JPWO2014021227A1 - 切削インサートおよび切削工具、ならびにそれらを用いた切削加工物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の一態様の切削インサート1は、上面2と、前側面4aならびに前側面4aの両端部にそれぞれ隣接している第1横側面4baおよび第2横側面4bbを有する側面4と、上面2および前側面4aの交線部に位置している前切刃5aと、上面2および第1横側面4baの交線部に位置している第1横切刃5baとを備え、上面2は、第1横切刃5baと連続している第1横すくい面21baを有しており、第1横すくい面21baは、第1横切刃5baから離れるに従って順に位置する第1下降部21ba1および第2下降部21ba4を有しており、第1下降部21ba1および第2下降部21ba4は、それぞれ下方に傾斜しており、互いに間隙を有して位置している。
Description
本発明は、切削インサートおよび切削工具、ならびにそれらを用いた切削加工物の製造方法に関する。
特許文献1には、溝入れ加工などに使用可能な切削インサートの一例として溝入れ工具が開示されている。特許文献1の図4に示されるように、平面図において、前逃げ面と2つの横逃げ面に囲われている平坦なすくい面に、ブレーカ突起が複数形成されている。このブレーカ突起は、前逃げ面の幅方向において中央から一方の横逃げ面の側にずれて位置している。
しかしながら、上述の溝入れ工具では、すくい面が平坦であって下方に傾斜していない。そのため、すくい面と横逃げ面との交線を切れ刃として横送りの切削加工を行なう場合において、上記の切れ刃で生成される切屑を変形させるとともに、外部へ排出することが困難となる可能性があった。
そこで、溝入れ加工などに使用可能な切削インサートにおいて、優れた切屑排出性が求められていた。
特開2006−150584号公報
本発明の一実施形態に係る切削インサートは、上面と、前側面ならびに前記前側面の両端部にそれぞれ隣接している第1横側面および第2横側面を有する側面と、前記上面および前記前側面の交線部に位置している前切刃と、前記上面および前記第1横側面の交線部に位置している第1横切刃とを備えている。前記上面は、前記第1横切刃と連続している第1横すくい面を有している。前記第1横すくい面は、前記第1横切刃から離れるに従って順に位置する第1下降部および第2下降部を有している。前記第1下降部および前記第2下降部は、それぞれ下方に傾斜しており、互いに間隙を有して位置している。
<切削インサート>
以下、本発明の実施形態に係る切削インサートについて、図1〜図6を用いて詳細に説明する。
以下、本発明の実施形態に係る切削インサートについて、図1〜図6を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る切削インサート1を示す全体図である。図1(a)は側面図である。図1(b)は切削インサート1を図1(a)における矢印D1の方向から見た平面図である。図1(c)は切削インサート1を図1(a)における矢印D2の方向から見た平面図である。
図1(a)に示すように、切削インサート1(以下、単にインサート1ということがある)は、略三角板状体をなしており、略三角形の部分が横側面となる向きで用いられる。切削インサート1は、各角部に位置する3つの切削部Iと、中央に位置する装着部IIとを備えている。本実施形態のインサート1は、例えば、内径の溝入れ加工、外径の溝入れ加工、突切り加工溝幅を広げる加工および面取り横引き加工に使用できる。
なお、切削インサート1の材質としては、例えば、超硬合金あるいはサーメットなどを用いることができる。超硬合金の組成として、例えば、炭化タングステン(WC)にコバルト(Co)の粉末を加えて焼結して生成されるWC−Co、WC−Co合金に炭化チタン(TiC)を添加したWC−TiC−Co、WC−TiC−Coに炭化タンタル(TaC)を添加したWC−TiC−TaC−Coが挙げられる。サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。サーメットとしては、例えば、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)などのチタン系化合物を主成分としたものが挙げられる。
上述の材質によって形成されたインサート1の表面に、化学蒸着(CVD)法または物理蒸着(PVD)法によって被膜をコーティングしてもよい。コーティングされる被膜の組成としては、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)、炭窒化チタン(TiCN)およびアルミナ(Al2O3)などが挙げられる。
なお、インサート1の大きさは特に限定されるものではない。本実施形態においては、図1(b)における上下方向の長さで示されるインサート1の幅方向の長さは1〜8mm、図1(b)における左右の方向の長さで示されるインサート1の長手方向の長さは10〜15mm程度に設定される。
図2は、図1(a)に示す切削インサート1の切削部Iを拡大した図である。図2(a)は上面図である。図2(b)は前側面の側から見た側面図(正面図)である。
本実施形態では、図2に示すように、各切削部Iはそれぞれ、上面2と、上面2に接続されている側面4とを有する。上面2の一部はすくい面として機能し、側面4の一部は逃げ面として機能する。側面4は、正面側に位置する前側面4aと、前側面4aに隣接している一対の横側面4b(第1横側面4ba、第2横側面4bb)とを有している。
