JP5445700B2 - 切削用インサートおよび刃先交換式切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切削用インサートおよび該切削用インサートを装着できる刃先交換式切削工具に関する。

正面フライス加工で発生するバリは、一般的に正面フライス加工の終了後に設けられるバリ取り工程によって除去される。一方、鋳物のフライス加工で発生するこば欠けにおいては、その発生を防ぐためには一般的にこば欠けが発生しにくい切削条件を設定する必要がある。他に、正面フライス加工でバリ、あるいは、こば欠けを抑制する技術が従来から知られている。そのような従来技術には以下のようなものがある。

特許文献１の従来技術は、主切削を目的とする荒加工用インサートの他に、円形のバリ抑制用インサート（バリ取り用チップ）を設置するものである。このバリ抑制用インサートは円盤状であり、その円形の側面と円周面との交差稜線部に切れ刃が形成される。

特開平８−５２６１１号公報

しかしながら、特許文献１の発明の目的は、主切削を行う荒加工用インサートと、バリ抑制専用のさらい刃を設けたバリ抑制用インサートとが組み合されて取り付けられた正面フライスを用いることによってバリの発生を抑制することであるため、以下のような問題がある。

問題の一つ目は荒加工用インサートとバリ抑制用インサートの２種類のチップを用意しなくてはならないため、切削用インサートの在庫種類が増えることである。

問題の二つ目は荒加工用インサートとバリ抑制用インサートとでは、工具寿命に差があり、どちらか一方が工具寿命に至ったときに、両方のインサートを同時に交換しなくてはならない場合が多いことである。そのため、それぞれの切削用インサートを有効に使用することができず工具費が高くなる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、荒加工用の切れ刃とバリ抑制用の切れ刃との両方の切れ刃を有する切削インサートおよびその切削インサートを備えた刃先交換式切削工具を提供することを目的とする。

本発明の切削用インサートは、切削用インサートの中心軸線方向において対向する上下面の少なくとも一方に形成されるすくい面と、前記上下面の間で延在する前記切削用インサートの外周面に形成される逃げ面と、を有する多角形状の板状の切削用インサートであって、前記すくい面と前記逃げ面との交差部に形成された切れ刃を有し、前記切れ刃は、コーナ部と、当該コーナ部の一方側に形成された第１の主切れ刃と、当該コーナ部の他方側に形成された第２の主切れ刃とを含み、前記第２の主切れ刃は、前記コーナ部から離間するにしたがって、前記上下面のうち前記すくい面が形成された面側から、該すくい面に対向する面側へ向かう方向に徐々に傾斜する下り傾斜部と、前記コーナ部から離間するにしたがって、当該すくい面に対向する面側から当該すくい面が形成された面側へ向かう方向に徐々に傾斜する上り傾斜部と、を備え、前記上り傾斜部は前記下り傾斜部と接続され、前記上り傾斜部と前記下り傾斜部の少なくとも接続領域は、凹状に湾曲する逃がし部を形成している、ことを特徴とする。

本発明の刃先交換式切削工具は、上記本発明の切削用インサートと、当該インサートを着脱自在に装着するインサート取付け座が所定の位置に設けられた工具本体とを有する刃先交換式切削工具であって、前記工具本体に装着された前記切削用インサートは、前記第１の主切れ刃および前記第２の主切れ刃の各々が前記工具本体の外周面および先端面から突出して配設され、前記第２の主切れ刃の下り傾斜部は、負の切込み角を有し、前記第２の主切れ刃の上り傾斜部は、正の切込み角を有する、ことを特徴とする。

本発明の切削用インサートが刃先交換式切削工具に装着されて被削材の切削加工を行うとき、第１の主切れ刃およびコーナ部が被削材の荒切削加工を担う。一方、第２の主切れ刃の上り傾斜部の一部は僅少な切込み角を有するバリ抑制刃として作用する。これにより第１の主切れ刃による荒切削加工において加工面にバリが発生しても、そのバリをバリ抑制刃が除去するので、バリあるいはこば欠けの発生を防止する。すなわち、本発明の切削用インサートが用いられると、１種類の切削用インサートで荒加工とバリ取り加工とが同時に行われる。従って、荒加工用の切削条件のままでバリの無い加工が可能になる。言い換えれば、本発明の切削用インサートは切削条件をおとすことなく、バリまたはこば欠けの発生を抑制することができる。

第２の主切れ刃の下り傾斜部と上り傾斜部との交差部近傍は被削材と接触しない逃がし部を形成する。この逃がし部を挟んで、上り傾斜部の一部で構成されるバリ抑制刃と、第１の主切れ刃およびコーナ部とは、互いに分離されているので、バリ抑制刃から生成される切りくずと、第１の主切れ刃およびコーナ部から生成される切りくずとは互いに分断されたものとなる。そのため、生成された切りくずが円滑に排出される。また、第１の主切れ刃とバリ抑制刃とで個別に切込み角や切れ刃の長さを設定することができるため、それぞれの加工に対して適正化することができる。

