JP5962941B2 - 工具ボデーおよび切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切削インサートを着脱自在に装着するように構成された切削工具の工具ボデー、およびその工具ボデーを備えた切削工具に関する。

刃先交換式切削工具は、工具ボデーの先端部に、切削インサートを装着するためのインサート取付座（以下、「取付座」と称する）を設け、この取付座に切削インサートを着脱自在に装着することにより、切れ刃を交換可能としている。切削工具の取付座は、切削インサートの端面と当接する底壁面と、装着される切削インサートの厚みにあわせた少なくとも１つの側壁面とを有する凹部形状となっているものが多い。切削インサートは、このような取付座の底壁面上に載置され、例えば切削インサートの貫通穴を通して底壁面のねじ穴にねじがねじ込まれることで固定され、取付座の側壁面によって、取付座上でのその移動や回動が規制される。

一方、工具使用時には、切削インサートを介して取付座に大きな負荷が発生し、その応力は取付座の底壁面と側壁面との交わる部分である隅などに集中する。この応力集中による取付座の隅部分でのクラック発生を抑制するために、取付座の底壁面と側壁面との間、言い換えれば、底壁面と側壁面との交線部分である隅部には、丸みを有する曲面が設けられることもある。

この曲面は、底壁面と側壁面とが交わる隅部を削ることによって形成されることができる。例えば特許文献１には、刃先交換式エンドミルの取付座において、ボールエンドミルによって、側壁面と底壁面との境界部分に断面円弧状の凹溝つまり曲面を設けることが開示されている。

特開２００４−１７４６８４号公報

曲面は、隅部である取付座の底壁面と側壁面との間に、例えば、ボールエンドミルなどを用いて形成される。その場合、取付座の隅部の曲面を加工するためのボールエンドミルとしては、所望の曲面の断面の曲率半径の２倍より小さな工具径のものが必要とされる。しかしながら、ボールエンドミルの工具径が小さいほど、切削条件における制約が多くなる。すなわち、工具径が相対的に小さなボールエンドミルは、その切れ刃が相対的に短いので切り込み量を多く取れない。このため、加工に時間がかかり、加工効率がよくない。また、工具径が相対的に小さなボールエンドミルは、工具径が相対的に大きなボールエンドミルに比べて、折れやすく、送りを大きくできないため、加工効率がよくない。結果として、取付座の加工コストがかかり、切削工具の価格が高くなってしまうという問題があった。

一方、加工コストを抑えるべく、相対的に大きな工具径のボールエンドミルでそのような曲面を加工するということも考えられる。しかしながら、工具径の大きなボールエンドミルでは、加工できる曲面の曲率半径も大きくなる。曲面の曲率半径が大きくなると、取付座の隅部の応力集中を緩和する上で必要とされる以上に曲面が広くなり、曲面にスペースを取られた分だけ、逆に取付座の底壁面や側壁面が狭くなる。切削インサートは、取付座の底壁面と側壁面とによる支持によって、切削工具に固定される。したがって、底壁面および側壁面が狭くなるほど、それだけ切削インサートと接触する取付座の支持面積が少なくなり、切削インサートの固定性能が低下する。特に、曲面が広くなると、曲面につながる側壁面の面積が狭くなり、切削インサートの側面に対する取付座の側壁面の支持面積が少なくなる。そうすると、取付座による切削インサートの支持性能が弱まり、切削時の負荷による切削インサートの回動を抑制する能力が低下する。

本発明の目的は、取付座の隅部の応力集中を緩和するために、その隅部に所望の大きさの曲面を設けるとともに、取付座における切削インサートを支持するための壁面を広く確保し、切削インサートのホールド性能を高めることができる工具ボデー、および切削工具を提供することにある。

本発明の一態様に係る切削ボデーは、切削インサートを装着するための取付座を有する切削工具の工具ボデーであって、前記取付座は、該工具ボデーの外面につながるように延在する底壁面と、該外面に開くように延在する第１側壁面であって、該第１側壁面は、該外面側に位置する外側端部と該外側端部に対して反対側の内側端部とを有し、該底壁面から屹立するように延在する、第１側壁面と、該底壁面と該第１側壁面との間に位置し、両者を接続するように延在するとともに、前記第１側壁面に沿って延びる第１の面部分と、前記第１側壁面の前記内側端部側に配置されて前記第１側壁面に交差するように延在する第２の面部分とを備え、前記第１の面部分は、前記底壁面と前記第１側壁面との少なくとも一方から凹む方向に湾曲する第１の曲面を有し、前記第１の面部分における前記第１側壁面の前記外側端部に沿う開放端を、前記第１側壁面に略平行にかつ前記底壁面に略平行に該工具ボデーの外方からみたとき、前記第１の曲面の少なくとも一部は第１曲率半径を有し、前記第２の面部分は、凹曲面状の第２の曲面を有し、該第２の曲面の少なくとも一部は前記底壁面に略平行な断面において第２曲率半径を有し、該第２曲率半径は、前記第１曲率半径Ｒ１よりも小さいものである。