また、図1(a)に示すように、装着部IIは、貫通穴6と、その周囲を囲む装着面26とを有している。装着部IIの装着面26は、切削部Iの横側面4bに隣接している。貫通穴6は、ねじを挿入するための穴として機能する。装着面26は、ホルダへの装着の際にホルダと接し、ホルダへ載置する載置面として機能する。
なお、本実施形態の切削インサート1は、略三角板状体であり、各角部に位置する3つの切削部Iと、中央に位置する装着部IIとを備えた構成であるが、このような形状に限定されるものではない。例えば、切削インサートが、略角柱状であり、切削インサートの両端部にそれぞれ切削部が位置するとともに、これら2つの切削部の間に装着部が位置する構成であっても良い。
図2に示すように、上面2および側面4の交線部には、切刃5が位置している。本実施形態のインサート1における切刃5は、前切刃5aと、一対の横切刃5bと、上面視において曲線状である一対のコーナー切刃5cとを備えている。前切刃5aは、切削部Iの幅方向の交線部、すなわち上面2および前側面4aの交線部に位置している。一対の横切刃5b(第1横切刃5ba、第2横切刃5bb)は、上面2および一対の横側面4bの交線部にそれぞれ位置している。
具体的には、第1横切刃5baは上面2および第1横側面4baの交線部に位置している。また、第2横切刃5bbは上面2および第2横側面4bbの交線部に位置している。一対のコーナー切刃5cは、上面2およびコーナー側面4cの交線部であって、前切刃5aと一対の横切刃5bとの間にそれぞれ位置しており、前切刃5aおよび一対の横切刃5bを接続している。
なお、溝入れ加工や突切り加工において、被削材は主として前切刃5aを用いて切削される。本実施形態において、前切刃5aは、図2(b)に示すように、正面視、すなわち前側面4aの側から見たときに、直線状である。そのため、例えば溝入れ加工において被削材に形成される溝の底面の平滑性が高められる。
上面2は、図2に示すように、すくい面21と、***部22と、立ち上がり面23とを有している。すくい面21は、切刃5の内側に位置している。***部22は、すくい面21の上に位置している。立ち上がり面23は、少なくとも一部が***部22よりも前切刃5aから離れて位置しており、前切刃5aから離れるにつれて上方に傾斜している。
図2に示すように、上面2は、切刃5の内側にすくい面21を有している。すくい面21は、切屑を擦過させつつ排出方向に導く役割を有する。なお、すくい面21はランド部(不図示)を備えていてもよい。ここで、ランド部とは、切削部Iの上面2における切刃5に沿った部分であって、幅が略一定である細い帯状の領域のことをいう。ランド部を備えていることによって、切刃5の先端の強度が向上するので切刃5の欠損が抑制される。ランド部は、水平面に対して平行であっても良く、また、切刃5から離れるにつれて下方に傾斜してもよい。
本実施形態においては、図2に示すように、すくい面21は、前すくい面21aと、一対の横すくい面21bと、一対のコーナーすくい面21cとを有している。前すくい面21aは、前切刃5aと連続しており、前切刃5aから離れるに従って下方に傾斜している。一対の横すくい面21b(第1横すくい面21ba、第2横すくい面21bb)は、一対の横切刃5bのそれぞれに連続している。
一対のコーナーすくい面21cは、前すくい面21aの両側に位置している。また、一対のコーナーすくい面21c(第1コーナーすくい面21ca、第2コーナーすくい面21cb)は、一対のコーナー切刃5cのそれぞれに連続している。
なお、横すくい面21bは、一対の横切刃5bから離れるに従って下方に傾斜している。また、コーナーすくい面21cは、コーナー切刃5cの全領域においてコーナー切刃5cから離れるに従って下方に傾斜している。図2(a)における二等分線Mは、コーナー切刃5cおよびコーナーすくい面21cを通過している。ここで、「下方あるいは上方への傾斜」は、インサート1を水平面に載置した状態を基準にして判断するものとする。
また、インサート1を単独で水平面に載置することが難しい場合には、インサート1をホルダに装着した切削工具を水平面に載置した状態を基準にして、判断すればよい。なお、本願の図において、載置する水平面と平行な水平線について符号Lを用いて示すものとする。
図3は、図1に示す切削インサートの部分を拡大した上面図であり、図2(a)と同じ領域を示した上面図である。また、図4は、図3に示す切削インサート1の断面図である。図4(a)は図3に示すA1−A1線における断面図である。図4(b)は図3に示すB1−B1線における断面図である。
本実施形態において、図2〜図4に示すように、第1横すくい面21baは、第1横切刃5baから離れるに従って順に位置する複数の下降部を有している。複数の下降部として第1下降部21ba1および第2下降部21ba4を有している。第1下降部21ba1および第2下降部21ba4は、それぞれ下方に傾斜しており、互いに間隙を有して位置している。これによれば、第1横切刃5baを用いて横送りの切削加工を行なう際に、生成された切屑が第1横すくい面21baによって効果的に変形するため、優れた切屑排出性を発揮することができる。
また、図3に示す切削インサート1は、第1横側面4baの側の一部を除去することによって前切刃5aの幅を短くできる。具体的には、前切刃5aから後方に向かって、図3および図4に示すC1−C1線に沿って、切削インサート1におけるC1−C1線よりも右側に位置する領域を研磨加工によって除去する。
このような場合には、第1横すくい面21baが有する二つの下降部のうち一つである第1下降部21ba1が除去されることになる。しかしながら、第1下降部21ba1が除去された状態においては、第1横すくい面21baが有する二つの下降部のうち他の下降部である第2下降部21ba4がすくい面として機能する。これにより、第2下降部21ba4において切屑が変形するため、前切刃5aの刃幅を調整することができるとともに、第2下降部21ba4によって優れた切屑排出性を発揮することができる。
