WO2011162081A1 - 切削用インサートおよび刃先交換式転削工具 - Google Patents

切削用インサートおよび刃先交換式転削工具 Download PDF

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史郎 吉岡
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株式会社タンガロイ
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    • Y10T407/235Cutters, for shaping including tool having plural alternatively usable cutting edges with integral chip breaker, guide or deflector

Definitions

  • the present invention relates to a cutting insert and a cutting edge replaceable rolling tool to which the cutting insert is attached.
  • a rolling tool capable of drilling may be used.
  • the pocket machining it is one of the conditions for efficient machining that the generated chips are continuously discharged from the machined dent (pocket), and air blow is used for that purpose.
  • high-pressure air is jetted toward the processed recess, and chips are blown out of the hole by the wind pressure.
  • Patent Document 1 discloses a cutting insert in which a plurality of nicks are formed on a flank and the cutting edge is interrupted.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a cutting insert capable of subdividing chips with one type of insert and a rolling tool to which the cutting insert can be mounted. .
  • the cutting insert of the present invention is detachably attached to a tool body of a rolling tool, and includes a rake face, a flank face, and a cutting edge formed at a cross ridge line portion of the rake face and the flank face.
  • the main cutting edge includes at least two divided small cutting edges, and the at least two adjacent small cutting edges include a rake face and a flank face.
  • a connecting portion between the one small cutting blade on the rear side in the feed direction across the divided portion and the divided portion is formed closer to the center of the cutting insert than the virtual straight line extending in the direction of the one small cutting edge on the rear side in the feed direction. It is characterized by being .
  • the cutting angle of the other small cutting blade on the rear side in the feeding direction is the cutting angle of the other small cutting blade on the front side in the feeding direction. Is a smaller cutting insert.
  • the cutting angle of one small cutting edge is set to 5 ° or more and 20 ° or less
  • the cutting angle of all other small cutting blades is 5 ° or more and 20 ° or less. is there.
  • the cutting edge replaceable rolling tool of the present invention can be detachably mounted with any of the cutting inserts of the present invention described above.
  • the main cutting edge of the cutting insert of the present invention is divided into a plurality of parts, but those cutting regions partially overlap each other, so that finely divided chips can be generated, and 1 Can be machined with various types of cutting inserts. Therefore, the cost and labor associated with the management of the cutting insert according to the present invention are very small as compared with the prior art.
  • the main cutting edge of the cutting insert of the present invention has at least a divided part that does not participate in cutting, connecting the two small cutting edges in the middle of the main cutting edge in the direction along the main cutting edge.
  • One is provided. Chips generated from each small cutting edge separated from each other have a short length in the direction along the main cutting edge and a small volume. In pocket processing, such a compact and lightweight chip is formed by the air blow. Therefore, chipping of the cutting edge and damage to the processed surface due to chip biting are suppressed.
  • the cutting insert of the present invention since the cutting insert of the present invention is used, it is not necessary to install a different type of insert for each insert mounting seat. Therefore, mechanical work is facilitated, and the replacement work time is shortened compared to the conventional case.
  • FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow X in FIG. 1. It is an enlarged view of the main cutting edge of the insert for cutting of FIG. It is a front view of the end mill concerning the embodiment of the present invention. It is a right view of the principal part of the end mill shown in FIG. It is a top view of the principal part of the end mill shown in FIG.
  • FIG. 1 is a front view of a cutting insert used in the end mill.
  • 2 and 3 are a right side view and a plan view of the cutting insert shown in FIG. 1, respectively.
  • FIG. 4 is a view taken in the direction of arrow X in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the main cutting edge of the cutting insert of FIG.
  • FIG. 6 is a front view of the end mill as viewed from the axial direction.
  • 7 and 8 are respectively a right side view and a plan view of the main part of the end mill shown in FIG.
  • the cutting insert 10 has a substantially parallelogram-like plate shape, a rake face 14 is formed on the upper surface of the opposed upper and lower surfaces, and a seating surface 19 is formed on the lower surface.
  • the flank 15 is formed on the side surface extending between the opposing upper and lower surfaces, and a cutting edge is formed at the intersection ridge line portion between the rake surface 14 and the flank 15.
  • a mounting hole 20 penetrating the upper and lower surfaces is formed at the center of the opposing upper and lower surfaces.
  • the cutting insert 10 is a so-called positive tip in which each flank 15 inclines toward the lower surface from the cutting edge, and at least the cutting edge is a hard material such as cemented carbide, cermet, ceramics, diamond, CBN. Or a material obtained by coating any one of the above materials with a metal compound containing Ti, alumina, or the like.
  • Cutting edges formed on a pair of short sides of the rake face 14 are an acute angle corner 16, a wiping edge 18 connected to the acute angle corner 16, a main cutting edge 11 connected to the wiping edge 18, and an obtuse angle corner connected to the main cutting edge 11. 17 and the wiping blade 18 extends linearly in a direction substantially parallel to the H-axis.
  • the H axis is an axis parallel to the feed direction
  • the right side in FIG. 1 is the feed direction.
  • the length of the wiping blade 18 is formed to be equal to or slightly larger than the maximum feed amount assumed in the cutting tool to which the cutting insert 10 is mounted.
