JP2008254127A - 切削インサート - Google Patents

Abstract

【課題】切刃に複数の凸部と凹部を備えた切削インサートにおいて、使用可能な切刃の数を減らすことなく、効率的な加工を行うことが可能な切削インサートを提供する。
【解決手段】平板状をなすインサート本体１の表裏面における少なくとも一対の相対する辺稜部に、表裏面に対向する方向から見て複数の凸部６とその間に凹部７とを有する切刃２が形成されるとともに、この一対の相対する辺稜部の間に位置するインサート本体１の側面には、表裏面から離間してインサート本体１の厚さ方向中央部に向かうに従い切刃２に対して漸次後退するポジ逃げ面４が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、切刃に複数の凸部と凹部を備えて、特に効率的な加工を行うことが可能な切削インサートに関するものである。

このように、切刃に複数の凸部と凹部を備えた切削インサートとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。すなわち、この特許文献１に記載の切削インサートでは、インサート本体の互いに反対側を向く２つの側面に凸部と凹部が形成されていて、そのインサート本体の上下面との交差稜線部に、これら上下面をすくい面とする切刃が形成されている。従って、この切削インサートでは１つのインサート本体で４回の切刃の使用が可能となる。
米国特許第６６３２０５１号明細書

しかしながら、この特許文献１に記載の切削インサートでは、上記切刃の逃げ面となる凸部の先端面が、インサート本体の上下面に垂直な方向の延びており、すなわち逃げ角が付されないネガティブインサートとされているため、この先端面とワークとの干渉を避けるためにはすくい角を負角側に設定しなければならず、切刃の切れ味が鈍くなって切削抵抗が増大してしまって、送りを高くするなどの効率的な切削加工には不適当となってしまう。

その一方で、逃げ面に切り刃に対して後退傾斜を与えて予め逃げ角を付したポジティブインサートも公知ではあるが、１つの切刃に対して上下面のいずれか一方だけしかすくい面として使用することができず、すなわち１つのインサート本体で使用可能な切刃の数が半減してしまうという問題がある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、このように切刃に複数の凸部と凹部を備えた切削インサートにおいて、使用可能な切刃の数を減らすことなく、効率的な加工を行う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、平板状をなすインサート本体の表裏面における少なくとも一対の相対する辺稜部に、上記表裏面に対向する方向から見て複数の凸部とその間に凹部とを有する切刃が形成されるとともに、上記一対の相対する辺稜部の間に位置する上記インサート本体の側面には、上記表裏面から離間して上記インサート本体の厚さ方向中央部に向かうに従い上記切刃に対して漸次後退するポジ逃げ面が形成されていることを特徴とする。

従って、このようなインサートによれば、インサート本体の表裏面の少なくとも一対の相対する辺稜部に、該表裏面にそれぞれすくい面を有する切刃が形成されるため、１つのインサート本体に形成可能な切刃の数が減らされることはない。そして、これら表裏面の間の側面に形成される逃げ面は、該表裏面からそれぞれ離間して互いにインサート本体の厚さ方向中央部に向かうに従い切刃に対して漸次後退するポジ逃げ面とされているので、すくい面とされる表裏面のすくい角を負角側に設定しなくても、逃げ面とされる側面の切刃に連なる部分には充分な逃げ角を確保することができ、これにより切刃に鋭い切れ味を与えて切削抵抗の低減を図ることができる。

ここで、上記凸部を、上記表裏面に対向する方向から見て台形状に形成することにより、上記辺稜部に沿った方向の凸部の幅を大きくすることができるので、この凸部による切刃強度の向上を図ることができる。また、特に当該切削インサートを旋削加工に用いたときに、インサート本体を凸部が突出する方向にワークに切り込ませ、次いで上記辺稜部に沿った方向に送り出して切削を行う場合には、この送りの幅を小さく済ませることができるので、一層効率的な加工を促すことができる。

一方、上記凸部を、上記表裏面に対向する方向から見て三角形状に形成すれば、この凸部がその突端からワークに食い付く際に衝撃的負荷が作用するのを避けることができるので、このような衝撃的負荷によって切刃の凸部に損傷が生じたりするのを防ぐことができるとともに、切込みを滑らかにして切削抵抗の一層の低減を図り、円滑な切削を促すことが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、インサート本体に形成される切刃の数を減らすことがなく経済的であるとともに、切刃の切れ味の向上を図って切削抵抗を低減し、高送り等の効率的な切削を行うことが可能となる。

図１ないし図５は、本発明の第１の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、超硬合金等の硬質材料により概略方形の平板状をなし、その厚さ方向（図３および図４にける上下方向）の中心に位置して該厚さ方向に垂直な平面Ｐに対して対称な形状とされていて、この概略方形をなす表裏面双方の上記厚さ方向に相対する一対の辺稜部（図３において上下に位置する辺稜部）には切刃２が形成され、これらの切刃２にそれぞれ連なる表裏面の縁部にはすくい面３が形成されるとともに、該切刃２の間に位置するインサート本体１の側面に逃げ面４が形成されている。

