JP6895117B2

JP6895117B2 - Cutting inserts and cutting tools

Info

Publication number: JP6895117B2
Application number: JP2017074911A
Authority: JP
Inventors: 亮比留川
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2037-04-05
Also published as: JP2018176302A

Description

本発明は、切削工具へ着脱自在に装着される切削インサートと、その切削インサートを装着した切削工具に関する。 The present invention relates to a cutting insert that is detachably attached to a cutting tool and a cutting tool to which the cutting insert is attached.

従来の切削インサートおよび切削工具には、特許文献１に示すようなものがある。特許文献１の切削インサートは、互いに対向する２つの端面と、これらの端面を接続する周側面と、一方の端面と周側面との交差稜線部に切れ刃とを有する。切れ刃は、ねじを旋削加工するための形状である。切れ刃は、２つの直線状の切れ刃部分が交差するように配置され、その交差部に凸状の切れ刃部分を有する。すなわち、切れ刃は被加工物に転写されるねじの形状に対応したねじ山形状を有する。切削インサートは切削工具へ着脱自在に装着される。 Conventional cutting inserts and cutting tools include those shown in Patent Document 1. The cutting insert of Patent Document 1 has two end faces facing each other, a peripheral side surface connecting these end faces, and a cutting edge at an intersecting ridge line portion between one end face and the peripheral side surface. The cutting edge is a shape for turning a screw. The cutting edge is arranged so that two linear cutting edge portions intersect, and the cutting edge portion has a convex cutting edge portion at the intersecting portion. That is, the cutting edge has a thread shape corresponding to the shape of the screw transferred to the workpiece. The cutting insert is detachably attached to the cutting tool.

特開平８−２５７８３７号Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-257837

ねじの旋削加工に代表されるような、切れ刃の形状が被加工物に転写される切削加工は、凸状の切れ刃部分が先端にあると、その凸状の切れ刃部分の切削に寄与する負担が大きく、切削インサートの先端部分が損傷しやすい。例えば、先端部分が欠損することにより、切削インサートは工具寿命に至る。切削インサートの欠損を防止するために、切れ刃全体にランド（平面部）などを設けると、切削抵抗が増大し、かえって工具寿命が悪化することがある。 Cutting in which the shape of the cutting edge is transferred to the workpiece, as typified by turning a screw, contributes to cutting the convex cutting edge portion when the convex cutting edge portion is at the tip. The load is heavy and the tip of the cutting insert is easily damaged. For example, the chipping of the tip portion causes the cutting insert to reach the end of its tool life. If a land (flat surface portion) or the like is provided on the entire cutting edge in order to prevent the cutting insert from being chipped, the cutting resistance may increase and the tool life may worsen.

本発明の切削インサートは、互いに対向する第１および第２の端面と、第１および第２の端面を接続する周側面と、第１の端面と周側面との交差稜線部に切れ刃とを有し、切れ刃の形状が被加工物に転写される切削インサートであって、切れ刃は、凸曲線状のコーナをなす第１の切れ刃と、第１の切れ刃の一端に接続する第２の切れ刃と、第１の切れ刃の他端に接続する第３の切れ刃とを有する。切れ刃から離間するにつれ第２の端面に近づくように傾斜する場合のすくい角を正の角度とすると、第１の端面は、すくい面と、すくい面のすくい角Ａよりも小さいすくい角Ｂの強化面とを有する。強化面は、第１の切れ刃に接続する第１の端面の部分に配置される。第２および第３の切れ刃の各々の半分以上は、すくい面に直接接続する。 The cutting insert of the present invention has first and second end faces facing each other, a peripheral side surface connecting the first and second end faces, and a cutting edge at an intersecting ridge between the first end face and the peripheral side surface. It is a cutting insert that has and the shape of the cutting edge is transferred to the workpiece, and the cutting edge is a first cutting edge forming a convex curved corner and a first cutting edge connected to one end of the first cutting edge. It has two cutting edges and a third cutting edge connected to the other end of the first cutting edge. Assuming that the rake angle when tilting toward the second end face as it is separated from the cutting edge is a positive angle, the first end face is the rake face and the rake angle B smaller than the rake angle A of the rake face. It has a reinforced surface. The reinforced surface is arranged on a portion of the first end face that connects to the first cutting edge. More than half of each of the second and third cutting edges connects directly to the rake face.

本発明の切削工具は、本発明の切削インサートと、工具ボデーとを有する。 The cutting tool of the present invention has the cutting insert of the present invention and a tool body.

本発明の実施形態に係る切削インサートの部分拡大斜視図である。It is a partially enlarged perspective view of the cutting insert which concerns on embodiment of this invention. 図１の切削インサートの斜視図である。It is a perspective view of the cutting insert of FIG. 図１の切削インサートの平面図である。It is a top view of the cutting insert of FIG. 図１の切削インサートの右側面図である。It is a right side view of the cutting insert of FIG. 図１の切削インサートの部分拡大平面図である。It is a partially enlarged plan view of the cutting insert of FIG. 図５のＶＩ−ＶＩ切断線における部分拡大断面図である。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the VI-VI cutting line of FIG. 図１の切削インサートを装着した本発明の実施形態に係る切削工具の斜視図である。It is a perspective view of the cutting tool which concerns on embodiment of this invention which attached the cutting insert of FIG. 切れ刃からの強化面の最大幅Ｗに関する実験結果である。It is an experimental result about the maximum width W of the reinforced surface from a cutting edge.

以下、本発明の実施形態について図面を適宜参照しながら説明する。本実施形態に係る切削インサート１を図１から図６に示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The cutting insert 1 according to this embodiment is shown in FIGS. 1 to 6.

