JP5762020B2

JP5762020B2 - Cutting insert, cutting tool, and cutting method of work material using the same

Info

Publication number: JP5762020B2
Application number: JP2011017669A
Authority: JP
Inventors: 雅大山本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: JP2012157911A

Description

本発明は、切削インサートおよび切削工具ならびにそれを用いた被削材の切削方法に関する。 The present invention relates to a cutting insert, a cutting tool, and a cutting method of a work material using the cutting insert.

従来、正面フライス、エンドミルなどの転削工具として、回転中心軸を有するホルダの外周部に設けられたインサートポケットに、それぞれ切削インサートを、切刃がアキシャルレーキやラジアルレーキといった所定の傾きを設けて装着されたスローアウェイ式の転削工具が用いられている。転削工具を用いて行なう加工としては、例えば平面を加工する平面削り加工、あるいは段を加工したり直角な面を加工したりする肩削り加工、平面や曲面によって構成された立体的な形状を加工する３次元加工などが挙げられる。３次元加工を行なう場合には、切刃を多方向に進行させる必要があるため、近年、例えば特許文献１に開示されるように、環状の切刃を有している略円板状の切削インサート（以下、丸駒チップということがある）が提案されている。なお、このような転削工具は、マシニングセンタ等の工作機械によって制御されており、計算機によって計算された「カッタパス」と呼ばれる切刃の加工経路に沿って切刃を動かして切削を行なう。 Conventionally, as cutting tools such as face mills and end mills, cutting pockets are provided in insert pockets provided on the outer periphery of a holder having a central axis of rotation, and the cutting edge is provided with a predetermined inclination such as axial rake or radial rake. An attached throw-away type turning tool is used. Examples of the machining performed using a rolling tool include a planar machining process for machining a flat surface, a shoulder machining process for machining a step or a perpendicular surface, and a three-dimensional shape composed of a flat surface and a curved surface. Examples include three-dimensional processing. When performing three-dimensional machining, it is necessary to make the cutting edge travel in multiple directions. Therefore, as disclosed in Patent Document 1, for example, a substantially disc-shaped cutting having an annular cutting edge in recent years. An insert (hereinafter sometimes referred to as a round piece chip) has been proposed. Such a turning tool is controlled by a machine tool such as a machining center, and performs cutting by moving the cutting edge along a cutting edge processing path called “cutter path” calculated by a computer.

特開平４−９３１１０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-93110

丸駒チップを用いた加工では、カッタパスと実際の切刃の加工経路とに誤差が生じ、その誤差は加工面に寸法誤差となって現れ、加工面の加工精度が悪くなるおそれがある。 In machining using a round chip, an error occurs between the cutter path and the actual machining path of the cutting edge, and the error appears as a dimensional error on the machining surface, which may deteriorate the machining accuracy of the machining surface.

本発明の目的は、特に３次元加工において、加工面の寸法誤差が小さく、加工精度の良好な切削インサートを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cutting insert with a small machining surface dimensional error and good machining accuracy particularly in three-dimensional machining.

本発明の切削インサートは、上面と、下面と、前記上面および前記下面に接続されている側面と、前記上面と前記側面との交差部に位置する切刃とを有している本体部を備え、前記切刃は、前記本体部の外方側に凸の複数の第１円弧状切刃と、前記本体部の外方側に凸で、かつ前記第１円弧状切刃の曲率半径よりも小さい曲率半径の複数の第２円弧状切刃とを有しており、前記複数の第１円弧状切刃と前記複数の第２円弧状切刃とは交互に配置されており、前記第１円弧状切刃は、側面視において、端部から中央部に向かうにつれて前記下面から離れる側に湾曲しており、前記上面は、前記第１円弧状切刃に連続して、前記第１円弧状切刃から前記本体部の内方側に向かうにつれて前記下面に近づくように傾斜しているすくい面を有しており、該すくい面の前記第１円弧状切刃に近い側の端部における傾斜角度は、前記第１円弧状切刃の前記端部から前記中央部に向かうにつれて大きくなっていることを特徴とする。 The cutting insert of the present invention includes a main body having an upper surface, a lower surface, a side surface connected to the upper surface and the lower surface, and a cutting blade located at an intersection of the upper surface and the side surface. The cutting edge includes a plurality of first arcuate cutting edges that protrude outwardly of the main body, and a radius of curvature of the first arcuate cutting edge that protrudes outward of the main body. A plurality of second arc-shaped cutting blades having a small radius of curvature, wherein the plurality of first arc-shaped cutting blades and the plurality of second arc-shaped cutting blades are alternately arranged, and the first The arcuate cutting edge is curved to the side away from the lower surface as it goes from the end to the center in a side view, and the upper surface is continuous with the first arcuate cutting edge and is in the first arcuate shape. It has a rake face that is inclined so as to approach the lower surface as it goes from the cutting edge toward the inner side of the main body. The inclination angle at the end closer to the first arcuate cutting edge of the rake face, characterized in that it increases as from the edge of the first arc-shaped cutting edge toward the central portion.

本発明の切削工具は、本発明の切削インサートと、切削インサートが装着されるホルダとを備えていることを特徴とする。 The cutting tool of the present invention includes the cutting insert of the present invention and a holder to which the cutting insert is mounted.

