JP4850301B2 - フライス用刃先交換式回転工具に用いるインサート - Google Patents

Description

本発明は、主切刃の耐欠損性を維持しながら切削抵抗の低抵抗化を実現して、高能率な平面削り加工ができる高送り加工用に好適なフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートに関するものである。

各種の金型を成形加工により製造するときに、切削工具の工具本体に、平面視で菱形、略平行四辺形等の多角形状、あるいは丸駒型（丸形形状）等をなした板状のインサート（インサートチップ）のいずれかを装着して、被削材となる金型の素材に高送り加工を行うことが行われている。
このように、インサートを装着したフライス用刃先交換式回転工具を用いて、被削材に高送り加工を行うと、インサートの切刃に欠損等の不具合が発生しやすくなる。このため、高送り加工を行ってもインサートの切刃に欠損等の不具合の発生を防ぐために、インサートの形状等を改良した種々の技術が提案されている。例えば、下記の特許文献に記載の発明が提案されている。

特許文献１（特開２０００−５９２１号公報）に記載の発明においては、コーナ部や溝切削におけるビビリ振動をおさえ、チップの欠損トラブルが起こりにくい安定した高能率加工を実現する刃先交換式回転工具の提供を目的として、インサートは主切刃と外周刃を有し、主切刃の切込み角が３度以上、３５度以下であり、かつ、主切刃は円弧又は円弧状をなし、外周刃は工具中心軸に対してバックテーパがつくように直線もしくは円弧、円弧状とした刃先交換式回転工具が提案されている。

特許文献２（特開２００２−４６００２号公報）に記載の発明においては、表面に黒皮等の硬質層が形成された被削材を切削するために好適なインサートが提案されている。そして、このインサートは、主切刃のホーニング面のホーニング幅とホーニング角を、主切刃の両端部から中央部に向かうに従いともに漸次大きくすることが記載されている。また、ホーニング幅が、主切刃の両端部では０．０５〜０．５ｍｍの範囲とし、主切刃の中央部では０．１〜１．０ｍｍの範囲にし、さらに、ホーニング角が、主切刃の両端部では５〜４５°、主切刃の中央部では１０〜６０°の範囲にすることが提案されている。

特許文献３（特開２００２−１９２４０７号公報）に記載の発明においては、切り込み量がインサートのノ−ズの円弧状切れ刃の範囲とされるような仕上げ切削に使用される切削工具において、仕上げ面粗度の低下を招かず工具の長寿命化を図ることを目的とした切削工具が提案されている。この切削工具に用いられるインサートにおいては、ノーズの円弧状切れ刃に沿って面取り部が設けられ、すくい面側からみた円弧状切れ刃における面取り幅を、円弧状切れ刃と、ノーズを挟む２つの直線状切れ刃との各接続点近傍から、円弧状切れ刃の円弧の略中間点に向かって次第に広くなるようにすることが記載されている。これにより、面取り幅の小さい円弧状切れ刃部分を前逃げ境界側に位置させ、面取り幅の大きい円弧状切れ刃部分を横逃げ境界側に位置させて切削を行うことができるので、仕上げ面粗度の低下を招かず工具の長寿命化を図るものである。

特許文献４（特開特開２００８−８３７号公報）に記載の発明においては、切削性能の悪化の恐れのないインサートが提案されている。このインサートは、略多角形平板状をなし、対向する多角形面の辺稜部に切刃を形成したンサートであって、各多角形面の中央部に設けられた少なくとも１つのボス面と、このボス面と切刃との間に設けられたブレーカ溝と、切刃に沿ってこの切刃から内方に向かって延びるランド面とを備えている。そして、多角形面の少なくとも１つのコーナ部では、コーナ切刃におけるランド面の幅Ｌ１よりもコーナ切刃からそれぞれ延びる一対の直線切刃におけるランド面の幅Ｌ２が大きく設定され、かつ、コーナ切刃におけるコーナ先端とボス面との距離Ｌ３よりも直線切刃とボス面との距離Ｌ４が小さく設定されることが記載されている。これにより、切削抵抗や仕上げ面の表面粗さへの影響が大きいコーナ切刃の切れ味を損なうことなく、比較的負荷の高い直線切刃の刃先強度を高めようとするものである。

特許文献５（特開２００８−２０７２７３号公報）に記載の発明においては、インサートのコーナ部近傍の切刃で切削時の温度差により発生する損傷を防止することができる切削工具が提案されている。このインサートは多角形板状であって、すくい面と逃げ面との交差稜を切刃とし、すくい面のコーナ部にＲ切刃を設け、すくい面と切刃に続く外周部に一様な幅を有するランドを設け、少なくともコーナ部のランドに続くすくい面の中央側にブレーカ溝を設けている。さらに、Ｒ切刃に続く辺部切刃に切欠きを設けるとともに、切欠きのコーナ部の外挿頂点ｐ１からの距離を切刃の一辺の長さＬ１に対して０．２Ｌ１以下にすることが記載されている。

