(57)【要約】  本発明は、工具本体に着脱可能に装着される切削用インサート（１０）を提供する。インサート（１０）は、第１面（１２）に形成されたすくい面（１８）と正の逃げ角を有する逃げ面（２０）との交差部に形成された切れ刃（２２）を備える。逃げ面（２０）は、主切れ刃（２２ａ）に隣接する主逃げ面（２０ａ）、第一副切れ刃（２２ｂ）に隣接する第一副逃げ面（２０ｂ）および中間切れ刃（２２ｍ）に隣接すると共に該主逃げ面と該第一副逃げ面との間に延在する中間逃げ面（２０ｍ）を有する。中間逃げ面は、第１面（１２）から延在する凸状の湾曲逃げ面（２０ｄ）を備える。湾曲逃げ面（２０ｄ）とすくい面（１８）との交差部は、所定の曲率半径を有し、かつ、該湾曲逃げ面（２０ｄ）と第２面（１４）との交差部と実質的に同じ形状を有する。
2010147157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体に着脱可能に装着される切削用インサートにおいて、
すくい面が形成された第１面と、
該第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面との間に延在する周側面であって正の逃げ角を有する逃げ面が形成されている周側面と、
前記すくい面と前記逃げ面との交差部に形成された切れ刃と
を備え、
前記逃げ面は、該切削用インサートの所与のコーナに関して形成され、主逃げ面、第一副逃げ面および該主逃げ面と該第一副逃げ面との間に延在する中間逃げ面を有し、
前記切れ刃は、前記主逃げ面と前記すくい面との交差部に形成された主切れ刃、前記第一副逃げ面と前記すくい面との交差部に形成された第一副切れ刃、および前記中間逃げ面と前記すくい面との交差部に形成されて該主切れ刃および該第一副切れ刃につながる中間切れ刃を有し、
前記中間逃げ面は、前記第１面から前記第２面まで延在する凸状の湾曲逃げ面を備え、
該湾曲逃げ面と前記すくい面との交差部が、所定の曲率半径を有し、かつ、該湾曲逃げ面と前記第２面との交差部と実質的に同一形状を有することを特徴とする切削用インサート。
【請求項２】
前記湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部に平行である前記湾曲逃げ面の部分の形状は、該湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部の形状と実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載の切削用インサート。
【請求項３】
前記湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部に形成された弧状切れ刃の法線方向に沿う各断面に関して、前記湾曲逃げ面の逃げ角は、前記弧状切れ刃を２等分する２等分断面で最大であり、該２等分断面から前記弧状切れ刃の両端部側へ遠ざかるにしたがいしだいに小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載の切削用インサート。
【請求項４】
前記第一副切れ刃および前記第一副逃げ面を２等分するように定められる平面を２等分面として定義するとき、前記湾曲逃げ面は、前記第１面から前記第２面に向かうにしたがって該２等分面との距離が変化するように延在することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の切削用インサート。
【請求項５】
前記所定の曲率半径は、０．４ｍｍ以上かつ２．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の切削用インサート。
【請求項６】
前記中間逃げ面は、前記湾曲逃げ面と前記主逃げ面との間に延在する面取コーナ逃げ面を有し、
前記湾曲逃げ面と前記第１面との交差部は、前記第一副逃げ面と前記第１面との交差部に接線方向で滑らかにつながり、かつ、前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との交差部に接線方向で滑らかにつながることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の切削用インサート。
【請求項７】
前記第一副逃げ面と前記第１面との前記交差部に沿った延長線は、前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との前記交差部に沿った延長線と１４５°以上かつ１７０°以下の角度を成すことを特徴とする請求項６に記載の切削用インサート。
【請求項８】
前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との交差部の長さは、０．４ｍｍ以上かつ前記第１面における内接円直径の１４％以下であることを特徴とする請求項６または７に記載の切削用インサート。
【請求項９】
前記第１面は略多角形形状を有し、
前記切れ刃は前記第１面と前記周側面との前記交差部全体に連続的に延在し、割出可能であり、
前記逃げ面は前記周側面の全体に延在する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の切削用インサート。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の切削用インサートと、該切削用インサートが着脱可能に装着されて中心軸線まわりに回転させられる工具本体とを備えた正面フライスにおいて、
