(57)【要約】【課題】  耐損傷性に優れた切削工具を提供すること。【解決手段】  本発明の切削工具は、略多角形板状体をなし、上面と側面との交差部に切刃を有する切削インサートと、前記切削インサートが装着されるインサートポケットを有するホルダと、を備える切削工具であって、前記切削インサートは、少なくとも五角形以上の多角形であるとともに、使用される前記切刃に対応する側面に隣り合わない側面であって、前記インサートポケットに当接される非隣接当接面を有し、前記インサートポケットには、前記切削インサートが着座する着座部と、前記非隣接当接面が当接される拘束部と、着座部と拘束部との交差部に設けられる凹溝と、を有し、前記凹溝の延びる方向の長さが、前記非隣接当接面において、前記凹溝の延びる方向の長さに比べて大きいことを特徴とする。【選択図】  図１
2011051029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略多角形板状体をなし、上面と側面との交差部に切刃を有する切削インサートと、前記切削インサートが装着されるインサートポケットを有するホルダと、を備える切削工具であって、
前記切削インサートは、少なくとも四角形以上の多角形であるとともに、使用される前記切刃に対応する側面に隣り合わない側面であって、かつ前記インサートポケットに当接される非隣接当接面を有し、
前記インサートポケットは、
前記切削インサートが着座する着座部と、
前記非隣接当接面が当接される拘束部と、
着座部と拘束部との交差部に設けられる凹溝と、を有し、
前記凹溝の延びる方向の長さが、前記非隣接当接面において、前記凹溝の延びる方向の長さに比べて大きいことを特徴とする、切削工具。
【請求項２】
前記凹溝が、曲面状であることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記切削インサートにおいて、さらに、前記側面間には、コーナー側面が形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記凹溝が、前記切削インサートの非隣接当接面に対して張り出していることを特徴とする、請求項１から３のいずれかの項に記載の切削工具。
【請求項５】
前記切削インサートにおいて、前記上面と前記側面とが略垂直であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかの項に記載の切削工具。
【請求項６】
前記切削インサートは、複数の非隣接当接面を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれかの項に記載の切削工具。
【請求項７】
前記切削インサートは、略五角形であることを特徴とする、請求項１から６のいずれかの項に記載の切削工具。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの項に記載の切削工具を回転させて被削材に近づける工程と、
被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、
前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、
を包含する、被削加工物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、経済性の観点から、スローアウェイ式の切削工具が使用されている。このスローアウェイ式の切削工具は、切削インサートと、切削インサートを装着するためのインサートポケットを有するホルダと、を備えており、インサートポケットは、切削インサートを拘束するために、一般に、切削インサートの底面の平坦部を当接させる着座面と、切削インサートの側面を当接させる拘束面とを有している。
【０００３】
また、このような切削工具の着座面と拘束面との交差部には、切削時の応力がこれら交差部に集中するのを緩和するために凹溝が形成されている。すなわち、凹溝は、切削工具の損傷の抑制に寄与している。例えば、特許文献１には、着座面と拘束面との間に、切削インサートの着座面の一の辺に対応した凹溝が形成される切削工具が開示されている。
【０００４】
