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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024022011
(43)【公開日】2024-02-16
(54)【発明の名称】切削工具
(51)【国際特許分類】
   B23B 27/22 20060101AFI20240208BHJP
【FI】
B23B27/22
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022125283
(22)【出願日】2022-08-05
(71)【出願人】
【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】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100142424
【弁理士】
【氏名又は名称】細川 文広
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】大塚 俊平
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 賢
【テーマコード(参考)】
3C046
【Fターム(参考)】
3C046JJ02
3C046JJ04
(57)【要約】
【課題】切込み量等に関わらず切屑処理性を良好に維持でき、かつ、加工面精度を安定して高めることができる切削工具を提供する。
【解決手段】すくい面1と、逃げ面2と、すくい面1と逃げ面2とが接続される稜線部に配置され、すくい面1を正面に見た平面視でV字状をなす切刃3と、すくい面1に配置されるチップブレーカ4と、を備え、チップブレーカ4は、すくい面1から上側に突出する第1凸部41と、すくい面1から上側に突出し、第1凸部41の後側に配置され、左右方向において切刃3の2等分線から離れるに従い前側に向けて延びる第2凸部42と、すくい面1から上側に突出し、第1凸部41の前側に配置される第3凸部43と、を有し、第1凸部41及び第2凸部42は、切刃3よりも上側に突出しており、第3凸部43は、第1凸部41よりも上下方向の高さが低い。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
すくい面と、
逃げ面と、
前記すくい面と前記逃げ面とが接続される稜線部に配置され、前記すくい面を正面に見た平面視でV字状をなす切刃と、
前記すくい面に配置されるチップブレーカと、を備え、
前記平面視において前記切刃の2等分線が延びる方向を前後方向とし、前記平面視において前記2等分線と直交する方向を左右方向とし、前記前後方向及び前記左右方向と直交する方向を上下方向として、
前記チップブレーカは、
前記すくい面から上側に突出する第1凸部と、
前記すくい面から上側に突出し、前記第1凸部の後側に配置され、左右方向において前記2等分線から離れるに従い前側に向けて延びる第2凸部と、
前記すくい面から上側に突出し、前記第1凸部の前側に配置される第3凸部と、を有し、
前記第1凸部及び前記第2凸部は、前記切刃よりも上側に突出しており、
前記第3凸部は、前記第1凸部よりも上下方向の高さが低い、
切削工具。
【請求項2】
前記第2凸部は、前記第1凸部よりも上側に突出する、
請求項1に記載の切削工具。
【請求項3】
前記チップブレーカは、前記第2凸部の後側に配置され、前記第2凸部よりも上側に突出するブレーカ壁を有する、
請求項1または2に記載の切削工具。
【請求項4】
前記切刃は、
凸曲線状をなすコーナ刃と、
前記コーナ刃の両端に接続され、それぞれ直線状に延びる一対の直線刃と、を有し、
前記第3凸部は、前記切刃のうち少なくとも前記コーナ刃より下側に位置する、
請求項1または2に記載の切削工具。
【請求項5】
前記第3凸部は、前記平面視において前記コーナ刃の曲率半径の中心よりも前側に位置する、
請求項4に記載の切削工具。
【請求項6】
前記第1凸部は、前記平面視において前記コーナ刃の曲率半径の中心と重なる、
請求項4に記載の切削工具。
【請求項7】
前記平面視で、前記第2凸部の稜線と前記2等分線との間に形成される角度が、30°以上60°以下である、
請求項1または2に記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、金属などの被削材を切削加工する際に用いられる切削インサート等の切削工具が知られている(例えば特許文献1、2)。
この種の切削工具は、すくい面と、逃げ面と、すくい面と逃げ面とが接続される稜線部に配置され、すくい面を正面に見た平面視でV字状をなす切刃と、すくい面に配置されるチップブレーカと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第6413516号公報
