JP2012024924A - 切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削抵抗が小さく、切削性能に優れる切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法を提供することである。
【解決手段】上面と複数の側面とを有するインサート本体と、側面のうちの少なくとも１つの側面と上面との稜線の両端間に位置する切刃と、稜線の一端に位置する高位部と、該高位部よりインサート本体の厚み方向において低位でありかつ稜線の他端に位置する低位部とを備え、切刃は、高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、少なくとも１つの側面には、該側面から上面に亘り切刃を分断する少なくとも１つの溝部が形成されており、少なくとも１つの溝部は傾斜切刃にのみ形成されている切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属材料等の切削加工に使用する切削工具に装着される切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法に関する。

一般に、金属材料等の切削加工に使用する切削工具として、切刃を有する切削インサートを装着したものがある。例えば特許文献１には、所定の切削インサートと、この切削インサートを装着した切削工具（具体的には、エンドミル）とが記載されている。

図１６（ａ）は、特許文献１に記載されているような従来の切削工具を示す側面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の切削工具に装着される従来の切削インサートを示す拡大側面図である。図１６（ａ）に示すように、エンドミルである切削工具１００は、切刃を有する切削インサート１０１と、この切削インサート１０１を取り付けるための切削インサートポケット１１０が先端部に設けられたホルダ１１１とで構成されている。そして、ホルダ１１１を該ホルダ１１１の軸心１１２を中心に回転させて、切削インサート１０１にて切削加工を行う。

ここで、切削インサート１０１は、図１６（ｂ）に示すように、上面１０２と側面１０３との稜線に切刃を有し、該切刃は、高位コーナ切刃１０４と、高位コーナ切刃１０４と略同一高さの平坦切刃１０５と、高位コーナ切刃１０４から低位コーナ部１０６に向かって漸次高さが低くなる傾斜切刃１０７とで構成されている。
しかしながら、このような構成の切削インサート１０１は、切削加工時において切削抵抗が大きい。そのため、切削加工時において振動が発生しやすく、切刃が欠損しやすいという問題がある。このような問題は、特に重切削加工において大きくなる。

特開２００４−１４８４２４号公報

本発明の課題は、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法を提供することである。
本発明の他の課題は、切削抵抗が小さく、切削性能に優れる切削インサートおよびこれを用いる切削工具、並びに切削方法を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。すなわち、切削インサート１０１が有する上記切刃のうち、ホルダ１１１の先端に位置する平坦切刃１０５は、常に切削加工に使用される高位コーナ切刃１０４の強度を保持するためのものである。前記平坦切刃１０５は、切削加工時に被削材が最初に接触するため強度が必要とされる。このため、前記平坦切刃１０５は、強度と切刃角度の維持とを両立させる上で、高位コーナ切刃１０４と略同一高さで形成される。

一方、傾斜切刃１０７を設けると、切削インサート１０１自体に軸方向すくい角（アキシャルレーキ角）が付与されるので、ホルダ１１１への切削インサート１０１取付時に、ホルダ１１１を軸方向すくい角を大きく取らなくても、切削性を向上させ切削抵抗の低減を図ることができる。また、切削インサート１０１の底面下に位置するホルダ１１１の肉厚を確保することができ、ホルダ１１１の剛性を保つことができる。

ところが、切刃をこのように構成すると、該切刃の途中で切刃の角度が変わる、すなわち平坦切刃１０５と傾斜切刃１０７との交点において、切刃の角度が変わる交点ａを有することになる（図１６（ｂ）参照）。そして、この交点ａには切削加工時に応力がかかり易く、該交点ａを起点として切削加工時に振動が発生し、切刃の欠損が生じ易い。

そこで、逃げ面１０３に特定の溝部を形成すると、切削抵抗を低減することができる。また、少なくとも１つの前記溝部を、平坦切刃１０５を延長した延長線と、傾斜切刃１０７を延長した延長線との交点を含む領域、すなわち前記切刃の角度が変わる交点ａを含む領域に形成するか、または前記溝部を介して第１平坦切刃と傾斜切刃とを連続して形成すると、切削加工時に交点ａに集中する応力を低減することができる。その結果、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる。

すなわち、本発明の切削インサートは、上面と複数の側面とを有するインサート本体と、前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する少なくとも１つの溝部が形成されており、該少なくとも１つの溝部は、前記第１平坦切刃を延長した第１延長線と、前記傾斜切刃を延長した第２延長線との交点を含む領域に形成されていることを特徴とする。

本発明の切削インサートは、上面と複数の側面とを有するインサート本体と、前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、前記稜線の一端に位置する高位部と、該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する少なくとも１つの溝部が形成されており、前記１つの溝部を介して前記第１平坦切刃と前記傾斜切刃とが連続して形成されていることを特徴とする。

