JP2017164849A - 切削インサート、切削インサート群、および刃先交換式切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切刃部とインサート着座部に位相のずれが設けられていても、逃げ面に幅の異なる部分が形成されるのを避ける。【解決手段】多角形板状のインサート本体１の一対の多角形面のうち一方にすくい面２を備え、他方にはすくい面２と相似状で面積の小さい着座面３を備え、インサート本体１の側面にはすくい面２側に逃げ面５が、着座面３側にはインサート拘束面６が形成され、すくい面２と逃げ面５により切刃部８が、着座面３とインサート拘束面６によってインサート着座部９が形成され、インサート本体１は一対の多角形面の中心を通るインサート中心線Ｃに関して回転対称形状で、逃げ面５とインサート拘束面６はインサート中心線Ｃに交差する方向に延びる段差面１０を介して連なり、切刃部８とインサート着座部９にインサート中心線Ｃ回りにおいて位相のずれを設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、金属等の被削材の切削加工に用いられる切削インサート、複数種のこのような切削インサートにより構成される切削インサート群、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る刃先交換式切削工具に関するものである。

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、多角形の平板状をなし、この多角形をなす側面に、厚さ方向の一方の側に直線を基準とするチップ固定面を残す形態で、そのチップ固定面をベースとして厚さ方向の他方の側に切刃が凸曲面状に形成され、かつ、その凸曲面状の切刃の凸頂部の接線が、チップ固定面の上記直線に対し所定角度傾斜するように、凸曲面状の切刃がチップ固定面に対し位相ずれをもって形成されたものが記載されている。

特開平９−２３４６１９号公報

ところで、このような切削インサートにおいて通常は、上記チップ固定面と切刃のすくい面となる側面との間の側面は、その切刃側の部分が該切刃の逃げ面とされるとともに、チップ固定面側の部分は、切削インサートを刃先交換式切削工具のインサート取付座に取り付ける際にインサート取付座の壁面に当接させられる平面状のインサート拘束面とされる。しかしながら、特許文献１に記載された切削インサートでは、このインサート拘束面と逃げ面とが連続しており、凸曲する切刃に沿って同じく凸曲する逃げ面に幅の大きい部分と小さい部分が形成されてしまう。

このため、切刃の全長を切削に使用するような場合には、逃げ面の幅が小さい部分で強度不足が生じて切削インサートが損傷し易くなってしまう。また、強度を確保しようとして逃げ面の幅が小さい部分の幅を大きくすると、逃げ面の幅の大きな部分でインサート拘束面の幅が小さくなり、切削インサートの取付安定性が損なわれる結果となる。さらに、このような切削インサートを工具本体に取り付けた刃先交換式切削工具では、１つの工具本体によって１つの形態の切削加工を行うことしかできない。

本発明は、このような背景の下になされたもので、切刃の逃げ面が形成された切刃部とインサート拘束面が形成されたインサート着座部とに位相のずれが設けられていても、逃げ面に幅の異なる部分が形成されるのを避けることができて、切刃の全長を切削に使用する場合でも損傷が生じたり、切削インサートの取付安定性が損なわれたりするのを防ぐ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る刃先交換式切削工具を提供することを第１の目的としている。また、本発明は、１つの工具本体でも異なる形態の切削が可能な複数種の上記切削インサートにより構成される切削インサート群を提供することを第２の目的としている。

上記課題を解決して、このような第１の目的を達成するために、本発明の切削インサートは、多角形板状のインサート本体の一対の多角形面のうち、一方の多角形面にすくい面を備えるとともに、他方の多角形面には上記すくい面と相似状で該すくい面よりも面積の小さい着座面を備え、上記一対の多角形面の周りに配置される上記インサート本体の側面には、上記すくい面側に逃げ面が形成されるとともに、上記着座面側にはインサート拘束面が形成され、上記すくい面と上記逃げ面とにより、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃を有する切刃部が形成されるとともに、上記着座面と上記インサート拘束面とによってインサート着座部が形成されており、上記インサート本体は、上記一対の多角形面の中心を通るインサート中心線回りに回転対称形状に形成され、上記逃げ面と上記インサート拘束面とは、上記インサート中心線に交差する方向に延びる段差面を介して連なっているとともに、上記切刃部と上記インサート着座部とに、上記インサート中心線回りにおいて位相のずれを設けたことを特徴とする。

また、本発明の刃先交換式切削工具は、このように構成された切削インサートが、工具本体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る刃先交換式切削工具であって、上記インサート取付座は、上記着座面が着座する取付座底面と、少なくとも２つの上記インサート拘束面が当接する取付座壁面とを備えていることを特徴とする。

上記構成の切削インサートにおいては、インサート本体の切刃が形成された切刃部の逃げ面と、インサート着座部のインサート拘束面とが、上記インサート中心線に交差する方向に延びる段差面を間に介して連なっているので、切刃部とインサート着座部とにインサート中心線回りにおいて位相のずれが設けられていても、逃げ面とインサート拘束面にそれぞれ独立して必要な所定の幅を確保することができる。このため、切削インサートの取付安定性を損なうことなく、切刃の全長を使用するような場合でも切刃部の損傷を防ぐことができて、安定的かつ効率的な切削加工を行うことが可能となる。

