WO2009125785A1 - プランジ加工用カッタの工具本体、プランジ加工用カッタ、およびプランジ加工方法 - Google Patents

プランジ加工用カッタの工具本体、プランジ加工用カッタ、およびプランジ加工方法 Download PDF

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伸和 堀池
貴宣 斉藤
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三菱マテリアル株式会社
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Definitions

  • the present invention provides a tool body of a plunge cutting cutter for cutting a wall surface of a work material by attaching a cutting insert to an insert mounting seat formed on an outer peripheral portion on the front end side and feeding it in an axial direction.
  • the present invention relates to a plunging cutter provided with a cutting insert and a plunging method using the plunging cutter.
  • Patent Document 1 As a plunge machining method for cutting the wall surface of the work material by feeding the cutter in the axial direction in this way, for example, in Patent Document 1, the rotary cutting tool is rotated forward in the axial direction and parallel to the machining plane. Cutting the workpiece by cutting it repeatedly at multiple times, feeding it in the direction perpendicular to the axis and parallel to the machining plane at the end of the forward movement, and moving it back in the axis direction and parallel to the machining plane while rotating. A method is disclosed.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose an insert detachable cutter in which an equilateral triangular plate-like cutting insert is detachably attached to an insert mounting seat formed on a tool body as a cutter used for such plunge processing. Has been. Japanese Patent No. 3331759 JP-A-9-290304 JP-A-10-193204
  • the cutting insert has a disk shape, and when the feed per blade is increased, the cutting blade and the wall surface of the work material (processing plane) ), The chatter vibration is likely to occur, and the desired processing accuracy cannot be obtained. For this reason, the feed rate in the axial direction of the tool body cannot be increased, and as a result, the improvement in machining efficiency by reciprocating the cutter as described above is hindered.
  • the equilateral triangular flat plate-like cutting insert as described above has one corner portion of one equilateral triangular surface which is the rake face as the outer periphery of the tool body. So that the cutting edges formed on the two sides of one equilateral triangular surface connected to both sides of the one corner cut the work material when the cutter moves forward and backward, respectively. Since it is attached to the insert mounting seat, the contact length with the work material does not become longer than necessary, and chatter vibrations can be prevented from occurring.
  • the insert mounting seat is formed so as to open to the front end side of the tool main body, and the cutting insert is opposed to the corner portion of the 1 described above.
  • a side surface that continues to one side of one equilateral triangular surface and a side surface that intersects the side surface and faces the outer periphery of the rear end of the tool main body are arranged on a wall surface that extends in parallel with the axis of the insert mounting seat or the front end side of the tool main body. It is only attached by a clamp screw so as to abut against a wall surface inclined toward the inner peripheral side as it goes and a wall surface facing the tip inner peripheral side of the tool body.
  • an object of the present invention is to provide a tool body of a cutter for plunge machining, a cutter for plunge machining, and a plunge machining method capable of increasing the feed rate and performing efficient machining even when cutting while retreating.
  • the tool body of the plunging cutter of the present invention has a cylindrical shape centered on the axis, and is formed on the outer peripheral portion on the tip side in the axial direction.
  • a tool body of a machining cutter wherein the insert mounting seat includes a bottom surface facing the tool rotation direction, and a plurality of wall surfaces extending from the bottom surface in the tool rotation direction, and of these wall surfaces, a tip inner peripheral side
  • the wall surface facing the outer peripheral side at the position is an inclined wall surface that is inclined so as to go to the outer peripheral side toward the tip end side in the axial direction when viewed from the direction facing the bottom surface.
  • the Rukoto is an inclined wall surface that is inclined so as to go to the outer peripheral side toward the tip end side in the axial direction when viewed from the direction facing the bottom surface.
  • the plunge cutting cutter of the present invention is the above-mentioned cutting insert having a hexagonal flat plate shape on the insert mounting seat of the tool body of such a plunge cutting cutter. While facing the tool rotation direction, the other hexagonal surface is brought into close contact with the bottom surface as a seating surface, and one corner portion of the one hexagonal surface is projected to the outer peripheral side of the tool body, and Of the pair of side surfaces intersecting the diagonal corner portion, the side surface located on the tip side of the tool body is attached in contact with the inclined wall surface.
  • the plunge machining method of the present invention uses the plunge machining cutter to advance the tool body in the axial direction and perform cutting with a cutting blade extending from the first corner portion of the cutting insert toward the tip side. Cutting the wall surface of the work material by performing a step and a step of cutting the tool body in the axial direction and cutting with a cutting blade extending from the first corner portion of the cutting insert to the rear end side. It is characterized by that.
  • an inclined wall surface is formed on the insert mounting seat so as to be inclined toward the outer peripheral side toward the tip end side in the axial direction of the tool body when viewed from the direction facing the bottom surface of the insert mounting seat.
  • one of the side surfaces of the cutting insert is brought into contact with the inclined wall surface and attached to the insert mounting seat, so that the cutting insert is directed toward the tip end in the axial direction.
  • the acting load can be received by the inclined wall surface. For this reason, even in the step of cutting while retreating the tool body in the plunge processing method, the feed rate can be increased while ensuring the attachment strength and rigidity of the cutting insert, and the cutting is performed by moving the tool body forward. In addition, the processing efficiency can be improved.
  • the inclined wall surface is inclined at an angle of 10 ° to 25 ° with respect to the axis as viewed from the direction facing the bottom surface. If the angle of the inclined wall surface is smaller than this, it may be difficult to reliably receive the load acting on the cutting insert toward the tip end side in the axial direction by the inclined wall surface. If it is large, the thickness of the portion where the inclined wall surface and the tip surface of the tool body intersect becomes thinner toward the tip, and this portion may be easily deformed.
  • the load acting on the cutting insert toward the tip end in the axial direction can be received by the inclined wall surface.
