JP5135880B2

JP5135880B2 - 切削インサート

Info

Publication number: JP5135880B2
Application number: JP2007134439A
Authority: JP
Inventors: 和哉山崎; 健治菅原; 豊名田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2027-05-21
Also published as: JP2008284666A

Description

本発明は、切削ホルダに装着し、切削加工を行う、切刃が一つ以上の切削インサートであって、切削送り方向において、切屑処理を良好にするように、すくい面のコーナ部に交差する該すくい面の一対の辺稜部のうち一方の辺稜部にコーナ部から延びる切刃が形成されるとともに、すくい面上にはこの切刃に沿ってコーナ部から延びるブレーカ溝を形成した、いわゆる勝手付きの切削インサートに関するものである。

このような勝手付きの切削インサートとしては、例えば特許文献１に、超高硬度焼結体をコーナ上面に接合してチップブレーカを形成したものとして、斜め研ぎ付けのブレーカや片側エッジ平行研ぎ付けのブレーカをワイヤー放電加工や放電加工、研磨で加工して付けたものが提案されている。
特開平８−１１８１１３号公報

ところが、この特許文献１に記載された勝手付きの切削インサートでは、チップブレーカが切刃に連なる溝底面とこの溝底面から立ち上がる溝壁面とから形成されただけのものであるため、切刃から溝壁面までのブレーカ幅や溝壁面の曲率半径、溝底面に対する高さ等によっては、仕上げ切削などで切込みが小さくて切刃のコーナ部側のみにより切削が行われる場合には、幅が小さく生成された切屑が充分にカールさせられずに溝壁面を乗り越えてしまうおそれがある一方、粗切削などでコーナ部からチップブレーカの略全長までの切刃により切削が行われる場合には、幅広に生成された切屑が詰まり気味となってしまうおそれがある。

また、この特許文献１には、コーナ部に交差する一対の辺稜部の双方に切刃が形成された両側エッジ平行研ぎ付けのブレーカにおいて溝壁面を２段にした２段ブレーカのものも記載されている。しかしながら、かかる切削インサートでは、勝手付きではないためにコーナ部側のみによって生成された切屑を確実に溝壁面に衝突させることができなくなってその処理が困難となる。その一方で、２段の溝壁面がチップブレーカの全長に亙って延びているので、切刃の全長によって切削を行う場合にも幅広の切屑がこれら２段の溝壁面に双方に衝突して切削抵抗の増大を招くおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のようなブレーカ溝が形成された勝手付きの切削インサートにおいて、切刃のコーナ部側が使用される仕上げ切削から全長が使用される粗切削に至るまで、切屑を円滑かつ安定的に処理することが可能な切削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、本発明は、すくい面のコーナ部に交差する一対の辺稜部のうち一方の辺稜部に上記コーナ部から延びる切刃が形成されるとともに、このすくい面には上記切刃に連なる溝底面とこの溝底面から上記切刃側を向いて立ち上がる溝壁面とを備えたブレーカ溝が上記コーナ部から上記切刃に沿って延びるように形成されており、このブレーカ溝には、上記切刃側を向いて上記コーナ部側から該切刃が延びる方向に向けて延びる複数段の壁部が、上記コーナ部から上記一対の辺稜部のうち他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、上記溝底面に対する高さが高くなるように、かつ上記切刃が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成され、上記ブレーカ溝の溝底面には、該溝底面に対して凹む凹部が上記コーナ部側に形成されるとともに、上記ブレーカ溝の溝壁面には、該コーナ部側から上記切刃が延びる方向に向けて上記凹部よりも長く延びる突条部が形成されていて、上記凹部の上記切刃側を向く内壁面と、上記突条部の上記切刃側を向く壁面とが、上記複数段の壁部とされていることを特徴とする。

従って、このような切削インサートでは、仕上げ切削等において切刃のコーナ部側で生成される切屑は、この切刃に連なるブレーカ溝の溝底面から溝壁面へと確実に案内されて上記他方の辺稜部が延びる方向へと流出する。そして、このブレーカ溝のコーナ部側には、該コーナ部から上記他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に溝底面に対する高さが高くなる複数段の壁部が、それぞれ切刃側を向いて、該コーナ部側からこの切刃が延びる方向に延びるように形成されているため、流出した切屑はこれらの壁部に順次衝突させられて抵抗を受け、確実にカールさせられて処理される。

一方、このような仕上げ切削から粗切削に至るまでに切込みが大きくなるのに従い、切刃によって生成される切屑の幅も大きくなってゆくが、上記複数段の壁部は、コーナ部から他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、切刃が延びる方向に沿った長さが長くなるようにも形成されており、従って切屑の幅が長くなった部分にも確実に該壁部を衝突させて処理することができる。しかも、こうして幅広に生成された切屑に衝突する壁部の段数はコーナ部から離れた側ではコーナ部側よりも少なくなるため、不必要に切削抵抗が増大することもなく、また切屑が詰まり気味となるのも防止することができる。

ここで、上記ブレーカ溝の溝底面に、該溝底面に対して凹む凹部を上記コーナ部側に形成するとともに、上記ブレーカ溝の溝壁面には、該コーナ部側から上記切刃が延びる方向に向けて上記凹部よりも長く延びる突条部を形成し、上記凹部の上記切刃側を向く内壁面と、上記突条部の上記切刃側を向く壁面とを、上記複数段の壁部とすることにより、上述のように仕上げ切削から粗切削に至るすべての切り込み領域で、より確実に切屑を円滑かつ効率的に処理することが可能となる。

