(57)【要約】  上面と、下面と、前記上面と前記下面とを接続する側面と、前記上面と前記側面との交差部に位置する切刃と、前記側面に位置し、前記上面から前記下面に向かって延び且つ前記切刃を分断する溝部と、を備え、前記溝部は、該溝部の幅方向の縁部に位置し且つ前記上面から前記下面に向かって延びる、第１縁部および第２縁部を有し、側面視において、前記第１縁部は、前記上面側に位置し、前記下面に近づくにつれて、前記溝部の幅方向における中点を通る前記下面に略垂直な基準線から遠ざかる第１離間部を有し、側面視において、前記第２縁部は、前記上面側に位置し、前記下面に近づくにつれて前記基準線から遠ざかる第２離間部を有する、切削インサートである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と、
下面と、
前記上面と前記下面とを接続する側面と、
前記上面と前記側面との交差部に位置する切刃と、
前記側面に位置し、前記上面から前記下面に向かって延び且つ前記切刃を分断する溝部と、を備え、
前記溝部は、該溝部の幅方向の縁部に位置し且つ前記上面から前記下面に向かって延びる、第１縁部および第２縁部を有し、
側面視において、前記第１縁部は、前記上面側に位置し、前記下面に近づくにつれて、前記溝部の幅方向における中点を通る前記下面に略垂直な基準線から遠ざかる第１離間部を有し、
側面視において、前記第２縁部は、前記上面側に位置し、前記下面に近づくにつれて前記基準線から遠ざかる第２離間部を有する、切削インサート。
【請求項２】
前記第１離間部と前記第２離間部とは、前記基準線に対して対称である、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
側面視において、前記第１離間部および前記第２離間部の少なくとも一方は、直線状である、請求項１又は２に記載の切削インサート。
【請求項４】
側面視において、前記第１縁部は、前記第１離間部の下方に位置し、前記下面に近づくにつれて前記基準線に近づく第１近接部をさらに有する、請求項１乃至３のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項５】
側面視において、前記第２縁部は、前記第２離間部の下方に位置し、前記下面に近づくにつれて前記基準線に近づく第２近接部をさらに有する、請求項４に記載の切削インサート。
【請求項６】
側面視において、前記第１近接部および前記第２近接部の少なくとも一方は、曲線状である、請求項４又は５に記載の切削インサート。
【請求項７】
前記第１離間部の前記基準線に対する傾斜角度は、前記第１近接部の前記基準線に対する傾斜角度よりも大きい、請求項３乃至６のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項８】
前記第２離間部の前記基準線に対する傾斜角度は、前記第２近接部の前記基準線に対する傾斜角度よりも大きい、請求項３乃至７のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項９】
側面視において、前記溝部の幅は、前記上面と前記下面との中点で最大である、請求項３乃至８のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１０】
ホルダと、
前記ホルダの先端に装着された請求項１乃至９のいずれかに記載の切削インサートと、を備える切削工具。
【請求項１１】
請求項１０に記載の切削工具を回転させる工程と、
前記切削工具を回転させた状態で、該切削工具の切刃を被削材に接触させる工程と、
前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、
を備えた被削材の切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属などの加工に用いられる切削インサート、切削工具、およびそれらを用いる切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、経済性に優れる点から、切刃を有する切削インサートを、ホルダに装着して用いるスローアウェイ式の切削工具が使用されている。【０００３】
このような切削工具に使用される切削インサートとして、例えば、特許文献１には、上面と側面との交差部に位置する切刃と、この切刃を分断するように上面に達する溝部とを備える切削インサートが開示されている。また、この溝部は、側面視において、切刃と直交する仮想線に対して、一方向に傾斜して設けられている。そのため、切刃が正のアキシャルレーキを有し、かつ溝部が切削工具の回転軌跡に略平行になるように、切削インサートをホルダに装着することによって、溝部と被削材との接触が抑制され、スムーズな切削が可能となる。【０００４】
