JP5317789B2

JP5317789B2 - 切削インサートおよび切削工具

Info

Publication number: JP5317789B2
Application number: JP2009078685A
Authority: JP
Inventors: 永波徐
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP2010228053A

Description

本発明は、切削インサートおよび切削工具に関する。

従来、切削インサートにおいて、切削抵抗を低減させる観点から、すくい面のすくい角（すくい面と水平面とのなす角）を大きくすることが行われている。例えば、特許文献１のような、逃げ角（逃げ面と鉛直面とのなす角）が０°であるネガティブ形の切削インサートにおいても、すくい角が設けられている。

しかし、すくい面のすくい角を大きくする程、すくい面と逃げ面との間の角度、すなわち刃先角度が小さくなる。その結果、強度が低下して切刃部分が破損しやすくなるといった問題がある。

特表２００８−５４４８７２号公報

本発明の目的は、切削抵抗が小さく、耐欠損性に優れた切削インサートを提供することにある。

本発明の一態様に係る切削インサートは、すくい面と、逃げ面と、すくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される切刃とを備える切削インサートであって、前記すくい面は、前
記切刃に直交する断面視において、切刃から内方に向かって高さが漸減するような傾斜部と、高さが一定である平坦部とを有し、前記すくい面上における前記傾斜部のみに、前記切刃から連続して内方に向かって延び、上面視において、前記切刃から離れるにつれて幅が大きくなる隆起部が複数形成されることを特徴とする。

ある実施態様においては、前記隆起部は、前記切刃に直交する断面視において、前記切刃から内方に向かって高さが漸減するように形成されていることを特徴とする。

ある実施態様においては、前記隆起部は、前記切刃に直交する断面視において、切刃から内方に向かって高さが漸減するとともに、前記隆起部の稜線の水平面とのなす角が、前記傾斜部の水平面とのなす角に比べて３°以上小さくなるように形成されることを特徴とする。

ある実施態様においては、前記隆起部は、上面視において、長手方向が前記切刃と直交するように形成されることを特徴とする。

ある実施態様においては、前記逃げ面の逃げ角が０°であることを特徴とする。

本発明はまた、切削工具を提供し、この切削工具は、上記切削インサートと、前記該切削インサートが複数装着されるホルダとを備える。

本発明の切削インサートによれば、すくい面上に、切刃から連続して内方に向かって延びる隆起部が形成されているため、すくい面のすくい角を大きくすることによって、刃先角度が小さくなった場合においても、刃先の強度を保ち、切刃の破損を抑制することが可能である。本発明は、特にポジティブ形の切削インサートにおいて有効である。このとき、隆起部が、すくい面上における傾斜部のみに、切刃から連続して内方に向かって延び、上面視において、切刃から離れるにつれて幅が大きくなっていることから、切刃の破損を抑制しつつも、切屑排出の阻害を抑制できる。

本実施形態の切削インサート１の全体斜視図である。図１に示す切削インサート１の（ａ）上面図および（ｂ）側面図である。図２（ａ）の（ａ）Ａ−Ａ断面図および（ｂ）Ｂ―Ｂ断面図である。図２（ａ）の（ａ）Ｃ−Ｃ断面図および（ｂ）Ｄ―Ｄ断面図である。本実施形態の切削インサート１を用いた切削工具の全体斜視図である。

＜切削インサート＞
以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態である切削インサート１（以下、単にインサート１と略す）について説明する。

図１において、インサート１は、略多角形板状の本体部を備えている。この本体部は、すくい面として機能する上面２と、着座面として機能する下面３と、逃げ面として機能する上面２および下面３に垂直な側面４とで構成され、上面２と側面４との交差稜線に切刃５が形成されている。さらにすくい面に相当する上面２上には、切刃５から連続して内方に向かって延びる隆起部６が形成されている。図１に示すインサート１は、具体的には、上面２および下面３の両面をそれぞれすくい面として使用可能な逃げ角が０°のネガティブ形のインサートであり、さらに、下面３と側面４との交差稜線においても切刃５が形成され、この下面側の切刃５においても切刃から連続して内方に向かって延びる隆起部６が形成されている。なお、この下面側の切刃５を用いる場合、下面３をすくい面、上面２を着座面として使用する。