本発明の被削材の切削方法は、本発明の切削工具を回転させる工程と、回転している前記切削工具の前記切刃を被削材に接触させて前記被削材を切削する工程と、回転している前記切削工具の前記切刃を前記被削材から離間させる工程とを含むことを特徴とする。 The method for cutting a work material of the present invention includes a step of rotating the cutting tool of the present invention, and a step of cutting the work material by bringing the cutting blade of the rotating cutting tool into contact with the work material. And a step of separating the cutting edge of the rotating cutting tool from the work material.

本発明の切削インサートによれば、曲率半径がそれぞれ異なる第１円弧状切刃と第２円
弧状切刃とを有しており、第１円弧状切刃は、側面視において、下面から離れる側に湾曲している。このため、丸駒チップのような１つの曲率半径を有する円弧状切刃に比べて、第１円弧状切刃の曲率半径をより大きく設定することができて、切削方向を３次元的に拡張することができるため、より加工精度の高い加工面を得ることができる。その結果、設計されたカッタパスと実際の切刃の加工径路との誤差が小さくなって、寸法誤差が小さくて加工精度の高い加工面を得ることができる。 According to the cutting insert of the present invention, the first arcuate cutting edge and the second arcuate cutting edge having different curvature radii are provided, and the first arcuate cutting edge is a side away from the lower surface in a side view. Is curved. For this reason, the radius of curvature of the first arcuate cutting edge can be set larger than that of the arcuate cutting edge having a single radius of curvature such as a round chip, and the cutting direction can be expanded three-dimensionally. Therefore, a processed surface with higher processing accuracy can be obtained. As a result, an error between the designed cutter path and the actual machining path of the cutting edge is reduced, and a machining surface with a small dimensional error and high machining accuracy can be obtained.

本発明の実施形態の一例である切削インサート１の斜視図である。It is a perspective view of cutting insert 1 which is an example of an embodiment of the present invention. 図２に示す切削インサート１の上面図である。It is a top view of the cutting insert 1 shown in FIG. （ａ）は図２に示す切削インサート１の矢印Ａの指す方向の側面図であり、（ｂ）は図２に示す切削インサート１の矢印Ｂの指す方向の側面図である。(A) is the side view of the direction which the arrow A of the cutting insert 1 shown in FIG. 2 points, (b) is the side view of the direction which the arrow B of the cutting insert 1 shown in FIG. 2 points. （ａ）は図２に示す切削インサート１のＣ−Ｃ線における断面図であり、（ｂ）はＤ−Ｄ線における断面図である。(A) is sectional drawing in CC line of the cutting insert 1 shown in FIG. 2, (b) is sectional drawing in DD line. 本発明の切削工具の実施形態の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of embodiment of the cutting tool of this invention. 本発明の被削材の切削方法の実施形態の一例を説明する工程図である。It is process drawing explaining an example of embodiment of the cutting method of the workpiece of this invention.

＜切削インサート＞
以下、図１〜図４を用いて、本発明の実施形態の例である切削インサート１（以下、単にインサート１と略す）について説明する。 <Cutting insert>
Hereinafter, a cutting insert 1 (hereinafter simply referred to as an insert 1) as an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の実施形態の一例であるインサート１は、上面２と、下面３と、上面２および下面３に接続されている側面４とを有する本体部を備える。本例においては、図１および図２に示すように、この本体部は板状であり、その形状は、上面視において、例えば円形状、または三角形状、四角形状、五角形状、六角形状、八角形状といった多角形状などの当業者が通常インサートに使用する形状である。本例においては、具体的には、本体部の形状は三角形状である。上面２と側面４との交差部には切刃５が位置している。本例において、本体部の寸法は上面２における最大幅が９〜１１ｍであり、下面３から上面２までの高さは２〜１０ｍｍである。 An insert 1 as an example of an embodiment of the present invention includes a main body having an upper surface 2, a lower surface 3, and a side surface 4 connected to the upper surface 2 and the lower surface 3. In this example, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the main body portion is plate-like, and the shape thereof is, for example, circular, triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, octagonal when viewed from above. It is a shape that those skilled in the art normally use for inserts, such as a polygonal shape. In this example, specifically, the shape of the main body is triangular. A cutting edge 5 is located at the intersection of the upper surface 2 and the side surface 4. In this example, the maximum width of the main body portion on the upper surface 2 is 9 to 11 m, and the height from the lower surface 3 to the upper surface 2 is 2 to 10 mm.

インサート１の材質としては、例えば、超硬合金あるいはサーメットなどが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）にコバルト（Ｃｏ）の粉末を加えて焼結して生成されるＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、あるいはＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏがある。また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料であり、具体的には、炭化チタン（ＴｉＣ）、または窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物がある。 Examples of the material of the insert 1 include cemented carbide or cermet. As the composition of the cemented carbide, for example, WC-Co produced by adding cobalt (Co) powder to tungsten carbide (WC) and sintering, and WC-Co obtained by adding titanium carbide (TiC) to WC-Co. There is WC-TiC-TaC-Co in which tantalum carbide (TaC) is added to TiC-Co or WC-TiC-Co. The cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component. Specifically, there is a titanium compound mainly composed of titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN).

インサート１の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法または物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）またはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などが挙げられる。 The surface of the insert 1 may be coated with a film using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method. Examples of the composition of the coating include titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), and alumina (Al ₂ O ₃ ).

