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JP2019119022A - Cutting insert and blade tip replaceable cutting tool - Google Patents

Cutting insert and blade tip replaceable cutting tool Download PDF

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JP2019119022A
JP2019119022A JP2018001398A JP2018001398A JP2019119022A JP 2019119022 A JP2019119022 A JP 2019119022A JP 2018001398 A JP2018001398 A JP 2018001398A JP 2018001398 A JP2018001398 A JP 2018001398A JP 2019119022 A JP2019119022 A JP 2019119022A
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cutting edge
blade
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JP2018001398A
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博斗 齊藤
Hiroto Saito
博斗 齊藤
昭次郎 當麻
Shojiro Toma
昭次郎 當麻
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Moldino Tool Engineering Ltd
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Mitsubishi Hitachi Tool Engineering Ltd
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Abstract

【課題】高切り込み加工で切屑の噛み込みを防ぎつつ、切刃の欠損等を防止する。【解決手段】すくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される切刃15が、コーナ刃15aと、コーナ刃15aの一端から延びる主切刃15bと、コーナ刃15aの他端から延びる副切刃15dとを備え、主切刃15bの端部15eからコーナ刃15a側に向かうに従いインサート中心線Lに沿った断面におけるすくい角が漸次増大する第1領域15Aと、第1領域15Aからコーナ刃15a側に向かうに従いすくい角が漸次減少する第2領域15Bと、第2領域15Bからコーナ刃15aと副切刃15dとの少なくとも一部を含む部分で副切刃15d側に向かうに従いすくい角が第1領域15Aよりも小さな範囲で漸次増大する第3領域15Cとを有し、第3領域15Cのすくい角が15°〜18°の範囲である。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a chip from being bitten by a high cutting process and to prevent a chip from being chipped. SOLUTION: A cutting edge 15 formed at an intersecting ridge line portion between a rake surface and a flank surface has a corner blade 15a, a main cutting edge 15b extending from one end of the corner blade 15a, and a secondary cutting edge extending from the other end of the corner blade 15a. A first region 15A having a cutting blade 15d, and a rake angle in a cross section along the insert center line L gradually increases from the end portion 15e of the main cutting blade 15b toward the corner blade 15a, and a corner from the first region 15A. The rake angle gradually decreases toward the blade 15a side in the second region 15B, and the rake angle from the second region 15B including at least a part of the corner blade 15a and the sub cutting blade 15d toward the sub cutting blade 15d side. Has a third region 15C that gradually increases in a range smaller than the first region 15A, and the rake angle of the third region 15C is in the range of 15 ° to 18 °. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明は、刃先交換式のエンドミル等の刃先交換式切削工具に着脱可能に取り付けられて、特に高切り込み加工を行うのに好適な切削インサート、およびこのような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に関するものである。   The present invention is a cutting insert that is detachably mounted on a cutting edge-replaceable cutting tool such as a tip-exchange-type end mill, and is particularly suitable for high-cut processing, and a cutting edge on which such a cutting insert is removably mounted. It relates to a replaceable cutting tool.

高送り加工を行う切削インサートおよび刃先交換式切削工具としては、例えば特許文献1に、インサート本体が3つの角部を備えた2つの略三角形状をなす2つの三角形面を有する三角形板状の切削インサート、およびこの切削インサートの1つの三角形面をすくい面として工具回転方向に向け、この1つの三角形面の1つの角部に形成されたコーナ刃を工具本体の外周側に向けるとともに、この1つのコーナ刃の一端から延びる主切刃を工具本体の先端側に向け、さらにこの主切刃の一端から延びる副切刃(ワイパー刃)を工具本体の回転軸線に垂直な平面上に略位置させて着脱可能に取り付けられた刃先交換式切削工具が記載されている。   As a cutting insert and an indexable cutting tool for high feed processing, for example, Patent Document 1 discloses cutting of a triangular plate shape having two triangular surfaces having two substantially triangular shapes in which the insert body has three corners. The insert and one triangular face of the cutting insert are directed as a rake face in the tool rotational direction, and the corner edge formed at one corner of the one triangular face is directed to the outer peripheral side of the tool body, and the one With the main cutting edge extending from one end of the corner blade facing the tip end of the tool body, and with the sub cutting edge (wiper blade) extending from one end of the main cutting blade substantially positioned on a plane perpendicular to the rotation axis of the tool body An indexable cutting tool removably mounted is described.

このような切削インサートでは、工具本体の先端側に向けられて工具本体の外周側に向かうに従い上記回転軸線に垂直な平面に対して緩やかな角度で後端側に向かうことになる主切刃により、この主切刃の工具本体内周側や上記ワイパー刃では厚さの薄い切屑が生成されることになるので、工具本体を高い送り量で送り出しても切削抵抗が増大するのを抑制することができ、金型等の加工において効率的な切削加工を行うことができる。また、この特許文献1には、傾斜切削加工においてZ軸方向への切り込み量を大きく設定した場合には、第1の副切刃に繋がっている第2の副切刃も切刃として作用することになることが記載されている。   In such a cutting insert, the main cutting edge which is directed to the tip end side of the tool main body and directed to the rear end side at a gentle angle with respect to a plane perpendicular to the rotation axis as it goes to the outer peripheral side of the tool main body Since thin chips having a small thickness are generated on the inner peripheral side of the main cutting edge of the main cutting blade and the above wiper blade, an increase in cutting resistance can be suppressed even if the tool main body is fed at a high feed rate. It is possible to perform efficient cutting in the processing of molds and the like. Further, in this patent document 1, when the cutting amount in the Z-axis direction is set large in inclined cutting, the second sub cutting edge connected to the first sub cutting edge also acts as a cutting edge. It is stated that it will be.

特許第5983901号公報Patent No. 5983901

ところで、このようにZ軸方向への切り込み量を大きく設定した高切り込み加工では、幅の広い切屑が生成されて切屑排出性が損なわれ易く、切屑の流出方向を安定させることが困難となって切屑が噛み込みを生じ、被削材の加工面品位を劣化させるおそれがある。このような切屑の噛み込みを防ぐには、切刃のすくい角を正角側において大きな角度に設定して切屑のカール径を小さくし、切屑の流出方向を安定させて排出性を向上させることが考えられる。   By the way, in the high cutting process in which the cutting amount in the Z-axis direction is set large as described above, chips having a wide width are generated, chip dischargeability is easily impaired, and it becomes difficult to stabilize the chip outflow direction. There is a risk that chips will bite and degrade the machined surface quality of the work material. In order to prevent such biting of chips, set the rake angle of the cutting edge to a large angle on the regular angle side to reduce the curl diameter of the chips, stabilize the chip outflow direction, and improve the dischargeability. Is considered.

しかしながら、切刃のすくい角を正角側において大きくすると、切刃の刃物角は小さくなって切刃強度が損なわれ、大きな切削負荷や応力が作用した場合には切刃の欠損を招いてしまう。特に、工具本体の先端側に向けられる主切刃の外周部から工具本体の外周側に向けられるコーナ刃、および切り込み量が大きい場合に切刃として作用するコーナ刃の他端に連なる副切刃には、このような大きな切削負荷や応力が作用し易い。   However, when the rake angle of the cutting edge is increased on the regular angle side, the cutting edge angle of the cutting edge is reduced and the cutting edge strength is impaired, and when a large cutting load or stress is applied, the cutting edge is lost. . In particular, a corner cutting edge directed from the outer peripheral portion of the main cutting edge directed to the front end side of the tool main body to the outer circumference side of the tool main body, and a secondary cutting edge connected to the other end of the corner cutting edge acting as the cutting edge when the cutting amount is large. Such a large cutting load and stress are likely to act on the.

本発明は、このような背景の下になされたもので、高切り込み加工において切屑の噛み込みを防いで被削材の加工面品位の向上を図りつつ、切刃強度は確保して切刃の欠損等を防止することが可能な切削インサート、およびこのような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。   The present invention has been made under such a background, and prevents cutting of chips in high cutting processing to improve the processing surface quality of the work material while securing the strength of the cutting edge to secure the cutting edge. An object of the present invention is to provide a cutting insert capable of preventing a defect or the like, and an indexable cutting tool to which such a cutting insert is detachably attached.

