(57)【要約】【課題】円形インサートの回動を防止すると共に、円形インサートの刃先強度を落とすことなく工具本体の受け面の精度劣化を回避し、確実に精度良く取付けることができ、長時間安定した切削性を得ることが出来る刃先交換式切削工具を提供することができる。【解決手段】円形インサートが着脱自在に装着された刃先交換式切削工具において、円形インサートの底面と平行な断面のうち、一部の断面が、上面方向より見て凹部の形状を含む断面であって、凹部は回動防止面であり、円形インサートの底面は工具本体の着座面と接触し、円形インサートの回動防止面が工具本体の回動防止部と接触していることを特徴とする刃先交換式切削工具である。【選択図】図１
2011206904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形インサートが工具本体とねじ部材を介して着脱自在に装着された刃先交換式切削工具において、該円形インサートは、上面と、該上面と対向して該上面より小径の底面と、該上面と該底面をつなぐ円錐状に形成された外周面とを有する円板形状であり、該上面がすくい面、該外周面が逃げ面であり、該すくい面と該逃げ面によって切刃稜線が形成され、該円形インサートの該底面と平行な断面のうち、一部の断面が、上面方向より見て凹部の形状を含む断面であって、該凹部は回動防止面であり、該円形インサートの厚さをｈ１（ｍｍ）とし、該回動防止面の上端から該底面までの高さをｈ２（ｍｍ）としたとき、（１／２）ｈ１≦ｈ２≦（２／３）ｈ１であり、該回動防止面の下端から該底面までの高さをｈ３（ｍｍ）としたとき、（１／１０）ｈ１≦ｈ３≦（１／３）ｈ１であり、該円形インサートの該底面が該工具本体の着座面と接触し、該円形インサートの該回動防止面が該工具本体の回動防止部と接触していることを特徴とする刃先交換式切削工具。
【請求項２】
請求項１に記載の刃先交換式切削工具において、該円形インサートの該回動防止面の幅をＬ（ｍｍ）、該工具本体の該回転防止部の幅をＷ（ｍｍ）、該工具本体の着座面から該回動防止部上端までの高さをＴ１（ｍｍ）、該工具本体の着座面から該回動防止部下端までの高さをＴ２（ｍｍ）、該円形インサートの該回動防止面の傾斜角度をθ１（度）、該工具本体の該回動防止部の傾斜角度をθ２（度）、としたとき、（４／１０）ｈ１≦Ｔ１≦（６／１０）ｈ１、（３／１０）ｈ１≦Ｔ１−Ｔ２、（１／２０）ｈ１≦Ｔ２、（１／２）Ｌ≦Ｗ≦２Ｌ、（θ１−１）≦θ２≦（θ１＋１）、であることを特徴とする刃先交換式切削工具。
【請求項３】
請求項１または２に記載の刃先交換式切削工具において、該工具本体の素材硬度がＨＲＣ４４〜５０の合金工具鋼であることを特徴とする刃先交換式切削工具。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の刃先交換式切削工具において、該工具本体の該着座面と該回動防止部には硬質皮膜が被覆され、該硬質皮膜は周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂの元素から選択される１種以上の元素を含有する窒化物、炭窒化物、酸窒化物のいずれかであることを特徴とする刃先交換式切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、回動防止を施した円形インサートが工具本体に着脱可能に取付けられた刃先交換式切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】  円形インサートを使用した刃先交換式工具は、円形インサートが切刃への切削負荷により回動するという課題があり、特許文献１、特許文献２には、回動を防止する技術が開示されている。
特許文献１は、円形インサート外周面である円錐形状面を工具本体の受け面に接触させて固定する手段と、円形インサートの底面側を多角形状に形成し、この多角形状を工具本体と当接させて回動防止する手段とを併用する技術を開示している。
特許文献２は、円形インサートを使用した刃先交換式工具において、回転防止工具ホルダーに関する技術を開示しており、回転防止ストッパは工具ホルダーに一時的に取付けられている。
特許文献３は、円形インサートの誤装着を防止する技術を開示している。円板状インサートは外周にニック溝と拘束面を有し、工具本体は受け面に取付け座壁面から突出してニック溝に収容される突起を形成する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平１１−５０８１９２号公報
【特許文献２】特表２００６−５２３５４１号公報
【特許文献３】特開２００７−２１００９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかし、特許文献１、２、３の様な刃先交換式工具は、使用コーナ数を多くするために回動防止面数を多くすると、円形インサートの底面の面積が減少する。そのために円形インサートと工具本体の接触面積が減少して取付け状態が不安定となる。また、円形インサートの刃先強度の低下と、円錐形状面の接触する工具本体の受け面が、切削荷重によって、変形することに起因する取付け精度劣化が課題となる。
