JP5309748B2

JP5309748B2 - インサート着脱式カッタおよび切削インサート

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Publication number: JP5309748B2
Application number: JP2008185014A
Authority: JP
Inventors: 正治滝口; 壮史鷲見
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2028-07-16
Also published as: JP2010023143A

Description

本発明は、特に鋳鉄等の鋳物被削材の切削加工に用いて好適なインサート着脱式カッタおよび切削インサートに関するものである。

このような鋳物被削材の切削では、切削によって生成される切屑が脆くて分断され易いために切屑処理性は良好である反面、切削時に切刃に作用する衝撃や負荷が大きく、切刃の強度や切削インサートの剛性が不十分であると欠損等が生じ易い。そこで、このような場合には、カッタ本体に形成されたインサート取付座に、多角形平板状の切削インサートが、その厚さ方向を向く一対の多角形面のうちの一方を外周逃げ面としてカッタ本体の径方向外周側に向けるとともに、これら一対の多角形面の周りに配置される複数の周面の１つをすくい面としてカッタ回転方向に向けてインサート取付座に取り付けられて、これらすくい面と外周逃げ面との交差稜線部に形成された切刃によって切削加工を行う、いわゆる縦刃式のインサート着脱式カッタが用いられる。

例えば、特許文献１には、このような縦刃式のインサート着脱式カッタとして、正方形平板状をなすインサート本体のすくい面とされる周面の両端部に平坦面が、その間に凹曲面が形成された切削インサートを、上述のようにその一方の正方形面が外周逃げ面としてカッタ本体の外周側に向けるようにして取り付けたものが記載されている。すなわち、このような縦刃式のインサート着脱式カッタでは、平板状のインサート本体において寸法が小さくなる厚さ方向がカッタ本体の径方向に向けられ、これよりも寸法の大きい方向が、切削時の衝撃や負荷が作用することになるカッタ本体の周方向に向けられることになるため、このような衝撃や付加に対する切刃強度やインサート剛性を確保して、欠損等を防ぐことが可能となる。
特許第３００３２３０号公報

ところが、このような縦刃式のインサート着脱式カッタでは、こうしてインサート本体の寸法の大きい方向がカッタ本体の周方向に向けられて切削インサートが取り付けられるため、インサート取付座のカッタ本体周方向における寸法も大きくならざるを得ず、すくい面のカッタ回転方向前方側にチップポケットを確保しなければならないことも考慮すると、１つのカッタ本体に取付可能な切削インサートの数が制限されてしまう結果となる。このため、カッタ１回転当たりの切削量も制限されざるを得なくなって、高能率な切削加工が阻害されるおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、特に鋳物被削材の切削加工に用いられる上述のような縦刃式のインサート着脱式カッタにおいて、カッタ本体に取付可能な切削インサートの数を増加させて高能率の切削加工を行うことが可能なインサート着脱式カッタ、および該インサート着脱式カッタに用いて好適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、本発明のインサート着脱式カッタは、軸線回りに回転されるカッタ本体の先端部外周に複数のインサート取付座が周方向に並んで形成され、これらのインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられたインサート着脱式カッタであって、上記切削インサートは、多角形平板状のインサート本体を備えて、このインサート本体の厚さ方向を向く一対の多角形面のうち一方の多角形面を外周逃げ面として上記カッタ本体の径方向外周側に向けるとともに、これら一対の多角形面の周りに配置される複数の周面のうち１の周面をすくい面としてカッタ回転方向に向けて上記インサート取付座に取り付けられていて、これらすくい面と外周逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、上記インサート取付座は、上記カッタ本体の径方向外周側を向き、上記外周逃げ面とは反対側の上記インサート本体の着座面とされる他方の多角形面が着座させられる取付座底面と、この取付座底面のカッタ回転方向後方側に位置してカッタ回転方向を向くように上記カッタ本体の径方向外周側に突出し、上記すくい面とは反対側の上記インサート本体の当接面とされる他の１の周面が当接させられる第１の取付座壁面と、上記取付座底面の上記軸線方向後端側に位置して先端側を向くように突出する第２の取付座壁面とを備えていて、周方向に隣接するインサート取付座同士においては、カッタ回転方向後方側のインサート取付座の上記取付座底面がカッタ回転方向側に延長させられて、このカッタ回転方向側のインサート取付座の上記第１の取付座壁面と鋭角に交差させられているとともに、カッタ回転方向後方側のインサート取付座の上記第２の取付座壁面もカッタ回転方向側に延長させられて、上記カッタ回転方向側のインサート取付座の上記第１の取付座壁面に交差させられ、この第１の取付座壁面が上記カッタ本体の後端側では先端側よりも外周側に突出させ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着脱式カッタでは、そのカッタ本体のインサート取付座が、周方向に隣接するもの同士で、カッタ回転方向後方側のインサート取付座の取付座底面の延長面がカッタ回転方向側のインサート取付座の第１の取付座壁面と鋭角に交差させられていて、軸線方向先端側から見てこれら取付座底面と第１の取付座壁面とが交互に連続させられる丸鋸刃形状を呈することになる。従って、この取付座底面の延長面の延長長さを必要な範囲でできるだけ小さく設定することにより、切削インサート同士の間の間隔がカッタ本体の周方向に占める割合を極力小さくして、１つのカッタ本体に取付可能な切削インサートの数を増やすことができる。

