JP2017042863A - 切削工具用ホルダおよび切削工具、並びにそれらを用いた切削加工物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】びびり振動の発生を抑制できる切削工具用ホルダおよび切削工具、並びにそれらを用いた切削加工物の製造方法を提供することである。
【解決手段】一実施形態に係る切削工具用ホルダ１Ａは、内部に中空部を有する略柱状のホルダ本体２と、中空部内に収容されている棒部材と、中空部および棒部材の間に充填されている粉体と、を備えている。この切削工具用ホルダ１Ａを備える切削工具１０Ａと、この切削工具１０Ａを用いて切削加工物を製造する方法とを提供する。
【選択図】図１

Description

本態様は、切削工具用ホルダおよび切削工具、並びにそれらを用いた切削加工物の製造方法に関する。

切削加工、特に転削加工における課題の１つに、切削工具用ホルダ（以下、「ホルダ」と言うことがある。）のびびり振動のような振動の発生が挙げられる。びびり振動は、被削材の加工精度を低下させる原因になり得ることから、ホルダのびびり振動の発生を抑制することについて種々検討がなされている。

特許文献１には、工具の本体部のポケットに挿入した制振ピースが、本体部の中心に回転支点を持ち、右回り、左回りの各回転においてポケットの内壁に衝突して本体部のねじり振動を減衰させるようにした構成が記載されている。この構成によれば、ねじり振動が発生すると、制振ピースが慣性によって本体部のねじれとは反対向きに運動してポケットの内壁と衝突し、大きな振動が打ち消される。そして、ねじれ振動が打ち消されることによってびびり振動の発生が抑制される。

しかし、特許文献１に記載されている構成では、制振ピースの回転支点とポケットとの位置決めが煩雑であった。また、ポケットの内壁に制振ピースが衝突するため、細かな振動がむしろ増えてしまう可能性があった。

特開２００６−１０２８３７号公報

本態様の課題の１つは、びびり振動の発生を抑制できる切削工具用ホルダおよび切削工具、並びにそれらを用いた切削加工物の製造方法を提供することである。

一実施形態に係る切削工具用ホルダは、内部に中空部を有する略柱状のホルダ本体と、前記中空部内に収容されている棒部材と、前記中空部および前記棒部材の間に充填されている粉体と、を備える。

一実施形態に係る切削工具は、上述した実施形態に係る切削工具用ホルダと、前記切削工具用ホルダのうち前記ホルダ本体の長手方向における先端側に取り付けられている切削インサートと、を備える。

一実施形態に係る切削加工物の製造方法は、上述した実施形態に係る切削工具および被削材のうち少なくとも一方を回転させる工程と、前記切削工具の切刃を前記被削材に接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離隔させる工程と、を備える。

上記の実施形態に係る切削工具用ホルダによれば、びびり振動の発生を抑制することができ、優れた加工精度を発揮することが可能となる。

第１実施形態に係る切削工具用ホルダおよび切削工具を示す斜視図である。 図１の領域Ａ１を拡大して示す図である。 図１の切削工具用ホルダおよび切削工具を拡大して示す正面図（先端視図）である。 図３のＢ１矢視側面図である。 図４の領域Ａ２を拡大して示す図である。 図３のＢ２矢視側面図である。 図６の領域Ａ３を拡大して示す図である。 図４のＣ１−Ｃ１線に沿って切削工具用ホルダを切断した状態を拡大して示す断面図である。 図４のＣ２−Ｃ２線に沿って切削工具用ホルダを切断した状態を拡大して示す断面図である。 図４のＣ３−Ｃ３線に沿って切削工具用ホルダを切断した状態を拡大して示す断面図である。 第２実施形態に係る切削工具用ホルダおよび切削工具を示す斜視図である。 図１１の切削工具用ホルダを切断した状態を拡大して示す断面図であり、図９に相当する図である。 第３実施形態に係る切削工具用ホルダおよび切削工具において切削工具用ホルダを切断した状態を拡大して示す断面図であり、図８に相当する図である。 第３実施形態に係る切削工具用ホルダおよび切削工具において切削工具用ホルダを切断した状態を拡大して示す断面図であり、図９に相当する図である。 一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略説明図である。 一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略説明図である。 一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略説明図である。

＜切削工具用ホルダおよび切削工具＞
（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係る切削工具用ホルダおよび切削工具について、図１〜図１０を参照して詳細に説明する。但し、以下の説明で参照する各図は、説明の便宜上、本実施形態の構成部材のうち説明に必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明の切削工具用ホルダおよび切削工具は、以下の説明で参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。

