WO2023181901A1 - 切削インサート及び旋削工具 - Google Patents

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WO2023181901A1
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corner
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cutting
face
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Inventor
駿輔 宮澤
Original Assignee
株式会社タンガロイ
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/04Cutting-off tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/16Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with exchangeable cutting bits or cutting inserts, e.g. able to be clamped

Definitions

  • the present invention relates to a two-corner cutting insert and a turning tool equipped with the cutting insert.
  • a two-corner cutting insert called a dogbone type, which is approximately rod-shaped and has cutting edges formed at both ends (for example, see Patent Documents 1 to 4).
  • Cutting inserts with such a shape can be used not only for grooving and parting, but also for cross-feeding, so they can be used for finishing and copying of products.
  • Blisks which integrate blades and rotor disks, are used in turbo pump turbines installed in the engine systems of aircraft, space rockets, etc. to reduce weight and improve performance.
  • Labyrinth seals are often used as seals that prevent fluid from leaking from the gap between a blisk that rotates under fluid pressure and a stationary stator. The surface of the blisk is machined with fin-shaped protrusions that form a labyrinth seal.
  • the gaps between adjacent protrusions on the surface of the blisk are designed to be narrow so that the protrusions processed on the blisk and the protrusions processed on the stator are intricately intertwined to exhibit sealing performance.
  • the cutting inserts described in Patent Documents 1 to 3 have circular or trapezoidal cutting edges at both ends. With such a shaped cutting edge, when machining an unmachined part, the cutting edge interferes with an adjacent machined part, so it is not possible to machine a structure that includes a narrow gap. In machining blisks, full-form bits and inserts are used that have a shape that mirrors the gaps between the protrusions of the labyrinth seal.
  • blisks used in harsh environments where they are constantly exposed to high temperatures are made of difficult-to-cut materials such as nickel-based alloys and titanium alloys. Since cutting resistance is greater in profile machining compared to profiling machining, etc., when machining difficult-to-cut materials, machining defects (chattering) may occur due to vibration, or the protrusions being machined may bend to escape from the cutting edge. Accuracy may decrease. Since the sealing performance of the labyrinth seal affects the efficiency of the turbo pump, particularly strict machining accuracy is required when machining the protrusions inside the seal.
  • a full-form cutting tool or the like it may be possible to use a cutting insert that has a sharp end that is less likely to cause interference even when inserted into a narrow space. If the gaps between the protrusions are followed by cross-feed machining, the cutting resistance will be lower than that in the case of full-shape machining, and the machining accuracy of the labyrinth seal will be improved. Furthermore, since gaps of various shapes can be processed using cutting inserts of the same shape, there is no need to prepare a general cutting tool or the like for each shape of the protrusion.
  • both ends of the cutting insert are sharp, the contact area between the tool body and the cutting insert is small, so there is a possibility that the cutting insert cannot be stably restrained to the tool body. If you use a single-corner cutting insert with a cutting edge formed on only one end, the other end, where no cutting edge is formed, will have a shape specifically designed for binding with the tool body to increase the binding force. Although it can be stabilized, the running cost increases compared to a two-corner cutting insert.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a cutting insert etc. that can be processed in a narrow space and is also economically efficient.
  • the cutting insert extends along the longitudinal direction from a first end to a second end opposite to the first end.
  • the first end portion including the first end and a portion in the vicinity thereof, and the second end portion including the second end and a portion in the vicinity thereof are formed in substantially the same shape.
  • the first end includes a rake face and a bottom face arranged on opposite sides in a height direction perpendicular to the longitudinal direction, a side face connecting the rake face and the bottom face, and a ridgeline where the rake face and the side face intersect. It has a formed cutting edge.
  • the cutting edge includes a curved corner cutting edge and a pair of transverse cutting edges arranged to sandwich both ends of the corner cutting edge.
  • the pair of transverse cutting edges are formed in a straight line and form an acute angle.
  • the side surface has, at a portion facing the corner cutting edge, a corner relief surface that is continuous with the corner cutting edge, and a flat surface that is disposed closer to the bottom surface than the corner relief surface in the height direction.
  • the relief angle formed by the imaginary finished surface parallel to both the height direction and the width direction and the flat surface is 0.
  • the angle may be greater than or equal to 10 degrees and less than or equal to 10 degrees.
  • the cutting insert since the slope of the flat surface supported by the tool body is small, the cutting insert is difficult to move in the height direction when the thrust force of the cutting resistance acts.
  • the cutting insert can be stably restrained in the tool body.
  • the angle formed by the pair of transverse edges may be 10° or more and 35° or less.
  • the end portion is sharply pointed, it is possible to perform copying even in a narrow space without causing the cutting edge to interfere with the adjacent portion.
  • the above aspect has a rake angle of a corner cutting edge formed by a virtual reference plane parallel to both the longitudinal direction and the width direction and the rake face when viewed from the side in the width direction perpendicular to both the longitudinal direction and the height direction. may be greater than or equal to 5° and less than or equal to 20°.
  • a large rake angle can be ensured and cutting resistance can be reduced. Even difficult-to-cut materials can be easily machined.
  • a turning tool includes a tool body and a cutting insert attached to the tool body.
  • the tool body has a plurality of restraining parts that come into contact with the cutting insert and restrain the movement of the cutting insert.
