JP4910781B2

JP4910781B2 - 切削インサート

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Publication number: JP4910781B2
Application number: JP2007052739A
Authority: JP
Inventors: 誠安田; 健岡本; 一利平野; 利幸小寺
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2027-03-02
Also published as: JP2008207312A

Description

本発明は、インサート本体の切刃コーナ部周辺がｃＢＮ焼結体により形成されるとともに、このコーナ部には面取り部が形成され、この面取り部に、チップブレーカが形成された切削インサートに関するものである。

この種の切削インサートとしては、例えば特許文献１に、浸炭焼き入れ鋼や高周波焼き入れ鋼等の仕上げ切削における刃先強化処理と良好な切屑処理とを目的として、インサート本体の切刃コーナ部にｃＢＮ焼結体を接合して面取り部を形成し、この面取り部に、ブレーカ底面と、このブレーカ底面から凹円筒面状をなすようにして立ち上がるブレーカ壁面とを有するチップブレーカが形成されたものが提案されており、特に上記ブレーカ壁面は、ブレーカ底面に対向する方向から見て一直線状に延びるように形成されている。

また、特許文献２には、このチップブレーカを、上記コーナ部を二等分する断面に対して略対称に形成して、そのブレーカ壁面の頂上に直線状または凹円弧状の１組の稜線を形成したものが提案されている。さらに、本発明の発明者らも、特許文献３において、上記ブレーカ壁面をブレーカ底面から略垂直に屹立させて形成したものを提案しており、この特許文献３では、上記ブレーカ壁面を、上記コーナ部の二等分線を挟んで第１の鈍角をもって略直線状に延びる一対の第１のブレーカ壁と、この第１のブレーカ壁に連なり、第１の鈍角よりも大きな第２の鈍角をもって略直線状に延びる一対の第２のブレーカ壁とにより構成することも提案している。
特開平８−１５５７０２号公報国際公開第２００５／０６８１１７号パンフレット特開２００６−９５６２０号公報

ところで、このような切削インサートの特にコーナ部によって、被加工面が凹凸するワークをこの凹凸に沿って倣いながら旋削しようとすると、このワークの被加工面の凹凸により、切刃がワークに切り込まれる切削ポイントが凸曲線状をなすコーナ部に沿って変化することになる。しかしながら、上記特許文献１〜３に記載されたように、ブレーカ壁面が一直線状または２段あるいは４段の直線状に延びていたり、ましてや凹曲線状の稜線をなすように形成された切削インサートでは、このブレーカ壁面とコーナ部の各部位との距離もコーナ部に沿って変化することになるため、この距離が小さい部位が切削ポイントとなる場合には切屑が詰まり気味になってしまう一方、この距離が大きい部位が切削ポイントとなる場合には逆に切屑が伸び気味となってホルダに巻き付いたりしてしまい、いずれの場合も確実かつ円滑な切屑処理を図ることが困難となって生産性を低減させるおそれがあった。特に、低切込みで切屑の厚さが薄い仕上げ旋削においては、上記距離が大きいと切屑が伸び気味のままチップブレーカを乗り越えて排出されてしまうため、このような問題は一層顕著となる。

また、特許文献２、３に記載のように、ブレーカ壁面が直線状あるいは凹曲線状に延びる複数のブレーカ壁によって構成されていると、これらのブレーカ壁同士が交差する稜線部に切屑が衝突した場合には、該稜線部においてブレーカ壁面に欠損が生じたり、早期にブレーカ壁面が摩滅したりするおそれがある。さらに、切屑がこの稜線部に沿って衝突すると該稜線部に線接触するだけとなるため、切屑の排出方向を制御してワークへの噛み込みを防いだりすることも困難となり、特に切屑の流出方向もコーナ部に沿って変化することになる倣い旋削では、旋削された加工面が切屑によって傷つけられてしまうおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような焼き入れ鋼のような中硬度ないしは高硬度鋼等からなるワークの旋削のために、切刃コーナ部周辺がｃＢＮ焼結体で形成されるとともに、このコーナ部に形成された面取り部にチップブレーカが形成された切削インサートにおいて、さらにワークの倣い仕上げ旋削加工を行う場合でも、切屑処理性の向上や切屑の流出方向の確実な制御を図ることが可能で、しかも寿命の長い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、インサート本体に形成される切刃のコーナ部周辺がｃＢＮ焼結体により形成されるとともに、このコーナ部には上記切刃に沿って面取り部が形成され、この面取り部に、上記コーナ部に臨んで、上記切刃のすくい面側を向くブレーカ底面とこのブレーカ底面に対して立ち上がるブレーカ壁面とを備えたチップブレーカが形成された切削インサートであって、上記チップブレーカは、上記コーナ部に臨む部分において、上記ブレーカ壁面が、該コーナ部がなす凸曲線に沿って湾曲する凸曲面状、または上記凸曲線に沿って凸曲折する５段以上の多段面状とされており、上記ブレーカ壁面がなす凸曲面の曲率半径、または上記ブレーカ壁面がなす多段面の凸曲折部に接する凸曲面の曲率半径が、上記コーナ部がなす凸曲線の曲率半径の±２０％の範囲内とされていることを特徴とする。

