JP5594213B2 - 切削インサート - Google Patents

Description

本発明は、インサート本体のすくい面にＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）等の超高硬度焼結体と超硬合金とを層状に焼結した層状焼結体が、超高硬度焼結体がすくい面のコーナ部に位置するように配設され、例えば刃先交換式の正面フライスに取り付けられてその切刃を構成する切削インサートに関するものである。

このように、インサート本体のすくい面のコーナ部にＣＢＮ等の超高硬度焼結体が配設された切削インサートとしては、例えば特許文献１に、旋削加工用切削インサートとして記載されたものが知られている。この特許文献１に記載の切削インサートでは、こうしてコーナ部に配設された超高硬度焼結体上にチャンファホーニングが施された切刃が形成されていて、そのホーニング角が、コーナ部の突端でこの突端から離間した位置よりも大きくされており、高送り加工でもコーナ部突端での切刃の損傷を防ぐことができる一方で、この突端から離間した位置の切刃をワイパー刃として使用するときの径方向の切削抵抗を低減して仕上げ面精度の向上と実質的な工具寿命の改善とを図ることができるとされている。

国際公開第２００６／０９１１４１号パンフレット

ところで、従来このようにコーナ部に超高硬度焼結体が配設された切削インサートでは、特許文献１に記載されているように、切削に使用される切刃はこの超高硬度焼結体に形成された部分だけとされている。しかしながら、このような超高硬度焼結体は、硬度は極めて高いものの、これに伴って脆性も高く、例えば断続切削となる転削加工に用いたときには、上記ワイパー刃の作用をする副切刃のコーナ部とは反対側の端部でチッピングや欠損が生じ易くなる。特に、上記特許文献１に記載されているように、ワイパー刃として使用されるコーナ部突端から離間した位置で切刃に施されるチャンファホーニングのホーニング角が小さくされた切削インサートでは、このワイパー刃の切刃強度が低下するため、チッピングや欠損は一層顕著となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように高脆性の超高硬度焼結体をすくい面のコーナ部に配設した切削インサートにおいて、たとえ転削加工に使用しても切刃にチッピングや欠損が生じるのを防ぐ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、インサート本体のすくい面に、超高硬度焼結体と超硬合金とを層状に焼結した層状焼結体が、上記超高硬度焼結体が上記すくい面のコーナ部に位置して該すくい面側を向くように配設されていて、この層状焼結体上の上記すくい面の辺稜部に上記コーナ部から延びる切刃が形成されており、上記切刃には、上記コーナ部側から離間するに従いホーニング角が漸次大きくなるホーニング面が形成されているとともに、上記層状焼結体における上記超高硬度焼結体と超硬合金との境界面は、上記切刃のホーニング面と交差させられていることを特徴とする。

このように構成された切削インサートでは、インサート本体のすくい面にＣＢＮ等の超高硬度焼結体と超硬合金との層状焼結体が配設されていて、このうち超高硬度焼結体がすくい面のコーナ部に位置して該すくい面側に向けられており、この層状焼結体上にホーニングが施された切刃が形成される。ここで、このホーニングによるホーニング面は、コーナ部から離間するに従いホーニング角が漸次大きくなるようにされているので、このコーナ部から延びる切刃をワイパー刃として使用するときでも切刃強度を確保することができる。

そして、上記層状焼結体の超高硬度焼結体と超硬合金との境界面は、この切刃のホーニング面と交差させられており、従ってコーナ部側の切刃のホーニング面が超高硬度焼結体上に形成されるのに対して、コーナ部とは反対側の切刃のホーニング面は超硬合金上に形成されることになる。しかるに、このような超硬合金は、ＣＢＮ等の超高硬度焼結体と比べ、低硬度ではあるものの切削には十分な硬度を有し、その一方で靱性は高いので、転削加工のような断続切削においても、上述のように切刃強度が確保されることとも相俟ってコーナ部とは反対側の切刃にチッピングや欠損が生じるのを防ぐことができる。