  • the wiping blade 18 may be arcuate.
  • the main cutting edge 11 is formed at the intersecting ridge line portion of the rake face 14 and the flank face 15. As with the main cutting edge 11, the main cutting edge 11 is divided into two short small cutting edges by a dividing portion 12 formed at the intersecting ridge line portion of the rake face 14 and the flank 15.
  • the small cutting edge on the rear side in the feeding direction with the division part 12 interposed therebetween is referred to as a first cutting edge 11a
  • the small cutting edge on the front side in the feeding direction with the division part 12 interposed therebetween is referred to as the second cutting edge 11b. Called.
  • An outer peripheral cutting edge 13 is formed on each of the pair of long sides of the rake face 14, and the cutting insert 10 is arranged so that the outer peripheral cutting edge 13 is parallel to the central axis of the rolling tool body or back. Installed to create a taper.
  • the seating surface 19 formed on the lower surface of the cutting insert 10, the side surface extending from the outer peripheral cutting edge 13 (flank 15), and the side surface extending from the wiping edge 18 (flank 15 a) are chip seats provided on the cutting tool body. It functions as an abutment surface that abuts against the seat surface and the peripheral wall.
  • the first cutting edge 11a and the second cutting edge 11b are linear.
  • the first cutting edge 11a and the second cutting edge 11b may be curved in an arc shape.
  • the cutting angle ⁇ 1 of the first cutting edge 11a is set to be in the range of 5 ° to 20 °
  • the cutting angle ⁇ 2 of the second cutting edge 11b is also set to be in the range of 5 ° to 20 °.
  • the first cutting edge 11a and the second cutting edge 11b are designed so that the angle ⁇ 2 is in the range of 5 ° to 20 ° at the same time.
  • the cutting angle is set within the above-mentioned range, the chip cutting thickness becomes thin, so that even when high feed processing with a large feed amount is performed, the cutting resistance applied to the cutting boundary is kept small. Occurrence of chipping or defects is suppressed.
  • the cutting insert 10 of the present embodiment is used so as to be fed in the H-axis direction and cut in the V-axis direction perpendicular to the H-axis as described above.
  • the cut angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are illustrated.
  • the cutting angle ⁇ 1 is defined by the angle formed by the first cutting edge 11a and the axis parallel to the H axis
  • the cutting angle ⁇ 2 is defined by the angle formed by the second cutting edge 11b and the axis parallel to the H axis.
  • the Each cutting angle ⁇ 1 and ⁇ 2 is set independently without being affected by the setting value of one of the cutting angles. Therefore, the cutting angle ⁇ 1 and the cutting angle ⁇ 2 may be different, and these two values may be the same size.
  • each small cutting edge is designed so that the maximum value of a cutting angle may be in the range of 5 degrees or more and 20 degrees or less.
  • the linear first cutting edge 11a of the present embodiment has the dividing part 12 and the second cutting edge more than the distance (La) from the connecting portion (Pa) between the dividing part 12 and the first cutting edge 11a to the H axis.
  • the distance (Lb) from the connection part (Pb) to 11b to the H-axis is formed to be long.
  • the connecting portion between the first cutting edge 11a and the dividing portion 12 is closer to the center of the cutting insert 10 than the virtual straight line obtained by extending the second cutting edge 11b toward the first cutting edge 11a. It is formed.
  • the dividing portion 12 is formed on the rear side in the V-axis direction with respect to the axis parallel to the H-axis passing through the connecting portion Pb with the second cutting edge 11b, and even when the second cutting edge 11b is cutting. No contact with the cutting material and no involvement in cutting. Moreover, when such a division
  • the cutting insert 10 of the present embodiment does not make a portion that is not cut on the processed surface as described above. Therefore, cutting with the cutting insert 10 according to the present embodiment is possible, and the storage cost is lower than the conventional one. Further, when the cutting insert 10 of the present embodiment is used for a rolling tool that uses a plurality of cutting inserts, there is no need to consider the type of cutting insert for each attachment location, so an efficient cutting edge can be obtained. Can be exchanged.
  • the dividing portion 12, the first cutting edge 11a, and the second cutting edge 11b are not limited to the above-described embodiment. That is, the main technical idea of the cutting insert 10 of the present invention is that the main cutting edge is divided into two or more short small cutting edges by providing a portion not involved in cutting in the middle of the main cutting edge, and further divided. Since the cutable area of each small cutting edge is partially overlapped, a cutting insert having a main cutting edge in a shape in which it is realized is within the scope of the technology of the present invention.
  • the dividing unit may be curved instead of linear as in the above-described embodiment.
  • the connecting portion between the small cutting blade on the rear side in the feeding direction and the dividing portion across the dividing portion is connected to the other small cutting blade on the front side in the feeding direction on the small cutting blade side on the rear side in the feeding direction. If it is formed closer to the center side of the cutting insert than the virtual extension line extending to, it is possible to set a cutting angle at which the split portion does not participate in cutting, and the two small cutting edges have a single cuttable area. Duplicate parts.
  • segmentation part is a curve, the curve curved concavely toward the center side of the cutting insert may be sufficient, and the curve curved convexly toward the outward of the cutting insert may be sufficient.