特許文献６（特開平４−９３１１０号公報）に記載の発明においては、丸駒インサート（丸駒チップ）を装着した正面フライスにおいて、丸駒インサートの刃先構成および取付け構成などを改善して耐熱鋼などに好適する正面フライスが提案されている。この丸駒インサートは、略円板状をなしその周側面に逃げ角が付与され、この周側面は６つの直線稜による傾斜平面および直線稜よりも大きな円弧稜による傾斜円弧面から構成されている。また、丸駒インサートがカッタ本体の取付け溝内にあるロケータによって位置決めされるとともに、このロケータは、丸駒インサートに対して、切削に関与する直線稜がカッタ本体の軸方向に対し直交する方向に位置決めすることが開示されている。

特許文献７（特開平９−２２５７２４号公報）に記載の発明においては、チッピングや欠損が起こりにくく、高硬度材の切削加工においても切刃の寿命を延ばすことができるフライス用の丸駒インサート（丸駒チップ）が提案されている。この丸駒インサートは、全周に逃げ角を有するインサート本体の外周縁に複数の切刃すくい面を設け、これら切刃すくい面を側面視で上面に向かって突出する円弧状に形成することが開示されている。このように、切刃すくい面を側面視で上面に向かって突出する円弧状に形成することにより、切刃すくい面が切削材に当接する時、最も山の高い部分が最初に切削材に当り、徐々に山の低い部分に当たるため、接触時間が長くなって衝撃力を低減させることができるので、チッピング、欠損が起こりにくく、高硬度材の切削加工においても切刃の寿命を延長することができることが記載されている。

特開２０００−５９２１号公報 特開２００２−４６００２号公報 特開２００２−１９２４０７号公報 特開２００８−８３７号公報 特開２００８−２０７２７３号公報 特開平４−９３１１０号公報 特開平９−２２５７２４号公報

上記した特許文献１から５に記載の発明においては、平面視で三角形状、あるいは略四角形状をなすインサート、またはこれらのインサートを装着した切削工具が提案されているが、いずれの発明も、インサートに形成した主切刃の耐欠損性を維持しながら、かつ、切削抵抗の低減を実現し、さらに、高能率な加工ができる高送り加工に好適な構成にすることについては記載されていない。

すなわち、特許文献１に記載の刃先交換式回転工具は、コーナ部や溝切削におけるビビリ振動をおさえ、インサートの欠損トラブルが起こりにくくするために、インサートは主切刃と外周刃を有し、主切刃の切込み角が３度以上、３５度以下とし、かつ、主切刃は円弧又は円弧状をなすようにし、外周刃は工具中心軸に対してバックテーパがつくよう直線もしくは円弧、円弧状としたものである。従って、切削時の切削抵抗の低減を実現するための対策、例えば、インサートの切刃部に形成するネガホーニングやランドの幅を配慮することについては開示されていない。

特許文献２に記載のインサートは、主切刃のホーニング面のホーニング幅とホーニング角を、主切刃の両端部から中央部に向かうに従いともに漸次大きくすることにより、硬質層が形成されている被削材を切削加工するときに、切刃の両端部よりも中央部側の部分において耐欠損性を向上させようとするものである。従って、特許文献２に記載の発明においても、切削時の切削抵抗の低減を実現するための対策については開示されていない。

特許文献３に記載の切削工具は、仕上げ面粗度の低下を招かず工具の長寿命化を図るために、インサートのノーズの円弧状切れ刃に沿って面取り部を設け、すくい面側からみたこの円弧状切れ刃における面取り（ネガホーニング等）の幅を、円弧状切れ刃と、ノーズを挟む２つの直線状切れ刃との各接続点近傍から、円弧状切れ刃の円弧の略中間点に向かって次第に広くなるように形成したものである。これにより、面取り幅の小さい円弧状切れ刃部分を前逃げ境界側に位置させ、面取り幅の大きい円弧状切れ刃部分を横逃げ境界側に位置させて切削を行うことができるので、仕上げ面粗度の低下を招かず工具の長寿命化を図ることが記載されているが、特許文献３に記載の発明においても、切削時の切削抵抗の低減を実現するための対策については開示されていない。

特許文献４に記載のインサートは、各多角形面の中央部に設けられた少なくとも１つのボス面と、このボス面と切刃との間に設けられたブレーカ溝と、切刃に沿ってこの切刃から内方に向かって延びるランド面とを備えている。そして、多角形面の少なくとも１つのコーナ部では、コーナ切刃におけるランド面の幅Ｌ１よりもコーナ切刃からそれぞれ延びる一対の直線切刃におけるランド面の幅Ｌ２を大きく設定することにより、直線切刃がチッピングや欠損することを防止しようとするものである。従って、特許文献４に記載の発明においても、切削時の切削抵抗の低減を実現するための対策については開示されていない。

特許文献５に記載のインサートは、すくい面のコーナ部にＲ切刃を設け、すくい面と切刃に続く外周部に一様な幅を有するランドを設け、さらに、Ｒ切刃に続く辺部切刃に切欠きを設けることにより、切削時の温度差により発生する切刃の欠損等の損傷を防止するものであるが、特許文献５に記載の発明においても、切削時の切削抵抗の低減を実現するための対策については開示されていない。

