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技術 切削インサート及び該切削インサートを用いた切削工具

出願人 株式会社タンガロイ
発明者 井田雄大
出願日 2018年9月27日 (2年5ヶ月経過) 出願番号 2018-182606
公開日 2020年4月2日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-049601
状態 特許登録済
技術分野 バイト、中ぐり工具、ホルダ及びタレット
主要キーワード 装着形式 押さえ駒 コーナ角 摩擦仕事 取付け座面 クランプオン 締付けねじ 一体構造物
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (17)

課題

工具本体に安定して固定でき、切れ刃に十分な冷却媒体を供給できる切削インサート及び切削工具を提供する。

解決手段

切削インサート2は、側面23から突出した凸部10を有している。切削インサート2に対応する工具本体3は、取付け座面31とは反対側から凸部10に当接する傾斜面14と、逃げ面側から冷却媒体を供給する第1の噴射口37と、を有している。凸部10には、第1の噴射口37と切れ刃25とを結んだ直線Lに沿ってスリットSが形成されている。

概要

背景

交換可能な切削インサート工具本体に装着する装着形式において、切削インサートのコーナを工具本体のインサート座の隅に押し込んで締め付けるレバーロック式は、切削インサートの上面をねじ頭押さえ付けるスクリューオン式よりも切削インサートを交換する際の操作性に優れている。また、レバーロック式は、切削インサートの上面を押さえ駒で押さえ付けるクランプオン式やダブルクランプ式よりも切りくず処理阻害しにくい。反面、レバーロック式の工具本体は、固定ねじが省略されている分、切削インサートが浮き上がる方向の拘束力が弱い傾向がある。

そこで、側面に凸部を有する切削インサートが提案されている。例えば、特許文献1に記載の切削インサート14は、二つの端面36の間の周囲面38に突出部54が含まれている。工具本体12のポケット16に含まれたインサート支持面20は、突出部54に当接するとインサート座面18へ向かう法線抗力を発生させる。

つまり、側面に凸部を有する切削インサートは、工具本体からの浮き上がりを抑制できる。そのため、切削負荷が高い重切削に好適である。しかるに、被削材熱伝導率が低い場合、切削負荷を高くすると切削インサートに熱がるため、切れ刃寿命が不安定になるおそれがある。切削インサートを冷却するため、すくい面側と逃げ面側と二方向からクーラント等の冷却媒体を供給できる切削工具が提供されている。逃げ面側から供給されるクーラントは、被削物と切れ刃との間を潤滑するため、切れ刃の寿命を延ばす上でとりわけ重要である。

概要

工具本体に安定して固定でき、切れ刃に十分な冷却媒体を供給できる切削インサート及び切削工具を提供する。切削インサート2は、側面23から突出した凸部10を有している。切削インサート2に対応する工具本体3は、取付け座面31とは反対側から凸部10に当接する傾斜面14と、逃げ面側から冷却媒体を供給する第1の噴射口37と、を有している。凸部10には、第1の噴射口37と切れ刃25とを結んだ直線Lに沿ってスリットSが形成されている。

目的

本発明は、工具本体に安定して固定でき、切れ刃に十分な冷却媒体を供給できる切削インサート及び切削工具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

すくい面と側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、前記側面に形成され、該側面から突出した凸部と、を有し、前記凸部には、前記稜線に交差する方向へ延びるスリットが形成されている、切削インサート

請求項2

切削インサートと、該切削インサートを固定する工具本体と、を備えた切削工具であって、前記切削インサートは、すくい面と側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、前記側面に形成され、該側面から突出した凸部と、を有し、前記工具本体は、前記すくい面とは反対側に位置した前記切削インサートの着座面着座する取付け座面と、該取付け座面から起立して前記側面に対向する壁面と、前記壁面に形成されて前記取付け座面に対して鋭角に傾斜し、該取付け座面とは反対側から前記凸部に当接する傾斜面と、前記切れ刃に対して逃げ面側から冷却媒体を吹き付ける第1の噴射口と、を有し、前記凸部には、前記第1の噴射口と前記切れ刃とを結んだ直線に沿ってスリットが形成されている、切削工具。

請求項3

前記工具本体は、前記すくい面及び前記着座面を貫通する取付け孔内周面押圧して前記凸部を前記傾斜面に押し付けクランプ部材をさらに備えている、請求項2に記載の切削工具。

