KR20180034575A - 절삭 인서트 및 날끝 교환식 회전 절삭 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 절삭 인서트에 있어서, 절삭날부는, 제 1 코너날과, 이 제 1 코너날의 단변 방향 측면부측의 단부 (S1) 에 이어진 직선상을 이루는 주절삭날과, 주절삭날의 타방의 단부 (S2) 에 이어지고, 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날과, 제 1 부절삭날의 타방의 단부 (S3) 에 이어져 직선 형상을 이루는 제 2 부절삭날을 구비하고, 제 2 부절삭날에 수직인 레이크면의 단면에서 봤을 때, 제 2 부절삭날의 레이크면의 단면 능선은, 기준 평탄면부의 단면 능선부에 대하여 상방을 향해서 돌출한 볼록 형상이 되도록 형성되어 있다.

Description

절삭 인서트 및 날끝 교환식 회전 절삭 공구

본 발명은 피삭재에 실시하는 정면 프레이즈 가공에 있어서, 가공면의 표면 조도를 개선함과 함께, 피삭재의 경사 절삭 가공을 고(高)이송으로 실시해도 적합한 가공면을 얻을 수 있는 절삭 인서트, 및 이 절삭 인서트를 자유롭게 착탈할 수 있도록 장착한 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 관한 것이다.

절삭날을 구비한 초경합금제 인서트 (이하, 「절삭 인서트」 라고 기재한다) 를, 프레이즈 가공용 절삭 공구의 선단부에 형성한 인서트 부착좌에 클램프 나사를 사용하여 자유롭게 착탈할 수 있도록 (착탈 가능하도록) 장착한 날끝 교환식 회전 절삭 공구가 실용화되어 있다. 이 날끝 교환식 회전 절삭 공구는, 복수의 절삭 인서트를 장착하고 있으므로, 고이송의 절삭 가공 조건, 예를 들어, 피삭재가 탄소강재 등인 경우, 1 날당 이송량이 0.8 내지 1.0 (㎜/날) 정도의 절삭 가공 조건으로 설정했을 때, 피삭재에 대하여 고능률로 절삭 가공을 실시하는 것이 가능하다.

그러나, 고이송의 절삭 가공에 있어서는, 절삭 인서트에 큰 절삭 가공의 부하 (절삭 저항) 가 작용하기 때문에, 절삭날의 레이크면이나 플랭크면의 조기 마모나, 절삭 인서트의 절삭날에 칩핑이나 결손이 발생하여 가공면의 품질이 저하되고, 절삭 인서트의 수명을 저하시킨다는 문제가 발생하고 있었다.

인서트 부착좌에 절삭 인서트를 자유롭게 착탈할 수 있도록 장착하는 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 있어서, 상기 문제를 개선하기 위해서, 종래부터 여러 가지 제안이 이루어져 있다.

예를 들어, 절삭 인서트의 레이크면에 오목홈 형상의 브레이커를 형성함으로써, 절삭 부스러기의 처리성의 향상을 도모하면서, 절삭 인서트 본체의 강성이나 절삭 인서트의 부착 강성을 확보하는 개선 (하기의 특허문헌 1), 절삭 인서트에 형성하는 절삭날의 형상이나 그 배치 위치 등을 개선하여 공구 선단부의 강도를 더하도록 한 개선 (하기의 특허문헌 2), 혹은, 절삭 인서트의 형상, 및 절삭날의 형상을 연구하여 충분한 부착면을 구비하는 절삭 인서트로 하고, 소형의 날끝 교환식 회전 절삭 공구이더라도, 인서트 부착좌에 안정되게 부착할 수 있는 개선 (하기의 특허문헌 3) 등이 제안되어 있다.

상기한 특허문헌 1 ∼ 3 에 의해 제안되어 있는 개선안의 구성에 대해서, 더욱 설명하면 다음과 같이 된다.

특허문헌 1 (일본 공개특허공보 2003-275920호) 에는, 피삭재의 가공면에 대하여 평면부와 입벽부 (立壁部) 를 가공 가능한 절삭 인서트 (드로우어웨이 팁) 로서, 1 개의 절삭 인서트에 있어서의 사용 가능한 절삭날의 수를 늘린 절삭 인서트에 관한 발명이 제안되어 있다.

특허문헌 1 에 제안되어 있는 절삭 인서트는, 다각형 평판상을 이루는 절삭 인서트 (팁 본체) 의 다각형을 이루는 표면 및 이면 (표리면) 이 레이크면이 되고, 이들 표리면의 공통되는 모서리부에는 원호상을 이루는 코너날이 형성됨과 함께, 이 코너날의 일단부에 이어지는 표리면의 변릉부 (邊稜部) 에는 주절삭날이 형성되어 있다. 한편, 코너날의 타단부에 이어지는 표리면의 변릉부는, 이 코너날이 이루는 원호의 이등분선에 관해서 상기한 주절삭날과 대칭 형상으로 형성되어 있고, 또한 절삭 인서트 본체의 표리면끼리의 사이에서는, 이 절삭 인서트 본체의 표리를 반전시켰을 때에, 서로의 이들 코너날, 주절삭날, 및 코너날의 타단부에 이어지는 변릉부가 대칭 형상이 되도록 배치 형성되어 있다.

또한, 특허문헌 1 의 도 11 에는, 표리면에, 변릉부의 적어도 코너날측의 주변 부분을 피하도록, 코너날로부터 주절삭날을 따라서 오목홈 형상의 브레이커를 형성한 구성이 제안되어 있다. 그리고, 이 오목홈 형상의 브레이커를, 절삭 부스러기 처리성의 향상을 도모하면서도, 팁 본체의 강성이나 팁 형성 강성을 확실하게 확보하기 위해서 형성하는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 2 (일본 특허공보 제5007853호) 에는, 공구 선단부의 강도를 더하는 것을 가능하게 한 절삭 인서트 및 날끝 교환식 절삭 공구가 제안되어 있다.

특허문헌 2 에 개시되어 있는 절삭 인서트는, 공구 본체에 대한 부착면으로서 사용 가능한 주면 (主面) 을 갖는 2 개의 단면 (端面) 과, 이들 2 개의 단면 사이에 연장되는 둘레측면과, 각각이 각 단면과 상기 둘레측면의 교차부에 형성된 복수의 절삭날부를 구비하고, 이들 복수의 절삭날부가, 2 개의 단면을 통과하는 제 1 축선을 중심으로 하여 회전 대칭성을 가짐과 함께, 제 1 축선에 직교하여 상기 둘레측면을 통과하는 제 2 축선을 중심으로 하여 회전 대칭성을 갖도록 배치 형성되고, 또한 제 1 축선에 직교함과 함께 제 2 축선을 포함하여 둘레측면을 통과하는 중간면이 정의된 절삭 인서트이다.

그리고, 이 특허문헌 2 에 개시되어 있는 절삭 인서트는, 각 절삭날부는 관련된 단면의 모서리부에 형성된 코너날과, 이 코너날의 일단으로부터 연장되는 주절삭날로서, 이 주절삭날과 중간면의 거리가 관련된 단면의 주면과 중간면의 거리보다 길어지도록 연장되는 주절삭날과, 코너날의 타단으로부터 연장되는 부절삭날로서, 이 부절삭날과 중간면의 거리가 관련된 단면의 주면과 중간면의 거리보다 짧아지도록 연장되는 부절삭날을 구비한 구성으로 되어 있다. 또한, 각 절삭날과 단면의 주면의 사이에, 오목 형상의 칩 브레이커를 형성하고 있는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 3 (일본 공표특허공보 2011-516292호) 에는, 서로 반대의 위치에 있는 상면 및 하면과, 상기 상면 및 상기 하면을 접속하는 2 개의 길이 방향 측면과, 2 개의 가로 방향 측면을 갖고, 길이 방향 길이를 가로 방향 길이보다 길게 한 절삭 인서트로서, 관통공이 상기 상면 및 상기 하면의 각 중심 부분을 관통하고, 상기 2 개의 길이 방향 측면이 서로 반대의 위치에 있고, 또한 상기 상면 및 상기 하면에 대하여 수직이고, 상기 2 개의 가로 방향 측면이 서로 반대의 위치에 있고, 또한 상기 상면 및 상기 하면에 대하여 수직이고, 상기 상면 및 상기 하면에는, 그 대각선 상의 코너에 코너날을, 또한 다른 일방의 대각선 상의 코너부에 절삭 부스러기 배출 홈을 형성한 절삭 인서트가 개시되어 있다. 또, 상면 및 하면의 각각에, 가로 방향 측면을 따라 연장되는 절삭 부스러기 배출 홈을 형성하는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 3 에 개시되어 있는 절삭 부스러기 배출 홈은, 길이 방향 축 S2 에 대하여, 일방의 길이 방향 측면을 향하여 하방으로 경사진 절삭 부스러기 배출 홈과, 타방의 길이 방향 측면을 향하여 상방으로 경사진 절삭 부스러기 배출 홈으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 상면 및 상기 하면에 있어서, 4 개의 코너부 중, 대각선 상의 1 쌍의 코너부에는 코너 절삭날을 형성하고, 코너 절삭날을 형성한 2 개의 코너부가 상면 또는 하면 상에서 다른 코너부보다 상방으로 돌출한 구성으로 되어 있는 것이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2003-275920호 일본 특허공보 제5007853호 일본 공표특허공보 2011-516292호

상기 특허문헌 1 에 기재된 절삭 인서트 (드로우어웨이 팁) 는, 다각형 평판상을 이루는 절삭 인서트에, 절삭날로서, 코너날에 이어지는 직선상의 주절삭날과, 이 주절삭날의 타방의 단부 (端部) 에 이어지는 볼록 원호상으로 형성된 부절삭날을 형성하는 것이 개시되어 있다. 이 절삭 인서트를 정면에서 봤을 때, 코너날로부터 주절삭날 및 부절삭날에 이어지는 절삭날의 능선은, 절삭 인서트의 이면에 대하여 그 거리가 일정하게 되어 있다.

이 때문에, 이 절삭 인서트를 공구 본체에 장착했을 때에는, 반경 방향 레이크 각도는 부 (負) 값이 된다. 게다가, 피삭재의 절삭 가공시의 절삭 인서트의 회전시에 있어서, 피삭재와의 간섭을 회피하기 위해서, 반경 방향 레이크 각도의 절대값은 큰 값이 되기 때문에, 절삭 저항의 저감을 도모하는 것이 곤란해진다. 또, 특허문헌 1 에는, 오목홈 형상 브레이커가 형성되는 범위를 한정한 기재가 있으며, 이 특허문헌의 도 11 내지 도 16 에 도시되어 있는 절삭 인서트의 표면 (3) 의 형상에 있어서는, 부절삭날 (12) 에 오목홈 형상 브레이커가 존재하지 않는 영역이 있는 것이 개시되어 있다. 그러나, 이 오목홈 형상 브레이커가 존재하지 않는 영역은, 평탄면으로 되어 있기 때문에, 표면 (3) 및 이면 (4) 을 볼록 형상으로 하는 기술 수단에 관한 개시는 없다.

특허문헌 2 에 개시되어 있는 절삭 인서트는, 직선상의 주절삭날과 부절삭날을 잇는 제 1 코너날을, 원호 형상을 이루는 절삭날로 하는 것이 개시되어 있지만, 이 제 1 코너날의 원호 형상에 대해, 그 원호 반경을 어떻게 설정할지에 대해서는 기재되어 있지 않다. 특허문헌 2 에 개시되어 있는 절삭 인서트는, 이 절삭 인서트를 장착한 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 의해 피삭재에 경사 절삭 가공을 실시하는 경우, 이 경사 절삭 가공을 프레이즈 가공에 의해 실시하기 위한 내주측 절삭날로서 상기의 직선상의 주절삭날을 구비하고 있다. 그러나, 절삭 인서트를 공구 본체에 장착했을 때에 이 공구 본체의 최하점이 되는 제 1 코너날의 형상이 작은 원호 형상을 이루고 있기 때문에, 피삭재에 대한 프레이즈 가공에 의해 얻은 가공면에는 단차가 형성된다. 이 때문에, 특허문헌 2 에 개시되어 있는 절삭 인서트는, 경사 절삭 가공을 실시했을 때에 그 경사 가공면의 면 조도의 향상을 도모하는 것이 곤란해진다.

특허문헌 3 에 개시되어 있는 절삭 인서트는, 공구 직경이 16 ㎜ 내지 40 ㎜ 를 갖는 소형의 커터 (공구 본체) 에 장착되는 절삭 인서트이지만, 프레이즈 가공에 있어서, 피삭재에 대하여 경사 절삭 가공을 양호하게 실시하기 위한 대책, 및 가공면의 면 조도를 개선하기 위한 대책에 관련된 특징적인 구성에 대해서는, 개시되어 있지 않다.

또, 특허문헌 2, 특허문헌 3 에 개시되어 있는 절삭 인서트에는, 브레이커면에 오목부가 존재한다. 이 때문에, 회전 공구의 내주측에 배치되는 부절삭날의 근방에는 입벽면이 존재하게 되기 때문에, 이 입벽면은, 절삭 부스러기 막힘을 발생시키는 원인이 될 가능성을 갖는다는, 기술 과제가 있다.

