JPWO2014156225A1 - 切削インサートとそれを用いた正面フライスカッタ - Google Patents

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Abstract

ミーリングカッタ用の切削インサートを加工の高能率化が図れるものにすることを課題としている。多角形の２つの主面の各辺に連なる側面が、互いを貫通する方向に取付け穴が形成された主側面と、その主側面に対して直角な第１副側面と、その第１副側面と主側面との間に配置される第２副側面とを含み、主面と主側面間の稜線で主切れ刃が、主面と第２副側面間の稜線で副切れ刃がそれぞれ形成され、主切れ刃と副切れ刃のなす角度が１４５°以上ある切削インサート。

Description

この発明は、高能率加工を可能にした、仕上げ加工にも利用可能な切削インサートとそれを用いた正面フライスカッタに関する。
ミーリングカッタに用いられる切削インサートとして、例えば、下記特許文献１、２に示されるようなものが知られている。
それ等の特許文献に開示された切削インサートは、通常、側面と称されている長方形の面をすくい面として使用するいわゆる縦使い方式である。その縦使い方式の切削インサートは、切削主分力を受ける方向の厚み寸法が大きくて剛性が高いため、高送りによる高能率加工が可能である。
なお、特許文献２の切削インサートは、すくい面となす長方形の側面のコーナを切り欠いて上記側面の長辺で構成される主切れ刃に対して略４５°の角度で交わる副切れ刃を各コーナに生じさせている。これにより主切れ刃のアプローチ角が４５°になるように切削インサートをカッタボディに装着することで、副切れ刃をサラエ刃として機能させるものになっている。
特開２００４−２９１２０５号公報 特開２００９−２２６５１０号公報
上述したように、縦使い方式の切削インサートは、高送りによる高能率加工が行えるが、送り量が大きくなるにつれて主切れ刃によって生成される切屑の厚みが増し、切削抵抗が増加する。そのために、送り量をより大きくするのが難しく、加工の更なる高能率化の要求に応えられていない。
また、アプローチ角を設定した加工ではアプローチ角の影響を受け、送りを大きくすると加工面の面粗さが悪化する。特許文献２は、それを補うためにサラエ刃となる副切れ刃を設けているが、その副切れ刃は、主切れ刃に対して４５°の傾きをもつために長さが制限される。
そのために、副切れ刃による仕上げ効果が損なわれない範囲で送り量を設定せざるを得ず、このことも、加工の更なる高能率化を困難にする原因になっている。
この発明は、切削インサートの形状を工夫して加工の更なる高能率化を可能となすことを課題としている。
上記の課題を解決するため、この発明においては、対向する多角形の２つの主面と、その主面の各辺に連なる複数の側面を備え、前記主面をすくい面、主面と側面が交差した位置の稜線を切れ刃として用いるミーリングカッタ用の切削インサートを以下の通りに構成した。
即ち、前記複数の側面は、互いを貫通する方向に取付け穴が形成された主側面と、その主側面に対して直角な第１副側面と、その第１副側面と前記主側面との間に配置される第２副側面とを含み、前記主面と主側面が交差した位置の稜線で主切れ刃が、前記主面と第２副側面が交差した位置の稜線で副切れ刃がそれぞれ形成され、前記主切れ刃と副切れ刃のなす角度が１４５°以上あるものにした。
この切削インサートは、副切れ刃によって５°以下、好ましくは０′〜３０′程度のフェースアングルをもったサラエ刃が形成される姿勢にして切削インサートをカッタボディに装着する。その状況では、主切れ刃が３５°以下のアプローチ角を持つ刃となる。
この発明は、カッタボディの先端外周の支持座に対して、この発明の切削インサートをそのような姿勢に装着した正面フライスカッタも併せて提供する。
主切れ刃によって削られる切屑は、主切れ刃のアプローチ角を小さくするほど薄くなる。この発明の切削インサートは、主面のコーナ部に主切れ刃とのなす角が１４５°以上ある副切れ刃を設けている。これにより、その副切れ刃をサラエ刃として使用する姿勢にしたときに主切れ刃は３５°以下のアプローチ角を持つ刃になる。
そのために、アプローチ角が４５°以上の従来の正面フライスカッタに比べて主切れ刃によって切削される切屑の厚みが薄くなって切削抵抗が低減される。これにより、送り量設定の規制が緩和されて加工能率が向上する。
