特許 7464877 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】2024-04-02

(45)【発行日】2024-04-10

(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】

   B23C 5/20 20060101AFI20240403BHJP

   B23C 5/10 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

B23C5/20

B23C5/10 D

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022509285

(86)(22)【出願日】2021-01-13

(86)【国際出願番号】 JP2021000765

(87)【国際公開番号】W WO2021192499

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-05-10

(31)【優先権主張番号】P 2020056758

(32)【優先日】2020-03-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000233066

【氏名又は名称】株式会社ＭＯＬＤＩＮＯ

(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】村田 智洋

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特許第６３３８２０４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１８／０７００５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／０４６５５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１０／１１０００９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０７３４６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－０８２１６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｃ ５／２０

Ｂ２３Ｃ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多角形板状に形成されたインサート本体の表裏の多角形面に、インサート中心線を中心として前記インサート本体を貫通する取付孔が開口しており、
前記インサート中心線方向から見た平面視において、前記多角形面の辺稜部には、該多角形面のコーナ部に、前記インサート中心線に平行なコーナ刃中心線を中心とした凸円弧状をなすコーナ刃が形成されるとともに、このコーナ刃のコーナ刃第１端部からは該コーナ刃の接線方向に直線状に延びる主切刃が形成され、この主切刃の前記コーナ刃第１端部とは反対側の主切刃第１端部からは該主切刃の前記主切刃第１端部側への延長線に対して後退する副切刃が形成された切削インサートであって、
前記多角形面には、前記コーナ刃から前記多角形面の内側に向かうに従い前記インサート中心線方向に漸次突出するランド部が形成され、
前記ランド部よりも前記多角形面の内側には、該多角形面の内側に向かうに従い前記インサート中心線方向に漸次後退するすくい面部が形成され、
前記ランド部と前記すくい面部との間には、前記コーナ刃中心線に沿った断面において前記ランド部と前記すくい面部とに接する凸曲線状の頂部が形成され、
前記すくい面部よりも前記多角形面の内側には、前記コーナ刃中心線に沿った断面において前記すくい面部の前記多角形面の内側への延長線に対して前記多角形面の内側に向かうに従い前記インサート中心線方向に漸次後退する後壁面部が形成されており、
前記コーナ刃中心線に沿った断面において、前記頂部の前記インサート中心線方向に最も突出した頂点と前記コーナ刃とを結ぶ直線の前記インサート中心線に垂直な基準面に対する角度を、前記基準面に対する前記ランド部の傾斜角θ１とし、
前記頂部の前記頂点と、前記すくい面部から前記後壁面部が前記インサート中心線方向に後退し始める前記すくい面部の前記後壁面部との接点とを結ぶ直線の前記基準面に対する角度を、前記基準面に対する前記すくい面部の傾斜角θ２とするとき、
前記コーナ刃に沿って前記コーナ刃第１端部から、該コーナ刃第１端部とは反対側のコーナ刃第２端部に向けて前記コーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、前記傾斜角θ１が、前記傾斜角θ２以上であることを特徴とする切削インサート。

【請求項2】

前記すくい面部よりも前記多角形面の内側には、前記後壁面部から前記多角形面の内側に延びて前記取付孔の開口部が形成される前記インサート中心線に垂直な平面であるボス面が形成されており、
前記コーナ刃に沿って前記コーナ刃第１端部から、前記コーナ刃第２端部に向けて前記コーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、前記コーナ刃中心線に沿った断面において、前記コーナ刃から前記頂部の前記インサート中心線方向における頂点までの前記コーナ刃中心線に垂直な方向の距離Ｈ１が、前記頂部の前記頂点から前記すくい面部の前記多角形面の内側への延長線と前記ボス面との交点までの前記コーナ刃中心線に垂直な方向の距離Ｈ２以下であ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】

前記コーナ刃に沿って前記コーナ刃第１端部から、前記コーナ刃第２端部に向けて前記コーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、前記コーナ刃中心線に沿った断面において、前記頂部の前記頂点から前記後壁面部と前記ボス面との接点または交点までの前記コーナ刃中心線に垂直な方向の距離Ｈ３と、前記頂部の前記頂点から前記すくい面部の前記多角形面の内側への延長線と前記ボス面との交点までの前記コーナ刃中心線に垂直な方向の距離Ｈ２との比Ｈ３／Ｈ２が０．４５～０．７０の範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。

【請求項4】

前記すくい面部よりも前記多角形面の内側には、前記コーナ刃中心線に沿った断面において前記すくい面部の前記多角形面の内側への延長線に対して前記多角形面の内側に向かうに従い前記インサート中心線方向に漸次後退する後壁面部と、この後壁面部から前記多角形面の内側に延びて前記取付孔の開口部が形成される前記インサート中心線に垂直な平面であるボス面とが形成され、前記コーナ刃に沿って前記コーナ刃第２端部から前記コーナ刃第１端部に向けて前記コーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、これら後壁面部とボス面との接線または交線は前記平面視において円弧状に形成されており、
前記平面視において、前記コーナ刃がなす円弧の半径Ｇ１に対し、前記後壁面部とボス面との接線または交線がなす円弧の半径Ｇ２がなす比Ｇ２／Ｇ１が０．２３～０．８７の範囲内とされている請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の切削インサート。

【請求項5】

前記コーナ刃には、前記インサート中心線に垂直な前記基準面に平行な方向に沿って延びる領域が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の切削インサート。

【請求項6】

前記多角形面は、前記インサート中心線を中心として１８０°回転対称に形成された長方形面であって、この長方形面の１つの対角線上に位置する２つの角部が配置される前記コーナ部に前記コーナ刃が形成されるとともに、このコーナ刃に連なる前記長方形面の短辺部に前記主切刃と前記副切刃とが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の切削インサート。

【請求項7】

前記インサート本体は、表裏反転対称形状であることを特徴とする請求項６に記載の切削インサート。

【請求項8】

軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の切削インサートが、１つの前記多角形面を前記工具回転方向に向けて、この１つの多角形面の前記コーナ部に形成された前記コーナ刃を前記工具本体の先端外周側に向けるとともに、このコーナ刃の前記コーナ刃第１端部から延びる前記主切刃が前記工具本体の内周側に向かうようにして、前記取付孔に挿通されたクランプネジが前記インサート取付座の前記工具回転方向を向く底面にねじ込まれることにより着脱可能に取り付けられていることを特徴とする刃先交換式切削工具。

【請求項9】

刃先交換式切削工具用の工具本体であって、
軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の切削インサートが、１つの前記多角形面を前記工具回転方向に向けて、この１つの多角形面の前記コーナ部に形成された前記コーナ刃を前記工具本体の先端外周側に向けるとともに、このコーナ刃の前記コーナ刃第１端部から延びる前記主切刃が前記工具本体の内周側に向かうようにして、前記取付孔に挿通されたクランプネジが前記インサート取付座の前記工具回転方向を向く底面にねじ込まれることにより着脱可能に取り付け可能に構成されていることを特徴とする工具本体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多角形板状に形成されたインサート本体の表裏の多角形面に、インサート中心線を中心としてインサート本体を貫通する取付孔が形成され、インサート中心線方向から見た平面視において、前記多角形面の辺稜部には、凸円弧状をなすコーナ刃と、このコーナ刃の接線方向に直線状に延びる主切刃と、この主切刃の延長線に対して後退する副切刃とが形成された切削インサート、およびこのような切削インサートが軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられた刃先交換式切削工具に関するものである。
本願は、２０２０年３月２６日に、日本に出願された特願２０２０－５６７５８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

このような切削インサートとして、例えば特許文献１には、長辺と短辺を有し、平面視で略四角形状をなす表面部とこの表面部に対向して配置された裏面部と、前記表面部と前記裏面部のそれぞれの４つの角部に形成されたコーナ部と、前記表面部と前記裏面部を接続する側面部であって２つの長辺方向側面部と２つの短辺方向側面部と、前記表面部の中央部から前記裏面部まで貫通する固定用ネジ挿通穴と、前記表面部および前記裏面部が、前記短辺方向側面部および前記長辺方向側面部と交差する交差稜線部に切刃を有する切刃部とを備えた切削インサートが記載されている。

