WO2007049617A1 - 切削インサート、ミーリング工具および切削方法 - Google Patents

切削インサート、ミーリング工具および切削方法 Download PDF

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main cutting
cutting
divided main
cutting insert
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Takuya Ishida
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Definitions

  • the present invention relates to a cutting insert used for a milling tool such as a face mill and an end mill, a milling tool equipped with the cutting insert, and a cutting method using the same.
  • a cutting insert in which a rake continuous from the main cutting edge, a surface is positive, a corner is provided, and a flank including the main cutting edge is divided by a groove (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei. 7—299636).
  • the chip width generated by the main cutting edge is divided into small parts by the groove, so the cutting resistance is reduced and the biting property to the work material is improved. The effect of suppressing vibration is obtained.
  • the present invention has been made to solve such problems of the prior art, and in a cutting insert used for a milling tool, particularly a milling tool having a long cutting edge length and a large number of blades attached thereto.
  • An object of the present invention is to provide a highly reliable and stable cutting insert capable of suppressing chatter vibration in cutting or the like without reducing the strength of the cutting edge.
  • the present invention comprises a main body portion having a rake face on an upper surface and a flank surface on a side surface,
  • a main cutting edge formed at an intersection ridge line portion between the rake face and the flank face;
  • the cutting insert is characterized in that a recessed portion that is recessed with respect to the rake face is formed in the vicinity region corresponding to the cutting edge.
  • the at least one projecting portion has a facing surface facing the corresponding divided main cutting edge
  • the opposed surface is characterized in that the rising angle with respect to the rake surface gradually increases as the distance from the opposed divided main cutting edge increases.
  • the present invention comprises a main body portion having a rake face on an upper surface and a flank face on a side surface, and a main cutting edge formed at a cross ridge line portion between the rake face and the flank face,
  • a groove portion that is formed on the flank surface and has one end reaching the rake surface, and the main cutting edge is composed of a plurality of divided main cutting blades divided by the groove portion.
  • a recessed portion and at least one projection portion that are recessed with respect to the rake face are formed.
  • the protrusion includes a first protrusion and
  • a cutting IJ-in comprising: a second protruding portion formed on an opposite side of the first protruding portion with respect to the corresponding divided main cutting edge and having a height higher than that of the first protruding portion.
  • the present invention is a cutting method for cutting a work material using the milling tool described above, wherein at least one of the milling tool and the work material is rotated, and the divided main cutting edge is moved to the work material.
  • a cutting method for cutting a work material comprising: a cutting process for contacting the surface of the work material to cut the surface of the work material; and a retreating process for retreating the divided main cutting edge from the work material cover. It is.
  • the present invention also relates to a cutting method for cutting a work material using the aforementioned cutting insert,
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a cutting insert according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the milling tool 9.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the vicinity of the cutting insert 1 of the milling tool 9.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the cutting insert la according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a view showing the milling tool 9 equipped with the insert la according to the second embodiment and is a front view showing a cutting state.
  • FIG. 6 is a view showing a milling tool equipped with a conventional insert, and is a front view showing a cutting state.
  • FIG. 7 shows an overall perspective view of the cutting insert lb according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a cutting insert lc of the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view showing a cutting insert lc of the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a side view of the long side showing the cutting insert lc of the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is an enlarged view showing the short side of the insert lc, and is a side view showing a simplified state of generation of the chips 13 during cutting.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a cutting insert Id of the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view showing a cutting insert Id of the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a side view of the long side showing the cutting insert Id of the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a side view of the short side showing the cutting insert Id of the fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a cutting insert le of the sixth embodiment.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the preparatory stage before cutting the work material 15, showing the cutting method step by step.
  • FIG. 18 is a diagram showing the cutting method step by step, and is a perspective view showing the step of cutting the work material 15.
  • FIG. 19 is a diagram showing the cutting method step by step, and is a perspective view showing the stage at which the cutting of the work material 15 is completed.
  • FIG. 20 is a diagram showing the cutting method in stages, and is a perspective view showing a stage after the cutting of the work material 15 is completed.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a cutting method using the milling tool 9.
  • FIG. 1 shows an overall perspective view of a cutting insert 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the milling tool 9.
  • Fig. 3 shows the cutting insert 1 of a milling tool 9 It is a perspective view which expands and shows the vicinity.
  • the milling tool 9 is configured by mounting the cutting insert 1 on a milling tool holder (hereinafter also referred to as “holder”) 10.
  • the cutting insert (hereinafter sometimes referred to as “insert”) 1 has a substantially polygonal plate shape, specifically a substantially parallelogram plate shape. It has a rake face 2 on its upper surface, a seating surface 3 on its lower surface, and a flank 4 on its side surface.
  • the rake face 2 is one face that serves as a reference for constituting the upper face of the cutting insert 1.
  • a main cutting edge 5 is formed at the intersection ridge line portion between the rake face 2 and the flank face 4.
  • the rake face 2 is curved in a concave shape so as to be concaved toward the bottom face 3 as shown in FIG.
  • the flank 4 is formed with a plurality of groove portions 6, one end reaching the rake face 2 and the other end reaching the seating face 3, in this embodiment.
  • the main cutting edge 5 is composed of a plurality of divided main cutting edges 5a divided by the groove 6 in the present embodiment, in this embodiment.
  • the corner 1 of the insert 1 has a corner edge 12 formed at the intersecting ridge line between the flank 4 and the rake face 2, and the main cutting edge 4 is located on the most corner cutting edge 12 side. Connected to cutting edge 5a. Then, in the region of the rake face 2 in the vicinity of the divided main cutting edge 5a, a recessed portion 7 recessed with respect to the rake face 2 is located at a position corresponding to the divided main cutting edge 5a.
  • Each recess 7 is formed so as to be further recessed with respect to the rake face 2 that is curved in a concave shape toward the bottom surface 3 centimeters.
  • the recess 7 is formed in the vicinity region between the adjacent grooves 6.
  • the recess 7 is extended in a substantially vertical direction with respect to each divided main cutting edge 5a.
  • the recess 7 is formed so as to extend in a direction substantially orthogonal to the flank 4.
  • Such a recess 7 is provided with the cutting edge strength maintained as much as possible.
  • a screw hole 16 penetrating to the lower surface is formed in the approximate center of the rake face 2. Around the screw hole 16, an annular raised portion 15 raised with respect to the rake face 2 is formed.
  • the milling tool 9 basically includes an insert 1 and a holder 10 that has a substantially cylindrical shape and that can attach and detach a plurality of inserts 1 at the outer peripheral position.
  • a mounting portion to which the insert 1 is mounted and a chip pocket 11 are formed adjacent to the mounting portion.
  • insert 1 is a rake face in the direction of rotation.
  • the main cutting edge 5 is placed on the outer peripheral side facing 2 and is fixed to the holder 10 by clamping means 14 such as a screw member. Cutting is performed by rotating the main cutting edge 4 together with the holder 10.
  • the groove portion 6 that divides the flank 4 including the main cutting edge 5 remains in the state where the cutting edge strength is maintained, and the recess portion 7 is provided. It is done.
  • the surface of the work material is cut by the plurality of divided main cutting edges 5a divided by the grooves 6.
  • the recesses 7 are arranged in the face 2, thereby reducing the contact ratio between the chips 13 and the rake face 2. Since the contact ratio decreases, the frictional resistance is reduced and the cutting resistance is reduced.
  • the contact ratio when the chips 13 pass over the rake face 2 is reduced, so that the chips 13 are in contact with the rake face 2 over the entire width as in the past.
  • cutting resistance is reduced. Therefore, it is possible to suppress chatter vibration during cutting without reducing the strength of the cutting edge by reducing the cutting resistance while maintaining the configuration of the main cutting edge 5. It becomes.
  • the chatter vibration of the milling tool 9 itself is suppressed, so that the machined surface of the work material can be finished well, and the impact (microvibration) applied to the cutting blade is reduced, so the tool life is reduced. The total cost can be reduced.
  • the recess 7 is formed in the region between the adjacent grooves 6, the chips 13 generated by the divided main cutting edge 5a between the adjacent grooves 6 are moved over the recess 7. The probability of passing can be increased. As a result, it is possible to form the recessed portion 7 only at a necessary portion, so that it is possible to minimize the reduction in the cutting edge strength due to the formation of the recessed portion 7 and to suppress chatter vibration. .
  • each recess 7 is extended in a direction substantially perpendicular to each divided main cutting edge 5a, that is, in a direction in which chips generated by each divided main cutting edge 5a flow. This effectively reduces the contact ratio with the surface 2 when the chips 13 pass through the surface 2. As a result, cutting resistance can be effectively reduced.
  • the formation of the recess 7 increases the surface area of the rake face 2 in the vicinity of the cutting edge and dissipates more cutting heat, thereby reducing the temperature rise at the cutting edge. As a result, there is also an effect that the progress of wear of the insert is suppressed. Furthermore, it is more preferable to form a plurality of the recessed portions 7 for each divided main cutting edge 5a because this heat radiation effect is further enhanced.
  • the head of the clamping means 14 is hidden behind the annular ridge 15. That is, since the head of the clamping means 14 is lower than the annular ridge 15, wear of the head of the clamping means 14 due to the collision of the chips 13 can be prevented.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the cutting insert la according to the second embodiment.
  • the insert la of the present embodiment has a recess 7 formed in a region near the split main cutting edge 5a of the rake face 2, and at least 1 on the rake face 2 corresponding to the divided main cutting edge 5a.
  • Two protrusions 8 are formed. Specifically, the recessed portion 7 extends between the protruding portion 8 and the corresponding divided main cutting edge 5a. At least one protrusion 8 is provided for each corresponding divided main cutting edge 5a, and in the present embodiment, two protrusions 8 are provided.
  • the protrusion 8 has a facing surface 17 that faces the corresponding divided main cutting edge 5a.
  • the facing surface 17 is formed at a position where the chips 13 of the work material cut by the corresponding divided main cutting edge 5a collide.
  • the facing surface 17 is preferably provided with a portion substantially parallel to each of the divided main cutting edges 5a because it is easy to receive the chips 13.
  • Each opposing surface 17 is formed so as to gradually rise from the rake face 2 as it is separated from the opposing divided main cutting edge 5a.
  • the facing surface 17 is formed in a tapered shape that is inclined with respect to the rake face 2.
  • the cutting force is reduced by the recess 7 and the chips generated by the divided main cutting edge 5a are applied to the facing surface 17 of the projecting portion 8 so that the chips can be curled reliably. Excellent chip discharge performance.
  • the chips 13 are made smaller by colliding with the facing surface 17.
  • FIG. 5 is a front view showing the milling tool 9 equipped with the insert la of the present embodiment, and is a front view showing a cutting state.
  • FIG. 6 is a front view showing a milling tool equipped with a conventional insert, and is a front view showing a cutting state.
  • V when the protrusion 8 is formed on the surface 2, and when cutting a conventional carbon steel or stainless steel as a milling tool by mounting a conventional insert to the holder, the thickness of the chip is also thick. Because of its high rigidity, the chips 13 generated by the main cutting blade flow on the rake face toward the center of the holder.
  • the chips 13 abut against the holder wall surface 10 a of the chip pocket 11 and are discharged outside using the holder wall surface 10 a as a guide. Therefore, there arises a problem that friction occurs between the holder wall surface 10a and the chips 13.
  • the holder wall surface 10a of the chip pocket 11 gradually wears and eventually becomes scraped, and the scraped holder wall surface 10a is clogged with chips 13 and the rigidity of the holder 10 is increased.
  • the accuracy of the camera is reduced and the accuracy of the cache is deteriorated.
  • the chips 13 generated in the cutting process become thicker, it is a big problem that the damaged holder 10 whose wear progresses significantly must be replaced at an early stage.
