(57)【要約】逃げ面３と交わって切れ刃４を生じさせるランド９と、ブレーカ溝１０をすくい面に設け、ブレーカ溝１０はブレーカ１１を含みランド９のコーナＲ部の切れ刃に形成された部分の幅Ｔを、０．０５ｍｍ＜Ｔ＜０．１５ｍｍに設定し、ブレーカ溝１０のランド側の斜面に、コーナＲ部の切れ刃の全域に沿う山部１２を、ブレーカ溝１０の深さ方向に並ぶ状態にして複数設け、各山部を形成する傾斜面の中の少なくともひとつの傾斜面のすくい角θを、θ＞２０°にした。
2013146211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーナＲ部に切れ刃（４）を有する切削インサートであって、逃げ面（３）と交わって前記切れ刃（４）を生じさせるランド（９）と、そのランド（９）に続くブレーカ溝（１０）をすくい面（２）に有し、
前記ブレーカ溝（１０）の中央陸部（５）側にブレーカ（１１）を有し、
コーナＲ部の切れ刃に形成された前記ランド（９）の幅Ｔが、０．０５ｍｍ＜Ｔ＜０．１５ｍｍに設定され、
前記ブレーカ溝（１０）の斜面であって、前記切れ刃（４）から遠ざかる方向に向って下り勾配となったランド側の斜面に、コーナＲ部の切れ刃に沿って延びる山部（１２）が、ブレーカ溝（１０）の深さ方向に並ぶ状態にして複数設けられ、
各山部（１２）を形成する傾斜面の中の少なくともひとつの傾斜面のすくい角θが、θ＞２０°の条件を満たす切削インサート。
【請求項２】
ブレーカ溝の斜面に設けた前記山部（１２）の各々は、すくい角の異なる２つの傾斜面（Ａ，Ｂ）が交差して作り出されており、ランド側の傾斜面（Ａ）のすくい角θＡと、ブレーカ側の傾斜面（Ｂ）のすくい角θＢが、θＡ＜θＢの条件を満たし、前記傾斜面（Ａ）の幅ＷＡと傾斜面（Ｂ）の幅ＷＢが、ＷＡ＜ＷＢの条件を満たす請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記傾斜面（Ａ，Ｂ）のすくい角θＡ，θＢが、θＡ≧２０°、かつ、θＢ≧３０°である請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記ランド（９）の幅Ｔが、０．０７ｍｍ≦Ｔ＜０．１５ｍｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削インサート。
【請求項５】
前記ブレーカ１１は、切れ刃４に沿って複数個配列され、球状のブレーカ突起１１ａと、このブレーカ突起１１ａの背後から前記中央陸部５に向けて斜めに立ち上がり前記ブレーカ突起１１ａよりも高いブレーカ壁１１ｂとからなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、チタン、チタン合金、Ｎｉ合金などの難削材の粗加工において、切屑の処理と寿命に関して優れた性能を発揮する切削インサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、チタンなどの難削材で形成される構造材などが多用される傾向にあり、首記の如き難削材を切削加工することが多くなっている。この種の難削材の加工には、ステンレス鋼用のチップブレーカを備える切削インサートが専ら利用されている。【０００３】
ステンレス鋼の切削加工には、例えば、下記特許文献１に開示されているような切削インサートや下記特許文献２されているような切削インサートが採用される。【０００４】
特許文献１の切削インサートは、切れ刃に沿ったすくい面に幅が０．１５〜０．２５ｍｍ程度ある刃先強化用のフラットなランドを形成している。さらに、そのランドに続けてブレーカ溝を設け、ブレーカ溝と切削インサートの中央陸部との間にブレーカ突起を配置している。【０００５】
また、特許文献２の切削インサートは、逃げ面に対して鋭角に交わらせたすくい面にブレーカ溝を設け、そのブレーカ溝と切削インサートの中央陸部との間にブレーカ突起を配置している。【０００６】