そして、当該構成において、図3に示すように、立ち上がり面23の途中まで研磨する際に、前切刃5aの幅を狭くするとともに立ち上がり面23の側の研磨端部(後方端部)が上面視で前切刃5aに対して傾斜するような構成とすることが好ましい。これによれば、被削材に対して、前切刃5aによる溝入れ加工に加えて、立ち上がり面23の側の傾斜した研磨端部による面取り加工を一度の切削加工によって行なうことが可能となる。
そして、本実施形態における第1横すくい面21baは、図3および図4に示すように、第1下降部21ba1と第2下降部21ba4との間に、第1平坦部21ba3をさらに有している。第1平坦部21ba3は、載置する水平面と平行な平面であって、上下方向に傾斜していない。
このような第1平坦部21ba3を有している場合には、研磨加工によって除去される箇所(図3におけるC1−C1線よりも右側に位置する領域)が前切刃5aの幅方向に対して第1平坦部21ba3の幅程度ずれたとしても、第1平坦部21ba3の一部が研磨加工によって除去される一方で、第2下降部21ba4が除去されることを抑制できる。そのため、第2下降部21ba4によるすくいの機能を効果的に発揮させることができる。
この際、第1横すくい面21baは、第1下降部21ba1と第1平坦部21ba3との間に位置する第1上昇部21ba2を有している。第1上昇部21ba2は、第1横切刃5baから前切刃5aに沿うように離れるに従って上方に傾斜している。
さらに、図4に示すように、本実施形態における第1平坦部21ba3および第1横切刃5baは、上面視において前切刃5aに平行な線上に位置する部位同士が同一高さに位置している。これによれば、第1横すくい面21baが有する第1下降部21ba1および第2下降部21ba4のうち第1下降部21ba1が除去された場合には、第1平坦部21ba3が第1横切刃5baに代わる横切刃として機能する。
この場合には、第1平坦部21ba3が第1横切刃5baと同じ高さに形成されていることによって、第1平坦部21ba3が第1横切刃5baと同等の機能を発揮し易い。そして、横切刃として機能する第1平坦部21ba3において生成された切屑を、すくい面として機能する第2下降部21ba4において変形させることができる。そのため、第1下降部21ba1を研磨除去した場合においても、インサート1が優れた切屑排出性を発揮できる。
本実施形態において、前すくい面21aのすくい角α1は、コーナーすくい面21cのすくい角および横すくい面21bのすくい角α2よりも大きい。前すくい面21aのすくい角α1を図6(c)に示す。横すくい面21bにおける第1下降部21ba1のすくい角α2を図4(a)に示す。また、コーナーすくい面21cのすくい角は、すくい角α2よりも大きい。例えば、すくい角α1は5〜20°、すくい角α2は0〜15°に設定される。コーナーすくい面21cのすくい角は、例えば、8〜20°に設定される。
前すくい面21aおよびコーナーすくい面21cのすくい角は、それぞれ一定ではなく、前すくい面21aとコーナーすくい面21cとの境界部におけるすくい角がそれぞれ最も大きくなるように設定されている。そして、このすくい角は当該境界部から横すくい面21bの側に向かうに従って小さくなるように設定されている。
また、すくい角α2は、前切刃5aから離れるに従って小さくなっている。一対の横すくい面21bは、図2に示すように、上面視において、後述する後方***部22cよりも前切刃5aの側に位置している。
図5は、図1に示す切削インサート1の部分を拡大した上面図であり、図2(a)と同じ領域を示した上面図である。図6(a)〜(f)はそれぞれ、図5の断面図である。
図2、図5に示すように、上面2は、すくい面21の上に***部22を有している。***部22は、切屑を変形させる役割と、すくい面21とともに切屑を排出方向に導く役割とを有する。
本実施形態においては、図2に示すように、***部は、一対の前方***部22aと、後方***部22cと、一対の中間***部22bと、一対の副***部22dとを有している。一対の前方***部22aは、第1前方***部22aaおよび第2前方***部22abによって構成されている。
第1前方***部22aaは、上面視において、第1下降部21ba1および第2下降部21ba4よりも第1横切刃5baから離れて位置している。第2前方***部22abは、上面視において、第1前方***部22aaよりも第1横切刃5baから離れて位置している。そして、上面視において、一対の前方***部22aは、前切刃5aから離れて位置しており、前切刃5aから離れるに従って互いの間隔が狭くなっている。
また、図5に示すように、上面視において、第1前方***部22aaと第2前方***部22abとは、前切刃5aに対して垂直な基準線Sにして線対称である。ここで、本実施形態において、基準線Sは、前切刃5aの中点よりも第1横切刃5baから離れた部位を通過している。すなわち、本実施形態のインサート1では、図5に示すように、一対の前方***部22aが第2横切刃5bbの側にずれて位置している。
後方***部22cは、図2に示すように、一対の前方***部22aよりも前切刃5aから離れて位置しており、かつ、前側面4aの側からの側面視において、一対の前方***部22aの間の領域に位置している。また、後方***部22cは、前切刃5aから離れるに従って上方に向かって傾斜する上昇部22caを有している。一対の中間***部22bは、一対の前方***部22aおよび後方***部22cを接続するように位置している。そのため、一対の中間***部22bは、少なくとも一部が一対の前方***部22aと後方***部22cとの間に位置している。