  • each chip 13 is reduced by reducing the curl diameter of the chip 13, the chip 13 can be discharged from the chip pocket 11 to the outside smoothly, and the chip 13 of the main cutting edge 5 can be lost due to the engagement. In this way, the insert la can have a long service life.
  • insert la having projections 8 is effective because chips tend to extend, but pig iron or the like is used as the work material. In cutting, it is possible to handle even inserts without protrusions 8 because the chips are fine and easy to cut.
  • the recess 7 extends between the protrusion 8 and the divided main cutting edge 5a, the cutting resistance when the chips pass over the recess 7 is reduced, and the chips pass over the recess 7. It is possible to achieve both a chip disposal effect by hitting the protrusion 8 after passing.
  • annular ridge 15 is formed around the screw hole 16 in the center of the rake face 2. This ensures that even if the curling action of the chips by the protrusion 8 is insufficient!
  • FIG. 7 shows an overall perspective view of the cutting insert lb according to the third embodiment.
  • the insert lb of the present embodiment is characterized in that a plurality of, in the present embodiment, two or three concave portions 7 are provided for each corresponding divided main cutting edge 5a.
  • the protrusions 8 are characterized in that a plurality of, in the present embodiment, one or two of the corresponding divided main cutting edges 5a are provided.
  • the protruding portion 8 adjacent to the raised portion 15 and the raised portion 15 are connected and provided integrally. Further, the raised portion 15 is formed so that the height from the rake face 2 is larger than that of the protruding portion 8.
  • the meaning that the protruding portion 8 and the protruding portion 15 are connected means that the end portion of the protruding portion 8 on the protruding portion 15 side and the end portion of the protruding portion 15 on the protruding portion 8 side are connected and connected. Is configured to be larger than the height of the protrusion 8. Accordingly, when the projection 8 and the raised portion 15 are viewed as a whole, the connected portion is configured to be tapered so as not to be recessed with respect to the surface of the projection 8.
  • the dent 7 extends in a direction substantially perpendicular to each of the divided main cutting edges 5a, and a plurality of the dents 7 are formed with the rake face 2 when the chips pass over the rake face 2.
  • the rake in the vicinity of each divided main cutting edge 5a, and the original area between the plurality of recesses 7 formed in the surface 2 region In other words, the strength of the cutting insert lb can be maintained because the two surfaces remain in the shape of a cross.
  • the rake face 2 maintains the strength of the cutting insert lb. be able to.
  • an annular raised portion 15 is formed around the screw hole 16 in the central portion of the rake face 2, and the protruding portion 8 is formed continuously with the protruding portion 15.
  • the protrusion 8 is reinforced rather than being provided. Further, since the raised portion 15 is formed higher than the protruding portion 8, it serves as a chip guide for preventing the chips 13 from hitting the holder wall surface 10a. Fulfill your eyes. Further, since the protruding portion 8 is formed continuously with the raised portion 15, there is no problem if the chips 13 are clogged between the raised portion 15 and the raised portion 8.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a cutting insert lc of the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view showing a cutting insert lc of the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a side view of the long side showing the cutting insert lc of the fourth embodiment.
  • the insert lc of the present embodiment is characterized by the shape of the protrusion 8.
  • the protrusion 8 is at least one first protrusion 8a located on the corresponding divided main cutting edge side, and is connected to the first protrusion 8a and is connected to the first protrusion 8a. It includes at least one second protrusion 8b formed on the opposite side of the corresponding divided main cutting edge 5a and higher than the first protrusion 8a. Accordingly, each projection 8 is formed with a first projection portion 8a near the corresponding divided main cutting edge 5a.
  • the meaning that the first projecting portion 8a and the second projecting portion 8b are connected to each other means that the end of the first projecting portion 8a on the second projecting portion 8b side and the second projecting portion 8b on the first projecting portion 8a side.
  • the connected portion is configured to be larger than the height of the first protruding portion 8a. Therefore, when the projection 8 is viewed as a whole, the connected portion is configured to be tapered so as not to be recessed with respect to the surface of the first projection portion 8a.
  • the aforementioned facing surface 17 is formed on the first protruding portion 8a.
  • the second protrusion 8b has a chip guide surface 18 facing the corresponding divided main cutting edge 5a on the main cutting edge 5 side of the second protrusion 8b.
  • the facing surface 17 includes a concave curved surface or a plurality of flat surfaces whose rising angle with respect to the rake surface gradually increases as the distance from the corresponding divided main cutting edge 5a increases.
  • the chips 13 collide with a portion of the opposing surface 17 where the rising angle is small with respect to the seating surface 10, and then the rising angle is large and collides with the portion. Will be.
  • the stress applied from the chip 13 to the facing surface 17 is greatest when it first strikes, only the portion of the facing surface 17 that has a large rising angle with respect to the seating surface 10 is the first protrusion.
  • the stress applied to the first protruding portion 8a increases. Therefore, the stress applied to the protrusion 8 is increased.
  • the first protruding portion 8a prevents wear due to the chips 13 hitting the holder wall surface 10a.
  • the insert that has received a large stress from the chips 13 is severely deteriorated and its life is shortened.
  • the present invention reduces the stress when the chips 13 first collide with the first protruding portion 8a. In addition, it is possible to prevent the chips 13 from hitting the holder wall surface 10a due to a collision at other locations.
  • FIG. 11 is an enlarged view of the short side of the insert lc, and is a side view schematically showing the state of generation of the chips 13 during cutting.
  • the “concave surface” or “a plurality of planes” has a portion where the rising angle gradually increases with reference to the seating surface 3 as the distance from the corresponding divided main cutting edge 5a increases. Yes. If the facing surface 17 is a concave curved surface, a point is determined on the facing surface 17 and the angle between the tangent of that point and the seating surface 10 is taken. From that point, determine another point away from the divided main cutting edge 5a, and let ⁇ be the angle between the tangent of that point and the seating surface 10.
  • angles ex and ⁇ are provided with portions that become larger as they move away from the corresponding divided main cutting edges 5a.
  • the angle between one of the plurality of planes and the seating surface 10 is ⁇ , and another plane and the seating surface that are separated from the divided main cutting edge 5a from that plane.
  • the angle above 10 should be ⁇ and the above requirements should be satisfied.
  • an auxiliary line L parallel to the seating surface 10 is drawn to show ⁇ and
  • the “concave curved surface” is not particularly limited as long as it has a curved surface formed in a concave shape, and may be a combination of a plane and a curved surface as long as the above requirements are satisfied.
  • the two or more planes have a larger number of surfaces having different angles because the possibility that the chip 13 contacts the opposing surface 17 a plurality of times increases. It is most preferable to have a concave curved surface as shown in FIG. 11. In this case, there is a high possibility that the opposing surface 17 will collide a plurality of times, and the chip 13 has stress on the holder wall surface 10a. In this case, it is possible to effectively prevent a collision at a high speed.
  • the protrusion 8 is closest to the corresponding divided main cutting edge 5a. positioned. This is preferable because the probability that the chips 13 first collide with a place other than the facing surface 17 is reduced. Furthermore, the first projecting portion 8a corresponds to the end portion of the facing surface 17 having the narrowest width. It has a part which becomes wider as it gets away from the divided main cutting edge 5a. As described above, the facing surface 17 is formed at a position where the chips 13 collide, and the stress of the chips 13 is so great that the holder wall surface 10a is worn away. Therefore, it is preferable that the first protrusion portion 8a is formed so as to be wide behind the facing surface 17 so that the protrusion portion 8 can be reinforced.
  • the main cutting edge 4 side of the first protruding portion 8a is formed such that the width and the height gradually decrease as it approaches the corresponding divided main cutting edge 5a.
  • the height of the protrusion 8 that contacts the chip 13 decreases as it approaches the divided main cutting edge 5a, in other words, the height of the ridge line portion of the protrusion 8 increases as it moves away from the divided main cutting edge 5a. Since the height gradually increases, the contact between the protrusion 8 and the chips 13 is smooth, and a rapid increase in cutting resistance is suppressed.
  • each protrusion 8 is provided integrally with a plurality of first protrusions 8a and one second protrusion 8b.
  • a plurality of the first projection portions 8a are formed with respect to the opposed divided main cutting edges 5a, and the plurality of first projection portions 8a are separated from the corresponding divided main cutting edges 5a rather than the opposed surface 17.
  • the second protrusions 8b are connected to each other. With this configuration, the protrusions 8 are in a mutually reinforcing relationship, and the strength of the plurality of protrusions 8 as a whole can be improved.
  • first projection portions 8a are continuously formed on one second projection portion 8b, so that stress from chips 13 acting on each first projection portion 8a can be obtained. Can be dispersed.
  • Each of the second protruding portions 8b is formed on the opposite side of the corresponding divided main cutting edge 5a of each protruding portion 8 so as to be higher than the first protruding portion 8a. Thereby, it is possible to effectively prevent the chips 13 from hitting the holder wall surface 10a. Further, as in the present embodiment, when the second protruding portion 8b is formed continuously with the first protruding portion 8a having the facing surface 17, the strength of the protruding portion 8 that receives a large stress from the chips 13 is reinforced. This is preferable.
  • the raised portion 15 and the second protruding portion 8b are formed in a row, there is no problem when the chips 13 are clogged between the raised portion 15 and the second protruding portion 8b.
  • the raised portion 15 can be used as the second protruding portion 8b, and in this case, it is excellent in productivity because it is not necessary to separately provide the second protruding portion 8b.
  • the corner cutting edge 12 is formed at the corner portion of the insert lc continuously with the one divided main cutting edge 5a.
  • the protrusion 8 corresponding to the divided main cutting edge 5a located on the corner cutting edge 12 side is formed so that the width and the height are gradually reduced by the direction toward the corner cutting edge 12. As a result, it is possible to curl the chips 13 whose cross section is formed in an arc shape by the corner cutting edge 12 in the most efficient and constant direction. Further, as shown in FIG.
  • the angle ⁇ force 1 ⁇ 20 ° to 85 ° formed by the ridge line on the corner cutting edge 12 side of the protrusion 8 corresponding to the corner cutting edge 12 and the divided main cutting edge 5a, Corner It is preferable in that the chips 13 formed by the blades 12 can be curled more reliably. If the 0 force is less than 0 °, the chips 13 tend to clog and the cutting resistance may increase. Also, if the ⁇ force is greater than 3 ⁇ 45 °, the chips 13 are less likely to curl, so if the wear on the holder wall surface 10a is not improved, the size of the chips 13 to be touched by the force increases, and the chip 13 discharge performance decreases and There is a risk of defects such as chipping of the cutting edge due to indentation.
  • the second protrusion 8b has a chip guide surface 18 facing the corresponding divided main cutting edge 5a on the main cutting edge 5 side of the second protrusion 8b.
  • the chip guide surface 18 is realized by the same configuration as the facing surface 17 of the first projecting portion 8a, and gradually rises from the rake face 2 as the distance from the opposing divided main cutting edge 5a increases. Such a chip guide surface 18 suppresses the chip 13 from proceeding in the direction opposite to the direction of the divided main cutting edge 5a.
  • Such a chip guide surface 18 When provided, the discharge direction of the chips 13 is determined along the chip guide surface 18, so that it is possible to further enhance chip discharge performance and prevent damage to the holder wall surface 10 a due to chips.
  • the fifth embodiment will be described. FIG.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the cutting insert Id of the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view showing a cutting insert Id of the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a side view of the long side showing the cutting insert Id of the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a side view of the short side showing the cutting insert Id of the fifth embodiment.
  • the insert Id according to the present embodiment is particularly similar to the insert lc according to the fourth embodiment described above, and the insert lc according to the fourth embodiment is a protrusion corresponding to the corner cutting edge 12 (hereinafter referred to as the protrusion lc). (Simply “corner protrusions” t) may be different).
