JP6217045B2 - フライス加工用切削インサート - Google Patents

Description

この発明は、フライスカッタに組み込むフライス加工用切削インサート、詳しくは、正面フライス加工において加工面のコーナ部に発生することがあるバリを未然に抑制する機能を備えさせたフライス加工用切削インサートに関する。

正面フライス加工においては、加工時に加工面のコーナ部（切り抜け側のワーク端面と加工面との間に生じるコーナ部）にバリが発生することがある。そのバリの除去機能を備えさせた従来技術として、例えば、下記特許文献１に記載された転削工具がある。

同文献に記載された転削工具は、主切削を受け持つ主切削インサートのほかに、円形切れ刃を有するいわゆる丸駒の切削インサートを設置し、その丸駒の切削インサートで発生したバリを除去するようにしている。

特開平０８−５２６１１号公報

上記特許文献１の転削工具は、バリの発生を抑制するのではなく、発生したバリを除去する。そのために、この種の工具は、主切削インサートとバリ取り専用の切削インサートを組み合わせて用いる必要があり、使用する切削インサートが２種類となるため、生産性、コスト、切削インサートの在庫管理などに関して不利になることが避けられない。

また、主切削インサートとバリ取り専用の切削インサートは刃先寿命に不可避の差が出る。２種類の切削インサートを組み合わせて用いる切削工具の場合、一般的には、どちらか一方の切削インサートの刃先寿命が尽きると、他方の切削インサートも同時に交換される。

そのために、他方の切削インサートは、残存寿命が無駄になり、利用効率の悪化による経済ロスが生じて工具費が高くつくことになる。

この発明は、正面フライス加工における加工面のコーナ部のバリを減少させるために、バリを発生させ難い切削インサートを提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、上下面と側面との交差稜で形成される切れ刃を有し、その切れ刃に、コーナ部に位置するサラエ刃が含まれたフライス加工用切削インサートに以下の特徴部を付与した。

即ち、前記切れ刃として、隣り合うコーナ部間に形成される主切れ刃と、コーナ部に形成される前記サラエ刃と、前記主切れ刃とサラエ刃間に形成されるサラエ刃に対して傾いた副切れ刃を備えさせ、前記主切れ刃に連なる側面の面粗さを、前記副切れ刃に連なる側面の面粗さよりも粗くした。

かかる切削インサートは、好ましい形態として、前記主切れ刃に連なる側面を、焼結肌を残した無研磨面とし、前記副切れ刃に連なる側面の算術平均粗さを、Ｒａ０．１μｍ〜０．３μｍにしたものや、前記サラエ刃に対する前記副切れ刃の傾き角を１０°〜３０°にしたものが挙げられる。

また、上下面が略多角形をなす刃先交換式の切削インサートとなすのも好ましい。その刃先交換式切削インサートは、前記主切れ刃、サラエ刃、副切れ刃をそれぞれ複数有し、コーナチェンジによって各切れ刃の位置の入れ替えを可能となしたものである。

この発明の切削インサートは、主切れ刃とサラエ刃との間に副切れ刃を設けたことと、その副切れ刃側の側面と主切れ刃側の側面の面粗さを異ならせたことにより、主切れ刃によって側部の壁面から削り取られた切屑が底面の加工面に向かって送られることなく分断されるようになる。

主切れ刃によってワークの側部壁面から削り取られた切屑が底面の加工面に送られると底面の加工面のコーナ部にバリが発生するが、この発明の切削インサートは、主切れ刃とサラエ刃の間に副切れ刃を設けており、その副切れ刃の設置によってワークの側部壁面から削り取られた切屑が底面の加工面に向って送られることが抑制される。

副切れ刃は、サラエ刃とのなす角がサラエ刃と主切れ刃がなす角よりも小さく、このために、副切れ刃によって生成される切屑は、加工面のコーナから離れる方向にカールしようとする。

