JP4859815B2

JP4859815B2 - スローアウェイインサートおよびそれを装着した転削工具

Info

Publication number: JP4859815B2
Application number: JP2007298899A
Authority: JP
Inventors: 琢也石田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: JP2008055600A

Description

本発明は、正面フライスやエンドミル等の転削工具に用いられるスローアウェイインサートに関する。

従来、正面フライスやエンドミル等の転削工具、特に切刃長が長く多数の切れ刃を取り付けて使用する転削工具に用いられるスローアウェイインサートとして、主切刃から連続するすくい面が正のすくい角を備えるとともに主切刃を含む逃げ面を溝部によって分断したスローアウェイインサートが知られている（例えば、特許文献１）。このようなスローアウェイインサートは主として大きくて多量の切りくずが排出される重切削のような切削に用いられ切削時の切削抵抗も大きいものであるが、主切刃が溝部を形成することによって分断されており生成される切りくずの幅が小さく分割されるので切削抵抗が減少し、被削材へのくいつき性も良くなることから加工中におけるびびり振動も抑制されるという効果が得られる。
特開平７−２９９６３６号公報

しかしながら、上記のような重切削に用いられる転削工具１３においては、切りくずの厚みも厚くて剛性も高いために、主切刃で生成された切りくず８がすくい面上をホルダの中心側に向かって流れて切りくずポケットのホルダ壁面１４に突き当たり、ホルダ壁面をガイドとして外部へ排出される状態となるため、当該壁面と切りくずとの間に摩擦が生じるという問題があった（図６参照）。すなわち、転削加工を繰り返していくと、切りくずポケットのホルダ壁面１４が次第に摩耗してゆきついには削り取られた状態となり、この削り取られた壁面に切りくずが詰まってスローアウェイインサートが欠損する原因となったり、ホルダの剛性が低下して加工精度が悪化するという問題があった。特に、重切削加工において生成する切りくずが厚くなってゆくと摩耗の進行が著しく、損傷したホルダを早期に交換しなければならないということが大きな問題であった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、転削工具、特に切刃長が長く多数の切れ刃を取り付けて使用する転削工具で用いられるスローアウェイインサートにおいて、切りくずポケットのホルダ壁面を摩耗させることなくホルダを長期にわたって使用可能とする、コストパフォーマンスの高いスローアウェイインサートを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の切削インサートおよびそれを用いたフライス工具は、以下の構成からなる。

（１）略多角形板状をなし、上面にすくい面を、側面に逃げ面を具備するとともに、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に主切刃が、前記すくい面の角部には前記主切刃と連続するコーナーＲ切刃が形成され、かつ前記主切刃が前記逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートにおいて、前記各分割主切刃と対をなすように前記すくい面上に前記突起が形成されており、前記突起が対応する前記分割主切刃の略垂直二等分線上に配設されているとともに、前記各分割主切刃に対応して少なくとも一つの突起が前記すくい面上に形成されているとともに、前記分割主切刃は、コーナーR切刃と連続する第一分割主切刃と、該第一分割主切刃と隣りあうとともに上面視で両端が前記溝部の壁面と接続する第二分割主切刃と、を有し、前記第一分割主切刃に対応する突起は、前記コーナーＲ切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されており、前記第二分割主切刃に対応する突起は、前記第二分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることを特徴とする。
（２）前記第一分割主切刃に対応する突起のうち、前記コーナーR切刃に最近接して配設されたコーナーＲ突起が、前記コーナーＲ切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることを特徴とする（１）記載のスローアウェイインサート。

（３）前記突起のうち、前記コーナーＲ突起の先細り方向への延長線と前記分割主切刃とのなす角度が、上面視において６０°〜８５°であることを特徴とする（２）記載のスローアウェイインサート。

（４）前記突起のうち、前記コーナーＲ突起以外の突起の先細り方向への延長線と前記分割主切刃とが、上面視において略直角な関係にあることを特徴とする（２）または（３）記載のスローアウェイインサート。

（５）前記分割主切刃の長さに応じて、前記各分割主切刃に対応する突起の数が増加することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれか記載のスローアウェイインサート。

（６）前記すくい面の略中央に下面まで貫通したねじ穴を具備するとともに、該ねじ穴周りに環状の隆起部を具備していることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか記載のスローアウェイインサート。

（７）前記隆起部は、前記突起よりも高位に位置することを特徴とする（６）記載のスローアウェイインサート。

（８）略多角形板状をなし、上面にすくい面を、側面に逃げ面を具備するとともに、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に主切刃が、前記すくい面の角部には前記主切刃と連続するコーナーＲ切刃が形成され、かつ前記主切刃が前記逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートにおいて、前記各分割主切刃に対応して少なくとも一つの突起が前記すくい面上に形成されているとともに、該突起は、前記分割主切刃に隣接するすくい面上に形成されるとともに、対応する前記分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するよう形成され、前記突起の先細り方向への延長線が、上面視において前記分割主切刃と直交しており、前記突起が対応する前記分割主切刃の略垂直二等分線上に配設されていることを特徴とするスローアウェイインサート。