また、本発明者は、上記他の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の他の切削インサートは、上面と複数の側面とを有するインサート本体と、前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、前記稜線の一端に位置する高位部と、該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、備え切刃は前記低位部側と略同一高さの後端溝部が形成されていると\ich前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する少なくとも１つの溝部が形成されており、前記少なくとも１つの溝部は前記傾斜切刃にのみ形成されていることを特徴とする。

本発明の他の切削インサートは、上面と複数の側面とを有するインサート本体と、前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、前記稜線の一端に位置する高位部と、該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃と、前記第１平坦切刃と第２平坦切刃との間に位置して高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する少なくとも１つの溝部が形成されていると共に、前記溝部は、前記傾斜切刃または第２平坦切刃にのみ形成されていることを特徴とする。

本発明の他の切削インサートは、上面と複数の側面とを有するインサート本体と、前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、前記稜線の一端に位置する高位部と、該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃と、前記第１平坦切刃と第２平坦切刃との間に位置して高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部が形成されており、前記複数の溝部のうち、最も高位部側に位置するものを先端溝部、最も低位部側に位置するものを後端溝部としたとき、前記高位部から前記先端溝部までの距離Ａは、前記低位部から前記後端溝部までの距離Ｂよりも長いことを特徴とする。

本発明の切削インサートによれば、前記側面には、該側面から上面に亘り切刃を分断する少なくも１つの溝部が形成されている。したがって、この溝部を形成した切削インサートを用いて切削加工を行うと、前記溝部に対応する位置の被削材は切削されないので、この切削しない分だけ切削抵抗を低減することができる。

しかも、前記少なくとも１つの溝部は、第１平坦切刃を延長した第１延長線と、傾斜切刃を延長した第２延長線との交点（すなわち切刃の角度が変わる交点）を含む領域に形成されているので、切削加工時に前記交点に集中する応力を低減することができ、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる。

また、前記溝部を介して、平坦切刃と傾斜切刃とが連続して形成されているので、前記と同様に、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる。

本発明の他の切削インサートによれば、前記側面には、該側面から上面に亘り切刃を分断する少なくとも１つの溝部が形成されている。したがって、前記した本発明の切削インサートと同様に、溝部に対応する位置の被削材は切削されないので、この切削しない分だけ切削抵抗を低減することができる。

しかも、前記溝部を前記傾斜切刃にのみ形成するので、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができる。すなわち切削インサートが有する切刃のうち、前記第１平坦切刃は、常に切削加工に使用される高位部の強度を保持するためのものであり、切削加工時に被削材が最初に接触するため強度が必要とされる。

一方、傾斜切刃を設けると、切削インサート自体に軸方向すくい角（アキシャルレーキ角）が付与されるので、工具ホルダへの切削インサート取付時に、工具ホルダを減肉して軸方向すくい角を大きく取らなくても切削性能を向上することができる。本発明の他の切削インサートによれば、この傾斜切刃にのみ前記溝部を形成するので、第１平坦切刃に溝部を形成することによる第１平坦切刃の強度低下がなく、常に切削加工に使用される高位部の強度を保持することができる。したがって、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。

また、前記溝部を、前記傾斜切刃または第２平坦切刃にのみ形成するので、第１平坦切刃に溝部を形成することによる第１平坦切刃の強度低下がなく、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。しかも、切刃が第２平坦切刃を備えるので、切削性能をより向上させることができる。

前記溝部のうち、最も高位部側に位置するものを先端溝部とし、最も低位部側に位置するものを後端溝部としたとき、前記高位部から先端溝部までの距離Ａを、低位部から後端溝部までの距離Ｂよりも長く構成するので、高位部の強度を十分に保持することができる。その結果、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。しかも、切刃が第２平坦切刃を備えるので、切削性能をより向上させることができる。

本発明の第１の実施形態にかかる切削インサートを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態にかかる切削インサートを示す平面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる切削インサートを示す平面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 本発明の第３の実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 本発明の第４の実施形態にかかる切削インサートを示す平面図である。 本発明の第４の実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 本発明の第５の実施形態にかかる切削インサートを示す平面図である。 本発明の第５の実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 本発明の第６の実施形態にかかる切削インサートを示す側面図である。 本発明の一実施形態にかかる切削工具を示す斜視図である。 図１２におけるホルダの先端付近を示す部分拡大側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態にかかる切削方法を示す工程図である。 本発明にかかる溝部の他の例を示す部分拡大側面図である。 （ａ）は、従来の切削工具を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の切削工具に装着される従来の切削インサートを示す拡大側面図である。

