JP2018051717A

JP2018051717A - Cutting insert

Info

Publication number: JP2018051717A
Application number: JP2016193278A
Authority: JP
Inventors: 竜也喜多; Tatsuya Kita
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2018-04-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting insert which can stably attain high processing accuracy while meeting multiple requirements for a cutting edge.SOLUTION: A cutting insert 1 comprises: an outer peripheral side function part 1a including an outer peripheral cutting edge 4 and formed by a first material; and a center side function part 1b including a central edge 5 and formed by a second material. The first material achieves abrasion resistance higher than the second material. The second material achieves defect resistance higher than the first material. The outer peripheral side function part 1a and the center side function part 1b face each other in a predetermined direction.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、切削工具の工具本体に対して取り付けられ、切削に用いられる切削インサートに関する。 The present invention relates to a cutting insert attached to a tool body of a cutting tool and used for cutting.

ドリル等の切削工具に用いられる切削インサートが普及している。この種の切削インサートは、切削工具の工具本体に形成されたチップ座に対して着脱自在に構成されている。切れ刃が摩耗したり、欠損したりした場合は、新たな切削インサートをチップ座に取り付けることにより、工具本体を交換することなく切削を継続することが可能になる。 Cutting inserts used for cutting tools such as drills are widespread. This type of cutting insert is configured to be detachable with respect to a chip seat formed on a tool body of a cutting tool. When the cutting edge is worn or missing, it is possible to continue cutting without replacing the tool body by attaching a new cutting insert to the chip seat.

回転する工具本体で用いられる切削インサートでは、その切れ刃のうち、工具本体の回転中心から離れた外周側において被削材を切削する部分と、中心側において被削材を切削する部分とには、異なる特性が要求される。切れ刃のうち外周側の部分は、中心側の部分よりも周方向の速度が大きく、摩耗し易い。このため、当該外周側部分には高い耐摩耗性が要求される。一方、切れ刃のうち中心側の部分は、外周側部分よりも周方向の速度が小さく、被削材に対して強く押し付けられるため、欠損が生じやすい。このため、当該中心側部分には高い耐欠損性が要求される。 In a cutting insert used in a rotating tool body, a part of the cutting edge that cuts the work material on the outer peripheral side away from the rotation center of the tool body and a part that cuts the work material on the center side include Different characteristics are required. The outer peripheral portion of the cutting blade has a higher circumferential speed than the central portion, and is easily worn. For this reason, high abrasion resistance is requested | required of the said outer peripheral side part. On the other hand, the center side portion of the cutting edge has a lower circumferential speed than the outer peripheral side portion and is strongly pressed against the work material, so that the chipping tends to occur. For this reason, high fracture resistance is required for the center side portion.

特許文献１には、切れ刃をコーティング層で被覆することによって上記要求を満たそうとする切削インサートが記載されている。当該切削インサートは、その切れ刃の外周側部分が化学蒸着コーティング層によって被覆されている。化学蒸着コーティング層の被覆により、切れ刃の耐摩耗性の向上を図ることができる。また、切れ刃の中心側部分が物理蒸着コーティング層によって被覆されている。物理蒸着コーティング層の被覆により、切れ刃の耐欠損性の向上を図ることができる。このように、特許文献１記載の切削インサートは、切れ刃の各部分が、それぞれに要求される特性に応じたコーティング層で被覆されている。 Patent Document 1 describes a cutting insert that attempts to satisfy the above requirements by covering a cutting edge with a coating layer. As for the said cutting insert, the outer peripheral side part of the cutting blade is coat | covered with the chemical vapor deposition coating layer. The wear resistance of the cutting edge can be improved by covering the chemical vapor deposition coating layer. Moreover, the center side part of a cutting blade is coat | covered with the physical vapor deposition coating layer. The chipping resistance of the cutting edge can be improved by covering with the physical vapor deposition coating layer. Thus, as for the cutting insert of patent document 1, each part of a cutting blade is coat | covered with the coating layer according to the characteristic requested | required by each.

特開２０１１−２０６８９７号公報JP 2011-206897 A

しかしながら、特許文献１記載の切削インサートでは、外周側部分と中心側部分との境界において、隣接する化学蒸着コーティング層と物理蒸着コーティング層とで厚さが不均一になり易い。この結果、加工精度が低下するという課題があった。また、コーティング層が切削インサートの母材から剥離することは避け難いため、切れ刃への要求を安定的に満たすことは困難であった。 However, in the cutting insert described in Patent Document 1, the thickness tends to be nonuniform between the adjacent chemical vapor deposition coating layer and physical vapor deposition coating layer at the boundary between the outer peripheral side portion and the center side portion. As a result, there has been a problem that processing accuracy is lowered. Moreover, since it is difficult to avoid that the coating layer peels from the base material of the cutting insert, it has been difficult to stably satisfy the requirements for the cutting edge.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、切れ刃への複数の要求を満たしながらも、安定的して高い加工精度を達成することが可能な切削インサートを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a cutting insert that can stably achieve high machining accuracy while satisfying a plurality of requirements for a cutting edge. There is to do.

