切削インサート
【課題】深く溝入れ加工した場合であっても、切削に供される切れ刃とは異なる他の切れ刃が、加工した溝の溝壁に接触することを防止でき、溝の加工精度が十分に確保されるとともに、未使用の切れ刃の損傷を防止できること。
【解決手段】四角形板状をなし、厚さ方向Ｔを向く一対の四角形面２及び４つの側面３を有するインサート本体４と、隣接する側面３同士の交差稜線をなし厚さ方向Ｔに沿うように延びる主切れ刃５、及び、主切れ刃５の両端部から延びる一対の副切れ刃６を有する４つの切れ刃７と、互いに背向する一対の側面３ａ、３ａに形成され、主切れ刃５及び一対の副切れ刃６に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面８と、を備え、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａと、一のすくい面８ａに背向する他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂとが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びている。
【解決手段】四角形板状をなし、厚さ方向Ｔを向く一対の四角形面２及び４つの側面３を有するインサート本体４と、隣接する側面３同士の交差稜線をなし厚さ方向Ｔに沿うように延びる主切れ刃５、及び、主切れ刃５の両端部から延びる一対の副切れ刃６を有する４つの切れ刃７と、互いに背向する一対の側面３ａ、３ａに形成され、主切れ刃５及び一対の副切れ刃６に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面８と、を備え、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａと、一のすくい面８ａに背向する他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂとが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝入れ加工に用いられる切削インサートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溝入れ加工に用いられる四角形板状の切削インサートとして、例えば下記特許文献１に示されるような、四角形板状をなし、厚さ方向を向く一対の四角形面、及び、これら四角形面の辺同士を厚さ方向に繋ぐ４つの側面、を有するインサート本体と、前記インサート本体の隣接する前記側面同士の交差稜線をなし、厚さ方向に沿うように延びる主切れ刃、及び、前記主切れ刃の両端部から前記四角形面の辺に沿うように延びる一対の副切れ刃、を有する４つの切れ刃と、前記側面に形成され、前記主切れ刃及び前記一対の副切れ刃に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面と、を備えたものが知られている。
【０００３】
この種の切削インサートは、ターニング（旋削加工）に用いられる際は、軸状をなす工具本体の先端部にネジ止めやクランプ機構により着脱可能に固定され、例えば円柱状をなし軸回りに回転する被削材の外面などに４つの切れ刃のうち１つの切れ刃を対向配置させた状態で、溝入れ加工に供される。また、ミーリング（転削加工）に用いられる際は、円柱状をなし工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に周方向に間隔をあけて着脱可能に複数固定され、４つの切れ刃のうち１つの切れ刃をそれぞれ工具本体の外周面から突出させた状態で、被削材の壁面などに溝入れ加工を施す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第８７／０３８３１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の切削インサートでは、下記のような課題があった。
すなわち、切削インサートの切れ刃が被削材の外面などに溝入れ加工を施していき、所定の溝深さ以上となったときに、ターニングの場合は前記溝入れ加工する切れ刃よりも被削材の回転方向の前方側に位置する他の切れ刃が、ミーリングの場合は前記溝入れ加工する切れ刃よりも工具回転方向の後方側に位置する他の切れ刃が、加工した溝内に入り込むとともに溝壁に接触して、加工面を傷付けてしまうことがあった。またこのような事情により、加工できる溝形状が、所定の溝深さを超えないよう浅溝に制限されていた。
また、前記他の切れ刃が未使用である場合には、溝壁との接触により新しい切れ刃が損傷して、切れ刃が無駄になってしまうことがあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、深く溝入れ加工した場合であっても、切削に供される切れ刃とは異なる他の切れ刃が、加工した溝の溝壁に接触することを防止でき、溝の加工精度が十分に確保されるとともに、未使用の切れ刃の損傷を防止できる切削インサート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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明の切削インサートは、四角形板状をなし、厚さ方向を向く一対の四角形面、及び、これら四角形面の辺同士を厚さ方向に繋ぐ４つの側面、を有するインサート本体と、前記インサート本体の隣接する前記側面同士の交差稜線をなし、厚さ方向に沿うように延びる主切れ刃、及び、前記主切れ刃の両端部から前記四角形面の辺に沿うように延びる一対の副切れ刃、を有する４つの切れ刃と、前記４つの側面のうち、互いに背向する一対の側面に形成され、前記主切れ刃及び前記一対の副切れ刃に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面と、を備え、前記４つのすくい面のうち、一のすくい面を正面に見て、前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃と、前記一のすくい面に背向する他のすくい面に連なる前記主切れ刃とが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びていることを特徴とする。
【０００８】
この切削インサートを用いて溝入れ加工する際には、切削に供される切れ刃の主切れ刃が、例えば被削材の外面に対して平行となるように配置される。このような切削インサートの装着姿勢から、前記切れ刃が被削材に接近し外面に溝加工していくと、所定の溝深さ以上となったときに、該切れ刃の配置されたすくい面（一のすくい面）に背向する他のすくい面の切れ刃が、加工した溝内に収容されることになる。
【０００９】
すなわち、一のすくい面を正面に見て、一のすくい面の主切れ刃と、他のすくい面の主切れ刃とは、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びており、一のすくい面の主切れ刃は溝幅方向に平行に配置されていることから、他のすくい面の主切れ刃は溝幅方向に対して傾斜して配置される。これにより、一のすくい面の主切れ刃が加工した溝の溝幅よりも、他のすくい面の主切れ刃の溝幅方向に沿う長さが短くなっている。よって、他のすくい面の切れ刃は、一のすくい面の切れ刃が加工した溝の溝壁に接触することなく、該溝内に収容されるのである。
【００１０】
このように、本発明の切削インサートによれば、深く溝入れ加工した場合であっても、前記他のすくい面の切れ刃が溝壁に接触するようなことが防止されて、溝の加工精度が十分に確保される。従って、加工できる溝形状（特に溝深さ）の範囲が広がる。また、他のすくい面の切れ刃が未使用である場合に、該未使用の切れ刃が溝壁に接触して損傷してしまうようなことが防止されるので、切れ刃を無駄なく使用できる。
【００１１】
また、本発明の切削インサートにおいて、前記一のすくい面を正面に見て、前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃は、前記一対の四角形面のうち一方の四角形面から他方の四角形面側に向かうに従い漸次前記四角形面の外側に向かって傾斜して延びており、前記他のすくい面に連なる前記主切れ刃は、前記一方の四角形面から前記他方の四角形面側に向かうに従い漸次前記四角形面の内側に向かって傾斜して延びていることとしてもよい。
【００１２】