그래서, 본 발명의 목적은, 프레이즈 가공을 실시하기 위한 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 자유롭게 착탈할 수 있도록 장착되는 절삭 인서트에 대해서, 제 2 부절삭날을 사용한 경사 절삭 가공시에는, 고이송의 가공 조건을 설정하는 것이 가능해지고, 또, 절삭 부스러기 배출성을 개선할 수 있는 절삭 인서트, 및 이 절삭 인서트를 장착한 날끝 교환식 회전 절삭 공구를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 가공면의 표면 조도를 개선함과 함께, 피삭재의 경사 절삭 가공을 고이송으로 실시해도 적합한 가공면의 면 조도를 얻을 수 있는 절삭 인서트, 및 이 절삭 인서트를 장착한 날끝 교환식 회전 절삭 공구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 1 양태에 관련된 절삭 인서트는, 장변과 단변을 갖고, 평면에서 봤을 때 대략 사각형상을 이루는 표면부와 이 표면부에 대향하여 배치된 이면부와, 상기 표면부와 상기 이면부의 각각의 4 개의 모서리부에 형성된 코너부와, 상기 표면부와 상기 이면부를 접속하는 측면부로서 2 개의 장변 방향 측면부와 2 개의 단변 방향 측면부와, 상기 표면부의 중앙부로부터 상기 이면부까지 관통하는 고정용 나사 삽입 통과 구멍과, 상기 표면부 및 상기 이면부가, 상기 단변 방향 측면부 및 상기 장변 방향 측면부와 교차하는 교차 능선부에 절삭날을 갖는 절삭날부, 를 구비한 절삭 인서트로서,

상기 절삭날부는,

상기 표면부 및 상기 이면부의 각각의 4 개의 상기 코너부 중, 상기 고정용 나사 삽입 통과 구멍의 중심선을 개재하여 대향하는 위치에 배치된 1 쌍의 제 1 코너부에 형성된 제 1 코너날과,

상기 제 1 코너날의 상기 단변 방향 측면부측의 단부 (S1) 에 이어지고, 상기 단변 방향 측면부의 상기 교차 능선부를 따라 형성된 직선 형상을 이루는 주절삭날과,

상기 주절삭날의 타방의 단부 (S2) 에 이어지고, 상기 표면부 및 상기 이면부의 평면에서 봤을 때 상기 단변 방향 측면부의 외측 방향을 향하여 완만하게 돌출함과 함께, 상기 단부 (S2) 로부터 이간함에 따라서 상기 주절삭날의 연장선에 대하여, 점차, 상기 고정용 나사 삽입 통과 구멍의 방향으로 후퇴하도록 배치되고, 반경 (R) 의 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날과,

상기 제 1 부절삭날의 타방의 단부 (S3) 에 이어져 직선 형상을 이루는 제 2 부절삭날, 을 구비하고,

상기 표면부 및 상기 이면부에는, 상기 고정용 나사 삽입 통과 구멍의 개구부의 주위를 포함하도록 형성된 기준 평탄면부를 구비하고 있고,

상기 제 2 부절삭날에 있어서의 절삭날 능선에 수직인 상기 제 2 부절삭날의 레이크면의 단면 (斷面) 에서 봤을 때, 상기 제 2 부절삭날의 상기 레이크면의 단면 능선부는, 상기 기준 평탄면부의 단면 능선부에 대하여 상기 표면부 또는 상기 이면부의 상방을 향해서 돌출한 볼록 형상으로 되어 있다.

본 발명의 제 2 양태는, 상기 제 1 양태에 관련된 절삭 인서트에 관련된 것으로, 상기 제 1 코너날과, 상기 주절삭날과, 상기 제 1 부절삭날과, 상기 제 2 부절삭날이, 매끄럽게 연속하고 있다.

본 발명의 제 3 양태는, 상기 제 1 또는 제 2 양태에 관련된 절삭 인서트에 관련된 것으로, 상기 표면부 및 상기 이면부는, 상기 절삭날부의 레이크면이 되고 상기 기준 평탄면부와 연속하는 브레이커면부를 구비하고,

상기 제 1 코너날측에 있어서의 상기 브레이커면부와 상기 기준 평탄면부가 이루는 각도가, 상기 제 2 부절삭날측에 있어서의 상기 브레이커면부와 상기 기준 평탄면부가 이루는 각도보다 작다. 제 3 양태에 있어서, 상기 브레이커면부와 상기 기준 평탄면부가 이루는 상기 각도는, 상기 브레이커면부의 상기 제 1 코너날측으로부터 상기 제 2 부절삭날측을 향하여, 단계적 또는 점차적으로 커지는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 4 양태는, 상기 제 1 내지 제 3 양태 중 어느 것에 관련된 절삭 인서트에 관련된 것으로, 상기 표면부 및 상기 이면부는, 상기 절삭날부의 레이크면이 되고 상기 기준 평탄면부와 연속하는 브레이커면부를 구비하고,

상기 제 2 부절삭날의 상기 레이크면의 상기 단면에서 봤을 때, 상기 볼록 형상의 정점이 상기 제 2 부절삭날 상에 위치하고, 상기 브레이커면부의 평면부와 상기 단변 방향 측면부가 이루는 교차 각도를 γ (도) 로 했을 때, 상기 교차 각도 γ 는, 70 (도) ≤ γ ＜ 90 (도) 로 설정되어 있다.

본 발명의 제 5 양태는, 상기 제 1 절삭 인서트에 관련된 것으로, 상기 제 2 부절삭날의 상기 레이크면이 상기 기준 평탄면부이다.

본 발명의 제 6 양태는, 제 1 또는 제 5 양태의 절삭 인서트에 관련된 것으로, 상기 제 2 부절삭날의 상기 레이크면의 상기 단면에서 봤을 때의 상기 볼록 형상에 있어서,

상기 볼록 형상의 정점 (G) 과 상기 제 2 부절삭날 능선을 이은 선분 (E1) 이, 상기 단변 방향 측면부가 이루는 교차 각도를 β (도) 로 했을 때, 상기 교차 각도 β 는, 90 (도) ＜ β ≤ 130 (도) 로 설정되어 있다.

본 발명의 제 7 양태는, 제 1, 제 5, 제 6 양태 중 어느 것의 절삭 인서트에 관련된 것으로, 상기 제 1 코너날의 중앙부 또는 상기 중앙부를 포함하는 절삭날의 근방은, 상기 표면부 또는 상기 이면부에 있어서 상기 절삭 인서트의 두께 방향에 대한 높이가 가장 높아지도록 형성되어 있음과 함께, 상기 절삭 인서트의 정면에서 봤을 때,

상기 절삭날부는, 상기 제 1 코너날의 상기 중앙부 또는 상기 중앙부를 포함하는 상기 제 1 코너날의 근방으로부터 상기 제 2 부절삭날의 소정의 위치 (Q) 까지, 연속적으로 내리막 경사지도록 형성되어 있다.

본 발명의 제 8 양태는, 제 1, 제 5 내지 제 7 양태 중 어느 것의 절삭 인서트와 관련된 것으로, 원호 형상을 이루는 상기 제 1 부절삭날의 현의 길이를 L1 로 했을 때에,

상기 제 1 부절삭날의 타방의 상기 단부 (S3) 로부터 상기 제 2 부절삭날 상의 상기 소정의 위치 (Q) 까지의 거리 (L2) 는,

L2 ＜ 0.2 × L1

을 만족하도록 설정되어 있다.

본 발명의 제 9 양태는, 제 1, 제 5 내지 제 8 양태의 절삭 인서트에 관련된 것으로, 상기 표면부 및 상기 이면부는, 상기 제 1 코너날과 상기 주절삭날 및 상기 제 1 부절삭날의 레이크면이 되는 브레이커면부와, 상기 브레이커면부와의 경계부에 형성된 경사면부를 개재하여 형성된 상기 기준 평탄면부를 구비하고 있고,

상기 경사면부는, 상기 표면부 또는 상기 이면부에 있어서의 상기 절삭 인서트의 두께 방향에 대한 높이가, 상기 기준 평탄면부보다 낮아지도록 형성되어 있다.

본 발명의 제 10 양태는, 제 1, 제 5 내지 제 9 양태의 절삭 인서트에 관련된 것으로, 상기 절삭 인서트의 상기 제 1 부절삭날에 있어서의 수직 방향의 단면에서 봤을 때,

상기 브레이커면부의 단면 능선부는, 상기 기준 평탄면부의 단면 능선부에 대하여 상기 표면부 또는 상기 이면부의 상방을 향해서 돌출하여 있다.

본 발명의 제 11 양태는, 제 1 내지 제 10 양태의 절삭 인서트를, 고정 수단에 의해 공구 본체의 선단부에 형성한 인서트 부착좌에 자유롭게 착탈할 수 있도록 장착된 날끝 교환식 회전 절삭 공구로서,

상기 절삭 인서트는, 상기 인서트 부착좌에, 상기 단변 방향 측면부가 상기 공구 본체의 선단부의 저면측에, 상기 장변 방향 측면부가 상기 공구 본체의 선단부의 외주면측에 배치되어 있다.

본 발명의 절삭 인서트가 구비하고 있는 절삭날부는, 코너날과, 직선 형상을 이루는 주절삭날과, 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날과, 직선 형상을 이루는 제 2 부절삭날이, 순차, 이 배열로 하나의 절삭날로서 연결된 (이어진) 상태로 구성되어 있다. 이와 같은 구성을 구비한 본 발명의 절삭 인서트를 장착한 본 발명의 날끝 교환식 회전 절삭 공구는 다음의 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명에 있어서의 제 1 양태의 효과는, 제 2 부절삭날의 근방의 레이크면을, 단면 형상으로 봤을 때에, 이 레이크면을 기준 평탄면부에 대하여 볼록 형상으로 하고 있음으로써, 제 2 부절삭날을 사용한 경사 절삭 가공시에 있어서, 절삭 부스러기 배출성이 개선되고, 또, 기준 평탄면부가 절삭 부스러기의 찰과에 의해 마모, 변형되는 것이 회피되는 것이다. 이에 따라, 제 2 부절삭날의 근방의 레이크면에는 오목부가 존재하지 않고, 입벽면도 존재하지 않기 때문에, 이 입벽면에 의한 절삭 부스러기 막힘을 회피할 수 있다. 그 결과, 절삭 저항을 저감시키는 효과를 갖기 때문에, 공구의 채터 진동이 저감되어, 가공면의 면 조도를 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서의 제 2 양태의 효과는, 절삭날부를 구성하는 절삭날이 매끄럽게 접속됨으로써, 각 절삭날의 단부 (S1, S2, S3) 가 우선적으로 소모되는 것을 방지할 수 있는 것이다. 이에 따라, 장기에 걸쳐 절삭날부의 형상이 유지되므로, 절삭 성능을 유지할 수 있다.

본 발명에 있어서의 제 3 양태의 효과는, 절삭날부의 레이크면인 브레이커면이, 제 1 코너날측의 레이크각이 작고, 제 2 부절삭날측의 레이크각이 커지도록 구성되어 있음으로써, 절삭 가공시의 절삭 부스러기를 날끝 교환식 절삭 공구의 직경 방향 내방으로 흘릴 수 있는 것이다. 이에 따라, 피삭재의 입벽과 절삭 인서트의 장변 방향 측면부가 근접하는 절삭 가공에 있어서도, 입벽과 장변 방향 측면부의 사이에 절삭 부스러기가 끼이는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서의 제 4 양태의 효과는, 상기 교차 각도 γ 를 70 ≤ γ ＜ 90 으로 설정함으로써, 제 2 부절삭날의 절삭 저항을 저감할 수 있는 것이다. 또, 제 2 부절삭날을 사용한 경사 절삭 가공시에 있어서, 절삭 부스러기 배출성을 양호하게 할 수 있다.

본 발명의 제 5, 6 양태의 효과는, 제 2 부절삭날의 레이크면을 단면 형상으로 봤을 때, 이 레이크면을 기준 평탄면부에 대하여 볼록 형상으로 함으로써, 제 2 부절삭날의 강도 향상을 도모할 수 있는 것이다. 따라서, 날끝의 내결손성이 개선되기 때문에, 제 2 부절삭날을 사용한 경사 절삭 가공시에 있어서, 고이송의 가공 조건을 설정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 7 양태에 있어서, 절삭 인서트가 구비하고 있는 절삭날부를 구성하는 절삭날 중, 제 1 코너날의 절삭날의 중앙부 또는 이 중앙부를 포함하는 절삭날의 근방이, 표면부 또는 이면부에 있어서 절삭 인서트의 두께 방향에 대한 높이가 가장 높아지도록 형성되고, 또한, 절삭날부는, 이 제 1 코너날의 중앙부 또는 중앙부를 포함하는 제 1 코너날의 근방으로부터, 제 2 부절삭날의 소정의 위치 (Q) (변곡점 (Q)) 까지, 연속적으로 내리막 경사지도록 형성되어 있다.

이에 따라, 본 발명의 제 7 양태에 관련된 절삭 인서트를 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 장착하여 고정시켰을 때에, 반경 방향 레이크각을 정 (正) 각도로 설정할 수 있기 때문에, 피삭재의 평면 및 경사 절삭 가공에 있어서, 절삭 저항의 저감을 도모하고, 절삭 인서트의 수명을 향상시키는 것이 가능해진다. 이 효과가, 본 발명의 제 7 양태의 효과가 된다.

또한, 제 2 부절삭날 상에 변곡점 (Q) 을 설정하고 있음으로써, 와이퍼날로서 작용하는 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날과, 제 2 부절삭날이, 이 변곡점 (Q) 까지 연속해서 내리막 경사를 이루고 있다. 이에 따라, 본 발명의 절삭 인서트를 장착한 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 의해 절삭 가공을 실시했을 때에, 1 날당 이송량인 fz 값을 크게 한 경우라도, 이 와이퍼날에 의해, 피삭재 표면에 남는 볼록 형상부를 제거하고, 마무리면의 면 성상의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 경사 절삭 가공에 있어서 가공면의 면 조도를 향상시키는 것이 가능해진다. 이 점도, 본 발명의 제 7 양태의 효과이다.