ここで、上述のようにコーナ部から延びる切刃をワイパー刃として使用する場合には、実質的に切削に関与する切刃のホーニング面と層状焼結体に形成される逃げ面との交差稜線は、すくい面に対向する方向から見たときには、コーナ部から離間するに従い一旦突出して突端部を経た後に後退する、該コーナ部よりも曲率半径の大きな凸曲線をなしているのが望ましい。すなわち、上記交差稜線をこのような曲率半径の大きい凸曲線状とすることにより、被削材の仕上げ面は曲率半径の大きい凹曲線が連続するような断面形状となるため、切刃に傾きがあったりしても送りマークが仕上げ面に残されたりするのを防ぐことができる。

そして、さらに、このように上記交差稜線がすくい面に対向する方向から見たときにコーナ部から突端部を経て後退する曲率半径の大きな凸曲線をなしているときには、この交差稜線は、すくい面に沿って逃げ面に対向する方向から見たときには、上記突端部からコーナ部と反対側に向かうに従いすくい面に対して漸次離間するように後退させられて、ただし上記突端部から層状焼結体におけるコーナ部とは反対側の切刃の端部までの該交差稜線の後退量が０．００５ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下の範囲内とされるのが望ましい。

すなわち、このように上記交差稜線を、すくい面から見たときの突端部からコーナ部と反対側に向かうに従いすくい面に対して漸次離間するように後退させることにより、すくい面に沿って逃げ面に対向する方向から見たときのホーニング面の幅が突端部からコーナ部と反対側に向かうに従い漸次大きくなるので、このコーナ部とは反対側において一層確実に切刃のチッピングや欠損を防ぐことができる。

ただし、その後退量が大きくなりすぎると、切削加工時には逃げ面に逃げ角が与えられることによってコーナ部とは反対側で切刃が仕上げ面から離れすぎてしまい、仕上げ面粗さの劣化や仕上げ面にうねりを生じるおそれがあり、また後退量が０ｍｍと変わらないほど小さすぎると上記効果を得られないおそれがあるので、上記突端部とコーナ部と反対側の切刃端部との後退量の差は上述のように０．００５ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下とされるのが望ましい。

なお、上記ホーニング面を、上記コーナ部から離間するに従い上記すくい面に沿った方向の幅も漸次幅広となるように形成すれば、やはりコーナ部と反対側において切刃強度を向上させて、さらに確実にチッピングや欠損を防止することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、高硬度でありながら高脆性でもある超高硬度焼結体をすくい面のコーナ部に配設した切削インサートにおいても、コーナ部とは反対側での切刃のチッピングや欠損を防ぐことが可能であり、転削加工のような断続切削においてワイパー刃として上記切刃を用いても、長期に亙って安定した切削加工を行うことができる。

本発明の切削インサートの一実施形態を示す平面図である。 図１に示す実施形態の矢線Ｘ方向視の側面図である。 図１に示す実施形態の矢線Ｙ方向視の側面図である。 図１に示す実施形態の矢線Ｚ方向視の側面図である。 図１に示す実施形態のコーナ部Ｃ周辺の拡大平面図である。 図４における切刃部分の拡大側面図である。 図１に示す実施形態を取り付けた刃先交換式の正面フライスの一部破断側面図である。 図７に示す正面フライスの底面図である。 図７に示す正面フライスの矢線Ｘ方向視の拡大側面図である。

図１ないし図６は、本発明の切削インサートの一実施形態を示すものであり、図７ないし図９は、この実施形態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正面フライスを示すものである。本実施形態の切削インサートは、そのインサート本体１の基体１Ａが超硬合金によって形成されて図１に示すように多角形、具体的には略平行四辺形の１つの鋭角角部を直角となるように切り欠いた偏五角形の平板状をなしており、インサート本体１の厚さ方向（図２ないし図４において上下方向）を向いてこのように多角形（偏五角形）をなす一対の平板面とその周囲に配置される５つの側面とを有している。

このインサート本体１の基体１Ａの上記一対の平板面のうち一方の平板面（図２ないし図４において上側の平板面）には、該平板面がなす多角形の１つのコーナ部Ｃ（上記直角となるように切り欠かれた角部。図１において右側の角部）を含む領域にすくい面２が形成されるとともに、この一方の平板面とは反対側の他方の平板面（図２ないし図４において下側の平板面）は、上記刃先交換式切削工具の工具本体に形成されるインサート取付座への着座面３とされる。

