切削インサートおよび刃先交換式切削工具
【課題】複数のワイパー刃を備えて１つのインサート本体で複数回のワイパー刃の使用が可能なワイパーインサートを提供する。
【解決手段】多角形平板状をなすインサート本体１の一対の多角形面２の周囲に配置される側面３Ａ〜３Ｄのうち少なくとも１つの側面３Ａの中央部に凹部５が形成されていて、この凹部５により分けられた１つの側面３Ａの一対の側面部がそれぞれ逃げ面６とされるとともに、これらの逃げ面６に交差するインサート本体１の一対の他の側面３Ｂ、３Ｄにそれぞれすくい面７が形成され、各すくい面７と逃げ面６との交差稜線部に、他の側面３Ｂ、３Ｄに対向する側面視において一対の多角形面２の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びる一対のワイパー刃８が形成されている。
【解決手段】多角形平板状をなすインサート本体１の一対の多角形面２の周囲に配置される側面３Ａ〜３Ｄのうち少なくとも１つの側面３Ａの中央部に凹部５が形成されていて、この凹部５により分けられた１つの側面３Ａの一対の側面部がそれぞれ逃げ面６とされるとともに、これらの逃げ面６に交差するインサート本体１の一対の他の側面３Ｂ、３Ｄにそれぞれすくい面７が形成され、各すくい面７と逃げ面６との交差稜線部に、他の側面３Ｂ、３Ｄに対向する側面視において一対の多角形面２の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びる一対のワイパー刃８が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライスカッタ等の刃先交換式切削工具に取り付けられてワイパーインサートとして使用される切削インサート、および該切削インサートを着脱可能に取り付けた刃先交換式切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなワイパーインサートとして使用される切削インサート、および該切削インサートを取り付けたフライスカッタ等の刃先交換式切削工具としては、例えば特許文献１に記載されたようなものが知られている。このようなワイパーインサートは、刃先交換式切削工具の工具本体先端部外周に形成された複数のインサート取付座のうちの一部（通常は１つ）のインサート取付座に取り付けられて、そのワイパー刃（またはさらい刃）を、工具本体の回転軸線に垂直な平面に沿わせるとともに、他のインサート取付座に取り付けられた他の切削インサートの切刃よりも僅かに工具本体先端側に突出させるようにし、この他の切削インサートによって加工された加工面を平滑に仕上げるのに用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなワイパーインサートを取り付けた刃先交換式切削工具において、上記ワイパー刃による切削量は他の切削インサートの切刃と比べて僅かではあるが、それでも加工面を平滑に仕上げ加工するうちには、このワイパー刃に摩耗等が生じることは避けられない。それにも関わらず、特許文献１に記載されたワイパーインサートでは、上記ワイパー刃が１つしか形成されておらず、従ってこの１つのワイパー刃が摩耗したりするとワイパーインサートそのものを交換しなければならなくなって、非効率的かつ非経済的であった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のようにワイパーインサートとして用いられる切削インサートにおいて、複数のワイパー刃を備えて１つのインサート本体で複数回のワイパー刃の使用が可能な切削インサート、および該切削インサートを着脱可能に取り付けた刃先交換式切削工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の切削インサートは、刃先交換式切削工具の工具本体に形成された複数のインサート取付座のうち一部のインサート取付座に取り付けられてワイパーインサートとして使用される切削インサートであって、多角形平板状をなすインサート本体の一対の多角形面の周囲に配置される側面のうち少なくとも１つの側面の中央部に凹部が形成されていて、この凹部により分けられた上記１つの側面の一対の側面部がそれぞれ逃げ面とされるとともに、これらの逃げ面に交差する上記インサート本体の一対の他の側面にそれぞれすくい面が形成され、各すくい面と逃げ面との交差稜線部に、上記他の側面に対向する側面視において上記一対の多角形面の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びる一対のワイパー刃が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の刃先交換式切削工具は、軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に形成された複数のインサート取付座のうち一部のインサート取付座に、上記構成の切削インサートが、上記１つの側面を工具先端側に向けるとともに上記一対の他の側面のうち１つの他の側面を工具回転方向に向けて、この１つの他の側面に形成された上記すくい面と上記逃げ面との交差稜線部に形成された上記ワイパー刃が上記軸線に垂直な平面に沿って延びるように取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
上記構成の切削インサートでは、多角形平板状のインサート本体の少なくとも１つの側面に、その中央部の凹部によって分けられた一対の側面部がそれぞれ逃げ面として形成されていて、これらの逃げ面と、該逃げ面に交差するインサート本体の一対の他の側面に形成されたすくい面との交差稜線部にワイパー刃が形成されており、すなわちインサート本体の上記少なくとも１つの側面について一対のワイパー刃が形成されることになる。
【０００９】
そして、これらのワイパー刃は、上記他の側面に対向する側面視において上記一対の多角形面の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びており、従ってこれら一対のワイパー刃のうち一方が上述のように刃先交換式切削工具の工具本体の軸線に垂直な平面に沿って延びるように切削インサートを取り付けたときと、上記一対の他の側面を反転させるようにインサート本体を取り付け直して、一対のワイパー刃のうち他方が同様に工具本体の軸線に垂直な平面に沿って延びるようにしたときとで、工具本体に対するインサート本体の姿勢を同じとすることができる。
【００１０】
このため、上記構成の切削インサートによれば、こうしてインサート本体を取り付け直すことにより、上記少なくとも１つの側面について一対のワイパー刃を上記軸線に垂直な平面に沿って延びるように配置することが可能であり、ワイパーインサートとして効率的かつ経済的な使用を図ることが可能となる。また、こうして一対のワイパー刃を互い違いの向きに傾斜させた場合には、これらのワイパー刃に連なる上記一対の側面部の逃げ面も同様に互い違いの向きに傾斜することになるが、これら一つの側面部の間には上記凹部が形成されているので、これらの逃げ面が干渉することもない。
【００１１】
なお、上記ワイパー刃は、上記他の側面に対向する側面視において直線状をなしていてもよいが、このような直線状のワイパー刃を正確に工具本体の上記軸線に垂直な平面上に配置するにはインサート本体やインサート取付座を高精度に形成しなければならず、例えばワイパー刃が上記平面に対して傾いてインサート本体が取り付けられてしまうと、被削材の仕上げ面に送りマークが形成されてしまうおそれがある。
【００１２】
そこで、上記ワイパー刃は、上記他の側面に対向する側面視において凸曲線状をなすようにされるのが望ましく、この凸曲線の曲率半径を大きくすることにより、被削材の仕上げ面は曲率半径の大きい凹曲線が連続するような断面形状となるため、ワイパーインサートの取り付け精度によって切刃に傾きが生じたりしても送りマークが仕上げ面に残されたりするのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、１つのインサート本体の少なくとも１つの側面について一対ずつ形成されるワイパー刃を、インサート本体をインサート取付座に取り付け直すことで使用することが可能であり、１つのインサート本体で使用可能なワイパー刃の数を増やして効率的かつ経済的な切削加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の切削インサートの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態をインサート本体の多角形面に対向する方向から見たときの平面図である。
【図３】図１に示す実施形態をインサート本体の少なくとも１の側面に対向する方向（図２における矢線Ａ方向）から見たときの側面図である。
