JP2014121772A - 切削インサート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の分割体の張り合わせ面同士の位置合わせの精度を高めつつ、焼結後の切削インサートに十分な強度を付与でき、インサート取付座への着座安定性も向上できること。
【解決手段】多角形板状をなし表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体20同士を該インサート本体のインサート中心軸C方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成され、分割体20の張り合わせ面21には、インサート中心軸C方向に突出するように形成された山部22と、インサート中心軸C方向に後退するように形成された谷部23とが多角形面の辺陵部に沿って隣り合って配置されているとともに、山部22及び谷部23の対24は各辺陵部に対応して各一対設けられ、互いに張り合わされる分割体20の対向する山部22と谷部23とが係合しつつ、これら分割体20の張り合わせ面21同士が接合されている。
【選択図】図6
【解決手段】多角形板状をなし表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体20同士を該インサート本体のインサート中心軸C方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成され、分割体20の張り合わせ面21には、インサート中心軸C方向に突出するように形成された山部22と、インサート中心軸C方向に後退するように形成された谷部23とが多角形面の辺陵部に沿って隣り合って配置されているとともに、山部22及び谷部23の対24は各辺陵部に対応して各一対設けられ、互いに張り合わされる分割体20の対向する山部22と谷部23とが係合しつつ、これら分割体20の張り合わせ面21同士が接合されている。
【選択図】図6
Description
本発明は、例えば刃先交換式エンドミル等の刃先交換式切削工具に着脱可能に装着される切削インサート及びその製造方法に関するものである。
従来、例えば下記特許文献1に示されるような、超硬合金等の硬質材料からなる多角形板状の切削インサートが知られている。この切削インサートは、互いに同一形状とされた圧粉体からなる板状の一対の分割体(型押体)同士を、該切削インサートの厚さ方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成されている。
このように、分割体同士を張り合わせて切削インサートを形成することにより、該切削インサートを両面タイプとして切刃の数を多く確保でき、工具寿命を延長できる。また、切刃に隣接する逃げ面に正の逃げ角を付与することが容易であり、これら切刃の被削材に対する切れ味を高めることができる。
尚、一対の分割体同士を張り合わせて焼結する際には、例えば張り合わせ面から滲出するバインダー(有機材料等の成形助剤)成分等の作用や焼結時の振動、脱気時の衝撃などにより、これら分割体の張り合わせ面同士が意図せずスライド移動して、位置ずれした状態で接合されるおそれがある。そこで、特許文献1では、分割体の張り合わせ面に、互いに離間された凸部と凹部とを形成して、一対の分割体の張り合わせ面同士の対向する凸部と凹部とを嵌合させた状態で焼結することにより、これら分割体同士の位置ずれを抑制するようにしている。
しかしながら、上記従来の切削インサートでは、焼結時において分割体同士の位置ずれを防止することに未だ改善の余地があった。
すなわち、互いに張り合わされる分割体の張り合わせ面同士の位置ずれを確実に防止することは難しく、位置合わせの精度がより求められていた。また、インサート取付座に支持される切削インサートの側面部分に上記位置ずれによる段差が生じた場合に、この段差により該側面部分に対する支持面積(拘束面積)が減少して、インサート取付座への切削インサートの着座安定性が確保できなくなるおそれがあった。
すなわち、互いに張り合わされる分割体の張り合わせ面同士の位置ずれを確実に防止することは難しく、位置合わせの精度がより求められていた。また、インサート取付座に支持される切削インサートの側面部分に上記位置ずれによる段差が生じた場合に、この段差により該側面部分に対する支持面積(拘束面積)が減少して、インサート取付座への切削インサートの着座安定性が確保できなくなるおそれがあった。
また、切削インサートを構成する一対の分割体の各厚さは、当該切削インサートの半分の厚さであり、これら分割体同士を張り合わせてなる焼結後の切削インサートにおいて、十分な強度を確保することが難しかった。具体的に、切削時に切刃が被削材から受ける切削負荷によって、切削インサートが欠損したり割れたりするおそれがあり、強度をより高めることに改善の余地があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の分割体の張り合わせ面同士の位置合わせの精度を高めつつ、これら分割体の容量を増大させるようなことなく焼結後の切削インサートに十分な強度を付与することが可能であり、かつ、インサート取付座への着座安定性も向上できる切削インサート及びその製造方法を提供することを目的としている。
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサートであって、多角形板状をなし、インサート中心軸と交差する一対の多角形面と、これら多角形面の周囲に配置されてインサート中心軸方向に延び、前記一対の多角形面の周縁を接続する側面と、前記多角形面と前記側面との交差稜線部に形成された切刃とを備えるとともに、表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、前記インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士を、該インサート本体のインサート中心軸方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成されており、前記分割体の張り合わせ面には、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の外部へ向かう向きに突出するように形成された山部と、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の内部へ向かう向きに後退するように形成された谷部とが、前記多角形面の辺陵部に沿って隣り合って配置されているとともに、前記山部及び前記谷部の対は、各辺陵部に対応して各一対設けられ、互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記山部と前記谷部とが係合しつつ、これら分割体の前記張り合わせ面同士が接合されていることを特徴とする。
また本発明は、刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサートを製造する方法であって、前記切削インサートは、多角形板状をなし、インサート中心軸と交差する一対の多角形面と、これら多角形面の周囲に配置されてインサート中心軸方向に延び、前記一対の多角形面の周縁を接続する側面と、前記多角形面と前記側面との交差稜線部に形成された切刃とを備えるとともに、表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、前記インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士が、該インサート本体のインサート中心軸方向に張り合わされて形成されており、前記分割体を金型成形により成形するとともに、該分割体の張り合わせ面に、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の外部へ向かう向きに突出するように形成された山部と、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の内部へ向かう向きに後退するように形成された谷部とを、前記多角形面の辺陵部に沿って隣り合わせに配置することで、前記山部及び前記谷部の対を、各辺陵部に対応して各一対設ける圧粉体成形工程と、互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記山部と前記谷部とを係合しつつ、これら分割体の前記張り合わせ面同士を接合する張り合わせ工程と、張り合わせた前記分割体同士を焼結する焼結工程と、を有することを特徴とする。
すなわち、本発明は、刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサートであって、多角形板状をなし、インサート中心軸と交差する一対の多角形面と、これら多角形面の周囲に配置されてインサート中心軸方向に延び、前記一対の多角形面の周縁を接続する側面と、前記多角形面と前記側面との交差稜線部に形成された切刃とを備えるとともに、表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、前記インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士を、該インサート本体のインサート中心軸方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成されており、前記分割体の張り合わせ面には、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の外部へ向かう向きに突出するように形成された山部と、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の内部へ向かう向きに後退するように形成された谷部とが、前記多角形面の辺陵部に沿って隣り合って配置されているとともに、前記山部及び前記谷部の対は、各辺陵部に対応して各一対設けられ、互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記山部と前記谷部とが係合しつつ、これら分割体の前記張り合わせ面同士が接合されていることを特徴とする。
また本発明は、刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサートを製造する方法であって、前記切削インサートは、多角形板状をなし、インサート中心軸と交差する一対の多角形面と、これら多角形面の周囲に配置されてインサート中心軸方向に延び、前記一対の多角形面の周縁を接続する側面と、前記多角形面と前記側面との交差稜線部に形成された切刃とを備えるとともに、表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、前記インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士が、該インサート本体のインサート中心軸方向に張り合わされて形成されており、前記分割体を金型成形により成形するとともに、該分割体の張り合わせ面に、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の外部へ向かう向きに突出するように形成された山部と、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の内部へ向かう向きに後退するように形成された谷部とを、前記多角形面の辺陵部に沿って隣り合わせに配置することで、前記山部及び前記谷部の対を、各辺陵部に対応して各一対設ける圧粉体成形工程と、互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記山部と前記谷部とを係合しつつ、これら分割体の前記張り合わせ面同士を接合する張り合わせ工程と、張り合わせた前記分割体同士を焼結する焼結工程と、を有することを特徴とする。