本発明は、本発明の上記工具ボデーを有する切削工具にも存する。

本発明の一態様に係る工具ボデーおよび切削工具では、取付座の底壁面と側壁面との間の第１の面部分の曲率半径よりも、第２の面部分の第２の面部分の曲率半径は小さくされる。したがって、相対的に大きな力が作用する第１の面部分においてその第１曲率半径を適切な大きさに確保し、その部分での応力集中を好適に緩和できると共に、第２の面部分においてはその曲率半径を相対的に小さくして取付座の壁面、特に側壁面の広さを広く確保できる。したがって、本発明の一態様によれば、工具ボデーの取付座におけるクラックなどの不具合の発生をよりしっかりと抑制できると共に、その取付座での切削インサートのホールド性能を十分に高めることができる。

好ましくは、第２の面部分は、つなぎ壁面を介して第１側壁面と接続する主壁面を有する。第２の曲面は、つなぎ壁面と主壁面との接続部分に延在するとよい。さらに、取付座は、第２側壁面をさらに有するとよい。第２側壁面は工具ボデーの外面側に位置する外側端部と該外側端部に対して反対側の内側端部とを有し、該外側端部から該内側端部にわたって該底壁面から屹立するように延在し、第２の面部分を間に介して第１側壁面と隣り合うとよい。そして、第２の面部分は、主壁面と第２側壁面とを接続する第２つなぎ面をさらに有することができる。この場合、第２の面部分と主壁面との接続部分に第３の曲面が延在するとよい。第３の曲面の少なくとも一部は底壁面に略平行な断面において第３曲率半径を有し、第３曲率半径は、第１曲率半径よりも小さいとよい。好ましくは、第２曲率半径と第３曲率半径は略等しい。例えば、第１曲率半径は０．３０ｍｍ以上である。また、例えば、第２曲率半径は、０．３０ｍｍ未満である。

図１は、本発明の実施形態における切削工具の工具ボデーの斜視図である。 図２は、本発明の実施形態における切削工具の工具ボデーの取付座を含む工具ボデーの先端部の斜視図である。 図３は、図２の切削工具の取付座に切削インサートを装着するところを模式的に表した斜視図である。 図４は、本発明の実施形態における、工具ボデーに切削インサートが装着された状態の切削工具の斜視図である。 図５は、図１の取付座を別方向からみた斜視図である。 図６Ａは、切削工具の工具ボデーの別方向での斜視図である。 図６Ｂは、図６ＡにおけるVIB−VIB線での工具ボデーの断面図で、切削インサートを装着した状態を二点鎖線で示す図である。 図７は、図１の取付座を底壁面および第１側壁面に平行な方向からみた斜視図である。 図８Ａは、切削工具の工具ボデーの別方向での斜視図である。 図８Ｂは、図８Ａの取付座をVIIIB−VIIIB線で切断した断面における取付座部分の拡大図である。 図９Ａは、切削工具の別方向での斜視図である。 図９Ｂは、図９Ａの切削インサートを装着した状態の取付座をIXB−IXB線で切断した断面における取付座部分の拡大図である。

本発明を適用した切削工具の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態における切削工具の工具ボデーの斜視図である。図２は、図１に示す本発明の実施形態における切削工具の工具ボデーの取付座を含む工具ボデーの先端部の斜視図である。図３は、図２の取付座に切削インサートを装着するところを模式的に表した斜視図である。図４は、本発明の実施形態における、工具ボデーに切削インサートが装着された状態の切削工具の斜視図である。図５は、図１の取付座を別方向からみた斜視図である。図６Ａは、切削工具の工具ボデーの別方向での斜視図である。図６Ｂは、図６ＡにおけるVIB−VIB線での工具ボデーの断面図で、切削インサートが装着された状態を二点鎖線で模式的に表す図である。図７は、図１の取付座を底壁面および第１側壁面に平行な方向からみた斜視図である。図８Ａは、切削工具の工具ボデーの別方向での斜視図である。図８Ｂは、図８Ａの取付座を底壁面に略平行に切断した断面の拡大図である。図９Ａは、切削工具の別方向での斜視図である。図９Ｂは、図９Ａの切削インサートが装着された取付座を底壁面に略平行に切断した断面の拡大図である。

なお、ここでは、本実施形態を述べる上で、「上方」、「下方」、「時計まわり方向」などの向きを示す用語を便宜的に用いるが、これら用語は空間内の絶対的な位置関係を限定することを企図しないものである。

図に示すように、この実施形態の切削工具１は、肩削り加工のできるエンドミルである。切削工具１の工具径は、約４０ｍｍであるが、これに限定されない。切削工具１は、切削インサート２が着脱自在に装着される工具ボデー３を備える。工具ボデー３は、図１に示す軸線Ａ方向を長手方向とし、軸線Ａに沿って先端部３ａから後端部３ｂに延びる。工具ボデー３は、軸線Ａを中心として、その先端部３ａの周囲に、切削インサート２の取付座４を均等に３箇所配置している。切削インサート２が、３箇所の取付座４のそれぞれに装着されて、切削工具１は使用される。本実施形態における切削工具１は、３枚刃のエンドミルであるが、本発明はこれに限らず、１枚刃のもの、もしくは２枚刃などの複数の切れ刃を備えるものにも適用することができる。工具ボデー３の後端部３ｂ側のシャンクは、アーバなどの保持具（ホルダ）を介して工作機械（不図示）に取り付けられる。軸線Ａは、切削工具１の回転中心軸になることができるが、切削工具１が被加工物に対して回転しても、あるいは被加工物が切削工具１に対して回転してもよい。