図１〜図７に示すように、本実施形態の切削工具１０Ａは、ホルダ１Ａと、複数の切削インサート（以下、「インサート」と言うことがある。）１１とを備えている。

ホルダ１Ａは、ホルダ本体２を備えている。ホルダ本体２は、その中心軸Ｘ１に沿って延びている略柱状の部材である。ホルダ本体２の中心軸Ｘ１とは、ホルダ本体２の長手方向Ｘ２における先端２１および後端２２の間を貫通する軸であり、ホルダ本体２を回転させたときに回転軸となる軸を意味するものとする。以下の説明では、中心軸Ｘ１に垂直な面における中心軸Ｘ１に近づく方向を内方とし、中心軸Ｘ１から離れる方向を外方とする。また、ホルダ本体２の後端２２から先端２１に向かう方向を先端方向とし、先端方向における前方側を先端２１側とする。逆に、ホルダ本体２の先端２１から後端２２に向かう方向を後端方向とし、後端方向における前方側を後端２２側とする。

なお、図１に示すように、本実施形態では、上述した複数のインサート１１がいずれも、ホルダ１Ａのうちホルダ本体２の長手方向Ｘ２における先端２１側に取り付けられている。また、本実施形態の切削工具１０Ａは、転削工具であり、その回転軸はホルダ本体２の中心軸Ｘ１と一致している。切削工具１０Ａは、後述する被削材１００を切削加工するとき、中心軸Ｘ１を基準に回転方向Ｘ３に回転する。

本実施形態のホルダ本体２は、略円柱状である。略円柱状とは、厳密な意味での円柱状のみならず、若干の凹凸または湾曲などをも含む趣旨である。なお、ホルダ本体２の形状は、略柱状である限り略円柱状に限定されるものではなく、例えば、多角柱状などであってもよい。

ここで、本実施形態のホルダ本体２は、図４〜図７および図９に示すように、その内部に中空部（空洞）２３Ａを有している。また、本実施形態のホルダ１Ａは、中空部２３Ａ内に収容されている棒部材３Ａと、中空部２３Ａおよび棒部材３Ａの間に充填されている粉体４とをさらに備えている。具体的に説明すると、棒部材３Ａは、制振部材として機能する棒状の部材である。棒部材３Ａは、その全体のサイズが中空部２３Ａよりも一回り小さい。したがって、中空部２３Ａと棒部材３Ａとの間には、図９に示すように、間隙Ｓが存在する。そして、間隙Ｓに粉体４が充填されている。これらの構成によれば、ホルダ本体２の大きな変形（振動）は、棒部材３Ａが障壁となるので生じにくい。また、ホルダ本体２の小さな変形（振動）は、粉体４が吸収するので生じにくい。さらに、中空部２３Ａおよび棒部材３Ａの間に粉体４が充填されているので、棒部材３Ａが中空部２３Ａの内壁面２３１に衝突することによる振動が生じにくい。そして、これらの効果が相まって、びびり振動の発生を抑制することができ、優れた加工精度を発揮できるという効果が得られる。また、粉体４が存在していることによって、中空部２３Ａにおいて棒部材３Ａが動きにくい。そのため、中空部２３Ａにおける棒部材３Ａの位置がずれにくく、中空部２３Ａにおいて安定して棒部材３Ａの位置決めを行うことができる。なお、粉体４が充填されているとは、間隙Ｓが粉体４で完全に満たされている状態に限定されるものではない。棒部材３Ａが中空部２３Ａの内壁面２３１に衝突し難い、位置がずれ難い状態であればよい。

中空部２３Ａおよび棒部材３Ａはいずれも、少なくとも１つであればよい。本実施形態では、中空部２３Ａおよび棒部材３Ａがいずれも、１つである。

本実施形態では、図４および図６に示すように、中空部２３Ａおよび棒部材３Ａがいずれも、ホルダ本体２の長手方向Ｘ２に沿って延びている。このような構成によれば、ホルダ本体２の長手方向Ｘ２に沿って棒部材３Ａを比較的長く存在させることができ、それに伴って粉体４も比較的多く存在させることができる。その結果、棒部材３Ａおよび粉体４による効果が得られやすくなり、びびり振動の発生を抑制することができる。

本実施形態では、図９に示すように、ホルダ本体２の長手方向Ｘ２に垂直な断面視において、棒部材３Ａが入れ子構造である。言い換えれば、上述した断面視において、棒部材３Ａが中空部２３Ａと相似形状である。このような構成によれば、棒部材３Ａが障壁となることによってホルダ本体２の大きな変形（振動）が生じにくくなるという上述した効果が得られやすくなり、びびり振動の発生を抑制することができる。本実施形態では、上述した断面視において、中空部２３Ａの内壁面２３１が、外方に凸の曲線状部位２３１ａおよび内方に凸の曲線状部位２３１ｂを交互に接続してなる曲線状である。また、上述した断面視において、棒部材３Ａの外周面３１が、外方に凸の曲線状部位３１ａおよび内方に凸の曲線状部位３１ｂを交互に接続してなる曲線状である。このような場合には、棒部材３Ａの位置が中空部２３Ａにおいてずれ難くなる。

