JP5955277B2 - 切削インサート及び切削インサートの取付構造 - Google Patents

Description

この発明は、工作物を切削加工する切削インサートと、その切削インサートの取付構造に関する。

多角形状の板状体からなるインサート本体の中心部に取付孔を有し、該取付孔の周辺の裏表両面側にインサート本体の厚みを規定する取付面を備えたボス部を形成し、多角形のコーナー部に切削刃形成し、該切削刃と取付面との間に厚み方向に傾斜して陥没するすくい面を形成することにより、工作物を切削する際の切屑をすくい面に沿って安定的に排出するものは、特許文献１及び２に記載の切削インサートが従来公知である。

特開２０１２−１７９６６７号公報 特開２０１２−２５４５０９号公報

上記特許文献１によれば、切削刃を取付面よりも厚み方向に大きく成形することにより、前記すくい面を大きくとって切削作業時の切屑の排出を安定させているが、インサート本体全体を厚く成形する必要があるため、製造コストが高くなる欠点があった。

一方で、特許文献２のように、切削刃を厚み方向に突出させずに取付面の厚み内に収めつつ、前記すくい面を大きく形成すると、すくい面を形成した箇所の厚みが薄くなるため、切削インサートの強度維持に問題が生じる。

本発明では、工作物を切削加工する切削インサート及び該切削インサートの取付構造において、切削インサート全体の厚みを必要最小限に抑えつつ、切削作業時の切屑を安定して排出させることのできる切削インサートと、該切削インサートが着脱自在に取付けられるバイト本体側の取付構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は第１に、多角形状の板状体からなるインサート本体８の中心部に取付孔９を有し、該取付孔９の周辺の裏表両面側にインサート本体８の厚みを規定する取付面１１ａを備えたボス部１１を形成し、多角形のコーナー部に切削刃１２を形成し、該切削刃１２と取付面１１ａとの間に厚み方向に傾斜して陥没するすくい面１３を形成した両面型の切削インサートにおいて、上記すくい面１３と取付面１１ａとの間には、取付面１１ａよりも表面側に山形に突出する突起部１４が形成されるとともに、該突起部１４の切削刃１２側の表面には、前記すくい面１３の一部を構成し且つ内側に向かって上昇傾斜する切屑案内用のガイド面（１７）が形成され、前記すくい面１３及び該すくい面１３の一部を構成する前記ガイド面１７は、前記インサート本体８の中心部と前記多角形のコーナー部とを結んだ直線を含み且つ該インサート本体８の厚み方向Ｔに平行な面による断面視で、単一の凹曲線をなすように形成されたことを特徴としている。

第２に、切削刃１２の高さを取付面１１ａより突出しない取付面１１ａと同一又はそれ以下の高さに形成したことを特徴としている。

第３に、突起部１４をボス部１１に押接されるインサート本体８側の取付具２２の押圧部３２と干渉しない外側位置に形成したことを特徴としている。

第４に、先端に段状に形成された受け面２３と、受け面２３の外周側に先端側に向ってＶ字形又は逆八の字形に開放される一対の壁面をなすインサート規制面２４とで切削インサートの取付部２１を形成したバイト本体１に対し、多角形状の板状体からなる切削インサートを位置決め状態で載置収容して締着固定する切削インサートの取付構造において、上記受け面２３の所定位置に凹部２９を凹設し、前記切削インサートを上記取付部２１に取付ける際に、上記凹部２９がインサート本体８の突起部１４を収容する逃がし用凹部となることを特徴としている。

第５に、先端に段状に形成された受け面２３と、受け面２３の外周側に先端側に向ってＶ字形又は逆八の字形に開放される一対の壁面をなすインサート規制面２４とで切削インサートの取付部２１を形成したバイト本体１に対し、多角形状の板状体からなる切削インサートを位置決め状態で載置収容して締着固定する切削インサートの取付構造において、受け面２３とインサート本体８の間に介挿させる所定厚みのプレート状のスペーサ２６を着脱可能に設け、該スペーサ２６の上面を前記切削インサートを載置する受け面２３ａとするとともに、スペーサ２６の上面にインサート本体８の突起部１４を収容する逃がし用の凹部を形成してなることを特徴としている。

第６に、前記凹部２９をバイト本体１の取付部２１又はスペーサ２６を貫通する孔又は有底の穴としたことを特徴としている。

以上のように構成される本発明によれば以下のような効果を生じる。
切削刃と切削刃のすくい面を内側に拡大延長するための突起を切削インサートの表裏両面側に設けたので、切屑の排出ガイド性能を保ちながら両面の使用ができる利点がある他、すくい面を拡大延長するためにインサート本体の全体の厚みを必要以上に厚くする必要がなく、経済的である。
さらに、切削刃の高さを取付面より突出させず、取付面と同一又はそれ以下の高さに形成することもインサート本体の厚みを必要以上に厚くする必要を生じさせないという利点を生じる。