【図４】図１に示す実施形態をインサート本体の一対の他の側面の一方に対向する方向（図２における矢線Ｂ方向）から見たときの側面図である。
【図５】本発明の刃先交換式切削工具（フライスカッタ）を示す斜視図である。
【図６】図５に示す実施形態を工具本体の軸線方向先端側から見た底面図である。
【図７】図５に示す実施形態を図６における矢線Ａ方向から見た側面図である。
【図８】図５に示す実施形態を図６における矢線Ｂ方向から見た側面図である。
【図９】図５に示す実施形態においてワイパーインサートが取り外された状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の切削インサートの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す実施形態をインサート本体の多角形面に対向する方向から見たときの平面図である。
【図１２】図１０に示す実施形態をインサート本体の少なくとも１の側面に対向する方向（図１１における矢線Ａ方向）から見たときの側面図である。
【図１３】図１０に示す実施形態をインサート本体の一対の他の側面の一方に対向する方向（図１１における矢線Ｂ方向）から見たときの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１ないし図４は、本発明の切削インサートの第１の実施形態を示すものであり、図５ないし図９はこの第１の実施形態の切削インサートをワイパーインサートとして取り付けた本発明の刃先交換式切削工具であるフライスカッタの一実施形態を示すものである。本実施形態の切削インサートは、そのインサート本体１が超硬合金等の硬質材料により多角形平板状、具体的には略長方形平板状に形成され、すなわち略長方形状をなす一対の多角形面２と、これらの多角形面２の周囲に配置される複数（４つ）の側面３Ａ〜３Ｄとを備えている。
【００１６】
ここで、上記一対の多角形面２は互いに平行、かつインサート本体１の厚さ方向（図３において上下方向、図４においては左右方向）には垂直な平面状とされ、その中央部にはインサート本体１を上記厚さ方向に貫通する取付孔４が開口させられている。また、側面３Ａ〜３Ｄのうち本実施形態では３つの側面３Ｂ〜３Ｄは、上記一対の多角形面２に垂直に上記厚さ方向に延びるようにされて、この取付孔４からの最短距離が互いに等しくされており、隣接する側面３Ｂと側面３Ｃとの交差稜線部および側面３Ｃと側面３Ｄとの交差稜線部には面取りが施されている。
【００１７】
一方、残りの１つの側面３Ａには、上記多角形面２に対向する方向から見てその中央部に、インサート本体１の内側に凹むように凹部５が形成されており、この凹部５によって上記１つの側面３Ａは側面３Ｂ側と側面３Ｄ側との一対の側面部に分けられている。ここで、この凹部５は本実施形態では上記多角形面２に対向する方向から見てインサート本体１の内側に向かうに従い側面３Ａに沿った方向の幅が漸次小さくなる等脚台形状とされている。
【００１８】
そして、この１つの側面３Ａと、これに隣接する一対の他の側面３Ｂおよび側面３Ｄとの交差稜線部には、こうして分けられた側面３Ａの一対の側面部をそれぞれ逃げ面６とするとともにこれら逃げ面６と交差する一対の他の側面３Ｂ、３Ｄの側面３Ａ側の部分をすくい面７とするワイパー刃８が形成されている。すなわち、本実施形態では、上記１つの側面３Ａの両端にワイパー刃８が形成されていて、１つのインサート本体１に一対のワイパー刃８が形成されることになる。
【００１９】
ここで、これらのワイパー刃８のそれぞれすくい面７とされる側面３Ｂ、３Ｄの側面３Ａ側の部分は、ワイパー刃８から離間するに従い、平面状をなしてインサート本体１の内側に後退するように傾斜し、次いで凹曲面状をなしてさらに後退した後にインサート本体１の外側に切れ上がって一対の他の側面３Ｂ、３Ｄの側面３Ｃ側の部分に連なるように形成されている。なお、この側面３Ｂ、３Ｄのすくい面７が形成されない側面３Ｃ側の部分は、該側面３Ｃとは直交する方向に延びる平面状とされている。
【００２０】
一方、ワイパー刃８の逃げ面６とされる上記一対の側面部は、ワイパー刃８から離間して側面３Ａ中央部の凹部５側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退するように傾斜するとともに、上記厚さ方向において一対の多角形面２間でもインサート本体１の内側に向けて傾斜する傾斜面状とされている。ただし、この逃げ面８が一対の多角形面２間でなす傾斜面は、本実施形態では曲率半径の大きな凸円弧面等の凸曲面を描きつつインサート本体１の内側に傾斜するようにされている。また、上記厚さ方向に向けてインサート本体１の外側に突出することになる逃げ面６と多角形面２との交差稜線部には、面取り部９が形成されている。
【００２１】
従って、このように一対の逃げ面６が上記厚さ方向に向けて傾斜する傾斜面状に形成されることにより、これらの逃げ面６と上記多角形面２に垂直とされた一対の他の側面３Ｂ、３Ｄのすくい面７との交差稜線部に形成される一対のワイパー刃８も、一対の多角形面２間でインサート本体１の内側に後退するように傾斜して延びることになる。そして、上記一対の逃げ面６が一対の多角形面２間で傾斜する向きは互い違いとなるようにされており、これに伴い一対のワイパー刃８が傾斜する向きも、図４に示すように一対の他の側面３Ｂ、３Ｄ（図４では側面３Ｂ）に対向する方向から見たときの側面視において、互い違いの向きとなるようにされている。
【００２２】
すなわち、本実施形態では、図４に示すように一対の他の側面３Ｂ、３Ｄのうち側面３Ｂに対向する側面視においては、この側面３Ｂ側のすくい面７と逃げ面６との交差稜線部に形成されたワイパー刃８Ａは、上記面取り部９を除いて一対の多角形面２のうち一方の多角形面２Ａ側から他方の多角形面２Ｂ側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退するように傾斜して延びている一方、反対の側面３Ｄ側のすくい面７と逃げ面６との交差稜線部に形成されたワイパー刃８Ｂは、やはり面取り部９を除いて一対の多角形面２のうち他方の多角形面２Ｂ側から一方の多角形面２Ａ側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退するように傾斜して延びている。
【００２３】
なお、インサート本体１は、上記一対の他の側面３Ｂ、３Ｄの向きが逆になるように一対の多角形面２を反転したときに対称となる形状に形成されており、従って上述のように傾斜するワイパー刃８Ａ、８Ｂの上記厚さ方向に対する傾斜角は互いに等しくされる。また、本実施形態では逃げ面６が上述のような凸曲面とされることにより、ワイパー刃８も曲率半径が例えば３００ｍｍ程度の大きな凸円弧等の凸曲線を描きつつ、一対の多角形面２間でインサート本体１の内側に後退するように傾斜することになる。
【００２４】
このような第１の実施形態の切削インサートが取り付けられる本発明の一実施形態の刃先交換式工具は、その工具本体１１が、先端部（図６において下側部分）が基端部（図６において上側部分）に対して一段拡径した軸線Ｏを中心とする円盤状をなし、この基端部が工作機械の主軸に取り付けられて軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、例えば鋳鉄等の被削材にフライス加工を施してゆく。
【００２５】
工具本体１１の先端部外周には、周方向に等間隔をあけて複数（本実施形態では１２）のチップポケット１２が形成されるとともに、これらのチップポケット１２の工具回転方向Ｔ後方側に隣接して開口するようにインサート取付座１３がそれぞれ形成されている。そして、これらのインサート取付座１３のうち一部（本実施形態では１つ）のインサート取付座１３を除いた残りの他のインサート取付座１３には、専ら被削材に加工面を形成してゆく他の切削インサートが取り付けられ、上記一部のインサート取付座１３に、こうして形成された被削材の加工面を仕上げる上記ワイパーインサートとされる第１の実施形態の切削インサートが取り付けられる。
【００２６】
ここで、これらのインサート取付座１３は、本実施形態ではいずれも同形同大とされたものであって、工具本体１１を軸線Ｏ回りに所定角度ずつ回転させたときに一致するように回転対称に形成されており、工具本体１１の外周側を向く平面状の底面１３Ａと、この底面１３Ａに対して垂直かつ互いにも垂直な平面状とされて、工具回転方向Ｔを向く壁面１３Ｂおよび工具本体１１の先端側を向く壁面１３Ｃとを備えている。
【００２７】