また、インサート本体１の上記５つの側面のうち、上記コーナ部Ｃに連なる２つの側面は逃げ面４とされて、すくい面２から着座面３側に向かうに従いインサート本体１の内側に漸次後退するようにされ、これにより本実施形態の切削インサートはポジティブインサートとされる。さらに、この逃げ面４とされる側面を除いたインサート本体１の３つの側面（図１において上側と下側、左側の側面）は上記厚さ方向に沿って延びていて、このうち上記２つの側面にそれぞれ連なる側面は互いに平行とされるとともに、残りの１つの側面はこれら互いに平行な側面の一方に鋭角に、他方に鈍角に交差するように斜めに形成されている。

さらにまた、上記すくい面２が形成される一方の平板面の上記コーナ部Ｃには、インサート本体１の上記基体１Ａを切り欠くように凹部５が形成されている。この凹部５は、上記逃げ面４とされる２つの側面のうち一方の側面（図１において上記１つのコーナ部Ｃの上側の側面）においては図２および図３に示すようにＬ字状に開口するとともに、他方の側面（図１において上記１つのコーナ部Ｃの下側の側面）においては、図３、図４、および図６に示すように該凹部５の底面５Ａがこの一方の側面から離間するに従い上記一方の平板面側に切れ上がるように傾斜して形成されており、またこの底面５Ａに交差して上記厚さ方向に延びて上記コーナ部Ｃの先端側を向く壁面５Ｂを備えている。

そして、この凹部５には、ＣＢＮまたはダイヤモンド焼結体よりなる超高硬度焼結体（本実施形態ではＣＢＮ）６Ａと超硬合金６Ｂとを層状に一体焼結した層状焼結体６が、そのうち超高硬度焼結体６Ａ部分がコーナ部Ｃに位置してすくい面２側を向くように配設されている。すなわち、この層状焼結体６は、上記超高硬度焼結体６Ａの原料粉末と超硬合金６Ｂの原料粉末とを一体に圧粉成形して焼結したものであり、薄板状に焼結されたものから放電加工等によって所定の形状に切り出され、ロウ付け等により凹部５に接合されて固着され、配設される。

ここで、本実施形態における層状焼結体６は、インサート本体１の基体１Ａの逃げ面４とされる上記一方の側面の側では、図２に示すように超高硬度焼結体６Ａと超硬合金６Ｂとがそれぞれ一定の厚さをなすようにされている。さらに、この一方の側面から同じく逃げ面４とされる上記他方の側面に沿って凹部５の底面５Ａの傾斜とともに一方の平板面側に切れ上がるに従い、超高硬度焼結体６Ａ部分は漸次薄くなって途中で厚さが０となるとともに、超硬合金６Ｂ部分は、超高硬度焼結体６Ａ部分の厚さが０になるところまでは一定の厚さとされた後に漸次薄くなり、厚さが０になる前で途切れるように形成されている。従って、この超硬合金６Ｂ部分が途切れた端部とインサート本体１の基体１Ａとの間には凹部５が残されることになる。

また、この層状焼結体６は、そのすくい面２側を向く面が、この面に連なるインサート本体１の基体１Ａの上記一方の平板面と面一とされて上記厚さ方向に垂直となるようにされるとともに、基体１Ａの逃げ面４とされる２つの側面に連なる面はこれら２つの側面と面一とされて、該２つの側面と同様に着座面３側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。なお、基体１Ａの上記一方の平板面のコーナ部Ｃとは反対側には、基体１Ａの上記互い平行な側面のうち一方から他方に向かうに従い着座面３側に向かうように傾斜する傾斜平面１Ｂが形成されている。

そして、この層状焼結体６の上記すくい面２側を向く面と基体１Ａの逃げ面４とされる２つの側面に連なる面との交差稜線部には、上記コーナ部Ｃから延びる切刃７が形成されており、すなわちこれらの面が該切刃７のすくい面２および逃げ面４とされて、切刃７は層状焼結体６上の該すくい面２の辺稜部に形成されることになる。また、コーナ部Ｃには基体１Ａの上記２つの側面の交差稜線部から層状焼結体６に亙って円筒面状の面取りが施されており、これによって切刃７のコーナ部Ｃには略１／４円弧状のコーナ刃７Ａが形成される。