上面２のうち切刃５に沿う領域は、切屑が擦過するすくい面として機能する。側面３のうち切刃に沿う領域は、逃げ面として機能する。また、下面３は、ホルダに装着するための着座面として機能する。 A region along the cutting edge 5 of the upper surface 2 functions as a rake surface on which chips are scraped. A region along the cutting edge of the side surface 3 functions as a flank. The lower surface 3 functions as a seating surface for mounting on the holder.

上面２と側面４とは、具体的には、上面２と側面４とのなす角が鋭角となるように接続している。すなわちインサート１は、図３に示すように、側面４に正の逃げ角θが付与された、いわゆるポジティブ型のインサートである。ここで、逃げ角θは、側面視において、下面３に垂直な補助線Ｖに対する側面４の傾斜角度である。逃げ角θとしては、５°〜３０°の範囲であり、この範囲内で適宜設定されており、その値は、切刃５に沿う方向に一定である。この構成によって、被削材の表面に平行な方向と垂直な方向との両方に切刃が進行して切削を行なう、沈み込み加工を良好に行なうことができる。 Specifically, the upper surface 2 and the side surface 4 are connected so that the angle formed by the upper surface 2 and the side surface 4 is an acute angle. That is, the insert 1 is a so-called positive insert in which a positive clearance angle θ is given to the side surface 4 as shown in FIG. Here, the clearance angle θ is an inclination angle of the side surface 4 with respect to the auxiliary line V perpendicular to the lower surface 3 in a side view. The clearance angle θ is in the range of 5 ° to 30 °, and is appropriately set within this range, and the value is constant in the direction along the cutting edge 5. With this configuration, it is possible to satisfactorily perform a subduction process in which the cutting edge advances in both the direction parallel to the surface of the work material and the direction perpendicular thereto to perform cutting.

切刃５は、本体部の外方側に凸の第１円弧状切刃５１と、本体部の外方側に凸で、かつ第１円弧状切刃５１の曲率半径よりも小さい曲率半径の第２円弧状切刃５２を有している。円弧状の切刃は理論上、１点で被削材に接触して、その点における法線方向に進行して切削を行なう。したがって、第１円弧状切刃５１および第２円弧状切刃５２を有していることによって切削方向を任意に決定することができ、３次元加工等の複雑な曲面の形成を容易に行なうことができる。なお、本例においては、第１円弧状切刃５１および第２円弧状切刃５２は、切削方向をより良好に拡張するために、それぞれ１つの曲率半径を有している。具体的には、第１円弧状切刃５１の曲率半径は６．５ｍｍであり、第２円弧状切刃５２の曲率半径は３ｍｍである。 The cutting edge 5 has a first arcuate cutting edge 51 that protrudes outward from the main body, and a radius of curvature that is convex outward from the main body and that is smaller than the curvature radius of the first arcuate cutting edge 51. A second arcuate cutting edge 52 is provided. The arcuate cutting edge theoretically contacts the workpiece at one point and proceeds in the normal direction at that point to perform cutting. Therefore, by having the first arcuate cutting edge 51 and the second arcuate cutting edge 52, the cutting direction can be arbitrarily determined, and a complicated curved surface such as three-dimensional machining can be easily formed. Can do. In the present example, the first arcuate cutting edge 51 and the second arcuate cutting edge 52 each have one radius of curvature in order to better extend the cutting direction. Specifically, the radius of curvature of the first arcuate cutting edge 51 is 6.5 mm, and the radius of curvature of the second arcuate cutting edge 52 is 3 mm.

本例においては、図２に示すように、第１円弧状切刃５１と第２円弧状切刃５２とはそれぞれ複数形成されており、第１円弧状切刃５１と第２円弧状切刃５２とが交互に配置されている。ここで、第１円弧状切刃５１と第２円弧状切刃５２とが交互に配置されることによって形成される形状は限定されない。例えば、本体部の形状が上面視において多角形状の場合には、上面２の各辺に第１円弧状切刃５１を、上面２のコーナーに第２円弧状切刃５２を配置して多角形状を形成していてもよい。本例においては、図２に示すように、上面２は三角形状であり、３つの辺に３つの第１円弧状切刃５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ）を、３つのコーナーに３つの第２円弧状切刃５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）を有している。したがって、第１円弧状切刃５１は主として切削に関与する主切刃として機能し、第２円弧状切刃５２は、コーナー切刃として機能する。このように、上面視において、第１円弧状切刃５１と第２円弧状切刃５２とを多角形状に配置することによって、第１円弧状切刃５１および第２円弧状切刃５２の曲率半径が大きくなることに起因してインサート１の寸法が大きくなることを抑制することができる。 In this example, as shown in FIG. 2, a plurality of first arcuate cutting edges 51 and second arcuate cutting edges 52 are formed, and the first arcuate cutting edge 51 and the second arcuate cutting edge 52 are formed. 52 are alternately arranged. Here, the shape formed by alternately arranging the first arcuate cutting edge 51 and the second arcuate cutting edge 52 is not limited. For example, when the shape of the main body is polygonal when viewed from above, the first arcuate cutting edge 51 is arranged on each side of the upper surface 2 and the second arcuate cutting edge 52 is arranged at the corner of the upper surface 2 to form a polygonal May be formed. In this example, as shown in FIG. 2, the upper surface 2 has a triangular shape, three first arcuate cutting edges 51 (51a, 51b, 51c) on three sides, and three second corners on three corners. An arcuate cutting edge 52 (52a, 52b, 52c) is provided. Accordingly, the first arcuate cutting edge 51 functions as a main cutting edge mainly involved in cutting, and the second arcuate cutting edge 52 functions as a corner cutting edge. Thus, in the top view, by arranging the first arcuate cutting edge 51 and the second arcuate cutting edge 52 in a polygonal shape, the curvature of the first arcuate cutting edge 51 and the second arcuate cutting edge 52 is obtained. It can suppress that the dimension of the insert 1 becomes large resulting from a radius becoming large.

