(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状をなす工具本体の先端外周に、切れ刃を有するとともに中央部に取付孔を貫通形成された多角形平板状の切削インサートが、複数周方向に互いに間隔をあけて取付ねじにより着脱自在に装着され、前記工具本体がその軸線回りに回転されて被削材を切削加工する刃先交換式回転工具であって、
前記工具本体の先端部には、前記切削インサートの外形に対応する多角形状の基台が該切削インサートに対応して複数設けられ、
前記基台の回転方向前面には、前記切削インサートが装着されるインサート取付部が設けられ、
前記インサート取付部には、前記取付ねじが螺着されるねじ孔の開口外周に配置されて前記切削インサートの着座面が当接される底面と、前記切削インサートの外周面が当接される壁面とが設けられ、
前記インサート取付部の底面の外周は面取りされて傾斜部とされ、
前記インサート取付部の前記底面と前記傾斜部とが交差する稜線が、前記底面を正面から見た際に、前記基台の一辺に対応する部分が外方へ張り出す凸状に形成され、
前記稜線は、前記底面を正面から見た際に、前記基台の各辺に対応する部分がそれぞれ外方へ張り出す凸曲線状とされ、かつそれら稜線どうしが連続して全体で円弧状をなすように形成されていることを特徴とする刃先交換式回転工具。
【請求項２】
前記切削インサートは、前記切れ刃が表裏に互いに対をなすように形成され、
前記切れ刃は、前記着座面よりも厚さ方向外方へ突出して形成され、
切削に寄与する切れ刃とは逆側の切れ刃が前記傾斜部に収納されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式回転工具。
【請求項３】
前記インサート取付部の前記底面の前記壁面に隣接する部分が直線状に切り欠かれていることを特徴とする請求項１または２に記載の刃先交換式回転工具。
【請求項４】
前記切削インサートの着座面は、前記インサート取付部の底面の形状に対応してリング状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の刃先交換式回転工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削インサートが取付ねじにより着脱自在に装着される正面フライス等の刃先交換式回転工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
刃先交換式回転工具として、例えば特許文献１には、盤状をなす工具本体の先端外周に、切れ刃を有するとともに中央部に取付孔を貫通形成された多角形平板状の切削インサートが、複数周方向に互いに間隔をあけて取付ねじにより着脱自在に装着され、工具本体の下部に切削インサートの外形に対応する多角形状の基台が設けられ、基台の回転方向前面に、切削インサートを装着するためのインサート取付部が設けられた構造のものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／１２０１８６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した刃先交換式回転工具のインサート取付部には、取付ねじが螺着されるねじ孔の外周に切削インサートの着座面が当接される底面が形成されており、この底面の外周部は面取りされて傾斜部とされている。そして、底面と傾斜部とが交差する稜線は、底面を正面から見た際に、多角形状である基台の一辺に沿って直線状に形成されていて、この稜線がねじ孔の近くまで接近している。このため、前記刃先交換式回転工具にあっては、インサート取付部の底面の面積を広く確保することができず、切削インサートの良好な着座性が得られないという問題があった。