図７に示すように、この切削インサート１は、ねじを旋削加工する切削工具２０の工具ボデー２１に装着される。図１から図４に示すように、切削インサート１は、互いに対向する２つの端面２、３と、これら２つの端面２、３を接続する周側面４とを有する。２つの端面２、３のうちのいずれか一方が本発明の第１の端面に相当し、残りの端面が本発明の第２の端面に相当する。ここでは便宜的に、図４の右側面図で上側を向いている第１の端面２を上面２と、下側を向いている第２の端面３を下面３と呼称する。切削インサート１は、周側面４を貫通する取り付け穴８を有する。 As shown in FIG. 7, the cutting insert 1 is mounted on the tool body 21 of the cutting tool 20 for turning a screw. As shown in FIGS. 1 to 4, the cutting insert 1 has two end faces 2 and 3 facing each other and a peripheral side surface 4 connecting these two end faces 2 and 3. One of the two end faces 2 and 3 corresponds to the first end face of the present invention, and the remaining end face corresponds to the second end face of the present invention. Here, for convenience, the first end surface 2 facing upward in the right side view of FIG. 4 is referred to as an upper surface 2, and the second end surface 3 facing downward is referred to as a lower surface 3. The cutting insert 1 has a mounting hole 8 penetrating the peripheral side surface 4.

図３に示すように、上面２を多角形に近似した形状は長方形である。長方形の長さは約１２ｍｍであり、幅は約４ｍｍである。上面２から下面３までの厚さは約１２ｍｍである。長方形の短辺に相当する部分の少なくとも一部に切れ刃５が形成されている。上面２には２つの短辺があるため、切れ刃５は、少なくとも２つ形成されている。上面２は、１８０°回転対称な形状である。すなわち、２つの切れ刃５は、１８０°回転対称な形状である。そこで、ここでは図３の平面図において右下に形成されている１つの切れ刃５について説明し、左上に形成されている切れ刃５の説明を省略する。図５に示すように、切れ刃５は、上面２と周側面４との交差稜線である短辺の右側において、下方向（外方）に向かって突出する。なお、短辺の左側は、切れ刃として機能しない。切れ刃５は、下方向（外方）に向かって突出し、凸曲線状のコーナをなす第１の切れ刃５ａと、第１の切れ刃５ａの一端に接続する第２の切れ刃５ｂと、第１の切れ刃５ａの他端に接続する第３の切れ刃５ｃとを有する。ここでは便宜的に、図５において、第１の切れ刃５ａの右端に接続する切れ刃５の部分を第２の切れ刃５ｂとし、第１の切れ刃５ａの左端に接続する切れ刃５の部分を第３の切れ刃５ｃとする。第１の切れ刃５ａはコーナ切れ刃と呼称することもできる。切れ刃５は、６０°のピッチ１ｍｍのねじを加工することに対応する形状である。なお、切れ刃５は、加工するねじなどの形状に合わせてその形状を適時選択できる。すなわち、ねじ形状や溝形状などを被加工物に転写する各種の切れ刃形状に適用できる。 As shown in FIG. 3, the shape of the upper surface 2 approximated by a polygon is a rectangle. The length of the rectangle is about 12 mm and the width is about 4 mm. The thickness from the upper surface 2 to the lower surface 3 is about 12 mm. The cutting edge 5 is formed in at least a part of the portion corresponding to the short side of the rectangle. Since the upper surface 2 has two short sides, at least two cutting edges 5 are formed. The upper surface 2 has a shape that is 180 ° rotationally symmetric. That is, the two cutting edges 5 have a shape that is rotationally symmetric by 180 °. Therefore, here, one cutting edge 5 formed in the lower right in the plan view of FIG. 3 will be described, and the description of the cutting edge 5 formed in the upper left will be omitted. As shown in FIG. 5, the cutting edge 5 projects downward (outward) on the right side of the short side which is the intersecting ridge line between the upper surface 2 and the peripheral side surface 4. The left side of the short side does not function as a cutting edge. The cutting edge 5 has a first cutting edge 5a that protrudes downward (outwardly) and forms a convex curved corner, and a second cutting edge 5b that is connected to one end of the first cutting edge 5a. It has a third cutting edge 5c connected to the other end of the first cutting edge 5a. Here, for convenience, in FIG. 5, the portion of the cutting edge 5 connected to the right end of the first cutting edge 5a is referred to as the second cutting edge 5b, and the cutting edge 5 connected to the left end of the first cutting edge 5a. The portion is a third cutting edge 5c. The first cutting edge 5a can also be referred to as a corner cutting edge. The cutting edge 5 has a shape corresponding to machining a screw having a pitch of 60 ° and a pitch of 1 mm. The shape of the cutting edge 5 can be selected in a timely manner according to the shape of the screw to be machined. That is, it can be applied to various cutting edge shapes that transfer a screw shape, a groove shape, etc. to a work piece.