前記切削用インサートは、前記第一副切れ刃が前記中心軸線と実質的に直角を成すように延在し、軸方向すくい角が正および径方向すくい角が負となるように、前記工具本体に装着されることを特徴とする正面フライス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削用インサートおよびこれを装着する正面フライスに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、割出可能であり、両面に切れ刃を備える正面フライス用のインサートを開示する。このインサートは、第１の逃げ面に隣接する切り屑除去用の主切れ刃と第２の逃げ面に隣接する表面切削用の二次切れ刃とを備えている。主切れ刃は二次切れ刃の延長方向における仮想直線と４５°の角度をなしている。第１の逃げ面と第２の逃げ面との間の第３の逃げ面に隣接する中間切れ刃は、主切れ刃と二次切れ刃との間に形成され、主切れ刃よりも短く、前記仮想直線と４５°より小さな角度を成す。中間切れ刃は、凸な逃げ面に隣接するアーチ状部分切れ刃を経て隣接する主および二次切れ刃に移行する。なお、このインサートでは、上面は側面と概ね直角を成し、下面は側面と概ね直角を成す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−００６５７９号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、正面フライス用のインサートの中には、正の逃げ角を有する逃げ面が形成されているインサートがある。このようなインサートにおいて、切れ刃の耐久性を向上させ、具体的には切れ刃の欠けを生じ難くすることは、加工効率向上の点から重要である。
【０００５】
そこで、本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、切れ刃に欠けが生じることを抑制し、結果としてその寿命の延長を可能とする、切削用インサートを提供することを目的とする。また、本発明は、このような切削用インサートが装着される正面フライスを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、工具本体に着脱可能に装着される切削用インサートを提供し、この切削用インサートは、すくい面が形成された第１面と、該第１面に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面との間に延在する周側面であって正の逃げ角を有する逃げ面が形成されている周側面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差部に形成された切れ刃とを備え、前記逃げ面は、該切削用インサートの所与のコーナに関して形成され、主逃げ面、第一副逃げ面および該主逃げ面と該第一副逃げ面との間に延在する中間逃げ面を有し、前記切れ刃は、前記主逃げ面と前記すくい面との交差部に形成された主切れ刃、前記第一副逃げ面と前記すくい面との交差部に形成された第一副切れ刃、および前記中間逃げ面と前記すくい面との交差部に形成されて該主切れ刃および該第一副切れ刃につながる中間切れ刃を有し、前記中間逃げ面は、前記第１面から前記第２面まで延在する凸状の湾曲逃げ面を備え、該湾曲逃げ面と前記すくい面との交差部が、所定の曲率半径を有し、かつ、該湾曲逃げ面と前記第２面との交差部と実質的に同じ形状を有する。
【０００７】
前記湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部に平行である前記湾曲逃げ面の部分の形状は、該湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部の形状と実質的に同じであるとよい。
【０００８】
前記湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部に形成された弧状切れ刃の法線方向に沿う各断面に関して、前記湾曲逃げ面の逃げ角は、前記弧状切れ刃を２等分する２等分断面で最大であり、該２等分断面から前記弧状切れ刃の両端部側へ遠ざかるにしたがいしだいに小さくなるとよい。
【０００９】
前記第一副切れ刃および前記第一副逃げ面を２等分するように定められる平面を２等分面として定義するとき、前記湾曲逃げ面は、前記第１面から前記第２面に向かうにしたがって該２等分面との距離が変化するように延在するとよい。
【００１０】
前記所定の曲率半径は、０．４ｍｍ以上かつ２．５ｍｍ以下であるとよい。
【００１１】
前記中間逃げ面は、前記湾曲逃げ面と前記主逃げ面との間に延在する面取コーナ逃げ面を有し、前記湾曲逃げ面と前記第１面との交差部は、前記第一副逃げ面と前記第１面との交差部に接線方向で滑らかにつながり、かつ、前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との交差部に接線方向で滑らかにつながるとよい。
【００１２】
前記第一副逃げ面と前記第１面との前記交差部に沿った延長線は、前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との前記交差部に沿った延長線と１４５°以上かつ１７０°以下の角度を成すとよい。
【００１３】
前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との交差部の長さは、０．４ｍｍ以上かつ前記第１面における内接円直径の１４％以下であるとよい。
【００１４】
前記第１面は略多角形形状を有し、前記切れ刃は前記第１面と前記周側面との前記交差部全体に連続的に延在し、割出可能であり、前記逃げ面は前記周側面の全体に延在するとよい。
【００１５】
また、本発明は、上記したような切削用インサートと、該切削用インサートが着脱可能に装着されて中心軸線まわりに回転させられる工具本体とを備えた正面フライスを提供する。この正面フライスでは、前記切削用インサートは、前記第一副切れ刃が前記中心軸線と実質的に直角を成すように延在し、軸方向すくい角が正および径方向すくい角が負となるように、前記工具本体に装着されるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る切削用インサートの正面図である。
