インサート及びインサートを備えたカッタ
【課題】 使用寿命を向上させることができるインサート及びインサートを備えたカッタを提供する。
【解決手段】本発明に係るインサート３は、互いに対向する第１の主面７及び第２の主面８と、第１の主面７及び第２の主面８の間に形成された外周側面９と、を有し、外周側面９は、周方向Ｓで交互に形成された凸面１０及び凹面１１を有し、凸面１０及び凹面１１は少なくとも三箇所ずつ形成され、第１の主面７及び凹面１１の間の稜線と凸面１０及び凹面１１の間の稜線とが交差する第１コーナ、第２の主面８及び凹面１１の間の稜線と凸面１０及び凹面１１の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃ＣＡ，ＣＢが形成されている。このインサート３によれば、一つの凸面１０につきコーナ切刃ＣＡ，ＣＢを四箇所形成することができるので、限られたカッタ径の中で多数の使用コーナを確保することができ、インサート３の使用寿命を大幅に向上させることができる。
【解決手段】本発明に係るインサート３は、互いに対向する第１の主面７及び第２の主面８と、第１の主面７及び第２の主面８の間に形成された外周側面９と、を有し、外周側面９は、周方向Ｓで交互に形成された凸面１０及び凹面１１を有し、凸面１０及び凹面１１は少なくとも三箇所ずつ形成され、第１の主面７及び凹面１１の間の稜線と凸面１０及び凹面１１の間の稜線とが交差する第１コーナ、第２の主面８及び凹面１１の間の稜線と凸面１０及び凹面１１の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃ＣＡ，ＣＢが形成されている。このインサート３によれば、一つの凸面１０につきコーナ切刃ＣＡ，ＣＢを四箇所形成することができるので、限られたカッタ径の中で多数の使用コーナを確保することができ、インサート３の使用寿命を大幅に向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート及びインサートを備えたカッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ボーリングカッタの刃具として用いられるインサートが記載されている。このインサートは、略四角形平板状の外形を有しており、八箇所のコーナ全てに切刃が形成されている。このインサートでは、八箇所のコーナ全てを使用コーナとして順次使用することで、インサートの使用寿命を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、切削加工におけるコスト低減要求が高まる中、インサートにおいては、使用寿命の向上が一層強く求められている。上述した従来のインサートにおいては、使用コーナ数について未だ改善の余地があり、使用寿命について市場の要求を満たせているとは言い難いものであった。
【０００５】
そこで、本発明は、使用寿命を向上させることができるインサート及びインサートを備えたカッタ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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るインサートは、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、第１の主面及び第２の主面の間の外周側面と、を有し、外周側面は、周方向で交互に形成された凸面及び凹面を有し、凸面及び凹面は少なくとも三箇所ずつ形成され、第１の主面及び凹面の間の稜線と凸面及び凹面の間の稜線とが交差する第１コーナ、第２の主面及び凹面の間の稜線と凸面及び凹面の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃が形成されている。
【０００７】
このインサートによれば、一つの凸面につき切刃を有するコーナを四箇所形成することができるので、多数の使用コーナを確保することができる。しかも、このインサートでは、外周側面に凸面と凹面とが交互に形成されることで、凹面が切り屑を外部に排出するための切り屑ポケットとして機能し、切り屑の排出性を向上させることができる。また、インサートの凹面が切り屑ポケットとして機能することで、カッタ本体側の切り屑ポケットの小型化が可能となる。このことは、回転切削用カッタに短いピッチで多数のインサートを配置する多刃化に有利であり、カッタの能率を大幅に向上させることができる。更に、多刃化によって、カッタ切削時におけるインサート一つ当たりの仕事量が少なくなるので、使用コーナにおける切り屑排出量や切削振動も抑えられ、使用コーナの長寿命化を図ることができる。従って、このインサートによれば、多数の使用コーナを確保することができ、回転切削用カッタの多刃化による使用コーナの長寿命化も可能であるため、インサートの使用寿命を大幅に向上させることができる。
【０００８】
本発明に係るインサートにおいては、外周側面において凸面の幅に対する凹面の幅の比率は１．２〜２．０であることが好ましい。
このインサートでは、切り屑ポケットを形成する凹面の幅が広すぎると切り屑が長く延びて排出されにくくなり、狭すぎると切り屑が詰まりやすくなることから、上記比率を１．２〜２．０にすることで、切り屑を分断しやすい凹面の幅を実現して切り屑排出性を向上させることができる。
【０００９】
本発明に係るインサートにおいては、凹面をすくい面とすることが好ましい。
このインサートによれば、凹面をすくい面として用いることで、第１の主面及び凹面の間の稜線や凸面及び凹面の間の稜線を切刃として有効に活用することができる。
【００１０】
本発明に係るインサートの外周側面には、切り屑を分断するためのブレーカを有することが好ましい。
このインサートによれば、切削により生じた切り屑がブレーカで短く分断されることで、切り屑の排出性を一層向上させることができる。
【００１１】
本発明に係るインサートにおいて、凸面及び凹面は、五箇所ずつ形成されていることが好ましい。
この場合、カッタに組み込む事で五箇所の凸面により二十箇所の使用コーナを確保することができ、十分な使用寿命を有するインサートを得ることができる。
【００１２】
本発明は、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、第１の主面及び第２の主面の間の外周側面と、を有し、外周側面は、周方向で交互に形成された凸面及び凹面を有し、凸面及び凹面は少なくとも三箇所ずつ形成され、第１の主面及び凹面の間の稜線と凸面及び凹面の間の稜線とが交差する第１コーナ、第２の主面及び凹面の間の稜線と凸面及び凹面の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃が形成された複数のインサートと、所定の回転軸を中心として回転するカッタ本体と、を備えた回転切削用カッタであって、カッタ本体は、カッタ本体の先端外周に設けられ、インサートが第１の主面又は第２の主面をカッタ本体の径方向外側に向けた姿勢で装着される縦方向着座部と、カッタ本体の先端外周に設けられ、インサートが第１の主面又は第２の主面をカッタ本体の先端側に向けた姿勢で装着される横方向着座部と、を有する。
【００１３】
このカッタによれば、上述した本発明に係るインサートを備えているので、短いピッチで多数のインサートを配置する多刃化を実現することができ、カッタの能率を向上させることができる。しかも、このカッタによれば、インサートの回転位置や表裏の変更に加え、インサートの着座部を縦方向着座部と横方向着座部との間で変更することにより、インサートのコーナの切刃全てを順次使用することができる。従って、このカッタによれば、インサートの全てのコーナについて無駄のない使用が可能となるので、インサートの使用寿命を向上させることができ、カッタ切削量に対するインサートの使用コストを大きく低減することができる。
【００１４】
本発明に係るカッタにおいて、縦方向着座部は、縦方向着座部に取り付けられたインサートを間に挟む第１の縦方向内壁及び第２の縦方向内壁を有し、第１の縦方向内壁と第２の縦方向内壁とがなすインサート挟み角は６０°〜８０°であり、横方向着座部は、横方向着座部に取り付けられたインサートを間に挟む第１の横方向内壁及び第２の横方向内壁を有し、第１の横方向内壁と第２の横方向内壁とがなすインサート挟み角は６０°〜８０°であることが好ましい。
このカッタによれば、インサート挟み角が８０°より大きいとインサートのがたつきが生じやすく、６０°未満では狭すぎることから、インサート挟み角を６０°〜８０°とすることで、がたつきの少ない安定したインサートの装着を達成することができる。
【００１５】
本発明に係るカッタのインサートは、使用コーナを有する凸面の全体がカッタ本体から突出した姿勢で縦方向着座部又は横方向着座部に装着されていることが好ましい。
このカッタによれば、特徴的な構成を有する当該インサートによる切削を効果的に行うことができる。
【００１６】
本発明に係るカッタのカッタ本体は、インサートのすくい面をなす凹面と組み合わされて一つの切り屑ポケットを形成する第１ポケット面を有することが好ましい。
