JP6264833B2 - 切削インサート及びその製造方法 - Google Patents
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Description
具体的に、上記特許文献1の図5や図6に示される凸部と凹部では、これらが互いに係合されてはいるものの、分割体の張り合わせ面同士のスライド移動が面方向の全ての向きで規制されるわけではなく、やはり分割体同士がスライド移動して位置ずれするおそれがあった。
具体的には、分割体をプレス成形(金型成形)により成形する圧粉体成形工程において添加される有機材料(成形助剤)が、後の脱脂工程で分解されてガスが発生し、該ガスが凸部と凹部との隙間に溜まり、さらに次の焼結工程において膨張することで、張り合わせ面同士が離間され、密着性が低下してしまうおそれがあった。
すなわち、本発明は、刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサートであって、板状をなし、インサート中心線方向を向く表裏面と、これら表裏面の周囲に配置されてインサート中心線に直交するインサート径方向を向く側面と、これら表裏面と側面との交差稜線部に形成された切刃とを備えるとともに、表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、前記インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士を、該インサート本体のインサート中心線方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成されており、前記分割体の張り合わせ面には、凸部と凹部とを有する位置合わせ部が形成され、互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記位置合わせ部同士における前記凸部と前記凹部とが嵌合された状態で、これら分割体の前記張り合わせ面同士が接合されており、前記インサート本体には、前記位置合わせ部と該インサート本体の外部とを連通する連通路が形成されていることを特徴とする。
また本発明は、前述の切削インサートを製造する切削インサートの製造方法であって、前記分割体を金型成形により成形するとともに、該分割体の張り合わせ面に、凸部と凹部とを有する位置合わせ部を形成する圧粉体成形工程と、互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記位置合わせ部同士における前記凸部と前記凹部とを嵌合した状態で、これら分割体の前記張り合わせ面同士を接合する張り合わせ工程と、張り合わせた前記分割体に含まれる成形助剤を脱脂する脱脂工程と、張り合わせた前記分割体同士を焼結する焼結工程と、を有することを特徴とする。
一方、本発明の上記構成によれば、上記奇数コーナの切削インサートであっても、例えば位置合わせ部を各コーナ(多角形面の角部)に対応して配置するなどにより、分割体同士を張り合わせる際に張り合わせ可能な向きが限定されにくくなり、インサート形状に係わらず製造が簡単に行える。
具体的には、分割体をプレス成形等の金型成形により成形する圧粉体成形工程において添加される有機材料等の成形助剤が、後の脱脂工程で分解されてガスが発生しても、該ガスは凸部と凹部との隙間に溜まることなく連通路からインサート外部へと排出され、かつ、次の焼結工程において前記隙間で膨張することも防止されるため、張り合わせ面同士の接合状態が良好に維持される。
図1〜図8は本発明の切削インサートの実施形態を示すものであり、図9〜図19はこの切削インサートのインサート本体を構成する一対の分割体を示すものであり、図20〜図24はこの切削インサートを取り付けた刃先交換式切削工具である刃先交換式エンドミルを示すものである。
本明細書では、インサート本体1の一対の多角形面(表裏面)のうち、一方の多角形面から他方の多角形面へ向かう方向、及び他方の多角形面から一方の多角形面へ向かう方向を総じてインサート中心線C方向という。なお、インサート中心線Cとは、前記一対の多角形面の各中心を通るインサート本体1の中心軸である。また、インサート中心線Cに直交する方向をインサート径方向といい、インサート中心線C回りに周回する方向をインサート周方向という。
多角形面中央の取付孔2開口部周辺は上記インサート中心線Cに垂直な平面状の拘束面3bとされている。
なお、主切刃5およびコーナ刃6にはランドや丸ホーニングが形成されていてもよい。
また、各図においては説明のためにポジすくい面3aや逃げ面4等に境界線が示されているが、実際には境界線は現れなくてもよい。
また、凹部7のインサート中心線C方向の幅は、インサート本体1自体の厚さ(インサート中心線C方向に沿うインサート本体1の外形寸法)の1/3以上とされており、主切刃5およびコーナ刃6の逃げ面4は、各側面のインサート中心線C方向の両外側の、凹部7に対してインサート本体1の外側(インサート径方向の外側)に凸となる部分にそれぞれ形成されている。
すなわち、インサート本体1が正三角形板状(多角形板状)をなしていることで、分割体20の張り合わせ面21は正三角形面状(多角形面状)とされており、位置合わせ部24の数及び溝部25の数は、張り合わせ面21のコーナ数に対応して各3つとされている。また本実施形態では、これら位置合わせ部24が、張り合わせ面21の各コーナに対応して1つずつ配置されており、具体的には各位置合わせ部24が、インサート中心線Cと各コーナ中心とを結ぶ3つの仮想直線上にそれぞれ位置している。
図示の例では、溝部25は、貫通孔26から凸部22の頂面22aに亙って形成されている一方、凹部23の底面23aには達していない。このような構成であっても、分割体20同士が張り合わされた際に、対向する位置合わせ部24の凸部22と凹部23とが嵌合するため、脱脂工程や焼結工程において凹部23内で発生するガスや滲出するバインダー成分等の流体は、該凹部23に嵌合する凸部22の頂面22aから溝部25(後述する連通路27内)を通して、インサート外部に排出されるようになっている。
この切削インサートの製造方法は、圧粉体成形工程と、張り合わせ工程と、脱脂工程と、焼結工程と、をこの順に備えている。
上記圧粉体成形工程では、分割体20をプレス成形等の金型成形により成形するとともに、該分割体20の張り合わせ面21に、凸部22と凹部23とを有する位置合わせ部24を形成する。
上記張り合わせ工程では、互いに張り合わされる分割体20の対向する位置合わせ部24同士における凸部22と凹部23とを嵌合した状態で、これら分割体20の張り合わせ面21同士を接合する(互いに当接させて張り合わせる)。