  • the plunge cutter and the plunge machining method in which the plunge cutter is reciprocated to perform cutting the feed rate can be increased even when cutting is performed while the tool body is retracted. It becomes possible to aim at the reliable improvement.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of the distal end portion of the embodiment shown in FIG. 1 viewed from a direction facing a bottom surface 3 ⁇ / b> A of an insert mounting seat 3. It is a figure explaining the process of cutting the wall surface P of the workpiece W, retreating the tool main body 1 which shows one Embodiment of the plunge processing method of this invention.
  • FIGS. 1 to 5 show an embodiment of a plunge machining cutter according to the present invention.
  • the plunge machining cutter according to this embodiment has a cutting insert 10 attached to and detached from a tool body 1 according to an embodiment of the present invention. Installed and configured as possible.
  • the tool body 1 of the present embodiment is formed of a steel material or the like and has a multi-stage columnar shape centering on the axis O, and the rear end side (the upper side in FIGS. 1 to 3) is a large-diameter shank portion 1A.
  • the shank portion 1A is attached to the main shaft of the machine tool, so that the shank portion 1A is rotated in the tool rotation direction T around the axis O and fed in the direction of the axis O, as shown in FIG. It is used for plunge machining to cut the wall surface P of
  • a tip side (lower side in FIGS. 1 to 3) of the shank portion 1A of the tool body 1 is a neck portion 1B having a smaller diameter and a constant outer diameter than the shank portion 1A.
  • a disc-shaped cutting edge portion 1D having an outer diameter slightly larger than the neck portion 1B is formed via a constricted portion 1C whose outer diameter is reduced toward the side, and this cutting edge portion 1D is formed as a tool main body 1. It is considered the most advanced part. Note that the tool body 1 of this embodiment and the plunging cutter of this embodiment with the cutting insert 10 attached thereto are rotationally symmetric about a predetermined angle around the axis O (180 ° rotationally symmetric in this embodiment). It is said that.
  • the shank portion 1A to the cutting edge portion 1D are integrally formed coaxially with respect to the axis O.
  • the tip side portion of the tool main body 1 including the cutting edge portion 1D for example. It is also possible to detachably attach it to the rear end side portion including the shank portion 1A made of a hard material such as a cemented carbide and detachably coaxially.
  • a plurality of chip pockets 2 that open to the distal end surface and outer peripheral surface of the tool body 1 and extend to the rear end side are spaced apart in the circumferential direction in this embodiment (2
  • the insert mounting seats 3 are respectively formed on the outer peripheral ends of the tip pockets 2 facing the tool rotation direction T, and the cutting inserts 10 are seated on the insert mounting seats 3.
  • the clamp screw 4 is detachably attached.
  • the tool body 1 of the present embodiment is provided with clamping means 5 that clamps the cutting insert 10 attached in this manner by further pressing it with a clamp piece 5A and a clamp screw 5B.
  • the cutting insert 10 attached in this way is formed of a hard material such as cemented carbide and has a hexagonal flat plate shape in the present embodiment, and one of the hexagonal surfaces is a rake face 11.
  • the other hexagonal surface is a seating surface 12, and six side surfaces arranged between the rake surface 11 and the seating surface 12 are flank surfaces 13, and these flank surfaces 13 and the rake surface 11 intersect.
  • Cutting edges 14 are formed at the ridges, that is, the six side ridges of the rake face 11, and the flank 13 is inclined so as to gradually recede from the rake face 11 toward the seating face 12, so that the escaping angle is given to the cutting edge 14. It is a positive insert.
  • the hexagon formed by the rake face 11 has an intersection angle (inner angle) in which the lengths of the six side ridge portions where the cutting edge 14 is formed are equal to each other and the adjacent side ridge portions intersect with each other.
  • intersection angle inner angle
  • the hexagons are arranged alternately.
  • each corner part 15 and 16 is formed in the convex circular arc shape connected with the cutting blade 14 smoothly.
  • the seating surface 12 is formed in a slightly hexagonal shape that is similar to the rake surface 11 and slightly smaller than the rake surface 11, and each flank 13 is inclined as described above except for the portion connected to the corner portions 15 and 16. It is flat. Furthermore, from the rake face 11 to the seating face 12, an attachment hole 17 through which the clamp screw 4 is inserted is formed at the center thereof so as to penetrate the cutting insert 10, and the cutting insert 10 is formed in the attachment hole.
  • the shape is rotationally symmetric by 120 ° around 17 center lines.
  • the insert mounting seat 3 to which such a cutting insert 10 is attached is from the surface of the tip pocket 2 facing the tool rotation direction T so as to open to the tip surface of the tool body 1 and the outer peripheral surface of the cutting edge portion 1D. It is a recess formed in one step, and a bottom surface 3A that faces the tool rotation direction T so that the seating surface 12 of the cutting insert 10 is brought into close contact with each other, and a plurality of standing uprights extending from the bottom surface 3A in the tool rotation direction T ( In this embodiment, three wall surfaces 3B to 3D are provided.
  • the bottom surface 3A has an eccentric hexagonal shape that is substantially the same shape and size as the seating surface 12 so that the seating surface 13 can be brought into close contact with the shape.
  • the bottom surface 3A is slightly inclined so as to go to the rear side in the tool rotation direction T as it goes to the rear end side in the axis O direction, and a clamp screw 4 is screwed into the center portion thereof.
  • a screw hole 3E is formed so as to penetrate the cutting edge portion 1D perpendicularly to the bottom surface 3A.
  • the bottom surface 3 ⁇ / b> A is such that when the seating surface 12 is brought into close contact with the shape and the cutting insert 10 is seated, the one corner portion 15 on the rake face 11 of the cutting insert 10 is the tool body 1.
  • the bisector of the corner portion 15 is formed so as to be located on a plane perpendicular to the axis O.
  • the outer peripheral surface shape of the cutting edge portion 1D excluding the opening portion of the chip pocket 2 and the screw hole 3E is a corner portion protruding to the outer peripheral side of the eccentric hexagon formed by the bottom surface 3A of the insert mounting seat 3 thus formed.
  • An approximate abacus ball shape is formed by rotating three sides of the two sides intersecting the axis and one side continuous to the tip side around the axis O.
