特許 7211077 切削インサートおよび刃先交換式切削工具

(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】

(24)【登録日】2023-01-16

(45)【発行日】2023-01-24

(54)【発明の名称】切削インサートおよび刃先交換式切削工具

(51)【国際特許分類】

   B23B 27/14 20060101AFI20230117BHJP

   B23B 27/16 20060101ALI20230117BHJP

   B23B 29/00 20060101ALI20230117BHJP

【ＦＩ】

B23B27/14 C

B23B27/16 A

B23B29/00 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018245858

(22)【出願日】2018-12-27

(65)【公開番号】P2020104219

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-09-30

(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】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】林崎 弘章

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００１４９２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０８５４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２８３９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｂ ２７／１４、１６

Ｂ２３Ｂ ２９／００

Ｂ２３Ｃ ５／２０、２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

四角形板状のインサート本体を備え、上記インサート本体の２つの四角形面の中央部には上記インサート本体を貫通する取付孔が開口していて、上記インサート本体は、上記取付孔の中心線に関して１８０°回転対称形状であるとともに、上記２つの四角形面に関して表裏反転対称形状であり、
上記２つの四角形面の周囲に配置される上記インサート本体の４つの側面は、互いに反対側を向く２つの第１の側面と、上記２つの第１の側面の間に位置する２つの第２の側面とを有し、
上記２つの第１の側面は、これら第１の側面に対向する方向から見て平行四辺形状であって、これらの２つの第１の側面には、各第１の側面をすくい面として、このすくい面の鋭角のコーナ部にコーナ刃を有する切刃が形成されていて、
これらの切刃のコーナ刃は、上記２つの四角形面の対角位置かつ上記２つの第２の側面の対角位置となる位置に配置されており、
上記第２の側面には、上記２つの第１の側面における鋭角のコーナ部に連なる２箇所にそれぞれ凸部が設けられ、
上記第２の側面に対向する方向から見て、上記２つの凸部は、それぞれ、上記第２の側面と上記四角形面との交差稜線に沿う方向において、上記２つの第１の側面のうち上記凸部が連なる上記第１の側面とは反対側を向く上記第１の側面の鈍角のコーナ部を向く段差面を有し、
上記すくい面とされる上記２つの第１の側面には、上記切刃よりも上記インサート本体の外方に突出した上記四角形面に垂直な平坦面が形成されていることを特徴とする切削インサート。

【請求項2】

上記段差面は、上記取付孔の中心線方向から見て、上記第１の側面の鈍角のコーナ部に連なる上記第２の側面と上記四角形面との交差稜線に対して９０°～１３５°の範囲の角度で交差する方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。

【請求項3】

板状の工具本体の先端部に、この工具本体の側面から一段凹む凹状のインサート取付座が形成され、このインサート取付座に、切削インサートが、上記切削インサートの取付孔に挿通されて上記インサート取付座にねじ込まれるクランプネジによって着脱可能に取り付けられた刃先交換式切削工具であって、
上記切削インサートは、
四角形板状のインサート本体を備え、上記インサート本体の２つの四角形面の中央部には上記インサート本体を貫通する上記取付孔が開口していて、上記インサート本体は、上記取付孔の中心線に関して１８０°回転対称形状であるとともに、上記２つの四角形面に関して表裏反転対称形状であり、
上記２つの四角形面の周囲に配置される上記インサート本体の４つの側面は、互いに反対側を向く２つの第１の側面と、上記２つの第１の側面の間に位置する２つの第２の側面とを有し、
上記２つの第１の側面は、これら第１の側面に対向する方向から見て平行四辺形状であって、これらの２つの第１の側面には、各第１の側面をすくい面として、このすくい面の鋭角のコーナ部にコーナ刃を有する切刃が形成されていて、
これらの切刃のコーナ刃は、上記２つの四角形面の対角位置かつ上記２つの第２の側面の対角位置となる位置に配置されており、
上記第２の側面には、上記２つの第１の側面における鋭角のコーナ部に連なる２箇所にそれぞれ凸部が設けられ、
上記第２の側面に対向する方向から見て、上記２つの凸部は、それぞれ、上記第２の側面と上記四角形面との交差稜線に沿う方向において、上記２つの第１の側面のうち上記凸部が連なる上記第１の側面とは反対側を向く上記第１の側面の鈍角のコーナ部を向く段差面を有し、
上記インサート取付座は、上記インサート本体の上記２つの第１の側面のうち１つの第１の側面が当接する底面と、上記インサート本体の上記２つの四角形面のうち１つの四角形面が当接する第１の壁面と、上記インサート本体の上記２つの第２の側面のうち上記底面に当接する上記１つの第１の側面とは反対の第１の側面側において上記すくい面の鋭角のコーナ部に連なる部分が当接する上記工具本体の先端側を向く第２の壁面とを備え、
この第２の壁面は上記工具本体の後端側に向かうに従い上記第１の壁面に近づく傾斜面状に形成されるとともに、上記第１の壁面には上記クランプネジがねじ込まれるネジ孔が形成され、
上記底面と上記第２の壁面との間には、上記インサート本体の上記２つの第２の側面のうち上記工具本体の後端側に向けられて上記第２の壁面に当接させられる１つの第２の側面の上記底面に当接させられる上記１つの第１の側面側の上記凸部が収容される凹部が形成されており、
上記インサート本体は、上記クランプネジにより、上記インサート取付座の上記第１の壁面に対向する方向から見て上記底面と上記第２の壁面とが交差する方向に引き込まれて取り付けられることを特徴とする刃先交換式切削工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばエンジンのクランクシャフトを仕上げ加工するのに用いられる切削インサート、およびこのような切削インサートを着脱可能に取り付けた刃先交換式切削工具（刃先交換式バイト）に関するものである。

