JP7484355B2 - 切削インサート - Google Patents

Description

本発明は、多角形板状のインサート本体の多角形面がすくい面とされるとともに、このすくい面の周囲に配置されるインサート本体の側面が逃げ面とされ、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に、すくい面のコーナ部に形成されたコーナ刃から延びる切刃が形成された切削インサート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、すくい面と、このすくい面から突出するように形成されるブレーカー壁面とが形成された端面と、逃げ面と、端面と逃げ面との接続部に形成され、端面に対向する方向から見た端面視において、第１曲率半径を有する円弧状のコーナ切刃と、端面と逃げ面との接続部に形成され、コーナ切刃の一端に接続し、端面視において、第１曲率半径より大きい第２曲率半径、又は、直線からなるワイパー切刃とを備える切削インサートが記載されている。

ここで、ブレーカー壁面は、コーナ切刃から離れるように窪む凹面部と、この凹面部に接続し、コーナ切刃に近づくように盛り上がる凸面部とを備え、凹面部は、コーナ切刃を二等分するように端面を通過する第１仮想平面と交差するように形成され、凸面部は、第１仮想平面と離間するように形成されている。

また、第１仮想平面と垂直な第２仮想平面とブレーカー壁面との交線と、コーナ切刃との、端面視における最小距離を第１距離とし、上記交線と、ワイパー切刃との、端面視における最小距離を第２距離としたときに、第１距離よりも第２距離の方が小さいように、ブレーカー壁面は形成されている。

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、ワイパー切刃と上記交線との端面視における距離は、コーナ切刃と接続するワイパー切刃の一端において第２距離より大きく、ワイパー切刃には、丸ホーニングが形成され、コーナ切刃には、チャンファホーニングが形成されている。

特許第６５１２４９９号公報

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、例えば１ｍｍ程度の幅の切屑が生成される場合、この切屑をブレーカー壁面に衝突させることにより、逃げ面にぶつかるようにカールさせるようにしている。ところが、この特許文献１に記載された切削インサートにおけるブレーカー壁面は、コーナ切刃に隣接する上記凹面部と凸面部以外はすくい面の内側に向かうに従い漸次突出する単一の傾斜平面とされている。

従って、そのような特許文献１に記載の切削インサートでは、この傾斜平面によって切屑を分断することは困難であり、傾斜平面に沿って流れ出て逃げ面にぶつかるようにカールさせられた切屑が延び気味となって、切削インサートが取り付けられたバイトのホルダや被削材に絡まるおそれがあった。

本発明は、このような背景の下になされたもので、ブレーカー壁面に衝突した切屑を、このブレーカー壁面によって分断することにより、切屑分断性の向上を図ることが可能な切削インサートを提供することを目的としている。

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、多角形板状のインサート本体の多角形面にすくい面が形成されるとともに、このすくい面の周囲に配置される上記インサート本体の側面には逃げ面が形成され、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に、上記すくい面のコーナ部に形成されたコーナ刃から延びる切刃が形成された切削インサートであって、上記すくい面には、上記切刃から上記すくい面の内側に間隔をあけて上記切刃が延びる方向に沿って延びるブレーカー壁面を有するチップブレーカーが形成されており、このチップブレーカーの上記ブレーカー壁面には、上記切刃側に突出する段差面が、上記すくい面に対向する方向から見て上記コーナ部の２等分線から離れて形成されており、上記コーナ刃からは、該コーナ刃の両端から２つの上記切刃が延びており、上記ブレーカー壁面には、上記すくい面に対向する方向から見て、該ブレーカー壁面が沿って延びる一方の上記切刃と上記コーナ刃を介して交差する他方の上記切刃から、上記他方の上記切刃に垂直な方向に、０．６０ｍｍ～１．５０ｍｍの範囲内の位置に第１の上記段差面と上記ブレーカー壁面との上記一方の切刃側の交差稜線の下端が形成されているとともに、１．２０ｍｍ～１．７０ｍｍの範囲内の位置に第２の上記段差面と上記ブレーカー壁面との上記一方の切刃側の交差稜線の下端が形成されている。

このように構成された切削インサートにおいては、切刃からすくい面の内側に間隔をあけて切刃が延びる方向に沿って延びるチップブレーカーの上記ブレーカー壁面に、上記切刃側に突出する段差面が、すくい面に対向する方向から見て上記コーナ部の２等分線から離れて形成されているので、ブレーカー壁面に衝突した切屑は、この段差面を擦過する際に抵抗を受けてカールさせられ、分断される。

