(57)【要約】【課題】切削インサートとそれを使用する刃先交換式切削工具について、多刃展開の図り易い取付け構造の特徴を生かしながら、切削インサートの強固な固定を可能となすことを課題としている。【解決手段】切削インサートに設ける被クランプ面を、上面又は下面の外周の稜線からインサート中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いた凹円錐状の斜面で構成し、その斜面を切削インサートの上面又は下面に所定の割り出しピッチを保って複数設け、切削インサートの中央部よりも切削に関与する切れ刃側にある被クランプ面をテーパの頭部を有するクランプねじの前記頭部の外周のテーパ面で押圧して切削インサートを工具本体に固定するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプねじに押圧される被クランプ面を備えた切削インサートであって、前記被クランプ面が上面又は下面の外周の稜線からインサート中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いた凹円錐状の斜面で構成されている切削インサート。
【請求項２】
前記切削インサートの稜線が主切れ刃であって、前記被クランプ面が上面又は下面に複数もうけられている請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記切削インサートが平面視多角形であり、前記稜線が隣り合うコーナ間に配置される直線の稜線であり、その直線の稜線の長手中間点を平面視において直角に横切る線上に前記被クランプ面の中心が配置され、その被クランプ面がコーナ数と同数設けられて当該斜面を設置した側の面の中央部が盛り上がっている請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記切削インサートが平面視円形であり、前記上面又は下面の外周の稜線が円形をなし、その円形稜線の周方向等分点とインサート中心を結ぶ線上に前記被クランプ面の中心が配置されている請求項２に記載の切削インサート。
【請求項５】
前記切削インサートの稜線がコーナ切れ刃であって、前記被クランプ面が上面又は下面のコーナのコーナ角の２等分線上に設けられている請求項１に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記被クランプ面が各コーナのコーナ角の２等分線上に中心を配置してコーナ数と同数設けられて当該被クランプ面を設置した側の面の中央部が盛り上がっている請求項５に記載の切削インサート。
【請求項７】
刃溝とその刃溝に対面した切屑ポケットを有する工具本体と、凹円錐状の斜面によって形成された被クランプ面を上面又は下面に有し、前記刃溝に装着される切削インサートと、前記工具本体にねじ込まれて前記切削インサートを固定するクランプねじを備えた刃先交換式切削工具であって、前記クランプねじは頭頂部の径が大きなテーパの頭部を有し、その頭部の外周のテーパ面で前記凹円錐状の斜面によって形成された被クランプ面を押圧し、その押圧が、前記刃溝にセットされた切削インサートの中央部よりも切削に関与する切れ刃側にある被クランプ面についてなされるようにした刃先交換式切削工具。
【請求項８】
切削インサートの前記被クランプ面を設置した面の被クランプ面の設置による盛り上がり量を、前記クランプねじの頭部径の１／４以上にした請求項７に記載の刃先交換式切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、切削工具の多刃化に貢献できるクランプ機構によって工具本体に強固に固定できる切削インサートと、その切削インサートを使用してクランプ機構の省スペース化を実現し、さらに、工具本体に設けるクランプねじ螺合用ねじ穴の加工規制も緩和した刃先交換式切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
刃先交換式ミーリングカッタなどの刃先交換式切削工具に採用されている切削インサート固定用のクランプ機構は、ねじクランプ方式のものが一般的である。
【０００３】
そのねじクランプ方式のクランプ機構は、クランプねじを切削インサートに設けた取り付け穴に通し、そのクランプねじを締めつけて切削インサートを固定する。
【０００４】
そのねじクランプ方式のクランプ機構で工具本体に装着される切削インサートは、下記特許文献１に示されるような横置き配置（図１６参照）と、下記特許文献２に示されるような縦置き配置（図１７参照）のどちらかにして使用される。図１６、図１７の１Ａが切削インサートであり、工具本体２にねじ込まれるクランプ用のねじ（図示せず）が中心に設けられた取り付け穴（これも図示せず）に通されている。
