JPWO2017068922A1 - 切削インサートおよび切削工具 - Google Patents

Abstract

第１の切れ刃（５ａ）と第２の切れ刃（５ｂ）とは接続部（６）を介して互いに接続される。第１の切れ刃（５ａ）は、第１のコーナ部（７ａ）から離間するにつれ中間平面Ｍに近づく第１の傾斜部分（５ａ１）を有する。接続部（６）は、第１の切れ刃（５ａ）から離間するにつれ中間平面Ｍから離間する第２の傾斜部分（６ａ）と、第２の傾斜部分（６ａ）と第１の傾斜部分（５ａ１）の間において側面視で直線状に延伸する直線状部分（６ｂ）とを有する。側面視で、直線状部分（６ｂ）は、第２の端面（３）に対する傾斜角度が第１の傾斜部分（５ａ１）の傾斜角度Ａよりも小さい。

Description

本発明は、切削工具に装着される切削インサート、および、その切削インサートを備える切削工具に関する。

略多角形板状の切削インサートは、複数の切れ刃を備えることができる。このような切削インサートは、１つの切れ刃が使用できなくなっても、他の切れ刃と位置を入れ替えて使用することができるため、経済的であり、多く用いられている。一方、切削抵抗低減などのため、切れ刃が側面視において傾斜するように配置される切削インサートも多く用いられている。

従来の切削インサートおよび切削工具として、特許文献１記載のものが知られている。特許文献１記載の切削インサートは、略三角形の上面および下面と、それらの間に延在する側面とを備えている。上面と側面との交差稜線部には、切削刃が形成されている。 切削刃は、主切削刃と、副切削刃と、傾斜切削刃と、コーナと、を含む。主切削刃は、コーナから離間するにつれて下面に近づくように傾斜している。傾斜切削刃は、主切削刃と副切削刃とを接続している。

特表２０１２−５２７３６０号公報

傾斜する２種類以上の切削刃を備えながらも、切削インサートをコンパクトに構成するために、各切削刃を接続する接続部は、小さい（長さが短い）ものであることが望まれる。このため、特許文献１記載の傾斜切削刃のように、接続部が急峻に立ち上がることがある。急峻に立ち上がる傾斜切削刃が切削に用いられると、切りくずの排出が妨げられ、切削刃の欠損やチッピングが発生するおそれがある。

本発明は、側面視において傾斜するように複数の切れ刃が配置されても、接続部から欠損やチッピングが発生しにくい切削インサート、およびそれを備える切削工具を提供することを目的とする。

本発明の切削インサートは、第１のコーナ部および第２のコーナ部を有する第１の端面と、第１の端面に対して反対側を向いた第２の端面と、第１の端面と第２の端面との間に延在する周側面と、第１の端面と周側面との交差稜線部の少なくとも一部をなす切れ刃と、を備える。切れ刃は、第１のコーナ部と第２のコーナ部の間に、第１の切れ刃と、第１の切れ刃に対して第１のコーナ部とは反対側に配置された第２の切れ刃とを含む。第１の切れ刃と第２の切れ刃とは接続部を介して互いに接続される。第１の端面と第２の端面の間に配置され周側面と交差する中間平面を定めるとき、第１の切れ刃は、第１のコーナ部から離間するにつれ中間平面に近づく第１の傾斜部分を有する。接続部は、第１の切れ刃から離間するにつれ中間平面から離間する第２の傾斜部分と、第２の傾斜部分と第１の傾斜部分の間において側面視で直線状に延伸する直線状部分とを有する。側面視で、直線状部分は、第２の端面に対する傾斜角度が第１の傾斜部分の傾斜角度よりも小さい。

本発明の別の切削インサートは、第１のコーナ部および第２のコーナ部を有する第１の端面と、第１の端面に対して反対側を向いた第２の端面と、第１の端面と第２の端面との間に延在する周側面と、第１の端面と周側面との交差稜線部の少なくとも一部をなす切れ刃と、を備える。切れ刃は、第１のコーナ部と第２のコーナ部の間に、第１の切れ刃と、第１の切れ刃に対して第１のコーナ部とは反対側に配置された第２の切れ刃とを含む。第１の切れ刃と第２の切れ刃とは接続部を介して互いに接続される。第１の端面と第２の端面の間に配置され周側面と交差する中間平面を定めるとき、第１の切れ刃は、第１のコーナ部から離間するにつれ中間平面に近づく第１の傾斜部分を有する。接続部は、第１の切れ刃から離間するにつれ中間平面から離間する第２の傾斜部分と、第２の傾斜部分と第１の傾斜部分の間において側面視で略円弧状に湾曲するように延伸する円弧状部分とを有する。側面視で、円弧状部分を円弧で近似したときの曲率半径は、５ｍｍ以上、かつ１０００ｍｍ以下の範囲にある。

本発明の切削工具は、本発明の切削インサートを備えている。

本発明によれば、側面視において傾斜するように複数の切れ刃が配置されても、接続部から欠損やチッピングが発生しにくい切削インサート、およびそれを備える切削工具を提供することができる。

第１の実施形態に係る切削インサートの斜視図である。 図１の切削インサートを装着した切削工具の斜視図である。 図１の切削インサートの平面図である。 図３のＩＶ部の拡大図である。 図４のＶ部の拡大図である。 図１の切削インサートの側面図である。 図６のＶＩＩ部の拡大図である。 図１の切削インサートの他の側面図である。 図１の切削インサートの底面図である。 第２の実施形態に係る切削インサートの斜視図である。 図１０の切削インサートの平面図である。 図１０の切削インサートの側面図である。 図１２のＸＩＩＩ部の拡大図である。