なお、このように切刃部とインサート着座部の位相がずらされた切削インサートは、上記インサート中心線方向に上記着座面に対向する方向から見たときに、上記段差面が、上記着座面の１つの角部から該角部に隣接する他の１つの角部に向けて幅広となるように形成されることになる。

また、インサート本体をクランプネジによりインサート取付座に取り付ける場合には、上記インサート本体に上記インサート中心線を中心とする取付孔が形成されることになるが、この取付孔に、上記インサート中心線に沿った断面において内周側に凸となる凸曲線状の凸曲部を形成するとともに、上記インサート拘束面は上記インサート中心線に沿った断面において上記凸曲部の法線に交差するように延びていれば、凸曲部をクランプネジの頭部によって押圧したときに、インサート拘束面をインサート取付座の上記取付座壁面に強く押圧してインサート本体を取り付けることができ、一層の取付安定性の向上を図ることができる。

さらに、上記切刃部は、それぞれ直線状に延びて互いに凸状に曲折する主切刃と副切刃とを上記切刃として有していてもよい。例えば、工具本体が軸線回りに回転させられる刃先交換式転削工具に上記構成の切削インサートを用いる場合に、工具先端側に向けられる切刃の副切刃を上記軸線に垂直な平面上に位置させて工具内周側に配置するとともに主切刃を工具外周側に配置したときに、この主切刃の切り込み角を大きくして高送り加工を行うことができる。これは、上記切刃が、それぞれ直線状に延びて互いに凸状に曲折する第１、第２主切刃と副切刃とを上記切刃として有している場合でも同様である。

また、上記切刃部は、凸曲線状に延びる主切刃を上記切刃として有していてもよい。このような切削インサートを、上記と同じように刃先交換式転削工具に用いた場合に、凸曲線状の主切刃を工具外周側に向けて上記軸線を中心とした円筒面上に位置させることにより、直角肩削り加工において優れた加工壁面精度を得ることができる。

さらにまた、上記切刃部は、一直線状に延びる主切刃を上記切刃として有していてもよい。この場合には、高い切刃強度を得ることができるので、上述のような刃先交換式転削工具に用いた場合に、工具本体を軸線方向先端側に送り出してプランジ加工を行う場合でも、切刃の欠損等を防止することができる。

一方、上記第２の目的を達成するために、本発明の切削インサート群は、上述のような構成を有する切削インサートの複数種により構成される切削インサート群であって、まず第１には、これら複数種の切削インサートが互いに、上記インサート本体における上記切刃部と上記インサート着座部の形状および寸法が同じで、上記位相のずれ量が異なる大きさとされていることを特徴とする。このような切削インサート群の切削インサート同士では、例えば上述のような刃先交換式転削工具に取り付けたときに切り込み角が異なるものとなるので、加工条件に応じた切り込み角による切削を１つの工具本体によって行うことができる。

また、本発明の切削インサート群は、第２に、上記複数種の上記切削インサートは互いに、上記インサート本体における上記切刃部と上記インサート着座部の形状および寸法が同じで、上記位相のずれの向きが異なる方向とされていることを特徴とする。このような切削インサート群の切削インサート同士では、やはり刃先交換式転削工具に取り付けたときに、１種の切削インサートに上述のような切り込み角を与えた場合、他の１種の切削インサートには工具先端側に向けられた切刃が工具内周側に向かうに従い工具後端側に延びるように、いわゆる中低角が与えられるので、工具本体を軸線に対して斜め先端側に送り出して切削を行うランピング加工に用いることができる。

さらに、本発明の切削インサート群は、第３に、上記複数種の上記切削インサートは互いに、上記インサート本体における上記インサート着座部の形状および寸法が同じで、上記切刃部における上記切刃の形状と該切刃部の寸法との少なくとも一方が異なっていることを特徴とする。従って、例えば上述のように切刃部が、それぞれ直線状に延びて互いに凸状に曲折する主切刃と副切刃とを上記切刃として有している切削インサートと、それぞれ直線状に延びて互いに凸状に曲折する第１、第２主切刃と副切刃とを上記切刃として有している切削インサートと、凸曲線状に延びる主切刃を上記切刃として有している切削インサートと、一直線状に延びる主切刃を上記切刃として有している切削インサートとによって、高送り加工、直角肩削り加工、およびプランジ加工を、切削インサートを交換することにより１つの工具本体で行うことができる。

なお、このような本発明の第３の切削インサート群においても、上記複数種の切削インサートは互いに、上記切刃部と上記インサート着座部の上記位相のずれ量が異なる大きさとされていてもよく、また上記切刃部と上記インサート着座部の上記位相のずれの向きが異なる方向とされていてもよい。

さらに、軸線回りに回転される工具本体の外周に形成されたインサート取付座に、上述のようにインサート本体における上記インサート着座部の形状および寸法が同じで、上記切刃部における上記切刃の形状と該切刃部の寸法との少なくとも一方や、位相のずれ量、ずれの向き等が異なる複数種の切削インサートにより構成される切削インサート群のうち、１種の切削インサートが選択的に着脱可能に取り付けられる刃先交換式切削工具においては、上記インサート取付座が、上記着座面が着座する取付座底面と、少なくとも２つの上記インサート拘束面が当接する取付座壁面とを備えているとともに、上記切削インサート群のうちの複数種の上記切削インサートが上記インサート取付座に取り付けられた状態で、これらの切削インサートの上記切刃の外周端の上記軸線回りの回転軌跡がなす円の直径が等しいことが、工具外径の管理の上で望ましい。