切れ刃５に接続する上面２の部分はすくい面６として機能する。切れ刃５に接続する周側面４の部分は逃げ面として機能する。切れ刃５に接続する上面２の一部には、すくい面６と切れ刃５との間に強化面７が形成されている。図６の角度Ａに示すように、第２の端面３を基準として、切れ刃５から離間するにつれ第２の端面３に近づくように傾斜する場合のすくい角を正の角度とすると、強化面７のすくい角Ｂは、すくい面６のすくい角Ａよりも小さくされている。なお、ここで言う「すくい角が小さい」とは、角度の絶対値の比較ではなく、すくい角の相対比較において負の角度側であることを意味する。図６に示すように、上面２の長方形の長辺（長手方向）と平行なＶＩ−ＶＩ断面で見るとき、強化面７のすくい角Ｂは正の角度である。強化面７のすくい角Ｂは約８°である。また、ＶＩ−ＶＩ断面で見るとき、すくい面６のすくい角Ａも正の角度である。すくい面６のすくい角Ａは約２５°である。ここでは、断面を上面２の長方形の長辺と平行に定めたが、第２の切れ刃５ｂと第３の切れ刃５ｃとの２等分線に沿った断面と定めることもできる。この断面は、第１の切れ刃５ａに対応するすくい角を代表するように選択する。すなわち、この断面は、平面視において、第１の切れ刃５ａをほぼ直角に横切るように選択する。 The portion of the upper surface 2 connected to the cutting edge 5 functions as a rake face 6. The portion of the peripheral side surface 4 connected to the cutting edge 5 functions as a flank. A reinforced surface 7 is formed between the rake surface 6 and the cutting edge 5 on a part of the upper surface 2 connected to the cutting edge 5. As shown in the angle A of FIG. 6, if the rake angle when the second end surface 3 is used as a reference and the rake angle is tilted toward the second end surface 3 as the cutting edge 5 is separated from the cutting edge 5, the rake angle is a positive angle. The rake angle B of 7 is made smaller than the rake angle A of the rake face 6. Note that "the rake angle is small" here means that the rake angle is on the negative angle side in the relative comparison of the rake angle, not in the comparison of the absolute value of the angle. As shown in FIG. 6, when viewed in a VI-VI cross section parallel to the long side (longitudinal direction) of the rectangle on the upper surface 2, the rake angle B of the reinforcing surface 7 is a positive angle. The rake angle B of the reinforced surface 7 is about 8 °. Further, when viewed in a VI-VI cross section, the rake angle A of the rake face 6 is also a positive angle. The rake angle A of the rake face 6 is about 25 °. Here, the cross section is defined parallel to the long side of the rectangle on the upper surface 2, but it can also be defined as the cross section along the bisector of the second cutting edge 5b and the third cutting edge 5c. This cross section is selected to represent the rake angle corresponding to the first cutting edge 5a. That is, this cross section is selected so as to cross the first cutting edge 5a at a substantially right angle in a plan view.

強化面７は、コーナ切れ刃５ａに接続する部分の周辺にのみ配置している。すなわち、第２および第３の切れ刃５ｂ、５ｃの各々の半分以上は、すくい面６に直接接続している。平面視において、切れ刃５からの強化面７の最大幅Ｗを図５に示す。切れ刃５からの強化面７の最大幅Ｗは約０．１ｍｍである。なお、切れ刃５からの強化面７の最大幅Ｗは、切削工具２０に装着された状態での強化面７の最大幅に対応する。すなわち、最大幅Ｗの寸法は、切削工具２０に装着された状態での強化面７の最大幅を規定する。切れ刃５にはホーニング面を付与していない。すなわち、切れ刃５は全体にわたってシャープエッヂである。また、第１の切れ刃５ａの曲率半径は約０．１ｍｍである。 The reinforcing surface 7 is arranged only around the portion connected to the corner cutting edge 5a. That is, more than half of each of the second and third cutting edges 5b and 5c are directly connected to the rake face 6. FIG. 5 shows the maximum width W of the reinforced surface 7 from the cutting edge 5 in a plan view. The maximum width W of the reinforced surface 7 from the cutting edge 5 is about 0.1 mm. The maximum width W of the reinforced surface 7 from the cutting edge 5 corresponds to the maximum width of the reinforced surface 7 when attached to the cutting tool 20. That is, the dimension of the maximum width W defines the maximum width of the reinforced surface 7 when it is mounted on the cutting tool 20. No honing surface is provided on the cutting edge 5. That is, the cutting edge 5 is a sharp edge as a whole. The radius of curvature of the first cutting edge 5a is about 0.1 mm.

下面３も上面２と同様に多角形に近似した形状は長方形である。下面３側にも上面２側と１８０°回転対称に切れ刃５が形成されている。下面３側の切れ刃５に接続する下面３の部分はすくい面６または強化面７として機能する。下面３側の切れ刃５に接続する周側面４の部分も逃げ面として機能する。 Similar to the upper surface 2, the lower surface 3 also has a rectangular shape similar to a polygon. The cutting edge 5 is also formed on the lower surface 3 side in a 180 ° rotational symmetry with the upper surface 2 side. The portion of the lower surface 3 connected to the cutting edge 5 on the lower surface 3 side functions as a rake face 6 or a strengthening surface 7. The portion of the peripheral side surface 4 connected to the cutting edge 5 on the lower surface 3 side also functions as a flank.

切削インサート１は、上面２側および下面３側にそれぞれ２つずつの切れ刃５を有し、合計４つの切れ刃５を有する。４つの切れ刃５は、それぞれ互いに１８０°回転対称な位置および形状に形成されている。すなわち、切削インサート１は、取り付け穴の中心軸に関して、１８０°回転対称な形状であり、なおかつ、切削インサート１は、上面２の中央と下面３の中央とを通る軸に関しても１８０°回転対称な形状である。切削インサート１は、少なくとも４回使用できる。 The cutting insert 1 has two cutting edges 5 on each of the upper surface 2 side and the lower surface 3 side, and has a total of four cutting edges 5. The four cutting edges 5 are formed at positions and shapes that are 180 ° rotationally symmetrical with each other. That is, the cutting insert 1 has a shape that is 180 ° rotationally symmetric with respect to the central axis of the mounting hole, and the cutting insert 1 is also 180 ° rotationally symmetric with respect to the axis passing through the center of the upper surface 2 and the center of the lower surface 3. The shape. The cutting insert 1 can be used at least 4 times.

上面２および下面３は、後述する工具ボデーのインサート取付部の上面および下面に当接することができる各々の当接面を有する。周側面４の一部もインサート取付部の側面（底面）と当接する当接面を有する。 The upper surface 2 and the lower surface 3 have respective contact surfaces capable of contacting the upper surface and the lower surface of the insert mounting portion of the tool body described later. A part of the peripheral side surface 4 also has a contact surface that comes into contact with the side surface (bottom surface) of the insert mounting portion.