以下、実施形態について図面を適宜参照しながら説明する。まず、図１から図９を参照しながら、第１の実施形態に係る切削インサート１について説明する。

切削インサート１は、２つの端面２、３と、周側面４と、を備えている。２つの端面２、３は、互いに対して実質的に反対側を向いている。周側面４は、２つの端面２、３の間に延在する。図３に示されるように、切削インサート１は、一方の端面２に対向する方向から見て略三角形状を呈している。また、図９に示されるように、他方の端面３も、端面３に対向する方向から見て略三角形状を呈している。すなわち、切削インサート１は、略三角形板状を呈している。

切削インサート１の形状は、２つの端面２、３を貫通する基準軸線Ｃに対して、１２０°回転対称である。すなわち、切削インサート１は、基準軸線Ｃに対して３回回転対称な形状を呈している。基準軸線Ｃは、２つの端面２、３の、各々の中央を通る。切削インサート１には、これら２つの端面２、３を貫通するように延びる取り付け穴９が形成されている。取り付け穴９の中心軸線は、切削インサート１の基準軸線Ｃとほぼ一致する。基準軸線Ｃは、第１の端面２と直交するように延びている。第２の端面３は、実質的に平坦面である。第２の端面３は、切削インサート１が切削工具２０に装着される際に着座面として機能する。第１の端面２と第２の端面３とは、互いに平行に配置されている。したがって、基準軸線Ｃは、第２の端面３に対しても直交するように延びている。

ここでは、説明を容易にするため、２つの端面のうちの一方の端面２を「上面」と称し、他方の端面３を「下面」と称する。しかし、「上」および「下」という用語は、本発明を限定するものではなく、これら用語に基づいて本発明が限定的に解釈されることを意図しない。

前述のとおり、切削インサート１は、１２０°回転対称な略三角形板状を呈している。したがって、上面２には、コーナ部７が３つ配置されている。ここでは、図３に示すように、上面２に対向する方向から見て、左下に位置するコーナ部７を第１のコーナ部７ａと称し、右下に位置するコーナ部７を第２のコーナ部７ｂと称する。なお、さらに詳しくみると、第１のコーナ部７ａと第２のコーナ部７ｂとの間に鈍角のコーナが存する。しかし、ここではこの鈍角のコーナを無視し、上面２を略三角形として説明する。このような鈍角のコーナは上面２に存しなくてもよい。逆に、上面２は、さらに多くのコーナが存する複雑な輪郭形状とされていてもよい。切削インサート１のコーナ部７の曲率半径は、約０．８ｍｍである。

切削インサート１において、上面２と周側面４との交差稜線部の一部に切れ刃５が形成されている。切れ刃５は、上面２と周側面４との交差稜線部に沿うように形成されている。切削インサート１は、上面２の一部がすくい面として機能し、周側面４の一部が逃げ面として機能し、すくい面と逃げ面との交差稜線部が切れ刃５として機能する。切れ刃５は、２つの部分５ａ、５ｂを少なくとも含む。切れ刃５の２つの部分５ａ、５ｂは、隣り合うコーナ部７、７間に形成される。ここでは、部分５ａを主切れ刃５ａと称し、部分５ｂを副切れ刃５ｂと称する。主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとは、接続部６によって接続されている。切れ刃５は、第１のコーナ部７ａ側から第２のコーナ部７ｂ側に向かって、主切れ刃５ａ、接続部６、副切れ刃５ｂを順に備えている。

切削インサート１の形状は１２０°回転対称であるため、切削インサート１は３つの切れ刃５が形成されている。また、各コーナ部７を挟むように、主切れ刃５ａおよび副切れ刃５ｂが形成されている。切削インサート１による切削加工時は、１つのコーナ部７を挟む主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとが機能する。主切れ刃５ａと、当該主切れ刃５ａとコーナ部７を挟む副切れ刃５ｂとは、略直角に交差するか、または９０°以下の内角で交差している。さらに詳しく説明すると、切削インサート１は、図３に示すように上面２に対向する方向から見て、主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとが、コーナ部７を挟んで約８９°の内角で交差している。このような形状の切削インサート１は、直角肩削り加工に適している。副切れ刃５ｂは、正面刃として機能することができる。副切れ刃５ｂは、仕上げ刃（ワイパー刃）を含むように形成されていてもよい。また、主切れ刃５ａは、図３に示すように上面２に対向する方向から見て、外側に突出するように緩やかに湾曲している。これにより、切削インサート１が切削工具に装着された際の主切れ刃５ａの回転軌跡が正確な円筒状に近くなる。

前述のとおり、切削インサート１は、３つの切れ刃５を有する。このため、１つの切れ刃５が使用されて摩耗などによって寿命に至っても、他の切れ刃５と位置を入れ替えることにより、当該切削インサート１の使用を継続することが可能である。各切れ刃５は、互いに同一の機能を有する。したがって、説明を簡単にするため、以下、１つの切れ刃５のみについて説明し、他の２つの切れ刃５の説明を省略する。また、上面２などについても、１つの切れ刃５の周辺の部位のみ説明し、他の切れ刃５の周辺の部位の説明を省略する。