【特許文献2】特許第4967721号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、切刃の先端部に位置するコーナ刃(ノーズR)からチップブレーカまでの距離が遠いと、切込み量が小さい低切込み時などにおいて、切屑がチップブレーカに当たりにくくなるとともに伸びやすくなって、切屑処理性が悪くなる。
一方、コーナ刃からチップブレーカまでの距離を単純に近くすると、切屑が過剰にカールされて被削材の加工面に当たり、加工面精度が低下する。
【0005】
本発明は、切込み量等に関わらず切屑処理性を良好に維持でき、かつ、加工面精度を安定して高めることができる切削工具を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
〔本発明の態様1〕
すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面とが接続される稜線部に配置され、前記すくい面を正面に見た平面視でV字状をなす切刃と、前記すくい面に配置されるチップブレーカと、を備え、前記平面視において前記切刃の2等分線が延びる方向を前後方向とし、前記平面視において前記2等分線と直交する方向を左右方向とし、前記前後方向及び前記左右方向と直交する方向を上下方向として、前記チップブレーカは、前記すくい面から上側に突出する第1凸部と、前記すくい面から上側に突出し、前記第1凸部の後側に配置され、左右方向において前記2等分線から離れるに従い前側に向けて延びる第2凸部と、前記すくい面から上側に突出し、前記第1凸部の前側に配置される第3凸部と、を有し、前記第1凸部及び前記第2凸部は、前記切刃よりも上側に突出しており、前記第3凸部は、前記第1凸部よりも上下方向の高さが低い、切削工具。
【0007】
本発明の切削工具では、例えば、切込み量が大きい高切込み時(高送り時)などにおいては、切刃で生成された切屑が、チップブレーカの第1凸部及び第2凸部に接触する。すなわち、切屑が、前後方向に並ぶ2つの凸部によって2点支持されつつ、これらの凸部によって挟み込まれるように圧縮され、カールされる。このため、厚い切屑を安定してカールさせることができ、切屑処理性が良好に維持される。
【0008】
具体的に、第2凸部は、2等分線から左右方向へ離れるに従い前側に向けて延びている。第2凸部が延びる向きは、切刃で生成された切屑がすくい面上を流出する方向と略同じであるため、切屑は、第2凸部によって流出方向にガイドされつつ、2つの凸部により安定してカールさせられる。したがって、切屑処理性がより安定する。
【0009】
また、切込み量が小さい低切込み時などにおいては、切刃で生成された切屑が、チップブレーカのうち前側に位置する第3凸部に接触する。このため、薄い切屑が伸びてしまうようなことが抑制され、安定して分断される。
【0010】
具体的に、第3凸部は、第1凸部よりも上下方向の高さが低くされており、つまりすくい面からの突出量が小さい。このため、第3凸部に接触した切屑が、過剰にカールされるようなことは抑えられ、切屑が被削材の加工面に当たることが抑制される。これにより、加工面精度が良好に維持される。
【0011】
以上より本発明によれば、切込み量等に関わらず切屑処理性を良好に維持でき、かつ、加工面精度を安定して高めることができる。
【0012】
〔本発明の態様2〕
前記第2凸部は、前記第1凸部よりも上側に突出する、態様1に記載の切削工具。
【0013】
この場合、第1凸部と第2凸部とにより2点支持されつつ流出する切屑が、これら凸部の高低差によって、螺旋状に丸められ、安定してカールされる。切屑処理性がより安定して高められる。
【0014】
〔本発明の態様3〕
前記チップブレーカは、前記第2凸部の後側に配置され、前記第2凸部よりも上側に突出するブレーカ壁を有する、態様1または2に記載の切削工具。
【0015】
この場合、第2凸部を後側へ乗り越えた切屑が、ブレーカ壁に当たることによって安定して切屑処理される。
【0016】
〔本発明の態様4〕
前記切刃は、凸曲線状をなすコーナ刃と、前記コーナ刃の両端に接続され、それぞれ直線状に延びる一対の直線刃と、を有し、前記第3凸部は、前記切刃のうち少なくとも前記コーナ刃より下側に位置する、態様1から3のいずれか1つに記載の切削工具。
【0017】
この場合、第3凸部がコーナ刃よりも下側に配置されるので、低切込み時などにおいて、コーナ刃で生成され第3凸部に接触した切屑が、過剰にカールされるようなことが安定して抑制される。これにより、加工面精度が安定して高められる。
【0018】
〔本発明の態様5〕
前記第3凸部は、前記平面視において前記コーナ刃の曲率半径の中心よりも前側に位置する、態様4に記載の切削工具。
【0019】
この場合、低切込み時などにおいてコーナ刃で生成された切屑が、第3凸部に安定して接触させられる。第3凸部による切屑の処理性能が、より安定して奏功される。
【0020】
〔本発明の態様6〕
前記第1凸部は、前記平面視において前記コーナ刃の曲率半径の中心と重なる、態様4または5に記載の切削工具。
