特許 6291775 超高圧焼結体切削インサート

(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】6291775

(24)【登録日】2018年2月23日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】超高圧焼結体切削インサート

(51)【国際特許分類】

   B23B 27/14 20060101AFI20180305BHJP

   B23B 27/20 20060101ALI20180305BHJP

【ＦＩ】

   B23B27/14 C

   B23B27/20

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2013-213671(P2013-213671)

(22)【出願日】2013年10月11日

(65)【公開番号】特開2015-74072(P2015-74072A)

(43)【公開日】2015年4月20日

【審査請求日】2016年9月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100129403

【弁理士】

【氏名又は名称】増井 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(72)【発明者】

【氏名】安田 誠

【審査官】 青山 純

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０５−０５１５０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−１２７００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１６１１７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１５３７３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第０１６０２７９９（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｂ ２７／１４

Ｂ２３Ｂ ２７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

全体が超高圧焼結体よりなる板状のインサート本体の２つの側面に、該インサート本体をホルダに取り付けるための取付孔が貫通して開口しており、この取付孔は、上記２つの側面のうち１つの側面側から反対側の他の１つの側面側に向かうに従い内径が拡径した後に縮径する被係止部を、上記１つの側面側と上記他の１つの側面側との両方に有していることを特徴とする超高圧焼結体切削インサート。

【請求項2】

上記被係止部は、上記取付孔の中心線に沿った断面において、上記１つの側面側から反対側の他の１つの側面側に向かうに従い上記取付孔の内径が拡径する部分における最小内径となる位置と、この内径が拡径した後に縮径する部分における最小内径となる位置とを結んだ仮想直線に対し、上記内径が最大内径となる位置までの上記仮想直線に垂直な方向の拡径代が、０．０１０ｍｍ〜０．０４５ｍｍの範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載の超高圧焼結体切削インサート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）焼結体やダイヤモンド焼結体等の超高圧焼結体よりなる超高圧焼結体切削インサートに関するものである。

【背景技術】

【0002】

このような超高圧焼結体切削インサートとして、例えば特許文献１、２には、全体がｃＢＮ焼結体またはダイヤモンド焼結体よりなる平板状のインサート本体に、パルス発振で５０〜１００ワットの出力のＹＡＧレーザーの局所エネルギー密度を高めて照射し、インサート本体をホルダに取り付けるための取付孔を形成したものが提案されている。ここで、特許文献１には取付孔として断面半円のくぼみ状の止まり孔を形成することが記載され、特許文献２には取付孔としてすくい面から着座面に向けて内径が減少する貫通孔を形成することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００３／０１５９６８号

【特許文献2】特開２００３−１２７００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された超高圧焼結体切削インサートは、同じく特許文献１に記載されているような断面半円すなわち半球状の凸部を有するクランプ駒を用いて、この凸部をくぼみ状の上記取付孔に係止してホルダに形成されたインサート取付座に引き込むことによる、ディンプルオン式のクランプ機構により取り付けられる。また、特許文献２に記載された超高圧焼結体切削インサートは、取付孔に挿通したクランプネジをインサート取付座底面のネジ孔にねじ込むことによる、スクリューオン式のクランプ機構によって取り付けられる。

【0005】

ところで、このような切削インサートのクランプ機構としては、このスクリューオン式のものの他に、例えば上述のようなディンプルオン式でも凸部が円柱状をなすものや、Ｌ字状のレバーに形成された同じく円柱状の凸部をインサート取付座の底面から突出させてインサート本体の着座面に開口する取付孔に係止し、このレバーを傾動させてインサート本体を引き込む、レバーロック式のものが知られている。また、取付孔をインサート本体のすくい面から着座面に貫通させて、これらすくい面と着座面の両面からインサート本体をクランプするダブルクランプ式のものも知られている。これらのクランプ機構では、取付孔の内周面は一定の内径の円筒面状とされる。