【背景技術】

【0002】

このような切削インサートおよび刃先交換式切削工具として、本発明の発明者は、特許文献１において、第１の方向に沿って延びて先端に台座部を有するホルダと、この台座部に取り付けられる切削インサートと、この切削インサートを台座部に固定する第１の固定ネジおよび第２の固定ネジとを備え、切削インサートは第１の方向と直交する第２の方向を向くすくい面が設けられているインサート主面を有し、台座部は第１および第２の方向と直交する第３の方向を向く側面部を有し、この側面部には第１および第３の方向に開口し切削インサートの一部を収容する収容凹部が設けられたものを提案している。

【0003】

収容凹部は第２の方向を向く底面と第１および第３の方向のうち少なくとも一方向を向く側壁面とを有し、台座部には収容凹部の内部から第２の方向に沿って貫通する第１のネジ孔および第２のネジ孔が設けられ、第１および第２の固定ネジはそれぞれ第１および第２のネジ孔に挿入されて先端がインサート主面に接触し、第１の固定ネジは切削インサートを底面および側壁面に押し付け、第２の固定ネジは切削インサートを底面に押し付け、第１および第２の固定ネジは第１の方向に沿って並んで配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１４９６１７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、この特許文献１にも記載されているように、上述のような刃先交換式切削工具により切削加工されるクランクシャフトは、近年のエンジンのダウンサイジング化によってジャーナル部の幅を小さくすることが求められてきており、これに伴い隣接するクランクアーム同士の間隔が小さい場合でも切削加工が可能な刃先交換式切削工具が要求されている。この点、特許文献１に記載された刃先交換式切削工具では、ホルダの先端部の幅を小さくしても、第１および第２の固定ネジによる十分な固定力で切削インサートを取り付けることができる。

【0006】

ところが、隣接するクランクアーム同士の間隔が小さくなることは、クランクアームの間のジャーナル部を仕上げ加工する際に生成された切屑が円滑に排出され難くなることに繋がる。そして、特に特許文献１に記載された刃先交換式切削工具では、ホルダの台座部の収容凹部に収容された切削インサートが、そのすくい面とされるインサート主面が、台座部の上顎状部にねじ込まれる第１および第２の固定ネジによって押し付けられることにより固定されており、切削インサートのすくい面上に上顎状部が覆い被さることになる。このため、狭いクランクアームの間で行き場を無くした切屑が上顎状部に絡まってホルダが損傷したり、仕上げ加工されたジャーナル部やクランクアームが切屑によって傷付けられたりするおそれがあった。

