JP2015160266A - 切削インサート及び刃先交換式バイト - Google Patents

Abstract

【課題】切削インサートの切れ刃の冷却効率を高めることができるとともに、該切れ刃の性能を安定して維持することができ、これにより工具寿命を延長でき、かつ高効率に切削加工が行える切削インサート及びこれを用いた刃先交換式バイトを提供すること。【解決手段】すくい面７と逃げ面８との交差稜線部に切れ刃５を有する切削インサート１であって、前記切れ刃５には、前記すくい面７のコーナ部に位置するコーナ刃９が含まれており、前記逃げ面８における前記切れ刃５に隣り合う領域のうち、少なくとも前記コーナ刃９に隣り合う部分に、複数の溝１２が形成されていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、切削インサート及びこれを用いた刃先交換式バイトに関するものである。

従来、刃先交換式バイトの工具本体（ホルダ）に装着される切削インサートとして、多角形板状をなし、その表面のすくい面と外周面の逃げ面との交差稜線部に、切れ刃が形成されたものが知られている。そして、切削インサートの切れ刃が、回転軸線回りに回転させられる被削材の周面（外周面、内周面）や回転軸線方向を向く端面に対して切り込んでいき、切削加工が施される。具体的には、切削インサートの切れ刃のうち、すくい面のコーナ部に位置するコーナ刃が、主として被削材に切り込んでいく。

また切削加工時には、切削インサートの切れ刃近傍に向けて、工具本体の外部から又は内部を通して、クーラント（切削油）が供給される。クーラントを切れ刃近傍に供給することで、切れ刃の温度上昇を抑えることができ、該切れ刃の性能を安定して維持することが可能になる。

しかしながら、被削材として例えばステンレス鋼やチタン、インコネル（登録商標）等の難削材を切削加工する際には、被削材の熱伝導率が低いこと等により、切削で生じる切削熱が高くなる傾向がある。そのため、クーラントによる十分な冷却効果が得られにくく、インサート寿命（工具寿命）が短寿命化したり、切削効率が低下したりする問題が生じる。

そこで、例えば下記特許文献１に示される刃先交換式バイトでは、工具本体の内部にオイルミスト（クーラント）を流通させるとともに、該オイルミストを、切削インサートの逃げ面に平行となる方向から切れ刃（刃先）に向けて供給するようにしている。この構成によれば、別の構成（外部給油や、内部給油のうちすくい面上から切れ刃に向けてクーラントを供給する構成等）に比べて、切屑の影響等を受けにくくなり、クーラントを切れ刃に到達させやすくなるため、切れ刃の冷却効率を高めることができるとともに、インサート寿命の長寿命化や切削加工の高効率化を期待することができる。また、逃げ面上から切れ刃に向けてクーラントを供給することで、逃げ面摩耗を抑制する効果も得られる。

特開２００６−１３６９５３号公報

しかしながら、従来の切削インサート及びこれを用いた刃先交換式バイトにおいては、切れ刃の冷却効率をさらに高めて、工具寿命を長寿命化し切削加工を高効率化することに、未だ改善の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切削インサートの切れ刃の冷却効率を高めることができるとともに、該切れ刃の性能を安定して維持することができ、これにより工具寿命を延長でき、かつ高効率に切削加工が行える切削インサート及びこれを用いた刃先交換式バイトを提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、すくい面と逃げ面との交差稜線部に切れ刃を有する切削インサートであって、前記切れ刃には、前記すくい面のコーナ部に位置するコーナ刃が含まれており、前記逃げ面における前記切れ刃に隣り合う領域のうち、少なくとも前記コーナ刃に隣り合う部分に、複数の溝が形成されていることを特徴とする。
また本発明は、切削インサートと、前記切削インサートが着脱可能に装着される工具本体と、を備える刃先交換式バイトであって、前記切削インサートとして、上述した切削インサートが用いられ、前記工具本体には、該工具本体に装着された前記切削インサートの前記逃げ面に向けて開口するクーラント供給孔が形成されているとともに、前記逃げ面を挟んだ前記クーラント供給孔の開口とは反対側に、前記切れ刃のうち少なくとも前記コーナ刃が配置されていることを特徴とする。

本発明の切削インサート及びこれを用いた刃先交換式バイトによれば、該切削インサートの逃げ面において切れ刃に隣り合う領域のうち、該切れ刃のコーナ刃に隣り合う部分に複数の溝が形成されているので、この切削インサートの逃げ面上から切れ刃のコーナ刃に向けてクーラントを供給することにより、複数の溝の内外をクーラントが流れることで、下記の乱流促進効果、ガイド効果、フィン効果を得ることができる。

すなわち、上記乱流促進効果とは、クーラントが逃げ面の複数の溝を乗り越えるときに生じる渦などの二次流れによって、熱伝達が促進される効果である。
具体的に、例えば本発明とは異なり、逃げ面に複数の溝が形成されていない場合には、この逃げ面上を流れるクーラントは逃げ面と被削材との間の狭い空間に入るため、層流となりやすく、クーラントの攪拌効果が十分に得られずに、該クーラントは切れ刃近傍を早期に通過して冷却効果が得られにくくなる。
一方、本発明によれば、逃げ面に複数の溝が形成されていることにより、該逃げ面上を流れるクーラントは溝の作用により乱流となりやすく、クーラントの攪拌効果が十分に得られて、該クーラントは切れ刃近傍の熱伝達効率の向上に効果的に寄与して、冷却効果が高められる。

また、上記ガイド効果とは、逃げ面の複数の溝により、クーラントが切れ刃近傍へ案内されやすくなる効果である。
すなわち、クーラントが溝を乗り越える際に生じる二次流れや流れの剥離によって圧力損失が起こるため、該クーラントは溝に沿って流れやすくなり、切れ刃近傍に案内されやすくなって、冷却効率を高めることができる。

また、上記フィン効果とは、逃げ面に形成された複数の溝により、該逃げ面の表面積が増大させられるとともに伝熱面積が増大して、熱伝達が促進されクーラントによる冷却効果が高められる効果である。

