JP5289869B2 - Cutting edge exchangeable cutting tool and cutting method - Google Patents
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Description
本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端側外周部に設けられた複数のインサート取付座にインサートが着脱可能に装着された刃先交換式切削工具及びこのような刃先交換式切削工具を用いて被削材の正面切削加工を行う切削加工方法に係り、特に、複数のインサート取付座に荒削り用インサートと仕上げ用インサートとを交互に装着させて仕上げ切削を高送りで行うようにした刃先交換式切削工具において、横方向の送り速度を速くした場合においても、仕上げ面が良好な切削加工が安定して行えるようにした点に特徴を有するものである。 The present invention relates to a blade-replaceable cutting tool in which an insert is detachably mounted on a plurality of insert mounting seats provided on the outer peripheral portion of the tip end of a tool body rotated about an axis, and such a blade-replaceable cutting tool. In particular, the cutting edge is designed to perform rough cutting with high feed by mounting roughing inserts and finishing inserts alternately on multiple insert mounting seats. The replaceable cutting tool is characterized in that even when the lateral feed rate is increased, cutting with a good finished surface can be stably performed.
従来から、軸線回りに回転される工具本体の先端側外周部に設けられた複数のインサート取付座にインサートが着脱可能に装着された正面フライス等の刃先交換式切削工具を用い、金属で構成された被削材を正面切削加工することが行われている。 Conventionally, it is made of metal using a cutting edge-replaceable cutting tool such as a face mill in which inserts are detachably attached to a plurality of insert mounting seats provided on the outer peripheral portion of the tip end of a tool body rotated about an axis. It has been carried out to cut the work material which has been cut.
そして、このような刃先交換式切削工具を用いて被削材を正面切削加工するにあたり、従来においては、一般に工具本体の先端側外周部に設けられた複数のインサート取付座に荒削り用インサートを装着させた荒削り用の刃先交換式切削工具により、上記の被削材に対して荒削りの正面切削加工を行った後、工具本体の先端側外周部に設けられた複数のインサート取付座に仕上げ用インサートを装着させた仕上げ用の刃先交換式切削工具を用いて仕上げの正面切削加工を行うようにしている。 In order to cut the work material face-to-face with such a cutting edge-replaceable cutting tool, conventionally, rough cutting inserts are generally mounted on a plurality of insert mounting seats provided on the outer peripheral portion on the tip side of the tool body. After cutting the above-mentioned work material with the cutting edge exchangeable cutting tool for roughing, rough cutting is performed on the work material, and then the inserts for finishing are attached to the plurality of insert mounting seats provided on the outer peripheral portion on the tip side of the tool body. The front face machining for finishing is performed by using a cutting edge exchangeable cutting tool for finishing.
しかし、このように荒削り用の刃先交換式切削工具と仕上げ用の刃先交換式切削工具との2種類の刃先交換式切削工具を用いて、被削材を正面切削加工する場合、各刃先交換式切削工具を準備するためのコストが高くつくと共に、それぞれの切削加工に応じて、これらの刃先交換式切削工具を交換させることが必要になり、これらの切削加工に要する時間が長くなって、切削加工効率が非常に悪くなるという問題があった。 However, when using two types of cutting edge-replaceable cutting tools, ie, cutting edge-replaceable cutting tools for rough cutting and finishing blade-replaceable cutting tools, when cutting the workpiece face-to-face, each blade-replaceable cutting tool is used. The cost for preparing the cutting tools is high, and it is necessary to replace these cutting edge-replaceable cutting tools according to each cutting process, and the time required for these cutting processes becomes longer, and the cutting There was a problem that the processing efficiency was very poor.
このため、近年においては、特許文献1,2に示すように、刃先交換式切削工具における複数のインサート取付座に、荒削り用インサートと仕上げ用インサートとを装着させ、1つの刃先交換式切削工具によって仕上げ切削を効率よく行うようにしたものが提案されている。 For this reason, in recent years, as shown in Patent Documents 1 and 2, a plurality of insert mounting seats in a blade-tip replaceable cutting tool are mounted with rough cutting inserts and finishing inserts, and one blade-tip replaceable cutting tool is used. Proposals have been made for efficient finish cutting.
ここで、特許文献1に示されるものにおいては、仕上げ用インサートにおける底刃を軸方向先端側に向けて曲率半径Rが50〜500mmの凸の円弧状に形成し、軸方向の切込みを大きくした場合においても、良好な仕上げ面が得られるようにすることが提案されている。 Here, in what is shown in Patent Document 1, the bottom blade of the finishing insert is formed in a convex arc shape with a curvature radius R of 50 to 500 mm toward the distal end in the axial direction, and the axial cut is increased. Even in this case, it has been proposed to obtain a good finished surface.
また、特許文献2に示されるものにおいては、仕上げ用インサートにおける底刃を荒削り用インサートの底刃よりも軸方向先端側に僅かに突出させると共に、仕上げ用インサートにおける外周刃を、荒削り用インサートにおける外周刃よりも一刃当りの送り量以上引っ込むように設け、仕上げ用インサートにおける外周刃が切削を行わないようにして、仕上げ用インサートに加わる負荷を低減させることが提案されている。 Moreover, in what is shown by patent document 2, while making the bottom blade in a finishing insert protrude slightly in the axial direction front end rather than the bottom blade of a roughing insert, the outer periphery blade in a finishing insert is used in the roughing insert. It has been proposed to reduce the load applied to the finishing insert by providing it so as to retract more than the feed amount per blade than the outer cutting edge so that the outer cutting edge in the finishing insert does not cut.