以上説明したように、本発明の切削インサートおよび刃先交換式転削工具によれば、切刃部の逃げ面とインサート着座部のインサート拘束面に必要な幅を与えることができ、切削インサートの取付安定性を確保しつつ切刃部の損傷を防いで、安定的で効率的な切削加工を行うことが可能となる。また、本発明の切削インサート群によれば、１つの工具本体で様々な形態の切削加工に対応することができ、効率的かつ経済的である。

本発明の切削インサートの第１の実施形態を示す（ａ）すくい面側から見た平面図、（ｂ）着座面側から見た底面図、（ｃ）側面図である。 本発明の切削インサートの第２の実施形態を示す（ａ）すくい面側から見た平面図、（ｂ）着座面側から見た底面図、（ｃ）側面図である。 本発明の切削インサートの第３の実施形態を示す（ａ）すくい面側から見た平面図、（ｂ）着座面側から見た底面図、（ｃ）側面図である。 本発明の切削インサートの第４の実施形態を示す（ａ）すくい面側から見た平面図、（ｂ）着座面側から見た底面図、（ｃ）側面図である。 図１に示す第１の実施形態の切削インサートに対して位相のずれの向きが逆方向となる本発明の切削インサートの第５の実施形態を示す（ａ）すくい面側から見た平面図、（ｂ）着座面側から見た底面図、（ｃ）側面図である。 図４に示す第４の実施形態の切削インサートに対して位相のずれの向きが逆方向となる本発明の切削インサートの第６の実施形態を示す（ａ）すくい面側から見た平面図、（ｂ）着座面側から見た底面図、（ｃ）側面図である。 本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態において、図１に示す第１の実施形態の切削インサートと図６に示す第６の実施形態の切削インサートを選択的に取り付ける状態を示す斜視図である。 図７に示す実施形態の刃先交換式切削工具に第１の実施形態の切削インサートを取り付けた状態を示す斜視図である。 図８に示す実施形態の側面図である。 図９におけるＺＺ拡大断面図である。 図７に示す実施形態の刃先交換式切削工具に図６に示す第６の実施形態の切削インサートを取り付けた状態を示す側面図である。 図７に示す実施形態の刃先交換式切削工具の１つのインサート取付座に図１に示す第１の実施形態の切削インサートを、他の１つのインサート取付座に図６に示す第６の実施形態の切削インサートを取り付けた状態を示す底面図である。

図１ないし図６は、それぞれ本発明の切削インサートの第１ないし第６の実施形態を示すものであり、互いに共通する要素には同一の符号を配してある。これらの実施形態の切削インサートにおいて、そのインサート本体１は、超硬合金等の硬質材料によって多角形板状、特に四角形板状で、概略的には正方形板状に形成されている。このインサート本体１は、その一対の多角形面（四角形面または正方形面）のうち、一方の多角形面にすくい面２を備えるとともに、他方の多角形面にはすくい面２と相似状ですくい面２よりも面積の小さい着座面３を備えている。

また、すくい面２と着座面３の中央には、これらすくい面２と着座面３がなす正方形の中心を通るインサート中心線Ｃを中心としてインサート本体１を貫通する取付孔４が開口しており、概略正方形板状の各実施形態のインサート本体１は上記インサート中心線Ｃ回りに９０°ずつ回転対称な形状とされている。さらに、各実施形態において、すくい面２と着座面３とは、取付孔４の開口部を除いてインサート中心線Ｃに垂直な方向に延びる平坦面とされている。

さらに、これらすくい面２と着座面３の周りに配置されるインサート本体１の４つの側面には、すくい面２側に逃げ面５が形成されるとともに着座面３側にはインサート拘束面６が形成されている。そして、上記すくい面２と逃げ面５とにより、これらすくい面２と逃げ面５との交差稜線部である該すくい面の４つの辺稜部にそれぞれ切刃７を有する切刃部８が形成されるとともに、着座面３とインサート拘束面６とによってインサート着座部９が形成されている。なお、第１ないし第４の実施形態の切削インサートにおいては、インサート着座部９が互いに同じ寸法と形状を有している。

そして、インサート本体１の側面に形成される逃げ面５とインサート拘束面６とは、インサート中心線Ｃに交差する方向に延びる段差面１０を介して連なっている。この段差面１０は、図１ないし図４の各図（ｃ）に示されるように、インサート拘束面６に滑らかに連なる凹曲面をなした後に、インサート本体１の外周に延びる傾斜面をなして逃げ面５に連なるように形成されており、この傾斜面がインサート中心線Ｃに交差する方向に延びている。

なお、逃げ面５とインサート拘束面６は、間に上記段差面１０を介して互いに略等しい一定の傾斜角で着座面３側からすくい面２側に向かうに従いインサート中心線Ｃから離れるように傾斜している。従って、各実施形態の切削インサートはポジティブタイプの切削インサートとされている。さらに、上記切刃部８とインサート着座部９とには、図１ないし図４の各図（ｂ）に示されるように、インサート中心線Ｃ回りにおいて位相のずれが設けられている。