【０００５】
なお、下記特許文献３には、取り付け穴の無い切削インサートを工具本体の外周の刃溝に横置き状態に装着し、その切削インサートの上面を、クランプねじに設けたテーパの頭部で押圧する切削インサートの取付け構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１６７９１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２５６６９号公報
【特許文献３】実開平６−７４２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１のように、切削インサートを横置き配置にする切削工具については、工具本体に設けるクランプねじ螺合用のねじ穴を工具の回転方向前方から加工する必要があり、切削インサートのすくい面の上方に確保する加工スペースが大きくなる。
【０００８】
その加工スペース確保のために工具本体を多く削ることになるため、工具の多刃化が図り難い。
【０００９】
加えて、ねじ穴が長いと、そのねじ穴が工具本体の外周に突き抜ける可能性があり、ねじ穴の加工難度も高い。
【００１０】
これに対し、前記特許文献２のように、切削インサートを縦置き配置にする切削工具は、工具本体の外周側から径方向内側に向かってねじ穴を加工することになるので、ねじ穴の加工難度は下がる。しかしながら、この切削工具は、切削インサートの縦置き配置によって１個の切削インサートが占める工具本体の周方向スペースが大きくなる。従って、この構造でも工具の多刃化が図り難い。
【００１１】
特許文献３に記載された取付け構造は、切削インサートを横置き配置にしているにも拘らず、クランプねじは工具本体の外周側から中心側に向かってねじ込まれる。そのため、
切削工具の多刃化を図れる利点がある。
【００１２】
しかしながら、特許文献３の取付け構造は、クランプねじによる切削インサートの押圧が、切削に関与する切れ刃から遠く離れた領域（上面中央部よりも反切れ刃側）においてなされるため、切削インサートの固定が不安定になって刃先側が刃溝の座底面（取付面）から浮き上がる虞がある。
【００１３】
この発明は、特許文献３の取付け構造の特徴を生かしながら、切削インサートの強固な固定を可能となすことを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題の解決策として、この発明は、下記１）の切削インサートと、それを用いた下記２）の刃先交換式切削工具を提供する。
１）クランプねじに押圧される被クランプ面を備えた切削インサートであって、前記被クランプ面が上面又は下面の外周の稜線からインサート中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いた凹円錐状の斜面で構成されている切削インサート。
２）刃溝とその刃溝に対面した切屑ポケットを有する工具本体と、凹円錐状の斜面によって形成された被クランプ面を上面又は下面に有し、前記刃溝に装着される切削インサートと、前記工具本体にねじ込まれて前記切削インサートを固定するクランプねじを備えた刃先交換式切削工具であって、前記クランプねじは頭頂部の径が大きなテーパの頭部を有し、その頭部の外周のテーパ面で前記被クランプ面を押圧し、その押圧が、前記刃溝にセットされた切削インサートの中央部よりも切削に関与する切れ刃側にある被クランプ面についてなされるようにした刃先交換式切削工具。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の切削インサートは、刃先が座底面から浮き上がるなどの懸念を無くせる。
【００１６】
その切削インサートを使用したこの発明の刃先交換式切削工具は、多刃化の規制が緩和され、ねじ穴の加工難度が高くならない。
【００１７】
また、前記特許文献３の取付け構造を有するものに比べて切削インサートの固定の安定性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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平面図である。
【図３】図１の切削インサートの側面図である。
【図４】この発明の切削インサートの他の例を示す平面図である。
【図５】この発明の切削インサートのさらに他の例を示す平面図である。
【図６】図５の切削インサートの底面図である。
【図７】図５の切削インサートの側面図である。
【図８】この発明の切削インサートのさらに他の例を示す平面図である。
【図９】この発明の刃先交換式切削工具の一例を示す側面図である。
【図１０】図９の刃先交換式切削工具の正面図である。