本発明の切削インサート及びその製造方法によれば、板状の圧粉体からなる複数の分割体を、インサート本体のインサート中心軸方向(板状をなすインサート本体及び分割体の厚さ方向)に張り合わせるときに、これら分割体の張り合わせ面に形成された対向する山部と谷部とを互いに係合させることで、これら張り合わせ面同士の位置合わせが簡単かつ精度よく行えるとともに、接合面積が大きく確保されることとなり、焼結時における分割体の張り合わせ面同士のスライド移動が規制される。これにより、焼結後のインサート本体の外周面(側面)において張り合わせ面同士の位置ずれに起因する段差等の発生が防止されやすくなり、切削インサートの外観品位が向上するとともに、インサート取付座に取り付けた該切削インサートの切刃の位置も高精度に決まって、この切削インサートを用いた切削の加工品位が高められることとなる。
また、分割体の張り合わせ面には、多角形面の辺陵部に沿って隣り合って配置される山部及び谷部の対が、各辺陵部に対応して一対ずつ設けられているので、下記の効果を奏する。
すなわち、多角形面の一の辺陵部に位置する切刃を切削加工に用いる際、この辺陵部に沿う前記対のうち、切刃の切削負荷の高い箇所に対応して山部を配置することが容易であり、これにより、例えば一対の分割体のうち被削材に切り込む切刃が位置する一方の分割体において、切削負荷が高くなる箇所の肉厚を大きく確保しやすい。つまり、切刃において切削負荷の高い箇所に応じて分割体の肉厚を厚くできるので、このような分割体を張り合わせてなるインサート本体(切削インサート)の強度を実質的に高めることができ、切削インサートの欠損や割れ等が防止される。しかもこの構成によれば、強度を高めるために分割体の容量を増大させるようなこともない。
すなわち、多角形面の一の辺陵部に位置する切刃を切削加工に用いる際、この辺陵部に沿う前記対のうち、切刃の切削負荷の高い箇所に対応して山部を配置することが容易であり、これにより、例えば一対の分割体のうち被削材に切り込む切刃が位置する一方の分割体において、切削負荷が高くなる箇所の肉厚を大きく確保しやすい。つまり、切刃において切削負荷の高い箇所に応じて分割体の肉厚を厚くできるので、このような分割体を張り合わせてなるインサート本体(切削インサート)の強度を実質的に高めることができ、切削インサートの欠損や割れ等が防止される。しかもこの構成によれば、強度を高めるために分割体の容量を増大させるようなこともない。
具体的には、例えば、工具本体のインサート取付座に装着された切削インサートにおいて、そのインサート本体を構成する一対の分割体のうち工具回転方向側に位置する一方の分割体の工具先端側を向く辺陵部(切削に供される切刃)における工具径方向外側となる部分(切削速度が速く負荷が大となる部分)に対応して、前記対のうち山部を配置すれば上述のような効果が得られる。
そして、前記対が多角形面の各辺陵部に対応してそれぞれ設けられているので、該多角形面におけるいずれの辺陵部を切刃として切削加工に用いた場合であっても、上述した効果が安定して得られることとなる。しかも、前記対を構成する山部と谷部は一つずつであるから、例えば本発明とは異なり辺陵部に沿って山部及び谷部が複数設けられる場合に切刃の上記工具径方向外側となる部分の肉厚を安定して確保できなくなるような事態を回避でき、上述した効果が顕著にかつ確実に得られやすい。
さらに、インサート取付座に支持される切削インサートの側面部分として、前記対の山部を配置することも容易であり、これにより、インサート取付座によって該側面部分を支持する支持面積(拘束面積)が安定して大きく確保されやすくなる。すなわち、焼結時などにたとえ張り合わされる分割体の張り合わせ面同士に僅かな位置ずれが生じて、焼結後の切削インサートの前記側面部分にこの位置ずれによる段差が生じた場合であっても、この段差により該側面部分に対する支持面積が減少するようなことを抑制でき、インサート取付座への切削インサートの着座安定性が確保される。よって、特に高負荷の切削加工時に、インサート取付座によって切削インサートを安定して保持することができる。
このように、本発明によれば、複数の分割体の張り合わせ面同士の位置ずれを抑制して位置合わせの精度を高めつつ、これら分割体の容量を増大させるようなことなく焼結後の切削インサートに十分な強度を付与することが可能であり、かつ、インサート取付座への着座安定性も向上できるのである。
また、本発明の切削インサートにおいて、前記張り合わせ面全体が、前記山部及び前記谷部で形成されていることとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、前記張り合わせ面全体を、前記山部及び前記谷部で形成することとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、前記張り合わせ面全体を、前記山部及び前記谷部で形成することとしてもよい。
この場合、分割体の張り合わせ面には、インサート中心軸に垂直な平坦面が形成されにくくなって、対向する張り合わせ面同士の接合面積がより大きく確保される。よって張り合わされる分割体同士の接合強度がより高められる。
また、本発明の切削インサートにおいて、前記インサート本体の前記側面のうち前記張り合わせ面の外周に対応する部分は、インサート中心軸に平行な面とされていることとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、前記インサート本体の前記側面のうち前記張り合わせ面の外周に対応する部分を、インサート中心軸に平行な面とすることとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、前記インサート本体の前記側面のうち前記張り合わせ面の外周に対応する部分を、インサート中心軸に平行な面とすることとしてもよい。
この場合、例えばインサート本体の側面のうち張り合わせ面の外周に対応する部分がポジティブ面とされている構成に比べて、張り合わせ面同士の接合面積を大きく確保でき、しかもインサート本体の側面における分割体同士の接合箇所に切削負荷などが集中しやすくなることを防止でき、また製造も容易である。
また、本発明の切削インサートにおいて、前記分割体の前記張り合わせ面を正面に見て、前記山部及び前記谷部が、インサート中心軸回りに放射状に形成されていることとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、前記分割体の前記張り合わせ面を正面に見て、前記山部及び前記谷部を、インサート中心軸回りに放射状に形成することとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、前記分割体の前記張り合わせ面を正面に見て、前記山部及び前記谷部を、インサート中心軸回りに放射状に形成することとしてもよい。
この場合、焼結前(張り合わせ工程)において張り合わされる分割体同士が、互いにインサート中心軸に同軸となるように芯合わせされて位置決めしやすくなり、所謂求心効果が得られる。また、焼結時(焼結工程)における分割体の張り合わせ面同士のスライド移動が面方向の全ての向きで規制されることとなる。従って、これら分割体の位置合わせが精度よく安定して行えるとともに、焼結時の分割体同士の位置ずれが効果的に抑制されることとなる。
さらに、張り合わせ面においてインサート中心軸回りに均等に山部及び谷部を配置しやすいことから、焼結後の切削インサートを切削加工に用いた際、切削負荷による応力などが切削インサート内で均等に分散されやすくなるとともに、特定の山部や谷部に集中しやすくなることを防止できる。従って、切削インサートの強度がより高められる。
また、本発明の切削インサートにおいて、前記インサート本体は、互いに同一形状とされた一対の前記分割体同士を張り合わせてなることとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、互いに同一形状とされた一対の前記分割体を形成し、前記張り合わせ工程では、一対の前記分割体同士を張り合わせて前記インサート本体を形成することとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、互いに同一形状とされた一対の前記分割体を形成し、前記張り合わせ工程では、一対の前記分割体同士を張り合わせて前記インサート本体を形成することとしてもよい。
この場合、一種類の圧粉体からなる互いに同一形状とされた一対の分割体によってインサート本体を形成することができ、製造が容易である。
また、本発明の切削インサートにおいて、インサート中心軸に垂直で前記インサート本体をインサート中心軸方向に2等分する仮想平面に対して、前記山部がインサート中心軸方向に突出する突出量及び前記谷部がインサート中心軸方向に後退する後退量は、インサート中心軸から離間するに従い漸次大きくされていることとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、インサート中心軸に垂直で前記インサート本体をインサート中心軸方向に2等分する仮想平面に対して、前記山部がインサート中心軸方向に突出する突出量及び前記谷部がインサート中心軸方向に後退する後退量を、インサート中心軸から離間するに従い漸次大きくすることとしてもよい。
また、本発明の切削インサートの製造方法において、前記圧粉体成形工程では、インサート中心軸に垂直で前記インサート本体をインサート中心軸方向に2等分する仮想平面に対して、前記山部がインサート中心軸方向に突出する突出量及び前記谷部がインサート中心軸方向に後退する後退量を、インサート中心軸から離間するに従い漸次大きくすることとしてもよい。
この場合、インサート本体をインサート中心軸方向に2等分する仮想平面に対する山部の突出量及び谷部の後退量が、インサート中心軸から該インサート中心軸に直交するインサート径方向の外側へ向かって漸次大きくされているので、前記突出量及び前記後退量が最も大きくなる箇所をインサート本体の側面部分に出現させることができ、よって上述した効果がより顕著となる。また、このように山部及び谷部がインサート径方向に向かうに従いインサート中心軸方向に向けて傾斜させられることで、張り合わせ面同士の接合面積をより大きく確保することができる。
本発明の切削インサート及びその製造方法によれば、複数の分割体の張り合わせ面同士の位置合わせの精度を高めつつ、これら分割体の容量を増大させるようなことなく焼結後の切削インサートに十分な強度を付与することが可能であり、かつ、インサート取付座への着座安定性も向上できる。
以下、本発明の一実施形態に係る切削インサート及びその製造方法について、図面を参照して説明する。
