JP6264767B2

JP6264767B2 - 刃先交換式フライス

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Publication number: JP6264767B2
Application number: JP2013157800A
Authority: JP
Inventors: 孝之熊切
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: WO2015016144A1; JP2015027707A

Description

本発明は、軸線回りに回転させられる刃先交換式フライスの工具本体先端外周部に形成されたインサート取付座にフライス用インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式フライスに関するものである。

このようなフライス用インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式フライスとして、特許文献１、２には、アルミニウムやアルミニウム合金等の被削材の切削加工を行う場合の加工効率を高めるために、工具本体もアルミニウムやアルミニウム合金で形成して軽量化を図り、この工具本体を４０００〜５０００ｍ毎分程度の切削速度で高速回転させて切削加工を行うことが記載されている。

ところが、このように工具本体を高速回転させて切削加工を行う場合には、切屑も高速で生成されて排出されるのに対し、上述のような材質によって工具本体を軽量化すると、軽量であるとともに低硬度でもある工具本体の特に切屑が排出されるチップポケットに、摩耗による損傷が生じてしまう。そこで、特許文献１には、チップポケットの始端側にクロムモリブデン鋼等の耐摩耗性のあるパッドを取り付けることが、また特許文献２には、切屑が当たるチップポケットの底面に摩耗損傷保護具を取り付けることが、それぞれ提案されている。

特開２００２−１７８２１２号公報特開２００６−１５９３５８号公報

ところで、このような耐摩耗性のあるパッドや摩耗損傷保護具を、高速で回転する工具本体から脱落しないようにチップポケットに取り付けるには、特許文献１に記載されているように、パッドの端部を鉤状に膨らませてチップポケットや工具本体先端の座に嵌め込むようにしたり、特許文献２に記載されているように、摩耗損傷保護具に保護具嵌合部を設けるとともにチップポケットには取付け部嵌合部を設けて、これらを噛み合わせるようにしたりしなければならず、このような座や取付け部嵌合部を設けるためにチップポケットにもある程度のスペースが必要となる。

しかしながら、近年では、上述のような被削材の切削加工における加工効率をさらに高めるため、工具本体に取り付けられるフライス用インサートの数を増やして多刃化を図ることが求められており、そのような刃先交換式フライスでは、周方向に隣接するインサート取付座同士の間隔や、この間隔部分に形成されてインサート取付座の工具回転方向側に開口するチップポケットの大きさも制限されざるを得ない。従って、このように多刃化を図る上では、特許文献１、２に記載されたようにパッドや保護具を高速回転でも脱落しないように取り付けてチップポケットの損傷を防ぐのは困難となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のようにチップポケットにパッドや保護具を取り付けるスペースを要することなく、刃先交換式フライスの多刃化を図りつつ、高速回転切削加工において生成される切屑によるチップポケットの損傷を防ぐことが可能な刃先交換式フライス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、本発明の刃先交換式フライスは、軸線回りに回転させら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、フライス用インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式フライスであって、上記フライス用インサートは多角形板状のインサート本体を備え、このインサート本体の多角形面のコーナ部に、該多角形面上にすくい面を有する切刃部が設けられているとともに、この切刃部の上記すくい面を間にして上記多角形面の上記コーナ部を臨む位置には、該多角形面から突出する堤状部が、この多角形面に対向する方向から見て上記コーナ部に交差する該多角形面の２つの辺稜部に交差する方向に延びるように形成されており、上記工具本体の先端部外周には、上記インサート取付座の工具回転方向側に開口するチップポケットが形成されるとともに、上記インサート取付座は、工具回転方向後方側を向いて上記インサート本体の上記多角形面と対向する取付座壁面を備え、上記フライス用インサートは、上記コーナ部を上記工具本体の先端外周側に突出させるとともに、上記切刃部のすくい面を工具回転方向に向けて、上記堤状部が上記チップポケットの底面と上記取付座壁面との交差稜線部に沿って延びるように取り付けられることを特徴とする。

このように上記構成のフライス用インサートが取り付けられた刃先交換式フライスにおいて、このフライス用インサートの工具本体先端外周側に突出するコーナ部に設けられた切刃部によって生成される切屑は、インサート本体の上記多角形面上に設けられたこの切刃部のすくい面を擦過しつつ流出する。そして、この切刃部のすくい面を間にして多角形面の上記コーナ部を臨む位置には、該多角形面から突出する堤状部が、多角形面に対向する方向から見て上記コーナ部に交差する多角形面の２つの辺稜部、すなわち上記切刃部の切刃に交差する方向に延びている。

このため、工具本体を高速で回転させて切削加工を行ったときに、切屑が切刃部の上記切刃から高速で生成されて流出しても、この切屑は、多角形面から突出した堤状部に乗り上げ、あるいはこの堤状部に沿って該堤状部が延びる方向に案内されるようにして排出される。従って、この堤状部の工具本体内周側に位置することになるチップポケットの底面に対して切屑は、堤状部に乗り上げたときには該底面と間隔をあけて排出され、また堤状部に案内されたときには底面に摺接すること自体がなくなるので、切屑の摺接によるチップポケットの摩耗によって工具本体が損傷するのを防ぐことができる。