その一方で、こうしてインサート取付座同士の間隔が小さくされることにより、切削インサートのすくい面のカッタ回転方向前方側のチップポケットの大きさが制限されても、特に上述のような鋳物被削材の切削加工の場合には、切屑が細かく分断されて生成されるので、切屑詰まりを生じたりして切屑処理性が阻害されることはない。また、第１の取付座壁面のカッタ回転方向後方側におけるカッタ本体の肉厚、いわゆるバックメタルが小さくなっても、このような縦刃式のインサート着脱式カッタにおいては、上述のように切削時の衝撃や負荷に対する切刃強度やインサート剛性が切削インサートそのものによって確保されるため、切刃に欠損等を生じたりすることもない。しかも、カッタ回転方向後方側のインサート取付座の第２の取付座壁面もカッタ回転方向側に延長されて、カッタ回転方向側のインサート取付座の第１の取付座壁面と交差させられることにより、カッタ本体の後端側ではこの第１の取付座壁面が先端側よりも外周側に突出させられて、カッタ回転方向後方側を向くインサート本体の当接面とされる他の１の周面と第１の取付座壁面との当接面積がより大きくされるため、切削インサートの取付剛性を一層確実に確保することができる。

さらに、このような構成のインサート着脱式カッタでは、上記第１の取付座壁面を、上記取付座底面に対する突出高さが、カッタ回転方向後方側のインサート取付座の上記取付座底面と交差する部分において、上記インサート本体の厚さよりも小さくなるようにして、上記周方向に隣接するインサート取付座に取り付けられた切削インサート同士では、カッタ回転方向後方側のインサート取付座に取り付けられた切削インサートの上記すくい面が、カッタ回転方向側のインサート取付座に取り付けられた切削インサートの上記当接面と、上記カッタ本体の周方向に対向するように構成することにより、これら対向するすくい面と当接面との間に画成されるチップポケットの容量を大きくして、切屑詰まり等を一層確実に防止することが可能となる。

また、本発明の切削インサートは、このようなインサート着脱式カッタに取り付けられる切削インサートであって、略正方形平板状の上記インサート本体を備え、このインサート本体の厚さ方向を向く一対の正方形面と、これら一対の正方形面の周りに配置される４つの長方形状の周面との交差稜線部には、この交差稜線部の中央部から一方の端部の上記正方形面のコーナ部までの間に上記切刃が形成されるとともに、この交差稜線部の中央から他方の端部に向けては面取り量が漸次大きくなるように該交差稜線部を面取りしてなるチャンファー部が形成されており、各正方形面においては上記チャンファー部と上記切刃とが該正方形面の周方向に交互に配設されていて、上記コーナ部における上記チャンファー部と上記周面との交差稜線部には、該コーナ部に交差する上記切刃に連なるコーナ刃が形成されるとともに、一対の正方形面の相対する交差稜線部同士では上記チャンファー部と上記切刃とが互い違いに配設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は、縦刃式のインサート着脱式カッタにおいて、そのインサート本体の厚さ方向を向く一対の正方形面のうち一方の正方形面を外周逃げ面としてカッタ本体の径方向外周側に向けるとともに、これら一対の正方形面の周りに配置される複数の周面のうち１の周面をすくい面としてカッタ回転方向に向けた上で、該すくい面とされる周面の１のコーナ刃をカッタ本体の先端外周に位置させ、該コーナ刃に連なる上記切刃に負のアキシャルレーキ角が付されるように、インサート取付座に取り付けられることになる。このため、上記切刃とこれに連なるコーナ刃とを、一方の正方形面で４回、インサート本体を反転させて他方の正方形面で４回の合計８回、同一勝手のカッタ本体に取り付けて使用することが可能となり、上述のように多数の切削インサートが取付可能とされて多刃化されたインサート着脱式カッタにおいて切削インサートを効率的に使用してコスト高となるのを防ぐことができる。

