WO2015002310A1 - 切削インサート、工具ボデーおよび切削工具 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cutting insert that is detachably attached to a cutting tool, a tool body for attaching the cutting insert, and a cutting tool including them.
- Conventional cutting inserts include those shown in Patent Document 1. That is, a cutting insert having two end faces and a side face connecting the end faces, and the cross ridge line between the end face and the side face has two cutting edges formed on each side, two on each side. It is.
- a cutting insert is mounted on the insert seat of the tool body in a direction rotated by 180 ° in a plane parallel to either end face, and the tool body is turned in the direction that the two end faces are reversed (inverted). By being mounted on the insert seat, the four cutting edges can be selectively used.
- An object of the present invention is to provide a structure that can clamp a cutting insert more firmly.
- the cutting insert according to the first aspect of the present invention is a cutting insert having first and second end faces (2, 3) and a side face (4) connecting these end faces (2, 3), At least one cutting edge (5, 5a) is formed on the intersecting ridge line of the first end surface (2) and the side surface (4),
- the side surface (4) includes a curved side surface portion (9, 9a) having a curved surface that bulges outward, In the side surface portions (9, 9a) with curved surfaces, a plane in contact with the curved surface is a first virtual plane (A), and a plane in contact with the second end surface (3) is a second virtual plane (B).
- the first virtual plane (A) and the second virtual plane (B) are formed so as to intersect at an acute angle at an internal angle.
- the cutting insert of the 2nd form of the present invention is a cutting insert which has the 1st and 2nd end face (2, 3), and the side (4) which connects these end faces (2, 3), At least one cutting edge (5, 5a) is formed on the intersecting ridge line of the first end surface (2) and the side surface (4),
- the side surface (4) includes curved side surface portions (9, 9a), The curved side surface portions (9, 9a) are first portions (90 ° to 90 ° with respect to the first end surface (2) at the intersecting ridge line with the first end surface (2)).
- first virtual plane (A) and the second virtual plane (B) are formed so as to intersect at an acute angle at an internal angle.
- the tool body of the present invention is a tool body (21) on which a cutting insert (1) is detachably mounted, Having at least one insert seat provided with a bottom surface (22) in contact with the cutting insert (1) and at least one wall surface (23);
- the at least one wall surface (23) has a recessed wall surface portion (24) intersecting the bottom surface (22) at an acute angle at an internal angle.
- the cutting tool of the present invention includes the above cutting insert.
- the cutting insert (1) is provided with a curved side surface portion (9, 9a), while the curved side surface portion (9, 9a) is mounted by the wall surface (23) of the insert seat of the cutting body (21). ) Can be firmly fixed to the cutting insert (1). Therefore, the cutting insert (1) is prevented from moving during cutting, and chipping such as chipping of the cutting insert (1) is suppressed. Therefore, it is possible to extend the tool life or improve the surface roughness of the surface to be processed. Furthermore, even a cutting insert having a small seating area such as a cutting insert or a small cutting insert that can be used in a rotated or reversed orientation can be firmly clamped.
- FIG. 1 is a perspective view of a cutting insert according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a perspective view of a cutting tool to which the cutting insert of FIG. 1 is attached.
- FIG. 3 is a plan view of the cutting insert of FIG.
- FIG. 4 is a front view of the cutting insert of FIG.
- FIG. 5 is a right side view of the cutting insert of FIG.
- FIG. 6 is an explanatory diagram of a virtual plane related to the cutting insert of FIG. 1.
- FIG. 7 is an enlarged view of the insert seat of the tool body in the embodiment applicable to the cutting tool of FIG.
- FIG. 8 is an explanatory diagram of a virtual plane regarding the insert seat of FIG.
- FIG. 9 is a front view of the cutting tool of FIG. FIG.
- FIG. 10 is an enlarged view showing a cross section taken along line XX of FIG.
- FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a contact state between the cutting insert and the insert seat according to the embodiment.
- Drawing 12 is a mimetic diagram for explaining the contact state of the cutting insert concerning the modification of an embodiment, and the insert seat of a tool body.
- FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a contact state between a cutting insert and an insert seat of a tool body according to another modification of the embodiment.
- FIG. 14 is a schematic diagram of a contact state between the cutting insert according to the embodiment and the insert seat of the tool body according to the modification of the embodiment.
- FIGS. 1 to 10 a basic configuration of a cutting insert, a tool body, and a cutting tool according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
- the tool body in this specification is a thing of the form which mounts
- the cutting insert 1 has a first end surface 2 and a second end surface 3 which are two end surfaces facing each other.
- the first end surface 2 is referred to as an upper surface 2
- the second end surface 3 is referred to as a lower surface 3.
- the upper surface 2 and the lower surface 3 both have a pair of opposed acute corners and a pair of obtuse corners, and have a pair of opposed long sides and a pair of short sides. It is a surface of shape.
- both the upper surface 2 and the lower surface 3 have a contour shape that is 180 ° rotationally symmetric with respect to an axis orthogonal to the surface.
- the relationship between the upper surfaces 2 and 3 is a 180 ° rotationally symmetric shape with respect to an axis parallel to the surface.
- the upper surface 2 and the lower surface 3 are connected by the side surface 4 over the entire circumference.
- Two cutting edges 5 are formed at a part of the intersecting ridge line between the upper surface 2 and the side surface 4.
- two cutting edges 5 are formed at a part of the intersecting ridge line between the lower surface 3 and the side surface 4.
- the cutting insert 1 has a shape in which each cutting edge 5 is formed at a rotationally symmetric position by 180 ° in the plane when viewed in plan (FIG. 3).
- the respective cutting edges 5 are formed at 180 ° rotationally symmetric positions. Shape.
- the cutting insert 1 is basically formed to have a 180 ° rotationally symmetric shape with respect to rotation or inversion in these four directions. Therefore, the upper surface 2 and the lower surface 3 are end surfaces having the same function. That is, the cutting insert 1 is a cutting insert that has exactly the same shape even when the upper surface 2 and the lower surface 3 are interchanged.
- the cutting tool 20 of this embodiment is in the form of a rotary cutting tool capable of processing a right-angle wall surface, that is, a shoulder cutter.
- the cutting edge 5 of the present embodiment has a main cutting edge 6, a secondary cutting edge 7, and a corner cutting edge 8 across a pair of two sides (long side and short side) that are adjacent to each other through an acute corner.
- these are referred as the 1st main cutting edge 6a, the 1st sub cutting edge 7a, and the 1st corner cutting edge 8a.
- the main cutting edge 6 constituting a part of the cutting edge 5 is formed on the long side of the upper surface 2 and the lower surface 3 of the substantially parallelogram-shaped cutting insert 1 over the entire length of the side.
- the main cutting edge 6 forms the wall surface of the part to be processed by cutting in the feed direction of the cutting tool 20 parallel to the surface of the workpiece.
- the auxiliary cutting edge 7 constituting the other part of the cutting edge 5 is formed on a part of the short side of the cutting insert 1.
- the sub-cutting edge 7 is substantially parallel to the feed direction of the cutting tool 20, and forms the bottom surface of the portion to be processed by performing a cutting process that exposes the surface of the workpiece.
- the secondary cutting edge 7 is also called a front cutting edge.
- the sub-cutting blade 7 may be formed with a wiping blade or the like as necessary.
- a corner cutting edge 8 is formed at an acute corner between the main cutting edge 6 and the sub cutting edge 7.
- the main cutting edge 6, the corner cutting edge 8, and the sub cutting edge 7 are continuous to form one cutting edge 5. That is, the first cutting edge 5a is constituted by the first main cutting edge 6a, the first corner cutting edge 8a, and the first sub cutting edge 7a being continuous.
- the radius of curvature, the length of the long side, and the length of the short side of the corner cutting edge 8 of the cutting insert 1 are about 0.4 mm, about 9 mm, and about 5 mm, respectively.
- the thickness of the cutting insert 1, that is, the distance between the upper surface 2 and the lower surface 3 in this case is about 3 mm.
- the cutting insert having the dimensions exemplified here is a cutting insert that is small as a cutting insert and can be adapted to a shoulder cutter having a small diameter. The present invention enables firm fixation even with such a cutting insert.
- contour shape and the dimensions of each part exemplified above are not limited, and the contour shape and the dimension of each part of the cutting insert 1 depend on the shape and size of the workpiece to be processed, the tool diameter of the cutting tool 20, and the like. This is a matter that can be appropriately selected.
- the tool diameter of the cutting tool 20 is about 14 mm.
- the conventional rotary cutting tool from the viewpoint of the clamping strength of the cutting insert and the like, it is the limit to reduce the tool diameter to about 16 mm, and it is difficult to make the tool diameter smaller than that.
- the present invention makes it possible to achieve a cutting tool 20 having a tool diameter of 15 mm or less, exceeding the limits of the prior art, by greatly enhancing the clamping performance of the cutting insert 1 as will be described later. More specifically, it is possible to realize an edge-changeable end mill with a tool diameter of about 14 mm, which can perform right-angle wall machining.
- the present invention is particularly suitable for a rotary cutting tool having a tool diameter of 40 mm or less.
- both the upper face 2 and the lower face 3 can be used while cutting.
- a cutting tool structure capable of using a cutting insert with low resistance is realized.
- the upper face 2 and the lower face 3 are each provided with a rake face continuous from the cutting edge 5, and a seating face that is seated on the bottom face of the insert seat when reversed.
- the dimensions of the cutting inserts are reduced. Therefore, securing the required rake face makes the seating surface area very narrow and the cutting insert is fixed. Prone to instability.
- the cutting insert 1 and the cutting tool 20 according to the present invention enable the cutting insert 1 to be firmly fixed even if the seating surface area is narrow, and the rotary cutting tool has a small tool diameter exceeding the limit of the conventional cutting tool. Is realized.
- Various conventional techniques such as providing a chip breaker can be applied to the uneven shape of the rake face itself. Moreover, there is no restriction
- the cutting insert 1 has a hole penetrating the center of the upper surface 2 and the lower surface 3. This hole is used when the cutting insert 1 is fixed to the tool body 21 to constitute the cutting tool 20. Both ends of the hole opened on both the upper and lower surfaces have a diameter larger than that of the central portion of the hole penetrating the cutting insert 1. This is because in this embodiment, the cutting insert 1 is fixed to the tool body 21 with a fixing screw. Accordingly, the diameter enlarged portion of the hole has a shape and a size corresponding to the head of the fixing screw, and the head of the fixing screw is brought into contact with the stepped portion formed by the diameter enlarged portion of the hole. .
