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【発明の名称】 スローアウェイインサートおよびそれを装着した転削工具
【発明者】 【氏名】石田 琢也

【要約】 【課題】ホルダを長期にわたって使用可能とするとともに、切りくず排出性に優れたスローアウェイインサートを提供する。

【構成】略多角形板状をなし、すくい面と、逃げ面と、主切刃と、主切刃と連続するコーナーR切刃とが形成され、かつ主切刃が逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートであって、各分割主切刃に対応して少なくとも一つの突起がすくい面上に形成されているとともに、分割主切刃は、コーナーR切刃と連続する第一分割主切刃と、該第一分割主切刃と隣りあうとともに上面視で両端が溝部の壁面と接続する第二分割主切刃と、を有し、第一分割主切刃に対応する突起は、コーナーR切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されており、第二分割主切刃に対応する突起は、第二分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されているスローアウェイインサートである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
略多角形板状をなし、上面にすくい面を、側面に逃げ面を具備するとともに、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に主切刃が、前記すくい面の角部には前記主切刃と連続するコーナーR切刃が形成され、かつ前記主切刃が前記逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートにおいて、
前記各分割主切刃に対応して少なくとも一つの突起が前記すくい面上に形成されているとともに、
前記分割主切刃は、コーナーR切刃と連続する第一分割主切刃と、該第一分割主切刃と隣りあうとともに上面視で両端が前記溝部の壁面と接続する第二分割主切刃と、を有し、
前記第一分割主切刃に対応する突起は、前記コーナーR切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されており、
前記第二分割主切刃に対応する突起は、前記第二分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることを特徴とするスローアウェイインサート。
【請求項2】
前記第一分割主切刃に対応する突起のうち、前記コーナーR切刃に最近接して配設されたコーナーR突起が、前記コーナーR切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることを特徴とする請求項1記載のスローアウェイインサート。
【請求項3】
前記突起のうち、前記コーナーR突起の先細り方向への延長線と前記分割主切刃とのなす角度が、上面視において60°〜85°であることを特徴とする請求項2記載のスローアウェイインサート。
【請求項4】
前記突起のうち、前記コーナーR突起以外の突起の先細り方向への延長線と前記分割主切刃とが、上面視において略直角な関係にあることを特徴とする請求項2または3記載のスローアウェイインサート。
【請求項5】
前記分割主切刃の長さに応じて、前記各分割主切刃に対応する突起の数が増加することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載のスローアウェイインサート。
【請求項6】
前記各分割主切刃と対をなすように、前記すくい面上に前記突起が形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載のスローアウェイインサート。
【請求項7】
前記突起が、対応する前記分割主切刃の略垂直二等分線上に配設されていることを特徴とする請求項6記載のスローアウェイインサート。
【請求項8】
前記すくい面の略中央に下面まで貫通したねじ穴を具備するとともに、該ねじ穴周りに環状の隆起部を具備していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか記載のスローアウェイインサート。
【請求項9】
前記隆起部は、前記突起よりも高位に位置することを特徴とする請求項8記載のスローアウェイインサート。
【請求項10】
略多角形板状をなし、上面にすくい面を、側面に逃げ面を具備するとともに、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に主切刃が、前記すくい面の角部には前記主切刃と連続するコーナーR切刃が形成され、かつ前記主切刃が前記逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートにおいて、
