凹部２０ｒが設けられているので、取付ねじ３２の操作性の点でエンドミル１０は優れる。

さらに、本実施形態に係る刃先交換式エンドミル１０では、上下面５０、５２と周側面５４とが直角に交わるネガティブタイプのインサートを採用している。したがって、上下面と側面とが鋭角に交差するポジティブタイプのインサートに比べて、切削用インサート１４はインサート自体の強度に優れる。そして、切削用インサート１４がそのような構成を有するので、エンドミル本体１２ヘの取付面とされるその着座面６４の面積が大きくされ得る。故に、切削用インサート１４は取付時の安定性に優れる。

また、切削用インサート１４はその当接面６８の辺稜部に面取り部７０を備えているので、切削用インサート１４の取付時および切削時に当接面６８の辺稜部がインサート取付座１６の各壁面に突き当たる等して切削用インサート１４が損傷することを防止できる。これにより、当接面６８の辺稜部とインサート取付座１６または上壁部１８との接触による切削用インサート１４の損傷防止を目的として、インサート取付座１６の底壁面２４と側壁面２６とが交差する角部や上壁面３４と側壁面２６とが交差する角部にぬすみ加工を施す必要がなくなる。したがって、インサート取付座１６を軸線Ａに直交する工具径方向のみから容易に加工することが可能となる。また、それ故に、インサート取付座の加工に際して、切屑ポケットの加工との干渉を考慮する必要もない。そのため、エンドミル本体１２の製造が容易でエンドミル本体１２は量産に適しており、短時間かつ低コストでエンドミル本体１２は提供されることができる。さらに、エンドミル本体１２の先端外周側に配置された当接面６８に面取り部７０が設けられることで、切削用インサート１４やエンドミル本体１２が切屑の噛み込み等によって損傷することも防止できる。

また、切削用インサート１４のすくい面５８にはチップブレーカ等が施されているので、軸方向すくい角（アキシャルレーキ）が負となるように切削用インサート１４をエンドミル本体１２に取り付けた場合であっても、切削抵抗の低減を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態に係る刃先交換式エンドミル１０を説明したが、種々の変更が可能である。例えば、上記刃先交換式エンドミル１０では切削用インサート１４は取付ねじを用いて機械的にエンドミル本体に取り付けられたが、他の機械的手段を用いて切削用インサート１４がエンドミル本体１２に機械的に取り付けられてもよい。また、切削用インサートが化学的手段を用いて化学的に工具本体に取り付けられることを本発明は排除しない。

また、例えば、上壁部１８の上壁面３４の形状は特に限定されるものではなく、他の任意の形状とされ得、上壁部１８の張り出し量ｈも適宜設定することができる。実質的には工具先端側の張り出し量ｈ１を相対的に小さく、工具基端側の張り出し量ｈ２をその張り出し量ｈ１よりも大きくすることが好ましい。ただし、上壁部の工具先端側の張り出し量と工具基端側の張り出し量とは同じであってもよい。そして、例えば、上壁部１８の基端側の張り出し量は、その底壁面２４の幅の１／２以上であるとよい。また、例えば、上壁部１８の先端側の張り出し量は、その底壁面２４の幅の１／２以下であるとよい。

また、上記実施形態ではインサート取付座１６に張り出す上壁部１８はインサート取付座１６に取り付けられたインサート１４の一部を覆ったが、上壁部１８はインサート取付座１６に取り付けられたインサート１４を全く覆わなくてもよい。このような場合にも、上壁部１８はインサート取付座に対して張り出すことで、上壁部１８の張り出し量分、バックメタルの厚さを厚くすることに貢献できる。

また、刃先交換式エンドミル１０においては、エンドミル本体１２の上壁部１８に止めねじ孔３６を設けると共に切削用インサート１４に係合穴６６を設け、止めねじ３８を用いて切削用インサート１４をインサート取付座１６に押圧する押圧機構を採用した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。この押圧機構を採用しなくてもよい。また、止めねじ３８を用いた押圧機構に代えて、他の押圧機構が採用されてもよい。