【0003】

ここで、前記切刃部は、前記表面部および前記裏面部のそれぞれの４つの前記コーナ部のうち、前記固定用ネジ挿通穴の中心線を介して対向する位置に配置された一対の第１のコーナ部に形成された第１のコーナ刃と、前記第１のコーナ刃の前記短辺方向側面部側の端部（Ｓ１）に連なり、前記短辺方向側面部の前記交差稜線部に沿って形成された直線形状をなす主切刃と、前記主切刃の他方の端部（Ｓ２）に連なり、前記表面部および前記裏面部の平面視において前記短辺方向側面部の外側方向に向かって緩やかに突出するとともに、前記主切刃の他方の端部（Ｓ２）から離間するに従って前記主切刃の延長線に対して漸次前記固定用ネジ挿通穴の方向に後退するように配置され、半径Ｒの円弧形状をなす第１副切刃と、前記第１副切刃の他方の端部（Ｓ３）に連なって直線形状をなす第２副切刃とを備えている。

【0004】

また、前記表面部および前記裏面部には、前記固定用ネジ挿通穴の開口部の周囲を含むように形成された基準平坦面部が備えられている。さらに、前記第２副切刃における切刃稜線に垂直な前記第２副切刃のすくい面の断面視において、前記第２副切刃の前記すくい面の断面稜線部は、前記基準平坦面部の断面稜線部に対して前記表面部または前記裏面部の上方に向けて突出した凸形状となっており、前記表面部および前記裏面部は、前記切刃部のすくい面となり前記基準平坦面部と連続するブレーカー面部を備えている。そして、この特許文献１に記載された切削インサートでは、前記第１のコーナ刃側における前記ブレーカー面部と前記基準平坦面部とがなす角度は、前記第２副切れ刃側における前記ブレーカー面部と前記基準平坦面部とがなす角度よりも小さい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】日本国特許第５９６７３３０号公報（Ｂ）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、この特許文献１に記載された切削インサートでは、前記コーナ刃、主切刃、および第１副切刃がホーニングを介してブレーカー面部に連なっているものの、例えばＨＲＣ５０～６５といった高硬度の被削材を切削加工する場合には、これらコーナ刃、主切刃、および第１副切刃の切刃強度が不足気味となってしまって、欠損が生じるおそれがある。特に、このような欠損は、コーナ刃の被削材への切り込み量が小さい場合でも、被削材とコーナ刃との境界部において発生し易い。

【0007】

本発明は、このような背景の下になされたもので、高硬度の被削材を切削加工する場合に、切り込み量に関わらずコーナ刃に欠損が生じるのを防止することが可能な切削インサート、およびこのような切削インサートが着脱可能に取り付けられた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】

前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の一態様の切削インサート（以下、「本発明の切削インサート」と称する。）は、多角形板状に形成されたインサート本体の表裏の多角形面に、インサート中心線を中心として前記インサート本体を貫通する取付孔が開口しており、前記インサート中心線方向から見た平面視において、前記多角形面の辺稜部には、該多角形面のコーナ部に、前記インサート中心線に平行なコーナ刃中心線を中心とした凸円弧状をなすコーナ刃が形成されるとともに、このコーナ刃のコーナ刃第１端部からは該コーナ刃の接線方向に直線状に延びる主切刃が形成され、この主切刃の前記コーナ刃第１端部とは反対側の主切刃第１端部からは該主切刃の前記主切刃第１端部側への延長線に対して後退する副切刃が形成された切削インサートであって、前記多角形面には、前記コーナ刃から前記多角形面の内側に向かうに従い前記インサート中心線方向に漸次突出するランド部が形成され、前記ランド部よりも前記多角形面の内側には、該多角形面の内側に向かうに従い前記インサート中心線方向に漸次後退するすくい面部が形成され、前記ランド部と前記すくい面部との間には、前記コーナ刃中心線に沿った断面において前記ランド部と前記すくい面部とに接する凸曲線状の頂部が形成され、前記すくい面部よりも前記多角形面の内側には、前記コーナ刃中心線に沿った断面において前記すくい面部の前記多角形面の内側への延長線に対して前記多角形面の内側に向かうに従い前記インサート中心線方向に漸次後退する後壁面部が形成されており、前記コーナ刃中心線に沿った断面において、前記頂部の前記インサート中心線方向に最も突出した頂点と前記コーナ刃とを結ぶ直線の前記インサート中心線に垂直な基準面に対する角度を、前記基準面に対する前記ランド部の傾斜角θ１とし、前記頂部の前記頂点と、前記すくい面部から前記後壁面部が前記インサート中心線方向に後退し始める前記すくい面部の前記後壁面部との接点とを結ぶ直線の前記基準面に対する角度を、前記基準面に対する前記すくい面部の傾斜角θ２とするとき、前記コーナ刃に沿って前記コーナ刃第１端部から、該コーナ刃第１端部とは反対側のコーナ刃第２端部に向けて前記コーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、前記傾斜角θ１が、前記傾斜角θ２以上であることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の他態様の刃先交換式切削工具（以下、「本発明の刃先交換式切削工具」と称する。）は、軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、このような切削インサートが、１つの前記多角形面を前記工具回転方向に向けて、この１つの多角形面の前記コーナ部に形成された前記コーナ刃を前記工具本体の先端外周側に向けるとともに、このコーナ刃の前記コーナ刃第１端部から延びる前記主切刃が前記工具本体の内周側に向かうようにして、前記取付孔に挿通されたクランプネジが前記インサート取付座の前記工具回転方向を向く底面にねじ込まれることにより着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
また、本発明の他態様の工具本体（以下、「本発明の工具本体」と称する。）は、刃先交換式切削工具用の工具本体であって、軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、本発明の切削インサートが、１つの前記多角形面を前記工具回転方向に向けて、この１つの多角形面の前記コーナ部に形成された前記コーナ刃を前記工具本体の先端外周側に向けるとともに、このコーナ刃の前記コーナ刃第１端部から延びる前記主切刃が前記工具本体の内周側に向かうようにして、前記取付孔に挿通されたクランプネジが前記インサート取付座の前記工具回転方向を向く底面にねじ込まれることにより着脱可能に取り付け可能に構成されていることを特徴とする工具本体。

【0010】

前記構成の切削インサートでは、前記多角形面に、コーナ刃から多角形面の内側に向かうに従いインサート中心線方向に漸次突出するランド部と、このランド部よりも多角形面の内側に向かうに従いインサート中心線方向に漸次後退するすくい面部とが形成されており、コーナ刃に沿ってコーナ刃第１端部からコーナ刃第２端部に向けてコーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、コーナ刃中心線に沿った断面において、ランド部のインサート中心線に垂直な基準面に対する傾斜角θ１が、すくい面部のインサート中心線に垂直な基準面に対する傾斜角θ２以上とされているので、この範囲内でのコーナ刃に連なる多角形面上のインサート本体のコーナ刃中心線に沿った断面の断面積を大きく確保することができる。

【0011】

すなわち、専らコーナ刃が切削加工に使用される前記範囲内において、コーナ刃に連なる多角形面上のインサート本体の肉厚を厚くして高い切刃強度を与えることができ、高硬度の被削材を切削加工する場合においても、コーナ刃の耐欠損性を向上させることができる。従って、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よれば、このような高硬度の被削材に対しても、長期に渡って安定した切削加工を行うことが可能となる。