切削インサート１の切れ刃５周辺の材料は、超硬合金、サーメット、セラミック、立方晶窒化ほう素を含有する焼結体、ダイヤモンドを含有する焼結体等の硬質材料またはこれら硬質材料の表面にＰＶＤまたはＣＶＤによるコーティング膜を被膜したものの中から選ばれるとよい。また切れ刃５以外の切削インサート１の部分の材料も、同様の硬質材料等とされることが好ましい。 The material around the cutting edge 5 of the cutting insert 1 is a hard material such as cemented carbide, cermet, ceramic, a sintered body containing cubic boron nitride, a sintered body containing diamond, or the surface of these hard materials. It may be selected from those coated with a coating film by PVD or CVD. Further, it is preferable that the material of the cutting insert 1 portion other than the cutting edge 5 is also a similar hard material or the like.

図７に示すように、前述の構成を有する切削インサート１は、この実施形態に係る切削工具２０の工具ボデー２１のインサート取付部に対して、機械的取り付け手段であるクランプ部材２２を用いて着脱自在に装着される。切削インサート１が装着される切削工具２０に関してさらに説明する。切削工具２０は、クランプ部材２２として締め付けねじを用いる。切削工具２０は、前述した切削インサート１と、略四角柱状の工具ボデー２１とを有する。なお、切削工具２０は、主としてねじの旋削加工に適する。ねじの旋削加工の場合、切削インサート１は、加工されるねじのリード角に対応するように、被加工物の回転中心軸に対して切れ刃５が傾斜するように装着される。すなわち、インサート取付部が工具ボデーの下面（基準面）に対して、ねじのリード角に対応する角度だけ傾斜している。切削工具２０は、ねじのリード角が３°の場合に適合するように、インサート取付部が工具ボデーの下面（基準面）に対して約３°傾斜している。逆に言えば、加工するねじのリード角に応じて、切削工具２０の工具ボデー２１は、様々なものを選択できる。なお、ねじのリード角は、ねじの有効径とピッチによって算出できる。例えば、ねじの有効径が約６ｍｍでピッチが１ｍｍの場合、ねじのリード角は約３°である。 As shown in FIG. 7, the cutting insert 1 having the above-described configuration is attached to and detached from the insert attachment portion of the tool body 21 of the cutting tool 20 according to this embodiment by using a clamp member 22 which is a mechanical attachment means. It can be installed freely. The cutting tool 20 to which the cutting insert 1 is mounted will be further described. The cutting tool 20 uses a tightening screw as the clamp member 22. The cutting tool 20 has the above-mentioned cutting insert 1 and a substantially square columnar tool body 21. The cutting tool 20 is mainly suitable for turning screws. In the case of screw turning, the cutting insert 1 is mounted so that the cutting edge 5 is inclined with respect to the rotation center axis of the workpiece so as to correspond to the lead angle of the screw to be machined. That is, the insert mounting portion is inclined with respect to the lower surface (reference surface) of the tool body by an angle corresponding to the lead angle of the screw. In the cutting tool 20, the insert mounting portion is inclined by about 3 ° with respect to the lower surface (reference surface) of the tool body so as to be suitable when the lead angle of the screw is 3 °. Conversely, various tool bodies 21 of the cutting tool 20 can be selected according to the lead angle of the screw to be machined. The lead angle of the screw can be calculated from the effective diameter and pitch of the screw. For example, when the effective diameter of the screw is about 6 mm and the pitch is 1 mm, the lead angle of the screw is about 3 °.

インサート取付部は、側面（底面）と、側面と略直角に交差する壁面とを有する。インサート取付部の壁面は、上面と下面とを含む。切削インサート１がインサート取付部に装着されるとき、切削インサート１の周側面４の当接面がインサート取付部の側面（底面）と当接し、切削インサート１の上面２の当接面がインサート取付部の上面の当接面と当接し、切削インサート１の下面３の当接面がインサート取付部の下面の当接面と当接する。図示しないが、インサート取付部の側面（底面）には、クランプ部材（締め付けねじ）２２と螺合するねじ穴が開口する。 The insert mounting portion has a side surface (bottom surface) and a wall surface that intersects the side surface at a substantially right angle. The wall surface of the insert mounting portion includes an upper surface and a lower surface. When the cutting insert 1 is mounted on the insert mounting portion, the contact surface of the peripheral side surface 4 of the cutting insert 1 comes into contact with the side surface (bottom surface) of the insert mounting portion, and the contact surface of the upper surface 2 of the cutting insert 1 is the insert mounting. The contact surface of the lower surface 3 of the cutting insert 1 comes into contact with the contact surface of the lower surface of the insert mounting portion. Although not shown, a screw hole for screwing with the clamp member (tightening screw) 22 is opened on the side surface (bottom surface) of the insert mounting portion.

切削インサート１は、すくい面６および強化面７の切削工具２０に装着されたときの真のすくい角が小さくなるように、傾斜するように工具ボデー２１に装着される。前述のように、切削インサート１単体でのすくい面６のすくい角Ａは約２５°であるが、切削工具２０に装着されたときの真のすくい角は約１０°である。同様に、切削インサート１単体での強化面７のすくい角Ｂは約８°であるが、切削工具２０に装着されたときの真のすくい角は、負の角度の約−１０°である。なお、真のすくい角とは、被加工物との相対的なすくい角に相当し、ここでは、切削工具２０の工作機械（旋盤）への取り付け基準面に対する角度に相当する。 The cutting insert 1 is mounted on the tool body 21 so as to be inclined so that the true rake angle when mounted on the cutting tool 20 on the rake face 6 and the reinforced surface 7 is reduced. As described above, the rake angle A of the rake face 6 of the cutting insert 1 alone is about 25 °, but the true rake angle when mounted on the cutting tool 20 is about 10 °. Similarly, the rake angle B of the reinforced surface 7 of the cutting insert 1 alone is about 8 °, but the true rake angle when mounted on the cutting tool 20 is about −10 °, which is a negative angle. The true rake angle corresponds to the relative rake angle with respect to the workpiece, and here corresponds to the angle of the cutting tool 20 with respect to the mounting reference plane to the machine tool (lathe).

