WO2016147493A1 - 切削インサート、切削インサート群および刃先交換式切削工具 - Google Patents

切削インサート、切削インサート群および刃先交換式切削工具 Download PDF

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WO2016147493A1
WO2016147493A1 PCT/JP2015/083596 JP2015083596W WO2016147493A1 WO 2016147493 A1 WO2016147493 A1 WO 2016147493A1 JP 2015083596 W JP2015083596 W JP 2015083596W WO 2016147493 A1 WO2016147493 A1 WO 2016147493A1
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WO
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cutting
insert
corner
blade
corner blade
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Application number
PCT/JP2015/083596
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English (en)
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Inventor
堀池　伸和
Original Assignee
三菱マテリアル株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
    • B23C5/20—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with removable cutter bits or teeth or cutting inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/08—Disc-type cutters

Definitions

  • the present invention relates to a cutting insert that is detachably attached to an insert mounting seat formed on a tool body of a cutting edge exchangeable cutting tool, a group of cutting inserts constituted by a plurality of such cutting inserts, and the cutting insert. Further, the present invention relates to a cutting edge exchangeable cutting tool.
  • a cutting insert for example, in Patent Document 1, there are two end surfaces facing the same opposite direction, and an end surface having a rotational symmetry of 180 ° around a first axis passing through them.
  • a peripheral blade formed by a peripheral side surface extending between the two end surfaces and an intersection line between each end surface and the peripheral side surface, and cutting at least two portions of each peripheral blade Cutting inserts with surrounding blades constituting the blades have been proposed.
  • the surrounding side surface is two main side surfaces facing the same opposite direction, penetrating them and being perpendicular to the first axis.
  • a main side surface having a rotational symmetry of 180 ° around the axis and two identical opposite side surfaces facing therethrough, the first axis and the second axis passing therethrough
  • a secondary side surface having a rotational symmetry of 180 ° about a third axis orthogonal to each of the four corners, each having two lowered corners and two raised corners have.
  • each secondary side surface merges with the adjacent main side surface at the corner side surface, each corner side surface being one given elevated corner of the two oppositely facing end surfaces. And the other given lowered corner of the two oppositely facing end surfaces, and the adjacent end surfaces, respectively adjacent main side surfaces, corner side surfaces, or A main blade (main cutting blade), a corner blade, or a sub-blade (sub-cutting blade) is formed at the line of intersection with the sub-side surface.
  • Each corner side surface has a uniform radius of curvature along its entire length, and therefore all corners have the same radius of curvature as viewed from the direction facing each end surface.
  • Such a cutting insert is attached to a cutting edge-replaceable cutting tool, and cuts a workpiece by a corner blade located at the raised corner and a main cutting edge and a sub cutting edge connected to the corner cutting edge. .
  • the cutting insert having a larger curvature radius of the corner blade has two sub-side surface portions.
  • the present invention has been made under such a background, and the cutting edge length to the end of the main cutting edge is shortened even if the radius of curvature of the corner cutting edge is increased between cutting inserts having the same external dimensions.
  • An object of the present invention is to provide a cutting insert that can be prevented, a group of cutting inserts constituted by a plurality of types of such cutting inserts having different curvature radii of corner blades, and a cutting edge-exchangeable cutting tool to which the cutting insert is attached. Yes.
  • the cutting insert of the present invention includes a rectangular plate-like insert body, the insert body includes two rectangular surfaces facing opposite to each other, and these A cutting insert having two end faces facing each other and two side faces facing each other, which are alternately arranged around the circumference of the rectangular face, wherein the square plate-like insert body is the above-mentioned 2
  • the main cutting edge is formed in a 180 ° rotationally symmetrical shape around the center line of the insert passing through the centers of the two rectangular surfaces, and has a rake face on the end surface at a side ridge that intersects at least one of the two end surfaces.
  • Each blade is formed, and these main cutting blades are shaped so as to gradually protrude toward the two corners located on one diagonal line of the at least one square surface.
  • the intersecting ridge line portion between the at least one square surface and the two side surfaces is formed as a convex curved surface curved in a convex shape between the at least one square surface and the two side surfaces, and the intersecting ridge line portion. Crosses the two end surfaces, and thus the corner portion of the end surface located on the two corners side of the at least one quadrangular surface has a convex curve shape when viewed from the direction facing the end surface.
  • a corner blade continuous with the main cutting edge is formed, and the convex curved surface formed by the intersecting ridge line portion is separated from the corner blade along the intersecting ridge line portion toward the end face side where the corner blade is not formed.
  • the curvature radius is formed so as to be gradually reduced.
  • the insert main body is formed in a reverse-inverted symmetrical shape with respect to the two quadrangular surfaces, and the two corners located on one diagonal line of the two side surfaces respectively
  • a corner blade may be formed, and a planar seating surface may be formed on the two side surfaces along one other diagonal line of the side surfaces.
  • a secondary flank surface is formed between the intersecting ridge line portion and the seating surface on the two side surfaces, and the two end surfaces intersecting the sub flank surface are formed.
  • Sub-cutting blades that are continuous with the corner blades may be formed on the side ridges.
  • the interval between the two rectangular surfaces of the insert body, the interval between the two end surfaces, and the interval between the two side surfaces are substantially equal, and the radius of curvature of the corner blade
  • the insert group is composed of a plurality of types of cutting inserts according to the present invention described above, and the cutting insert having a large curvature radius of the corner blade is more than the crossing of the cutting insert having a small curvature radius of the corner blade.
  • the rate at which the radius of curvature of the convex curved surface gradually decreases as the convex curved surface formed by the ridge line moves away from the corner blade along the intersecting ridge line portion toward the end surface where the corner blade is not formed is set large. It is characterized by
  • an insert mounting seat is formed on the outer peripheral portion of the tool body rotated around the axis, and the cutting insert of the present invention described above is formed on the two insert mounting seats.
  • One of the end faces is detachably attached to the tool rotation direction.
  • two corners formed on the intersecting ridge line portion of the at least one square surface and the two side surfaces of the insert main body and projecting from the at least one square surface.
  • the convex curved surface that forms the corner blade at the corner portion of the end surface located on the portion side is formed so that the radius of curvature gradually decreases as the corner blade is separated from the corner blade along the intersecting ridge line portion. Even if the curvature radius is increased, it is possible to prevent the curvature radius of the corner portion connected to the main cutting edge from increasing on the opposite side of the intersection ridge line portion between the two end faces.
  • the convex curved surface formed by the intersecting ridge line portion is separated from the corner blade along the intersecting ridge line portion.
  • the rate at which the radius of curvature of the convex curved surface is gradually smaller than that of the insert having a small radius of curvature of the corner blade the cutting edge length along the main cutting edge from the corner blade to the main cutting edge is The cutting depth can be made substantially the same as that of the cutting insert having a small curvature radius, and the cutting depth can be secured and efficient cutting can be performed.
  • the interval between the two rectangular surfaces, the interval between the two end surfaces, and the interval between the two side surfaces can be made equal to each other, that is, the outer dimensions of the insert body can be made equal. The tool body can be used efficiently and economically.
  • the insert main body is formed in a reverse-inverted symmetrical shape with respect to the two rectangular surfaces, and the corner blades are formed on two corner portions located on one diagonal line of each of the two side surfaces.
  • the corner blade and the main cutting blade can be used a total of four times with one insert body, which is more efficient and economical.
  • a flat seating surface is formed on these two side surfaces along the other diagonal line of the side surface, thereby preventing interference with the corner blades and the crossed ridge line portions and securing a large area seating surface.
  • a stable cutting insert can be mounted by attaching the insert main body with the seating surface in contact with the flat wall surface of the insert mounting seat.
  • a secondary flank is formed between the intersecting ridge line portion and the seating surface on the two side surfaces, and the corner blades are formed on the side ridges of the two end surfaces intersecting the sub flank.
  • the width of the seating surface is the same, along the auxiliary cutting edge from the corner blade to the end opposite to the corner cutting edge of the auxiliary cutting edge.
  • the cutting edge length in the same direction can be made substantially equal even between cutting inserts having different curvature radii of corner blades.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows one Embodiment of the cutting insert of this invention. It is the side view which looked at embodiment shown in FIG. 1 from the insert centerline direction. It is a top view of embodiment shown in FIG. It is a front view of embodiment shown in FIG. It is ZZ sectional drawing in FIG. It is a perspective view which shows one Embodiment of the blade-tip-exchange-type cutting tool of this invention which attached embodiment shown in FIG. It is the side view which looked at embodiment shown in FIG. 6 from the axial direction. It is a top view of embodiment shown in FIG. It is a front view of embodiment shown in FIG. It is a perspective view which shows the 1st modification of embodiment shown in FIG.
  • FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the cutting insert of the present invention
  • FIGS. 6 to 9 show an embodiment of the cutting edge replaceable cutting tool of the present invention to which the cutting insert of this embodiment is attached.
  • FIGS. 10 to 19 show modifications of the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 which constitute one embodiment of the cutting insert group of the present invention.
  • the cutting insert of the present embodiment includes a rectangular plate-like insert body 1 formed of a hard material such as cemented carbide, that is, the insert body 1 includes two rectangular surfaces 2 facing opposite to each other, There are two end faces 3 and two side faces 4 alternately arranged around the circumference of the rectangular face 2. In the insert body 1, the two end faces 3 face away from each other, and the two side faces 4 also face away from each other.
  • the two rectangular surfaces 2 of the insert main body 1 have mounting holes 1A that penetrate the insert main body 1 with an insert center line (first center line) L1 passing through the centers of the two rectangular surfaces 2 open.
  • the insert body 1 is formed in a 180 ° rotationally symmetrical shape around the insert center line L1, that is, when the insert body 1 is rotated 180 ° around the insert center line L1, the insert body 1 was in the original position. Overlapping shape.
  • the rectangular surface 2 is formed in a planar shape perpendicular to the insert center line L1 around the opening of the mounting hole 1A.
  • the insert main body 1 in the present embodiment is formed in a front-back inversion symmetrical shape with respect to these two rectangular surfaces 2, that is, a second center line passing through the centers of the two end surfaces 3 perpendicular to the insert center line L 1.
  • a second center line passing through the centers of the two end surfaces 3 perpendicular to the insert center line L 1.
  • L2 In addition to being formed 180 degrees rotationally symmetrical around L2, it is also formed 180 degrees rotationally symmetrical around the third centerline L3 passing through the centers of the two side surfaces 4 perpendicularly to the insert centerline L1.
  • a main cutting edge 5 having a rake face on the end surface 3 is formed on each side ridge portion intersecting the two quadrangular surfaces 2 of the two end surfaces 3, and an opening portion of the mounting hole 1 ⁇ / b> A on the quadrangular surface 2.
  • the periphery is a flank of the main cutting edge 5, and a total of four main cutting edges 5 are formed in this embodiment.
  • the interval between the two end surfaces 3 and the interval between the two side surfaces 4 are set to be larger than the interval between the two rectangular surfaces 2, that is, the cutting insert of this embodiment is a vertical blade type cutting insert. It is.
  • main cutting edges 5 form a straight line, and two corners located on one diagonal line with respect to one quadrangular surface 2 (lower right and upper left corners in the front quadrangular surface 2 in FIG. 2). ) Toward the second center line L2 (in a direction parallel to the quadrangular surface 2 and also parallel to a seating surface 4A, which will be described later).
  • the quadrangular surface 2 two corners located on one diagonal line protrude, so that the quadrangular surface 2 includes the intersecting ridge line portion 6 with the two side surfaces 4 described below, as shown in FIG.
  • the two corners are formed in a parallelogram shape having acute corners.
  • the two rectangular surfaces 2 are arranged such that the acute angle portions are alternately positioned when viewed from the direction of the insert center line L1.
  • the intersecting ridge line portion 6 between the two rectangular surfaces 2 and the two side surfaces 4 is formed into a convex curved surface that curves in a convex shape between the rectangular surfaces 2 and the side surfaces 4. And this intersection ridgeline part 6 cross
  • the corner part C located in the said 2 acute angle part side of the square surface 2 among the four corner parts C of the end surface 3 has this end surface.
  • the corner blade 7 that is continuous with the main cutting edge 5 is formed as shown in FIG.
  • the convex curved surface formed by the intersecting ridge line portion 6 serving as a flank of the corner blade 7 has a curvature as it moves away from the corner blade 7 along the intersecting ridge line portion 6 toward the end surface side where the corner blade is not formed. It is formed so that the radius is gradually reduced.
  • the convex curved surface formed by the intersecting ridge line portion 6 is a single convex conical surface having a central axis along the direction in which the intersecting ridge line portion 6 extends.
  • the radius from the central axis is gradually reduced from the corner blade 7, which is an intersecting ridge line with the end surface 3, toward the end surface side where the corner blade is not formed.
  • the convex conical surface formed by the intersecting ridge line portion 6 is in contact with the periphery of the flat mounting hole 1A opening of the quadrangular surface 2 at the generatrix, whereby the central axis of the convex conical surface is the intersection ridge line portion.
  • the second center when viewed from the insert centerline L1 direction and the third centerline L3 direction as the corner blade 7 moves away from the corner blade 7 toward the end face side where the corner blade is not formed. It inclines so that it may leave
  • the intersecting ridge line portion 6 extends until reaching an obtuse angle corner portion retreated in the second center line L2 direction of the quadrangular surface 2 having the parallelogram shape as described above, and the end surface 3 on which the corner blade 7 is formed. Intersects the corner portion C located on the obtuse angle portion side of the opposite end face 3.
  • the radius of curvature of the convex conical surface formed by the intersecting ridge line portion 6 is a single convex conical surface having a central axis along the direction in which the intersecting ridge line portion 6 extends. Decreases at a constant rate corresponding to.
  • the corner blade as viewed from the direction of the third centerline L 3 facing the side surface 4. 7 is formed on two corners (upper right and lower left corners on the front side surface 4 in FIG. 4) located on one diagonal line of each of the two side surfaces 4.
  • a planar seating surface 4A is formed on these two side surfaces 4 along the other diagonal line of the side surface 4, and this seating surface 4A is in the third center line L3 in the present embodiment. It is a vertical plane.
  • the diagonal lines of the two side surfaces 4 are drawn considering each shape of the two side surfaces 4 as a quadrangle. This quadrangle is a quadrangle having apexes at four points on the intersection ridgeline between the two side surfaces 4 and the two end faces, which are the contact points with the intersection ridgeline portion.
  • a secondary flank 4B is formed between the intersecting ridge line portion 6 and the seating surface 4A, and the side edges of the two end surfaces 3 intersecting the sub flank 4B.
  • the part is formed with a sub-cutting blade 8 connected to the corner blade 7.
  • This sub-cutting edge 8 is also linear like the main cutting edge 5, and the second side as it goes toward the two corners located on the one diagonal line where the corner edge 7 is arranged on one side face 4. It is formed so as to gradually protrude in the direction of the center line L2.
  • the main cutting edge 5 and the auxiliary cutting edge 8 are arranged in a direction intersecting at an obtuse angle slightly larger than a right angle when viewed from the direction of the second center line L2 facing the end face 3, and therefore in the same direction.
  • the corner blade 7 is in contact with the main cutting edge 5 and the auxiliary cutting edge 8 in a substantially convex arc shape with a central angle slightly smaller than a right angle.
  • the seating surface 4A and the auxiliary flank 4B intersect at an obtuse angle close to a flat angle.
  • corner blade 7 also extends in the direction of the second center line L2 in the vicinity of the center of the convex arc when viewed from the direction of the second center line L2 when viewed from the direction of the insert center line L1 and the direction of the third center line L3. It protrudes most and is formed in the convex curve shape which touches the main cutting edge 5 and the sub cutting edge 8.
  • the two end surfaces 3 on which the main cutting edge 5, the corner blade 7 and the auxiliary cutting edge 8 are formed at the side ridge portion are formed from the side ridge portion to the end surface 3 as shown in FIG.
  • the first inclined surface 3A that inclines so as to recede in the direction of the second center line L2 as it goes inward, and the inner side of the first inclined surface 3A is steeper than the first inclined surface 3A toward the inside of the end surface 3
  • a second inclined surface 3B that is inclined so as to recede in the direction of the second center line L2 and a flat surface 3C that is orthogonal to the second center line L2 are formed further inside the second inclined surface 3B.
  • the width of the first inclined surface 3A is the largest on the inside of the corner blade 7 and is a constant width slightly smaller than the inside on the inside of the main cutting blade 5, and gradually increases as the distance from the corner blade 7 on the inside of the auxiliary cutting blade 8 increases. It is formed to be narrow.
