JP4356582B2

JP4356582B2 - 切削インサート

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Publication number: JP4356582B2
Application number: JP2004299842A
Authority: JP
Inventors: 和哉山崎; 修一ノ関; 裕一鈴木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: JP2006110666A

Description

本発明は、冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板のような鉄板材、軟鋼等のような軟質な被削材、または鉛フリー鋼材などの特に仕上げ加工に用いて好適な切削インサートに関するものである。

このような被削材のうち、例えば冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板等の鉄板材はプレス材料として使用されることが多く、特に絞り加工のような大きな変形を要する部材に適するものであって、自動車のギアのカバーやモーターケース、ガスシリンダ等にも用いられているが、炭素含有量が０．１５％以下と非常に少なくて軟らかく、また板材であって被削材自体の厚みも薄いために切削時の削り代も１ｍｍ以下と小さいことが殆どであり、従って切削時に生成される切屑を安定的にカールさせて処理することが難しい。

また、一般的に炭素含有量が０．３％以下の炭素鋼は軟鋼と呼ばれ、やはり硬度が低くて軟らかいため、常温で塑性加工される冷間鍛造品の素材として用いられることが多く、延びが大きい素材ほど低い力で塑性変形でき、かつ破断や割れが生じ難い。ところが、このような軟鋼の切削においても、冷間鍛造では製品の最終形状近くまで加工できるためにプレス後の切削加工における削り代は上記鉄板材と同様に非常に少なく、また元来軟らかい素材であることと、変形歪みを取り除くために焼きなまし処理を行って組成を均一化することが多いために素材の靱性が向上してしまうこととにより、切屑処理に関しては困難を極める結果となる。

一方、従来より知られる鉛快削鋼は、被削材から生成される切屑中に含有される鉛が切削熱により溶解して空孔が生じ、これが切屑分断の起点となって切屑処理性が向上するために様々な業種で使用されてきたが、最近では鉛の有害物質としての認識の高まりから、徐々に鉛製分を含まない鉛フリー（鉛レス）鋼材に移行する動きが見られ始めている。しかるに、このような鉛フリー鋼は、素材が均一であるために被削材自体の強度は増すものの、上述のような切屑分断の起点となる空孔が存在しなくなるために切屑処理性は却って悪化してしまうという問題がある。

そこで、このような被削材、特に熱間圧延軟鉄や冷間圧延板等のように切削加工を行うと切屑が分断されずに連続しやすい材料に用いられる切削インサートとして、特許文献１〜３には、すくい面と逃げ面の間の稜辺に切刃を形成し且つノーズ部のブレーカー溝内の中央部位にブレーカー突起を形成してなる切削インサートが種々提案されている。また、特許文献４〜７には、より広範囲な切削条件において良好な切屑処理性を得ることを目的として、上記ブレーカー突起をすくい面の内側に向けて段階的に高くなる２または３段状に形成した切削インサートも提案されている。
特許第３３５９５３９号公報特開平１０−３２８９１１号公報特開平１１−１５６６０８号公報特開平８−１１００８号公報特開平７−３０８８０７号公報実開平７−１５２０６号公報特開２００４−１０６１５０号公報

ところで、上述の鉄板材、軟鋼等のような軟質の被削材や鉛フリー鋼材の切削加工のうちでも、特に切込み量が極小さい仕上げ加工においては、切削送り（被削材の１回転当たりの工具送り量）の変化に対して、切屑の感受性が強く、すなわち切屑の生成状態や流出状態の変動が著しく、送りの低い領域では切屑がブレーカー突起の壁面に接触せずに延びてしまう一方、送りが大きくなると切屑がブレーカー突起に当たってもカールせずに乗り上げてしまい、一直線状に捩れた切屑が排出されることとなる。

しかしながら、すくい面に単一のブレーカー突起しか備えられていない特許文献１〜３に記載の切削インサートでは、このような送りの変化に関わらず切屑を確実かつ良好に処理するのは難しく、またブレーカー突起を多段にした特許文献４〜７に記載の切削インサートでも、これらのブレーカー突起の壁面の高さや角度、あるいは切刃からの距離などが適切に設定されていないと、やはり切屑処理性が損なわれて切屑が延びてしまったり一直線状に捩れて排出されたりすることとなる。特に、これらのブレーカの壁面と切刃との距離が小さいと低送り領域のみしか切屑処理が図られず、高送り領域では切屑がブレーカに乗り上げて捩れて排出される一方、逆にこの距離が大きいと高送り領域しか必要な切屑処理性が得られずに、低送り領域では延び気味の切屑が生成される結果となる。

