JP2010253632A - Cutting insert and cutting tool, and method of manufacturing workpiece to be cut using cutting insert and cutting tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切削インサートおよび切削工具ならびにそれらを用いた被削加工物の製造方法に関する。 The present invention relates to a cutting insert, a cutting tool, and a method for manufacturing a workpiece using them.
従来、スローアウェイ式の切削工具は、切削インサートの中心に設けられた取付孔に取付ねじを挿通し、ホルダにねじ止めして用いられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a throw-away type cutting tool is used by inserting a mounting screw into a mounting hole provided at the center of a cutting insert and screwing it to a holder.
他方、切削インサートの取付安定性の点で、上記ねじ止めに加えて、ホルダに備えられるクランプ部材にて切削インサート上面を押圧する場合もある。特に、送り量が大きな切削工具、すなわち高送り加工用の切削工具においては、高送り加工時に加わる負荷による切削インサートの浮き上がりを抑制する観点から、ねじ止めに加えてクランプ部材が用いられる場合が多い(例えば、特許文献1)。 On the other hand, in terms of mounting stability of the cutting insert, in addition to the above screwing, the upper surface of the cutting insert may be pressed by a clamp member provided in the holder. In particular, in a cutting tool with a large feed amount, that is, a cutting tool for high-feed machining, a clamp member is often used in addition to screwing from the viewpoint of suppressing lifting of the cutting insert due to a load applied during high-feed machining. (For example, patent document 1).
しかし、クランプ部材を用いる場合、切削時に生成される切屑がクランプ部材に絡みつき、切削インサートが損傷する、あるいは被削材の加工面に傷を生じるなどの問題がある。さらに、クランプ部材の存在は、切削インサートを交換する際の作業効率の妨げとなる。 However, when the clamp member is used, there is a problem that chips generated at the time of cutting are entangled with the clamp member, the cutting insert is damaged, or the work surface of the work material is scratched. Furthermore, the presence of the clamping member hinders work efficiency when exchanging the cutting insert.
本発明の目的は、切削インサートの拘束性に優れ、加工した被削材の加工面が良好な切削インサートを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cutting insert that is excellent in the restraint property of the cutting insert and that has a good machined surface of the machined workpiece.
本発明の切削インサートは、略多角形平板状をなす本体部を備え、該本体部には、上面と側面との交差稜線部に形成される切刃と、上面および下面を貫通する取付ねじ当接部とが形成される切削インサートであって、上面視において、前記取付ねじ当接部の中心軸が、前記切刃の垂直二等分線と交わるとともに、前記切刃に対して前記本体部の中心軸よりも離れた位置にあることを特徴とする。 The cutting insert of the present invention includes a main body portion having a substantially polygonal flat plate shape. The main body portion includes a cutting blade formed at a crossing ridge line portion between the upper surface and the side surface, and a mounting screw contact penetrating the upper surface and the lower surface. A cutting insert in which a contact portion is formed, and when viewed from above, a center axis of the mounting screw contact portion intersects a perpendicular bisector of the cutting blade, and the main body portion with respect to the cutting blade It is characterized by being located away from the central axis.
ある実施態様においては、前記切刃が複数形成されるとともに、前記切刃のそれぞれに対応して前記取付ねじ当接部が形成されることを特徴とする。 In one embodiment, a plurality of the cutting blades are formed, and the attachment screw contact portion is formed corresponding to each of the cutting blades.
ある実施態様においては、前記取付ねじ当接部は、対応する前記切刃までの距離が等しくなるように形成されることを特徴とする。 In one embodiment, the attachment screw contact portions are formed so that the distances to the corresponding cutting blades are equal.
ある実施態様においては、上面視において、前記取付ねじ当接部が重複するように形成されることを特徴とする。 In one embodiment, the mounting screw contact portion is formed so as to overlap in a top view.
ある実施態様においては、前記切刃が、主切刃および副切刃からなり、前記取付ねじ当接部の中心軸が、前記主切刃の垂直二等分線と交わるとともに、前記主切刃に対して前記本体部の中心軸よりも離れた位置にあることを特徴とする。 In one embodiment, the cutting edge includes a main cutting edge and a sub cutting edge, and a central axis of the mounting screw contact portion intersects a perpendicular bisector of the main cutting edge, and the main cutting edge Is located at a position away from the central axis of the main body.
本発明の切削工具は、上記切削インサートと、前記該切削インサートが複数装着されるホルダとを備える。 The cutting tool of this invention is equipped with the said cutting insert and the holder by which the said cutting insert is mounted | worn with two or more.