【0012】

ここで、前記すくい面部よりも前記多角形面の内側に、前記後壁面部から前記多角形面の内側に延びて前記取付孔の開口部が形成される前記インサート中心線に垂直な平面であるボス面が形成されている場合には、前記コーナ刃に沿って前記コーナ刃第１端部から、前記コーナ刃第２端部に向けて前記コーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、前記コーナ刃中心線に沿った断面において、前記コーナ刃から前記頂部の前記インサート中心線方向における頂点までの前記コーナ刃中心線に垂直な方向の距離Ｈ１が、前記頂部の前記頂点から前記すくい面部の前記多角形面の内側への延長線と前記ボス面との交点までの前記コーナ刃中心線に垂直な方向の距離Ｈ２以下であることが望ましい。

【0013】

このように構成することにより、前記距離Ｈ２は前記距離Ｈ１以上となるので、コーナ刃に連なる多角形面上のインサート本体のコーナ刃中心線に沿った断面の断面積をさらに大きく確保することができ、コーナ刃により高い切刃強度を与えて耐欠損性の一層の向上を図ることができる。

【0014】

なお、この場合には、前記コーナ刃に沿って前記コーナ刃第１端部から、前記コーナ刃第２端部に向けて前記コーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、前記コーナ刃中心線に沿った断面において、前記頂部の前記頂点から前記後壁面部と前記ボス面との接点または交点までの前記コーナ刃中心線に垂直な方向の距離Ｈ３と、前記頂部の前記頂点から前記すくい面部の前記多角形面の内側への延長線と前記ボス面との交点までの前記コーナ刃中心線に垂直な方向の距離Ｈ２との比Ｈ３／Ｈ２が０．４５～０．７５の範囲内であることが望ましい。

【0015】

このように構成することにより、切削加工の際に生成される切屑の排出性向上を図ることができるとともに、後述するようにインサート本体が表裏反転対称形状である場合に、工具本体のインサート取付座の工具回転方向を向く底面に密着させられる着座面となるボス面の面積を確保して、切削インサートを安定してインサート取付座に着座させることが可能となる。

【0016】

すなわち、この比Ｈ３／Ｈ２が０．４５よりも小さいと、切屑とすくい面部との接触距離が短くなるため、切屑の排出方向の制御が不安定となるおそれがある。また、比Ｈ３／Ｈ２が０．７５より大きいと、逆に切屑とすくい面部との接触距離が長くなって切屑の擦過による切削抵抗が増大するとともに、後壁面部が多角形面の内側に後退することになるので、上述のようにインサート取付座の底面に密着させられる着座面となるボス面の面積が小さくなり、切削インサートの着座安定性が損なわれるおそれがある。

【0017】

また、前記と同じく、前記すくい面部よりも前記多角形面の内側に、前記コーナ刃中心線に沿った断面において前記すくい面部の前記多角形面の内側への延長線に対して前記多角形面の内側に向かうに従い前記インサート中心線方向に漸次後退する後壁面部と、この後壁面部から前記多角形面の内側に延びて前記取付孔の開口部が形成される前記インサート中心線に垂直な平面であるボス面とが形成されている場合に、前記コーナ刃に沿って前記コーナ刃第２端部から前記コーナ刃第１端部に向けて前記コーナ刃中心線を中心に４０°の範囲内では、これら後壁面部とボス面との接線または交線を前記平面視において円弧状に形成したときは、前記平面視において、前記コーナ刃がなす円弧の半径Ｇ１に対し、前記後壁面部とボス面との接線または交線がなす円弧の半径Ｇ２がなす比Ｇ２／Ｇ１が０．２３～０．８７の範囲内とされていることが望ましい。

【0018】

すなわち、この比Ｇ２／Ｇ１が０．２３よりも小さいと、コーナ刃中心線方向から見たコーナ刃から後壁面部とボス面との接線または交線までの幅が大きくなり、切屑とランド部やすくい面部との接触距離が長くなって切削抵抗が増大するとともに、後壁面部が多角形面の内側に後退してボス面の面積が小さくなり、切削インサートの着座安定性が損なわれるおそれがある。また、この比Ｇ２／Ｇ１が０．８７よりも大きいと、逆にコーナ刃中心線方向から見たコーナ刃から後壁面部とボス面との接線または交線までの幅が小さくなり、切屑とランド部やすくい面部との接触距離が短くなってしまうため、切屑の排出方向の制御が不安定となるおそれがある。

【0019】

さらに、前記コーナ刃に、前記インサート中心線に垂直な基準面に平行な方向に沿って延びる領域を形成することにより、この領域では、インサート中心線方向においてもコーナ刃からのインサート本体の肉厚を厚くすることができて高い切刃強度を与えることが可能となるので、例えば多数の孔が空いた被削材の加工面を切削加工する場合でも、コーナ刃の耐欠損性を向上させることができる。

【0020】

さらにまた、前記多角形面を、前記インサート中心線を中心として１８０°回転対称に形成された長方形面として、この長方形面の１つの対角線上に位置する２つの角部が配置される前記コーナ部に前記コーナ刃を形成するとともに、このコーナ刃に連なる前記長方形面の短辺部に前記主切刃と前記副切刃とを形成することにより、１つの多角形面において２つずつのコーナ刃、主切刃、および副切刃を使用することができて、効率的かつ経済的である。特に、この場合には、前記インサート本体を、表裏反転対称形状とすることにより、１つのインサート本体において４組のコーナ刃、主切刃、および副切刃を使用することができて、さらに一層効率的かつ経済的である。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、本発明によれば、コーナ刃に高い切刃強度を与えることができるので、コーナ刃の耐欠損性を向上させることが可能となり、高硬度の被削材を切削加工する場合においても、長期に渡って安定した切削加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の切削インサートの第１の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中心線方向から見た平面図である。

【図3】図２における矢線Ｖ方向視の側面図である。

【図4】図２における矢線Ｗ方向視の側面図である。

【図5】図２におけるＣＸ拡大断面図である。

【図6】図２におけるＣＹ拡大断面図である。

【図7】図２におけるＣＺ拡大断面図である。

【図8】図１に示す実施形態が取り付けられる刃先交換式切削工具の工具本体の斜視図である。

【図9】図８に示す工具本体の側面図である。

【図10】図８に示す工具本体に図１に示す実施形態の切削インサートが取り付けられ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11】図１０に示す実施形態の側面図である。

【図12】本発明の切削インサートの第２の実施形態を示す斜視図である。

【図13】図１２に示す実施形態をインサート中心線方向から見た平面図である。

【図14】図１３における矢線Ｖ方向視の側面図である。

【図15】図１３における矢線Ｗ方向視の側面図である。

【図16】図１３におけるＣＸ拡大断面図である。

【図17】図１３におけるＣＹ拡大断面図である。

【図18】図１３におけるＣＺ拡大断面図である。

【図19】本発明の切削インサートの第３の実施形態を示す斜視図である。

【図20】図１９に示す実施形態をインサート中心線方向から見た平面図である。

【図21】図２０における矢線Ｖ方向視の側面図である。

【図22】図２０における矢線Ｗ方向視の側面図である。

【図23】図２０におけるＣＸ拡大断面図である。

【図24】図２０におけるＣＹ拡大断面図である。

【図25】図２０におけるＣＺ拡大断面図である。

【図26】本発明の切削インサートの第４の実施形態を示す斜視図である。

【図27】図２６に示す実施形態をインサート中心線方向から見た平面図である。

【図28】図２７における矢線Ｖ方向視の側面図である。

【図29】図２７における矢線Ｗ方向視の側面図である。

【図30】図２７におけるＣＸ拡大断面図である。

【図31】図２７におけるＣＹ拡大断面図である。

【図32】図２７におけるＣＺ拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１～図７は、本発明の切削インサートの第１の実施形態を示すものである。また、図８および図９は、この第１の実施形態の切削インサートが着脱可能に取り付けられる刃先交換式切削工具の工具本体を示すものであり、図１０および図１１は、この工具本体に、図１～７に示した第１の実施形態の切削インサートが取り付けられ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。