そして、さらにこの堤状部はフライス用インサートに設けられているので、刃先交換式フライスのチップポケットにパッドや保護具を取り付ける場合のように、このチップポケットに取り付け用の座や取付け部嵌合部を設ける必要がない。このため、チップポケットに大きなスペースを設ける必要もなくなって、工具本体の周方向に隣接するインサート取付座同士の間隔を狭めることができ、多刃化を図ってさらなる加工効率の向上を促すことが可能となる。

ここで、上記インサート本体が、焼結合金よりなる台金部に、この台金部よりも高硬度の超高圧焼結体よりなる上記切刃部が接合されて形成されている場合には、上記堤状部を上記台金部に一体に形成することにより、ダイヤモンド焼結体やｃＢＮ焼結体等の高硬度な超高圧焼結体によって切刃部の寿命を確保しつつ、この超高圧焼結体よりは低硬度であるものの硬質な超硬合金等の焼結合金よりなる台金部に一体形成することで堤状部の切屑接触による摩耗も抑制して、インサート寿命が費えるまで確実にチップポケットへの切屑摺接を防ぐことができる。また、このような焼結合金よりなる台金部は、この焼結合金の原料粉末をプレス成形した圧粉体を焼結して製造されるので、このプレス成形の際に堤状部も一体に成形することができる。

さらに、この堤状部の上記コーナ部を向く側面を、該コーナ部から離間するに従い上記多角形面から突出する傾斜面とすることにより、切屑が堤状部を乗り越える際や堤状部に沿って案内される際の抵抗を低減することができる。このため、堤状部の摩耗を確実に抑制することができるとともに、工具本体を高速回転させて切削加工を行う場合でも回転駆動力が必要以上に大きくなるのを防ぐことが可能となる。

さらにまた、このようなフライス用インサートを取り付けた刃先交換式フライスにおいては、上記堤状部が上記工具本体の後端側に向かうに従い外周側に向けて延びるように配設することにより、特に当該刃先交換式フライスが正面フライスである場合に、上記切刃のうち工具本体先端側に配置される正面切刃によって生成された切屑を、より確実にチップポケットに摺接させることなく工具本体の後端外周側に案内して排出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、刃先交換式フライスのチップポケットに大きなスペースを必要とせずに、切屑の摺接によるチップポケットの摩耗や工具本体の損傷を防ぐことができ、この工具本体の周方向に隣接するインサート取付座同士の間隔を小さくして多刃化を図ることにより、加工効率の一層の向上を促進することが可能となる。

本発明の刃先交換式フライスの一実施形態に取り付けられるフライス用インサートを示す斜視図である。図１に示すフライス用インサートの多角形面に対向する方向から見た平面図である。図１に示すフライス用インサートの側面図である。図１に示すフライス用インサートの正面図である。本発明の刃先交換式フライスの一実施形態を示す斜視図である。図５に示す実施形態の側面図である。図５に示す実施形態を軸線方向先端側から見た一部破断正面図である。図５に示す実施形態を軸線方向後端側から見た背面図である。図５に示す実施形態のインサート取付座周辺を示す拡大斜視図である。図５に示す実施形態のインサート取付座周辺を示す拡大側面図である。図５に示す実施形態のインサート取付座周辺を示す、図１０におけるＺＺ断面を一部破断した拡大正面図である。

図１ないし図４は、本発明の刃先交換式フライスの一実施形態に取り付けられるフライス用インサートを示すものであり、図５ないし図１１は、このフライス用インサートを取り付けた本発明の刃先交換式フライスの一実施形態を示すものである。本実施形態のフライス用インサートは、そのインサート本体１が多角形板状、具体的には略長方形板状をなしており、超硬合金等の硬質な焼結合金よりなるこのような長方形板状の台金部２と、インサート本体１の表裏の多角形面１Ａ、１Ｂのうちの一方の第１の多角形面１Ａの１つのコーナ部Ｃにおいて台金部２に接合された、台金部２よりもさらに高硬度なダイヤモンド焼結体やｃＢＮ焼結体等の超高圧焼結体よりなる切刃部３とを備えている。

図２に示すように、インサート本体１は、この第１の多角形面１Ａの上記コーナ部Ｃに交差する２つの辺稜部のうちの短辺に連なる側面１Ｃが、該コーナ部Ｃに向かうに従い長方形板状のインサート本体１の長手方向に突出するように傾斜しているとともに、コーナ部Ｃに交差する第１の多角形面１Ａの長辺に連なる側面１Ｄは、コーナ部Ｃ側の部分が短辺の延びる方向に一段突出するような段状をなしている。また、台金部２における第１の多角形面１Ａのコーナ部Ｃには、この第１の多角形面１Ａからインサート本体１の厚さ方向（図３において左右方向。図４においては上下方向）に凹んだ凹部２Ａが形成されており、この凹部２Ａに上記切刃部３が、ロウ付け等により、または台金部２と一体焼結されることにより接合されている。