また、上壁部１８の側面の形状は、上記実施形態の刃先交換式エンドミル１０の側面２０の形状に、特に限定されるものではない。上壁部１８の側面の形状として、側面２０の形状以外の他の任意の形状を採用することができる。

また、刃先交換式エンドミル１０では、切屑の除去や、切れ刃および切削部位の冷却を目的として、エンドミル本体１２に切削油剤等を噴射させるための貫通孔２２が設けられた。しかし、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、エンドミル本体１２に貫通孔を設けずに、エンドミル本体１２の外部から切削油剤等が供給されてもよい。

また、上記実施形態においては、上下面と側面とが直角に交わるネガティブタイプの概略長方形平板状をなすインサートを採用した。しかし、これに代えて、上面と側面とが鋭角に交わるポジティブタイプのインサートが採用されてもよい。そして、三角形、四角形、五角形、六角形その他の多角形平板状等のインサートが採用されてもよい。

また、上記実施形態においては、切削用インサート１４の上下面における各角部近傍に係合穴６６を設けることとしたが、係合穴６６の位置、数等はこれに限定されるものではない。また、係合穴６６の形状も特に限定されるものではない。例えば、丸先のねじを用いる場合には、略円錐台形状の係合穴に代えて、略半球状の係合穴が採用され得る。

また、上記実施形態のインサート１４においては、切削用インサート１４の当接面６４の辺稜部に４５°の面取り加工を施すことで、平面状の面取り面からなる面取り部７０が設けられた。しかし、本発明に係る切削用インサートはこれに限定されるものではない。これに代えて、例えば、そのような面取り部は、略円弧状の面取り面からなる面取り部とされてもよい。また、そのような面取り加工は施されなくてもよい。面取りを施した場合の面取り面の幅は、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内で設定されることが好ましい。面取り面の幅が０．２ｍｍより小さいと期待するような効果が得られないおそれがあり、その幅が１．０ｍｍより大きいと当接面６８の面積が小さくなってインサートの取付剛性が低くなるおそれがあるからである。

また、上記実施形態においては、切削用インサート１４のすくい面５８にチップブレーカ等を施した。しかし、これに代えて、切削用インサートには、チップブレーカ等が設けられなくてもよい。

次に、上記刃先交換式エンドミル１０とは異なる構成を備える、本発明の別の実施形態に係る刃先交換式エンドミル１００を図７から図９に基づいて説明する。以下では、刃先交換式エンドミル１０に対する刃先交換式エンドミル１００の相違点に関して主として説明する。ただし、既に説明した上記刃先交換式エンドミル１０の構成要素と同じまたは対応する構成要素には、以下の説明では同じ符号を用いて、それらの重複する説明を省略する。なお、刃先交換式エンドミル１００は、上記刃先交換式エンドミル１０と同様に上記したような変更が矛盾しない範囲で適用され得、それと同様の効果を奏することができる。

図８および図９に示されているように、刃先交換式エンドミル１００では、上壁部１８は、インサート取付座１６の先端側から基端側に向かって漸次その張り出し量ｈが大きくなるように形成されている。この場合、工具先端側に大きなスペースが確保されるので、刃先交換式エンドミル１００は切屑処理性に優れる。

また、刃先交換式エンドミル１００は、刃先交換式エンドミル１０と異なり、止めねじ３８を用いて切削用インサート１４をインサート取付座１６に押圧する押圧機構を採用していない。つまり、刃先交換式エンドミル１００では、エンドミル本体１２に止めねじ孔３６が設けられず、また切削用インサート１４に係合穴６６は設けられていない。この場合、押圧機構を採用したときに比べて、切屑ポケットやブレーカ形状の設計上の自由度が高くなる。そして、エンドミル１００の製造コストを抑えてエンドミル１００の低コスト化を図ることができる。