特に、基台の一辺の中央部近傍は、切れ刃から受ける荷重が最も大になる部分であって最も強度が要求される箇所であるにも拘わらず、この基台の辺の中央部分に対応する底面部分は、底面と傾斜部の稜線が最もねじ孔に接近する箇所であり、構造上幅が狭く、高強度化の要求に応えることが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、インサート取付部の底面の面積を広く確保することができ、特に、多角形状の基台の辺の中央部分に対応する底面部分の面積を広く確保することができ、切削インサートの着座安定性に優れる刃先交換式回転工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の刃先交換式回転工具は、円盤状をなす工具本体の先端外周に、切れ刃を有するとともに中央部に取付孔を貫通形成された多角形平板状の切削インサートが、複数周方向に互いに間隔をあけて取付ねじにより着脱自在に装着され、前記工具本体がその軸線回りに回転されて被削材を切削加工する刃先交換式回転工具であって、前記工具本体の先端部には、前記切削インサートの外形に対応する多角形状の基台が該切削インサートに対応して複数設けられ、前記基台の回転方向前面には、前記切削インサートが装着されるインサート取付部が設けられ、前記インサート取付部には、前記取付ねじが螺着されるねじ孔の開口外周に配置されて前記切削インサートの着座面が当接される底面と、前記切削インサートの外周面が当接される壁面とが設けられ、前記インサート取付部の底面の外周は面取りされて傾斜部とされ、前記インサート取付部の前記底面と前記傾斜部とが交差する稜線が、前記底面を正面から見た際に、前記基台の一辺に対応する部分が外方へ張り出す凸状に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記構成の刃先交換式回転工具にあっては、インサート取付部の底面と傾斜部とが交差する稜線が、底面を正面から見た際に、基台の一辺に対応する部分が外方へ張り出す凸状に形成されており、このように稜線の一部が外方へ張り出した分、インサート取付部の底面の面積を広く確保することができる。
【０００８】
前記稜線は、前記底面を正面から見た際に、前記基台の各辺に対応する部分がそれぞれ外方へ張り出す凸曲線状とされ、かつそれらが連続して全体で円弧状をなすように形成されている。
【０００９】
この場合、インサート取付部の底面は、内側がねじ孔によりまた外側が円弧状をなす稜線によりそれぞれ区画されてリング状に形成される。取付ねじにより固定される際に、切削インサートは底面に強く当接する。この場合、底面がリング状に形成されているため、切削インサートからの荷重は底面全域にほぼ均一に分散されることとなり、切削インサートについて安定した着座性が得られる。
【００１０】
また、切削時において、基台の一辺の中央部近傍は、切れ刃から受ける荷重が最も大になる部分であって強度が要求される箇所であるが、前述したように底面がリング状に形成されるため、基台の一辺の中央部近傍の底面も他の部分と同様の面積を確保することができ、これにより、この部分の強度を他の部分と同程度まで高めることができ、この点においても切削インサートの優れた着座性を確保することができる。
【００１１】
また、前記切削インサートは、前記切れ刃が表裏に互いに対をなすように形成され、前記切れ刃は、前記着座面よりも厚さ方向外方へ突出して形成されていることが好ましく、切削に寄与する切れ刃とは逆側の切れ刃が前記傾斜部に収納されていることが好ましい。
【００１２】
このように切れ刃が着座面よりも突出する場合、切れ刃の背面側に幅広のブレーカ部を形成することができるため、鋼等のような靱性に富む被削材を加工するときに有利になる。ここでは、このように切れ刃が着座面より突出する場合でも、インサート取付部の底面の外周部が面取りされて傾斜部とされているため、切削に寄与する切れ刃とは逆側の切れ刃つまりインサート取付部に対向する裏側の切れ刃が傾斜部に沿って収納されることとなり、裏側の切れ刃がインサート取付部に干渉することはない。
つまり、靱性に富む被削材を加工するための切れ刃が着座面よりも突出する切削インサートであっても、インサート取付部に好適に取り付けることができる。
また、前記インサート取付部の前記底面と前記壁面に隣接する部分に直線状の切り欠きが形成されていることが好ましい。
さらに、前記切削インサートの着座面は、前記インサート取付部の底面の形状に対応してリング状に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、インサート取付部の底面と傾斜部とが交差する稜線が、底面を正面から見た際に、基台の一辺に対応する部分が外方へ張り出す凸状に形成されており、このように稜線が外方へ張り出した分、インサート取付部の底面の面積を広く確保することができ、もって、切削インサートの着座安定性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の刃先交換式回転工具の一実施形態である刃先交換式フライスを先端外周側から見た斜視図である。