- the method of fixing the cutting insert 1 to the tool body 21 is not limited to this, and various conventional techniques can be applied.
- the cutting tool 20 may be configured by fixing to the tool body 21 by a fixing member other than a screw such as a wedge without providing a fixing hole in the cutting insert.
- a fixing member other than a screw such as a wedge
- it is not necessarily effective for a type in which the wedge is in contact with the upper surface 2 or the lower surface 3 of the cutting insert 1 and the cutting insert 1 is fixed.
- the present invention is suitable for a type in which the side surface 4 of the cutting insert 1 is pressed against the wall surface of the insert seat of the tool body 21 by the wedge by pressing the side portion of the cutting insert or the concave portion formed on the side surface with the wedge.
- the tool body 21 of this embodiment has an insert seat for mounting the cutting insert 1 thereon.
- the tool body 21 has two insert seats.
- the cutting tool as shown in FIGS. 2 and 9 is configured. It is not limited. That is, the number of insert seats that the tool body 21 has corresponds to the number of cutting tools 20, that is, the number of cutting inserts 1, but the number of insert seats depends on the tool diameter of the cutting tool 20 and the required machining efficiency. Depending on the case, it is appropriately selected.
- the two insert seats have the same shape and size, and the cutting inserts having the same shape and size are formed so as to be evenly arranged around the rotation direction of the cutting tool in the same mounting posture. However, it is not limited to this.
- the shape, size, and arrangement of the plurality of insert seats can be appropriately determined according to the type of rotary cutting tool, the shape, size, and mounting orientation of the cutting insert. Any one can be used.
- Each insert seat has a bottom surface 22 of the insert seat and a wall surface 23 of the insert seat.
- the seating surface of the upper surface 2 or the lower surface 3 of the cutting insert 1 abuts on the bottom surface 22 of the insert seat.
- the bottom surface 22 of the insert seat forms a single plane.
- the present invention is not limited to this, and the bottom surface 22 of the insert seat may be formed in any shape as long as it can contact the seating surface of the cutting insert 1.
- a so-called “slack” for avoiding interference with the cutting insert 1 may be formed around the bottom surface 22 of the insert seat at a boundary portion with the wall surface 23 of the insert seat.
- the true contour shape of the bottom surface 22 of the insert seat does not necessarily have to be a substantially parallelogram as long as it is effective in avoiding the complicated shape of the shading.
- the contour shape of the bottom surface 22 of the insert seat described in the present embodiment is a basic contour shape corresponding to the contour shape of the cutting insert 1. Of course, you may give.
- the side 4 of the cutting insert 1 has a portion forming the obtuse corner of the upper surface 2 and the lower surface 3 of the substantially parallelogram (the back side of the portion forming the acute angle corner of the lower surface 3 and the upper surface 2, respectively).
- the side surface portion 9 having a curved surface having a curved surface protruding at least partially outward is formed.
- the side surface portion 9 with the curved surface is a convex curved surface that swells outward as a whole. Yes.
- the side surface portion 9 with the curved surface of the cutting insert 1 abuts the recessed wall surface portion 24 formed on the wall surface 23 of the chip seat of the tool body 21, thereby removing the cutting insert 1. Fix it.
- the side part 9 with a curved surface which acts as a fixed part in relation to the first cutting edge 5 is referred to as a side part 9a with a curved surface. That is, in FIGS. 1 and 3, the first curved side surface portion 9a corresponding to the first cutting edge 5a drawn at the lower left is drawn at the lower right.
- the curved side surface portion 9 is formed so as to include a portion that protrudes outward from the end surface (that is, one end surface to which the corresponding cutting edge 5 belongs) toward the other end surface. That is, in relation to the first cutting edge 5 a on the upper surface 2 side, the first curved side surface portion 9 a is a portion that protrudes outward from the upper surface 2 toward the lower surface 3.
- the portion that does not contact the wall surface 23 of the insert seat may have any shape. It has a portion protruding outward from one end surface to which the corresponding cutting edge 5 belongs to the other end surface, and has a curved surface that abuts against the recessed wall surface portion 24 of the insert seat in at least a part of the portion. If the curved side surface portion 9 is formed on the cutting insert 1, the cutting insert 1 is prevented from being lifted and moved because the pressing force is effectively applied to the bottom surface 22 of the insert seat. .
- the distance is determined by the cutting insert 1. It is preferably 10% or more and 40% or less of the distance between the upper surface 2 and the lower surface 3. This is because a more stable clamping property can be obtained by pressing the cutting insert 1 at a position closer to the bottom surface 22 of the insert seat. This also applies to the following modified examples.
- the curved side surface portion 9 of the cutting insert 1 is a curved surface that bulges outward as schematically shown in FIG.
- the curved surface shown in the figure includes a curve that bulges outward when a cross-sectional shape obtained by cutting the cutting insert 1 perpendicularly to the upper surface 2 is considered.
- the first curved side surface portion 9 a has a smaller inclination angle with respect to the upper surface 2 as it approaches the upper surface 2, and the crossing angle with the upper surface 2 becomes dull. Crossing ridge line with is difficult to chip.
- the cutting insert 1 is not easily chipped even if the force for pressing the cutting insert 1 against the wall surface 23 of the chip seat is increased. Therefore, it is possible to increase the clamping force, and the cutting insert 1 is firmly fixed.
- the tangential plane (that is, the virtual plane A) in the contact portion between the curved side surface portion 9 and the recessed wall surface portion 24 is in contact with the lower surface 3 (that is, An angle (inner angle) formed with respect to the virtual plane B) is an acute angle. Accordingly, even when the recessed wall surface portion 24 of the insert seat is a flat slope as shown in FIG. 11, the force for clamping the cutting insert 1 to the bottom surface 22 of the insert seat acts effectively. It becomes possible to hold down the lift of the insert 1 with certainty.
- the curved surface that bulges outward can be a cylindrical surface or a part of a spherical surface, but is not limited thereto. As long as the cutting insert 1 and the wall surface 23 of the insert seat are in contact with each other at an appropriate location, any complicated shape may be used. Further, the curved surface may be approximated by a surface obtained by combining a large number of small planes so that the curve is approximated by a large number of short straight lines.
- the radius of curvature that approximates the cross section of the curved surface that bulges outward may be, for example, 100 mm, but is not limited thereto.
- the radius of curvature that approximates the cross section of the curved surface that bulges outward is preferably 1 mm or more and 1000 mm or less.
- the radius of curvature approximating the cross section of the curved surface bulging outward is more preferably 1 mm or more and 200 mm or less, and most preferably 1 mm or more and 50 mm or less.
- the curved surface that bulges outward may include a curve that bulges outward.
- the condition that at least a part of the curved side surface portion has a curved surface protruding outward that is, the present
- the condition that the upper surface 2 is inclined outward from the upper surface 2 toward the lower surface 3 should be satisfied.
- the inclination angle at this time may be constant, or may increase toward the lower surface 3 as shown in FIG.
- the curved side surface portion 9 of the cutting insert 1 may include, for example, a part of a conical surface, and in the latter case, for example, a part of a spherical surface or a parabolic surface.
- the intersecting angle of the curved surface with the first main cutting edge 6a becomes duller as it approaches the first main cutting edge 6a, the long side on which the first main cutting edge 6a is formed and Chipping of obtuse corners, which are intersections with adjacent short sides, is less likely to occur.
- the concave wall surface portion 24 if at least the portion that contacts the curved side surface portion 9 is a shape (concave curved surface) that follows the curved surface (convex curved surface) of the curved side surface portion 9, the first curved surface is attached. It is possible to prevent the side surface portion 9a from coming into contact with the recessed wall surface portion 24 at the corners, and to prevent problems such as chipping of the portion of the cutting insert 1 that is not involved in cutting and plastic deformation of the recessed wall surface portion 24. Moreover, in this embodiment, since the cutting edge 5 is not formed in an obtuse corner, the obtuse angle corner has a high degree of freedom to make it a strong shape that does not cause chipping.
- the first curved side surface portion 9a is formed on a surface opposite to the surface including the flank of the first sub-cutting edge 7 when the end surfaces 2 and 3 are regarded as a square and the side surface 4 is divided into four surfaces. Is done. However, the side surface portion 9 with the curved surface is formed at a position shifted from the flank surface of the auxiliary cutting edge 7. As described above, the cutting insert 1 is 180 ° rotationally symmetric with respect to the central axis orthogonal to the upper surface 2. Accordingly, the two sub cutting edges 7 are formed at diagonal positions (that is, positions adjacent to the acute corners in the present embodiment) in the two directions, respectively.
- the first curved side surface portion 9a is formed close to the first main cutting edge 6a and opposite to the first sub cutting edge 7a with respect to the first cutting edge 5a involved in the cutting process. For this reason, the force that lifts the opposite side of the cutting insert 1 by the cutting resistance acting in the vicinity of the first sub-cutting edge 7 and the first corner cutting edge 8a continuous with the first sub-cutting edge 7 is used as the side portion with the first curved surface. It can be effectively suppressed by 9a.
- an extended side surface portion 10 is formed on the lower surface 3 side of the curved surface portion 9.
- the lower surface 3 is the lower surface 3 with respect to the upper surface 2 on which the first cutting edge 5a involved in the cutting process is formed. That is, the lower surface 3 side is a seating surface side seated on the bottom surface 22 of the insert seat.
- the protruding side surface portion 10 functions as a flank of the auxiliary cutting edge 7 when the cutting edge 5 on the lower surface 3 side acts.
- the protruding side surface portion 10 is continuous with the curved side surface portion 9 and further protrudes outward.
- the auxiliary cutting edge 7 formed on the lower surface 3 is formed at a position further outward than the side surface portion 9 with the curved surface.
- a rake surface having a necessary width is secured on the lower surface 3 side, a sufficient width is secured also on the seating surface on the back surface side of the curved side surface portion 9.
- the cutting insert 1 is firmly sandwiched between the curved side surface portion 9 and the seating surface, and the clamping performance of the cutting insert 1 is stabilized.
- the protruding side surface portion 10 is an inclined surface, and the inclination angle with respect to the plane in contact with the lower surface 3 includes a portion whose inner angle is smaller than the curved side surface portion 9.