（９）（１）乃至（８）のいずれか記載のスローアウェイインサートを装着した転削工具。

（１０）前記スローアウェイチップがホルダにクランプねじでクランプされるとともに、前記クランプねじの頭部が前記隆起部よりも低位に位置していることを特徴とする（９）記載の転削工具。

本発明のスローアウェイインサートによれば、各分割主切刃によって幅狭に形成された切りくずがすくい面上に形成された前記突起に当たって、小さくカールされ、切りくずが切りくずポケット内のホルダ壁面に突き当たって該ホルダ壁面を傷つけないことに加えて、各切りくずのカール径が小さくなることで切りくずのサイズが小さくなるので、切りくずポケットから外部への切りくず排出がスムーズとなり、切りくずのかみこみ等の不具合が抑制され、スローアウェイインサートおよびホルダを長期にわたって使用することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。

（第一実施形態）図１乃至図４は、本明の実施形態を示すものであり、図１は本発明の一実施形態によるスローアウェイインサート（以下、インサートと略す。）１の全体斜視図、図２は図１のインサート１の（ａ）平面図、（ｂ）長辺側側面図、（ｃ）短辺側側面図、図３は本発明のインサートを用いた転削工具の全体斜視図、図４は図３の転削工具のＡ−Ａ断面図であるとともに切りくず８の生成状態を示す概略模式図、図５は他の実施形態によるインサートの（ａ）平面図、（ｂ）斜視図、そして図７は本発明の転削工具のインサート装着状態を示す拡大斜視図である。

図１および図２において、本実施例によるインサート１は、略多角形板状をなしており、その上面にすくい面２を、側面に逃げ面３を具備している。前記すくい面２と前記逃げ面３との交差稜線部には主切刃４が形成されているが、該主切刃４は前記逃げ面３上に形成された複数の溝部５によって分断された複数の分割主切刃４ａから構成されている。また、前記インサート１の角部には、側面とすくい面２との交差稜線部にコーナーＲ切刃７が形成されており、前記主切刃４の最も前記コーナーＲ切刃７側に位置する分割主切刃４ａ（第一分割主切刃）と接続している。そして、該第一分割主切刃と隣りあう第二分割主切刃は、上面視で両端が溝部５の壁面と接続している。また、前記分割主切刃４ａに隣接するすくい面２上には、前記各分割主切刃４ａに対応して少なくとも一つの突起６が形成されている。具体的には、前記各分割主切刃４ａと対をなすように突起６が形成されている。

図３には、本発明のインサート１を装着し用いた転削工具１２の斜視図を示している。

ここで、ホルダ１２の外周先端部に複数の切りくずポケット１３が形成されており、該切りくずポケット１３内の各々外周位置に前記インサート１が取り付けられる。詳細には、前記インサート１は、回転方向にすくい面２を向けて最外周に前記主切刃４が位置するように装着され、該主切刃４がホルダ１１とともに回転することによって切削が行われる。

このような転削工具１２において、主切刃４、厳密には分割主切刃４ａによって形成された切りくず８は前記インサート１のすくい面２上を外周側からホルダ１２の中心側、すなわち切りくずポケット１３内のホルダ壁面１４に向かって流れてくる。従来のインサートを用いた構成によれば、図６に示すように、生成された切りくず８がそのまま進行方向前方のホルダ壁面１４に突き当たることでカールするため、該ホルダ壁面１４が切りくず８との摩擦によって徐々に摩滅してくる。

これに対し、本発明のインサート１においては、各分割主切刃４ａに隣接するすくい面２上に突起６が形成されていることから、図５に示すように、各分割主切刃４ａによって形成された切りくず８が突起６に当たって小さくカールする。その結果、切りくず８がホルダ壁面１４に突き当たることなく外部へ排出される。このような構成とすることにより、切りくずポケット１３内のホルダ壁面１４の摩滅が防止でき、その結果としてホルダ１２を長寿命のものとすることができる。さらには、切りくず８のカール径が小さくなることで各切りくず８のサイズが小さくなるので、切りくずポケットから外部への切りくず排出がスムーズとなり、主切刃の切りくずかみこみによる欠損等の不具合が抑制され、インサート１をも長寿命とすることができる。

また、図１および図２（ａ）に示すように、前記突起６の前記主切刃４側は、各々対をなす前記分割主切刃４ａに近づくにつれて幅と高さが漸減するように形成されている。これにより、切りくず８と接触する前記突起６の稜線部分が、前記分割主切刃４ａに近づくにつれて高さが低くなる、言い換えると分割主切刃４ａから離れるにつれて前記突起６の稜線部分の高さが徐々に高くなるので、突起６と切りくず８との接触がスムーズとなり切削抵抗の増加が抑制される。