以下、便宜上、軸線Ａに沿って、工具ボデー３の先端部側を下方と称するが、切削工具１の使用形態は、工具ボデー３の先端部を下方にして使用するものに限定されない。すなわち、本発明における切削工具は、工具ボデー３の先端部側が上方となるものなど、他のいかなる向きでの使用も想定されるものである。

図３および図４に示すように、工具ボデー３に装着される切削インサート２は、各々が略三角形状の２つの対向する端面である上面および下面と、それらの間に延在する周側面とを有し、板状の外形を持つポジティブタイプのものである。ただし、２つの端面のうちいずれが上面であってもよく、便宜上、図３に表されている一方を上面とする。そして、詳細は後述するが、切削インサート２１は、上面の略三角形の１つの頂点部分のコーナ切れ刃２０１と、コーナ切れ刃２０１の両側のそれぞれにつながる主切れ刃２０２、さらい刃２０３が１つの切れ刃部分として使用可能なように構成されている。したがって、図４に示すように、切削インサート２は、工具ボデー３装着時に、使用する切れ刃部分が工具ボデー３の先端および外周から突き出るように、工具ボデー３に固定される。なお、本発明に装着される切削インサート２は、ポジティブタイプに限らず、他の種々の形状（例えばネガティブタイプ、ネガティブタイプとポジティブタイプの組み合わせ）を有してもよい。

一方、図２および図５に示すように、工具ボデー３に設けられた、切削インサート２を受け入れる各取付座４は、底壁面５と、底壁面５に対して交差する方向に延びる３つの側壁面６とを有する。さらに、各取付座４は、第１の面部分８と、第２の面部分９とを有する。

図１から図４に示すように、取付座４は、工具ボデー３の外周側から軸線Ａ側に向かって部分的にくりぬかれた空間３１内に設けられており、取付座４は、切削インサート２が収まる程度のくぼみとなっている。このくぼみは、切削インサート２の底壁面５に略平行な方向から見て底壁面５が最も低く、この底壁面５と、底壁面５から屹立するように延びてそれを部分的に取り囲む側壁面６とによって概ね形成されている。切削インサート２の上下面の各々が略三角形状であるので取付座４の底壁面５は略三角形状である。底壁面５の略三角形状の一頂点部５０１は工具ボデー３の外周側かつ先端部側で、切削時に被加工物に対向するように位置し、他の一頂点部５０２が取付座４のうちで軸線Ａ側に位置する第２の面部分９に向かい、残りの一頂点部５０３が工具ボデー３の外周側かつ後端部側に位置する。そして、底壁面５を部分的に取り囲む側壁面６（６１、６２、６３）は、略三角形状の底壁面５の対応する辺部に対して設けられている。２つの隣り合う頂点部５０２、５０１を結ぶ底壁面５の辺部に関して第１側壁面６１が位置付けられ、２つの隣り合う頂点部５０３、５０２を結ぶ底壁面５の辺部に沿って、第２および第３側壁面６２、６３が設けられている。２つの頂点部５０１、５０３を結ぶ底壁面５の辺部は、工具ボデー３の外周面（第１外面）３ｃに直接的につながり、そこには側壁面はない。さらに、底壁面５の頂点部５０１に沿った部分は工具ボデー３の先端面（第２外面）３ｄに直接的につながり、そこには側壁面はない。したがって、取付座４に切削インサート２が取り付けられたとき、切削インサート２は工具ボデー３の外周側および先端側に露出するようになっている。以下、この２つの隣り合う頂点部５０１、５０３を結ぶ辺部から一つの頂点部５０１付近までを総称して、「開放側」と称する。また、第１側壁面６１は工具ボデーの開放側である外周面側に開くように延在している。第１側壁面６１は工具ボデーの外周面に交差するように延在する工具ボデーの先端面（第２外面）３ｄ側に位置付けられていて、特に第２外面に実質的につながるように延在する。各側壁面６（６１、６２、６３）は、底壁面５から直接延びるのではなく、第１の面部分８を間に介して、略一定の角度で角度付けられて配置されている。このように、取付座４は、底壁面５と側壁面６とによって概ね形成される凹部となっており、この凹部に切削インサート２が収まるように構成されている。各側壁面６（６１、６２、６３）の底壁面５に対する角度は、できる限り切削インサート２と側壁面６との接触面積が多くなり、かつ、切削インサート２の着脱で支障とならない範囲に設定されている。ポジティブタイプの切削インサート２が装着される本実施形態の工具ボデー３では、切削インサート２の側面の傾斜角度に合わせた角度で、側壁面６が底壁面５に対して傾いて配置されている。なお、ここでは３つの側壁面６と説明したが、そのうちの２つの第２および第３側壁面６２、６３は１つの壁面とみなすこともでき、この場合その中間の凹みにより２つの部分に実質的に分けられているとみなすこともできる。このように中間の凹みにより２つの部分に分けると、側壁面の両端が確実に切削インサート２の周側面４と接触し、固定能力が安定的に向上する。図３に示すように、工具ボデー３をその外周側、すなわち開放側から見た時、取付座４部分のもっとも奥（軸線Ａに向かう方向におけるもっとも軸線Ａ側）に位置する一頂点部５０２に接続する第２の面部分９に向かって、切削インサート２は、三角形の一つの頂点部（コーナ部）２３が位置するように、設置される。そして、第２の面部分９をはさんで、２つの第１および第２側壁面６１、６２が取付座４に形成されている。図３では、これら側壁面６１、６２は、切削インサート２の表側に位置する一方の端面である上面２８の１つのコーナ部２３を挟んで隣り合う２つの辺部に沿う側面２５、２６に対向するように、配置されている。側壁面６は、取付座４の開放側から見て、一方側（後端部側）に、第３および第２側壁面６３、６２が位置し、他方側（先端部側）に第１側壁面６１が位置するように、構成されている。そして、第２側壁面６２と第１側壁面６１との間には、第２の面部分９が位置する。第３側壁面６３と第２側壁面６２との間には、凹部６４が位置し、これらのうちで切削工具１の外側（開放側）に位置する側壁面６３の端は、工具ボデー３の後端部３ｂ側に外方向に広がる開放端部６５となっている。この側壁面６の底壁面５からの高さは、装着される切削インサート２の厚みに応じて決定される。