【図２】図２は、図１に示す切削用インサートの背面図である。
【図３】図３は、図１に示す切削用インサートの側面図である。
【図４】図４は、図１に示す切削用インサートを一のコーナ方向からみた側面図である。
【図５】図５は、図１の切削用インサートのコーナの形状を説明するための、図１の円Vで囲った領域の拡大図である。
【図６】図６は、図１の切削用インサートのコーナの形状を説明するための、図２の円VIで囲った領域の拡大図である。
【図７】図７は、図１に示す切削用インサートを装着した正面フライスの正面図である。
【図８】図８は、図７に示す正面フライスの下面図である。
【図９】図９は、図７の正面フライスにおける、任意の１つの切削用インサートに関する部分的な分解斜視図である。
【図１０】図１０は、図７の正面フライスにおける切削加工時の所与の切削用インサートの状態を説明するための拡大模式図である。
【図１１】図１１は、図１の切削用インサートを具現化した発明品の加工長と逃げ面最大摩耗幅との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態に係る切削用インサート（以下、インサート）１０は、図１〜図６に模式的に表され、それらを参照して説明される。インサート１０は略正方形の板状である。このインサート１０は、正面フライス用のインサートである。
【００１９】
インサート１０は、反対の位置にある２つの端面１２、１４と、それらの間に延在する周側面１６とを備える。２つの端面１２、１４は、第１面としての上面１２、および、第１面に対向する第２面としての下面１４である。インサート１０では、上面１２および下面１４を貫通するように延びる軸線Ａが定められる。
【００２０】
インサート１０の上面１２にはすくい面１８が形成される。上面１２は略正方形形状を有し、軸線Ａに関して回転対称性を有する。ここでは上面１２は略平坦に形成されている。下面１４は、後述する工具本体のインサート取付座への着座面として機能するように形成されている。ここでは下面１４は略平坦に形成されている。第１面である上面１２は第２面である下面１４よりも広く、周側面１６は上面１２との交差部から下面１４との交差部に向かうにしたがって内方へ次第に引っ込むように概ね傾斜している。このような周側面１６に逃げ面２０が形成されている。逃げ面２０は正の逃げ角を有するように形成されている。逃げ面２０はすくい面１８と鋭角を成すように延在する。このインサート１０では、逃げ面２０は周側面１６の全体に延在する。
【００２１】
インサート１０では、上面１２のすくい面１８と周側面１６の逃げ面２０との交差部に切れ刃２２が形成されている。
【００２２】
切れ刃２２は、ここでは、上面１２のすくい面１８と周側面１６の逃げ面２０との交差部全体に連続的に延在する。つまり、切れ刃２２は、環状に延びる。ただし、上記したように上面１２のすくい面１８は略平坦であるが、凹溝等からなるチップブレーカ溝が切れ刃２２の一部または全部に沿って切れ刃２２に隣接して設けられることもできる。
【００２３】
インサート１０の上面１２において、実質的に、該上面１２の縁部に内接する最大の円（以下、内接円）ＩＣを定義することができる（図１参照）。内接円ＩＣの直径（以下、内接円直径）Ｄが所定の長さを有するようにインサート１０は設計される。例えば内接円直径Ｄは１２．７ｍｍである。本実施形態のインサート１０は超硬合金から作製される。しかし、本発明に係るインサートは種々の材料から作製され得、少なくとも切れ刃の部分は、超硬合金、被覆超硬合金、サーメット、セラミック、ダイヤモンド焼結体、立方晶窒化硼素などの硬質材料から作製されるとよい。なお、本発明に係るインサートの第１面である上面の形状は、略正方形形状のほかに長方形、平行四辺形、菱形、三角形、五角形、六角形などの種々の略多角形形状に変更可能である。また、その上面のサイズについても適宜変更可能である。
【００２４】
インサート１０の周側面１６に形成された逃げ面２０は、主逃げ面２０ａ、第一副逃げ面２０ｂ、面取コーナ逃げ面２０ｃおよびコーナＲ逃げ面２０ｄを備える。面取コーナ逃げ面２０ｃおよびコーナＲ逃げ面２０ｄは、主逃げ面２０ａと第一副逃げ面２０ｂとの間に延在し、ここではこれらはまとめて中間逃げ面２０ｍと称され得る。主逃げ面２０ａ、第一副逃げ面２０ｂ、面取コーナ逃げ面２０ｃおよびコーナＲ逃げ面２０ｄのそれぞれは、上面１２との交差部から下面１４との交差部まで延在する。なお、図中では、コーナＲ逃げ面２０ｄの境界を表す境界線２４ａ、２４ｂが示されているが、実際のインサートでは実質的にまたは完全には現れない。これら境界線２４ａ、２４ｂはこの実施形態の理解を容易にするため表されているに過ぎない。なお、周側面１６における他の境界線も同様である。
【００２５】
これら主逃げ面２０ａ、第一副逃げ面２０ｂ、面取コーナ逃げ面２０ｃおよびコーナＲ逃げ面２０ｄは、上面１２の所与のコーナ部１２ｃに関して、つまり上面１２の所与のコーナ部１２ｃに関するインサート１０のコーナＣに関して形成される。上面１２は略正方形形状を有するので、インサート１０は４つのコーナＣを有する。したがって、インサート１０は、４つの主逃げ面２０ａを有する。以下では、基本的に、任意の所与のコーナＣに着目してインサート１０が説明される。
【００２６】
図２から図４において容易に理解されるように、主逃げ面２０ａは、上面１２の長辺部１２ａに沿って延びるように形成されている。第一副逃げ面２０ｂは、上面１２のコーナ部１２ｃに設けた面取り縁部１２ｂから延びるように形成されている。面取り縁部１２ｂの面取り角度は例えば４５°である。面取コーナ逃げ面２０ｃは、主逃げ面２０ａに近接するように形成されている。そして、コーナＲ逃げ面２０ｄは、第一副逃げ面２０ｂと面取コーナ逃げ面２０ｃとの間に延びるように形成されている。本実施形態では、主逃げ面２０ａ、第一副逃げ面２０ｂおよび面取コーナ逃げ面２０ｃのそれぞれは、実質的に平坦である。コーナＲ逃げ面２０ｄは外側に凸状であり湾曲形状を有し、ここでは湾曲逃げ面と称され得る。ただし、インサート１０では、主逃げ面２０ａと面取コーナ逃げ面２０ｃとの間に、これら逃げ面２０ａ、２０ｃに滑らかにつながる曲面状の小幅の逃げ面またはつなぎ逃げ面２０ｅが設けられている。つなぎ逃げ面２０ｅは中間逃げ面に含まれる。つなぎ逃げ面２０ｅは、上面１２から下面１４まで延在する。