切刃部３は、一定の厚さの略直角三角形平板状をなしていて、その三角形面を上記厚さ方向に向けるとともに、この三角形面の直角角部を上記コーナ部Ｃに位置させて上記凹部２Ａに接合されており、第１の多角形面１Ａ側に向けられた三角形面の上記コーナ部Ｃに交差する２つの辺稜部に、この三角形面をすくい面３Ａとする切刃が形成されている。これらの切刃のうち、第１の多角形面１Ａの上記短辺に沿った切刃は刃先交換式フライスに取り付けられたときにその先端側に向けられる正面刃３Ｂとされ、上記長辺に沿った切刃は外周側に向けられる外周刃３Ｃとされる。

切刃部３が接合される凹部２Ａの上記厚さ方向を向く底面は、切刃部３の上記すくい面３Ａと略同形同大の三角形状をなしており、図３に示すように上記長辺に沿って側面１Ｃから離間するに従い、上記厚さ方向に後退するように僅かに傾斜している。従って、これに伴い、切刃部３のすくい面３Ａおよび外周刃３Ｃも上記長辺に沿って側面１Ｃから離間するに従い上記厚さ方向に後退するように傾斜している。

なお、図２に示すように上記厚さ方向に第１の多角形面１Ａに対向する方向から見た平面視において、外周刃３Ｃは上記長手方向に延びる直線状をなしているのに対して、正面刃３Ｂは僅かに鈍角に一段折れ曲がった折れ線状をなしており、そのコーナ部Ｃに交差する部分が同平面視において外周刃３Ｃと略直交するように形成されている。また、正面刃３Ｂのコーナ部Ｃとは反対側の部分は、同平面視において上述のように傾斜した側面１Ｃに沿って延びている。

さらに、インサート本体１の上記側面１Ｃ、１Ｄのうち、これら正面刃３Ｂと外周刃３Ｃに連なる部分は、それぞれ正面刃３Ｂおよび外周刃３Ｃの逃げ面とされている。これらの逃げ面は、図３および図４に示すように第１の多角形面１Ａからインサート本体１裏側の、上記表裏の多角形面のうちの他方である第２の多角形面１Ｂに向かうに従い、インサート本体１の内側に僅かに後退するように傾斜しており、正面刃３Ｂと外周刃３Ｃに逃げ角が与えられるように形成されている。なお、側面１Ｃは、全体的にこのような逃げ角が与えられるように傾斜している。

また、これらの側面１Ｃと側面１Ｄのうち外周刃３Ｃに連なる部分以外の、上記コーナ部Ｃの対角線上に位置するコーナ部に交差する第１の多角形面１Ａの長辺に連なる側面１Ｅと短辺に連なる側面１Ｆ、および側面１Ｄのうち短辺の延びる方向に後退した部分は、上記厚さ方向に延びる平坦面とされて、上記平面視においては図２に示したように隣接するもの同士で互いに垂直な方向に延びている。ただし、これら隣接する側面１Ｅ、１Ｆ、および側面１Ｄの後退した部分の交差稜線部は面取りされるとともに、第１の多角形面１Ａと側面１Ｅとの交差稜線部も面取りされている。

そして、切刃部３の上記すくい面３Ａを間にして第１の多角形面１Ａの上記コーナ部Ｃを臨む位置には、第１の多角形面１Ａから突出する堤状部４が、第１の多角形面１Ａに対向する方向から見てコーナ部Ｃに交差する第１の多角形面１Ａの上記２つの辺稜部に交差する方向に延びるように形成されている。従って、この堤状部４は、本実施形態では台金部２に形成され、特に上述のように超硬合金等の焼結合金よりなるこの台金部２に一体に形成されている。なお、堤状部４は、インサート本体１の上記厚さ方向に第１の多角形面１Ａに対向する方向から見て、コーナ部Ｃに交差する上記２つの辺稜部の二等分線に垂直な直線に対して±３０°の範囲で傾斜する方向に延びて該辺稜部に交差するように形成されるのが望ましい。

また、本実施形態の堤状部４は、該堤状部４が延びる方向に直交する断面が等脚台形状をなしており、すなわち第１の多角形面１Ａから突出するに従い互いに近づく一対の側面４Ａ、４Ｂと、堤状部４の突端にあって上記厚さ方向に垂直に延びる頂面４Ｃとを備えている。これにより、堤状部４の上記コーナ部Ｃを向く側面４Ａは、該コーナ部Ｃから離間するに従い第１の多角形面１Ａから突出する傾斜面とされる。

さらに、この堤状部４は、台金部２の凹部２Ａの上記底面から第１の多角形面１Ａに向けて立ち上がる該凹部２Ａの壁面に沿って延びており、第１の多角形面１Ａのコーナ部Ｃに交差する上記長辺には、段状をなすこの長辺の段差部に交差している。なお、この段差部に交差する堤状部４の端部は、段差部側に向かうに従い第２の多角形面１Ｂ側に向かって傾斜するように面取りされている。また、この堤状部４は、側面１Ｃには、上述のように傾斜した台金部２における該側面１Ｃにそのまま交差している。