なお、底面１３Ａは工具本体１１の後端側に向かうに従い内周側に向けて、壁面１３Ｂは後端側に向かうに従い工具回転方向Ｔに向けて、壁面１３Ｃは工具回転方向Ｔに向かうに従い先端側に向けて、それぞれ僅かに傾斜させられている。また、底面１３Ａには各切削インサートを固定するためのクランプネジ１４がねじ込まれるネジ孔１３Ｄが該底面１３Ａに垂直に形成されている。
【００２８】
このうち、上記他のインサート取付座１３に取り付けられる他の切削インサートは、例えば本発明の発明者等が特開２００８−２２９７４４号公報において開示したものである。すなわち、この他の切削インサートは、そのインサート本体２１が外形略正方形平板状をなして、２つの正方形面と４つの側面とを有し、これら２つの正方形面は、該正方形面に交差するインサート本体２１の中心線回りに捩れるように配置されている。
【００２９】
さらに、これら２つの正方形面の各辺稜部には、この辺稜部に連なる正方形面を逃げ面とするとともに上記側面にすくい面を有する主切刃２２が、該辺稜部の一端部から他端部側に向けて延びるように形成され、また隣接する側面同士の交差稜線部には、一の上記辺稜部の一端部において上記主切刃２２に連なる副切刃２３が形成されている。従って、この他の切削インサートでは、１つのインサート本体２１に８組の主切刃２２および副切刃２３が形成されて合計８回の切刃の使用が可能とされている。
【００３０】
また、上記４つの側面には、その２つの正方形面側に、上記主切刃２２に沿ってブレーカ溝２４がそれぞれ形成されるとともに、これらのブレーカ溝２４の間には突出部２５が形成されている。この突出部２５の突端面は、インサート本体２１の厚さ方向に沿った平坦面とされて着座面とされ、また周方向には上記中心線方向から見て２つの正方形面の捩れ角を二等分する方向に延びている。
【００３１】
このような他の切削インサートは、２つの正方形面のうち１つをインサート取付座１３の底面１３Ａに密着させるとともに、周方向に隣接する２つの側面における突出部２５の着座面をインサート取付座１３の上記壁面１３Ｂ、１３Ｃに当接させて他のインサート取付座１３に着座させられ、さらにインサート本体２１を貫通するように２つの正方形面の中央に開口した取付孔２６に上記クランプネジ１４が挿通されて底面１３Ａの上記ネジ孔１３Ｄにねじ込まれることにより、他のインサート取付座１３に固定される。
【００３２】
こうして他のインサート取付座１３に取り付けられた他の切削インサートにおいては、工具本体１１の外周側に向けられた正方形面の工具回転方向Ｔ側に位置する辺稜部に形成された主切刃２２と、この主切刃２２に工具本体１１先端側で連なる副切刃２３が切削に使用される。このとき、インサート取付座１３の壁面１３Ｂ、１３Ｃが上述のように傾斜させられていることと２つの正方形面が捩られていることにより、他の辺稜部に形成された主切刃２２とこれに連なる副切刃２３は被削材と干渉することがない。
【００３３】
そして、上記第１の実施形態の切削インサートにおけるインサート本体１の取付孔４から３つの側面３Ｂ〜３Ｄまでの互いに等しくされた最短距離、すなわち取付孔４と側面３Ｃとの間隔および側面３Ｂ、３Ｄのすくい面７が形成されていない部分との間隔は、この他の切削インサートの上記取付孔２６と４つの側面の突出部２５における上記突端面との間隔と等しくされている。
【００３４】
従って、第１の実施形態の切削インサートも、一対の多角形面２のうち１つ（図５ないし図８では他方の多角形面２Ｂ）をインサート取付座１３の底面１３Ａに密着させるとともに、側面３Ｃを壁面１３Ｃに、側面３Ｂ、３Ｄのいずれか１つ（図５ないし図８では側面３Ｄ）を壁面１３Ｂに当接させて上記一部のインサート取付座１３に着座可能とされ、取付孔４に挿通されたクランプネジ１４をネジ孔１３Ｄにねじ込むことにより、この一部のインサート取付座１３に固定される。
【００３５】
こうして一部のインサート取付座１３に取り付けられてワイパーインサートとされる第１の実施形態の切削インサートにおいては、壁面１３Ｂに当接させられた側面３Ｄとは反対側の側面３Ｂが工具回転方向Ｔに向けられ、この側面３Ｂにすくい面７が形成されたワイパー刃８Ａが加工面の仕上げに使用される。ここで、他のインサート取付座１３に取り付けられた他の切削インサートと同様に、インサート取付座１３の壁面１３Ｂ、１３Ｃが傾斜していることから、反対側の側面３Ｄにすくい面７が形成されたワイパー刃８Ｂはワイパー刃８Ａに対して工具本体１１の後端側に配置され、被削材の加工面と干渉することはない。
【００３６】
さらに、このインサート取付座１３の底面１３Ａが上述のように工具本体１１の後端側に向かうに従い内周側に傾斜していることから、インサート本体１の一対の多角形面２も工具本体１１の後端側に向かうに従い内周側に傾斜して配置されることになる。従って、図８に示すようにインサート本体１の側面３Ｂに対向する側面視において、工具本体１１の外周側に向けられた一方の多角形面２Ａ側から底面１３Ａに密着した他方の多角形面２Ｂ側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退するように傾斜して延びる側面３Ｂ側のワイパー刃８Ａは、インサート取付座１３に取り付けられた状態では、工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面に沿って配置されることになる。
【００３７】
そして、このように加工面の仕上げに使用されるワイパー刃８Ａが配置された工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面は、上記他の切削インサートの切削に使用される副切刃２３よりも僅かに工具本体１１先端側に位置するようにされている。その一方で、他の切削インサートのインサート本体２１は、その厚さがワイパーインサートとして使用される第１の実施形態の切削インサートのインサート本体１よりも僅かに厚くされていて、切削に使用される主切刃２２および副切刃２３はワイパー刃８Ａよりも工具本体１１の僅かに外周側に位置させられる。
【００３８】
従って、上述のように工具本体１１を軸線Ｏ回りに回転しつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出してゆくと、まずこうして工具本体１１の外周側に位置する他の切削インサートの主切刃２２および副切刃２３によって被削材の表面が切削されて加工面が形成され、次いでこれら主切刃２２および副切刃２３の僅かに内周側に位置する上記実施形態の切削インサートのワイパー刃８Ａが、この加工面を工具本体１１の軸線Ｏに垂直な上記平面に沿うように平滑に仕上げてゆく。
【００３９】
そして、上記構成のワイパーインサートとされる切削インサートにおいては、インサート本体１の一対のワイパー刃８Ａ、８Ｂが形成されていて、これらのワイパー刃８Ａ、８Ｂが、該ワイパー刃８Ａ、８Ｂのすくい面７が形成されたインサート本体１の他の側面３Ｂ、３Ｄに対向する側面視において、一対の多角形面２Ａ、２Ｂの一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びるようにされている。
【００４０】
このため、上述のように加工面を仕上げることによりワイパー刃８Ａに摩耗等の損傷が生じたときには、これら他の側面３Ｂ、３Ｄを反転させるようにインサート本体１を一部のインサート取付座１３に取り付け直すことにより、工具本体１１に対するインサート本体１の姿勢を同じとして、反対側のワイパー刃８Ｂを加工面の仕上げに使用することができる。従って、上記構成の切削インサートによれば、１つのインサート本体１によって、その少なくとも１つの側面３Ａと他の一対の側面３Ｂ、３Ｄとの交差稜線部に形成された一対のワイパー刃８Ａ、８Ｂを使用することが可能であり、超硬合金等の硬質材料よりなる高価なインサート本体１を有効に利用して効率的かつ経済的な切削加工を行うことが可能となる。
【００４１】
また、上述のようにワイパー刃８Ａ、８Ｂを、すくい面７が形成された他の側面３Ｂ、３Ｄに対向する側面視において、一対の多角形面２Ａ、２Ｂの一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜させるには、これらのワイパー刃８Ａ、８Ｂに連なってインサート本体１の上記少なくとも１つの側面３Ａに形成される一対の逃げ面６も互い違いの向きに傾斜させなければならず、すなわちこれらの逃げ面６は捩れ面状に形成されることになる。
【００４２】
しかるに、そのような一対の逃げ面６を、例えば砥石による研削加工によって仕上げて形成しようとすると、一方の逃げ面６を形成する際に砥石が他方の逃げ面６と干渉してしまうおそれがあるが、上記構成の切削インサートでは、これらの逃げ面６が、上記少なくとも１つの側面３Ａの中央部に形成された凹部５により分けられた一対の側面部に形成されており、従ってこのような砥石の干渉を防いで確実かつ正確に逃げ面６を形成することが可能となる。
【００４３】