そして、このように良好な切屑処理性が得られずに切屑がコントロールされない状態で切削加工が行われると、上述のように延び気味や捩れて排出された切屑がワークと切削インサートとの間に噛み込まれて切刃に欠損を生じてしまったり、あるいは切削インサートを保持するバイト等の工具のホルダやワークに切屑が絡みついて切削作業を停止せざるを得なくなったりする上、こうして切屑が絡みついたワークや工具は工作機械の自動交換手段によって交換することができなくなるため、作業者が手作業でこれらを取り外して絡んだ切屑を除去しなければならないなどの問題を生じたりもする。また、特に低送り領域で切屑処理が図られるように設定されていると、切屑を安定的にカールさせることができる切削送り量域が狭いため、切削送りを上げられず、すなわち切削効率を向上させることができないという問題もある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、特に上述のような軟質被削材や鉛フリー鋼材等の仕上げ加工において、低送り領域から高送り領域に亙るより広い送り領域で切屑をコントロールして良好な切屑処理性を得ることが可能な切削インサートを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、多角形平板状のインサート本体の多角形面の角部に、この角部の突端にコーナ刃を有するすくい面を形成し、このすくい面には、上記角部の二等分線に沿って上記コーナ刃側から該すくい面の内側に向かうに従い上記インサート本体の厚さ方向に漸次後退する下降傾斜面を形成するとともに、この下降傾斜面のさらに内側に向けては順に、この下降傾斜面から上記厚さ方向において上記コーナ刃の高さを越えるように漸次隆起する第１のブレーカ壁と、この第１のブレーカ壁から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる第１の平坦面と、この第１の平坦面から上記厚さ方向においてさらに漸次隆起する第２のブレーカ壁と、この第２のブレーカ壁から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる第２の平坦面とを備えたチップブレーカを形成し、上記二等分線に沿った上記厚さ方向に延びる断面において、上記厚さ方向に垂直な方向における上記コーナ刃から上記下降傾斜面と上記第１のブレーカ壁との境界までの距離を０．４０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲とし、該厚さ方向に垂直な方向における上記コーナ刃から上記第１の平坦面と上記第２のブレーカ壁との境界までの距離を０．９０ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲とし、上記厚さ方向における上記コーナ刃から上記第１の平坦面までの高さを０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲とし、該厚さ方向における上記コーナ刃から上記第２の平坦面までの高さを０．２５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲とし、上記第１、第２のブレーカ壁の上記厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角を、２５°〜３０°の範囲の一定の傾斜角で、互いに等しい傾斜角としたことを特徴とする。

このように構成された切削インサートにおいては、上記チップブレーカが第１、第２のブレーカ壁を有していて、このうちコーナ刃側の第１のブレーカ壁は、上記二等分線に沿ってインサート本体の厚さ方向に垂直な方向に該コーナ刃から０．４０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲と、コーナ刃に近すぎず、かといって遠すぎもしない位置から漸次隆起して、その高さが上記厚さ方向にコーナ刃の高さを越えて０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲で高くなるように形成されている。従って、仕上げ加工のうちでも低送り領域の場合に生成される切屑は、この第１のブレーカ壁に確実に接触させられる。

一方、仕上げ加工のうちでも高送り領域の場合に生成される切屑は、この第１のブレーカ壁を乗り越えて流れ出ることとなるが、第１のブレーカ壁よりもすくい面の内側となるコーナ刃から上記二等分線に沿って上記厚さ方向に垂直な方向に０．９０ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲の位置には、コーナ刃に対する高さが０．２５ｍｍ〜０．３０ｍｍと第１のブレーカ壁よりも高い第２のブレーカ壁が上記第１の平坦面から漸次隆起するように形成されており、従ってこのような高送り領域で生成される切屑も過不足無くかつ確実にこの第２のブレーカ壁に接触させられる。

さらに、これら第１、第２のブレーカ壁は、上記二等分線に沿った断面において一定の傾斜角ですくい面の内側に向けて上記厚さ方向に上記高さまで漸次隆起するようにされており、従って高低いずれの送り領域で生成された切屑も、それぞれこれら第１、第２のブレーカ壁にある程度の長さをもって接触することとなる。そして、この第１、第２のブレーカ壁の傾斜角は２５°〜３０°の範囲とされており、従ってこのように第１または第２のブレーカ壁にある程度の長さで、しかも上述のように確実に接触させられた切屑には、切削抵抗が大きくなりすぎない範囲で十分な摺接抵抗が与えられることとなる。