- main restrained side surface portion 11 of the insert seat In connection with the main restraint wall surface portion 11 of the insert seat, it is referred to as a main restrained side surface portion and is referred to by the reference numeral 11. Then, as shown in FIG. 6, a plane in contact with the main restrained side surface portion 11 is defined as a virtual plane C. As shown in FIG. 3, the first curved side surface portion 9a is separated from the long side where the first main cutting edge 6a, which is a part of the corresponding first cutting edge 5a, is formed in plan view. As you do, it protrudes outward.
- the first curved side surface portion 9a faces outward (that is, the short side facing the short side provided with the first sub cutting edge 7a in the present embodiment) in plan view, It intersects at an acute angle with respect to the main constrained side surface portion 11 facing the side surface portion connected to one main cutting edge 6a. That is, the virtual plane A in contact with the curved surface of the first curved side surface portion 9a and the virtual plane C in contact with the main constrained side surface portion 11 intersect each other at an acute angle. For this reason, the 1st curved side surface part 9a also suppresses the movement of the direction which tries to rotate the cutting insert 1 within a plane with the cutting force applied to the corner cutting edge 8 side continuous with the 1st main cutting edge 6a. To do. That is, since the first curved side surface portion 9a and the main constrained side surface portion 11 both abut against the wall surface 23 of the insert seat, the movement in the direction in which the cutting insert 1 is rotated in the plane is firmly suppressed. it can.
- the wall surface 23 of the insert seat of the tool body 21 has the recessed wall surface portion 24 including an inclined surface.
- the recessed wall surface portion 24 is an end portion away from the bottom surface 22 of the insert seat so as to contact the first curved side surface portion 9a of the cutting insert 1.
- the recessed wall surface portion 24 is inclined from the top surface 21 a adjacent to the top surface 2 of the cutting insert 1 toward the bottom surface 22 so as to form an acute angle with the bottom surface 22.
- the recessed wall surface portion 24 is formed as a flat surface.
- a plane in contact with the recessed wall surface portion 24 is defined as a virtual plane D.
- a plane in contact with the bottom surface 22 of the insert seat is defined as a virtual plane E.
- the virtual plane D and the virtual plane E intersect at an acute angle at the inner angle.
- the wall surface 23 of the insert seat is recessed to contact the curved side surface portion 9 a of the cutting insert 1.
- a wall surface portion 24 and a wall surface (hereinafter referred to as a third wall surface portion) 26 that abuts against the main constrained side surface portion 11 of the cutting insert 1 are included.
- the wall surface portion 26 is a wall surface portion that is formed along the long side of the parallelogram in plan view and is located on the opposite side to the first main cutting edge 6a of the cutting insert 1 that is involved in cutting. . Therefore, the wall portion 26 can also be called a main constraining wall portion for the cutting insert 1. As shown in FIG.
- the wall surface 23 of the insert seat further has a second recessed wall surface portion 25 in the vicinity of the connection portion with respect to the bottom surface 22 of the recessed wall surface portion 24.
- the second recessed wall surface portion 25 forms a wall surface recessed further inward than the recessed wall surface portion 24, and when the cutting insert 1 is mounted on the insert seat of the tool body 21, the extended side surface portion 10 of the cutting insert 1. Contact is avoided. That is, the second recessed wall surface portion 25 accommodates the extending side surface portion 10 therein, so that the recessed wall surface portion 24 can reliably contact the curved side surface portion 9 a of the cutting insert 1.
- the cutting insert 1 which made it possible to make other cutting blade 5 participate in cutting by reversing and mounting
- the curved side surface portion 9 has a convex curved surface, and the inclined surface of the recessed wall surface portion 24 of the insert seat is formed as a flat surface.
- the surface shape can be determined as appropriate in consideration of conditions different from the above, as long as it meets the basic purpose of obtaining good clamping performance with the contact of the two.
- the curved side surface portion 9 can have a concave curved surface as long as a portion projects outward.
- Patent Document 2 discloses an embodiment in which a curved recess is formed on the side surface of a cutting insert.
- this document only discloses the recess shown in FIG. 3 (b), and satisfies the condition that the angle formed by the curved surface included in the curved surface with respect to the lower surface of the cutting insert is an acute angle, It is only described that the convex portion on the body side engages with the concave region that satisfies the condition.
- the side surface portion with a curved surface shown in FIG. A first portion 91 that intersects with an inclination angle in a range of less than or equal to a degree and a concave second portion that includes a curve protruding outward are included. That is, as the second portion 92 of the curved side surface portion 9 shown in FIG. Therefore, when considering the first curved side surface portion 9a, the first portion 91 can widen the area of the upper surface 2 where the first cutting edge 5a can be formed, and the first curved side surface portion 9a
- the intersecting ridge line part with the upper surface 2 can also be a part that can be used as a cutting edge depending on the mounting posture of the cutting insert 1.
- the range in which the inclination angle of the first portion 91 with respect to the upper surface 2 is not less than 60 ° and not more than 90 ° is an inner angle of 60 ° or more when expressed by the intersection angle ⁇ between the upper surface 2 and the first portion 91 shown in FIG.
- the range is 120 ° or less.
- the second portion 92 has an acute angle (inner angle) formed by the tangent plane (that is, the virtual plane A) with respect to the plane (that is, the virtual plane B) that contacts the lower surface 3. And since the recessed wall surface part 24 contact
- the abutment portion has a tangent plane of the portion at an inner angle of 45 with respect to the lower surface 3. It is preferable that it is a site
- the 1st part 91 and the 2nd part 92 are provided apart in the side part 9 with a curved surface.
- the first portion 91 forms a portion that is recessed inward from the intersecting ridge line with the first end surface 2, and the second portion is formed continuously with the recessed first portion 91.
- the entire curved side surface portion 9 may be a concave curved surface.
- the first portion 91 may be provided on the upper surface 2 in accordance with the above-mentioned definition, while the second portion 92 may be formed so as to protrude inward and then protrude outward.
- the first portion 91 preferably has an inclination angle with respect to the upper surface 2 in the range of 60 ° or more and less than 90 °.
- the side surface portion 9 with a curved surface can also be obtained by forming a curved surface that is recessed inward when a cross-sectional shape cut in parallel with the upper surface 2 is considered.
- the curved surface recessed inward may include a curved line recessed inward.
- the inclination angle at the time of protrusion may be uniform, or may decrease toward the lower surface 3 as shown in FIG.
- both ends in the width direction of the first curved side surface portion 9a protrude outward and surely come into contact with the recessed wall surface portion 24 of the insert seat, the cutting insert 1 rotates in the plane. The movement of the direction can be effectively suppressed.
- the first curved side surface portion 9a has a constant distance (height) to the first curved side surface portion 9a with reference to the virtual plane B in contact with the lower surface 3 described above.
- the present invention is not limited to this, and the distance from the first curved side surface portion 9a to the curved surface portion may be changed.
- the height of the contact portion of the first curved side surface portion 9a with respect to the recessed wall surface portion 24 may be provided so as to change along the surface of the curved side surface portion 9a.
- the distance to the curved surface portion of the first curved side surface portion 9a is increased as the distance from the portion adjacent to the first main cutting edge 6a of the first cutting edge 5a involved in the cutting process increases. May be.
- the first curved side surface portion 9a is formed in this manner, the first curved side surface portion 9a is located closer to the lower surface 3 as it is closer to the first main cutting edge 6a.
- the range of influence is limited to a narrow range near the obtuse corner of the upper surface 2, and the lower surface 3 It is possible to reduce the risk of damage to the first curved side surface portion 9a and the recessed wall surface portion 24 that are located close to each other. Further, along with this, it becomes possible to further stabilize the clamping performance of the cutting insert 1.
- the distance to the curved surface portion of the first curved side surface portion 9a may be made smaller as the distance from the portion adjacent to the first main cutting edge 6a increases.
- the first curved side surface portion 9a is positioned farther from the lower surface 3 as it is farther from the first main cutting edge 6a.
- the movement of the diagonal position of the cutting insert 1 to be lifted by the cutting resistance received by the first corner cutting edge 8a is effectively performed. I can hold it down.
- not only the side surface portion 9 with the curved surface but also the recessed wall surface portion 24 of the insert seat of the tool body 21 can be formed to include a curved surface. That is, as shown in FIG. 14, when considering a cross-sectional shape obtained by cutting the insert seat of the tool body 21 perpendicularly to the bottom surface 22, the recessed wall surface portion 24 is outward (that is, the space inward of the insert seat). It includes a convex curve that bulges toward the surface. In this case, on the premise that elastic deformation occurs at the time of contact between the curved side surface portion 9 and the recessed wall surface portion 24, the conditions of both materials and the like are set so that a preferable equivalent amount of elastic deformation occurs.
- the contact area can be increased, and the cutting insert 1 can be pressed down more reliably. At the same time, it is possible to prevent problems such as plastic deformation of the recessed wall surface portion 24 as compared with the case where the contact is performed by corner or line contact.
- the curved surface that bulges outward from the recessed wall surface portion 24 abuts on the curved side surface portion 9 of the cutting insert 1 at an appropriate location.
- Any shape can be used as long as it has a shape.
- the curved surface may be approximated by a surface that is a combination of many small planes.
- the radius of curvature that approximates the cross section of the curved surface that bulges outward can also be determined in the same manner as the above-mentioned rules for the curved side surface portion 9 of the cutting insert 1.
- the recessed wall surface portion 24 may include a convex curve that bulges outward. Or it can also be set as the curved surface which dents the recessed wall surface part 24 conversely to these. In any case, for example, if the concave wall surface portion 24 that contacts at least the curved side surface portion 9 is shaped to follow the curved side surface portion, the contact area of the concave wall surface portion 24 with the curved side surface portion 9 can be increased. Can be increased.
- the concave wall surface portion 24 can be formed into a shape including a concave curved surface that is recessed inwardly in accordance with the convex curved side surface portion 9.
- the recessed wall surface portion 24 is formed as described above, the area of the contact surface is further increased, and the cutting insert 1 can be pressed near the upper end of the recessed wall surface portion 24. Therefore, the effect of suppressing the floating of the cutting insert 1 can be suppressed. Maximum.
- the concave wall surface portion 24 can be formed such that the contact position with respect to the cutting insert 1 changes the distance (height) from the bottom surface 22 of the insert seat.
- the concave wall surface portion 24 is formed in this way, it is possible to more reliably cope with the change in the height of the first curved side surface portion 9a of the cutting insert 1 as described above.