上記課題を解決するために、本発明は、切削工具の工具本体に対して取り付けられ、切削に用いられる切削インサートであって、所定方向において互いに対向する第１端面及び第２端面と、第１端面の端部と第２端面の端部とを接続する側面と、第１端面の端部と側面との交差部に形成され、工具本体に形成された外周側チップ座に第２端面を当接させて取り付けられた場合に切れ刃として機能する外周刃と、第２端面の端部と側面との交差部に形成され、外周側チップ座よりも工具本体の回転中心に近い位置に形成された中心側チップ座に第１端面を当接させて取り付けられた場合に切れ刃として機能する中心刃と、を有する。切削インサートは、外周刃を含み、第１材料によって形成された外周側機能部と、中心刃を含み、第２材料によって形成された中心側機能部と、から成る。第１材料は、第２材料よりも高い耐摩耗性を発揮する。第２材料は、第１材料よりも高い耐欠損性を発揮する。外周側機能部及び中心側機能部は、所定方向において互いに対向している。 In order to solve the above problems, the present invention is a cutting insert that is attached to a tool body of a cutting tool and used for cutting, and includes a first end surface and a second end surface that face each other in a predetermined direction, and a first end surface. The second end surface is formed on the side surface connecting the end portion of the end surface and the end portion of the second end surface, and at the intersection of the end portion and the side surface of the first end surface, and the second end surface is applied to the outer peripheral side chip seat formed on the tool body. It is formed at the intersection of the outer peripheral blade that functions as a cutting blade when attached in contact with the end of the second end surface and the side surface, and closer to the rotation center of the tool body than the outer peripheral tip seat. And a center blade that functions as a cutting blade when the first end surface is attached to the center chip seat. The cutting insert includes an outer peripheral blade and includes an outer peripheral side functional portion formed of the first material and a central side functional portion including the central blade and formed of the second material. The first material exhibits higher wear resistance than the second material. The second material exhibits higher fracture resistance than the first material. The outer peripheral side functional unit and the central side functional unit are opposed to each other in a predetermined direction.

上記構成では、外周側機能部が第１材料によって形成され、中心側機能部が第２材料によって形成されている。第１材料は、第２材料よりも高い耐摩耗性を発揮する。また、第２材料は、第１材料よりも高い耐欠損性を発揮する。これにより、外周刃及び中心刃を、それぞれに要求される特性に応じた材料によって形成することが可能になる。 In the said structure, the outer peripheral side functional part is formed with the 1st material, and the center side functional part is formed with the 2nd material. The first material exhibits higher wear resistance than the second material. In addition, the second material exhibits higher fracture resistance than the first material. Thereby, it becomes possible to form an outer peripheral blade and a center blade with the material according to the characteristic requested | required of each.

また、外周側機能部及び中心側機能部は、所定方向において互いに対向している。したがって、外周刃及び中心刃の一方によって切削を行う際に、当該一方に、当該所定方向の成分を有する力が作用するように切削インサートを配置すれば、外周側機能部及び中心側機能部は互いに押し付けられる。これにより、外周側機能部及び中心側機能部に剥離が生じることを防止することが可能になる。 Moreover, the outer peripheral side functional part and the center side functional part are opposed to each other in a predetermined direction. Therefore, when cutting with one of the outer peripheral blade and the central blade, if the cutting insert is arranged so that the force having the component in the predetermined direction acts on the one, the outer peripheral side functional portion and the central side functional portion are Pressed against each other. As a result, it is possible to prevent the outer peripheral side functional portion and the center side functional portion from being separated.

本発明によれば、切れ刃への複数の要求を満たしながらも、安定して高い加工精度を達成することが可能な切削インサートを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cutting insert that can stably achieve high machining accuracy while satisfying a plurality of requirements for a cutting edge.

実施形態に係る切削インサートが締結されたドリルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the drill with which the cutting insert which concerns on embodiment was fastened. 図１のドリルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the drill of FIG. 実施形態に係る切削インサートを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cutting insert which concerns on embodiment. 図３の切削インサートを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cutting insert of FIG. 図３の切削インサートを示す平面図である。It is a top view which shows the cutting insert of FIG. 図３の切削インサートを示す底面図である。It is a bottom view which shows the cutting insert of FIG. 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the VII-VII cross section of FIG. 切削時における図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the VIII-VIII cross section of FIG. 1 at the time of cutting. 充填装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a filling apparatus. 充填装置の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows operation | movement of a filling apparatus.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

まず、図１及び図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る切削インサート１が締結されるドリル１００について説明する。図１及び図２は、切削インサート１が締結されたドリル１００を示す斜視図である。図１は、ドリル１００の外周側チップ座１２０側を示している。図２は、ドリル１００の中心側チップ座１３０側を示している。 First, a drill 100 to which a cutting insert 1 according to an embodiment of the present invention is fastened will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 and 2 are perspective views showing a drill 100 to which a cutting insert 1 is fastened. FIG. 1 shows the outer peripheral side tip seat 120 side of the drill 100. FIG. 2 shows the center tip seat 130 side of the drill 100.

ドリル１００は、不図示の被削材を切削して穴を形成する切削工具である（以下、被削材に形成される穴を「加工穴」と称する）。ドリル１００は、工具本体１１０を有している。工具本体１１０は、軸ＡＸを中心軸とする略円柱形状に形成されている。 The drill 100 is a cutting tool that forms a hole by cutting a workpiece (not shown) (hereinafter, a hole formed in the workpiece is referred to as a “machined hole”). The drill 100 has a tool body 110. The tool body 110 is formed in a substantially cylindrical shape with the axis AX as the central axis.

工具本体１１０の先端には、切削インサート１が締結される外周側チップ座１２０及び中心側チップ座１３０が形成されている。外周側チップ座１２０は、中心側チップ座１３０よりも軸ＡＸから遠い位置に形成されている。外周側チップ座１２０及び中心側チップ座１３０には、それぞれ１つの切削インサート１がねじ部材８によって締結される。工具本体１１０の側面には、外周側チップ座１２０及び中心側チップ座１３０のそれぞれから延びる排出溝１４０，１４０が形成されている。 An outer peripheral side tip seat 120 and a center side tip seat 130 to which the cutting insert 1 is fastened are formed at the tip of the tool body 110. The outer periphery side tip seat 120 is formed at a position farther from the axis AX than the center side tip seat 130. One cutting insert 1 is fastened to the outer periphery side tip seat 120 and the center side tip seat 130 by the screw member 8 respectively. On the side surface of the tool body 110, discharge grooves 140, 140 extending from the outer periphery side tip seat 120 and the center side tip seat 130 are formed.