特許文献６に記載されている丸駒インサートは、略円板状をなしその周側面に逃げ角が付与され、この周側面は６つの直線稜による傾斜平面および直線稜よりも大きな円弧稜による傾斜円弧面から構成することにより、耐熱鋼等の切削加工において切刃の損傷を改善しようとするものであって、特許文献６に記載の発明においても、切削時の切削抵抗の低減を実現するための対策については開示されていない。

特許文献７に記載されている丸駒インサートは、全周に逃げ角を有するインサート本体の外周縁に複数の切刃すくい面を設け、これら切刃すくい面を側面視で上面に向かって突出する円弧状に形成することにより、切刃のチッピングや欠損が起こりにくくしたものである。しかし、特許文献７に記載の発明においても、切削時の切削抵抗の低減を実現するための対策については開示されていない。

そこで、本発明の目的は、主切刃の耐欠損性を維持しながら切削抵抗の低抵抗化を実現して、高能率な平面削り加工ができる高送り加工用に好適なフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートを提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１に記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートは、フライス用刃先交換式回転切削工具に着脱可能に装着され、平面視で多角形平板状をなし、その多角形の中央部に前記回転切削工具に装着されるための取付け孔を有し、その上面がすくい面とされ、前記すくい面に交差する側面が逃げ面とされ、前記すくい面と逃げ面とが交差する稜線部に切刃を有するインサートであって、
前記切刃は、前記多角形平板状のインサートの角部に形成されたコーナー刃と、前記コーナー刃を挟むように形成された主切刃と外周刃とから構成され、
前記主切刃のすくい面には、前記主切刃のネガホーニングと、前記ネガホーニングの内側にランドおよびブレーカ溝を有し、
前記主切刃は前記主切刃から前記コーナー刃との間の境界となる繋ぎ部へかけて前記取付け孔に関して外側へ凸の形状に形成され、この前記繋ぎ部へかけての前記凸の形状の、前記繋ぎ部と反対側の端部に前記凸の形状の起点となる点を持ち、
この起点となる点は、前記外周刃の稜線が下方から上方へかけて鉛直軸に接近する向きに傾斜した状態で、前記取付け孔において前記回転切削工具に装着されたときに、被削材側へ最下に位置する最下点を与え、
前記ネガホーニングの幅は、前記起点となる点から、前記主切刃と前記コーナー刃を繋ぐ繋ぎ部に向かって、漸次増加するように形成されていることを特徴としている。

さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートに係り、前記ランドの幅は、前記最下点から前記繋ぎ部に向かって漸次増加するように形成されていることを特徴としている。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートに係り、前記最下点における前記ネガホーニングの幅をＨ１、前記ランドの幅をＦ１とし、前記繋ぎ部における前記ネガホーニングの幅をＨ２、前記ランドの幅をＦ２としたとき、
０．０３ｍｍ≦Ｈ１≦０．１０ｍｍ、 ０．１５≦Ｈ１／Ｈ２≦０．５０、
０．０３ｍｍ≦Ｆ１≦０．１０ｍｍ、 ０．１５≦Ｆ１／Ｆ２≦０．５０、
とされていることを特徴としている。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートに係り、前記インサートの上面であって前記主切刃の近傍には、前記主切刃の接線に対して略直交する方向に縦長に形成された複数の溝を有し、前記溝どうしの間はすくい面とされていることを特徴としている。

さらに、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートに係り、前記繋ぎ部における前記溝どうしの間の前記すくい面の幅をＲＷ、前記溝の横幅をＵＷとし、同じく前記溝の縦方向長さをＵＨとし、前記主切刃の稜線部から前記溝端までの長さをＵＬとしたとき、
０．２０ｍｍ≦ＲＷ≦０．５０ｍｍ、 １．２０≦ＲＷ／ＵＷ≦２．５０、
ＵＨ≦０．６０ｍｍ、 ０．２５ｍｍ≦ＵＬ≦０．８０ｍｍ、
とされていることを特徴としている。

さらに、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートに係り、前記インサートは平面視で略４角形状をなし、前記コーナー刃と主切刃と外周刃とから構成される切刃を、前記インサートに形成された取付け孔に対して対称となる位置に、２組の前記切刃を有する２コーナー型のインサートであることを特徴としている。

さらに、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートに係り、前記インサートは平面視で略３角形状をなし、前記コーナー刃と主切刃と外周刃とから構成される切刃を、前記インサートに形成された取付け孔に対して対称となる位置に、３組の前記切刃を有する３コーナー型のインサートであることを特徴としている。

さらに、請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートに係り、前記インサートは平面視で略４角形状をなし、前記コーナー刃と主切刃と外周刃とから構成される切刃を、前記インサートに形成された取付け孔に対して対称となる位置に、４組の前記切刃を有する４コーナー型のインサートであることを特徴としている。

本発明のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートは、このインサートをフライス用刃先交換式回転切削工具に装着したときに、回転工具本体（フライス用刃先交換式回転切削工具）の回転軸方向に対する最下点が生じるように装着される。そして、このインサートの最下点から回転工具本体の外周側に向かうに従って、このインサートに設けたホーニングの幅、またはホーニングの幅とランドの幅とを漸次増加させるような構成としているので、インサートの主切刃の耐欠損性を維持しながら切削抵抗の低減を図ることを可能としたインサートを提供することができる。