ここで、近年においては、上記のような刃先交換式切削工具において、その横方向の送り速度を速くして、効率のよい切削加工を行うことが要望されている。 Here, in recent years, there is a demand for efficient cutting by increasing the lateral feed rate in the above-described blade-tip-exchangeable cutting tool.
そして、上記の特許文献1,2に示される刃先交換式切削工具において、その横方向の送り速度を速くした場合、荒削り用インサートや仕上げ用インサートに加わる負荷が大きくなり、特に、荒削り用インサートや仕上げ用インサートにおける軸方向先端の外周側におけるコーナー刃に加わる負荷が非常に大きくなり、切削加工時にビビリが発生して仕上げ面の状態が悪くなったり、荒削り用インサートや仕上げ用インサートにおけるコーナー刃に欠損が生じたりするという問題があった。
本発明は、軸線回りに回転される工具本体の先端側外周部に設けられた複数のインサート取付座にインサートが着脱可能に装着された刃先交換式切削工具において、被削材を正面切削加工する場合における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。 The present invention is a front cutting process of a work material in a cutting edge-replaceable cutting tool in which inserts are detachably mounted on a plurality of insert mounting seats provided on an outer peripheral portion on a distal end side of a tool body rotated around an axis. The problem is to solve various problems as described above.
そして、本発明においては、上記の複数のインサート取付座に荒削り用インサートと仕上げ用インサートとを装着させて仕上げ切削を高送りで行うようにした刃先交換式切削工具において、その横方向の送り速度を速くして切削加工を行うようにした場合においても、ビビリが発生して仕上げ面の状態が悪くなったり、荒削り用インサートや仕上げ用インサートにおけるコーナー刃に欠損が生じたりするということがなく、仕上げ面が良好な切削加工が安定して行えるようにすることを課題とするものである。 In the present invention, in the cutting edge replaceable cutting tool in which the rough cutting insert and the finishing insert are mounted on the plurality of insert mounting seats so as to perform finishing cutting at a high feed rate, the lateral feed speed thereof Even when cutting at high speed, chatter does not occur and the finished surface condition does not deteriorate, and the corner blade in the roughing insert or finishing insert does not break, It is an object of the present invention to make it possible to stably perform cutting with a good finished surface.
本発明に係る刃先交換式切削工具においては、上記のような課題を解決するため、軸線回りに回転される工具本体の先端側外周部に設けられた複数のインサート取付座に、荒削り用インサートと仕上げ用インサートとが周方向に等間隔で交互に着脱可能に装着された刃先交換式切削工具において、上記の荒削り用インサートにおける荒削り用底刃と荒削り用外周刃とが交差するコーナー部が角取りされて荒削り用コーナー刃が設けられると共に、上記の仕上げ用インサートにおける軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃と仕上げ用外周刃とが交差するコーナー部が角取りされて仕上げ用コーナー刃が設けられ、上記の荒削り用コーナー刃における軸方向の高さをh1(mm)、その半径方向の長さをc1(mm)、その半径方向に対する傾斜角をθ1(°)、上記の軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃の曲率半径をR(mm)、上記の仕上げ用コーナー刃における軸方向の高さをh2(mm)、その半径方向の長さをc2(mm)、その半径方向に対する傾斜角をθ2(°)と、上記の仕上げ用インサートの一刃当りの送り量をfz(mm/刃)とした場合に、h1≦0.6、h2>h1、100≦R≦500、θ1<θ2の条件を満たし、上記のc1とc2とが(c2−c1)>fz/2の条件を満たすように設定すると共に、上記の仕上げ用底刃が荒削り用底刃よりも軸方向先端側に突出するようにして、被削材の正面切削加工を行うようにした。
また、本発明に係る切削加工方法においては、軸線回りに回転される工具本体の先端側外周部に設けられた複数のインサート取付座に、荒削り用インサートと仕上げ用インサートとが周方向に等間隔で交互に着脱可能に装着された刃先交換式切削工具を用いて被削材の正面切削加工を行う切削加工方法において、上記の荒削り用インサートにおける荒削り用底刃と荒削り用外周刃とが交差するコーナー部が角取りされて荒削り用コーナー刃が設けられると共に、上記の仕上げ用インサートにおける軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃と仕上げ用外周刃とが交差するコーナー部が角取りされて仕上げ用コーナー刃が設けられ、上記の荒削り用コーナー刃における軸方向の高さをh1(mm)、その半径方向の長さをc1(mm)、その半径方向に対する傾斜角をθ1(°)、上記の軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃の曲率半径をR(mm)、上記の仕上げ用コーナー刃における軸方向の高さをh2(mm)、その半径方向の長さをc2(mm)、その半径方向に対する傾斜角をθ2(°)と、上記の仕上げ用インサートの一刃当りの送り量をfz(mm/刃)とした場合に、h1≦0.6、h2>h1、100≦R≦500、θ1<θ2の条件を満たすと共に、上記のc1とc2とfzとが(c2−c1)>fz/2の条件を満たすようにし、上記の仕上げ用底刃を荒削り用底刃よりも軸方向先端側に突出させて、被削材の正面切削加工を行うようにした。
In the cutting edge replaceable cutting tool according to the present invention , in order to solve the above-described problem, a rough cutting insert and a plurality of insert mounting seats provided on the outer peripheral portion on the distal end side of the tool body rotated around the axis are provided. In the cutting edge-exchangeable cutting tool in which the finishing insert and the insert are detachably mounted at equal intervals in the circumferential direction, the corner portion where the roughing bottom blade and the roughing outer peripheral blade in the above roughing insert intersect is rounded. In addition to providing a roughing corner blade, the corner portion where the finishing bottom blade and the finishing outer peripheral blade intersect in the shape of a convex arc toward the tip end in the axial direction of the above finishing insert is rounded. is finishing corner edges provided Te, the axial height of the rough cutting corner edge of the h1 (mm), the length of the radial c1 (mm), the radius The inclination angle with respect to direction θ1 (°), the curvature radius of the finishing end cutting edge became arcuate convex toward the axial tip side of the R (mm), the axial direction in the finishing corner edges of the high H2 (mm), the length in the radial direction is c2 (mm), the inclination angle with respect to the radial direction is θ2 (°), and the feed amount per blade of the finishing insert is fz (mm / blade) ) Satisfies the conditions of h1 ≦ 0.6, h2> h1, 100 ≦ R ≦ 500, θ1 <θ2, and the above c1 and c2 satisfy the condition of (c2-c1)> fz / 2 In addition, the above-mentioned finishing bottom blade protrudes toward the front end side in the axial direction from the rough cutting bottom blade , and the workpiece is subjected to front cutting .