このため、上記構成の切削インサートによれば、たとえ上述のような軟質な被削材等の切削においても、低送りから高送りにかけての幅広い送り領域で切屑を確実にコントロールして一定径のコイル状をなすようにカールさせ、良好に処理することが可能となる。従って、切削加工時に切屑がワークとの間に噛み込まれることによりコーナ刃が欠損してインサート寿命が早期に費えてしまったり、あるいはワークや工具ホルダに切屑が絡まって切削作業が中断させられたり、作業者に余分な作業を強いたりすることなく、長期に亙って円滑かつ安定した加工を促すことができるとともに、高低いずれの送り領域にも対応可能な汎用性の高い、しかも長寿命の経済的な切削インサートを提供することができ、さらには仕上げ加工でも仕上げ面精度を損なわない範囲で高送りすることができるので、切削効率の向上を図ることも可能となる。

図１ないし図１０は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてインサート本体１は、超硬合金等の硬質材料によって概略菱形の多角形平板状に形成され、その表裏一対の菱形面（多角形面）の中央には、当該インサート本体１をその厚さ方向（図１、３における上下方向、図２においては図面に直交する方向、図４においては左右方向）に貫通する断面円形の取付孔２が開口させられている。ここで、インサート本体１はこの取付孔２の中心線Ｏに関して１８０°回転対称形状とされるとともに、この中心線Ｏと上記菱形面の鋭角をなす角部の二等分線とを含んで上記厚さ方向に延びる平面Ｐに関して対称形状とされ、かつこの中心線Ｏに直交して上記厚さ方向にインサート本体１の中央を通る仮想平面に対しても表裏反転対称形状とされている。

そして、このインサート本体１の上記表裏一対の菱形面の辺稜部には切刃３が形成されていて、この切刃３に連なる上記菱形面の内側部分はすくい面４とされるとともにこれらの菱形面の周りのインサート本体１の周面は逃げ面５とされ、また切刃３のうち表裏の各菱形面のそれぞれ鋭角をなす角部の突端はコーナ刃６とされている。なお、このインサート本体１の上記周面はその全周に亙って上記仮想平面に直交して上記厚さ方向に延び、かつ両菱形面の各角部に連なる部分以外は該厚さ方向に沿った平坦面とされていて、これにより本実施形態の切削インサートはコーナ刃６も含めた切刃３に逃げ角の付されないネガティブインサートの構成とされている。

ここで、このコーナ刃６は上記中心線Ｏ方向から見た平面視に図２に示すように、上記二等分線を含む平面Ｐ上に中心を有してこれらの辺稜部に滑らかに接する円弧状をなすように形成されるとともに、この中心線Ｏに垂直に上記周面に対向する方向から見た側面視には図３に示すように、上記二等分線上（平面Ｐ上）に位置するコーナ刃６の先端から離間するに従い上記厚さ方向に漸次後退するように、すなわち上記仮想平面に向けて漸次下降傾斜するように形成されている。これは、各菱形面の鈍角をなす角部においても同様である。また、各菱形面においてこれらの角部の間の部分に延びる切刃３は、上記平面視には直線上で、上記側面視には互いに等しい半径で交互に凹凸する円弧により構成された波形形状とされており、その両端は上記コーナ刃６や鈍角角部の切刃３に滑らかに接するようにされ、またコーナ刃６の上記先端と鈍角角部における切刃３の先端、および上記波形をなす切刃３の山部の頂点とは、上記厚さ方向に互いに等しい高さとなるようにされている。

さらに、上記コーナ刃６も含む切刃３のすくい面４内側には、上記菱形面の辺稜部の略全周に亙って、該切刃３から上記厚さ方向に略垂直またはすくい面４の内側に向かうに従い僅かに厚さ方向に後退するように延びるランド部７が形成されるとともに、このランド部７から内側に向けては上記厚さ方向により大きな角度で漸次後退する下降傾斜面８が形成され、さらにこの下降傾斜面８の内側には逆に上記厚さ方向に隆起するように凸状をなすチップブレーカ９が形成されている。このチップブレーカ９は、上記平面視において概ね菱形面の各角部と辺稜部のうち切刃４がなす上記波形形状の谷底部とに向けて突き出す部分と、これらの部分の間において切刃４に対し凹む部分とが交互に配列されるように、また上記取付孔２の周りを取り囲むように形成されたものであって、上記厚さ方向には上記コーナ刃６の先端や切刃３の上記鈍角角部における先端および上記波形の山部頂点の高さよりも一段高くなるようにされている。

