特許 6011831 刃先交換式回転切削工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6011831

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】刃先交換式回転切削工具

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/10 20060101AFI20161006BHJP

   B23C 5/20 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   B23C5/10 D

   B23C5/20

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-543211(P2015-543211)

(86)(22)【出願日】2015年7月13日

(86)【国際出願番号】JP2015070057

(87)【国際公開番号】WO2016009995

(87)【国際公開日】20160121

【審査請求日】2015年9月1日

(31)【優先権主張番号】特願2014-143780(P2014-143780)

(32)【優先日】2014年7月14日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000221144

【氏名又は名称】株式会社タンガロイ

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】大塚 潤

【審査官】 長清 吉範

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２０２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０３９３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２７３６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｃ ５／１０

Ｂ２３Ｃ ５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転中心軸（Ｏ）を有する略円柱形状の工具ボデー（２０）と、該工具ボデー（２０）に装着された切削インサート（３０）と、を有し、前記工具ボデー（２０）の外周面（２３）には複数の溝（２７）が形成され、該溝（２７）内には複数のインサート座（２８）が形成されており、前記切削インサート（３０）は、前記インサート座（２８）に着脱自在に配置されている、刃先交換式回転切削工具（１０）において、
前記切削インサート（３０）は、すくい面（３１）と、該すくい面（３１）と交差する逃げ面（３３）と、を有し、前記すくい面（３１）と前記逃げ面（３３）の交差稜線部には、主切れ刃（３４）と、該主切れ刃（３４）に接続するコーナ切れ刃（３７）と、該コーナ切れ刃（３７）に接続する副切れ刃（３５）と、が形成され、
前記主切れ刃（３４）は、前記すくい面（３１）に対向する方向から見て、外方に向かって湾曲する外方湾曲切れ刃部分（３４１）を複数有する波状に形成されており、
前記切削インサート（３０）は、前記刃先交換式回転切削工具（１０）が前記回転中心軸（Ｏ）周りを回転したときの、各々の前記切削インサート（３０）の前記主切れ刃（３４）が形成する回転軌跡にて、１つの前記溝（２７）内で前記回転中心軸（Ｏ）に沿った方向に隣り合う前記切削インサート（３０）が形成する回転軌跡の波の位相が一致するように配置され、且つ、少なくとも一部の前記切削インサート（３０）は、前記主切れ刃（３４）が形成する回転軌跡のうち、一部の切れ刃部分が形成する回転軌跡同士が前記回転中心軸（Ｏ）方向に重なり合うように配置され、
さらに、前記切削インサート（３０）は、前記すくい面（３１）の各辺に沿って前記主切れ刃（３４）が形成され、前記複数の外方湾曲切れ刃部分（３４１）のうち、前記主切れ刃（３４）の端部にあって前記副切れ刃（３５）と接続する外方湾曲切れ刃部分（３５１）が、内刃（３８）としても使用される、
ことを特徴とする刃先交換式回転切削工具（１０）。

【請求項2】

各々の前記溝（２７）において、前記少なくとも一部の切削インサート（３０）は、前記主切れ刃（３４）が形成する回転軌跡のうち、前記主切れ刃（３４）の最も端部側に位置している外方湾曲切れ刃部分（３４１）が形成する回転軌跡同士のみが前記回転中心軸（Ｏ）方向に重なり合うように配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。

【請求項3】

全ての前記溝（２７）において、全ての隣接する前記切削インサート（３０）は、前記端部の回転軌跡同士が前記回転中心軸（Ｏ）方向に重なり合うように配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。

【請求項4】

前記工具ボデー（２０）の周方向に隣接する前記溝（２７）に配置される前記切削インサートの回転軌跡同士の関係において、当該回転軌跡の波の位相が工具回転軸（Ｏ）方向にずらされて前記切削インサート（３０）が配置されており、全ての前記溝（２７）の回転軌跡を重ね合わせたときに、前記溝（２７）同士の回転軌跡の波の位相が一致しないように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。

【請求項5】

前記切削インサート（３０）の前記副切れ刃（３５）には、前記主切れ刃（３４）とは別の主切れ刃（３４）が接続しており、
全ての前記主切れ刃（３４）、前記副切れ刃（３５）及び前記コーナ切れ刃（３７）にはランド（３９）が形成されており、
前記別の主切れ刃（３４）と前記副切れ刃（３５）の接続点（Ａ１）のランド幅は、該別の主切れ刃（３４）の中央点（Ｃ）におけるランド幅よりも大きく、
前記別の主切れ刃（３４）と前記副切れ刃（３５）の接続点（Ａ１）のランド角は、該別の主切れ刃（３４）の中央点（Ｃ）におけるランド角よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。