  • the corner projection 8c is realized by the same configuration as the other projections 8. Specifically, the corner projecting portion 8c is integrally formed by connecting two first projecting portions 8a and one second projecting portion 8b.
  • the first protrusion 8a on the outer side of the insert Id is set to the angle ⁇ force 1 ⁇ 20 ° to 85 ° between the ridgeline and the split main cutting edge 5a as described above. Is done.
  • the first protrusion 8a on the inner side of the insert Id is substantially perpendicular to the direction in which the split main cutting edge 5a extending from the ridge line and the corner cutting edge 12 extends. Is set.
  • the chips 13 formed by the corner cutting edge 12 can be curled to a small extent, and the divided main cutting edge continuous to the corner cutting edge 12 can be obtained.
  • the chips 13 formed by 5a can also be curled small. Thereby, chip discharge
  • FIG. 16 is a perspective view showing the cutting insert le of the sixth embodiment.
  • the insert le of the present embodiment is particularly similar to the insert Id of the fifth embodiment described above, and the number of grooves 6 formed is different from the insert Id of the fifth embodiment.
  • the flank 4 is formed with a plurality of groove portions 6, one end of which reaches the rake face 2 and the other end reaches the seating surface 3, three in the present embodiment. Further, the flank 4 has a groove 6a whose one end reaches the rake face 2 and whose other end does not reach the seating face 3. In the present embodiment, two are formed. Such groove portions 6a that do not reach the seating surface 3 are formed on both sides in the longitudinal direction. In other words, a groove 6 a that does not reach the seating surface 3 is formed in a portion adjacent to the corner cutting edge 12.
  • the main cutting edge 5 is composed of a plurality of divided main cutting edges 5a divided in the groove portions 6 and 6a in the present embodiment.
  • the chip 13 can be reduced by reducing the split main cutting edge 5a. Therefore, chip discharge can be improved.
  • FIG. 17 is a diagram showing the cutting method step by step, and is a perspective view showing a preparation step before cutting the work material 15.
  • FIG. 18 is a view showing the cutting method step by step, and is a perspective view showing the stage of cutting the work material 15.
  • FIG. 19 is a perspective view showing the cutting method in stages, and showing the stage at which the cutting of the work material 15 is completed.
  • FIG. 20 is a diagram showing the cutting method step by step, and is a perspective view showing the stage after the cutting of the work material 15 is completed.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a cutting method using the milling tool 9. Hereinafter, a cutting method using the milling tool 9 will be described along the flowchart shown in FIG. When the cutting method is started, the process proceeds to step al.
  • Step al is an attachment process, and as shown in FIG. 17, the insert 1 is mounted on the holder 10 so that the axial rake of the divided main cutting edge 5a becomes positive, and the process proceeds to step a2.
  • the milling tool 9 is configured by such an attachment process.
  • the insert 1 having the groove 6 in the main cutting edge 5 since the cutting is not performed in the groove 6, when only a single type of insert 1 is mounted on the holder, As a result, a strip-shaped uncut portion is generated on the processed wall of the work material 15. Therefore, as shown in FIGS. 12 and 16, the inserts Id and le having the different groove portions 6 are alternately arranged on the same circumference of the holder 10 as shown in FIGS.
  • Step a2 is a proximity process.
  • the milling tool 9 is brought close to the rectangular parallelepiped work material 15, and the process proceeds to step a3.
  • Step a4 is a cutting process.
  • the milling tool 9 is rotated and the divided main cutting edge 5a is placed on the surface of the work material 15. Contact is made to cut the surface of the work material 15, and the process proceeds to step a4. Therefore, in step a3, the work material 15 is processed into a desired shape as shown in FIG. In this embodiment, the cutting force by rotating the milling tool 9 is not limited to this.
  • the work material 15 is rotated like a so-called lathe, and the milling tool 9 is brought close to the rotating work material 15. And may be cut by contact.
  • Step a4 is an evacuation step, and as shown in FIG. 20, the milling tool 9 is evacuated from the work material 15, and this flow is finished.
  • the milling tool 9 is attached to a machine tool (not shown) such as a machining center, and the milling tool 9 is rotated on the side surface of the work material 15.
  • the main cutting edge 5 is repeatedly cut into the work material 15 to cut shoulder shoulders and the like.
  • the inserts Id and le having different groove portions 6 are alternately arranged on the same circumference of the holder 10.
  • the uncut portion left by the groove 6 of one insert Id is cut by the split main cutting edge 5a of the other insert le.
  • the uncut portion by the groove 6 is prevented, and the work material after cutting is prevented.
  • the chip 13 when the milling tool 9 with the inserts Id and le having different arrangements of the grooves 6 is mounted has the largest chip thickness in the cross-section near the center in the width direction. Therefore, if the recess 7 is formed at the center position of each divided main cutting edge 5a, the contact area in the thickness area of the chip thickness will be minimized, so the effect of reducing the cutting resistance is maximized. To the limit.
  • the size of each chip 13 is reduced by reducing the curl diameter of the chip 13.
  • the discharge of the chips 13 from the chip pocket 11 to the outside becomes smooth, and it is possible to effectively suppress defects such as a chipping caused by the chip 13 of the main cutting blade.
  • the recessed portion that is recessed with respect to the rake face is formed in the vicinity region corresponding to each divided main cutting edge.
  • the recessed portion is formed in the region between the adjacent groove portions, the probability that the chips generated by the divided main cutting edge between the adjacent groove portions pass on the recessed portion is increased. be able to. As a result, it is possible to form the recessed portions only in necessary portions, so that the reduction in the strength of the cutting edge due to the formation of the recessed portions can be minimized and chatter vibration can be suppressed. .
  • the recessed portion extends in a substantially vertical direction with respect to each divided main cutting edge, the recessed portion is formed along a direction in which chips generated by each divided main cutting edge flow. The part is extended. Therefore, when the chips pass over the rake face, the contact ratio between the chips and the rake face is effectively reduced, and as a result, the cutting resistance can be effectively reduced.
  • a plurality of the recessed portions are provided for each of the divided main cutting edges, so that the contact ratio with the rake face when the chips pass on the rake face is reduced to reduce the cutting resistance. Can be effectively reduced. Further, since there is a rake face between adjacent dents formed in the surface area in the vicinity of each divided main cutting edge, the strength of the cutting insert can be maintained by this rake face.
  • the chips generated by the divided main cutting edge are raked. It can be applied to the protrusion formed on the surface. As a result, the chips can be curled by the protrusions, so that the chip discharge performance can be improved. Also chips By curling the chip, it is possible to prevent chips from coming into contact with the chip pocket wall surface of the holder body to which the cutting insert is mounted. As a result, the holder can be used for a long period of time without the holder wall surface 10a of the chip pocket 11 being worn by the chips. Therefore, it is possible to realize a cutting insert with high cost performance.
  • the recessed portion extends between the protruding portion and the divided main cutting edge, the cutting resistance is reduced when the chips pass over the recessed portion, and the chips are removed. It is possible to achieve both a chip treatment effect by hitting the protrusion after passing over the recess.
  • the facing surface is formed so that the rake face force gradually rises as it moves away from the facing divided main cutting edge, chips that collide with the facing surface are moved along the facing surface. , Can guide smoothly. As a result, it is possible to prevent the protrusions from being damaged by the chips and to improve the chip discharging performance.
  • the facing surface is formed so that the rising angle gradually increases as the distance from the facing divided main cutting edge increases, chips that collide with the facing surface are moved along the facing surface. The chips can be curled and smoothly guided. This prevents the protrusion from being damaged by chips and improves chip discharge. Further, according to the present invention, since the facing surface is a concave curved surface, chips that collide with the facing surface can be reliably curled and smoothly guided.
  • the facing surface includes a plurality of planes having different rising angles, the probability that chips come into contact with the opposing surface a plurality of times can be increased. This makes it possible to increase chip discharge.
  • the opposing surface is formed so that the width at the main cutting edge side end portion of the opposing surface is the narrowest. It is the main cutting edge side end where the chips first collide with the facing surface. Since the part where the chip first collides is the largest and receives stress from the chip, the pressure applied to the chip can be increased by making this part the narrowest as described above. This makes it possible to guide the chip discharge direction along the facing surface. Moreover, since it has a part which becomes wide as it leaves
  • the present invention by providing a plurality of projections with respect to the divided main cutting blades facing each other, the possibility that chips may collide with the projections can be increased. As a result, it is possible to improve the chip discharging performance by the protrusion. Further, the plurality of protrusions are continuous at a position separated from the opposed divided main cutting edge side than the opposed surface. Rather than providing each protrusion independently, the strength of the protrusion can be improved by connecting the protrusions apart from each other. As a result, even if a plurality of protrusions are provided, it is possible to prevent damage from chips.
  • the screw hole penetrating to the lower surface is formed in the approximate center of the rake face
  • the screw member is screwed into the screw hole, and the screw is also attached to the holder body to which the cutting insert is attached.
  • the cutting insert can be securely fixed to the holder body.
  • the raised portion is provided around the screw hole, the head of the screw member can be covered with the raised portion in a state where the screw member is mounted in the screw hole. As a result, it is possible to prevent chips from colliding with the head of the screw member and being damaged.
  • the protruding portion and the raised portion are connected, the strength of the protruding portion can be improved as compared with the case where the protruding portion is provided independently.
  • the recessed portion that is recessed with respect to the rake face is formed in the vicinity region corresponding to each divided main cutting edge.
  • the contact rate between the chip and the rake face is reduced when the chips generated by the plurality of divided main cutting edges divided by the groove pass on the rake face. can do.
  • the cutting resistance can be reduced.
  • the cutting edge configuration of the main cutting edge is not changed, so in other words, cutting is performed without reducing the cutting edge strength while maintaining the cutting edge configuration of the main cutting edge. It is possible to suppress chatter vibration in the case of, for example.
  • At least one protrusion is formed in the vicinity region, and the protrusion includes a first protrusion and a second protrusion. Since the first projection portion is formed on the divided main cutting edge side with respect to the second projection portion, the chips generated by the divided main cutting blade first collide with the first projection portion. As a result, chips can be discharged along the first protrusion. In addition, since the second protrusion portion is higher in height than the first protrusion portion, chips after colliding with the first protrusion portion are further removed. It can be made to collide with 2 protruding parts. As a result, the discharge direction of the chips can be determined by the second protruding portion.
  • the holder can be used for a long period of time without the holder wall surface 10a of the chip pocket 11 being worn by the chips. Therefore, a cutting insert with high cost performance can be realized.
  • the protrusion since the protrusion has the plurality of first protrusion portions, the possibility that chips may collide with the protrusion can be increased. As a result, it is possible to improve the chip discharging performance by the protrusion.
  • the plurality of first protrusions are provided integrally with one second protrusion. This makes it possible to integrate a plurality of first protrusions with a single second protrusion rather than providing a plurality of protrusions that are integrally formed with a single first protrusion and a single second protrusion. By providing, the strength of the protrusion can be improved, and a plurality of first protrusions can be provided. As a result, even when a plurality of first protrusions are provided, it is possible to prevent damage from chips.
  • the first protrusion portion has a shape that tapers as it approaches the split main cutting edge. It is on the divided main cutting edge side that the chips first collide with the facing surface. Since the part where the chip collides first is the largest and receives stress from the chip, the pressure applied to the chip can be increased by making this part tapered as described above and making it the narrowest. As a result, the chip discharge direction can be guided along the facing surface. Moreover, since it has a part which becomes wide as it leaves
  • the facing surface is formed so that the rake face force gradually rises as it moves away from the facing divided main cutting edge, chips that collide with the facing surface are moved along the facing surface. , Can guide smoothly. As a result, the first protrusion can be prevented from being damaged by the chips, and the chip discharge performance can be improved.