このような各効果により、切削インサートにおいて主として切削に用いられる一方で、従来ではクーラントを安定供給しにくかった切れ刃のコーナ刃に対して、本発明によれば所期する量のクーラントを安定して確実かつ十分に供給することができる。また、逃げ面上から切れ刃に向けてクーラントを供給することで、逃げ面摩耗を顕著に抑制することが可能になる。

以上より本発明によれば、切削インサートの切れ刃の冷却効率を高めることができるとともに、該切れ刃の性能を安定して維持することができ、これにより工具寿命を延長でき、かつ高効率に切削加工が行える。

また、本発明の切削インサートにおいて、前記複数の溝が、前記コーナ刃に対して垂直な向きに沿うように延びていることとしてもよい。

この場合、逃げ面において複数の溝が、切れ刃のコーナ刃の稜線に垂直となるように延びている（垂直溝とされている）ので、これら溝によってクーラントが刃先まで案内されやすくなり（ガイド効果の向上）、該クーラントの浸透性が高められる。
具体的には、切削インサートの逃げ面上から切れ刃のコーナ刃に向けてクーラントを供給することで、複数の溝によってクーラントが逃げ面上に保持されつつ、コーナ刃へ向けてガイドされやすくなり、クーラントをより確実に刃先まで送り込むことができる。

また、本発明の切削インサートにおいて、前記複数の溝が、前記コーナ刃に対して平行な向きに沿うように延びていることとしてもよい。

この場合、逃げ面において複数の溝が、切れ刃のコーナ刃の稜線に平行となるように延びている（平行溝とされている）ので、これら溝によってクーラントに乱流を生じさせやすくすることができ（乱流促進効果の向上）、切削熱の効率的な除去が行える。
具体的には、切削インサートの逃げ面上から切れ刃のコーナ刃に向けてクーラントを供給することで、複数の溝によってクーラントの流れがかき乱されるとともに乱流となり、該クーラントが熱交換に効果的に寄与することとなって、切れ刃の冷却効率が向上する。

また、本発明の切削インサートにおいて、前記複数の溝が、前記コーナ刃に垂直な向きに対して、傾斜する向きに沿うように延びていることとしてもよい。

この場合、逃げ面において複数の溝が、切れ刃のコーナ刃の稜線に垂直な向きに対して傾斜するように延びている（傾斜溝とされている）ので、上述したガイド効果の向上、及び乱流促進効果の向上の両効果が高められる。

また、本発明の切削インサートにおいて、前記複数の溝が、前記コーナ刃の稜線が延びる方向に向かうに従い該コーナ刃に対して接近及び離間を繰り返す波形状となるように延びていることとしてもよい。

この場合、逃げ面において複数の溝が、コーナ刃の稜線方向に向かうに従い該コーナ刃に対して接近及び離間する、例えばＷ字状、Ｍ字状、ジグザグ形状等の波形状となるように延びることになり、該逃げ面を、例えば斜交波面（斜交波状面）等に形成することができる。このような斜交波面は、熱伝達を大きくしつつ圧力損失を小さくすることができ、熱交換効率がよい。
また、逃げ面において複数の溝が、コーナ刃の稜線方向に向かうに従い該コーナ刃に対して接近及び離間する、例えば凹曲線部と凸曲線部とが連続的に繰り返されるサインカーブ（正弦曲線）形状等の波形状となるように延びていてもよく、この場合にも熱交換効率が高められることになる。
或いは、複数の溝が、コーナ刃から離間する向き（コーナ刃稜線に対して垂直な向き）に延びた後、コーナ刃の稜線に沿う向き（コーナ刃稜線に対して平行な向き）に延び、さらにコーナ刃に接近する向き（コーナ刃稜線に対して垂直な向き）に延びており、このようにコーナ刃に対して垂直な向きと平行な向きとが繰り返されることで、溝が波形状をなしていてもよく、この場合、上記波形状による作用効果とともに、上述した垂直溝及び平行溝の両効果も得られやすくなる。
このように、逃げ面において複数の溝が波形状に形成されている（波形状溝とされている）ことにより、切れ刃の冷却効率を高めることができる。

また、本発明の切削インサートにおいて、前記複数の溝は、前記コーナ刃との間に間隔をあけて形成されていることとしてもよい。

この場合、複数の溝により切れ刃のコーナ刃にクーラントを安定供給できつつ、該コーナ刃の刃先強度を十分に確保できる。
具体的に、本発明の上記構成とは異なり、例えば逃げ面の複数の溝がコーナ刃に到達している場合には、クーラントを安定供給することができる一方、刃先欠損が生じやすくなるおそれがある。
一方、本発明の上記構成によれば、切れ刃のコーナ刃にクーラントを安定供給することができ、かつ、刃先欠損を抑制することも可能になって、工具寿命を長寿命化でき、高効率に切削加工が行える。

また、本発明の切削インサートにおいて、前記溝の溝幅が、該溝の底部から開口部へ向かうに従い広くされていることとしてもよい。

この場合、溝の溝幅が、該溝の底部から開口部へ向かうに従い広くなっているので、溝の内壁（溝内の側壁）は、該溝の溝深さ方向に対して傾斜して形成されたり（つまり開口部へ向けて溝幅が漸次広くなる）、又は段差を有して形成される（つまり開口部へ向けて溝幅が段階的に広くなる）。これにより、溝の内壁の表面積を大きく確保することができ、熱交換効率を向上することが可能になる。また、溝の底部から開口部へ向けて溝幅が大きくなるので、この溝内にクーラントが流入しやすくなって、上述した複数の溝による冷却効果がより安定的に、かつ確実に得られやすくなる。

本発明の切削インサート及びこれを用いた刃先交換式バイトによれば、切削インサートの切れ刃の冷却効率を高めることができるとともに、該切れ刃の性能を安定して維持することができ、これにより工具寿命を延長でき、かつ高効率に切削加工が行える。