【請求項6】

前記副切れ刃（３５）のランド幅及びランド角は、前記接続点（Ａ１）のランド幅及びランド角と等しい、
ことを特徴とする請求項５に記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。

【請求項7】

前記切削インサート（３０）は、前記すくい面（３１）に対向する方向から見て略三角形形状を有している、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、刃先交換式回転切削工具に関する。より詳細には、本発明は、複数の切削インサートが着脱自在に装着されたラフィングカッタの形態の刃先交換式回転切削工具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、円筒状の工具ボデーの外周面上に先端側から基端側に向かって複数の溝が形成され、各溝内には工具回転軸方向に複数の切削インサートが着脱自在に装着されてなる刃先交換式回転切削工具が存在する。一般的に、そのような形状を有する回転切削工具はラフィングカッタと呼ばれている。ラフィングカッタにおいては、工具回転軸方向に複数の切削インサートが配列されているために、実質的な切れ刃の長さが長く、切り込みを大きく取ることができる。したがって、高能率加工を実現することが可能である。

【0003】

特許文献１には、側面視にて波状の切れ刃を有する四角形形状の切削インサートが装着されたラフィングカッタが開示されている。切削インサートは、１つの溝内の関係においては、軸線方向に間隔をあけて配列されており、複数の溝間の関係では、軸線方向に互いに波状の切れ刃の軸線回りの回転軌跡において連続させた切れ刃列を構成するように配置されている。そして、特許文献１には、切れ刃を波状にすることによって、切りくずが切れ刃の長さより細かく分断されるため、切りくず処理性の向上を図ることができると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−０６８３４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、昨今、ラフィングカッタにおいては、三角形の切削インサートが使用されることがある。三角形の切削インサートは、ポジディブタイプの場合、従来の四角形の切削インサートと比較して使用可能なコーナ数が１つ多く、経済的だからである。しかしながら、三角形の切削インサートを使用したラフィングカッタを用いて工具軸方向の送りを伴う切削加工（ランピング加工など）を行う場合、特許文献１に開示されたような切削インサートの配列をすると次のような問題が生じる。三角形の切削インサートの場合、ランピング加工などで使用する内刃が主切れ刃の一部をなしている。「内刃」とは、通常の横送りにおいては機能することがなく、ランピング加工のように工具を工具軸方向にも送るときに使用される切れ刃のことである。一般的には、切削インサートが工具ボデーに装着された状態において、切削に関与している副切れ刃の、コーナ切れ刃が接続している側とは反対側に設けられている。

【0006】

したがって、ラフィングカッタの最先端に装着される切削インサートにおいては、一部の切れ刃部分だけが、「内刃」としても使用され、「主切れ刃」としても使用されることになる。そのため、特許文献１に記載の配列では、これらの双方に使用される切れ刃部分に非常に大きな負荷がかかってしまい、その部分から欠損しやすくなるおそれがある。この問題は、三角形の切削インサートに限らず、主切れ刃の一部を内刃として使用する切削インサート全てにおいて生じ得る。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、波状の切れ刃を有し且つ主切れ刃の一部の切れ刃部分が内刃としても使用される構成の切削インサートを装着しても、当該切れ刃部分の損傷を抑制することが可能な、ラフィングカッタの形態の刃先交換式切削工具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】

