WO2014196573A1

WO2014196573A1 - 切削インサートおよび刃先交換式切削工具

Info

Publication number: WO2014196573A1
Application number: PCT/JP2014/064864
Authority: WO
Inventors: 竜也喜多
Original assignee: 株式会社タンガロイ
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2014-12-11
Also published as: JP2016144831A

Abstract

　本発明は、互いに対向する上面と下面と、周側面とを備える、ポジティブタイプの切削インサート（１０）に向けられている。上面（２０）と周側面（４０）との交差稜線部に切れ刃（２２）が形成され、この切れ刃は突出切れ刃（２２ｃ）を備える。周側面の逃げ面部（４０ｂ）は、上部逃げ面（４２）と、下部逃げ面（４１）とを備え、上部逃げ面は下部逃げ面を延長するように定められる延長面（Ｓ２）よりも外方に延在する。上面のすくい面部（２０ｃ）は、第１すくい面（２８）と第２すくい面（２９）とを有する。突出切れ刃の内側において、第２すくい面の傾斜角度は、第１すくい面の傾斜角度よりも小さい。

Description

切削インサートおよび刃先交換式切削工具

　本発明は刃先交換式の切削工具に用いられる切削インサートに関し、特に高送り加工が可能な刃先交換式の切削工具に用いられる切削インサート、およびこの切削インサートが取り付けられる刃先交換式切削工具に関する。

　高送り加工に用いることができる切削工具の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１の切削工具では、工具ボデーに、切削インサートが着脱自在に取り付けられる。この切削インサートは、２つの対向する端面と、これらの間に延在する周側面と、２つの端面の各々と周側面との交差稜線部に形成された複数の切れ刃とを備えている。各切れ刃は、主切れ刃と、副切れ刃と、これらの間のコーナ刃とを有する。実施形態における切削インサートでは、主切れ刃は、コーナ刃から離れるにしたがい、２つの端面間に延在する中間面から離れるように、形成されている。これにより、主切れ刃の内側のインサート厚さを増し、主切れ刃が設けられている部分における切削インサートの剛性の向上を図っている。それ故、特許文献１の切削工具では、高送り切削を行う場合、主切れ刃に大きな負荷が作用しても、主切れ刃周囲の損傷を抑制できる。

国際公開公報第２０１０／１１４０９４号

　ところで、一般に、高送り加工のためには、切削時の切削抵抗を小さくすることが望まれている。そのためには、主切れ刃の切り込み角を小さくすることが有効である。しかし、その結果、切削加工時に、逃げ面と被削材とが接触しやすくなると、それらの間での摩擦熱が発生しやすくなり、切れ刃の温度が上昇しやすい。よって、高送り加工に用いられる切削工具においては、切れ刃の熱疲労により、切れ刃の寿命が短くなりやすい。

　また、高送り加工用切削工具では、上で述べたように、切込み角を小さくすることが有効であるが、それでも切削時に切れ刃に意図しない大きな負荷がかかることがある。このような大きな負荷は、やはり切れ刃の寿命を短くする。

　本発明は切削加工時の切れ刃の温度上昇を抑制すると共に、切れ刃の強度を高めることに向けられている。

　本発明の第１態様によれば、互いに対向する上面と下面と、該上面と該下面との間に延在する周側面とを備えるポジティブタイプの切削インサートであって、上面と周側面との交差稜線部に設けられた少なくとも１つの切れ刃であって、インサート厚さ方向に対して交差する方向に突出する突出切れ刃を備える切れ刃と、切れ刃に隣接して形成された周側面のうちの逃げ面部であって、上面につながる上部逃げ面と、該上部逃げ面から離れていて下面につながる下部逃げ面とを備え、上部逃げ面は下部逃げ面を延長するように定められる延長面よりも外方に延在する、逃げ面部と、前記切れ刃に隣接して前記上面に形成されたすくい面部であって、該すくい面部は、切れ刃側から順に配置された第１すくい面と第２すくい面とを有し、前記突出切れ刃の内側において、インサート厚さ方向に直交する方向に延びる平面に対する第２すくい面の傾斜角度は、該平面に対する第１すくい面の傾斜角度よりも小さい、すくい面部とを備える、切削インサートが提供される。

　本発明の第１態様の切削インサートは、逃げ面部において下部逃げ面に比べて外方向に突出している上部逃げ面を有しているため、切れ刃の背面に大きな冷却用の空間を確保することができる。その空間に空気やクーラントが入り込み、それらが切れ刃を逃げ面側から冷却するため、切れ刃をより効率よく冷却することができる。また、切れ刃の背面に空間が形成されることで切削インサートとクーラント等との接触面積も増える。これらによって、加工に伴う切れ刃の温度上昇が抑制される。一方、切れ刃に隣接するすくい面部は、第１すくい面と第２すくい面とを有し、突出切れ刃の内側において、第２すくい面の傾斜角度は、第１すくい面の傾斜角度よりも小さい。したがって、突出切れ刃およびその周囲の強度をより適切に改善することができる。このように、本発明の第１態様の切削インサートによれば、切削加工時の切れ刃の温度上昇抑制と切れ刃の強度向上を適切に達成できるので、切れ刃およびその周囲に欠損等が生じることを抑制できる。