さらに、切刃７にはホーニングが施されていて、すくい面２と逃げ面４とに交差するようにホーニング面８が形成されている。ここで、本実施形態におけるホーニングはチャンファホーニングであって、ホーニング面８は切刃７に直交する断面において直線状をなしてすくい面２と鈍角に交差させられる一方、このホーニング面８と逃げ面４との交差稜線が実質的な切刃として作用する。

このホーニング面８は、切刃７の上記コーナ刃７Ａと、コーナ刃７Ａからインサート本体１の基体１Ａの逃げ面４とされる２つの側面のうち上記一方の側面の側に延びる部分では、上記すくい面２に対するホーニング角が一定とされるとともに、切刃７に直交する断面においてホーニング面８がすくい面２に沿った方向になす幅も図５に示すように一定とされている。なお、切刃７のこのコーナ刃７から上記一方の側面の側に延びる部分は、当該切削インサートが上述のように刃先交換式切削工具に取り付けられたときの主切刃７Ｂとされ、本実施形態ではコーナ刃７Ａがなす１／４円弧に接する接線として直線状に延びている。

一方、この主切刃７Ｂとは反対のコーナ刃７Ａから逃げ面４とされる２つの側面のうち上記他方の側面の側に延びる切刃７部分は、副切刃７Ｃとされる。ここで、実質的にこの副切刃７Ｃとして作用するホーニング面８と逃げ面４との交差稜線は、上記厚さ方向に沿ってすくい面２に垂直に対向する方向から見たときには、コーナ刃７Ａに滑らかに連なり、コーナ部Ｃから離間するに従いインサート本体１の外側に向けて一旦突出して突端部Ｐを経た後に後退する凸曲線をなすようにされている。

ただし、この副切刃７Ｃの交差稜線がなす凸曲線の曲率半径は、コーナ部Ｃのコーナ刃７Ａがなす円弧の半径に対して極めて大きく、略直線状を呈するようにされている。また、上記コーナ部Ｃと反対側では副切刃７Ｃの上記交差稜線は、すくい面２に対向する方向から見たときに、こうして曲率半径の大きな凸曲線をなす部分に対して鈍角に交差して該凸曲線の仮想延長線に対して後退する直線状とされている。

そして、本実施形態では、この副切刃７Ｃに沿って形成されたホーニング面８が、コーナ部Ｃから離間するに従いホーニング角が漸次大きくなるようにされている。さらに、この副切刃７Ｃに沿うホーニング面８は、層状焼結体６のコーナ部Ｃ側の超高硬度焼結体６Ａ部分からすくい面２上に露出した超硬合金６Ｂ部分との境界面Ｑを越えてこの超硬合金６Ｂ部分にまで延びるようにされており、すなわちこの境界面Ｑが副切刃７Ｃのホーニング面８と交差するようにされている。

より具体的に、この副切刃７Ｃに沿ったホーニング面８のホーニング角は、コーナ刃７Ａからすくい面２に対向する方向から見たときの上記突端部Ｐまでは、コーナ刃７Ａおよび主切刃７Ｂと等しい一定の角度をなしていて、この突端部Ｐからコーナ部Ｃと反対側に離間する従い漸次大きくなるようにされている。従って、このホーニング角が大きくなる部分で副切刃７Ｃのホーニング面８は捩れ面状をなしている。

また、この副切刃７Ｃに沿ったホーニング面８は、該副切刃７Ｃに直交する断面におけるすくい面２に沿った方向のホーニング幅も、コーナ刃７Ａから突端部Ｐまではコーナ刃７Ａや主切刃７Ｂのホーニング面８と等しい一定幅とされていて、この突端部Ｐから上記コーナ部Ｃに対して離間するに従い漸次幅広となるようにされている。ここで、副切刃７Ｃのホーニング面８は、上記突端部Ｐからコーナ部Ｃとは反対側では、図５に示すようにすくい面に対向する方向から見て該すくい面２との交差稜線が凸曲線状をなすようにされている。

このように副切刃７Ｃに沿ったホーニング面８のホーニング角とホーニング幅とがコーナ部Ｃとは反対側に向かうに従い漸次大きくなることにより、副切刃７Ｃの実質的に切刃として作用するホーニング面８と逃げ面４との交差稜線は、すくい面２に沿って上記逃げ面４に対向する方向から見たときには、上記突端部Ｐからコーナ部Ｃと反対側に向かうに従いすくい面２に対して上記厚さ方向に漸次離間するように後退させられて着座面３側に向かうように延びることになる。

