JP2014087881A - 切削インサートおよび刃先交換式切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】高送り加工の際でも、切屑の生成並びに排出がスムーズとなり、切削抵抗の低減が図れ、しかも、切屑の温度上昇を抑えて長寿命化を図ることができるとともに切刃の異常損傷を防止することができる切削インサートを提供する。
【解決手段】板状をなすインサート本体１の厚さ方向を向く面にすくい面３が形成されるとともに、厚さ方向を向く面の周囲に配置される周面に逃げ面４が形成され、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃５が形成される。切刃はすくい面に対向する方向から見て凸曲線状に形成された凸曲線部５ａを有し、すくい面は切刃から離間するに従い厚さ方向の中央側に後退するポジすくい面とされ、ポジすくい面のうち少なくとも切刃の凸曲線部に連なる部分は一の平面状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、転削加工に用いられる刃先交換式切削工具に着脱可能に取り付けられる切削インサート、および、その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。

刃先交換式切削工具として、工具本体としてのエンドミル本体を高い送り量で送り出して被削材を切削する高送り加工が知られている。このような高送り加工用の刃先交換式エンドミルに取り付けられる切削インサートとして、例えば特許文献１、２には、略正三角形板状をなしてこの略正三角形をなす表裏面がすくい面とされ、これら表裏面の角部に円弧状をなすコーナ刃が形成されるとともに、このコーナ刃に連なる表裏面の辺稜部に主切刃が形成されたネガティブタイプの切削インサートが提案されている。

この切削インサートは、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部に、上記表裏面の一方をすくい面としてエンドミル回転方向に向けるとともに、このすくい面の１つの上記主切刃をエンドミル本体先端側に向けて、この主切刃に比較的小さな切り込み角と負のアキシャルレーキ角およびラジアルレーキ角とが与えられるようにして取り付けられ、通常は上記軸線に直交する方向に高送りさせられて切削加工に使用される。主切刃の切り込み角が比較的小さいので、このように送りを高くしても生成される切屑の厚さは薄くなり、効率的な切削加工を行うことができる。

特許第３９５１７６６号公報 特表２０１０−５１７８０２号公報

上記特許文献１、２に記載された切削インサートでは、略正三角形をなす表裏面の辺稜部に設けられた主切刃が、表裏面に対向する方向から見て凸曲線状に形成されている。ところで、このように主切刃が表裏面に対向する方向から見て曲線をなすように形成されている場合、主切刃に沿って形成される例えばポジすくい面は、通常、厚さ方向に最も高くなる部分（尾根状部分）が主切刃の曲線の法線方向に向けて延びるように形成される。

しかしながら、このような切削インサートによって切削加工を行うと、主切刃によって生成される切屑が、すくい面上を主切刃の曲線の法線方向に延びるように流れるため、切屑がすくい面上を移動するときに、該切屑自体を変形させるような荷重が加わる。すなわち、例えば、主切刃が表裏面に対向する方向から見て凸曲線状に形成されている場合には、この凸曲線状の主切刃によって生成される切屑は、すくい面に沿って移動するときに、すくい面との摩擦によって幅寸法が狭められるような荷重を受ける。一方、主切刃が表裏面に対向する方向から見て凹曲線状に形成されている場合には、この凹曲線状の主切刃によって生成される切屑は、すくい面に沿って移動するときに、すくい面との摩擦によって幅寸法が広げられるような荷重を受ける。

このため、切屑の生成並びに排出がスムーズに行なわなくなり、切削抵抗が増大する、あるいは、切屑の温度上昇に伴い、切刃部分の摩耗が進み切削インサートの寿命が短くなる、あるいは、この切り込み境界部で切削インサートの切刃がチッピングや欠損等の異常損傷を起こすおそれが生じる。特に、切屑の温度上昇に伴う問題は、切削対象物がステンレス等のような耐熱合金の場合に顕著に表れる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、高送り加工の際でも切屑の生成並びに排出がスムーズとなり、切削抵抗の低減が図れ、しかも、切屑の温度上昇を抑えて長寿命化を図ることができるとともに切刃の異常損傷を防止することができる切削インサート、および該切削インサートを着脱可能に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。

上記課題を解決するために、本発明の切削インサートは、板状をなすインサート本体の厚さ方向を向く面にすくい面が形成されるとともに、上記厚さ方向を向く面の周囲に配置される周面に逃げ面が形成され、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、上記切刃は上記すくい面に対向する方向から見て凸曲線状に形成された凸曲線部を有し、上記すくい面は上記切刃から離間するに従い上記厚さ方向の中央側に後退するポジすくい面とされ、上記ポジすくい面のうち少なくとも上記切刃の凸曲線部に連なる部分は、一の平面状に形成されていることを特徴とする。

上記構成の切削インサートでは、切刃がすくい面に対向する方向から見て凸曲線状に形成された凸曲線部を有し、この凸曲線部に連なるポジすくい面部分が一の平面状に形成されている。そして、切刃の凸曲線部で切削する際に生成される切屑は、凸曲線部に連なる部分である一の平面状に形成されたポジすくい面に沿って後段側へ流れる。このように、切屑は単なる一の平面状部分に沿って移動するため、切屑がポジすくい面上を移動するときに、当該切屑を変形させるような力、例えば切屑を幅方向に狭めさせるような荷重や幅方向に広がらせるような荷重が加わることがない。この結果、切屑の生成並びに排出がスムーズとなる。
このように、切屑の生成並びに排出がスムーズとなるので、切削抵抗の低減が図れ、しかも、切屑の温度上昇を抑えて長寿命化を図ることができるとともに切刃の異常損傷を防止することができる。

上記切刃は、上記凸曲線部に隣接して、上記すくい面に対向する方向から見て凹曲線状に形成された凹曲線部を有し、上記ポジすくい面のうち少なくとも上記凸曲線部に連なる部分と上記凹曲線部に連なる部分が一の平面状に形成されていてもよい。

切刃は、切削の際に要求される条件によって、すくい面に対向する方向から見て凸曲線部とそれに隣接するように同方向から見て凹曲線部とを有して形成される場合がある。この場合であっても、ポジすくい面のうち少なくとも上記凸曲線部に連なる部分と上記凹曲線部に連なる部分が共通する一の平面状に形成されているので、切刃の隣接する凸曲線部と凹曲線部で切削する際に生成される切屑は、ポジすくい面の一の平面状部分に沿って移動する。このため、切屑がポジすくい面に沿って移動するときに不要な荷重が加わることがなく、切屑の生成並びに排出がスムーズとなる。
なお、ここで、凸曲線部に隣接して凹曲線部が形成されるとは、凹曲線部が凸曲線部に連続して形成される場合に限られることなく、凸曲線部と凹曲線部との間に直線部が介在される場合も含む。

上記インサート本体は多角形板状とされ、上記インサート本体の多角形面に上記ポジすくい面が形成されるとともに、上記多角形面の周囲に配置される上記インサート本体の周面に上記逃げ面が形成され、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部には、上記多角形面の辺稜部に主切刃が形成され、上記主切刃は、上記多角形面の角部のうち該多角形面の周方向に隣接する２つの角部の間に亙って延びて形成され、該主切刃に、上記凸曲線部と上記凹曲線部が隣接して形成されていてもよい。

このようにインサート本体が多角形板状に形成され、すくい面と逃げ面との交差稜線部には、多角形面の辺稜部に主切刃が形成されている場合であっても、主切刃の隣接する凸曲線部と凹曲線部で切削する際に生成される切屑は、ポジすくい面の一の平面状部分に沿って移動するから、切屑がポジすくい面に沿って移動するときに、不要な荷重が加わることがなく、切屑の生成並びに排出がスムーズとなる。
また、インサート本体が多角形板状に形成され、多角形面の辺稜部に主切刃が形成されているため、インサート本体に一の多角形面に複数の主切刃を形成することができ、それら複数の主切刃によって個々に切削加工を行なうことができる。

