JP2017159440A - 切削インサートおよび刃先交換式切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切屑の排出をコントロールして、インサート本体の欠損およびクランプネジの頭部や被削材の加工壁面への擦過を防ぐ。
【解決手段】互いに背を向けた第１、第２の多角形面２と、これら第１、第２の多角形面２の周囲に配置される側面３とを備えた多角形板状のインサート本体１を有し、第１の多角形面２のコーナ部のうち第１のコーナ部Ｃ１にはコーナ刃５が形成され、コーナ刃５から第１の多角形面２の周方向に第１のコーナ部Ｃ１に隣接する第２のコーナ部Ｃ２にかけては主切刃６が形成され、コーナ刃５から第１の多角形面２の周方向において主切刃６が延びる側とは反対側には副切刃７が形成され、コーナ刃５の主切刃６側の部分には、主切刃６に向かうに従い第２の多角形面２側に凹む凹曲線を描きつつ第２の多角形面２側に向かって延びるコーナ刃凹曲線状部５Ａが形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、刃先交換式切削工具に着脱可能に取り付けられる切削インサート、および該切削インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式切削工具に関するものである。本願は、２０１６年３月３日に日本に出願された特願２０１６−０４１５４０号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

このような切削インサートとして、例えば特許文献１には、３つずつの主コーナと副コーナを上下面に交互に有する実質的に六角形板状のインサート本体を備え、上面の３つの主コーナのうち第１主コーナから隣接する２つの副コーナに向かって順に、コーナ刃と、コーナ刃から離れるにつれて下面に向かって傾斜する直線状の副切刃と、副切刃から離れるにつれて副切刃よりも大きな角度で下面に向かって傾斜する主切刃とが形成され、これら第１主コーナから隣接する２つの副コーナに向かって延びる部位が同一形状である、いわゆる勝手無しの切削インサートが記載されている。

特許第５７１５６８８号公報

ところが、この特許文献１に記載された切削インサートを、軸線回りに回転される工具本体の先端部に形成されたインサート取付座に、上記コーナ刃を工具本体の先端外周側に突出させるとともに、このコーナ刃に連なる１組の副切刃と主切刃を工具本体の外周側に位置させ、他の１組の副切刃と主切刃を工具本体の先端側に位置させて取り付けることにより切削を行うと、工具本体の外周側に位置した副切刃が直線状であるため、この副切刃によって生成された切屑は弦巻状にカールされ難く、副すくい面である上記上面を延び気味に流れ出てしまう。

そして、このように延び気味に流れ出た切屑は排出をコントロールすることが難しく、例えば上面の３つの主コーナのうち、切削に使用される主コーナ以外の残りの２つの未使用主コーナに切屑が衝突すると、この未使用主コーナにおいてインサート本体に欠損が生じて切削に使用することができなくなるおそれがある。また、切削インサートをインサート取付座にクランプするクランプネジの頭部を切屑が擦過すると、早期にクランプネジを交換しなければならなくもなる。さらに、こうしてコントロールを失った切屑が工具本体外周側に向けられた副切刃および主切刃からさらに外周側に延びると、被削材の加工壁面を擦過して傷つけてしまうおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、工具本体の外周側に位置させられる切刃によって生成される切屑の排出をコントロールして、インサート本体の欠損およびクランプネジの頭部や被削材の加工壁面への擦過を防ぐことが可能な切削インサート、および該切削インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式切削工具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、本発明の切削インサートは、互いに背を向けた第１、第２の多角形面と、これら第１、第２の多角形面の周囲に配置される側面とを備えた多角形板状のインサート本体を有し、上記第１の多角形面のコーナ部のうち第１のコーナ部には、この第１の多角形面にコーナすくい面を有するコーナ刃が形成され、このコーナ刃から上記第１の多角形面の周方向において上記第１のコーナ部に隣接する第２のコーナ部にかけては、上記コーナすくい面に連なる主すくい面を上記第１の多角形面に有する主切刃が形成されるとともに、上記コーナ刃から上記第１の多角形面の周方向において上記主切刃が延びる側とは反対側には、上記コーナすくい面に連なる副すくい面を上記第１の多角形面に有する副切刃が形成されており、上記コーナ刃の上記主切刃側の部分には、該主切刃に向かうに従い上記第２の多角形面側に凹む凹曲線を描きつつ該第２の多角形面側に向かって延びるコーナ刃凹曲線状部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の刃先交換式切削工具は、軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、上記構成の切削インサートが、上記コーナ刃を上記工具本体の先端外周側に突出させるとともに、このコーナ刃に連なる上記主切刃を上記工具本体の外周側に、上記副切刃を上記工具本体の先端側にそれぞれ位置させ、これらのコーナ刃、主切刃、および副切刃に連なる上記コーナすくい面、主すくい面、および副すくい面を工具回転方向に向けて着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

このように工具本体に取り付けられる上記構成の切削インサートにおいては、工具本体の先端外周側に突出させられたコーナ刃の工具本体外周側に向けられる主切刃側部分に、第２の多角形面側に凹む凹曲線を描きつつ第２の多角形面側に向かって延びるコーナ刃凹曲線状部が形成されている。従って、コーナ刃および主切刃によって生成される切屑の工具本体先端側部分は、このコーナ刃凹曲線状部によって生成されることになる。

そして、こうして凹曲線状をなすコーナ刃凹曲線状部によって生成された切屑は、その先端部が断面凹曲線状に曲折させられることにより巻癖が付けられ、小さな半径でカールされつつ主すくい面の内側を主すくい面に沿って弦巻状に第２のコーナ部に向けて延び、折れ曲がったこの第２のコーナ部から排出されるようにコントロールされる。このため、第１の多角形面にコーナ刃が形成された他の第１のコーナ部があっても、切屑が未使用の他の第１のコーナ部に衝突してインサート本体に欠損が生じるのを防ぐことができ、またクランプネジの頭部や被削材の加工壁面に切屑が擦過するのも避けることができる。