本発明の目的は、円形インサートの回動を防止すると共に、円形インサートの刃先強度を落とすことなく工具本体の受け面の精度劣化を回避し確実に精度良く取付けることのでき、長時間安定した切削性を得ることが出来る刃先交換式切削工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明の刃先交換式切削工具は、円形インサートが工具本体とねじ部材を介して着脱自在に装着された刃先交換式切削工具において、該円形インサートは、上面と、該上面と対向して該上面より小径の底面と、該上面と該底面をつなぐ円錐状に形成された外周面とを有する円板形状であり、該上面がすくい面、該外周面が逃げ面であり、該すくい面と該逃げ面によって切刃稜線が形成され、該円形インサートの該底面と平行な断面のうち、一部の断面が、上面方向より見て凹部の形状を含む断面であって、該凹部は回動防止面であり、該円形インサートの厚さをｈ１（ｍｍ）とし、該回動防止面の上端から該底面までの高さをｈ２（ｍｍ）としたとき、（１／２）ｈ１≦ｈ２≦（２／３）ｈ１であり、該回動防止面の下端から該底面までの高さをｈ３（ｍｍ）としたとき、（１／１０）ｈ１≦ｈ３≦（１／３）ｈ１であり、該円形インサートの該底面が該工具本体の着座面と接触し、該円形インサートの該回動防止面が該工具本体の回動防止部と接触していることを特徴とする。
上記のように構成することで、円形インサートの回動を防止すると共に、円形インサートの刃先強度を落とすことなく工具本体の受け面の精度劣化を回避し確実に精度良く取付けることができ、長時間安定した切削性を得ることが出来る刃先交換式切削工具を提供することができる。【０００６】  本発明の刃先交換式切削工具において、該円形インサートの該回動防止面の幅をＬ（ｍｍ）、該工具本体の該回転防止部の幅をＷ（ｍｍ）、該工具本体の着座面から該回動防止部上端までの高さをＴ１（ｍｍ）、該工具本体の着座面から該回動防止部下端までの高さをＴ２（ｍｍ）、該円形インサートの該回動防止面の傾斜角度をθ１（度）、該工具本体の該回動防止部の傾斜角度をθ２（度）、としたとき、（４／１０）ｈ１≦Ｔ１≦（６／１０）ｈ１、（３／１０）ｈ１≦Ｔ１−Ｔ２、（１／２０）ｈ１≦Ｔ２、（１／２）Ｌ≦Ｗ≦２Ｌ、（θ１−１）≦θ２≦（θ１＋１）、であることが好ましい。【０００７】  本発明の刃先交換式切削工具において、該工具本体の硬度がＨＲＣ４４〜５０の合金工具鋼であることが好ましい。【０００８】  本発明の刃先交換式切削工具において、該工具本体の該着座面と該回動防止部には硬質皮膜が被覆されていることが好ましい。該硬質皮膜は、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂの元素から選択される１種以上の元素を含有する窒化物、炭窒化物、酸窒化物のいずれかであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、円形インサートの回動を防止すると共に、円形インサートの刃先強度を落とすことなく工具本体の受け面の精度劣化を回避し確実に精度良く取付けることのできる刃先交換式切削工具を提供することができた。特に、インサートの内接円寸法が１２ｍｍ以下の比較的小径で、厚さが５ｍｍ以下の薄い円形インサートの回動防止に有効であり、高能率加工を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の刃先交換式切削工具における実施形態の一例に係わる図を示す。
【図２】図１のインサートの側面図を示す。
【図３】図１のインサートの底面図を示す。
【図４】図２のＡ位置の断面図を示す。
【図５】図２のＢ位置の断面図を示す。
【図６】図２のＢ位置の断面図を示す。
【図７】図２のＣ位置の断面図を示す。
【図８】本発明に係る工具本体の着座面を上面から見た図を示す。
【図９】図８のＡ−Ａ断面を示す。
【図１０】本発明に係る工具本体にインサートが装着された状態を上面から見た図を示す。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  図１は、本発明に係る刃先交換式切削工具の一例について、概略の構成を示す図である。刃先交換式切削工具（１）は、工具本体（２）にインサート（３）を止めねじ（１０）によって、固定する構成である。工具本体（２）には、円形のインサート（３）を着脱可能に取付けるためのインサート固定部（１１）が形成される。
図２は、図１に示すインサート（３）の側面図である。図３は、図１に示すインサート（３）の底面図を示している。インサート（３）には、円板形状で中央部に工具本体へ固定するための止めねじ（１０）を挿入する取付け孔（９）が設けられている。また、工具本体（２）に装着した際にすくい面となる円形インサート上面（４）と、上面（４）と対向する底面（５）は、上面（４）よりも小径の円形を有し、上面（４）と底面（５）をつなぐ円錐状の外周面（７）は工具本体（２）に固定するための第１の固定面となる。上面（４）と外周面（７）の交わる稜線部は切刃（６）であり、外周面（７）には凹状の回動防止面（８）が形成されている。