　好ましくは、切削インサートを上面に対向する側からみたとき、切れ刃の突出切れ刃は、鈍角を有する。

　上面と周側面との交差稜線部には、２つの切れ刃が設けられることができる。この場合、２つの切れ刃は上面および下面の各々に開口する貫通孔の中心軸に対して１８０°回転対称な位置にあるとよい。

　上面に対向する側から切削インサートをみたとき、上面は略多角形形状であって、該上面は第１コーナおよび第２コーナを交互に有するとよい。切れ刃は、２つの隣り合う第１コーナおよび第２コーナとの間に延在し、切れ刃は、突出切れ刃と上面の第１コーナとの間に延在する第１切れ刃を備えるとよい。この場合、上部逃げ面は、第１切れ刃に隣接する部分のインサート厚さ方向の幅よりも、突出切れ刃に隣接する部分のインサート厚さ方向の幅が大きいように、形成されているとよい。

　第１切れ刃は、上面の第１コーナから突出切れ刃に向かって下面側に傾斜する傾斜切れ刃であるとよい。この場合、切削インサートの第２すくい面は、インサート厚さ方向に直交する方向に延びる平面に対するその傾斜角が第１すくい面の平面に対する傾斜角よりも大きい第１領域と、該第２すくい面の該傾斜角が第１すくい面の傾斜角よりも小さい第２領域とを備え、傾斜切れ刃の内側に第１領域が位置し、突出切れ刃の内側に第２領域が位置するとよい。

　本発明の第２態様は、さらに、工具ボデーを備え、該工具ボデーのインサート取付座に、上述の第１態様の切削インサートが着脱自在に取り付けられる、刃先交換式切削工具を提供する。

図１Ａは本発明に係る一実施形態の切削インサートの斜視図である。図１Ｂは図１Ａの切削インサートの別の斜視図である。図２は図１Ａの切削インサートの平面図である。図３は図１Ａの切削インサートの短側面部側から見た側面図である。図４は図１Ａの切削インサートの長側面部側から見た側面図である。図５は図１Ａの切削インサートの底面図である。図６は図２のＶＩ－ＶＩ線に沿った切削インサートの断面図である。図７は図２のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った切削インサートの断面図である。図８は短切れ刃の特定の第１部位を示すための説明図である。図９は短切れ刃の特定の第２部位を示すための説明図である。図１０は切れ刃における位置と第２すくい面のすくい角との関係を示すグラフである。図１１Ａは図１の切削インサートが着脱自在に取り付けられた、本発明の一実施形態に係る切削工具の斜視図である。図１１Ｂは図１１Ａの切削工具の別の斜視図である。図１２は図１１Ａの円ＸＩＩで囲った部分の拡大図である。図１３は、図６の断面図に相当する図である。図１４は、図１Ａの切削インサートの変形例を説明するための図である。

　本発明の一実施形態に係る切削インサート１０を、図１Ａ－５を用いて以下に説明する。図１Ａおよび図１Ｂは切削インサート１０の斜視図である。図２は切削インサート１０の平面図である。図３は短側面部側から見た切削インサート１０の側面図である。図４は長側面部側から見た切削インサート１０の側面図である。図５は切削インサート１０の底面図である。

　切削インサート１０は、２つの対向する端面２０，３０と、これらの間に延在する周側面４０とを備えている。ここでは、２つの対向する端面のうちの一方の端面２０を上面と称し、そのうちの他方の端面３０を下面と称する。

　切削インサート１０の上面２０は、その上面視（図２）において、略平行四辺形の外形を有していて、第１辺部である長辺部２０ａと、第２辺部であり第１辺部よりも短い短辺部２０ｂとを２つずつ有する。なお、図２において長辺部２０ａは概ね一直線状に延在し、短辺部２０ｂは外に凸の緩やかな湾曲形状を有する。これに対応するように、周側面４０は４つの側面部分４０ａ、４０ｂを有する。４つの側面部分は、各々が長辺部２０ａに関係する２つの長側面部４０ａと、各々が短辺部２０ｂに関係する２つの短側面部４０ｂとである。周側面４０は、上面２０から下面（底面）３０に向かって緩やかに傾斜し、実質的に上面２０と鋭角をなすと共に下面３０と鈍角をなす。したがって、本実施形態の切削インサート１０は、いわゆるポジティブタイプの切削インサートである。この切削インサート１０は、上面２０と周側面４０との交差稜線部に切れ刃を有し、上面２０がすくい面、側面４０が逃げ面として機能するように、構成されている。