また、図８においてより良く示されているように、刃先交換式エンドミル１００では、上壁部１８の形状は、切屑ポケット３５の容積が十分に大きく、取付ねじ３２の操作時に該取付ねじ３２の頭部３２ｈが壁面２０と接触するおそれがないように定められている。したがって、刃先交換式エンドミル１００の上壁部１８は、凹部２０ｒを備えない。しかし、図７に示されているように、上壁部１８は、その側面２０に凹部１０２を設けられている。この凹部１０２によって、上壁部１８の張り出し量を大きくしてつまりバックメタルの厚さを厚くして工具先端部の強度の向上が図られつつ、切屑ポケット３５の容積が大きくされている。したがって、刃先交換式エンドミル１００は優れた切屑処理性を有する。

以上、刃先交換式エンドミルおよびそれに用いる切削用インサートを例に挙げて、本発明に係る刃先交換式切削工具およびこれに用いる切削用インサートを説明した。しかし、例えば、回転工具であるエンドミルの他、フライス、リーマ、ドリル、ボーリングカッタ等の刃先交換式回転工具に本発明は適用可能である。また、例えば、穴ぐり工具等の工具を固定して工作物を回転させて使用する刃先交換式切削工具にも、本発明は適用可能である。

なお、上記実施形態およびその変形例等では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれらに限定されない。本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。

Claims (5)

1. 先端側から基端側に延びる軸線を有する工具本体を備え、該工具本体に切削用インサートを着脱可能に装着する、刃先交換式切削工具であって、
   前記工具本体に形成された複数のインサート取付座と、
   前記工具本体に一体的に形成された複数の上壁部であって、該複数の上壁部の各々が前記複数のインサート取付座のうちの対応する１つのインサート取付座に対して張り出す複数の上壁部と
   を備え、
   前記複数の上壁部の各々には、対応する１つのインサート取付座に隣り合うインサート取付座が形成され、
   前記複数の上壁部の各々は、対応するインサート取付座に切削用インサートが取り付けられたとき、該切削用インサートの少なくとも一部を覆うように張り出し、かつ、前記インサート取付座に対するその基端側の張り出し量がその先端側の張り出し量よりも大きくなるように形成されることにより対応する１つのインサート取付座に隣り合うインサート取付座における切削用インサートを支持する部分の厚さを増すように形成されていて、
   前記複数の上壁部の各々は、対応するインサート取付座のねじ孔へ該上壁部を介さずに取付ねじが前記切削用インサートの取付孔を通してねじ込まれるように、かつ、該ねじ孔よりも該工具本体の基端側において該上壁部が先端側から基端側に向かうに従い張り出し量を増して該ねじ孔よりも該インサート取付座の外周側に位置する部分の上に向けて張り出すように、形付けられている
   ことを特徴とする刃先交換式切削工具。
2. 前記複数のインサート取付座の各々に設けられたねじ孔であって、前記切削用インサートを前記インサート取付座に取り付けるときに該切削用インサートの取付孔を通して取付ねじがねじ込まれるねじ孔を備え、
   前記複数の上壁部の各々は、前記ねじ孔への前記取付ねじのねじ込みを阻害しないように、形付けられていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式切削工具。
3. 前記複数の上壁部の各々の先端部は略一定の張り出し量で形成され、前記複数の上壁部の各々の基端部はその張り出し量が先端側から基端側に向かうに従い漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の刃先交換式切削工具。
4. 前記複数のインサート取付座の各々は、底壁面と、該底壁面と直角を成すように延在する側壁面および端壁面を備え、
   前記複数のインサート取付座の各々において、該側壁面および該端壁面と直角を成すと共に前記底壁面と対向するように延在する上壁面が対応する前記上壁部に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。
5. 前記複数の上壁部の各々は、対応する前記インサート取付座に向けて貫通する止めねじ孔を備え、
   任意のインサート取付座において、前記インサート取付座に前記切削用インサートが取り付けられたとき、前記インサート取付座に対して前記切削用インサートを押し付けるように、止めねじが、前記止めねじ孔にねじ込まれることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。

Images