図1〜図5は本発明の切削インサートの実施形態を示すものであり、図6〜図12はこの切削インサートのインサート本体を構成する一対の分割体を示すものであり、図13〜図18はこの切削インサートを取り付けた刃先交換式切削工具である刃先交換式エンドミルを示すものである。
図1〜図5は本発明の切削インサートの実施形態を示すものであり、図6〜図12はこの切削インサートのインサート本体を構成する一対の分割体を示すものであり、図13〜図18はこの切削インサートを取り付けた刃先交換式切削工具である刃先交換式エンドミルを示すものである。
本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、サーメット、表面被覆超硬合金、および表面被覆サーメット等から選択される硬質材料により、多角形板状、詳しくは正多角形板状に形成され、本実施形態では正三角形板状に形成されている。正三角形状をなすインサート本体1の表裏一対の多角形面(第1、第2の多角形面)の中央には、インサート本体1をその厚さ方向(後述するインサート中心軸C方向であり、図2の紙面に直交する方向。図3、図4における上下方向)に貫通して、該インサート本体1を刃先交換式エンドミルのエンドミル本体11に取り付けるための取付孔2が開口している。
本明細書では、インサート本体1の一対の多角形面(表裏面)のうち、一方の多角形面から他方の多角形面へ向かう方向、及び他方の多角形面から一方の多角形面へ向かう方向を総じてインサート中心軸C方向という。なお、インサート中心軸Cとは、前記一対の多角形面の各中心を通るインサート本体1の中心軸である。また、インサート中心軸Cに直交する方向をインサート径方向といい、インサート中心軸C回りに周回する方向をインサート周方向という。
本明細書では、インサート本体1の一対の多角形面(表裏面)のうち、一方の多角形面から他方の多角形面へ向かう方向、及び他方の多角形面から一方の多角形面へ向かう方向を総じてインサート中心軸C方向という。なお、インサート中心軸Cとは、前記一対の多角形面の各中心を通るインサート本体1の中心軸である。また、インサート中心軸Cに直交する方向をインサート径方向といい、インサート中心軸C回りに周回する方向をインサート周方向という。
ここで、本実施形態において、インサート本体1の表裏の多角形面(インサート中心軸C方向を向く表裏面すなわち表面及び裏面)同士は、図2に示すように上記取付孔2の中心(表裏の多角形面の中心)を通ってインサート本体1の上記厚さ方向に延びるインサート中心軸C回りに互いに僅かに捩られるように配置されている。また、正三角形板状とされた本実施形態のインサート本体1は、インサート中心軸C回りに120°ずつの回転対称形状とされるとともに、このインサート中心軸Cに直交して表裏の正三角形面の周囲に配置されるインサート本体1の3つの側面のそれぞれ中心を通る3つの仮想直線に関して表裏反転対称形状とされている。
このようなインサート本体1のインサート中心軸Cと交差する面(インサート中心軸Cと略直交する面)つまり表裏の多角形面にはすくい面3が形成されるとともに、これらの多角形面の周囲に配置されてインサート中心軸C方向に延び、一対の多角形面の周縁を互いに接続するインサート本体1の上記側面には逃げ面4が形成されている。尚、本明細書でいう「インサート中心軸Cと交差する多角形面」とは、この多角形面の面内に取付孔2が形成されるか否かに係わらず(つまり多角形面の中央開口部の有無に係わらず)、多角形面の中心をインサート中心軸Cが貫いている状態を指す。本実施形態では、インサート本体1の側面が、インサート径方向(インサート中心軸Cに略垂直な方向)を向くように形成されている。さらに、これらすくい面3と逃げ面4との交差稜線部には、両多角形面の各辺稜部に主切刃5が形成されるとともに、該多角形面の各角部にはコーナ刃6が形成されており、このコーナ刃6はインサート中心軸C方向にすくい面3に対向する方向から見て1/3円弧等の凸曲線状をなしている。つまりこのインサート本体1は、多角形面と側面との交差稜線部をなす切刃として、主切刃5とコーナ刃6とを備えている。
表裏の多角形面に形成されるすくい面3は、主切刃5およびコーナ刃6に沿った外周部分が、これら主切刃5およびコーナ刃6から離間して多角形面の内側に向かうに従い反対の多角形面側に向けてインサート中心軸C方向に後退するように傾斜するポジすくい面3aとされている。つまり、すくい面3は、主切刃5およびコーナ刃6から離間するに従いインサート本体1のインサート中心軸C方向の中央側に後退するポジすくい面とされている。
多角形面中央の取付孔2開口部周辺は上記インサート中心軸Cに垂直な平面状の拘束面3bとされている。
多角形面中央の取付孔2開口部周辺は上記インサート中心軸Cに垂直な平面状の拘束面3bとされている。
また、表裏の多角形面の拘束面3bにおいて取付孔2の開口部周辺に突起3dが形成されている。突起3dは、インサート中心軸C方向視に略長方形状をなしており、各拘束面3bにおいてインサート中心軸Cとコーナ刃6とを結ぶ直線上に1つずつ形成されていて、1つの拘束面3bについて3つの突起3dが周方向に等間隔に形成され、この1つの拘束面3bにおける3つの突起3dのインサート中心軸C方向の突端面はインサート中心軸Cに垂直な1つの平面上に位置している。
なお、主切刃5およびコーナ刃6にはランドや丸ホーニングが形成されていてもよい。
また、各図においては説明のためにポジすくい面3aや逃げ面4等に境界線が示されているが、実際には境界線は現れなくてもよい。
なお、主切刃5およびコーナ刃6にはランドや丸ホーニングが形成されていてもよい。
また、各図においては説明のためにポジすくい面3aや逃げ面4等に境界線が示されているが、実際には境界線は現れなくてもよい。
また、インサート本体1の表裏の三角形面の周囲に配置される3つの側面には、図1に示すようにインサート本体1のインサート中心軸C方向の中央部に、インサート径方向の内側に凹む凹部7がインサート本体1の全周に亙って形成されている。これら3つの側面の各凹部7のインサート本体1外周側(インサート径方向の外側)を向く底面7bは、インサート中心軸Cに直交する断面においては偏六角形状をなしつつ、この偏六角形の各辺に連なる6つの面は、それぞれインサート中心軸Cに平行で、一対の多角形面の拘束面3bに対しては垂直な平面状とされている。また底面7bは、インサート本体1の側面のうち後述する分割体20の張り合わせ面21の外周に対応する部分を含んでおり、この部分がインサート中心軸Cに平行な面(つまりネガ面)とされている。
また、凹部7のインサート中心軸C方向の幅は、インサート本体1自体の厚さ(インサート中心軸C方向に沿うインサート本体1の外形寸法)の1/3以上とされており、主切刃5およびコーナ刃6の逃げ面4は、各側面のインサート中心軸C方向の両外側の、凹部7に対してインサート本体1の外側(インサート径方向の外側)に凸となる部分にそれぞれ形成されている。
また、凹部7のインサート中心軸C方向の幅は、インサート本体1自体の厚さ(インサート中心軸C方向に沿うインサート本体1の外形寸法)の1/3以上とされており、主切刃5およびコーナ刃6の逃げ面4は、各側面のインサート中心軸C方向の両外側の、凹部7に対してインサート本体1の外側(インサート径方向の外側)に凸となる部分にそれぞれ形成されている。
さらに、本実施形態の切削インサートは、切削加工時に使用される主切刃5およびコーナ刃6が、図16に示すように、刃先交換式エンドミルを正面側から見て反時計回り方向に回転させられる右刃をなすようにされた右勝手の切削インサートであり、この主切刃5およびコーナ刃6のすくい面3が形成された多角形面に対向する方向から見て、該多角形面の周回りのうち時計回り方向側に位置する主切刃5の一端部5aに、この主切刃5の一端部5aに連なるコーナ刃6の一端部6aが位置し、反時計回り方向側に位置する主切刃5の他端部5bに他のコーナ刃6の他端部6bが連なるようにされている。なお、一方の多角形面側から見て他方の多角形面は、図2に示すように時計回り方向側に向けて僅かに捩られている。
そして、このコーナ刃6に連なる主切刃5は、インサート中心軸C方向視にすくい面3に対向する方向から見て図2に示すように、コーナ刃6の上記一端部6aに連なる該主切刃5の上記一端部5aが、コーナ刃6がなす凸曲線よりも曲率半径の大きな凸曲線状とされるとともに、該主切刃5の他端部5bは凹曲線状とされている。すなわち、主切刃5の一端部5aは凸曲線状切刃とされ、主切刃5の他端部5bは凹曲線状切刃とされる。ここで、これら主切刃5がなす凹凸曲線は、一端部5aがなす凸曲線の曲率半径よりも他端部5bがなす凹曲線の曲率半径の方が大きくなるようにされるとともに、一端部5aがなす凸曲線の長さが他端部5bがなす凹曲線の長さよりも長くなるようにされている。
従って、上記多角形面の角部のうち該多角形面の周方向に隣接する2つの角部の間に亙って延びる1つの辺稜部に形成された1つの主切刃5は、すくい面3に対向する方向から見て、上記2つの角部のうちの一方の角部(第1の角部。右勝手の切削インサートとされた本実施形態では上記1つの辺稜部の時計回り方向側の角部)に連なる主切刃5の一端部(第1の端部)5aが凸曲線状とされるとともに、他方の角部(第2の角部。本実施形態では上記1つの辺稜部の反時計回り方向側の角部)に連なる主切刃5の他端部(第2の端部)5bは凹曲線状とされる。
なお、インサート本体1はインサート中心軸C回りに所定角度(本実施形態では120°)ずつ回転対称形状であるので、右勝手とされた本実施形態の切削インサートでは、すくい面3に対向する方向から見て、1つの主切刃5に対する上記一方の角部は、この一方の角部を介して上記1つの主切刃5の時計回り方向に隣接する他の1つの主切刃5に対しては、他方の角部となる。
また、インサート本体1は、その上記側面のそれぞれ中心を通る3つの仮想直線に関して表裏反転対称形状とされているので、インサート本体1の1つの側面に形成された2つの逃げ面4と表裏の多角形面のすくい面3との交差稜線部にそれぞれ形成された1つずつの2つの主切刃5も、これら表裏の多角形面に関して反転対称形状とされる。すなわち、インサート本体1の表裏一対の多角形面のうち一方の多角形面を第1の多角形面とし、他方の多角形面を第2の多角形面とし、インサート本体1の1つの側面を第1の側面とし、この第1の側面に形成された2つの逃げ面4のうち第1の多角形面側の逃げ面4を第1の逃げ面4として、この第1の逃げ面4と第1の多角形面のすくい面(第1のすくい面)3との交差稜線部に形成された主切刃5を第1の主切刃5とし、また第1の側面の第2の多角形面側の逃げ面4を第2の逃げ面4として、この第2の逃げ面4と第2の多角形面のすくい面(第2のすくい面)3との交差稜線部に形成された主切刃5を第2の主切刃5としたとき、インサート本体1を上記第1の側面の上記仮想直線を中心に周回り方向に180°回転させて反転させると、第1の主切刃5は反転前の元の位置にあった第2の主切刃と一致するとともに、第2の主切刃は反転前の元の位置にあった上記第1の主切刃と一致することになり、上記第1、第2の主切刃5は表裏の上記第1、第2の多角形面に関して反転対称形状とされる。
