(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の先端部に放射状に配列された装着溝のそれぞれにおいて、押圧部材に押圧されて装着される切削インサートであって、
刃先チップと、
前記刃先チップを支持する台金と
を備え、
前記台金は、前記刃先チップを支持する支持部と、前記押圧部材の押圧力を受けて前記装着溝の壁面へ押し付けられる受圧部とに一方向へ沿って２つの部分に区分され、前記支持部のうち前記チップを載置する側の表面と前記受圧部のうち前記押圧部材と接する表面は互いに平行であり、前記受圧部の厚さは、前記支持部の厚さよりも薄い切削インサート。
【請求項２】
前記受圧部は、前記支持部において前記刃先チップが支持される側の一側方の厚さよりも反対側の他側方の厚さの方が厚くなるように、前記押圧部材と接触する第１面と前記壁面と接触する第２面が互いに傾斜している請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記受圧部の前記押圧部材と接触する第１面と前記壁面と接触する第２面のいずれかは、前記支持部の一面と連続している請求項１または２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記支持部の一面と連続するのは、前記第２面であり、
前記装着溝に装着された場合に、前記支持部の一部が前記装着溝の内部に位置する請求項３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、切削インサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムのような軟質材の切削加工として、正面フライスカッタを用いた転削加工が知られている（例えば、特許文献１参照）。正面フライスカッタは、工具本体の先端部に放射状に配列された複数の装着溝のそれぞれに、交換式の切削インサートを装着して用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１６／６４２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工具本体の先端部に配列する切削インサートの数が多いほど加工効率は上がるものの、切削インサートが受ける切削抵抗に抗するため、工具本体の装着溝と装着溝の間隔であるバックメタルの厚さは、ある程度確保する必要がある。したがって、工具本体に装着できる切削インサートの数は、工具本体の装着溝の幅とバックメタルの厚さに制約され、増やすことが困難であった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、正面フライスカッタの工具本体に装着できる数を増やすことができる切削インサートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様における切削インサートは、工具本体の先端部に放射状に配列された装着溝のそれぞれにおいて、押圧部材に押圧されて装着される切削インサートであって、刃先チップと、刃先チップを支持する台金とを備え、台金は、刃先チップを支持する支持部と、押圧部材の押圧力を受けて装着溝の壁面へ押し付けられる受圧部とに区分され、その受圧部の厚さが支持部の厚さよりも薄く形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の切削インサートによれば、押圧部材と支持部が装着溝の内部で並列するので、装着溝の幅を小さくすることができ、ひいては工具本体に装着できる切削インサートの数を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る切削インサートを装着した状態の正面フライスカッタの正面図である。
【図２】正面フライスカッタの下面図である。
【図３】切削インサートの斜視図である。
【図４】台金の正面図である。
【図５】切削インサートが装着された工具本体の部分拡大図である。
【図６】台金の側面図である。
【図７】楔ブロックによって台金が押圧される様子を示す断面図である。