本発明の一実施形態に係る刃先交換式バイト及び被削材の一例を示す斜視図であり、これら刃先交換式バイト及び被削材を斜め上方から見た状態を表している。 刃先交換式バイト及び被削材の一例を示す斜視図であり、これら刃先交換式バイト及び被削材を斜め下方から見た状態を表している。 刃先交換式バイトの要部を拡大して示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る切削インサートを示す斜視図である。 切削インサートの（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。 切削インサートの側面図である。 （ａ）図５（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図、（ｂ）図７（ａ）のＢ部を拡大して示す図である。 本発明の切削インサートの逃げ面に形成された複数の溝の変形例を示す図（逃げ面を正面に見た切削インサートの側面図）である。 本発明の切削インサートの逃げ面に形成された複数の溝の変形例を示す図（コーナ刃に垂直な断面図）である。 本発明の実施例と、従来の比較例との性能（逃げ面摩耗量と切削距離との関係）を比較するグラフである。 本発明の実施例と、従来の比較例との性能を比較するグラフである。 本発明の実施例と、従来の比較例との性能を比較するグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る切削インサート１、及びこれを用いた刃先交換式バイト３０について、図面を参照して説明する。
本実施形態の切削インサート１が装着された刃先交換式バイト３０は、金属材料等からなる被削材Ｗに旋削加工を施すものであり、特に被削材Ｗとして、例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼やチタン、インコネル（登録商標）などの難削材を切削加工するのに適したバイト工具である。

図１〜図３に示されるように、刃先交換式バイト３０は、超硬合金等の硬質材料からなり、その外面のうち少なくとも切れ刃５近傍（切れ刃５、すくい面７及び逃げ面８）がＣＶＤコーティング膜等の硬質膜で被覆された切削インサート１と、鋼材等からなり、切削インサート１が着脱可能に装着される工具本体３１と、を備えている。
図１及び図２において、被削材Ｗは、円盤状や柱状、棒状等をなしている。刃先交換式バイト３０は、被削材Ｗをその回転軸線Ｏ回りの被削材回転方向Ｔに回転させつつ、工具本体３１の先端から突出する切削インサート１の切れ刃５により、被削材Ｗの周面（図示の例では被削材Ｗの外周面。又は被削材Ｗに形成した下穴の内周面でもよい）に周面加工を施したり、被削材Ｗの回転軸線Ｏ方向を向く端面に端面加工を施す。

工具本体３１は、軸状又は棒状をなしている。工具本体３１は、該工具本体３１の先端部（被削材Ｗの加工面へ向かう方向の端部）に形成されるとともに切削インサート１が装着される凹状のインサート取付座３２と、インサート取付座３２に切削インサート１を着脱可能にクランプ（固定）するためのクランプ駒３３及びクランプねじ３４を含むクランプ機構と、インサート取付座３２に装着された切削インサート１の逃げ面８に向けて開口し、クーラント（切削油）が内部に流通させられるクーラント供給孔３６と、を有している。

また、工具本体３１の基端部（被削材Ｗの加工面とは反対側へ向かう方向の端部）は、不図示の工作機械に着脱可能に取り付けられている。
尚、図１に示されるように、本実施形態において工具本体３１は、インサート取付座３２に配設された切削インサート１のすくい面７が鉛直方向に沿う下方を向くように、工作機械に装着される。
ここで、本明細書では、刃先交換式バイト３０の工具本体３１が延びる方向のうち、被削材Ｗの加工面に向かう方向を工具先端側、被削材Ｗの加工面とは反対側へ向かう方向を工具基端側という。また、工具本体３１が延びる方向に直交する方向のうち、切削インサート１のすくい面７が向く方向を下方といい、すくい面７とは反対側を向く方向を上方という。

インサート取付座３２は、切削インサート１の形状に対応して切り欠かれるように形成された凹状をなしており、本実施形態では、切削インサート１が略菱形の矩形板状に形成されているのに対応して、インサート取付座３２は、工具先端側及び下方へ向けて開口する略菱形の矩形穴状をなしている。

図３は、インサート取付座３２及び切削インサート１を工具本体３１の斜め下方から見た図であり、つまり図３における上方が鉛直方向の下方であり、図３における下方が鉛直方向の上方となっている。図３において、インサート取付座３２は、該インサート取付座３２に装着される切削インサート１の着座面（表裏面３のうち裏面）に略平行に配置される底壁３７と、この底壁３７上に着脱可能に載置されるとともに、該底壁３７と切削インサート１との間に介装されるシート部材３５と、切削インサート１の外周面４に当接させられる一対の側壁と、を有している。

インサート取付座３２の底壁３７は、略菱形の矩形面状をなしており、シート部材３５は、略菱形の矩形板状をなしている。シート部材３５における表裏面のうち、底壁３７とは反対側を向く表面は、切削インサート１の着座面が着座する取付面とされている。
また、インサート取付座３２の底壁３７は、シート部材３５よりも工具先端側へ向けて突出するＬ字面状の部分を有しており、該部分には、クーラント供給孔３６の開口（ノズル孔部）が形成されている。

本実施形態においては、クーラント供給孔３６のノズル孔部の内径が、１．５〜２．０ｍｍであり、該ノズル孔部から噴出させられるクーラントの流速が７〜８ｍ／ｓ、クーラントの流量が８００〜１４５０ｍｌ／ｍｉｎである。
そして、工具本体３１のインサート取付座３２に装着された切削インサート１の逃げ面８を挟んだクーラント供給孔３６の開口とは反対側に、後述する切削インサート１の切れ刃５のうち少なくともコーナ刃９が配置されている。

また、インサート取付座３２の一対の側壁は、略長方形の矩形面状をそれぞれなしており、互いの間に凹となる鋭角を形成するように交差しているとともに、底壁に対しては凹となる直角を形成するように交差して、該底壁から立ち上がっている。

クランプ駒３３及びクランプねじ３４を含むクランプ機構は、切削インサート１をインサート取付座３２のシート部材３５に向けて押圧し、かつ切削インサート１をインサート取付座３２の一対の側壁に向けて（工具基端側へ向けて）引き込むことで、インサート取付座３２に対する切削インサート１の移動を規制して、該切削インサート１をクランプする。