すなわち、このようにブレーカ溝の溝底面のコーナ部側に凹部を、溝壁面にはコーナ部側からこの凹部よりも長く延びる突条部をそれぞれ形成することにより、仕上げ切削等において切刃のコーナ部側で生成された幅の小さい切屑は、まず上記凹部に流入して、ブレーカ溝の溝底面に対する高さが負となるこの凹部の切刃側を向く内壁面に衝突する。次いで、切屑はこの凹部からブレーカ溝の溝壁面を駆け上り、溝底面に対する高さが凹部よりも高くなる上記突条部の壁面に衝突して抵抗を受け、より確実にカールさせられる。

一方、粗切削等において切刃の略全長により生成される幅広の切屑は、全体的にブレーカ溝の溝底面に沿って流れ出るため、そのコーナ部側の部分が凹部内に流入することは少なく、そのままブレーカ溝の溝壁面を駆け上がって上記突条部の壁面に衝突する。従って、凹部の内壁面による抵抗を受けることがないので、切屑に徒に大きな抵抗が作用することがなく、このため切削抵抗の増大を確実に抑えることができるとともに、切屑の詰まりも効果的に防ぐことが可能となる。

なお、このようにしてブレーカ溝の溝壁面に突条部を形成する場合には、複数条の突条部を、コーナ部から上記他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、上記溝底面に対する高さが高くなるように、かつ切刃が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成するのが望ましい。これにより、中仕上げ切削から粗切削に至るまでの幅広い切り込み領域で、生成される切屑の幅に最適な切屑処理性を得ることが可能となる。

また、当該切削インサートが専ら仕上げ切削に使用されるものである場合には、ブレーカ溝の溝壁面に突条部を設けずに、この溝壁面を連続した面として、ブレーカ溝の溝底面に、該溝底面に対して凹む凹部だけを上記コーナ部側に形成し、この凹部の切刃側を向く内壁面とブレーカ溝の溝壁面とを、上記複数段の壁部としてもよい。このような場合にも、仕上げ切削の際に切刃のコーナ部側で生成される切屑は、この凹部の壁面と、これよりも溝底面に対して高い位置に配置されるブレーカ溝壁面とにより処理することが可能となる一方、たとえ粗切削等に用いたとしても、幅広の切屑をブレーカ溝の溝壁面によって抵抗の増大や詰まりを生じることなく処理することが可能となる。すなわち、本発明は、すくい面のコーナ部に交差する一対の辺稜部のうち一方の辺稜部に上記コーナ部から延びる切刃が形成されるとともに、このすくい面には上記切刃に連なる溝底面とこの溝底面から上記切刃側を向いて立ち上がる溝壁面とを備えたブレーカ溝が上記コーナ部から上記切刃に沿って延びるように形成されており、このブレーカ溝には、上記切刃側を向いて上記コーナ部側から該切刃が延びる方向に向けて延びる複数段の壁部が、上記コーナ部から上記一対の辺稜部のうち他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、上記溝底面に対する高さが高くなるように、かつ上記切刃が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成され、上記ブレーカ溝の溝底面には、該溝底面に対して凹む凹部が上記コーナ部側に形成されていて、この凹部の上記切刃側を向く内壁面と、上記ブレーカ溝の溝壁面とが、上記複数段の壁部とされていることを特徴とするものでもある。

以上説明したように、本発明によれば、すくい面のコーナ部に交差する一対の辺稜部のうち一方に切刃が形成された勝手付きの切削インサートにおいて、切刃のコーナ部側により幅の小さい切屑が生成される仕上げ切削では、切屑を複数段の壁部に衝突させて確実に処理することができる一方、切刃の略全長が使用されて幅広の切屑が生成される粗切削では、切屑に過大な抵抗を不必要に与えることなく切削抵抗の低減を図るとともに切屑の詰まりを防止することができ、これら仕上げ切削から粗切削に至るまで円滑かつ安定的な切屑処理が可能な汎用性の高い切削インサートを提供することが可能となる。

図１ないし図６は、本発明の第１の実施形態を示すものである。本実施形態の切削インサートは、そのインサート本体１が超硬合金等の硬質材料により形成されて正三角形の平板状をなし、この正三角形をなす表裏面がすくい面２とされるとともに、これらのすくい面２の周囲に配される３つの側面が逃げ面３とされ、これらすくい面２と逃げ面３との交差稜線部となるすくい面２の辺稜部には、該すくい面２がなす正三角形の各コーナ部４に交差する一対の辺稜部のうち一方の辺稜部（図２において各コーナ部４から時計回り方向に延びる辺稜部）のみに、該コーナ部４から延びる切刃５がそれぞれ形成され、またすくい面２には、これらの切刃５に沿ってコーナ部４からそれぞれ延びるようにブレーカ溝６が形成された、勝手付きのインサートとされている。

ここで、インサート本体１には、上記すくい面２がなす正三角形の中央に開口するように、当該インサート本体１をその厚さ方向（図３ないし図６における上下方向）に貫通する取付孔７が形成されており、該インサート本体１は、この取付孔７の中心線回りに１２０°ずつの回転対称に形成されるとともに、表裏反転対称にも形成されている。また、表裏のすくい面２は、この取付孔７の開口部と上記ブレーカ溝６を除いて上記厚さ方向に垂直な平面状とされるとともに、逃げ面３はこの厚さ方向に沿って延びるように形成され、従って本実施形態の切削インサートはこの逃げ面３とすくい面２とが直交するネガティブタイプのインサートとされている。なお、各コーナ部４は、この厚さ方向に沿った平面視において上記一対の辺稜部に滑らかに接する１／３凸円弧状とされている。

