JP5104076B2 - 切削インサート - Google Patents

Description

本発明は、旋削加工において被削材の溝入れや特に突っ切りに使用される切削インサートに係わり、より詳しくは正面切刃に左右の勝手が付けられたいわゆる勝手付きの切削インサートに関するものである。

このような、特に被削材の突っ切りに使用される切削インサートにおいては、被削材に切り込まれるその正面切刃を、すくい面に対向する方向から見て左右いずれかの一端部から反対側の他端部に向かうに従い、インサート本体の長手方向に対して後退するように傾斜させて形成した勝手付きの切削インサートが、例えば特許文献１〜３などに開示されている。かかる切削インサートによれば、突っ切り加工で被削材が分断される直前に残される芯の部分が、正面切刃の上記他端部側に位置する被削材の切断面から一端部側の切断面に向けて先細りとなる円錐状になるため、この一端部側の一方の切断面側に芯が残り難く、その後の仕上げ加工を簡略化することができる。
特開平８−２２９７０５号公報 特表２００３−５０９２２４号公報 特開２００７−６９２９１号公報

ところで、こうして正面切刃が一端部から他端部に向かうに従い長手方向に後退するように傾斜した勝手付きの切削インサートでは、例えば特許文献１〜３にも記載されているように、軸状のインサート本体の両端部にそのような正面切刃を備えた切刃部を形成して２回の切刃の使い回しを可能とする場合、インサート本体の両端部に、このような切刃部とともに長手方向に垂直な平坦面を形成し、インサート本体の一方の端部の切刃部を使用するときには、他方の端部の平坦面をインサート取付座に形成された当接面に当接させることにより、インサート本体を長手方向に支持して位置決めするようにしている。

ところが、そのような切削インサートでは、特許文献１〜３に記載のように正面切刃がその全長に亙って傾斜していると、この正面切刃の逃げ角が一定のままでは、両切刃部でインサート本体の長手方向に後退した正面切刃の他端部側で逃げ面の幅が小さくなるとともに平坦面から被削材までの逃げ量も小さくなり、被削材とインサート本体の端面とが干渉して切削抵抗の増大を招いたり摩耗を生じたりするおそれがある。特に、特許文献２、３に記載の切削インサートでは、上述のような平坦面を確保するために逃げ面を捩れ面状として正面切刃の逃げ角を一端部側に向けて小さくしており、被削材に対する逃げ量は一層小さくなる傾向にある。

一方、特許文献１記載の切削インサートでは、逃げ面と平坦面との間に中間面を形成することにより、正面切刃の逃げ角が一定であっても、インサート取付座の当接面に当接する平坦面の面積を確保するようにしている。しかしながら、この特許文献１に記載の切削インサートでは、中間面が正面切刃の全長に亙って形成されているため、この中間面によって正面切刃の直下の部分が段差をもって切り欠かれてオーバーハング状となり、切刃強度が低下して損傷を生じ易くなったり、切刃剛性が損なわれて加工精度の劣化を招いたりするという問題が生じる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、特に上述のような被削材の突っ切り加工に用いて好適な勝手付きの切削インサートにおいて、インサート本体の端面に平坦面を確保するのに切削抵抗の増大やインサート本体の端面の摩耗を招いたり切刃強度や剛性が損なわれたりすることのな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、長手方向に延びるインサート本体の端部に、上記インサート本体の幅方向に延びる正面切刃を有する切刃部が形成されており、上記正面切刃は、上記長手方向に対して斜交する方向に延びる傾斜部を備えて一端部が他端部よりも該長手方向に突出させられていて、この正面切刃の逃げ面は該正面切刃から離間するに従い上記長手方向に後退するポジ逃げ面とされるとともに、この逃げ面の上記正面切刃とは反対側に連なる上記インサート本体の端面は、上記長手方向と上記幅方向とに直交する方向である上記インサート本体の厚さ方向に平行に延びるように形成されており、上記端面のうち、上記正面切刃の一端部側が上記長手方向に垂直な平坦面部とされるとともに、該正面切刃の他端部側には上記平坦面部に対して上記長手方向に後退した逃げ部が形成され、上記長手方向に沿って上記端面に対向する方向から見て、上記平坦面部の面積が上記逃げ部の投影面積よりも大きくされ、上記逃げ部は、上記平坦面部に鈍角に交差して上記正面切刃の他端部側に向かうに従い漸次後退する傾斜面とされ、上記逃げ部がなす傾斜面が上記平坦面部に対してなす角度が２°〜２０°の範囲とされ、上記インサート本体には、上記長手方向の両端部に、上記切刃部と上記平坦面部および上記逃げ部が形成された上記端面とが設けられていることを特徴とする。

従って、このような切削インサートによれば、正面切刃の一端部側においてインサート本体の端面に該インサート本体の長手方向に垂直な平坦面部が形成されていても、この一端部側に対して長手方向に後退させられた正面切刃の他端部側においては、上記平坦面部に対して上記長手方向に後退した逃げ部が形成されているので、正面切刃がその全長に亙って後退するように傾斜させられていても、その他端部側でインサート本体の端面と被削材との間に十分な逃げ量を確保することができる。しかも、ポジ逃げ面とされた正面切刃の逃げ面を、この他端部側では上記端面に逃げ部に直接交差するように形成することにより、正面切刃の他端部側においてはその直下に段差をもったオーバーハング部が形成されるのを避けることができる。