本実施形態では、上述した断面視において、中空部２３Ａが中心軸Ｘ１を基準に回転対称である。このような構成によれば、中心軸Ｘ１周りでのホルダ本体２の重心のばらつきを抑えることができるので、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。

本実施形態では、上述した断面視において、棒部材３Ａが、その中心軸Ｙを基準に回転対称である。このような構成によれば、中心軸Ｙ周りでの棒部材３Ａの重心のばらつきを抑えることができるので、結果として回転時の遠心力による棒部材３Ａの振動を抑制することができる。棒部材３Ａの中心軸Ｙとは、図４および図６に示すように、中空部２３Ａ内に収容されている状態において、棒部材３Ａのうちホルダ本体２の先端２１側に位置している部位３２および後端２２側に位置している部位３３の間を貫通する軸であり、棒部材３Ａを回転させたときに回転軸となる軸を意味するものとする。

本実施形態では、図９に示すように、上述した断面視において、中空部２３Ａおよび棒部材３Ａがいずれも、中心軸Ｘ１を含んでいる。このような構成によれば、上述した回転対称と同様に、中心軸Ｘ１周りでのホルダ１Ａの重心のばらつきを抑えることができるので、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。

上述した断面視において、本実施形態の棒部材３Ａは、中空部２３Ａの内壁面２３１側に突出する凸部を有しており、凸部が凸曲線状である。このような構成によれば、凸部に加わる応力を分散させることができるので、凸部が欠損するのを抑制することができる。本実施形態の凸部は、上述した外方に凸の曲線状部位３１ａである。

本実施形態では、中空部２３Ａの内壁面２３１および棒部材３Ａの外周面３１のそれぞれの表面粗さが、ホルダ本体２の外周面２４の表面粗さよりも大きい。このような構成によれば、中空部２３Ａと粉体４との接触面積、および棒部材３Ａと粉体４との接触面積のそれぞれが大きくなることから、ホルダ本体２の小さな変形（振動）を粉体４が吸収するという上述した効果が得られやすくなり、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。表面粗さとして、中空部２３Ａの内壁面２３１の算術平均粗さ（Ｒａ）は３〜５０μｍ、棒部材３Ａの外周面３１の算術平均粗さ（Ｒａ）は３〜５０μｍ、ホルダ本体２の外周面２４の算術平均粗さ（Ｒａ）は１〜８μｍであるのが好ましく、例示した数値範囲内で、中空部２３Ａの内壁面２３１および棒部材３Ａの外周面３１のそれぞれの表面粗さが、ホルダ本体２の外周面２４の表面粗さよりも大きくなるのが好ましい。算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に準拠して測定される値である。

本実施形態では、上述した断面視において、中空部２３Ａおよび棒部材３Ａがいずれも、非円形状である。このような構成によれば、上述した表面粗さと同様に、中空部２３Ａと粉体４との接触面積、および棒部材３Ａと粉体４との接触面積のそれぞれが大きくなることから、粉体４による効果が得られやすくなり、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。

本実施形態では、ホルダ本体２および棒部材３Ａの材質が、同一である。また、本実施形態では、粉体４の材質がさらに、ホルダ本体２および棒部材３Ａの材質と同一である。材質が同一であるとは、原材料（材種）が同一であり、最終製品としたときの材質が実質的に同一であることを意味するものとする。ホルダ本体２、棒部材３Ａおよび粉体４の材質としては、例えば、鋼、鋳鉄、チタン、超硬合金、アルミニウムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、超硬合金の組成については、後述するインサート１１において詳細に説明する。

本実施形態の粉体４は、その平均粒径が３〜１５０ｍｍであるのが好ましい。このような構成によれば、粉体４による効果が得られやすくなり、結果としてびびり振動の発生を抑制することができる。粉体４の形状としては、例えば、球状、樹枝状、又は柱状のものが挙げられる。充填性を高めるためには粉体４は球状であることが好ましい。

一方、本実施形態のホルダ本体２は、図４および図６に示すように、先端２１側から順に第１部位２５、第２部位２６および第３部位２７を備えている。第１部位２５は、図７に示すように、ホルダ本体２の先端２１側に位置しており、図８に示す断面形状を有する部位である。また、第１部位２５は、図７に示すように、インサート１１が取り付けられるポケット２５１を有する部位でもある。本実施形態では、ホルダ本体２の長手方向Ｘ２における先端２１からポケット２５１の後端２５１ｂまでの領域が第１部位２５である。

本実施形態では、図３に示すように、切削工具１０Ａが複数のインサート１１を備えていることに伴い、第１部位２５は複数のポケット２５１を有している。具体的に説明すると、ポケット２５１の数は、インサート１１の数と同一である。本実施形態の切削工具１０Ａは、２つのインサート１１を備えている。したがって、本実施形態の第１部位２５は、２つのポケット２５１を有している。なお、インサート１１の数は２つに限定されるものではなく、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。この点は、ポケット２５１についても同様である。