また、上記ブレーカ溝６は、上記切刃５に連なる溝底面６ａと、この溝底面６ａに連なり切刃５側を向いて立ち上がる溝壁面６ｂとを備えたものであって、切刃５に直交する断面において溝底面６ａはすくい面２の内側に向かうに従い一定の角度で漸次後退するように傾斜した平面とされ、また溝壁面６ｂは同断面においてこの溝底面６ａに滑らかに接してすくい面２側に切れ上がる凹円弧状の曲面とされている。従って、切刃５は、厳密にはこのブレーカ溝６の溝底面６ａと上記逃げ面３との交差稜線部に形成されることになり、その上記厚さ方向の位置は、この厚さ方向に垂直とされたすくい面２の平面状の部分よりも僅かに後退した低い位置とされて、該厚さ方向に垂直に延びるように形成されている。

このようなブレーカ溝６は、切刃５が連なるコーナ部４側では、このコーナ部４から該コーナ部４に交差する一対の辺稜部のうち他方の辺稜部のコーナ部４側の部分を含んで開口するように形成されており、従ってこのコーナ部４において切刃５は、図４に示すように上記一方の辺稜部側からこの他方の辺稜部側に向かうに従い上記厚さ方向に漸次後退するように傾斜させられることになる。また、ブレーカ溝６は、このコーナ部４側から切刃５が延びる方向に向けて溝幅が一定となるように延びる一方、コーナ部４とは反対側では、すくい面２がなす正三角形の一辺の中点を越えた辺りで凹曲面状をなしてすくい面２側に切れ上がって溝幅が小さくなるように形成されている。従って、１つのすくい面２に形成されるブレーカ溝６同士は、本実施形態では互いに交差することはなく、また取付孔７とも交差することなく形成され、その間にはすくい面２の平面状とされた部分が残されている。

そして、このようなブレーカ溝６にはさらに、切刃５側を向いてコーナ部４側から該切刃５が延びる方向に向けて延びる複数段の壁部が形成されるようになされており、これらの複数段の壁部は、コーナ部４から上記他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、ブレーカ溝６の上記溝底面６ａに対する高さが高くなるように、かつ切刃５が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成されている。なお、この溝底面６ａに対する壁部の高さは、例えば本実施形態のようにこの溝底面６ａが上述のような傾斜平面状とされている場合には、該平面に垂直な方向におけるすくい面２側への高さとすればよいが、単にブレーカ溝６の最深部となる溝底面６ａと溝壁面６ｂとの接線Ｌ部分からの上記厚さ方向への高さとしてもよい。

このような複数段の壁部を形成するに際して、本実施形態ではまず第１に、ブレーカ溝６の溝底面６ａに、この溝底面６ａに対して凹む凹部８が上記コーナ部４側に形成されており、この凹部８の内壁面のうち上記切刃５側を向く内壁面８ａが上記複数段の壁部のうち最も切刃５側の１段目の壁部とされている。ここで、この凹部８は、溝底面６ａに平行に一段凹んだ底面８ｂと、この底面８ｂから溝底面６ａ側に向かうに従い上記厚さ方向に対して漸次後退するように傾斜した、上記内壁面８ａを含む４つの内壁面とから形成されていて、コーナ部４から切刃５の該コーナ部４側の僅かな部分にかけて、これらコーナ部４および切刃５と上記接線Ｌとの間にそれぞれ極小さな一定間隔をあけるようにして凹設されている。

従って、この凹部８とコーナ部４および切刃５、接線Ｌとの間には上記溝底面６ａが残されることになり、また上記平面視において図２に示すように、凹部８の内壁面のうちコーナ部４側の内壁面はこのコーナ部４に沿って湾曲するように形成されるとともに、切刃５側の内壁面とこの内壁面に対向して切刃５側を向く接線Ｌ側の上記内壁面８ａとは切刃５に平行に延びるように形成される一方、コーナ部４側を向く内壁面は本実施形態では切刃５に垂直な方向に延びるように形成されている。なお、この凹部８の溝底面６ａからの深さは、例えばすくい面２からのブレーカ溝６の深さよりは十分小さくされており、またその上記内壁面８ａのブレーカ溝６の溝底面６ａに対する壁部の上記高さとしては、負の高さとされることになる。

一方、本実施形態ではさらに、上記複数段の壁部を形成するに際して第２に、ブレーカ溝６の溝壁面６ｂにコーナ部４側から切刃５が延びる方向に向けて延びる突条部９が該溝壁面６ｂから突出するように形成されていて、この突条部９は、その切刃５が延びる方向への長さが上記凹部８よりは長く、かつブレーカ溝６の溝壁面６ｂの長さよりは短くされている。しかも、本実施形態では、溝壁面６ｂにこのような突条部９が複数条（本実施形態では２条）、上記他方の辺稜部が延びる方向に並ぶように形成されていて、このうち切刃５側の第１の突条部９Ａに対して、切刃５と反対側の第２の突条部９Ｂは、上記切刃５が延びる方向の長さが長く、かつブレーカ溝６の溝底面６ａに対する上記高さが高くされており、これらの突条部９Ａ，９Ｂの切刃５側を向く壁面９ａがそれぞれ２段目、３段目の壁部とされている。

ここで、これら第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂはいずれも、上記厚さ方向に垂直な平面状の突頂面９ｂと、ブレーカ溝６の溝底面６ａ側から上記厚さ方向にこの突頂面９ｂに向かうに従い漸次後退するように傾斜した上記壁面９ａとにより形成されたものであって、これら壁面９ａと突頂面９ｂとの交差稜線部には図５に示すように断面凸曲線状の面取りが施されている。そして、この突頂面９ｂまでの壁面９ａの溝底面６ａに対する上記高さが、第１の突条部９Ａよりも第２の突条部９Ｂの方が高く、しかも溝底面６ａに対する高さが負となる凹部８の上記内壁面８ａよりは第１の突条部９Ａの壁面９ａの高さの方が高くなるようにされている。