このカッタによれば、カッタ本体の第１ポケット面とインサートの凹面とを組み合わせて大きな切り屑ポケットを形成することで、切り屑の排出性を向上させることが可能になる。しかも、カッタ本体のみに切り屑ポケットを形成する場合と比べて、第１ポケット面を小型化することができるので、カッタ本体に短いピッチで多数のインサートを配置する多刃化に有利である。従って、このカッタによれば、切り屑の排出性を向上させると共に、多刃化によるカッタの能率の向上を実現することができる。
【００１７】
本発明に係るカッタのカッタ本体は、インサートを挟んで第１ポケットの反対側に形成された第２のポケット面を有することが好ましい。
このカッタによれば、インサートを挟んで第１ポケットの反対側に形成された第２のポケット面により切り屑ポケットが形成されているので、インサートのすくい面以外の凹面やインサートとカッタ本体との隙間に切り屑が詰まることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、使用寿命を向上させることができるインサート及びインサートを備えたカッタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る回転切削カッタの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のカッタを先端側から見た図である。
【図３】本発明に係るインサートの一実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３のインサートを示す平面図である。
【図５】図３のインサートを示す側面図である。
【図６】図１のカッタの一部を示す斜視図である。
【図７】図６のカッタからインサートを外した状態を示す斜視図である。
【図８】縦向きのインサートを示す拡大斜視図である。
【図９】横向きのインサートを示す拡大斜視図である。
【図１０】図１のカッタを示す縦断面図である。
【図１１】本発明に係るインサートの第１変形例を示す斜視図である。
【図１２】図１１のインサートを示す側面図である。
【図１３】本発明に係るインサートの第２変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１３のインサートを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る回転切削用カッタ１は、いわゆる正面フライスであり、円盤状のカッタ本体２と、カッタ本体２の先端外周に装着された十個のインサート３と、を有している。カッタ本体２は、後端に設けられた取付部４がフライス盤の主軸に取り付けられ、回転軸Ｃを中心として矢印Ｒ方向に回転駆動される。この回転切削用カッタ１では、カッタ本体２が回転駆動された状態でワーク上を移動することで、インサート３の切刃によるワークの平面切削が行われる。
【００２２】
［インサート］
以下、インサート３の構成について説明する。図３〜図５に示すように、インサート３は、超硬合金やＣＢＮ等の素材から構成され、略五角形平板状の外形を有する刃具である。このインサート３の中央には、図５に示す厚さ方向Ｂでインサート３を貫通する挿通孔５が形成されており、この挿通孔５に挿通されるクランプネジ６によってインサート３がカッタ本体２に固定される。
【００２３】
インサート３は、厚さ方向Ｂで互いに対向する第１の主面７及び第２の主面８と、第１の主面７及び第２の主面８の間に形成された外周側面９と、を有している。第１の主面７と第２の主面８とは同一形状であり、概ね、正五角形の各々の角を扇状に切除してなる外形を有している。
【００２４】
インサート３の外周側面９には、凸面１０及び凹面１１が図４に示す周方向Ｓで交互に形成されている。凸面１０及び凹面１１は、第１の主面７及び第２の主面８の形状に対応して五箇所ずつ形成されている。
【００２５】
凸面１０は、凹面１１と比べてインサート３の径方向に突出した平面である。凸面１０は、図５に示すインサート側方正面から見て長方形状の外形を有している。凹面１１は、凸面１０と比べてインサート３の径方向に凹んだ曲面であり、隣り合う凸面１０の間を緩やかなカーブで繋いでいる。凹面１１は、切削時に生じた切り屑をカッタ外部に排出するための切り屑ポケットを形成する。
【００２６】
インサート３では、隣り合う凸面１０及び凹面１１の間の稜線として第１切刃１２が形成されている。また、凹面１１と第１の主面７との間の稜線として第２切刃１３が形成されており、凹面１１と第２の主面８との間の稜線として第３切刃１４が形成されている。
【００２７】
更に、第１切刃１２と第２切刃１３とが交差する第１コーナには、第１のコーナ切刃ＣＡが形成されている。また、第１切刃１２と第３切刃１４とが交差する第２コーナには、第２のコーナ切刃ＣＢが形成されている。第１のコーナ切刃ＣＡ及び第２のコーナ切刃ＣＢは、一つの凸面１０に対して二箇所ずつ形成されている。すなわち、一つの凸面１０に対して四箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢが形成されている。
【００２８】
インサート３では、五つの凸面１０に形成された二十箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢを有している。インサート３は、ワークの切削時において、二十箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢのうち何れか一箇所がカッタに取り付けた時の配置により使用コーナとして用いられる。
【００２９】
このインサート３によれば、一つの凸面１０につきコーナ切刃ＣＡ，ＣＢを四箇所形成することができるので、限られた寸法設定値の中で多数の使用コーナを確保することができる。しかも、このインサート３では、外周側面９に凸面１０と凹面１１とが交互に形成されることで、凹面１１が切り屑を外部に排出するための切り屑ポケットとして機能し、切り屑の排出性を向上させることができる。
【００３０】
また、インサート３の凹面１１が切り屑ポケットとして機能することで、カッタ本体２に形成する切り屑ポケットの小型化が可能となるので、カッタ本体２に短いピッチで多数のインサート３を配置する多刃化が実現でき、カッタ１の能率を大幅に向上させることができる。更に、多刃化によって、カッタ切削時におけるインサート一つ当たりの仕事量が少なくなるので、使用コーナにおける切り屑排出量や切削振動も抑えられ、使用コーナの長寿命化を図ることができる。従って、このインサート３によれば、多数の使用コーナを確保することができ、カッタ１の多刃化による使用コーナの長寿命化も可能であるため、インサートの使用寿命を大幅に向上させることができる。そして、長寿命のインサート３を用いることでインサート交換の頻度を少なくすることができ、使用者のメンテナンス負担及び使用コストを大きく低減することができ、使用ユーザーの生産性を大幅に向上させる事ができる。
【００３１】
また、このインサート３では、図３に示す凸面１０の幅Ｔ及び凹面１１の幅Ｗについて、凸面１０の幅Ｔに対する凹面１１の幅Ｗの比率が１．２〜２．０であることが好ましい。ここで、凸面１０の幅Ｔは凸面１０を挟んで隣り合う第１のコーナ切刃ＣＡの間隔に等しく、凹面１１の幅Ｗは凹面１１を挟んで隣り合う第１のコーナ切刃ＣＡの間隔に等しい。この構成によれば、外周側面９における凹面１１の幅が広すぎると切り屑が長く延びて排出されにくくなり、狭すぎると切り屑が詰まりやすくなることから、上記比率を１．２〜２．０にすることで、切り屑を分断しやすい凹面の幅を形成して切り屑の排出性を向上させることができる。なお、凸面１０の幅は、インサート３の大きさや使用コーナ数等の設計条件に応じて決定される。
【００３２】
［カッタ本体］
次に、カッタ本体２の構成について説明する。図２，図６及び図７に示すように、円盤状のカッタ本体２には、インサート３が装着される縦方向着座部２０及び横方向着座部２１が設けられている。縦方向着座部２０及び横方向着座部２１は、カッタ本体２の先端外周に沿って等間隔で五箇所ずつ設けられている。なお、着座部２０，２１は必ずしも等間隔に設けられる必要はなく、異なる間隔で設けられていても良い。また、着座部２０，２１の数は五箇所ずつに限られず、四箇所以下であっても良く、六箇所以上であっても良い。
【００３３】
縦方向着座部２０は、インサート３を縦方向の姿勢で装着するための着座部である。縦方向とはカッタ本体２の回転軸Ｃに沿った方向を意味する。縦方向着座部２０は、カッタ本体２の回転軸Ｃに対して略平行な平面である縦方向着座面２２と、縦方向着座面２２に垂直な第１〜第３の縦方向内壁２３〜２５と、を有している。
【００３４】
縦方向着座面２２の中央部には、クランプ用のネジ孔２２ａが形成されており、このネジ孔２２ａにインサート３の挿通孔５を合わせた状態でクランプネジ６を螺合することで、インサート３がカッタ本体２に装着される。
【００３５】
第１〜第３の縦方向内壁２３〜２５は、装着されたインサート３を囲むように配置されている。第１〜第３の縦方向内壁２３〜２５のうち第１の縦方向内壁２３と第２の縦方向内壁２４とは、インサート３を間に挟む位置に配置されており、インサート３の有する五箇所の凸面１０のうちの二箇所にそれぞれ当接してインサート３の回転や移動を防止する。第３の縦方向内壁２５は、第１の縦方向内壁２３と第２の縦方向内壁２４とを連結する位置に配置されている。
【００３６】