従って、インサート本体1の1つの側面(第1の側面)のインサート中心軸C方向両側に1つずつ形成される合計2つの主切刃(第1、第2の主切刃)5においては、一方の主切刃5の一端部(第1の端部)5aのインサート中心軸C方向反対側に他方の主切刃5の他端部(第2の端部)5bが位置し、一方の主切刃5の他端部(第2の端部)5bのインサート中心軸C方向反対側には他方の主切刃5の一端部(第1の端部)5aが位置することになる。また、これら2つの主切刃5に連なるコーナ刃6が形成される多角形面の角部についても、一方の多角形面(第1の多角形面)と他方の多角形面(第2の多角形面)で互いに、一方の角部(第1の角部)のインサート中心軸C方向反対側に他方の角部(第2の角部)が位置することになる。
また、本実施形態では、主切刃5の一端部5aがなす凸曲線と他端部5bがなす凹曲線とが接点5cにおいて互いに接している。主切刃5の一端部5aとこれに連なるコーナ刃6の一端部6a、および主切刃5の他端部5bとこれに連なる他のコーナ刃6の他端部6bも、それぞれ互いに接している。従って、接点5cは、主切刃5が形成される多角形面の辺稜部の中点よりも上記他方の角部側に位置する。本実施形態では、主切刃5の一端部5aとこれに連なるコーナ刃6の一端部6aとの接点から主切刃5の一端部5aと他端部5bとの接点5cまでが凸曲線状切刃とされた主切刃5の一端部5aの範囲とされ、この接点5cから主切刃5の他端部5bとこれに連なる他のコーナ刃6の他端部6bとの接点までが凹曲線状切刃とされた主切刃5の他端部5bの範囲とされる。従って、すくい面3とされる表裏の多角形面のそれぞれの辺稜部と角部に形成された主切刃5とコーナ刃6は、本実施形態では滑らかに連続する凹凸曲線を描いて周回することになる。
なお、このように主切刃5とコーナ刃6に連なる逃げ面4が凹凸曲面状をなすことにより、インサート本体1の側面において表裏の多角形面(正三角形面)側の逃げ面4の間に形成された上記凹部7は、その上記底面7bのインサート中心軸Cに直交する断面が、主切刃5に沿った部分が鈍角に交差する方向に延びる凸V字をなす折れ線状とされるとともに、周方向にコーナ刃6を介して隣接する一対の主切刃5のそれぞれ一端部5aと他端部5bに沿った部分同士は鋭角に交差する方向に延びる凸V字をなす折れ線状とされた、偏六角形状に形成される。
そして、図1、図3、図4および図5〜図12に示すように、本実施形態の切削インサートのインサート本体1は、互いに同一形状とされた圧粉体からなる板状の一対の分割体20同士を、該インサート本体1のインサート中心軸C方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成されている。
図6(b)において、分割体20の張り合わせ面(張り合わされる一対の分割体20同士のうち、一方の分割体20のインサート中心軸C方向に沿う他方の分割体20側を向く面)21には、インサート中心軸C方向のうちこの張り合わせ面21から該分割体20の外部へ向かう向き(つまり張り合わされる相手方の分割体20へ接近する向き)に突出するように形成された山部22と、インサート中心軸C方向のうちこの張り合わせ面21から該分割体20の内部へ向かう向き(つまり張り合わされる相手方の分割体20から離間する向き)に後退するように形成された谷部23とが、多角形面の辺陵部(主切刃5)に沿って一つずつ隣り合って配置されているとともに(辺陵部が延びる方向に隣り合って該辺陵部に対応して一つずつ配置されているとともに)、これら山部22及び谷部23の組である対24は、各辺陵部に対応して各一対設けられている。
具体的には、図5及び図8に示すように、インサート中心軸Cに垂直でインサート本体1をそのインサート中心軸C方向に2等分する仮想平面Vに対して、張り合わせ面21のインサート中心軸C方向に突出された部分が山部22であり、インサート中心軸C方向に後退された部分が谷部23とされている。
具体的には、図5及び図8に示すように、インサート中心軸Cに垂直でインサート本体1をそのインサート中心軸C方向に2等分する仮想平面Vに対して、張り合わせ面21のインサート中心軸C方向に突出された部分が山部22であり、インサート中心軸C方向に後退された部分が谷部23とされている。
図3に示すようにインサート本体1の側面を正面に見て、主切刃5に沿って隣り合い上記対24をなす山部22及び谷部23は、この側面において一周期とされた波形状をなすように形成されている。そして、インサート本体1の3つの側面に形成される各波形状が互いに同一形状とされており、これによりインサート本体1の外周面には周方向に滑らかに連続する三周期分の波形状が形成されることとなる。
具体的に、図10に示すように上記対24のうち山部22は、主切刃5において加工時の切削速度及び負荷が大きくなる他端部5bに対応して配置されている。また、上記対24のうち谷部23は、主切刃5において他端部5bよりも切削速度及び負荷が小さい一端部5aに対応して配置される。
この切削インサートは、図3、図4および図5に示すように、一対の分割体20の対向する山部22と谷部23とが係合された状態で、これら分割体20の張り合わせ面21同士が密接(接合)されて、インサート本体1が形成されている。なお、本明細書で言う前記「接合」とは、本実施形態のように、互いに張り合わされる分割体20の張り合わせ面21同士が互いに全面を密着させて接合された状態を指すのみならず、張り合わせ面21同士が少なくとも一部以上で互いに接合された状態をも含んでいる。具体的に、これら張り合わせ面21に例えば焼結時の流体逃がし用の溝部(インサート本体1外部に開口する連通路)が形成される場合があり、この場合、張り合わせ面21同士が部分的に接合(前記溝部以外の領域において接合)されることとなる。
この切削インサートは、図3、図4および図5に示すように、一対の分割体20の対向する山部22と谷部23とが係合された状態で、これら分割体20の張り合わせ面21同士が密接(接合)されて、インサート本体1が形成されている。なお、本明細書で言う前記「接合」とは、本実施形態のように、互いに張り合わされる分割体20の張り合わせ面21同士が互いに全面を密着させて接合された状態を指すのみならず、張り合わせ面21同士が少なくとも一部以上で互いに接合された状態をも含んでいる。具体的に、これら張り合わせ面21に例えば焼結時の流体逃がし用の溝部(インサート本体1外部に開口する連通路)が形成される場合があり、この場合、張り合わせ面21同士が部分的に接合(前記溝部以外の領域において接合)されることとなる。
図9において、本実施形態では、分割体20の張り合わせ面21の全体が、山部22及び谷部23で形成されている。すなわち、多角形面の一の辺陵部に対応して対24をなす山部22と谷部23とは隣接配置されて互いに連なっており、また一の辺陵部に対応する山部22は、該一の辺陵部に多角形面の角部を挟んで隣り合う他の辺陵部に対応する谷部23に隣接配置されて連なっており、一の辺陵部に対応する谷部23は、上記他の辺陵部とは異なる残りの他の辺陵部に対応する山部22に隣接配置されて連なっている。
このように、辺陵部に沿って対24をなす山部22と谷部23、隣り合う対24同士における山部22と谷部23及び谷部23と山部22が、インサート中心軸C回りに連続して隙間なく配置されることで、凹凸面からなる張り合わせ面21が形成されている。
このように、辺陵部に沿って対24をなす山部22と谷部23、隣り合う対24同士における山部22と谷部23及び谷部23と山部22が、インサート中心軸C回りに連続して隙間なく配置されることで、凹凸面からなる張り合わせ面21が形成されている。
図9に示すように分割体20の張り合わせ面21を正面に見て、山部22及び谷部23は、インサート中心軸C回りに(インサート中心軸Cを中心とした)放射状に形成されている。なお、図9においては、山部22の稜線と谷部23の谷間をそれぞれ実線で表しているが、このように明確な稜線や谷間が現れなくても構わない。
図5において、山部22が仮想平面Vからインサート中心軸C方向(図5における上下方向)に突出する突出量、及び、谷部23が仮想平面Vからインサート中心軸C方向に後退する後退量は、インサート中心軸Cから離間するに従い漸次大きくされている。つまり、図5に示す断面視で、山部22の突出量及び谷部23の後退量は、インサート本体1の取付孔2部分で最も小さく、該取付孔2部分からインサート中心軸Cに直交するインサート径方向の外側へ向けて漸次大きくなっていき、インサート本体1の側面部分(凹部7の底面7b)で最も大きくされている。
また、インサート中心軸C回りに沿うインサート周方向においては、山部22の前記突出量はその稜線部分で最も大きくされており、隣接する谷部23側へ向かうに従い漸次小さくなっている。また、谷部23の前記後退量はその谷間部分で最も大きくされており、隣接する山部22側へ向かうに従い漸次小さくなっている。
なお、図8に示すように、隣接する山部22と谷部23の連結線25(つまり山部22のインサート周方向の端縁であり谷部23のインサート周方向の端縁であってインサート径方向に延びる線)は、仮想平面V上を延びることとなる。
なお、図8に示すように、隣接する山部22と谷部23の連結線25(つまり山部22のインサート周方向の端縁であり谷部23のインサート周方向の端縁であってインサート径方向に延びる線)は、仮想平面V上を延びることとなる。
図9において、分割体20のインサート中心軸C上には、該分割体20をインサート中心軸C方向に貫通するとともにインサート本体1の上記取付孔2を構成する貫通孔26が形成されており、該貫通孔26は、多角形面と張り合わせ面21とに開口している。
次に、本実施形態の切削インサートを製造する方法について説明する。
以下に説明する切削インサートの製造方法は、上述した本実施形態の切削インサートを製造する方法であって、圧粉体成形工程と、張り合わせ工程と、脱脂工程と、焼結工程と、をこの順に備えている。
上記圧粉体成形工程では、分割体20をプレス成形等の金型成形により成形するとともに、該分割体20の張り合わせ面21に、インサート中心軸C方向のうちこの張り合わせ面21から該分割体20の外部へ向かう向き(つまり張り合わされる相手方の分割体20へ接近する向き)に突出するように形成された山部22と、インサート中心軸C方向のうちこの張り合わせ面21から該分割体20の内部へ向かう向き(つまり張り合わされる相手方の分割体20から離間する向き)に後退するように形成された谷部23とを、多角形面の辺陵部に沿って一つずつ隣り合わせに配置することで、山部22及び谷部23の対24を、各辺陵部に対応して各一対設ける。
以下に説明する切削インサートの製造方法は、上述した本実施形態の切削インサートを製造する方法であって、圧粉体成形工程と、張り合わせ工程と、脱脂工程と、焼結工程と、をこの順に備えている。
上記圧粉体成形工程では、分割体20をプレス成形等の金型成形により成形するとともに、該分割体20の張り合わせ面21に、インサート中心軸C方向のうちこの張り合わせ面21から該分割体20の外部へ向かう向き(つまり張り合わされる相手方の分割体20へ接近する向き)に突出するように形成された山部22と、インサート中心軸C方向のうちこの張り合わせ面21から該分割体20の内部へ向かう向き(つまり張り合わされる相手方の分割体20から離間する向き)に後退するように形成された谷部23とを、多角形面の辺陵部に沿って一つずつ隣り合わせに配置することで、山部22及び谷部23の対24を、各辺陵部に対応して各一対設ける。