このような切削インサートでは、ワークに切り込まれる切刃のコーナ部周辺が高硬度のｃＢＮ焼結体により形成されていて、さらにこのコーナ部に切刃に沿った面取り部が形成されているので、上述の焼き入れ鋼のような中硬度あるいは高硬度の鋼材等よりなるワークに対しても切刃に欠損を生じたりすることなく確実な旋削を行うことができる。そして、この面取り部において上記コーナ部に臨むように形成されるチップブレーカは、そのブレーカ壁面が、該コーナ部がなす凸曲線に沿って湾曲する凸曲面状、または上記凸曲線に沿って凸曲折する５段以上の多段面状とされているので、このブレーカ壁面とコーナ部との距離が該コーナ部に沿って変化するのを抑えることができるとともに、このブレーカ壁面を全体的にコーナ部における切刃側に近づけて形成することができる。

すなわち、このブレーカ壁面が凸曲面状であれば、その曲率半径をコーナ部がなす凸曲線と略等しくして、この凸曲線に沿って上記距離を略一定として、ブレーカ壁面を切刃のコーナ部に近づけることができる。一方、ブレーカ壁面が多段面状の場合でも、５段以上とその段数を多くすることにより、近似的に凸曲面形状とすることができて、上記距離が大きく変化するのを防ぐとともに、やはりブレーカ壁面をコーナ部に接近させることができる。従って、本発明の切削インサートによれば、倣い旋削において切刃のコーナ部上の切削ポイントが変化しても、切屑が詰まり気味となったり、逆に伸び気味となったりすることがなく、所定の距離でブレーカ壁面に衝突させることができ、特に低切込みの仕上げ旋削の際に厚さの薄い切屑が生成される場合には、このブレーカ壁面を切刃側に近づけることにより、切屑が伸びきる前にブレーカ壁面に衝突させて確実にカールさせることができる。

また、この倣い旋削により切屑の流出方向がコーナ部に沿って変化しても、該切屑は、ブレーカ壁面が凸曲面の場合にはこの凸曲面の母線が延びる方向に沿って衝突し、しかもある程度の幅をもって面接触することになるので、衝突した切屑に十分な抵抗を与えてカールさせることができるとともに、こうしてカールした切屑を所定の排出方向に安定して排出することができ、さらに凸曲面が湾曲する方向には特定の稜線部が形成されることがないので、かかる稜線部が欠損したり摩滅したりすることもない。一方、ブレーカ壁面が凸曲折する５段以上の多段面の場合でも、その凸曲折部においては各段面同士に大きな交差角を確保することができるので、欠損や摩耗を防ぐことができるとともに、切屑が段面に接触したときは勿論、この凸曲折部における稜線部に接触したときでも、切屑をある程度の幅をもって接触させてカールさせるとともに排出方向を制御することができる。

なお、このようにブレーカ壁面とコーナ部との距離がコーナ部に沿って変化するのを防ぐには、コーナ部がなす凸曲線とブレーカ壁面がなす凸曲面の曲率半径、またはコーナ部がなす凸曲線と上記ブレーカ壁面がなす多段面の凸曲折部に接する凸曲面の曲率半径とは互いに等しくされるのが望ましい。ただし、これらは厳密に一致していなくてもよく、ブレーカ壁面がなす凸曲面の曲率半径、またはコーナ部がなす凸曲線とブレーカ壁面がなす多段面の凸曲折部に接する凸曲面の曲率半径が、コーナ部がなす凸曲線の曲率半径に対して±２０％の範囲内で略等しくされていればよい。

また、上記ブレーカ壁面は、例えば特許文献３に記載のように全面がブレーカ底面に垂直とされた垂直とされていてもよいが、例えばブレーカ底面に対して立ち上がるに従いこのコーナ部の内側に該ブレーカ底面に垂直な方向に対して６０°以下の範囲で漸次後退するように傾斜させられていてもよく、これにより、切屑の詰まりを防ぐとともに切屑を速やかにワークから離れるように案内することが可能となる。ただし、このブレーカ壁面の傾斜角度が６０°を上回るほど大きく傾斜していると、切屑がブレーカ壁面に衝突しても十分な抵抗が与えられなくなったり、チップブレーカを乗り越えて流出してしまったりするおそれがある。

一方、このブレーカ壁面は、ブレーカ底面側がブレーカ底面に垂直な垂直壁面部とされる一方で、上記ブレーカ底面から離れた側には、該ブレーカ底面に対して立ち上がるに従い上記コーナ部の内側に漸次後退する傾斜壁面部を備えたものとしてもよい。こうして垂直壁面部を設けることにより、ブレーカ底面側では切屑との接触を避けて抵抗が大きくなりすぎるのを防ぎつつ、このブレーカ底面から離れた側では上記と同様に、切屑の詰まりを防ぐとともにワークから速やかに離れるように切屑を案内して排出することが可能となる。