従って、上記構成の切削インサートによれば、切屑分断性を向上させることができて切屑が逃げ面にぶつかる前に延び気味となるのを防ぐことができ、こうして延び気味になった切屑が、切削インサートが取り付けられるバイトのホルダや被削材に絡まるのを防止することができる。このため、長期にわたって円滑かつ安定した切削加工を行うことが可能となる。

ここで、上記段差面は１段であってもよいが、複数段であることが切屑分断性を向上させるために望ましい。そして、このとき、上記コーナ刃から、該コーナ刃の両端から２つの上記切刃が延びている場合に、上記ブレーカー壁面には、上記すくい面に対向する方向から見て、該ブレーカー壁面が沿って延びる一方の上記切刃と上記コーナ刃を介して交差する他方の上記切刃に垂直な方向に、０．６０ｍｍ～１．５０ｍｍの範囲内の位置に第１の上記段差面と上記ブレーカー壁面との上記一方の切刃側の交差稜線の下端が形成されているとともに、１．２０ｍｍ～１．７０ｍｍの範囲内の位置に第２の上記段差面と上記ブレーカー壁面との上記一方の切刃側の交差稜線の下端が形成されていることが望ましい。

このような第１、第２の少なくとも２つの段差面を形成することにより、幅が０．６ｍｍ以上の切屑が生成されるような場合でも、これら第１、第２の段差面によって抵抗を与えることにより、切屑を確実にカールさせて分断することができる。なお、このような第１、第２の段差面を含む３段以上の段差面がチップブレーカーのブレーカー壁面に形成されていてもよい。

また、個々の段差面は、上記すくい面に対向する方向から見て、上記段差面の突出量が０．０１ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲内とされていることが望ましい。この段差面の突出量が上記範囲を下回ると、切屑に与えられる抵抗が小さくなりすぎて確実にカールさせて分断することが困難となるおそれがある。一方、逆に、この段差面の突出量が上記範囲を上回ると、切屑に与えられる抵抗が大きくなりすぎ、切削抵抗も増大してしまうおそれがある。

以上説明したように、本発明によれば、ブレーカー壁面に形成された段差面によってブレーカー壁面に衝突する切屑に抵抗を与えることにより、切屑をカールさせて分断することができ、切屑分断性の向上を図って切屑が延び気味となるのを防ぐことができ、延び気味となった切屑がホルダや被削材に絡まるのを防いで、円滑で安定した切削加工を長期に亙って行うことが可能となる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態をインサート中心線方向にすくい面に対向する方向から見た平面図である。 図１に示す実施形態の刃先部分の拡大斜視図である。 図１に示す実施形態の刃先部分の拡大平面図である。 図４におけるＺＺ断面図である。

図１～図５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は多角形の板状に形成されており、特に図１および図２に示すように菱形の平板状に形成されている。このインサート本体１の菱形面（多角形面）の中央部には、表裏の菱形面の中心を通るインサート中心線Ｃを中心とした断面円形でインサート本体１を貫通する取付孔２が開口している。

また、本実施形態の切削インサートのインサート本体１は、超硬合金等の硬質材料よりなる台金部１Ａと、この台金部１Ａよりもさらに高硬度のＣＢＮ焼結体やダイヤモンド焼結体よりなる切刃チップ１Ｂとを備えている。概略菱形平板状に形成された台金部１Ａの一方の菱形面の２つの鋭角角部には、この鋭角角部をＬ字状に切り欠いた凹部１Ｃが形成され、この凹部１Ｃに三角形板状の上記切刃チップ１Ｂがろう付け等によって接合されて取り付けられている。

このようなインサート本体１の切刃チップ１Ｂにおける上記菱形面側にはすくい面３が形成されるとともに、この菱形面の周囲に配置される側面側には逃げ面４が形成されている。そして、これらすくい面３と逃げ面４との交差稜線部には、上記菱形面の鋭角角部に位置するすくい面３のコーナ部にコーナ刃５が形成されるとともに、このコーナ部に連なる菱形面の２つの辺稜部に切刃６がそれぞれ形成されている。