本発明は、回転中心軸（Ｏ）を有する略円柱形状の工具ボデー（２０）と、該工具ボデー（２０）に装着された切削インサート（３０）と、を有し、前記工具ボデー（２０）の外周面（２３）には複数の溝（２７）が形成され、該溝（２７）内には複数のインサート座（２８）が形成されており、前記切削インサート（３０）は、前記インサート座（２８）に着脱自在に配置されている、刃先交換式回転切削工具（１０）において、前記切削インサート（３０）は、すくい面（３１）と、該すくい面（３１）と交差する逃げ面（３３）と、を有し、前記すくい面（３１）と前記逃げ面（３３）の交差稜線部には、主切れ刃（３４）と、該主切れ刃（３４）に接続するコーナ切れ刃（３７）と、該コーナ切れ刃（３７）に接続する副切れ刃（３５）と、が形成され、前記主切れ刃（３４）は、前記すくい面（３１）に対向する方向から見て、外方に向かって湾曲する外方湾曲切れ刃部分（３４１）を複数有する波状に形成されており、前記切削インサート（３０）は、前記刃先交換式回転切削工具（１０）が前記回転中心軸（Ｏ）周りを回転したときの、各々の前記切削インサート（３０）の前記主切れ刃（３４）が形成する回転軌跡にて、１つの前記溝（２７）内で前記回転中心軸（Ｏ）に沿った方向に隣り合う前記切削インサート（３０）が形成する回転軌跡の波の位相が一致するように配置され、且つ、少なくとも一部の前記切削インサート（３０）は、前記主切れ刃（３４）が形成する回転軌跡のうち、一部の切れ刃部分が形成する回転軌跡同士が前記回転中心軸（Ｏ）方向に重なり合うように配置され、さらに、前記切削インサート（３０）は、前記すくい面（３１）の各辺に沿って前記主切れ刃（３４）が形成され、前記複数の外方湾曲切れ刃部分（３４１）のうち、前記主切れ刃（３４）の端部にあって前記副切れ刃（３５）と接続する外方湾曲切れ刃部分（３５１）が、内刃（３８）としても使用される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によると、波状の主切れ刃を有する切削インサート（３０）を使用する刃先交換式回転切削工具（１０）において、隣り合う切削インサート（３０）が有する主切れ刃の上記一部の切れ刃部分は同じ回転軌跡を形成するので、一刃あたりの切削負荷が軽減される。したがって、主切れ刃のその一部の切れ刃部分が内刃としても使用されるものであっても、当該切れ刃部分の欠損を大きく抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の刃先交換式回転切削工具の一実施形態の斜視図である。

【図2】図１の刃先交換式回転切削工具の側面図である。

【図3】本発明の刃先交換式回転切削工具の一実施形態に使用されている工具ボデーの側面図である。

【図4】図３の工具ボデーを基端側から見た上面図である。

【図5】図３の工具ボデーを先端側から見た下面図である。

【図6】本発明の刃先交換式回転切削工具の一実施形態に使用されている切削インサートの斜視図である。

【図7】図６の切削インサートの上面図である。

【図8】図３の工具ボデーの１つの溝に配列された全ての切削インサートにおける波状主切れ刃の回転軌跡を説明するために、工具回転方向のある角度位置に、最先端側に位置する切削インサートから最基端位置に位置する切削インサートまでの５つの切削インサートの回転軌跡を投影して示す図である。

【図9】１つの溝において隣り合う切削インサートの回転軌跡の重なりを説明するために、図８の部分ＩＸを拡大して示す図である。

【図10】周方向に隣り合う切削インサートの回転軌跡の重なりを説明するために、図８の部分Ｘを拡大して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「前」、「後」のような用語を用いることがあるが、これらは理解を容易にするように用いられるに過ぎず、空間における絶対的な位置関係や本発明を限定することを意図しない。

【0012】

本実施形態の刃先交換式回転切削工具１０は、図１及び図２に示されているように、複数のインサート座２８を有する略円筒形状の工具ボデー２０と、それらインサート座２８に装着された複数の切削インサート３０と、から基本的に構成されている。本実施形態の刃先交換式回転切削工具１０のことを、ラフィングカッタと呼称する場合もある。

【0013】

工具ボデー２０には、図３から図５に示されているように、略円形形状を有する第１端面２１と、第１端面２１に対向して配置され且つ第１端面２１と同様の略円形形状を有する第２端面２２と、それら端面２１，２２間を接続する外周面２３と、から構成された円筒形状を有している。工具ボデー２０は、第１端面２１の中心点と第２端面２２の中心点とを通る回転中心軸Ｏを有する。この回転中心軸Ｏを基準として、刃先交換式回転切削工具１０は回転する。第１端面２１は工具ボデー２０の基端側に配置されている端面であり、基端面とも称される。ここにおいて、工具ボデー２０の基端側とは、工作機械に装着される側のことを指す。第２端面２２は工具ボデー２０の先端側に配置されている端面であり、先端面とも称される。ここにおいて、工具ボデー２０の先端側とは、被加工物に近接する側のことを指す。