このため、インサート本体の長手方向の両端部に切刃部が設けられていて、１つのインサート本体で２回の切刃の使い回しを行う場合でも、これに合わせてインサート本体のこれら両端部に上記平坦面部および逃げ部が形成された端面を設けることにより、一方の端部の切刃部を使用するときに、この切刃部における正面切刃の損傷や加工精度の劣化を防ぐとともに該一方の端部における端面の摩耗や切削抵抗の増大を抑えつつ、他方の端部の平坦面部を確実にインサート取付座の当接面に当接させて支持することができる。特に、上記長手方向に沿って上記端面に対向する方向から見て、上記平坦面部の面積を上記逃げ部の投影面積よりも大きくすることにより、一層安定してインサート本体を支持することが可能となる。

また、この逃げ部を、上記平坦面部に鈍角に交差して上記正面切刃の他端部側に向かうに従い漸次後退する傾斜面とすることにより、必要以上に大きくインサート本体が切り欠かれるのを避けることができ、また切刃強度が段差の部分で急激に変動したりするのも防ぐことができる。さらに、この逃げ部がなす傾斜面が上記平坦面部に対してなす角度は２°〜２０°の範囲としており、これよりも角度が小さいと正面切刃の他端部側における端面の被削材との逃げ量を十分に確保することができなくなるおそれがある一方、これよりも角度が大きいと正面切刃の他端部で逃げ部が大きく後退しすぎてインサート本体の端面がオーバーハング状となり、切刃強度が損なわれるおそれが生じる。

以上説明したように、本発明によれば、特に被削材の突っ切り加工を行う勝手付きの切削インサートにおいて、インサート本体の端面に平坦面部を形成しても、このインサート本体の長手方向に後退した正面切刃の他端部側で、インサート本体端面の被削材に対する逃げ量を確保することができるとともに、切刃強度や剛性が損なわれるのも防ぐことができる。これにより、インサート本体の両端部に切刃部を設けた場合でも、上記平坦面部にインサート取付座の当接面を当接させて確実にインサート本体を支持して安定した加工を図ることが可能となる一方、切削に使用される側では加工精度の劣化を防ぐとともに切刃の損傷や端面の摩耗を防止してインサート寿命を延長することができ、さらには切削抵抗の増大を抑えて効率的な加工を促すことが可能となる。

図１ないし図６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軸線Ｌに沿って延びる概略方形軸状（方形柱状）をなし、この軸線Ｌに直交してインサート本体１の長手方向（軸線Ｌ方向。図２〜図５における左右方向）の中央に位置する平面Ｍと、この平面Ｍに直交してインサート本体１の幅方向（図２および図５における上下方向。図６においては左右方向）中央に位置し、軸線Ｌを含んでインサート本体１の厚さ方向（図３、図４、および図６における上下方向）に延びる平面Ｎとの交線Ｏに関して、１８０°回転対称な形状に形成されている。従って、軸線Ｌはこの交線Ｏに直交することになる。

このインサート本体１の長手方向の端部（両端部）には切刃部２が形成されており、この切刃部２には、上記長手方向に延びる一対の横切刃３と、これらの横切刃３の先端同士の間に、上記長手方向に交差して幅方向に延びる正面切刃４とを辺稜部に備えたすくい面５が、上記厚さ方向を向くように形成されている。ここで、このすくい面５は、上記軸線Ｌに直交して厚さ方向にすくい面５に対向する方向から見た平面視において、図２に示すようにこの長手方向に延びる概略長方形状とされている。また、正面切刃４の両端部において横切刃３と交差する一対のコーナ部には、同平面視において概略１／４円弧状をなすコーナ刃６がそれぞれ形成されている。

なお、長手方向両端の切刃部２の間において、上記厚さ方向にすくい面５と同じ側を向くインサート本体１の上面部７は、図３および図４に示すようにこれら切刃部２のすくい面５よりも厚さ方向に一段突出するようにされている。さらに、この上面部７と、該上面部７とは反対のインサート本体１の下面部８とには、その長手方向全長に亙って断面凹Ｖ字状をなす取付溝部７Ａ，８Ａが形成されている。

また、上面部７の上記長手方向を向く両端面７Ｂは、それぞれ切刃部２側に向かうに従い下面部８側に向かって傾斜する傾斜面とされる一方、下面部８の両側部には、長手方向において上面部７の上記両端面７Ｂが切れ上がった位置の内側辺りに、各一対の切欠部８Ｂが形成されている。なお、このインサート本体１の両切刃部２の間の部分は、上記平面Ｍと平面Ｎとに関してそれぞれ対称な形状とされている。

さらに、切刃部２は、そのすくい面５が図１、図３、および図４に示すように、先端側の正面切刃４、コーナ刃６、および横切刃３の先端部を辺稜部に有する部分では、この先端側に向かうに従い下面部８側に向けて上記厚さ方向に漸次後退するネガすくい面部５Ａとされている。一方、このネガすくい面部５Ａから後端側の部分は、この後端側に向かうに従い下面部８側に向けて上記厚さ方向に漸次後退した後に切れ上がるポジすくい面部５Ｂとされ、さらにこのポジすくい面部５Ｂの後端側は厚さ方向に垂直な平坦面部５Ｃとされて、上面部７の上記端面７Ｂに連なっている。