この場合、一のすくい面の切れ刃を用いて切削加工している状態から、他のすくい面の切れ刃に交換して切削加工に用いる際に、この切削インサートを工具本体から取り外し、前記すくい面同士の位置を入れ替えるように該切削インサートを厚さ方向に反転させ、再び工具本体に装着すれば、一のすくい面の主切れ刃があった位置と同じ位置に、他のすくい面の主切れ刃が簡単に精度よく配置される。よって、切れ刃を交換する際の位置決めが容易であり、作業に手間がかからない。
【００１３】
また、本発明の切削インサートにおいて、前記一のすくい面を正面に見て、前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃と、前記他のすくい面に連なる前記主切れ刃とのなす交差角が、１７°〜２０°であることとしてもよい。
【００１４】
この場合、一のすくい面の切れ刃を用いて溝入れ加工した際、他のすくい面の切れ刃と溝壁との接触が確実に防止されつつ、インサート本体の剛性が確保される。
すなわち、前記交差角が１７°未満の場合は、他のすくい面の主切れ刃を溝幅方向に対して十分に傾斜させられず、該すくい面の切れ刃が溝壁に接触するおそれがある。また、前記交差角が２０°を超えると、主切れ刃の傾斜が大きくなるので、切削に供される切れ刃の副切れ刃が溝壁に接触しないように、該副切れ刃を主切れ刃から離間するに従い漸次厚さ方向に大きく後退させなければならず、これによりインサート本体の厚さが薄くなって、該インサート本体の剛性が確保できないおそれがある。
【００１５】
また、本発明の切削インサートにおいて、前記４つの側面のうち、前記すくい面が形成された一対の側面とは異なる他の一対の側面には、前記主切れ刃を挟んで前記すくい面とは反対側に位置する４つの主逃げ面が形成され、前記４つの主逃げ面のうち、一の主逃げ面を正面に見て、前記一の主逃げ面に連なる前記主切れ刃と、前記一の主逃げ面に背向する他の主逃げ面に連なる前記主切れ刃とが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びていることとしてもよい。
【００１６】
この場合、切削に供される一の主逃げ面の主切れ刃を、溝幅方向の一端から他端に向かうに従い漸次加工する溝の延在方向の前後いずれかに向かって傾斜するように配置でき、切れ味や切屑排出性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る切削インサートによれば、深く溝入れ加工した場合であっても、切削に供される切れ刃とは異なる他の切れ刃が、加工した溝の溝壁に接触することを防止でき、溝の加工精度が十分に確保されるとともに、未使用の切れ刃の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る切削インサートを装着した刃先交換式溝入れ工具を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る切削インサートを装着した刃先交換式溝入れ工具を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る切削インサートを装着した刃先交換式溝入れ工具を示す下面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る切削インサートを装着した刃先交換式溝入れ工具を工具本体の先端側から見た正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る切削インサートを、インサート本体の四角形面側から見た図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る切削インサートを、インサート本体の側面のうちすくい面が形成された側面側から見た図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る切削インサートを、インサート本体の側面のうち主逃げ面が形成された側面側から見た図である。
【図８】図５のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る切削インサートの切削に供される一のすくい面近傍の拡大図であり、切削により被削材に形成された溝の断面形状を説明する図である。
【図１０】図７において、一の主逃げ面に連なる主切れ刃近傍を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る切削インサート１及びこれを工具本体２１に装着してなる刃先交換式溝入れ工具２０について、図１〜図９を参照して説明する。
本実施形態の切削インサート１及び刃先交換式溝入れ工具２０は、ターニングの溝入れ加工に用いられるものであり、例えば円柱状をなす被削材の外面に外径溝入れ加工を施すものである。
【００２０】
図１〜図４に示されるように、刃先交換式溝入れ工具２０は、軸状の鋼材等からなり、その延在方向に垂直な断面が四角形状をなす工具本体２１と、この工具本体２１の先端部において、側方（図１における左右方向）を向く一対の工具側面のうち一方（図１における右方）の工具側面２１ａ、先端面２１ｂ及び上面２１ｃに開口された直方体穴状のインサート取付座２２と、超硬合金等からなり、該インサート取付座２２にネジ止めにより着脱可能に固定される前記切削インサート１と、を備えている。
【００２１】
切削インサート１は、図５〜図８に示されるように、四角形板状をなし、厚さ方向Ｔを向く一対の四角形面２、及び、これら四角形面２の辺同士を厚さ方向Ｔに繋ぐように形成された４つの側面３、を有するインサート本体４と、インサート本体４の隣接する側面３同士の交差稜線をなし、厚さ方向Ｔに沿うように延びる主切れ刃５、及び、主切れ刃５の両端部から四角形面２の辺に沿うように延びる一対の副切れ刃６、を有する４つの切れ刃７と、４つの側面３のうち、互いに背向する一対の側面３ａ、３ａに形成され、主切れ刃５及び一対の副切れ刃６に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面８と、４つの側面３のうち、すくい面８が形成された一対の側面３ａ、３ａとは異なる他の互いに背向する一対の側面３ｂ、３ｂに形成され、主切れ刃５を挟んですくい面８の反対側に位置する４つの主逃げ面９と、を備えている。
【００２２】
図５、図６において、インサート本体４は、その厚さ方向Ｔを向く表裏面が一対の四角形面２とされ、該厚さ方向Ｔに垂直な方向かつ四角形面２の外側（四角形面２の面方向外方）を向く外周面が４つの側面３とされている。
【００２３】
図５に示されるように、インサート本体４は、四角形面２の中心を通り厚さ方向Ｔに延びるインサート中心軸Ｏを中心とした回転対称形となっている。詳しくは、インサート本体４は、インサート中心軸Ｏについて２回対称（１８０°対称）に形成されている。
【００２４】
また、図６〜図８において、インサート本体４は、インサート中心軸Ｏに垂直で側面３の中心を通る２つの仮想軸（側面３ａ、３ａの中心を通る仮想軸及び側面３ｂ、３ｂの中心を通る仮想軸）についても、それぞれ２回対称となっている。すなわち、インサート本体４は、前記２つの仮想軸について、それぞれ表裏回転対称とされている。
【００２５】
図６、図７において、インサート本体４の側面３ａ及び側面３ｂは、インサート中心軸Ｏ方向（又は厚さ方向Ｔ）よりもインサート中心軸Ｏ回りに長い矩形状をなしている。また、これら側面３ａ、３ｂは、それぞれの両端部における厚さ寸法が最も大きくなっている。
【００２６】
図６において、側面３ａの長手方向（図６における左右方向）の両端部には、主切れ刃５を下底とする台形状をなすように、すくい面８が一対形成されている。図５に示されるように、すくい面８は、主切れ刃５から離間するに従い漸次四角形面２の内側（四角形面２の面方向内方）に向かって傾斜している。
また、側面３ａにおけるすくい面８の内側部分（前記長手方向の中央側部分）は、凹曲面状に形成されている。
【００２７】
図７において、側面３ｂの長手方向（図７における上下方向）の両端部には、主切れ刃５を下底とする台形状をなすように、主逃げ面９が一対形成されている。図５に示されるように、主逃げ面９は、主切れ刃５から離間するに従い漸次四角形面２の内側に向かって傾斜している。
また、側面３ｂは、その長手方向に垂直な断面が直線状をなしているとともに、該直線が、前記長手方向の一端部に位置する一の主切れ刃５ａから他端部に位置する他の主切れ刃５ｂに向かうに従い漸次連続的又は段階的に捩れるように形成されている。
【００２８】
また、図５、図７に示されるように、四角形面２の四隅には、四角形状をなし、すくい面８及び主逃げ面９に連なるとともに、副切れ刃６から該四角形面２の内側に向かうに従い漸次厚さ方向Ｔの内側（中央側）に向かって傾斜する副逃げ面１０がそれぞれ形成されている。