上記張り合わせ工程では、互いに張り合わされる分割体20の対向する山部22と谷部23とを係合しつつ(つまり対向する凸状の山部22と凹状の谷部23とを互いに当接させることで、相対移動を規制するように係止しつつ)、これら分割体20の張り合わせ面21同士を接合する(互いに当接させて張り合わせる)。
上記脱脂工程では、張り合わせた分割体20に含まれる有機材料等の成形助剤を脱脂する。尚、ここで言う「成形助剤」とは、上記圧粉体成形工程において分割体20を成形しやすくする目的で添加されたものである。
上記焼結工程では、張り合わせた分割体20同士を焼結して、分離不能に一体化する。
上記脱脂工程では、張り合わせた分割体20に含まれる有機材料等の成形助剤を脱脂する。尚、ここで言う「成形助剤」とは、上記圧粉体成形工程において分割体20を成形しやすくする目的で添加されたものである。
上記焼結工程では、張り合わせた分割体20同士を焼結して、分離不能に一体化する。
切削インサートの製造方向について、より詳しく説明すると、上記圧粉体成形工程では、張り合わせ面21全体を、山部22及び谷部23で形成する。
また、上記圧粉体成形工程では、インサート本体1の側面のうち張り合わせ面21の外周に対応する部分(底面7b)を、インサート中心軸Cに平行な面とする。
また、上記圧粉体成形工程では、図9に示されるように分割体20の張り合わせ面21を正面に見て、山部22及び谷部23を、インサート中心軸C回りに放射状に形成する。
また、上記圧粉体成形工程では、インサート本体1の側面のうち張り合わせ面21の外周に対応する部分(底面7b)を、インサート中心軸Cに平行な面とする。
また、上記圧粉体成形工程では、図9に示されるように分割体20の張り合わせ面21を正面に見て、山部22及び谷部23を、インサート中心軸C回りに放射状に形成する。
また、上記圧粉体成形工程では、互いに同一形状とされた一対の分割体20を形成し、その後の上記張り合わせ工程では、一対の分割体20同士を張り合わせてインサート本体1(焼結前のインサート本体1素材)を形成する。
また、上記圧粉体成形工程では、インサート中心軸Cに垂直でインサート本体1をインサート中心軸C方向に2等分する仮想平面Vに対して、山部22がインサート中心軸C方向に突出する突出量及び谷部23がインサート中心軸C方向に後退する後退量を、インサート中心軸Cから離間するに従い漸次大きくする(図5を参照)。
また、上記圧粉体成形工程では、インサート中心軸Cに垂直でインサート本体1をインサート中心軸C方向に2等分する仮想平面Vに対して、山部22がインサート中心軸C方向に突出する突出量及び谷部23がインサート中心軸C方向に後退する後退量を、インサート中心軸Cから離間するに従い漸次大きくする(図5を参照)。
次に、このように構成された切削インサートが着脱可能に取り付けられる本実施形態の刃先交換式切削工具である刃先交換式エンドミルについて説明する。
図13〜図18において、刃先交換式エンドミルは、その工具本体であるエンドミル本体11が軸線Oを中心とした概略円柱状をなしている。このエンドミル本体11の後端側(図14および図15において上側)は円柱状のままのシャンク部12とされるとともに、このシャンク部12よりも先端側(図14および図15において下側)には、上記切削インサートが取り付けられる刃部14が首部13を介して形成されている。このような刃先交換式エンドミルは、上記シャンク部12が工作機械の主軸に把持されて軸線O回りにエンドミル回転方向(工具回転方向)Tに回転されつつ、通常は軸線Oに垂直な方向に送り出され、刃部14に取り付けられた本実施形態の切削インサートにより被削材に切削加工を行う。
図13〜図18において、刃先交換式エンドミルは、その工具本体であるエンドミル本体11が軸線Oを中心とした概略円柱状をなしている。このエンドミル本体11の後端側(図14および図15において上側)は円柱状のままのシャンク部12とされるとともに、このシャンク部12よりも先端側(図14および図15において下側)には、上記切削インサートが取り付けられる刃部14が首部13を介して形成されている。このような刃先交換式エンドミルは、上記シャンク部12が工作機械の主軸に把持されて軸線O回りにエンドミル回転方向(工具回転方向)Tに回転されつつ、通常は軸線Oに垂直な方向に送り出され、刃部14に取り付けられた本実施形態の切削インサートにより被削材に切削加工を行う。
この刃部14には、エンドミル本体11の先端部外周に開口するように複数(本実施形態では2つ)のチップポケット15が形成されるとともに、これらのチップポケット15のエンドミル回転方向T側を向く壁面の先端部には切削インサートが取り付けられるインサート取付座16がそれぞれ形成されている。なお、エンドミル本体11には、シャンク部12の後端面から先端側に向けてクーラント孔11aが軸線Oに沿って穿設されており、このクーラント孔11aは刃部14において複数に分岐して、各チップポケット15のエンドミル回転方向Tの後方側を向く壁面に、インサート取付座16に向けて開口させられている。
インサート取付座16は、チップポケット15の上記壁面からエンドミル回転方向T後方側に一段凹んでエンドミル回転方向Tを向く平坦な底面16aと、この底面16aからエンドミル回転方向Tに向けて延びてエンドミル本体11の先端内周側を向く壁面16bおよび先端外周側を向く壁面16cとを備えて、刃部14におけるエンドミル本体11の先端面と外周面に開口する凹部とされている。底面16aはインサート本体1のすくい面3中央部の拘束面3bより一回り小さい寸法、形状とされ、この底面16aの中央部には底面16aに垂直にネジ孔16dが形成されるとともに、壁面16b、16cにはインサート取付座16の内側に突出する突条部17が底面16aの周回り方向に延びるように形成されている。
このうち、エンドミル本体11の先端外周側を向く壁面16cには2つの突条部17がエンドミル本体の先端側から後端側に向けて延びるように間隔をあけて形成されており、これらの突条部17のインサート取付座16内側の突端面17aは、上記ネジ孔16dの中心線に直交する断面において、インサート本体1の主切刃5に沿った部分における凹部7の底面7bに対応させて、図18に示すように底面16aに略垂直な平面状とされている。
また、エンドミル本体11の先端内周側を向く壁面16bには1つの突条部17が形成されており、この突条部17の突端面17aは、同じくネジ孔16dの中心線に直交する断面において、壁面16cの後端側の突条部17の突端面17aとともに、インサート本体1の周方向にコーナ刃6を介して隣接する一対の主切刃5のそれぞれ一端部5aと他端部5bに沿った部分における凹部7の底面7b同士がインサート中心軸Cに直交する断面においてなす上記凸V字の鋭角と等しい角度で交差する方向に延びる凹V字の折れ線状となるように形成されている。なお、各突条部17の突端面17aと底面16aとの間、および隣接する突条部17同士の間には逃げ部16eが形成されている。
さらに、これらの突端面17aのネジ孔16d中心線方向における底面16aからの高さは、インサート本体1の拘束面3bから上記同じ側に位置する底面7bのインサート中心軸C方向における幅の範囲内とされている。
また、この刃先交換式エンドミルのエンドミル本体11においては、インサート取付座16の底面16aにおけるネジ孔16dの周辺に、図18に示すように3つの凹所16fが周方向に等間隔に形成されている。この凹所16fは、インサート本体1の表裏の多角形面の拘束面3bに形成された突起3dに対応するものであって、この凹所16fに突起3dが嵌合する。
また、この刃先交換式エンドミルのエンドミル本体11においては、インサート取付座16の底面16aにおけるネジ孔16dの周辺に、図18に示すように3つの凹所16fが周方向に等間隔に形成されている。この凹所16fは、インサート本体1の表裏の多角形面の拘束面3bに形成された突起3dに対応するものであって、この凹所16fに突起3dが嵌合する。
このようなインサート取付座16に、上記切削インサートは、インサート本体1の表裏の多角形面のうち切削に使用する主切刃5が形成された一方の多角形面のすくい面3をエンドミル回転方向Tに向けるとともに、この主切刃5をエンドミル本体11先端側に向けて突出させ、さらにこの主切刃5の一端部5aをエンドミル本体11内周側に位置させるとともに他端部5bを外周側に位置させ、上記一方の多角形面とは反対の他方の多角形面を着座面として、その中央の拘束面3bを底面16aに密着させて着座させられる。
また、こうしてインサート本体1が着座させられた状態で、切削に使用する主切刃5の一端部5aに連なるコーナ刃6の反対側の他の主切刃5の逃げ面4が形成されたインサート本体1の側面は、インサート取付座16のエンドミル本体11先端内周側を向く壁面16bに対向させられ、この側面に形成された凹部7の底面7bが、壁面16bに形成された突条部17の突端面17aに当接させられる。
一方、上記切削に使用する主切刃5にその一端部5a側のコーナ刃6を介して隣接する残りの主切刃5の逃げ面4が形成されたインサート本体1の側面は、インサート取付座16のエンドミル本体11先端外周側を向く壁面16cに対向させられ、この側面に形成された凹部7の底面7bが、壁面16cに形成された突条部17の突端面17aに当接させられる。
詳しくは、本実施形態のエンドミル本体11では、インサート取付座16において先端外周側を向く壁面16cに形成された2つの突条部17のうち、工具先端側に位置する突条部17の突端面17aが、その対向配置されるインサート本体1の側面における上記山部22に対応する部分に当接されるようになっている。具体的には、インサート取付座16に装着された切削インサートを構成する一対の分割体20のうち、エンドミル回転方向T側に位置する一方の分割体20において、工具内周側を向く側面の少なくとも山部22に対応する幅広とされた部分が、上記突端面17aに当接するようになされている。
さらに、インサート取付座16において先端内周側を向く壁面16bに形成された突条部17の突端面17aが、その対向配置されるインサート本体1の側面における上記山部22に対応する部分に当接されるようになっている。具体的には、インサート取付座16に装着された切削インサートの上記エンドミル回転方向T側に位置する一方の分割体20において、工具外周側を向く側面の少なくとも山部22に対応する幅広とされた部分が、上記突端面17aに当接するようになされている。
そして、インサート本体1の取付孔2に挿通したクランプネジ18を上記ネジ孔16dにねじ込むことにより、切削インサートは、着座面とされた多角形面の上記拘束面3bが底面16aに押し付けられるとともに、壁面16b、16cに対向した上記2つの側面の凹部7の底面7bが、上述のように当接した上記突条部17の突端面17aに押し付けられ、インサート取付座16に固定されて取り付けられる。
こうして取り付けられた切削インサートの上記切削に使用する主切刃5は、エンドミル本体11の内周側から外周側に向かうに従い、凸曲線状をなす一端部5aにおいてエンドミル本体11の先端側に突出した後に後端側に向かい、凹曲線状をなす他端部5bにおいては漸次エンドミル本体11の後端側に延びるように配置され、一端部5aの略中央部が最もエンドミル本体先端側に突出した突端とされる。また、この主切刃5は、一端部5aの全体が他端部5bよりもエンドミル本体11先端側に位置するように、該主切刃5が形成された多角形面の辺稜部が軸線Oに直交する平面に対してエンドミル本体11外周側に向かうに従い後端側に向かうように僅かに傾けられる。