＜切削インサート＞
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる切削インサートの第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、本実施形態にかかる切削インサート（以下、インサートと略す。）１は、上面視で略平行四辺形のインサート本体を有しており、着座面をなす底面２と、すくい面を有する上面３と、逃げ面を有する側面４とを備えている。さらに、上面３と側面４との稜線のうち前記インサート本体の角部に位置するコーナ部５（５ａ，５ｂ）と、前記稜線のうち２つのコーナ部５，５の間（すなわち前記稜線の両端間）に位置し、前記２つのコーナ部５，５とつながる切刃６とを備えている。

上面３が有する前記すくい面とは、上面３のうち生成した切り屑が擦過する面のことを意味する。上面３の中央部には、底面２まで貫通した貫通穴５０が形成されている。この貫通穴５０は、インサート１を後述する図１２，図１３に示す工具ホルダ（以下、ホルダと略す。）６０に固定するためのものである。インサート１は、該貫通穴５０の中心軸に対して１８０度回転対称な形状であり、これにより使用している一方の切刃が摩耗した際には、インサート１を１８０度回転させ、使用していない他方の切刃を用いることができるので使い勝手がよい。

上面３の長手方向には、下記で説明する高位コーナ切刃５ａおよび切刃６から中央に向かうにつれて一旦低くなった後に隆起する隆起部５１を有するようにチップブレーカが形成されている（図１参照）。これにより、切屑がカールされるか、分断されるので、生成する切屑を良好に排出することができる。

コーナ部５は、一方の対角線上に位置する２つの高位コーナ切刃５ａ，５ａ（高位部）と、該高位コーナ切刃５ａよりインサート本体の厚み方向において低位でありかつ他方の対角線上に位置する２つの低位コーナ部５ｂ，５ｂ（低位部）とを備えている。高位コーナ切刃５ａは、常に切削加工に使用される切刃であり、その曲率半径は、切刃強度と加工形状とのバランスから、通常、０．４〜６．４ｍｍ程度であるのが好ましい。

切刃６のうち、インサート１の長手方向に位置する主切刃６ａは、高位コーナ切刃５ａ側と略同一高さの第１平坦切刃７と、高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次高さが低くなる傾斜切刃８とを備えている。第１平坦切刃７は、常に切削加工に使用される高位コーナ切刃５ａの強度を保持するためのものであり、切削加工時に被削材が最初に接触するため強度が必要とされ、強度と切刃角度の維持とを両立させる上で、高位コーナ切刃５ａと略同一高さで形成される。

また、傾斜切刃８を設けることにより、インサート１自体に軸方向すくい角（アキシャルレーキ角）が付与されるので、ホルダ６０へのインサート１取付時に、ホルダ６０を減肉して軸方向すくい角を大きく取らなくても、切削性を向上させ切削抵抗の低減を図ることができる。さらに、前記理由から、ホルダ６０にインサート１が取付けられた状態での軸方向すくい角を最小限にすることができるので、インサート１の底面２下に位置するホルダ６０の肉厚を確保することができ、ホルダ６０の剛性を保つことができる。

ここで、インサート１の各長手方向における側面４には、該側面４から上面３に亘り主切刃６ａを分断する複数の溝部（ニック）として、溝部９ａ，９ｂ，９ｃがそれぞれ形成されている。これにより、切削加工時における切削抵抗を低減することができる。すなわち、このインサート１を用いて切削加工を行うと、溝部９ａ，９ｂ，９ｃに対応する位置の被削材は切削されないので、この切削しない分だけ切削抵抗を低減することができる。なお、未切削部分については、例えば後述するホルダ６０におけるインサート１の取付位置を調整するか、インサート１と、図４，図５に示すような溝部の個数が４つのインサート２１とを組み合わせる等して切削加工を行えばよい。

そして、図３に示すように、溝部９ａ，９ｂ，９ｃうち溝部９ａが、第１平坦切刃７を延長した第１延長線Ｓ１と、傾斜切刃８を延長した第２延長線Ｓ２との交点ａを含む領域に形成されている。また、該溝部９ａを介して、第１平坦切刃７と傾斜切刃８とが連続して形成されている。これにより、切削加工時に交点ａに集中する応力を低減することができ、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる。これに対し、溝部９ａが交点ａを含む領域に形成されていないか、または溝部９ａを介して第１平坦切刃７と傾斜切刃８とが連続して形成されていない場合には、切削加工時に振動が発生して切刃が欠損する。

特に、本実施形態では、交点ａを含む領域に形成された溝部９ａは、主切刃６ａに形成された複数の溝部９ａ，９ｂ，９ｃのうち、最も高位コーナ切刃５ａ側に位置する。これにより、切削加工時に被削材が最初に接触するため大きな応力がかかる第１平坦切刃７の強度を保つことができる。これに対し、溝部９ａよりも高位コーナ切刃５ａ側にさらに溝部を設けると、第１平坦切刃７の厚みが減るため強度が低下し、切刃が欠損するおそれがある。