  • the cutting insert configured as described above is detachably attached to the tool body 11 in one embodiment of the cutting edge-exchangeable cutting tool of the present invention shown in FIGS. 6 to 9, for example, and used for cutting a work material. It is done.
  • the blade-tip-exchangeable cutting tool of this embodiment is a blade-tip-exchangeable cutting tool in which an insert mounting seat 12 is formed on the outer peripheral portion of the tool body 11 that is rotated around the axis O.
  • a plurality of insert mounting seats 12 are formed on the outer peripheral portion of the disk-shaped tool body 11 centering on the axis O, and the cutting insert having the above-described configuration is formed on these insert mounting seats 12.
  • It is a blade-cutter-exchangeable side cutter that is detachably attached with one of the end faces 3 facing the tool rotation direction T.
  • the tool body 11 has a key grooved hole 13 formed along the axis O, and is attached to the spindle of the machine tool through the key grooved hole 13. As a result, the tool body 11 is rotated around the axis O in the tool rotation direction T, and is sent out relative to the work material in a direction perpendicular to the axis O, and is cut into the work material by the cutting insert. Groove processing is performed.
  • the same number of insert pockets 14 as the insert mounting seats 12 recessed in a U shape on the inner peripheral side are formed at equal intervals in the circumferential direction. Insert mounting seats 12 are formed so as to be connected to the opposite side.
  • the insert mounting seat 12 includes a bottom surface facing the outer periphery of the flat tool body 11, a wall surface facing the tool rotation direction T, and a wall surface facing the axis O direction.
  • the insert mounting seat 12 is formed as a recess that opens on the outer peripheral side of the tool body 11, the chip pocket 14, and one circular surface of the tool body 11. In this way, the circular surface of the tool body 11 through which the insert mounting seat 12 is opened is a circular surface on the opposite side up and down alternately in the circumferential direction of the disk-shaped tool body 11.
  • a screw hole is formed at the center of the bottom surface of the insert mounting seat 12, and the wall surface facing the tool rotation direction T has a size that can be inserted into the second inclined surface 3 ⁇ / b> B of the end surface 3 of the insert body 1. It is formed in the part.
  • the cutting insert of the above embodiment has one of the two rectangular surfaces 2 in close contact with the bottom surface and the opposite rectangular surface 2 on the outer peripheral side of the tool body 11. And the one end face 3 is directed in the tool rotation direction T as described above, and the flat surface 3C of the end face 3 opposite to the one end face 3 faces the tool rotation direction T of the insert mounting seat 12 In addition, the seating surface 4A of one side surface 4 is brought into contact with the wall surface facing the direction of the axis O, and the opposite side surface 4 is projected from the circular surface of the tool body 11 opened by the insert mounting seat 12. Be seated. And the cutting insert is detachably attached to the insert attachment seat 12 by screwing the clamp screw 15 inserted into the attachment hole 1A into the screw hole formed on the bottom surface.
  • the corner blade 7 connected to the main cutting edge 5 located on the outer peripheral side of the tool body 11 of the end face 3 directed in the tool rotation direction T protrudes most toward the tool rotation direction T.
  • the main cutting edge 5 connected to 7 is arranged to be slightly inclined from the corner edge 7 toward the opposite side of the tool rotation direction T as it moves away from the end face side where the corner edge is not formed.
  • the main cutting edge 5 is formed by cutting inserts attached to insert mounting seats 12 that open alternately on a circular surface on the opposite side in the circumferential direction of the tool body 11, and on one cylindrical surface centering on the axis O. Are overlapped in the rotation locus around the axis O so as to be positioned at the position of the center and used for cutting. Further, a clearance angle is given to the rectangular surface 2 connected to the main cutting edge 5 so as to go to the inner peripheral side of the tool body 11 as it goes to the opposite side of the tool rotation direction T.
  • the secondary cutting edge 8 connected to (the secondary cutting edge 8 connected to the corner blade 7 that protrudes most in the tool rotation direction T side) is spaced apart from the corner blade 7 in the direction of the tool rotation direction T toward the inner peripheral side of the tool body 11.
  • a machined surface formed by the main cutting edge 5 that is slightly inclined so as to be directed to the opposite side and is arranged so as to be positioned on one plane orthogonal to the axis O in each circular surface from which the side surface 4 protrudes. Is used for cutting so as to finish smoothly.
  • a clearance angle is also given to the side surface 4 including the auxiliary flank 4B of the auxiliary cutting edge 8 so as to go inward in the axis O direction of the tool body 11 as it goes to the opposite side of the tool rotation direction T.
  • a corner blade 7 that is formed between the main cutting edge 5 and the auxiliary cutting edge 8 that is used for these cutting operations and protrudes most toward the tool rotation direction T is also used for the cutting processing.
  • a clearance angle is given to the intersecting ridge line portion 6 between the quadrangular surface 2 and the side surface 4 that extends to the inner peripheral side of the tool main body 11 and the inner side in the axis O direction toward the opposite side of the tool rotation direction T. Therefore, when grooving is performed with such a cutting edge exchangeable cutting tool (side cutter), the corner between the groove bottom surface formed by the main cutting edge 5 and the two groove wall surfaces finished by the sub cutting edge 8 is used.
  • the corners are formed by the corner blades 7 in a concave curved surface shape in contact with the groove bottom surface and the groove wall surface.
  • FIGS. 10 to 19 show modifications of the above-described embodiment constituting the cutting insert group of one embodiment of the present invention in which the radius of curvature of the corner blade 7 is different, and FIGS. FIGS. 15 to 19 show a first modification of the embodiment in which the radius of curvature of the corner blade 7 is larger than that of the embodiment shown in FIGS. 1 to 5.
  • FIGS. 15 to 19 are shown in FIGS.
  • FIGS. 1 to 5 shows a second modification of the embodiment in which the radius of curvature of the corner blade 7 is smaller than that of the embodiment, and the same reference numerals are allotted to portions common to the embodiment shown in FIGS. 1 to 5. Therefore, the description is omitted.
  • the cutting inserts according to the first and second modified examples and the embodiment described above include the distance between the two rectangular surfaces 2 of the insert body 1 in the direction of the insert center line L1 and the first surface between the flat surfaces 3C of the two end surfaces 3.
  • the distance between the two centerlines L2 and the distance between the seating faces 4A of the two side faces 4 in the third centerline L3 direction are set to be equal to each other, and therefore, the tool body of one common cutting edge exchangeable cutting tool 11 can be detachably attached to the insert mounting seat 12 formed on the head 11.
  • the cutting insert having a large curvature radius of the corner blade 7 has a convex curved surface formed by the intersecting ridge portion 6 than the cutting insert having a small curvature radius of the corner blade 7.
  • the rate at which the radius of curvature of the convex curved surface gradually decreases as the distance from the corner blade 7 along the intersecting ridge portion 6 toward the end surface where the corner blade is not formed is set larger.
  • the corner blade 7 used for cutting is formed even when the corner blade 7 has a large curvature radius, for example, the cutting insert of the first modified example. Since it is possible to prevent an increase in the radius of curvature of the corner portion C where the intersecting ridge line portion 6 connected to the corner blade 7 intersects at the end surface 3 opposite to the end surface 3, the corner blade at the opposite end surface 3 is prevented.
  • the cutting edge length along the main cutting edge 5 from 7 to the main cutting edge 5 can be made substantially equal to the cutting insert of the embodiment or the second modification.
  • the cutting amount can be made constant, and the cutting depth can be secured and efficient cutting can be performed.
  • the main cutting blade 5 cannot be overlapped between the cutting inserts of the insert mounting seat 12 that opens to the two circular surfaces of the tool body 11. This can be prevented, and there is no need to supplement the space between these main cutting edges 5 with a cutting edge of another cutting insert.
  • the interval between the two rectangular surfaces 2, the interval between the flat surfaces 3C of the two end surfaces 3, and the interval between the seating surfaces 4A of the two side surfaces 4 are equal to each other. Since the outer dimensions of the insert main body 1 are set to be equal, that is, the part contacting the insert mounting seat 12 is set equal, it can be used by being attached to one common tool main body 11. For this reason, there is no need to prepare a separate tool body for each cutting insert having a different radius of curvature of the corner blade 7, which is efficient and economical.