上述したように、取付座４の底壁面５は、装着される切削インサート２の形に応じた形となっている。本実施形態では、切削インサート２は略三角形の上面２８および下面２９、そして上面２８と下面２９とを結ぶ側面２５、２６、２７を備える外形をしている。

切削インサート２は、中央部に、その上面２８から下面２９を貫通するねじ固定用の貫通穴２１が設けられている。一方、取付座４の底壁面５には、切削インサート２の装着時に、貫通穴２１と対峙する位置にねじ固定用のねじ穴５１が設けられている。したがって、切削インサート２は、取付座４の底壁面５に載せられ、締め付けねじが貫通穴２１に挿通され、ねじの頭部が切削インサート２に当接するまでねじ穴５１に締め込まれる。このねじ止めによって、切削インサート２は取付座４に固定される。ここで、側壁面６１、６２、６３が、切削インサート２の側面２５，２６に対向して当接するので、切削インサート２が貫通穴２１の軸線周りに回転することができず、結果として、切削インサート２は、ねじ固定だけでは固定が不十分な回転方向については、側壁面６によって支持されて固定されることとなる。

本実施形態の切削インサート２は、上述したように略三角形の端面を有して板状である。したがって、切削インサート２の上面２８は、３つの頂点部（コーナ部）２２、２３、２４を有しており、上面２８と各側面２５、２６、２７との交差稜線部に切れ刃が形成されている。図３に示すように、切れ刃は、各頂点部２２、２３、２４に設けられたコーナ切れ刃２０１と、各頂点部を結ぶ交差稜線に位置し、コーナ切れ刃２０１を間に挟んでそこから延在する主切れ刃２０２とさらい刃２０３とから構成されている。切れ刃が、上面２８との交差稜線部だけでなく、下面２９と各側面２５、２６、２７との交差稜線部にも形成されるように、切削インサートは修正されてもよい。この場合の下面側の刃の構成は、上面２８におけるものと同様である。さらに、切れ刃の構成はこれに限らず、他の構成（例えば傾斜形状、湾曲形状）をさらに備えてもよいのは言うまでもない。