また、このすくい面５には、上記長手方向においてネガすくい面部５Ａの正面切刃４と間隔をあけた位置から平坦面部５Ｃの中程までにかけての範囲で、また上記幅方向においては両横切刃３と互いに等間隔をあけた位置の間の範囲で、凹状のチップブレーカ５Ｄが形成されている。このチップブレーカ５Ｄは、その底面が上記平面Ｎに沿った断面では凹曲線状を呈し、また上記平面Ｍに平行な断面では、幅方向の両側から中央部に向けてそれぞれすくい面５から下面部８側に傾斜した後、この中央部では厚さ方向に垂直に延びる台形溝状をなしている。また、このチップブレーカ５Ｄと正面切刃４との上記間隔はチップブレーカ５Ｄと横切刃３との間隔よりも小さく、正面切刃４とチップブレーカ５Ｄとの間にはすくい面５のネガすくい面部５Ａが極小さな一定幅で残るようにされている。

さらに、本実施形態では上記正面切刃４は、すくい面５に対向する方向から見て図２に示すように、その一端部（図２における上側の端部）から他端部（図２における下側の端部）側に向かうに従い上記長手方向に漸次後退するように傾斜する傾斜部９と、この他端部から一端部側に向けて上記長手方向に対し垂直に延びる垂直部１０とから構成されていて上記一端部が他端部よりもこの長手方向に突出するように形成されている。さらに、本実施形態では上記傾斜部９は、上記平面視において正面切刃４の一端部側の上記コーナ刃６がなす円弧に滑らかに接し、他端部側に向かうに従い直線状に傾斜して長手方向に後退する直線状部９Ａと、同平面視においてこの直線状部９Ａと上記垂直部１０とに滑らかに接する凹曲線状をなす曲線状部９Ｂとにより構成されている。

このうち、傾斜部９は垂直部１０よりもその切刃長が長くされていて、さらにそのうちでも直線状部９Ａは曲線状部９Ｂに対して略同等の長さもしくは僅かに長く形成されている。また、曲線状部９Ｂは上記平面視に凹円弧状をなしており、その半径は例えばコーナ刃６がなす円弧の半径よりも十分大きく、本実施形態では両横切刃３とコーナ刃６との接点間の幅、すなわち切削幅よりも大きくされている。さらに、垂直部１０は同平面視において正面切刃４の他端部側のコーナ刃６がなす円弧に滑らかに接するように形成されており、この垂直部１０の一端部側への延長線に対して、傾斜部９は、その一端部におけるコーナ刃６との接線（本実施形態では直線部９Ａ）が５°の角度θをもって交差する方向に延びている。

また、一対の横切刃３は、正面切刃４の両端部のコーナ刃６にやはり滑らかに接し、各コーナ刃６からそれぞれ切刃部２の後端側に向かうに従い幅方向に後退するように僅かに傾斜して延びていて、上記平面Ｎ側に互いに接近するように等しいバックテーパが与えられている。なお、すくい面５が上述のようにネガすくい面部５Ａ、ポジすくい面部５Ｂ、および平坦面部５Ｃによって構成されて凹凸していることから、この横切刃３も同様に厚さ方向に凹凸するように形成されることになる。

一方、各切刃部２の上記長手方向を向く先端面は正面切刃４の逃げ面１１とされるとともに、幅方向を向く両側面は一対の横切刃３の逃げ面１２とされる。ここで、本実施形態の切削インサートは、これらの逃げ面１１，１２が、上記コーナ刃６に連なる逃げ面９，１０の交差稜線部も含めて、すくい面５から離間して上記厚さ方向に下面部８側に向かうに従い上記長手方向と幅方向とにそれぞれ漸次後退するように傾斜させられたポジ逃げ面とされていて、これら正面切刃４と横切刃３とに逃げ角が付されたポジティブタイプのインサートとされている。

このうち、正面切刃４の逃げ面１１は、該正面切刃４が上述のように傾斜部９と垂直部１０とからなり、さらに傾斜部９の直線状部９Ａと曲線状部９Ｂとから構成されているのに伴い、傾斜部９の直線状部９Ａに連なり正面切刃４の上記一端部から他端部側に向かうに従い上記長手方向に漸次後退するように傾斜した傾斜平面部１１Ａと、曲線状部９Ｂに連なるとともに上記傾斜平面部１１Ａに接してやはり上記他端部側に向かうに従い漸次後退する凹曲面部１１Ｂと、垂直部１０に連なるとともにこの凹曲面部１１Ｂに接して上記平面Ｎに垂直に延びる垂直平面部１１Ｃとから構成されている。なお、本実施形態では、これら傾斜平面部１１Ａ、凹曲面部１１Ｂ、および垂直平面部１１Ｃが直線状部９Ａ、曲線状部９Ｂ、および垂直部１０に対してなす正面切刃４の逃げ角は、その上記一端部から他端部に亙って略一定とされている。