  • the cutting insert extends along the longitudinal direction from a first end to a second end opposite to the first end, and includes a first end including the first end and a portion near the first end, a second end and a second end. The second end including the portion in the vicinity thereof is formed in substantially the same shape.
  • the first end includes a rake face and a bottom face arranged on opposite sides in a height direction perpendicular to the longitudinal direction, a side face connecting the rake face and the bottom face, and a ridgeline where the rake face and the side face intersect. It has a formed cutting edge.
  • the cutting edge includes a curved corner cutting edge and a pair of transverse cutting edges arranged to sandwich both ends of the corner cutting edge.
  • the pair of transverse cutting edges are formed in a straight line and form an acute angle.
  • the side surface includes a corner flank continuous to the corner cutting edge in a portion facing the corner cutting edge, and a first of the plurality of restraint parts of the tool body, which is disposed closer to the bottom side than the corner flank in the height direction. and a first restrained part that comes into contact with the restraint part.
  • the first restraining part and the first restrained part are formed on mutually parallel flat surfaces or on uneven surfaces that fit into each other.
  • the corresponding first restraining part and the first restrained part contact each other with a large contact area, so that the cutting insert can be stably restrained in the tool body. It is possible to configure a turning tool equipped with a cutting insert that is capable of machining in a narrow space and is also highly economical.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a turning tool to which a cutting insert according to an embodiment of the present invention is attached.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the restraining portion of the tool body after removing the cutting insert from the turning tool shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of the cutting insert shown in FIG. 3, viewed from the rake face side.
  • FIG. 5 is a bottom view of the cutting insert shown in FIG. 3 viewed from the bottom side.
  • FIG. 6 is a side view of the cutting insert shown in FIG. 3 viewed from the first end side.
  • FIG. 7 is a side view of the cutting insert shown in FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a state in which the first restrained part shown in FIG. 6 is in contact with the first restraint part of the tool body.
  • 9 is a side view showing a modification of the cutting insert shown in FIG. 7.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a turning tool 1 to which a cutting insert 3 according to an embodiment of the present invention is attached.
  • the turning tool 1 includes a tool body 2 and a cutting insert 3 attached to the tool body 2.
  • the longitudinal direction X of the cutting insert 3 may be referred to as the X-axis direction
  • the height direction Y may be referred to as the Y-axis direction
  • the width direction Z may be referred to as the Z-axis direction.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal to each other.
  • the longitudinal direction X is a direction parallel to a straight line passing through both ends 4E and 5E of the cutting insert 3.
  • the height direction Y is a direction in which the rake face 7 and the bottom face 8 of the cutting insert 3 are arranged on opposite sides of each other in the direction orthogonal to the longitudinal direction X.
  • the width direction Z is a direction perpendicular to both the longitudinal direction X and the height direction Y.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the restraining portion of the tool body 2 with the cutting insert 3 removed from the turning tool 1 shown in FIG.
  • the tool body 2 is formed into a substantially rod shape extending from a base end to a tip on the opposite side of the base end, and a cutting insert 3 is attached to the tip portion including the tip and its vicinity.
  • An insert mounting seat 20 is provided.
  • the proximal end side of the distal end portion is configured as a shank that can be fixed to a machine tool.
  • the insert mounting seat 20 is provided with a plurality of restraining parts that come into contact with the cutting insert 3 and restrain the movement of the cutting insert 3.
  • the tool body 2 has first to third restraint parts 21, 22, 23, and by tightening or loosening the tightening screw 24, the cutting insert 3 can be restrained to the insert mounting seat 20 or restrained. You can also cancel the .
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a cutting insert according to an embodiment of the present invention.
  • the cutting insert 3 is formed into a substantially rod shape using a hard material such as cemented carbide, and extends in the longitudinal direction from a first end 4E to a second end 5E opposite to the first end 4E. It extends along the X.
  • the cutting insert 3 has a two-corner specification in which cutting edges 10 are formed at both ends 4 and 5, respectively.
  • the first end portion 4 including the first end 4E and a portion in the vicinity thereof, and the second end portion 5 including the second end 5E and a portion in the vicinity thereof are formed in substantially the same shape. Therefore, the first end portion 4 will be described in detail as a representative, and the redundant description of the second end portion 5 may be omitted.
  • the first end 4 has a rake face 7 and a bottom face 8 that are arranged on opposite sides in the height direction Y perpendicular to the longitudinal direction X, and a space between the rake face 7 and the bottom face 8. It has a connecting side surface 9 and a cutting edge 10 formed at a ridgeline where the rake surface 7 and the side surface 9 intersect.
  • the cutting insert 3 further includes a main body 6 that connects a first end (first blade) 4 and a second end (second blade) 5.
  • the rake surface 7 of the first end 4 and the upper surface 6A of the main body 6 are connected by a gently curved surface 37.
  • the curved surface 37 is inclined so that as it progresses from the first end 4E to the second end 5E, it progresses from the lower surface 6B of the main body portion 6 to the upper surface 6A.
  • FIG. 4 is a plan view of the cutting insert 3 shown in FIG. 3 viewed from the rake face 7 side.