さらにまた、特にブレーカ壁面を５段以上の多段面状とした場合には、例えばブレーカ壁面をコーナ部がなす凸曲線に高精度で一致した曲率半径の凸曲面に形成する場合などに比べ、上述のように略同様の作用を奏しつつもブレーカ壁面の形成を比較的容易とすることができ、個々のコーナ部におけるチップブレーカ形成のための時間や労力を軽減することが可能となる。逆に、同じコストならインサート本体のより多くのコーナ部にこのようなチップブレーカを形成することができ、例えばインサート本体が多角形平板状をなしている場合に、その表裏の多角形面のコーナ部に上記チップブレーカを形成することが可能となるので、１つのインサート本体を有効に利用して経済的かつ効率的な切削インサートを提供することができる。

以上説明したように、本発明によれば、焼き入れ鋼等よりなるワークの倣い旋削や仕上げ旋削においても、切屑を確実にカールさせて所望の方向に排出することができて、切屑処理性の向上と確実な排出方向の制御を図ることができ、仕上げられた加工面に切屑が噛み込まれて傷つけられたり切屑がホルダに巻き付いたりするような事態を防いで、高精度で、しかも円滑な仕上げ加工を促すことができるとともに、ブレーカ壁面の欠損や早期の摩滅も防いで長寿命な切削インサートを提供することが可能となる。

図１ないし図７は、本発明の第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菱形平板状をなし、その一対の菱形面のうちの一方がすくい面２とされるとともに、他方は当該インサート本体１を図示されないインサート着脱式切削工具のホルダに取り付ける際の着座面３とされ、これらすくい面２と着座面３の周囲に配置される４つの側面が逃げ面４とされて、これら逃げ面４とすくい面２との交差稜線部が切刃５とされている。ただし、この交差稜線部には、切刃５に沿うようにして、すくい面２と逃げ面４とに鈍角に交差する面取り部６がすくい面２の全周に亙って一定の幅で形成されており、この面取り部６は、すくい面２との交差角が逃げ面４との交差角よりも大きくされている。

また、周方向に隣接する逃げ面４同士の交差稜線部は、これらの逃げ面４に滑らかに接する凸曲面とされて、本実施形態では凸円筒面状とされており、従ってこれらの交差稜線部とすくい面２とが交差するすくい面２の４つのコーナ部において切刃５は、該すくい面２に対向する方向から見て凸曲線状とされて、本実施形態では凸円弧状を呈することになり、またこれらのコーナ部において上記面取り部６は円錐台面状を呈することになる。なお、本実施形態では、上記４つのコーナ部のうち鋭角をなすコーナ部Ｃの頂角が８０°とされるとともに、逃げ面４はすくい面２に垂直な方向に形成され、さらにすくい面２の中央から着座面３にかけては当該インサート本体１をその厚さ方向に貫通する取付孔７が形成されたＣＮＧＡタイプの切削インサートとされている。

さらに、すくい面２の上記鋭角をなす一対のコーナ部Ｃには、インサート本体１の該コーナ部Ｃを含んだ部分を切り欠くようにして、すくい面２に平行な底面８Ａと、これら一対のコーナ部Ｃ同士を結ぶすくい面２の対角線Ｌに垂直に上記底面８Ａからすくい面２に至る壁面８Ｂとを有する凹所８が形成されている。そして、この凹所８には、超硬合金９ＡとｃＢＮ（立方晶窒化硼素）焼結体９Ｂとを層状に積層して一体に焼結した切刃チップ９が、このｃＢＮ焼結体９Ｂ部分をすくい面２側に向けてろう付け等により接合されて固着されている。

ここで、この切刃チップ９は、インサート本体１のすくい面２、逃げ面４、および上記面取り部６と、上記凸曲面状の逃げ面４同士の交差稜線部も含めて面一に連なるようにその表面が形成されており、また上記ｃＢＮ焼結体９Ｂの厚さは、すくい面２から上記面取り部６と逃げ面４との交差稜線までの幅（面取り部６の上記厚さ方向の幅）よりも大きくされている。従って、切刃５の上記コーナ部Ｃ周辺においては、円弧状をなすこのコーナ部Ｃの切刃部５Ａから、この切刃部５Ａの両端に滑らかに接して直線状に延びる切刃部５Ｂの所定の長さまでの部分が、このｃＢＮ焼結体９Ｂ部分に形成されることになる。

そして、さらにこのｃＢＮ焼結体９Ｂ部分に形成された面取り部６には、上記コーナ部Ｃに臨んで、すくい面２側を向くブレーカ底面１０Ａと、このブレーカ底面１０Ａに対して立ち上がるブレーカ壁面１０Ｂとを備えたチップブレーカ１０が形成されており、このチップブレーカ１０は、そのコーナ部Ｃに臨む部分において、上記ブレーカ壁面１０Ｂが、本実施形態では該コーナ部Ｃにおける上記切刃部５Ａがなす凸曲線に沿って湾曲する凸曲面状とされている。ここで、このチップブレーカ１０は、対角線Ｌに沿って上記厚さ方向に延びる平面に対称に形成され、本実施形態では上記切刃部５Ａがこの対角線Ｌ上に中心を有する円弧状をなすのに対し、上記ブレーカ壁面１０Ｂも、そのコーナ部Ｃに臨む部分のブレーカ底面１０Ａとの交差稜線が同じく対角線Ｌ上に中心を有する円弧状とされ、かつその半径も互いに等しくされている。