また、切刃部２のこれらの逃げ面１１，１２と上記下面部８との間には、インサート本体１の端面１３と側面１４とが上記厚さ方向に平行に延びるように形成されており、従って端面１３は上記長手方向において正面切刃４よりも内側に、両側面１４は幅方向において一対の横切刃３の内側に、それぞれ位置させられている。このうち、側面１４は、両切刃部２の逃げ面１２と下面部８との間の部分から、これらの切刃部２の間のインサート本体１の側面に亙って、全体的に面一で上記平面Ｎに平行な平面状とされている。

そして、上記端面１３は、上記正面切刃４の一端部側が上記軸線Ｌに垂直すなわち上記長手方向に垂直な平坦面部１３Ａとされるとともに、該正面切刃４の他端部側には上記平坦面部１３Ａに対して長手方向に後退した逃げ部１３Ｂとされている。ここで、この逃げ部１３Ｂは、平坦面部１３Ａに鈍角に交差して正面切刃４の他端部側に向かうに従い漸次後退する傾斜面とされており、特に本実施形態では傾斜平面状とされていて、インサート本体１の下面部８に対向する底面視において図５に示すように、平坦面部１３Ａに対して角度βで傾斜するように形成されている。

なお、この端面１３と上記側面１４との交差稜線部は、上記コーナ刃６に連なる逃げ面９，１０の交差稜線部に連なり、上記平坦面部１３Ａおよび逃げ部１３Ｂとそれぞれの側の側面１４とに滑らかに接する円筒面状とされている。さらに、これらの円筒面と端面１３との両接線の間においては、上記長手方向に沿って該端面１３に対向する方向から見て図６に示すように、上記平坦面部１３Ａの面積が上記逃げ部１３Ｂの投影面積よりも大きくされており、より具体的にはこれら平坦面部１３Ａと逃げ部１３Ｂとの交差稜線Ｐが上記平面Ｎよりも正面切刃４の他端部側に位置して、平坦面部１３Ａが平面Ｎよりも他端部側まで延びるように形成されている。なお、この交差稜線Ｐは、本実施形態では平面Ｎに平行に延びて、逃げ面１１のうち上記凹曲面部１１Ｂに交差するようにされている。

また、本実施形態では、この端面１３のうち、上記長手方向に垂直とされた正面切刃４の一端部側の平坦面部１３Ａと、ポジ逃げ面とされた上記逃げ面１１との間には、図３に示すように該ポジ逃げ面の延長面Ｑに対して上記長手方向にさらに後退するように凹んだオーバーハング部１５が形成されている。ここで、このオーバーハング部１５は、逃げ面１１のうちでも正面切刃４の一端部側の上記傾斜平面部１１Ａと平坦面部１３Ａとが交差する部分を、ポジ逃げ面とされたこの傾斜平面部１１Ａに鈍角に交差して正面切刃４側から離間するに従い上記延長面Ｑに対して角度αで漸次後退する傾斜面によって切り欠くようにして形成されている。

従って、このオーバーハング部１５と平坦面部１３Ａとの交差稜線Ｒは、上記延長面Ｑと平坦面部１３Ａとの仮想交差稜線よりも正面切刃４側に位置することになり、本実施形態では図６に示すように上記平面Ｎに垂直に延びるようにされている。また、オーバーハング部１５と平坦面部１３Ａとの交差角はこの交差稜線Ｒに沿って略一定とされており、従ってこのオーバーハング部１５は、その上記厚さ方向の長さおよび平坦面部１３Ａからの長手方向への突出量は正面切刃４の一端部側に向けて漸次大きくなるようにして、長手方向から端面１３に対向する方向から見て図６に示すように三角形状を呈することになる。なお、このオーバーハング部１５は、正面切刃４の一端部側のコーナ刃６に連なる傾斜平面部１１Ａと逃げ面１２との交差稜線部も切り欠くようにして該逃げ面１２に連なるようにされている。

その一方で、このオーバーハング部１５が形成された側とは反対の正面切刃４の上記他端部側では、ポジ逃げ面とされた傾斜平面部１１Ａ、凹曲面部１１Ｂ、および垂直平面部１１Ｃが、そのまま端面１３の平坦面部１３Ａおよび逃げ部１３Ｂに直接鈍角をなすようにして交差させられている。このため、本実施形態では、オーバーハング部１５よりも正面切刃４の他端部側における逃げ面１１と端面１３との交差稜線Ｓは、図６に示すように上記交差稜線Ｒとの交点からこの他端部側に向かうに従い正面切刃４側に向けて延び、上記交差稜線Ｐとの交点で最も正面切刃４に近づいた後、正面切刃４から離間する方向に延びることになる。

なお、本実施形態ではインサート本体１が上述のように交線Ｏに対して１８０°回転対称に形成されていることから、その長手方向の両端部にこのような逃げ面１１，１２が形成された切刃部２と、平坦面部１３Ａおよび逃げ部１３Ｂが形成された端面１３と、オーバーハング部１５とがそれぞれ設けられている。