  • the wall surfaces 3B to 3D are formed along the remaining three sides excluding the three sides of the eccentric hexagon formed by the bottom surface 3A, and the angle formed by the flank 13 with respect to the seating surface 12 of the cutting insert 10 In order to extend in the tool rotation direction T from the three sides of the bottom surface 3A, it is inclined with respect to the bottom surface 3A.
  • a relief portion for avoiding interference with the cutting insert 10 is formed at a portion where the bottom surface 3A and the wall surfaces 3B to 3D intersect and a portion where the adjacent wall surfaces 3B to 3D intersect.
  • Each of the wall surfaces 3B to 3D has a flat shape inclined as described above.
  • the wall surfaces 3B to 3D are located on the inner peripheral side of the tool body 1 and face the outer peripheral side when viewed from the direction facing the bottom surface 3A, and the above corners of the cutting insert 10 are formed.
  • a wall surface 3D extending in a direction intersecting the wall surface 3C at an angle equal to an angle formed by a pair of side surfaces (flank 13) intersecting the corner portion 15 of the cutting insert 10.
  • the wall surface 3B located on the distal end side among the wall surfaces 3B and 3C is inclined so as to be directed toward the outer peripheral side toward the distal end side in the axis O direction.
  • the inclination angle ⁇ formed by the wall surface 3B with respect to the axis O is set to an angle of 10 ° to 25 °.
  • the wall surface 3C extending to the rear end side of the wall surface 3B is directed to the outer peripheral side toward the rear end side in the axis O direction at an angle substantially equal to the inclination angle ⁇ .
  • the wall surface 3D is slightly inclined toward the distal end side toward the outer peripheral side.
  • the cutting insert 10 has the rake face 11 directed in the tool rotation direction T as the seating surface 12 is brought into close contact with the bottom surface 3A as described above, and the corner portion of the above 1 15 and a pair of cutting blades 14 intersecting with the one corner portion 15 are projected to the outer peripheral side of the cutting blade portion 1D, and among these, the corner portion 16 is attached to the cutting blade 14 extending from the one corner portion 15 to the front end side. Then, the cutting blade 14 connected to the distal end side is further projected and seated on the distal end side of the cutting blade portion 1D, and the clamp screw 4 inserted through the mounting hole 17 is attached by being screwed into the screw hole 3E.
  • the pair of cutting blades 14 intersecting with the one corner portion 15 are arranged so as to protrude from the outer peripheral surface of the neck portion 1B of the tool body 1 to the outer peripheral side.
  • the screw hole 3E is slightly eccentric with respect to the mounting hole 17 of the cutting insert 10 seated on the insert mounting seat 3, and the cutting insert 10 is screwed into the tool body 1 by screwing the clamp screw 4. The rear end is pushed into the inner peripheral side. As a result, the cutting insert 10 is pressed against the bottom surface 3A and at least two flank surfaces 13 facing the wall surfaces 3B and 3D out of the flank surfaces 13 facing the wall surfaces 3B to 3D abut against the wall surfaces 3B and 3D.
  • the clamp means 5 is provided with a clamp screw 5B inserted into the clamp piece 5A in a screw hole (not shown) formed in the surface facing the tool rotation direction T of the chip pocket 2 on the rear end side of the insert mounting seat 3.
  • the clamp piece 5A is screwed between the above surfaces via a coil spring or the like, and the clamp screw 5B is screwed in such a manner that the tip of the clamp piece 5A is a rake face. 11 is pressed against the rear end side of the mounting hole 17 so that the cutting insert 10 is further pressed to the bottom surface 3A side.
  • the plunging cutter of this embodiment in which the cutting insert 10 is attached to the tool body 1 of this embodiment cuts the wall surface P of the work material W as shown in FIG. Used in one embodiment of a processing method.
  • the tool body 1 is arranged such that its axis O is parallel to the wall surface P and the neck 1B is spaced from the wall surface P, and is rotated in the tool rotation direction T around the axis O as described above.
  • feed is applied in the direction of the axis O, and the wall surface P is cut by the one corner portion 15 of the cutting insert 10 protruding to the outer peripheral side of the cutting edge portion 1D and the pair of cutting blades 14 intersecting with the above. .
  • step of cutting is performed by the cutting edge 14 extending from the first corner portion 15 of the cutting insert 10 toward the tip side, and the end of this step (tool body) 1), the tool body 1 is slightly shifted in the direction parallel to the wall surface P and intersecting the axis O, and then the tool body 1 is retracted in the direction of the axis O as shown by the arrow in FIG.
  • the step of cutting with the cutting edge 14 extended from the said 1 corner part 15 of 10 to the rear-end side is performed.
  • the tool body 1 is slightly shifted again in the direction parallel to the wall surface P and intersecting the axis O at the end of the process (the retracted end of the tool body 1), and these steps are repeated along the wall surface P.
  • the wall surface P is cut.
  • the axis of the tool body 1 is viewed from the insert mounting seat 3 in the direction facing the bottom surface 3A.
  • An inclined wall surface is formed on the wall surface 3B toward the outer peripheral side toward the front end side in the O direction.
  • the feed strength can be increased by securing the attachment strength and attachment rigidity of the cutting insert 10, while the tool body 1 is advanced. Since the cutting load acting on the cutting insert 10 can be received by the wall surface 3D facing the distal end side of the insert mounting seat 3, the tool main body 1 and the plunging cutter are thus advanced.
  • the plunge process is performed by returning the cutting process and the retreating cutting process, a high feed rate can be set as a whole. For this reason, it becomes possible to further urge the improvement of machining efficiency by reciprocating the tool body 1 in such plunge machining.
  • the cutting insert 10 is provided not only on the clamp screw 4 inserted into the mounting hole 17 and screwed into the screw hole 3E of the insert mounting seat 3, but also on the rear end side of the insert mounting seat 3. Also, the clamp piece 5A of the clamping means 5 is pressed against the bottom surface 3A of the insert mounting seat 3 and clamped. For this reason, it is possible to surely prevent the load when cutting while retreating the tool body 1 from being concentrated on the clamp screw 4, thereby ensuring a high feed rate and efficient machining. It is possible to prompt.