溝部９ａ，９ｂ，９ｃは、上面３から下面２に向かって漸次幅が広くなるように形成されている。これにより、主切刃６ａの減肉による強度低下を抑制し、該主切刃６ａの強度を保持することができる。なお、少なくとも最も高位コーナ部５ａ側に位置する溝部９ａが当該構成を備えていることにより、常に切削加工に使用される高位コーナ切刃５ａの強度を保持することができる。

主切刃６ａは、低位コーナ部５ｂ側と略同一高さの第２平坦切刃１０を備えている。これにより、切削性が向上する。また、主切刃６ａの後端部において厚み減少によるインサート１の強度低下を抑制することができ、側面４のホルダ６０への拘束面積を確保することができる。

さらに、傾斜切刃８は第１平坦切刃７と第２平坦切刃１０との間に位置し、溝部９ｃが、傾斜切刃６ａを延長した第２延長線Ｓ２と、第２平坦切刃１０を延長した第３延長線Ｓ３との交点ｂを含む領域に形成されている。これにより、前記交点ａで説明したのと同様に、切削加工時に交点ｂに集中する応力を低減することができ、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる。

インサート１の長手方向における側面４は、主切刃６ａ側に形成され高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次逃げ角が大きくなる切刃側逃げ面４ａを備えている（図３参照）。これにより、軸方向すくい角（アキシャルレーキ角）が付加されるか、または刃先が芯高（半径方向すくい角（ラジアルレーキ角）が負角）となるようにホルダ６０にインサート１が装着されるような状態においても、インサート１がホルダ６０に取り付けられた状態における逃げ角（実逃げ角）が過大になることなく適正角度で維持されることから、切刃強度を確保することが可能である。

インサート１の長手方向における側面４のうち、切刃側逃げ面４ａから底面２に亘る側面４ｂは、第１平坦切刃７の前記インサート本体の厚み方向における低位側の領域に第１逃げ面１１、傾斜切刃８の前記低位側領域に第２逃げ面１２、第２平坦切刃１０の前記低位側領域に第３逃げ面１３をそれぞれ有している。そして、第１逃げ面１１および第３逃げ面１３は、略同一平面上に位置する拘束面を備えている。すなわち、第１逃げ面１１および第３逃げ面１３が略同一の逃げ角で構成されている。これにより、インサート１をホルダ６０に取り付けた際には、第１逃げ面１１および第３逃げ面１３がホルダ６０に接するための安定面、すなわち拘束面となるので、ホルダ６０への拘束力が高まり、切削加工時の振動の発生をより抑制することができる。なお、本実施形態では、第２逃げ面１２が、第１逃げ面１１および第３逃げ面１３から突出するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１逃げ面１１、第２逃げ面１２および第３逃げ面１３が、それぞれ略同一の逃げ角で構成されていてもよい。

第３逃げ面１３には、高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次幅が広くなる平面部１４が設けられている（図３参照）。これにより、インサート１に正の軸方向すくい角を付してホルダ６０へ取り付けた際には、インサート１の底面２側の角部と被削材との干渉を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、参照する図４，図５においては、前述した図１〜図３と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態のインサートは、形成される溝部の個数が４つである点で、溝部の個数が３つである第１の実施形態にかかるインサート１と異なる。すなわち、図４，図５に示すように、本実施形態にかかるインサート２１は、各長手方向おける側面４において、該側面４から上面３に亘り主切刃６ａを分断する複数の溝部として、溝部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄがそれぞれ形成されている。したがって、上記インサート１よりも溝部の個数が多いので、切削加工時における切削抵抗をより低減することができる。

そして、溝部２２ａ〜２２ｄうち溝部２２ａが、第１平坦切刃７を延長した第１延長線Ｓ１と、傾斜切刃８を延長した第２延長線Ｓ２との交点ａを含む領域に形成されており、溝部２２ａを介して、第１平坦切刃７と傾斜切刃８とが連続して形成されている。したがって、溝部を４つ設ける本実施形態のような構成であっても、上記で説明した第１の実施形態と同様に、切削加工時に交点ａに集中する応力を低減することができ、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる。

また、本実施形態においても、溝部２２ｄが、傾斜切刃８を延長した第２延長線Ｓ２と、第２平坦切刃１０を延長した第３延長線Ｓ３との交点ｂを含む領域に形成されている。これにより、上記で説明した第１の実施形態と同様に、切削加工時に交点ｂに集中する応力を低減することができる。