Further, in the cutting method according to the present invention, the roughing insert and the finishing insert are equally spaced in the circumferential direction on the plurality of insert mounting seats provided on the outer peripheral portion on the distal end side of the tool body rotated about the axis. In the cutting method of performing the front face cutting of the work material using the cutting edge-replaceable cutting tool that is alternately detachably mounted at the above, the roughing bottom blade and the roughing outer peripheral blade in the above roughing insert intersect. A corner where the corner portion is rounded to provide a roughing corner blade, and the finishing bottom blade and the finishing outer peripheral blade that are convex toward the tip end in the axial direction of the finishing insert intersect. A corner corner for finishing is provided by chamfering the part, the height in the axial direction of the above-mentioned corner blade for roughing is h1 (mm), and the length in the radial direction is c1 (m ), The angle of inclination with respect to the radial direction is θ1 (°), the radius of curvature of the bottom edge for finishing in the shape of a convex arc toward the tip end side in the axial direction is R (mm), The height in the axial direction is h2 (mm), the length in the radial direction is c2 (mm), the inclination angle with respect to the radial direction is θ2 (°), and the feed amount per blade of the finishing insert is fz. (Mm / blade), the conditions of h1 ≦ 0.6, h2> h1, 100 ≦ R ≦ 500, and θ1 <θ2 are satisfied, and the above c1, c2, and fz are (c2-c1)> By satisfying the condition of fz / 2, the above-mentioned bottom blade for finishing was protruded toward the tip end side in the axial direction from the bottom blade for roughing, and the workpiece was subjected to front cutting.
ここで、本発明の刃先交換式切削工具において、上記の荒削り用インサートに、軸方向の高さh1、半径方向の長さc1が上記のような条件を満たす荒削り用コーナー刃を設けるにあたっては、この荒削り用コーナー刃の半径方向に対する傾斜角θ1を10°〜30°の範囲にすることが好ましい。 Here, in the cutting edge replaceable cutting tool of the present invention, in providing the roughing corner blade, the above-described roughing insert has a height h1 in the axial direction and a length c1 in the radial direction satisfying the above conditions. The inclination angle θ1 of the rough cutting corner blade with respect to the radial direction is preferably in the range of 10 ° to 30 °.
また、本発明の刃先交換式切削工具においては、上記の荒削り用インサートにおける荒削り用外周刃を上記の仕上げ用外周刃よりも半径方向に突出させることが好ましく、仕上げ用外周刃に対する荒削り用外周刃の突出量Eを0.5mm以下にすることが好ましい。 Further, in the cutting edge replaceable cutting tool of the present invention, it is preferable that the roughing outer peripheral blade in the roughing insert is protruded in a radial direction from the finishing outer peripheral blade, and the roughing outer peripheral blade with respect to the finishing outer peripheral blade is provided. It is preferable to set the protrusion amount E of 0.5 mm or less.
また、本発明の刃先交換式切削工具において、上記のように仕上げ用インサートにおける仕上げ用底刃を、荒削り用インサートにおける荒削り用底刃よりも軸方向先端側に突出させるにあたっては、工具本体に設けられたインサート取付座に仕上げ用インサートを着脱可能に装着させるにあたり、上記の仕上げ用インサートの取付位置を軸方向に調整する調整機構を設け、この調整機構により仕上げ用底刃を荒削り用底刃よりも軸方向先端側に突出させる量を調整させるようにすることが好ましい。 Further, in the cutting edge replaceable cutting tool of the present invention, as described above, when the finishing bottom blade in the finishing insert is protruded more in the axial direction than the roughing bottom blade in the roughing insert, it is provided on the tool body. In order to detachably mount the finishing insert to the inserted insert mounting seat, an adjustment mechanism is provided to adjust the mounting position of the above-mentioned finishing insert in the axial direction. It is also preferable to adjust the amount of protrusion toward the tip end side in the axial direction.