本例においては、図３（ａ）に示すように、第１円弧状切刃５１は、側面視において、下面３から離れる側に湾曲している。この構成によって、３次元的に切削方向を拡張することができる。 In this example, as shown in FIG. 3A, the first arcuate cutting edge 51 is curved to the side away from the lower surface 3 in a side view. With this configuration, the cutting direction can be expanded three-dimensionally.

また、この構成によって、カッタパスと加工軌跡との誤差をさらに補正することができる。この誤差は、第１円弧状切刃５１の回転体の形状、すなわち加工曲面の形状が、アキシャルレーキおよびラジアルレーキによって変化することによっても生じる。そのため、アキシャルレーキおよびラジアルレーキの値によって、通常の方法で第１円弧状切刃５１の湾曲形状を適宜調節して設計すればよい。例えば、アキシャルレーキおよびラジアルレーキの値を定数として、所望の回転体を得るための曲線の式を計算してもよいし、アキシャルレーキおよびラジアルレーキの値を変化させながら、第１円弧状切刃５１の回転体の形状の変化を観察して、試行錯誤的に設計してもよい。 Further, with this configuration, an error between the cutter path and the machining locus can be further corrected. This error also occurs when the shape of the rotating body of the first arcuate cutting edge 51, that is, the shape of the processed curved surface, changes due to the axial rake and the radial rake. For this reason, the curved shape of the first arcuate cutting edge 51 may be appropriately adjusted by a normal method according to the values of the axial rake and the radial rake. For example, the value of the axial rake and the radial rake may be used as constants to calculate a curve equation for obtaining a desired rotating body, or the first arcuate cutting blade while changing the values of the axial rake and the radial rake. You may design by trial and error by observing the change of the shape of 51 rotating bodies.

さらに、この構成によって、第１円弧状切刃５１はアキシャルレーキを正の方向により
大きく確保することができるため、切削抵抗を低減することができる。 Furthermore, with this configuration, the first arcuate cutting edge 51 can secure a larger axial rake in the positive direction, and thus the cutting resistance can be reduced.

本例においては、図２に示すように、上面視において、第１円弧状切刃５１の長さは、第２円弧状切刃５２の長さよりも長い。この構成によって、主切刃である第１円弧状切刃５１の長さを可及的に長くすることができるため、切削方向をより良好に拡張することができる。 In this example, as shown in FIG. 2, the length of the first arcuate cutting edge 51 is longer than the length of the second arcuate cutting edge 52 in a top view. With this configuration, the length of the first arcuate cutting edge 51, which is the main cutting edge, can be made as long as possible, so that the cutting direction can be expanded more favorably.

本例においては、図３（ａ）に示すように、側面視において、第１円弧状切刃５１は、端部５１１から中央部５１２に向かうにつれて下面３から離れる側に湾曲している。この構成によって、上面視および側面視において、第１円弧状切刃５１における頂部がほぼ一致し、切削時に被削材に最も先に接触する第１円弧状切刃５１の中央部５１２において、切削方向を効果的に拡張することができる。 In this example, as shown in FIG. 3A, the first arcuate cutting edge 51 is curved toward the side away from the lower surface 3 as it goes from the end portion 511 to the central portion 512 in a side view. With this configuration, the top portion of the first arcuate cutting edge 51 substantially coincides with the top view and the side view, and the cutting is performed at the central portion 512 of the first arcuate cutting edge 51 that comes into contact with the work material first during cutting. The direction can be effectively expanded.

さらに、図３（ａ）に示すように、側面視において、第１円弧状切刃５１は、第１円弧状切刃５１の中央部５１２を通り下面３に垂直な線Ｌを対称軸として、左右対称である。この構成によって、３次元的に拡張された切削方向を中央部５１２の中央部において左右対称にすることができるため、カットパスの設計をより簡単にすることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 3A, in a side view, the first arcuate cutting edge 51 has a line L that passes through the central portion 512 of the first arcuate cutting edge 51 and is perpendicular to the lower surface 3 as an axis of symmetry. It is symmetrical. With this configuration, the cutting direction expanded three-dimensionally can be made symmetrical in the central portion of the central portion 512, so that the design of the cut path can be simplified.

本例においては、図３（ｂ）に示すように、側面視において、第２円弧状切刃５２は、下面３に近づく側に湾曲している。この構成によって、主切刃である第１円弧状切刃５１によって切削を行なう場合には、第２円弧状切刃５２が切削に関与しにくくなるため、カッタパスの設計をより簡単に行なうことができる。また、第２円弧状切刃５２によって切削を行なう場合には、生成された切屑の厚みが部分的に変化するため、切屑が幅方向に圧縮されやすくなり、切屑の排出方向が定まり易くなる。 In this example, as shown in FIG. 3B, the second arcuate cutting edge 52 is curved toward the lower surface 3 in a side view. With this configuration, when the first arcuate cutting edge 51, which is the main cutting edge, is used for cutting, the second arcuate cutting edge 52 is less likely to participate in the cutting, so that the cutter path can be designed more easily. it can. Moreover, when cutting with the 2nd circular arc shaped cutting edge 52, since the thickness of the produced | generated chip changes partially, it becomes easy to compress a chip in the width direction and it becomes easy to determine the discharge direction of a chip.