上述した課題を解決して、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、多角形状をなして一方がすくい面とされたときに他方が着座面とされる2つの多角形面と、これら2つの多角形面の周りに配されて該多角形面の上記すくい面と交差する逃げ面が形成される側面と、上記すくい面と上記逃げ面との交差稜線部に形成される切刃とを有する多角形板状のインサート本体を備えた切削インサートであって、上記インサート本体は、上記2つの多角形面の中心を通るインサート中心線に関して回転対称形状であるとともに、これら2つの多角形面に関して表裏反転対称形状であり、上記切刃は、上記多角形面の角部に位置するコーナ刃と、このコーナ刃の一端から延びる主切刃と、上記コーナ刃の他端から延びる副切刃とを備えるとともに、上記コーナ刃とは反対側の上記主切刃の端部から該コーナ刃側に向かうに従い上記インサート中心線に沿った断面におけるすくい角が漸次増大する第1領域と、この第1領域から上記コーナ刃側に向かうに従い上記すくい角が漸次減少する第2領域と、この第2領域から上記コーナ刃と上記副切刃との少なくとも一部を含む部分で該副切刃側に向かうに従い上記すくい角が上記第1領域よりも小さな範囲で漸次増大する第3領域とを有し、この第3領域の上記すくい角が15°〜18°の範囲であることを特徴とする。   In order to solve the problems described above and achieve such an object, the cutting insert of the present invention is a polygon having two polygons in which one is a rake surface and the other is a seating surface. A flank, a flank disposed around the two polygonal faces and having a flank face intersecting the rake face of the polygon face, and a ridge line between the rake face and the flank face Cutting insert having a polygonal plate-like insert body having a cutting edge, the insert body having a rotationally symmetrical shape with respect to an insert center line passing through the centers of the two polygonal faces; The cutting blade has a corner blade located at a corner of the polygon surface, a main cutting blade extending from one end of the corner blade, and the other end of the corner blade. With the extended cutting edge And a first region in which the rake angle in the cross section along the insert center line gradually increases from the end of the main cutting edge opposite to the corner blade toward the corner blade, and the first region The second region where the rake angle gradually decreases toward the corner edge side from the second edge, and the portion including at least a part of the corner edge and the sub cutting edge from the second region toward the sub cutting edge side And a third area in which the rake angle gradually increases in a range smaller than the first area, and the rake angle in the third area is in the range of 15 ° to 18 °.

また、本発明の刃先交換式工具は、軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、このような切削インサートが、上記2つの多角形面のうちの一方の多角形面をすくい面として工具回転方向に向け、この一方の多角形面の1つの上記コーナ刃を上記工具本体の外周側に向けるとともに、この1つの上記コーナ刃の一端から延びる1つの上記主切刃を上記工具本体の先端側に向け、この1つの上記主切刃の上記コーナ刃とは反対側の端部を上記工具本体の最先端に突出させて着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。   Further, in the indexable tool according to the present invention, such a cutting insert may be attached to an insert mounting seat formed on the outer periphery of a tip end portion of a tool body which is rotated about an axis, one of the two polygonal surfaces. The polygon face is directed as a rake face in the tool rotational direction, and the one corner edge of the one polygon face is directed to the outer peripheral side of the tool body, and the one main edge extending from one end of the one corner edge The cutting blade is directed to the tip end side of the tool body, and the end opposite to the corner blade of the one main cutting blade is detachably attached with the tip of the tool body protruding to the forefront of the tool body It features.

このようにして刃先交換式切削工具の工具本体に取り付けられる上述のように構成された切削インサートでは、高切り込み加工においては、工具本体の先端側に向けられた上記1つの主切刃のコーナ刃とは反対側の端部から工具本体の外周側に向けられたコーナ刃、およびこのコーナ刃の他端から延びる副切刃のコーナ刃側の部分が専ら切削に使用されることになる。   In the cutting insert configured as described above attached to the tool body of the indexable cutting tool in this manner, the corner edge of the one main cutting edge directed to the tip end side of the tool body in the high cutting process. A corner blade directed from the opposite end to the outer peripheral side of the tool body and a portion on the corner blade side of the minor cutting edge extending from the other end of the corner blade are used exclusively for cutting.

ここで、コーナ刃とは反対側の主切刃の端部からコーナ刃側に向かう工具本体内周側の部分では、比較的厚さの薄い切屑が生成されるのに対し、上記構成の切削インサートではこの部分が上記インサート中心線に沿った断面におけるすくい角が漸次増大する第1領域とされており、厚さの薄い切屑に対する切刃強度は確保しながら、主切刃に鋭い切れ味を与えて幅広に生成される切屑全体を工具本体の内周側(軸線側)に案内するように流出方向を制御することができ、切屑排出性の向上を図ることができる。   Here, while a relatively thin chip is generated at a portion on the inner peripheral side of the tool main body facing the corner blade side from the end of the main cutting blade on the opposite side to the corner blade, the cutting of the above configuration is performed In the insert, this portion is used as the first region where the rake angle in the cross section along the insert center line gradually increases, and the main cutting edge is sharpened while securing the cutting edge strength to thin chips. The outflow direction can be controlled so as to guide the entire chips generated in a wide width toward the inner peripheral side (axis line side) of the tool main body, and the chip discharge performance can be improved.

また、この第1領域から主切刃のコーナ刃側に向かう部分は、上記すくい角が漸次減少する第2領域とされており、切屑の厚さが工具本体の外周側に向かうに従い漸次厚くなって切削負荷や応力が大きくなるのに対し、切刃強度を確保して欠損等を防止することが可能となる。   The portion from the first region toward the corner edge of the main cutting edge is a second region in which the rake angle gradually decreases, and the thickness of the chips gradually increases toward the outer periphery of the tool body. While cutting load and stress become large, it becomes possible to secure cutting edge strength and to prevent chipping and the like.

さらに、この第2領域からコーナ刃と副切刃との少なくとも一部を含む部分は、副切刃側に向かうに従い上記すくい角が第1領域よりも小さな範囲で漸次増大する第3領域とされている。従って、工具本体の最外周に位置することとなるこの第3領域では、第2領域を経て減少した上記すくい角によって切刃強度は維持しつつ、上記すくい角を副切刃側に向かうに従い漸次増大させることにより、切屑を小さなカール径で工具本体の内周側に巻き込ませることができ、第1領域による切屑排出性の向上と相俟って切屑の噛み込みを防いで良好な加工面品位を得ることができる。そして、この第3領域における切刃の上記すくい角が15°〜18°の範囲とされているので、後述する実施例で実証するように確実に切刃強度を確保しつつ切屑の噛み込みを防止することができる。   Furthermore, a portion including at least a part of the corner blade and the minor cutting edge from the second region is a third region in which the rake angle gradually increases in a range smaller than the first region as it goes to the minor cutting edge side. ing. Therefore, in this third area, which is located at the outermost periphery of the tool body, while maintaining the cutting edge strength by the rake angle reduced through the second area, the rake angle is gradually moved toward the minor cutting edge side. By increasing the size, chips can be caught on the inner peripheral side of the tool body with a small curl diameter, and combined with the improvement of the chip dischargeability by the first region, biting of chips can be prevented and a good machined surface quality can be obtained. You can get And since the above-mentioned rake angle of the cutting edge in this 3rd field is made into the range of 15 degrees-18 degrees, biting of chips is secured while securing cutting edge strength certainly as demonstrated in the example mentioned below. It can be prevented.

ここで、上記切刃は、上記第3領域から上記コーナ刃とは反対側の上記副切刃の端部に向かうに従い、上記第1領域から第3領域よりも大きな変化率で上記すくい角が漸次減少する第4領域を有していてもよい。このような第4領域は、上述した傾斜切削加工において専ら使用されるが、生成される切屑の厚さは依然厚いままであるのに対し、第3領域において増加した上記すくい角を第4領域において第1領域から第3領域よりも大きな変化率で減少させることにより、切刃強度を再び確保して欠損等の発生を防止することが可能となる。   Here, the cutting edge has a rake angle at a rate of change larger than that of the first area to the third area as it goes from the third area to the end of the sub cutting edge opposite to the corner blade. It may have a gradually decreasing fourth region. Such a fourth region is used exclusively in the above-described beveling process, but while the thickness of the chips produced is still thick, the rake angle increased in the third region to the fourth region By reducing the rate of change at a rate of change greater than that of the first region to the third region, it is possible to secure the cutting edge strength again and prevent the occurrence of defects and the like.