【0024】

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って多角形の板状に形成されたインサート本体１を備えており、このインサート本体１の多角形面２は、本実施形態ではインサート中心線Ｌを中心とする概略長方形面状に形成されている。インサート中心線Ｌは、多角形面２の中心を通過するインサート本体の厚み方向に平行な線である。インサート本体１には、このインサート中心線Ｌを中心とする断面円形の取付孔１Ａが、インサート本体１を貫通するように形成されて、表裏の多角形面２の中央部に開口している。

【0025】

このインサート本体１の前記多角形面２の辺稜部には、インサート中心線Ｌ方向から見た平面視において図２に示すように、多角形面２のコーナ部に、インサート中心線Ｌに平行なコーナ刃中心線Ｃを中心とした凸円弧状をなすコーナ刃３が形成されている。また、このコーナ刃３のコーナ刃第１端部３ａ（多角形面２がなす長方形における短辺側のコーナ刃３の端部）からは、コーナ刃３の接線方向に直線状に延びる主切刃４が形成されている。

【0026】

さらに、この主切刃４の前記コーナ刃第１端部３ａとは反対側の主切刃第１端部４ａからは、主切刃４の主切刃第１端部４ａ側への延長線に対して多角形面２の内側に後退する副切刃５が形成されている。この副切刃５は、本実施形態では、前記平面視において、コーナ刃３よりも半径の大きい凸円弧状をなして前記主切刃第１端部４ａにおいて主切刃４に接する第１副切刃５Ａと、この第１副切刃５Ａの前記主切刃第１端部４ａとは反対側の副切刃第１端部５ａにおいて第１副切刃５Ａと接して直線状に延びる第２副切刃５Ｂとを備えている。

【0027】

本実施形態において、表裏の多角形面２がなす長方形面は、インサート中心線Ｌを中心として１８０°回転対称に形成されており、この長方形面の１つの対角線上に位置する２つの角部が配置されるコーナ部（図２において右下と左上のコーナ部）にコーナ刃３が形成されている。また、主切刃４と副切刃５は、このコーナ刃３に連なる前記長方形面の短辺部に形成される。さらに、本実施形態のインサート本体１は、表裏反転対称形状に形成されており、従って１つのインサート本体１に４組のコーナ刃３、主切刃４および副切刃５が形成される。

【0028】

ここで、インサート本体１において表裏の多角形面２の間に延びる側面には、コーナ刃３、主切刃４、および副切刃５に連なる逃げ面６が形成される。この逃げ面６も含めて、インサート本体１の側面はインサート中心線Ｌに平行に延びており、本実施形態の切削インサートはネガティブタイプの切削インサートとされる。この逃げ面６のうち、副切刃５の第１副切刃５Ａに連なる部分は、表裏の多角形面２の同じ短側面に形成された第１副切刃５Ａ同士で共通の逃げ面６とされている。

【0029】

一方、前記多角形面２には、コーナ刃３、主切刃４、および副切刃５の全長に渡って、図５～図７に示すように多角形面２の内側に向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に、インサート本体１の外側に向けて漸次突出するランド部７が、これらコーナ刃３、主切刃４、および副切刃５に沿って形成されるとともに、このランド部７よりも多角形面２の内側には、多角形面２の内側に向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に、インサート本体１の内側に向けて漸次後退するすくい面部８が形成されている。また、これらランド部７とすくい面部８との間には、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面と主切刃４と副切刃５に直交する断面とにおいてランド部７とすくい面部８とに接する凸曲線状の頂部９が形成されている。

【0030】

さらに、すくい面部８よりも多角形面２の内側には、やはりコーナ刃中心線Ｃに沿った断面において図５～図７に示すように、多角形面２の内側へのすくい面部８の延長線Ｍに対して多角形面２の内側に向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に漸次後退する後壁面部１０が形成されている。また、この後壁面部１０よりも多角形面２の内側には、多角形面２の内側に延びて取付孔１Ａの開口部が形成されるインサート中心線Ｌに垂直な平面であるボス面２Ａが形成されている。

【0031】

ここで、ランド部７は、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面と主切刃４と副切刃５に直交する断面とにおいて直線状に形成されていてもよいが、本実施形態では図５～図７に示すようにコーナ刃中心線Ｃ方向に僅かに凸曲する凸曲線状に形成されている。また、すくい面部８も、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面と主切刃４と副切刃５に直交する断面とにおいて直線状に形成されていてもよいが、本実施形態では同じく図５～図７に示すように、コーナ刃中心線Ｃ方向に僅かに凸曲する凸曲線状に形成されている。

【0032】

さらにまた、後壁面部１０は、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において図５～図７に示すように、本実施形態では後述するように直線状となるすくい面部８の延長線Ｍに対し、多角形面２の内側に向かうに従い凸曲線をなしてインサート中心線Ｌ方向に後退した後、この凸曲線に接する凹曲線をなしてインサート中心線Ｌ方向に後退し、ボス面２Ａに接するように形成されている。

【0033】

そして、コーナ刃３の前記コーナ刃第１端部３ａから、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第１端部３ａとは反対側のコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内では、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において図５～図７に示すように、ランド部７のインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに対する傾斜角θ１が、すくい面部８のインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに対する傾斜角θ２以上とされている。なお、図５～図７においては、インサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐの位置をボス面２Ａの位置に合わせてある。

【0034】

また、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、図５～図７に示すコーナ刃３に連なるランド部７の傾斜角θ１は、１５°～２５°の範囲内とされるのが望ましく、本実施形態ではコーナ刃３の全長に渡って２０°で一定とされている。

【0035】

これに対して、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、図７に示すコーナ刃第１端部３ａにおけるすくい面部８の傾斜角θ２は１７．１°とされ、図６に示すコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃ回りに４０°の位置であるとともに、コーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向けてコーナ刃中心線Ｃ回りに４０°でもある位置のすくい面部８の傾斜角θ２は１６．４°とされ、図５に示すコーナ刃３のコーナ刃第２端部３ｂにおけるすくい面部８の傾斜角θ２は１４．４°とされている。すなわち、本実施形態では、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第１端部３ａとは反対側のコーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内でも、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、ランド部７のインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに対する傾斜角θ１は、すくい面部８のインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに対する傾斜角θ２以上とされ、コーナ刃３の全長に渡ってランド部７の傾斜角θ１がすくい面部８の傾斜角θ２以上とされ、特に傾斜角θ１は傾斜角θ２よりも大きくされている。なお、このコーナ刃３にランド部７および頂部９を介して連なるすくい面部８の傾斜角θ２は、５°～２０°の範囲内とされるのが望ましい。

【0036】

ここで、本実施形態では、ランド部７のコーナ刃中心線Ｃに沿った断面は上述のように僅かに凸曲する凸曲線状をなしているので、このランド部７の傾斜角θ１は、図５～図７に示すようにコーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、コーナ刃３と、頂部９のインサート中心線Ｌ方向に最も突出した頂点９ａとを結ぶ直線Ｎの前記基準面Ｐに対する傾斜角とされる。ただし、ランド部７がコーナ刃中心線Ｃに沿った断面において上述のように直線状に形成されている場合には、ランド部７の傾斜角θ１は、この直線の基準面Ｐに対する傾斜角とすればよい。

【0037】

また、本実施形態では、すくい面部８も、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面が上述のように僅かに凸曲する凸曲線状をなしているので、このすくい面部８の傾斜角θ２は、図５～図７に示すようにコーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、頂部９の前記頂点９ａと、すくい面部８から後壁面部１０がインサート中心線Ｌ方向に後退し始めるすくい面部８の後壁面部１０との接点８ａとを結ぶ直線の前記基準面Ｐに対する傾斜角、すなわちこの直線の多角形面２の内側への延長線Ｍと基準面Ｐ（ボス面２Ａ）との交差角とされる。

【0038】

ただし、このすくい面部８についても、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において上述のように直線状をなしている場合には、すくい面部８の傾斜角θ２は、この直線の前記基準面Ｐに対する傾斜角、すなわちコーナ刃中心線Ｃに沿った断面におけるすくい面部８がなす直線の多角形面２の内側への延長線Ｍと基準面Ｐとの交差角とすればよい。