【0006】

しかしながら、レバーロック式のクランプ機構では、インサート本体の引き込みの際に凸部が、その突端に向かうに従い引き込み方向側に向かうように傾斜することになる。また、ディンプルオン式のクランプ機構でも同様に凸部が傾斜することがあり、そのような傾斜した凸部が円筒面状の取付孔に当接すると、インサート本体が不安定となって取付剛性が損なわれ、例えば鋳物（ＦＣＤ材）あるいは焼結合金の粗加工や切り込みの大きな切削加工を行う場合にインサート本体がずれ動いてしまい、加工精度の劣化を招くおそれがあった。

【0007】

本発明は、このような背景の下になされたもので、全体が超高硬度焼結体により形成された取付孔付きの超高圧焼結体切削インサートにおいて、インサート本体の取付剛性を確保して加工精度の向上を図ることが可能な超高圧焼結体切削インサートを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、全体が超高圧焼結体よりなる板状のインサート本体の２つの側面に、該インサート本体をホルダに取り付けるための取付孔が貫通して開口しており、この取付孔は、上記２つの側面のうち１つの側面側から反対側の他の１つの側面側に向かうに従い内径が拡径した後に縮径する被係止部を、上記１つの側面側と上記他の１つの側面側との両方に有していることを特徴とする。

【0009】

従って、このように構成された超高圧焼結体切削インサートにおいては、取付孔が上記１つの側面側から反対側の他の１つの側面側に向かうに従い内径が拡径した後に縮径する被係止部を有しているので、この取付孔にクランプ駒やレバーの凸部を挿入してインサート本体をインサート取付座に引き込むことにより取り付けるときに、凸部が突端に向かうに従い引き込み方向側に向かうように傾斜していても、この凸部を被係止部の内径が拡径した部分に引っ掛けるように係止して引き込むことができる。このため、高い取付剛性でインサート本体を取り付けることができ、大きな切削負荷が作用してもインサート本体のずれ動きによる加工精度の劣化を防ぐことができる。

【0010】

なお、全体が超高硬度焼結体よりなる超高圧焼結体切削インサートのインサート本体にこのような取付孔を形成するには、特許文献１、２に記載されているようにレーザーによって取付孔を形成する際に、被係止部を形成する側面側から反対側の側面側に向かうに従い取付孔の外周側に向かうようにレーザーを傾斜させて照射すればよい。

【0011】

また、本発明では、上記取付孔が、上記インサート本体の上記１つの側面から上記他の１つの側面に貫通していて、この取付孔の上記１つの側面側と上記他の１つの側面側との両方に上記被係止部が形成されており、これにより、例えばネガティブタイプの超高圧焼結体切削インサートにおいて表裏の一対の上記側面をそれぞれすくい面および着座面として切削に使用することができる。また、上述したダブルクランプ式のクランプ機構にも対応することが可能となる。

【0012】

なお、このように拡径する被係止部は、上記取付孔の中心線に沿った断面において、上記１つの側面側から反対側の他の１つの側面側に向かうに従い上記取付孔の内径が拡径する部分における最小内径となる位置と、この内径が拡径した後に縮径する部分における最小内径となる位置とを結んだ仮想直線に対し、上記内径が最大内径となる位置までの上記仮想直線に垂直な方向の拡径代が、０．０１０ｍｍ〜０．０４５ｍｍの範囲とされているのが望ましい。これよりも拡径代が小さいと、取付孔が円筒状に近くなって十分な取付剛性を確保することができなくなるおそれがあり、また拡径代がこれよりも大きすぎても、クランプ駒やレバーの凸部が上記側面側の取付孔が縮径した部分に当接してしまい、やはり取付が不安定となるおそれがある。

【発明の効果】

【0013】

以上説明したように、本発明によれば、インサート本体の全体が超高硬度焼結体よりなる超高圧焼結体切削インサートにおいても、ホルダのインサート取付座への取付剛性を確保することができ、鋳物あるいは焼結合金の粗加工や切り込みの大きな切削加工を行う場合でも加工精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態を示す超高圧焼結体切削インサートの取付孔中心線に沿った概略の断面図である。