- This cutting insert, tool body, and cutting tool can be used for cutting steel materials by being mounted on a machine tool. It is applied to rotary cutting tools and lathe tools, and there are almost no restrictions on the applicable cutting tools. Although only the rotary cutting tool is described in the embodiment, it has been confirmed that it is a clamp mechanism with high clamp strength even when applied to a lathe tool.
- the cutting insert, tool body, and cutting tool of the present invention are not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications and additions can be made without departing from the scope of the present invention.
- three or more wall surfaces of the chip seat may be formed.
- the cutting insert 1 is made of cemented carbide, cermet, ceramics and cubic boron nitride, or a material coated with a hard material surface, or a sintered material such as diamond. It is a body material.
- These cutting inserts are applicable to various cutting tools, and can be used for cutting steel materials by attaching the cutting tools to machine tools. Any cutting insert having a main cutting edge and a sub cutting edge can be applied to most cutting tools.
- the cutting insert, tool body, and cutting tool of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and additions can be made without departing from the gist of the present invention.
- the present invention can be applied to a triangular, rectangular, rhombus, or polygonal cutting insert having a pentagon or more in plan view. That is, the cutting insert according to the present invention does not have to have the parallelogram as described above in a plan view. Further, it may not be possible to selectively use a plurality of cutting edges by rotation or reversal.
- the tool body to which the cutting insert of the present invention is to be attached has a concave wall surface portion having a relatively simple shape as described above, so that the ease of manufacturing the tool body and the required accuracy can be achieved. From the viewpoint of obtaining.
- the tool body to be mounted according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. In other words, any shape may be used as long as it has a wall surface portion that preferably comes into contact with the curved side surface portion of the cutting insert to clamp the cutting insert.
- the tool body is a shelf-like wall surface that protrudes from a part of the wall surface formed perpendicular to the virtual plane E into the space defined by the insert seat and contacts the curved side surface portion of the cutting insert. It may have a portion.
- the cutting insert according to the present invention has a side surface portion that is appropriately formed, thereby allowing the use of a wall portion having a relatively simple shape, thereby increasing the degree of freedom in designing the insert seat or the tool body. is there.
- the present invention also resides in a cutting tool in which a cutting insert is mounted on such a tool body.
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Abstract
切削インサートを強固に工具ボデーへ固定する構造を提供する。2つの端面(2、3)と、これらの端面の間をつなぐ側面(4)とを有し、2つの端面の少なくとも一方(2)と側面(4)の交差稜線には、少なくとも1つの切れ刃(5、5a)が形成される。側面(4)は、外方へふくらむ曲面を有する曲面付き側面部分(9、9a)を含む。曲面付き側面部分(9、9a)の曲面に接する第1の仮想平面(A)と、第2の端面(3)に接する第2の仮想平面(B)とは、内角で鋭角に交差している。この曲面付き側面部分(9、9a)を工具ボデー(21)のインサート座の壁面(23)に当接させるようにすることで、切削インサート1の強固な固定が可能となる。
Description
本発明は、切削工具へ着脱自在に装着される切削インサート、その切削インサートを装着するための工具ボデーおよびそれらを備えた切削工具に関する。
従来の切削インサートには、特許文献1に示すようなものがある。すなわち、2つの端面と、それらの端面をつなぐ側面とを有する切削インサートであって、端面と側面との交差稜線には、片面に2つずつ、両面では合計4つの切れ刃が形成されたものである。かかる切削インサートは、いずれかの端面と平行な平面内で180゜回転させた向きで工具ボデーのインサート座に装着すること、および2つの端面を反転させた(裏返しにした)向きで工具ボデーのインサート座に装着することにより、4つの切れ刃を選択的に使用できるように構成されたものである。
かかる特許文献1の切削インサートには、切削インサートが動かないようにクランプする上で一定の効果があると認められる。しかし、工具径の小さい回転切削工具に対応して小型の切削インサートを適用しようとする場合などには、クランプ性に関してまだ改善すべき点があった。すなわち、特許文献1の切削インサートでは、切れ刃から連続するすくい面と、反転装着時にインサート座の底面へ着座する着座面と、を両端面に設ける必要がある。したがって、特に小径回転切削工具用の切削インサートの場合、切削インサートの各寸法が小さくなるため、必要なすくい面を確保するとこれに伴って着座面の面積が非常に狭くなり、切削インサートの固定が不安定になりやすいからである。そのため切削加工中に切削インサートが動き、チッピングが発生したり、加工面が粗くなるなどの不具合が発生していた。
本発明は、切削インサートをさらに強固にクランプし得る構造を提供することを目的とする。
本発明の第1の形態の切削インサートは、第1および第2の端面(2、3)と、これらの端面(2、3)をつなぐ側面(4)とを有する切削インサートであって、
前記第1の端面(2)と前記側面(4)の交差稜線には、少なくとも一つの切れ刃(5、5a)が形成され、
前記側面(4)は、外方へふくらむ曲面を有する曲面付き側面部分(9、9a)を含み、
該曲面付き側面部分(9、9a)は、前記曲面に接する平面を第1の仮想平面(A)とし、前記第2の端面(3)に接する平面を第2の仮想平面(B)とするとき、前記第1の仮想平面(A)と前記第2の仮想平面(B)とが内角で鋭角に交差するように形成されていることを特徴とする。
前記第1の端面(2)と前記側面(4)の交差稜線には、少なくとも一つの切れ刃(5、5a)が形成され、
前記側面(4)は、外方へふくらむ曲面を有する曲面付き側面部分(9、9a)を含み、
該曲面付き側面部分(9、9a)は、前記曲面に接する平面を第1の仮想平面(A)とし、前記第2の端面(3)に接する平面を第2の仮想平面(B)とするとき、前記第1の仮想平面(A)と前記第2の仮想平面(B)とが内角で鋭角に交差するように形成されていることを特徴とする。
本発明の第2の形態の切削インサートは、第1および第2の端面(2、3)と、これらの端面(2、3)をつなぐ側面(4)とを有する切削インサートであって、
前記第1の端面(2)と前記側面(4)の交差稜線には、少なくとも一つの切れ刃(5、5a)が形成され、
前記側面(4)は、曲面付き側面部分(9、9a)を含み、
該曲面付き側面部分(9、9a)は、前記第1の端面(2)との交差稜線において前記第1の端面(2)に対して60゜以上90゜以下の角度をなす第1部分(91)と、前記第2の端面(3)に向うにしたがい外方へ突出して行く凹状の曲面を有する第2部分(92)とを有し、
該第2部分(92)の前記曲面に接する平面を第1の仮想平面(A)とし、前記第2の端面(3)に接する平面を第2の仮想平面(B)とするとき、前記第1の仮想平面(A)と前記第2の仮想平面(B)とが内角で鋭角に交差するように形成されていることを特徴とする。