以上説明したように、本発明によれば、特に鋳物被削材の切削加工に用いられる縦刃式のインサート着脱式カッタにおいて、カッタ本体に取付可能な切削インサートの数を増やしてカッタを多刃化することにより、切削加工の高能率化を図ることができる。又、本発明の切削インサートによれば、このように多刃化されるインサート着脱式カッタにおいても、切削インサートを効率的に利用してコストの抑制を図ることができる。

図１ないし図３は本発明のインサート着脱式カッタの一実施形態を示すものであり、図４はこのインサート着脱式カッタに取り付けられる本発明の切削インサート１の一実施形態を示すものである。

まず、本実施形態の切削インサート１について説明すると、該切削インサート１は、超硬合金等の硬質材料により略正方形平板状に形成されたインサート本体２を備えたものであり、すなわちこのインサート本体２の厚さ方向（図４（ｂ）における左右方向）を向く一対の正方形面３と、これら一対の正方形面３の周りに配置される４つの長方形状の周面４とを有している。また、上記正方形面３の中央には、インサート本体２を上記厚さ方向に貫通する取付孔５が形成されていて、当該インサート本体２はこの取付孔５の中心線Ｘ回りに９０°ずつ回転対称形に形成されている。

さらに、上記一対の正方形面３と４つの周面４との合計８つの交差稜線部は、その中央部から該交差稜線部の一方の端部（図４（ａ）において中心線Ｘを中心に反時計回り方向側の端部）に位置する正方形面３のコーナ部Ｃまでの間が、該正方形面３と周面４とが直角に交差するように形成されて切刃６とされている。すなわち、本実施形態の切削インサート１は、ネガティブタイプのインサートである。

一方、この交差稜線部の中央から他方の端部（図４（ａ）において中心線Ｘを中心に時計回り方向側の端部）に位置するコーナ部Ｃまでの部分には、この部分を面取りするようにしてチャンファー部７が形成されており、しかもこのチャンファー部７の面取り量は上記他方の端部のコーナ部Ｃに向けて漸次大きくなるようにされている。

ここで、本実施形態におけるチャンファー部７は、上記交差稜線部の他方の端部までの部分を、断面が正方形面３と周面４とに滑らかに接する１／４凸円弧状をなすように面取りした丸チャンファーであり、この円弧の半径が上記他方の端部のコーナ部Ｃに向かうに従い大きくなるようにされた円錐面状をなしている。そして、この他方のコーナ部Ｃにおけるチャンファー部７と周面４との交差稜線部には１／４凸円弧状のコーナ刃８が形成され、このコーナ刃８は、チャンファー部７が形成された交差稜線部と該他方のコーナ部Ｃで交差する隣接した他の交差稜線部に形成された上記切刃６と滑らかに連なるようにされている。

従って、上述のようにインサート本体２が取付孔５の中心線Ｘ回りに９０°ずつ回転対称形に形成された本実施形態の切削インサート１では、このような切刃６とチャンファー部７とが正方形面３の周回り方向に交互に配設されることになる。そして、一対の正方形面３と周面４との交差稜線部のうち、周面４を挟んで相対する交差稜線部同士では、切刃６とチャンファー部７とは互い違いになるように配設されており、従ってインサート本体２はこれら一対の正方形面３に関しては、上記厚さ方向に対称ではなく、これら一対の正方形面を表裏反転させたときに対称となる形状とされている。