溝部２２ａ〜２２ｄは、上面３から下面２に向かって漸次幅が広くなるように形成されている。これにより、主切刃６ａの強度を保持することができる。
なお、上記した以外の構成は、上記で説明した第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、参照する図６においては、前述した図１〜図５と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態のインサートは、切刃側逃げ面４ａから底面２に亘る側面において、第１逃げ面１１、第２逃げ面１２および第３逃げ面１３が形成されていない点で、これらの逃げ面が形成されている上記で説明した第２の実施形態にかかるインサート２１と異なる。すなわち、図６に示すように、本実施形態にかかるインサート３０は、切刃側逃げ面４ａから底面２に亘る側面４ｃが、高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次逃げ角が変化する逃げ面１５で構成されている。これにより、側面４ｃを加工する際の工程が簡略化されるので、コストダウンを図ることができる。

そして、溝部２２ａ〜２２ｄうち溝部２２ａが、前記交点ａを含む領域に形成されており、溝部２２ａを介して、第１平坦切刃７と傾斜切刃８とが連続して形成されている。したがって、本実施形態のような構成であっても、上記で説明した第１，第２の実施形態と同様に、切削加工時に交点ａに集中する応力を低減することができ、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる。
なお、上記した以外の構成は、上記で説明した第１，第２の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、参照する図７，図８においては、前述した図１〜図６と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図７，図８に示すように、本実施形態にかかるインサート４１は、長手方向の側面４において、該側面４から上面３に亘り主切刃６ａを分断する複数の溝部として、溝部４２ａ，４２ｂ，４３ｃがそれぞれ形成されている。これにより、切削加工時における切削抵抗を低減することができる。

そして、溝部４２ａ，４２ｂ，４３ｃが、傾斜切刃８および第２平坦切刃１０にのみ形成されている（図７参照）。これにより、第１平坦切刃７に溝部を形成することによる第１平坦切刃７の強度低下がなく、高位コーナ切刃５ａの強度を保持することができ、その結果、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができる。

さらに図８に示すように、本実施形態では溝部４２ａ，４２ｂ，４２ｃのうち、最も高位コーナ切刃５ａ側に位置する溝部４２ａを先端溝部とし、最も低位コーナ部５ｂ側に位置する溝部４２ｃを後端溝部としたとき、高位コーナ切刃５ａから先端溝部（４２ａ）までの距離Ａは、低位コーナ部５ｂから後端溝部（４２ｃ）までの距離Ｂよりも長く構成されている。これにより、高位コーナ切刃５ａの強度を十分に保持することができ、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。

一方、前記距離Ａ，Ｂが前記所定の関係に構成されていないと、高位コーナ切刃５ａの強度が低下して切刃が欠損しやすくなる。
前記距離Ａとは、高位コーナ切刃５ａから、溝部４２ａにおける最も高位コーナ切刃５ａ側に位置する縁部Ｆ１までの距離のことを意味する。前記距離Ｂとは、低位コーナ部５ｂから、溝部４２ｃにおける最も低位コーナ部５ｂ側に位置する縁部Ｆ２までの距離を意味する。

また図７に示すように、主切刃６ａの長さをＬとし、第１平坦切刃７の長さをＬ１としたとき、Ｌ：Ｌ１＝１：０．１５〜０．３０、好ましくは１：０．１５であるのがよい。これにより、第１平坦切刃７が十分な強度を有するので、高位コーナ切刃５ａの強度を確実に保持することができる。

第１平坦切刃７は、第２平坦切刃１０よりも短く形成されているのが好ましい。これにより、切削加工時において第１平坦切刃７にかかる負荷を低減することができ、切削抵抗をより低減することができる。具体的には、図７に示すように、第１平坦切刃７の長さをＬ１とし、第２平坦切刃１０の長さをＬ２としたとき、Ｌ１：Ｌ２＝１：２〜４、好ましくは１：２であるのがよい。これにより、切削抵抗をさらに低減することができる。

溝部４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、上面３から下面２に向かって漸次幅が広くなるように形成されている。これにより、主切刃６ａの強度を保持することができる。
本実施形態では、主切刃６ａが第２平坦切刃１０を備えているが、用途に応じて主切刃が第２平坦切刃１０を備えていなくてもよい。この場合には、複数の溝部である溝部４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、傾斜切刃８にのみ形成されていればよく、これにより上記で説明した場合と同様の効果を奏することができる。
なお、上記した以外の構成は、上記で説明した第１〜第３の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、参照する図９，図１０においては、前述した図１〜図８と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態のインサートは、形成される溝部の個数が４つである点で、溝部の個数が３つである上記で説明した第４の実施形態にかかるインサート４１と異なる。すなわち、図９，図１０に示すように、本実施形態にかかるインサート４５は、長手方向の側面４において、該側面４から上面３に亘り主切刃６ａを分断する複数の溝部として、溝部４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄがそれぞれ形成されている。したがって、上記インサート４１よりも溝部の個数が多いので、切削加工時における切削抵抗をより低減することができる。