【００２９】
図５、図８において、インサート本体４には、一対の四角形面２の中央に開口してインサート中心軸Ｏに同軸とされ、該インサート本体４を厚さ方向Ｔに貫通する取付孔１１が形成されている。図８に示されるように、取付孔１１は、その厚さ方向Ｔの中央部における内径が最も小さくなっており、該中央部から厚さ方向Ｔの両外側に向かうに従い漸次その内径が段階的に、かつ、滑らかに拡径している。
【００３０】
図２に示されるように、切削インサート１は、取付孔１１にクランプネジ１２が挿通されるとともに工具本体２１のインサート取付座２２のネジ穴（不図示）にねじ込まれることにより、工具本体２１に装着される。
【００３１】
このように、切削インサート１が工具本体２１のインサート取付座２２に装着された状態で、インサート本体４の一対の側面３ａ、３ａのうち一方の側面３ａは工具本体２１の上面２１ｃ側に露出され、他方の側面３ａはインサート取付座２２において上側を向く壁面２３ａに当接される。また、インサート本体４の一対の側面３ｂ、３ｂのうち一方の側面３ｂは工具本体２１の先端面２１ｂ側に露出され、他方の側面３ｂはインサート取付座２２において先端側を向く壁面２３ｂに当接される。
【００３２】
また、図１、図４に示されるように、インサート本体４の一対の四角形面２（２ａ、２ｂ）のうち一方の四角形面２ａが、インサート取付座２２において工具側面２１ａと同じ方向を向く着座面２４に当接される。
【００３３】
図２に示す工具本体２１の側面視で、該工具本体２１の上面２１ｃ側に露出された切削インサート１の側面３ａは、該工具本体２１の先端から後端側へ向かうに従い漸次上側（図２における左側）に向かって傾斜している。また、工具本体２１の先端面２１ｂ側に露出された切削インサート１の側面３ｂは、該工具本体２１の上面２１ｃから下面２１ｄ側へ向かうに従い漸次後端側に向かって傾斜している。これにより、これら側面３ａ、３ｂの交差稜線をなし切削に供される主切れ刃５ａ（５）が、工具本体２１の先端側に突出して配置されている。
【００３４】
また、このように切削インサート１がインサート取付座２２に固定された状態で、主切れ刃５ａの下側（図２においては右側）に位置する他の主切れ刃５ｂ（５）は、工具本体２１の先端面２１ｂよりも先端側に突出して配置されている。詳しくは、図３に示されるように、工具本体２１を下面２１ｄ側から見て、他の主切れ刃５ｂを有する切れ刃７及びそのすくい面８ｂの略全ての領域が、外部に露出されている。
【００３５】
そして、図６に示されるように、切削インサート１の４つのすくい面８のうち、一のすくい面８ａを正面に見て、この切削インサート１は、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａと、一のすくい面８ａに背向する他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂとが、Ｘ字状に交差するように（直線状の２つの主切れ刃５ａ、５ｂが、あたかもＸ字状をなすように）互いに異なる向きに延びている。
【００３６】
詳しくは、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａは、一対の四角形面２のうち一方（図６における上方）の四角形面２ａから他方（図６における下方）の四角形面２ｂ側に向かうに従い漸次四角形面２の外側（図６における左側）に向かって傾斜して延びており、他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂは、一方の四角形面２ａから他方の四角形面２ｂ側に向かうに従い漸次四角形面２の内側（図６における右側）に向かって傾斜して延びている。
【００３７】
また、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａと、他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂとのなす交差角θが、１７°〜２０°の範囲内に設定されている。
【００３８】
また、本実施形態では、図７及び図１０に示されるように、切削インサート１の４つの主逃げ面９のうち、一の主逃げ面９ａを正面に見て、一の主逃げ面９ａに連なる主切れ刃５ａと、一の主逃げ面９ａに背向する他の主逃げ面９ｃに連なる主切れ刃５ｃとが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びている。
【００３９】
また、図６において、主切れ刃５の両端部は、凸曲線状をなす一対のコーナー刃１３となっている。コーナー刃１３は、主切れ刃５の直線状部分と副切れ刃６とを滑らかに繋ぐように形成されている。
【００４０】
また、図５に示されるように、四角形面２を正面に見て、副切れ刃６は、主切れ刃５から側面３ａの長手方向の中央側に向かって延びているとともに、該主切れ刃５から離間するに従い漸次四角形面２の内側に向かって傾斜している。
【００４１】
また、図６に示されるように、側面３ａを正面に見て、副切れ刃６は、主切れ刃５から離間するに従い漸次厚さ方向Ｔの内側に向かって傾斜して延びている。詳しくは、主切れ刃５ａに連なる一対の副切れ刃６（６ａ、６ｂ）を例に説明すると、一対の副切れ刃６ａ、６ｂのうち、主切れ刃５ａとの連結部位が四角形面２の外側に位置する一方の副切れ刃６ａは、主切れ刃５との連結部位が一方の副切れ刃６ａの前記連結部位よりも四角形面２の内側に位置する他方の副切れ刃６ｂよりも、側面３ａの長手方向に沿う単位長さ当たりの厚さ方向Ｔ内側への変位量が小さくなっている。
【００４２】
また、図５に示されるように、主逃げ面９においてコーナー刃１３に連なる部分は、凸曲面状のコーナー逃げ面１４となっている。すなわち、主逃げ面９は、その厚さ方向Ｔの両端部がコーナー逃げ面１４とされて、副逃げ面１０に滑らかに連なっている。
【００４３】
以上説明した本実施形態の切削インサート１を用いて溝入れ加工する際には、図９に示されるように、切削に供される切れ刃７の主切れ刃５ａが、被削材Ｗの外面Ｅに対して平行となるように配置される。このような切削インサート１の装着姿勢から、被削材Ｗがその軸線回りに回転され、切れ刃７が被削材Ｗに接近し外面Ｅに溝加工していくと、所定の溝深さ以上となったときに、該切れ刃７の配置されたすくい面（一のすくい面）８ａに背向する他のすくい面８ｂの切れ刃７が、加工した溝内に収容されることになる。
【００４４】
すなわち、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａの主切れ刃５ａと、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂとは、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びており、一のすくい面８ａの主切れ刃５ａは溝幅方向（図９における左右方向）に平行に配置されていることから、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂは溝幅方向に対して傾斜して配置される。これにより、一のすくい面８ａの主切れ刃５ａが加工した溝の溝幅Ｌよりも、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂの溝幅方向に沿う長さが短くなっている。よって、他のすくい面８ｂの切れ刃７は、一のすくい面８ａの切れ刃７が加工した溝の溝壁Ｓに接触することなく、該溝内に収容されるのである。
【００４５】
このように、本実施形態の切削インサート１によれば、深く溝入れ加工した場合であっても、他のすくい面８ｂの切れ刃７が溝壁Ｓに接触するようなことが防止されて、溝の加工精度が十分に確保される。従って、加工できる溝形状（特に溝深さ）の範囲が広がる。また、他のすくい面８ｂの切れ刃７が未使用である場合に、該未使用の切れ刃７が溝壁Ｓに接触して損傷してしまうようなことが防止されるので、切れ刃７を無駄なく使用できる。
【００４６】