バリ抑制刃となる上り傾斜部のラジアルレーキ角は負側へ傾斜している。そのため上り傾斜部で生じる切削抵抗による反力の方向は、切削工具の外側へ向く。すなわち、切削インサートの回転による抜け際では、バリを被削材から引き離す方向へ向く。また上り傾斜部は、ラジアルレーキ角の負側への傾斜が小さい場合と比較すると、被削材から時間をかけて徐々に離脱する。すなわち、被削材からの離脱部を切れ刃が大きく傾斜したまま通過する。切れ刃が傾斜した状態で被削材を切削するために、切削抵抗がさらに下がり、バリが確実に削り取られる。これによりバリの発生が効果的に防止される。

図１は本発明の切削用インサートの第１の実施形態を示す平面図である。 図2は図１に示す切削用インサートの正面図である。 図3は図１に示す切削用インサートの斜視図である。 図４は図１に示す切削用インサートの第２の主切れ刃の拡大正面図である。 図５は図１に示す切削用インサートを装着する刃先交換式正面フライスを示す平面図である。 図６は図５に示す刃先交換式正面フライスの正面図である。 図７は図５に示す刃先交換式正面フライスの斜視図である。 図８は図５に示す刃先交換式正面フライスの要部の分解斜視図である。 図９は本発明の切削用インサートの第２の実施形態を示す平面図である。 図１０は図９に示す切削用インサートの正面図である。 図１１は図９に示す切削用インサートの斜視図である。 図１２は図９に示す切削用インサートの第２の主切れ刃の拡大正面図である。 図１３は図９に示す切削用インサートを装着する刃先交換式正面フライスを示す平面図である。 図１４は図１３に示す刃先交換式正面フライスの正面図である。 図１５は図１３に示す刃先交換式正面フライスの斜視図である。 図１６は図５および図１３に示す刃先交換式正面フライスの被削材からの抜け際の状態を示す図である。 図１７は図５および図１３に示す刃先交換式正面フライスの被削材からの抜け際の状態を示す図である。 図１８は図５および図１３に示す刃先交換式正面フライスの切れ刃回転形状を示す図である。

（第１の実施形態）
図１〜図３に図示するように第１の実施形態に係る切削用インサート１は、略八角形の板状をなす。切削用インサート１は、中心軸線ＣＬを中心にもつ上下面を貫通する取付け穴１３を有する。すくい面１１は、切削用インサート１の中心軸線ＣＬ方向（厚み方向）に対向する略八角形状の上下面に形成される。逃げ面１２は上下に対向する八角形面間を厚み方向に平行な方向に延在する外周面に形成される。切削用インサート１は、中心軸線ＣＬに直交し、上下面の中間を通り、第１の主切れ刃と平行な軸線に関して１８０°回転対称である。

本実施形態の切削用インサート１の切れ刃は、上面および下面と外周面との交差部にそれぞれ形成され、かつ、上面および下面のそれぞれ形成された８つのコーナ部のうち、４つのコーナ部２０付近にそれぞれ形成されている。各切れ刃は、第１の主切れ刃２１と、第２の主切れ刃２２と、さらい刃２３とを含む。第１の主切れ刃２１と第２の主切れ刃２２とはコーナ部２０を介して互いに接続され、第２の主切れ刃２２とさらい刃２３とは互いに接続されている。第１の主切れ刃２１は、すくい面１１ａと逃げ面１２ａとの交差部に形成され、第２の主切れ刃２２は、すくい面１１ｂと逃げ面１２ｂとの交差部に形成され、さらい刃２３はすくい面１１ｃと逃げ面１２ｃとの交差部に形成されている。コーナ部２０は切削用インサート１を平面視したときに略円弧状に形成されている。各コーナ部２０は中心軸線ＣＬに関して９０°回転対称に配される。第１の主切れ刃２１は切削用インサート１の（＊１）中心軸線ＣＬに直交する平面内で略直線状に延在する。第１の主切れ刃２１に隣接するすくい面１１ａは、第１の主切れ刃２１から中心軸線ＣＬ側に向けて離れるに従って、切削用インサート１の中心軸線ＣＬ方向の厚さが減少する向きに傾斜しており、正のすくい角を有する。