一方、この堤状部４からコーナ部Ｃとは反対側の第１の多角形面１Ａ上には、上記厚さ方向に垂直な平面部５が形成されている。言い換えれば、インサート本体１の上記厚さ方向は、この平面部５に垂直な方向である。また、正面刃３Ｂは、上記コーナ部Ｃに交差する部分が上記厚さ方向に垂直、すなわち平面部５に平行に延びており、特に本実施形態では平面部５の延長面上に位置するように配設されている。

これに対して、インサート本体１の上記第２の多角形面１Ｂには、第１の多角形面１Ａの切刃が設けられた辺稜部の裏側に位置する該第２の多角形面１Ｂの辺稜部に向かうに従い、上記平面部５に向けて近づくように傾斜する第１の傾斜平面６が形成されている。本実施形態では、上記切刃のうち外周刃３Ｃの裏側に位置する第２の多角形面１Ｂの辺稜部に向かうに従い、第１の傾斜平面６が平面部５に向けて近づくように傾斜しているとともに、第２の多角形面１Ｂの全体がこのような第１の傾斜平面６とされており、この第１の傾斜平面６は、平面部５と側面１Ｅに直交する断面（側面１Ｆに平行な断面）において平面部５に対して一定の傾斜角αをなすように形成されている。

また、上記第１の多角形面１Ａには、これら平面部５と第１の傾斜平面６とに直交する断面、すなわち本実施形態では平面部５と側面１Ｅに直交する断面（側面１Ｆに平行な断面）において、上記平面部５に対する第１の傾斜平面６の傾斜の向きとは逆向きに傾斜する第２の傾斜平面７が形成されている。この第２の傾斜平面７も、上記断面において平面部５に対して一定の傾斜角βをなすように形成されており、この第２の傾斜平面７が平面部５に対してなす傾斜角βは、図１１に示すように第１の傾斜平面６が平面部５に対してなす傾斜角αよりも大きくされている。

ここで、本実施形態では、第１の多角形面１Ａに凹所８が形成されており、第２の傾斜平面７はこの凹所８の底面に形成されている。凹所８は、平面部５の中央に、インサート本体１の上記長手方向、すなわち外周刃３Ｃが延びる方向に長く延びるように形成されていて、その平面部５から上記厚さ方向への深さが側面１Ｅ側から側面１Ｄ側に向かうに従い漸次深くなるように形成されることにより、該凹所８の底面である第２の傾斜平面７が第１の傾斜平面６の傾斜の向きと逆向きに傾斜するように形成される。

また、凹所８は、その平面部５への開口部がＤ字状をなして平面部５上で１周する閉じた形状に形成されていて、すなわちインサート本体１の側面１Ｃ〜１Ｆに開口してはおらず、底面である第２の傾斜平面７は側面１Ｅ側で平面部５と交差している。従って、凹所８には、側面１Ｃ、１Ｄ、１Ｆ側に第２の傾斜平面７から第１の多角形面１Ａの平面部５に向かう壁面８Ａ〜８Ｃが形成されることになり、このうち側面１Ｆ側の壁面８Ｃは、上記断面に垂直な方向においてコーナ部Ｃとは反対側に位置することになる。

このように構成されたフライス用インサートが取り付けられる本実施形態の刃先交換式フライスは、軸線Ｏを中心とした概略円板状の工具本体１１を備え、この工具本体１１の先端部外周には、上記フライス用インサートが着脱可能に取り付けられるインサート取付座１２が形成されている。本実施形態の刃先交換式フライスは、このような工具本体１１がツールホルダ１３を介して工作機械の主軸に取り付けられ、軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに高速回転されつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、上記フライス用インサートの切刃部３の主として正面刃３Ｂによって被削材に平面部を切削加工する、刃先交換式の正面フライスである。

インサート取付座１２は、工具本体の１１の先端面と外周面とに開口して軸線Ｏ方向後端側に延びるスリット状に形成されており、工具回転方向Ｔ後方側を向く第１の取付座壁面１２Ａと、工具回転方向Ｔを向く第２の取付座壁面１２Ｂと、工具本体１１の内周側においてこれら第１、第２の取付座壁面１２Ａ、１２Ｂ間に位置して外周側を向く取付座底面１２Ｃとを備えている。本実施形態の刃先交換式フライスは、このようなインサート取付座１２が工具本体１１に２４箇所と多数、等間隔に形成された多刃の刃先交換式フライスでもある。

第１の取付座壁面１２Ａは、本実施形態では軸線Ｏを含む平面に沿って延びる平面状に形成されるとともに、取付座底面１２Ｃは、この第１の取付座壁面１２Ａと垂直に交差して軸線Ｏと平行に延びる平面状に形成されている。また、第２の取付座壁面１２Ｂは、軸線Ｏと平行で、工具本体１１の外周側に向かうに従い第１の取付座壁面１２Ａに近づくように傾斜する平面状に形成され、この第２の取付座壁面１２Ｂが第１の取付座壁面１２Ａに対してなす傾斜角は、図１１に示すように軸線Ｏに直交する断面において一定で、フライス用インサートの第１の傾斜平面６が平面部５に対してなす傾斜角αと等しくされている。

