WO2010021155A1

WO2010021155A1 - 切削インサート

Info

Publication number: WO2010021155A1
Application number: PCT/JP2009/004038
Authority: WO
Inventors: 山崎和哉; 菅原健治
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2011-02-22
Also published as: EP2322301A4; US20110142555A1; EP2322301B1; CN102123807A; JP5515504B2; KR101585283B1; JP2010069614A; EP2322301A1; US8585330B2; KR20110055558A

Abstract

　この切削インサートは、インサート本体と、上記インサート本体のすくい面の周縁に形成され、コーナ刃とその両側に配置された２つの側刃とを有する切刃と、上記すくい面上に形成された突起部と、上記突起部の壁面から上記すくい面にかけて、上記コーナ刃の二等分線を挟んでその両側に、上記側刃に延出するように形成された一対の凸部とを備える。上記一対の凸部はそれぞれ、上記切刃のコーナ刃を向いて上記突起部の壁面から上記切刃に向かうに従い互いに離間して延びる第１壁面と、この第１壁面に接して上記コーナ刃の両端部に連なる上記側刃を向く第２壁面とを備える。上記第１、第２壁面は、両壁面間の稜線から離間するに従い上記すくい面に向かって傾斜し、上記稜線は、上記突起部の上記コーナ刃の頂部よりも低い位置で該突起部の壁面に接する。上記一対の凸部よりもさらに上記コーナ刃寄りの上記すくい面上には、上記コーナ刃と凸部との間に上記二等分線を横切るように延びる後壁部を有する凹部が形成されている。

Description

切削インサート

　本発明は、インサート着脱式の旋削工具に取り付けられ、切り込み量の比較的大きい中切削から切り込み量の小さい仕上げ切削までの軽切削においても切屑を確実に処理することが可能な切削インサートに関する。
　本願は、２００８年８月２２日に出願された特願２００８－２１４３２０号、および２００９年８月１１日に出願された特願２００９－１８６４４８号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　このような中切削から仕上げ切削までの幅広い範囲で切屑処理が可能な切削インサートが、例えば特許文献１に提案されている。この切削インサートには、すくい面に切刃に沿うブレーカ溝が形成され、切刃のコーナ刃にはボス面の突起が延在している。この突起の先端は、平面視するとコーナ刃を囲む凹状をなしており、切削インサートには、この凹状をなす突起の２つの頂部から切刃近くに張り出して最長となる起立角度１０°～３０°の起立面が形成され、さらにこの起立面がコーナ刃から離れるに従い切刃より遠くなるように形成されている。

　また、特許文献２、３に提案されている切削インサートは、特に切り込み量の小さい仕上げ切削における切屑の処理を図るために、すくい面上のコーナ刃近傍にくぼみが設けられている。このくぼみのコーナ刃とは反対側の領域には、ブレーカとなる傾斜面やリブが設けられている。

特開２００６－２７２５４８号公報特許第２９６６００７号公報特開２００４－２１６５１０号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の切削インサートでは、上記起立面が突起の２つの頂部から切刃近くのすくい面に張り出しているため、上記突起の頂部までの突出高さと頂部から切刃までの間隔に依存して、起立面の勾配が急になって上述のような起立角度に形成することが困難となる。これにより、切り込み量が比較的大きい中切削の工程において、切屑との接触により起立面が早期に摩耗してインサート寿命が短縮してしまうおそれがある。その一方で、起立角度を上記範囲とするために突起の頂部までの突出高さ自体を小さくすると、切り込み量の小さい仕上げ切削の工程において、切屑がこの突起を乗り越えて流出し、円滑な切屑処理ができなくなる。

　また、上記特許文献２、３に記載の切削インサートでは、切り込み量の小さい仕上げ切削の工程においては円滑な切屑処理を図ることができる。しかしながら、切り込み量が比較的大きい中切削の工程においては、切屑がくぼみの上を通り過ぎて上記傾斜面やリブに衝突するため、安定した切屑処理ができなくなる。特に、これら特許文献２、３に記載の切削インサートでは、上記くぼみが、すくい面を平面視するとコーナ刃の半径に応じた概略円形をなしているので、このコーナ刃の半径が小さくなるとくぼみ自体も小さくなる。このような半径の小さいコーナ刃を含む切刃を有する切削インサートを使用すると、極低切り込みの切屑を確実に処理することも困難となる。

　本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような半径の小さいコーナ刃を含む切刃を有する切削インサートを使用して極低切り込みの切削や仕上げ切削を行うときに、切屑の円滑な処理が損なわれないようにし、中切削の工程においても長期の使用に耐える切削インサートを提供することを目的としている。

　本発明の切削インサートは、すくい面を有するインサート本体と、上記インサート本体の上記すくい面の周縁に形成され、コーナ刃と該コーナ刃の両側に配置された２つの側刃とを有する切刃と、上記コーナ刃の内側の上記すくい面上に形成され、上記切刃との間に間隔をあけて突出する突起部と、上記突起部の壁面から上記すくい面にかけて、上記コーナ刃の二等分線を挟んでその両側に、上記側刃に延出するように形成された一対の凸部とを備えている。
　上記一対の凸部はそれぞれ、上記切刃のコーナ刃を向いて上記突起部の壁面から上記切刃に向かうに従い互いに離間して延びる第１壁面と、この第１壁面に接して上記コーナ刃の両端部に連なる上記側刃を向く第２壁面とを備えている。
　上記第１、第２壁面は、両壁面間の稜線から離間するに従い上記すくい面に向かって傾斜する傾斜面であって、上記稜線は、上記突起部の上記コーナ刃の頂部よりも低い位置で該突起部の壁面に接している。
　上記一対の凸部よりもさらに上記コーナ刃寄りの上記すくい面上には、上記二等分線を横切るように延びる後壁部を上記コーナ刃と凸部との中間部に有し、該コーナ刃に対して凹となる凹部が形成されている。