図２および図５にみられるように、側壁面６のうち、第１側壁面６１は、第２側壁面６２および第３側壁面６３に比べて、切削工具１の最も先端部３ａ側に配置される。上述したように、第１側壁面６１を含む取付座４は、切削工具１の先端側に向かって開放される。すなわち、第１側壁面６１は、取付座４の奥側の第２の面部分９につながる内側端部６１１と、該内側端部６１１と反対側である開放側、すなわち、切削工具１の先端側、被加工物に対峙する側に位置する外側端部６１２とを有し、外側端部６１２は、開放端となっているものである。ここで、上述したように、第１側壁面６１は、切削インサート２の側面２５を支持固定する部分である。また開放端部つまり外側端部６１２付近は、切削インサートの被加工物に当接する刃近傍を支持する部分であるから、切削時の切削抵抗による応力を強く受ける箇所でもある。切削時に応力が集中することにより、底壁面５と側壁面６とのつなぎ部分である取付座４の隅部にクラック等が生じやすくなるという問題は、上述したとおりである。したがって、本実施形態においても、応力集中を緩和するために、第１側壁面６１と、底壁面５との間に、曲面状の第１の面部分８１（８）が形成される。この第１の面部分８１は、底壁面５、側壁面６の両方に凹む方向に曲面付けられていて、曲面（第１の曲面）を有する（図６Ｂおよび図７参照。）。すなわち、図６Ｂに示すように、第１の面部分８１は、第１側壁面６１の延長面と底壁面５の延長面とからなる隅部５２（図中点線で示す部分）を、第１側壁面６１側と底壁面５側の両方に均等に曲面状に削り取った部分である。図７に示すように、第１の面部分８１を、工具ボデー３の開放側において、底壁面５および第１側壁面６１に平行な方向からみるとき、第１の面部分８１の最小曲率半径をＲ１とする。ここで、最小曲率半径Ｒ１は、第１の面部分８１の外周側の開放端における丸みである。第１の面部分８１は、全体にわたって同じ曲率半径で湾曲する曲面であってもよいし、部位によって曲率半径が異なるものであってもよい。この実施形態の切削工具１では、曲率半径Ｒ１は、０．８０ｍｍとされた。曲率半径Ｒ１は、０．３０ｍｍ以上とされることが好ましい。曲率半径Ｒ１が、０．３０ｍｍ以上とされると、応力集中がより適切に緩和され、切削インサート２の締め付け力や切削力などが作用した際に、取付座４が損傷することをより好適に防止できる。曲率半径Ｒ１は、０．５０ｍｍ以上とされることがさらに好ましい。なお、曲率半径Ｒ１を０．２０ｍｍとした場合、第１の面部分８１の凹みは応力集中を緩和するのに不十分であり、ある程度以上の大きな負荷がかかるようにその切削工具を繰り返し使用すると、応力集中が原因と思われる取付座の破損が発生した。これに対して、曲率半径Ｒ１を０．３０ｍｍ以上とした場合、同様の実験条件で、取付座の隅部にクラックが入らなかった。このように、曲率半径Ｒ１を０．３０ｍｍ以上とすることで、取付座４の隅部への応力集中を緩和し、クラック形成を十分に抑制することができ、工具ボデーの工具寿命を大きく伸ばすことができる。また、曲率半径が大きいほど、曲面の加工面積が広く加工しやすい。しかしながら、第１の面部分８１が広くなるほど、第１側壁面６１、底壁面５の面積が削られていくことになり、切削インサート２の保持面積が低下する。したがって、曲率半径Ｒ１は、第１側壁面６１の面積が、切削インサート２の固定の点で十分に作用できる範囲を確保できるようにするため、所定の上限を備えるものとする。この上限は、装着される切削インサート２の厚みと、取付座４となる凹部の深さに応じて定められることができる。

なお、この実施形態では、図６Ｂに示すように、第１の面部分８１は、第１側壁面６１の延長面と底壁面５の延長面とからなる隅部５２（図中点線で示す部分）を、第１側壁面６１側と底壁面５側の両方に均等に曲面状に削り取ったものを説明した。しかしながら、本発明は、このように、第１側壁面６１側と底壁面５側との両方に均等に削り取ったものだけに限らない。すなわち、第１の面部分８１は、第１側壁面６１側だけを凹ませたもの、もしくは、底壁面５側だけを凹ませたものであってもよいし、両方を凹ませるとしても均等になっていなくてもよい。隅部への応力集中を緩和できるように、第１の面部分８１は、第１側壁面６１と底壁面５とを、一方の面から他方の面に角張らずに滑らかに結ぶ曲面であればよい。

また、切削時の応力は、コーナ切れ刃に最も近い開放端部６１２付近に最も強く作用するところではあるが、応力は、開放端部６１２だけに限らず、第３および第２側壁面６３、６２と底壁面５との間にも作用する。また切削時に限らず、切削インサート２を固定するためにねじで締めつけるだけでも応力が発生する。したがって、第３及び第２側壁面６３、６２と底壁面５との間にも、曲面状の第１の面部分８２（８）を設け、応力集中を緩和させている。

さらに、切削インサート２は、各コーナ部２２，２３，２４周辺に切れ刃が形成されており、取付座４に装着する上で、被加工物に作用した切れ刃を回転させて隣の未使用の切れ刃と交換することによって、結果として３回使用することができる。上述したように、各切れ刃は、主切れ刃２０２、コーナ切れ刃２０１、およびさらい刃２０３として作用する正面刃または底刃とを有する。この切削工具１は、肩削り加工用のエンドミルであるため、主切れ刃が、肩削り加工の壁面加工を行い、底刃が平面加工を行う。