複数のポケット２５１はいずれも、図２に示すように、ホルダ本体２の先端２１側および外周面２４側に開口しており、インサート１１を載置する載置部２５１ａと、載置部２５１ａに開口しておりネジ１７が挿入されるネジ孔（不図示）とを有している。本実施形態のインサート１１は、ネジ孔を介したネジ固定によって、ポケット２５１に取り付けられている。なお、インサート１１の取付方法は、ネジ固定に限定されるものではなく、例えば、クランプ構造などであってもよい。

図３に示すように、先端２１側からホルダ本体２を見たとき、複数のポケット２５１は、中心軸Ｘ１を基準に回転対称となる等間隔に位置していてもよいし、不等間隔に位置していてもよい。各ポケット２５１に取り付けられたインサート１１に加わる切削負荷のばらつきを抑制する観点からは、複数のポケット２５１は等間隔に位置しているのが好ましい。言い換えれば、複数のポケット２５１のうち互いに回転方向Ｘ３に隣り合うポケット２５１、２５１同士の間の間隔は、一定であることが好ましい。

これに対し、びびり振動を抑制する観点からは、複数のポケット２５１は不等間隔に位置しているのが好ましい。言い換えれば、複数のポケット２５１のうち互いに回転方向Ｘ３に隣り合うポケット２５１、２５１同士の間の間隔は、一定でないことが好ましい。このような場合には、複数のインサート１１が被削材に接触する間隔が一定ではなくなる。そのため、特定の周波数の振動が過度に大きくなる共振現象が生じにくくなる。具体例を挙げると、ポケット２５１として、互いに回転方向Ｘ３に隣り合う第１ポケットおよび第２ポケットと、互いに回転方向Ｘ３に隣り合う第３ポケットおよび第４ポケットとを有しているとき、第１ポケットおよび第２ポケットの間の間隔が、第３ポケットおよび第４ポケットの間の間隔よりも大きい構成などが挙げられる。このように、互いに回転方向Ｘ３に隣り合うポケット２５１、２５１同士の間の間隔が、少なくとも２つ以上の異なる値となっていることが好ましい。

一方、第２部位２６は、図４および図６に示すように、第１部位２５および第３部位２７の間に位置している部位である。本実施形態の第２部位２６は、ホルダ本体２の先端２１側から後端２２側に向かうにつれて外径が大きくなっている。

第３部位２７は、ホルダ本体２の後端２２側に位置している部位であり、図１０に示す断面形状を有する部位である。また、第３部位２７は、工作機械（不図示）によって把持される部位であり、シャンクとも呼ばれる部位である。本実施形態の第３部位２７は、その外径が略一定である。

ここで、本実施形態では、図４および図６に示すように、上述した中空部２３Ａが、ホルダ本体２の長手方向Ｘ２における後端２２側に位置しており工作機械によって把持される部位、すなわち第３部位２７よりも長手方向Ｘ２における先端２１側に位置している部位の内部に位置している。このような構成によれば、工作機械によって把持される第３部位２７の剛性を確保しつつ、びびり振動の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、中空部２３Ａが、ホルダ本体２の先端２１側に位置しておりインサート１１が取り付けられるポケット２５１を有する部位、すなわち第１部位２５よりも後端２２側に位置している部位の内部に位置している。言い換えれば、本実施形態では、中空部２３Ａが第２部位２６の内部に位置している。このような構成によれば、工作機械によって把持される第３部位２７に加えて、インサート１１を介して被削材１００から切削抵抗が加わる第１部位２５の剛性も確保しつつ、びびり振動の発生を抑制することができる。

本実施形態の中空部２３Ａは、ホルダ本体２の外周面２４に開口していない。このような構成によれば、ホルダ本体２の剛性を確保することができる。同様の理由から、本実施形態の中空部２３Ａは、ポケット２５１にも開口していない。すなわち、本実施形態の中空部２３Ａは、ホルダ本体２のいずれの部位にも開口していない。

ホルダ本体２の寸法は、特に限定されるものではないが、例えば、中心軸Ｘ１に平行な方向における長さを５０〜３００ｍｍに設定できる。また、中心軸Ｘ１に垂直な方向における幅（直径）を２０〜１００ｍｍに設定できる。なお、ホルダ本体２の寸法は、例示した数値範囲に限定されるものではなく、被削材１００の大きさ、工作機械の大きさなどに応じて適宜変更することができる。