また、ブレーカ底面１０Ａは、面取り部６と逃げ面４との交差稜線よりもすくい面２側に一定の間隔をあけて、すくい面２および着座面３に平行な平面状に形成されている。従って、このブレーカ底面１０Ａと面取り部６との交差稜線と面取り部６と逃げ面４との交差稜線との間の幅も、切刃部５Ａから切刃部５Ｂに亙って一定とされている。一方、ブレーカ壁面１０Ｂは、上記対角線Ｌ上に位置する部分が、ブレーカ底面１０Ａからの幅が最も大きくなるようにされ、ただしこの部分でも、すくい面２と面取り部６との交差稜線には達しないように、すくい面２と間隔をあけて形成されている。

さらに、このブレーカ壁面１０Ｂは、上記コーナ部Ｃに臨んで凸曲面状をなす部分の両端側が、すくい面２に対向する方向から見て、この凸曲面に滑らかに接し、コーナ部Ｃの上記頂角よりも大きな角度（本実施形態では９０°）をなして対角線Ｌから離間するに従い面取り部６とブレーカ底面１０Ａとの交差稜線側に接近する直線状に延びるように形成されている。従って、このブレーカ壁面１０Ｂの上記幅と、ブレーカ底面１０Ａの幅も、上記対角線Ｌ上の位置から切刃５に沿って直線状の切刃部５Ｂ側に向かうに従い漸次小さくなり、ｃＢＮ焼結体９Ｂ部分において、それぞれの幅が０となるように、すなわち面取り部６とブレーカ底面１０Ａおよびブレーカ壁面１０Ｂとの交差稜線部同士が交差して、当該チップブレーカ１０の端部が画成されるようになされている。

さらにまた、ブレーカ壁面１０Ｂは、本実施形態ではブレーカ底面１０Ａ側が該ブレーカ底面１０Ａに垂直な垂直壁面部１１とされるとともに、この垂直壁面部１１よりもブレーカ底面１０Ａから離れたすくい面２側の部分は、ブレーカ底面１０Ａに対して立ち上がるに従いコーナ部Ｃの内側に漸次後退する傾斜壁面部１２とされている。ここで、上記垂直壁面部１１のブレーカ底面１０Ａからの幅は、ブレーカ壁面１０Ｂ自体の幅が０に近づく上記チップブレーカ１０の端部側を除いて一定とされ、かつ上記対角線Ｌ上の部分においては傾斜壁面部１２の幅よりも十分小さくされている。従って、このブレーカ壁面１０Ｂのコーナ部Ｃに臨む部分は、そのブレーカ底面１０Ａ側が垂直壁面部１１によって凸円筒面状とされ、また、すくい面２側は傾斜壁面部１２により傾斜した凸円筒面状または円錐台面状とされて、その垂直壁面部１１に対する傾斜角θは、本実施形態では１０°とされている。

このように構成された切削インサートでは、まずインサート本体１のすくい面２における鋭角をなすコーナ部Ｃの周辺において、切刃５が切刃チップ９のｃＢＮ焼結体９Ｂ部分に形成されているので、このコーナ部Ｃ周辺の切刃５を使用して中硬度から高硬度の焼き入れ鋼等の旋削を行う場合でも、切刃５に欠損を生じたりすることなく確実な旋削加工を行うことができる。しかも、このコーナ部Ｃを含めて、切刃５には面取り部６が形成されているので、この切刃５の強度をさらに確実に確保することが可能となる。

そして、さらにこのコーナ部Ｃには、上記面取り部６にチップブレーカ１０が形成されており、このチップブレーカ１０におけるブレーカ壁面１０Ｂのコーナ部Ｃに臨む部分が、コーナ部Ｃにおいて切刃５がなす凸曲線状の切刃部５Ａに沿って湾曲する凸曲面状とされているので、図６に示すようにこの切刃部５Ａとブレーカ壁面１０Ｂとの距離が該コーナ部Ｃの切刃部５Ａに沿って大きく変化するのを防ぐことができる。従って、このようなコーナ部Ｃを用いてワークの倣い切削を行う場合に、コーナ部Ｃの切刃５Ａ上における切削ポイントがワークの凹凸に伴って変化していっても、切屑を所定の距離でブレーカ壁面１０Ｂに衝突させることができ、この距離が短すぎて切屑が詰まりを生じたり、逆にこの距離が長くなりすぎて切屑が伸び気味となり、ホルダに巻き付いて絡んだり、旋削したワークの加工面に当たって傷を付けたりするような事態を防止して、円滑な旋削加工を促すことが可能となる。

また、この倣い旋削によって切刃部５Ａにおける切削ポイントが変化することにより、切屑の流出方向がコーナ部Ｃに沿って変化しても、上記ブレーカ壁面１０Ｂが凸曲面状であるので、このブレーカ壁面１０Ｂに衝突した切屑は、上記凸曲面がなす円筒面や円錐台面の母線に沿うように、しかもこの母線を中心としてある程度の幅をもって面接触しながら該ブレーカ壁面１０Ｂに摺接することになる。このため、ブレーカ壁面１０Ｂに衝突した切屑に十分な抵抗を与えることができて、切屑を一層確実にカールさせることが可能となり、またこうしてカールした切屑の排出方向を上記母線に沿った方向に制御することができるので、より円滑な切屑処理を図ることが可能となる。しかも、こうしてブレーカ壁面１０Ｂが凸曲面状とされていることにより、該ブレーカ壁面１０Ｂを全体的にコーナ部Ｃにおける凸曲線状をなす切刃部５Ａに接近させることができるので、たとえ仕上げの倣い旋削などにおいて厚さの薄い切屑が生成されるような場合でも、切屑が伸びきってしまう前にブレーカ壁面１０Ｂに衝突させてカールさせることが可能となる。