さらに、各インサート取付座１２の工具回転方向Ｔ側の工具本体１１外周面から第１の取付座壁面１２Ａにかけてはネジ孔１２Ｄが形成されており、このネジ孔１２Ｄにはインサート本体１を押圧して取り付けるための押圧手段としてのクランプネジ１４がねじ込まれている。このネジ孔１２Ｄは、その中心線に直交する平面が、やはり図１１に示すように軸線Ｏに直交する断面において一定の傾斜角で第１の取付座壁面１２Ａに交差して、工具本体１１の外周側に向かうに従い工具回転方向Ｔ後方側に延びるようにされており、この傾斜角はインサート本体１の第２の傾斜平面７が平面部５に対してなす傾斜角βと等しくされている。また、クランプネジ１４のインサート取付座１２側に向けられる先端面はネジ孔１２Ｄの上記中心線に直交する平面状とされている。

さらにまた、工具本体１１の先端部外周には、各インサート取付座１２の工具回転方向Ｔ側で、上記ネジ孔１２Ｄの外周面への開口部よりも先端側に、チップポケット１５が形成されている。このチップポケット１５は、本実施形態では、工具本体１１の先端面と外周面との交差稜線部を、工具回転方向Ｔ後方側に向かうに従い後端内周側に向けて幅広となる三角形面取り状に切り欠くようにして形成されている。

また、こうして切り欠かれたチップポケット１５の三角形面取り状の底面１５Ａは、インサート取付座１２の第１の取付座壁面１２Ａに交差しており、従って、この第１の取付座壁面１２Ａと底面１５Ａとの交差稜線部は、工具本体１１の後端側に向かうに従い外周側に向かうように斜めに延びることになる。そして、この交差稜線部が軸線Ｏに垂直な平面に対してなす角度は、フライス用インサートの第１の多角形面１Ａに対向する方向から見て堤状部４が正面刃３Ｂに対してなす角度と等しくされている。また、この底面１５Ａと第１の取付座壁面１２Ａとの交差角は、インサート本体１の堤状部４のコーナ部Ｃとは反対側を向く側面４Ｂと平面部５との交差角と等しくされている。

さらに、このチップポケット１５の底面１５Ａには、工具本体１１内に穿設されたクーラント孔１５Ｂが開口している。このクーラント孔１５Ｂは、工具本体１１内から上記ツールホルダ１３内の供給路を介して工作機械の主軸側に設けられたクーラント供給孔に連通しており、切削加工時には工作機械側から供給された切削油剤等のクーラントが、後述するようにインサート取付座１２に取り付けられたフライス用インサートの切刃部３のすくい面３Ａに向けて供給可能とされている。

一方、各インサート取付座１２の後端側には、工具本体１１の外周面に開口して後端側に延びる凹溝１１Ａが形成されており、スリット状のインサート取付座１２の後端は、この凹溝１１Ａに開口していて、これらの凹溝１１Ａにはフライス用インサートのインサート本体１の軸線Ｏ方向の位置を調整する調整機構１６がそれぞれ備えられている。この調整機構１６は、図１０に示すように両端部にピッチが異なる第１、第２ネジ部１７Ａ、１７Ｂが同軸に形成されて、このうち第１ネジ部１７Ａが凹溝１１Ａの先端側を向く壁面に形成されたネジ孔に軸線Ｏと平行にねじ込まれる軸部材１７と、この軸部材１７の工具本体１１先端側に向けられた第２ネジ部１７Ｂにねじ込まれるナット部材１８とを備えている。

ここで、本実施形態では、軸部材１７の第１ネジ部１７Ａのピッチが第２ネジ部１７Ｂのピッチよりも大きくされるとともに、ネジ径も第１ネジ部１７Ａが第２ネジ部１７Ｂより大きくされている。また、軸部材１７の第１、第２ネジ部１７Ａ、１７Ｂ間の外周面とナット部材１８の外周面には作業用工具が係止可能な被係止部１７Ｃ、１８Ａが形成されており、この被係止部１７Ｃ、１８Ａは本実施形態ではレンチ等が挿入可能な孔とされている。さらに、ナット部材１８の工具本体１１先端側に向けられる先端面１８Ｂは、この先端側に膨出する凸形状とされている。

このように構成された刃先交換式フライスの工具本体１１に、上記フライス用インサートは、そのインサート本体１の第１の多角形面１Ａおよび切刃部３のすくい面３Ａを工具回転方向Ｔに向けるとともに、側面１Ｃを工具本体１１の先端側に、側面１Ｄを外周側に向けて、工具本体１１先端側からインサート取付座１２に挿入される。ここで、インサート取付座１２の第１、第２の取付座壁面１２Ａ、１２Ｂ間の間隔は、インサート本体１の側面１Ｅを取付座底面１２Ｃに密着させた状態で、第１の多角形面１Ａの平面部５と第２の多角形面１Ｂ（第１の傾斜平面６）がこれら第１、第２の取付座壁面１２Ａ、１２Ｂに対向して摺接しながら、インサート本体１を挿入可能な大きさとされている。

