JP7396140B2 - ねじ切り切削用インサートおよびねじ切り切削用刃先交換式バイト - Google Patents

Description

本発明は、刃先交換式バイトのバイト本体に着脱可能に取り付けられて被削材にねじ切り切削加工を施すねじ切り切削用インサート、およびこのようなねじ切り切削用インサートがバイト本体の先端部に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられたねじ切り切削用刃先交換式バイトに関するものである。

このようなねじ切り切削用インサートとして、例えば特許文献１には、インサート本体の表裏面の共通する縁部に、上記表裏面に対向する方向から見て上記縁部から突出する一対の切刃部が形成されており、これらの一対の切刃部のそれぞれ上記表裏面側を向く４つの突面のうち少なくとも２つには、該突面をすくい面とするねじ切り刃が形成されたものが記載されている。

また、この特許文献１に記載されたねじ切り切削用インサートでは、上記一対の切刃部は、上記表裏面に対向する方向から見たときの２つの上記突面の辺稜部が、これらの突面の間を通る上記縁部の中心線に関して対称形状とされている。このようなねじ切り切削用インサートでは、１つのインサート本体を右勝手と左勝手とで使用することができ、効率的である。

特開２００８－２５４１６４号公報

ところで、このようなねじ切り切削用インサートにおいては、回転する被削材の外周面にねじ切り切削加工を行う外径ねじ切刃を備えたものと、回転する円筒状等の被削材の内周面にねじ切り切削加工を行う内径ねじ切刃を備えたものとがある。互いにねじ込み合う雄ねじ部と雌ねじ部とを形成する外径ねじ切刃と内径ねじ切刃とは、上記縁部からの突出量が、外径ねじ切刃よりも内径ねじ切刃が僅かに小さくされている。

しかしながら、上記特許文献１に記載されたねじ切り切削用インサートでは、上述のように上記一対の切刃部の上記表裏面に対向する方向から見たときの２つの上記突面の辺稜部が、これらの突面の間を通る上記縁部の中心線に関して対称形状とされているので、同じ大きさの雄ねじ部または雌ねじ部しか形成することができない。

従って、例えば上述のように互いにねじ込み合う雄ねじ部と雌ねじ部を形成するには、大きさの異なる切刃部を備えた複数種のねじ切り切削用インサートを用意しなければならず、効率の良さを損なうことになる。また、インサート本体は通常、超硬合金等の硬質で高価な材料により形成されるので、そのようなインサート本体を複数種用意するのは、資源の無駄にもなる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、例えば１つのねじ切り切削用インサートによって互いにねじ込み合う雄ねじ部と雌ねじ部とを形成することが可能なねじ切り切削用インサート、およびこのようなねじ切り切削用インサートがバイト本体の先端部に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられたねじ切り切削用刃先交換式バイ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、本発明の第１のねじ切り切削用インサートは、表裏面とこの表裏面の周りに配設される側面とを備えたインサート本体の上記側面に、上記表裏面に対向する方向から見て該側面から突出する少なくとも１つの切刃部が形成され、この切刃部のそれぞれ上記表裏面側を向く２つの突面のうち一方の突面には、この一方の突面をすくい面として被削材の外周面に雄ねじ部を形成する外径ねじ切刃が形成されるとともに、上記２つの突面のうち他方の突面には、この他方の突面をすくい面として被削材に形成された下穴の内周面に雌ねじ部を形成する、上記外径ねじ切刃よりも上記側面からの突出量が小さい内径ねじ切刃が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の第２のねじ切り切削用インサートは、表裏面とこの表裏面の周りに配設される側面とを備えたインサート本体の上記側面に、上記表裏面に対向する方向から見て該側面から突出する２つの切刃部が形成され、これらの切刃部の上記表裏面の少なくとも一方の面側を向く２つの突面のうち一方の突面には、この一方の突面をすくい面として被削材の外周面に雄ねじ部を形成する外径ねじ切刃が形成されるとともに、上記２つの突面のうち他方の突面には、この他方の突面をすくい面として被削材に形成された下穴の内周面に雌ねじ部を形成する、上記外径ねじ切刃よりも上記側面からの突出量が小さい内径ねじ切刃が形成されていることを特徴とする。

さらに、本発明のねじ切り切削用刃先交換式バイトは、このようなねじ切り切削用インサートがバイト本体の先端部に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられたねじ切り切削用刃先交換式バイトであって、第１には上記外径ねじ切刃により被削材の外周面に雄ねじ部を形成することを特徴とし、第２には上記内径ねじ切刃により被削材に形成された下穴の内周面に雌ねじ部を形成することを特徴とする。

このように構成されたねじ切り切削用インサートにおいては、１つのインサート本体の側面に、外径ねじ切刃と内径ねじ切刃とが形成された切刃部が形成されているので、第１のねじ切り切削用インサートではインサート本体の表裏面を反転させて刃先交換式バイトに取り付けることにより、また第２のねじ切り切削用インサートでは２つの切刃部の突面の位置をずらしてインサート本体を刃先交換式バイトに取り付けることにより、これら外径ねじ切刃と内径ねじ切刃をねじ切り切削加工に用いることができる。