一対の副***部22d(第1副***部22da、第2副***部22db)は、図5に示すように、一対の前方***部22aに対して、一対の横側面4bのうち隣接する横側面4bの側に位置している。言い換えれば、一対の副***部22dは、一対の前方***部22aと一対の横側面4bとの間にそれぞれ位置している。
そして、本実施形態において、図6に示すように、一対の中間***部22bの頂部22b2はそれぞれ、一対の前方***部22aと後方***部22cとの間に位置しており、一対の前方***部22aの頂部および後方***部22cの頂部よりも高くに位置している。
このように、図2および図6によって示すように、上面2において、前切刃5aから離れるに従って、一対の前方***部22a、一対の中間***部22bおよび後方***部22cが順に位置している。さらに、一対の中間***部22bの頂部22b2は、一対の前方***部22aと後方***部22cとの間に位置しており、一対の前方***部22aの頂部および後方***部22cの頂部よりも高い。
これにより、被削材に対して溝入れ加工および突切り加工などを行なう際に、前切刃5aによって生成された切屑は、前すくい面21a上を通過しつつ各***部22と接触して変形する。そのため、幅広い送り量の切削条件下において切屑を安定的に外部に排出することができる。
本実施形態では、図5に示すように、上面視において、第1垂線、第2垂線および第3垂線が、前切刃5aの一端(図5においては左側の端部)から中央に向かって順に位置している。ここで、第1垂線は、前切刃5aの垂線のうち、一対の前方***部22aの頂部を通る垂線(A2−A2線と重複)である。第2垂線は、前切刃5aの垂線のうち、一対の中間***部22bの頂部22b2を通る垂線(B2−B2線と重複)である。第3垂線は、前切刃5aの垂線のうち、後方***部22cの頂部を通る垂線(C2−C2線と重複)である。
これによれば、前切刃5aから離れるに従って順に位置している各***部22の頂部は、正面視した場合に、前切刃5aの両端側から中央側に向かって順に位置していることから、前切刃5aから離れるにつれて切屑を効果的に絞るように変形させることができる。そのため、優れた切屑排出性を発揮することが可能となる。
本実施形態において、図2および図5に示すように、一対の前方***部22aにおける中間***部22bから前切刃5aの側に向かって突出している部分は、前切刃5aから離れるにつれて互いの間隔が狭くなっている。また、本実施形態において、一対の副***部22dにおける前方***部22aから前切刃5aの側に向かって突出している部分は、前切刃5aから離れるにつれて互いの間隔が狭くなっている。
さらに、本実施形態において、一対の中間***部22bにおける後方***部22cから前切刃5aの側に向かって突出している部分は、前切刃5aから離れるに従って互いの間隔が狭く小さくなっている。
それに加えて、図5に示すように、上面視において、前切刃5aの垂線であって一対の前方***部22aの前切刃5aの側の端部同士の中点を通る基準線Sに対する一対の副***部22dの傾斜角θ4は、一対の前方***部22aの傾斜角θ1よりも大きい。また、上面視において、基準線Sに対する一対の中間***部22bの傾斜角θ2は、一対の前方***部22aの傾斜角θ1よりも大きい。ここで、基準線Sに対する傾斜角は、各***部22a、22b、22dについて、底部(最も切刃5に近接しており、上方への傾斜を開始する部位)と頂部(水平面からの高さの最も高い位置)とを結ぶ直線を用いて測定するものとする。
また、図6(d)に示すように、一対の前方***部22aは上昇角β1で上方に傾斜している。前切刃5aから離れるにつれて、一対の中間***部22bは、上昇角β2で上方に傾斜している。一対の前方***部22aの上昇角β1は、図6(e)に示す一対の中間***部22bの上昇角β2よりも小さい。
本実施形態における一対の前方***部22aは、図6(d)および図6(e)に示すように、前すくい面21aと連続している。そのため、前切刃5aによって生成された切屑の排出過程において、切屑が良好に変形する。また、前すくい面21aの一端、具体的には、前すくい面21aにおける前切刃5aから最も離れた端部は、一対の前方***部22aよりも前切刃5aから離れた位置まで延在している。
図2(a)に示すように、後方***部22cの上昇部22caは前すくい面21aよりも前切刃5aから離れて位置している。また、上面視において、前すくい面21aと後方***部22cの上昇部22caとの境界領域24は、一対の中間***部22bの間に位置している。また、境界領域24の少なくとも一部は、水平線に平行な面である。
一対の副***部22dは、図6(f)に示すように、上昇角β4で上方に傾斜している。一対の前方***部22aの上昇角β1は、一対の副***部22dの上昇角β4よりも大きい。例えば、一対の前方***部22aの上昇角β1は10〜15°に設定できる。また、一対の副***部22dの上昇角β4は5〜10°に設定できる。
(変形例)
次に、上述の実施形態に係る切削インサートに対する様々な変形例を、図7〜図9を参照しつつ説明する。
次に、上述の実施形態に係る切削インサートに対する様々な変形例を、図7〜図9を参照しつつ説明する。