そして、本発明の刃先交換式切削工具においては、仕上げ切削を行うにあたり、軸方向の切込み量を上記の荒削り用インサートにおける荒削り用コーナー刃の軸方向の高さh1以下で行うようにする。 In the cutting edge exchangeable cutting tool of the present invention, when performing the finish cutting, the cutting amount in the axial direction is set to be equal to or less than the height h1 in the axial direction of the roughing corner blade in the roughing insert.
本発明の刃先交換式切削工具においては、上記の荒削り用インサートにおける荒削り用底刃と荒削り用外周刃とが交差するコーナー部を角取りして荒削り用コーナー刃を設けるにあたり、この荒削り用コーナー刃における軸方向の高さh1を0.6mm以下にしたため、横方向の送り速度を速くして切削加工を行う場合においても、この荒削り用コーナー刃に加わる負荷が低減されて、切削時にビビリが発生したり、この荒削り用コーナー刃に欠損が発生するのが防止される。 In the cutting edge-replaceable cutting tool of the present invention, when the roughing corner blade is provided by chamfering the corner portion where the roughing bottom blade and the roughing outer peripheral blade intersect in the above roughing insert, this roughing corner blade is provided. Since the axial height h1 is set to 0.6 mm or less, the load applied to the rough cornering blade is reduced and chatter occurs even when cutting with a high lateral feed rate. And the occurrence of defects on the roughing corner blade is prevented.
また、本発明の刃先交換式切削工具においては、上記のように荒削り用インサートに荒削り用コーナー刃を設けると共に、仕上げ用インサートにおける軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃と仕上げ用外周刃とが交差するコーナー部を角取りして仕上げ用コーナー刃を設けるにあたり、荒削り用コーナー刃における軸方向の高さh1(mm)と、その半径方向の長さc1(mm)と、仕上げ用コーナー刃における軸方向の高さh2(mm)と、その半径方向の長さc2(mm)と、仕上げ用インサートの一刃当りの送り量fz(mm/刃)とが、h2>h1及び(c2−c1)>fz/2の条件を満たすと共に、上記の仕上げ用底刃が荒削り用底刃よりも軸方向先端側に突出するようにしたため、切削加工時に、上記の仕上げ用インサートにおいては、仕上げ用外周刃や仕上げ用コーナー刃が被削材にあたるのが抑制され、軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃だけが被削材を切削するようになる。 Further, in the cutting edge replaceable cutting tool of the present invention, the roughing insert is provided with the roughing corner blade as described above, and the finishing bottom is formed in a convex arc shape toward the axial front end side of the finishing insert. In providing a finishing corner blade by chamfering the corner portion where the cutting edge and the outer peripheral cutting edge intersect, the axial height h1 (mm) and the radial length c1 (mm) of the rough cutting corner blade are provided. ), The axial height h2 (mm) of the finishing corner blade, the radial length c2 (mm), and the feed amount fz (mm / blade) per blade of the finishing insert, In addition to satisfying the conditions of h2> h1 and (c2-c1)> fz / 2, the finishing bottom blade protrudes more in the axial direction than the rough cutting bottom blade. In cutting inserts, the finishing outer peripheral edge and the finishing corner edge are prevented from hitting the work material, and only the finishing bottom edge having a convex arcuate shape toward the tip end in the axial direction cuts the work material. It becomes like this.
このため、本発明の刃先交換式切削工具においては、横方向の送り速度を速くして切削加工を行う場合においても、上記の仕上げ用外周刃や仕上げ用コーナー刃に負荷が加わるということがなく、ビビリが発生したり、これらが欠損したりするのが防止され、上記の仕上げ用底刃により仕上げ面の切削が適切に行えるようになり、特に、軸方向の切込み量がこの荒削り用コーナー刃の軸方向の高さh1以下であれば、その切込み量を大きくしても、荒削り用コーナー刃等に加わる負荷が低減され、適切な仕上げ切削を効率よく行えるようになる。 For this reason, in the cutting edge-exchangeable cutting tool of the present invention, even when cutting is performed by increasing the lateral feed rate, no load is applied to the finishing outer peripheral blade or the finishing corner blade. , Chattering and chipping are prevented, and the above finishing bottom blade can cut the finished surface appropriately. Especially, the cutting depth in the axial direction is the corner cutting edge for roughing. If the height in the axial direction is equal to or less than h1, even if the depth of cut is increased, the load applied to the corner blade for roughing or the like is reduced, and appropriate finish cutting can be performed efficiently.
また、このように仕上げ用インサートにおいては、仕上げ用外周刃や仕上げ用コーナー刃が被削材にあたるということがなく、この仕上げ用インサートに加わる負荷が少なくなるため、この仕上げ用インサートの材料に耐摩耗性に優れた高硬度材料を用いることができるようになり、この仕上げ用インサートを長期にわたって安定して使用できると共に、良好な仕上げ面が得られるようになる。 Also, in this way, in the finishing insert, the finishing outer peripheral edge and the finishing corner blade do not hit the work material, and the load applied to the finishing insert is reduced. It becomes possible to use a high-hardness material having excellent wear characteristics, and this finishing insert can be used stably over a long period of time, and a good finished surface can be obtained.