さらに、上記構成の切削インサートは、すくい面７が、多角形平板状（本実施形態では略長方形平板状）とされたインサート本体１の寸法が小さい厚さ方向を向く多角形面２ではなく、その周囲の側面３Ｂ、３Ｄに形成された、いわゆる縦刃式の切削インサートであって、ワイパー刃８に作用する切削負荷をインサート本体１の寸法の大きい方向に受け止めることができるので、上述した鋳鉄のような被削材のフライス加工において過大な負荷が作用した場合でも、ワイパー刃８にチッピングや欠損が生じたりするのを防ぐことができる。
【００４４】
さらにまた、本実施形態の切削インサートでは、すくい面７が形成されるインサート本体１の上記他の側面３Ｂ、３Ｄに対向する側面視においてワイパー刃８が曲率半径の大きな凸曲線状をなすように形成されており、従ってこのようなワイパー刃８によって仕上げされる被削材の加工面は、逆に曲率半径の大きな凹曲線が連続したような断面となる。しかるに、このワイパー刃８は、上記軸線Ｏに垂直な平面上に正確に配置されるなら直線状でもよいが、直線状のワイパー刃８が万一この平面に対して傾いて配置されると、ワイパー刃８の端部のエッジによって加工面に段差が生じて、いわゆる送りマークが形成されることになる。
【００４５】
ところが、本実施形態のようにワイパー刃８が凸曲線状であると、この凸曲線に沿ってインサート本体１がたとえ多少傾いて取り付けられても、ワイパー刃８によって加工面に形成される凹曲線断面は傾きがない場合と略変わることがなく、そしてこの凹曲線も曲率半径が大きいものであるので、加工面に段差を生じることも無く、送りマークが形成されるのを防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、加工面の仕上げ精度と品位の向上を図ることができる。
【００４６】
さらにまた、この第１の実施形態の切削インサートは、ワイパー刃８の逃げ面６が形成される上記１つの側面３Ａを除いたインサート本体１の３つの側面３Ｂ〜３Ｄが、上記一対の多角形面２に垂直に上記厚さ方向に延びるようにされて、このうち上記一対の他の側面３Ｂ、３Ｄのすくい面７が形成されていない部分は側面３Ｃと直交する方向に延びる平面状とされており、しかもこれら側面３Ｂ〜３Ｄは取付孔４からの最短距離が互いに等しくされて、この最短距離は、刃先交換式切削工具の工具本体１１に取り付けられる上記他の切削インサートのインサート本体２１における取付孔２６と４つの側面の突出部２５における上記突端面との間隔と等しくされている。
【００４７】
すなわち、本実施形態では、これら３つの側面３Ｂ〜３Ｄがインサート本体１の厚さ方向に垂直な断面においてなす輪郭が、上記他の切削インサートの４つの側面のうち３つの突出部２５における上記突端面がインサート本体２１の厚さ方向に垂直な断面においてなす輪郭と一致するようにされており、この他の切削インサートはこれらの突端面のうち２つをインサート取付座１３の壁面１３Ｂ、１３Ｃに当接させて取付孔２６に挿通したクランプネジ１４により固定されるので、ワイパーインサートとして使用される第１の実施形態の切削インサートも、この他の切削インサートが取り付けられる工具本体１１のインサート取付座１３にそのまま取付可能とされる。
【００４８】
このため、刃先交換式切削工具の工具本体１１においては、上述のように同形同大のインサート取付座１３を複数形成すればよく、その製造を容易とすることができる。また、ワイパー刃８による加工面の仕上げを行わずに被削材を切削するときには、ワイパーインサートとされる上記実施形態の切削インサートに代えて他の切削インサートを取り付ければよく、汎用性の高い刃先交換式切削工具を提供することができる。
【００４９】
ただし、上記第１の実施形態では、このように刃先交換式切削工具の工具本体１１の他の切削インサートが取り付けられるインサート取付座１３にワイパーインサートとして用いられる当該実施形態の切削インサートを取付可能としているが、インサート取付座は、インサート形状によって任意の形状とすることができるので、ワイパーインサートの形状に合わせて取付面形状を変更することが可能である。図１０ないし図１３は、このような場合の本発明の切削インサート（ワイパーインサート）の第２の実施形態を示すものであり、図１ないし図４に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を簡略化する。
【００５０】
すなわち、この第２の実施形態では、上記１つの側面３Ａと反対側の第１の実施形態においてインサート本体１の厚さ方向に沿った平坦面とされた側面３Ｃにも凹部５が形成されて一対の側面部に分けられ、側面３Ａと同様にこれら一対の側面部がそれぞれ逃げ面６とされるとともに、これらの逃げ面６に交差するインサート本体１の一対の他の側面３Ｂ、３Ｄにもそれぞれすくい面７が形成されて、この側面３Ｃ側の各すくい面７と逃げ面６との交差稜線部にも、図１３に示すように他の側面３Ｂ（または側面３Ｄ）に対向する側面視において一対の多角形面２の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びる一対のワイパー刃８が形成されている。
【００５１】
ここで、この側面３Ｃ側に形成されたワイパー刃８が傾斜する向きは、図１３に示すように他の側面３Ｂに対向する側面視において、上記１つの側面３Ａ側のワイパー刃８とは反対に、側面３Ｂ側のワイパー刃８Ｃが、一対の多角形面２のうち他方の多角形面２Ｂ側から一方の多角形面２Ａ側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退して延びる向きとされ、側面３Ｄ側のワイパー刃８Ｄは逆に一方の多角形面２Ａ側から他方の多角形面２Ｂ側に向けてインサート本体１内側に後退する向きとされている。
【００５２】
そして、この第２の実施形態の切削インサートのインサート本体１は、第１の実施形態と同様に上記一対の他の側面３Ｂ、３Ｄの向きが逆になるように一対の多角形面２を反転したときに対称となる形状に形成されている上に、上記１の側面３Ａと側面３Ｃの向きが逆になるように反転したときにも対称となる形状とされるとともに、インサート本体１を取付孔４の中心線回りに所定角度（本実施形態では１８０°）回転させたときにも対称となるようにされる。従って、このような第２の実施形態の切削インサートにおいては、こうしてインサート本体１を反転させたり回転させたりして、刃先交換式切削工具のインサート取付座に取り付け直すことにより、１つのインサート本体１で合計４回のワイパー刃８の使い回しが可能となり、一層効率的かつ経済的である。
【００５３】
なお、この第２の実施形態では、上記側面３Ｃに凹部５が形成されて分けられた一対の側面部が逃げ面６とされ、これら逃げ面６は第１の実施形態と同様に捩れ面状に配置されるため、インサート取付座の工具本体先端側を向く壁面が平面状であると、この側面３Ｃを当接させることができない。そこで、このような第２の実施形態の切削インサートを取付けるには、インサート取付座の上記壁部に凹部５と当接する凸部を形成したり、逃げ面６の捩れ面に合わせたカッタの壁面を用意したりすることで、支障なくワイパーインサートを取り付けることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ インサート本体
２（２Ａ、２Ｂ） インサート本体１の多角形面
３Ａ〜３Ｄ インサート本体１の側面
４ 取付孔
５ 凹部
６ 逃げ面
７ すくい面
８（８Ａ〜８Ｄ） ワイパー刃
１１ 工具本体
１３ インサート取付座
１４ クランプネジ
２１ 他の切削インサートのインサート本体
２２ 他の切削インサートの主切刃
２３ 他の切削インサートの副切刃
２５ 他の切削インサートの突出部
２６ 他の切削インサートの取付孔
Ｏ 工具本体１１の回転軸線