도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 절삭 인서트를, 표면부의 비스듬한 상방에서 본 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 표면부의 방향에서 본 평면도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 장변 방향 측면부의 방향에서 본 측면도이다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 단변 방향 측면부의 방향에서 본 정면도이다.
도 5 는, 도 2 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 절삭날부를 구성하는 각 절삭날의 형상과 그 배치를 설명하기 위한 확대 부분 평면도이다.
도 6A 는, 도 2 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 절삭날부를 구성하는 각 절삭날의 배치와 그 배열을 설명하는 확대 부분 평면도이다.
도 6B 는, 도 6A 에 나타내는 d1-d1 선에 있어서의 단면도이다.
도 6C 는, 도 6B 에 나타내는 타원 (J) 내의 확대도이다.
도 6D 는, 종래의 절삭날의 레이크면의 단면을 나타내는 도면이다.
도 7A 는, 도 2 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 절삭날부를 구성하는 각 절삭날의 구성과 그 배열을 설명하기 위한 확대 부분 평면도이다.
도 7B 는, 도 7A 에 나타내는 d2-d2 선에 있어서의 단면도이다.
도 8 은, 본 발명의 날끝 교환식 회전 절삭 공구의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도로서, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착하고 있지 않은 상태를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 도 8 에 나타내는 날끝 교환식 회전 절삭 공구에, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착했을 때의 상태를 나타내는 사시도이다.
도 10 은, 도 9 에 나타내는 날끝 교환식 회전 절삭 공구를 사용하여, 피삭재에 평면 가공을 실시하고 있을 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은, 프레이즈 공구를 사용하여 피삭재에 깊은 홈의 절삭 가공을 행할 때에 실시되는 경사 절삭 가공에 대해, 프레이즈 공구의 이송 제어 순서의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 도 11 에 나타내는 경사 절삭 가공을 실시할 때에, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 날끝 교환식 회전 절삭 공구를 사용하여 피삭재에 경사 절삭 가공을 실시하고 있을 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은, 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 절삭 인서트를, 표면부의 비스듬한 상방에서 본 사시도이다.
도 14 는, 도 13 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 표면부의 방향에서 본 평면도이다.
도 15 는, 도 13 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 장변 방향 측면부의 방향에서 본 측면도이다.
도 16 은, 도 13 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 단변 방향 측면부의 방향에서 본 정면도이다.
도 17A 는, 도 14 에 나타내는 절삭 인서트에 대해, 절삭날부를 구성하는 각 절삭날의 배치와 그 배열을 설명하는 확대 부분 평면도이다.
도 17B 는, 도 17A 에 나타내는 d3-d3 선에 있어서의 단면도이다.
도 18 은, 본 발명의 날끝 교환식 회전 절삭 공구의 제 2 실시형태를 나타내는 사시도로서, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착하고 있지 않은 상태를 나타내는 도면이다.
도 19 는, 도 18 에 나타내는 날끝 교환식 회전 절삭 공구에, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착했을 때의 상태를 나타내는 사시도이다.
도 20 은, 도 19 에 나타내는 날끝 교환식 회전 절삭 공구를 사용하여, 피삭재의 입벽을 포함하는 모서리부의 절삭 가공을 실시하고 있을 때의 상태를 설명하는 도면이다.

(제 1 실시형태)

본 발명의 제 1 실시형태는, 특히, 피삭재에 제 2 부절삭날을 사용한 경사 절삭 가공을 실시할 때에, 고이송의 가공 조건을 설정하는 것이 가능해지고, 또, 절삭 부스러기 배출성을 개선할 수 있는 절삭 인서트, 및 이 절삭 인서트를 착탈 가능하도록 공구 본체에 장착한 날끝 교환식 회전 절삭 공구이다. 또, 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 의해, 고이송의 절삭 가공을 실시해도 가공면의 면 조도가 개선됨과 함께, 피삭재의 경사 절삭 가공에 있어서도 양호한 가공면을 얻을 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태는, 특히, 피삭재에 대하여 고이송의 거침 가공을 실시하기 위한 날끝 교환식 회전 절삭 공구로서 적합하다.

(절삭 인서트의 기본적인 구성)

이하, 본 실시형태의 절삭 인서트의 기본적인 구성을, 도 1 내지 도 5 에 기초하여 설명한다. 도 1 은 본 실시형태의 절삭 인서트에 대해, 그 표면부의 비스듬한 상방에서 본 사시도, 도 2 는 도 1 에 나타내는 절삭 인서트 (1) 의 표면부의 구성을 나타내는 평면도, 도 3 은 도 1 에 나타내는 절삭 인서트 (1) 에 대해, 장변 방향의 교차 능선부에 인접하는 장변 방향 측면부의 방향에서 본 측면도, 도 4 는 마찬가지로 도 1 에 나타내는 절삭 인서트 (1) 에 대해, 단변 방향 측면부의 방향에서 본 정면도, 도 5 는 도 2 에 나타내는 절삭날부에 대하여, 그 구성을 설명하기 위해서 도 2 의 소정의 지점을 확대해서 나타낸 부분 확대도이다. 또한, 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 는, 이른바, 네거티브형 절삭 인서트의 구성을 구비하고 있다.

도 1 (도 2) 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (1) 는 평면에서 봤을 때 단변과 장변을 갖는 대략 사각형 형상을 이루고, 그 두께 방향의 형상은 평판상을 이루고 있다. 절삭 인서트 (1) 의 기본적인 구성은, 표면부 (2) 와, 표면부 (2) 와 대향하는 위치에 형성된 이면부 (3) 와, 이들 표면부 (2) 와 이면부 (3) 에 접속되어 측면을 형성하는 2 개의 평행한 장변 방향 측면부 (4, 4) 와, 마찬가지로 2 개의 평행한 단변 방향 측면부 (5, 5) 와, 표면부 (2) 의 중앙부에서 이면부 (3) 의 중앙부까지 관통하는, 절삭 인서트 (1) 를 고정시키기 위한 고정용 나사 삽입 통과 구멍 (6) (이하, 간단히 「나사 삽입 통과 구멍 (6)」 이라고 기재한다) 을 구비하고 있다.

장변 방향 측면부 (4, 4) 는, 표면부 (2) 와 이면부 (3) 의 장변의 능선부를 따라 형성되어 있다. 한편, 단변 방향 측면부 (5, 5) 는, 표면부 (2) 와 이면부 (3) 의 단변의 능선부를 따라 형성되어 있다. 또, 표면부 (2) 와 이면부 (3) 의 형상은 동일한 형상을 이루고 있음과 함께, 2 개의 장변 방향 측면부 (4, 4), 및 단변 방향 측면부 (5, 5) 는, 표면부 (2) 및 이면부 (3) 에 대하여 수직이 되도록 형성되어 있다.

또한, 도 2 에 나타내는 1 점 쇄선으로 나타내는 직선 (A) 은, 절삭 인서트 (1) 의 평면도에 있어서, 나사 삽입 통과 구멍 (6) 의 중심선 (P1) 을 지나 2 개의 단변 방향 측면부 (5, 5) 사이의 폭 (W) 을 2 등분하는 직선이다. 또, 1 점 쇄선으로 나타내는 직선 (B) 은, 나사 삽입 통과 구멍 (6) 의 중심선 (P1) 을 지나 직선 (A) 과 직교하는 직선이다.

도 1 (도 2) 에 나타내는 바와 같이, 대략 사각형 형상을 이루는 표면부 (2) 의 단변과 장변이 교차하는 4 개의 모서리부에는 원호 형상을 이루는 제 1 코너부 (7, 7), 및 제 2 코너부 (8, 8) 가 형성되어 있다. 마찬가지로, 이면부 (3) 의 4 개의 모서리부에도 원호 형상을 이루는 제 1 코너부 (7, 7), 및 제 2 코너부 (8, 8) 가 형성되어 있다. 그리고, 표면부 (2) 또는 이면부 (3) 의 평면에서 봤을 때, 이들 1 쌍의 제 1 코너부 (7, 7), 및 1 쌍의 제 2 코너부 (8, 8) 는, 나사 삽입 통과 구멍 (6) 의 중심선 (P1) 을 지나는 대각선에 대하여 각각 대향하는 위치에, 동일한 형상을 이루도록 형성되어 있다. 즉, 제 1 코너부 (7, 7) 는 중심선 (P1) 에 대하여 서로 회전 대칭인 형상으로 되어 있고, 제 2 코너부 (8, 8) 도 중심선 (P1) 에 대하여 서로 회전 대칭인 형상으로 되어 있다.

또한, 도 1, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 표면부 (2) 에 형성되어 있는 제 1 코너부 (7, 7) 에 대향하는 이면부 (3) 의 위치에는 제 2 코너부 (8, 8) 가 형성되어 있다. 마찬가지로, 표면부 (2) 에 형성되어 있는 제 2 코너부 (8, 8) 에 대향하는 이면부 (3) 의 위치에는 제 1 코너부 (7, 7) 가 형성되어 있다.

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 에 있어서는, 표면부 (2) 와 단변 방향 측면부 (5) 및 장변 방향 측면부 (4) 가 교차하는 지점이 되는 교차 능선부 (9), 및 이면부 (3) 와 단변 방향 측면부 (5) 및 장변 방향 측면부 (4) 가 교차하는 지점이 되는 교차 능선부 (9) 로서, 이하에 설명하는 지점에 절삭날이 형성되어 있다.

표면부 (2) 에 있어서는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 4 개의 코너부가 되는, 제 1 코너부 (7, 7) 및 제 2 코너부 (8, 8) 중, 나사 삽입 통과 구멍 (6) 의 중심선 (P1) 에 대하여 대각선 상에 배치되어 있는 1 쌍의 제 1 코너부 (7, 7) 의 원호 형상을 이루는 교차 능선부 (9c) 에는 제 1 코너날 (11a, 11a) 이, 마찬가지로 다른 1 쌍의 제 2 코너부 (8, 8) 의 원호 형상을 이루는 교차 능선부 (9d) 에는 제 2 코너날 (11b, 11b) 날이 형성되어 있다. 절삭 인서트 (1) 의 이면부 (3) 에도 상기와 마찬가지로, 1 쌍의 제 1 코너날 (11a, 11a) 과, 1 쌍의 제 2 코너날 (11b, 11b) 이 형성되어 있다.

또한, 본 실시형태에 관련된 절삭 인서트 (1) 는, 네거티브형 절삭 인서트의 구성을 구비하고 있으므로, 상기 제 2 코너날 (11b, 11b) 은 절삭날로서 사용되지 않는다. 그 때문에, 반드시 절삭날을 형성할 필요는 없다. 따라서, 이하의 설명에 있어서, 상기한 제 2 코너날 (11b, 11b) 을, 제 2 코너 능선부 (11b, 11b) 라고 기재한다.

또한, 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 에 있어서는, 제 1 코너날 (11a) 의 일방의 단부 (도 2 에 나타내는 단부 (S1)), 즉, 단변 방향 측면부 (5) 측의 교차 능선부 (9b) 상의 S1 로부터, 복수의 절삭날이 순차, 제 2 코너 능선부 (11b) 의 방향을 향해서 형성되어 있다.

이들 절삭날은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 주절삭날 (12), 제 1 부절삭날 (13), 및 제 2 부절삭날 (14) 이, 이 순서로 배치되어 하나로 연결된 (이어진) 상태로 형성되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 이들 제 1 코너날 (11a), 주절삭날 (12), 제 1 부절삭날 (13), 및 제 2 부절삭날 (14) 은, 하나의 절삭날로서 연결되어 있으므로, 이들 절삭날을 총칭하여, 「절삭날부 (10)」 라고 기재하는 경우가 있다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 S1 을 「제 1 코너날 (11a) 의 일방의 단부 (S1)」 라고 기재하는 경우가 있다.

평면에서 봤을 때 대략 사각형의 형상을 이루는 절삭 인서트 (1) 는, 상기한 바와 같이 네거티브형 인서트의 구성을 구비하고 있으므로, 표면부 (2) 및 이면부 (3) 는 각각 2 개의 절삭날부 (10) 를 구비하고 있고, 또한, 표면부 (2) 의 절삭날부 (10) 와 이면부 (3) 의 절삭날부 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 표리가 대향하는 교차 능선부 (9b, 9c) 에 각각 형성되어 있다.

이하, 절삭날부 (10) 를 구성하는 각 절삭날이 구비하고 있는 기본적인 구성에 대해서 설명한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 코너날 (11a) 은 소정의 반경을 갖는 원호 형상을 이루고 있다. 제 1 코너날 (11a) 의 일방의 단부 (S1) 에는, 직선 형상을 이루는 주절삭날 (12) 이 연결되어 있다. 직선 형상을 이루는 주절삭날 (12) 은, 상기한 직선 (B) 에 대하여 소정의 각도를 갖고 경사지도록 형성되어 있다.

주절삭날 (12) 의 타방의 단부 (S2) 에는, 반경 (R) 을 갖는 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날 (13) 이 연결되어 있다. 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날 (13) 은, 도 5 에 확대해서 나타내는 바와 같이, 그 원호 형상의 방향은 절삭 인서트 (1) 의 외측 방향을 향해서 볼록 형상을 이루도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 부절삭날 (13) 의 원호 형상은, 주절삭날 (12) 과의 연결부 (주절삭날 (12) 의 타방의 단부 (S2)) 로부터 이간함에 따라서, 점차, 직선상의 주절삭날 (12) 의 연장선 (D) 에 대하여 나사 삽입 통과 구멍 (6) 방향을 향해서 후퇴하도록 (나사 삽입 통과 구멍 (6) 에 가까워지도록) 형성되어 있다. 도 5 에 나타내는 부호 「L1」 은, 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날 (13) 의 현의 길이, 즉, 단부 (S2) 와 단부 (S3) 사이의 거리이다.

또한, 절삭 인서트 (1) 를 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) (도 9 참조) 에 장착했을 때에는, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 의 회전 중심축 (O) 방향의 최하점은, 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날 (13) 상의 소정의 위치에 존재하도록, 절삭 인서트 (1) 는 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 에 장착된다.

제 1 부절삭날 (13) 의 타방의 단부 (S3) 에는, 평면에서 봤을 때 직선 형상을 이루는 제 2 부절삭날 (14) 이 직선 (B) 방향과 소정의 각도를 갖고 경사지도록 형성되어 있다. 제 2 부절삭날 (14) 의 타방의 단부 (S4) 는, 제 2 코너부 (8) 의 교차 능선부 (9d) 에 형성된 제 2 코너 능선부 (11b) 에 연결되어 있다. 제 1 코너날 (11a) 의 타방의 단부 (S5) 에는, 장변 방향 측면부 (4) 를 따른 교차 능선부 (9a) 가 연결되어 있고, 이 교차 능선부 (9a) 에는 절삭날은 형성되어 있지 않다. 또한, 교차 능선부 (9a) 에는, 교차 능선부 (9a) 를 따라 소정의 길이를 갖는 절결부 (21) 가 형성되어 있다. 절결부 (21) 는, 절삭 인서트 (1) 를 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 에 장착하여 피삭재의 절삭 가공을 실시할 때에, 교차 능선부 (9a) 가 피삭재와 접촉하는 것을 방지하기 위해서 형성하고 있다.