次に、この実施形態における切削インサート１、および切削インサート１が着脱自在に装着された切削工具２０が奏する作用と効果について説明する。また、本発明の好ましい形態についても説明する。 Next, the actions and effects of the cutting insert 1 and the cutting tool 20 to which the cutting insert 1 is detachably attached in this embodiment will be described. In addition, a preferred embodiment of the present invention will also be described.

切削工具２０は、旋盤などの工作機械に装着されることにより、鋼材などの切削加工に利用できる。切削工具２０は、回転する被加工物に対して動かされる。これにより、ねじ切り加工などの切削加工ができる。 The cutting tool 20 can be used for cutting a steel material or the like by being mounted on a machine tool such as a lathe. The cutting tool 20 is moved with respect to a rotating workpiece. As a result, cutting work such as thread cutting can be performed.

前述のとおり、強化面７のすくい角Ｂは、すくい面６のすくい角Ａよりも小さくされている。そして、強化面７は、コーナ切れ刃である第１の切れ刃５ａに接続する部分の周辺にのみ配置され、第２および第３の切れ刃５ｂ、５ｃの各々の半分以上はすくい面６に直接接続している。したがって、第１の切れ刃５ａの周辺のみが強化され、第２および第３の切れ刃５ｂ、５ｃの半分以上は強化面７が配置されていない。このため、切削インサート１は、第１の切れ刃５ａ周辺の欠損が抑制され、なおかつ第２および第３の切れ刃５ｂ、５ｃの切れ味が良い。その結果、切削インサート１の工具寿命が大幅に延長できる。 As described above, the rake angle B of the reinforced surface 7 is made smaller than the rake angle A of the rake face 6. The reinforced surface 7 is arranged only around the portion connected to the first cutting edge 5a, which is a corner cutting edge, and more than half of each of the second and third cutting edges 5b and 5c is on the rake surface 6. You are directly connected. Therefore, only the periphery of the first cutting edge 5a is strengthened, and the strengthening surface 7 is not arranged on more than half of the second and third cutting edges 5b and 5c. Therefore, in the cutting insert 1, the defect around the first cutting edge 5a is suppressed, and the sharpness of the second and third cutting edges 5b and 5c is good. As a result, the tool life of the cutting insert 1 can be significantly extended.

図８に、切れ刃５からの強化面７の最大幅Ｗに関する実験結果を示す。実験は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の丸棒を用い、直径６ｍｍ、ピッチ１ｍｍの外径ねじを、加工長さ（ねじ有効部の長さ）１０ｍｍで旋盤加工した。実験条件は、切削速度を約３５ｍ／ｍｉｎ、切込みパスを径方向切り込み（ラジアルインフィード）で１９パス、湿式切削とした。１９パスの詳細な切込み条件（単位ｍｍ）は、０．１、０．０７５、０．０５８、０．０４８、０．０４３、０．０３９、０．０３５、０．０３３、０．０３１、０．０２９、０．０２８、０．０２７、０．０２６、０．０２５、０．０２４、０．０２３、０．０２２、０．０１８、０．０５（仕上げ）とした。なお、被加工物の加工径が細く、びびり振動が発生しやすいため、ステンレス鋼のこのような旋盤加工では、切削速度をあまり速くできない。すべての試料は、強化面７のすくい角Ｂを８°とし、すくい面６のすくい角Ａを２５°とし、切れ刃５にホーニング面のないシャープエッヂとした。強化面７の最大幅Ｗについて、０．０３ｍｍから０．３ｍｍまでの５種類の試料を実験した。実験結果の評価は、最も工具寿命の長かった最大幅Ｗが０．１ｍｍのときの工具寿命を１００％とし、工具寿命が９０％以上の場合をＡ評価、５０％以上９０％未満の場合をＢ評価、５０％未満の場合をＣ評価とした。最大幅Ｗが０．０３ｍｍの試料は、先端部に欠損が発生し、工具寿命が約２％のＣ評価であった。欠損の原因は、ステンレス鋼の切削速度を速くできない状況で、切粉の圧着分離が繰り返されて、欠損に至ったことが考えられる。一方、最大幅Ｗが０．３ｍｍの試料は、先端部の逃げ面摩耗の進行が速く、工具寿命が約６０％のＢ評価であった。また、最大幅Ｗが０．０５ｍｍから０．１５ｍｍの試料は、工具寿命が９０％以上のＡ評価であった。したがって、最大幅Ｗは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下が好ましい。なお、工具寿命の判定方法には、逃げ面の摩耗量による判定方法や、ねじゲージによる合否判定などがある。この実験の工具寿命は、ねじゲージにより合否を判定した。すなわち、加工されたねじがねじゲージによって不合格とされた時点を、工具寿命と判定した。 FIG. 8 shows the experimental results regarding the maximum width W of the reinforced surface 7 from the cutting edge 5. In the experiment, a round bar made of stainless steel (SUS304) was used to lathe an outer diameter screw having a diameter of 6 mm and a pitch of 1 mm with a machining length (length of the effective screw portion) of 10 mm. The experimental conditions were a cutting speed of about 35 m / min, a radial incision (radial infeed) of 19 passes, and wet cutting. The detailed cutting conditions (unit: mm) for 19 passes are 0.1, 0.075, 0.058, 0.048, 0.043, 0.039, 0.035, 0.033, 0.031, 0. It was set to .029, 0.028, 0.027, 0.026, 0.025, 0.024, 0.023, 0.022, 0.018, 0.05 (finishing). Since the machining diameter of the workpiece is small and chatter vibration is likely to occur, the cutting speed cannot be increased so much in such lathe machining of stainless steel. For all the samples, the rake angle B of the reinforced surface 7 was set to 8 °, the rake angle A of the rake surface 6 was set to 25 °, and the cutting edge 5 was a sharp edge without a honing surface. Five types of samples from 0.03 mm to 0.3 mm were tested for the maximum width W of the reinforced surface 7. In the evaluation of the experimental results, the tool life is 100% when the maximum width W, which has the longest tool life, is 0.1 mm, the tool life is 90% or more, the evaluation is A, and the tool life is 50% or more and less than 90%. A rating of B was given, and a case of less than 50% was given a rating of C. The sample having a maximum width W of 0.03 mm had a defect at the tip portion and had a C evaluation with a tool life of about 2%. It is probable that the cause of the defect was that the cutting speed of the stainless steel could not be increased, and the chips were repeatedly crimped and separated, resulting in the defect. On the other hand, in the sample having a maximum width W of 0.3 mm, the flank wear at the tip portion progressed rapidly, and the tool life was evaluated as B of about 60%. Further, the sample having the maximum width W of 0.05 mm to 0.15 mm was evaluated as A with a tool life of 90% or more. Therefore, the maximum width W is preferably 0.05 mm or more and 0.15 mm or less. The tool life determination method includes a determination method based on the amount of wear on the flank, a pass / fail determination using a screw gauge, and the like. The tool life of this experiment was judged by a screw gauge. That is, the time when the machined screw is rejected by the screw gauge is determined as the tool life.