Ｔ 工具本体１１の回転方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライスカッタ等の刃先交換式切削工具に取り付けられてワイパーインサートとして使用される切削インサート、および該切削インサートを着脱可能に取り付けた刃先交換式切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなワイパーインサートとして使用される切削インサート、および該切削インサートを取り付けたフライスカッタ等の刃先交換式切削工具としては、例えば特許文献１に記載されたようなものが知られている。このようなワイパーインサートは、刃先交換式切削工具の工具本体先端部外周に形成された複数のインサート取付座のうちの一部（通常は１つ）のインサート取付座に取り付けられて、そのワイパー刃（またはさらい刃）を、工具本体の回転軸線に垂直な平面に沿わせるとともに、他のインサート取付座に取り付けられた他の切削インサートの切刃よりも僅かに工具本体先端側に突出させるようにし、この他の切削インサートによって加工された加工面を平滑に仕上げるのに用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなワイパーインサートを取り付けた刃先交換式切削工具において、上記ワイパー刃による切削量は他の切削インサートの切刃と比べて僅かではあるが、それでも加工面を平滑に仕上げ加工するうちには、このワイパー刃に摩耗等が生じることは避けられない。それにも関わらず、特許文献１に記載されたワイパーインサートでは、上記ワイパー刃が１つしか形成されておらず、従ってこの１つのワイパー刃が摩耗したりするとワイパーインサートそのものを交換しなければならなくなって、非効率的かつ非経済的であった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のようにワイパーインサートとして用いられる切削インサートにおいて、複数のワイパー刃を備えて１つのインサート本体で複数回のワイパー刃の使用が可能な切削インサート、および該切削インサートを着脱可能に取り付けた刃先交換式切削工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の切削インサートは、刃先交換式切削工具の工具本体に形成された複数のインサート取付座のうち一部のインサート取付座に取り付けられてワイパーインサートとして使用される切削インサートであって、多角形平板状をなすインサート本体の一対の多角形面の周囲に配置される側面のうち少なくとも１つの側面の中央部に凹部が形成されていて、この凹部により分けられた上記１つの側面の一対の側面部がそれぞれ逃げ面とされるとともに、これらの逃げ面に交差する上記インサート本体の一対の他の側面にそれぞれすくい面が形成され、各すくい面と逃げ面との交差稜線部に、上記他の側面に対向する側面視において上記一対の多角形面の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びる一対のワイパー刃が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の刃先交換式切削工具は、軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に形成された複数のインサート取付座のうち一部のインサート取付座に、上記構成の切削インサートが、上記１つの側面を工具先端側に向けるとともに上記一対の他の側面のうち１つの他の側面を工具回転方向に向けて、この１つの他の側面に形成された上記すくい面と上記逃げ面との交差稜線部に形成された上記ワイパー刃が上記軸線に垂直な平面に沿って延びるように取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
上記構成の切削インサートでは、多角形平板状のインサート本体の少なくとも１つの側面に、その中央部の凹部によって分けられた一対の側面部がそれぞれ逃げ面として形成されていて、これらの逃げ面と、該逃げ面に交差するインサート本体の一対の他の側面に形成されたすくい面との交差稜線部にワイパー刃が形成されており、すなわちインサート本体の上記少なくとも１つの側面について一対のワイパー刃が形成されることになる。
【０００９】
そして、これらのワイパー刃は、上記他の側面に対向する側面視において上記一対の多角形面の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びており、従ってこれら一対のワイパー刃のうち一方が上述のように刃先交換式切削工具の工具本体の軸線に垂直な平面に沿って延びるように切削インサートを取り付けたときと、上記一対の他の側面を反転させるようにインサート本体を取り付け直して、一対のワイパー刃のうち他方が同様に工具本体の軸線に垂直な平面に沿って延びるようにしたときとで、工具本体に対するインサート本体の姿勢を同じとすることができる。
【００１０】
このため、上記構成の切削インサートによれば、こうしてインサート本体を取り付け直すことにより、上記少なくとも１つの側面について一対のワイパー刃を上記軸線に垂直な平面に沿って延びるように配置することが可能であり、ワイパーインサートとして効率的かつ経済的な使用を図ることが可能となる。また、こうして一対のワイパー刃を互い違いの向きに傾斜させた場合には、これらのワイパー刃に連なる上記一対の側面部の逃げ面も同様に互い違いの向きに傾斜することになるが、これら一つの側面部の間には上記凹部が形成されているので、これらの逃げ面が干渉することもない。
【００１１】
なお、上記ワイパー刃は、上記他の側面に対向する側面視において直線状をなしていてもよいが、このような直線状のワイパー刃を正確に工具本体の上記軸線に垂直な平面上に配置するにはインサート本体やインサート取付座を高精度に形成しなければならず、例えばワイパー刃が上記平面に対して傾いてインサート本体が取り付けられてしまうと、被削材の仕上げ面に送りマークが形成されてしまうおそれがある。
【００１２】
そこで、上記ワイパー刃は、上記他の側面に対向する側面視において凸曲線状をなすようにされるのが望ましく、この凸曲線の曲率半径を大きくすることにより、被削材の仕上げ面は曲率半径の大きい凹曲線が連続するような断面形状となるため、ワイパーインサートの取り付け精度によって切刃に傾きが生じたりしても送りマークが仕上げ面に残されたりするのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、１つのインサート本体の少なくとも１つの側面について一対ずつ形成されるワイパー刃を、インサート本体をインサート取付座に取り付け直すことで使用することが可能であり、１つのインサート本体で使用可能なワイパー刃の数を増やして効率的かつ経済的な切削加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の切削インサートの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態をインサート本体の多角形面に対向する方向から見たときの平面図である。
【図３】図１に示す実施形態をインサート本体の少なくとも１の側面に対向する方向（図２における矢線Ａ方向）から見たときの側面図である。
【図４】図１に示す実施形態をインサート本体の一対の他の側面の一方に対向する方向（図２における矢線Ｂ方向）から見たときの側面図である。
【図５】本発明の刃先交換式切削工具（フライスカッタ）を示す斜視図である。
【図６】図５に示す実施形態を工具本体の軸線方向先端側から見た底面図である。
【図７】図５に示す実施形態を図６における矢線Ａ方向から見た側面図である。
【図８】図５に示す実施形態を図６における矢線Ｂ方向から見た側面図である。
【図９】図５に示す実施形態においてワイパーインサートが取り外された状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の切削インサートの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す実施形態をインサート本体の多角形面に対向する方向から見たときの平面図である。
【図１２】図１０に示す実施形態をインサート本体の少なくとも１の側面に対向する方向（図１１における矢線Ａ方向）から見たときの側面図である。
【図１３】図１０に示す実施形態をインサート本体の一対の他の側面の一方に対向する方向（図１１における矢線Ｂ方向）から見たときの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１ないし図４は、本発明の切削インサートの第１の実施形態を示すものであり、図５ないし図９はこの第１の実施形態の切削インサートをワイパーインサートとして取り付けた本発明の刃先交換式切削工具であるフライスカッタの一実施形態を示すものである。本実施形態の切削インサートは、そのインサート本体１が超硬合金等の硬質材料により多角形平板状、具体的には略長方形平板状に形成され、すなわち略長方形状をなす一対の多角形面２と、これらの多角形面２の周囲に配置される複数（４つ）の側面３Ａ〜３Ｄとを備えている。
【００１６】
ここで、上記一対の多角形面２は互いに平行、かつインサート本体１の厚さ方向（図３において上下方向、図４においては左右方向）には垂直な平面状とされ、その中央部にはインサート本体１を上記厚さ方向に貫通する取付孔４が開口させられている。また、側面３Ａ〜３Ｄのうち本実施形態では３つの側面３Ｂ〜３Ｄは、上記一対の多角形面２に垂直に上記厚さ方向に延びるようにされて、この取付孔４からの最短距離が互いに等しくされており、隣接する側面３Ｂと側面３Ｃとの交差稜線部および側面３Ｃと側面３Ｄとの交差稜線部には面取りが施されている。