【図８】他の実施例における切削インサートの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付図面を参照して、本発明の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。また、各図において、同一又は同様の構成を有する構造物が複数存在する場合には、煩雑となることを回避するため、一部に符号を付し、他に同一符号を付すことを省く場合がある。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る切削インサート１２０を装着した状態の正面フライスカッタ１００の正面図である。正面フライスカッタ１００は、主に、工具本体１１０と、切削インサート１２０と、楔ブロック１３０とを備える。工具本体１１０は、全体的に円筒状を成し、その中心軸がマシニングセンタなどの工作機械の回転軸と一致するように当該工作機械の取付部に取り付けられる。工具本体１１０は、被削材と対向する先端部に複数の装着溝１１１が設けられている。それぞれの装着溝１１１には、切削インサート１２０が一つずつ収容されて装着される。楔ブロック１３０は、切削インサート１２０と同様に装着溝１１１のそれぞれに収容されており、切削インサート１２０を工具本体１１０へ押し付けて固定する。
【００１１】
なお、図１に示すように工具本体１１０に対してｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を定める。すなわち、中心軸と平行な方向がｚ軸方向であり、ｚ軸に直交する一方向をｘ軸、ｚ軸およびｘ軸に直交する一方向をｙ軸方向と定める。小文字で表すｘｙｚ座標系は、工具本体１１０を基準とする工具座標系であり、以降のいくつかの図面においても工具本体１１０の向きを示すために同様の座標軸を併記する。
【００１２】
図２は、正面フライスカッタ１００の下面図である。図示するように、本実施形態に係る工具本体１１０は、円形状の先端部において放射状に等間隔に配列された１２個の装着溝１１１を有する。装着溝１１１のそれぞれには、切削インサート１２０が１つずつ収容されて固定されるので、本実施形態に係る正面フライスカッタ１００は、１２個の切削インサート１２０を装着できる。
【００１３】
隣接する２つの装着溝１１１に周方向に沿って挟まれた肉部１１２は、バックメタルとして機能し、切削インサート１２０が受ける切削抵抗に抗するための厚さを有する。本実施形態における正面フライスカッタ１００は、従来の本体工具に対して肉部の厚さを薄くすることなく、後述するように切削インサート１２０の形状を工夫することにより装着溝の幅を縮めることで装着溝の配列数を増やしている。すなわち、装着できる切削インサートの数を従来よりも多くすることに成功している。
【００１４】
工具本体の工具径がφ５０ｍｍの一例を考えると、その円周長さは約１５７ｍｍである。円周方向に対して従来は１刃あたり、装着溝として９ｍｍ、バックメタルとして５ｍｍの合計１４ｍｍが必要であったので、装着できる刃数は１５７／１４＝１１枚が限界であった。本実施形態においては１刃あたり、装着溝として８ｍｍ、バックメタルとして５ｍｍの合計１３ｍｍで構成できるので、工具径がφ５０ｍｍであれば装着できる刃数は１５７／１３＝１２枚である。すなわち、工具本体１１０に８ｍｍ幅の装着溝１１１を放射方向に１２個配列することにより、１２個の切削インサート１２０を装着した正面フライスカッタ１００を実現することができる。
【００１５】
図３は、切削インサート１２０の斜視図である。切削インサート１２０は、台金１２２の上面の片方の隅部に、単結晶ダイヤモンドやダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）の刃先チップ１２１を接合して構成されている。台金１２２は、全体としては一体的に形成されているが、刃先チップ１２１を支持する支持部１２２ａと、楔ブロック１３０の押圧力を受けて装着溝１１１の壁面へ押し付けられる受圧部１２２ｂとに区分し得る。
【００１６】
なお、図３に示すように切削インサート１２０に対してＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を定める。すなわち、支持部１２２ａから受圧部１２２ｂへ向かう方向がＺ軸であり、Ｚ軸に直交する一方向をＸ軸、Ｚ軸およびＸ軸に直交する一方向をＹ軸方向と定める。大文字で表すＸＹＺ座標系は、切削インサート１２０を基準とする刃先座標系であり、以降のいくつかの図面においても切削インサート１２０の向きを示すために同様の座標軸を併記する。
【００１７】
図４は、台金１２２の正面図である。本図は、刃先チップ１２１が支持部１２２ａに接合されていない状態の台金１２２を示す。刃先チップ１２１は、図３でも示した通り、台金１２２の支持部１２２ａのうち、コーナー部に一段低く設けられた段差面である刃受面１２２ｃに載せられて、例えばろう付けによって接合される。刃先チップ１２１が刃受面１２２ｃに接合されると、刃先チップ１２１の上面は、支持部１２２ａのうち他の上面である先端面１２２ｄとほぼ同一面となる。