請求項4

前記工具本体は、前記切れ刃に対して前記すくい面側から冷却媒体を吹き付ける第2の噴射口をさらに有し、前記第2の噴射口は、前記すくい面から前記取付け座面に向かう方向において、前記切削インサートに重畳しない位置に設けられている、請求項2又は3に記載の切削工具。

請求項5

すくい面と側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、前記側面に形成され、該側面から突出した複数の凸部と、を有し、前記すくい面は、多角形に形成され、前記側面は、前記すくい面の各々の辺に位置した複数の平坦面を含み、少なくとも一つの平坦面において、該平坦面内に少なくとも二つの前記凸部が互いに間隔をあけて配置されている、切削インサート。

技術分野

0001

本発明は、切削インサート及び該切削インサートを用いた切削工具に関する。

背景技術

0002

交換可能な切削インサートを工具本体に装着する装着形式において、切削インサートのコーナを工具本体のインサート座の隅に押し込んで締め付けるレバーロック式は、切削インサートの上面をねじ頭押さえ付けるスクリューオン式よりも切削インサートを交換する際の操作性に優れている。また、レバーロック式は、切削インサートの上面を押さえ駒で押さえ付けるクランプオン式やダブルクランプ式よりも切りくず処理阻害しにくい。反面、レバーロック式の工具本体は、固定ねじが省略されている分、切削インサートが浮き上がる方向の拘束力が弱い傾向がある。

0003

そこで、側面に凸部を有する切削インサートが提案されている。例えば、特許文献1に記載の切削インサート14は、二つの端面36の間の周囲面38に突出部54が含まれている。工具本体12のポケット16に含まれたインサート支持面20は、突出部54に当接するとインサート座面18へ向かう法線抗力を発生させる。

0004

つまり、側面に凸部を有する切削インサートは、工具本体からの浮き上がりを抑制できる。そのため、切削負荷が高い重切削に好適である。しかるに、被削材熱伝導率が低い場合、切削負荷を高くすると切削インサートに熱がるため、切れ刃寿命が不安定になるおそれがある。切削インサートを冷却するため、すくい面側と逃げ面側と二方向からクーラント等の冷却媒体を供給できる切削工具が提供されている。逃げ面側から供給されるクーラントは、被削物と切れ刃との間を潤滑するため、切れ刃の寿命を延ばす上でとりわけ重要である。

先行技術

0005

特表2015−505519号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、側面に凸部があると、逃げ面側から噴射された冷却媒体に干渉して、切れ刃に供給される冷却媒体が減少する。冷却媒体が不足すると切削熱発散や切れ刃の潤滑が滞るおそれがある。重切削に対応可能な拘束力があっても、逃げ面側からの冷却媒体が十分でないと、高能率切削加工できない。
そこで、本発明は、工具本体に安定して固定でき、切れ刃に十分な冷却媒体を供給できる切削インサート及び切削工具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

0007

本発明の一態様に係る切削インサートは、すくい面と側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、側面に形成され、該側面から突出した凸部と、を有している。凸部には、稜線に交差する方向へ延びるスリットが形成されている。

0008

本発明の一態様に係る切削工具は、切削インサートと、該切削インサートを固定する工具本体と、を備えた切削工具であって、切削インサートは、すくい面と側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、側面に形成され、該側面から突出した凸部と、を有している。工具本体は、すくい面とは反対側に位置した切削インサートの着座面着座する取付け座面と、該取付け座面から起立して側面に対向する壁面と、壁面に形成されて取付け座面に対して鋭角に傾斜し、該取付け座面とは反対側から凸部に当接する傾斜面と、切れ刃に対して逃げ面側から冷却媒体を吹き付ける第1の噴射口と、を有している。凸部には、第1の噴射口と切れ刃とを結んだ直線に沿ってスリットが形成されている。

0009

これらの態様では、側面に凸部が設けられているため、切削インサートを工具本体に安定して固定できる。しかるに、逃げ面となる側面に凸部を設けると、クーラント等の冷却媒体を切れ刃に供給するとき凸部が邪魔になり、切れ刃に供給される冷却媒体が減少するおそれがある。これらの態様によれば、凸部にスリットが設けられているため、切れ刃に対して逃げ面側から直に冷却媒体を供給できる。熱伝導率の低い被削材でも高能率で削ることができる。