　上記一対の凸部のうち、一方の凸部は、上記コーナ刃に向くとともに上記壁面から一方の側刃に向かって延在する第１壁面と、上記一方の側刃に向くとともに稜線に沿って上記第１壁面と接する第２壁面とを有し、他方の凸部は、上記コーナ刃に向くとともに上記壁面から上他方の側刃に向かって延在する第１壁面と、上記他方の側刃に向くとともに稜線に沿って上記第１壁面と接する第２壁面とを有している。
　上記一方の凸部の上記第１、第２壁面は、上記稜線から離間するに従い上記すくい面に向かって傾斜し、上記他方の凸部の上記第１、第２壁面は、上記稜線から離間するに従い上記すくい面に向かって傾斜している。
　上記一方の凸部の稜線、および上記他方の稜線はいずれも、上記突起部の上記コーナ刃寄りの頂部よりも低い位置で上記壁面に接している。上記２つの凸部よりも上記コーナ刃寄りの上記すくい面上には、上記コーナ刃に対して凹んでいる凹部が形成されている。上記凹部には、上記コーナ刃と上記２つの凸部との間に、上記二等分線を横切るように拡がる後壁部が設けられている。

　このように構成された切削インサートにおいては、コーナ刃の半径が小さい場合に、このようなコーナ刃を使用する極低切り込みの切削の際に生成される切屑は、上記一対の凸部よりも該コーナ刃寄りに形成された凹部に導入され、これらコーナ刃と凸部との中間部に上記二等分線を横切るように配置された凹部の後壁部に衝突する。従って、このコーナ刃の半径が小さくても、該コーナ刃と後壁部との間隔は確保されるので、このような極低切り込みの切屑を確実に処理することが可能となる。

　また、このような極低切り込みの切削よりは切り込み量が大きく、しかしながら中切削よりは切り込み量が小さい仕上げ切削の際に切刃のコーナ刃周辺で生成される切屑は、上記凹部を乗り越えて上記一対の凸部の第１壁面間に流出する。そして、これら第１壁面に案内されて突起部の壁面に衝突することにより抵抗を受けてカールし、処理される。
　ここで、この凸部は、上記第１、第２壁面の稜線が突起部のコーナ刃寄りの頂部よりも低い位置で該突起部の壁面に接している。つまり、稜線と突起部の壁面との接点よりも突起部の頂部の突出高さが高くされているので、この仕上げ切削の際に生成される切屑がカールされずに突起部を乗り越えて流出するのを防ぐことができる。

　さらに、このような仕上げ切削よりも切り込み量が比較的大きい中切削の際には、コーナ刃から該コーナ刃に連なる一方の側刃にわたって切屑が生成される。こうして生成された切屑は、コーナ刃に連なる一方の側刃寄りの凸部の上記第２壁面に接触することになる。しかしながら、上記構成の切削インサートでは、この第２壁面と第１壁面との稜線が上述のように突起部の頂部より低い位置で該突起部の壁面に接していることにより、頂部の突出高さや切刃との間隔に関わらず、この第２壁面がすくい面に向かう角度を小さくすることができる。

　従って、上記構成の切削インサートでは、この中切削の際の切屑の接触による抵抗を抑えることができる。しかも、凸部が突起部の壁面から延出したものであるために、突起部寄りの第２壁面において凸部に充分な肉厚が確保されるので、この凸部の摩滅を抑制して長期にわたって安定した切屑処理を図ることができる。さらに、この突起部寄りの第２壁面には該突起部の壁面が立っているので、第２壁面に接触した切屑をこの突起部の壁面に衝突させて確実に処理することができる。

　ここで、上記凹部は、上記コーナ刃の両端部に連なる上記側刃に沿って延びる一対の前壁部を有し、上記凹部の上記後壁部は、上記二等分線上に位置する中央部から両端に向かうに従い、該二等分線に沿った方向において上記コーナ刃に向けて延びて上記前壁部に接続されていてもよい。
　すなわち、本発明の切削インサートにおいて、上記凹部には、上記コーナ刃に連なる上記一方の側刃に沿って延びる一方の前壁部と、上記コーナ刃に連なる上記他方の側刃に沿って延びる他方の前壁部とが設けられていてもよい。そして、上記後壁部は、上記二等分線から上記一方の側刃に向かうに従い上記コーナ刃に近づいて上記一方の前壁部に接続され、かつ上記二等分線から上記他方の側刃に向かうに従い上記コーナ刃に近づいて上記他方の前壁部に接続されていてもよい。
　これにより、上記凹部の上記二等分線に直交する方向の幅も拡げることができて、上述のようにコーナ刃の半径が小さくなっても凹部に必要な大きさを確保することができる。しかも、このようなコーナ刃によって生成される切屑の流出方向に対向するように後壁部を配設することができるので、その処理をさらに確実にすることが可能となる。

　上記凹部の後壁部の突出高さは、上記凸部における上記第１、第２壁面間の稜線と上記突起部の壁面との接点の高さよりも低くてもよい。すなわち、上記後壁部は、上記一方の凸部の稜線と上記壁面との接点よりも低く、かつ上記他方の凸部の稜線と上記壁面との接点よりも低い位置に形成されていてもよい。
　上記後壁部の高さが凸部の突起部との上記接点よりも高いと、仕上げ切削の際に生成される切屑が該後壁部に阻まれ、一対の凸部の第１壁面間に案内されなくなってしまうおそれがある。

　上記突起部の頂部は、上記コーナ刃に対して該コーナ刃と反対側が段差部を介して突出した多段状であってもよい。すなわち、上記コーナ刃に相対する上記突起部の頂部には、段差部が設けられていてもよい。
　これにより、突起部のコーナ刃寄りの頂部の突出高さが高くなりすぎるのを抑え、仕上げ切削の際の切屑が詰まり気味となったりするのを防いで抵抗を低減することができる。その一方で、中切削の際の切屑はコーナ刃と反対側の段差部によって確実な処理を図ることができる。

　一方、上記一対の凸部の第１壁面同士の間の部分は、切刃のコーナ刃からすくい面がそのまま延びるようにされていてもよいが、上記コーナ刃の内側の上記すくい面上には、上記一対の凸部の上記第１壁面同士の間に、これら第１壁面同士の間の間隔よりも幅狭で上記凸部よりも突出高さの低いリブ部が上記二等分線に沿って形成され、上記コーナ刃寄りの上記リブ部は、上記凹部の後壁部に接続されていてもよい。
　すなわち、本発明の切削インサートは、２つの上記第１壁面間の上記すくい面上に設けられたリブ部を備えていてもよい。そして、上記リブ部は、上記二等分線に沿って延在し、上記コーナ刃寄りの端部が上記後壁部に接し、上記リブ部は上記２つの凸部のいずれよりも低く、上記リブ部の幅は、上記一方の凸部の第１壁面と、上記他方の凸部の第１壁面との間隔よりも狭くてもよい。
　これにより、単純旋削は勿論、特に倣い旋削における仕上げ切削の際に生成される切屑を、このリブ部によって制御することが可能となる。

