WO2011142297A1 - 切削インサート - Google Patents

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晋也 間嶋
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株式会社タンガロイ
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Definitions

  • the present invention relates to a cutting insert that is detachably attached to a tool body and used for cutting a metal material.
  • the cutting insert disclosed in Patent Document 1 has a substantially polygonal plate shape, and at least one nose portion thereof stands upward from a rake face and has a standing wall surface protruding toward the tip of the nose portion. And a rake face connected to at least the entire circumference or a part of the standing wall surface extends from the cutting edge inwardly, and extends inward following the first rake face. And it is comprised by the 2nd rake face connected to the said standing wall surface.
  • the cutting insert of Patent Document 1 is designed so that it can be applied to a tool material having inferior heat cracking resistance such as cermet, from so-called finish cutting to light cutting, which has excellent heat cracking resistance and a small cutting amount and feed amount. ing.
  • cermet inferior heat cracking resistance
  • the cutting insert of Patent Document 1 functions effectively from finishing to light cutting, it often does not function very effectively under heavy cutting conditions. Therefore, the cutting insert of patent document 1 cannot respond to the cutting conditions from light cutting to heavy cutting with one cutting insert.
  • the present invention has been made to solve the above problems. That is, an object is to provide a cutting insert that can effectively cope with cutting conditions from light cutting to heavy cutting with one cutting insert.
  • the cutting insert of the present invention has a substantially polygonal plate shape, a rake face is formed on at least one of the upper and lower faces, a flank face is formed on an outer peripheral surface extending between the upper and lower faces, and the rake face and the flank face
  • An arcuate cutting edge located in at least one nose that curves in an arc, an action cutting edge extending from one side of the arcuate cutting edge, and the other side of the arcuate cutting edge
  • a nose chip breaker recess is formed in the vicinity of the arcuate cutting edge on the rake face, and the nose
  • the breaker projection rises from the bottom surface of the chip breaker recess, and the nose chip breaker recess is curved in a concave shape from the periphery on the nose portion side to the bottom surface.
  • the cutting insert according to the present invention improves chip disposal performance when used in heavy cutting and light cutting conditions where the cutting conditions are gentler than that, and abnormal damage such as defects. Does not occur.
  • the reason why the nose chip breaker recess can improve the chip processing performance on the light cutting side is the difference in the height of the chip breaker that occurs relative to the depth of the chip breaker groove. The larger the chip breaker height difference, the stronger the restraint force when the chips collide, and the chip processing performance that stabilizes the chips in light cutting conditions where the outflow of the chips tends to become unstable. Can be improved. Therefore, the application range can be expanded to the light cutting side based on the chip breaker shape for heavy cutting. When used on the light cutting side, the chip breaker recess of the nose portion mainly draws the chips, and the breaker projections that have a relatively large difference in height treat the chips appropriately.
  • the nose chip breaker concave portion is smoothly connected to the bottom surface portion from the peripheral portion on the nose portion side to the bottom surface portion while being curved in a concave shape and gradually inclined toward the bottom surface portion.
  • FIG. 1 is a plan view of a cutting insert according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the cutting insert shown in FIG. 3 is an enlarged plan view of the vicinity of the nose portion of the cutting insert shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view of the vicinity of the nose portion of the cutting insert according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of a cutting insert according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the cutting insert shown in FIG. 3 is an enlarged plan view of the vicinity of the nose portion of the cutting insert shown in FIG.
  • the cutting insert according to the present embodiment is a cutting insert that is symmetric with respect to the bisector B of the apex angle of the nose portion without any permission.
  • the cutting insert according to the present invention is not limited to a cutting insert without a right hand, the cutting insert described below is used as a right hand and has a function cutting that takes most of the cutting when cutting the straight cutting edge 6b.
  • the main cutting edge of the blade is used and the linear cutting edge 6c is the sub cutting edge (front cutting edge) of the working cutting edge
  • the straight cutting edge 6c is the main cutting edge of the working cutting edge
  • the linear cutting edge 6b is the auxiliary cutting edge.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the IV-IV line is a line on the bisector B of the apex angle defined by the nose portion 5.
  • the apex angle referred to here is an angle between the nose portion 5 among the angles formed by the linear cutting edge 6b and the linear cutting edge 6c.
  • VV line is a cross section of the chip breaker groove 10 in the vicinity of the peripheral edge 41a of the nose chip breaker recess 40 on the straight cutting edge 6b side in a direction orthogonal to the straight cutting edge 6b of the main cutting edge of the cutting edge 6.
  • a line “near the peripheral edge portion 41a” is an area as close as possible to the peripheral edge portion 41a on the linear cutting edge 6b side of the nose portion chip breaker recess 40 shown in FIG. 3 in the cross-sectional line where the bottom portion 10c of the chip breaker groove appears. Refers to that.
  • the bottom portion 10c of the chip breaker groove is the deepest portion when viewed in a cross section perpendicular to the straight cutting edge 6b. If there is a flat surface at the bottom 10c of the chip breaker groove, a straight line appears in the cross section. If a straight line does not appear, the deepest point is taken as the bottom 10c of the chip breaker groove.
  • 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • a VI-VI line is an arbitrary cross-sectional line that intersects with the peripheral edge portion 41b on the side far from the linear cutting edge 6b of the nose tip breaker recess 40 shown in FIG. 3 in a direction orthogonal to the linear cutting edge 6b.
  • a line VII-VII is a cross-sectional line at a position where the breaker projection 20 is closest to the linear cutting edge 6b in a direction orthogonal to the linear cutting edge 6b.
  • the line VII-VII is moved from the position where the breaker protrusion 20 comes closest to the straight cutting edge 6b for the purpose of making the drawing easy to see. Shown at a slightly shifted position.