【0039】

さらに、本実施形態では、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内では、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において図５～図７に示すように、コーナ刃３から頂部９のインサート中心線Ｌ方向における前記頂点９ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離Ｈ１が、この頂部９の頂点９ａからすくい面部８の多角形面２の内側への延長線Ｍとボス面２Ａとの交点２ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離Ｈ２以下とされている。

【0040】

ただし、本実施形態のように、すくい面部８もコーナ刃中心線Ｃに沿った断面においてコーナ刃中心線Ｃ方向に僅かに凸曲する凸曲線状に形成されている場合には、すくい面部８の多角形面２の内側への延長線もコーナ刃中心線Ｃ方向に僅かに凸曲する凸曲線状となる。

【0041】

そこで、このような場合に、前記距離Ｈ２は、図５～図７に示すように、すくい面部８から後壁面部１０がインサート中心線Ｌ方向に後退し始めるすくい面部８と後壁面部１０との接点８ａと頂部９の前記頂点９ａとを結ぶ直線における多角形面２の内側への前記延長線Ｍと、前記ボス面２Ａとの交点までの頂部９の前記頂点９ａからのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離とすればよい。

【0042】

さらにまた、本実施形態では、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内では、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において図５～図７に示すように、頂部９の前記頂点９ａから前記後壁面部１０のボス面２Ａとの接点または交点（本実施形態では接点１０ａ）までのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離Ｈ３と、前記頂部９の頂点９ａからすくい面部８の多角形面２の内側への延長線Ｍとボス面２Ａとの交点２ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の前記距離Ｈ２との比Ｈ３／Ｈ２が０．４５～０．７５の範囲内とされている。

【0043】

なお、特にコーナ刃第１端部３ａにおける距離Ｈ１は０．３５ｍｍ～０．４５ｍｍの範囲内とされるのが望ましく、本実施形態ではコーナ刃３の全長に渡って距離Ｈ１は０．４ｍｍで一定である。これに対して、図７に示すコーナ刃第１端部３ａにおける距離Ｈ２は１．１ｍｍ、距離Ｈ３は０．８ｍｍとされ、図６に示すコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃ回りに４０°の位置の距離Ｈ２は１．２ｍｍ、距離Ｈ３は０．７ｍｍとされ、図５に示すコーナ刃３のコーナ刃第２端部３ｂにおける距離Ｈ２は０．７ｍｍ、距離Ｈ３は０．４ｍｍとされている。

【0044】

すなわち、本実施形態では、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内でも、距離Ｈ１が距離Ｈ２以下とされ、コーナ刃３の全長に渡って距離Ｈ１は距離Ｈ２以下とされている。また、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内では比Ｈ３／Ｈ２が０．４５～０．７５の範囲内とされるとともに、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内でも、比Ｈ３／Ｈ２が０．４５～０．７５の範囲内とされている。

【0045】

さらに、本実施形態では、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内では、後壁面部１０とボス面２Ａとの接線または交線（本実施形態では、接線Ｑ）は、前記平面視において図２に示すように円弧状に形成されている。そして、この平面視において、コーナ刃３がなす円弧の半径Ｇ１に対し、後壁面部１０とボス面２Ａとの接線Ｑの円弧の半径Ｇ２がなす比Ｇ２／Ｇ１は、本実施形態では０．２３～０．８７の範囲内とされている。

【0046】

一方、本実施形態では、前記コーナ刃３に、インサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに平行な方向に沿って延びる平行領域Ａが形成されている。ここで、本実施形態におけるコーナ刃３は、図４に示すようにコーナ刃第２端部３ｂでは、インサート中心線Ｌ方向においてボス面２Ａに近い位置に位置している。

【0047】

そして、コーナ刃３は、このコーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向かうに従い図４に示すようにインサート中心線Ｌ方向に漸次突出しつつ、コーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向けて延び、コーナ刃中心線Ｃ回りにコーナ刃第２端部３ｂから４０°の位置よりも手前の位置において前記インサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに平行な方向に沿って延びる前記平行領域Ａに至る。また、コーナ刃３は、この平行領域Ａに至った後は基準面Ｐに平行な方向に延び、コーナ刃第１端部３ａに達して主切刃４に連なる。

【0048】

さらに、本実施形態では、こうしてコーナ刃３が連なった主切刃４と、この主切刃４に連なる副切刃５のうち、主切刃４側の第１副切刃５Ａも、図３に示すようにコーナ刃第１端部３ａを通りインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに平行な方向に沿って延びる平行領域Ａ上に位置している。一方、この第１副切刃５Ａに連なる第２副切刃５Ｂは、本実施形態では副切刃第１端部５ａとは反対側の副切刃第２端部５ｂに向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に漸次後退する傾斜領域Ｂを備えている。

【0049】

ここで、本実施形態では、図３に示すように、第２副切刃５Ｂのうち副切刃第１端部５ａ側の部分は、インサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに平行な方向に沿って延びる平行領域Ａとされている。そして、この平行領域Ａよりも副切刃第２端部５ｂ側の部分が、この副切刃第２端部５ｂ側に向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に凸となる凸曲線を描きつつインサート中心線Ｌ方向に後退した後に一定の傾斜角でインサート中心線Ｌ方向に漸次後退する傾斜領域Ｂとされている。

【0050】

また、副切刃５の逃げ面６に対向する方向から見て図３に示すように、第２副切刃５Ｂにおける傾斜領域Ｂのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅Ｗ１は、本実施形態では第２副切刃５Ｂにおける平行領域Ａのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅Ｗ２よりも大きくされている。

【0051】

さらに、図示は略するが、副切刃第１端部５ａにおいて副切刃５に直交する断面におけるランド部７の傾斜角θ１は１５°～３５°の範囲内とされるのが望ましく、本実施形態では２０°とされている。また、同じく副切刃第１端部５ａにおいて副切刃５に直交する断面におけるランド部７のインサート中心線Ｌに垂直な方向の距離は０．１５ｍｍ～０．４５ｍｍの範囲内とされるのが望ましく、本実施形態では０．４ｍｍとされている。

【0052】

ここで、このような超硬合金等の硬質材料により形成される切削インサートのインサート本体１は、粉末冶金技術の基本的な工程に沿って製造される。すなわち、インサート本体１が超硬合金製の場合は、炭化タングステン粉末とコバルト粉末を主成分として、必要に応じてクロムやタンタル等を副成分とする顆粒状の造粒粉末を用いて、金型を用いた粉末プレス成形を行う。

【0053】

こうして得られたプレス成形体は、適切な雰囲気と温度に制御された焼結炉内で所定の時間焼結することにより、インサート本体１となる焼結体を製造することができる。インサート本体１の基本的形状は前記金型の設計により反映され、インサート本体１の詳細形状は金型成形によって得られる。さらに、インサート本体１の刃先形状の高精度化を図るために、必要に応じて研削砥石を用いた研削加工を施すこともある。

【0054】

このような構成の切削インサートは、図８および図９に示す刃先交換式切削工具の工具本体１１の先端部外周に形成されたインサート取付座１２に着脱可能に取り付けられて、図１０および図１１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。こうしてインサート取付座１２に取り付けられた切削インサートは、工具本体１１が軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられつつ軸線Ｏに交差する方向に送り出されることにより、前記コーナ刃３、主切刃４、および副切刃５によって被削材に切削加工を行う。

【0055】

工具本体１１は鋼材等の金属材料により前記軸線Ｏを中心とする概略円柱軸状に一体に形成されており、その後端部（図８～図１１において上側部分）は円柱状のままのシャンク部１１Ａとされるとともに、先端部（図８～図１１において下側部分）はシャンク部１１Ａよりも小径の切刃部１１Ｂとされていて、この切刃部１１Ｂに前記インサート取付座１２が形成されている。また、シャンク部１１Ａと切刃部１１Ｂとの間には、工具本体１１の先端側に向かうに従い縮径するテーパネック部１１Ｃが形成されている。