しかしながら、このような切削インサートは、溝部が一方向にしか傾斜していないため、切削時の回転方向が任意の一方向である切削工具に対しては、溝部と被削材との接触の抑制に有効であるものの、上記回転方向が逆方向の切削工具に用いる場合は、溝部と被削材とが接触する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−５７５１９号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、切削時の回転方向が互いに異なる切削工具のいずれにも用いることができる、汎用性および経済性に優れる切削インサートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の切削インサートは、上面と、下面と、前記上面と前記下面とを接続する側面と、前記上面と前記側面との交差部に位置する切刃と、前記側面に位置し、前記上面から前記下面に向かって延び且つ前記切刃を分断する溝部と、を備える。この溝部は、該溝部の幅方向の縁部に位置し且つ前記上面から前記下面に向かって延びる、第１縁部および第２縁部を有している。前記第１縁部は、側面視において、前記上面側に位置し、前記下面に近づくにつれて、前記溝部の幅方向における中点を通る前記下面に略垂直な基準線から遠ざかる第１離間部を有している。他方、前記第２縁部は、側面視において、前記上面側に位置し、前記下面に近づくにつれて前記基準線から遠ざかる第２離間部を有している。【０００８】
本発明の切削工具は、ホルダと、該ホルダの先端に装着された前記切削インサートと、を備える。【０００９】
また、本発明の被削材の切削方法は、前記切削工具を回転させる工程と、前記切削工具を回転させた状態で、該切削工具に接触させる工程と、前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の切削インサートによれば、切削時の回転方向が互いに異なる２種類の切削工具のいずれを用いた場合でも、溝部の壁面が被削材に接触することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態による切削インサート１の全体斜視図である。
【図２】図１のインサート１の（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。
【図３】図２（ｂ）の要部拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による切削インサート１’の全体斜視図である
【図５】図４のインサート１’の（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。
【図６】本発明の一実施形態による切削工具１０の全体斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態による被削材の切削方法を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜切削インサート＞
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態にかかる切削インサート（以下、インサートと言う。）１について、図１〜図３を参照して、詳細に説明する。
【００１３】
図１および図２に示すように、インサート１は、上面２と、下面３と、上面２と下面３とを接続する側面４と、を有している。上面２は、第１の辺２１を有しており、略多角形状をなす。本実施形態においては、図２（ａ）に示すように、上面２は、略正方形状をなす。
【００１４】
インサート１は、切刃５と溝部６とを有している。切刃５は、上面２と側面４との交差部に、第１の辺２１に沿って設けられている。溝部６は、側面４に、切刃５を分断するように、上面２から下面３に向かって延びて設けられている。
【００１５】
上面２のうち、切刃５から内方に向かう区域は、すくい面として機能する。また、側面４のうち、切刃５から下面に向かう区域は、逃げ面として機能する。なお、本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、側面４は、下面２に向かうにつれて内方に位置するよう傾斜している。すなわち、インサート１は、逃げ面として機能する側面４に正の逃げ角αが付与された、いわゆるポジティブ型のインサートである。インサート１をホルダに装着した際に容易に正の逃げ角を有し、かつインサートの強度を保持する観点から、逃げ角αは、５度〜３０度が好ましい。