　切削インサート１０には、上面２０の略中央および下面３０の略中央に開口するように、切削インサート１０を貫通する取付穴５０が形成されている。取付穴５０には、切削インサート１０が切削工具に装着される際、切削インサートを固定するためのねじが挿通される。切削インサート１０は取付穴５０の中心軸Ａ周りに１８０°回転対称な形状をしている。つまり、切削インサート１０は２つの切れ刃を有する。以下の説明では切削インサート１０全体ではなく、図２の切削インサートの下半分に描かれている部分を中心に説明する。なお、図２の切削インサートの下半分には、１つの短側面部４０ｂが完全に含まれる。切削インサート１０のその上半分は下半分に回転対称であるので、その説明を省略する。

　切れ刃２２は、上面２０と、周側面４０の短側面部４０ｂとの交差稜線部に形成される。ここでは、切れ刃２２は、短側面部４０ｂの縁部の全体に亘って延在し、その両端部のコーナにまで延在する。切れ刃２２は、３つの部分２２ａ～２２ｃを備えて構成されていて、これらについては後で詳述する。図２において、切れ刃２２に接続する図面右下側のコーナ２４を便宜的に「第１コーナ」と称し、図面左下側のコーナ２５を「第２コーナ」と称する。

　ここで、取付穴５０の中心軸Ａを含み、切削インサートの長手方向に（図２において２つの短辺部２０ｂをつなぐ方向に）伸びる中間面Ｂを定める。中間面Ｂは、切削インサート１０を二等分するように定められる。加えて、中間面Ｂは、図２において概ね一直線状に延在する上面２０の長辺部２０ａに略平行に規定される。したがって、中間面Ｂは、上面の短辺部２０ｂを２つの部分、すなわち第１コーナ２４側の第１縁部分と第２コーナ２５側の第２縁部分とに分ける。

　切れ刃２２は、第１縁部分に実質的に延在する部分２２ａと、第２縁部分の一部に沿って延在する部分２２ｂと、これらの間に位置する部分２２ｃとの３つの部分を備える。

　まず、切れ刃２２のうち、第１縁部分に実質的に延在する部分２２ａについて説明する。部分２２ａは、図３に示すように、切削インサート１０を短側面部４０ｂ側からみた側面視において、長辺部と短辺部との交差部である第１コーナ２４から下面３０に向かって傾斜する。そこで、以下の説明では、この部分２２ａを便宜的に傾斜切れ刃（第１切れ刃）２２ａと称する。高送り加工を含む切削時、傾斜切れ刃２２ａは、特に被削材に対して作用することができるように設計されていて、所謂主切れ刃として機能するように形成されている。

　図３の側面視において、傾斜切れ刃２２ａの傾斜角度αは１０°以上１５°以下であることが好ましい。傾斜角度αは、取付穴５０の中心軸Ａに直交するように定められる平面Ｓ１に対して定められるとよい。

　次に、切れ刃２２のうち、第２縁部分の一部、特に第２コーナ２５側の部分に沿って延在する部分２２ｂについて説明する。部分２２ｂは、図３において、取付穴５０の中心軸Ａに直交するように定められる面上に沿って実質的に延在する。一方、図２に示されるように、この第２縁部分は、略円弧状に湾曲する。そこで、以下の説明では、切れ刃２２の部分２２ｂを湾曲切れ刃（第２切れ刃）と称する。高送り加工を含む切削時、湾曲切れ刃２２ｂは、所謂副切れ刃として機能するように形成されている。

　さらに、切れ刃２２のうち、傾斜切れ刃２２ａと湾曲切れ刃２２ｂとの間の部分２２ｃについて説明する。この部分２２ｃは、図２において、短辺部２０ｂのうち、外方に最も突出する湾曲部に沿って形成されている。この湾曲部は、図２において、コーナ形状を有し、第１コーナ２４および第２コーナ２５の各々に比べて大きな内角を有し、鈍角である。そこで、以下では、この部分２２ｃを、コーナ切れ刃（突出切れ刃）２２ｃと称する。なお、コーナ切れ刃２２ｃは、切れ刃２２のうちで、外方に向かって最も突出する部分つまり最突出部である。コーナ切れ刃２２ｃは、第２縁部分のうち、第１コーナ２４寄りに位置し、中間面Ｂに隣接するように位置付けられている。以下の説明から明らかなように、このコーナ切れ刃２２ｃが切削時に最初に被削材に当接するように切削インサート１０は工具ボデーに取り付けられ、所謂切削コーナとして機能するように形成されている。なお、コーナ切れ刃２２ｃは、湾曲切れ刃２２ｂと滑らかに連続し、図２においては湾曲切れ刃２２ｂと一緒になって１つの湾曲形状を成す。コーナ切れ刃２２ｃは、傾斜切れ刃２２ａへ滑らかに連続する。