このような構成を有するドリル１００では、工具本体１１０が軸ＡＸを中心として矢印Ｒ１，Ｒ２で示される方向に回転する。これにより、外周側チップ座１２０に対して締結されている切削インサート１は、加工穴の外周領域を切削する。また、中心側チップ座１３０に対して締結されている切削インサート１は、加工穴の中心領域を切削する。各切削インサート１によって生成された被削材の切りくずは、排出溝１４０，１４０を介して加工穴の外部に排出される。 In the drill 100 having such a configuration, the tool main body 110 rotates about the axis AX in the direction indicated by the arrows R1 and R2. Thereby, the cutting insert 1 fastened with respect to the outer periphery side chip seat 120 cuts the outer peripheral area | region of a processing hole. Moreover, the cutting insert 1 fastened with respect to the center side chip seat 130 cuts the center area | region of a processing hole. Chips of the work material generated by each cutting insert 1 are discharged to the outside of the processing hole via the discharge grooves 140 and 140.

次に、図３乃至図６を参照しながら、切削インサート１の構成について説明する。図３及び図４は、切削インサート１を示す斜視図である。図３は、切削インサート１の第１端面２１側を示している。図４は、切削インサート１の第２端面２２側を示している。図５は、切削インサート１を示す平面図である。図５は、切削インサート１の第１端面２１側を示している。図６は、切削インサート１を示す底面図である。図６は、切削インサート１の第２端面２２側を示している。 Next, the structure of the cutting insert 1 is demonstrated, referring FIG. 3 thru | or FIG. 3 and 4 are perspective views showing the cutting insert 1. FIG. 3 shows the first end face 21 side of the cutting insert 1. FIG. 4 shows the second end face 22 side of the cutting insert 1. FIG. 5 is a plan view showing the cutting insert 1. FIG. 5 shows the first end face 21 side of the cutting insert 1. FIG. 6 is a bottom view showing the cutting insert 1. FIG. 6 shows the second end face 22 side of the cutting insert 1.

切削インサート１は、硬質材料から成る成形体を焼成することによって得られる板状体である。切削インサート１は、第１端面２１、第２端面２２及び側面３を有している。 The cutting insert 1 is a plate-like body obtained by firing a molded body made of a hard material. The cutting insert 1 has a first end surface 21, a second end surface 22, and a side surface 3.

第１端面２１及び第２端面２２は、切削インサート１の厚さ方向において、約２．５ｍｍの間隔を空けて互いに対向している。図３及び図５に示されるように、第１端面２１の外形は略六角形状を呈している。また、図４及び図６に示されるように、第２端面２２の外形は、略九角形状を呈している。第１端面２１は、平坦に形成された平面部２１ａを有している。同様に、第２端面２２は、平坦に形成された平面部２２ａを有している。平面部２１ａ及び平面部２２ａは、互いに平行となるように配置されている。 The first end surface 21 and the second end surface 22 are opposed to each other with an interval of about 2.5 mm in the thickness direction of the cutting insert 1. As shown in FIGS. 3 and 5, the outer shape of the first end surface 21 has a substantially hexagonal shape. Moreover, as FIG.4 and FIG.6 shows, the external shape of the 2nd end surface 22 is exhibiting the substantially nine-angle shape. The first end face 21 has a flat portion 21a formed flat. Similarly, the 2nd end surface 22 has the plane part 22a formed flat. The plane part 21a and the plane part 22a are arranged so as to be parallel to each other.

図３及び図４に示されるように、側面３は、第１端面２１の端部と第２端面２２の端部との間で延び、両者を接続するように形成されている。側面３は、複数の主側面３１及び副側面３２を有している。主側面３１は平面である。副側面３２は、第１端面２１から第２端面２２に向かって切削インサート１の中心に近づくように傾斜している。側面３は、切削インサート１が外周側チップ座１２０や中心側チップ座１３０に締結された場合に、逃げ面として機能する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the side surface 3 extends between the end portion of the first end surface 21 and the end portion of the second end surface 22 and is formed so as to connect both. The side surface 3 has a plurality of main side surfaces 31 and sub-side surfaces 32. The main side surface 31 is a plane. The sub-side surface 32 is inclined so as to approach the center of the cutting insert 1 from the first end surface 21 toward the second end surface 22. The side surface 3 functions as a flank when the cutting insert 1 is fastened to the outer periphery side tip seat 120 or the center side tip seat 130.

切削インサート１の中央部には、挿通孔７が形成されている。挿通孔７は、第１端面２１及び第２端面２２を貫通するように形成された孔であり、切削インサート１の厚さ方向に延びている。挿通孔７には、所定ピッチの雄ねじが形成されたねじ部材８（図１及び図２参照）が挿通する。挿通孔７に挿通されたねじ部材８が、外周側チップ座１２０や中心側チップ座１３０に形成されたねじ穴と螺合することにより、切削インサート１が締結される。 An insertion hole 7 is formed at the center of the cutting insert 1. The insertion hole 7 is a hole formed so as to penetrate the first end surface 21 and the second end surface 22, and extends in the thickness direction of the cutting insert 1. A screw member 8 (see FIGS. 1 and 2) in which a male screw having a predetermined pitch is formed is inserted into the insertion hole 7. The cutting insert 1 is fastened when the screw member 8 inserted through the insertion hole 7 is screwed into a screw hole formed in the outer periphery side tip seat 120 or the center side tip seat 130.