これに加え、主切れ刃に連なる側面と副切れ刃に連なる側面の面粗さが異なることから、主切れ刃と副切れ刃の切れ味に差が生じ、さらに、切屑の主切れ刃によって削り取られる領域と副切れ刃によって削り取られる領域の流出状況にも差が生じ、そのために、切屑の全域に大きな歪が加わって底面の加工面に到達する前に切屑が分断されるのではないかと推測される。

この発明の切削インサートの一例を示す斜視図 図１の切削インサートの平面図 図１の切削インサートの側面図 図１の切削インサートによる加工状況の説明図 性能比較試験に用いた副切れ刃の無い切削インサートの平面図

以下、添付図面の図１〜図４に基づいて、この発明の切削インサートの実施の形態を説明する。例示の切削インサート１は、４コーナ使用のポジティブ型の刃先交換式切削インサートにこの発明を適用したものである。

この切削インサート１は、上面２をすくい面、側面３を逃げ面とし、カッタボディの先端外周に設けられた取付け座に装着して上面２と側面３の交差稜で形成される切れ刃５で切削を行うものであり、超硬合金やサーメットなどを材料にして焼結して作られたものである。

上面２と下面４は、正方形を基本形とする形状になっている。切れ刃５は、隣り合うコーナ間に形成される直線の主切れ刃５ａと、コーナ部に形成されるサラエ刃５ｂと、主切れ刃５ａとサラエ刃５ｂ間に形成される副切れ刃５ｃとからなる。

主切れ刃５ａは、ワークの側部の壁面を加工するものであって、サラエ刃５ｂに対して４５°の傾きをもつ。その傾き角は、正面フライスカッタにおける一般的な値である。

サラエ刃５ｂは、ワークに加工される面の底面に生じる送りマークを削って底面の面粗さを向上させる目的で設けられる切れ刃である。

主切れ刃５ａとサラエ刃５ｂ間に形成される副切れ刃５ｃも、直線の切れ刃であってもよいし、直線近似の曲線の切れ刃であってもよい。

側面３は、主切れ刃５ａに連なる側面３ａ、サラエ刃５ｂに連なる側面３ｂ、及び副切れ刃５ｃに連なる側面３ｃが角度をもって連なった面になっている。

各切れ刃に連なった側面のうち、主切れ刃５ａに連なる側面３ａは、面粗さが副切れ刃５ｃに連なる側面３ｃの面粗さよりも粗くなっている。

例示の切削インサートは、側面３ａ及び３ｂを焼結肌の残された無研磨面にしており、その側面３ａ及び３ｂの算術平均粗さは、Ｒａ１＝０．４μｍ〜０．５μｍとなっている。

これに対し、副切れ刃５ｃに連なる側面３ｃの算術平均粗さは、Ｒａ２＝０．１μｍ〜０．３μｍとなっている。この面粗さは、側面３ｃを研磨することによって得られている。

主切れ刃５ａに連なる側面３ａも、研磨することができるが、無研磨面がコスト的に有利であるし、側面３ｃとの面粗さの差も大きくすることができる。なお、側面３ａ、３ｃは、研磨の有無は重要ではなく、あくまでもその両面の面粗さが異なっていることが肝要である。また、サラエ刃５ｂに連なる側面３ｂについても、側面３ａと同じで、研磨しても良い。

サラエ刃５ｂに対する副切れ刃５ｃの傾き角αは、１０°〜３０°が適当である。その傾き角αを１０°以上となすことで、副切れ刃５ｃによって生成される切屑が薄くなりすぎることを回避することができる。副切れ刃５ｃによって生成される切屑が薄くなりすぎると加工面のコーナ部にバリが生じ易くなるので、傾き角αは１０°以上にするのがよい。

また、その傾き角αを３０°以下にすることで、切屑の工具送り方向の幅を適度に確保することができる。切屑の工具送り方向の幅が小さすぎると切屑が分断され難く、ワークの側部の壁面から削られた切屑が底面の加工面に到達し易くなってバリを生じさせるようになるが、傾き角αを３０°以下にすればその不具合が起こり難い。