本発明のインサートを、フライス用刃先交換式回転切削工具に装着する手順を説明するための図である。 図１において、本発明のインサートを装着したときの状態を示すフライス用刃先交換式回転切削工具の正面図である。 （ａ）は図２に示すインサートについて、その構成を説明するための部分拡大を示す平面図、（ｂ）は図２に示すインサートについて他の実施形態の構成を説明するための部分拡大を示す平面図である。 図２に示すインサートについて、その構成を説明するための斜視図である。 図４に示すインサートについて、Ａ−Ａ線の断面を示す断面図である。 図４に示すインサートについて、Ｂ−Ｂ線の断面を示す断面図である。 図４に示すインサートについて、主切刃の部分を説明するための拡大図である。 図４に示すインサートについて、Ｃ−Ｃ線の断面を示す断面図である。 本発明のインサートについて、他の実施形態を示す平面図である。 本発明のインサートについて、さらに他の実施形態を示す平面図である。 本発明のインサートを装着したフライス用刃先交換式回転切削工具を用いて、強断続切削試験を実施してその耐欠損性評価を行うために使用した被削材の形状を説明するための斜視図である。

以下、本発明のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサートの実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート（以下、「本発明のインサート」と記載する場合がある）について、その一実施形態を示すインサート２を、フライス用刃先交換式回転切削工具の回転工具本体１に装着するときの様子を説明するための図である。図２は、図１において、インサート２を回転工具本体１に装着したときの一例を示す図である。また、図３から図８は図１（図２）に示すインサート２の構成を説明するための図、図９は、本発明のインサートについて、他の実施形態の構成を示す図、図１０は同じく本発明のインサートについて、さらに他の実施形態の構成を示す図である。

図１および図２に示すように、本発明に係るインサート２は中央部に設けた取付け孔３を介して、クランプねじ４により回転工具本体１に装着される。図２に示すように、回転工具本体１に装着されるインサート２は、略Ｒ形状をなすコーナー刃５を挟むように主切刃６と外周刃７が形成され、さらに取付け孔３に対して対称となる位置に他のコーナー刃５と主切刃６と外周刃７とが形成され、平面視で略４角形状をなす、いわゆる２コーナー型のインサートである。

そして、インサート２を回転工具本体１に装着したときに、主切刃６は回転工具本体１の最も下側の位置となる最下点８を有し、インサート２に形成されている外周刃７は工具回転軸に対して外側に位置するように装着・固定する。なお、この最下点８はインサート２を回転工具本体１に装着したときに生じる主切刃６上の箇所になる。また、取付け孔３に対して、外周刃７と対称なインサート２の面は、インサート２を回転工具本体１に装着したときの拘束面になる。さらに、インサート２は、工具回転軸方向に対して所定の角度γほど傾けた状態で装着され、角度γのバックテーパがついた状態になっている。図２に示すインサート２を装着したフライス用刃先交換式回転切削工具は、切削時の切込深さａｐ値を主切刃６の範囲内で設定するために、たとえ垂直の立壁を加工したとしても外周刃７は切削には関与せず、切刃としての役割はしないため切削抵抗が発生しない。

図３（ａ）は、図１（図２）に示すインサート２を拡大した図である。図３（ａ）に示すように、回転工具本体１に装着されたインサート２は、その主切刃６は前記した最下点８と、主切刃６とコーナー刃５との繋ぎ部９とを有する。そして、最下点８と繋ぎ部９とを結んだ線分Ｌが工具回転軸に垂直な直線となす角度（度）をθとしたとき、５≦θ≦３０であることが好ましい。さらに、主切刃６は最下点８と繋ぎ部９とを結んだ線分Ｌに対して工具回転軸と垂直な方向に凸形状、言い換えると、インサート２を上方から見た平面視において主切刃６は外側方向に緩やかに突出した凸形状をなしている。この主切刃６の凸形状は、曲線状、円弧状、もしくはこれらの組み合わせ、あるいは直線の組み合わせにより形成されていてもよい。本発明に用いるインサート２のサイズは、内接円（平面視で略４角形状をなす辺に内接する円）の直径が６ｍｍ〜１６ｍｍ、最下点８、交点１０、および繋ぎ部９の３点を結んだ円弧の半径Ｒは６ｍｍ〜２０ｍｍとするのが好ましい。
ここで、交点１０とは、図３（ａ）に示すように、最下点８と繋ぎ部９とを結んだ線分の垂直２等分線と主切刃６との交点をいう。交点１０は、前記したように主切刃６は凸形状をなしているので、最下点８と繋ぎ部９とを結んだ線分Ｌに対して、図３（ａ）に示すように平面視で回転工具本体１の工具回転軸と垂直な方向に、インサート２の外側に位置している。

図４は図３（ａ）に示すインサート２の斜視図を示す。インサート２は上面方向からの平面視で略四角形状をなし、回転工具本体１の着座面と接する底面１１、この底面１１と対向するすくい面１２、底面１１とすくい面１２との間に形成された逃げ面１３を備えている。そして、すくい面１２と逃げ面１３とがなす稜線部には切刃が形成され、インサート２の中央部に設けた取付け孔３に対して対称な位置にも同様に切刃が形成されている。