図７に、第１の縦方向内壁２３及び第２の縦方向内壁２４がインサート３を挟む角度であるインサート挟み角α１を示す。このインサート挟み角α１は６０°〜８０°の範囲内に設定されていることが好ましい。第１の縦方向内壁２３及び第２の縦方向内壁２４がなすインサート挟み角α１が８０°より大きいとインサート３のがたつきが生じやすく、６０°未満では狭すぎることから、インサート挟み角α１を６０°〜８０°とすることで、がたつきの少ない安定したインサート３の装着を実現することができる。
【００３７】
図８に示すように、インサート３は、縦方向着座部２０に対して縦方向の姿勢で装着される。縦方向の姿勢とは、インサート３の第２の主面８が縦方向着座面２２に当接され、第１の主面７をカッタ本体２の径方向外側に向けた姿勢である。換言すると、インサート３の第１の主面７及び第２の主面８が回転軸Ｃに沿って配置された姿勢である。また、インサート３は、五箇所の凸面１０のうち一箇所の凸面１０の全体がカッタ本体２から突出した姿勢、すなわち一箇所の凸面１０の全てのコーナ切刃ＣＡ，ＣＢがカッタ本体２の外側に位置する姿勢で縦方向着座部２０に装着される。このような姿勢で装着されることにより、特徴的な構成を有するインサート３による切削を効果的に行うことができる。
【００３８】
図８に示すインサート３では、カッタ本体２の外側に位置する四箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢのうち、第１のコーナ切刃ＣＡが使用コーナＥとして用いられる。この場合、使用コーナＥを構成する第１切刃１２及び第２切刃１３のうち、カッタ外周に向けられた第２切刃１３が主切刃、カッタ先端側に向けられた第１切刃１２が副切刃として用いられる。また、カッタ本体２の外側に向けられた第１の主面７が外周逃げ面となり、使用コーナＥを含む凹面１１がすくい面となる。
【００３９】
この場合、凹面１１をすくい面として用いることで、凸面１０と凹面１１との間の第１切刃１２や凹面１１と第１の主面７との間の第２切刃１３を有効に活用することができる。切刃の切削で生じた切り屑の一部は、図８に示す凹面１１の破線領域Ｐで良好にカールされ、効率良くカッタ外部へと排出される。
【００４０】
図７及び図８に示すように、カッタ本体２の先端外周には、第１ポケット面３１及び第２ポケット面３０が縦方向着座部２０を挟むように設けられている。第１ポケット面３１及び第２ポケット面３０は、切り屑を外部に排出する切り屑ポケットを形成する面である。
【００４１】
第１ポケット面３１は、縦方向着座部２０の回転方向Ｒ側に設けられており、インサート３のすくい面として用いられる凹面１１と一部連続した曲面を形成する。この第１ポケット面３１は、すくい面として用いられる凹面１１と組み合わされて一つの切り屑ポケットを形成する。第１ポケット面３１は、インサート３の径方向と厚さ方向の二方向で凹面１１を囲むように形成されている。
【００４２】
このカッタ本体２によれば、第１ポケット面３１がインサート３のすくい面として用いられる凹面１１と組み合わされて大きな切り屑ポケットを形成することで、切り屑の排出性を一層向上させることができる。しかも、カッタ本体２のみに切り屑ポケットを形成する場合と比べて、第１ポケット面３１を小型化することができるので、カッタ本体２に短いピッチで多数のインサート３を配置する多刃化に有利である。従って、このカッタ１によれば、切り屑の排出性を向上させると共に、多刃化によるカッタ１の能率の向上を実現することができる。
【００４３】
また、第２ポケット面３０は、縦方向着座部２０を挟んで第１ポケット面３１と反対側に設けられている。第２ポケット面３０は、すくい面と反対に位置する凹面１１などを含んだ小さな切り屑ポケットを形成する。第２ポケット面３０は、第１ポケット面３１より小さなポケットを形成するが、大きなポケットを形成する場合もある。
【００４４】
更に、このカッタ１では、インサート３を挟んで第１ポケット面３１の反対側に形成された第２ポケット面３０により切り屑ポケットが形成されているので、インサート３のすくい面以外の凹面１１やインサート３とカッタ本体２との隙間に切り屑が詰まることを抑制することを主目的としている。
【００４５】
図７に示すように、横方向着座部２１は、インサート３を横方向の姿勢で装着するための着座部である。横方向とはカッタ本体２の回転軸Ｃに略垂直な方向を意味する。横方向着座部２１は、カッタ本体２の回転軸Ｃに対して略垂直な平面である横方向着座面２６と、横方向着座面２６に垂直な第１〜第３の横方向内壁２７〜２９と、を有している。
【００４６】
横方向着座面２６の中央部には、クランプ用のネジ孔２６ａが形成されており、このネジ孔２６ａにインサート３の挿通孔５を合わせた状態でクランプネジ６を螺合することで、インサート３がカッタ本体２に装着される。
【００４７】
第１〜第３の横方向内壁２７〜２９は、装着されたインサート３を囲むように配置されている。第１〜第３の横方向内壁２７〜２９のうち第１の横方向内壁２７と第２の横方向内壁２８とは、インサート３を間に挟む位置に配置されており、インサート３の有する五箇所の凸面１０のうちの二箇所にそれぞれ当接してインサート３の回転や移動を防止する。第３の横方向内壁２９は、第１の横方向内壁２７と第２の横方向内壁２８とを連結する位置に配置されている。
【００４８】
図７に、第１の横方向内壁２７及び第２の横方向内壁２８がインサート３を挟む角度であるインサート挟み角α２を示す。このインサート挟み角α２は６０°〜８０°の範囲内に設定されていることが好ましい。第１の横方向内壁２７及び第２の横方向内壁２８がなすインサート挟み角α２が８０°より大きいとインサート３のがたつきが生じやすく、６０°未満では狭すぎることから、インサート挟み角α２を６０°〜８０°とすることで、がたつきの少ない安定したインサート３の装着を実現することができる。
【００４９】
図９に示すように、インサート３は、横方向着座部２１に対して横方向の姿勢で装着される。横方向の姿勢とは、インサート３の第２の主面８が横方向着座面２６に当接され、第１の主面７をカッタ本体２の正面側に向けた姿勢である。換言すると、インサート３の第１の主面７及び第２の主面８が回転軸Ｃに対して略垂直に配置された姿勢である。また、インサート３は、五箇所の凸面１０のうち一箇所の凸面１０の全体がカッタ本体２から突出した姿勢、すなわち一箇所の凸面１０の全てのコーナ切刃ＣＡ，ＣＢがカッタ本体２の外側に位置する姿勢で横方向着座部２１に装着される。このような姿勢で装着されることにより、特徴的な構成を有するインサート３による切削を効果的に行うことができる。
【００５０】
図９に示すインサート３では、カッタ本体２の外側に位置する四箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢのうち、第１のコーナ切刃ＣＡが使用コーナＥとして用いられる。この場合、使用コーナＥを構成する第１切刃１２及び第２切刃１３のうち、カッタ外周に向けられた第１切刃１２が主切刃、カッタ先端側に向けられた第２切刃１３が副切刃として用いられる。また、カッタ本体２の外側に向けられた凸面１０が外周逃げ面となり、使用コーナＥを含む凹面１１がすくい面となる。
【００５１】
このインサート３によれば、凹面１１をすくい面として用いることで、凸面１０と凹面１１との間の第１切刃１２や凹面１１と第１の主面７との間の第２切刃１３を有効に活用することができる。切刃の切削で生じた切り屑の一部は、図９に示す凹面１１の破線領域Ｐで良好にカールされ、効率良くカッタ外部へと排出される。
【００５２】
図７及び図９に示すように、カッタ本体２の先端外周には、第１ポケット面３３及び第２ポケット面３２が横方向着座部２１を挟むように設けられている。第１ポケット面３３及び第２ポケット面３２は、切り屑を外部に排出する切り屑ポケットを形成する面である。
【００５３】
第１ポケット面３３は、横方向着座部２１の回転方向Ｒ側に設けられており、インサート３の姿勢等によりインサート３のすくい面として用いられる凹面１１と連続した曲面を形成することもできる。すなわち、第１ポケット面３３は、すくい面として用いられる凹面１１と組み合わされて一つの切り屑ポケットを形成できる。第１ポケット面３３は、インサート３の径方向と厚さ方向の二方向でインサート３を回り込むように形成されている。
【００５４】
このカッタ本体２によれば、第１ポケット面３３がインサート３のすくい面として用いられる凹面１１と組み合わされて大きな切り屑ポケットを形成することで、切り屑の排出性を一層向上させることができる。
【００５５】
また、第２ポケット面３２は、横方向着座部２１を挟んで第１ポケット面３３と反対側に設けられている。第２ポケット面３２は、すくい面と反対に位置する凹面１１などを含んだ小さな切り屑ポケットを形成する。第２ポケット面３２は、第１ポケット面３３より小さなポケットを形成するが、大きなポケットを形成する場合もある。
【００５６】
更に、このカッタ１によれば、インサート３を挟んで第１ポケット面３３の反対側に形成された第２ポケット面３２により切り屑ポケットが形成されているので、インサート３のすくい面以外の凹面１１やインサート３とカッタ本体２との隙間に切り屑が詰まることを抑制することができる。また、横方向着座部２１付近のカッタ本体２の側面には、切り屑の排出を容易にするための削り平面３４が形成されている。
【００５７】