最大幅Ｗの好ましい範囲を寸法で示したが、厳密には適用される切削条件に応じて変化すると考えられる。例えば、ねじ加工の場合には、加工されるねじのピッチによって、変化する。最大幅Ｗのねじのピッチに対する比率は、５％以上１５％以下が好ましい。この実施形態の切削インサートは、最大幅Ｗが約０．１ｍｍであり、ねじのピッチが１ｍｍに適するため、最大幅Ｗのねじのピッチに対する比率は約１０％である。 The preferred range of the maximum width W is shown in dimensions, but strictly speaking, it is considered to change depending on the cutting conditions applied. For example, in the case of screw machining, it changes depending on the pitch of the screw to be machined. The ratio of the maximum width W to the screw pitch is preferably 5% or more and 15% or less. Since the cutting insert of this embodiment has a maximum width W of about 0.1 mm and a screw pitch of 1 mm is suitable, the ratio of the maximum width W to the screw pitch is about 10%.

強化面７のすくい角Ｂは、切削インサート１単体では正の角度とし、切削工具２０に装着されたときの真のすくい角を負の角度としたが、これに限定されない。強化面７は、すくい面６よりもすくい角を小さくすることで、切れ刃５の周辺の強化が可能である。先端部の欠損を防止する場合、強化面７の真のすくい角は、負の角度または０°とすることが好ましい。強化面７の切削工具２０に装着されたときの真のすくい角が負の角度とするときは、−２０°以上０°未満とすることが、さらに好ましい。強化面７の真のすくい角をこのような角度にすると、切削インサート１の先端部の欠損が効果的に抑制できる。 The rake angle B of the reinforced surface 7 is a positive angle for the cutting insert 1 alone, and the true rake angle when mounted on the cutting tool 20 is a negative angle, but the angle is not limited to this. The reinforcing surface 7 can be strengthened around the cutting edge 5 by making the rake angle smaller than that of the rake surface 6. In order to prevent the tip from being chipped, the true rake angle of the reinforced surface 7 is preferably a negative angle or 0 °. When the true rake angle when mounted on the cutting tool 20 of the reinforced surface 7 is a negative angle, it is more preferably −20 ° or more and less than 0 °. When the true rake angle of the reinforcing surface 7 is set to such an angle, the chipping of the tip portion of the cutting insert 1 can be effectively suppressed.

すくい面６のすくい角Ａと強化面７のすくい角Ｂとの角度差は、５°以上３０°以下が好ましい。すくい角ＡとＢとの角度差が５°未満であると、強化面７の効果が不足する。すくい角ＡとＢとの角度差が３０°を超えると、強化面７の真のすくい角が負の角度として絶対値が大きくなりやすいため、かえって第１の切れ刃５ａの損傷が速く進行し、工具寿命を延長できない。 The angle difference between the rake angle A of the rake face 6 and the rake angle B of the reinforced surface 7 is preferably 5 ° or more and 30 ° or less. If the angle difference between the rake angles A and B is less than 5 °, the effect of the reinforcing surface 7 is insufficient. If the angle difference between the rake angles A and B exceeds 30 °, the true rake angle of the reinforced surface 7 tends to be a negative angle and the absolute value tends to increase, so that the damage to the first cutting edge 5a progresses faster. , Tool life cannot be extended.

加工される被加工物の直径が小さい場合、切れ刃５にはホーニング面を設けないことが好ましい。例えば、外径ねじの旋盤加工において加工されるねじの直径が１０ｍｍ以下の場合は、切れ刃５にホーニング面を設けないことが好ましい。溝入れまたは突っ切りの旋盤加工も、加工される被加工物の直径が１０ｍｍ以下の場合は、切れ刃５にホーニング面を設けないことが好ましい。切れ刃５をシャープエッヂとすることで、びびり振動の発生などを抑制し、強化面７との相乗効果により、工具寿命がさらに大幅に延長できる。逆に言えば、切れ刃５を強化する方法として、従来のようにホーニング面を設けても、工具寿命を延長できない。本発明は、ホーニング面を設けられないような場合にも、切れ刃５は鋭利なまま、前述したような強化面７を設けることで、ねじ加工などで、大幅に工具寿命を延長できることを見出した。 When the diameter of the workpiece to be machined is small, it is preferable that the cutting edge 5 is not provided with a honing surface. For example, when the diameter of the screw machined in the lathe processing of the outer diameter screw is 10 mm or less, it is preferable not to provide the honing surface on the cutting edge 5. In grooving or parting off lathe processing, it is preferable that the cutting edge 5 is not provided with a honing surface when the diameter of the workpiece to be processed is 10 mm or less. By using the cutting edge 5 as a sharp edge, the occurrence of chatter vibration and the like can be suppressed, and the synergistic effect with the reinforced surface 7 can further significantly extend the tool life. Conversely, as a method of strengthening the cutting edge 5, even if a honing surface is provided as in the conventional case, the tool life cannot be extended. The present invention has found that even when a honing surface cannot be provided, the cutting edge 5 remains sharp, and by providing the reinforced surface 7 as described above, the tool life can be significantly extended by screwing or the like. It was.