  • the connecting part between the small cutting edge on the rear side in the feed direction and the split part is located outside the cutting insert from the virtual extension line of the small cutting edge on the front side in the feeding direction, The divided part also becomes involved in the cutting.
  • the “front side in the feed direction” refers to a location that is on the same side as the feed direction relative to that position
  • the “rear side in the feed direction” refers to a certain position. When used as a reference, it refers to a location on the opposite side of the feed direction from that position.
  • the first cutting edge 11a and the dividing portion 12 intersect at an obtuse angle, but conversely, it may intersect at an acute angle.
  • segmentation part 12 and the 2nd cutting edge 11b may also cross
  • a shape in which one small cutting edge is linear and the other small cutting edge is arcuate (not shown) across the divided portion is also possible.
  • a shape in which the main cutting edge has two or more divided portions and three or more small cutting edges is possible (not shown).
  • the relation between the arbitrary divided portion and the small cutting blades connected to both ends thereof is that the connecting portion between the small cutting blade and the divided portion on the rear side in the feed direction across the divided portion is the feed portion.
  • the other small cutting edge on the front side in the direction needs to be formed closer to the center side of the cutting insert than the virtual extension line extending to the small cutting edge on the rear side in the feed direction.
  • it can be replaced with a triangular plate, a polygonal plate such as a pentagon, or a negative chip.
  • the cutting insert 10 of the above embodiment is attached to the tip seat 4 provided on the outer periphery of the tip of the tool body 1 having a substantially round bar shape by a clamp screw 30 inserted through the mounting hole 20. It is attached detachably.
  • a chip pocket 5 is formed on the front side of the tip seat 4 in the tool rotation direction K, adjacent to the tip seat 4 and formed by cutting out the outer peripheral surface 2 of the tool body, and is attached to the tip seat 4.
  • a sufficient space for accommodating chips is formed in front of the rake face 14 of the cutting insert 10.
  • the cutting insert 10 has an obtuse corner 17, a second cutting edge 11 b, and a first cutting edge 11 a that protrude from the tip surface 3 of the tool body 1, and
  • the outer peripheral cutting edge 13 is attached to the tool main body 1 so as to protrude from the outer peripheral surface 2 of the tool main body 1.
  • the cutting insert 10 is mounted so that the end portion on the proximal end side of the tool body 1 is slightly inclined toward the center side of the tool body 1.
  • the cutting angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are in the range of 5 ° to 20 °
  • the outer peripheral cutting edge 13 has a back taper parallel to the central axis of the tool body 1.
  • the end portions of the first cutting edge 11 a and the second cutting edge 11 b connected to each end portion of the dividing portion 12 are separated in the radial direction of the tool body 1.
  • the 2nd cutting edge 11b in the obtuse corner 17 side from the division part 12 is located in the front end side of the tool main body 1 rather than the extension line EL1 of the 1st cutting edge 11a in the acute angle corner 16 side from the division part 12. However, it is substantially parallel to the extension line EL2.
  • the connecting portion (corresponding to Pb in FIG. 1) between the dividing portion 12 and the second cutting edge 11b is a tool than the connecting portion (corresponding to Pa in FIG. 1) between the dividing portion 12 and the first cutting edge 11a. It is located on the front end side of the main body 1.
  • the connecting portion between the dividing portion 12 and the second cutting edge 11b protrudes more toward the tip side of the tool body 1 than the connecting portion between the dividing portion 12 and the first cutting edge 11a, so that the entire dividing portion 12 is second. It is formed by retracting to the rear end side of the tool body 1 with respect to the cutting edge 11b. For this reason, the division
  • the side surface extending from the dividing portion 12 to the lower surface is also formed with an inclined surface that inclines inward of the cutting insert toward the lower surface so as not to contact the work material.
  • one divided portion 12 that does not participate in cutting is formed in the middle of the main cutting edge 11, whereby the main cutting edge 11 becomes the first cutting edge 11 a and the second cutting edge.
  • each of the cutting edges generates a short chip with a small volume having a width corresponding to the respective cutting edge length.
  • such compact and light-weight chips are easily discharged from the pocket by air blow, so that the chipping of the main cutting edge 11 and the outer peripheral cutting edge 13 due to the biting of the chips is suppressed. .
  • both the cutting angle ⁇ 1 of the first cutting edge 11a and the cutting angle ⁇ 2 of the second cutting edge 11b within a relatively small value range of 5 ° to 20 °, the first cutting edge 11a and the first cutting edge 11a
  • the substantial cutting thickness of the two cutting edges 11b is reduced, and the load during cutting applied to the entire cutting edge is reduced. Thereby, the damage of the 1st cutting edge 11a or the 2nd cutting edge 11b, especially the damage of a cutting boundary part are suppressed, and the lifetime of the whole cutting edge improves.
  • the contact length between the main cutting edge and the work material is generally long, and the width of the chip increases.
  • the main cutting edge 11 is divided into the first cutting edge 11a and the second cutting edge 11b, and thus the width of chips generated from the respective cutting edges. Is shorter than the length of the main cutting edge 11.
  • the cutting angle ⁇ 1 of the first cutting edge 11a and the cutting angle ⁇ 2 of the second cutting edge 11b are respectively set to small values, the cutting generated from the first cutting edge 11a and the second cutting edge 11b. The thickness of the waste is also reduced.