クーラント供給孔３６は、工具本体３１を貫通して形成されている。クーラント供給孔３６は、インサート取付座３２の底壁３７に開口する部分の内径が最も小径とされており、該開口から離間するに従い内径が大きくされている。図示の例では、クーラント供給孔３６は、インサート取付座３２の底壁３７に開口する部分（小径部）から離間するに従い段階的に内径が大きくなっており、具体的には、小径部から離間するに従い孔の向きを変えながら拡径している。
また、クーラント供給孔３６において底壁３７に開口する部分とは反対側の端部は、工具本体３１において上方（図３における下方）を向く面に開口しており、該端部には、不図示のクーラント供給手段が接続される。

図４〜図７に示されるように、切削インサート１は、板状をなすインサート本体２と、インサート本体２の表裏面３、及びこれら表裏面３の周縁同士をインサート軸線Ｃ方向に沿うように接続する外周面４と、表裏面３と外周面４との交差稜線部に形成された切れ刃５と、インサート本体２をインサート軸線Ｃ方向に貫通して形成され、表裏面３に開口するとともにクランプ駒３３（クランプ機構）に係止される取付孔６と、を備えている。

本実施形態では、切削インサート１のインサート本体２は、略菱形の矩形板状をなしており、表裏面３は略菱形の矩形面状をそれぞれなしており、外周面４は４つの矩形状面を有している。
具体的には、図５（ａ）に示される表裏面３を正面に見たインサート平面視において、インサート本体２の表裏面３における各コーナ部は凸曲線状をなしており、これに伴い、外周面４において互いに隣り合う前記矩形状面同士の間の部分は、インサート軸線Ｃに垂直な断面が凸曲線状とされた凸曲面状（図示の例では円筒体の外周面の一部）をなすように形成されている（図４を参照）。

図３に示されるように、この切削インサート１がインサート取付座３２に装着された状態で、インサート本体２の表裏面３のうち、該インサート取付座３２の底壁３７とは反対側を向く表面における切れ刃５に隣接する部位は、すくい面７とされている。またインサート本体２の表裏面３のうち、この切削インサート１がインサート取付座３２に装着された状態で、該インサート取付座３２の底壁３７側を向く裏面（シート部材３５に当接する面）は、着座面とされている。
またインサート本体２の外周面４のうち、切れ刃５に隣接する部位は、逃げ面８とされている。

図４〜図７において、本実施形態の切削インサート１は、インサート本体２の逃げ面８（外周面４）がインサート軸線Ｃに平行となるように形成された、所謂ネガティブインサートであるが、これに限定されるものではない。すなわち、切削インサート１は、その逃げ面８が切れ刃５からインサート軸線Ｃ方向に離間するに従い漸次インサート軸線Ｃに直交するインサート径方向に沿う内側へ向けて傾斜する、所謂ポジティブインサートであってもよい。
また切削インサート１は、表裏反転対称形状であってもよく、又は非表裏反転対称形状（つまり表裏反転対称形状でない）であってもよい。

切削インサート１の切れ刃５は、すくい面７と逃げ面８との交差稜線部に形成されている。切れ刃５は、表裏面３のコーナ部（すくい面７のコーナ部）に位置するコーナ刃９と、コーナ刃９の両端に接続して直線状に延びる一対の直線刃１０、１１と、を有している。

図５（ａ）において、コーナ刃９は、凸曲線状をなしており、本実施形態に示される例では凸円弧状をなしている。コーナ刃９のうち、旋削加工時において工具送り方向の前方に位置する部位（図５（ａ）において直線刃１０側に位置する部位）及び直線刃１０は、被削材Ｗの加工面に切り込んでいき、コーナ刃９のうち、工具送り方向の後方に位置する部位（図５（ａ）において直線刃１１側に位置する部位）は、被削材Ｗの加工面を仕上げ加工する。尚、コーナ刃９の工具送り方向の後方に連なる直線刃１１を用いて被削材Ｗの加工面を仕上げ加工してもよい。また、切れ刃５の直線刃１１側から被削材Ｗの加工面に切り込んでもよい。

直線刃１０、１１は、円弧状をなすコーナ刃９の両端に接する接線方向に延びているとともに、該コーナ刃９に滑らかに連なっている。また、一対の直線刃１０、１１同士の間に形成される角度（直線刃１０、１１の仮想延長線同士の交差角）は、本実施形態では９０°よりも小さくされている。

そして、図４及び図７（ｂ）に示されるように、切削インサート１の逃げ面８において切れ刃５に隣り合う領域のうち、少なくともコーナ刃９に隣り合う部分には、複数の溝１２が形成されている。図示の例では、これら溝１２が、溝幅Ｇ方向に互いに等間隔をあけて配列している。

また、これらの溝１２は、例えば切削インサート１を焼結する前の工程において、型押し成形等により形成されたり、ＹＡＧレーザ等のレーザ加工により形成される。また、溝１２についても該溝１２以外の切れ刃５近傍と同様に、ＣＶＤコーティング膜等の硬質膜が被覆されていてもよく、或いは、溝１２内については他の部位とは異なり、硬質膜が被覆されていなくてもよい。

本実施形態においては、複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９に対して平行な向きに沿うように延びており、具体的にこれらの溝１２は、コーナ刃９の稜線、及び直線刃１０、１１のうち該コーナ刃９に隣接する部分の稜線に対して、平行な向きに沿うように延びている。また、これら溝１２同士は、インサート軸線Ｃ方向に隣り合って配列している。

また、外周面４（逃げ面８）において複数の溝１２が配置される領域（溝１２の形成領域）は、インサート軸線Ｃ方向については、外周面４におけるインサート軸線Ｃ方向に沿う中央部よりも切れ刃５側部分とされており、具体的には、切れ刃５からインサート軸線Ｃ方向に沿うインサート内側（中央側）へ向けた２ｍｍ以内の範囲である。
また図７（ｂ）において、複数の溝１２は、切れ刃５のコーナ刃９との間に間隔Ｌをあけて形成されている。本実施形態では、切れ刃５のコーナ刃９から溝１２の形成領域（該形成領域のうち切れ刃５側の端縁）までのインサート軸線Ｃ方向に沿う間隔（距離）Ｌが、０．３ｍｍ以上となっている。