前記各分割主切刃に対応して少なくとも一つの突起が前記すくい面上に形成されているとともに、
該突起は、前記分割主切刃に隣接するすくい面上に形成されるとともに、対応する前記分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するよう形成され、前記突起の先細り方向への延長線が、上面視において前記分割主切刃と直行していることを特徴とするスローアウェイインサート。
【請求項11】
請求項1乃至10のいずれか記載のスローアウェイインサートを装着した転削工具。
【請求項12】
前記スローアウェイチップがホルダにクランプねじでクランプされるとともに、前記クランプねじの頭部が前記隆起部よりも低位に位置していることを特徴とする請求項11記載の転削工具。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、正面フライスやエンドミル等の転削工具に用いられるスローアウェイインサートに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、正面フライスやエンドミル等の転削工具、特に切刃長が長く多数の切れ刃を取り付けて使用する転削工具に用いられるスローアウェイインサートとして、主切刃から連続するすくい面が正のすくい角を備えるとともに主切刃を含む逃げ面を溝部によって分断したスローアウェイインサートが知られている(例えば、特許文献1)。このようなスローアウェイインサートは主として大きくて多量の切りくずが排出される重切削のような切削に用いられ切削時の切削抵抗も大きいものであるが、主切刃が溝部を形成することによって分断されており生成される切りくずの幅が小さく分割されるので切削抵抗が減少し、被削材へのくいつき性も良くなることから加工中におけるびびり振動も抑制されるという効果が得られる。
【特許文献1】特開平7−299636号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記のような重切削に用いられる転削工具13においては、切りくずの厚みも厚くて剛性も高いために、主切刃で生成された切りくず8がすくい面上をホルダの中心側に向かって流れて切りくずポケットのホルダ壁面14に突き当たり、ホルダ壁面をガイドとして外部へ排出される状態となるため、当該壁面と切りくずとの間に摩擦が生じるという問題があった(図6参照)。すなわち、転削加工を繰り返していくと、切りくずポケットのホルダ壁面14が次第に摩耗してゆきついには削り取られた状態となり、この削り取られた壁面に切りくずが詰まってスローアウェイインサートが欠損する原因となったり、ホルダの剛性が低下して加工精度が悪化するという問題があった。特に、重切削加工において生成する切りくずが厚くなってゆくと摩耗の進行が著しく、損傷したホルダを早期に交換しなければならないということが大きな問題であった。
【0004】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、転削工具、特に切刃長が長く多数の切れ刃を取り付けて使用する転削工具で用いられるスローアウェイインサートにおいて、切りくずポケットのホルダ壁面を摩耗させることなくホルダを長期にわたって使用可能とする、コストパフォーマンスの高いスローアウェイインサートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するための本発明の切削インサートおよびそれを用いたフライス工具は、以下の構成からなる。
【0006】
(1)略多角形板状をなし、上面にすくい面を、側面に逃げ面を具備するとともに、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に主切刃が、前記すくい面の角部には前記主切刃と連続するコーナーR切刃が形成され、かつ前記主切刃が前記逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートにおいて、前記各分割主切刃に対応して少なくとも一つの突起が前記すくい面上に形成されているとともに、前記分割主切刃は、コーナーR切刃と連続する第一分割主切刃と、該第一分割主切刃と隣りあうとともに上面視で両端が前記溝部の壁面と接続する第二分割主切刃と、を有し、前記第一分割主切刃に対応する突起は、前記コーナーR切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されており、前記第二分割主切刃に対応する突起は、前記第二分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることを特徴とする(2)前記第一分割主切刃に対応する突起のうち、前記コーナーR切刃に最近接して配設されたコーナーR突起が、前記コーナーR切刃に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることを特徴とする(1)記載のスローアウェイインサート。