【図２】図１に示す刃先交換式フライスの正面図である。
【図３】図１に示す刃先交換式フライスの工具本体を先端外周側から見た斜視図である。
【図４】図１に示す刃先交換式フライスから切削インサートを取り外した状態を示す拡大斜視図である。
【図５】図１に示す刃先交換式フライスに取り付けられる切削インサートの斜視図である。
【図６】図１に示す刃先交換式フライスに取り付けられる切削インサートの正面図である。
【図７】図１に示す刃先交換式フライスに取り付けられる切削インサートの側面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図１に示す刃先交換式フライスから切削インサートを取り外した状態を示すある方向から見た拡大図である。
【図１０】図９のＸ―Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、図１０のＸＩ円部の拡大図であって、種々の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１ないし図３は、本発明の刃先交換式回転工具の一実施形態である刃先交換式フライスを示すものであり、図１は刃先交換式フライスを先端外周側から見た斜視図、図２は刃先交換式フライスの正面図、図３は刃先交換式フライスの工具本体を先端外周側から見た斜視図、図４は図１に示す刃先交換式フライスから切削インサートを取り外した状態を示す拡大斜視図である。
なお、刃先交換式フライス１には切削インサート１０が装着されているが、この刃先交換式フライス１は主に金属加工用として用いられる。
【００１６】
図１〜図３に示すように、刃先交換式フライス１は、その工具本体２が軸線Ｏを中心とした概略円盤状をなし、この工具本体２の径方向中央には、軸線Ｏに沿って基端側（ここでは、工具本体２の基端側を図２において上側、工具本体２の先端側を図２において下側とする）に延びかつ工具取付孔３ａを有する取付部３が設けられ、この取付部３を介して当該刃先交換式フライス１が図示せぬ工作機械の主軸に取り付けられる。工具本体２の先端側には、取付部３よりも一段拡径された刃部４が設けられ、当該刃先交換式フライス１は、軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられる際に、この刃部４により被削材の切削加工に供される。
【００１７】
また、工具本体２の軸線Ｏ方向に沿う先端側の端部には、該工具本体２の外面が切り欠かれて先端側及び径方向外側に向けて開口するチップポケット６が周方向に間隔を開けて複数形成されている。また、チップポケット６において、工具回転方向Ｔの後方側には、切削インサートの外形に対応する形状の基台７が設けられている。すなわち、ここでは、切削インサートが正７角形をなす板状体であるため、これに対応して、基台７の先端部分は正７角柱の一部をなす形状とされている。
【００１８】
図５は図１に示す刃先交換式フライスに取り付けられる切削インサートの斜視図、図６は図１に示す刃先交換式フライスに取り付けられる切削インサートの正面図、図７は図１に示す刃先交換式フライスに取り付けられる切削インサートの側面図、図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
図５に示すように、切削インサート１０は、超硬合金等の硬質材料からなり正７角形平板状に形成されていて、その中央に取付孔１１ａを有するインサート本体１１を備える。インサート本体１１は、正面視正７角形状とされた表裏一対のすくい面１２と、表裏のすくい面１２の周囲に複数配置されるとともに該すくい面１２に交差して連なる略長方形状の逃げ面となる外周面１３と、これらすくい面１２及び外周面１３の交差稜線に形成され、それぞれ表裏で対をなす複数の切れ刃１４を備える。すくい面１２は、取付孔１１ａの外周に設けられた着座面１５と、この着座面１５から外周に向かうに従い漸次厚さ方向外方へ突出するように傾斜するブレーカ部１６とを備える。
ここで、すくい面１２の各辺に配置された切れ刃１４同士は、該すくい面１２の中心軸回りに互いに回転対称とされている。
【００１９】