本発明の被削加工物の製造方法は、上記切削工具を回転させて近づける工程と、被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、を包含する。 The method of manufacturing a workpiece according to the present invention includes a step of rotating and bringing the cutting tool closer, a step of cutting the workpiece by bringing a cutting blade of the cutting tool into contact with the surface of the workpiece, Separating the cutting tool from the work material.
本発明の切削インサートによれば、取付ねじ当接部の中心軸が、上面視で、本体部の中心軸よりも切刃から離れた位置に設けられている、すなわち、切刃から切削インサートをねじ止めする位置までの距離が従来に比べて長くなるため、切削インサートの拘束力のモーメントを増大させることができ、高送り加工などの切刃に大きな負荷がかかる場合であっても、クランプ部材を用いることなく、切削インサートの浮き上がり、特に被削材に衝突する際に生じる切削インサートの浮き上がりを抑制することができる。したがって、上記切削インサートを用いた切削工具は、安定した加工が可能である。 According to the cutting insert of the present invention, the central axis of the mounting screw contact portion is provided at a position farther from the cutting edge than the central axis of the main body portion when viewed from above, that is, the cutting insert is removed from the cutting edge. Since the distance to the screwing position is longer than before, the moment of the binding force of the cutting insert can be increased, and even when a large load is applied to the cutting blade such as high feed machining, the clamping member Without using the cutting insert, it is possible to suppress the floating of the cutting insert, particularly when the cutting insert collides with the work material. Therefore, the cutting tool using the cutting insert can be stably processed.
<切削インサート>
以下、図1および図2を用いて、本発明の一実施形態である切削インサート1(以下、単にインサート1と略す)について説明する。
<Cutting insert>
Hereinafter, a cutting insert 1 (hereinafter simply referred to as an insert 1) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1において、インサート1は、略多角形板状の本体部を備えている。この本体部の上面視での形状は、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形などの当業者が通常インサートに使用する形状であればよく、特に制限されない。図1および図2においては、5つの長辺を有する略五角形の形状が用いられている。
In FIG. 1, the
上記本体部はまた、すくい面として機能する上面2と、着座面として機能する下面3と、逃げ面として機能する上面2および下面3に連続する側面4とで構成され、上面2と側面4との交差稜線部にそれぞれ切刃5が形成されている。さらにすくい面に相当する上面2上には、上面2から下面3にむかって本体部を貫通する取付ねじ当接部6が、各切刃5に対応して複数形成されている。
The main body portion is also composed of an
図1に示すインサート1は、具体的には、側面4が上面2および下面3に対して垂直に形成されている。すなわち上面および下面の両面をそれぞれすくい面として使用可能なネガティブ形のインサートである。すなわち、インサート1は10コーナー使いのインサートである。この場合、下面3と側面4との交差稜線においても切刃5が形成されており、下面側の切刃5を用いる場合、下面3をすくい面、上面2を着座面として使用することが可能である。なお、本発明においては、上面2または下面3と、側面4との間に逃げ角を有する、いわゆるポジティブ形のインサートであってもよい。
Specifically, in the
上面2と側面4との交差稜線部に形成される切刃5は、主切刃51と、主切刃51に連続して形成される副切刃52とからなる。主切刃51は、切削作用において、切屑生成に主な役割を果たす刃である。切削抵抗の低減の観点から、主切刃を分断するような溝部を設けてもよい。副切刃52は、被削材の仕上げ面粗度向上の目的で形成される。
The cutting edge 5 formed at the intersecting ridge line portion between the
取付ねじ当接部6は、具体的には、ホルダ取付孔であり、本体部を貫通するように略円筒形状に形成されている。この取付ねじ当接部6は、インサート1をホルダに固定する目的で形成され、この取付ねじ当接部6に取付ねじを挿入してホルダにねじ込むことによって固定される。取付ねじ当接部6は、切刃5、特に主切刃51に対応して形成される。例えば、図2に示すインサート1においては、上面2と側面4との交差稜線部に形成された5本の主切刃51a〜51eにそれぞれ対応して、5個の取付ねじ当接部6a〜6eが形成されている。
