(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
すくい面と逃げ面の間の稜辺に切刃が形成され、ノーズ部のブレーカ溝内の中央部位に前記ノーズ部の先端側に向かって形成されたブレーカ突起を有し、該ブレーカ突起には、その上面から前記ブレーカ溝に向かって傾斜する左右対称な一対の傾斜面が形成され、これらの傾斜面が前記ノーズ部の先端側で交わってエッジ状稜線を形成した切削インサートにおいて、
前記一対の傾斜面は、前記エッジ状稜線に対して左右対称に配置された一対の傾斜前面と、これらの傾斜前面にそれぞれ隣接する一対の傾斜側面とからなり、一方の前記傾斜前面と一方の前記傾斜側面とが交わる部分および他方の前記傾斜前面と他方の前記傾斜側面とが交わる部分には、傾斜稜線がそれぞれ形成されており、
前記ブレーカ突起の上面と一方の前記傾斜前面との稜線と、前記ブレーカ突起の上面と他方の前記傾斜前面との稜線とのなす水平角θが７０°〜１５０°であり、
前記ブレーカ突起の上面先端から先端切刃のノーズ最先端までの水平距離をＬとし、
前記傾斜前面と傾斜側面との前記傾斜稜線のうち、一方の傾斜稜線と前記ブレーカ突起の上面との交点から、他方の傾斜稜線と前記ブレーカ突起の上面との交点までの距離である上面先端部の巾をＰとした時に、０．２Ｌ≦Ｐ≦０．４Ｌの関係式を満たすことを特徴とする切削インサート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延軟鉄や冷間圧延板等、切削加工を行うと切屑が切断されずに連続しやすい材料に用いられる金属加工用の切削インサートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来より、延性の大きい上記のような材料を切削加工により切断するには多角形板状体のノーズの先端近傍にブレーカ溝と該ブレーカ溝に連続するブレーカ突起を形成したものが用いられてきた。
【０００３】
このような切削インサートにおいて、ノーズの形状は、切刃ノーズＲの先端からその外側に沿って、切刃とブレーカ溝の底面との段差が徐々に小さくなり、且つ、すくい角も徐々に小さくなるものあった。
【０００４】
代表的には、ノーズ先端から上記ブレーカ突起の立ち上がりまでの距離が約０．４ｍｍでブレーカ溝の深さが０．１ｍｍ、ブレーカ溝内のすくい面のすくい角が１５°程度のものが使用されてきた。
【０００５】
しかしながら、上記従来の切削インサートでは、切屑がブレーカ突起で曲げられることなく、延びたまま排出されることを完全に解決するには到らず、特に、シャフトの段部を加工する際に、この切屑の延びが大いに問題であった。
【０００６】
これは、段部の隅部位にＲ面が残っていて、水平方向から垂直方向に或いはその反対方向に加工方向を変化させるとき、一時的に切り込み量が増大する。このため、切屑処理能力を越えて切削加工を行うという結果になるためであった。
【０００７】
此のように切屑が延出してしまうと、工作機械の回転センターに絡みつき作業を中断させたり、或いは、刃先に絡みついて切刃欠損の原因になるなど、重大なる問題を引き起こしていた。
【０００８】
【発明の目的】
上記従来技術の課題に鑑み本発明は、熱間圧延軟鉄や冷間圧延板等、切削加工を行うと切屑が切断されずに連続しやすい材料でも、切刃を螺旋状に確実にカールさせ安定的に排出することができる切削インサートを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明者は、鋭意研究の結果、ブレーカ突起の前面を左右対象に分割するエッジ状稜線をブレーカ突起に設けることにより、このエッジ状稜線が切屑のブレーキング作用に大きな役割を果たし、螺旋状に確実にカールさせ安定的に排出することができることを見い出した。また、このような切削インサートにおいて、ブレーカ突起の巾を小さくすることで、上記ブレーキング作用の効果が一層確実になることを見い出した。