  • the “chip processing” used in the following description is caused by chips when cutting such as generated chips entangled with the tool body or scattered. This means solving various problems that occur. Therefore, a cutting insert having a “high chip controllability” is less likely to cause trouble during the cutting process than a cutting insert having a “chip controllability”.
  • the cutting insert 1 has a substantially rhombic plate shape, a cutting edge 6 is formed on the periphery of the upper surface 2 and the lower surface 3 on which the rake face 2 a is formed, and is perpendicular to the upper surface 2 and the lower surface 3.
  • the outer peripheral surface 4 extending between the upper surface 2 and the lower surface 3 is a flank 4a.
  • the cutting edge 6 has an arc cutting edge 6a provided on the nose portion 5 of the 80 ° corner and a pair of linear cutting edges 6b and 6c extending from the arc cutting edge 6a.
  • the flank 4a is a flank that is perpendicular to the upper surface 2 and the lower surface 3 and has a flank angle (parallel to the central axis CL) of 0 °.
  • the material of the cutting insert is selected from hard materials such as cemented carbide, cermet, and ceramic, or those obtained by coating the surface of these hard materials with a PVD or CVD coating film.
  • a chip breaker groove 10 is formed on the rake face of the upper surface 2 and the lower surface 3, and along the periphery thereof, as shown in FIG. 1 and FIG.
  • a narrow land 42 extending in the direction is formed.
  • a boss surface 30 is formed at the center of the upper surface 2 and the lower surface 3.
  • the boss surface 30 is formed so as to surround the cylindrical mounting hole 50 penetrating the upper surface 2 and the lower surface 3 in the thickness direction, and is a flat surface higher than the cutting edge 6 in the thickness direction of the cutting insert. Yes.
  • the boss surface 30 functions as a seating surface that comes into contact with the bottom surface of the tip seat when the cutting insert is attached to a tip seat (not shown) provided on a tool body of a cutting tool such as a cutting tool.
  • the breaker protrusion 20 as a chip breaker rises from the bottom surface portion 40 c of the nose portion chip breaker recess 40 in the direction of the bisector B of the apex angle defined by the nose portion 5.
  • the wall surface 22 stands up.
  • the cutting insert 1 is provided with a nose portion chip breaker recess 40 only between the nose portion 5 and the breaker protrusion 20. For this reason, the height difference of the chip breaker part which a chip touches at the time of heavy cutting becomes small appropriately, and the height difference of the chip breaker part which a chip touches at the time of light cutting becomes large appropriately. As a result, the cutting insert 1 can appropriately handle chips generated during heavy cutting and chips generated during light cutting.
  • the standing wall surface 22 of the breaker projection 20 rises from the bottom surface portion 40c of the nose portion chip breaker recess 40 to further improve the chipability of light cutting.
  • a standing wall surface 22 is formed on the periphery of the breaker protrusion 20. In this embodiment, the height of the top portion of the breaker protrusion 20 is the same as that of the boss surface 30.
  • the nose portion chip breaker concave portion 40 has a bottom surface portion 40c from the peripheral edge portion 40a to the bottom surface portion 40c on the side of the nose portion 5 curved in a concave shape with a curvature radius R1 of a predetermined value or more and gradually inclined toward the bottom surface portion 40c. It becomes the inclined surface 40b connected smoothly.
  • the peripheral portion 40a on the nose portion 5 side is shown as a curve where the land 42 and the inclined 40b surface intersect, but when the land 42 and the inclined 40b surface are connected smoothly.
  • the connection portion is the peripheral portion 40a.
  • the curvature radius R1 of the inclined surface 40b is 1 mm or more, and preferably 2 mm or more and 3 mm or less.
  • the curvature radius R1 of the inclined surface 40b is the above-mentioned size, chip disposal performance under the cutting conditions on the light cutting side is improved, and at the same time, chipping during heavy cutting is prevented. If this curvature radius R1 is less than 1 mm, it cannot withstand the load during heavy cutting, and may become the starting point of a defect due to stress concentration or the like. Moreover, when this curvature radius R1 exceeds 4 mm, the chip
  • heavy cutting refers to cutting conditions of, for example, carbon steel turning with a maximum cut of 3 mm or more and a maximum feed of 0.3 mm / rev or more
  • light cutting means a cut of 1.0 to 3 mm and a maximum feed of 0 mm.
  • the curvature radius R1 of the inclined surface 40b is also related to the size of the cutting insert. This is because the larger the size of the cutting insert, the more likely it is used under higher cutting conditions.
  • the curvature radius R1 of the inclined surface 40b is preferably 5% or more and 30% or less of the reference inscribed circle of the cutting insert.
  • the bottom surface portion 40c of the nose portion chip breaker recess 40 forms a flat surface.
  • the continuous line which shows this planar range is shown in figure.
  • the roundness connected to the bottom surface portion 40c is a radius of curvature R1 of the roundness that contacts the plane of the bottom surface portion 40c from the cutting edge 6 side.
  • the inclined surface 40b is connected to the bottom surface portion 40c with a constant curvature radius from the peripheral edge portion 40a.
  • the bottom surface portion 40c does not necessarily have a flat surface, and may be a curved surface.
  • the bottom surface portion 40c When the bottom surface portion 40c is a curved surface, since there is no flat surface, the bottom surface portion 40c includes the deepest portion of the curved surface.
  • the radius of curvature R1 of the inclined surface 40b connected to the bottom surface portion 40c does not need to be constant, and the size thereof may be changed in the nose portion chip breaker recess 40. For example, it is also effective to increase the radius of curvature R1 as it is closer to the nose portion 5 and to decrease it as it approaches the peripheral edge portion 41a on the linear cutting edge 6b side of the nose portion chip breaker recess 40 (not shown). Further, the inclined surface 40b may not be connected to the bottom surface portion 40c with a constant radius of curvature from the peripheral edge portion 40a on the nose portion 5 side.
