(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と、該上面とは反対側の下面と、前記上面及び前記下面を繋ぐ周側面と、を有し、
前記上面と前記周側面とが交差する稜線は、一つずつ交互に配置された主切れ刃及びさらい刃と、前記主切れ刃及び前記さらい刃の間に配置されたコーナと、を含み、
隣り合う前記コーナの間には、前記主切れ刃及び前記さらい刃のいずれか一方のみが配置され、かつ前記さらい刃は、前記主切れ刃よりも切削インサートの中心軸から遠くに位置し、
隣り合う前記コーナの間隔は、前記稜線の内接円の直径の６０％以下であり、
前記さらい刃の一端に位置した前記コーナは、前記主切れ刃が前記さらい刃となす角度よりも小さい角度で前記さらい刃に交差する切れ刃に形成され、
前記さらい刃の他端に位置した前記コーナは、前記さらい刃よりも曲率が大きいコーナ刃に形成されている、
切削インサート。
【請求項２】
前記周側面は、前記主切れ刃に臨む第１側面と、前記さらい刃に臨む第２側面と、を含み、
前記第２側面は、
前記下面に近づくに従って切削インサートの中心軸に近づくように傾斜し、かつ隣接する前記第１側面に滑らかに連続する上段面と、
隣接する前記第１側面との間に段差が設けられた下段面と、を含んでいる、
請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記第２側面は、前記第１側面よりも逃げ角が大きい、
請求項２に記載の切削インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正面フライス工具等の転削工具に用いる切削インサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の種類の切れ刃を単一の切削インサートに混在させたい要請がある。例えば、主切れ刃とさらい刃とを混在させて単一の切削インサートに形成した製品が流通している。そのような切削インサートは、主切れ刃と、該主切れ刃よりもはるかに小さいさらい刃とが、隣り合うコーナとコーナとの間に区画された一辺の中に並べて配置されている。
【０００３】
例えば、フライス加工では、被削材の外縁においてバリが発生しやすい。バリの高さは、削り残された被削材の高さと幅とによって変化する。削り残しの幅が同じ場合、切込み角が小さいほど削り残しの高さが低くなり、バリの高さが低くなる。バリの高さを抑えるために、主切れ刃よりも切込み角が小さいバリ取り刃を切れ刃の一部として追加したい要請がある。
【０００４】
例えば、転削工具に装着された切削インサートは、工具本体の回転中心を軸に公転する。切削インサートの進行方向において、工具本体の外周側に位置したコーナは、中心側に位置したコーナに先行する。しかしながら、工具本体の撓みや加工方法等によっては、後続側のコーナが先行刃の削り残しを加工することがある。コーナが鋭いと切れ刃が欠損しやすい。後続側のコーナを大きい曲率で丸められたコーナ刃に形成したい要請がある。
【０００５】
一方で、内接円が同径であればコーナが増えるほど各々の切れ刃の長さが短くなるため、多コーナの切削インサートでは、隣り合うコーナとコーナとの間に主切れ刃とさらい刃とを並べて形成したり、バリ取り刃やコーナ刃をさらに追加したり、切れ刃の形状を複雑にすることが難しい。例えば、特許文献１に記載の正八角形の切削インサートは、全周に円弧状の切れ刃が形成されている。例えば、特許文献２に記載の正八角形の切削インサートは、全周に直線状の切れ刃が形成されている。多コーナの切削インサートは、経済性に優れる反面、切れ刃の形状が単調になる傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０７６２１６号
【特許文献２】国際公開第２００９／０９６５１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、経済性に優れた多コーナに形成されていても、被削材の外縁に発生するバリを抑制できる切削インサートを提供することを目的とする。また、切削インサートの欠損を抑制できる切削インサートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態に係る切削インサートは、上面と、該上面とは反対側の下面と、上面及び下面を繋ぐ周側面と、を有している。上面と周側面とが交差する稜線は、一つずつ交互に配置された主切れ刃及びさらい刃と、主切れ刃及びさらい刃の間に配置されたコーナと、を含んでいる。隣り合うコーナの間隔は、稜線の内接円の直径の６０％以下である。さらい刃の一端に位置したコーナは、主切れ刃がさらい刃となす角度よりも小さい角度でさらい刃に交差するバリ取り刃に形成されている。さらい刃の他端に位置したコーナは、さらい刃よりも曲率が大きいコーナ刃に形成されている。