【００１２】  図４から図７には、図２に示したＡ、Ｂ、Ｃの位置における底面（５）と平行な断面図を示す。図４と図７は、外周に凹部等の無い円形状であるが、第１の例として、図２のＢ位置の断面図を示す図５は、外周の複数個所に円形状に対して凹部を有する形状を呈している。図５では６箇所の凹部を有する。また、第２の例として、図２のＢ位置の断面図における他の形態を示す図６では、回動防止面は凹部形状を有している。この形状であれば、回動防止部を円盤形状とする組み合せで当接させる場合には、両者の接触面積を大きくすることが可能となり、優れた回動防止効果を得ることができる。このように、本発明に係るインサートは、円錐状の外周面に少なくとも１つの凹部を有するものであるために、外周面領域における底面と平行な断面のうち、必ず一部の断面は、上面方向より見て凹部形状を含むような断面形状を有している。また、本発明においては、例えば、図５、図６のように、凹部形状を含む断面において回動防止面を構成する凹部形状が互いに交わることなく、かつ円錐状の外周面を構成する円弧状部分を介して隣り合うように形成される。そのため、インサートを取付けるための第１の固定面である外周面が、上面から底面に至るまで連続している部分が必ず存在するため、強固な取付けができる。ここで、ｈ１値（ｍｍ）は、円形インサート（３）の厚さを、ｈ２値（ｍｍ）は、インサート（３）の回動防止面（８）の上端から底面（５）までの高さを、ｈ３値（ｍｍ）は、インサート（３）の回動防止面（８）の下端から底面（５）までの高さを夫々示す。また、θ１値は円形インサート（３）の回動防止面（８）の傾斜角度であり、インサート（３）の上面（４）と垂直な線分と回動防止面（８）とのなす傾斜角度であると定義する。θ３値は外周面の傾斜角度であり、インサートの上面（４）と垂直な線分と外周面（７）とのなす傾斜角度であると定義する。
【００１３】  本発明は図２に示すように、インサート（３）の厚さをｈ１とし、回動防止面（８）である凹部形状の上端から底面（５）までの高さをｈ２としたとき、回動防止部の上端は（１／２）ｈ１≦ｈ２≦（２／３）ｈ１の位置に設ける。ｈ２≦（２／３）ｈ１と構成することにより、インサート上面４から凹部に至るまでの外周面厚さを（１／３）ｈ１以上確保でき、刃先強度を維持することができる。また、（１／２）ｈ１≦ｈ２と構成することにより、回動防止面の高さを確保でき、十分な回動防止効果を得ることができる。一方、凹部の下端から底面までの高さをｈ３としたとき、回動防止部の下端は（１／１０）ｈ１≦ｈ３≦（１／３）ｈ１に設ける。（１／１０）ｈ１≦ｈ３と構成することで、ｈ３値はインサート底面（５）から（１／１０）ｈ１以上の外周面厚さが確保でき、インサートの第２の固定面である円形状の底面（５）の強度と固定面積を維持、確保することができる。また、ｈ３≦（１／３）ｈ１と構成することで、回動防止面の着座面から下端までの高さを制限し、回動防止面の減少を抑制している。
本発明の回転防止面（８）は、ｈ３値が底面（５）より（１／１０）ｈ１以上の高さ、ｈ２値が（２／３）ｈ１以下の高さの範囲内に設けることが必要である。更に、回動防止面（８）は、ｈ３値が底面（５）より（１／１０）ｈ１以上の高さ、ｈ２値が（２／３）ｈ１以下の高さの範囲内に設けられていても、回動防止面（８）の円周方向の幅Ｌは、厚さ方向の長さに従って変化する。よって、回転防止面（８）は、回動防止効果が得られるＬ値を確保できる範囲に適宜設けなければならない。また、外周面の傾斜角度をθ３（度）、回動防止面の傾斜角度をθ１（度）としたとき、ｈ３値を、インサート底面から（１／１０）ｈ１以上として、外周面厚さを確保するためには０＜θ１＜θ３の範囲内で設けることがこのましい。
【００１４】  図８は、本発明に係る工具本体の着座面を上面から見た図を示す。インサート固定部（１１）には、インサートの外周面（７）受ける受け面（１２）と、インサートの底面（５）を受ける着座面（１３）が設けられ、止めねじ（１０）を挿入するための止めねじ挿入孔（１４）が形成されると共に、２箇所の受け面（１２）の略中央部に円形のインサートの回動を防止する回動防止部（１５）が設けられている。この、回動防止部（１５）はインサート受け面（１２）の拘束面に対して工具本体（２）の外周方向に突出して位置している。回動防止部（１５）の幅をＷと示す。
【００１５】  図９は、図８のＡ−Ａ断面を示す。工具本体（２）の着座面（１３）から回動防止部（１５）の上端までの高さをＴ１（ｍｍ）、着座面（１３）から回動防止部（１５）の下端までの高さをＴ２（ｍｍ）、回転防止部（１５）の傾斜角度をθ２（度）を示す。θ２値は工具本体の回動防止部の傾斜角度であり、着座面（１３）と垂直な線分と回動防止部（１５）とのなす傾斜角度であると定義する。
【００１６】  工具本体（２）の着座面（１３）から回動防止部（１５）の上端までの高さＴ１と、着座面（１３）から回動防止部（１５）の下端までの高さＴ２は夫々、（４／１０）ｈ１≦Ｔ１≦（６／１０）ｈ１、（３／１０）ｈ１≦Ｔ１−Ｔ２、（１／２０）ｈ１≦Ｔ２、の範囲内に設ける。この理由は、Ｔ１値が（６／１０）ｈ１を超えて大きいと、インサート回動防止面（８）の上端よりも回動防止部（１５）の上端が高い位置になり、回動防止面（８）に回動防止部（１５）が接触しなくなるため回動防止効果が得られなくなるためである。一方、Ｔ１値が（４／１０）ｈ１未満では、回転防止部（１５）が切削加工時の衝撃に耐えられる十分な強度を得ることが出来ないためである。また、Ｔ１−Ｔ２が（３／１０）ｈ１未満では、回転防止部（１５）が切削加工時の衝撃に耐えられる十分な強度を得ることが出来ない。Ｔ２が（１／２０）ｈ１未満では、インサート（３）を工具本体（２）に装着する際に、取付け誤差が生じてしまい精度劣化をおこしてしまう。