なお、後者のタイプの切削インサートにおいて、ステンレス鋼の加工に利用するものについては、すくい角が２０°未満、設置幅が大きくても０．５ｍｍ程度のすくい面を切れ刃に沿って設け、そのすくい面の終端（切れ刃から離れる側を終端と考える）に傾斜角が２０°を超えるブレーカ溝を設けることもなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１９０６１２号公報
【特許文献２】特開２００２−１０３１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
チタンなどの難削材の加工では、刃先近傍にクレータ摩耗が大きく進展することから、刃先の強化効果が得られるフラットなランドを切れ刃に沿って設けた特許文献１の如き構造が寿命の面で有利である。ところが、幅の大きいフラットランドを設けた切削インサートでは、切屑の分断がうまくなされないために切屑が長く延びてしまい、そのことが作業に支障を来たす。【０００９】
また、ランドのない特許文献２の如き構造は、切れ味が良く、切屑の処理性能もランドのあるものよりも勝れる。しかし、刃先部の肉が少ないため、クレータ摩耗が進展すると刃先が欠損し易く、短寿命になる不具合がある。【００１０】
この発明は、切削インサートの形状を工夫して、難削材の加工でもクレータ摩耗が抑制されて寿命が延長され、同時に良好な切屑処理性も発揮されるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明においては、コーナＲ部に切れ刃を有する切削インサートを以下のように構成した。即ち、逃げ面と交わって前記切れ刃を生じさせるランドと、そのランドに続くブレーカ溝をすくい面に設け、
そのブレーカ溝の中央陸部側にブレーカを有し、
コーナＲ部の切れ刃に形成された前記ランドの幅Ｔを、０．０５ｍｍ＜Ｔ＜０．１５ｍｍに設定し、
前記ブレーカ溝の、前記切れ刃から遠ざかる方向に向って下り勾配となるランド側の斜面に、コーナＲ部の切れ刃の全域に沿う山部を、ブレーカ溝の深さ方向（溝底に向う方向）に並ぶ状態にして複数設け、
各山部を形成する傾斜面の中の少なくともひとつの傾斜面のすくい角θを、θ＞２０°の条件を満たすものにした。【００１２】
この切削インサートの好ましい形態を以下に列挙する。
（１）ブレーカ溝の斜面に設ける前記山部の各々を、すくい角の異なる２つの傾斜面Ａ，Ｂを交差させて作り出し、ランド側の傾斜面Ａのすくい角θＡと、ブレーカ側の傾斜面Ｂのすくい角θＢについて、θＡ＜θＢの条件を満たし、前記傾斜面Ａの幅ＷＡと傾斜面Ｂの幅ＷＢについて、ＷＡ＜ＷＢの条件を満たすもの。
（２）前記傾斜面Ａ，Ｂのすくい角θＡ，θＢが、θＡ≧２０°、かつ、θＢ≧３０°であるもの。
（３）前記ランドの幅Ｔが、０．０７ｍｍ≦Ｔ＜０．１５ｍｍであるもの。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の切削インサートは、切れ刃に沿ってランドを設けたので、刃先部の厚みが増して刃先が強化される。ただし、ランドによる刃先の強化のみでは、クレータ摩耗の進展を効果的に阻止することができない。【００１４】
切れ味が損なわれず、切屑も分断されるものにするために、ランドの幅Ｔを０．１５ｍｍより小さくしており、そのために、ランドによる刃先の強化効果が限定的なものになる。【００１５】
そのランドによる刃先の強化の足りないところが、この発明によれば、ブレーカ溝のランド側の斜面に設けた山部によって補われる。即ち、複数の山部を設けたことで、山部の無い構造に比べて刃先近傍の厚みが増して刃先強度が高められる。また、複数の山部をブレーカ溝の深さ方向に並べて配置したことで、すくい面（ブレーカ溝の溝面）に対する切屑の接触が局部当りになったり、接触圧に強弱がついたりすることも有効に作用する。これ等の相乗効果によってクレータ摩耗が抑制される。【００１６】