前述したとおり、第２および第３の切れ刃５ｂ、５ｃの半分以上は、強化面７を設けず、すくい面６に直接接続することが好ましい。第２および第３の切れ刃５ｂ、５ｃの各々の９０％以上は、すくい面６に直接接続することが、さらに好ましい。強化面７をこのように設けることで、びびり振動の発生などを抑制し、工具寿命がさらに大幅に延長できる。 As described above, it is preferable that more than half of the second and third cutting edges 5b and 5c are directly connected to the rake face 6 without providing the reinforcing surface 7. It is more preferable that 90% or more of each of the second and third cutting edges 5b and 5c is directly connected to the rake face 6. By providing the reinforcing surface 7 in this way, the occurrence of chatter vibration and the like can be suppressed, and the tool life can be further significantly extended.

すくい面６のすくい角Ａは、正のすくい角とすることが好ましい。すくい面６のすくい角Ａは、切削工具２０に装着されたときの真のすくい角を５°以上２０°以下とすることが、さらに好ましい。すくい面６のすくい角Ａをこのような角度にすることで、びびり振動の発生などを抑制し、強化面７との相乗効果により、工具寿命がさらに大幅に延長できる。なお、強化面７の真のすくい角、すくい面６と強化面７のすくい角の角度差、切れ刃５のシャープエッヂ、第２および第３の切れ刃５ｂ、５ｃの周辺の強化面７、およびすくい面６のすくい角は、それぞれ単独でも切削インサート１の工具寿命を大幅に延長できる。また、それぞれを互いに組み合わせる場合の相乗効果もあり、単独の場合との比較において、それぞれを互いに組み合わせる場合に格別の効果を得ることができる。 The rake angle A of the rake face 6 is preferably a positive rake angle. It is more preferable that the rake angle A of the rake face 6 has a true rake angle of 5 ° or more and 20 ° or less when mounted on the cutting tool 20. By setting the rake angle A of the rake face 6 to such an angle, the occurrence of chatter vibration and the like can be suppressed, and the synergistic effect with the reinforced surface 7 can further significantly extend the tool life. The true rake angle of the reinforced surface 7, the angle difference between the rake angle of the rake surface 6 and the rake angle of the reinforced surface 7, the sharp edge of the cutting edge 5, and the reinforced surface 7 around the second and third cutting edges 5b and 5c. The rake angle of the rake face 6 and the rake angle of the rake face 6 can significantly extend the tool life of the cutting insert 1 by themselves. In addition, there is also a synergistic effect when each is combined with each other, and a special effect can be obtained when each is combined with each other in comparison with the case where they are used alone.

強化面７は、平面に限定されず、曲面とすることもできる。強化面７を曲面とする場合、断面形状が外方に向かって凸となるような曲面形状が好ましい。このような曲面は、ホーニング面を形成する方法と同様の方法で、しかし、強化面７の形成範囲を切れ刃５に接続する上面２の一部分に限定することによって得ることができる。なお、本実施形態の切削インサート１のように、強化面７を平面とすることが、さらに好ましい。強化面７を平面とすると、研削砥石による研削加工により形成することが容易となる。強化面７を研削加工により形成すると、その最大幅Ｗやすくい角Ｂを高い精度で形成・調整することができる。また、強化面７を研削加工により形成すると、切れ刃５に接続する上面のごく一部のみを強化面７とすることが容易になる。 The reinforcing surface 7 is not limited to a flat surface, but may be a curved surface. When the reinforced surface 7 is a curved surface, a curved surface shape such that the cross-sectional shape is convex outward is preferable. Such a curved surface can be obtained by the same method as the method of forming the honing surface, but by limiting the forming range of the reinforcing surface 7 to a part of the upper surface 2 connected to the cutting edge 5. It is more preferable that the reinforced surface 7 is flat as in the cutting insert 1 of the present embodiment. When the reinforced surface 7 is a flat surface, it can be easily formed by grinding with a grinding wheel. When the reinforcing surface 7 is formed by grinding, the maximum width W and the easy angle B can be formed and adjusted with high accuracy. Further, when the reinforced surface 7 is formed by grinding, it becomes easy to make only a small part of the upper surface connected to the cutting edge 5 the reinforced surface 7.

強化面７は、平面視において、左右対称な形状に限定されない。最も欠損しやすい部分を強化する形状であれば、強化面７は非対称な形状でもよい。また、周側面４（逃げ面）側から見て、下面３に対して傾斜するようにしてもよい。欠損しやすい部分を強化しつつ、切れ刃５全体の切れ味をよくする形状であればよい。 The reinforcing surface 7 is not limited to a symmetrical shape in a plan view. The reinforcing surface 7 may have an asymmetrical shape as long as it has a shape that reinforces the portion most easily damaged. Further, it may be inclined with respect to the lower surface 3 when viewed from the peripheral side surface 4 (escape surface) side. The shape may be any shape that improves the sharpness of the entire cutting edge 5 while strengthening the portion that is easily chipped.

強化面７は、欠損しやすい切れ刃５の周辺を強化する。特に、第１の切れ刃５ａのように、先端が凸状になっている切れ刃５の部分を、強化面７によって強化すると有効である。強化面７は、平面視における切れ刃５の凸状の部分の曲率半径が０．２ｍｍ以下の場合に、特に欠損を防止する効果が高い。この実施形態における切削インサート１は、第１の切れ刃５ａの曲率半径が約０．１ｍｍである。 The strengthening surface 7 reinforces the periphery of the cutting edge 5 which is easily damaged. In particular, it is effective to reinforce the portion of the cutting edge 5 having a convex tip, such as the first cutting edge 5a, with the reinforcing surface 7. The reinforced surface 7 is particularly effective in preventing defects when the radius of curvature of the convex portion of the cutting edge 5 in a plan view is 0.2 mm or less. The cutting insert 1 in this embodiment has a radius of curvature of the first cutting edge 5a of about 0.1 mm.