そして、このチップブレーカ９のうち、平面視に上記コーナ刃６に向けて突き出した部分には、上記二等分線に沿ってすくい面４の内側に向けて順に、図５および図６に示すように上記下降傾斜面８から立ち上がってすくい面４の内側に向かうに従い上記厚さ方向においてコーナ刃６の高さを越えるように漸次隆起する第１のブレーカ壁１０と、この第１のブレーカ壁１０の上端から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる第１の平坦面１１と、この第１の平坦面１１から立ち上がって上記厚さ方向においてすくい面４の内側に向かうに従いさらに漸次隆起する第２のブレーカ壁１２と、この第２のブレーカ壁１２の上端から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる第２の平坦面１３とが形成されている。なお、上記第１、第２のブレーカ壁１０，１２は、少なくとも上記コーナ刃６の先端側を向く上記二等分線に沿ったその中央部分が、上記平面Ｐ上に中心軸を有する略同径の凸円筒面状または凸円錐面状とされるとともに、この中央部分の両側方部分は該中央部分に対して凹となるように交差し、または滑らかに連なり、上記中心軸側に向かうに従い漸次隆起する傾斜平面状とされている。

ここで、図６に示すように上記平面Ｐに沿った断面において、上記厚さ方向に垂直な方向におけるコーナ刃６から上記下降傾斜面８と第１のブレーカ壁１０との境界Ｑまでの距離Ａは０．４０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲とされるとともに、同じく上記厚さ方向に垂直な方向におけるコーナ刃６から第１の平坦面１と第２のブレーカ壁１２との境界Ｒまでの距離Ｂは０．９０ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲とされている。また、上記厚さ方向におけるコーナ刃６から第１の平坦面１１までの高さＣ、すなわち第１のブレーカ壁１０の切刃３に対する隆起高さは、０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲とされ、同じく該厚さ方向におけるコーナ刃６から第２の平坦面１３までの高さＤ、すなわち切刃３に対する第２のブレーカ壁１２の隆起高さは０．２５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲とされている。

さらに、上記下降傾斜面８のうち、コーナ刃６の内側において上記ランド部７から第１のブレーカ壁１０に至る部分は、本実施形態では概略凹円錐面状をなしてすくい面４の内側に向かうに従い上記厚さ方向に漸次後退するように形成されていて、上記平面Ｐに沿った断面におけるこの下降傾斜面８の上記厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角αは略一定の角度となるようにされている。これに対して、本実施形態では上述のような凸円筒面状または凸円錐面状とされた第１、第２のブレーカ壁１０，１２は、同じく上記平面Ｐに沿った断面において直線状を呈することとなり、その上記厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角βは２５°〜３０°の範囲の一定の角度となるようにされている。なお、本実施形態ではこれら第１、第２のブレーカ壁１０，１２の傾斜角βは互いに等しくされている。また、上記傾斜角αは本実施形態では傾斜角βの１／２程度とされている。

なお、このコーナ刃６に向けて突き出した部分以外の部分において、チップブレーカ９には、すくい面４の内側に向けて漸次隆起する１のブレーカ壁１４と、このブレーカ壁１４から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる１の平坦面１５とが形成されていて、この平坦面１５と上記第２の平坦面１３とは各菱形面において上記厚さ方向の高さが等しくされ、インサート本体１の一方の菱形面のコーナ刃６を使用する際に、当該切削インサートを保持する工具ホルダの取付座における平坦な底面に他方の菱形面側の平坦面１３，１５が密着するようになされている。ただし、これらの平坦面１３，１５の内側の取付孔２の開口部周辺部分は、該平坦面１３，１５から僅かに一段凹んだ上記厚さ方向に垂直な平面とされている。

このように構成された切削インサートは、上述のようにして工具ホルダの取付座に着座させられた上で、上記取付孔２に挿通されるクランプピン等のクランプ手段によってこの工具ホルダに着脱可能に取り付けられて保持され、例えば上述したような冷間圧延鋼板や熱間圧延鋼板等の鉄板材、軟鋼などのような軟質な被削材や鉛フリー鋼材等の切削（旋削）において、切刃３のうち特に上記コーナ刃６により、切込みの小さい仕上げ加工を行うのに用いられる。