また、この切削インサート１は、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａが、一方の四角形面２ａから他方の四角形面２ｂ側に向かうに従い漸次四角形面２の外側に向かって傾斜し、他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂが、一方の四角形面２ａから他方の四角形面２ｂ側に向かうに従い漸次四角形面２の内側に向かって傾斜して、主切れ刃５ａを有する切れ刃７と、主切れ刃５ｂを有する切れ刃７とが、側面３ｂ、３ｂの中心を通る仮想軸について互いに１８０°対称（２回対称）に配置されている。従って、例えば、一のすくい面８ａの切れ刃７を用いて切削加工している状態から、他のすくい面８ｂの切れ刃７に交換して切削加工に用いる際に、この切削インサート１を工具本体２１から取り外し、すくい面８ａ、８ｂ同士の位置を入れ替えるように該切削インサート１を厚さ方向Ｔに反転（前記仮想軸回りに１８０°回転）させ、四角形面２ｂを着座面２４に当接させて再び工具本体２１に装着すれば、一のすくい面８ａの主切れ刃５ａがあった位置と同じ位置に、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂが簡単に精度よく配置される。よって、切れ刃７を交換する際の位置決めが容易であり、作業に手間がかからない。
【００４７】
また、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａと、他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂとのなす交差角θが、１７°〜２０°であるので、一のすくい面８ａの切れ刃７を用いて溝入れ加工した際、他のすくい面８ｂの切れ刃７と溝壁Ｓとの接触が確実に防止されつつ、インサート本体４の剛性が確保される。
すなわち、前記交差角θが１７°未満の場合は、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂを溝幅方向に対して十分に傾斜させられず、該すくい面８ｂの切れ刃７が溝壁Ｓに接触するおそれがある。また、前記交差角θが２０°を超えると、主切れ刃５の傾斜が大きくなるので、切削に供される切れ刃７の副切れ刃６が溝壁Ｓに接触しないように、該副切れ刃６を主切れ刃５から離間するに従い漸次厚さ方向に大きく後退させなければならず、これによりインサート本体４の厚さが薄くなって、該インサート本体４の剛性が確保できないおそれがある。
【００４８】
また、一の主逃げ面９ａを正面に見て、一の主逃げ面９ａに連なる主切れ刃５ａと、一の主逃げ面９ａに背向する他の主逃げ面９ｃに連なる主切れ刃５ｃとが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びているので、下記の効果を奏する。すなわち、切削に供される一の主逃げ面９ａの主切れ刃５ａを、溝幅方向の一端から他端に向かうに従い漸次加工する溝の延在方向の前後いずれかに向かって傾斜するように配置でき、切れ味や切屑排出性を高めることができる。
【００４９】
また、この切削インサート１は、四角形板状をなすインサート本体４の４コーナーにそれぞれ切れ刃７が形成されたスクエア型インサートであるので、インサート本体４の剛性が高く、かつ、切削インサート１の単位数量当たりの使用可能な切れ刃７の数が十分に確保されていて、工具寿命の延長が期待できる。すなわち、従来の棒状のドッグボーン型インサートにおいては、両端の２コーナーに切れ刃が形成されるのみであり、切れ刃の数が少なく、インサート本体の剛性も十分とは言えなかったため、工具寿命が短かった。
【００５０】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば下記に示すように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００５１】
前述した実施形態では、切削インサート１及び刃先交換式溝入れ工具２０が、円柱状をなす被削材Ｗの外面Ｅに外径溝入れ加工を施すものであるとしたが、それ以外の溝入れ加工を施すものであっても構わない。すなわち、前述の外径溝入れ加工に代えて、例えば円筒状をなす被削材Ｗの内面に内径溝入れ加工を施すものや、被削材Ｗの軸線方向を向く端面に端面溝入れ加工を施すものであってもよい。
【００５２】
また、切削インサート１及び刃先交換式溝入れ工具２０が、ターニングの溝入れ加工に用いられるものであるとしたが、これに限定されるものではなく、例えばスロッティングカッタ等、ミーリングの溝入れ加工に用いられるものであっても構わない。この場合、切削インサート１は、円柱状をなし工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に周方向に間隔をあけて着脱可能に複数固定され、これら切削インサート１は、４つの切れ刃７のうち１つの切れ刃７をそれぞれ工具本体の外周面から突出させた状態で、被削材Ｗの壁面などに溝入れ加工を施す。
【００５３】
また、前述した刃先交換式溝入れ工具２０の形状は、溝入れ加工の種類により適宜設定可能であり、本実施形態で説明したものに限定されない。
また、前述の溝入れ加工には、通常の溝入れ加工以外に、突切り加工やぬすみ加工（アンダーカット加工）等も含まれる。
【００５４】
また、前述の実施形態では、切削インサート１が、ネジ止めにより工具本体２１に着脱可能に固定されるとしたが、これに代えて、クランプ機構により工具本体２１に着脱可能に固定されてもよい。また、切削インサート１が、ネジ止め及びクランプ機構により工具本体２１に着脱可能に固定されてもよい。尚、クランプ機構を用いる場合には、工具本体２１の先端に上下方向に互いに間隔をあけて上顎部と下顎部が形成され、これら上顎部・下顎部が、切削インサート１の側面３ａ、３ａを上下方向から狭持するようにクランプすることが好ましい。
【００５５】
また、前述の実施形態では、図７及び図１０に示されるように、切削インサート１の４つの主逃げ面９のうち、一の主逃げ面９ａを正面に見て、一の主逃げ面９ａに連なる主切れ刃５ａと、一の主逃げ面９ａに背向する他の主逃げ面９ｃに連なる主切れ刃５ｃとが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、一の主逃げ面９ａを正面に見て、一の主逃げ面９ａに連なる主切れ刃５ａと、一の主逃げ面９ａに背向する他の主逃げ面９ｃに連なる主切れ刃５ｃとが、互いに平行とされて、厚さ方向Ｔに沿って延びていることとしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１ 切削インサート
２ 四角形面
２ａ 一方の四角形面
２ｂ 他方の四角形面
３ 側面
３ａ すくい面が形成される側面
３ｂ 主逃げ面が形成される側面
４ インサート本体
５ 主切れ刃
５ａ 一のすくい面（一の主逃げ面）に連なる主切れ刃
５ｂ 他のすくい面に連なる主切れ刃
５ｃ 他の主逃げ面に連なる主切れ刃
６ 副切れ刃
７ 切れ刃
８ すくい面
８ａ 一のすくい面
８ｂ 他のすくい面
９ 主逃げ面
９ａ 一の主逃げ面
９ｃ 他の主逃げ面
Ｔ 厚さ方向
θ 交差角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝入れ加工に用いられる切削インサートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溝入れ加工に用いられる四角形板状の切削インサートとして、例えば下記特許文献１に示されるような、四角形板状をなし、厚さ方向を向く一対の四角形面、及び、これら四角形面の辺同士を厚さ方向に繋ぐ４つの側面、を有するインサート本体と、前記インサート本体の隣接する前記側面同士の交差稜線をなし、厚さ方向に沿うように延びる主切れ刃、及び、前記主切れ刃の両端部から前記四角形面の辺に沿うように延びる一対の副切れ刃、を有する４つの切れ刃と、前記側面に形成され、前記主切れ刃及び前記一対の副切れ刃に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面と、を備えたものが知られている。
【０００３】
この種の切削インサートは、ターニング（旋削加工）に用いられる際は、軸状をなす工具本体の先端部にネジ止めやクランプ機構により着脱可能に固定され、例えば円柱状をなし軸回りに回転する被削材の外面などに４つの切れ刃のうち１つの切れ刃を対向配置させた状態で、溝入れ加工に供される。また、ミーリング（転削加工）に用いられる際は、円柱状をなし工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に周方向に間隔をあけて着脱可能に複数固定され、４つの切れ刃のうち１つの切れ刃をそれぞれ工具本体の外周面から突出させた状態で、被削材の壁面などに溝入れ加工を施す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第８７／０３８３１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の切削インサートでは、下記のような課題があった。