  • the cutting edge 10 includes a curved corner cutting edge 13 and a pair of transverse cutting edges 11 and 12 arranged to sandwich both ends 13L and 13R of the corner cutting edge 13.
  • the corner cutting edge 13 is formed in an arc shape.
  • the shape of the corner cutting edge 13 is not limited to a circular arc shape, but may be an elliptical arc, a hyperbola, or a parabola.
  • the pair of transverse cutting edges 11 and 12 are formed in a straight line in a plan view when viewed from the rake face 7 side.
  • the angle ⁇ formed by the pair of transverse edges 11 and 12 is an acute angle, preferably 10° or more and 35° or less, more preferably 15° or more and 30° or less. In the illustrated example, the angle ⁇ is configured to be 15°. If the angle ⁇ is 15° or more, both end portions (blade portions) 4 and 5 can be formed with sufficient strength to prevent breakage even when used in cross-feed processing. If the angle ⁇ is 30° or less, the cutting edge 10 is unlikely to interfere with adjacent parts even if inserted into a narrow space.
  • FIG. 5 is a bottom view of the cutting insert 3 shown in FIG. 3 viewed from the bottom surface 8 side.
  • the corner flank surface 94 is formed into a cylindrical surface.
  • the cutting insert 3 is formed into, for example, a substantially hexagonal shape when viewed from the bottom surface 8 side.
  • the cutting insert 3 has mirror symmetry about a plane of symmetry that is parallel to the YZ plane and bisects the cutting insert 3 in the longitudinal direction X. Furthermore, the cutting insert 3 also has mirror symmetry with respect to a plane of symmetry that is parallel to the XY plane and bisects the cutting insert 3 in the width direction Z.
  • FIG. 6 is a side view of the cutting insert 3 shown in FIG. 3 viewed from the first end 4E side.
  • the side surface 9 has a corner relief surface 94 that is continuous with the corner cutting edge 13 at a portion 93 facing the corner cutting edge 13, and is arranged closer to the bottom surface 8 than the corner relief surface 94 in the height direction Y. It has a flat surface 95.
  • a second restrained part 62 that comes into contact with the second restraint part 22 of the tool main body 2 is provided on the upper surface 6A of the main body part 6.
  • a third restrained portion 63 that comes into contact with the third restraint portion 23 of the tool body 2 is provided on the lower surface 6B of the main body portion 6.
  • the second and third restrained portions 62 and 63 are grooves extending along the longitudinal direction X, and are opposed to each other in the height direction Y.
  • the direction parallel to the upper surface 6A and lower surface 6B of the main body part 6 is called the longitudinal direction X of the cutting insert 3, and the direction in which the second and third restrained parts 62 and 63 face is called the height direction Y. You can call me.
  • the second restrained part 62 is formed into a concave cylindrical surface that recesses toward the third restrained part 63, and the third restrained part 63 recesses toward the second restrained part 62. It is formed into a concave cylindrical surface.
  • the shape of the grooves functioning as the second and third restrained parts 62 and 63 is not limited to a concave cylindrical surface, but may be a V-shaped groove extending in the longitudinal direction X. Since the concave lines of the second and third restrained parts 62 and 63 fit with the convex lines of the second and third restraint parts 22 and 23, even if the feeding force of the cutting resistance acts, the cutting insert 3 does not maintain its width. It is difficult to move in the Z direction. Transverse processing can be performed by sending the transverse cutting edges 11 and 12 in the width direction Z.
  • FIG. 7 is a side view of the cutting insert 3 shown in FIG. 3 viewed from the width direction Z.
  • the flat surface 95 is arranged closer to the bottom surface 8 than the corner flank surface 94 in the height direction Y, and closer to the corner flank surface 94 in the longitudinal direction X. It is also configured as a retreating surface that is retreated toward the second end 5E side.
  • the side surface 9 may further include a stepped surface 96 that connects the retreating surface 95 and the corner flank surface 94.
  • the rake face 7 is inclined so that as it moves away from the first end 4E in the longitudinal direction X, it advances from the rake face 7 to the bottom face 8 in the height direction Y (hereinafter sometimes referred to as downward).
  • the rake angle ⁇ is preferably 5° or more and 20° or less. In the illustrated example, the rake angle ⁇ is 10°, and the rake face 7 is formed as a flat surface.
  • the rake face 7 appears as a straight line that progresses downward in the height direction Y as it progresses from the first end 4E to the second end 5E in the longitudinal direction X.
  • the rake face 7 may be formed into a curved surface.
  • the rake angle ⁇ is the angle formed by the tangent to the rake face 7 drawn at the first end 4E and the virtual plane VPr in a side view seen from the width direction Z.
  • a land parallel to the longitudinal direction X may be formed between the cutting edge 10 and the rake face 7.
  • the rake angle ⁇ is the angle between the tangent to the rake face 7 drawn at the boundary between the land and the rake face 7 and the virtual surface VPr.
  • the boundary between the land and the rake face 7 is a region where a straight line parallel to the longitudinal direction X intersects with a straight line or a curved line inclined with respect to the longitudinal direction X in a side view seen from the width direction Z.
  • the angle ⁇ between the virtual surface (virtual finished surface) Vms parallel to both the height direction Y and the width direction Z and the flat surface 95 is:
  • the angle is preferably 0° or more and 10° or less.