제 1 코너날 (11a), 주절삭날 (12), 제 1 부절삭날 (13), 및 제 2 부절삭날 (14) 은, 각각, 단부 (S1 ∼ S3) 에 있어서, 모서리를 이루도록 접속되어 있다 (매끄럽게 접속되어 있지 않다). 그 때문에, 이 절삭 인서트 (1) 를 후술하는 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 의 공구 본체 (31) 의 인서트 부착좌 (32) 에 부착할 때에, 인서트 부착좌 (32) 의 단변측 구속벽 (34) 과 절삭 인서트 (1) 의 단변 방향 측면부 (5) 의 접촉 면적을 크게 할 수 있다. 이에 따라, 인서트 부착좌 (32) 에 절삭 인서트 (1) 를 보다 강고하게 고정시킬 수 있으므로, 절삭 가공시의 공구의 채터 진동을 저감할 수 있다.

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 는 네거티브형 절삭 인서트의 구성을 구비하고 있으므로, 절삭 인서트 (1) 의 이면부 (3) 에 형성되어 있는 절삭날부 (10) 를 구성하는 각 절삭날은, 상기한 표면부 (2) 의 각 절삭날과 동일한 형상을 이루도록 형성되어 있다.

절삭 인서트 (1) 의 표면부 (2) 는, 도 1 (도 2) 에 나타내는 바와 같이, 나사 삽입 통과 구멍 (6) 의 개구부의 주위를 포함하도록 (나사 삽입 통과 구멍 (6) 을 둘러싸도록) 형성된 기준 평탄면부 (15) 와, 기준 평탄면부 (15) 로부터 경사면부 (16) 를 개재하여 형성된 브레이커면부 (17) 를 구비하고 있다. 이와 같이, 경사면부 (16) 는, 기준 평탄면부 (15) 와 브레이커면부 (17) 의 경계부에 형성되어 있다. 기준 평탄면부 (15) 는 평면상으로 형성되고, 장변 방향 측면부 (4) 및 단변 방향 측면부 (5) 와 직교하는 평면 상에 형성되어 있다. 절삭 인서트 (1) 의 이면부 (3) 도 표면부 (2) 와 마찬가지로, 기준 평탄면부 (15) 와, 기준 평탄면부 (15) 로부터 경사면부 (16) 를 개재하여 형성된 브레이커면부 (17) 를 구비하고 있다.

또한, 브레이커면부 (17) 는, 절삭 인서트 (1) 의 두께 (T) (도 3 참조) 방향에 대한 높이 (후술하는 평면 (N) 으로부터의 거리) 가 기준 평탄면부 (15) 보다 약간 높아지도록, 예를 들어, 0.2 ∼ 0.3 ㎜ 정도 높아지도록 형성되어 있다.

브레이커면부 (17) 는, 제 1 코너부 (7, 7) 를 포함하도록 형성되고, 또한, 상기한 절삭날부 (10) 를 구성하는 절삭날 중, 제 1 코너날 (11a), 주절삭날 (12), 및 제 1 부절삭날 (13) 이 공통된 레이크면을 구성하도록 형성되어 있다. 또, 브레이커면부 (17) 는, 각각의 제 1 코너부 (7, 7) 로부터 경사면부 (16) 방향을 향해서 완만하게 내리막 경사지는 평면상의 경사면으로서 형성되어 있다.

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 에 있어서는, 제 1 코너날 (11a) 의 소정의 위치가, 표면부 (2) (이면부 (3)) 에 있어서의 절삭 인서트 (1) 의 두께 (T) 방향의 높이에 있어서, 가장 높아지도록 하고 있다. 이 두께 (T) 방향의 높이가 가장 높아지는 제 1 코너날 (11a) 에 있어서의 소정의 위치는, 제 1 코너날 (11a) 의 중앙부 (C) (단부 (S1) 와 단부 (S5) 사이의 중점), 또는 중앙부 (C) 의 근방에 설정하는 것이 바람직하다. 이 상황을 도 3 및 도 4 에 나타내고 있다.

도 3 및 도 4 에 있어서는, 원호 형상을 이루는 제 1 코너날 (11a) 의 원호의 중앙부 (C) 가, 표면부 (2) 또는 이면부 (3) 의 다른 영역 부분과 비교하여 가장 높은 위치가 되어 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 제 1 코너날 (11a) 의 중앙부 (C) 와 기준 평탄면부 (15) 의 고저차는 0.2 ∼ 0.3 ㎜ 정도로 설정한다.

경사면부 (16) 는, 제 1 코너날 (11a) 의 타방의 단부 (S5) 의 근방 (절결부 (21) 의 제 1 코너부 (7) 측의 단부 근방) 으로서, 장변 방향 측면부 (4) 측의 교차 능선부 (9a) 로부터 제 2 부절삭날 (14) 의 일방의 단부 (S3) 의 근방까지 경사지는 경사면으로서 형성되어 있다. 이 경사면부 (16) 의 경사면은, 절삭 인서트 (1) 의 중앙부 방향을 향해서 경사진 면으로 되어 있다. 도 1, 도 2 에 나타내는 부호 「18」 은, 상기한 각 절삭날을 따라 소정의 폭을 갖도록 형성된 호닝이다.

또한, 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 에 있어서는, 도 1 (도 2) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 부절삭날 (14) 은 브레이커면부 (17) 가 아니라, 기준 평탄면부 (15) 를 레이크면으로 하고 있다. 도 2 에 나타내는 예에서는, 제 2 부절삭날 (14) 은 호닝 (18) 을 통해서 기준 평탄면부 (15) 에 이어져 있는 구성으로 하고 있으므로, 호닝 (18) 에 이어지는 기준 평탄면부 (15) 중 제 2 부절삭날 (14) 근방이 제 2 부절삭날 (14) 의 레이크면으로서의 작용을 발휘하게 된다.

계속해서, 상기한 네거티브형 절삭 인서트 (1) 의 구성을 구비하고 있는 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 가 구비하고 있는 주요한 특징에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다.

(제 1 특징)

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 는, 하기와 같은 특징을 구비하고 있다. 이 특징의 상세한 내용을, 도 6A ∼ 도 6D 에 기초하여 설명한다. 또한, 도 6A 는, 절삭 인서트 (1) 에 대해, 그 절삭날부 (10) 와 그 근방을 확대해서 나타낸 평면도, 도 6B 는 도 6A 에 나타내는 제 2 부절삭날 (14) 에 대하여 수직인 d1-d1 선에 있어서의 단면도, 도 6C 는 도 6B 에 점선으로 나타내는 타원 (J) 내의 확대도, 도 6D 는 종래의 절삭 인서트 (특허문헌 2 의 도 6 및 도 7 에 개시) 에 있어서의 주절삭날에 대하여 수직인 단면을 나타내는 도면이다.

도 6C 에, 상기한 단면도에 있어서의 능선부의 형상을 확대해서 나타내고 있는 바와 같이, 제 2 부절삭날 (14) 로부터 기준 평탄면부 (15) 의 표면에 이르는 단면 능선부 (15a) 에는, 표면부 (2) 의 상방으로 완만하게 돌출하는 미소한 볼록 형상부 (19) 가 나타나도록 하고 있다. 즉, 제 2 부절삭날 (14) 의 레이크면의 단면 능선부는, 기준 평탄면부 (15) 의 단면 능선부에 대하여 표면부 (2) 또는 이면부 (3) 의 상방 (절삭 인서트 (1) 의 외측) 을 향해서 돌출한 볼록 형상으로 하고 있다. 이 미소한 볼록 형상부 (19) 의 형성은, 제 2 부절삭날 (14) 에 인접하는 기준 평탄면부 (15) 의 단부 근방, 혹은, 도 6C 에 나타내는 바와 같이, 제 2 부절삭날 (14) 에 인접하는 호닝 (18) 과 이 호닝 (18) 에 인접하는 기준 평탄면부 (15) 의 단부 근방을 완만하게 상방을 향하여 볼록 형상이 되도록 형성한다.

이에 반해, 종래의 절삭 인서트 (40) 에 있어서의 주절삭날 (41) 에 대하여 수직인 단면에서는, 이 형상을 도 6D 에 나타내고 있는 바와 같이, 절삭 부스러기의 배출성을 향상시키기 위해서, 절삭 인서트 (40) 의 상면부 (42) 에는 주절삭날 (41) 에 인접하여 오목 형상 홈의 칩 브레이커 (43) 를 형성하고 있다. 이 오목 형상 홈의 칩 브레이커 (43) 는, 코너날, 주절삭날, 제 1 부절삭날에 이어지도록 형성되어 있다. 이와 같은 오목 형상 홈의 칩 브레이커 (43) 를 형성하면, 각 절삭날의 강도의 저하와, 오목 형상 홈의 입벽면에 의한 절삭 부스러기 막힘을 발생시킬 가능성을 갖는다.

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 에 있어서는, 상기와 같이, 제 2 부절삭날 (14) 의 근방으로부터 미소하게 돌출하는 볼록 형상부 (19) 를 형성함으로써, 피삭재의 경사 절삭 가공에 있어서, 제 2 부절삭날 (14) 의 강도를 확보할 수 있다. 또, 미소한 볼록 형상부 (19) 에 의해 기준 평탄면부 (15) 의 표면의 마모가 방지된다. 이에 따라, 제 2 부절삭날 (14) 에 조기에 칩핑이나 결손이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해져, 가공 불균일이 없는 양호한 가공면을 얻을 수 있다.

또한, 절삭 인서트 (1) 에 있어서는, 도 6C 에 나타내는 바와 같이, 볼록 형상부 (19) 의 정점 (G) 과 제 2 부절삭날 (14) 을 이은 선분 (E1) 이, 단변 방향 측면부 (5) 의 연장선이 이루는 교차 각도를 β (도) 로 했을 때에, 교차 각도 (β) 를, 「90 ＜ β ≤ 130」 으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 교차 각도 β 를 날끝각이라고 부르는 경우도 있다.

상기한 교차 각도 (β) 를 「90 ＜ β ≤ 130」 으로 설정하는 이유는, 다음과 같다.

교차 각도 β 가 90 도를 초과하는 둔각을 가짐으로써, 제 2 부절삭날 (14) 의 날끝 강도 개선의 효과를 얻을 수 있다. 또, β 값의 상한값을 130 도 이하로 함으로써, 제 2 부절삭날 (14) 에 의해 생성된 절삭 부스러기가 레이크면이 되는 기준 평탄면부 (15) 와 접촉하는 각도를 작게 할 수 있다.

따라서, 교차 각도의 β 값을, 90 ＜ β ≤ 130 (도) 의 범위로 설정하면, 절삭 부스러기가 기준 평탄면부 (15) 에 접촉하는 면적을 적게 되도록 제어할 수 있다. 그 결과, 절삭 부스러기의 배출성을 향상할 수 있음과 함께, 기준 평탄면부 (15) 의 마모를 억제할 수 있다. 이에 따라, 제 2 부절삭날 (14) 의 날끝 강도를 개선하고, 절삭 저항의 증대를 억제할 수 있다. 또, 날끝 강도를 β 값에 의해 적절히 조정할 수 있다. 또한, β (도) 의 값을 93 ≤ β ≤ 120 으로 하는 것이 바람직하고, 94 ≤ β ≤ 110 으로 하는 것이 보다 바람직하다.

이하의 설명에 있어서, 상기한 제 2 부절삭날 (14) 에 대하여 수직인 단면의 형상에 관한 특징을 「제 1 실시형태의 제 1 특징」 이라고 기재하는 경우가 있다.

(제 2 특징)

또한, 본 실시형태의 절삭 인서트는 다음의 특징을 구비하고 있다. 도 3 (도 4) 에 나타내는 바와 같이, 표면부 (2) 와 이면부 (3) 에 있어서, 1 개의 연속한 절삭날을 구성하고 있는 절삭날부 (10), 즉, 제 1 코너날 (11a), 주절삭날 (12), 제 1 부절삭날 (13), 및 제 2 부절삭날 (14) 은, 제 1 코너날 (11a) 의 중앙부 (C) 로부터 제 2 부절삭날 상의 소정의 위치 (Q) 까지, 연속적으로 내리막 경사지도록 형성되어 있다. 절삭날부 (10) 를 상기한 바와 같이 내리막 경사시키고 있는 구성에 대해서 상세하게 설명하면 다음과 같이 된다.

즉, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (1) 를 두께 (T) 방향으로 이등분하는 평면 (N) 에 대하여, 절삭날부 (10) 를 구성하는 각 조각날 상의 임의의 지점으로부터 이 평면 (N) 까지의 거리 (t1, 절삭 인서트 (1) 의 두께 방향의 높이) 는, 코너날 (11) 의 중앙부 (C) (또는 중앙부 (C) 근방) 가 최대의 값이 되고, 중앙부 (C) 로부터 제 2 부절삭날 (14) 상의 소정의 위치 (Q) 까지는 연속적으로 완만하게 감소하도록 절삭날부 (10) 의 각 절삭날을 형성하는 것이 바람직하다. 또, 제 2 부절삭날 (14) 상의 소정의 위치 (Q) 로부터 제 2 코너부 (8) 의 제 2 코너 능선부 (11b) 의 단부 (S4) 까지는, 상기한 거리 (t1) 는 감소시키는 일 없이 일정한 값으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 상기한 제 2 부절삭날 (14) 상의 소정의 위치 (Q) 를 「변곡점 (Q)」 이라고 기재한다.

절삭날부 (10) 의 내리막 경사지는 구성을 실현하기 위해서는, 상기한 바와 같이, 브레이커면부 (17) 를, 상기한 절삭날부 (10) 의 완만한 내리막 경사에 추종시켜, 제 1 코너날 (11a) 의 중앙부 (C), 또는 중앙부 (C) 를 포함하는 절삭날의 근방 (조각날 상의 중앙부 (C) 근방 위치) 로부터 경사면부 (16) 방향을 향해서 내리막 경사지는 평면상으로 형성하는 것이 바람직하다.

이하의 설명에 있어서, 상기한 절삭날부 (10) 의 완만한 내리막 경사에 관한 특징을 「제 1 실시형태의 제 2 특징」 이라고 기재하는 경우가 있다.