【0007】
(3)前記突起のうち、前記コーナーR突起の先細り方向への延長線と前記分割主切刃とのなす角度が、上面視において60°〜85°であることを特徴とする(2)記載のスローアウェイインサート。
【0008】
(4)前記突起のうち、前記コーナーR突起以外の突起の先細り方向への延長線と前記分割主切刃とが、上面視において略直角な関係にあることを特徴とする(2)または(3)記載のスローアウェイインサート。
【0009】
(5)前記分割主切刃の長さに応じて、前記各分割主切刃に対応する突起の数が増加することを特徴とする(1)乃至(4)のいずれか記載のスローアウェイインサート。
【0010】
(6)前記各分割主切刃と対をなすように、前記すくい面上に前記突起が形成されていることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれか記載のスローアウェイインサート。
【0011】
(7)前記突起が、対応する前記分割主切刃の略垂直二等分線上に配設されていることを特徴とする(1)乃至(8)のいずれか記載のスローアウェイインサート。
【0012】
(8)前記すくい面の略中央に下面まで貫通したねじ穴を具備するとともに、該ねじ穴周りに環状の隆起部を具備していることを特徴とする(1)乃至(7)のいずれか記載のスローアウェイインサート。
【0013】
(9)前記隆起部は、前記突起よりも高位に位置することを特徴とする(8)記載のスローアウェイインサート。
【0014】
(10)略多角形板状をなし、上面にすくい面を、側面に逃げ面を具備するとともに、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に主切刃が、前記すくい面の角部には前記主切刃と連続するコーナーR切刃が形成され、かつ前記主切刃が前記逃げ面上に形成された少なくとも一つの溝部によって分断された複数の分割主切刃からなるスローアウェイインサートにおいて、前記各分割主切刃に対応して少なくとも一つの突起が前記すくい面上に形成されているとともに、該突起は、前記分割主切刃に隣接するすくい面上に形成されるとともに、対応する前記分割主切刃に向かって幅と高さが漸減するよう形成され、前記突起の先細り方向への延長線が、上面視において前記分割主切刃と直行していることを特徴とするスローアウェイインサート。
【0015】
(11)(1)乃至(10)のいずれか記載のスローアウェイインサートを装着した転削工具。
【0016】
(12)前記スローアウェイチップがホルダにクランプねじでクランプされるとともに、前記クランプねじの頭部が前記隆起部よりも低位に位置していることを特徴とする(11)記載の転削工具。
【発明の効果】
【0017】
本発明のスローアウェイインサートによれば、各分割主切刃によって幅狭に形成された切りくずがすくい面上に形成された前記突起に当たって、小さくカールされ、切りくずが切りくずポケット内のホルダ壁面に突き当たって該ホルダ壁面を傷つけないことに加えて、各切りくずのカール径が小さくなることで切りくずのサイズが小さくなるので、切りくずポケットから外部への切りくず排出がスムーズとなり、切りくずのかみこみ等の不具合が抑制され、スローアウェイインサートおよびホルダを長期にわたって使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【0019】
(第一実施形態) 図1乃至図4は、本明の実施形態を示すものであり、図1は本発明の一実施形態によるスローアウェイインサート(以下、インサートと略す。)1の全体斜視図、図2は図1のインサート1の(a)平面図、(b)長辺側側面図、(c)短辺側側面図、図3は本発明のインサートを用いた転削工具の全体斜視図、図4は図3の転削工具のA−A断面図であるとともに切りくず8の生成状態を示す概略模式図、図5は他の実施形態によるインサートの(a)平面図、(b)斜視図、そして図7は本発明の転削工具のインサート装着状態を示す拡大斜視図である。
【0020】
図1および図2において、本実施例によるインサート1は、略多角形板状をなしており、その上面にすくい面2を、側面に逃げ面3を具備している。前記すくい面2と前記逃げ面3との交差稜線部には主切刃4が形成されているが、該主切刃4は前記逃げ面3上に形成された複数の溝部5によって分断された複数の分割主切刃4aから構成されている。また、前記インサート1の角部には、側面とすくい面2との交差稜線部にコーナーR切刃7が形成されており、前記主切刃4の最も前記コーナーR切刃7側に位置する分割主切刃4a(第一分割主切刃)と接続している。そして、該第一分割主切刃と隣りあう第二分割主切刃は、上面視で両端が溝部5の壁面と接続している。また、前記分割主切刃4aに隣接するすくい面2上には、前記各分割主切刃4aに対応して少なくとも一つの突起6が形成されている。具体的には、前記各分割主切刃4aと対をなすように突起6が形成されている。
【0021】