さらに、ブレーカ壁面１０Ｂに角張った部分が形成されることもないので、このような部分に切屑が集中的に衝突することによって欠損が生じたり、摩耗が早期に進行してブレーカ壁面１０Ｂが摩滅してしまうようなこともなく、上述のように切刃５の強度が確保されることとも相俟って、長寿命の切削インサートを提供することが可能となる。なお、このようなブレーカ壁面１０Ｂの摩耗を一層確実に防ぐには、このブレーカ壁面１０Ｂや、ブレーカ底面１０Ａも含めたチップブレーカ１０全体、あるいはこのチップブレーカ１０も含めた切刃チップ９のｃＢＮ焼結体９Ｂ部分の表面全体、もしくはこれとすくい面２や逃げ面４、および面取り部６も含めたインサート本体１の表面全体を、例えばＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＮ等の硬質皮膜でコーティングするのが望ましい。

また、特に本実施形態の切削インサートでは、切刃５のコーナ部Ｃにおける切刃部５Ａがなす凸曲線（凸円弧）の曲率半径（半径）と、上記ブレーカ壁面１０Ｂがなす凸曲面の曲率半径（ブレーカ底面１０Ａとの交差稜線がなす凸円弧の半径）とが互いに等しくされているので、この切刃部５Ａからブレーカ壁面１０Ｂまでの距離を一層確実に均一として切屑処理性のさらなる向上を図ることができる。なお、このブレーカ壁面１０Ｂの曲率半径は、厳密に切刃部５Ａの曲率半径と一致していなくてもよいが、この切刃部５Ａの曲率半径に対して±２０％の範囲内で等しくされているのが望ましい。また、これら切刃部５Ａがなす凸曲線やブレーカ壁面１０Ｂがブレーカ底面１０Ａとの交差稜線においてなす凸曲線は、その曲率半径が変化する楕円形状などであってもよい。

さらに、本実施形態では、このブレーカ壁面１０Ｂが、ブレーカ底面１０Ａ側は該ブレーカ底面１０Ａに垂直な垂直壁面部１１とされる一方で、これとは反対のすくい面２側はブレーカ底面１０Ａに対して立ち上がるに従いコーナ部Ｃの内側に漸次後退する傾斜壁面部１２とされている。しかるに、この点、ブレーカ壁面１０Ｂは、例えば特許文献３記載の切削インサートと同様にその全面が垂直壁面部１１とされていてもよいが、こうしてブレーカ底面１０Ａから離れた側に傾斜壁面部１２を形成することにより、切屑に抵抗が作用しすぎるのを防ぐことができるとともに、該切屑を例えばワークから離れる側に案内しつつ速やかにすくい面２側に排出することができて、カールした切屑がワークの加工面に当たってしまうような事態をさらに確実に防止することができる。

その一方で、ブレーカ壁面１０Ｂのブレーカ底面１０Ａ側には垂直壁面部１１が形成されているので、例えば特許文献１のようにブレーカ壁面全体が底面から凹円弧面状をなして立ち上がるように形成されていたり、特許文献２のようにブレーカ壁面全体が傾斜平面とされていたりするのに比べては、切屑とブレーカ壁面１０Ｂとの接触面積を小さくして抵抗の増大を防ぐことができる。なお、上述のように傾斜壁面部１２を形成する場合においては、上記傾斜角θが大きくなりすぎると切屑がブレーカ壁面１０Ｂに衝突しても十分な抵抗が与えられなくなったり、切屑がチップブレーカ１０を乗り越えて流出してしまうおそれがあるので、傾斜角θはブレーカ壁面１０Ｂの上記対角線Ｌ上の位置において６０°以下の範囲とされるのが望ましく、さらには４５°以下の範囲とされるのがより望ましい。

さらにまた、本実施形態では、このチップブレーカ１０のブレーカ底面１０Ａが、インサート本体１のすくい面２および着座面３に平行な平面状とされており、かかる切削インサートをホルダに取り付けてワークの旋削加工を行うときに、ワークの回転軸線に対するこのブレーカ底面１０Ａの高さ、すなわち芯高位置を切刃５に沿って一定にして当該切削インサートを保持することができる。このため、例えば特許文献１に記載されたブレーカ底面が傾斜している切削インサート等に比べ、特に上記倣い旋削のように切削ポイントが変化する場合などでも、コーナ部Ｃに臨むブレーカ底面１０Ａの芯高位置が変化するのを防ぐことができ、一層安定した倣い旋削を可能とすることができる。