【0056】

工具本体１１の切刃部１１Ｂの外周には、凹溝状のチップポケット１３が周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では、周方向に等間隔に４つ）形成されており、前記インサート取付座１２は、これらのチップポケット１３の工具回転方向Ｔを向く壁面の先端部に、工具回転方向Ｔとは反対側に凹む凹所として形成されている。なお、チップポケット１３の工具回転方向Ｔとは反対側を向く壁面には、工具本体１１内に形成されたクーラント孔１１ａが開口している。

【0057】

インサート取付座１２は、工具回転方向Ｔを向く底面１２ａと、この底面１２ａの工具本体１１における内周側から工具回転方向Ｔに延びて外周側を向く壁面１２ｂ、および底面１２ａの工具本体１１における後端側から工具回転方向Ｔに延びて先端側を向く壁面１２ｃとを備えている。また、底面１２ａと壁面１２ｂ、１２ｃ同士が交差する隅角部および壁面１２ｂ、１２ｃ同士が交差する隅角部には、凹溝状の逃げ部１２ｄが形成されている。

【0058】

底面１２ａは、切削インサートのインサート本体１における多角形面２のボス面２Ａよりも一回り小さな相似形の平面状に形成されており、工具本体１１の後端側に向かうに従い工具回転方向Ｔ側に向かうように僅かに傾斜している。また、この底面１２ａの中央部にはネジ孔１２ｅが底面１２ａに垂直に形成されている。

【0059】

このようなインサート取付座１２に、前記実施形態の切削インサートは、インサート本体１の一方の多角形面２を工具回転方向Ｔに向けるとともに他方の多角形面２のボス面２Ａを底面１２ａに密着させ、前記一方の多角形面２の１つのコーナ部に形成されたコーナ刃３を工具本体１１の先端外周側に向けるとともに、このコーナ刃３のコーナ刃第１端部３ａから延びる主切刃４が工具本体１１の内周側に向かうようにして着座させられる。このとき、前記１つのコーナ部とは前記一方の多角形面２の対角線上に位置する他の１つのコーナ部に交差するインサート本体１の２つの側面は、壁面１２ｂ、１２ｃに当接させられる。

【0060】

そして、こうして着座させられた切削インサートは、工具回転方向Ｔ側から取付孔１Ａに挿通されたクランプネジ１４が底面１２ａのネジ孔１２ｅにねじ込まれることにより、他方の多角形面２のボス面２Ａが底面１２ａに押し付けられるとともに、前記一方の多角形面２の他の１つのコーナ部に交差する２つの側面が壁面１２ｂ、１２ｃに押圧されてインサート取付座１２に着脱可能に取り付けられる。

【0061】

こうしてインサート取付座１２に取り付けられた切削インサートは、底面１２ａが上述のように傾斜していることから、インサート中心線Ｌが工具回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い工具本体１１の後端側に僅かに傾けられ、これによって工具本体１１の先端外周側に向けられたコーナ刃３と、このコーナ刃３から工具本体１１の内周側に延びる主切刃４および副切刃５の逃げ面６には逃げ角が与えられる。

【0062】

また、この工具本体１１の先端外周側に向けられたコーナ刃３から工具本体１１の内周側に延びる主切刃４は、内周側に向かうに従い工具本体１１の先端側に向かうように僅かに傾斜させられる。すなわち、本実施形態の刃先交換式切削工具は、刃先交換式のラジアスエンドミルである。さらに、この主切刃４に連なる副切刃５は、主切刃第１端部４ａと副切刃第１端部５ａとを結ぶ直線が工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面上に位置するように配設される。

【0063】

このように刃先交換式切削工具の工具本体１１に取り付けられた前記構成の切削インサートにおいては、上述したように前記多角形面２に、コーナ刃３から多角形面２の内側に向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に漸次突出するランド部７と、このランド部７よりも多角形面２の内側に向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に漸次後退するすくい面部８とが形成されている。

【0064】

そして、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内においては、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、前記ランド部７のインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに対する傾斜角θ１が、前記すくい面部８のインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに対する傾斜角θ２以上とされている。

【0065】

このため、上述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では、専ら切削加工に使用されるコーナ刃３のコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃ回りに４０°の範囲内で、コーナ刃３に連なる多角形面２上のインサート本体１のコーナ刃中心線Ｃに沿った断面の断面積を特にコーナ刃３側で大きく確保することができる。

【0066】

従って、このコーナ刃３に連なる多角形面２上のインサート本体１の肉厚を厚くして高い切刃強度を与えることができるので、コーナ刃３の耐欠損性を向上させることができ、高硬度の被削材を切削加工する場合においても、長期に渡って安定した切削加工を行うことが可能となる。特に、本実施形態では、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向けてコーナ刃中心線Ｃ回りに４０°の範囲内でも前記傾斜角θ１が前記傾斜角θ２以上とされ、すなわちコーナ刃３の全長に渡って前記傾斜角θ１が前記傾斜角θ２以上とされているので、コーナ刃３の全長を使用するような場合でも、コーナ刃３の耐欠損性を向上させることができる。

【0067】

また、本実施形態では、これらランド部７とすくい面部８との間に、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面においてランド部７とすくい面部８とに接する凸曲線状の頂部９が形成されるとともに、すくい面部８よりも多角形面２の内側には、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面においてすくい面部８の多角形面２の内側への延長線Ｍに対して多角形面２の内側に向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に漸次後退する後壁面部１０と、この後壁面部１０から多角形面２の内側に延びて取付孔１Ａの開口部が形成されるインサート中心線Ｌに垂直な平面Ｐであるボス面２Ａとが形成されている。

【0068】

そして、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の前記範囲内では、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、コーナ刃３から頂部９のインサート中心線Ｌ方向における頂点９ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離Ｈ１が、頂部９の頂点９ａからすくい面部８の多角形面２の内側への延長線Ｍとボス面２Ａとの交点２ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離Ｈ２以下とされている。

【0069】

従って、本実施形態によれば、ランド部７の多角形面２の内側に配設される頂部９からすくい面部８に沿って延長線Ｍがボス面２Ａに達するまでの前記距離Ｈ２が、ランド部７の幅である前記距離Ｈ１以上となる。このため、コーナ刃３に連なる多角形面２上のインサート本体１のコーナ刃中心線Ｃに沿った断面の断面積をさらに大きく確保することができ、コーナ刃３に一層高い切刃強度を与えることが可能となって耐欠損性をより確実に向上させることができる。なお、ランド部７の幅である前記距離Ｈ１は、本実施形態ではコーナ刃第２端部３ｂから主切刃第１端部４ａにかけて一定である。

【0070】

さらに、本実施形態では、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の前記範囲内で、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、前記頂部９の頂点９ａから前記後壁面部１０とボス面２Ａとの接点１０ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離Ｈ３と、前記頂部９の頂点９ａからすくい面部８の多角形面２の内側への延長線Ｍとボス面２Ａとの交点２ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離Ｈ２との比Ｈ３／Ｈ２が０．４５～０．７５の範囲内とされている。

【0071】

このため、切削加工の際にコーナ刃３、主切刃４、および副切刃５によって生成される切屑の排出性を向上させることができるとともに、本実施形態のようにインサート本体１が表裏反転対称形状である場合に、工具本体１１のインサート取付座１２の前記底面１２ａに密着させられる着座面となるボス面２Ａの面積を大きく確保して、切削インサートを安定してインサート取付座１２に着座させることが可能となる。

【0072】

ここで、この比Ｈ３／Ｈ２が０．４５よりも小さいと、切屑とすくい面部８との接触距離が短くなるため、切屑の排出方向の制御が不安定となるおそれがある。また、この比Ｈ３／Ｈ２が０．７５より大きいと、逆に切屑とすくい面部８との接触距離が長くなって切屑の擦過による切削抵抗が増大するとともに、後壁面部１０が多角形面の内側に後退することになるので、上述のようにインサート取付座１２の前記底面１２ａに密着させられる着座面となる多角形面２のボス面２Ａの面積が小さくなり、切削インサートの着座安定性が損なわれるおそれがある。