中空部２３Ａおよび棒部材３Ａのそれぞれの寸法は、例えば、上述した断面視において、第２部位２６の外接円の面積に対する中空部２３Ａの占める断面積を１０〜４０％、棒部材３Ａの占める断面積を５〜３５％にそれぞれ設定でき、例示した数値範囲内で、棒部材３Ａの全体のサイズを中空部２３Ａよりも一回り小さくするのが好ましい。なお、中空部２３Ａおよび棒部材３Ａのそれぞれの寸法は、例示した数値範囲に限定されるものではなく、適宜変更することができる。中空部２３Ａおよび棒部材３Ａが第２部位２６以外の部位に位置している場合には、中空部２３Ａおよび棒部材３Ａが位置している部位の外接円を基準に中空部２３Ａおよび棒部材３Ａの寸法を判断すればよい。

一方、本実施形態のインサート１１は、図１〜図７に示すように、略四角形板状の部材である。具体的に説明すると、本実施形態のインサート１１は、図２に示すように、四角形状の上面１２と、四角形状の下面１３と、上面１２および下面１３のそれぞれと接続している側面１４と、上面１２および側面１４の交線部に位置している切刃１５とを備えている。

なお、上面１２が四角形状であるとは、概ね四角形状であればよく、厳密な意味での四角形状である必要はない。図５に示すように、上面１２側からインサート１１を見たとき、上面１２の４つの角部１２１のそれぞれは、丸みを帯びた形状であってもよい。また、上面１２側からインサート１１を見たとき、隣り合う角部１２１、１２１同士を接続している辺部（切刃１５）は、厳密な直線形状でなくてもよく、例えば、一部が凹凸を有する形状であってもよい。これらの点は、下面１３についても同様である。

上面１２は、図３に示すように、インサート１１をホルダ本体２に取り付けたとき、回転方向Ｘ３の前方に位置する面である。上面１２の少なくとも一部は、切削加工を行うときに切屑が流れるすくい面として機能する。

下面１３は、インサート１１をホルダ本体２に取り付けたとき、回転方向Ｘ３の後方に位置する面であり、ポケット２５１の載置部２５１ａに当接する面である。

側面１４は、四角形状の上面１２および下面１３の４つの辺部に対応して４つの面領域によって構成されている。側面１４の一部は、インサート１１をホルダ本体２に取り付けたとき、ホルダ本体２よりも外方および先端２１方向にそれぞれ突出する。側面１４の少なくとも一部は、切削加工を行うときに逃げ面として機能する。

インサート１１の寸法は、特に限定されるものではないが、例えば、図３に示すように、側面１４側からインサート１１を見たとき、上面１２から下面１３までの厚みを３〜１０ｍｍに設定できる。また、図５に示すように、上面１２側からインサート１１を見たとき、上面１２の各辺の長さを５〜２０ｍｍに設定できる。なお、インサート１１の寸法は、例示した数値範囲に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

インサート１１の材質としては、例えば、超硬合金、サーメットなどが挙げられる。超硬合金としては、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）−コバルト（Ｃｏ）、ＷＣ−炭化チタン（ＴｉＣ）−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−炭化タンタル（ＴａＣ）−Ｃｏなどが挙げられる。ＷＣ−Ｃｏは、ＷＣにＣｏの粉末を加えて焼結して生成される。ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏは、ＷＣ−ＣｏにＴｉＣを添加したものである。ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏは、ＷＣ−ＴｉＣ−ＣｏにＴａＣを添加したものである。サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。サーメットとしては、例えば、ＴｉＣまたは窒化チタン（ＴｉＮ）などのチタン化合物を主成分としたものなどが挙げられる。

インサート１１の表面には、化学蒸着（ＣＶＤ）法または物理蒸着（ＰＶＤ）法によって被膜をコーティングすることができる。被膜の組成としては、例えば、ＴｉＣ、ＴｉＮ、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）などが挙げられる。また、インサート１１は、切刃１５の強度を高めるうえで、上述した材質からなる基体に、例えば、ダイヤモンド焼結体、ＣＢＮ焼結体などをロウ付けした構成であってもよい。

本実施形態のインサート１１は、図２に示すように、上面１２および下面１３の間を貫通している貫通孔１６をさらに備えている。本実施形態の貫通孔１６は、上面１２および下面１３のそれぞれの中央部に位置している。貫通孔１６は、インサート１１をホルダ本体２へ取り付けるときにネジ１７が挿入される部位である。すなわち、本実施形態では、貫通孔１６にネジ１７を挿入し、ネジ１７の先端を載置部２５１ａに位置しているネジ孔（不図示）に挿入してネジ１７を締め付けることによって、インサート１１をホルダ本体２に取り付けている。

