KR102424211B1 - 절삭 인서트 및 날끝 교환식 절삭 공구 - Google Patents

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도시미츠 후루키
시게루 이시모리
기이치 야마자키
다카유키 하기와라
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미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
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Abstract

부절단날 (15) 은, 제 1 부절단날 (31) 과, 제 1 부절단날 (31) 로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 내측으로 연장되는 제 2 부절단날 (32) 을 갖고, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (42) 이, 그 제 2 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사지고, 또한, 이 플랭크면 (42) 에 인접하는 주면 (11) 으로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사지고, 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (41) 은, 그 제 1 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 길이가 작게 되고, 단측면 (13) 의 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (41) 끼리는, 서로 상이한 평면으로 형성된다.

Description

절삭 인서트 및 날끝 교환식 절삭 공구
본 발명은, 이른바 세로날 양면 타입의 절삭 인서트, 및, 이 절삭 인서트가, 공구 축선 주위로 회전되는 공구 본체의 선단 외주부의 인서트 장착 시트에 착탈 가능하게 장착된 날끝 교환식 절삭 공구에 관한 것이다. 본원은, 2015년 9월 15일에, 일본에 출원된 특원 2015-181680호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 금속 재료 등으로 이루어지는 피삭재를 절삭 가공하는 날끝 교환식 프레이즈 커터 등의 날끝 교환식 절삭 공구가 알려져 있다.
예를 들어 하기 특허문헌 1 에는, 공구 축선 주위로 회전하는 공구 본체의 선단 외주부에 형성된 인서트 장착 시트에, 절단날을 갖는 절삭 인서트가 착탈 가능하게 장착된 날끝 교환식 프레이즈 커터가 개시되어 있다. 이 날끝 교환식 프레이즈 커터는, 이른바 세로날 양면 타입의 절삭 인서트를 구비하고 있다.
세로날 양면 타입의 절삭 인서트는, 사각형 판상을 이루고, 표리 반전 대칭 형상으로 형성되어 있다. 또한, 세로날 양면 타입의 절삭 인서트는, 표리면인 1 쌍의 주면과, 1 쌍의 주면의 둘레 가장자리끼리를 접속하는 측면을 구비하고 있다. 측면은, 절삭 인서트의 외주에 있어서 둘레 방향으로 배열하는 4 개의 면으로 이루어진다. 측면은, 서로 배향 배치되는 (표리 관계로 배치된다) 1 쌍의 장측면과, 서로 배향 배치되고, 1 쌍의 장측면끼리를 접속하는 1 쌍의 단측면을 구비하고 있다. 또한, 주면과 장측면의 교차 능선에는, 주절단날이 형성되어 있다. 장측면과 단측면의 교차 능선에는, 부절단날이 형성되어 있다.
특허문헌 1 에 있어서는, 그 특허문헌 1 의 도 3 에 나타내는 바와 같이, 부절단날 (7) 이, 주절단날 (6) 에 노즈 R 부 (8) (코너 날) 를 개재하여 늘어서 있다. 그 부절단날 (7) 은 날 폭 (t) 과 나타내는 날 길이분 만큼 형성되어 있어, 사라에날 (플랫 드랙) 로서 기능한다. 또한, 특허문헌 1 의 도 1 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 단측면인 단면 (5) 에는, 부절단날 (7) 의 플랭크면이 되는 평행 사변형상의 제 1 면 (5a) 과, 그 제 1 면 (5a) 의 양측에 배치되어 각각 삼각형상을 이루는 제 2 면 (5b) 및 제 3 면 (5c) 이 형성되어 있다.
이 절삭 인서트를 공구 본체의 인서트 장착 시트에 장착할 때에는, 특허문헌 1 의 도 8 에 나타내는 바와 같이, 인서트 장착 시트에 있어서 공구 선단측을 향하는 시트 측면 (22c, 22d) 에 대하여, 단면 (5) 에 있어서의 제 2 면 (5b) 과 제 3 면 (5c) 이 맞닿는다.
일본 공개특허공보 2013-121636호
그러나, 상기 종래의 날끝 교환식 프레이즈 커터에서는, 하기의 과제를 가지고 있었다.
특허문헌 1 은, 피삭재에 대하여 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 가공 등을 실시할 수 있다. 그러나, 부절단날이 마무리 가공용의 플랫 드랙으로서만 기능하고, 그 부절단날에 램핑 가공용의 절단날 (본 명세서에서는 이 절단날을 「램핑날」 이라고 한다) 이 형성되어 있지 않기 때문에, 램핑 가공을 실시할 수 없다.
여기서, 램핑 가공에 대하여 설명한다. 본 명세서에 첨부한 도 19 는, 램핑 가공을 설명하는 것이다. 도 19 의 예에서는, 공구 본체 (100) 의 인서트 장착 시트에, 가로날 편면 타입의 절삭 인서트 (101) 가 장착되어 있다. 램핑 가공에서는, 공구 본체 (100) 를 공구 축선 (O) 주위로 회전시키면서, 도 19 에 화살표로 나타내는 바와 같이, 피삭재 (W) 에 대하여 공구 본체 (100) 를 공구 직경 방향 (도 19 에 있어서의 우측) 또한 공구 선단측 (도 19 에 있어서의 하측) 으로, 수평 방향에 대하여 비스듬히 하방으로 이동시키도록 절삭 가공한다. 이에 의해, 절삭 인서트 (101) 의 주절단날 (102), 플랫 드랙 (103) 및 램핑날 (104) 이 피삭재 (W) 에 각각 절삭하여, 예를 들어 포켓공의 파기 가공 (심파기 가공) 등을 실시하는 것이 가능해진다.
또한, 특허문헌 1 에 있어서는, 절삭 인서트를 인서트 장착 시트에 장착했을 때에, 절삭 인서트의 단측면에 있어서의 제 2 면 (5b) 및 제 3 면 (5c) 과, 인서트 장착 시트의 공구 선단측을 향하는 시트 측면 (22c, 22d) 의 접촉 면적이 충분히 확보되어 있지 않다. 따라서, 절삭 인서트를 인서트 장착 시트에 안정적으로 고정시키는 것이 어려웠다. 요컨대, 특허문헌 1 은, 인서트 장착 시트에 대한 절삭 인서트의 덜컹거림을 억제하여, 착좌 안정성을 높이는 점에서 개선의 여지가 있었다.
또한 특허문헌 1 에서는, 단측면의 제 1 면 (5a) 이, 그 단측면의 양단에 위치하는 1 쌍의 부절단날 (7) 의 플랭크면으로서 1 개의 평면으로 형성되어 있다. 이 때문에, 부절단날 (7) 의 날각이나 플랭크각 등에 제한이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다. 부절단날 (7) 의 날각이나 플랭크각 등의 제한은, 날끝의 내결손성이나 가공 정밀도 등의 절삭 성능에 영향을 준다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 가공 등을 실시할 수 있는 것은 물론이고, 램핑 가공도 실시할 수 있고, 또한, 절삭 가공시에 있어서의 인서트 장착 시트에 대한 절삭 인서트의 착좌 안정성을 높일 수 있고, 절삭 성능을 향상시킬 수 있는 절삭 인서트, 및 이것을 사용한 날끝 교환식 절삭 공구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
이와 같은 과제를 해결하여, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시양태는 이하의 수단을 제안하고 있다.
즉 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트는, 사각형 판상을 이루고, 표리 반전 대칭 형상으로 된 절삭 인서트로서, 당해 절삭 인서트의 표리면인 1 쌍의 주면과, 1 쌍의 장측면과 상기 1 쌍의 장측면끼리를 접속하는 1 쌍의 단측면을 포함하고 상기 1 쌍의 주면의 둘레 가장자리끼리를 접속하는 측면과, 상기 주면과 상기 장측면의 교차 능선에 형성된 주절단날과, 상기 장측면과 상기 단측면의 교차 능선에 형성된 부절단날을 구비하고, 상기 1 쌍의 주면의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 주면 축선으로 하고, 상기 1 쌍의 장측면의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 장측면 축선으로 하고, 상기 1 쌍의 단측면의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 단측면 축선으로 하고, 상기 부절단날은, 상기 주절단날에 코너 날을 개재하여 늘어서는 제 1 부절단날과, 상기 제 1 부절단날의 상기 주절단날과는 반대측의 단부에 접속하고, 인서트 장측면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 상기 제 1 부절단날의 상기 단부로부터 인서트 주면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장되는 제 2 부절단날을 갖고, 상기 단측면에 형성되는 상기 제 2 부절단날의 플랭크면이, 인서트 주면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 그 제 2 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사지고, 또한, 인서트 장측면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 상기 제 2 부절단날의 플랭크면에 인접하는 상기 주면으로부터 인서트 주면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있고, 상기 단측면에 형성되는 상기 제 1 부절단날의 플랭크면은, 인서트 단측면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 그 제 1 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 방향의 길이가 작게 되어 있고, 상기 단측면에 형성되는 1 쌍의 상기 제 1 부절단날의 플랭크면끼리는, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있다.
또한 본 발명의 일 실시양태로서의 날끝 교환식 절삭 공구는, 공구 축선 주위로 회전되는 공구 본체와, 상기 공구 본체의 선단 외주부에 형성되는 오목 형상의 인서트 장착 시트와, 상기 인서트 장착 시트에 착탈 가능하게 장착되는 절삭 인서트를 구비한 날끝 교환식 절삭 공구로서, 상기 절삭 인서트로서, 전술한 절삭 인서트를 이용하고, 상기 인서트 장착 시트는, 공구 축선에 직교하는 공구 직경 방향의 외측을 향함과 함께, 상기 주면에 맞닿게 되는 주면 장착벽과, 공구 축선 주위를 따른 공구 둘레 방향 중, 공구 회전 방향을 향함과 함께, 상기 장측면에 맞닿게 되는 장측면 장착벽과, 공구 축선 방향의 선단측을 향함과 함께, 상기 단측면에 형성되는 1 쌍의 상기 제 2 부절단날의 플랭크면 중, 상기 공구 직경 방향의 외측에 위치하는 상기 제 2 부절단날의 플랭크면에 맞닿게 되는 단측면 장착벽을 갖는다.
본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트는, 이른바 세로날 양면 타입의 절삭 인서트이다. 절삭 인서트는, 공구 축선 주위로 회전되는 공구 본체의 선단 외주부에 형성된 인서트 장착 시트에 착탈 가능하게 장착되어, 절삭 가공 (전삭 가공) 에 사용된다.
이 절삭 인서트가 인서트 장착 시트에 장착되면, 그 절삭 인서트의 1 쌍의 주면 중, 일방의 주면이, 인서트 장착 시트에 있어서 공구 직경 방향 (공구 축선에 직교하는 방향) 의 외측을 향하는 주면 장착벽에 맞닿는다. 타방의 주면이, 공구 직경 방향의 외측을 향하여 배치됨과 함께, 주절단날의 플랭크면이 된다. 또한, 절삭 인서트의 1 쌍의 장측면 중, 일방의 장측면이, 인서트 장착 시트에 있어서 공구 회전 방향 (공구 축선 주위로 주회하는 공구 둘레 방향 중, 절삭 가공시에 공구 본체가 회전되는 방향) 을 향하는 장측면 장착벽에 맞닿는다. 타방의 장측면이, 공구 회전 방향을 향하여 배치됨과 함께, 주절단날 및 부절단날의 레이크면이 된다. 또한, 절삭 인서트의 1 쌍의 단측면 중, 일방의 단측면이, 인서트 장착 시트에 있어서 공구 선단측 (공구 축선 방향을 따른 선단측) 을 향하는 단측면 장착벽에 맞닿는다. 타방의 단측면이, 공구 선단측을 향하여 배치됨과 함께, 부절단날의 플랭크면이 된다.
본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트 및 이것을 사용한 날끝 교환식 절삭 공구에 의하면, 절삭 인서트의 부절단날이, 제 1 부절단날과, 제 2 부절단날을 가지고 있다. 제 1 부절단날은, 주절단날에 늘어선다. 제 2 부절단날은, 그 제 1 부절단날의 주절단날과는 반대측의 단부에 접속한다. 제 2 부절단날은, 이 제 1 부절단날의 단부로부터 인서트 주면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장된다. 이 때문에, 예를 들어 부절단날 중, 제 1 부절단날을 마무리 가공용의 절단날 (플랫 드랙) 로 하고, 제 2 부절단날을 램핑 가공용의 절단날 (램핑날) 로 할 수 있다.
구체적으로는, 공구 본체의 인서트 장착 시트에 절삭 인서트가 장착되었을 때에, 제 1 부절단날을, 공구 축선에 대하여 수직인 가상 평면 내에 배치함으로써, 플랫 드랙으로서 사용할 수 있다. 또한, 제 2 부절단날을, 제 1 부절단날과의 접속 부분으로부터 공구 직경 방향의 내측을 향함에 따라 공구 기단측 (공구 축선 방향을 따른 기단측) 을 향하여 경사시킴으로써, 램핑날로서 사용할 수 있다.
이에 의해, 1 개의 날끝 교환식 절삭 공구에 의해, 피삭재에 대하여 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 (외주 절삭) 가공 등을 실시할 수 있는 것은 물론, 램핑 가공에 의한 예를 들어 포켓공의 파기 가공 (심파기 가공) 등을 실시하는 것이 가능해진다. 따라서, 공구 종류를 적게 억제하여 공구를 집약할 수 있고, 또한, 다양한 절삭 가공을 연속적으로 실시할 수 있어, 가공 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
또한, 절삭 인서트의 단측면에 형성되는 제 2 부절단날의 플랭크면은, 그 제 2 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있다. 이에 의해, 절삭 인서트를 단체로서 보았을 때의 제 2 부절단날의 플랭크각은, 네거티브각 (부각) 으로 설정되어 있다. 따라서, 제 2 부절단날의 날각을 크게 확보할 수 있다.
즉, 제 2 부절단날이 상기 서술한 바와 같이 램핑날로서 사용될 때에는, 이 제 2 부절단날에 대하여 큰 절삭 저항이 작용하기 쉬워진다. 그러나, 제 2 부절단날은, 날각이 크게 확보되어 있기 때문에, 날끝 강도를 높일 수 있음과 함께, 날끝 결손 등이 억제되어, 안정적인 절삭 가공을 실시할 수 있다.
또한, 날끝 교환식 절삭 공구를 전체적으로 보았을 때에는, 인서트 장착 시트에 대한 절삭 인서트의 장착 자세를 다음과 같이 설정함으로써, 제 2 부절단날의 실질적인 플랭크각을 포지티브각 (정각) 으로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 제 2 부절단날의 플랭크면이, 그 제 2 부절단날로부터 공구 회전 방향과는 반대측을 향함에 따라 공구 기단측을 향하여 경사지도록, 절삭 인서트를 인서트 장착 시트에 배치한다. 이에 의해, 절삭 가공시에 있어서의 제 2 부절단날의 플랭크각을 실질적으로 포지티브각으로 설정할 수 있다. 또한 제 2 부절단날의 플랭크면과 피삭재의 가공면의 접촉이 방지되어, 양호한 절삭 가공을 실시할 수 있다.