図３に示されるように、第１端面２１の端部と側面３との交差部には、外周刃４が形成されている。外周刃４は、加工穴の外周領域を切削する切れ刃である。外周刃４は、３つのコーナ切れ刃４１と、第１直線状切れ刃４２１と、第２直線状切れ刃４２２と、を有している。コーナ切れ刃４１は湾曲しており、第１端面２１のコーナ部に形成されている。第１直線状切れ刃４２１及び第２直線状切れ刃４２２は直線状に形成され、２つのコーナ切れ刃４１，４１の間に配置されている。第１直線状切れ刃４２１及び第２直線状切れ刃４２２は、第１端面２１と主側面３１との交差部に形成されている。また、コーナ切れ刃４１は、第１端面２１と副側面３２との交差部に形成されている。 As shown in FIG. 3, an outer peripheral blade 4 is formed at the intersection of the end portion of the first end surface 21 and the side surface 3. The outer peripheral edge 4 is a cutting edge that cuts the outer peripheral area of the machining hole. The outer peripheral edge 4 has three corner cutting edges 41, a first linear cutting edge 421, and a second linear cutting edge 422. The corner cutting edge 41 is curved and is formed at a corner portion of the first end surface 21. The first linear cutting edge 421 and the second linear cutting edge 422 are formed in a straight line and are disposed between the two corner cutting edges 41, 41. The first linear cutting edge 421 and the second linear cutting edge 422 are formed at the intersection of the first end surface 21 and the main side surface 31. The corner cutting edge 41 is formed at the intersection of the first end surface 21 and the sub-side surface 32.

第１直線状切れ刃４２１及び第２直線状切れ刃４２２のそれぞれの一端は、互いに接続されている。また、第１直線状切れ刃４２１及び第２直線状切れ刃４２２のそれぞれの他端は、互いに異なるコーナ切れ刃４１，４１に接続されている。より具体的には、図５に示される破線で囲んだ部分において、コーナ切れ刃４１、第１直線状切れ刃４２１、及び第２直線状切れ刃４２２が一つの切れ刃群４ｇを構成している。すなわち、外周刃４は、３つの切れ刃群４ｇを有している。 One end of each of the first linear cutting edge 421 and the second linear cutting edge 422 is connected to each other. The other ends of the first linear cutting edge 421 and the second linear cutting edge 422 are connected to different corner cutting edges 41, 41. More specifically, in the portion surrounded by the broken line shown in FIG. 5, the corner cutting edge 41, the first linear cutting edge 421, and the second linear cutting edge 422 constitute one cutting edge group 4g. Yes. That is, the outer peripheral blade 4 has three cutting blade groups 4g.

第１直線状切れ刃４２１及び第２直線状切れ刃４２２は、互いに鈍角を成すように交差している。図５に示される第１直線状切れ刃４２１の長さＬ１は、第２直線状切れ刃４２２の長さＬ２よりも長い。第１端面２１の外形は、挿通孔７の中心軸Ｃ１に関して、１２０°回転対称な形状である。しかし、第１端面２１の外形は、図５に示される平面視において、いずれの方向においても対称軸を有しない左右非対称な形状である。 The first linear cutting edge 421 and the second linear cutting edge 422 intersect each other so as to form an obtuse angle. The length L1 of the first linear cutting edge 421 shown in FIG. 5 is longer than the length L2 of the second linear cutting edge 422. The outer shape of the first end surface 21 is a shape that is 120 ° rotationally symmetric with respect to the central axis C1 of the insertion hole 7. However, the outer shape of the first end face 21 is a left-right asymmetric shape having no axis of symmetry in any direction in the plan view shown in FIG.

前述したように逃げ面として機能する側面３は、対応する切れ刃に応じて逃げ角の大きさが異なる。主側面３１の逃げ角は０°であり、副側面３２の逃げ角は０°よりも大きい。 As described above, the side surface 3 that functions as a flank has a different flank angle depending on the corresponding cutting edge. The clearance angle of the main side surface 31 is 0 °, and the clearance angle of the sub-side surface 32 is larger than 0 °.

図４に示されるように、第２端面２２の端部と側面３との交差部には、中心刃５が形成されている。中心刃５は、加工穴の中心領域を切削する切れ刃であり、外周刃４が切削する領域とは異なる領域を主に切削する。中心刃５は、第２端面２２の端部と複数の側面３とが交差する交差部のうち、主側面３１が接続する領域にのみ形成され、副側面３２が接続する領域には形成されていない。 As shown in FIG. 4, a center blade 5 is formed at the intersection of the end portion of the second end surface 22 and the side surface 3. The center blade 5 is a cutting blade that cuts the central region of the processing hole, and mainly cuts a region different from the region that the outer peripheral blade 4 cuts. The center blade 5 is formed only in a region where the main side surface 31 is connected, and is formed in a region where the sub-side surface 32 is connected, in an intersection where the end of the second end surface 22 and the plurality of side surfaces 3 intersect. Absent.

図３に示されるように、第１端面２１には、外周刃４による切削時に機能するチップブレーカ６１が形成されている。また、図４に示されるように、第２端面２２には、中心刃５による切削時に機能するチップブレーカ６２が形成されている。加工穴の外周領域では切りくずを確実に排出する必要があるため、チップブレーカ６１は、チップブレーカ６２に比べて溝幅が広く、且つ、浅く形成される。 As shown in FIG. 3, a chip breaker 61 that functions during cutting by the outer peripheral blade 4 is formed on the first end surface 21. Further, as shown in FIG. 4, a chip breaker 62 that functions at the time of cutting with the center blade 5 is formed on the second end surface 22. Since it is necessary to discharge chips reliably in the outer peripheral region of the processing hole, the chip breaker 61 is formed with a wider groove width and shallower than the chip breaker 62.

以上の説明のように、切削インサート１は、外周刃４と中心刃５とを備えている。このため、切削インサート１は、加工穴の外周領域及び中心領域の両方の切削に用いることができる。また、外周刃４と中心刃５とが分離されているため、例えば外周刃４に生じた欠損が、加工穴の中心領域を切削するインサートとしての使用可能回数に影響を与えることはない。 As described above, the cutting insert 1 includes the outer peripheral blade 4 and the central blade 5. For this reason, the cutting insert 1 can be used for cutting both the outer peripheral region and the central region of the processed hole. Further, since the outer peripheral blade 4 and the central blade 5 are separated, for example, a defect generated in the outer peripheral blade 4 does not affect the number of times that it can be used as an insert for cutting the central region of the machining hole.