前記第1の端面(2)と前記側面(4)の交差稜線には、少なくとも一つの切れ刃(5、5a)が形成され、
前記側面(4)は、曲面付き側面部分(9、9a)を含み、
該曲面付き側面部分(9、9a)は、前記第1の端面(2)との交差稜線において前記第1の端面(2)に対して60゜以上90゜以下の角度をなす第1部分(91)と、前記第2の端面(3)に向うにしたがい外方へ突出して行く凹状の曲面を有する第2部分(92)とを有し、
該第2部分(92)の前記曲面に接する平面を第1の仮想平面(A)とし、前記第2の端面(3)に接する平面を第2の仮想平面(B)とするとき、前記第1の仮想平面(A)と前記第2の仮想平面(B)とが内角で鋭角に交差するように形成されていることを特徴とする。
本発明の工具ボデーは、切削インサート(1)を着脱自在に装着する工具ボデー(21)であって、
前記切削インサート(1)と接触する底面(22)と少なくとも1つの壁面(23)とが設けられた少なくとも1つのインサート座を有し、
前記少なくとも1つの壁面(23)は、前記底面(22)と内角で鋭角に交差する凹陥壁面部分(24)を有することを特徴とする。
前記切削インサート(1)と接触する底面(22)と少なくとも1つの壁面(23)とが設けられた少なくとも1つのインサート座を有し、
前記少なくとも1つの壁面(23)は、前記底面(22)と内角で鋭角に交差する凹陥壁面部分(24)を有することを特徴とする。
本発明の切削工具は、上記切削インサートを備える。
本発明によれば、切削インサート(1)には曲面付き側面部分(9、9a)を設ける一方、切削ボデー(21)のインサート座の壁面(23)によって装着時に曲面付き側面部分(9、9a)をクランプすることで、切削インサート(1)の強固な固定が可能となる。そのため、切削加工のときに切削インサート(1)が動くことが防止され、切削インサート(1)のチッピングなどの欠けの発生が抑制される。そのため、工具の長寿命化、または加工対象の被加工面の表面粗さの改善が可能となる。さらに、回転または反転させた向きで使用が可能な切削インサートまたは小型の切削インサートなど、着座面の面積が狭い切削インサートであっても、これを強固にクランプできるようになる。
本発明を適用した切削工具の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
1.実施形態
まず、図1~図10を参照して、本発明の実施形態にかかる切削インサート、工具ボデーおよび切削工具の基本構成について説明する。なお、本明細書における工具ボデーは、切削インサートを着脱自在に装着する形態のものであり、そのような工具ボデーに切削インサートを装着することで、切削工具が構成される。
まず、図1~図10を参照して、本発明の実施形態にかかる切削インサート、工具ボデーおよび切削工具の基本構成について説明する。なお、本明細書における工具ボデーは、切削インサートを着脱自在に装着する形態のものであり、そのような工具ボデーに切削インサートを装着することで、切削工具が構成される。
図1および図3から図5に示すように、第1の実施形態における切削インサート1は、互いに対向する2つの端面である第1の端面2および第2の端面3を有する。以降の説明をわかりやすくするため、第1の端面2を上面2と呼び、第2の端面3を下面3と呼ぶ。この実施形態では、上面2および下面3は、どちらも、対向する一対の鋭角コーナと一対の鈍角コーナとを有するとともに、対向する一対の長辺および一対の短辺を有している略平行四辺形の面である。したがって上面2および下面3はいずれもが、面に直交する軸に関して180°回転対称な輪郭形状とされる。また、上面2および3の関係においては、面に平行な軸に関して180°回転対称な形状である。
上面2と下面3とは、側面4によって全周にわたってつながれている。上面2と側面4との交差稜線の一部に、2つの切れ刃5が形成される。同様に、下面3と側面4との交差稜線の一部に、2つの切れ刃5が形成される。この切削インサート1は、平面視した場合(図3)、それぞれの切れ刃5が当該平面内で180°回転対称な位置に形成された形状である。これとともに、上面2と下面3とを反転する(裏返しにする)回転方向に関しても、側面視した場合(図4、図5)、それぞれの切れ刃5が180°回転対称な位置に形成された形状である。したがって、切削に関与する1つの切れ刃5が使用により摩耗したり損傷したりした場合、切削インサート1を取り外し、切削インサート1を回転または反転させて装着しなおすことで、他の3つの切れ刃5を順次使用できる。つまり、1つの切削インサート1で、工具ボデー21への装着向きを適宜変えることで、合計4回の使用が可能である。このように、本実施形態に係る切削インサート1は、基本的に、これら4つの向きへの回転または反転について180°回転対称な形状を有するものとして形成されている。したがって、上面2と下面3とは、同じ機能をもった端面である。つまり、この切削インサート1は、上面2と下面3とを入れ替えても、まったく同じ形状をなす切削インサートである。
もちろん、使用する上で影響のない程度の非対称性は許容される。例えば、どの切れ刃を切削に関与させるよう装着するかの順番を識別するために、各切れ刃5の近傍に「1」から「4」などの番号や、目印などを付加するような、非対称性は許容される。しかし以降では、便宜的に、上面2側にある2つの切れ刃5の内、図1および図3において左下に描かれ、参照符号5aが付された1つの切れ刃5を第1の切れ刃と呼び、この第1の切れ刃5aが切削加工に関与するよう切削インサート1が装着される場合について説明する。他の3つの切れ刃5のいずれかを切削に関与させる場合についても、本実施形態の切削インサート1の構成では、第1の切れ刃5aの場合と全く同様となるため、説明を省略する。
図2に示すように、この実施形態の切削工具20は、直角壁面加工のできる回転切削工具、つまりショルダカッタの形態である。本実施形態の切れ刃5は、鋭角コーナを介して隣り合う一組の2辺(長辺および短辺)にまたがって、主切れ刃6、副切れ刃7およびコーナ切れ刃8を有する。なお、第1の切れ刃5aを特定する場合には、これらを第1の主切れ刃6a、第1の副切れ刃7aおよび第1のコーナ切れ刃8aとして参照する。
切れ刃5の一部を構成する主切れ刃6は、上記略平行四辺形状の切削インサート1の上面2および下面3の長辺側に、ほぼ辺の全長にわたって形成される。主切れ刃6は、被加工物の表面に平行な切削工具20の送り方向に切削加工を行うことで、被加工部分の壁面を形成する。切れ刃5の他の一部を構成する副切れ刃7は、切削インサート1の短辺の一部に形成される。副切れ刃7は、切削工具20の送り方向に略平行であり、被加工物の表面をさらう切削加工を行うことで、被加工部分の底面を形成する。なお、副切れ刃7は正面刃とも呼ばれる。また、副切れ刃7には、必要に応じて、さらい刃などが形成されてもよい。主切れ刃6と副切れ刃7との間の鋭角コーナには、コーナ切れ刃8が形成されている。主切れ刃6、コーナ切れ刃8および副切れ刃7が連続することで、1つの切れ刃5を構成している。つまり、第1の切れ刃5aについては、第1の主切れ刃6a、第1のコーナ切れ刃8aおよび第1の副切れ刃7aが連続することで構成される。
この実施形態では、切削インサート1のコーナ切れ刃8の曲率半径、長辺の長さおよび短辺の長さは、それぞれ、約0.4mm、約9mmおよび約5mmとされている。また、切削インサート1の厚さ、すなわちこの場合上面2と下面3との間の距離は、約3mmとされている。ここに例示した寸法をもつ切削インサートは、切削インサートとしては小さいものであり、小径のショルダカッタに適合させることのできる切削インサートである。本発明は、このような切削インサートであっても強固な固定を可能にするものである。しかし、以上例示した輪郭形状および各部の寸法に限定されることなく、切削インサート1の輪郭形状および各部の寸法は、加工される被加工物の形状や大きさ、切削工具20の工具径などに応じて、適宜選択し得る事項である。
さらに、本実施形態では、切削工具20の工具径を約14mmとしている。従来の回転切削工具では、切削インサートのクランプ強度などの観点から、工具径を16mm程度まで小さくすることが限界であり、それより小さな工具径とすることは困難であった。本発明は、後述するように切削インサート1のクランプ性を大幅に高めることにより、従来技術の限界を超え、工具径15mm以下の切削工具20を実現可能とする。より具体的には、直角壁面加工のできる、工具径約14mmの刃先交換式エンドミルを実現可能とする。本発明は、特に工具径40mm以下の回転切削工具に適している。中でも、工具径20mm以下の小径回転切削工具に適している。換言すれば、工具径20mm以下の回転切削工具であっても、上面2および下面3の両面に正のすくい角のすくい面を設けることで上面2および下面3の両面を使用可能としつつ、切削抵抗の低い切削インサートを用いることができる切削工具の構造を実現する。
つまり、両面にすくい面がある切削インサートの場合、上面2および下面3にはそれぞれ、切れ刃5から連続するすくい面を設ける一方、反転させたときにインサート座の底面へ着座する着座面を設ける必要がある。したがって、特に小径回転切削工具用の切削インサートの場合、切削インサートの各寸法が小さくなるため、必要なすくい面を確保するとこれに伴って着座面の面積が非常に狭くなり、切削インサートの固定が不安定になりやすい。本発明の切削インサート1および切削工具20は、たとえ着座面の面積が狭くなっても切削インサート1の強固な固定を可能とし、従来の切削工具の限界を超えて、工具径の小さな回転切削工具を実現するものである。なお、すくい面の凹凸形状自体については、チップブレーカを設けるなどの様々な従来技術が適用可能である。また、適用される工具径は大径化する側には制限がない。
切削インサート1には、上面2および下面3の中央を貫通する穴がある。この穴は、切削インサート1を工具ボデー21へ固定して切削工具20を構成するときに利用される。上下両面に開口する穴の両端部は、切削インサート1を貫いている穴の中央部よりも直径が拡大するようにされる。この理由は、本実施形態では、切削インサート1が工具ボデー21に固定ねじにより固定されるようにしているからである。したがって、穴の直径拡大部は、固定ねじの頭部に対応する形状および寸法を有するものとされ、固定ねじの頭部が穴の直径拡大部により形成される段差部分に当接するようにされる。しかし、切削インサート1を工具ボデー21へ固定する方法はこれに限定されることなく、様々な従来技術を適用できる。例えば、切削インサートには固定用の穴を設けず、くさびなどねじ以外の固定部材によって工具ボデー21へ固定されることで切削工具20が構成されるものでも構わない。ただしくさびによる場合、くさびが切削インサート1の上面2または下面3と接触して切削インサート1が固定される形式のものには必ずしも有効ではない。くさびによって切削インサートの側面の部分や側面に形成した凹部を押さえるなどすることで、切削インサート1の側面4が工具ボデー21のインサート座の壁面へくさびによって押し付けられる形式のものに本発明は適する。