図3には、本発明のインサート1を装着し用いた転削工具12の斜視図を示している。
【0022】
ここで、ホルダ12の外周先端部に複数の切りくずポケット13が形成されており、該切りくずポケット13内の各々外周位置に前記インサート1が取り付けられる。詳細には、前記インサート1は、回転方向にすくい面2を向けて最外周に前記主切刃4が位置するように装着され、該主切刃4がホルダ11とともに回転することによって切削が行われる。
【0023】
このような転削工具12において、主切刃4、厳密には分割主切刃4aによって形成された切りくず8は前記インサート1のすくい面2上を外周側からホルダ12の中心側、すなわち切りくずポケット13内のホルダ壁面14に向かって流れてくる。従来のインサートを用いた構成によれば、図6に示すように、生成された切りくず8がそのまま進行方向前方のホルダ壁面14に突き当たることでカールするため、該ホルダ壁面14が切りくず8との摩擦によって徐々に摩滅してくる。
【0024】
これに対し、本発明のインサート1においては、各分割主切刃4aに隣接するすくい面2上に突起6が形成されていることから、図5に示すように、各分割主切刃4aによって形成された切りくず8が突起6に当たって小さくカールする。その結果、切りくず8がホルダ壁面14に突き当たることなく外部へ排出される。このような構成とすることにより、切りくずポケット13内のホルダ壁面14の摩滅が防止でき、その結果としてホルダ12を長寿命のものとすることができる。さらには、切りくず8のカール径が小さくなることで各切りくず8のサイズが小さくなるので、切りくずポケットから外部への切りくず排出がスムーズとなり、主切刃の切りくずかみこみによる欠損等の不具合が抑制され、インサート1をも長寿命とすることができる。
【0025】
また、図1および図2(a)に示すように、前記突起6の前記主切刃4側は、各々対をなす前記分割主切刃4aに近づくにつれて幅と高さが漸減するように形成されている。これにより、切りくず8と接触する前記突起6の稜線部分が、前記分割主切刃4aに近づくにつれて高さが低くなる、言い換えると分割主切刃4aから離れるにつれて前記突起6の稜線部分の高さが徐々に高くなるので、突起6と切りくず8との接触がスムーズとなり切削抵抗の増加が抑制される。
【0026】
さらに、図2(a)に示すように、前記分割主切刃4aと前記突起6との距離tが、前記分割主切刃4a各々の長さの略中央部分で最短となるよう構成されている。これにより前記分割主切刃4aで生成された各切りくず8の幅方向における略中央部分で前記突起6と接触することとなり、切りくず8が左右に振れずに一定の方向にカールされるため、良好な切りくず排出性が得られる。
【0027】
また、前記突起6のうち少なくとも一つの前記主切刃4側における稜線と、各々対をなす前記分割主切刃4aとが、インサートの上面視において略直角な関係にあり、これにより切りくず8を一定の方向に最も効率よくカールさせることができる。
【0028】
さらに、前述したように、前記インサート1の角部には、一つの前記分割主切刃4a(第一分割主切刃)に連続してコーナーR切刃7が形成され、該コーナーR切刃7側に位置する分割主切刃4a(第一分割主切刃)に対応する前記突起6は前記コーナーR切刃7に向かって幅と高さが漸減するように形成されていることにより、前記コーナーR切刃7によって断面の一部分が円弧状に形成された切りくず8を最も効率よくかつ一定の方向にカールさせることができる。
【0029】
また、前記コーナーR切刃7に対応する突起6の前記コーナーR切刃7側における稜線と、前記分割主切刃4a(第一分割主切刃)とのなす角θが60°〜85°であることが、前記コーナーR切刃7によって形成された切りくず8をより確実に小さくカールさせることができるという点で好適である。θが60°より小さいと切りくず8が詰まりやすくなり、切削抵抗が増加する恐れがある。またθが85°より大きいと切りくず8がカールしにくくなるため、ホルダ壁面の摩滅が改善されないばかりでなく、切りくず8のサイズが大きくなって切りくず排出性が低下するとともに切りくず8のかみこみによる切刃の欠損等の不具合を生じる恐れがある。
【0030】
さらにまた、すくい面2の中央部のねじ穴16周りに島状部、具体的には環状の隆起部15が形成されていることにより、突起6による切りくず8のカール作用が不十分な条件下においても切りくず8が確実にカールされるようになる。そして、図7に示すように、インサート1をホルダ11に装着した状態では、クランプねじ17の頭部が環状の隆起部15に隠れる、すなわち環状の隆起部15よりクランプねじ17の頭部が低い状態となるため、切りくず8の衝突によるクランプねじ17の頭部の摩滅を防止することができる。
【0031】