従って、例えばこれら外径ねじ切刃と内径ねじ切刃によって形成される雄ねじ部と雌ねじ部を互いにねじ込み合うものとすることにより、１つのねじ切り切削用インサートによってこのような雄ねじ部と雌ねじ部とを形成することができ、大きさの異なる切刃部を備えた複数種のねじ切り切削用インサートを用意するような必要がなくなって、効率的である。また、通常は超硬合金のような高価な硬質材料によって形成されるインサート本体の有効利用を図ることもできる。

ここで、本発明の第２のねじ切り切削用インサートにおいては、上記２つの切刃部の上記表裏面の他方の面側を向く２つの突面のうち一方の突面にも、この一方の突面をすくい面とする外径ねじ切刃が形成されるとともに、上記２つの突面のうち他方の突面にも、この他方の突面をすくい面として上記外径ねじ切刃よりも上記側面からの突出量が小さい内径ねじ切刃が形成されていてもよい。

これにより、２つの切刃部の合計４つの突面に２つずつの外径ねじ切刃と内径ねじ切刃とが形成されるので、インサート本体の一層の有効利用を図ることができてさらに効率的である。

また、この場合には、上記表裏面側の上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃とを、上記２つの切刃部の表裏互い違いの上記２つの突面に形成することにより、１つの外径ねじ切刃や内径ねじ切刃が摩耗を生じたときに他の１つの外径ねじ切刃や内径ねじ切刃を使用する際には、インサート本体を表裏反転させて刃先交換式バイトのバイト本体に取り付け直すことによって、切刃の勝手を変えることなく使用することができる。

さらに、このように２つの切刃部の表裏面側の外径ねじ切刃と内径ねじ切刃とを互い違いの切刃部の突面に形成した場合や、本発明の第１のねじ切り切削用インサートのように少なくとも１つの切刃部の表裏面側を向く２つの突面のうち一方の突面に外径ねじ切刃を形成するとともに、他方の突面には内径ねじ切刃を形成した場合には、これら外径ねじ切刃と内径ねじ切刃に連なる逃げ面を、それぞれ上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃から離れるに従い上記インサート本体の内側に傾斜させるとともに、１つの切刃部の上記表裏面側に形成された上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃に連なる逃げ面の間には、これらの逃げ面に鈍角に交差する段差面を形成することにより、段差面によって切刃の強度は維持しつつも、ポジティブタイプの切削インサートとなることから逃げ面摩耗を抑えることが可能となる。

また、同じく２つの切刃部の表裏面側の外径ねじ切刃と内径ねじ切刃とを互い違いの切刃部の突面に形成した場合や、少なくとも１つの切刃部の表裏面側を向く２つの突面のうち一方の突面に外径ねじ切刃を形成するとともに、他方の突面には内径ねじ切刃を形成した場合には、上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃の基端部に、これら外径ねじ切刃と内径ねじ切刃に交差する方向に延びるさらい刃を形成して、ねじ山の頂部をさらい取るようにしてもよい。そして、この場合には、１つの切刃部の上記表裏面側に形成された上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃に交差する方向に延びる上記さらい刃の逃げ面を面一に連なるように形成することにより、１つの切刃部の表裏に外径ねじ切刃と内径ねじ切刃が形成されていても、さらい刃の逃げ面が複雑化するのを避けることができる。

なお、本発明のねじ切り切削用インサートは、上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃とが、互いにねじ込み合わない異なる雄ねじ部と雌ねじ部とをそれぞれ形成するものであってもよいが、上述のように互いにねじ込み合う雄ねじ部と雌ねじ部とをそれぞれ形成するものとすることにより、このような雄ねじ部と雌ねじ部を形成する場合に大きさの異なる切刃部を備えた複数種のねじ切り切削用インサートを用いるときのように、切刃部の大きさを間違えてねじ込み合わない雄ねじ部と雌ねじ部が形成されるようなことがなくなるので、さらに効率的である。

また、上記すくい面の上記インサート本体の内側に、複数の突起状のチップブレーカーを形成することにより、外径ねじ切刃や内径ねじ切刃によって生成された切屑をこれらのチップブレーカーによって分断することが可能となり、切屑が長く延び気味になって刃先交換式バイトのバイト本体に絡まるのを防ぐことができ、円滑で安定したねじ切り切削加工を行うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、１つのねじ切り切削用インサートによって雄ねじ部のねじ切り切削加工と雌ねじ部のねじ切り切削加工を行うことができ、例えば１つのねじ切り切削用インサートによって互いにねじ込み合う雄ねじ部と雌ねじ部とを形成することが可能となって効率的であるとともに、インサート本体の有効利用を図ることができる。