従って、この発明によれば、良好な切屑処理性の確保とクレータ摩耗の抑制による寿命向上の両立が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の切削インサートの一例を示す斜視図である。
【図２】図１の切削インサートの鋭角コーナのコーナＲ部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿った位置の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の切削インサートの実施の形態を添付図面の図１〜図３に基づいて説明する。例示の切削インサート１は、菱形の刃先交換式チップである。この切削インサート１は、上面や下面で構成されるすくい面２と、側面で構成される逃げ面３と、すくい面と逃げ面の交差部の稜線で形成される切れ刃４を有する。
【００１９】
また、すくい面２に形成された中央陸部５と、その中央陸部の中央（上下面の中央）に貫通して設けた取付け孔６と、鋭角コーナ側のコーナＲ部７及び鈍角コーナ側のコーナＲ部８を有し、さらに、すくい面２に、逃げ面３との境界に切れ刃４を生じさせるフラットなランド９と、そのランドに続くブレーカ溝１０を有する。ブレーカ溝１０の中央陸部５側には、ブレーカ１１が形成されている。
【００２０】
例示の切削インサート１は、上面や下面の周縁の全域に切れ刃４を設けており、ランド９とブレーカ溝１０も、切れ刃の全域に沿って形成されている。
【００２１】
また、ブレーカ１１は、コーナＲ部７，８の位置では、切れ刃４に沿って複数個配列した球状のブレーカ突起１１ａと、そのブレーカ突起１１ａの背後から中央陸部５に向けて斜めに立ち上がり、ブレーカ突起１１ａよりも高く形成されたブレーカ壁１１ｂを組み合わせたものにする。隣り合うコーナ部間の直線切れ刃の中央部では、ブレーカ壁１１ｂを切れ刃側にせり出させてそのブレーカ壁１１ｂのみで構成している。ブレーカ突起１１ａが無くても切り屑は処理されるが、ブレーカ突起１１ａを設けることで切り屑処理性能を向上させることができる。
【００２２】
なお、取付け孔６は必須ではない。また、例示の切削インサート１は、ランド９と、ブレーカ溝１０を鈍角コーナ側のコーナＲ部８にも設けているが、この鈍角コーナ側のコーナＲ部のランド、ブレーカ溝は省くことがある。
【００２３】
図示の切削インサートのランド９は、逃げ面３に対して直角をなす面（傾斜角０°の面）にしているが、僅かな傾斜角（例えば、３°以下）を有するランドであってもよい。コーナＲ部の切れ刃に形成されたランド９の幅Ｔは、０．０５ｍｍより大きく、０．１５ｍｍより小さく設定されている。ランドの幅Ｔを０．０５ｍｍ以上確保することで、刃先部の強度向上に関して期待できる効果が得られる。コーナＲ部以外の切れ刃に形成されたランドの幅Ｔは０．１５ｍｍ以上としても良い。
【００２４】
また、コーナＲ部の切れ刃に形成されたランドの幅Ｔを０．１５ｍｍより小さくすることで、ランドの幅が過大なことに起因する切屑分断の機能の低下と切れ味の低下を回避することができる。
【００２５】
ランド９の幅Ｔは、より好ましくは、０．０７ｍｍ≦Ｔ＜０．１５ｍｍにするのがよい。こうすると切屑の分断機能の低下と切れ味の低下がより小さく抑えられる。特に切り込み深さが大きい場合は、ランドの幅Ｔを大きめ（０．１０ｍｍ≦Ｔ＜０．１５ｍｍ）に設定することがより好ましい。  
【００２６】
ブレーカ溝１０は、ランド９の内端から一旦落ち込んで終端が反り上っている。切れ刃４から遠ざかる方向に向って下り勾配となったランド側（始端側）の斜面１０ａに、図３に示すような山部１２が、ブレーカ溝１０の深さ方向に並ぶ状態にして複数設けられている。
【００２７】