しかし、高送り加工などの大きな切削抵抗が加わる加工条件では、着座面と拘束面との間にかかる応力は非常に大きくなり、このような切削インサートの一の辺に対応する幅の凹溝では十分な応力集中の緩和が得られず、凹溝に変形や亀裂が生じるといったおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、剛性が高いスローアウェイ式の切削工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の切削工具は、略多角形板状体をなし、上面と側面との交差部に切刃を有する切削インサートと、前記切削インサートが装着されるインサートポケットを有するホルダと、を備える切削工具であって、前記切削インサートは、少なくとも四角形以上の多角形であるとともに、使用される前記切刃に対応する側面に隣り合わない側面であって、前記インサートポケットに当接される非隣接当接面を有し、前記インサートポケットは、前記切削インサートが着座する着座部と、前記非隣接当接面が当接される拘束部と、着座部と拘束部との交差部に設けられる凹溝と、を有し、前記凹溝の延びる方向の長さが、前記非隣接当接面において、前記凹溝の延びる方向の長さに比べて大きいことを特徴とする。
【０００８】
ある実施態様においては、前記凹溝が、曲面状であることを特徴とする。
【０００９】
ある実施態様においては、前記切削インサートにおいて、さらに、前記側面間には、コーナー側面が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
ある実施態様においては、前記凹溝が、前記切削インサートの非隣接当接面に対して張り出していることを特徴とする。
【００１１】
ある実施態様においては、前記切削インサートにおいて、前記上面と前記側面とが略垂直であることを特徴とする。
【００１２】
ある実施態様においては、前記切削インサートは、複数の非隣接当接面を有することを特徴とする。
【００１３】
ある実施態様においては、前記切削インサートは、略五角形であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の被削加工物の製造方法は、上記切削工具を回転させて被削材に近づける工程と、  被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、を包含する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の切削工具によれば、ホルダの外周面に切刃を突出させて装着される切削インサートが四角形以上の略多角形板状体であるため、切刃に対応する側面に隣接しない側面を、ホルダとの当接面として使用することができる。そしてこの当接面に当接されるインサートポケットの拘束部は、当接面において、凹溝の延びる方向の長さに比べて長く形成することができ、拘束部と着座部との間に形成する凹溝の長さも拘束部と同様に長く形成することができる。したがって、従来の当接面の幅方向程度の凹溝を有する工具に比べて、特定部位に応力が集中するのを緩和することができる。そのため、耐損傷性に優れた切削工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一の実施形態の切削工具の側面図である。
【図２】図１に示す切削工具に使用される切削インサートの（ａ）斜視図、（ｂ）上面図、および（ｃ）側面図である。
【図３】図１に示す切削工具に使用されるホルダの（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図４】図３に示すホルダの部分拡大図である。
【図５】図４に示すホルダの（ａ）X−X線断面図および（ｂ）Y−Y線断面図である。
【図６】図１に示す切削工具の部分拡大図である。
【図７】第二の実施形態の切削工具の（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。
【図８】本発明の一実施形態による被削加工物の製造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】
【００１７】
＜第一の実施形態＞
本発明の切削工具１０は、図１に示すように、略多角形板状体をなし、上面と側面との交差部に切刃を有する切削インサート１と、前記切削インサートが装着されるインサートポケットを有するホルダ２と、を備える。まず、切削工具１０の各構成要素である切削インサート１およびホルダ２について詳細に説明する。
【００１８】
（切削インサート）
図２は、本発明に用いられる一実施形態の切削インサート１（以下、単にインサート１と略す）を示す。
【００１９】
図２において、インサート１は、略多角形板状の本体部を備えている。この本体部の形状は、上面視において、四角形以上、具体的には、四角形、五角形、六角形、八角形などの当業者が通常インサートに使用する形状であればよい。図２においては、長さが等しい５つの長辺を有する略五角形の形状が用いられている。
【００２０】
