切削工具およびそれを用いた切削方法
【課題】小さな切削インサートであっても強固にホルダに固定できるとともに、切削インサートの交換作業の時間を短縮でき高い作業効率を発揮することができる切削工具を提供する。
【解決手段】上面と下面と側面と前記上面と前記側面との交差部に形成された切刃とを有した切削インサートと、該切削インサートが固定されるホルダと、を備えた切削工具であって、前記ホルダと当接する切削インサートの表面の少なくとも一部に、強磁性膜が形成されており、前記切削インサートが前記ホルダに磁力によって固定されていることを特徴とする切削工具である。
【解決手段】上面と下面と側面と前記上面と前記側面との交差部に形成された切刃とを有した切削インサートと、該切削インサートが固定されるホルダと、を備えた切削工具であって、前記ホルダと当接する切削インサートの表面の少なくとも一部に、強磁性膜が形成されており、前記切削インサートが前記ホルダに磁力によって固定されていることを特徴とする切削工具である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品などの加工に用いられる、切削インサートをホルダに着脱可能に取り付けてなる切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部品などの加工に用いられる、切削インサートをホルダに着脱可能に取り付けてなる切削工具であるスローアウェイ式切削工具が多用されている。
【０００３】
このようなスローアウェイ式切削工具においては、従来から、切削インサートをホルダに取り付ける機構、いわゆる、インサートのクランプ機構が数多く提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ホルダの先端部に形成されたインサートポケットに、複数の切削インサートがクランプねじによって固定された転削工具が開示されている。
【０００５】
また、他のクランプ機構としては、レバーロック機構やウェッジロック機構など、様々な形状をなすクランプ部材によって切削インサートをホルダに取り付ける機構が開示されている。
【特許文献１】特開２００２―２７３６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、昨今では、切削加工の高効率化に伴い、一度に多量の被削材を切削加工できるように、ホルダに多数の切削インサートを取り付けて使用する切削工具が多用されてきている。
【０００７】
しかし、このような切削工具に、上記のような従来のクランプ機構を用いた場合には、切削加工で摩耗した切削インサートを交換する度に、各々の切削インサートについて、固定するねじやレバーなどといったクランプ部材の操作を行わなければならず、多大な作業時間を要する。そのため、加工速度は向上するものの、作業性が低下し、加工工程全体としては必ずしも十分な効率化が図られていないという問題があった。
【０００８】
また他方では、切削加工の複雑化も進んでいる。具体的には、被削材がより小さなものになったり、切削加工によって形成する加工物の形状がより複雑なものになったりしてきている。このような小物加工や複雑な形状の切削加工を好適に行うためには、切削工具そのものの小型化が望まれている。
【０００９】
しかしながら、クランプ部材によって切削インサートをホルダに取り付ける従来のインサートのクランプ機構では、切削インサートにクランプねじを挿入するねじ穴や、レバーロックが係合する貫通穴などを形成しなければならない。さらに、従来のインサートのクランプ機構で固定される切削インサートは、切削加工に耐え得るだけでなくクランプねじなどの締め付けにも耐え得るだけの肉厚を確保する必要があった。
【００１０】
そのため、従来のクランプ機構で固定される切削インサートを小型化しようとすると、ねじなどの締め付けに耐え得る肉厚を確保できず破損してしまうといった問題があった。そもそも、ねじ穴や貫通穴を形成しなければならない為、切削インサートを小型化すること自体が困難であった。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、小さな切削インサートであっても強固にホルダに固定できるとともに、切削インサートの交換作業の時間を短縮でき高い作業効率を発揮することができる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】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明の切削工具は、上面と下面と側面と前記上面と前記側面との交差部に形成された切刃とを有した切削インサートと、該切削インサートが固定されるホルダと、を備えた切削工具であって、前記ホルダに当接する前記切削インサートの表面の少なくとも一部に、強磁性膜が形成されており、前記切削インサートが前記ホルダに磁力によって固定されていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成により、クランプ部材を用いることなくホルダに切削インサートを装着することができるため、切削インサートの小型化が図れるとともに、切削インサートの交換にかかる作業時間の短縮が図れる。
【００１４】
さらに、前記強磁性膜は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金で形成されていることが、切削インサートをホルダに拘束する力が向上するとともに、成膜が容易であり切削工具の加工コストの低減が図れるため望ましい。
【００１５】
さらに、前記強磁性膜は、前記切刃から離間して形成されていることが、切削時に温度が上昇する切刃から十分に離間した位置に成膜されていることにより、膜を安定した状態に保つことができるとともに、切削時に切刃に溶着して切削性能を低下させることなくインサートをホルダへ安定して拘束することができるため望ましい。
【００１６】
また、前記ホルダは、前記切削インサートの下面が当接する拘束座面と、前記切削インサートの側面が当接する拘束側面と、を有しており、前記拘束座面および拘束側面のうち少なくとも一方には、常磁性部材が設けられていることが、ホルダを磁化していない間でも、ホルダへ切削インサートを仮止めしておくことができ、作業効率の向上が更に図れるため望ましい。
【００１７】
さらに、前記常磁性部材は、前記拘束座面および拘束側面の少なくとも一方の外周に沿って設けられていることが、ホルダに切削インサートを安定して仮止めすることができるため望ましい。
【００１８】
また、前記拘束側面および前記切削インサートの側面には、互いに嵌合する側面側嵌合部が各々設けられていることが、ホルダを磁化していない間でも、ホルダへ切削インサートを仮止めしておくことができるため望ましい。
【００１９】
さらに、前記拘束座面および前記切削インサートの下面には、互いに嵌合する座面側嵌合部が各々設けられていることが、上記同様、ホルダを磁化していない間でも、ホルダへ切削インサートを仮止めしておくことができるため望ましい。
【００２０】
また、前記座面側嵌合部は、前記ホルダの軸線方向に沿って設けられていることが、ホルダに切削インサートを安定して仮止めすることができるとともに、切削時に切削インサートが飛散することを抑制することができるため望ましい。
【００２１】
さらに、前記座面側嵌合部は、前記ホルダの先端側から基端側に向かうにつれて前記ホルダの軸線から遠ざかるよう傾斜して設けられていることが、切削時に切削インサートが飛散することを抑制する効果および仮止めの効果が好適に得られ、切削インサートをホルダに強固に安定して固定することができるため望ましい。
【００２２】
また、前記拘束座面に設けられた前記座面側嵌合部のうち、前記ホルダの軸線に沿う壁面に常磁性部材が配置されていることが、切削時に切削インサートが飛散することを抑制する力が向上するため望ましい。
【００２３】
さらに、前記拘束座面および拘束側面は、前記ホルダの本体から着脱可能である補助部材に形成されていることが、拘束座面や拘束側面に、仮止め機構である常磁性部材を配置したり嵌合部を形成したりすることが、容易になり、切削工具のコスト低減が図れるため望ましい。