さらに、上記副すくい面に、上記副切刃に沿った方向において上記第２の多角形面とは反対側に凸となる凸曲面部を、上記コーナ刃凹曲線状部の内側に形成することにより、コーナ刃凹曲線状部によって生成された切屑の先端部をこの凸曲面部に摺接させて切屑に抵抗を与えることができ、この抵抗によっても切屑を小さな半径にカールさせて弦巻状に延びるように排出をコントロールすることができる。このため、一層確実にインサート本体の欠損を防止するとともに、頭部への擦過によるクランプネジの早期交換や加工壁面への擦過による加工面粗さの劣化を防ぐことができる。

また、上記インサート本体は、上記第１、第２の多角形面の中心を通るインサート中心線回りに１２０°ずつ回転対称形状であるとともに、上記第１、第２の多角形面に関して表裏反転対称形状の六角形板状に形成されており、これら第１、第２の多角形面には３つずつの上記第１、第２のコーナ部が、周方向には交互に、上記インサート中心線方向には互いに反対側に配置されているとともに、上記第１、第２の多角形面同士では、上記コーナ刃から上記主切刃と副切刃が上記インサート本体の周方向に反対向きに延びるように形成することにより、１つのインサート本体で表裏の第１、第２の多角形面（六角形面）３回ずつの合計６回の第１のコーナ部を切削に使用することが可能となる。

さらに、上記インサート本体の側面は、上記インサート中心線に平行に延びるように形成して、ネガティブタイプの切削インサートとすれば、コーナ刃や主切刃、副切刃の刃物角を確保して刃先強度を向上させることができる。

さらにまた、上述のようにインサート本体を上記インサート中心線回りに１２０°ずつ回転対称形状とするとともに、第１、第２の多角形面に関して表裏反転対称形状の六角形板状に形成した場合には、上記主切刃と副切刃は、上記コーナ刃から離間するに従い互いに反対の多角形面側に向かって延びて、周方向に隣接する上記主切刃と副切刃は上記第２のコーナ部において接続されるように形成し、この第２のコーナ部において上記主切刃と副切刃が上記インサート中心線方向に最も凹んだ位置から、上記第１のコーナ部において上記コーナ刃が上記インサート中心線方向に最も突出した位置までの該インサート中心線方向における刃先段差量ｈを、上記第１のコーナ部における上記第１、第２の多角形面のコーナ刃の上記インサート中心線方向に最も突出した位置同士の該インサート中心線方向の間隔である総刃先高さＨに対して、ｈ／Ｈ＞０．２１とすることにより、第１、第２の多角形面における第１、第２のコーナ部の段差を大きく確保して、弦巻状に延びた切屑を第２のコーナ部から一層排出され易くすることができる。

また、このように上記インサート本体が上記第１、第２の多角形面の中心を通るインサート中心線を有している場合に、上記副切刃は、上記コーナ刃から離間する方向に向けて順に、上記コーナ刃に接する直線状または上記インサート中心線方向に凸となる凸曲線状のサライ刃と、このサライ刃に接して上記インサート中心線方向に凸となる凸曲線を描く副切刃凸曲線状部と、この副切刃凸曲線状部に接して上記インサート中心線方向に凹となる凹曲線を描く副切刃凹曲線状部とを備えていてもよい。工具本体の先端側に位置させられる副切刃の上記サライ刃によって被削材の加工底面を平滑に仕上げることができるとともに、インサート中心線方向に凹となる副切刃凹曲線状部によって特にランピング加工の際の加工底面に対する副切刃の逃げ量を確保することができる。

また、上記副切刃はさらに、上記コーナ刃から離間する方向に向けて順に、上記副切刃凹曲線状部に接する直線状の副切刃直線状部と、この副切刃直線状部に接して上記インサート中心線方向に凹となる凹曲線を描いて隣接する上記主切刃に接続される接続部とを備えていてもよい。

さらにまた、上記副切刃は、上記副すくい面と交差する上記インサート本体の側面に副逃げ面を有しており、この副逃げ面に垂直に対向する方向から見て、上記コーナ刃と上記サライ刃との接点と、該副切刃が上記インサート中心線方向に最も凹んだ位置とを結んだ直線が、上記インサート中心線方向に垂直な平面に対して１４°よりも大きい角度をなしていることによっても、ランピング加工の際の加工底面に対する副切刃の逃げ量を確保することができる。

また、このように副切刃が、上記副すくい面と交差する上記インサート本体の側面に副逃げ面を有している場合には、この副逃げ面を、上記第１の多角形面の周方向に向けて鈍角に交差するように折れ曲がる複数の副逃げ面部を備えたものとすることにより、副切刃は、これら複数の副逃げ面部のうち最も上記第１のコーナ部側の第１の副逃げ面部と副すくい面との交差稜線部に形成され、この第１の副逃げ面部よりも第２のコーナ部側の副逃げ面部は副切刃によって形成される加工面に対して鈍角に折れ曲がって後退することになる。このため、副逃げ面の摩耗幅を小さく抑えて背分力の増加による切削抵抗の増大を抑制することができる。

ただし、このような場合に、上記複数の副逃げ面部のうち、最も上記第１のコーナ部側の第１の副逃げ面部が、この第１の副逃げ面部と交差する第２の副逃げ面部の上記第１のコーナ部側への延長面に対してなす角度が小さすぎると、上述の効果を得ることができなくなるおそれがある一方、この角度が大きすぎると、例えば上述のようにインサート本体を第１、第２の多角形面に関して表裏反転対称形状の六角形板状に形成することが困難となるおそれがある。このため、上記角度は０．５°〜２．５°の範囲内とされるのが望ましい。

以上説明したように、本発明によれば、弦巻状の切屑が主すくい面の内側を主すくい面に沿って第２のコーナ部から排出されるようにコントロールすることができ、未使用の第１のコーナ部に切屑が衝突してインサート本体に欠損が生じるのを防いでインサート寿命の延長を図るとともに、頭部に切屑が擦過して摩耗することによりクランプネジの早期交換を要したり、被削材の加工壁面に切屑が擦過して加工面粗さが損なわれたりするのも防止することができる。