インサート１の本体部の多角形の形状は、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形などの当業者が通常インサートに使用する形状であればよく、特に制限されない。図１〜図３においては、５つの長辺を有する略五角形の形状が用いられている。すなわち、インサート１は５コーナー使いのインサートである。全ての辺を切刃として使用する観点から、各辺の長さが等しいこと（例えば、正方形、正五角形）が好ましい。また、正五角形の場合、切刃長さを確保しつつ、切刃を多く設けることができるとともに、ホルダとの当接面として複数の側面を使用することが可能である。

図１においては、上面２および下面３は、切削抵抗を低減するために、切刃５から内方に向かって高さが漸減するような傾斜部６が形成されている。また、図１および図２に示すように、上面２の略中央部には、下面３に貫通する取付孔７が形成されている。この取付孔７は、インサート１をホルダに固定する目的で形成され、この取付孔７に取付ねじを挿入してホルダにねじ込むことによって固定することができる。

図１において、すくい面である上面２上には、切刃５から連続して内方に向かって延びる隆起部８が形成されている。このように隆起部８が切刃５と連続して形成されることによって、刃先角度が小さくなった場合、すなわち切刃近傍の肉厚（すくい面と逃げ面との間の水平方向の距離）が小さくなった場合においても、切刃の破損（チッピング、欠損など）を抑制することができる。さらにこのような隆起部８を設けることによって、上面から下面の厚みが大きい部分を局所的に増やすことができ、その結果、傾斜部６全体の強度を高めるとともに、傾斜部６から生じる大きな破損を抑制することができる。この隆起部８は、切刃５から生成される切屑の排出を阻害しない程度の大きさで形成される。

隆起部８の上面視における幅は特に制限されない。切屑の排出を抑制する点から、隆起部８の幅は小さいことが好ましい。例えば、図３に示す隆起部８は、細長い棒状のものが配置されている。図３においては、図３（ａ）のＡ−Ａ線おける断面図の隆起部８の幅Ｗ１と、図３（ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図の隆起部８の幅Ｗ２と同じ幅である。隆起部８の幅は、切刃から離れるにつれて大きくしてもよい。すなわち幅Ｗ１に比べて幅Ｗ２が大きくなるような形状であってもよい。このような形状にすることによって、さらに傾斜部６全体の強度を高めることができる。他方、隆起部８の切刃に接続される端部（接続部）の幅は、小さい方が切屑の排出を阻害することを抑制することができる。このように、隆起部８は、図３に示すような棒状に限定されるものではなく、上面視において、逆三角形状、あるいは扇形状であってもよい。

隆起部８は、切刃５に直交する断面視において、切刃５から内方に向かって高さが漸減するように形成されることが好ましい。このような構成により、切削抵抗の増加を最小限に抑えつつ、切刃の破損の抑制などの上記効果を奏することができる。さらに、隆起部８は、図４（ａ）に示すように、隆起部８の稜線の水平面とのなす角αが、図４（ｂ）に示すようなすくい面である上面２の水平面とのなす角βよりも小さくなるような高さを有することがより好ましい。このような構成により、隆起部８が確保され、切刃近傍の肉厚が小さくなることによる切刃近傍の破損を抑制することができる。特に、隆起部８の稜線の水平面とのなす角αと、すくい面である上面２の水平面とのなす角βとの差が３°以上、好ましくは３〜７°とすることが切刃近傍の破損を抑制する点で好ましい。このような構成によって、切刃近傍の破損を十分に抑制することが可能である。なお、隆起部８の稜線は、切刃５より低位となるように形成される。

隆起部８の長さは、特に制限されない。インサート１の補強の点では長いほどよい。他方、切刃５から生成される切屑の排出の阻害が少ない点を考慮すると、短いほうが好ましい。例えば、図１および図２（ａ）においては、隆起部８が、すくい面の傾斜部６のみに形成され、かつ平坦部には形成されていない。このような形状であれば、切刃近傍の破損を抑制することができ、かつ切屑排出の阻害も少なくすることができる。

図１および図２（ａ）においては、隆起部８は、１つの切刃に対して、複数形成されている。このように、隆起部を分割して配置することによって、より効率的に補強することができ、かつ切屑排出性の阻害も少なくなる。