また、上記第2領域における上記すくい角は15°〜25°の範囲であることが望ましい。第2領域における上記すくい角が15°を下回ると、第3領域における上記すくい角を15°〜18°の範囲とすることができなくなる一方、第2領域における上記すくい角が25°を上回ると、第2領域における切刃の刃物角が小さくなって切刃強度を確保することが困難となるおそれがある。   Further, the rake angle in the second region is preferably in the range of 15 ° to 25 °. When the rake angle in the second region is less than 15 °, the rake angle in the third region can not be in the range of 15 ° to 18 °, while the rake angle in the second region exceeds 25 °. The blade angle of the cutting edge in the second region may be reduced to make it difficult to secure the cutting edge strength.

さらに、上記インサート本体が、特許文献1に記載された切削インサートのように上記2つの多角形面がそれぞれ3つの角部を有する三角形板状である場合には、上記第1領域と第2領域との境界において上記すくい角が最大となる位置は、上記インサート中心線に沿って上記多角形面に対向する方向から見て、上記コーナ刃とは反対側の上記主切刃の端部と上記インサート中心線とを通る直線から上記インサート中心線を中心に上記コーナ刃側に向けて15°〜45°の角度範囲内であることが望ましい。   Furthermore, in the case where the insert body is in the form of a triangular plate having three corner portions as in the cutting insert described in Patent Document 1, the first region and the second region are included. The position where the rake angle is maximum at the boundary with the edge is the end of the main cutting edge opposite to the corner blade and the above-mentioned cutting edge as viewed from the direction opposite to the polygonal surface along the insert center line. It is desirable that the angle range from 15 ° to 45 ° toward the corner blade side from a straight line passing through the insert centerline centering on the insert centerline.

この上記すくい角が最大となる位置が15°未満の上記角度範囲にあると、第1領域が小さくなって切屑を十分に工具本体の内周側に案内するように流出方向を制御することが困難となるおそれがある一方、上記すくい角が最大となる位置が45°を上回る上記角度範囲にあると、切屑が厚く生成される部分で主切刃の刃物角が小さくなり、切刃の欠損等を確実に防止することができなくなるおそれが生じる。なお、この上記すくい角が最大となる上記角度範囲は、17°〜40°の範囲であることが望ましく、19°〜35°の範囲であることがより望ましい。   If the position where the rake angle is the largest is within the above-mentioned angle range of less than 15 °, the first region becomes smaller and the flow direction is controlled to sufficiently guide the chips to the inner peripheral side of the tool body. If the position where the rake angle becomes maximum is within the above-mentioned angle range which exceeds 45 °, the blade angle of the main cutting edge becomes smaller at the part where the chips are thickened, and there is a possibility that it will be difficult. Etc. may not be prevented reliably. The angle range in which the rake angle is maximum is preferably in the range of 17 ° to 40 °, and more preferably in the range of 19 ° to 35 °.

以上説明したように、本発明によれば、高切り込み加工において切屑の流出方向を工具本体の内周側に案内するように制御して、切屑の噛み込みを防ぐことにより被削材の加工面品位の向上を図ることができるとともに、切刃強度は生成される切屑の厚さに応じて十分に確保して切刃の欠損等を防止することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the cutting direction of the chips is controlled to be guided to the inner peripheral side of the tool body in the high cutting process to prevent the biting of the chips, and the machined surface of the work material The quality can be improved, and the strength of the cutting edge can be sufficiently secured in accordance with the thickness of the generated chips to prevent the cutting of the cutting edge and the like.

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。It is a perspective view showing one embodiment of a cutting insert of the present invention. 図1に示す実施形態をインサート中心線方向から見た平面図である。It is the top view which looked at embodiment shown in FIG. 1 from the insert centerline direction. 図2における矢線X方向視の側面図である。FIG. 3 is a side view in the arrow X direction in FIG. 2; 図2における矢線Y方向視の側面図である。FIG. 3 is a side view in the direction of arrow Y in FIG. 2. 図2におけるAL断面図である。It is AL sectional drawing in FIG. 図2におけるBL断面図である。It is BL sectional drawing in FIG. 図2におけるCL断面図である。It is CL sectional drawing in FIG. 図2におけるDL断面図である。It is DL sectional drawing in FIG. 図1に示す実施形態の切削インサートが着脱可能に取り付けられる刃先交換式切削工具の工具本体の斜視図である。It is a perspective view of the tool main body of the blade-tip-exchange-type cutting tool to which the cutting insert of embodiment shown in FIG. 1 is attached detachably. 図1に示す実施形態の切削インサートが図9に示す工具本体に着脱可能に取り付けられた刃先交換式切削工具の斜視図である。It is a perspective view of the blade-tip-exchange-type cutting tool in which the cutting insert of embodiment shown in FIG. 1 was attached to the tool main body shown in FIG. 9 so that attachment or detachment was possible. 本発明の実施例の切削インサートと比較例1、2の切削インサートにおけるインサート中心線に沿った断面における切刃のすくい角を示す図である。It is a figure which shows the rake angle of the cutting blade in the cross section along the insert centerline in the cutting insert of the Example of this invention, and the cutting insert of Comparative Examples 1 and 2. FIG. (a)本発明の実施例の切削インサートにおける切屑の流出状態を示す図、(b)、(c)比較例の切削インサートにおける切屑の流出状態を示す図である。(A) The figure which shows the outflow state of the chip in the cutting insert of the Example of this invention, (b), (c) It is a figure which shows the outflow state of the chip in the cutting insert of a comparative example. (a)本発明の実施例の切削インサートにおける応力の集中状態を示す図、(b)、(c)比較例の切削インサートにおける応力の集中状態を示す図である。(A) The figure which shows the concentration state of the stress in the cutting insert of the Example of this invention, (b), (c) It is a figure which shows the concentration state of the stress in the cutting insert of a comparative example.

図1ないし図8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9は、この実施形態の切削インサートが着脱可能に取り付けられる刃先交換式切削工具の工具本体を示すものであり、図10は、この工具本体に上記実施形態の切削インサートが着脱可能に取り付けられ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多角形板状のインサート本体11を備え、このインサート本体11は、2つの多角形面12がそれぞれ3つの角部を有する三角形板状であって、これら2つの多角形面12の中心を通るインサート中心線Lに関して回転対称形状であるとともに、2つの多角形面12に関して表裏反転対称形状である。   FIGS. 1 to 8 show an embodiment of the cutting insert of the present invention, and FIG. 9 shows a tool body of an indexable cutting tool to which the cutting insert of this embodiment is detachably attached. FIG. 10 shows an embodiment of the cutting edge-replaceable cutting tool according to the present invention in which the cutting insert of the above embodiment is detachably attached to the tool body. The cutting insert according to the present embodiment includes a polygonal plate-like insert body 11 formed of a hard material such as cemented carbide, and in this insert body 11, two polygonal faces 12 each have three corners. It has a triangular plate shape and is rotationally symmetrical with respect to the insert center line L passing through the centers of the two polygonal faces 12 and is face-up inverted symmetrical with respect to the two polygonal faces 12.

これら2つの多角形面12は、図10に示すように刃先交換式切削工具の工具本体21に取り付けられたときに、一方の多角形面12がすくい面とされるとともに、他方の多角形面12は工具本体21に形成されたインサート取付座22への着座面とされる。これら2つの多角形面12の周りに配されるインサート本体11の側面13には、2つの多角形面12のすくい面と交差する逃げ面14が形成され、これらのすくい面(多角形面12)と逃げ面14との交差稜線部に切刃15が形成される。なお、2つの多角形面12の中央部には、インサート本体11をインサート取付座22に取り付けるためのインサート中心線Lを中心とした断面円形の取付孔16が、インサート本体11を上記インサート中心線L方向に貫通して開口している。   When these two polygonal surfaces 12 are attached to the tool body 21 of the indexable cutting tool as shown in FIG. 10, one of the polygonal surfaces 12 is a rake surface, and the other polygonal surface 12 is a rake surface. Reference numeral 12 denotes a seating surface for the insert mounting seat 22 formed on the tool body 21. The flanks 14 of the insert body 11 disposed around these two polygonal faces 12 are formed with flanks 14 that intersect with the rake faces of the two polygonal faces 12, and these rake faces (polygonal faces 12). The cutting edge 15 is formed at the intersection ridge line portion of the clearance face 14 and the flank face 14. A mounting hole 16 having a circular cross section centering on the insert center line L for attaching the insert body 11 to the insert mounting seat 22 is provided at the central portion of the two polygonal surfaces 12. It is opened in the L direction.