本発明の切削インサートの第１の実施形態を示す斜視図である。 （ａ）図１に示す実施形態を別の角度から見た斜視図、（ｂ）図（ａ）におけるＡ部分の拡大図である。 図１に示す実施形態をインサート中心線方向から見た平面図である。 （ａ）図３における矢線Ｘ方向視の側面図、（ｂ）図（ａ）におけるＡ部分の拡大図である。 （ａ）図３における矢線Ｙ方向視の側面図、（ｂ）図（ａ）におけるＡ部分の拡大図である。 図３における（ａ）ａａ部分断面図、（ｂ）図（ａ）におけるＡ部分の拡大図である。 図３におけるｂｂ部分断面図である。 図３におけるｃｃ部分断面図である。 図３におけるｄｄ部分断面図である。 図３におけるｅｅ部分断面図である。 図３におけるｆｆ部分断面図である。 図３におけるｇｇ部分断面図である。 図３におけるｈｈ部分断面図である。 図３におけるｉｉ部分断面図である。 第１の実施形態の切削インサートを取り付けた本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示す軸線方向先端側から見た斜視図である。 図１５に示す実施形態の側面図である。 図１５に示す実施形態に取り付けられた１つの切削インサートを示す拡大側面図である。 図１５に示す実施形態を軸線方向先端側から見た底面図である。 図１５に示す実施形態に取り付けられた１つの切削インサートを示す拡大斜視図である。 切削インサートを取り外した状態の図１５に示す実施形態の工具本体を示す軸線方向先端側から見た斜視図である。 図２０に示す工具本体の１つのインサート取付座を示す斜視図である。 図１に示す実施形態によって切屑が生成される状態を示す（ａ）インサート中心線方向から見た平面図、（ｂ）斜視図である。 本発明の切削インサートの第２の実施形態を示す斜視図である。 図２３に示す実施形態をインサート中心線方向から見た平面図である。 図２４における矢線Ｗ方向視の側面図である。 図２４における矢線Ｘ方向視の側面図である。 図２４における矢線Ｙ方向視の側面図である。 図２４におけるＺＺ断面図である。 図２４における第１のコーナ部の拡大図である。

図１ないし図１４は本発明の切削インサートの第１の実施形態を示すものであり、図１５ないし図２１は本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示すものであり、図２２は上記実施形態の切削インサートによって切屑が生成される状態を示すものである。本実施形態の切削インサートは、そのインサート本体１が超硬合金等の硬質材料により偏六角形の板状に形成され、互いに背を向けた２つの六角形面（第１、第２の多角形面）２と、これらの六角形面２の周囲に配置される側面３とを備えている。

２つの六角形面２の中央には、インサート本体１を貫通する断面円形の取付孔４が開口しており、インサート本体１は、この取付孔４の中心を通るインサート中心線Ｃ回りに１２０°ずつ回転対称形状であるとともに、２つの六角形面２に関して表裏反転対称形状である。なお、この取付孔４の六角形面２における開口部の周りは円環状のインサート中心線Ｃに垂直な平面部２ａとされている。また、インサート中心線Ｃ方向から見たときの六角形面２の各辺の長さは略等しくされている。

２つの六角形面２の各６つのコーナ部は、該六角形面２の周方向に交互に第１のコーナ部Ｃ１と第２のコーナ部Ｃ２とされており、第１のコーナ部Ｃ１において交差する六角形面２の２つの辺稜部の挟角は、第２のコーナ部Ｃ２において交差する六角形面２の２つの辺稜部の挟角よりも小さく、従って１２０°よりも小さく、略９０°に設定されている。また、２つの六角形面２同士では、一方の六角形面における第１のコーナ部Ｃ１のインサート中心線Ｃ方向反対側に他方の六角形面２の第１のコーナ部Ｃ１が位置し、一方の六角形面２における第２のコーナ部Ｃ２のインサート中心線Ｃ方向反対側に他方の六角形面２の第２のコーナ部Ｃ２が位置している。

第１のコーナ部Ｃ１には、各六角形面２にコーナすくい面５ａを有し、インサート中心線Ｃ方向から見て凸円弧等の凸曲線状をなすコーナ刃５が形成されている。また、このコーナ刃５から六角形面２の周方向において第１のコーナ部Ｃ１の一方の側（図３において反時計回り方向側）に隣接する第２のコーナ部Ｃ２にかけては、コーナすくい面５ａに連なる主すくい面６ａを各六角形面２に有する主切刃６が形成され、コーナ刃５から六角形面２の周方向において主切刃６が延びる側とは反対の他方の側（図３において時計回り方向側）には、やはりコーナすくい面５ａに連なる副すくい面７ａを各六角形面２に有する副切刃７が形成されている。

従って、インサート本体１が２つの六角形面２について表裏反転対称形状とされた本実施形態の切削インサートでは、これら２つの六角形面２同士では、コーナ刃５から主切刃６と副切刃７がインサート本体１の周方向に反対向きに延びることになる。すなわち、１つの側面３に関しては、一方の六角形面２との交差稜線部に主切刃６が、他方の六角形面２との交差稜線部に副切刃７が形成されることになる。

また、上記側面３はインサート中心線Ｃに平行であり、第１のコーナ部Ｃ１における周方向に隣接する側面３同士の交差稜線部が凸曲面状に形成されてコーナ刃５のコーナ逃げ面とされるとともに、第１、第２のコーナ部Ｃ１、Ｃ２の間の部分は平面状に形成されて表裏の六角形面２の主切刃６の主逃げ面と副切刃７の副逃げ面とされる。すなわち、本実施形態の切削インサートはネガティブタイプの切削インサートである。