  • the cutting insert 10 attached to the insert mounting seat 3 having the wall surface 3B that is such an inclined wall surface is formed as a flat hexagonal plate as described above.
  • the one corner portion 15 is attached so as to protrude to the outer peripheral side, and when the tool body 1 is moved forward and backward, a pair of linear cuts connected to the front end side and the rear end side of the one corner portion 15 are provided.
  • Each blade 14 cuts the wall surface P together with the corner portion 15. For this reason, the contact length between the cutting edge 14 and the wall surface P becomes too long, and chatter vibration does not occur due to an increase in resistance, and the feed rate can be increased more reliably.
  • such an eccentric hexagonal flat plate-shaped cutting insert 10 is attached with its one corner portion 15 protruding to the outer peripheral side, so that the corner portion 16 located on the diagonal of the one corner portion 15 is attached to the corner portion 16.
  • One of the side surfaces (flank 13) of the continuous cutting insert 10 can be reliably brought into contact with the wall surface 3B of the insert mounting seat 3 that is the inclined wall surface.
  • the wall surface 3B is brought into close contact with and comes into contact with the flank 13 so that the mounting strength and mounting rigidity of the cutting insert 10 can be further improved.
  • the cutting blade 14 facing the distal end side of the tool body 1 is further provided on the distal end side of the pair of cutting blades 14 intersecting the corner portion 15 described above. It can be arranged. Therefore, for example, in the above plunge machining method, when the tool body 1 is shifted in a direction parallel to the wall surface P and intersecting the axis O at the end of the step of cutting the wall surface P by moving the tool body 1 forward, With the cutting edge 14 facing toward, the bottom surface of the work material W connected to the wall surface P can be simultaneously cut.
  • the wall surface 3B which is the inclined wall surface, has an inclination angle ⁇ of 10 ° to 25 ° with respect to the axis O of the tool body 1 when viewed from the direction facing the bottom surface 3A of the insert mounting seat 3.
  • ⁇ the inclination angle
  • the wall surface 3B becomes nearly parallel to the axis O, it acts on the cutting insert 10 toward the front end in the direction of the axis O. There is a risk that the load cannot be reliably received.
  • the wall thickness between the wall surface 3B and the tip surface of the tool body 1 becomes too small toward the tip (intersection of the wall surface 3B and the tip surface).
  • the inclination angle ⁇ of the wall surface 3B is preferably in the above range.
  • Plunge machining that advances and retracts the tool body in the axial direction to cut the wall surface of the work material. In addition to advancing the tool body, the feed speed is increased and cutting is performed efficiently while cutting back.