ただし、この交差稜線の後退量は、層状焼結体６の超硬合金６Ｂ部分に位置する副切刃７Ｃのコーナ部Ｃとは反対側の端部Ｒ、すなわち逃げ面４とされる２つの側面のうち上記他方の側面において超硬合金６Ｂが途切れた位置においても、突端部Ｐにおける上記厚さ方向の位置からの後退量として、０．００５ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下の範囲内とされている。

このように構成された切削インサートは、上述のように例えば図７ないし図９に示す刃先交換式の転削工具である正面フライスに着脱可能に取り付けられて転削加工により被削材の仕上げ面を切削するのに使用される。この正面フライスは、その工具本体１１が鋼材等によって形成されて軸線Ｏを中心とした円盤状をなし、この軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、切削インサートの上記切刃７によって切削を行う。

工具本体１１の軸線Ｏ方向の下端部（図７において下側部分）外周には、周方向に間隔をあけて複数のチップポケット１２が形成されるとともに、これらのチップポケット１２の工具回転方向Ｔ後方側には、上記切削インサートが着座させられる上述したインサート取付座１３がそれぞれ形成されている。このインサート取付座１３は、工具回転方向Ｔを向く底面１３Ａと工具本体１１の外周側を向いて軸線Ｏ方向下端側に向かうに従い外周側に向かう壁面１３Ｂとを備え、インサート本体１は、上記着座面３が底面１３Ａに密着させられるとともに、互いに平行とされた側面の上記一方が壁面１３Ｂに当接させられて着座させられる。

また、インサート取付座１３の工具回転方向Ｔ側にはチップポケット１２に開口するように凹所が形成されてるとともに、この凹所には取付クサビ１４が収容されており、クランプネジによってこの取付クサビ１４を工具本体１１の内周側にねじ込むことにより、取付クサビ１４がインサート本体１の傾斜平面１Ｂを押圧して切削インサートはインサート取付座１３に取り付けられる。なお、インサート取付座１３の軸線Ｏ方向上端側（図７および図９において上側）に形成された凹所には、切削インサートの切刃７の軸線Ｏ方向の振れを調整する調整クサビ１５と、この調整クサビ１５の抜け出しを防止する抜け止めネジ１６が取り付けられている。

このようにインサート取付座１３に取り付けられた切削インサートは、上記層状焼結体６のコーナ部Ｃが工具本体１１の下端外周側に位置してすくい面２が工具回転方向Ｔに向けられ、この層状焼結体６上に形成された主切刃７Ｂが工具回転方向Ｔ側から見て軸線Ｏと略平行に延びるように工具本体１１の外周側に突出させられ、また副切刃７Ｃは軸線Ｏに垂直な平面上に略位置するように工具本体１１下端側に突出させられる。

さらに、複数のインサート取付座１３に取り付けられた切削インサート同士では、切刃７の回転軌跡が一致するようにされていて、コーナ刃７Ａおよび必要に応じて主切刃７Ｂによって比較的小さな切込みで被削材を切削するとともに、副切刃７Ｃをワイパー刃として切削された加工面を平滑に仕上げてゆく。なお、副切刃７Ｃには正のラジアルレーキ角とアキシャルレーキ角が与えられる。

こうして被削材の切削に用いられる上記構成の切削インサートでは、まずインサート本体１のすくい面２に配設される層状焼結体６に形成された切刃７にホーニングが施されており、そのホーニング面８のホーニング角が副切刃７Ｃにおいてコーナ部Ｃから離間するに従い漸次大きくなるようにされている。このため、このコーナ部Ｃから延びる副切刃７Ｃを上述のようにワイパー刃として使用して加工面を平滑に仕上げてゆくときに、該副切刃７Ｃの特にコーナ部Ｃとは反対側で実質的に切刃として作用するホーニング面８と逃げ面４との交差稜線における交差角を大きくすることができ、その切刃強度を確保することができる。

そして、さらにこの層状焼結体６は、コーナ部Ｃには高硬度の超高硬度焼結体６Ａが配設されているのに対し、副切刃７Ｃのコーナ部Ｃとは反対側には超硬合金６Ｂが露出するようにされていて、層状焼結体６の超高硬度焼結体６Ａと超硬合金６Ｂとの境界面Ｑが副切刃７Ｃのホーニング面８と交差させられており、すなわちコーナ部Ｃとは反対側で副切刃７Ｃはこの超硬合金６Ｂ部分に形成されることになる。