工具本体１１０の外周側チップ座１２０では、切削インサート１は、第２端面２２が外周側チップ座１２０の底面１２１（図８参照）と当接するように締結される。詳細には、第２端面２２の平面部２２ａが外周側チップ座１２０の底面１２１と当接する。このように切削インサート１を外周側チップ座１２０に対して締結することにより、外周刃４が工具本体１１０の外方に露出するとともに、被削材の表面に対して所定の逃げ角を成すように配置される。これにより、第１端面２１がすくい面として機能し、外周刃４が加工穴の外周領域の切削に関与することができる。 In the outer periphery side tip seat 120 of the tool body 110, the cutting insert 1 is fastened so that the second end surface 22 contacts the bottom surface 121 (see FIG. 8) of the outer periphery side tip seat 120. Specifically, the flat surface portion 22 a of the second end surface 22 contacts the bottom surface 121 of the outer peripheral side chip seat 120. By fastening the cutting insert 1 to the outer peripheral side chip seat 120 in this way, the outer peripheral blade 4 is exposed to the outside of the tool body 110 and forms a predetermined clearance angle with respect to the surface of the work material. Placed in. Thereby, the 1st end surface 21 functions as a rake face, and the outer periphery blade 4 can participate in the cutting of the outer peripheral area | region of a processing hole.

一方、工具本体１１０の中心側チップ座１３０では、切削インサート１は、第１端面２１が中心側チップ座１３０の底面と当接するように締結される。詳細には、第１端面２１の平面部２１ａが中心側チップ座１３０の底面と当接する。このように切削インサート１を中心側チップ座１３０に対して締結することにより、中心刃５が工具本体１１０の外方に露出するとともに、被削材の表面に対して所定の逃げ角を成すように配置される。これにより、第２端面２２がすくい面として機能し、中心刃５が加工穴の中心領域の切削に関与することができる。 On the other hand, in the center side tip seat 130 of the tool body 110, the cutting insert 1 is fastened so that the first end face 21 contacts the bottom surface of the center side tip seat 130. Specifically, the flat surface portion 21 a of the first end surface 21 contacts the bottom surface of the center side chip seat 130. By fastening the cutting insert 1 to the center side chip seat 130 in this way, the center blade 5 is exposed to the outside of the tool main body 110 and forms a predetermined clearance angle with respect to the surface of the work material. Placed in. Thereby, the 2nd end surface 22 functions as a rake face, and the center blade 5 can participate in cutting of the center area | region of a processing hole.

ところで、工具本体１１０の軸ＡＸから離れた外周側チップ座１２０では、切削インサート１の周方向速度が比較的大きくなる。このため、外周刃４には高い耐摩耗性が要求される。一方、軸ＡＸに近い中心側チップ座１３０に締結された切削インサート１の周方向速度は、外周側チップ座１２０に締結された切削インサート１よりも小さくなるものの、被削材に対して強く押し付けられるため、高い耐欠損性が要求される。このように、外周刃４と中心刃５とには、異なる特性が要求される。 By the way, in the outer periphery side tip seat 120 away from the axis AX of the tool body 110, the circumferential speed of the cutting insert 1 is relatively large. For this reason, the outer peripheral blade 4 is required to have high wear resistance. On the other hand, although the circumferential speed of the cutting insert 1 fastened to the center side chip seat 130 close to the axis AX is smaller than that of the cutting insert 1 fastened to the outer side tip seat 120, it is strongly pressed against the work material. Therefore, high fracture resistance is required. Thus, the outer peripheral blade 4 and the central blade 5 are required to have different characteristics.

このような要求を満たすために、切削インサート１は、材料の配置や組成に関する工夫がなされている。以下、図７及び図８を参照しながら、当該工夫について説明する。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。図８は、切削時における図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す断面図である。 In order to satisfy such requirements, the cutting insert 1 is devised with regard to material arrangement and composition. Hereinafter, the device will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 7 is a cross-sectional view showing a VII-VII cross section of FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a VIII-VIII cross section of FIG. 1 during cutting.

図７に示されるように、切削インサート１は、外周側機能部１ａと、中心側機能部１ｂと、から成る。 As FIG. 7 shows, the cutting insert 1 consists of the outer peripheral side functional part 1a and the center side functional part 1b.

外周側機能部１ａは、切削インサート１が外周側チップ座１２０に対して締結されることによって機能する部分である。外周側機能部１ａは、外周刃４を含んでいる。外周側機能部１ａは、耐摩耗性が高い第１材料によって形成されている。 The outer peripheral side functional part 1 a is a part that functions when the cutting insert 1 is fastened to the outer peripheral side chip seat 120. The outer peripheral side functional unit 1 a includes an outer peripheral blade 4. The outer peripheral side functional portion 1a is formed of a first material having high wear resistance.

第１材料は、炭化タングステンを主成分とする硬質相を８２．２体積％以上、且つ、９３．２体積％以下含んでいる。さらに、第１材料は、コバルト、ニッケル及び鉄からなる群から選択された少なくとも１つを主成分とする結合相を、６．８体積％以上、且つ、１７．８体積％以下含んでいる。硬質相は、チタン、ジルコニア、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、及びモリブデンからなる群より選択される１種の元素と、炭素及び窒素から選択される少なくとも１種の元素から成る化合物を更に含んでいることが好ましい。 The first material contains 82.2% by volume and 93.2% by volume of a hard phase mainly composed of tungsten carbide. Furthermore, the first material includes a binder phase containing at least one selected from the group consisting of cobalt, nickel and iron as a main component and is 6.8% by volume or more and 17.8% by volume or less. The hard phase further includes a compound consisting of one element selected from the group consisting of titanium, zirconia, vanadium, niobium, tantalum, chromium, and molybdenum and at least one element selected from carbon and nitrogen. Preferably it is.