切刃15は、インサート中心線L方向から見て、多角形面12の3つの角部に配置される円弧等の凸曲線状をなすコーナ刃15aと、このコーナ刃15aの一端(図2においてインサート中心線Lを中心として時計回り方向側の端部)からコーナ刃15aに接して延びる直線状またはコーナ刃15aがなす凸曲線よりも曲率半径が大きい凸曲線状の主切刃15bと、この主切刃15bの一端において主切刃15bと鈍角に交差する方向に延びる直線状または主切刃15bがなす凸曲線よりも曲率半径が大きい凸曲線状のワイパー刃15cを備えている。また、切刃15はさらに、コーナ刃15aの他端からコーナ刃15aに接して延びるインサート中心線L方向から見て直線状の副切刃15dを備えており、この副切刃15dは1つの切刃15の他端側(図2において反時計回り方向側)に隣接する他の切刃15のワイパー刃15cと鈍角に交差する方向に延びている。   The cutting edge 15 has a corner edge 15a in the form of a convex curve such as an arc disposed at three corners of the polygonal surface 12 when viewed from the insert center line L direction, and one end of the corner edge 15a (see FIG. A convex main curved edge 15b having a radius of curvature larger than that of a straight line extending in contact with the corner edge 15a from the end on the clockwise direction centering around the insert center line L or the convex edge formed by the corner edge 15a A convex curved wiper blade 15c having a radius of curvature larger than that of a straight line extending in a direction intersecting the main cutting edge 15b and an obtuse angle at one end of the main cutting edge 15b or a convex curve formed by the main cutting edge 15b is provided. Further, the cutting blade 15 further includes a linear sub cutting blade 15 d as viewed from the direction of the insert center line L extending from the other end of the corner blade 15 a in contact with the corner blade 15 a. The other cutting edge 15 adjacent to the other end side (the counterclockwise direction side in FIG. 2) of the cutting edge 15 extends in a direction intersecting with the wiper blade 15 c of the other cutting edge 15 at an obtuse angle.

逃げ面14は、インサート本体11の側面13のうち、2つの多角形面12側の縁部に形成されており、これらの逃げ面14の間には、インサート中心線Lに沿った断面においてインサート中心線L方向に延びる複数のインサート拘束面17が、インサート中心線L方向から見て互いに交差する方向に形成されている。これらのインサート拘束面17は、本実施形態ではインサート中心線Lに平行な平面状であって、主切刃15bと副切刃15dのインサート中心線L方向の内側に形成されており、隣接するインサート拘束面17の間においてコーナ刃15aのインサート中心線L方向内側に位置する部分は凸曲面で繋げられている。   The flanks 14 are formed on the edge of the side face 13 of the insert body 11 on the side of the two polygonal faces 12, and between these flanks 14, the insert in a cross section along the insert center line L A plurality of insert restraint surfaces 17 extending in the direction of the center line L are formed in directions intersecting with each other when viewed from the direction of the insert center line L. In the present embodiment, these insert constraining surfaces 17 are planar parallel to the insert center line L, and are formed inside the insert center line L direction of the main cutting edge 15b and the sub cutting edge 15d, and are adjacent to each other. The portion of the corner blade 15a located inside in the direction of the insert center line L between the insert constraining surfaces 17 is connected by a convex curved surface.

また、すくい面とされる上記多角形面12には、上記取付孔16の開口部の周りにインサート中心線Lに垂直な平面部12aが形成されるとともに、コーナ刃15a側には、この平面部12aから切刃15側に向かうに従いインサート中心線L方向に突出するように傾斜する傾斜部12bが形成されている。本実施形態では、切刃15のうち、コーナ刃15aおよび主切刃15bの全長と、ワイパー刃15cの主切刃15bと交差する側の一部と、副切刃15dのコーナ刃15aに接する側の一部とが傾斜部12bと逃げ面14との交差稜線部に形成され、ワイパー刃15cと副切刃15dの残りの部分は平面部12aと逃げ面14との交差稜線部に形成されている。なお、切刃15のインサート中心線L方向に最も突出した位置と上記平面部12aとの間のインサート中心線L方向における高さの差は、たとえば0.6mmとされている。   In addition, a flat portion 12a perpendicular to the insert center line L is formed around the opening of the mounting hole 16 in the polygonal surface 12 which is a rake surface, and this flat surface is formed on the corner blade 15a side. The inclined part 12b which inclines so that it may protrude in the insert centerline L direction as it goes to the cutting blade 15 side from the part 12a is formed. In the present embodiment, among the cutting edges 15, the full length of the corner cutting edges 15a and the main cutting edges 15b, a part of the wiper cutting edge 15c that intersects the main cutting cutting edges 15b, and the corner cutting edges 15a of the auxiliary cutting edges 15d. A part of the side is formed at the intersection ridge line portion of the inclined portion 12b and the flank surface 14, and the remaining part of the wiper blade 15c and the sub cutting edge 15d is formed at the intersection ridge line portion of the plane portion 12a and the flank surface 14 ing. The difference in height in the direction of the insert center line L between the position of the cutting edge 15 most projecting in the direction of the insert center line L and the flat portion 12a is, for example, 0.6 mm.

そして、上記切刃15は、コーナ刃15aとは反対側の主切刃15bの端部15eからコーナ刃15a側に向かうに従いインサート中心線Lに沿った断面における上記平面部12aに対するすくい角θが漸次増大する第1領域15Aと、この第1領域15Aからコーナ刃15a側に向かうに従い上記すくい角θが漸次減少する第2領域15Bと、この第2領域15Bからコーナ刃15aと副切刃15dとの少なくとも一部を含む部分で副切刃15d側に向かうに従い上記すくい角θが第1領域15Aよりも小さな範囲で漸次増大する第3領域15Cとを有している。さらに、この第3領域15Cにおける上記すくい角θは15°〜18°の範囲とされている。なお、本明細書においては、上述のように切削インサート単体での平面部12aを基準とした傾斜部12bのすくい面の傾斜角度のことを、便宜上すくい角θとする。   The cutting edge 15 has a rake angle θ with respect to the flat surface portion 12a in a cross section along the insert center line L as it goes from the end 15e of the main cutting edge 15b opposite to the corner edge 15a to the corner edge 15a. A gradually increasing first region 15A, a second region 15B in which the rake angle θ gradually decreases from the first region 15A toward the corner blade 15a, and a corner blade 15a and an auxiliary cutting edge 15d from the second region 15B And a third area 15C in which the rake angle θ gradually increases in a range smaller than the first area 15A as it goes to the side of the minor cutting edge 15d in a portion including at least a part of Furthermore, the rake angle θ in the third region 15C is in the range of 15 ° to 18 °. In the present specification, as described above, the inclination angle of the rake surface of the inclined portion 12b based on the flat portion 12a of the cutting insert alone is referred to as the rake angle θ for convenience.

また、切刃15はさらに、上記第3領域15Cからコーナ刃15aとは反対側の副切刃15dの端部15fに向かうに従い、上記第1領域15Aから第3領域15Cよりも大きな変化率で上記すくい角θが漸次減少する第4領域15Dを有している。なお、切刃15のうち上記平面部12aと逃げ面14との交差稜線部に形成される部分の上記すくい角θは0°である。   Further, the cutting blade 15 further changes from the first area 15A to the third area 15C at a larger change rate as it goes from the third area 15C to the end 15f of the sub cutting edge 15d opposite to the corner blade 15a. The rake angle θ has a fourth region 15D in which the rake angle θ gradually decreases. The rake angle θ of the portion of the cutting edge 15 formed at the intersection ridge line portion between the flat surface portion 12a and the flank surface 14 is 0 °.