さらに、本発明の刃先交換式切削工具においては、上記のように軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃の曲率半径Rを100〜500mmの範囲にしたため、曲率半径Rを小さくした場合のように仕上げ面が粗くなったり、曲率半径Rを大きくした場合のように仕上げ用底刃に大きな負荷が加わってビビリが発生したりするのが防止され、良好な仕上げ面の切削加工が行えるようになる。 Furthermore, in the cutting edge exchangeable cutting tool of the present invention, the curvature radius R of the bottom blade for finishing which is in the shape of a convex arc toward the tip end side in the axial direction is in the range of 100 to 500 mm as described above. The finished surface is prevented from becoming rough as in the case where R is reduced, and the occurrence of chatter due to the large load applied to the bottom blade for finishing as in the case where the radius of curvature R is increased. Can be cut.
また、本発明の刃先交換式切削工具において、上記の荒削り用コーナー刃の半径方向に対する傾斜角θ1を10°〜30°の範囲にすると、この荒削り用コーナー刃の一刃当たりの送りに対する切り屑の厚みが薄くなり、上記のように横方向の送り速度を速くして切削加工を行う場合においても、切り屑が詰まったり、ビビリが発生したり、この荒削り用コーナー刃に欠損が発生するのが一層防止されるようになる。 Further, in the cutting edge replaceable cutting tool of the present invention, when the inclination angle θ1 with respect to the radial direction of the rough cutting corner blade is in the range of 10 ° to 30 °, chips for feeding per blade of the rough cutting corner blade are provided. Even when cutting with the lateral feed rate increased as described above, the chips are clogged, chattered, or chipped in the corner blade for roughing. Is further prevented.
また、本発明の刃先交換式切削工具において、前記のように荒削り用外周刃を仕上げ用外周刃よりも半径方向に突出させると、荒削り用インサートや仕上げ用インサートを工具本体のインサート取付座に取り付ける際の誤差等、いわゆる外周振れがある場合においても、上記のように仕上げ用外周刃や仕上げ用コーナー刃が被削材にあたるのが防止されるようになる。但し、仕上げ用外周刃に対する荒削り用外周刃の突出量Eが大きくなりすぎると、結果的に仕上げ用インサートの仕上げ用底刃による有効切削径が減少して、適切な仕上げ切削が行えなくなるため、上記のように仕上げ用外周刃に対する荒削り用外周刃の突出量Eを0.5mm以下にすることが好ましい。 Further, in the cutting edge replaceable cutting tool of the present invention, when the roughing outer peripheral blade protrudes in the radial direction from the finishing outer peripheral blade as described above, the roughing insert or the finishing insert is attached to the insert mounting seat of the tool body. Even when there is a so-called peripheral runout, such as an error in the process, the finishing peripheral blade or the finishing corner blade is prevented from hitting the work material as described above. However, if the protruding amount E of the roughing outer peripheral edge with respect to the finishing outer peripheral edge becomes too large, the effective cutting diameter by the finishing bottom edge of the finishing insert decreases as a result, and appropriate finish cutting cannot be performed. As described above, it is preferable that the protruding amount E of the roughing outer peripheral blade with respect to the finishing outer peripheral blade is 0.5 mm or less.
以下、この発明の実施形態に係る刃先交換式切削工具を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明における刃先交換式切削工具は、特に下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。 Hereinafter, the blade-tip-exchangeable cutting tool according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. The cutting edge exchangeable cutting tool according to the present invention is not particularly limited to those shown in the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within a range that does not change the gist thereof.