  • the cross-sectional shape of the inclined surface 40b may be a short straight line from the peripheral edge 40a, and may be connected to the bottom surface 40c with a certain radius of curvature following the straight line.
  • the radius of curvature when connecting to the bottom surface portion 40c is important.
  • the chip breaker groove 10 has a narrow land 42 extending inwardly from the straight cutting edge 6b. Is provided.
  • the chip breaker groove 10 is inclined such that the peripheral edge portion 10a on the linear cutting edge 6b side to the bottom portion 10c of the breaker groove is concavely curved and is gradually connected to the bottom portion while being gradually inclined toward the bottom portion. It is the surface 10b.
  • the radius of curvature of the inclined surface 10b is R2.
  • the radius of curvature R2 may be smaller than the radius of curvature R1 of the inclined surface 40b of the nose portion chip breaker recess 40.
  • the radius of curvature R2 of the inclined surface 10b of the chip breaker groove 10 can be set to 0.5 mm or less, for example.
  • the binding force on the chips is too strong during heavy cutting. If the chips are strongly constrained during heavy cutting, it becomes easy to cause abnormal damage such as deterioration of the machined surface roughness and cutting insert defects due to increased cutting resistance and chatter vibration.
  • the nose portion chip breaker recess 40 only between the vicinity of the nose portion 5 and the vicinity of the tip of the breaker protrusion 20, the average value of the breaker depth during heavy cutting becomes shallow. Therefore, the height difference of the wall of the chip breaker acting at the time of heavy cutting becomes smaller than that at the time of light cutting, and the chip restraining force does not become too strong. Therefore, the cutting insert 1 can process chips appropriately.
  • the nose part chip breaker recess 40 also has an effect of reducing the contact area between the cutting insert 1 and the chip by causing chips generated during heavy cutting to rise up without being drawn into the nose part chip breaker recess 40. is there.
  • the contact area between the cutting insert 1 and the chips decreases, the cutting resistance decreases, the heat generation amount is suppressed, the wear of the tool is suppressed, and the tool life is prolonged.
  • the wall surface 22 of at least one breaker projection 20 is raised from the bottom surface portion 40 c of the nose portion chip breaker recess 40 in order to raise chips during heavy cutting in the nose portion chip breaker recess 40.
  • first concave peripheral edge portion 41a As the ridgeline of the peripheral edge portion 41a on the linear cutting edge 6b side of the nose portion chip breaker concave portion 40 (hereinafter, this portion is referred to as "first concave peripheral edge portion 41a") is separated from the nose portion 5 as the distance from the cutting edge increases.
  • first concave peripheral edge portion 41a When formed so as to be separated from each other, there is no barrier to the direction of chip discharge during heavy cutting, and the first recess peripheral portion 41a is effectively prevented from acting as a chip breaker. Therefore, chips generated at the time of heavy cutting are lifted by the nose chip breaker concave portion 40, and the adverse effect of heavy cutting due to the presence of the concave portion is solved.
  • the shape of the first recess peripheral edge portion 41a is represented by an angle ⁇ formed with the linear cutting edge 6b, it is preferable that 40 ° ⁇ ⁇ ° ⁇ 85 °.
  • the ridge line of the first recessed portion peripheral edge portion 41a does not need to be a straight line, and may be separated from the nose portion 5 as being separated from the cutting edge 6, for example, as shown in FIG. Further, as another shape, a convex curve, a concave curve, or a curve obtained by combining irregularities and straight lines may be used.
  • the chip breaker acts only in the range where it comes into contact with the chip, the shape from the cutting edge 6 to the contact area with the chip is important, and the shape of the part sufficiently away from the cutting edge 6 is particularly important. is not.
  • the chip contact range varies depending on the cutting conditions and the work material.
  • the rising angle ⁇ 1 of the wall surface of the nose chip breaker recess 40 on the peripheral edge 41b far from the linear cutting edge 6b (hereinafter referred to as “second recess peripheral edge 41b”) is determined by the rising of the breaker protrusion 20
  • the rising angle ⁇ 2 of the wall surface 22 is smaller. That is, by satisfying ⁇ 1 ⁇ 2, the second recessed portion peripheral edge 41b does not act as a chip breaker during heavy cutting.
  • whether or not the rising angle in the direction opposite to the chip outflow direction is such that the first recessed portion peripheral portion 41a and the second recessed portion peripheral portion 41b function as a chip breaker.
  • the wall surface rising angle is a cross-section in a direction perpendicular to the straight cutting edge 6b close to the chip discharge direction during heavy cutting. Is defined.
  • the position is set to an appropriate reference.
  • the boss surface 30 After setting the reference position, the rising angle ⁇ 1 of the wall surface at a height away from the reference position by a certain distance is compared with the rising angle ⁇ 2 of the rising wall surface 22 of the breaker projection 20.
  • the rising angles ⁇ 1 and ⁇ 2 in the vicinity of the upper surface cannot be compared.
  • the rising angle ⁇ 1 of the wall surface is smaller than the rising angle ⁇ 2 of the rising wall surface 22.
  • it is meaningless to compare the tangent angles at the upper part of the arc so in this case also the tangent angles at the same height are compared as ⁇ 1 and ⁇ 2, respectively.
  • the first recess peripheral edge portion 41a starts from a position about 0.1 mm to 3 mm away from the nose portion 5 and is arranged so as to be separated from the nose portion 5 as it is separated from the cutting edge 6. Yes.
  • An appropriate value is selected as the position at which the first recess peripheral portion 41 a starts in relation to the corner radius of the nose portion 5.
  • the nose part chip breaker recess 40 is formed symmetrically with respect to the bisector B of the apex angle of the nose part 5 because the tool usage direction is mainly on the right side with respect to the nose part 5.