図7および図8に示すように、この実施形態の工具ボデー21は、切削インサート1を装着するためのインサート座を有する。この実施形態では、工具ボデー21は2つのインサート座を有し、上述した切削インサート1を2つ装着することで、図2および図9に示したような切削工具が構成されるが、これに限定されない。すなわち、工具ボデー21が有するインサート座の数は、切削工具20の刃数つまり切削インサート1の数に相当するが、インサート座の数は、切削工具20の工具径や、必要とされる加工能率に応じて、適宜選択される。また、この実施形態では、2つのインサート座を同じ形状および寸法とし、かつ同じ形状および寸法の切削インサートが同じ装着姿勢で、切削工具回転方向のまわりに均等に配置されるように形成されているが、これに限定されない。複数のインサート座の形状、寸法および配置態様については、回転切削工具の種類や、切削インサートの形状、寸法および装着姿勢などに応じて適宜定め得るものであり、上述したような切削インサート1を少なくとも1つ配置できるものであればよい。
それぞれのインサート座は、インサート座の底面22およびインサート座の壁面23を有する。インサート座の底面22には、切削インサート1の上面2または下面3の着座面が当接する。本実施形態では、インサート座の底面22は単一の平面をなすものとされる。しかし、これに限定されることなく、インサート座の底面22は、切削インサート1の着座面と当接できる形状であれば、どのような形状に形成されても構わない。しかしながら、切削加工に関与する第1の切れ刃5aの直下にインサート座の底面22があることが望ましい。そのため、インサート座の底面22に対向する方向からみて、インサート座の底面22の輪郭形状は、略平行四辺形とされるとよい。なおインサート座の底面22の周囲には、インサート座の壁面23との境界部分に、切削インサート1との干渉を避けるための所謂「ぬすみ」などが形成されてもよい。その場合、ぬすみの形状が複雑になることを避ける上で有効であれば、インサート座の底面22の真の輪郭形状は、必ずしも略平行四辺形でなくてもよい。本実施形態で説明したインサート座の底面22の輪郭形状とは、切削インサート1の輪郭形状に対応する基本的な輪郭形状のことであり、ぬすみの配設を考慮するのであれば、適宜の修正を施してもよいことは勿論である。
切削インサート1の側面4には、図1にみられるように、上記略平行四辺形状の上面2および下面3の鈍角コーナをなす部分(それぞれ、下面3および上面2の鋭角コーナをなす部分の裏側の部分に対応する)において、少なくとも一部が外方に突出する曲面を有する曲面付き側面部分9が形成される。図11にインサート座壁面23との当接状態を模式的に強調して示したように、この実施形態では、曲面付き側面部分9は、全体的に外方にふくらむ凸状の曲面とされている。切削インサート1を工具ボデー21へ装着するとき、切削インサート1の曲面付き側面部分9は、工具ボデー21のチップ座の壁面23に形成される凹陥壁面部分24と当接することにより、切削インサート1を固定する。なお、第1の切れ刃5に関連して被固定部として作用する曲面付き側面部分9を、第1の曲面付き側面部分9aとして参照する。すなわち、図1および図3において、左下に描かれている第1の切れ刃5aに対応する第1の曲面付き側面部分9aは右下に描かれている。曲面付き側面部分9は、これが設けられている端面(すなわち対応する切れ刃5が属する一方の端面)から他方の端面に向かうにしたがい外方に突出して行く部分を含むように形成される。すなわち、上面2側の第1の切れ刃5aとの関連で言えば、第1の曲面付き側面部分9aは、上面2から下面3に向かうにしたがい外方に突出して行く部分である。
図6に模式的に示すように、曲面付き側面部分9と接する平面を仮想平面Aとし、下面3と接する平面を仮想平面Bとすると、仮想平面Aと仮想平面Bとは内角で鋭角に交差する。なお曲面付き側面部分9のうちでも、インサート座の壁面23と当接しない部分は、どのような形状とされても構わない。対応する切れ刃5が属する一方の端面から他方の端面に向かうにしたがい外方に突出して行く部分を有し、当該部分の少なくとも一部においてインサート座の凹陥壁面部分24と当接する曲面を有するように曲面付き側面部分9が形成されていれば、装着された切削インサート1にはインサート座の底面22側へ押さえる力が効果的に作用するので、切削インサート1が浮き上がって動くことが防止される。
ここで、仮想平面Bを基準とし、曲面付き側面部分9と凹陥壁面部分24との当接位置までの仮想平面Bからの距離(高さ)を考えたとき、当該距離は、切削インサート1の上面2と下面3との距離の10%以上かつ40%以下であることが好ましい。インサート座の底面22により近い位置で切削インサート1を押さえ込むことで、より安定したクランプ性が得られるからである。なお、これは以下の変形例においても同様である。
前述のように、本実施形態において切削インサート1の曲面付き側面部分9は、図11に模式的に示したように、外方に向かってふくらむ曲面とされている。図示の曲面は、切削インサート1を上面2に対し垂直に切断した断面形状を考えた場合、外方に向かってふくらむ曲線を含むものとなる。図11に示すように、第1の曲面付き側面部分9aは、上面2に近づくほど上面2に対する傾斜角度が小さくなり、上面2との交差角度が鈍くなるので、上面2と曲面付き側面部分9との交差稜線が欠けにくくなる。このように上面2と曲面付き側面部分9との交差稜線が欠けにくくなると、切削インサート1をチップ座の壁面23へ押しつける力を強くしても、切削インサート1が欠けにくくなる。したがって、クランプ力を増やすことが可能となり、切削インサート1が強固に固定されることになる。
また、曲面付き側面部分9を本実施形態のように形成した場合、曲面付き側面部分9と凹陥壁面部分24との当接部分における接平面(すなわち仮想平面A)が下面3と接する面(すなわち仮想平面B)に対してなす角度(内角)が鋭角となる。これにより、図11に示したようにインサート座の凹陥壁面部分24を平面の斜面とした場合でも、切削インサート1をインサート座の底面22に対してクランプする力が効果的に作用するため、切削インサート1の浮き上がりを確実に押さえ込むことが可能となる。また、このため、凹陥壁面部分24の当接部分が曲面付き側面部分を擦ることで切削インサートおよびインサート座の一方または双方が損傷されるような恐れを低減することができる。さらに、図11に示したような凹陥壁面部分だけでなく、比較的単純な形状の壁面部分、例えば底面22に垂直に形成した壁面の一部から、インサート座が画成している空間内に突設された棚状の壁面部分を曲面付き側面部分9に当接させるものであっても、同様の効果が得られるので、インサート座ないしは工具ボデーの設計の自由度が増すことにもつながる。
なお、外方にふくらむ曲面は、円筒面や球面の一部とすることができるが、それに限定されない。適切な箇所で切削インサート1とインサート座の壁面23とが当接する形状であれば、どのような複雑な形状とされても構わない。また、曲線を短い多数の直線で近似するように、曲面を小さな平面を多数組み合わせたような面で近似したものであっても構わない。外方にふくらむ曲面の断面を近似する曲率半径は、例えば100mmとされるとよいが、これに限定されない。外方にふくらむ曲面の断面を近似する曲率半径は、1mm以上、かつ1000mm以下であることが好ましい。外方にふくらむ曲面の断面を近似する曲率半径は、1mm以上、かつ200mm以下であることがさらに好ましく、1mm以上、かつ50mm以下であることが最も好ましい。
図示しないが、切削インサート1を上面2と平行に切断した断面形状を考えた場合、外方にふくらむ曲面は、外方に向かってふくらむ曲線を含むものとすることもできる。ただしこの場合も、凹陥壁面部分24と好ましく当接することで、切削インサートのクランプ性を高めるという目的に照らし、曲面付き側面部分の少なくとも一部が外方に突出する曲面を有するという条件、すなわち本実施形態に即して言えば、上面2から下面3に向って外方に傾斜するという条件は満たされているべきである。この際の傾斜角度は一定でもよいし、図11に示したように下面3に向って増加してゆくものでもよい。前者の場合には、切削インサート1の曲面付き側面部分9は例えば円錐面の一部を含み、後者の場合には例えば球面や放物面の一部を含むものとすることができる。いずれにしても、当該曲面は、第1の主切れ刃6aに近づくほど第1の主切れ刃6aとの交差角度が鈍くなるので、第1の主切れ刃6aが形成されている長辺とそれに隣接する短辺との交差部である鈍角コーナの欠けが生じにくくなる。
なお、凹陥壁面部分24に関し、少なくとも曲面付き側面部分9と当接する部分を曲面付き側面部分9の曲面(凸状の曲面)に倣った形状(凹状の曲面)とすれば、第1の曲面付き側面部分9aが凹陥壁面部分24と角部で接触することを防止し、切削加工に関与していない切削インサート1の部分のチッピングや、凹陥壁面部分24の塑性変形などの不具合を防止できる。また、この実施形態では、鈍角コーナには切れ刃5が形成されないので、鈍角コーナは、欠けが生じない強靭な形状とする自由度が高いものとなる。
第1の曲面付き側面部分9aは、端面2、3を四角形とみて側面4を4つの面に分けて考えるとき、第1の副切れ刃7の逃げ面を含む面とは対向する面に形成される。しかし、曲面付き側面部分9は、副切れ刃7の逃げ面とは、ずれた位置に形成される。前述のとおり、この切削インサート1は、上面2に直交する中心軸に対して180°回転対称である。したがって、2つの副切れ刃7は、2つの方向に関して、それぞれ対角の位置(すなわち本実施形態の場合、鋭角コーナに隣接する位置)に形成される。第1の曲面付き側面部分9aは、切削加工に関与する第1の切れ刃5aに関して、第1の主切れ刃6aに近く、第1の副切れ刃7aとは反対側に形成される。このため、第1の副切れ刃7およびこれと連続する第1のコーナ切れ刃8aの付近に作用する切削抵抗によって、切削インサート1の反対側を浮き上がらせる力を、第1の曲面付き側面部分9aによって効果的に押さえることができる。
側面4のうち、曲面付き側面部分9より下面3側には、延在側面部分10が形成されている。下面3とは、前述のとおり、切削加工に関与する第1の切れ刃5aが形成される上面2に対する下面3である。つまり、下面3側とは、インサート座の底面22へ着座する着座面側のことである。この実施形態で、突出側面部分10は、下面3側の切れ刃5が作用するときには、副切れ刃7の逃げ面として機能する。突出側面部分10は、曲面付き側面部分9に連続し、さらにそれより外方へ突出している。したがって、第1の切れ刃5aが切削に関与するよう装着されるとき、下面3に形成される副切れ刃7は、曲面付き側面部分9よりさらに外方の位置に形成される。このようにすることで、下面3側において、必要な広さのすくい面を確保しても、曲面付き側面部分9の裏面側の着座面にも十分な広さが確保される。曲面付き側面部分9が傾斜面を含んでいることと相まって、切削インサート1は曲面付き側面部分9と着座面とを介してしっかりと挟み込まれ、切削インサート1のクランプ性が安定する。なおこの実施形態では、突出側面部分10は、傾斜面とされ、下面3と接する平面に対するその傾斜角度は、曲面付き側面部分9よりも、内角で小さな傾斜角度となる部分を含む。
次に、平面視において略平行四辺形の4つの辺のうち、切削加工に関与する第1の主切れ刃6aが形成されている長辺と対向する長辺に接続する側面部分を、後述するインサート座の主拘束壁面部分11との関連において主被拘束側面部分と称し、符号11をもって参照する。そして、図6に示すように、主被拘束側面部分11と接する平面を仮想平面Cとする。図3にみられるように、第1の曲面付き側面部分9aは、平面視において、対応する第1の切れ刃5aの一部である第1の主切れ刃6aが形成された長辺から離間するにしたがい外方に突出する。つまり第1の曲面付き側面部分9aは、平面視において、外方(すなわち本実施形態では第1の副切れ刃7aが設けられた短辺と対向する短辺側)に向って行くため、第1の主切れ刃6aにつながる側面部分と対向する主被拘束側面部分11に対して鋭角に交差している。すなわち、第1の曲面付き側面部分9aの曲面と接する仮想平面Aと、主被拘束側面部分11と接する仮想平面Cとは、内角で鋭角に交差する。このため、第1の曲面付き側面部分9aは、第1の主切れ刃6aと連続するコーナ切れ刃8側にかかる切削抵抗によって切削インサート1を平面内で回転させようとする方向の動きも抑制する。つまり、第1の曲面付き側面部分9aと主被拘束側面部分11とがいずれもインサート座の壁面23と当接するため、切削インサート1を平面内で回転させようとする方向の動きをしっかりと抑制できる。