【0014】

工具ボデー２０には、第１端面２１から第２端面２２まで回転中心軸Ｏに沿って形成された貫通孔２４と、クーラントが流れる複数のクーラント供給孔２５と、が設けられている。貫通孔２４には、工具ボデー２０を工作機械用のアーバに固定するときに使用される取付ボルトが挿入される。第１端面２１には、貫通孔２４の開口部と、クーラント供給孔２５の開口部と、工作機械の主軸から動力を伝達するためのキー溝２６と、が形成されている。また、第２端面２２には、貫通孔２４の開口部と、インサート座２８を設けたことによる切欠きが形成されている。

【0015】

工具ボデー２０の外周面２３には、第１端面２１と第２端面２２との間において、複数の溝２７が螺旋状に形成されている。溝２７は、基端側から先端側に向かって、工具ボデー２０の先端面視にて反時計回りにねじれるように形成されている。溝２７は、工具ボデー２０の第１端面２１の近傍から始まって、第２端面２２にまで達している。本実施形態において、溝２７の数は４本であるが、これに限定されることはなく、１本以上設けられていればよい。溝２７の工具回転方向前方を向く領域には、複数のインサート座２８が形成されている。本実施形態において、インサート座２８は、１本の溝２７につき５つ設けられているが、これに限定されることなく、２つ以上設けられていればよい。一方、溝２７の工具回転方向の反対方向を向く領域には、クーラントを噴出するための複数のクーラント噴出口２９が設けられている。クーラント噴出口２９はクーラント供給孔２５に連通している。クーラント噴出口２９及びクーラント供給孔２５の数や配置箇所等は、求められる冷却性能等に鑑みて適宜変更することが可能である。

【0016】

ここで、工具ボデー２０の側面視において、同一の溝２７において最も工具先端側に位置しているインサート座２８を１段目、次のインサート座２８を２段目、その次のインサート座２８を３段目、その次のインサート座２８を４段目、最も基端側のインサート座２８を５段目（最上段）と定義する。

【0017】

図３に示されているように、インサート座２８は、切削インサート３０の下面（着座面）３２と当接する底面２８１と、切削インサート３０の外周面（拘束面）３３と当接する２つの側面２８２から基本的に構成されている。インサート座の底面２８１は、取り付ける切削インサート３０の着座面３２とおおよそ同様の形状を有している。本実施形態の場合、その形状は略三角形であるが、これに限定されることはない。また、底面２８１の略中央部には、切削インサート３０をインサート座２８に例えばねじ止めにより固定するための固定穴２８３が設けられている。すなわち、図３に示されている固定穴２８３は、簡略化して表現されているが、実際の固定穴２８３の内面にはめねじが形成される。インサート座２８の底面２８１や側面２８２の形状又はそれらの位置関係に関しては、装着する切削インサートの形状等との関係において適宜変更することが可能である。

【0018】

本実施形態において使用されている切削インサート３０は、図６及び７に示されているように、基本的な外郭形状が略正三角形形状の上面３１と、上面３１に対向して配置され且つ略三角形形状の下面３２と、上面３１と下面３２とを接続する外周面３３と、から基本的に構成されている。より詳細には、三角形の頂点付近が、一方の辺に略直交する線分によって切り落とされたような形状となっているので、上面３１は、長辺部分と短辺部分とが交互に交差することによって形成された、１２０゜回転対称の六角形形状を有しているとも言える。上面３１と外周面３３とのなす角度は鋭角であり、下面３２と外周面３３とのなす角度は鈍角となっている。したがって、この切削インサート３０は、いわゆる、ポジティブタイプである。上面３１はすくい面として機能し、外周面３３は逃げ面又は拘束面として機能し、下面３２は着座面として機能する。また、上面３１及び下面３２の略中央を貫通するように、取付孔３６が設けられている。

【0019】

そして、上面３１と外周面３３との交差稜線の一部には切れ刃が形成されている。具体的には、長辺部分には主切れ刃３４が形成され、短辺部分には副切れ刃３５が形成され、長辺部分と短辺部分とが略直角に交差するコーナ部にはコーナ切れ刃３７が形成されている。したがって、本実施形態の切削インサート３０は、主切れ刃３４と副切れ刃３５とコーナ切れ刃３７からなる組を３つ有するので、１２０゜回転させてインサート座２８に取り付けなおし、切れ刃の組を順々に使用することによって、１つの切削インサート３０で３回切削加工を行うことができる。