【0021】
この場合、切削時に、切刃のうちコーナ刃と直線刃との境界付近や、コーナ刃で生成された切屑が、第1凸部に安定して接触させられる。第1凸部による切屑の処理性能が、より安定して奏功される。
【0022】
〔本発明の態様7〕
前記平面視で、前記第2凸部の稜線と前記2等分線との間に形成される角度が、30°以上60°以下である、態様1から6のいずれか1つに記載の切削工具。
【0023】
上記角度が30°以上60°以下であると、平面視における切刃の開き角(一対の直線刃間に形成される角度)や切削時の工具姿勢などに関わらず、第2凸部による切屑の処理性能が、より安定して奏功される。
上記角度が30°未満であったり60°を超えたりすると、切刃の開き角や切削時の工具姿勢などによって、切屑の流出方向と第2凸部が延びる方向とが大きく異なる場合があり、切屑処理性に影響することがある。
【発明の効果】
【0024】
本発明の前記態様の切削工具によれば、切込み量等に関わらず切屑処理性を良好に維持でき、かつ、加工面精度を安定して高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1図1は、本実施形態の切削工具を示す斜視図である。
図2図2は、本実施形態の切削工具を示す平面図(上面図)である。
図3図3は、本実施形態の切削工具を示す側面図である。
図4図4は、図1のIV部を拡大して示す斜視図である。
図5図5は、切削工具の一部を示す平面図(上面図)である。
図6図6は、図5のVI-VI断面を示す断面図である。
図7図7は、図5のVII-VII断面を示す断面図である。
図8図8は、図5のVIII-VIII断面を示す断面図である。
図9図9は、図5のIX-IX断面を示す断面図である。
図10図10は、図5のX-X断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明の一実施形態の切削工具10について、図面を参照して説明する。本実施形態の切削工具10は、例えば金属製等の被削材を旋削加工(切削加工)する刃先交換式バイトに用いられる切削インサートである。なお本実施形態では、切削工具10を単に工具などと呼ぶ場合がある。
【0027】
特に図示しないが、刃先交換式バイトは、ホルダと、切削工具(切削インサート)10と、を備える。ホルダは、例えば鋼材製である。ホルダは、ホルダの先端部に配置される凹状のインサート取付座を有する。切削工具10は、例えば超硬合金製である。切削工具10は、単一の部材により一体に形成されている。切削工具10は、インサート取付座に着脱可能に取り付けられる。
【0028】
図1図3に示すように、切削工具10は、板状である。本実施形態では切削工具10が、多角形板状であり、具体的には、菱形板状等の四角形板状である。より詳しくは、本実施形態の切削工具10は、例えば、一般的なISO規格に準ずる菱形インサート(切削インサート)の外形形状を有する。ただしこれに限らず、切削工具10は、例えば三角形板状、五角形板状、六角形板状などの多角形板状等であってもよい。
【0029】
切削工具10は、インサート中心軸Cを中心とする多角形板状であり、その一対の板面(表面及び裏面)が、インサート中心軸Cが延びる方向(インサート軸方向)を向く。なお、本明細書においては、インサート中心軸Cと直交する方向をインサート径方向と呼び、インサート中心軸C回りに周回する方向をインサート周方向と呼ぶ場合がある。インサート径方向のうち、インサート中心軸Cに近づく方向はインサート径方向の内側であり、インサート中心軸Cから離れる方向はインサート径方向の外側である。
【0030】
本実施形態では、切削工具10が、インサート軸方向において、表裏反転対称形状である。すなわち、切削工具10は、いわゆる両面タイプの切削インサートである。また切削工具10は、インサート中心軸Cを中心として、180°回転対称形状である。
【0031】
切削工具10は、すくい面1と、逃げ面2と、すくい面1と逃げ面2とが接続される稜線部に配置される切刃3と、すくい面1に配置されるチップブレーカ4と、取付孔5と、を備える。
【0032】
すくい面1及びチップブレーカ4は、切削工具10の多角形状をなす一対の板面のうち、少なくとも一方の板面(表面)に配置される。詳しくは、すくい面1及びチップブレーカ4は、一方の板面の複数の角部のうち、所定の角部(本実施形態では鋭角の角部)に配置される。また、逃げ面2は、切削工具10の外周面に配置される。詳しくは、逃げ面2は、切削工具10の外周面のうち、所定の角部(本実施形態では鋭角の角部)に配置される。また、切刃3は、切削工具10の一方の板面と外周面とが接続される稜線部に配置される。詳しくは、切刃3は、切削工具10の前記稜線部のうち所定の角部(本実施形態では鋭角の角部)に配置される。
すくい面1、逃げ面2、切刃3及びチップブレーカ4が配置される切削工具10の所定の角部は、「刃部」と言い換えてもよい。