また、このようにブレーカ底面１０Ａがインサート本体１のすくい面２および着座面３に平行とされているため、本実施形態では、そのインサート厚さを着座面３からこのブレーカ底面１０Ａまでの高さとしてＩＳＯ基準に準ずるように設定することにより、このブレーカ底面１０Ａからすくい面２までの高さ分だけ切刃５の高さを高くすることができ、これによって被削材に対する切刃５の角度をより負角側（ネガ）にすることができる。従って、このような構成を採れば、切屑をブレーカ壁面１０Ｂにより衝突させやすくすることができて、さらなる切屑処理性の向上を図ることができるとともに、切削抵抗の低減を図ることもできて、切刃５やブレーカ壁面１０Ｂの欠損等をさらに確実に防止することができるという効果も得られる。

次に、図８ないし図１４は本発明の第２の実施形態を示すものであり、また図１５ないし図２１は本発明の第３の実施形態を示すものであり、それぞれ上記第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する。すなわち、上記第１の実施形態では、チップブレーカ１０のブレーカ壁面１０Ｂが、切刃５のコーナ部Ｃにおける切刃部５Ａがなす凸曲線に沿って湾曲する凸曲面状であったのに対し、これら第２、第３の実施形態では、ブレーカ壁面１０Ｂが、この切刃５のコーナ部Ｃにおける切刃部５Ａがなす凸曲線に沿って凸曲折する５段以上の多段面状とされていることを構成上の特徴とする。

ここで、図８ないし図１２に示した第２の実施形態は、上記第１の実施形態と同様に鋭角をなすコーナ部Ｃの頂角が８０°であるＣＮＧＡタイプの切削インサートに上記構成を適用したものであり、また図１５ないし図２０に示す第３の実施形態は、この頂角が５５°であるＤＮＧＡタイプの切削インサートである。また、ブレーカ壁面１０Ｂは、切刃部５Ａが凸曲線をなすそのコーナ部Ｃに臨む部分が、第２の実施形態では９段の段面１０Ｂ_１〜１０Ｂ_９により構成され、また第３の実施形態では７段の段面１０Ｂ_１〜１０Ｂ_７により構成されていて、これら第２、第３の実施形態ではいずれも奇数段の多段面状とされている。なお、これら第２、第３実施形態でもチップブレーカ１０は、対角線Ｌに沿ってインサート本体１の厚さ方向に延びる平面、すなわちコーナ部Ｃを二等分する平面に関して対称に形成されている。

さらに、これらの段面１０Ｂ_１〜１０Ｂ_９，段面１０Ｂ_１〜１０Ｂ_７はいずれも平面状をなし、ただしブレーカ底面１０Ａに対して立ち上がるに従いコーナ部Ｃの内側にブレーカ底面１０Ａに垂直な方向に対して、第１の実施形態の傾斜壁面部１２と同様、６０°以下の範囲の互いに等しい傾斜角θで漸次後退するように傾斜させられた傾斜平面とされており、第２、第３の実施形態ではこの傾斜角θはともに２０°とされている。なお、これら第２、第３の実施形態におけるブレーカ壁面１０Ｂには、そのブレーカ底面１０Ａ側に垂直壁面部１１は形成されていない。また、隣接する段面１０Ｂ_１〜１０Ｂ_９，１０Ｂ_１〜１０Ｂ_７同士の交差角も互いに等しく、第２の実施形態では１７３°、第３の実施形態では１６８°の鈍角とされている。

そして、このコーナ部Ｃに臨むブレーカ壁面１０Ｂを構成する多段面１０Ｂ_１〜１０Ｂ_９，段面１０Ｂ_１〜１０Ｂ_７は、互いに隣接する段面同士が交差するその凸曲折部に接する凸曲面の曲率半径が、切刃５の上記コーナ部Ｃにおける切刃部５Ａがなす凸曲線の曲率半径と等しくされている。すなわち、これら第２、第３の実施形態では、このブレーカ壁面１０Ｂのコーナ部Ｃに臨む部分がブレーカ底面１０Ａと交差してなす凸曲折した折れ線が、切刃部５Ａがなす凸曲線（第２、第３の実施形態でも円弧）と等しい曲率半径の凸曲線に内接するように形成されている。なお、この折れ線が内接する凸曲線の曲率半径も、切刃部５Ａがなす凸曲線の曲率半径の±２０％の範囲内とされていればよい。

さらにまた、上述のようにこのコーナ部Ｃに臨む部分のブレーカ壁面１０Ｂが奇数段の多段面状とされ、しかも上記対角線Ｌに沿って上記厚さ方向に延びる平面に対称であることから、第２の実施形態においては５段目の段面１０Ｂ_５が、また第３の実施形態においては４段目の段面１０Ｂ_４が、それぞれ上記平面に直交するように配置されることになる。また、このコーナ部Ｃに臨む部分の両端に位置する第２の実施形態の１、９段目の段面１０Ｂ_１，１０Ｂ_９と第３の実施形態の１、７段面の段面１０Ｂ_１，１０Ｂ_７とは、それぞれ切刃５の直線状切刃部５Ｂに臨むブレーカ壁面１０Ｂ両端の傾斜平面部分に、やはり鈍角に交差して凸曲折するように連ねられており、この傾斜平面部分は第１の実施形態と同様にコーナ部Ｃの頂角よりも大きな角度（第２の実施形態では９０°、第３の実施形態では８４°）をなして対角線Ｌから離間するに従い面取り部６とブレーカ底面１０Ａとの交差稜線側に接近する直線状に延びるように形成されている。