上記主切刃は全域が曲線状に形成されていてもよい。
主切刃の凸曲線部と凹曲線部とが間に直線部を有さずそれら凸曲線部と凹曲線部が連続する場合、主切刃の凸曲線部で切削する際に生成される切屑と、主切刃の凹曲線部で切削する際に生成される切屑とは挙動が異なるため、凸曲線部と凹曲線部の境界部分の主切刃で切削する際に生成される切屑が主切刃につながるポジすくい面上を移動するとき、該切屑に不要な荷重が加わることが懸念される。
しかしながら、この場合であっても、凸曲線部と凹曲線部の境界部分の主切刃で切削する際に生成される切屑は、ポジすくい面の一の平面状部分に沿って移動するから、切屑がポジすくい面に沿って移動するときに、不要な荷重が加わることがなく、切屑の生成並びに排出がスムーズとなる。

上記切刃において上記厚さ方向に最も高くなる部分が、上記主切刃に形成されていてもよい。
厚さ方向に最も高くなる部分には荷重が集中し易く、過大な荷重が加わるおそれがある。しかしながら、この過大な荷重が加わる個所が主切刃にあり、しかも、この主切刃の凸曲線部と上記凹曲線部に連なる、ポジすくい面部分が一の平面状に形成されているので、切屑がポジすくい面に沿って移動するときに、切屑に不要な荷重が加わることがなく、切屑の生成並びに排出がスムーズとなる。このため、切屑を通して主切刃に荷重が加わるのを回避することができ、主切刃によって切削する際の荷重負担を軽減することができる。

上記ポジすくい面の上記インサート本体中央側に、上記ポジすくい面の角度よりも急勾配に傾斜する段差傾斜面が形成されていてもよい。
この場合、このポジすくい面の上記インサート本体中央側に、ポジすくい面の角度よりも急勾配に傾斜する段差面が形成されているため、ポジすくい面からの切屑離れがよく、切削抵抗の一層の低減を図ることができる。

上記インサート本体は正三角形板状をなし、正三角形状をなす表裏の上記多角形面の各辺稜部に上記主切刃が形成されるとともに、表裏の上記多角形面は該多角形面の中心を通るインサート中心線回りに捩られた配置とされ、これら表裏の上記多角形面に関して上記インサート本体が表裏反転対称形状とされていてもよい。
ひとつのインサート本体で表裏の多角形面を干渉させずに、その辺稜部に形成された主切刃を満遍なく切削加工に使用することができる。

本発明の刃先交換式切削工具は、軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体と、 上記工具本体の先端部に着脱可能に取り付けられた上記切削インサートとを具備し、上記工具本体には、上記切削インサートが取り付けられる１または２以上の上記インサート取付座が形成され、上記切削インサートは、上記すくい面を上記工具回転方向に向くとともに上記切刃を上記工具本体の先端側に向くように、上記インサート取付座に取り付けられていることを特徴とする。
このような刃先交換式切削工具においても、上述した作用効果を奏することができる。

以上説明したように、本発明によれば、高送り加工の際でも、切屑の生成並びに排出がスムーズとなり、切削抵抗の低減が図れ、しかも、切屑の温度上昇を抑えて長寿命化を図ることができるとともに切刃の異常損傷を防止することができる。

本発明の切削インサートの実施形態を示す斜視図である。 同切削インサートの平面図である。 図１における矢線Ｌ方向視の側面図である。 図１における矢線Ｍ方向視の側面図である。 図２における（ａ）ＡＡ拡大断面図、（ｂ）ＢＢ拡大断面図、（ｃ）ＤＤ拡大断面図、（ｄ）ＥＥ拡大断面図、（ｅ）ＦＦ拡大断面図である。 図２における（ａ）ＸＸ拡大断面図、（ｂ）ＹＹ拡大断面図、（ｃ）ＺＺ拡大断面図である。 図１に示す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実施形態である刃先交換式エンドミルを示すエンドミル本体先端部の斜視図である。 図７に示す刃先交換式エンドミルにおいて切削インサートが取り外された状態のエンドミル本体先端部の拡大斜視図である。 図７に示す刃先交換式エンドミルの斜視図である。 図７に示す刃先交換式エンドミルの平面図である。 図７に示す刃先交換式エンドミルの側面図である。 図７に示す刃先交換式エンドミルの拡大正面図である。 高送り加工を行う場合の図であって、（ａ）は図５に示す刃先交換式エンドミルにより生成される切屑の断面を示す図、（ｂ）は従来の切削インサートを取り付けた刃先交換式エンドミルにより生成される切屑の断面を示す図である。

図１ないし図６は本発明の切削インサートの実施形態を示すものであり、図７ないし図１２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実施形態である刃先交換式エンドミルを示すものである。
図１は切削インサートの斜視図、図２は同切削インサートの平面図、図３は図１における矢線Ｌ方向視の側面図、図４は図１における矢線Ｍ方向視の側面図、図５（ａ）は図２におけるＡＡ拡大断面図、図５（ｂ）は図２におけるＢＢ拡大断面図、図５（ｃ）は図２におけるＤＤ拡大断面図、図５（ｄ）は図２におけるＥＥ拡大断面図、図５（ｅ）は図２におけるＦＦ拡大断面図、図６（ａ）は図２におけるＸＸ拡大断面図、図６（ｂ）は図２におけるＹＹ拡大断面図、図６（ｃ）は図２におけるＺＺ拡大断面図である。

本実施形態の切削インサートにおいて、そのインサート本体１は、超硬合金、サーメット、表面被覆超硬合金、および表面被覆サーメット等から選択される硬質材料により、多角形板状、詳しくは正多角形板状に形成され、本実施形態では正三角形板状に形成されている。正三角形状をなすインサート本体１の表裏一対の多角形面（第１、第２の多角形面）の中央には、インサート本体１の厚さ方向（図２の図面に直交する方向。図５（ａ）〜（ｅ）、図６（ａ）〜（ｃ）における上下方向）に貫通して該インサート本体１を刃先交換式エンドミルのエンドミル本体１１に取り付けるための取付孔２が開口している。

ここで、本実施形態において、インサート本体１の表裏の多角形面は、図２に示すように上記取付孔２の中心（表裏の多角形面の中心）を通ってインサート本体１の上記厚さ方向に延びるインサート中心線Ｃ回りに僅かに捩られるように配置されている。また、正三角形板状とされた本実施形態のインサート本体１は、インサート中心線Ｃ回りに１２０°ずつの回転対称形状とされるとともに、このインサート中心線Ｃに直交して表裏の正三角形面の周囲に配置されるインサート本体１の３つの側面のそれぞれ中心を通る３つの仮想直線に関して表裏反転対称形状とされている。

このようなインサート本体１の厚さ方向を向く面つまり表裏の多角形面にはすくい面３が形成されるとともに、これらの多角形面の周囲に配置されるインサート本体１の上記側面には逃げ面４が形成されている。さらに、これらすくい面３と逃げ面４との交差稜線部には、両多角形面の各辺稜部に主切刃５が形成されるとともに、該多角形面の各角部にはコーナ刃６が形成されており、このコーナ刃６はインサート中心線Ｃ方向にすくい面３に対向する方向から見て１／３円弧等の凸曲線状をなしている。なお、これら主切刃５とコーナ刃６とは、本実施形態では表裏の多角形面それぞれにおいてインサート中心線Ｃに垂直な１つの平面上に位置するようにされている。