第1変形例では、上面2は、図7(a)に示すように、第1横すくい面21baに位置している補助***部22e1をさらに有している。図7(a)に示すように、本変形例における補助***部22e1は、第1横すくい面21baのうち第1下降部21ba1に位置している。本変形例では、補助***部22e1は、略円形状であって、かつ、第1下降部21ba1および第1上昇部21ba2に跨って位置している。
前切刃5aによって生成された切屑のうち第1横切刃5baの側に位置する部位、あるいは、第1横切刃5baによって生成された切屑が、補助***部22e1に衝突する。そのため、溝幅加工および面取り加工などにおいて切屑が前方***部22aに接触しない場合であっても、切屑を補助***部22e1によって安定して変形させることができる。そのため、外部への切屑の優れた排出性を発揮することが可能となる。
図7(a)に示すように、第1横すくい面21baを、前切刃5aから後方に向かってC11−C11線に沿って、図7(a)におけるC11−C11線よりも右側に位置する領域を研磨加工によって除去してもよい。この場合には、第2下降部21ba4がすくい面として機能するので、第2下降部21ba4において切屑を変形させることができる。このように、前切刃5aの刃幅を調整することができるとともに、優れた切屑排出性を発揮することができる。
また、図7(b)に示すように、第2変形例における補助***部22e2は、第1横すくい面21baにおいて第1下降部21ba1および第2下降部21ba4に跨って位置している。本変形例における補助***部22e2は、上述の図7(a)における補助***部22e1よりも広い領域を有する構成である。そのため、切込み深さの小さい加工から切込み深さの大きい加工まで比較的広い加工条件の範囲において優れた切屑排出性を発揮することができる。
また、図7(b)に示すように、第1横すくい面21baを、前切刃5aから後方に向かってC12−C12線に沿って、図7(b)におけるC12−C12線よりも右側に位置する領域を研磨加工によって除去した場合であっても、第2下降部21ba4に補助***部22e2の一部が残る。そのため、この補助***部22e2の一部が***部として優れた切屑排出性に寄与する。
さらに、他の変形例として、補助***部は、第1横すくい面および第1コーナーすくい面に跨って位置するようにしても良い。このような場合には、第1変形例における補助***部および第2変形例における補助***部よりもコーナー切刃の近傍を用いた切込み量の小さい加工条件において生成された切屑の処理を効果的に行なうことが可能となる。
その他の構成は、上述した実施形態に係る切削インサート1と同様であるので、説明を省略する。
第3変形例では、図8に示すように、第1横すくい面21baは、3つの下降部21ba1、21ba4、21ba7を有している。すなわち、第1横すくい面21baは、上述の実施形態の構成に加えて、第2下降部21ba4に対して間隙を有して第2下降部21ba4よりも第1横切刃5baから離れて位置している、第3下降部21ba7をさらに有している。これによれば、上述の実施形態と同様、第1横切刃5baを用いて横送りの切削加工を行なう際に、生成された切屑は第1横すくい面21baによって効果的に変形する。そのため、インサート1が優れた切屑排出性を発揮することができる。
また、第4変形例を図9(a)に示す。本変形例においては、第1横すくい面21baをC21−C21線に沿って、図9(a)におけるC21−C21線よりも右側に位置する領域を研磨加工により除去してもよい。このような場合には、第1下降部21ba1、第2下降部21ba4および第3下降部21ba7のうち第1下降部21ba1が除去される。しかしながら、第1下降部21ba1が除去された場合であっても、第2下降部21ba4および第3下降部21ba7がすくい面として機能する。
また、第1横すくい面21baをC22−C22線に沿って、図9(a)におけるC22−C22線よりも右側に位置する領域を研磨加工により除去してもよい。このような場合には、第1下降部21ba1および第2下降部21ba4が除去される。しかしながら、第1下降部21ba1および第2下降部21ba4が除去された場合であっても、第3下降部21ba7がすくい面として機能する。このように第1下降部21ba1、第2下降部21ba4および第3下降部21ba7のいずれかがすくい面として機能することによって切屑を変形させることができる。
そのため、研磨加工をしない場合、C21−C21線よりも右側に位置する領域を除去する場合、あるいはC22−C22線よりも右側に位置する領域を除去場合のいずれかを選択することによって、前切刃5aの刃幅を複数通りに調整できるとともに、いずれの場合においても優れた切屑排出性を発揮することができる。
それに加えて、本変形例では、第1横すくい面21baは、第2下降部21ba4と第3下降部21ba7との間に、上下方向に傾斜していない第2平坦部21ba6をさらに有している。第2平坦部21ba6は、載置する水平面と平行な平面であり、第1平坦部21ba3と平行である。
第2平坦部21ba6を有することによって、C22−C22線よりも右側に位置する領域を除去する場合において、除去する箇所が前切刃5aの幅方向に対して第2平坦部21ba6の幅程度ずれたとしても、第2平坦部21ba6の一部が研磨加工によって除去される一方で、第3下降部21ba7が除去されることを抑制できる。そのため、第3下降部21ba7によるすくいの機能を効果的に発揮させることができる。
また、第1横すくい面21baは、第2下降部21ba4と第2平坦部21ba6との間に位置する第2上昇部21ba5を有している。第2上昇部21ba5は、第1横切刃5baから前切刃5aに沿うように離れるに従って上方に傾斜している。