回動防止部（１５）の幅Ｗは、（１／２）Ｌ≦Ｗ≦２Ｌ、の範囲で設ける。この理由は、Ｗ値が２Ｌを超えて大きいと、回動防止部（１５）が大きくなり、インサート側面（７）と工具本体（２）の受け面（１２）の接触面積が減少してしまうため、インサートの固定が不十分となり取付け精度が悪くなる。また、切削加工時においても、インサートにかかる切削抵抗を工具本体（２）で十分に受けることが出来なくなり、インサートの欠損を引き起こす。一方、Ｗ値が（１／２）Ｌ未満では、回転防止部（１５）が切削加工時の衝撃に耐えられる十分な強度を得ることが出来ない。
回転防止部（１５）の傾斜角度θ２は、（θ１−１）≦θ２≦（θ１＋１）、の範囲で設ける。この理由は、θ１値とθ２値との角度差の絶対値が１を超えてしまうと、インサート回動防止面（８）と工具本体（２）の回動防止部（１５）との間に隙間が生じ、十分な回動防止効果を得られないからである。従って、（θ１−１）≦θ２≦（θ１＋１）、となることが好ましい。
【００１７】  図１０は、本発明に係る工具本体（２）にインサートが装着された状態を上面から見た図を示す。工具本体（２）に設けた回動防止部（１５）と回動防止面（８）はインサート（３）を工具本体（２）に固定することによって接触し、インサートの回動を確実に防止することができる。
図１１は、図１０のＢ−Ｂ断面を示す。本発明の実施形態における刃先交換式切削工具（１）であり、工具本体（２）へ組み込んだ回動防止部（１５）と回動防止面（８）が接触している様子を示す図である。工具本体（２）に設けた回動防止部（１５）とインサート（３）の回動防止面（８）は、インサート（３）を工具本体（２）に固定することによって接触し、インサート（３）の回動を確実に防止することができる。
【００１８】  また、円錐状の外周面は、凹部が存在しているにもかかわらず、上面側から底面側に至るまで連続して存在しているため、インサートを強固に固定することができる。このように本発明の刃先交換式切削工具は、インサート底面からの外周面厚さが確保でき、インサートの第２の固定面である円形状底面の強度と固定面積を維持できるとともに、インサート上面から凹部に至るまでの外周面厚さも十分確保できる。本発明に係る円形インサートは、サイズを小さくした場合においても刃先強度の低下が少なく、また回動防止面（８）を有すると共に円錐形状の外周面を上面側だけでなく底面側へも形成できるので、工具本体の円形インサート固定部である受け面の摩滅や変形を軽減でき工具本体の耐久性が向上する。その結果、円形インサートを繰り返し精度良く取付けることができる。更に、本発明に係る円形インサートと工具本体との組み合せにより、円形インサートの回動を防止できる信頼性の高い刃先交換式切削工具が提供できる。その結果、高能率加工を達成することができる。
【００１９】  本発明の刃先交換式切削工具（１）において、工具本体（２）の硬度がＨＲＣ４４〜５０の合金工具鋼であることが、好ましい。この理由は、工具本体（２）の硬度がＨＲＣ４４未満だと切削加工時の切削力の影響により、回動防止部（１５）が塑性変形してしまい、工具本体（２）とインサート（３）の間に隙間が生じ、十分な回動防止効果が得られないからである。また、工具本体（２）の硬度がＨＲＣ５０を超えて大きいと、靭性が低下してしまい、切削時の衝撃力により破損してしまうためである。また、本発明の刃先交換式工具を加工する時に使用する工具の損傷が早くなってしまい、加工コストの増加が見込まれる。
【００２０】  本発明の刃先交換式切削工具（１）において、工具本体（２）の着座面（１３）と回動防止部（１５）には硬質皮膜が被覆されていることが好ましい。硬質皮膜は周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂの元素から選択される１種以上の元素を含有する窒化物、炭窒化物、酸窒化物のいずれかであることが好ましい。硬質皮膜を被覆する理由は、インサートが工具本体に繰り返し着脱することで生じる接触部の摩耗、摩滅を抑制することができ、工具本体の受け面の精度劣化を回避し、確実に精度良く取付けることができるからである。
【００２１】  以下、本発明の刃先交換式切削工具を下記の実施例により詳細に説明するが、それにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２２】  工具本体は、刃先径が５０ｍｍ、インロー部の穴径が２２．２２５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、３枚刃を有するボア形状である。この工具本体の回動防止部は、インサートの内接円寸法が１２ｍｍのとき、回転防止部の幅Ｗが３．０ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が２．８ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．５ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が１度である。インサートの内接円寸法が１０ｍｍのとき、回転防止部の幅Ｗが２．５ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が２．４ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．５ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が１度である。インサートの内接円寸法が８ｍｍのとき、回転防止部の幅Ｗが２．０ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が１．５ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．３ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が１度である。
工具本体の基材は、ＳＫＤ６１相当の合金工具鋼を用いて旋盤加工により外観形状を整えて表面硬度ＨＲＣ４４から４６に調質した後、アーバとの取付け面およびインロー部を研磨加工により仕上げた。また、工具本体のインサート固定部である着座面や回動防止部は、マシニングセンターにてフライス加工により形成した。【００２３】  本発明例１の円形インサートは超硬合金製であり、内接円寸法が１２ｍｍ、厚さ寸法ｈ１が４．７６ｍｍ、インサート外周面の傾斜角度θ３を１５度に設定した。また、回動防止面は回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を３ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．５ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを４ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、外周面の周面方向に４面設けた。円形インサートを、止めねじを用いて工具本体に固定した。本発明例２は、回動防止面数を６面とした。
本発明例３は内接円寸法が１０ｍｍであり、厚さ寸法ｈ１が４ｍｍ、インサート外周面の傾斜角度θ３を１５度に設定した。また、回動防止面は回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を２．５ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．３５ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを３．３ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、外周面の周面方向に４面設けた。本発明例４は、回動防止面数を６面とした。
本発明例５は内接円寸法が８ｍｍであり、厚さ寸法ｈ１が２．５ｍｍ、インサート外周面の傾斜角度θ３を１５度に設定した。また、回動防止面は回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を１．７ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．０３ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを２．７ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、外周面の周面方向に４面設けた。本発明例６は、回動防止面数を６面とした。本発明例１から６の円形インサートの底面はいずれも円形であった。【００２４】  比較例７は、円形インサートの回動防止面を回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を４ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．５ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを４．０ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、外周面の周面方向に４面設けた。
比較例８は、円形インサートの回動防止面を回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を４．４ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．５ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを４．０ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、外周面の周面方向に４面設けた。即ち、比較例７と比較例８の回動防止面の上端が、インサートの上面に接近した状態になった。表１、表２には、本発明例１から６、比較例７、８のインサートの形状と工具本体の硬度と形状を示した。【００２５】