【００１７】
一方、残りの１つの側面３Ａには、上記多角形面２に対向する方向から見てその中央部に、インサート本体１の内側に凹むように凹部５が形成されており、この凹部５によって上記１つの側面３Ａは側面３Ｂ側と側面３Ｄ側との一対の側面部に分けられている。ここで、この凹部５は本実施形態では上記多角形面２に対向する方向から見てインサート本体１の内側に向かうに従い側面３Ａに沿った方向の幅が漸次小さくなる等脚台形状とされている。
【００１８】
そして、この１つの側面３Ａと、これに隣接する一対の他の側面３Ｂおよび側面３Ｄとの交差稜線部には、こうして分けられた側面３Ａの一対の側面部をそれぞれ逃げ面６とするとともにこれら逃げ面６と交差する一対の他の側面３Ｂ、３Ｄの側面３Ａ側の部分をすくい面７とするワイパー刃８が形成されている。すなわち、本実施形態では、上記１つの側面３Ａの両端にワイパー刃８が形成されていて、１つのインサート本体１に一対のワイパー刃８が形成されることになる。
【００１９】
ここで、これらのワイパー刃８のそれぞれすくい面７とされる側面３Ｂ、３Ｄの側面３Ａ側の部分は、ワイパー刃８から離間するに従い、平面状をなしてインサート本体１の内側に後退するように傾斜し、次いで凹曲面状をなしてさらに後退した後にインサート本体１の外側に切れ上がって一対の他の側面３Ｂ、３Ｄの側面３Ｃ側の部分に連なるように形成されている。なお、この側面３Ｂ、３Ｄのすくい面７が形成されない側面３Ｃ側の部分は、該側面３Ｃとは直交する方向に延びる平面状とされている。
【００２０】
一方、ワイパー刃８の逃げ面６とされる上記一対の側面部は、ワイパー刃８から離間して側面３Ａ中央部の凹部５側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退するように傾斜するとともに、上記厚さ方向において一対の多角形面２間でもインサート本体１の内側に向けて傾斜する傾斜面状とされている。ただし、この逃げ面８が一対の多角形面２間でなす傾斜面は、本実施形態では曲率半径の大きな凸円弧面等の凸曲面を描きつつインサート本体１の内側に傾斜するようにされている。また、上記厚さ方向に向けてインサート本体１の外側に突出することになる逃げ面６と多角形面２との交差稜線部には、面取り部９が形成されている。
【００２１】
従って、このように一対の逃げ面６が上記厚さ方向に向けて傾斜する傾斜面状に形成されることにより、これらの逃げ面６と上記多角形面２に垂直とされた一対の他の側面３Ｂ、３Ｄのすくい面７との交差稜線部に形成される一対のワイパー刃８も、一対の多角形面２間でインサート本体１の内側に後退するように傾斜して延びることになる。そして、上記一対の逃げ面６が一対の多角形面２間で傾斜する向きは互い違いとなるようにされており、これに伴い一対のワイパー刃８が傾斜する向きも、図４に示すように一対の他の側面３Ｂ、３Ｄ（図４では側面３Ｂ）に対向する方向から見たときの側面視において、互い違いの向きとなるようにされている。
【００２２】
すなわち、本実施形態では、図４に示すように一対の他の側面３Ｂ、３Ｄのうち側面３Ｂに対向する側面視においては、この側面３Ｂ側のすくい面７と逃げ面６との交差稜線部に形成されたワイパー刃８Ａは、上記面取り部９を除いて一対の多角形面２のうち一方の多角形面２Ａ側から他方の多角形面２Ｂ側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退するように傾斜して延びている一方、反対の側面３Ｄ側のすくい面７と逃げ面６との交差稜線部に形成されたワイパー刃８Ｂは、やはり面取り部９を除いて一対の多角形面２のうち他方の多角形面２Ｂ側から一方の多角形面２Ａ側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退するように傾斜して延びている。
【００２３】
なお、インサート本体１は、上記一対の他の側面３Ｂ、３Ｄの向きが逆になるように一対の多角形面２を反転したときに対称となる形状に形成されており、従って上述のように傾斜するワイパー刃８Ａ、８Ｂの上記厚さ方向に対する傾斜角は互いに等しくされる。また、本実施形態では逃げ面６が上述のような凸曲面とされることにより、ワイパー刃８も曲率半径が例えば３００ｍｍ程度の大きな凸円弧等の凸曲線を描きつつ、一対の多角形面２間でインサート本体１の内側に後退するように傾斜することになる。
【００２４】
このような第１の実施形態の切削インサートが取り付けられる本発明の一実施形態の刃先交換式工具は、その工具本体１１が、先端部（図６において下側部分）が基端部（図６において上側部分）に対して一段拡径した軸線Ｏを中心とする円盤状をなし、この基端部が工作機械の主軸に取り付けられて軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、例えば鋳鉄等の被削材にフライス加工を施してゆく。
【００２５】
工具本体１１の先端部外周には、周方向に等間隔をあけて複数（本実施形態では１２）のチップポケット１２が形成されるとともに、これらのチップポケット１２の工具回転方向Ｔ後方側に隣接して開口するようにインサート取付座１３がそれぞれ形成されている。そして、これらのインサート取付座１３のうち一部（本実施形態では１つ）のインサート取付座１３を除いた残りの他のインサート取付座１３には、専ら被削材に加工面を形成してゆく他の切削インサートが取り付けられ、上記一部のインサート取付座１３に、こうして形成された被削材の加工面を仕上げる上記ワイパーインサートとされる第１の実施形態の切削インサートが取り付けられる。
【００２６】
ここで、これらのインサート取付座１３は、本実施形態ではいずれも同形同大とされたものであって、工具本体１１を軸線Ｏ回りに所定角度ずつ回転させたときに一致するように回転対称に形成されており、工具本体１１の外周側を向く平面状の底面１３Ａと、この底面１３Ａに対して垂直かつ互いにも垂直な平面状とされて、工具回転方向Ｔを向く壁面１３Ｂおよび工具本体１１の先端側を向く壁面１３Ｃとを備えている。
【００２７】
なお、底面１３Ａは工具本体１１の後端側に向かうに従い内周側に向けて、壁面１３Ｂは後端側に向かうに従い工具回転方向Ｔに向けて、壁面１３Ｃは工具回転方向Ｔに向かうに従い先端側に向けて、それぞれ僅かに傾斜させられている。また、底面１３Ａには各切削インサートを固定するためのクランプネジ１４がねじ込まれるネジ孔１３Ｄが該底面１３Ａに垂直に形成されている。
【００２８】
このうち、上記他のインサート取付座１３に取り付けられる他の切削インサートは、例えば本発明の発明者等が特開２００８−２２９７４４号公報において開示したものである。すなわち、この他の切削インサートは、そのインサート本体２１が外形略正方形平板状をなして、２つの正方形面と４つの側面とを有し、これら２つの正方形面は、該正方形面に交差するインサート本体２１の中心線回りに捩れるように配置されている。
【００２９】
さらに、これら２つの正方形面の各辺稜部には、この辺稜部に連なる正方形面を逃げ面とするとともに上記側面にすくい面を有する主切刃２２が、該辺稜部の一端部から他端部側に向けて延びるように形成され、また隣接する側面同士の交差稜線部には、一の上記辺稜部の一端部において上記主切刃２２に連なる副切刃２３が形成されている。従って、この他の切削インサートでは、１つのインサート本体２１に８組の主切刃２２および副切刃２３が形成されて合計８回の切刃の使用が可能とされている。
【００３０】
また、上記４つの側面には、その２つの正方形面側に、上記主切刃２２に沿ってブレーカ溝２４がそれぞれ形成されるとともに、これらのブレーカ溝２４の間には突出部２５が形成されている。この突出部２５の突端面は、インサート本体２１の厚さ方向に沿った平坦面とされて着座面とされ、また周方向には上記中心線方向から見て２つの正方形面の捩れ角を二等分する方向に延びている。
【００３１】
このような他の切削インサートは、２つの正方形面のうち１つをインサート取付座１３の底面１３Ａに密着させるとともに、周方向に隣接する２つの側面における突出部２５の着座面をインサート取付座１３の上記壁面１３Ｂ、１３Ｃに当接させて他のインサート取付座１３に着座させられ、さらにインサート本体２１を貫通するように２つの正方形面の中央に開口した取付孔２６に上記クランプネジ１４が挿通されて底面１３Ａの上記ネジ孔１３Ｄにねじ込まれることにより、他のインサート取付座１３に固定される。
【００３２】
こうして他のインサート取付座１３に取り付けられた他の切削インサートにおいては、工具本体１１の外周側に向けられた正方形面の工具回転方向Ｔ側に位置する辺稜部に形成された主切刃２２と、この主切刃２２に工具本体１１先端側で連なる副切刃２３が切削に使用される。このとき、インサート取付座１３の壁面１３Ｂ、１３Ｃが上述のように傾斜させられていることと２つの正方形面が捩られていることにより、他の辺稜部に形成された主切刃２２とこれに連なる副切刃２３は被削材と干渉することがない。