ここで、図11に符号Aで示すのは、三角形板状のインサート本体11を有する本実施形態の切削インサートにおいて、インサート中心線Lに沿ってコーナ刃15aとは反対側の主切刃15bの端部15eを通る断面を基準の0°位置とし、この基準の断面から図2においてインサート中心線Lを中心として反時計回り方向に120°の位置にある上記他の切刃15のコーナ刃15aとは反対側の主切刃15bの端部15eまでのインサート中心線Lに沿った断面におけるすくい角θを5°ずつ計算して表したものであり、これによると、本実施形態では断面位置の角度が0°〜25°の角度範囲が上記第1領域15Aとなる。   Here, in FIG. 11, reference symbol A denotes a cutting insert of the present embodiment having a triangular plate-like insert main body 11, in which the main cutting edge 15 b on the opposite side to the corner edge 15 a along the insert center line L The cross section passing through the end portion 15e is a reference 0 ° position, and the corner edge 15a of the other cutting edge 15 located at 120 ° in the counterclockwise direction around the insert center line L in FIG. Is expressed by calculating the rake angle θ in the cross section along the insert center line L up to the end 15e of the main cutting edge 15b on the opposite side by 5 °, according to this, the cross section position in the present embodiment The angle range of 0 ° to 25 ° is the first area 15A.

また、この第1領域15Aからコーナ刃15a側の上記断面位置の角度が25°〜60°の角度範囲が本実施形態における第2領域15Bとなり、従って上記すくい角θは、この第2領域15Bと第1領域15Aとの境界である断面位置が25°付近で図5に示すように最大値となる。本実施形態では、この上記すくい角θの最大値は、23.526°である。さらに、本実施形態では、主切刃15bは、断面位置の角度が0°〜60°の角度範囲に形成されていて、全体がこれら第1、第2領域15A、15Bに形成されている。ここで、第2領域15Bにおける上記すくい角θは15°〜25°の範囲であることが望ましく、図6に示す断面位置の角度が45°の位置の上記すくい角θは20.456°である。   In addition, an angle range of 25 ° to 60 ° at the cross-sectional position on the side of the corner blade 15a from the first area 15A is the second area 15B in the present embodiment. Therefore, the rake angle θ is the second area 15B. The cross-sectional position which is the boundary between the first region 15A and the first region 15A has a maximum value as shown in FIG. In the present embodiment, the maximum value of the rake angle θ is 23.526 °. Furthermore, in the present embodiment, the main cutting edge 15b is formed in an angle range of 0 ° to 60 ° at the cross-sectional position, and the whole is formed in the first and second regions 15A and 15B. Here, the rake angle θ in the second region 15B is preferably in the range of 15 ° to 25 °, and the rake angle θ of the position of the cross section shown in FIG. 6 at an angle of 45 ° is 20.456 °. is there.

さらにまた、本実施形態では、第3領域15Cは上記断面位置の角度が60°〜75°の角度範囲とされるとともに、コーナ刃15aは断面位置の角度が60°〜70°の角度範囲に形成されており、従って上記コーナ刃15aの一端は第2領域15Bと第3領域15Cとの境界に位置していて、図7に示すこの境界における上記すくい角θは例えば16.572°である。すなわち、コーナ刃15aはその全体が第3領域に形成されるとともに、副切刃15dのコーナ刃15a側の一部も第3領域15Cに形成されている。   Furthermore, in the present embodiment, the third region 15C has an angle range of 60 ° to 75 ° at the cross section position, and the corner blade 15a has an angle range of 60 ° to 70 ° at the cross section position. Is formed, so that one end of the corner blade 15a is located at the boundary between the second area 15B and the third area 15C, and the rake angle .theta. At this boundary shown in FIG. . That is, the whole of the corner blade 15a is formed in the third region, and a part of the minor cutting edge 15d on the corner blade 15a side is also formed in the third region 15C.

さらに、本実施形態では、上記断面位置の角度が75°〜95°の角度範囲は第4領域15Dとされている。従って、断面位置の角度が75°の位置が第3領域15Cと第4領域15Dとの境界となり、図8に示すこの境界の位置における上記すくい角θは17.147°とされ、15°〜18°の範囲内とされている。   Furthermore, in this embodiment, the angle range of the said cross-sectional position of 75 degrees-95 degrees is made into 4th area | region 15D. Therefore, the position where the angle of the cross section position is 75 ° is the boundary between the third area 15C and the fourth area 15D, and the rake angle θ at the position of this boundary shown in FIG. It is considered to be in the range of 18 °.

また、図11に示すようにこの第4領域15Dにおいては、第1〜第3領域15A〜15Cよりも大きな変化率で上記すくい角θが漸次減少している。ここで、[すくい角θの変化量(°)]/[断面位置の角度変化量(°)]を上記すくい角θの角度変化率とすると、第1領域15Aの角度変化率は30%〜45%の範囲であって、本実施形態では40%であり、第2領域15Bの角度変化率は−15%〜−25%の範囲であって、本実施形態では−20%であり、第3領域15Cの角度変化率は0.3%〜8%の範囲であって、本実施形態では5%であるのに対し、第4領域15Dにおける角度変化率は−97%〜−77%の範囲であり、本実施形態では−87%とされている。   Further, as shown in FIG. 11, in the fourth area 15D, the rake angle θ gradually decreases at a rate of change larger than that of the first to third areas 15A to 15C. Here, assuming that [change amount of rake angle θ (°)] / [angle change amount of cross section (°)] is the angle change rate of the rake angle θ, the angle change rate of the first region 15A is 30% to It is in the range of 45%, 40% in the present embodiment, and the angle change ratio of the second region 15B is in the range of -15% to -25%, and is -20% in the present embodiment. The angle change rate of the third area 15C is in the range of 0.3% to 8%, and is 5% in the present embodiment, while the angle change rate in the fourth area 15D is -97% to -77%. It is a range, and is set to -87% in this embodiment.

このような本実施形態の切削インサートは、図9に示すような刃先交換式切削工具の工具本体21の先端部外周に形成された上記インサート取付座22に着脱可能に取り付けられ、図10に示すような本発明の一実施形態の刃先交換式切削工具を構成する。この工具本体21は軸線Oを中心とした概略円筒状をなしており、切削加工時にはその後端部が工作機械の主軸に把持されて軸線O回りに工具回転方向Tに回転され、上記切削インサートによって被削材に切削加工を施す。   The cutting insert according to the present embodiment is detachably attached to the insert mounting seat 22 formed on the outer periphery of the tip end portion of the tool body 21 of the indexable cutting tool as shown in FIG. 9, and is shown in FIG. Such an indexable cutting tool according to an embodiment of the present invention is configured. The tool body 21 has a substantially cylindrical shape around the axis O. During cutting, the rear end is gripped by the main shaft of the machine tool and rotated about the axis O in the tool rotational direction T, by the cutting insert The cutting material is cut.

工具本体21の先端部外周には複数(本実施形態では5つ)のチップポケット23が形成されていて、インサート取付座22は、これらのチップポケット23の工具回転方向Tを向く壁面の先端部外周に形成されており、工具回転方向T側を向く平面状の底面22aと、この底面22aから工具回転方向T側に間隔をあけて配置されてインサート本体11の上記インサート拘束面17に当接可能な複数の平面状の壁面22bとを備えている。底面22aには、上記取付孔16に挿通されたクランプネジ24がねじ込まれるネジ孔22cが形成されている。   A plurality of (five in this embodiment) tip pockets 23 are formed on the outer periphery of the tip end portion of the tool main body 21, and the insert mounting seat 22 is a tip end portion of a wall surface facing the tool rotation direction T of these tip pockets 23. A flat bottom 22a formed on the outer periphery, facing in the tool rotation direction T, and spaced from the bottom 22a in the tool rotation direction T, is in contact with the insert restraint surface 17 of the insert body 11 A plurality of possible planar wall surfaces 22b are provided. The bottom surface 22a is formed with a screw hole 22c into which the clamp screw 24 inserted into the mounting hole 16 is screwed.

このようなインサート取付座22に、本実施形態の切削インサートは、インサート本体11の一方の多角形面12をすくい面として工具回転方向T側に向けるとともに、他方の多角形面12の平面部12aをインサート取付座22の底面22aに密着させて着座させられる。さらに、切削インサートは、この一方の多角形面12の1つの角部に位置するコーナ刃15aを工具本体21の外周側に突出させるとともに、このコーナ刃15aの一端から延びる主切刃15bを工具本体21の先端側に向け、この主切刃15bの工具本体21外周側に突出させられたコーナ刃15aとは反対側の端部15eを工具本体21の最先端に突出させて、取付孔16に挿通したクランプネジ24をネジ孔22cにねじ込むことにより固定される。   The cutting insert of the present embodiment is directed to such an insert mounting seat 22 with the one polygonal surface 12 of the insert main body 11 as a rake face in the tool rotational direction T, and the flat portion 12a of the other polygonal surface 12 Is placed in close contact with the bottom surface 22 a of the insert mounting seat 22. Furthermore, the cutting insert causes the corner blade 15a located at one corner of the one polygonal surface 12 to protrude to the outer peripheral side of the tool main body 21, and the main cutting blade 15b extending from one end of the corner blade 15a The end 15e of the main cutting edge 15b opposite to the corner edge 15a of the main cutting edge 15b is protruded toward the tip end of the main body 21 so that the end 15e of the tool main body 21 protrudes to the mounting hole 16 It fixes by screwing in the clamp screw 24 penetrated to the screw hole 22c.