主切刃６は、その逃げ面とされる側面３に対向する方向から見て、インサート中心Ｃ線方向に凸となる凸曲線状、または直線状、若しくは凸曲線と直線とが滑らか連続した形状をなしており、コーナ刃５から離間するに従い反対の六角形面２側に後退するように傾斜して第２のコーナ部Ｃ２に達している。

一方、副切刃７は、同じくその逃げ面とされる側面３に対向する方向から見てコーナ刃５から離間する方向に向けて順に、コーナ刃５に接する直線状またはインサート中心線Ｃ方向に凸となる凸曲線状のサライ刃７Ａと、このサライ刃７Ａに接してインサート中心線Ｃ方向に凸となる凸曲線を描く副切刃凸曲線状部７Ｂと、この副切刃凸曲線状部７Ｂに接してインサート中心線Ｃ方向に凹となる凹曲線を描く副切刃凹曲線状部７Ｃとを備えている。

さらに、副切刃７は、この副切刃凹曲線状部７Ｃに接する直線状の副切刃直線状部７Ｄと、この副切刃直線状部７Ｄに接してインサート中心線Ｃ方向に凹となる凹曲線を描きつつ第２のコーナ部Ｃ２において隣接する主切刃６に接続される接続部７Ｅを備えている。従って、この接続部７Ｅがなす凹曲線の底が、本実施形態では六角形面２の副切刃７においてインサート中心線Ｃ方向に最も凹んだ位置Ｐとなる。

そして、コーナ刃５には、その主切刃６側に、主切刃６に向かうに従いインサート中心線Ｃ方向において反対の六角形面２側に凹む凹曲線を描きつつ、この反対の六角形面２側に向かって延びるコーナ刃凹曲線状部５Ａが形成されている。なお、主切刃６のコーナ刃凹曲線状部５Ａ側にも、このコーナ刃凹曲線状部５Ａと同様に、反対の六角形面２側に凹む凹曲線を描きつつ反対の六角形面２側に向かって延びる凹曲線状部がコーナ刃凹曲線状部５Ａに滑らかに連続するように形成されていてもよい。

また、コーナ刃５の副切刃７側には、コーナ刃凹曲線状部５Ａに滑らかに連続してインサート中心線Ｃ方向に凸となる凸曲線を描きつつインサート中心線Ｃ方向に突出するコーナ刃凸曲線状部５Ｂが形成されており、このコーナ刃凸曲線状部５Ｂは副切刃７の上記サライ刃７Ａに接するように滑らかに連続していて、このコーナ刃５とサライ刃７Ａとの接点が六角形面２においてインサート中心線Ｃ方向に最も突出した位置Ｑとなる。なお、コーナ刃凹曲線状部５Ａとコーナ刃凸曲線状部５Ｂとの境界（接点）は、例えば第１のコーナ部Ｃ１の二等分線上に位置している。

ここで、本実施形態では、第２のコーナ部Ｃ２において主切刃６と副切刃７がインサート中心線Ｃ方向に最も凹んだ位置（本実施形態では副切刃７の接続部７Ｅの底）Ｐから、第１のコーナ部Ｃ１においてコーナ刃５がインサート中心線Ｃ方向に最も突出した位置（本実施形態ではサライ刃７Ａとの接点）Ｑまでのインサート中心線Ｃ方向の間隔を刃先段差量ｈとし、また第１のコーナ部Ｃ１における両六角形面２のコーナ刃５のインサート中心線Ｃ方向に最も突出した位置Ｑ同士のインサート中心線Ｃ方向の間隔を総刃先高さＨとしたとき、ｈ／Ｈ＞０．２１となるように設定されている。本実施形態では、ｈ／Ｈ＝０．２８である。

また、本実施形態では、副逃げ面とされる側面３に垂直に対向する方向から見て、コーナ刃５がインサート中心線Ｃ方向に最も突出した位置Ｑであるサライ刃７Ａとの接点と、副切刃７がインサート中心線Ｃ方向に最も凹んだ位置Ｐとを結んだ直線Ｌが、インサート中心線Ｃ方向に垂直な平面に対して１４°よりも大きい角度θをなすように設定されている。

なお、コーナすくい面５ａ、主すくい面６ａ、および副すくい面７ａは、それぞれコーナ刃５、主切刃６、および副切刃７側にランドを有し、コーナ刃５、主切刃６、および副切刃７に垂直に六角形面２の内側に向かうに従い、インサート中心線Ｃに垂直な平面に対して略一定の傾斜でインサート中心線Ｃ方向に反対の六角形面２側に向かう第１すくい面と、この第１すくい面よりもインサート中心線Ｃに垂直な平面に対して大きな傾斜角で反対の六角形面２側に向かう第２すくい面とを有している。ただし、副すくい面７ａには、図６に示すように副切刃７に沿った方向において、反対の六角形面２とは反対側に凸となる、すなわちインサート中心線Ｃ方向に凸となる凸曲面部７ｂが、該副切刃７が連なるコーナ刃５の上記コーナ刃凹曲線状部５Ａの内側に形成されている。

このような切削インサートは、図１５ないし図２１に示すように軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転される工具本体１１の先端部外周に形成されたインサート取付座１２にクランプネジ１３によって着脱可能に取り付けられ、１組のコーナ刃５、主切刃６、および副切刃７を用いて切削加工に使用される。本実施形態では、工具本体１１は軸線Ｏを中心とした外形略円盤状に形成されており、その先端部外周には後端側に延びるチップポケット１４が形成されていて、インサート取付座１２は、このチップポケット１４の工具回転方向Ｔを向く壁面に、該壁面と工具本体１１の先端面および外周面に開口する凹所として形成されている。本実施形態では、複数（７つ）のチップポケット１４およびインサート取付座１２が周方向に等間隔に形成されている。