  • the first recessed portion peripheral portion 41a and the second recessed portion peripheral portion 41b are originally designed to have different ridge line shapes and wall rising angles required for their functions, but in this embodiment, the nose While the partial chip breaker recess 40 is formed symmetrically with respect to the bisector B of the apex angle of the nose portion 5, the ridge line shape as described above of the first recess peripheral portion 41a and the second recess peripheral portion 41b is simultaneously formed. And the magnitude relationship between the rising angle ⁇ 1 of the wall surface and the rising angle ⁇ 2 of the rising wall surface 22 are compatible. Therefore, the same cutting performance can be obtained for the use of both the left and right cutting edges.
  • the rake face 2a has a comparatively smooth cross-sectional shape as shown in FIGS.
  • the rake angle can be changed stepwise in the cross-sectional shape, such as the first rake angle and the second rake angle. Further, the rake angle can be changed continuously or intermittently along the cutting edge 6 as the distance from the nose portion 5 increases.
  • the cutting insert of the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and additions are possible within a range not departing from the gist of the present invention.
  • the outer shape of the cutting insert may be a polygonal plate shape other than the rhombus plate shape, or may be a so-called positive cutting insert having a clearance angle larger than 0 °.
  • the chip breaker groove 10 does not need to be provided over the entire circumference of the cutting edge 6 and can be provided limited to a desired range.
  • the number of breaker protrusions 20 is not necessarily one, and it is also effective to provide a plurality of breaker protrusions around the nose portion and to appropriately handle various chip discharge directions.
  • the standing wall surface 22 of the breaker protrusion 20 what was comprised by the standing wall surface which consists of a single and several plane or a curved surface may be sufficient.
  • a honing made of a flat or curved chamfer is added to the cutting edge ridge line along the cutting edge 6, or the land 42 of the cutting edge ridge is inclined at a negative angle. Or you may. On the contrary, the land 42 may be inclined with a positive angle for the purpose of lowering the cutting resistance.
  • the cutting insert of the present invention can also be applied to a thread cutting insert (not shown) and a rolling insert (not shown).
  • the cutting insert of the present invention can be used for cutting a metal material by being detachably mounted on a tool body in the same manner as a conventional cutting insert.