本例においては、図２における第１円弧状切刃５１ａの法線Ｎ方向の断面視（図４（ａ）参照）において、上面２と側面４との成す角度は鋭角である。この構成によって、アキシャルレーキを正の方向により大きく設定することができ、切削抵抗をより低減することができる。 In this example, in the sectional view in the normal N direction of the first arcuate cutting edge 51a in FIG. 2 (see FIG. 4A), the angle formed by the upper surface 2 and the side surface 4 is an acute angle. With this configuration, the axial rake can be set larger in the positive direction, and the cutting resistance can be further reduced.

上面２は、切刃５に連続して、切刃５から本体部の内方側に向かうにつれて下面３に近づくように傾斜しているすくい面２１を有している。すくい面２１は、すくいとして機能し、切刃５から生成される切屑の厚みに関与する。一般に、角度αが大きくなると、切屑の厚みは薄くなる傾向がある。上面２が切刃５に連続してすくい面２１を有していることによって、切刃５の被削材への食い付きが良好になって、切削抵抗を低減することができる。なお、本例においては、図４に示すように、切刃５の刃先の強度を強くするため、切刃５とすくい面２１との交差部に平坦なランド６を設けている。ランド６の幅は、切削条件によって適宜設定されるが、本例においては０．１５ｍｍである。 The upper surface 2 has a rake surface 21 that is continuous with the cutting blade 5 and is inclined so as to approach the lower surface 3 from the cutting blade 5 toward the inner side of the main body. The rake face 21 functions as a rake and is involved in the thickness of the chips generated from the cutting edge 5. In general, as the angle α increases, the thickness of the chips tends to decrease. Since the upper surface 2 has the rake face 21 continuously to the cutting edge 5, the cutting edge 5 can bite into the work material and the cutting resistance can be reduced. In this example, as shown in FIG. 4, a flat land 6 is provided at the intersection between the cutting edge 5 and the rake face 21 in order to increase the strength of the cutting edge of the cutting edge 5. The width of the land 6 is set as appropriate according to the cutting conditions, but in this example is 0.15 mm.

本例においては、切刃５が円弧状であるため、切刃５によって生成された切屑は、すくい面２１を擦過しながら、螺旋状にカールして排出される。すなわち、すくい面２１によって切屑の排出方向が制御される。切削条件によって切屑の排出方向の制御が不良となる場合には、上面２に凹部や凸部などを別途設けて、ブレーカ形状を適宜設計すればよい。 In this example, since the cutting blade 5 has an arc shape, the chips generated by the cutting blade 5 are curled spirally and discharged while rubbing the rake face 21. That is, the chip discharge direction is controlled by the rake face 21. In the case where the control of the chip discharge direction becomes poor depending on the cutting conditions, a concave portion or a convex portion may be separately provided on the upper surface 2 to appropriately design the shape of the breaker.

本例においては、図４（ａ）に示すように、すくい面２１は、第１円弧状切刃５１に連続している第１すくい面２１ａと、第１すくい面２１ａと連続するとともに、第１すくい面２１ａの傾斜角度よりも大きい傾斜角度の第２すくい面２１ｂを有している。特に、高負荷切削条件下においては、生成された切屑とすくい面２１との接触面積を可及的に減少させて、必要最小限の面積で接触することによって、生成された切屑を螺旋状にカールさせて、切屑排出性を良好にすることができる。このように、第２すくい面２１ｂの傾斜角
度を第１すくい面２１ａの傾斜角度よりも大きくすることによって、生成された切屑が第２すくい面２１ｂを擦過しにくくなって、生成された切屑とすくい面２１との接触面積を減少させて、切屑の排出方向をより良好に制御することができる。 In this example, as shown in FIG. 4A, the rake face 21 is continuous with the first rake face 21a continuous with the first arcuate cutting edge 51, the first rake face 21a, and the first rake face 21a. The second rake face 21b has an inclination angle larger than the inclination angle of the first rake face 21a. In particular, under high load cutting conditions, the contact area between the generated chip and the rake face 21 is reduced as much as possible, and the generated chip is spirally formed by contacting with the minimum necessary area. It is possible to curl and improve the chip discharging property. Thus, by making the inclination angle of the second rake face 21b larger than the inclination angle of the first rake face 21a, the generated chips are less likely to scrape the second rake face 21b, and the generated chips and The contact area with the rake face 21 can be reduced, and the chip discharge direction can be better controlled.