【００３３】
そして、上記第１の実施形態の切削インサートにおけるインサート本体１の取付孔４から３つの側面３Ｂ〜３Ｄまでの互いに等しくされた最短距離、すなわち取付孔４と側面３Ｃとの間隔および側面３Ｂ、３Ｄのすくい面７が形成されていない部分との間隔は、この他の切削インサートの上記取付孔２６と４つの側面の突出部２５における上記突端面との間隔と等しくされている。
【００３４】
従って、第１の実施形態の切削インサートも、一対の多角形面２のうち１つ（図５ないし図８では他方の多角形面２Ｂ）をインサート取付座１３の底面１３Ａに密着させるとともに、側面３Ｃを壁面１３Ｃに、側面３Ｂ、３Ｄのいずれか１つ（図５ないし図８では側面３Ｄ）を壁面１３Ｂに当接させて上記一部のインサート取付座１３に着座可能とされ、取付孔４に挿通されたクランプネジ１４をネジ孔１３Ｄにねじ込むことにより、この一部のインサート取付座１３に固定される。
【００３５】
こうして一部のインサート取付座１３に取り付けられてワイパーインサートとされる第１の実施形態の切削インサートにおいては、壁面１３Ｂに当接させられた側面３Ｄとは反対側の側面３Ｂが工具回転方向Ｔに向けられ、この側面３Ｂにすくい面７が形成されたワイパー刃８Ａが加工面の仕上げに使用される。ここで、他のインサート取付座１３に取り付けられた他の切削インサートと同様に、インサート取付座１３の壁面１３Ｂ、１３Ｃが傾斜していることから、反対側の側面３Ｄにすくい面７が形成されたワイパー刃８Ｂはワイパー刃８Ａに対して工具本体１１の後端側に配置され、被削材の加工面と干渉することはない。
【００３６】
さらに、このインサート取付座１３の底面１３Ａが上述のように工具本体１１の後端側に向かうに従い内周側に傾斜していることから、インサート本体１の一対の多角形面２も工具本体１１の後端側に向かうに従い内周側に傾斜して配置されることになる。従って、図８に示すようにインサート本体１の側面３Ｂに対向する側面視において、工具本体１１の外周側に向けられた一方の多角形面２Ａ側から底面１３Ａに密着した他方の多角形面２Ｂ側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退するように傾斜して延びる側面３Ｂ側のワイパー刃８Ａは、インサート取付座１３に取り付けられた状態では、工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面に沿って配置されることになる。
【００３７】
そして、このように加工面の仕上げに使用されるワイパー刃８Ａが配置された工具本体１１の軸線Ｏに垂直な平面は、上記他の切削インサートの切削に使用される副切刃２３よりも僅かに工具本体１１先端側に位置するようにされている。その一方で、他の切削インサートのインサート本体２１は、その厚さがワイパーインサートとして使用される第１の実施形態の切削インサートのインサート本体１よりも僅かに厚くされていて、切削に使用される主切刃２２および副切刃２３はワイパー刃８Ａよりも工具本体１１の僅かに外周側に位置させられる。
【００３８】
従って、上述のように工具本体１１を軸線Ｏ回りに回転しつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出してゆくと、まずこうして工具本体１１の外周側に位置する他の切削インサートの主切刃２２および副切刃２３によって被削材の表面が切削されて加工面が形成され、次いでこれら主切刃２２および副切刃２３の僅かに内周側に位置する上記実施形態の切削インサートのワイパー刃８Ａが、この加工面を工具本体１１の軸線Ｏに垂直な上記平面に沿うように平滑に仕上げてゆく。
【００３９】
そして、上記構成のワイパーインサートとされる切削インサートにおいては、インサート本体１の一対のワイパー刃８Ａ、８Ｂが形成されていて、これらのワイパー刃８Ａ、８Ｂが、該ワイパー刃８Ａ、８Ｂのすくい面７が形成されたインサート本体１の他の側面３Ｂ、３Ｄに対向する側面視において、一対の多角形面２Ａ、２Ｂの一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びるようにされている。
【００４０】
このため、上述のように加工面を仕上げることによりワイパー刃８Ａに摩耗等の損傷が生じたときには、これら他の側面３Ｂ、３Ｄを反転させるようにインサート本体１を一部のインサート取付座１３に取り付け直すことにより、工具本体１１に対するインサート本体１の姿勢を同じとして、反対側のワイパー刃８Ｂを加工面の仕上げに使用することができる。従って、上記構成の切削インサートによれば、１つのインサート本体１によって、その少なくとも１つの側面３Ａと他の一対の側面３Ｂ、３Ｄとの交差稜線部に形成された一対のワイパー刃８Ａ、８Ｂを使用することが可能であり、超硬合金等の硬質材料よりなる高価なインサート本体１を有効に利用して効率的かつ経済的な切削加工を行うことが可能となる。
【００４１】
また、上述のようにワイパー刃８Ａ、８Ｂを、すくい面７が形成された他の側面３Ｂ、３Ｄに対向する側面視において、一対の多角形面２Ａ、２Ｂの一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜させるには、これらのワイパー刃８Ａ、８Ｂに連なってインサート本体１の上記少なくとも１つの側面３Ａに形成される一対の逃げ面６も互い違いの向きに傾斜させなければならず、すなわちこれらの逃げ面６は捩れ面状に形成されることになる。
【００４２】
しかるに、そのような一対の逃げ面６を、例えば砥石による研削加工によって仕上げて形成しようとすると、一方の逃げ面６を形成する際に砥石が他方の逃げ面６と干渉してしまうおそれがあるが、上記構成の切削インサートでは、これらの逃げ面６が、上記少なくとも１つの側面３Ａの中央部に形成された凹部５により分けられた一対の側面部に形成されており、従ってこのような砥石の干渉を防いで確実かつ正確に逃げ面６を形成することが可能となる。
【００４３】
さらに、上記構成の切削インサートは、すくい面７が、多角形平板状（本実施形態では略長方形平板状）とされたインサート本体１の寸法が小さい厚さ方向を向く多角形面２ではなく、その周囲の側面３Ｂ、３Ｄに形成された、いわゆる縦刃式の切削インサートであって、ワイパー刃８に作用する切削負荷をインサート本体１の寸法の大きい方向に受け止めることができるので、上述した鋳鉄のような被削材のフライス加工において過大な負荷が作用した場合でも、ワイパー刃８にチッピングや欠損が生じたりするのを防ぐことができる。
【００４４】
さらにまた、本実施形態の切削インサートでは、すくい面７が形成されるインサート本体１の上記他の側面３Ｂ、３Ｄに対向する側面視においてワイパー刃８が曲率半径の大きな凸曲線状をなすように形成されており、従ってこのようなワイパー刃８によって仕上げされる被削材の加工面は、逆に曲率半径の大きな凹曲線が連続したような断面となる。しかるに、このワイパー刃８は、上記軸線Ｏに垂直な平面上に正確に配置されるなら直線状でもよいが、直線状のワイパー刃８が万一この平面に対して傾いて配置されると、ワイパー刃８の端部のエッジによって加工面に段差が生じて、いわゆる送りマークが形成されることになる。
【００４５】
ところが、本実施形態のようにワイパー刃８が凸曲線状であると、この凸曲線に沿ってインサート本体１がたとえ多少傾いて取り付けられても、ワイパー刃８によって加工面に形成される凹曲線断面は傾きがない場合と略変わることがなく、そしてこの凹曲線も曲率半径が大きいものであるので、加工面に段差を生じることも無く、送りマークが形成されるのを防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、加工面の仕上げ精度と品位の向上を図ることができる。
【００４６】
さらにまた、この第１の実施形態の切削インサートは、ワイパー刃８の逃げ面６が形成される上記１つの側面３Ａを除いたインサート本体１の３つの側面３Ｂ〜３Ｄが、上記一対の多角形面２に垂直に上記厚さ方向に延びるようにされて、このうち上記一対の他の側面３Ｂ、３Ｄのすくい面７が形成されていない部分は側面３Ｃと直交する方向に延びる平面状とされており、しかもこれら側面３Ｂ〜３Ｄは取付孔４からの最短距離が互いに等しくされて、この最短距離は、刃先交換式切削工具の工具本体１１に取り付けられる上記他の切削インサートのインサート本体２１における取付孔２６と４つの側面の突出部２５における上記突端面との間隔と等しくされている。
【００４７】