このような切削インサート１が取り付けられる本実施形態のインサート着脱式カッタは、そのカッタ本体１１が軸線Ｏを中心として先端側（図１および図２において下側）が後端側（図１および図２において上側）よりも一段拡径した概略円盤状をなしている。また、このカッタ本体１には、当該インサート着脱式カッタを工作機械の主軸に装着するための装着孔１２が軸線Ｏに沿って形成されている。

さらに、カッタ本体１１の先端部外周には、複数（本実施形態では１１）のインサート取付座１３が周方向に並んで形成されており、これらのインサート取付座１３に上記実施形態の切削インサート１が、上記取付孔５に挿通されるクランプネジ１４によってそれぞれ着脱可能に装着される。そして、こうして切削インサート１が取り付けられたカッタ本体１１が上記主軸に装着されて軸線Ｏ回りにカッタ回転方向Ｔに回転されることにより、本実施形態のインサート着脱式カッタは、特に鋳物被削材の切削加工に使用される。

ここで、縦刃式の本実施形態のインサート着脱式カッタでは、この切削インサート１の一対の正方形面３のうち一方が外周逃げ面としてカッタ本体１１径方向外周側に所定の逃げ角をもって向けられるとともに、４つの周面４のうち１つがすくい面としてカッタ回転方向Ｔに向けられて、このすくい面とされる周面４のカッタ本体１１外周側に位置する切刃６に、やはり所定の負の軸方向のすくい角αおよび同じく負の径方向すくい角が与えられる。

このとき、このすくい面とされる周面４の上記コーナ刃８の１つがカッタ本体１１の最先端外周側に位置して、このコーナ刃８に連なる上記切刃６が後端側に延びるように配設され、これらのコーナ刃８と切刃６とが切削に使用される。ただし、このコーナ刃８に連なる切刃６は、カッタ回転方向Ｔ側から見て図１に示すように、カッタ本体１１の後端側に向かうに従い軸線Ｏに対して１°程度の極小さな傾斜角βで外周側に向かうように傾斜させられている。

また、この最先端外周側に位置したコーナ刃８に連なる上記チャンファー部７はカッタ回転方向Ｔ後方側に延びるように配設されるとともに、このチャンファー部７を介して外周逃げ面とされる一方の正方形面３と交差してカッタ本体１１の先端側に向けられる周面４は、先端逃げ面としてやはり所定の逃げ角をもって該チャンファー部７とともにカッタ回転方向Ｔの後方側に向かうに従い軸線Ｏ方向後端側に傾斜するように配置される。

ここで、本実施形態では、周方向に隣接する周面４同士は垂直に交差しているので、この先端逃げ面の逃げ角は負角とされたすくい角αと略等しい絶対値の角度とされ、この角度は、図３に示すようにインサート本体２を中心線Ｘ方向に見たときのチャンファー部７と正方形面３との接線Ｓが該チャンファー部７を介して交差するインサート本体２の周面４に対してなす角度θよりも、例えば３°程度大きな角度とされる。

これらに対して、上記外周逃げ面とは反対側に位置するインサート本体１の他方の正方形面３は、カッタ本体１１の内周側に向けられてインサート取付座１３への着座面とされ、また上記すくい面および先端逃げ面とされる周面４とは反対側に位置するインサート本体１の２つの周面４は、それぞれインサート取付座１３に当接する当接面とされる。

こうして切削インサート１が取り付けられるインサート取付座１３は、カッタ本体１１の径方向外周側を向いてインサート本体２の上記着座面とされる他方の正方形面３が密着して着座させられる平面状の取付座底面１５と、この取付座底面１５のカッタ回転方向Ｔ後方側に位置してカッタ回転方向Ｔを向くようにカッタ本体１１の径方向外周側に突出する第１の取付座壁面１６と、取付座底面１５の軸線Ｏ方向後端側に位置して先端側を向くように突出する第２の取付座壁面１７とを有する凹状に形成されている。