すなわち、切削インサートの切れ刃が被削材の外面などに溝入れ加工を施していき、所定の溝深さ以上となったときに、ターニングの場合は前記溝入れ加工する切れ刃よりも被削材の回転方向の前方側に位置する他の切れ刃が、ミーリングの場合は前記溝入れ加工する切れ刃よりも工具回転方向の後方側に位置する他の切れ刃が、加工した溝内に入り込むとともに溝壁に接触して、加工面を傷付けてしまうことがあった。またこのような事情により、加工できる溝形状が、所定の溝深さを超えないよう浅溝に制限されていた。
また、前記他の切れ刃が未使用である場合には、溝壁との接触により新しい切れ刃が損傷して、切れ刃が無駄になってしまうことがあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、深く溝入れ加工した場合であっても、切削に供される切れ刃とは異なる他の切れ刃が、加工した溝の溝壁に接触することを防止でき、溝の加工精度が十分に確保されるとともに、未使用の切れ刃の損傷を防止できる切削インサート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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明の切削インサートは、四角形板状をなし、厚さ方向を向く一対の四角形面、及び、これら四角形面の辺同士を厚さ方向に繋ぐ４つの側面、を有するインサート本体と、前記インサート本体の隣接する前記側面同士の交差稜線をなし、厚さ方向に沿うように延びる主切れ刃、及び、前記主切れ刃の両端部から前記四角形面の辺に沿うように延びる一対の副切れ刃、を有する４つの切れ刃と、前記４つの側面のうち、互いに背向する一対の側面に形成され、前記主切れ刃及び前記一対の副切れ刃に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面と、を備え、前記４つのすくい面のうち、一のすくい面を正面に見て、前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃と、前記一のすくい面に背向する他のすくい面に連なる前記主切れ刃とが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びていることを特徴とする。
【０００８】
この切削インサートを用いて溝入れ加工する際には、切削に供される切れ刃の主切れ刃が、例えば被削材の外面に対して平行となるように配置される。このような切削インサートの装着姿勢から、前記切れ刃が被削材に接近し外面に溝加工していくと、所定の溝深さ以上となったときに、該切れ刃の配置されたすくい面（一のすくい面）に背向する他のすくい面の切れ刃が、加工した溝内に収容されることになる。
【０００９】
すなわち、一のすくい面を正面に見て、一のすくい面の主切れ刃と、他のすくい面の主切れ刃とは、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びており、一のすくい面の主切れ刃は溝幅方向に平行に配置されていることから、他のすくい面の主切れ刃は溝幅方向に対して傾斜して配置される。これにより、一のすくい面の主切れ刃が加工した溝の溝幅よりも、他のすくい面の主切れ刃の溝幅方向に沿う長さが短くなっている。よって、他のすくい面の切れ刃は、一のすくい面の切れ刃が加工した溝の溝壁に接触することなく、該溝内に収容されるのである。
【００１０】
このように、本発明の切削インサートによれば、深く溝入れ加工した場合であっても、前記他のすくい面の切れ刃が溝壁に接触するようなことが防止されて、溝の加工精度が十分に確保される。従って、加工できる溝形状（特に溝深さ）の範囲が広がる。また、他のすくい面の切れ刃が未使用である場合に、該未使用の切れ刃が溝壁に接触して損傷してしまうようなことが防止されるので、切れ刃を無駄なく使用できる。
【００１１】
また、本発明の切削インサートにおいて、前記一のすくい面を正面に見て、前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃は、前記一対の四角形面のうち一方の四角形面から他方の四角形面側に向かうに従い漸次前記四角形面の外側に向かって傾斜して延びており、前記他のすくい面に連なる前記主切れ刃は、前記一方の四角形面から前記他方の四角形面側に向かうに従い漸次前記四角形面の内側に向かって傾斜して延びていることとしてもよい。
【００１２】
この場合、一のすくい面の切れ刃を用いて切削加工している状態から、他のすくい面の切れ刃に交換して切削加工に用いる際に、この切削インサートを工具本体から取り外し、前記すくい面同士の位置を入れ替えるように該切削インサートを厚さ方向に反転させ、再び工具本体に装着すれば、一のすくい面の主切れ刃があった位置と同じ位置に、他のすくい面の主切れ刃が簡単に精度よく配置される。よって、切れ刃を交換する際の位置決めが容易であり、作業に手間がかからない。
【００１３】
また、本発明の切削インサートにおいて、前記一のすくい面を正面に見て、前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃と、前記他のすくい面に連なる前記主切れ刃とのなす交差角が、１７°〜２０°であることとしてもよい。
【００１４】
この場合、一のすくい面の切れ刃を用いて溝入れ加工した際、他のすくい面の切れ刃と溝壁との接触が確実に防止されつつ、インサート本体の剛性が確保される。
すなわち、前記交差角が１７°未満の場合は、他のすくい面の主切れ刃を溝幅方向に対して十分に傾斜させられず、該すくい面の切れ刃が溝壁に接触するおそれがある。また、前記交差角が２０°を超えると、主切れ刃の傾斜が大きくなるので、切削に供される切れ刃の副切れ刃が溝壁に接触しないように、該副切れ刃を主切れ刃から離間するに従い漸次厚さ方向に大きく後退させなければならず、これによりインサート本体の厚さが薄くなって、該インサート本体の剛性が確保できないおそれがある。
【００１５】
また、本発明の切削インサートにおいて、前記４つの側面のうち、前記すくい面が形成された一対の側面とは異なる他の一対の側面には、前記主切れ刃を挟んで前記すくい面とは反対側に位置する４つの主逃げ面が形成され、前記４つの主逃げ面のうち、一の主逃げ面を正面に見て、前記一の主逃げ面に連なる前記主切れ刃と、前記一の主逃げ面に背向する他の主逃げ面に連なる前記主切れ刃とが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びていることとしてもよい。
【００１６】
この場合、切削に供される一の主逃げ面の主切れ刃を、溝幅方向の一端から他端に向かうに従い漸次加工する溝の延在方向の前後いずれかに向かって傾斜するように配置でき、切れ味や切屑排出性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る切削インサートによれば、深く溝入れ加工した場合であっても、切削に供される切れ刃とは異なる他の切れ刃が、加工した溝の溝壁に接触することを防止でき、溝の加工精度が十分に確保されるとともに、未使用の切れ刃の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る切削インサートを装着した刃先交換式溝入れ工具を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る切削インサートを装着した刃先交換式溝入れ工具を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る切削インサートを装着した刃先交換式溝入れ工具を示す下面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る切削インサートを装着した刃先交換式溝入れ工具を工具本体の先端側から見た正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る切削インサートを、インサート本体の四角形面側から見た図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る切削インサートを、インサート本体の側面のうちすくい面が形成された側面側から見た図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る切削インサートを、インサート本体の側面のうち主逃げ面が形成された側面側から見た図である。
【図８】図５のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る切削インサートの切削に供される一のすくい面近傍の拡大図であり、切削により被削材に形成された溝の断面形状を説明する図である。