なお、このように後退傾斜した壁面９ａの上記厚さ方向に対する傾斜角は、切刃５側の第１の突条部９Ａの傾斜角が、第２の突条部９Ｂの傾斜角よりも大きく、かつ凹部８の上記内壁面８ａの傾斜角よりは小さくなるように設定されており、すなわち１段目の壁部である内壁面８ａから２段目、３段目の壁部である第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂの壁面９ａに向けて順に傾斜が急勾配となるようにされている。また、これら第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂは、上記図５に示した断面形状のままコーナ部４の上記他方の辺稜部側に延びて、図４に示すようにこの他方の辺稜部に連なる逃げ面３に交差させられている。

さらに、第１の突条部９Ａは、ブレーカ溝６の溝壁面６ｂの切刃５側において、第２の突条部９Ｂの壁面９ａから上記接線Ｌを僅かに越えて切刃５側に突出するように、ただし溝底面６ａの上記凹部８とは重なり合わないように形成されており、この第１の突条部９Ａの壁面９ａは、コーナ部４から切刃５が延びる方向に向けて該切刃５と平行に延びた後、上記凹部８を越えた辺りから凸曲面を描きつつ切刃５に対して後退して第２の突条部９Ｂの壁面９ａに交差させられている。また、第２の突条部９Ｂも、その壁面９ａはコーナ部４から切刃５が延びる方向に向けて切刃５と平行に延びた後、ブレーカ溝６の長さの１／２程度の位置から凸曲面を描きつつ切刃５に対して後退して、このブレーカ溝６の溝壁面６ｂに交差するように形成されている。

さらにまた、本実施形態では上記複数段の壁部の第３として、これら第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂのうちブレーカ溝６の溝底面６ａからの高さが高い第２の突条部９Ｂでも、その突頂面９ｂの高さが同溝底面６ａから平面状のすくい面２までの溝壁面６ｂの高さ、すなわちブレーカ溝６の溝深さよりは小さくなるようにされており、これにより第２の突条部９Ｂの突頂面９ｂと上記すくい面２との間にはブレーカ溝６の溝壁面６ｂが残されて、この溝壁面６ｂが、突条部９よりも溝底面６ａに対する高さが高く、かつ切刃５が延びる方向に沿った長さが長い４段目の壁部とされている。ここで、この４段目の壁部とされる溝壁面６ｂのすくい面２側の部分は、その上記厚さ方向に対する傾斜角が、３段目の壁部とされる第２の突条部９Ｂの壁面９ａの傾斜角よりもさらに小さく、すなわち厚さ方向に垂直なすくい面２に対しては切刃５側からの１〜４段目の壁部の順に急勾配の傾斜とされている。

このように構成された切削インサートにより、切刃５のコーナ部４から該コーナ部４側の上記凹部８までの部分を用いて被削材の仕上げ切削を行う場合には、当該切削インサートが勝手付きのインサートであって、すなわちコーナ部４に交差する一対の辺稜部のうち一方の辺稜部のみに沿って延びるように切刃５およびブレーカ溝６が形成され、コーナ部４から他方の辺稜部に沿ってはこのブレーカ溝６の開口部が切れ上がってすくい面２に連なっているので、切刃５のコーナ部４側で生成された幅の小さな切屑は、上記他方の辺稜部が延びる方向に向けて流出して確実にブレーカ溝６の溝底面６ａから溝壁面６ｂに案内される。

そして、このブレーカ溝６には、切刃５側を向いてコーナ部４側から切刃５が延びる方向に向けて延びる複数段（本実施形態では４段）の壁部が、コーナ部４から上記他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、溝底面６ａに対する高さが高くなるように、かつ切刃５が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成されていて、切刃５のコーナ部４側ではこれら４段の壁部が切屑の流出方向に向けて順に高くなるように立設されるので、上述のようにブレーカ溝６に案内された切屑をこれらの壁部に順次衝突させて抵抗を与えることにより確実にカールさせて処理することが可能となる。

すなわち、上記第１の実施形態の切削インサートによれば、こうして仕上げ切削の際に切刃５のコーナ部４側で生成された切屑は、まずブレーカ溝６の溝底面６ａから凹部８内に落ち込んで１段目の壁部であるその切刃５側を向く内壁面８ａに衝突し、次いでこの凹部８からブレーカ溝６の溝壁面６ｂ側に流れ出て、該溝壁面６ｂに形成された突条部９において、２段目、３段目の壁部とされたその第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂの各壁面９ａに衝突する。さらに、こうして第２の突条部９Ｂの壁面９ａに衝突した切屑は、その突頂面９ｂとすくい面２との間に残された４段目の壁部としてのブレーカ溝６の溝壁面６ｂに衝突し、このように複数段の壁部に順次衝突することによって次々と抵抗が与えられることにより切屑は小さくカールさせられて分断され、処理されるのである。

また、このような仕上げ切削に対して、ブレーカ溝６の溝底面６ａと逃げ面３との交差稜線部に形成された切刃５の略全長を使用するような粗切削の場合に生成される幅広の切屑は、仕上げ切削と同様に切刃５からこの溝底面６ａに流れ出るが、幅広であるために凹部８に落ち込んで１段目の壁部である上記内壁面８ａにより抵抗を受けることは少なく、そのままブレーカ溝６の溝壁面６ｂ側に流れ出て上記突条部９における第１、第２の突条部９Ｂの壁面９ａに衝突し、さらにこの第２の突条部９Ｂとすくい面２との間の溝壁面６ｂに衝突して抵抗を受けることによりカールさせられる。