これら第１、第２の取付座壁面１６、１７は、互いに垂直かつ取付座底面１５に対しても垂直な平面状に形成されて、インサート本体２の上記当接面とされる２つの周面４がそれぞれ当接可能とされ、さらに切削インサート１に上記すくい角αおよび逃げ角が与えられるように、第１の取付座壁面１６はカッタ本体１１の後端側に向かうに従いカッタ回転方向Ｔ側に向かうように、第２の取付座壁面１７はカッタ回転方向Ｔ側に向かうに従いカッタ本体１１の先端側に向かうように傾斜させられている。また、取付座底面１５には上記クランプネジ１４がねじ込まれる図示されないネジ孔が形成されている。

そして、本実施形態のインサート着脱式カッタでは、カッタ本体１１の周方向に複数並んで配設されたインサート取付座１３において、この周方向に隣接するインサート取付座１３同士では、図２に示すようにカッタ回転方向Ｔ後方側のインサート取付座１３の取付座底面１５が、このカッタ回転方向Ｔ側のインサート取付座１３のカッタ回転方向Ｔ後方側に位置する上記第１の取付座壁面１６と鋭角に交差するように、カッタ回転方向Ｔ側に延長させられている。すなわち、本実施形態では、カッタ回転方向Ｔ後方側のインサート取付座１３の平面状の取付座底面１５がそのまま延長されて、カッタ回転方向Ｔ側のインサート取付座１３の第１の取付座壁面１６に交差させられており、従って複数のインサート取付座１３の取付座底面１５と第１の取付座壁面１６とは、図２に示すように直角三角形状の鋸刃が円周状に周回するように配設された丸鋸刃形状を呈することになる。

ここで、カッタ回転方向Ｔ側のインサート取付座１３の上記第１の取付座壁面１６は、該インサート取付座１３の取付座底面１５に対して、カッタ回転方向Ｔ後方側のインサート取付座１３の取付座底面１５と交差する部分が径方向外周側に突出する突出高さｈが、インサート本２の厚さｔすなわち一対の正方形面３同士の間隔よりも、その半分程度に小さくされている。従って、この部分では、カッタ回転方向Ｔ側のインサート取付座１３に取り付けられた切削インサート１のカッタ回転方向Ｔ後方側に向けられた当接面とされる周面４の外周側部分が露出させられて、カッタ回転方向Ｔ後方側のインサート取付座１３に取り付けられた切削インサート１のすくい面とされる周面４と、カッタ本体１１の週方向に対向させられることになる。

また、インサート取付座１３の平面状の第２の取付座壁面１７も、上述のように傾斜したまま、かつ取付座底面１５に対して垂直とされたままカッタ回転方向Ｔ側に延長させられて、このカッタ回転方向Ｔ側に隣接するインサート取付座１３の第１の取付座壁面１６と垂直に角部をなすように交差させられている。従って、第１の取付座壁面１６は、このカッタ回転方向Ｔ後方側のインサート取付座１３の第２の取付座壁面１７と交差する後端側部分では、突出高さｈがインサート本体２の厚さｔより小さくされた取付座底面１５と交差する部分よりも径方向外周側に大きく突出することになり、すなわちカッタ回転方向Ｔ側からみて倒立したＬ字状を呈することになる。

このように形成されたインサート取付座１３に切削インサート１を取り付けた本実施形態のインサート着脱式カッタでは、こうして周方向に隣接するインサート取付座１３同士で、カッタ回転方向Ｔ後方側の取付座底面１５が延長されてカッタ回転方向Ｔ側の第１の取付座壁面１６と鋭角に交差させられているので、例えばこの第１の取付座壁面１６のカッタ回転方向Ｔ後方側に所定の幅でカッタ本体１１の外径と等しい径のバックメタル部が形成されている場合などに比べ、隣接する切削インサート１同士の間隔を小さくすることができる。従って、逆に１つのカッタ本体１１に取付可能な切削インサート１の数は増やすことができてインサート着脱式カッタの多刃化を図ることができ、これによりカッタ本体１の１回転当たりの切削量を増大させることができて、高能率の切削加工を促すことが可能となる。

その一方で、こうして切削インサート１同士の間隔が狭められることにより、インサート本体２のすくい面とされる周面４のカッタ回転方向Ｔ側に開口するチップポケットの大きさは小さくなるが、本実施形態のように鋳物被削材の切削加工に用いられるインサート着脱式カッタにおいては、切屑は初めから細かく分断された状態で生成される。このため、例えば鋼材の切削加工のように連続した切屑がカールされながら生成されるのと比べ、チップポケットが小さくても切屑詰まりを生じたりすることはなく、円滑な切屑処理性を維持することが可能となる。