  • the facing surface gradually increases as it moves away from the facing divided main cutting edge. Since the next rising angle is formed to be large, the chips that collide with the facing surface can be smoothly guided by curling the chips along the facing surface. This prevents the protrusion from being damaged by chips and improves chip discharge. Further, according to the present invention, since the facing surface is a concave curved surface, chips that collide with the facing surface can be reliably curled and smoothly guided.
  • the facing surface includes a plurality of planes having different rising angles, the probability that chips come into contact with the opposing surface a plurality of times can be increased. This makes it possible to increase chip discharge.
  • the chip guide surface is formed so that the rake face force gradually rises as the distance from the opposing divided main cutting edge increases, so that the chip guided from the opposing surface of the first projection portion. Can be smoothly guided along the chip guide surface of the second protrusion. As a result, the second protrusion can be prevented from being damaged by the chips, and the chip discharge performance can be further improved.
  • the chip guide surface suppresses the chip from moving in the direction opposite to the direction of the opposed divided main cutting edge, so that the chip contacts the chip pocket wall surface of the holder body to which the cutting insert is mounted. This can be surely prevented.
  • the screw hole penetrating to the lower surface is formed in the approximate center of the rake face, the screw member is screwed into the screw hole, and the screw is also attached to the holder body to which the cutting insert is attached. By cutting the member, the cutting insert can be securely fixed to the holder body.
  • the raised portion is provided around the screw hole, the head of the screw member can be covered with the raised portion in a state where the screw member is mounted in the screw hole. As a result, it is possible to prevent chips from colliding with the head of the screw member and being damaged.
  • the second protruding portion and the raised portion are continuous, the strength of the second protruding portion can be improved as compared with the case where the second protruding portion is provided independently. Therefore, the strength of the protrusion can be improved.
  • the milling tool holder is mounted with the cutting insert having at least the recessed portion on the rake face adjacent to the divided main cutting edge and the divided main cutting edge.
  • Cutting resistance can be reduced. This increases the depth of cut. The occurrence of chatter vibrations and the like can be suppressed even in difficult cutting processes.
  • each divided main cutting edge bites into the work material during cutting.
  • the cutting resistance that occurs can be reduced. This can further suppress chatter vibrations.
  • the cutting resistance which arises in a chip formation stage can be reduced.
  • the occurrence of chatter vibration and the like can be suppressed even in cutting with a large depth of cut, and as a result, the machined surface of the work material can be satisfactorily finished.
  • the chatter vibration of the milling tool itself is suppressed, the impact (microvibration) applied to the cutting blade is reduced, so that the tool life can be extended.
  • the above-mentioned cutting insert is mounted on the milling tool holder to form a milling tool, and the workpiece is cut using the milling tool, so that the cutting resistance generated at the chip forming stage is reduced. Can be reduced. This suppresses the occurrence of chatter vibrations and the like even when the cutting depth is large, and as a result, the work surface state of the work material can be satisfactorily finished. In addition, since the chatter vibration of the milling tool itself is suppressed, the impact (microvibration) applied to the cutting blade is reduced, so that the tool life can be extended.

Landscapes

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Abstract

 本発明の目的は、切削加工においても好適に使用可能である切削インサートを提供することである。本発明の切削インサートは、略板状であって、逃げ面4上に溝部6が形成され、主切刃5は溝部6によって分断された複数の分割主切刃5aからなるとともに、すくい面2における分割主切刃5aの近傍領域に、すくい面2に対して窪んだ凹み部7が各分割主切刃5aに対応して形成されている。

Description

切削インサート、ミーリング工具および切削方法
技術分野
[0001] 本発明は、正面フライスやエンドミル等のミーリング工具に用いられる切削インサー ト、それを装着したミーリング工具、およびそれを用いた切削方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、正面フライスやエンドミル等のミーリング工具、特に切刃長が長く多数の刃を 取り付けて使用するミーリング工具で切削加工をする場合には、ホルダに曲げ応力 が働くが、このような曲げ応力によって大きなたわみが発生することのないように、ホ ルダは一定の剛性を備えている。し力しながら、実際の切削加工においては、加工 条件等によってホルダに働く曲げ応力の大きさが変化するので、ホルダの剛性が不 足することにより大きなたわみが発生し、その結果として加工中のびびり振動を誘発 することがある。特に、切込み量が大きな重切削加工等においては、切削抵抗が著し く増大するためにびびり振動が発生しやすい。そこで、切削加工等における切削抵 抗を減少させるための手段として、主切刃を含む逃げ面を溝部によって分断した切 肖 IJインサートを複数組み合わせて用いることが広く行われてきた。
このような切削インサートとして、主切刃から連続するすく 、面が正のすく 、角を備 えるとともに主切刃を含む逃げ面を溝部によって分断した切削インサートが知られて いる(例えば、特開平 7— 299636号公報)。このような切削インサートでは、主切刃 で生成される切屑の幅が溝部によって小さく分割されるので切削抵抗が減少し、また 被削材への食付き性も良くなることから、加工中のびびり振動が抑制されるという効 果が得られる。
し力しながら、特に切込み量が大きな切削加工等においては、切削抵抗が著しく増 大するために、上記構成のような切削インサートであってもびびり振動の発生を抑え ることは必ずしも十分ではな力つた。
このような切削加工等におけるびびり振動をさらに抑制するためには、主切刃を含 む逃げ面を分断する溝部の数を増加させて切削抵抗を減少させることも一つの手段 として考えられるが、そのような場合には、分断された切刃部の強度が大きく低下して しまうために、切削インサートが欠損しやすくなるという問題があった。
発明の開示
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ミーリ ング工具、特に切刃長が長く多数の刃を取り付けて使用するミーリング工具に用いら れる切削インサートにおいて、切刃部の強度を低下させることなく切削加工等におけ るびびり振動を抑制できる、信頼度の高 、安定した切削インサートを提供することを 目的とする。
前記課題を解決するため、本発明は、上面にすくい面を具備し、側面に逃げ面を 具備する本体部と、
前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に形成された主切刃と、
前記逃げ面に形成され、一端が前記すくい面に達する溝部と、を備え、 前記主切刃は、前記溝部によって分断された複数の分割主切刃からなり、 前記すくい面は、前記各分割主切刃に対応する近傍領域に、当該すくい面に対し て窪んだ凹み部が形成されていることを特徴とする切削インサートである。
また本発明は、前記少なくとも 1つの突起部は、前記対応する分割主切刃と対向す る対向面を有し、
該対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて前記すくい面に対する 立ち上がり角度が漸次大きくなることを特徴とする。
また本発明は、上面にすくい面を具備し、側面に逃げ面を具備する本体部と、 前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に形成された主切刃と、