このように構成された第２、第３の実施形態では、チップブレーカ１０のブレーカ壁面１０Ｂが多段面状ではあるものの、その段数が５段以上と多く、近似的に第１の実施形態と同様の凸曲面に略等しい形状とすることができるので、切刃５のコーナ部Ｃにける切刃部５Ａとこのブレーカ壁面１０Ｂとの距離を略一定とすることができて、切屑の詰まりや伸び気味の切屑によるホルダへの巻き付き等を防止することができ、さらにはブレーカ壁面１０Ｂを切刃部５Ａに近づけることができる。また、隣接する段面間には交差稜線が形成されるが、多段面であるのでこの交差稜線における段面同士の交差角をより大きな鈍角にすることができ、この交差稜線に沿って切屑が摺接しても欠損や摩耗を抑えることができる一方、切屑を線接触ではなく、ある程度の幅をもって面接触させて十分な抵抗を与えることができるとともに、この交差稜線の延びる方向へと確実に案内することが可能となる。

さらに、これら第２、第３の実施形態のようにブレーカ壁面１０Ｂを平面状の段面によりコーナ部Ｃがなす凸曲線に沿って湾曲する多段面状に形成するのは、第１の実施形態のような凸曲面状のブレーカ壁１０Ｂを正確に上記凸曲面に沿って湾曲形成するのに比べ、該段面を形成する砥石や放電加工機の端子を直線的に移動させるだけで済むので容易であり、また所望の精度を得やすいという利点もある。ただし、この多段面の段数が多くなりすぎるとこのような利点が失われ、また逆に段数が少ないと隣接する段面同士の交差角が小さくなって上述の効果が十分に奏功されなくなるおそれがあるので、インサート本体１の大きさやコーナ部Ｃの頂角などにもよるが、こうしてブレーカ壁面１０Ｂのコーナ部Ｃに臨む部分を多段面状に形成する場合には、ブレーカ壁面１０Ｂの両端部を除いて５〜１５段程度の段数とするのが望ましい。

一方、これら第２、第３の実施形態では、このブレーカ壁面１０Ｂのコーナ部Ｃに臨む部分の多段面が奇数段とされており、チップブレーカ１０が上記二等分線Ｌに沿って上記厚さ方向に延びる平面に対称であることから、その中央の段面１０Ｂ_５，１０Ｂ_４は上記平面に直交して二等分線Ｌ上に位置することになる。このため、通常の仕上げ旋削などにおいてコーナ部Ｃのうちでもこの二等分線Ｌ上の部分の切刃５が使用されて、切屑が該二等分線Ｌに沿って流出するような場合には、厚みが薄いためにより伸び気味となる切屑でも、上記中央の段面１０Ｂ_５，１０Ｂ_４に確実に面接触させて抵抗を与えることによりカールしつつ、該段面１０Ｂ_５，１０Ｂ_４に沿って案内してその排出方向も確実に制御することが可能となる。

なお、これら第２、第３の実施形態では、このブレーカ壁面１０Ｂが全体的に、ブレーカ底面１０Ａから離れてすくい面２側に向かうに従いブレーカ底面１０Ａに垂直な方向に対して傾斜角θで漸次後退する傾斜面とされており、第１の実施形態のような垂直壁面部１１が形成されていないので、当該ブレーカ壁面１０Ｂの形成が一層容易であるが、第１の実施形態と同様の垂直壁面部１１をブレーカ底面１０Ａ側に形成してもよく、また逆に第１の実施形態において垂直壁面部１１を形成せずに、ブレーカ壁面１０Ｂ全体を傾斜壁面部１２によって形成してもよく、さらには上述したように第１〜第３の実施形態においてブレーカ壁面１０Ｂ全体をブレーカ底面１０Ａに対して垂直に形成してもよい。ただし、このブレーカ壁面１０Ｂを部分的にでも傾斜させる場合には、その傾斜角θは６０°以下、より望ましくは４５°以下とされ、なおかつ面取り部６の傾斜角よりも小さくされるのが望ましい。

ところで、これら第１〜第３の実施形態ではいずれも菱形平板状のインサート本体の一方の菱形面のみがすくい面２とされて、他方の菱形面は着座面３とされ、このすくい面２の一対の鋭角をなすコーナ部Ｃに切刃チップ９が配設されて上記チップブレーカ１０が形成されているが、特にこのチップブレーカ１０のブレーカ壁面１０Ｂが第２、第３の実施形態のように多段面状であるときには上述のようにその形成が容易であるので、１つのコーナ部Ｃにチップブレーカ１０を形成する時間や労力、コストも少なくて済み、逆に同じ時間や労力、コストを費やすならばより多くのコーナ部Ｃにチップブレーカ１０を形成することができるので、例えば図２２ないし図２５に示す第４の実施形態のように、両方の菱形面の合計４つのコーナ部Ｃに切刃チップ９を配設してチップブレーカ１０を形成することが可能となる。この場合、一対の菱形面の一方が選択的にすくい面２とされるとともに他方は着座面３とされ、インサート本体１を表裏反転して両菱形面の４つのコーナ部Ｃ周辺の切刃５が順次使用に供される。