このため、上記構成の切削インサートによれば、この副切刃７Ｃのコーナ部Ｃとは反対の端部Ｒ側には、超高硬度焼結体６Ａよりは低くても十分な硬度と、そして超高硬度焼結体６Ａよりも高い靱性を与えることができる。従って、上述のように切刃強度を確保することができることとも相俟って、正面フライスのような刃先交換式切削工具による転削加工のように断続切削となる場合であって、切刃７にも切削負荷が断続的に作用するときでも、この副切刃７Ｃの端部Ｒにおいて切刃７にチッピングや欠損が生じるのを防ぐことができ、長期に亙って安定した切削加工を行うことが可能となる。

なお、本実施形態の切削インサートでは、このように層状焼結体６の超高硬度焼結体６Ａと超硬合金６Ｂとの境界面Ｑを副切刃７Ｃのホーニング面８と交差させるのに、層状焼結体６を主切刃７Ｂの逃げ面４となる上記一方の側面側では超高硬度焼結体６Ａと超硬合金６Ｂとをそれぞれ一定の厚さとし、副切刃７Ｃの逃げ面４とされる上記他方の側面側ではコーナ部Ｃから離間するに従い、超高硬度焼結体６Ａ部分の厚さを漸次薄くして途中で０となるようにするとともに、超硬合金６Ｂ部分は、超高硬度焼結体６Ａ部分の厚さが０になるところまでは一定の厚さとした後に漸次薄くなるようにしているが、例えばこの境界面Ｑがすくい面２に垂直とされていて、すなわち図５において境界面Ｑよりもコーナ部Ｃ側すべてが超高硬度焼結体６Ａとされ、これとは反対側すべてが超硬合金６Ｂとされていても、コーナ部Ｃと反対側で副切刃７Ｃを超硬合金６Ｂ部分に形成したものとすることができる。

ただし、その場合には、インサート本体１の基体１Ａへの層状焼結体６における超高硬度焼結体６Ａ部分の接合面積が大きくなるため、上述のように超硬合金製の基体１Ａに層状焼結体６をロウ付けによって接合すると、超硬合金と超高硬度焼結体との接合性の低さから十分な接合強度が得られなくなるおそれがある。また、この場合には、層状焼結体６において高価な超高硬度焼結体６Ａが占める部分も多くなるので、本実施形態のように超高硬度焼結体６Ａ部分が副切刃７Ｃの端部Ｒ側に向かうに従い漸次薄くなるようにして、すなわち境界面Ｑが層状焼結体６におけるコーナ部Ｃ側の逃げ面４に交差するとともに、副切刃７Ｃのコーナ部Ｃとは反対側で層状焼結体６上のすくい面２にも鋭角に交差するようにされるのが望ましい。

また、本実施形態では、すくい面２に対向する方向から見たときに、副切刃７Ｃのホーニング面８と逃げ面４との交差稜線が曲率半径の大きな凸曲線をなすようにされており、この交差稜線を実質的な切刃として副切刃７Ｃをワイパー刃に使用したときには、被削材の仕上げ面は逆に曲率半径の大きな凹曲線が連続するような断面形状となる。このため、例えば副切刃を真っ直ぐな直線状とした場合と比べて、万一副切刃７Ｃに傾きがあっても仕上げ面の凹曲線同士のつなぎ目が大きく突出するのは防ぎ、すなわち仕上げ面に送りマークが残されるのを防いで、より平滑な仕上げ面を得ることができる。

そして、さらに本実施形態では、このようにすくい面２に対向する方向から見たときに曲率半径の大きな凸曲線をなす副切刃７Ｃのホーニング面８と逃げ面４との交差稜線が、すくい面２に沿って副切刃７Ｃの逃げ面４に対向する方向から見たときには、上記凸曲線の突端部Ｐからコーナ部Ｃとは反対側に向かうに従いすくい面２に対して漸次後退するように形成されており、従ってこの逃げ面４に対向する方向から見たときのホーニング面８の幅もコーナ部Ｃとは反対側に向かうに従い漸次大きくなるので、コーナ部Ｃとは反対側での副切刃７Ｃの強度を向上させて欠損やチッピングを一層確実に防止することが可能となる。