【図2】図１に示す実施形態の一方の側面（図１における上側の側面）２側における取付孔の内周面の取付孔中心線に沿った拡大断面図である。

【図3】図１に示す実施形態の他方の側面（図１における下側の側面）２側における取付孔の内周面の取付孔中心線に沿った拡大断面図である（ただし、図１に対して上下が反転して示されている。）。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、インサート本体１は、その全体がｃＢＮ焼結体またはダイヤモンド焼結体の超高圧焼結体により形成されて、例えば菱形や正方形、長方形等の四角形または正三角形等の三角形状、あるいはその他の多角形や円形の板状をなし、特に本実施形態では上記多角形や円形をなす２つの側面２と、その周囲に配置される周面３とが垂直に交差したネガティブタイプの超高圧焼結体切削インサートとされている。

【0016】

これらの側面２と周面３との交差稜線部には切刃４が形成されている。また、インサート本体１の２つの側面２の中央部には、これらの側面２間を貫通する取付孔５が側面２の中心を通る取付孔中心線Ｃを中心として形成されている。取付孔５は、その両側面２側の開口部に面取りが施されているのを除いて、巨視的には図１に示すように取付孔中心線Ｃを中心とした円筒面とされている。

【0017】

そして、この取付孔５は、巨視的に上記円筒状をなす部分に、微視的には１つの側面２側から反対側の他の１つの側面２側に向かうに従い内径が拡径した後に縮径する被係止部６を有している。取付孔５が貫通孔とされた本実施形態では、取付孔５は１つの側面２側と他の１つの側面２側との両方にそれぞれ１つずつの上記被係止部６を有しており、すなわち例えば図１の上側の１つの側面２側の被係止部６は、図２に示すようにこの１つの側面２側（図１、図２において上側）から反対側の他の１つの側面２側（図１、図２において下側）に向かうに従い内径が拡径した後に縮径し、図１の下側の他の１つの側面２側の被係止部６は、図３に示すようにこの他の１つの側面２側（図１において下側、図２においては上側）から反対側の１つの側面２側（図１において上側、図２においては下側）に向かうに従い内径が拡径した後に縮径している。

【0018】

この被係止部６は、図２および図３に示すように上記取付孔中心線Ｃに沿った断面において、該被係止部６が形成された側の一方の側面２から反対側の他方の側面２に向かうに従い、取付孔５の内周側に向けて凸となる凸曲線を描くようにして内径が拡径し、次いで取付孔５の内周に対して凹となる凹曲線を描きつつ最も拡径した位置に達し、さらにこのような凹曲線を描きつつ内径が縮径して、再び取付孔５の内周側に向けて凸となる凸曲線を描いて縮径するようにされている。

【0019】

ここで、同じく取付孔中心線Ｃに沿った断面において図２および図３に示すように、被係止部６は、本実施形態では、上記１つの側面２側から反対側の他の１つの側面２側に向かうに従い上記取付孔５の内径が拡径する部分における最小内径となる位置と、この内径が拡径した後に縮径する部分における最小内径となる位置とを結んだ仮想直線Ｓに対し、上記内径が最大内径となる位置までの上記仮想直線に垂直な方向の拡径代ｄが、０．０１０ｍｍ〜０．０４５ｍｍの範囲とされている。なお、この仮想直線Ｓは、本実施形態では取付孔中心線Ｃに平行すなわち側面２に垂直なものではなく、被係止部６が形成された側の側面２に対し、極僅かに鋭角に交差する方向に延びている。

【0020】

このような被係止部６を有する取付孔５を備えた超高圧焼結体切削インサートは、特許文献１、２に記載された切削インサートと同様に、超高圧焼結体により形成された取付孔５のないインサート本体１にレーザー加工で取付孔５を形成することによって製造することができる。この取付孔５を形成する際に、例えば図１における上側の側面２側の部分の取付孔５に被係止部６を形成するには、図１に示すようにレーザーＬを、被係止部６が形成される側の１つの側面（図１では上側の側面）２側から反対側の他の１つの側面（図１では下側の側面）２側に向かうに従い取付孔５の外周側に向かうように僅かに傾斜させて照射すればよい。