0010

上記態様において、工具本体は、すくい面及び着座面を貫通する取付け孔内周面押圧して凸部を傾斜面に押し付けクランプ部材をさらに備えていてもよい。

0011

この態様では、切削インサートの装着形式として、操作性に優れたレバーロック式を採用している。切削インサートのコーナを工具本体のインサート座に押し込んで締め付けるレバーロック式の場合、切削インサートのすくい面をねじ頭で押さえ付けるスクリューオン式よりも切削インサートを交換する際の操作性に優れている。反面、レバーロック式の工具本体は、固定ねじが省略されている分、切削インサートが浮き上がる方向の拘束力が弱い傾向がある。しかしながら、この態様によれば、切削インサートの側面に凸部が設けられているため、コーナ角が大きくなってもインサート座から浮き上がりにくい。

0012

上記態様において、工具本体は、切れ刃に対してすくい面側から冷却媒体を吹き付ける第2の噴射口をさらに有し、第2の噴射口は、すくい面から取付け座面に向かう方向において、切削インサートに重畳しない位置に設けられていてもよい。

0013

この態様によれば、切削インサートと第2の噴射口とが重畳する態様と比べて、被削材を切削する切れ刃から離れた位置に第2の噴射口を設けることができる。切れ刃の近くに第2の噴射口があると、該切れ刃から流出した切りくずが第2の噴射口に衝突して、切りくずの一部が第2の噴射口に溶着したり、第2の噴射口が損傷したりするおそれがある。また、第2の噴射口が切りくず処理を阻害するおそれもある。この態様では、第2の噴射口を切りくずから遠ざけて、そのような不具合の発生を抑制できる。

0014

本発明の一態様に係る切削インサートは、すくい面と側面とが交差する稜線に形成された切れ刃と、側面に形成され、該側面から突出した複数の凸部と、を有している。すくい面は、多角形に形成されている。側面は、すくい面の各々の辺に位置した複数の平坦面を含んでいる。少なくとも一つの平坦面において、該平坦面内に少なくとも二つの凸部が互いに間隔をあけて配置されている。

0015

この態様では、隣り合う凸部の間に間隔があいていて冷却媒体が通過できるため、切れ刃に対して逃げ面側から直に冷却媒体を供給できる。熱伝導率の低い被削材でも高能率で削ることができる。

発明の効果

0016

本発明によれば、工具本体に安定して固定でき、切れ刃に十分な冷却媒体を供給できる切削インサート及び切削工具を提供することができる。

図面の簡単な説明

0017

図1は、本発明の第1実施形態の切削工具の一例を示す斜視図である。
図2は、図1に示された切削インサートの一例を示す斜視図である。
図3は、図2に示されたスリットの第1変形例を模式的に示す側面図である。
図4は、図2に示されたスリットの第2変形例を模式的に示す側面図である。
図5は、図2に示されたスリットの第3変形例を模式的に示す側面図である。
図6は、図2に示されたスリットの第4変形例を模式的に示す側面図である。
図7は、図2に示されたスリットの第5変形例を模式的に示す側面図である。
図8は、図2に示されたスリットの第6変形例を模式的に示す側面図である。
図9は、図2に示された切れ刃の近傍を示す平面図である。
図10は、図1に示された切削工具が被削材を切削している状態を示す正面図である。
図11は、図10中のXI−XI線に沿う断面図である。
図12は、図11に示された傾斜面を拡大して示す断面図である。
図13は、切れ刃に対して逃げ面側からクーラントが供給されている状態を示す斜視図である。
図14は、凸部を乗り越えて逃げ面側からクーラントを供給しようとした場合の該クーラントの軌跡を示す左側面図である。
図15は、本発明の第2実施形態の切削工具の一例を示す斜視図である。
図16は、図15に示された切削インサートの他の一例を示す斜視図である。

実施例

0018

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明の各実施形態に係る切削インサート2は、スリットSが形成された凸部10を有していることが特徴の一つである(図2乃至図9及び図16)。

0019

切削インサート2は、切削インサート2の側面23に凸部10が設けられているため、インサート座30から浮き上がりにくい(図11及び図12参照)。凸部10にスリットSが形成されているため、凸部10があっても冷却媒体を切れ刃25に直に供給することができる(図13乃至図15参照)。以下、図1から図16を参照して各構成について詳しく説明する。