　単純旋削における仕上げ切削において凹部を乗り越え、コーナ刃の二等分線に沿って流出した切屑や、あるいは倣い旋削における仕上げ切削においても切屑の流出方向が変化することにより該二等分線に沿って流出した切屑は、上記リブ部の尾根である突稜部上に乗り上げて擦過する。その際、切屑は、抵抗を受けることによりカールするとともに、このリブ部の両側に位置することになる一対の凸部のいずれか一方の第１壁面に衝突して、その流出方向が制御されつつ分断処理される。

　また、倣い旋削における仕上げ切削において、コーナ刃から上記二等分線のいずれか一方の側にある程度の範囲の切刃により生成される切屑は、この一方の側からすくい面を擦過しつつその内側に流出して上記リブ部の側面に衝突する。その際、切屑は、すくい面との擦過によって抵抗を受けてカールするとともに、リブ部側面により流出方向が制御されることになる。さらに、この倣い旋削の場合や上述の単純旋削の場合でも、送り速度が大きい場合には切屑はさらにリブ部からその内側の突起部の壁面や一対の凸部のうち一方の第１壁面に衝突して確実に処理される。

　以上説明したように、本発明によれば、切り込み量の比較的小さい仕上げ切削における切屑の処理性を一対の凸部と突起部とによって確保することができる。また、極低切り込みの切屑は、一対の凸部よりもコーナ刃寄りの凹部によって良好に処理することができる。さらに、切り込み量が比較的大きい中切削においても、一対の凸部によって安定した切屑の処理を促して、その際に凸部の摩滅を抑えることができる。これにより、長期にわたって安定した切屑処理を図ることが可能な寿命の長い切削インサートを提供することができる。

本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。図１に示す第１の実施形態をインサート本体１の厚さ方向から見た平面図である。図１に示す第１の実施形態における切刃４のコーナ刃４Ａ周辺の拡大斜視図である。図１に示す第１の実施形態における切刃４のコーナ刃４Ａ周辺の拡大平面図である。図４におけるＡ－Ａ断面図である。図４におけるＢ－Ｂ断面図である。図４におけるＣ－Ｃ断面（稜線Ｍに直交する断面）図である。図４におけるＤ－Ｄ断面（厚さ方向から見た平面視において切刃４の傾斜部４Ｃに直交する断面）図である。本発明の第２の実施形態における切刃４のコーナ刃４Ａ周辺の拡大斜視図である。図９に示す第２の実施形態における切刃４のコーナ刃４Ａ周辺の拡大平面図である。図１０におけるＡ－Ａ断面図である。図１０におけるＢ－Ｂ断面図である。図１０におけるＦ－Ｆ断面図である。図１０におけるＣ－Ｃ断面（稜線Ｍに直交する断面）図である。図１０におけるＤ－Ｄ断面（厚さ方向から見た平面視において切刃４の傾斜部４Ｃに直交する断面）図である。

　図１ないし図８は、本発明の第１の実施形態を示すものである。インサート本体１は超硬合金等の硬質材料により多角形平板状（特に本実施形態では正三角形平板状）に形成されている。インサート本体１の両側には、２つの正三角形状のすくい面２が形成されており、これら２つのすくい面２の周囲に配置される３つの逃げ面３は、インサート本体１の厚さ方向（図５～図８における上下方向）に平行、かつすくい面２に垂直に形成されている。本実施形態の切削インサートは、いわゆるネガティブタイプの切削インサートである。なお、このインサート本体１は、上記一対の正三角形面が表裏反転対称とされるとともに、この正三角形面の中心線に対しても１２０°回転対称に形成され、さらに該正三角形の各角部の二等分線（後述する二等分線Ｌ）を含む上記厚さ方向に平行な平面に関しても対称な形状に形成されている。

　逃げ面３と接するすくい面２の周縁には、切刃４が形成されている。正三角形状のすくい面２の各角部に位置する切刃４は、角部の頂点に位置するコーナ刃４Ａと、コーナ刃４Ａの両側に配置された２つの側刃４Ｘとを有している。
　コーナ刃４Ａは、インサート本体１をその厚さ方向に平面視すると凸円弧状をなすとともに、インサート本体１の厚さ方向に対して垂直に延びている。また、２つの側刃４Ｘはそれぞれ、コーナ刃４Ａの両端から、上記平面視において該コーナ刃４Ａの接線として延びるとともに上記厚さ方向にはコーナ刃４Ａと同じ高さに延びる一対の接線部４Ｂと、この接線部４Ｂに連なってコーナ刃４Ａから離間するに従い厚さ方向に直線状に漸次後退するように傾斜する一対の傾斜部４Ｃと、これらの傾斜部４Ｃのさらに上記コーナ刃４Ａとは反対側に、上記平面視においてこれら接線部４Ｂおよび傾斜部４Ｃと一直線上に連なるとともに上記厚さ方向には垂直に延びる直線部４Ｄとを備えている。

　また、上記コーナ刃４Ａを含めた切刃４の内側のすくい面２上には、切刃４と間隔をあけて、上記厚さ方向に該すくい面２に対して突出する突起部５が形成されている。この突起部５は、上記厚さ方向に垂直な平坦面とされて切刃４よりも該厚さ方向に突出する突出高さの最も高い第１の頂部５Ａと、この第１の頂部５Ａから切刃４の各コーナ刃４Ａに向けて段差部５Ｂを介して厚さ方向に一段後退して、コーナ刃４Ａにおける切刃４の高さよりも僅かに低くされた、やはり厚さ方向に垂直な平坦面である第２の頂部５Ｃと、第２の頂部５Ｃに向けてコーナ刃４Ａから離れるに従い厚さ方向に漸次隆起するように傾斜した壁面５Ｄとを備えている。また、第１の頂部５Ａには、すくい面２の中央においてインサート本体１を厚さ方向に貫通するように形成された取付孔６が開口している。