この実施形態における刃先交換式切削工具においては、図1及び図2に示すように、中心部に貫通された取付穴11が設けられた工具本体10の先端側外周部に、周方向に所要間隔を介して複数(図に示す例では4つ)の切り屑ポケット12が設けられると共に、各切り屑ポケット12における回転方向後方側の面にインサート取付座13が設けられている。
In the cutting edge-exchangeable cutting tool in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a required interval in the circumferential direction is provided at the outer peripheral portion on the distal end side of the
そして、カートリッジ20aに平面が略四角形状になった荒削り用インサート20を装着させると共に、カートリッジ30aに平面が略四角形状になった仕上げ用インサート30を装着させ、このように荒削り用インサート20を装着させたカートリッジ20aと、仕上げ用インサート30を装着させたカートリッジ30aとを、上記の工具本体10におけるインサート取付座13に交互に着脱可能に装着させると共に、上記の各カートリッジ20a,30aにそれぞれ調製ネジ20b,30bを設け、これらの調製ネジ20b,30bによってカートリッジ20aに装着された荒削り用インサート20と、カートリッジ30aに装着された仕上げ用インサート30の取付位置を工具本体10の軸方向に調整するようにしている。
Then, the
ここで、上記のように工具本体10のインサート取付座13にカートリッジ20aを介して装着させた各荒削り用インサート20においては、図3に示すように、荒削り用底刃21と荒削り用外周刃22とが交差するコーナー部が角取りされて、荒削り用コーナー刃23が設けられている。
Here, in each
また、上記のように工具本体10のインサート取付座13にカートリッジ30aを介して装着させた各仕上げ用インサート30においては、図4に示すように、軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃31と仕上げ用外周刃32とが交差するコーナー部が角取りされて、仕上げ用コーナー刃33が設けられている。
Moreover, in each finishing
そして、上記の荒削り用インサート20においては、上記のコーナー部の角取りを小さくし、この荒削り用コーナー刃23の半径方向の長さc1(mm)を小さくすると共に、この荒削り用コーナー刃23の半径方向に対する傾斜角θ1を10°〜30°の範囲にし、荒削り用コーナー刃23の軸方向の高さh1(mm)が0.6mm以下になるようにしている。
In the
また、上記の仕上げ用インサート30においては、軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃31の曲率半径R(mm)を100〜500mmの範囲にすると共に、上記のコーナー部の角取りを上記の荒削り用インサート20よりも大きくし、この仕上げ用コーナー刃33の半径方向の長さc2(mm)を大きくすると共に、この仕上げ用コーナー刃33の半径方向に対する傾斜角θ2を通常45°程度にし、その軸方向の高さh2(mm)も荒削り用コーナー刃23の軸方向の高さh1(mm)より大きくなるようにしている。
Further, in the finishing
そして、上記のように工具本体10のインサート取付座13に荒削り用インサート20と仕上げ用インサート30とを取り付けた状態において、この刃先交換式切削工具を回転させて、上記の荒削り用インサート20と仕上げ用インサート30とを同じ位置に導いて、荒削り用インサート20と仕上げ用インサート30とを重ねた場合、図5に示すように、仕上げ用インサート30における仕上げ用底刃31が荒削り用インサート20における荒削り用底刃31よりも軸方向先端側に突出すると共に、荒削り用インサート20における荒削り用外周刃22が仕上げ用インサート30における仕上げ用外周刃32よりも半径方向に突出するようにしている。
Then, in the state in which the
ここで、仕上げ用インサート30における仕上げ用底刃31を、荒削り用インサート20における荒削り用底刃31よりも軸方向先端側に突出させる突出量xが大きくなると、切削時に仕上げ用底刃31に加わる負荷が大きくなって、ビビリが発生したり、仕上げ用底刃31に欠損が発生したりするおそれがあるため、この突出量xを0.1mm程度にすることが望ましい。
Here, when the amount of projection x that causes the finishing
また、荒削り用インサート20における荒削り用外周刃22を、仕上げ用インサート30における仕上げ用外周刃32よりも半径方向に突出させる突出量Eについては、前記のように0.5mm以下にすることが好ましい。
Further, as described above, the projection amount E for causing the roughing outer
さらに、この実施形態における刃先交換式切削工具においては、上記のように工具本体10のインサート取付座13に荒削り用インサート20と仕上げ用インサート30とを取り付けた状態において、上記の荒削り用コーナー刃23における軸方向の高さh1(mm)と、その半径方向の長さc1(mm)と、上記の仕上げ用コーナー刃33における軸方向の高さh2(mm)と、その半径方向の長さc2(mm)と、上記の仕上げ用インサート30の一刃当りの送り量fz(mm/刃)とが、h2>h1及び(c2−c1)>fz/2の条件を満たすようにしている。
Furthermore, in the cutting edge exchange type cutting tool in this embodiment, the rough
このようにすると、この実施形態における刃先交換式切削工具を回転させながら横方向に送って切削加工を行う場合、荒削り用インサート20において被削材を切削した後、回転して次の仕上げ用インサート30が横方向にfz/2送られながら同じ回転位置に導かれたとしても、上記のように仕上げ用コーナー刃33における軸方向の高さh2が荒削り用インサート20における軸方向の高さh1よりも大きくなっていると共に、仕上げ用コーナー刃33における半径方向の長さc2が荒削り用コーナー刃23における半径方向の長さc1よりもfz/2以上大きくなっているため、仕上げ用インサート30における仕上げ用外周刃32及び仕上げ用コーナー刃33の位置においては、すでに被削材が荒削り用インサート20における荒削り用外周刃22及び荒削り用コーナー刃23によって切削された状態になっている。このため、仕上げ用外周刃32や仕上げ用コーナー刃33が被削材にあたるということがなく、この仕上げ用インサート30において軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった上記の仕上げ用底刃31だけが被削材を切削するようになる。
In this case, when cutting by cutting the work material in the
この結果、この刃先交換式切削工具における横方向の送り速度を速くして切削加工を行う場合においても、上記の仕上げ用外周刃32や仕上げ用コーナー刃33に負荷が加わるということがなく、ビビリが発生したり、これらが欠損したりするのが防止され、上記の仕上げ用底刃31によって仕上げ面の切削が適切に行え、良好な仕上げ面が得られるようになる。
As a result, even when cutting is performed by increasing the feed rate in the lateral direction of the cutting edge exchangeable cutting tool, no load is applied to the finishing outer
次に、この発明に係る刃先交換式切削工具の具体的な実施例を挙げ、この発明に係る刃先交換式切削工具においては、横方向の送り速度を速くして切削加工を行うようにした場合においても、長期にわたって良好な仕上げ面の切削加工が行えることを明らかにする。 Next, specific examples of the cutting edge-exchangeable cutting tool according to the present invention will be given. In the cutting edge-exchangeable cutting tool according to the present invention, when cutting is performed by increasing the lateral feed rate Also, it is clarified that a good finished surface can be cut over a long period of time.