中心側機能部１ｂは、切削インサート１が中心側チップ座１３０に対して締結されることによって機能する部分である。中心側機能部１ｂは、中心刃５を含んでいる。中心側機能部１ｂは、耐欠損性が高い第２材料によって形成されている。 The center side functional part 1 b is a part that functions when the cutting insert 1 is fastened to the center side chip seat 130. The center-side function unit 1b includes a center blade 5. The center side functional part 1b is made of a second material having high fracture resistance.

第２材料は、炭化タングステンを主成分とする硬質相を７６．４体積％以上、且つ、８１．４体積％以下含んでいる。さらに、第２材料は、コバルト、ニッケル及び鉄からなる群から選択された少なくとも１つを主成分とする結合相を、１８．６体積％以上、且つ、２３．６体積％以下含んでいる。硬質相は、チタン、ジルコニア、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、及びモリブデンからなる群より選択される１種の元素と、炭素及び窒素から選択される少なくとも１種の元素から成る化合物を更に含んでいることが好ましい。 The second material contains 76.4% by volume and 81.4% by volume of a hard phase mainly composed of tungsten carbide. Furthermore, the second material contains a binder phase containing at least one selected from the group consisting of cobalt, nickel, and iron as a main component in a range of 18.6% by volume and 23.6% by volume. The hard phase further includes a compound consisting of one element selected from the group consisting of titanium, zirconia, vanadium, niobium, tantalum, chromium, and molybdenum and at least one element selected from carbon and nitrogen. Preferably it is.

このように互いに異なる硬質材料によって形成された外周側機能部１ａと中心側機能部１ｂとは、切削インサート１の挿通孔７の中心軸Ｃ１方向において互いに対向するように配置されている。図７では、説明の便宜上、外周側機能部１ａと中心側機能部１ｂとの境界を直線により示しているが、当該境界は必ずしも直線状とならない。後述するように、外周側機能部１ａ及び中心側機能部１ｂは、いずれも原料粉末を加圧成形することによって成形されるため、原料粉末の混合が生じ、当該境界が明確に現れない場合もある。 Thus, the outer peripheral side functional portion 1a and the central side functional portion 1b formed of different hard materials are disposed so as to face each other in the direction of the central axis C1 of the insertion hole 7 of the cutting insert 1. In FIG. 7, for convenience of explanation, the boundary between the outer peripheral side functional unit 1 a and the central side functional unit 1 b is indicated by a straight line, but the boundary is not necessarily linear. As will be described later, since the outer peripheral side functional unit 1a and the center side functional unit 1b are both formed by pressure molding raw material powder, mixing of the raw material powder occurs, and the boundary may not appear clearly. is there.

また、前述したように、第１端面２１の平面部２１ａ、及び、第２端面２２の平面部２２ａは、互いに平行となるように配置されている。図７に示されるように両者の法線Ｎを定めると、第１直線状切れ刃４２１及び第２直線状切れ刃４２２に接続されている主側面３１は、法線Ｎと平行である。一方、コーナ切れ刃４１に接続されている副側面３２は、第１端面２１から第２端面２２に向かうにつれて、法線Ｎに近づくように傾斜している。 Further, as described above, the flat portion 21a of the first end face 21 and the flat portion 22a of the second end face 22 are arranged so as to be parallel to each other. As shown in FIG. 7, when both normal lines N are determined, the main side surface 31 connected to the first linear cutting edge 421 and the second linear cutting edge 422 is parallel to the normal line N. On the other hand, the sub-side surface 32 connected to the corner cutting edge 41 is inclined so as to approach the normal line N from the first end surface 21 toward the second end surface 22.

図８に示されるように、外周側チップ座１２０に対して締結された切削インサート１では、外周側機能部１ａが工具本体１１０の外方に露出するように配置される。工具本体１１０が軸ＡＸを中心として矢印Ｒ３で示される方向に回転すると、外周刃４が回転移動しながら被削材９の表面を切削する。当該切削により、被削材９の表面では切り屑９１が生成される。 As shown in FIG. 8, in the cutting insert 1 fastened to the outer peripheral side chip seat 120, the outer peripheral side functional part 1 a is disposed so as to be exposed to the outside of the tool main body 110. When the tool body 110 rotates about the axis AX in the direction indicated by the arrow R3, the outer peripheral blade 4 cuts the surface of the work material 9 while rotating. By the cutting, chips 91 are generated on the surface of the work material 9.

このとき、外周側機能部１ａには、外周刃４と被削材９との摩擦や、切り屑９１との干渉により、力Ｆが作用する。当該力Ｆは、外周側機能部１ａに作用する力のうち、中心側機能部１ｂ方向に作用する成分である。外周側機能部１ａには、力Ｆとは異なる方向に作用する成分も存在するが、図８ではそれらの成分の図示を省略している。 At this time, a force F acts on the outer peripheral side functional portion 1 a due to friction between the outer peripheral blade 4 and the work material 9 and interference with the chips 91. The force F is a component acting in the direction of the center side functional part 1b among the forces acting on the outer peripheral side functional part 1a. In the outer peripheral side functional unit 1a, there are components that act in a direction different from the force F, but these components are not shown in FIG.

力Ｆの作用により、外周側機能部１ａ及び中心側機能部１ｂは互いに押し付けられる。これにより、外周側機能部１ａ及び中心側機能部１ｂに剥離が生じることを防止できる。 By the action of the force F, the outer peripheral side functional portion 1a and the central side functional portion 1b are pressed against each other. Thereby, it can prevent that peeling arises in the outer peripheral side functional part 1a and the center side functional part 1b.