  • a tool body of a plunge machining cutter, a plunge machining cutter, and a plunge machining method are provided.

Abstract

　工具本体を軸線方向に進退させて被削材の壁面を切削するプランジ加工に用いて、後退させつつ切削を行う際にも送り速度を高めて効率的な加工を可能とする。 　軸線Ｏを中心とした円柱状をなして先端側外周部に形成されたインサート取付座３に切削インサート１０が着脱可能に取り付けられ、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向に送り出されて切削インサート１０により被削材の壁面をプランジ加工するプランジ加工用カッタの工具本体１にあって、インサート取付座３に、工具回転方向を向く底面と、この底面から工具回転方向に延びる複数の壁面３Ｂ～３Ｄとを備え、このうち先端内周側に位置して外周側を向く壁面３Ｂを、底面に対向する方向から見て軸線Ｏ方向先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜した傾斜壁面とする。

Description

プランジ加工用カッタの工具本体、プランジ加工用カッタ、およびプランジ加工方法
　本発明は、先端側外周部に形成されたインサート取付座に切削インサートが取り付けられて軸線方向に送り出されることにより被削材の壁面を切削加工するプランジ加工用カッタの工具本体、該工具本体に切削インサートを取り付けたプランジ加工用カッタ、および該プランジ加工用カッタによるプランジ加工方法に関するものである。
　このようにカッタを軸線方向に送り出すことにより被削材の壁面を切削するプランジ加工方法としては、例えば特許文献１に、回転切削工具を回転させながら軸線方向にかつ加工平面に平行に往動させてワークを切削加工し、往動終端で軸線と直角方向にかつ加工平面と平行に送り、回転させながら軸線方向にかつ加工平面に平行に復動させてワークを切削する工程を複数回繰り返す切削方法が開示されている。また、特許文献２、３には、このようなプランジ加工に用いるカッタとして、正三角形平板状の切削インサートを工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けたインサート着脱式のカッタが開示されている。

特許第３３３１７５９号公報 特開平９－２９０３０４号公報 特開平１０－１９３２０４号公報
　ところが、このうち特許文献１に記載の切削方法に用いられるカッタでは、切削インサートが円板状のものであって、１刃当たりの送りを大きくすると、切刃と被削材の壁面（加工平面）との接触長さが長くなってビビリ振動を生じ易くなり、所望の加工精度を得ることができなくなってしまう。このため、工具本体の軸線方向への送り速度を高めることができず、上述のようにカッタを往復動させることによる加工効率の向上を阻害する結果となっていた。
　これに対して、特許文献２、３に記載のカッタでは、上述のような正三角形平板状の切削インサートが、そのすくい面とされる一方の正三角形面の１のコーナ部を工具本体の外周側に突出させて、この１のコーナ部の両側に連なる一方の正三角形面の２辺に形成された切刃が、それぞれカッタの往動と復動の際に被削材を切削するようにインサート取付座に取り付けられているため、被削材との接触長さが必要以上に長くなることがなく、ビビリ振動の発生を防止することができる。
　しかしながら、これら特許文献２、３に記載のカッタの工具本体では、インサート取付座が工具本体の先端側に開口するように形成されていて、上記切削インサートは、上記１のコーナ部に対向する上記一方の正三角形面の１辺に連なる側面と、この側面に交差して工具本体の後端外周側を向く側面とを、インサート取付座の上記軸線と平行に延びる壁面または工具本体の先端側に向かうに従い内周側に向かうように傾斜した壁面と、工具本体の先端内周側を向く壁面とにそれぞれ当接させるようにして、クランプネジにより取り付けられているだけである。
　このため、工具本体を軸線方向先端側に前進させて往動させながら切削を行う際には、切削インサートに作用する軸線方向後端側への切削負荷を上記壁面によって受け止めることができるものの、工具本体を軸線方向後端側に後退させて複動させつつ切削を行うときは、軸線方向先端側に作用する切削インサートへの切削負荷をクランプネジだけで受け止めることになる。従って、この復動の際には、送り速度を低減しなければクランプネジの破損を招いたりするおそれがあり、やはり加工効率の向上を十分に促すことは困難とされていた。
　本発明は、このような背景の下になされたもので、このような工具本体を軸線方向に前進、後退させて被削材の壁面を切削するプランジ加工に用いて、工具本体を前進させる場合は勿論、後退させつつ切削を行う際にも送り速度を高めて効率的な加工が可能なプランジ加工用カッタの工具本体、プランジ加工用カッタ、およびプランジ加工方法を提供することを目的としている。
　上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のプランジ加工用カッタの工具本体は、軸線を中心とした円柱状をなし、上記軸線方向の先端側外周部に形成されたインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられて、上記軸線回りに工具回転方向に回転されつつ該軸線方向に送り出されて上記切削インサートの切刃により被削材の壁面をプランジ加工するプランジ加工用カッタの工具本体であって、上記インサート取付座は、上記工具回転方向を向く底面と、この底面から上記工具回転方向に延びる複数の壁面とを備え、これらの壁面のうち先端内周側に位置して外周側を向く壁面は、上記底面に対向する方向から見て上記軸線方向先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜させられた傾斜壁面とされていることを特徴とする。
　また、本発明のプランジ加工用カッタは、このようなプランジ加工用カッタの工具本体の上記インサート取付座に、六角形平板状をなす上記切削インサートが、その一方の六角形面をすくい面として上記工具回転方向に向けるとともに他方の六角形面を着座面として上記底面に密着させ、上記一方の六角形面の１のコーナ部を上記工具本体の外周側に突出させるとともに、この１のコーナ部の対角上のコーナ部に交差する一対の側面のうち上記工具本体の先端側に位置する側面を上記傾斜壁面に当接させて取り付けられていることを特徴とする。
　さらに、本発明のプランジ加工方法は、このプランジ加工用カッタを用いて、上記工具本体を上記軸線方向に前進させて上記切削インサートの上記１のコーナ部から先端側に延びる切刃によって切削を行う工程と、上記工具本体を上記軸線方向に後退させて上記切削インサートの上記１のコーナ部から後端側に延びる切刃によって切削を行う工程とを行うことにより、被削材の壁面を切削することを特徴とする。