特に、本実施形態では、１つのインサート取付座１３の取付座底面１５に対する第１の取付座壁面１６の突出高さｈが、インサート本体２の厚さｔよりも小さく、半分程度とされているので、例えばこの突出高さｈが厚さｔと同じとされている場合に比べて、上記チップポケットの容量をより大きく確保することができる。また、このように突出高さｐが小さくされることにより、カッタ回転方向Ｔ後方側のインサート取付座１３の取付座底面１５のカッタ回転方向Ｔ側には、このカッタ回転方向Ｔ側のインサート取付座１３に取り付けられた切削インサート１のカッタ回転方向Ｔ後方側に向けられた周面４（当接面）がの取付座底面１５と鈍角に交差して外周側に延びるように配設されるので、たとえ切屑が延び気味に連続して生成されても、取付座底面１５からこの周面４に衝突して分断されるので、一層円滑な切屑処理を促すことが可能となる。

さらに、上述のように第１の取付座壁面１６のカッタ回転方向Ｔ後方側に外径の大きなバックメタル部が形成されずに、特に取付座底面１５と交差する部分では第１の取付座壁面１６の突出高さｈがインサート本体２の厚さｔの半分程度となっていても、本実施形態のような縦刃式のインサート着脱式カッタでは、インサート本体２の厚さ方向ではなく、これよりも寸法の大きい周面４同士が相対する方向が、切削時の衝撃や負荷が作用するカッタ本体１１の周方向に向けられるので、切刃６の強度や切削インサート１の取付剛性をこのインサート本体２自体によって確保することができる。従って、このような衝撃や負荷による切刃６の欠損や切削インサート１のかたつきなども確実に防ぐことができて、上述のような高能率の切削加工を、より安定して行うことが可能となる。

しかも、本実施形態では、カッタ回転方向Ｔ後方側のインサート取付座１３の第２の取付座壁面１７もカッタ回転方向Ｔ側に延長されて、その延長面がカッタ回転方向Ｔ側のインサート取付座１３の第１の取付座壁面１６と交差させられることにより、カッタ本体１１の後端側ではこの第１の取付座壁面１６が先端側よりも外周側に突出させられている。従って、カッタ回転方向Ｔ後方側を向くインサート本体２の当接面とされる周面４と第１の取付座壁面１６との当接面積がより大きくされるため、切削インサート１の取付剛性を一層確実に確保することができる。

一方、本実施形態の切削インサート１は、そのインサート本体２が正方形平板状をなしていて、このインサート本体２の一対の正方形面３と４つの周面４との交差稜線部に、切刃６とチャンファー部７とが、各正方形面３ではその周回り方向に交互に、また一対の正方形面３同士では周面４の相対する交差稜線部で互い違いになるように形成されており、すなわち上述のようにインサート本体２が反転対称に形成されている。このため、同一勝手のカッタ本体１１に対して１つの切削インサート１の切刃６およびコーナ刃８を、一方の正方形面３で４回、他方の正方形面３で４回の、合計８回の使い回しすることが可能となる。このため、高価な切削インサート１を無駄なく効率的に使用することができて、多刃化により切削インサート１がカッタ本体１１に数多く取り付けられても、これらの切削インサート１が使い切られるまでの切削加工全体としてはコストの増大を抑制することが可能となる。

また、このような切削インサート１を、上記コーナ刃８がカッタ本体１１の最先端外周に位置するように取り付けた本実施形態のインサート着脱式カッタでは、切削に使用される切刃６先端のコーナ部Ｃにあって欠損等が生じ易い該コーナ刃８が、上述のように交差稜線部に面取りを施したチャンファー部７とすくい面とされる周面４との交差稜線部に形成されているので、このようなコーナ刃８の欠損も防止して切削インサート１の寿命の延長を図ることができる。