そして、上記構成の切削インサートでは、上記コーナ刃６に連なるすくい面４の内側に形成されたチップブレーカ９において、上記平面Ｐに沿った断面におけるコーナ刃６から下降傾斜面８と第１のブレーカ壁１０との境界Ｑまでの距離Ａが０．４０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲とされるとともに、第１の平坦面１１と第２のブレーカ壁１２との境界Ｒまでの距離Ｂが０．９０ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲とされ、またコーナ刃６から第１の平坦面１１までの高さＣが０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲とされるとともに、コーナ刃６から第２の平坦面１３までの高さＤが０．２５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲とされ、さらに第１、第２のブレーカ壁１０，１２が２５°〜３０°の範囲の互いに等しい一定の傾斜角βとされているので、このような軟質の被削材等における切込みの小さい仕上げ加工においても、低送り領域から高送り領域に亙る幅広い送り領域で切屑の良好かつ安定した処理を図ることが可能となる。

すなわち、低送り領域ではコーナ刃６によって生成された切屑が、上記下降傾斜面８からコーナ刃６に近接する第１のブレーカ壁１０に接触して抵抗を受けることによりカールされることとなるが、このとき上記距離Ａが０．４０ｍｍよりも小さく、すなわち第１のブレーカ壁１０がコーナ刃６に近すぎると、生成された切屑が直ぐにこの第１のブレーカ壁１０に接触してしまうために切削抵抗が大きくなり、また切屑が第１のブレーカ壁１０を乗り越えやすくなって、しかも第２のブレーカ壁１２にも接触せずに流出してしまうため、直線状に捩れた切屑が生成されることとなる。一方、逆に上記距離Ａが０．５０ｍｍよりも大きく、すなわちコーナ刃６から第１のブレーカ壁１０までが離れすぎていると、生成された切屑がある程度延びきった後に第１のブレーカ壁１０の接触するため、十分な抵抗を受けることがなくなり、不安定なカール形態となって延び気味の切屑が排出されることとなる。

これは、高送り領域で生成される切屑を第２のブレーカ壁１２によってカールさせる場合も同様であり、すなわちこの高送り領域で生成される切屑は第１のブレーカ壁１０を乗り越えて第２のブレーカ壁１２に接触することによりカールさせられるが、この第２のブレーカ壁１２までのコーナ刃６からの距離Ｂが０．９０ｍｍより小さいと、低送り領域における第１のブレーカ壁１０の場合と比べて切削抵抗の増大は少ないものの、やはり第２のブレーカ壁１２がコーナ刃６に近すぎるために切屑がこの第２のブレーカ壁１２を乗り越えやすく、捩れてはいても直線状の切屑が流出することとなる。また、距離Ｂが１．００ｍｍよりも大きいと、コーナ刃６から第２のブレーカ壁１２が遠すぎるため切屑は不安定なカールを呈することとなる。

一方、第１の平坦面１１までの上記高さＣすなわち第１のブレーカ壁１０の隆起高さが０．０５ｍｍよりも小さく、例えばコーナ刃６と等しい高さであったり、これよりも低かったりすると、高低いずれの送り領域においても第１のブレーカ壁１０に切屑が接触することが少なく、第２のブレーカ壁１２のみの１段ブレーカと同様となって切屑のカール形態が不安定となる一方、０．１５ｍｍを上回るほど第１のブレーカ壁１０が高いと逆にこの第１のブレーカ壁１０のみの１段ブレーカと同様になって、特に高送り領域において切屑が第２のブレーカ壁１２に接触せず、直線状に捩れた切屑が排出されることとなる。また、第２の平坦面１３までの高さＤすなわち第２のブレーカ壁１２の隆起高さが小さくても、高送り領域において切屑がこの第２のブレーカ壁１２に接触することが少なくなって切屑のカールが不安定となる一方、逆に第２のブレーカ壁１２が高すぎると高送り領域の切屑がこの第２のブレーカ壁１２に必要以上に接触してしまい、切削抵抗の増大を招く結果となる。