図６および図７に示すように、中心軸Ｘ１に垂直な方向から切削工具１０Ａを見たとき、本実施形態のインサート１１は、上面１２が中心軸Ｘ１に対して傾斜している状態で、ホルダ本体２に取り付けられている。中心軸Ｘ１に対する上面１２の傾斜角度、すなわちアキシャルレーキ角は、０〜２０°に設定できるが、これに限定されるものではない。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るホルダおよび切削工具について、図１１および図１２を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態に係るホルダおよび切削工具の基本構成は、上述した第１実施形態に係るホルダ１Ａおよび切削工具１０Ａと同等である。そのため、図において、第１実施形態に係るホルダ１Ａおよび切削工具１０Ａ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ものとし、以下においては構成の差異が存在する部位を中心に説明を行うものとする。この点は、後述する第３実施形態においても同様である。

図１１に示すように、本実施形態の切削工具１０Ｂが備えているホルダ１Ｂは、ホルダ本体２の長手方向Ｘ２における後端２２側から先端２１側に向かってホルダ本体２の内部を貫通しているクーラント孔５をさらに備えている。クーラント孔５は、インサート１１を冷却するクーラント（冷却液）を外部から供給するための部位である。本実施形態のクーラント孔５は、後端２２からポケット２５１に渡って延びている。

クーラント孔５は、先端２１側に開口している噴射口５１を有している。本実施形態の噴射口５１は、ポケット２５１に位置している。ポケット２５１における噴射口５１の位置は、インサート１１が載置される載置部２５１ａであってもよいし、それ以外の部位であってもよい。本実施形態の噴射口５１は、インサート１１の切刃１５を効率良く冷却する観点から、載置部２５１ａよりも後端２２側に位置しているポケット２５１の側壁部２５１ｃに位置している。

クーラント孔５は、少なくとも１つであればよい。クーラント孔５が複数であるとき、複数のクーラント孔５の構成は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、図１２に示すように、クーラント孔５が複数であり、複数のクーラント孔５の構成が実質的に同一である。

一方、本実施形態では、ホルダ本体２が中空部２３Ｂを複数有しており、ホルダ１Ｂが棒部材３Ｂを複数備えている。複数の中空部２３Ｂの構成は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。同様に、複数の棒部材３Ｂの構成は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、複数の中空部２３Ｂの構成が実質的に同一であり、複数の棒部材３Ｂの構成が実質的に同一である。このような構成によれば、中心軸周りでの棒部材３Ｂの重心のばらつきを抑えることができるので、結果として回転時の遠心力による棒部材３Ｂの振動を抑制することができる。

本実施形態では、複数の中空部２３Ｂがいずれも、複数のクーラント孔５のそれぞれから離れて位置している。言い換えれば、複数の中空部２３Ｂはいずれも、複数のクーラント孔５のそれぞれに繋がっていない。このような構成によれば、中空部２３Ｂにクーラントが流れ込まないため、クーラント孔５を介してクーラントをスムーズに流すことができ、結果としてクーラントによる冷却効率を向上させることができる。

本実施形態では、ホルダ本体２の長手方向Ｘ２に垂直な断面視において、複数の中空部２３Ｂがいずれも、中心軸Ｘ１から遠い側に位置している端部２３２の径方向Ｘ４に垂直な方向の幅Ｗ１が、中心軸Ｘ１に近い側に位置している端部２３３の径方向Ｘ４に垂直な方向の幅Ｗ２よりも大きい。すなわち、幅Ｗ１、Ｗ２が、Ｗ１＞Ｗ２の関係を有している。このような構成によれば、ホルダ本体２の外周面２４に近い部分において中空部２３Ｂのスペースが広くなる。それに伴い、ホルダ本体２の外周面２４に近い部分において棒部材３Ｂおよび粉体４の占める割合も多くなる。その結果、被削材１００を切削加工するときに比較的負荷が加わりやすいホルダ本体２の外周面２４に近い部分において棒部材３Ｂおよび粉体４による効果が得られやすくなり、びびり振動の発生を抑制することができる。なお、本実施形態では、中心軸Ｘ１に近い側に位置している端部２３３が、クーラント孔５を避けるように位置している。このような場合には、端部２３３の幅Ｗ２は、クーラント孔５が存在していない構成を基準に判断するものとする。この点は、中心軸Ｘ１から遠い側に位置している端部２３２がクーラント孔５を避けるように位置している場合にも同様である。

本実施形態では、上述した断面視において、複数の中空部２３Ｂがいずれも、中心軸Ｘ１から離れるにつれて、言い換えれば外方に向かうにつれて、径方向Ｘ４に垂直な方向の幅Ｗが大きくなっている。このような構成によれば、ホルダ本体２の外周面２４に近い部分において棒部材３Ｂおよび粉体４による効果が得られやすくなる。

本実施形態では、上述した断面視において、複数の中空部２３Ｂのうち互いに回転方向Ｘ３に隣り合う中空部２３Ｂ、２３Ｂ同士の間の厚みＴ１が、中心軸Ｘ１から離れるにつれて、言い換えれば外方に向かうにつれて大きくなっている。このような構成によれば、ホルダ本体２の外周面２４に近い部分においてホルダ本体２の剛性を確保することができる。