インサート取付座１２は、図２０および図２１に示すように工具回転方向Ｔを向く円環状の平坦な底面１２ａと、この底面１２ａに垂直に工具回転方向Ｔ側に立ち上がる、工具本体１１の先端外周側を向く壁面１２ｂおよび先端内周側を向く壁面１２ｃとを備えている。底面１２ａは工具本体１１の後端側に向かうに従い工具回転方向Ｔに向かうように僅かに傾斜しており、その中央部には上記クランプネジ１３がねじ込まれるネジ孔１２ｄが形成されている。また、底面１２ａと壁面１２ｂ、１２ｃの間と、工具本体１１の先端面および外周面と底面１２ａとの交差稜線部には、インサート本体１との干渉を防ぐ逃げ部が形成されている。

このようなインサート取付座１２に、上記実施形態の切削インサートは、そのインサート本体１の１つの六角形面２を工具回転方向Ｔに向け、この１つの六角形面２の１つのコーナ刃５を工具本体１１の先端外周側に突出させるとともに、このコーナ刃５に連なる主切刃６を工具本体１１の外周側に向けて後端側に向かうに従い工具回転方向Ｔとは反対側に延びるように、また該コーナ刃５に連なる副切刃７を工具本体１１の先端側に向けて内周側に向かうに従い僅かに後端側に向かうようにして着座させられる。このとき、副切刃７のサライ刃７Ａは工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面上に略位置させられ、インサート中心線Ｃは工具回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い工具本体１１の後端側に向かうように僅かに傾斜して配置される。

また、インサート本体１の上記１つの六角形面２とは反対の六角形面２は、その中央部の上記平面部２ａがインサート取付座１２の底面１２ａに密着し、さらに工具本体１１の先端側に突出させられた副切刃７以外の上記１つの六角形面２における残り２つの副切刃７に連なるインサート本体１の２つの側面３がインサート取付座１２の上記壁面１２ｂ、１２ｃに当接させられる。なお、これらの壁面１２ｂ、１２ｃの間の壁面は、こうして着座させられたインサート本体１と接触することはなく、対向する側面３との間に僅かな間隔があけられる。そして、取付孔４に挿通されたクランプネジ１３がネジ孔１２ｄにねじ込まれることにより、インサート本体１は、上記平面部２ａが底面１２ａに押し付けられるとともに上記２つの側面３が壁面１２ｂ、１２ｃに押し付けられてインサート取付座１２に固定され、工具本体１１に取り付けられる。

このようにして工具本体１１に取り付けられる上記構成の切削インサートにおいては、工具本体１１の先端外周側に突出させられたコーナ刃５の工具本体１１の外周側に向けられる主切刃６側部分に、この主切刃６が形成された六角形面２とは反対の六角形面２側に凹む凹曲線を描きつつ該反対の六角形面２側に向かって延びるコーナ刃凹曲線状部５Ａが形成されている。従って、コーナ刃５および主切刃６によって生成される切屑は、その切り込み深さに関わらず工具本体１１の先端側部分が、このコーナ刃凹曲線状部５Ａによって生成されることになる。

ここで、このような凹曲線状のコーナ刃凹曲線状部５Ａによって生成された切屑は、その先端側部分が生成方向に直交する断面において同様に凹曲線状に曲折させられることになり、応力を受けて図２２に示すように巻癖が付けられることにより小さな半径でカールさせられる。そして、こうしてカールさせられた切屑は、主すくい面６ａの内側を主すくい面６ａに沿って工具本体１１の後端側、すなわち第２のコーナ部Ｃ２に向けて弦巻状に延び、六角形面２に対向する方向から見て鈍角に折れ曲がった第２のコーナ部Ｃ２から排出されるようにコントロールされる。

このため、工具本体１１の先端外周部に突出したコーナ刃５やこれに連なる主切刃６によって生成された切屑が、工具回転方向Ｔに向けられた六角形面２の他の第１のコーナ部Ｃ１における未使用のコーナ刃５等に衝突するのを避けることができて、このような切屑の衝突により未使用のコーナ刃５の周辺に欠損が生じるのを防ぐことができる。また、切屑は上述のように主すくい面６ａの内側を主すくい面６ａに沿って流出するので、インサート本体固定するクランプネジ１３や、コーナ刃５および主切刃６によって形成された被削材の加工壁面を擦過することもなく、クランプネジ１３の頭部摩耗により早期の交換を要したり、加工面粗さが損なわれたりすることもない。

また、本実施形態では、このコーナ刃５に連なる副切刃７の副すくい面７ａに、該副切刃７に沿った方向においてインサート中心線Ｃ方向に凸となる、すなわち上記反対の六角形面２とは反対側に凸となる凸曲面部７ｂが、コーナ刃凹曲線状部５Ａの内側に形成されており、上述のように小さな半径でカールさせられた切屑は、この凸曲面部７ｂのコーナ刃凹曲線状部５Ａ側の部分に摺接させられる。従って、切屑は、この凸曲面部７ｂとの摺接によって抵抗を受けることによっても、より小さな半径にカールさせられて弦巻状に延びるように排出がコントロールされるので、一層確実にインサート本体１の欠損やクランプネジ１３の摩耗、加工面粗さの劣化を防ぐことができる。

さらに、本実施形態のインサート本体１は、２つの六角形面の中心を通るインサート中心線Ｃ回りに１２０°ずつ回転対称形状であるとともに、これら２つの六角形面２に関して表裏反転対称形状の六角形板状に形成され、該六角形面２には３つずつの第１、第２のコーナ部Ｃ１、Ｃ２が、周方向に交互に、記インサート中心線Ｃ方向には互いに反対側に配置されていて、これら２つの六角形面２同士では、コーナ刃５から主切刃６と副切刃７がインサート本体１の周方向に反対向きに延びるように形成されている。このため、１つのインサート本体１で表裏の六角形面２の３組のコーナ刃５、主切刃６、および副切刃７を切削に使用することが可能となり、効率的かつ経済的である。

さらにまた、本実施形態の切削インサートは、これらコーナ刃５、主切刃６、および副切刃７の逃げ面となるインサート本体１の側面３がインサート中心線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。このため、コーナ刃５や主切刃６、副切刃７の刃物角を比較的大きく確保して刃先強度を向上させ、これによってもインサート本体１の欠損を防止することができる。