ただし、こうしてすくい面２から後退する上記交差稜線の後退量が大きくなりすぎると、この交差稜線が形成される逃げ面４には逃げ角が与えられることから、切削加工時に工具回転方向Ｔ側から見たときの該交差稜線がなす凸曲線の曲率半径がコーナ部Ｃとは反対側で小さくなり、すなわちこの交差稜線がコーナ部Ｃと反対側では被削材の仕上げ面から離れすぎてしまい、上述のように副切刃７Ｃに傾きがあったりしたときには平滑な仕上げ面を得ることができずに、仕上げ面粗さの劣化や仕上げ面にうねりを生じるおそれがある。その一方で、この後退量が０ｍｍに近いほど小さすぎると上記効果を得ることができなくなるおそれがあるので、この後退量は、後述する実施例で実証されるように、上記突端部Ｐとコーナ部Ｃとは反対側の副切刃７Ｃの端部Ｒでのすくい面２からの上記厚さ方向における後退量の差として、本実施形態のように０．００５ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下とされるのが望ましい。

さらにまた、本実施形態では、副切刃７Ｃの沿ったホーニング面８のすくい面２に沿った方向の幅も、上記突端部Ｐからコーナ部Ｃとは反対側に向かうに従い漸次幅広となるようにされている。従って、特に上述のように逃げ面４に対向する方向から見たときに上記交差稜線をすくい面２から後退するようにした場合には、ホーニング面８の実際のホーニング幅、すなわち副切刃７Ｃの上記交差稜線に直交する断面におけるホーニング面８の幅を、コーナ部Ｃとは反対側に向かうに従い漸次幅広とすることができるので、より一層確実に欠損やチッピングの防止を図ることができる。

次に、上述のようにすくい面２に沿って副切刃７Ｃの逃げ面４に対向する方向から見たときの副切刃７Ｃのホーニング面８と逃げ面４との交差稜線のすくい面２に対する後退量について、実施例を挙げて０．０２ｍｍ以下であるのが望ましいことを実証する。本実施例では、上記実施形態に基づいて、上記交差稜線の突端部Ｐにおけるホーニング面８のホーニング角と副切刃７Ｃの端部Ｒにおけるホーニング角を種々に変化させることにより、後退量が０．００５ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下とされた５種の切削インサートを製造し、これらを図７ないし図９に示した刃先交換式の正面フライスに取り付けて切削試験を行い、その際の欠損やチッピング、異常摩耗の有無、逃げ面摩耗の大きさなどの副切刃７Ｃの状態を確認するとともに、仕上げ面粗さおよび仕上げ面のうねり（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１における算術平均粗さＲａおよび最大高さうねりＷｚ）を測定した。これらの切削インサートを実施例１〜５として、その結果をホーニング角および後退量とともに表１に示す。

また、これら実施例１〜５に対する比較例として、副切刃７Ｃの上記交差稜線の突端部Ｐにおけるホーニング角と端部Ｒにおけるホーニング角を変えずに一定のままとし、従って後退量も０とされた２種の切削インサートと、これら突端部Ｐから端部Ｒまでの上記交差稜線の後退量が０．０２ｍｍを上回るように端部Ｒでのホーニング角を大きくした２種の切削インサートを製造し、実施例１〜５と同じ条件で切削試験を行って、やはり副切刃７Ｃの状態を確認するとともに、仕上げ面粗さおよび仕上げ面のうねりを測定した。これらを比較例１〜４として、その結果をホーニング角および後退量とともに表１に示す。

なお、これら実施例１〜５および比較例１〜４の切削インサートはインサート本体１の基本形状が三菱マテリアル株式会社製ＧＤＣＮ２００４ＰＤＦＲ３タイプ（コーナ刃７Ａの半径１．２ｍｍ）、層状焼結体６は超高硬度焼結体６Ａが三菱マテリアル株式会社製ＭＢ７３０のＣＢＮ、超硬合金６Ｂは三菱マテリアル株式会社製ＨＴｉ相当であり、副切刃７Ｃの上記交差稜線がなす凸曲線の曲率半径は２５０ｍｍであって、副切刃長さは３ｍｍとし、コーナ刃７Ａの端部から副切刃７Ｃに沿って１ｍｍの位置に上記突端部Ｐが配設され、またこの突端部Ｐから副切刃７Ｃに沿ってコーナ部Ｃとは反対側に１〜１．５ｍｍの位置に境界面Ｑが表れるようにした。