また、工具本体１１の外周面から取付座底面１２Ｃまでのインサート取付座１２の径方向の深さは、こうしてインサート本体１の側面１Ｅを取付座底面１２Ｃに密着させた状態で、工具本体１１の外周側に向けられた切刃部３の外周刃３Ｃが外周面から突出する大きさとされている。そして、このようにインサート取付座１２に挿入されたインサート本体１の側面１Ｆが上記調整機構１６のナット部材１８の先端面１８Ｂに当接したところで、インサート本体１は位置決めされて着座させられ、次いでネジ孔１２Ｄにクランプネジ１４をねじ込んで、インサート本体１の凹所８の底面である第２の傾斜平面７がクランプネジ１４の先端面によって垂直に押圧されることにより、インサート本体１が工具本体１１に固定される。

このように固定された状態で、各インサート取付座１２に取り付けられたフライス用インサートの切刃部３の正面刃３Ｂは、工具本体１１の先端面から突出して軸線Ｏに垂直な１つの平面上に位置するように、上記調整機構１６によって軸線Ｏ方向の位置が調整される。すなわち、本実施形態の調整機構１６においては、被係止部１７Ｃ、１８Ａに作業用工具を係止して軸部材１７とナット部材１８を回転し、軸部材１７の第１ネジ部１７Ａの工具本体１１へのねじ込み量と、第２ネジ部１７Ｂへのナット部材１８のねじ込み量とを調整することにより、ナット部材１８の先端面１８Ｂの軸線Ｏ方向の位置が設定されるので、この先端面１８Ｂの位置を各インサート取付座１２に備えられた調整機構１６によって適宜設定することにより、正面刃３Ｂの位置も上述のように調整することができる。

そして、こうして正面刃３Ｂの位置が調整されたフライス用インサートにおいては、第１の多角形面１Ａに対向する方向から見て堤状部４が正面刃３Ｂに対してなす角度と、インサート取付座１２の第１の取付座壁面１２Ａとチップポケット１５の底面１５Ａとの交差稜線部が軸線Ｏに垂直な平面に対してなす角度と等しくされていることから、この堤状部４が上記交差稜線部に沿って平行に、工具本体１１の後端側に向かうに従い外周側に向けて延びるように配置されることになる。なお、堤状部４は、そのコーナ部Ｃと反対側を向く側面４Ｂが、チップポケット１５の底面１５Ａと密着していてもよく、また間隔をあけていてもよい。

このようにフライス用インサートが取り付けられた刃先交換式フライスを高速回転させて切削加工を行うと、特に切刃部３の主として正面刃３Ｂによって平面部を切削加工する刃先交換式正面フライスである本実施形態では、この正面刃３Ｂにより生成された切屑がすくい面３Ａに沿って工具本体１１の後端側に高速で流出することになる。そして、この切屑が流出する正面刃３Ｂの後端側には、コーナ部Ｃに交差する正面刃３Ｂと外周刃３Ｃが形成された第１の多角形面１Ａの２つの辺稜部に交差するように上記堤状部４が延びており、本実施形態では切屑は、この堤状部４に案内されるようにして工具本体１１の後端外周側に排出されることになる。

従って、本実施形態によれば、切屑がチップポケット１５の底面１５Ａに摺接することが避けられ、高速で流出する切屑の摺接によって摩耗が促進されて工具本体１１が損傷するのを防ぐことができる。また、切刃部３の主として外周刃３Ｃによって比較的大きな切り込みで被削材に壁面部を切削加工するような場合に、切屑は外周刃３Ｃから工具本体１１の内周側に流出することになるが、このような場合でも切屑の流出方向には堤状部４が延びることになり、この堤状部４に乗り上げることにより切屑は底面１５Ａと間隔をあけるようにして排出されるため、やはり工具本体１１の損傷を抑えることが可能となる。

そして、こうしてチップポケット１５の摩耗による工具本体１１の損傷を防止する堤状部４が、工具本体１１ではなくフライス用インサートのインサート本体１に設けられているので、このようなフライス用インサートを取り付けた刃先交換式フライスでは、チップポケット１５自体にパッドや保護具を取り付ける場合のように取り付け用のスペースを必要とすることがない。このため、工具本体１１の周方向に隣接するインサート取付座１２の間隔を小さくしてその数を増やすことができるので、１つの工具本体１１に取付可能なフライス用インサートの数も増やして上述のように多刃化を図ることができ、高速切削加工と併せてさらなる加工効率の向上を促すことが可能となる。

また、本実施形態のフライス用インサートでは、インサート本体１が、超硬合金等の硬質焼結合金よりなる台金部２に、ダイヤモンド焼結体やｃＢＮ焼結体等の高硬度な超高圧焼結体よりなる切刃部３が接合されて形成されており、堤状部４はこのうちの台金部２に一体に形成されている。このため、切刃部３の寿命を確保しつつ、堤状部４に案内されたり乗り上げたりすることによって切屑が接触しても、堤状部４自体が摩耗するのを抑制することができて、インサート本体１の寿命が費えるまで確実に工具本体１１の損傷を防止することができるとともに、台金部２に製造される圧粉体を焼結合金の原料粉末からプレス成形によって成形する際に堤状部４も一体に成形できるので、上述のような効果を奏するフライス用インサートの製造を簡略化することもできる。ただし、インサート本体１は切刃部３を含めた全体が超硬合金等の硬質焼結合金によって形成されていてもよい。