ここで、図１に示す第１の実施形態の切削インサートでは、すくい面２の４つの辺稜部に形成される上記切刃７が、それぞれ直線状に延びて互いに鈍角に凸状に曲折する長い主切刃７Ａと短い副切刃７Ｂとによって形成されている。また、すくい面２の４つの角部には、インサート中心線Ｃ方向にすくい面２に対向する方向から見て隣接する主切刃７Ａと副切刃７Ｂに接する円弧状のコーナ刃７Ｃが形成されている。

この第１の実施形態において、切刃部８とインサート着座部９にインサート中心線Ｃ回りの位相のずれが設けられているとは、図１（ｂ）に示すようにインサート中心線Ｃ方向に着座面３に対向する方向から見て、インサート中心線Ｃを通り着座面３がなす正方形の１つの辺稜部に直交する直線Ｌ１と、同じくインサート中心線Ｃを通り、着座面のこの１つの辺稜部の反対側に位置するすくい面２の１つの辺稜部に形成された切刃７の長手方向中心において切刃７に直交する直線Ｌ２とが、ずれ量θ１の角度をもってインサート中心線Ｃで交差していることをいう。本実施形態では、直線Ｌ２は、主切刃７Ａ部分に交差するとともに、着座面３に対向する方向から見て直線Ｌ１に対して時計回り方向にずれている。

また、図２に示す第２の実施形態の切削インサートでは、第１の実施形態の主切刃７Ａが、さらに互いに鈍角に凸状に曲折する長い第１主切刃７ａと、この第１主切刃７ａより短く、副切刃７Ｂよりは長い第２主切刃７ｂとによって形成されている。第１主切刃７ａは１つの切刃７において副切刃７Ｂに凸曲折して連なるように配置されている。そして、この第２の実施形態において、直線Ｌ２は、図２（ｂ）に示すように主切刃７Ａの第１主切刃７ａに直交するとともに、直線Ｌ１とインサート中心線Ｃにおいて時計回り方向にずれ量θ２の角度をもって交差しており、これにより切刃部８とインサート着座部９とに位相のずれが設けられる。

さらに、図３に示す第３の実施形態の切削インサートにおいては、切刃７が曲率半径の大きな円弧や楕円弧等の凸曲線状の主切刃７Ｄによって形成されており、この主切刃７Ｄはコーナ刃７Ｃに接している。そして、この第３の実施形態では、着座面３に対向する方向から見たときに、主切刃７Ｄがなす上記円弧や楕円弧等の凸曲線の中心Ｐとインサート中心線Ｃとを通る直線Ｌ３が、直線Ｌ１とインサート中心線Ｃにおいて時計回り方向にずれ量θ３の角度をもって交差することにより、切刃部８とインサート着座部９とに位相のずれが設けられる。なお、この場合の直線Ｌ３は、主切刃７Ｄとその両端部のコーナ刃７Ｃとの接点を結ぶ直線に直交する直線としてもよい。

さらにまた、図４に示す第４の実施形態では、切刃７は一直線状に延びる主切刃７Ｅとされており、直線Ｌ２は、着座面３に対向する方向から見てインサート中心線Ｃを通り、この一直線状の主切刃７Ｅに直交する直線である。そして、第４の実施形態でも、この直線Ｌ２が、該主切刃７Ｅとは反対側の着座面３の辺稜部に直交する直線Ｌ１と、インサート中心線Ｃにおいて時計回り方向にずれ量θ４の角度をもって交差することにより、切刃部８とインサート着座部９とに位相のずれが設けられる。

従って、これら第１ないし第４の実施形態において、段差面１０は、インサート中心線Ｃ方向に着座面３に対向する方向から見たときに、図１ないし図４の各図（ｂ）に示すように着座面３の１つの角部から該角部の反時計回り方向に隣接する他の１つの角部に向かうに従い幅広となるように形成されることになる。なお、ずれ量θ１〜θ４は、３°〜１３°の範囲内とされるのが望ましい。

さらに、図５および図６に示すのは、それぞれ第１、第４の実施形態の切削インサートとともに後述する本発明の第２、第３の実施形態の切削インサート群を構成する本発明の第５、第６の実施形態の切削インサートである。これら、第５、第６の実施形態の切削インサートにおいては、切刃部８とインサート着座部９の形状および寸法が第１、第４の実施形態と同じで、位相のずれ量θ１、θ４も等しく、ただし位相のずれの向きが、第１、第４の実施形態では着座面３に対向する方向から見て直線Ｌ２が直線Ｌ１に対して時計回り方向にずれていたのに対し、反時計回り方向にずれていて、すなわち異なる反対向きとされている。

次に、図７ないし図１１は、このような第１ないし第６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。本実施形態の刃先交換式切削工具は、鋼材等により形成されて軸線Ｏを中心とした概略円盤状の工具本体１１を備えており、この工具本体１１が軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転されつつ所定の方向に送り出されることにより被削材に切削加工を行う刃先交換式の転削工具である。

工具本体１１の先端部外周には周方向に間隔をあけて複数のチップポケット１２が形成されるとともに、このチップポケット１２の工具回転方向Ｔを向く壁面のさらに先端部外周には、工具回転方向Ｔとは反対側に凹むインサート取付座１３が形成されている。このインサート取付座１３は、インサート本体１の着座面３と略等しい面積の正方形状をなして工具回転方向Ｔを向く取付座底面１３ａを備えており、この取付座底面１３ａの中央部にはネジ孔が形成されている。