図５は図４に示すインサート２について、主切刃６における最下点８付近のＡ−Ａ線の断面図である。図５に示すように、インサート２には幅がＨ１のネガホーニング１５、幅がＦ１のランド１６が形成されている。また、図６は図４に示す主切刃６とコーナー刃５との繋ぎ部９付近のＢ−Ｂ線の断面図であり、幅がＨ２のネガホーニング１５、幅がＦ２のランド１６が形成されていることを示している。なお、図５および図６に示すランド１６の断面形状（表面部の形状）は平面状のランド（フラットランド）を示しているが、例えば断面形状が円弧等の凸形状としてもよい。

図５および図６に示すネガホーニング１５の幅Ｈ１およびＨ２とは、インサート２の底面１１に対して平行な面への投影長さを示し、ランド１６の幅Ｆ１およびＦ２とは、インサート２の底面１１に対して平行な面への投影長さを示す。また、図５および図６に示すαは、ネガホーニング１５の角度αを示し、βはブレーカ溝１７のすくい角βを示す。なお、ネガホーニング１５の角度αとは、インサート２の底面１１と平行な面がネガホーニング１５の傾斜面となす角度を示す。また、ブレーカ溝１７のすくい角βとは、インサート２の底面１１と平行な面がブレーカ溝１７の傾斜面となす角度を示す。

図３（ａ）、図４、図５および図６に示すように、インサート２は、主切刃６のすくい面１２側に、ネガホーニング１５、ランド１６を設けて切刃強度の強化を図っている。そして、主切刃６の耐欠損性を向上させるために、特にコーナー刃５近傍の外周側における主切刃６の耐欠損性の向上を図っている。しかし、ネガホーニング１５は、その幅が広いと耐欠損性は向上する反面、切削抵抗が増大して切削に使用する工作機械、例えば、マシニングセンターなどの工作機械への負荷が大きくなり、高能率な高送り加工ができなくなる。
また、フライス用刃先交換式回転切削工具の工具突き出し量（または工具突き出し長さ）が２００ｍｍを超えるような長い場合、または、工具径に対して４倍以上の工具突き出し量を有する工具には、切削加工中にビビリ振動が大きくなり切刃の欠損が発生し易い状態となり、被削材の加工面粗さの劣化も生じる。一方、ネガホーニング１５は、その幅が小さいと切削抵抗は小さくなるが切刃強度の強化が不十分となり切刃が欠損し易くなる。従って、ネガホーニング１５の幅の設定は、被削材の剛性が弱く、切削中にビビリ振動などが発生し易くなる工具突き出し量が２００ｍｍを超えるような長い場合、又は、工具径に対して４倍以上の工具突き出し量を有する工具には、ネガホーニング１５の幅を小さく設定し、強断続切削になって切刃の欠損が発生し易いときには逆に大きく設定する。また、ネガホーニング１５の角度α（度）は、５≦α≦３０に設定することが好ましく、α値は最下点８から繋ぎ部９の間で変化させても良い。

なお、上記した工具突き出し量とは、マシニングセンターなどの工作機械にフライス用刃先交換式回転切削工具を取り付けたときに、このフライス用刃先交換式回転切削工具のマシニングセンターへの取付け面からフライス用刃先交換式回転切削工具の最下端までの長さを示す。また、上記した高送り加工とは、Ｓ５０Ｃ材（機械構造用炭素鋼）の切削加工を行う場合、１刃当りの送り量を約０．６〜３．５ｍｍとする高能率加工といわれている。
ネガホーニング１５と同様に、ランド１６の幅が広いと耐欠損性は向上する反面、切削抵抗が増大して切削に使用する工作機械への負荷が大きくなり、高能率な高送り加工ができなくなる。一方、ランド１６の幅が小さいと切削抵抗は小さくなるが切刃強度の強化が不十分となり切刃が欠損し易くなる。従って、ランド１６の幅の設定は、被削材の剛性が弱く、切削中にビビリ振動などが発生し易くなる場合、又は、工具径に対して４倍以上の工具突き出し量を有するフライス用刃先交換式回転切削工具には、ランド１６の幅を小さく設定し、強断続切削になって切刃の欠損が発生し易いときには逆に大きく設定することが好ましい。さらに、すくい面にブレーカ溝１７を設けることで、切削抵抗の低減化が可能となる。ブレーカ溝１７のすくい角β（度）は、β≦２０、より好ましくは１０≦β≦２０にすることが好ましい。