さらに、この切削インサートは、図15に示すようにインサート中心軸Cがエンドミル回転方向Tの後方側に向かうに従いエンドミル本体11の軸線O方向後端側に向かうように僅かに傾けられて取り付けられており、切削に使用される主切刃5には負のアキシャルレーキ角が設定される。ただし、この主切刃5に連なるすくい面3は上述のようなポジすくい面3aとされているため、実際の主切刃5のアキシャルレーキ角は負角側に大きくなりすぎることはない。そして、このように負のアキシャルレーキ角が与えられることにより、インサート本体1の着座面とされた他方の多角形面のすくい面3は、一方の多角形面に対してインサート中心軸C回りに捩れられて配置されていることも相俟って、切削に使用する主切刃5よりもエンドミル本体11後端側に位置させられる。
また、この切削に使用される主切刃5は、エンドミル本体11の軸線O方向先端側から見て図16に示すように、該主切刃5に平行で軸線Oに交差する直線よりもエンドミル回転方向T側に位置するように配置されていて、いわゆる芯上がりとされており、これによってこの主切刃5には負のラジアルレーキ角が与えられる。なお、このように切削に使用される主切刃5に負のラジアルレーキ角が与えられることにより、この主切刃5の他端部5bのエンドミル本体11外周側に連なる他のコーナ刃6は、刃部14においてエンドミル本体11の最外周に突出させられることになり、図16に示すようにこの他のコーナ刃6最外周の突端の軸線O回りの回転軌跡よりも内周側にインサート本体1の他方の多角形面のすくい面3が位置させられる。
以上説明した本実施形態の切削インサート及びその製造方法によれば、板状の圧粉体からなる一対の分割体20を、インサート本体1のインサート中心軸C方向(板状をなすインサート本体1及び分割体20の厚さ方向)に張り合わせるときに、これら分割体20の張り合わせ面21に形成された対向する山部22と谷部23とを互いに係合させることで、これら張り合わせ面21同士の位置合わせが簡単かつ精度よく行えるとともに、接合面積が大きく確保されることとなり、焼結時における分割体20の張り合わせ面21同士のスライド移動が規制される。これにより、焼結後のインサート本体1の外周面(側面)において張り合わせ面21同士の位置ずれに起因する段差等の発生が防止されやすくなり、切削インサートの外観品位が向上するとともに、インサート取付座16に取り付けた該切削インサートの切刃の位置も高精度に決まって、この切削インサートを用いた切削の加工品位が高められることとなる。
また、分割体20の張り合わせ面21には、多角形面の辺陵部(つまり主切刃5)に沿って隣り合って配置される山部22及び谷部23の対24が、各辺陵部に対応して一対ずつ設けられているので、下記の効果を奏する。
すなわち、多角形面の一の辺陵部に位置する切刃を切削加工に用いる際、この辺陵部に沿う対24のうち、切刃の切削負荷の高い箇所に対応して山部22を配置することが容易であり、これにより、一対の分割体20のうち被削材に切り込む切刃が位置する一方の分割体20において、切削負荷が高くなる箇所の肉厚を大きく確保しやすい。つまり、切刃において切削負荷の高い箇所に応じて分割体20の肉厚を厚くできるので、このような分割体20を張り合わせてなるインサート本体1(切削インサート)の強度を実質的に高めることができ、切削インサートの欠損や割れ等が防止される。しかもこの構成によれば、強度を高めるために分割体20の容量を増大させるようなこともない。
すなわち、多角形面の一の辺陵部に位置する切刃を切削加工に用いる際、この辺陵部に沿う対24のうち、切刃の切削負荷の高い箇所に対応して山部22を配置することが容易であり、これにより、一対の分割体20のうち被削材に切り込む切刃が位置する一方の分割体20において、切削負荷が高くなる箇所の肉厚を大きく確保しやすい。つまり、切刃において切削負荷の高い箇所に応じて分割体20の肉厚を厚くできるので、このような分割体20を張り合わせてなるインサート本体1(切削インサート)の強度を実質的に高めることができ、切削インサートの欠損や割れ等が防止される。しかもこの構成によれば、強度を高めるために分割体20の容量を増大させるようなこともない。
具体的に本実施形態では、エンドミル本体11のインサート取付座16に装着された切削インサートにおいて、そのインサート本体1を構成する一対の分割体20のうちエンドミル回転方向T側に位置する一方の分割体20の工具先端側を向く辺陵部(切削に供される切刃)における工具径方向外側となる部分(切削速度が速く負荷が大となる部分)に対応して、上記対24のうち山部22を配置しており、これにより上記部分における切刃(辺陵部)から張り合わせ面21までの距離(幅)が大きく確保されていて、上述した効果が顕著に得られるようになっている。
そして、上記対24が多角形面の各辺陵部に対応してそれぞれ設けられているので、該多角形面におけるいずれの辺陵部を切刃として切削加工に用いた場合であっても、上述した効果が安定して得られることとなる。しかも、対24を構成する山部22と谷部23は一つずつであるから、例えば本実施形態とは異なり辺陵部に沿って山部及び谷部が複数設けられる場合に切刃の上記工具径方向外側となる部分の肉厚を安定して確保できなくなるような事態を回避でき、上述した効果が顕著にかつ確実に得られやすい。
さらに、インサート取付座16に支持される切削インサートの側面部分として、上記対24の山部22を配置することも容易であり、これにより、インサート取付座16によって該側面部分を支持する支持面積(拘束面積)が安定して大きく確保されやすくなる。すなわち、焼結時などにたとえ一対の分割体20の張り合わせ面21同士に僅かな位置ずれが生じて、焼結後の切削インサートの前記側面部分にこの位置ずれによる段差が生じた場合であっても、この段差により該側面部分に対する支持面積が減少するようなことを抑制でき、インサート取付座16への切削インサートの着座安定性が確保される。よって、特に高負荷の切削加工時に、インサート取付座16によって切削インサートを安定して保持することができる。
具体的に本実施形態では、インサート取付座16の壁面16b及び壁面16cの各突条部17の突端面17aにより、インサート本体1のエンドミル回転方向T側に位置する分割体20において壁面16bに対向する側面の山部22に対応する幅広部分、及び壁面16cに対向する側面の山部22に対応する幅広部分を支持していることから、上述した効果が顕著に得られるようになっている。特に本実施形態のように切削インサートが三角形板状とされている場合に、該切削インサートを拘束するインサート取付座16において上記構成とすることが容易であり、顕著な効果が安定して得られやすい。なお、例えば四角形板状や五角形板状など、三角形板状以外の多角形板状をなす切削インサートにおいても、同様の効果を得ることができる。
このように、本実施形態によれば、互いに張り合わされる分割体20の張り合わせ面21同士の位置ずれを抑制して位置合わせの精度を高めつつ、これら分割体20の容量を増大させるようなことなく焼結後の切削インサートに十分な強度を付与することが可能であり、かつ、インサート取付座16への着座安定性も向上できるのである。
また、分割体20の張り合わせ面21全体が、山部22及び谷部23で形成されているので、該張り合わせ面21には、インサート中心軸Cに垂直な平坦面が形成されにくくなって(本実施形態では全く形成されていない)、対向する張り合わせ面21同士の接合面積がより大きく確保される。よって張り合わされる分割体20同士の接合強度がより高められる。
また、インサート本体1の側面のうち張り合わせ面21の外周に対応する部分は、インサート中心軸Cに平行な面とされている。具体的には、張り合わせ面21同士の接合部位となってインサート本体1の側面に露出される凹部7の底面7bが、インサート中心軸Cに平行なネガティブ面とされているので、分割体20同士を張り合わせたインサート本体1の上記接合部位における強度が十分に確保されることになる。すなわち、例えばインサート本体1の側面のうち張り合わせ面21の外周に対応する部分がポジティブ面とされている構成に比べて、張り合わせ面21同士の接合面積を大きく確保でき、しかもインサート本体1の側面における分割体20同士の接合部位に切削負荷などが集中しやすくなることを防止できる。またこの構成によれば、製造も容易である。
また、分割体20の張り合わせ面21を正面に見て、山部22及び谷部23が、インサート中心軸C回りに放射状に形成されているので、下記の効果を奏する。
すなわち、焼結前(張り合わせ工程)において張り合わされる分割体20同士が、互いにインサート中心軸Cに同軸となるように芯合わせされて位置決めしやすくなり、所謂求心効果が得られ、この位置決め状態で脱脂工程及び焼結工程に移行できる。また、焼結時(焼結工程)における分割体20の張り合わせ面21同士のスライド移動が面方向の全ての向きで規制されることとなる。従って、これら分割体20の位置合わせが精度よく安定して行えるとともに、焼結時の分割体20同士の位置ずれが効果的に抑制されることとなる。
すなわち、焼結前(張り合わせ工程)において張り合わされる分割体20同士が、互いにインサート中心軸Cに同軸となるように芯合わせされて位置決めしやすくなり、所謂求心効果が得られ、この位置決め状態で脱脂工程及び焼結工程に移行できる。また、焼結時(焼結工程)における分割体20の張り合わせ面21同士のスライド移動が面方向の全ての向きで規制されることとなる。従って、これら分割体20の位置合わせが精度よく安定して行えるとともに、焼結時の分割体20同士の位置ずれが効果的に抑制されることとなる。
さらに、張り合わせ面21においてインサート中心軸C回りに均等に山部22及び谷部23を配置しやすいことから、焼結後の切削インサートを切削加工に用いた際、切削負荷による応力などが切削インサート内で均等に分散されやすくなるとともに、特定の山部22や谷部23に集中しやすくなることを防止できる。従って、切削インサートの強度がより高められる。
また本実施形態では、インサート本体1が、互いに同一形状とされた一対の分割体20同士を張り合わせてなるので、一種類の圧粉体でこれら分割体20を形成でき、製造が容易である。
また、インサート本体1をインサート中心軸C方向に2等分する仮想平面Vに対する山部22の突出量及び谷部23の後退量が、インサート中心軸Cからインサート径方向の外側へ向かって漸次大きくされているので、前記突出量及び前記後退量が最も大きくなる箇所をインサート本体1の側面部分に出現させることができ、よって上述した効果がより顕著となる。また、このように山部22及び谷部23がインサート径方向に向かうに従いインサート中心軸C方向に向けて傾斜させられることで、張り合わせ面21同士の接合面積をより大きく確保することができる。