なお、上述したように、切削インサート２における切れ刃は、片面だけでなく、両面に形成されていてもよい。両面に形成されている切削インサートの場合は、装着面をひっくり返すことにより、合計６回使用することができる。しかしながら、切れ刃部分が取付座４に接触した状態で、切削インサート２を取付座４に押し付け固定すると、取付座４に接触している切れ刃部分が破損する恐れがある。例えば、切削インサート２の上面２８を上にして切削インサート２を装着した場合、下面２９側の切れ刃が、取付座４に接触しないようにしなければならない。そこで、上述した第１の面部分８１、８２は、ちょうど下面２９の切れ刃が位置する部分となるため、この第１の面部分８１、８２の曲面によって、下面２９の切れ刃と取付座４との間に空間を形成し、切れ刃が取付座４に接触しないようにする。これにより、切れ刃は取付座４に接触することなく、その破損も防止される。この場合、第１の面部分８１、８２の曲面の凹みは、切れ刃が側壁面、底壁面と接触しないように、第１側壁面６１側と底壁面５側との両方が曲面上に凹んでいるのが好ましい。

第３および第２側壁面６３、６２に沿った第１の面部分８２の曲率半径は、第１側壁面６１に沿った第１の面部分８１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。異ならせる場合は、第３および第２側壁面６３、６２に沿った面部分８２の曲率半径を、第１側壁面６１に沿った面部分８１の曲率半径よりも小さくすることが好ましい。面部分８２の曲率半径の上限は、上述したように、第３側壁面６３、第２側壁面６２にある程度以上の面積が確保できる範囲で適宜定められることができる。

さらに、図２にみられるように、工具ボデー３は、第１側壁面６１と第２側壁面６２との間に第２の面部分９を有する。すなわち工具ボデー３の先端側から、軸線Ａ側かつ後端部側に向かって第１側壁面６１、第２の面部分９が並び、さらに開放側に向かって第２側壁面６２、凹部６４、第３側壁面６３の順で、それぞれの壁面部分または面部分がつづいている。第２の面部分９は、ここでは、第１側壁面６１や第２側壁面６２と交差するように延在し、さらに底壁面５と交差するように延在する。しかしながら、全体的にみたときに、第２の面部分９が底壁面５の延長面を実質的に構成するように、第２の面部分９の底壁面５に対する交差角度は緩やかであってもよい。

ここで、切削工具１の切削中に、切削インサート２には、切削抵抗が、切削インサート２を、切削インサート２の表面側（図３では上面側）からみて時計まわり方向ＣＡに回転させようとする方向に作用する。つまり、上面の略三角形の辺部の作用切れ刃部分の全体が一度に作用することは少なく、作用切れ刃のうちのコーナ部付近の切れ刃および底刃だけが切削に作用することが多い。このときの切削力の合力が、切削インサート２を図３において時計まわり方向に回転させようとするのである。この回転方向の力に対抗するには、切削インサート２の側面２５、２６に当接可能な側壁面６によって、切削インサート２の側面２５、２６をしっかりと支持することが望ましい。そうなると、側壁面６の面積は大きいほうがよい。言い換えると、切削インサート２の側面２５、２６は、なるべく側壁面６と接しているほうがよい。ここで、側壁面６の面積を広く確保するべく、図８Ｂ，図９Ｂの断面図に示すように、第２側壁面６２を、できる限り第１側壁面６１に近づけると、第２の面９の幅Ｌ１が狭くなり、切削インサート２の第２の面部分９に対峙する頂点部２３付近における側面で、第２および第１側壁面６２、６１に接していない部分が少なくなる。回転中心軸である軸線Ａに平行な基準線Ｂ１を図８Ｂに示すように第２側壁面６２の内側端部６２１に位置させた場合、第２側壁面６２の基準線Ｂ１からの傾きの角度を角度αとして定めることができる。同様に、軸線Ａに平行な基準線Ｂ２を図８Ｂに示すように第１側壁面６１の内側端部６１１に位置させた場合、第１側壁面６１の基準線Ｂ２からの傾きの角度を角度βとして定めることができる。この角度α、角度βは、切削インサートのコーナ部の角度に応じて定められる。そして、角度α、βで第２および第１側壁面６２、６１を設けた際に、第２の面部分９を、できる限り取付座４の奥（図８Ｂの断面図における下方、つまり取付座の開放側と反対の方向）に位置させれば、切削インサート２の側面２５、２６に接触する第２および第１側壁面６２、６１部分は広くなる。よって、第２側壁面６２の第２の面部分９側の内側端部６２１を、切削インサートの回転中心に略一致するねじ穴５１の軸線からより離れた位置まで延長するとよい。

さて、第２側壁面６２を、できる限り第１側壁面６１に近づけるには、第２の面部分９を設けないことが考えられる。すなわち、取付座４を形成する上で、第２の面部分９を設けずに、第２側壁面６２と第１側壁面６１とによって、切削インサート２のコーナ２３に合わせた角部を設ける形も考えられる。しかしながら、第２側壁面６２と第１側壁面６１とによって直接的に角部を形成すると、切削時にその角部に応力が集中することになり、その角部からクラックが生じやすくなる。また、切削インサート２との位置合わせにおいて、切削インサート２のコーナ２３に対応する厳密な形状は、取付座４を形成する上で手間がかかり、コストが上がるなどの面もある。したがって、第２の面部分９を設けることにより、取付座４の奥部分（内側部分）における応力集中を緩和するとともに、切削インサート２を取付座４上のより適切な位置に配置された第２および第１側壁面６２，６１でよりしっかりと支持することができる。これらの理由により、第２の面部分９は必要ではあるが、その幅Ｌ１は、小さい方が望ましく、第２の面部分９の幅を必要最小限にするとともに、できる限り第２側壁面６２を第１側壁面６１側に寄せることが好ましい。