そして、溝部４６ａ〜４６ｄは、上記で説明した第４の実施形態と同様に、傾斜切刃８および第２平坦切刃１０にのみ形成されている。したがって、溝部を４つ設ける本実施形態のような構成であっても、第４の実施形態と同様に、第１平坦切刃７に溝部を形成することによる第１平坦切刃７の強度低下がなく、高位コーナ切刃５ａの強度を保持することができ、その結果、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができる。特に、本実施形態によれば、溝部の個数が多い分、第４の実施形態よりも切削加工時における切削抵抗をより低減することができる。

さらに本実施形態では、溝部４６ａ〜４６ｄのうち、最も高位コーナ切刃５ａ側に位置する溝部４６ａを先端溝部とし、最も低位コーナ部５ｂ側に位置する溝部４６ｄを後端溝部としたとき、高位コーナ切刃５ａから先端溝部（４６ａ）までの距離Ａは、低位コーナ部５ｂから後端溝部（４６ｄ）までの距離Ｂよりも長く構成されている。したがって、第４の実施形態と同様に、高位コーナ切刃５ａの強度を十分に保持することができ、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。

溝部４６ａ〜４６ｄは、上面３から下面２に向かって漸次幅が広くなるように形成されている。これにより、主切刃６ａの強度を保持することができる。
なお、上記した以外の構成は、上記で説明した第１〜第４の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、参照する図１１においては、前述した図１〜図１０と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態のインサートは、切刃側逃げ面４ａから底面２に亘る側面において、第１逃げ面１１、第２逃げ面１２および第３逃げ面１３が形成されていない点で、これらの逃げ面が形成されている上記で説明した第４の実施形態にかかるインサート４１と異なる。すなわち、図１１に示すように、本実施形態にかかるインサート４８は、切刃側逃げ面４ａから底面２に亘る側面４ｃが、高位コーナ切刃５ａから低位コーナ部５ｂに向かって漸次逃げ角が変化する逃げ面１５で構成されている。これにより、側面４ｃを加工する際の工程が簡略化されるので、コストダウンを図ることができる。

そして、溝部４２ａ〜４２ｃは、上記で説明した第４の実施形態と同様に、傾斜切刃８および第２平坦切刃１０にのみ形成されている。したがって、本実施形態のような構成であっても、第１平坦切刃７に溝部を形成することによる第１平坦切刃７の強度低下がなく、高位コーナ切刃５ａの強度を保持することができ、その結果、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができる。
なお、上記した以外の構成は、上記で説明した第１〜第５の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

＜切削工具・切削方法＞
次に、本発明にかかる切削工具および切削方法の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、参照する図１２においては、前述した図１〜図１１と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図１２に示すように、本実施形態にかかる切削工具７０は、溝部の個数が３つである第１の実施形態にかかるインサート１と、溝部の個数が２つである以外はインサート１と同様に構成されたインサート３１と、先端外周側に複数のインサート１，３１を着脱自在に取り付けるための切削インサートポケット（以下、ポケットと略す。）６１を複数設けた略円筒状のホルダ６０とを備えたエンドミルである。そして、ホルダ６０を該ホルダ６０の軸心６２を中心に回転させて、インサート１，３１にて切削加工を行う。

具体的には、図１３に示すように、ホルダ６０の先端外周側に設けられているポケット６１は、ホルダ６０の周方向に所定の間隔で、かつホルダ６０の軸心６２方向に複数列で設けられている。そして、上記で説明したインサート１の貫通穴５０に締付けネジを挿通し、該締付けネジの先端側をポケット６１の座面に形成されたネジ穴６３に螺合することにより、複数のインサート１を軸心６２方向に設けられた各ポケット６１に着脱自在に取り付ける。

インサート１の側面４ｂにおける第１逃げ面１１，第３逃げ面１３は略同一平面上に位置する拘束面を備えているので、第１逃げ面１１，第３逃げ面１３に当接するポケット６１の横当接面６４，６５も略同一平面で構成することができる。したがって、ポケット６１を高い精度で加工することができるので、インサート１を高い取付精度と、高い拘束力とで取り付けることができ、切削加工時の振動の発生をより抑制することができる。

また、インサート１の側面４ｂにおける第２逃げ面１２は、ポケット６１の横当接面６４，６５の間に形成された切欠き部６６に収納され、インサート１の切刃側逃げ面４ａは、ポケット６１の横当接面６４，６５の上部に形成された逃がし部６７に収納される。これにより、インサート１をポケット６１に取り付けた際には、切削に関与しない一方の主切刃６ａは、ホルダ６０に接触しない状態になる。

ここで、インサート１は、切削工具７０を回転させて被削材に接触させる時に、第１平坦切刃７が最初に被削材と接触するようにホルダ６０に取り付けられている。このような特定の配置でインサート１がホルダ６０に取り付けられることによって、インサート１が有する前記した効果を発揮させることが可能になる。