【0020】

しかしながら、本発明の刃先交換式回転切削工具１０に使用する切削インサート３０の形状及び構成はこれに限定されることはなく、必要に応じて適宜変更することが可能である。例えば、上面３１及び下面３２が外周面３３に対して９０°に交差するネガティブタイプの切削インサートであってもよい。この場合、上下両面を合同の形状とし、下面３２にも切れ刃が形成されるのであれば、上下両面を反転して使用することで合計６回の切削加工を行うことが可能となる。また、基本的な外郭形状が四角形や五角形といった他の多角形であってもよい。

【0021】

主切れ刃３４は、切削インサート３０の上面視（図７）において、波状に形成されている。ここにおける「波状」とは、切削インサート３０の上面視において、切削インサート３０の外方に向かって円弧状に湾曲する外方湾曲切れ刃部分３４１と、切削インサート３０の内方に向かって円弧状に湾曲する内方湾曲切れ刃部分３４２と、が交互に接続した形状のことを言う。しかしながら、必ずしも波の全ての部分が円弧状湾曲部から構成されている必要は無く、例えば、一部が直線状に形成された形状であっても構わない。本実施形態においては、主切れ刃３４はその全長にわたって波状に形成されており、正弦波状をなしている。この波状の主切れ刃３４に隣接している外周面３３の部分も、主切れ刃３４にならって波状に形成されている。このような波状切れ刃においては、基本的には、山の部分（外方湾曲切れ刃部分３４１）だけが切削に関与するため、切りくずが細かく分断される。また、切れ刃の一部分のみが切削に関与するため、切削抵抗を低減させることができる。このため、ラフィングカッタのような、切り込みが大きいために切りくず排出量が多く且つ切削抵抗が高い工具に好適である。

【0022】

前述したように、本実施形態の切削インサート３０においては、三角形の各辺に沿った主切れ刃３４とコーナ切れ刃３７と副切れ刃３５とがこの順番で接続して１つの組をなしている。したがって、ある組における副切れ刃３５は、隣の組における別の主切れ刃３４と接続している。ある組における副切れ刃３５と隣の組における別の主切れ刃３４との接続部Ａ１及びその周辺付近は、内刃３８としても機能する。「内刃」とは、通常の横送り（工具軸に直交する平面内での送り）においては機能することがなく、ランピング加工のように工具を工具軸方向にも送るときに使用される切れ刃のことである。一般的には、図１に示すように切削インサート３０が工具ボデーに装着された状態において、最先端側に取り付けられている切削インサートに設けられて切削に関与している副切れ刃３５の、コーナ切れ刃３７が接続している側とは反対側に設けられている部分が内刃３８となる。

【0023】

本実施形態において、内刃３８となり得るのは、図７に示されているように、ある組の副切れ刃３５と隣の組の主切れ刃３４との接続点Ａ１から、当該主切れ刃３４方向に一定の長さ伸長した切れ刃部分である。すなわち、主切れ刃３４の外方湾曲切れ刃部分３４１のうち、最も端部（接続点Ａ１）側に位置している外方湾曲切れ刃部分３５１付近が内刃としても機能する部分である。また、最も端部にある外方湾曲切れ刃部分３５１は、上面視において最も外方に突出した位置が副切れ刃３５との接続点Ａ１となる形状、すなわち山が最も高くなった地点（山の半分の地点）で終了する形状を有している。

【0024】

また、本実施形態の切削インサート３０においては、全ての切れ刃３４，３５，３７にわたってランド３９が形成されているのであるが、その幅及び角度は一定ではない。主切れ刃３４の中央点Ｃから主切れ刃３４の両端部（すなわち、隣接する組の副切れ刃３５との接続点Ａ１及び同じ組のコーナ切れ刃３７との接続点Ａ２）の手前にかけては、ランド幅及びランド角は一定である。具体的には、ランド幅は０．１５ｍｍ、ランド角は５°となっている。一方、主切れ刃３４において、各々の接続点Ａ１，Ａ２から僅かに中央点Ｃ側に寄った地点から、ランド幅及びランド角が変化する。すなわち、その領域において、中央点Ｃ側から接続点Ａ１，Ａ２に向かってランド幅は広くなり、ランド角は小さくなるように変化している。そして、接続点Ａ１，Ａ２においてランド幅は最も広くなり、ランド角は最も小さくなっている。具体的には、接続点Ａ１，Ａ２において、ランド幅は０．２ｍｍ、ランド角は０°となっている。コーナ切れ刃３７及び副切れ刃３５のランド３９は、その全長にわたって、主切れ刃３４との接続部Ａ１，Ａ２におけるランド幅及びランド角と同一である。したがって、副切れ刃３５及びコーナ切れ刃３７のランド幅は０．２ｍｍ、ランド角は０°となっている。