また、主面のコーナ部に設けた副切れ刃をサラエ刃として使用することで、加工面の面粗さを良くすることができる。そのため仕上げ加工を不要となすことができ、このことによっても加工能率が高められる。
この発明の切削インサートの一例を示す斜視図である。 図１の切削インサートの主面を示す図である。 図１の切削インサートの主側面を示す図である。 図１の切削インサートの第１副側面と第２副側面を示す図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿った位置の拡大断面図である。 この発明の切削インサートの他の例を示す斜視図である。 図６の切削インサートの主面を示す図である。 図６の切削インサートの主側面を示す図である。 図８の切削インサートの第１副側面と第２副側面を示す図である。 この発明の切削インサートのさらに他の例を示す図である。 図１０の切削インサートの第１副側面と第２副側面を示す図である。 正面フライスにおけるアプローチ角の相違による切屑厚みの相違の説明図である。ここでは、上側の図に比べて下側の図の方がアプローチ角ψは小さい。 図１の切削インサートを用いたフライスカッタの斜視図である。 図１３のフライスカッタの側面図である。 図１３のフライスカッタの正面図である。 図１３のフライスカッタにおけるアプローチ角とフェースアングルの説明図である。
以下、この発明の切削インサートとそれを用いたフライスカッタの実施の形態を添付図面の図１〜図１６に基づいて説明する。
図１〜図５は、この発明の切削インサートの一例を示している。この切削インサート１は、対向する八角形の２つの主面２、２と、両主面の各辺に連なる複数の側面を備えている。
図示の切削インサート１は、主面２をすくい面として使用し、側面を逃げ面、主面２と側面が交差した位置の稜線を切れ刃６として用いる。切れ刃６は主切れ刃６ａと副切れ刃６ｂとからなる。
側面は、互いを貫通する方向に取付け穴７が形成された２つの互いに対向する主側面３，３と、その２つの主側面３に対して直角な第１副側面４と、その第１副側面４と主側面３との間に配置される第２副側面５とを含む。主面２と主側面３が交差した位置の稜線で主切れ刃６ａが形成されている。
また、主面２と第２副側面５が交差した位置の稜線で副切れ刃６ｂが形成されている。
その副切れ刃６ｂは、主切れ刃６ａとのなす角αが１４５°以上ある刃(図示の切削インサートはα＝１４５°）になっている。副切れ刃６ｂの長さは、１ｍｍ以上確保するのがよい。例示の副切れ刃６ｂはその長さが１ｍｍ以上ある刃にしている。
副切れ刃６ｂの大きさは、切削インサートの大きさや、切れ刃の角度、切り込み大きさによって異なるが、コーナ数を多く使うという経済的観点から、切削インサートの長手方向の幅の１／２を超えないことが好ましい。標準的なサイズであれば、副切れ刃６ｂの大きさは、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上、５ｍｍ以下がより好ましい。
主面２と第１副側面４が交差した位置の稜線は、正面フライスでは切れ刃としては利用されない。
主側面３は、片方を逃げ面、他方を支持座に対する着座面として使用する面である。本実施形態では、主側面３の方が、主面２よりも面積を大きくしている。
なお、例示の切削インサート１は、主面２の中央部に着座面となすフラットランド８を有している。そのフラットランド８を切れ刃６の位置から落ち込ませ、切れ刃６とフラットランド８との間に、すくい角β（図５参照）の傾斜したすくい面９を設けている。
ただし、フラットランド８を切れ刃の位置よりも落ち込ませることや、傾斜したすくい面９を設けることは発明の必須の要件ではない。刃先強度が重視されるような用途では、主面２を側面に対して９０°、或いはそれ以上の角度で交わらせる形態が有利になることがある。
また、主側面３を直視した状態でその主側面３とそれに連なる第２副側面５のなす形状が図３のような長方形であることも必須ではないし、主切れ刃６ａが直線刃であることも必須ではない。
図６〜図９に示す切削インサート１は、主側面３を直視した図８において主側面３とそれに連なる第２副側面５のなす形状を平行四辺形にしている。