インサート中心線Ｃ方向にすくい面３に対向する方向から見て図２および図４に示すように、コーナ刃５は凸円弧等の凸曲線状に形成されるとともに、切刃６はコーナ刃５の両端においてコーナ刃５がなす凸曲線に接する直線状に形成されている。なお、本実施形態の切削インサートは、インサート本体１の側面が上記インサート中心線Ｃに平行に延びるネガティブタイプの切削インサートとされている。

すくい面３は、図５に示すようにすくい面３の内側に向かうに従い一定の傾斜角でインサート中心線Ｃ方向に後退するポジすくい面とされている。なお、コーナ刃５および切刃６には、このポジすくい面とされたすくい面３と逃げ面と４とに鈍角に交差するランド部７が形成されている。

さらに、すくい面３の内側には、ポジすくい面とされたすくい面３からインサート中心線Ｃ方向に突出するようにチップブレーカー８が形成されている。このチップブレーカー８の突端面８Ａはインサート中心線Ｃに垂直な平面とされてコーナ刃５および切刃６よりもインサート中心線Ｃ方向に突出しており、インサート本体１の台金部１Ａの菱形面と面一に連なっている。

なお、このようなチップブレーカー８を含めて、インサート本体１は、インサート中心線Ｃ方向にすくい面３に対向する方向から見て上記菱形面の鋭角角部を結ぶ対角線とインサート中心線Ｃとを含む平面Ｐに対して面対称に形成されており、本実施形態の切削インサートは勝手なしの切削インサートとされている。

また、チップブレーカー８のコーナ刃５側および切刃６側を向くブレーカー壁面９は、これらコーナ刃５および切刃６と間隔をあけて、コーナ刃５の内側に位置するチップブレーカー８の先端部８Ｂから切刃６が延びる方向に沿って延びている。このブレーカー壁面９は、すくい面３の内側に向かうに従い一定の傾斜角でインサート中心線Ｃ方向に突出する傾斜面状に形成されている。

チップブレーカー８の先端部８Ｂにおけるブレーカー壁面９は、上記平面Ｐ上に稜線を有する二等辺三角形の山形に形成されている。そして、この先端部８Ｂから切刃６に沿って延びるブレーカー壁面９には、切刃６側に突出する段差面９Ａ、９Ｂが、すくい面３に対向する方向から見たときの上記コーナ部の２等分線上に位置する上記平面Ｐから離れて形成されている。

ここで、本実施形態では、上記ブレーカー壁面９に、１つの切刃６に対してそれぞれ第１、第２の２つの段差面９Ａ、９Ｂが形成されている。このうち、コーナ刃５に近い第１の段差面９Ａは、すくい面３に対向する方向から見て図４に示すように、ブレーカー壁面９が沿って延びる一方の切刃６（図４において左側の切刃６Ａ）とコーナ刃５を介して交差する他方の切刃６（図４において右側の切刃６Ｂ）から垂直な方向の距離Ｌ１が、第１の段差面９Ａと、この第１の段差面９Ａの上記一方の切刃６Ａ側に位置するブレーカー壁面９との交差稜線９Ａ１のすくい面３側の下端との距離Ｌ１として、０．６０ｍｍ～１．５０ｍｍの範囲内の位置に形成されている。

また、第１の段差面９Ａよりもコーナ刃５から離れた第２の段差面９Ｂは、同じくすくい面３に対向する方向から見て図４に示すように、ブレーカー壁面９が沿って延びる一方の切刃６Ａとコーナ刃５を介して交差する他方の切刃６Ｂから垂直な方向の距離Ｌ２が、第２の段差面９Ｂと、この第２の段差面９Ｂの上記一方の切刃６Ａ側に位置するブレーカー壁面９との交差稜線９Ｂ１のすくい面３側の下端との距離Ｌ１として、１．２０ｍｍ～１．７０ｍｍの範囲内の位置に形成されている。

なお、第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂは、本実施形態では図４に示すように、上記他方の切刃６Ｂから垂直な方向に幅をもって形成されているが、すくい面３に沿って延びる切屑が擦過するのは第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂとブレーカー壁面９との交差稜線のうち上記一方の切刃６Ａ側の交差稜線９Ａ１、９Ｂ１のすくい面３側の下端部であるので、この一方の切刃６Ａ側の交差稜線９Ａ１、９Ｂ１のすくい面３側の下端が上記範囲内の位置に形成されていればよい。