その山部１２は、少なくとも切削に関与するコーナＲ部に、ランド９に沿って切れ刃４と平行な方向に延びて当該コーナＲ部の切れ刃の全域に対応するように（切削に関与する切れ刃の全域に亘って存在するように）設けられる。
【００２８】
図示の山部１２は、すくい角の異なる２つの傾斜面Ａ，Ｂを交差させて作り出されている。その山部１２は、山の頭頂部の尖った稜線を除去する面を傾斜面Ａ，Ｂ間に配置したような形状であってもよいが、少なくともひとつの傾斜面は、すくい角θを２０°よりも大きくする。
【００２９】
図３に示した山部１２は、傾斜面Ｂのすくい角θＢを傾斜面Ａのすくい角θＡよりも大きくし、さらに、傾斜面Ａの幅ＷＡを傾斜面Ｂの幅ＷＢよりも小さくしている。このように構成したことで、すくい角の大きい傾斜面Ｂが実質的なすくい面として機能する。
【００３０】
また、θＡ＜θＢ、ＷＡ＜ＷＢの２条件を満たす山部１２をブレーカ溝１０の深さ方向に複数並べて設けて刃先近傍の肉を増加させている。ブレーカ溝１０のランド側の溝面を山部の無い状態で傾斜面Ｂと同じ角度で傾斜させたものは、図３に線Ｌで示す位置にランド側の溝面が配置さる。それと比較したときに線Ｌよりも上側にある部分が、インサート材料の増加量となる。このインサート材料の増加により、切れ味を損なわずにクレータ摩耗に対する耐性が高められる。
【００３１】
傾斜面Ａ，Ｂのすくい角θＡ，θＢは、θＡ≧２０°、かつ、θＢ≧３０°に設定すると好ましい。こうすることで、切れ味を維持しながらの強度向上に関してよりよい効果を期待できる。また上限値は特に規定されないが、ある程度の強度を確保するために、θ≦６０°とすることが好ましい。
【実施例】
【００３２】
ＩＳＯ型番ＣＮＭＧ１２０４１２（一辺の長さ１２．７ｍｍ、刃先コーナのコーナ角８０°、ジルコニウム入り超硬合金母材）の菱形ネガティブコーティング切削インサートを試作した。その試作品には、図１のように、コーナＲ部７，８の位置で、切れ刃４に沿って複数個配列した球状のブレーカ突起１１ａと、そのブレーカ突起１１ａの背後から中央陸部５に向けて斜めに立ち上がり、ブレーカ突起１１ａよりも高く形成されたブレーカ壁１１ｂとを設けた。さらに、ブレーカ溝のランド側斜面に図３に示すように山部を溝深さ方向に並べて３つ設けてある。【００３３】
図３の各部の寸法は、以下の通り。
・発明品１・・・
コーナＲ部の切れ刃に形成されたランドの幅Ｔ：０．０９ｍｍ（一定）
切れ刃４から最上段の傾斜面Ａの終端までの溝幅方向寸法Ｗ１：０．１２ｍｍ
各山部１２の傾斜面Ｂの溝幅方向寸法ＷＢ１：０．１ｍｍ、ＷＢ２：０．１ｍｍ
上から数えて２段目と３段目の山部１２の傾斜面Ａの溝幅方向寸法ＷＡ１：０．０５ｍｍ，ＷＡ２：０．０５ｍｍ
さらに、
傾斜面Ａのすくい角θＡ：２０°、
傾斜面Ｂのすくい角θＢ：３０°
とした。
・発明品２・・・
コーナＲ部の切れ刃に形成されたランド幅Ｔ：０．０７ｍｍ（一定）
その他の仕様は発明品１と同一である。なお、コーナＲ部の切れ刃に形成されたランドの幅Ｔは、コーナＲの二等分線上で測定を行った。【００３４】
また、下記比較品１〜７も準備した。これ等の比較品は、下記の箇所を除く部分の仕様を発明品１と同じにした。
・比較品１・・・
コーナＲ部の切れ刃に形成されたランド幅Ｔ：０．２ｍｍ（一定）
ブレーカ溝の溝面に山部：あり
ブレーカ溝の溝面のすくい角：１６°
・比較品２・・・
ランド幅：０．１６ｍｍ（一定）
ブレーカ溝の溝面に山部：なし
ブレーカ溝の溝面のすくい角：１８°
・比較品３・・・ランド幅：０．１５ｍｍ（一定）
ブレーカ溝の溝面に山部：なし
ブレーカ溝の溝面のすくい角：２０°
・比較品４・・・
ランド：なし
ブレーカ溝の溝面に山部：なし
ブレーカ溝の溝面のすくい角：１８°
・比較品５・・・
ランド：なし
ブレーカ溝の溝面に山部：なし
ブレーカ溝の溝面のすくい角：１４°
・比較品６・・・
ランド：なし無し
ブレーカ溝の溝面に山部：なし
ブレーカ溝の溝面のすくい角：３０°