さらに、本実施形態では、流出した切屑が接触することになる、切刃部３のコーナ部Ｃ側を向く堤状部４の側面４Ａが、このコーナ部Ｃから離間するに従い第１の多角形面１Ａから突出する傾斜面とされており、これにより切屑の接触による抵抗を低減することができる。従って、このような切屑の接触による堤状部４の摩耗を一層確実に抑制するとともに、工具本体１１を高速回転させるときの回転駆動力が必要以上に大きくなるのも防ぐことができる。なお、側面４Ａはインサート本体１の厚さ方向に延びていてもよいが、この厚さ方向に対する側面４Ａの傾斜が大きくなりすぎると切屑を確実に案内したりすることができなくなるおそれがあるので、厚さ方向に対して０°〜４５°の傾斜とされるのが望ましい。また、同様に、堤状部４の厚さ方向の突出高さは、例えば正面刃３Ｂからの突出高さとして０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度とされるのが望ましい。

さらにまた、本実施形態の刃先交換式フライスでは、フライス用インサートにこのような堤状部４が形成されることにより、インサート本体１の平面部５とインサート取付座１２の第１の取付座壁面１２Ａとの間に、切屑は勿論、微細な切粉などのゴミなどが進入するのも防止することができる。また、工具本体を工作機械から取り外して正面刃３Ｂの軸線Ｏ方向の位置を揃えるプリセット作業時に、工具本体１１の先端面を上向きにしてインサート本体１をインサート取付座１２に挿入すると、堤状部４が第１の取付座壁面１２Ａとチップポケット１５の底面１５Ａとの交差稜線部に当接したところでインサート本体１が簡易的に位置決めされるので、この状態から調整機構１６によってインサート本体１の位置を微調整することにより、プリセット時間の短縮を図ることもできる。

一方、本実施形態のフライス用インサートでは、インサート本体１が表裏に第１、第２の多角形面１Ａ、１Ｂを有し、第１の多角形面１Ａには平面部５が設けられるとともに、第２の多角形面１Ｂには、外周刃３Ｃの裏側に位置する辺稜部に向かうに従い平面部５に向けて近づくように傾斜する第１の傾斜平面６が形成され、第１の多角形面１Ａにはさらに、平面部５と第１の傾斜平面６とに直交する断面において平面部５に対する第１の傾斜平面６の傾斜の向きとは逆向きに傾斜する第２の傾斜平面７が形成されている。

また、このようなフライス用インサートが取り付けられる刃先交換式フライスのインサート取付座１２は、工具回転方向Ｔ後方側を向いて上記第１の多角形面１Ａの平面部５と対向する第１の取付座壁面１２Ａと、工具回転方向Ｔを向いて上記第１の傾斜平面６が密着する第２の取付座壁面１２Ｂと、これら第１、第２の取付座壁面１２Ａ、１２Ｂ間に延びる取付座底面１２Ｃとを備えている。そして、このようなインサート取付座１２に、上記フライス用インサートは、外周刃３Ｃを工具本体１１の外周側に向けるとともに切刃部３のすくい面３Ａを工具回転方向Ｔに向けて着座させられた上で、押圧手段としてのクランプネジ１４によって第２の傾斜平面７を押圧することにより取り付けられている。

従って、インサート本体１の平面部５と第１の傾斜平面６との間隔と、インサート取付座１２の第１、第２の取付座壁面１２Ａ、１２Ｂ間の間隔が、工具本体１１の外周側に向かうに従い漸次小さくなるのに加えて、これらの面が上記断面においてなす交差角よりも大きな交差角をなすようにして、第１、第２の傾斜平面６、７間の間隔も工具本体１１の外周側に向かうに従い小さくなる。このため、インサート本体１を強固にインサート取付座１２に取り付けることができ、上述のように工具本体１１を高速回転させて切削加工を行っても、遠心力によってインサート本体１が工具本体１１の外周側にずれ動いたり脱落したりしてしまうのを防ぐことができる。

さらに、本実施形態では、平面部５と第１の傾斜平面６とに直交する断面において、第２の傾斜平面７が平面部５に対してなす傾斜角βが、第１の傾斜平面６が平面部５に対してなす傾斜角αよりも大きくされている。このため、同断面における平面部５と第１の傾斜平面６との交差角よりも第１、第２の傾斜平面６、７の交差角を一層大きなものとすることができるので、さらに確実にインサート本体１のずれや脱落を防止することが可能となる。

また、本実施形態では、第１の多角形面１Ａに凹所８が形成されており、この凹所８の底面に第２の傾斜平面７が形成されている。この点、例えば第１の多角形面１Ａの平面部５に凸部を形成し、この凸部の突端面を上記断面において平面部５に対する第１の傾斜平面６の傾斜の向きとは逆向きに傾斜する第２の傾斜平面とすることも可能であるが、このような場合には、インサート本体１を工具本体１１の先端側から挿入するために、この凸部が挿通可能な凹溝をインサート取付座１２の第１の取付座壁面１２Ａに形成しなければならなくなり、隣接するインサート取付座１２間の間隔を狭めることができなくなるおそれがあるのに対し、本実施形態ではそのような凹溝を形成する必要が無く、確実にインサート取付座１２間の間隔を小さくして刃先交換式フライスの多刃化を図ることが可能となる。