【０００９】
この態様によれば、隣り合うコーナとコーナとの間には、主切れ刃か、さらい刃か、いずれか一方が形成される。多コーナになって隣り合うコーナとコーナとの間が狭くなっても、コーナ間に双方を配置する必要がないため、切削インサートを製造性に優れている。主切れ刃と略同一の長さのさらい刃を形成できる。スペースに余裕があるため、バリ取り刃やコーナ刃を追加することもできる。これにより、経済性に優れた多コーナの切削インサートであっても、仕上げ面の外縁に発生するバリを抑制し、切削インサートの欠損を抑制できる。
【００１０】
上記態様において、周側面は、主切れ刃に臨む第１側面と、さらい刃に臨む第２側面と、を含んでいてもよい。第２側面は、下面に近づくに従って切削インサートの中心軸に近づくように傾斜し、第１側面に滑らかに連続する上段面と、第１側面との間に段差が設けられた下段面と、を含んでいてもよい。
【００１１】
この態様では、下段面が、段差がある分だけ周側面の他の部位よりも切削インサートの中心側に退避している。さらい刃から発生する切りくずは、微小であるため逃げ面と仕上げ面との間に流入しやすい。下段面と仕上げ面との間のスペースを大きく確保できるため、さらい刃から発生した切りくずの排出性が向上する。
【００１２】
上記態様において、第２側面は、第１側面よりも逃げ角が大きくてもよい。
【００１３】
この態様によれば、さらい刃よりも肉厚の主切れ刃は、欠損しにくい。微小な切りくずが発生するさらい刃は、逃げ面と仕上げ面との間のスペースを大きく確保できる。
【００１４】
上記態様において、さらい刃は、主切れ刃よりも切削インサートの中心軸から遠くに位置していてもよい。
【００１５】
この態様によれば、主切れ刃と共通のチップ座にさらい刃を装着しても、さらい刃が主切れ刃よりも突出する。さらい刃専用のチップ座を用意する必要がないため、他種の切削インサートと共通の工具本体を使用できる。さらい刃は、他種の切れ刃よりも後に仕上げ面を加工する切れ刃であるため、他種の切れ刃よりも僅かに深く切り込むことが好ましい。さらい刃と他種の切れ刃とで切削インサートの中心軸からの距離が同一であると、さらい刃を他種の切れ刃よりも突出させるために、さらい刃専用のチップ座を用意しなければならない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、経済性に優れた多コーナに形成されていても、仕上げ面の外縁に発生するバリを抑制し、切削インサートの欠損を抑制できる切削インサートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の切削インサートが装着される転削工具の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態の切削インサートの一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示された切削インサートの上面を示す平面図である。
【図４】図４は、図３に示されたさらい刃を拡大して示す平面図である。
【図５】図５は、図２に示された切削インサートの下面を示す底面図である。
【図６】図６は、図２に示された切削インサートの周側面を示す側面図である。
【図７】図７は、転削工具に装着された状態における主切れ刃及びバリ取り刃の切込み角を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明の一実施形態に係る切削インサート２は、主切れ刃５１とさらい刃５３とが一つずつ交互に並べられ、主切れ刃５１とさらい刃５３との間にコーナＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが形成されていることが特徴の一つである。隣り合うコーナとコーナとの間、すなわち各辺ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＥ，ＥＦ，ＦＧ，ＧＨ，ＨＡには、主切れ刃５１及びさらい刃５３についていずれか一方しか配置されない。