Specifically, the attachment
本発明においては、取付ねじ当接部6は、取付ねじ当接部6の中心軸が、上面2(すくい面)から見て、本体部の中心軸を通る対応する切刃5、特に主切刃51の垂直二等分線と交わるとともに、この切刃5に対して本体部の中心軸よりも離れた位置に形成されている。例えば、図2においては、取付ねじ当接部6aの中心軸が、切刃51aの垂直二等分線Lと交わっており、切刃51aから略五角形のインサート本体部の中心軸Cまでの距離Dより離れた位置に形成されている。このような構成によって、切削インサートをねじ止めする位置の切刃からの距離が、従来本体部の中心軸に設けられていた場合に比べて長くなるため、切削インサートの拘束力のモーメントが増大する。したがって、例えば、高送り加工などの切刃に大きな負荷がかかる場合であっても、クランプ部材を用いることなく、インサート1の浮き上がりを抑制することができ、安定した加工が可能となる。また、本発明においては、従来に比べて、取付ねじ当接部(取付孔)を小さく形成しても同程度のインサートの拘束性が得られるため、取付ねじ当接部による空隙を小さくすることが可能であり、インサート自体の耐久性を向上することが可能である。さらに、クランプ部材を必要としないため、切屑排出性が良好となり、切屑がクランプ部材に絡みつくことにより生じるインサートの損傷、あるいは切屑により生じる加工面の傷を抑制することができる。本発明はまた、クランプ部材を必要としないため、クランプ部材に生じるコストの増加を低減できるとともに、従来のインサートの交換時に生じるクランパーの取り外しなどの煩雑な操作を必要としない。なお、取付ねじ当接部6における切刃5からの距離の上限は、取付ねじ当接部が本体部に形成できればよく、特に制限されない。
In the present invention, the mounting
取付ねじ当接部6の大きさは、インサート1の強度、インサート1の取付安定性などに応じて適宜設定される。インサート1の強度の点では、取付ねじ当接部(取付孔)の径を小さくすることが好ましく、他方、インサート1の取付安定性(インサート1の浮き上がり抑制)の点では、取付ねじ当接部(取付孔)の径を大きくすることが好ましい。さらに、取付ねじ当接部6の位置は、切刃5に対して本体部の中心軸より離れていればよく、例えば、取付ねじ当接部6の中心軸と本体部の中心軸との距離が、切刃5から本体部の中心軸の距離の約1/10〜約2/3程度、好ましくは約1/10〜約1/2程度となるように設計される。例えば、図2では、切刃から本体部の中心軸を通る径が17mmの略五角形板状のインサートにおいて、約3.5の直径を有する取付ねじ当接部6が形成されており、取付ねじ当接部の中心軸が、本体部の中心軸Cから約4.5mm離れた位置に形成されている。なお、切刃5から本体部中心軸Cまでは約8.5mmである。
The size of the mounting
取付ねじ当接部6はまた、断面視において、径が一定で、かつ上面から下面に向かって鉛直に形成されている。このような構成にすれば、上面および下面の形状が同じになり、ネガティブ形のインサート1として使用する場合に好適である。インサート1の浮き上がりをさらに抑制する観点から、例えば、取付ねじ当接部の断面形状が、上面2および下面3から中央に向かってテーパー状となるように形成してもよいし、あるいは上面2から下面3に向かうに従って、対応する切刃5に近づくように傾斜させて形成してもよい。
The mounting
取付ねじ当接部6が複数形成される場合、切刃から取付ねじ当接部6までの距離が、それぞれ等しくなるように各取付ねじ当接部が形成されることが好ましい。このような構成にすることによって、各切刃5を用いた場合に、同様のインサートの浮き上がり抑制効果が得られる。
When a plurality of attachment
図3および図4は、切削インサート1の別の実施形態を示す。図3および図4においては、複数の切刃5に対応する複数の取付ねじ当接部6が上面視(すくい面から見て)で重複するように形成されている。このように取付ねじ当接部を重複するように形成することにより、切削インサートの空隙面積を減少させることができ、強度を保持することが可能である。複数の取付ねじ当接部6が重複する場合、各取付ねじ当接部の距離については、少なくともそれぞれの取付ねじ当接部で独立的にねじ止めできる程度に離して設計されることが好ましい。またこのような取付ねじ当接部においては、取付ねじを傾斜して取り付けてもよい。
3 and 4 show another embodiment of the cutting
<切削工具>
図5は、本発明の第一の実施形態によるインサート1を装着してなる切削工具11の全体斜視図である。ここで、ホルダ10の外周先端部に複数の切りくずポケット13が形成されており、切りくずポケット13内の各々外周位置にインサート1が取り付けられる。具体的には、インサート1は、回転方向に上面(すくい面)2を向けて最外周に主切刃51が位置するように装着される。切削工具11は、ホルダ10を回転させることによって主切刃51により切削が行われる。
<Cutting tools>
FIG. 5 is an overall perspective view of the
本発明の切削工具は、使用されるインサート1が被削材に衝突する際に生じる浮き上がりを効果的に抑制される構成を有しているため、特に送り量の大きい、例えば、0.6〜2.0mm/rev程度の送り量の高送りの切削工具として用いる場合に好適である。
Since the cutting tool of the present invention has a configuration that effectively suppresses the lift that occurs when the
本発明の切削工具はまた、クランプ部材を必要とせず、ホルダにおいてクランプ取付部(ポケット)を形成する必要がない。そのため、十分な強度を有するホルダを用いることができる。 The cutting tool of the present invention also does not require a clamp member, and it is not necessary to form a clamp attachment portion (pocket) in the holder. Therefore, a holder having sufficient strength can be used.