  • the intersecting ridge line portion 6 between the quadrangular surface 2 and the side surface 4 is formed in a convex conical surface shape, and the central axis of the convex conical surface is a corner blade 7 along the intersecting ridge line portion 6.
  • the corner side surface has a uniform radius of curvature over its entire length and extends parallel to the first axis. Even if the second center line L2 of the insert main body 1 is not so inclined with respect to the work material, a sufficient clearance angle can be given to the corner blade 7.
  • the rake angle of the corner blade 7 can be increased to the positive angle side, so that a sharp cutting edge can be given to the corner blade 7 to reduce the cutting resistance. Conversely, if the rake angle of the corner blade 7 is the same, the blade angle can be increased to ensure the strength of the blade edge, and the occurrence of defects or the like can be prevented. The same applies to the main cutting edge 5 and the auxiliary cutting edge 8.
  • the rectangular surface 2 serving as the flank face of the main cutting edge 5 and the intersecting ridge line portion 6 serving as the flank face of the corner blade 7 are used as the main cutting edge 5.
  • it must be placed inside the rotation trajectory around the axis O of the corner blade 7, and depending on the outer dimensions of the insert body 1 and the outer diameter of the tool body 11, a sufficient clearance angle is ensured unless the insert body 1 is tilted greatly.
  • the cutting insert having the above-described configuration that can secure the clearance angle without tilting the insert main body 1 as described above is suitable, while the rake angle and the blade angle may be restricted.
  • the convex curved surface formed by the intersecting ridge line portion 6 between the quadrangular surface 2 and the side surface 4 is formed in a convex conical surface, but the cross section along the central axis forms a convex curve, for example.
  • it may be a convex curved surface in which the radius from the center line decreases as the distance from the corner blade 7 increases, and the section perpendicular to the center axis forms an ellipse or an ellipse and is separated from the corner blade 7.
  • corner blades 7 are formed at the corner portions C of the end surfaces 3 positioned on the two protruding corners of the two rectangular surfaces 2 of the insert body 1, and a total of four corner blades 7 are formed in one cutting insert.
  • the corner blade 7 is formed only in the corner portion C of the end surface 3 on the two corners protruding from the one square surface 2, and the opposite square surface is attached to the insert mounting seat 12. It may be a plane only for the purpose.
  • the corner blade 7 and the main cutting edge 5 can be used only twice, whereas the insert body 1 has a reverse-inverted symmetrical shape with respect to the two rectangular surfaces 2 as in this embodiment. If the corner blades 7 are formed on the two corners on the two side surfaces 4 on the two diagonal sides, the corner blades 7 and the main four times in one insert body 1 are formed. The cutting blade 5 can be reused.
  • the insert body 1 when the insert body 1 is thus formed in a reverse-symmetrical shape with respect to the two rectangular surfaces 2, the planar seating surface 4 ⁇ / b> A along the other diagonal line of the side surface 4 as in this embodiment.
  • the insert body 1 can be stably inserted by bringing such a seating surface 4A into contact with the wall surface of the insert mounting seat 12 facing the flat axis O direction, like the cutting edge exchangeable cutting tool of the present embodiment. It can be attached to the mounting seat 12.
  • a sub-flank 4B is formed in the gap between the seating surface 4A and the intersecting ridge line portion 6,
  • the grooving is performed by the cutting edge exchangeable cutting tool (side cutter) of the present embodiment as described above.
  • the groove wall surface of the groove formed by the main cutting edge 5 can be finished smoothly by the sub cutting edge 8.
  • the finishing cutting can be performed by reliably positioning the auxiliary cutting edge 8 used for the cutting on one plane orthogonal to the axis O. According to the cutting insert and the cutting insert group having the above-described configuration, even when the auxiliary cutting edge 8 is formed in this manner, cutting inserts having different curvature radii of the corner edge 7 can be used as long as the seating surface 4A has the same width.