切削インサート１は、既知の方法で製造することができる。切削インサート１は、金型を用いて粉末加圧成形し、その後、焼結、研削加工、コーティング膜の付与などを行うことで製造できる。強化面７は、前述のとおり、強化面７は研削加工（研磨を含む）によって形成することができる。また、強化面７は粉末加圧成形によって形成することもできる。 The cutting insert 1 can be manufactured by a known method. The cutting insert 1 can be manufactured by powder pressure molding using a mold, and then sintering, grinding, applying a coating film, and the like. As described above, the reinforced surface 7 can be formed by grinding (including polishing). Further, the reinforced surface 7 can also be formed by powder pressure molding.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の切削インサートおよび切削工具は、種々の変更が可能である。例えば、前述の実施形態ではねじを加工する切削インサートとしたが、プーリなどのＶ形状の溝を加工する溝入れ工具用の切削インサートにも適用できる。また、突っ切り用の勝手のある先端部が尖った切削インサートにも適用できる。すなわち、先端部に凸形状の切れ刃を有し、切れ刃の形状が被加工物に転写される様々な切削インサートに適用できる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the cutting insert and the cutting tool of the present invention can be modified in various ways. For example, in the above-described embodiment, the cutting insert for machining a screw is used, but it can also be applied to a cutting insert for a grooving tool for machining a V-shaped groove such as a pulley. It can also be applied to cutting inserts with a sharp tip for parting off. That is, it can be applied to various cutting inserts having a convex cutting edge at the tip portion and the shape of the cutting edge is transferred to the workpiece.

前述のとおり、本発明の切削工具２０は、クランプ部材（締め付けねじ）２２を用いる。クランプ部材２２は、くさびや押さえ駒など、既知の技術が適用できる。 As described above, the cutting tool 20 of the present invention uses the clamp member (tightening screw) 22. Known techniques such as a wedge and a holding piece can be applied to the clamp member 22.

本発明の切削工具は、旋盤用のバイトにも限定されず、ねじ加工用回転切削工具や溝入れ加工用回転切削工具などにも適用できる。 The cutting tool of the present invention is not limited to a cutting tool for a lathe, and can be applied to a rotary cutting tool for threading, a rotary cutting tool for grooving, and the like.

前述した実施形態では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明については、請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることを理解されなければならない。すなわち、本発明には、請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。 Although the present invention has been described with some specificity in the above-described embodiments, the present invention is not limited thereto. It must be understood that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims. That is, the present invention includes all modifications, applications, and equivalents included in the ideas of the invention as defined by the claims.

１切削インサート
２第１の端面（上面）
３第２の端面（下面）
４周側面
５切れ刃
５ａ第１の切れ刃（コーナ切れ刃）
５ｂ第２の切れ刃
５ｃ第３の切れ刃
６すくい面
７強化面
８取り付け穴
２０切削工具
２１工具ボデー
２２クランプ部材
Ａすくい面のすくい角
Ｂ強化面のすくい角
Ｗ強化面の最大幅 1 Cutting insert 2 First end face (upper surface)
3 Second end face (lower surface)
4 Circumferential side surface 5 Cutting edge 5a First cutting edge (corner cutting edge)
5b 2nd cutting edge 5c 3rd cutting edge 6 rake face 7 reinforced surface 8 mounting hole 20 cutting tool 21 tool body 22 clamp member A rake surface rake angle B reinforced surface rake angle W maximum width of reinforced surface

Claims

The first and second end faces (2, 3) facing each other, the peripheral side surface (4) connecting the first and second end faces (2, 3), the first end face (2), and the above. A cutting insert (1) having a cutting edge (5) at an intersecting ridge with the peripheral side surface (4) and transferring the shape of the cutting edge (5) to a workpiece.
The cutting edge (5) includes a first cutting edge (5a) forming a convex curved corner, a second cutting edge (5b) connected to one end of the first cutting edge (5a), and the above. It has a third cutting edge (5c) connected to the other end of the first cutting edge (5a).
The second cutting edge (5b) and the third cutting edge (5c) each have a linear shape.
In the cross section passing through the central portion of the first cutting edge (5a), the rake angle when the rake angle is inclined so as to approach the second end surface (3) as the distance from the cutting edge (5) is defined as a positive angle. Then, the first end surface (2) has a rake surface (6) and a reinforced surface (7) having a rake angle (B) smaller than the rake angle (A) of the rake surface (6).
The reinforced surface (7) is arranged at a portion of the first end surface (2) connected to the first cutting edge (5a).
More than half of each of the second and third cutting edges (5b, 5c) is directly connected to the rake face (6).
The cutting edge (5) is a cutting insert that is a sharp edge without a honing surface.

The cutting insert according to claim 1, wherein the cutting edge (5) has a shape for transferring a screw to a work piece.

The cutting insert according to claim 1 or 2, wherein the rake angle (A) of the rake face (6) is a positive angle.

The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the angle difference between the rake angle (A) of the rake face (6) and the rake angle (B) of the reinforced surface (7) is 5 ° or more and 30 ° or less. Cutting insert.

The cutting insert according to any one of claims 1 to 4, wherein the maximum width (W) of the reinforced surface (7) from the cutting edge (5) is 0.05 mm or more and 0.15 mm or less.

A cutting tool having the cutting insert (1) according to any one of claims 1 to 5 and a tool body (21).

The cutting tool according to claim 6 , wherein the true rake angle of the reinforced surface (7) is a negative angle or 0 ° when the cutting insert (1) is mounted on the tool body (21).