【図１１】図９の刃先交換式切削工具の工具本体の側面図である。
【図１２】図９の刃先交換式切削工具の工具本体の正面図である。
【図１３】図９のＡ−Ａ線に沿った位置の拡大断面図である。
【図１４】この発明の刃先交換式切削工具の他の例を示す側面図である。
【図１５】図１４の刃先交換式切削工具の正面図である。
【図１６】切削インサートを横置きにした従来の切削工具の正面図である。
【図１７】切削インサートを縦置きにした従来の切削工具の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の切削インサートと刃先交換式切削工具の実施の形態を添付図面の図１〜図１５に基づいて説明する。
【００２０】
この発明の切削インサートの一形態を図１〜図３に示す。図示の切削インサート１は、上面２に対して側面３が鋭角に交わった平面視方形の、取付け穴の無いポジティブ型のインサートであり、横向き配置にして下面４を刃溝の座底面に着座させ、上面２をすくい面にして使用される。
【００２１】
上面２の外周の稜線（側面３との交差部の稜線）は、切れ刃５を構成している。その切れ刃５は、隣り合うコーナ間に配置される直線の主切れ刃５ａと所定のＲ半径を有するコーナ切れ刃５ｂとからなる。
【００２２】
上面２には、クランプねじによって押圧される被クランプ面６が設けられている。
【００２３】
その被クランプ面６は、主切れ刃５ａからインサート中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いた凹円錐状の斜面によって構成されている。
【００２４】
その被クランプ面６は、後述するクランプねじの頭部よりも曲率半径の大きな凹円錐面にして凹み部の底付近にクランプねじの頭部が線接触するようにしてもよいが、クランプねじの頭部径に対応させた被クランプ面にしてクランプねじの頭部のテーパ面が広く面接触するようにしておくと好ましい。
【００２５】
その構造によれば、切削インサートに対して引っ張り応力を加えずに固定力を広く分散させてバランス良く働かせることができる。
【００２６】
その被クランプ面６は、主切れ刃５ａの各々に対応させて各主切れ刃５ａの長手中間点を平面視において直角に横切る線上に中心があるように配置されている。また、その被クランプ面６は、コーナ数と同数設けられており、複数ある切れ刃をすべて有効利用することができる。また、その被クランプ面６を設置した上面２は中央部が盛り上がった状態になっており、盛り上がりの無いものに比べて切削インサートの強度も高められる。
【００２７】
なお、図１〜図３は、平面視方形の切削インサートであるが、この発明は、平行配置の主切れ刃を２つ備える長方形や平行四辺形、主切れ刃を３つ備える正三角形など、方形以外の多角形の切削インサートや、図４に示す平面視円形の切削インサートにも適用できる。
【００２８】
平面視円形の切削インサートは、主切れ刃５ａとなる稜線が円形をなす。図のように、その円形稜線の周方向等分点とインサート中心を結ぶ線上に被クランプ面６の中心を配置することで使用済みの刃と未使用刃を所定の割り出し角で入れ替えることができる。
【００２９】
図５〜図７は、凹円錐状の斜面で構成される被クランプ面６を切削インサート１の下面４に設けたものである。切削インサートの固定は、その切削インサートの下面を切削工具の回転方向前方に向けて押圧して切削インサートのすくい面となる上面を刃溝の座底面に押しつける方法でなされることもある。
【００３０】
そのクランプ方式の切削インサートは、図５〜図７のように、被クランプ面６を下面４に設ける。下面４における被クランプ面６の配置箇所は、被クランプ面を上面に設けるものと同様に設定される。
【００３１】
図８の切削インサート１は、被クランプ面６を、上面２の各コーナのコーナ角の２等分線上に設けたものである。その被クランプ面６はコーナ切れ刃５ｂからインサート中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いた凹円錐状の斜面で構成されている。
【００３２】
このように、被クランプ面６は、直線の主切れ刃５ａに対して斜交する線上に中心が配置されていてもよい。この形態の切削インサート１も、被クランプ面６を下面に設けることが考えられる。
【００３３】
次に、この発明の刃先交換式切削工具の具体例を、添付図面の図９〜図１５に基づいて説明する。
【００３４】
図９〜図１３の刃先交換式切削工具は、上面に被クランプ面を設けた切削インサートを使用するものである。
【００３５】
この刃先交換式切削工具１０は、工具本体１１と、切削インサート１と、その切削インサート１を工具本体１１に固定するクランプねじ１５とで構成されている。
【００３６】