또한, 제 2 부절단날의 플랭크각이, 절삭 인서트 단체로서 네거티브각으로 설정되어 있음으로써, 인서트 장착 시트에 대하여 그 절삭 인서트의 착좌 안정성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 이 절삭 인서트를 공구 본체의 인서트 장착 시트에 장착할 때에는, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 그 인서트 장착 시트에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽이, 이 단측면 장착벽에 대향하는 단측면의 1 쌍의 제 2 부절단날의 플랭크면 중, 공구 직경 방향의 외측에 위치하는 제 2 부절단날의 플랭크면에 맞닿게 된다. 또한, 인서트 장착 시트에 있어서 공구 회전 방향을 향하는 장측면 장착벽이, 이 장측면 장착벽에 대향하는 장측면에 맞닿게 된다. 이 때문에, 절삭 인서트를 공구 직경 방향의 내측을 향하여 보았을 때에 (인서트 주면 축선 방향으로부터 주면을 정면으로 보아), 인서트 장착 시트의 단측면 장착벽과 장측면 장착벽 사이에 형성되는 각도 (제 1 인서트 구속각. 도 16 에 부호 θ1 로 나타내는 각도) 를, 90°보다 작은 각도로 할 수 있다. 따라서, 인서트 장착 시트의 단측면 장착벽과 장측면 장착벽에 구속되는 절삭 인서트에 대하여, 상기 각도의 각의 정상점측을 향한 인입력 (도 16 에 부호 F1 로 나타내는 화살표 방향의 힘) 을 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 절삭 가공시에 있어서의 절삭 인서트의 덜컹거림 (들뜸) 이 억제되어, 착좌 안정성을 높일 수 있다.
또한, 제 2 부절단날의 플랭크면이, 그 플랭크면에 인접하는 주면으로부터 인서트 주면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있기 때문에, 이 구성에 의해서도, 인서트 장착 시트에 대하여 절삭 인서트의 착좌 안정성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 이 절삭 인서트를 공구 본체의 인서트 장착 시트에 장착할 때에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 그 인서트 장착 시트에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽이, 이 단측면 장착벽에 대향하는 단측면의 1 쌍의 제 2 부절단날의 플랭크면 중, 공구 직경 방향의 외측에 위치하는 제 2 부절단날의 플랭크면에 맞닿게 된다. 또한, 인서트 장착 시트에 있어서 공구 직경 방향의 외측을 향하는 주면 장착벽이, 이 주면 장착벽에 대향하는 주면에 맞닿게 된다.
이 때문에, 절삭 인서트를 공구 회전 방향과는 반대측을 향하여 보았을 때에 (인서트 장측면 축선 방향으로부터 장측면을 정면으로 보아), 인서트 장착 시트의 단측면 장착벽과 주면 장착벽 사이에 형성되는 각도 (제 2 인서트 구속각. 도 15 에 부호 θ2 로 나타내는 각도) 를, 90°보다 작은 각도로 할 수 있다. 따라서, 인서트 장착 시트의 단측면 장착벽과 주면 장착벽에 구속되는 절삭 인서트에 대하여, 상기 각도의 각의 정상점측을 향한 인입력 (도 15 에 부호 F2 로 나타내는 화살표 방향의 힘) 을 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 절삭 가공시에 있어서의 절삭 인서트의 덜컹거림 (들뜸) 이 억제되어, 착좌 안정성을 높일 수 있다.
그리고, 절삭 인서트의 단측면에 형성되는 제 1 부절단날의 플랭크면은, 그 제 1 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 방향의 길이 (요컨대 이 플랭크면의 「폭」) 가 작게 되어 있다. 이에 의해 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 의하면, 제 2 부절단날의 플랭크면의 면적을 크게 확보할 수 있다.
구체적으로는, 도 8 및 도 18 에 나타내는 바와 같이, 단측면에 있어서 인서트 장측면 축선 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날과 제 2 부절단날은, 서로의 플랭크면끼리가 인접하여 배치된다. 이 때문에, 상기 서술한 바와 같이 제 1 부절단날의 플랭크면이, 그 제 1 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 폭이 좁아지도록 형성되어 있으면, 그 만큼, 그 제 1 부절단날의 플랭크면에 인접하는 제 2 부절단날의 플랭크면은, 상기 제 1 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 폭이 넓어지도록 형성된다.
이에 의해, 인서트 장착 시트에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽을, 제 2 부절단날의 플랭크면에 대하여 광범위하게 접촉시키는 것이 가능해진다. 인서트 장착 시트에 대하여 절삭 인서트를 안정적으로 고정시킬 수 있다. 따라서, 상기 서술한 절삭 인서트의 착좌 안정성을 높일 수 있다는 효과가, 더욱 각별히 현저한 것이 된다.
또한, 단측면에 형성되는 1 쌍의 제 1 부절단날의 플랭크면끼리가, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있다. 이에 의해, 제 1 부절단날의 플랭크면을, 소기하는 절삭 성능에 따라, 제한이 적게 여러 가지 다양하게 형성할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들어, 이 절삭 인서트를 단체로서 보았을 때의 제 1 부절단날의 플랭크각을, 네거티브각 (부각) 으로 설정하여, 제 1 부절단날의 날각을 크게 확보할 수 있다. 혹은, 제 1 부절단날의 플랭크각을, 포지티브각 (정각) 으로 설정하여, 절삭 가공시에 있어서의 제 1 부절단날의 플랭크각을 확보하면서, 레이크각을 포지티브측으로 크게 하여, 절삭성을 높일 수 있다. 또한, 제 1 부절단날의 플랭크각을 포지티브각으로 설정하는 경우에는, 단측면에 있어서 인서트 장측면 축선 방향으로 이웃하는 제 1 부절단날의 플랭크면과, 제 2 부절단날의 플랭크면 사이에, 이들 플랭크면끼리를 접속하는 다른 평면 (접속면) 을 배치하는 것이 바람직하다.
요컨대 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 의하면, 단측면에 형성되는 1 쌍의 제 1 부절단날의 플랭크면끼리가, 별도의 평면으로 형성되어 있다. 이 때문에, 제 1 부절단날의 플랭크면끼리는, 서로의 배치, 형상, 기울기 등에 영향을 잘 미치지 않게 되어 있다. 이에 의해, 제 1 부절단날의 날각이나 플랭크각 등에 제한이 발생하는 것을 억제하여, 날끝의 내결손성이나 가공 정밀도 등의 절삭 성능을 현저하게 높일 수 있다.
이상으로부터, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트 및 이것을 사용한 날끝 교환식 절삭 공구에 의하면, 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 가공 등을 실시할 수 있는 것은 물론, 램핑 가공도 실시할 수 있다. 더하여, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트 및 이것을 사용한 날끝 교환식 절삭 공구에 의하면, 절삭 가공시에 있어서의 인서트 장착 시트에 대한 절삭 인서트의 착좌 안정성을 높일 수 있어, 절삭 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에서는, 제 2 부절단날의 플랭크각이 네거티브각으로 되어 있거나, 제 2 부절단날의 플랭크면이, 그 플랭크면에 인접하는 주면으로부터 인서트 주면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있음으로써, 하기의 작용 효과도 얻을 수 있다.
즉, 공구 본체의 인서트 장착 시트에 장착된 절삭 인서트에 있어서, 절삭 가공에 사용되는 주절단날의 공구 축선 주위의 회전 궤적에 대하여, 주절단날의 공구 회전 방향의 후방에 위치하는 절삭 인서트의 모서리부 (도 2 를 참조) 를, 상기 회전 궤적보다 공구 직경 방향의 내측에 용이하게 배치할 수 있다. 따라서, 절삭의 가공 정밀도를 안정적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 서술한 절삭 인서트의 모서리부는, 주절단날보다 공구 회전 방향과는 반대측에 위치하는 제 2 부절단날의, 인서트 주면 축선 방향의 인서트 외측의 단부 (공구 직경 방향의 외측의 단부) 에 위치한다.
구체적으로, 종래의 세로날 양면 타입의 절삭 인서트에 있어서는, 주절단날의 2 번 플랭크를 확보하는 것이 어렵다. 절삭 인서트는, 특히 주절단날의 회전 궤적의 직경이 작아질수록 (요컨대 절삭 가공 직경이 소직경이 될수록), 2 번 플랭크를 확보하는 것이 곤란하였다.
한편, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 의하면, 상기 서술한 바와 같이 주절단날의 회전 궤적에 대하여, 그 주절단날의 공구 회전 방향의 후방에 위치하는 절삭 인서트의 모서리부를, 공구 직경 방향의 내측으로 후퇴시켜 배치하는 것이 용이하다. 이 때문에, 비록 절삭의 가공 직경이 소직경으로 된 경우에도, 주절단날의 2 번 플랭크를 확보하여 가공 정밀도를 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 주절단날의 공구 선단측의 단부는, 절삭 부하에 의한 패임의 영향을 받기 쉬운 것이 일반적으로 알려져 있다. 본 발명의 일 실시양태와 같이 2 번 플랭크량이 크게 확보되어 있으면, 패임이 발생한 경우에도 공구의 손상을 확실하게 억제할 수 있어, 공구 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 단측면에 형성되는 상기 제 2 부절단날의 플랭크면이, 이 단측면에 있어서 상기 제 2 부절단날과는 인서트 장측면 축선 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 상기 제 1 부절단날까지는 도달해 있지 않은 것이 바람직하다.
이 경우, 제 2 부절단날의 플랭크면에 의해, 이 제 2 부절단날과는 인서트 장측면 축선 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날의 형상에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 또한, 동시에, 상기 서술한 바와 같이 제 2 부절단날의 플랭크면의 면적을 크게 확보할 수 있다. 예를 들어, 단순하게 제 2 부절단날의 플랭크면이 크게 형성되어 있으면, 상기 제 2 부절단날의 플랭크면이, 단측면에 있어서 제 2 부절단날과는 인서트 장측면 축선 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날에 까지 도달하여, 제 1 부절단날의 형상 및 기능에 영향을 줄 가능성을 생각할 수 있다. 본 발명의 일 실시양태로서의 상기 구성에 의하면 이와 같은 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 제 2 부절단날의 플랭크면에 의한 상기 서술한 작용 효과가 현저하게 얻어지면서도, 제 1 부절단날을 예를 들어 플랫 드랙으로서 안정적으로 기능시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 주면은, 인서트 단측면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 상기 주절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 절삭 인서트의 주면에 형성되는 주절단날의 플랭크면이, 그 주절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사진다. 이 때문에, 그 절삭 인서트를 단체로서 보았을 때의 주절단날의 플랭크각은, 네거티브각 (부각) 으로 설정되어 있다. 따라서, 주절단날의 날각을 크게 확보할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시양태로서의 세로날 타입의 절삭 인서트에 있어서는, 일반적으로 중절삭 가공 (고능률 가공) 이 요구된다. 세로날 타입의 절삭 인서트는, 고절삭·고이송 등에 의해 특히 주절단날에는 큰 절삭 저항이 작용하고, 이것에 견딜 수 있는 고강성이 필요하게 된다. 이 때문에, 상기 서술한 바와 같이 주절단날의 날각이 크게 확보되어 있으면, 날끝 강도를 충분히 높일 수 있고, 날끝 결손 등이 억제되어, 안정적인 절삭 가공 (특히 중절삭 가공) 을 실시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 제 2 부절단날의 플랭크면에 있어서의 인서트 주면 축선 방향의 길이가, 이 플랭크면 중, 상기 제 2 부절단날과는 인서트 장측면 축선 방향의 반대측에 위치하는 단부에 비하여, 상기 제 2 부절단날에 인접하는 부분에서 크게 되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 인서트 장착 시트의 단측면 장착벽과 장측면 장착벽에 의해 절삭 인서트를 구속하여 착좌 안정성을 높일 수 있다는 본 발명의 일 실시양태의 상기 서술한 작용 효과가, 보다 각별히 현저한 것이 된다. 즉, 인서트 장착 시트의 단측면 장착벽을, 그 단측면 장착벽 중 장측면 장착벽으로부터 멀어진 위치에 있어서, 제 2 부절단날의 플랭크면에 대하여 광범위하게 접촉시킬 수 있다. 이에 의해, 단측면 장착벽과 장측면 장착벽에 의한 절삭 인서트의 구속력을 현저하게 높여, 그 절삭 인서트의 덜컹거림을 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 단측면의 인서트 장측면 축선 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 상기 제 1 부절단날로부터, 인서트 장측면 축선 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장되는 1 쌍의 상기 제 1 부절단날의 플랭크면끼리가, 서로 접속되어 있는 것으로 해도 된다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 단측면의 인서트 장측면 축선 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 상기 제 2 부절단날로부터, 인서트 장측면 축선 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장되는 1 쌍의 상기 제 2 부절단날의 플랭크면끼리가, 인서트 주면 축선 방향으로 인접하여 배치되는 것이 바람직하다.
이 경우, 절삭 인서트의 단측면에 형성되는 1 쌍의 제 2 부절단날의 플랭크면끼리가, 인서트 주면 축선 방향으로 인접하여 배치되어 있다. 요컨대, 1 쌍의 제 2 부절단날의 플랭크면끼리가, 서로의 사이에 다른 면을 개재시키지 않고 직접 서로 이웃하여 접속되어 있다. 이들 플랭크면끼리의 사이에는, 예를 들어 제 1 부절단날 (플랫 드랙) 의 플랭크면 등이 개재하는 경우는 없다. 따라서 상기 구성에 의하면, 제 2 부절단날의 플랭크면의 면적이 더욱 크게 확보된다. 이에 의해, 인서트 장착 시트에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽이, 제 2 부절단날의 플랭크면에 대하여 광범위하게 접촉할 수 있다. 상기 서술한 절삭 인서트의 착좌 안정성을 높일 수 있다는 효과가, 보다 각별히 현저한 것이 된다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 일 방향으로 관통하는 장착공이 형성되고, 상기 장착공에 축부와 상기 축부의 일단에 위치하는 걸림부를 갖는 고정 부재가 삽입되어 공구 축선 주위로 회전하는 공구 본체에 고정되고, 상기 장착공에는, 상기 고정 부재의 삽입 방향을 따라 장착공의 직경을 작게 하는 테이퍼부가 형성되고, 상기 테이퍼부는, 상기 고정 부재의 걸림부와 접촉하는 부분의 적어도 일부에 연마부를 갖는, 구성으로 해도 된다.
절삭 인서트는, 고정 부재와 접촉하는 부분 (접촉부) 에 체결에 수반하는 응력이 부여된다. 이 때문에, 절삭 인서트는, 접촉부의 표면의 결함을 기점으로 하여 크랙이 발생하기 쉽다. 상기 서술한 구성에 의하면, 절삭 인서트는, 접촉부의 적어도 일부에 연마부가 형성되어 있음으로써, 크랙의 기점이 되는 결함이 제거되어 있다. 이에 의해, 절삭 인서트가 파손되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 절삭 인서트는, 장착공에 테이퍼부를 갖고, 테이퍼부에 있어서 고정 부재의 걸림부와 접촉한다. 이에 의해, 장착공의 중심축과 고정 부재의 중심축의 상대적인 위치 맞춤이 용이해진다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 장착공은, 상기 1 쌍의 주면을 관통하여 형성되고, 상기 1 쌍의 주면의 둘레 가장자리끼리를 접속하는 상기 측면에 레이크면이 형성되어 있는, 구성으로 해도 된다.