　このように、切れ刃２２は、主切れ刃としての傾斜切れ刃２２ａと、副切れ刃としての湾曲切れ刃２２ｂと、これらに接続するコーナ切れ刃２２ｃとを備える。なお、副切れ刃としての部分は、より短くされることが可能である。

　図３および図４に示すように、切れ刃２２に接続する短側面部４０ｂは、隣接する切れ刃２２が作用切れ刃であるとき、逃げ面として機能する。したがって、短側面部４０ｂを逃げ面部と称し得る。短側面部４０ｂは、３つの部分より構成されていて、下面に直接接続する下部側面部４１と、上面の切れ刃２２に直接接続する上部側面部４２と、これらをつなぐ中間側面部４３とから実質的に構成される。

　下部側面部４１は、下面３０に直接接続し、上面２０に向かって外方向に傾斜する部分であり、以下では下部逃げ面と称する。上部側面部４２は、図４から明らかなように、下部側面部４１より外方に突出する。ここで下部逃げ面４１を延長するように延長面（図４の面Ｓ２）を定義するとき、上部側面部４２は、延長面Ｓ２よりも切削インサート１０の外側にずれた、つまり突き出た位置にあり、以下では上部突出逃げ面と称される。中間側面部４３は、上部突出逃げ面４２と下部逃げ面４１とをつなぐように延在するので、以下ではつなぎ面と称する。

　上述したように、上部突出逃げ面４２は、下部逃げ面４１の延長面Ｓ２よりも外方向に突出し、中心軸Ａから離れている。つなぎ面４３は、上部突出逃げ面４２と下部逃げ面４１との両者の水平方向（中心軸Ａに直交する面上での方向）の位置ギャップを埋めるように延在する。逆に言えば、上部突出逃げ面４２の延長面と下部逃げ面４１との間には、（水平方向距離である）距離ｔだけギャップがある（図４参照）。つまり、上部突出逃げ面４２は下部逃げ面４１と直接接続しているわけではなく、つなぎ面４３を介して下部逃げ面４１とつながる。上部突出逃げ面４２と下部逃げ面４１との間には段差（すなわち、つなぎ面によって構成される部分）が形成されている。この点で、切削インサート１の逃げ面は、従来からあるような、単に逃げ角が異なる二つの面が直接つながって構成された逃げ面と相違する。なお、つなぎ面４３は、上部突出逃げ面４２および下部逃げ面４１に比べて、中心軸Ａに対して大きく傾いている。

　また、図３に示すように、上部突出逃げ面４２のインサート厚さ方向の幅Ｗ１（中心軸Ａに平行な方向における上部突出逃げ面４１の長さ）は切れ刃２２に沿って一定ではない。幅Ｗ１は、中間面Ｂよりも第１コーナ部２４側の第１領域では、第２コーナ２５側に向けて第１コーナ２４から離れるにしたがい徐々に大きくなる。図３に示されている線４９は上部突出逃げ面４２とつなぎ面４３との境界線であり、ここでは理解を容易にするように特に示している。この上部突出逃げ面４２とつなぎ面４３との境界線４９は、第１領域において、水平方向に（つまり中心軸Ａに直交する方向に）延びるのではなく、上部突出逃げ面４１のインサート厚さ方向（中心軸Ａに平行な方向）の幅の増加に対応するように、傾斜する。すなわち、図３において、境界線４９は、第１コーナ２４側から傾斜切れ刃２２ａと湾曲切れ刃２２ｂとの交差部、すなわち、コーナ切れ刃２２ｃのほぼ真下辺りまで斜面切れ刃２２ａの傾斜角度よりも大きい傾斜角度で傾斜する。コーナ切れ刃２２ｃのほぼ真下辺りから、中間面Ｂよりも第２コーナ部２５側の第２領域では、境界線４９は、ほぼ水平方向に延びる。したがって、上部突出逃げ面４２は、コーナ切れ刃２２ｃ付近から第２コーナ２５までの範囲で、その幅をほぼ維持するように延在する。

　また、図５に示すように、下面３０側から見た場合の上部突出逃げ面４２の水平方向の幅は一定ではない。この水平方向の幅の一例を図５に符号Ｗ２で示す。上部突出逃げ面４２の水平方向の幅は、第１コーナ２４から傾斜切れ刃２２ａの途中までの範囲では、比較的小さいが、傾斜切れ刃２２ａの途中から、コーナ切れ刃２２ｃ付近に向けて増大し、コーナ切れ刃２２ｃ付近で最大になり、さらに第２コーナ２５側に向けて徐々に減少する。