切削インサート１において、略三角形状の上面２の内接円の直径は、約１４ｍｍである。また、上面２の一辺の長さは、約１６ｍｍである。切削インサート１の厚さは、約６ｍｍである。切削インサート１の各寸法は、被加工物の形状や切削条件などに応じて適時調整される。また、切削インサート１は、上面２と周側面４との交差稜線部の一部のみに切れ刃５が形成されている。しかしながら、切れ刃５は、交差稜線部の全域に形成されていてもよい。すなわち、接続部６の全域が切れ刃５として機能してもよい。

周側面４は、下面３と内角で鈍角に交差している。切削インサート１は、全体として、いわゆるポジティブタイプである。ただし、周側面４は、上面２と鋭角に交差する部分と、鈍角に交差する部分と、を有している。具体的には、副切れ刃５ｂに接続する周側面４の部分は上面２と鋭角に交差し、主切れ刃５ａに接続する周側面４の部分は上面２と鈍角に交差している。すなわち、周側面４のうち、主切れ刃５ａに接続する部分は、逃げ角が負となるように形成されている。そして、周側面４のうち、コーナ部７および接続部６に接続する部分は、上面２との交差角度が鋭角と鈍角との間で徐々に変化している。したがって、図５に示すように、端面２に対向する方向から切削インサート１を見ると、主切れ刃５ａに接続する周側面４の部分の一部が見える。周側面４のうち、主切れ刃５ａに接続する部分の逃げ角は約−３°であり、略一定である。

図６および図８に示すように、上面２と下面３の間に仮想の中間平面Ｍを定める。中間平面Ｍは、下面３と平行で、上面２と下面３との中央に定められることが好ましい。図６および図８に示すように、周側面４側から下面３と平行に切削インサート１を見ると、主切れ刃５ａは下面３および中間平面Ｍに対して傾斜している。主切れ刃５ａは、第１の傾斜部分５ａ１を有している。第１の傾斜部分５ａ１は、第１のコーナ部７ａ側から第２のコーナ部７ｂ側に向かうにつれて、中間平面Ｍに近づくように傾斜している。ここでは、図６に示すように、下面３に対して主切れ刃５ａがなす傾斜角度を、「第１の傾斜角度Ａ」と称する。切削インサート１の第１の傾斜角度Ａは、約３°である。

図６に示すように、接続部６は、主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとを滑らかに接続している。接続部６は、下面３および中間平面Ｍに対して傾斜する第２の傾斜部分６ａを有している。換言すると、接続部６は、主切れ刃５ａ側から副切れ刃５ｂ側に向かうにつれ中間平面Ｍから離間する第２の傾斜部分６ａを有している。ここでは、図６に示すように、下面３に対して第２の傾斜部分６ａがなす傾斜角度を「第２の傾斜角度Ｂ」と称する。切削インサート１の第２の傾斜角度Ｂは、約３０°である。

図７に示すように、接続部６は、第２の傾斜部分６ａよりも第１の傾斜部分５ａ１側に、直線状部分６ｂを有している。直線状部分６ｂは、下面３および中間平面Ｍと略平行に、寸法Ｌで延伸している。寸法Ｌは、下面３が延びる方向と平行な方向における寸法であり、直線状部分６ｂの長さと称されることができる。切削インサート１の直線状部分６ｂの長さＬは、約０．５ｍｍである。

図３から図５に示すように、上面２はランド８を有している。ランド８は、帯状であり、切れ刃５および接続部６に沿うように延伸している。図４および図５に示すように、ランド８は、接続部６に沿う部分において、主切れ刃５ａ側から副切れ刃５ｂ側に向かうにつれ幅が拡大する幅拡大部分８ａを含んでいる。

図示しないが、上面２は、主切れ刃５ａと直交する切断面において、上面２と周側面４との交差稜線部（切れ刃５または接続部６）から離間するにつれ中間平面Ｍに近づくように傾斜している部分を有している。すなわち、上面２の少なくとも一部は、正のすくい角を有している。ここでは、ランド８の部分のすくい角を「ランド８の傾斜角度」と称する。すなわち、ランド８の傾斜角度もすくい角と称される。なお、すくい角およびランド８の傾斜角度の切削インサート１単体での角度の基準（０°）は、下面３と平行な基準線とされることができる。切削インサート１のすくい角およびランド８の傾斜角度は、切れ刃５および接続部６の全周にわたってほぼ一定とされている。しかし、すくい角およびランド８の傾斜角度は、切れ刃５または接続部６に沿って変化するように設けられていてもよい。例えば、接続部６の主切れ刃５ａ近傍でのすくい角およびランド８の傾斜角度は、主切れ刃５ａの第１のコーナ部７ａ近傍でのすくい角よりも小さくてもよい。

切削インサート１の材料は、少なくともその切れ刃５付近が、超硬合金、サーメット、セラミックスおよび立方晶窒化ほう素、それら硬質材料の表面にコーティングを施された材料、またはダイヤモンドなどである。なお切れ刃５付近以外の部分の材料も、同様の硬質材料などであることが好ましい。

上記構成を備える切削インサート１は、図２に示すように、切削工具２０の工具ボデー２１に対して装着される。切削工具２０は回転切削工具である。より詳しくは、切削工具２０は、直角肩削り加工を行うことができるラフィングカッタである。切削インサート１は、機械的取り付け手段であるクランプ部材を用いて、工具ボデー２１に着脱自在に装着される。以下、図２を参照しながら切削工具２０についてさらに説明する。切削工具２０は、クランプ部材として締め付けねじ２４を用いている。