이 경우, 절삭 인서트를 고정시키는 고정 부재에 부하가 가해지기 쉽고, 고정 부재의 직경을 크게 할 필요가 발생하여, 절삭 인서트에 육박부가 형성되기 쉽다. 상기 서술한 절삭 인서트에 의하면, 고정 부재와의 접촉부에 있어서 크랙의 기점이 잘 발생하지 않기 때문에, 육박부가 형성된 절삭 인서트여도, 파손을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 장착공은, 상기 테이퍼부의 구멍 직경이 작은 측의 단부에 위치하는 소직경부를 갖고, 상기 테이퍼부는, 상기 소직경부에 매끄럽게 접속하는 만곡부를 갖고, 상기 만곡부에 있어서 상기 고정 부재의 걸림부와 접촉하는, 구성으로 해도 된다.
상기 서술한 절삭 인서트는, 만곡부에 있어서 고정 부재의 걸림부와 접촉함으로써, 고정 부재의 체결시에 있어서 절삭 인서트의 자세를 용이하게 조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 연마부의 산술 평균 조도 Ra 가, 0.35 ㎛ 이하인, 것이 바람직하다.
상기 서술한 절삭 인서트에 의하면, 크랙의 발생이 보다 확실하게 억제된다.
또한, 본 발명의 일 실시양태로서의 절삭 인서트에 있어서, 상기 장착공은, 상기 1 쌍의 주면을 관통하여 형성되고, 상기 장착공에는, 각 주면으로부터 내측을 향하여 직경을 작게 하는 1 쌍의 상기 테이퍼부가 형성되어 있는, 구성으로 해도 된다.
상기 서술한 구성을 갖는 절삭 인서트는, 표리 역전시켜 공구 본체에 장착할 수 있다.
본 발명의 절삭 인서트 및 날끝 교환식 절삭 공구에 의하면, 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 가공 등을 실시할 수 있는 것은 물론, 램핑 가공도 실시할 수 있다. 또한, 본 발명의 절삭 인서트 및 날끝 교환식 절삭 공구에 의하면, 절삭 가공시에 있어서의 인서트 장착 시트에 대한 절삭 인서트의 착좌 안정성을 높일 수 있어, 절삭 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 날끝 교환식 절삭 공구를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 날끝 교환식 절삭 공구를, 공구 축선 방향의 선단으로부터 기단측을 향하여 본 정면도이다.
도 3 은 날끝 교환식 절삭 공구를, 도 2 의 III 방향으로부터 본 측면도이다.
도 4 는 날끝 교환식 절삭 공구를, 도 2 의 IV 방향으로부터 본 측면도이다.
도 5 는 제 1 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 나타내는 사시도이다.
도 6 은 절삭 인서트를, 인서트 장측면 축선 방향으로부터 본 도면 (장측면을 정면으로 본 도면) 이다.
도 7 은 절삭 인서트를, 인서트 주면 축선 방향으로부터 본 도면 (주면을 정면으로 본 도면) 이다.
도 8 은 절삭 인서트를, 인서트 단측면 축선 방향으로부터 본 도면 (단측면을 정면으로 본 도면) 이다.
도 9 는 도 6 의 IX-IX 단면을 나타내는 도면이다.
도 10 은 도 6 의 X-X 단면을 나타내는 도면이다.
도 11 은 도 6 의 XI-XI 단면을 나타내는 도면이다.
도 12 는 도 7 의 XII-XII 단면을 나타내는 도면이다.
도 13 은 공구 본체를 나타내는 사시도이다.
도 14 는 공구 본체를, 공구 축선 방향의 선단으로부터 기단측을 향하여 본 정면도이다.
도 15 는 공구 본체를, 도 14 의 XV 방향으로부터 본 측면도이다.
도 16 은 공구 본체를, 도 14 의 XVI 방향으로부터 본 측면도이다.
도 17 은 제 2 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 나타내는 사시도이다.
도 18 은 절삭 인서트를, 인서트 단측면 축선 방향으로부터 본 도면 (단측면을 정면으로 본 도면) 이다.
도 19 는 램핑 가공을 설명하는 도면이다.
도 20 은 제 3 실시형태의 절삭 인서트가 장착된 날끝 교환식 공구의 단면도이다.
도 21 은 도 20 의 영역 XXI 의 확대도이다.
＜제 1 실시형태＞
이하, 제 1 실시형태에 관련된 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 및 절삭 인서트 (3) 에 대하여, 도 1 ∼ 도 16 을 참조하여 설명한다.
〔날끝 교환식 절삭 공구의 개략 구성〕
도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 는, 강재 등으로 형성된 공구 본체 (2) 와, 초경 합금 등의 경질 재료로 형성된 절삭 인서트 (3) 를 구비하고 있다. 공구 축선 (O) 주위로 회전되는 공구 본체 (2) 의 선단 외주부에는, 오목 형상의 인서트 장착 시트 (4) 가 형성되어 있다. 인서트 장착 시트 (4) 에는, 절단날 (5) 을 갖는 절삭 인서트 (3) 가 착탈 가능하게 장착된다.
도 5 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (3) 는, 이른바 세로날 양면 타입의 절삭 인서트이다. 절삭 인서트 (3) 는, 사각형 판상을 이루고, 표리 반전 대칭 형상으로 형성되어 있다. 절삭 인서트 (3) 는, 표리면인 1 쌍의 주면 (11) 과, 1 쌍의 주면 (11) 의 둘레 가장자리끼리를 접속하는 측면 (10) 을 구비하고 있다. 측면 (10) 은, 절삭 인서트 (3) 의 외주에 있어서 둘레 방향으로 배열하는 4 개의 면으로 이루어진다. 측면 (10) 은, 서로 배향 배치되는 (표리 관계에 배치된다) 1 쌍의 장측면 (12) 과, 서로 배향 배치되고, 1 쌍의 장측면 (12) 끼리를 접속하는 1 쌍의 단측면 (13) 을 구비하고 있다. 장측면 (12) 은, 사각형상의 주면 (11) 의 둘레 가장자리를 이루는 4 변 (1 쌍의 장변 및 1 쌍의 단변) 중, 장변에 접속한다. 단측면 (13) 은, 주면 (11) 의 둘레 가장자리를 이루는 4 변 중, 단변에 접속한다. 장측면 (12) 및 단측면 (13) 은, 각각이 사각형상으로 형성되어 있다.
또한, 절삭 인서트 (3) 는 그 절단날 (5) 로서, 주절단날 (14) 과, 부절단날 (15) 과, 코너 날 (21) 을 적어도 가지고 있다. 주절단날 (14) 은, 주면 (11) 과 장측면 (12) 의 교차 능선에 형성되어 있다. 부절단날 (15) 은, 장측면 (12) 과 단측면 (13) 의 교차 능선에 형성되어 있다. 코너 날 (21) 은, 장측면 (12) 의 코너부 (모서리부) 에 위치하여 주절단날 (14) 과 부절단날 (15) 을 접속한다. 요컨대 절단날 (5) 은, 주절단날 (14) 과 부절단날 (15) 이 서로 대체로 직교하도록 연장되어 있음으로써 대략 L 자상으로 형성되어 있다. 본 실시형태의 절삭 인서트 (3) 는, 이와 같이 L 자상을 이루는 절단날 (5) 을 합계 4 개 (4 세트) 가지고 있다.
절삭 인서트 (3) 의 자세한 구성에 대해서는, 별도로 후술한다.
도 1 ∼ 도 4 에 있어서, 절삭 인서트 (3) 는, 공구 본체 (2) 의 인서트 장착 시트 (4) 에 장착되어 있다. 절삭 인서트 (3) 의 절단날 (5) 은, 공구 본체 (2) 의 선단측 및 직경 방향 외측에 돌출되어 배치된다.
날끝 교환식 절삭 공구 (1) 는, 그 공구 본체 (2) 의 기단부 (생크부) 가 공작 기계의 주축 등 (도시 생략) 에 장착되고, 공구 축선 (O) 회전의 공구 회전 방향 (T) 으로 회전된다. 이에 의해, 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 는, 절삭 인서트 (3) 의 절단날 (5) 에 의해 금속 재료 등의 피삭재를 전삭 가공 (밀링 가공) 한다. 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 는, 예를 들어 날끝 교환식 프레이즈 커터 등이다.
이 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 는, 피삭재에 대하여 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 가공 등을 실시할 수 있는 것은 물론, 램핑 가공에 의한 예를 들어 포켓공의 파기 가공 (심파기 가공) 등을 실시할 수 있다.
〔본 명세서에서 사용하는 방향의 정의〕
본 명세서에서는, 도 1 ∼ 도 4 및 도 13 ∼ 도 16 에 있어서, 공구 본체 (2) 의 공구 축선 (O) 을 따른 방향 (공구 축선 (O) 방향) 중, 생크부로부터 인서트 장착 시트 (4) 를 향하는 방향을 공구 선단측 (도 3, 도 4, 도 15 및 도 16 에 있어서의 하측) 이라고 한다. 공구 본체 (2) 의 공구 축선 (O) 을 따른 방향 (공구 축선 (O) 방향) 중, 인서트 장착 시트 (4) 로부터 생크부를 향하는 방향을 공구 기단측 (도 3, 도 4, 도 15 및 도 16 에 있어서의 상측) 이라고 한다.
또한, 공구 축선 (O) 에 직교하는 방향을 공구 직경 방향이라고 한다. 공구 직경 방향 중, 공구 축선 (O) 에 접근하는 방향을 공구 직경 방향의 내측이라고 한다. 공구 직경 방향 중, 공구 축선 (O) 으로부터 이간하는 방향을 공구 직경 방향의 외측이라고 한다.
또한, 공구 축선 (O) 주위로 주회하는 방향을 공구 둘레 방향이라고 한다. 공구 둘레 방향 중, 절삭시에 공작 기계의 주축 등에 의해 공구 본체 (2) 가 회전되는 방향을 공구 회전 방향 (T) 이라고 한다. 공구 둘레 방향 중, 공구 회전 방향 (T) 의 반대의 회전 방향을, 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측 (공구 회전 반대 방향) 이라고 한다.
또한, 도 5 ∼ 도 12 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 에 있어서, 1 쌍의 주면 (11) 의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 주면 축선 (C1) 이라고 한다. 절삭 인서트 (3) 에 있어서, 1 쌍의 장측면 (12) 의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 장측면 축선 (C2) 이라고 한다. 절삭 인서트 (3) 에 있어서, 1 쌍의 단측면 (13) 의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 단측면 축선 (C3) 이라고 한다.
요컨대, 인서트 주면 축선 (C1) 은, 1 쌍의 주면 (11) 중, 일방의 주면 (11) 의 중심과, 타방의 주면 (11) 의 중심을 통과하여 연장되어 있다. 인서트 장측면 축선 (C2) 은, 1 쌍의 장측면 (12) 중, 일방의 장측면 (12) 의 중심과, 타방의 장측면 (12) 의 중심을 통과하여 연장되어 있다. 인서트 단측면 축선 (C3) 은, 1 쌍의 단측면 (13) 중, 일방의 단측면 (13) 의 중심과, 타방의 단측면 (13) 의 중심을 통과하여 연장되어 있다. 이들 각 인서트 축선 (C1 ∼ C3) 은, 절삭 인서트 (3) 의 중심 (중심점) 에 있어서 서로 수직으로 교차하고 있다.
또한, 인서트 주면 축선 (C1) 이 연장되는 방향 (인서트 주면 축선 (C1) 을 따른 방향) 을 인서트 주면 축선 (C1) 방향이라고 한다. 도 6 및 도 8 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 측면에서 보아, 인서트 주면 축선 (C1) 방향 중, 각 주면 (11) 으로부터 절삭 인서트 (3) 의 중심 (인서트 축선 (C1 ∼ C3) 의 교차점) 을 향하는 방향을, 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 내측이라고 한다. 이것과는 반대로, 인서트 주면 축선 (C1) 방향 중, 절삭 인서트 (3) 의 중심으로부터 각 주면 (11) 을 향하는 방향을, 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 외측이라고 한다. 또한, 도 6 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 측면에서 본 것은, 장측면 (12) 을 정면으로 본 측면에서 본 것이다. 또한, 도 8 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 측면에서 본 것은, 단측면 (13) 을 정면으로 본 측면에서 본 것이다.
또한, 인서트 장측면 축선 (C2) 이 연장되는 방향 (인서트 장측면 축선 (C2) 을 따른 방향) 을 인서트 장측면 축선 (C2) 방향이라고 한다. 도 7 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 평면에서 본 것 및 도 8 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 측면에서 보아, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향 중, 각 장측면 (12) 으로부터 절삭 인서트 (3) 의 중심을 향하는 방향을, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측이라고 한다. 이것과는 반대로, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향 중, 절삭 인서트 (3) 의 중심으로부터 각 장측면 (12) 을 향하는 방향을, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 외측이라고 한다. 또한, 도 7 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 파면은, 주면 (11) 을 정면으로 본 평면에서 본 것이다.
또한, 인서트 단측면 축선 (C3) 이 연장되는 방향 (인서트 단측면 축선 (C3) 을 따른 방향) 을 인서트 단측면 축선 (C3) 방향이라고 한다. 도 6 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 측면에서 본 것 및 도 7 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 평면에서 보아, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향 중, 각 단측면 (13) 으로부터 절삭 인서트 (3) 의 중심을 향하는 방향을, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 내측이라고 한다. 이것과는 반대로, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향 중, 절삭 인서트 (3) 의 중심으로부터 각 단측면 (13) 을 향하는 방향을, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측이라고 한다.
또한, 본 명세서에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 인서트 주면 축선 (C1) 을 따라 주면 (11) 을 정면으로 본 평면에서 본 것을, 인서트 주면 축선 (C1) 방향에서 본 것이라고 한다. 또한, 도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 인서트 주면 축선 (C1) 에 수직인 평단면에서 본 것에 대해서도, 인서트 주면 축선 (C1) 방향에서 본 것이라고 한다.
또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 인서트 장측면 축선 (C2) 을 따라 장측면 (12) 을 정면으로 본 측면에서 본 것을, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 본 것이라고 한다. 또한, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 인서트 장측면 축선 (C2) 에 수직인 측단면에서 본 것에 대해서도, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 본 것이라고 한다.
또한, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 인서트 단측면 축선 (C3) 을 따라 단측면 (13) 을 정면으로 본 측면에서 본 것을, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 본 것이라고 한다. 또한, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 인서트 단측면 축선 (C3) 에 수직인 측단면에서 본 것에 대해서도, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 본 것이라고 한다.
〔공구 본체〕
도 1 ∼ 도 4 및 도 13 ∼ 도 16 에 있어서, 공구 본체 (2) 는, 원주상 또는 원반상을 이루고 있다. 공구 본체 (2) 는, 그 중심축인 공구 축선 (O) 주위로, 공작 기계의 주축 등에 의해 회전된다.
본 실시형태의 예에서는, 공구 본체 (2) 는 원주상을 이루고 있다. 또한, 그 공구 본체 (2) 의 선단부 (날부) 에 비하여, 그 선단부 이외의 부위 (생크부) 가 대직경으로 형성되어 있다.
공구 본체 (2) 의 선단 외주부에는, 공구 둘레 방향으로 서로 간격을 두고, 그 선단 외주부로부터 오목 형상으로 절결이 되도록 복수의 칩 포켓 (6) 이 형성되어 있다.
이들 칩 포켓 (6) 에 있어서, 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측에 위치하는 부분에는, 절삭 인서트 (3) 가 착탈 가능하게 장착되는 인서트 장착 시트 (4) 가 각각 형성되어 있다. 인서트 장착 시트 (4) 는, 절삭 인서트 (3) 의 형상에 대응하여, 사각형 구멍상을 이루고 있다.