多コーナになって隣り合うコーナとコーナとの間が狭くなってもスペースに余裕がある。主切れ刃５１と略同一の長さのさらい刃５３を形成したり、バリ取り刃５２やコーナ刃５４を追加したりすることが可能である。以下、図１から図７を参照して各構成について詳しく説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態の切削インサート２が装着される転削工具１の一例を示す斜視図である。転削工具１は、例えば正面フライス工具であって、円盤状に形成された工具本体（カッタボディ）３と、工具本体３の外周部に装着される複数の切削インサート２と、を備えている。転削工具１は、正面フライスに限定されず、他種の転削工具であってもよい。
【００２０】
図１に示すように、工具本体３の外周部には、等間隔にポケット（凹部）４が設けられている。各々のポケット４には、切削インサート２を装着するためのチップ座４０が設けられている。チップ座４０は、座面４１と、座面４１から起立した拘束面４２と、を有している。座面４１は、後述する切削インサート２の下面６に当接し、拘束面４２は、後述する切削インサート２の周側面７に当接する。切削インサート２は、締付けねじＳ等でチップ座４０に固定されている。
【００２１】
本発明の一実施形態の切削インサート２は、仕上げ面をより平滑に仕上げるためのワイパーインサートである。図示した例では、説明のために全てのポケット４に同一の切削インサート２を装着している。しかしながら、少なくとも一つのポケット４にワイパーインサートである切削インサート２を装着し、残りのポケット４に他種の切削インサートを装着してもよい。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態の切削インサート２の一例を示す斜視図である。図２に示すように、切削インサート２は、上面５と、上面５とは反対側の下面６と、上面５及び下面６を繋ぐ周側面７と、を有し、上面５及び下面６を貫通するねじ孔が形成されている。
【００２３】
上面５及び下面６は、ねじ孔の中心を軸にして回転対称に形成されている（図示した例では、９０°対称）。以下の説明において、ねじ孔の中心を通る直線を切削インサート２の中心軸Ｏと呼び、中心軸Ｏに近い側を切削インサート２の中心側と呼び、中心軸Ｏから遠い側を切削インサート２の外周側と呼ぶ。
【００２４】
図３は、図２に示された切削インサート２の上面５を示す平面図である。図示した例では、上面５と周側面７とが交差する第１稜線Ｒ１が、間隔をあけて配置された複数のコーナＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを含む略正八角形に形成されている。なお、第１稜線Ｒ１の形状は図示した例に限定されず、六角形であってもよいし、十角形であってもよい。第１稜線Ｒ１の形状については、後で詳しく説明する。
【００２５】
図３に示すように、隣り合うコーナの間すなわち各辺ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＥ，ＥＦ，ＦＧ，ＧＨ，ＨＡには、主切れ刃５１とさらい刃５３とが一つずつ交互に配置されている。図示した例では、切削インサート２の中心軸Ｏからさらい刃５３までの距離ｂは、切削インサート２の中心軸Ｏから主切れ刃５１までの距離ａよりも長くなるように構成されている。
【００２６】
さらい刃５３の一端（例えば、コーナＢ）には、バリ取り刃５２が形成されている。一端とは反対側の他端（例えば、コーナＣ）には、コーナは５４が形成されている。本発明の一実施形態の切削インサート２は、図３に示すように、さらい刃５３が主切れ刃５１と略同一の長さに形成されていることが特徴の一つである。そのような長大なさらい刃５３が、異なる形状の切れ刃（図示した例では、バリ取り刃５２及びコーナ刃５４）で挟まれていることも特徴の一つである。
【００２７】
図４は、図３に示されたさらい刃５３を拡大して示す平面図である。図４に示すように、主切れ刃５１及びバリ取り刃５２は、直線状に形成されている。さらい刃５３及びコーナ刃５４は、円弧状に形成されている。コーナ刃５４の曲率は、さらい刃５３の曲率よりも大きい。図示した例では、さらい刃５３の曲率円ｃが半径５００ｍｍであり、コーナ刃５４の曲率円ｄが半径１ｍｍである。さらい刃５３は、曲率円ｃの半径が大きいため、微視的には直線で近似できる。さらい刃５３とバリ取り刃５２とが交差する角度βは、さらい刃５３と主切れ刃５１とが交差する角度αよりも小さい。