ただし、４段目の壁部となる溝壁面６ｂに対して３段目の壁部である第２の突条部９Ｂの壁面９ａはコーナ部４から切刃５が延びる方向への長さが短く、さらに２段目の壁部である第１の突条部９Ａの壁面はこの第２の突条部９Ｂの壁面９ａよりも短くされているので、コーナ部４から離れた側では切屑に与えられる抵抗が順次小さくなる。従って、切屑の幅がこの凹部８の長さを越えるような中仕上げ切削から上述の粗切削では、上述のように１段目の壁部である凹部８の内壁面８ａにより抵抗を受けることが少ないこととも相俟って切屑に必要以上の抵抗が作用することがなく、このため切削インサートに生じる切削抵抗が増大するのも抑えることができるとともに、幅広の切屑がブレーカ溝６内で詰まり気味となるのも防ぐことができる。

このように、上記構成の切削インサートによれば、仕上げ切削においては切刃５のコーナ部４側で生成される切屑を確実にブレーカ溝６に案内することができて、このブレーカ溝６の１〜４段目の複数段の壁部に衝突させて十分な抵抗を与えることにより、カールさせて処理することができる。その一方で、中仕上げ切削から粗切削までの切り込み領域で生成される幅広の切屑には過大な抵抗が作用するのを避けることができて、切削抵抗が増大したり切屑詰まりが生じたりするのを防ぎつつ、上記複数段の壁部によって切屑を処理することができ、従って仕上げ切削から粗切削に至るまでのすべての領域で切屑を円滑かつ安定的に処理することが可能となる。

しかも、本実施形態の切削インサートでは、ブレーカ溝６の溝壁面６ｂに複数条の突条部９（第１、第２の２条の突条部９Ａ，９Ｂ）が形成されていて、切刃５側から離れるに従い、その溝底面６ａに対する高さが順に高く、かつ切刃５が延びる方向への長さが順に長くなるようにされており、上述のような中仕上げ切削から粗切削までの切り込み領域のうちでも、より細かい切り込み領域ごとに生成される切屑の幅に適した処理性能を得ることができる。

すなわち、第１の突条部９Ａの長さと同程度の幅の切屑が生成される中仕上げ切削においては、この第１の突条部９Ａの壁面９ａと、第２の突条部９Ｂの壁面９ａと、さらに上記溝壁面６ｂとによって必要十分な抵抗を切屑に与えてカールさせることができる一方、第２の突条部９Ｂの長さと同程度の幅の切屑が生成される粗切削では、同様にこれら第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂの壁面９ａと溝壁面６ｂとによって抵抗が与えられるものの、第１の突条部９Ａが短い分だけ切屑の単位幅当たりに作用する抵抗は小さくなり、従って切削抵抗の増大や切屑が詰まり気味となるのはより一層確実に防ぐことが可能となる。ただし、本実施形態ではこのように第１、第２の２条の突条部９Ａ，９Ｂを形成しているが、切削条件やインサート本体１の大きさ等によっては１条の突条部９のみを形成するようにしてもよく、また３条以上の突条部９を形成してもよい。

また、特に本実施形態では、上記複数段の壁部が切刃５側から順に、すなわち１段目の凹部８の内壁面８ａから、第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂの壁面９ａ、および第２の突条部９Ｂとすくい面２との間のブレーカ溝６の溝壁面６ｂの順に、その勾配が急になるように形成されており、従って切屑には切刃５から離れた壁部になるほど大きな抵抗が与えられることになる。このため、切刃５側の前段の壁部だけでは切屑が十分にカールされなくても、後段の壁部に衝突するに従い徐々に大きな抵抗が切屑に与えられることになるので、本実施形態によれば一層確実な切屑処理を図ることが可能となる。

一方、これら複数段の壁部のうち本実施形態では２、３段目の第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂの壁面９ａは、そのコーナ部４とは反対側の端部が凸曲面を描きつつ切刃５に対して後退し、第２の突条部９Ｂの壁面９ａやブレーカ溝６の溝壁面６ｂに交差して没入するように形成されており、中仕上げ切削で第１の突条部９Ａの長さよりも大きな幅で切屑が生成される場合や、粗切削で第２の突条部９Ｂの長さよりも大きな幅で切屑が生成される場合に、切刃５が延びる方向におけるこれら第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂ間の段差部や第２の突条部９Ｂと溝壁面６ｂとの段差部で切屑に大きな抵抗が作用するのも避けることができる。

なお、インサート本体１の表裏のすくい面２が反転対称とされるとともに、切刃５およびブレーカ溝６がコーナ部４から一方の辺稜部側にのみ形成された勝手付きの本実施形態の切削インサートでは、図１や図３、図４に示されるように、一方のすくい面２のコーナ部４を除いた切刃５およびブレーカ溝６に対して、その表裏反対側には他方のすくい面２のインサート本体１の厚さ方向に垂直な平坦面とされた部分が残されることになる。このため、中仕上げ切削や粗切削の際に使用される切刃５やブレーカ溝６に作用する切削抵抗を、その表裏反対側の平坦なすくい面２を介して切削工具のインサート取付座により確実に受け止めることが可能となり、このような切削抵抗により切削中にインサートの取付安定性が損なわれて切削精度の劣化を招くような事態も防ぐことができる。

次に、図７ないし図１２は、本発明の実施形態に対する参考例を示すものである。上記第１の実施形態では、ブレーカ溝６の溝底面６ａに１段目の壁部となる内壁面８ａを画成する凹部８が形成されるとともに、溝壁面６ｂには２、３段目の壁部となる壁面９ａを画成する第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂが形成され、この第２の突条部９Ｂとすくい面２との間のブレーカ溝６の溝壁面６ｂが４段目の壁部を構成しているが、例えば切削インサートが専ら中仕上げ切削から粗切削に使用されるものである場合に、この図７ないし図１２に示す参考例では、ブレーカ溝６の溝底面６ａには凹部８が形成されずに、溝壁面６ｂだけに壁面９ａを有する第１、第２の突条部９Ａ，９Ｂが形成されている。