一方、本実施形態では、主切刃６と副切刃７が、コーナ刃５から離間するに従い互いに反対の六角形面２側に向かって延びて、周方向に隣接する主切刃６と副切刃７とが第２のコーナ部Ｃ２において接続部７Ｅにおいて接続されており、この第２のコーナ部における接続部７Ｅが主切刃６と副切刃７においてインサート中心線Ｃ方向に最も凹んだ位置Ｐとなるように形成されている。このため、上述のように主すくい面６ａの内側を主すくい面６ａに沿って延びた切屑を、この最も凹んだ位置Ｐである第２のコーナ部Ｃ２から一層排出し易くすることができる。

そして、さらに本実施形態では、この第２のコーナ部Ｃ２において主切刃６と副切刃７がインサート中心線Ｃ方向に最も凹んだ位置Ｐから、第１のコーナ部Ｃ１においてコーナ刃５がインサート中心線Ｃ方向に最も突出した位置Ｑまでのインサート中心線Ｃ方向における刃先段差量ｈが、第１のコーナ部Ｃ１における２つの六角形面２のコーナ刃５のインサート中心線Ｃ方向に最も突出した位置Ｑ同士のインサート中心線Ｃ方向の間隔である総刃先高さＨに対して、ｈ／Ｈ＞０．２１とされている。

すなわち、個々の六角形面２におけるコーナ刃５の高さである上記刃先段差量ｈが、インサート本体１の厚さである総刃先高さＨに占める割合が大きく、コーナ刃５から主切刃６の終端までの高さが大きいので、上述のようにインサート中心線Ｃが工具回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い工具本体１１の後端側に向けて僅かに傾斜するようにインサート本体１をインサート取付座１２に取り付けても、主切刃６を工具本体１１の後端側に向かうに従い工具回転方向Ｔとは反対側に延びるようにして、その軸方向すくい角を正角とすることができ、切屑が確実に第２のコーナ部Ｃ２から排出されるようにコントロールすることができる。

さらに、こうして刃先段差量ｈを総刃先高さＨに対してｈ／Ｈ＞０．２１と比較的大きな割合とすることにより、工具本体１１の先端側に向けられる副切刃７においては、コーナ刃５から上記接続部７Ｅの最も凹んだ位置Ｐまでの凹み量が大きくなることになる。このため、この副切刃７の逃げ面となる側面３の逃げ角が同じならば、ｈ／Ｈが小さい切削インサートと比べて副切刃７の逃げ量を大きく確保することができ、例えば工具本体１１を軸線Ｏに関して斜め先端側に送り出すランピング加工や軸線Ｏ方向に送り出すプランジ加工においても、副切刃７の第２のコーナ部Ｃ２側の部分が加工底面と干渉するのを避けることができる。

なお、これらの効果は、側面３に垂直に対向する方向から見て、コーナ刃５がインサート中心線Ｃ方向に最も突出した位置Ｑと、副切刃７がインサート中心線Ｃ方向に最も凹んだ位置Ｐとを結んだ直線Ｌを、インサート中心線Ｃ方向に垂直な平面に対して１４°よりも大きい角度θをなすように設定することによっても得ることができる。ここで、刃先段差量ｈが総刃先高さＨに対してｈ／Ｈ≦０．２１であったり、上記角度θが１４°未満であったりすると、これらの効果が得られなくなるおそれがある。

また、このような効果をより一層確実に奏するには、刃先段差量ｈが総刃先高さＨに対してｈ／Ｈ＞０．２３であるのが望ましく、ｈ／Ｈ＞０．２５であるのがより望ましい。ただし、ｈ／Ｈが大きくなりすぎると、２つの六角形面２間のインサート本体１の厚さが薄くなりすぎ、強度不足によってインサート本体１が欠損し易くなるため、ｈ／Ｈ≦０．３３であるのが望ましい。

さらにまた、本実施形態では、上記副切刃７が、コーナ刃５に接する直線状またはインサート中心線Ｃ方向に凸となる凸曲線状のサライ刃７Ａを備えており、工具本体１１を軸線Ｏに垂直な方向に送り出す通常のフライス加工の場合には、このサライ刃７Ａによって加工底面を平滑に仕上げることができる。また、このサライ刃７Ａのコーナ刃５とは反対側にはインサート中心線Ｃ方向に凸となる凸曲線を描く副切刃凸曲線状部７Ｂが連続しており、上記ランピング加工やプランジ加工の場合には、この副切刃凸曲線状部７Ｂを用いて切削を行うことができる。

さらに、この副切刃凸曲線状部７Ｂのコーナ刃５とは反対側には、副切刃凸曲線状部７Ｂに接してインサート中心線Ｃ方向に凹となる凹曲線を描く副切刃凹曲線状部７Ｃが形成されており、この副切刃凹曲線状部７Ｃではサライ刃７Ａや副切刃凸曲線状部７Ｂと比べて、側面３に垂直に対向する方向から見て副切刃７が第２のコーナ部Ｃ２側に向かうときにインサート中心線Ｃ方向に凹む割合が大きくなる。このため、副切刃７の第２のコーナ部Ｃ２側の部分の逃げ量をより大きく確保して、ランピング加工やプランジ加工の際に加工底面と干渉するのを一層確実に防止することができる。

また、本実施形態では、副切刃７がさらに、上記副切刃凹曲線状部７Ｃに接する直線状の副切刃直線状部７Ｄと、この副切刃直線状部７Ｄに接してインサート中心線Ｏ方向に凹となる凹曲線を描いて隣接する主切刃６に接続される接続部７Ｅとを備えていて、この副切刃直線状部７Ｄによって副切刃凹曲線状部７Ｃと接続部７Ｅとの間の副切刃７の切刃強度を確保している。ただし、この副切刃直線状部７Ｄの部分は、副切刃凹曲線状部７Ｃと接続部７Ｅを延長して連続させた凹曲線状であってもよい。なお、本実施形態では、本発明を上述のようにインサート本体１の側面３がインサート中心線Ｃに平行ネガティブタイプの切削インサートに適用した場合について説明したが、ポジティブタイプの切削インサートに適用することも可能である。