なお、この工具本体21の最先端に突出させられた端部15eから延びるワイパー刃15cは、軸線Oに垂直な平面に対してすかし角が2°以下となるように配置され、すなわち、このワイパー刃15cは軸線Oに垂直な平面に沿って配置されるか、またはこの平面に対して2°以下の角度で工具本体21の内周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜して配置される。このとき、切削に使用されない切刃15に連なる側面13のインサート拘束面17はインサート取付座22の壁面22bに当接させられて、インサート中心線L回りのインサート本体11の回転が拘束される。   The wiper blade 15c extending from the end 15e of the tool main body 21 which is projected to the tip end is disposed so that the watermark angle is 2 ° or less with respect to a plane perpendicular to the axis O, that is, The wiper blade 15c is disposed along a plane perpendicular to the axis O, or inclined toward the rear end side toward the inner peripheral side of the tool body 21 at an angle of 2 ° or less with respect to this plane Be placed. At this time, the insert restraint surface 17 of the side surface 13 connected to the cutting edge 15 not used for cutting is brought into contact with the wall surface 22b of the insert mounting seat 22, and rotation of the insert body 11 around the insert center line L is restrained.

このように切削インサートが取り付けられた刃先交換式切削工具は、軸線O回りに回転されつつ該軸線Oに垂直な方向に送り出されて、高切り込み加工の場合には工具本体21最先端に突出した主切刃15bの端部15eから外周側に突出したコーナ刃15aと、このコーナ刃15aの他端に連なる副切刃15dのコーナ刃15a側の部分によって被削材を切削するとともに、端部15eに連なるワイパー刃15cによって加工面の底面を仕上げ加工する。   The indexable cutting tool attached with the cutting insert in this manner is fed out in a direction perpendicular to the axis O while being rotated about the axis O, and protrudes to the tip of the tool body 21 in the case of high cutting. The material to be cut is cut by the corner blade 15a protruding outward from the end 15e of the main cutting blade 15b and the portion on the corner blade 15a side of the auxiliary cutting blade 15d connected to the other end of the corner blade 15a The bottom surface of the processing surface is finished by a wiper blade 15c connected to 15e.

主切刃15bは直線状またはコーナ刃15aよりも曲率半径の大きな凸曲線状をなしているので、その工具本体21の内周側部分によって生成される切屑の厚さは比較的薄くなる。これに対して、上記構成の切削インサートでは、この部分はインサート中心線Lに沿った断面におけるすくい角θが漸次増大する第1領域15Aとされており、このような厚さの薄い切屑に対する切刃強度は確保しながら、主切刃15bに鋭い切れ味を与えることができて、幅広に生成される切屑全体を工具本体21の内周側(軸線側)に案内するように流出方向を制御することができ、切屑排出性の向上を図ることができる。   Since the main cutting edge 15b has a linear shape or a convex curved shape having a radius of curvature larger than that of the corner edge 15a, the thickness of the chips generated by the inner peripheral portion of the tool body 21 becomes relatively thin. On the other hand, in the cutting insert of the above configuration, this portion is the first region 15A where the rake angle θ in the cross section along the insert center line L gradually increases, and the cutting for such thin chips is performed The main cutting edge 15b can be sharpened while ensuring the strength of the blade, and the flow direction is controlled so as to guide the entire chip generated widely to the inner peripheral side (axis line side) of the tool main body 21. It is possible to improve chip dischargeability.

このような主切刃15bの工具本体21内周側の部分から工具本体21外周側のコーナ刃15aに向かうに従って切屑の厚さは徐々に厚くなり、切刃15に作用する切削負荷や応力は漸次大きくなってゆく。これに対して、上記構成の切削インサートでは、この部分はコーナ刃15a側に向かうに従い上記すくい角θが正角側でも漸次減少する第2領域15Bとされており、こうして厚さが厚くなる切屑による切削負荷や応力に対して切刃強度を確保して欠損等が発生するのを防止することができる。   The thickness of chips gradually increases from the portion on the inner peripheral side of the tool main body 21 of the main cutting edge 15b toward the corner edge 15a on the outer peripheral side of the tool main body 21, and the cutting load or stress acting on the cutting edge 15 It will grow gradually. On the other hand, in the cutting insert having the above-described configuration, this portion is the second region 15B in which the rake angle θ gradually decreases even on the regular angle side as it goes to the corner blade 15a side, and thus the chip becomes thicker The strength of the cutting edge can be secured against cutting load and stress due to the above to prevent the occurrence of chipping and the like.

そして、さらにこの第2領域15Bからコーナ刃15aと副切刃15dとの少なくとも一部を含む部分(本実施形態では、コーナ刃15aの全体と副切刃15dのコーナ刃15a側の部分)は、副切刃15d側に向かうに従い上記すくい角θが第1領域15Aよりも小さな範囲で漸次増大する第3領域15Cとされている。このため、工具本体21の最外周に位置するこの第3領域15Cでは、第2領域15Bにおいて減少した上記すくい角θにより切刃強度は維持しながら、切屑を小さなカール径で工具本体21の内周側に巻き込ませることができ、第1領域15Aによって切屑排出性が向上するのと相俟って切屑の噛み込みを防ぐことができ、良好な加工面品位を得ることができる。   Further, a portion including at least a part of the corner blade 15a and the sub cutting edge 15d from the second region 15B (in the present embodiment, the whole of the corner blade 15a and the portion on the corner blade 15a side of the sub cutting edge 15d) is The third region 15C is such that the rake angle θ gradually increases in a range smaller than the first region 15A toward the side of the minor cutting edge 15d. For this reason, in the third region 15C located at the outermost periphery of the tool body 21, the cutting force is maintained by the rake angle θ which is reduced in the second region 15B, and the chips have a small curl diameter inside the tool body 21. Since the first region 15A improves the chip discharge performance, biting of chips can be prevented and good machined surface quality can be obtained.

さらに、この第3領域15Cにおける切刃15の上記すくい角θは15°〜18°の範囲とされているので、確実に切刃強度を確保しつつ切屑の噛み込みを防止することができる。すなわち、後述する実施例で実証するように、第3領域15Cにおける上記すくい角θが15°を下回ったり18°を上回ったりすると、切屑を小さなカール径でカールさせることが困難となって噛み込みを生じてしまうおそれがある。また、上記すくい角θが18°を上回ると刃物角が小さくなって切刃強度が損なわれ、容易に欠損を生じるおそれもある。   Further, since the rake angle θ of the cutting edge 15 in the third region 15C is in the range of 15 ° to 18 °, biting of chips can be prevented while ensuring the strength of the cutting edge. That is, as described in the examples described later, when the rake angle θ in the third region 15C is less than 15 ° or more than 18 °, it is difficult to curl chips with a small curl diameter, and biting occurs. There is a risk of Further, if the rake angle θ exceeds 18 °, the blade angle becomes small, the strength of the cutting edge is impaired, and there is a possibility that the chipping easily occurs.