本発明の第１の実施形態を示す表面側から見た斜視図である。 図１に示す実施形態を裏面側から見た斜視図である。 図１に示す実施形態を表面側から見た平面図である。 図３における切刃部の拡大平面図である。 図３における矢線Ｘ方向視の側面図である。 図３における矢線Ｙ方向視の側面図である。 図３における矢線Ｚ方向視の側面図である。 図３におけるＳＳ断面図である。 図３におけるＴＴ断面図である。 図３におけるＵＵ断面図である。 図１に示す実施形態を取り付けた外径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトの斜視図である。 図１１に示す外径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトのインサート取付座周辺の拡大斜視図である。 図１１に示す外径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトの先端部の側面図である。 図１１に示す外径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトの先端部の平面図である。 図１１に示す外径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトの先端部の正面図である。 図１に示す実施形態を取り付けた内径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトの斜視図である。 図１６に示す内径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトのインサート取付座周辺の拡大斜視図である。 図１６に示す内径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトの先端部の側面図である。 図１６に示す内径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトの先端部の平面図である。 図１６に示す内径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトの先端部の正面図である。 本発明の第２の実施形態を示す表面側から見た斜視図である。 図２１に示す実施形態を表面側から見た平面図である。 図２２における矢線Ｘ方向視の側面図である。 図２２における矢線Ｙ方向視の側面図である。 図２２における矢線Ｚ方向視の側面図である。 図２２におけるＳＳ断面図である。 図２２におけるＴＴ断面図である。 図２２におけるＵＵ断面図である。 本発明の第３の実施形態を示す表面側から見た斜視図である。 図２９に示す実施形態を表面側から見た平面図である。 図３０における矢線Ｘ方向視の側面図である。 図３０における矢線Ｙ方向視の側面図である。 図３０における矢線Ｚ方向視の側面図である。 図３０におけるＳＳ断面図である。 図３０におけるＴＴ断面図である。 図３０におけるＵＵ断面図である。

図１～図１０は、本発明のねじ切り切削用インサートの第１の実施形態を示すものであり、図１１～図１５はこの第１の実施形態のねじ切り切削用インサートを取り付けた外径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトを示すものであり、図１６～図２０はこの第１の実施形態のねじ切り切削用インサートを取り付けた内径ねじ切り切削加工用の刃先交換式バイトを示すものである。

本実施形態においてインサート本体１は、超硬合金等の硬質材料によって図２に示すように概略正三角形の平板状に形成されており、その表裏面となる２つの正三角形面２の中央には、当該インサート本体１をその厚さ方向（図１および図２、図５～１０における上下方向。）に貫通する断面円形の取付孔３が開口させられている。インサート本体１は、図２に示すようにこの取付孔３の中心を通るインサート中心線Ｃに関して１２０°ずつ回転対称形状に形成されている。

また、このインサート本体１の上記表裏面となる一対の正三角形面２の周りに配置される側面は、インサート中心線Ｃ方向に正三角形面２に対向する平面視において図３に示すように、正三角形の３つの辺に沿って延びる３つの第１の側面４Ａと、これら３つの辺が交差する正三角形の角部に形成されて第１の側面４Ａに鈍角に交差するとともに互いにも鈍角に交差する方向に延びる１つの角部に２つの第２の側面４Ｂとを備えている。

これらの第２の側面４Ｂは、図４に示すように上記平面視において、上記インサート中心線Ｃと、第１の側面４Ａの延長面が交差する上記正三角形の角部の２等分線とを含む平面Ｐに関して対称に形成されている。なお、これら第１、第２の側面４Ａ、４Ｂは、インサート中心線Ｃに平行に延びている。また、本実施形態のインサート本体１は、２つの正三角形面２に関して表裏反転対称形状に形成されている。

さらに、これら１つの角部に２つの第２の側面４Ｂには、それぞれ第２の側面４Ｂから突出するように切刃部５が形成されている。本実施形態は、被削材に三角ねじを形成するものであって、切刃部５は、上記平面視において各切刃部５がそれぞれ突出する第２の側面４Ｂに垂直な２等分線Ｌ、Ｍを有する略凸Ｖ字状（三角形状）に形成されている。

そして、これら２つの切刃部５の上記２つの正三角形面２の少なくとも一方の正三角形面２側を向く２つの突面のうち一方の突面の辺稜部には、この一方の突面をすくい面６ａとして被削材の外周面に雄ねじ部を形成する外径ねじ切刃６が形成されるとともに、上記２つの突面のうち他方の突面の辺稜部には、この他方の突面をすくい面７ａとして被削材に形成された下穴の内周面に雌ねじ部を形成する内径ねじ切刃７が形成されており、この内径ねじ切刃７が形成された第２の側面４Ｂからの上記２等分線Ｍ方向の内径ねじ切刃７の突出量は、上記外径ねじ切刃６が形成された第２の側面４Ｂからの上記２等分線Ｌ方向の外径ねじ切刃６の突出量よりも小さい。

本実施形態では、図４において右側の切刃部５の突面の辺稜部に凸Ｖ字状の外径ねじ切刃６が形成されるとともに、図４において左側の切刃部５の突面の辺稜部に凸Ｖ字状の内径ねじ切刃７が形成されている。なお、これら外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の上記２等分線Ｌ、Ｍ上に位置する突端部は上記平面視において凸円弧状に丸められているとともに、この突端部から離れるに従い外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７はインサート中心線Ｃ方向に後退するように傾斜している。また、上記平面視において凸Ｖ字状をなす外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の挟角は互いに等しい。

さらに、本実施形態のインサート本体１は、上述のように２つの正三角形面２に関して表裏反転対称形状に形成されているので、１つの切刃部５のそれぞれ表裏の正三角形面２側を向く２つの突面のうち一方の突面には、この一方の突面をすくい面６ａとして被削材の外周面に雄ねじ部を形成する外径ねじ切刃６が形成されるとともに、これら２つの突面のうち他方の突面には、この他方の突面をすくい面７ａとして被削材に形成された下穴の内周面に雌ねじ部を形成する内径ねじ切刃７が形成される。