なお、本変形例においても、上述の第1変形例と同様、図9(a)に示すように、第1下降部21ba1、第2下降部21ba4にそれぞれ補助***部22e1を設けるようにしても良い。
また、第5変形例を図9(b)に示す。本変形例は、複数の補助***部22e2を有している。複数の補助***部22e2の一つは、第1下降部21ba1および第2下降部21ba4に跨って位置している。複数の補助***部22e2の他の一つは、第2下降部21ba4および第3下降部21ba7に跨って位置している。
その他の構成は、上述した実施形態に係る切削インサート1と同様であるので、説明を省略する。
<切削工具>
次に、本発明の一実施形態に係る切削工具10について、図10〜図12を参照しつつ説明する。本実施形態の切削工具10においては、切削インサートとして、上述の実施形態に係るインサート1が装着されている。
次に、本発明の一実施形態に係る切削工具10について、図10〜図12を参照しつつ説明する。本実施形態の切削工具10においては、切削インサートとして、上述の実施形態に係るインサート1が装着されている。
図10は、本発明の実施形態に係る切削工具10を示す全体斜視図である。図11(a)は、図10に示す切削工具10の上面図である。図11(b)は、図11(a)の要部を拡大した上面図である。図12(a)は、図10に示す切削工具10の側面図である。図12(b)は、図12(a)の要部を拡大した側面図である。
図10に示すように、本実施形態の切削工具10は、インサート1と、インサート1を先端に保持する略角柱状のホルダ11とを備えている。
インサート1は、前切刃5aの一つがホルダ11の先端から突出した状態で保持されるようにホルダ11に装着される。
本実施形態では、ホルダ11の先端において、インサート1の貫通穴から固定部材(ねじ)12をホルダ11の対応部位まで挿し込んでいる。固定部材(ねじ)12によるインサート1の拘束力を調節し、図11(b)に示すように、インサート1を装着面26の反対側から押え込むことによってホルダ11に拘束する方式が用いられている。拘束に際しては、インサート1の装着面26がホルダ11の載置面に当接している。
<切削加工物の製造方法>
(第1の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態に係る切削加工物の製造方法について、上述の実施形態に係るインサート1を装着した切削工具10を「溝入れ加工」に適用する場合を例に挙げ、図13を参照しつつ説明する。
(第1の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態に係る切削加工物の製造方法について、上述の実施形態に係るインサート1を装着した切削工具10を「溝入れ加工」に適用する場合を例に挙げ、図13を参照しつつ説明する。
本実施形態の切削加工物の製造方法は、以下の(i)〜(iv)の工程を有する。
(i)図13(a)に示すように、被削材100を矢印Eの方向に回転させる工程。
(ii)図13(a)に示すように、切削工具10を矢印Fの方向に動かし、回転している被削材100に切削工具10を近接させる工程。
本工程では、被削材100と切削工具10とが相対的に近づくようにすればよく、例えば被削材100を切削工具10に近づけるようにしてもよい。
(iii)図13(b)に示すように、回転している被削材100に切削工具10の切刃5を接触させて被削材100を切削する工程。
本工程においては、溝入れ加工の際に、被削材100の所定領域(深さ)まで矢印Fの方向に切削工具10を移動して切削が行なわれることによって被削材100に対する溝入れ加工が行なわれる。なお、図13(b)においては、切刃5として前切刃5aを用いて被削材100を切削しているが、これに限られない。被削材100を切削するためには、切刃5として、前述の前切刃5a、一対の横切刃あるいは一対のコーナー切刃のいずれかを回転している被削材100に接触させればよい。
(iv)図13(c)に示すように、切削工具10を矢印Gの方向に動かし、被削材100から切削工具10を離す工程。
本工程では、被削材100と切削工具10とが相対的に遠ざかるようにすればよく、例えば被削材100を切削工具10から遠ざけるようにしてもよい。
以上のような(i)〜(iv)の工程を実施することによって、本実施形態に係る切削加工物が得られる。なお、本実施形態に係るインサート1の前切刃5aは、正面視、すなわち前側面4aの側から見たときに直線状である。そのため、溝入れ加工において被削材100に形成される溝の底面の平滑性が高められる。
さらに切削加工を継続する場合には、被削材100を回転させた状態を保持したまま、被削材100の異なる箇所に切削工具10の切刃5を接触させる工程を繰り返せばよい。なお、本実施形態で用いられているインサート1は、3つの切削部Iでの使用が可能な仕様である。したがって、使用している切刃5が摩耗した際には、未使用の他方の切刃5を用いればよい。なお、上述のような「溝入れ加工」に代えて、被削材100に対して「突切り加工」を行なう場合には、被削材100が分断されるまで切削を行なえばよい。
次に、本発明の第2の実施形態に係る切削加工物の製造方法について、上述の実施形態に係るインサート1を装着した切削工具10を「溝入れ加工」、「横送り加工」および「面取り加工」に適用する場合を例に挙げ、図14を参照しつつ説明する。
なお、図14においては、上述した図13と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する場合がある。本実施形態の切削加工物の製造方法は、一部の工程は第1の実施形態の切削加工物の製造方法と同一である。そのため、第1の実施形態の切削加工物の製造方法との差異を主に説明し、重複する内容については説明を省略する。