以上説明したインサート３及びカッタ本体２を備える回転切削用カッタ１によれば、上述したインサート３を備えているので、短いピッチで多数のインサート３を配置する多刃化を実現することができ、カッタ１の能率を向上させることができる。しかも、このカッタ１によれば、インサート３の回転位置や表裏の変更に加え、インサート３の着座部を縦方向着座部２０と横方向着座部２１との間で変更することにより、インサート３のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢ全てを順次使用することができる。従って、このカッタ１によれば、インサート３の全てのコーナ切刃ＣＡ，ＣＢについて無駄のない使用が可能になるので、インサート３の使用寿命を向上させることができ、インサート３の使用コストを大きく低減させ、使用ユーザーの生産性を大幅に向上させる事ができる。
【００５８】
また、このカッタ１は、縦向きのインサート３の回転軌跡と横向きのインサート３の回転軌跡とがオーバーラップするように構成されており、ワークの切り込み量によってオーバーラップ量を変更することができる。従って、このカッタ１によれば、オーバーラップ量を変更するだけで所望の切り込み量を達成することができるので、切り込み量に関する設計変更コストを大きく低減できると共に、使用者のニーズに合った切り込み量のカッタを提供することができる。
【００５９】
また、図１及び図１０に示すように、カッタ本体２の背面には、カッタ取り扱い時に作業者が指先を引っ掛けるための把持用凹部Ｎが設けられている。把持用凹部Ｎは、カッタ本体２の外周に沿って等間隔で複数個設けられている。また、カッタ本体２の背面は、外周から中央の取付部４に近づくほどカッタ先端側に傾斜するテーパー形状に形成されている。
【００６０】
このような構成によれば、カッタ取り扱い時において指先を把持用凹部Ｎに引っ掛けることでカッタ１を確実に把持することができる。具体的には、親指以外の四本の指でカッタ前面を支えると共に掌をカッタ側面に当て、親指の指先を把持用凹部Ｎに引っ掛けることでカッタ１の確実な把持を達成できる。
【００６１】
しかも、カッタ本体２の背面が、中央の取付部４に近づくほどカッタ先端側へと傾斜しているので、親指を大きく曲げて把持用凹部Ｎに引っ掛けることとなり、カッタ１と手との接触面積を増やして一層確実な把持を達成することができる。従って、このカッタ１によれば、カッタ１に油などが付着している場合であっても、カッタ１を確実に把持することができるので、カッタ１の取扱い性を向上させ、落下によるカッタ破損を防ぐことができる。
【００６２】
［インサートの第１変形例］
図１１及び図１２は、本発明に係るインサートの第１変形例を示す図である。図１１及び図１２に示すインサート４０は、インサート３と比べて、外周側面４１がブレーカ壁４４を有する点が異なっている。
【００６３】
第１変形例に係るインサート４０では、凹面４３の一部としてブレーカ壁４４が形成されている。ブレーカ壁４４は、凹面４３のうち凸面４２と交差する両端部に形成されている。ブレーカ壁４４に挟まれた凸面４２は、図１２に示すインサート側方から見て、長方形の二本の長辺がくの字状に内側へと折り曲げられ、長手方向中央が括れた外形を有している。
【００６４】
ブレーカ壁４４は、図１２に示すインサート側方から見て、中央に屈曲部を有するくの字状の壁である。ブレーカ壁４４は、屈曲部で交差する二つの平面から構成されている。ブレーカ壁４４は、凸面４２に対して略垂直な壁として形成されている。
【００６５】
このように構成されたインサート４０によれば、インサート３と同様の効果を得ることができる。しかも、インサート４０の切削で生じた切り屑の一部がブレーカ壁４４に当たって短く分断されることで、切り屑の排出性を一層向上させることができると共に、切削抵抗が軽減され、刃先の発熱量を抑制する事ができる。
【００６６】
［インサートの第２変形例］
図１３及び図１４は、本発明に係るインサートの第２変形例を示す図である。図１３及び図１４に示すインサート５０は、インサート３と比べて、外周側面９がブレーカ５１を有する点が異なっている。
【００６７】
第２変形例に係るインサート５０の外周側面９には、各凹面１１につき二箇所ずつ半球状のブレーカ５１が形成されている。ブレーカ５１は、凸面１０の手前であって厚さ方向Ｂにおける凹面１１の中央に形成されている。
【００６８】
このように構成されたインサート５０においても、インサート３と同様の効果を得ることができる。しかも、インサート５０の切削で生じた切り屑の一部がブレーカ５１によって曲げられて短く分断されることで、切り屑の排出性を一層向上させることができる。
【００６９】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００７０】
例えば、本発明に係る回転切削用カッタは、正面フライスの他、エンドミルであっても良く、本発明に係るインサートは、正面フライスやエンドミルに加えてバイトに対しても使用可能である。
【００７１】
また、本発明に係るインサートについて、第１の主面、第２の主面、凸面、及び凹面の形状は上述したものに限定されない。これらの面は、複数の平面や曲面から構成されていても良く、段差や突起等が設けられていても良い。外周側面における凸面の数は三箇所以上であれば良く。また、凸面は必ずしも周方向で等間隔に配置する必要はない。
【００７２】
更に、インサートは、複数の材料から構成されていても良く、各種コーティングが施されていても良い。
【００７３】
また、本発明に係るカッタ本体について、縦方向着座部や横方向着座部、第１ポケット面や第２ポケット面の構成は上述したものに限定されない。また、着座部の数や間隔は、カッタに要求仕様に合わせて適切に選択される。更に、カッタ本体にクーラント供給用の通路等が設けられていても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１…回転切削用カッタ ２…カッタ本体 ３，４０，５０…インサート ４…取付部 ５…挿通孔 ６…クランプネジ ７…第１の主面 ８…第２の主面 ９，４１…外周側面 １０，４２…凸面 １１，４３…凹面 １２…第１切刃 １３…第２切刃 １４…第３切刃 ２０…縦方向着座部 ２１…横方向着座部 ２３…第１の縦方向内壁 ２４…第２の縦方向内壁 ２５…第３の縦方向内壁 ２７…第１の横方向内壁 ２８…第２の横方向内壁 ２９…第３の横方向内壁 ３０，３２…第１ポケット面 ３１，３３…第２ポケット面 ４４…ブレーカ壁 ５１…ブレーカ ＣＡ…第１のコーナ切刃 ＣＢ…第２のコーナ切刃 Ｅ…使用コーナ Ｔ…凸面の幅 Ｗ…凹面の幅 α１，α２…インサート挟み角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート及びインサートを備えたカッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ボーリングカッタの刃具として用いられるインサートが記載されている。このインサートは、略四角形平板状の外形を有しており、八箇所のコーナ全てに切刃が形成されている。このインサートでは、八箇所のコーナ全てを使用コーナとして順次使用することで、インサートの使用寿命を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、切削加工におけるコスト低減要求が高まる中、インサートにおいては、使用寿命の向上が一層強く求められている。上述した従来のインサートにおいては、使用コーナ数について未だ改善の余地があり、使用寿命について市場の要求を満たせているとは言い難いものであった。
【０００５】
そこで、本発明は、使用寿命を向上させることができるインサート及びインサートを備えたカッタ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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るインサートは、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、第１の主面及び第２の主面の間の外周側面と、を有し、外周側面は、周方向で交互に形成された凸面及び凹面を有し、凸面及び凹面は少なくとも三箇所ずつ形成され、第１の主面及び凹面の間の稜線と凸面及び凹面の間の稜線とが交差する第１コーナ、第２の主面及び凹面の間の稜線と凸面及び凹面の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃が形成されている。
【０００７】
このインサートによれば、一つの凸面につき切刃を有するコーナを四箇所形成することができるので、多数の使用コーナを確保することができる。しかも、このインサートでは、外周側面に凸面と凹面とが交互に形成されることで、凹面が切り屑を外部に排出するための切り屑ポケットとして機能し、切り屑の排出性を向上させることができる。また、インサートの凹面が切り屑ポケットとして機能することで、カッタ本体側の切り屑ポケットの小型化が可能となる。このことは、回転切削用カッタに短いピッチで多数のインサートを配置する多刃化に有利であり、カッタの能率を大幅に向上させることができる。更に、多刃化によって、カッタ切削時におけるインサート一つ当たりの仕事量が少なくなるので、使用コーナにおける切り屑排出量や切削振動も抑えられ、使用コーナの長寿命化を図ることができる。従って、このインサートによれば、多数の使用コーナを確保することができ、回転切削用カッタの多刃化による使用コーナの長寿命化も可能であるため、インサートの使用寿命を大幅に向上させることができる。