また、このようにインサート本体１が２つの正三角形面２に関して表裏反転対称形状に形成されているので、本実施形態では、表裏の正三角形面２側の外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とは、２つの切刃部５の表裏互い違いの２つの突面をすくい面６ａ、７ａとして形成されることになる。この場合にも、内径ねじ切刃７が形成された第２の側面４Ｂからの上記２等分線Ｍ方向の内径ねじ切刃７の突出量は、外径ねじ切刃６が形成された第２の側面４Ｂからの上記２等分線Ｌ方向の外径ねじ切刃６の突出量よりも小さい。

なお、これら２つの切刃部５は、上記平面Ｐに対して小さな間隔をあけて形成されるとともに、第１の側面４Ａとも間隔をあけて形成されている。従って、２つの切刃部５の間には、２つの第２の側面４Ｂが残されることになり、この残された第２の側面４Ｂと表裏の正三角形面２との交差稜線部には、それぞれ上記２等分線Ｌ、Ｍに垂直に外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の基端部に交差する方向に延びるさらい刃８が形成されている。

さらに、本実施形態では、これら２つの切刃部５は、上記平面視において該切刃部５が形成された正三角形面２の角部に交差する方向に延びる第１の側面４Ａの該角部側への延長面よりも突出しないように形成されている。さらにまた、外径ねじ切刃６が形成された切刃部５は、内径ねじ切刃７が突出する第２の側面４Ｂの上記角部への延長面よりも突出しないように形成されているとともに、内径ねじ切刃７が形成された切刃部５も、外径ねじ切刃６が突出する第２の側面４Ｂの上記角部への延長面よりも突出しないように形成されている。

特に、本実施形態では、上記平面視において、外径ねじ切刃６の内径ねじ切刃７側を向く斜辺は、内径ねじ切刃７が突出する第２の側面４Ｂと平行にインサート本体１の内側に後退するように延びている。同じく、上記平面視において、内径ねじ切刃７の外径ねじ切刃６側を向く斜辺は、外径ねじ切刃６が突出する第２の側面４Ｂと平行にインサート本体１の内側に後退するように延びている。また、外径ねじ切刃６の内径ねじ切刃７とは反対側を向く斜辺と、内径ねじ切刃７の外径ねじ切刃６とは反対側を向く斜辺とは、上記平面視において互いに平行に延びている。

さらに、外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７のすくい面６ａ、７ａは、これら外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７から離れて上記２等分線Ｌ、Ｍ方向にすくい面６ａ、７ａの内側に向かうに従いインサート中心線Ｃ方向に後退するように傾斜している。さらにまた、さらい刃８に連なって該さらい刃８のすくい面８ａとなる正三角形面２の２つの切刃部５に挟まれた部分も上記平面Ｐに沿ってインサート本体１の内側に向かうに従いインサート中心線Ｃ方向に後退するように傾斜している。

また、これらのすくい面６ａ、７ａのインサート本体１の内側には、複数（本実施形態では３つ）のチップブレーカー９ａ～９ｃが形成されている。これらのチップブレーカー９ａ～９ｃは、すくい面６ａ、７ａに対してインサート中心線Ｃ方向に突出する突起状のものであって、こうして突出するに従い漸次後退するように傾斜するブレーカー壁面を備え、第１～第３のチップブレーカー９ａ～９ｃの順にその突出高さが高くなるとともに、第１、第２のチップブレーカー９ａ、９ｂが第３のチップブレーカー９ｃよりも外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７側に位置させられている。

このうち第１のチップブレーカー９ａは、各すくい面６ａ、７ａにそれぞれ１つずつ形成され、上記平面視において上記２等分線Ｌ、Ｍの外側に向けて上記平面Ｐに垂直に延びる突堤状に形成されている。また、第２のチップブレーカー９ｂは、１つの正三角形面２の２つの切刃部５のすくい面６ａ、７ａで共通のものとされて、上記平面視に上記平面Ｐに沿ってインサート本体１の内側に延びる突堤状とされている。

さらに、第３のチップブレーカー９ｃは、上記平面視に第１のチップブレーカー９ａが延びる方向と略平行に、すなわち上記平面Ｐに垂直な方向に、すくい面６ａ、７ａの第１のチップブレーカー９ａの外側の両端までの長さと略等しい長さで一直線に突堤状に延びている。

また、この第３のチップブレーカー９ｃの突端面はインサート中心線Ｃに垂直な平坦面とされて、同じくインサート中心線Ｃに垂直な平坦面とされた正三角形面２の取付孔３の開口部の周りのボス面２ａとインサート中心線Ｃ方向に等しい位置に形成されている。これらの第３のチップブレーカー９ｃの突端面とボス面２ａとは、各正三角形面２においてインサート中心線Ｃ方向に最も突出している。

一方、切刃部５の外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７に連なる逃げ面６ｂ、７ｂは、それぞれ外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７から離れるに従いインサート本体１の内側に傾斜しており、これにより本実施形態のねじ切り切削用インサートはポジティブタイプの切削インサートとされる。

そして、１つの切刃部５の表裏の正三角形面２側に形成された外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７に連なる逃げ面６ｂ、７ｂの間には、これらの逃げ面６ｂ、７ｂに鈍角に交差する段差面１０が形成されている。さらに、１つの切刃部５の表裏の正三角形面２に形成された外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７に交差するさらい刃８の逃げ面８ｂは面一に連なっている。

このように構成されたねじ切り切削用インサートは、中心線回りに回転される円柱状または円筒状等の被削材の外周面に外径ねじ切刃６を用いて雄ねじ部を形成する場合には、図１１～図１５に示すように外径ねじ切り切削加工用の本発明の刃先交換式バイトの一実施形態におけるバイト本体１１の先端部に形成されたインサート取付座１２に着脱可能に取り付けられる。