次に、図２３ないし図２９は、本発明の切削インサートの第２の実施形態を示すものであり、図１ないし図に示した第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の実施形態の切削インサートにおいては、第１の実施形態と同様に上記副切刃７が上記副すくい面７ａと交差するインサート本体１の側面３に副逃げ面を有しているが、第１の実施形態ではこの副逃げ面とされるインサート本体１の側面３が、第１、第２のコーナ部Ｃ１、Ｃ２の間で平面状に形成されていたのに対し、副逃げ面とされる側面３が、第１の多角形面である六角形面２の周方向に向けて鈍角に交差するように折れ曲がる複数（２つ）の副逃げ面部３ａ、３ｂを備えていることを特徴とする。

すなわち、この第２の実施形態において副逃げ面とされる側面３には、上記副切刃７が形成された六角形面２の第１のコーナ部Ｃ１側から順に、周方向の幅が狭い平面状の第１の副逃げ面部３ａと、周方向の幅が第１の副逃げ面部３ａよりも広いやはり平面状の第２の副逃げ面部３ｂとが形成されており、これら第１、第２の副逃げ面部３ａ、３ｂが周方向に向けて鈍角に交差している。なお、図２９に示すように、最も第１のコーナ部Ｃ１の第１の副逃げ面部３ａが、この第１の副逃げ面部３ａと交差する第２の副逃げ面部３ｂの第１のコーナ部Ｃ１側への延長面Ｓに対してなす角度αは、本実施形態では０．５°〜２．５°の範囲内とされ、特に１．５°とされている。

このような第２の実施形態の切削インサートにおいては、第２の副逃げ面部３ｂと副すくい面７ａとの交差稜線部は、第１の副逃げ面部３ａと副すくい面７ａとの交差稜線部の第２のコーナ部Ｃ２側への延長線に対して、コーナ刃５から離れるに従い漸次離間するように後退することになる。このため、第１の副逃げ面部３ａと副すくい面７ａとの交差稜線部に形成された副切刃７を上記サライ刃７Ａとして上述のように工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面上に略位置させると、第２の副逃げ面部３ｂと副すくい面７ａとの交差稜線部は上記軸線Ｏに垂直な平面すなわちサライ刃７Ａによる被削材の加工面に対しても鈍角に折れ曲がって第２のコーナ部Ｃ２側に向かうに従い軸線Ｏ方向の後端側に後退する。

従って、この第２の実施形態の切削インサートによれば、切削による副切刃７の摩耗を幅の狭い第１の副逃げ面部３ａと副すくい面７ａとの交差稜線部に形成されたサライ刃７Ａ部分に抑えることができ、摩耗幅が大きくなるのを防ぐことができて、摩耗幅が大きくなることによる背分力の増加を抑えて切削抵抗の増大を抑制し、安定した切削加工を行うことが可能となる。しかも、第２のコーナ部Ｃ２を介して隣接する幅の広い第２の副逃げ面部３ｂの交差角を第１の実施形態と等しくすれば、この第１の実施形態の切削インサートが取り付けられる刃先交換式切削工具の工具本体１１に形成されたインサート取付座１２に第２の実施形態の切削インサートをそのまま取り付けることが可能である。

なお、このような第２の実施形態の切削インサートにおいて、上記複数の副逃げ面部３ａ、３ｂのうち、最も第１のコーナ部Ｃ１側の第１の副逃げ面部３ａが、第１の副逃げ面部３ａと交差する第２の副逃げ面部３ｂの第１のコーナ部Ｃ１側への上記延長面Ｓに対してなす角度αが小さすぎると、第１、第２の副逃げ面部３ａ、３ｂが１つの平面に近くなって摩耗幅を小さくすることができず、上述の効果を得ることができなくなるおそれがある。その一方で、この角度αが大きすぎると、例えば本実施形態のようにインサート本体を第１、第２の多角形面２に関して表裏反転対称形状の六角形板状に形成することが困難となるおそれがあるので、上記角度αは０．５°〜２．５°の範囲内とされるのが望ましい。

以上説明したように、本発明の切削インサートおよび刃先交換式切削工具によれば、弦巻状の切屑が主すくい面の内側を主すくい面に沿って第２のコーナ部から排出されるようにコントロールすることができ、未使用の第１のコーナ部に切屑が衝突してインサート本体に欠損が生じるのを防いでインサート寿命の延長を図るとともに、頭部に切屑が擦過して摩耗することによりクランプネジの早期交換を要したり、被削材の加工壁面に切屑が擦過して加工面粗さが損なわれたりするのも防止することができる。従って、産業上の利用が可能である。

１ インサート本体
２ 六角形面（第１、第２の多角形面）
３ 側面
３ａ 第１の副逃げ面部
３ｂ 第２の副逃げ面部
４ 取付孔
５ コーナ刃
５ａ コーナすくい面
５Ａ コーナ刃凹曲線状部
５Ｂ コーナ刃凸曲線状部
６ 主切刃
６ａ 主すくい面
７ 副切刃
７ａ 副すくい面
７ｂ 凸曲面部
７Ａ サライ刃
７Ｂ 副切刃凸曲線状部
７Ｃ 副切刃凹曲線状部
７Ｄ 副切刃直線状部７Ｄ
７Ｅ 接続部
１１ 工具本体
１２ インサート取付座
１３ クランプネジ
Ｃ インサート中心線
Ｃ１ 第１のコーナ部
Ｃ２ 第２のコーナ部
Ｐ 第２のコーナ部Ｃ２において主切刃６と副切刃７がインサート中心線Ｃ方向に最も凹んだ位置
Ｑ 第１のコーナ部Ｃ１においてコーナ刃５がインサート中心線Ｃ方向に最も突出した位置
ｈ 刃先段差量
Ｈ 総刃先高さ
Ｌ 側面３（副逃げ面）に垂直に対向する方向から見て、コーナ刃５とサライ刃７Ａとの接点（位置Ｑ）と位置Ｐとを結んだ直線
Ｓ 第２の副逃げ面部３ｂの第１のコーナ部Ｃ１側への延長面
θ 側面３（副逃げ面）に垂直に対向する方向から見て、直線Ｌがインサート中心線Ｃ方向に垂直な平面に対してなす角度
α 第１の副逃げ面部３ａが第２の副逃げ面部３ｂの第１のコーナ部Ｃ１側への延長面Ｓに対してなす角度
Ｏ 工具本体１１の軸線
Ｔ 工具回転方向