なお、図1および図2では主切刃4を4つの溝部5で分断して5つの分割主切刃4aから構成されたインサート1を例示したが、本発明の他の実施形態として、主切刃4を3つの溝部で分断して4つの分割主切刃4aから構成されたインサート1を図3に示す。本実施形態のような主切刃4に溝部5を具備したインサートでは、前記溝部5では切削が行われないために被削材の加工壁面には帯状の削り残し部が発生してしまうが、溝部5の配置が互いに異なるインサートをホルダの同一円周上に配置することで、一方のインサートの溝部5による削り残しを他方の切刃が加工するので、結果的に溝部による削り残しが生じない。
【0032】
(第二実施形態) 次に、本発明の他の実施形態について、図5を用いて説明する。なお、図1、2で示した第一の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
【0033】
図5の実施形態において、図1および図2の実施形態例と異なる点は、前記分割主切刃4aの長さが異なって形成されており、前記分割主切刃4aの長さに応じて、前記各分割主切刃4aに対応する突起の数が増加するよう、前記突起6が配設されている点である。このような構成により、より長い前記分割主切刃4aによって幅広の切りくずが形成されても確実にカールさせることが出来る。
【0034】
より具体的には、前記コーナーR切刃7に連続するより長い前記分割主切刃4a’(第一分割主切刃)に対応する突起6が、二つが配設される。コーナーR切刃7に最近接して配設されるコーナーR突起6aと、突起6のうちコーナーR突起6a以外の突起6bである。これにより、前記コーナーR切刃7に連続する前記分割主切刃4a’(第一分割主切刃)および前記コーナーR切刃7によって生成される、断面が直線状部分と円弧状部分とからなる幅広の切りくず8を、円弧状部分を前記コーナーR突起6aによって、直線状部分を前記突起のうちコーナーR突起6a以外の突起6bによって、最も効率よくカールさせることができる。
【0035】
さらにまた、前記主切刃4の両端のうち、コーナーR切刃7とは反対側の角部に一端を有する分割主切刃4a”に対応する突起も二つ配設されている。しかし、当該角部は切削に寄与しないため、前記分割主切刃4a”によって形成される切りくず断面は、略直線状となりどの部分も円弧状とはならない。そのため当該角部には、前記コーナーR突起6aは配設されず、前記突起6のうち前記コーナーR突起6a以外の突起6bのみ二つ配設された構成をとる。当該突起6bは、突起の前記分割主切刃4a側における稜線と前記分割主切刃4a”とが略直角に位置するよう配設されるため、生成する幅広の切りくず8を左右に振れることなく一定方向により確実にカールさせることができる。
【0036】
また図5では、前記主切刃4の両端を各々有する2つの前記分割主切刃4a’(第一分割主切刃)および4a”に対応する突起の数のみが、複数である構成をとるが、同様の効果を得るために前記分割主切刃4aの長さに応じて、インサートのいずれの位置の前記分割主切刃4aに対応する突起の数が複数であってもかまわない。
【0037】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的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いうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の一実施形態によるスローアウェイインサートの全体斜視図である。
【図2】図1のスローアウェイインサートの(a)平面図、(b)長辺側側面図、(c)短辺側側面図である。
【図3】本発明のスローアウェイインサートを用いた転削工具の全体斜視図である。
【図4】図3の転削工具のA−A断面図であるとともに切りくずの生成状態を示す概略模式図である。
【図5】他の実施形態によるスローアウェイインサートの(a)平面図、(b)斜視図である。
【図6】従来のスローアウェイインサートを装着した転削工具における切りくずの生成状態を示す概略模式図である。
【図7】本発明の転削工具のスローアウェイインサート装着状態を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
【0039】
1 スローアウェイインサート(インサート)
2 すくい面
3 逃げ面
4 主切刃
4a 分割主切刃
5 溝部
6 突起
6a コーナーR突起
6b コーナーR突起6a以外の突起
7 コーナーR切刃
8 切りくず
11 ホルダ
12 転削工具
13 切りくずポケット
14 (切りくずポケット内の)ホルダ壁面
15 環状隆起部
16 ねじ穴
17 クランプねじ
【出願人】 【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
【出願日】 平成19年11月19日(2007.11.19)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−55600(P2008−55600A)
【公開日】 平成20年3月13日(2008.3.13)
【出願番号】 特願2007−298899(P2007−298899)