【0025】

このような切削インサート３０は、固定ねじ４０によって工具ボデー２０のインサート座２８に装着される。その際、切削インサート３０の下面３２とインサート座２８の底面２８１とが当接する。また、切削インサート３０の外周面３３とインサート座２８の側面２８２とが当接する。このとき、切削インサート３０は、図２に示されているように、主切れ刃３４が工具ボデー２０の外周面２３側において外周面２３と平行な位置関係で配置され、副切れ刃３５が工具ボデー２０の先端面側において先端面と平行な位置関係で配置されるように装着される。切削インサート３０は、固定ねじ４０のほか、くさびや押さえ駒などによって固定されるものとすることもできる。しかし取付孔３６を、その両端部が中央部よりも直径が拡大されたものとなし、固定ねじ４０の頭部を取付孔の直径拡大部により形成される段差部分に当接させて工具ボデー２０に固定されるようにすると、溝２７内に突出する突起物をなくすことができる。したがって、切りくずの排出性が高められる。

【0026】

切削インサート３０の切れ刃３４，３５，３７は、超硬合金、サーメット、セラミック、これらにコーティングを施した材料又はダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素を含有する超高圧焼結体、立方晶窒化硼素を含有する超高圧焼結体にコーティングを施した材料といった硬質材料から作製されることができる。切削インサート３０の切れ刃３４，３５，３７以外の部分も、同様の硬質材料から作製されることが好ましい。

【0027】

本実施形態では、１本の溝２７につき切削インサート３０が５つ装着される。このとき、最も工具先端側に配置されている１段目の切削インサート３０は、主切れ刃３４が被加工物の側面の切削加工に関与し、副切れ刃３５が被加工物の底面の切削加工に関与し、コーナ切れ刃３７が被加工物の隅部の切削加工に関与する。これに対し、２段目から５段目の切削インサート３０においては、主切れ刃３４は被加工物の側面の切削に関与するけれども、副切れ刃３５及びコーナ切れ刃３７は切削に関与することがない。すなわち、２段目から５段目の切削インサート３０の副切れ刃３５及びコーナ切れ刃３７は、他の溝において対応する切削インサート３０の主切れ刃３４の回転軌跡よりも突出しないように配置される。

【0028】

また、各切削インサート３０は、工具ボデー２０の側面視において、１つの溝２７内で回転中心軸Ｏ方向に重畳的に配置されている。より詳細には、１つの溝内で隣り合う切削インサート３０の主切れ刃３４同士が、回転中心軸Ｏ方向の切削部位が重なり合っている。図２に示されているように、インサート座２８が螺旋状の溝２７内において階段状に形成されているために、重畳的な切削インサート３０の配置が可能となっている。

【0029】

このように、切削インサート３０は１つの溝２７内で回転中心軸Ｏ方向に一部重畳するように配置されているのであるが、具体的には次のような特徴的な構成を有している。

【0030】

図８は、工具回転方向のある角度位置に、最先端側に位置する切削インサートから最基端位置に位置する切削インサートまでの５つの切削インサートの回転軌跡３０１〜３０５を投影した状態を示す。図８に示されているように、本実施形態の刃先交換式回転切削工具１０が回転中心軸Ｏ周りを回転したときの、各々の切削インサート３０の主切れ刃３４が形成する回転軌跡を正面から見たとき、隣り合う切削インサート３０が形成する回転軌跡３０１〜３０５の波の位相が一致するように、切削インサート３０は回転中心軸Ｏ方向に重なり合って配置されている。すなわち、切削インサート３０の主切れ刃３４によって形成された回転軌跡の波が、隣接する切削インサート３０間で連続するように配置されている。