具体的には、図４（ａ）に示すように、第１すくい面２１ａの第１円弧状切刃５１に近い側の端部の仮想延長線Ｐ１と水平面Ｈとが成す角度をα１とし、第２すくい面２１ｂの第１円弧状切刃５１に近い側の端部の仮想延長線Ｑと水平面Ｈとが成す角度をβとすれば、α１＜βである。角度α１は５°〜２５°の範囲から、また角度βは１５°〜４５°の範囲から適宜設定される。なお、図４（ａ）は側面図であるため、水平面Ｈは直線で表わされている。 Specifically, as shown in FIG. 4 (a), the angle formed by the virtual extension line P1 at the end of the first rake face 21a near the first arcuate cutting edge 51 and the horizontal plane H is α1, If the angle formed by the virtual extension line Q at the end of the second rake face 21b near the first arcuate cutting edge 51 and the horizontal plane H is β, then α1 <β. The angle α1 is appropriately set from a range of 5 ° to 25 °, and the angle β is appropriately set from a range of 15 ° to 45 °. In addition, since Fig.4 (a) is a side view, the horizontal surface H is represented by the straight line.

また、本例においては、図４（ａ）に示すように、すくい面２１の傾斜角度は、第１円弧状切刃５１の端部５１１から中央部５１２に向かうにつれて大きくなっている。第１円弧状切刃５１の中央部５１１における切削抵抗は最も高く、端部５１２における切削抵抗は最も低くなる。したがって、すくい面２１の傾斜角度が第１円弧状切刃５１の端部５１２から中央部５１１に向かうにつれて大きくなっていることによって、切削抵抗のばらつきを低減することができる。具体的には、図４（ｂ）に示すように、第１すくい面２１aの第１円弧状切刃５１に近い側の端部の仮想延長線Ｐ２と水平面Ｈとが成す角度をα２とすれば、α１＞α２である。 Further, in this example, as shown in FIG. 4A, the inclination angle of the rake face 21 increases from the end portion 511 of the first arcuate cutting edge 51 toward the central portion 512. The cutting resistance at the central portion 511 of the first arcuate cutting edge 51 is the highest, and the cutting resistance at the end portion 512 is the lowest. Therefore, the variation in cutting resistance can be reduced by increasing the inclination angle of the rake face 21 from the end portion 512 of the first arcuate cutting edge 51 toward the central portion 511. Specifically, as shown in FIG. 4B, the angle formed by the virtual extension line P2 at the end of the first rake face 21a near the first arcuate cutting edge 51 and the horizontal plane H is set to α2. In this case, α1> α2.

本例においては、図４（ａ）に示すように、すくい面２１は、第２円弧状切刃５２に連続している第３すくい面２１ｃを有している。この構成によって、第２円弧状切刃５２の被削材への食い付きが良好になって、切削抵抗を低減することができる。具体的には、図４（ａ）に示すように、第３すくい面２１ｃの第２円弧状切刃５２に近い側の端部の仮想延長線Ｒと水平面Ｈとが角度γを成している。 In this example, as shown in FIG. 4A, the rake face 21 has a third rake face 21 c continuous with the second arcuate cutting edge 52. With this configuration, the biting of the second arcuate cutting edge 52 to the work material becomes good, and the cutting resistance can be reduced. Specifically, as shown in FIG. 4A, the virtual extension line R and the horizontal plane H at the end of the third rake face 21c on the side close to the second arcuate cutting edge 52 form an angle γ. Yes.

上面２の中央部には、図４（ａ）に示すように、上面２の中央から下面３の中央まで貫通する貫通孔７を有しており、貫通孔７の周囲には、ネジ頭当接部８を有している。貫通孔７は、ホルダに取り付けるために取付けネジを挿通する孔であり、ネジ頭当接部８は、取付けネジのネジ頭と当接する。このとき、ネジ頭当接部８は、切刃５と同じ高さに位置しているか、あるいは切刃５よりも低い位置にあるのがよい。本例においては、具体的には、図４に示すように、ネジ頭当接部８は切刃５よりも低い位置にある。この構成によって、取付けネジのネジ頭とネジ頭当接部８とが接触する位置が切刃５よりも低い位置にあるため、取付けネジのネジ頭とネジ頭当接部８との間に切屑が噛み込まれにくくなる。 As shown in FIG. 4A, the central portion of the upper surface 2 has a through hole 7 that penetrates from the center of the upper surface 2 to the center of the lower surface 3. A contact portion 8 is provided. The through hole 7 is a hole through which an attachment screw is inserted for attachment to the holder, and the screw head abutting portion 8 abuts on the screw head of the attachment screw. At this time, the screw head abutting portion 8 is preferably located at the same height as the cutting edge 5 or at a position lower than the cutting edge 5. In this example, specifically, as shown in FIG. 4, the screw head abutting portion 8 is at a position lower than the cutting edge 5. With this configuration, since the position where the screw head of the mounting screw and the screw head contact portion 8 are in contact with each other is lower than the cutting blade 5, chips are formed between the screw head of the mounting screw and the screw head contact portion 8. Is less likely to be bitten.