図４に示すように、第２の主切れ刃２２は、コーナ部２０を介して第１の主切れ刃２１に接続された下り傾斜部２２ａと、さらい刃２３に接続された上り傾斜部２２ｂとを有する。下り傾斜部２２ａとコーナ部２０との接続部は滑らかに湾曲している。そして、下り傾斜部２２ａは、コーナ部２０からさらい刃２３に向かう方向に離間するに従って、切削用インサート１の中心軸線ＣＬ方向の厚さが徐々に減少する向きに傾斜するように形成される。すなわち、上面に形成された下り傾斜部２２ａであれば上面側から下面側に向かう方向に傾斜するように形成され、下面に形成された下り傾斜部２２ａであれば下面側から上面側に向かう方向に傾斜するように形成される。上り傾斜部２２ｂは、下り傾斜部２２ａの最下点において接続され、上り傾斜部２２ｂはコーナ部２０からさらい刃２３に向かう方向に離間するに従って切削用インサート１の中心軸線ＣＬ方向の厚さが徐々に増加する向きに傾斜する。すなわち、上面に形成された上り傾斜部２２ｂであれば下面側から上面側へ向かう左上がりの方向に傾斜するように形成され、下面に形成された上り傾斜部２２ｂならば上面側から下面側へ向かう右下がりの方向に傾斜するように形成される。なお、上り傾斜部２２ｂと下り傾斜部２２ａとは滑らかに接続されている。第２の主切れ刃２２の逃げ面１２ｂは単一の平面で構成される。

第２の主切れ刃２２に対応するすくい面１１ｂは、下り傾斜部２２ａおよび上り傾斜部２２ｂに対応した下り傾斜面および上り傾斜面を有し、これらは、第２の主切れ刃２２から中心軸線ＣＬ方向へ向けて離れるにしたがって、切削用インサート１の中心軸線ＣＬ方向の厚みが減少する向きに傾斜しており、正のすくい角を有する。

図１ないし図３に示すように、略直線状のさらい刃２３は、第２の主切れ刃２２の上り傾斜部２２ｂに接続している。さらい刃２３は、中心軸線ＣＬの方向から見て、第２の主切れ刃２２の上り傾斜部２２ｂに対して鈍角に交差している。また、さらい刃２３は、さらい刃２３をさらい刃２３から延びる逃げ面１２ｃに対向する側から見たときには、切削用インサート１の中心軸線ＣＬに直交する平面内で直線状に延在する。なお、さらい刃２３は形成を省略してもかまわない。さらい刃２３の上り傾斜部２２ｂとは反対側の端部から延びる稜線２６は、下面に形成された第２の主切れ刃２２から延びる逃げ面１２ｂと切削用インサート１の上面のすくい面１１ｂとの交差部に形成され、この稜線２６は、中心軸線ＣＬの方向から見たときに、さらい刃２３に対して鈍角に交差する。

本実施形態の切削用インサート１は、コーナ部２０、第１の主切れ刃２１、第２の主切れ刃２２およびさらい刃２３が上面に４箇所、下面に４箇所に形成され、上面又は下面が選択的にすくい面１１として使用される。従って、切削用インサート１は合計８つのコーナを切れ刃として使用可能となっている。

次に、本実施形態の切削用インサート１を装着する刃先交換式正面フライス１００について説明する。図５〜図８に示すように、刃先交換式正面フライス１００は、回転軸線ＡＸまわりに回転する略円盤状の工具本体１０１を有する。工具本体１０１は、その基端側の端面に取付け基準面１３０を有し、回転軸線ＡＸに沿ってアーバ等の保持具を介して工作機械の主軸（図示しない）へ装着するためのねじ穴を有する。チップポケット１１０は、工具本体１０１の先端部に周方向に沿って略等間隔に複数（８か所）形成される。インサート取付け座１２０は、各チップポケット１１０の工具回転方向Ｓを向く壁面１１０Ａを、切削用インサート１の上下面と略同一の八角形状に切り欠いた凹部である。インサート取付け座１２０の工具回転方向Ｓを向く底面１２０ａは、切削用インサート１の上面又は下面を支持する。この底面１２０ａに略直角に交差し工具先端側を向く２つの壁面１２０ｂ、１２０ｃは、切削用インサート１の外周面のうち２つの外周面を支持する（図５参照）。インサート取付け座１２０の底面１２０ａの略中央部には、底面１２０ａに略直交するねじ穴が形成される。

インサート取付け座１２０の底面１２０ａは工具本体１０１の回転軸線ＡＸに対して工具回転方向Ｓ側に傾き、且つ工具本体１０１の半径方向に対して工具回転方向Ｓ側に傾くように形成されている。すなわち、インサート取付け座１２０は、そこに取り付けられた切削用インサート１のアキシャルレーキおよびラジアルレーキがマイナスになるように形成されている。切削用インサート１は、その上面又は下面のいずれか一方および２つの外周面をインサート取付け座１２０の底面１２０ａおよび２つの壁面１２０ｂ、１２０ｃに夫々当接して載置され、取付け穴１３に挿通した締付けねじＢＴをインサート取付け座１２０の底面１２０ａに設けられたねじ穴に締付けることにより着脱可能に取り付けられる。切削用インサート１を工具本体１０１に取り付ける方法は締付けねじの他に、くさび、押さえ駒などを使用してもよい。

