JP2017064797A

JP2017064797A - 切削インサート

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Publication number: JP2017064797A
Application number: JP2014021832A
Authority: JP
Inventors: 岳志山口; Takashi Yamaguchi
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2017-04-06
Also published as: WO2015119259A1

Abstract

【課題】優れた切りくず処理性を得つつ、クレータ摩耗の発生を抑制し、工具寿命を延長できる切削インサートを提供する。【解決手段】略多角形の切削インサートであって、対向する２つの端面の少なくとも一方にチップブレーカ溝が形成される。チップブレーカ溝は、端面の少なくとも１つのコーナ部近傍に形成される。チップブレーカ溝は、すくい面を含む。２つの端面をつなぐ側面の少なくとも一部に逃げ面が形成される。すくい面と逃げ面との交差稜線に切れ刃が形成される。チップブレーカ溝は、少なくとも１つの丘部を有する。丘部は、コーナ部からのびるすくい面と接続し、かつ丘部は、コーナ部の切れ刃に近づくにつれて幅が漸次広くなる幅拡大部分を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、切削工具に着取自在に装着して金属材料などの切削加工に用いる切削インサートに関する。

従来の切削インサートには、特許文献１に示すようなものがある。すなわち、多角形板状の切削インサートであって、対向する端面の両面にチップブレーカ溝が形成される。チップブレーカ溝は、各端面のコーナ部近傍を含む位置に形成される。チップブレーカ溝はすくい面を含む。２つの端面をつなぐ側面は、逃げ面とされる。すくい面と逃げ面との交差稜線に切れ刃が形成される。コーナ部に向かって突出する、ブレーカ突起部を有する。

実開平２−４７０２号公報

特許文献１の従来の切削インサートは、切りくず処理性に優れた切削インサートを得る場合に、一定の効果がある。しかし、この切削インサートは、すくい面にクレータ摩耗が発生しやすい。そのため、工具寿命のさらなる延長が要望される場合がある。本発明は、優れた切りくず処理性を得つつ、クレータ摩耗の発生を抑制し、工具寿命を延長できる切削インサートを提供する。

本発明は、略多角形の切削インサートであって、対向する２つの端面の少なくとも一方にチップブレーカ溝が形成される。チップブレーカ溝は、端面の少なくとも１つのコーナ部近傍に形成される。チップブレーカ溝は、すくい面を含む。２つの端面をつなぐ側面の少なくとも一部に逃げ面が形成される。すくい面と逃げ面との交差稜線に切れ刃が形成される。チップブレーカ溝は、少なくとも１つの丘部を有する。丘部は、コーナ部からのびるすくい面と接続し、かつ丘部は、コーナ部の切れ刃に近づくにつれて幅が漸次広くなる幅拡大部分を有する。

この発明の切削インサートは、丘部によって、切削加工のときの切りくずを、すくい面から強制的に引き離すことができる。このため、すくい面に発生するクレータ摩耗を大幅に抑制する。その結果、工具寿命を大幅に延長できる。

図１は第１の実施形態である切削インサートの斜視図である。図２は図１に示す切削インサートのコーナ部近傍の拡大斜視図である。図３は図１に示す切削インサートの平面図である。図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ断面線における断面図の模式図である。図５は第２の実施形態である切削インサートの斜視図である。図６は図５に示す切削インサートの平面図である。図７は図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面線における断面図である。図８は第３の実施形態である切削インサートの斜視図である。図９は第４の実施形態である切削インサートの斜視図である。

本発明を適用した第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は第１の実施形態である切削インサートの斜視図である。図２は図１に示す切削インサートのコーナ部近傍の拡大斜視図である。図３は図１に示す切削インサートの平面図である。図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ断面線における断面図の模式図である。図５は第２の実施形態である切削インサートの斜視図である。図６は図５に示す切削インサートの平面図である。図７は図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面線における断面図である。図８は第３の実施形態である切削インサートの斜視図である。図９は第４の実施形態である切削インサートの斜視図である。