【0033】
本実施形態では切削工具10が、表裏反転対称形状、かつインサート中心軸C回りにおいて180°回転対称形状であるため、すくい面1、逃げ面2、切刃3及びチップブレーカ4の組が、切削工具10の一方の板面(表面)側の2つの鋭角の角部、及び、他方の板面(裏面)側の2つの鋭角の角部に、計4つ設けられる。また取付孔5は、切削工具10に1つ設けられる。
【0034】
図2は、切削工具10をインサート軸方向から見た平面図(上面図)を表している。また図5は、切削工具10の切刃3近傍(所定の角部であり、刃部)をインサート軸方向から見た平面図(上面図)を表している。図2及び図5に示すように、切刃3は、すくい面1を正面に見た平面視でV字状をなしている。具体的に、切刃3は、凸曲線状をなすコーナ刃3aと、コーナ刃3aの両端に接続され、それぞれ直線状に延びる一対の直線刃3bと、を有する。
【0035】
〔方向の定義〕
本実施形態では、各図に適宜XYZ直交座標系(3次元直交座標系)を設定し、各構成について説明する。
図5に示す切削工具10の平面視において、V字状をなす切刃3の2等分線Bが延びる方向を、前後方向と呼ぶ。具体的に、2等分線Bは、この平面視において一対の直線刃3b間に形成される中心角の、角の2等分線に相当する。前後方向は、各図においてY軸方向に相当する。本実施形態において2等分線Bは、インサート中心軸Cと直交する。すなわち、2等分線Bは、所定のインサート径方向に沿って延びる。前後方向のうち、インサート中心軸Cからコーナ刃3aへ向かう方向を前側(-Y側)と呼び、コーナ刃3aからインサート中心軸Cへ向かう方向を後側(+Y側)と呼ぶ。
【0036】
また、図5に示す切削工具10の平面視において、2等分線Bと直交する方向を、左右方向と呼ぶ。左右方向は、各図においてX軸方向に相当する。左右方向のうち、図5に示すようにすくい面1を正面に見て、2等分線Bから左側へ向かう方向を左側(-X側)と呼び、2等分線Bから右側へ向かう方向を右側(+X側)と呼ぶ。なお、左側及び右側のうち、一方を左右方向の一方側、他方を左右方向の他方側と言い換えてもよい。
また、左右方向のうち2等分線Bに近づく方向を内側(中央側)、2等分線Bから離れる方向を外側と呼ぶ。
【0037】
また、前後方向及び左右方向と直交する方向を、上下方向と呼ぶ。上下方向は、各図においてZ軸方向に相当する。上下方向のうち、すくい面1が向く方向を上側(+Z側)と呼び、これとは反対の方向を下側(-Z側)と呼ぶ。本実施形態において、上下方向は、インサート軸方向に相当する。
【0038】
図5に示すように本実施形態では、切削工具10の所定の角部(刃部)が、2等分線Bを対称軸として左右対称形状に形成されている。
なお本実施形態において、前側、後側、左側、右側、上側及び下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、工具使用時などにおける実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係以外の配置関係等であってもよい。
【0039】
〔すくい面〕
図4及び図5に示すように、すくい面1は、切削工具10のインサート軸方向を向く板面において切刃3の内側に配置される。具体的に、すくい面1は、切刃3のインサート径方向の内側に、切刃3と隣接して配置される。すくい面1は、ランド15と、傾斜面16と、を有する。
【0040】
ランド15は、すくい面1のうち切刃3に直接接続される部分である。ランド15は、切刃3に沿って延びており、図5に示す平面視で、全体としてV字状をなす。図6及び図7の各断面図(縦断面図)に示すように、本実施形態ではランド15が、切刃3を通り上下方向と垂直な仮想平面(以下、基準面Prと呼ぶ)に沿って切刃3から離れるに従い、下側に向けて傾斜して延びている。すなわち、ランド15は、ポジティブ角(正角)のすくい角を有している。
なお、本実施形態において「すくい角」とは、基準面Prに対するすくい面1の各部(各構成要素)における傾斜角を指す。
【0041】
図4及び図5に示すように、傾斜面16は、すくい面1のうちランド15の内側に配置される部分である。すなわち、傾斜面16は、ランド15よりも切刃3から離れて配置される。傾斜面16は、ランド15と接続される。傾斜面16は、切刃3に沿って延びており、図5に示す平面視で、全体として略V字状をなす。この平面視で傾斜面16は、切刃3と直交する方向において切刃3から離れるに従い、下側へ向けて傾斜する。このため、傾斜面16のすくい角は、ポジティブ角(正角)とされている。
図6図10に示すように、傾斜面16のすくい角は、ランド15のすくい角よりも正角側に大きくされている。
【0042】
〔逃げ面〕
図4に示すように、逃げ面2は、切削工具10のインサート径方向の外側を向く外周面に配置される。具体的に、逃げ面2は、切削工具10の外周面のうち所定の角部において、前側、左側及び右側を向く部分にわたって配置される。逃げ面2は、インサート周方向に延びる。逃げ面2は、切刃3の下側に、切刃3と隣接して配置される。