(実施例1)
実施例1の刃先交換式切削工具においては、直径が200mmの工具本体を用い、上記の実施形態に示すように、この工具本体の先端側外周部に、周方向に所要間隔を介して4つの切り屑ポケットを設け、各切り屑ポケットにおけるインサート取付座に対して、略四角形状になった荒削り用インサートと仕上げ用インサートとをそれぞれカートリッジを介して交互に2枚取り付けるようにした。
Example 1
In the cutting edge-exchangeable cutting tool of Example 1, a tool body having a diameter of 200 mm is used, and as shown in the above-described embodiment, four end portions of the tool body are circumferentially spaced apart from each other at required intervals. A chip pocket was provided, and two rough cutting inserts and finishing inserts each having a substantially quadrangular shape were mounted alternately on the insert mounting seat in each chip pocket via a cartridge.
ここで、この実施例1においては、上記の荒削り用インサートとして、微粒子超硬合金で構成されたインサートの表面にPVD法によってTiAlN被膜をコーティングさせたものを用いる一方、上記の仕上げ用インサートとして、サーメットで構成されたインサートの表面にPVD法によってTiAlN被膜をコーティングさせたものを用いた。 Here, in this Example 1, while using as the above-mentioned roughing insert the surface of the insert composed of the fine particle cemented carbide is coated with a TiAlN film by the PVD method, the above-mentioned finishing insert, The surface of the insert composed of cermet was coated with a TiAlN film by the PVD method.
そして、この実施例1においては、上記の荒削り用インサートにおいて、その荒削り用コーナー刃における半径方向に対する傾斜角θ1を26.6°、軸方向の高さh1を0.5mm、半径方向の長さc1を1.0mmにした。 In Example 1, in the above rough cutting insert, the angle of inclination θ1 with respect to the radial direction at the corner blade for roughing is 26.6 °, the height h1 in the axial direction is 0.5 mm, and the length in the radial direction. c1 was set to 1.0 mm.
また、上記の仕上げ用インサートにおいては、軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃の曲率半径Rを340mm、仕上げ用コーナー刃における半径方向に対する傾斜角θ2を45°、軸方向の高さh2を2.2mm、半径方向の長さc2を2.2mmにした。 Further, in the above-mentioned finishing insert, the curvature radius R of the finishing bottom blade that has a convex arc shape toward the tip end in the axial direction is 340 mm, the inclination angle θ2 with respect to the radial direction of the finishing corner blade is 45 °, The height h2 in the axial direction was set to 2.2 mm, and the length c2 in the radial direction was set to 2.2 mm.
また、仕上げ用底刃が荒削り用底刃よりも軸方向先端側に突出する突出量xを0.1mm、荒削り用外周刃が仕上げ用外周刃よりも半径方向に突出する突出量Eを0.2mmにした。 Further, the amount of protrusion x that the finishing bottom blade protrudes in the axial direction from the roughing bottom blade is 0.1 mm, and the amount of protrusion E that the roughing outer blade protrudes in the radial direction from the finishing outer blade is 0. 2 mm.
そして、この実施例1の刃先交換式切削工具においては、S15Cで構成された被削材に対して、切削速度Vcを300m/min,横方向の送り速度Vfを1900mm/min,仕上げ用インサート及び荒削り用インサートにおける1刃当りの送り量fzをそれぞれ2mm/刃、軸方向の切込みを0.3mm、半径方向の切込みを110mmにして切削加工を行った。 In the cutting edge-exchangeable cutting tool of Example 1, the cutting speed Vc is 300 m / min, the lateral feed speed Vf is 1900 mm / min, the finishing insert and the cutting material constituted by S15C. Cutting was performed with a feed amount fz per blade in the roughing insert set to 2 mm / blade, an axial cut of 0.3 mm, and a radial cut of 110 mm.
この結果、この実施例1の刃先交換式切削工具においては、切削長100mの切削加工においても、仕上げ用インサートや荒削り用インサートに欠損が生じたり、切削時にヒビリが発生するということがなく、表面粗さRaが0.52μmになった良好な仕上げ面の切削加工が行えた。 As a result, in the cutting edge-exchangeable cutting tool of Example 1, even in the cutting process with a cutting length of 100 m, the finishing insert and the roughing insert are not damaged or frayed during cutting. A good finished surface with a roughness Ra of 0.52 μm could be cut.
なお、この実施例1における刃先交換式切削工具において、上記の4つの各インサート取付座に仕上げ用インサートを取り付けて同様に切削加工を行った場合、初期の段階で上記の仕上げ用インサートに欠損が生じた。 In addition, in the cutting edge exchangeable cutting tool in the first embodiment, when the finishing insert is attached to each of the four insert mounting seats and the cutting is performed in the same manner, the above-mentioned finishing insert is not defective in the initial stage. occured.