本実施形態の切削加工物の製造方法は、以下の(i)〜(vi)の工程を有する。
(i)図14(a)に示すように、被削材100をその回転軸まわりに矢印Eの方向に回転させる工程。
(ii)図14(a)に示すように、切削工具10を矢印Hの方向に動かし、回転している被削材100に切削工具10を近接させて行き、切削工具10の切刃5を接触させて被削材100を切削する工程。
本工程では、被削材100と切削工具10とが相対的に近づくようにすればよく、例えば被削材100を切削工具10に近づけるようにしてもよい。そして、本工程においては、溝入れ加工の際には、溝を形成する切削加工が行なわれる。
(iii)図14(b)に示すように、切削工具10を、図14(a)の状態から矢印Iの方向に動かし、回転している被削材100に形成された溝の軸方向(回転軸に平行な方向)に横送りを行なうことによって、被削材100の溝幅を広げる工程。
本工程においては、溝入れ加工の際には、溝の幅を拡げる横送り加工が行なわれる。
(iv)図14(c)に示すように、切削した被削材100から切削工具10を離す工程。
(v)図14(d)に示すように、切削工具10を矢印Jの方向に動かし、回転している被削材100に切削工具10の切刃5を接触させて被削材100を切削する工程。
本工程においては、面取り加工が行なわれる。
(vi)切削工具10を、図14(a)の矢印Hの方向とは逆の方向に動かし、切削した被削材100から切削工具10を離す工程。
以上のような(i)〜(vi)の工程を実施することによって、切削加工物が得られる。
また、本実施形態では、切削インサート1の第1横すくい面は、第1横切刃から離れるに従って順に位置する第1下降部および第2下降部を有している。そして、第1下降部および第2下降部は、それぞれ下方に傾斜しており、互いに間隙を有して位置している。これによれば、工程(iii)および(iv)の横送り加工を行なう際に、生成された切屑が第1横すくい面において良好に変形するので、インサート1が優れた切屑排出性を発揮できる。
なお、本実施形態において、上記の工程(i)および(ii)は必須ではなく、工程(ii)に対応する工程が別途行なわれた被削材を用いて、工程(iii)および(iv)の横送り加工、あるいは、工程(v)および(vi)の面取り加工を行なうようにしてもよい。
その他については、上述した第1の実施形態に係る切削加工物の製造方法と同様であるので、説明を省略する。
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
1 切削インサート
2 上面
21 すくい面
21a 前すくい面
α1 すくい角
21b 横すくい面
α2 すくい角
21ba 第1横すくい面
21ba1 第1下降部
21ba2 第1上昇部
21ba3 第1平坦部
21ba4 第2下降部
21ba5 第2上昇部
21ba6 第2平坦部
21ba7 第3下降部
21bb 第2横すくい面
21c コーナーすくい面
21ca 第1コーナーすくい面
21cb 第2コーナーすくい面
22 ***部
22a 前方***部
β1 上昇角
θ1 傾斜角
22aa 第1前方***部
22ab 第2前方***部
22b 中間***部
22b 頂部
β2 上昇角
θ2 傾斜角
22c 後方***部
22ca 上昇部
22d 副***部
β4 上昇角
θ4 傾斜角
22da 第1副***部
22db 第2副***部
22e1 補助***部
22e2 補助***部
23 立ち上がり面
24 境界領域
26 装着面
4 側面
4a 前側面
4b 横側面
4ba 第1横側面
4bb 第2横側面
4c コーナー側面
5 切刃
5a 前切刃
5b 横切刃
5ba 第1横切刃
5bb 第2横切刃
5c コーナー切刃
6 貫通穴
I 切削部
II 装着部
L 水平線
S 基準線
10 切削工具
11 ホルダ
12 固定部材
100 被削材
2 上面
21 すくい面
21a 前すくい面
α1 すくい角
21b 横すくい面
α2 すくい角
21ba 第1横すくい面
21ba1 第1下降部
21ba2 第1上昇部
21ba3 第1平坦部
21ba4 第2下降部
21ba5 第2上昇部
21ba6 第2平坦部
21ba7 第3下降部
21bb 第2横すくい面
21c コーナーすくい面
21ca 第1コーナーすくい面
21cb 第2コーナーすくい面
22 ***部
22a 前方***部
β1 上昇角
θ1 傾斜角
22aa 第1前方***部
22ab 第2前方***部
22b 中間***部
22b 頂部
β2 上昇角
θ2 傾斜角
22c 後方***部
22ca 上昇部
22d 副***部
β4 上昇角
θ4 傾斜角
22da 第1副***部
22db 第2副***部
22e1 補助***部
22e2 補助***部
23 立ち上がり面
24 境界領域
26 装着面
4 側面
4a 前側面
4b 横側面
4ba 第1横側面
4bb 第2横側面
4c コーナー側面
5 切刃
5a 前切刃
5b 横切刃
5ba 第1横切刃
5bb 第2横切刃
5c コーナー切刃
6 貫通穴
I 切削部
II 装着部
L 水平線
S 基準線
10 切削工具
11 ホルダ
12 固定部材
100 被削材
本発明の一実施形態に係る切削インサートは、上面と、前側面ならびに前記前側面の両端部にそれぞれ隣接している第1横側面および第2横側面を有する側面と、前記上面および前記前側面の交線部に位置している前切刃と、前記上面および前記第1横側面の交線部に位置している第1横切刃とを備えている。前記上面は、前記第1横切刃と連続している第1横すくい面を有している。前記第1横すくい面は、前記第1横切刃から離れるに従って順に位置する第1下降部および第2下降部を有している。前記第1下降部および前記第