上記本体部はまた、すくい面として機能する上面１１と、着座面として機能する下面１２と、上面１１および下面１２に連続し、逃げ面として機能する側面１３とで構成され、上面１１と側面１３との交差稜線部にそれぞれ切刃１４が形成されている。さらにすくい面に相当する上面１１上には、上面１１から下面１２にむかって本体部を貫通する取付ねじ穴１５が形成されている。
【００２１】
インサート１はまた、図２（ｃ）に示すように、側面１３が上面１１および下面１２に対して垂直に形成されている。すなわち上面および下面の両面をそれぞれすくい面として使用可能なネガティブ型のインサートである。したがって、インサート１は１０コーナー使いのインサートである。この場合、下面１２と側面１３との交差稜線部においても切刃が形成されており、下面側の切刃を用いる場合、下面１２をすくい面、上面１１を着座面として使用することが可能である。なお、本発明のインサートにおいては、側面１３に逃げ角が付与された、いわゆるポジティブ型のインサートであってもよい。
【００２２】
本実施形態においては、本体部は略五角形板状体であるため、図２（ａ）に示すように、５つの主側面１３Ａ〜１３Ｅを有している。切刃１４Ａに対応する側面１３Ａと隣り合わない側面１３Ｃおよび１３Ｄが、ホルダ２の拘束部に当接される非隣接当接面として使用される。また、これらの隣り合う側面１３の間には、さらにコーナー側面が形成されている。
【００２３】
上面１１と側面１３との交差稜線部に形成される切刃１４は、主切刃として機能する第一切刃１４１と、第一切刃１４１に連続して形成され、副切刃として機能する第二切刃１４２とを有する。第一切刃１４１は、切削作用において、切屑生成に主な役割を果たす切刃である。他方、第二切刃１４２は、被削材の仕上げ面粗度向上の目的で形成される。第二切刃１４２に連続してさらにコーナー切刃を有する場合がある。
【００２４】
取付ねじ穴１５は、具体的には、ホルダ取付孔であり、本体部を貫通するように略円筒形状に形成されている。この取付ねじ穴１５は、インサート１をホルダに固定する目的で形成され、この取付ねじ穴１５に取付ねじを挿入してねじ込むことによってホルダに固定される。
【００２５】
上面１２上には、さらに第一切刃１４１に対応するようにブレーカ溝が形成されていてもよい。ブレーカ溝は、第一切刃１４１から生成される切屑をカールさせ易くする目的で形成される。
【００２６】
（ホルダ）
図３〜図５は、本発明に用いられる一実施形態のホルダ２を示す。ホルダ２は、外周面に、インサート１が装着されるインサートポケット２１を有している。
【００２７】
インサートポケット２１には、インサート１が着座する着座部２２と、インサート１の非隣接当接面と当接される拘束部２３と、着座部２２と拘束部２３との交差部に設けられる凹溝２４と、を有している。
【００２８】
着座部２２は、具体的には、インサート１の上面１１または下面１２を着座させる目的で形成されている。この着座部２２は、凹溝２４の延びる方向の長さが、非隣接当接面（側面１３Ｃおよび側面１３Ｄ）において、前記凹溝の延びる方向の長さに比べて大きくなるように形成されている。すなわち、着座部２２の面積がインサートの下面３に比べて大きくなる傾向にある。この着座部２２の外縁部には、さらにインサート１を着座させる際に、インサート１の未使用の切刃が着座部と接触して欠損することを抑制する観点から、凹溝２４の他に溝部２５が形成されている。この溝部２５は、凹溝２４が形成されていない部分（すなわち拘束部２３が形成されていない部分）の外縁部に形成されていればよい。
【００２９】
拘束部２３は、インサート１の側面１３を拘束する目的で、着座部２２に沿って立設されている。拘束部２３は、単独で設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。本実施形態においては、インサート１を、より強固に拘束する観点から複数設けられている。
【００３０】
着座部２２と拘束部２３との交差部には、凹溝２４が設けられる。この凹溝２４の延びる方向の長さは、非隣接当接面（側面１３Ｃおよび側面１３Ｄ）の凹溝２４の延びる方向の長さに比べて大きくなるように形成されている。このような構成によって、従来のような非隣接当接面の幅方向の長さにほぼ等しい凹溝を備えるホルダに比べて、凹溝２４に応力が集中するのを緩和することが可能となる。凹溝は曲面状であり、これによって、着座部２２と拘束部２３との交差部にかかる応力が分散され得る。
【００３１】