従って、この参考例では、ブレーカ溝６の溝底面６ａは、その全体が切刃５からすくい面２の内側に向かうに従い一定の角度で漸次後退するように傾斜した平面とされ、第１の突条部９Ａの壁面９ａが１段目の壁部を、第２の突条部９の壁面９ａは２段目の壁部を、第２の突条部９Ｂとすくい面２との間のブレーカ溝６の溝壁面６ｂが３段目の壁部を構成することになる。なお、この参考例や、後述する図１３ないし図１８に示す第２の実施形態において、図１ないし図６に示した第１の実施形態と共通する構成要素には同一の符号を配して説明を省略する。

このような参考例の切削インサートは、上述のような中仕上げ切削から粗切削に用いた場合には、第１の実施形態において切屑が凹部８を乗り越えて流出するのと同様に、切削抵抗の増大を招くことなく、また切屑の詰まりを生じたりすることなく、円滑で効率的な切屑処理を図ることが可能となる。その一方で、たとえ切刃５のコーナ部４側だけで切屑が生成される仕上げ切削に用いても、このコーナ部４側のブレーカ溝６には第１、第２の突条部９Ａ、９Ｂの各壁面９ａと溝壁面９ｂとの３段の壁部が、その溝底面６ａからの高さを順に高くするようにして形成されているので、これらの壁部に切屑を順に衝突させて抵抗を与えることにより処理することが可能となる。

また、これとは逆に、当該切削インサートが専ら仕上げ切削に使用されるものである場合には、図１３ないし図１８に示す本発明の第２の実施形態の切削インサートのように、ブレーカ溝６の溝底面６ａに１段目の壁部となる内壁面８ａを画成する凹部８が形成されているだけで、溝壁面６ｂには突条部９が形成されていなくてもよい。すなわち、この第２の実施形態では、ブレーカ溝６の溝壁面６ｂの全体が切刃５に直交する断面において図１７や図１８に示すように溝底面６ａに滑らかに接してすくい面２側に切れ上がる凹円弧状の曲面とされ、凹部８の切刃５側を向く内壁面８ａが１段目の壁部を、そしてこのブレーカ溝６の溝壁面６ｂそのものが２段目の壁部を構成することになる。

このような第２の実施形態の切削インサートでは、切刃５のコーナ部４側のみが使用されて幅の小さい切屑が生成される仕上げ切削においては、切屑は第１の実施形態と同様にまず凹部８内に落ち込んで上記内壁面８ａに衝突することにより抵抗を受け、次いでブレーカ溝６の溝壁面６ｂに摺接しながら流れ出ることでさらに抵抗を受けてカールさせられ、処理される。一方、中仕上げ切削や粗切削では切屑が凹部８を乗り越えてゆくため、切削抵抗が不要に増大することはより少なく、また切屑が詰まり気味となるのも一層確実に防止することが可能となる。

次に、図１９ないし図２４は第１の実施形態の変形例を、図２５ないし図３０は上記参考例の変形例を、図３１ないし図３６は第２の実施形態の変形例をそれぞれ示すものであり、対応する各実施形態および参考例と共通する構成要素には同一の符号を配して説明を簡略化する。ここで、上記第１、第２の実施形態および参考例ではインサート本体１が正三角形平板状であって、その表裏の正三角形面がすくい面２とされていたのに対し、これらの変形例ではインサート本体１が正方形平板状であって、一対の正方形面の周囲に配される４つの長方形面のうち、互いに反対側に位置する一対の長方形面がすくい面２とされており、上記一対の正方形面が逃げ面３とされている。

そして、すくい面２の４つのコーナ部のうち互いに対角に位置する一対のコーナ部４からは、それぞれ該コーナ部４に交差するすくい面２の一対の辺稜部のうち一方の長辺稜部、すなわちすくい面２と逃げ面３との交差稜線部に延びるように切刃５が形成されるとともに、すくい面２には該切刃５に沿って上記コーナ部４からブレーカ溝６が形成されている。従って、これらの変形例の切削インサートも勝手付きのネガティブタイプで、いわゆる縦刃の切削インサートとされている。

なお、これらの変形例においてもインサート本体１には、逃げ面３とされる上記正方形面の中央に開口するように、当該インサート本体１をその厚さ方向（図２０、図２２、図２６、図２８、図３２、図３４における上下方向）に貫通する取付孔７が形成されており、インサート本体１は、この取付孔７の中心線回りに１８０°ずつの回転対称に形成されて、すなわち上記一対のすくい面２が表裏反転対称に形成されるとともに、各すくい面２は取付孔７の中心線に直交するその長方形面の中心線回りにも１８０°回転対称とされている。また、すくい面２の各４つのコーナ部は、切刃５が延びる上記一対のコーナ部４も含めて、この中心線に沿った平面視に１／４凸円弧状とされている。

ここで、上記ブレーカ溝６は、インサート本体１の上記４つの長方形面のうちすくい面２とされる長方形面以外の他の一対の長方形面に上記コーナ部４側で開口しており、これらの変形例では、すくい面２の内側に向かうに従い一定の角度で漸次後退する傾斜平面とされたその溝底面６ａの幅が、上記平面視において図２０、図２６、および図３２に示すようにコーナ部４から切刃５が延びる方向に向けて漸次大きくなるように形成されている。一方、この溝底面６ａに滑らかに接して切れ上がる断面凹円弧状曲面とされた溝壁面６ｂは、同平面視における幅が逆に上記切刃５が延びる方向に向けて漸次小さくなるように形成されている。