図８Ｂ、図９Ｂに示すように、第２の面部分９は、具体的には、次のような形状となっている。細かくは、第２の面部分９は、前記第１側壁面６１の内側端部６１１と接続するつなぎ壁面９１１と、このつなぎ壁面９１１と略直交する主壁面９１２と、この主壁面９１２と略直交し、前記第２側壁面６２の内側端部６２１と接続するつなぎ壁面９１３とからなる。主壁面９１２は、使用が想定される種々の切削インサートと干渉せず、なおかつ種々の切削インサートの外郭形状からの離れ量が必要最小限になるように配置される。さらに主壁面９１２は、底壁面５に対して９０°以上の角度γで配置され、底壁面５上の空間を拡張するように形成される。このような角度とされると、主壁面９１２をエンドミルなどの工具で加工するとき、その工具が底壁面５と干渉したり、生じた切りくずにより底壁面５に傷が発生することなどを防止できる。主壁面９１２と底壁面５とのなす角度γに上限はないが、切削インサートの外郭形状からの離れ量を必要最小限にするため、１３０°以下の角度とされることが好ましい。つなぎ壁面９１１、９１３と主壁面９１２との接続は、略直交するものを例示したが、本発明はこれに限らず、交差角度は第２の面部分９を形成する工具の形状などに応じて適宜設定されるものである。そして、つなぎ壁面９１１と主壁面９１２との接続部には、曲面（第２の曲面）９０１が設けられ、主壁面９１２とつなぎ壁面９１３との接続部には、曲面（第３の曲面）９０２が設けられている。第２の面部分９を形成する上で、工具ボデー３を掘り込むことによって形成されるつなぎ壁面９１１、９１３の端部分においても、隅ができてしまう。この部分にも応力集中しやすいので、この隅に曲面９０１、９０２を設けることにより、隅への応力集中を緩和させることができる。

しかしながら、図８Ｂから分かるように、この曲面９０１、９０２の大きさが大きくなると、第２側壁面６２における、外周面３ｃ側に位置する外側端部に対して反対側の内側端部６２１は、第１側壁面６１の内側端部６１１から離れてしまうこととなる。よって、図８Ｂに示す曲面９０１の曲率半径Ｒ２、曲面９０２の曲率半径Ｒ３はできる限り小さくして、第２側壁面６２の内側端部６２１と第１側壁面６１の内側端部６１１を近づけることが好ましい。特に曲面９０２の断面（底壁面に略平行な断面）での曲率半径Ｒ３が重要である。曲面９０２の曲率半径Ｒ３を小さくすることで、第２側壁面６２を第１側壁面６１に近づけることが可能となる。曲率半径Ｒ３は、０．３０ｍｍ未満であることが好ましい。すなわち、曲率半径Ｒ３は、前述の曲率半径Ｒ１よりも小さくすることが好ましい。この実施形態の切削工具で曲率半径Ｒ３は、約０．２０ｍｍとされた。このように曲率半径Ｒ３が、曲率半径Ｒ１よりも小さくされたことで、第２側壁面６２の幅、すなわち、開放側から第２の面部分９までの長さを延長し、切削インサート２の側面２６と接する第２側壁面６２の部分を多くし、側面２６の保持性能を向上させることができる。このことにより、切削インサート２が回転することを防止するとともに、一方で応力集中を緩和して取付座４が損傷することを防止するという、相反する問題を解決できる。曲面９０１の曲率半径Ｒ２も、Ｒ３と同程度の大きさでよい。また、両者は、同じ値であってもよく、異なった値であってもよい。ただし、異なっていても、両者とも０．３０ｍｍ未満であることが好ましい。なお曲率半径Ｒ２、Ｒ３は、０．０５ｍｍ以上であるとよい。曲率半径Ｒ２、Ｒ３は、例えば切削加工で形成可能な大きさであれば、切削工具１の破壊の起点となる可能性が低い。

本実施形態の切削工具１の取付座４は、特に第１の面部分８および第２の面部分９は、ボールエンドミルや、ラジアスエンドミル、スクエアエンドミルなどのエンドミルを用いて、容易に加工することができる。ただし、ボールエンドミルによって加工する場合、曲面９０１、９０２の曲率半径Ｒ２、Ｒ３を小さくするには、工具径の小さなボールエンドミルを使用しなければならない。したがって、工具径の小さなものでは切り込み量などの切削条件が低下するため、加工コストが増大する場合がある。この実施形態における取付座４の形状は、ラジアスエンドミルまたはスクエアエンドミルにより加工することが可能である。したがって高能率な切削条件で加工することが可能であり、加工コストを大幅に抑制できる。特に、曲率半径Ｒ２およびＲ３に対応するコーナの丸みを有するラジアスエンドミルを用いると、高能率な切削条件で加工できる。その場合、曲率半径Ｒ２およびＲ３は、ラジアスエンドミルのコーナの形状が、そのまま転写される。