また、切屑の排出性の阻害を抑制する観点から、隆起部８の長手方向を切屑の排出方向に沿って形成することが好ましい。例えば、図１および図２（ａ）においては、隆起部８は、長手方向が切刃５と直交するように形成されている。

図１および図２においては、上面２と側面４との交差稜線および下面３と側面４との交差稜線には、切刃５が形成されている。切刃５は、主切刃５１と、主切刃５１に連続して形成される副切刃５２とからなる。主切刃５１は、切削作用において、切屑生成に主な役割を果たす刃である。他方、副切刃５２は、被削材の仕上げ面粗度向上の目的で形成される。副切刃５２は、本体部の角部に形成され、通常、図１および図２に示すように、直線状である。主切刃５１と副切刃５２との間には丸みを帯びたコーナー切刃を有する場合がある。主切刃５１は、側面視において平行であってもよい。また、副切刃５２も同様に、側面視において平行であってもよい。

図１〜図３においては、側面４は、上面２と下面３とに垂直な面である。上面２または下面３との間に逃げ角を有するような側面であってもよい。

＜切削工具＞
図４は、本発明の第一の実施形態によるインサート１を装着してなる切削工具１１の全体斜視図である。ここで、ホルダ１０の外周先端部に複数の切りくずポケット１３が形成されており、切りくずポケット１３内の各々外周位置にインサート１が取り付けられる。具体的には、インサート１は、回転方向に上面（すくい面）２を向けて最外周に主切刃５１が位置するように装着される。切削工具１１は、ホルダ１０を回転させることによって主切刃５１により切削が行われる。

＜被削加工物の製造方法＞
本発明に係る被削加工物の製造方法は、上記切削工具を回転させて近づける工程と、被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、を包含する。

このような製造方法においては、切削抵抗を低減させるためにすくい角を大きくした場合であっても、切刃近傍の欠損が少ないため、安定に被削加工物を製造することが可能である。具体的には、まず、ホルダ１０にインサート１を装着する。取り付け方法は、例えば、インサート１のすくい面２に形成される中央部のねじ穴に、ねじを挿入することによって行われる。

次いで、ホルダ１０にインサート１を取り付けた後、ホルダ１０の軸心を中心に回転させ、切削工具１１の切刃５を被削材に近づけ、接触させることによって、被削材を切削する。なお、切削工具および被削材については、いずれかを回転させればよい。また、切刃５と被削材とは相対的に近づけばよく、例えば被削材を切削工具１１に近づけてもよい。

その後、被削材から切削工具１１を離間させる。切削加工を継続する場合には、切削工具を回転させた状態を保持して、被削材の異なる箇所を切削工具１１の切刃５に接触させる工程を繰り返せばよい。

以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。

１切削インサート
２上面
３下面
４側面
５切刃
５１主切刃
５２副切刃
６傾斜部
７取付孔
８隆起部
１０ホルダ
１１切削工具

Claims

すくい面と、逃げ面と、すくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される切刃とを備える切削インサートであって、
前記すくい面は、前記切刃に直交する断面視において、切刃から内方に向かって高さが漸減するような傾斜部と、高さが一定である平坦部とを有し、
前記すくい面上における前記傾斜部のみに、前記切刃から連続して内方に向かって延び、上面視において、前記切刃から離れるにつれて幅が大きくなる隆起部が複数形成されることを特徴とする、切削インサート。
前記隆起部は、前記切刃に直交する断面視において、前記切刃から内方に向かって高さが漸減するように形成さ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。
前記隆起部は、前記切刃に直交する断面視において、切刃から内方に向かって高さが漸減するとともに、前記隆起部の稜線の水平面とのなす角が、前記傾斜部の水平面とのなす角に比べて３°以上小さくなるように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の切削インサート。
前記隆起部は、上面視において、長手方向が前記切刃と直交するように形成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかの項に記載の切削インサート。
前記逃げ面の逃げ角が０°であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかの項に記載の切削インサート。
請求項１から５のいずれかの項に記載の切削インサートと、前記該切削インサートが複数装着されるホルダとを備える、切削工具。