側面４は、図３に示すように、ホルダと当接する拘束部４１を有している。この構成によって、インサート１に働く回転モーメントを低減させて、インサート１が回転するのを抑制することができる。拘束部４１の数や配置については、適宜設定すればよく、例えば、複数の拘束部４１が、上面視において、切刃５に沿う方向に等間隔で配置されていてもよい。本例においては、図２に示すように、側面４は、３つの拘束部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを有している。３つの拘束部のうち、拘束部４１ａ，４１ｂは、上面視において、第１円弧状切刃５１ａの中央部５１１の法線Ｎ（図２参照）を対称軸として左右対称となるように配置されている。この構成によって、第１円弧状切刃５１ａが受ける切削力の働く方向と２つの拘束部４１ａ，４１ｂの延長線の交点が略同一直線上に位置するため、回転モーメントを効果的に低減させることができる。 The side surface 4 has the restraint part 41 contact | abutted with a holder, as shown in FIG. With this configuration, the rotational moment acting on the insert 1 can be reduced, and the insert 1 can be prevented from rotating. What is necessary is just to set suitably about the number and arrangement | positioning of the restraint part 41, for example, the several restraint part 41 may be arrange | positioned at equal intervals in the direction in alignment with the cutting blade 5 in top view. In this example, as shown in FIG. 2, the side surface 4 has three restraining portions 41a, 41b, and 41c. Among the three restraining portions, the restraining portions 41a and 41b are arranged so as to be bilaterally symmetric with respect to the normal line N (see FIG. 2) of the central portion 511 of the first arcuate cutting edge 51a in the top view. ing. With this configuration, since the intersection of the direction in which the cutting force received by the first arcuate cutting edge 51a works and the extended line of the two restraining portions 41a and 41b are located on substantially the same straight line, the rotational moment can be effectively reduced. Can do.

＜切削工具＞
本発明の実施形態の一例である切削工具３０は、図５に示すように、切削インサート１と、切削インサート１が装着される、回転中心軸を有している円柱状のホルダ２０とを備えている。 <Cutting tools>
The cutting tool 30 which is an example of embodiment of this invention is equipped with the cutting insert 1 and the column-shaped holder 20 which has the rotation center axis | shaft to which the cutting insert 1 is mounted | worn, as shown in FIG. ing.

ホルダ２０は、回転中心軸Ｓを中心とする円柱状の形状である。そして、ホルダ２０の先端側の外周部には、インサートポケット２１が等間隔に複数設けられている。インサートポケット２１は、インサート１が装着される部分であり、ホルダ２０の外周面および先端面に開口している。 The holder 20 has a cylindrical shape with the rotation center axis S as the center. A plurality of insert pockets 21 are provided at equal intervals on the outer peripheral portion on the tip side of the holder 20. The insert pocket 21 is a portion to which the insert 1 is mounted, and is open on the outer peripheral surface and the front end surface of the holder 20.

そして、ホルダ２０に設けられた複数のインサートポケット２１に、インサート１が装着される。複数のインサート１は、切刃５が外周面から外方に突出するように装着される。 The insert 1 is mounted in a plurality of insert pockets 21 provided in the holder 20. The plurality of inserts 1 are mounted such that the cutting edge 5 protrudes outward from the outer peripheral surface.

本例においては、インサート１は、取付けネジによって、インサートポケット２１に装着されている。すなわち、インサート１の貫通孔７に取付けネジを挿入し、この取付けネジの先端をインサートポケット２１に形成されたネジ孔（図示せず）に挿入してネジ部同士を螺合させることによって、インサート１がホルダ２０に装着されている。 In this example, the insert 1 is mounted in the insert pocket 21 with a mounting screw. That is, the insert screw is inserted into the through hole 7 of the insert 1, the tip of the mount screw is inserted into a screw hole (not shown) formed in the insert pocket 21, and the screw portions are screwed together to insert the insert screw. 1 is attached to the holder 20.

また、本例においては、インサート１は、ホルダ２０に対して、外周面から外方に突出する切刃５が正のアキシャルレーキを有するように装着されている。すなわち、側面視で、ホルダ２０の外周面側に配置されたインサート１の切刃５は、ホルダ２０の先端側から後端側に向かうにつれて、ホルダ２０の回転中心軸Ｓから遠ざかるように傾斜している。このような構成によって、切削時にかかる切削抵抗の低減を図ることができる。 Further, in this example, the insert 1 is mounted on the holder 20 so that the cutting blade 5 protruding outward from the outer peripheral surface has a positive axial rake. That is, the cutting blade 5 of the insert 1 disposed on the outer peripheral surface side of the holder 20 is inclined so as to be farther from the rotation center axis S of the holder 20 as it goes from the front end side to the rear end side of the holder 20 in a side view. ing. With such a configuration, it is possible to reduce cutting resistance applied during cutting.

＜被削材の切削方法＞
図６を用いて、本発明の実施形態の一例である被削材の切削方法について、切削工具１０を用いた場合を例示して説明する。本例の被削材の切削方法は、以下の（ｉ）〜（iii）の工程を含む。
（ｉ）図６（ａ）に示すように、切削工具３０をホルダ２０の回転中心軸Ｓを中心に矢印Ｘ方向に回転させる工程、および矢印Ｙ１方向に動かし、被削材１００に切削工具３０の切刃５を近づける工程。
（ii）図６（ｂ）に示すように、インサート１の切刃５を被削材１００の表面に接触させ、回転している切削工具３０を、例えば矢印Ｚ方向に動かし、被削材１００の表面を切削する工程。
（iii）図６（ｃ）に示すように、回転している切削工具３０を矢印Ｙ２方向に動かし、被削材１００から切削工具３０を離間させる工程。 <Cutting method of work material>
The cutting method of the work material which is an example of embodiment of this invention is illustrated and demonstrated about the case where the cutting tool 10 is used using FIG. The cutting method of the work material of this example includes the following steps (i) to (iii).
(I) As shown in FIG. 6A, the cutting tool 30 is moved in the direction of the arrow X around the rotation center axis S of the holder 20, and moved in the direction of the arrow Y1 to move the cutting tool 30 to the work material 100. The process of bringing the cutting blade 5 closer.
(Ii) As shown in FIG. 6B, the cutting blade 5 of the insert 1 is brought into contact with the surface of the work material 100, and the rotating cutting tool 30 is moved, for example, in the direction of the arrow Z, so that the work material 100 is obtained. The process of cutting the surface.
(Iii) A step of moving the rotating cutting tool 30 in the direction of arrow Y2 to separate the cutting tool 30 from the work material 100 as shown in FIG.