さらに、図２（ａ）に示すように、前記分割主切刃４ａと前記突起６との距離ｔが、前記分割主切刃４ａ各々の長さの略中央部分で最短となるよう構成されている。これにより前記分割主切刃４ａで生成された各切りくず８の幅方向における略中央部分で前記突起６と接触することとなり、切りくず８が左右に振れずに一定の方向にカールされるため、良好な切りくず排出性が得られる。

また、前記突起６のうち少なくとも一つの前記主切刃４側における稜線と、各々対をなす前記分割主切刃４ａとが、インサートの上面視において略直角な関係にあり、これにより切りくず８を一定の方向に最も効率よくカールさせることができる。

さらに、前述したように、前記インサート１の角部には、一つの前記分割主切刃４ａ（第一分割主切刃）に連続してコーナーＲ切刃７が形成され、該コーナーＲ切刃７側に位置する分割主切刃４ａ（第一分割主切刃）に対応する前記突起６は前記コーナーＲ切刃７に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることにより、前記コーナーＲ切刃７によって断面の一部分が円弧状に形成された切りくず８を最も効率よくかつ一定の方向にカールさせることができる。

また、前記コーナーＲ切刃７に対応する突起６の前記コーナーＲ切刃７側における稜線と、前記分割主切刃４ａ（第一分割主切刃）とのなす角θが６０°〜８５°であることが、前記コーナーＲ切刃７によって形成された切りくず８をより確実に小さくカールさせることができるという点で好適である。θが６０°より小さいと切りくず８が詰まりやすくなり、切削抵抗が増加する恐れがある。またθが８５°より大きいと切りくず８がカールしにくくなるため、ホルダ壁面の摩滅が改善されないばかりでなく、切りくず８のサイズが大きくなって切りくず排出性が低下するとともに切りくず８のかみこみによる切刃の欠損等の不具合を生じる恐れがある。

さらにまた、すくい面２の中央部のねじ穴１６周りに島状部、具体的には環状の隆起部１５が形成されていることにより、突起６による切りくず８のカール作用が不十分な条件下においても切りくず８が確実にカールされるようになる。そして、図７に示すように、インサート１をホルダ１１に装着した状態では、クランプねじ１７の頭部が環状の隆起部１５に隠れる、すなわち環状の隆起部１５よりクランプねじ１７の頭部が低い状態となるため、切りくず８の衝突によるクランプねじ１７の頭部の摩滅を防止することができる。

なお、図１および図２では主切刃４を４つの溝部５で分断して５つの分割主切刃４ａから構成されたインサート１を例示したが、本発明の他の実施形態として、主切刃４を３つの溝部で分断して４つの分割主切刃４ａから構成されたインサート１を図３に示す。本実施形態のような主切刃４に溝部５を具備したインサートでは、前記溝部５では切削が行われないために被削材の加工壁面には帯状の削り残し部が発生してしまうが、溝部５の配置が互いに異なるインサートをホルダの同一円周上に配置することで、一方のインサートの溝部５による削り残しを他方の切刃が加工するので、結果的に溝部による削り残しが生じない。

（第二実施形態）次に、本発明の他の実施形態について、図５を用いて説明する。なお、図１、２で示した第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。

図５の実施形態において、図１および図２の実施形態例と異なる点は、前記分割主切刃４ａの長さが異なって形成されており、前記分割主切刃４ａの長さに応じて、前記各分割主切刃４ａに対応する突起の数が増加するよう、前記突起６が配設されている点である。このような構成により、より長い前記分割主切刃４ａによって幅広の切りくずが形成されても確実にカールさせることが出来る。

より具体的には、前記コーナーＲ切刃７に連続するより長い前記分割主切刃４ａ’（第一分割主切刃）に対応する突起６が、二つが配設される。コーナーＲ切刃７に最近接して配設されるコーナーＲ突起６ａと、突起６のうちコーナーＲ突起６ａ以外の突起６ｂである。これにより、前記コーナーＲ切刃７に連続する前記分割主切刃４ａ’（第一分割主切刃）および前記コーナーＲ切刃７によって生成される、断面が直線状部分と円弧状部分とからなる幅広の切りくず８を、円弧状部分を前記コーナーＲ突起６ａによって、直線状部分を前記突起のうちコーナーＲ突起６ａ以外の突起６ｂによって、最も効率よくカールさせることができる。