さらに、切削試験の条件は、刃先交換式の正面フライスの工具本体１１に切削インサートを１つだけ取り付けた単刃切削として、切削速度１０００ｍ／ｍｉｎ、１刃当りの送り量０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、切込み量０．５ｍｍの乾式切削とし、被削材としてＦＣ３００相当の油圧鋳物ブロックを２５０ｍｍ×１１０ｍｍの範囲で切削した。

この表１の結果より、副切刃７Ｃの上記ホーニング面８におけるホーニング角が上記交差稜線の突端部Ｐから端部Ｒに向けて漸次大きくなって、これら突端部Ｐと端部Ｒとで０よりも大きい後退量を生じ、ただしこの後退量が０．０２ｍｍ以下である実施例１〜５では、副切刃７Ｃに欠損やチッピング、異常摩耗を生じることはなく、また逃げ面摩耗も小さくて、仕上げ面粗さや仕上げ面のうねりも小さく抑えられていることが分かる。

これに対して、比較例１〜４のうち、上記突端部Ｐと端部Ｒとでホーニング角が等しく、従って副切刃７Ｃの上記交差稜線が逃げ面４に対向する方向から見たときにすくい面２に対して後退せずに後退量が０とされた比較例１、３においては、比較例３では副切刃７Ｃの上記端部Ｒに溶着が生じるとともにチッピングを生じ、また比較例１に至っては副切刃７Ｃに欠損が生じて切削試験を中止せざるを得ず、仕上げ面粗さやうねりを測定することすらできなかった。一方、逆に突端部Ｐと端部Ｒとのホーニング角の差が大きく、これに伴い副切刃７Ｃの上記交差稜線の後退量が０．０２ｍｍを上回る比較例２、４では、比較例１、３のような欠損やチッピングは生じていなかったものの、仕上げ面粗さおよび仕上げ面のうねりが著しく大きくなっていることが確認された。

１ インサート本体
１Ａ インサート本体１の基体
２ すくい面
４ 逃げ面
５ 凹部
６ 層状焼結体
６Ａ 超高硬度焼結体
６Ｂ 超硬合金
７ 切刃
７Ａ コーナ刃
７Ｂ 主切刃
７Ｃ 副切刃（ワイパー刃）
８ ホーニング面
１１ 工具本体
１３ インサート取付座
Ｃ コーナ部
Ｐ ホーニング面８と逃げ面４との交差稜線の突端部
Ｑ 層状焼結体６の超高硬度焼結体６Ａと超硬合金６Ｂとの境界面
Ｒ 副切刃７Ｃのコーナ部Ｃとは反対側の端部

Claims (3)

1. インサート本体のすくい面に、超高硬度焼結体と超硬合金とを層状に焼結した層状焼結体が、上記超高硬度焼結体が上記すくい面のコーナ部に位置して該すくい面側を向くように配設されていて、この層状焼結体上の上記すくい面の辺稜部に上記コーナ部から延びる切刃が形成されており、上記切刃には、上記コーナ部側から離間するに従いホーニング角が漸次大きくなるホーニング面が形成されているとともに、上記層状焼結体における上記超高硬度焼結体と超硬合金との境界面は、上記切刃のホーニング面と交差させられていることを特徴とする切削インサート。
2. 上記切刃のホーニング面と上記層状焼結体に形成される逃げ面との交差稜線は、上記すくい面に対向する方向から見たときには、上記コーナ部から離間するに従い一旦突出して突端部を経た後に後退する、該コーナ部よりも曲率半径の大きな凸曲線をなしているとともに、上記すくい面に沿って上記逃げ面に対向する方向から見たときには、上記突端部から上記コーナ部と反対側に向かうに従い上記すくい面に対して漸次離間するように後退させられており、上記突端部から上記層状焼結体における上記コーナ部とは反対側の上記切刃の端部までの上記交差稜線の後退量が０．００５ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下の範囲内と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. 上記ホーニング面は、上記コーナ部から離間するに従い上記すくい面に沿った方向の幅が漸次幅広とな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。

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