　上面視したときにおける切れ刃２２に対して直角な断面（中心軸Ａに平行な断面）を観察すると、切れ刃２２のどの位置の断面であっても、上部突出逃げ面４２の逃げ角は同一になっている。つまり、上部突出逃げ面４２の逃げ角は切れ刃２２のどの位置でも一定になっている。なお、この逃げ角は、上面視で観察した切れ刃上の点を通る接線に垂直な断面で定められるとよい。下部逃げ面４１の逃げ角も同様に切れ刃２２の任意の位置で略同一になっており、その大きさは上部突出逃げ面４２の逃げ角と略等しい。したがって、上部突出逃げ面４２と、下部逃げ面４１との間には、外方向に向かって上部突出逃げ面４２が突出している分だけギャップがある。

　一方、切れ刃２２に接続する上面２０の部分は、隣接する切れ刃２２が作用切れ刃であるとき、すくい面として機能し、すくい面部２０ｃと称し得る。すくい面部２０ｃは、２つの傾斜角の異なる部分（第１上面部２８および第２上面部２９）を備える。以下では、この２つの部分を、切れ刃２２側から順に、第１すくい面２８、第２すくい面２９と称する。さらに、第２すくい面２９に隣接して、下面３０に平行な中央平坦面６０が設けられている。中央平坦面６０は取付穴５０の周囲を囲むように形成される。

　図２に示されるように、第２すくい面２９に比べて、第１すくい面２８は、切れ刃に沿って水平方向幅が大きく変化しない。第１すくい面２８および第２すくい面２９は、概して、コーナ切れ刃２２ｃの内側部分で最もその水平方向幅が最大になるように形成されている。特に、これは、第２すくい面２９に関して顕著である。

　ここで、第２すくい面２９と中央平坦面６０との境界部に着目する。図２に示すように、上面視で第２すくい面２９と中央平坦面６０との境界線Ｎを観察するとき、この境界線Ｎは、途中に切削インサート１０の中心側に向かって（取付穴５０に向かって）突出するように湾曲する湾曲部分Ｎ１を有する。湾曲部分Ｎ１は、実質的に中間面Ｂの両側にわたって広がる。なお、境界線Ｎとは、第２すくい面２９と中央平坦面６０との交差稜線部及び、これら二つの面同士が、これら二つの面の面積と比較して極小さい面積の湾曲面をさらに介してつながる際に、それら三つの面を巨視的に見たときに観察できる線をいう。

　図２の上面視において、切れ刃２２の最も外側に膨らんだ箇所（コーナ切れ刃２２ｃ）を通り、且つ上面２０の長辺部２０ａに略平行な線Ｎ２が、境界線Ｎの湾曲部分Ｎ１の最も内側に突出した箇所（湾曲部分のほぼ中央部）Ｍを通過する。このことについて具体的に説明する。

　図６は、図２の線Ｎ２上の、ＶＩ－ＶＩ線に沿った切削インサート１０の断面図である。図７は、図２において線Ｎ２に平行であり、境界線Ｎの湾曲部分Ｎ１の外側（第１コーナ２４側）に位置する箇所を通る図２のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った切削インサート１０の断面図である。図２から明らかなように、図６における、第１すくい面２８と第２すくい面２９との接続部Ｐ１から第２すくい面２９と中央平坦面６０との接続部Ｑ１までの水平距離（中心軸Ａに直交するように定められる面上での距離）Ｌ１は、図７における、第１すくい面２８と第２すくい面２９との接続部Ｐ２から第２すくい面２９と中央平坦面６０との接続部Ｑ２までの水平距離Ｌ２と異なる。このように、第１すくい面２８と第２すくい面２９との接続部から第２すくい面２９と中央平坦面６０との接続部までの水平距離は、切れ刃に沿って一定ではなく、図６の断面位置で最も長い。図２から明らかなように、水平距離Ｌは、第１コーナ２４側からコーナ切れ刃２２ｃ側に向かうにしたがい、徐々に長くなり、コーナ切れ刃２２ｃの内側で最大になる。その後、水平距離Ｌは、第２コーナ２５側に向かうにしたがい再び徐々に短くなる。これらから分かるように、切れ刃２２のコーナ切れ刃２２ｃに対応するすくい面は、内方向にもっとも広がるように延在し、コーナ切れ刃２２ｃ付近は、すくい面の水平方向幅が切れ刃２２の他の部分よりも増している。

　図６、図７に示すように、上面視したときの上面２０の長辺部２０ａに平行な断面で、第２すくい面２９を観察するとき、第２すくい面２９のすくい角は一定ではなく、場所によって変化している。具体的には、中間面Ｂより第１コーナ２４側の所定の範囲Ｘ（図８）では、図７に示すように第２すくい面２９のすくい角γは第１すくい面２８のすくい角βよりも大きい。さらに、範囲Ｘにおいて、第２すくい面２９のすくい角γの大きさが極大となる箇所が存在する。一方、範囲Ｘの隣にある、コーナ切れ刃２２ｃの内側の所定の範囲Ｙ（図９）では、図６に示すように、第２すくい面２９のすくい角γは第１すくい面２８のすくい角βよりも小さい。さらに、範囲Ｙにおける、コーナ切れ刃２２ｃの内側位置ですくい角γの大きさは極小となる。