【００２７】
ただし、後述するように、使用切れ刃に隣接しない主逃げ面２０ａは、インサート１０が正面フライスの工具本体に位置決めされる際に、工具本体に選択的に当接する被拘束面として機能し得る。ここで、使用切れ刃とは、インサート１０が装着された正面フライスにおいて、切れ刃２２の中で被削材に切り込まれる部分つまり切削に関与し得る切れ刃である。また、第一副逃げ面２０ｂおよび面取コーナ逃げ面２０ｃのそれぞれは曲面状とされることもできる。つなぎ逃げ面２０ｅは平坦とされることもできる。また、上記つなぎ逃げ面２０ｅは省略されることもできる。この場合、面取コーナ逃げ面２０ｃは主逃げ面２０ａに直接的につながるように形成される。
【００２８】
各逃げ面の逃げ角は以下のとおりである。主逃げ面２０ａの逃げ角は７°以上かつ２５°以下の範囲に、第一副逃げ面２０ｂの逃げ角は１０°以上かつ３５°以下の範囲に、面取コーナ逃げ面２０ｃの逃げ角は１０°以上かつ３５°以下の範囲にそれぞれ設定されるとよい。さらに、第一副逃げ面２０ｂの逃げ角は、主逃げ面２０ａの逃げ角以上に設定されるとよい。例えば、主逃げ面２０ａの逃げ角は２０°、第一副逃げ面２０ｂの逃げ角は３０°、面取コーナ逃げ面２０ｃの逃げ角は２３°に設定される。
【００２９】
インサート１０の切れ刃２２は、主切れ刃２２ａ、第一副切れ刃２２ｂ、面取コーナ２２ｃ、コーナＲ刃２２ｄおよびつなぎ刃２２ｅを備える。これら面取コーナ２２ｃ、コーナＲ刃２２ｄおよびつなぎ刃２２ｅは、主切れ刃２２ａと第一副切れ刃２２ｂとの間に延在し、ここではこれらはまとめて中間切れ刃２２ｍと称され得る。主切れ刃２２ａは、すくい面１８と主逃げ面２０ａとの交差部に形成される。第一副切れ刃２２ｂは、すくい面１８と第一副逃げ面２０ｂとの交差部に形成される。面取コーナ２２ｃは、すくい面１８と面取コーナ逃げ面２０ｃとの交差部に形成される。コーナＲ刃２２ｄは、すくい面１８とコーナＲ逃げ面２０ｄとの交差部に形成される。コーナＲ刃２２ｄは、曲面状のコーナＲ逃げ面２０ｄの形状に対応して曲線状または弧状であり、ここでは弧状切れ刃と称され得る。コーナＲ刃２２ｄは、後述するように所定の曲率半径を有する。コーナＲ刃２２ｄは、隣接する第一副切れ刃２２ｂおよび面取コーナ２２ｃのそれぞれに接線方向で滑らかにつながるように設計されている。つまり、すくい面１８とコーナＲ逃げ面２０ｄとの交差部は、すくい面１８と第一副逃げ面２０ｂとの交差部およびすくい面１８と面取コーナ逃げ面２０ｃとの交差部のそれぞれに接線方向で滑らかにつながる。つなぎ刃２２ｅは、すくい面１８とつなぎ逃げ面２０ｅとの交差部に形成される。
【００３０】
このような切れ刃２２、つまり主切れ刃２２ａ、第一副切れ刃２２ｂ、面取コーナ２２ｃ、コーナＲ刃２２ｄおよびつなぎ刃２２ｅは、逃げ面２０と同様に、上面１２の所与のコーナ部１２ｃに関して、つまり上面１２の所与のコーナ部１２ｃに関するインサート１０のコーナＣに関して形成される。切れ刃２２のうちの、主切れ刃２２ａ、第一副切れ刃２２ｂ、面取コーナ２２ｃ、コーナＲ刃２２ｄおよびつなぎ刃２２ｅは、割出可能に形成されている（図１および図２参照）。
【００３１】
第一副切れ刃２２ｂの長さＬｂは、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の範囲に設定されるとよく、例えば１．６ｍｍに設定される。上面１２に対向する方向からインサート１０をみたとき、つまり図１において、第一副切れ刃２２ｂと面取コーナ２２ｃとのなす角度は１４５°以上かつ１７０°以下の範囲に設定されるとよい。つまり、第一副逃げ面２０ｂとすくい面１８との交差部つまり第一副切れ刃２２ｂに沿った延長線は、面取コーナ逃げ面２０ｃとすくい面１８との交差部つまり面取コーナ２２ｃに沿った延長線と１４５°以上かつ１７０°以下の角度を成すように中間切れ刃および中間逃げ面は設計されるとよい。例えば第一副切れ刃２２ｂと面取コーナ２２ｃとのなす角度は１５０°に設定される。また、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部つまりコーナＲ刃２２ｄの曲率半径Ｒｄは、０．４ｍｍ以上かつ２．５ｍｍ以下の範囲に設定されるとよい。また、面取コーナ２２ｃの長さＬｃは、０．４ｍｍ以上かつインサート１０の上面１２における内接円直径Ｄの１４％以下に設定されるとよい。例えば内接円直径Ｄが１２．７ｍｍである場合、面取コーナ２２ｃの長さＬｃは０．４ｍｍ以上かつ１．７７ｍｍ以下の範囲に設定されるとよい。また、例えば、内接円直径Ｄが１５．８７５ｍｍである場合、面取コーナ２２ｃの長さＬｃは、０．４ｍｍ以上かつ２．２２ｍｍ以下の範囲に設定されるとよい。
【００３２】
なお、第一副切れ刃２２ｂおよび面取コーナ２２ｃは、関連する各逃げ面２０ｂ、２０ｃを曲面状とした場合、これら逃げ面２０ｂ、２０ｃに対応した曲線状となる。この場合、第一副切れ刃２２ｂの曲率半径は、仕上げ面粗さを考慮して、例えば５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲に設定されるのが望ましい。また、つなぎ逃げ面２０ｅが形成されない場合、つなぎ刃２２ｅはない。この場合、面取コーナ２２ｃは、主切れ刃２２ａおよびコーナＲ刃２２ｄの両方に直接的につながる。
【００３３】