工具本体１１は、先端外周に座底面と座側面を備えた刃溝１２を有する。また、周方向に定ピッチで複数設けられた刃溝１２の各々に対面させた切屑ポケット１３を有する。
【００３７】
切削インサート１は、各刃溝１２に横置き配置にして組み込まれる。その切削インサート１は、図１〜図３に示したものであって、上面２に凹円錐状の斜面で構成された被クランプ面６を有する。
【００３８】
図１〜図３の切削インサート１は、既に述べた通り、被クランプ面６を、４つある主切れ刃の５ａ（図１、図２参照）の各々に対応させて４つ設けている。
【００３９】
その被クランプ面６は、各主切れ刃の長手中間点を平面視において直角に横切る線上に中心がある。そのために、工具本体１１に設けられたねじ穴１４（図１１，図１３参照）に対するクランプねじ１５のねじ込みは、工具本体１１の外周側から径方向内側に向けてなされる。
【００４０】
そのクランプねじ１５は、図１３に示すように、頭頂部（先端）の径が大きなテーパの頭部１５ａ（図１３参照）を有している。そのクランプねじ１５の頭部の外周のテーパ面が各刃溝１２にセットされた切削インサート１の被クランプ面６に接してその被クランプ面６を押圧する。
【００４１】
その押圧は、切削インサート１の中央部よりも切削に関与する切れ刃側にある被クランプ面についてなされる。これにより、切削インサート１が刃溝１２の座底面１２ａと座側面１２ｂ（これも図１３参照）に押しつけられる。
【００４２】
このときの座底面に対する切削インサート１の押しつけは、切削に関与する主切れ刃側で強くなされる。
【００４３】
これに加えて、被クランプ面６が斜面であるためにクランプねじ１５のねじ込み方向前方の座側面１２ｂ（これも図１３参照）に対する押し付けも同時になされ、そのために、前掲の特許文献３に開示された取付け構造に比べて固定の安定性が増し、クランプが不安定なことに起因した刃先の破損や刃先の変位による加工トラブルなどが確実に防止される。
【００４４】
なお、図８の切削インサートは、上述したように、被クランプ面６が上面のコーナ角の２等分線上に配置されてコーナから中心方向に遠ざかるにつれて位置の高くなる方向に傾いている。
【００４５】
従って、その位置に被クランプ面６を設けた切削インサートを使用する刃先交換式切削工具については、クランプねじ１５のねじ込み方向が径方向内側、かつ、斜め後方に向かう向きとなり、切削インサートの押しつけが、座底面と互いの向きが９０°異なった２つの座側面の３面に対してなされる。
【００４６】
この場合も、クランプねじ１５による被クランプ面６の押圧が切削に関与するコーナ切れ刃側の被クランプ面６について行われるようにすることで、切削インサートを強固、かつ、安定して固定することができる。なお、クランプねじ１５のねじ込み方向は、径方向内側に限られるものではなく、工具本体の先端側から工具の回転中心軸に沿う方向としてもよい。
【００４７】
図１４，図１５の刃先交換式切削工具１０Ａは、下面に被クランプ面を設けた切削インサートを使用するものである。
【００４８】
この形態では、切削インサート１の上面２に設けたフラットランド２ａが刃溝１２の座底面に押しつけられる。この構造でも、クランプねじ１５による被クランプ面６の押圧が切削に関与する切れ刃側においてなされるので、上面の被クランプ面を押圧するものと同様に強固な固定が望める。
【００４９】
なお、切削インサートの上面又は下面に設ける被クランプ面６は、斜面の上下端間の高さｈ（図３、図７参照）が０．５ｍｍもあれば楔効果が生じてクランプねじの頭部による押圧がなされるが、より効果的で安定した押圧のために、その高さｈは、クランプねじ１５の頭部径の１／４以上確保するのがよい。
【００５０】
また、その高さｈは、切削インサートの無用の厚み増加を避けるために、クランプねじ１５の頭部径の１／２以下にするのがよい。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ    切削インサート
２          上面
２ａ        フラットランド
３          側面
４          下面
５          切れ刃
５ａ        主切れ刃
５ｂ        コーナ切れ刃
６          被クランプ面
１０，１０Ａ  刃先交換式切削工具
１１        工具本体
１２        刃溝
１２ａ      座底面
１２ｂ      座側面
１３        切屑ポケット
１４        ねじ穴
１５        クランプねじ
１５ａ      頭部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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