인서트 장착 시트 (4) 의 구성에 대해서는, 절삭 인서트 (3) 의 상세한 구성을 설명한 후에, 별도로 상세히 서술한다.
특별히 도시하지 않지만, 칩 포켓 (6) 에는, 쿨런트 (유성 또는 수용성의 절삭 액제) 를 분출하는 쿨런트공이 개구하고 있어도 된다. 이 경우, 쿨런트공은, 인서트 장착 시트 (4) 에 장착된 절삭 인서트 (3) 의 절단날 (5) 근방을 향하여, 쿨런트 (유성 또는 수용성의 절삭 액제) 를 분출한다. 쿨런트공은, 그 기단부에 있어서 공구 본체 (2) 의 생크부에 장착되는 공작 기계의 주축 등을 통하여 도시 생략의 쿨런트 공급 수단에 접속한다. 쿨런트공은, 선단부에 있어서 칩 포켓 (6) 에 개구한다.
〔절삭 인서트〕
도 5 ∼ 도 12 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (3) 는, 1 쌍의 주면 (11) 의 각 중심을 통과하는 인서트 주면 축선 (C1) 주위로 180°회전 대칭 형상으로 형성되어 있다. 절삭 인서트 (3) 는, 1 쌍의 장측면 (12) 의 각 중심을 통과하는 인서트 장측면 축선 (C2) 주위로 180°회전 대칭 형상으로 형성되어 있다. 또한, 절삭 인서트 (3) 는, 1 쌍의 단측면 (13) 의 각 중심을 통과하는 인서트 단측면 축선 (C3) 회전에 180°회전 대칭 형상으로 형성되어 있다.
1 쌍의 주면 (11) 끼리의 사이의 거리는, 1 쌍의 장측면 (12) 끼리의 사이의 거리, 및, 1 쌍의 단측면 (13) 끼리의 사이의 거리보다 작게 되어 있다. 또한, 1 쌍의 장측면 (12) 끼리의 사이의 거리는, 1 쌍의 단측면 (13) 끼리의 사이의 거리보다 작게 되어 있다. 이 때문에, 절삭 인서트 (3) 는, 인서트 주면 축선 (C1) 방향이 두께 방향 (판 두께 방향) 이 된 사각형 판상을 이루고 있다.
〔장착공〕
절삭 인서트 (3) 에는, 그 절삭 인서트 (3) 를 인서트 주면 축선 (C1) 방향으로 관통하여 1 쌍의 주면 (11) 에 개구하는 장착공 (16) 이 형성되어 있다. 도 9 및 도 12 에 나타내는 바와 같이, 장착공 (16) 은, 1 쌍의 대직경부 (17) 와, 소직경부 (18) 와, 테이퍼부 (19) 를 갖는다. 대직경부 (17) 는, 주면 (11) 에 개구한다. 소직경부 (18) 는, 1 쌍의 대직경부 (17) 보다 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 내측에 위치한다. 테이퍼부 (19) 는, 1 쌍의 대직경부 (17) 와 소직경부 (18) 사이에 각각 배치되어 이들을 접속한다. 테이퍼부 (19) 는, 대직경부 (17) 와의 접속 부분으로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 내측을 향함에 따라 점차 축경되어 있고, 소직경부 (18) 에 매끄럽게 접속하고 있다.
도 1, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (3) 의 장착공 (16) 내에는, 클램프 나사 (고정 부재) (20) 가 삽입 통과된다. 또한, 특별히 도시되어 있지는 않지만, 클램프 나사 (20) 가 갖는 나사축부 및 헤드부 중, 나사축부가, 장착공 (16) 내를 통과하여 인서트 장착 시트 (4) 의 나사공 (54) (도 13 을 참조) 에 나사 접착한다. 또한, 클램프 나사 (20) 의 헤드부가, 장착공 (16) 의 대직경부 (17) 에 수용되면서, 테이퍼부 (19) 에 걸림된다.
〔절단날〕
도 5 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (3) 는, 그 절단날 (5) 로서, 주절단날 (14) 과, 부절단날 (15) 과, 이들을 접속하는 코너 날 (21) 을 구비하고 있다. 또한 본 실시형태의 절삭 인서트 (3) 는, 장측면 (12) 의 둘레 가장자리에 있어서 이웃하는 1 쌍의 절단날 (5) 끼리를 연결하는 연결 날 (22) 을 갖는다. 주절단날 (14) 의 날 길이는, 부절단날 (15) 의 날 길이, 코너 날 (21) 의 날 길이, 및 연결 날 (22) 의 날 길이보다 길게 되어 있다. 또한, 연결 날 (22) 은, 대체로 절삭 가공에 사용되지 않는 외관의 절단날 (5) 부분인 점에서, 형성되어 있지 않아도 된다.
주절단날 (14) 은, 직선상을 이루고 있다. 주절단날 (14) 은, 장측면 (12) 의 둘레 가장자리를 이루는 4 변 (1 쌍의 장변 및 1 쌍의 단변) 중, 장변에 위치하고 있다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 주절단날 (14) 은, 그 코너 날 (21) 에 접속하는 단부가 가장 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 외측에 배치되어 있다. 주절단날 (14) 은, 그 코너 날 (21) 로부터 인서트 단측면 축선 (C3) 방향을 향함에 따라 점차 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장되어 있다. 또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 주절단날 (14) 은, 그 코너 날 (21) 에 접속하는 단부가 가장 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 내측에 배치되어 있다. 주절단날 (14) 은, 그 코너 날 (21) 로부터 인서트 단측면 축선 (C3) 방향을 향함에 따라 점차 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사지게 연장되어 있다.
부절단날 (15) 은, 장측면 (12) 의 둘레 가장자리를 이루는 4 변 (1 쌍의 장변 및 1 쌍의 단변) 중, 단변에 위치하고 있다. 부절단날 (15) 은, 제 1 부절단날 (31) 과 제 2 부절단날 (32) 을 가지고 있다. 제 1 부절단날 (31) 은, 주절단날 (14) 에 코너 날 (21) 을 개재하여 늘어선다. 제 2 부절단날 (32) 은, 제 1 부절단날 (31) 의 주절단날 (14) 과는 반대측의 단부에 접속한다. 제 2 부절단날 (32) 은, 도 6 에 나타내는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 보았을 때에 있어서, 제 1 부절단날 (31) 의 상기 단부로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장된다.
본 실시형태에서는, 부절단날 (15) 중, 제 1 부절단날 (31) 이, 마무리 가공용의 절단날 (플랫 드랙) 로서 사용된다. 또한, 제 2 부절단날 (32) 이, 램핑 가공용의 절단날 (램핑날) 로서 사용된다. 구체적으로, 이 절삭 인서트 (3) 가 공구 본체 (2) 의 인서트 장착 시트 (4) 에 장착되었을 때에, 제 1 부절단날 (31) 은, 공구 축선 (O) 에 수직인 가상 평면 내에 연장되도록 배치된다. 또한, 제 2 부절단날 (32) 은, 제 1 부절단날 (31) 과의 접속 부분으로부터 공구 직경 방향의 내측을 향함에 따라 공구 기단측을 향하여 경사지게 연장되도록 배치된다.
제 1 부절단날 (31) 은, 직선상을 이루고 있다. 도 6 에 나타내는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 보았을 때에 있어서, 제 1 부절단날 (31) 은, 그 코너 날 (21) 에 접속하는 단부가 가장 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 내측에 배치되어 있다. 또한, 제 1 부절단날 (31) 은, 그 코너 날 (21) 로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 점차 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사지게 연장되어 있다. 또한, 도 8 에 나타내는 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 보았을 때에 있어서, 제 1 부절단날 (31) 은, 그 코너 날 (21) 에 접속하는 단부가 가장 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 외측에 배치되어 있다. 또한, 제 1 부절단날 (31) 은, 그 코너 날 (21) 로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 점차 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장되어 있다.
제 2 부절단날 (32) 은, 오목 곡선상을 이루고 있다. 구체적으로는, 도 8 에 나타내는 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 보았을 때에 있어서, 제 2 부절단날 (32) 은, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향하여 패이도록, 오목 곡선상을 이루고 있다. 또한, 도 6 에 나타내는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 보았을 때에 있어서, 제 2 부절단날 (32) 은, 그 제 1 부절단날 (31) 에 접속하는 단부가 가장 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측에 배치되어 있다. 또한, 제 2 부절단날 (32) 은, 그 제 1 부절단날 (31) 과의 접속 부분으로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 점차 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장되어 있다. 도 7 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 제 2 부절단날 (32) 은, 각 절단날 (5) 에 있어서 가장 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측으로 패여서 배치된다.
여기서, 절삭 인서트 (3) 의 중심 (인서트 축선 (C1 ∼ C3) 의 교차점) 을 통과하여 인서트 주면 축선 (C1) 에 수직인 가상 평면을 생각한다. 이 가상 평면은, 도 6 에 있어서 인서트 주면 축선 (C1) 에 수직이고, 인서트 장측면 축선 (C2) 및 인서트 단측면 축선 (C3) 을 포함한다. 본 실시형태에서는, 부절단날 (15) 에 있어서의 제 1 부절단날 (31) 과 제 2 부절단날 (32) 의 접속 부분이, 상기 서술한 가상 평면 (에 접근 배치되거나, 또는 가상 평면 상에 배치되어 있다. 요컨대, 부절단날 (15) 의 제 1 부절단날 (31) 과 제 2 부절단날 (32) 의 접속 부분이, 절삭 인서트 (3) 의 두께 방향 (인서트 주면 축선 (C1) 방향) 의 대략 중앙에 위치하고 있다. 또한 도 6 에 나타내는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 보았을 때에 있어서, 제 1 부절단날 (31) 과 제 2 부절단날 (32) 의 접속 부분은, 각 절단날 (5) 에 있어서 가장 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측으로 돌출되어 배치되어 있다.
코너 날 (21) 은, 볼록 곡선상을 이루고 있다. 코너 날 (21) 은, 장측면 (12) 의 4 개의 모서리부 중, 주절단날 (14) 의 연장선과, 제 1 부절단날 (31) 의 연장선의 교점이 위치하는 모서리부에 배치되어 있다. 또한, 코너 날 (21) 은, 주절단날 (14) 과 제 1 부절단날 (31) 을 매끄럽게 접속하면서, 이들 절단날 (14, 31) 에 접하고 있다. 또한, 주절단날 (14) 의 연장선이란, 주절단날 (14) 을 동일한 절단날 (5) 의 부절단날 (15) 측으로 연장시킨 가상 직선이다. 또한, 제 1 부절단날 (31) 의 연장선이란, 제 1 부절단날 (31) 을 동일한 절단날 (5) 의 주절단날 (14) 측으로 연장시킨 가상 직선이다. 도 7 및 도 8 에 나타내는 바와 같이, 코너 날 (21) 은, 각 절단날 (5) 에 있어서 가장 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 외측으로 돌출되어 배치되어 있다.
연결 날 (22) 은, 볼록 곡선상을 이루고 있다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 연결 날 (22) 은, 장측면 (12) 의 4 개의 모서리부 중, 주절단날 (14) 의 연장선과, 이 주절단날 (14) 을 포함하는 1 개의 절단날 (5) 과는 상이한 다른 절단날 (5) 에 있어서의 제 2 부절단날 (32) 의 연장선의 교점이 위치하는 모서리부에 배치되어 있다. 또한, 상기 서술한 바와 같이, 주절단날 (14) 의 연장선이란, 주절단날 (14) 을 동일한 절단날 (5) 의 부절단날 (15) 과는 반대측으로 연장시킨 가상 직선이다. 또한, 제 2 부절단날 (32) 의 연장선이란, 제 2 부절단날 (32) 을 동일한 절단날 (5) 의 주절단날 (14) 과는 반대측으로 연장시킨 가상 직선이다. 연결 날 (22) 은, 장측면 (12) 의 둘레 가장자리에 있어서 이웃하는 대략 L 자상 의 1 쌍의 절단날 (5) 끼리를 접속하고 있다. 구체적으로, 절단날 (5) 은, 적어도 주절단날 (14), 부절단날 (15) 및 코너 날 (21) 을 갖는 L 자상을 이루고 있다. 2 세트의 절단날 (5) 은, 장측면 (12) 의 둘레 가장자리를 이루는 1 쌍의 장변 (주절단날 (14)) 및 1 쌍의 단변 (부절단날 (15)), 그리고, 장측면 (12) 의 1 쌍의 모서리부 (코너 날 (21)) 에 의해, 1 개의 장측면 (12) 의 둘레 가장자리에 형성되어 있다. 그리고 연결 날 (22) 은, 장측면 (12) 의 둘레 가장자리에 있어서 이웃하는 1 쌍의 절단날 (5) 중, 1 개의 절단날 (5) 의 주절단날 (14) (또는 제 2 부절단날 (32)) 과, 다른 절단날 (5) 의 제 2 부절단날 (32) (또는 주절단날 (14)) 을 매끄럽게 접속한다. 또한, 연결 날 (22) 은, 이들 절단날 (14, 32) 에 접하고 있다.
〔주면〕
주면 (11) 은, 사각형상을 이루고 있다. 주면 (11) 은, 구체적으로는 도 7 에 나타내는 바와 같이, 평행 사변형상으로 형성되어 있다. 주면 (11) 은, 주절단날 (14) 의 플랭크면 (주플랭크면) 이 된다. 주면 (11) 은, 도 8 에 나타내는 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 보았을 때에 있어서, 1 쌍의 경사면부 (제 1 플랭크면) (23) 와, 평면부 (제 2 플랭크면) (24) 를 갖는다. 경사면부 (23) 는, 주절단날 (14) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사진다. 평면부 (24) 는, 경사면부 (23) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측으로 늘어선다. 평면부 (24) 는, 인서트 주면 축선 (C1) 에 수직인 평면상을 이룬다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 경사면부 (23) 의 폭은, 주절단날 (14) 에 인접하는 코너 날 (21) 측의 단부에 있어서 가장 크게 되어 있다. 또한, 경사면부 (23) 의 폭은, 주절단날 (14) 에 인접하는 연결 날 (22) 측의 단부에 있어서 가장 작게 되어 있다. 요컨대 경사면부 (23) 의 폭은, 주절단날 (14) 을 따라 코너 날 (21) 로부터 연결 날 (22) 측을 향함에 따라 점차 작아지고 있다. 또한, 여기서, 경사면부 (23) 의 폭이란, 주절단날 (14) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향한 길이이다.
평면부 (24) 에는, 장착공 (16) 의 대직경부 (17) 가 개구하고 있다.
〔장측면〕
장측면 (12) 은, 사각형상을 이루고 있다. 장측면 (12) 은, 구체적으로는 도 6 에 나타내는 바와 같이, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향으로 길고 인서트 주면 축선 (C1) 방향으로 짧은 사각형상으로 형성되어 있다. 장측면 (12) 은, 절단날 (5) 의 레이크면이 된다. 도 9 ∼ 도 11 에 나타내는 바와 같이, 장측면 (12) 은, 제 1 경사면부 (제 1 레이크면) (25) 와, 제 2 경사면부 (제 2 레이크면) (26) 와, 평면부 (제 3 레이크면) (27) 를 갖는다. 제 1 경사면부 (25) 는, 절단날 (5) 로부터 그 장측면 (12) 의 내측을 향함에 따라 점차 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향하여 경사진다. 제 2 경사면부 (26) 는, 제 1 경사면부 (25) 의 절단날 (5) 과는 반대측에 배치된다. 평면부 (27) 는, 제 2 경사면부 (26) 의 제 1 경사면부 (25) 와는 반대측에 배치된다. 평면부 (27) 는, 인서트 장측면 축선 (C2) 에 수직인 평면상을 이룬다.