【0031】

本実施形態においては、図８の部分ＩＸを拡大した図９に示すように、各々の溝２７にて、主切れ刃３４が形成する回転軌跡（図９では、２段目及び３段目の切削インサートがそれぞれ形成する回転軌跡３０２及び３０３）のうち、主切れ刃３４の最も端部側に位置している外方湾曲切れ刃部分３４１が形成する回転軌跡同士のみが回転中心軸Ｏ方向に重なり合うように、切削インサート３０が配置されている。これは、より正確に言えば、相対的に先端側に位置する切削インサートの、外方湾曲切れ刃部分３５１の回転軌跡と、相対的に基端側に位置する切削インサートの、コーナ切れ刃に接続する外方湾曲切れ刃部分３４１の回転軌跡との関係である。またこれは、本実施形態では、全ての溝２７において、全ての隣接する切削インサート３０同士の関係について同様である。

【0032】

さらに、工具周方向に隣接する溝２７同士の関係においては、切削工具１０の回転軌跡の波の位相が工具回転軸Ｏ方向にずらされて切削インサート３０が配置されており、全ての溝２７の回転軌跡を重ね合わせたときに、溝２７同士の回転軌跡の波の位相が一致しないように構成されている。すなわち、図８の部分Ｘを拡大した図１０に示すように、周方向に隣り合う溝２７の最先端側に位置する１段目の切削インサート間の関係においては、実線で示す回転軌跡３０１に対し、周方向に隣接する切削インサートの破線で示す回転軌跡の波の位相がずらされているということである。

【0033】

次に、本実施形態の刃先交換式回転切削工具１０の作用及び効果について説明する。

【0034】

本実施形態の刃先交換式回転切削工具１０のように、切削インサート３０が平面視にて波状に形成された主切れ刃３４を有しており、切削インサート３０は、刃先交換式回転切削工具１０が回転中心軸Ｏ周りを回転したときの、各々の切削インサート３０の主切れ刃３４が形成する回転軌跡にて、１つの溝２７内で回転中心軸Ｏに沿った方向に隣り合う切削インサート３０が形成する回転軌跡の波の位相が一致するように配置され、且つ、少なくとも一部の切削インサート３０は、主切れ刃３４が形成する回転軌跡のうち、一部の切れ刃部分が形成する回転軌跡同士が回転中心軸方向Ｏに重なり合うように配置されている構成によって、次の効果を得ることができる。

【0035】

隣り合う切削インサート３０の波状回転軌跡の位相が一致し、且つ一部の切れ刃部分が形成する回転軌跡同士が重なり合っているということは、本実施形態では、少なくとも、主切れ刃３４の最も端部（接続点Ａ１）側に位置している外方湾曲切れ刃部分３４１同士が周方向に重畳していることを意味する。本実施形態の切削インサート３０においては、主切れ刃３４の外方湾曲切れ刃部分３５１は、内刃３８としても機能し得る。そのため、工具先端側に配置された切削インサート３０では、その外方湾曲切れ刃部分３５１のみが、被加工物の側面及び底面に対する２回の切削加工に使用されることになる。すなわち、外方湾曲切れ刃部分３５１は、主切れ刃３４として使用され、内刃３８としても使用されるのである。

【0036】

したがって、その外方湾曲切れ刃部分３５１には過大な負荷がかかり損傷しやすくなるのであるが、本実施形態のような構成を採用することによって、これを抑制することができる。なぜなら、外方湾曲切れ刃部分３５１に相当する回転方向の領域では、他の切れ刃部分と比較して刃数が倍になっているからである。すなわち、外方湾曲切れ刃部分３５１の付近は、隣接する切削インサートの端部の外方湾曲切れ刃部分３４１の付近と重なり合っており、且つ工具ボデー２０には４本の溝が設けられているので、主切れ刃３４のうち、他の切れ刃部分に相当する回転方向の領域では４枚刃で切削するのに対し、重なり合っている外方湾曲切れ刃部分３５１に相当する回転方向の領域では８枚刃で切削することになる。このため、当該領域では、一刃あたりの切り取り厚みが薄くなるため、切削負荷が大きく軽減される。このように、２回切削に使用される外方湾曲切れ刃部分３４１への負担を大幅に軽減することによって、内刃３８としても使用される当該箇所の欠損を顕著に抑制することができるのである。