【００２４】
前記課題を解決するため、本発明の被削材の切削方法は、上記切削工具を用いて被削材を切削する方法であって、前記被削材に前記切削工具を相対的に近づける近接工程と、前記被削材又は前記切削工具を回転させ、該切削工具を前記被削材の表面に接触させて前記被削材を切削する切削工程と、前記被削材と前記切削工具とを相対的に遠ざける離間工程と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
このような構成により、切削インサートがクランプ部材を用いることなくホルダに強固にかつ安定して固定された切削工具を用いて切削するため、加工面精度および作業効率が高い切削加工を実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の切削工具によれば、従来のねじやレバーなどのクランプ部材のような別部品を用いることなく、ホルダに切削インサートを取り付けることができるため、切削インサートそのものの小型化が図れるとともに、使用した切削インサートを交換する作業時間を短縮でき、作業効率の向上が図れる。
【００２７】
本発明の被削材の切削方法によれば、使用した切削インサートの交換作業に要する時間を短縮でき、切削加工全体の作業効率の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【００２９】
図１乃至図４は、本発明の第一の実施形態を示すものである。図１は、本発明の第一の実施形態による切削工具１の全体斜視図である。図２は、図１の切削工具１を構成するホルダ２の全体斜視図であり、図３は、図２のホルダ２の側面図である。そして、図４は、図３の要部拡大図、図５は、切削工具１のうち、切削インサート（以下、インサート３とする）が装着された部分の概略断面図である。
【００３０】
さらに、図６は、本発明の第二の実施形態による切削工具１’のホルダ２の要部拡大図、図７は、切削工具１’のうち、インサート３が装着された部分の概略断面図である。
【００３１】
図１乃至図５を用いて、本発明の第一の実施形態による切削工具１について、詳細に説明する。
【００３２】
図１乃至図５に示す本発明の第一の実施形態による切削工具１は、インサート３と、該インサート３が固定されるホルダ２と、を備えてなる。
【００３３】
インサート３は少なくとも一部がすくい面をなす上面と、少なくとも一部が逃げ面をなす側面と、上面と側面との交差部に形成された切刃と、を有している。本実施形態においては、インサート３は、上面視で略四角形板状をなすとともに、上面視で４つの角部のうち対角に位置する２つの角部に切刃が形成された、いわゆる、２コーナー使いのインサートである。
【００３４】
ホルダ２は、図２および図３に示すように、インサート３が固定されるインサートポケット９を有してなる。インサートポケット９は、図２に示すように、本実施形態においては、ホルダ２の先端側に５個形成されている。ホルダ２の材料としては、ＳＣＭ、ＳＮＣＭなどの合金鋼やＳＫ、ＳＫＤなどの工具鋼を用いることができる。これらの材料は、以下で説明するように、クランプ機構に必要な磁化を得るのに好適である。
【００３５】
これらのインサートポケット９は、いずれも軸線Ｌ方向において同一高さ位置に配置されるとともに、先端視でホルダ２の軸線Ｌを中心とする放射状に配置されている。そして、インサートポケット９には、インサート１の側面を拘束する拘束側面２１と、インサート１の下面を拘束する拘束座面２２とが、形成されている。本実施形態においては、図３および図４に示すように、拘束側面２１は、ホルダ２の内周側に位置するとともにホルダ２の軸線Ｌに対して略平行な拘束側面２１Ａとホルダ２の基端側に位置するとともにホルダ２の軸線Ｌに対して略垂直な拘束側面２１Ｂとの２つの面で構成されている。
【００３６】
ここで、本実施形態の切削工具１をなすインサート３は、図５に示すように、ホルダ２に当接するインサート３の表面、すなわち、ホルダ２の拘束座面２２と当接するインサート３の下面３２およびホルダ２の拘束側面２１と当接する側面３１には、強磁性膜４が形成されている。この強磁性膜４は、以下で説明するように、ホルダ２が外部機器によって磁化された際に、磁化されたホルダ２と磁力によって密着し得る組成からなる。例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金で構成される。また、フェライトなどのセラミックスからなる強磁性膜４を用いてもよい。
【００３７】
そして、この強磁性膜４が形成されたインサート３の下面３２が拘束座面２２に、インサート３の側面３１が拘束側面２１に、磁力によって固定されていることを特徴とする。
【００３８】
ここで、本実施形態による切削工具１におけるインサート３のホルダ２へのクランプ機構について説明する。
【００３９】
切削工具１は、外部出力によって部品を磁化する磁化手段を有した外部機器に把持される。具体的には、ホルダ２の基端側が外部機器に把持され、外部機器と一体もしくは別体からなる着磁電源装置などの磁化手段とホルダ２とが接続するよう配置される（以下、この状態を装着状態と略す。）この装着状態では、ホルダ２の基端側に形成されている磁化手段を備えた外部機器と物理的に接続されているだけである。
【００４０】
本実施形態による切削工具１のクランプ機構の第一工程として、まずは、インサート３をホルダ２のインサートポケット９に配置する。
【００４１】
第二工程として、インサート３が配置された切削工具１を上述した装着状態に設置する。
【００４２】
第三工程として、この装着状態において、外部の磁化手段を作動させ、ホルダ２を磁化する。そうすることで、下面３２および側面３１の少なくとも一方に強磁性膜４が形成されたインサート３を、磁力によってホルダ２に固定する。具体的には、インサート３の下面３２がホルダ２の拘束座面２２に、インサート３の側面３１がホルダ２の拘束側面２２に、各々、磁力によって拘束される。
【００４３】
このように本実施形態による切削工具１では、従来のクランプ機構のように、ねじ部材やレバーなど別途クランプ部材を用いることなく、切削工具を着磁電源装置などの外部の磁化手段に接続してホルダ２を磁化するだけで、インサートポケット９に位置する磁化された拘束座面２２および拘束側面２１と各々当接するインサート３の下面３２および側面３１に強磁性膜４が形成されているため、磁力によって、インサート３をホルダ２に固定することができる。そのため、ねじ穴やレバーと係合する貫通穴などをインサートに設けなければならない従来のクランプ機構と異なり、インサート３の形状の制限がなく、インサート３の小型化が図れる。加えて、クランプ部材を各々のインサート３に対して操作することがなく、交換作業そのものが容易であるとともに、使用したインサート３を交換する作業時間を短縮することができる。
【００４４】
強磁性膜４としては、上述したように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金や、フェライトなどのセラミックスなど、適宜選択できるが、一般的なメッキ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等で容易に成膜でき、コスト的に有利である点で、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金からなるのが好ましい。
【００４５】
さらに、拘束側面２１に形成された強磁性膜４は、図５に示すように、切刃から離間して形成されていることが好ましい。本実施形態においては、図５に示すように、強磁性膜４は、インサート３を交換する際の判断基準となる逃げ面摩耗の摩耗量ｗだけ切刃から離間した位置に強磁性膜４の上端がくるように形成されている。これにより、切削時に温度が上昇する切刃から十分に離間した位置に成膜されていることにより、膜を安定した状態に保つことができる。そのため、切削時に強磁性膜４が切刃に溶着して切削性能を低下させることを抑制できる。その結果、インサート３をホルダ２へ安定して長期に渡って拘束することができる。
【００４６】