しかも、本実施形態では、この凹所８の第１の多角形面１Ａ（平面部５）への開口部が平面部５上で１周する閉じた形状に形成されていて、インサート本体１の側面１Ｃ〜１Ｆに開口してはおらず、これに伴い、上記断面に垂直な方向においてコーナ部Ｃとは反対側には、この凹所８の底面である第２の傾斜平面７から上記第１の多角形面１Ａに向かう壁面８Ｃが形成されることになる。このため、例えば工具本体１１の先端面を下向きにしてクランプネジ１４を緩めても、クランプネジ１４が凹所８から抜け出るまでは壁面８Ｃがクランプネジ１４の先端部に当たるため、インサート本体１がインサート取付座１２から落下するのを防ぐことができ、落下によるインサート本体１の破損や紛失を防止することができる。

また、この凹所８は、本実施形態では、長方形板状をなすインサート本体１の長手方向すなわち直線状の外周刃３Ｃが延びる方向に長く延びるように形成されており、例えば正面刃３Ｂに摩耗が生じたときに、インサート本体１の側面１Ｃを再研磨して正面刃３Ｂを研ぎ付け直しても、この凹所８が延びる範囲においては、上記調整機構１６によってインサート本体１の軸線Ｏ方向の位置を調整した上で、クランプネジ１４によりインサート本体１を固定することができる。このため、特に本実施形態のように切刃部３が高価な超高圧焼結体よりなるフライス用インサートにおいては、インサート寿命を延ばして資源の有効利用を図ることが可能となる。

さらに、本実施形態の刃先交換式フライスは上述のような多刃のフライスであって、周方向に隣接するインサート取付座１２間の間隔が小さくされており、１つのインサート取付座１２の上記クランプネジ１４がねじ込まれるネジ孔１２Ｄと、このインサート取付座１２の工具回転方向Ｔに隣接するインサート取付座１２との間隔も小さくなる。すると、クランプネジ１４をねじ込んでインサート本体１を固定する際に、その反力によってインサート取付座１２間で工具本体１１が微小に弾性変形し、工具回転方向Ｔに隣接したインサート取付座１２に取り付けられたインサート本体１を工具回転方向Ｔ側に押し付ける作用が発生するので、一層安定してフライス用インサートを取り付けることができるとともに、クランプネジ１４の径を小さくすることもできるので、さらに確実な多刃化を図ることが可能となる。

１インサート本体
１Ａインサート本体１の第１の多角形面
１Ｂインサート本体１の第２の多角形面
１Ｃ〜１Ｆインサート本体１の側面
２台金部
３切刃部
３Ａすくい面
３Ｂ正面刃（切刃）
３Ｃ外周刃（切刃）
４堤状部
４Ａ堤状部４のコーナ部Ｃ側を向く側面
５平面部
６第１の傾斜平面
７第２の傾斜平面
８凹所
８Ｃ凹所８のコーナ部Ｃとは反対側の壁面
１１工具本体
１２インサート取付座
１２Ａ第１の取付座壁面
１２Ｂ第２の取付座壁面
１２Ｃ取付座底面
１４クランプネジ（押圧手段）
１５チップポケット
１５Ａチップポケット１５の底面
１６調整機構
Ｃ第１の多角形面１Ａのコーナ部
Ｏ工具本体１１の軸線
Ｔ工具回転方向
α 第１の傾斜平面６が平面部５に対してなす傾斜角
β 第２の傾斜平面７が平面部５に対してなす傾斜角

Claims

軸線回りに回転させら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、フライス用インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式フライスであって、
上記フライス用インサートは多角形板状のインサート本体を備え、
このインサート本体の多角形面のコーナ部に、該多角形面上にすくい面を有する切刃部が設けられているとともに、
この切刃部の上記すくい面を間にして上記多角形面の上記コーナ部を臨む位置には、該多角形面から突出する堤状部が、この多角形面に対向する方向から見て上記コーナ部に交差する該多角形面の２つの辺稜部に交差する方向に延びるように形成されており、
上記工具本体の先端部外周には、上記インサート取付座の工具回転方向側に開口するチップポケットが形成されるとともに、
上記インサート取付座は、工具回転方向後方側を向いて上記インサート本体の上記多角形面と対向する取付座壁面を備え、
上記フライス用インサートは、上記コーナ部を上記工具本体の先端外周側に突出させるとともに、上記切刃部のすくい面を工具回転方向に向けて、上記堤状部が上記チップポケットの底面と上記取付座壁面との交差稜線部に沿って延びるように取り付けられることを特徴とする刃先交換式フライス。
上記インサート本体は、焼結合金よりなる台金部に、この台金部よりも高硬度の超高圧焼結体よりなる上記切刃部が接合されて形成されており、上記堤状部は、上記台金部に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式フライス。
上記堤状部の上記コーナ部を向く側面は、該コーナ部から離間するに従い上記多角形面から突出する傾斜面とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刃先交換式フライス。
上記堤状部は、上記工具本体の後端側に向かうに従い外周側に向けて延びていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式フライス。