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 는, 상기한 제 2 특징을 구비하고 있음으로써, 다음의 효과를 발휘할 수 있다.

절삭 인서트 (1) 를 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 에 장착하여 고정시켰을 때에, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 의 반경 방향에 있어서의 레이크각을 정방향으로 설정할 수 있기 때문에, 주절삭날 (12) 에 작용하는 절삭 저항을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다. 이에 따라, 절삭 인서트 (1) 의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다.

또한, 제 2 부절삭날 (14) 상에 상기한 변곡점 (Q) 을 배치함으로써, 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날 (13) 을 와이퍼날로서 작용시키는 것이 가능해지므로, 피삭재의 절삭 가공에 있어서 그 가공 표면의 면 성상이 양호해지는 효과를 얻는 것이 가능해진다. 따라서, 제 2 부절삭날 (14) 상에 상기한 변곡점 (Q) 을 배치하는 것이 바람직하다.

(제 3 특징)

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 에 있어서는, 상기한 제 2 부절삭날 (14) 상에 설정하는 변곡점 (Q) 의 위치를, 제 1 부절삭날 (13) 의 타방의 단부 (S3) 로부터 거리 (L2) 의 위치로 했을 때, 이 거리 (L2) 는, 「L2 ＜ 0.2 × L1」 을 만족하도록 설정하는 것이 바람직하다. 또한, L1 은 상기한 제 1 부절삭날 (13) 의 현의 길이 (L1) 를 나타낸다. 이하의 설명에 있어서, 거리 (L2) 를 상기와 같이 설정한 특징을 「제 1 실시형태의 제 3 특징」 이라고 기재하는 경우가 있다.

상기한 본 실시형태의 제 3 특징에 있어서, 거리 (L2) 를, 제 1 부절삭날 (13) 의 현의 길이 (L1) 의 0.2 배보다 작은 값으로, 즉, 변곡점 (Q) 의 위치를, 단부 (S3) 의 근방이 되는 제 2 부절삭날 (14) 상에 설정하는 것이 바람직한 이유는 다음과 같다.

이 제 1 이유는, 변곡점 (Q) 의 위치를 제 2 부절삭날 (14) 상에 설정하여, 제 1 부절삭날 (13) 상이 되는 것을 회피함으로써, 제 1 부절삭날 (13) 이 와이퍼날로서 유효하게 기능하기 때문이다. 이에 따라, 평면 프레이즈 가공을 실시했을 때에, 1 날당 이송량인 fz 값을 크게 한 경우라도, 이 와이퍼날에 의해, 피삭재 표면에 남는 볼록형상부를 제거하고, 마무리면의 면 성상의 향상을 도모할 수 있다. 여기서, 제 1 부절삭날 (13) 상에는 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 최하점 (도 10 참조) 이 형성되고, 이 최하점을 기준으로 하여, 내주측의 영역은, 와이퍼날이 된다. 또한, 상기의 「최하점」 이란, 절삭날을 구비한 절삭 공구 (날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30)) 에 있어서 그 회전 축심 (O) 방향에 있어서의, 가장 선단에 위치하는 지점을 말한다.

또, 변곡점 (Q) 의 위치를, 제 1 부절삭날 (13) 의 단부 (S3) 의 근방이 되는 제 2 부절삭날 (14) 상에 설정하는 것이 바람직한 제 2 이유는, 제 2 부절삭날 (14) 을 사용한 경사 절삭 가공시에 있어서, 절삭 부스러기 배출성을 개선하는 것에 유효해지기 때문이다. 이에 따라, 절삭 저항을 저감시키는 효과가 얻어지기 때문에, 공구의 채터 진동이 저감되어, 가공면의 면 조도를 향상시키는 것이 가능해진다. 한편, 변곡점 (Q) 의 위치를, 제 1 부절삭날 (13) 의 단부 (S3) 로부터 떨어진 위치에 설정하면, 경사면부 (16) 의 존재에 의해 절삭 부스러기 배출성이 열화하게 된다. 또한, L2 는 0.05 × L1 ≤ L2 로 하는 것이 바람직하고, 0.10 × L1 ≤ L2 ≤ 0.15 × L1 로 하는 것이 보다 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다.

(제 4 특징)

또한, 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 는, 다음의 특징을 구비하고 있다. 이 특징을 도 7A, 도 7B 에 기초하여 설명한다. 도 7A 는 절삭 인서트 (1) 에 대해, 그 절삭날부 (10) 와 그 근방을 확대해서 나타낸 평면도, 도 7B 는 도 7A 에 나타내는 제 1 부절삭날 (13) 에 대하여 수직인 d2-d2 선에 있어서의 단면도이다.

도 7B 에 나타내는 바와 같이, 브레이커면부 (17) 의 표면부에 있어서의 단면 능선부 (17a) 는, 기준 평탄면부 (15) 의 표면부에 있어서의 단면 능선부 (15a) 의 연장선 (E2) 에 대하여, 상방으로 돌출시키고, 제 1 부절삭날 (13) 의 방향으로 향함에 따라서 상방으로의 돌출량을 증가시킨 구성으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 경사면부 (16) 는, 표면부 (2) 또는 이면부 (3) 에 있어서의 절삭 인서트 (1) 의 두께 방향에 대한 높이가, 기준 평탄면부 (15) 보다 낮아지도록 형성하고 있다. 이하의 설명에 있어서, 이 상기한 특징을 「제 1 실시형태의 제 4 특징」 이라고 기재하는 경우가 있다.

본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 는 상기한 본 실시형태의 제 4 특징을 구비하고 있음으로써, 다음의 효과를 발휘할 수 있다.

절삭날부 (10) 의 절삭날 능선은, 제 1 코너날 (11a) 의 중앙부 (C) 로부터 변곡점 (Q) 까지 내리막 경사시키고 있지만, 제 1 부절삭날 (13) 과 그 근방의 호닝 (18) 과 브레이커면부 (17) 에 있어서의 절삭 인서트 (1) 의 두께 (T) 방향의 두께를 확보할 수 있기 때문에, 제 1 부절삭날 (13) 의 강도를 유지할 수 있다. 그에 더하여, 브레이커면부 (17) 를 경사면부 (16) 를 향하여 내리막 경사시키고 있으므로, 제 1 부절삭날 (13) 로부터 생성된 절삭 부스러기의 배출성이 양호해진다는 효과가 발생한다.

또한, 경사면부 (16) 를, 표면부 (2) 또는 이면부 (3) 에 있어서의 절삭 인서트 (1) 의 두께 (T) 방향에 대한 높이를, 기준 평탄면부 (15) 보다 낮아지도록 형성하고 있음으로써, 다음의 효과를 발휘할 수 있다.

절삭 인서트 (1) 를 장착한 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 에 의해 피삭재의 절삭 가공을 실시했을 때에, 절삭날부 (10) 에서 생성되어 배출되는 절삭 부스러기가, 경사면부 (16) 를 통해서 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 의 직경 방향 외방으로 보내지므로, 절삭 부스러기가 직접 기준 평탄면부 (15) 에 접촉하는 것을 회피하는 것이 가능해진다. 즉, 기준 평탄면부 (15) 가 절삭 부스러기의 찰과 등에 의해 마모, 변형되는 것으로부터 회피된다. 이에 따라, 절삭 인서트 (1) 의 표면부 (2) 에 형성되어 있는 절삭날부 (10) 를 사용하여 절삭 가공을 실시한 후, 이 절삭 인서트 (1) 를 반전하여 재장착하여, 이면부 (3) 에 형성되어 있는 절삭날부 (10) 를 사용하여 절삭 가공을 실시할 때에, 절삭 인서트 (1) 의 표면부 (2) 의 기준 평탄면부 (15) 의 형상은 유지되고 있다. 따라서, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 의 인서트 부착좌 (32) 에 재장착할 때에, 표면부 (2) 의 기준 평탄면부 (15) 의 형상이 초기 상태로 유지되고 있으므로, 절삭 인서트 (1) 를 정상적인 상태로 인서트 부착좌 (32) 에 구속할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 는, 다음의 특징을 구비하고 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 특징은, 절삭 인서트 (1) 의 단변 방향 측면부 (5) 의 폭 치수를 W (도 2 참조) 로 하고, 상기한 반경 (R) 의 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날 (13) 의 현의 길이를 L1 (도 5 참조) 로 했을 때에, 이 L1 의 값이,

L1 = α × W, 단, α 는, 0.15 ≤ α ≤ 0.35,

의 관계를 만족하도록 제 1 부절삭날 (13) 을 구성하는 것에 있다. 또한, 제 1 부절삭날 (13) 의 현의 길이 (L1) 란, 도 5 에 나타내는 제 1 부절삭날 (13) 의 일방의 단부 (S2) 와 타방의 단부 (S3) 를 이은 직선 거리를 나타낸다.

상기한 제 1 부절삭날 (13) 의 현의 길이 (L1) 의 설정에 관한 특징에 있어서, α 값을 상기와 같이 설정하는 이유는, 다음과 같다.

피삭재의 프레이즈 가공에 있어서의 평면 및 경사 가공에 있어서, 가공면의 성상을 양호한 상태로 하고, 예를 들어 면 조도를 작게 제어하기 위해서는, 현의 길이 (L1) 를 적절한 값으로 설정하는 것이 중요해진다. α 값이 0.15 미만인 경우에는, 1 날당 이송량 fz 값을 크게 설정한 고이송 가공의 조건에서는, 면 조도가 거칠어져 버린다. 이것은, 절삭 나머지 부분의 산부 (山部) 의 높이가 커져 버리기 때문이다. 이에 반해, α 값이 0.35 를 초과하여 큰 경우에는, 제 1 부절삭날 (13) 이 길어지고, 이에 따라, 주절삭날 (12) 의 길이가 인서트의 폭 (W) 값에 대하여 짧아지기 때문에, 양자의 밸런스가 나빠져 버려, 절삭 부스러기의 형상에 악영향을 미칠 가능성을 갖는다. 즉, 절삭 공구의 최하점 근방에 있어서의 제 1 부절삭날의 형상은 긴 원호 형상이 되고, 그 때문에 절삭 부스러기 두께가 얇아지는 영역도 길어지기 때문에, 날이 드는 정도에 악영향을 줄 가능성이 있다. 따라서, 상기와 같은 문제점을 회피하기 위해서는, α 값을, 0.15 ≤ α ≤ 0.35 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, α 값은, 0.175 ≤ α ≤ 0.325 로 하는 것이 바람직하고, 0.20 ≤ α ≤ 0.30 으로 하는 것이 보다 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다.

(날끝 교환식 회전 절삭 공구)

계속해서, 상기한 절삭 인서트 (1) 를 공구 본체에 착탈 가능하도록 장착한 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구를, 도 8 및 도 9 에 기초하여 설명한다. 또한, 도 8 은 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 의 공구 본체 (31) 의 사시도를 나타내고, 공구 본체 (31) 에 형성한 인서트 부착좌 (32) 에 절삭 인서트 (1) 를 장착하고 있지 않은 상태를 나타내고 있다. 도 9 는 도 8 에 나타내는 인서트 부착좌 (32) 에, 상기한 본 실시형태에 관련된 절삭 인서트 (1) 를 장착한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 8 및 도 9 에 나타내는 부호 「O」 는, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) (공구 본체 (31)) 의 회전 중심축이다. 피삭재의 절삭 가공을 실시할 때에는, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 는 도 9 에 나타내는 F 방향으로 회전한다.

도 8 (도 9) 에 나타내는 공구 본체 (31) 는, 4 개의 인서트 부착좌 (32) 를 구비한 예를 나타내고 있다. 이들 인서트 부착좌 (32) 는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 착좌면 (33) 과, 단변측 구속벽 (34) 과, 장변측 구속벽 (35) 과, 착좌면 (33) 의 중앙부에 형성된 나사 구멍 (36) 을 구비하고 있다. 착좌면 (33) 은, 절삭 인서트 (1) 를 인서트 부착좌 (32) 에 장착할 때에, 절삭 인서트 (1) 의 표면부 (2) 또는 이면부 (3) 를 밀착시키기 위한 좌면 (座面) 이다.

도 8 에 나타내는 인서트 부착좌 (32) 의 단변측 구속벽 (34) 은, 절삭 인서트 (1) 를 인서트 부착좌 (32) 에 장착했을 때에, 절삭 인서트 (1) 의 단변 방향 측면부 (5) 를 밀착시키기 위한 구속벽이다. 또, 장변측 구속벽 (35) 은 마찬가지로 절삭 인서트 (1) 를 인서트 부착좌 (32) 에 장착했을 때에, 절삭 인서트 (1) 의 장변 방향 측면부 (4) 를 밀착시키기 위한 구속벽이다. 단변측 구속벽 (34) 과 장변측 구속벽 (35) 은, 피삭재의 절삭 가공을 실시하고 있을 때에, 절삭 저항에 의해 절삭 인서트 (1) 의 위치 어긋남을 방지하기 위해서 형성한 구속용 벽면이다.

또한, 도 8 에 나타내는 4 개의 인서트 부착좌 (32) 는, 회전 중심축 (O) 을 중심으로 하여 90 도 (90°) 의 등간격으로 형성해도 되고, 인접하는 인서트 부착좌 (32) 사이를 90° 보다 약간 상이한 각도로 배치하는, 이른바, 부등간격 (또는 부등각도) 으로 배치하여, 절삭 가공시에 발생하는 진동을 감쇠시키도록 해도 된다.

도 9 는, 절삭 인서트 (1) 의 고정 수단이 되는 고정용 나사 (클램프 나사) (37) 를, 절삭 인서트 (1) 에 형성한 나사 삽입 통과 구멍 (6) 에 삽입 통과시켜, 고정용 나사 (37) 를 소정의 토크로 단단히 조여 그 나사부를 착좌면 (33) 의 나사 구멍 (36) 에 비틀어 넣어, 절삭 인서트 (1) 를 인서트 부착좌 (32) 에 장착하여 강고하게 고정시킨 상태를 나타내고 있다.