【図１０】図７において、一の主逃げ面に連なる主切れ刃近傍を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る切削インサート１及びこれを工具本体２１に装着してなる刃先交換式溝入れ工具２０について、図１〜図９を参照して説明する。
本実施形態の切削インサート１及び刃先交換式溝入れ工具２０は、ターニングの溝入れ加工に用いられるものであり、例えば円柱状をなす被削材の外面に外径溝入れ加工を施すものである。
【００２０】
図１〜図４に示されるように、刃先交換式溝入れ工具２０は、軸状の鋼材等からなり、その延在方向に垂直な断面が四角形状をなす工具本体２１と、この工具本体２１の先端部において、側方（図１における左右方向）を向く一対の工具側面のうち一方（図１における右方）の工具側面２１ａ、先端面２１ｂ及び上面２１ｃに開口された直方体穴状のインサート取付座２２と、超硬合金等からなり、該インサート取付座２２にネジ止めにより着脱可能に固定される前記切削インサート１と、を備えている。
【００２１】
切削インサート１は、図５〜図８に示されるように、四角形板状をなし、厚さ方向Ｔを向く一対の四角形面２、及び、これら四角形面２の辺同士を厚さ方向Ｔに繋ぐように形成された４つの側面３、を有するインサート本体４と、インサート本体４の隣接する側面３同士の交差稜線をなし、厚さ方向Ｔに沿うように延びる主切れ刃５、及び、主切れ刃５の両端部から四角形面２の辺に沿うように延びる一対の副切れ刃６、を有する４つの切れ刃７と、４つの側面３のうち、互いに背向する一対の側面３ａ、３ａに形成され、主切れ刃５及び一対の副切れ刃６に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面８と、４つの側面３のうち、すくい面８が形成された一対の側面３ａ、３ａとは異なる他の互いに背向する一対の側面３ｂ、３ｂに形成され、主切れ刃５を挟んですくい面８の反対側に位置する４つの主逃げ面９と、を備えている。
【００２２】
図５、図６において、インサート本体４は、その厚さ方向Ｔを向く表裏面が一対の四角形面２とされ、該厚さ方向Ｔに垂直な方向かつ四角形面２の外側（四角形面２の面方向外方）を向く外周面が４つの側面３とされている。
【００２３】
図５に示されるように、インサート本体４は、四角形面２の中心を通り厚さ方向Ｔに延びるインサート中心軸Ｏを中心とした回転対称形となっている。詳しくは、インサート本体４は、インサート中心軸Ｏについて２回対称（１８０°対称）に形成されている。
【００２４】
また、図６〜図８において、インサート本体４は、インサート中心軸Ｏに垂直で側面３の中心を通る２つの仮想軸（側面３ａ、３ａの中心を通る仮想軸及び側面３ｂ、３ｂの中心を通る仮想軸）についても、それぞれ２回対称となっている。すなわち、インサート本体４は、前記２つの仮想軸について、それぞれ表裏回転対称とされている。
【００２５】
図６、図７において、インサート本体４の側面３ａ及び側面３ｂは、インサート中心軸Ｏ方向（又は厚さ方向Ｔ）よりもインサート中心軸Ｏ回りに長い矩形状をなしている。また、これら側面３ａ、３ｂは、それぞれの両端部における厚さ寸法が最も大きくなっている。
【００２６】
図６において、側面３ａの長手方向（図６における左右方向）の両端部には、主切れ刃５を下底とする台形状をなすように、すくい面８が一対形成されている。図５に示されるように、すくい面８は、主切れ刃５から離間するに従い漸次四角形面２の内側（四角形面２の面方向内方）に向かって傾斜している。
また、側面３ａにおけるすくい面８の内側部分（前記長手方向の中央側部分）は、凹曲面状に形成されている。
【００２７】
図７において、側面３ｂの長手方向（図７における上下方向）の両端部には、主切れ刃５を下底とする台形状をなすように、主逃げ面９が一対形成されている。図５に示されるように、主逃げ面９は、主切れ刃５から離間するに従い漸次四角形面２の内側に向かって傾斜している。
また、側面３ｂは、その長手方向に垂直な断面が直線状をなしているとともに、該直線が、前記長手方向の一端部に位置する一の主切れ刃５ａから他端部に位置する他の主切れ刃５ｂに向かうに従い漸次連続的又は段階的に捩れるように形成されている。
【００２８】
また、図５、図７に示されるように、四角形面２の四隅には、四角形状をなし、すくい面８及び主逃げ面９に連なるとともに、副切れ刃６から該四角形面２の内側に向かうに従い漸次厚さ方向Ｔの内側（中央側）に向かって傾斜する副逃げ面１０がそれぞれ形成されている。
【００２９】
図５、図８において、インサート本体４には、一対の四角形面２の中央に開口してインサート中心軸Ｏに同軸とされ、該インサート本体４を厚さ方向Ｔに貫通する取付孔１１が形成されている。図８に示されるように、取付孔１１は、その厚さ方向Ｔの中央部における内径が最も小さくなっており、該中央部から厚さ方向Ｔの両外側に向かうに従い漸次その内径が段階的に、かつ、滑らかに拡径している。
【００３０】
図２に示されるように、切削インサート１は、取付孔１１にクランプネジ１２が挿通されるとともに工具本体２１のインサート取付座２２のネジ穴（不図示）にねじ込まれることにより、工具本体２１に装着される。
【００３１】
このように、切削インサート１が工具本体２１のインサート取付座２２に装着された状態で、インサート本体４の一対の側面３ａ、３ａのうち一方の側面３ａは工具本体２１の上面２１ｃ側に露出され、他方の側面３ａはインサート取付座２２において上側を向く壁面２３ａに当接される。また、インサート本体４の一対の側面３ｂ、３ｂのうち一方の側面３ｂは工具本体２１の先端面２１ｂ側に露出され、他方の側面３ｂはインサート取付座２２において先端側を向く壁面２３ｂに当接される。
【００３２】
また、図１、図４に示されるように、インサート本体４の一対の四角形面２（２ａ、２ｂ）のうち一方の四角形面２ａが、インサート取付座２２において工具側面２１ａと同じ方向を向く着座面２４に当接される。
【００３３】
図２に示す工具本体２１の側面視で、該工具本体２１の上面２１ｃ側に露出された切削インサート１の側面３ａは、該工具本体２１の先端から後端側へ向かうに従い漸次上側（図２における左側）に向かって傾斜している。また、工具本体２１の先端面２１ｂ側に露出された切削インサート１の側面３ｂは、該工具本体２１の上面２１ｃから下面２１ｄ側へ向かうに従い漸次後端側に向かって傾斜している。これにより、これら側面３ａ、３ｂの交差稜線をなし切削に供される主切れ刃５ａ（５）が、工具本体２１の先端側に突出して配置されている。
【００３４】
また、このように切削インサート１がインサート取付座２２に固定された状態で、主切れ刃５ａの下側（図２においては右側）に位置する他の主切れ刃５ｂ（５）は、工具本体２１の先端面２１ｂよりも先端側に突出して配置されている。詳しくは、図３に示されるように、工具本体２１を下面２１ｄ側から見て、他の主切れ刃５ｂを有する切れ刃７及びそのすくい面８ｂの略全ての領域が、外部に露出されている。
【００３５】
そして、図６に示されるように、切削インサート１の４つのすくい面８のうち、一のすくい面８ａを正面に見て、この切削インサート１は、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａと、一のすくい面８ａに背向する他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂとが、Ｘ字状に交差するように（直線状の２つの主切れ刃５ａ、５ｂが、あたかもＸ字状をなすように）互いに異なる向きに延びている。
【００３６】
詳しくは、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａは、一対の四角形面２のうち一方（図６における上方）の四角形面２ａから他方（図６における下方）の四角形面２ｂ側に向かうに従い漸次四角形面２の外側（図６における左側）に向かって傾斜して延びており、他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂは、一方の四角形面２ａから他方の四角形面２ｂ側に向かうに従い漸次四角形面２の内側（図６における右側）に向かって傾斜して延びている。
【００３７】
また、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａと、他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂとのなす交差角θが、１７°〜２０°の範囲内に設定されている。