前記中間逃げ面のうちの湾曲逃げ面またはコーナＲ逃げ面２０ｄは、上記したように、上面１２から下面１４まで延在する。コーナＲ逃げ面２０ｄは、上面１２と下面１４との間で、幅が実質的に変化しないように、延在する。つまり、図４に示すように、インサート１０をコーナＣの２等分面Ｂ方向からみたとき、コーナＲ逃げ面２０ｄと第一副逃げ面２０ｂとの境界線２４ａ、および、コーナＲ逃げ面２０ｄと面取コーナ逃げ面２０ｃとの境界線２４ｂは、上面１２から下面１４にわたって延び、互いに実質的に平行な関係にある。ただし、２等分面Ｂは、第一副切れ刃２２ｂを２等分すると共に第一副逃げ面２０ｂを２等分するように定められる平面として定義される。ここでは、２等分面Ｂは軸線Ａを含む。
【００３４】
そして、上記２つの境界線２４ａ、２４ｂのそれぞれおよびコーナＲ逃げ面２０ｄは、上面１２から下面１４に向かうにしたがって、この２等分面Ｂからしだいに離れるように傾斜している（図４参照）。しかし、コーナＲ逃げ面２０ｄは、上面１２から下面１４に向かうにしたがって、２等分面Ｂにしだいに近づくように延在するように設計されることもできる。本発明に係るインサートでは、このように、湾曲逃げ面であるコーナ逃げ面は、上面から下面に向かうにしたがってその２等分面Ｂとの距離がしだいに変化するように延在する。
【００３５】
また、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部つまりコーナＲ刃２２ｄは、前述の如く、所定の曲率半径を有する。また、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部は、コーナＲ逃げ面２０ｄと下面１４との交差部と実質的に同じ形状を有する。さらに、軸線Ａに直交すると共に周側面１６と交差するように定義される複数の仮想の平面の各々でのコーナＲ逃げ面２０ｄの各部分は、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部つまりコーナＲ刃２２ｄと実質的に同じ形状を有する。したがって、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部に平行であるコーナＲ逃げ面２０ｄの様々な部分の形状は、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部の形状と実質的に同一である。なお、上記したように、すくい面１８とコーナＲ逃げ面２０ｄとの交差部は、すくい面１８と第一副逃げ面２０ｂとの交差部およびすくい面１８と面取コーナ逃げ面２０ｃとの交差部にそれぞれ接線方向で滑らかにつながるように設計されている。そして、コーナＲ逃げ面２０ｄと下面１４との交差部は、また、第一副逃げ面２０ｂと下面１４との交差部、および、面取コーナ逃げ面２０ｃと下面１４との交差部にそれぞれ接線方向で滑らかにつながるように設計されている。
【００３６】
このような湾曲逃げ面つまりコーナＲ逃げ面２０ｄに関して、図５および図６に基づいてさらに説明する。図５は図1の円Vで囲った領域の拡大図であり、図６は図２の円VIで囲った領域の拡大図である。
【００３７】
図５においてコーナＲ刃２２ｄは２つ表されていて、それらのうちの一方は点ｐ１と点ｐ２との間に定められ、それらのうちの他方は点ｐ３と点ｐ４との間に定められる。それらコーナＲ刃２２ｄにおける曲率半径Ｒｄは、仮想円ｉｃ１、ｉｃ２の半径に相当する。複数のコーナＲ刃２２ｄの曲率半径は、全て、実質的に同じである。ただし、仮想円ｉｃ１、ｉｃ２は軸線Ａに直交する平面上に定められるとよく、ここでは上面１２上に実質的に延在するように定められる。
【００３８】
また、図６には、１つのコーナＲ逃げ面２０ｄが拡大されて表されていて、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部つまりコーナＲ刃２２ｄ、および、コーナＲ逃げ面２０ｄと下面１４との交差部（下交差部）１４ｄが表されている。図６において、コーナＲ刃２２ｄは図５に関して既に説明したように点ｐ１と点ｐ２との間に定められ、下交差部１４ｄは点ｐ５と点ｐ６との間に定められている。コーナＲ刃２２ｄの曲率半径Ｒｄは仮想円ｉｃ１の半径に相当し、下交差部１４ｄの曲率半径Ｒｄ´は仮想円ｉｃ３の半径に相当する。円ｉｃ１と円ｉｃ３とは実質的に同じ径を有し、コーナＲ刃２２ｄの曲率半径Ｒｄは、下交差部１４ｄの曲率半径Ｒｄ´と実質的に同じである。ただし、仮想円ｉｃ３は軸線Ａに直交する平面上に定められるとよく、ここでは下面１４上に実質的に延在するように定められる。
【００３９】
そして、図６から容易に理解できるように、コーナＲ逃げ面２０ｄは、円ｉｃ１を端円とすると共に円ｉｃ３を端円とする軸線が傾いた仮想の円柱（または楕円柱）Ｃｙ上の面と定義され得る。コーナＲ逃げ面２０ｄは上面１２と下面１４との間で幅が実質的に変化しないように延在するので、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部に平行であるコーナＲ逃げ面２０ｄの部分の形状は、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部つまりコーナＲ刃２２ｄの形状と実質的に同一である。
【００４０】
また、コーナＲ刃２２ｄの法線方向に沿う各断面における逃げ角は一定ではない。コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部に形成されたコーナＲ刃（弧状切れ刃）２２ｄの法線方向に沿う複数の断面を考える。コーナＲ逃げ面２０ｄの逃げ角は、それらの断面のうちのコーナＲ刃２２ｄを２等分する２等分断面Ｂｄ（図５参照）において最大である。そして、コーナＲ逃げ面２０ｄの逃げ角は、２等分断面ＢｄからコーナＲ刃２２ｄの両端部側へ遠ざかるにしたがいしだいに小さくなる。
【００４１】