  • the angle ⁇ is 7.5°.
  • the angle ⁇ of the flat surface 95 has the same positive and negative directions as the clearance angle of the corner cutting edge 13 located directly above the flat surface 95. That is, when the angle ⁇ is positive ( ⁇ >0), the flat surface 95 is inclined in a direction that approaches the second end 5E side in the longitudinal direction X as it goes toward the bottom surface 8 side in the height direction Y. When the angle ⁇ is negative ( ⁇ 0), the flat surface 95 is inclined in a direction that moves away from the second end 5E side in the longitudinal direction X as it goes toward the bottom surface 8 side in the height direction Y.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a state in which the flat surface 95 shown in FIG. 7 is in contact with the first restraint part 21 of the tool body 2.
  • the cutting insert 3 has a first restrained part that comes into contact with the first restraint part 21 of the tool body 2 when it is attached to the insert mounting seat 20 .
  • the flat surface 95 described so far is an example of the first restrained portion.
  • the first restraining portion 21 and the flat surface 95 are formed into mutually parallel flat surfaces.
  • the combination of the first restraining part 21 and the first restrained part facing the first restraining part 21 is not limited to the illustrated example, and may be formed on uneven surfaces that fit together.
  • the first restrained portion 95 may be formed as a concave cylindrical surface curved in the opposite direction to the corner cutting edge 13, and the first restrained portion 21 may be formed as a cylindrical surface having approximately the same diameter.
  • a structure may be adopted in which the first restrained portion 95 is formed with a notch, and the first restrained portion 21 is formed with a convex portion that fits into the notch.
  • FIG. 9 is a side view showing a modification of the cutting insert 3 shown in FIG. 7.
  • the two-corner cutting insert 3 has a rake face 7 provided at the first end 4 and a rake face 7 provided at the second end 5 that are opposite to each other in the height direction Y. It is arranged so that it is oriented. Even in such a modified example, since the first restrained portion 95 is provided at a position offset from the corner flank surface 94 at both ends 4 and 5, the cutting insert 3 can be stably restrained in the tool body 2. can.