さらに、これら第１、第２のブレーカ壁１０，１２の少なくとも一方の上記傾斜角βが２５°よりも小さくて傾斜が緩やかすぎると、高低いずれかの送り領域においてこれらの第１、第２のブレーカ壁１０，１２に切屑が接触しても十分な抵抗を与えることができなくなって、カールの形態が不安定となる。また、傾斜角βが一定ではなく、すなわち上記断面において第１、第２のブレーカ壁１０，１２が直線状を呈さずに、例えば凸曲線状をなすような面（凸曲面）である場合にも、切屑が点当たりとなるためにそのカール形態が不安定となることが避けられない。一方、これとは逆に第１、第２のブレーカ壁１０，１２の少なくとも一方の傾斜角βが３０°よりも大きくて急勾配で隆起していると、接触した切屑も急激に向きを変えるようにカールさせられるため切削抵抗が増加し、びびり振動を生じて仕上げ面精度を損なったりするおそれもある。

言い換えれば、上記構成の切削インサートによれば、上記距離Ａ，Ｂおよび高さＣ，Ｄと傾斜角βとをそれぞれ上述の範囲に設定することにより、たとえ上記軟質な被削材等のしかも仕上げ加工においても、送り量の高低に関わらず確実かつ安定的に切屑を一定の径のコイル状にカールさせて良好に処理することができ、切削抵抗の増大を防ぐとともに、長く延びた切屑が被削材や工具ホルダに絡まって切削作業を中断させたり、その除去のために作業者に余計な労力を強いたり、あるいはコーナ刃６と被削材の間に噛み込まれて切刃３の欠損を招いたりするような事態が生じるのを、未然に防止することが可能となる。また、こうして軟質被削材等の仕上げ加工においても高送りが可能となることから、切削効率の向上を図ることもでき、上述のように作業の中断が避けられることとも相俟って、より効率的な加工を促すことも可能となる。

以下、本発明のより具体的な実施例を挙げて、その効果について説明する。本実施例ではまず、上記実施形態に基づいて距離Ａが０．４０ｍｍ〜０．５０ｍｍの間で大きさの異なる３種の切削インサートを製造し、上述のような軟質な被削材等の仕上げ加工を低送り領域で行ってその際の切屑処理状況を評価した。また、これに対する比較例として、距離Ａが上記範囲外であること以外は、他の距離Ｂや高さＣ、Ｄ、傾斜角βが実施例と同じとされた２種の切削インサートにより、同様の切削条件で切削を行って切屑処理状況を評価した。これらを実施例１〜３および比較例１、２として、距離Ａ、Ｂ、高さＣ、Ｄおよび傾斜角βと評価の結果とともに表１に示す。なお、この表１に示したものも含めて、以下の実施例および比較例では、使用した切削インサートのＪＩＳＢ４１２０における呼び記号はＣＮＭＧ１２０４０８、上記断面におけるランド部７の幅は０．１ｍｍ、下降傾斜面８の傾斜角αは１５°であり、被削材はＪＩＳＧ３１４１において規定されるＳＰＣＣ材（一般用冷間圧延鋼板）、湿式切削であり、切削速度は３００ｍ／ｍｉｎ、切込みは０．３ｍｍであった。また、低送り領域とされたこれら実施例１〜３および比較例１、２における送り量は０．１ｍｍ^−１である。

この表１の結果より、距離Ａが０．３５ｍｍと小さくされた比較例１の切削インサートでは、切屑が第１のブレーカ壁１０を乗り越えてしまい、また第２のブレーカ壁１２にも接触しなかったために直線状に捩れて長く延びた切屑が生成された。また、切屑の色が若干黒く変色していたことから、切削抵抗が増大していたことが予測される。他方、距離Ａが０．５５ｍｍと大きくされた比較例２では、第１のブレーカ壁１０がコーナ刃６から離れているため、切屑が接触しても受ける抵抗が小さく、切屑のカール形態は不安定であった。これらに対して、距離Ａが０．４０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲とされた実施例１〜３の切削インサートでは、一定の径でカールした切屑が安定的に生成されており、被削材や工具ホルダに絡んだり被削材とコーナ刃６との間に噛み込まれたりすることなく良好に処理することができた。すなわち、低送り側では切刃３（コーナ刃６の先端）から第１のブレーカ壁１０までの距離Ａが切屑処理に大きな影響を与えていることが分かる。