また、この取付座底面１３ａの工具内周側と工具後端側の辺稜部からは、各実施形態の切削インサートのインサート着座部９におけるインサート中心線Ｃに対するインサート拘束面６の傾斜角と等しい傾斜角で工具回転方向Ｔに向かうに従い上記ネジ孔の中心線から離れるように傾斜する、工具外周側を向く取付座壁面１３ｂと工具先端側を向く取付座壁面１３ｃとが形成されている。ここで、インサート取付座１３の取付座底面１３ａまでの深さは、インサート本体１のインサート着座部９のインサート中心線Ｃ方向の厚さよりも小さく設定されている。

このようなインサート取付座１３に、上記各実施形態の切削インサートは、インサート着座部９の着座面３を取付座底面１３ａに密着させるとともに、周方向に隣接する２つのインサート拘束面６を取付座壁面１３ｂ、１３ｃに当接させて着座させられる。そして、取付孔４に挿通されたクランプネジ１４が上記ネジ孔にねじ込まれることにより、着座面３が取付座底面１３ａに、上記２つのインサート拘束面６を取付座壁面１３ｂ、１３ｃに押し付けられて、切削インサートが工具本体１１に取り付けられる。このように工具本体１１に取り付けられた状態で、インサート本体１の工具外周側に向けられる切刃７には、正のアキシャルレーキ角が与えられる。

なお、取付孔４には、図１０に示すように、インサート中心線Ｃに沿った断面において内周側に凸となる凸曲線状の凸曲部４ａが形成されており、上記インサート拘束面６は同じくインサート中心線ｃに沿った断面において上記凸曲部４ａの法線に交差するように延びている。切削インサートが取り付けられる際には、この図１０に示すようにクランプネジ１４の頭部１４ａの裏面がこの凸曲部４ａを押圧してインサート本体１を押し付けることになる。

このようにして刃先交換式切削工具に取り付けられる上記構成の切削インサートでは、インサート本体１の切刃部８の逃げ面５とインサート着座部９のインサート拘束面６との間に、インサート中心線Ｃと交差する方向に延びる段差面１０が介されており、切刃部８とインサート着座部９とにインサート中心線Ｃ回りにおいて位相のずれが設けられていても、図１ないし図６の各図（ｃ）に示されるように逃げ面５とインサート拘束面６にインサート中心線Ｃ方向に必要な幅をそれぞれ確保することができる。このため、インサート着座部９においては切削インサートの取付安定性を確保することができる一方で、切刃部８においては切刃７の全長を用いる切削でも強度不足による損傷などを防ぐことができ、安定した効率的な切削加工を行うことができる。

また、上記第１の実施形態の切削インサートでは、図１０に示したようにインサート本体１に形成された取付孔４に、インサート中心線Ｃに沿った断面において内周側に凸となる凸曲線状の凸曲部４ａが形成されており、インサート着座部９のインサート拘束面６は同じくインサート中心線Ｃに沿った断面においてこの凸曲部４ａの法線に交差するように延びている。このため、上述のように取付孔４に挿通したクランプネジ１４の頭部１４ａの裏面がこの凸曲部４ａを押圧するときの押圧力は、図１０に矢線Ｆで示すように上記法線に沿ってインサート拘束面６をインサート取付座１３の取付座壁面１３ｃや取付座壁面１３ｂに押し付ける方向に作用するので、一層安定してインサート本体１を固定することができる。

ところで、このように上記法線がインサート拘束面６に交差するように取付孔４に凸曲部４ａを形成するには、インサート拘束面６のインサート中心線Ｃ方向における幅等にもよるが、凸曲部４ａを着座面３よりに配置しなければならず、凸曲部４ａよりもすくい面２側の取付孔４が内径一定の単なる円形孔であると、クランプネジ１４の頭部とすくい面２との間の部分に切屑詰まりが生じるおそれがある。

そこで、このような場合には、すくい面２における取付孔４の開口部の周辺に、図１０に示すように断面凹曲線状の底面を有してすくい面２に切れ上がる環状溝４ｂをインサート中心線Ｃ回りに形成して、クランプネジ１４の頭部頂面が環状溝４ｂの溝底に位置するように配置し、切屑を逃がすようにすればよい。勿論、これら凸曲部４ａや環状溝４ｂの構成は、他の第２ないし第６の実施形態の切削インサートにも適用可能である。

ここで、図１に示した第１の実施形態の切削インサートや図２に示した第２の実施形態の切削インサートが工具本体１１に取り付けられるときには、図９に示すように工具先端側に向けられる切刃７の副切刃７Ｂが工具内周側に位置して工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面Ｓ上に配置され、同じく工具先端側に向けられる主切刃７Ａは工具外周側に向かうに従い工具後端側に向けて傾斜して切り込み角αが与えられるように、上記ずれ量θ１、θ２とインサート取付座１３の取付座壁面１３ｂ、１３ｃの工具回転方向Ｔ側から見たときの傾きが設定される。