  • the manufacturing method is the same as that of the conventional cutting insert.

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Abstract

　切削加工における切りくず処理性能の改善ならびに耐欠損性能の改善をはかった切削インサートを提供する。略多角形板状をなし、すくい面（２ａ）と逃げ面（４ａ）との交差稜線部に切れ刃（６）を形成し、すくい面（２ａ）にチップブレーカを形成してなる切削インサートにおいて、ノーズ部チップブレーカ凹部（４０）は、ノーズ部（５）側の周縁部から底面部（４０ｃ）までが、凹状に湾曲しかつ底面部（４０ｃ）に向けて徐々に傾斜しつつ当該底面部（４０ｃ）に滑らかに接続される傾斜面（４０ｂ）となっている。

Description

切削インサート
　本発明は、工具本体に着脱自在に装着して金属材料の切削加工に用いられる切削インサートに関する。
　特許文献１に開示された切削インサートは、略多角形板状をなし、その少なくとも１つのノーズ部にすくい面から上方へ起立し且つ該ノーズ部の先端に向けて突出した起立壁面をもつブレーカ突起を形成し、少なくとも前記起立壁面の全周又は一部に接続するすくい面は、切れ刃から内方に向かって延びる第１すくい面と、この第１すくい面に続いて内方に向かって延び且つ前記起立壁面に連なる第２すくい面とにより構成される。
特開２００７－１７５７８８号公報
　特許文献１の切削インサートのノーズ部には、第１すくい角および第２すくい角の２段階のすくい角が形成され、その結果として、チップブレーカのノーズ部に凹みが形成されている。そのため、特許文献１の切削インサートは耐熱亀裂性に優れ、切込み量および送り量が共に小さい、いわゆる仕上げ切削から軽切削に、サーメットのような耐熱亀裂性に劣る工具材料を適用できるように設計されている。しかしながら、特許文献１の切削インサートは仕上げから軽切削には有効に機能するものの、重切削の切削条件ではあまり有効に機能しない場合が多い。そのため、特許文献１の切削インサートは、一つの切削インサートで軽切削から重切削までの切削条件に対応させることができない。
　本発明は上記の課題を解決するためになされたものである。すなわち、一つの切削インサートで軽切削から重切削までの切削条件に有効に対応できる切削インサートを提供することを目的とする。
　本発明の切削インサートは、略多角形板状をなし、上下面の少なくとも一方にすくい面が形成され、前記上下面の間で延びる外周面に逃げ面が形成され、前記すくい面と逃げ面との交差稜線部には、円弧状に湾曲する少なくとも１つのノーズ部に位置する円弧状切れ刃と、該円弧状切れ刃の一方側から延びる作用切れ刃と、前記円弧状切れ刃の他方側から延びる直線状切れ刃とを有する切れ刃が形成され、チップブレーカが形成された切削インサートにおいて、前記すくい面には、前記円弧状切れ刃の近傍に、ノーズ部チップブレーカ凹部が形成され、前記ノーズ部チップブレーカ凹部の底面部から前記ブレーカ突起が立ち上がっており、前記ノーズ部チップブレーカ凹部は、前記ノーズ部側の周縁部から前記底面部までが、凹状に湾曲しかつ前記底面部に向けて徐々に傾斜しつつ当該底面部に滑らかに接続される傾斜面となっている、ことを特徴とする。
　この発明の切削インサートは、重切削で使用する場合は勿論、それよりも切削条件が緩やかな軽切削側の切削条件で使用する場合にも切りくず処理性能を改善し、しかも欠損などの異常損傷を生じない。この発明にて、ノーズ部チップブレーカ凹部が軽切削側の切りくず処理性能を改善できる要因は、チップブレーカ溝の深さに対応して相対的に生じるチップブレーカの高低差である。チップブレーカの高低差が大きいほど切りくずが衝突する時の拘束力が強くなり、切りくずの流出が不安定になりやすい軽切削側の切削条件において、切りくずを安定させて、切りくず処理性能を改善できる。したがって重切削用のチップブレーカ形状を基本として軽切削側に適用範囲を広げることができる。軽切削側で使用する場合は、主にノーズ部チップブレーカ凹部が切りくずを引き込み、相対的に高低差が大きくなるブレーカ突起が切りくずを適切に処理する。
　また、本発明によれば、ノーズ部チップブレーカ凹部のノーズ部側の周縁部から底面部までを、凹状に湾曲しかつ底面部に向けて徐々に傾斜しつつ当該底面部に滑らかに接続される傾斜面としたことで、重切削時の負荷に十分耐えて、応力集中などによる欠損を防ぐことができる。特に、欠損の起点はノーズ部近傍に発生しやすいことが判明したため、これを効果的に防ぐことができる。
図１は第１の実施形態である切削インサートの平面図である。 図２は図１に示す切削インサートの正面図である。 図３は図１に示す切削インサートのノーズ部近傍の拡大平面図である。 図４は図３におけるIV－IV断面図である。 図５は図３におけるV－V線断面図である。 図６は図３におけるVI－VI断面図である。 図７は図３におけるVII－VII線断面図である。 図８は第２の実施形態である切削インサートのノーズ部近傍の拡大平面図である。
　本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
第1実施形態　
　図１は第１の実施形態である切削インサートの平面図である。図２は図１に示す切削インサートの正面図である。図３は図１に示す切削インサートのノーズ部近傍の拡大平面図である。本実施形態の切削インサートは、勝手のない、ノーズ部の頂角の２等分線Ｂに対称な切削インサートである。ただし、本発明の切削インサートは、勝手なしの切削インサートに限定されないため、以下で説明する切削インサートは、右勝手として使用して直線状切れ刃６ｂを切削時にその切削の大部分を担う作用切れ刃の主切れ刃とし、且つ直線状切れ刃６ｃを作用切れ刃の副切れ刃（前切れ刃）とする場合の例として説明する。以降の説明では省略するが、図３の切削インサートを逆に左勝手として使用する場合は、直線状切れ刃６ｃが作用切れ刃の主切れ刃、直線状切れ刃６ｂが副切れ刃となる。図４は図３におけるIV－IV線断面図である。IV－IV線は、ノーズ部５により画定される頂角の２等分線Ｂ上の線である。ここでいう頂角とは、直線状切れ刃６ｂと、直線状切れ刃６ｃとのなす角のうち、ノーズ部５を挟む角度のことである。