(実施例2)
実施例2の刃先交換式切削工具においても、上記の実施例1と同様に、直径が200mmの工具本体を用い、この工具本体の先端側外周部に、周方向に所要間隔を介して4つの切り屑ポケットを設け、各切り屑ポケットにおけるインサート取付座に対して、略四角形状になった荒削り用インサートと仕上げ用インサートとをそれぞれカートリッジを介して交互に2枚取り付けるようにした。
(Example 2)
Also in the cutting edge exchangeable cutting tool of the second embodiment, similarly to the first embodiment, a tool body having a diameter of 200 mm is used. A chip pocket was provided, and two rough cutting inserts and finishing inserts each having a substantially quadrangular shape were mounted alternately on the insert mounting seat in each chip pocket via a cartridge.
ここで、この実施例2においては、上記の荒削り用インサートとして、微粒子超硬合金で構成されたインサート(ロックウェルA硬度91.8)の表面にPVD法によってTiAlCrN被膜をコーティングさせたものを用いる一方、上記の仕上げ用インサートとして、微粒子超硬合金で構成されたインサート(ロックウェルA硬度92.9)の表面にPVD法によってTiAlCrN被膜をコーティングさせたものを用いた。 Here, in this Example 2, as the rough cutting insert, an insert (Rockwell A hardness 91.8) made of a fine cemented carbide is coated with a TiAlCrN film by the PVD method. On the other hand, as the above-described finishing insert, an insert (Rockwell A hardness 92.9) made of a fine cemented carbide was coated with a TiAlCrN film by the PVD method.
そして、この実施例2においては、上記の荒削り用インサートにおいて、その荒削り用コーナー刃における半径方向に対する傾斜角θ1を26.6°、軸方向の高さh1を0.5mm、半径方向の長さc1を1.0mmにした。 In the second embodiment, in the roughing insert, the angle of inclination θ1 with respect to the radial direction of the roughing corner blade is 26.6 °, the height h1 in the axial direction is 0.5 mm, and the length in the radial direction. c1 was set to 1.0 mm.
また、上記の仕上げ用インサートにおいては、軸方向先端側に向けて凸の円弧状になった仕上げ用底刃の曲率半径Rを180mm、仕上げ用コーナー刃における半径方向に対する傾斜角θ2を45°、軸方向の高さh2を2.2mm、半径方向の長さc2を2.2mmにした。 Further, in the above-described finishing insert, the curvature radius R of the finishing bottom blade that is in the shape of a convex arc toward the tip end side in the axial direction is 180 mm, the inclination angle θ2 with respect to the radial direction of the corner blade for finishing is 45 °, The height h2 in the axial direction was set to 2.2 mm, and the length c2 in the radial direction was set to 2.2 mm.
また、仕上げ用底刃が荒削り用底刃よりも軸方向先端側に突出する突出量xを0.1mm、荒削り用外周刃が仕上げ用外周刃よりも半径方向に突出する突出量Eを0.3mmにした。 Further, the amount of protrusion x that the finishing bottom blade protrudes in the axial direction from the roughing bottom blade is 0.1 mm, and the amount of protrusion E that the roughing outer blade protrudes in the radial direction from the finishing outer blade is 0. 3 mm.
そして、この実施例2の刃先交換式切削工具においては、FC300で構成された被削材に対して、切削速度Vcを180m/min,横方向の送り速度Vfを1140mm/min,仕上げ用インサート及び荒削り用インサートにおける1刃当りの送り量fzをそれぞれ2mm/刃、軸方向の切込みを0.3mm、半径方向の切込みを160mmにして切削加工を行った。 In the cutting edge-exchangeable cutting tool of Example 2, the cutting speed Vc is 180 m / min, the lateral feed speed Vf is 1140 mm / min, the finishing insert Cutting was performed with a feed rate fz per blade in the roughing insert set to 2 mm / tooth, an axial cut of 0.3 mm, and a radial cut of 160 mm.
この結果、この実施例2の刃先交換式切削工具においては、切削長120mの切削加工においても、仕上げ用インサートや荒削り用インサートに欠損が生じたり、切削時にヒビリが発生するということがなく、表面粗さRaが1.5μmになった良好な仕上げ面の切削加工が行えた。 As a result, in the cutting edge-replaceable cutting tool of the second embodiment, even in the cutting process with a cutting length of 120 m, the finishing insert and the roughing insert are not damaged, and no cracking occurs during cutting. A good finished surface with a roughness Ra of 1.5 μm could be cut.
10 工具本体
11 取付穴
12 切り屑ポケット
13 インサート取付座
20 荒削り用インサート
20a カートリッジ
20b 調製ネジ
21 荒削り用底刃
22 荒削り用外周刃
23 荒削り用コーナー刃
30 仕上げ用インサート
30a カートリッジ
30b 調製ネジ
31 仕上げ用底刃
32 仕上げ用外周刃
33 仕上げ用コーナー刃
h1 荒削り用コーナー刃の軸方向の高さ
θ1 荒削り用コーナー刃の半径方向に対する傾斜角
c1 荒削り用コーナー刃の半径方向の長さ
h2 仕上げ用コーナー刃の軸方向の高さ
θ2 仕上げ用コーナー刃の半径方向に対する傾斜角
c2 仕上げ用コーナー刃の半径方向の長さ
E 荒削り用外周刃が仕上げ用外周刃よりも半径方向に突出した量
x 仕上げ用底刃が荒削り用底刃よりも軸方向先端側に突出した量
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