また、本実施形態による切削工具１は、図４および図５に示すように、拘束座面２２には、常磁性部材５が設けられている。これにより、上述したクランプ機構の第三工程を行う前のホルダ２を磁化していない間でも、ホルダ２へインサート３を仮止めしておくことができる。そのため、インサート３を交換する際の作業効率の向上が更に図れる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、インサート３の拘束座面２２にのみ常磁性部材５が設けられた形態を例示したが、これに限らず、拘束座面２２および拘束側面２１の両面において、または、拘束側面２１にのみ設けられたものであっても構わない。
【００４８】
さらに、本実施形態における常磁性部材５は、図４および図５に示すように、拘束座面２２の外周に沿って設けられている。具体的には、本実施形態においては、常磁性部材５は、拘束座面２２のうち、外周側にのみ、すなわち、拘束座面２２の外周に沿って環状に配置されている。これにより、インサート３をホルダ２に安定して固定することができる。特に、ホルダ２にインサート３が固定された状態で、切削時に大きな負荷がかかる切刃に近接する拘束座面２２の外周部分において強力な拘束力を備えることができるため、インサート３をホルダ２へより強固に固定することができる。その結果、切削加工時にインサート３が位置ズレして加工精度が低下することを抑制することができる。なお、常磁性部材５を環状に設けることでコスト削減を図ることもできる。
【００４９】
図５に示すように、本実施形態においては、強磁性膜４は、インサート３の下面３２全面に形成するとともに、常磁性部材５は、拘束座面２２の外周に沿って形成している。このような構成により、膜を形成しない箇所をマスキングするという前工程が不要であるため、インサート３の加工が容易であるとともに、上述のように、安定して強固にインサート３をホルダ２に固定することができる。
【００５０】
なお、強磁性膜４および常磁性部材５は、互いに当接するようインサート３の下面３２およびホルダ２の拘束座面２２の各々に対応する領域にのみ形成しても良い。
【００５１】
また、本実施形態においては、図５に示すように、常磁性部材５は、拘束座面２２に埋設した形態を例示しているが、これに限るものではない。
【００５２】
さらに、本実施形態においては、図４および図５に示すように、ホルダ２の内周側に位置するとともにホルダ２の軸線Ｌに対して略平行な拘束側面２１Ａは、インサート３の側面の両端側を安定して拘束できるよう分離して２つ形成されている。このように２つの分離した拘束側面２１Ａの各面において、上述した常磁性部材５を設けることで、仮止めの際の拘束力を更に向上させることができる。特に、このように拘束側面２１Ａを２つの分離した面で構成した面に常磁性部材５を設けることにより、焼成時に中央部分が膨張したインサート３であっても、インサート３の側面の両端側を上記クランプ機構によって安定してホルダ２に拘束することができる。一方、ホルダ２の基端側に位置するとともにホルダ２の軸線Ｌに対して略垂直な拘束側面２１Ｂは、１つの面で構成されている。
【００５３】
なお、本実施形態において、ホルダ２の拘束座面２２および拘束側面２１のいずれも同様の構成をなす形態を例示したが、これに限るものではない。
【００５４】
次に、本発明の第二の実施形態による切削工具１’について、詳細に説明する。図６は、本発明の第二の実施形態による切削工具１’のホルダ２の要部拡大図、図７は、切削工具１’のうち、インサート３が装着された部分の概略断面図である。なお、図６および図７において、図１〜図５と同様の構成については、同様の符号を付して、説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、第二の実施形態による切削工具１’は、拘束座面２２’およびインサート３の下面３２’に、互いに嵌合する座面側嵌合部が各々形成されている。すなわち、図６に示すように、拘束座面２２’には、インサート３の下面３２’に形成された凹部８（座面側嵌合部）と嵌合する凸部７（座面側嵌合部）が形成されている。このような構成により、インサート３と拘束座面２２’との拘束面積を安定して確保できるため、ホルダ２へのインサート３の拘束力が高まる。したがって、より厳しい切削条件下においても、インサート３をホルダ２に強固に固定することができる。その結果、切削加工中にインサート３ががたつくことを抑制でき、加工面精度の向上が図れる。さらに、このような構成により、ホルダ２を磁化していない間でも、ホルダ２へインサート３を仮止めしておくことができ、作業効率の向上が更に図れる。
【００５６】
さらに、本実施形態においては、図６に示すように、拘束座面２２’に形成された凸部７は、ホルダ２の軸線Ｌに沿って形成されている。また、この拘束座面２２’に形成された凸部７と嵌合する凹部８も、ホルダ２に装着された状態で、ホルダ２の軸線Ｌに沿って配置される（不図示）。すなわち、互いに嵌合する座面側嵌合部が、ホルダ２の軸線Ｌに沿って形成されている。このような構成により、座面側嵌合部が、インサート３をホルダ２に仮止めする仮止め部として機能するとともに、切削時にインサート３がホルダ２から飛散することを防止する飛散防止部として機能する。したがって、インサート３をホルダ２に装着する際および切削を行う際の両方において、強固でかつ安定した拘束力を発揮することができる。
【００５７】
なお、このように拘束座面２２’に形成された凸部７は、軸線Ｌに沿って形成されることで上記効果を奏すが、凸部７が、平面視において、ホルダ２の基端側から先端側に向かって幅広となる略台形状をなすよう形成することで、より仮止め機能を向上させることができる。
【００５８】
またさらには、本実施形態において、ホルダ２の軸線に沿って形成されている凸部７は、図６に示すように、ホルダ２の先端側から基端側に向かうにつれてホルダ２の軸線Ｌから遠ざかるよう傾斜して設けられている。また、この拘束座面２２’に形成された凸部７と嵌合する凹部８も、ホルダ２に装着された状態で、ホルダ２の先端側から基端側に向かうにつれてホルダ２の軸線Ｌから遠ざかるよう傾斜して配置される（不図示）。このような構成により、上述した仮止め機能および飛散防止機能の両方を好適に兼ね備えることができる。特に、このような構成においては、嵌合部の幅が一定のまま仮止め機能の向上が図れる。そのため、ホルダ２およびインサート３の下面に嵌合部を形成する工程が容易であり、低コストで仮止め機能および飛散防止機能の両方を好適に兼ね備えた切削工具となる。なお、ホルダ２の軸線Ｌと座面側嵌合部の配置は、図６に示すように、拘束座面２２に対向して観察した際のホルダ２の軸線Ｌと座面側嵌合部の配置をいう。
【００５９】
さらに、図７に示すように、本実施形態による切削工具１’は、拘束座面２１に形成された凸部７のうち、ホルダ２の軸線Ｌに沿う壁面７１に常磁性部材５が配置されている。このような構成により、ホルダ２からインサート３が飛散する方向、すなわち、ホルダ２の径方向外方に向かう方向と反対に作用する拘束力を、より強固なものにすることができる。
【００６０】
つまり、拘束座面２２’に上述のような凹部７を設けることで、拘束座面２２’とインサート３の下面３２とのホルダ２の軸線Ｌに沿った拘束面積が増大するとともに、凹部７のうちホルダ２の軸線Ｌに沿う壁面７１に常磁性部材５が配置されていることで、ホルダ２の径方向内方にインサート３を拘束する力が向上する。その結果、クランプ部材を用いることなく、容易な操作でインサート３の交換が可能であり、インサート３の飛散を防止して、インサート３をホルダ２に強固に固定することのできるクランプ機構を有した切削工具１’となる。
【００６１】
本実施形態においては、凹部７のうちホルダ２の軸線Ｌに沿う壁面は２面あるが、そのうち、ホルダ２の軸線Lに遠い方の壁面７１に常磁性部材５を配置した形態を例示したが、これに限らず、凹部７のうちホルダ２の軸線Ｌに沿う２つの壁面のうち、ホルダ２の軸線Lに近接する壁面に常磁性部材５を配置しても良い。
【００６２】