　なお、突起部５は、インサート本体１をその厚さ方向に平面視すると、図４に示すようにコーナ刃４Ａに向かうに従い先細りとなるように形成されている。このコーナ刃４Ａの二等分線（すくい面２がなす正三角形の各角部の二等分線）Ｌに沿った壁面５Ｄの該コーナ刃４Ａに臨む部分および上記段差部５Ｂは、傾斜した円筒面状または第１、第２の頂部５Ａ、５Ｃに向けて漸次縮径する円錐台面状をなしてこのコーナ刃４Ａに沿って湾曲する凸曲面とされていて、上述のようにコーナ刃４Ａから離れるに従い漸次隆起している。これに対して、切刃４の上記傾斜部４Ｃおよび直線部４Ｄの内側の壁面５Ｂ部分は、該傾斜部４Ｃおよび直線部４Ｄに沿った方向に向けては円錐台面状に凸曲する凸曲面と凹曲する凹曲面とが交互に連続しつつ、コーナ刃４Ａから離れるに従い第１の頂部５Ａに向けて漸次隆起する傾斜面とされている。

　また、すくい面２は、切刃４寄りの部分が、切刃４との間にフラットランドを介して、切刃４に直交する断面において内側に向かうに従い漸次後退するポジすくい面２Ａとされている。なお、切刃４の上記傾斜部４Ｃにおいては、このポジすくい面２Ａも該切刃４の傾斜にあわせて傾斜している。さらに、切刃４のうち上記直線部４Ｄに連なる部分においては、このポジすくい面２Ａよりも内側に上記厚さ方向に垂直な平坦面とされたフラットすくい面２Ｂが形成されていて、このフラットすくい面２Ｂが突起部５の壁面５Ｄの外側縁部に接している。

　一方、上記コーナ刃４Ａの周辺において、突起部５の壁面５Ｄからすくい面２にかけては、一対の凸部７が、上記二等分線Ｌを挟んでその両側に、切刃４に向けて延出するように形成されている。これらの凸部７は、コーナ刃４Ａを向き、突起部５の壁面５Ｄから切刃４に向かうに従い互いに対向しつつ離間して、切刃４の上記接線部４Ｂのコーナ刃４Ａとは反対側の端部に向けて延びる第１壁面７Ａと、この第１壁面７Ａに稜線Ｍを介して接し、一対の凸部７同士で互いに反対向きにそれぞれ切刃４の傾斜部４Ｃに向かって延びる第２壁面７Ｂとから構成されている。上記稜線Ｍ部分には丸めつけをした面取りが施されている。

　さらに、この稜線Ｍと突起部５の壁面５Ｄとの接点Ｐが、該突起部５のコーナ刃４Ａ寄りの第２の頂部５Ｃよりも上記厚さ方向において僅かに低い位置に配置されている。すなわち、凸部７は全体的にその上記厚さ方向における突出高さが、突起部５の特にコーナ刃４Ａ寄りの第２の頂部５Ｃよりも低くされている。また、一対の凸部７の各接点Ｐは、壁面５Ｄの周回り方向には、上記コーナ刃４Ａに臨む上記凸曲面部分と傾斜部４Ｂの内側に延びる部分との連接部近傍の凸曲面側に位置している。これらの凸部７の両第１壁面７Ａ間には、突起部５先端の壁面５Ｄの傾斜した円筒面状または円錐台面状の上記凸曲面部分が、上記二等分線Ｌに沿って延びるように残されている。

　なお、上記第１壁面７Ａは、本実施形態では図４に示すように、突起部５の壁面５Ｄのうち上記凸曲面部分の湾曲方向両端側の部分から、切刃４の接線部４Ｂと間隔をあけて、上記傾斜部４Ｃの内側のポジすくい面２Ａにかけて延出している。稜線Ｍは、このポジすくい面２Ａに接点Ｑで接している。ここで、この第１壁面７Ａは、すくい面２から稜線Ｍに向かうに従い、この稜線Ｍに直交する断面において、図７に示すように上記厚さ方向に垂直な方向に対して一定の傾斜角αで傾斜する傾斜平面とされている。また、一対の凸部７の第１壁面７Ａ同士の間のすくい面２は、厚さ方向に垂直な上記フラットすくい面２Ｂとされている。

　一方、上記第２壁面７Ｂは、切刃４の傾斜部４Ｃ内側における突起部５の上記第２の頂部５Ｃに連なる壁面５Ｄからこの傾斜部４Ｃ内側の上記ポジすくい面２Ａにかけて延出している。稜線Ｍに直交する断面においては、図７に示したように、稜線Ｍから離間するに従い上記厚さ方向に垂直な方向に対して一定の傾斜角βで傾斜する傾斜平面とされている。また、この傾斜角βは第１壁面７Ａの上記傾斜角αより小さくされている。なお、図４に示すように、この第２壁面７Ｂは、コーナ刃４Ａの両端から傾斜部４Ｃに沿って離間する方向に向かうに従い、上記稜線Ｍに直交する方向の幅が漸次大きくなり、ポジすくい面２Ａとの稜線の切刃４（傾斜部４Ｃ）との間隔も漸次大きくされている。

　さらに、稜線Ｍは、その上記接点Ｑ側の部分がすくい面２から概略円弧状をなして凸曲し、接点Ｐ側の部分はこの接点Ｑ側の円弧に滑らかに接して上記厚さ方向に垂直に延びる直線状をなしている。第２壁面７Ｂも、この稜線Ｍに沿って、接点Ｑ側では上記傾斜角で傾斜しつつ凸曲するように湾曲する円筒面あるいは円錐面等の凸曲面をなしている。この凸曲面から上記接点Ｐにかけての部分は、この凸曲面に滑らかに接して上記傾斜角βのまま傾斜しつつ該稜線Ｍ方向には上記厚さ方向に垂直な方向に延びる傾斜平面をなしている。接点Ｐの上記厚さ方向への突出高さは、コーナ刃４Ａにおける切刃４の高さと略等しくされている。従って、この稜線Ｍは、上記第１壁面７Ａに対向する方向から見たときには、長円を長軸方向に沿って分割した略半長円状を呈することになり、上記接点Ｐは接点Ｑよりも上記厚さ方向への突出高さが高くされる。