また、本実施形態では、切刃15が、上記第3領域15Cからコーナ刃15aとは反対側の副切刃15dの端部15fに向かうに従い、第1〜第3領域15A〜15Cよりも大きな変化率(角度変化率)で上記すくい角θが漸次減少する第4領域15Dを有している。このような第4領域15Dは、工具本体21を軸線Oに対して斜め先端側に送り出して切削を行う傾斜切削加工において専ら使用されるが、この第4領域15Dにおいて生成される切屑の厚さは依然厚いままであるのに対し、第3領域15Cにおいて増加した上記すくい角θを第4領域15Dにおいて第1領域15A〜第3領域15Cよりも大きな角度変化率で減少させることにより、切刃強度を再び確保して欠損等の発生を防止することが可能となる。   Further, in the present embodiment, the cutting blade 15 is larger than the first to third regions 15A to 15C as it goes from the third region 15C to the end 15f of the sub cutting blade 15d opposite to the corner blade 15a. The rake angle θ has a fourth area 15D in which the rake angle θ gradually decreases at a change rate (angle change rate). Such a fourth region 15D is exclusively used in oblique cutting processing in which cutting is performed by feeding the tool main body 21 obliquely to the axis O, but the thickness of chips generated in the fourth region 15D Is still thick, while the rake angle .theta. Increased in the third region 15C is reduced by a larger angle change rate in the fourth region 15D than in the first region 15A to the third region 15C. It is possible to secure strength again and prevent the occurrence of defects and the like.

ここで、第2領域15Bにおける上記すくい角θは、上述のように15°〜25°の範囲であることが望ましい。この第2領域15Bにおける上記すくい角θが15°を下回ると、第3領域15Cにおける上記すくい角θを15°〜18°の範囲とすることができなくなって切屑処理性が損なわれるそれがある一方、第2領域15Bにおける上記すくい角θが25°を上回ると、第2、第3領域15B、15Cにおける切刃15の刃物角が小さくなりすぎて欠損等を招くおそれがある。   Here, the rake angle θ in the second region 15B is preferably in the range of 15 ° to 25 ° as described above. If the rake angle θ in the second region 15B is less than 15 °, the rake angle θ in the third region 15C can not be in the range of 15 ° to 18 °, and chip processing properties may be impaired. On the other hand, if the rake angle θ in the second region 15B exceeds 25 °, the blade angle of the cutting edge 15 in the second and third regions 15B and 15C may be too small, which may lead to defects and the like.

なお、インサート本体11が上記2つの多角形面12にそれぞれ3つの角部を有する三角形板状である本実施形態の切削インサートでは、上記第1領域15Aと第2領域15Bとの境界において上記すくい角θが最大となる位置は、インサート中心線Lに沿って多角形面12に対向する方向から見て、コーナ刃15aとは反対側の主切刃15bの端部15eとインサート中心線Lとを通る直線からインサート中心線Lを中心にコーナ刃15a側に向けて15°〜45°の角度範囲内にあるのが望ましく、本実施形態では上述のように断面位置が25°付近となる。   In the cutting insert of the present embodiment in which the insert body 11 has a triangular plate shape having three corners on each of the two polygonal surfaces 12, the scoop is generated at the boundary between the first area 15A and the second area 15B. The position where the angle θ is maximized is the end 15e of the main cutting edge 15b opposite to the corner edge 15a and the insert center line L when viewed from the direction facing the polygonal surface 12 along the insert center line L. It is desirable for the angle range of 15 ° to 45 ° toward the corner blade 15a side from the straight line passing through the insert center line L, and in the present embodiment, the cross-sectional position is around 25 ° as described above.

この上記すくい角θが最大となる位置が15°未満の上記角度範囲にあると、第1領域15Aが小さくなって切屑を十分に工具本体の内周側に案内するように流出方向を制御することが困難となるおそれがある。その一方で、上記すくい角θが最大となる位置が45°を上回る上記角度範囲にあると、切屑が厚く生成される部分で切刃15の刃物角が小さくなり、切刃15の欠損等を確実に防止することができなくなるおそれが生じる。なお、この上記すくい角θが最大となる上記角度範囲は、17°〜40°の範囲であることが望ましく、19°〜35°の範囲であることがより望ましい。   If the position where the rake angle θ is maximum is within the above-mentioned angle range of less than 15 °, the first region 15A becomes smaller and the flow direction is controlled so as to sufficiently guide the chips to the inner peripheral side of the tool body. May be difficult. On the other hand, when the position where the rake angle θ is maximum is in the above-mentioned angle range exceeding 45 °, the blade angle of the cutting edge 15 becomes small at the part where the chips are generated thick. There is a risk that it can not be reliably prevented. The angle range in which the rake angle θ is maximum is preferably in the range of 17 ° to 40 °, and more preferably in the range of 19 ° to 35 °.

また、本実施形態の切削インサートでは、インサート本体11の側面13において2つの多角形面12側の逃げ面14の間に、インサート中心線Lに沿った断面においてこのインサート中心線L方向に延びる複数のインサート拘束面17が、インサート中心線L方向から見て互いに交差する方向に形成されている。従って、上述のようにこれらのインサート拘束面17をインサート取付座22の壁面22bに当接させることにより、インサート本体11のインサート中心線L回りの回転を拘束することができ、一層安定した切削加工を行うことが可能となる。   Further, in the cutting insert according to the present embodiment, a plurality of flanks 14 on the side of the two polygonal surfaces 12 on the side surface 13 of the insert body 11 extend in the direction of the insert center line L in a cross section along the insert center line L The insert restraint surfaces 17 are formed in directions intersecting with each other when viewed from the insert center line L direction. Therefore, as described above, by bringing these insert restraint surfaces 17 into contact with the wall surface 22b of the insert mounting seat 22, the rotation of the insert body 11 around the insert center line L can be restrained, and cutting is more stable. It is possible to do

次に、実施例を挙げて、本発明の特に第3領域15Cにおける上記すくい角θの効果について実証する。本実施例では、図11に符号Aで示したように第3領域15Cにおける上記すくい角θが15°〜18°の範囲である切削インサートを用いて、主軸回転速度808.0rpm、1刃当たりの送り量0.7mm、半径方向切り込み深さ45.0mm、軸方向切り込み深さ3.0mmの切削条件でS50Cよりなる被削材に高切り込み加工を行った場合を解析した。また、この実施例に対する比較例1として、上記図11に符号Bで示す第3領域15Cにおける上記すくい角θが15°を下回るものと、比較例2として上記図11に符号Cで示す第3領域15Cにおける上記すくい角θが18°を上回るもので、実施例と同様の切削条件により高切り込み加工を行った場合も解析した。   Next, the effects of the above rake angle θ in the third region 15C of the present invention will be demonstrated by way of examples. In the present embodiment, as shown by the symbol A in FIG. 11, using a cutting insert having a rake angle θ in the range of 15 ° to 18 ° in the third region 15C, the spindle rotational speed 808.0 rpm, per blade The case where high cut processing was performed to the cut material which consists of S50C under cutting conditions of a feed amount of 0.7 mm, a radial cut depth of 45.0 mm, and an axial cut depth of 3.0 mm was analyzed. In addition, as Comparative Example 1 to this embodiment, when the rake angle θ in the third region 15C indicated by the reference B in FIG. 11 is less than 15 °, the third example shown by the reference C in FIG. The rake angle θ in the region 15C is greater than 18 °, and analysis is also performed in the case where high cutting is performed under the same cutting conditions as in the example.

図12(a)〜(c)は、これら実施例および比較例1、2による切屑の流出状態を示すものであり、図12(a)は実施例、図12(b)は比較例1、図12(c)は比較例2の結果を示すものである。これら図12(a)〜(c)により、実施例では切屑が小さなカール径でカールしているのに対し、比較例1、2では切屑がカールせずに延び気味となり、噛み込みを生じるおそれがあることが分かる。   12 (a) to 12 (c) show the outflow of chips according to these Examples and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 12 (a) shows an Example, FIG. 12 (b) shows a Comparative Example 1, FIG. 12C shows the result of Comparative Example 2. According to FIGS. 12 (a) to 12 (c), the chips are curled with a small curl diameter in the example, while in the comparative examples 1 and 2, the chips do not curl but become slightly stretched, which may cause biting. It is understood that there is.

また、図13(a)〜(c)は、実施例と比較例1、2の応力集中を解析したものであり、図13(a)は実施例、図12(b)は比較例1、図12(c)は比較例2の結果を示すものであって、切刃側の色の濃い部分が高い応力が作用している部分である。これら図12(a)〜(c)の結果により、実施例および比較例1、2ともに切削に使用される切刃15には応力が集中していることが分かるが、特に上記すくい角θが18°を上回る比較例2では高い応力が作用しており、刃物角が小さくなっていることにより切刃に欠損を生じるおそれがあることが分かる。   13 (a) to 13 (c) are analysis of stress concentration in the example and the comparative examples 1 and 2, FIG. 13 (a) is an example, and FIG. 12 (b) is a comparative example 1, FIG. 12C shows the result of Comparative Example 2, in which the dark portion on the cutting edge side is a portion to which high stress is applied. From the results of FIGS. 12 (a) to 12 (c), it can be seen that stress is concentrated on the cutting edge 15 used for cutting in both the embodiment and the comparative examples 1 and 2, but in particular, the rake angle θ is It is understood that high stress is applied in Comparative Example 2 in which the angle is more than 18 °, and there is a possibility that the cutting edge may be chipped due to the small blade angle.