上述した断面視において、複数の中空部２３Ｂのそれぞれとホルダ本体２の外周面２４との間の厚みＴ２は、複数の中空部２３Ｂのうち互いに回転方向Ｘ３に隣り合う中空部２３Ｂ、２３Ｂ同士の間の厚みＴ１よりも大きいのが好ましい。このような構成によれば、ホルダ本体２の外周面２４に近い部分においてホルダ本体２の剛性を確保することができる。

本実施形態では、上述した断面視において、複数の中空部２３Ｂがいずれも、中心軸Ｘ１を基準に回転対称である。なお、本実施形態では、上述のとおり、中心軸Ｘ１に近い側に位置している端部２３３が、クーラント孔５を避けるように位置している。このような場合には、中心軸Ｘ１を基準に複数の中空部２３Ｂのそれぞれを回転させたとき、中空部２３Ｂのうち少なくとも一部が互いに重なり合えば、中心軸Ｘ１を基準に回転対称であると判断することができる。
その他の構成は、上述した第１実施形態に係るホルダ１Ａおよび切削工具１０Ａと同様であるので、説明を省略する。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るホルダおよび切削工具について、図１３および図１４を参照して詳細に説明する。

図１３および図１４に示すように、本実施形態の切削工具１０Ｃが備えているホルダ１Ｃでは、ホルダ本体２が中空部２３Ｃを複数有しており、ホルダ１Ｃが棒部材３Ｃを複数備えている。そして、本実施形態では、複数の中空部２３Ｃおよび複数の棒部材３Ｃがいずれも、第２部位２６の内部から第１部位２５の内部に渡って位置している。言い換えれば、複数の中空部２３Ｃおよび複数の棒部材３Ｃがいずれも、第１部位２５および第２部位２６の内部に位置しており、それに伴って粉体４も第１部位２５および第２部位２６の内部に位置している。
その他の構成は、上述した第１、第２実施形態に係るホルダ１Ａ、１Ｂおよび切削工具１０Ａ、１０Ｂと同様であるので、説明を省略する。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、一実施形態に係る切削加工物の製造方法について、上述した切削工具１０Ａを使用する場合を例にとって、図１５〜図１７を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る切削加工物の製造方法は、以下の（１）〜（３）の工程を備えている。
（１）図１５に示すように、切削工具１０Ａおよび被削材１００のうち少なくとも一方を回転させる工程。
（２）図１６に示すように、切削工具１０Ａの切刃１５を被削材１００に接触させる工程。
（３）図１７に示すように、切削工具１０Ａを被削材１００から離隔させる工程。

具体的に説明すると、本実施形態では、まず、図１５に示すように、切削工具１０Ａを、中心軸Ｘ１を基準に回転方向Ｘ３に回転させるとともに、Ｚ１方向に移動させることによって、切削工具１０Ａを被削材１００に相対的に近づける。被削材１００としては、例えば、アルミニウム、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、非鉄金属などが挙げられる。

次に、図１６に示すように、切削工具１０ＡをＺ２方向に移動させつつ、切削工具１０Ａの切刃１５を被削材１００に接触させて、被削材１００を切削する。本実施形態では、上述した切削工具１０Ａを使用することから、びびり振動の発生を抑制しつつ優れた加工精度で被削材１００を切削することができる。

最後に、図１７に示すように、切削工具１０ＡをＺ３方向に移動させることによって、切削工具１０Ａを被削材１００から相対的に離隔させて所望の切削加工物１１０を得る。本実施形態では、上述した切削工具１０Ａを使用することから、優れた加工面精度を備える切削加工物１１０を得ることができる。

なお、本実施形態では、切削工具１０Ａを動かすことによって切削加工物１１０を得ているが、これに限定されるものではない。すなわち、（１）の工程では、被削材１００を回転させてもよいし、被削材１００を切削工具１０Ａに近づけてもよい。同様に、（３）の工程では、被削材１００を切削工具１０Ａから離隔させてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具１０Ａを回転させた状態を維持して、被削材１００の異なる箇所に切刃１５を接触させる工程を繰り返せばよい。本実施形態では、切削工具１０Ａを使用する場合を例にとって説明したが、切削工具１０Ａに代えて、切削工具１０Ｂ、１０Ｃを使用しても同様の効果が得られる。

以上、本発明に係るいくつかの実施形態について説明したが、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限り任意のものとすることができることは言うまでもない。