　さらにまた、この第２壁面７Ｂは、図８に示すように、切刃４の上記傾斜部４Ｃに直交する断面においても、稜線Ｍから離間するに従い漸次後退するように傾斜している。ただし、接点Ｑ側の部分が上述のような凸曲面であることから、この断面における傾斜角は、すくい面２に向けて漸次大きくなってゆく。そして、この傾斜角が最大となる第２壁面７Ｂとすくい面２との交線上においても、上記断面におけるこの第２壁面７Ｂの傾斜角γは、図７に示した稜線Ｍに直交する断面における第１壁面７Ａの傾斜角αより小さくされている。従って、上記切刃４に直交する断面において、第２壁面７Ｂは、そのいずれの部分の傾斜も、稜線Ｍに直交する断面における第１壁面７Ａの傾斜より緩やかとなる。

　そして、さらにこれら一対の凸部７よりも切刃４の上記コーナ刃４Ａ寄りのすくい面２上には、該コーナ刃４Ａにおける切刃４の突出高さよりも上記厚さ方向に後退して該切刃４に対し凹となる凹部８が形成されている。この凹部８は、図４に示すように、コーナ刃４Ａがなす円弧の略中心から該コーナ刃４Ａに連なる側刃４Ｘの上記接線部４Ａに平行に延びる一対の前壁部８Ａと、これらの前壁部８Ａの間に位置する底面８Ｂと、この底面８Ｂの上記コーナ刃４Ａとは反対側にあって該底面８Ｂから立ち上がり、上記二等分線Ｌ方向において切刃４のコーナ刃４Ａと一対の凸部の上記接点Ｑとの略中央の中間部に位置して該二等分線Ｌを横切るように延びる後壁部８Ｃとから構成されている。

　図５に示すように、本実施形態では、底面８Ｂは上記厚さ方向に垂直な平面とされて、上記一対の凸部７の第１壁面７Ａ同士の間に形成されたフラットすくい面２Ｂと略同じ高さとされる。前壁部８Ａは、切刃４のコーナ刃４Ａおよび接線部４Ｂに連なるポジすくい面２Ａよりも急勾配で切刃４から離間するに従い厚さ方向に後退する傾斜平面とされている。また、後壁部８Ｃは、上記平面視において、上記二等分線Ｌ上に位置するその中央部から両端に向かうに従い、側刃４Ｘに向けて僅かに凹に湾曲しつつＶ字状に延びて各前壁部８Ａに接続されている。上記平面視においてこの後壁部８ＣがなすＶ字の挟角は、同平面視において切刃４のコーナ刃４Ａに連なる一対の接線部４Ｂがなす挟角や、あるいは一対の凸部７の互いに対向する第１壁面７Ａ同士の挟角よりも大きくされている。

　さらに、この後壁部８Ｃの底面８Ｂに対する上記厚さ方向への突出高さは、上記二等分線Ｌ上の中央部で最も高くされて、前壁部８Ａへの接続部に向かうに従い突出高さが漸次低くされている。ただし、この中央部における最高の突出高さでも、上記凸部７の稜線Ｍの突起部５との接点Ｐの厚さ方向の高さよりは十分に低くされている。また、この後壁部８Ｃは、上記コーナ刃４Ａの反対側に向かうに従い漸次立ち上がる傾斜面とされていて、その底面８Ｂに対する傾斜角は前壁部８Ａの底面８Ｂに対する傾斜角よりも急勾配とされている。なお、この後壁部８Ｃのコーナ刃４Ｃとは反対側を向く背面は、切刃４の接線部４Ｂに連なるポジすくい面２Ａが延長された傾斜面とされている。ただし、そのフラットすくい面２Ｂに対する傾斜角は、凹部８の底面８Ｂに対する後壁部８Ｃの傾斜角よりは緩やかとされている。

　このように構成された切削インサートでは、まず切刃４のコーナ刃４Ａからその一端に連なる接線部４Ｂおよび傾斜部４Ｃまでも使用するような切り込み量が比較的大きい中切削の際には、切屑はこれらコーナ刃４Ａ、接線部４Ｂ、および傾斜部４Ｃからすくい面２の内側に流出して、まず凸部７の上記第２壁面７Ｂに接触する。ここで、この凸部７の第２壁面７Ｂは、その第１壁面７Ａとの稜線Ｍを、上記突起部５の第２の頂部５Ｃよりも低い位置の接点Ｐでこの突起部５の壁面５Ｄに接するように形成されている。従って、この接点Ｐが突起部の頂部と同じ高さに位置することになる特許文献１の切削インサートなどに比べ、コーナ刃４Ａ側に位置する第２の頂部５Ｃの高さや切刃４と第２壁面７Ｂとの間隔が同じなら、この第２壁面７Ｂのすくい面２に向かう方向の角度、例えば切刃４に直交する断面における上記傾斜角γを小さくすることができる。

　従って、上記構成の切削インサートによれば、中切削の際に生成される切屑をこの第２壁面７Ｂに接触させつつも、切屑が擦過する際の抵抗を小さく抑えることができる。これにより、凸部７がこの第２壁面７Ｂから早期に摩滅してしまうのを防いで、長寿命の切削インサートを提供することができる。また、この凸部７は突起部５の壁面５Ｄから延出したものであるので、第２壁面７Ｂからこの突起部５の壁面５Ｄまでの間に充分な肉厚を確保することができ、凸部５の摩滅を一層確実に防止することができる。その一方で、こうして接点Ｐを第２の頂部５Ｃよりも低い位置に配設することにより、この第２壁面７Ｂの内側にはさらに突起部５の壁面５Ｄがその上記角度よりも急角度で立つことになる。これにより、第２壁面７Ｂに接触してある程度の抵抗が与えられた切屑は、この壁面５Ｄに衝突することでさらに抵抗を受けてカールする。そのため、中切削でも切屑処理性が損なわれることはない。

　また、このような中切削よりも切り込み量の小さい仕上げ切削において切刃４のコーナ刃４Ａから接線部４Ｂまでの間で生成される切屑は、これらコーナ刃４Ａおよび接線部４Ｂの内側のすくい面２を擦過して凹部８上を乗り越え、一対の凸部７の両第１壁面７Ａ間に流出する。さらにこの切屑は、上記二等分線Ｌに沿って、あるいはこの第１壁面７Ａに沿って案内されるようにして、突起部５のコーナ刃４Ａに臨む壁面５Ｂの上記凸曲面部に衝突し、この壁面５Ｂから抵抗を受けてカールすることにより処理される。このときも、突起部５の第２の頂部５Ｃはコーナ刃４Ａおよび凸部７より僅かに突出高さが高くされているので、仕上げ切削の際に生成される肉薄で延び気味となる切屑でも、突起部５を乗り越えて流出することがなく、確実な処理を図ることが可能となる。