従って、ブレーカ溝６の溝底となるこれら溝底面６ａと溝壁面６ｂとの接線Ｌは、コーナ部４に交差するすくい面２の一対の辺稜部のうち他方の辺稜部、すなわちすくい面２がなす長方形面の短辺稜部のコーナ部４側から該長方形面の中心に向けて斜めに延びるとともに、その深さが漸次深くなるようにされる。また、ブレーカ溝６は、切刃５が延びる方向には上記長辺稜部の長さの１／２手前辺りから切れ上がり、この長さの１／２を越えて同じすくい面２の反対側のブレーカ溝６の溝壁面６ｂと交差させられていて、１つのすくい面２に形成されるブレーカ溝６同士が上記長方形面の中心部分において連通するようにされている。

なお、これらの変形例では、すくい面２においてこれらのブレーカ溝６が形成された以外の部分、すなわち切刃５が延びる上記一対のコーナ部４以外の他の一対のコーナ部から上記長辺稜部に沿って延びる部分に、該すくい面２から一段突出する凸部２Ａがそれぞれ形成されている。これらの凸部２Ａの突頂面は、このすくい面２がなす長方形面の上記中心線に垂直な１つの平面上に位置して、該すくい面２上においてこの中心線方向に最も突出するようにされており、また上記切刃５は該中心線方向に上記１つの平面より後退した位置にあって該平面に平行に延びるように形成されている。

そして、このうち第１、第２の実施形態の変形例では、上記溝底面６ａのコーナ部４側に凹部８が形成されていて、その切刃５側を向く内壁面８ａが１段目の壁部とされている。ここで、これらの変形例における凹部８は、上記接線Ｌが上述のように斜めに延びているのに伴い、この接線Ｌに沿った上記内壁面８ａもコーナ部４側から切刃５が延びる方向に向けて該切刃５から離間するように傾斜させられた、上記平面視に台形状をなすように形成されており、ただしコーナ部４に沿った部分の内壁面は、第１、第２の実施形態と同様にこのコーナ部４に沿った１／４円弧状とされている。

また、第１の実施形態および参考例の変形例では、溝壁面６ｂに、コーナ部４側から切刃５が延びる方向に向けて延びる突条部９が複数条（これらの変形例でも２条）形成されている。これらの突条部９は、コーナ部４から上記他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、切刃５側の第１の突条部９Ａよりも、これとは反対の第２の突条部９Ｂの方が、上記溝底面６ａに対する高さが高くなるように、かつ切刃５が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成されていて、それぞれの切刃５側を向く壁面９ａが、第１の実施形態の変形例では２段目、３段目の壁部とされ、参考例の変形例では１段目、２段目の壁部とされている。

なお、これらの突条部９も、該変形例ではコーナ部４側から切刃５の延びる方向に向けて溝壁面６ｂがすくい面２内側の上記長方形面の中心に向かっているのに伴い、同様に上記平面視において図２０や図２６に示すようにこのすくい面２の内側に向けて切刃５から離間するように傾斜させられている。また、これら第１の実施形態および参考例の変形例では、突条部９は上記接線Ｌを跨いで溝底面６ａ側に張り出すように形成されており、このうち第１の突条部９Ａは切刃５が延びる方向に凹部８を越えて切刃５の長さの１／２を越えた辺りで第２の突条部９Ｂの壁面９ａに没入するように形成される一方、第２の突条部９Ｂは溝壁面６ｂの略全長に亙って上記長方形面の中心付近にまで延びるように形成されている。

また、これら第１の実施形態および参考例の変形例では、このうち第２の突条部９Ｂの切刃５とは反対側に、該第２の突条部９Ｂの突頂面９ｂよりもさらに溝底面６ａに対して高い位置に延びるブレーカ溝６の溝壁面６ｂ部分が残されており、この部分の溝壁面６ｂが第１の実施形態の変形例では４段目の壁部とされ、参考例の変形例では３段目の壁部とされている。一方、第２の実施形態の変形例ではこれらの突条部９が形成されずに、溝壁面６ｂが断面凹円弧状をなしたまま上記中心に向けて延び、上記内壁面８ａの次の２段目の壁部とされている。

このように構成された第１、第２の実施形態および参考例の各変形例の切削インサートは、例えばその切削に使用される切刃５が形成されたすくい面２とは反対側のすくい面２の上記凸部２Ａにおける突頂面と、該切刃５の逃げ面３とは反対側の逃げ面３と、この反対側の逃げ面３に上記切刃５が連なるコーナ部４とは反対側のコーナ部４において交差する、インサート本体１の４つの長方形の側面のうちすくい面２以外の側面とを、切削工具のインサート取付座に形成された互いに直交する３つの壁面に当接させて、上記取付孔７に挿入されるクランプネジやクランプピン、クランプ駒等のクランプ手段により着脱可能に固定される。

そして、これらの変形例においても、上記切削に使用される切刃５に沿って形成されたブレーカ溝６には、切刃５側を向いてコーナ部４側から該切刃５が延びる方向に向けて延びる複数段の壁部が、コーナ部４に交差するすくい面２の一対の辺稜部のうち他方の辺稜部が延びる方向に向けて該コーナ部４から順に、溝底面６ａに対する高さが高くなるように、かつ切刃５が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成されているので、仕上げ切削の際には切屑を確実にブレーカ溝６に導き、これら複数段の壁部により抵抗を与えることで処理することができる一方、中仕上げ切削や粗切削においては切刃５のコーナ部４から離れた側で切屑の衝突する壁部の段数が少なくなるため、切削抵抗の増大や切屑の詰まりを防ぐことが可能となる。

また、これらの変形例では、コーナ部４側から切刃５が延びる方向に向けてブレーカ溝６の溝底面６ａの幅が漸次大きくなるようにされていて、コーナ部４から離れた側ではこのブレーカ溝６の容量を大きく確保することができるので、中仕上げ切削や特に粗切削の際の切屑の詰まりを一層確実に解消することができる。加えて、１つのすくい面２に形成されるブレーカ溝６同士が、該すくい面２とされるインサート本体１の長方形面の中心部分で互いに連通しているので、この連通部分を介して反対側のブレーカ溝６に切屑を排出することもでき、やはり中仕上げ切削や特に粗切削の際に生成された切屑を詰まり気味とさせることなく円滑に排出することが可能となる。