0020

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態の切削工具1の一例を示す斜視図である。図1に示すように、切削工具1は、正五角形の切削インサート2と、切削インサート2を固定する工具本体3と、を備えている。工具本体3のシャンクは、例えば、旋盤刃物台に固定される。工具本体3の先端には、切削インサート2が固定されるインサート座30が形成されている。以下の説明において、インサート座30に固定された状態の切削インサート2のすくい面から着座面への向きを下方と呼び、着座面からすくい面への向きを上方と呼ぶことがある。

0021

インサート座30は、切削インサート2の着座面(例えば、下面22)に対向する取付け座面31と、取付け座面31から上方へ起立した壁面32と、を有している。下面22と取付け座面31との間には、交換可能な敷き金(shim)33が介在していてもよい。インサート座30を含む工具本体3の大部分は、例えば鋼材から形成されている。敷き金33は、例えば超硬合金から形成され、鋼材から形成された他の部分よりも変形しにくい。図1に示す例によれば、損傷しやすい部分が交換可能に構成され、しかも変形しにくいため、工具本体3の寿命を延ばすことができる。

0022

図1に示す例では、切削インサート2の装着形式が、切削インサート2のコーナ20をインサート座30の隅に押し込んで締め付けるレバーロック式に構成されている。なお、工具本体3は、レバーロック式に限られず、切削インサート2のすくい面(例えば、上面21)をねじ頭で押さえ付けるスクリューオン式等であってもよい。レバーロック式の場合、工具本体3は、インサート座30に設けられて切削インサート2を着脱自在に固定するクランプ部材34と、クランプ部材34を操作する締付けねじ35と、を備えている。クランプ部材34は、例えばL字形に形成された金属部品である。

0023

締付けねじ35を締めると、クランプ部材34の基端押し下げられ、クランプ部材34の先端が切削インサート2の取付け孔24の内周面を押圧する。押圧された切削インサート2が締付けねじ35に向かう方向へ移動し、側面23がインサート座30の壁面32へ当接する。逆に、締付けねじ35を緩めると、クランプ部材34の先端が切削インサート2の取付け孔24の内周面を押圧する力が弱まり、切削インサート2をインサート座30から取り外すことができる。

0024

図1に示すように、インサート座30の近傍には、切削インサート2に向けてクーラントやエア等の冷却媒体を噴射する第1及び第2の噴射口37,36が付設されている。図1に示す例では、第2の噴射口36は、インサート座30の近傍に取り付けられたクーラントノズルの先端に形成されている。伸縮可能なクーラントノズルを装着し、クーラントノズルを取り外さなくても切削インサート2を交換できるように構成してもよい。

0025

第2の噴射口36は、すくい面側(図1に示す例では、上面21側)から切れ刃25に対して冷却媒体を噴射する。すくい面側から高圧の冷却媒体を供給すると、切りくずを細分化して安定して加工できる。また、すくい面を冷却してクレータ摩耗を抑制できる。第1の噴射口37は、切削インサート2に対して取付け座面31よりもさらに下方に形成されている。図示しないが、第1の噴射口37を外付けのクーラントノズルとして構成してもよい。第1の噴射口37は、逃げ面側(図1に示す例では、紙面手前側の側面23側)から切れ刃25に対して冷却媒体を噴射する。

0026

冷却媒体がエアではなくクーラント(例えば、油性又は水溶性切削油)の場合、切れ刃25の冷却に加えて、被削材と切れ刃25,26との間を潤滑することができる。逃げ面側から供給されるクーラントは、被削物と切れ刃25との間を潤滑するため、切れ刃の寿命を延ばす上で重要である。とりわけ、コーナ20は、切削インサート2の先端に位置し、切れ刃から逃げ面にかけて境界摩耗発達しやすい。

0027

また、最大切込み部(切込み境界部)は、被削材の他の部分よりも硬い鋳肌や焼き肌に面し、切削加工による塑性変形加工硬化した被削材の表面にも面しているため、切れ刃から逃げ面にかけて境界摩耗が発達しやすい。対策として、逃げ面側からクーラントを供給することによって、逃げ面の摩耗を抑制できる。後で図13及び図15を参照して詳しく説明するが、本発明は、特に摩耗しやすいコーナ20と最大切込み部(例えば、切れ刃25の中央部)と双方に対してクーラントを供給でき、切れ刃25の境界摩耗を抑制できる。