また、切削刃の高さを取付面より突出しない取付面と同一又はそれ以下の高さに形成したものによれば、インサート本体全体の厚みを薄く形成できるため、コストを低く抑えることができる。

受け面の所定位置に凹部を凹設し、前記突起部を備えた切削インサートを上記取付部に取付ける際に、上記凹部がインサート本体の突起部を収容する逃がし用凹部とすることにより、取付面から厚み方向に両面側に突出した突起部のある切削インサートを安定してバイト本体側に取付けることができる。

受け面とインサート本体の間に介挿させる所定厚みのスペーサを設け、該スペーサの上面を受け面として使用するとともに、スペーサの上面に前記凹部同様の又は前記凹部に代わる逃がし用の凹部を形成したものによれば、凹部を設けない在来の取付部を有するバイト本体にも本発明の切削インサートが使用できる他、バイト本体側とスペーサ側の凹部位置を異なるものとして、突起部の位置の異なる切削インサートも装着できるため、汎用性が向上する。

前記凹部をバイト本体の取付部又はスペーサを貫通する孔又は有底の穴とすることにより、凹部の位置を切削インサート側の突起部の位置に応じた位置に設けることが容易となる。

切削インサートが取付けられた交換式切削工具を示した斜視図である。 切削インサートが取付けられた交換式切削工具を示した側面図である。 切削インサートの取付構造を示した要部断面図である。 切削インサートの構成を示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図１乃至４に基づき説明する。図１及び図２は、切削インサートが取付けられた交換式切削工具を示した斜視図及び側面図、図３は、切削インサートの取付構造を示した要部断面図、図４は、切削インサートの構成を示した斜視図である。本実施例の交換式の切削インサートを備えた交換式切削工具であるバイトは、金属材料等からなる被削材（工作物）に旋削加工を施すものであり、工作物を回転させバイト本体で削り加工を行う倣い加工や、球面加工等の仕上げ切削に用いられる。

図１乃至４に示されるように、前記バイト本体は、通常は四角形断面の鋼材からなるシャンク部２と、該シャンク部２の先端側に設けられた直方体状のインサート取付部３と、超硬合金等からなり該インサート取付部３にネジ止め等により着脱可能に取付けられる切削インサート４とを備えている。

前記シャンク部２は、その長手方向に沿う先端部以外の部分が、角柱状に成形されており、該シャンク部２を刃物台に固定支持した状態で、バイト本体の先端側に装着された切削インサート４を工作物に押接することにより、旋削作業を行う。

前記インサート取付部３は、シャンク部２の先端側に成形され、先端側にチップ状に形成された交換式の切削インサート４を着脱自在に取付固定するためのインサート取付構造が構成されている。切削インサート４の取付構造の具体的な構成については後述する。

前記切削インサート４は、図４に示されるように、プレス成形等によってブロック状の多角形板状（図示する例では菱形板状）に成形されており、厚み方向Ｔを向く対向面となる裏表面６，６と、４側面７とによってインサート本体８が構成されている。

該インサート本体８は、その中心部に厚み方向に貫通するように穿設された取付孔９と、該取付孔９の周辺の裏表面にインサート本体８の厚みを規定する取付面１１ａを形成したボス部１１と、インサート本体８のコーナーに形成された切削刃１２と、切削刃１２と取付面１１ａとの間に設けられたすくい面１３とを備えている。また、上記すくい面１３と取付面１１ａとの間には、厚み方向に山状に突出する突起部１４が設けられている。

前記切削刃１２は、菱形の鋭角なコーナー部の裏表面６，６のそれぞれに形成されている。菱形の各辺はコーナー部から中途部にかけて厚み方向に湾曲している。すなわち、切削刃１２は、コーナー部で厚み方向に若干突出する主切削部１２ａを構成している。

ちなみに、裏表面６，６における該切削刃１２とボス部１１との間は、厚み方向に凹設された溝部１６が形成されている（図４参照）。

前記すくい面１３は、裏表面６，６の切削刃１２の内側にそれぞれ設けられており、前記切削刃１２のコーナー部から取付面１１ａ側（裏表面の中心側）に向って厚み方向に滑らかに傾斜させて円弧状に陥没させることにより成形されている。また、本実施例では、裏表面６，６側に設けた突出部１４の外側に、すくい面１３に連続して内側に向って上昇方向に傾斜しながら延長されるガイド面１７が形成され、すくい面１３の一部を形成している。ガイド面１７を構成する突出部１４について以下説明する。