　特に、本実施形態では、この突起部５の第１、第２の頂部５Ａ、５Ｃは、上記コーナ刃４Ａ側の第２の頂部５Ｃに対して該コーナ刃４Ａと反対側の第１の頂部５Ａが段差部５Ｂを介して一段突出した多段状とされているので、第２の頂部５Ｃの突出高さが必要以上に高くなることにより切屑が詰まり気味となって抵抗の増大を招くような事態を防止することができる。その一方で、たとえ延び気味の切屑がこの第２の頂部５Ｃを乗り越えても、その先の第１の頂部５Ａに至る段差部５Ｂに衝突するので、切屑処理性が損なわれることはない。

　そして、さらにこの仕上げ切削よりも極低切り込みで、専ら切刃４のコーナ刃４Ａだけで幅や肉厚の小さい切屑が生成されるような場合には、この切屑は、上記凸部７よりもコーナ刃４Ａ寄りに位置する凹部８内に導かれる。凹部８内に導かれた切屑は、コーナ刃４Ａと一対の凸部７との中間部に位置して上記二等分線Ｌを横切るように延びるこの凹部８の後壁部８Ｃに衝突する。従って、このような極低切り込みの仕上げ切削の際に生成される切屑も、後壁部８Ｃに衝突させることにより抵抗を与えてカールさせることができるので、上記構成の切削インサートによれば、より幅広い切削条件において確実な切屑処理を図ることが可能となる。

　また、本実施形態では、この凹部８が、コーナ刃４Ａの両端に連なる側刃４Ｘの接線部４Ｂに沿って延びる前壁部８Ａを備えていて、コーナ刃４Ａから上記二等分線Ｌ方向においてコーナ刃４Ａと反対側に広がって延びるように形成されている。このコーナ刃４Ａが、上記平面視においてなす円弧の半径が小さくても、切屑の流出する方向に向けては凹部８の大きさを確保することができる。そして、上記後壁部８Ｃは、上記平面視にその中央部からこの二等分線Ｌ方向において逆にコーナ刃４Ａに向かうようにＶ字状に延びていて、コーナ刃４Ａのいずれの部分から切屑が生成されても、後壁部８Ｃをこの切屑の流出方向に対向するように配置して該切屑を衝突させることができるので、このような低切り込みでの切屑も一層確実に処理することが可能となる。

　さらに、この凹部８の後壁部８Ｃの突出高さは、最も高いその中央部でも、凸部７の上記稜線Ｍの突起部５への接点Ｐより低くされており、上述のように切刃４のコーナ刃４Ａから接線部４Ｂまでで生成される仕上げ切削の切屑がこの後壁部８Ｃに引っ掛かったりしてその処理が阻害されるようなことはない。すなわち、上記厚さ方向においてこの後壁部８Ｃの突出高さが上記接点Ｐの高さより高かったりすると、上述のように凹部８を乗り越えてゆくべき仕上げ切削の際の切屑が、一対の凸部７の両第１壁面７Ａ間に確実に案内されなくなるおそれが生じる。

　一方、本実施形態の切削インサートでは、各凸部７において、上記稜線Ｍに直交する断面における第１壁面７Ａの傾斜角αよりも、同断面における第２壁面７Ｂの傾斜角βが小さくされている。さらには、上記平面視においてコーナ刃４Ａの両端部に連なる側刃４Ｘの傾斜部４Ｃに直交する断面における第２壁面７Ｂの傾斜角γも上記傾斜角αより小さくされている。従って特に中切削の際にこのコーナ刃４Ａの両端部に連なる側刃４Ｘによって生成された切屑による凸部４の摩耗を一層効果的に防止することができる。ちなみに、図７における傾斜角αは４５°とされているのに対し、図８に示す傾斜角γは２９．８８３°とされている。
　さらに、上記第２壁面７Ｂは、その第１壁面７Ａとの稜線Ｍがすくい面２と接する接点Ｑ側の部分が上述のような凸曲面とされているので、中切削の際に切刃４の傾斜部４Ｃからこのすくい面２（ポジすくい面２Ａ）を擦過して接触する切屑との接触面積を小さくすることができ、切屑からの抵抗や摩耗をさらに低減することができる。

　これに対して、仕上げ切削の際に生成される切屑は上述のように薄肉であるので、傾斜角αを大きくしても第１壁面７Ａが摩耗することは少ない。むしろ傾斜角αを傾斜角β，γより大きく設定することにより、この仕上げ切削の際の切屑をさらに確実に突起部５のコーナ刃４Ａに臨む壁面５Ｂに案内して衝突させ、処理することが可能となる。しかも、本実施形態ではこの突起部５のコーナ刃４Ａに臨む壁面５Ｄが、このコーナ刃４Ａにおける切刃４の湾曲に沿って湾曲する凸曲面部とされているので、仕上げ切削の場合でも案内して衝突した切屑からの抵抗を低減することができる。

　さらに、この第１の実施形態では、切刃４のコーナ刃４Ａおよび接線部４Ｂの内側のすくい面２がポジすくい面２Ａとされ、上記一対の凸部７の第１壁面７Ａ同士の間のすくい面２は上記厚さ方向に垂直なフラットすくい面２Ｂとされている。従って、これらコーナ刃４Ａおよび接線部４Ｂで生成されてポジすくい面２Ａに沿って流出した仕上げ切削の際の切屑を、上記第１壁面７Ａやその間の突起部５の壁面５Ｄに衝突させる前に、このフラットすくい面２Ｂに一旦衝突させて予めある程度の抵抗を与えた後、これら壁面７Ａ、５Ｄに衝突させてカールさせることができる。このため、かかる切屑がポジすくい面２Ａから直接壁面７Ａ、５Ｄに衝突して大きな抵抗を受けることにより切屑詰まりが生じるような事態を防止することが可能となる。