前記逃げ面に形成され、一端が前記すくい面に達する溝部と、を備えており、 前記主切刃は、前記溝部によって分断された複数の分割主切刃からなり、 前記すくい面は、前記各分割主切刃に対応する近傍領域に、当該すくい面に対し て窪んだ凹み部および少なくとも 1つの突起部が形成されており、
前記突起部は、第 1突起部分と、
前記第 1突起部分の前記対応する分割主切刃に対する反対側に形成されており、 前記第 1突起部分よりも高さが高い第 2突起部分とを備えることを特徴とする切肖 IJイン サートである。
また本発明は、前述のミーリング工具を用いて被削材を切削する切削方法であって 前記ミーリング工具および前記被削材の少なくとも 、ずれか一方を回転させ、前記 分割主切刃を被削材の表面に接触させて、被削材の表面を切削する切削工程と、 前記分割主切刃を被削材カゝら退避させる退避工程と、を備えることを特徴とする被 削材の切削方法である。
また本発明は、前述の切削インサートを用いて被削材を切削する切削方法であつ て、
前記切削インサートを、複数の前記切削インサートを外周位置に着脱可能なミーリ ング工具用ホルダに装着してミーリング工具を構成する取付工程と、
前記ミーリング工具および前記被削材の少なくとも 、ずれか一方を回転させ、前記 分割主切刃を被削材の表面に接触させて、被削材の表面を切削する切削工程と、 前記ミーリング工具を被削材カゝら退避させる退避工程と、を備えることを特徴とする 被削材の切削方法である。
図面の簡単な説明
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確にな るであろう。
図 1は、本発明の第一の実施形態による切削インサートの全体斜視図である。 図 2は、ミーリング工具 9を示す斜視図である。
図 3は、ミーリング工具 9の切削インサート 1付近を拡大して示す斜視図である。 図 4は、第 2の実施形態による切削インサート laの斜視図を示す。
図 5は、第 2の実施形態のインサート laを装着したミーリング工具 9を示す図であつ て、切削状態を示す正面図である。
図 6は、従来のインサートを装着したミーリング工具を示す図であって、切削状態を 示す正面図である。
図 7は、第 3の実施形態による切削インサート lbの全体斜視図を示す。
図 8は、第 4の実施形態の切削インサート lcを示す斜視図である。 図 9は、第 4の実施形態の切削インサート lcを示す平面図である。
図 10は、第 4の実施形態の切削インサート lcを示す長辺側の側面図である。
図 11は、インサート lcの短辺側を拡大して示す図であって、切削時の切屑 13の生 成状態を簡略化して示す側面図である。
図 12は、第 5の実施形態の切削インサート Idを示す斜視図である。
図 13は、第 5の実施形態の切削インサート Idを示す平面図である。
図 14は、第 5の実施形態の切削インサート Idを示す長辺側の側面図である。
図 15は、第 5の実施形態の切削インサート Idを示す短辺側の側面図である。
図 16は、第 6の実施形態の切削インサート leを示す斜視図である。
図 17は、切削方法を段階的に示す図であって、被削材 15を切削する前の準備段 階を示す斜視図である。
図 18は、切削方法を段階的に示す図であって、被削材 15を切削している段階を 示す斜視図である。
図 19は、切削方法を段階的に示す図であって、被削材 15の切削が終了した段階 を示す斜視図である。
図 20は、切削方法を段階的に示す図であって、被削材 15の切削が終了後の段階 を示す斜視図である。
図 21は、ミーリング工具 9を用いた切削方法を示すフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について 説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一 の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明してい る場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態 で具体的に説明して 、る部分の組合せば力りではなぐ特に組合せに支障が生じな ければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。各フローチャートの 開始条件は、記載した開始条件だけに必ずしも限定されるものではない。
図 1は、本発明の第 1の実施形態による切削インサート 1の全体斜視図を示す。図 2 は、ミーリング工具 9を示す斜視図である。図 3は、ミーリング工具 9の切削インサート 1 付近を拡大して示す斜視図である。ミーリング工具 9は、切削インサート 1をミーリング 工具用ホルダ (以下、「ホルダ」ということがある) 10に装着して構成される。
図 1に示すように、本発明の第 1の実施形態による切削インサート (以下、「インサー ト」ということがある) 1は、略多角形板状、具体的には略平行四辺形板状をなしており 、その上面にすくい面 2を、下面に着座面 3を、側面に逃げ面 4を具備している。すく い面 2は、切削インサート 1を上面を構成するための基準となる 1つの面である。そし て、前記すくい面 2と前記逃げ面 4との交差稜線部に主切刃 5が形成されている。ま た前記すくい面 2は、本実施の形態では図 15に示すように底面 3に向力つて凹となる ように凹状に湾曲している。
ここで、前記逃げ面 4には、その一端が前記すくい面 2に達し、他端が着座面 3に達 する溝部 6が複数、本実施の形態では、 3つ、形成されている。前記主切刃 5は、前 記溝部 6で分断された複数、本実施の形態では 4つの分割主切刃 5aによって構成さ れている。また、インサート 1の角部には、逃げ面 4とすくい面 2との交差稜線部にコー ナ一切刃 12が形成されており、主切刃 4の最もコーナー切刃 12側に位置する分割 主切刃 5aと接続している。そして、前記すくい面 2の前記分割主切刃 5aの近傍領域 に、前記分割主切刃 5aに対応する位置に、前記すくい面 2に対して窪んだ凹み部 7 が、各分割主切刃 5aと対応するように形成されている。各凹み部 7は、底面 3〖こ向か つて凹状に湾曲しているすくい面 2に対して、さらに窪むように形成される。換言する と、凹み部 7は、隣接する溝部 6の間の近傍領域に形成されている。また凹み部 7は、 各分割主切刃 5aに対して略垂直方向に延設されている。換言すると、凹み部 7は、 逃げ面 4に略直交する方向に延びるように形成される。このような凹み部 7は、切刃強 度を可及的に維持した状態のまま設けられる。またすくい面 2の略中央には、下面ま で貫通したねじ穴 16が形成されている。ねじ穴 16の周りには、すくい面 2に対して隆 起した環状の隆起部 15が形成される。
図 2に示すように、ミーリング工具 9は基本的に、インサート 1と、略円柱状をなし、複 数のインサート 1を外周位置に着脱可能なホルダ 10と、で構成されている。ここで、ホ ルダ 10の外周の複数箇所に、インサート 1が装着される取付部と該取付部に隣接し て切屑ポケット 11が形成されている。詳細には、インサート 1は、回転方向にすくい面 2を向けて外周側に主切刃 5が位置するように前記取付部に載置され、ねじ部材など のクランプ手段 14によりホルダ 10へ固定される。主切刃 4がホルダ 10とともに回転す ることによって切削が行われる。
このように本発明のインサート 1およびミーリング工具 9においては、主切刃 5を含む 逃げ面 4を分断する溝部 6の構成は切刃強度を維持した状態のままにとどめつつ、 凹み部 7を設けられる。このようなインサート 1をホルダ 10に装着してミーリング工具 9 として切削加工に用いた場合に、溝部 6によって分断された複数の分割主切刃 5aに よって、被削材の表面が切削される。切削時に生成された切屑 13がすくい面 2上を 通過する際に、すく 、面 2には凹み部 7が配置されて 、ることにより切屑 13とすくい面 2との接触割合が減少する。接触割合が減少するので摩擦抵抗を低減がされ、切削 抵抗が低減される。
すなわち、凹み部 7を設けることで切屑 13がすくい面 2上を通過する際の接触割合 が減少して ヽるので、従来のように切屑 13が全幅に渡ってすく ヽ面 2と接触する場合 に比べて、切削抵抗が低減される。したがって、主切刃 5の構成を維持したまま、切 削抵抗が減少するような構成としていることにより、切刃部の強度を低下させることな く切削加工等におけるびびり振動を抑制することが可能となる。さらには、ミーリング 工具 9自体のびびり振動が抑制されることで被削材の加工面状態を良好に仕上げる ことができるとともに、切刃に与えられる衝撃 (微振動)が少なくなるので、工具寿命を も延ばすことができ、トータル的にコスト低減を図ることができる。
また本実施の形態では、隣接する溝部 6の間の領域に凹み部 7が形成されるので、 隣接する溝部 6の間の分割主切刃 5aによって生成された切屑 13が、凹み部 7上を通 過する確率を高くすることができる。これによつて必要な部位だけ凹み部 7を形成する ことができるので、凹み部 7を形成することに起因する切刃強度の低下を可及的に小 さくし、びびり振動を抑制することができる。
また各凹み部 7は、各分割主切刃 5aに対して略垂直な方向、すなわち各分割主切 刃 5aで生成された切屑が流れる方向に凹み部 7が延設されている。これによつて切 屑 13がすく 、面 2上を通過する際のすく 、面 2との接触割合が効果的に減少する。 その結果として切削抵抗を効果的に低減させることができる。 また、凹み部 7が形成されていることによって、切刃近傍のすくい面 2の表面積が増 加し、より多くの切削熱が放散されるので、切刃部の温度上昇が緩和され、その結果 としてインサートの摩耗の進行が抑制されるという効果をも奏する。さらには、凹み部 7を各分割主切刃 5aに対して複数形成すれば、この放熱効果はさらに高まるためより 好ましい。
また図 2に示すように、インサート 1をホルダ 10に装着した状態では、クランプ手段 1 4の頭部が環状の隆起部 15に隠れて 、る。すなわち環状の隆起部 15よりクランプ手 段 14の頭部が低い状態であるため、切屑 13の衝突によるクランプ手段 14の頭部の 摩滅を防止することができる。
次に、本発明の第 2の実施形態に関して説明する。図 4は、第 2の実施形態による 切削インサート laの斜視図を示す。本実施の形態のインサート laは、すくい面 2の分 割主切刃 5aの近傍領域に凹み部 7が形成されているとともに、分割主切刃 5aに対応 して、すくい面 2上に少なくとも 1つの突起部 8が形成されている。具体的には、凹み 部 7は、突起部 8と対応する分割主切刃 5aとの間に延設される。突起部 8は、対応す る分割主切刃 5a毎に少なくも 1つ設けられ、本実施の形態では、 2つ設けられる。突 起部 8は、対応する分割主切刃 5aと対向する対向面 17を有する。対向面 17は、対 応する分割主切刃 5aによって切削された被削材の切屑 13が衝突する位置に形成さ れている。対向面 17は、各分割主切刃 5aと略平行な部分を備えている場合は、切屑 13を受け止めやすいので好ましい。各対向面 17は、対向する分割主切刃 5aから離 れるにつれてすくい面 2から漸次立ち上がるように形成される。換言すると、対向面 1 7は、すくい面 2に対して、傾斜するテーパ状に形成される。前述したように凹み部 7 により切削抵抗が低減されるとともに、分割主切刃 5aによって生成される切屑を、突 起部 8の対向面 17に当てることで切屑を確実にカールさせることができるので優れた 切屑排出性が得られる。これにより、切屑 13が対向面 17に衝突することで小さくカー ノレされる。
図 5は、本実施の形態のインサート laを装着したミーリング工具 9を示す正面図であ つて、切削状態を示す正面図である。図 6は、従来のインサートを装着したミーリング 工具を示す正面図であって、切削状態を示す正面図である。図 6に示すように、すく V、面 2上に突起部 8が形成されて 、な 、従来の技術のインサートをホルダへ装着して ミーリング工具として一般的な炭素鋼やステンレス鋼などの切削をする場合、切屑の 厚みも厚くて剛性も高 、ために、主切刃で生成された切屑 13がすく ヽ面上をホルダ の中心側に向かって流れる。これによつて切屑 13が切屑ポケット 11のホルダ壁面 10 aに突き当たり、ホルダ壁面 10aをガイドとして外部へ排出される。したがってホルダ 壁面 10aと切屑 13との間に摩擦が生じるという不具合が生じる。すなわち、切削加工 を繰り返していくと、切屑ポケット 11のホルダ壁面 10aが次第に摩耗して、ついには 削り取られた状態となり、この削り取られたホルダ壁面 10aに切屑 13が詰まったり、ホ ルダ 10の剛性が低下してカ卩ェ精度が悪ィ匕したりするという問題がある。特に、切削加 ェにおいて生成する切屑 13が厚くなつてゆくと摩耗の進行が著しぐ損傷したホルダ 10を早期に交換しなければならないということが大きな問題である。
これに対して本発明のように、インサート 1のすくい面 2上に、各分割主切刃 5aに対 応して突起部 8が設けられている構成とすることにより、図 5に示すように、分割主切 刃 5aによって生成される切屑 13を突起部 8で確実にカールさせることができる。その 結果、切屑 13がホルダ壁面 10aに突き当たることなく外部へ排出させることができる 。これによつてホルダ 10のホルダ壁面 10aを傷つけるというような不具合を生じること はなぐホルダ 10を長期にわたり使用できるため工具費削減というコストメリットをも有 する。さらには、切屑 13のカール径が小さくなることで各切屑 13のサイズが小さくなる ので、切屑ポケット 11から外部への切屑 13の排出がスムーズとなり、主切刃 5の切屑 13のかみこみによる欠損等の不具合が抑制され、インサート laをも長寿命とすること ができる。なお、上述したような炭素鋼やステンレス鋼などを被削材とする切削におい ては、切屑が延びやすいため突起部 8を有するインサート laが有効であるが、铸鉄 などを被削材とする切削においては、切屑が細かく切れやすいため突起部 8無しの インサートでも十分に対応可能である。