すなわち、本実施形態では、これら３つの側面３Ｂ〜３Ｄがインサート本体１の厚さ方向に垂直な断面においてなす輪郭が、上記他の切削インサートの４つの側面のうち３つの突出部２５における上記突端面がインサート本体２１の厚さ方向に垂直な断面においてなす輪郭と一致するようにされており、この他の切削インサートはこれらの突端面のうち２つをインサート取付座１３の壁面１３Ｂ、１３Ｃに当接させて取付孔２６に挿通したクランプネジ１４により固定されるので、ワイパーインサートとして使用される第１の実施形態の切削インサートも、この他の切削インサートが取り付けられる工具本体１１のインサート取付座１３にそのまま取付可能とされる。
【００４８】
このため、刃先交換式切削工具の工具本体１１においては、上述のように同形同大のインサート取付座１３を複数形成すればよく、その製造を容易とすることができる。また、ワイパー刃８による加工面の仕上げを行わずに被削材を切削するときには、ワイパーインサートとされる上記実施形態の切削インサートに代えて他の切削インサートを取り付ければよく、汎用性の高い刃先交換式切削工具を提供することができる。
【００４９】
ただし、上記第１の実施形態では、このように刃先交換式切削工具の工具本体１１の他の切削インサートが取り付けられるインサート取付座１３にワイパーインサートとして用いられる当該実施形態の切削インサートを取付可能としているが、インサート取付座は、インサート形状によって任意の形状とすることができるので、ワイパーインサートの形状に合わせて取付面形状を変更することが可能である。図１０ないし図１３は、このような場合の本発明の切削インサート（ワイパーインサート）の第２の実施形態を示すものであり、図１ないし図４に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を簡略化する。
【００５０】
すなわち、この第２の実施形態では、上記１つの側面３Ａと反対側の第１の実施形態においてインサート本体１の厚さ方向に沿った平坦面とされた側面３Ｃにも凹部５が形成されて一対の側面部に分けられ、側面３Ａと同様にこれら一対の側面部がそれぞれ逃げ面６とされるとともに、これらの逃げ面６に交差するインサート本体１の一対の他の側面３Ｂ、３Ｄにもそれぞれすくい面７が形成されて、この側面３Ｃ側の各すくい面７と逃げ面６との交差稜線部にも、図１３に示すように他の側面３Ｂ（または側面３Ｄ）に対向する側面視において一対の多角形面２の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びる一対のワイパー刃８が形成されている。
【００５１】
ここで、この側面３Ｃ側に形成されたワイパー刃８が傾斜する向きは、図１３に示すように他の側面３Ｂに対向する側面視において、上記１つの側面３Ａ側のワイパー刃８とは反対に、側面３Ｂ側のワイパー刃８Ｃが、一対の多角形面２のうち他方の多角形面２Ｂ側から一方の多角形面２Ａ側に向かうに従いインサート本体１の内側に後退して延びる向きとされ、側面３Ｄ側のワイパー刃８Ｄは逆に一方の多角形面２Ａ側から他方の多角形面２Ｂ側に向けてインサート本体１内側に後退する向きとされている。
【００５２】
そして、この第２の実施形態の切削インサートのインサート本体１は、第１の実施形態と同様に上記一対の他の側面３Ｂ、３Ｄの向きが逆になるように一対の多角形面２を反転したときに対称となる形状に形成されている上に、上記１の側面３Ａと側面３Ｃの向きが逆になるように反転したときにも対称となる形状とされるとともに、インサート本体１を取付孔４の中心線回りに所定角度（本実施形態では１８０°）回転させたときにも対称となるようにされる。従って、このような第２の実施形態の切削インサートにおいては、こうしてインサート本体１を反転させたり回転させたりして、刃先交換式切削工具のインサート取付座に取り付け直すことにより、１つのインサート本体１で合計４回のワイパー刃８の使い回しが可能となり、一層効率的かつ経済的である。
【００５３】
なお、この第２の実施形態では、上記側面３Ｃに凹部５が形成されて分けられた一対の側面部が逃げ面６とされ、これら逃げ面６は第１の実施形態と同様に捩れ面状に配置されるため、インサート取付座の工具本体先端側を向く壁面が平面状であると、この側面３Ｃを当接させることができない。そこで、このような第２の実施形態の切削インサートを取付けるには、インサート取付座の上記壁部に凹部５と当接する凸部を形成したり、逃げ面６の捩れ面に合わせたカッタの壁面を用意したりすることで、支障なくワイパーインサートを取り付けることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１ インサート本体
２（２Ａ、２Ｂ） インサート本体１の多角形面
３Ａ〜３Ｄ インサート本体１の側面
４ 取付孔
５ 凹部
６ 逃げ面
７ すくい面
８（８Ａ〜８Ｄ） ワイパー刃
１１ 工具本体
１３ インサート取付座
１４ クランプネジ
２１ 他の切削インサートのインサート本体
２２ 他の切削インサートの主切刃
２３ 他の切削インサートの副切刃
２５ 他の切削インサートの突出部
２６ 他の切削インサートの取付孔
Ｏ 工具本体１１の回転軸線
Ｔ 工具本体１１の回転方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃先交換式切削工具の工具本体に形成された複数のインサート取付座のうち一部のインサート取付座に取り付けられてワイパーインサートとして使用される切削インサートであって、多角形平板状をなすインサート本体の一対の多角形面の周囲に配置される側面のうち少なくとも１つの側面の中央部に凹部が形成されていて、この凹部により分けられた上記１つの側面の一対の側面部がそれぞれ逃げ面とされるとともに、これらの逃げ面に交差する上記インサート本体の一対の他の側面にそれぞれすくい面が形成され、各すくい面と逃げ面との交差稜線部に、上記他の側面に対向する側面視において上記一対の多角形面の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びる一対のワイパー刃が形成されていることを特徴とする切削インサート。
【請求項２】
上記ワイパー刃は、上記他の側面に対向する側面視において凸曲線状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に形成された複数のインサート取付座のうち一部のインサート取付座に、請求項１または請求項２に記載の切削インサートが、上記１つの側面を工具先端側に向けるとともに上記一対の他の側面のうち１つの他の側面を工具回転方向に向けて、この１つの他の側面に形成された上記すくい面と上記逃げ面との交差稜線部に形成された上記ワイパー刃が上記軸線に垂直な平面に沿って延びるように取り付けられていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
【請求項１】
刃先交換式切削工具の工具本体に形成された複数のインサート取付座のうち一部のインサート取付座に取り付けられてワイパーインサートとして使用される切削インサートであって、多角形平板状をなすインサート本体の一対の多角形面の周囲に配置される側面のうち少なくとも１つの側面の中央部に凹部が形成されていて、この凹部により分けられた上記１つの側面の一対の側面部がそれぞれ逃げ面とされるとともに、これらの逃げ面に交差する上記インサート本体の一対の他の側面にそれぞれすくい面が形成され、各すくい面と逃げ面との交差稜線部に、上記他の側面に対向する側面視において上記一対の多角形面の一方の側から他方の側に向かうに従い互い違いの向きに後退するように傾斜して延びる一対のワイパー刃が形成されていることを特徴とする切削インサート。
【請求項２】
上記ワイパー刃は、上記他の側面に対向する側面視において凸曲線状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に形成された複数のインサート取付座のうち一部のインサート取付座に、請求項１または請求項２に記載の切削インサートが、上記１つの側面を工具先端側に向けるとともに上記一対の他の側面のうち１つの他の側面を工具回転方向に向けて、この１つの他の側面に形成された上記すくい面と上記逃げ面との交差稜線部に形成された上記ワイパー刃が上記軸線に垂直な平面に沿って延びるように取り付けられていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１８７６５０（Ｐ２０１２−１８７６５０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１３４６（Ｐ２０１１−５１３４６）
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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