도 5 및 도 6 에 있어서, 제 1 경사면부 (25) 는, 장측면 (12) 의 외주 가장자리에 형성된 절단날 (5) 을 따라 연장되어 있다. 제 1 경사면부 (25) 는, 전체적으로 사각형 프레임상을 이루고 있다. 제 1 경사면부 (25) 의 폭 (절단날 (5) 에 직교하는 방향의 길이) 은, 코너 날 (21) 에 대응하는 부분에서 가장 크게 되어 있다. 제 1 경사면부 (25) 의 폭은, 연결 날 (22) 에 대응하는 부분에서 가장 작게 되어 있다. 또한, 제 1 경사면부 (25) 의 폭은, 주절단날 (14) 에 대응하는 부분에서는, 그 주절단날 (14) 에 인접하는 코너 날 (21) 측의 단부에서 가장 크게 되어 있다. 제 1 경사면부 (25) 의 폭은, 주절단날 (14) 에 인접하는 코너 날 (21) 측의 단부로부터, 그 주절단날 (14) 에 인접하는 연결 날 (22) 측을 향함에 따라 점차 작게 되어 있다. 또한, 제 1 경사면부 (25) 의 폭은, 부절단날 (15) 에 대응하는 부분에서는, 그 부절단날 (15) 에 인접하는 코너 날 (21) 측의 단부 (제 1 부절단날 (31) 의 단부) 에서 가장 크게 되어 있다. 제 1 경사면부 (25) 의 폭은, 부절단날 (15) 에 인접하는 코너 날 (21) 측의 단부로부터, 그 부절단날 (15) 에 인접하는 연결 날 (22) 측을 향함에 따라 점차 작게 되어 있다.
또한 본 실시형태에서는, 제 1 경사면부 (25) 중, 주절단날 (14) 에 대응하는 부분, 코너 날 (21) 에 대응하는 부분, 및, 제 1 부절단날 (31) 에 대응하는 부분이, 평면상을 이루고 있다. 또한, 제 1 경사면부 (25) 중, 제 2 부절단날 (32) 에 대응하는 부분, 및, 연결 날 (22) 에 대응하는 부분은, 오목 곡면상으로 형성되어 있다.
제 2 경사면부 (26) 는, 제 1 경사면부 (25) 를 따라 연장되어 있다. 제 2 경사면부 (26) 는, 전체적으로 사각형 프레임상을 이루고 있다.
도 5, 도 8 및 도 9 ∼ 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 2 경사면부 (26) 중, 주절단날 (14) 에 대응하는 부분, 코너 날 (21) 에 대응하는 부분, 제 1 부절단날 (31) 에 대응하는 부분, 및, 제 2 부절단날 (32) 에 있어서 제 1 부절단날 (31) 측에 위치하는 부분 (구체적으로는, 제 2 부절단날 (32) 의 날 길이 중 제 1 부절단날 (31) 측의 대략 절반) 에 대응하는 부분은, 제 1 경사면부 (25) 로부터 장측면 (12) 의 내측을 향함에 따라 점차 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향하여 경사져 있다. 또한, 제 2 경사면부 (26) 의 이들 부분의 기울기는, 이들 부분에 대응하여 장측면 (12) 의 외측에 위치하는 제 1 경사면부 (25) 의 각 부분에 있어서의 기울기보다, 크게 되어 있다. 제 1 경사면부 (25) 및 제 2 경사면부 (26) 의 기울기란, 인서트 장측면 축선 (C2) 에 수직인 가상 평면을 따른 장측면 (12) 의 내측을 향한 단위 길이 당의, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향한 변위량이다. 또한, 제 2 경사면부 (26) 중, 제 2 부절단날 (32) 에 있어서 연결 날 (22) 측에 위치하는 부분 (구체적으로는, 제 2 부절단날 (32) 의 날 길이 중 연결 날 (22) 측의 대략 절반) 에 대응하는 부분, 및, 연결 날 (22) 에 대응하는 부분은, 제 1 경사면부 (25) 로부터 장측면 (12) 의 내측을 향함에 따라 점차 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있다 (도 10 및 도 11 을 참조).
또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이 평면부 (27) 는, 사각형상을 이루고 있다.
〔단측면〕
단측면 (13) 은, 사각형상을 이루고 있다. 단측면 (13) 은, 구체적으로는 도 8 에 나타내는 바와 같이, 평행 사변형상으로 형성되어 있다. 단측면 (13) 은, 부절단날 (15) 의 플랭크면 (부플랭크면) 이 된다. 단측면 (13) 은, 제 1 부플랭크면 (제 1 부절단날의 플랭크면) (41) 과, 제 2 부플랭크면 (제 2 부절단날의 플랭크면) (42) 을 가지고 있다. 제 1 부플랭크면 (41) 은, 부절단날 (15) 중, 제 1 부절단날 (31) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향으로 연장된다. 제 2 부플랭크면 (42) 은, 제 2 부절단날 (32) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향으로 연장된다. 제 1 부플랭크면 (41) 및 제 2 부플랭크면 (42) 은, 사각형상을 이루고 있고, 구체적으로는 사다리꼴상으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 부플랭크면 (41) 및 제 2 부플랭크면 (42) 은, 각각 평면상으로 형성되어 있다. 제 2 부플랭크면 (42) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 길이는, 제 1 부플랭크면 (41) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 길이보다 길다.
단측면 (13) 에 있어서, 제 1 부플랭크면 (41) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따른 제 1 부절단날 (31) 과는 반대측에는, 제 2 부플랭크면 (42) 이 늘어서 있다. 또한, 제 2 부플랭크면 (42) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따른 제 2 부절단날 (32) 과는 반대측에는, 제 1 부플랭크면 (41) 이 늘어서 있다. 요컨대, 단측면 (13) 에 있어서, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 양끝 가장자리에 배치된 제 1 부절단날 (31) 과 제 2 부절단날 (32) 사이에는, 제 1 부플랭크면 (41) 과 제 2 부플랭크면 (42) 이 형성되어 있다. 제 1 부플랭크면 (41) 과 제 2 부플랭크면 (42) 은, 상기 제 1 부절단날 (31) 로부터 상기 제 2 부절단날 (32) 을 향하여, 이 순서로 늘어서 있다. 또한, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 양끝 가장자리에 배치된 제 2 부절단날 (32) 과 제 1 부절단날 (31) 사이에는, 제 2 부플랭크면 (42) 과 제 1 부플랭크면 (41) 이 형성되어 있다. 제 2 부플랭크면 (42) 과 제 1 부플랭크면 (41) 은, 상기 제 2 부절단날 (32) 로부터 상기 제 1 부절단날 (31) 을 향하여, 이 순서로 늘어서 있다.
이 때문에, 제 1 부플랭크면 (41) 및 제 2 부플랭크면 (42) 은, 부절단날 (15) 의 플랭크면 (부플랭크면) 으로는, 하기와 같이 기능한다.
즉, 제 1 부절단날 (31) 에 있어서는, 제 1 부플랭크면 (41) 이, 실질적으로도 제 1 부플랭크면 (부절단날에 늘어서는 1 번째의 부플랭크면) 으로서 기능한다. 또한, 제 2 부플랭크면 (42) 은, 제 1 부플랭크면 (41) 에 대하여 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따른 제 1 부절단날 (31) 과는 반대측에 인접 배치되고, 실질적으로도 제 2 부플랭크면 (부절단날로부터 세어 2 번째의 부플랭크면) 으로서 기능한다.
한편, 제 2 부절단날 (32) 에 있어서는, 제 2 부플랭크면 (42) 이, 실질적으로는 제 1 부플랭크면 (부절단날에 늘어서는 1 번째의 부플랭크면) 으로서 기능한다. 또한, 제 1 부플랭크면 (41) 은, 제 2 부플랭크면 (42) 에 대하여 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따른 제 2 부절단날 (32) 과는 반대측에 인접 배치되고, 실질적으로는 제 2 부플랭크면 (부절단날로부터 세어 2 번째의 부플랭크면) 으로서 기능한다.
또한, 본 명세서에 있어서는, 간단히 「제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면」 이라고 하는 경우에는, 「제 1 부플랭크면 (41)」 을 가리키고, 간단히 「제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면」 이라고 하는 경우에는, 「제 2 부플랭크면 (42)」 을 가리키고 있다.
도 7 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 단측면 (13) 에 형성되는 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 은, 인서트 주면 축선 (C1) 방향에서 보았을 때에 있어서, 그 제 2 부절단날 (32) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있다. 또한, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 제 2 부플랭크면 (42) 은, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 보았을 때에 있어서, 그 제 2 부플랭크면 (42) 에 인접하는 주면 (11) 으로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사지게 형성되어 있다.
그리고, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 단측면 (13) 에 형성되는 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 은, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 보았을 때에 있어서, 그 제 1 부절단날 (31) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 길이 (요컨대 이 플랭크면의 「폭」) 가 작게 되어 있다. 제 1 부플랭크면 (41) 과, 그 제 1 부플랭크면 (41) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에 인접하는 제 2 부플랭크면 (42) 의 경계에는 능선이 형성된다. 이 능선은, 제 1 부절단날 (31) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 (인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향함에 따라), 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장되어 있다. 이에 의해, 제 1 부플랭크면 (41) 의 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 길이 (폭) 가, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측을 향함에 따라 점차 작게 되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 부플랭크면 (41) 의 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 길이 (폭) 가, 그 제 1 부플랭크면 (41) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 인서트 내측의 단부에 있어서 제로가 되어 있다. 이 때문에, 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 끼리는, 서로 접속되지 않고 이간되어 있다. 또한, 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 은, 단측면 (13) 에 있어서 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 로부터, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장된다.
그리고, 단측면 (13) 에 형성되는 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 끼리는, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있다. 구체적으로, 단측면 (13) 의 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 끼리는, 따로 따로 형성되어 있다. 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 끼리는, 서로 평면의 기울기가 상이하여, 평행하게 배치되어 있지는 않다. 따라서, 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 끼리는, 동일한 평면 내에 포함되어 있지도 않다.
또한, 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 끼리는, 인서트 주면 축선 (C1) 방향으로 인접하여 배치되어 있다. 요컨대, 단측면 (13) 에 형성된 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리는, 인서트 주면 축선 (C1) 방향으로 서로 이웃하여 직접 접속되어 있다 (교차하고 있다). 또한, 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 끼리는, 단측면 (13) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 로부터, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장된다.
그리고, 단측면 (13) 에 형성되는 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리도, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있다. 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리는, 평면의 기울기가 상이하다. 또한, 제 1 부플랭크면 (41) 과 제 2 부플랭크면 (42) 은, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있다. 제 1 부플랭크면 (41) 과 제 2 부플랭크면 (42) 은, 평면의 기울기가 상이하다.
이 때문에, 단측면 (13) 에는, 적어도 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 및 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 을 포함하는, 서로 상이한 4 개의 평면이 형성된다.
또한, 단측면 (13) 에 있어서의 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리의 접속 부분 (교차 능선) 은, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 대체로 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따라 연장되어 있다. 구체적으로는, 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리의 접속 부분은, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 보았을 때에 있어서, 인서트 축선 (C1 ∼ C3) 의 교점을 통과한다. 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리의 접속 부분 (교차 능선) 은, 인서트 주면 축선 (C1) 에 수직인 가상 평면에 대하여, 약간 경사져 있다. 또한, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 보았을 때, 단측면 (13) 에 있어서의 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리의 접속 부분 (교차 능선) 은, 그 단측면 (13) 에 있어서 가장 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측으로 돌출되어 배치된다.
도 8 에 나타내는 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 보았을 때에 있어서, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 에 있어서의 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 길이 (폭) 에 대하여 설명한다. 제 2 부플랭크면 (42) 의 폭은, 이 제 2 부플랭크면 (42) 중, 상기 제 2 부절단날 (32) 과는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 반대측에 위치하는 단부에 비하여, 상기 제 2 부절단날 (32) 에 인접하는 부분에서 크게 되어 있다.
구체적으로는, 제 2 부플랭크면 (42) 의 폭은, 상기 제 2 부절단날 (32) 로부터, 이 단측면 (13) 에 있어서의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 중앙부까지의 범위에 있어서 대략 일정한 크기이다. 또한, 제 2 부플랭크면 (42) 의 폭은, 상기 중앙부로부터, 상기 제 2 부절단날 (32) 과는 반대측에 위치하는 단부를 향함에 따라 점차 작게 되어 있다.
또한, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 중, 상기 제 2 부절단날 (32) 과는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 반대측에 위치하는 단부와, 상기 제 2 부절단날 (32) 과는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 은, 인서트 주면 축선 (C1) 방향으로 인접하여 배치되어 있다. 본 실시형태의 예에서는, 단측면 (13) 에 있어서, 제 2 부플랭크면 (42) 의 상기 단부가, 상기 제 1 부플랭크면 (41) 에 대하여, 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 외측에 인접 배치되어 있다.
또한, 단측면 (13) 에 형성되는 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 은, 이 단측면 (13) 에 있어서 상기 제 2 부절단날 (32) 과는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날 (31) 까지는 도달해 있지 않다.
〔절삭 인서트의 인서트 구속각〕
도 10 에 나타내는 인서트 주면 축선 (C1) 방향에서 보았을 때에 있어서, 단측면 (13) 에 형성되는 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 과, 그 단측면 (13) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따른 상기 제 2 부절단날 (32) 과는 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날 (31) 을 개재하여 이 단측면 (13) 에 접속하는 장측면 (12) 의 평면부 (27) 사이에 형성되는 각도를 제 1 인서트 구속각 (θ1) 이라고 한다. 제 1 인서트 구속각 (θ1) 은, 90°미만으로 되어 있다.
또한, 도 12 에 나타내는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에서 보았을 때에 있어서, 단측면 (13) 에 형성되는 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 중 일방의 제 2 부플랭크면 (42) 과, 타방의 제 2 부플랭크면 (42) 에 인접하는 주면 (11) 의 평면부 (24) 사이에 형성되는 각도를 제 2 인서트 구속각 (θ2) 이라고 한다. 제 2 인서트 구속각 (θ2) 은, 90°미만으로 되어 있다.
〔인서트 장착 시트〕
도 13 ∼ 도 16 에 나타내는 바와 같이, 공구 본체 (2) 의 인서트 장착 시트 (4) 는, 주면 장착벽 (51) 과, 장측면 장착벽 (52) 과, 단측면 장착벽 (53) 을 가지고 있다. 주면 장착벽 (51) 은, 공구 직경 방향의 외측을 향함과 함께, 절삭 인서트 (3) 의 주면 (11) 에 맞닿게 된다. 장측면 장착벽 (52) 은, 공구 회전 방향 (T) 을 향함과 함께, 절삭 인서트 (3) 의 장측면 (12) 에 맞닿게 된다. 단측면 장착벽 (53) 은, 공구 선단측을 향함과 함께, 단측면 (13) 에 형성되는 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 중, 공구 직경 방향의 외측에 위치하는 제 2 부플랭크면 (42) 에 맞닿게 된다.