前述のとおり、工具ボデー21のインサート座の壁面23は、傾斜面を含む凹陥壁面部分24を有する。図9のX-X線断面を示す図10に示すように、凹陥壁面部分24は、切削インサート1の第1の曲面付き側面部分9aと当接するべく、インサート座の底面22から離れた端部から底面22に向かうにしたがい内方へへこむ。すなわち、凹陥壁面部分24は、切削インサート1の上面2に隣接する上面21aから底面22に向けて、底面22に対し鋭角をなすように傾斜している。図11に模式的に示したように、本実施形態では、凹陥壁面部分24については平面で形成されたものとなっている。
ここで図8に示すように、凹陥壁面部分24と接する平面を仮想平面Dとする。またインサート座の底面22と接する平面を仮想平面Eとする。仮想平面Dと仮想平面Eとは内角で鋭角に交差する。このような形状に凹陥壁面部分24が形成されると、切削インサート1に切削加工によりインサート座から浮き上がる方向の力が作用したとき、切削インサート1をインサート座の底面22側へ押さえつける効果がある。したがって、切削インサート1のクランプ性が安定し、切削インサート1の動きが抑制される。
前述のようにインサート座の底面22の輪郭形状が切削インサート1の形状に合わせて略平行四辺形とされたとき、インサート座の壁面23は、切削インサート1の曲面付き側面部分9aと当接する凹陥壁面部分24と、切削インサート1の上記主被拘束側面部分11と当接する壁面(以下、第3の壁面部分と称する)26と、を含むものとなる。この壁面部分26は、平面視において、平行四辺形の長辺に沿って形成された、切削加工に関与する切削インサート1の第1の主切れ刃6aとは反対側に位置する壁面部分である。したがって、この壁面部分26は切削インサート1に対する主拘束壁面部分と呼ぶこともできる。図8に示すように、主被拘束壁面部分26と接する平面を仮想平面Fとすると、凹陥壁面部分24と接する仮想平面Dに対し、主被拘束壁面部分26と接する仮想平面Fとは、内角で鋭角に交差する。このため、曲面付き側面部分9aと当接する凹陥壁面部分24とあいまって、切削加工時における切削インサート1の回転や浮き上がりが抑制され、切削インサート1はインサート座にしっかりと拘束されることになる。
図10に最もよく示されているように、インサート座の壁面23はさらに、凹陥壁面部分24の底面22に対する接続部分近傍に第2の凹陥壁面部分25を有する。第2の凹陥壁面部分25は、凹陥壁面部分24よりさらに内方へ凹陥した壁面をなしており、切削インサート1を工具ボデー21のインサート座に装着したとき、切削インサート1の延在側面部分10との接触が回避されるようにしている。すなわち、第2の凹陥壁面部分25は、その内部に延在側面部分10を収容することで、凹陥壁面部分24は切削インサート1の曲面付き側面部分9aと確実に当接することができる。また、本実施形態のように、反転してインサート座に装着することで他の切れ刃5を切削に関与させることができるようにした切削インサート1を使用する場合、逃げ面とはならない延在側面部分10が第2の凹陥壁面部分25と接触しないことで、当該延在側面部分10が保護される。さらに、図10に示すように、第2の凹陥壁面部分25を底面22にもまたがるように凹陥したものとすれば、切削に関与していない切れ刃5の、底面22との干渉が生じ得る部分を受容することができる。つまり、第2の凹陥壁面部分25の形状を適切に定めることで、切削インサート1の切れ刃5が未使用時に損傷することを確実に防止することができる。
2.実施形態の変形例
上述の実施形態では、曲面付き側面部分9を凸状の曲面を有するものとし、インサート座の凹陥壁面部分24の傾斜面は平面で形成されるものとした。しかし両者の当接に伴って良好なクランプ性を得るという基本的な目的に適うのであれば、以上とは異なる条件を考慮して、面の形状は適宜定め得るものである。
上述の実施形態では、曲面付き側面部分9を凸状の曲面を有するものとし、インサート座の凹陥壁面部分24の傾斜面は平面で形成されるものとした。しかし両者の当接に伴って良好なクランプ性を得るという基本的な目的に適うのであれば、以上とは異なる条件を考慮して、面の形状は適宜定め得るものである。
図12に模式的に示すように、一部が外方に突出するものであれば、曲面付き側面部分9を、凹状の曲面を有するものすることができる。
ここで、特許文献2には、切削インサートの側面に曲面状の凹部を形成した実施形態が開示されている。しかし同文献は、その図3(b)に示された凹部を開示するにとどまるものであって、曲面が含む曲線が切削インサートの下面に対してなす角度が鋭角であるという条件を満たすこと、および、その条件を満たす凹部の領域にボデー側の凸部が係合することが記載されているのみである。
これに対し、図12に示した曲面付き側面部分は、切削インサート1を上面2に対し垂直に切断した断面形状を考えた場合、上面2との交差稜線において上面2に対して60゜以上90゜以下の範囲の傾斜角度で交差する第1部分91と、外方に突出する曲線を含む凹面状の第2部分とを含むものとなる。すなわち、図12に示す曲面付き側面部分9の第2部分92は、上面2に近づくほど上面2に対する傾斜角度が大きくなる。したがって、第1の曲面付き側面部分9aを考えた場合、第1部分91により、第1の切れ刃5aを形成できる上面2の領域を広げることができるほか、第1の曲面付き側面部分9aと上面2との交差稜線部も、切削インサート1の装着姿勢によって切れ刃として使用することができる部分とすることができる。なお上面2に対して第1部分91の傾斜角度が60゜以上90゜以下の範囲とは、図12に示す上面2と第1部分91との交差角度βで表すと、内角で60°以上120°以下の範囲である。第2部分92は、その接平面(すなわち仮想平面A)が下面3と接する面(すなわち仮想平面B)に対してなす角度(内角)が鋭角となる。そして、凹陥壁面部分24は、その最上部において切削インサート1の第2部分92と当接するので、切削インサート1を押さえつける効果が最大となる。この際、凹陥壁面部分24が、曲面付き側面部分9の第2部分92の適切な部位、すなわち底面22により近い部位で当接するようにすれば、図11について説明した実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。すなわち、切削インサート1の浮き上がりをより確実に押さえ込むことができ、さらには、第1部分91に近い部位で凹陥壁面部分24が曲面付き側面部分9と当接する場合において、当該当接部位同士が擦れることで生じる損傷の恐れを低減できるなどの効果を得ることができる。これらの効果を考え、さらに横方向(すなわち仮想平面Bに平行な方向)における切削インサート1の安定性を考慮した場合、当該当接部位は、その部位の接平面が下面3に対し内角で45°以上かつ75°以下となる部位であることが好ましい。
なお、図12の例では、曲面付き側面部分9において離れて第1部分91と第2部分92とが設けられている。しかし図13に示すように、第1部分91が第1の端面2との交差稜線から内方へへこむ部分をなし、そのへこんだ第1部分91に連続して第2部分が形成されることで、曲面付き側面部分9の全体が凹曲面をなすようにすることも可能である。また、第1部分91を上面2に対して上述の規定に従って設ける一方、第2部分92が内方へへこんでから外方へ突出してゆくように形成されたものであってもよい。図13に示す上面2と第1部分91との交差角度βは、60゜以上90゜未満の範囲が好ましい。すなわち、第1部分91は上面2に対する傾斜角度が、60゜以上90゜未満の範囲であることが好ましい。このように上面2付近に内方へへこむ部分を設けると、上面2の該当部分を切れ刃5とするときに、逃げ面を確保しやすくなる。
一方、図示しないが、曲面付き側面部分9は、上面2と平行に切断した断面形状を考えた場合に内方に向かってへこむ曲面とすることでも得られる。切削インサート1を上面2と平行に切断した断面形状を考えた場合、内方にへこむ曲面は、内方へへこむ曲線を含むものとすることもできる。ただしこの場合でも、上述と同様の条件、すなわち本実施形態に即して言えば、上面2から下面3に向うにしたがい一部が外方に突出するという条件は満たされているべきである。突出する際の傾斜角度は一様でもよいし、図11に示したように下面3に向って減少してゆくものでもよい。いずれにしても、第1の曲面付き側面部分9aの幅方向の両端が外方に突出して確実にインサート座の凹陥壁面部分24と当接するようになるので、切削インサート1の平面内での回転方向の動きを効果的に押さえることができる。
上述の実施形態では、第1の曲面付き側面部分9aは、前述した下面3と接する仮想平面Bを基準として第1の曲面付き側面部分9aまでの距離(高さ)が一定とされている。しかし、これに限定されることなく、第1の曲面付き側面部分9aの曲面部分までの距離が変化するように設けられても構わない。別の表現をすると、凹陥壁面部分24に対する第1の曲面付き側面部分9aの当接部分の高さが、曲面付き側面部分9aの表面に沿って変化するように設けられても構わない。
例えば、第1の曲面付き側面部分9aの曲面部分までの距離は、切削加工に関与する第1の切れ刃5aの第1の主切れ刃6aに隣接した部位から離れるにしたがい大きくなるようにされてもよい。そのように第1の曲面付き側面部分9aが形成されると、第1の曲面付き側面部分9aは、第1の主切れ刃6aに近いほど下面3に近く位置することになる。すると、例えば、第1の主切れ刃6aの切削動作に伴い、切りくずの擦過や衝突が発生しても、その影響が及ぶ範囲は上面2の鈍角コーナ付近の狭い範囲に限られ、下面3に近く位置する第1の曲面付き側面部分9aや凹陥壁面部分24が損傷を受ける恐れを低減することができる。またこれに伴い、切削インサート1のクランプ性をより一層安定させることが可能となる。
これとは逆に、例えば、第1の曲面付き側面部分9aの曲面部分までの距離は、第1の主切れ刃6aに隣接した部位から離れるにしたがい、小さくなるようにされてもよい。そのように第1の曲面付き側面部分9aが形成されると、第1の曲面付き側面部分9aは、第1の主切れ刃6aから離れるほど下面3から離れて位置することになる。このように第1の曲面付き側面部分9aが形成される場合は、例えば、第1のコーナ切れ刃8aが受ける切削抵抗によって切削インサート1の対角位置が浮き上がろうとする動きを効果的に押さえることができる。
さらに、図14に模式的に示すように、曲面付き側面部分9だけでなく、工具ボデー21のインサート座の凹陥壁面部分24も曲面を含むものとして形成することができる。すなわち、図14に示すように、工具ボデー21のインサート座を底面22に対し垂直に切断した断面形状を考えた場合、凹陥壁面部分24は外方(すなわちインサート座が画成する空間内方)に向ってふくらむ凸状の曲線を含むものとなる。このようにすると、曲面付き側面部分9と凹陥壁面部分24との当接時に双方に弾性変形が生じることを前提とし、好ましい同程度の量の弾性変形が生じるように双方の材質等の条件を定めることで、当接面積を増大させることができ、切削インサート1をより確実に押さえ込むことができるようになる。これとともに、当接を角ないしは線接触で行う場合に比べ、凹陥壁面部分24の塑性変形などの不具合が発生することを防止できる。