0028

第1及び第2の噴射口37,36から噴射するクーラントの圧力は、例えば、1MPa以上30MPa以下であり、5MP以上が好ましい。なお、上限圧力の制限要因(例えば、切削工具1にクーラントを供給するホース)を汎用パーツから耐圧パーツに交換して30MPaよりも高圧にしてもよい。クーラントの圧力を高めると、前述の効果がより大きくなる。例えば、高圧(例えば、5MPa以上)のクーラントは、常圧(例えば、1〜1.5MPa程度)のクーラントと比べて切りくず処理が安定してトラブルによる機械停止(ダウンタイム)を削減できる。切削熱を分散させてクレータ摩耗や逃げ面摩耗を抑制できる。後述する図13乃至図15では、7MPaの高圧クーラントが切れ刃25に吹き付けられている。

0029

図2は、切削インサート2の一例を示す斜視図である。各実施形態において、切削インサート2の材料は、特に限定されない。超硬合金をはじめとした種々の切削インサート用材料を適用できる。図2に示すように、切削インサート2は、上面21と、上面21とは反対側の下面22と、上面21及び下面22を繋ぐ側面23と、上面21及び下面22を貫通する取付け孔24と、を有している。上面21及び下面22は、略正五角形にそれぞれ形成されている。上面21及び下面22に五箇所ずつ形成されたコーナ20の角度は、すべて108°である。

0030

なお、上面21及び下面22は、略同一の形状及び機能を有している。切削工具1において、上面21がすくい面になり、下面22が着座面になってもよい(図1参照)。上面21が着座面になり、下面22がすくい面になってもよい。そのため、代表して上面21について詳しく説明し、下面22については重複する説明を省略する。

0031

図2に示す例では、上面21及び下面22の内接円の直径は、例えば19.05mmである。切削インサート2の厚み(側面23の幅)は、例えば6.35mmである。取付け孔24の直径は、例えば7.9mmである。なお、切削インサート2の寸法は、図2に示す例に限られない。例えば、切削インサート2の内接円を大きくして、より大きな切込み量に対応できるようにしてもよい。

0032

上面21と側面23とが交差する第1の稜線R1には、全周に亘って切れ刃が形成されている。図2に示す例では、切れ刃(稜線R1)が、コーナ20に形成された五箇所のコーナ切れ刃と、隣り合うコーナ20の間に形成された五箇所の主切れ刃25と、を含んでいる。同様に、下面22と側面23とが交差する第2の稜線R2には、全周に亘って切れ刃が形成されている。切れ刃(稜線R2)は、コーナ20に形成された五箇所のコーナ切れ刃と、隣り合うコーナ20の間に形成された五箇所の主切れ刃26と、を含んでいる。

0033

なお、切削インサート2は、上面21及び下面22のいずれか一方のみに切れ刃が形成された片面タイプであってもよい。主切れ刃25は、取付け孔24から見て72°ずつ変位した位置に配置されている。同様に、主切れ刃26は、取付け孔24から見て72°ずつ変位した位置に配置されている。以下の説明において、主切れ刃25,26を単に切れ刃25,26と呼ぶことがある。

0034

各々の切れ刃25,26において、第1及び第2の稜線R1,R2は略直線である。隣り合う切れ刃25又はその延長線がなす角度(コーナ角)は108°であり、隣り合う切れ刃26又はその延長線がなす角度(コーナ角)は108°である。つまり、切削インサート2は正五角形に形成されている。なお、切削インサート2は、概ね正五角形であればよく、コーナ20の一部にワイパー刃さらい刃)が形成されていてもよい。ワイパー刃は、直線状であってもよいし、円弧形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。

0035

なお、本発明において、切削インサート2は略正五角形に限られない。スリットSが設けられた切削インサート2は、例えば、二箇所又は四箇所のコーナを使用できる菱形であってもよいし、三箇所又は六箇所のコーナを使用できる六角形であってもよいし、四箇所又は八箇所のコーナを使用できる正方形であってもよい。図2に示す例では、切削インサート2が、コーナ20(切れ刃25,26又はその延長線がなす多角形の頂点)と取付け孔24とを結んだ鏡面に対して、鏡映対称に形成されている。

0036

上面21及び下面22には、切れ刃25,26に沿ってチップブレーカ29が設けられていてもよい。図2に示す例では、チップブレーカ29が、切れ刃25に沿って並べられた複数の突起を含んでいる。チップブレーカ29を構成する突起が切れ刃25,26の近くに位置していると、高温の切りくずが切削インサート2のすくい面に接触している面積が小さくなって、切削インサート2の温度上昇を抑制できる。図2に示す例では、切れ刃25,26(稜線R1,R2)と突起との間隔が、例えば0.3mm以上1mm以下に構成されている。