また図４において、溝１２の形成領域は、インサート軸線Ｃ回りのインサート周方向については、外周面４における少なくともコーナ刃９のインサート軸線Ｃ方向に沿うインサート内側に隣り合う部分とされており、具体的には、少なくともコーナ刃９の刃長全体の長さに対応するインサート周方向の長さとされている。本実施形態では、溝１２の形成領域のインサート周方向に沿う長さが、外周面４におけるコーナ刃９、及び直線刃１０、１１のうち該コーナ刃９に隣接する部分（コーナ刃９側に位置する部分）のインサート周方向長さに対応している。

また図示の例では、溝１２の形成領域のうち、直線刃１０（工具送り方向の前方（切り込み側）に位置する一方の直線刃）に隣り合う部分におけるインサート周方向長さが、直線刃１１（工具送り方向の後方（仕上げ加工側）に位置する他方の直線刃）に隣り合う部分におけるインサート周方向長さよりも、長くなっている。
尚、溝１２の形成領域は、本実施形態で説明したものに限定されるものではなく、例えばインサート周方向については、コーナ刃９に隣り合う部分から、インサート周方向の両側へ向けて突出する長さ（つまり溝１２の形成領域のうち、各直線刃１０、１１に隣り合う部分同士のインサート周方向に沿う長さ）が、互いに等しくされていてもよい（図８を参照）。

図７（ｂ）に示される例では、溝１２の溝幅Ｇが、該溝１２の底部１２ａから開口部１２ｂへ向かって一定とされている。また、これにより溝１２の内壁（溝１２内の側壁）１２ｃは、該溝１２の溝深さＤ方向に平行で溝底（溝１２の底部１２ａに位置する底壁）から垂直に立ち上がるように形成された垂直壁とされている。尚、図示の例では溝１２の底壁（底部１２ａ）が、溝深さＤ方向に垂直な平面状に形成されているが、これに限定されるものではなく、該底壁の断面形状は、例えば凹曲線状や凹Ｖ字状等であってもよい。
また、溝１２の内壁１２ｃが前記垂直壁とされていることにより、隣り合う溝１２同士の間に形成されるリブ状部分は、その断面が長方形状に形成されて、リブ幅Ｒがリブ高さ（溝深さＤ）方向に沿って一定とされている。
本実施形態では、溝１２の溝幅Ｇが５０〜２００μｍ、隣り合う溝１２同士の間に形成されるリブ状部分のリブ幅Ｒが５０μｍ、溝深さＤ（リブ高さ）が５〜５０μｍとなっている。

ここで、図８及び図９に示されるものは、本実施形態で説明した複数の溝１２の変形例である。
図８（ａ）に示される複数の溝１２は、切れ刃５のコーナ刃９に対して垂直な向きに沿うように延びており、具体的にこれらの溝１２は、コーナ刃９の稜線、及び直線刃１０、１１のうち該コーナ刃９に隣接する部分の稜線に対して、垂直な向きに沿うように延びている。また、これら溝１２同士は、インサート周方向に隣り合って配列している。

また、図８（ｂ）に示される複数の溝１２は、切れ刃５のコーナ刃９に垂直な向きに対して、傾斜する向きに沿うように延びており（従って、コーナ刃９に平行な向きに対して、傾斜する向きに沿うように延びているとも言える）、具体的にこれらの溝１２は、コーナ刃９の稜線、及び直線刃１０、１１のうち該コーナ刃９に隣接する部分の稜線に対して、前記傾斜する向きに沿うように延びている。また、これら溝１２同士は、前記傾斜する向きに垂直な方向に隣り合って配列している。

尚、図示の例では、複数の溝１２の前記傾斜する向きが、インサート周方向に沿って直線刃１０から直線刃１１側（図８（ｂ）における左側）へ向かうに従い漸次インサート軸線Ｃ方向に沿うインサート内側（図８（ｂ）における下方）へ向けて傾斜していて、これらの溝１２がこの逃げ面８の正面視で、左下がり（右上がり）の傾斜となっているが、これに限定されるものではない。すなわち、複数の溝１２の前記傾斜する向きは、インサート周方向に沿って直線刃１１から直線刃１０側（図８（ｂ）における右側）へ向かうに従い漸次インサート軸線Ｃ方向に沿うインサート内側へ向けて傾斜していて、これらの溝１２がこの逃げ面８の正面視で、右下がり（左上がり）の傾斜となっていてもよい。

また、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示される複数の溝１２は、切れ刃５のコーナ刃９の稜線が延びる方向（図８（ｃ）（ｄ）における左右方向、つまりインサート周方向）に向かうに従い該コーナ刃９に対して接近及び離間を繰り返す波形状となるように延びており、具体的にこれらの溝１２は、コーナ刃９の稜線、及び直線刃１０、１１のうち該コーナ刃９に隣接する部分の稜線が延びる方向に向かうに従いこれら稜線に対して接近及び離間を繰り返す波形状をなしている。

図８（ｃ）に示される例では、逃げ面８において複数の溝１２が、コーナ刃９（及び直線刃１０、１１）の稜線方向（インサート周方向）に向かうに従い該コーナ刃９（及び直線刃１０、１１）に対して接近及び離間する、例えばＷ字状、Ｍ字状、ジグザグ形状等の波形状となるように延びており、該逃げ面８には複数の溝１２からなる斜交波面（斜交波状面）が形成されている。

また図８（ｄ）に示される例では、逃げ面８において複数の溝１２が、インサート周方向に向かうに従いインサート軸線Ｃ方向に凹凸する（切れ刃５稜線に対して接近離間する）ことで、凹曲線部と凸曲線部とが連続的に繰り返されるサインカーブ（正弦曲線）形状等の波形状となるように延びている。