  • the cutting blade length in the direction along the secondary cutting edge 8 from the corner cutting edge 7 to the secondary cutting edge 8 can be made substantially equal.
  • the cutting edge replaceable cutting tool of the present embodiment is obtained by attaching the cutting insert having the above configuration to a side cutter which is a cutting edge replaceable cutting tool
  • the same cutting edge replaceable cutting tool can be used, for example, an axis line.
  • a chip discharge groove is formed on the outer periphery of the tip of the cylindrical tool body that rotates around, and the cutting insert having the above configuration is mounted on the insert mounting seat formed on the opposite side of the chip discharge groove from the tool rotation direction.
  • the present invention can be applied to shoulder cutting and grooving of a work material by applying the present invention to an end mill with a replaceable cutting edge.
  • a plurality of insert mounting seats may be formed along the chip discharge grooves to attach the cutting inserts, and concave curved surfaces having different radii of curvature are formed at the corners of the shoulder and groove processing bottom and wall surfaces.
  • the cutting insert at the tip of the tool body may be replaced with one having a different curvature radius of the corner blade 7.

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Abstract

　２つずつの四角形面（２）、端面（３）、側面（４）を有してインサート中心線（Ｌ１）回りに１８０°回転対称に形成された四角形板状のインサート本体（１）を備え、端面（３）の四角形面（２と）交差する辺稜部には四角形面（２）の１つの対角線上に位置する２つの角部側に向かうに従い漸次突出する主切刃（５）が形成され、四角形面（２）と側面（４）との交差稜線部（６）は凸曲面に形成されて端面（３）と交差することにより、四角形面（２）の２つの角部側に位置する端面（３）のコーナ部（Ｃ）に主切刃（５）に連なる凸曲線状のコーナ刃（７）が形成され、交差稜線部（６）がなす凸曲面はコーナ刃（７）から離間するに従い曲率半径が漸次小さくなるように形成される。

Description

切削インサート、切削インサート群および刃先交換式切削工具
　本発明は、刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサート、複数種のこのような切削インサートにより構成される切削インサート群、および該切削インサートを取り付けた刃先交換式切削工具に関するものである。
　本願は、２０１５年３月１７日に、日本に出願された特願２０１５－０５２８６３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　このような切削インサートとして、例えば特許文献１には、二つの同一の反対を向いた端面であって、それらを貫通する第一の軸回りに１８０°の回転対称性を有している端面と、二つの端面間に延在する周囲の側部面と、各端面と周囲の側部面との交線で形成される周囲の刃であって、各周囲の刃の少なくとも二つの部分で切削刃を構成する周囲の刃とを備えた切削インサートが提案されている。
　この特許文献１に記載された切削インサートでは、周囲の側部面は、二つの同一の反対を向いた主側部面であって、それらを貫通し、第一の軸に直交する第二の軸回りに１８０°の回転対称性を有している主側部面と、二つの同一の反対を向いた副側部面であって、それらを貫通し、第一の軸および第二の軸に直交する第三の軸回りに１８０°の回転対称性を有している副側部面とを備え、各端面は、二つの低められたコーナーと二つの高められたコーナーである四つのコーナーを有している。
　さらに、各副側部面は、コーナー側部面で隣接した主側部面と合流し、各コーナー側部面は、二つの反対を向いた端面の内の一方の所与の高められたコーナーと、二つの反対を向いた端面の内の他方の所与の低められたコーナーとの間に延在しており、隣接した端面と、それぞれ隣接した主側部面、コーナー側部面、又は副側部面との交線に、主刃（主切刃）、コーナ刃、又は副刃（副切刃）が形成されている。
　そして、各コーナー側部面は、その全長に従って均一の曲率半径を有しており、このためすべてのコーナーも各端面に対向する方向から見て互いに等しい曲率半径となる。このような切削インサートは、刃先交換式切削工具に取り付けられて、上記高められたコーナーに位置するコーナ刃と、このコーナ刃に連なる主切刃および副切刃によって被削材に切削加工を行う。
日本国特表２００５－５１８９４９号公報（Ａ）
　ところが、このような切削インサートにおいて、二つの主側面部の間隔と二つの副側面部の間隔がそれぞれ等しい切削インサート同士では、コーナー側部面の曲率半径すなわち上記コーナ刃の曲率半径が大きくなるほど、切削に使用されない低められたコーナーの曲率半径も大きくなる。このため、コーナ刃から該コーナ刃とは反対側の主切刃の端部までの主切刃に沿った切刃長が短くなって切り込み量を小さくせざるを得ず、切削性能が損なわれることになる。
　ここで、切削性能を維持するためにコーナ刃から主切刃の上記端部までに等しい長さの切刃長を確保するには、コーナ刃の曲率半径の大きな切削インサートほど二つの副側面部の間隔を大きくして外形寸法を変えればよいのであるが、その場合にはコーナ刃の曲率半径の異なる切削インサートごとに異なる大きさのインサート取付座が形成された工具本体を用意しなければならず、非効率的かつ非経済的である。
　本発明は、このような背景の下になされたもので、外形寸法の等しい切削インサート同士においてコーナ刃の曲率半径が大きくなっても主切刃の端部までの切刃長が短くなるのを防ぐことが可能な切削インサート、コーナ刃の曲率半径の異なる複数種のこのような切削インサートにより構成される切削インサート群、および該切削インサートを取り付けた刃先交換式切削工具を提供することを目的としている。
　上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の切削インサートは、四角形板状のインサート本体を備え、上記インサート本体は、互いに反対側を向く２つの四角形面と、これらの四角形面の周囲に周回りに交互に配置される互いに反対側を向く２つの端面および互いに反対側を向く２つの側面とを有する切削インサートであって、上記四角形板状インサート本体は、上記２つの四角形面の中心を通るインサート中心線回りに１８０°回転対称形状に形成され、上記２つの端面の少なくとも１つの上記四角形面と交差する辺稜部には、上記端面にすくい面を有する主切刃がそれぞれ形成され、これらの主切刃は、上記少なくとも１つの四角形面の１つの対角線上に位置する２つの角部側に向かうに従い漸次突出するように形成され、上記少なくとも１つの四角形面と上記２つの側面との交差稜線部は、上記少なくとも１つの四角形面と上記２つの側面との間で凸状に湾曲する凸曲面に形成され、上記交差稜線部が上記２つの端面と交差することにより、上記少なくとも１つの四角形面の上記２つの角部側に位置する上記端面のコーナ部には、上記端面に対向する方向から見て凸曲線状をなして上記主切刃に連なるコーナ刃が形成されており、上記交差稜線部がなす凸曲面は、該交差稜線部に沿って上記コーナ刃から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い曲率半径が漸次小さくなるように形成されていることを特徴とする。
　上記本発明の切削インサートにおいては、上記インサート本体は、上記２つの四角形面に関して表裏反転対称形状に形成されていて、上記２つの側面のそれぞれ１つの対角線上に位置する２つの角部側に上記コーナ刃が形成されるとともに、上記２つの側面には、上記側面の他の１つの対角線に沿って平面状の着座面が形成されていてもよい。
　また、上記本発明の切削インサートにおいては、上記２つの側面には上記交差稜線部と上記着座面との間に副逃げ面が形成されており、この副逃げ面と交差する上記２つの端面の辺稜部には、上記コーナ刃に連なる副切刃が形成されていてもよい。
　また、本発明の切削インサート群は、上記インサート本体の上記２つの四角形面の間隔と、上記２つの端面の間隔と、上記２つの側面の間隔とが実質的に等しく、上記コーナ刃の曲率半径が異なる複数種の上記記載の本発明の切削インサートにより構成されるインサート群であって、上記コーナ刃の曲率半径が大きい切削インサートは、このコーナ刃の曲率半径が小さい切削インサートよりも、上記交差稜線部がなす凸曲面が該交差稜線部に沿って上記コーナ刃から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い該凸曲面の曲率半径が漸次小さくなる割合が大きく設定されていることを特徴とする