【0043】
本実施形態においては、切削工具10が両面タイプのいわゆるネガインサートであり、逃げ面2は、インサート中心軸Cと平行に形成されている。すなわち、逃げ面2の逃げ角は、0°とされている。
なお、本実施形態において「逃げ角」とは、例えば図6に示すように切刃3と垂直な断面視において、切刃3を通り基準面Prと直交する仮想直線(図示省略)に対する逃げ面2の傾斜角を指す。
【0044】
図4及び図5に示すように、逃げ面2は、コーナ逃げ面21と、コーナ逃げ面21のインサート周方向の両端に接続される一対の直線逃げ面22と、を有する。
【0045】
コーナ逃げ面21は、逃げ面2のうち、コーナ刃3aに接続される部分である。コーナ逃げ面21は、逃げ面2のうち前側(-Y側)を向く部分に配置されている。具体的に、コーナ逃げ面21は、逃げ面2の前端部に配置されており、前側に向けて突出する凸曲面状をなしている。
【0046】
直線逃げ面22は、逃げ面2のうち、直線刃3bに接続される部分である。直線逃げ面22は、平面状をなしている。
一対の直線逃げ面22のうち、一方の直線逃げ面22は、逃げ面2のうち左側(-X側)を向く部分に配置されている。一方の直線逃げ面22は、一対の直線刃3bのうち、2等分線Bよりも左側に位置する一方の直線刃3bに接続される。一方の直線逃げ面22は、一方の直線刃3bに沿って延びる。
【0047】
一対の直線逃げ面22のうち、他方の直線逃げ面22は、逃げ面2のうち右側(+X側)を向く部分に配置されている。他方の直線逃げ面22は、一対の直線刃3bのうち、2等分線Bよりも右側に位置する他方の直線刃3bに接続される。他方の直線逃げ面22は、他方の直線刃3bに沿って延びる。
【0048】
〔切刃〕
上述したように切刃3は、コーナ刃3aと、一対の直線刃3bと、を有する。切刃3のうちコーナ刃3aは、前側(-Y側)に向けて凸となる曲線状をなしており、具体的には、凸円弧状をなす。本実施形態ではコーナ刃3aが、上下方向と垂直な基準面Prの面方向に沿って延びている。コーナ刃3aは、その全体が基準面Prの面内に含まれる。ただしこれに限らず、コーナ刃3aは、基準面Prに対して傾斜して形成されていてもよい。
【0049】
一対の直線刃3bは、コーナ刃3aが延びる刃長方向の両端に接続される。図5に示す平面視において、各直線刃3bは、コーナ刃3aの両端に接する各接線に沿うように延びる。
【0050】
一対の直線刃3bのうち、一方の直線刃3bは、コーナ刃3aの刃長方向の一端(左端)に接続される。一方の直線刃3bは、コーナ刃3aとの接続部分から後側(+Y側)へ向かうに従い、左側(-X側)に向けて直線状に延びる。本実施形態では、一方の直線刃3bは、一方の直線刃3bが延びる刃長方向に沿ってコーナ刃3aとの接続部分から離れるに従い、下側に向けて傾斜して延びている。
【0051】
一対の直線刃3bのうち、他方の直線刃3bは、コーナ刃3aの刃長方向の他端(右端)に接続される。他方の直線刃3bは、コーナ刃3aとの接続部分から後側(+Y側)へ向かうに従い、右側(+X側)に向けて直線状に延びる。本実施形態では、他方の直線刃3bは、他方の直線刃3bが延びる刃長方向に沿ってコーナ刃3aとの接続部分から離れるに従い、下側に向けて傾斜して延びている。
【0052】
〔チップブレーカ〕
図4及び図5に示すように、チップブレーカ4は、切削工具10のインサート軸方向を向く板面において切刃3の内側に配置される。チップブレーカ4の少なくとも一部は、すくい面1上に配置される。チップブレーカ4は、第1凸部41と、第2凸部42と、第3凸部43と、ブレーカ壁44と、を有する。
【0053】
第1凸部41は、すくい面1から上側に突出する。詳しくは、第1凸部41は、すくい面1のうち傾斜面16上に配置される部分を含む。第1凸部41は、球の一部をなすように突起状に形成されている。第1凸部41の表面(突起面)は、凸曲面状をなしており、具体的には、球面の一部をなすように凸球面状に形成されている。
【0054】
図5に示す平面視において、第1凸部41は、2等分線B上に位置している。またこの平面視で、第1凸部41は、コーナ刃3aの曲率半径の中心Oと重なって配置されている。より詳しくは、本実施形態ではこの平面視において、第1凸部41の上端部に位置する頂部41aが、コーナ刃3aの曲率半径の中心Oと重なる。
【0055】
図6に示すように、第1凸部41の頂部41aは、切刃3のうち最も上側に位置するコーナ刃3aを通り上下方向と垂直な方向に広がる基準面Prよりも、上側に配置されている。すなわち、第1凸部41は、切刃3よりも上側に突出している。
【0056】
また、図6に示すように、第1凸部41のうち前側の端部は、コーナ刃3aよりも下側に位置している。また図5、及び図5のVII-VII断面を表す図7に示すように、第1凸部41のうち左右方向の両端部(図7においては第1凸部41の左側の端部)は、コーナ刃3aよりも下側に位置している。