以上に説明した切削用インサート１０は、図７から図９に模式的に示される正面フライス３０に用いられる。この正面フライス３０は、中心軸線Ｏまわりに回転させられる切削工具本体３２を備える。この工具本体３２の先端部３２ａの外周面３２ｂに沿って円周方向に略等間隔に６つのインサート１０が着脱可能に装着される。ただし、本発明では、工具本体に取り付けられるインサートの数は、６つに限定されず、１つであってもよく、好ましくは、複数であり得、２つ、３つ、４つ、５つ、７つ、それ以上であり得る。
【００４２】
工具本体３２の後端側に設けたボスは、工作機械の主軸端面、アーバの端面などに当接する端面を有する。また、工具本体３２は、その中心軸線Ｏに沿って延びる貫通穴３２ｃを有する。工具本体３２の先端部３２ａの外周面３２ｂには、円周方向に沿って６つのチップポケット３４が等間隔に凹形状に設けられている。チップポケット３４の工具回転方向Ｄ後方側には、該チップポケット３４に隣接してインサート取付溝３６が形成されている。インサート取付溝３６の工具回転方向Ｄ前方側には、該インサート取付溝３６に隣接して楔挿入溝３８が形成されている。ただし、チップポケット３４などの数は、インサートの数に対応し、６つに限定されず、例えば複数であり得る。
【００４３】
インサート取付溝３６には、インサート１０を着座させるインサート取付座４０を備えた保持部材（ロケータ）４２がねじ部材４４によってしっかりと固定される。楔挿入溝３８には、楔挿入溝３８の深さ方向に進退可能とされた楔部材４８が挿入されて、ねじ部材４６によって固定される。
【００４４】
インサート１０の下面１４は着座面として機能する。下面１４は保持部材４２のインサート取付座４０の底面４０ａに着座する。切削に関与し得る切れ刃である使用切れ刃２２ＡＣに隣接する逃げ面の一部を除いた周側面１６のうちの後端側を向く一対の主逃げ面２０ａは、被拘束面として機能し、底面４０ａから立ち上がる一対の壁面４０ｂ、４０ｃにそれぞれ当接する。そして、楔挿入溝３８の深さ方向に進められたまたは沈められた楔部材４８は、その一側面４８ａでインサート１０の上面１２に接し、インサート１０を着座面側に向かって押圧して、インサート１０を固定する。ただし、インサート１０は、第一副切れ刃２２ｂが中心軸線Ｏと実質的に直角を成すように延在するように取り付けられ、また、模式的に図１０に示すように、被削材Ｗに対するように工具本体３２に固定される。
【００４５】
インサート１０は、上記したように第一副逃げ面２０ｂの逃げ角が主逃げ面２０ａの逃げ角以上になるように設計され、正面フライス３０の工具本体３２に、軸方向すくい角ＡＲが正、かつ、径方向すくい角ＲＲが負となるように装着される（図７および図８参照）。インサート１０は、軸方向すくい角ＡＲが正、径方向すくい角ＲＲが負になるように設定された正面フライス３０に装着される。例えば軸方向すくい角ＡＲは約２４°、径方向すくい角ＲＲは約−６°に設定される。そのため、インサート１０のすくい面１８は、中心軸線Ｏに平行な平面に対して後端側に向かって傾斜するとともに、工具回転方向Ｄの接線方向よりも外側を向く。さらに、図８に図示するように、工具本体３２に装着されたインサート１０の使用切れ刃２２ＡＣに関して、コーナＲ逃げ面２０ｄと第一副逃げ面２０ｂとの境界線２４ａは、上面１２のすくい面１８から下面１４に向かうにつれ、コーナＲ刃２２ｄと第一副切れ刃２２ｂとの交差部における工具回転方向Ｄの接線から徐々に遠ざかるように傾斜している。これにより、インサート１０における使用切れ刃２２ＡＣである所与の主切れ刃２２ａ、所与の第一副切れ刃２２ｂ、所与の面取コーナ２２ｃおよび所与のコーナＲ刃２２ｄが被削材Ｗに食い付く際に、該使用切れ刃が徐々に食い付いていくことになる。したがって、この食い付きによる衝撃が小さくなり、該正面フライスの振動やびびりを防止することができる。また、それによりコーナＲ逃げ面２０ｄに生じた逃げ面摩耗が第一副切れ刃２２ｂの前記工具回転方向Ｄ後方側に食い込むことを避けることができるので、その逃げ面摩耗が加工面の表面粗さに悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００４６】
本実施形態に係るインサート１０によれば、コーナＲ逃げ面２０ｄは上面１２から下面１４まで延在する。また、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部つまりコーナＲ刃２２ｄは、所定の曲率半径を有する。また、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部は、コーナＲ逃げ面２０ｄと下面１４との交差部と実質的に同じ形状を有する。さらに、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部に平行であるコーナＲ逃げ面２０ｄの様々な部分の形状は、コーナＲ逃げ面２０ｄとすくい面１８との交差部の形状と実質的に同一である。このように、コーナＲ逃げ面２０ｄは、インサート１０の厚み全体にわたって設けられ、前記厚み方向に直角な方向でほぼ一定幅を有する。故に、コーナＲ逃げ面２０ｄ全体がコーナＲ刃２２ｄに作用する切削抵抗に対抗するのに十分な強度を確保することができる。さらに、コーナＲ逃げ面２０ｄと上面１２のすくい面１８との交差部は、第一副逃げ面２０ｂとすくい面１８との交差部、および、面取コーナ逃げ面２０ｃとすくい面１８との交差部にそれぞれ滑らかにつながる。したがって、コーナＲ逃げ面２０ｄ全体がコーナＲ刃２２ｄに作用する切削抵抗に対抗するのに十分な強度をよりいっそう確保することができる。
【００４７】