【００１０】
したがって、本発明は、すくい面と逃げ面の間の稜辺に切刃が形成され、ノーズ部のブレーカ溝内の中央部位に前記ノーズ部の先端側に向かって形成されたブレーカ突起を有し、該ブレーカ突起には、その上面から前記ブレーカ溝に向かって傾斜する左右対称な一対の傾斜面が形成され、これらの傾斜面が前記ノーズ部の先端側で交わってエッジ状稜線を形成した切削インサートにおいて、前記一対の傾斜面は、前記エッジ状稜線に対して左右対称に配置された一対の傾斜前面と、これらの傾斜前面にそれぞれ隣接する一対の傾斜側面とからなり、一方の前記傾斜前面と一方の前記傾斜側面とが交わる部分および他方の前記傾斜前面と他方の前記傾斜側面とが交わる部分には、傾斜稜線がそれぞれ形成されており、前記ブレーカ突起の上面と一方の前記傾斜前面との稜線と、前記ブレーカ突起の上面と他方の前記傾斜前面との稜線とのなす水平角θが７０°〜１５０°であり、前記ブレーカ突起の上面先端から先端切刃のノーズ最先端までの水平距離をＬとし、前記傾斜前面と傾斜側面との前記傾斜稜線のうち、一方の傾斜稜線と前記ブレーカ突起の上面との交点から、他方の傾斜稜線と前記ブレーカ突起の上面との交点までの距離である上面先端部の巾をＰとした時に、０．２Ｌ≦Ｐ≦０．４Ｌの関係式を満たすことを特徴とする切削インサートを提供せんとするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１３】
図１乃至４に本実施形態の切削インサート１０を示し、この切削インサート１０の全体形状はノーズ部４の刃先角度が比較的大きめの菱形形状をなし、すくい面と逃げ面２の稜辺に切刃３が形成されている。また、ノーズ部４には、切刃３に連続してブレーカ溝６、そして該ブレーカ溝６の中央部位には座り面７に連続するブレーカ突起８が形成されている。
【００１４】
図２は、図１の領域Ｙの拡大平面図で、同図（ａ）に示すように、ノーズ部４は湾曲状の先端切刃３ａの両側に直線状の横切刃３ｂを備えている。また、ノーズ先端に臨むブレーカ突起８はその前面側に、エッジ状稜線８ａに対して左右対象に配置された一対の突起前面（傾斜前面）８ｂ、８ｂを備えている。これらの突起前面８ｂ，８ｂには、傾斜側面がそれぞれ隣接している。また、一方の突起前面８ｂと一方の傾斜側面とが交わる部分および他方の突起前面８ｂと他方の傾斜側面とが交わる部分には、傾斜稜線がそれぞれ形成されている。上記エッジ状稜線８ａは、切屑のブレーキング作用に大きな役割を果たし、粘性の高い金属材料でも確実に切屑をカールせしめる。また、一対の突起前面８ｂ、８ｂは、両面がなす水平角θが７０°〜１５０°になるように配置される。これは水平角θが７０°未満でも、或いは１５０°より大きくても、切屑のブレーキング作用が不十分となり、切屑処理能が低下するためである。なお、上記水平角θとしては８０°〜１４０°であることがより好ましい。
【００１５】
また、同図（ｂ）（ｃ）にブレーカ突起８の略図を示すように、ブレーカ突起８は、前記エッジ状稜線８ａが中央に２個あるもの（同図（ｂ））、突起前面８ｂが凹曲面状に形成されたもの（同図（ｂ））、或いは、突起前面８ｂが凸曲面状に形成されたもの（同図（ｃ））など、任意の形態とすることができる。 さらに、ブレーカ突起８は、その上面先端から先端切刃３ａのノーズ最先端Ｄまでの水平距離をＬ、２本の傾斜稜線のうちの一方の傾斜稜線とブレーカ突起８の上面との交点から、他方の傾斜稜線とブレーカ突起８の上面との交点までの距離である上面先端部の巾をＰとした時に、０．２Ｌ≦Ｐ≦０．４Ｌを満たすよう配置されていることが好ましい。この時、Ｐ＜０．２Ｌの場合、ブレーカ突起の巾が非常に小さくなり、強度的に弱くなってしまう恐れがある。他方、Ｐ＞０．４Ｌの場合、壁きわ加工などで切屑がブレーカ突起８を乗り越えて伸びてしまう恐れがあるためである。
