JP2008272923A - 切削インサート - Google Patents

Abstract

【課題】被削材の溝入れや突っ切り加工に用いられる切削インサートにおいて、正面切刃のコーナ部側にも確実に切削油剤を供給するとともに、特に溝加工の際にインサートを横方向に送り出して溝幅を広げるような場合でも、切削抵抗の増大を招くことなく円滑な切屑処理を図る。
【解決手段】軸状をなすインサート本体１の端部に、このインサート本体１の長手方向に延びる一対の横切刃３と、これらの横切刃３の先端同士の間に長手方向に交差する方向に延びる正面切刃４とを備えた四角形状のすくい面５を有する切刃部２を形成し、すくい面５には、一対の横切刃３と正面切刃４とが交差するコーナ部６に向けてそれぞれ延びる一対の突条部１１を形成するとともに、これらの突条部１１のコーナ部６側の先端部１１Ｄとコーナ部６との間に、突条部１１と間隔をあけて突出する突起部１２を形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、旋削加工において被削材の溝入れや突っ切りに使用される切削インサートに関するものである。

この種の溝入れや突っ切りに使用される切削インサートとしては、例えば特許文献１に、切削ヘッドの頂面に略縦方向に延在する一対のうねと、これらのうねの間にあるチップブレーカピットと、このチップブレーカピットの前、後位のピット部分の間に延在する折れ目線と、この折れ目線と主切刃の間の前位ピット部分に含まれて配位した一対のバール（こぶ）とを有して、折れ目線とうねとの接点近辺域をスクイージング箇所としてチップを押し込める等の作用を発揮させるようにしたものが提案されている。
特開平９−１７４３０８号公報

ところで、この特許文献１に記載の切削インサートにおいては、上記一対のバールが両うねの対面する内面の近傍に配設されている一方、両うねは上記縦方向に延びた後、それぞれその先端部が、前位主切刃すなわち正面切刃と側位切刃すなわち横切刃とが交差するコーナ部に向けて互いに離間して延びるように形成されている。

ところが、そのような特許文献１に記載の切削インサートでは、この切削インサートを上記縦方向に送り出して前位主切刃により被削材に溝入れ加工を行うのに続いて、インサートを横方向に送って上記側位切刃により溝幅を広げるような加工を行おうとした場合、この側位切刃の特に上記コーナ部側で生成される切屑は、上記うねに連続したその先端部に全体的に衝突させられることになる。このため、そのような場合には、切削抵抗の増大を招いたり、切屑詰まりを生じて円滑な切屑処理を図ることができなくなったりするおそれがある。

また、このような被削材の溝入れや突っ切り加工においても、通常は被削材に切刃が切り込まれる切削部位に向けて切削油剤（クーラント）を供給して潤滑や冷却を図るようにしており、このような切削油剤は、流出する切屑によって切削部位への供給が妨げられないように、切削ヘッドの頂面すなわちすくい面に向けてインサートの後端側から供給されることになる。

しかしながら、上記特許文献１に記載の切削インサートでは、上述のように縦方向に延びたうねの先端部が連続してコーナ部に向けて延びるように形成されているので、上記すくい面のうちこのうねと側位切刃との間を通って先端側に供給された切削油剤は、うねの先端部に案内されて側位切刃側に流れ出るだけとなる。従って、前位主切刃の特にコーナ部側に十分に切削油剤を供給することができなくなって、このコーナ部における切刃の熱による損傷や被削材によっては溶着などを生じ易く、また加工された被削材の溝壁面や切断面における精度や品位も損なわれるおそれがある。

一方、切削インサートを縦方向に送り出して前位主切刃により専ら被削材の溝入れ加工や突っ切り加工のみを行う場合、前位主切刃によって生成された切屑は上記一対のバールに衝突して摺接しつつチップブレーカピットに送り込まれることになるが、こうして切屑が摺接し続けるとバール（こぶ）は摩耗してその高さが低くなってゆき、やがては摩滅して無くなってしまう。従って、このバールの摩滅によって切屑の制御ができなくなるため切削インサートの寿命が短寿命で費えてしまうのは勿論、バールが摩耗して低くなってゆく過程でも切屑制御が不安定となるので、円滑な加工を行うことが困難となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように被削材の溝入れや突っ切り加工に用いられる切削インサートにおいて、正面切刃のコーナ部側にも確実に切削油剤を供給することができて当該部分の熱損傷や溶着の防止および被削材の溝壁面や切断面の精度や品位の向上を図ることができるとともに、溝加工の際にインサートを横方向に送り出して溝幅を広げるような場合でも、切削抵抗の増大を招くことなく円滑な切屑処理を図ることが可能である一方で、専らインサートを縦方向に送り出して溝入れや突っ切りに使用する場合には切屑を常に確実に制御してインサート寿命の延長を図ることが可能な切削インサート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、本発明は、軸状をなすインサート本体の端部に、このインサート本体の長手方向に延びる一対の横切刃と、これらの横切刃の先端同士の間に上記長手方向に交差する方向に延びる正面切刃とを備えた四角形状のすくい面を有する切刃部が形成されており、上記すくい面には、上記一対の横切刃と正面切刃とが交差するコーナ部に向けてそれぞれ延びる一対の突条部が形成されるとともに、これらの突条部の上記コーナ部側の先端部と該コーナ部との間に、上記突条部と間隔をあけて突出する突起部が形成されていることを特徴とする。