ここで、上述のように拘束座面２２’に凹部７を形成する際に拘束側面２１にも嵌合部を形成する場合は、拘束座面２２’に形成された嵌合部に対して略垂直となるよう形成するのが良い。インサート３の装着の容易性を考慮すれば、嵌合部は、拘束側面２１および拘束座面２２のいずれか一方に形成するのがより好ましい。特に、面積がより広い拘束座面２２に嵌合部を設けることが、加工が容易であるとともに、拘束力を向上させる効果がより高いため好適である。
【００６３】
なお、上述した拘束座面２２および拘束側面２１は、ホルダ２の本体から着脱可能である補助部材（不図示）に形成されていても良い。これにより、拘束座面２２や拘束側面２１に、仮止め機構である常磁性部材５を配置したり嵌合部を形成したりすることが、容易になり、切削工具のコスト低減が図れる。さらには、インサート３の組成に応じて、異なる種々の常磁性部材５が設けられた拘束座面２２を備えたホルダ２を構成することができる。そのため、超硬合金やサーメットなど、異なる材種からなる種々のインサート３を各々好適にホルダ２に拘束させることのできる切削工具を提供することができる。
【００６４】
ここで、上述の第一の実施形態および第二の実施形態による切削工具１、１’においても、ホルダ２の拘束座面２２および対応するインサート３の下面３２にのみ、嵌合部（側面側嵌合部）が形成された形態を例示したが、ホルダ２の拘束側面２１および対応するインサート３の側面３２に、互いに嵌合する嵌合部が形成されていても良い。これにより、上述した座面側嵌合部と同様、インサート３をホルダ２に拘束する力が更に向上する。そのため、更なる加工精度の向上が図れる。また、側面側嵌合部を、ホルダ２の拘束側面２１のうち、内周側に位置する拘束側面２１Ａに形成することで、仮止め部としての機能が高まり、作業効率の向上が更に図れる。
【００６５】
なお、上述の第一の実施形態による切削工具１においても、装着状態におけるインサート３の仮止め機構として、第三の実施形態と同様に嵌合部を有する仮止め機構を設けても構わない。ここで、インサート３の仮止め機構としては、上述の形態に限らず、インサートポケット９にスリットを設け、該スリットにインサート３をスライドさせて一旦係合させる構成など、種々、選択することができる。
【００６６】
最後に、本発明の一実施形態による被削材の切削方法について、上記切削工具１を用いた場合を例示して説明する。
【００６７】
本実施形態による被削材の切削方法は、上記切削工具１を用いて被削材を切削する方法であって、被削材に切削工具１を相対的に近づける近接工程と、被削材又は切削工具１を回転させ、該切削工具１を被削材の表面に接触させて被削材を切削する切削工程と、被削材と切削工具１とを相対的に遠ざける離間工程と、を備える。
【００６８】
このような構成により、インサート３がクランプ部材などの別部品を用いることなくホルダ３に強固にかつ安定して固定された切削工具１を用いて切削するため、加工面精度および作業効率が高い切削加工を実現することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
【００７０】
例えば、上述した実施形態においては、インサートがホルダの軸線方向において略等しい位置に配置された形態を例示した。すなわち、インサートが、ホルダの先端側に１段だけ先端視で放射状に配置された形態を例示した。しかしこれに限らず、軸線方向にも複数のインサートが配置されたいわゆる多段配置をなす切削工具であっても構わない。なお、インサートの多段配置の中でも、インサートが、らせん状に配置されたものであっても、一直線状に配置されたものであっても構わない。
【００７１】
さらに、上述した実施形態においては、エンドミルを例示したが、これに限らず、正面フライス等の他の転削工具においても好適に用いることができる。またさらには、転削工具に限らず、スローアウェイ式の切削工具であれば、内径、外径加工等に用いられる旋削工具など、他の切削工具にも適用することができる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一の実施形態による切削工具１の全体斜視図である。
【図２】図１の切削工具１を構成するホルダ２の全体斜視図である。
【図３】図２のホルダ２の側面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】図５は、切削工具１のうちインサート３が装着された部分の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の第二の実施形態による切削工具１’のホルダ２の要部拡大図である。
【図７】図７は、切削工具１’のうち、インサート３が装着された部分の概略断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 第一の実施形態による切削工具
１’ 第二の実施形態による切削工具
２ ホルダ
２１ 拘束側面
２１Ａ ホルダの内周側に位置するとともにホルダの軸線に対して略平行な拘束側面
２１Ｂ ホルダの基端側に位置するとともにホルダの軸線に対して略垂直な拘束側面
２２ 拘束座面
３ 切削インサート
４ 強磁性膜
５ 常磁性部材
７ 凹部（拘束座面２２に形成された座面側嵌合部）
７１ 凹部のうちホルダ２の軸線Ｌに沿った壁面
８ 凸部（インサート３の下面に形成された座面側嵌合部）
９ インサートポケット
Ｌ ホルダ２の軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品などの加工に用いられる、切削インサートをホルダに着脱可能に取り付けてなる切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部品などの加工に用いられる、切削インサートをホルダに着脱可能に取り付けてなる切削工具であるスローアウェイ式切削工具が多用されている。
【０００３】
このようなスローアウェイ式切削工具においては、従来から、切削インサートをホルダに取り付ける機構、いわゆる、インサートのクランプ機構が数多く提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ホルダの先端部に形成されたインサートポケットに、複数の切削インサートがクランプねじによって固定された転削工具が開示されている。
【０００５】
また、他のクランプ機構としては、レバーロック機構やウェッジロック機構など、様々な形状をなすクランプ部材によって切削インサートをホルダに取り付ける機構が開示されている。
【特許文献１】特開２００２―２７３６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、昨今では、切削加工の高効率化に伴い、一度に多量の被削材を切削加工できるように、ホルダに多数の切削インサートを取り付けて使用する切削工具が多用されてきている。
【０００７】
しかし、このような切削工具に、上記のような従来のクランプ機構を用いた場合には、切削加工で摩耗した切削インサートを交換する度に、各々の切削インサートについて、固定するねじやレバーなどといったクランプ部材の操作を行わなければならず、多大な作業時間を要する。そのため、加工速度は向上するものの、作業性が低下し、加工工程全体としては必ずしも十分な効率化が図られていないという問題があった。
【０００８】
また他方では、切削加工の複雑化も進んでいる。具体的には、被削材がより小さなものになったり、切削加工によって形成する加工物の形状がより複雑なものになったりしてきている。このような小物加工や複雑な形状の切削加工を好適に行うためには、切削工具そのものの小型化が望まれている。
【０００９】
しかしながら、クランプ部材によって切削インサートをホルダに取り付ける従来のインサートのクランプ機構では、切削インサートにクランプねじを挿入するねじ穴や、レバーロックが係合する貫通穴などを形成しなければならない。さらに、従来のインサートのクランプ機構で固定される切削インサートは、切削加工に耐え得るだけでなくクランプねじなどの締め付けにも耐え得るだけの肉厚を確保する必要があった。
【００１０】