さらに、第１の実施形態の切削インサートでは、切刃部８が、それぞれ直線状に延びて互いに凸状に曲折する主切刃７Ａと副切刃７Ｂとを切刃７として有しており、また第２の実施形態の切削インサートでは、このうち主切刃７Ａがさらに凸状に曲折する直線状の第１、第２主切刃７ａ、７ｂにより形成されている。そして、これら第１、第２の実施形態では、工具先端側に向けられる１つの切刃７において、上述のように副切刃７Ｂが工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面Ｓ上に配置するとともに、主切刃７Ａは工具外周側に向かうに従い工具後端側に向けて傾斜して切り込み角αが与えられるように、ずれ量θ１、θ２と取付座壁面１３ｂ、１３ｃの傾きを設定することにより、工具本体１１を軸線Ｏに垂直な方向に送り出すときの送り量を大きく設定した高送り加工を行うことができ、効率的な切削加工を行うことが可能となる。

また、図３に示した第３の実施形態の切削インサートが取り付けられるときでも、図９に示した通りインサート取付座１３の取付座壁面１３ｂ、１３ｃの工具回転方向Ｔ側から見たときの傾きは同じままで、工具先端側に向けられる主切刃７Ｄの両端部のコーナ刃７Ｃとの接点を結ぶ直線が工具外周側に向かうに従い工具後端側に向けて傾斜して軸線Ｏに垂直な平面Ｓに対する切り込み角αが与えられる。さらに、図４に示した第４の実施形態の切削インサートが取り付けられるときでも、やはりインサート取付座１３の取付座壁面１３ｂ、１３ｃの工具回転方向Ｔ側から見たときの傾きは同じまま、工具先端側に向けられる一直線状の主切刃７Ｅが工具外周側に向かうに従い工具後端側に向けて傾斜して軸線Ｏに垂直な平面Ｓに対する切り込み角αが与えられるので、これら第３、第４の実施形態の切削インサートでも高送り加工による効率的な切削加工を行うことができる。

ところで、これら第１ないし第４の実施形態の切削インサートによって上述のような高送り加工を行うときの切り込み角αは、切刃部８とインサート着座部９の形状および寸法が同じで、位相のずれ量θ１〜θ４が異なる大きさの複数種の切削インサートを用意しておいて、これら複数種の切削インサートのうちの１種を他の１種の切削インサートに交換することによって異なる大きさとすることができる。

そこで、本発明の第１の実施形態の切削インサート群として、このような複数種の切削インサートにより構成される切削インサート群において、これら複数種の切削インサートが互いに、インサート本体１における切刃部８とインサート着座部９の形状および寸法が同じで、位相のずれ量θ１〜θ４を異なる大きさとすることにより、こうして切り込み角αを異なる大きさとして、加工条件に応じた切り込み角αによる高送り加工を１つの工具本体１１によって行うことが可能となる。

また、図５に示したように、切刃部８とインサート着座部９の形状および寸法が第１の実施形態の切削インサートと同じで位相のずれ量θ１も等しく、位相のずれの向きが反時計回り方向で異なる向きとされた第５の実施形態の切削インサートを、上記実施形態の刃先交換式切削工具における工具本体１１のインサート取付座１３に取り付けると、工具先端側に向けられる切刃７は、副切刃７Ｂが工具外周側に位置し、これに連なる主切刃７Ａは、工具内周側に向かうに従い工具後端側に向けて延びることになって、この主切刃７Ａにいわゆる中低角が与えられることになる。

このため、そのような第５の実施形態の切削インサートを、上記工具本体１１に取り付けた本発明の一実施形態の刃先交換式切削工具によれば、例えば工具本体１１を軸線Ｏに対して斜め先端側に送り出して切削を行うランピング加工の場合には、こうして中低角が与えられた主切刃７Ａの工具外周側でも切削を行うことができ、効率的なランピング加工を行うことができる。従って、この第５の実施形態の切削インサートと上記第１の実施形態の切削インサートによって第２の実施形態の切削インサート群を構成することにより、切削インサートを交換することで、このようなランピング加工と第１の実施形態の切削インサートによる上記高送り加工とを、１つの工具本体１１で行うことができる。

一方、図６に示した第６の実施形態の切削インサートでは、上述のように第４の実施形態の切削インサートと切刃部８とインサート着座部９の形状および寸法が同じで、位相のずれ量θ４も等しく、ただし位相のずれの向きが反時計回り方向にずれて異なる向きとされており、この第６の実施形態の切削インサートを上記インサート取付座１３に取り付けたときに、図１１に示すようにインサート取付座１３の取付座壁面１３ｂ、１３ｃの工具回転方向Ｔ側から見たときの傾きは同じまま、工具先端側に向けられる一直線状の主切刃７Ｅが工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面Ｓ上に配置されるように設定されている。

このような第６の実施形態の切削インサートを工具本体１１に取り付けた刃先交換式切削工具では、インサート本体１の切刃部８が一直線状に延びる主切刃７Ｅを切刃７として備えており、高い切刃強度を確保することができる。そして、このような主切刃７Ｅが工具本体１１の先端側に向けられて軸線Ｏに垂直な平面Ｓ上に配置されているため、工具本体１１を軸線Ｏに平行に突き出すように送り出すことにより、この主切刃７Ｅを用いて被削材にプランジ加工を行う場合でも、切刃７の欠損等を防いで安定した切削加工を行うことができる。従って、第４、第６の実施形態の切削インサートによって第３の実施形態の切削インサート群を構成すれば、第４の実施形態による高送り加工と第６の実施形態によるプランジ加工を１つの工具本体１１によって行うことができる。