従って、このような切削インサートでは、まず、上記一対の横切刃と正面切刃とが交差するコーナ部に向けてそれぞれ延びる一対の突条部に対して、これらの突条部の上記コーナ部側の先端部と該コーナ部との間に突出する突起部が、間隔をあけるようにして形成されているので、すくい面のうち一対の突条部と横切刃との間を通って先端側に供給された切削油剤は、この突起部と突条部の先端部との間の間隔をあけた部分を通して正面切刃のコーナ部側に流れ込むことになる。このため、かかる正面切刃のコーナ部側にも十分に切削油剤を供給してその潤滑や冷却を図ることが可能となる。

また、こうして突起部が突条部の先端部と間隔をあけて形成されていることにより、上述のような溝幅を広げるような加工を行うときに、横切刃の特にコーナ部側で生成される切屑は、この間隔をあけた部分ではこれら突起部や突条部に衝突することがないため、その全体が抵抗を受けることがなく、従って切削インサート側においても切削抵抗を低減することができる。その一方で、こうして間隔をあけた突起部と突条部の先端部とに衝突する切屑は、その幅方向に折り曲げられるようにして流出しつつ、さらにこの流出方向にカールさせられることになるので容易に分断され易くなり、切屑が受ける抵抗が少なくても円滑かつ確実な切屑処理を促すことが可能となる。

一方、インサート本体をその長手方向すなわち上記縦方向に送り出して被削材の溝入れや突っ切り加工だけを行う場合には、正面切刃により生成された切屑は、専ら上記一対の突条部の先端部に衝突して摺接することにより幅方向に強く丸め込まれて分断され易く処理されるが、これらの突条部は、上述のようにコーナ部に向けて延びるようにある程度の長さを持ってすくい面上に延在するものであるので、切屑が摺接することにより摩耗はしても、摩滅して無くなったりすることはない。また、突条部の先端部における突出高さを一定としておけば、摩耗により高さが変化することもないので、安定して円滑な切屑処理を図ることが可能となる。

ここで、上記突起部は、例えば上記突条部のコーナ部側の先端部と該コーナ部との間に球状や円錐状、あるいは円錐台状に突出する方向性のないものであってもよいが、この突起部を上記突条部の先端部から上記コーナ部に向けて延びるように形成した場合には、上述のようにインサートを横方向に送り出して溝幅を広げるような加工をする場合に、横切刃のコーナ部側で生成される切屑をこの突起部によって切刃部の後端側に案内することができ、かかる切屑が加工された溝の底面に接触して傷を付けたりするような事態を防止することが可能となる。

ただし、このように突起部を突条部の先端部からコーナ部に向けて延びるように形成する場合には、上記長手方向に垂直に上記すくい面に対向する方向から見て、上記突起部が上記長手方向に延びる軸線に対して１５°〜７５°の範囲で交差する方向に延びるように形成されるのが望ましい。すなわち、この角度が上記範囲を下回るほど小さいと、上述のような切屑を確実に切刃部の後端側に案内することができなくなるおそれがある一方、上記範囲を上回るほど大きいと、突起部への切屑の当たりが点当たりに近くなって安定して切屑を案内することが困難となるとともに、突起部の早期の摩耗を生じるおそれがある。

なお、特にこのように突起部を突条部の先端部から上記コーナ部に向けて延びるように形成するに際して、該突起部は連続して延びるように形成されていてもよいが、それぞれの上記突条部の先端部と上記コーナ部との間に、複数の上記突起部を間隔をあけて形成するようにして、これら複数の突起部が突条部の先端部からコーナ部に向けて不連続に延びるようにすれば、これらの突起部の間からも切削油剤を正面切刃側に供給することができて、一層効率的な潤滑や冷却を図ることができる。

このように、本発明の切削インサートによれば、被削材の溝入れや突っ切り加工を行う場合に、正面切刃のコーナ部側にも確実に切削油剤を供給して潤滑や冷却を図ることができ、この部分の熱による損傷や溶着を防止してインサート寿命を延長させることができるとともに、このような熱損傷や溶着によって被削材の溝壁面や切断面の精度や品位が損なわれるのを防ぐことが可能となる。また、その一方で、溝加工の際にインサートを横方向に送り出して溝幅を広げるような場合でも、切屑の全体が突条部に衝突するのを避けることができて切削抵抗の増大を抑えつつ、突起部と突条部とによって切屑を確実に分断して円滑な処理を図ることが可能となる。さらに、専らインサートを縦方向に送り出して溝入れや突っ切り加工を行う場合でも、切屑が摺接する突条部は摩滅したりすることがないため、切屑を長期に亙って安定して円滑に処理することができて一層長寿命の切削インサートを提供することができる。

図１ないし図８は、本発明の切削インサートの第１の実施形態を示すものである。本実施形態においてインサート本体１は、超硬合金等の硬質材料により形成されて軸線Ｌに沿って延びる概略方形軸状（方形柱状）をなし、この軸線Ｌに直交してインサート本体１の長手方向（軸線Ｌ方向。図２〜図４における左右方向）の中央に位置する平面Ｍに関して略対称に形成されるとともに、この平面Ｍに直交してインサート本体１の幅方向（図２および図４における上下方向。図５においては左右方向）中央に位置し、軸線Ｌを含んでインサート本体１の厚さ方向（図３および図５における上下方向）に延びる平面Ｎに関しても対称な形状とされている。