【0073】

さらにまた、本実施形態では、コーナ刃３に沿ってコーナ刃第２端部３ｂからコーナ刃第１端部３ａに向けてコーナ刃中心線Ｃを中心に４０°の範囲内で、前記後壁面部１０とボス面２Ａとの接線Ｑが前記平面視において凹円弧状に形成されている。そして、前記平面視において、コーナ刃３がなす円弧の半径Ｇ１に対し、後壁面部１０とボス面２Ａとの接線Ｑの凹円弧の半径Ｇ２がなす比Ｇ２／Ｇ１が０．２３～０．８７の範囲内とされている。

【0074】

このため、やはり切削インサートの着座安定性を向上させることができるとともに、切屑の排出方向を制御しやすくなる。すなわち、この比Ｇ２／Ｇ１が０．２３よりも小さいと、後壁面部１０が多角形面２の内側に後退してボス面２Ａの面積が小さくなり、切削インサートの着座安定性が損なわれるおそれがあるとともに、コーナ刃中心線Ｃ方向から見たコーナ刃３から後壁面部１０とボス面２Ａとの接線Ｑまでの幅は大きくなり、切屑とランド部７やすくい面部８との接触距離が長くなって切削抵抗が増大するおそれもある。

【0075】

また、逆にこの比Ｇ２／Ｇ１が０．８７よりも大きいと、コーナ刃中心線Ｃ方向から見たコーナ刃３から後壁面部１０とボス面２Ａとの接線Ｑまでの幅が小さくなり、切屑とランド部７やすくい面部８との接触距離が短くなってしまうため、切屑の排出方向の制御が不安定となるおそれがある。

【0076】

なお、本実施形態では、後壁面部１０がボス面２Ａに接しているため、前記距離Ｈ３や前記半径Ｇ２は、これらボス面２Ａと後壁面部１０との接点１０ａや接線Ｑに基づいているが、後壁面部１０がボス面２Ａに角度をもって交差している場合には、これらボス面２Ａと後壁面部１０との交点や交線に基づけばよい。

【0077】

さらに、本実施形態では、前記多角形面２が、インサート中心線Ｌを中心として１８０°回転対称に形成された長方形面とされており、この長方形面の１つの対角線上に位置する２つの角部が配置されるコーナ部にコーナ刃３が形成されるとともに、このコーナ刃３に連なる前記長方形面の短辺部に主切刃４と副切刃５とが形成されているので、１つの多角形面２において２つずつのコーナ刃３、主切刃４、および副切刃５を使用することができて、効率的かつ経済的である。

【0078】

しかも、本実施形態では、このような長方形面状の多角形面２を有するインサート本体１が表裏反転対称形状とされており、従って１つのインサート本体１において４組のコーナ刃３、主切刃４、および副切刃５を使用することができるので、さらに一層効率的かつ経済的である。

【0079】

一方、本実施形態では、前記コーナ刃３に、インサート中心線Ｃに垂直な基準面Ｐに平行な方向に沿って延びる平行領域Ａが形成されており、この平行領域Ａでは、インサート中心線Ｌ方向においてもコーナ刃３からのインサート本体１の肉厚を厚くすることができる。このため、コーナ刃３に高い切刃強度を与えることが可能となるので、例えば多数の孔が空いた被削材の加工面を切削加工する場合でも、コーナ刃３の耐欠損性を一層向上させることができる。

【0080】

また、本実施形態では、この平行領域Ａに沿って延びたコーナ刃３とコーナ刃第１端部３ａにおいて連なる主切刃４と、この主切刃４に主切刃第１端部４ａにおいて連なる副切刃５のうち主切刃４側の第１副切刃５Ａも、コーナ刃第１端部３ａを通りインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに平行な方向に沿って延びる平行領域Ａ上に位置している。このため、これら主切刃４および副切刃５の第１副切刃５Ａにおいても、インサート中心線Ｌ方向の肉厚を確保して切刃強度を向上させることができ、多数の孔が空いた被削材等の切削加工において高い耐欠損性を得ることができる。

【0081】

しかも、本実施形態では、副切刃５において副切刃第１端部５ａにおいて第１副切刃５Ａに連なる第２副切刃５Ｂの副切刃第１端部５ａ側の部分も、コーナ刃第１端部３ａを通りインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに平行な方向に沿って延びる平行領域Ａ上に位置しているので、１刃当たりの送り量が大きい場合でも耐欠損性の向上を図ることが可能となる。なお、この平行領域Ａは、厳密にインサート中心線Ｌに垂直な基準面Ｐに平行に位置していなくても、例えば製造誤差の範囲にあって基準面Ｐに対して０．５°以内の角度の誤差があってもよい。

【0082】

その一方で、副切刃５において第１副切刃５Ａに連なる第２副切刃５Ｂは、本実施形態では副切刃第１端部５ａとは反対側の副切刃第２端部５ｂに向かうに従いインサート中心線Ｌ方向に漸次後退する傾斜領域Ｂを備えている。ここで、この第２副切刃５Ｂは、インサート本体１がインサート取付座１２取り付けられた状態で、工具本体１１の内周側に向かうに従い後端側に向かうように僅かに傾斜することになり、工具本体１１を軸線Ｏに対して斜めに送り出す傾斜切削加工を行うときに専ら使用される。従って、本実施形態によれば、このような傾斜切削加工の場合でも、第２副切刃５Ｂの耐欠損性を向上させることができる。

【0083】

しかも、本実施形態では、副切刃５の逃げ面６に対向する方向から見て、第２副切刃５Ｂにおける傾斜領域Ｂのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅Ｗ１が、第２副切刃５Ｂにおける平行領域Ａのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅Ｗ２よりも大きくされている。このため、上述のような傾斜切削加工において切り込み量が大きい場合でも、第２副切刃５Ｂの耐欠損性を一層確実に確保することができる。

【0084】

また、本実施形態では、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、コーナ刃３に連なるランド部７の傾斜角θ１は、１５°～２５°の範囲内とされており、これは、コーナ刃３と主切刃４との境界となるコーナ刃第１端部３ａでも同様である。このため、このコーナ刃３と主切刃４との境界となるコーナ刃第１端部３ａにおいて、切削抵抗の低減を図りつつ耐欠損性を維持することができる。

【0085】

すなわち、このコーナ刃第１端部３ａにおけるランド部７の傾斜角θ１が１５°を下回ると、刃物角が小さくなって高硬度の被削材の切削加工における耐欠損性を確保することが困難となるおそれがある。その一方で、このコーナ刃第１端部３ａにおけるランド部７の傾斜角θ１が２５°を上回ると、ランド部７が立ち上がりすぎて切削抵抗の増大を招くおそれがある。

【0086】

さらに、本実施形態では、このコーナ刃３と主切刃４との境界となるコーナ刃第１端部３ａにおける前記距離Ｈ１が０．３５ｍｍ～０．４５ｍｍの範囲内とされており、これによってもコーナ刃３と主切刃４との境界となるコーナ刃第１端部３ａにおいて、切削抵抗の低減を図りつつ耐欠損性を維持することができる。

【0087】

すなわち、このコーナ刃第１端部３ａにおけるランド部７の前記距離Ｈ１が０．３５ｍｍを下回ると、ランド部７が幅狭となって高硬度の被削材の切削加工における耐欠損性を確保することが困難となるおそれがある。その一方で、このコーナ刃第１端部３ａにおけるランド部７の前記距離Ｈ１が０．４５ｍｍを上回ると、ランド部７が長くなって切屑の接触による切削抵抗の増大を招くおそれがある。