ところで、このような正方形平板状とされた本実施形態の切削インサート１では、カッタ本体１１に取り付けたときに先端逃げ面とされる周面４の逃げ角は、上述のように負角とされたすくい角αと略等しい絶対値の角度とされ、本実施形態ではこの角度は、上述のようにインサート本体２を中心線Ｘ方向に見たときのチャンファー部７と正方形面３との接線Ｓが周面４に対してなす角度θよりも３°大きな角度とされている。ところが、上記すくい角αが０°に近くなって、これに伴い角度θも小さくなると、インサート本体２の寸法等によっては、コーナ刃８に上述のような欠損を防止しうるほどの面取り量を与えるようなチャンファー部７を切刃６とともに１つの交差稜線部に形成するのは困難となるおそれがある。

例えば、上記正方形面３に内接する円の直径が９．５２５ｍｍで、半径Ｒが０．８ｍｍのコーナ刃８を形成しようとした場合、すくい角αが−１５°で、角度θが１２°のときには、図４（ａ）に示すように中心線Ｘ方向から見て１つの周面４と正方形面３との交差稜線部に形成されるチャンファー部７の該周面４に沿った長さＬは３．８５ｍｍ、切刃６のチャンファー部７と正方形面３との上記接線Ｓに沿った長さＡは４．７５ｍｍとなり、以下、すくい角αが−１３°で、角度θが１０°のときには長さＬは４．６１ｍｍ、長さＡは４．０４ｍｍ、すくい角αが−１０°で、角度θが７°のときには長さＬは６．５６ｍｍ、長さＡは２．１４ｍｍとなるが、すくい角αが−８°となって、角度θが５°となると、長さＬは９．１８ｍｍとなって長さＡは−０．４６ｍｍとなり、すなわちチャンファー部７が隣接する交差稜線部のチャンファー部７に達して、切刃６が形成されなくなってしまうことになる。

このため、ある程度のチャンファー部７の長さＬを確保しつつ、切削に使用可能な切刃６を形成するには、上記角度θは７°以上とされて、すくい角αは−１０°以下とされるのが望ましい。例えば、図１ないし図３に示したインサート着脱式カッタでは、軸方向のすくい角αは−１２°とされており、このとき切刃６の径方向のすくい角も−１２°とされている。

ただし、本実施形態ではこのように切削インサート１が正方形平板状とされているが、本発明のインサート着脱式カッタにおいては、インサート取付座１３の特徴に関してのみ限定すれば、切削インサートは多角形平板状のものが縦刃式に取り付けられていればよく、すなわち切削インサートは正方形平板状以外の、例えば正三角形平板状や菱形平板状のものであったりしてもよい。また、上記チャンファー部７も、本実施形態のような丸チャンファー以外に、交差稜線部が正方形面３と周面４とに鈍角に交差する平面状に面取りされた、角チャンファーであってもよい。

本発明のインサート着脱式カッタの一実施形態を示す断面図である。図１に示すインサート着脱式カッタを軸線Ｏ方向先端側から見た底面図である。図１に示すインサート着脱式カッタを、１つのインサート取付座１３に取り付けられた切削インサート１の外周逃げ面とされる正方形面３に対向する方向から見た部分側面図である。本発明の一実施形態の切削インサート１を示す（ａ）中心線Ｘに沿って正方形面３に対向する方向から見た平面図、（ｂ）正方形面３とチャンファー部７との接線Ｓに沿って周面４に対向する方向から見た側面図である。

符号の説明

１切削インサート
２インサート本体
３正方形面
４周面
６切刃
７チャンファー部
８コーナ刃
１１カッタ本体
１３インサート取付座
１５取付座底面
１６第１の取付座壁面
１７第２の取付座壁面
Ｏカッタ本体１１の軸線
Ｔカッタ本体１１の回転方向
α 切刃６の軸方向すくい角
Ｘインサート本体２の中心線
Ｓ正方形面３とチャンファー部７との接線
θ 中心線Ｘ方向に見たときの周面４に対する接線Ｓの角度
Ｒコーナ刃８の半径
Ｌチャンファー部７の長さ
Ａ切刃６の長さ