【表１】
2011206904.tif 000003
【００２６】
【表２】
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【００２７】  従来例９から１４は、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０ｍｍとした。回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２は、従来例９と従来例１０では３ｍｍ、従来例１１と従来例１２では２．５ｍｍ、従来例１３と従来例１４では１．７ｍｍとした。回動防止面の円周方向の幅Ｌは、従来例９と従来例１０では４ｍｍ、従来例１１と従来例１２では３．３ｍ、従来例１３と従来例１４では２．７ｍｍとした。インサート外周面の回動防止面の数は、従来例１０と従来例１２と従来例１４では４面、従来例９と従来例１１と従来例１３は６面設けた。即ち、従来例９から１４の回動防止面の下端は、インサートの底面にまで達した。従って、従来例９から１４のインサートの底面は、いずれも円形とはならず、接触面積が減少した。このことは、後述のとおり、円形インサートの底面の面積を示す表１中のＰ値と、多角形状のインサートにおいて、底面の面積を示す表３中のＱ値との比較から明らかである。表３、表４には、従来例９から１４のインサートの形状と工具本体の硬度と形状を示した。【００２８】
【表３】
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【００２９】
【表４】
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【００３０】  表１に、本発明例１から６、比較例７、８のインサートの内接円寸法、インサート厚さｈ１、回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３、インサートの回動防止面の傾斜角度θ１、逃げ角外周面の傾斜角度をθ３、取付け孔径、回転防止面の数などを特定した場合における、円形インサートの底面の面積をＰ値として示した。
例えば、本発明例１と本発明例２は、インサートの内接円寸法が１２ｍｍであり、底面が円形の場合であって、Ｐ値は５０．９ｍｍ２であることを示す。同様に本発明例３と本発明例４の様に、内接円寸法が１０ｍｍの場合、Ｐ値は３２．６ｍｍ２であり、本発明例５と本発明例６の様に、内接円寸法が８ｍｍの場合、Ｐ値は２５．７ｍｍ２である。
表３に、従来例９から１４のインサートの内接円寸法、インサート厚さｈ１、回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３、逃げ角外周面の傾斜角度をθ３、取付け孔径、回転防止面の数などを特定した場合における、多角形インサートの底面の面積をＱ値として示した。例えば、従来例９の様に６角形の場合には、Ｑ値は３８．６ｍｍ２となり、従来例１０の様に４角形の場合には、Ｑ値は２６．１ｍｍ２と、更に小さくなった。【００３１】  表１、表３から明らかなように、従来例９から１４、回動防止面の数によって底面積が減少する。これに対し、円形インサートの底面積を最大限に確保した本発明の構成によれば、回動防止面数を多くした場合においても底面積（Ｐ値）の減少はなく、すべての場合において従来例９から１４に対して底面の面積が大きい。特に、内接円寸法が８ｍｍのような小径の円形インサートについては、回転防止面数が４面の場合には、本発明例５のＰ値である２５．７ｍｍ２と、従来例１４のＱ値である１３．１ｍｍ２とを比較すると、本発明例５の方が１．９６倍となり確実にインサートを固定可能であることがわかる。【００３２】  作製した刃先交換式切削工具を用いて、切削評価を行なった。表１から表４に示す各円形インサートまたは多角形インサートを夫々取付けた刃先交換式切削工具を、工具保持具であるアーバへ取付けた後、フライス盤の主軸に装着した。下記の切削条件１を用いてポケット形状を等高線加工した。その後、工具本体の受け面の精度劣化はマスターインサートを用いて評価した。評価方法は切削後の損傷状態の観察と、加工開始前の刃先位置を基準値の零とし、加工終了後における刃先位置との差を比較することとした。なお、マスターインサートでの刃先位置の差測定に当たっては、刃先交換式切削工具の切刃先端部とした。
（切削条件１）
被削材：ＳＣＭ４４０相当材、硬さＨＲＣ３０
切削速度：２００ｍ／分
主軸の回転数：１２７３回転／分
切込み量：２ｍｍ
径方向切込み幅：２５ｍｍ
１刃の送り：０．８ｍｍ
テーブル送り：３０５５ｍｍ／分
加工方法：乾式、等高線加工【００３３】  マスターインサートによる精度劣化測定結果から、本発明例１から６においては刃先位置の変化量は無く、工具本体の受け面や着座面の摩滅や変形は観察されず良好であるのがわかった。一方、比較例７は、刃先位置の変化量は見られなかったが、十分な刃先強度がないため欠損を引き起こした。比較例８は切削初期段階にて欠損を引き起こした。また、従来例９から１４は、７μｍから１０μｍの差が発生し、更に、工具本体の受け面と着座面に褐色を帯びた接触痕が観察された。これは工具本体の受け面に変形が生じ円形インサートを高精度に取付けることが出来なくなったことを示すものである。