【0007】

本発明は、このような背景の下になされたもので、切削インサートの取付強度は確保しつつ、ジャーナル部の幅が小さなクランクシャフトの仕上げ加工を行うような場合でも切屑を円滑に排出することが可能な切削インサートおよび刃先交換式切削工具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、本発明の切削インサートは、四角形板状のインサート本体を備え、上記インサート本体の２つの四角形面の中央部には上記インサート本体を貫通する取付孔が開口していて、上記インサート本体は、上記取付孔の中心線に関して１８０°回転対称形状であるとともに、上記２つの四角形面に関して表裏反転対称形状であり、上記２つの四角形面の周囲に配置される上記インサート本体の４つの側面は、互いに反対側を向く２つの第１の側面と、上記２つの第１の側面の間に位置する２つの第２の側面とを有し、上記２つの第１の側面は、これら第１の側面に対向する方向から見て平行四辺形状であって、これらの２つの第１の側面には、各第１の側面をすくい面として、このすくい面の鋭角のコーナ部にコーナ刃を有する切刃が形成されていて、これらの切刃のコーナ刃は、上記２つの四角形面の対角位置かつ上記２つの第２の側面の対角位置となる位置に配置されており、上記第２の側面には、上記２つの第１の側面における鋭角のコーナ部に連なる２箇所にそれぞれ凸部が設けられ、上記第２の側面に対向する方向から見て、上記２つの凸部は、それぞれ、上記第２の側面と上記四角形面との交差稜線に沿う方向において、上記２つの第１の側面のうち上記凸部が連なる上記第１の側面とは反対側を向く上記第１の側面の鈍角のコーナ部を向く段差面を有し、上記すくい面とされる上記２つの第１の側面には、上記切刃よりも上記インサート本体の外方に突出した上記四角形面に垂直な平坦面が形成されていることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の刃先交換式切削工具は、板状の工具本体の先端部に、この工具本体の側面から一段凹む凹状のインサート取付座が形成され、このインサート取付座に、切削インサートが、上記切削インサートの取付孔に挿通されて上記インサート取付座にねじ込まれるクランプネジによって着脱可能に取り付けられた刃先交換式切削工具であって、上記切削インサートは、四角形板状のインサート本体を備え、上記インサート本体の２つの四角形面の中央部には上記インサート本体を貫通する上記取付孔が開口していて、上記インサート本体は、上記取付孔の中心線に関して１８０°回転対称形状であるとともに、上記２つの四角形面に関して表裏反転対称形状であり、上記２つの四角形面の周囲に配置される上記インサート本体の４つの側面は、互いに反対側を向く２つの第１の側面と、上記２つの第１の側面の間に位置する２つの第２の側面とを有し、上記２つの第１の側面は、これら第１の側面に対向する方向から見て平行四辺形状であって、これらの２つの第１の側面には、各第１の側面をすくい面として、このすくい面の鋭角のコーナ部にコーナ刃を有する切刃が形成されていて、これらの切刃のコーナ刃は、上記２つの四角形面の対角位置かつ上記２つの第２の側面の対角位置となる位置に配置されており、上記第２の側面には、上記２つの第１の側面における鋭角のコーナ部に連なる２箇所にそれぞれ凸部が設けられ、上記第２の側面に対向する方向から見て、上記２つの凸部は、それぞれ、上記第２の側面と上記四角形面との交差稜線に沿う方向において、上記２つの第１の側面のうち上記凸部が連なる上記第１の側面とは反対側を向く上記第１の側面の鈍角のコーナ部を向く段差面を有し、上記インサート取付座は、上記インサート本体の上記２つの第１の側面のうち１つの第１の側面が当接する底面と、上記インサート本体の上記２つの四角形面のうち１つの四角形面が当接する第１の壁面と、上記インサート本体の上記２つの第２の側面のうち上記底面に当接する上記１つの第１の側面とは反対の第１の側面側において上記すくい面の鋭角のコーナ部に連なる部分が当接する上記工具本体の先端側を向く第２の壁面とを備え、この第２の壁面は上記工具本体の後端側に向かうに従い上記第１の壁面に近づく傾斜面状に形成されるとともに、上記第１の壁面には上記クランプネジがねじ込まれるネジ孔が形成され、上記底面と上記第２の壁面との間には、上記インサート本体の上記２つの第２の側面のうち上記工具本体の後端側に向けられて上記第２の壁面に当接させられる１つの第２の側面の上記底面に当接させられる上記１つの第１の側面側の上記凸部が収容される凹部が形成されており、上記インサート本体は、上記クランプネジにより、上記インサート取付座の上記第１の壁面に対向する方向から見て上記底面と上記第２の壁面とが交差する方向に引き込まれて取り付けられることを特徴とする。

【0010】

このように構成された切削インサートおよび刃先交換式切削工具においては、切削インサートが、インサート本体の２つの四角形面の中央部に開口してインサート本体を貫通する取付孔に挿通されるクランプネジにより工具本体のインサート取付座に取り付けられるので、この四角形面の周囲の側面のうち互いに反対側を向く２つの第１の側面の一方がすくい面として被削材（例えば、クランクシャフトのジャーナル部）の回転方向に対向させられたときに、このすくい面上にホルダの台座部における上顎状部や固定ネジが覆い被さった状態となるのを避けることができる。

【0011】

従って、このすくい面とされた第１の側面の工具本体先端側の切刃により生成された切屑が、このようなホルダの台座部や固定ネジに絡まって工具本体に損傷が生じたり、仕上げ加工されたジャーナル部やクランクアームに接触して傷を付けたりするのを防ぐことができ、切屑を処理しつつダウンサイジング化によって幅狭となったクランクアーム間からも円滑に排出することが可能となる。

【0012】

また、上記構成の切削インサートでは、インサート本体が取付孔の中心線に関して１８０°回転対称形状であるとともに２つの四角形面に関して表裏反転対称形状であり、またすくい面とされる２つの第１の側面は平行四辺形状であるので、上述のように被削材の回転方向に対向させられてすくい面とされた２つの第１の側面の一方における２つの鋭角のコーナ部のうち１つを、その切刃のコーナ刃がインサート取付座の第１の壁面とは反対側に位置するように取り付けると、この１つの鋭角のコーナ部とは反対側の他の１つの鋭角のコーナ部は、コーナ刃が第１の壁面側に位置することになる。

【0013】

そして、切削インサートのインサート本体は、上記クランプネジによってインサート取付座の底面と第２の壁面とが交差する方向に引き込まれて取り付けられるので、この引き込みによってインサート本体は、インサート取付座の第１の壁面に当接した２つの四角形面のうちの１つの四角形面と、第２の壁面に当接したインサート本体の上記第２の側面のうち上記他の１つの鋭角のコーナ部に連なる部分が、第１、第２の壁面に押し付けられるようにして取り付けられる。従って、切削インサートは、くさびが打ち込まれるようにしてインサート取付座に取り付けられるので、工具本体への取付強度を確保して、安定した切削加工を行うことが可能となる。