コーナＲ刃２２ｄの法線方向に沿う各断面におけるコーナＲ逃げ面２０ｄの逃げ角は、コーナＲ刃２２ｄを２等分する２等分断面Ｂｄにおいて最大であり、該２等分断面からコーナＲ刃２２ｄの両端部側へ遠ざかるにしたがいしだいに小さくなる。この構成により、コーナＲ刃２２ｄの刃先強度は、該コーナＲ刃２２ｄに隣接する第一副切れ刃２２ｂおよび面取コーナ２２ｃとの夫々の境界部に近づくほど高くなる。これにより、コーナＲ刃２２ｄの耐チッピング性（toughness against chipping）が向上し、コーナＲ刃２２ｄに欠けが生じ難くなる。したがってインサートの寿命の延長が可能になる。さらにそれ故に、一刃当たりの送りが高い正面フライス加工にもインサート１０を備えたフライスは適する。
【００４８】
前記したように、コーナＲ逃げ面２０ｄの逃げ角は、コーナＲ刃２２ｄの両端部からコーナＲ刃２２ｄと２等分断面Ｂｄとの交差部に近づくほど大きくなる。これにより、逃げ面摩耗が早期に進行することを防止することができる。これによっても、切削用インサートの寿命延長が可能になる。
【００４９】
コーナＲ刃２２ｄを挟んで隣接する第一副切れ刃２２ｂと面取コーナ２２ｃとのなす角度を１４５°以上かつ１７０°以下の範囲とすることで、面取コーナ２２ｃおよびコーナＲ刃２２ｄの実質切取り厚さが小さくなる。これによりこれら切れ刃２２ｃ、２２ｄへの負荷が低減するため、刃先の欠けが生じ難くなる。したがって、面取りコーナ２２ｃおよびコーナＲ刃２２ｄは耐チッピング性に優れる。これはこの切削用インサートの寿命延長を可能にする。さらに、このようなインサート１０は、一刃当たりの送りが高い正面フライス加工にも適する。
【００５０】
コーナＲ刃２２ｄの曲率半径Ｒｄを０．４ｍｍ以上とすることで、該コーナＲ刃２２ｄの強度を確保することができる。しかし、コーナＲ刃２２ｄの曲率半径Ｒｄが過大になるとコーナＲ刃２２ｄに作用する切削抵抗が大きくなる。コーナＲ刃２２ｄに作用する切削抵抗が大きくなる場合、一刃当たりの送りを高めた正面フライス加工において、振動やびびりといった問題を生じるおそれがある。さらに、そのような場合、被削材の加工面にばりなどが発生するおそれがある。したがって、コーナＲ刃２２ｄの曲率半径Ｒｄを２．５ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００５１】
面取コーナ２２ｃの長さＬｃを０．４ｍｍ以上とすることで、面取コーナ２２ｃにおける一刃当たりの送りを高める作用が確実に得られる。面取コーナ２２ｃの長さＬｃが大きくなると、主切れ刃２２ａの長さＬａが相対的に小さくなる。これは、主切れ刃２２ａから延びる側面に備わる被拘束面としての機能を低下させる。これにより、この切削用インサートを正面フライスの工具本体３２に装着したときのインサートの安定性が悪化するおそれがある。よって、面取コーナ２２ｃの長さＬｃは、前記内接円直径Ｄの１４％以下とするのが望ましい。
【００５２】
切削用インサート１０を装着した正面フライスでは、コーナＲ刃２２ｄおよび面取コーナ２２ｃの耐チッピング性が優れ、インサートおよび正面フライスの寿命延長が可能となる。切削用インサート１０は、その第一副切れ刃２２ｂが正面フライスの中心軸線Ｏと実質的に直角をなし、かつ、軸方向すくい角ＡＲが正、径方向すくい角ＲＲが負である刃を構成するように工具本体に装着される。これにより、切削抵抗を低減することができる。特にこれにより被削材を押さえ付ける方向に作用する背分力を低減することができる。このことは、コーナＲ刃２２ｄの耐チッピング性を向上させることに有利に働く。
【００５３】
一般的にそのような刃形の正面フライスは、該正面フライスの先端側かつ工具回転方向Ｄ前方側に配されたコーナＲ刃２２ｄが被削材に食い付く際に高い負荷を受け早期に損傷する傾向がある。これに対して、本実施形態に係る正面フライスでは、コーナＲ刃２２ｄが優れた耐チッピング性を発揮することによってその寿命延長が可能となる。
【００５４】
以上に説明した本発明の一実施形態に係る切削用インサートを具現化した切削用インサート（以下、発明品）を用いて得た試験結果の一例を説明する。当該発明品は、上述の実施形態に係るインサート１０の如く設計された。具体的には、内接円直径Ｄを１２．７ｍｍに設定し、面取り縁部１２ｂの面取り角度を４５°に設定し、主逃げ面２０ａの逃げ角を２０°に設定し、第一副逃げ面２０ｂの逃げ角を３０°に設定し、面取コーナ逃げ面２０ｃの逃げ角を２３°に設定し、第一副切れ刃２２ｂの長さＬｂを１．６ｍｍに設定し、第一副切れ刃２２ｂと面取コーナ２２ｃとのなす角度を１５０°に設定し、面取コーナ２２ｃの長さＬｃを０．４ｍｍ以上かつ１．７７ｍｍ以下の範囲に設定した。比較のために用意した切削用インサート（以下、比較品）は、コーナＲ逃げ面２０ｄの形状の点で発明品と相違した。比較品において、コーナＲ逃げ面と第一副逃げ面との境界線、および、コーナＲ逃げ面と面取りコーナ逃げ面との境界線は、下面に達する手前で交わった。そのため、これら２つの境界線で囲まれたコーナＲ逃げ面は、逆三角形状をなし、下面まで延在していなかった。また、比較品において、コーナＲ刃の法線方向に沿う各断面に関する逃げ角は、ほぼ一定であった。
【００５５】
図１１は、送り方向の加工長ＬとコーナＲ逃げ面の逃げ面最大摩耗幅ＶＢｍａｘとの関係を示すグラフである。切削条件としては、切削速度Ｖｃを１８６ｍ／ｍｉｎ、切込みａｐを０．１ｍｍ、一刃当たりの送りｆｚを０．１３５ｍｍ／ｔとした。被削材としては合金工具鋼ＳＫＤ１１（ＪＩＳ・Ｇ４４０４−２００６）を用いた。
【００５６】
比較品では、加工長が０．６ｍを超えてからＶＢｍａｘが急激に増加した。比較品では加工長が１ｍの時点でＶＢｍａｘが約０．１７ｍｍに達した。比較品では、加工長が０．２ｍの時点で、コーナＲ刃と第一副切れ刃との境界近傍に微小な欠けが発生した。このチッピングがその後の急激なＶＢｍａｘの増加を引き起こしたと考えられる。
【００５７】
これに対して、発明品では、コーナＲ刃と第一副切れ刃との境界近傍に欠けが発生することなく、わずかな摩耗が見られただけであった。そのため、ＶＢｍａｘの増加は緩やかであり、加工長が１ｍの時点でのＶＢｍａｘは約０．１１ｍｍであり非常に小さかった。ただし、切込みａｐが０．１ｍｍの条件の場合、切込み上限がコーナＲ刃の範囲に入った。