このインサート本体１の長手方向の端部（両端部）には切刃部２が形成されており、この切刃部２には、上記長手方向に延びる一対の横切刃３と、これらの横切刃３の先端同士の間に上記幅方向に延びる正面切刃４とを辺稜部に備えた、上記長手方向に延びる概略長方形状のすくい面５が、上記厚さ方向を向くように形成されている。なお、これら正面切刃４と横切刃３とが交差するコーナ部６は、上記長手方向に直交してすくい面５に対向する方向から見た平面視において、これら正面切刃４と横切刃３に滑らかに接する１／４凸円弧状に形成されている。

また、長手方向両端の切刃部２の間において、上記厚さ方向にすくい面５と同じ側を向くインサート本体１の上面部７は、図３に示すようにこれら切刃部２よりも厚さ方向に一段突出するようにされている。さらに、この上面部７と、該上面部７とは反対のインサート本体１の下面部８とには、その長手方向全長に亙って断面凹Ｖ字状をなす取付溝部７Ａ，８Ａが形成されており、これらの取付溝部７Ａ，８Ａが、インサート着脱式旋削工具のホルダに形成されたインサート取付座の互いに対向して断面凸Ｖ字状をなす一対の顎部に当接して挟み込まれることにより、当該切削インサートはこのホルダに保持されて被削材の溝入れ加工や突っ切り加工に使用される。なお、上面部７の上記長手方向を向く端面７Ｂは、それぞれ切刃部２側に向かうにしたがい下面部８側に向かって傾斜する傾斜面とされている。

さらにまた、切刃部２の上記長手方向を向く先端面と幅方向を向く両側面とは、それぞれ正面切刃４と一対の横切刃３の逃げ面９とされ、本実施形態の切削インサートは、これらの逃げ面９が、上記コーナ部６に連なる交差稜線部も含めてすくい面５から離間して上記下面部８側に向かうに従い漸次後退するように傾斜させられたポジティブタイプのインサートとされている。なお、この切刃部２の逃げ面９以外のインサート本体１の端面および側面は、上記厚さ方向に平行に延びる平面状とされている。

上記一対の横切刃３は、コーナ部６を含めて図３に示すように上記厚さ方向に垂直な平面上に延びるように形成されており、かつコーナ部６から切刃部２の後端側に向かうに従い幅方向に互いに接近するように僅かに傾斜してバックテーパが与えられている。また、正面切刃４は、上記平面視には一直線状に延びるように形成される一方、上記厚さ方向においては、そのコーナ部６側の両端部が該コーナ部６や横切刃３と同じ平面上に延びるように形成されるとともに、幅方向中央部は凹曲線状をなして厚さ方向に僅かに凹むように形成されている。なお、少なくとも上記コーナ部６には図７に示すように幅の極小さなランド１０が形成されるとともに、すくい面５は、横切刃３、正面切刃４、およびコーナ部６から離間してその内側に向かうに従い厚さ方向に漸次後退するように傾斜するポジすくい面とされている。

そして、このポジすくい面とされたすくい面５のさらに内側には、上記コーナ部６に向けてそれぞれ延びる一対の突条部１１がすくい面５から上記厚さ方向に突出するように形成されるとともに、これらの突条部１１のコーナ部６側の先端部と該コーナ部６との間には、突条部１１と間隔をあけてやはり上記厚さ方向に突出する突起部１２がそれぞれ形成されている。また、これら突条部１１と突起部１２は、横切刃３、正面切刃４、およびコーナ部６との間にも間隔をあけるように形成されている。

このうち突条部１１は、一対の突条部１１同士で上記平面視にそれぞれ互いに対向してすくい面５の内側を向く内壁面１３と、各々の突条部１１が延びるコーナ部６に連なる横切刃３側を向く、すなわち互いに反対側を向く外壁面１４とを備え、さらに本実施形態ではこれら内外壁面１３，１４の交差稜線部であって上記厚さ方向に最も突出した尾根となる部分に突端面１５が形成されている。なお、内外壁面１３，１４は、図８に示すようにこの突端面１５からすくい面２側に向かうに従い互いに離間するように傾斜する傾斜面とされていて、突端面１５と鈍角の角度をもって交差させられている。

このような一対の突条部１１は、上面部７の上記端面７Ｂに連なる該端面７Ｂより幅狭の後端部１１Ａから切刃部２の先端側に向けて２つに分岐して、それぞれ各コーナ部６に向けて該コーナ部６に連なる横切刃３に隣接するように延設されている。そして、このうち後端部１１Ａから分岐して上記長手方向に横切刃３の全長の略１／２の位置に至る後端側部分１１Ｂでは、上記平面視にコーナ部６に向けてＶ字状に略真っ直ぐ延びるように形成される一方、この後端側部分１１Ｂから延びる先端側部分１１Ｃは、同平面視にそれぞれ隣接する横切刃３側に向けて凸曲する凸曲線状をなすように形成されている。