そのため、従来のクランプ機構で固定される切削インサートを小型化しようとすると、ねじなどの締め付けに耐え得る肉厚を確保できず破損してしまうといった問題があった。そもそも、ねじ穴や貫通穴を形成しなければならない為、切削インサートを小型化すること自体が困難であった。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、小さな切削インサートであっても強固にホルダに固定できるとともに、切削インサートの交換作業の時間を短縮でき高い作業効率を発揮することができる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】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明の切削工具は、上面と下面と側面と前記上面と前記側面との交差部に形成された切刃とを有した切削インサートと、該切削インサートが固定されるホルダと、を備えた切削工具であって、前記ホルダに当接する前記切削インサートの表面の少なくとも一部に、強磁性膜が形成されており、前記切削インサートが前記ホルダに磁力によって固定されていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成により、クランプ部材を用いることなくホルダに切削インサートを装着することができるため、切削インサートの小型化が図れるとともに、切削インサートの交換にかかる作業時間の短縮が図れる。
【００１４】
さらに、前記強磁性膜は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金で形成されていることが、切削インサートをホルダに拘束する力が向上するとともに、成膜が容易であり切削工具の加工コストの低減が図れるため望ましい。
【００１５】
さらに、前記強磁性膜は、前記切刃から離間して形成されていることが、切削時に温度が上昇する切刃から十分に離間した位置に成膜されていることにより、膜を安定した状態に保つことができるとともに、切削時に切刃に溶着して切削性能を低下させることなくインサートをホルダへ安定して拘束することができるため望ましい。
【００１６】
また、前記ホルダは、前記切削インサートの下面が当接する拘束座面と、前記切削インサートの側面が当接する拘束側面と、を有しており、前記拘束座面および拘束側面のうち少なくとも一方には、常磁性部材が設けられていることが、ホルダを磁化していない間でも、ホルダへ切削インサートを仮止めしておくことができ、作業効率の向上が更に図れるため望ましい。
【００１７】
さらに、前記常磁性部材は、前記拘束座面および拘束側面の少なくとも一方の外周に沿って設けられていることが、ホルダに切削インサートを安定して仮止めすることができるため望ましい。
【００１８】
また、前記拘束側面および前記切削インサートの側面には、互いに嵌合する側面側嵌合部が各々設けられていることが、ホルダを磁化していない間でも、ホルダへ切削インサートを仮止めしておくことができるため望ましい。
【００１９】
さらに、前記拘束座面および前記切削インサートの下面には、互いに嵌合する座面側嵌合部が各々設けられていることが、上記同様、ホルダを磁化していない間でも、ホルダへ切削インサートを仮止めしておくことができるため望ましい。
【００２０】
また、前記座面側嵌合部は、前記ホルダの軸線方向に沿って設けられていることが、ホルダに切削インサートを安定して仮止めすることができるとともに、切削時に切削インサートが飛散することを抑制することができるため望ましい。
【００２１】
さらに、前記座面側嵌合部は、前記ホルダの先端側から基端側に向かうにつれて前記ホルダの軸線から遠ざかるよう傾斜して設けられていることが、切削時に切削インサートが飛散することを抑制する効果および仮止めの効果が好適に得られ、切削インサートをホルダに強固に安定して固定することができるため望ましい。
【００２２】
また、前記拘束座面に設けられた前記座面側嵌合部のうち、前記ホルダの軸線に沿う壁面に常磁性部材が配置されていることが、切削時に切削インサートが飛散することを抑制する力が向上するため望ましい。
【００２３】
さらに、前記拘束座面および拘束側面は、前記ホルダの本体から着脱可能である補助部材に形成されていることが、拘束座面や拘束側面に、仮止め機構である常磁性部材を配置したり嵌合部を形成したりすることが、容易になり、切削工具のコスト低減が図れるため望ましい。
【００２４】
前記課題を解決するため、本発明の被削材の切削方法は、上記切削工具を用いて被削材を切削する方法であって、前記被削材に前記切削工具を相対的に近づける近接工程と、前記被削材又は前記切削工具を回転させ、該切削工具を前記被削材の表面に接触させて前記被削材を切削する切削工程と、前記被削材と前記切削工具とを相対的に遠ざける離間工程と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
このような構成により、切削インサートがクランプ部材を用いることなくホルダに強固にかつ安定して固定された切削工具を用いて切削するため、加工面精度および作業効率が高い切削加工を実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の切削工具によれば、従来のねじやレバーなどのクランプ部材のような別部品を用いることなく、ホルダに切削インサートを取り付けることができるため、切削インサートそのものの小型化が図れるとともに、使用した切削インサートを交換する作業時間を短縮でき、作業効率の向上が図れる。
【００２７】
本発明の被削材の切削方法によれば、使用した切削インサートの交換作業に要する時間を短縮でき、切削加工全体の作業効率の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【００２９】
図１乃至図４は、本発明の第一の実施形態を示すものである。図１は、本発明の第一の実施形態による切削工具１の全体斜視図である。図２は、図１の切削工具１を構成するホルダ２の全体斜視図であり、図３は、図２のホルダ２の側面図である。そして、図４は、図３の要部拡大図、図５は、切削工具１のうち、切削インサート（以下、インサート３とする）が装着された部分の概略断面図である。
【００３０】
さらに、図６は、本発明の第二の実施形態による切削工具１’のホルダ２の要部拡大図、図７は、切削工具１’のうち、インサート３が装着された部分の概略断面図である。
【００３１】
図１乃至図５を用いて、本発明の第一の実施形態による切削工具１について、詳細に説明する。
【００３２】
図１乃至図５に示す本発明の第一の実施形態による切削工具１は、インサート３と、該インサート３が固定されるホルダ２と、を備えてなる。
【００３３】
インサート３は少なくとも一部がすくい面をなす上面と、少なくとも一部が逃げ面をなす側面と、上面と側面との交差部に形成された切刃と、を有している。本実施形態においては、インサート３は、上面視で略四角形板状をなすとともに、上面視で４つの角部のうち対角に位置する２つの角部に切刃が形成された、いわゆる、２コーナー使いのインサートである。
【００３４】
ホルダ２は、図２および図３に示すように、インサート３が固定されるインサートポケット９を有してなる。インサートポケット９は、図２に示すように、本実施形態においては、ホルダ２の先端側に５個形成されている。ホルダ２の材料としては、ＳＣＭ、ＳＮＣＭなどの合金鋼やＳＫ、ＳＫＤなどの工具鋼を用いることができる。これらの材料は、以下で説明するように、クランプ機構に必要な磁化を得るのに好適である。
【００３５】
これらのインサートポケット９は、いずれも軸線Ｌ方向において同一高さ位置に配置されるとともに、先端視でホルダ２の軸線Ｌを中心とする放射状に配置されている。そして、インサートポケット９には、インサート１の側面を拘束する拘束側面２１と、インサート１の下面を拘束する拘束座面２２とが、形成されている。本実施形態においては、図３および図４に示すように、拘束側面２１は、ホルダ２の内周側に位置するとともにホルダ２の軸線Ｌに対して略平行な拘束側面２１Ａとホルダ２の基端側に位置するとともにホルダ２の軸線Ｌに対して略垂直な拘束側面２１Ｂとの２つの面で構成されている。
【００３６】