【0021】

このような超高圧焼結体切削インサートは、２つの側面２の１つを着座面として刃先交換式バイト等のホルダに形成されたインサート取付座の底面に密着させた上で、このホルダに備えられたクランプ駒やレバー等のクランプ機構により取付孔中心線Ｃに垂直な方向に引き込まれ、この引き込み方向を向く周面３がインサート取付座の壁面に当接させられてクランプされる。このとき、１つの側面２の他の一つがすくい面とされ、このすくい面と周面３のうちインサート取付座の壁面と当接していない周面３との交差稜線部に形成された切刃４が切削に使用される。

【0022】

ここで、上記クランプ機構がクランプ駒のようにすくい面側から円柱状の凸部を取付孔５に挿入してインサート本体１をインサート取付座に引き込むものである場合には、すくい面とされた側面２側の被係止部６が上記凸部に係止される。また、レバーロック式の場合は、インサート取付座の底面から突出したレバーの凸部が着座面とされた側面２側の被係止部６が上記凸部に係止されてインサート本体１が引き込まれる。さらに、これらのクランプ機構を併用するダブルクランプ式の場合は、両方の被係止部６が係止される。

【0023】

そして、上記構成の超高圧焼結体切削インサートにおいては、このようにインサート本体１が引き込まれてインサート取付座に取り付けられる際に、クランプ機構の円柱状の凸部が、その突端に向かうに従い引き込み方向側に向かうように僅かに傾いても、この凸部の突端は、内径が拡径して取付孔５の外周側に凹んだ上記被係止部６に引っ掛かるようにして該被係止部６を係止することになる。このため、インサート本体１を高い取付剛性で安定的にインサート取付座に取り付けることができる。

【0024】

従って、このような超高圧焼結体切削インサートによれば、鋳物や焼結合金などの粗加工、あるいは切刃４の切り込み量が大きい場合などに大きな切削負荷が作用しても、インサート本体１がずれ動いたりするのを防ぐことができ、加工精度の向上を図ることができる。特に、インサート本体１の全体が超高圧焼結体によって形成された超高圧焼結体切削インサートは、有効切刃長を長くすることができるために深切り込みによる高能率加工が可能であるので、そのような超高圧焼結体切削インサートにおいて高い取付剛性を確保することができるのは有効である。

【0025】

また、本実施形態では、取付孔５がインサート本体１を上記１つの側面２から他の１つの側面２に貫通しており、この取付孔５には、これら１つの側面２側と他の１つの側面２側の両方に被係止部６を有している。このため、上述のようなダブルクランプ式のクランプ機構に対応することができるとともに、ネガティブタイプであるので、インサート本体１を反転してインサート取付座に取り付け直すことにより、着座面とされていた側面２をすくい面として、その切刃４を切削に使用することもできる。

【0027】

さらに、本実施形態では、被係止部６は、取付孔中心線Ｃに沿った断面において、上記１つの側面２側から反対側の他の１つの側面２側に向かうに従い取付孔５の内径が拡径する部分における最小内径となる位置と、この内径が拡径した後に縮径する部分における最小内径となる位置とを結んだ仮想直線Ｓに対し、上記内径が最大内径となる位置までの仮想直線Ｓに垂直な方向の拡径代ｄが、０．０１０ｍｍ〜０．０４５ｍｍの範囲とされているため、一層確実に取付剛性を確保して安定した高精度の切削加工を行うことができる。

【0028】

すなわち、拡径代ｄが０．０１０ｍｍよりも小さいと取付孔５の内周面が円筒面状に近くなって上述した効果を得ることができなくなるおそれがある一方、拡径代ｄが０．０４５ｍｍを上回るほど大きくても、クランプ機構の凸部が被係止部６の凹んだ部分ではなく、取付孔５の開口する側面２側の内径が縮径した部分に当接してしまい、却ってインサート本体１の取付が不安定となるおそれがある。

【符号の説明】

【0029】

１ インサート本体
２ 側面
３ 周面
４ 切刃
５ 取付孔
６ 被係止部
Ｃ 取付孔中心線
Ｓ 取付孔中心線Ｃに沿った断面において、被係止部６の１つの側面２側から反対側の他の１つの側面２側に向かうに従い取付孔５の内径が拡径する部分における最小内径となる位置と、この内径が拡径した後に縮径する部分における最小内径となる位置とを結んだ仮想直線

【図1】

【図2】

【図3】