次に、上記実施形態に基づいて距離Ｂが０．９０ｍｍ〜１．００ｍｍの間で大きさの異なる３種の切削インサート（実施例４〜６。ただし、実施例５は実施例２と同じ）と、距離Ｂがこの範囲外である２種の切削インサート（比較例３、４）とを製造して上記被削材の仕上げ加工を高送り量で行い、その際の切屑処理状況を評価した。この結果を、他の距離Ｃや高さＣ、Ｄ、傾斜角βとともに表２に示す。ただし、高送り領域とされたこれら実施例４〜６および比較例３、４における送り量は０．２ｍｍ^−１である。

この表２の結果より、距離Ｂが０．８５ｍｍと小さくされた比較例３では、第１のブレーカ壁１０を乗り越えた切屑が第２のブレーカ壁１２をも乗り越えてしまい、比較例１と同様に直線状に捩れて長く延びた切屑が生成された。また、距離Ｂが１．０５ｍｍと大きくされた比較例４でも、切屑が第２のブレーカ壁１２に十分に接触せずに切屑カール形態は不安定であった。これらに対して、距離Ｂが０．９０ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲とされた実施例４〜６では、切屑が第１のブレーカ壁１０を乗り越えても第２のブレーカ壁１２に確実かつ十分に接触して抵抗を受けることにより、やはり一定径のコイル状をなすように安定してカールされ、しかしながら抵抗が徒に増大するようなことはなかった。従って、高送り側では切刃３（コーナ刃６の先端）から第２のブレーカ壁１２までの距離Ｂが切屑処理に大きな影響を与えていることが分かる。

さらに、上記実施形態に基づいて高さＣを０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの間で大きさの異なる３種の切削インサート（実施例７〜９。ただし、実施例８は実施例２、５と同じ）と、高さＣがこの範囲外である２種の切削インサート（比較例５、６）とを製造して、送り量を０．１５ｍｍ^−１として仕上げ加工を行い、その際の切屑処理状況を評価した。この結果を、他の距離Ａ、Ｂや高さＤ、傾斜角βとともに表３に示す。

表３の結果より、高さＣが０ｍｍ、すなわちコーナ刃６の先端と第１の平坦面１１（第１のブレーカ壁１０の上端）とが上記厚さ方向に等しい高さとされた比較例５では、切屑は第１のブレーカ壁１０に接触することが少なく、また第２のブレーカ壁１２とコーナ刃６との間には大きな距離Ｂがあいているため、安定したカール形態は得られなかった。逆に、高さＣが０．２ｍｍと大きくされた比較例６では、第１のブレーカ壁１０に接触した切屑がそのまま第１の平坦面１１から第２のブレーカ壁１２を乗り越えていってしまい、送り量がやや高送り気味となっているために直線状に延びて捩れた切屑が生成された。これらに対し、高さＣが０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲とされた実施例７〜９では、一定の径でカールした安定的な切屑が生成された。すなわち、高さＣを調整することで第１、第２のブレーカ壁１０，１２のバランスをとることにより、高低の中間の送り領域を含めたより広い送り領域において切屑を確実に処理することが可能となる。

次いで、上記実施形態に基づいて高さＤを０．２５ｍｍおよび０．３ｍｍとした２種の切削インサート（実施例１０、１１。ただし、実施例１１は実施例２、５、８と同じ）と、高さＤがこの範囲外である０．２ｍｍおよび０．３５ｍｍとした２種の切削インサート（比較例７、８）とを製造して、送り量を０．２ｍｍ^−１の高送りとして仕上げ加工を行い、その際の切屑処理状況を評価した。この結果を、上記と同様にして表４に示す。

この表４の結果より、高さＤが０．２ｍｍと低くされた比較例７の切削インサートでは、切屑が十分に第２のブレーカ壁１２に接触せず、切屑のカール形態は不安定であった。一方、高さＤが０．３５ｍｍと大きすぎる比較例８では、逆に切屑が必要以上に第２のブレーカ壁１２の接触して切削抵抗が大きくなってしまい、切削インサートを保持した工具ホルダにびびり振動が生じる結果となった。これらに対し、高さＤが０．２５ｍｍ〜０．３mmとされた実施例１０、１１の切削インサートでは、一定の径でカールした安定的な切屑が生成されており、高送り側では第２のブレーカ壁１２の高さ（切刃３（コーナ刃６の先端）から第２の平坦面１３までの高さ）Ｄも切屑の良好な処理に影響を与えることが分かる。

最後に、やはり上記実施形態に基づいて上記傾斜角βを２５°および３０°とした切削インサート（実施例１２、１３。ただし、実施例１３は実施例２、５、８、１１と同じ）と、２５°〜３０°の範囲外の２０°および３５°とした切削インサート（比較例９、１０）とで、高送り側の送り量０．２ｍｍ^−１で仕上げ加工を行い、その際の切屑処理状況を評価した。この結果を表５に示す。