前記突起部１４は、前記すくい面１３と取付面１１ａとの間に配置されて、インサート本体８の裏表面６，６側に一対設けられている（図示する例では計４箇所）。また、前記突起部１４は、切削インサート４をプレス成形する際にインサート本体８と一体的成形する構成としても良いし、ガイド面１７を備えた別部材である図示しない突出片をインサート本体８の裏表面６，６側に溶着等により付設しても良い。

上記より、上述の切削インサート４は、前記主切刃部１２ａがインサート本体８の厚みを規定するボス部１１上の取付面１１ａと略同一かそれ以下の高さに形成されており、その一方で、前記突起部１４に設けられたガイド面１７は、ボス部１１（インサート本体８）よりも厚み方向に突出されるように構成されている。

このような構成によれば、インサート本体８の厚みとなるボス部１１の厚みを必要以上に厚く成形することなく、すくい面１３を長くするガイド面１７のみを厚み方向外側に突出させることができるため、すくい面１３による切削作業中の切屑の排出の安定化と、製造コストを低く抑えることとを両立させることができる。

このとき、切削インサートの裏表面６，６には、ボス部１１よりも突起部１４が厚み方向に突出した構成となるため、前記インサート取付部３はこれに対応した取付構造となっている。以下、切削インサートの取付構造について説明する。

次に、図３に示すように、前記インサート取付部３は、先端側の一角に設けられた切削インサート４が収容される取付部２１と、該取付部２１に配置された切削インサート４を固定保持するための取付具２２とからなる取付機構を備えている。

前記取付部２１は、インサート取付部３の先端側に段状に凹設することにより、切削インサート４が載置される受け面２３と、該受け面２３の外周側に先端に向ってＶ字又は逆八字状に開放される一対の壁面をなすインサート規制面２４，２４とで形成され、形成されたスペースに切削インサート４を収容した状態で位置決めすることができる。

このとき、図示する例においては、取付部２１に嵌合するスペーサ２６を設け、該スペーサ２６上に前記受け面２３ａを形成しており、前記切削インサート４を、スペーサ２６上の受け面２３ａに載置するように構成している。該スペーサ２６は、前記インサート規制面２４，２４と当接する菱形板状に成形されており、その中心部に穿設された固定孔２７と固定ボルト２８とにより取付部２１の段部に固定されている。

上記構成によれば、取付部２１は、菱型状の切削インサート４を前記スペーサ２６上の受け面２３ａに載置することにより、インサート本体８の隣接する一対の側面７，７が、前記インサート規制面２４，２４に当接することによって、取付部２１内に収容された切削インサート４の平面方向の動きが規制され、位置決めされる。

このとき、切削インサート４が載置される前記スペーサ２６の受け面２３には、位置決めされた切削インサート４の裏表面６，６に突設された前記突起部１４が収容される収容部（逃がし用凹部）２９が凹設されている。この構成によれば、突起部１４が収容部２９に収容された状態で切削インサート４を受け面２３，２３ａ上に載置することにより、切削インサート４上の取付面１１ａと前記受け面２３，２３ａとが当接した安定した状態で切削インサート４を位置決めできる。

ちなみに、スペーサ２６の受け面２３ａ上に形成した収容部２９は、図示されるように、厚み方向中途部まで凹設した有底の収容穴により形成しても良いし、スペーサ２６を貫通する収容孔によって形成しても良い。

上記構成によれば、突起部１４の位置の異なる切削インサート４を用いる場合であっても、その切削インサート４の突起部１４に応じた位置に収容部２９が凹設されたスペーサ２６を別途に用意することにより、バイト本体ごと変更することなく使用することができるため、汎用性も高くなる。

前記取付具２２は、取付部２１に配置された切削インサート４を受け面２３側に押圧する押圧面を備えた押圧部３２と、該押圧部３２をバイト本体側に着脱可能に締着する締着機構３３とを備えている。

上記押圧部３２には、取付面１１ａを押圧する際に取付孔９に挿入される挿入突起３０と、押圧部３２が取付面１１ａ側の前記突起部１４と干渉することを防止するために切欠かれた退避部３４とを備えている。また、押圧部３２の先端側も主切刃部１２ａ側の突起部１４に干渉しないように構成されている。