주면 장착벽 (51) 은, 평면상을 이루고 있다. 주면 장착벽 (51) 은, 절삭 인서트 (3) 의 주면 (11) 에 있어서의 평면부 (24) 에 맞닿게 된다. 주면 장착벽 (51) 은, 주면 (11) 의 형상에 대응하여 사각형상을 이루고 있다. 도 14 에 나타내는 바와 같이, 주면 장착벽 (51) 은, 공구 회전 방향 (T) 을 향함에 따라 공구 직경 방향의 외측을 향하여 경사지게 형성되어 있다. 또한, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 주면 장착벽 (51) 은, 공구 선단측을 향함에 따라 공구 직경 방향의 내측을 향하여 경사지게 형성되어 있다. 주면 장착벽 (51) 에는, 클램프 나사 (20) 의 나사축부가 나사 접착하는 나사공 (54) 이 개구하고 있다.
장측면 장착벽 (52) 은, 평면상을 이루고 있다. 장측면 장착벽 (52) 은, 절삭 인서트 (3) 의 장측면 (12) 에 있어서의 평면부 (27) 에 맞닿게 된다. 장측면 장착벽 (52) 은, 장측면 (12) 의 형상에 대응하여 사각형상을 이루고 있다. 도 16 에 나타내는 바와 같이, 장측면 장착벽 (52) 은, 공구 선단측을 향함에 따라 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하여 경사지게 형성되어 있다.
단측면 장착벽 (53) 은, 평면상을 이루고 있다. 단측면 장착벽 (53) 은, 절삭 인서트 (3) 의 단측면 (13) 에 있어서의 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 중, 그 절삭 인서트 (3) 가 인서트 장착 시트 (4) 에 장착되었을 때에 공구 직경 방향의 외측에 배치되는 일방의 제 2 부플랭크면 (42) 에 대하여, 맞닿게 된다.
상세하게는, 단측면 장착벽 (53) 은, 단측면 (13) 이 갖는 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 중, 공구 직경 방향의 외측에 배치되는 일방의 제 2 부플랭크면 (42) 에만 맞닿게 되고, 공구 직경 방향의 내측에 배치되는 타방의 제 2 부플랭크면 (42) 에는 맞닿지 않는다.
단측면 장착벽 (53) 은, 제 2 부플랭크면 (42) 의 형상에 대응하여 사각형상 (사다리꼴상) 을 이루고 있다. 도 15 에 나타내는 바와 같이, 단측면 장착벽 (53) 은, 공구 직경 방향의 외측을 향함에 따라 공구 선단측을 향하여 경사지게 형성되어 있다. 또한, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 단측면 장착벽 (53) 은, 공구 회전 방향 (T) 을 향함에 따라 공구 선단측을 향하여 경사지게 형성되어 있다.
도 16 에 부호 θ1 로 나타내는 것은, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 단측면 장착벽 (53) 과 장측면 장착벽 (52) 사이에 형성되는 각도 (제 1 인서트 구속각) 이고, 이 각도 θ1 은, 90°미만으로 되어 있다. 인서트 장착 시트 (4) 의 각도 θ1 은, 도 10 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 제 1 인서트 구속각 (θ1) 과 동등하다.
또한, 도 15 에 부호 θ2 로 나타내는 것은, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 주면 장착벽 (51) 과 단측면 장착벽 (53) 사이에 형성되는 각도 (제 2 인서트 구속각) 이고, 이 각도 θ2 는, 90°미만으로 되어 있다. 인서트 장착 시트 (4) 의 각도 θ2 는, 도 12 에 나타내는 절삭 인서트 (3) 의 제 2 인서트 구속각 (θ2) 과 동등하다.
〔절삭 인서트의 인서트 장착 시트에 대한 장착 자세 등〕
도 1 ∼ 도 4 에 있어서, 절삭 인서트 (3) 가 인서트 장착 시트 (4) 에 장착되면, 그 절삭 인서트 (3) 의 1 쌍의 주면 (11) 중, 공구 직경 방향의 내측을 향하는 일방의 주면 (11) 이, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 직경 방향의 외측을 향하는 주면 장착벽 (51) 에 맞닿게 된다. 또한, 타방의 주면 (11) 이, 공구 직경 방향의 외측을 향하여 배치됨과 함께, 주절단날 (14) 의 플랭크면이 된다. 또한, 절삭 인서트 (3) 의 1 쌍의 장측면 (12) 중, 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 일방의 장측면 (12) 이, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 장측면 장착벽 (52) 에 맞닿게 된다. 타방의 장측면 (12) 이, 공구 회전 방향 (T) 을 향하여 배치됨과 함께, 절단날 (5) (주절단날 (14), 코너 날 (21) 및 부절단날 (15)) 의 레이크면이 된다. 또한, 절삭 인서트 (3) 의 1 쌍의 단측면 (13) 중, 공구 기단측을 향하는 일방의 단측면 (13) 이, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽 (53) 에 맞닿게 된다. 타방의 단측면 (13) 이, 공구 선단측을 향하여 배치됨과 함께, 부절단날 (15) 의 플랭크면이 된다.
도 3 에 있어서, 절삭 인서트 (3) 가 인서트 장착 시트 (4) 에 장착되었을 때에, 특별히 도시되어 있지 않지만, 그 절삭 인서트 (3) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 은, 공구 회전 방향 (T) 을 향함에 따라 점차 공구 선단측을 향하여 경사지게 연장되어 있다. 또한, 인서트 단측면 축선 (C3) 은, 공구 선단측을 향함에 따라 점차 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하여 경사져 있다. 또한, 인서트 단측면 축선 (C3) 은, 공구 선단측을 향함에 따라 점차 공구 직경 방향의 내측을 향하여 경사지게 연장되어 있다. 또한, 인서트 주면 축선 (C1) 은, 공구 직경 방향의 외측을 향함에 따라 점차 공구 선단측을 향하여 경사지게 연장되어 있다.
〔본 실시형태에 의한 작용 효과〕
이상 설명한 본 실시형태의 절삭 인서트 (3) 및 이것을 사용한 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 에 의하면, 절삭 인서트 (3) 의 부절단날 (15) 이, 제 1 부절단날 (31) 과 제 2 부절단날 (32) 을 가지고 있다. 제 1 부절단날 (31) 은, 주절단날 (14) 에 늘어선다. 제 2 부절단날 (32) 은, 제 1 부절단날 (31) 의 주절단날 (14) 과는 반대측의 단부에 접속한다. 제 2 부절단날 (32) 은, 제 1 부절단날 (31) 의 단부로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장된다. 이 때문에 본 실시형태와 같이, 부절단날 (15) 중, 제 1 부절단날 (31) 을 마무리 가공용의 절단날 (플랫 드랙) 로 하고, 제 2 부절단날 (32) 을 램핑 가공용의 절단날 (램핑날) 로 할 수 있다.
구체적으로는, 공구 본체 (2) 의 인서트 장착 시트 (4) 에 절삭 인서트 (3) 가 장착되었을 때에, 제 1 부절단날 (31) 을, 공구 축선 (O) 에 대하여 수직인 가상 평면 내에 배치한다. 이에 의해, 제 1 부절단날 (31) 을, 플랫 드랙으로서 사용할 수 있다. 또한, 제 2 부절단날 (32) 을, 제 1 부절단날 (31) 과의 접속 부분으로부터 공구 직경 방향의 내측을 향함에 따라 공구 기단측을 향하여 경사시킨다. 이에 의해, 제 2 부절단날 (32) 을, 램핑날로서 사용할 수 있다.
이에 의해, 1 개의 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 에 의해, 피삭재에 대하여 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 (외주 절삭) 가공 등을 실시할 수 있는 것은 물론, 램핑 가공에 의한 예를 들어 포켓공의 파기 가공 (심파기 가공) 등을 실시하는 것이 가능해진다. 따라서, 공구 종류를 적게 억제하여 공구를 집약할 수 있고, 또한, 다양한 절삭 가공을 연속적으로 실시할 수 있어, 가공 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
또한, 절삭 인서트 (3) 의 단측면 (13) 에 형성되는 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 은, 그 제 2 부절단날 (32) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있다. 이에 의해, 절삭 인서트 (3) 를 단체로서 보았을 때의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크각은, 네거티브각 (부각) 으로 설정되어 있다. 따라서, 제 2 부절단날 (32) 의 날각을 크게 확보할 수 있다.
즉, 제 2 부절단날 (32) 이 상기 서술한 바와 같이 램핑날로서 사용될 때에는, 이 제 2 부절단날 (32) 에 대하여 큰 절삭 저항이 작용하기 쉬워진다. 그러나, 제 2 부절단날 (32) 은, 날각이 크게 확보되어 있음으로써, 날끝 강도를 높일 수 있음과 함께, 날끝 결손 등이 억제되어, 안정적인 절삭 가공을 실시할 수 있다.
또한, 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 를 전체적으로 보았을 때에는, 인서트 장착 시트 (4) 에 대한 절삭 인서트 (3) 의 장착 자세를 본 실시형태와 같이 설정함으로써, 제 2 부절단날 (32) 의 실질적인 플랭크각을 포지티브각 (정각) 으로 설정할 수 있다. 즉, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 이, 그 제 2 부절단날 (32) 로부터 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향함에 따라 공구 기단측을 향하여 경사지도록, 절삭 인서트 (3) 를 인서트 장착 시트 (4) 에 배치한다. 이에 의해, 절삭 가공시에 있어서의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크각을 실질적으로 포지티브각으로 설정할 수 있다. 또한 제 2 부플랭크면 (42) 과 피삭재의 가공면의 접촉이 방지되어, 양호한 절삭 가공을 실시할 수 있다.
또한, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크각이, 절삭 인서트 (3) 단체로서 네거티브각으로 설정되어 있음으로써, 인서트 장착 시트 (4) 에 대하여 그 절삭 인서트 (3) 의 착좌 안정성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 이 절삭 인서트 (3) 를 공구 본체 (2) 의 인서트 장착 시트 (4) 에 장착할 때에는, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 그 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽 (53) 이, 이 단측면 장착벽 (53) 에 대향하는 단측면 (13) 의 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 중, 공구 직경 방향의 외측에 위치하는 제 2 부플랭크면 (42) 에 맞닿게 된다. 또한, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 장측면 장착벽 (52) 이, 이 장측면 장착벽 (52) 에 대향하는 장측면 (12) 에 맞닿게 된다. 이 때문에, 절삭 인서트 (3) 를 공구 직경 방향의 내측을 향하여 보았을 때에 (인서트 주면 축선 (C1) 방향으로부터 주면 (11) 을 정면으로 보아), 인서트 장착 시트 (4) 의 단측면 장착벽 (53) 과 장측면 장착벽 (52) 사이에 형성되는 각도 θ1 (제 1 인서트 구속각. 도 16 을 참조) 을, 90°보다 작은 각도로 할 수 있다. 따라서, 인서트 장착 시트 (4) 의 단측면 장착벽 (53) 과 장측면 장착벽 (52) 에 구속되는 절삭 인서트 (3) 에 대하여, 상기 각도 θ1 의 각의 정상점측을 향한 인입력 (도 16 에 부호 F1 로 나타내는 화살표 방향의 힘) 을 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 절삭 가공시에 있어서의 절삭 인서트 (3) 의 덜컹거림 (들뜸) 이 억제되어, 착좌 안정성을 높일 수 있다.
또한, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 이, 그 제 2 부플랭크면 (42) 에 인접하는 주면 (11) 으로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있기 때문에, 이 구성에 의해서도, 인서트 장착 시트 (4) 에 대하여 절삭 인서트 (3) 의 착좌 안정성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 이 절삭 인서트 (3) 를 공구 본체 (2) 의 인서트 장착 시트 (4) 에 장착할 때에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 그 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽 (53) 이, 이 단측면 장착벽 (53) 에 대향하는 단측면 (13) 의 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 중, 공구 직경 방향의 외측에 위치하는 제 2 부플랭크면 (42) 에 맞닿게 된다. 또한, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 직경 방향의 외측을 향하는 주면 장착벽 (51) 이, 이 주면 장착벽 (51) 에 대향하는 주면 (11) 에 맞닿게 된다. 이 때문에, 절삭 인서트 (3) 를 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하여 보았을 때에 (인서트 장측면 축선 (C2) 방향으로부터 장측면 (12) 을 정면으로 보아), 인서트 장착 시트 (4) 의 단측면 장착벽 (53) 과 주면 장착벽 (51) 사이에 형성되는 각도 θ2 (제 2 인서트 구속각. 도 15 를 참조) 를, 90°보다 작은 각도로 할 수 있다. 따라서, 인서트 장착 시트 (4) 의 단측면 장착벽 (53) 과 주면 장착벽 (51) 에 구속되는 절삭 인서트 (3) 에 대하여, 상기 각도 θ2 의 각의 정상점측을 향한 인입력 (도 15 에 부호 F2 로 나타내는 화살표 방향의 힘) 을 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 절삭 가공시에 있어서의 절삭 인서트 (3) 의 덜컹거림 (들뜸) 이 억제되어, 착좌 안정성을 높일 수 있다.
그리고, 절삭 인서트 (3) 의 단측면 (13) 에 형성되는 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 은, 그 제 1 부절단날 (31) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 길이 (폭) 가 작게 되어 있다. 이에 의해 본 실시형태에 의하면, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 의 면적을 크게 확보할 수 있다.
구체적으로는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 단측면 (13) 에 있어서 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날 (31) 과, 제 2 부절단날 (32) 은, 서로의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41) 과 제 2 부플랭크면 (42)) 끼리가 인접하여 배치된다. 이 때문에, 상기 서술한 바와 같이 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 이, 그 제 1 부절단날 (31) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 폭이 좁아지도록 형성되어 있으면, 그 만큼, 그 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 에 인접하는 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 은, 상기 제 1 부절단날 (31) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 폭이 넓어지도록 형성된다.
이에 의해, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽 (53) 을, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 에 대하여 광범위하게 접촉시키는 것이 가능해진다. 인서트 장착 시트 (4) 에 대하여 절삭 인서트 (3) 를 안정적으로 고정시킬 수 있다. 따라서, 상기 서술한 절삭 인서트 (3) 의 착좌 안정성을 높일 수 있다는 효과가, 더욱 각별히 현저한 것이 된다.
또한, 단측면 (13) 에 형성되는 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 끼리가, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있다. 이에 의해, 제 1 부플랭크면 (41) 을, 소기하는 절삭 성능에 따라, 제한이 적게 여러 가지 다양하게 형성할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들어, 이 절삭 인서트 (3) 를 단체로서 보았을 때의 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크각을, 네거티브각 (부각) 으로 설정하여, 제 1 부절단날 (31) 의 날각을 크게 확보할 수 있다. 혹은, 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크각을, 포지티브각 (정각) 으로 설정하여, 절삭 가공시에 있어서의 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크각을 확보하면서, 레이크각을 포지티브측으로 크게 하여, 절삭성을 높일 수 있다. 또한, 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크각을 포지티브각으로 설정하는 경우에는, 단측면 (13) 에 있어서 인서트 장측면 축선 (C2) 방향에 이웃하는 제 1 부플랭크면 (41) 과 제 2 부플랭크면 (42) 사이에, 이들 플랭크면끼리를 접속하는 다른 평면 (접속면) 을 배치하는 것이 바람직하다.