【００１６】
図３の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図２におけるＡ−Ａ線図、Ｂ−Ｂ線図、Ｃ−Ｃ線図であり、それぞれノーズ最先端Ｄ、ノーズ最先端Ｄから先端切刃３ａにかけての中間点Ｅ、横切刃５ｂにおける断面図を示す。図３（ａ）（ｂ）に示すように、ノーズ最先端Ｄの切刃３とブレーカ溝６の段差Ｊは、上記中間点（ノーズ最先端Ｄから先端切刃３ａにかけての）での切刃３とブレーカ溝６との段差Ｋより大きい。すなわち、ノーズ最先端Ｄの真後ろのブレーカ溝６が両横部位に対し凹状に深くなっている。これにより、最も大きな切削抵抗を受けるノーズ最先端Ｄでの切屑抵抗を小さくするとともに、この付近での切屑とブレーカ溝６の溝面の接触面積が小さくなり、切屑からの切削抵抗も小さくなる。
【００１７】
また、横切刃３ｂは、図３（ｃ）に示すようにすくい角α°を５°以上と大きくなし、加えて、図４に示すように横切刃３ｂをノーズ最先端Ｄから離れる方向に下り角度β＝４°〜８°で形成したことにより、Ｒ加工や倣い加工など、切り込み変動が起こり易い種類の加工において、切り込み量が多くて流れやすい切屑でも、横切刃部分でらせん状に確実にカールさせる。すなわち、引きの加工や、押しの加工でも流れ易い巾広の切屑はブレーカ突起８を越えようとするよりも、ワークから離れていく方向でブレーカ突起８に沿って斜めに流れ、その結果、切屑の流れがスムーズであるとともに、らせん状にカールされて切断され易く、かつ切削抵抗も小さい。したがって、上記切削インサート１０は、引きの加工においても押しの加工においても切屑がブレーカ突起８に確実に当たり、カールして安定的に排出され、さらに、段部の隅部位を加工する際など急激に切り込み量が変化する場合などでも、良好に切屑を処理する。
【００１８】
なお、上記ノーズ最先端Ｄ、並びに、該ノーズ最先端から先端切刃の横端Ｆにかけての中間点Ｅにおける切刃とブレーカ溝の底面との段差Ｊ，Ｋについては、Ｊ＝０〜０．０４ｍｍ、且つ、（Ｊ−Ｋ）＝０．０２〜０．０６ｍｍの関係式を満たすことが好ましい。上記Ｋが０ｍｍ未満（ポジ状）の場合、切削抵抗が大きくなる傾向があり、しかも、切屑が伸び易くなる恐れがある。他方、０．０６ｍｍより大きい場合も切屑処理が不良となる恐れがある。また、（Ｊ−Ｋ）が０．０２ｍｍ未満では、切屑処理が不良となり、他方、０．０６ｍｍより大きい場合も切屑処理が不良となる恐れがある。
【００１９】
次に、横切刃３ｂのすくい角α°について、α°が５°より小さい場合、切屑がブレーカ突起８を乗り越えやすくなる恐れがある。なお、このα°が１５°を越えると、バリの発生の恐れがある。また、この横切刃３ｂのすくい角α°は、ノーズ最先端Ｄのすくい角γ°（図３（ｃ）参照）よりも大きいことが好ましい。これは、これらα°、γ°がα°≦γ°である場合、切屑がワークから離れる方向に流れ難くなるためである。また、横切刃３ｂの前記下り角β°が４°未満の場合、或いは８°より大きい場合、切屑処理が悪くなる恐れがある。
【００２０】
以上、本発明の実施形態を具体的に例示したが、本発明は、この実施形態に限定されるものでなく、発明の目的を逸脱しない限り、任意の形態とすることができることは言うまでもない。
【００２１】
実施例