切削工具２０は、複数（ここでは４列５段の２０個）のチップ座２２が形成された工具ボデー２１を備える。各チップ座２２には、それぞれ１つの切削インサート１を着脱自在に装着することができる。なお、図示しないが、本発明は１つのみのチップ座が設けられた工具ボデーを備える切削工具を排除しない。

工具ボデー２１は、全体として略円柱状に形成されている。工具ボデー２１は、中心軸線ＡＸの周りに回転するように構成されている。中心軸線ＡＸは、先端２１ａから後端２１ｂ側にかけて工具ボデー２１を貫通するように定められる。以下、工具ボデー２１の回転に伴ってチップ座２２が進行する方向を「回転方向前方」と称する。

工具ボデー２１の先端２１ａには、４つのチップ座２２が等間隔に形成されている。それぞれのチップ座２２の回転方向前方には、切りくずポケット２３が形成されている。各切りくずポケット２３は、先端２１ａから後端２１ｂ側に向かって螺旋状に延在している。各切りくずポケット２３に沿って、５つのチップ座２２が階段状に配置されている。この切削工具２０で用いられる複数の切削インサート１は、すべて同一構成を有し、同一形状を有する。しかし、複数のチップ座２２は、工具ボデー２１上の位置に応じて若干形状が異なる場合がある。特に、最も先端２１ａ側に配置されるチップ座２２の形状は、当該チップ座２２よりも後端２１ｂ側に配置されるチップ座２２の形状と異なっている。最も先端２１ａ側に配置されるチップ座２２は、切削インサート１の副切れ刃５ｂが正面刃として機能するように形成されている。これに対して、後端２１ｂ側のチップ座２２は、副切れ刃５ｂが正面刃として機能することはない。

工具ボデー２１の各チップ座２２には、上面２が回転方向前方を向くように、切削インサート１が装着されている。図示しないが、各チップ座２２は、底面と、壁面とを有し、工具ボデー２１の外周側に向けて開放されている。また、最も先端２１ａ側に配置されるチップ座２２は、工具ボデー２１の先端２１ａ側に向けても開放されている。ここでは、切削インサート１の下面３が接触する面を、チップ座２２の底面と称している。また、切削インサート１の周側面４が接触する面を、チップ座２２の壁面と称している。したがって底面は、回転方向前方を向いている。切削インサート１は、１つのコーナ部７を挟んだ１組の主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとが使用可能になるようにチップ座２２に配置され、締め付けねじによって固定される。チップ座２２の底面は、締め付けねじ２４が螺入されるねじ穴が形成されている。

次に、切削インサート１および切削インサート１を備える切削工具２０の作用および効果について説明する。また、切削インサート１の好ましい形態についても説明する。

切削インサート１は、主切れ刃５ａが、下面３に対して傾斜する第１の傾斜部分５ａ１を有する。このため、主切れ刃５ａは、切削抵抗を低減したり、切りくずの排出性を向上したりすることに適している。また、切削インサート１は、主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとの間の接続部６に、直線状部分６ｂを有する。図７に示すように、直線状部分６ｂが下面３に対してなす傾斜角度（０°）は、第１の傾斜部分５ａ１が下面３に対してなす傾斜角度Ａ（３°）よりも小さい。接続部６は、直線状部分６ｂを主切れ刃５ａ側に有する。これにより、接続部６が、主切れ刃５ａの第１の傾斜部分５ａ１に対して急峻に立ち上がることが防止される。この結果、接続部６が主切れ刃５ａで生成された切りくずの排出を阻害することがなく、切りくずがスムーズに排出される。さらに、切りくずが溜まることに起因して接続部６から欠損やチッピングが発生することが防止され、切削インサート１の工具寿命が延長される。

このような作用・効果を得るためには、十分な長さの直線状部分６ｂが必要である。直線状部分６ｂの長さＬは、０．２ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。直線状部分６ｂの長さＬが０．２ｍｍに満たないと、切りくずをスムーズに排出することができず、接続部６から欠損やチッピングが発生しやすくなる。一方、接続部６は主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとを接続する部分であるため、直線状部分６ｂの長さＬが５ｍｍを超えると、切削インサート１が大きくなり過ぎる。前述のように、切削インサート１は、直線状部分６ｂが下面３と平行である。このため、図７に示すように、直線状部分６ｂの長さＬは、下面３が延びる方向と平行な方向における長さと一致する。図示しないが、直線状部分６ｂが下面３に対して傾斜する場合においても、正面視で下面３が延びる方向と平行な方向における長さを直線状部分６ｂの長さＬと定めるとよい。

ところで、図６に示される傾斜角度Ｂが０°または負の角度の場合は、副切れ刃５ｂを有しつつ、複数の切れ刃５を備えることが難しくなる。すなわち、第２の傾斜部分６ａは、第１の傾斜部分５ａ１と逆方向に傾斜しなければ、副切れ刃５ｂに接続することが難しくなる。また、傾斜角度Ｂが４０°を超えると、主切れ刃５ａの第１の傾斜部分５ａ１に対して第２の傾斜部分６ａが急峻に立ち上がるため、切りくずの排出が阻害されやすくなる。切りくずの排出が阻害されると、接続部６の周辺に切りくずが溜まりやすくなり、接続部６から欠損やチッピングが発生しやすくなる。