本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。図１に示す第１の実施形態を取付孔７の中心線に沿ってすくい面２に対向する方向から見た平面図である。図１に示す第１の実施形態を１つの逃げ面３に垂直に対向する方向から見た側面図である。図１に示す第１の実施形態を１つの逃げ面３に平行な方向から見た側面図である。図２におけるＡＡ断面図である。図２におけるＢＢ断面図である。本発明の実施形態に対する参考例を示す斜視図である。図７に示す参考例を取付孔７の中心線に沿ってすくい面２に対向する方向から見た平面図である。図７に示す参考例を１つの逃げ面３に垂直に対向する方向から見た側面図である。図７に示す参考例を１つの逃げ面３に平行な方向から見た側面図である。図８におけるＡＡ断面図である。図８におけるＢＢ断面図である。本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。図１３に示す第２の実施形態を取付孔７の中心線に沿ってすくい面２に対向する方向から見た平面図である。図１３に示す第２の実施形態を１つの逃げ面３に垂直に対向する方向から見た側面図である。図１３に示す第２の実施形態を１つの逃げ面３に平行な方向から見た側面図である。図１４におけるＡＡ断面図である。図１４におけるＢＢ断面図である。本発明の第１の実施形態の変形例を示す斜視図である。図１９に示す第１の実施形態の変形例をすくい面２の中心線に沿って該すくい面２に対向する方向から見た平面図である。図１９に示す第１の実施形態の変形例を取付孔７の中心線に沿って逃げ面３に対向する方向から見た側面図である。図１９に示す第１の実施形態の変形例をすくい面２と逃げ面４とに平行な方向から見た側面図である。図２０におけるＡＡ断面図である。図２０におけるＢＢ断面図である。本発明の実施形態に対する参考例の変形例を示す斜視図である。図２５に示す参考例の変形例をすくい面２の中心線に沿って該すくい面２に対向する方向から見た平面図である。図２５に示す参考例の変形例を取付孔７の中心線に沿って逃げ面３に対向する方向から見た側面図である。図２５に示す参考例の変形例をすくい面２と逃げ面４とに平行な方向から見た側面図である。図２６におけるＡＡ断面図である。図２６におけるＢＢ断面図である。本発明の第２の実施形態の変形例を示す斜視図である。図３１に示す第２の実施形態の変形例をすくい面２の中心線に沿って該すくい面２に対向する方向から見た平面図である。図３１に示す第２の実施形態の変形例を取付孔７の中心線に沿って逃げ面３に対向する方向から見た側面図である。図３１に示す第２の実施形態の変形例をすくい面２と逃げ面４とに平行な方向から見た側面図である。図３２におけるＡＡ断面図である。図３２におけるＢＢ断面図である。

符号の説明

１インサート本体
２すくい面
３逃げ面
４コーナ部
５切刃
６ブレーカ溝
６ａブレーカ溝６の溝底面
６ｂブレーカ溝６の溝壁面（壁部）
８凹部
８ａ凹部８の切刃５側を向く内壁面（壁部）
８ｂ凹部８の底面
９，９Ａ，９Ｂ突条部
９ａ突条部９の壁面（壁部）
９ｂ突条部９の突頂面

Claims

すくい面のコーナ部に交差する一対の辺稜部のうち一方の辺稜部に上記コーナ部から延びる切刃が形成されるとともに、このすくい面には上記切刃に連なる溝底面とこの溝底面から上記切刃側を向いて立ち上がる溝壁面とを備えたブレーカ溝が上記コーナ部から上記切刃に沿って延びるように形成されており、このブレーカ溝には、上記切刃側を向いて上記コーナ部側から該切刃が延びる方向に向けて延びる複数段の壁部が、上記コーナ部から上記一対の辺稜部のうち他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、上記溝底面に対する高さが高くなるように、かつ上記切刃が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成され、上記ブレーカ溝の溝底面には、該溝底面に対して凹む凹部が上記コーナ部側に形成されるとともに、上記ブレーカ溝の溝壁面には、該コーナ部側から上記切刃が延びる方向に向けて上記凹部よりも長く延びる突条部が形成されていて、上記凹部の上記切刃側を向く内壁面と、上記突条部の上記切刃側を向く壁面とが、上記複数段の壁部とされていることを特徴とする切削インサート。
上記ブレーカ溝の溝壁面には、複数条の上記突条部が、上記コーナ部から上記他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、上記溝底面に対する高さが高くなるように、かつ上記切刃が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成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。
すくい面のコーナ部に交差する一対の辺稜部のうち一方の辺稜部に上記コーナ部から延びる切刃が形成されるとともに、このすくい面には上記切刃に連なる溝底面とこの溝底面から上記切刃側を向いて立ち上がる溝壁面とを備えたブレーカ溝が上記コーナ部から上記切刃に沿って延びるように形成されており、このブレーカ溝には、上記切刃側を向いて上記コーナ部側から該切刃が延びる方向に向けて延びる複数段の壁部が、上記コーナ部から上記一対の辺稜部のうち他方の辺稜部が延びる方向に向けて順に、上記溝底面に対する高さが高くなるように、かつ上記切刃が延びる方向に沿った長さが長くなるように形成され、上記ブレーカ溝の溝底面には、該溝底面に対して凹む凹部が上記コーナ部側に形成されていて、この凹部の上記切刃側を向く内壁面と、上記ブレーカ溝の溝壁面とが、上記複数段の壁部とされていることを特徴とする切削インサート。