Claims (11)

1. 互いに背を向けた第１、第２の多角形面と、これら第１、第２の多角形面の周囲に配置される側面とを備えた多角形板状のインサート本体を有し、
   上記第１の多角形面のコーナ部のうち第１のコーナ部には、この第１の多角形面にコーナすくい面を有するコーナ刃が形成され、
   このコーナ刃から上記第１の多角形面の周方向において上記第１のコーナ部に隣接する第２のコーナ部にかけては、上記コーナすくい面に連なる主すくい面を上記第１の多角形面に有する主切刃が形成されるとともに、
   上記コーナ刃から上記第１の多角形面の周方向において上記主切刃が延びる側とは反対側には、上記コーナすくい面に連なる副すくい面を上記第１の多角形面に有する副切刃が形成されており、
   上記コーナ刃の上記主切刃側の部分には、該主切刃に向かうに従い上記第２の多角形面側に凹む凹曲線を描きつつ該第２の多角形面側に向かって延びるコーナ刃凹曲線状部が形成されていることを特徴とする切削インサート。
2. 上記副すくい面には、上記副切刃に沿った方向において上記第２の多角形面とは反対側に凸となる凸曲面部が、上記コーナ刃凹曲線状部の内側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. 上記インサート本体は、上記第１、第２の多角形面の中心を通るインサート中心線回りに１２０°ずつ回転対称形状であるとともに、上記第１、第２の多角形面に関して表裏反転対称形状の六角形板状に形成されており、
   これら第１、第２の多角形面には３つずつの上記第１、第２のコーナ部が、周方向には交互に、上記インサート中心線方向には互いに反対側に配置されているとともに、
   上記第１、第２の多角形面同士では、上記コーナ刃から上記主切刃と副切刃が上記インサート本体の周方向に反対向きに延びていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削インサート。
4. 上記インサート本体の側面は、上記インサート中心線に平行に延びていることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。
5. 上記主切刃と副切刃は、上記コーナ刃から離間するに従い互いに反対の多角形面側に向かって延びていて、周方向に隣接する上記主切刃と副切刃は上記第２のコーナ部において接続されており、
   この第２のコーナ部において上記主切刃と副切刃が上記インサート中心線方向に最も凹んだ位置から、上記第１のコーナ部において上記コーナ刃が上記インサート中心線方向に最も突出した位置までの該インサート中心線方向における刃先段差量ｈが、
   上記第１のコーナ部における上記第１、第２の多角形面のコーナ刃の上記インサート中心線方向に最も突出した位置同士の該インサート中心線方向の間隔である総刃先高さＨに対して、
   ｈ／Ｈ＞０．２１であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の切削インサート。
6. 上記インサート本体は、上記第１、第２の多角形面の中心を通るインサート中心線を有しており、上記副切刃は、上記コーナ刃から離間する方向に向けて順に、上記コーナ刃に接する直線状または上記インサート中心線方向に凸となる凸曲線状のサライ刃と、このサライ刃に接して上記インサート中心線方向に凸となる凸曲線を描く副切刃凸曲線状部と、この副切刃凸曲線状部に接して上記インサート中心線方向に凹となる凹曲線を描く副切刃凹曲線状部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の切削インサート。
7. 上記副切刃はさらに、上記コーナ刃から離間する方向に向けて順に、上記副切刃凹曲線状部に接する直線状の副切刃直線状部と、この副切刃直線状部に接して上記インサート中心線方向に凹となる凹曲線を描いて隣接する上記主切刃に接続される接続部とを備えていることを特徴とする請求項６に記載の切削インサート。
8. 上記副切刃は、上記副すくい面と交差する上記インサート本体の側面に副逃げ面を有しており、この副逃げ面に垂直に対向する方向から見て、上記コーナ刃と上記サライ刃との接点と、該副切刃が上記インサート中心線方向に最も凹んだ位置とを結んだ直線が、上記インサート中心線方向に垂直な平面に対して１４°よりも大きい角度をなしていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の切削インサート。
9. 上記副切刃は、上記副すくい面と交差する上記インサート本体の側面に副逃げ面を有しており、この副逃げ面は、上記第１の多角形面の周方向に向けて鈍角に交差するように折れ曲がる複数の副逃げ面部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の切削インサート。
10. 上記複数の副逃げ面部のうち、最も上記第１のコーナ部側の第１の副逃げ面部が、この第１の副逃げ面部と交差する第２の副逃げ面部の上記第１のコーナ部側への延長面に対してなす角度が、０．５°〜２．５°の範囲内とされていることを特徴とする請求項９に記載の切削インサート。
11. 軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に形成されたインサート取付座に、請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の切削インサートが、上記コーナ刃を上記工具本体の先端外周側に突出させるとともに、このコーナ刃に連なる上記主切刃を上記工具本体の外周側に、上記副切刃を上記工具本体の先端側にそれぞれ位置させ、これらのコーナ刃、主切刃、および副切刃に連なる上記コーナすくい面、主すくい面、および副すくい面を工具回転方向に向けて着脱可能に取り付けられていることを特徴とする刃先交換式切削工具。