なお、本実施形態では、上記表裏面がなす方形の互いに反対側に位置する２つの辺稜部（図２において上下に位置する辺稜部）にそれぞれ切刃２が形成されており、すなわち１つのインサート本体１に二対４つの切刃２が形成されることになる。また、上記表裏面の中央には、当該切削インサートをインサート着脱式切削工具のホルダ等に取り付けるための取付孔５がインサート本体１を厚さ方向に貫通するように形成されており、当該インサート本体１は、この取付孔５の中心線を含んで上記辺稜部に平行な平面Ｑおよび垂直な平面Ｒに対しても対称な形状とされている。

上記切刃２には、上記表裏面に対向する方向からの平面視において図２に示すように上記平面Ｒ方向に突出する複数（本実施形態では３つ）の凸部６が、上記辺稜部が延びる方向に等間隔に形成されているとともに、これらの凸部６の間の部分は凹部７（本実施形態では２つ）とされている。ここで、上記凸部６は、本実施形態では上記平面視においてその突端に向かうに従い漸次幅狭となる互いに同形同大の等脚台形状に形成されている一方、上記凹部７は逆にこの凸部６の突端側に向かうに従い漸次幅広になるやはり互いに同形同大の等脚台形状に形成されており、さらにこれら凹凸部６，７がなす等脚台形も略同形同大とされている。なお、これら凹凸部６，７の角部や隅部は凹凸円弧状に形成され、しかも凸部６の角部の凸円弧は凹部７の隅部の凹円弧よりも半径が小さくされている。

このような凹凸部６，７を有する切刃２に連なる上記すくい面３は、図５に示すように凸部６の突端から上記平面Ｒ方向に内側に向かうに従い一定の傾斜角で上記厚さ方向に漸次後退するように傾斜した後、凹部７よりも内側で切れ上がるように形成されており、これよりも内側のインサート本体１の表裏面は、上記取付孔５の開口部を除いて、上記厚さ方向に垂直な平坦面とされている。なお、上記複数の凸部６のうち両端の凸部６がなす等脚台形の両外側の斜辺は、このすくい面３と表裏面の平坦部分との境界を越えて内側にまで延長させられている。

そして、上記一対の辺稜部に形成された切刃２の間のインサート本体１の側面に形成される逃げ面４は、上記表裏面から離間して上記厚さ方向の中央部に向かうに従い、これら表裏の切刃２に対して漸次後退するポジ逃げ面とされており、特に本実施形態ではこれらのポジ逃げ面が上記平面Ｐ上で交差して、上記平面Ｒに沿った断面において図５に示すように凹Ｖ字状を呈するようにされている。

ここで、これらのポジ逃げ面は、図２に示すように上記凸部６の突端に連なる部分が漸次後退するだけでなく、凹部７の底に連なる部分や、これら凹凸部６，７がなす等脚台形の斜辺に連なる部分も、厚さ方向中央部側に向かうに従い漸次後退するように形成されており、従ってこのポジ逃げ面は、その上記厚さ方向に垂直な断面が、表裏面から上記平面Ｐ側に向かうに従い、凸部６に連なる等脚台形は漸次小さくなる一方、凹部７に連なる等脚台形は漸次大きくなるように形成されることになる。

このような切削インサートを、例えば図５に示すように軸線Ｏ回りに回転するワークＷの外周旋削に使用する場合には、１つの切刃２が形成された上記辺稜部を軸線Ｏに平行にして、この切刃２のすくい面３をワークＷの回転方向Ｔに対向させるとともに、この切刃２に連なる逃げ面４をワークＷの外周面に対向させてインサート本体１を保持し、この切刃２の凹部７の底までの範囲でインサート本体１を前進させて切刃２を切り込ませてゆく。次いで、こうして切刃２が所定の切込みでワークＷに切り込まされたなら、インサート本体１を上記軸線Ｏ方向に向けて１つの凹部７の幅分だけ左右いずれかに送り出すことにより、この凹部７の１幅分と切刃２の幅分との幅でワークＷの外周面を旋削することができる。

そして、このとき、上記構成の切削インサートによれば、切刃２に連なる逃げ面４が、すくい面３が形成された表裏面から上記厚さ方向中央部に向かいに従い漸次後退するポジ逃げ面とされているので、図５に示したようにすくい角を負角側に設定せずとも逃げ量を確保することができ、従ってこのすくい角を０°あるいは正角側に設定することができるので、切刃２の切れ味を高めることができる。しかも、本実施形態ではすくい面３が上述のように後退傾斜しているので、すくい角を正角側により大きく設定することが可能となる。