前記締着機構３３は、インサート取付部３側に穿設されたボルト孔３６と、該ボルト孔３６と前記押圧部３２に穿設されたボルト孔３８とに挿通されて押圧部３２を取付部３１側に締付可能にする固定ボルト３７と、該固定ボルト３７に挿通されて押圧部３２を取付部２１側から離間する方向に付勢する圧縮スプリングである弾性部材３９とを備えている。

また、固定ボルト３７の後方側には、インサート取付部３と押圧部３２とに形成された挿通孔３５Ａ，３５Ｂに挿通されるピン３５により、押圧部３２が固定ボルト３７回りで回動することが規制され、押圧部３２が、前記ボス部１１を押圧する位置で位置決めされるように構成されている。

上述の構成によれば、前記取付具２２は、切削インサート４が取付部２１に位置決めされた状態で前記締着機構３３の固定ボルト３７を締付けることにより、押圧部３２が弾性部材３９の付勢力に抗して下降し、退避部３４により突起部１４を避けつつ、取付面１１ａを押圧し、切削インサート４をバイト側に固定することができる。

８ インサート本体
９ 取付孔
１１ ボス部
１１ａ 取付面
１２ 切削刃
１３ すくい面
１４ 突起部
１７ ガイド面
２１ 取付部
２２ 押圧具（取付具）
２３ 受け面
２３ａ 受け面
２４ インサート規制面
２６ スペーサ
２９ 収容部（凹部）
Ｔ 厚み方向

Claims (6)

1. 多角形状の板状体からなるインサート本体（８）の中心部に取付孔（９）を有し、該取付孔（９）の周辺の裏表両面側にインサート本体（８）の厚みを規定する取付面（１１ａ）を備えたボス部（１１）を形成し、多角形のコーナー部に切削刃（１２）を形成し、該切削刃（１２）と取付面（１１ａ）との間に厚み方向に傾斜して陥没するすくい面（１３）を形成した両面型の切削インサートにおいて、上記すくい面（１３）と取付面（１１ａ）との間には、取付面（１１ａ）よりも表面側に山形に突出する突起部（１４）が形成されるとともに、該突起部（１４）の切削刃（１２）側の表面には、前記すくい面（１３）の一部を構成し且つ内側に向かって上昇傾斜する切屑案内用のガイド面（１７）が形成され、前記すくい面（１３）及び該すくい面（１３）の一部を構成する前記ガイド面（１７）は、前記インサート本体（８）の中心部と前記多角形のコーナー部とを結んだ直線を含み且つ該インサート本体（８）の厚み方向（Ｔ）に平行な面による断面視で、単一の凹曲線をなすように形成された切削インサート。
2. 切削刃（１２）の高さを取付面（１１ａ）より突出しない取付面（１１ａ）と同一又はそれ以下の高さに形成した請求項１に記載の切削インサート。
3. 突起部（１４）を、ボス部（１１）に押接されるインサート本体（８）の取付具（２２）の押圧部（３２）と干渉しない外側位置に形成した請求項１又は２の何れかに記載の切削インサート。
4. 先端に段状に形成された受け面（２３）と、受け面（２３）の外周側に先端側に向ってＶ字形又は逆八の字形に開放される一対の壁面をなすインサート規制面（２４）とで切削インサートの取付部（２１）を形成したバイト本体（１）に対し、多角形状の板状体からなる切削インサートを位置決め状態で載置収容して締着固定する切削インサートの取付構造において、上記受け面（２３）の所定位置に凹部（２９）を凹設し、請求項１乃至３の何れか一に記載の切削インサートを上記取付部（２１）に取付け時に、上記凹部（２９）がインサート本体（８）の突起部（１４）を収容する逃がし用凹部となる切削インサートの取付構造。
5. 先端に段状に形成された受け面（２３）と、受け面（２３）の外周側に先端側に向ってＶ字形又は逆八の字形に開放される一対の壁面をなすインサート規制面（２４）とで切削インサートの取付部（２１）を形成したバイト本体（１）に対し、多角形状の板状体からなる切削インサートを位置決め状態で載置収容して締着固定する切削インサートの取付構造において、受け面（２３）とインサート本体（８）の間に介挿させる所定厚みのプレート状のスペーサ（２６）を着脱可能に設け、該スペーサ（２６）の上面を請求項１乃至３の何れか一に記載の切削インサートを載置する受け面（２３ａ）とするとともに、スペーサ（２６）の上面にインサート本体（８）の突起部（１４）を収容する逃がし用の凹部を形成してなる切削インサートの取付構造。
6. 前記凹部（２９）をバイト本体（１）の取付部（２１）又はスペーサ（２６）を貫通する孔又は有底の穴とした請求項４又は５の何れかに記載の切削インサートの取付構造。

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