【実施例２】
【００３４】  円形インサートは本発明例１で用いたインサートと同形状、同材質のものを用いた。超硬合金製であり、内接円寸法が１２ｍｍ、厚さ寸法ｈ１が４．７６ｍｍ、インサート外周面の傾斜角度θ３を１５度に設定した。また、回動防止面は回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を３ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．５ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを４．０ｍｍとし、外周面の周面方向に４面設けた。円形インサートを、止めねじを用いて工具本体に固定した。円形インサートの底面は円形であった。【００３５】  工具本体は、刃先径が５０ｍｍ、インロー部の穴径が２２．２２５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、３枚刃を有するボア形状である。本発明例１５は、回転防止部の幅Ｗが３ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が１．９ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．５ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が１度である。回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とした。本発明例１に対して着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を１．９ｍｍとして、（４／１０）ｈ１≦Ｔ１≦（６／１０）ｈ１、（３／１０）ｈ１≦Ｔ１−Ｔ２、の範囲外とした。
本発明例１６は、回転防止部の幅Ｗが５ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が２．８ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．５ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が１度である。回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とした。本発明例１に対して、回転防止部の幅Ｗを５ｍｍとして、（１／２）Ｌ≦Ｗ≦２Ｌ、の範囲を超えた幅にした。
本発明例１７は、回転防止部の幅Ｗが１ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が２．８ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．５ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が１度である。回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とした。本発明例１に対して、回動防止部の幅Ｗを１ｍｍとして、（１／２）Ｌ≦Ｗ≦２Ｌ、の範囲より小さな幅にした
本発明例１８は、回転防止部の幅Ｗが３ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が２．８ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．５ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が３度である。回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とした。本発明例１に対して、回動防止部の傾斜角度θ２が３度として、（θ１−１）≦θ２≦（θ１＋１）の範囲外とした。
本発明例１９は、回転防止部の幅Ｗが３ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が２．８ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．５ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が１度である。回動防止部の硬度はＨＲＣ４０とした。本発明例１に対して、回動防止部の硬度を低くした。
本発明例２０は、回転防止部の幅Ｗが３ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さをＴ１が２．８ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２が０．５ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２が１度である。回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とし、工具本体表面にＴｉ（ＣＮ）膜を被覆した。本発明例１に対して、回動防止部に硬質皮膜を被覆することにより繰り返し着脱することで生じる接触部の摩耗、摩滅を抑制することができ、工具本体の受け面の精度劣化を回避できる。