요컨대 본 실시형태에 의하면, 단측면 (13) 에 형성되는 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 끼리가, 다른 평면으로 형성되어 있다. 이 때문에, 제 1 부플랭크면 (41) 끼리가, 서로의 배치, 형상, 기울기 등에 영향을 잘 미치지 않게 되어 있다. 이에 의해, 제 1 부절단날 (31) 의 날각이나 플랭크각 등에 제한이 발생하는 것을 억제하여, 날끝의 내결손성이나 가공 정밀도 등의 절삭 성능을 현저하게 높일 수 있다.
이상으로부터, 본 실시형태의 절삭 인서트 (3) 및 이것을 사용한 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 에 의하면, 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 가공 등을 실시할 수 있는 것은 물론, 램핑 가공도 실시할 수 있다. 더하여, 본 실시형태의 절삭 인서트 (3) 및 이것을 사용한 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 에 의하면, 절삭 가공시에 있어서의 인서트 장착 시트 (4) 에 대한 절삭 인서트 (3) 의 착좌 안정성을 높일 수 있어, 절삭 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크각이 네거티브각으로 되어 있거나, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 이, 그 제 2 부플랭크면 (42) 에 인접하는 주면 (11) 으로부터 인서트 주면 축선 (C1) 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 (C3) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있음으로써, 하기의 작용 효과도 얻을 수 있다.
즉, 공구 본체 (2) 의 인서트 장착 시트 (4) 에 장착된 절삭 인서트 (3) 에 있어서, 절삭 가공에 사용되는 주절단날 (14) 의 공구 축선 (O) 주위의 회전 궤적에 대하여, 주절단날 (14) 의 공구 회전 방향 (T) 의 후방에 위치하는 절삭 인서트 (3) 의 모서리부 (도 2 를 참조) 를, 상기 회전 궤적보다 공구 직경 방향의 내측 쪽으로 배치할 수 있다. 따라서, 절삭의 가공 정밀도를 안정적으로 높일 수 있다. 또한, 상기 서술한 절삭 인서트 (3) 의 모서리부는, 주절단날 (14) 보다 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측에 위치하는 제 2 부절단날 (32) 의, 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 외측의 단부 (공구 직경 방향의 외측의 단부) 에 위치한다.
구체적으로, 종래의 세로날 양면 타입의 절삭 인서트에 있어서는, 주절단날의 2 번 플랭크를 확보하는 것이 어렵다. 절삭 인서트는, 특히 주절단날의 회전 궤적의 직경이 작아질수록 (요컨대 절삭 가공 직경이 소직경이 될수록), 2 번 플랭크를 확보하는 것이 곤란하였다.
한편, 본 실시형태에 의하면, 상기 서술한 바와 같이 주절단날 (14) 의 회전 궤적에 대하여, 그 주절단날 (14) 의 공구 회전 방향 (T) 의 후방에 위치하는 절삭 인서트 (3) 의 모서리부를, 공구 직경 방향의 내측으로 후퇴시켜 배치하는 것이 용이하다. 이 때문에, 비록 절삭의 가공 직경이 소직경으로 된 경우에도, 주절단날 (14) 의 2 번 플랭크를 확보하여 가공 정밀도를 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 주절단날 (14) 의 공구 선단측의 단부는, 절삭 부하에 의한 패임의 영향을 받기 쉬운 것이 일반적으로 알려져 있다. 본 실시형태와 같이 2 번 플랭크량이 크게 확보되어 있으면, 패임이 발생한 경우에도 공구의 손상을 확실하게 억제할 수 있어, 공구 수명을 연장할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 절삭 인서트 (3) 의 단측면 (13) 에 형성되는 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 이, 이 단측면 (13) 에 있어서 상기 제 2 부절단날 (32) 과는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날 (31) 까지는 도달해 있지 않기 때문에, 하기의 작용 효과를 발휘한다.
즉 이 경우, 제 2 부플랭크면 (42) 에 의해, 제 2 부절단날 (32) 과는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날 (31) 의 형상에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 또한, 동시에, 상기 서술한 바와 같이 제 2 부플랭크면 (42) 의 면적을 크게 확보할 수 있다. 예를 들어, 단순하게 제 2 부플랭크면 (42) 이 크게 형성되어 있으면, 제 2 부플랭크면 (42) 이, 단측면 (13) 에 있어서 제 2 부절단날 (32) 과는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 제 1 부절단날 (31) 에 까지 도달하여, 제 1 부절단날 (31) 의 형상 및 기능에 영향을 줄 가능성을 생각할 수 있다. 본 실시형태의 상기 구성에 의하면 이와 같은 문제를 방지할 수 있다. 따라서, 제 2 부플랭크면 (42) 에 의한 상기 서술한 작용 효과가 현저하게 얻어지면서도, 제 1 부절단날 (31) 을 예를 들어 플랫 드랙으로서 안정적으로 기능시킬 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 절삭 인서트 (3) 의 주면 (11) (의 경사면부 (23)) 이, 인서트 단측면 축선 (C3) 방향에서 보았을 때에 있어서, 주절단날 (14) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있기 때문에, 하기의 작용 효과를 발휘한다.
즉 이 경우, 절삭 인서트 (3) 의 주면 (11) 에 형성되는 주절단날 (14) 의 플랭크면 (제 1 플랭크면인 경사면부 (23)) 이, 그 주절단날 (14) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 인서트 외측을 향하여 경사진다. 이 때문에, 절삭 인서트 (3) 를 단체로서 보았을 때의 주절단날 (14) 의 플랭크각은, 네거티브각 (부각) 으로 설정되어 있다. 따라서, 주절단날 (14) 의 날각을 크게 확보할 수 있다.
상세하게는, 본 실시형태와 같은 세로날 타입의 절삭 인서트 (3) 에 있어서는, 일반적으로 중절삭 가공 (고능률 가공) 이 요구된다. 세로날 타입의 절삭 인서트 (3) 는, 고절삭·고이송 등에 의해 특히 주절단날 (14) 에는 큰 절삭 저항이 작용하고, 이것에 견딜 수 있는 고강성이 필요하게 된다. 이 때문에, 상기 서술한 바와 같이 주절단날 (14) 의 날각이 크게 확보되어 있으면, 날끝 강도를 충분히 높일 수 있고, 날끝 결손 등이 억제되어, 안정적인 절삭 가공 (특히 중절삭 가공) 을 실시할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (제 2 부플랭크면 (42)) 에 있어서의 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 길이 (폭) 가, 이 제 2 부플랭크면 (42) 중, 상기 제 2 부절단날 (32) 과는 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 반대측에 위치하는 단부에 비하여, 상기 제 2 부절단날 (32) 에 인접하는 부분에서 크게 되어 있기 때문에, 하기의 작용 효과를 발휘한다.
즉 이 경우, 인서트 장착 시트 (4) 의 단측면 장착벽 (53) 과 장측면 장착벽 (52) 에 의해 절삭 인서트 (3) 를 구속하여 착좌 안정성을 높일 수 있다는 본 실시형태의 상기 서술한 작용 효과가, 보다 각별히 현저한 것이 된다. 즉, 인서트 장착 시트 (4) 의 단측면 장착벽 (53) 을, 그 단측면 장착벽 (53) 중 장측면 장착벽 (52) 으로부터 멀어진 위치 (단측면 장착벽 (53) 중 공구 회전 방향 (T) 의 단부 근방) 에 있어서, 제 2 부플랭크면 (42) 에 대하여 광범위하게 접촉시킬 수 있다. 이에 의해, 단측면 장착벽 (53) 과 장측면 장착벽 (52) 에 의한 절삭 인서트 (3) 의 구속력을 현저하게 높여, 그 절삭 인서트 (3) 의 덜컹거림을 확실하게 억제할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 단측면 (13) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 로부터, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장되는 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42)) 끼리가, 인서트 주면 축선 (C1) 방향으로 인접하여 배치되기 때문에, 하기의 작용 효과를 발휘한다.
즉 이 경우, 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리가, 서로의 사이에 다른 면을 개재시키지 않고 직접 서로 이웃하여 접속되어 있다. 이들 제 2 부플랭크면 (42) 끼리의 사이에는, 예를 들어 제 1 부절단날 (플랫 드랙) (31) 의 플랭크면 (제 1 부플랭크면 (41)) 등이 개재하는 경우는 없다. 따라서 상기 구성에 의하면, 제 2 부플랭크면 (42) 의 면적이 더욱 크게 확보된다. 이에 의해, 인서트 장착 시트 (4) 에 있어서 공구 선단측을 향하는 단측면 장착벽 (53) 이, 제 2 부플랭크면 (42) 에 대하여 광범위하게 접촉할 수 있다. 상기 서술한 절삭 인서트 (3) 의 착좌 안정성을 높일 수 있다는 효과가, 보다 각별히 현저한 것이 된다.
＜제 2 실시형태＞
다음으로, 제 2 실시형태에 관련된 날끝 교환식 절삭 공구의 절삭 인서트 (30) 에 대하여, 도 17 및 도 18 을 참조하여 설명한다.
또한, 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 주로 상이한 점에 대해서만, 하기에 설명한다.
〔전술한 실시형태와의 차이점〕
본 실시형태의 날끝 교환식 절삭 공구는, 전술한 실시형태에서 설명한 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 와는, 공구 본체 (2) 가 공통되어 있고, 절삭 인서트 (30) 가 상이하다. 구체적으로는, 절삭 인서트 (30) 의, 주로 단측면 (13) 의 구성이 상이하다.
도 17 및 도 18 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 절삭 인서트 (30) 는, 단측면 (13) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 로부터, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장되는 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41)) 끼리가, 서로 접속되어 있다.
구체적으로, 도 18 에 있어서, 단측면 (13) 의 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 끼리는, 각 제 1 부절단날 (31) 로부터 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 (C1) 방향의 길이 (폭) 가 작게 되어 있다. 또한, 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 끼리는, 인서트 단측면 축선 (C3) 상에 있어서 서로 접속되어 있다.
또한 이에 의해, 단측면 (13) 의 인서트 장측면 축선 (C2) 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 로부터, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장되는 1 쌍의 제 2 부절단날 (32) 의 플랭크면 (1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42)) 끼리는, 서로 접속되지 않고 이간되어 있다.
그리고, 단측면 (13) 에 형성되는 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 끼리는, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있다. 단측면 (13) 의 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 끼리는, 서로 평면의 기울기가 상이하여, 평행하게 배치되어 있지는 않다 (따라서 동일한 평면 내에 포함되지 않는다).
구체적으로, 단측면 (13) 의 1 쌍의 제 1 부절단날 (31) 의 플랭크면 (1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41)) 은, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향을 따른 각 제 1 부절단날 (31) 과는 반대측에 위치하는 단부끼리가 접속되어는 있지만, 서로 다른 평면에 의해 형성되어 있다. 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 은, 이 접속 부분에 있어서 서로 교차하고 있다. 요컨대, 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 은, 서로의 접속 부분을 개재하여 뒤틀리도록 늘어서 있고, 상기 접속 부분에는, 능선 또는 곡선 (谷線) 이 형성되어 있다.
또한, 단측면 (13) 에 형성되는 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 끼리도, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있고, 이들 평면끼리는 기울기가 상이하다. 또한, 제 1 부플랭크면 (41) 과 제 2 부플랭크면 (42) 은, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있고, 이들 평면끼리는 기울기가 상이하다.
이 때문에, 단측면 (13) 에는, 적어도 1 쌍의 제 1 부플랭크면 (41) 및 1 쌍의 제 2 부플랭크면 (42) 을 포함하는, 서로 상이한 4 개의 평면이 형성된다.
〔본 실시형태에 의한 작용 효과〕
본 실시형태의 절삭 인서트 (30) 및 이것을 사용한 날끝 교환식 절삭 공구에 의하면, 전술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
＜제 3 실시형태＞
본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 날끝 교환식 절삭 공구의 절삭 인서트 (130) 에 대하여 설명한다. 도 20 은, 제 3 실시형태의 절삭 인서트 (130) 가 장착된 날끝 교환식 공구의 단면도이다. 또한, 도 21 은, 도 20 의 영역 XXI 의 확대도이다.
또한, 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 주로 상이한 점에 대해서만, 하기에 설명한다.
본 실시형태의 날끝 교환식 절삭 공구는, 전술한 실시형태에서 설명한 날끝 교환식 절삭 공구 (1) 와는, 공구 본체 (2) 가 공통되어 있고, 절삭 인서트 (130) 가 상이하다. 구체적으로는, 절삭 인서트 (130) 의, 장착공 (116) 의 구성이 상이하다.
본 실시형태의 절삭 인서트 (130) 에는, 제 1 실시형태와 동일하게, 장착공 (116) 이 형성되어 있다. 장착공 (116) 은, 1 쌍의 주면 (11) 과 직교하는 방향 (일 방향) 으로 관통하여 형성되어 있다. 장착공 (116) 은, 공구 본체 (2) 에 절삭 인서트 (130) 를 고정시키기 위한 클램프 나사 (고정 부재) (20) 가 삽입된다.
클램프 나사 (20) 는, 수나사가 형성된 축부 (20b) 와, 축부 (20b) 의 일단에 위치하는 헤드부 (걸림부) (20a) 를 갖는다. 헤드부 (20a) 는, 축부 (20b) 보다 대직경으로 형성되어 있다. 헤드부 (20a) 는, 원추 형상을 갖는다. 헤드부 (20a) 의 시트면 (20c) 은, 축부 (20b) 의 접속부를 향함에 따라 직경을 작게 하는 테이퍼면을 구성한다.
장착공 (116) 에는, 1 쌍의 대직경부 (117) 와, 1 쌍의 테이퍼부 (119) 와, 소직경부 (118) 가 형성되어 있다. 1 쌍의 대직경부 (117) 는, 각각 반대측을 향하는 주면 (11) 에 개구한다. 소직경부 (118) 는, 1 쌍의 대직경부 (117) 의 사이에 위치한다. 1 쌍의 테이퍼부 (119) 는, 각각 대직경부 (117) 와 소직경부 (118) 사이에 배치되어 이들을 접속한다. 일방의 대직경부 (117), 일방의 테이퍼부 (119), 소직경부 (118), 타방의 테이퍼부 (119) 및 타방의 대직경부 (117) 는, 이 순서로 클램프 나사 (20) 의 삽입 방향을 따라 형성되어 있다.
테이퍼부 (119) 는, 각 주면 (11) 으로부터 내측을 향하여 장착공 (116) 의 직경을 작게 한다. 즉, 테이퍼부 (119) 는, 클램프 나사 (20) 의 삽입 방향을 따라 장착공 (116) 의 직경을 작게 한다.
도 21 에 나타내는 바와 같이, 테이퍼부 (119) 는, 구멍 직경이 작은 측의 단부 (즉, 소직경부 (118) 측의 단부) 에 제 1 R 부 (만곡부) (119a) 를 갖는다. 테이퍼부 (119) 는, 제 1 R 부 (119a) 를 개재하여 소직경부 (118) 에 매끄럽게 접속한다. 동일하게, 테이퍼부 (119) 는, 구멍 직경이 큰 측의 단부 (즉, 대직경부 (117) 측의 단부) 에, 제 2 R 부 (119b) 를 갖는다. 테이퍼부 (119) 는, 제 2 R 부 (119b) 를 개재하여 대직경부 (117) 에 매끄럽게 접속한다. 절삭 인서트 (130) 는, 제 1 R 부 (119a) 에 있어서, 클램프 나사 (20) 의 테이퍼상으로 형성된 시트면 (20c) 과 접촉한다.