なお、図11または図14に示した切削インサート1の曲面付き側面部分9と同様、凹陥壁面部分24の外方にふくらむ曲面は、適切な箇所で切削インサート1の曲面付き側面部分9と当接する形状であれば、どのような形状とされても構わない。また、曲面を小さな平面を多数組み合わせたような面で近似したものであっても構わない。さらに、外方にふくらむ曲面の断面を近似する曲率半径についても、上述した切削インサート1の曲面付き側面部分9に関する規定と同様に定めることができる。また、図示しないが、工具ボデー21のインサート座を底面22に対し平行に切断した断面形状を考えた場合、凹陥壁面部分24は外方に向ってふくらむ凸状の曲線を含むものとすることもできる。あるいは、これらとは逆に、凹陥壁面部分24をへこむ曲面とすることもできる。いずれにしても、例えば、少なくとも曲面付き側面部分9と当接する凹陥壁面部分24の部分をその曲面付き側面部分に倣った形状とすれば、曲面付き側面部分9に対する凹陥壁面部分24の接触面積を増大させることができる。
一方、図示しないが、逆に凹陥壁面部分24を、凸状の曲面付き側面部分9に合わせて、内方にへこむ凹状の曲面を含む形状とすることもできる。そのように凹陥壁面部分24が形成されると、当接面の面積がより増すとともに、凹陥壁面部分24の上端付近で切削インサート1を押さえることができるため、切削インサート1の浮き上がりを押さえる効果が最大となる。
凹陥壁面部分24は、切削インサート1に対する接触位置が、インサート座の底面22からの距離(高さ)が変化するように形成することもできる。そのように凹陥壁面部分24が形成されると、前述のように切削インサート1の第1の曲面付き側面部分9aの高さを変化させた場合に、より確実に対応させることができる。
この切削インサート、工具ボデーおよび切削工具は、工作機械に装着されることにより、鋼材などの切削加工に利用できる。回転切削工具や旋盤用のバイトなどに適用され、適用切削工具への制約がほとんどない。実施形態には回転切削工具だけを記載したが、旋盤用のバイトに適用しても、クランプ強度の高いクランプ機構であることが確認されている。
3.その他
この発明の切削インサート、工具ボデーおよび切削工具は、以上に説明した実施形態および変形例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。例えば、チップ座の壁面が3つ以上形成されてもよい。
この発明の切削インサート、工具ボデーおよび切削工具は、以上に説明した実施形態および変形例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。例えば、チップ座の壁面が3つ以上形成されてもよい。
切削インサート1の材料は、少なくともその切れ刃5付近が、超硬合金、サーメット、セラミックスおよび立方晶窒化ほう素、または、それら硬質材料の表面にコーティングを施された材料、またはダイヤモンドなどの焼結体材料とされる。
これらの切削インサートは、様々な切削工具に適用されて、その切削工具が工作機械に装着されることにより、鋼材などの切削加工に利用できる。主切れ刃および副切れ刃を有する切削インサートであれば、ほとんどの切削工具に適用可能である。
この発明の切削インサート、工具ボデーおよび切削工具は、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。例えば、平面視にて三角形や矩形、菱形、さらには五角形以上の多角形の切削インサートへ適用することも可能である。すなわち、本発明に係る切削インサートは、平面視にて、上述したような平行四辺形をなすものでなくてもよい。また、回転または反転によって複数の切れ刃を選択的に使用することが可能なものでなくてもよい。すなわち、少なくとも1つの切れ刃を有し、その切れ刃が切削に関与する際に切削インサートにかかる力によって生じ得る切削インサートの動きを効果的に抑制できる部位に、切削インサートから少なくとも一部が外方に突出してインサート座の壁面部分と当接する曲面付き側面部分を有する構成であればよい。
また、本発明の切削インサートの装着対象となる工具ボデーは、上述したような、比較的簡単な形状の凹陥壁面部分を有するものとすることが、工具ボデーの製造の容易性や所要の精度を得る観点から好ましい。また、切削インサートの曲面付き側面部分に倣った形状の凹陥壁面部分を設けることは、曲面付き面部分との接触面積を拡大する上で好ましい。しかし本発明の装着対象となる工具ボデーは、上述の実施形態に限られない。つまり、たとえ形状はいかなるものであっても、切削インサートの曲面付き側面部分と当接して切削インサートを好ましくクランプする壁面部分を有するものであればよい。例えば、工具ボデーは、上記仮想平面Eに垂直に形成した壁面の一部から、インサート座が画成している空間内に突設されて切削インサートの曲面付き側面部分と当接する棚状の壁面部分を有するものであってもよい。特に本願発明に係る切削インサートは、適切に形成された側面部分を有することによって、比較的単純な形状の壁面部分の使用を許容するので、インサート座ないしは工具ボデーの設計の自由度を増すものである。そして本発明は、そのような工具ボデーに切削インサートを装着した切削工具にも存するものである。
Claims (20)
- 第1および第2の端面(2、3)と、これらの端面(2、3)をつなぐ側面(4)とを有する切削インサートであって、
前記第1の端面(2)と前記側面(4)の交差稜線には、少なくとも一つの切れ刃(5、5a)が形成され、
前記側面(4)は、外方へふくらむ曲面を有する曲面付き側面部分(9、9a)を含み、
該曲面付き側面部分(9、9a)は、前記曲面に接する平面を第1の仮想平面(A)とし、前記第2の端面(3)に接する平面を第2の仮想平面(B)とするとき、前記第1の仮想平面(A)と前記第2の仮想平面(B)とが内角で鋭角に交差するように形成されていることを特徴とする切削インサート。 - 前記曲面は、前記曲面付き側面部分(9、9a)を前記第2の端面(3)と略垂直な平面で切断した断面でみたときに、その断面が外方にふくらむ曲線を含むものであることを特徴とする請求項1に記載の切削インサート。
- 前記曲線の曲率半径が1mm以上かつ50mm以下であることを特徴とする請求項2に記載の切削インサート。
- 前記曲面は、前記曲面付き側面部分(9、9a)を前記第2の端面(3)と略平行な平面で切断した断面でみたときに、その断面が外方にふくらむ曲線を含むものであることを特徴とする請求項1に記載の切削インサート。
- 第1および第2の端面(2、3)と、これらの端面(2、3)をつなぐ側面(4)とを有する切削インサートであって、
前記第1の端面(2)と前記側面(4)の交差稜線には、少なくとも一つの切れ刃(5、5a)が形成され、
前記側面(4)は、曲面付き側面部分(9、9a)を含み、
該曲面付き側面部分(9、9a)は、前記第1の端面(2)との交差稜線において前記第1の端面(2)に対して60゜以上90゜以下の角度をなす第1部分(91)と、前記第2の端面(3)に向うにしたがい外方へ突出して行く凹状の曲面を有する第2部分(92)とを有し、
該第2部分(92)の前記曲面に接する平面を第1の仮想平面(A)とし、前記第2の端面(3)に接する平面を第2の仮想平面(B)とするとき、前記第1の仮想平面(A)と前記第2の仮想平面(B)とが内角で鋭角に交差するように形成されていることを特徴とする切削インサート。 - 前記第1部分(91)は、前記第1の端面(2)との交差稜線から内方へへこむ部分をなし、当該へこんだ第1部分(91)に連続して前記第2部分が形成されていることを特徴とする請求項5に記載に切削インサート。
- 前記第2の仮想平面(B)を基準として、該第2の仮想平面(B)から前記曲面付き側面部分(9、9a)の前記曲面までの距離を測定するとき、前記切れ刃(5、5a)から離れるにしたがい前記距離が変化することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の切削インサート。
- 前記曲面付き側面部分(9、9a)は、前記距離が、前記切れ刃(5、5a)側において大きく、前記切れ刃(5、5a)から離れるにしたがい小さくなるように、前記第2の仮想平面(B)に対して傾斜していることを特徴とする請求項7に記載の切削インサート。
- 前記曲面付き側面部分(9、9a)は、前記距離が、前記第1の切れ刃(5a)側において小さく、前記第1の切れ刃(5a)から離れるにしたがい大きくなるように、前記第2の仮想平面(B)に対して傾斜していることを特徴とする請求項7に記載の切削インサート。
- 前記第2の仮想平面(B)を基準として、該第2の仮想平面(B)からの距離を測定するとき、前記距離が、前記切削インサート(1)の前記第1の端面(2)と前記第2の端面(3)との距離の10%以上、かつ40%以下であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の切削インサート。
- 前記第2の端面(3)と前記側面(4)との交差稜線にも、少なくとも1つの切れ刃(5)が形成されていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の切削インサート。
- 切削インサート(1)を着脱自在に装着する工具ボデー(21)であって、
前記切削インサート(1)と接触する底面(22)と少なくとも1つの壁面(23)とが設けられた少なくとも1つのインサート座を有し、
前記少なくとも1つの壁面(23)は、前記底面(22)と内角で鋭角に交差する凹陥壁面部分(24)を有することを特徴とする工具ボデー。 - 請求項1から11のいずれかに記載の前記切削インサート(1)を着脱自在に装着するための工具ボデー(21)であり、
前記凹陥壁面部分(24)と接する平面を第4の仮想平面(D)とし、前記底面(22)と接する平面を第5の仮想平面(E)とすると、前記第4の仮想平面(D)と前記第5の仮想平面(E)とは内角で鋭角に交差することを特徴とする請求項12に記載の工具ボデー。 - 前記凹陥壁面部分(24)は、ふくらむ曲面を有することを特徴とする請求項12または13に記載の工具ボデー。
- 前記曲面は、前記底面(22)と略垂直な平面で切断した断面でみたとき、その断面がふくらむ曲線を含むものである請求項14に記載の工具ボデー。
- 前記曲線の曲率半径が1mm以上かつ50mm以下であることを特徴とする請求項15に記載の工具ボデー。
- 前記曲面は、前記底面(22)と略平行な平面で切断した断面でみたとき、その断面がふくらむ曲線を含むものであることを特徴とする請求項12から16のいずれかに記載の工具ボデー。
- 前記凹陥壁面部分(24)は、へこむ曲面であることを特徴とする請求項12または13に記載の工具ボデー。
- 請求項1から11のいずれかに記載の切削インサート(1)を備えることを特徴とする切削工具。
- 請求項12から18のいずれかに記載の工具ボデー(21)を備え、該工具ボデー(21)に対し、前記切削インサート(1)は、前記曲面付き側面部分(9、9a)が前記凹陥壁面部分(24)に当接した状態で装着されていることを特徴とする切削工具。
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