2下降部は、それぞれ下方に傾斜しており、互いに間隙を有して位置しており、前記第1横すくい面は、前記第1下降部と前記第2下降部との間に、上下方向に傾斜していない第1平坦部をさらに有している。
2下降部は、それぞれ下方に傾斜しており、互いに間隙を有して位置しており、前記第1横すくい面は、前記第1下降部と前記第2下降部との間に、上下方向に傾斜していない第1平坦部をさらに有している。
Claims (15)
- 上面と、
前側面ならびに前記前側面の両端部にそれぞれ隣接している第1横側面および第2横側面を有する側面と、
前記上面および前記前側面の交線部に位置している前切刃と、
前記上面および前記第1横側面の交線部に位置している第1横切刃とを備え、
前記上面は、前記第1横切刃と連続している第1横すくい面を有しており、
前記第1横すくい面は、前記第1横切刃から離れるに従って順に位置する第1下降部および第2下降部を有しており、
前記第1下降部および前記第2下降部は、それぞれ下方に傾斜しており、互いに間隙を有して位置している、切削インサート。 - 前記第1横すくい面は、前記第1下降部と前記第2下降部との間に、上下方向に傾斜していない第1平坦部をさらに有している、請求項1に記載の切削インサート。
- 前記第1平坦部および前記第1横切刃は、上面視において前記前切刃に平行な線上に位置する部位同士が同一高さに位置している、請求項2に記載の切削インサート。
- 前記第1横すくい面は、前記第1下降部と前記第1平坦部との間に位置しており、前記第1横切刃から前記前切刃に沿うように離れるに従って上方に傾斜している第1上昇部をさらに有している、請求項2または3に記載の切削インサート。
- 前記上面は、上面視において、前記第2下降部よりも前記第1横切刃から離れて位置している第1前方***部をさらに有している、請求項1〜4のいずれかに記載の切削インサート。
- 前記上面は、上面視において、前記第1前方***部よりも前記第1横切刃から離れて位置している第2前方***部をさらに有しており、
上面視において、前記第1前方***部および第2前方***部は、前記前切刃から離れて位置しており、前記前切刃から離れるに従って互いの間隔が狭くなる、請求項5に記載の切削インサート。 - 上面視において、前記前切刃の垂線を基準にして前記第1前方***部と前記第2前方***部とが線対称である、請求項6に記載の切削インサート。
- 前記上面および前記第2横側面の交線部に位置している第2横切刃をさらに備え、
前記上面は、上面視において、前記第1前方***部に対して前記第1横切刃側に位置している第1副***部および前記第2前方***部に対して前記第2横切刃側に位置している第2副***部をさらに有している、請求項6または7に記載の切削インサート。 - 前記上面は、前記第1横すくい面に位置している補助***部をさらに有している、請求項1〜8のいずれかに記載の切削インサート。
- 前記補助***部は、前記第1横すくい面のうち前記第1下降部に位置している、請求項9に記載の切削インサート。
- 前記補助***部は、前記第1横すくい面のうち前記第1下降部および前記第2下降部に跨って位置している、請求項9または10に記載の切削インサート。
- 前記前切刃と前記第1横切刃との間に位置しており、上面視において曲線状であるコーナー切刃をさらに備える、請求項1〜11のいずれかに記載の切削インサート。
- 前記第1横すくい面は、前記第2下降部に対して間隙を有して前記第2下降部よりも前記第1横切刃から離れて位置している第3下降部をさらに有している、請求項2〜12のいずれかに記載の切削インサート。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の前記切削インサートと、
前記切削インサートを装着するホルダとを備える切削工具。 - 請求項14に記載の前記切削工具の前記前切刃および前記第1横切刃のいずれかを回転している被削材に接触させる工程と、
前記切削工具と前記被削材とを離す工程とを備える切削加工物の製造方法。
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---|---|---|---|---|
JPS60108202A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-13 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | 切削工具 |
JP2006150584A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-06-15 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 溝入れ工具用焼結体と溝入れ工具 |
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- 2013-07-26 JP JP2014528124A patent/JP5800993B2/ja active Active
- 2013-07-26 WO PCT/JP2013/070367 patent/WO2014021227A1/ja active Application Filing
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