上記第２の面部分９は、２つのつなぎ壁面９１１、９１３を介して第１および第２側壁面に接続する主壁面を備え、そしてそれらの間に第２および第３の曲面を有した。しかし、第２の面部分９は、取付座の底壁面に略平行な断面において、非角形形状を有してもよく、例えば略半円形などの略円弧形状を有してもよい。この場合、第２の面部分９は、底壁面に略平行な断面において、上記第１曲率半径よりも小さな第２曲率半径を少なくとも部分的に有するとよい。

これらの切削工具は、保持具（ホルダ）を介して工作機械に装着されることにより、鋼材などの切削加工に利用できる。本発明は、旋盤用のバイトや回転切削工具などに適用され、適用切削工具への制約がほとんどない。実施形態には回転切削工具だけを記載したが、本発明は旋盤用の工具にも適用可能である。それぞれの切削工具の形態に応じて、切削抵抗の加わる切れ刃に最も近い側壁面を、第１側壁面とする。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更および追加が可能である。例えば、貫通穴のない切削インサートを用いる切削工具にも本発明は適用可能である。また、例えば、第１の面部分８の外側端部つまり開放端周囲に、さらに面取りが施されてもよい。

Claims (7)

1. 切削インサート（２）を装着するための取付座（４）を有する切削工具（１）の工具ボデー（３）であって、
   前記取付座（４）は、
   該工具ボデー（３）の外面（３ｃ）につながるように延在する底壁面（５）と、
   該外面（３ｃ）側に開くように延在する第１側壁面（６１）であって、該第１側壁面（６１）は、該外面（３ｃ）側に位置する外側端部（６１２）と該外側端部（６１２）に対して反対側の内側端部（６１１）とを有し、該底壁面（５）から屹立するように延在する、第１側壁面（６１）と、
   該底壁面（５）と該第１側壁面（６１）との間に位置し、該底壁面（５）と該第１側壁面（６１）とを接続するように延在するとともに、前記第１側壁面（６１）に沿って延びる第１の面部分（８１）と、
   前記第１側壁面（６１）の前記内側端部（６１１）側に配置されて前記第１側壁面（６１）に交差するように延在する第２の面部分（９）とを備え、
   前記第１の面部分（８１）は、前記底壁面（５）と前記第１側壁面（６１）との少なくとも一方から凹む方向に湾曲する第１の曲面を有し、前記第１の面部分（８１）における前記第１側壁面（６１）の前記外側端部（６１２）に沿う開放端を、前記第１側壁面（６１）に略平行にかつ前記底壁面（５）に略平行に該工具ボデー（３）の外方からみたとき、前記第１の曲面の少なくとも一部は第１曲率半径（Ｒ１）を有し、
   前記第２の面部分（９）は、凹曲面状の第２の曲面（９０１）を有し、該第２の曲面（９０１）の少なくとも一部は、前記底壁面（５）に略平行な断面において第２曲率半径（Ｒ２）を有し、該第２曲率半径（Ｒ２）は前記第１曲率半径（Ｒ１）よりも小さい、工具ボデー（３）。
2. 前記第２の面部分（９）は、つなぎ壁面（９１１）を介して前記第１側壁面（６１）と接続する主壁面（９１２）を有し、
   前記第２の曲面（９０２）は、前記つなぎ壁面（９１１）と前記主壁面（９１２）との接続部分に延在する、請求項１に記載の工具ボデー（３）。
3. 前記取付座（４）は、第２側壁面（６２）をさらに有し、
   該第２側壁面（６２、６３）は、前記外面（３ｃ）側に位置する外側端部と該外側端部に対して反対側の内側端部（６２１）とを有し、該外側端部から該内側端部にわたって該底壁面（５）から屹立するように延在し、前記第２の面部分（９）を間に介して前記第１側壁面（６１）と隣り合い、
   前記第２の面部分（９）は、前記主壁面（９１２）と前記第２側壁面（６２）とを接続する第２つなぎ面（９１３）をさらに有し、該第２の面部分（９）と前記主壁面（９１２）との接続部分に第３の曲面（９０２）を有し、該第３の曲面（９０２）の少なくとも一部は、前記底壁面に略平行な断面において第３曲率半径（Ｒ３）を有し、該第３曲率半径（Ｒ３）は前記第１曲率半径（Ｒ１）よりも小さい、請求項２に記載の工具ボデー（３）。
4. 前記第２曲率半径Ｒ２と第３曲率半径Ｒ３は略等しい、請求項３に記載の工具ボデー（３）。
5. 前記第１曲率半径Ｒ１は、０．３０ｍｍ以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載の工具ボデー（３）。
6. 前記第２曲率半径Ｒ２は、０．３０ｍｍ未満である、請求項１から５のいずれか一項に記載の工具ボデー（３）。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の工具ボデー（３）を有する切削工具（１）。

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