切削用インサート１は、インサート取付け座１２０に倣って、工具本体１０１の回転軸線ＡＸに対して工具回転方向Ｓ側に傾き、工具本体１０１の半径方向に対して工具回転方向Ｓ側に傾き、アキシャルレーキ、ラジアルレーキともに負となるように工具本体１０１に取り付けられる。この実施形態では、アキシャルレーキが−６°、ラジアルレーキが−５．５°に設定されている。切削用インサート１の一のコーナ部２０は工具本体１０１の先端外周部に配される。

図１８は本実施形態の刃先交換式正面フライスの切れ刃回転形状を示す図である。なお、切れ刃回転形状とは主運動方向に沿った方向から切れ刃を見たときの、切れ刃により画定される曲線形状のことをいう。工具本体１０１を回転軸線ＡＸ周りに回転させると、コーナ部２０、第１の主切れ刃２１、第２の主切れ刃２２およびさらい刃２３の切れ刃回転形状は図１８に示すような形状となる。工具本体１０１の先端外周部に配された一のコーナ部２０から、工具本体１０１の基端側および外周側へと延びる第１の主切れ刃２１は、工具本体１０１の回転軸線ＡＸに直交する平面に対して傾いており、その傾斜角すなわち切込み角κ１は約４５°となる。第２の主切れ刃２２は、下り傾斜部２２ａおよび上り傾斜部２２ｂの夫々の傾斜と、負のアキシャルレーキとの組み合わせ（合成）によって後述する形状となる。

図１８に示すように、工具本体１０１に取り付けられた切削用インサート１は、そのコーナ部２０から工具本体１０１の径方向内側に向かって、第２の主切れ刃２２（下り傾斜部２２ａ、上り傾斜部２２ｂ）と、さらい刃２３とが順次形成される。

切削用インサート１がアキシャルレーキおよびラジアルレーキがマイナスとなるように配置されることにより、第２の主切れ刃２２の下り傾斜部２２ａはコーナ部２０との接続部から径方向内側（工具本体１０１の回転軸線ＡＸへ向かう方向、図１８に示す矢印の方向）に向かうにしたがって連続的に工具本体１０１の基端側（工具本体と工作機械との接続部側）へ向かうように傾斜し、第２の主切れ刃２２の上り傾斜部２２ｂは下り傾斜部２２ａとの交差部から径方向内側に向かうにつれ連続的に工具本体１０１の先端側へ向かうように傾斜する。このとき、下り傾斜部２２ａは負の切込み角を呈する。

その結果、下り傾斜部２２ａおよび下り傾斜部２２ａに接続された上り傾斜部２２ｂの少なくとも接続領域が、コーナ部２０の最先端より工具本体１０１の基端側に向かって凹んだ（後退した）逃がし部２４を形成している。この逃がし部２４は、切削加工中に切削に関与しない（被削材に接触しない）部分となる。この実施形態では、逃がし部２４におけるコーナ部２０の最先端からの凹み量は０．０２ｍｍとなっている。

一方、逃がし部２４を形成しない上り傾斜部２２ｂの残りの部分は、コーナ部２０の最先端よりも工具本体１０１の先端側に突き出ており、この部分が切削に関与するバリ抑制刃２５となる。バリ抑制刃２５の内周端およびこの内周端から工具本体１０１の内周側へ延びるさらい刃２３は、刃先交換式正面フライス１００における最も先端側に位置し、コーナ部２０の最先端に対して０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の突出量を有することが好ましい。なお、この実施形態においてはバリ抑制刃２５の内周端およびさらい刃２３の突出量は０．１７ｍｍとなっている。

さらい刃２３は直線状をなし工具本体１０１の回転軸線ＡＸに直交する平面と略平行な方向に延びる。さらに、バリ抑制刃２５の切込み角κ２は、第１の主切れ刃２１の切込み角κ１にくらべ非常に小さく、５°以上１５°以下の範囲にある。本実施形態のκ２は５．５°となっている。

以上に説明した切削用インサート１およびこの切削用インサート１を装着する刃先交換式正面フライス１００が切削加工を行うと、先ず１枚目の切削インサート３の第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０が被削材の荒切削加工を担う。次に、荒切削加工を行った切削インサート３の後方に配置された別の切削インサートのバリ抑制刃２５が、最初に加工した切削インサート３によって発生したバリを削り取るバリ取り加工を担う。このように、複数の切削用インサートが交互に荒加工とバリ取り加工とを行う。これに関して図１６および図１７を参照しながらより詳しく説明する。