　次に、図９ないし図１５は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、上記第１の実施形態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。
　この第２の実施形態では、切刃４のコーナ刃４Ａ内側のすくい面２において、上述のように一対の凸部７の上記第１壁面７Ａ同士の間のフラットすくい面２Ｂとされた部分に、これら第１壁面７Ａ同士の間の間隔よりも幅狭で凸部７の上記接点Ｐの高さよりも厚さ方向の突出高さの低いリブ部１０が、上記二等分線Ｌに沿って形成されている。リブ部１０は、コーナ刃４Ａ寄りの端部が上記凹部８の後壁部８Ｃに接続されている。

　このリブ部１０は、一対の凸部７の間に残された凸曲面状の突起部５の壁面５Ｄにおいて、上記二等分線Ｌ方向に凸部７の上記接点Ｐよりもコーナ刃４Ａ寄りの位置から延びたものである。リブ部１０の幅は、２つの第１壁面７Ａ間の間隔よりも僅かに幅狭とされていて、リブ部１０と両凸部７との間には間隔があけている。また、リブ部１０の上記厚さ方向への突出高さは、凸部７の上記接点Ｐよりも低く、本実施形態では図１１に示すように凹部８の後壁部８Ｃの突出高さと等しく、かつ一定とされている。

　さらに、本実施形態のリブ部１０は、上記厚さ方向に沿って上記二等分線Ｌに直交する断面において、図１３に示すように、すくい面２から突出するその上記厚さ方向突端の突稜部１０Ａに向かうに従い先細りとなる等脚台形状に形成されている。突稜部１０Ａは、上記厚さ方向に垂直な平坦面とされ、この突稜部１０Ａと上述のように先細りとなるリブ部１０の側面１０Ｂとの稜線は、これら突稜部１０Ａと側面１０Ｂとに滑らかに接する断面円弧状をなす突稜線部１０Ｃとされている。

　このようなリブ部１０が形成された第２の実施形態の切削インサートでは、第１の実施形態と同様に上述のような極低切り込みの切削から、仕上げ切削、中切削まで記Ｒくずを確実に処理することができる。加えて、特に切り込み量が中切削より小さく、ただし極低切り込みまでには至らずに、切刃４のうち上記コーナ刃４Ａから接線部４Ｂが主として使用される仕上げ切削の場合に、ワークの回転軸線に平行にインサート本体１を送り出す単純旋削は勿論、ワークの外形形状に倣って回転軸線に平行な方向以外にもインサート本体１を送り出す倣い旋削において、切刃４により生成される切屑を、このリブ部１０によって制御することができる。

　すなわち、単純旋削における仕上げ切削においてこのような切り込み量で生成された切屑は、上記二等分線Ｌに沿って上述のように凹部８を越え、その後壁部８Ｃに接続されたリブ部１０の上記突稜部１０Ａに乗り上げることになる。そして、こうしてリブ部１０に乗り上げた切屑は、突稜部１０Ａ上を擦過して抵抗を受けることによりカールしつつ、このリブ部８よりもすくい面２の内側でその両側に位置する該リブ部１０よりも突出高さの高い一対の凸部７のいずれか一方の第１壁部７Ａに衝突し、その流出方向が制御されるとともにカールされて処理される。また、送り速度が大きい場合でも、切屑をリブ部１０から突起部５の上記二等分線Ｌに沿った壁面５Ｂの凸曲面部分に衝突させて処理することができる。

　一方、倣い旋削における仕上げ切削では、切刃４のコーナ刃４Ａから送り方向の接線部４Ｂにより生成された切屑が、インサート本体１の二等分線Ｌ方向への移動によってその流出方向を該二等分線Ｌ方向に変化させながら該切刃４の内側のすくい面２上を流れ出て、該すくい面２を擦過するうちに抵抗を受けることによりカールする。そして、このようにすくい面２を擦過した切屑は、上記二等分線Ｌ上に凸設された凸部７より低いリブ部１０の上記側面１０Ｂに衝突することにより、詰まりを生じたりすることなくその流出方向が制御されるとともに処理される。

　また、これら単純旋削や倣い旋削において、上記仕上げ切削よりも切り込み量が大きい中切削では、リブ部１０の突出高さが凸部７よりも低くされているため、リブ部１０が切屑の処理に関与することは少なく、上述のように専らこの凸部７の第２壁面７Ｂによって切屑の処理が図られる。ただし、万一凸部７が摩滅してしまった場合でも、本第２の実施形態では、このリブ部１０が形成されていることにより、中切削の切屑をこのリブ部１０に衝突させてその処理を図ることが可能となる。

　従って、このような第２の実施形態の切削インサートによれば、中切削の際に生成される比較的幅の大きい切屑や極低切り込みの際の切屑は勿論、単純旋削や特に倣い旋削における仕上げ切削で生成される切屑をより確実に処理することができる。これにより、かかる切屑が十分に処理されずに流出方向も不安定となって、例えばインサート本体１を保持するバイト等の工具本体に絡まることにより切削作業の中断を余儀なくされたり、あるいは仕上げ切削されたワークの加工面に接触してその品位が損なわれたりするのを防ぐことができる。

　また、このリブ部１０の上記突稜部１０Ａは上記厚さ方向に垂直な平坦面とされており、従って特に単純旋削における仕上げ切削のように上記二等分線Ｌに沿って流れ出た切屑がこの突稜部１０Ａに乗り上げて擦過する場合に、切屑と突稜部１０Ａとの接触面積を大きくして切屑に与えられる抵抗を高めることができ、一層確実に切屑をカールさせて処理することが可能となる。その一方で、この突稜部１０Ａとリブ部１０の側面１０Ｂとの稜線は、断面円弧状をなす突稜線部１０Ｃとされている。これにより、例えば倣い旋削に伴う切屑の流出方向の変化により側面１０Ｂからこの突稜線部１０Ｃへの切屑の当たりが変化したりしても、該突稜線部１０Ｃからは上記断面におけるこの切屑との接点における法線方向に常に安定して抵抗を与えることができるので、より確実に切屑を制御してその処理を図ることが可能になる。