테이퍼부 (119) 는, 연마부 (109) 를 갖는다. 연마부 (109) 는, 테이퍼부 (119) 의 둘레 방향을 따라 띠상 그리고 전체 둘레에 형성되어 있다. 절삭 인서트 (130) 는, 연마부 (109) 에 있어서, 클램프 나사 (20) 의 헤드부 (20a) 에 형성된 테이퍼상의 시트면 (20c) 과 접촉한다. 따라서, 연마부 (109) 는, 적어도 테이퍼부 (119) 의 제 1 R 부 (119a) 에 형성되어 있다.
연마부 (109) 는, 예를 들어 블라스트 가공이나 브러쉬 가공에 의해 형성된다. 연마부 (109) 의 산술 평균 조도 Ra 는, 0.35 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.30 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 연마부 (109) 는, 클램프 나사 (20) 의 시트면 (20c) 과 접촉한다.
〔본 실시형태에 의한 작용 효과〕
본 실시형태의 절삭 인서트 (130) 는, 장착공 (116) 이, 1 쌍의 주면 (11) 을 관통하여 형성되고, 1 쌍의 주면 (11) 의 둘레 가장자리끼리를 접속하는 측면에 레이크면이 형성되어 있다. 즉, 절삭 인서트 (130) 는, 이른바 세로 날형의 절삭 인서트이다. 이 경우, 절삭시에 클램프 나사 (20) 에 큰 전단 응력이 부여된다. 큰 전단 응력에 대하여 클램프 나사의 파단을 억제하기 위해서, 클램프 나사의 축부 직경을 크게 하면, 이것에 수반하여 절삭 인서트가 육박이 된다. 이 때문에, 절삭 인서트에 균열이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.
본 실시형태의 절삭 인서트 (130) 에 의하면, 클램프 나사 (20) 의 시트면 (20c) 과 접촉하는 부분에 연마부 (109) 가 형성되어 있다. 시트면 (20c) 과 접촉하는 부분에는, 클램프 나사 (20) 의 체결에 수반하는 응력이 부여된다. 접촉하는 부분의 표면의 결함은, 크랙의 기점이 된다. 일반적인 절삭 인서트 (130) 의 구성 재료로서 채용되는 초경 합금에 있어서는, 표면에 탄화 텅스텐 입자에서 기인하는 미세한 결함이 형성되어 있다. 특히, 세로날 양면 타입의 절삭 인서트를 제조할 때에는, 먼저, 원료 분말의 프레스 성형에 의해 성형체를 제조하는데, 인서트 장측면 축선 (C2) 방향으로부터 성형하기 때문에, 장착공 주위의 일부가 저밀도가 되기 쉽고, 소결 후에 있어서 이 저밀도에서 기인하는 표면 결함이 발생하기 쉽다. 접촉하는 부분에 연마부 (109) 를 형성함으로써, 크랙의 기점이 되는 결함을 제거하고, 절삭 인서트 (130) 에 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 연마부 (109) 의 산술 평균 조도 Ra 를 0.35 ㎛ 이하로 함으로써, 크랙의 발생이 보다 확실하게 억제된다.
또한, 본 실시형태의 절삭 인서트 (130) 는, 클램프 나사 (20) 의 헤드부 (20a) 와 접촉하는 부분의 전체에 연마부 (109) 가 형성되어 있다. 그러나, 접촉하는 부분의 적어도 일부에 연마부 (109) 가 형성되어 있으면, 크랙 발생에 일정한 효과를 발휘한다.
본 실시형태에 의하면, 장착공 (116) 의 테이퍼부 (119) 가 테이퍼상의 시트면 (20c) 과 접촉한다. 이에 의해, 장착공 (116) 의 중심축과 클램프 나사 (20) 의 중심축의 상대적인 위치 맞춤이 용이해진다. 또한, 클램프 나사 (20) 의 시트면 (20c) 은, 테이퍼부 (119) 의 제 1 R 부 (119a) 에 있어서 접촉하기 때문에, 클램프 나사 (20) 의 체결시에 있어서 절삭 인서트 (130) 의 자세를 용이하게 조정할 수 있다. 그러나 한편으로, 시트면 (20c) 이, 제 1 R 부 (119a) 에 있어서 절삭 인서트 (130) 와 접촉함으로써, 절삭 인서트 (130) 와 클램프 나사 (20) 의 접촉 면적이 감소한다. 이에 의해, 클램프 나사 (20) 로부터 절삭 인서트 (130) 에 가해지는 응력이 높아진다. 본 실시형태에 의하면, 절삭 인서트 (130) 와 클램프 나사 (20) 의 접촉부에 연마부 (109) 가 형성되고, 균열의 발생이 억제되어 있기 때문에, 접촉부의 응력이 높아진 경우에도 절삭 인서트 (130) 의 파손을 억제할 수 있다.
〔그 밖의 구성〕
또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.
예를 들어, 전술한 실시형태에서는, 절삭 인서트 (3, 30) 의 단측면 (13) 에 형성되는 제 1 부플랭크면 (41) 및 제 2 부플랭크면 (42) 이, 사각형상을 이루고 있고, 구체적으로는 사다리꼴상으로 형성되어 있는 것으로 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제 1 부플랭크면 (41) 및 제 2 부플랭크면 (42) 의 형상은, 예를 들어 사각형상 이외의 다각형상이나, 긴 원 형상, 타원 형상 등이어도 된다.
그 외, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서, 전술한 실시형태, 변형예 및 추가 기재 등으로 설명한 각 구성 (구성 요소) 을 조합해도 되고, 또한, 구성의 부가, 생략, 치환, 그 밖의 변경이 가능하다. 또한 본 발명은, 전술한 실시형태에 의해 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
실시예
상기 서술한 제 3 실시형태에 기재된 절삭 인서트 (130) 로서, 클램프 나사 (20) 와의 접촉부 (즉, 제 1 R 부 (119a)) 에 연마부 (109) 를 갖는 실시예와, 연마부를 갖지 않는 비교예를 각각 준비하였다. 또한, 접촉부의 산술 평균 조도 Ra 를, 후단의 표 1 에 나타낸다. 산술 평균 조도 Ra 의 측정은, 비접촉식의 레이저식의 측정 장치에 있어서, 20 ㎛ × 20 ㎛ 의 분석 영역에 있어서 실시하였다. 또한, 컷오프치를 고려한 측정치의 보정을 실시하지 않았다.
실시예 및 비교예의 절삭 인서트 (130) 를, 직경 25 ㎜ 의 공구 본체 (2) 에 4 개씩 장착하여, 절삭 속도 160 m/min, 축 방향의 절삭 깊이 7.5 ㎜, 반경 방향의 절삭 폭 12.5 ㎜ 로 하고, 공구 본체 (2) 의 회전 속도 (1 날 당의 이송량) 를 바꾸어, 절삭 시험을 실시하였다. 피삭재로는, SCM440 을 사용하였다.
1 날 당의 이송량을 크게 하면, 절삭 인서트 (130) 에 가해지는 부하가 커져, 절삭 인서트 (130) 의 파손이 발생하기 쉬워진다. 절삭 시험에서는, 1 날 당의 이송량을 바꾸었을 때의 절삭 인서트 (130) 의 파손을 확인하여, 파손시의 이송량을 표 1 에 정리하였다. 또한, 표 1 에 있어서, 「○」 는, 1 패스를 400 ㎜ 로 하여, 5 패스의 절삭 시험을 실시하여 파손이 없었던 것을 나타낸다. 또한, 「×」 는, 도중에 파손이 발생한 것을 나타낸다.
Figure 112018024480719-pct00001
표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예의 절삭 인서트 (130) 에 있어서는, 비교예와 비교하여 파손을 억제할 수 있었다. 이 결과로부터, 절삭 인서트 (130) 와 클램프 나사 (20) 의 접촉부에 연마부를 형성함으로써, 절삭 인서트 (130) 의 파손을 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 절삭 인서트 및 날끝 교환식 절삭 공구에 의하면, 정면 절삭 가공이나 숄더 절삭 가공 등을 실시할 수 있는 것은 물론, 램핑 가공도 실시할 수 있다. 또한, 본 발명의 절삭 인서트 및 날끝 교환식 절삭 공구에 의하면, 절삭 가공시에 있어서의 인서트 장착 시트에 대한 절삭 인서트의 착좌 안정성을 높일 수 있어, 절삭 성능을 향상시킬 수 있다.
1 ; 날끝 교환식 절삭 공구
2 ; 공구 본체
3, 30, 130 ; 절삭 인서트
4 ; 인서트 장착 시트
10 ; 측면
11 ; 주면 (주플랭크면)
12 ; 장측면 (레이크면)
13 ; 단측면 (부플랭크면)
14 ; 주절단날
15 ; 부절단날
16, 116 ; 장착공
20 ; 클램프 나사 (고정 부재)
20a ; 헤드부 (걸림부)
21 ; 코너 날
31 ; 제 1 부절단날
32 ; 제 2 부절단날
41 ; 제 1 부플랭크면 (제 1 부절단날의 플랭크면)
42 ; 제 2 부플랭크면 (제 2 부절단날의 플랭크면)
51 ; 주면 장착벽
52 ; 장측면 장착벽
53 ; 단측면 장착벽
119 ; 테이퍼부
119a ; 제 1 R 부 (만곡부)
C1 ; 인서트 주면 축선
C2 ; 인서트 장측면 축선
C3 ; 인서트 단측면 축선
O ; 공구 축선
T ; 공구 회전 방향

Claims (12)

  1. 사각형 판상을 이루고, 표리 반전 대칭 형상으로 된 절삭 인서트로서,
    당해 절삭 인서트의 표리면인 1 쌍의 주면과,
    1 쌍의 장측면과 상기 1 쌍의 장측면끼리를 접속하는 1 쌍의 단측면을 포함하고 상기 1 쌍의 주면의 둘레 가장자리끼리를 접속하는 측면과,
    상기 주면과 상기 장측면의 교차 능선에 형성된 주절단날과,
    상기 장측면과 상기 단측면의 교차 능선에 형성된 부절단날을 구비하고,
    상기 1 쌍의 주면의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 주면 축선으로 하고,
    상기 1 쌍의 장측면의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 장측면 축선으로 하고,
    상기 1 쌍의 단측면의 각 중심을 통과하는 가상 직선을 인서트 단측면 축선으로 하고,
    상기 부절단날은,
    상기 주절단날에 코너 날을 개재하여 늘어서는 제 1 부절단날과,
    상기 제 1 부절단날의 상기 주절단날과는 반대측의 단부에 접속하고, 인서트 장측면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 상기 제 1 부절단날의 상기 단부로부터 인서트 주면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 내측을 향하여 경사지게 연장되는 제 2 부절단날을 갖고,
    상기 단측면에 형성되는 상기 제 2 부절단날의 플랭크면이,
    인서트 주면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 그 제 2 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사지고,
    또한, 인서트 장측면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 상기 제 2 부절단날의 플랭크면에 인접하는 상기 주면으로부터 인서트 주면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 단측면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있고,
    상기 단측면에 형성되는 상기 제 1 부절단날의 플랭크면은, 인서트 단측면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 그 제 1 부절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 방향의 길이가 작게 되어 있고,
    상기 단측면에 형성되는 1 쌍의 상기 제 1 부절단날의 플랭크면끼리는, 서로 상이한 평면으로 형성되어 있는, 절삭 인서트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단측면에 형성되는 상기 제 2 부절단날의 플랭크면이, 이 단측면에 있어서 상기 제 2 부절단날과는 인서트 장측면 축선 방향의 반대측의 끝 가장자리에 위치하는 상기 제 1 부절단날까지는 도달해 있지 않은, 절삭 인서트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주면은, 인서트 단측면 축선 방향에서 보았을 때에 있어서, 상기 주절단날로부터 인서트 장측면 축선 방향을 향함에 따라 인서트 주면 축선 방향의 인서트 외측을 향하여 경사져 있는, 절삭 인서트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부절단날의 플랭크면에 있어서의 인서트 주면 축선 방향의 길이가, 이 플랭크면 중, 상기 제 2 부절단날과는 인서트 장측면 축선 방향의 반대측에 위치하는 단부에 비하여, 상기 제 2 부절단날에 인접하는 부분에서 크게 되어 있는, 절삭 인서트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단측면의 인서트 장측면 축선 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 상기 제 1 부절단날로부터, 인서트 장측면 축선 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장되는 1 쌍의 상기 제 1 부절단날의 플랭크면끼리가, 서로 접속되어 있는, 절삭 인서트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단측면의 인서트 장측면 축선 방향의 양끝 가장자리에 위치하는 1 쌍의 상기 제 2 부절단날로부터, 인서트 장측면 축선 방향을 따라 서로 반대측을 향하여 연장되는 1 쌍의 상기 제 2 부절단날의 플랭크면끼리가, 인서트 주면 축선 방향으로 인접하여 배치되는, 절삭 인서트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    일 방향으로 관통하는 장착공이 형성되고, 상기 장착공에 축부와 상기 축부의 일단에 위치하는 걸림부를 갖는 고정 부재가 삽입되어 공구 축선 주위로 회전하는 공구 본체에 고정되고,
    상기 장착공에는, 상기 고정 부재의 삽입 방향을 따라 장착공의 직경을 작게 하는 테이퍼부가 형성되고,
    상기 테이퍼부는, 상기 고정 부재의 걸림부와 접촉하는 부분의 적어도 일부에 연마부를 갖는, 절삭 인서트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 장착공은, 상기 1 쌍의 주면을 관통하여 형성되고,
    상기 1 쌍의 주면의 둘레 가장자리끼리를 접속하는 상기 측면에 레이크면이 형성되어 있는, 절삭 인서트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 장착공은, 상기 테이퍼부의 구멍 직경이 작은 측의 단부에 위치하는 소직경부를 갖고,
    상기 테이퍼부는, 상기 소직경부에 매끄럽게 접속하는 만곡부를 갖고,
    상기 만곡부에 있어서 상기 고정 부재의 걸림부와 접촉하는, 절삭 인서트.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 연마부의 산술 평균 조도 Ra 가, 0.35 ㎛ 이하인, 절삭 인서트.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 장착공은, 상기 1 쌍의 주면을 관통하여 형성되고,
    상기 장착공에는, 각 주면으로부터 내측을 향하여 직경을 작게 하는 1 쌍의 상기 테이퍼부가 형성되어 있는, 절삭 인서트.
  12. 공구 축선 주위로 회전되는 공구 본체와,
    상기 공구 본체의 선단 외주부에 형성되는 오목 형상의 인서트 장착 시트와,
    상기 인서트 장착 시트에 착탈 가능하게 장착되는 절삭 인서트를 구비한 날끝 교환식 절삭 공구로서,
    상기 절삭 인서트로서, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 절삭 인서트를 이용하고,
    상기 인서트 장착 시트는,
    공구 축선에 직교하는 공구 직경 방향의 외측을 향함과 함께, 상기 주면에 맞닿게 되는 주면 장착벽과,
    공구 축선 주위를 따른 공구 둘레 방향 중, 공구 회전 방향을 향함과 함께, 상기 장측면에 맞닿게 되는 장측면 장착벽과,
    공구 축선 방향의 선단측을 향함과 함께, 상기 단측면에 형성되는 1 쌍의 상기 제 2 부절단날의 플랭크면 중, 상기 공구 직경 방향의 외측에 위치하는 상기 제 2 부절단날의 플랭크면에 맞닿게 되는 단측면 장착벽을 갖는, 날끝 교환식 절삭 공구.
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