【００５８】
このように、発明品におけるコーナＲ逃げ面の逃げ面最大摩耗幅ＶＢｍａｘは、比較品におけるコーナＲ逃げ面の逃げ面最大摩耗幅ＶＢｍａｘよりも明らかに小さかった。これは、発明品のコーナＲ刃が優れた耐チッピング性を有するからである。
【００５９】
なお、前述した実施形態およびその変形例等では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれらに限定されない。本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年4月6日(2011.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体に着脱可能に装着される切削用インサートにおいて、
すくい面が形成された第１面と、
該第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面との間に延在する周側面であって正の逃げ角を有する逃げ面が形成されている周側面と、
前記すくい面と前記逃げ面との交差部に形成された切れ刃と
を備え、
前記逃げ面は、該切削用インサートの所与のコーナに関して形成され、主逃げ面、第一副逃げ面および該主逃げ面と該第一副逃げ面との間に延在する中間逃げ面を有し、
前記切れ刃は、前記主逃げ面と前記すくい面との交差部に形成された主切れ刃、前記第一副逃げ面と前記すくい面との交差部に形成された第一副切れ刃、および前記中間逃げ面と前記すくい面との交差部に形成されて該主切れ刃および該第一副切れ刃につながる中間切れ刃を有し、
前記中間逃げ面は、前記第１面から前記第２面まで延在する凸状の湾曲逃げ面を備え、
該湾曲逃げ面と前記すくい面との交差部が、所定の曲率半径を有し、かつ、該湾曲逃げ面と前記第２面との交差部と実質的に同一形状を有し、
前記中間逃げ面は、前記湾曲逃げ面と前記主逃げ面との間に延在する面取コーナ逃げ面を有し、前記湾曲逃げ面と前記第１面との交差部は、前記第一副逃げ面と前記第１面との交差部につながり、かつ、前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との交差部につながる
ことを特徴とする切削用インサート。
【請求項２】
前記湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部に平行である前記湾曲逃げ面の部分の形状は、該湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部の形状と実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載の切削用インサート。
【請求項３】
前記湾曲逃げ面と前記すくい面との前記交差部に形成された弧状切れ刃の法線方向に沿う各断面に関して、前記湾曲逃げ面の逃げ角は、前記弧状切れ刃を２等分する２等分断面で最大であり、該２等分断面から前記弧状切れ刃の両端部側へ遠ざかるにしたがいしだいに小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載の切削用インサート。
【請求項４】
前記第一副切れ刃および前記第一副逃げ面を２等分するように定められる平面を２等分面として定義するとき、前記湾曲逃げ面は、前記第１面から前記第２面に向かうにしたがって該２等分面との距離が変化するように延在することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の切削用インサート。
【請求項５】
前記所定の曲率半径は、０．４ｍｍ以上かつ２．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の切削用インサート。
【請求項６】
前記湾曲逃げ面と前記第１面との交差部は、前記第一副逃げ面と前記第１面との交差部に接線方向で滑らかにつながり、かつ、前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との交差部に接線方向で滑らかにつながることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の切削用インサート。
【請求項７】
前記第一副逃げ面と前記第１面との前記交差部に沿った延長線は、前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との前記交差部に沿った延長線と１４５°以上かつ１７０°以下の角度を成すことを特徴とする請求項６に記載の切削用インサート。
【請求項８】
前記面取コーナ逃げ面と前記第１面との交差部の長さは、０．４ｍｍ以上かつ前記第１面における内接円直径の１４％以下であることを特徴とする請求項６または７に記載の切削用インサート。
【請求項９】
前記第１面は略多角形形状を有し、
前記切れ刃は前記第１面と前記周側面との前記交差部全体に連続的に延在し、割出可能であり、
前記逃げ面は前記周側面の全体に延在する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の切削用インサート。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の切削用インサートと、該切削用インサートが着脱可能に装着されて中心軸線まわりに回転させられる工具本体とを備えた正面フライスにおいて、
前記切削用インサートは、前記第一副切れ刃が前記中心軸線と実質的に直角を成すように延在し、軸方向すくい角が正および径方向すくい角が負となるように、前記工具本体に装着されることを特徴とする正面フライス。
【国際調査報告】
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