バイト本体１１は、鋼材等の金属材料により本実施形態では後端部（図１１において右上側部分。図１３および図１４においては右側部分）が四角柱状のシャンク部１３とされるとともに、先端部（図１１において左下側部分。図１３および図１４においては左側部分）は刃部１４とされている。刃部１４は、シャンク部１３の断面の外形がなす四角形よりも一回り大きなよりも外形のブロック状とされ、シャンク部１３と一体に形成されている。

インサート取付座１２は、刃部１４の上面先端部に、刃部１４の上面と先端面および側面とに開口する凹所として形成されている。このインサート取付座１２は、刃部１４の上面側を向く底面１２ａと、この底面１２ａから刃部１４の上面にかけて底面１２ａに垂直に延びる２つの壁面１２ｂ、１２ｃとを備えている。２つの壁面１２ｂ、１２ｃは、刃部１４の上面側から見て図１４に示すように６０°で交差する方向に形成されている。ただし、２つの壁面１２ｂ、１２ｃが交差する隅角部には断面円形の逃げ部１２ｄが形成されている。

また、２つの壁面１２ｂ、１２ｃの底面１２ａ側は僅かに一段せり出すように形成されており、このせり出した部分には略正三角形板状のシート部材１５が底面１２ａとインサート本体１との間に介装される。また、底面１２ａは、図１３に示すように刃部１４の先端側に向かうに従い下面側に向かうように僅かに傾斜している。

さらに、刃部１４の上面には、クランプ駒１６が配設されている。このクランプ駒１６は、刃部１４の上面に配置されるクランプ駒本体１６ａと、このクランプ駒本体１６ａから刃部１４の先端側に延びてインサート本体１の取付孔３の壁面１２ｂ側の縁部に当接するクランプ爪部１６ｂとが一体に形成されたものである。

このようなクランプ駒１６は、クランプ駒本体１６ａに挿通されたクランプネジ１６ｃを刃部１４にねじ込むことにより、クランプ爪部１６ｂがクランプ駒本体１６ａごと刃部１４の後端下側に移動してインサート本体１を底面１２ａ側と壁面１２ｃに沿って壁面１２ｂ側とに押し付けて固定する。

このように構成されたバイト本体１１のインサート取付座１２に、上記実施形態のねじ切り切削用インサートのインサート本体１は、一方の正三角形面２の上記第３のチップブレーカー９ｃの突端面とボス面２ａとをシート部材１５の上面に密着させるとともに、２つの第１の側面４Ａを壁面１２ｂ、１２ｃに当接させて着座させられる。

そして、上述のようにクランプネジ１６ｃをねじ込むことにより、クランプ駒１６によってインサート本体１は他方の正三角形面２を刃部１４の上面側に向けて、この他方の正三角形面２の１つの角部に形成された外径ねじ切刃６を、その上記２等分線Ｌが上記平面視に図１４に示すように刃部１４の先端面に垂直になるように、この先端面から突出させて着脱可能に取り付けられる。

このように取り付けられたねじ切り切削用インサートは、この突出した外径ねじ切刃６の２等分線Ｌ方向に被削材の外周面に切り込まれるとともに、被削材の中心線方向、すなわちさらい刃８が延びる方向に送り出されることにより、被削材の外周面に螺旋状の雄ねじ部を形成する。このとき、上記外径ねじ切刃６と同じ角部に形成された内径ねじ切刃７は、このさらい刃８が延びる第２の側面４Ｂよりもインサート本体１の内側に後退しているので、被削材と干渉することはなく、ねじ切り切削加工に関与することもない。

一方、上述のように構成されたねじ切り切削用インサートにより、中心線を中心とした下穴が形成された該中心線回りに回転される円筒状等の被削材の内周面に内径ねじ切刃７を用いて雌ねじ部を形成する場合には、インサート本体１は、図１６～図２０に示すように内径ねじ切り切削加工用の本発明の刃先交換式バイトの一実施形態におけるバイト本体２１の先端部に形成されたインサート取付座２２に着脱可能に取り付けられる。

本実施形態のバイト本体２１は、鋼材等の金属材料により本実施形態では後端部（図１１において右上側部分。図１３および図１４においては右側部分）が軸線Ｏを中心とした円柱状のシャンク部２３とされるとともに、先端部（図１１において左下側部分。図１３および図１４においては左側部分）もシャンク部２３と同軸の円柱状の刃部２４とされている。

刃部２４は、シャンク部２３よりも外径が僅かに小さくされており、シャンク部２３と一体に形成されている。これらシャンク部２３と刃部２４の外径は、被削材に形成された下穴の内径よりも小さい。また、シャンク部２３の上下面にはシャンク部２３の軸線Ｏ方向に延びる面取りが施されるとともに、刃部２４の一側面にも軸線Ｏ方向に延びる面取りが施されている。さらに、刃部２４の先端部の上面は段差状に切り欠かれているとともに、面取りが施された刃部２４の上記一側面と反対側の側面の先端部は斜めに切り欠かれている。