このように構成された本実施形態の切削インサートは、インサート本体１の上記上下面部７，８に形成された取付溝部７Ａ，８Ａが、インサート着脱式旋削工具のホルダに形成されたインサート取付座の互いに対向して断面凸Ｖ字状をなす一対の顎部に当接して挟み込まれることにより、インサート本体１の一方の端部の切刃部２を突き出した状態でこのホルダに保持される。また、このとき他方の端部における切刃部２の逃げ面１１に連なる端面１３においては、その平坦面部１３Ａが、上記インサート取付座の一対の顎部の間に軸線Ｌに垂直となるように形成された当接面に当接させられ、これによりインサート本体１がその長手方向においてこの他方の切刃部２側に支持されて位置決めされる。

さらに、こうしてホルダに保持された当該切削インサートは、ホルダごと上記軸線Ｌに沿って長手方向に上記一方の切刃部２の先端側に送り出され、この一方の切刃部２の正面切刃４により被削材の溝入れ加工や突っ切り加工に使用されるが、特にこのうち被削材を切断する突っ切り加工の際には、正面切刃４の一端部側が他端部側に向けて長手方向に後退する傾斜部９とされているので、被削材が切断される直前にはこの一端部側に向かうに従い先細りとなる芯が被削材の回転軸線を中心として形成されることになり、この芯の先が削り落とされたところで、被削材が切断される。従って、この時点で正面切刃４の他端部側の他方の切断面には芯が残される反面、切断の途中で芯が折れて一端部側の一方の切断面に残るようなことがないため、突っ切り加工と同時にこの一方の切断面を平滑に仕上げることができる。

そして、上記構成の切削インサートでは、インサート本体１の端面１３における正面切刃４の一端部側が、ポジ逃げ面とされた逃げ面１１からオーバーハング部１５を介して長手方向に垂直な平坦面部１３Ａとされる一方で、正面切刃４の他端部側における端面１３には、この平坦面部１３Ａに対して長手方向に後退した逃げ部１３Ｂが形成されており、このため、端面１３全体を長手方向に垂直な平坦面部とした場合には正面切刃４が後退しているために被削材との間の逃げ量が不足しがちなこの端面１３における正面切刃４の他端部側に、十分な逃げ量（クリアランス）を確保することができる。

従って、上述のようにインサート本体１の他方の端部においては上記平坦面部１３Ａをインサート取付座の当接面に当接させることによりインサート本体１を安定して支持しつつ、切削に使用される一方の端部では端面１３と被削材との干渉を防いで、この干渉による切削抵抗の増大や端面１３の摩耗を抑制することが可能となり、インサート寿命の延長を図るとともに効率的な切削を行うことができる。しかも、一方の端部の切刃部２によって被削材の突っ切り加工を行った後に、インサート本体１をインサート取付座に取り付け直して他方の端部の切刃部２を切削に使用する場合でも、一方の端部側における端面１３の摩耗によってインサート本体１が不安定となるようなこともない。

また、こうして逃げ部１３Ｂが形成されることによって被削材との逃げ量が確保できるため、本実施形態のように正面切刃４の他端部側では逃げ面１１を端面１３に直接交差するように形成することができて、一端部側のように正面切刃４の直下にオーバーハング状に段差をもった部分が形成されるのを避けることができる。このため、上記構成の切削インサートによれば、他端部おける正面切刃４の強度や剛性の向上を図ることができ、正面切刃４に損傷が生じたりするのを防いで一層のインサート寿命の延長を図るとともに、剛性不足にとって正面切刃４に振れが生じて加工精度の劣化を招いたりするのも防止することができる。

さらに、本実施形態の切削インサートでは、上記長手方向から見て平坦面部１３Ａの面積が逃げ部１３Ｂの投影面積よりも大きくされているので、このように逃げ部１３Ｂを形成してもインサート取付座の当接面への当接面積は十分に確保することができ、インサート本体１の着座安定性が損なわれることはない。特に、本実施形態ではこの平坦面部１３Ａが長手方向から見てインサート本体１の回転対称軸となる上記交線Ｏを含んだ平面Ｎを越えて他端部側にまで延設されているので、この平面Ｎを含む範囲で平坦面部１３Ａが当接面に当接するように構成することにより、一層安定的なインサート本体１の取り付けを図ることができる。

また、本実施形態では、逃げ部１３Ｂが平坦面部１３Ａに鈍角に交差して正面切刃４の他端部側に向かうに従い漸次後退する傾斜面とされているので、例えば平坦面部１３Ａから一段後退するように段差状の逃げ部を形成したりするのに比べ、必要以上に大きくインサート本体１が切り欠かれることがなく、切刃強度の低下も防ぐことができる。しかも、逃げ部１３Ｂが正面切刃４の他端部側に向かうに従い平坦面部１３Ａの延長面から徐々に後退してゆくことになるので、正面切刃４の切刃強度や剛性が急に変化するような箇所が形成されることもない。

ただし、こうして傾斜面とされた逃げ部１３Ｂが平坦面部１３Ａに対してなす上記角度βが小さすぎると、端面１３全体が平坦面部１３Ａに近くなって逃げ部１３Ｂを設けることによる上述のクリアランスの確保が不十分となるおそれがある。その一方で、この角度βが大きすぎると、正面切刃４の他端部では逃げ面１と端面１３との間に一端部側と同じようなオーバーハング部を形成せざるを得なくなって切刃強度が損なわれるおそれがあるため、この逃げ部１３Ｂが平坦面部１３Ａに対してなす角度βは上述したように２°〜２０°の範囲に設定されるのが望ましい。