　上記構成の工具本体では、そのインサート取付座に、該インサート取付座の底面に対向する方向から見て工具本体の軸線方向先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜させられた傾斜壁面が形成されており、上記プランジ加工用カッタのように切削インサートの側面の１つをこの傾斜壁面に当接させて該切削インサートをインサート取付座に取り付けることにより、軸線方向先端側に向けて切削インサートに作用する負荷をこの傾斜壁面によって受け止めることができる。このため、上記プランジ加工方法において工具本体を後退させながら切削を行う工程でも、切削インサートの取付強度や剛性を確保しつつ送り速度を高めることができ、工具本体を前進させて切削を行う工程と合わせて加工効率の向上を図ることができる。
　ここで、本発明の工具本体においては、上記底面に対向する方向から見て上記傾斜壁面は、上記軸線に対して１０°～２５°の角度で傾斜させられているのが望ましい。これよりも傾斜壁面の角度が小さいと、軸線方向先端側に向けて切削インサートに作用する負荷を傾斜壁面によって確実に受け止めることが困難となるおそれがあり、逆にこれよりも傾斜壁面の角度が大きいと、この傾斜壁面と工具本体の先端面とが交差する部分の肉厚がその突端に向かって薄くなり、この部分に変形を生じ易くなるおそれがある。
　以上説明したように、本発明のプランジ加工用カッタの工具本体においては、軸線方向先端側に向けて切削インサートに作用する負荷を上記傾斜壁面によって受け止めることができるため、この工具本体に切削インサートを取り付けたプランジ加工用カッタ、および該プランジ加工用カッタを往復移動させて切削を行うプランジ加工方法において、特に工具本体を後退させながら切削を行う場合でも送り速度を高めることができ、これにより加工効率の確実な向上を図ることが可能となる。
本発明のプランジ加工用カッタの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態をインサート取付座３の底面３Ａに対向する方向から見た平面図である。 図１に示す実施形態をインサート取付座３の底面３Ａに沿った方向から見た側面図である。 図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。 図１に示す実施形態の先端部をインサート取付座３の底面３Ａに対向する方向から見た拡大平面図である。 本発明のプランジ加工方法の一実施形態を示す、工具本体１を後退させつつ被削材Ｗの壁面Ｐを切削する工程を説明する図である。
　１　　工具本体
　３　　インサート取付座
　３Ａ　インサート取付座３の底面
　３Ｂ　インサート取付座３の壁面（傾斜壁面）
　３Ｃ、３Ｄ　インサート取付座３の壁面
　４　　クランプネジ
　５　　クランプ手段
　１０　切削インサート
　１１　すくい面
　１２　着座面
　１３　逃げ面（切削インサート１０の側面）
　１４　切刃
　１５、１６　コーナ部
　Ｏ　　工具本体１の軸線
　Ｔ　　工具回転方向
　θ　　壁面３Ｂの傾斜角
　Ｗ　　被削材
　Ｐ　　被削材Ｗの壁面
　図１ないし図５は、本発明のプランジ加工用カッタの一実施形態を示すものであり、この実施形態のプランジ加工用カッタは、本発明の一実施形態の工具本体１に切削インサート１０が着脱可能に取り付けられて構成されている。本実施形態の工具本体１は、鋼材等により形成されて軸線Ｏを中心とした多段円柱状をなしており、その後端側（図１ないし図３において上側）は大径のシャンク部１Ａとされて、このシャンク部１Ａが工作機械の主軸に取り付けられることにより軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられるとともに該軸線Ｏ方向に送りが与えられて、図６に示すように被削材Ｗの壁面Ｐを切削するプランジ加工に用いられる。
　工具本体１の上記シャンク部１Ａよりも先端側（図１ないし図３において下側）は、該シャンク部１Ａより小径で一定外径の首部１Ｂとされるとともに、そのさらに先端側には、先端側に向けて外径が縮径するくびれ部１Ｃを介して、首部１Ｂよりも僅かに大きな外径を有する円盤状の切刃部１Ｄが形成されていて、この切刃部１Ｄが工具本体１の最先端部とされている。なお、本実施形態の工具本体１、およびこれに切削インサート１０を取り付けた本実施形態のプランジ加工用カッタは、軸線Ｏ回りに所定の角度ずつの回転対称（本実施形態では１８０°回転対称）とされている。
　ただし、本実施形態の工具本体１では、シャンク部１Ａからこの切刃部１Ｄまでが軸線Ｏについて同軸に一体形成されているが、例えば切刃部１Ｄを含めた工具本体１の先端側の部分だけを鋼材等により形成して、超硬合金等の硬質材料により形成したシャンク部１Ａを含む後端側の部分に着脱可能に同軸に取り付けるようにしてもよい。
　切刃部１Ｄから首部１Ｂの先端側にかけては、工具本体１の先端面および外周面に開口して後端側に延びるチップポケット２が、本実施形態では周方向に間隔をあけて複数（２つ）形成されており、これらのチップポケット２の工具回転方向Ｔ側を向く面の先端外周部にインサート取付座３がそれぞれ形成され、これらのインサート取付座３に上記切削インサート１０が着座させられて、クランプネジ４により着脱可能に取り付けられている。また、本実施形態の工具本体１には、こうして取り付けられた切削インサート１０を、さらにクランプ駒５Ａおよびクランプネジ５Ｂによって押さえつけてクランプするクランプ手段５が備えられている。
　このようにして取り付けられる切削インサート１０は、超硬合金等の硬質材料により形成されて本実施形態では六角形の平板状をなしており、その一方の六角形面がすくい面１１とされるとともに他方の六角形面が着座面１２とされ、これらすくい面１１と着座面１２との間に配される６つの側面が逃げ面１３とされて、これらの逃げ面１３とすくい面１１との交差稜線部すなわちすくい面１１の６つの辺稜部に切刃１４が形成され、さらに逃げ面１３がすくい面１１から着座面１２に向かうに従い漸次後退するように傾斜して切刃１４に逃げ角が付されたポジティブインサートとされている。
　ここで、上記すくい面１１がなす六角形は、本実施形態では切刃１４が形成される６つの辺稜部の長さは互いに等しく、かつ隣接する辺稜部同士が交差する交差角（内角）が、正六角形の内角１２０°よりも小さな互いに等しい角度とされた３つのコーナ部１５と、１２０°よりも大きな互いに等しい角度とされた３つのコーナ部１６とが、すくい面１１の周回りに交互に配置された偏六角形とされている。ただし、各コーナ部１５、１６は、切刃１４に滑らかに連なる凸円弧状に形成されている。
　また、着座面１２は、このすくい面１１と相似形で一回り小さな偏六角形に形成されるとともに、各逃げ面１３は上記コーナ部１５、１６に連なる部分を除いて上述のように傾斜した平面状とされている。さらに、すくい面１１から着座面１２にかけては、その中央部に、上記クランプネジ４が挿通される取付孔１７が切削インサート１０を貫通するように形成されていて、当該切削インサート１０はこの取付孔１７の中心線回りに１２０°ずつ回転対称な形状とされている。