より詳しくは、この先端側部分１１Ｃは、上記突端面１５が、上記平面視において後端側部分１１Ｂから切刃部２の先端側に向かうに従い、各突条部１１に隣接する横切刃３側に一旦接近した後、さらに先端側に向かうに従い該横切刃３から離間するように湾曲する弧状の凸曲線をなすように形成されている。従って、この先端側部分１１Ｃにおいて一対の突条部１１の上記内壁面１３は、上記平面視において各突条部１１が隣接する横切刃３側に向けて凹曲する凹曲面状とされるとともに、上記外壁面１４は逆に同横切刃３側に向けて凸曲する凸曲面状とされており、その曲率半径は、内外壁面１３，１４と突端面１５との交差稜線部分において、外壁面１４がなす凸曲線よりも内壁面１３がなす凹曲線の方が僅かに小さくなるようにされている。

なお、この突条部１１の先端部１１Ｄは、上記平面視において概ねコーナ部６がなす凸円弧と並行するように湾曲して、またはこの円弧の弦の方向に平行に延びる直線状に形成されており、その先端は上記幅方向において正面切刃４の中央部が凹曲線状をなして厚さ方向に凹み始める位置に略配置されている。ただし、この先端部１１Ｄにおける突端面１５は、同平面視においてそのコーナ部６側の概ね該コーナ部６の二等分線上に位置する部分が、このコーナ部６側に僅かに突き出すように幅広に形成され、この突き出した部分から上記先端に至る部分では該突端面１５と外壁面１４との交差稜線が直線状に延びて突端面１５の幅が漸次小さくなるようにされるとともに、この突き出した部分から先端側部分１１Ｃにおいて外壁面１４が凸曲面状をなす部分までの短い範囲では、該外壁面１４が凹曲面状をなしてくびれるように形成されている。

さらに、突条部１１の上記後端側部分１１Ｂにおいては、内外壁面１３，１４がいずれも上記平面視において凹曲するように形成されており、このうち内壁面１３はその後端側部分１１Ｂが先端側部分１１Ｃに対して鈍角をなして曲折する方向に凹曲するように形成されている。ただし、これら内壁面１３の凹曲面状をなす先後端側部分１１Ｃ，１１Ｂが交差する曲折部１３Ａは、両凹曲面に滑らかに連なる凸曲面状に形成されており、また一対の突条部１１の曲折部１３Ａ間の上記幅方向の間隔は、突端面１５と交差する部分において、一対の突条部１１の突端面１５における上記先端同士の幅方向の間隔より小さくされている。また、外壁面１４の後端側部分１１Ｂも、同平面視において凸曲面状をなす先端側部分１１Ｃと滑らかに連なるようにされており、横切刃３に対しては凹曲するように形成されることになる。

さらにまた、この突条部１１の突端面１５は、上記後端部１１Ａから後端側部分１１Ｂにかけては厚さ方向に垂直で、上面部７に形成された取付溝部７Ａの溝底よりも僅かに厚さ方向に後退した位置に配置された平坦面とされるとともに、上記先端側部分１１Ｃでは、略上記曲折部１３Ａの位置から先端側に向けて図３に示すように凹曲しつつ厚さ方向に一段後退した後、再び厚さ方向に垂直な平坦面をなして突条部１１の先端部１１Ｄに至るようにされている。なお、この先端部１１Ｄにおける突端面１５は、横切刃３が形成された上記厚さ方向に垂直な平面よりも極僅かに突出するように配置されている。また、これら一対の突条部１１の内壁面１３よりさらに内側のすくい面２は、これらの内壁面１３に滑らかに連なるとともに、上記厚さ方向に沿った幅方向の断面でも長手方向の断面でも滑らかに連続する凹曲線をなすような凹曲面状に形成されている。

一方、上記突起部１２は、各コーナ部６の上記二等分線上に略位置して該コーナ部６と突条部１１との間に間隔をあけて配置されている。この突起部１２も、本実施形態では平坦な突端面１６と、その周囲に配置されてこの突端面１６と鈍角に交差し、すくい面５側に向かうに従い漸次拡がるように傾斜する周壁面１７とを備えており、この突端面１６の厚さ方向における高さは図８に示すように上記先端部１１Ｄにおける突条部１１の突端面１５の高さと等しくされている。また、このような突起部１２が突条部１１と間隔をあけて形成されることにより、これらの突起部１２と突条部１１との間には周壁面１７と外壁面１４とが交差する部分に相対的に厚さ方向に凹んだ凹部１８が形成されることになるが、この凹部１８の底面は図８に示すように凹曲面状をなしている。

さらに、この突起部１２は、本実施形態では上記突条部１１の先端部１１Ｄからコーナ部６に向けて延びるように形成されており、より詳しくは上記突端面１６が上記平面視において長円状をなしていて、この長円の長軸が切刃部２の先端側に向かうに従い上記幅方向の外側に向かうように傾斜してコーナ部６に向けて延びるようにされている。ここで、上記平面視において、この突起部１２がコーナ部６に向けて延びる方向は、インサート本体１の長手方向に延びる上記軸線Ｌに対して１５°〜７５°の範囲の角度θで交差するように設定されるのが望ましく、本実施形態では上記長円の長軸と軸線Ｌとがなす角度θが３０°とされて、上記二等分線が軸線Ｌに対してなす角度よりも小さくされている。