なお、この発明を適用する切削インサートは、基本形が正方形であるものに限定されない。正三角形や長方形、コーナ数が４以上ある多角形を基本形とするものであってもよいし、ネガティブ型の切削インサートであってもよい。

また、主切れ刃、サラエ刃、副切れ刃をそれぞれ複数有し、コーナチェンジによって各切れ刃の位置の入れ替えがなされる図示の如き刃先交換式切削インサートは経済的に優れるが、主切れ刃、サラエ刃、副切れ刃が一組しかない切削インサートに適用してもバリ抑制の効果が発揮される。

以下に、実施例を示す。
図５に示した内接円Ｓの直径：１３．３４ｍｍ、サラエ刃５ｂの長さＬ：３ｍｍで副切れ刃の無い切削インサートＡ（比較品）と、その切削インサートＡのサラエ刃の一部を長さ：１ｍｍ、サラエ刃に対する傾き角α：２２°３０′の副切れ刃に置き換えた切削インサートＢ（発明品）を試作してバリの抑制に関する性能を比較した。

切削インサートＢについては、副切れ刃に連なる側面のみを研磨し、他の面は焼結肌を残した無研磨面にした。切削インサートＡは全ての側面に焼結肌を残した。切削インサートＢの主切れ刃に連なる側面と副切れ刃に連なる側面の算術平均粗さは、触針式表面粗さ測定機による測定で、それぞれＲａ１＝０．４９μｍ、Ｒａ２＝０．１８μｍであった。切削インサートＡについては、全ての側面でＲａ＝０．４９μｍであった。

この２種類の切削インサートを使用して、以下の条件でＳＵＳ３０４のワークＷを加工した。
−切削条件−
・１刃当りの送り量Ｆｚ＝０．２ｍｍ
・切削速度 Ｖ＝２００ｍｍ／ｍｉｎ
・ワーク段差（図４参照）ａｐ＝３ｍｍ

上記条件での切削を行ってワークの加工面を目視で確認した。その結果、比較品の切削インサートＡによる加工面にはコーナ部にバリが発生した。これに対し、発明品の切削インサートＢによる加工面にはそのバリが発生しておらず、良好な加工面が得られていた。

上記開示された本発明の実施形態の構成は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。

１ 切削インサート
２ 上面
３ 側面
３ａ 主切れ刃に連なる側面
３ｂ サラエ刃に連なる側面
３ｃ 副切れ刃に連なる側面
４ 下面
５ 切れ刃
５ａ 主切れ刃
５ｂ サラエ刃
５ｃ 副切れ刃
α サラエ刃に対する副切れ刃の傾き角
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. 上下面と側面との交差稜で形成される切れ刃を有し、その切れ刃にコーナ部に位置するサラエ刃が含まれたフライス加工用切削インサートであって、
   前記切れ刃として、隣り合うコーナ部間に形成される主切れ刃と、コーナ部に形成される前記サラエ刃と、前記主切れ刃とサラエ刃間に形成される副切れ刃を具備させ、
   前記主切れ刃に連なる側面の面粗さを、前記副切れ刃に連なる側面の面粗さよりも粗くし、
   前記主切れ刃に連なる側面を、焼結肌を残した無研磨面とし、前記副切れ刃に連なる側面の算術平均粗さを、Ｒａ０．１μｍ〜０．３μｍにし、
   前記サラエ刃に連なる側面を、焼結肌を残した無研磨面としたフライス加工用切削インサート。
2. 前記サラエ刃に対する前記副切れ刃の傾き角αを１０°〜３０°にした請求項１に記載のフライス加工用切削インサート。
3. 前記主切れ刃、サラエ刃、副切れ刃をそれぞれ複数有し、コーナチェンジによって各切れ刃の位置の入れ替えがなされる上下面が略多角形に成形された刃先交換式切削インサートとして構成された請求項１又は請求項２に記載のフライス加工用切削インサート。

Images