【００１６】
本実施形態においては、上面２は、上述したように略正方形をなし、４つの辺を有し、また、これらの４つの辺に沿って、切刃５が各々設けられている。したがって、このインサート１は、４つの切刃５を有する、いわゆる４コーナー仕様のインサートである。
【００１７】
また、本実施形態においては、切刃５は、３つの溝部６によって、４つの小切刃５１に分断されている。このように切刃５が分断されることで、切削時にかかる切刃の切削抵抗を低減することができる。なお、図２（ｂ）において、溝部６はいずれも同一形状である。
【００１８】
図２（ｂ）に示すように、側面視において、溝部６の壁面７は、上面２から下面３に向かって延びる第１縁部７１と第２縁部７２とを有している。第１縁部７１および第２縁部７２は、各々、溝部６の壁面７と側面３との交差縁部であり、例えば、第１縁部７１および第２縁部７２は、溝部６の壁面７と側面３との交差稜から、壁面７に沿って溝部６の深さの２０％程度までの範囲の領域であればよい。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、第１縁部７１は、基準線Ｌに対して、一方側に位置している。そして第２縁部７２は、基準線Ｌに対して、他方側に位置している。この基準線Ｌは、第１の辺２１に沿う方向（幅方向）における溝部６の壁面７の中点をＭとし、この中点Ｍを通り、下面３に垂直な線である。なお、中点Ｍは、溝部６の壁面７の上端における中点をいう。基準線Ｌは、すなわち第１縁部７１と第２縁部７２との間に位置している。
【００２０】
第１縁部７１は、図３に示すように、側面視において、上面２側に、上面２から下面３に向かうにつれて基準線Ｌから遠ざかるよう設けられる離間部７１Ａを有している。他方、第２縁部７２もまた、上面２側に、上面２から下面３に向かうにつれて基準線Ｌから遠ざかるよう設けられる離間部７２Ａを有している。すなわち、側面視において、溝部６の上面２側に、溝部６の幅が上面２から下面３に向かって増加している区域が設けられている。
【００２１】
このような構成により、切削時の回転方向が相違する２種類の切削工具のいずれに用いた場合でも、切削時に溝部６が被削材と接触することを抑制することができる。したがって、１種類のインサート１で、前記２種類の切削工具に用いることができる。その結果、汎用性および経済性に優れる。加えて、このようなインサート１は、管理面においても優れ、インサート１を交換する際の作業効率の向上を図ることができる。
【００２２】
第１縁部７１の離間部７１Ａと、第２縁部７２の離間部７２Ａとは、図３に示すように基準線Ｌに対して、対称であることが好ましい。これにより、溝部６が被削材に接触することを抑制するとともに、インサート１の強度を向上させることができる。
【００２３】
本実施形態においては、側面視において、離間部７１Ａおよび離間部７２Ａはそれぞれ、直線状をなす。このような構成により、回転方向が異なるいずれの切削工具（ホルダ）においても、切刃が正のアキシャルレーキを有しつつ、溝部の長手方向が工具の回転軌跡に略平行となるように、切削インサートを配置することができるため、溝部６の壁面７が被削材に接触することをより確実に抑制することができる。
【００２４】
本実施形態においては、図３に示すように、第１縁部７１および第２縁部７２のいずれも、離間部Ａよりも下面３側に、近接部Ｂ（７１Ｂおよび７２Ｂ）を有している。該近接部Ｂは、側面視において、下面３に近づくにつれて、それぞれ、基準線Ｌに近づくよう設けられている。すなわち、側面視において、溝部６の下面３側には、溝部６の幅が上面２から下面３に向かって減少している区域が設けられている。
【００２５】
このような構成により、下面３側において、溝部を設けることによるインサートの体積減少が抑制されるため、側面４の下面３側の強度を高く維持することができる。そのため、インサート１は、ホルダに安定して固定され、被削材の加工精度が向上する。なお、図２（ｂ）および図３に示すように、近接部７１Ｂおよび近接部７２Ｂは、それぞれ、曲線状をなしている。
【００２６】
上記のように、第１縁部７１は、上面２側に位置する離間部７１Ａと、下面３側に位置する近接部７１Ｂとを有しており、本実施形態においては、離間部７１Ａと近接部７１Ｂとが接続している。また、第２縁部７２においても、離間部７２Ａと近接部７２Ｂとが接続されている。
【００２７】