インサート取付座２２は、刃部２４の切り欠かれた上面の先端部に、刃部２４の上面と先端面および上記一側面とに開口する凹所として形成されている。このインサート取付座２２も、刃部２４の上面側を向く底面２２ａと、この底面２２ａから刃部２４の上面にかけて底面２２ａに垂直に延びる２つの壁面２２ｂ、２２ｃとを備えている。２つの壁面２２ｂ、２２ｃは、刃部２４の上面側から見て図１９に示すように６０°で交差する方向に形成され、ただし２つの壁面１２ｂ、１２ｃが交差する隅角部には断面円形の逃げ部２２ｄが形成されている。

また、２つの壁面２２ｂ、２２ｃの底面２２ａ側は僅かに一段せり出すように形成されており、このせり出した部分には略正三角形板状のシート部材２５が底面２２ａとインサート本体１との間に介装される。また、底面２２ａは、図２０に示すように刃部２４の上記一側面側に向かうに従い下面側に向かうように僅かに傾斜している。

さらに、刃部２４の切り欠かれた上面には、クランプ駒２６が配設される。このクランプ駒２６も、刃部２４の上面に配置されるクランプ駒本体２６ａと、このクランプ駒本体２６ａから刃部２４の先端側に延びてインサート本体１の取付孔３の壁面２２ｂ側の縁部に当接するクランプ爪部２６ｂとが一体に形成されたものである。

このようなクランプ駒２６も、クランプ駒本体２６ａに挿通されたクランプネジ２６ｃを刃部２４にねじ込むことにより、クランプ爪部２６ｂがクランプ駒本体２６ａごと刃部２４の後端下側に移動してインサート本体１を底面２２ａ側と壁面２２ｃに沿って壁面２２ｂ側とに押し付けて固定する。

このように構成されたバイト本体２１のインサート取付座２２に、上記実施形態のねじ切り切削用インサートのインサート本体１は、一方の正三角形面２の上記第３のチップブレーカー９ｃの突端面とボス面２ａとをシート部材２５の上面に密着させるとともに、２つの第１の側面４Ａを壁面２２ｂ、２２ｃに当接させて着座させられる。

そして、上述のようにクランプネジ２６ｃをねじ込むことにより、クランプ駒２６によってインサート本体１は他方の正三角形面２を刃部２４の上面側に向けて、この他方の正三角形面２の１つの角部に形成された内径ねじ切刃７を、その上記２等分線Ｍが上記平面視に図１９に示すようにバイト本体２１の軸線Ｏに垂直になるように、刃部２４の上記一側面から突出させて着脱可能に取り付けられる。

このようにねじ切り切削用インサートが取り付けられた内径ねじ切り切削加工用刃先交換式バイトは、そのバイト本体２１の軸線Ｏが被削材の中心線と平行となるようにして下穴内に挿入される。そして、バイト本体２１を軸線Ｏに対する径方向に刃部２４の上記一側面側に移動させて、この一側面から突出した内径ねじ切刃７をその２等分線Ｍ方向に被削材の下穴の内周面に切り込ませるとともに、バイト本体２１が軸線Ｏ方向、すなわちさらい刃８が延びる方向に送り出されることにより、被削材の下穴の内周面に螺旋状の雌ねじ部を形成する。このときも、上記内径ねじ切刃７と同じ角部に形成された外径ねじ切刃６は、このさらい刃８が延びる第２の側面４Ｂよりもインサート本体１の内側に後退しているので、被削材と干渉することはなく、ねじ切り切削加工に関与することもない。

このように、上記構成のねじ切り切削用インサート、およびこのねじ切り切削用インサートを取り付けたねじ切り切削用刃先交換式バイトでは、１つのインサート本体１の１つの角部に交差する第２の側面４Ｂに、外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とが形成された切刃部５が形成されているので、インサート本体１の表裏面を反転させて刃先交換式バイトに取り付けたり、２つの切刃部５の位置をずらしてインサート本体１を刃先交換式バイトに取り付けたりすることにより、これら外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７をねじ切り切削加工に用いることができる。

従って、例えばこれら外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の第２の側面からの突出量を調整して、外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とによって形成される雄ねじ部と雌ねじ部を互いにねじ込み合うものとすることにより、１つのねじ切り切削用インサートによってこのような雄ねじ部と雌ねじ部とを形成することができ、大きさの異なる切刃部を備えた複数種のねじ切り切削用インサートを用意するような必要がなくなるので、効率的である。また、上述のように超硬合金のような高価な硬質材料によって形成されるインサート本体１の有効利用を図ることもできる。

また、本実施形態では、インサート本体１の角部に交差する２つの第２の側面４Ｂに１つずつの２つの切刃部５が形成されており、これら２つの切刃部５の表裏の正三角形面２側を向く各２つの突面に、この突面をすくい面６ａ、７ａとする外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とがそれぞれ形成されている。このため、２つの切刃部５の合計４つの突面に２つずつの外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とが形成されるので、インサート本体１の一層の有効利用を図ることができてさらに効率的である。

しかも、本実施形態では、表裏の正三角形面２側の外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とが、上記２つの切刃部５の表裏互い違いの２つの突面に形成されている。このため、１つの外径ねじ切刃６や内径ねじ切刃７に摩耗が生じたときに他の１つの外径ねじ切刃６や内径ねじ切刃７を使用する際、インサート本体１を表裏反転させて刃先交換式バイトのバイト本体１１、２１に取り付け直すことによって、これら外径ねじ切刃６や内径ねじ切刃７の勝手を変えることなく使用することができる。従って、外径ねじ切り切削加工用刃先交換式バイトや内径ねじ切り切削加工用刃先交換式バイトにおいても、複数種のバイト本体１１、２１を用意する必要がなくなって効率的である。