また、突起部 8と分割主切刃 5aとの間に凹み部 7が延設されるので、切屑が凹み部 7上を通過する際の切削抵抗の低減効果と、切屑が凹み部 7上を通過後に突起部 8 に当たることによる切屑処理効果とを両立することができる。
また、すくい面 2の中央部のねじ穴 16周りに環状の隆起部 15が形成されていること により、突起部 8による切屑のカール作用が不十分な条件下にお!/、ても切屑が確実 にカールされるようになる。
次に、本発明の第 3の実施形態に関して説明する。図 7は、第 3の実施形態による 切削インサート lbの全体斜視図を示す。本実施の形態のインサート lbは、対応する 各分割主切刃 5aに対して、複数、本実施の形態では、 2つまたは 3つの凹み部 7が 設けられる点に特徴を有する。また突起部 8も同様に、対応する各分割主切刃 5a〖こ 対して、複数、本実施の形態では、 1つまたは 2つ設けられる点に特徴を有する。また 本実施の形態のインサート lbでは、隆起部 15に隣接する突起部 8と、隆起部 15とが 連なって、一体に設けられる。また隆起部 15は、突起部 8よりもすくい面 2からの高さ が大きくなるように形成される。ここで突起部 8と隆起部 15とが連なるという意味は、突 起部 8の隆起部 15側の端部と、隆起部 15の突起部 8側の端部とが連結され、連結さ れる部分が突起部 8の高さよりも大きくなるように構成される。したがって突起部 8と隆 起部 15とを全体視すると、前記連結される部分は、突起部 8の表面に対して窪むこと なぐテーパ状に高くなるように構成される。
このように、凹み部 7が各分割主切刃 5aに対して略垂直な方向に延設され且つ複 数設けられた構成により、切屑がすくい面 2上を通過する際のすくい面 2との接触割 合を減少させて切削抵抗を効果的に低減できることに加えて、各分割主切刃 5a近傍 のすく!、面 2領域にぉ 、て形成された複数の凹み部 7の間に元のすく 、面 2部分が 桟状に残存することで、切削インサート lbの強度を維持できる。
また本実施の形態では、凹み部 7が各分割主切刃 5aに対して複数設けられている ので、切屑 13がすく 、面 2上を通過する際のすく 、面 2との接触割合を減少させて切 削抵抗を効果的に低減できる。また各分割主切刃 5a近傍のすく 、面 2領域にぉ ヽて 形成された隣接する凹み部 7の間にすくい面 2があるので、このすくい面 2によって切 削インサート lbの強度を維持することができる。
また、すくい面 2の中央部には、ねじ穴 16の周りに環状の隆起部 15が形成されて おり、突起部 8を隆起部 15と連なって形成しているので突起部 8が独立して設けられ るよりも、突起部 8が補強されている。さらに、隆起部 15が、突起部 8よりも高く形成さ れているので、切屑 13がホルダ壁面 10aに突き当るのを防止する切屑のガイドの役 目を果たす。また突起部 8を隆起部 15と連なって形成しているので、隆起部 15と突 起部 8との間に切屑 13が詰まると 、う問題がな 、。
次に、本発明の第 4の実施形態に関して説明する。図 8は、第 4の実施形態の切削 インサート lcを示す斜視図である。図 9は、第 4の実施形態の切削インサート lcを示 す平面図である。図 10は、第 4の実施形態の切削インサート lcを示す長辺側の側面 図である。本実施の形態のインサート lcは、突起部 8の形状に特徴を有する。
本実施の形態では、前記突起部 8は、前記対応する分割主切刃側に位置する少な くとも 1つの第 1突起部分 8aと、該第 1突起部分 8aに連なるとともに第 1突起部分 8a の対応する分割主切刃 5aの反対側に形成され第 1突起部分 8aよりも高い少なくとも 1つの第 2突起部分 8bとを具えている。したがって各突起部 8は、対応する分割主切 刃 5a寄りに第 1突起部分 8aが形成される。ここで第 1突起部分 8aと第 2突起部分 8b とが連なるという意味は、第 1突起部分 8aの第 2突起部分 8b側の端部と、第 2突起部 分 8bの第 1突起部分 8a側の端部とが連結され、連結される部分が第 1突起部分 8a の高さよりも大きくなるように構成される。したがって突起部 8を全体視すると、前記連 結される部分は、第 1突起部分 8aの表面に対して窪むことなぐテーパ状に高くなる ように構成される。前述の対向面 17は、第 1突起部分 8aに形成される。また当該第 2 突起部分 8bは、第 2突起部分 8bの主切刃 5側に、対応する分割主切刃 5aと対向す る切屑ガイド面 18を有する。
対向面 17は、前記対応する分割主切刃 5aから離れるに連れて前記すくい面に対 する立ち上がり角度が漸次大きくなる凹曲面または複数の平面を備えている。これに より、対向面 17において切屑 13が複数箇所に衝突することとなり、第 1突起部分 8a に力かる応力が分散される。したがって第 1突起部分 8aを有する突起部 8にかかる応 力を分散することができる。
具体的に説明すると、本発明の構成により、まず、切屑 13が対向面 17のうち、着座 面 10を基準にして立ち上がり角度が小さい部分に衝突し、次いで前記立ち上がり角 度が大き 、部分に衝突することとなる。
切屑 13から対向面 17にかかる応力は、最初に当たるときが最も大きいため、対向 面 17のうち、着座面 10を基準にして立ち上がり角度が大きい部分のみを第 1突起部 分 8aに形成した場合は、第 1突起部分 8aが受ける応力が大きくなる。したがって突 起部 8が受ける応力が大きくなる。即ち、第 1突起部分 8aは、ホルダ壁面 10aに切屑 13が当たることによる摩滅を防止するものであるところ、切屑 13による大きな応力を 受けたインサートは劣化が激しくなり寿命が短くなつてしまう。しかし、インサート lcの 摩滅を避けるため、対向面 17のうち、着座面 10を基準にして立ち上がり角度が小さ い部分のみを第 1突起部分 8aに設けた場合は、切屑 13のカール作用が不十分とな り、結果的に切屑がホルダ壁面 10aに衝突するのを十分に防止できなくなってしまう それに対して、本発明は切屑 13が最初に第 1突起部分 8aに衝突するときの応力を 低減することができるとともに、それ以外の箇所での衝突によりホルダ壁面 10aに切 屑 13が突き当るのを抑制することが可能となる。
図 11は、インサート lcの短辺側を拡大して示す図であって、切削時の切屑 13の生 成状態を簡略ィ匕して示す側面図である。「凹曲面」または「複数の平面」は、図 11に 示すように前記対応する分割主切刃 5aから離れるに連れて着座面 3を基準に漸次 立ち上がり角度が大きっている部分を有している。対向面 17が凹曲面である場合は 、対向面 17上で一点を決め、その点の接線と着座面 10との角度をひとする。その点 より分割主切刃 5aから離れる別の一点を決め、その点の接線と着座面 10との角度を βとする。これらの角度 ex , βが前記対応する分割主切刃 5aから離れるに連れて大 きくなる部分を備えている。対向面 17が複数の平面力も成る場合においては、複数 の平面の内の 1つの平面と着座面 10との角度を αとして、その平面より分割主切刃 5 aから離れる別の平面と着座面 10との角度を βとしていき上記要件を満たせばよい。 なお、図 11においては、着座面 10に平行な補助線 Lを引き、 αおよび |8を図示して いる。
ここで「凹曲面」とは、凹状に形成されている曲面を有するものであれば特に限定は なぐ曲面のみでも、平面と曲面の組合せであっても上記要件を満たすものであれば よい。
また、「複数の平面」を備える場合は、 2以上の平面は角度の異なる面を多く有して いる程、対向面 17において切屑 13が複数回接触する可能性が高くなり好ましい。 なお、最も好ましくは図 11に示すように凹曲面を有している場合であり、この場合は 、対向面 17において複数回衝突する可能性が高いとともに、ホルダ壁面 10aに切屑 13が応力を有した状態、即ち速い速度での突き当るのを有効に防止することができ る。
また、対向面 17の主切刃 5側の端部は、第 1突起部分 8aの主切刃 5側に形成され るので、突起部 8のうち、対応する分割主切刃 5aの最も近くに位置している。これによ り、対向面 17以外の箇所に最初に切屑 13が衝突する確率が低下するため好ましい さらに、第 1突起部分 8aは、前記対向面 17の端部が最も幅が狭ぐ前記対応する 分割主切刃 5aから離れるにつれて幅が広くなる部分を有している。上述のとおり、対 向面 17は切屑 13が衝突する位置に形成されており、また、切屑 13の応力はホルダ 壁面 10aを摩滅するほど大きいものである。そのため、対向面 17の後方に幅が広く なるように第 1突起部分 8aが形成されていることにより、突起部 8を補強することがで き好まし 、。
換言すると、前記第 1突起部分 8aの前記主切刃 4側は、各々対応する前記分割主 切刃 5aに近づくにつれて幅と高さが漸減するように形成されている。これにより、切屑 13と接触する突起部 8が、前記分割主切刃 5aに近づくにつれて高さが低くなる、言 い換えると分割主切刃 5aから離れるにつれて突起部 8の稜線部分の高さが徐々に 高くなるので、突起部 8と切屑 13との接触がスムーズとなり切削抵抗の急激な増加が 抑制される。
また、本実施形態では、各突起部 8は、複数の第 1突起部分 8aと 1つの第 2突起部 分 8bと一体に設けられる。換言すると、前記第 1突起部分 8aが対向する分割主切刃 5aに対して複数形成されており、当該複数の第 1突起部分 8aは前記対向面 17よりも 対応する分割主切刃 5aから離間した位置において第 2突起部分 8bによって連なつ て形成されている。この構成を有することにより、突起部 8同士が互いに補強し合う関 係になり、複数の突起部 8全体としての強度を向上させることができる。
また、 1つの前記第 2突起部分 8bには、 2つ以上の前記第 1突起部分 8aが連なつ て形成されていることにより、それぞれの第 1突起部分 8aに力かる切屑 13からの応力 を分散することができる。
また各第 2突起部分 8bは、各突起部 8の対応する分割主切刃 5aの反対側に、第 1 突起部分 8aよりも高く形成されている。これにより、切屑 13がホルダ壁面 10aに突き 当るのを有効に防止することができる。また本実施形態のように、第 2突起部分 8bが 、対向面 17を有する第 1突起部分 8aと連なって形成されている場合は、切屑 13から の大きな応力を受ける突起部 8の強度を補強することとなり好ましい。
さらに、隆起部 15と第 2突起部分 8bが連なって形成されていることにより、隆起部 1 5と第 2突起部分 8bとの間に切屑 13が詰まると 、う問題がな 、。
また、第 2突起部分 8bとして、隆起部 15を利用することも可能であり、この場合は、 別途第 2突起部分 8bを設ける必要がなぐ生産性に優れている。
また、前述したようにインサート lcの角部には、 1つの前記分割主切刃 5aに連続し てコーナー切刃 12が形成される。このコーナー切刃 12側に位置する分割主切刃 5a に対応する前記突起部 8は前記コーナー切刃 12に向力つて幅と高さが漸減するよう に形成されて 、る。これによつて前記コーナー切刃 12によって断面の一部分が円弧 状に形成された切屑 13を最も効率よくかつ一定の方向にカールさせることができる。 また、図 9に示すように、コーナー切刃 12に対応する突起部 8のコーナー切刃 12 側における稜線と、分割主切刃 5aとのなす角 Θ力 ½0° 〜85° であることが、コーナ 一切刃 12によって形成された切屑 13をより確実に小さくカールさせることができると いう点で好適である。 0力 0° より小さいと切屑 13が詰まりやすくなり、切削抵抗が 増加する恐れがある。また Θ力 ¾5° より大きいと切屑 13がカールしにくくなるため、 ホルダ壁面 10aの摩滅が改善されないば力りでなぐ切屑 13のサイズが大きくなつて 切屑 13の排出性が低下するとともに切屑 13のかみこみによる切刃の欠損等の不具 合を生じる恐れがある。
また当該第 2突起部分 8bは、第 2突起部分 8bの主切刃 5側に、対応する分割主切 刃 5aと対向する切屑ガイド面 18を有する。切屑ガイド面 18は、第 1突起部分 8aの対 向面 17と同様の構成によって実現され、対向する分割主切刃 5aから離れるに連れ てすくい面 2から漸次立ち上がる。このような切屑ガイド面 18は、切屑 13が対向する 分割主切刃 5aの方向と反対方向に進むのを抑制する。このような切屑ガイド面 18を 設けた場合は、当該切屑ガイド面 18に沿って切屑 13の排出方向が決定するため、 切屑排出性をさらに高め、切屑によるホルダ壁面 10aの損傷を防止することができる 次に、本発明の第 5の実施形態に関して説明する。図 12は、第 5の実施形態の切 削インサート Idを示す斜視図である。図 13は、第 5の実施形態の切削インサート Id を示す平面図である。図 14は、第 5の実施形態の切削インサート Idを示す長辺側の 側面図である。図 15は、第 5の実施形態の切削インサート Idを示す短辺側の側面図 である。本実施の形態のインサート Idは、前述の第 4の実施形態のインサート lcと特 に類似しており、第 4の実施形態のインサート lcとは、コーナー切刃 12に対応する突 起部(以下、単に「コーナー突起部」 t 、うことがある) 8cに関する構成が異なる。 本実施の形態のインサート Idでは、コーナー突起部 8cは、他の突起部 8と同様の 構成によって実現される。具体的には、コーナー突起部 8cは、 2つの第 1突起部分 8 aと 1つの第 2突起部分 8bとが連なって、一体に構成される。 2つの第 1突起部分 8a のうち、インサート Idの外方側の第 1突起部分 8aは、前述のようにその稜線と、分割 主切刃 5aとのなす角 Θ力 ½0° 〜85° に設定される。また 2つの第 1突起部分 8aのう ち、インサート Idの内方側の第 1突起部分 8aは、その稜線とコーナー切刃 12に連続 する分割主切刃 5aが延びる方向と略直交するように設定される。