なお、本実施形態ではこのように、正面切刃４の一端部側においては、その逃げ面１１であるポジ逃げ面とされた傾斜平面部１１Ａと上記平坦面部１３Ａとの間に、このポジ逃げ面の延長面Ｑに対して上記長手方向にさらに後退するオーバーハング部１５が形成されており、長手方向に突出した正面切刃４の一端部側の逃げ面１１である上記傾斜平面部１１Ａがそのまま延長面Ｑに沿って平坦面部１３Ａに覆い被さるのを避けることができて、この平坦面部１３Ａにさらに大きな面積を確保することができる。また、こうして正面切刃４の一端部側にオーバーハング部１５が形成されることにより、本実施形態のように正面切刃４の逃げ角を一定としても平坦面部１３Ａの面積を確保することができるので、逃げ面を捩れ面とした場合のように正面切刃の他端部側で逃げ角が小さくなるのに伴い被削材との逃げ量も小さくなって逃げ面摩耗が促進されたり切削抵抗の増大を招いたりすることもなく、これにより効率的な加工を促すとともにインサート寿命の延長を図ることができる。

しかも、本実施形態ではこのオーバーハング部１５が、逃げ面１１のポジ逃げ面とされた傾斜平面部１１Ａに鈍角に交差して、正面切刃４側から離間するに従い上記延長面Ｑに対して上記長手方向に漸次後退する傾斜面によって形成されている。このため、オーバーハング部１５が形成された正面切刃４の一端部側においても、その切刃強度や剛性が必要以上に損なわれることがなく、他端部側においてかかるオーバーハング部１５が形成されずに逃げ面１１が端面１３に直接交差していることとも相俟って、正面切刃４の全長に亙って損傷や加工精度の劣化を防ぐことが可能となる。

さらに、本実施形態ではこのオーバーハング部１５がなす傾斜面が上記延長面Ｑに対して２°〜４５°の角度αで傾斜しており、より確実に平坦面部１３Ａの面積を確保しつつ上述の正面切刃４の損傷や加工精度の劣化を防止することが可能となる。すなわち、この角度αが上記範囲よりも小さいとオーバーハング部１５が平坦面部１３Ａに覆い被さることになって当接面に当接する面積が十分に確保できず、逆にこの角度αが上記範囲よりも大きいと、オーバーハング部１５が段差状となって一端部側で正面切刃４の切刃強度や剛性を損なうおそれが生じる。

一方、本実施形態の切削インサートでは、正面切刃４の一端部側が傾斜部９とされるとともに、他端部側はインサート本体１の上記長手方向に垂直な垂直部１０とされているので、上述のように傾斜部９によって被削材が切断された後に他方の切断面に残った芯を除去する場合でも、正面切刃４の当該切削インサートをそのまま使用してこの垂直部１０によって芯を削り取るとともに他方の切断面を仕上げ加工することができる。すなわち、この芯を削り取る垂直部１０は送り方向に垂直であるため、正面切刃全体が傾斜した特許文献１〜３に記載の切削インサートのように切削時に作用する抵抗によってインサート本体１に幅方向の振れが生じることがなく、従って一方の切断面を形成した切削インサートをそのまま長手方向に沿って先端側に送り出すだけで、芯を切削するとともに他方の切断面をも平滑に仕上げることができ、これにより仕上げ加工の簡略化を図ることが可能となるのである。

また、このような突っ切り加工や、被削材を突っ切るまでには至らずに被削材外周に環状溝を形成する溝入れ加工においても、本実施形態の切削インサートでは、こうして正面切刃４の他端部側がインサート本体１の上記長手方向に垂直な垂直部１０とされているので、正面切刃全体が傾斜した特許文献１〜３に記載の切削インサートなどに比べて、正面切刃４の切刃長を短く抑えることができる。従って、加工時に正面切刃４の全体に作用する切削抵抗の一層の低減を図ることができるので、負荷の少ない効率的な突っ切り加工や溝入れ加工を行うことができる。

さらに、こうして切削抵抗が低減することと、正面切刃４の他端部側が垂直部１０とされて横切刃３とのコーナ角が確保されるため、この他端部における正面切刃４の欠け等も防ぐことができて、インサート寿命のさらなる延長を図ることが可能となる。また、このようにインサート本体１の長手方向に垂直な部分が切刃部２に形成されることにより、当該切刃部２を形成するときには、この垂直部１０を基準として各部の寸法精度や形状精度を正確かつ容易に確保することができ、またこれらの寸法・形状精度の管理も該垂直部１０を基準として行うことができる。

さらに、こうして正面切刃４の他端部側が垂直部１０とされていることにより、本実施形態では、突っ切り加工中にこの垂直部１０により生成される切屑はインサート本体１の長手方向に沿って流出し、これに伴なわれて引っ張られるように上記傾斜部９により生成される切屑も、同じく長手方向に沿って被削材の切断面の間を通るように流れ出ることになる。従って、この切屑が被削材のいずれか一方あるいは双方の切断面に衝突して該切断面を傷つけるようなことがなく、より平滑で仕上げ面精度や品位の高い切断面を得ることができる。