次に、図９及び図１０を参照しながら、切削インサート１の製造方法について説明する。ここでは、切削インサート１の製造工程の１つである充填工程について説明する。図９は、充填装置２００を示す模式図である。図１０は、充填装置２００の動作を示す模式図である。 Next, the manufacturing method of the cutting insert 1 is demonstrated, referring FIG.9 and FIG.10. Here, the filling process which is one of the manufacturing processes of the cutting insert 1 will be described. FIG. 9 is a schematic diagram showing the filling device 200. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the operation of the filling device 200.

充填装置２００を用いる充填工程では、仮成形体１Ｐ（図１０（ｄ）参照）が成形される。仮成形体１Ｐは、成形後に加圧、焼成され、研削やコーティング等の処理が施されることによって切削インサート１と成る。充填装置２００は、ダイプレート２１０と、ダイ２２０と、パンチ２３０と、フィーダ２４０と、を有している。 In the filling step using the filling device 200, the temporary molded body 1P (see FIG. 10D) is formed. The temporary molded body 1P is pressed and fired after molding, and becomes a cutting insert 1 by being subjected to processing such as grinding and coating. The filling device 200 includes a die plate 210, a die 220, a punch 230, and a feeder 240.

ダイプレート２１０は、上面が平坦に形成された板形状の金型である。ダイプレート２１０は、ダイ２２０を包囲して破壊から保護している。 The die plate 210 is a plate-shaped mold having a flat upper surface. The die plate 210 surrounds the die 220 to protect it from destruction.

ダイ２２０は、その中央部を貫通する挿通孔２２１が形成されている。当該挿通孔２２１には、パンチ２３０が挿通されている。パンチ２３０は円柱形状を呈しており、挿通孔２２１の軸方向に沿って上昇及び下降することができる。パンチ２３０の上面２３１は、挿通孔２２１内に配置され、充填空間２２２を形成している。充填空間２２２は、上部が開放されている。 The die 220 is formed with an insertion hole 221 that passes through the central portion thereof. A punch 230 is inserted through the insertion hole 221. The punch 230 has a cylindrical shape and can be raised and lowered along the axial direction of the insertion hole 221. An upper surface 231 of the punch 230 is disposed in the insertion hole 221 and forms a filling space 222. The filling space 222 is open at the top.

フィーダ２４０は、ダイプレート２１０の上面に配置されている。フィーダ２４０は、不図示のアクチュエータが駆動することにより、ダイプレート２１０の上面をスライド移動可能に構成されている。詳細には、図９に矢印で示されるように、ダイプレート２１０の上面において前進及び後退することができる。 The feeder 240 is disposed on the upper surface of the die plate 210. The feeder 240 is configured to be slidable on the upper surface of the die plate 210 when an actuator (not shown) is driven. Specifically, it can be advanced and retracted on the top surface of the die plate 210 as indicated by the arrows in FIG.

フィーダ２４０の内部には、前方側収容部２４２及び後方側収容部２４３が形成されている。前方側収容部２４２及び後方側収容部２４３は、下方が開放された空間である。図９に示される状態では、前方側収容部２４２及び後方側収容部２４３の下部は、ダイプレート２１０の上面によって閉塞されている。前方側収容部２４２及び後方側収容部２４３は、下方に向けて突出するフィーダプレート２４１によって区画形成されている。 Inside the feeder 240, a front side accommodating portion 242 and a rear side accommodating portion 243 are formed. The front side accommodating part 242 and the rear side accommodating part 243 are spaces opened below. In the state shown in FIG. 9, the lower portions of the front side accommodating portion 242 and the rear side accommodating portion 243 are closed by the upper surface of the die plate 210. The front side accommodating portion 242 and the rear side accommodating portion 243 are defined by a feeder plate 241 that protrudes downward.

充填装置２００の動作前、前方側収容部２４２には、前述した第２材料の粉末である第２原料粉末Ｐ２が収容されている。また、後方側収容部２４３には、前述した第１材料の粉末である第１原料粉末Ｐ１を収容されている。 Before the operation of the filling device 200, the second raw material powder P2, which is the powder of the second material described above, is accommodated in the front accommodating portion 242. Further, the rear side accommodating portion 243 accommodates the first raw material powder P1 that is the powder of the first material described above.

アクチュエータが駆動を開始すると、フィーダ２４０が前進する。フィーダ２４０は、図１０（ａ）に示されるように、前方側収容部２４２が充填空間２２２の上方に配置されるまで移動した後に停止する。これにより、前方側収容部２４２と充填空間２２２とが連通し、前方側収容部２４２に収容されていた第２原料粉末Ｐ２が充填空間２２２に落下する。すなわち、充填空間２２２に第２原料粉末Ｐ２が充填される。 When the actuator starts driving, the feeder 240 moves forward. As shown in FIG. 10A, the feeder 240 stops after moving until the front side accommodating portion 242 is disposed above the filling space 222. Thereby, the front side accommodating part 242 and the filling space 222 communicate with each other, and the second raw material powder P <b> 2 accommodated in the front side accommodating part 242 falls into the filling space 222. That is, the filling material 222 is filled with the second raw material powder P2.

充填空間２２２への第２原料粉末Ｐ２の充填後、フィーダ２４０は更に前進する。これにより、図１０（ｂ）に示されるように、前方側収容部２４２は充填空間２２２の上方から移動する。この際、フィーダプレート２４１の下端は、ダイプレート２１０の上面に沿って、充填空間２２２よりも上方に位置する第２原料粉末Ｐ２を掻くように移動する。 After the filling of the filling material 222 with the second raw material powder P2, the feeder 240 further advances. Thereby, as shown in FIG. 10B, the front side accommodating portion 242 moves from above the filling space 222. At this time, the lower end of the feeder plate 241 moves along the upper surface of the die plate 210 so as to scrape the second raw material powder P2 located above the filling space 222.