このように 2つの第 1突起部分 8aが形成されることによって、コーナー切刃 12によつ て形成された切屑 13を小さくカールさせることができ、かつコーナー切刃 12に連続 する分割主切刃 5aによって形成された切屑 13をも小さくカールさせることができる。 これによつて切屑排出性をより向上することができる。
次に、本発明の第 6の実施形態に関して説明する。図 16は、第 6の実施形態の切 削インサート leを示す斜視図である。本実施の形態のインサート leは、前述の第 5の 実施形態のインサート Idと特に類似しており、第 5の実施形態のインサート Idとは、 形成される溝部 6の数が異なる。
本実施の形態のインサート Idでは、逃げ面 4に、その一端が前記すくい面 2に達し 、他端が着座面 3に達する溝部 6が複数、本実施の形態では、 3つ、形成される。また 逃げ面 4には、その一端が前記すくい面 2に達し、他端が着座面 3に達しない溝部 6a が複数、本実施の形態では、 2つ、形成される。このような着座面 3に達しない溝部 6 aは、長手方向の両側に形成される。換言すると、コーナー切刃 12に隣接する部分 に、着座面 3に達しない溝部 6aが形成される。主切刃 5は、溝部 6, 6aで分断された 複数、本実施の形態では 6つの分割主切刃 5aによって構成されている。このように分 割主切刃 5aを小さくすることによって、切屑 13を小さくすることができる。したがって 切屑排出性を向上することができる。
次に、前述の各実施の形態のインサート 1, la, lb, lc, Id, le (以下、単に「イン サート 1」ということがある)が装着されたミーリング工具 9およびミーリング工具 9を用い た切削方法にについてさらに詳細に説明する。図 17は、切削方法を段階的に示す 図であって、被削材 15を切削する前の準備段階を示す斜視図である。図 18は、切 削方法を段階的に示す図であって、被削材 15を切削している段階を示す斜視図で ある。図 19は、切削方法を段階的に示す図であって、被削材 15の切削が終了した 段階を示す斜視図である。図 20は、切削方法を段階的に示す図であって、被削材 1 5の切削が終了後の段階を示す斜視図である。図 21は、ミーリング工具 9を用いた切 削方法を示すフローチャートである。以下では、ミーリング工具 9を用いた切削方法に ついて図 21に示すフローチャートに沿って説明する。切削方法を開始すると、ステツ プ alへ移行する。
ステップ alは、取付工程であって、図 17に示すように、分割主切刃 5aのアキシャル レーキが正となるようにインサート 1をホルダ 10に装着し、ステップ a2に移る。このよう な取付工程によってミーリング工具 9が構成される。ここで、本実施形態のように主切 刃 5に溝部 6を具備したインサート 1では、溝部 6では切削が行われないために、単一 種類のインサート 1だけをホルダに複数装着した場合には、被削材 15の加工壁面に は帯状の削り残し部が発生してしまう。そこで、前述のインサートであって、図 12およ び図 16で示すように、溝部 6の配置が互いに異なるインサート Id, leをホルダ 10の 同一円周上に交互に配置する。
ステップ a2は、近接工程であって、図 17に示すように、直方体状の被削材 15にミ 一リングェ 9具を近接させ、ステップ a3に移る。ステップ a4は、切削工程であって、図 18に示すように、ミーリング工具 9を回転させ、分割主切刃 5aを被削材 15の表面に 接触させて、被削材 15の表面を切削し、ステップ a4に移る。したがってステップ a3に て、図 19に示すように、被削材 15が所望の形状に加工される。本実施の形態では、 ミーリング工具 9を回転させて切削している力 これに限ることはなぐいわゆる旋盤の ように被削材 15を回転させて、回転する被削材 15にミーリング工具 9を近接および 当接させて切削してもよい。ステップ a4は、退避工程であって、図 20に示すように、ミ 一リング工具 9を被削材 15から退避させ、本フローを終了する。
以上説明したように、本実施の形態の切削方法では、マシユングセンタ等の工作機 械(図示せず)へミーリング工具 9を装着し、ミーリング工具 9を回転させながら被削材 15の側面にあてカ^、、主切刃 5が繰り返し被削材 15に切り込むことによって肩カロェ などの切削が行われる。本実施の形態のミーリング工具 9では、ステップ alにて説明 したように、溝部 6の配置が互いに異なるインサート Id, leをホルダ 10の同一円周上 に交互に配置する。これによつて一方のインサート Idの溝部 6による削り残しを、他方 のインサート leの分割主切刃 5aが切削するので、結果的に溝部 6による削り残しが 防がれ、切削後の被削材 15の加工壁面に生じる段差を抑えることができる。そして、 このように溝部 6の配置が互いに異なるインサート Id, leを装着したミーリング工具 9 でカ卩ェした際の切屑 13は、その断面において幅方向中央近辺が最も切屑厚みが厚 くなつているため、凹み部 7が各分割主切刃 5aの中央位置に形成されていれば、最 も切屑厚みの厚 ヽ領域での接触面積が最も少なくなつて ヽるので、切削抵抗減少の 効果を最大限に発揮することができる。
また、上記本発明の切削インサート 1を装着したミーリング工具 9を用いて被削材 15 を加工する切削方法を用いた場合は、切屑 13のカール径が小さくなることで各切屑 13のサイズが小さくなるので、切屑ポケット 11から外部への切屑 13の排出がスムー ズとなり、主切刃の切屑 13のかみこみによる欠損等の不具合が抑制することができ 効果的である。
本発明は、その精神または主要な特徴力 逸脱することなぐ他のいろいろな形態 で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本 発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束され ない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のもので ある。
産業上の利用可能性
本発明によれば、各分割主切刃に対応する近傍領域に、すくい面に対して窪んだ 凹み部が形成されている。このような凹み部を形成することによって、溝部によって分 断された複数の分割主切刃によって生成された切屑がすくい面上を通過する際に、 切屑とすくい面との接触割合を減少することができる。これによつて切削抵抗を低減 することができる。このような凹み部を形成することによって、主切刃の切刃構成を変 更することがないので、主切刃の切刃構成を維持したまま、換言すると切刃強度を低 下させることなく切削加工等におけるびびり振動を抑制することが可能となる。
また本発明によれば、隣接する溝部の間の領域に凹み部が形成されるので、隣接 する溝部の間の分割主切刃によって生成された切屑が、凹み部上を通過する確率を 高くすることができる。これによつて必要な部位だけ凹み部を形成することができるの で、凹み部を形成することに起因する切刃強度の低下を可及的に小さくし、びびり振 動を抑制することができる。
また本発明によれば、前記凹み部が前記各分割主切刃に対して略垂直方向に延 設されるので、前記各分割主切刃で生成された切屑が流れる方向に沿って前記凹 み部が延設される。したがって切屑がすくい面上を通過する際に切屑とすくい面との 接触割合が効果的に減少するので、結果的に切削抵抗を効果的に低減させることが できる。
また本発明によれば、前記凹み部が前記各分割主切刃に対して複数設けられて ヽ るので、切屑がすくい面上を通過する際のすくい面との接触割合を減少させて切削 抵抗を効果的に低減できる。また前記各分割主切刃近傍のすく 、面領域にぉ 、て 形成された隣接する凹み部の間にすくい面があるので、このすくい面によって切削ィ ンサートの強度を維持することができる。
また本発明によれば、前記すくい面上に、前記分割主切刃に対向する領域に、少 なくとも一つの突起部が形成されているので、分割主切刃によって生成される切屑を 、すくい面上に形成された前記突起に当てることできる。これによつて切屑を突起部 によってカールさせることができるので切屑排出性が向上することができる。また切屑 をカールさせることによって、切削インサートが装着されるホルダ本体のチップポケッ ト壁面に切屑が接触することを防止することができる。これによつて切屑ポケット 11の ホルダ壁面 10aを切屑によって摩耗させることなくホルダを長期にわたって使用する ことができる。したがってコストパフォーマンスの高 、切削インサートを実現することが できる。
また本発明によれば、前記凹み部は、前記突起部と前記分割主切刃との間に延設 されるので、切屑が凹み部上を通過する際の切削抵抗の低減効果と、切屑が凹み部 上を通過後に突起に当たることによる切屑処理効果とを両立できる。
また本発明によれば、対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて前 記すくい面力 漸次立ち上がるように形成されるので、対向面に衝突する切屑を対 向面に沿って、円滑に案内することができる。これによつて突起部が切屑によって損 傷することを防止して、切屑排出性を向上することができる。
また本発明によれば、対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて漸 次立ち上がり角度が大きくなるように形成されるので、対向面に衝突する切屑を対向 面に沿って、切屑をカールさせて、円滑に案内することができる。これによつて突起 部が切屑によって損傷することを防止して、切屑排出性を向上することができる。 また本発明によれば、対向面が凹曲面であるので、対向面に衝突する切屑を確実 にカールさせて、円滑に案内することができる。
また本発明によれば、対向面が、立ち上がり角度が異なる複数の平面を含むので、 切屑が対抗面に複数回接触する確率を高くすることができる。これによつて切屑排出 性を高くすることができる。
また本発明によれば、前記対向面は、前記対向面の主切刃側端部が最も幅が狭く 形成される。切屑が最初に対向面に衝突するのは、主切刃側端部である。切屑が最 初に衝突する部分が最も大き 、応力を切屑から受けるので、この部分を前述のように 最も狭くすることによって、切屑に与える圧力を大きくすることができる。これによつて 切屑の排出方向を対向面に沿って案内することができる。また対応する分割主切刃 から離れるに連れて幅が広くなる部分を有するので、対向面の強度は、分割主切刃 から離れるに従って大きくなる。これによつて対向面が切屑によって損傷することを防 止し、切屑排出性が向上する対向面を実現することができる。
また本発明によれば、突起部を対向する分割主切刃に対して複数設けることによつ て、切屑が突起部に衝突する可能性を大きくすることができる。これによつて突起部 による切屑排出性を向上することができる。また複数の突起部は、前記対向面よりも 前記対向する分割主切刃側から離間した位置で連なって!/ヽる。各突起部が独立して 設けられるよりも、離間した位置で連ならせることによって、突起部の強度を向上する ことができる。これによつて突起部を複数設けた場合であっても、切屑によって損傷 することを防止することができる。
また本発明によれば、すくい面の略中央には、下面まで貫通したねじ穴が形成され ているので、ねじ穴にねじ部材を螺着して、切削インサートが装着されるホルダ本体 にもねじ部材を螺着することによって、切削インサートをホルダ本体に確実に固定す ることができる。またねじ穴の周りに隆起部を有するので、ねじ穴にねじ部材が装着さ れた状態で、ねじ部材の頭部を隆起部によって覆うことができる。これによつてねじ部 材の頭部に切屑が衝突して損傷することを防止することができる。また突起部と隆起 部とが連なっているので、突起部が独立して設けられるよりも、突起部の強度を向上 することができる。
また本発明によれば、各分割主切刃に対応する近傍領域に、すくい面に対して窪 んだ凹み部が形成されている。このような凹み部を形成することによって、溝部によつ て分断された複数の分割主切刃によって生成された切屑がすくい面上を通過する際 に、切屑とすくい面との接触割合を減少することができる。これによつて切削抵抗を低 減することができる。このような凹み部を形成することによって、主切刃の切刃構成を 変更することがないので、主切刃の切刃構成を維持したまま、換言すると切刃強度を 低下させることなく切削加工等におけるびびり振動を抑制することが可能となる。 また近傍領域に、少なくとも一つの突起部が形成され、突起部は、第 1突起部分と 第 2突起部分とを備える。第 1突起部分は第 2突起部分より分割主切刃側に形成され るので、分割主切刃によって生成される切屑は、第 1突起部分に最初に衝突する。こ れによって第 1突起部分に沿って切屑は排出することができる。また第 2突起部分は 、第 1突起部分より高さが大きいので、第 1突起部分に衝突した後の切屑を、さらに第 2突起部分に衝突させることができる。これによつて切屑の排出方向を第 2突起部分 によって決定することができる。したがって切削インサートが装着されるホルダ本体の チップポケット壁面を切屑の接触することを防止することができる。これによつて切屑 ポケット 11のホルダ壁面 10aを切屑によって摩耗させることなくホルダを長期にわた つて使用することができる。したがってコストパフォーマンスの高 、切削インサートを実 現することができる。