【００２８】
図５は、図２に示された切削インサート２の下面６を示す底面図である。図５に示すように、下面６と周側面７とが交差する第２稜線Ｒ２は、第１稜線Ｒ１と同様に略正八角形に形成されている。図６は、図２に示された切削インサート２の周側面７を示す側面図である。図６に示すように、全てのコーナＡ，Ｂ，Ｃ…は、下面６からの高さＺが互いに同一である。図示した例では、周側面７が、第１側面７１、第２側面７２、第３側面７３及び第４側面７４を含んでいる。
【００２９】
第１側面７１は、主切れ刃５１に臨むように形成されている。第２側面７２は、さらい刃５３に臨むように形成されている。第２側面７２は、上段面７２Ａと、下段面７２Ｂと、を含んでいる。上段面７２Ａは、第１側面７１に滑らかに連続している。下段面７２Ｂは、第１側面７１との間に段差が設けられ、上段面７２Ａよりも切削インサート２の中心側に窪んだ平坦面に形成されている。上段面７２Ａと上面５とは、前述した第１稜線Ｒ１で交差している。下段面７２Ｂは、上段面７２Ａよりも大きく形成され、前述した工具本体３の拘束面４２に当接する。
【００３０】
第３側面７３は、第１側面７１及び第２側面７２の双方に下側（上面５とは反対側）から臨むように形成されている。第３側面７３は、上面５及び下面６に平行な帯状であり、切削インサート２の中心側に向かって窪んだ湾曲面に形成されている。第４側面７４は、第３側面７３と下面６とを繋いでいる。
【００３１】
辺ＡＢ，ＣＤ，ＥＦ，ＧＨ（図５に示す）には、主切れ刃５１及びバリ取り刃５２が形成されている。そのような辺では、上面５から下面６に向かって、第１側面７１、第３側面７３、第４側面７４が順に並んでいる。辺ＢＣ，ＤＥ，ＦＧ，ＨＡ（図５に示す）には、さらい刃５３及びコーナ刃５４が形成されている。そのような辺では、上面５から下面６に向かって第２側面７２、第３側面７３、第４側面７４が順に並んでいる。
【００３２】
第１側面７１及び第２側面７２は、下面６に近づくに従って切削インサート２の中心軸Ｏに近づくように傾斜している。つまり、第１側面７１及び第２側面７２は、逃げ角がプラスである。第２側面７２の逃げ角γは、第１側面７１の逃げ角よりも大きく形成されている。逃げ角が大きい分、第２側面７２と仕上げ面との間のスペースを大きく確保できるため、さらい刃５３で発生した切りくずをスムーズに排出できる。
【００３３】
切削インサート２の中心軸Ｏに対して第４側面７４が傾斜した角度Δは、第２側面７２の逃げ角γよりも小さく形成されている。第４側面７４の傾斜角Δが小さいと、下面６の輪郭である第２稜線Ｒ２が明確になるため、切削インサート２を取付けやすい。
【００３４】
図７は、転削工具１に装着された状態における主切れ刃５１及びバリ取り刃５２の切込み角α´，β´を示す図である。前述したように、さらい刃５３とバリ取り刃５２との交差角βは、さらい刃５３と主切れ刃５１との交差角αよりも小さい。そのため、図７に示すように、バリ取り刃５２の切込み角β´は、主切れ刃５１の切込み角α´よりも小さくなる。切込み角β´が小さいほど、被削材の外縁に発生するバリの高さを抑えることができる。
【００３５】
以上のように構成された本発明の第１実施形態の切削インサート２及び該切削インサート２を備えた転削工具１は、多コーナの切削インサート２であっても、切れ刃のスペースに余裕があるため、複数の種類の切れ刃を単一の切削インサート２に混在させて搭載できる。略同一の長さの主切れ刃５１とさらい刃５３とを形成できる。
【００３６】
切込み角β´が小さいバリ取り刃５２を備えているため、被削材の外縁に発生するバリの高さを抑えることができる。さらい刃５３よりも大きい曲率で丸められたコーナ刃５４を備えているため、後続刃のコーナが欠損しにくい。
【００３７】
しかるに、コーナＡ，Ｂ，Ｃ…の数が増えるほど、隣り合うコーナＡＢ，ＢＣ…の間が狭くなる。例えば、正方形ＡＢＣＤの切削インサートでは、隣り合うコーナの間隔すなわち各辺ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＡの長さは、内接円の直径の１００％になる。正五角形ＡＢＣＤＥの切削インサートでは、隣り合うコーナの間隔ＡＢ，ＢＣ…は、内接円の直径の７２．７％になる。正六角形ＡＢＣＤＥＦの切削インサートでは、隣り合うコーナの間隔ＡＢ，ＢＣ…は、内接円の直径の５７．７％になる。