【０００８】
本発明に係るインサートにおいては、外周側面において凸面の幅に対する凹面の幅の比率は１．２〜２．０であることが好ましい。
このインサートでは、切り屑ポケットを形成する凹面の幅が広すぎると切り屑が長く延びて排出されにくくなり、狭すぎると切り屑が詰まりやすくなることから、上記比率を１．２〜２．０にすることで、切り屑を分断しやすい凹面の幅を実現して切り屑排出性を向上させることができる。
【０００９】
本発明に係るインサートにおいては、凹面をすくい面とすることが好ましい。
このインサートによれば、凹面をすくい面として用いることで、第１の主面及び凹面の間の稜線や凸面及び凹面の間の稜線を切刃として有効に活用することができる。
【００１０】
本発明に係るインサートの外周側面には、切り屑を分断するためのブレーカを有することが好ましい。
このインサートによれば、切削により生じた切り屑がブレーカで短く分断されることで、切り屑の排出性を一層向上させることができる。
【００１１】
本発明に係るインサートにおいて、凸面及び凹面は、五箇所ずつ形成されていることが好ましい。
この場合、カッタに組み込む事で五箇所の凸面により二十箇所の使用コーナを確保することができ、十分な使用寿命を有するインサートを得ることができる。
【００１２】
本発明は、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、第１の主面及び第２の主面の間の外周側面と、を有し、外周側面は、周方向で交互に形成された凸面及び凹面を有し、凸面及び凹面は少なくとも三箇所ずつ形成され、第１の主面及び凹面の間の稜線と凸面及び凹面の間の稜線とが交差する第１コーナ、第２の主面及び凹面の間の稜線と凸面及び凹面の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃が形成された複数のインサートと、所定の回転軸を中心として回転するカッタ本体と、を備えた回転切削用カッタであって、カッタ本体は、カッタ本体の先端外周に設けられ、インサートが第１の主面又は第２の主面をカッタ本体の径方向外側に向けた姿勢で装着される縦方向着座部と、カッタ本体の先端外周に設けられ、インサートが第１の主面又は第２の主面をカッタ本体の先端側に向けた姿勢で装着される横方向着座部と、を有する。
【００１３】
このカッタによれば、上述した本発明に係るインサートを備えているので、短いピッチで多数のインサートを配置する多刃化を実現することができ、カッタの能率を向上させることができる。しかも、このカッタによれば、インサートの回転位置や表裏の変更に加え、インサートの着座部を縦方向着座部と横方向着座部との間で変更することにより、インサートのコーナの切刃全てを順次使用することができる。従って、このカッタによれば、インサートの全てのコーナについて無駄のない使用が可能となるので、インサートの使用寿命を向上させることができ、カッタ切削量に対するインサートの使用コストを大きく低減することができる。
【００１４】
本発明に係るカッタにおいて、縦方向着座部は、縦方向着座部に取り付けられたインサートを間に挟む第１の縦方向内壁及び第２の縦方向内壁を有し、第１の縦方向内壁と第２の縦方向内壁とがなすインサート挟み角は６０°〜８０°であり、横方向着座部は、横方向着座部に取り付けられたインサートを間に挟む第１の横方向内壁及び第２の横方向内壁を有し、第１の横方向内壁と第２の横方向内壁とがなすインサート挟み角は６０°〜８０°であることが好ましい。
このカッタによれば、インサート挟み角が８０°より大きいとインサートのがたつきが生じやすく、６０°未満では狭すぎることから、インサート挟み角を６０°〜８０°とすることで、がたつきの少ない安定したインサートの装着を達成することができる。
【００１５】
本発明に係るカッタのインサートは、使用コーナを有する凸面の全体がカッタ本体から突出した姿勢で縦方向着座部又は横方向着座部に装着されていることが好ましい。
このカッタによれば、特徴的な構成を有する当該インサートによる切削を効果的に行うことができる。
【００１６】
本発明に係るカッタのカッタ本体は、インサートのすくい面をなす凹面と組み合わされて一つの切り屑ポケットを形成する第１ポケット面を有することが好ましい。
このカッタによれば、カッタ本体の第１ポケット面とインサートの凹面とを組み合わせて大きな切り屑ポケットを形成することで、切り屑の排出性を向上させることが可能になる。しかも、カッタ本体のみに切り屑ポケットを形成する場合と比べて、第１ポケット面を小型化することができるので、カッタ本体に短いピッチで多数のインサートを配置する多刃化に有利である。従って、このカッタによれば、切り屑の排出性を向上させると共に、多刃化によるカッタの能率の向上を実現することができる。
【００１７】
本発明に係るカッタのカッタ本体は、インサートを挟んで第１ポケットの反対側に形成された第２のポケット面を有することが好ましい。
このカッタによれば、インサートを挟んで第１ポケットの反対側に形成された第２のポケット面により切り屑ポケットが形成されているので、インサートのすくい面以外の凹面やインサートとカッタ本体との隙間に切り屑が詰まることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、使用寿命を向上させることができるインサート及びインサートを備えたカッタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る回転切削カッタの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のカッタを先端側から見た図である。
【図３】本発明に係るインサートの一実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３のインサートを示す平面図である。
【図５】図３のインサートを示す側面図である。
【図６】図１のカッタの一部を示す斜視図である。
【図７】図６のカッタからインサートを外した状態を示す斜視図である。
【図８】縦向きのインサートを示す拡大斜視図である。
【図９】横向きのインサートを示す拡大斜視図である。
【図１０】図１のカッタを示す縦断面図である。
【図１１】本発明に係るインサートの第１変形例を示す斜視図である。
【図１２】図１１のインサートを示す側面図である。
【図１３】本発明に係るインサートの第２変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１３のインサートを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る回転切削用カッタ１は、いわゆる正面フライスであり、円盤状のカッタ本体２と、カッタ本体２の先端外周に装着された十個のインサート３と、を有している。カッタ本体２は、後端に設けられた取付部４がフライス盤の主軸に取り付けられ、回転軸Ｃを中心として矢印Ｒ方向に回転駆動される。この回転切削用カッタ１では、カッタ本体２が回転駆動された状態でワーク上を移動することで、インサート３の切刃によるワークの平面切削が行われる。
【００２２】
［インサート］
以下、インサート３の構成について説明する。図３〜図５に示すように、インサート３は、超硬合金やＣＢＮ等の素材から構成され、略五角形平板状の外形を有する刃具である。このインサート３の中央には、図５に示す厚さ方向Ｂでインサート３を貫通する挿通孔５が形成されており、この挿通孔５に挿通されるクランプネジ６によってインサート３がカッタ本体２に固定される。
【００２３】
インサート３は、厚さ方向Ｂで互いに対向する第１の主面７及び第２の主面８と、第１の主面７及び第２の主面８の間に形成された外周側面９と、を有している。第１の主面７と第２の主面８とは同一形状であり、概ね、正五角形の各々の角を扇状に切除してなる外形を有している。
【００２４】
インサート３の外周側面９には、凸面１０及び凹面１１が図４に示す周方向Ｓで交互に形成されている。凸面１０及び凹面１１は、第１の主面７及び第２の主面８の形状に対応して五箇所ずつ形成されている。
【００２５】
凸面１０は、凹面１１と比べてインサート３の径方向に突出した平面である。凸面１０は、図５に示すインサート側方正面から見て長方形状の外形を有している。凹面１１は、凸面１０と比べてインサート３の径方向に凹んだ曲面であり、隣り合う凸面１０の間を緩やかなカーブで繋いでいる。凹面１１は、切削時に生じた切り屑をカッタ外部に排出するための切り屑ポケットを形成する。
【００２６】
インサート３では、隣り合う凸面１０及び凹面１１の間の稜線として第１切刃１２が形成されている。また、凹面１１と第１の主面７との間の稜線として第２切刃１３が形成されており、凹面１１と第２の主面８との間の稜線として第３切刃１４が形成されている。
【００２７】
更に、第１切刃１２と第２切刃１３とが交差する第１コーナには、第１のコーナ切刃ＣＡが形成されている。また、第１切刃１２と第３切刃１４とが交差する第２コーナには、第２のコーナ切刃ＣＢが形成されている。第１のコーナ切刃ＣＡ及び第２のコーナ切刃ＣＢは、一つの凸面１０に対して二箇所ずつ形成されている。すなわち、一つの凸面１０に対して四箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢが形成されている。