さらに、本実施形態においては、これら外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７に連なる逃げ面６ｂ、７ｂが、それぞれ外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７から離れるに従いインサート本体１の内側に傾斜させていて、上述のようにポジティブタイプの切削インサートとされている。このため、逃げ面６ｂ、７ｂを被削材の加工面に対して間隔をあけることができるので、逃げ面摩耗を抑えることが可能となる。

そして、このような場合に、本実施形態では、１つの切刃部５の表裏の正三角形面２側に形成された外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７に連なる逃げ面６ｂ、７ｂの間には、これらの逃げ面６ｂ、７ｂに鈍角に交差する段差面１０が形成されており、この段差面１０によって外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の切刃強度を維持することができる。このため、大きな切削負荷が作用しても、外径ねじ切刃６や内径ねじ切刃７に欠損が生じるのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の基端部に、これら外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７に交差する方向に延びるさらい刃８が形成されており、このさらい刃８によってねじ山の頂部を切削して滑らかにすることができる。そして、本実施形態では、このさらい刃８の逃げ面８ｂは、１つの切刃部５の外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７に交差する方向に延びるさらい刃８同士で面一に連なっているので、このように１つの切刃部５の表裏に外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７が形成されていても、さらい刃８の逃げ面８ｂが複雑化するのは防ぐことができる。

さらに、本実施形態において、外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とを、上述のように互いにねじ込み合う雄ねじ部と雌ねじ部とをそれぞれ形成するものとすることにより、１つのインサート本体１を外径ねじ切り切削加工用刃先交換式バイトのバイト本体１１と内径ねじ切り切削加工用刃先交換式バイトのバイト本体２１に取り付け変えるだけで、このような互いにねじ込み合う雄ねじ部と雌ねじ部とをそれぞれ形成することができる。

このため、このような雄ねじ部と雌ねじ部とを形成するのに、大きさの異なる切刃部を備えた複数種のねじ切り切削用インサートを用いるときのように、ねじ切り切削用インサートの切刃部５の大きさを間違えてしまって、ねじ込み合わない雄ねじ部と雌ねじ部が形成されるようなことがなくなるので、さらに効率的である。

さらにまた、本実施形態では、外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７のすくい面６ａ、７ａのインサート本体１の内側に、複数の突起状（突堤状）のチップブレーカー９ａ～９ｃが形成されており、外径ねじ切刃６や内径ねじ切刃７によって生成された切屑をこれらのチップブレーカー９ａ～９ｃによって分断することが可能となる。このため、切屑が長く延び気味になって刃先交換式バイトのバイト本体１１、２１に絡まるのを防ぐことができ、円滑で安定したねじ切り切削加工を行うことができる。

なお、この第１の実施形態では、上述のように表裏の正三角形面２の角部に交差する２つの第２の側面４Ｂにそれぞれ１つずつの２つの切刃部５が形成され、これらの切刃部５の合計４つの突面に外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とが形成されているが、図２１～図２８に示す本発明の第２の実施形態のねじ切り切削用インサートや、図２９～図３６に示す本発明の第３の実施形態のねじ切り切削用インサートのように、２つの第２の側面４Ｂにそれぞれ１つずつの２つの切刃部５が形成されていても、これらの切刃部５の一方の正三角形面２側を向く突面だけに外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７とが形成されていてもよい。

ここで、これら第２、第３の実施形態において、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ある。また、図２１～図２８に示す第２の実施形態のねじ切り切削用インサートは、第１の実施形態と同じく外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７に連なる逃げ面６ｂ、７ｂが外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７から離れるに従いインサート本体１の内側に傾斜したポジティブタイプの切削インサートであり、図２９～図３６に示す第３の実施形態のねじ切り切削用インサートは、これらの逃げ面６ｂ、７ｂ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用インサートである。

これら第２、第３の実施形態では、外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７が形成された一方の正三角形面２とは反対側の他方の正三角形面２は、その全体がインサート中心線Ｃに垂直な平面とされて、ねじ切り切削加工用刃先交換式バイトのバイト本体１１、２１におけるインサート取付座１２、２２の底面１２ａ、２２ａ側に着座する着座面２ｂとされる。なお、この着座面２ｂとインサート本体１の第１、第２の側面４Ａ、４Ｂとの交差稜線部には、面取りが施されている。

このような第２、第３の実施形態のねじ切り切削用インサートでは、使用可能な外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の数は第１の実施形態の半数になるものの、第１の実施形態と同様に１つのねじ切り切削用インサートによって被削材に雄ねじ部と雌ねじ部とを形成することができる。

また、第１の実施形態では、上述のように表裏の正三角形面２の角部に交差する２つの第２の側面４Ｂにそれぞれ１つずつの２つの切刃部５が形成されているが、１つの切刃部５だけを形成して、この切刃部５の一方の正三角形面２側の突面に外径ねじ切刃６を形成するとともに、他方の正三角形面２側の突面には内径ねじ切刃７を形成してもよい。すなわち、切刃部５は少なくとも１つ形成されていればよい。この場合にも、使用可能な外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の数は第１の実施形態の半数になるが、第１の実施形態と同様に１つのねじ切り切削用インサートによって被削材に雄ねじ部と雌ねじ部とを形成することができる。