したがって、傾斜角度Ｂは、０°よりも大きく、かつ４０°以下の範囲にあることが好ましい。これにより、主切れ刃５ａの傾斜部分５ａ１に対して接続部６の第２の傾斜部分６ａが急峻に立ち上がることが防止される。

なお、接続部６に、段階的に複数の傾斜部分が設けられていてもよい。段階的に複数の傾斜部分が設けられる場合は、最も主切れ刃５ａに近い傾斜部分を第２の傾斜部分６ａとして、前述の傾斜角度Ｂとするとよい。さらに、すべての傾斜部分の傾斜角度が０°よりも大きく、かつ４０°以下の範囲にあることが好ましい。

前述のとおり、切削インサート１は、周側面４のうち、主切れ刃５ａに接続する部分は、逃げ角が負となるように形成されている。したがって、主切れ刃５ａの強度が高く、欠損やチッピングが発生しにくい。なお、切削インサート１は、主切れ刃５ａの逃げ角が正となるように切削工具２０に装着される。

上面２がランド８を有する場合、ランド８は、主切れ刃５ａ側から副切れ刃５ｂ側に向かうにつれ幅が拡大する幅拡大部分８ａを含むことが好ましい。ランド８の幅が拡大されることで、接続部６から欠損やチッピングが発生することを防止することができる。ランド８の幅は、副切れ刃５ｂに対して滑らかにつながるように変化させることが好ましい。切削インサート１のランド８の幅は、接続部６に接続する部分の中で徐々に変化している。ランド８の幅は、主切れ刃５ａに接続する部分で約０．１ｍｍであり、副切れ刃５ｂに接続する部分で約０．３ｍｍである。

幅拡大部分８ａを含む場合、ランド８は、幅拡大部分８ａよりも副切れ刃５ｂ側に、不図示の幅縮小部分をさらに含んでいてもよい。幅縮小部分は、主切れ刃５ａ側から副切れ刃５ｂ側に向かうにつれ幅が縮小する部分である。ランド８は、幅拡大部分８ａと幅縮小部分とを共に含むことにより、接続部６におけるランド８の幅を、主切れ刃５ａや副切れ刃５ｂにおけるランド８の幅の制約を受けることなく広げることができる。これにより、最も欠損やチッピングが発生しやすい接続部６において、欠損やチッピングを防止することができる。なお、接続部６のランド８の幅は、切削加工に関与する部分では、主切れ刃５ａのランド８の幅と同一であることが好ましい。また、幅拡大部分８ａは、接続部６の直線状部分６ｂまたは円弧状部分から幅の拡大が始まることが好ましい。

接続部６の主切れ刃５ａ近傍でのすくい角、またはランド８の傾斜角度は、主切れ刃５ａの第１のコーナ部７ａ近傍でのすくい角よりも小さいことが好ましい。換言すれば、接続部６におけるすくい角、またはランド８の傾斜角度が、主切れ刃５ａにおけるすくい角よりも小さいことが好ましい。接続部６の主切れ刃５ａ近傍でのすくい角、またはランド８の傾斜角度は、０°であることが、さらに好ましい。接続部６におけるすくい角、またはランド８の傾斜角度を小さくすることで、接続部６の強度が高められ、接続部６から欠損やチッピングが発生することを防止することができる。

切れ刃５および接続部６は、不図示のホーニングを有していてもよい。接続部６におけるホーニングの寸法は、主切れ刃５ａにおけるホーニングの寸法よりも大きいことが好ましい。接続部６におけるホーニングの寸法を大きくすることで、接続部６の強度を高め、接続部６から欠損やチッピングが発生することを防止することができる。なお、ホーニングの寸法は、すくい面側に関するホーニングの幅で代表されることもできる。

切削インサート１は、クランプ部材によって工具ボデー２１に装着される。クランプ部材として、くさびや押さえ駒など、既知の技術を適用できる。ただし、切削工具２０のようなラフィングカッタでは、切りくずを効率良く排出することが求められる。また、ラフィングカッタでは、びびりの発生を防止するため、切削抵抗を低くすることが求められる。このような要求に対応するため、切削インサート１の装着には、締め付けねじ２４を用いることが好ましい。締め付けねじ２４を用いることにより、切れ刃５に対して中央面部が低い切削インサート１を容易に装着することができる。また、すくい面側にくさびや押さえ駒などの障害物がないため、切りくずを効率良く排出することができる。このような切削工具は、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することができる。

次に、図１０から図１３を参照しながら、第２の実施形態に係る切削インサート１０１について説明する。切削インサート１０１の構成のうち、第１の実施形態に係る切削インサート１の構成と同様のものには、同一の符号を付して説明を省略する。以下、切削インサート１０１の構成のうち、第１の実施形態に係る切削インサート１と異なる部分について主に説明する。

切削インサート１０１は、互いに対して実質的に反対側を向いた上面２および下面３と、それらの間に延在する周側面４と、を備えている。図１１に示すように、切削インサート１０１は、上面２に対向する方向から見て略三角形状を呈している。また、上面２および下面３を貫通するように延びる取り付け穴９が形成されている。