　この切れ刃２２における各位置とその位置の内側におけるすくい角との関係を、図１０に模式的に示す。図１０において、横軸は切れ刃２２における位置を表している。なお、横軸の右端は切れ刃２２と第１コーナ２４との接続部であり、左端は切れ刃２２と第２コーナ２５との接続部である。グラフにおける縦軸は第２すくい面２９のすくい角γの大きさを示し、横軸に平行な破線は第１すくい面２８のすくい角βの大きさを示す。なお、このグラフは切れ刃における各位置とすくい角γとの傾向を模式的に示したものであり、必ずしもこの実施形態の形状と厳密に一致しているわけではない。

　図１０に示すように、切れ刃２２のうち、コーナ切れ刃２２ｃから離れた範囲Ｘでは、第２すくい面２９のすくい角が第１すくい面２８のすくい角よりも大きい。これにより、第２すくい面２９の水平方向幅が短くなるので、中央平坦面６０は範囲Ｘに延伸するように広がる。一方、コーナ切れ刃２２ｃ付近の範囲Ｙでは、第２すくい面２９のすくい角は第１すくい面２８のすくい角よりも小さい。したがって、範囲Ｙでは第２すくい面２９はより内側に広がり、その水平方向幅は大きくなる。

　このように、切削インサート１０では、コーナ切れ刃２２ｃ周囲の第２すくい面２９が幅広となり、かつ上部逃げ面４２も幅広となっている。したがって、切れ刃２２のコーナ切れ刃２２ｃは、切削時に、特に高送り加工時に大きな負荷がかかる部分であるが、その強度は十分高められる。

　一方、コーナ切れ刃２２ｃから離れた傾斜切れ刃２２ａの部分では、第２すくい面２９が相対的に大きなすくい角を有するので、切れ刃周囲の厚みが薄くなる。第１コーナ２４近傍は、後述するように、もともと工具一回転当たりの加工距離が相対的に長くなる部位であるので、その温度が上昇しやすい。したがって、傾斜切れ刃２２ａの部分では、切れ刃周囲の厚みを薄くして熱をたまりにくくし、温度上昇を抑制することができる。

　このような構成を備える切削インサート１０は、回転切削工具であるフライス７０の工具ボデー７１に取り付けられる。工具ボデー７１には３つのインサート取付座７２が設けられている。各インサート取付座７２には、切削インサート１０がねじ７３で着脱自在に取り付けられる。

　切削インサート１０は、工具ボデー７０の回転軸線７０Ａに、切削インサート１０の上記中間面Ｂが略平行になるように取り付けられる。切削インサート１０が工具ボデーに取り付けられたとき、上面２０がフライス７０の回転方向Ｋ前方を向くように配置される。さらに、図１１Ａおよび図１１Ｂから明らかなように、正のすくい角および正の逃げ角を有するように、切削インサート１０は工具ボデーに配置される。このようなフライス７０は、回転軸線７０Ａ周りに回転させられて、被削材（不図示）に対して進められる。

　次に、切削インサート１０およびフライス７０の効果について説明する。図１２に示すように、逃げ面となる短側面部４０ｂのうち上部突出逃げ面４２が下部逃げ面４１に対して外方向に突出して形成されることで、切削インサート１０を工具ボデー７１に取り付けたとき、切れ刃２２の工具回転方向Ｋの直ぐ後方に大きな空間７４が形成される。この空間７４が形成されることで、クーラントを使用したときに、放出されたクーラントがこの空間に入り、切れ刃をすくい面側と逃げ面側との二方向から冷却することができる。つまり、上部突出逃げ面４２が外方向に突出し、つなぎ面４３を有することにより、上部突出逃げ面４２と下部逃げ面４１とが直接ではなく間接的に接続される。したがって、切れ刃２２は、冷却用空間７４との距離が短くなり、切れ刃の近くに大量のクーラントが供給される。そのため、切削インサート１０の切れ刃２２の冷却効率は従来のポジティブタイプの切削インサートよりも相対的に高い。加えて、逃げ面側には、すくい面側と異なり、切りくずが溜まりにくいため、クーラントの効果を切りくずによって遮られることがない。これらは、冷却効率を高めることにおおいに適している。なお、クーラントを用いない加工に切削インサート１０が用いられたとしても、上記の空間７４が形成されることで加工中に効果的な空冷が行われ、加工による切れ刃の温度上昇が抑制される。