　このような切削インサート１０が取り付けられる上記インサート取付座３は、工具本体１の先端面と切刃部１Ｄの外周面とに開口するように、上記チップポケット２の工具回転方向Ｔを向く面から一段凹んで形成された凹所であり、工具回転方向Ｔを向いて切削インサート１０の上記着座面１２が密着させられる底面３Ａと、この底面３Ａから工具回転方向Ｔに延びるように屹立する複数（本実施形態では３つ）の壁面３Ｂ～３Ｄとを備えている。
　このうち底面３Ａは、着座面１２と略同形同大の偏六角形状とされて該着座面１３が形を合わせて密着させられるようになされている。なお、この底面３Ａは図３に示すように軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い工具回転方向Ｔの後方側に向かうように僅かに傾斜させられていて、その中央部にはクランプネジ４がねじ込まれるネジ孔３Ｅが、該底面３Ａに垂直に切刃部１Ｄを貫通するように形成されている。
　また、底面３Ａは、こうして着座面１２が形を合わせて密着させられて切削インサート１０が着座させられたときに、この切削インサート１０のすくい面１１における１の上記コーナ部１５が工具本体１の外周側に突出し、かつこのコーナ部１５の二等分線が軸線Ｏに垂直な平面上に位置するように形成されている。なお、上記チップポケット２とネジ孔３Ｅの開口部を除いた切刃部１Ｄの外周面形状は、こうして形成されたインサート取付座３の底面３Ａがなす偏六角形の外周側に突出するコーナ部に交差する２辺と、その先端側に連なる１辺との３辺を軸線Ｏ回りに回転させたような概略算盤玉形状をなしている。
　一方、上記壁面３Ｂ～３Ｄは、底面３Ａがなす偏六角形の上記３辺を除いた残りの３辺に沿って形成されて、切削インサート１０の着座面１２に対して逃げ面１３がなす角度に合わせて底面３Ａに対し傾斜しつつ、底面３Ａの該３辺から工具回転方向Ｔに向けて延びるように形成されている。ただし、これら底面３Ａと壁面３Ｂ～３Ｄとが交差する部分と、隣接する壁面３Ｂ～３Ｄ同士が交差する部分とには、切削インサート１０との干渉を避けるための逃げ部が形成されている。また、個々の壁面３Ｂ～３Ｄは、それぞれ上述のように傾斜した平面状とされている。
　従って、このように形成されることにより、壁面３Ｂ～３Ｄは、底面３Ａに対向する方向から見たときには、工具本体１の内周側に位置して外周側を向き、切削インサート１０の上記コーナ部１６に交差する一対の側面（逃げ面１３）がなす角度と等しい角度で交差する方向に延びる一対の壁面３Ｂ、３Ｃと、このうち後端側に位置する壁面３Ｃに隣接して工具本体１の先端側を向き、切削インサート１０の上記コーナ部１５に交差する一対の側面（逃げ面１３）がなす角度と等しい角度でこの壁面３Ｃに交差する方向に延びる壁面３Ｄとから構成されることになる。
　そして、さらに底面３Ａに対向する方向から見て、壁面３Ｂ、３Ｃのうち先端側に位置する壁面３Ｂは、上記軸線Ｏ方向先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜させられて本実施形態における傾斜壁面とされ、この壁面３Ｂが軸線Ｏに対してなす傾斜角θは１０°～２５°の角度とされている。なお、同じく底面３Ａに対向する方向から見て、この壁面３Ｂの後端側に延びる壁面３Ｃは、上記傾斜角θと略等しい角度で軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜させられ、さらに壁面３Ｄは、外周側に向かうに従い先端側に向けて僅かに傾斜させられることになる。
　このように形成されたインサート取付座３に、切削インサート１０は、上述のように着座面１２を底面３Ａに密着させるのに伴いすくい面１１を工具回転方向Ｔに向け、また上記１のコーナ部１５とこの１のコーナ部１５に交差する一対の切刃１４を切刃部１Ｄの外周側に突出させるとともに、このうち該１のコーナ部１５から先端側に延びる切刃１４にコーナ部１６を介してさらに先端側に連なる切刃１４を切刃部１Ｄの先端側に突出させて着座させられ、取付孔１７に挿通されたクランプネジ４がネジ孔３Ｅにねじ込まれることによって取り付けられる。なお、上記１のコーナ部１５に交差する一対の切刃１４は、工具本体１の上記首部１Ｂの外周面よりも外周側に突出するように配置される。
　ここで、上記ネジ孔３Ｅは、インサート取付座３に着座させられた切削インサート１０の取付孔１７に対して僅かに偏心させられていて、クランプネジ４をねじ込むことによって切削インサート１０が工具本体１の後端内周側に押し込まれるようになされている。そして、これにより切削インサート１０は、底面３Ａに押圧されるとともに、壁面３Ｂ～３Ｄに対向する逃げ面１３のうち少なくとも壁面３Ｂ、３Ｄに対向する２つの逃げ面１３がこれら壁面３Ｂ、３Ｄに当接するようになされており、すなわち工具本体１の外周側に突出した上記１のコーナ部１５の対角上のコーナ部１６に交差する一対の側面（逃げ面１３）のうち工具本体１の先端側に位置する逃げ面１３が、上記傾斜壁面とされる壁面３Ｂに当接させられて取り付けられる。
　さらに、上記クランプ手段５は、インサート取付座３の後端側においてチップポケット２の工具回転方向Ｔを向く上記面に形成された図示されないネジ孔に、上記クランプ駒５Ａに挿通されたクランプネジ５Ｂが、必要に応じてこのクランプ駒５Ａと上記面との間にコイルスプリング等を介してねじ込まれた構成とされており、こうしてクランプネジ５Ｂをねじ込むことにより、クランプ駒５Ａの先端部がすくい面１１の取付孔１７よりも後端側の部分を押圧して、切削インサート１０がさらに底面３Ａ側に押し付けられる。
　このようにして本実施形態の工具本体１に切削インサート１０が取り付けられた本実施形態のプランジ加工用カッタは、図６に示したような被削材Ｗの壁面Ｐを切削する本発明のプランジ加工方法の一実施形態に用いられる。本実施形態において、工具本体１は、その軸線Ｏが壁面Ｐに平行かつ首部１Ｂが壁面Ｐと間隔をあけるようにして配置され、上述のように軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられるとともに該軸線Ｏ方向に送りが与えられて、切刃部１Ｄの外周側に突出した切削インサート１０の上記１のコーナ部１５とこれに交差する一対の切刃１４によって壁面Ｐを切削してゆく。
　すなわち、工具本体１を軸線Ｏ方向に前進させて切削を行う工程では、切削インサート１０の上記１のコーナ部１５から先端側に延びる切刃１４によって切削が行われ、この工程の終端（工具本体１の前進端）で工具本体１を壁面Ｐに平行で軸線Ｏに交差する方向に僅かにずらし、次いで図６に矢線で示すように工具本体１を軸線Ｏ方向に後退させて、切削インサート１０の上記１のコーナ部１５から後端側に延びる切刃１４によって切削を行う工程を行う。さらに、この工程の終端（工具本体１の後退端）で再び工具本体１を壁面Ｐに平行で軸線Ｏに交差する方向に僅かにずらして、これらの工程を壁面Ｐに沿って繰り返すことで該壁面Ｐを切削加工する。