上記図１乃至４に示す切削インサート１０において、先端切刃３ａ部分の前記切刃３とブレーカ溝の段差Ｋ，Ｊおよび（Ｊ−Ｋ）をそれぞれ、０ｍｍ、０．０２ｍｍ、０．０２ｍｍ、横切刃３ｂのすくい角α°、ノーズ最先端Ｄのすくい角γ°をそれぞれ５°、１２°とした。さらに、ブレーカ突起８の突起前面８ｂ、８ｂのなす水平角θ、ブレーカ突起８の上面先端部位の幅Ｐと、ブレーカ突起８の上面先端からノーズ先端までの水平距離Ｌにつき、θとＰ／Ｌをそれぞれ表１のように違えた試料を作製し、以下の条件で加工試験を行った。なお、ブレーカ突起８の形状としては図２（ａ）に示すものとした。
【００２２】
切削条件
Ｖ＝４００ｍ／ｍｉｎ
ｄ＝１〜４ｍｍ（可変）
ｆ＝０．７ｍｍ／ｒｅｖ
被削材：ＳＰＨＥ（ＪＩＳ）
工具形状：ＴＮＭＧ１６０４０４
切削液：無
また、前記横切刃３ｂの下り角β°は６°一定とした。加工形態はＲ加工と倣い加工の両方とした。
【００２３】
これらの加工において、切削抵抗の大小と切屑処理能を観察評価した。切削抵抗については、切屑の色で、大（青色）、中（茶褐色）、小（青色）と評価した。また、切屑処理能は、良好☆、良○、不良△、悪×の４段階で評価した。これらの結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１から明らかなように、本発明実施例品である、試料Ｎｏ．２〜６、８〜１０は切削抵抗、切屑処理能ともに成績が良かった。これに対して、ブレーカ突起８の突起前面８ｂ、８ｂのなす水平角θが本発明の範囲外にある試料Ｎｏ．１、７は切削抵抗は小さかったものの、切屑が伸び易く、切削処理能が若干劣ることが判った。また、前記Ｐ／Ｌが本発明の範囲外にある試料Ｎｏ．１１は、切削抵抗も大きく、また、切屑が伸び易く、切削処理能が若干劣ることが判った。
【００２６】
【発明の効果】
叙上のように、本発明によれば、熱間圧延軟鉄や冷間圧延板等の粘い金属材料の切削加工においても、切屑からの切削抵抗も小さく、また、切屑がブレーカ突起で確実にカールされ、螺旋状に排出するので切屑処理能も良好である。特に、Ｒ加工や倣い加工など、切り込み変動が起こり易い種類の加工においても切屑処理能が優れるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切削インサートの斜視図である。
【図２】（ａ）は図１の領域Ｙの拡大上面図であり、（ｂ）（ｃ）はブレーカ突起の形状例を示す略図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線図、Ｂ−Ｂ線図、Ｃ−Ｃ線図である。
【図４】図１の領域Ｙの拡大側面図である。
【符号の説明】
１０          切削インサート
１            すくい面
２            逃げ面
３            切刃
３ａ          先端切刃
３ｂ          横切刃
４            ノーズ部
６            ブレーカ溝
７            座り面
８            ブレーカ突起
８ａ          エッジ稜線
Ｙ            領域
Ｄ            ノーズ最先端
Ｆ            先端切刃の横端
Ｅ            ＤからＦにかけての中間点
α，γ        切刃すくい角
β            下り角
θ            水平角
Ｌ            ブレーカ突起の上面先端からノーズ先端までの水平距離
Ｐ            ブレーカ突起の上面先端部位の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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