JP6593322B2 - 切削インサート及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記ノーズR部の頂角の2等分断面位置でのすくい角βが1°以上、10°以下であり、
前記不等幅のネガランドが前記すくい面と交差する稜線と、前記不等幅のネガランドが前逃げ面と交差する稜線は平面視で非平行であり、かつ、少なくともノーズR部切れ刃の頂点(平面視においてノーズR部切れ刃と頂角の2等分線が交わる位置)を境にした片側では前記不等幅のネガランドの幅が前記ノーズR部切れ刃の頂点からノーズR部切れ刃が直線切れ刃に繋がる位置に向かって漸減し、前記ノーズR部切れ刃の頂点での平面視における前記不等幅のネガランドの幅をW1、前記ノーズR部切れ刃が前記直線切れ刃に繋がる位置における平面視での前記不等幅のネガランドの幅をW2として、W1が0.04mm以上、0.2mm以下であり、なおかつ、W2に対するW1の比が1.5以上となっているものである。
その際のすくい面の研削は、刃具材の上面に対して砥石の研削面を正のすくい角が付与される方向に傾けて行い、
以上の工程を前記チャックの姿勢と位置を変化させることでチャックによるブランク材の保持を解かずに実施するものである。
本発明の一態様にかかる切削インサートは、耐摩耗性、靭性に優れるcBN基焼結体、セラミックス、サーメットのいずれかで構成される刃具材が切削に関与する表面に用いられた、逃げ面、ノーズR部、正のすくい角を有するすくい面、そのすくい面と逃げ面との交差稜で形成される切れ刃及びその切れ刃に沿った不等幅のネガランドを有する切削インサートである。
その際のすくい面の研削は、刃具材を実質的な研削対象にして刃具材の上面に対して砥石の研削面を正のすくい角が付与される方向に傾けて行い、
以上の工程を前記チャックの姿勢と位置を変化させることでチャックによるブランク材の保持を解かずに実施するものである。すくい面の研削は、逃げ面とネガランドを加工した後に行うと好ましい。
本発明の一態様にかかる切削インサートの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれ等の例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
なお、ここで言う直線とは、厳密な直線の切れ刃のみを指すものではない。ノーズR部の切れ刃稜線8aの最大曲げ半径(2.4mm)の10倍(24mm)を超えるような大きな曲げ半径を有する曲線であれば、切れ刃稜線8bが前切れ刃として適正な面粗度を達成する直線刃と同様の機能を有するため、そのような形状の刃は直線とみなす。
かかる被覆層を施す切削インサートは、全体が同一刃具材からなるもであってもよい。
―実施例1−
表1の試料No.1〜No.53に示す、硬質焼結体の刃具材を台金の切削に関与するコーナ部の表面に適用した切削インサートを試作し、下記の条件にて切削評価を行った。
・切れ刃傾き角=−5°、横すくい角=−5°、前逃げ角=5°、横逃げ角=5°、前切刃角=5°、横切刃角=−5°
・被削材:JIS型番:SUJ2(ASTM52100)の熱処理材
・切削条件
被削材硬度:HRc60〜62
切削速度V=150mm/min
切り込みd=0.15mm
送り量f=0.14mm/rev
クーラント:なし
加工形態:外周の連続加工
表2の試料No.61〜No.72に示す、硬質焼結体の刃具材を台金の切削に関与するコーナ部の表面に適用したISO型番CNGA120404用の超硬台金に鑞付け接合されたブランク材を、研削盤による自動研削で外周加工をする際にノーズRを含む2辺の逃げ面をなす外周部を砥石に押し付ける角度を調整して研削し、頂角80°、
逃げ角7°のインサート形状を作成し、ISO型番CNGA120404の切削インサートを装着時に実施例に記載の切削ジオメトリとなるホルダに装着して切削を行った。
・切れ刃傾き角=−5°、横すくい角=−5°、前逃げ角=5°、横逃げ角=5°、前切刃角=5°、横切刃角=−5°
・被削材:JIS型番:NCF718(AMS5662)の熱処理材
・切削条件
被削材硬度:HRc43〜44
切削速度V=200mm/min
切り込みd=0.25mm
送り量f=0.2mm/rev
クーラント:あり(湿式切削)
加工形態:端面の連続加工
形状の異なる数種類の硬質焼結体の刃具材を台金の切削に関与するコーナ部の表面に適用したISO型番DNGA150404用の超硬台金に鑞付け接合されたブランク材に、その後の自動研削盤による自動研削でノーズR部、インサート側面、及び逃げ面を加工し、DNGA150408、DNGA150412、DNGA150416の試作切削インサート(表3の試料No.71〜No.90)を得た。そして各切削インサートについて下記の切削条件にて評価を行った。