【００２８】
インサート３では、五つの凸面１０に形成された二十箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢを有している。インサート３は、ワークの切削時において、二十箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢのうち何れか一箇所がカッタに取り付けた時の配置により使用コーナとして用いられる。
【００２９】
このインサート３によれば、一つの凸面１０につきコーナ切刃ＣＡ，ＣＢを四箇所形成することができるので、限られた寸法設定値の中で多数の使用コーナを確保することができる。しかも、このインサート３では、外周側面９に凸面１０と凹面１１とが交互に形成されることで、凹面１１が切り屑を外部に排出するための切り屑ポケットとして機能し、切り屑の排出性を向上させることができる。
【００３０】
また、インサート３の凹面１１が切り屑ポケットとして機能することで、カッタ本体２に形成する切り屑ポケットの小型化が可能となるので、カッタ本体２に短いピッチで多数のインサート３を配置する多刃化が実現でき、カッタ１の能率を大幅に向上させることができる。更に、多刃化によって、カッタ切削時におけるインサート一つ当たりの仕事量が少なくなるので、使用コーナにおける切り屑排出量や切削振動も抑えられ、使用コーナの長寿命化を図ることができる。従って、このインサート３によれば、多数の使用コーナを確保することができ、カッタ１の多刃化による使用コーナの長寿命化も可能であるため、インサートの使用寿命を大幅に向上させることができる。そして、長寿命のインサート３を用いることでインサート交換の頻度を少なくすることができ、使用者のメンテナンス負担及び使用コストを大きく低減することができ、使用ユーザーの生産性を大幅に向上させる事ができる。
【００３１】
また、このインサート３では、図３に示す凸面１０の幅Ｔ及び凹面１１の幅Ｗについて、凸面１０の幅Ｔに対する凹面１１の幅Ｗの比率が１．２〜２．０であることが好ましい。ここで、凸面１０の幅Ｔは凸面１０を挟んで隣り合う第１のコーナ切刃ＣＡの間隔に等しく、凹面１１の幅Ｗは凹面１１を挟んで隣り合う第１のコーナ切刃ＣＡの間隔に等しい。この構成によれば、外周側面９における凹面１１の幅が広すぎると切り屑が長く延びて排出されにくくなり、狭すぎると切り屑が詰まりやすくなることから、上記比率を１．２〜２．０にすることで、切り屑を分断しやすい凹面の幅を形成して切り屑の排出性を向上させることができる。なお、凸面１０の幅は、インサート３の大きさや使用コーナ数等の設計条件に応じて決定される。
【００３２】
［カッタ本体］
次に、カッタ本体２の構成について説明する。図２，図６及び図７に示すように、円盤状のカッタ本体２には、インサート３が装着される縦方向着座部２０及び横方向着座部２１が設けられている。縦方向着座部２０及び横方向着座部２１は、カッタ本体２の先端外周に沿って等間隔で五箇所ずつ設けられている。なお、着座部２０，２１は必ずしも等間隔に設けられる必要はなく、異なる間隔で設けられていても良い。また、着座部２０，２１の数は五箇所ずつに限られず、四箇所以下であっても良く、六箇所以上であっても良い。
【００３３】
縦方向着座部２０は、インサート３を縦方向の姿勢で装着するための着座部である。縦方向とはカッタ本体２の回転軸Ｃに沿った方向を意味する。縦方向着座部２０は、カッタ本体２の回転軸Ｃに対して略平行な平面である縦方向着座面２２と、縦方向着座面２２に垂直な第１〜第３の縦方向内壁２３〜２５と、を有している。
【００３４】
縦方向着座面２２の中央部には、クランプ用のネジ孔２２ａが形成されており、このネジ孔２２ａにインサート３の挿通孔５を合わせた状態でクランプネジ６を螺合することで、インサート３がカッタ本体２に装着される。
【００３５】
第１〜第３の縦方向内壁２３〜２５は、装着されたインサート３を囲むように配置されている。第１〜第３の縦方向内壁２３〜２５のうち第１の縦方向内壁２３と第２の縦方向内壁２４とは、インサート３を間に挟む位置に配置されており、インサート３の有する五箇所の凸面１０のうちの二箇所にそれぞれ当接してインサート３の回転や移動を防止する。第３の縦方向内壁２５は、第１の縦方向内壁２３と第２の縦方向内壁２４とを連結する位置に配置されている。
【００３６】
図７に、第１の縦方向内壁２３及び第２の縦方向内壁２４がインサート３を挟む角度であるインサート挟み角α１を示す。このインサート挟み角α１は６０°〜８０°の範囲内に設定されていることが好ましい。第１の縦方向内壁２３及び第２の縦方向内壁２４がなすインサート挟み角α１が８０°より大きいとインサート３のがたつきが生じやすく、６０°未満では狭すぎることから、インサート挟み角α１を６０°〜８０°とすることで、がたつきの少ない安定したインサート３の装着を実現することができる。
【００３７】
図８に示すように、インサート３は、縦方向着座部２０に対して縦方向の姿勢で装着される。縦方向の姿勢とは、インサート３の第２の主面８が縦方向着座面２２に当接され、第１の主面７をカッタ本体２の径方向外側に向けた姿勢である。換言すると、インサート３の第１の主面７及び第２の主面８が回転軸Ｃに沿って配置された姿勢である。また、インサート３は、五箇所の凸面１０のうち一箇所の凸面１０の全体がカッタ本体２から突出した姿勢、すなわち一箇所の凸面１０の全てのコーナ切刃ＣＡ，ＣＢがカッタ本体２の外側に位置する姿勢で縦方向着座部２０に装着される。このような姿勢で装着されることにより、特徴的な構成を有するインサート３による切削を効果的に行うことができる。
【００３８】
図８に示すインサート３では、カッタ本体２の外側に位置する四箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢのうち、第１のコーナ切刃ＣＡが使用コーナＥとして用いられる。この場合、使用コーナＥを構成する第１切刃１２及び第２切刃１３のうち、カッタ外周に向けられた第２切刃１３が主切刃、カッタ先端側に向けられた第１切刃１２が副切刃として用いられる。また、カッタ本体２の外側に向けられた第１の主面７が外周逃げ面となり、使用コーナＥを含む凹面１１がすくい面となる。
【００３９】
この場合、凹面１１をすくい面として用いることで、凸面１０と凹面１１との間の第１切刃１２や凹面１１と第１の主面７との間の第２切刃１３を有効に活用することができる。切刃の切削で生じた切り屑の一部は、図８に示す凹面１１の破線領域Ｐで良好にカールされ、効率良くカッタ外部へと排出される。
【００４０】
図７及び図８に示すように、カッタ本体２の先端外周には、第１ポケット面３１及び第２ポケット面３０が縦方向着座部２０を挟むように設けられている。第１ポケット面３１及び第２ポケット面３０は、切り屑を外部に排出する切り屑ポケットを形成する面である。
【００４１】
第１ポケット面３１は、縦方向着座部２０の回転方向Ｒ側に設けられており、インサート３のすくい面として用いられる凹面１１と一部連続した曲面を形成する。この第１ポケット面３１は、すくい面として用いられる凹面１１と組み合わされて一つの切り屑ポケットを形成する。第１ポケット面３１は、インサート３の径方向と厚さ方向の二方向で凹面１１を囲むように形成されている。
【００４２】
このカッタ本体２によれば、第１ポケット面３１がインサート３のすくい面として用いられる凹面１１と組み合わされて大きな切り屑ポケットを形成することで、切り屑の排出性を一層向上させることができる。しかも、カッタ本体２のみに切り屑ポケットを形成する場合と比べて、第１ポケット面３１を小型化することができるので、カッタ本体２に短いピッチで多数のインサート３を配置する多刃化に有利である。従って、このカッタ１によれば、切り屑の排出性を向上させると共に、多刃化によるカッタ１の能率の向上を実現することができる。
【００４３】
また、第２ポケット面３０は、縦方向着座部２０を挟んで第１ポケット面３１と反対側に設けられている。第２ポケット面３０は、すくい面と反対に位置する凹面１１などを含んだ小さな切り屑ポケットを形成する。第２ポケット面３０は、第１ポケット面３１より小さなポケットを形成するが、大きなポケットを形成する場合もある。
【００４４】
更に、このカッタ１では、インサート３を挟んで第１ポケット面３１の反対側に形成された第２ポケット面３０により切り屑ポケットが形成されているので、インサート３のすくい面以外の凹面１１やインサート３とカッタ本体２との隙間に切り屑が詰まることを抑制することを主目的としている。
【００４５】
図７に示すように、横方向着座部２１は、インサート３を横方向の姿勢で装着するための着座部である。横方向とはカッタ本体２の回転軸Ｃに略垂直な方向を意味する。横方向着座部２１は、カッタ本体２の回転軸Ｃに対して略垂直な平面である横方向着座面２６と、横方向着座面２６に垂直な第１〜第３の横方向内壁２７〜２９と、を有している。
【００４６】
横方向着座面２６の中央部には、クランプ用のネジ孔２６ａが形成されており、このネジ孔２６ａにインサート３の挿通孔５を合わせた状態でクランプネジ６を螺合することで、インサート３がカッタ本体２に装着される。