【００３８】
また、本実施形態では、図７及び図１０に示されるように、切削インサート１の４つの主逃げ面９のうち、一の主逃げ面９ａを正面に見て、一の主逃げ面９ａに連なる主切れ刃５ａと、一の主逃げ面９ａに背向する他の主逃げ面９ｃに連なる主切れ刃５ｃとが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びている。
【００３９】
また、図６において、主切れ刃５の両端部は、凸曲線状をなす一対のコーナー刃１３となっている。コーナー刃１３は、主切れ刃５の直線状部分と副切れ刃６とを滑らかに繋ぐように形成されている。
【００４０】
また、図５に示されるように、四角形面２を正面に見て、副切れ刃６は、主切れ刃５から側面３ａの長手方向の中央側に向かって延びているとともに、該主切れ刃５から離間するに従い漸次四角形面２の内側に向かって傾斜している。
【００４１】
また、図６に示されるように、側面３ａを正面に見て、副切れ刃６は、主切れ刃５から離間するに従い漸次厚さ方向Ｔの内側に向かって傾斜して延びている。詳しくは、主切れ刃５ａに連なる一対の副切れ刃６（６ａ、６ｂ）を例に説明すると、一対の副切れ刃６ａ、６ｂのうち、主切れ刃５ａとの連結部位が四角形面２の外側に位置する一方の副切れ刃６ａは、主切れ刃５との連結部位が一方の副切れ刃６ａの前記連結部位よりも四角形面２の内側に位置する他方の副切れ刃６ｂよりも、側面３ａの長手方向に沿う単位長さ当たりの厚さ方向Ｔ内側への変位量が小さくなっている。
【００４２】
また、図５に示されるように、主逃げ面９においてコーナー刃１３に連なる部分は、凸曲面状のコーナー逃げ面１４となっている。すなわち、主逃げ面９は、その厚さ方向Ｔの両端部がコーナー逃げ面１４とされて、副逃げ面１０に滑らかに連なっている。
【００４３】
以上説明した本実施形態の切削インサート１を用いて溝入れ加工する際には、図９に示されるように、切削に供される切れ刃７の主切れ刃５ａが、被削材Ｗの外面Ｅに対して平行となるように配置される。このような切削インサート１の装着姿勢から、被削材Ｗがその軸線回りに回転され、切れ刃７が被削材Ｗに接近し外面Ｅに溝加工していくと、所定の溝深さ以上となったときに、該切れ刃７の配置されたすくい面（一のすくい面）８ａに背向する他のすくい面８ｂの切れ刃７が、加工した溝内に収容されることになる。
【００４４】
すなわち、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａの主切れ刃５ａと、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂとは、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びており、一のすくい面８ａの主切れ刃５ａは溝幅方向（図９における左右方向）に平行に配置されていることから、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂは溝幅方向に対して傾斜して配置される。これにより、一のすくい面８ａの主切れ刃５ａが加工した溝の溝幅Ｌよりも、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂの溝幅方向に沿う長さが短くなっている。よって、他のすくい面８ｂの切れ刃７は、一のすくい面８ａの切れ刃７が加工した溝の溝壁Ｓに接触することなく、該溝内に収容されるのである。
【００４５】
このように、本実施形態の切削インサート１によれば、深く溝入れ加工した場合であっても、他のすくい面８ｂの切れ刃７が溝壁Ｓに接触するようなことが防止されて、溝の加工精度が十分に確保される。従って、加工できる溝形状（特に溝深さ）の範囲が広がる。また、他のすくい面８ｂの切れ刃７が未使用である場合に、該未使用の切れ刃７が溝壁Ｓに接触して損傷してしまうようなことが防止されるので、切れ刃７を無駄なく使用できる。
【００４６】
また、この切削インサート１は、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａが、一方の四角形面２ａから他方の四角形面２ｂ側に向かうに従い漸次四角形面２の外側に向かって傾斜し、他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂが、一方の四角形面２ａから他方の四角形面２ｂ側に向かうに従い漸次四角形面２の内側に向かって傾斜して、主切れ刃５ａを有する切れ刃７と、主切れ刃５ｂを有する切れ刃７とが、側面３ｂ、３ｂの中心を通る仮想軸について互いに１８０°対称（２回対称）に配置されている。従って、例えば、一のすくい面８ａの切れ刃７を用いて切削加工している状態から、他のすくい面８ｂの切れ刃７に交換して切削加工に用いる際に、この切削インサート１を工具本体２１から取り外し、すくい面８ａ、８ｂ同士の位置を入れ替えるように該切削インサート１を厚さ方向Ｔに反転（前記仮想軸回りに１８０°回転）させ、四角形面２ｂを着座面２４に当接させて再び工具本体２１に装着すれば、一のすくい面８ａの主切れ刃５ａがあった位置と同じ位置に、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂが簡単に精度よく配置される。よって、切れ刃７を交換する際の位置決めが容易であり、作業に手間がかからない。
【００４７】
また、一のすくい面８ａを正面に見て、一のすくい面８ａに連なる主切れ刃５ａと、他のすくい面８ｂに連なる主切れ刃５ｂとのなす交差角θが、１７°〜２０°であるので、一のすくい面８ａの切れ刃７を用いて溝入れ加工した際、他のすくい面８ｂの切れ刃７と溝壁Ｓとの接触が確実に防止されつつ、インサート本体４の剛性が確保される。
すなわち、前記交差角θが１７°未満の場合は、他のすくい面８ｂの主切れ刃５ｂを溝幅方向に対して十分に傾斜させられず、該すくい面８ｂの切れ刃７が溝壁Ｓに接触するおそれがある。また、前記交差角θが２０°を超えると、主切れ刃５の傾斜が大きくなるので、切削に供される切れ刃７の副切れ刃６が溝壁Ｓに接触しないように、該副切れ刃６を主切れ刃５から離間するに従い漸次厚さ方向に大きく後退させなければならず、これによりインサート本体４の厚さが薄くなって、該インサート本体４の剛性が確保できないおそれがある。
【００４８】
また、一の主逃げ面９ａを正面に見て、一の主逃げ面９ａに連なる主切れ刃５ａと、一の主逃げ面９ａに背向する他の主逃げ面９ｃに連なる主切れ刃５ｃとが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びているので、下記の効果を奏する。すなわち、切削に供される一の主逃げ面９ａの主切れ刃５ａを、溝幅方向の一端から他端に向かうに従い漸次加工する溝の延在方向の前後いずれかに向かって傾斜するように配置でき、切れ味や切屑排出性を高めることができる。
【００４９】
また、この切削インサート１は、四角形板状をなすインサート本体４の４コーナーにそれぞれ切れ刃７が形成されたスクエア型インサートであるので、インサート本体４の剛性が高く、かつ、切削インサート１の単位数量当たりの使用可能な切れ刃７の数が十分に確保されていて、工具寿命の延長が期待できる。すなわち、従来の棒状のドッグボーン型インサートにおいては、両端の２コーナーに切れ刃が形成されるのみであり、切れ刃の数が少なく、インサート本体の剛性も十分とは言えなかったため、工具寿命が短かった。
【００５０】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば下記に示すように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００５１】
前述した実施形態では、切削インサート１及び刃先交換式溝入れ工具２０が、円柱状をなす被削材Ｗの外面Ｅに外径溝入れ加工を施すものであるとしたが、それ以外の溝入れ加工を施すものであっても構わない。すなわち、前述の外径溝入れ加工に代えて、例えば円筒状をなす被削材Ｗの内面に内径溝入れ加工を施すものや、被削材Ｗの軸線方向を向く端面に端面溝入れ加工を施すものであってもよい。
【００５２】
また、切削インサート１及び刃先交換式溝入れ工具２０が、ターニングの溝入れ加工に用いられるものであるとしたが、これに限定されるものではなく、例えばスロッティングカッタ等、ミーリングの溝入れ加工に用いられるものであっても構わない。この場合、切削インサート１は、円柱状をなし工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に周方向に間隔をあけて着脱可能に複数固定され、これら切削インサート１は、４つの切れ刃７のうち１つの切れ刃７をそれぞれ工具本体の外周面から突出させた状態で、被削材Ｗの壁面などに溝入れ加工を施す。