切れ刃５は、主切れ刃５ａと、副切れ刃５ｂとを少なくとも含む。主切れ刃５ａおよび副切れ刃５ｂは、隣り合うコーナ部７、７間に形成される。図１２に示すように、上面２と下面３の間に仮想の中間平面Ｍを定める。主切れ刃５ａに接続する周側面４側から下面３と平行に見て、主切れ刃５ａは下面３および中間平面Ｍに対して傾斜している。主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとは、接続部１０２を介して接続されている。切れ刃５は、第１のコーナ部７ａ側から第２のコーナ部７ｂ側に向かって、主切れ刃５ａ、接続部１０２、副切れ刃５ｂを順に備えている。

図１３に示すように、接続部１０２は、主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂとを滑らかに接続している。接続部１０２は、下面３および中間平面Ｍに対して傾斜する第２の傾斜部分１０２ａを有する。換言すると、接続部１０２は、主切れ刃５ａ側から副切れ刃５ｂ側に向かうにつれ中間平面Ｍから離間する第２の傾斜部分１０２ａを有する。すなわち、図１２に示すように主切れ刃５ａに接続する周側面４側から下面３と平行に見て、接続部１０２は、右側の部位ほど下面３および中間平面Ｍから離間する第２の傾斜部分１０２ａを有する。ここでは、図１２に示すように、下面３に対して第２の傾斜部分１０２ａがなす傾斜角度を「第２の傾斜角度Ｂ」と称する。切削インサート１０１の第２の傾斜角度Ｂは約３０°である。

図１３に示すように、接続部１０２は、第２の傾斜部分１０２ａより第１の傾斜部分５ａ１側に、略円弧状に形成された円弧状部分１０２ｂを有する。円弧状部分１０２ｂは、曲率半径Ｒの円弧である。曲率半径Ｒは、約７０ｍｍである。ただし、曲率半径Ｒが大きいため、円弧状部分１０２ｂは肉眼ではほぼ直線状に見える。図１０から図１３は、円弧状部分１０２ｂの丸みを強調して模式的に示している。また、図１０から図１３において、円弧状部分１０２ｂは、第２の傾斜部分１０２ａに滑らかに接続するように描かれている。実際には、円弧状部分１０２ｂと第２の傾斜部分１０２ａの間に、それらを滑らかに接続する別の円弧状部分が形成されていてもよい（図示しない）。第１の実施形態における直線状部分６ｂに相当する円弧状部分１０２ｂが形成されれば、別の円弧状部分はどのような形状でもよい。

上記構成を備える切削インサート１０１は、第１の実施形態における切削工具２０と同一の工具ボデー２１に着脱自在に装着されることができる。切削インサート１０１が装着された切削工具については、第１の実施形態における切削工具２０と同様であるため、説明を省略する。

次に、切削インサート１０１の作用および効果について説明する。また、切削インサート１０１の好ましい形態についても説明する。

切削インサート１０１は、第１の実施形態における切削インサート１と同様に、主切れ刃５ａが、下面３に対して傾斜する第１の傾斜部分５ａ１を有する。加えて、主切れ刃５ａと副切れ刃５ｂの間の接続部１０２は、曲率半径Ｒの円弧状部分１０２ｂを有する。接続部１０２が円弧状部分１０２ｂを有するため、主切れ刃５ａの第１の傾斜部分５ａ１に対して急峻に立ち上がることが防止される。これにより、接続部１０２が主切れ刃５ａで生成された切りくずの排出を阻害することがなく、切りくずがスムーズに排出される。この結果、切りくずが溜まることに起因して接続部１０２から欠損やチッピングが発生することが防止される。

曲率半径Ｒが大きい円弧状部分１０２ｂは、第１の実施形態に係る切削インサート１の直線状部分６ｂと同様の作用・効果を得られる。円弧状部分１０２ｂの曲率半径Ｒは、５ｍｍ以上、かつ１０００ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。曲率半径Ｒは、５０ ｍｍ以上、かつ１０００ｍｍ以下の範囲にあることがさらに好ましい。曲率半径Ｒは、５ｍｍに満たないと、切りくずの排出が阻害される場合がある。曲率半径Ｒは、５０ｍｍ以上にされると、直線状部分６ｂとほぼ同等の作用・効果が得られる。

以上、切削インサートおよび切削工具の実施形態について説明した。しかし、本発明の範囲は前述の実施形態に限定されない。

例えば、本発明はニックを有する切削インサートに適用することもできる。また、主切れ刃を直線状としたが、傾斜角度が変動する波状の主切れ刃にされていてもよい。さらに、本発明は、直角肩削りのできるラフィングカッタに限定されず、様々な切れ刃角の正面フライスや、円盤状のサイドカッタなどにも適用可能である。本発明は上記実施形態のような転削工具だけでなく、旋削工具や穴あけ工具等のその他の形態の切削工具にも適用可能である。

また、前述した第１の実施形態に係る接続部６は、直線状部分６ｂを有している。一方、第２の実施形態に係る接続部１０２は、円弧状部分１０２ｂを有している。しかしながら、本発明はこれらの実施形態に限定されない。すなわち、本発明に係る接続部は、直線状部分および円弧状部分の双方を有していてもよい。

前述した実施形態およびその変形例等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、以上に説明した実施形態に限定されるものではない。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は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。

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（主切れ刃）
５ａ１ 第１の傾斜部分
５ｂ 第２の切れ刃（副切れ刃）
６ 接続部
６ａ 第２の傾斜部分
６ｂ 直線状部分
７ コーナ部
７ａ 第１のコーナ部
７ｂ 第２のコーナ部
８ ランド
８ａ 幅拡大部分
９ 取り付け穴
２０ 切削工具
１０１ 切削インサート
１０２ 接続部
１０２ａ 第２の傾斜部分
１０２ｂ 円弧状部分
Ａ 第１の角度
Ｂ 第２の角度
Ｃ 切削インサートの基準軸線
Ｌ 直線状部分の長さ
Ｍ 中間平面
Ｒ 円弧状部分の曲率半径