本実施形態においては、凹溝２４は、具体的には、着座部２２と拘束部２３との交差部に形成される第一凹溝２４Ａと、複数の拘束部２３との交差部に形成される第二凹溝２４Ｂとを有している。これらの凹溝の深さは特に制限されないが、本実施形態においては、図５に示すように、第一凹溝２４Ａの溝の深さＤ２４Ａが、第二凹溝２４Ｂの溝の深さＤ２４Ｂより浅くなるように形成されることが好ましい。このように、第一凹溝２４Ａを、第二凹溝２４Ｂによって分断することによって、一の辺にある第一凹溝にかかる応力により、他の辺にある第一の凹溝が影響を受けることを抑制することができる。
【００３２】
（切削工具）
本発明の切削工具は、図１および図６に示すように、上述のインサート１と、ホルダ２とを備えている。上述のように、ホルダ２の外周先端部に複数のインサートポケット２１が形成されており、インサートポケット２１内の各々外周位置にインサート１が取り付けられる。具体的には、インサート１は、回転方向に上面（すくい面）１１を向けて最外周に主切刃１４１が位置するように装着される。切削工具１０は、ホルダ２を回転させることによって主切刃１４１により切削が行われる。なお、この切削工具１０は、転削用の工具として用いられる。
【００３３】
本実施形態においては、ホルダ２の着座部２２と拘束部２３との間にある凹溝２４の延びる方向の長さが、インサート１の非隣接当接面（側面１３Ｃおよび側面１３Ｄ）において、前記凹溝の延びる方向の長さに比べて大きくなるように形成されている。具体的には、凹溝２４がインサート１を正面に見た場合に、インサート１より張り出している。このような構成によって、着座部２２と拘束部２３との交差部にかかる応力が大きく分散され得る。
【００３４】
凹溝２４の延びる方向の長さは、切削時にホルダと被削材とが接触しないようにする観点から、インサート１において、ホルダの回転軸先端方向または上記回転軸から外周面に向かう方向において、使用される第一切刃１４よりも外方にならない範囲内とすることが好ましい。
【００３５】
図１に示すように、ネガティブ型インサートであるインサート１は、側面視において、約６°の負のアキシャルレーキを有してホルダに装着されている。
【００３６】
＜第二の実施態様＞
図７は切削工具の第二の実施態様を示す。第二の実施態様は、インサート１が３つ装着された切削工具１１の例である。この第二の実施態様においては、インサート１の拘束力をより高めることを目的として、インサート１の上面を押圧して固定するクランプ部材が備えられている。
【００３７】
＜被削加工物の製造方法＞
本発明に係る被削加工物の製造方法は、上記切削工具（転削工具）を回転させて被削材に近づける工程と、被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、を包含する。具体的な工程を以下に説明する。
【００３８】
まず、ホルダ２にインサート１を装着する。このとき、ホルダ２の同一円周上に沿って、インサート１を、ホルダ２のインサートポケットに取り付ける。取り付け方法は、例えば、インサート１の逃げ面である上面１１に形成される中央部の取付ねじ穴１５（ねじ穴）に、ねじを挿入することによって行われる。
【００３９】
次いで、ホルダ２にインサート１を取り付けた後、図８（ａ）に示すように、ホルダ２の回転軸Ｓを中心に矢印Ａ方向に回転させ、次いで、切削工具１０を矢印Ｂ方向に動かし、切刃を被削材１００に近づける。さらに、図８（ｂ）に示すように、インサート１の切刃を被削材１００の表面に接触させ、切削工具１０を矢印Ｃ方向に動かし、被削材の表面を切削する。例えば、切削工具１０は、被削材の表面を略平行に切削することが可能である。
【００４０】
その後、図８（ｃ）に示すように、切削工具１０を矢印Ｄ方向に動かし、被削材から切削工具１０を離間させる。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、被削材の異なる箇所に切削工具の切刃１４を接触させる工程を繰り返せばよい。
【００４１】
なお、使用している切刃が摩耗した際には、インサート１を貫通穴の中心軸に対して回転させ、未使用の切刃を用いればよい。
【００４２】
以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨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言うまでもない。
【符号の説明】
【００４３】
１  切削インサート
１１  上面
１２  下面
１３  側面
１４  切刃
１５  取付ねじ穴
１６  ブレーカ溝
２  ホルダ
２１  インサートポケット
２２  着座部
２３  拘束部
２４  凹溝
１０  切削工具
【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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