  • the pair of transverse cutting edges 11 and 12 form an acute angle ⁇ , and both end portions 4 and 5 Because of its sharp and pointed shape, the cutting edge 10 can perform copy processing even in a narrow space without interfering with adjacent parts. Even if both ends 4 and 5 are sharp at an acute angle ⁇ , a large contact area between the first restraining part 21 provided on the tool body 2 and the first restrained part 95 provided on the cutting insert 3 can be ensured. Therefore, the cutting insert 3 can be stably restrained to the tool body 2. Since it is a two-corner specification that allows the use of the cutting edges 10 at both ends 4 and 5, it is highly economical.

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  • Milling Processes (AREA)

Abstract

狭小な空間を倣い加工可能であり、経済性にも優れた切削インサート等を提供する。切削インサート(3)は、第1端部(4)と第2端部(5)とが略同一の形状に形成されている。第1端部(4)の切れ刃(10)は、湾曲したコーナ切れ刃(13)と、該コーナ切れ刃(13)の両端(13L,13R)を挟むように配置された一対の横切れ刃(11,12)と、を含んでいる。一対の横切れ刃(11,12)は、直線状に形成されていて鋭角(γ)をなしている。側面(9)は、コーナ切れ刃(13)に臨む部位(93)において、コーナ切れ刃(13)に連続するコーナ逃げ面(94)と、コーナ逃げ面(94)よりも底面(8)側に配置された平坦面(95)と、を有している。

Description

切削インサート及び旋削工具
 本発明は、2コーナ仕様の切削インサート及び該切削インサートを備えた旋削工具に関する。
 略棒状で両端部に切れ刃が形成されたドッグボーン型と呼ばれる2コーナ仕様の切削インサートがある(例えば、特許文献1乃至4参照)。そのような形状の切削インサートは、溝入れ加工や突切り加工に加えて、横送り加工もできるため、製品の仕上げ加工や倣い加工に用いることができる。
 航空機や宇宙ロケット等のエンジン系統に搭載されるターボポンプ用タービンには、軽量化や高性能化のためにブレードとロータディスクとを一体化したブリスクが用いられている。流体の圧力で回転するブリスクと静止しているステータとの隙間から流体が漏洩することを抑制するシールとして、ラビリンスシールが多用されている。ブリスクの表面には、ラビリンスシールを構成するフィン状の突起が加工される。
 ブリスクに加工される突起とステータに加工される突起とが複雑に入り組んでシール性能を発揮するように、ブリスクの表面において隣り合う突起と突起との隙間は狭小に設計される。特許文献1乃至3に記載されている切削インサートは、両端部に円形や台形の切れ刃を有している。そのような形状の切れ刃では、未加工の部位を加工するとき、隣接する加工済みの部位に切れ刃が干渉してしまうため、狭小な隙間を含んだ構造を加工できない。ブリスクの加工では、ラビリンスシールの突起と突起との隙間を転写した形状の総形バイトやインサートが用いられている。
特表2002-524272号公報 特開平8-229709号公報 特開2020-104243号公報 特開2006-198704号公報
 しかしながら、常に高温に晒される過酷な環境下で使用されるブリスクには、ニッケル基合金やチタン合金のような難削材が使用される。総形加工は倣い加工等と比べると切削抵抗が大きいため、難削材を加工するとき、振動による加工不良(びびり)が発生したり、加工中の突起が切れ刃から逃げるように撓んで加工精度が低下したりすることがある。ラビリンスシールのシール性能がターボポンプの効率に影響するため、シール内部の突起の加工には特に厳しい加工精度が要求される。
 そこで、総形バイト等に代えて、狭小な空間に挿入しても干渉しにくい鋭く尖った端部を有する切削インサートを用いることが考えられる。横送り加工で突起と突起との隙間を倣い加工すれば、総形加工する場合と比べて切削抵抗が小さくなり、ラビリンスシールの加工精度が向上する。さらに、種々の形状の隙間を同じ形状の切削インサートを用いて加工できるため、突起の形状ごとに総形バイト等を用意する必要もない。反面、切削インサートの両端部が鋭く尖っていると、工具本体と切削インサートとの接触面積が小さいため、切削インサートを工具本体に安定して拘束できないおそれがある。一方の端部のみに切れ刃が形成されている1コーナ仕様の切削インサートにすれば、切れ刃が形成されていない他方の端部を工具本体との拘束に特化した形状にして拘束力を安定させることができるものの、2コーナ仕様の切削インサートと比べてランニングコストが増加する。
 本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、狭小な空間を倣い加工可能であり、経済性にも優れた切削インサート等を提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る切削インサートは、第1端から該第1端とは反対側の第2端まで長手方向に沿って延在している。第1端及びその近傍の部分を含む第1端部と、第2端及びその近傍の部分を含む第2端部とは、略同一の形状に形成されている。第1端部は、長手方向に直交する高さ方向において互いに反対側に配置されたすくい面及び底面と、すくい面と底面との間を繋ぐ側面と、すくい面と側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、を有している。切れ刃は、湾曲したコーナ切れ刃と、該コーナ切れ刃の両端を挟むように配置された一対の横切れ刃と、を含んでいる。一対の横切れ刃は、直線状に形成されていて鋭角をなしている。側面は、コーナ切れ刃に臨む部位において、コーナ切れ刃に連続するコーナ逃げ面と、高さ方向においてコーナ逃げ面よりも底面側に配置された平坦面と、を有している。