図１から図４に示すように、この実施形態の切削インサート１は、略菱形板状をなす。つまり対向する略菱形の２つの端面２、３と、これら２つの端面２、３をつなぐ側面４とを有する。この略菱形は８０°のコーナと１００°のコーナとを有する。ここでは２つの端面２、３を、それぞれ上面２および下面３と呼ぶ。なお説明をわかりやすくするために、上面２など、空間内の向きを表す用語を用いているが、これは便宜上のものであって、空間内の絶対的な向きや位置関係を規定することを企図したものではない。特にことわりがない限り、その他の空間内の向きや位置関係を表す用語も同様である。上面２には、チップブレーカ溝１１が形成される。この実施形態の切削インサート１は、上面２と下面３とを裏返すことにより両面が使用できる、いわゆるネガティブタイプの切削インサート１である。したがって、下面３にもチップブレーカ溝１１が形成される。説明を簡略にするため、以降は上面２側に形成されるチップブレーカ溝１１のみ説明する。下面３側に形成されるチップブレーカ溝１１も同様の形状とされる。上面２および下面３の周縁に切れ刃８が形成される。切れ刃８からチップブレーカ溝１１へと下がっていく傾斜面をすくい面６と呼ぶ。なお例外的に、すくい面６には、すくい角が０°の場合が含まれる。すなわち切れ刃８から下がらずに、下面３と平行に形成される場合が含まれる。また切れ刃８にホーニングなどが施されて、すくい面６は、局部的に逆に傾斜する面部分が含まれる場合もある。すくい面６は、ランド１７などが設けられて、局部的に逆に傾斜する面部分が含まれる場合もある。

切れ刃８に接続する側面４は、逃げ面７とされる。切れ刃８は、８０°のコーナのコーナ部５に設けられた円弧切れ刃９と、この円弧切れ刃９からそれぞれ延びる一対の直線切れ刃１０とからなる。この実施形態の切削インサート１は、１００°のコーナのコーナ部５にも円弧切れ刃９が設けられる。逃げ面７は上面２および下面３と、それぞれ垂直に交差する。つまり逃げ角が０°の切削インサート１とされる。切削インサート１の切れ刃８の材質は、超硬合金、サーメット、セラミック、立方晶窒化ほう素等の硬質材料又はこれら硬質材料の表面にＰＶＤ又はＣＶＤコーティング膜を被膜したものの中から選ばれる。また切れ刃８以外の部分の材料も、同様の硬質材料などとされることが好ましい。

チップブレーカ溝１１は、少なくとも８０°のコーナにおけるコーナ部５の近傍に形成される。チップブレーカ溝１１は、丘部１２を有する。丘部１２は、コーナ部５からのびるすくい面６に接続する。すなわち丘部１２は、コーナ部５のすくい面６から隆起する。丘部１２の幅は、近傍のコーナ部５の切れ刃８、つまり円弧切れ刃９に近づくにつれて幅が漸次広くされる部分を有する。すなわち丘部１２は、幅拡大部分１３を有する。丘部１２がこのような形状とされると、切削加工のときにすくい面６を擦過する切りくずが、丘部１２によって持ち上げられ、すくい面６から強制的に引き離される。このためすくい面６に発生するクレータ摩耗が抑制され、工具寿命が延長できる。さらに丘部１２は、すくい面６から離れるにつれ幅が漸次狭くなるため、切りくずは丘部１２からも強制的に引き離される。したがって丘部１２の摩耗も抑制される。なお丘部１２は、全体的な幅について幅拡大部分１３を有すればよい。したがって、例えば丘部１２の先端側が分岐するＹ字形のようにされてもよい。このようにされた場合、丘部１２それぞれの幅の合計幅は変化しない場合、あるいは逆に減少する場合でも、全体的な外側の幅が幅拡大部分１３を有していればよい。クレータ摩耗が進展すると、実質的なすくい角が大きくなり、切れ刃周辺が欠けやすくなる。あるいはクレータ摩耗が進展すると、切りくず形状が変化し、切りくず処理性が損なわれる。特に切削条件が高いとき、中でも送りが大きいとき、クレータ摩耗の進展によって工具寿命にいたりやすい。したがってクレータ摩耗を抑制することで、大幅な工具寿命の延長が可能になる。