【００５３】
また、前述した刃先交換式溝入れ工具２０の形状は、溝入れ加工の種類により適宜設定可能であり、本実施形態で説明したものに限定されない。
また、前述の溝入れ加工には、通常の溝入れ加工以外に、突切り加工やぬすみ加工（アンダーカット加工）等も含まれる。
【００５４】
また、前述の実施形態では、切削インサート１が、ネジ止めにより工具本体２１に着脱可能に固定されるとしたが、これに代えて、クランプ機構により工具本体２１に着脱可能に固定されてもよい。また、切削インサート１が、ネジ止め及びクランプ機構により工具本体２１に着脱可能に固定されてもよい。尚、クランプ機構を用いる場合には、工具本体２１の先端に上下方向に互いに間隔をあけて上顎部と下顎部が形成され、これら上顎部・下顎部が、切削インサート１の側面３ａ、３ａを上下方向から狭持するようにクランプすることが好ましい。
【００５５】
また、前述の実施形態では、図７及び図１０に示されるように、切削インサート１の４つの主逃げ面９のうち、一の主逃げ面９ａを正面に見て、一の主逃げ面９ａに連なる主切れ刃５ａと、一の主逃げ面９ａに背向する他の主逃げ面９ｃに連なる主切れ刃５ｃとが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、一の主逃げ面９ａを正面に見て、一の主逃げ面９ａに連なる主切れ刃５ａと、一の主逃げ面９ａに背向する他の主逃げ面９ｃに連なる主切れ刃５ｃとが、互いに平行とされて、厚さ方向Ｔに沿って延びていることとしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１ 切削インサート
２ 四角形面
２ａ 一方の四角形面
２ｂ 他方の四角形面
３ 側面
３ａ すくい面が形成される側面
３ｂ 主逃げ面が形成される側面
４ インサート本体
５ 主切れ刃
５ａ 一のすくい面（一の主逃げ面）に連なる主切れ刃
５ｂ 他のすくい面に連なる主切れ刃
５ｃ 他の主逃げ面に連なる主切れ刃
６ 副切れ刃
７ 切れ刃
８ すくい面
８ａ 一のすくい面
８ｂ 他のすくい面
９ 主逃げ面
９ａ 一の主逃げ面
９ｃ 他の主逃げ面
Ｔ 厚さ方向
θ 交差角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形板状をなし、厚さ方向を向く一対の四角形面、及び、これら四角形面の辺同士を厚さ方向に繋ぐ４つの側面、を有するインサート本体と、
前記インサート本体の隣接する前記側面同士の交差稜線をなし、厚さ方向に沿うように延びる主切れ刃、及び、前記主切れ刃の両端部から前記四角形面の辺に沿うように延びる一対の副切れ刃、を有する４つの切れ刃と、
前記４つの側面のうち、互いに背向する一対の側面に形成され、前記主切れ刃及び前記一対の副切れ刃に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面と、を備え、
前記４つのすくい面のうち、一のすくい面を正面に見て、
前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃と、前記一のすくい面に背向する他のすくい面に連なる前記主切れ刃とが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びていることを特徴とする切削インサート。
【請求項２】
請求項１に記載の切削インサートであって、
前記一のすくい面を正面に見て、
前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃は、前記一対の四角形面のうち一方の四角形面から他方の四角形面側に向かうに従い漸次前記四角形面の外側に向かって傾斜して延びており、
前記他のすくい面に連なる前記主切れ刃は、前記一方の四角形面から前記他方の四角形面側に向かうに従い漸次前記四角形面の内側に向かって傾斜して延びていることを特徴とする切削インサート。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の切削インサートであって、
前記一のすくい面を正面に見て、
前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃と、前記他のすくい面に連なる前記主切れ刃とのなす交差角が、１７°〜２０°であることを特徴とする切削インサート。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
前記４つの側面のうち、前記すくい面が形成された一対の側面とは異なる他の一対の側面には、前記主切れ刃を挟んで前記すくい面とは反対側に位置する４つの主逃げ面が形成され、
前記４つの主逃げ面のうち、一の主逃げ面を正面に見て、
前記一の主逃げ面に連なる前記主切れ刃と、前記一の主逃げ面に背向する他の主逃げ面に連なる前記主切れ刃とが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びていることを特徴とする切削インサート。
【請求項１】
四角形板状をなし、厚さ方向を向く一対の四角形面、及び、これら四角形面の辺同士を厚さ方向に繋ぐ４つの側面、を有するインサート本体と、
前記インサート本体の隣接する前記側面同士の交差稜線をなし、厚さ方向に沿うように延びる主切れ刃、及び、前記主切れ刃の両端部から前記四角形面の辺に沿うように延びる一対の副切れ刃、を有する４つの切れ刃と、
前記４つの側面のうち、互いに背向する一対の側面に形成され、前記主切れ刃及び前記一対の副切れ刃に３方を囲まれるように四角形状をなす４つのすくい面と、を備え、
前記４つのすくい面のうち、一のすくい面を正面に見て、
前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃と、前記一のすくい面に背向する他のすくい面に連なる前記主切れ刃とが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びていることを特徴とする切削インサート。
【請求項２】
請求項１に記載の切削インサートであって、
前記一のすくい面を正面に見て、
前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃は、前記一対の四角形面のうち一方の四角形面から他方の四角形面側に向かうに従い漸次前記四角形面の外側に向かって傾斜して延びており、
前記他のすくい面に連なる前記主切れ刃は、前記一方の四角形面から前記他方の四角形面側に向かうに従い漸次前記四角形面の内側に向かって傾斜して延びていることを特徴とする切削インサート。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の切削インサートであって、
前記一のすくい面を正面に見て、
前記一のすくい面に連なる前記主切れ刃と、前記他のすくい面に連なる前記主切れ刃とのなす交差角が、１７°〜２０°であることを特徴とする切削インサート。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
前記４つの側面のうち、前記すくい面が形成された一対の側面とは異なる他の一対の側面には、前記主切れ刃を挟んで前記すくい面とは反対側に位置する４つの主逃げ面が形成され、
前記４つの主逃げ面のうち、一の主逃げ面を正面に見て、
前記一の主逃げ面に連なる前記主切れ刃と、前記一の主逃げ面に背向する他の主逃げ面に連なる前記主切れ刃とが、Ｘ字状に交差するように互いに異なる向きに延びていることを特徴とする切削インサート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１７９６６７（Ｐ２０１２−１７９６６７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２７１４（Ｐ２０１１−４２７１４）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【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９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【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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