・切れ刃傾き角=−7°、横すくい角=−5°、前逃げ角=7°、横逃げ角=5°、前切刃角=32°、横切刃角=−3°
・被削材:JIS型番:NCF718(AMS5662)の熱処理材
・切削条件
被削材硬度:HRc43〜44
切削速度V=300mm/min
切り込みd=0.25mm
送り量f=0.2mm/rev
クーラント:あり(湿式切削)
加工形態:外周の連続加工
表4の試料No.91〜No.143に示す、形状の異なる数種類の硬質焼結体の刃具材を台金の切削に関与するコーナ部の表面に適用した切削インサートを試作し、下記の条件にて切削評価を行った。
・切れ刃傾き角=−7°、横すくい角=−5°、前逃げ角=7°、横逃げ角=5°、前切刃角=32°、横切刃角=−3°
・被削材:JIS型番:SUJ2(ASTM52100)の熱処理材
・切削条件
被削材硬度:HRc58〜60
切削速度V=200mm/min
切り込みd=0.2mm
送り量f=0.13mm/rev
クーラント:なし
加工形態:外周の連続加工
表5の試料No.151〜No.165に示す、形状の異なる数種類の硬質焼結体の刃具材を台金の切削に関与するコーナ部の表面に適用したISO型番CNGA120404用の超硬台金に鑞付け接合されたブランク材について、ノーズR部、インサート側面、及び逃げ面を、自動研削盤を用いて自動研削加工してCNGA120408、CNGA120412、CNGA120416の切削インサートを試作し、下記の条件にて切削評価を行った。
・切れ刃傾き角=−5°、横すくい角=−5°、前逃げ角=5°、横逃げ角=5°、前切刃角=5°、横切刃角=−5°
・被削材:JIS型番:NCF718(AMS5662)の熱処理材
・切削条件
被削材硬度:HRc43〜44
切削速度V=200mm/min
切り込みd=0.2mm
送り量f=0.3mm/rev
クーラント:あり(湿式切削)
加工形態:端面の連続加工
形状の異なる数種類の硬質焼結体の刃具材を台金の切削に関与するコーナ部の表面に適用したISO型番CNGA120404用の超硬台金に鑞付け接合されたブランク材に、その後の自動研削盤による自動研削でノーズR部、インサート側面、及び逃げ面を加工し、CNGA120408、CNGA120412、CNGA120416の試作切削インサート(表6の試料No.171〜No.196)を得た。そして各切削インサートについて下記の切削条件にて評価を行った。
・切れ刃傾き角=−5°、横すくい角=−5°、前逃げ角=5°、横逃げ角=5°、前切刃角=5°、横切刃角=−5°
・被削材:JIS型番:NCF718(AMS5662)の熱処理材
・切削条件
被削材硬度:HRc43〜44
切削速度V=300mm/min
切り込みd=0.2mm
送り量f=0.13mm/rev
クーラント:あり(湿式切削)
加工形態:外周の連続加工
1A ブランク材
2 台金
2a 上面
2b 底面
2c 側面
2d 接合面
3 座
4 刃具材
4a 上面
5 ノーズR部
6 逃げ面
7 すくい面
8 切れ刃
8a ノーズR部の切れ刃稜線
8b 直線の切れ刃稜線
9 ネガランド
9A 予備のネガランド
10 面取り部
11 チャック
12 砥石
13 研摩筋
14 丸ホーニング面
21 低剛性部
22 高剛性部
23 嵌め合い部
24 ネッキング部
25 油孔
26 前切れ刃部
27 横切れ刃部
28 被覆層
P ノーズ部切れ刃の頂点
Q1 第1の点
Q2 第2の点
Claims (12)
- 台金と、前記台金に一体的に保持された刃具材と、を備える切削インサートであって、
前記刃具材はcBN基焼結体、セラミックス、サーメットのいずれかで構成され、前記刃具材は前記台金において切削に関与する表面に配置され、
前記切削インサートは、逃げ面、ノーズR部、正のすくい角を有するすくい面、前記すくい面と前記逃げ面との間に配置される不等幅のネガランドを有し、
前記ノーズR部の半径が0.4mm以上、2.4mm以下、前記ノーズR部の頂角αが30°以上、95°以下であり、
前記ノーズR部の頂角の2等分断面位置でのすくい角βが1°以上、10°以下であり、
前記ネガランドが前記逃げ面と交差する稜線が切れ刃を成し、
前記切れ刃のうち、前記ノーズR部に対応する部分はノーズR部切れ刃を成し、
前記切れ刃のうち、前記ノーズR部切れ刃以外の部分が直線切れ刃を成し、
前記不等幅のネガランドが前記すくい面と交差する稜線と、前記不等幅のネガランドが前記逃げ面と交差する稜線は、平面視で非平行な部分を有し、
少なくともノーズR部切れ刃の頂点を境にした片側では前記不等幅のネガランドの幅が前記ノーズR部切れ刃の頂点から前記ノーズR部切れ刃が直線切れ刃に繋がる位置に向かって漸減し、