  • the cutting insert 10 and the end mill of the present embodiment can generate thin chips with a narrow width. Narrow and thin chips become a spring that is compact, lightweight and easily elastically deformed, and is easily discharged. For this reason, the effect of suppressing chipping of the cutting edge due to chip biting becomes extremely high.
  • the rake face 14 of the cutting insert 10 is such that the tip of the obtuse corner 17 is the highest in the thickness direction of the cutting insert 10, and as the distance from the obtuse corner 17 increases, Gradually lower in the thickness direction.
  • the inclined surface 14a formed on the rake face 14 has a substantially triangular shape with an obtuse corner 17 as one vertex when viewed from the direction facing the rake face 14, and the first cutting edge 11a connected to the inclined face 14a. The rake angles of the second cutting edge 11b and the outer peripheral cutting edge 13 are increased.
  • the radial rake angle ⁇ of the first cutting edge 11a and the second cutting edge 11b mainly responsible for cutting increases.
  • the radial rake angle ⁇ is preferably a positive value rather than a negative value.
  • the outflow direction of chips generated from the first cutting edge 11 a and the second cutting edge 11 b is also directed toward the center side of the tool body 1. Then, in the wall surface machining that leaves the wall surface on the outer peripheral side of the tool body 1, particularly in the wall surface machining in pocket machining, it is suppressed that chips are caught in the gap between the wall surface and the outer circumferential surface 2 of the tool body. . Thereby, chip adhesion to the wall surface is suppressed, and the appearance quality of the wall surface is improved.
  • the outer peripheral cutting edge 13 is arranged in parallel to the central axis of the tool body 1, so that the wall surface of the work material is finished with high accuracy.
  • the cutting resistance may increase, thereby causing chattering of the tool.
  • the long side of the rake face 14 of the cutting insert 10 A back taper may be optionally provided by inclining or indenting from the middle to the acute corner 16 from the middle thereof to the inside of the outer peripheral cutting edge.
  • the present invention has been described with a certain degree of specificity, but the present invention is not limited to these.
  • an end mill is used as an embodiment of the rolling tool.
  • the rolling tool of the present invention can be applied to a rolling tool other than an end mill such as a face mill or a side cutter. It should be understood that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims. That is, the present invention includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims.