　一方で、上部突出逃げ面４２が形成されて下面３０側に空間７４が形成されることで、従来のポジティブタイプの切れ刃と異なり、切れ刃２２の真下には切れ刃２２を支える部位が無くなっている。このことにより切れ刃２２の強度は従来のものに比べて低下傾向にある。これに対して、本発明者らは、実験的に、切れ刃の強度と、切れ刃と第２すくい面２９の切削インサート１０の中心側の端部（図６、図７の点Ｑ１、Ｑ２に相当）とを結んだ線と逃げ面とがなす角度θ（図１３参照）との間に相関関係があることを見出した。切削インサート１０では、この相関関係を切れ刃２２の強度向上に利用している。具体的には、切削インサート１０においては、上述した範囲Ｙの内側にある第２すくい面２９のすくい角が、第１すくい面２８のすくい角よりも小さく形成され、上述したように、コーナ切れ刃２２ｃ付近の内側部分のインサートの厚さの向上が図られている。加えて、これにより、コーナ切れ刃２２ｃの内側部分の第２すくい面２９の水平方向幅は、他の部分に比べて広くなっている。このように、第２すくい面２９を設定することで、切れ刃２２のうちの特にコーナ切れ刃２２ｃに関して、第２すくい面の幅を増すと共にその傾斜角度を相対的に緩やかにすることができ、切れ刃と第２すくい面２９の中心側端部とを結んだ線の傾斜（軸Ａに直交な面に対する傾斜）を緩やかにでき、角度θを大きくできる。その結果、切れ刃２２は、特にコーナ切れ刃２２ｃおよびその周囲は、加工時の負荷に十分耐えるだけの強度を備えることが可能になる。

　以上説明したように、切削インサート１０には、高送り加工に問題となる切れ刃の温度上昇と切れ刃の強度に対する工夫が施されている。すなわち、上部突出逃げ面４２を外方向に突出させることにより、背面にクーラントを供給できる空間を確保し、切れ刃２２部分を効率よく冷却させることができる。加えて、切れ刃２２における最も負荷のかかるコーナ切れ刃２２ｃの部分に対応するすくい面の幅を広くすることにより、強度の確保を図っている。これらにより、切削インサート１０は安定した高能率加工を実現できる。なおこの実施形態においては、境界線Ｎは、第１コーナ２４から離れるにつれて水平距離Ｌが徐々に長くなるという形状を有している。しかしながら、この形状は必須の形状ではなく、あくまで上面視したときに、境界線Ｎが湾曲部分を適当な位置に有しているということが切れ刃の強化において重要になっている。そのため、ある程度の位置まで水平距離Ｌが一定であって、その後徐々に水平距離Ｌが長くなり、コーナ切れ刃つまり最突出部において水平距離Ｌが最大になるような境界線Ｎを有する別の実施形態も可能である。また、水平距離Ｌが最大になる部分がある程度の範囲をもつ別の実施形態、すなわち、上面視するときにおいて、切れ刃２２の最も外側に膨らんだ箇所周辺と、境界線Ｎの対応部分とが略同じ形状を有する実施形態も本発明は含むことができる。

　切削インサート１０が工具ボデーに取り付けられた際に、外周コーナとなる第１コーナ２４に近い位置の切れ刃部分ほど、工具一回転当たりの加工距離が長くなるので、その分切れ刃温度が上昇しやすい。そこで、第１コーナ２４近傍の上部突出逃げ面４２の幅を短くして冷却のための空間を拡げると共に、第２すくい面の傾斜角度を急にすることにより切り屑とすくい面との接触面積を減らし、冷却効率を高めるようにしている。一方、第１コーナ２４から離れたその他の切れ刃部分、特に、コーナ切れ刃２２ｃおよびその周囲は、温度上昇よりも切削時の負荷に対する強度が重要とされるので、強度を確保するために上部突出逃げ面４２の幅を厚くしている。

　上記実施形態では、上面視したとき、交差稜線Ｎの湾曲した部分の中心部Ｍと最突出部であるコーナ切れ刃２２ｃとが線Ｎ２において一直線上に配置された。しかし、切れ刃２２の強度を増すという効果を発揮する上で、両者を必ずしも一直線上に位置させる必要はない。この二つはある範囲内でずれていてもかまわない。例えば、図１４に示すように、コーナ切れ刃２２ｃの接線に直角な線Ｎ３（上記線Ｎ２を含む）を定めたとき、境界線Ｎの湾曲した部分の中心部Ｍは、次の範囲内に入っているとよい。図１４において切削インサート１０の２つの長辺部２０ａ間の幅Ｗ３を定め、その幅の１５％（０．１５×Ｗ３）だけ第１コーナ２４側にずらした、線Ｎ３に平行な線Ｎ４が示されている。同様に、その幅の１５％だけ第２コーナ２５側にずらした、線Ｎ３に平行な線Ｎ５が示されている。この線Ｎ４と線Ｎ５の間に、境界線Ｎの中心部Ｍが位置するとよい。ただし、上記実施形態の切削インサート１０のようにコーナ切れ刃２２ｃと中心部Ｍとが線Ｎ２上にあると、最も切れ刃２２に対する強化の度合が大きくなる。