ここで、本実施形態の切削工具１をなすインサート３は、図５に示すように、ホルダ２に当接するインサート３の表面、すなわち、ホルダ２の拘束座面２２と当接するインサート３の下面３２およびホルダ２の拘束側面２１と当接する側面３１には、強磁性膜４が形成されている。この強磁性膜４は、以下で説明するように、ホルダ２が外部機器によって磁化された際に、磁化されたホルダ２と磁力によって密着し得る組成からなる。例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金で構成される。また、フェライトなどのセラミックスからなる強磁性膜４を用いてもよい。
【００３７】
そして、この強磁性膜４が形成されたインサート３の下面３２が拘束座面２２に、インサート３の側面３１が拘束側面２１に、磁力によって固定されていることを特徴とする。
【００３８】
ここで、本実施形態による切削工具１におけるインサート３のホルダ２へのクランプ機構について説明する。
【００３９】
切削工具１は、外部出力によって部品を磁化する磁化手段を有した外部機器に把持される。具体的には、ホルダ２の基端側が外部機器に把持され、外部機器と一体もしくは別体からなる着磁電源装置などの磁化手段とホルダ２とが接続するよう配置される（以下、この状態を装着状態と略す。）この装着状態では、ホルダ２の基端側に形成されている磁化手段を備えた外部機器と物理的に接続されているだけである。
【００４０】
本実施形態による切削工具１のクランプ機構の第一工程として、まずは、インサート３をホルダ２のインサートポケット９に配置する。
【００４１】
第二工程として、インサート３が配置された切削工具１を上述した装着状態に設置する。
【００４２】
第三工程として、この装着状態において、外部の磁化手段を作動させ、ホルダ２を磁化する。そうすることで、下面３２および側面３１の少なくとも一方に強磁性膜４が形成されたインサート３を、磁力によってホルダ２に固定する。具体的には、インサート３の下面３２がホルダ２の拘束座面２２に、インサート３の側面３１がホルダ２の拘束側面２２に、各々、磁力によって拘束される。
【００４３】
このように本実施形態による切削工具１では、従来のクランプ機構のように、ねじ部材やレバーなど別途クランプ部材を用いることなく、切削工具を着磁電源装置などの外部の磁化手段に接続してホルダ２を磁化するだけで、インサートポケット９に位置する磁化された拘束座面２２および拘束側面２１と各々当接するインサート３の下面３２および側面３１に強磁性膜４が形成されているため、磁力によって、インサート３をホルダ２に固定することができる。そのため、ねじ穴やレバーと係合する貫通穴などをインサートに設けなければならない従来のクランプ機構と異なり、インサート３の形状の制限がなく、インサート３の小型化が図れる。加えて、クランプ部材を各々のインサート３に対して操作することがなく、交換作業そのものが容易であるとともに、使用したインサート３を交換する作業時間を短縮することができる。
【００４４】
強磁性膜４としては、上述したように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金や、フェライトなどのセラミックスなど、適宜選択できるが、一般的なメッキ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等で容易に成膜でき、コスト的に有利である点で、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金からなるのが好ましい。
【００４５】
さらに、拘束側面２１に形成された強磁性膜４は、図５に示すように、切刃から離間して形成されていることが好ましい。本実施形態においては、図５に示すように、強磁性膜４は、インサート３を交換する際の判断基準となる逃げ面摩耗の摩耗量ｗだけ切刃から離間した位置に強磁性膜４の上端がくるように形成されている。これにより、切削時に温度が上昇する切刃から十分に離間した位置に成膜されていることにより、膜を安定した状態に保つことができる。そのため、切削時に強磁性膜４が切刃に溶着して切削性能を低下させることを抑制できる。その結果、インサート３をホルダ２へ安定して長期に渡って拘束することができる。
【００４６】
また、本実施形態による切削工具１は、図４および図５に示すように、拘束座面２２には、常磁性部材５が設けられている。これにより、上述したクランプ機構の第三工程を行う前のホルダ２を磁化していない間でも、ホルダ２へインサート３を仮止めしておくことができる。そのため、インサート３を交換する際の作業効率の向上が更に図れる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、インサート３の拘束座面２２にのみ常磁性部材５が設けられた形態を例示したが、これに限らず、拘束座面２２および拘束側面２１の両面において、または、拘束側面２１にのみ設けられたものであっても構わない。
【００４８】
さらに、本実施形態における常磁性部材５は、図４および図５に示すように、拘束座面２２の外周に沿って設けられている。具体的には、本実施形態においては、常磁性部材５は、拘束座面２２のうち、外周側にのみ、すなわち、拘束座面２２の外周に沿って環状に配置されている。これにより、インサート３をホルダ２に安定して固定することができる。特に、ホルダ２にインサート３が固定された状態で、切削時に大きな負荷がかかる切刃に近接する拘束座面２２の外周部分において強力な拘束力を備えることができるため、インサート３をホルダ２へより強固に固定することができる。その結果、切削加工時にインサート３が位置ズレして加工精度が低下することを抑制することができる。なお、常磁性部材５を環状に設けることでコスト削減を図ることもできる。
【００４９】
図５に示すように、本実施形態においては、強磁性膜４は、インサート３の下面３２全面に形成するとともに、常磁性部材５は、拘束座面２２の外周に沿って形成している。このような構成により、膜を形成しない箇所をマスキングするという前工程が不要であるため、インサート３の加工が容易であるとともに、上述のように、安定して強固にインサート３をホルダ２に固定することができる。
【００５０】
なお、強磁性膜４および常磁性部材５は、互いに当接するようインサート３の下面３２およびホルダ２の拘束座面２２の各々に対応する領域にのみ形成しても良い。
【００５１】
また、本実施形態においては、図５に示すように、常磁性部材５は、拘束座面２２に埋設した形態を例示しているが、これに限るものではない。
【００５２】
さらに、本実施形態においては、図４および図５に示すように、ホルダ２の内周側に位置するとともにホルダ２の軸線Ｌに対して略平行な拘束側面２１Ａは、インサート３の側面の両端側を安定して拘束できるよう分離して２つ形成されている。このように２つの分離した拘束側面２１Ａの各面において、上述した常磁性部材５を設けることで、仮止めの際の拘束力を更に向上させることができる。特に、このように拘束側面２１Ａを２つの分離した面で構成した面に常磁性部材５を設けることにより、焼成時に中央部分が膨張したインサート３であっても、インサート３の側面の両端側を上記クランプ機構によって安定してホルダ２に拘束することができる。一方、ホルダ２の基端側に位置するとともにホルダ２の軸線Ｌに対して略垂直な拘束側面２１Ｂは、１つの面で構成されている。
【００５３】
なお、本実施形態において、ホルダ２の拘束座面２２および拘束側面２１のいずれも同様の構成をなす形態を例示したが、これに限るものではない。
【００５４】
次に、本発明の第二の実施形態による切削工具１’について、詳細に説明する。図６は、本発明の第二の実施形態による切削工具１’のホルダ２の要部拡大図、図７は、切削工具１’のうち、インサート３が装着された部分の概略断面図である。なお、図６および図７において、図１〜図５と同様の構成については、同様の符号を付して、説明を省略する。
【００５５】