절삭 인서트 (1) 를 인서트 부착좌 (32) 에 강고하게 고정시켰을 때에는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트 (1) 의 단변 방향 측면부 (5) 가 공구 본체 (31) 의 선단부의 단면측 (도 9 의 하측) 에, 장변 방향 측면부 (4) 가 공구 본체 (31) 의 외주측에 배치되도록 한다. 따라서, 절삭 인서트 (1) 를 인서트 부착좌 (32) 에 고정시켰을 때에는, 절삭날부 (10) 를 구성하는 제 1 코너날 (11a), 주절삭날 (12), 제 1 부절삭날 (13), 및 제 2 부절삭날 (14) 은, 공구 본체 (31) 의 선단부의 단면으로부터 약간 외측 (하방측) 으로 돌출하고, 또한, 제 1 코너날 (11a) 은 공구 본체 (31) 의 외주면으로부터 약간 외측으로 돌출한다. 또, 절삭 인서트 (1) 의 일방의 장변 방향 측면부 (4) 도, 공구 본체 (31) 의 외주면으로부터 약간 외측으로 돌출한다.

(피삭재의 절삭 가공 방법)

계속해서, 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 를 3 축 또는 5 축의 NC 제어에 의한 절삭 가공기에 장착하여, 피삭재의 절삭 가공을 실시할 때의 가공 순서의 일례를, 도 10 내지 도 12 에 기초하여 설명한다. 또한, 도 10 및 도 12 는, 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 를 사용하여 피삭재에 절삭 가공을 실시하고 있을 때의 상태를 설명하기 위한 도면으로서, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 에 장착한 복수 개의 절삭 인서트 (1) 중, 회전 중심축 (O) 에 대하여 우측 1 개의 절삭 인서트 (1) 를 나타내고 있다.

(평면의 절삭 가공)

날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 를 사용하여 피삭재에 고이송으로 평면의 절삭 가공을 실시할 때에는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 를 X1 방향으로 이송하면서 피삭재 (M1) 의 표면 (M1a) 에 평면 가공을 실시한다. 이 평면 가공을 실시할 때에는, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 에 장착되어 있는 절삭 인서트 (1) 가 구비하고 있는 절삭날부 (10) 중, 주절삭날 (12) 과 제 1 부절삭날 (13) 을 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 를 X1 방향으로 이송했을 때에는, 주절삭날 (12) 이 피삭재 (M1) 에 대한 절입을 실시하는 절삭날로서 작용하고, 제 1 부절삭날 (13) 이 절삭 가공한 가공면 (M1b) 의 면 조도를 양호하게 하는 절삭날로서 작용한다. 또한, 도 10 에 부호 「M1c」 로 나타내는 사선 부분은 절삭 여유가 되는 부분이다.

피삭재 (M1) 의 평면 가공에 있어서는, 주절삭날 (12), 제 1 부절삭날 (13) 과 제 1 코너날 (11a) 이 절삭 가공에 관여하고, 이들 절삭날의 레이크면이 되는 브레이커면부 (17) 는, 상기한 바와 같이, 경사면부 (16) 방향을 향하여 내리막 경사져 있으므로, 생성된 절삭 부스러기는 브레이커면부 (17) 와의 접촉을 극력 방지하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 브레이커면부 (17) 의 조기 마모를 방지하는 것이 가능해진다.

(경사 절삭 가공)

다음으로, 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 를 사용하여 피삭재에 경사의 절삭 가공을 실시할 때의 가공 순서의 일례에 대해서 설명한다. 금형 등을 절삭 가공에 의해 제조할 때에는, 금형의 소재 (각종 금형용 강 (鋼)) 가 되는 피삭재에, 예를 들어, 깊은 홈의 절삭 가공, 혹은 포켓 가공을 실시하는 경우가 있다. 이와 같은 깊은 홈 등의 절삭 가공에 있어서는, 통상적으로, 프레이즈 가공 공구를 사용하여, 피삭재에 대하여 경사 절삭 가공을 순차 수 회 반복 실시하는 방법이 채용된다.

도 11 은, 피삭재 (M2) 에 깊은 홈 (H) 의 절삭 가공을 NC 제어의 절삭 가공기를 사용하여 실시할 때에, 프레이즈 가공 공구의 이송 제어의 경로를 나타내고 있다. 도 11 에 나타내는 예에서는, 피삭재 (M2) 에 실시하는 경사 절삭 가공의 경로를 순차, k1, k2, …, k8 로 수 회 반복 실시하는 예를 나타내고 있다.

도 11 에 나타내는 깊은 홈 (H) 을 절삭 가공에 의해 제조할 때에 실시하는 경사 절삭 가공을, 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 를 사용하면, 양호한 경사 절삭 가공의 효과를 얻는 것이 가능해진다. 이하, 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 를 사용하여 이 경사 절삭 가공을 실시할 때에, 절삭 인서트 (1) 가 구비하고 있는 각 절삭날의 작용에 대해서 설명한다.

도 12 는, 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 에 장착되어 있는 절삭 인서트 (1) 가 피삭재 (M2) 에 X2 방향으로 왼쪽 내리막 경사 절삭 가공을 실시하고 있을 때의 상태를 나타내고 있다. 도 12 에 있어서, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 는, 예를 들어 3 축 제어의 가공기에 의해, X2 방향 (가로 이송) 과 Z 방향 (세로 이송) 의 이송이 동시에 제어되면서, 피삭재 (M2) 의 표면 (M2a) 에 경사 절삭 가공이 실시되어 경사 가공면 (M2b) 이 얻어진다. 또한, 도 12 에는 나타내고 있지 않지만, 지면의 회전 중심축 (O) 에 대하여 좌측의 절삭 인서트 (1) 는 주절삭날 (12) 과 제 1 부절삭날 (13) 이 절삭 가공에 기여한다. 도 12 에 부호 「M2c」 로 나타내는 사선 부분은 절삭 여유가 되는 부분이다.

이 X2 방향의 경사 절삭 가공에 있어서는, 절삭 인서트 (1) 의 절삭날 중, 주절삭날 (12), 제 1 부절삭날 (13) 과 함께, 제 2 부절삭날 (14) 도 절삭 가공에 기여한다. 이 때, 직선 형상을 이루는 제 2 부절삭날 (14) 은, 피삭재 (M2) 의 미가공면 (M2a) 에 대하여 X2 방향의 가로 이송에 대한 절입날로서 작용한다. 또, 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날 (13) 은, 제 2 부절삭날 (14) 이 가공한 가공면을 양호한 경사 가공면 (M2b) 에 가공하는 절삭날로서 작용한다.

이와 같은 경사 절삭 가공에 있어서는, 제 2 부절삭날 (14) 의 절삭 가공에 의해 생성된 절삭 부스러기의 두께는 제 1 부절삭날 (13) 에 의해 생성된 절삭 부스러기보다 두꺼워진다. 그러나, 제 2 부절삭날 (14) 은 호닝 (18) 을 통해서 기준 평탄면부 (15) 에 연결되어 있으므로, 절삭 부스러기는, 브레이커면부 (17) 방향으로 흐르는 일 없이, 기준 평탄면부 (15) 방향으로 흘러, 양호하게 배출된다.

절삭 부스러기가 브레이커면부 (17) 방향으로 흐르지 않는 이유는, 상기한 바와 같이, 표면부 (2) 및 이면부 (3) 에 형성되어 있는 기준 평탄면부 (15) 와 브레이커면부 (17) 중, 절삭 인서트 (1) 의 두께 (T) 에 대한 높이가, 브레이커면부 (17) 쪽이 기준 평탄면부 (15) 보다 높아지도록 형성되어 있기 때문이다.

또한, 경사 절삭 가공에 있어서, 오른쪽 내리막의 절삭 가공 (도 12 에 나타내는 X2 방향과는 역방향의 경사 절삭 가공) 을 실시할 때에도, 주절삭날 (12), 제 1 부절삭날 (13) 과 함께, 제 2 부절삭날 (14) 이 절삭 가공에 기여한다.

또, 도 6C 에 나타내고 있는 바와 같이, 제 2 부절삭날 (14) 의 호닝 (18) 과 호닝 (18) 근방의 기준 평탄면부 (15) 의 표면에는 완만하게 상방으로 돌출하는 미소한 볼록 형상부 (19) 를 형성하여, 제 2 부절삭날 (14) 의 강도를 확보하도록 하고 있다. 이에 따라, 상기한 평면 가공과 마찬가지로, 제 2 부절삭날 (14) 에 조기에 칩핑이나 결손이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해져, 가공 불균일이 없는 양호한 경사 가공면 (M2b) 을 얻을 수 있다.

또, 도 6C 에 나타내는 바와 같이, 볼록 형상부 (19) 의 정점 (G) 과 제 2 부절삭날 (14) 을 이은 선분 (E1) 이, 단변 방향 측면부 (5) 의 연장선이 이루는 교차 각도 β (도) 를, 상기한 본 실시형태의 제 1 특징으로 되는 「90 ＜ β ≤ 130」 으로 설정하고 있으므로, 절삭 부스러기의 배출성의 향상과, 제 2 부절삭날 (14) 의 레이크면이 되는 기준 평탄면부 (15) 의 마모를 억제하는 것이 가능해진다.

상기한 본 실시형태의 절삭 인서트 (1) 는, 대략 사변형의 형상을 이루고, 표면부 (2) 와 이면부 (3) 에 각각 형성된 2 개의 제 1 코너부 (7) 에, 제 1 코너날 (11a) 을 구비한 네거티브형 절삭 인서트로서, 1 개의 절삭 인서트에 합계 4 코너를 갖고, 상기한 본 실시형태의 특징 1 ∼ 4 에 기재된 주요한 특징을 구비하고 있다.

이에 따라, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (30) 의 인서트 부착좌 (32) 에 장착한 절삭 인서트 (1) 에 절삭날 등의 마모가 발생한 경우에는, 이 절삭 인서트 (1) 의 방향을 180° 바꾸어 재장착을 실시함으로써, 다른 절삭날부 (10) 를 절삭 가공에 사용할 수 있다. 또, 표면부 (2) 의 2 개의 절삭날부 (10) 가 마모된 경우에는, 이 절삭 인서트 (1) 의 이면부 (3) 의 절삭날부 (10) 를 절삭 가공에 사용할 수 있다. 이와 같이, 1 개의 절삭 인서트로 표면부 (2) 및 이면부 (3) 에 형성되어 있는 합계 4 개 지점의 절삭날부 (10) 를 사용할 수 있다.

또한, 절삭 인서트 (1) 의 제 1 코너날 (11a) 은, 피삭재의 평면 가공을 실시하고 있을 때에, 피삭재의 입벽 (날끝 교환식 회전 절삭 공구의 회전 중심축에 대략 평행한 면) 을 절삭 가공할 필요가 있을 때에, 이 입벽 및 이 입벽의 하방부의 모서리부의 절삭 가공에 관여하는 절삭날로서 사용된다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 절삭 인서트 (101), 및 이것을 구비하는 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (130) 에 대해, 도 13 ∼ 19 를 참조하면서 설명한다. 도 13 은, 본 실시형태의 절삭 인서트를 표면부의 비스듬한 상방에서 본 사시도, 도 14 는 도 13 에 나타내는 절삭 인서트를 표면부의 방향에서 본 평면도, 도 15 는 도 13 에 나타내는 절삭 인서트를 장변 방향 측면부의 방향에서 본 측면도, 도 16 은 도 13 에 나타내는 절삭 인서트를 단변 방향 측면부의 방향에서 본 정면도이다.

또한, 제 1 실시형태와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 배치하여 설명을 간략화한다. 또, 상이한 부호를 붙인 부분에 대해서도, 제 1 실시형태에 있어서 동일한 명칭을 갖는 부분과 동일한 구성 및 작용에 대해서는 설명을 생략하고 있다.

제 2 실시형태에서는, 절삭날부 (110) 를 구성하는 제 1 코너날 (111a) 과, 주절삭날 (112) 과, 제 1 부절삭날 (113) 과, 제 2 부절삭날 (114) 이, 그 접속부에서, 모서리를 이루는 일 없이, 매끄럽게 접속되어 있다 (제 2 실시형태의 제 1 특징). 또, 브레이커면부 (117) 는 절삭날부 (110) 의 레이크면을 이루고, 브레이커면부 (117) 의 제 1 코너날 (111a) 측의 레이크각이, 제 2 부절삭날 (114) 측의 레이크각보다 작아지도록 구성되어 있다 (제 2 실시형태의 제 2 특징). 또한, 제 2 부절삭날에 수직인 제 2 부절삭날 (114) 의 레이크면의 단면에서 봤을 때, 볼록 형상부 (119) 의 정점이 제 2 부절삭날 (114) 상에 위치한다 (제 2 실시형태의 제 3 특징). 그 밖의 구성 및 작용 효과에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. 이하, 상기의 각 특징에 대해서, 그 작용 효과와 함께 설명한다.

(제 1 특징)

도 13, 14 에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태에 관련된 절삭 인서트 (101) 에 있어서, 절삭날부 (110) 를 구성하는 제 1 코너날 (111a) 과, 주절삭날 (112) 과, 제 1 부절삭날 (113) 과, 제 2 부절삭날 (114) 은, 각 접속부 (S1, S2, S3) 에 있어서, 모서리를 이루는 일 없이, 매끄럽게 접속되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 제 1 코너날 (111a) 과 주절삭날 (112) 의 경계부인 단부 (S1), 주절삭날 (112) 과 제 1 부절삭날 (113) 의 경계부인 단부 (S2), 및 제 1 부절삭날 (113) 과 제 2 부절삭날 (114) 의 경계부인 단부 (S3) 에, 모서리부가 형성되지 않는다. 그 때문에, 절삭 가공시에 있어서의 단부 (S1 ∼ S3) 의 손상이나, 단부 (S1 ∼ S3) 가 우선적으로 소모되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 장기에 걸쳐 절삭날부 (110) 의 형상을 유지하여, 절삭 성능을 유지할 수 있다.