　そして、このようなプランジ加工方法に用いられるプランジ加工用カッタの工具本体１として、上記構成の工具本体１では、そのインサート取付座３に、底面３Ａに対向する方向から見て工具本体１の軸線Ｏ方向先端側に向かうに従い外周側に向かう壁面３Ｂが傾斜壁面が形成されており、図６に示したように工具本体１を後退させて壁面Ｐを切削する場合に、切削インサート１０に軸線Ｏ方向先端側に向けて作用する切削負荷を、この壁面３Ｂによって受け止めることができる。
　従って、このように工具本体１を後退させながら切削を行う工程でも、切削インサート１０の取付強度や取付剛性を確保して送り速度を高めることができ、その一方で、工具本体１を前進させる工程において切削インサート１０に作用する切削負荷は、インサート取付座３の先端側を向く上記壁面３Ｄによって受け止めることができるので、上記工具本体１およびプランジ加工用カッタによれば、こうして工具本体１を前進させる切削工程と後退させる切削工程とを返してプランジ加工を行う場合に、全体的に高い送り速度を設定することができる。このため、かかるプランジ加工において工具本体１を往復移動させることによる加工効率の向上を、一層確実に促すことが可能となる。
　また、本実施形態では、切削インサート１０が、その取付孔１７に挿通されてインサート取付座３のネジ孔３Ｅにねじ込まれたクランプネジ４だけでなく、インサート取付座３の後端側に備えられたクランプ手段５のクランプ駒５Ａによっても、インサート取付座３の底面３Ａに押圧されてクランプされる。このため、特に工具本体１を後退させつつ切削を行う際の負荷が上記クランプネジ４に集中するのを確実に防止することができ、これによっても高い送り速度を確保して効率的な加工を促すことが可能となる。
　一方、本実施形態のプランジ加工用カッタでは、このような傾斜壁面とされる壁面３Ｂを備えたインサート取付座３に取り付けられる切削インサート１０が、上述のような偏六角形の平板状とされて、その１のコーナ部１５を外周側に突出させて取り付けられており、工具本体１を前進、後退させるときには、この１のコーナ部１５の先端側と後端側に連なる直線状の一対の切刃１４がそれぞれ該コーナ部１５とともに壁面Ｐを切削する。このため、切刃１４と壁面Ｐとの接触長さが長くなりすぎて抵抗の増大によりビビリ振動が生じることもなく、さらに確実に送り速度を高めることができる。
　そして、このような偏六角形平板状の切削インサート１０がその１のコーナ部１５を外周側に突出させて取り付けられることにより、この１のコーナ部１５の対角上に位置するコーナ部１６に連なる切削インサート１０の側面（逃げ面１３）の１つを、上記傾斜壁面とされるインサート取付座３の壁面３Ｂに確実に当接させることができる。特に本実施形態では、この壁面３Ｂが全面的に逃げ面１３に密着して当接することになるので、切削インサート１０の取付強度や取付剛性のさらなる向上を図ることができる。
　さらにまた、こうして切削インサート１０が六角形平板状とされることにより、上記１のコーナ部１５に交差する一対の切刃１４のさらに先端側に、工具本体１の先端側を向く切刃１４を配設することができる。このため、例えば上記プランジ加工方法において、工具本体１を前進させて壁面Ｐを切削する工程の終端で、工具本体１を壁面Ｐに平行で軸線Ｏに交差する方向にずらす際に、この先端側を向いて切刃１４によって、壁面Ｐに連なる被削材Ｗの底面の切削加工も同時に行うことが可能となる。
　なお、本実施形態において、上記傾斜壁面とされる壁面３Ｂは、インサート取付座３の底面３Ａに対向する方向から見て工具本体１の軸線Ｏに対し、１０°～２５°の傾斜角θで先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜しているが、この傾斜角θが小さすぎて壁面３Ｂが軸線Ｏと平行に近くなると、切削インサート１０に軸線Ｏ方向先端側に向けて作用する負荷を確実に受け止めることができなくなるおそれがある。その一方で、この傾斜角θが大きすぎても、該壁面３Ｂと工具本体１の先端面との肉厚がその突端（壁面３Ｂと先端面との交差部）に向けて小さくなりすぎるので、この壁面３Ｂの傾斜角θは上記範囲とされるのが望ましい。
　工具本体を軸線方向に前進、後退させて被削材の壁面を切削するプランジ加工で、工具本体を前進させる場合は勿論、後退させつつ切削を行う際にも送り速度を高めて効率的な加工を可能にする、プランジ加工用カッタの工具本体、プランジ加工用カッタ、およびプランジ加工方法を提供する。

Claims (4)

  1. 　軸線を中心とした円柱状をなし、上記軸線方向の先端側外周部に形成されたインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられて、上記軸線回りに工具回転方向に回転されつつ該軸線方向に送り出されて上記切削インサートの切刃により被削材の壁面をプランジ加工するプランジ加工用カッタの工具本体であって、上記インサート取付座は、上記工具回転方向を向く底面と、この底面から上記工具回転方向に延びる複数の壁面とを備え、これらの壁面のうち先端内周側に位置して外周側を向く壁面は、上記底面に対向する方向から見て上記軸線方向先端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜させられた傾斜壁面とされていることを特徴とするプランジ加工用カッタの工具本体。
  2. 　上記底面に対向する方向から見て上記傾斜壁面は、上記軸線に対して１０°～２５°の角度で傾斜させられていることを特徴とする請求項１に記載のプランジ加工用カッタの工具本体。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のプランジ加工用カッタの工具本体の上記インサート取付座に、六角形平板状をなす上記切削インサートが、その一方の六角形面をすくい面として上記工具回転方向に向けるとともに他方の六角形面を着座面として上記底面に密着させ、上記一方の六角形面の１のコーナ部を上記工具本体の外周側に突出させるとともに、この１のコーナ部の対角上のコーナ部に交差する一対の側面のうち上記工具本体の先端側に位置する側面を上記傾斜壁面に当接させて取り付けられていることを特徴とするプランジ加工用カッタ。
  4. 　請求項３に記載のプランジ加工用カッタを用いて、上記工具本体を上記軸線方向に前進させて上記切削インサートの上記１のコーナ部から先端側に延びる切刃によって切削を行う工程と、上記工具本体を上記軸線方向に後退させて上記切削インサートの上記１のコーナ部から後端側に延びる切刃によって切削を行う工程とを行うことにより、被削材の壁面を切削することを特徴とするプランジ加工方法。
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