JP6253093B2 - Cutting insert and cutting edge exchangeable cutting tool - Google Patents
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Description
この発明は、切削工具の多刃化に貢献できるクランプ機構によって工具本体に強固に固定できる切削インサートと、その切削インサートを使用してクランプ機構の省スペース化を実現し、さらに、工具本体に設けるクランプねじ螺合用ねじ穴の加工規制も緩和した刃先交換式切削工具に関する。 The present invention realizes a space saving of the clamping mechanism using the cutting insert that can be firmly fixed to the tool body by a clamping mechanism that can contribute to the increase in the number of cutting tools, and further provided on the tool body. The present invention relates to a cutting edge exchangeable cutting tool that relaxes the processing restriction of a screw hole for clamping a screw.
刃先交換式ミーリングカッタなどの刃先交換式切削工具に採用されている切削インサート固定用のクランプ機構は、ねじクランプ方式のものが一般的である。 A clamp mechanism for fixing a cutting insert, which is employed in a cutting edge exchangeable cutting tool such as a cutting edge exchangeable milling cutter, is generally a screw clamp type.
そのねじクランプ方式のクランプ機構は、クランプねじを切削インサートに設けた取り付け穴に通し、そのクランプねじを締めつけて切削インサートを固定する。 The clamp mechanism of the screw clamp system passes the clamp screw through a mounting hole provided in the cutting insert, and fastens the clamp screw to fix the cutting insert.
そのねじクランプ方式のクランプ機構で工具本体に装着される切削インサートは、下記特許文献1に示されるような横置き配置(図16参照)と、下記特許文献2に示されるような縦置き配置(図17参照)のどちらかにして使用される。図16、図17の1Aが切削インサートであり、工具本体2にねじ込まれるクランプ用のねじ(図示せず)が中心に設けられた取り付け穴(これも図示せず)に通されている。
Cutting inserts mounted on the tool body by the screw clamp type clamping mechanism are arranged horizontally as shown in the following Patent Document 1 (see FIG. 16) and vertically arranged as shown in the following Patent Document 2 (see FIG. (See FIG. 17). 16 and 17 is a cutting insert, and a clamping screw (not shown) to be screwed into the
なお、下記特許文献3には、取り付け穴の無い切削インサートを工具本体の外周の刃溝に横置き状態に装着し、その切削インサートの上面を、クランプねじに設けたテーパの頭部で押圧する切削インサートの取付け構造が開示されている。
In
前記特許文献1のように、切削インサートを横置き配置にする切削工具については、工具本体に設けるクランプねじ螺合用のねじ穴を工具の回転方向前方から加工する必要があり、切削インサートのすくい面の上方に確保する加工スペースが大きくなる。
As for the cutting tool in which the cutting insert is placed horizontally as in
その加工スペース確保のために工具本体を多く削ることになるため、工具の多刃化が図り難い。 Since many tool bodies are shaved to secure the processing space, it is difficult to increase the number of blades of the tool.
加えて、ねじ穴が長いと、そのねじ穴が工具本体の外周に突き抜ける可能性があり、ねじ穴の加工難度も高い。 In addition, if the screw hole is long, there is a possibility that the screw hole penetrates to the outer periphery of the tool body, and the processing difficulty of the screw hole is high.
これに対し、前記特許文献2のように、切削インサートを縦置き配置にする切削工具は、工具本体の外周側から径方向内側に向かってねじ穴を加工することになるので、ねじ穴の加工難度は下がる。しかしながら、この切削工具は、切削インサートの縦置き配置によって1個の切削インサートが占める工具本体の周方向スペースが大きくなる。従って、この構造でも工具の多刃化が図り難い。
On the other hand, since the cutting tool in which the cutting insert is placed vertically as in
特許文献3に記載された取付け構造は、切削インサートを横置き配置にしているにも拘らず、クランプねじは工具本体の外周側から中心側に向かってねじ込まれる。そのため、
切削工具の多刃化を図れる利点がある。
In the mounting structure described in
There is an advantage that the number of cutting tools can be increased.