図１６は１枚目の切削用インサートが切削している状況を示す概略図である。図１６に示すように、第１の主切れ刃２１の切込み角κ１は通常程度の大きさであるので、１枚目の切削用インサート３の第１の主切れ刃２１が被削材から抜ける際には、第２の主切れ刃２２によって削り取られる予定の部分は削り取られずに刃先交換式正面フライス１００の径方向あるいは送り方向に倒れてバリとなるおそれがある。すなわち、被削材から第１の主切れ刃２１が抜ける際に、被削材の幅が薄くなった部分が切削抵抗に耐えられず、塑性変形しながら倒れる場合がある。そして、そのとき倒れて残った部分がバリとなる。

図１７は２枚目の切削用インサートが切削している状況を示す概略図である。図１７に示すように、第１の主切れ刃２１が被削材から抜けた後に、２枚目の切削用インサート３のバリ抑制刃２５が１枚目の切削用インサート３が切削できなかった部分を切削する。すなわち、１枚目の切削用インサート３の第１の主切れ刃２１と２枚目の切削用インサート３のバリ抑制刃２５とは互いに補完関係にあり、１枚目の切削用インサート３の第１の主切れ刃２１が形成したバリを２枚目の切削用インサート３のバリ抑制刃２５が削り取る。そして、２枚目の切削用インサート３のバリ抑制刃２５の切込み角κ２は通常よりも僅少であるため、実質的な切込み深さは小さくなり、発生する切りくずの厚みも薄くなる。従って、２枚目の切削用インサート３のバリ抑制刃２５が被削材から抜ける際には、次の切削用インサート３のバリ抑制刃２５によって削り取られる予定の部分は、工具本体１０１の径方向あるいは送り方向に倒れることなく完全に削り取られる。

切削には関与しない（被削材に接触しない）逃がし部２４は、第２の主切れ刃２２の下り傾斜部２２ａの全体と、下り傾斜部２２ａに隣接する上り傾斜部２２ｂの一部とから構成され、これが第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０と、バリ抑制刃２５との間に介在することで、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０と、バリ抑制刃２５とが互いに分断される。すなわち、逃がし部２４が形成されることにより、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０と、バリ抑制刃２５と、の間にある大きさの間隔が形成される。これにより、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０から生成される切りくずと、バリ抑制刃２５から生成される切りくずとが互いに分断されたものとなる。そのため、バリ抑制刃２５による微小な切込み角での切削加工は、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０による荒切削加工の影響が排除された状態で行われる。これにより、バリ抑制刃２５によるバリの抑制が極めて有効となる。

図６からわかるように、バリ抑制刃２５は、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０に比べ工具本体１０１の半径線に対して工具回転方向Ｓ側へ大きく傾斜しており、大きな負のラジアルレーキを有する。このため、バリ抑制刃２５は被削材から徐々に離脱することとなり、バリ抑制刃２５によって削り取られる予定の部分は緩やかに削り取られる。従って、バリの発生が効果的に抑制される。また、バリ抑制刃２５が負のラジアルレーキを有することで、バリ抑制刃２５で生じる切削抵抗がバリ抑制刃２５によって削り取られる予定の部分を被削材から引き離す方向へ向く。このことも、バリが効果的に抑制される一因となっている。

また、バリ抑制刃２５の切込み角κ２が５°〜１５°の範囲に設定されることで、バリ抑制効果が高くなる。さらに、バリ抑制刃２５の切込み角κ２がこのような範囲に設定されることで、バリ抑制刃２５が生成する切りくずの厚さも薄くなり、切削抵抗が著しく低減する。これにより、バリ抑制刃２５のチッピングや欠損といった損傷を防止することができ、バリ発生の抑制効果を長期にわたって維持される。
また、バリ抑制刃２５の最先端の突出量が、コーナ部２０の最先端に対して０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下に限定されることによっても、バリ発生の抑制とともに、バリ抑制刃２５の損傷軽減がはかられる。

さらい刃２３は、最も先端側に突出する切れ刃であって、バリ抑制刃２５の内周側に連続して形成されている。さらい刃２３はバリ抑制刃２５の切削に引き続いて切削を行い、被削材の加工面を平滑に仕上げる。これにより、面粗さに優れた高品位の加工面が得られる。