図７は、インサート２を装着したフライス用刃先交換式回転切削工具において、切削加工時の主切刃６の部分における切屑の厚みを説明するための模式図である。回転工具本体１に装着されたインサート２は、前記したように、平面視で外側方向に突出した凸形状をなす円弧状の主切刃６を有している。この円弧状の主切刃６によって被削材を切削加工したときの切屑の厚みは、主切刃６の長さ方向の全てにわたって一定の厚みではない。例えば、主切刃６の半径Ｒが１５ｍｍの場合、高送り加工の切削条件として、切込深さａｐ値が１．５ｍｍ、１刃の送り量ｆｚ値が１．５ｍｍで加工したときに、繋ぎ部９付近の切屑厚みＴ２は約０．６ｍｍ、最下点８付近での切屑厚みＴ１は約０．０６ｍｍとなる。すなわち、Ｔ１値はＴ２値の約１／１０まで薄くなる。これにより、本発明に係るインサート２を装着したフライス用刃先交換式回転切削工具においては、切屑厚みが相対的に厚くなるコーナー刃５近傍の箇所と、切屑厚みが相対的に最も薄くなる最下点８付近とで、それぞれ切刃の部位により適切なネガホーニング１５の幅を設けることにより、切削抵抗を低減し、同時に耐欠損性を改善したフライス用刃先交換式回転切削工具を実現することができる。

上記したように、切削抵抗を低減させるためには、切削厚みが最も薄くなる最下点８または最下点８付近のネガホーニング１５の幅となるＨ１値を小さくすることが重要である。このとき、Ｈ１値を小さくしても、切削厚みは薄いことから、切刃の耐欠損性が大幅に損なわれることはない。他方、切削厚みが最大となるコーナー刃５近傍の外周側の箇所（繋ぎ部９または繋ぎ部９付近）では、ネガホーニング１５の幅となるＨ２値を大きくすることによって耐欠損性を向上させなければならない。このため、本発明に係るインサート２においては、主切刃６におけるコーナー刃５近傍の外周側における耐欠損性を優先して改善している。

上記したネガホーニング１５の幅を示すＨ１値およびＨ２値と同様な効果が、ランド１６の幅Ｆ１値およびＦ２値についても言えることから、切刃の部位により適切なランド１６の幅を設けることが好ましい。本発明の実施形態となるインサート２において、ネガホーニング１５の幅が、回転工具本体１の最下点８から繋ぎ部９に向かって漸次増加させることにより、主切刃６の耐欠損性と低抵抗化（切削抵抗の低減）の両立を可能としている。また、ランド１６の幅についても、回転工具本体１の最下点８から繋ぎ部９に向かって漸次増加させることが好ましい。さらに、好ましくは、ネガホーニング１５の幅、およびランド１６の幅が主切刃６の最下点８におけるＨ１値、およびＦ１値を最小とし、主切刃６とコーナー刃５との繋ぎ部９におけるＨ２値、Ｆ２値を最大として、回転工具本体１の最下点８から繋ぎ部９に向かって漸次増加させるようにする。
なお、上記した「漸次増加させる」とは、最下点８から繋ぎ部９に向かって連続的に増加させる場合と、連続的に増加させるのではなく部分的に増加させないで一定幅とした部分を含んでいる場合のいずれかを示すものである。

これに対して、従来の高送り加工用のフライス用刃先交換式回転切削工具においては、インサートのネガホーニングの幅は略０．２０ｍｍの一定幅、ランドの幅も一定幅が施されている。このため、このような従来のインサートを装着したフライス用刃先交換式回転切削工具では、回転工具の最下点付近はネガホーニングの中で切削が行われていることになり、切れ味が悪く、大きな切削抵抗が生じることになる。
この理由を説明すると次のようになる。上記したように、最下点８付近の切屑厚みＴ１は約０．０６ｍｍにあるので対して、ネガホーニング１５の幅が従来と同様に略０．２０ｍｍであると、（切屑厚み＜ネガホーニングの幅）の関係になる。この状態では、切屑厚みはネガホーニングの幅より薄いため、切屑はネガホーニングの幅の中でカールして詰まり、切屑の排出性が低下し、その結果として被削材に対する切れ味が悪くなって大きな切削抵抗が生じることになる。これに対して、（切屑厚み＞ネガホーニングの幅）の関係がなりたつようにしておくと、切れ味が良く、切削抵抗は小さくなる。

本発明に係るインサート２においては、まず、主切刃６の最下点８または最下点８付近のネガホーニング１５の幅Ｈ１値（ｍｍ）は、０．０３≦Ｈ１≦０．１０、であることが好ましい。その理由は、切削加工時のｆｚ値（１刃の送り量）や切込深さａｐ等の切削条件に基づいて回転工具本体１の最下点８付近の切屑厚みを見積もり（割り出し）、その割り出し値を基にしてＨ１値を設定するときに、Ｈ１値が０．０３ｍｍ未満では耐欠損性が著しく低下してしまうからである。これは、刃先強度が不足するために、切屑厚みの影響よりも、切削加工時にインサート２の最下点８が被削材と接触するときの衝撃で切刃に欠損が発生するためである。一方、Ｈ１値が０．１０ｍｍを超えた大きな値にすると切削抵抗が増大し、高送り加工等を実施することができなくなるという不都合が発生するからである。
上記した最下点８または最下点８付近のことを、以下の説明において「最下点８」と記載する場合がある。従って、「最下点８」と記載した場合は最下点８または最下点８付近を示す。