【0057】
図4及び図5に示すように、第2凸部42は、すくい面1から上側に突出し、第1凸部41の後側に配置される。詳しくは、第2凸部42は、すくい面1のうち傾斜面16上に配置される部分を含む。第2凸部42は、左右方向において2等分線Bから離れるに従い、前側に向けて延びる。第2凸部42は、リブ状に形成されている。第2凸部42の表面は、凸曲面状をなしている。
【0058】
第2凸部42は、2等分線Bの左側(-X側)と右側(+X側)とに、一対設けられる。一対の第2凸部42は、2等分線Bを対称軸として、互いに左右対称形状に形成されている。このため、以下では主に、一対の第2凸部42のうちいずれか一方について説明する。
【0059】
第2凸部42の左右方向の内側(中央側)の端部は、2等分線B上に位置している。図5に示す平面視で、第2凸部42のうち左右方向の内側部分は、2等分線Bから左右方向の外側へ向かうに従い、幅寸法が大きくなる。またこの平面視で、第2凸部42のうち左右方向の外側部分は、左右方向の外側へ向かうに従い、幅寸法が小さくなる。
【0060】
また、図5に示す平面視において、第2凸部42は、コーナ刃3aの曲率半径の中心Oの左右方向の外側に位置する部分(左右方向の外端部)と、中心Oの後側に位置する部分(左右方向の内端部)と、を含む。第2凸部42は、コーナ刃3aの曲率半径の中心O及び第1凸部41を、左右方向の外側及び後側から囲うように配置される。
【0061】
図5に一点鎖線の直線で示す符号Lは、第2凸部42の稜線42aが延びる方向を表している。すなわち、第2凸部42の稜線42aは、直線状に延びている。図5に示す平面視で、第2凸部42の稜線42aと2等分線Bとの間に形成される角度αは、例えば、30°以上60°以下である。
【0062】
図4に示すように、第2凸部42の稜線42aは、この稜線42aが延びる方向に沿って第2凸部42の左右方向の外端部から内端部へ向かうに従い、上側に向けて延びている。すなわち、第2凸部42は、その稜線42aが延びる方向に沿って2等分線Bに近づくに従い、上側へ向けた突出量が大きくなる。
【0063】
図6に示すように、第2凸部42は、切刃3のうち最も上側に位置するコーナ刃3aを通り上下方向と垂直な方向に広がる基準面Prよりも、上側に位置する部分を有する。すなわち、第2凸部42は、切刃3よりも上側に突出している。
【0064】
図6及び図7に示すように、第2凸部42は、第1凸部41のうち最も上側に位置する頂部41aよりも、上側に配置される部分を有する。すなわち、第2凸部42は、第1凸部41よりも上側に突出する。
【0065】
図4及び図5に示すように、第3凸部43は、すくい面1から上側に突出し、第1凸部41の前側に配置される。詳しくは、第3凸部43は、すくい面1のうち傾斜面16上に配置される。第3凸部43は、球の一部をなすように突起状に形成されている。第3凸部43の表面(突起面)は、凸曲面状をなしており、具体的には、球面の一部をなすように凸球面状に形成されている。本実施形態では、第3凸部43の突起面(凸曲面)の曲率半径が、第1凸部41の突起面(凸曲面)の曲率半径よりも小さい。
【0066】
図5に示す平面視において、第3凸部43は、2等分線B上に位置している。またこの平面視で、第3凸部43は、コーナ刃3aの曲率半径の中心Oよりも前側に配置されている。
【0067】
図6に示すように、第3凸部43はその全体が、コーナ刃3aを通り上下方向と垂直な方向に広がる基準面Prよりも、下側に配置されている。すなわち、第3凸部43は、切刃3のうち少なくともコーナ刃3aより下側に位置する。
【0068】
また、第3凸部43のうち最も上側に位置する頂部43aは、第1凸部41のうち最も上側に位置する頂部41aよりも、下側に位置する。すなわち、第3凸部43は、第1凸部41よりも上下方向の高さが低い。
【0069】
図4図6に示すように、ブレーカ壁44は、第2凸部42の後側に配置され、第2凸部42よりも上側に突出する。ブレーカ壁44は、第2凸部42よりも上側に位置して前側及び左右方向を向く壁面を有する。本実施形態ではブレーカ壁44が、第2凸部42の後側に隣接して配置される円錐面部44aと、円錐面部44aよりも後側に配置される波状面部44bと、を有する。
【0070】
円錐面部44aは、前側へ向けて凸となる円錐面状をなしている。円錐面部44aは、前側、左側及び右側を向く凸曲面状をなしており、インサート周方向に延びている。円錐面部44aは、上側へ向かうに従い縮径するように形成されている。
【0071】
図5に示すように、波状面部44bは、円錐面部44aの左右方向の外側の端部に接続され、後側へ向かうに従い左右方向の外側に向けて延びている。波状面部44bは、2等分線Bの左側(-X側)と右側(+X側)とに、一対設けられる。一対の波状面部44bは、2等分線Bを対称軸として、互いに左右対称形状に形成されている。このため、以下では主に、一対の波状面部44bのうちいずれか一方について説明する。