しかしながら、特許文献3の取付け構造は、クランプねじによる切削インサートの押圧が、切削に関与する切れ刃から遠く離れた領域(上面中央部よりも反切れ刃側)においてなされるため、切削インサートの固定が不安定になって刃先側が刃溝の座底面(取付面)から浮き上がる虞がある。
However, in the mounting structure of
この発明は、特許文献3の取付け構造の特徴を生かしながら、切削インサートの強固な固定を可能となすことを課題としている。
This invention makes it the subject to enable the firm fixation of a cutting insert, making use of the characteristic of the attachment structure of
上記の課題の解決策として、この発明は、下記1)の切削インサートと、それを用いた下記2)の刃先交換式切削工具を提供する。
1)クランプねじに押圧される被クランプ面を備えた切削インサートであって、前記被クランプ面が上面又は下面の外周の稜線からインサート中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いた凹円錐状の斜面で構成されている切削インサート。
2)刃溝とその刃溝に対面した切屑ポケットを有する工具本体と、凹円錐状の斜面によって形成された被クランプ面を上面又は下面に有し、前記刃溝に装着される切削インサートと、前記工具本体にねじ込まれて前記切削インサートを固定するクランプねじを備えた刃先交換式切削工具であって、前記クランプねじは頭頂部の径が大きなテーパの頭部を有し、その頭部の外周のテーパ面で前記被クランプ面を押圧し、その押圧が、前記刃溝にセットされた切削インサートの中央部よりも切削に関与する切れ刃側にある被クランプ面についてなされるようにした刃先交換式切削工具。
As a solution to the above problem, the present invention provides a cutting insert of the following 1) and a cutting edge exchangeable cutting tool of the following 2) using the cutting insert.
1) A cutting insert having a clamped surface that is pressed by a clamp screw, wherein the clamped surface has a concave conical shape that is inclined in a direction in which the position increases as the distance from the ridge line on the outer periphery of the upper surface or lower surface increases toward the center of the insert. Cutting inserts that are made up of slopes.
2) A tool body having a blade groove and a chip pocket facing the blade groove, a cutting insert having a clamped surface formed by a concave conical slope on the upper surface or the lower surface, and mounted in the blade groove; A cutting edge replaceable cutting tool having a clamp screw that is screwed into the tool body and fixes the cutting insert, wherein the clamp screw has a tapered head with a large diameter at the top of the head, and an outer periphery of the head The blade surface is exchanged by pressing the surface to be clamped with a taper surface, and the pressing is performed on the surface to be clamped on the side of the cutting edge involved in cutting from the center of the cutting insert set in the blade groove. Type cutting tool.
この発明の切削インサートは、刃先が座底面から浮き上がるなどの懸念を無くせる。 The cutting insert of this invention can eliminate the concern that the cutting edge is lifted from the seat bottom.
その切削インサートを使用したこの発明の刃先交換式切削工具は、多刃化の規制が緩和され、ねじ穴の加工難度が高くならない。 The cutting edge replacement type cutting tool of the present invention using the cutting insert is relaxed in the restriction of multiple blades, and does not increase the difficulty of processing a screw hole.