フィーダ２４０は、図１０（ｃ）に示されるように、後方側収容部２４３が充填空間２２２の上方に配置されるまで移動した後に停止する。フィーダ２４０の停止後、パンチ２３０が加工する。これにより、充填空間２２２が拡大するとともに、後方側収容部２４３に収容されていた第１原料粉末Ｐ１が充填空間２２２に落下する。すなわち、充填空間２２２に第１原料粉末Ｐ１が充填される。 As shown in FIG. 10C, the feeder 240 stops until it moves until the rear side accommodating portion 243 is disposed above the filling space 222. After the feeder 240 is stopped, the punch 230 is processed. As a result, the filling space 222 is enlarged, and the first raw material powder P <b> 1 accommodated in the rear-side accommodation portion 243 falls into the filling space 222. That is, the filling material 222 is filled with the first raw material powder P1.

充填空間２２２への第１原料粉末Ｐ１の充填後、フィーダ２４０は、図１０（ｄ）に示されるように、充填空間２２２の上部が開放するまで後退する。この際、フィーダプレート２４１の下端は、ダイプレート２１０の上面に沿って、充填空間２２２よりも上方に位置する第１原料粉末Ｐ１を掻くように移動する。 After the filling of the first raw material powder P1 into the filling space 222, the feeder 240 moves backward until the upper portion of the filling space 222 is opened as shown in FIG. 10 (d). At this time, the lower end of the feeder plate 241 moves along the upper surface of the die plate 210 so as to scrape the first raw material powder P1 located above the filling space 222.

このような動作を終えた充填装置２００の充填空間２２２には、第２原料粉末Ｐ２の層の上方に第１原料粉末Ｐ１が積層された仮成形体１Ｐが配置されている。当該仮成形体１Ｐを充填空間２２２から排出して加圧、焼成し、研削やコーティング等の処理を施すことによって、切削インサート１を得ることができる。すなわち、第１原料粉末Ｐ１の層は、加圧等を経て外周側機能部１ａと成る。また、第２原料粉末Ｐ２の層は、加圧等を経て中心側機能部１ｂと成る。 In the filling space 222 of the filling device 200 that has finished such an operation, a temporary molded body 1P in which the first raw material powder P1 is laminated is disposed above the layer of the second raw material powder P2. The cutting insert 1 can be obtained by discharging the temporary molded body 1P from the filling space 222, pressurizing and firing, and performing processing such as grinding and coating. That is, the layer of the first raw material powder P1 becomes the outer peripheral side functional unit 1a through pressurization or the like. In addition, the layer of the second raw material powder P2 becomes the center-side functional unit 1b through pressurization or the like.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されず、適宜変更することができる。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. Each element included in each of the specific examples described above and their arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.

１：切削インサート
１ａ：外周側機能部
１ｂ：中心側機能部
１Ｐ：仮成形体
３：側面
４：外周刃
５：中心刃
２１：第１端面
２２：第２端面
１００：ドリル（切削工具）
１１０：工具本体
１２０：外周側チップ座
１３０：中心側チップ座 1: Cutting insert 1a: Peripheral side functional unit 1b: Center side functional unit 1P: Temporary molded body 3: Side surface 4: Peripheral blade 5: Central blade 21: First end surface 22: Second end surface 100: Drill (cutting tool)
110: Tool body 120: Outer peripheral side tip seat 130: Center side tip seat

Claims

A cutting insert (1) attached to a tool body (110) of a cutting tool (100) and used for cutting,
A first end face (21) and a second end face (22) facing each other in a predetermined direction;
A side surface (3) connecting the end of the first end surface (21) and the end of the second end surface (22);
The second end surface (22) is formed on the outer periphery side tip seat (120) formed at the intersection of the end portion of the first end surface (21) and the side surface (3) and formed on the tool body (110). An outer peripheral blade (4) that functions as a cutting blade when mounted in contact with each other;
It is formed at the intersection of the end of the second end surface (22) and the side surface (3), and is formed at a position closer to the rotation center of the tool body (110) than the outer peripheral tip seat (120). A central blade (5) that functions as a cutting blade when the first end face (21) is attached to the central chip seat (130).
An outer peripheral side functional part (1a) including the outer peripheral blade (4) and formed of a first material;
A center side functional part (1b) comprising the center blade (5) and formed of a second material,
The first material exhibits higher wear resistance than the second material,
The second material exhibits higher fracture resistance than the first material,
The cutting insert according to claim 1, wherein the outer peripheral side functional portion (1a) and the central side functional portion (1b) face each other in the predetermined direction.

The first end surface (21) has a flat surface portion (21a),
The second end surface (22) has a plane portion (22a) parallel to the plane portion (21a) of the first end surface (21),
The outer peripheral blade (4) has three cutting blade groups (4g),
The cutting edge group (4g) has a first linear cutting edge (421) and a second linear cutting edge (422) extending linearly, and a curved corner cutting edge (41).
The first linear cutting edge (421) and the corner cutting edge (41) are arranged so as to sandwich the second linear cutting edge (422),
The corner cutting edge (41) of one cutting edge group (4g) is connected to the first linear cutting edge (421) of the other cutting edge group (4g),
When defining the normal line (N) of the flat surface portion (21a) of the first end surface (21) and the flat surface portion (21a) of the second end surface (22),
Of the side surface (3), the main side surface (31) connected to the first linear cutting edge (421) and the second linear cutting edge (422) is parallel to the normal line (N). ,
Of the side surface (3), the sub-side surface (32) connected to the corner cutting edge (41) moves from the first end surface (21) to the second end surface (22) as the normal line ( The cutting insert according to claim 1, which is inclined so as to approach N).

The first material and the second material include a hard phase mainly composed of tungsten carbide,
The cutting insert according to claim 1 or 2, wherein the volume percentage of the hard phase in the second material is smaller than the hard phase of tungsten carbide in the first material.

The first material and the second material include a binder phase mainly composed of at least one selected from the group consisting of cobalt, nickel, and iron,
The cutting insert according to any one of claims 1 to 3, wherein the volume percentage of the binder phase in the second material is larger than the volume percentage of the binder phase in the first material.