上記脱脂工程では、張り合わせた分割体20に含まれる有機材料等の成形助剤を脱脂する。尚、ここで言う「成形助剤」とは、上記圧粉体成形工程において分割体20を成形しやすくする目的で添加されたものである。
上記焼結工程では、張り合わせた分割体20同士を焼結して、分離不能に一体化する。
図20〜図25において、刃先交換式エンドミルは、その工具本体であるエンドミル本体11が軸線Oを中心とした概略円柱状をなしている。このエンドミル本体11の後端側(図21および図22において上側)は円柱状のままのシャンク部12とされるとともに、このシャンク部12よりも先端側(図21および図22において下側)には、上記切削インサートが取り付けられる刃部14が首部13を介して形成されている。このような刃先交換式エンドミルは、上記シャンク部12が工作機械の主軸に把持されて軸線O回りにエンドミル回転方向(工具回転方向)Tに回転されつつ、通常は軸線Oに垂直な方向に送り出され、刃部14に取り付けられた本実施形態の切削インサートにより被削材に切削加工を行う。
一方、本実施形態によれば、上記奇数コーナの切削インサートであっても、例えば上述したように位置合わせ部24を各コーナ(多角形面の角部)に対応して配置するなどにより、分割体20同士を張り合わせる際に張り合わせ可能な向きが限定されにくくなり、インサート形状に係わらず製造が簡単に行える。
具体的には、分割体20をプレス成形等の金型成形により成形する圧粉体成形工程において添加される有機材料等の成形助剤が、後の脱脂工程で分解されてガスが発生しても、該ガスは凸部22と凹部23との隙間に溜まることなく連通路27からインサート外部へと排出され、かつ、次の焼結工程において前記隙間で膨張することも防止されるため、張り合わせ面21同士の接合状態が良好に維持される。
また、本実施形態のように溝部25が、位置合わせ部24の凸部22と凹部23との間から張り合わせ面21の周縁部に亙って延びている場合、張り合わされる一対の張り合わせ面21の溝部25同士のインサート周方向位置を一致させて、これら溝部25同士を連通させることが容易であり、この場合、対向する2つの溝部25によって1つの連通路27が画成されることから該連通路27内の流路断面積を大きく確保しやすく、よって前述した連通路27による作用効果がより安定的に得られやすくなる。
例えば、正方形板状や長方形板状のインサート本体を有する切削インサートに適用する場合に、切削に供されていない切刃やその逃げ面と、被削材との干渉を防ぐには、使用可能な切刃数は少なくなるが、正方形面や長方形面の一対の対辺にのみ主切刃5を形成するようにしてもよい。
さらに、インサート本体1の連通路27を、張り合わせ面21に露出する溝部25で形成する代わりに、例えば位置合わせ部24に連通するとともに分割体20内を貫通して多角形面に開口する貫通孔によって形成することとしても構わない。ただし、溝部25で連通路27を形成した場合には前述した効果が得られることから、より好ましい。
2 取付孔
11 エンドミル本体(工具本体)
16 インサート取付座
20 分割体
21 張り合わせ面
22 凸部
23 凹部
24 位置合わせ部
25 溝部
26 貫通孔(張り合わせ面の周縁部)
27 連通路
C インサート中心線
Claims (6)
- 刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサートであって、
板状をなし、インサート中心線方向を向く表裏面と、これら表裏面の周囲に配置されてインサート中心線に直交するインサート径方向を向く側面と、これら表裏面と側面との交差稜線部に形成された切刃とを備えるとともに、表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、
前記インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士を、該インサート本体のインサート中心線方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成されており、
前記分割体の張り合わせ面には、凸部と凹部とを有する位置合わせ部が形成され、
互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記位置合わせ部同士における前記凸部と前記凹部とが嵌合された状態で、これら分割体の前記張り合わせ面同士が接合されており、
前記インサート本体には、前記位置合わせ部と該インサート本体の外部とを連通する連通路が形成されていることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1に記載の切削インサートであって、
前記連通路は、前記張り合わせ面に形成された溝部からなり、
前記溝部は、前記位置合わせ部の少なくとも前記凸部及び前記凹部のいずれかから前記張り合わせ面の周縁部に亙って延びていることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1又は2に記載の切削インサートであって、
前記インサート本体には、該インサート本体をそのインサート中心線方向に貫通する取付孔が形成されており、
前記連通路は、前記取付孔に開口されていることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
前記インサート本体は、互いに同一形状とされた一対の前記分割体同士を張り合わせてなることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
前記インサート本体は多角形板状をなしているとともに、前記分割体の前記張り合わせ面は多角形面状とされ、
前記位置合わせ部の数が、前記張り合わせ面のコーナ数に対応していることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の切削インサートを製造する方法であって、
前記分割体を金型成形により成形するとともに、該分割体の張り合わせ面に、凸部と凹部とを有する位置合わせ部を形成する圧粉体成形工程と、
互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記位置合わせ部同士における前記凸部と前記凹部とを嵌合した状態で、これら分割体の前記張り合わせ面同士を接合する張り合わせ工程と、
張り合わせた前記分割体に含まれる成形助剤を脱脂する脱脂工程と、
張り合わせた前記分割体同士を焼結する焼結工程と、を有することを特徴とする切削インサートの製造方法。
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