 この態様によれば、鋭角をなす一対の横切れ刃を有しているため、狭小な空間を倣い加工できる。平坦面を有しているため、2コーナ仕様にしたとき工具本体との間に大きな接触面積を確保できる。汎用品ではない総形バイトや1コーナ仕様の切削インサート等と比べて経済性に優れている。
 上記態様は、長手方向及び高さ方向の双方に直交する幅方向から見た側面視において、高さ方向及び幅方向の双方に平行な仮想の仕上げ面と平坦面とがなす逃げ角は、0°以上かつ10°以下であってもよい。
 この態様によれば、工具本体に支持される平坦面の傾斜が小さいため、切削抵抗の背分力が作用したとき切削インサートが高さ方向に動きにくい。工具本体に切削インサートを安定して拘束できる。
 上記態様において、一対の横切れ刃がなす角度は、10°以上かつ35°以下であってもよい。
 この態様によれば、端部が鋭く尖った形状であるため、狭小な空間であっても隣接する部位に切れ刃を干渉させることなく倣い加工できる。
 上記態様は、長手方向及び高さ方向の双方に直交する幅方向から見た側面視において、長手方向及び幅方向の双方に平行な仮想の基準面とすくい面とがなすコーナ切れ刃のすくい角は、5°以上かつ20°以下であってもよい。
 この態様によれば、大きなすくい角を確保して切削抵抗を小さくできる。難削材であっても軽快に加工できる。
 本発明の他の一態様に係る旋削工具は、工具本体と、該工具本体に取り付けられた切削インサートと、を備えている。工具本体は、切削インサートに当接して該切削インサートの動きを拘束する複数の拘束部を有している。切削インサートは、第1端から該第1端とは反対側の第2端まで長手方向に沿って延在し、第1端及びその近傍の部分を含む第1端部と、第2端及びその近傍の部分を含む第2端部とは、略同一の形状に形成されている。第1端部は、長手方向に直交する高さ方向において互いに反対側に配置されたすくい面及び底面と、すくい面と底面との間を繋ぐ側面と、すくい面と側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、を有している。切れ刃は、湾曲したコーナ切れ刃と、コーナ切れ刃の両端を挟むように配置された一対の横切れ刃と、を含んでいる。一対の横切れ刃は、直線状に形成されていて鋭角をなしている。側面は、コーナ切れ刃に臨む部位において、コーナ切れ刃に連続するコーナ逃げ面と、高さ方向においてコーナ逃げ面よりも底面側に配置されていて工具本体の複数の拘束部のうちの第1拘束部に当接する第1被拘束部と、を有している。第1拘束部及び第1被拘束部は、互いに平行な平坦面、又は、互いに嵌合する凹凸面に形成されている。
 この態様によれば、対応する第1拘束部と第1被拘束部とが大きな接触面積で互いに当接するため、切削インサートを工具本体に安定して拘束できる。狭小な空間を倣い加工可能であり、経済性にも優れた切削インサートを備えた旋削工具を構成できる。
 本発明によれば、狭小な空間を倣い加工可能であり、経済性にも優れた切削インサート等を提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態の切削インサートが取り付けられた旋削工具の一例を示す斜視図である。 図2は、図1に示された旋削工具から切削インサートを取り外して工具本体の拘束部を示す斜視図である。 図3は、本発明の一実施形態の切削インサートの一例を示す斜視図である。 図4は、図3に示された切削インサートをすくい面側から見た平面図である。 図5は、図3に示された切削インサートを底面側から見た底面図である。 図6は、図3に示された切削インサートを第1端側から見た側面図である。 図7は、図3に示された切削インサートを幅方向から見た側面図である。 図8は、図6に示された第1被拘束部が工具本体の第1拘束部に当接した状態を示す斜視図である。 図9は、図7に示された切削インサートの変形例を示す側面図である。
 添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。以下、図面を参照して各構成について詳しく説明する。図1は、本発明の一実施形態の切削インサート3が取り付けられた旋削工具1の一例を示す斜視図である。図1に示すように、旋削工具1は、工具本体2と、該工具本体2に取り付けられた切削インサート3と、を備えている。
 以下の説明において、切削インサート3の長手方向XをX軸方向と呼び、高さ方向YをY軸方向と呼び、幅方向ZをZ軸方向と呼ぶことがある。X軸、Y軸及びZ軸は互いに直交している。長手方向Xは、切削インサート3の両端4E,5Eを通る直線に平行な方向である。高さ方向Yは、長手方向Xに直交する方向のうちの切削インサート3のすくい面7と底面8とが互いに反対側に配置される方向である。幅方向Zは、長手方向X及び高さ方向Yの双方に直交する方向である。
 図2は、図1に示された旋削工具1から切削インサート3を取り外して工具本体2の拘束部を示す斜視図である。図2に示すように、工具本体2は、基端から該基端とは反対側の先端まで延在する略棒状に形成され、先端及びその近傍を含む先端部に切削インサート3を取り付けるためのインサート取付座20が設けられている。先端部よりも基端側は、工作機械に固定可能なシャンクとして構成されている。
 インサート取付座20には、切削インサート3に当接して該切削インサート3の動きを拘束する複数の拘束部が設けられている。図示した例では、工具本体2が第1乃至第3拘束部21,22,23を有し、締付けねじ24を締め付けたり緩めたりすることにより、切削インサート3をインサート取付座20に拘束したり拘束を解除したりすることができる。
 図3は、本発明の一実施形態の切削インサートの一例を示す斜視図である。図3に示すように、切削インサート3は、超硬合金等の硬質材料を用いて略棒状に形成され、第1端4Eから該第1端4Eとは反対側の第2端5Eまで長手方向Xに沿って延在している。
 切削インサート3は、両端部4,5に切れ刃10がそれぞれ形成されている2コーナ仕様である。第1端4E及びその近傍の部分を含む第1端部4と、第2端5E及びその近傍の部分を含む第2端部5とは、略同一の形状に形成されている。そのため、代表して第1端部4について詳しく説明し、第2端部5については重複する説明を省略することがある。