<被削加工物の製造方法>
本発明に係る被削加工物の製造方法は、上記切削工具(転削工具)を回転させて被削材に近づける工程と、被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、を包含する。具体的な工程図を図6に示す。
<Manufacturing method of workpiece>
The method of manufacturing a workpiece according to the present invention includes a step of rotating the cutting tool (rolling tool) to bring it close to the work material, and bringing a cutting blade of the cutting tool into contact with the surface of the work material. A step of cutting the work material, and a step of separating the cutting tool from the work material. A specific process diagram is shown in FIG.
このような被削加工物の製造方法は、上述のように、インサート1とホルダ10との拘束力が高いため、切削時にインサートが振動することが少なく、さらにクランプ部材を必要としないため、良好な切削加工面が得られる。
As described above, the manufacturing method of such a workpiece is good because the
具体的には、まず、ホルダ10にインサート1を装着する。このとき、ホルダ10の同一円周上に沿って、インサート1を、ホルダ10の取付部に取り付ける。取り付け方法は、例えば、インサート1の逃げ面である上面21に形成される中央部のねじ穴に、ねじを挿入することによって行われる。
Specifically, first, the
次いで、ホルダ10にインサート1を取り付けた後、図6(a)に示すように、ホルダ10の軸心を中心にA方向に回転させ、切削工具11の切刃を被削材100に近づけ(B方向)、接触させることによって、被削材を切削する。例えば、図6(b)に示すように、切削工具11は、被削材の表面を略平行(C方向)に切削することが可能である。
Next, after the
その後、図6(c)に示すように、被削材から切削工具を離間させる(D方向)。切削加工を継続する場合には、切削工具11を回転させた状態を保持して、被削材の異なる箇所に切削工具の切刃5を接触させる工程を繰り返せばよい。
Then, as shown in FIG.6 (c), a cutting tool is spaced apart from a workpiece (D direction). When continuing the cutting process, the state in which the
以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。 As mentioned above, although several embodiment concerning this invention was illustrated, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It cannot be overemphasized that it can be made arbitrary, unless it deviates from the summary of this invention. .
1 切削インサート
2 上面
3 下面
4 側面
5 切刃
51 主切刃
52 副切刃
6 取付ねじ当接部
10 ホルダ
11 切削工具
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上面視において、前記取付ねじ当接部の中心軸が、前記切刃の垂直二等分線と交わるとともに、前記切刃に対して前記本体部の中心軸よりも離れた位置にあることを特徴とする、切削インサート。 A main body portion having a substantially polygonal flat plate shape is provided, and a cutting blade formed at a crossing ridge line portion between the upper surface and the side surface, and a mounting screw contact portion penetrating the upper surface and the lower surface are formed on the main body portion. A cutting insert,
When viewed from above, a center axis of the mounting screw contact portion intersects with a perpendicular bisector of the cutting blade and is located at a position away from the center axis of the main body portion with respect to the cutting blade. Cutting insert.
前記取付ねじ当接部の中心軸が、前記主切刃の垂直二等分線と交わるとともに、前記主切刃に対して前記本体部の中心軸よりも離れた位置にあることを特徴とする、請求項1から4のいずれかの項に記載の切削インサート。 The cutting edge consists of a main cutting edge and a sub cutting edge,
A center axis of the mounting screw contact portion intersects a perpendicular bisector of the main cutting edge and is located at a position away from the main axis of the main body portion with respect to the main cutting edge. The cutting insert according to any one of claims 1 to 4.
前記被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、
前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、
を包含する、被削加工物の製造方法。
Rotating the cutting tool according to claim 6 to approach the work material;
Cutting the work material by bringing a cutting edge of the cutting tool into contact with the surface of the work material;
Separating the cutting tool from the work material;
A method for manufacturing a work piece, comprising:
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