なお、前記（ｉ）の工程では、切削工具３０と被削材１００とは相対的に近づければよく、例えば被削材１００を切削工具３０に近づけてもよい。これと同様に、前記（iii）の工程では、被削材１００と切削工具３０とは相対的に遠ざければよく、例えば被削材１００を切削工具３０から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具３０を回転させた状態を保持して、被削材１００の異なる箇所にインサート１の切刃５を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している切刃５が摩耗した際には、インサート１を貫通孔７の中心軸に対して回転させて、未使用の切刃５を用いればよい。 In the step (i), the cutting tool 30 and the work material 100 may be relatively close to each other. For example, the work material 100 may be close to the cutting tool 30. Similarly, in the step (iii), the work material 100 and the cutting tool 30 need only be relatively distant from each other. For example, the work material 100 may be moved away from the cutting tool 30. In the case of continuing the cutting process, the state in which the cutting tool 30 is rotated and the cutting blade 5 of the insert 1 is brought into contact with a different part of the work material 100 may be repeated. When the cutting blade 5 being used is worn, the insert 1 may be rotated with respect to the central axis of the through hole 7 and the unused cutting blade 5 may be used.

さらに、被削材１００の材質の代表例としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、または非鉄金属などが挙げられる。 Furthermore, typical examples of the material of the work material 100 include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, or non-ferrous metal.

１切削インサート
２上面
２１すくい面
２１ａ第１すくい面
２１ｂ第２すくい面
２１ｃ第３すくい面
３下面
４側面
４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）拘束部
５切刃
５１第１円弧状切刃
５１１中央部
５１２端部
５２第２円弧状切刃
６ランド
７貫通孔
８ネジ頭当接部
２０ホルダ
２１インサートポケット
３０切削工具
１００被削材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cutting insert 2 Upper surface 21 Rake face 21a 1st rake face 21b 2nd rake face 21c 3rd rake face 3 Lower face 4 Side face 41 (41a, 41b, 41c) Restraint part 5 Cutting edge 51 1st circular arc-shaped cutting edge 511 Center part 512 End 52 Second Arc-shaped Cutting Blade 6 Land 7 Through-hole 8 Screw Head Abutting Portion 20 Holder 21 Insert Pocket 30 Cutting Tool 100 Work Material

Claims

A main body having an upper surface, a lower surface, a side surface connected to the upper surface and the lower surface, and a cutting blade located at an intersection of the upper surface and the side surface;
The cutting edge has a plurality of first arcuate cutting edges convex outward of the main body part, and is convex outward of the main body part, and is smaller than the radius of curvature of the first arcuate cutting edge. A plurality of second arcuate cutting edges having a radius of curvature;
The plurality of first arcuate cutting blades and the plurality of second arcuate cutting blades are alternately arranged,
The first arcuate cutting edge is curved to the side away from the lower surface as it goes from the end to the center in a side view ,
The upper surface has a rake surface that is continuous with the first arcuate cutting edge and is inclined so as to approach the lower surface from the first arcuate cutting edge toward the inward side of the main body. And
The angle of inclination at the end portion of the rake face closer to the first arcuate cutting edge becomes larger from the end part of the first arcuate cutting edge toward the center part. insert.

2. The cutting insert according to claim 1, wherein an angle formed by the upper surface and the side surface is an acute angle in a cross-sectional view in a normal direction of the first arcuate cutting blade.

The cutting insert according to claim 1 or 2, wherein a length of the first arcuate cutting edge is longer than a length of the second arcuate cutting edge in a top view.

2. The side view is characterized in that the first arcuate cutting edge is bilaterally symmetric with a line passing through the central portion of the first arcuate cutting edge and perpendicular to the lower surface as an axis of symmetry. 4. The cutting insert according to any one of items 3 .

The rake face includes a first rake face that is continuous with the first arcuate cutting edge, and a second rake face that is located inside the first rake face and continues to the first rake face. Have
The cutting insert according to any one of claims 1 to 4, wherein an inclination angle of the second rake face is larger than an inclination angle of the first rake face.

The second rake face has an inclination angle at a portion located inside the end portion of the first arcuate cutting blade and an inclination at a portion located inside the center portion of the first arcuate cutting blade. The cutting insert according to claim 5, wherein the angle is the same.

The cutting insert according to any one of claims 1 to 6, wherein the second arcuate cutting edge is curved toward the lower surface in a side view.

A cutting tool comprising: the cutting insert according to any one of claims 1 to 7; and a cylindrical holder having a rotation center axis on which the cutting insert is mounted.

9. The cutting insert is mounted on an outer peripheral portion of the holder such that the first arcuate cutting edge has a positive axial rake with respect to the rotation center axis of the holder. The cutting tool described in 1.

Rotating the cutting tool according to claim 8 or 9,
Cutting the work material by bringing the cutting edge of the rotating cutting tool into contact with the work material; and
And a step of separating the cutting blade of the rotating cutting tool from the work material.