【0037】

本実施形態においては、主切れ刃３４が形成する回転軌跡のうち、主切れ刃３４の最も端部側に位置している外方湾曲切れ刃部分３４１（すなわち、相対的に先端側に位置する切削インサートの内刃３８に相当する外方湾曲切れ刃部分３５１と、相対的に基端側に位置する切削インサートのコーナ切れ刃に接続する外方湾曲切れ刃部分３４１と）が形成する回転軌跡同士のみが一致するように、切削インサート３０は回転中心軸Ｏ方向に重なり合って配置されているが、これに限定されることはない。すなわち、端部から数えて複数の外方湾曲切れ刃部分３４１が形成する回転軌跡同士が重なるように配置してもよい。しかしながら、工具全体の切り込みを最大化するためには、最も端部側の部分のみが重なるように配置することが好ましい。

【0038】

また、本実施形態においては、全ての溝２７において、全ての隣接する切削インサート３０同士が重なり合うように配置されているが、これに限定されることはない。すなわち、一部の溝２７において、一部の隣接する切削インサート３０同士が重なり合うように配置される構成であっても、外方湾曲切れ刃部分３５１の欠損を抑制する効果をある程度達成することはできる。しかしながら、欠損抑制効果を最大化するには、全ての溝２７において、全ての隣接する切削インサート３０同士が重なり合うように配置することが好ましい。外方湾曲切れ刃部分３５１が内刃３８として機能するのは最先端に位置づけられる切削インサート３０のみであるが、工具全体の切削インサートを同時に付け替るとき、最先端に位置づけられていた切削インサートと基端側に位置づけられていた切削インサートとを交換して使用するからである

【0039】

また、工具周方向に隣接する溝２７同士においては、回転軌跡の波の位相が工具回転軸Ｏ方向にずらされて切削インサート３０が配置されており、全ての溝２７の回転軌跡を重ね合わせたときに、前記溝２７同士の回転軌跡の波の位相が一致しないように構成されている。これによって、全部の溝２７を重ね合わせたときの主切れ刃３４の波状回転軌跡の山部分と谷部分の高低差が減少するため、谷部分による削り残し量が削減され、被削材加工面の表面粗さが向上する。

【0040】

また、切削インサート３０の全ての主切れ刃３４、副切れ刃３５及びコーナ切れ刃３７にはランド３９が形成されており、主切れ刃３４と副切れ刃３５の接続点Ａ１のランド幅が主切れ刃３４の中央点Ｃにおけるランド幅よりも大きいとともに、接続点Ａ１のランド角が中央点Ｃにおけるランド角よりも小さくなるように構成されている。このように構成することによって、内刃３８に相当する主切れ刃３４の部分（外方湾曲切れ刃部分３５１）の強度を向上させることができ、さらに欠損を抑制することが可能になる。

【0041】

また、前述した、溝２７同士が工具回転軸Ｏ方向に回転軌跡の波の位相がずらされて配置されている構成においては、各々の溝２７の工具最先端に位置する切削インサート３０の内刃３８のみが最初に被加工物の底面に接触するため、この状態では切削に関与する刃数が少なくなっている。例えば、全ての溝２７の中で、最も工具先端側に位置する切削インサート３０の内刃３８に相当する領域は１枚刃であり、その次に工具先端側に位置する切削インサート３０の内刃３８に相当する領域は２枚刃であり、その次に工具先端側に位置する切削インサート３０の内刃３８に相当する領域は３枚刃となる。したがって、内刃３８にかかる切削抵抗は、通常の、すなわち、さらにその次に工具先端側に位置する切削インサート３０の内刃３８に相当する領域に対する４枚刃のときよりも大きくなるため、上記のようにランドを強化する構成は効果的である。同時に、主切れ刃３４の他の部分（切削に２回使用しない部分）においては、ランド３９をシャープなままにして切削性能を維持している。

【0042】

さらに、副切れ刃３５のランド幅及びランド角は、接続点Ａ１のランド幅及びランド角と等しいことが好ましい。このように構成することによって、前述したように、溝２７同士が工具回転軸Ｏ方向に回転軌跡の波の位相がずらされて配置されている構成において大きな負荷がかかる副切れ刃３５の強度を向上させることができるからである。

【0043】

本発明において使用される切削インサート３０は、平面視にて三角形形状を有するものに限定されることはない。すなわち、主切れ刃３４の一部の切れ刃部分が内刃３８としても使用される構成の切削インサート３０であるならば、他の形状にも適用することが可能である。

【0044】

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は種々の変更が可能であり、本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、置換、変更が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】