図５は図３におけるＶ－Ｖ線断面図である。Ｖ―Ｖ線は、切れ刃６の主切れ刃の直線状切れ刃６ｂと直交する方向で、ノーズ部チップブレーカ凹部４０の直線状切れ刃６ｂ側の周縁部４１ａ近傍のチップブレーカ溝１０の断面線とする。なお「周縁部４１ａ近傍」とは、チップブレーカ溝の底部１０ｃが現れる断面線の中で、図３に示すノーズ部チップブレーカ凹部４０の直線状切れ刃６ｂ側の周縁部４１ａにできる限り近い領域のことを指す。さらに、チップブレーカ溝の底部１０ｃとは、直線状切れ刃６ｂと直交する方向の断面で見たときに、最も深い部分のことである。チップブレーカ溝の底部１０ｃに平面があれば断面に直線が現れる。直線が現れない場合は、最も深い１点をチップブレーカ溝の底部１０ｃとする。図６は図３におけるVI－VI線断面図である。VI－VI線は、直線状切れ刃６ｂと直交する方向で、図３に示すノーズ部チップブレーカ凹部４０の直線状切れ刃６ｂから遠い側の周縁部４１ｂと交わる任意の断面線である。図７は図３におけるVII－VII線断面図である。VII－VII線は、直線状切れ刃６ｂと直交する方向で、ブレーカ突起２０が直線状切れ刃６ｂと最も近づく位置での断面線である。図３の実施形態では、ブレーカ突起の起立壁面２２の立ち上がり角度η２を一定にしているため、図面を見やすくする目的で、VII－VII線をブレーカ突起２０が直線状切れ刃６ｂと最も近づく位置から少しずれた位置に示した。また、以下の説明の中で用いられている「切りくず処理」とは、生成された切りくずが工具本体に絡みついたり、飛散したりといったような切削加工を行う上で切りくずが原因となって生じる種々の不具合を解消することを意味する。従って、「切りくず処理性が高い」切削インサートは「切りくず処理性が低い」切削インサートと比べて、切削加工時にトラブルを発生させる頻度が少ない。
　図１及び図２において、本切削インサート１は略菱形の板状をなし、すくい面２ａが形成された上面２および下面３の周縁に切れ刃６が形成され、上面２と下面３に垂直な中心軸線ＣＬの方向において、上面２と下面３との間で延びる外周面４が逃げ面４ａとなっている。切れ刃６は、８０°コーナのノーズ部５に設けられた円弧切れ刃６ａと、この円弧切れ刃６ａからそれぞれ延びる一対の直線状切れ刃６ｂおよび６ｃとを有する。逃げ面４ａは、上面２と下面３に直交した、（中心軸線ＣＬに平行な）逃げ角が０°の逃げ面となっている。切削インサートの材質は、超硬合金、サーメット、セラミック等の硬質材料又はこれら硬質材料の表面にＰＶＤ又はＣＶＤコーティング膜を被膜したものの中から選ばれる。
　上面２および下面３のすくい面には、チップブレーカ溝１０が形成され、その周縁に沿って、図１および図４に示すように、切れ刃６に直交する断面で、該切れ刃６から内方に向かって延びている巾狭のランド４２が形成されている。上面２および下面３の中央部にはボス面３０が形成される。ボス面３０は上面２および下面３を厚さ方向に貫通する円筒状の取付け穴５０の周囲を取り囲むように形成され、切削インサートの厚さ方向で切れ刃６よりも高位な平坦面となっている。このボス面３０は、本切削インサートをバイト等の切削工具の工具本体に設けたチップ座（図示しない）に装着する際、前記チップ座の底面に当接する着座面として機能する。
　図１、図３及び図４に示すように、ノーズ部５により画定される頂角の２等分線Ｂ方向のノーズ部チップブレーカ凹部４０の底面部４０ｃからチップブレーカとしてのブレーカ突起２０の起立壁面２２が起立している。特に、切削インサート１においてはノーズ部５とブレーカ突起２０との間のみにノーズ部チップブレーカ凹部４０が設けられている。このため、重切削時に切りくずが触れるチップブレーカ部分の高低差が適正に小さくなり、且つ軽切削時に切りくずが触れるチップブレーカ部分の高低差が適正に大きくなっている。その結果、切削インサート１は重切削時に生成される切りくずも軽切削時に生成される切りくずも適切に処理できる。仮に、切削インサート１の両面を使う必要がなく、片面のみ使う場合は、チップブレーカの壁の高さに制約がなく、自由に配置できる。しかし、本発明のように両面を使う、いわゆる両面チップブレーカ付きのネガの切削インサート１の場合は、下面側の着座面を確保するために、チップブレーカの壁の高さが一定値に制約される。このため、軽切削側の切りくず処理性を改善するために、チップブレーカの壁を高くするには、ノーズ部チップブレーカ凹部４０を設けて、相対的な高低差を調整することが効果的である。さらに、ノーズ部チップブレーカ凹部４０の底面部４０ｃから、軽切削の切りくず処理性をさらに改善する、ブレーカ突起２０の起立壁面２２が起立することが有効である。ブレーカ突起２０の周縁には起立壁面２２が形成される。この実施形態ではブレーカ突起２０の頂部の高さはボス面３０と同じ高さとしている。
　ノーズ部チップブレーカ凹部４０は、ノーズ部５側の周縁部４０ａから底面部４０ｃまでが、所定以上の曲率半径Ｒ１で凹状に湾曲しかつ底面部４０ｃに向けて徐々に傾斜しつつ当該底面部４０ｃに滑らかに接続される傾斜面４０ｂとなっている。なお、ノーズ部５側の周縁部４０ａは、本実施形態では、ランド４２と傾斜４０ｂ面とが交差する曲線として示しているが、ランド４２と傾斜４０ｂ面とが滑らかに接続されている場合には、当該接続部が周縁部４０ａとなる。傾斜面４０ｂの曲率半径Ｒ１は１ｍｍ以上であって、好ましくは２ｍｍ以上３ｍｍ以下である。傾斜面４０ｂの曲率半径Ｒ１が前述した大きさであると、軽切削側の切削条件における切りくず処理性能が改善され、且つ同時に重切削時の欠損が防止される。この曲率半径Ｒ１が１ｍｍ未満であると、重切削時の負荷に耐えられず、応力集中などにより欠損の起点となることがある。また、この曲率半径Ｒ１が４ｍｍを超えると、軽切削側の切削条件で加工したときに生成される切りくずがノーズ部チップブレーカ凹部４０に引き込まれなくなり、切りくず処理性能が損なわれる場合がある。なお、ここでいう重切削とは例えば炭素鋼の旋削で最大切込み３ｍｍ以上で且つ最大送り０．３ｍｍ／ｒｅｖ以上の切削条件を指し、軽切削とは切込み１．０ｍｍから３ｍｍ程度、最大送り０．２ｍｍ／ｒｅｖ程度の旋削条件を指す。なお、傾斜面４０ｂの曲率半径Ｒ１は、切削インサートのサイズとも関連がある。これは、切削インサートのサイズが大きい程、より高い切削条件で用いられる傾向があるためである。傾斜面４０ｂの曲率半径Ｒ１は、切削インサートの基準内接円の５％以上、かつ３０％以下とすることが好ましい。