かつ、前記不等幅のネガランドの幅は、前記ノーズR部切れ刃が直線切れ刃に繋がる位置からも前記ノーズR部切れ刃の頂点から離れるに従って漸減する部分を有し、
前記直線切れ刃のネガランドは、前記ノーズR部切れ刃の頂点から離れるに従って幅が漸減してゼロになる部分を有し、
前記ノーズR部切れ刃の頂点での平面視における前記不等幅のネガランドの幅をW1、前記ノーズR部切れ刃が前記直線切れ刃に繋がる位置における平面視での前記不等幅のネガランドの幅をW2として、前記W1が0.04mm以上、0.2mm以下であり、かつ、前記W2に対する前記W1の比が1.5以上、である切削インサート。 - 前記すくい面は、前記ノーズR部切れ刃の頂点から離れた側の落ち込み量が大きくなる方向に前記台金の上面に対して傾斜した平面状に形成されている請求項1に記載の切削インサート。
- 前記刃具材が前記台金の切削に関与するコーナ部に一体的に保持され、前記刃具材に前記逃げ面、前記ノーズR部、前記切れ刃及び前記不等幅ネガランドが形成されている、請求項1または請求項2に記載の切削インサート。
- 前記ノーズR部の半径は0.8mm、1.2mm、1.6mmのいずれかであり、
前記ノーズR部の頂角αは35°、55°、60°、80°、90°のいずれかであり、
前記すくい角βは1°以上、7°以下であり、
前記W2に対する前記W1の比が1.5以上、200以下である請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の切削インサート。 - 前記W2に対する前記W1の比が2以上、60以下である請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の切削インサート。
- 前記不等幅のネガランドは、前記ノーズR部切れ刃の頂点を境にした片側では前記ノーズR部切れ刃の頂点から前記直線切れ刃に繋がる位置に向かって幅が漸減し、前記ノーズR部切れ刃の頂点を境にした他の側ではその幅が一定又は前記直線切れ刃につながる位置に向かって漸増している請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の切削インサート。
- 前記刃具材が前記台金の切削に関与する前記コーナ部に一体的に保持され、前記台金が前記コーナ部から離反するにつれて幅が漸増する不等幅の面取り部を有し、前記面取り部は前記幅の一定した側のネガランドに連なり、前記面取り部の前記コーナ部とは反対側の端部における平面視での前記台金の側面に対する垂線方向の面取り幅をM1、前記コーナ部の端部における平面視での前記側面に対する垂線方向の面取り幅をM2として、前記M2に対する前記M1の比が1.2以上、100以下に設定された請求項6に記載の切削インサート。
- 前記切れ刃に、0.03mm〜0.3mm幅の丸ホーニング面を有する請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の切削インサート。
- Ti,Al,Si,Cr,及びZrの炭化物、窒化物、硼化物、もしくは酸化物からなる被覆層を有する請求項1〜請求項8のいずれか1つに記載の切削インサート。
- 請求項1〜請求項9のいずれかに1つに記載の切削インサートの製造方法であって、cBN基焼結体、セラミックス、サーメットのいずれかで構成される前記刃具材が切削に関与する表面に用いられたブランク材を、位置と姿勢の制御が可能な研削盤のチャックで厚み方向に挟みつけて保持し、この状態で研削盤の回転する砥石の端面に前記刃具材を押しつけて前記刃具材に研削により前記逃げ面、前記不等幅のネガランド、及び前記すくい面を形成し、
その際の前記すくい面の研削は、前記刃具材を実質的な研削対象にして前記刃具材の上面に対して砥石の研削面を正のすくい角が付与される方向に傾けて行い、
以上の工程を前記チャックの姿勢と位置を変化させることで前記チャックによる前記ブランク材の保持を解かずに実施する切削インサートの製造方法。 - 前記すくい面の研削を、前記逃げ面及び幅の一定した予備のネガランドを研削した後に行い、そのすくい面の研削で前記予備のネガランドのノーズR部切れ刃の頂点を境にした
少なくとも片側を前記不等幅のネガランドに変化させる請求項10に記載の切削インサートの製造方法。 - 前記逃げ面と前記すくい面の研削の際、前記逃げ面については前記逃げ面にインサートの厚み方向と垂直な方向に研摩筋が形成され、前記すくい面については、前記コーナ部の2等分線に対して垂直な方向に研摩筋が形成されるように行う請求項10又は請求項11に記載の切削インサートの製造方法。
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