例えば、上述した実施形態では、切削工具１０Ａ〜１０Ｃが転削工具であるが、これに代えて、切削工具１０Ａ〜１０Ｃを、例えば、旋削工具などにすることができる。

また、上述した実施形態では、中空部２３Ａ、２３Ｂ、棒部材３Ａ、３Ｂおよび粉体４が、第２部位２６の内部に位置しており、中空部２３Ｃ、棒部材３Ｃおよび粉体４が、第１部位２５および第２部位２６の内部に位置しているが、これらに代えて、中空部２３Ａ〜２３Ｃ、棒部材３Ａ〜３Ｃおよび粉体４を他の位置に配置することができる。具体例を挙げると、中空部２３Ａ〜２３Ｃ、棒部材３Ａ〜３Ｃおよび粉体４を、第１部位２５の内部、第２部位２６および第３部位２７の内部、第３部位２７の内部、第１〜第３部位２５〜２７の内部などに配置することができる。

１Ａ〜１Ｃ 切削工具用ホルダ
２ ホルダ本体
２１ 先端
２２ 後端
２３Ａ〜２３Ｃ 中空部
２３１ 内壁面
２３１ａ 外方に凸の曲線状部位
２３１ｂ 内方に凸の曲線状部位
２４ 外周面
２５ 第１部位
２５１ ポケット
２５１ａ 載置部
２５１ｂ 後端
２５１ｃ 側壁部
２６ 第２部位
２７ 第３部位
３Ａ〜３Ｃ 棒部材
３１ 外周面
３１ａ 外方に凸の曲線状部位
３１ｂ 内方に凸の曲線状部位
３２ ホルダ本体の先端側に位置している部位
３３ ホルダ本体の後端側に位置している部位
４ 粉体
５ クーラント孔
５１ 噴射口
１０Ａ〜１０Ｃ 切削工具
１１ 切削インサート
１２ 上面
１２１ 角部
１３ 下面
１４ 側面
１５ 切刃
１６ 貫通孔
１７ ネジ
１００ 被削材
１１０ 切削加工物
Ｘ１ 中心軸
Ｘ２ 長手方向
Ｘ３ 回転方向
Ｘ４ 径方向
Ｙ 中心軸
Ｓ 間隙

Claims (16)

1. 内部に中空部を有する略柱状のホルダ本体と、
   前記中空部内に収容されている棒部材と、
   前記中空部および前記棒部材の間に充填されている粉体と、を備える、切削工具用ホルダ。
2. 前記中空部および前記棒部材はいずれも、前記ホルダ本体の長手方向に沿って延びている、請求項１に記載の切削工具用ホルダ。
3. 前記ホルダ本体の長手方向に垂直な断面視において、前記棒部材は、入れ子構造である、請求項１または２に記載の切削工具用ホルダ。
4. 前記ホルダ本体の長手方向に垂直な断面視において、前記中空部は、前記ホルダ本体の中心軸を基準に回転対称である、請求項１〜３のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
5. 前記ホルダ本体の長手方向に垂直な断面視において、前記棒部材は、その中心軸を基準に回転対称である、請求項１〜４のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
6. 前記ホルダ本体の長手方向に垂直な断面視において、前記棒部材は、前記中空部の内壁面側に突出する凸部を有し、前記凸部が、凸曲線状である、請求項１〜５のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
7. 前記中空部の内壁面および前記棒部材の外周面のそれぞれの表面粗さが、前記ホルダ本体の外周面の表面粗さよりも大きい、請求項１〜６のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
8. 前記ホルダ本体の長手方向に垂直な断面視において、前記中空部および前記棒部材はいずれも、非円形状である、請求項１〜７のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
9. 前記ホルダ本体および前記棒部材の材質が、同一である、請求項１〜８のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
10. 前記粉体の材質がさらに、前記ホルダ本体および前記棒部材の前記材質と同一である、請求項９に記載の切削工具用ホルダ。
11. 前記中空部は、前記ホルダ本体の長手方向における後端側に位置しており工作機械によって把持される部位よりも前記長手方向における先端側に位置している部位の内部に位置している、請求項１〜１０のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
12. 前記中空部は、前記ホルダ本体の前記先端側に位置しており切削インサートが取り付けられるポケットを有する部位よりも前記後端側に位置している部位の内部に位置している、請求項１１に記載の切削工具用ホルダ。
13. 前記ホルダ本体は、前記中空部を複数有し、
    前記棒部材を、複数備える、請求項１〜１２のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
14. 前記ホルダ本体の長手方向における後端側から先端側に向かって前記ホルダ本体の内部を貫通している少なくとも１つのクーラント孔をさらに備え、
    前記中空部は、前記少なくとも１つのクーラント孔から離れて位置している、請求項１〜１３のいずれかに記載の切削工具用ホルダ。
15. 請求項１〜１４のいずれかに記載の切削工具用ホルダと、
    前記切削工具用ホルダのうち前記ホルダ本体の長手方向における先端側に取り付けられている切削インサートと、を備える、切削工具。
16. 請求項１５に記載の切削工具および被削材のうち少なくとも一方を回転させる工程と、
    前記切削工具の切刃を前記被削材に接触させる工程と、
    前記切削工具を前記被削材から離隔させる工程と、を備える、切削加工物の製造方法。

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