　さらに、本発明の刃先交換式切削工具は、軸線回りに回転される工具本体の外周部にインサート取付座が形成され、このインサート取付座に、上記記載の本発明の切削インサートが、上記２つの端面のうちの１つを工具回転方向に向けて着脱可能に取り付けられていることを特徴とする
　上述のように構成された本発明の切削インサートにおいては、インサート本体の上記少なくとも１つの四角形面と２つの側面との交差稜線部に形成されて、この少なくとも１つの四角形面の突出する２つの角部側に位置する端面のコーナ部にコーナ刃を形成する凸曲面が、該交差稜線部に沿ってコーナ刃から離間するに従い曲率半径が漸次小さくなるように形成されているので、このコーナ刃の曲率半径を大きくしても、２つの端面同士において上記交差稜線部のコーナ刃とは反対側で主切刃に連なるコーナ部の曲率半径が大きくなるのは互いに防ぐことができる。
　このため、本発明の切削インサート群を構成する切削インサートにおいて、コーナ刃の曲率半径の大きな切削インサートでも、上記交差稜線部がなす凸曲面が該交差稜線部に沿って上記コーナ刃から離間するに従い該凸曲面の曲率半径が漸次小さくなる割合が、コーナ刃の曲率半径の小さなインサートよりも大きく設定することにより、コーナ刃から主切刃にかけての主切刃に沿った切刃長は、コーナ刃の曲率半径の小さな切削インサートと略等しくして切り込み量を一定とすることができ、切り込み深さを確保して効率的な切削を行うことができる。また、上述のように２つの四角形面の間隔と２つの端面の間隔と２つの側面の間隔とをそれぞれ互いに等しくして、すなわちインサート本体の外形寸法を等しくすることができるので、共通した１種の工具本体を利用することができ、効率的かつ経済的である。
　ここで、上記インサート本体が、上記２つの四角形面に関して表裏反転対称形状に形成されていて、上記２つの側面のそれぞれ１つの対角線上に位置する２つの角部側に上記コーナ刃が形成されていれば、１つのインサート本体で合計４回のコーナ刃および主切刃の使い回しができて一層効率的かつ経済的である。このとき、これら２つの側面に、該側面の他の１つの対角線に沿って平面状の着座面を形成することにより、コーナ刃や交差稜線部への干渉を防いで大きな面積の着座面を確保することができ、この着座面をインサート取付座の平坦な壁面に当接させてインサート本体を取り付けることにより、安定した切削インサートの取り付けを図ることができる。
　さらに、このとき、上記２つの側面には上記交差稜線部と上記着座面との間に副逃げ面を形成し、この副逃げ面と交差する上記２つの端面の辺稜部に、上記コーナ刃に連なる副切刃を形成することにより、例えば刃先交換式の転削工具に用いた場合に、主切刃によって形成された加工面に交差する加工面の平滑化を図ることができる。また、副逃げ面と着座面とを異なる面とすることにより、副逃げ面の傾斜等に関わらず上述のような安定した切削インサートの取り付けを図ることができる。そして、この場合でも、本発明の切削インサートおよび切削インサート群によれば、着座面の幅が同じなら、コーナ刃から副切刃のコーナ刃とは反対側の端部までの副切刃に沿った方向の切刃長は、コーナ刃の曲率半径の異なる切削インサート同士でも略等しくすることができる。
　以上説明したように、本発明によれば、コーナ刃の曲率半径の異なる切削インサート同士でも切り込み量を一定として効率的な切削加工を行うことができるとともに、インサート本体の外形寸法も一定として、１種の工具本体で異なる曲率半径のコーナ刃による切削加工を行うことができる。
本発明の切削インサートの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態をインサート中心線方向から見た側面図である。 図１に示す実施形態の平面図である。 図１に示す実施形態の正面図である。 図２におけるＺＺ断面図である。 図１に示す実施形態を取り付けた本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示す斜視図である。 図６に示す実施形態を軸線方向から見た側面図である。 図６に示す実施形態の平面図である。 図６に示す実施形態の正面図である。 本発明の切削インサート群の一実施形態を構成する、図１ないし図５に示す実施形態の第１の変形例を示す斜視図である。 図１０に示す変形例をインサート中心線方向から見た側面図である。 図１０に示す変形例の平面図である。 図１０に示す変形例の正面図である。 図１１におけるＺＺ断面図である。 本発明の切削インサート群の一実施形態を構成する、図１ないし図５に示す実施形態の第２の変形例を示す斜視図である。 図１５に示す変形例をインサート中心線方向から見た側面図である。 図１５に示す変形例の平面図である。 図１５に示す変形例の正面図である。 図１６におけるＺＺ断面図である。
　図１ないし図５は、本発明の切削インサートの一実施形態を示すものであり、図６ないし図９は、この実施形態の切削インサートを取り付けた本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示すものであり、さらに図１０ないし図１９は、本発明の切削インサート群の一実施形態を構成する図１ないし図５に示す実施形態の変形例を示すものである。本実施形態の切削インサートは、超硬合金等の硬質材料により形成された四角形板状のインサート本体１を備えていて、すなわちこのインサート本体１は、互いに反対側を向く２つの四角形面２と、これらの四角形面２の周囲に周回りに交互に配置される２つの端面３および２つの側面４とを有している。インサート本体１において、２つの端面３は互いに反対側を向き、２つの側面４も互いに反対側を向いている。
　インサート本体１の２つの四角形面２には、これら２つの四角形面２の中心を通るインサート中心線（第１中心線）Ｌ１を中心としてインサート本体１を貫通する取付孔１Ａが開口しており、インサート本体１は、このインサート中心線Ｌ１回りに１８０°回転対称形状に形成されていて、すなわちインサート本体１をインサート中心線Ｌ１回りに１８０°回転させたときに元の位置にあったインサート本体１と重なり合う形状とされている。
なお、取付孔１Ａの開口部周辺において四角形面２は、インサート中心線Ｌ１に垂直な平面状に形成されている。
　また、本実施形態におけるインサート本体１は、これら２つの四角形面２に関して表裏反転対称形状に形成されており、すなわち上記インサート中心線Ｌ１に直交して２つの端面３の中心を通る第２中心線Ｌ２回りに１８０°回転対称に形成されるとともに、同じくインサート中心線Ｌ１に直交して２つの側面４の中心を通る第３中心線Ｌ３回りにも１８０°回転対称に形成されている。
　上記２つの端面３の各々２つの四角形面２と交差する辺稜部には、この端面３にすくい面を有する主切刃５がそれぞれ形成されており、四角形面２の取付孔１Ａの開口部周辺は主切刃５の逃げ面とされ、本実施形態では合計４つの主切刃５が形成される。なお、２つの端面３同士の間隔と、２つの側面４同士の間隔は、２つの四角形面２同士の間隔よりも大きく設定されており、すなわち本実施形態の切削インサートは縦刃タイプの切削インサートである。
　これらの主切刃５は直線状をなしていて、１つの四角形面２についてその１つの対角線上に位置する２つの角部（図２における手前側の四角形面２では右下と左上の角部）側に向かうに従い上記第２中心線Ｌ２方向（四角形面２と平行であると同時に、後述の着座面４Ａとも平行な方向）に漸次突出するように形成されている。四角形面２において、１つの対角線上に位置する２つの角部が突出することにより、四角形面２は次述する２つの側面４との交差稜線部６も含め、図２に示すようにインサート中心線Ｌ１方向から見て、これら２つの角部を鋭角角部とする平行四辺形状に形成される。ただし、２つの四角形面２同士では、同インサート中心線Ｌ１方向から見て、この鋭角角部が互い違いに位置するように配置される。
　この２つの四角形面２と２つの側面４との交差稜線部６は、これらの四角形面２と側面４との間で凸状に湾曲する凸曲面に形成されている。そして、この交差稜線部６が２つの端面３と交差することにより、端面３の４つのコーナ部Ｃのうち四角形面２の上記２つの鋭角角部側に位置するコーナ部Ｃには、この端面３に対向する上記第２中心線Ｌ２方向から見て図３に示すように凸曲線状をなして主切刃５に連なるコーナ刃７が形成される。さらに、このコーナ刃７の逃げ面となる上記交差稜線部６がなす凸曲面は、この交差稜線部６に沿ってコーナ刃７から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い曲率半径が漸次小さくなるように形成されている。
　ここで、本実施形態では、この交差稜線部６がなす凸曲面は、該交差稜線部６が延びる方向に沿った中心軸を有する単一の凸円錐面状とされていて、この凸円錐面の中心軸からの半径が端面３との交差稜線であるコーナ刃７から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い漸次小さくなるように形成されている。なお、この交差稜線部６がなす凸円錐面はその母線において四角形面２の平面状の取付孔１Ａ開口部周辺に接しており、これにより該凸円錐面の上記中心軸は、該交差稜線部６に沿ってコーナ刃７から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い、インサート中心線Ｌ１方向から見たときと上記第３中心線Ｌ３方向から見たときに、第２中心線Ｌ２から離れるように傾斜している。また、この交差稜線部６は、上述のように平行四辺形状をなす四角形面２の第２中心線Ｌ２方向に後退した鈍角角部に達するまで延びて、コーナ刃７が形成された端面３とは反対側の端面３の該鈍角角部側に位置するコーナ部Ｃに交差している。
　この交差稜線部６がなす凸円錐面の曲率半径は、該交差稜線部６が延びる方向に沿った中心軸を有する単一の凸円錐面状とされているので、この曲率半径は、離間距離に対応した一定の減少率で減少する。