また本実施形態では、張り合わせ面21の山部22及び谷部23の起伏が比較的緩やかであって、係合される(互いに係止される)山部22と谷部23は嵌合されているとまでは言えない。そして、これら係合される山部22と谷部23との間には、隙間が設けられていない。つまり本実施形態では、張り合わされる張り合わせ面21同士の間に全く隙間が設けられていない。ここで、例えば特開平5−285708号公報の図3に示されるような従来の凸部と凹部とを嵌合させる構成においては、この嵌合を安定して行うためにクリアランス(隙間)を設ける必要があり、脱脂工程時に該隙間において発生したガスが次の焼結工程で膨張して、張り合わせ面同士が密着されずに(つまり部分的に浮いた状態で)接合されるおそれがあった。
具体的には、分割体をプレス成形(金型成形)により成形する圧粉体成形工程において添加される有機材料(成形助剤)が、後の脱脂工程で分解されてガスが発生し、該ガスが凸部と凹部との隙間に溜まり、さらに次の焼結工程において膨張することで、張り合わせ面同士が離間され、密着性が低下してしまうおそれがあった。
具体的には、分割体をプレス成形(金型成形)により成形する圧粉体成形工程において添加される有機材料(成形助剤)が、後の脱脂工程で分解されてガスが発生し、該ガスが凸部と凹部との隙間に溜まり、さらに次の焼結工程において膨張することで、張り合わせ面同士が離間され、密着性が低下してしまうおそれがあった。
一方、本実施形態の上記構成によれば、ガス膨張の原因となるような隙間が全く設けられないことから、良好な接合状態を安定して得ることができる。なお、上述したように張り合わせ面21に流体逃がし用の溝部(インサート本体1外部に開口する連通路)を形成することとしてもよく、この場合、係合される山部22と谷部23との間に隙間が設けられたとしても、該隙間においてガスが膨張するなどにより張り合わせ面21同士が離間させられるような事態を回避できる。
具体的にインサート本体1において、対向する山部22及び谷部23の間と、該インサート本体1の外部とを連通する溝部(連通路)が形成されている場合には、互いに係止される山部22と谷部23との間に若干の隙間(クリアランス)が形成された場合であっても、脱脂工程時に該隙間において発生したガスや滲出したバインダー成分等の流体が、前記溝部を通ってインサート本体1の外部に排出されるとともに、次の焼結工程時において前記隙間で膨張することも防止されて、張り合わせ面21同士の浮き上がり現象が防止される。これにより、焼結時において分割体20の張り合わせ面21同士の密接状態が良好に維持されるので、インサート本体1が安定して高剛性かつ高品位に焼結される。
より詳しくは、分割体20をプレス成形等の金型成形により成形する圧粉体成形工程において添加される有機材料等の成形助剤が、後の脱脂工程で分解されてガスが発生しても、該ガスは山部22と谷部23との隙間に溜まることなく前記溝部からインサート外部へと排出され、かつ、次の焼結工程において前記隙間で膨張することも防止されるため、張り合わせ面21同士の接合状態が良好に維持される。
具体的にインサート本体1において、対向する山部22及び谷部23の間と、該インサート本体1の外部とを連通する溝部(連通路)が形成されている場合には、互いに係止される山部22と谷部23との間に若干の隙間(クリアランス)が形成された場合であっても、脱脂工程時に該隙間において発生したガスや滲出したバインダー成分等の流体が、前記溝部を通ってインサート本体1の外部に排出されるとともに、次の焼結工程時において前記隙間で膨張することも防止されて、張り合わせ面21同士の浮き上がり現象が防止される。これにより、焼結時において分割体20の張り合わせ面21同士の密接状態が良好に維持されるので、インサート本体1が安定して高剛性かつ高品位に焼結される。
より詳しくは、分割体20をプレス成形等の金型成形により成形する圧粉体成形工程において添加される有機材料等の成形助剤が、後の脱脂工程で分解されてガスが発生しても、該ガスは山部22と谷部23との隙間に溜まることなく前記溝部からインサート外部へと排出され、かつ、次の焼結工程において前記隙間で膨張することも防止されるため、張り合わせ面21同士の接合状態が良好に維持される。
また、本実施形態の切削インサートは、そのインサート本体1が正三角形板状をなしていて、この正三角形状をなす表裏の多角形面の各辺稜部に主切刃5が形成されており、ただしこれら表裏の多角形面はその中心を通るインサート中心軸C回りに僅かに捩られた配置とされて、インサート本体1がこれら表裏の多角形面に関して表裏反転対称形状とされている。
そして、このような切削インサートが、エンドミル本体11のインサート取付座16に、切削に使用する主切刃5に比較的小さな切り込み角が与えられるように辺稜部が傾けられ、またこの主切刃5に負のアキシャルレーキ角とラジアルレーキ角が与えられるように取り付けられることにより、該主切刃5が形成された一方の多角形面とは反対の他方の多角形面のすくい面3は、切削に使用する主切刃5に対してエンドミル本体11の軸線O方向後端側に、またこの主切刃5のエンドミル本体11外周側に連なる他のコーナ刃6の回転軌跡よりも内周側に位置させることが可能となる。
従って、エンドミル回転方向Tに向けられた一方の多角形面のすくい面3の辺稜部に形成された主切刃5を切削に使用するときには、他方の多角形面の主切刃5やコーナ刃6は被削材と干渉することがなく、インサート本体1をインサート中心軸C回りに120°ずつ回転してインサート取付座16に取り付け直し、この一方の多角形面のそれぞれ3つの辺稜部および角部に形成された主切刃5およびコーナ刃6を切削に使用した後は、インサート本体1を表裏反転してインサート取付座16に取り付け直すことにより、他方の多角形面とされていたすくい面3をエンドミル回転方向Tに向けてその主切刃5およびコーナ刃6を切削に使用することができる。このため、上述のようにインサート本体1が正三角形板状である場合には、1つのインサート本体1に形成された合計6つの主切刃5およびコーナ刃6を使い切ることができて、一層効率的かつ経済的である。
特に、このようにインサート本体1が正三角形板状とされることにより、本実施形態によれば、1つの主切刃5をエンドミル本体11先端側に向けてランピング加工を行ったときに、その掘り込み量が比較的大きくても他の主切刃5が被削材と干渉するのを避けることができ、一層確実に6つの主切刃5を使い切ることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、前述した実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明の切削インサートは刃先交換式エンドミル以外の刃先交換式切削工具においても使用可能である。さらに、本発明は、前述の実施形態によって限定されることはない。
前述の実施形態では、インサート本体1が正三角形板状とされているが、他の正多角形板状、例えば正方形板状、正五角形板状、正六角形板状、正七角形板状等のインサート本体を有する切削インサートや、さらに正多角形板状以外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も本発明は適用可能である。具体的に、インサート本体1は、例えばインサート中心軸C回りに180°ずつの回転対称形状とされた多角形板状(平行四辺形板状や長方形板状等)であってもよい。この場合、インサート本体1は、表裏の多角形面の周囲に配置される該インサート本体1の複数の側面のうち、少なくとも1つの側面の中心を通る仮想直線に関して表裏反転対称形状とされる。さらに、インサート本体1は、インサート中心軸C回りに上記120°や180°以外の所定角度ずつの回転対称形状となっていてもよい。またインサート本体1は、表裏反転対称形状であればよいことから、インサート中心軸C回りに回転対称形状ではない(非回転対称形状の)多角形板状(例えば台形板状等)であってもよい。
例えば、正方形板状や長方形板状のインサート本体を有する切削インサートに適用する場合に、切削に供されていない切刃やその逃げ面と、被削材との干渉を防ぐには、使用可能な切刃数は少なくなるが、正方形面や長方形面の一対の対辺にのみ主切刃5を形成するようにしてもよい。
例えば、正方形板状や長方形板状のインサート本体を有する切削インサートに適用する場合に、切削に供されていない切刃やその逃げ面と、被削材との干渉を防ぐには、使用可能な切刃数は少なくなるが、正方形面や長方形面の一対の対辺にのみ主切刃5を形成するようにしてもよい。
なお、前述の実施形態では、刃先交換式エンドミルを正面側から見て反時計回り方向に回転させられる右刃をなすようにされた右勝手の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、正面側から見て時計回り方向に回転させられる左刃となる左勝手の切削インサートに適用した場合には、インサート本体の形状は上記実施形態のインサート本体1と鏡面対称形状となる。ただし、いずれの場合も、エンドミル本体11先端の内周側に切削に使用する主切刃5の一端部5aが配置されるとともに外周側に他端部5bが配置されて、この主切刃5の一端部5aが凸曲線状とされるとともに他端部5bが凹曲線状とされる。
また、前述の実施形態では、凸曲線部と凹曲線部が連続して形成される主切刃5を例に挙げたが、これに限られることなく、凸曲線部と凹曲線部との間に直線部が設けられた切刃にも、さらに、凸曲線部のみを有する切刃を備える切削インサートにも本発明は適用可能である。
また、前述の実施形態では、分割体20の張り合わせ面21全体が、山部22及び谷部23で形成されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、張り合わせ面21には、山部22及び谷部23以外に、例えば仮想平面V上に形成された平坦部が形成されていてもよい。
また、インサート本体1の側面のうち張り合わせ面21の外周に対応する部分が、インサート中心軸Cに平行なネガティブ面とされているとしたが、これに限定されるものではなく、ポジティブ面であっても構わない。ただし、上記側面がネガ面とされた場合には、上述した効果が得られることからより好ましい。
また、張り合わせ面21の山部22及び谷部23が、インサート中心軸Cを中心とした放射状に形成されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、張り合わせ面21におけるこれらの山部22及び谷部23は、少なくとも多角形面の辺陵部に沿って隣り合う対24をなしていればよく、その形状や配置については前述の実施形態に限定されない。
また、前述の実施形態では、インサート本体1は、互いに同一形状とされた圧粉体からなる板状の一対の分割体20同士を、該インサート本体1のインサート中心軸C方向に張り合わせてなると説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、インサート本体1は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士を、インサート本体1のインサート中心軸C方向に張り合わせた状態で焼結し形成されていればよく、例えば3つ以上の板状の分割体同士をインサート中心軸C方向に張り合わせて焼結し形成されていても構わない。この場合、インサート本体1のインサート中心軸C方向の両端部以外に位置する内部の分割体には、張り合わせ面21が該分割体の表裏面に一対形成されることとなる。ただし、前述の実施形態のように、インサート本体1が、互いに同一形状とされた一対の分割体20同士を張り合わせてなる場合には、一種類の圧粉体でこれら分割体20を形成できることから、より好ましい。