或いは、特に図示していないが、逃げ面８において複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９から離間する向き（コーナ刃９稜線に対して垂直な向き、インサート軸線Ｃ方向）に延びた後、コーナ刃９の稜線に沿う向き（コーナ刃９稜線に対して平行な向き、インサート周方向）に延び、さらにコーナ刃９に接近する向き（コーナ刃９稜線に対して垂直な向き）に延びており、このようにコーナ刃９に対して垂直な向きと平行な向きとが繰り返されることで、溝１２が波形状をなしていてもよい。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示される複数の溝１２の断面視（溝１２が延在する方向に垂直な断面視）で、溝１２の溝幅Ｇは、該溝１２の底部１２ａから開口部１２ｂへ向かうに従い広くされている。

具体的に、図９（ａ）の断面視においては、溝１２の溝幅Ｇが、該溝１２の底部１２ａから開口部１２ｂへ向かうに従い漸次広くされており、これにより溝１２の内壁（溝１２内の側壁）１２ｃは、該溝１２の溝深さＤ方向に沿って底部１２ａから開口部１２ｂ側へ向かうに従い漸次溝幅Ｇ方向に沿う溝１２の外側へ向けて傾斜する傾斜壁とされている。
また、溝１２の内壁１２ｃが前記傾斜壁とされていることにより、隣り合う溝１２同士の間に形成されるリブ状部分は、その断面が台形状に形成されて、リブ幅Ｒがリブ高さ（溝深さＤ）方向に沿って基部（台形の下底部分）から頂部（台形の上底部分）へ向かうに従い漸次狭くされている。

また図９（ｂ）の断面視においては、溝１２の底部１２ａが凹曲線状をなし、隣り合う溝１２同士の間に形成されるリブ状部分が凸曲線状をなしていて、これらが滑らかに接続することにより、やはり溝１２の内壁１２ｃは、該溝１２の溝深さＤ方向に沿って底部１２ａから開口部１２ｂ側へ向かうに従い漸次溝幅Ｇ方向に沿う溝１２の外側へ向けて傾斜する傾斜壁とされている。
またこの場合、溝１２の形成領域全体としての断面（溝１２に垂直な断面）は、溝１２（凹曲線部）とリブ状部分（凸曲線部）とが連続的に繰り返されるサインカーブ形状等の波形状となる。

或いは、特に図示していないが、溝１２の溝幅Ｇは、該溝１２の底部１２ａから開口部１２ｂへ向かうに従い段階的に広くされていてもよい。この場合、溝１２の内壁１２ｃには、段部が形成されることになる。また、隣り合う溝１２同士の間に形成されるリブ状部分については、そのリブ幅Ｒがリブ高さ（溝深さＤ）方向に沿って基部から頂部へ向かうに従い段階的に狭くされる。

以上説明した本実施形態の切削インサート１及びこれを用いた刃先交換式バイト３０によれば、該切削インサート１の逃げ面８において切れ刃５に隣り合う領域のうち、該切れ刃５のコーナ刃９に隣り合う部分に複数の溝１２が形成されているので、この切削インサート１の逃げ面８上から切れ刃５のコーナ刃９に向けてクーラントを供給することにより、複数の溝１２の内外をクーラントが流れることで、下記の乱流促進効果、ガイド効果、フィン効果を得ることができる。

すなわち、上記乱流促進効果とは、クーラントが逃げ面８の複数の溝１２を乗り越えるときに生じる渦などの二次流れによって、熱伝達が促進される効果である。
具体的に、例えば本実施形態とは異なり、逃げ面に複数の溝が形成されていない場合には、この逃げ面上を流れるクーラントは逃げ面と被削材との間の狭い空間に入るため、層流となりやすく、クーラントの攪拌効果が十分に得られずに、該クーラントは切れ刃近傍を早期に通過して冷却効果が得られにくくなる。
一方、本実施形態によれば、逃げ面８に複数の溝１２が形成されていることにより、該逃げ面８上を流れるクーラントは溝１２の作用により乱流となりやすく、クーラントの攪拌効果が十分に得られて、該クーラントは切れ刃５近傍の熱伝達効率の向上に効果的に寄与して、冷却効果が高められる。

また、上記ガイド効果とは、逃げ面８の複数の溝１２により、クーラントが切れ刃５近傍へ案内されやすくなる効果である。
すなわち、クーラントが溝１２を乗り越える際に生じる二次流れや流れの剥離によって圧力損失が起こるため、該クーラントは溝１２に沿って流れやすくなり、切れ刃５近傍に案内されやすくなって、冷却効率を高めることができる。

また、上記フィン効果とは、逃げ面８に形成された複数の溝１２により、該逃げ面８の表面積が増大させられるとともに伝熱面積が増大して、熱伝達が促進されクーラントによる冷却効果が高められる効果である。

このような各効果により、切削インサート１において主として切削に用いられる一方で、従来ではクーラントを安定供給しにくかった切れ刃５のコーナ刃９に対して、本実施形態によれば所期する量のクーラントを安定して確実かつ十分に供給することができる。また、逃げ面８上から切れ刃５に向けてクーラントを供給することで、逃げ面８摩耗を顕著に抑制することが可能になる。

以上より本実施形態によれば、切削インサート１の切れ刃５の冷却効率を高めることができるとともに、該切れ刃５の性能を安定して維持することができ、これにより工具寿命を延長でき、かつ高効率に切削加工が行える。

また、複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９に対して平行な向きに沿うように延びている（平行溝とされている）構成により、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、逃げ面８において複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９の稜線に平行となるように延びているので、これら溝１２によってクーラントに乱流を生じさせやすくすることができ（乱流促進効果の向上）、切削熱の効率的な除去が行える。
具体的には、切削インサート１の逃げ面８上から切れ刃５のコーナ刃９に向けてクーラントを供給することで、複数の溝１２によってクーラントの流れがかき乱されるとともに乱流となり、該クーラントが熱交換に効果的に寄与することとなって、切れ刃５の冷却効率が向上する。