　また、上記実施形態では第２すくい面２９のすくい角が場所によって変化しているが、一定の大きさであっても本願発明の「切れ刃の温度上昇抑制と切れ刃の強化」という効果は失われない。切れ刃の温度上昇抑制と切れ刃の強化との点から、第２すくい面は第１すくい面との相関関係から設計されるとよい。

　なお、上記実施形態では二つのすくい面を備えていたが、すくい面の数は三つ以上でも構わない。すくい面が三つ以上の場合は最も切削インサートの中央側に位置するすくい面と中央平坦面との境界線に湾曲部が形成される。

Claims

　互いに対向する上面（２０）と下面（３０）と、該上面（２０）と該下面（３０）との間に延在する周側面（４０）とを備えるポジティブタイプの切削インサートであって、
　前記上面（２０）と前記周側面（４０）との交差稜線部に設けられた少なくとも１つの切れ刃（２２）であって、インサート厚さ方向に対して交差する方向に突出する突出切れ刃（２２ｃ）を備える切れ刃（２２）と、
　前記切れ刃に隣接して形成された前記周側面のうちの逃げ面部（４０ｂ）であって、前記上面（２０）につながる上部逃げ面（４２）と、該上部逃げ面から離れていて前記下面につながる下部逃げ面（４１）とを備え、前記上部逃げ面（４２）は前記下部逃げ面（４１）を延長するように定められる延長面（Ｓ２）よりも外方に延在する、逃げ面部（４０ｂ）と、
　前記切れ刃（２２）に隣接して前記上面（２０）に形成されたすくい面部（２０ｃ）であって、該すくい面部は、前記切れ刃側から順に配置された第１すくい面（２８）と第２すくい面（２９）とを有し、前記突出切れ刃の内側において、インサート厚さ方向に直交する方向に延びる平面に対する前記第２すくい面の傾斜角度は、該平面に対する前記第１すくい面の傾斜角度よりも小さい、すくい面部（２０ｃ）と
を備える、切削インサート（１０）。
　前記切削インサートを前記上面に対向する側からみたとき、前記切れ刃の前記突出切れ刃（２２ｃ）は、鈍角を有する、請求項１に記載の切削インサート（１０）。
　前記上面（２０）と前記周側面（４０）との前記交差稜線部には、２つの切れ刃（２２）が設けられ、
　該２つの切れ刃（２２）は、前記上面および前記下面の各々に開口する貫通孔（５０）の中心軸（Ａ）に対して１８０°回転対称な位置にある
請求項１または２のいずれか１項に記載の切削インサート。
　前記上面に対向する側から前記切削インサートをみたとき、前記上面（２０）は略多角形形状であって、該上面（２０）は第１コーナ（２４）および第２コーナ（２５）を有し、
　前記切れ刃（２２）は、２つの隣り合う前記第１コーナ（２４）および前記第２コーナ（２５）との間に延在し、
　前記切れ刃（２２）は、前記突出切れ刃（２２ｃ）と前記上面の前記第１コーナ（２４）との間に延在する第１切れ刃（２２ａ）を備え、
　前記上部逃げ面（４２）は、前記第１切れ刃（２２ａ）に隣接する部分のインサート厚さ方向の幅よりも、前記突出切れ刃（２２ｃ）に隣接する部分のインサート厚さ方向の幅が大きいように、形成されている
請求項１－３のいずれか１項に記載の切削インサート。
　前記第１切れ刃（２２ａ）は、前記上面（２０）の第１コーナ（２４）から前記突出切れ刃（２２ｃ）に向かって下面（３０）側に傾斜する傾斜切れ刃であり、
　前記切削インサートの前記第２すくい面（２９）は、前記インサート厚さ方向に直交する方向に延びる平面に対するその傾斜角が前記第１すくい面（２８）の前記平面に対する傾斜角よりも大きい第１領域（Ｘ）と、該第２すくい面の該傾斜角が前記第１すくい面（２９）の前記傾斜角よりも小さい第２領域（Ｙ）とを備え、
　前記傾斜切れ刃（２２ａ）の内側に前記第１領域（Ｘ）が位置し、
　前記突出切れ刃（２２ｃ）の内側に前記第２領域（Ｙ）が位置する
請求項４に記載の切削インサート。
　工具ボデー（７１）を備え、該工具ボデーのインサート取付座（７２）に、請求項１－５のいずれか１項に記載の切削インサート（１０）が着脱自在に取り付けられる、
刃先交換式切削工具。