0037

以下、上面21の説明において、前述の上方への突出量を高さと呼ぶことがある。同様に、下面22の説明において、前述の下方への突出量を高さと呼ぶことがある。チップブレーカ29を構成する各々の突起は、切れ刃25,26に向かうクーラントの流れを阻害しないように、切れ刃25,26に平行な方向の断面積が、切れ刃25,26に直交する方向の断面積よりも小さく形成されている。

0038

図2に示す例では、各々の突起が、切れ刃25,26に直交する方向に延びる細長紡錘形に形成されている。より詳しくは、各々の突起において、長手方向に直交する短手方向に切断した外形小径半円に形成され、長手方向に切断した外形が大径の円弧に形成されている。各々の突起の頂点の突出高さ(短手方向における最大半径)は、切れ刃25,26と同程度が好ましい。長手方向の外形は、頂点の突出高さよりも大きい例えばR1.9mmに形成されている。なお、チップブレーカ29の形状は、図2に示す例に限られない。チップブレーカ29の他の例については、図16を参照して後で説明する。

0039

各実施形態に係る切削インサート2は、側面23に凸部10が形成されている。凸部10は、側面23から突出し、切れ刃25,26に沿って延在している。凸部10は、切れ刃25,26に直交する平面で切断したとき、例えば台形の断面を有している。凸部10は、上面21へ向かうに従って突出高さが低くなる第1面11と、下面22へ向かうに従って突出高さが低くなるように傾斜した第2面12と、第1面11及び第2面12を繋いでおり側面23に平行な第3面13と、を有している。なお、凸部10の断面は、図2に示す例に限られず、第3面13を省略した山形であってもよいし、他の形状であってもよい。

0040

図2に示すように、凸部10には、下面22から上面21へ向かう方向に延在するスリットSが形成されている。下面22から上面21へ向かう方向は、第1及び第2の稜線R1,R2に交差する方向の一例である。図2に示す例では、凸部10の中央に一定の幅のスリットSが一つずつ形成されている。

0041

或いは、異なる観点から説明すると、本実施形態に係る切削インサート2は、隣り合う凸部101,102が間隔Sをあけて配置されているとも言える。図2に示された切削インサート2の側面23は、五箇所の切れ刃25(上面21の各辺)に対応する五箇所の平坦面230(例えば、前側面、左側面、左後側面、右後側面及び右側面)を含んでいる。

0042

各々の平坦面230には、該平坦面230から突出する凸部100が少なくとも二つずつ形成されている。図2に示す例では、一対の凸部101,102が形成されている。なお、三つ以上の凸部100を形成してもよい。各々の平坦面230において、隣り合う凸部100(例えば、一対の101,102)は互いに間隔Sをあけて配置されている。

0043

図3乃至図8は、図2に示されたスリット(間隔)Sの変形例である。本実施形態において、スリットSの数は特に限定されない。図3に示すように、一つの凸部に複数のスリットSが形成されていてもよい。また、スリットSは、図4に示すように、切削インサート2の厚み方向に対して斜めに交差した斜線であってもよい。図5に示すように、複数の斜線が交差した交線であってもよい。図6に示すように、湾曲した曲線であってもよい。図示しないが、曲線と直線とを組み合わせたスリットであってもよい。

0044

スリットSは、図7に示すように、すくい面(上面21及び下面22)に向かうに従って先太りに形成されていてもよい。スリットSの両端が先太りであると、切れ刃(第1及び第2の稜線R1,R2)にクーラント等が拡散しやすい。図示しないが、凸部10を越えて第1及び第2の稜線R1,R2の近傍までスリットSが延在していてもよい。一方の稜線(例えば、第1の稜線R1)のみに切れ刃が形成された片面インサートの場合、図8に示すように、スリットSの一端のみ先太りに形成してもよい。

0045

図9は、切れ刃25の近傍を示す平面図である。図9に示すように、スリットSでは、凸部10が除去された側面23と切れ刃25,26とが略面一に形成されている。なお、スリットSの形状は、図9に示す例に限られず、凸部10が僅かに残っていてもよいし、切れ刃25,26を結んだ仮想面よりもさらに取付け孔24側へ陥没していてもよい。