この切削用インサート１では、逃がし部２４およびバリ抑制刃２５は、第２の主切れ刃２２の逃げ面１２ｂに対向する側面から見て、切削用インサート１０の厚み方向に傾斜する下り傾斜部２２ａおよび上り傾斜部２２ｂによって形成される。したがって、第２の主切れ刃２２の逃げ面１２は凹凸のない単一の平面で構成される。これにより、この切削用インサート１を工具本体１０１のインサート取付け座１２０に取り付ける際、第２の主切れ刃２２の逃げ面１２ｂをインサート取付け座１２０の壁面により確実に支持することが可能となる。一方、インサート取付け座１２０の壁面を成形することも容易になる。

さらい刃２３の一方端から工具本体１０１の径方向内側へ延びる稜線は、切削用インサート１の裏側の下面に形成された第２の主切れ刃２２から延びる逃げ面１２ｂとすくい面１１との交差稜線である。この稜線はさらい刃２３より工具本体１０１の基端側に後退しており、被削材に一切接触しない。これにより、切削用インサート１をひっくり返して裏側の下面をすくい面１１としたとき、このすくい面１１に形成される第２の主切れ刃２２を健全な状態で使用することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る切削用インサート１について、図９〜図１２を参照しながら説明する。なお、第２の実施形態の構成のうち、第１の実施形態と同じ構成については、第１の実施形態と同一符号で示し、説明を省略する。

図９〜図１１に図示するように、第２の実施形態に係る切削用インサート１は、略八角形板状をなす。すくい面１１は上面の若干変則的な八角形面にのみ形成される。切削用インサート１の下面は上面より小型となっており、両者の間に延びる外周面は上面から下面に行くにつれ切削用インサート１の内側に向かって傾斜する。すなわち、本実施形態に係る切削用インサート１は、ポジ切削用インサートである。
逃げ面１２は切削用インサート１の外周面に形成される。
切れ刃はすくい面１１と逃げ面１２との交差稜線部に形成される。すくい面１１と逃げ面１２とは鋭角に交差しており、逃げ面１２は正の逃げ角を付されている。つまり、この切削用インサート１は、八角形の上面の４箇所に形成されたコーナ部２０のみを使用する、

第１の主切れ刃２１は、切削用インサート１の厚み方向に直交する方向に略直線状に延びる。第１の主切れ刃２１に隣接するすくい面１１ａは、この第１の主切れ刃２１から遠ざかるにつれ切削用インサート１の厚みを減じる方向に傾斜しており、正のすくい角を有する。別の言い方をすると、第１の主切れ刃２１に隣接するすくい面１１ａは、第１の主切れ刃２１との交差部を基点に、切削用インサート１の中心に向かって下向きに傾斜して形成されている。
また、第２の主切れ刃２２に隣接するすくい面１１ｂは、下り傾斜部２２ａおよび上り傾斜部２２ｂに対応した下り傾斜面および上り傾斜面を有するとともに、第２の主切れ刃２２から遠ざかるにつれ、切削用インサート１の厚みを減じる方向に傾斜しており、正のすくい角を有する。

第１の実施形態と同様に、すくい面１１には平面視で略円弧状をなすコーナ部２０と、コーナ部２０の一方の端部から延びる略直線状の第１の主切れ刃２１と、コーナ部２０の別のもう一方の端部から延びる第２の主切れ刃２２と、が４箇所に形成される。

図１０に図示するように、この切削用インサート１は、第１の実施形態と同様に下り傾斜部２２ａおよび上り傾斜部２２ｂを有する。下り傾斜部２２ａおよび上り傾斜部２２ｂのそれぞれの逃げ面１２から対向する側（逃げ面１２に垂直な方向）から見た傾斜と、第２の主切れ刃２２から延びる逃げ面１２の正の逃げ角に対応する傾斜との組み合わせ（合成）によって、第２の主切れ刃２２はすくい面１１に対向する側からみて所定の形状となる。すなわち、図１８に示すように、第２の主切れ刃２２の下り傾斜部２２ａの全体と、下り傾斜部２２ａに隣接する上り傾斜部２２ｂの一部とは、コーナ部２０の最先端より工具基端側に凹んでおり、この部分は切削に関与しない、すなわち被削材に接触しない逃がし部２４となる。逃がし部２４を構成しない上り傾斜部２２ｂの残りの部分は、コーナ部２０の最先端より工具先端側に突き出ており、切削に関与するバリ抑制刃２５となる。第２の主切れ刃２２のコーナ部２０とは反対側の端部から延びる稜線部には、逃げ面１２に対向する側からみて略直線状のさらい刃２３が形成される。さらい刃２３は、すくい面１１に対向する側からみて第２の主切れ刃２２に対して鈍角で交差し、逃げ面１２に対向する側からみて切削用インサート１０の厚み方向に直交する方向に直線状に延びる。さらい刃２３のコーナ部２０とは反対側の端部から延びる稜線は、すくい面１１に対向する側からみてさらい刃２３に対して鈍角で交差する。なお、さらい刃２３は省略しても構わない。