また本発明によれば、突起部に、複数の第 1突起部分を有するので、切屑が突起 部に衝突する可能性を大きくすることができる。これによつて突起部による切屑排出 性を向上することができる。また複数の第 1突起部分は、 1つの第 2突起部分と一体 に設けられる。これによつて 1つの第 1突起部分と 1つの第 2突起部分とを一体に構成 した突起部を独立して複数設けるよりも、複数の第 1突起部分を 1つの第 2突起部分 と一体に設けることによって、突起部の強度を向上し、複数の第 1突起部分を設ける ことができる。これによつて第 1突起部分を複数設けた場合であっても、切屑によって 損傷することを防止することができる。
また本発明によれば、前記第 1突起部分は、分割主切刃に近づくに連れて先細り する形状である。切屑が最初に対向面に衝突するのは、分割主切刃側である。切屑 が最初に衝突する部分が最も大き 、応力を切屑から受けるので、この部分を前述の ように先細りした形状にしって、最も狭くすることによって、切屑に与える圧力を大きく することができる。これによつて切屑の排出方向を対向面に沿って案内することがで きる。また対応する分割主切刃から離れるに連れて幅が広くなる部分を有するので、 第 1突起部分の強度は、分割主切刃から離れるに従って大きくなる。これによつて第 1突起部分が切屑によって損傷することを防止し、切屑排出性が向上することができ る。
また本発明によれば、対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて前 記すくい面力 漸次立ち上がるように形成されるので、対向面に衝突する切屑を対 向面に沿って、円滑に案内することができる。これによつて第 1突起部分が切屑によ つて損傷することを防止して、切屑排出性を向上することができる。
また本発明によれば、対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて漸 次立ち上がり角度が大きくなるように形成されるので、対向面に衝突する切屑を対向 面に沿って、切屑をカールさせて、円滑に案内することができる。これによつて突起 部が切屑によって損傷することを防止して、切屑排出性を向上することができる。 また本発明によれば、対向面が凹曲面であるので、対向面に衝突する切屑を確実 にカールさせて、円滑に案内することができる。
また本発明によれば、対向面が、立ち上がり角度が異なる複数の平面を含むので、 切屑が対抗面に複数回接触する確率を高くすることができる。これによつて切屑排出 性を高くすることができる。
また本発明によれば、切屑ガイド面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連 れて前記すくい面力 漸次立ち上がるように形成されるので、第 1突起部分の対向面 から案内された切屑を、第 2突起部分の切屑ガイド面に沿って、円滑に案内すること ができる。これによつて第 2突起部分が切屑によって損傷することを防止して、切屑排 出性をさらに向上することができる。
また本発明によれば、切屑ガイド面は、切屑が前記対向する分割主切刃の方向と 反対方向に進むのを抑制するので、切削インサートが装着されるホルダ本体のチッ プポケット壁面に切屑が接触することを確実に防止することができる。
また本発明によれば、すくい面の略中央には、下面まで貫通したねじ穴が形成され ているので、ねじ穴にねじ部材を螺着して、切削インサートが装着されるホルダ本体 にもねじ部材を螺着することによって、切削インサートをホルダ本体に確実に固定す ることができる。またねじ穴の周りに隆起部を有するので、ねじ穴にねじ部材が装着さ れた状態で、ねじ部材の頭部を隆起部によって覆うことができる。これによつてねじ部 材の頭部に切屑が衝突して損傷することを防止することができる。また第 2突起部分 と隆起部とが連なっているので、第 2突起部分が独立して設けられるよりも、第 2突起 部分の強度を向上することができる。したがって突起部の強度を向上することができ る。
また本発明によれば、ミーリング工具ホルダに、分割主切刃と該分割主切刃に隣接 したすくい面上に少なくとも凹み部とを具備した切削インサートが装着されるので、切 屑形成段階に生じる切削抵抗を低減することができる。これによつて切込み量が大き な切削加工等においてもびびり振動等の発生を抑制することができる。
また本発明によれば、前記分割主切刃のアキシャルレーキが正となるように前記切 肖 IJインサートを前記ホルダに装着するので、切削時において、被削材に各分割主切 刃がくい込む際に生じる切削抵抗を低減できる。これによつてさらにびびり振動など の発生を抑制することができる。
また本発明によれば、前述のミーリング工具を用いて被削材の表面を切削するので 、切屑形成段階に生じる切削抵抗を低減することができる。これによつて切込み量が 大きな切削加工等においてもびびり振動等の発生が抑制され、結果的に被削材の 加工面状態を良好に仕上げることができる。またミーリング工具自体のびびり振動が 抑制されることで切刃に与えられる衝撃 (微振動)が少なくなるので、工具寿命をも延 ばすことができる。
また本発明によれば、前述の切削インサートをミーリング工具用ホルダに装着してミ 一リング工具を構成し、ミーリング工具を用いて被削材を切削するので、切屑形成段 階に生じる切削抵抗を低減することができる。これによつて切込み量が大きな切削加 ェ等においてもびびり振動等の発生が抑制され、結果的に被削材の加工面状態を 良好に仕上げることができる。またミーリング工具自体のびびり振動が抑制されること で切刃に与えられる衝撃 (微振動)が少なくなるので、工具寿命をも延ばすことができ る。

Claims

請求の範囲
[1] 上面にすくい面を具備し、側面に逃げ面を具備する本体部と、
前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に形成された主切刃と、
前記逃げ面に形成され、一端が前記すくい面に達する溝部と、を備え、 前記主切刃は、前記溝部によって分断された複数の分割主切刃からなり、 前記すくい面は、前記各分割主切刃に対応する近傍領域に、当該すくい面に対し て窪んだ凹み部が形成されていることを特徴とする切削インサート。
[2] 前記溝部は、前記逃げ面に複数形成され、
前記凹み部は、隣接する溝部の間の領域に形成されていることを特徴とする請求 項 1に記載の切削インサート。
[3] 前記凹み部は、前記各分割主切刃に対して略垂直方向に延設されていることを特 徴とする請求項 1に記載の切削インサート。
[4] 前記凹み部は、前記各分割主切刃に対して複数形成されて ヽることを特徴とする 請求項 1に記載の切削インサート。
[5] 前記すくい面上に、前記分割主切刃に対向する領域に、少なくとも 1つの突起部が 形成されて ヽることを特徴とする請求項 1に記載の切削インサート。
[6] 前記凹み部は、前記突起部と前記分割主切刃との間に延設されていることを特徴 とする請求項 5に記載の切削インサート。
[7] 前記突起部は、前記対応する分割主切刃と対向する対向面を有し、
該対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて前記すくい面力 漸次 立ち上がることを特徴とする請求項 5に記載の切削インサート。
[8] 前記少なくとも 1つの突起部は、前記対応する分割主切刃と対向する対向面を有し 該対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて前記すくい面に対する 立ち上がり角度が漸次大きくなることを特徴とする請求項 5に記載の切削インサート。
[9] 前記対向面は、凹曲面であることを特徴とする請求項 8に記載の切削インサート。
[10] 前記対向面は、前記すくい面に対する立ち上がり角度が異なる複数の平面を含む ことを特徴とする請求項 8に記載の切削インサート。
[11] 前記対向面の主切刃側端部は、前記突起部のうち、前記対応する分割主切刃の 最も近くに位置しており、
前記突起部は、前記対向面の主切刃側端部が最も幅が狭ぐ前記対応する分割 主切刃から離れるに連れて幅が広くなる部分を有することを特徴とする請求項 7また は 8に記載の切削インサート。
[12] 前記突起部は、前記対向する分割主切刃に対して複数設けられており、当該複数 の突起部は、前記対向面よりも前記対向する分割主切刃側から離間した位置で連な つていることを特徴とする請求項 7または 8に記載の切削インサート。
[13] 前記すくい面の略中央には、下面まで貫通したねじ穴が形成されているとともに、 前記ねじ穴の周りに隆起部を有し、
前記突起部と前記隆起部とが連なっていることを特徴とする請求項 5に記載の切削 インサート。
[14] 上面にすくい面を具備し、側面に逃げ面を具備する本体部と、
前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に形成された主切刃と、
前記逃げ面に形成され、一端が前記すくい面に達する溝部と、を備えており、 前記主切刃は、前記溝部によって分断された複数の分割主切刃からなり、 前記すくい面は、前記各分割主切刃に対応する近傍領域に、当該すくい面に対し て窪んだ凹み部および少なくとも 1つの突起部が形成されており、
前記突起部は、第 1突起部分と、
前記第 1突起部分の前記対応する分割主切刃に対する反対側に形成されており、 前記第 1突起部分よりも高さが大きい第 2突起部分とを備えることを特徴とする切削ィ ンサート。
[15] 前記突起部は、
1つの前記第 2突起部分と、
1つの第 2突起部分に一体に設けられる複数の前記第 1突起部分とを備えること を特徴とする請求項 14に記載の切削インサート。
[16] 前記第 1突起部分は、前記対向する分割主切刃に近づくに連れて、幅と高さとが漸 減するように先細りした形状であることを特徴とする請求項 14に記載の切削インサー
[17] 前記第 1突起部分の前記主切刃側は、前記対応する分割主切刃と対向する対向 面を有し、
前記対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて前記すくい面から漸 次立ち上がることを特徴とする請求項 14に記載の切削インサート。
[18] 前記第 1突起部分の前記主切刃側は、前記対応する分割主切刃と対向する対向 面を有し、
前記対向面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて前記すくい面に対す る立ち上がり角度が漸次大きくなることを特徴とする請求項 14に記載の切削インサー
[19] 前記対向面は、凹曲面であることを特徴とする請求項 18に記載の切削インサート。
[20] 前記対向面は、前記すくい面に対する立ち上がり角度が異なる複数の面を含むこ とを特徴とする請求項 18に記載の切削インサート。
[21] 前記第 2突起部分の前記主切刃側は、前記対応する分割主切刃と対向する切屑 ガイド面を有し、
前記切屑ガイド面は、前記対向する分割主切刃から離れるに連れて前記すくい面 力も漸次立ち上がることを特徴とする請求項 14に記載の切削インサート。
[22] 前記第 2突起部分は、切屑が前記対向する分割主切刃の方向と反対方向に進む のを抑制する切屑ガイド面を有することを特徴とする請求項 14に記載の切削インサ ート。
[23] 前記すくい面の略中央には、下面まで貫通したねじ穴が形成されているとともに、 前記ねじ穴の周りに隆起部を有し、
前記第 2突起部分と前記隆起部とが連なっていることを特徴とする請求項 14に記 載の切削インサート。
[24] 前記第 2突起部分は、隆起部であることを特徴とする請求項 21または 22に記載の 切削インサート。
[25] 請求項 1または請求項 14に記載の切削インサートと、
複数の前記切削インサートを外周位置に着脱可能なミーリング工具用ホルダと、を 含むことを特徴とするミーリング工具。
[26] 前記分割主切刃のアキシャルレーキが正となるように前記切削インサートを前記ミ 一リング工具用ホルダに装着することを特徴とする請求項 25に記載のミーリング工具
[27] 請求項 25または請求項 26に記載のミーリング工具を用いて被削材を切削する切 削方法であって、
前記ミーリング工具および前記被削材の少なくとも 、ずれか一方を回転させ、前記 分割主切刃を被削材の表面に接触させて、被削材の表面を切削する切削工程と、 前記分割主切刃を被削材カゝら退避させる退避工程と、を備えることを特徴とする被 削材の切削方法。
[28] 請求項 1または請求項 14に記載の切削インサートを用いて被削材を切削する切削 方法であって、
前記切削インサートを、複数の前記切削インサートを外周位置に着脱可能なミーリ ング工具用ホルダに装着してミーリング工具を構成する取付工程と、
前記ミーリング工具および前記被削材の少なくとも 、ずれか一方を回転させ、前記 分割主切刃を被削材の表面に接触させて、被削材の表面を切削する切削工程と、 前記ミーリング工具を被削材カゝら退避させる退避工程と、を備えることを特徴とする 被削材の切削方法。
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