【0088】

さらにまた、本実施形態では、副切刃５の第１副切刃５Ａと第２副切刃５Ｂのと境界となる副切刃第１端部５ａにおいて副切刃５に直交する断面におけるランド部７の傾斜角θ１が１５°～３５°の範囲内とされている。このため、このコーナ刃第１端部３ａにおける耐欠損性の向上を図るとともに切削抵抗の低減を促すことができる。

【0089】

すなわち、この副切刃第１端部５ａにおけるランド部７の傾斜角θ１が１５°を下回ると、副切刃５の刃物角が小さくなって高硬度の被削材を切削加工する際に欠損が生じ易くなってしまう。その一方で、この副切刃第１端部５ａにおけるランド部７の傾斜角θ１が３５°を上回ると、やはり副切刃５のランド部７が立ち上がりすぎて切削抵抗の増大を招くおそれがある。

【0090】

また、本実施形態では、同じく副切刃第１端部５ａにおいて副切刃５に直交する断面におけるランド部７のインサート中心線Ｌに垂直な方向の距離は０．１５ｍｍ～０．４５ｍｍの範囲内とされており、これによってもコーナ刃第１端部３ａにおける耐欠損性の向上を図るとともに切削抵抗の低減を促すことができる。

【0091】

すなわち、この副切刃第１端部５ａにおけるランド部７のインサート中心線Ｌに垂直な方向の距離は０．１５ｍｍを下回ると、ランド部７が短くなって高硬度の被削材を切削加工する際に欠損が生じ易くなってしまう。その一方で、この副切刃第１端部５ａにおけるランド部７のインサート中心線Ｌに垂直な方向の距離が０．４５ｍｍを上回ると、やはり副切刃５のランド部７が長くなりすぎて切屑の接触による切削抵抗の増大を招くおそれがある。

【0092】

次に、図１２～図１８は、本発明の切削インサートにおける第２の実施形態を示すものであり、図１９～図２５は、本発明の切削インサートにおける第３の実施形態を示すものであり、図２６～図３２は、本発明の切削インサートにおける第４の実施形態を示すものである。これら第２～第４の実施形態の切削インサートにおいて、図１～図７に示した本発明の第１の実施形態の切削インサートと共通する部分には、同一の符号を配して説明を省略する。

【0093】

図１２～図１８に示す第２の実施形態の切削インサートでは、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、図１８に示すコーナ刃第１端部３ａにおけるすくい面部８の傾斜角θ２は１７．０°とされるとともに、前記距離Ｈ３は０．９ｍｍとされており、図１７に示すコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃ回りに４０°の位置におけるすくい面部８の傾斜角θ２は１６．３°とされ、図１６に示すコーナ刃３のコーナ刃第２端部３ｂにおけるすくい面部８の傾斜角θ２は１４．２°とされるとともに、前記距離Ｈ２は０．８ｍｍとされている。これら以外の諸元は第１の実施形態と同じである。

【0094】

また、図１９～図２５に示す第３の実施形態の切削インサートでは、コーナ刃中心線Ｃに沿った断面において、図２５に示すコーナ刃第１端部３ａにおけるランド部７の傾斜角θ１は２０°、すくい面部８の傾斜角θ２は１７°、前記距離Ｈ２は１．１ｍｍとされ、図２４に示すコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃ回りに４０°の位置におけるすくい面部８の傾斜角θ２は１６．９°、前記距離Ｈ２は１．１ｍｍ、前記距離Ｈ３は０．８ｍｍとされ、図２３に示すコーナ刃３のコーナ刃第２端部３ｂにおけるランド部７の傾斜角θ１は２０°、すくい面部８の傾斜角θ２は９．３°、前記距離Ｈ２は１．３ｍｍ、前記距離Ｈ３は０．５ｍｍとされている。これら以外の諸元は第１の実施形態と同じである。

【0095】

さらに、図２６～図３２に示す第４の実施形態の切削インサートでは、図３２に示すコーナ刃第１端部３ａにおけるすくい面部８の傾斜角θ２は１６．９°、前記距離Ｈ２は１．１ｍｍとされ、図３１に示すコーナ刃第１端部３ａからコーナ刃第２端部３ｂに向けてコーナ刃中心線Ｃ回りに４０°の位置におけるすくい面部８の傾斜角θ２は１６．９°、前記距離Ｈ２は１．１ｍｍ、前記距離Ｈ３は０．８ｍｍとされ、図３０に示すコーナ刃３のコーナ刃第２端部３ｂにおけるランド部７の傾斜角θ１は２０°、すくい面部８の傾斜角θ２は１１．５°、前記距離Ｈ２は１．０ｍｍ、前記距離Ｈ３は０．５ｍｍとされている。これら以外の諸元は第１の実施形態と同じである。

【0096】

このような第２～第４の実施形態の切削インサートにおいても、ランド部７の前記傾斜角θ１がすくい面部８の前記傾斜角θ２以上とされているので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、このうち第３、第４の実施形態では、副切刃５の逃げ面６に対向する方向から見て、第２副切刃５Ｂにおける傾斜領域Ｂのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅Ｗ１は、第２副切刃５Ｂにおける平行領域Ａのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅Ｗ２よりも大きくされてはおらず、略等しいか、第２副切刃５Ｂにおける傾斜領域Ｂのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅Ｗ１が、第２副切刃５Ｂにおける平行領域Ａのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅Ｗ２よりも小さくされている。

【産業上の利用可能性】

【0097】

刃先交換式切削工具を用いて、高硬度の被削材を切削加工する場合においても、長期に渡って安定した切削加工を行うことができる。

【符号の説明】

【0098】

１ インサート本体
１Ａ 取付孔
２ 多角形面
２Ａ ボス面
２ａ コーナ刃中心線Ｃに沿った断面における頂部９の頂点９ａからすくい面部８の多角形面２の内側への延長線Ｍとボス面２Ａとの交点
３ コーナ刃
３ａ コーナ刃第１端部
３ｂ コーナ刃第２端部
４ 主切刃
４ａ 主切刃第１端部
５ 副切刃
５Ａ 第１副切刃
５Ｂ 第２副切刃
５ａ 副切刃第１端部
５ｂ 副切刃第２端部
６ 逃げ面
７ ランド部
８ すくい面部
８ａ すくい面部８の後壁面部１０との接点
９ 頂部
９ａ 頂部９の頂点
１０ 後壁面部
１０ａ コーナ刃中心線Ｃに沿った断面における後壁面部１０とボス面２Ａとの接点
１１ 工具本体
１２ インサート取付座
１３ チップポケット
１４ クランプネジ
Ｌ インサート中心線
Ｃ コーナ刃中心線
Ｍ コーナ刃中心線Ｃに沿った断面における頂部９の頂点９ａからすくい面部８の多角形面２の内側への延長線
Ｎ コーナ刃中心線Ｃに沿った断面におけるコーナ刃３と頂部９の頂点９ａとを結ぶ直線
Ｐ 基準面
Ｑ ボス面２Ａと後壁面部１０との接線
θ１ ランド部７の傾斜角
θ２ すくい面部８の傾斜角
Ｈ１ コーナ刃中心線Ｃに沿った断面におけるコーナ刃３から頂部９の頂点９ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離
Ｈ２ コーナ刃中心線Ｃに沿った断面における頂部９の頂点９ａから交点２ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離
Ｈ３ コーナ刃中心線Ｃに沿った断面における頂部９の頂点９ａから接点１０ａまでのコーナ刃中心線Ｃに垂直な方向の距離
Ａ 平行領域
Ｂ 傾斜領域
Ｇ１ コーナ刃３がなす円弧の半径
Ｇ２ 接線Ｑがなす円弧の半径
Ｗ１ 第２副切刃５Ｂにおける傾斜領域Ｂのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅
Ｗ２ 第２副切刃５Ｂにおける平行領域Ａのインサート中心線Ｌに垂直な方向の幅
Ｏ 工具本体１１の軸線
Ｔ 工具回転方向

【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】

【図30】

【図31】

【図32】