次に、繋ぎ部９または繋ぎ部９付近（以下、繋ぎ部９または繋ぎ部９付近のことを「繋ぎ部９」と記載する場合がある。従って、「繋ぎ部９」記載した場合は繋ぎ部９または繋ぎ部９付近を示す）のネガホーニング１５の幅Ｈ２は、上記Ｈ１値を設定した後、Ｈ１値とＨ２値との比、すなわち、Ｈ１／Ｈ２値が０．１５〜０．５０となるように設定することが好ましい。こうすることにより、主切刃６の耐欠損性と切削抵抗のバランスが最も良く、また、耐欠損性を損なうことなく、従来のインサートと比較して１０％以上の切削抵抗の低減が可能となる。この理由は、主切刃６の最下点８または最下点８付近における（切屑厚み＜ネガホーニングの幅）となる領域範囲は少なくなり、一方、主切刃６の外周側に沿って切屑厚みは厚くなっていくので、主切刃６の外周側に向かうにつれて（切屑厚み＞ネガホーニングの幅）となる領域範囲へと移行する。従って、Ｈ１値を、回転工具本体１の最下点８付近の切屑厚みＴ１よりも約３０％広い幅としても、ネガホーニング幅の中で切削している範囲が少ないため、１０％以上の切削抵抗の低減が可能である。ただし、Ｈ２値は、切刃の耐欠損性と切削抵抗増大に配慮して、０．１０〜０．５０ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。

また、インサート２において、主切刃６の最下点８におけるランド１６の幅となるＦ１値（ｍｍ）は、０．０３≦Ｆ１≦０．１０とすることが好ましい。その理由は、Ｆ１値が０．０３ｍｍ未満では切刃強度の強化に有効ではなくなり耐欠損性が低下するからである。刃先強度が不足すると、切削時にインサート２の最下点８が被削材と接触するときの衝撃で切刃に欠損が発生する。一方、Ｆ１値が０．１０ｍｍを超えて大きいと切削抵抗が増大する不都合が生じるからである。
また、インサート２において、繋ぎ部９のランド１６の幅となるＦ２値（ｍｍ）は、Ｆ１値を設定の後、Ｆ１／Ｆ２値が、０．１５〜０．５０となるように設定することが好ましい。こうすることで、主切刃６のすくい面１２における摩耗の進行を遅延させるという有利な効果を得られる。Ｆ２値が広いほど、すくい面１２の特にコーナー刃５近傍の外周側における摩耗を遅延させる効果があり、耐欠損性が向上する。ただし、Ｆ２値は、切刃の耐欠損性や切削抵抗の増大に配慮して、０．１０〜０．５０ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。Ｆ２値が過度に広い場合には、切屑の排出性が損なわれて切削抵抗が増大してしまう。これは、切屑をブレーカ溝１７へと誘導する流れが阻害される不都合が生じるためである。

上記したインサート２を装着したフライス用刃先交換式回転切削工具は、高送り加工時に生成される切屑は主切刃６に対して略直交する方向に排出される。そこで、図３（ａ）に示すように、インサート２のすくい面１２の、少なくともコーナー刃５近傍の外周側から最下点８または最下点８付近までに、略円弧状（前記した外側方向に突出した凸形状）をなす主切刃６の接線に対して、略直交する方向に縦長に形成された複数の溝１８を設けることが好ましい。
溝１８の断面形状は、Ｕ字形状、Ｖ字形状等をなす凹形状をなしておればよい。以下の説明においては、溝１８のことを「Ｕ字溝１８」と記載する。また、Ｕ字溝１８どうしの間にはすくい面１９を有するようにする。このように、複数のＵ字溝１８とすくい面１９を配置することにより、インサート２を装着したフライス用刃先交換式回転切削工具を用いて切削加工を行ったときの切屑（図示省略）が、このすくい面１９に沿って通過するときに、すくい面１９と切屑との接触面積が少なくなるのでその摩擦力が減少し、また摩擦によるすくい面１９の温度上昇も抑制される。このことによって、切削抵抗の低抵抗化が図られ、摩耗の進行も遅延させることが可能となり好ましい効果を発揮することができる。特に、主切刃６におけるコーナー刃５近傍の外周側では、ネガホーニング１５の幅Ｈ２、ランド１６の幅Ｆ２を共に幅広く設定して切削抵抗は高くなる傾向にあることから、このすくい面１９の部位に複数のＵ字状溝１８を設けることは好ましい。

隣り合うＵ字状溝１８、１８の間に設けたすくい面１９の部分の断面形状は、平面状あるいは緩やかな凸形状とし、この平面状あるいは緩やかな凸形状としたすくい面１９が切屑と接触する面になる。切削加工時に主切刃６にかかる負荷は、回転工具本体１の外周側となる繋ぎ部９付近になるほど大きくなることから、本発明に係るインサート２においては、上記したように、Ｈ２値をＨ１値よりも大きくなるように設定して切刃強度を改善した。
切刃強度の改善では、切削抵抗の低減化対策は施されなかったが、上記したＵ字溝１８をインサート２に配置により切削抵抗の低減化対策を施すことができる。なお、図３（ａ）および図４においては、繋ぎ部９付近から最下点８付近まで複数のＵ字溝１８とすくい面１９とを交互に形成した例を示している。このように、インサート２の外周側のすくい面に複数のＵ字溝１８を設けることにより、前記したように、切削抵抗の低減化を図ることができるようになる。この切削抵抗の低減化は、切屑とすくい面１９との接触面積を少なくすることができるために可能になる。特に、工具突き出し量が２００ｍｍを超えるような長いフライス用刃先交換式回転切削工具に、上記した複数のＵ字状溝１８を設けたインサート２を回転工具本体１に装着して高送り加工を行う場合に、切削抵抗の好ましい低抵抗化を図ることができるようになる。