また、前記特許文献3の取付け構造を有するものに比べて切削インサートの固定の安定性が高まる。
Further, the stability of fixing of the cutting insert is increased as compared with the one having the mounting structure of
以下、この発明の切削インサートと刃先交換式切削工具の実施の形態を添付図面の図1〜図15に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a cutting insert and a blade-tip-exchangeable cutting tool according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
この発明の切削インサートの一形態を図1〜図3に示す。図示の切削インサート1は、上面2に対して側面3が鋭角に交わった平面視方形の、取付け穴の無いポジティブ型のインサートであり、横向き配置にして下面4を刃溝の座底面に着座させ、上面2をすくい面にして使用される。
One form of the cutting insert of this invention is shown in FIGS. The illustrated
上面2の外周の稜線(側面3との交差部の稜線)は、切れ刃5を構成している。その切れ刃5は、隣り合うコーナ間に配置される直線の主切れ刃5aと所定のR半径を有するコーナ切れ刃5bとからなる。
The ridge line on the outer periphery of the upper surface 2 (the ridge line at the intersection with the side surface 3) constitutes the
上面2には、クランプねじによって押圧される被クランプ面6が設けられている。
A clamped
その被クランプ面6は、主切れ刃5aからインサート中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いた凹円錐状の斜面によって構成されている。
The
その被クランプ面6は、後述するクランプねじの頭部よりも曲率半径の大きな凹円錐面にして凹み部の底付近にクランプねじの頭部が線接触するようにしてもよいが、クランプねじの頭部径に対応させた被クランプ面にしてクランプねじの頭部のテーパ面が広く面接触するようにしておくと好ましい。
The clamped
その構造によれば、切削インサートに対して引っ張り応力を加えずに固定力を広く分散させてバランス良く働かせることができる。 According to the structure, the fixing force can be widely dispersed and applied in a well-balanced manner without applying a tensile stress to the cutting insert.
その被クランプ面6は、主切れ刃5aの各々に対応させて各主切れ刃5aの長手中間点を平面視において直角に横切る線上に中心があるように配置されている。また、その被クランプ面6は、コーナ数と同数設けられており、複数ある切れ刃をすべて有効利用することができる。また、その被クランプ面6を設置した上面2は中央部が盛り上がった状態になっており、盛り上がりの無いものに比べて切削インサートの強度も高められる。
The to-
なお、図1〜図3は、平面視方形の切削インサートであるが、この発明は、平行配置の主切れ刃を2つ備える長方形や平行四辺形、主切れ刃を3つ備える正三角形など、方形以外の多角形の切削インサートや、図4に示す平面視円形の切削インサートにも適用できる。 In addition, although FIGS. 1-3 is a planar-view square cutting insert, this invention is a rectangle provided with two main cutting edges of parallel arrangement, a parallelogram, a regular triangle provided with three main cutting edges, etc. The present invention can also be applied to polygonal cutting inserts other than a square or a circular cutting insert in plan view shown in FIG.
平面視円形の切削インサートは、主切れ刃5aとなる稜線が円形をなす。図のように、その円形稜線の周方向等分点とインサート中心を結ぶ線上に被クランプ面6の中心を配置することで使用済みの刃と未使用刃を所定の割り出し角で入れ替えることができる。
In the cutting insert having a circular shape in plan view, the ridgeline that becomes the
図5〜図7は、凹円錐状の斜面で構成される被クランプ面6を切削インサート1の下面4に設けたものである。切削インサートの固定は、その切削インサートの下面を切削工具の回転方向前方に向けて押圧して切削インサートのすくい面となる上面を刃溝の座底面に押しつける方法でなされることもある。
5 to 7, a clamped
そのクランプ方式の切削インサートは、図5〜図7のように、被クランプ面6を下面4に設ける。下面4における被クランプ面6の配置箇所は、被クランプ面を上面に設けるものと同様に設定される。
The clamp-type cutting insert has a clamped
図8の切削インサート1は、被クランプ面6を、上面2の各コーナのコーナ角の2等分線上に設けたものである。その被クランプ面6はコーナ切れ刃5bからインサート中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いた凹円錐状の斜面で構成されている。
The cutting
このように、被クランプ面6は、直線の主切れ刃5aに対して斜交する線上に中心が配置されていてもよい。この形態の切削インサート1も、被クランプ面6を下面に設けることが考えられる。
Thus, the center of the clamped
次に、この発明の刃先交換式切削工具の具体例を、添付図面の図9〜図15に基づいて説明する。 Next, specific examples of the cutting edge-exchangeable cutting tool of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 15 of the attached drawings.
図9〜図13の刃先交換式切削工具は、上面に被クランプ面を設けた切削インサートを使用するものである。 The cutting edge exchange type cutting tool of FIGS. 9-13 uses the cutting insert which provided the to-be-clamped surface on the upper surface.