・比較品７・・・
ランド幅：０．０５ｍｍ（一定）、
ブレーカ溝の溝面に山部：あり
山部の傾斜面Ａのすくい角θＡ：３０°
傾斜面Ｂのすくい角θＢ：３５°【００３５】
次に、この発明品と比較品を用いて、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖの組成のチタン合金を以下の条件で切削した。
切削条件  切削速度Ｖ：６５ｍ／ｍｉｎ
送り    ｆ：０．２ｍｍ／ｒｅｖ
切込みａｐ：２．５ｍｍ
切削形態  ：湿式【００３６】
この試験の結果、比較品１〜３は、工具寿命に関しては他の比較品よりも優れていたが、３者とも切屑の処理性が悪く、切屑が分断されずに長く延びだした。【００３７】
また、比較品４、５は、切屑処理性は比較品１〜３よりも良かったが、工具寿命が比較品１〜３に比べて劣っていた。【００３８】
比較品６、７も、切屑処理性は比較品４、５よりも良好であったが、比較品４、５と同様、工具寿命が比較品１〜３に比べて劣っていた。【００３９】
これに対し、発明品１，２は、両者とも切屑処理性と工具寿命が共に全比較品に勝っていた。なお、切屑処理性は、比較品の中で最も良かった比較品４を基準にして良否を判断した。また、工具寿命は比較品の中で最も良かった比較品１〜３を基準にして良否を判断した。この調査結果をまとめて表１に示す。【００４０】
【表１】
2013146211.tif 000003
［実施例２］
上記実施例１で用いた発明品１と、発明品１のコーナＲ部のランドの幅Ｔを０．１２ｍｍでそれ以外のランドの幅を０．１５ｍｍとした発明品３と比較品１を用い、切込みａｐ：５．０ｍｍ・送りf：０．２５mm/revとしたこと以外は実施例１と同じ条件で加工試験を行った。
結果は、発明品３は切り屑処理性及び工具寿命共に良い結果が得られたのに対し、発明品１は発明品３よりも耐久性が低下した。また、比較品１は発明品１と同等の工具寿命が得られたが、切りくず処理性が悪化した。【００４１】
【表２】
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[実施例３]
上記実施例２で用いた発明品３と、ランドをなしとした比較品８、比較品９を用い、以下の条件で加工試験を行った。  被削材    inconel718
切削条件  切削速度Ｖ：４５ｍ／ｍｉｎ
送り    ｆ：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ
切込みａｐ：５．０ｍｍ
切削形態  ：湿式
結果は、発明品３は切り屑処理性及び工具寿命共に良い結果が得られたのに対し、比較品８と比較品９は切屑排出性及び工具寿命のいずれも低下した。【００４２】
【表３】
2013146211.tif 000005
【００４３】
なお、ここでの説明は、菱形の切削インサートを例に挙げて行ったが、この発明は、正三角形や正方形といった正多角形切削インサートなどにも適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１          切削インサート
２          すくい面
３          逃げ面
４          切れ刃
５          中央陸部
６          取付け孔
７，８      コーナＲ部
９          ランド
１０        ブレーカ溝
１１        ブレーカ
１２        ブレーカ溝の斜面に形成される山部
【図１】
2013146211.tif 000006
【図２】
2013146211.tif 000007
【図３】
2013146211.tif 000008
【国際調査報告】
2013146211.tif 000009
2013146211.tif 000010
2013146211.tif 000011
2013146211.tif 000012