尚、複数の溝１２が切れ刃５に対して平行に延びる構成の場合には、溝深さＤが５０μｍ未満であることが好ましい。すなわち、切れ刃５稜線に平行となるように延びる溝１２の場合、溝深さＤが５０μｍ以上であると、これらの溝１２に沿ってクーラントがインサート周方向（切れ刃５の稜線方向）に逃がされやすくなるとともに、切れ刃５のコーナ刃９に到達しにくくなるおそれがある。また、溝深さＤが大き過ぎる（溝深さＤが５０μｍ以上である）と、溝底（溝１２の底部１２ａ）にクーラントが行き届かず、冷却効率の向上が見込みにくくなる。
より好ましくは、切れ刃５に平行な向きに沿うように延びる溝１２の溝深さＤは、本実施形態で説明した５〜３０μｍであり、さらに望ましくは、６μｍを超え１５μｍ以下である。

また、複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９に対して垂直な向きに沿うように延びている（垂直溝とされている）構成により、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、逃げ面８において複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９の稜線に垂直となるように延びているので、これら溝１２によってクーラントが刃先まで案内されやすくなり（ガイド効果の向上）、該クーラントの浸透性が高められる。
具体的には、切削インサート１の逃げ面８上から切れ刃５のコーナ刃９に向けてクーラントを供給することで、複数の溝１２によってクーラントが逃げ面８上に保持されつつ、コーナ刃９へ向けてガイドされやすくなり、クーラントをより確実に刃先まで送り込むことができる。

尚、複数の溝１２が切れ刃５に対して垂直に延びる構成の場合には、溝深さＤが５０μｍ以下であることが好ましい。
望ましくは、切れ刃５に垂直な向きに沿うように延びる溝１２の溝深さＤは、１５〜５０μｍである。

また、複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９に垂直な向きに対して、傾斜する向きに沿うように延びている（傾斜溝とされている）構成により、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、逃げ面８において複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９の稜線に垂直な向きに対して傾斜するように延びているので、上述したガイド効果の向上、及び乱流促進効果の向上の両効果が高められる。

また、複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９の稜線が延びる方向に向かうに従い該コーナ刃９に対して接近及び離間を繰り返す波形状となるように延びている（波形状溝とされている）構成により、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、逃げ面８において複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９の稜線方向に向かうに従い該コーナ刃９に対して接近及び離間する、例えばＷ字状、Ｍ字状、ジグザグ形状等の波形状となるように延びる斜交波面（斜交波状面）等に形成することができる。このような斜交波面は、熱伝達を大きくしつつ圧力損失を小さくすることができ、熱交換効率がよい。
また、逃げ面８において複数の溝１２が、コーナ刃９の稜線方向に向かうに従い該コーナ刃９に対して接近及び離間する、例えば凹曲線部と凸曲線部とが連続的に繰り返されるサインカーブ（正弦曲線）形状等の波形状となるように延びていてもよく、この場合にも熱交換効率が高められることになる。
或いは、複数の溝１２が、コーナ刃９から離間する向き（コーナ刃９稜線に対して垂直な向き）に延びた後、コーナ刃９の稜線に沿う向き（コーナ刃９稜線に対して平行な向き）に延び、さらにコーナ刃９に接近する向き（コーナ刃９稜線に対して垂直な向き）に延びており、このようにコーナ刃９に対して垂直な向きと平行な向きとが繰り返されることで、溝１２が波形状をなしていてもよく、この場合、上記波形状による作用効果とともに、上述した垂直溝及び平行溝の両効果も得られやすくなる。
このように、逃げ面８において複数の溝１２が波形状に形成されていることにより、切れ刃５の冷却効率を高めることができる。

尚、複数の溝１２が、コーナ刃９の稜線が延びる方向に向かうに従い該コーナ刃９に対して接近及び離間を繰り返す波形状に延びる構成の場合には、溝深さＤは、５〜１５μｍであることが好ましい。

また、複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９との間に間隔Ｌをあけて形成されている構成により、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、複数の溝１２により切れ刃５のコーナ刃９にクーラントを安定供給できつつ、該コーナ刃９の刃先強度を十分に確保できる。
具体的に、本実施形態の上記構成とは異なり、例えば逃げ面の複数の溝がコーナ刃に到達している場合には、クーラントを安定供給することができる一方、刃先欠損が生じやすくなるおそれがある。
一方、本実施形態の上記構成によれば、切れ刃５のコーナ刃９にクーラントを安定供給することができ、かつ、刃先欠損を抑制することも可能になって、工具寿命を長寿命化でき、高効率に切削加工が行える。

また、溝１２の溝幅Ｇが、該溝１２の底部１２ａから開口部１２ｂへ向かうに従い広くされている構成により、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、溝１２の内壁（溝１２内の側壁）１２ｃは、該溝１２の溝深さＤ方向に対して傾斜して形成されたり（つまり開口部１２ｂへ向けて溝幅Ｇが漸次広くなる）、又は段差を有して形成される（つまり開口部１２ｂへ向けて溝幅Ｇが段階的に広くなる）ため、溝１２の内壁１２ｃの表面積を大きく確保することができ、熱交換効率を向上することが可能になる。また、溝１２の底部１２ａから開口部１２ｂへ向けて溝幅Ｇが大きくなるので、この溝１２内にクーラントが流入しやすくなって、上述した複数の溝１２による冷却効果がより安定的に、かつ確実に得られやすくなる。

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述の実施形態では、切削インサート１が略菱形の矩形板状に形成されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明の切削インサート１は、すくい面７と逃げ面８との交差稜線部をなす切れ刃５に、該すくい面７のコーナ部に位置するコーナ刃９が含まれていればよく、よって該切削インサート１の形状は、前述の実施形態で説明したものに限定されない。