【0014】

さらに、上記構成の切削インサートには、上記第２の側面に、上記２つの第１の側面における鋭角のコーナ部に連なる２箇所にそれぞれ凸部が設けられ、上記２つの凸部は、それぞれ、上記第２の側面と上記四角形面との交差稜線に沿う方向において上記第１の側面の鈍角のコーナ部を向く段差面を有しているとともに、刃先交換式切削工具のインサート取付座には、上記第２の壁面と底面との間に、インサート本体の上記第２の側面のうち上記底面に当接する第１の側面側の上記凸部が収容される凹部が形成されている。

【0015】

このため、切削に使用される切刃に作用する負荷によってインサート本体を取付孔の中心線回りに回転させる力が作用する場合に、万一クランプネジに弛みがあっても、こうして凸部が凹部に収容されて係合されることにより、インサート本体がインサート取付座から脱落してしまうような事態が生じるのも防ぐことができる。
また、上記２つの第１の側面に、上記切刃よりも上記インサート本体の外方に突出した上記四角形面に垂直な平坦面を形成することにより、上記インサート本体の上記２つの第１の側面のうちインサート取付座の底面に当接する上記１つの第１の側面においては、この平坦面が当接することになるので、切刃と底面とが干渉するのを避けることができて、インサート本体を安定して当接させることができ、一層の取付強度の向上を図ることができる。

【0016】

ここで、この凸部の上記段差面は、上記取付孔の中心線方向から見て、上記第１の側面の鈍角のコーナ部に連なる上記第２の側面と上記四角形面との交差稜線に対して９０°～１３５°の範囲の角度で交差する方向に延びていることが望ましい。この角度が９０°未満であって、段差面がインサート本体の外方に突出するに従い上記２つの第１の側面のうち一方の第１の側面の鈍角コーナ部側に向かうように上記交差稜線に対してＶ字状に延びていると、凸部に欠けが生じるおそれがある。また、この角度が１３５°よりも大きい鈍角であると、上述のようにインサート本体を取付孔の中心線回りに回転させる力が作用した場合に脱落を防止する効果が期待できなくなるおそれがある。

【発明の効果】

【0018】

以上説明したように、本発明によれば、ジャーナル部の幅が小さなクランクシャフトの仕上げ加工を行うような場合でも、切削インサートの取付強度は確保しつつ、切屑を円滑に排出することができ、工具本体の損傷を招いたり、仕上げ加工された加工面を劣化させたりすることなく、安定した切削加工を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の切削インサートの一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図１に示す実施形態をインサート本体の四角形面に対向する方向（取付孔の中心線方向）から見た側面図である。

【図3】図１に示す実施形態をインサート本体のすくい面とされる第１の側面に対向する方向から見た平面図である。

【図4】図１に示す実施形態をインサート本体の第２の側面に対向する方向から見た正面図である。

【図5】図２におけるＺＺ断面図である。

【図6】本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態における工具本体の右側面図である。

【図7】図６に示す工具本体の左側面図である。

【図8】図６に示す工具本体の平面図である。

【図9】図６に示す工具本体の底面図である。

【図10】図６に示す工具本体の正面図である。

【図11】図６に示す工具本体の背面図である。

【図12】図１～図５に示した実施形態の切削インサートを図６～図１１に示した工具本体に取り付けるためのクランプネジを示す側面図である。

【図13】図１～図５に示した実施形態の切削インサートを、図１２に示すクランプネジによって図６～図１１に示した工具本体に取り付けた、本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示す斜視図である。

【図14】図１３に示す実施形態の右側面図である。

【図15】図１３に示す実施形態の左側面図である。

【図16】図１３に示す実施形態の平面図である。

【図17】図１３に示す実施形態の底面図である。

【図18】図１３に示す実施形態の正面図である。

【図19】図１３に示す実施形態の背面図である。

【図20】図１３～図１９に示した実施形態の刃先交換式切削工具によって切削加工される被削材（クランクシャフト）を示す平面図である。

【図21】図１３～図１９に示した実施形態の刃先交換式切削工具によって図２０に示した被削材を切削加工する場合の第１の工程を示す平面図である。

【図22】図２１におけるＺＺ断面図である。

【図23】図１３～図１９に示した実施形態の刃先交換式切削工具によって図２０に示した被削材を切削加工する場合の第２の工程を示す平面図である。

【図24】図１３～図１９に示した実施形態の刃先交換式切削工具によって図２０に示した被削材を切削加工する場合の第３の工程を示す平面図である。

【図25】図１～図５に示した実施形態の切削インサートの変形例を示す斜視図である。

【図26】図２５に示す変形例をインサート本体の四角形面に対向する方向（取付孔の中心線方向）から見た側面図である。

【図27】図２５に示す変形例をインサート本体のすくい面とされる第１の側面に対向する方向から見た平面図である。

【図28】図２５に示す変形例をインサート本体の第２の側面に対向する方向から見た正面図である。

【図29】図２６におけるＺＺ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１～図５は、本発明の切削インサートの一実施形態を示すものであり、図６～図１１は、本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態における工具本体を示すものであり、図１２は、図１～図５に示した実施形態の切削インサートを図６～図１１に示した工具本体に取り付けるためのクランプネジを示すものであり、図１３～図１９は、図１～図５に示した実施形態の切削インサートを図６～図１１に示した工具本体に取り付けた本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示すものである。