表裏の多角形面に形成されるすくい面３は、主切刃５およびコーナ刃６に沿った外周部分が、これら主切刃５およびコーナ刃６から離間して多角形面の内側に向かうに従い反対の多角形面側に向けて上記厚さ方向に後退するように傾斜するポジすくい面３ａとされている。つまり、すくい面３は、主切刃５およびコーナ刃６から離間するに従いインサート本体１の厚さ方向の中央側に後退するポジすくい面とされている。
多角形面中央の取付孔２開口部周辺は上記インサート中心線Ｃに垂直な平面状の拘束面３ｂとされている。

すくい面３の主切刃５に連なるポジすくい面３ａは、本実施形態ではインサート本体１を後述するインサート取付座１６に取り付けたときに、切削に使用される主切刃５の全長に亙って一定の軸方向すくい角となるようにされている。すなわち、図２、図５、および図１０に示すように、インサート中心線Ｃ方向に見て主切刃５の凸曲線状をなす一端部５ａの突端（最も外方へ突出する部分）を通りエンドミル本体１１の軸線Ｏに平行でインサート中心線Ｃを含む平面Ｐと、この平面Ｐに平行な各平面による断面において、インサート中心線Ｃに垂直な平面に対するポジすくい面３ａの傾斜角（図５（ａ）〜（ｅ）におけるθ）が一定となるようにされている。この傾斜角θは、本実施形態では１５°とされ、エンドミル本体１１のインサート取付座１６に取り付けたときに軸方向すくい角が５°となるようにされている。

従って、ポジすくい面３ａは、１つの主切刃５に対しては、主切刃５からそのすくい面３が形成された多角形面の内側に向かうに従い一定の上記傾斜角で反対側の多角形面に向かうように傾斜する一の平面状に形成されている。ここで、上記一の平面状とはポジすくい面３ａが湾曲することなく、該ポジすくい面３ａに連なる主切刃５で被削材を切削するとき、生成される切屑を一定の方向へ流し得る程度の平面状態を言う。
また、このポジすくい面３ａのインサート本体１中央側、具体的にはポジすくい面３ａと拘束面３ｂとの間には、ポジすくい面３ａよりも急勾配で多角形面の内側に向かうに従い反対側の多角形面に向かって傾斜する段差面３ｃが形成されている。

このように主切刃５のポジすくい面３ａが平面状に形成されていることと、主切刃５がインサート中心線Ｃ方向に沿ってすくい面３に対向する方向から見て凹凸曲線状に形成されていることに伴い、この主切刃５は、図３および図４に示すようにインサート中心線Ｃに垂直な方向から見た側面視においても、凸曲線状をなす一端部５ａはインサート中心線Ｃ方向視における上記突端が最も突出したインサート厚さ方向に凸となる凸曲線状をなすとともに、凹曲線状をなす他端部５ｂは一端部５ａから離間するに従い漸次インサート厚さ方向に後退するように凹む凹曲線状をなすことになる。
そして、本実施形態では、上記主切刃５は、凸曲線状をなす一端部５ａと凹曲線状をなす他端部５ｂとが連続するので、全域が曲線状に形成されている。また、図３、図４に示すように、切刃における厚さ方向の最も高くなる部分は、コーナ刃６ではなく、主切刃５に形成されている。

なお、コーナ刃６に連なるポジすくい面３ａは、図６に示すように、インサート中心線Ｃ方向に沿って見たときのコーナ刃６の法線に沿ったインサート中心線Ｃに平行な断面において、インサート中心線Ｃに垂直な平面に対する傾斜角が一定となるようにされており、この傾斜角も主切刃５に連なるポジすくい面３ａの傾斜角と等しく１５°とされている。従って、このコーナ刃６のポジすくい面３ａは、インサート中心線Ｃ方向視に扇状をなすとともにコーナ刃６に沿って凹曲する凹円錐台面状に形成され、該コーナ刃６を間にして隣接する主切刃５のポジすくい面３ａは、このコーナ刃６のポジすくい面３ａを介して滑らかに連続することになる。

表裏の多角形面の拘束面３ｂにおいて取付孔２の開口部周辺に突起３ｄが形成されている。突起３ｄは、インサート中心線Ｃ方向視に略長方形状をなしており、各拘束面３ｂにおいてインサート中心線Ｃとコーナ刃６とを結ぶ直線上に１つずつ形成されていて、１つの拘束面３ｂについて３つの突起３ｄが周方向に等間隔に形成され、この１つの拘束面３ｂにおける３つの突起３ｄのインサート中心線Ｃ方向の突端面はインサート中心線Ｃに垂直な１つの平面上に位置している。
なお、主切刃５およびコーナ刃６にはランドや丸ホーニングが形成されていてもよい。また、各図においては説明のためにポジすくい面３ａや逃げ面４等に境界線が示されているが、実際には境界線は現れなくてもよい。

また、インサート本体１の表裏の三角形面の周囲に配置される３つの側面には、図１に示すようにインサート本体１の上記厚さ方向の中央部に、内側に凹む凹部７がインサート本体１の全周に亙って形成されている。これら３つの側面の各凹部７のインサート本体１外周側を向く底面７ｂは、インサート中心線Ｃに直交する断面においては偏六角形状をなしつつ、この偏六角形の各辺に連なる６つの面は、それぞれインサート中心線Ｃに平行で、一対の多角形面の拘束面３ｂに対しては垂直な平面状とされている。
また、凹部７のインサート中心線Ｃ方向の幅は、インサート本体１自体の厚さの１／３以上とされており、主切刃５およびコーナ刃６の逃げ面４は、各側面の上記厚さ方向の両外側の、凹部７に対してインサート本体１の外側に凸となる部分にそれぞれ形成されている。

さらに、本実施形態の切削インサートは、切削加工時に使用される主切刃５およびコーナ刃６が、図１２に示すように、刃先交換式エンドミルを正面側から見て反時計回り方向に回転させられる右刃をなすようにされた右勝手の切削インサートであり、この主切刃５およびコーナ刃６のすくい面３が形成された多角形面に対向する方向から見て、該多角形面の周回りのうち時計回り方向側に位置する主切刃５の一端部５ａに、この主切刃５の一端部５ａに連なるコーナ刃６の一端部６ａが位置し、反時計回り方向側に位置する主切刃５の他端部５ｂに他のコーナ刃６の他端部６ｂが連なるようにされている。なお、一方の多角形面側から見て他方の多角形面は、図２に示すように時計回り方向側に向けて僅かに捩られている。

また、このコーナ刃６の逃げ角β６、すなわちコーナ刃６に連なる逃げ面４がインサート中心線Ｃに沿った断面において該インサート中心線Ｃに平行な直線に対してなす角度は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように主切刃５の一端部５ａに連なる該コーナ刃６の一端部６ａから該コーナ刃６の他端部６ｂに向かうに従い負角側に向けて大きくなるようにされている。つまり、他端部６ｂから一端部６ａに向けて逃げ面４が、上記断面においてコーナ刃６から上記厚さ方向に離間するに従いインサート本体１の内側により大きく凹んで後退するようにされている。なお、本実施形態におけるコーナ刃６の逃げ角β６は、コーナ刃６の一端部６ａにおいて正角で、ただし２０°以下となるようにされるとともに、他端部６ｂで０°とされるように負角側に漸次大きくされている。