Abstract

 金型等のポケット加工に好適な切削用インサートおよびそれを用いた刃先交換式切削工具を提供する。本発明の切削用インサート(10)は、すくい面(14)と、逃げ面(15)と、すくい面(14)と逃げ面(15)の交差稜線部に形成されていて転削工具の切込み方向と交差する方向に延びる主切れ刃(11)とを備え、主切れ刃(11)に沿う方向で該主切れ刃(11)の途中には、切削に関与しない分割部(12)を少なくとも一つ備える。前記主切れ刃(11)は、前記分割部(12)によって分離された二本の第1切れ刃(11a)および第2切れ刃(11b)から構成され、該切削用インサートを切削工具の工具本体(1)に装着したとき、第1切れ刃(11a)および第2切れ刃(11b)の切込み角κ1、κ2が5°以上20°以下の範囲となるようにした。

Description

切削用インサートおよび刃先交換式転削工具
 本発明は、切削用インサートおよびその切削用インサートが取り付けられる刃先交換式転削工具に関する。
 従来、金型の製造等で行われるポケット加工においては、穴あけ加工可能な転削工具が用いられることがある。ポケット加工においては、生成された切りくずを加工された凹み(ポケット)から定常的に排出し続けることが能率的な加工を行うための条件の一つであり、そのためにエアブローが用いられる。この排出方法は、加工された凹みに向かって高圧のエアーを噴射し、その風圧で切りくずを穴の外へと吹き飛ばすものである。
 エアブローが使用される場合であっても、どのような大きさの切りくずでも吹き飛ばせるほどの高圧なエアーの噴射が可能なわけではないので、できるだけ細分化された切りくずを生成することがポケット加工を行う転削工具には求められる。切りくずの細分化を実現する方法の一つとして、特許文献1は、逃げ面に複数本のニックを形成して、切れ刃を断続させた切削用インサートを開示している。
特開2007-283482号公報
 しかしながら、特許文献1に開示されたようなニック付き切削用インサートは、単体で使用されるとニックが形成された部分が切削されない。このため、一つのニック付き切削用インサートでは切削されない部分を補って切削するための、別の形状の切削用インサートがさらに必要となる。そのため、ニック付き切削用インサートを使用する場合には、常に複数種類のインサート用意する必要があり、保管コストの増大を招いている。また、別の形状のインサートといえども、その違いは微小であるため、本来取り付けるべき種類以外のインサートを取り付けてしまう取り付け間違いなどが発生する可能性もあった。
 本発明は上記問題を解決するためになされたもので、1種類のインサートで切りくずの細分化が可能な切削用インサートおよびその切削用インサートを装着できる転削工具を提供することを目的とする。
 すなわち、本発明の切削用インサートは、転削工具の工具本体に着脱自在に装着され、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部分に形成される切れ刃と、を備える切削用インサートであって、前記切れ刃のうち、主切れ刃は、少なくとも2つの分割された小切れ刃を含み、隣り合う当該少なくとも2つの小切れ刃は、すくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される分割部にそれぞれ接続され、すくい面の正面から見たときに、前記分割部を挟んで送り方向後方側にある一方の小切れ刃と前記分割部との接続部は、その分割部を挟んで送り方向前方側にあるもう一方の小切れ刃を、前記送り方向後方側にある一方の小切れ刃方向へ延長した仮想直線よりも切削用インサートの中心側に形成されていることを特徴とする。
 また好適には、一の分割部を挟んで隣り合う2つの小切れ刃のうち、送り方向後方側にある小切れ刃の切込み角が送り方向前方側にあるもう一方の小切れ刃の切込み角よりも小さい切削用インサートである。
 また好適には、一の小切れ刃の切込み角が5°以上20°以下に設定されたときに、他の全ての小切れ刃の切込み角も5°以上20°以下になる切削用インサートである。
 また好適には、前記分割部が直線状である切削用インサートである。
 本発明の刃先交換式転削工具は、上述したいずれかの本発明の切削用インサートを着脱自在に装着できる。
 本発明の切削用インサートの切れ刃は、主切れ刃が複数に分割されているが、それらの切削領域が互いに一部重複しているため、細分化された切りくずを生成できて、なおかつ1種類の切削インサートで加工ができる。そのため、本発明の切削用インサートの管理に伴うコストや手間は、従来に比べて非常に小さくなる。
 また、本発明の切削用インサートを取り付ける際には、どのインサートを工具本体のどの場所に取り付けるのか、ということを考慮する必要がないので、非常にスムースな交換・取り付け作業が可能になる。
 本発明の切削用インサートの主切れ刃には、主切れ刃に沿う方向で該主切れ刃の途中に、二つに分割された小切れ刃同士をつなぐ、切削には関与しない分割部が少なくとも1つ設けられる。互いに分離した各小切れ刃から生成される切りくずは、主切れ刃に沿う方向の長さが短く、容積の小さいものとなり、ポケット加工において、このようなコンパクトで軽量な切りくずは、エアブローによって前記ポケットから容易に排出され、切りくず噛み込みによる切れ刃の欠損や加工面の損傷が抑制される。
 本発明に係る刃先交換式転削工具では、本発明の切削用インサートが用いられるため、インサート取付座ごとに異なる種類のインサートを取り付けるような手間は要しない。そのため、機械的な作業が容易になり、交換作業時間が従来よりも短縮される。
 また、本発明に係る刃先交換式転削工具が生成する切りくずは細分化され、且つ厚さも薄いため、ポケット加工で本発明の刃先交換式転削工具が用いられた場合には、切りくずの噛み込み等の切りくずが加工穴から排出されないことによって生じる種々の問題が生じにくくなる。
本発明の実施形態に係る切削用インサートの正面図である。 図1に示す切削用インサートの右側面図である。 図1に示す切削用インサートの平面図である。 図1におけるX矢視図である。 図1の切削用インサートの主切れ刃の拡大図である。 本発明の実施形態に係るエンドミルの正面図である。 図6に示すエンドミルの要部の右側面図である。 図6に示すエンドミルの要部の平面図である。