また、同様に、図３に示した第３の実施形態の切削インサートと切刃部８とインサート着座部９の形状および寸法が同じで、位相のずれ量θ３も等しく、ただし位相のずれの向きが反時計回り方向にずれて異なる向きとされた切削インサートを上記インサート取付座１３に取り付けたときでも、工具先端側に向けられる主切刃７Ｄの両端部のコーナ刃７Ｃとの接点を結ぶ直線が工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面Ｓ上に配置されるように設定することができ、この主切刃７Ｄを用いてプランジ加工を行うことができる。従って、そのような切削インサートを第７の実施形態の切削インサートとして、第３の実施形態の切削インサートとともに第４の実施形態の切削インサート群を構成しても、高送り加工とプランジ加工を１つの工具本体１１によって行うことができる。

しかも、このような第７の実施形態の切削インサートにおいては、第３の実施形態の切削インサートと同様に切刃部８の切刃７が円弧や楕円弧等の凸曲線状に延びる主切刃７Ｄによって形成されており、工具先端側に向けられるこのような主切刃７Ｄのコーナ刃７Ｃとの接点を結ぶ直線が工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面Ｓ上に位置するように設定した場合に、上述のようにインサート本体１の工具外周側に向けられる切刃７に正のアキシャルレーキ角が与えられることにより、工具外周側に向けられる主切刃７Ｄは、軸線Ｏ回りにおいては軸線Ｏを中心とした円筒面に近い回転軌跡を描くことになる。このため、第７の実施形態の切削インサートによれば、工具本体１１を軸線Ｏに垂直に送り出して被削材に直角肩削り加工を行う場合において加工壁面の精度の向上を図ることができる。

さらに、本発明の切削インサート群の第５の実施形態として、図１ないし図６に示した第１ないし第６の実施形態の切削インサートや第７の実施形態の切削インサートの少なくとも２種を複数種の切削インサートとするなどして、これら複数種の切削インサートは互いに、インサート着座部９の形状および寸法が同じで、切刃部８の切刃７の形状が異なるように形成されていてもよい。

このような本発明の第５の実施形態の切削インサート群によれば、上述した高送り加工やプランジ加工や直角肩削り加工を、切削インサートを交換することにより、やはり１つの工具本体１１によって行うことができる。なお、この本発明の第５の実施形態の切削インサート群においても、複数種の切削インサート同士は、切刃部８とインサート着座部９の位相のずれ量が異なる大きさとされていてもよく、また切刃部８とインサート着座部９の位相のずれの向きが異なる方向とされていてもよい。

さらに、このような本発明の第５の実施形態の切削インサート群においては、複数種の切削インサートの間で切刃部８の切刃７の形状を異なるようにするのに代えて、あるいはこれと併せて、インサート着座部９の形状および寸法は同じで、切刃部８の寸法が異なる大きさとされていてもよい。この場合の切刃部８の寸法とは、例えばすくい面２に内接する内接円の直径とされる。このような切削インサート群においては、上述のような刃先交換式転削工具において、１つの工具本体１１によって異なる工具外径の切削加工を行うことが可能となる。

また、図１２は、図７ないし図１１に示した実施形態の刃先交換式切削工具において、その工具本体１１の１つのインサート取付座１３（図１２において右側のインサート取付座１３）に図１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るとともに、他の１つのインサート取付座１３（図１２において左側のインサート取付座１３）には図６に示した第６の実施形態の切削インサートが取り付けられた状態を示す、軸線Ｏ方向先端側から見た底面図である。なお、これらの切削インサート同士では、インサート着座部９の形状および寸法が同じで、切刃部８の上記寸法と、切刃部８とインサート着座部９の位相のずれ量およびずれの向きは異なるものとされている。

そして、さらにこの刃先交換式切削工具においては、これら第１の実施形態の切削インサートにおけるインサート本体１の上記切刃７の外周端Ｑが工具本体１１の軸線Ｏ回りの回転軌跡がなす円Ｒの直径Ｄと、第６の実施形態の切削インサートにおけるインサート本体１の上記切刃７の外周端Ｑが工具本体１１の軸線Ｏ回りの回転軌跡がなす円Ｒの直径Ｄとが、図１２に二点差線で示すように互いに等しくなるように設定されている。

従って、このような刃先交換式切削工具（転削工具）においては、上述のようにインサート着座部９の形状および寸法が同じで、切刃部８の寸法と、切刃部８とインサート着座部９の位相のずれ量およびずれの向きとが異なる複数種の切削インサートよりなる切削インサート群を取り付けたときでも、工具外径が上記直径Ｄと等しく一定となるので、このような工具外径の管理を容易とすることができる。勿論、このような刃先交換式切削工具によって実際に切削加工を行うときには、各インサート取付座１３に１種の切削インサートが取り付けられる。

なお、上記各実施形態では、概略正方形板状のインサート本体１を有する切削インサートに本発明を適用した場合について説明したが、同じ四角形板状でも長方形板状や平行四辺形板状、あるいは菱形板状のインサート本体を有する切削インサートに本発明を適用することも勿論可能である。また、四角形板状以外にも、三角形板状やその他の多角形板状のインサート本体を有する切削インサートに本発明を適用することも可能である。