さらに、図３に示すように、離間部７１Ａの基準線Ｌに対する傾斜角度をθ７１Ａとし、近接部７１Ｂの基準線に対する傾斜角度をθ７１Ｂとする。このとき、θ７１Ａ＞θ７１Ｂである。またさらに、離間部７２Ａの基準線Ｌに対する傾斜角度をθ７２Ａとし、近接部７２Ｂの基準線に対する傾斜角度をθ７２Ｂとする。このとき、θ７２Ａ＞θ７２Ｂである。このように離間部の傾斜角度を大きくすることにより、溝部６の壁面７が被削材と接触することをより確実に抑制することができる。
【００２８】
θ７１Ａおよびθ７２Ａは、例えば、以下のようにして求めることができる。例えば、離間部７１Ａが側面視において直線状をなす場合、θ７１Ａは、図３に示すように、離間部７１Ａの仮想延長線と基準線Ｌとのなす角で求められる。他方、離間部７１Ａが側面視において曲線状をなす場合、上端における接線と基準線Ｌとのなす角度で求められる。θ７１Ａおよびθ７２Ａは、インサートの強度を保持する点から、１０度〜３０度に設定することが好ましい。本実施形態においては、離間部７１Ａおよび離間部７２Ａは、基準線Ｌに対して対称であるため、θ７１Ａ≒θ７２Ａであり、具体的には、θ７１Ａ≒θ７２Ａ=１２度である。
【００２９】
一方、θ７１Ｂおよびθ７２Ｂについても、図３に示すように、上記θ７１Ａと同様に求めることができる。θ７１Ｂおよびθ７２Ｂは、インサートの強度を保持する点から、５度〜２５度に設定することが好ましい。本実施形態においては、第１縁部の近接部７１Ｂおよび第２縁部の近接部７２Ｂも、基準線Ｌに対して対称であるため、θ７１Ｂ≒θ７２Ｂであり、具体的には、θ７１Ｂ≒θ７２Ｂ=１０度である。
【００３０】
さらに、本実施形態においては、図３に示すように、側面視において、溝部６幅Ｗは、上面２と下面３との中点の位置において、最大となっている。すなわち、上面２と下面３との間の距離を距離Ｄとすると、溝部６の幅Ｗの最大値Ｗｍａｘは、距離Ｄの中点における幅に相当する。
【００３１】
このような構成により、溝部６の壁面７が被削材と接触することを抑制する効果と、側面４の強度保持と、を兼ね備えることができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
以下、本発明のインサートの第２の実施形態にかかるインサート１’について、図４および図５を参照して、詳細に説明する。なお、第１の実施形態におけるインサート１と同様の構成については、同様の符号を付して、説明を省略する。
【００３３】
図４および図５に示すように、第２の実施形態によるインサート１’は、第１の実施形態によるインサート１に対して、溝部６の形状、および１つの切刃５に設けられる溝部６の数が異なる。
【００３４】
すなわち、本実施形態においては、１つの切刃５に対して、４つの溝部６が設けられている。したがって、切刃５は、５つの小切刃５１に分断されている。このように、切刃５における溝部６の配置が異なるインサート１およびインサート１’を組み合わせてホルダに装着することで、後述する切削工具１０が得られる。
【００３５】
本実施形態においてはまた、図５（ｂ）に示すように、４つの溝部６のうち内側に位置する２つの溝部６Ｉと、外側に位置する２つの溝部６ＩＩとで形状が異なる。
【００３６】
溝部６Ｉは、上述した第１の実施形態のインサート１における溝部６と略同一の形状である。該溝部６Ｉは、下面３まで達するように側面４に設けられている。一方、溝部６ＩＩは、下面３に達していない。すなわち、溝部６ＩＩの下端は、側面４上に位置している。溝部６ＩＩは溝部が下面に達していないため、溝部６Ｉに比べてインサート側面４の強度を保持することが可能である。このように溝部６ＩＩは、切削抵抗を低減させる効果と、側面４の強度を高く維持する効果とを兼ね備えることができる。
【００３７】
なお、溝部６ＩＩにおいても、溝部６の幅Ｗは、上述した第１の実施形態のインサート１と同様、上面２と下面３との間の距離Ｄの中点において最大であることが好ましい。
【００３８】
したがって、側面視において第１縁部の離間部７１Ａの下面３に略垂直な方向における寸法をｄ７１Ａとし、第１縁部の近接部７１Ｂの下面３に略垂直な寸法をｄ７１Ｂとする。この場合、溝部６Ｉは、ｄ７１Ａ≒ｄ７１Ｂであるのに対して、溝部６ＩＩは、ｄ７１Ａ＞ｄ７１Ｂである。また、同様に、近接部７２についても、溝部６Ｉはｄ７２Ａ≒ｄ７２Ｂであり、溝部６ＩＩはｄ７２Ａ＞ｄ７２Ｂである。
【００３９】
以上、２つの実施形態のインサートについて例示したが、本発明はこれらに限定されない。例えば、上面が菱形、三角形など他の形状であってもよい。また、第１縁部７１と第２縁部７２とが、基準線Ｌに対して、非対称である形態であってもよい。さらに、第１縁部および第２縁部の少なくとも一方が、離間部Ａと近接部Ｂとの間に、基準線Ｌに対して略平行となるよう設けられた区域を有していてもよい。