【0072】
波状面部44bは、波状面部44bが延びる方向に沿って円錐面部44aとの接続部分から離れるに従い、左右方向の内側(中央側)と外側とに交互に向かうように(蛇行するように)、波形に形成されている。また、波状面部44bは、上側へ向かうに従い2等分線Bに近づくように傾斜している。
【0073】
図4及び図5に示すように、チップブレーカ4は、さらに、第1凸部41と第2凸部42との間に配置される谷部45を有する。谷部45は、第1凸部41と第2凸部42との境界部分に位置し、下側に窪む溝状をなしている。図5に示すように、谷部45は、左右方向において2等分線Bから離れるに従い、前側に向けて延びている。谷部45が延びる方向は、第2凸部42の稜線42aが延びる方向と、略同じである。
【0074】
谷部45は、2等分線Bの左側(-X側)と右側(+X側)とに、一対設けられる。一対の谷部45は、2等分線Bを対称軸として、互いに左右対称形状に形成されている。このため、以下では主に、一対の谷部45のうちいずれか一方について説明する。
【0075】
谷部45の左右方向の内側(中央側)の端部は、2等分線B上に位置している。谷部45の左右方向の外側の端部は、すくい面1の傾斜面16に接続される。図6図8に示すように、谷部45は、谷部45が延びる方向に沿って左右方向の内端部から外端部へ向かうに従い、谷底(溝底)の上下方向の位置が低くなる。
【0076】
詳しくは、図6及び図7に示すように、谷部45のうち左右方向の内側部分では、谷部45の谷底は、切刃3を通り上下方向と垂直な方向に広がる基準面Prよりも、上側に位置する。また図8に示すように、谷部45のうち左右方向の外側部分(特に外端部)では、谷部45の谷底は、図示しない基準面Prよりも(すなわち切刃3よりも)、下側に位置する。
【0077】
〔取付孔〕
図1及び図2に示すように、取付孔5は、切削工具10をインサート軸方向に貫通し、切削工具10の一対の板面(表面及び裏面)に開口する。取付孔5は、インサート中心軸Cを中心とする円孔状である。特に図示しないが、取付孔5には、切削工具10をホルダのインサート取付座に固定するためのクランプ駒やクランプネジ等が挿入される。
【0078】
〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態の切削工具10では、例えば、切込み量が大きい高切込み時(高送り時)などにおいては、切刃3で生成された切屑が、チップブレーカ4の第1凸部41及び第2凸部42に接触する。すなわち、切屑が、前後方向に並ぶ2つの凸部41,42によって2点支持されつつ、これらの凸部41,42によって挟み込まれるように圧縮され、カールされる。このため、厚い切屑を安定してカールさせることができ、切屑処理性が良好に維持される。
【0079】
具体的に、第2凸部42は、2等分線Bから左右方向へ離れるに従い前側に向けて延びている。第2凸部42が延びる向きは、切刃3で生成された切屑がすくい面1上を流出する方向と略同じであるため、切屑は、第2凸部42によって流出方向にガイドされつつ、2つの凸部41,42により安定してカールさせられる。したがって、切屑処理性がより安定する。
【0080】
また、切込み量が小さい低切込み時などにおいては、切刃3で生成された切屑が、チップブレーカ4のうち前側に位置する第3凸部43に接触する。このため、薄い切屑が伸びてしまうようなことが抑制され、安定して分断される。
【0081】
具体的に、第3凸部43は、第1凸部41よりも上下方向の高さが低くされており、つまりすくい面1からの突出量が小さい。このため、第3凸部43に接触した切屑が、過剰にカールされるようなことは抑えられ、切屑が被削材の加工面に当たることが抑制される。これにより、加工面精度が良好に維持される。
【0082】
以上より本実施形態によれば、切込み量等に関わらず切屑処理性を良好に維持でき、かつ、加工面精度を安定して高めることができる。
【0083】
また本実施形態では、第2凸部42が、第1凸部41よりも上側に突出する。
この場合、第1凸部41と第2凸部42とにより2点支持されつつ流出する切屑が、これら凸部41,42の高低差によって、螺旋状に丸められ、安定してカールされる。切屑処理性がより安定して高められる。
【0084】
また本実施形態では、チップブレーカ4が、第2凸部42の後側に配置され、第2凸部42よりも上側に突出するブレーカ壁44を有する。
この場合、第2凸部42を後側へ乗り越えた切屑が、ブレーカ壁44に当たることによって安定して切屑処理される。本実施形態では、第2凸部42を乗り越えた切屑が、円錐面部44aに接触することで良好に切屑処理される。
【0085】
また本実施形態では、第3凸部43が、切刃3のうち少なくともコーナ刃3aより下側に位置する。