１ インサート本体
２ すくい面
３ 着座面
４ 取付孔
４ａ 凸曲部
４ｂ 環状溝
５ 逃げ面
６ インサート拘束面
７ 切刃
７Ａ、７Ｄ、７Ｅ 主切刃
７ａ 第１主切刃
７ｂ 第２主切刃
７Ｂ 副切刃
７Ｃ コーナ刃
８ 切刃部
９ インサート着座部
１０ 段差面
１１ 工具本体
１２ チップポケット
１３ インサート取付座
１３ａ インサート取付座１３の取付座底面
１３ｂ、１３ｃ インサート取付座１３の取付座壁面
１４ クランプネジ
１４ａ クランプネジ１４の頭部
Ｃ インサート中心線
θ１〜θ４ 切刃部８と着座部９とのずれ量
Ｏ 工具本体１１の軸線
Ｔ 工具回転方向
Ｓ 軸線Ｏに垂直な平面
Ｄ 切刃７の外周端Ｑの軸線Ｏ回りの回転軌跡がなす円Ｒの直径
α 切り込み角

Claims (14)

1. 多角形板状のインサート本体の一対の多角形面のうち、一方の多角形面にすくい面を備えるとともに、他方の多角形面には上記すくい面と相似状で該すくい面よりも面積の小さい着座面を備え、
   上記一対の多角形面の周りに配置される上記インサート本体の側面には、上記すくい面側に逃げ面が形成されるとともに、上記着座面側にはインサート拘束面が形成され、
   上記すくい面と上記逃げ面とにより、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃を有する切刃部が形成されるとともに、上記着座面と上記インサート拘束面とによってインサート着座部が形成されており、
   上記インサート本体は、上記一対の多角形面の中心を通るインサート中心線回りに回転対称形状に形成され、
   上記逃げ面と上記インサート拘束面とは、上記インサート中心線に交差する方向に延びる段差面を介して連なっているとともに、
   上記切刃部と上記インサート着座部とに、上記インサート中心線回りにおいて位相のずれを設けたことを特徴とする切削インサート。
2. 上記インサート中心線方向に上記着座面に対向する方向から見て、上記段差面は、上記着座面の１つの角部から該角部に隣接する他の１つの角部に向けて幅広となるように形成され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。
3. 上記インサート本体には上記インサート中心線を中心とする取付孔が形成されており、この取付孔には上記インサート中心線に沿った断面において内周側に凸となる凸曲線状の凸曲部が形成されるとともに、上記インサート拘束面は上記インサート中心線に沿った断面において上記凸曲部の法線に交差するように延びていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削インサート。
4. 上記切刃部は、それぞれ直線状に延びて互いに凸状に曲折する主切刃と副切刃とを上記切刃として有していることを特徴とする請求項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。
5. 上記切刃は、それぞれ直線状に延びて互いに凸状に曲折する第１、第２主切刃と副切刃とを上記切刃として有していることを特徴とする請求項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。
6. 上記切刃部は、凸曲線状に延びる主切刃を上記切刃として有していることを特徴とする請求項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。
7. 上記切刃部は、一直線状に延びる主切刃を上記切刃として有していることを特徴とする請求項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。
8. 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の複数種により構成される切削インサート群であって、
   これら複数種の上記切削インサートは互いに、上記インサート本体における上記切刃部と上記インサート着座部の形状および寸法が同じで、上記位相のずれ量が異なる大きさとされていることを特徴とする切削インサート群。
9. 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の複数種により構成される切削インサート群であって、
   これら複数種の上記切削インサートは互いに、上記インサート本体における上記切刃部と上記インサート着座部の形状および寸法が同じで、上記位相のずれの向きが異なる方向とされていることを特徴とする切削インサート群。
10. 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の複数種により構成される切削インサート群であって、
    これら複数種の上記切削インサートは互いに、上記インサート本体における上記インサート着座部の形状および寸法が同じで、上記切刃部における上記切刃の形状と該切刃部の寸法との少なくとも一方が異なっていることを特徴とする切削インサート群。
11. 請求項１０に記載の切削インサート群であって、
    上記複数種の切削インサートは互いに、上記切刃部と上記インサート着座部の上記位相のずれ量が異なる大きさとされていることを特徴とする切削インサート群。
12. 請求項１０に記載の切削インサート群であって、
    上記複数種の切削インサートは互いに、上記切刃部と上記インサート着座部の上記位相のずれの向きが異なる方向とされていることを特徴とする切削インサート群。
13. 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、工具本体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る刃先交換式切削工具であって、
    上記インサート取付座は、上記着座面が着座する取付座底面と、少なくとも２つの上記インサート拘束面が当接する取付座壁面とを備えていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
14. 軸線回りに回転される工具本体の外周に形成されたインサート取付座に、請求項１０から請求項１２のうちいずれか一項に記載の切削インサート群のうち、１種の切削インサートが選択的に着脱可能に取り付けられる刃先交換式切削工具であって、
    上記インサート取付座は、上記着座面が着座する取付座底面と、少なくとも２つの上記インサート拘束面が当接する取付座壁面とを備えて、
    上記切削インサート群のうちの複数種の上記切削インサートが上記インサート取付座に取り付けられた状態で、これらの切削インサートの上記切刃の外周端の上記軸線回りの回転軌跡がなす円の直径が等しいことを特徴とする刃先交換式切削工具。

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