 以下、本発明の実施形態に係るエンドミルについて、図を参照しながら説明する。図1は、当該エンドミルに用いられる切削用インサートの正面図である。図2および図3は夫々、図1に示す切削用インサートの右側面図および平面図である。図4は、図1におけるX矢視図である。図5は図1の切削用インサートの主切れ刃の拡大図である。図6は、当該エンドミルを軸線方向からみた正面図である。図7および図8は夫々、図5に示すエンドミルの要部の右側面図および平面図である。
 本実施形態に係る切削用インサート10は、図1に示すように略平行四辺形の板状をなし、対向する上下面のうち上面にすくい面14が形成され、下面に着座面19が形成され、対向する上下面間で延びる側面に逃げ面15が形成され、すくい面14と、逃げ面15との交差稜線部に切れ刃が形成される。対向する上下面の中央には、当該上下面を貫通する取付穴20が形成されている。
 切削用インサート10は、各逃げ面15が切れ刃から下面に近づくにしたがって内側に向かって傾斜する、いわゆるポジチップとされ、少なくとも切れ刃が超硬合金、サーメット、セラミックス等の硬質材料、ダイヤモンド、CBN等の超高圧焼結体、または上記のいずれかの材質にTiやアルミナ等を含む金属化合物によるコーティングが施された材質からなる。
 すくい面14の一対の短辺に形成された切れ刃は、鋭角コーナ16と、鋭角コーナ16につながるさらい刃18と、さらい刃18につながる主切れ刃11と、主切れ刃11につながる鈍角コーナ17と、を備え、さらい刃18はH軸とほぼ平行な方向に直線状に延びている。なお、H軸とは本実施形態においては送りの方向に平行な軸線で、図1の右方が送りの方向となる。そして、さらい刃18の長さは切削用インサート10を装着する切削工具において想定される最大の送り量と等しいか、それよりもやや大きくなるように形成される。なお、さらい刃18は円弧状であってもよい。
 主切れ刃11は、すくい面14と逃げ面15との交差稜線部に形成されておりう。この主切れ刃11は、当該主切れ刃11と同様に、すくい面14と逃げ面15との交差稜線部に形成される分割部12によって、二つの短い小切れ刃に分割されている。そして、以下の説明では分割部12を挟んで送り方向後方側の小切れ刃を第1切れ刃11aと呼称し、分割部12を挟んで送り方向前方側の小切れ刃を第2切れ刃11bと呼称する。
 すくい面14の、一対の長辺の夫々には外周切れ刃13が形成され、切削用インサート10は外周切れ刃13が転削工具本体に対してその中心軸線と平行となるように、若しくはバックテーパが作られるように取り付けられる。
 切削用インサート10の下面に形成された着座面19、外周切れ刃13から延びる側面(逃げ面15)およびさらい刃18から延びる側面(逃げ面15a)は、転削工具本体に設けられたチップ座の座面および周壁に当接する当接面として機能する。
 図1に図示するように、すくい面15を正面に見たとき、第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bは直線状をなしている。ただし、第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bは円弧状に湾曲していてもよい。第1切れ刃11aの切込み角κ1は、5°以上20°以下の範囲となるように設定され、第2切れ刃11bの切込み角κ2も5°以上20°以下の範囲となるように設定される。別の言い方をすれば、切削用インサート10が第1切れ刃11aの切込み角κ1が5°以上20°以下となるように転削工具本体に装着されたときに、第2切れ刃11bの切込み角κ2も同時に5°以上20°以下の範囲となるように第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bは設計される。切込み角が上述の範囲内で設定されると、切りくずの切取り厚さが薄くなるので、送り量の大きい高送り加工を行ったときでも切込み境界部に加わる切削抵抗が小さく抑えられ、その部分のチッピングや欠損等の発生が抑制される。
 図1においては、本実施形態の切削用インサート10が上述したようにH軸方向に送られ、且つH軸に垂直なV軸方向に切り込まれるように使用されると仮定した場合で、各切込み角κ1、κ2を図示する。この場合、切込み角κ1は第1切れ刃11aとH軸に平行な軸線とがなす角で規定され、切込み角κ2は第2切れ刃11bとH軸に平行な軸線とがなす角で規定される。各切込み角κ1、κ2は一方の切込み角の設定値に影響されることなく別個独立に設定される。従って、切込み角κ1と切込み角κ2とが相違する場合もあり得るし、また、これら二つの値が同じ大きさになる場合もあり得る。ただし、切込み角κ2の大きさが、切込み角κ1の大きさよりも大きければ、インサート全体で考えた場合の切込み可能な深さの最大値が増加し、効率的な加工が可能になる。なお、第1切れ刃11aまたは第2切れ刃11bが円弧状の場合には、切込み角の最大値が5°以上20°以下の範囲となるように、各小切れ刃は設計される。
 本実施形態の直線状の第1切れ刃11aは、分割部12と第1切れ刃11aとの接続部分(Pa)からH軸までの距離(La)よりも、分割部12と第2切れ刃11bとの接続部分(Pb)からH軸までの距離(Lb)が、長くなるように形成される。別の言い方をすれば、第1切れ刃11aと分割部12との接続部は、第2切れ刃11bを第1切れ刃11a側に延ばした仮想直線よりも、切削用インサート10の中心側に形成される。
 このため、分割部12は第2切れ刃11bとの接続部分Pbを通りH軸に平行な軸線よりもV軸方向後方側に形成され、第2切れ刃11bが切削を行っているときでも被削材と一切接触せず、切削に関与しない。また、このような分割部12が形成されると、第1切れ刃11aの切削可能領域と、第2切れ刃11bの切削可能領域との間に、同時に切削可能な重複した切削可能領域が発生する。これにより、本実施形態の切削インサート10単体で、若しくは、本実施形態の切削インサート10だけを複数個用いることで被削材に切削されない部分が形成されない。本実施形態の切削用インサート10はポジチップであるので、分割部12から下面に延びる側面も、下面に向かうにつれて切削用インサート10の内方へ傾斜する傾斜面で形成される。