図７に示すように、第二の実施形態による切削工具１’は、拘束座面２２’およびインサート３の下面３２’に、互いに嵌合する座面側嵌合部が各々形成されている。すなわち、図６に示すように、拘束座面２２’には、インサート３の下面３２’に形成された凹部８（座面側嵌合部）と嵌合する凸部７（座面側嵌合部）が形成されている。このような構成により、インサート３と拘束座面２２’との拘束面積を安定して確保できるため、ホルダ２へのインサート３の拘束力が高まる。したがって、より厳しい切削条件下においても、インサート３をホルダ２に強固に固定することができる。その結果、切削加工中にインサート３ががたつくことを抑制でき、加工面精度の向上が図れる。さらに、このような構成により、ホルダ２を磁化していない間でも、ホルダ２へインサート３を仮止めしておくことができ、作業効率の向上が更に図れる。
【００５６】
さらに、本実施形態においては、図６に示すように、拘束座面２２’に形成された凸部７は、ホルダ２の軸線Ｌに沿って形成されている。また、この拘束座面２２’に形成された凸部７と嵌合する凹部８も、ホルダ２に装着された状態で、ホルダ２の軸線Ｌに沿って配置される（不図示）。すなわち、互いに嵌合する座面側嵌合部が、ホルダ２の軸線Ｌに沿って形成されている。このような構成により、座面側嵌合部が、インサート３をホルダ２に仮止めする仮止め部として機能するとともに、切削時にインサート３がホルダ２から飛散することを防止する飛散防止部として機能する。したがって、インサート３をホルダ２に装着する際および切削を行う際の両方において、強固でかつ安定した拘束力を発揮することができる。
【００５７】
なお、このように拘束座面２２’に形成された凸部７は、軸線Ｌに沿って形成されることで上記効果を奏すが、凸部７が、平面視において、ホルダ２の基端側から先端側に向かって幅広となる略台形状をなすよう形成することで、より仮止め機能を向上させることができる。
【００５８】
またさらには、本実施形態において、ホルダ２の軸線に沿って形成されている凸部７は、図６に示すように、ホルダ２の先端側から基端側に向かうにつれてホルダ２の軸線Ｌから遠ざかるよう傾斜して設けられている。また、この拘束座面２２’に形成された凸部７と嵌合する凹部８も、ホルダ２に装着された状態で、ホルダ２の先端側から基端側に向かうにつれてホルダ２の軸線Ｌから遠ざかるよう傾斜して配置される（不図示）。このような構成により、上述した仮止め機能および飛散防止機能の両方を好適に兼ね備えることができる。特に、このような構成においては、嵌合部の幅が一定のまま仮止め機能の向上が図れる。そのため、ホルダ２およびインサート３の下面に嵌合部を形成する工程が容易であり、低コストで仮止め機能および飛散防止機能の両方を好適に兼ね備えた切削工具となる。なお、ホルダ２の軸線Ｌと座面側嵌合部の配置は、図６に示すように、拘束座面２２に対向して観察した際のホルダ２の軸線Ｌと座面側嵌合部の配置をいう。
【００５９】
さらに、図７に示すように、本実施形態による切削工具１’は、拘束座面２１に形成された凸部７のうち、ホルダ２の軸線Ｌに沿う壁面７１に常磁性部材５が配置されている。このような構成により、ホルダ２からインサート３が飛散する方向、すなわち、ホルダ２の径方向外方に向かう方向と反対に作用する拘束力を、より強固なものにすることができる。
【００６０】
つまり、拘束座面２２’に上述のような凹部７を設けることで、拘束座面２２’とインサート３の下面３２とのホルダ２の軸線Ｌに沿った拘束面積が増大するとともに、凹部７のうちホルダ２の軸線Ｌに沿う壁面７１に常磁性部材５が配置されていることで、ホルダ２の径方向内方にインサート３を拘束する力が向上する。その結果、クランプ部材を用いることなく、容易な操作でインサート３の交換が可能であり、インサート３の飛散を防止して、インサート３をホルダ２に強固に固定することのできるクランプ機構を有した切削工具１’となる。
【００６１】
本実施形態においては、凹部７のうちホルダ２の軸線Ｌに沿う壁面は２面あるが、そのうち、ホルダ２の軸線Lに遠い方の壁面７１に常磁性部材５を配置した形態を例示したが、これに限らず、凹部７のうちホルダ２の軸線Ｌに沿う２つの壁面のうち、ホルダ２の軸線Lに近接する壁面に常磁性部材５を配置しても良い。
【００６２】
ここで、上述のように拘束座面２２’に凹部７を形成する際に拘束側面２１にも嵌合部を形成する場合は、拘束座面２２’に形成された嵌合部に対して略垂直となるよう形成するのが良い。インサート３の装着の容易性を考慮すれば、嵌合部は、拘束側面２１および拘束座面２２のいずれか一方に形成するのがより好ましい。特に、面積がより広い拘束座面２２に嵌合部を設けることが、加工が容易であるとともに、拘束力を向上させる効果がより高いため好適である。
【００６３】
なお、上述した拘束座面２２および拘束側面２１は、ホルダ２の本体から着脱可能である補助部材（不図示）に形成されていても良い。これにより、拘束座面２２や拘束側面２１に、仮止め機構である常磁性部材５を配置したり嵌合部を形成したりすることが、容易になり、切削工具のコスト低減が図れる。さらには、インサート３の組成に応じて、異なる種々の常磁性部材５が設けられた拘束座面２２を備えたホルダ２を構成することができる。そのため、超硬合金やサーメットなど、異なる材種からなる種々のインサート３を各々好適にホルダ２に拘束させることのできる切削工具を提供することができる。
【００６４】
ここで、上述の第一の実施形態および第二の実施形態による切削工具１、１’においても、ホルダ２の拘束座面２２および対応するインサート３の下面３２にのみ、嵌合部（側面側嵌合部）が形成された形態を例示したが、ホルダ２の拘束側面２１および対応するインサート３の側面３２に、互いに嵌合する嵌合部が形成されていても良い。これにより、上述した座面側嵌合部と同様、インサート３をホルダ２に拘束する力が更に向上する。そのため、更なる加工精度の向上が図れる。また、側面側嵌合部を、ホルダ２の拘束側面２１のうち、内周側に位置する拘束側面２１Ａに形成することで、仮止め部としての機能が高まり、作業効率の向上が更に図れる。
【００６５】
なお、上述の第一の実施形態による切削工具１においても、装着状態におけるインサート３の仮止め機構として、第三の実施形態と同様に嵌合部を有する仮止め機構を設けても構わない。ここで、インサート３の仮止め機構としては、上述の形態に限らず、インサートポケット９にスリットを設け、該スリットにインサート３をスライドさせて一旦係合させる構成など、種々、選択することができる。
【００６６】
最後に、本発明の一実施形態による被削材の切削方法について、上記切削工具１を用いた場合を例示して説明する。
【００６７】
本実施形態による被削材の切削方法は、上記切削工具１を用いて被削材を切削する方法であって、被削材に切削工具１を相対的に近づける近接工程と、被削材又は切削工具１を回転させ、該切削工具１を被削材の表面に接触させて被削材を切削する切削工程と、被削材と切削工具１とを相対的に遠ざける離間工程と、を備える。
【００６８】
このような構成により、インサート３がクランプ部材などの別部品を用いることなくホルダ３に強固にかつ安定して固定された切削工具１を用いて切削するため、加工面精度および作業効率が高い切削加工を実現することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
【００７０】
例えば、上述した実施形態においては、インサートがホルダの軸線方向において略等しい位置に配置された形態を例示した。すなわち、インサートが、ホルダの先端側に１段だけ先端視で放射状に配置された形態を例示した。しかしこれに限らず、軸線方向にも複数のインサートが配置されたいわゆる多段配置をなす切削工具であっても構わない。なお、インサートの多段配置の中でも、インサートが、らせん状に配置されたものであっても、一直線状に配置されたものであっても構わない。
【００７１】
さらに、上述した実施形態においては、エンドミルを例示したが、これに限らず、正面フライス等の他の転削工具においても好適に用いることができる。またさらには、転削工具に限らず、スローアウェイ式の切削工具であれば、内径、外径加工等に用いられる旋削工具など、他の切削工具にも適用することができる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一の実施形態による切削工具１の全体斜視図である。
【図２】図１の切削工具１を構成するホルダ２の全体斜視図である。