特に、本実施形態では、この傾斜部９の垂直部１０側に、傾斜部９の直線状部９Ａと該垂直部１０とに滑らかに接する凹曲線状をなす曲線状部９Ｂが形成されており、これにより切屑は正面切刃４の全長に亙って幅方向に分断されることなく一体に生成されることになる。このため、傾斜部９による切屑を確実にインサート本体１の長手方向に案内して流出させることができて、切屑が切断面に干渉して傷をつけるのをより効果的に防止することが可能となる。

その一方で、本実施形態の切削インサートでは、正面切刃４の一端部側は直線状に傾斜した直線状部９Ａとされているので、例えば本実施形態における垂直部１０に連なる凹円弧状の曲線状部９Ｂをそのままの半径で正面切刃４の一端部側に延長するのに比べて、この一端部における正面切刃４と横切刃３との交差角を大きく確保することができる。従って、本実施形態によれば、この一端部側でも欠けが生じたりするのを防ぐことができるので、上述のように他端部側の垂直部１０で欠けを防止できるのと相俟ってさらに一層のインサート寿命の延長を図ることができる。

なお、本実施形態では軸線Ｌに垂直にすくい面５に対向する方向、すなわち交線Ｏ方向からの平面視において、正面切刃４の傾斜部９のうち一端部側のこの直線状部９Ａが上記垂直部１０に対してなす角度θが５°とされているが、この角度θが大きすぎると、このように傾斜部９の一端部側を直線状部９Ａとしても欠けの発生を十分に防ぐことができなくなるおそれが生じる。また、これとは逆に角度θが小さすぎると正面切刃４が一直線状に近くなって突っ切り加工の際に途中で芯が折れやすくなってしまうので、この角度θは３°〜５０°の範囲に設定されるのが望ましい。なお、例えば上記角度θがこのような範囲内に設定されるのであれば、傾斜部９はその全体が垂直部１０に滑らかに接する凹曲線状の曲線状部９Ｂであってもよい。

さらに、正面切刃４の他端部側に垂直部１０を形成した本実施形態の切削インサートでは、正面切刃４の傾斜部９の一端部側における上記角度θが上記特許文献１〜３の切削インサートの正面切刃の傾斜角と同じであったとしても、他端部側の垂直部１０から切刃部２の先端側に突き出した正面切刃４の一端部までの長手方向の突き出し量は、これら特許文献１〜３の切削インサートの正面切刃の突き出し量よりは小さくすることができるので、逃げ角を上記実施形態のように正面切刃４の全長で略一定としても、一端部側において逃げ面１１が端面１３側に大きく覆い被さるのをさらに確実に防ぐことができ、長手方向に垂直な平坦面部１３Ａの面積をより十分に確保することができる。

その一方で、正面切刃４の他端部側は垂直部１０とされていて、切刃が後退し続けたまま延びてはいないので、長手方向に垂直とされた平坦面部１３Ａから正面切刃４の一端部までの突き出し量が同じであっても、他端部側における正面切刃４の突き出し量をより大きくして逃げ量を確保することができる。このため、本実施形態によれば、正面切刃４の他端部側において端面１３に逃げ部１３Ｂが形成されていることとも相俟って、この端面１３と被削材との干渉をより一層確実に避けることができる。

ただし、本実施形態ではこのように正面切刃４の逃げ角が一定とされるとともに、これにより逃げ面１１が端面１３の平坦面部１３Ａに大きく覆い被さることになる一端部側にはオーバーハング部１５を形成して、インサート取付座の当接面との当接面積を確保するようにしているが、例えば図７ないし図１２に示す本発明の第２の実施形態のように、正面切刃４の逃げ角を一端部側から他端部側に向かうに従い漸次小さくなるように変化させて、上述のようなオーバーハング部１５を形成せずに、逃げ面１１が正面切刃４の全長に亙ってそのままインサート本体１の端面１３に直接交差するようにしてもよい。なお、この第２の実施形態や、後述する第３の実施形態においても、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、この第２の実施形態の切削インサートでは、逃げ面１１が、正面切刃４の傾斜部９における直線状部９Ａに連なる傾斜平面部１１Ａから、曲線状部９Ｂに連なる凹曲面部１１Ｂを経て、垂直部１０に連なる垂直平面部１１Ｃに至るまで、正面切刃４の一端部から他端部に向けて上記平面Ｎに平行な断面における逃げ角が漸次小さくなるような捩れ面状に形成されている。そして、この逃げ面１１は、上記長手方向から見て図１２に示すように厚さ方向の長さが略一定とされていて、インサート本体１の端面１３に、平面Ｎに垂直な略一直線状の交差稜線Ｔを介して直接交差するようにされている。

従って、このような第２の実施形態の切削インサートでは、上述のように正面切刃４の逃げ角が他端部側に向けて小さくなるのに伴い、この他端部側での端面１３と被削材との逃げ量が一層確保し難くなっても、上記逃げ部１３Ｂが形成されていることにより被削材との干渉を確実に防止することが可能となる。また、この第２の実施形態によれば、正面切刃４の一端部から他端部に亙ってその逃げ面１１がインサート本体１の端面１３に直接的に交差していて、一端部側でもオーバーハング状となる部分がないので、正面切刃４の切刃強度をより確実に確保して損傷等を防止することができる。