すなわち、この実施形態の切削インサート１０は、すくい面１２及び外周面１３の交差稜線に形成された切れ刃１４が、着座面１５よりも厚さ方向外方へ突出して形成されていて、それら切れ刃１４と着座面１５との間に所定の傾斜角度をもって傾斜するブレーカ部１６が比較的幅広に形成されている。このため、このブレーカ部１６によって切屑を容易に切断することができ、靱性に富む被削材であっても加工可能な切削インサートとなっている。
【００２０】
図９は図１に示す刃先交換式フライスから切削インサートを取り外した状態を示すある方向から見た拡大図、図１０は図９のＸ―Ｘ線に沿う断面図である。
図４、図９に示すように、基台７の工具回転方向Ｔの前面には、切削インサート１０を装着させるインサート取付部２０が設けられている。インサート取付部２０には接線方向に沿うようにねじ孔２１が形成され、このねじ孔２１には、切削インサート１０を装着させるための取付ねじ２２が螺合される（図１参照）。また、インサート取付部２０には、ねじ孔２１の開口外周に切削インサート１０の着座面１５が当接される底面２３が設けられ、この底面２３の工具本体の取付部３側に、切削インサート１０の外周面１３が当接される壁面２４Ａ、２４Ｂが互いに所定角度及び所定間隔をあけて設けられている。
【００２１】
切削インサート１０は、着座面１５を底面２３に当接されるとともに外周面１３を壁面２４Ａ、２４Ｂに当接され、この状態で、切削インサート１０の取付孔１１ａに取付ねじ２２が挿入され、その先端がねじ孔２１にねじ込まれることで、当該切削インサート１０がインサート取付部２０に装着される。また、取付ねじ２２を取り外すことで、切削インサート１０はインサート取付部２０から取り外される。
このように、切削インサート１０は工具本体２の先端外周部のインサート取付部２０に着脱自在とされている。
【００２２】
また、インサート取付部２０の底面２３の外周は面取りされていて傾斜部２５が形成されている。具体的には、インサート取付部２０の底面２３のねじ穴２１の中心から、工具本体２を基準にした外側及び下面側にそれぞれ傾斜部２５が形成されている。図１１（ａ）〜（ｃ）は、図１０のＸＩ円部の拡大図であって、傾斜部２５の種々の例を示す図である。
傾斜部２５の例としては、例えば、図１１（ａ）に示すように断面形状が平坦なもの（２５ａ）、図１１（ｂ）に示すように断面形状が単一の半径Ｒを有して丸みを帯びたもの（２５ｂ）、図１１（ｃ）に示すように断面形状が、半径Ｒａの円弧と半径Ｒｂの円弧が連続してつながるように丸みを帯びたもの（２５ｃ）がある。その他、傾斜部２５としては、断面形状が３以上の円弧が連続してつながったものであってもよい。
そして、図４に示すように、底面２３と傾斜部２５とが交差する稜線２６は、底面２３を正面から見た際に、基台７の一辺７Ａに対応する部分が外方へ張り出す凸曲線状とされ、そして、それらが連続して全体で円弧状をなすように形成されている。したがって、インサート取付部２０の底面２３は、内側がねじ孔２１によりまた外側が円弧状をなす稜線２６によりそれぞれ区画されて、全体で略リング状に形成されている。
また、切削インサート１０の着座面１５は、インサート取付部２０の底面２３の形状に対応させて、リング状に形成されている。
なお、図４、図５に示すように、インサート取付部２０の底面２３は、壁面２４Ａ、２４Ｂに隣接する部分がわずかに直線状に切り欠かれており、この点において正確に言えばリング状には形成されていないが、略リング状に形成されていると言える。勿論、壁面２４Ａ、２４Ｂに隣接する部分も凹曲線状に切り欠くことで、底面２３を全体としてリング状に形成してもよい。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態に係る切削インサート１０によれば、切削インサート１０の着座面１５を底面２３に当接されるとともに外周面１３を壁面２４Ａ、２４Ｂに当接され、この状態で、切削インサート１０の取付孔１１ａに取付ねじ２２が挿入され、この取付ねじ２２の先端がねじ孔２１にねじ込まれることで、切削インサート１０がインサート取付部２０に装着される。
【００２４】