　さらに、本実施形態では、インサート本体１が２つの四角形面２に関して表裏反転対称形状に形成されているので、図４に示すように側面４に対向する第３中心線Ｌ３方向から見てコーナ刃７は、２つの側面４のそれぞれ１つの対角線上に位置する２つの角部（図４における手前側の側面４では右上と左下の角部）側に形成されることになる。そして、これら２つの側面４には、該側面４の他の１つの対角線に沿って平面状の着座面４Ａが形成されており、この着座面４Ａは本実施形態では上記第３中心線Ｌ３に垂直な平面とされている。
　２つの側面４の対角線は、二つの側面４のそれぞれの形状を四角形と見なして引いている。この四角形は、二つの側面４と２つの端面との交差稜線上の、交差稜線部との接点である４点を頂点とした四角形である。
　さらにまた、これら２つの側面４には、上記交差稜線部６と上記着座面４Ａとの間に副逃げ面４Ｂが形成されており、この副逃げ面４Ｂと交差する２つの端面３の辺稜部には、コーナ刃７に連なる副切刃８が形成されている。この副切刃８も主切刃５と同様に直線状をなしていて、１つの側面４についてコーナ刃７が配置される上記１つの対角線上に位置する２つの角部側に向かうに従い第２中心線Ｌ２方向に漸次突出するように形成されている。
　なお、主切刃５と副切刃８とは、端面３に対向する第２中心線Ｌ２方向から見たときには直角よりも僅かに大きい鈍角で交差する方向に配設されており、従って同方向から見てコーナ刃７は直角より僅かに小さい中心角の略凸円弧状をなして主切刃５と副切刃８に接している。また、着座面４Ａと副逃げ面４Ｂは平角に近い鈍角で交差している。さらに、コーナ刃７は、インサート中心線Ｌ１方向および第３中心線Ｌ３方向から見たときにも、第２中心線Ｌ２方向から見たときの凸円弧の中心付近において第２中心線Ｌ２方向に最も突出して、主切刃５および副切刃８に接する凸曲線状に形成される。
　また、本実施形態では、辺稜部に主切刃５、コーナ刃７、および副切刃８が形成される２つの端面３には、図５に示すようにこの辺稜部から該端面３の内側に向かうに従い上記第２中心線Ｌ２方向に後退するように傾斜する第１傾斜面３Ａと、この第１傾斜面３Ａの内側において第１傾斜面３Ａよりも急勾配で端面３の内側に向かうに従い第２中心線Ｌ２方向に後退するように傾斜する第２傾斜面３Ｂと、この第２傾斜面３Ｂのさらに内側において第２中心線Ｌ２に直交する平坦面３Ｃとが形成されている。第１傾斜面３Ａの幅はコーナ刃７の内側で最も大きく、主切刃５の内側ではこれより僅かに小さな一定幅とされるとともに、副切刃８の内側ではコーナ刃７から離れるに従い漸次幅狭となるように形成されている。
　このように構成された切削インサートは、例えば図６ないし図９に示した本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態における工具本体１１に着脱可能に取り付けられて被削材の切削加工に用いられる。この実施形態の刃先交換式切削工具は、軸線Ｏ回りに回転される工具本体１１の外周部にインサート取付座１２が形成された刃先交換式転削工具である。特に、上記軸線Ｏを中心とした円板状の工具本体１１の外周部に複数のインサート取付座１２が形成されて、これらのインサート取付座１２に上記構成の切削インサートが、インサート本体１の２つの端面３のうちの１つを工具回転方向Ｔに向けて着脱可能に取り付けられる刃先交換式のサイドカッターである。
　工具本体１１には軸線Ｏに沿ってキー溝付き穴１３が形成されていて、このキー溝付き穴１３を介して工作機械の主軸に取り付けられる。これにより、工具本体１１は軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられつつ、該軸線Ｏに直交する方向に被削材に対して相対的に送り出されて、上記切削インサートにより被削材に溝加工等を行う。工具本体１１の外周部には、内周側にＵ字状に凹むインサート取付座１２と同数のチップポケット１４が周方向に等間隔に形成されており、これらのチップポケット１４の工具回転方向Ｔとは反対側に連なるようにインサート取付座１２がそれぞれ形成されている。
　インサート取付座１２は、いずれも平坦な工具本体１１の外周を向く底面と工具回転方向Ｔを向く壁面および軸線Ｏ方向を向く壁面とを備えている。このインサート取付座１２は、工具本体１１外周側とチップポケット１４および工具本体１１の１つの円形面に開口する凹所として形成されている。こうしてインサート取付座１２が開口する工具本体１１の円形面は、円盤状の工具本体１１の周方向に交互に上下反対側の円形面とされている。また、インサート取付座１２の底面中央部にはネジ孔が形成されるとともに、工具回転方向Ｔを向く壁面は、インサート本体１の端面３における第２傾斜面３Ｂ内に挿入可能な大きさの凸部に形成されている。
　このようなインサート取付座１２に、上記実施形態の切削インサートは、上記２つの四角形面２のうち１つの四角形面２を底面に密着させるとともに反対側の四角形面２を工具本体１１の外周側に向け、また１つの端面３を上述のように工具回転方向Ｔに向けるとともに、この１つの端面３とは反対側の端面３の上記平坦面３Ｃをインサート取付座１２の工具回転方向Ｔを向く壁面に当接させ、さらに１つの側面４の着座面４Ａを軸線Ｏ方向を向く壁面に当接させるとともに、反対側の側面４をインサート取付座１２が開口した工具本体１１の円形面から突出させて着座させられる。そして、上記取付孔１Ａに挿入したクランプネジ１５を底面に形成された上記ネジ孔にねじ込むことにより、上記切削インサートはインサート取付座１２に着脱可能に取り付けられる。
　こうして取り付けられた切削インサートにおいては、工具回転方向Ｔに向けられた端面３の工具本体１１外周側に位置する主切刃５に連なるコーナ刃７が最も工具回転方向Ｔ側に突出し、このコーナ刃７が連なる上記主切刃５はコーナ刃７から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い工具回転方向Ｔの反対側に向かうように僅かに傾斜して配置される。また、この主切刃５は、工具本体１１の周方向に交互に反対側の円形面に開口するインサート取付座１２に取り付けられた切削インサート同士で、軸線Ｏを中心とする１つの円筒面上に位置するように該軸線Ｏ回りの回転軌跡においてオーバーラップさせられて切削加工に使用される。さらに、この主切刃５に連なる四角形面２には、工具回転方向Ｔの反対側に向かうに従い工具本体１１の内周側に向かうように逃げ角が与えられる。
　また、工具回転方向Ｔに向けられた端面３の辺稜部に形成された副切刃８のうち、工具本体１１の円形面から突出したインサート本体１の側面４に形成された副逃げ面４Ｂに連なる副切刃８（最も工具回転方向Ｔ側に突出したコーナ刃７に連なる副切刃８）は、コーナ刃７から離間して工具本体１１の内周側に向かうに従い工具回転方向Ｔの反対側に向かうように僅かに傾斜して、該側面４が突出したそれぞれの円形面において軸線Ｏに直交する１つの平面上に位置するように配置され、主切刃５により形成された加工面を平滑に仕上げるようにして切削加工に使用される。さらに、この副切刃８の副逃げ面４Ｂを含めた側面４にも、工具回転方向Ｔの反対側に向かうに従い工具本体１１の軸線Ｏ方向内側に向かうように逃げ角が与えられる。
　さらにまた、これらの切削加工に使用される主切刃５と副切刃８との間に形成された最も工具回転方向Ｔ側に突出するコーナ刃７も切削加工に使用され、該コーナ刃７に連なる四角形面２と側面４との交差稜線部６には、工具回転方向Ｔの反対側に向かうに従い工具本体１１の内周側と軸線Ｏ方向の内側に向かうように逃げ角が与えられる。従って、このような刃先交換式切削工具（サイドカッター）によって溝加工を行う場合には、主切刃５により形成される溝底面と副切刃８により仕上げられる２つの溝壁面との間の隅角部が、コーナ刃７によりこれら溝底面と溝壁面に接する凹曲面状に形成されることになる。
　このような溝加工において、溝底面と溝壁面との間の隅角部に異なる曲率半径の凹曲面を形成する場合には、切削インサートを端面３のコーナ部Ｃにおけるコーナ刃７の曲率半径が異なるものに交換することになる。図１０ないし図１９は、このようにコーナ刃７の曲率半径が異なる本発明の一実施形態の切削インサート群を構成する上記実施形態の変形例を示すものであって、図１０ないし図１４は、図１ないし図５に示した実施形態よりもコーナ刃７の曲率半径が大きな該実施形態の第１の変形例を示すものであり、図１５ないし図１９は、図１ないし図５に示した実施形態よりもコーナ刃７の曲率半径が小さな該実施形態の第２の変形例を示すものであり、ともに図１ないし図５に示した実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。
　これら第１、第２の変形例と上記実施形態の切削インサートは、インサート本体１の２つの四角形面２間のインサート中心線Ｌ１方向の間隔と、２つの端面３の上記平坦面３Ｃ間の第２中心線Ｌ２方向の間隔と、２つの側面４の上記着座面４Ａ間の第３中心線Ｌ３方向の間隔とが互いに等しく設定されており、従って１つの共通する刃先交換式切削工具の工具本体１１に形成されたインサート取付座１２に着脱可能に取り付けることができる。
　そして、これらの切削インサート群を構成する切削インサートにおいては、コーナ刃７の曲率半径が大きい切削インサートは、コーナ刃７の曲率半径が小さい切削インサートよりも、上記交差稜線部６がなす凸曲面が該交差稜線部６に沿ってコーナ刃７から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い該凸曲面の曲率半径が漸次小さくなる割合が大きく設定されている。
　従って、このように構成された切削インサートおよび切削インサート群では、コーナ刃７の曲率半径の大きな、例えば第１の変形例の切削インサートであっても、切削に使用されるコーナ刃７が形成された端面３とは反対側の端面３において該コーナ刃７に連なる交差稜線部６が交差するコーナ部Ｃの曲率半径が大きくなるのは防ぐことができるので、この反対側の端面３におけるコーナ刃７から主切刃５にかけての該主切刃５に沿った切刃長を、実施形態や第２の変形例の切削インサートと略等しくすることができる。
　このため、これらの切削インサートにおいては切り込み量を一定とすることができ、切り込み深さを確保して効率的な切削を行うことができる。具体的に、例えば上記実施形態の刃先交換式切削工具では、工具本体１１の２つの円形面に開口するインサート取付座１２の切削インサート同士で主切刃５をオーバーラップさせることができなくなる事態が生じるのを防ぐことができ、これらの主切刃５の間を別の切削インサートの切刃によって補完するような必要がなくなる。