【００４０】
＜切削工具＞
本実施形態の切削工具１０は、図６に示すように、ホルダ１１と、上述したインサート１およびインサート１’と、を有している。インサート１およびインサート１’は、ホルダ１１の先端に装着されている。具体的には、インサート１の貫通穴９０に固定ネジ９１を挿入し、該固定ネジ９１の先端をホルダ１１のインサートポケット１２に形成された図示しないネジ孔に螺合させることによって、インサート１およびインサート１’がホルダ１１に装着されている。このとき、インサート１およびインサート１’は、いずれも、切刃５がホルダ１１の先端面から突出するように、ホルダ１１に装着される。
【００４１】
また、本実施形態においては、インサート１およびインサート１’が、周方向に、各々、２つずつ交互に装着されている。このとき、インサート１およびインサート１’は、下面３がホルダ１１の軸線に対して傾斜するようホルダ１１に装着されている。すなわち、インサート１およびインサート１’は、アキシャルレーキを有して、ホルダ１１に装着されている。
【００４２】
本実施形態においては、後述の図７に示すように、切削工具１１は、切削時に時計方向に回転して用いられる。このような切削工具１１は、上述したインサート１およびインサート１’を有しているため、溝部６の壁面７が被削材と接触することを抑制できる。そのため、切削時の切削抵抗を低減することができるため、高負荷切削条件下での切削加工が可能となる。その結果、加工効率の向上が図れる。
【００４３】
以上、本発明にかかる実施形態の切削工具においては、固定ネジによって、ホルダに装着された形態を例示したが、これに限らず、他のクランプ機構によって、インサートがホルダに装着された形態であってもよい。
【００４４】
また、本実施形態においては、正面フライスを例示したが、これに限らず、両側面に切刃を有するサイドカッターや、プランジカッターや、隅削り加工が可能な切削工具等であってもよい。
【００４５】
＜切削方法＞
本実施形態による被削材の切削方法は、以下の（ａ）〜（ｄ）の工程を備える。
（ａ）図７（ａ）に示すように、切削工具１０をホルダ１１の軸線Ｓを中心に矢印Ａ方向に回転させる工程。
（ｂ）図７（ｂ）に示すように、切削工具１０を矢印Ｂ方向に動かし、被削材１００に切削工具１０を近づける近接工程。
（ｃ）図７（ｃ）に示すように、インサート２の切刃５を被削材１００の表面に接触させ、切削工具１０を矢印Ｃ方向に動かし、被削材１００の表面を切削する工程。
（ｄ）図７（ｄ）に示すように、切削工具１０を矢印Ｄ方向に動かし、被削材１００から切削工具１０を離間させる工程。
【００４６】
これにより、上述したように、加工精度の高い切削工具１０を用いて被削材１００を加工するため、仕上げ面精度の高い加工物を得ることができる。
【００４７】
なお、前記（ｂ）の工程では、切削工具１０と被削材１００とは相対的に近づければよく、例えば被削材１００を切削工具１０に近づけてもよい。これと同様に、前記（ｄ）の工程では、被削材１００と切削工具１０とは相対的に遠ざかればよく、例えば被削材１００を切削工具１０から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具１０を回転させた状態を保持して、被削材１００の異なる箇所にインサート１の切刃５を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している切刃が摩耗した際には、インサート１を貫通穴９０の中心軸に対して９０度回転させ、未使用の切刃が用いられる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、発明の目的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いうまでもない。
【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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【国際調査報告】
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2010035831.tif 000011
2010035831.tif 000012
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