【００１８】
台金１２２の受圧部１２２ｂのうち、楔ブロック１３０から押圧力を受ける楔接触面１２２ｅは、支持部１２２ａの先端面１２２ｄよりも一段低い平面として形成されている。切削インサート１２０が装着溝１１１に装着された場合に装着溝１１１の壁面と接する溝壁接触面１２２ｆは、支持部１２２ａの下面と受圧部１２２ｂの下面が連続する平面として形成されている。すなわち、楔ブロック１３０により楔接触面１２２ｅが押圧されると、溝壁接触面１２２ｆは、装着溝１１１の壁面に押し付けられる。このような共通平面を設けることにより、より広い面で装着溝１１１の壁面と接触することができ、また、台金１２２の製造においても好都合である。
【００１９】
図示するように、受圧部１２２ｂの厚さＤｂは、支持部１２２ａの厚さＤａよりも薄い。ここで、受圧部１２２ｂの厚さＤｂは、楔接触面１２２ｅの表面と、楔接触面１２２ｅの法線方向（Ｘ軸方向）に対して最遠となる溝壁接触面１２２ｆの境界線の距離である。同様に、支持部１２２ａの厚さＤａは、先端面１２２ｄの表面と先端面１２２ｄの法線方向（Ｘ軸方向）に対して最遠となる溝壁接触面１２２ｆの境界線の距離である。なお、本実施形態においては、楔接触面１２２ｅの表面と先端面１２２ｄの表面は平行である。具体的には後述するが、このように楔接触面１２２ｅを先端面１２２ｄよりも一段下げたことにより、楔ブロック１３０と支持部１２２ａを装着溝１１１の内部で並列させることができ、装着溝１１１の幅を短縮することに成功している。
【００２０】
また、刃受面１２２ｃにおける支持部１２２ａの厚さＤｃは、受圧部１２２ｂの厚さＤｂよりも厚いことが好ましい。ここで、受圧部１２２ｂの厚さＤｃは、刃受面１２２ｃの表面と、刃受面１２２ｃの法線方向（Ｘ軸方向）に対して最遠となる溝壁接触面１２２ｆの境界線の距離である。このように、刃受面１２２ｃにおける支持部１２２ａの厚さを従来と同様の厚さにすることにより、切削抵抗に耐える剛性を確保することができる。
【００２１】
図５は、切削インサート１２０が装着された工具本体１１０の部分拡大図である。具体的には、図１のＡ部を拡大した図である。図示するように、切削インサート１２０は、刃先チップ１２１の切刃が装着溝１１１の先端から突出するように調整されて、装着溝１１１に固定されている。
【００２２】
具体的には、切削インサート１２０と同様に装着溝１１１に収容された楔ブロック１３０が、クランプネジ１３１によって締め付けられることにより台金１２２の楔接触面１２２ｅを押圧する。その押圧力は、溝壁接触面１２２ｆが装着溝１１１の溝壁１１１ａに押し付けられる力として作用し、これにより切削インサート１２０の全体が装着溝１１１に強固に固定される。
【００２３】
刃先チップ１２１の装着溝１１１からの突出量は、調整ネジ１４０の回転によって調整される。具体的には、調整ネジ１４０は、周方向に複数設けられたピン孔１４０ａにピンスパナが挿通されて軸周りに回転される。これにより調整ネジ１４０のねじ込み量が増減し、端面が調整ネジ１４０と当接する切削インサート１２０が、溝壁１１１ａに沿って位置決めされる。なお、刃先チップ１２１の突出量の調整は、楔ブロック１３０による締め付けが緩められた状態で行われる。
【００２４】
上述のように受圧部１２２ｂの厚さは支持部１２２ａの厚さよりも薄いので、楔接触面１２２ｅを押圧する状態の楔ブロック１３０は、装着溝１１１の内部でほぼ上下方向に沿って支持部１２２ａと並列する。すなわち、装着溝１１１の中間部分においては、その幅方向を楔ブロック１３０と受圧部１２２ｂが占有し、装着溝１１１の先端部分においては、その幅方向の多くを支持部１２２ａ（刃先チップ１２１を含む）が占有している。従来のように受圧部の厚さと支持部１２２ａの厚さがほぼ同じであれば、楔ブロックの幅に応じて支持部側に空いた空間が生じてしまい結果的に装着溝の幅が大きくなってしまうが、本実施形態においては、台金１２２の形状をこのように工夫したことにより、支持部１２２ａ側の空いた空間を少なくすることができた。すなわち、装着溝１１１の幅を減少させることに成功した。また、切削インサート１２０が装着溝１１１に装着された場合には、支持部１２２ａの一部が装着溝１１１の内部に位置することにより、切削インサート１２０が受ける切削抵抗を装着溝１１１の溝壁１１１ａで十分に受け止めることができる。
【００２５】