Claims

軸線回りに回転されるカッタ本体の先端部外周に複数のインサート取付座が周方向に並んで形成され、これらのインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられたインサート着脱式カッタであって、
上記切削インサートは、多角形平板状のインサート本体を備えて、このインサート本体の厚さ方向を向く一対の多角形面のうち一方の多角形面を外周逃げ面として上記カッタ本体の径方向外周側に向けるとともに、これら一対の多角形面の周りに配置される複数の周面のうち１の周面をすくい面としてカッタ回転方向に向けて上記インサート取付座に取り付けられていて、これらすくい面と外周逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、
上記インサート取付座は、上記カッタ本体の径方向外周側を向き、上記外周逃げ面とは反対側の上記インサート本体の着座面とされる他方の多角形面が着座させられる取付座底面と、この取付座底面のカッタ回転方向後方側に位置してカッタ回転方向を向くように上記カッタ本体の径方向外周側に突出し、上記すくい面とは反対側の上記インサート本体の当接面とされる他の１の周面が当接させられる第１の取付座壁面と、上記取付座底面の上記軸線方向後端側に位置して先端側を向くように突出する第２の取付座壁面とを備えていて、
周方向に隣接するインサート取付座同士においては、カッタ回転方向後方側のインサート取付座の上記取付座底面がカッタ回転方向側に延長させられて、このカッタ回転方向側のインサート取付座の上記第１の取付座壁面と鋭角に交差させられているとともに、カッタ回転方向後方側のインサート取付座の上記第２の取付座壁面もカッタ回転方向側に延長させられて、上記カッタ回転方向側のインサート取付座の上記第１の取付座壁面に交差させられ、この第１の取付座壁面が上記カッタ本体の後端側では先端側よりも外周側に突出させられていることを特徴とするインサート着脱式カッタ。
上記第１の取付座壁面は、上記取付座底面に対する突出高さが、カッタ回転方向後方側のインサート取付座の上記取付座底面と交差する部分において、上記インサート本体の厚さよりも小さくされていて、上記周方向に隣接するインサート取付座に取り付けられた切削インサート同士では、カッタ回転方向後方側のインサート取付座に取り付けられた切削インサートの上記すくい面が、カッタ回転方向側のインサート取付座に取り付けられた切削インサートの上記当接面と、上記カッタ本体の周方向に対向させられていることを特徴とする請求項１に記載のインサート着脱式カッタ。
上記切削インサートは、略正方形平板状の上記インサート本体を備え、
このインサート本体の厚さ方向を向く一対の正方形面と、これら一対の正方形面の周りに配置される４つの長方形状の周面との交差稜線部には、この交差稜線部の中央部から一方の端部の上記正方形面のコーナ部までの間に上記切刃が形成されるとともに、この交差稜線部の中央から他方の端部に向けては面取り量が漸次大きくなるように該交差稜線部を面取りしてなるチャンファー部が形成されており、
各正方形面においては上記チャンファー部と上記切刃とが該正方形面の周方向に交互に配設されていて、上記コーナ部における上記チャンファー部と上記周面との交差稜線部には、該コーナ部に交差する上記切刃に連なるコーナ刃が形成されるとともに、一対の正方形面の相対する交差稜線部同士では上記チャンファー部と上記切刃とが互い違いに配設されており、
該切削インサートが、上記すくい面とされる周面の１のコーナ刃を上記カッタ本体の先端外周に位置させて、該コーナ刃に連なる上記切刃に負のアキシャルレーキ角が付されるように取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインサート着脱式カッタ。
請求項３に記載のインサート着脱式カッタに取り付けられる切削インサートであって、
略正方形平板状の上記インサート本体を備え、
このインサート本体の厚さ方向を向く一対の正方形面と、これら一対の正方形面の周りに配置される４つの長方形状の周面との交差稜線部には、この交差稜線部の中央部から一方の端部の上記正方形面のコーナ部までの間に上記切刃が形成されるとともに、この交差稜線部の中央から他方の端部に向けては面取り量が漸次大きくなるように該交差稜線部を面取りしてなるチャンファー部が形成されており、
各正方形面においては上記チャンファー部と上記切刃とが該正方形面の周方向に交互に配設されていて、上記コーナ部における上記チャンファー部と上記周面との交差稜線部には、該コーナ部に交差する上記切刃に連なるコーナ刃が形成されるとともに、一対の正方形面の相対する交差稜線部同士では上記チャンファー部と上記切刃とが互い違いに配設されていることを特徴とする切削インサート。