さらに、２つの第２の側面４Ｂにそれぞれ１つずつの２つの切刃部５が形成されている場合でも、１つの切刃部５の表裏に外径ねじ切刃６が形成されるとともに、他の１つの切刃部５の表裏に内径ねじ切刃７が形成されていてもよい。この場合には、表裏の外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７はそれぞれ勝手違いになるが、第１の実施形態と同数の外径ねじ切刃６と内径ねじ切刃７の使用が可能となる。

また、第１～第３の実施形態では、被削材に三角ねじを形成する場合について説明したが、台形ねじや丸ねじを形成するねじ切り切削用インサートに本発明を適用することも可能である。さらに、インサート本体１は概略正三角形面の板状に形成されているが、他の多角形板状や円板状であってもよく、また板状でなくてもよい。

１ インサート本体
２ 正三角形面（表裏面）
３ 取付孔
４Ａ 第１の側面
４Ｂ 第２の側面
５ 切刃部
６ 外径ねじ切刃
６ａ 外径ねじ切刃６のすくい面
６ｂ 外径ねじ切刃６の逃げ面
７ 内径ねじ切刃
７ａ 内径ねじ切刃６のすくい面
７ｂ 内径ねじ切刃６の逃げ面
８ さらい刃
８ａ さらい刃８のすくい面
８ｂ さらい刃８の逃げ面
９ａ～９ｃ チップブレーカー
１０ 段差面
１１、２１ バイト本体
１２、２２ インサート取付座
１６、２６ クランプ駒
Ｃ インサート中心線
Ｌ 外径ねじ切刃６の２等分線
Ｍ 内径ねじ切刃７の２等分線
Ｐ 角部の２等分線とインサート中心線Ｃとを含む平面

Claims (10)

1. 表裏面とこの表裏面の周りに配設される側面とを備えたインサート本体の上記側面に、上記表裏面に対向する方向から見て該側面から突出する少なくとも１つの切刃部が形成され、
   この切刃部のそれぞれ上記表裏面側を向く２つの突面のうち一方の突面には、この一方の突面をすくい面として被削材の外周面に雄ねじ部を形成する外径ねじ切刃が形成されるとともに、
   上記２つの突面のうち他方の突面には、この他方の突面をすくい面として被削材に形成された下穴の内周面に雌ねじ部を形成する、上記外径ねじ切刃よりも上記側面からの突出量が小さい内径ねじ切刃が形成されていることを特徴とするねじ切り切削用インサート。
2. 表裏面とこの表裏面の周りに配設される側面とを備えたインサート本体の上記側面に、上記表裏面に対向する方向から見て該側面から突出する２つの切刃部が形成され、
   これらの切刃部の上記表裏面の少なくとも一方の面側を向く２つの突面のうち一方の突面には、この一方の突面をすくい面として被削材の外周面に雄ねじ部を形成する外径ねじ切刃が形成されるとともに、
   上記２つの突面のうち他方の突面には、この他方の突面をすくい面として被削材に形成された下穴の内周面に雌ねじ部を形成する、上記外径ねじ切刃よりも上記側面からの突出量が小さい内径ねじ切刃が形成されていることを特徴とするねじ切り切削用インサート。
3. 上記２つの切刃部の上記表裏面の他方の面側を向く２つの突面のうち一方の突面にも、この一方の突面をすくい面とする外径ねじ切刃が形成されるとともに、
   上記２つの突面のうち他方の突面にも、この他方の突面をすくい面として上記外径ねじ切刃よりも上記側面からの突出量が小さい内径ねじ切刃が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のねじ切り切削用インサート。
4. 上記表裏面側の上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃とは、上記２つの切刃部の表裏互い違いの上記２つの突面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のねじ切り切削用インサート。
5. 上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃に連なる逃げ面は、それぞれ上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃から離れるに従い上記インサート本体の内側に傾斜しているとともに、１つの切刃部の上記表裏面側に形成された上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃に連なる逃げ面の間には、これらの逃げ面に鈍角に交差する段差面が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項４に記載のねじ切り切削用インサート。
6. 上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃の基端部には、これら外径ねじ切刃と内径ねじ切刃に交差する方向に延びるさらい刃が形成されており、１つの切刃部の上記表裏面側に形成された上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃に交差する方向に延びる上記さらい刃の逃げ面は面一に連なっていることを特徴とする請求項１、請求項４、および請求項５のうちいずれか一項に記載のねじ切り切削用インサート。
7. 上記外径ねじ切刃と上記内径ねじ切刃とは、互いにねじ込み合う雄ねじ部と雌ねじ部とをそれぞれ形成するものであることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のねじ切り切削用インサート。
8. 上記すくい面の上記インサート本体の内側には、複数の突起状のチップブレーカーが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のねじ切り切削用インサート。
9. 請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のねじ切り切削用インサートがバイト本体の先端部に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられたねじ切り切削用刃先交換式バイトであって、
   上記外径ねじ切刃により被削材の外周面に雄ねじ部を形成することを特徴とするねじ切り切削用刃先交換式バイト。
10. 請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のねじ切り切削用インサートがバイト本体の先端部に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられたねじ切り切削用刃先交換式バイトであって、
    上記内径ねじ切刃により被削材に形成された下穴の内周面に雌ねじ部を形成することを特徴とするねじ切り切削用刃先交換式バイト。

Images