(제 2 특징)

본 실시형태에 있어서의 절삭 인서트 (101) 에서는, 브레이커면부 (117) 는 절삭날부 (110) 의 레이크면을 이루고, 브레이커면부 (117) 의 제 1 코너날 (111a) 측의 레이크각이, 제 2 부절삭날 (114) 측의 레이크각보다 작아지도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 17A, 17B 에 나타내는 바와 같이, 브레이커면부 (117) 가 복수의 면 (117a ∼ 117g) 으로 구성되어 있다. 도 17A 는 도 14 에 나타내는 절삭 인서트 (101) 의 절삭날부 (110) 를 구성하는 각 절삭날의 배치와 그 배열을 설명하는 확대 부분 평면도이며, 도 17B 는 도 17A 에 나타내는 제 2 부절삭날 (114) 에 수직인 d3-d3 선에 있어서의 단면도이다.

면 (117a) 은, 제 1 코너날 (111a) 및 기준 평탄면부 (115) 와 연속하고, 제 1 코너날 (111a) 의 단부 (S5) 를 지나는 면이다. 면 (117b) 은, 면 (117a), 제 1 코너날 (111a), 및 기준 평탄면부 (115) 와 연속한다. 면 (117c) 은, 면 (117b), 제 1 코너날 (111a), 및 기준 평탄면부 (115) 와 연속한다. 면 (117a, 117b, 117c) 은, 제 1 코너날 (111a) 의 레이크면으로 되어 있다. 면 (117d) 은, 면 (117c), 주절삭날 (112), 및 기준 평탄면부 (115) 와 연속하고, 주절삭날 (112) 의 레이크면으로 되어 있다. 면 (117e) 은, 면 (117d), 제 1 부절삭날 (113), 및 기준 평탄면부 (115) 와 연속하고, 제 1 부절삭날 (113) 의 레이크면으로 되어 있다. 면 (117f) 은, 면 (117e), 제 2 부절삭날 (114), 및 기준 평탄면부 (115) 와 연속한다. 면 (117g) 은, 면 (117f), 제 2 부절삭날 (114), 및 기준 평탄면부 (115) 와 연속하고, 제 2 부절삭날 (114) 의 단부 (S4) 를 지나는 면이다. 면 (117f, 117g) 은, 제 2 부절삭날 (114) 의 레이크면으로 되어 있다.

도 17A, 17B 에 나타내는 바와 같이, 브레이커면부 (117) 를 구성하는 각 면 (117a ∼ 117g) 은, 주로 평면 (후술하는 직선부에 상당) 으로 구성되고, 기준 평탄면부 (115) 와의 접속부에 있어서 볼록 형상의 곡면 (후술하는 곡선부에 대응) 으로 되어 있다.

도 17B 에 나타내는 바와 같이, 면 (117f) 을 지나 제 2 부절삭날 (114) 에 수직인 단면에 있어서, 면 (117f) 의 단면 능선부는 직선부 (117f1) 와 곡선부 (117f2) 로 이루어진다. 직선부 (117f1) 는, 제 2 부절삭날 (114) 로부터 기준 평탄면부 (115) 를 향하여 연장되어 있고, 그 연장선 (E3) 은, 기준 평탄면부 (115) 의 단면 능선부 (115a) 에 대하여 소정의 각도 (δf) (이하, 면 (117f) 과 기준 평탄면부 (115) 가 이루는 각도라고도 한다) 를 이루고 있다. 곡선부 (117f2) 는, 직선부 (117f1) 와 단면 능선부 (115a) 를 접속하는 볼록 형상의 원호로 되어 있다. 직선부 (117f1) 및 곡선부 (117f2) 는, 단면 능선부 (115a) 보다 상방으로 돌출하여 있다. 즉, 면 (117f) 은 기준 평탄면부 (115) 의 상방으로 돌출하여 있다.

도 17B 에는 면 (117f) 에 대해 도시하고 있지만, 그 밖의 면 (117a ∼ 117e, 117g) 도 동일한 형상을 구비한다. 즉, 각 면 (117a ∼ 117e, 117g) 과 연속하는 각 절삭날에 수직인 각 단면에 있어서, 각 면 (117a ∼ 117e, 117g) 의 단면 능선부는, 각 절삭날로부터 연장되는 직선부와, 기준 평탄면부 (115) 와 직선부를 접속하는 곡선부를 구비하고 있다.

그리고, 브레이커면부 (117) 를 구성하는 각 면 (117a ∼ 117g) 과 기준 평탄면부 (115) 에 대한 각도는, 면 (117a) 으로부터 면 (117g) 을 향하여, 차례로 커지고 있다. 바꾸어 말하면, 각 면 (117a ∼ 117g) 과 연속하는 각 절삭날에 수직인 각 단면에 있어서, 각 면 (117a ∼ 117g) 의 단면 능선부의 직선부와 기준 평탄면부 (115) 의 단면 능선부 (115a) 가 이루는 각도 (각 면 (117a ∼ 117g) 과 기준 평탄면부 (115) 가 이루는 각도) 를 각각 δa ∼ δg 로 한 경우, δa ＜ δb ＜ δc ＜ δd ＜ δe ＜ δf ＜ δg 로 되어 있다. 즉, 브레이커면부 (117) 는, 면 (117a) 으로부터 면 (117g) 을 향하여, 레이크각이 차례로 커지도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 절삭 가공시에 생긴 절삭 부스러기가, 브레이커면부 (117) 를 따라 표면부 (2), 또는 이면부 (3) 의 외부로 보내지므로, 절삭 부스러기가 신속하게 배출된다. 그 때문에, 절삭 부스러기가 기준 평탄면부 (115) 에 직접 접촉하는 것을 회피하는 것이 가능해진다. 즉, 기준 평탄면부 (115) 가 절삭 부스러기의 찰과 등에 의해 마모, 변형되는 것으로부터 회피된다.

또한, 상기 효과를 보다 확실하게 발휘하기 위해서 는, 브레이커면부 (117) 의 제 1 코너날 측단에 위치하는 면 (117a) 과 기준 평탄면부 (115) 가 이루는 각도 (δa) 와, 브레이커면부 (117) 의 제 2 부절삭날 측단에 위치하는 면 (117g) 과 기준 평탄면부 (115) 가 이루는 각도 (δg) 의 차 (δg ― δa) 를, 3 도 이상 20 도 이하로 하는 것이 바람직하고, 4 도 이상 15 도 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 각도 (δa) 는 5 도 이상 25 도 이하가 바람직하고, 10 도 이상 20 도 이하가 보다 바람직하다. 또한, 각도 (δg) 는 10 도 이상 30 도 이하가 바람직하고, 15 도 이상 25 도 이하가 보다 바람직하다.

또, 브레이커면부 (117) 의 형상은, 그 제 1 코너날 (111a) 측의 레이크각이, 제 2 부절삭날 (114) 측에 있어서의 레이크각보다 작아지도록 구성되어 있으면 되고, 상기 설명에 한정되지 않는다. 예를 들어, 브레이커면부 (117) 를 구성하는 면의 수는 7 에 한정되지 않고, 브레이커면부 (117) 를 2 이상의 평면으로 구성해도 되고, 또 1 이상의 곡면으로 구성해도 된다. 브레이커면부 (117) 를 1 개의 곡면으로 구성하는 경우, 각 절삭날에 수직인 단면에 있어서, 브레이커면부 (117) 의 단면 능선부는, 상기 서술한 도 17B 와 마찬가지로, 직선부와 곡선부로 구성된다. 그리고, 직선부와 기준 평탄면부 (115) 의 단면 능선부 (115a) 가 이루는 각도가, 브레이커면부 (117) 의 제 1 코너날 (111a) 측단으로부터 제 2 부절삭날 측단을 향하여 점차 커지고 있다.

(제 3 특징)

도 17B 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제 2 부절삭날에 수직인 제 2 부절삭날 (114) 의 레이크면이 되는 면 (117f) 의 단면에서 봤을 때, 면 (117f) 의 단면 능선부 (117f1, 117f2) 가 볼록 형상부 (119) 를 형성하고 있다. 볼록 형상부 (119) 는, 기준 평탄면부 (115) 보다 표면부 (2) 의 상방을 향하여 완만하게 돌출하여 있다. 그리고, 볼록 형상부 (119) 의 정점 (G) 은, 제 2 부절삭날 (114) 상에 위치하고 있다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 면 (117g) 은 면 (117f) 과 동일한 형상을 갖고 있다. 또한, 면 (117g) 의 단면 능선부의 직선부와 기준 평탄면부 (115) 의 단면 능선부 (115a) 가 이루는 각도는, 면 (117f) 의 단면 능선부의 직선부 (117f1) 와 기준 평탄면부 (115) 의 단면 능선부 (115a) 가 이루는 각도보다 작다.

이와 같이, 제 2 부절삭날 (114) 의 레이크면 (117f, 117g) 을 기준 평탄면부에 대하여 볼록 형상으로 하고 있으므로, 제 2 부절삭날 (114) 을 사용한 경사 절삭 가공시에 있어서, 절삭 부스러기 배출성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 기준 평탄면부 (115) 가 절삭 부스러기의 찰과 등에 의해 마모, 변형되는 것이 회피된다.

또, 면 (117f) 의 단면 능선부의 직선부 (117f1) (또는 그 연장선 (E3)) 와 단변 방향 측면부 (105) 의 교차 각도 γ (도) 가, 70 (도) ≤ γ ＜ 90 (도) 로 설정되어 있다. 또, 면 (117g) 에 있어서도, 제 2 부절삭날 (114) 에 수직이고, 면 (117g) 을 지나는 단면에 있어서, 면 (117g) 의 단면 능선부의 직선부와 단변 방향 측면부 (105) 의 교차 각도 γ (도) 가 70 (도) ≤ γ ＜ 90 (도) 로 설정되어 있다.

이와 같이, 교차 각도 γ 를 예각으로 함으로써, 제 2 부절삭날 (114) 에 작용하는 절삭 저항을 저감할 수 있다. 또, 피삭재의 용착도 억제할 수 있으므로, 용착이 발생하기 쉬운 피삭재에 대하여 제 2 부절삭날 (114) 을 사용하여 경사 절삭 가공을 실시하는 경우에, 이 절삭 인서트 (101) 는 적합하다. 또한, 상기 효과를 보다 확실하게 발휘하기 위해서, 교차 각도 γ 를 72 도 ≤ γ ≤ 88 도로 하는 것이 바람직하고, 74 도 ≤ γ ≤ 86 도로 하는 것이 보다 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다.

또한, 절삭날부 (110) 전체에 있어서, 상기 교차 각도 γ 에 상당하는 각도, 즉, 브레이커면부 (117) 의 각 면 (117a ∼ 117g) 과 연속하는 각 절삭날에 수직인 각 단면에 있어서, 각 면 (117a ∼ 117g) 의 단면 능선부의 직선부와 단변 방향 측면부 (105) 가 이루는 각도를, 70 도 이상 90 도 미만으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 절삭 인서트 (101) 는, 이른바, 포지티브형 절삭 인서트가 된다.

이와 같은 구성에 의하면, 절삭날부 (110) 전체의 절삭 저항을 저감할 수 있다. 그 때문에, 본 실시형태의 제 1 특징과 같이, 각 절삭날이 매끄럽게 접속함으로써, 상기 제 1 실시형태의 구성보다 인서트 부착좌 (32) 의 단변측 구속벽 (34) 과 단변 방향 측면부 (105) 의 접촉 면적이 작아져도, 공구의 채터 진동을 억제할 수 있다. 또, 피삭재의 용착을 억제할 수 있으므로, 이와 같은 절삭 인서트 (101) 는 용착이 발생하기 쉬운 피삭재의 절삭 가공에 적합하다.

(입벽의 절삭 가공)

계속해서, 상기한 절삭 인서트 (101) 를 공구 본체 (31) 에 착탈 가능하도록 장착한 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (130), 및 그 사용예에 대해서, 도 18 ∼ 도 20 을 사용하여 설명한다. 도 18, 19 는, 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구의 사시도로서, 도 18 은 본 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착하고 있지 않은 상태를 나타내는 도면, 도 19 는 본 실시형태에 관련된 절삭 인서트를 장착했을 때의 상태를 나타내는 도면이다. 본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (130) 의 구성은, 인서트 부착좌 (32) 의 단변측 구속벽 (134) 의 형상이, 본 실시형태의 절삭 인서트 (101) 의 단변 방향 측면부 (105) 에 대응하는 형상으로 되어 있는 것 이외에, 제 1 실시형태와 동일한 구성을 구비한다.

본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (130) 는, 도 20 과 같은 피삭재의 입벽이나, 입벽의 하부에 위치하는 모서리부의 절삭 가공에 특히 유리하다. 도 20 은, 도 19 에 나타내는 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (130) 를 사용하여, 피삭재 (M3) 의 입벽 (M3a) 을 포함하는 모서리부의 절삭 가공을 실시하고 있을 때의 상태를 설명하는 도면이다.

본 실시형태의 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (130) 에 의하면, 절삭 인서트 (101) 가 본 실시형태의 제 2, 3 의 특징을 구비하므로, 절삭 가공시에 생긴 절삭 부스러기를, 브레이커면부 (117) 를 따라, 날끝 교환식 회전 절삭 공구 (130) 의 직경 방향 내방 (도 20 의 절삭 인서트 (101) 의 좌측) 으로 보낼 수 있다. 그 때문에, 절삭 인서트 (101) 의 장변 방향 측면부 (4) 와 피삭재 (M3) 의 입벽 (M3a) 의 사이에, 절삭 부스러기가 끼이는 것을 방지할 수 있다. 또, 브레이커면부 (117) 가 제 2 부절삭날 (114) 의 단부 (S4) 까지 형성되어 있으므로, 절삭 가공시에 생긴 절삭 부스러기는 브레이커면부 (117) 를 따라, 제 2 부절삭날 (114) 보다 상기 직경 방향 내방으로 보내진다. 그 때문에, 피삭재 (M3) 의 평면부 (M3b) 와 절삭날부 (110) 의 사이에 절삭 부스러기가 끼이는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 절삭 부스러기가 끼이는 것에 의한 절삭 저항의 증가를 억제할 수 있음과 함께, 절삭 부스러기에 의해 입벽 (M3a) 이나 평면부 (M3b) 가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

이상으로 설명한 본 발명에 관련된 절삭 인서트는, 그 표면부 (2) 및 이면부 (3) 의 형상이 대략 사각형상을 이룬 절삭 인서트 (1) 에 대해서 설명했지만, 표면부 (2) 및 이면부 (3) 의 형상이 3 각형상, 5 각형상, 6 각형상 등의 형상을 이루는 절삭 인서트에 대해서도 적용할 수 있다.