 本実施形態の切削用インサート10は、上述したように加工面に切削されない部分を作らない。そのため、本実施形態の切削用インサート10単体での切削が可能であり、保管コストが従来よりも低減する。また、複数の切削用インサートを用いる転削工具に本実施形態の切削用インサート10が用いられる場合には、取り付け箇所毎に切削用インサートの種類を考慮するという手間が不要なので、能率的な刃先交換が行える。
 分割部12、第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bは、上述した実施形態の態様に限定されない。すなわち、本発明の切削用インサート10の主たる技術思想は、主切れ刃の途中に切削に関与しない部分を設けることで主切れ刃を2つ以上の短い小切れ刃に分割し、尚且つ分割した各小切れ刃の切削可能領域を一部重複させることであるので、それが実現された形状の主切れ刃を有する切削用インサートは本発明の技術の範囲である。
 そのため、例えば、分割部は上述した実施形態のように直線状ではなく、曲線状でもよい。その場合も、分割部を挟んで送り方向後方側にある小切れ刃と分割部との接続部が、送り方向前方側にあるもう一方の小切れ刃を送り方向後方側にある小切れ刃側に延ばした仮想延長線よりも切削用インサートの中心側に形成されれば、分割部が切削に関与しなくなる切込み角の設定が可能になり、尚且つ2つの小切れ刃の切削可能領域が一部重複する。なお、分割部が曲線の場合、切削用インサートの中心側に向かって凹状に湾曲する曲線でもよいし、切削用インサートの外方に向かって凸状に湾曲する曲線でもよい。
 送り方向前方側にある小切れ刃の仮想延長線よりも切削インサートの外方に、送り方向後方側の小切れ刃と分割部との接続部が位置すると、どのような切込み角を設定しようとも、分割部も切削に関与するようになる。なお、「送り方向の前方側」とは、ある位置を基準にしたときに、その位置よりも送りの方向と同じ側にある場所を指し、「送り方向の後方側」とは、ある位置を基準にしたときに、その位置よりも送りの方向と逆方向側にある場所を指す。
 また本発明の切削用インサートの別の形態として、本実施形態では第1切れ刃11aと分割部12とが鈍角に交差していたが、それとは逆に、鋭角に交差するようにしてもよい。同様に、分割部12と第2切れ刃11bも鋭角に交差してもよいし、鈍角に交差してもよい。
 本発明の切削用インサートの別の形態として、分割部を挟んで一方の小切れ刃が直線状であって、他方の小切れ刃が円弧状であるような形状も可能である(図示しない)。また別の形態として、主切れ刃が2個以上の分割部を有し、且つ3つ以上の小切れ刃を有するような形状も可能である(図示しない)。この場合、任意の分割部とその両端に接続する小切れ刃との関係は、上述したように、分割部を挟んで送り方向後方側にある小切れ刃と分割部との接続部が、送り方向前方側にあるもう一方の小切れ刃を送り方向後方側にある小切れ刃側に延ばした仮想延長線よりも切削用インサートの中心側に形成される必要がある。また本発明の切削用インサートの別の形態として、三角形、五角形等の多角形板状のもの、ネガチップに置き換えも可能である。
 次に本発明の転削工具をその一実施形態であるエンドミルで説明する。図6~図8に図示するように上記実施形態の切削用インサート10は、取付穴20に挿通したクランプねじ30によって、略丸棒状をなす工具本体1の先端外周部に設けたチップ座4に着脱自在に装着される。チップ座4の工具回転方向Kの前方側には、チップ座4に隣接し、かつ、工具本体の外周面2を切り欠いて形成された切りくずポケット5が設けられ、前記チップ座4に装着した切削用インサート10のすくい面14の前方には切りくずを収容するための十分な空間が形成される。
 切削用インサート10は、図7および図8からわかるように、鈍角コーナ17と、第2切れ刃11bと、第1切れ刃11aとが、工具本体1の先端面3から突出するように、また、外周切れ刃13が工具本体1の外周面2から突出するように工具本体1に装着される。ここで、切削用インサート10は、工具本体1の基端側に位置する側の端部を若干工具本体1の中心側に傾けるように装着される。これによって、切込み角κ1、κ2は5°以上20°以下の範囲となり、なおかつ外周切れ刃13が工具本体1の中心軸線と平行に、若しくはバックテーパを有するようになる。
 このエンドミルにおいては、図7、図8に示すように、分割部12の各端部に接続される第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bの端部は、工具本体1の径方向において離間し、かつ、分割部12より鈍角コーナ17側にある第2切れ刃11bは、分割部12より鋭角コーナ16側にある第1切れ刃11aの延長線EL1よりも工具本体1の先端側に位置し、延長線EL2に略平行となっている。さらに、分割部12と第2切れ刃11b部分との接続部(図1のPbに相当)は、分割部12と第1切れ刃11aとの接続部(図1のPaに相当)よりも工具本体1の先端側に位置している。
 分割部12と第2切れ刃11bとの接続部が、分割部12と第1切れ刃11aとの接続部よりも工具本体1の先端側に突出することで、分割部12の全部は第2切れ刃11bよりも工具本体1の後端側に引っ込んで形成される。このため、分割部12は、加工の際に、被削材と一切接触しない切削に関与しない部分となる。そして当然のことながら、分割部12から下面へ延びる側面も被削材に接触しないように、下面に向かうにつれて、この切削用インサートの内方へ傾斜する傾斜面で形成されている。
 本実施形態の切削用インサートおよびエンドミルによれば、主切れ刃11の途中に切削に関与しない分割部12が1つ形成され、それにより主切れ刃11が第1切れ刃11aと第2切れ刃11bとの二つの部分に分断されることで、各切れ刃がそれぞれの刃長に応じた幅を有する、短く容積の小さい切りくずを生成する。金型のポケット加工において、このようにコンパクトで軽量な切りくずは、エアブローによってポケットから容易に排出されるので、切りくずの噛み込みによる主切れ刃11や外周切れ刃13等の欠損が抑制される。
 第1切れ刃11aの切込み角κ1および第2切れ刃11bの切込み角κ2が共に5°以上20°以下という比較的小さな値の範囲内に設定にされることで、第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bの実質切り取り厚さが小さくなり、切れ刃全体に加わる切削中の負荷が低減する。これにより第1切れ刃11aまたは第2切れ刃11bの損傷、特に切込み境界部の損傷が抑制され、切れ刃全体の寿命が向上する。