0046

図10は、切削工具1が被削材を切削している状態を示す正面図である。図10に示す例では、切削工具1が中〜重切削用(Medium to Heavy Cutting)として構成されている。中〜重切削用として好適な切込み角αは、例えば35°から75°である。図10に示す例では、被削材と切れ刃25,26とがなす切込み角αが48.5°となるように切削インサート2が固定されている。なお、切削工具1の切込み角αは、用途に応じて適宜変更できる。切削工具1を高送り加工用(High Feed type)として構成する場合、例えば切込み角αを20°から35°に変更すればよい。

0047

図11は、図9中のXI−XI線に沿う断面図である。図12は、図11に示された傾斜面14を拡大して示す断面図である。図11及び図12に示すように、工具本体3のインサート座30において、壁面32は、取付け座面31及び敷き金33の上面に略垂直に形成されている。壁面32は、切削インサート2の側面23に対向している。

0048

壁面32は、取付け座面31及び敷き金33の上面に対して鋭角に傾斜した傾斜面14を含んでいる。傾斜面14は、凸部10の第1面11又は第2面12に対して取付け座面31とは反対側の上方から当接する。図11及び図12に示す例では、傾斜面14が凸部10の第1面11と平行に形成され、該第1面11に対して上方から当接している。

0049

図13は、切れ刃25に対して逃げ面23側からクーラントが供給されている状態を示す斜視図である。図13に示すように、第1の噴射口37の少なくとも一部は、切れ刃25上の任意の部位(例えば、切れ刃25の中央部)に向けてクーラントを噴射する。スリットSは、この部位と第1の噴射口37とを結んだ直線Lに沿って形成されている。直線Lは、第1の噴射口35から噴射されたクーラントの軌跡とほぼ一致する。前述したように、最大切込み部やコーナ20は、他の部位よりも境界摩耗が発達しやすい。図13に示す例では、第1の噴射口37の一部が、切れ刃25の中央部(最大切込み部の一例)にクーラントを供給し、第1の噴射口37の他部が、コーナ20にクーラントを供給している。

0050

図14は、凸部10を乗り越えて逃げ面23側からクーラントを供給しようとした場合の該クーラントの軌跡を二点鎖線で示す左側面図である。逃げ面に設けられた凸部10と被削物との間には、僅かな隙間しかあいていない。図14に示すように、スリットSを通過するのではなく、凸部10を乗り越えるようにクーラントを吹き付けた場合、凸部10が邪魔になって切れ刃25に直にクーラントを供給することができない。

0051

以上のように構成された第1実施形態の切削工具1及びその切削インサート2によれば、側面23に凸部10を有しているため、切削インサート2を工具本体3に安定して固定できる。一方で、逃げ面となる側面23に凸部10を設けると、図14に示すように、クーラント等の冷却媒体を切れ刃25,26に供給するとき凸部10が邪魔になり、切れ刃25,26に供給される冷却媒体が減少するおそれがある。本実施形態によれば、凸部10にスリットSが設けられているため、切れ刃25,26に対して逃げ面23側から直に冷却媒体を供給できる。熱伝導率の低い被削材でも高能率で削ることができる。

0052

切削加工の動力は、主に、被削物が切削工具1によってせん断されるためのせん断変形仕事と、すくい面(例えば、上面21)と切りくずとの間で発生する摩擦仕事とに用いられ、熱になって切りくずとともに除去される。被削材の種類が熱伝導率の小さいチタン材耐熱合金等の場合、切りくずの熱を逃がしにくくなるため、切削インサート2の温度が上昇しやすい。

0053

本実施形態は、切れ刃25,26とチップブレーカ29を構成する突起との距離が近接しているため、切りくずの熱がすくい面(例えば、上面21)に伝わる前に切りくずを除去できる。切れ刃25,26との距離が近くなりすぎると、チップブレーカ29の突起が切削加工の邪魔になるおそれがある。本実施形態では、チップブレーカ29の突起が狭小であるため、切削加工の邪魔になりにくい。そのため、本実施形態は、難削材等の切削負荷が高い条件であっても好適に用いることができる。

0054

さらに、本実施形態では、切削インサート2の装着形式として、切りくず処理を阻害しにくいレバーロック式を採用している。切削インサート2のコーナ20を挟んで締め付けるレバーロック式の場合、切削インサート2の上面21を押さえ付けるスクリューオン式やクランプオン式と比べて、切削インサート2が浮き上がる方向の拘束力が弱い傾向がある。しかしながら、本実施形態では、側面23に凸部10が設けられているため、切削インサート2がインサート座30から浮き上がりにくい。