この切削用インサート１は、コーナ部２０、第１の主切れ刃２１、第２の主切れ刃２２およびさらい刃２３が上面の４箇所に形成されており、この上面のみをすくい面１１として使用する４コーナ使用可能な切削用インサート１である。

次に、第２の実施形態に係る切削用インサート１を装着する刃先交換式正面フライス１００について、図１３〜図１５を用いて説明する。この刃先交換式正面フライス１００では、インサート取付け座１２０は、工具本体１０１の回転軸線ＡＸに対して工具回転方向Ｓ後方側に傾き、工具本体１０１の半径線に対して工具回転方向Ｓ後方側に傾くように形成されている。切削用インサート１は、その下面および２つの外周面をインサート取付け座１２０の底面および２つの壁面に夫々当接して載置され、取付け穴に挿通した締付けねじをインサート取付け座１２０の底面に設けたねじ穴に締付けることにより着脱可能に取り付けられる。

切削用インサート１はインサート取付け座１２０に倣って、工具本体１０１の回転軸線ＡＸに対して工具回転方向Ｓ後方側に傾き、工具本体１０１の半径線に対して工具回転方向Ｓ後方側に傾きアキシャルレーキが正、ラジアルレーキが負となるように工具本体１０１に取り付けられる。この実施形態では、アキシャルレーキが５°、ラジアルレーキが−６°に設定されている。

切削用インサート１の一のコーナ部２０は工具本体１０１の先端外周部に配される。工具本体１０１が回転軸線ＡＸまわりに回転するとき、コーナ部２０、第１の主切れ刃２１、第２の主切れ刃２２およびさらい刃２３の回転形状は図１８に示す形状となる。前記一のコーナ部２０から工具基端側および外周側へ延びる第１の主切れ刃２１は工具本体１０１の回転軸線ＡＸに直交する平面に対して傾いており、その傾斜角すなわち切込み角κ１は約４５°となる。

図１８に示すように、工具本体１０１に取り付けられた切削用インサート１は、そのコーナ部２０から工具本体１０１の径方向内側に向かって順次、第２の主切れ刃２２（下り傾斜部２２ａ、上り傾斜部２２ｂ）、さらい刃２３を構成する。第１の実施形態における第２の主切れ刃２２と同様に、第２の主切れ刃２２の下り傾斜部２２ａの全体と、下り傾斜部２２ａに隣接する上り傾斜部２２ｂの一部とは、コーナ部２０の最先端より工具基端側に凹んでおり、切削に関与しない、すなわち被削材に接触しない逃がし部２４を構成している。
逃がし部２４を構成しない上り傾斜部２２ｂの残りの部分は、コーナ部２０の最先端より工具先端側に突き出ており、切削に関与するバリ抑制刃２５を構成している。バリ抑制刃２５の内周端およびこの内周端から内周側へ延びるさらい刃２３は、最も先端側に位置しており、コーナ部２０の最先端に対して０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の突出量を有する。さらい刃２３は直線状をなし工具本体１０１の回転軸線ＡＸに直交する平面と略平行な方向に延びる。さらに、バリ抑制刃２５の切込み角κ２は、第１の主切れ刃２１の切込み角κ１にくらべ非常に小さく、５°以上１５°以下の範囲にある。

以上に説明した切削用インサート１およびこの切削用インサート１を装着する刃先交換式正面フライス１００によれば、第１の実施形態と同じく、加工面にバリが生じるのを防止することができる。

切削に関与しない逃がし部２４が、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０と、バリ抑制刃２５との間に介在することで、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０とバリ抑制刃２５とを互いに分断する。これにより、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０から生成される切りくずと、バリ抑制刃２５から生成される切りくずとが夫々独立した別個のものとなる。すなわち、バリ抑制刃２５による微小切込みの切削が、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０による切削の影響を排除された状態で行われる。これにより、バリ抑制刃２５によるバリの抑制がきわめて有効となる。

図１４からわかるように、この実施形態においても、バリ抑制刃２５は、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０にくらべ工具本体１０１の半径線に対して工具回転方向Ｓ側へ大きく傾斜しており、大きな負のラジアルレーキを有する。これにより、バリ抑制刃２５で生じる切削抵抗による反力は、該バリ抑制刃２５によって削り取られる予定の部分を被削材から引き離す方向（切削工具の外側方向）へ向くこととなる。したがって、切削インサートが被削材から抜ける際においてバリを被削材から離す方向へ力が働くので、バリを効果的に抑制することができる。また、バリ抑制刃２５は、第１の主切れ刃２１およびコーナ部２０にくらべ工具回転方向Ｓに対して大きく傾斜する。これにより、バリ抑制刃２５は、ラジアルレーキ角の負側への傾斜が小さい場合と比較して、被削材から徐々に離脱することとなる。すなわち、被削材からの離脱部を切れ刃が大きく傾いたまま通過する。これによって、バリ抑制刃２５が傾斜して被削材を切削することが可能となり、削り取られる予定の部分をより緩やかに削り取るので、バリを効果的に抑制することができる。