図８では手前側の平行四辺形と背を向けた奥側の平行四辺形の鋭角コーナの位置及び手前側の切れ刃６と奥側の切れ刃６の傾き方向が逆になっている。
このために、主側面３の中心線ＣＬを中心にして切削インサート１を１８０°回転させたときに、一面側と他面側の主側面３の回転前後の輪郭が重なり、複数コーナの使用が可能である。
なお、図８において奥側にある平行四辺形を手前側に配置し、手前側の平行四辺形を奥側に移した形状にすると勝手違いの切削インサート１となる。
図１０〜図１１に示す切削インサート１は、主側面３を直視した図１０において、主側面３とそれに連なる第２副側面５のなす形状が、対の主面２，２間の距離が両端から中央に向かって次第に増大して中央で最大となっている。これにより、主切れ刃６ａは凸円弧状をなす。
このように構成したこの発明の切削インサート１は、カッタボディに対して所定のフェースアングルと所定のアプローチ角をもつように装着して使用する。
この発明の切削インサートを使用した正面フライスカッタの一例を図１３〜図１５に示す。例示の正面フライスカッタ１０は、主切れ刃６ａが所定のアプローチ角ψを有する。
図示のフライスカッタ１０は、カッタボディ１１の先端外周に設けられた支持座１２に図１の切削インサート１を着座させ、その切削インサート１をクランプねじ１３で固定して構成されている。
切削インサート１は、図１６に示すように、副切れ刃６ｂに適度なフェースアングルＦＡが付され、主切れ刃６ａが所定のアプローチ角ψを持つ。
副切れ刃６ｂに付与するフェースアングルＦＡは、５°以下、好ましくは０′〜３０′程度とする。主切れ刃６ａは、図１の切削インサートについては副切れ刃６ｂとのなす角αを１４５°にしているので、今、フェースアングルＦＡを３０′に設定したとすると、主切れ刃６ａのアプローチ角ψは、３４°３０′となる。
主切れ刃６ａによって生成される切屑は、図１２に比較して示すように、送り量ｆが一定であるなら、アプローチ角ψが小さいほど、その厚みｔが薄くなる。
この発明の切削インサートを使用したフライスカッタ（正面フライス）１０は、アプローチ角ψが３５°以下であるので、そのアプローチ角が４５°に設定される従来のフライスカッタよりも生成される切屑の厚みｔが薄く、そのために切削抵抗が低減される。
これにより送り量を従来品のカッタよりも高めることが可能になり、加工能率の向上に結びつく。
また、送り量を副切れ刃６ｂの長さ範囲内に設定することで加工面の面粗さを良くして仕上げ加工を不要となすことができ、このことによって加工能率がさらに高められる。
上記開示された本発明の実施形態の構成は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
１ 切削インサート
２ 主面
３ 主側面
４ 第１副側面
５ 第２副側面
６ 切れ刃
６ａ 主切れ刃
６ｂ 副切れ刃
７ 取付け穴
８ フラットランド
９ すくい面
１０ 正面フライスカッタ
１１ カッタボディ
１２ 支持座
１３ クランプねじ
α 主切れ刃と副切れ刃のなす角
β すくい角
ＦＡ フェースアングル
ψ アプローチ角
ｔ 切屑の厚み
ＣＬ 主側面の中心線

Claims (3)

  1. 対向する多角形の２つの主面と、その主面の各辺に連なる複数の側面を備え、前記主面をすくい面、主面と側面が交差した位置の稜線を切れ刃として用いるミーリングカッタ用の切削インサートであって、
    前記複数の側面が、互いを貫通する方向に取付け穴が形成された主側面と、その主側面に対して直角な第１副側面と、その第１副側面と前記主側面との間に配置される第２副側面とを含み、前記主面と主側面が交差した位置の稜線で主切れ刃が、前記主面と第２副側面が交差した位置の稜線で副切れ刃がそれぞれ形成され、前記主切れ刃と副切れ刃のなす角度が１４５°以上ある切削インサート。
  2. 前記副切れ刃の長さを１ｍｍ以上とした請求項１に記載の切削インサート。
  3. 請求項１又は２に記載の切削インサートを、カッタボディの先端外周に設けられた支持座に前記副切れ刃によって５°以下のフェースアングルをもったサラエ刃が形成され、さらに、前記主切れ刃が３５°以下のアプローチ角を持つ姿勢に装着して構成される正面フライスカッタ。
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