또, 본 발명에 관련된 절삭 인서트는, 탄화텅스텐-코발트기 (WC-Co 기) 의 초경합금으로 제조하는 것이 바람직하지만, 탄화텅스텐-코발트기 외에, 탄질화계의 서멧을 포함하는 초경합금제 외에, 고속도 강, 탄화티탄, 탄화규소, 질화규소, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 및 이들의 혼합체로 이루어지는 세라믹스, 입방정 질화붕소 소결체, 다이아몬드 소결체, 다결정 다이아몬드 혹은 입방정 질화붕소로 이루어지는 경질상과, 세라믹스나 철족 금속 등의 결합상을 초고압하에서 소성하는 초고압 소성체 등을 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 절삭 인서트는, 적어도 절삭날부의 절삭날 능선과 호닝의 영역에, 내마모성을 향상시키기 위해서 PVD 등에 의해 종래부터 실시되고 있는 각종 경질 피막을 1 층 또는 복수 층 형성하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 관련된 절삭 인서트는, 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서, 전술한 실시형태에서 설명한 각 구성 (구성 요소) 을 조합해도 되고, 또, 구성의 부가, 생략, 치환, 그 밖의 변경이 가능하다. 또 본 발명은, 전술한 실시형태에 의해 한정되는 일은 없고, 특허 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

예를 들어, 제 2 실시형태에 관련된 절삭 인서트의 제 3 특징을, 제 1 실시형태의 제 1 특징과 치환해도 된다. 이와 같은 구성에 의해서도, 경사 절삭시의 절삭 부스러기 배출성을 양호하게 할 수 있다. 제 2 실시형태에서는, 제 2 부절삭날 (114) 상의 변곡점 (Q) 을, 제 1 실시형태의 제 3 특징을 만족하는 위치로 해도 된다. 또한, 특히 도시 및 설명은 하고 있지 않지만, 제 2 실시형태에 있어서도 제 1 실시형태와 마찬가지로, 교차 능선부 (9a) 를 따라 소정의 길이를 갖는 절결부 (21) 를 형성해도 된다.

또한, 단부 (S1 ∼ S5) 에 대해, 제 1 실시형태에서는 미소한 폭을 갖는 영역으로 되어 있고, 제 2 실시형태에서는 점으로 되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 단부 (S1) 가 제 1 코너날과 주절삭날의 경계이고, 단부 (S2) 가 주절삭날과 제 1 부절삭날의 경계이고, 단부 (S3) 가 제 1 부절삭날과 제 2 부절삭날의 경계이고, 단부 (S4) 가 제 2 부절삭날의 단부 (S3) 와 반대측의 단부에 위치하고, 단부 (S5) 가 제 1 코너날의 단부 (S1) 와 반대측의 단부에 위치하고 있으면 된다.

산업상 이용가능성

본 발명의 절삭 인서트는 절삭 부스러기 배출성이 좋다. 따라서, 이 절삭 인서트를 구비하는 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 의하면, 절삭 저항을 저감할 수 있기 때문에, 공구의 채터 진동이 저감되어, 가공면의 면 조도를 향상시키는 것이 가능해진다. 이와 같이, 본 발명의 절삭 인서트 및 날끝 교환식 회전 절삭 공구에 의하면, 경사 절삭 가공을 고이송으로 실시해도 양호한 가공면을 얻을 수 있다.

1：절삭 인서트
2：표면부
3：이면부
4：장변 방향 측면부
5, 105：단변 방향 측면부
6：고정용 나사의 삽입 통과 구멍 (나사 삽입 통과 구멍)
7：제 1 코너부
8：제 2 코너부
9：교차 능선부
9a：장변 방향의 교차 능선부, 9b：단변 방향의 교차 능선부,
9c, 9d：코너부의 교차 능선부
10, 110：절삭날부
11a, 111a：제 1 코너날
11b：제 2 코너 능선부
12, 112：주절삭날
13, 113：제 1 부절삭날
14, 114：제 2 부절삭날
15, 115：기준 평탄면부
15a (115a)：제 2 부절삭날의 d1-d1 선 (d3-d3 선) 의 단면에 있어서, 기준 평탄면부의 단면에 있어서의 표면부의 단면 능선부
16：경사면부
17, 117：브레이커면부
17a：제 1 부절삭날의 d2-d2 선의 단면에 있어서, 브레이커면부의 단면에 있어서의 표면부의 단면 능선부
18：호닝
19, 119：미소한 볼록 형상부
21：절결부
30, 130：날끝 교환식 회전 절삭 공구
31：공구 본체
32：인서트 부착좌
33：착좌면
34, 134：단변측 구속벽
35：장변측 구속벽
36：나사 구멍
37：고정용 나사 (클램프 나사)
A：절삭 인서트의 평면도에 있어서, 나사 삽입 통과 구멍의 중심선을 지나 2 개의 단변 방향 측면부간의 폭을 2 등분하는 직선
B：나사 삽입 통과 구멍의 중심선 (P1) 을 지나 직선 (A) 과 직교하는 직선
C：제 1 코너날의 원호 중앙부
D：주절삭날의 연장선
E1：미소한 볼록 형상부의 정점 (G) 과 제 2 부절삭날을 이은 선분
E2：기준 평탄면부의 표면부에 있어서의 단면 능선부의 연장선
E3：브레이커면의 단면 능선부의 직선부의 연장선
F：날끝 교환식 회전 절삭 공구의 회전 방향
G：미소한 볼록 형상부 (19) 의 정점
H：깊은 홈
L1：단부 (S3) 로부터 제 2 부절삭날의 소정의 위치까지의 거리
L2：원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날에 있어서, 이 원호의 현의 길이
J：타원
M, M1, M2：피삭재
N：절삭 인서트의 두께 방향을 이등분하는 평면
O：회전 중심축
P1：나사 삽입 통과 구멍의 중심선
R：원호 형상을 이루는 상기 제 1 부절삭날의 원호 반경
Q：제 2 부절삭날의 소정의 위치
W：단변 방향 측면부의 폭 치수
k1, k2, …：회전 절삭 공구에 의해 경사 절삭 가공을 실시할 때의 이송 경로
S1：제 1 코너날의 단변 방향 측면부측의 단부
S2：주절삭날의 타방의 단부
S3：제 1 부절삭날의 타방의 단부
S4：제 2 코너부에 있어서의 교차 능선부의 일방의 단부
S5：제 1 코너날의 타방 (장변 방향 측면부측) 의 단부
β：미소한 볼록 형상부의 정점 (G) 과 제 2 부절삭날을 이은 선분 (E1) 이, 단변 방향 측면부의 연장선이 이루는 교차 각도
γ：브레이커면부의 단면 능선부의 직선부의 연장선 (E3) 이, 단변 방향 측면부의 연장선이 이루는 교차 각도
δf：브레이커면부의 단면 능선부의 직선부의 연장선 (E3) 이, 기준 평탄면부의 단면 능선부가 이루는 각도
T：절삭 인서트의 두께
t1：절삭날부의 임의의 지점과, 절삭 인서트를 두께 방향으로 이등분하는 평면의 거리

Claims (11)

1. 장변과 단변을 갖고, 평면에서 봤을 때 대략 사각형상을 이루는 표면부와 이 표면부에 대향하여 배치된 이면부와, 상기 표면부와 상기 이면부의 각각의 4 개의 모서리부에 형성된 코너부와, 상기 표면부와 상기 이면부를 접속하는 측면부로서 2 개의 장변 방향 측면부와 2 개의 단변 방향 측면부와, 상기 표면부의 중앙부로부터 상기 이면부까지 관통하는 고정용 나사 삽입 통과 구멍과, 상기 표면부 및 상기 이면부가, 상기 단변 방향 측면부 및 상기 장변 방향 측면부와 교차하는 교차 능선부에 절삭날을 갖는 절삭날부를 구비한 절삭 인서트로서,
   상기 절삭날부는,
   상기 표면부 및 상기 이면부의 각각의 4 개의 상기 코너부 중, 상기 고정용 나사 삽입 통과 구멍의 중심선을 개재하여 대향하는 위치에 배치된 1 쌍의 제 1 코너부에 형성된 제 1 코너날과,
   상기 제 1 코너날의 상기 단변 방향 측면부측의 단부 (端部) (S1) 에 이어지고, 상기 단변 방향 측면부의 상기 교차 능선부를 따라 형성된 직선 형상을 이루는 주절삭날과,
   상기 주절삭날의 타방의 단부 (S2) 에 이어지고, 상기 표면부 및 상기 이면부의 평면에서 봤을 때 상기 단변 방향 측면부의 외측 방향을 향하여 완만하게 돌출함과 함께, 상기 단부 (S2) 로부터 이간함에 따라서 상기 주절삭날의 연장선에 대하여, 점차, 상기 고정용 나사 삽입 통과 구멍의 방향으로 후퇴하도록 배치되고, 반경 (R) 의 원호 형상을 이루는 제 1 부절삭날과,
   상기 제 1 부절삭날의 타방의 단부 (S3) 에 이어져 직선 형상을 이루는 제 2 부절삭날을 구비하고,
   상기 표면부 및 상기 이면부에는, 상기 고정용 나사 삽입 통과 구멍의 개구부의 주위를 포함하도록 형성된 기준 평탄면부를 구비하고 있고,
   상기 제 2 부절삭날에 있어서의 절삭날 능선에 수직인 상기 제 2 부절삭날의 레이크면의 단면 (斷面) 에서 봤을 때, 상기 제 2 부절삭날의 상기 레이크면의 단면 능선부는, 상기 기준 평탄면부의 단면 능선부에 대하여 상기 표면부 또는 상기 이면부의 상방을 향해서 돌출한 볼록 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 인서트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 코너날과, 상기 주절삭날과, 상기 제 1 부절삭날과, 상기 제 2 부절삭날이, 매끄럽게 연속하고 있는 절삭 인서트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 표면부 및 상기 이면부는, 상기 절삭날부의 레이크면이 되고 상기 기준 평탄면부와 연속하는 브레이커면부를 구비하고,
   상기 제 1 코너날측에 있어서의 상기 브레이커면부와 상기 기준 평탄면부가 이루는 각도가, 상기 제 2 부절삭날측에 있어서의 상기 브레이커면부와 상기 기준 평탄면부가 이루는 각도보다 작은 절삭 인서트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 표면부 및 상기 이면부는, 상기 절삭날부의 레이크면이 되고 상기 기준 평탄면부와 연속하는 브레이커면부를 구비하고,
   상기 제 2 부절삭날의 상기 레이크면의 상기 단면에서 봤을 때, 상기 볼록 형상의 정점이 상기 제 2 부절삭날 상에 위치하고, 상기 브레이커면부의 평면부와 상기 단변 방향 측면부가 이루는 교차 각도를 γ (도) 로 했을 때, 상기 교차 각도 γ 는, 70 (도) ≤ γ ＜ 90 (도) 로 설정되어 있는 절삭 인서트.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 부절삭날의 상기 레이크면이 상기 기준 평탄면부인 절삭 인서트.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 부절삭날의 상기 레이크면의 상기 단면에서 봤을 때의 상기 볼록 형상에 있어서,
   상기 볼록 형상의 정점 (G) 과 상기 제 2 부절삭날 능선을 이은 선분 (E1) 이, 상기 단변 방향 측면부가 이루는 교차 각도를 β (도) 로 했을 때, 상기 교차 각도 β 는, 90 (도) ＜ β ≤ 130 (도) 로 설정되어 있는 절삭 인서트.
7. 제 1 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 코너날의 중앙부 또는 상기 중앙부를 포함하는 절삭날의 근방은, 상기 표면부 또는 상기 이면부에 있어서 상기 절삭 인서트의 두께 방향에 대한 높이가 가장 높아지도록 형성되어 있음과 함께, 상기 절삭 인서트의 정면에서 봤을 때,
   상기 절삭날부는, 상기 제 1 코너날의 상기 중앙부 또는 상기 중앙부를 포함하는 상기 제 1 코너날의 근방으로부터 상기 제 2 부절삭날의 소정의 위치 (Q) 까지, 연속적으로 내리막 경사지도록 형성되어 있는 절삭 인서트.
8. 제 1 항 및 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   원호 형상을 이루는 상기 제 1 부절삭날의 현의 길이를 L1 로 했을 때에,
   상기 제 1 부절삭날의 타방의 상기 단부 (S3) 로부터 상기 제 2 부절삭날 상의 상기 소정의 위치 (Q) 까지의 거리 (L2) 는,
   L2 ＜ 0.2 × L1
   을 만족하도록 설정되어 있는 절삭 인서트.
9. 제 1 항 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 표면부 및 상기 이면부는, 상기 제 1 코너날과 상기 주절삭날 및 상기 제 1 부절삭날의 레이크면이 되는 브레이커면부와, 상기 브레이커면부와의 경계부에 형성된 경사면부를 개재하여 형성된 상기 기준 평탄면부를 구비하고 있고,
   상기 경사면부는, 상기 표면부 또는 상기 이면부에 있어서의 상기 절삭 인서트의 두께 방향에 대한 높이가, 상기 기준 평탄면부보다 낮아지도록 형성되어 있는 절삭 인서트.
10. 제 1 항 및 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 인서트의 상기 제 1 부절삭날에 있어서의 수직 방향의 단면에서 봤을 때,
    상기 브레이커면부의 단면 능선부는, 상기 기준 평탄면부의 단면 능선부에 대하여 상기 표면부 또는 상기 이면부의 상방을 향해서 돌출하여 있는 절삭 인서트.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 절삭 인서트를, 고정 수단에 의해 공구 본체의 선단부에 형성한 인서트 부착좌에 자유롭게 착탈할 수 있도록 장착된 날끝 교환식 회전 절삭 공구로서,
    상기 절삭 인서트는, 상기 인서트 부착좌에, 상기 단변 방향 측면부가 상기 공구 본체의 선단부의 저면측에, 상기 장변 방향 측면부가 상기 공구 본체의 선단부의 외주면측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 날끝 교환식 회전 절삭 공구.

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