一方、これら第１、第２の実施形態では正面切刃４が傾斜部９と垂直部１０とから構成されているが、図１３ないし図１８に示す第３の実施形態のように、正面切刃４全体が一定の角度で一端部側から他端部側に向かうに従い長手方向に漸次後退する直線状の傾斜部９とされていてもよい。ここで、この第３の実施形態では、正面切刃４の逃げ角も一端部から他端部に亙って一定とされるとともに、やはりオーバーハング状となる部分が形成されることなく、逃げ面１１がインサート本体１の端面１３に直接交差するように形成されている。

従って、この第３の実施形態における逃げ面１１と端面１３との交差稜線Ｓは、図１８に示すように平坦面部１３Ａ上において正面切刃４の一端部から他端部側に向かうに従い正面切刃４側に傾斜して切れ上がった後、逃げ部１３Ｂにおいてその傾斜が緩やかとなり、同図１８に示すように平面Ｎに垂直に延びたり、場合によっては第１の実施形態と同様に他端部に向けて正面切刃４から離間する向きに延びたりすることになる。このような第３の実施形態の切削インサートでは、第１、第２の実施形態に比べて平坦面部１３Ａの面積は制限されるものの、逃げ面１１が逃げ角一定の傾斜平面とされてオーバーハング部１５も形成されないので、インサート本体１の成形が比較的容易であるという利点を得ることができる。

なお、上記の説明では、本発明に係る切削インサートを突っ切り加工に使用する場合について説明したが、被削材の溝入れ加工に使用することも可能である。

本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た部分平面図である。 図１に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に正面切刃４の他端部側から側面１４に対向する方向に見た部分側面図である。 図１に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に正面切刃４の一端部側から側面１４に対向する方向に見た部分側面図である。 図１に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に下面部８に対向する方向に見た部分底面図である。 図１に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に沿って端面１３に対向する方向に見た正面図である。 本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。 図７に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た部分平面図である。 図７に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に正面切刃４の他端部側から側面１４に対向する方向に見た部分側面図である。 図７に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に正面切刃４の一端部側から側面１４に対向する方向に見た部分側面図である。 図７に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に下面部８に対向する方向に見た部分底面図である。 図７に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に沿って端面１３に対向する方向に見た正面図である。 本発明の第３の実施形態を示す斜視図である。 図１３に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直にすくい面５に対向する方向から見た部分平面図である。 図１３に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に正面切刃４の他端部側から側面１４に対向する方向に見た部分側面図である。 図１３に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に正面切刃４の一端部側から側面１４に対向する方向に見た部分側面図である。 図１３に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に垂直に下面部８に対向する方向に見た部分底面図である。 図１３に示す実施形態をインサート本体１の長手方向に沿って端面１３に対向する方向に見た正面図である。

符号の説明

１ インサート本体
２ 切刃部
３ 横切刃
４ 正面切刃
５ すくい面
６ コーナ刃
９ 正面切刃４の傾斜部
９Ａ 傾斜部９の直線状部
９Ｂ 傾斜部９の曲線状部
１０ 垂直部
１１，１２ 逃げ面
１１Ａ 逃げ面１１の傾斜平面部
１１Ｂ 逃げ面１１の凹曲面部
１１Ｃ 逃げ面１１の垂直平面部
１３ インサート本体１の端面
１３Ａ 端面１３の平坦面部
１３Ｂ 端面１３の逃げ部
１５ オーバーハング部
Ｌ インサート本体１の軸線
β 端面１３の逃げ部１３Ｂが平坦面部１３Ａに対してなす角度

Claims (1)

1. 長手方向に延びるインサート本体の端部に、上記インサート本体の幅方向に延びる正面切刃を有する切刃部が形成されており、上記正面切刃は、上記長手方向に対して斜交する方向に延びる傾斜部を備えて一端部が他端部よりも該長手方向に突出させられていて、この正面切刃の逃げ面は該正面切刃から離間するに従い上記長手方向に後退するポジ逃げ面とされるとともに、この逃げ面の上記正面切刃とは反対側に連なる上記インサート本体の端面は、上記長手方向と上記幅方向とに直交する方向である上記インサート本体の厚さ方向に平行に延びるように形成されており、上記端面のうち、上記正面切刃の一端部側が上記長手方向に垂直な平坦面部とされるとともに、該正面切刃の他端部側には上記平坦面部に対して上記長手方向に後退した逃げ部が形成され、
   上記長手方向に沿って上記端面に対向する方向から見て、上記平坦面部の面積が上記逃げ部の投影面積よりも大きくされ、
   上記逃げ部は、上記平坦面部に鈍角に交差して上記正面切刃の他端部側に向かうに従い漸次後退する傾斜面とされ、
   上記逃げ部がなす傾斜面が上記平坦面部に対してなす角度が２°〜２０°の範囲とされ、
   上記インサート本体には、上記長手方向の両端部に、上記切刃部と上記平坦面部および上記逃げ部が形成された上記端面とが設けられていることを特徴とする切削インサート。

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