そして、このコーナ刃６に連なる主切刃５は、インサート中心線Ｃ方向視にすくい面３に対向する方向から見て図２に示すように、コーナ刃６の上記一端部６ａに連なる該主切刃５の上記一端部５ａが、コーナ刃６がなす凸曲線よりも曲率半径の大きな凸曲線状とされるとともに、該主切刃５の他端部５ｂは凹曲線状とされている。すなわち、主切刃５の一端部５ａは凸曲線状切刃とされ、主切刃５の他端部５ｂは凹曲線状切刃とされる。ここで、これら主切刃５がなす凹凸曲線は、一端部５ａがなす凸曲線の曲率半径よりも他端部５ｂがなす凹曲線の曲率半径の方が大きくなるようにされるとともに、一端部５ａがなす凸曲線の長さが他端部５ｂがなす凹曲線の長さよりも長くなるようにされている。

従って、上記多角形面の角部のうち該多角形面の周方向に隣接する２つの角部の間に亙って延びる１つの辺稜部に形成された１つの主切刃５は、すくい面３に対向する方向から見て、上記２つの角部のうちの一方の角部（第１の角部。右勝手の切削インサートとされた本実施形態では上記１つの辺稜部の時計回り方向側の角部）に連なる主切刃５の一端部（第１の端部）５ａが凸曲線状とされるとともに、他方の角部（第２の角部。本実施形態では上記１つの辺稜部の反時計回り方向側の角部）に連なる主切刃５の他端部（第２の端部）５ｂは凹曲線状とされる。

なお、インサート本体１はインサート中心線Ｃ回りに所定角度（本実施形態では１２０°）ずつ回転対称形状であるので、右勝手とされた本実施形態の切削インサートでは、すくい面３に対向する方向から見て、１つの主切刃５に対する上記一方の角部は、この一方の角部を介して上記１つの主切刃５の時計回り方向に隣接する他の１つの主切刃５に対しては、他方の角部となる。

また、インサート本体１は、その上記側面のそれぞれ中心を通る３つの仮想直線に関して表裏反転対称形状とされているので、インサート本体１の１つの側面に形成された２つの逃げ面４と表裏の多角形面のすくい面３との交差稜線部にそれぞれ形成された１つずつの２つの主切刃５も、これら表裏の多角形面に関して反転対称形状とされる。すなわち、インサート本体１の表裏一対の多角形面のうち一方の多角形面を第１の多角形面とし、他方の多角形面を第２の多角形面とし、インサート本体１の１つの側面を第１の側面とし、この第１の側面に形成された２つの逃げ面４のうち第１の多角形面側の逃げ面４を第１の逃げ面４として、この第１の逃げ面４と第１の多角形面のすくい面（第１のすくい面）３との交差稜線部に形成された主切刃５を第１の主切刃５とし、また第１の側面の第２の多角形面側の逃げ面４を第２の逃げ面４として、この第２の逃げ面４と第２の多角形面のすくい面（第２のすくい面）３との交差稜線部に形成された主切刃５を第２の主切刃５としたとき、インサート本体１を上記第１の側面の上記仮想直線を中心に周回り方向に１８０°回転させて反転させると、第１の主切刃５は反転前の元の位置にあった第２の主切刃と一致するとともに、第２の主切刃は反転前の元の位置にあった上記第１の主切刃と一致することになり、上記第１、第２の主切刃５は表裏の上記第１、第２の多角形面に関して反転対称形状とされる。

従って、インサート本体１の１つの側面（第１の側面）のインサート厚さ方向両側に１つずつ形成される合計２つの主切刃（第１、第２の主切刃）５においては、一方の主切刃５の一端部（第１の端部）５ａのインサート厚さ方向反対側に他方の主切刃５の他端部（第２の端部）５ｂが位置し、一方の主切刃５の他端部（第２の端部）５ｂのインサート厚さ方向反対側には他方の主切刃５の一端部（第１の端部）５ａが位置することになる。また、これら２つの主切刃５に連なるコーナ刃６が形成される多角形面の角部についても、一方の多角形面（第１の多角形面）と他方の多角形面（第２の多角形面）で互いに、一方の角部（第１の角部）のインサート厚さ方向反対側に他方の角部（第２の角部）が位置することになる。

また、本実施形態では、主切刃５の一端部５ａがなす凸曲線と他端部５ｂがなす凹曲線とが接点５ｃにおいて互いに接している。主切刃５の一端部５ａとこれに連なるコーナ刃６の一端部６ａ、および主切刃５の他端部５ｂとこれに連なる他のコーナ刃６の他端部６ｂも、それぞれ互いに接している。従って、接点５ｃは、主切刃５が形成される多角形面の辺稜部の中点よりも上記他方の角部側に位置する。本実施形態では、主切刃５の一端部５ａとこれに連なるコーナ刃６の一端部６ａとの接点から主切刃５の一端部５ａと他端部５ｂとの接点５ｃまでが凸曲線状切刃とされた主切刃５の一端部５ａの範囲とされ、この接点５ｃから主切刃５の他端部５ｂとこれに連なる他のコーナ刃６の他端部６ｂとの接点までが凹曲線状切刃とされた主切刃５の他端部５ｂの範囲とされる。従って、すくい面３とされる表裏の多角形面のそれぞれの辺稜部と角部に形成された主切刃５とコーナ刃６は、本実施形態では滑らかに連続する凹凸曲線を描いて周回することになる。

さらに、このような主切刃５の逃げ角β５は、図５（ａ）〜（ｅ）に示すように上記主切刃５の一端部５ａにおいて該主切刃５の他端部５ｂよりも正角側に向けて大きくされている。言い換えれば、主切刃５の他端部５ｂでは一端部５ａよりも逃げ角β５が負角側に大きくされている。ここで、この主切刃５の逃げ角β５は、本実施形態では図２に示すように、インサート中心線Ｃとインサート本体１の側面の中心を通る直線とを含んだ平面による断面（図２におけるＤＤ断面）とこれに平行な断面において、主切刃５に連なる逃げ面４が主切刃５を通りインサート中心線Ｃに平行な直線に対してなす角度とされ、逃げ面４がインサート中心線Ｃに平行な場合が０°となる。また、逃げ面４が主切刃５から離間するに従い上記インサート中心線Ｃに平行な直線に対してインサート本体１の内側に後退している場合が正角となり、逆にインサート本体１の外側に突出している場合が負角となる。

なお、本実施形態では、この主切刃５の逃げ角β５は、該主切刃５の一端部５ａにおいては、この一端部５ａに連なるコーナ刃６との接点（主切刃５とコーナ刃６の一端）でコーナ刃６の一端部６ａにおける逃げ角β６と等しく２０°以下の正角とされ、主切刃５の他端部５ｂ側に向けて、一端部５ａのコーナ刃６側では一定の逃げ角β５のままとされ、一端部５ａのコーナ刃６と反対側の接点５ｃに向かう部分では、接点５ｃに向かうに従いすなわち他端部５ｂ側に向かうに従い漸次負角側に大きくなるようにされている。言い換えれば、主切刃５の逃げ角β５は、その一端部５ａにおける接点５ｃに隣接した部分において、すなわち主切刃５の一端部５ａの他端部５ｂ側において、接点５ｃから離間するに従い、すなわち該他端部５ｂから離間するに従い正角側に向けて大きくされている。

さらに、こうして他端部５ｂ側に向けて負角側に大きくされた一端部５ａにおける主切刃５の逃げ角β５は、これら主切刃５の一端部５ａと他端部５ｂとの接点５ｃにおいて本実施形態では０°のネガとされ、他端部５ｂではこの０°の逃げ角β５のまま一定とされている。従って、本実施形態では、主切刃５の一端部５ａとこれに連なるコーナ刃６の一端部６ａとの接点、主切刃５の他端部５ｂとこれに連なる他のコーナ刃６の他端部６ｂとの接点、および主切刃５の一端部５ａと他端部５ｂとの接点５ｃの、それぞれの接点において逃げ角β５、β６が互いに等しくされており、主切刃５とコーナ刃６の逃げ面４はインサート本体１の全周に亙って滑らかに連続する凹凸曲面をなすようにされている。