比較例２１は、工具本体に回転防止部を設けない形状とした。工具本体の基材は、ＳＫＤ６１相当の合金工具鋼を用いて旋盤加工により外観形状を整えて表面硬度ＨＲＣ４４から４６に調質した後、アーバとの取付け面およびインロー部を研磨加工により仕上げた。また、工具本体のインサート固定部である着座面や回動防止部は、マシニングセンターにてフライス加工により形成した。表５、表６には、本発明例１と１５から２０、比較例２１のインサートの形状と工具本体の硬度と形状を示した。【００３６】
【表５】
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【００３７】
【表６】
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【００３８】  作製した刃先交換式切削工具を用いて、切削評価を行なった。円形インサートを取付けた刃先交換式切削工具を、工具保持具であるアーバへ取付けた後、フライス盤の主軸に装着した。実施例１と同様に切削条件２を用いて、単一刃切削にてポケット形状を等高線加工した。加工時間は１０時間行い、インサートは３０分毎に交換をおこなった。その後、工具本体の受け面の精度劣化を確認するため、切削加工前と切削加工後で回動防止部の損傷状態を観察し、回動防止部に発生した摩滅値を縦方向（回動防止部の高さ方向）と横方向（回動防止部の幅の方向）で測定した。また、３０分毎で交換したインサートの摩耗値の平均値を測定し、回動防止効果による切削状態の安定性を評価した。評価結果を表６に示す。
（切削条件２）
被削材：ＳＣＭ４４０相当材、硬さＨＲＣ３０
切削速度：２００ｍ／分
主軸の回転数：１２７３回転／分
切込み量：２ｍｍ
径方向切込み幅：２５ｍｍ
１刃の送り：０．８ｍｍ
テーブル送り：３０５５ｍｍ／分
切削時間：１０時間（インサートは３０分毎に交換）
加工方法：乾式、等高線加工、単一刃切削【００３９】  表６に示すとおり、切削試験終了後の回動防止部の摩滅量測定結果と平均の摩耗値測定から、本発明例１と１５から２０は比較例２１に比べて、回動防止部を設けることにより回動防止効果が得られていた。本発明例１と２０においては、回動防止部の摩滅量測定結果と平均の摩耗値測定は、他と比べて良好な状態であった。特に、本発明例２０は、硬質皮膜であるＴｉ（ＣＮ）皮膜を被覆したことで、工具本体の表面硬度が増し、回動防止部の変形量も無く、回動防止効果も高いことがわかった。
一方、本発明例１５から１９は、比較例２１に比べて回動防止効果は得られるものの、本発明例１と２０に比べて回動防止部の摩滅量は大きくなっていた。切削後のインサートの平均摩耗値も大きく、回動防止面の摩滅により回動防止効果が少なくなっていた。本発明例１５、１７は回転防止部の寸法範囲を小さく設定したために、回動防止部の強度が足りずに摩滅量が大きかった。本発明例１６は回動防止部の幅を大きくして強度は十分に設定していたが、インサート受け面の面積が少なくなっているため、切削加工時にインサートの振動が激しくなりインサートの平均摩耗量が大きくなっていた。本発明例１８は回動防止部の変形は少なかったが、回動防止部の傾斜角度θ２が大きいため回動防止部と回動防止面の接触が不十分であり、インサートの平均摩耗量が大きくなっていた。本発明例１９は回動防止部の硬度が低いので、回動防止部の摩滅量が大きくなっていた。
【産業上の利用可能性】
【００４０】  本発明の刃先交換式切削工具は、比較的小径であり、薄い円形インサートを使用する場合において、工具本体に装着した円形インサートの回動を回動防止面の当接によって防止できると共に、円形インサートの底面および外周面をより広く設計できる。そのため、切削負荷による工具本体の受け面の摩滅や変形を抑えることができるから、高精度、高能率加工を行なう刃先交換式切削工具にとって、産業上の利用可能性が向上する。
【符号の説明】
【００４１】１    刃先交換式切削工具
２    工具本体
３    インサート
４    上面
５    底面
６    切刃
７    外周面
８    回動防止面
９    取付け孔
１０  止めねじ
１１  インサート固定部
１２  受け面
１３  着座面
１４  止めねじ挿入孔
１５  回動防止部
Ａ    インサート厚さ方向の位置
Ｂ    インサート厚さ方向の位置
Ｃ    インサート厚さ方向の位置
Ｌ    インサートにおける回動防止面の円周方向の幅
ｈ１  インサート厚さ
ｈ２  インサートの回動防止面の上端からインサート底面までの高さ
ｈ３  インサートの回動防止面の下端からインサート底面までの高さ
Ｔ１  工具本体の着座面から回動防止部上端までの高さ
Ｔ２  工具本体の着座面から回動防止部上端までの高さ
Ｗ    工具本体の回動防止部の幅
θ１  インサートの回動防止面の傾斜角度
θ２  工具本体の回動防止部の傾斜角度
θ３  インサート外周面の傾斜角度
【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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