さらに、同じくすくい面３に対向する方向から見て図４に示すように、これら第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂのブレーカー壁面９からの突出量Ｍは、０．０１ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲内とされていて、本実施形態では第１の段差面９Ａの突出量Ｍは第２の段差面９Ｂの突出量Ｍよりも大きくされている。なお、これら第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂは、上記平面Ｐに垂直な方向に延びて、すくい面３の内側に向かうに従いインサート中心線Ｃ方向に突出するように傾斜している。

さらにまた、チップブレーカー８の先端部８Ｂにおける第１の段差面９Ａまでのブレーカー壁面９と、第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂの間のブレーカー壁面９と、第２の段差面９Ｂよりもコーナ刃５とは反対側に延びるブレーカー壁面９とは、互いに平行に形成されるとともに、本実施形態では切刃６に対しても平行に形成される。

ただし、第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂによってブレーカー壁面９は切刃６側に突出しているので、このブレーカー壁面９は図４に示すように、チップブレーカー８の先端部８Ｂにおけるブレーカー壁面９、第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂの間のブレーカー壁面９、第２の段差面９Ｂよりもコーナ刃５とは反対側に延びるブレーカー壁面９の順に、段階的に切刃６側にせり出すことになる。なお、チップブレーカー８とすくい面３との間には、インサート中心線Ｃに垂直な平坦面３Ａが形成されていてもよい。

このように構成された切削インサートにおいては、切刃６からすくい面３の内側に間隔をあけて切刃６が延びる方向に沿って延びるチップブレーカー８のブレーカー壁面９に、切刃６側に突出する段差面９Ａ、９Ｂが、すくい面３に対向する方向から見て上記コーナ部の２等分線となる平面Ｐから離れて形成されており、コーナ刃５および切刃６によって生成されてすくい面３の内側に流れ出る切屑は、ブレーカー壁面９に衝突して流れる際にこの段差面９Ａ、９Ｂの特に上記交差稜線９Ａ１、９Ｂ１に擦過させられる。

そして、こうして段差面９Ａ、９Ｂに擦過されたれた切屑は抵抗を受けてカールさせられ、分断される。このため、上記構成の切削インサートによれば、切屑分断性を向上させることができて切屑が逃げ面４にぶつかる前に延び気味となるのを防ぐことができ、こうして延び気味になった切屑が、切削インサートが取り付けられるバイトのホルダや被削材に絡まるのを防止することが可能となるので、円滑かつ安定した切削加工を長期にわたって行うことができる。

ここで、切り込み量が小さくて幅の小さい切屑が生成される場合は、段差面はコーナ刃５に近い第１の段差面９Ａだけの１段であってもよいが、本実施形態では、ブレーカー壁面９に、第１、第２の複数（２つ）の段差面９Ａ、９Ｂが切刃６の延びる方向に間隔をあけて形成されている。このため、上述のように切り込み量が小さい場合は勿論、これよりも切り込み量が大きくて幅の大きい切屑が生成される場合でも、切屑分断性を向上させることができる。

しかも、本実施形態では、すくい面３に対向する方向から見て、ブレーカー壁面９が沿って延びる切刃６（一方の切刃６Ａ）とコーナ刃５を介して交差する切刃６（他方の切刃６Ｂ）に垂直な方向に、０．６０ｍｍ～１．５０ｍｍの範囲内の位置に第１の段差面９Ａと、この第１の段差面９Ａの上記一方の切刃６Ａ側に位置するブレーカー壁面９との交差稜線９Ａ１のすくい面３側の下端が形成されているとともに、１．２０ｍｍ～１．７０ｍｍの範囲内の位置に第２の段差面９Ｂと、この第２の段差面９Ｂの上記一方の切刃６Ａ側に位置するブレーカー壁面９との交差稜線９Ｂ１のすくい面３側の下端が形成されている。

従って、このような第１、第２の２つの段差面９Ａ、９Ｂが形成されることにより、本実施形態によれば、例えば幅が０．６ｍｍ以上の切屑が生成されるような場合でも、これら第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂによって抵抗を与えることにより、切屑を確実にカールさせて分断することができる。