なお、このように主切刃５とコーナ刃６に連なる逃げ面４が凹凸曲面状をなすことにより、インサート本体１の側面において表裏の多角形面（正三角形面）側の逃げ面４の間に形成された上記凹部７は、その上記底面７ｂのインサート中心線Ｃに直交する断面が、主切刃５に沿った部分が鈍角に交差する方向に延びる凸Ｖ字をなす折れ線状とされるとともに、周方向にコーナ刃６を介して隣接する一対の主切刃５のそれぞれ一端部５ａと他端部５ｂに沿った部分同士は鋭角に交差する方向に延びる凸Ｖ字をなす折れ線状とされた、偏六角形状に形成される。

このように構成された切削インサートが着脱可能に取り付けられる実施形態の刃先交換式切削工具である刃先交換式エンドミルについて説明する。図７は図１に示す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実施形態である刃先交換式エンドミルを示すエンドミル本体先端部の斜視図、図８は図７に示す刃先交換式エンドミルにおいて切削インサートが取り外された状態のエンドミル本体先端部の拡大斜視図、図９は同刃先交換式エンドミルの斜視図、図１０は同刃先交換式エンドミルの平面図、図１１は同刃先交換式エンドミルの側面図、図１２は同刃先交換式エンドミルの拡大正面図である。

刃先交換式エンドミルは、その工具本体であるエンドミル本体１１が軸線Ｏを中心とした概略円柱状をなしている。このエンドミル本体１１の後端側（図１０および図１１において上側）は円柱状のままのシャンク部１２とされるとともに、このシャンク部１２よりも先端側（図１０および図１１において下側）には、上記切削インサートが取り付けられる刃部１４が首部１３を介して形成されている。このような刃先交換式エンドミルは、上記シャンク部１２が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔに回転されつつ、通常は軸線Ｏに垂直な方向に送り出され、刃部１４に取り付けられた第１の実施形態の切削インサートにより被削材に切削加工を行う。

この刃部１４には、エンドミル本体１１の先端部外周に開口するように複数（本実施形態では２つ）のチップポケット１５が形成されるとともに、これらのチップポケット１５のエンドミル回転方向Ｔ側を向く壁面の先端部には切削インサートが取り付けられるインサート取付座１６がそれぞれ形成されている。なお、エンドミル本体１１には、シャンク部１２の後端面から先端側に向けてクーラント孔１１ａが軸線Ｏに沿って穿設されており、このクーラント孔１１ａは刃部１４において複数に分岐して、各チップポケット１５のエンドミル回転方向Ｔの後方側を向く壁面に、インサート取付座１６に向けて開口させられている。

インサート取付座１６は、チップポケット１５の上記壁面からエンドミル回転方向Ｔ後方側に一段凹んでエンドミル回転方向Ｔを向く平坦な底面１６ａと、この底面１６ａからエンドミル回転方向Ｔに向けて延びてエンドミル本体１１の先端内周側を向く壁面１６ｂおよび先端外周側を向く壁面１６ｃとを備えて、刃部１４におけるエンドミル本体１１の先端面と外周面に開口する凹部とされている。底面１６ａはインサート本体１のすくい面３中央部の拘束面３ｂより一回り小さい寸法、形状とされ、この底面１６ａの中央部には底面１６ａに垂直にネジ孔１６ｄが形成されるとともに、壁面１６ｂ、１６ｃにはインサート取付座１６の内側に突出する突条部１７が底面１６ａの周回り方向に延びるように形成されている。

このうち、エンドミル本体１１の先端外周側を向く壁面１６ｃには２つの突条部１７がエンドミル本体の先端側から後端側に向けて延びるように間隔をあけて形成されており、これらの突条部１７のインサート取付座１６内側の突端面１７ａは、上記ネジ孔１６ｄの中心線に直交する断面において、インサート本体１の主切刃５に沿った部分における凹部７の底面７ｂに対応させて、図８に示すように底面１６ａに略垂直な平面状とされている。

また、エンドミル本体１１の先端内周側を向く壁面１６ｂには１つの突条部１７が形成されており、この突条部１７の突端面１７ａは、同じくネジ孔１６ｄの中心線に直交する断面において、壁面１６ｃの後端側の突条部１７の突端面１７ａとともに、インサート本体１の周方向にコーナ刃６を介して隣接する一対の主切刃５のそれぞれ一端部５ａと他端部５ｂに沿った部分における凹部７の底面７ｂ同士がインサート中心線Ｃに直交する断面においてなす上記凸Ｖ字の鋭角と等しい角度で交差する方向に延びる凹Ｖ字の折れ線状となるように形成されている。なお、各突条部１７の突端面１７ａと底面１６ａとの間、および隣接する突条部１７同士の間には逃げ部１６ｅが形成されている。

さらに、これらの突端面１７ａのネジ孔１６ｄ中心線方向における底面１６ａからの高さは、インサート本体１の拘束面３ｂから上記同じ側に位置する底面７ｂの厚さ方向における幅の範囲内とされている。
また、この刃先交換式エンドミルのエンドミル本体１１においては、インサート取付座１６の底面１６ａにおけるネジ孔１６ｄの周辺に、図８に示すように３つの凹所１６ｆが周方向に等間隔に形成されている。この凹所１６ｆは、インサート本体１の表裏の多角形面の拘束面３ｂに形成された突起３ｄに対応するものであって、この凹所１６ｆに突起３ｄが嵌合する。

このようなインサート取付座１６に、上記切削インサートは、インサート本体１の表裏の多角形面のうち切削に使用する主切刃５が形成された一方の多角形面のすくい面３をエンドミル回転方向Ｔに向けるとともに、この主切刃５をエンドミル本体１１先端側に向けて突出させ、さらにこの主切刃５の一端部５ａをエンドミル本体１１内周側に位置させるとともに他端部５ｂを外周側に位置させ、上記一方の多角形面とは反対の他方の多角形面を着座面として、その中央の拘束面３ｂを底面１６ａに密着させて着座させられる。

また、こうしてインサート本体１が着座させられた状態で、切削に使用する主切刃５の一端部５ａに連なるコーナ刃６の反対側の他の主切刃５の逃げ面４が形成されたインサート本体１の側面は、インサート取付座１６のエンドミル本体１１先端内周側を向く壁面１６ｂに対向させられ、この側面に形成された凹部７の底面７ｂが、壁面１６ｂに形成された突条部１７の突端面１７ａに当接させられる。

一方、上記切削に使用する主切刃５にその一端部５ａ側のコーナ刃６を介して隣接する残りの主切刃５の逃げ面４が形成されたインサート本体１の側面は、インサート取付座１６のエンドミル本体１１先端外周側を向く壁面１６ｃに対向させられ、この側面に形成された凹部７の一対の底面７ｂが、壁面１６ｃに形成された突条部１７の突端面１７ａに当接させられる。

そして、インサート本体１の取付孔２に挿通したクランプネジ１８を上記ネジ孔１６ｄにねじ込むことにより、切削インサートは、着座面とされた多角形面の上記拘束面３ｂが底面１６ａに押し付けられるとともに、壁面１６ｂ、１６ｃに対向した上記２つの側面の凹部７の着座面とされる多角形面側の底面７ｂが、上述のように当接した上記突条部１７の突端面１７ａに押し付けられ、インサート取付座１６に固定されて取り付けられる。