　また、この第２の実施形態では、リブ部１０が、上記厚さ方向に沿って上記二等分線Ｌに直交する断面においては、上記突稜部１０Ａに向かうに従い先細りとなる略逆Ｖ字状または等脚台形状に形成されている。これにより、その側面１０Ｂにある程度の傾斜を与えて、例えば図１３に示したように一対の凸部７間のフラットすくい面２Ｂとされたすくい面２とのなす角を鈍角としたりすることができる。特に倣い旋削における仕上げ切削のように二等分線Ｌの送り方向のコーナ刃４Ａで生成された切屑が該すくい面２からこのリブ部１０の側面１０Ｂに衝突する場合でも、この切屑が、すくい面２と側面１０Ｂとが接する隅部で詰まりを生じたりするのを防ぐことができ、一層確実な切屑の制御を図ることができる。

　ただし、例えば倣い旋削のみに使用される切削インサートにおいては、上述のようにリブ部１０の突稜部１０Ａを厚さ方向に垂直な平坦面とするのに代えて、突稜部１０Ａ全体を上記断面において半円弧等の凸曲線状をなす突稜線部１０Ｃとして形成してもよい。また、単純旋削のみに使用される切削インサートにおいては、突稜部１０Ａと側面１０Ｂとの稜線を上述のような突稜線部１０Ｃとすることなく、上記断面において平坦面状の突稜部１０Ａとリブ部１０の側面１０Ｂとがいくらかの角度をなして接するように形成して、この突稜部１０Ａがなす平坦面の面積をさらに大きく確保するようにしてもよい。

　また、この第２の実施形態では、リブ部１０が、一対の凸部７の間における突起部５の壁面５Ｂに連続して該突起部５から二等分線Ｌ方向に延びる半島状に形成されているが、このリブ部１０をこの二等分線Ｌ方向には延びつつも突起部５からは離間した離島状に形成してもよい。このようにリブ部１０を突起部５との間に間隔をおいた離島状とすれば、その二等分線Ｌ方向の長さを短くすることができるので、例えばワークの材質等によって分断されやすい切屑が生成される場合などには、必要以上に切屑に抵抗が与えられるのを防いで切削抵抗の増大を抑えることが可能となる。

　さらに、上記第１、第２の実施形態では、すくい面２において一対の凸部７の間の部分が厚さ方向に垂直なフラットすくい面２Ｂとされているが、これを切刃４から延びるポジすくい面２Ａをそのまま延長したものとしてもよい。このように一対の凸部７の間のすくい面２をポジすくい面２Ａとすれば、このポジすくい面２Ａからの突起部５や凸部７、リブ部１０の突出高さをより大きくすることができるので、切屑に与える抵抗を一層強くしてさらに確実に切屑を処理することができる。

　本発明は、すくい面を有するインサート本体と、上記インサート本体の上記すくい面の周縁に形成され、コーナ刃と該コーナ刃の両側に配置された２つの側刃とを有する切刃と、上記コーナ刃の内側の上記すくい面上に形成され、上記切刃との間に間隔をあけて突出する突起部と、上記突起部の壁面から上記すくい面にかけて、上記コーナ刃の二等分線を挟んでその両側に、上記側刃に延出するように形成された一対の凸部とを備える切削インサートに関する。本発明によれば、切屑の円滑な処理が損なうことなく、長期の使用に耐える切削インサートを提供することができる。

　１…インサート本体、
２…すくい面、
２Ａ…ポジすくい面、
２Ｂ…フラットすくい面、
４…切刃、
４Ａ…コーナ刃、
４Ｂ…接線部、
４Ｃ…傾斜部、
４Ｄ…直線部
４Ｘ…側刃、
５…突起部、
５Ａ…第１の頂部、
５Ｂ…段差部、
５Ｃ…第２の頂部、
５Ｄ…突起部の壁面、
７…凸部、
７Ａ…第１壁面、
７Ｂ…第２壁面、
８…凹部、
８Ａ…前壁部、
８Ｂ…底面、
８Ｃ…後壁面、
１０…リブ部、
１０Ａ…突稜部、
１０Ｂ…リブ部の側面、
１０Ｃ…突稜線部、
Ｌ…二等分線、
Ｍ…稜線、
Ｐ，Ｑ…接点

Claims

　すくい面を有するインサート本体と、
　上記インサート本体の上記すくい面の周縁に形成され、コーナ刃と該コーナ刃の両側に配置された２つの側刃とを有する切刃と、
　上記コーナ刃の内側の上記すくい面上に形成され、上記切刃との間に間隔をあけて突出する突起部と、
　上記突起部の壁面から上記すくい面にかけて、上記コーナ刃の二等分線を挟んでその両側に、上記側刃に延出するように形成された一対の凸部とを備える切削インサートであって、
　上記一対の凸部はそれぞれ、上記切刃のコーナ刃を向いて上記突起部の壁面から上記切刃に向かうに従い互いに離間して延びる第１壁面と、この第１壁面に接して上記コーナ刃の両端部に連なる上記側刃を向く第２壁面とを備え、
　上記第１、第２壁面は、両壁面間の稜線から離間するに従い上記すくい面に向かって傾斜する傾斜面であって、
　上記稜線は、上記突起部の上記コーナ刃の頂部よりも低い位置で該突起部の壁面に接し、
　上記一対の凸部よりもさらに上記コーナ刃寄りの上記すくい面上には、上記二等分線を横切るように延びる後壁部を上記コーナ刃と凸部との中間部に有し、該コーナ刃に対して凹となる凹部が形成されている切削インサート。
　上記凹部は、上記コーナ刃の両端部に連なる上記側刃に沿って延びる一対の前壁部を有し、
　上記凹部の上記後壁部は、上記二等分線上に位置する中央部から両端に向かうに従い、該二等分線に沿った方向において上記コーナ刃に向けて延びて上記前壁部に接続されている請求項１に記載の切削インサート。
　上記凹部の後壁部の突出高さは、上記凸部における上記第１、第２壁面間の稜線と上記突起部の壁面との接点の高さよりも低い請求項１または請求項２に記載の切削インサート。
　上記突起部の頂部は、上記コーナ刃に対して該コーナ刃と反対側が段差部を介して突出した多段状である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の切削インサート。
　上記コーナ刃の内側の上記すくい面上には、上記一対の凸部の上記第１壁面同士の間に、これら第１壁面同士の間の間隔よりも幅狭で上記凸部よりも突出高さの低いリブ部が上記二等分線に沿って形成され、
　上記リブ部は上記コーナ刃側で上記凹部の後壁部に接続されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の切削インサート。