この切削用インサート１において、第２の主切れ刃２２に隣接するすくい面１１は、それ自身の正のすくい角に、該刃先交換式正面フライス１００上での正のアキシャルレーキが加わることにより、第１の実施形態よりも大きな正のすくい角が確保される。これにより、バリ抑制刃２５の切れ味が第１の実施形態に比べて改善され、バリ抑制刃２５に生じる切削抵抗が削り取られる予定の部分を加工面から引き離す方向に作用する。そのため、バリの抑制効果がさらに高くなる。

さらい刃２３は、最も先端側に突出する切れ刃であって、バリ抑制刃２５の内周側に連続して形成されており、バリ抑制刃２５の切削に引き続いて被削材の加工面を平滑に仕上げる。これにより、面粗さに優れた高品位の加工面が得られる。

この切削用インサート１では、逃がし部２４およびバリ抑制刃２５は、第２の主切れ刃２２の逃げ面１２に対向する側から見て、切削用インサート１の厚み方向に傾斜する下り傾斜部２２ａおよび上り傾斜部２２ｂによって形成される。従って、第２の主切れ刃２２の逃げ面１２は凹凸のない単一の平面で構成される。これにより、この切削用インサート１を工具本体１０１の取付け座に取り付ける際、第２の主切れ刃２２の逃げ面１２を取付け座の壁面により確実に支持することが可能となる。一方、インサート取付け座１２０の壁面を成形することが容易になる。

本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば、切削用インサート１の上下面形状は、八角形以外の三角形、四角形、五角形等に変更可能である。切削用インサート１を装着する刃先交換式工具についても、バイト、中ぐり工具等の旋削工具、ドリル、ボーリングカッタ、リーマ等の穴明け工具に適用可能であることはいうまでもない。

Claims (5)

1. 切削用インサートの中心軸線方向において対向する上下面の少なくとも一方に形成されるすくい面と、前記上下面の間で延在する前記切削用インサートの外周面に形成される逃げ面と、を有する多角形状の板状の切削用インサートであって、
   前記すくい面と前記逃げ面との交差部に形成された切れ刃を有し、
   前記切れ刃は、コーナ部と、
   当該コーナ部の一方側に形成された第１の主切れ刃と、
   当該コーナ部の他方側に形成された第２の主切れ刃とを含み、
   前記第２の主切れ刃は、前記コーナ部から離間するにしたがって、前記上下面のうち前記すくい面が形成された面側から、該すくい面に対向する面側へ向かう方向に徐々に傾斜する下り傾斜部と、
   前記コーナ部から離間するにしたがって、当該すくい面に対向する面側から当該すくい面が形成された面側へ向かう方向に徐々に傾斜する上り傾斜部と、を備え、
   前記上り傾斜部は前記下り傾斜部と接続され、
   前記上り傾斜部と前記下り傾斜部の少なくとも接続領域は、凹状に湾曲する逃がし部を形成し、
   前記切れ刃は、前記上り傾斜部に隣接して形成された、前記中心軸線に直交する平面内で延びるさらい刃をさらに有する切削用インサート。
2. 前記逃がし部は、切削加工中に切削に関与しない、ことを特徴とする請求項１に記載の切削用インサート。
3. 前記下り傾斜部は、前記コーナ部と接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の切削用インサート。
4. 前記中心軸線に関して対称な位置に配置された前記コーナ部を前記上下面のそれぞれに複数有し、各前記コーナ部に対して前記第１の主切れ刃と前記第２の主切れ刃とがそれぞれ形成され、前記切削用インサートは、前記中心軸線に直交し、前記上下面の中間を通り、かつ、前記第１の主切れ刃と平行な軸線に関して１８０°回転対称である、請求項１に記載の切削用インサート。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の切削用インサートと、当該インサートを着脱自在に装着するインサート取付け座が所定の位置に設けられた工具本体とを有する刃先交換式切削工具であって、前記工具本体に装着された前記切削用インサートは、前記第１の主切れ刃が前記工具本体の外周面から突出して配設され、前記第２の主切れ刃が前記工具本体の先端面から突出して配設され、前記第２の主切れ刃の下り傾斜部は、負の切込み角を有し、前記第２の主切れ刃の上り傾斜部は、正の切込み角を有する、ことを特徴とする刃先交換式切削工具。

Images