【００３８】
正七角形ＡＢＣＤＥＦＧの切削インサートでは、隣り合うコーナの間隔ＡＢ，ＢＣ…は、内接円の直径の４８．２％になる。正八角形の切削インサートＡＢＣＤＥＦＧＨでは、隣り合うコーナの間隔ＡＢ，ＢＣ…は、内接円の直径の４１．４％になる。正九角形ＡＢＣＤＥＦＧＨＩの切削インサートでは、隣り合うコーナの間隔ＡＢ，ＢＣ…は、内接円の直径の３６．４％になる。正十角形ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪの切削インサートでは、隣り合うコーナの間隔ＡＢ，ＢＣ…は、内接円の直径の３２．５％になる。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば、隣り合うコーナとコーナとの間隔ＡＢ，ＢＣ…が狭くても、複数の種類の切れ刃を単一の切削インサートに搭載できるため、コーナ間ＡＢ，ＢＣ…が、内接円の直径の６０％以下であってもよい。換言すると、本発明の切削インサート２は、正六角形以上の正多角形であってもよい。本発明は、経済性に優れた正六角形から正十角形の切削インサート２に好適である。
【００４０】
本発明の一実施形態の切削インサート２は、仕上げ用のワイパーインサートである。ワイパーインサートでは、さらい刃５３から微小な切りくずが発生する。そのような切りくずは、逃げ面と仕上げ面との間に流入しやすい。本発明の一実施形態では、第２側面７２が上段面７２Ａよりも一段低い下段面７２Ｂを含んでいるため、第２側面７２と仕上げ面との間のスペースを大きく確保できる。これにより、微小な切りくずの排出性を向上させることができる。第２側面７２よりもさらに窪んだ第３側面７３において、逃げ面と仕上げ面との間のスペースをより大きく確保できる。
【００４１】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１…転削工具、２…切削インサート、３…工具本体、４…ポケット、５…上面、６…下面、７…周側面、４０…チップ座、４１…座面、４２…拘束面、５１…主切れ刃、５２…バリ取り刃、５３…さらい刃、５４…コーナ刃、７１…第１側面、７２…第２側面、７２Ａ…上段面、７２Ｂ…下段面、７３…第３側面、７４…第４側面、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ…コーナ、ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＥ，ＥＦ，ＦＧ，ＧＨ，ＨＡ…辺、Ｏ…中心軸、Ｒ１…第１稜線、Ｒ２…第２稜線、Ｓ…締結ねじ、Ｚ…コーナの高さ、ａ…中心軸から主切れ刃までの距離、ｂ…中心軸からさらい刃までの距離、ｃ…さらい刃の曲率円、ｄ…コーナ刃の曲率円、α…さらい刃と主切れ刃との交差角、α´…主切れ刃の切込み角、β…さらい刃とバリ取り刃との交差角、β´…バリ取り刃の切込み角、γ…第２側面の逃げ角、Δ…第４側面の傾斜角。
【要約】
【課題】経済性に優れた多コーナに形成されていても、仕上げ面の外縁に発生するバリを抑制し、切削インサートの欠損を抑制できる切削インサートを提供する。
【解決手段】切削インサート２は、上面５と、該上面５とは反対側の下面６と、上面５及び下面６を繋ぐ周側面７と、を有している。上面５と周側面７とが交差する第１稜線Ｒ１は、一つずつ交互に配置された主切れ刃５１及びさらい刃５３と、主切れ刃５１及びさらい刃５３の間に配置されたコーナＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈと、を含んでいる。隣り合うコーナの間隔ＡＢは、第１稜線Ｒ１の内接円の直径の６０％以下である。さらい刃５３の一端に位置したコーナＢは、主切れ刃５１がさらい刃５３となす角度αよりも小さい角度βでさらい刃５３に交差するバリ取り刃５２に形成されている。さらい刃５３の他端に位置したコーナＣは、さらい刃５３よりも曲率が大きいコーナ刃５４に形成されている。
【選択図】図４【図１】
0006868200.tif 000002
【図２】
0006868200.tif 000003
【図３】
0006868200.tif 000004
【図４】
0006868200.tif 000005
【図５】
0006868200.tif 000006
【図６】
0006868200.tif 000007
【図７】
0006868200.tif 000008