【0021】

また、図２０は、この一実施形態の刃先交換式切削工具によって切削加工される被削材（クランクシャフト）を示すものであり、図２１～図２４は、この被削材を図１３～図１９に示した実施形態の刃先交換式切削工具によって切削加工する場合の各工程を示すものである。

【0022】

本実施形態の切削インサートは、超硬合金等の硬質材料により形成された四角形板状のインサート本体１を備えている。このインサート本体１は、詳しくは方形板状であり、さらに詳しくは図２に示すように概略正方形の板状である。従って、インサート本体１は、表裏の平面上の２つの四角形面（正方形面）２と、これら２つの四角形面２の周囲に配置されて互いに反対側を向く２つの第１の側面３と、これら２つの第１の側面３の間に第１の側面３と垂直な方向に延びて互いに反対側を向く２つの第２の側面４とを備えている。

【0023】

２つの四角形面２の中央部には、インサート本体１を貫通する断面円形の取付孔５が開口している。この取付孔５は、図５に示すように、２つの四角形面２への開口部からインサート本体１の内側に向かうに従い、その内径が漸次または段階的に縮径するように形成されている。インサート本体１は、この取付孔５の中心線Ｏに関して１８０°回転対称形状に形成されるとともに、上記２つの四角形面２に関して表裏反転対称形状に形成されている。

【0024】

上記２つの第１の側面３はすくい面とされ、これら第１の側面３に対向する方向から見て図３に示すように平行四辺形状に形成されている。このすくい面とされる第１の側面３の辺稜部には、第１の側面３がなす平行四辺形の鋭角のコーナ部Ｃにコーナ刃６ａを有する切刃６が形成されている。従って、これらの切刃６は、そのコーナ刃６ａが、図２に示すように２つの四角形面２の対角位置かつ図４に示すように２つの第２の側面４の対角位置となる位置に配置されていて、すなわち２つの四角形面２の周回り方向においてと２つの第２の側面４の周回り方向において、互い違いに反対の２つの第１の側面３側に交互に位置することになる。

【0025】

コーナ刃６ａは、第１の側面３に対向する方向から見て、図２に示すように凸円弧等の凸曲線状に形成されている。また、切刃６のうち第１の側面３と第２の側面４との交差稜線部に延びる部分は、同じく第１の側面３に対向する方向から見て傾斜した直線状の前切刃６ｂとされるとともに、第１の側面３と四角形面２との交差稜線部分は、前切刃６ｂに対して鋭角に交差する方向に延びる直線状の横切刃６ｃとされている。

【0026】

従って、第２の側面４において前切刃６ｂに連なる切刃６の前逃げ面４ａと、四角形面２において横切刃６ｃに連なる切刃６の横逃げ面２ａも、鋭角に交差する方向に延びることになる。なお、これらの前逃げ面４ａと横逃げ面２ａとは平面状に形成されている。また、前切刃６ｂと横切刃６ｃは、図２および図４に示すようにコーナ刃６ａから離れるに従い漸次切刃６が形成された第１の側面３とは反対の第１の側面３側に向けて傾斜するように延びている。

【0027】

さらに、第１の側面３には、上記切刃６が形成された範囲において切刃６に沿って延びるように凹溝状のチップブレーカ３ａが形成されている。また、第１の側面３において、これらのチップブレーカ３ａ以外の部分には、四角形面２に垂直な平坦面３ｂが形成されており、この平坦面３ｂは切刃６よりもインサート本体１の外方に突出した位置に形成されている。

【0028】

さらにまた、上記第２の側面４には、２つの第１の側面３における鋭角のコーナ部Ｃに連なる２箇所にそれぞれ凸部７が設けられ、第１の側面３のこれら２つの凸部７は、それぞれ、第２の側面４と四角形面２との交差稜線に沿う方向において第１の側面３の鈍角のコーナ部Ｄを向く段差面７ａを有している。すなわち、第２の側面４には、上記四角形面２との交差稜線部に、２つの第１の側面３のうち一方の第１の側面３における鈍角のコーナ部Ｄから他方の第１の側面３における鋭角のコーナ部Ｃに向けてインサート本体１の外方に突出する段差面７ａを備えた凸部７が形成されている。

【0029】

この凸部７は、その外周面が、コーナ刃６ａに連なる上記他方の第１の側面３のコーナ逃げ面７ｂとされて凸円筒面状とされたものであり、上記段差面７ａは、上記一方の第１の側面３の前切刃６ｂに連なる平面状の前逃げ面４ａと、この凸部７の外周面との境界に形成されている。この段差面７ａは、取付孔５の中心線Ｏ方向から見て、図２に示すように第１の側面３の鈍角のコーナ部Ｄに連なる部分である第２の側面４の前逃げ面４ａと四角形面２との交差稜線Ｌに対して９０°～１３５°の範囲の角度θで交差する方向に延びており、特に本実施形態では、この角度θは鈍角である。