なお、以下に、切削インサートのすくい面の傾斜角度(本明細書における上述したすくい角θ)の測定方法の一例を述べる。まず、第1のステップとして、非接触三次元測定器を用いてインサート本体1の三次元形状の測定を行い、これらの測定結果を電子データとして保存する。次に、第2ステップとして、この三次元測定データと形状測定ソフトを用いて、インサート本体1の切刃15の稜線部分において、インサート中心線Lからの所定の放射角度の間隔幅毎に、インサート中心線Lに沿った複数の断面図を作成する。最後に、第3のステップとして、図5から図8に示すようなインサート本体1の切刃15の稜線部分の断面図を得ることによって、インサート本体の平面部12aを基準面として、すくい面となる傾斜部12bのすくい面の傾斜角度、すなわち上記すくい角θを求めることができる。   In addition, below, an example of the measuring method of the inclination-angle (The rake angle (theta) mentioned above in this specification) of the rake surface of a cutting insert is described. First, in a first step, the three-dimensional shape of the insert body 1 is measured using a noncontact three-dimensional measuring device, and the measurement results are stored as electronic data. Next, as a second step, using the three-dimensional measurement data and the shape measurement software, at the ridge line portion of the cutting edge 15 of the insert body 1, the insert at every predetermined radiation angle interval width from the insert center line L A plurality of cross sections along the center line L are created. Finally, as a third step, by obtaining a cross-sectional view of the ridge line portion of the cutting edge 15 of the insert main body 1 as shown in FIGS. 5 to 8, the rake surface and the flat portion 12a of the insert main body are used as a reference surface. The inclination angle of the rake surface of the inclined portion 12b, that is, the rake angle θ can be obtained.

11 インサート本体
12 多角形面
12a 平面部
12b 傾斜部
13 側面
14 逃げ面
15 切刃
15a コーナ刃
15b 主切刃
15c ワイパー刃
15d 副切刃
15A 第1領域
15B 第2領域
15C 第3領域
15D 第4領域
16 取付孔
17 インサート拘束面
21 工具本体
22 インサート取付座
23 チップポケット
24 クランプネジ
L インサート中心線
θ インサート中心線に沿った断面における切刃15のすくい角
O 工具本体21の軸線
T 工具回転方向
11 insert body 12 polygon surface 12a flat surface portion 12b inclined portion 13 side surface 14 flank surface 15 cutting edge 15a corner cutting edge 15b main cutting edge 15c wiper cutting edge 15d minor cutting edge 15A first area 15B second area 15C third area 15C third area 15D fourth Region 16 Mounting hole 17 Insert restraint surface 21 Tool body 22 Insert mounting seat 23 Tip pocket 24 Clamp screw L Insert center line θ Rake angle of cutting edge 15 in section along insert center line O Axis of tool body 21 T direction of tool rotation

Claims (5)

多角形状をなして一方がすくい面とされたときに他方が着座面とされる2つの多角形面と、これら2つの多角形面の周りに配されて該多角形面の上記すくい面と交差する逃げ面が形成される側面と、上記すくい面と上記逃げ面との交差稜線部に形成される切刃とを有する多角形板状のインサート本体を備えた切削インサートであって、
上記インサート本体は、上記2つの多角形面の中心を通るインサート中心線に関して回転対称形状であるとともに、これら2つの多角形面に関して表裏反転対称形状であり、
上記切刃は、上記多角形面の角部に位置するコーナ刃と、このコーナ刃の一端から延びる主切刃と、上記コーナ刃の他端から延びる副切刃とを備えるとともに、
上記コーナ刃とは反対側の上記主切刃の端部から該コーナ刃側に向かうに従い上記インサート中心線に沿った断面におけるすくい角が漸次増大する第1領域と、この第1領域から上記コーナ刃側に向かうに従い上記すくい角が漸次減少する第2領域と、この第2領域から上記コーナ刃と上記副切刃との少なくとも一部を含む部分で該副切刃側に向かうに従い上記すくい角が上記第1領域よりも小さな範囲で漸次増大する第3領域とを有し、
この第3領域における上記すくい角が15°〜18°の範囲であることを特徴とする切削インサート。
Two polygonal surfaces, one of which is a rake surface, and the other is a seating surface, and one of the polygonal surfaces is disposed around the two polygonal surfaces and intersects with the rake surface of the polygonal surface. A cutting insert comprising: a polygonal plate-like insert body having a side face on which a flank face is formed and a cutting edge formed at a cross ridge line portion between the rake face and the flank face,
The insert body has a rotationally symmetrical shape with respect to an insert center line passing through the centers of the two polygonal faces, and has a front and back inverted symmetrical shape with respect to these two polygonal faces,
The cutting blade includes a corner blade located at a corner of the polygonal surface, a main cutting blade extending from one end of the corner blade, and a minor cutting blade extending from the other end of the corner blade.
A first region in which the rake angle in the cross section along the insert center line gradually increases from the end of the main cutting edge opposite to the corner blade to the corner blade side, and the corner from the first region A second region where the rake angle gradually decreases toward the blade side, and a portion including at least a part of the corner blade and the sub cutting edge from the second region, the rake angle toward the sub cutting edge side And a third region that gradually increases in a range smaller than the first region,
A cutting insert characterized in that the rake angle in this third region is in the range of 15 ° to 18 °.
上記切刃は、上記第3領域から上記コーナ刃とは反対側の上記副切刃の端部に向かうに従い、上記第1領域から第3領域よりも大きな変化率で上記すくい角が漸次減少する第4領域を有し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。   The rake angle gradually decreases at a larger change rate than the first area to the third area from the third area toward the end of the auxiliary cutting edge opposite to the corner blade from the third area to the cutting edge. The cutting insert according to claim 1, characterized in that it has a fourth region. 上記第2領域における上記すくい角が15°〜25°の範囲であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の切削インサート。   The cutting insert according to claim 1 or 2, wherein the rake angle in the second region is in the range of 15 ° to 25 °. 上記インサート本体は、上記2つの多角形面がそれぞれ3つの角部を有する三角形板状であり、
上記第1領域と第2領域との境界において上記すくい角が最大となる位置は、上記インサート中心線に沿って上記多角形面に対向する方向から見て、上記コーナ刃とは反対側の上記主切刃の端部と上記インサート中心線とを通る直線から上記インサート中心線を中心に上記コーナ刃側に向けて15°〜45°の角度範囲内であることを特徴とする請求項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。
The insert body is in the form of a triangular plate in which the two polygonal faces each have three corners,
The position at which the rake angle is maximum at the boundary between the first area and the second area is the side opposite to the corner blade when viewed from the direction opposite to the polygonal surface along the insert center line. A straight line passing through the end of the main cutting edge and the insert center line is within an angle range of 15 ° to 45 ° toward the corner blade side centering on the insert center line. The cutting insert according to any one of the claims 3.
軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の切削インサートが、
上記2つの多角形面のうちの一方の多角形面をすくい面として工具回転方向に向け、
この一方の多角形面の1つの上記コーナ刃を上記工具本体の外周側に向けるとともに、
この1つの上記コーナ刃の一端から延びる1つの上記主切刃を上記工具本体の先端側に向け、この1つの上記主切刃の上記コーナ刃とは反対側の端部を上記工具本体の最先端に突出させ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。
The cutting insert according to any one of claims 1 to 4, in an insert mounting seat formed on an outer periphery of a tip end portion of a tool body rotated about an axis.
One of the above two polygonal faces is used as a rake face and directed in the tool rotational direction,
The one corner edge of this one polygonal surface is directed to the outer peripheral side of the tool body,
One main cutting edge extending from one end of the one corner blade is directed to the tip end side of the tool body, and the end opposite to the corner blade of the one main cutting edge is the most distal end of the tool body A cutting edge-replaceable cutting tool characterized in that it is detachably attached to a tip so as to protrude therefrom.
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