本発明の切削インサートは、第１のコーナ部および第２のコーナ部を有する第１の端面と、第１の端面に対して反対側を向いた第２の端面と、第１の端面と第２の端面との間に延在する周側面と、第１の端面と周側面との交差稜線部の少なくとも一部をなす切れ刃と、を備える。切れ刃は、第１のコーナ部と第２のコーナ部の間に、第１の切れ刃と、第１の切れ刃に対して第１のコーナ部とは反対側に配置された第２の切れ刃とを含む。第１の切れ刃と第２の切れ刃とは接続部を介して互いに接続される。第１の端面と第２の端面との間に配置され周側面と交差する中間平面を定めるとき、第１の切れ刃は、第１のコーナ部から離間するにつれ中間平面に近づく第１の傾斜部分を有する。接続部は、第１の切れ刃から離間するにつれ中間平面から離間する第２の傾斜部分と、第２の傾斜部分と第１の傾斜部分との間において側面視で直線状に延伸する直線状部分とを有する。側面視で、直線状部分は、第２の端面に対する傾斜角度が第１の傾斜部分の傾斜角度よりも小さい。 側面視で、第２の傾斜部分の第２の端面に対する傾斜角度は、０°よりも大きく、かつ４０°以下の範囲にある。第１の端面に対向する方向から見て第１の切れ刃と直交する切断視において、第２の端面と平行な直線を角度の基準とし、第１の端面と周側面との交差稜線部から離間するにつれ中間平面に近づくように第１の端面が傾斜する場合を正のすくい角と定めるとき、接続部の第１の切れ刃近傍でのすくい角は、第１の切れ刃の第１のコーナ部近傍でのすくい角よりも小さく、接続部の第１の切れ刃近傍での前記すくい角は０°とされる。

本発明の別の切削インサートは、第１のコーナ部および第２のコーナ部を有する第１の端面と、第１の端面に対して反対側を向いた第２の端面と、第１の端面と第２の端面との間に延在する周側面と、第１の端面と該周側面との交差稜線部の少なくとも一部をなす切れ刃と、を備える。切れ刃は、第１のコーナ部と第２のコーナ部の間に、第１の切れ刃と、第１の切れ刃に対して第１のコーナ部とは反対側に配置された第２の切れ刃とを含む。第１の切れ刃と第２の切れ刃とは接続部を介して互いに接続され、第１の端面と第２の端面の間に配置され周側面と交差する中間平面を定めるとき、第１の切れ刃は、第１のコーナ部から離間するにつれ中間平面に近づく第１の傾斜部分を有する。接続部は、第１の切れ刃から離間するにつれ中間平面から離間する第２の傾斜部分、第２の傾斜部分と第１の傾斜部分の間において側面視で略円弧状に湾曲するように延伸する円弧状部分とを有する。側面視で、円弧状部分を円弧で近似したときの曲率半径は、５ｍｍ以上、かつ１０００ｍｍ以下の範囲にある。側面視で、第２の傾斜部分の第２の端面に対する傾斜角度は、０°よりも大きく、かつ４０°以下の範囲にある。第１の端面に対向する方向から見て第１の切れ刃と直交する切断面において、第２の端面と平行な直線を角度の基準とし、第１の端面と周側面との交差稜線部から離間するにつれ中間平面に近づくよう第１の端面が傾斜する場合を正のすくい角と定めるとき、接続部の第１の切れ刃近傍でのすくい角は、第１の切れ刃の第１のコーナ部近傍でのすくい角よりも小さく、接続部の第１の切れ刃近傍でのすくい角は０°とされる。

Claims (13)