丘部１２の幅拡大部分１３は、切れ刃８から離れるにつれて漸次下がるように傾斜する。すなわち幅拡大部分１３は、切れ刃８から離れるにつれて、他方の下面３に漸次近づくように傾斜する。この実施形態で幅拡大部分１３の頂部１４は、傾斜する平面とされる。図４のＩＶ−ＩＶ断面図の模式図で示すように、幅拡大部分１３の傾斜角度θ２は、すくい面６のすくい角θ１よりも小さくされる。すなわち前述のとおり、丘部１２は、すくい面６から隆起している。図４を模式図で示した理由は、この実施形態の切削インサート１における実際の断面図の形状の角度差が小さく、わかりにくいためである。図４は、わかりやすくするため、角度差を強調して模式図で示している。傾斜角度θ２とすくい角θ１との角度差は、１°以上、かつ３０°以下の範囲が好ましい。このような角度差とされると、丘部１２によって、切りくずが確実にすくい面６から引き離され、すくい面６のクレータ摩耗が抑制される。なお例外的に、幅拡大部分１３の頂面１４は、下面３と平行な平面とされても構わない。つまり頂面１４は、傾斜しない平面とされても構わない。頂面１４は、切れ刃８から離れるにつれて上がるように傾斜する部分を一部に含んでも構わない。しかし幅拡大部分１３は、切れ刃８から離れるにつれて漸次下がるように傾斜することが好ましい。次いで、幅拡大部分１３の頂面１４は、下面３と平行な平面であることが好ましい。すなわち幅拡大部分１３の傾斜角度θ２は、０°以上、かつ２０°以下の範囲が好ましい。この実施形態の切削インサート１において、すくい角θ１は約８°とされる。幅拡大部分１３の傾斜角度θ２は、約１０°とされる。すなわち角度差は、約２°とされる。

この実施形態の切削インサート１のすくい面６は、２段構造とされる。すなわち第１すくい面および第２すくい面を有する。切れ刃８に近い方を第１すくい面と呼ぶ。第１すくい面は、ランド１７とも呼ばれる。この実施形態の切削インサート１で、前述のすくい角θ１は、第１すくい面のすくい角θ１、すなわちランドの傾斜角度θ１とされる。しかし、これに限定されない。丘部１２は、第２すくい面に接続するように設けられても構わない。その場合のすくい角θ１は、第２すくい面のすくい角θ１となる。そして、幅拡大部分１３の傾斜角度θ２は、第２すくい面のすくい角θ１より小さくされればよい。その場合、幅拡大部分１３の傾斜角度θ２は、ランドの傾斜角度より大きくされても構わない。もちろんランドの傾斜角度は、０°とされても構わない。また例外的に、ランドの傾斜角度は、負の角度とされても構わない。なおランドの傾斜角度が負の角度とされるときは、丘部１２が第２すくい面と接続されることが好ましい。

上面２および下面３の中央部には、切削工具に装着されるときの着座面が形成される。すなわちチップブレーカ溝１１は、有限の幅をあたえられる。着座面は、ボス面１６と呼ばれることがある。この実施形態の切削インサート１の丘部１２は、ボス面１６に向かって立ち上がるチップブレーカ溝１１の壁面と接続する。丘部１２は、チップブレーカ溝１１の壁面と交差する。しかし、これに限定されない。丘部１２は、チップブレーカ溝１１の壁面となめらかに接続されても構わない。なお着座面は、切れ刃８よりも高くされることにも限定されない。着座面は、切削工具に装着されるときに切削工具のチップ座と接触できる形状であれば、どのような形状とされても構わない。

図５から図７には、第２の実施形態の切削インサート１を示す。説明を簡略にするため、第１の実施形態の切削インサート１と同じ構成要素には、同じ部材番号を付し、説明を省略する。この実施形態の切削インサート１は、チップブレーカ溝１１の中に、コーナ部５に向かって突出するブレーカ突起部１５を有する。ブレーカ突起部１５は、切削条件の切り込みや送りが小さいときに、切りくず処理性を向上する作用がある。すなわち適用できる切削条件を拡大する作用がある。丘部１２とブレーカ突起部１５との相乗効果で、優れた切りくず処理性を得つつ、すくい面６のクレータ摩耗を抑制し、工具寿命の長い優れた切削インサート１が実現できる。丘部１２とブレーカ突起部１５とが接続するように配置されると、効果が高まる。なお、この実施形態の切削インサート１のブレーカ突起部１５は、全周にわたって突出するように設けられる。つまり、チップブレーカ溝１１のボス面１６に接続する壁面は、全周にわたって２段構造とされる。しかし、これに限定されない。ブレーカ突起部１５や壁面の形状は、種々の既知の形状が適用可能である。この実施形態の切削インサート１の丘部１２は、ブレーカ突起部１５と交差する。しかし、これに限定されない。丘部１２は、ブレーカ突起部１５となめらかに接続されても構わない。丘部１２は、丘部１２の効果と、ブレーカ突起部１５の効果とのそれぞれの効果を、相互作用で向上できるように接続されればよい。