この場合、第3凸部43がコーナ刃3aよりも下側に配置されるので、低切込み時などにおいて、コーナ刃3aで生成され第3凸部43に接触した切屑が、過剰にカールされるようなことが安定して抑制される。これにより、加工面精度が安定して高められる。
【0086】
また本実施形態では、第3凸部43が、平面視においてコーナ刃3aの曲率半径の中心Oよりも前側に位置する。
この場合、低切込み時などにおいてコーナ刃3aで生成された切屑が、第3凸部43に安定して接触させられる。第3凸部43による切屑の処理性能が、より安定して奏功される。
【0087】
また本実施形態では、第1凸部41が、平面視においてコーナ刃3aの曲率半径の中心Oと重なる。
この場合、切削時に、切刃3のうちコーナ刃3aと直線刃3bとの境界付近や、コーナ刃3aで生成された切屑が、第1凸部41に安定して接触させられる。第1凸部41による切屑の処理性能が、より安定して奏功される。
【0088】
また本実施形態では、図5に示す平面視で、第2凸部42の稜線42aと2等分線Bとの間に形成される角度αが、30°以上60°以下である。
上記角度αが30°以上60°以下であると、平面視における切刃3の開き角(一対の直線刃3b間に形成される角度)や切削時の工具姿勢などに関わらず、第2凸部42による切屑の処理性能が、より安定して奏功される。
上記角度αが30°未満であったり60°を超えたりすると、切刃3の開き角や切削時の工具姿勢などによって、切屑の流出方向と第2凸部42が延びる方向とが大きく異なる場合があり、切屑処理性に影響することがある。
【0089】
また本実施形態では、谷部45のうち左右方向の外側部分(特に外端部)において、谷部45の谷底(溝底)が、切刃3よりも下側に位置する。
この場合、第1凸部41及び第2凸部42のうち切屑が接触し始める左右方向の外側部分において、これら凸部41,42間の谷部45の深さが大きく確保されるため、2つの凸部41,42による2点支持での切屑のカール機能がより安定する。また、凸部41,42の摩耗が進行した場合でも、2点支持によるカール機能が良好に維持されやすくなる。
【0090】
〔本発明に含まれるその他の構成〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。
【0091】
前述の実施形態では、すくい面1のランド15のすくい角が、ポジティブ角(正角)とされている例を挙げたが、これに限らない。ランド15のすくい角は、0°やネガティブ角(負角)とされていてもよい。また、すくい面1にランド15が設けられなくてもよい。
【0092】
前述の実施形態では、逃げ面2の逃げ角が0°とされている例を挙げたが、これに限らない。特に図示しないが、逃げ面2は、切刃3からインサート軸方向に離れるに従い、インサート径方向の内側に向けて傾斜していてもよい。この場合、逃げ面2には所定の逃げ角が付与される。
【0093】
前述の実施形態では、切削工具10が、表裏反転対称形状の両面タイプである例を挙げたが、これに限らない。切削工具10は、表裏反転対称形状ではない片面タイプであってもよい。
【0094】
前述の実施形態では、切削工具10が、超硬合金製の単一の部材により形成される例を挙げたが、これに限らない。特に図示しないが、切削工具10は、例えば、多角形板状をなす台金部と、台金部の角部に位置する凹部に固定される刃部と、を備えていてもよい。この場合、台金部は、例えば超硬合金製であり、刃部は、例えばcBN(cubic boron nitride)焼結体製やダイヤモンド焼結体(Polycrystalline diamond,PCD)製などである。刃部には、すくい面1、逃げ面2、切刃3及びチップブレーカ4が配置される。台金部には、取付孔5が配置される。
【0095】
前述の実施形態では、切削工具10が切削インサートである例を挙げたが、これに限らない。本発明の切削工具は、すくい面1、逃げ面2、切刃3及びチップブレーカ4を備えていればよく、例えば、刃先交換式バイトの交換可能なヘッド部材等であってもよい。あるいは、切削工具は、ソリッドタイプ(一体型)のバイト等であってもよい。
【0096】
本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態及び変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明の切削工具によれば、切込み量等に関わらず切屑処理性を良好に維持でき、かつ、加工面精度を安定して高めることができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【0098】
1…すくい面
2…逃げ面
3…切刃
3a…コーナ刃
3b…直線刃
4…チップブレーカ
10…切削工具
41…第1凸部
42…第2凸部
42a(L)…稜線
43…第3凸部
44…ブレーカ壁
B…2等分線
O…コーナ刃の曲率半径の中心
α…角度
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10