一方、インサート３１は、インサート１で切削加工を行った際に生じる未切削部分（すなわち溝部９ａ，９ｂ，９ｃに対応する位置）にインサート３１の切刃が位置するように取り付けられる以外は、インサート１と同様にして、複数のインサート３１を軸心６２方向に設けられた各ポケット６１に着脱自在に取り付けられる。

このようにしてインサート１，３１を各ポケット６１に取り付けることにより、図１２に示す構成の切削工具７０とすることができる。この切削工具７０は、溝部の個数が異なるインサート１，３１を組み合わせた構成となっているので、切削加工を効率よく行うことができる。すなわち、溝部の個数が３つであるインサート１は、溝部の個数が２つであるインサート３１よりも切削抵抗は低いが、未切削部分がインサート３１よりも多く生じる。この未切削部分をインサート３１が切削するので、切削抵抗を低減させながら効率よく切削加工を行うことができる。

上記した切削工具７０を用いて切削加工を行うには、ホルダ６０を該ホルダ６０の軸心６２を中心に回転させた状態で、インサート１，３１の切刃を被削材（切削加工される金属ワーク等）の側面に当接させながら、ホルダ６０を被削材に対して側面方向または深さ方向へ送ることによって所望の形状に被削材を切削加工することができる。

具体的には、この切削工具７０を用いる被削材の切削方法は、近接工程、切削工程および離間工程を備える。すなわち近接工程では、図１４（ａ）に示すように、被削材１２０に切削工具７０を相対的に近づける（図１４（ａ）中の矢印i方向）。切削工程では、図１４（ｂ）に示すように、切削工具７０を回転させ、切削工具７０の切刃を被削材１２０の表面に接触させて、切削工具７０を矢印ii方向に送りながら被削材１２０を切削する。離間工程では、図１４（ｃ）に示すように、被削材１２０と切削工具７０とを相対的に遠ざける（図１４（ｃ）中の矢印iii方向）。

ここで、インサート１，３１は、本発明にかかる複数の溝部が形成されているので、切削抵抗をより低減することができる。また、前記複数の溝部のうちの１つの溝部が、第１平坦切刃７を延長した第１延長線Ｓ１と、傾斜切刃８を延長した第２延長線Ｓ２との交点ａを含む領域に形成されており、１つの前記溝部を介して第１平坦切刃７と傾斜切刃８とが連続して形成されているので、切削加工時に交点ａに集中する応力を低減することができ、切削加工時における振動の発生と、切刃の欠損とを抑制することができる。したがって、切削工具７０は、切削加工時における振動の発生を抑制しつつ、長期に亘り優れた切削性能を発揮することができる。

なお、前記近接工程において、切刃と被削材１２０とは相対的に近づけばよく、例えば被削材１２０を切削工具７０に近づけてもよい。これと同様に、前記離間工程において、被削材１２０と切削工具７０とは相対的に遠ざかればよく、例えば被削材１２０を切削工具７０から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具７０を回転させた状態を保持して、被削材１２０の異なる箇所に切削工具７０の切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している切刃が摩耗した際には、インサート１，３１を貫通穴５０の中心軸に対して１８０度回転させ、使用していない切刃を用いればよい。

次に、本発明にかかる切削工具の他の実施形態について説明する。本実施形態にかかる切削工具は、インサート１に代えて溝部の個数が３つである第４の実施形態にかかるインサート４１を、インサート３１に代えて溝部の個数が２つである以外はインサート４１と同様に構成されたインサートをそれぞれ用いた以外は、前記した切削工具７０と同様に構成されている。

これらのインサートは、傾斜切刃８，第２平坦切刃１０にのみ所定の複数の溝部が形成されている。また、インサートは、高位コーナ切刃５ａから先端溝部までの距離Ａが、低位コーナ部５ｂから後端溝部までの距離Ｂよりも長く構成されているので、切刃強度を保持しつつ切削抵抗を低減することができ、優れた切削性能を示すことができる。したがって、本実施形態にかかる切削工具は、切削加工時における切削抵抗が小さく、長期に亘り優れた切削性能を発揮することができる。
なお、上記した以外の構成は、上記で説明した一実施形態と同様であるので、説明は省略する。

以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について示したが、本発明は上述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で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。例えば前記した各実施形態では、溝部の個数が２〜４つのインサートについて説明したが、本発明にかかる溝部の個数はこれに限定されるものではなく、インサートの強度を低下させず、かつ切削抵抗を低減する上で、通常、１〜６つ程度、好ましくは２〜４つの範囲で任意に選定すればよい。この範囲内で、所定の溝部を複数形成すると、切削抵抗をより低減することができる。