さらにまた、前記主切刃４の両端のうち、コーナーＲ切刃７とは反対側の角部に一端を有する分割主切刃４ａ”に対応する突起も二つ配設されている。しかし、当該角部は切削に寄与しないため、前記分割主切刃４ａ”によって形成される切りくず断面は、略直線状となりどの部分も円弧状とはならない。そのため当該角部には、前記コーナーＲ突起６ａは配設されず、前記突起６のうち前記コーナーＲ突起６ａ以外の突起６ｂのみ二つ配設された構成をとる。当該突起６ｂは、突起の前記分割主切刃４ａ側における稜線と前記分割主切刃４ａ”とが略直角に位置するよう配設されるため、生成する幅広の切りくず８を左右に振れることなく一定方向により確実にカールさせることができる。

また図５では、前記主切刃４の両端を各々有する２つの前記分割主切刃４ａ’（第一分割主切刃）および４ａ”に対応する突起の数のみが、複数である構成をとるが、同様の効果を得るために前記分割主切刃４ａの長さに応じて、インサートのいずれの位置の前記分割主切刃４ａに対応する突起の数が複数であってもかまわない。

以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的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いうまでもない。

本発明の一実施形態によるスローアウェイインサートの全体斜視図である。図１のスローアウェイインサートの（ａ）平面図、（ｂ）長辺側側面図、（ｃ）短辺側側面図である。本発明のスローアウェイインサートを用いた転削工具の全体斜視図である。図３の転削工具のＡ−Ａ断面図であるとともに切りくずの生成状態を示す概略模式図である。他の実施形態によるスローアウェイインサートの（ａ）平面図、（ｂ）斜視図である。従来のスローアウェイインサートを装着した転削工具における切りくずの生成状態を示す概略模式図である。本発明の転削工具のスローアウェイインサート装着状態を示す拡大斜視図である。

符号の説明

１スローアウェイインサート（インサート）
２すくい面
３逃げ面
４主切刃
４ａ分割主切刃
５溝部
６突起
６ａコーナーＲ突起
６ｂコーナーＲ突起６ａ以外の突起
７コーナーＲ切刃
８切りくず
１１ホルダ
１２転削工具
１３切りくずポケット
１４（切りくずポケット内の）ホルダ壁面
１５環状隆起部
１６ねじ穴
１７クランプねじ

Claims

略多角形板状をなし、上面にすくい面を、側面に逃げ面を具備するとともに、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に主切刃が、前記すくい面の角部には前記主切刃と連続するコーナーＲ切刃が形成され、かつ前記主切刃が前記逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートにおいて、
前記各分割主切刃と対をなすように前記すくい面上に前記突起が形成されており、前記突起が対応する前記分割主切刃の略垂直二等分線上に配設されているとともに、
前記分割主切刃は、コーナーR切刃と連続する第一分割主切刃と、該第一分割主切刃と
隣りあうとともに上面視で両端が前記溝部の壁面と接続する第二分割主切刃と、を有し、
前記第一分割主切刃に対応する突起は、前記コーナーＲ切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されており、
前記第二分割主切刃に対応する突起は、前記第二分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることを特徴とするスローアウェイインサート。
前記第一分割主切刃に対応する突起のうち、前記コーナーR切刃に最近接して配設され
たコーナーＲ突起が、前記コーナーＲ切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のスローアウェイインサート。
前記突起のうち、前記コーナーＲ突起の先細り方向への延長線と前記分割主切刃とのなす角度が、上面視において６０°〜８５°であることを特徴とする請求項２記載のスローアウェイインサート。
前記突起のうち、前記コーナーＲ突起以外の突起の先細り方向への延長線と前記分割主切刃とが、上面視において略直角な関係にあることを特徴とする請求項２または３記載のスローアウェイインサート。
前記分割主切刃の長さに応じて、前記各分割主切刃に対応する突起の数が増加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のスローアウェイインサート。
前記すくい面の略中央に下面まで貫通したねじ穴を具備するとともに、該ねじ穴周りに環状の隆起部を具備していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のスローアウェイインサート。
前記隆起部は、前記突起よりも高位に位置することを特徴とする請求項６記載のスローアウェイインサート。
略多角形板状をなし、上面にすくい面を、側面に逃げ面を具備するとともに、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に主切刃が、前記すくい面の角部には前記主切刃と連続するコーナーＲ切刃が形成され、かつ前記主切刃が前記逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートにおいて、
前記各分割主切刃に対応して少なくとも一つの突起が前記すくい面上に形成されているとともに、
該突起は、前記分割主切刃に隣接するすくい面上に形成されるとともに、対応する前記分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するよう形成され、前記突起の先細り方向への延長線が、上面視において前記分割主切刃と直交しており、
前記突起が対応する前記分割主切刃の略垂直二等分線上に配設されていることを特徴とするスローアウェイインサート。
請求項１乃至８のいずれか記載のスローアウェイインサートを装着した転削工具。
前記スローアウェイチップがホルダにクランプねじでクランプされるとともに、前記クランプねじの頭部が前記隆起部よりも低位に位置していることを特徴とする請求項９記載の転削工具。