この表５の結果より、傾斜角βが２０°と緩やかにされた比較例９の切削インサートでは、切屑が第１、第２のブレーカ壁１０，１２に接触しても十分な抵抗を与えることができず、切屑のカール形態は不安定であった一方、傾斜角βが３５°と急傾斜とされた比較例１０の切削インサートでは、逆に切屑が第１、第２のブレーカ壁１０，１２から受ける抵抗が大きくなりすぎ、やはりびびり振動を生じる結果となった。これらに対し、傾斜角βが２５°〜３０°の範囲とされた実施例１２、１３の切削インサートでは、切屑の適正な抵抗が与えられて、徒に切削抵抗の増大を招くことなく、しかしながら一定の径で安定した切屑が生成された。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。図１に示す実施形態を中心線Ｏに沿って見た平面図である。図１に示す実施形態を中心線Ｏに垂直に周面側から見た側面図である。図２におけるＧＧ断面図である。図１に示す実施形態のコーナ刃６周辺を示す拡大斜視図である。図２におけるＨＨ断面図である。図２におけるＪＪ断面図である。図２におけるＫＫ断面図である。図２におけるＬＬ断面図である。図２におけるＭＭ断面図である。

符号の説明

１インサート本体
３切刃
４すくい面
５逃げ面
６コーナ刃
８下降傾斜面
９チップブレーカ
１０第１のブレーカ壁
１１第１の平坦面
１２第２のブレーカ壁
１３第２の平坦面
Ｏインサート本体１の中心線
Ｐインサート本体１のコーナ刃６が形成される角部の二等分線に沿って厚さ方向に延びる平面
Ｑ平面Ｐによる断面における下降傾斜面８と第１のブレーカ壁１０との境界
Ｒ平面Ｐによる断面における第１の平坦面１１と第２のブレーカ壁１２との境界
Ａ平面Ｐによる断面における切刃３（コーナ刃６の先端）から境界Ｑまでの距離
Ｂ平面Ｐによる断面における切刃３（コーナ刃６の先端）から境界Ｒまでの距離
Ｃ平面Ｐによる断面においてインサート本体１の厚さ方向における切刃３（コーナ刃６の先端）から第１の平坦面１１までの高さ
Ｄ平面Ｐによる断面においてインサート本体１の厚さ方向における切刃３（コーナ刃６の先端）から第２の平坦面１３までの高さ
α 平面Ｐによる断面における下降傾斜面８のインサート本体１の厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角
β 平面Ｐによる断面における第１、第２のブレーカ壁１０，１２のインサート本体１の厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角

Claims

多角形平板状のインサート本体の多角形面の角部に、この角部の突端にコーナ刃を有するすくい面が形成され、このすくい面には、上記角部の二等分線に沿って上記コーナ刃側から該すくい面の内側に向かうに従い上記インサート本体の厚さ方向に漸次後退する下降傾斜面が形成されるとともに、この下降傾斜面のさらに内側に向けては順に、この下降傾斜面から上記厚さ方向において上記コーナ刃の高さを越えるように漸次隆起する第１のブレーカ壁と、この第１のブレーカ壁から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる第１の平坦面と、この第１の平坦面から上記厚さ方向においてさらに漸次隆起する第２のブレーカ壁と、この第２のブレーカ壁から上記厚さ方向に垂直な方向に延びる第２の平坦面とを備えたチップブレーカが形成されており、
上記二等分線に沿った上記厚さ方向に延びる断面において、
上記厚さ方向に垂直な方向における上記コーナ刃から上記下降傾斜面と上記第１のブレーカ壁との境界までの距離が０．４０ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲とされ、
該厚さ方向に垂直な方向における上記コーナ刃から上記第１の平坦面と上記第２のブレーカ壁との境界までの距離が０．９０ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲とされ、
上記厚さ方向における上記コーナ刃から上記第１の平坦面までの高さが０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの範囲とされ、
該厚さ方向における上記コーナ刃から上記第２の平坦面までの高さが０．２５ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲とされ、
上記第１、第２のブレーカ壁の上記厚さ方向に垂直な方向に対する傾斜角が、２５°〜３０°の範囲の一定の傾斜角で、互いに等しい傾斜角とされていることを特徴とする切削インサート。