 図3に示すように、第1端部4は、長手方向Xに直交する高さ方向Yにおいて互いに反対側に配置されたすくい面7及び底面8と、すくい面7と底面8との間を繋ぐ側面9と、すくい面7と側面9とが交差する稜線に形成された切れ刃10と、を有している。切削インサート3は、第1端部(第1の刃部)4と第2端部(第2の刃部)5との間を繋ぐ本体部6を更に有している。第1端部4のすくい面7と本体部6の上面6Aとの間は、緩やかな湾曲面37で接続されている。湾曲面37は、第1端4Eから第2端5Eへの向きに進むに従い本体部6の下面6Bから上面6Aへの向きに進むように傾斜している。
 図4は、図3に示された切削インサート3をすくい面7側から見た平面図である。図4に示すように、切れ刃10は、湾曲したコーナ切れ刃13と、コーナ切れ刃13の両端13L,13Rを挟むように配置された一対の横切れ刃11,12と、を含んでいる。図示した例では、コーナ切れ刃13が円弧状に形成されている。コーナ切れ刃13の形状は円弧状に限定されず、楕円弧であってもよいし、双曲線であってもよいし、放物線であってもよい。
 一対の横切れ刃11,12は、すくい面7側から見た平面視において直線状に形成されている。一対の横切れ刃11,12がなす角度γは、鋭角であり、10°以上かつ35°以下が好ましく、15°以上かつ30°以下であるとより好ましい。図示した例では、角度γが15°に構成されている。角度γが15°以上であれば、横送り加工に用いても折損しにくい十分な強度の両端部(刃部)4,5を構成できる。角度γが30°以下であれば、狭小な空間に挿入しても切れ刃10が隣接する部位と干渉しにくい。
 図5は、図3に示された切削インサート3を底面8側から見た底面図である。図示した例では、コーナ逃げ面94が円柱面に形成されている。切削インサート3は、底面8側から見た底面視において、例えば略六角形に形成されている。
 前述したように、第1端部4と第2端部5とは略同一の形状及び機能を有している。切削インサート3は、YZ平面に平行であって長手方向Xにおいて切削インサート3を二分する対称面について鏡像対称性を有している。さらに、切削インサート3は、XY平面に平行であって幅方向Zにおいて切削インサート3を二分する対称面についても鏡像対称性を有している。
 図6は、図3に示された切削インサート3を第1端4E側から見た側面図である。図6に示すように、側面9は、コーナ切れ刃13に臨む部位93において、コーナ切れ刃13に連続するコーナ逃げ面94と、高さ方向Yにおいてコーナ逃げ面94よりも底面8側に配置された平坦面95と、を有している。
 本体部6の上面6Aには、工具本体2の第2拘束部22に当接する第2被拘束部62が設けられている。本体部6の下面6Bには、工具本体2の第3拘束部23に当接する第3被拘束部63が設けられている。第2及び第3被拘束部62,63は、長手方向Xに沿って延在する凹条であり、高さ方向Yにおいて互いに対向している。図示した例において、本体部6の上面6A及び下面6Bに平行な方向を切削インサート3の長手方向Xと呼び、第2及び第3被拘束部62,63が対向する方向を高さ方向Yと呼んでもよい。
 図示した例では、第2被拘束部62が、第3被拘束部63に向かって陥没する凹円柱面に形成され、第3被拘束部63が、第2被拘束部62に向かって陥没する凹円柱面に形成されている。第2及び第3被拘束部62,63として機能する凹条の形状は、凹円柱面に限定されず、長手方向Xに延在するV字溝であってもよい。第2及び第3被拘束部62,63の凹条が第2及び第3拘束部22,23の凸条と嵌合するため、切削抵抗の送り分力が作用しても切削インサート3が幅方向Zに動きにくい。横切れ刃11,12を幅方向Zに送って横送り加工できる。
 図7は、図3に示された切削インサート3を幅方向Zから見た側面図である。図7に示すように、コーナ切れ刃13に臨む部位93において、平坦面95は、高さ方向Yにおいてコーナ逃げ面94よりも底面8側に配置され、かつ長手方向Xにおいてコーナ逃げ面94よりも第2端5E側に後退した後退面として構成されている。側面9は、そのような後退面95とコーナ逃げ面94との間を繋ぐ段差面96を更に有していてもよい。
 すくい面7は、長手方向Xにおいて第1端4Eから遠ざかるに従い高さ方向Yにおいてすくい面7から底面8への向き(以下、下向きと呼ぶことがある)に進むように傾斜している。図7に示すように、幅方向Zから見た側面視において、長手方向X及び幅方向Zの双方に平行な仮想面(仮想の基準面)VPrとすくい面7とがなすコーナ切れ刃13のすくい角αは、5°以上かつ20°以下が好ましい。図示した例では、すくい角αが10°であり、すくい面7が平坦面に形成されている。すくい面7は、幅方向Zから見た側面視において、長手方向Xの第1端4Eから第2端5Eへの向きに進むに従い高さ方向Yの下向きに進む直線に見えている。
 すくい面7は、湾曲面に形成されていてもよい。その場合、すくい角αは、幅方向Zから見た側面視において、第1端4Eで描いたすくい面7の接線と仮想面VPrとがなす角度になる。長手方向Xに平行なランドを切れ刃10とすくい面7との間に形成してもよい。その場合、すくい角αは、ランドとすくい面7との境界で描いたすくい面7の接線と仮想面VPrとがなす角度になる。なお、ランドとすくい面7との境界は、幅方向Zから見た側面視において、長手方向Xに平行な直線と長手方向Xに対して傾斜した直線又は曲線とが交差する部位である。
 図7に示すように、幅方向Zから見た側面視において、高さ方向Y及び幅方向Zの双方に平行な仮想面(仮想の仕上げ面)Vmsと平坦面95とがなす角度βは、0°以上かつ10°以下が好ましい。図示した例では、角度βが7.5°である。本明細書において、平坦面95の角度βには、平坦面95の直上にあるコーナ切れ刃13の逃げ角と同じ向きの正負がある。すなわち、角度βが正のとき(β>0)、平坦面95は、高さ方向Yにおいて底面8側に向かうに従って長手方向Xにおいて第2端5E側に近づく向きに傾斜している。角度βが負のとき(β<0)、平坦面95は、高さ方向Yにおいて底面8側に向かうに従って長手方向Xにおいて第2端5E側から遠ざかる向きに傾斜している。
 図8は、図7に示された平坦面95が工具本体2の第1拘束部21に当接した状態を示す斜視図である。切削インサート3は、インサート取付座20に取り付けられた状態において、工具本体2の第1拘束部21に当接する第1被拘束部を有している。これまで説明した平坦面95は、第1被拘束部の一例である。図8に示すように、第1拘束部21及び平坦面95は、互いに平行な平坦面に形成されている。