こうして取り付けられた切削インサートの上記切削に使用する主切刃５は、エンドミル本体１１の内周側から外周側に向かうに従い、凸曲線状をなす一端部５ａにおいてエンドミル本体１１の先端側に突出した後に後端側に向かい、凹曲線状をなす他端部５ｂにおいては漸次エンドミル本体１１の後端側に延びるように配置され、一端部５ａの略中央部が最もエンドミル本体先端側に突出した突端とされる。また、この主切刃５は、一端部５ａの全体が他端部５ｂよりもエンドミル本体１１先端側に位置するように、該主切刃５が形成された多角形面の辺稜部が軸線Ｏに直交する平面に対してエンドミル本体１１外周側に向かうに従い後端側に向かうように僅かに傾けられる。

さらに、この切削インサートは、図１１に示すようにインサート中心線Ｃがエンドミル回転方向Ｔの後方側に向かうに従いエンドミル本体１１の軸線Ｏ方向後端側に向かうように僅かに傾けられて取り付けられており、切削に使用される主切刃５には負のアキシャルレーキ角が設定される。ただし、この主切刃５に連なるすくい面３は上述のようなポジすくい面３ａとされているため、実際の主切刃５のアキシャルレーキ角は負角側に大きくなりすぎることはない。そして、このように負のアキシャルレーキ角が与えられることにより、インサート本体１の着座面とされた他方の多角形面のすくい面３は、一方の多角形面に対してインサート中心線Ｃ回りに捩れられて配置されていることも相俟って、切削に使用する主切刃５よりもエンドミル本体１１後端側に位置させられる。

また、この切削に使用される主切刃５は、エンドミル本体１１の軸線Ｏ方向先端側から見て図１２に示すように、該主切刃５に平行で軸線Ｏに交差する直線よりもエンドミル回転方向Ｔ側に位置するように配置されていて、いわゆる芯上がりとされており、これによってこの主切刃５には負のラジアルレーキ角が与えられる。なお、このように切削に使用される主切刃５に負のラジアルレーキ角が与えられることにより、この主切刃５の他端部５ｂのエンドミル本体１１外周側に連なる他のコーナ刃６は、刃部１４においてエンドミル本体１１の最外周に突出させられることになり、図８に示すようにこの他のコーナ刃６最外周の突端の軸線Ｏ回りの回転軌跡よりも内周側にインサート本体１の他方の多角形面のすくい面３が位置させられる。

次に、上記構成の切削インサートおよび刃先交換式エンドミルの作用について説明する。上記切削インサートの主切刃５が、すくい面３に対向する方向から見たときに、エンドミル本体１１内周側に配置される一端部５ａがコーナ刃６よりも曲率半径の大きい凸曲線状をなすとともに、エンドミル本体１１外周側に配置される他端部５ｂは凹曲線状をなしており、このような主切刃５を、一端部５ａの上記突端から他端部５ｂに向かうに従いエンドミル本体１１後端側に延びるようにインサート本体１を取り付けることにより、エンドミル本体１１を軸線Ｏに直交する方向に送り出して切削加工を行う高送り加工の際の主切刃５の切り込み角は、上記突端からエンドミル本体１１外周側に向けて一端部５ａでは漸次大きくなるのに対して他端部５ｂでは漸次小さくなる。

図１３は高送り加工を行う場合の作用説明であって、（ａ）は図７に示す刃先交換式エンドミルにより生成される切屑の断面を示す図、（ｂ）従来の切削インサートを取り付けた刃先交換式エンドミルにより生成される切屑の断面を示す図である。
図１３（ａ）においてにハッチングで示すのは、このような高送り加工の際に主切刃５によって生成される切屑の断面であり、図１３（ｂ）にハッチングで示すのは、例えば特許文献２に記載の切削インサートを取り付けた刃先交換式エンドミルのように主切刃の切り込み角が全体的にエンドミル本体外周側に向けて大きくなる場合の切屑の断面であり、１刃当たりの送り量ｆｚと切り込み深さａｐは互いに等しくされている。そして、このうち図１３（ｂ）に示すように主切刃５の切り込み角が外周側に向けて漸次大きくなる場合には、切屑の厚さも外周側に向けて厚くなって最外周の切り込み境界部分で最大の厚さｔとなるため、この切り込み境界部で切削インサートがチッピングや欠損等の異常損傷を起こすおそれがあり、例えば１刃当たりの送り量を小さくしたりせざるを得ない。

ところが、これに対して、上述のように主切刃５の切り込み角がエンドミル本体１１外周側で小さくなる場合は、図１３（ａ）に示すように切屑の厚さは外周側に向けて一旦厚くなった後に薄くなって、主切刃５の突端からエンドミル本体１１外周側の部分の略中央部で最大の厚さｔとなり、しかもこの最大の厚さｔ自体は薄くなる。このため、上記構成の切削インサートおよび刃先交換式切削工具（エンドミル）によれば、高送り加工の際に主切刃５に作用する切削負荷の低減を図るとともに、特に切り込み境界部における主切刃５への負担を軽減することができ、その一方で上述のように切屑が最大の厚さｔとなる部分における主切刃５の切刃強度を確保することができる。従って、主切刃５における切り込み境界部の異常損傷を確実に防止することができるとともに、１刃当たりの送り量をさらに大きくして一層効率的な高送り加工を図ることが可能となる。

さらに、インサート本体１は、上記仮想直線に関して表裏反転対称形状とされていて、表裏の多角形面にそれぞれすくい面３が形成されるとともに、これらのすくい面３と１つの側面に形成された逃げ面４との交差稜線部に、それぞれ１つずつの主切刃５が形成されており、これらの主切刃５が、表裏の多角形面に関して反転対称形状とされているので、上記１つの側面が配置される表裏の多角形面同士では、一方の多角形面側の主切刃５の凸曲線状をなす一端部５ａの表裏反対側に、他方の多角形面側の主切刃５の凹曲線状をなす他端部５ｂが配置されることになる。

従って、切削に使用される主切刃５が位置する多角形面とは反対側の多角形面では、この主切刃５の一端部５ａのインサート厚さ方向反対側に、エンドミル本体１１の先端側に向けられた主切刃５のうち凹曲線状に凹んだ他端部５ｂが位置することになって、十分な逃げ量を確保することができる。このため、切削に使用される主切刃５のアキシャルレーキ角を必要以上に負角側に大きく設定する必要がなくなり、その切れ味を鋭くして切削抵抗の低減や切屑排出性の向上を図ることができる。

さらに、上述のような高送り加工のようにエンドミル本体１１を軸線Ｏに直交する方向に送り出して切削加工するほかに、エンドミル本体１１を軸線Ｏ方向前端側に僅かに送り出して被削材を掘り下げるようなランピング加工を行う場合でも、切削に使用される主切刃５はその一端部５ａから全体的に被削材に切り込まれるのに対し、この一端部５ａの表裏反対側に大きな逃げ量が確保されるためにインサート本体１と被削材との干渉を防ぐことができる。従って、ランピング加工の際の掘り込み量やランピング角度を大きくすることができて、加工能率の向上を図ることもできる。

また、本実施形態では、こうして凹凸曲線状をなす主切刃５のうち、凸曲線状をなす一端部５ａの曲率半径よりも凹曲線状をなす他端部５ｂの曲率半径が大きくされており、これによって図１３（ａ）に示すように切屑が最大の厚さｔとなる位置を、主切刃５の突端からエンドミル本体１１外周側の部分において、これら一端部５ａと他端部５ｂとが接する中央部に近い位置とすることができる。このため、主切刃５の一端部５ａや他端部５ｂの隣接するコーナ刃６に連なる部分に近い位置で切屑が最大の厚さとなるのに比べ、最大の厚さｔとなる切屑に対する主切刃５の強度を確保し易く、これによってもチッピングや欠損の防止を図ることができる。