このとき、当該切削インサート１０は、靱性に富む被削材であっても加工可能なように、切れ刃１４を着座面１５から切削インサートの厚さ方向外方へ突出して形成されている。このように切削インサート１０は、切れ刃１４を着座面１５から外方へ突出して形成されているにも拘わらず、インサート取付部２０に取り付けられた際に、予め底面２３の外周が面取りされて傾斜部２５が形成されているため、切削に寄与する切れ刃１４とは逆側の切れ刃１４、つまりインサート取付部２０に対向する裏側の切れ刃１４が傾斜部２５に収納されることとなり、裏側の切れ刃１４がインサート取付部２０に干渉するのを未然に防止されている。
【００２５】
また、このとき、インサート取付部２０の底面２３と傾斜部２５とが交差する稜線２６が、底面２３を正面から見た際に、基台７の一辺７Ａに対応する部分が外方へ張り出して
凸曲線状に形成されており、背景技術で説明した、この部分が多角形状である基台の一辺に沿って直線状に形成されたもの（図４中２点鎖線Ｌで示すもの）に比べて、稜線２６が外方へ張り出して形成された分、インサート取付部２０の底面２３の面積を広く確保することができる。この結果、切削インサート１０の着座安定性に優れるものとなる。
【００２６】
加えて、この実施形態では、稜線２６は、底面２３を正面から見た際に、基台７の各辺７Ａに対応する部分がそれぞれ外方へ張り出す凸曲線状とされるとともに、それらが滑らかにつながって全体で円弧状をなすように形成されており、このため、インサート取付部の底面２３は、内側がねじ孔２１によりまた外側が円弧状をなす稜線２６によりそれぞれ区画されてリング状に形成されている。したがって、切削インサートは、取付ねじ２２がねじ込まれてインサート取付部２０に固定される際に、このリング状に形成された底面２３に強く当接される。
【００２７】
この場合、切削インサートの着座面１５が当接される底面２３がリング状に形成されているため、取付ねじ２２をねじ込んだ際に、切削インサート１０から受ける荷重は底面２３全域にほぼ均一に分散されることとなり、切削インサート１０に対し安定した着座性が得られる。
【００２８】
また、切削時において、基台７の一辺７Ａの中央部近傍は、切れ刃１４から受ける荷重が最も大になる部分であって強度が要求される箇所であるが、前述したように底面２３がリング状に形成されるため、基台７の一辺７Ａの中央部近傍の底面２３も他の部分と同様の面積を確保することができ、これにより、この部分の強度を他の部分と同程度まで高めることができ、この点においても切削インサート１０を、より安定した状態で着座させることができる。
【００２９】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、前記実施形態では、切削インサート１０として正７角形平板状のものを用いているが、これに限られることなく、単なる７角形平板状の切削インサートやあるいは他の正多角形あるいは単なる多角形平板状の切削インサートを用いたものにも、本発明は適用可能である。
【００３０】
また、前記実施形態では、底面２３を正面から見た際に、基台７の各辺７Ａに対応する稜線２６部分がそれぞれ外方へ張り出す凸曲線状とするとともに、それら稜線部分が滑らかにつながって全体で円弧状をなすように形成しているが、これに限られることなく、底面２３を正面から見た際に、基台７の各辺７Ａに対応する稜線部分が不連続につながる凸曲線状を描くようにしてもよく、さらに凸曲線状を描くことなく単に直線状の組み合わせによって外方へ張り出すように形成しても良い。
【００３１】
また、本実施形態では、表裏にそれぞれ対をなす切れ刃１４を有する切削インサート１０を例に挙げて説明したが、これに限られることなく、表面にのみ切れ刃１４を有する切削インサートにも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  刃先交換式フライス
２  工具本体
４  刃部
６  チップポケット
７  基台
７Ａ  基台の一辺
１０  切削インサート
１１  インサート本体
１１ａ  取付孔
１２  すくい面
１３  外周面
１４  切れ刃
１５  着座面
１６  ブレーカ部
２０  インサート取付部
２１  ねじ孔
２２  取付ねじ
２３  底面
２４Ａ、２４Ｂ  壁面
２５  傾斜部
２６  稜線
Ｔ  工具回転方向（回転方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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