図８には、第３の実施形態の切削インサート１を示す。説明を簡略にするため、第１および第２の実施形態の切削インサート１と同じ構成要素には、同じ部材番号を付し、説明を省略する。この実施形態の切削インサート１は、チップブレーカ溝１１の中に、リッジ１８を有する。ここでリッジ１８とは、すくい面６から隆起した部分を指す。リッジ１８は、前述の丘部１２と同様に、すくい面６から切りくずを強制的に引き離し、すくい面６に発生するクレータ摩耗を抑制する。この実施形態の切削インサート１におけるリッジ１８は、コーナ部５から離れる方向に、湾曲しながらのびる。このような形状にリッジ１８が形成されると、切りくずを持ち上げてすくい面６のクレータ摩耗を抑制する効果が高い。なおかつ、リッジ１８の摩耗も抑制される。

図９には、第４の実施形態の切削インサート１を示す。説明を簡略にするため、第１から第３の実施形態の切削インサート１と同じ構成要素には、同じ部材番号を付し、説明を省略する。この実施形態の切削インサート１は、チップブレーカ溝１１の中に、ブレーカ突起部１５およびリッジ１８の両方を有する。この実施形態の切削インサート１は、丘部１２、ブレーカ突起部１５およびリッジ１８の相互作用で、切りくず処理性に優れ、かつすくい面６のクレータ摩耗が抑制され、工具寿命が大幅に延長される。

この発明の切削インサートは、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更及び追加が可能である。例えば、切削インサートは、略三角形板状や略六角形板状など、様々な略多角形板状の外郭形状を採用できる。また切削インサートの切削工具への装着方法は、いわゆる縦インサートタイプに適用することもできる。あるいは、溝入れ用の切削インサートなどに適用することもできる。

１切削インサート
２上面
３下面
４側面
５コーナ部
６すくい面
７逃げ面
８切れ刃
９円弧切れ刃
１０直線切れ刃
１１チップブレーカ溝
１２丘部
１３幅拡大部分
１４頂面
１５ブレーカ突起
１６ボス面
１７ランド
１８リッジ
θ１すくい角
θ２幅拡大部分の傾斜角度

Claims

略多角形の切削インサート（１）であって、
対向する２つの端面（２、３）の少なくとも一方（２）にチップブレーカ溝（１１）が形成され、
該チップブレーカ溝（１１）は、該端面（２）の少なくとも１つのコーナ部（５）近傍に形成され、
該チップブレーカ溝（１１）は、すくい面（６）を含み、
前記２つの端面（２、３）をつなぐ側面（４）の少なくとも一部に逃げ面（７）が形成され、
前記すくい面（６）と該逃げ面（７）との交差稜線に切れ刃（８）が形成され、
前記チップブレーカ溝（１１）は、少なくとも１つの丘部（１２）を有し、
該丘部（１２）は、前記コーナ部（５）からのびる前記すくい面（６）と接続し、かつ該丘部（１２）は、該コーナ部（５）の切れ刃（８）に近づくにつれて幅が漸次広くなる幅拡大部分（１３）を有する切削インサート。
前記幅拡大部分（１３）は、前記切れ刃（８）から離れるにつれて他方の前記端面（３）に漸次近づくように傾斜する請求項１に記載の切削インサート。
前記略多角形の前記コーナ部（５）における２等分線方向の断面形状において、前記幅拡大部分（１３）の前記傾斜の傾斜角度（θ２）は、前記すくい面（６）のすくい角（θ１）より小さい請求項１又は２のいずれかに記載の切削インサート。
前記幅拡大部分（１３）の頂面（１４）は、前記端面（２、３）と平行な平面とされる請求項１に記載の切削インサート。
前記チップブレーカ溝（１１）の内方に突出するブレーカ突起部（１５）を有し、
該ブレーカ突起部（１５）は、前記丘部（１２）と接続する請求項１から４のいずれかに記載の切削インサート。
前記すくい面（６）は、前記チップブレーカ溝（１１）の内方に突出するリッジ（１８）を有する請求項１から５のいずれかに記載の切削インサート。
前記リッジ（１８）は、前記コーナ部（５）から遠ざかる方向に、湾曲しながらのびる請求項６に記載の切削インサート。