さらに、本実施形態においては、これら主切刃５の一端部５ａがなす凸曲線と他端部５ｂがなす凹曲線とが接点５ｃにおいて互いに接するようにされており、すなわち主切刃５が直線部などを有することのない連続した凹凸曲線とされている。従って、エンドミル本体１１内外周での切屑の厚さの変動量も連続した滑らかなものとなり、主切刃５の特定の部分に切削負荷が集中するのを避けて主切刃５の負担を一層軽減することができる。ただし、一端部５ａがなす凸曲線と他端部５ｂがなす凹曲線とが中間部に接線を介して連続させられていてもよい。また、主切刃５の一端部５ａがなす凸曲線が、他端部５ｂがなす凹曲線よりも長くされているので、上述したランピング加工の際に凸曲線状の一端部５ａによって掘り下げ量をさらに大きく確保して一層効率的な切削加工を行うこともできる。

また、上記切削インサートでは、主切刃５に連なるポジすくい面３ａが一の平面状をなすように形成されており、すくい面３に対向する方向から見て主切刃５が上述のように凹凸曲線状とされていても切屑を円滑に生成して排出することができる。すなわち、このように主切刃５が凹凸曲線状とされている場合に、例えば本実施形態のコーナ刃６に連なるポジすくい面３ａのように主切刃５の法線方向に向けた上記傾斜角が一定となるようにされていると、凸曲線状をなす一端部５ａでは切屑が幅方向に圧縮させられるように、また凹曲線状をなす他端部５ｂでは切屑が引き延ばされるように生成されるため、切屑生成時の負荷が大きく、切削抵抗の増大や過大な切削熱による摩耗が生じるおそれがあるが、本実施形態のように主切刃５のポジすくい面３ａを一の平面状に形成することにより、切屑の生成方向を上記一の平面状部分に沿って一定としてスムーズな切屑の生成並びに排出を図ることができる。
このように、切屑の生成並びに排出がスムーズとなるので、切削抵抗の低減が図れ、しかも、切屑の温度上昇を抑えて長寿命化を図ることができるとともに切刃の異常損傷を防止することができる。

さらに、本実施形態では、このポジすくい面３ａと拘束面３ｂとの間に、ポジすくい面３ａよりも急勾配で多角形面の内側に向かうに従い反対側の多角形面に向かうように傾斜する段差面３ｃが形成されているため、ポジすくい面３ａからの切屑離れがよく、切削抵抗の一層の低減を図ることができる。

また、ランピング加工の際には、主切刃５の上記突端よりもエンドミル本体１１外周側の部分に対して、突端よりもエンドミル本体１１内周側の部分の一端部５ａでは、主切刃５に負のラジアルレーキ角が与えられていることにより、主切刃５によって形成された被削材の加工面と逃げ面４との間の逃げを確保し難く、逃げ面４が加工面に擦過するなど干渉を生じて逃げ面４の摩耗や促進されたり切削抵抗が増大したりするおそれがあるが、上記構成の切削インサートにおいては、この一端部５ａにおいて主切刃５の逃げ角β５が他端部５ｂよりも正角側に大きくされているので、このような干渉を避けることができる。

このため、やはり切削に使用する主切刃５のアキシャルレーキ角を必要以上に負角側に大きくしなくても、この逃げ面４の擦過による摩耗等や切削抵抗増大を防ぐことができるので、主切刃５により生成された切屑を円滑に排出して処理することができるとともに、主切刃５の切れ味を鋭くして切削抵抗の低減を図るとともに、さらに効率的なランピング加工を促すことができる。特に、本実施形態では、主切刃５に連なるすくい面３にポジすくい面３ａが形成されているので、一層の切れ味向上を図ることができる。

また、こうして主切刃５の一端部５ａで逃げ角β５を正角側に大きくすることにより、高送り加工において上述のように１刃当たりの送り量をさらに大きくしたときに、主切刃５の突端よりエンドミル本体１１内周側の部分でも被削材が大きく切削されるようになった場合でも、この被削材と逃げ面４との干渉を防ぐことが可能となる。その一方で、主切刃５のエンドミル本体１１外周側に位置する他端部５ｂでは、逃げ角β５が相対的に負角側に大きくなって主切刃５の刃物角も大きくなるので、切り込み境界部における主切刃５の異常損傷をさらに確実に防止することができる。

さらに、本実施形態では、この主切刃５の逃げ角β５が、一端部５ａの他端部５ｂ側において、この他端部５ｂから離間するに従い漸次正角側に向けて大きくなるようにされて連続的に変化するようにされており、すなわち一端部５ａの接点５ｃに隣接する部分において接点５ｃから離間するに従い逃げ角β５が漸次正角側に向けて大きくなるようにされているので、逃げ角β５が不連続に変化する場合のように逃げ面４に段差等が生じたりすることがなく、このような段差からの欠損などを防いで安定した切削加工を行うことができる。

しかも、本実施形態では、一端部５ａの他端部５ｂと反対側、すなわち一端部５ａの該一端部５ａに連なるコーナ刃６側（一方の角部側）では主切刃５の逃げ角β５が一定とされており、逃げ角β５が必要以上に小さくなることによって主切刃５の刃物角が小さくなって刃先強度が損なわれることにより、欠損やチッピングが生じ易くなるのを防ぐことができる。また、本実施形態では、主切刃５の他端部５ｂでも逃げ角β５が一定とされて、負角側に大きくなりすぎることがないので、この他端部５ｂにおける逃げ面４が被削材と干渉したりするのも防ぐことができる。

なお、この主切刃５の一端部５ａにおける逃げ角β５は本実施形態のように２０°以下の正角とされるのが望ましく、これよりも正角側に大きいと上述のように一端部５ａにおける主切刃５の刃物角が小さくなって欠損やチッピング等の損傷を生じ易くなる。また、他端部５ｂにおける主切刃５の逃げ角β５も本実施形態のように０°以上とされるのが望ましく、これよりも負角側に大きいと他端部５ｂにおいて主切刃５の逃げ面４が被削材と干渉するおそれがあるため、アキシャルレーキ角を大きくしなければならなくなる。

ただし、逃げ角β５は、望ましくはこれらの範囲内であれば、主切刃５の一端部５ａ全体において他端部５ｂから離間するに従い漸次正角側に向けて大きくなるようにされていてもよく、また他端部５ｂ全体において一端部５ａから離間するに従い漸次負角側に向けて大きくなるようにされていてもよい。

さらに、本実施形態では、インサート本体１のすくい面３とされる多角形面の角部に、すくい面３に対向する方向から見て凸曲線状をなして主切刃５の一端部５ａに連なるコーナ刃６が形成されており、このコーナ刃６の逃げ角β６は、上記主切刃５の一端部５ａに連なるコーナ刃６の一端部６ａからこれとは反対のコーナ刃６の他端部６ｂに向かうに従い負角側に向けて大きくされている。このため、コーナ刃６の一端部６ａでは主切刃５の一端部５ａと同様に被削材との干渉を防ぐとともに、このコーナ刃６を介して隣接する主切刃５の他端部５ｂに連なる該コーナ刃６の他端部６ｂでは刃物角を大きくして欠損等を防止することが可能となる。