また、仮想平面Vに対する山部22の突出量及び谷部23の後退量が、インサート中心軸Cからインサート径方向の外側へ向かって漸次大きくされているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば上記突出量及び上記後退量が、インサート中心軸Cからインサート径方向の外側へ向かって漸次小さくされていたり、インサート径方向に沿って一定とされていたりしても構わない。ただし、インサート径方向の外側へ向かって漸次大きくされていることで、上述した顕著な効果が得られることからより好ましい。
1 インサート本体
5 主切刃(多角形面の辺陵部)
7b 底面(インサート本体の側面のうち張り合わせ面の外周に対応する部分)
11 エンドミル本体(工具本体)
16 インサート取付座
20 分割体
21 張り合わせ面
22 山部
23 谷部
24 対
C インサート中心軸
V 仮想平面
5 主切刃(多角形面の辺陵部)
7b 底面(インサート本体の側面のうち張り合わせ面の外周に対応する部分)
11 エンドミル本体(工具本体)
16 インサート取付座
20 分割体
21 張り合わせ面
22 山部
23 谷部
24 対
C インサート中心軸
V 仮想平面
Claims (12)
- 刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサートであって、
多角形板状をなし、インサート中心軸と交差する一対の多角形面と、これら多角形面の周囲に配置されてインサート中心軸方向に延び、前記一対の多角形面の周縁を接続する側面と、前記多角形面と前記側面との交差稜線部に形成された切刃とを備えるとともに、表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、
前記インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士を、該インサート本体のインサート中心軸方向に張り合わせた状態で焼結することにより形成されており、
前記分割体の張り合わせ面には、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の外部へ向かう向きに突出するように形成された山部と、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の内部へ向かう向きに後退するように形成された谷部とが、前記多角形面の辺陵部に沿って隣り合って配置されているとともに、前記山部及び前記谷部の対は、各辺陵部に対応して各一対設けられ、
互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記山部と前記谷部とが係合しつつ、これら分割体の前記張り合わせ面同士が接合されていることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1に記載の切削インサートであって、
前記張り合わせ面全体が、前記山部及び前記谷部で形成されていることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1又は2に記載の切削インサートであって、
前記インサート本体の前記側面のうち前記張り合わせ面の外周に対応する部分は、インサート中心軸に平行な面とされていることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
前記分割体の前記張り合わせ面を正面に見て、
前記山部及び前記谷部が、インサート中心軸回りに放射状に形成されていることを特徴とする切削インサート。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
前記インサート本体は、互いに同一形状とされた一対の前記分割体同士を張り合わせてなることを特徴とする切削インサート。 - 請求項5に記載の切削インサートであって、
インサート中心軸に垂直で前記インサート本体をインサート中心軸方向に2等分する仮想平面に対して、前記山部がインサート中心軸方向に突出する突出量及び前記谷部がインサート中心軸方向に後退する後退量は、インサート中心軸から離間するに従い漸次大きくされていることを特徴とする切削インサート。 - 刃先交換式切削工具の工具本体に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサートを製造する方法であって、
前記切削インサートは、多角形板状をなし、インサート中心軸と交差する一対の多角形面と、これら多角形面の周囲に配置されてインサート中心軸方向に延び、前記一対の多角形面の周縁を接続する側面と、前記多角形面と前記側面との交差稜線部に形成された切刃とを備えるとともに、表裏反転対称形状とされたインサート本体を有し、
前記インサート本体は、圧粉体からなる板状の複数の分割体同士が、該インサート本体のインサート中心軸方向に張り合わされて形成されており、
前記分割体を金型成形により成形するとともに、該分割体の張り合わせ面に、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の外部へ向かう向きに突出するように形成された山部と、インサート中心軸方向のうちこの張り合わせ面から該分割体の内部へ向かう向きに後退するように形成された谷部とを、前記多角形面の辺陵部に沿って隣り合わせに配置することで、前記山部及び前記谷部の対を、各辺陵部に対応して各一対設ける圧粉体成形工程と、
互いに張り合わされる前記分割体の対向する前記山部と前記谷部とを係合しつつ、これら分割体の前記張り合わせ面同士を接合する張り合わせ工程と、
張り合わせた前記分割体同士を焼結する焼結工程と、を有することを特徴とする切削インサートの製造方法。 - 請求項7に記載の切削インサートの製造方法であって、
前記圧粉体成形工程では、前記張り合わせ面全体を、前記山部及び前記谷部で形成することを特徴とする切削インサートの製造方法。 - 請求項7又は8に記載の切削インサートの製造方法であって、
前記圧粉体成形工程では、前記インサート本体の前記側面のうち前記張り合わせ面の外周に対応する部分を、インサート中心軸に平行な面とすることを特徴とする切削インサートの製造方法。 - 請求項7〜9のいずれか一項に記載の切削インサートの製造方法であって、
前記圧粉体成形工程では、前記分割体の前記張り合わせ面を正面に見て、
前記山部及び前記谷部を、インサート中心軸回りに放射状に形成することを特徴とする切削インサートの製造方法。 - 請求項7〜10のいずれか一項に記載の切削インサートの製造方法であって、
前記圧粉体成形工程では、互いに同一形状とされた一対の前記分割体を形成し、
前記張り合わせ工程では、一対の前記分割体同士を張り合わせて前記インサート本体を形成することを特徴とする切削インサートの製造方法。 - 請求項11に記載の切削インサートの製造方法であって、
前記圧粉体成形工程では、インサート中心軸に垂直で前記インサート本体をインサート中心軸方向に2等分する仮想平面に対して、前記山部がインサート中心軸方向に突出する突出量及び前記谷部がインサート中心軸方向に後退する後退量を、インサート中心軸から離間するに従い漸次大きくすることを特徴とする切削インサートの製造方法。
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---|---|---|---|---|
JP2021517071A (ja) * | 2018-03-28 | 2021-07-15 | イスカル リミテッド | 切削工具、及び偏心取り付けのための補完係合特徴を有する切削インサート |
WO2021255852A1 (ja) * | 2020-06-17 | 2021-12-23 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削インサート及び切削インサートの製造方法 |
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Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP6179879B1 (ja) * | 2016-09-27 | 2017-08-16 | 株式会社タンガロイ | 切削インサートおよび切削工具 |
WO2018061227A1 (ja) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 株式会社タンガロイ | 切削インサートおよび切削工具 |
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AT16933U1 (de) * | 2019-07-11 | 2020-12-15 | Ceratizit Austria Gmbh | Doppelseitiger Schneideinsatz zum Fräsen |
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---|---|---|---|---|
FR1522955A (fr) * | 1967-05-16 | 1968-04-26 | Federal Mogul Corp | Procédé de jonction mécanique de pièces en poudres métalliques frittées |
SE467649B (sv) * | 1988-10-21 | 1992-08-24 | Sandvik Ab | Sintrat dubbelpositivt skaer bestaaende av tvaa identiska pulverkroppar, samt metod foer tillverkning av skaeret |
JPH05285708A (ja) * | 1992-04-10 | 1993-11-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 接合スローアウェイチップおよびその製造方法 |
-
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021517071A (ja) * | 2018-03-28 | 2021-07-15 | イスカル リミテッド | 切削工具、及び偏心取り付けのための補完係合特徴を有する切削インサート |
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JP7419531B2 (ja) | 2020-06-17 | 2024-01-22 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削インサート及び切削インサートの製造方法 |
JP7193052B1 (ja) * | 2021-10-21 | 2022-12-20 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削インサート |
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