従って、これにより切削抵抗の低減を図ることができるので、例えばエンジンのクランクシャフトの軸部外周を切削加工する場合のように、ウェブで挟まれた軸部を切削するために切削インサートを保持したホルダの突き出し量を長くしなければならず、切削インサートの保持剛性が損なわれて不安定となりがちな場合でも、ホルダに振動を生じたりすることなく高送り切削を行うことが可能となって効率的である。また、本実施形態では凸部６の斜辺に連なる逃げ面４部分も、この斜辺に対して上記厚さ方向中央部に向かうに従い漸次後退するポジ逃げ面とされているので、インサート本体１を上記軸線Ｏ方向に送り出して切削を行う場合でも切削抵抗の低減を図ることができる。

その一方で、こうして切削に使用される切刃２とは表裏反対側の辺稜部に形成された切刃２およびそのポジ逃げ面は、逃げ面４全体が上述のように断面凹Ｖ字状に形成されていることから、切削に使用される切刃２のすくい角を正角側に設定してもワークと干渉することはなく、表裏面の相対する一対の辺稜部に形成された切刃２の双方を、インサート本体１を反転させることによって使用することができる。従って、インサート本体１に形成可能な切刃２の数が減じられるのを防いで、経済的な切削インサートを提供することが可能となる。

また、本実施形態では、切刃２の凸部６が上記表裏面に対向する方向から見て台形状に形成されていて、その突端をある程度の幅を有した辺として形成することができるので、上述のようにこの切刃２の凸部６をワークＷに切り込ませてから、軸線Ｏ方向に送り出して外周切削を行う場合の取り代を少なくして、この送りの幅を小さくすることができるので、さらに効率的な加工を促すことが可能となる。また、こうして凸部６台形状とされることにより、その強度の向上を図ることもできる。

ただし、このように凸部６を台形状に形成するのに代えて、図６ないし図９に示す本発明の第２の実施形態のように、上記表裏面に対向する方向から見て三角形状をなす凸部１１を形成するようにしてもよい。なお、この第２の実施形態において、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簡略化する。

すなわち、この第２の実施形態においては、上記表裏面に対向する方向から見た平面視において図７に示すように、凹部７は第１の実施形態と同様に凸部１１の突端側に向かうに従い漸次幅広になる互いに同形同大の等脚台形状に形成される一方で、凸部１１はこれらの等脚台形の斜辺同士がそのまま交差した形状の二等辺三角形状をなしており、特に本実施形態では概略正三角形状を呈している。ただし、その突端は第１の実施形態の凸部６における角部と同様に、凹部７の隅部における凹円弧よりも半径の小さい凸円弧状に形成されている。また、ポジ逃げ面とされる切刃２の逃げ面４は、この凸部１１に連なる部分では上記二等辺三角形の斜辺に対して厚さ方向中央部に向かうに従い漸次後退するように傾斜させられている。

従って、このような第２の実施形態の切削インサートにおいても、第１の実施形態と同様に、表裏面側それぞれに切刃２を形成することができて経済的であるとともに、すくい角を正角側に設定したとしても逃げ面４とワークとの干渉を防ぐことができて、抵抗の少ない効率的な切削を行うことができる。

また、本実施形態では凸部１１が上記平面視に三角形状であるので、この凸部１１から切刃２がワークに食い付く際には、突端が１点で食い付いた後に徐々に切削幅が拡がってゆくような形態となり、この食い付き時の衝撃的負荷を抑えてワークへの切込みを滑らかにすることができる。このため、上述のように切削インサートの保持が不安定となりがちな場合でも、一層確実に円滑な切削を可能とすることができるとともに、こうして食い付き時の負荷が抑えられることにより、凸部１１が三角形状でも欠損が生じたりするのを防ぐことが可能となる。

本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態の表裏面に対向する方向から見た平面図である。 図１に示す実施形態の逃げ面４が形成される側面に対向する方向から見た正面図である。 図１に示す実施形態の逃げ面４が形成されない側面に対向する方向から見た側面図である。 図１に示す実施形態の断面（図２における平面Ｒに沿った断面）図、およびこの実施形態によりワークＷの外周旋削を行う状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。 図６に示す実施形態の表裏面に対向する方向から見た平面図である。 図６に示す実施形態の逃げ面４が形成される側面に対向する方向から見た正面図である。 図６に示す実施形態の逃げ面４が形成されない側面に対向する方向から見た側面図である。

符号の説明

１ インサート本体
２ 切刃
３ すくい面
４ 逃げ面
５ 取付孔
６，１１ 凸部
７ 凹部
Ｐ インサート本体１の厚さ方向中央部に位置する平面

Claims (3)

1. 平板状をなすインサート本体の表裏面における少なくとも一対の相対する辺稜部に、上記表裏面に対向する方向から見て複数の凸部とその間に凹部とを有する切刃が形成されるとともに、上記一対の相対する辺稜部の間に位置する上記インサート本体の側面には、上記表裏面から離間して上記インサート本体の厚さ方向中央部に向かうに従い上記切刃に対して漸次後退するポジ逃げ面が形成されていることを特徴とする切削インサート。
2. 上記凸部が、上記表裏面に対向する方向から見て台形状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. 上記凸部が、上記表裏面に対向する方向から見て三角形状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。

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