この刃先交換式切削工具10は、工具本体11と、切削インサート1と、その切削インサート1を工具本体11に固定するクランプねじ15とで構成されている。
This blade-tip-
工具本体11は、先端外周に座底面と座側面を備えた刃溝12を有する。また、周方向に定ピッチで複数設けられた刃溝12の各々に対面させた切屑ポケット13を有する。
The
切削インサート1は、各刃溝12に横置き配置にして組み込まれる。その切削インサート1は、図1〜図3に示したものであって、上面2に凹円錐状の斜面で構成された被クランプ面6を有する。
The cutting
図1〜図3の切削インサート1は、既に述べた通り、被クランプ面6を、4つある主切れ刃の5a(図1、図2参照)の各々に対応させて4つ設けている。
The cutting
その被クランプ面6は、各主切れ刃の長手中間点を平面視において直角に横切る線上に中心がある。そのために、工具本体11に設けられたねじ穴14(図11,図13参照)に対するクランプねじ15のねじ込みは、工具本体11の外周側から径方向内側に向けてなされる。
The clamped
そのクランプねじ15は、図13に示すように、頭頂部(先端)の径が大きなテーパの頭部15a(図13参照)を有している。そのクランプねじ15の頭部の外周のテーパ面が各刃溝12にセットされた切削インサート1の被クランプ面6に接してその被クランプ面6を押圧する。
As shown in FIG. 13, the
その押圧は、切削インサート1の中央部よりも切削に関与する切れ刃側にある被クランプ面についてなされる。これにより、切削インサート1が刃溝12の座底面12aと座側面12b(これも図13参照)に押しつけられる。
The pressing is performed on the clamped surface on the side of the cutting edge involved in cutting with respect to the center portion of the cutting
このときの座底面に対する切削インサート1の押しつけは、切削に関与する主切れ刃側で強くなされる。
The pressing of the cutting
これに加えて、被クランプ面6が斜面であるためにクランプねじ15のねじ込み方向前方の座側面12b(これも図13参照)に対する押し付けも同時になされ、そのために、前掲の特許文献3に開示された取付け構造に比べて固定の安定性が増し、クランプが不安定なことに起因した刃先の破損や刃先の変位による加工トラブルなどが確実に防止される。
In addition to this, since the clamped
なお、図8の切削インサートは、上述したように、被クランプ面6が上面のコーナ角の2等分線上に配置されてコーナから中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いている。
Note that, as described above, the cutting insert in FIG. 8 is inclined in a direction in which the clamped
従って、その位置に被クランプ面6を設けた切削インサートを使用する刃先交換式切削工具については、クランプねじ15のねじ込み方向が径方向内側、かつ、斜め後方に向かう向きとなり、切削インサートの押しつけが、座底面と互いの向きが90°異なった2つの座側面の3面に対してなされる。
Therefore, in the cutting edge exchange type cutting tool using the cutting insert having the clamped
この場合も、クランプねじ15による被クランプ面6の押圧が切削に関与するコーナ切れ刃側の被クランプ面6について行われるようにすることで、切削インサートを強固、かつ、安定して固定することができる。なお、クランプねじ15のねじ込み方向は、径方向内側に限られるものではなく、工具本体の先端側から工具の回転中心軸に沿う方向としてもよい。
Also in this case, the cutting insert can be firmly and stably fixed by pressing the clamped
図14,図15の刃先交換式切削工具10Aは、下面に被クランプ面を設けた切削インサートを使用するものである。 14A and 15B uses a cutting insert having a clamped surface on the lower surface.