特に、本実施形態では、これら主切刃５の一端部５ａとコーナ刃６の一端部６ａとの接点と、主切刃５の他端部５ｂとコーナ刃６の他端部６ｂとの接点とで、それぞれの逃げ角β５、β６が互いに等しくされており、上述のように逃げ面４がインサート本体１の全周に亙って滑らかに連続する凹凸曲面をなすようにされている。このため、やはり逃げ角β５と逃げ角β６がこれらの接点において不連続に変化する場合のように逃げ面４に段差が生じたりするのも防ぐことができ、このような段差からの欠損等の発生を防止することができる。

一方、この第１の実施形態の切削インサートは、そのインサート本体１が正三角形板状をなしていて、この正三角形状をなす表裏の多角形面の各辺稜部に主切刃５が形成されており、ただしこれら表裏の多角形面はその中心を通るインサート中心線Ｃ回りに僅かに捩られた配置とされて、インサート本体１がこれら表裏の多角形面に関して表裏反転対称形状とされている。

そして、このような切削インサートが、エンドミル本体１１のインサート取付座１６に、切削に使用する主切刃５に比較的小さな切り込み角が与えられるように辺稜部が傾けられ、またこの主切刃５に負のアキシャルレーキ角とラジアルレーキ角が与えられるように取り付けられることにより、該主切刃５が形成された一方の多角形面とは反対の他方の多角形面のすくい面３は、切削に使用する主切刃５に対してエンドミル本体１１の軸線Ｏ方向後端側に、またこの主切刃５のエンドミル本体１１外周側に連なる他のコーナ刃６の回転軌跡よりも内周側に位置させることが可能となる。

従って、エンドミル回転方向Ｔに向けられた一方の多角形面のすくい面３の辺稜部に形成された主切刃５を切削に使用するときには、他方の多角形面の主切刃５やコーナ刃６は被削材と干渉することがなく、インサート本体１をインサート中心線Ｃ回りに１２０°ずつ回転してインサート取付座１６に取り付け直し、この一方の多角形面のそれぞれ３つの辺稜部および角部に形成された主切刃５およびコーナ刃６を切削に使用した後は、インサート本体１を表裏反転してインサート取付座１６に取り付け直すことにより、他方の多角形面とされていたすくい面３をエンドミル回転方向Ｔに向けてその主切刃５およびコーナ刃６を切削に使用することができる。このため、上述のようにインサート本体１が正三角形板状である場合には、１つのインサート本体１に形成された合計６つの主切刃５およびコーナ刃６を使い切ることができて、一層効率的かつ経済的である。

特に、このようにインサート本体１が正三角形板状とされることにより、本実施形態によれば、１つの主切刃５をエンドミル本体１１先端側に向けてランピング加工を行ったときに、その掘り込み量が比較的大きくても他の主切刃５が被削材と干渉するのを避けることができ、一層確実に６つの主切刃５を使い切ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明の切削インサートは刃先交換式エンドミル以外の刃先交換式切削工具においても使用可能である。さらに、本発明は、実施形態によって限定されることはない。

本実施形態では、インサート本体１が正三角形板状とされているが、他の正多角形板状、例えば正方形板状のインサート本体を有する切削インサートや、正多角形板状以外の多角形板状のインサート本体を有する切削インサートにも、さらに円板状の切削インサートにも本発明は適用可能である。
例えば、正方形板状や長方形板状のインサート本体を有する切削インサートに適用する場合に、上述のような干渉を防ぐには、使用可能な切刃数は少なくなるが、正方形面や長方形面の一対の対辺にのみ主切刃５を形成するようにしてもよい。

なお、本実施形態では上述のように、刃先交換式エンドミルを正面側から見て反時計回り方向に回転させられる右刃をなすようにされた右勝手の切削インサートに本発明を適用した場合について説明したが、正面側から見て時計回り方向に回転させられる左刃となる左勝手の切削インサートに適用した場合には、インサート本体の形状は上記実施形態のインサート本体１と鏡面対称形状となる。ただし、いずれの場合も、エンドミル本体１１先端の内周側に切削に使用する主切刃５の一端部５ａが配置されるとともに外周側に他端部５ｂが配置されて、この主切刃５の一端部５ａが凸曲線状とされるとともに他端部５ｂが凹曲線状とされる。

また、本実施形態では、凸曲線部と凹曲線部が連続して形成される主切刃を例に挙げたが、これに限られることなく、凸曲線部と凹曲線部との間に直線部が設けられた切刃にも、さらに、凸曲線部のみを有する切刃を備える切削インサートにも本発明は適用可能である。

１ インサート本体
２ 取付孔
３ すくい面
３ａ ポジすくい面
３ｂ 拘束面
３ｃ 段差面
４ 逃げ面
５ 主切刃
５ａ 主切刃５の一端部
５ｂ 主切刃５の他端部
６ コーナ刃
７ 凹部
７ｂ 凹部７の底面
１１ エンドミル本体（工具本体）
１４ 刃部
１６ インサート取付座
１７ 突条部
１７ａ 突条部１７の突端面
１８ クランプネジ
Ｃ インサート中心線
Ｏ エンドミル本体１１の軸線
Ｔ エンドミル回転方向
β５ 主切刃５の逃げ角
β６ コーナ刃６の逃げ角

Claims (8)

1. 板状をなすインサート本体の厚さ方向を向く面にすくい面が形成されるとともに、上記厚さ方向を向く面の周囲に配置される周面に逃げ面が形成され、
   これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、
   上記切刃は上記すくい面に対向する方向から見て凸曲線状に形成された凸曲線部を有し、
   上記すくい面は上記切刃から離間するに従い上記厚さ方向の中央側に後退するポジすくい面とされ、
   上記ポジすくい面のうち少なくとも上記切刃の凸曲線部に連なる部分は、一の平面状に形成されていることを特徴とする切削インサート。
2. 上記切刃は、上記凸曲線部に隣接して、上記すくい面に対向する方向から見て凹曲線状に形成された凹曲線部を有し、
   上記ポジすくい面のうち少なくとも上記凸曲線部に連なる部分と上記凹曲線部に連なる部分が一の平面状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. 上記インサート本体は多角形板状とされ、
   上記インサート本体の多角形面に上記ポジすくい面が形成されるとともに、上記多角形面の周囲に配置される上記インサート本体の周面に上記逃げ面が形成され、
   これらすくい面と逃げ面との交差稜線部には、上記多角形面の辺稜部に主切刃が形成され、
   上記主切刃は、上記多角形面の角部のうち該多角形面の周方向に隣接する２つの角部の間に亙って延びて形成され、
   該主切刃に、上記凸曲線部と上記凹曲線部が隣接して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. 上記主切刃は全域が曲線状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。
5. 上記切刃において上記厚さ方向に最も高くなる部分が、上記主切刃に形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の切削インサート。
6. 上記ポジすくい面の上記インサート本体中央側に、上記ポジすくい面の角度よりも急勾配に傾斜する段差面が形成されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の切削インサート。
7. 上記インサート本体は正三角形板状をなし、正三角形状をなす表裏の上記多角形面の各辺稜部に上記主切刃が形成されるとともに、表裏の上記多角形面は該多角形面の中心を通るインサート中心線回りに捩られた配置とされ、これら表裏の上記多角形面に関して上記インサート本体が表裏反転対称形状とされていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の切削インサート。
8. 刃先交換式切削工具であって、
   軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体と、
   上記工具本体の先端部に着脱可能に取り付けられた請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の切削インサートとを具備し、
   上記工具本体には、上記切削インサートが取り付けられる１または２以上の上記インサート取付座が形成され、
   上記切削インサートは、上記すくい面を上記工具回転方向に向くとともに上記切刃を上記工具本体の先端側に向くように、上記インサート取付座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。

Images