また、前記した各実施形態にかかる溝部は略同形状で構成され、インサートの長手方向に略等間隔で形成されているが、用途に応じて溝部の形状や形成する間隔を異ならせてもよい。具体例を挙げると、前記した第１の実施形態にかかるインサート１では、溝部９ａ，９ｂ，９ｃのうち溝部９ａ，９ｂは、上面３から底面２に亘り形成されているが、本発明にかかる溝部は、側面４から上面３に亘り主切刃６ａを分断するような形状であればよい。したがって、溝部９ａを例えば図１５に示す溝部９ａ’のような形状に構成してもよい。

前記した各実施形態では、上面視が略平行四辺形のインサートについて説明したが、本発明にかかるインサートの形状はこれに限定されるものではなく、例えば略三角形状、略五角形状等の多角形であってもよい。インサートのホルダへの取り付けは、インサートをホルダのポケットにネジ止めするクランプ方式について説明したが、例えばクランプオン方式、レバーロック方式等を採用してもよい。

前記した切削工具７０では、溝部の個数が異なるインサートを組み合わせて構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、溝部の個数が同一のインサートで切削工具を構成してもよい。

Claims (12)

1. 上面と複数の側面とを有するインサート本体と、
   前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、
   前記稜線の一端に位置する高位部と、
   該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、
   前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、
   前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する少なくとも１つの溝部が形成されており、
   前記少なくとも１つの溝部は前記傾斜切刃にのみ形成されていることを特徴とする切削インサート。
2. 上面と複数の側面とを有するインサート本体と、
   前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、
   前記稜線の一端に位置する高位部と、
   該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、
   前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃と、前記第１平坦切刃と第２平坦切刃との間に位置して高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、
   前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する少なくとも１つの溝部が形成されていると共に、前記溝部は、前記傾斜切刃または第２平坦切刃にのみ形成されていることを特徴とする切削インサート。
3. 前記少なくとも１つの側面には、前記溝部が複数形成されている請求項１または２記載の切削インサート。
4. 上面と複数の側面とを有するインサート本体と、
   前記側面のうちの少なくとも１つの側面と前記上面との稜線の両端間に位置する切刃と、
   前記稜線の一端に位置する高位部と、
   該高位部より前記インサート本体の厚み方向において低位でありかつ前記稜線の他端に位置する低位部とを備え、
   前記切刃は、前記高位部側と略同一高さの第１平坦切刃と、前記低位部側と略同一高さの第２平坦切刃と、前記第１平坦切刃と第２平坦切刃との間に位置して高位部から低位部に向かって高さが低くなる傾斜切刃とを備えており、
   前記少なくとも１つの側面には、該側面から前記上面に亘り前記切刃を分断する複数の溝部が形成されており、
   前記複数の溝部のうち、最も高位部側に位置するものを先端溝部、最も低位部側に位置するものを後端溝部としたとき、前記高位部から前記先端溝部までの距離Ａは、前記低位部から前記後端溝部までの距離Ｂよりも長いことを特徴とする切削インサート。
5. 前記切刃の長さをＬ、前記第１平坦切刃の長さをＬ１としたとき、Ｌ：Ｌ１＝１：０．１５〜０．３０である請求項１〜４のいずれかに記載の切削インサート。
6. 前記第１平坦切刃は、前記第２平坦切刃よりも短く形成されている請求項２〜５のいずれかに記載の切削インサート。
7. 前記第１平坦切刃の長さをＬ１、前記第２平坦切刃の長さをＬ２としたとき、Ｌ１：Ｌ２＝１：２〜４である請求項２〜６のいずれかに記載の切削インサート。
8. 前記少なくとも１つの側面は、前記切刃側に形成され前記高位部から前記低位部に向かって逃げ角が大きくなる切刃側逃げ面を備えている請求項１〜７のいずれかに記載の切削インサート。
9. 前記少なくとも１つの側面のうち前記切刃側逃げ面から切削インサートの下面に亘る部分は、前記第１平坦切刃の低位側領域に第１逃げ面、前記傾斜切刃の低位側領域に第２逃げ面、前記第２平坦切刃の低位側領域に第３逃げ面をそれぞれ有しており、前記第１逃げ面および第３逃げ面は略同一平面上に位置する拘束面を備えている請求項８記載の切削インサート。
10. 前記複数の溝部のうち、最も高位部側に形成されている溝部は、前記切削インサートの上面から下面に向かって幅が広くなるように形成されている請求項３または４記載の切削インサート。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の切削インサートを工具ホルダの先端外周側に複数取り付けた切削工具であって、
    前記切削インサートは、切削加工時に各切削インサートにおいて前記第１平坦切刃が最初に被削材と接触するように工具ホルダに取り付けられていることを特徴とする切削工具。
12. 請求項１１記載の切削工具を用いて被削材を切削する切削方法であって、
    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、
    前記切削工具を回転させ、前記切削工具の切刃を前記被削材の表面に接触させて、該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切削方法。

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