従って、このような第４の実施形態の切削インサートでは、１つのインサート本体１で使用可能なコーナ部Ｃの数が倍になるので、インサート本体１を有効利用して経済的な切削インサートを提供することができ、また所定の切削加工に必要なインサート数は半分になるので、その管理が容易となって効率的な作業を行うことが可能となる。なお、この第４の実施形態の切削インサートは上記一対の菱形面が表裏反転対称とされており、従って図２３に示す平面図は同時に底面図ともなる。また、この第４の実施形態ではチップブレーカ１０として第２の実施形態の多段面状のブレーカ壁面１０Ｂを有するものを適用してるが、第１の実施形態の凸曲面状のブレーカ壁面１０Ｂを有するチップブレーカ１０としてもよい。さらに、本発明は、上述した実施形態のような菱形平板状の切削インサート以外の、例えば正三角形平板状のＴＮＧＡタイプの切削インサートなど、各種形状の切削インサートにも勿論適用可能である。

本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。図１に示す実施形態をすくい面２に対向する方向から見た平面図である。図１に示す実施形態をすくい面２の鋭角をなすコーナ部Ｃ側から見た側面図である。図１に示す実施形態をすくい面２の鈍角をなすコーナ部側から見た側面図である。図１に示す実施形態を着座面３側から見た底面図である。図２におけるコーナ部Ｃ周辺の拡大平面図である。図４におけるコーナ部Ｃ周辺の拡大側面図である。本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。図８に示す実施形態をすくい面２に対向する方向から見た平面図である。図８に示す実施形態をすくい面２の鋭角をなすコーナ部Ｃ側から見た側面図である。図８に示す実施形態をすくい面２の鈍角をなすコーナ部側から見た側面図である。図８に示す実施形態を着座面３側から見た底面図である。図９におけるコーナ部Ｃ周辺の拡大平面図である。図１１におけるコーナ部Ｃ周辺の拡大側面図である。本発明の第３の実施形態を示す斜視図である。図１５に示す実施形態をすくい面２に対向する方向から見た平面図である。図１５に示す実施形態をすくい面２の鋭角をなすコーナ部Ｃ側から見た側面図である。図１５に示す実施形態をすくい面２の鈍角をなすコーナ部側から見た側面図である。図１５に示す実施形態を着座面３側から見た底面図である。図１６におけるコーナ部Ｃ周辺の拡大平面図である。図１８におけるコーナ部Ｃ周辺の拡大側面図である。本発明の第４の実施形態を示す斜視図である。図２２に示す実施形態をすくい面２に対向する方向から見た平面図、あるいは着座面３に対向する方向から見た底面図である。図２２に示す実施形態をすくい面２の鋭角をなすコーナ部Ｃ側から見た側面図である。図２２に示す実施形態をすくい面２の鈍角をなすコーナ部側から見た側面図である。

符号の説明

１インサート本体
２すくい面
４逃げ面
５切刃
５Ａ切刃５のコーナ部Ｃにおける円弧状の切刃部
５Ｂ切刃部５Ａに連なる切刃５の直線状の切刃部
６面取り部
９切刃チップ
９ＢｃＢＮ焼結体
１０チップブレーカ
１０Ａブレーカ底面
１０Ｂブレーカ壁面
１０Ｂ_１〜１０Ｂ_９ブレーカ壁面１０Ｂのコーナ部Ｃに臨む部分を形成する多段面
１１垂直壁面部
１２傾斜壁面部
Ｌすくい面２がなす菱形のコーナ部Ｃを結ぶ対角線
θ 傾斜壁面部１２の傾斜角

Claims

インサート本体に形成される切刃のコーナ部周辺がｃＢＮ焼結体により形成されるとともに、このコーナ部には上記切刃に沿って面取り部が形成され、この面取り部に、上記コーナ部に臨んで、上記切刃のすくい面側を向くブレーカ底面とこのブレーカ底面に対して立ち上がるブレーカ壁面とを備えたチップブレーカが形成された切削インサートであって、上記チップブレーカは、上記コーナ部に臨む部分において、上記ブレーカ壁面が、該コーナ部がなす凸曲線に沿って湾曲する凸曲面状、または上記凸曲線に沿って凸曲折する５段以上の多段面状とされており、上記ブレーカ壁面がなす凸曲面の曲率半径、または上記ブレーカ壁面がなす多段面の凸曲折部に接する凸曲面の曲率半径が、上記コーナ部がなす凸曲線の曲率半径の±２０％の範囲内とされていることを特徴とする切削インサート。
上記ブレーカ壁面は、上記ブレーカ底面に垂直、または該ブレーカ底面に対して立ち上がるに従い上記コーナ部の内側に上記ブレーカ底面に垂直な方向に対して６０°以下の範囲で漸次後退するように傾斜させら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。
上記ブレーカ壁面は、上記ブレーカ底面側に、該ブレーカ底面に垂直な垂直壁面部を備えるとともに、上記ブレーカ底面から離れた側には、該ブレーカ底面に対して立ち上がるに従い上記コーナ部の内側に漸次後退する傾斜壁面部を備え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。
上記インサート本体は多角形平板状をなし、その表裏の多角形面のコーナ部に上記チップブレーカが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。