0055

本実施形態は、コーナ20の角度が鈍角となる108°であるため、切れ刃25,26が欠損しにくい。難削材等の切削負荷が高い条件であっても好適に用いることができる。図2に示すように、切削インサート2が略正五角形であるため、上面21及び下面22の合計十箇所の切れ刃25,26と十箇所のコーナ切れ刃とを使用できて経済的である。コーナ20の角度が鈍角であると、切削インサート2が工具本体3のインサート座30から浮き上がりやすくなるが、本実施形態では、図11及び図12に示すように、工具本体3に凸部10を当接させて確実に固定できる。

0056

本実施形態に係る切削インサート2は、図2に示すように、コーナ20と取付け孔24とを結んだ鏡面に対して、鏡映対称であって、右勝手及び左勝手のどちらにも使用できる勝手なしに形成されている。そのため、図10に示された右勝手用の工具本体3に切削インサート2を装着することによって、右勝手の切削工具1を構成することができる。図示しないが、左勝手用の工具本体に切削インサート2を装着し、左勝手の切削工具1を構成することもできる。

0057

本実施形態によれば、切削インサート2の側面23において、凸部10にスリットSを形成したことによって、工具本体3に安定して固定でき、切れ刃25,26に十分な冷却媒体を供給できる切削インサート2及び切削工具1を提供することができる。
続いて、本発明の第2実施形態の切削工具1について説明する。なお、第2実施形態では第1実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。

0058

[第2実施形態]
第2実施形態は、図15及び図16を参照して説明する。図9は、本発明の第2実施形態の切削工具1の一例を示す斜視図である。第1実施形態では、第2の噴射口36が外付けのクーラントノズルとして構成され、第1の噴射口(前面クーラント穴)37が工具本体3と一体構造物として構成されていた。第2実施形態では、図15に示すように、第2の噴射口(上面クーラント穴)36が工具本体3と一体構造物として構成されている。

0059

第2実施形態では、第2の噴射口36は、すくい面(例えば、上面21)から取付け座面31に向かう方向において、切削インサート2に重畳しない位置に設けられている。そのため、図13に示された第1実施形態と比べて、被削材を切削する切れ刃25から離れた位置に第2の噴射口36を設けることができる。

0060

切れ刃25の近くに第2の噴射口36があると、この切れ刃25から流出した切りくずが第2の噴射口36に衝突して、切りくずの一部が第2の噴射口36に溶着したり、第2の噴射口36が損傷したりするおそれがある。また、第2の噴射口36が切りくず処理を阻害するおそれもある。これに対し、第2実施形態では、第2の噴射口36を切りくずから遠ざけて、そのような不具合の発生を抑制できる。

0061

切削インサート2において、切削抵抗を小さくして熱の発生を抑制してもよい。図16は、図15に示された切削インサート2を示す斜視図である。図16に示す例では、図2に示された例に比べ、切れ刃25,26とチップブレーカ29との間が離れており、十分な長さのすくい面が確保されている。また、図16に示された切れ刃25,26の刃先は、図2に示された切れ刃25,26の刃先よりもシャープに形成されており、切削インサート2単体でのすくい角が大きくなっている。

0062

被削材の種類が温度の上昇とともに硬さが増すステンレス鋼等の場合、前述のせん断仕事が大きくなるため、切削インサート2の温度が上昇しやすい。第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、工具本体3に安定して固定でき、切れ刃25,26に十分な冷却媒体を供給できる切削インサート2及び切削工具1を提供することができる。しかも、第2実施形態では、切削抵抗を小さくして熱の発生を抑制できる。

0063

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

0064

1…切削工具、2…切削インサート、3…工具本体、10,100,101,102…凸部、11…第1面、12…第2面、13…第3面、14…傾斜面、20…コーナ、21…上面(すくい面の一例)、22…下面(着座面の一例)、23…側面(逃げ面の一例)、24…取付け孔、25,26…切れ刃、29…チップブレーカ、30…インサート座、31…取付け座面、32…壁面、33…敷き金、34…クランプ部材、35…締付けねじ、36…第2の噴射口、37…第1の噴射口、38…流路、230…平坦面、L…直線、R1…第1の稜線(稜線の一例)、R2…第2の稜線、S…スリット(間隔)。

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