　この実施形態では、ノーズ部チップブレーカ凹部４０の底面部４０ｃは平面を形成している。図１及び図３では、この平面範囲を示す実線を図示している。底面部４０ｃに接続する丸みは、切れ刃６側から底面部４０ｃの平面に接する丸みの曲率半径Ｒ１である。この実施形態では、傾斜面４０ｂが周縁部４０ａから一定の曲率半径で底面部４０ｃに接続する。しかし、これに限定されない。底面部４０ｃには必ずしも平面が存在する必要がなく、曲面でも良い。底面部４０ｃが曲面の場合は平面がないため、底面部４０ｃには曲面の最深部が含まれることとなる。なお、底面部４０ｃに接続する傾斜面４０ｂの曲率半径Ｒ１は、一定である必要がなく、ノーズ部チップブレーカ凹部４０の中でその大きさを変化させても良い。例えばノーズ部５に近いほど曲率半径Ｒ１を大きくし、ノーズ部チップブレーカ凹部４０の直線状切れ刃６ｂ側の周縁部４１ａに近づくに従い小さくすること（図示しない）も効果的である。また、傾斜面４０ｂがノーズ部５側の周縁部４０ａから一定の曲率半径で底面部４０ｃに接続されなくても構わない。例えば、傾斜面４０ｂの断面形状が、周縁部４０ａから短い直線とされ、その直線に続いて一定の曲率半径で底面部４０ｃに接続されてもよい。底面部４０ｃに接続するときの曲率半径が重要である。
　図５の直線状切れ刃６ｂに直交するV－V線断面図において、この実施形態ではチップブレーカ溝１０は、該直線状切れ刃６ｂから内方に向かって延びている巾狭のランド４２を設けられている。チップブレーカ溝１０は、直線状切れ刃６ｂ側の周縁部１０ａから当該ブレーカ溝の底部１０ｃまでが、凹状に湾曲しかつ当該底部に向けて徐々に傾斜しつつ当該底部に滑らかに接続される傾斜面１０ｂとなっている。傾斜面１０ｂの曲率半径をＲ２としている。曲率半径Ｒ２は、ノーズ部チップブレーカ凹部４０の傾斜面４０ｂの曲率半径Ｒ１よりも小さくて良い。チップブレーカ溝１０の傾斜面１０ｂの曲率半径Ｒ２を大きくする必要がないため、チップブレーカ溝１０の断面形状に関する設計の自由度が確保される。チップブレーカ溝１０の傾斜面１０ｂの曲率半径Ｒ２は、例えば０．５ｍｍ以下にすることができる。
　重切削時において切りくずへの拘束力が強過ぎることは好ましくない。重切削時に切りくずを強く拘束すると、切削抵抗の増大やびびり振動の発生などにより、加工面粗さの悪化や、切削インサートの欠損などの異常損傷を起こしやすくなる。この実施形態では、ノーズ部５近傍とブレーカ突起２０の先端近傍との間のみにノーズ部チップブレーカ凹部４０を設けたことで、重切削時のブレーカ深さの平均値が浅くなる。したがって重切削時に作用するチップブレーカの壁の高低差は軽切削時と比較して小さくなり、切りくずの拘束力が強くなり過ぎない。そのため、切削インサート１は切りくずを適切に処理することができる。
　ノーズ部チップブレーカ凹部４０には、重切削時に生成された切りくずをノーズ部チップブレーカ凹部４０へと引き込まずに、逆に浮き上がらせて、切削インサート１と切りくずとの接触面積を減らす効果もある。切削インサート１と切りくずとの接触面積が減少すると、切削抵抗が小さくなり、発熱量が抑制され、工具の摩耗が抑制されて工具寿命が長くなる。ノーズ部チップブレーカ凹部４０で重切削時の切りくずを浮き上がらせるために、少なくとも１つのブレーカ突起２０の壁面２２をノーズ部チップブレーカ凹部４０の底面部４０ｃから起立させる。ブレーカ突起２０をこのように配置することで、ブレーカ突起２０が切りくずを持ち上げる方向に作用する。
　ノーズ部チップブレーカ凹部４０の直線状切れ刃６ｂ側の周縁部４１ａ（以下この部分を「第１の凹部周縁部４１ａ」と呼称する）の稜線が、切れ刃から離間するに従い前記ノーズ部５から離間するように形成されると、重切削時の切りくずの流出方向に対して障壁がなく、第１の凹部周縁部４１ａをチップブレーカとして作用させない効果がある。そのため、重切削時に生成された切りくずがノーズ部チップブレーカ凹部４０で浮き上がり、凹部があることによる重切削での悪影響を解決する。第１の凹部周縁部４１ａの形状を直線状切れ刃６ｂとの成す角θで示すと、４０°≦θ°≦８５°とすることが好ましい。
　第１の凹部周縁部４１ａの稜線は直線である必要はなく、例えば図８のように、切れ刃６から離間するに従いノーズ部５から離間していてもよい。また別の形状として、凸曲線、凹曲線、または凹凸や直線を組み合わせた曲線でも良い。なお一般にチップブレーカは、切りくずと接触する範囲でしか作用しないため、切れ刃６から切りくずとの接触範囲までの形状が重要であり、切れ刃６から十分に離れた部分の形状は特に重要ではない。しかし切りくずの接触範囲は切削条件や被削材により変化する。
　ノーズ部チップブレーカ凹部４０の直線状切れ刃６ｂから遠い側の周縁部４１ｂ（以下この部分を「第２の凹部周縁部４１ｂ」と呼称する）への壁面立ち上がり角度η１は、ブレーカ突起２０の起立壁面２２の立ち上がり角度η２よりも小さい。すなわちη１＜η２となることにより、第２の凹部周縁部４１ｂが重切削時にチップブレーカとして作用しない。壁面立ち上がり角度η１、η２の設定においては、切りくずの流出方向に対峙する方向の立ち上がり角度が、第１の凹部周縁部４１ａおよび第２の凹部周縁部４１ｂがチップブレーカとして作用するかどうかということと大きく関連する。切りくずの流出方向は切削条件によって変化するが、本実施形態の切削インサート１においては、重切削時の切りくず流出方向に近い直線状切れ刃６ｂと直交する方向の断面にて、壁面立ち上がり角度を定義している。
　なお、ノーズ部チップブレーカ凹部の底面部４０ｃから第２の凹部周縁部４１ｂへとつながる壁面の断面形状が直線でない場合、例えば壁面の頂部に丸みがある場合の壁面立ち上がり角度η１、η２は、凹部周縁部４１ｂへとつながる前述の壁面の上面付近の接線と、ブレーカ突起２０の起立壁面２２の上面付近の接線と、の比較からは求められないので、適当な基準となる位置に設定する。例えば、ボス面３０である。基準となる位置の設定後、その基準の場所から一定距離だけ離れた高さにおける前記壁面の立ち上り角度η１と、ブレーカ突起２０の起立壁面２２の立ち上がり角度η２と、を比較する。この実施形態の場合、第２の凹部の周縁部４１ｂの上面の高さとブレーカ突起２０の上面の高さとが異なっているため、上面付近における各立ち上がり角度η１、η２を比較することができない。ボス面３０から同じ高低差の位置同士での接線同士の比較において、前記壁面の立ち上がり角度η１が起立壁面２２の立ち上がり角度η２よりも小さいことが好ましい。また、上面付近に円弧がある断面形状の場合には、円弧上部での接線角度を比較しても意味がないため、この場合も同じ高さ同士での接線角度をそれぞれη１、η２として比較する。