　また、上記切削インサート群を構成する切削インサートは、上述のように２つの四角形面２の間隔と２つの端面３の平坦面３Ｃの間隔と２つの側面４の着座面４Ａの間隔とが互いに等しく設定されていて、すなわちインサート取付座１２と接触する部分のインサート本体１の外形寸法が等しく設定されているので、共通した１種の工具本体１１に取り付けて使用することができる。このため、コーナ刃７の曲率半径の異なる切削インサートごとに別々の工具本体を用意するような必要もなく、効率的であるとともに経済的である。
　さらに、本実施形態では、四角形面２と側面４との交差稜線部６が凸円錐面状に形成されていて、この凸円錐面の中心軸は、該交差稜線部６に沿ってコーナ刃７から離間するに従い、インサート中心線Ｌ１方向から見たときと上記第３中心線Ｌ３方向から見たときとで、ともに第２中心線Ｌ２から離れるように傾斜している。このため、例えば特許文献１に記載された切削インサートのようにコーナー側部面がその全長に亙って均一の曲率半径を有して上記第一の軸と平行に延びている場合と比べ、インサート本体１の第２中心線Ｌ２は被削材に対してそれ程大きく傾けなくても、コーナ刃７に十分な逃げ角を与えることが可能となる。
　従って、コーナ刃７の刃物角が同じであればすくい角を正角側に大きくすることができるので、鋭い切れ味をコーナ刃７に与えて切削抵抗の低減を図ることができる。また、逆にコーナ刃７のすくい角が同じであれば刃物角を大きくして刃先強度を確保することができ、欠損等の発生を防止することができる。これは、主切刃５や副切刃８についても同様である。
　特に、本実施形態の刃先交換式切削工具である転削工具においては、主切刃５の逃げ面となる四角形面２やコーナ刃７の逃げ面となる交差稜線部６を、主切刃５やコーナ刃７の軸線Ｏ回りの回転軌跡の内側に配置しなければならず、インサート本体１の外形寸法や工具本体１１の外径によってはインサート本体１を大きく傾けなければ十分な逃げ角を確保するのが困難となり、すくい角や刃物角が制約を受けるおそれがあるのに対し、上述のようにインサート本体１を大きく傾けずとも逃げ角を確保できる上記構成の切削インサートは好適である。
　なお、本実施形態の切削インサートでは、四角形面２と側面４との交差稜線部６がなす凸曲面を凸円錐面状に形成しているが、例えば中心軸に沿った断面が凸曲線をなすようにして、コーナ刃７から離間するに従い該中心線からの半径が小さくなる凸曲面であってもよく、また中心軸に直交する断面が楕円や長円状をなしてコーナ刃７から離間するに従いその曲率半径が小さくなる凸曲面であってもよい。
　また、インサート本体１の２つの四角形面２の突出した各２つの角部側に位置する端面３のコーナ部Ｃにコーナ刃７が形成されていて、１つの切削インサートに合計４つのコーナ刃７が形成されているが、１つの四角形面２の突出した２つの角部側の端面３のコーナ部Ｃだけにコーナ刃７が形成されて、反対側の四角形面はインサート取付座１２への取り付けのためだけの平面とされていてもよい。
　ただし、このような場合には、２回のコーナ刃７や主切刃５の使い回ししかできないのに対し、本実施形態のようにインサート本体１が２つの四角形面２に関して表裏反転対称形状に形成されていて、２つの側面４においてもそれぞれ１つの対角線上に位置する２つの角部側にコーナ刃７が形成されていれば、１つのインサート本体１で合計４回のコーナ刃７や主切刃５の使い回しができる。
　そして、特にこうしてインサート本体１を２つの四角形面２に関して表裏反転対称形状に形成した場合には、本実施形態のように側面４の残りの他の１つの対角線に沿って平面状の着座面４Ａを形成することにより、コーナ刃７や交差稜線部６への干渉を防いで大きな面積を着座面４Ａに確保することができる。従って、本実施形態の刃先交換式切削工具のように、このような着座面４Ａをインサート取付座１２の平坦な軸線Ｏ方向を向く壁面に当接させることにより、インサート本体１を安定してインサート取付座１２に取り付けることができる。
　さらに、こうして側面４の他の１つの対角線に沿って着座面４Ａを形成した場合には、この着座面４Ａと上記交差稜線部６との間の隙間に副逃げ面４Ｂを形成して、この副逃げ面４Ｂと交差する端面３の辺稜部にコーナ刃７に連なる副切刃８を形成することにより、上述のように本実施形態の刃先交換式切削工具（サイドカッター）によって溝加工を行う場合には、主切刃５によって形成された溝の溝壁面をこの副切刃８によって平滑に仕上げることができる。
　また、本実施形態のようにこの副逃げ面４Ｂと着座面４Ａとを鈍角に交差するようにして異なる面とすることにより、着座面４Ａによる上述したインサート本体１の安定的な取付性は維持しつつ、切削加工に使用される副切刃８を軸線Ｏに直交する１つの平面上に確実に位置させて仕上げの切削加工を行うことができる。そして、上記構成の切削インサートおよび切削インサート群によれば、このように副切刃８を形成した場合でも、着座面４Ａの幅が同じであれば、コーナ刃７の曲率半径の異なる切削インサート同士の間で、コーナ刃７から副切刃８までの副切刃８に沿った方向の切刃長は略等しくすることが可能である。
　なお、本実施形態の刃先交換式切削工具は、上記構成の切削インサートを刃先交換式の転削工具であるサイドカッターに取り付けたものであるが、同じ刃先交換式の転削工具でも、例えば軸線回りに回転される円柱状の工具本体の先端部外周に切屑排出溝が形成されて、この切屑排出溝の工具回転方向とは反対側に形成されたインサート取付座に上記構成の切削インサートを取り付けた刃先交換式のエンドミルに本発明を適用して、被削材の肩削りや溝加工に使用することも可能である。この場合には、切屑排出溝に沿って複数のインサート取付座を形成して切削インサートを取り付けてもよく、肩削りや溝加工の底面と壁面との隅角部に異なる曲率半径の凹曲面を形成するときには、工具本体先端の切削インサートをコーナ刃７の曲率半径の異なるものに交換すればよい。
　コーナ刃の曲率半径が大きく異なる切削インサートの使用が求められる切削加工を、インサートの切削性能を損なわずに、効率的かつ経済的に行うことができる。
１　　インサート本体
　２　　インサート本体１の四角形面
　３　　インサート本体１の端面
　４　　インサート本体１の側面
　４Ａ　　着座面
　４Ｂ　　副逃げ面
　５　　主切刃
　６　　四角形面２と側面４との交差稜線部
　７　　コーナ刃
　８　　副切刃
　１１　　工具本体１１
　１２　　インサート取付座
　Ｌ１　　インサート中心線（第１中心線）
　Ｌ２　　第２中心線
　Ｌ３　　第３中心線
　Ｃ　　端面３のコーナ部
　Ｏ　　工具本体１１の軸線
　Ｔ　　工具回転方向

Claims (5)

  1. 　四角形板状のインサート本体を備え、
    　上記インサート本体は、互いに反対側を向く２つの四角形面と、これらの四角形面の周囲に周回りに交互に配置される互いに反対側を向く２つの端面および互いに反対側を向く２つの側面とを有する切削インサートであって、
    　上記四角形板状インサート本体は、上記２つの四角形面の中心を通るインサート中心線回りに１８０°回転対称形状に形成され、
    　上記２つの端面の少なくとも１つの上記四角形面と交差する辺稜部には、上記端面にすくい面を有する主切刃がそれぞれ形成され、
    　これらの主切刃は、上記少なくとも１つの四角形面の１つの対角線上に位置する２つの角部側に向かうに従い漸次突出するように形成され、
    　上記少なくとも１つの四角形面と上記２つの側面との交差稜線部は、上記少なくとも１つの四角形面と上記２つの側面との間で凸状に湾曲する凸曲面に形成され、
    　上記交差稜線部が上記２つの端面と交差することにより、上記少なくとも１つの四角形面の上記２つの角部側に位置する上記端面のコーナ部には、上記端面に対向する方向から見て凸曲線状をなして上記主切刃に連なるコーナ刃が形成されており、
    　上記交差稜線部がなす凸曲面は、該交差稜線部に沿って上記コーナ刃から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い曲率半径が漸次小さくな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。
  2. 　上記インサート本体は、上記２つの四角形面に関して表裏反転対称形状に形成されていて、上記２つの側面のそれぞれ１つの対角線上に位置する２つの角部側に上記コーナ刃が形成されるとともに、
    　上記２つの側面には、上記側面の他の１つの対角線に沿って平面状の着座面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
  3. 　上記２つの側面には上記交差稜線部と上記着座面との間に副逃げ面が形成されており、この副逃げ面と交差する上記２つの端面の辺稜部には、上記コーナ刃に連なる副切刃が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。
  4. 　上記インサート本体の上記２つの四角形面の間隔と、上記２つの端面の間隔と、上記２つの側面の間隔とが実質的に等しく、上記コーナ刃の曲率半径が異なる複数種の請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の切削インサートにより構成されるインサート群であって、
    　上記コーナ刃の曲率半径が大きい切削インサートは、このコーナ刃の曲率半径が小さい切削インサートよりも、上記交差稜線部がなす凸曲面が該交差稜線部に沿って上記コーナ刃から、上記コーナ刃が形成されていない端面側へ離間するに従い該凸曲面の曲率半径が漸次小さくなる割合が大きく設定されていることを特徴とする切削インサート群。
  5. 　軸線回りに回転される工具本体の外周部にインサート取付座が形成され、
    　このインサート取付座に、請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の切削インサートが、上記２つの端面のうちの１つを工具回転方向に向けて着脱可能に取り付けられていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
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