なお、この突起部１２は、その軸線Ｌ方向の先端、特に上記突端面１６の先端が、突条部１１よりも正面切刃４側に位置するように配設されている。ただし、突起部１２は突条部１１と比べて十分小さく形成されており、例えば本実施形態では長円状とされた上記突端面１６が、突条部１１の上記先端部１１Ｄにおいてコーナ部６側に突き出した部分から先端までの部分の突端面１５と略同じ大きさ、またはこれよりも一回り小さくなるようにされている。また、図中に符号１９で示すのは、インサート本体１の両端部に形成された一対の切刃部２を識別するための表示であり、本実施形態ではこの表示１９は、上記突条部１１における後端部１１Ａの突端面１５上に設けられた凹部であって、一対の切刃部２のうち一方の切刃部２のみに形成されている。

このように構成された切削インサートにおいて、インサート本体１を軸線Ｌ方向に前進させつつ、切刃部２の正面切刃４とその両端のコーナ部６とにより被削材に溝入れ加工や突っ切り加工を行う場合には、これら正面切刃４とコーナ部６によって生成されて軸線Ｌ方向に流れ出る切屑は、まず軸線Ｌ方向最先端に位置する上記突起部１２に衝突して幅方向内側に案内され、次いで突条部１１の先端部１１Ｄに衝突して摺接することにより抵抗を受けて幅方向に丸め込まれるように曲折させられる。また、正面切刃４の幅方向中央部が凹曲させられていることによっても、切屑は幅方向に丸め込まれる。

さらに、こうして幅方向に丸め込まれた切屑は、一対の突条部１１の内壁面１３内側の凹曲面とされたすくい面５上を擦過するうちに、幅方向にさらに丸め込まれるとともに軸線Ｌ方向すなわち流出方向にも丸め込まれてこの突条部１１の後端側部分１１Ｂへと送り出される。そして、本実施形態では、これらの突条部１１の先端側部分１１Ｃにおける内壁面１３が横切刃３側に向けて凹曲する凹曲面状とされていて、後端側部分１１Ｂの内壁面１３との曲折部１３Ａで一対の突条部１１の内壁面１３同士の間隔が幅狭とされているので、切屑はこの曲折部１３Ａに衝突することで、上述のように丸め込まれた幅方向と流出方向とにさらに大きな抵抗を受けることにより分断させられて処理される。

しかるに、こうして被削材に溝入れや突っ切り加工を行う際に、正面切刃４やコーナ部６による切削部位の潤滑や冷却のために切刃部２の後端側からすくい面５に向けて切削油剤を供給すると、一対の突条部１１の内側は上述のように切屑が擦過しているため、切削油剤は専らこれらの突条部１１の外側の横切刃３との間を通って先端側に送られることになるが、上記構成の切削インサートでは、この突条部１１の先端部１１Ｄと該コーナ部６との間に形成された上記突起部１２が、突条部１１との間に間隔をあけて突出させられていて、突条部１１と突起部１２との間に切刃部２の後端側から先端側に連通する上記凹部１８が画成されているので、この凹部１８を通して切削油剤を確実に正面切刃４に供給することが可能となる。

従って、上記切削インサートによれば、こうして供給された切削油剤により正面切刃４による切削部位を効果的に潤滑、冷却することが可能となり、切削抵抗の増大を抑えることができるとともに、切削時に発生する熱によって正面切刃４に損傷や溶着が生じたりするのを防ぐことができ、インサート寿命の延長を図ることが可能となる。また、特にこの突条部１１と突起部１２との間の凹部１８は、正面切刃４のコーナ部６側の部分に向けて開口させられるので、かかる部分における損傷や溶着を確実に防止することができ、この正面切刃４のコーナ部６側によって形成される被削材の溝入れ加工の際の溝壁面や突っ切り加工の際の切断面を高精度かつ高品位に仕上げることも可能となる。

さらに、こうしてインサート本体１をその長手方向（軸線Ｌ方向）に送り出して溝入れや突っ切り加工を行う場合には、切屑は上述のように突条部１１の先端部１１Ｄに衝突して摺接することにより抵抗を受けて丸め込まれ、この抵抗によって突条部１１には摩耗が生じることになるが、当該突条部１１はコーナ部６に向かって延びるように形成されて、ある程度の長さを持ってすくい面５上に延在するものであるので、こうして摩耗しても摩滅してしまうことはない。すなわち、この切屑によって抵抗を受けるのが、特許文献１に記載されたバール（こぶ）のようなものであると、図９（ａ）に示すようにこのバールＢの摩耗が進行することによってその高さＨが漸次小さくなって、やがては摩滅つまりバールＢが無くなってしまう。なお、この図９（ａ）においてバールＢ以外の部分については図９（ｂ）に示す第１の実施形態と同じ符号を用いて説明を省略する。

ところが、これに対して上記切削インサートのように切屑による抵抗を受けるのが突条部１１であれば、図９（ｂ）に示すように摩耗によって先端部１１Ｄが後退はしても、摩滅して無くなってしまうようなことはないのである。しかも、本実施形態ではこの突条部１１の先端部１１Ｄにおける突端面１５が上記厚さ方向に垂直な平坦面とされているので、同図９（ｂ）に示すように摩耗により後退しても高さは変わることがなく、従って切屑に対して常に一定の抵抗を与えることができて、円滑な切屑処理を図るとともに、長寿命の切削インサートを提供することが可能となる。