【図３】図２のホルダ２の側面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】図５は、切削工具１のうちインサート３が装着された部分の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の第二の実施形態による切削工具１’のホルダ２の要部拡大図である。
【図７】図７は、切削工具１’のうち、インサート３が装着された部分の概略断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 第一の実施形態による切削工具
１’ 第二の実施形態による切削工具
２ ホルダ
２１ 拘束側面
２１Ａ ホルダの内周側に位置するとともにホルダの軸線に対して略平行な拘束側面
２１Ｂ ホルダの基端側に位置するとともにホルダの軸線に対して略垂直な拘束側面
２２ 拘束座面
３ 切削インサート
４ 強磁性膜
５ 常磁性部材
７ 凹部（拘束座面２２に形成された座面側嵌合部）
７１ 凹部のうちホルダ２の軸線Ｌに沿った壁面
８ 凸部（インサート３の下面に形成された座面側嵌合部）
９ インサートポケット
Ｌ ホルダ２の軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と下面と側面と前記上面と前記側面との交差部に形成された切刃とを有した切削インサートと、該切削インサートが固定されるホルダと、を備えた切削工具であって、
前記ホルダに当接する前記切削インサートの表面の少なくとも一部に、強磁性膜が形成されており、
前記切削インサートが前記ホルダに磁力によって固定されていることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記強磁性膜は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記強磁性膜は、前記切刃から離間して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記ホルダは、前記切削インサートの下面が当接する拘束座面と、前記切削インサートの側面が当接する拘束側面と、を有しており、前記拘束座面および拘束側面のうち少なくとも一方には、常磁性部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の切削工具。
【請求項５】
前記常磁性部材は、前記拘束座面および拘束側面の少なくとも一方の外周に沿って設けられていることを特徴とする請求項４記載の切削工具。
【請求項６】
前記拘束側面および前記切削インサートの側面には、互いに嵌合する側面側嵌合部が各々設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の切削工具。
【請求項７】
前記拘束座面および前記切削インサートの下面には、互いに嵌合する座面側嵌合部が各々設けられていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の切削工具。
【請求項８】
前記座面側嵌合部は、前記ホルダの軸線方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項７に記載の切削工具。
【請求項９】
前記座面側嵌合部は、前記ホルダの先端側から基端側に向かうにつれて前記ホルダの軸線から遠ざかるよう傾斜して設けられていることを特徴とする請求項８に記載の切削工具。
【請求項１０】
前記拘束座面に設けられた前記座面側嵌合部のうち、前記ホルダの軸線に沿う壁面に常磁性部材が配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の切削工具。
【請求項１１】
前記拘束座面および拘束側面は、前記ホルダの本体から着脱可能である補助部材に形成されていることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれかに記載の切削工具。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の切削工具および被削材の少なくとも一方を回転させ、前記被削材に前記切削工具の切刃を近接する工程と、
前記切削工具の切刃を前記被削材の表面に接触させ、前記被削材を切削する工程と、
前記被削材から前記切刃を離間させる工程と、
を備えた被削材の切削方法。
【請求項１】
上面と下面と側面と前記上面と前記側面との交差部に形成された切刃とを有した切削インサートと、該切削インサートが固定されるホルダと、を備えた切削工具であって、
前記ホルダに当接する前記切削インサートの表面の少なくとも一部に、強磁性膜が形成されており、
前記切削インサートが前記ホルダに磁力によって固定されていることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記強磁性膜は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの一種またはこれらの合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記強磁性膜は、前記切刃から離間して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記ホルダは、前記切削インサートの下面が当接する拘束座面と、前記切削インサートの側面が当接する拘束側面と、を有しており、前記拘束座面および拘束側面のうち少なくとも一方には、常磁性部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の切削工具。
【請求項５】
前記常磁性部材は、前記拘束座面および拘束側面の少なくとも一方の外周に沿って設けられていることを特徴とする請求項４記載の切削工具。
【請求項６】
前記拘束側面および前記切削インサートの側面には、互いに嵌合する側面側嵌合部が各々設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の切削工具。
【請求項７】
前記拘束座面および前記切削インサートの下面には、互いに嵌合する座面側嵌合部が各々設けられていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の切削工具。
【請求項８】
前記座面側嵌合部は、前記ホルダの軸線方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項７に記載の切削工具。
【請求項９】
前記座面側嵌合部は、前記ホルダの先端側から基端側に向かうにつれて前記ホルダの軸線から遠ざかるよう傾斜して設けられていることを特徴とする請求項８に記載の切削工具。
【請求項１０】
前記拘束座面に設けられた前記座面側嵌合部のうち、前記ホルダの軸線に沿う壁面に常磁性部材が配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の切削工具。
【請求項１１】
前記拘束座面および拘束側面は、前記ホルダの本体から着脱可能である補助部材に形成されていることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれかに記載の切削工具。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の切削工具および被削材の少なくとも一方を回転させ、前記被削材に前記切削工具の切刃を近接する工程と、
前記切削工具の切刃を前記被削材の表面に接触させ、前記被削材を切削する工程と、
前記被削材から前記切刃を離間させる工程と、
を備えた被削材の切削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１５４２３８（Ｐ２００９−１５４２３８Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３４０４１（Ｐ２００７−３３４０４１）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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