　この実施形態にて、第１の凹部周縁部４１ａはノーズ部５から０．１ｍｍから３ｍｍ程度離れた位置から始まり、切れ刃６から離間するにしたがいノーズ部５からも離間するように配置されている。第１の凹部周縁部４１ａの始まる位置は、ノーズ部５のコーナ半径に関連して適切な値が選択される。
　この実施形態にて、ノーズ部チップブレーカ凹部４０を、ノーズ部５の頂角の２等分線Ｂに対称に形成しているのは、工具の使用方向がノーズ部５に対して右側を主に作用切れ刃として使う場合にも、左側を主に作用切れ刃として使う場合にも、両方の使用に対して同様の切削性能を得るためである。つまり、本実施形態の切削インサート１をいわゆる勝手なしの切削インサートとするために、このような形状となっている。そのため本来第１の凹部周縁部４１ａおよび第２の凹部周縁部４１ｂについては、その機能からそれぞれ必要とされる稜線形状や壁面立ち上がり角度が異なる設計をするのが好ましいが、この実施形態では前記ノーズ部チップブレーカ凹部４０をノーズ部５の頂角の２等分線Ｂに対称に形成しながらもそれと同時に、第１の凹部周縁部４１ａおよび第２の凹部周縁部４１ｂの前述したような稜線形状と、前記壁面の立ち上がり角度η１と起立壁面２２の立ち上がり角度η２との大小関係と、が両立されている。そのため、左右の切れ刃の両方の使用に対して同様の切削性能を得ることができる。
　この実施形態では、例えば図４や図５のように、すくい面２ａを比較的なめらかな断面形状にしている。しかし、すくい角を断面形状の中で、例えば第１すくい角、第２すくい角のように段階的に変化させることもできる。また切れ刃６に沿って、ノーズ部５から離れるにしたがってすくい角を連続的に、又は断続的に変化させることもできる。
　この発明の切削インサートは、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更及び追加が可能である。図示しないが、切削インサートの外形は菱形板状以外の多角形板状のものであってもよく、逃げ角が０°よりも大きい、いわゆるポジの切削インサートであってもよい。またチップブレーカ溝１０は、切れ刃６の全周にわたって設ける必要はなく、所望する範囲に限定して設けることが可能である。ブレーカ突起２０は１つである必要はなく、ノーズ部周辺に複数のブレーカ突起を設けて、様々な切りくず流出方向に対して適切に処理することも効果的である。ブレーカ突起２０の起立壁面２２の構成については、単一及び複数の平面もしくは曲面からなる起立壁面により構成されたものでもよい。また、刃先を強化するため切れ刃６に沿って該切れ刃稜線部に平面状もしくは曲面状の面取りからなるホーニングを追加したり、切れ刃稜線部のランド４２に負の角度を付けて傾斜させたりしてもよい。また逆に切削抵抗を下げる目的などで、前記ランド４２にポジの角度を付けて傾斜させてもよい。この発明の切削インサートは、ねじ切り用インサート（図示しない）や転削用インサート（図示しない）にも応用できる。
　この発明の切削インサートは、従来の切削インサートと同様に、工具本体に着取自在に装着して金属材料の切削加工に使用できる。また製造方法なども従来の切削インサートと同様である。

Claims (5)

  1. 　略多角形板状をなし、上下面の少なくとも一方にすくい面を有するチップブレーカが形成され、前記上下面の間で延びる外周面に逃げ面が形成され、前記すくい面と逃げ面との交差稜線部には、円弧状に湾曲する少なくとも１つのノーズ部に位置する円弧状切れ刃と、該円弧状切れ刃の一方側から延びる作用切れ刃と、前記円弧状切れ刃の他方側から延びる直線状切れ刃とを有する切れ刃が形成された切削インサートにおいて、
    　前記すくい面には、前記円弧状切れ刃の近傍に、ノーズ部チップブレーカ凹部が形成され、
    　前記ノーズ部チップブレーカ凹部の底面部からブレーカ突起が立ち上がっており、前記ノーズ部チップブレーカ凹部は、前記ノーズ部側の周縁部から前記底面部までが、凹状に湾曲しかつ前記底面部に向けて徐々に傾斜しつつ当該底面部に滑らかに接続される傾斜面となっている、ことを特徴とする切削インサート。
  2. 　前記すくい面には、前記ノーズ部チップブレーカ凹部およびブレーカ突起に隣接してチップブレーカ溝が形成され、
    　前記チップブレーカ溝は、前記作用切れ刃側の周縁部から当該チップブレーカ溝の底部までが、凹状に湾曲しかつ前記底部に向けて徐々に傾斜しつつ当該底部に滑らかに接続される傾斜面となっており、
    　前記チップブレーカ溝の傾斜面の曲率半径Ｒ２が、前記ノーズ部チップブレーカ凹部の傾斜面の曲率半径Ｒ１よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
  3. 　前記ノーズ部チップブレーカ凹部の前記チップブレーカ溝側の周縁部は、前記ノーズ部側から前記ブレーカ突起側に向けて延在することを特徴とする請求項１又は２に記載の切削インサート。
  4. 　前記ノーズ部チップブレーカ凹部は、当該ノーズ部チップブレーカ凹部の底面部から前記チップブレーカ溝側の周縁部までが、当該底面部から立ち上がる壁面で形成され、当該壁面の前記上下面と平行な平面に対する立ち上がり角度η１は、前記ブレーカ突起の壁面の前記上下面と平行な平面に対する立ち上がり角度η２よりも小さいことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の切削インサート。
  5. 　前記ノーズ部チップブレーカ凹部は、前記ノーズ部により画定される頂角の２等分線に関して対称に形成されることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の切削インサート。
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