一方、上記溝入れ加工の際、インサート本体１を軸線Ｌ方向に送り出して所定の深さまで溝を形成した後に、そのままインサート本体１を上記幅方向（横方向）に送って溝幅を広げるような加工を行う場合には、この幅方向に送り出される側の横切刃３とコーナ部６とによって切削が行われることになるが、この場合にも上記構成の切削インサートでは突条部１１と突起部１２とが間隔をあけていることにより、切削抵抗を低減しつつ、切屑の円滑かつ確実な処理を図ることができる。

すなわち、このように横切刃３とこれに連なるコーナ部６によって生成される切屑は、このコーナ部６から上記所定の深さの幅でインサート本体１の上記幅方向に流れ出て、突条部１１の外壁面１４と突起部１２とに衝突して処理されるが、このとき突条部１１と突起部１２とが間隔をあけているので、切屑はその全体がこれら突条部１１と突起部１２、特に突条部１１の外壁面１４にいわゆるベタ当たりすることがなく、切屑が衝突する際の抵抗を抑えることができる。特に本実施形態では、突条部１１の先端側部分１１Ｃの外壁面１４が上記平面視において横切刃３側に凸となる凸曲面状とされており、従ってこの外壁面１４に切屑が衝突する部分でも、横切刃３側に最も凸となって接近した部分の周辺だけが衝突することになるので、この切屑から受ける切削抵抗の一層の低減を図ることができる。

その一方で、こうして間隔をあけた突起部１２と突条部１１とに衝突することにより、横切刃３によって生成された切屑は、上記正面切刃４によって切削された切屑が一対の突条部１１の先端に衝突する場合と同様にその幅方向（インサート本体１では長手方向）に丸め込まれるように折り曲げられるとともに、すくい面５上に突出したこれら突条部１１および突起部１２に押し付けられることによって流出方向（インサート本体１では幅方向）にも丸め込まれるようにカールさせられる。従って、こうして幅方向と流出方向とに折り曲げられることにより、切屑は応力を受けて分断されやすくなり、たとえ上述のように突条部１１と突起部１２に切屑が衝突する際の抵抗が小さくても、確実に切屑を分断して円滑に処理することが可能となるのである。

さらに、突起部１２が、コーナ部６に向けて延びる突条部１１の先端部１１Ｄと該コーナ部６との間に形成されているので、上述のようにインサート本体１を軸線Ｌ方向に前進させて正面切刃４により溝入れ加工や突っ切り加工を行う場合や、インサート本体１を幅方向に送り出して溝幅を拡げるような加工を行う場合以外に、例えばインサート本体１を前進させつつ幅方向にも送り出したり、あるいはインサート本体１を後退させつつ幅方向にも送り出したりして、被削材に形成された溝の壁面や被削材の端面を斜めに切削するような場合でも、切屑を確実に突条部１１の先端部１１Ｄの間や突条部１１と突起部１２との間に案内して処理することができる。

すなわち、インサート本体１を前進させつつ幅方向にも送り出して被削材の溝壁面や端面を斜めに切削する場合、切屑は、この幅方向への送り方向つまり幅送り方向に対して後方側のコーナ部６から正面切刃４の幅送り方向側に延びる部分によって生成されて、正面切刃４から軸線Ｌ方向後方側に向かうに従い幅送り方向後方側に向けて斜めに流出することになるが、この幅送り方向後方側のコーナ部６と突条部１１の先端部１１Ｄとの間に突起部１２が配設されて切屑が衝突することにより、該切屑はその流出方向を軸線Ｌに沿った方向に向けるように案内されて、幅送り方向後方側の突条部１１に摺接し、あるいはこの突条部１１の内側に巻き込まれてカールさせられる。

一方、インサート本体１を後退させつつ幅方向にも送り出して溝壁面や端面を斜めに切削する場合は、この幅送り方向側のコーナ部６から軸線Ｌ方向後方側に延びる横切刃３の先端側部分により切屑が生成され、その流出方向は軸線Ｌ方向先端側に向かうに従い幅送り方向後方側に向けてやはり斜めに傾いた方向となる。ところが、切屑を生成する横切刃３に対してこの流出方向側にも突起部１２が上記幅送り方向側のコーナ部６と突条部１１との間に形成されているので、この突起部１２と衝突することにより切屑は、その流出方向を軸線Ｌに垂直な幅方向に沿わせるように案内され、単にインサート本体１を横方向に送って切削する場合と同様に該突起部１２と突条部１１の外壁面１４とに衝突して処理される。すなわち、上記構成の切削インサートでは、こうしてインサート本体１を斜めに送り出す場合でも、生成された切屑を確実に処理することが可能となる。