 主切れ刃の切込み角が小さい切削工具では、一般に主切れ刃と被削材との接触長が長く、切りくずの幅が大きくなる。しかしながら、本実施形態の切削用インサートおよびエンドミルでは、主切れ刃11が第1切れ刃11aと、第2切れ刃11bとに分割されているため、それぞれの切刃から生成される切りくずの幅は、主切れ刃11の長さよりも短いものとなる。また一方で、第1切れ刃11aの切込み角κ1および第2切れ刃11bの切込み角κ2はそれぞれ小さな値に設定されているので、第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bから生成される切りくずは、その厚さも薄くなる。以上のことから判るように、主切れ刃11に分割部12が形成されることにより、本実施形態の切削用インサート10およびエンドミルは、幅が狭く薄い切りくずを生成することができる。幅が狭く薄い切りくずは、コンパクトで軽量かつ弾性変形しやすいスプリング状になり、容易に排出される。そのため、切りくずの噛み込みによる切れ刃の欠損を抑制する効果がきわめて高くなる。
 第1切れ刃11aの接続部Paを通るH軸に平行な線と、第2切れ刃11bの接続部Pbを通るH軸に平行な線との間の領域に、第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bのそれぞれの一部が入っているので(図5参照)、第1切れ刃11aの切削可能域と第2切れ刃11bの切削可能域とが途切れることなく連続する。そのため、被削材の切り残しが発生しない。
 本実施形態に係る切削用インサート10のすくい面14は、鈍角コーナ17の先端が切削用インサート10の厚さ方向で最も高位になっており、鈍角コーナ17から離間するにつれて、切削用インサート10の厚さ方向で漸次低位となっている。このようなすくい面14に形成された傾斜面14aは、すくい面14に対向する方向からみて鈍角コーナ17を一つの頂点とする略三角形状を呈し、この傾斜面14aに連なる第1切れ刃11a、第2切れ刃11bおよび外周切れ刃13のすくい角を増加させる。
 すくい角が増加した切削用インサート10を装着したエンドミルにおいては、主に切削を担う第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bの径方向すくい角βが増加する。径方向すくい角βが増加することで切削抵抗が低減し、ポケット加工において、工具びびりの少ない安定した加工が可能となる。そして、径方向すくい角βは負の値よりは正の値となることが好ましい。径方向すくい角βが正となると、切削抵抗が減少すると共に切削抵抗の方向が工具本体1の中心側に向く。その結果、切れ刃の欠損が防止される。径方向すくい角βが正となると、第1切れ刃11aおよび第2切れ刃11bから生成される切りくずの流出方向も工具本体1の中心側に向く。そうなると、工具本体1の外周側に壁面を残して切削する壁面加工、特にポケット加工における壁面加工において、切りくずが前記壁面と工具本体の外周面2との隙間に噛み込まれることが抑制される。これにより前記壁面への切りくず凝着が抑えられ、前記壁面の外観の品位が向上する。
 本実施形態のエンドミルのように、外周切れ刃13が工具本体1の中心軸線に平行に配置されることで、被削材の壁面が高精度に仕上がる。ただし、外周切れ刃13と前記壁面との接触長が大きくなると、切削抵抗の増加によって工具のびびりを招くおそれがあるので、これを防止するために、切削用インサート10のすくい面14の長辺をその途中から鋭角コーナ16にかけて外周切れ刃より内側に傾斜させるか、凹ませることによって、任意にバックテーパが設けられるようにしてもよい。
 前述した実施形態およびその変形例等では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれらに限定されない。例えば、上記の説明では、転削工具の一実施形態としてエンドミルを用いたが、本発明の転削工具は正面フライスやサイドカッタ等のエンドミル以外の転削工具にも適用できる。本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。

Claims (5)

  1.  転削工具の工具本体に着脱自在に装着され、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部分に形成される切れ刃と、を備える切削用インサートであって、
     前記切れ刃のうち、主切れ刃は、少なくとも2つの分割された小切れ刃を含み、隣り合う当該少なくとも2つの小切れ刃は、すくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される分割部にそれぞれ接続され、すくい面の正面から見たときに、前記分割部を挟んで送り方向後方側にある一方の小切れ刃と前記分割部との接続部は、その分割部を挟んで送り方向前方側にあるもう一方の小切れ刃を、前記送り方向後方側にある一方の小切れ刃方向へ延長した仮想直線よりも切削用インサートの中心側に形成されていることを特徴とする切削用インサート。
  2.  一の分割部を挟んで隣り合う2つの小切れ刃のうち、送り方向後方側にある小切れ刃の切込み角が送り方向前方側にあるもう一方の小切れ刃の切込み角よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の切削用インサート。
  3.  一の小切れ刃の切込み角が5°以上20°以下に設定されたときに、他の全ての小切れ刃の切込み角も5°以上20°以下になることを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の切削用インサート。
  4.  前記分割部が直線状であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の切削用インサート。
  5.  請求項1から4のいずれかに記載の切削用インサートを着脱自在に装着できる刃先交換式転削工具。
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