この形態では、切削インサート1の上面2に設けたフラットランド2aが刃溝12の座底面に押しつけられる。この構造でも、クランプねじ15による被クランプ面6の押圧が切削に関与する切れ刃側においてなされるので、上面の被クランプ面を押圧するものと同様に強固な固定が望める。
In this embodiment, the
なお、切削インサートの上面又は下面に設ける被クランプ面6は、斜面の上下端間の高さh(図3、図7参照)が0.5mmもあれば楔効果が生じてクランプねじの頭部による押圧がなされるが、より効果的で安定した押圧のために、その高さhは、クランプねじ15の頭部径の1/4以上確保するのがよい。
The clamped
また、その高さhは、切削インサートの無用の厚み増加を避けるために、クランプねじ15の頭部径の1/2以下にするのがよい。
Further, the height h is preferably ½ or less of the head diameter of the
1,1A 切削インサート
2 上面
2a フラットランド
3 側面
4 下面
5 切れ刃
5a 主切れ刃
5b コーナ切れ刃
6 被クランプ面
10,10A 刃先交換式切削工具
11 工具本体
12 刃溝
12a 座底面
12b 座側面
13 切屑ポケット
14 ねじ穴
15 クランプねじ
15a 頭部
1,
Claims (4)
前記稜線が主切れ刃であって、その稜線が隣り合うコーナ間に配置される直線の稜線であり、その直線の稜線の長手中間点を平面視において直角に横切る線上に前記被クランプ面の中心が配置され、その被クランプ面がコーナ数と同数設けられて当該斜面を設置した側の面の中央部が盛り上がっている切削インサート。 A cutting insert having a clamped surface to be pressed by a clamp screw, wherein the cutting insert is a polygon in plan view, and a plurality of the clamped surfaces are provided on an upper surface or a lower surface, and the clamped surface is an upper surface or a lower surface It is composed of a concave conical slope inclined in a direction where the position becomes higher as it goes away from the ridge line of the outer periphery of the insert toward the center of the insert ,
The ridge line is a main cutting edge, and the ridge line is a straight ridge line disposed between adjacent corners, and the center of the clamped surface is on a line perpendicular to the longitudinal midpoint of the straight ridge line in a plan view. Is a cutting insert in which the center part of the surface on the side where the inclined surface is installed is provided with the same number of clamped surfaces as the number of corners .
前記切削インサートの稜線がコーナ切れ刃であって、前記被クランプ面が上面又は下面
のコーナのコーナ角の2等分線上に設けられている切削インサート。 A cutting insert having a clamped surface to be pressed by a clamp screw, wherein the clamped surface has a concave conical slope inclined in a direction of increasing the position as the clamped surface moves away from the ridge line on the outer periphery of the upper surface or the lower surface toward the center of the insert. Consists of
The ridgeline of the cutting insert is a corner cutting edge, the cutting insert clamped surface is provided on bisector of the corner angle of the upper surface or lower surface of the corner.
形成された被クランプ面を上面又は下面に有し、前記刃溝に装着される切削インサートと
、前記工具本体にねじ込まれて前記切削インサートを固定するクランプねじを備えた刃先
交換式切削工具であって、前記クランプねじは頭頂部の径が大きなテーパの頭部を有し、
その頭部の外周のテーパ面で前記凹円錐状の斜面によって形成された被クランプ面を押圧
し、その押圧が、前記刃溝にセットされた切削インサートの中央部よりも切削に関与する
切れ刃側にある被クランプ面についてなされるようにし、
前記切削インサートの前記被クランプ面を設置した面の被クランプ面の設置による盛り上がり量を、前記クランプねじの頭部径の1/4以上にした刃先交換式切削工具。 A tool body having a blade groove and a chip pocket facing the blade groove, a cutting insert having a clamped surface formed by a concave conical inclined surface on the upper surface or the lower surface, and mounted in the blade groove, and the tool A cutting edge replaceable cutting tool provided with a clamp screw that is screwed into a main body to fix the cutting insert, the clamp screw having a tapered head with a large diameter at the top of the head,
The cutting edge that presses the clamped surface formed by the concave conical slope with the tapered surface of the outer periphery of the head, and the pressing is more involved in cutting than the central part of the cutting insert set in the blade groove Be done on the clamped surface on the side ,
A cutting edge-exchangeable cutting tool in which a rising amount of the surface on which the clamped surface of the cutting insert is set is set to ¼ or more of a head diameter of the clamp screw .
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