また、本実施形態における突起部１２は、その突端面１６が上記平面視において長円状をなして、突条部１１の先端部１１Ｄからコーナ部６に向けて延びるように形成されており、上述のようにインサート本体１を幅方向だけに送り出して溝幅を広げる場合にこの突起部１２に衝突した切屑を、該突起部１２が延びる方向に沿って切刃部２の後端側に案内するように流出させることができる。このため、横切刃３によって生成されて上述のようにインサート本体１の幅方向に沿った流出方向に丸め込まれた切屑が、そのまま切削された溝壁面に接触することにより該溝壁面が傷つけられたりするのを防ぐことが可能となり、一層高精度かつ高品位の加工を促すことができる。

なお、本実施形態では、こうしてコーナ部６に向けて延びる突起部１２の延設方向、すなわち上記平面視において突起部１２の突端面１６がなす長円の長軸方向が、同平面視においてインサート本体１の長手方向に延びる軸線Ｌに対して１５°〜７５°の角度θの範囲で交差する方向とされているが、これは、この角度θが小さすぎて突起部１２がインサート本体１の長手方向に平行な方向に近く、すなわち横切刃３の延びる方向にも平行に近い方向に延びていると、インサート本体１の幅方向に沿って流出した切屑が丸め込まれてそのまま溝壁面に接触するおそれが生じ、逆に角度θが大きすぎて突起部１２の延設方向が上記平面視に横切刃３に垂直な方向に近くなると、突起部１２と切屑との衝突が点当たりに近くなって安定した案内が困難となるとともに、突起部１２が早期に摩耗してしまうおそれがあるからである。

ただし、本実施形態では、上記平面視においてこの突起部１２が延びる延設方向が軸線Ｌに対してなす角度θが、コーナ部６の二等分線が軸線Ｌに対してなす角度よりも小さくされているが、この角度θが上記範囲内であれば、例えば図１０に示す本発明の第２の実施形態のように、突起部２１の延設方向が軸線Ｌに対してなす角度θが、コーナ部６の二等分線が軸線Ｌに対してなす角度よりも大きくされていてもよい。ちなみに、この第２の実施形態においては、上記角度θは６０°とされている。このように角度θを大きくした第２の実施形態によれば、インサート本体１を軸線Ｌ方向に送り出して溝入れや突っ切り加工を行うときに、正面切刃４のコーナ部６側の部分は勿論、このコーナ部６自体にも、より広い範囲に上記凹部１８を通して切削油剤を供給することが可能となるので、一層の抵抗低減と熱損傷や溶着の防止とを図ることができる。

また、これら第１、第２の実施形態では、突起部１２が上記平面視にその突端面１６を長円状としてコーナ部６側に連続的に延びるように形成されているが、図１１に示す本発明の第３の実施形態のように、突条部１１の先端部１１Ｄからコーナ部６側に向けて、複数の例えば円錐台状等の突起部２２を間隔をあけて配設して、これらの突起部２２が不連続に延びるようにされていてもよい。この場合には、突条部１１との間に形成される凹部１８のほかに、突起部２２同士の間隔部分に形成される凹部１８からも正面切刃４側に切削油剤を供給することができ、油剤供給量の増大を図ることができる。

さらに、例えば専ら被削材の溝入れや突っ切り加工に使用されるだけで、溝幅を広げるような加工には用いられない切削インサートであれば、図１２に示す本発明の第４の実施形態のように方向性をもたない円錐台状の突起部２３、あるいは球面状の突起部を一対の突条部１１の先端部１１Ｄと各コーナ部６との間に１つずつ突設するようにしてもよく、この場合には突起部２３と先端部１１Ｄあるいはコーナ部６との間隔をより大きくできるので、やはり正面切刃４側への切削油剤の供給量を増大させて効率的な潤滑、冷却を図ることができる。なお、これら図１０ないし図１２に示した第２ないし第４の実施形態において、突起部２１〜２３以外の上記第１の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してある。

一方、上記第１の実施形態を初め、これら第２ないし第４の実施形態でも、上記平面視において一対の突条部１１の先端側部分１１Ｃは、各突条部１１が隣接する横切刃３側に向けて、その内壁面１３が凹曲する凹曲面状とされるとともに外壁面１４は凸曲する凸曲面状とされており、インサート本体１を軸線Ｌ方向に送り出して溝入れや突っ切り加工を行うときに正面切刃４によって生成される切屑は、一対の突条部１１の互いに対向する内壁面１３同士により上述のように分断処理することができるとともに、溝幅を広げる加工において横切刃３により生成される切屑は、外壁面１４と突起部１２，２１〜２３とにより処理することができる。

また、こうして外壁面１４が凸曲面状をなしていることにより、溝幅を広げる場合でも上述のようなインサート本体１を幅方向に送り出しつつ後退させて傾斜した溝壁面を形成するときのように、切屑がインサート本体１の幅方向内側に向かうに従い切刃部２の先端側に向けても流れ出るような、切屑の流出方向が変化する場合に、外壁面１４をこの切屑の流出方向に常に対向するように配設することができ、従ってこの外壁面１４に安定的に切屑を衝突させて確実な処理を図ることができる。

さらに、これら第１ないし第４の実施形態では、こうして突条部１１の先端側部分１１Ｃにおける外壁面１４が上記平面視に凸曲面とされているのに対し、後端側部分１１Ｂの外壁面１４は隣接する横切刃３に対して凹曲する凹曲面状とされており、従ってこの後端側部分１１Ｂでは横切刃３と突条部１１との間により大きな間隔を確保することができる。そして、この大きな間隔部を介して、切刃部２先端側の上記突起部１２，２１〜２３と突条部１１との間の凹部１８に向けてより多くの切削油剤を供給することが可能となるので、これらの実施形態によれば、一層確実に正面切刃４の特にコーナ部６側に切削油剤を供給して効率的な潤滑や冷却を図ることができる。