図６は、台金１２２の側面図である。図示するように、受圧部１２２ｂの楔接触面１２２ｅと溝壁接触面１２２ｆは互いに傾斜しており、本実施形態においては５°の傾斜角を有する。具体的には、受圧部１２２ｂは、切削インサート１２０が装着溝１１１に装着された場合に、工具本体１１０の内部側の厚さよりも外部側の厚さが薄く形成されている。換言すれば、受圧部１２２ｂは、支持部１２２ａにおいて刃先チップ１２１が支持される側の一側方の厚さよりも反対側の他側方の厚さの方が厚く形成されている。
【００２６】
図７は、楔ブロック１３０によって台金１２２が押圧される様子を示す断面図である。具体的には、楔接触面１２２ｅに直交する平面のうちクランプネジ１３１の中心軸を含む平面で切断した断面図である。左下に正面フライスカッタ１００全体の断面図を示し、右上に一部を拡大した断面図を示す。
【００２７】
クランプネジ１３１は、楔ブロック１３０の貫通孔に設けられた雌ネジ部１３０ａと螺合する第１雄ネジ部１３１ａと、工具本体１１０に設けられた雌ネジ部１１１ｂと螺合する第２雄ネジ部１３１ｂを有する。第１雄ネジ部１３１ａと第２雄ネジ部１３１ｂは互いに逆ネジである。クランプネジ１３１を工具本体１１０へねじ込むと、楔ブロック１３０は内部側へ引き込まれ、楔効果により台金１２２を装着溝１１１の壁面へ押さえつける。
【００２８】
また、図６を用いて説明したように、受圧部１２２ｂは内部側の厚さよりも外部側の厚さが薄く形成されている。このような形状により、クランプネジ１３１は、更に楔効果を発揮して、台金１２２を装着溝１１１の壁面へより強く押さえつけると共に、台金１２２が工具本体１１０から外周方向へ飛び出すことを防いでいる。
【００２９】
図８は、他の実施例における切削インサート１２０’の斜視図である。切削インサート１２０’は、上述の切削インサート１２０に対して、楔ブロック１３０と接触する接触面（楔接触面）と、溝壁１１１ａと接触する接触面（溝壁接触面）との関係が逆となるように形成されている。すなわち、支持部１２２ａは、刃先チップ１２１が接合されている側で受圧部１２２ｂと溝壁接触面を共有する。また、受圧部１２２ｂの段差面である楔接触面は、その反対側に形成されている。このような形状であっても、楔ブロック１３０と支持部１２２ａを装着溝１１１の内部で並列させることができるので、装着溝１１１の幅を短くすることができる。
【００３０】
以上本実施形態を説明したが、本体工具は先端部が円筒状でなくても構わない。すなわち、切削インサートが装着溝に装着されて放射状に配置される本体工具であれば、切削インサートを上述の形状にすることにより装着溝の幅を短縮できるので、やはり多くの切削インサートを配列することができる。また、切削インサートを押圧する押圧部材は、楔ブロック１３０のような楔形状の部材に限らず、クランプネジ１３１のようなクランプ機構による押圧力を伝達できる形状であれば、いずれの形状であっても構わない。
【符号の説明】
【００３１】
１００…正面フライスカッタ、１１０…工具本体、１１１…装着溝、１１１ａ…溝壁、１１１ｂ…雌ネジ部、１１２…肉部、１２０…切削インサート、１２１…刃先チップ、１２２…台金、１２２ａ…支持部、１２２ｂ…受圧部、１２２ｃ…刃受面、１２２ｄ…先端面、１２２ｅ…楔接触面、１２２ｆ…溝壁接触面、１３０…楔ブロック、１３０ａ…雌ネジ部、１３１…クランプネジ、１３１ａ…第１雄ネジ部、１３１ｂ…第２雄ネジ部、１４０…調整ネジ、１４０ａ…ピン孔
【要約】      （修正有）【課題】正面フライスカッタの工具本体に装着できる数を増やすことが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１２０は、工具本体の先端部に放射状に配列された装着溝１１１のそれぞれにおいて、押圧部材に押圧されて装着される切削インサート１２０であって、刃先チップ１２１と、刃先チップ１２１を支持する台金１２２とを備え、台金１２２は、刃先チップ１２１を支持する支持部１２２ａと、押圧部材の押圧力を受けて装着溝１１１の壁面へ押し付けられる受圧部１２２ｂとに区分され、その受圧部１２２ｂの厚さが支持部１２２ａの厚さよりも薄く形成されている。切削インサート１２０がこのような形状であると、押圧部材と支持部１２２ａが装着溝１１１の内部で並列するので、装着溝１１１の幅を小さくすることができ、ひいては工具本体に装着できる切削インサート１２０の数を増やすことができる。【選択図】図５【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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