1. 切削工具に装着される切削インサート（１）であって、
   第１のコーナ部（７ａ）および第２のコーナ部（７ｂ）を有する第１の端面（２）と、
   前記第１の端面（２）に対して反対側を向いた第２の端面（３）と、
   前記第１の端面（２）と前記第２の端面（３）との間に延在する周側面（４）と、
   該第１の端面（２）と該周側面（４）との交差稜線部の少なくとも一部をなす切れ刃（５）と、を備え、
   前記切れ刃（５）は、前記第１のコーナ部（７ａ）と前記第２のコーナ部（７ｂ）の間に、第１の切れ刃（５ａ）と、該第１の切れ刃（５ａ）に対して該第１のコーナ部（７ａ）とは反対側に配置された第２の切れ刃（５ｂ）とを含み、
   前記第１の切れ刃（５ａ）と前記第２の切れ刃（５ｂ）とは接続部（６）を介して互いに接続され、
   前記第１の端面（２）と前記第２の端面（３）の間に配置され前記周側面（４）と交差する中間平面（Ｍ）を定めるとき、
   前記第１の切れ刃（５ａ）は、前記第１のコーナ部（７ａ）から離間するにつれ該中間平面（Ｍ）に近づく第１の傾斜部分（５ａ１）を有し、
   前記接続部（６）は、前記第１の切れ刃（５ａ）から離間するにつれ前記中間平面（Ｍ）から離間する第２の傾斜部分（６ａ）と、該第２の傾斜部分（６ａ）と前記第１の傾斜部分（５ａ１）の間において側面視で直線状に延伸する直線状部分（６ｂ）とを有し、
   側面視で、前記直線状部分（６ｂ）は、前記第２の端面（３）に対する傾斜角度が前記第１の傾斜部分（５ａ１）の傾斜角度（Ａ）よりも小さい切削インサート。
2. 側面視で、前記直線状部分（６ｂ）は、前記第２の端面（３）と略平行である請求項１に記載の切削インサート。
3. 側面視で、前記第２の端面（３）が延びる方向と平行な方向における前記直線状部分（６ｂ）の長さ（Ｌ）は、０．２ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下の範囲にある請求項１または２に記載の切削インサート。
4. 切削工具に装着される切削インサート（１０１）であって、
   第１のコーナ部（７ａ）および第２のコーナ部（７ｂ）を有する第１の端面（２）と、
   前記第１の端面（２）に対して反対側を向いた第２の端面（３）と、
   前記第１の端面（２）と前記第２の端面（３）との間に延在する周側面（４）と、
   前記第１の端面（２）と該周側面（４）との交差稜線部の少なくとも一部をなす切れ刃（５）と、を備え、
   前記切れ刃（５）は、前記第１のコーナ部（７ａ）と前記第２のコーナ部（７ｂ）の間に、第１の切れ刃（５ａ）と、該第１の切れ刃（５ａ）に対して該第１のコーナ部（７ａ）とは反対側に配置された第２の切れ刃（５ｂ）とを含み、
   前記第１の切れ刃（５ａ）と前記第２の切れ刃（５ｂ）とは接続部（１０２）を介して互いに接続され、
   前記第１の端面（２）と前記第２の端面（３）の間に配置され前記周側面（４）と交差する中間平面（Ｍ）を定めるとき、
   前記第１の切れ刃（５ａ）は、前記第１のコーナ部（７ａ）から離間するにつれ該中間平面（Ｍ）に近づく第１の傾斜部分（５ａ１）を有し、
   前記接続部（１０２）は、前記第１の切れ刃（５ａ）から離間するにつれ前記中間平面（Ｍ）から離間する第２の傾斜部分（１０２ａ）と、該第２の傾斜部分（１０２ａ）と前記第１の傾斜部分（５ａ１）の間において側面視で略円弧状に湾曲するように延伸する円弧状部分（１０２ｂ）とを有し、
   側面視で、該円弧状部分（１０２ｂ）を円弧で近似したときの曲率半径（Ｒ）は、５ｍｍ以上、かつ１０００ｍｍ以下の範囲にある切削インサート。
5. 側面視で、前記第２の傾斜部分（６ａ、１０２ａ）の前記第２の端面（３）に対する傾斜角度（Ｂ）は、０°よりも大きく、かつ４０°以下の範囲にある請求項１から４のいずれか一項に記載の切削インサート。
6. 前記第１の端面（２）は、前記接続部（６、１０２）に沿って延伸する帯状のランド（８）を有し、
   前記ランド（８）は、前記第１の切れ刃（５ａ）側から前記第２の切れ刃（５ｂ）側に向かうにつれ幅が拡大する幅拡大部分（８ａ）を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の切削インサート。
7. 前記ランド（８）は、前記幅拡大部分（８ａ）よりも前記第２の切れ刃（５ｂ）側に、前記第１の切れ刃（５ａ）側から前記第２の切れ刃（５ｂ）側に向かうにつれ幅が縮小する幅縮小部分をさらに含む請求項６に記載の切削インサート。
8. 前記第１の端面（２）に対向する方向から見て前記第１の切れ刃（５ａ）と直交する切断面において、前記第２の端面（３）と平行な直線を角度の基準とし、前記第１の端面（２）と前記周側面（４）との交差稜線部から離間するにつれ前記中間平面（Ｍ）に近づくように前記第１の端面（２）が傾斜する場合を正のすくい角と定めるとき、前記接続部（６、１０２）の前記第１の切れ刃（５ａ）近傍でのすくい角は、前記第１の切れ刃（５ａ）の前記第１のコーナ部（７ａ）近傍でのすくい角よりも小さい請求項１から５のいずれか一項に記載の切削インサート。
9. 前記第１の端面（２）に対向する方向から見て前記第１の切れ刃（５ａ）と直交する切断面において、前記第２の端面（３）と平行な直線を角度の基準とし、前記ランド（８）の傾斜角度をすくい角とするとき、前記接続部（６、１０２）の前記第１の切れ刃（５ａ）近傍でのすくい角は、前記第１の切れ刃（５ａ）の前記第１のコーナ部（７ａ）近傍でのすくい角よりも小さい請求項６または７に記載の切削インサート。
10. 前記接続部（６、１０２）の前記第１の切れ刃（５ａ）近傍での前記すくい角は、０°とされる請求項８または９に記載の切削インサート。
11. 前記切れ刃（５）および前記接続部（６、１０２）はホーニングを有し、
    前記接続部（６、１０２）におけるホーニングの寸法は、前記第１の切れ刃（５ａ）におけるホーニングの寸法よりも大きい請求項１から１０のいずれか一項に記載の切削インサート。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の切削インサート（１、１０１）を備える切削工具。
13. 複数の前記切削インサート（１、１０１）を備え、
    少なくとも２つの前記切削インサート（１）は、工具回転軸線方向の配置位置が互いにずれている請求項１２に記載の切削工具。

Images