また、前述の実施形態では、切削インサート１は、超硬合金等の硬質材料からなり、その外面のうち少なくとも切れ刃５近傍（切れ刃５、すくい面７及び逃げ面８）がＣＶＤコーティング膜等の硬質膜で被覆されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち切削インサート１は、例えば、超硬合金製の台金（基体）のコーナ部に形成された凹部に、ＰＣＤ（多結晶ダイヤモンド）焼結体やｃＢＮ（立方晶窒化硼素）焼結体のような超高硬度焼結体からなる切れ刃チップがろう付け等により一体に形成されたものであってもよい。この場合、切削インサート１の切れ刃５、すくい面７及び逃げ面８は、切れ刃チップに形成される。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及び尚書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。

[逃げ面摩耗確認試験]
本発明の実施例として、前述の実施形態で説明した切削インサート１及び刃先交換式バイト３０を用意した。
具体的には、本実施例の切削インサート１として、逃げ面８において複数の溝１２が、切れ刃５のコーナ刃９に対して平行な向きに沿うように延びているもの（平行溝タイプ）、垂直な向きに沿うように延びているもの（垂直溝タイプ）、コーナ刃９の稜線方向に向かうに従い該コーナ刃９に対して接近離間する波形状とされ、これら溝１２の形成領域が斜交波面（斜交波状面）とされたもの（斜交波溝タイプ）を用意した。

溝１２の溝深さＤについては、平行溝タイプは１５μｍ、垂直溝タイプは１５μｍ、３０μｍ、５０μｍ、斜交波溝タイプは５μｍ、１０μｍ、１５μｍのものをそれぞれ用意した。また溝１２の配列ピッチ（溝波長：溝幅Ｇ＋リブ幅Ｒ）については、平行溝タイプ及び垂直溝タイプはともに１００μｍとした。また斜交波溝タイプについては、切れ刃５稜線に垂直な方向：１７０μｍ・平行な方向：１００μｍの傾斜溝を、１周期毎に反転させた。

またクーラント供給方法については、前述の実施形態で説明した通り、工具本体３１のクーラント供給孔３６から、切削インサート１の逃げ面８及び該逃げ面８の先に位置する切れ刃５のコーナ刃９に対して、クーラントを噴出させた（ＪＣ：ジェットクーラント法）。

また試験条件は、下記の通りとした。
被削材：ＳＵＳ３０４（平均ビッカース硬さ３０２ＨＶ）、切削速度：２４０ｍ／ｍｉｎ、送り速度：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、切込み量：１．０ｍｍ、工具寿命基準：最大逃げ面摩耗（ＶＢｍａｘ）＞０．２０ｍｍ、クーラント流速：７．７ｍ／ｓ、クーラント流量：１４５０ｍｌ／ｍｉｎ。

また、従来の比較例として、切削インサート１の逃げ面８に溝１２が形成されていないもの（微細加工無し）を用意した。
尚、比較例では、クーラント供給方法として、上記ＪＣ法による内部給油と、一般的な外部給油（Ｗｅｔ）とによりそれぞれ試験を行った。尚、上記外部給油については、クーラント流速：１．３ｍ／ｓ、クーラント流量：５０９０ｍｌ／ｍｉｎである。

本発明の実施例及び比較例の試験結果を、図１０〜図１２の各グラフに示す。尚、グラフについては、縦軸が逃げ面摩耗量の最大値（ＶＢｍａｘ[ｍｍ]）を表しており、横軸が切削距離（Ｃｕｔｔｉｎｇ ｌｅｎｇｔｈ[ｍ]）を表している。

[評価]
図１０〜図１２に示されるように、本発明の実施例（ＪＣ平行溝、ＪＣ垂直溝、ＪＣ斜交波溝が形成されたもの）においては、最大逃げ面摩耗量が０．２０ｍｍに達したときの切削距離（切削長）が、比較例（ＪＣ微細加工無し、Ｗｅｔ微細加工無し）における前記切削距離よりもすべて長く、良好な結果が得られた。

１ 切削インサート
５ 切れ刃
７ すくい面
８ 逃げ面
９ コーナ刃
１２ 溝
１２ａ 底部
１２ｂ 開口部
３０ 刃先交換式バイト
３１ 工具本体
３６ クーラント供給孔
Ｇ 溝幅
Ｌ 間隔

Claims (8)

1. すくい面と逃げ面との交差稜線部に切れ刃を有する切削インサートであって、
   前記切れ刃には、前記すくい面のコーナ部に位置するコーナ刃が含まれており、
   前記逃げ面における前記切れ刃に隣り合う領域のうち、少なくとも前記コーナ刃に隣り合う部分に、複数の溝が形成されていることを特徴とする切削インサート。
2. 請求項１に記載の切削インサートであって、
   前記複数の溝が、前記コーナ刃に対して垂直な向きに沿うように延びていることを特徴とする切削インサート。
3. 請求項１に記載の切削インサートであって、
   前記複数の溝が、前記コーナ刃に対して平行な向きに沿うように延びていることを特徴とする切削インサート。
4. 請求項１に記載の切削インサートであって、
   前記複数の溝が、前記コーナ刃に垂直な向きに対して、傾斜する向きに沿うように延びていることを特徴とする切削インサート。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
   前記複数の溝が、前記コーナ刃の稜線が延びる方向に向かうに従い該コーナ刃に対して接近及び離間を繰り返す波形状となるように延びていることを特徴とする切削インサート。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
   前記複数の溝は、前記コーナ刃との間に間隔をあけて形成されていることを特徴とする切削インサート。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の切削インサートであって、
   前記溝の溝幅が、該溝の底部から開口部へ向かうに従い広くされていることを特徴とする切削インサート。
8. 切削インサートと、
   前記切削インサートが着脱可能に装着される工具本体と、を備える刃先交換式バイトであって、
   前記切削インサートとして、請求項１〜７のいずれか一項に記載の切削インサートが用いられ、
   前記工具本体には、該工具本体に装着された前記切削インサートの前記逃げ面に向けて開口するクーラント供給孔が形成されているとともに、前記逃げ面を挟んだ前記クーラント供給孔の開口とは反対側に、前記切れ刃のうち少なくとも前記コーナ刃が配置されていることを特徴とする刃先交換式バイト。