【0030】

このように構成された切削インサートは、図６～図１１に示す工具本体１１の先端部に形成されたインサート取付座１２に、図１２に示すクランプネジ１３によって着脱可能に取り付けられて、図１３～図１９に示す本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を構成する。この実施形態の切削インサートおよび刃先交換式切削工具は、いわゆる右勝手の切削インサートおよび刃先交換式切削工具である。

【0031】

工具本体１１は、鋼材等により先端側（図６、図８、図９において左側。図７では右側）の切刃部１１Ａが後端側（図６、図８、図９において右側。図７では左側）のシャンク部１１Ｂの一方の側面（図８における下側の側面。図９における上側の側面。図１０における右側の側面）１１ａ側に偏ってシャンク部１１Ｂよりも薄肉とされた略長方形の板状に形成されている。

【0032】

上記インサート取付座１２は、この切刃部１１Ａの一方の側面１１ａの上端部（図６および図１０における上側の端部）に、一方の側面１１ａから凹むように凹状に形成されている。なお、工具本体１１の上記一方の側面１１ａと、この一方の側面１１ａとは反対側を向く他方の側面１１ｂには、切刃部１１Ａとシャンク部１１Ｂとの境界部に、これらの側面１１ａ、１１ｂに対向する側面視において工具本体１１の後端側に凹となる凹円弧状の段部１１ｃが形成されている。

【0033】

このインサート取付座１２は、工具本体１１の上記一方の側面１１ａに垂直に延びて工具本体１１の上端部側を向く平面状の底面１２ａと、この底面１２ａに対して垂直で上記一方の側面１１ａから一段凹む平面状の第１の壁面１２ｂと、底面１２ａに垂直で工具本体１１の先端側を向き、工具本体１１の後端側に向かうに従い第１の壁面１２ｂに近づくように延びる傾斜平面状の第２の壁面１２ｃとを備えている。第１の壁面１２ｂには、クランプネジ１３がねじ込まれるネジ孔１２ｄが形成されている。

【0034】

図６に示すように、インサート取付座１２の底面１２ａは工具本体１１の先端側に向かうに従い工具本体１１の下側（図６、図７、図１０、図１１における下側）に向かうように僅かに傾斜して延びているとともに、第１の壁面１２ｂは工具本体１１の先端側に向かうに従い図８に示すように上記一方の側面１１ａ側に向かうように僅かに傾斜して延びている。ネジ孔１２ｄは、その中心線がこの第１の壁面１２ｂに垂直となるように形成されている。

【0035】

また、インサート取付座１２の底面１２ａと第１の壁面１２ｂとが交差する隅角部と、第１の壁面１２ｂと第２の壁面１２ｃとが交差する隅角部には、インサート本体１との干渉を防止するための逃げ部として断面円形の凹所１２ｅが形成されている。さらに、底面１２ａと第２の壁面１２ｃとの間の隅角部には、インサート本体１の上記凸部７が収容される凹部１２ｆが形成されている。さらにまた、クランプネジ１３は、頭部１３ａと雄ネジ部１３ｂとを備え、頭部１３ａの雄ネジ部１３ｂ側を向く裏面１３ｃは、雄ネジ部１３ｂ側に向かうに従い漸次縮径する雄ネジ部１３ｂの中心線を中心とした円錐台状に形成されている。

【0036】

このようなインサート取付座１２に、上記切削インサートのインサート本体１は、２つの四角形面２のうちの１つを第１の壁面１２ｂに当接させるとともに、２つの第１の側面３のうちの１つの第１の側面３の平坦面３ｂを底面１２ａに当接させ、さらにこうして１つの四角形面２と１つの第１の側面３とを第１の壁面１２ｂと底面１２ａに当接させた状態で工具本体１１の後端側に向けられる２つの第２の側面４のうちの１つの第２の側面４を第２の壁面１２ｃに当接させて、着座させられる。このとき、底面１２ａに当接する１つの第１の側面３側の上記１つの第２の側面４の凸部７は、インサート取付座１２の凹部１２ｆに収容される。なお、横切刃６ｃは、こうして着座させられた状態で、工具本体１１の後端側に向かうに従い工具本体１１の他方の側面１１ｂ側に向かうように僅かに傾斜している。

【0037】

ここで、このように着座させられた状態で、インサート取付座１２のネジ孔１２ｄは、その中心線がインサート本体１の取付孔５の中心線Ｏに対して、僅かに凹部１２ｆ側に偏心するように形成されている。そして、このようにインサート本体１が着座させられた状態から取付孔５に挿通したクランプネジ１３をネジ孔１２ｄにねじ込むと、クランプネジ１３の頭部１３ａの裏面１３ｃが、工具本体１１の一方の側面１１ａ側を向くインサート本体１の四角形面２側の取付孔５の開口部のテーパ面に当接し、雄ネジ部１３ｂが僅かに撓むとともに、その反力によってインサート本体１はインサート取付座１２の第１の壁面１２ｂに対向する方向から見て底面１２ａと第２の壁面１２ｃとが交差する上記凹部１２ｆに向かう方向に引き込まれて着脱可能に取り付けられる。