なお、上記第１ないし第４の実施形態では、突条部１１の先端部１１Ｄにおける突端面１５が、上記平面視においてコーナ部６の二等分線上に位置する部分を該コーナ部６側に僅かに突き出させて幅広となるように形成されているが、突端面１５あるいは突条部１１自体が、少なくともこの先端部１１Ｄまたは先端部１１Ｄから上記先端側部分１１Ｃも含めた範囲において、先端側に向かうに従い漸次幅狭となるか、もしくは一定幅のまま延びるように形成されていてもよい。

ここで、図１３ないし図１６にそれぞれ示すのは、突端面１５の幅を先端部１１Ｄから先端側部分１１Ｃも含めた範囲において先端側に向かうに従い漸次幅狭とした場合の第１ないし第４の実施形態の変形例であるが、このように突端面１５や突条部１１において先端部１１Ｄに幅広となる部分が形成されないようにすることにより、突条部１１と突起部１２，２１〜２３との間隔をより大きく確保して先端側に多量の切削油剤を供給可能とするとともに、供給される切削油剤の流れもスムーズにして効率的な供給を促すことができる。

ただし、こうして突条部１１の先端部１１Ｄにおける突端面１５の幅を先端側に向かうに従い幅狭としたり一定幅とした場合でも、突起部１２は突条部１１よりも小さくされており、すなわち図１３および図１４に示した変形例のように突起部１２，２１の突端面１６が長円状をなしているときには、その短軸方向の幅は突条部１１の先端部１１Ｄにおける突端面１５の幅と略同等かこれより小さくされるとともに長軸方向の長さは突端面１５より小さくされる。また、図１５および図１６に示す変形例のように突起部２２，２３が円錐台状や球面状をなしてその突端面１６が円形とされているときには、この円形の突端面１６の直径が、先端部１１Ｄにおける突条部１１の突端面１５の幅と略同等かこれより小さくされる。

本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態をその長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た平面図である。 図１に示す実施形態の側面図である。 図１に示す実施形態の底面図である。 図１に示す実施形態の正面図である。 図１に示す実施形態の切刃部２の拡大斜視図である。 図２における切刃部２の拡大平面図である。 図７におけるＺＺ拡大断面図である。 （ａ）特許文献１に記載された発明のバール（こぶ）と、（ｂ）第１の実施形態における突条部１１とで、摩耗の進行による高さＨの変化を示す図（図７におけるＹＹ断面図に相当する図）である。 本発明の第２の実施形態をその長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た切刃部２の拡大平面図である。 本発明の第３の実施形態をその長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た切刃部２の拡大平面図である。 本発明の第４の実施形態をその長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た切刃部２の拡大平面図である。 第１の実施形態の変形例をその長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た切刃部２の拡大平面図である。 第２の実施形態の変形例をその長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た切刃部２の拡大平面図である。 第３の実施形態の変形例をその長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た切刃部２の拡大平面図である。 第４の実施形態の変形例をその長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た切刃部２の拡大平面図である。

符号の説明

１ インサート本体
２ 切刃部
３ 横切刃
４ 正面切刃
５ すくい面
６ コーナ部
１１ 突条部
１１Ａ 突条部１１の後端部
１１Ｂ 突条部１１の後端側部分
１１Ｃ 突条部１１の先端側部分
１１Ｄ 突条部１１の先端部
１２，２１〜２３ 突起部
１３ 突条部１１の内壁面
１４ 突条部１１の外壁面
１５ 突条部１１の突端面
１６ 突起部１２，２１〜２３の突端面
１７ 突起部１２，２１〜２３の周壁面
１８ 突条部１１と突起部１２，２１〜２３との間の凹部
Ｌ インサート本体１の軸線
θ インサート本体１の長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見て、突起部１２，２１〜２３が延びる方向がインサート本体１の長手方向に延びる軸線Ｌに対して交差する角度

Claims (4)

1. 軸状をなすインサート本体の端部に、このインサート本体の長手方向に延びる一対の横切刃と、これらの横切刃の先端同士の間に上記長手方向に交差する方向に延びる正面切刃とを備えた四角形状のすくい面を有する切刃部が形成されており、上記すくい面には、上記一対の横切刃と正面切刃とが交差するコーナ部に向けてそれぞれ延びる一対の突条部が形成されるとともに、これらの突条部の上記コーナ部側の先端部と該コーナ部との間に、上記突条部と間隔をあけて突出する突起部が形成されていることを特徴とする切削インサート。
2. 上記突起部は、上記突条部の先端部から上記コーナ部に向けて延びるように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. 上記長手方向に垂直に上記すくい面に対向する方向から見て、上記突起部が上記長手方向に延びる軸線に対して１５°〜７５°の範囲で交差する方向に延びるように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. それぞれの上記突条部の先端部と上記コーナ部との間には、複数の上記突起部が間隔をあけて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の切削インサート。

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