ここで、第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂと、その一方の切刃６Ａ側に位置するブレーカー壁面９との交差稜線９Ａ１、９Ｂ１のすくい面３側の下端が、それぞれ上記範囲内よりもコーナ刃５側に位置していると、このような幅の広い切屑が生成される場合に、十分に抵抗を与えて分断することができなくなるおそれがある。また、逆に第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂと、その一方の切刃６Ａ側に位置するブレーカー壁面９との交差稜線９Ａ１、９Ｂ１のすくい面３側の下端が、それぞれ上記範囲内よりもコーナ刃５とは反対側に位置していると、幅の小さい切屑が生成される場合に、切屑が第１の段差面９Ａや第２の段差面９Ｂに擦過しなくなり、やはり確実に分断することができなくなるおそれがある。

なお、本実施形態では、このように第１、第２の２つの段差面９Ａ、９Ｂが形成されているが、例えば切り込み量の小さな場合だけに使用される切削インサートであれば、段差面は第１の段差面９Ａだけであってもよい。また、より切り込み量の大きな切削加工を行う場合などには、このような第１、第２の段差面９Ａ、９Ｂを含む３段以上の段差面がチップブレーカー８のブレーカー壁面９に形成されていてもよい。

さらに、本実施形態では、第１、第２の個々の段差面９Ａ、９Ｂは、すくい面３に対向する方向から見て、ブレーカー壁面９からの突出量Ｍが０．０１ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲内とされており、これによっても切屑を確実にカールさせて分断しつつ、必要以上に切削抵抗が増大するのは防ぐことができる。

すなわち、この段差面９Ａ、９Ｂの突出量Ｍが上記範囲を下回ると、段差面９Ａ、９Ｂを切屑が擦過する際に与えられる抵抗が小さくなりすぎ、切屑を確実にカールさせて分断することが困難となるおそれがある。一方、逆に、この段差面９Ａ、９Ｂの突出量Ｍが上記範囲を上回ると、悪化の際に切屑に与えられる抵抗が大きくなりすぎ、切削抵抗が増大するおそれがある。

１ インサート本体
１Ａ 台金部
１Ｂ 切刃チップ
２ 取付孔
３ すくい面
４ 逃げ面
５ コーナ刃
６（６Ａ、６Ｂ） 切刃
８ チップブレーカー
８Ｂ チップブレーカー８の先端部
９ ブレーカー壁面
９Ａ 第１の段差面
９Ｂ 第２の段差面
Ｃ インサート中心線
Ｐ すくい面３に対向する方向から見たときのコーナ刃５が形成されるコーナ部の２等分線上に位置する平面
Ｌ１ 第１の段差面９Ａの他方の切刃６Ｂから垂直な方向の距離
Ｌ２ 第２の段差面９Ｂの他方の切刃６Ｂから垂直な方向の距離
Ｍ 段差面９Ａ、９Ｂの突出量

Claims (2)

1. 多角形板状のインサート本体の多角形面にすくい面が形成されるとともに、このすくい面の周囲に配置される上記インサート本体の側面には逃げ面が形成され、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に、上記すくい面のコーナ部に形成されたコーナ刃から延びる切刃が形成された切削インサートであって、
   上記すくい面には、上記切刃から上記すくい面の内側に間隔をあけて上記切刃が延びる方向に沿って延びるブレーカー壁面を有するチップブレーカーが形成されており、
   このチップブレーカーの上記ブレーカー壁面には、上記切刃側に突出する段差面が、上記すくい面に対向する方向から見て上記コーナ部の２等分線から離れて形成されており、
   上記コーナ刃からは、該コーナ刃の両端から２つの上記切刃が延びており、
   上記ブレーカー壁面には、上記すくい面に対向する方向から見て、該ブレーカー壁面が沿って延びる一方の上記切刃と上記コーナ刃を介して交差する他方の上記切刃から、上記他方の上記切刃に垂直な方向に、０．６０ｍｍ～１．５０ｍｍの範囲内の位置に第１の上記段差面と上記ブレーカー壁面との上記一方の切刃側の交差稜線の下端が形成されているとともに、１．２０ｍｍ～１．７０ｍｍの範囲内の位置に第２の上記段差面と上記ブレーカー壁面との上記一方の切刃側の交差稜線の下端が形成されている、切削インサート。
2. 上記すくい面に対向する方向から見て、上記段差面の突出量が０．０１ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲内と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。

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