【0038】

こうして切削インサートが取り付けられた刃先交換式切削工具は、図２０に示すような被削材であるクランクシャフトＷのジャーナル部Ｗ１の外周面からクランクアームＷ２の内側面の内周部の仕上げ加工を行うとともに、これらジャーナル部Ｗ１の外周面とクランクアームＷ２の内側面とが交差する隅角部に内周側に凹む環状溝部Ｗ３を倣い加工によって形成する。

【0039】

クランクシャフトＷはジャーナル部Ｗ１の中心線Ｘ回りに図２２に示す回転方向Ｔに回転可能に支持されている。また、刃先交換式切削工具は、切刃部１１Ａがジャーナル部Ｗ１の外周面に向けられて、インサート取付座１２の底面１２ａに当接したインサート本体１の１つの第１の側面３とは反対の第１の側面３がすくい面としてクランクシャフトＷの回転方向Ｔに対向するように支持される。

【0040】

こうして支持された刃先交換式切削工具は、図２１に白抜き矢線で示すように工具本体１１が前進させられることにより、ジャーナル部Ｗ１の幅方向（中心線Ｘ方向）の中央部からジャーナル部Ｗ１の外周面に切刃６が切り込まれる。次いで、図２３に白抜き矢線で示すように刃先交換式切削工具は、中心線Ｘ方向に工具本体１１の一方の側面１１ａ側に送り出されて専らコーナ刃６ａによる引き加工によってジャーナル部Ｗ１の外周面を仕上げ加工し、さらにジャーナル部Ｗ１の外周側に送られて横切刃６ｃによる引き加工によってクランクアームＷ２の内側面の内周部を仕上げ加工する。

【0041】

さらに、このようにジャーナル部Ｗ１の外周面とクランクアームＷ２の内側面の内周部が仕上げ加工されたなら、図２４に白抜き矢線で示すようにコーナ刃６ａをジャーナルＷ１の外周面とクランクアームＷ２の内側面の内周部とが交差する隅角部に向けてＶ字状に往復移動させることによって倣い加工を施し、この隅角部に断面凹曲線状の環状溝部Ｗ３を形成する。

【0042】

こうして図２４に示したようにクランクシャフトＷの回転方向から見てジャーナル部Ｗ１の外周面の半分と一方のクランクアームＷ２の内側面が仕上げ加工されるとともに環状溝部Ｗ３が形成されたなら、右勝手の切削インサートおよび刃先交換式切削工具をクランクアームＷ２の間から後退させる。

【0043】

次いで工具本体１１の一方の側面１１ａに平行な平面に関して鏡面対称である左勝手の刃先交換式切削工具により、クランクシャフトＷの回転方向から見てジャーナル部Ｗ１の外周面の残りの半分と他方のクランクアームＷ２の内側面を仕上げ加工するとともに、これらのジャーナル部Ｗ１の外周面とクランクアームＷ２の内側面の隅角部に環状溝部Ｗ３を形成する。

【0044】

ここで、上記構成の切削インサートおよび刃先交換式切削工具では、インサート本体１が、横逃げ面２ａを有する四角形面２に開口する取付孔５に挿通されたクランプネジ１３がインサート取付座１２の第１の壁面１２ｂに形成されたネジ孔１２ｄにねじ込まれることにより取り付けられており、すくい面として被削材（クランクシャフトＷ）の回転方向に向けられる第１の側面３の上に上顎状部や固定ネジが覆い被さるように配置されることがない。

【0045】

このため、ジャーナル部Ｗ１およびクランクアームＷ２の仕上げ加工および環状溝部Ｗ３の形成を行う際に切刃６によって生成された切屑は、これら上顎状部や固定ネジに絡まるようなことがなく、本実施形態ではチップブレーカ３ａから平坦面３ｂに乗り上げて分断処理され、クランクアームＷ２の間から円滑に排出される。従って、エンジンのダウンサイズ化によりジャーナル部Ｗ１が幅狭となっても、仕上げ加工されたジャーナル部Ｗ１やクランクアームＷ２が傷付けられたり、工具本体１１の損傷を招いたりすることなく、高品位で安定した切削を行うことができる。

【0046】

また、上記構成の切削インサートは、インサート本体１が取付孔５の中心線Ｏに関して１８０°回転対称形状であるとともに、２つの四角形面２に関して表裏反転対称形状であって、すくい面とされる２つの第１の側面３は平行四辺形状であるので、すくい面とされた第１の側面３の２つの鋭角のコーナ部Ｃのうち１つを、切刃６のコーナ刃６ａがインサート取付座１２の第１の壁面１２ｂとは反対側に位置するように取り付けると、この１つの鋭角のコーナ部Ｃとは反対側の他の１つの鋭角のコーナ部Ｃは、コーナ刃６ａが第１の壁面１２ｂ側に位置することになる。