【００４７】
第１〜第３の横方向内壁２７〜２９は、装着されたインサート３を囲むように配置されている。第１〜第３の横方向内壁２７〜２９のうち第１の横方向内壁２７と第２の横方向内壁２８とは、インサート３を間に挟む位置に配置されており、インサート３の有する五箇所の凸面１０のうちの二箇所にそれぞれ当接してインサート３の回転や移動を防止する。第３の横方向内壁２９は、第１の横方向内壁２７と第２の横方向内壁２８とを連結する位置に配置されている。
【００４８】
図７に、第１の横方向内壁２７及び第２の横方向内壁２８がインサート３を挟む角度であるインサート挟み角α２を示す。このインサート挟み角α２は６０°〜８０°の範囲内に設定されていることが好ましい。第１の横方向内壁２７及び第２の横方向内壁２８がなすインサート挟み角α２が８０°より大きいとインサート３のがたつきが生じやすく、６０°未満では狭すぎることから、インサート挟み角α２を６０°〜８０°とすることで、がたつきの少ない安定したインサート３の装着を実現することができる。
【００４９】
図９に示すように、インサート３は、横方向着座部２１に対して横方向の姿勢で装着される。横方向の姿勢とは、インサート３の第２の主面８が横方向着座面２６に当接され、第１の主面７をカッタ本体２の正面側に向けた姿勢である。換言すると、インサート３の第１の主面７及び第２の主面８が回転軸Ｃに対して略垂直に配置された姿勢である。また、インサート３は、五箇所の凸面１０のうち一箇所の凸面１０の全体がカッタ本体２から突出した姿勢、すなわち一箇所の凸面１０の全てのコーナ切刃ＣＡ，ＣＢがカッタ本体２の外側に位置する姿勢で横方向着座部２１に装着される。このような姿勢で装着されることにより、特徴的な構成を有するインサート３による切削を効果的に行うことができる。
【００５０】
図９に示すインサート３では、カッタ本体２の外側に位置する四箇所のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢのうち、第１のコーナ切刃ＣＡが使用コーナＥとして用いられる。この場合、使用コーナＥを構成する第１切刃１２及び第２切刃１３のうち、カッタ外周に向けられた第１切刃１２が主切刃、カッタ先端側に向けられた第２切刃１３が副切刃として用いられる。また、カッタ本体２の外側に向けられた凸面１０が外周逃げ面となり、使用コーナＥを含む凹面１１がすくい面となる。
【００５１】
このインサート３によれば、凹面１１をすくい面として用いることで、凸面１０と凹面１１との間の第１切刃１２や凹面１１と第１の主面７との間の第２切刃１３を有効に活用することができる。切刃の切削で生じた切り屑の一部は、図９に示す凹面１１の破線領域Ｐで良好にカールされ、効率良くカッタ外部へと排出される。
【００５２】
図７及び図９に示すように、カッタ本体２の先端外周には、第１ポケット面３３及び第２ポケット面３２が横方向着座部２１を挟むように設けられている。第１ポケット面３３及び第２ポケット面３２は、切り屑を外部に排出する切り屑ポケットを形成する面である。
【００５３】
第１ポケット面３３は、横方向着座部２１の回転方向Ｒ側に設けられており、インサート３の姿勢等によりインサート３のすくい面として用いられる凹面１１と連続した曲面を形成することもできる。すなわち、第１ポケット面３３は、すくい面として用いられる凹面１１と組み合わされて一つの切り屑ポケットを形成できる。第１ポケット面３３は、インサート３の径方向と厚さ方向の二方向でインサート３を回り込むように形成されている。
【００５４】
このカッタ本体２によれば、第１ポケット面３３がインサート３のすくい面として用いられる凹面１１と組み合わされて大きな切り屑ポケットを形成することで、切り屑の排出性を一層向上させることができる。
【００５５】
また、第２ポケット面３２は、横方向着座部２１を挟んで第１ポケット面３３と反対側に設けられている。第２ポケット面３２は、すくい面と反対に位置する凹面１１などを含んだ小さな切り屑ポケットを形成する。第２ポケット面３２は、第１ポケット面３３より小さなポケットを形成するが、大きなポケットを形成する場合もある。
【００５６】
更に、このカッタ１によれば、インサート３を挟んで第１ポケット面３３の反対側に形成された第２ポケット面３２により切り屑ポケットが形成されているので、インサート３のすくい面以外の凹面１１やインサート３とカッタ本体２との隙間に切り屑が詰まることを抑制することができる。また、横方向着座部２１付近のカッタ本体２の側面には、切り屑の排出を容易にするための削り平面３４が形成されている。
【００５７】
以上説明したインサート３及びカッタ本体２を備える回転切削用カッタ１によれば、上述したインサート３を備えているので、短いピッチで多数のインサート３を配置する多刃化を実現することができ、カッタ１の能率を向上させることができる。しかも、このカッタ１によれば、インサート３の回転位置や表裏の変更に加え、インサート３の着座部を縦方向着座部２０と横方向着座部２１との間で変更することにより、インサート３のコーナ切刃ＣＡ，ＣＢ全てを順次使用することができる。従って、このカッタ１によれば、インサート３の全てのコーナ切刃ＣＡ，ＣＢについて無駄のない使用が可能になるので、インサート３の使用寿命を向上させることができ、インサート３の使用コストを大きく低減させ、使用ユーザーの生産性を大幅に向上させる事ができる。
【００５８】
また、このカッタ１は、縦向きのインサート３の回転軌跡と横向きのインサート３の回転軌跡とがオーバーラップするように構成されており、ワークの切り込み量によってオーバーラップ量を変更することができる。従って、このカッタ１によれば、オーバーラップ量を変更するだけで所望の切り込み量を達成することができるので、切り込み量に関する設計変更コストを大きく低減できると共に、使用者のニーズに合った切り込み量のカッタを提供することができる。
【００５９】
また、図１及び図１０に示すように、カッタ本体２の背面には、カッタ取り扱い時に作業者が指先を引っ掛けるための把持用凹部Ｎが設けられている。把持用凹部Ｎは、カッタ本体２の外周に沿って等間隔で複数個設けられている。また、カッタ本体２の背面は、外周から中央の取付部４に近づくほどカッタ先端側に傾斜するテーパー形状に形成されている。
【００６０】
このような構成によれば、カッタ取り扱い時において指先を把持用凹部Ｎに引っ掛けることでカッタ１を確実に把持することができる。具体的には、親指以外の四本の指でカッタ前面を支えると共に掌をカッタ側面に当て、親指の指先を把持用凹部Ｎに引っ掛けることでカッタ１の確実な把持を達成できる。
【００６１】
しかも、カッタ本体２の背面が、中央の取付部４に近づくほどカッタ先端側へと傾斜しているので、親指を大きく曲げて把持用凹部Ｎに引っ掛けることとなり、カッタ１と手との接触面積を増やして一層確実な把持を達成することができる。従って、このカッタ１によれば、カッタ１に油などが付着している場合であっても、カッタ１を確実に把持することができるので、カッタ１の取扱い性を向上させ、落下によるカッタ破損を防ぐことができる。
【００６２】
［インサートの第１変形例］
図１１及び図１２は、本発明に係るインサートの第１変形例を示す図である。図１１及び図１２に示すインサート４０は、インサート３と比べて、外周側面４１がブレーカ壁４４を有する点が異なっている。
【００６３】
第１変形例に係るインサート４０では、凹面４３の一部としてブレーカ壁４４が形成されている。ブレーカ壁４４は、凹面４３のうち凸面４２と交差する両端部に形成されている。ブレーカ壁４４に挟まれた凸面４２は、図１２に示すインサート側方から見て、長方形の二本の長辺がくの字状に内側へと折り曲げられ、長手方向中央が括れた外形を有している。
【００６４】
ブレーカ壁４４は、図１２に示すインサート側方から見て、中央に屈曲部を有するくの字状の壁である。ブレーカ壁４４は、屈曲部で交差する二つの平面から構成されている。ブレーカ壁４４は、凸面４２に対して略垂直な壁として形成されている。
【００６５】
このように構成されたインサート４０によれば、インサート３と同様の効果を得ることができる。しかも、インサート４０の切削で生じた切り屑の一部がブレーカ壁４４に当たって短く分断されることで、切り屑の排出性を一層向上させることができると共に、切削抵抗が軽減され、刃先の発熱量を抑制する事ができる。
【００６６】
［インサートの第２変形例］
図１３及び図１４は、本発明に係るインサートの第２変形例を示す図である。図１３及び図１４に示すインサート５０は、インサート３と比べて、外周側面９がブレーカ５１を有する点が異なっている。
【００６７】
第２変形例に係るインサート５０の外周側面９には、各凹面１１につき二箇所ずつ半球状のブレーカ５１が形成されている。ブレーカ５１は、凸面１０の手前であって厚さ方向Ｂにおける凹面１１の中央に形成されている。
【００６８】
このように構成されたインサート５０においても、インサート３と同様の効果を得ることができる。しかも、インサート５０の切削で生じた切り屑の一部がブレーカ５１によって曲げられて短く分断されることで、切り屑の排出性を一層向上させることができる。
【００６９】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００７０】