 第1拘束部21と該第1拘束部21に対向する第1被拘束部との組合せは、図示した例に限定されず、互いに嵌合する凹凸面に形成されていてもよい。例えば、第1被拘束部95がコーナ切れ刃13とは逆向きに湾曲した凹円柱面に形成され、第1拘束部21が略同径の円柱面に形成されていてもよい。例えば、第1被拘束部95に切欠きが形成され、第1拘束部21に切欠きに嵌合する凸部が形成された構造であってもよい。
 図9は、図7に示された切削インサート3の変形例を示す側面図である。図示した例では、2コーナ仕様の切削インサート3は、第1端部4に設けられたすくい面7と、第2端部5に設けられたすくい面7とが、高さ方向Yにおいて互いに逆向きになるように配置されている。このような変形例であっても、両端部4,5においてコーナ逃げ面94からずれた位置に第1被拘束部95が設けられているため、工具本体2に切削インサート3を安定して拘束できる。
 以上のように構成された本実施形態の切削インサート3及び該切削インサート3を備えた旋削工具1によれば、一対の横切れ刃11,12が鋭角γをなしており、両端部4,5が鋭く尖った形状であるため、狭小な空間であっても切れ刃10が隣接する部位と干渉することなく倣い加工できる。鋭角γの尖った両端部4,5を有していても工具本体2に設けられた第1拘束部21と切削インサート3に設けられた第1被拘束部95との接触面積を大きく確保できるため、切削インサート3を工具本体2に安定して拘束できる。両端部4,5の切れ刃10を使用できる2コーナ仕様であるため、経済性に優れている。
 以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
 1…旋削工具、2…工具本体、3…切削インサート、4…第1端部、4E…第1端、5…第2端部、5E…第2端、6…本体部、6A…上面、6B…下面、7…すくい面、8…底面、9…側面、10…切れ刃、11…一方の横切れ刃、12…他方の横切れ刃、13…コーナ切れ刃、13L,13R…コーナ切れ刃の両端、20…インサート取付座、21…第1拘束部、22…第2拘束部、23…第3拘束部、24…締付けねじ、37…湾曲面、62…第2被拘束部、63…第3被拘束部、91…一方の横切れ刃の逃げ面、92…他方の横切れ刃の逃げ面、93…コーナ切れ刃に臨む部位、94…コーナ逃げ面、95…平坦面(第1被拘束部の一例)、96…段差面、Vms…仮想の仕上げ面、VPr…仮想の基準面、X…長手方向、Y…高さ方向、Z…幅方向、α…コーナ切れ刃のすくい角、β…第1拘束部の傾斜角、γ…横切れ刃の交差角。
 

Claims (5)

  1.  第1端から該第1端とは反対側の第2端まで長手方向に沿って延在する切削インサートであって、
     前記第1端及びその近傍の部分を含む第1端部と、前記第2端及びその近傍の部分を含む第2端部とは、略同一の形状に形成され、
     前記第1端部は、前記長手方向に直交する高さ方向において互いに反対側に配置されたすくい面及び底面と、前記すくい面と前記底面との間を繋ぐ側面と、前記すくい面と前記側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、を有し、
     前記切れ刃は、湾曲したコーナ切れ刃と、該コーナ切れ刃の両端を挟むように配置された一対の横切れ刃と、を含み、
     前記一対の横切れ刃は、直線状に形成されていて鋭角をなし、
     前記側面は、前記コーナ切れ刃に臨む部位において、前記コーナ切れ刃に連続するコーナ逃げ面と、前記高さ方向において前記コーナ逃げ面よりも前記底面側に配置された平坦面と、を有している、
    切削インサート。
  2.  前記長手方向及び前記高さ方向の双方に直交する幅方向から見た側面視において、
     前記高さ方向及び前記幅方向の双方に平行な仮想面と前記平坦面とがなす角度は、0°以上かつ10°以下である、
    請求項1に記載の切削インサート。
  3.  前記一対の横切れ刃がなす角度は、10°以上かつ35°以下である、
    請求項1又は2に記載の切削インサート。
  4.  前記長手方向及び前記高さ方向の双方に直交する幅方向から見た側面視において、
     前記長手方向及び前記幅方向の双方に平行な仮想面と前記すくい面とがなす前記コーナ切れ刃のすくい角は、5°以上かつ20°以下である、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の切削インサート。
  5.  工具本体と、該工具本体に取り付けられた切削インサートと、を備えた旋削工具であって、
     前記工具本体は、前記切削インサートに当接して該切削インサートの動きを拘束する複数の拘束部を有し、
     前記切削インサートは、
     第1端から該第1端とは反対側の第2端まで長手方向に沿って延在し、
     前記第1端及びその近傍の部分を含む第1端部と、前記第2端及びその近傍の部分を含む第2端部とは、略同一の形状に形成され、
     前記第1端部は、前記長手方向に直交する高さ方向において互いに反対側に配置されたすくい面及び底面と、前記すくい面と前記底面との間を繋ぐ側面と、前記すくい面と前記側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、を有し、
     前記切れ刃は、湾曲したコーナ切れ刃と、前記コーナ切れ刃の両端を挟むように配置された一対の横切れ刃と、を含み、
     前記一対の横切れ刃は、直線状に形成されていて鋭角をなし、
     前記側面は、前記コーナ切れ刃に臨む部位において、前記コーナ切れ刃に連続するコーナ逃げ面と、前記高さ方向において前記コーナ逃げ面よりも前記底面側に配置されていて前記工具本体の前記複数の拘束部のうちの第1拘束部に当接する第1被拘束部と、を有し、
     前記第1拘束部及び前記第1被拘束部は、互いに平行な平坦面、又は、互いに嵌合する凹凸面に形成されている、
    旋削工具。
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