【0047】

そして、このインサート本体１は、クランプネジ１３によって上述のようにインサート取付座１２の底面１２ａと第２の壁面１２ｃとが交差する方向に引き込まれて取り付けられるので、インサート取付座１２の第１の壁面１２ｂに当接した１つの四角形面２と、第２の壁面１２ｃに当接した第２の側面４のうち上記他の１つの鋭角のコーナ部Ｃに連なる前逃げ面４ａが、第１、第２の壁面１２ｂ、１２ｃに押し付けられるようにして取り付けられる。このため、インサート本体１を、くさびのようにインサート取付座１２に取り付けることができるので、工具本体１１への取付強度を確保して安定した切削加工を行うことが可能となる。

【0048】

さらに、上記構成の切削インサートでは、上記第２の側面４に、２つの第１の側面３における鋭角のコーナ部Ｃに連なる２箇所にそれぞれ凸部７が設けられ、２つの凸部７は、それぞれ、第２の側面４と四角形面２との交差稜線に沿う方向において第１の側面３の鈍角のコーナ部Ｄを向く段差面７ａを有している。また、これに対して、刃先交換式切削工具の工具本体１１のインサート取付座１２には、第２の壁面１２ｃと底面１２ａとの間に、インサート本体１の第２の側面４のうち底面１２ａに当接する第１の側面３側の凸部７が収容される凹部１２ｆが形成されている。

【0049】

このため、切削に使用される切刃６に作用する切削負荷によってインサート本体１を取付孔５の中心線Ｏ回りに回転させる力が作用したときに、万一クランプネジ１３に弛みなどがあっても、こうして凹部１２ｆに収容された凸部７が凹部１２ｆに係合することにより、インサート本体１がインサート取付座１２から脱落してしまうような事態が生じるのを防ぐことができる。従って、このようなインサート本体１の脱落によって切削インサートや工具本体１１、あるいは被削材であるクランクシャフトＷに破損が生じるのも防ぐことができる。

【0050】

なお、この凸部７の上記段差面７ａは、本実施形態のように取付孔５の中心線Ｏ方向から見て、第１の側面３の鈍角のコーナ部Ｄに連なる部分である第２の側面４の前逃げ面４ａと四角形面２との交差稜線Ｌに対して９０°～１３５°の範囲の角度θで交差する方向に延びているのが望ましい。

【0051】

この角度θが９０°未満であると、段差面７ａはインサート本体１の外方に突出するに従い２つの第１の側面３のうち上記一方の第１の側面３の鈍角コーナ部Ｄ側に向かうように上記交差稜線Ｌに対してＶ字状に延びることになり、凸部７に欠けが生じるおそれがある。また、この角度θが１３５°よりも大きい鈍角であると、上述のようにインサート本体１を取付孔５の中心線Ｏ回りに回転させる力が作用した場合に凸部７を凹部１２ｆに係合させて脱落を防止する効果が期待できなくなるおそれがある。

【0052】

なお、上記実施形態ではこの角度θは鈍角であったが、図２５～図２９に示す上記実施形態の変形例の切削インサートのように、この凸部７の段差面７ａが上記交差稜線Ｌに対してなす角度θが９０°で、段差面７ａが交差稜線Ｌに垂直な方向に延びていてもよい。なお、これら図２５～図２９に示す変形例において、図１～図５に示した実施形態と共通する部分には同一の符号を配してある。

【0053】

また、上記実施形態では、上記２つの第１の側面３に、四角形面２に垂直な平坦面３ｂが切刃６よりもインサート本体１の外方に突出するように形成されている。このため、第１の側面３がインサート取付座１２の底面１２ａに当接する際には、この平坦面３ｂが当接することになり、切刃６と底面１２ａとが干渉することがなくなって、インサート本体１を安定して当接させて一層の取付強度の向上を図ることができる。

【符号の説明】

【0054】

１ インサート本体
２ 四角形面
３ 第１の側面
３ａ チップブレーカ
３ｂ 平坦面
４ 第２の側面
５ 取付孔
６ 切刃
６ａ コーナ刃
６ｂ 前切刃
６ｃ 横切刃
７ 凸部
７ａ 段差面
１１ 工具本体
１１ａ 工具本体１１の一方の側面
１２ インサート取付座
１２ａ インサート取付座１２の底面
１２ｂ インサート取付座１２の第１の壁面
１２ｃ インサート取付座１２の第２の壁面
１２ｄ ネジ孔
１２ｆ 凹部
１３ クランプネジ
Ｃ 第１の側面３の鋭角のコーナ部
Ｄ 第１の側面３の鈍角のコーナ部
Ｏ 取付孔５の中心線
Ｌ 四角形面２と第２の側面４との交差稜線
θ 取付孔５の中心線Ｏ方向から見て交差稜線Ｌに対して段差面７ａがなす角度
Ｗ クランクシャフト（被削材）
Ｗ１ ジャーナル部
Ｗ２ クランクアーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】