例えば、本発明に係る回転切削用カッタは、正面フライスの他、エンドミルであっても良く、本発明に係るインサートは、正面フライスやエンドミルに加えてバイトに対しても使用可能である。
【００７１】
また、本発明に係るインサートについて、第１の主面、第２の主面、凸面、及び凹面の形状は上述したものに限定されない。これらの面は、複数の平面や曲面から構成されていても良く、段差や突起等が設けられていても良い。外周側面における凸面の数は三箇所以上であれば良く。また、凸面は必ずしも周方向で等間隔に配置する必要はない。
【００７２】
更に、インサートは、複数の材料から構成されていても良く、各種コーティングが施されていても良い。
【００７３】
また、本発明に係るカッタ本体について、縦方向着座部や横方向着座部、第１ポケット面や第２ポケット面の構成は上述したものに限定されない。また、着座部の数や間隔は、カッタに要求仕様に合わせて適切に選択される。更に、カッタ本体にクーラント供給用の通路等が設けられていても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１…回転切削用カッタ ２…カッタ本体 ３，４０，５０…インサート ４…取付部 ５…挿通孔 ６…クランプネジ ７…第１の主面 ８…第２の主面 ９，４１…外周側面 １０，４２…凸面 １１，４３…凹面 １２…第１切刃 １３…第２切刃 １４…第３切刃 ２０…縦方向着座部 ２１…横方向着座部 ２３…第１の縦方向内壁 ２４…第２の縦方向内壁 ２５…第３の縦方向内壁 ２７…第１の横方向内壁 ２８…第２の横方向内壁 ２９…第３の横方向内壁 ３０，３２…第１ポケット面 ３１，３３…第２ポケット面 ４４…ブレーカ壁 ５１…ブレーカ ＣＡ…第１のコーナ切刃 ＣＢ…第２のコーナ切刃 Ｅ…使用コーナ Ｔ…凸面の幅 Ｗ…凹面の幅 α１，α２…インサート挟み角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、
前記第１の主面及び前記第２の主面の間の外周側面と、を有し、
前記外周側面は、周方向で交互に形成された凸面及び凹面を有し、
前記凸面及び前記凹面は少なくとも三箇所ずつ形成され、
前記第１の主面及び前記凹面の間の稜線と前記凸面及び前記凹面の間の稜線とが交差する第１コーナ、前記第２の主面及び前記凹面の間の稜線と前記凸面及び前記凹面の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃が形成されている、インサート。
【請求項２】
前記外周側面において前記凸面の幅に対する前記凹面の幅の比率は１．２〜２．０である、請求項１に記載のインサート。
【請求項３】
前記凹面をすくい面とする、請求項１又は２に記載のインサート。
【請求項４】
前記外周側面は、切り屑を分断するためのブレーカを有する、請求項１〜３の何れか一項に記載のインサート。
【請求項５】
前記凸面及び前記凹面は、五箇所ずつ形成されている、請求項１〜４の何れか一項に記載のインサート。
【請求項６】
互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の外周側面と、を有し、前記外周側面は、周方向で交互に形成された凸面及び凹面を有し、前記凸面及び前記凹面は少なくとも三箇所ずつ形成され、前記第１の主面及び前記凹面の間の稜線と前記凸面及び前記凹面の間の稜線とが交差する第１コーナ、前記第２の主面及び前記凹面の間の稜線と前記凸面及び前記凹面の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃が形成された複数のインサートと、
所定の回転軸を中心として回転するカッタ本体と、
を備えた回転切削用カッタであって、
前記カッタ本体は、
前記カッタ本体の先端外周に設けられ、前記インサートが前記第１の主面又は前記第２の主面を前記カッタ本体の径方向外側に向けた姿勢で装着される縦方向着座部と、
前記カッタ本体の先端外周に設けられ、前記インサートが前記第１の主面又は前記第２の主面を前記カッタ本体の先端側に向けた姿勢で装着される横方向着座部と、
を有する、カッタ。
【請求項７】
前記縦方向着座部は、前記縦方向着座部に取り付けられた前記インサートを間に挟む第１の縦方向内壁及び第２の縦方向内壁を有し、前記第１の縦方向内壁と前記第２の縦方向内壁とがなすインサート挟み角は６０°〜８０°であり、
前記横方向着座部は、前記横方向着座部に取り付けられた前記インサートを間に挟む第１の横方向内壁及び第２の横方向内壁を有し、前記第１の横方向内壁と前記第２の横方向内壁とがなすインサート挟み角は６０°〜８０°である、請求項６に記載のカッタ。
【請求項８】
前記インサートは、使用コーナを有する前記凸面の全体が前記カッタ本体から突出した姿勢で前記縦方向着座部又は前記横方向着座部に装着されている、請求項６又は７に記載のカッタ。
【請求項９】
前記カッタ本体は、前記インサートのすくい面をなす前記凹面と組み合わされて一つの切り屑ポケットを形成する第１ポケット面を有する、請求項６〜８の何れか一項に記載のカッタ。
【請求項１０】
前記カッタ本体は、前記インサートを挟んで前記第１ポケット面の反対側に形成された第２のポケット面を有する、請求項９に記載のカッタ。
【請求項１】
互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、
前記第１の主面及び前記第２の主面の間の外周側面と、を有し、
前記外周側面は、周方向で交互に形成された凸面及び凹面を有し、
前記凸面及び前記凹面は少なくとも三箇所ずつ形成され、
前記第１の主面及び前記凹面の間の稜線と前記凸面及び前記凹面の間の稜線とが交差する第１コーナ、前記第２の主面及び前記凹面の間の稜線と前記凸面及び前記凹面の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃が形成されている、インサート。
【請求項２】
前記外周側面において前記凸面の幅に対する前記凹面の幅の比率は１．２〜２．０である、請求項１に記載のインサート。
【請求項３】
前記凹面をすくい面とする、請求項１又は２に記載のインサート。
【請求項４】
前記外周側面は、切り屑を分断するためのブレーカを有する、請求項１〜３の何れか一項に記載のインサート。
【請求項５】
前記凸面及び前記凹面は、五箇所ずつ形成されている、請求項１〜４の何れか一項に記載のインサート。
【請求項６】
互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面の間の外周側面と、を有し、前記外周側面は、周方向で交互に形成された凸面及び凹面を有し、前記凸面及び前記凹面は少なくとも三箇所ずつ形成され、前記第１の主面及び前記凹面の間の稜線と前記凸面及び前記凹面の間の稜線とが交差する第１コーナ、前記第２の主面及び前記凹面の間の稜線と前記凸面及び前記凹面の間の稜線とが交差する第２コーナ、の全てに切刃が形成された複数のインサートと、
所定の回転軸を中心として回転するカッタ本体と、
を備えた回転切削用カッタであって、
前記カッタ本体は、
前記カッタ本体の先端外周に設けられ、前記インサートが前記第１の主面又は前記第２の主面を前記カッタ本体の径方向外側に向けた姿勢で装着される縦方向着座部と、
前記カッタ本体の先端外周に設けられ、前記インサートが前記第１の主面又は前記第２の主面を前記カッタ本体の先端側に向けた姿勢で装着される横方向着座部と、
を有する、カッタ。
【請求項７】
前記縦方向着座部は、前記縦方向着座部に取り付けられた前記インサートを間に挟む第１の縦方向内壁及び第２の縦方向内壁を有し、前記第１の縦方向内壁と前記第２の縦方向内壁とがなすインサート挟み角は６０°〜８０°であり、
前記横方向着座部は、前記横方向着座部に取り付けられた前記インサートを間に挟む第１の横方向内壁及び第２の横方向内壁を有し、前記第１の横方向内壁と前記第２の横方向内壁とがなすインサート挟み角は６０°〜８０°である、請求項６に記載のカッタ。
【請求項８】
前記インサートは、使用コーナを有する前記凸面の全体が前記カッタ本体から突出した姿勢で前記縦方向着座部又は前記横方向着座部に装着されている、請求項６又は７に記載のカッタ。
【請求項９】
前記カッタ本体は、前記インサートのすくい面をなす前記凹面と組み合わされて一つの切り屑ポケットを形成する第１ポケット面を有する、請求項６〜８の何れか一項に記載のカッタ。
【請求項１０】
前記カッタ本体は、前記インサートを挟んで前記第１ポケット面の反対側に形成された第２のポケット面を有する、請求項９に記載のカッタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−８４２（Ｐ２０１３−８４２Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４９３０（Ｐ２０１１−１３４９３０）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（５０３２１２６５２）住友電工ハードメタル株式会社 (390)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（５０３２１２６５２）住友電工ハードメタル株式会社 (390)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]