図８は、図４に示すインサート２におけるすくい面のＣ−Ｃ線の断面図を示す。図８に示すように、複数のＵ字溝１８はその溝の深さをｄ、同じくＵ字溝１８の横幅をＵＷ、隣り合うＵ字溝１８のピッチをＵＰ、すくい面１９の横幅をＲＷとして示している。
本発明の実施形態に係るインサート２において、繋ぎ部９または繋ぎ部９付近では、上記ＲＷと、ＲＷとＵＷとの関係は、０．２０≦ＲＷ≦０．５０、１．２０≦ＲＷ／ＵＷ≦２．５０、であることが好ましい。このように、繋ぎ部９または繋ぎ部９付近のインサート２のすくい面１９におけるＲＷ値、ＲＷ値とＵＷ値の比を上記の範囲に特定することにより、インサート２のすくい面１９の摩耗の進行に悪影響を及ぼさない範囲で切削抵抗の低抵抗化を図ることができる。ＲＷ値が０．２０未満、あるいはＲＷ／ＵＷ値が１．２０未満では、切屑との接触面積が減少して切削抵抗の低減化をもたらすが、その反面、すくい面１９の摩耗の進行が顕著となり、切刃の耐欠損性を劣化させることになる。一方、ＲＷ値が０．５０を超えて長く、あるいはＲＷ／ＵＷ値が２．５を超えて大きいときには、すくい面１９の摩耗の進行が抑制され、切刃の耐欠損性を維持することができるが、切屑との接触面積の低減化が不十分なため切削抵抗を低減することができなくなる。

図６に示す繋ぎ部９または繋ぎ部９付近のＵ字溝１８の縦方向の長さＵＨ値（ｍｍ）は、ＵＨ≧０．６０ｍｍであることが好ましい。この理由は、ＵＨ値が０．６０ｍｍ未満ではＵ字溝１８の長さが短すぎて切屑との接触面積の低減が十分でないため、切削抵抗の低減に有効に寄与しないからである。ここで、ＵＨ値の上限値は前記したすくい面１９の傾斜角度β等の形態によって決定される。ＵＨ値の上限値は６ｍｍ以下であることが好ましい。この理由は、角度βが大きいと切屑はカールしてすくい面と接触せず切削抵抗の低減に寄与しなくなる。一方、角度βが小さいと切屑がすくい面を擦る領域が長くなり、切削抵抗の低減にはＵＨ値を長くする方が有効となる。角度βは、前記したようにβ≦２０°と小さくなるようにしているので、ＵＨ値の上限値は６ｍｍ程度あれば十分であるからである。
なお、上記したＵ字溝１８のＵＨ値とは、Ｕ字溝１８の長手方向の長さ（底面１１に対して平行な面への投影長さ）を示す。

また、図６に示すように、主切刃６の稜線部から、Ｕ字溝１８における主切刃の稜線部側の端部までの長さをＵＬ（底面１１に対して平行な面への投影長さを示す）としたとき、繋ぎ部９または繋ぎ部９付近のＵＬ値（ｍｍ）は、０．２５≦ＵＬ≦０．８０であることが好ましい。ＵＬ値をこの範囲に設定すると、切屑がすくい面１９と接触する領域を配慮し、Ｕ字溝１８がすくい面１９の摩耗の進行に悪影響を及ぼさない範囲で切削抵抗の低減ができるからである。ＵＬ値が０．２５ｍｍ未満では、Ｕ字溝１８の設定位置が切刃に近すぎるため、すくい面１９の摩耗の進行が早くなり、耐欠損性を劣化させてしまう。一方、ＵＬ値が０．８０ｍｍを超えて長いときには、切削抵抗の低減のために有効とはならないからである。

図８に示すようにＵ字溝１８のピッチ（ｍｍ）を「ＵＰ」としたとき、ＵＰ値を回転工具本体１の最下点８から繋ぎ部９に向かって漸次増加するように変化させることによって、切削時の低抵抗化と耐欠損性とのバランスが好適となる。しかも、ＵＰ値が回転工具本体１の最下点８から繋ぎ部９に向かって漸次増加するように形成すれば、工具（インサート）外周側のＵ字溝数を最下点８と比較して少なくすることになり、工具外周側のすくい面１９の摩耗の進行を遅延させることにも有効であり、切削抵抗の低減化と切刃の耐欠損性のバランスがとれるのである。
逆に、繋ぎ部９のＵＰ値を比較的幅狭く設定する（ＵＰ値を回転工具最下点８から繋ぎ部９に向かって漸次増加させないようにする）と、Ｕ字溝１８の存在密度が大きくなってすくい面１９の面積が減少する。この場合は、切屑との接触面積がより小さくなり切削抵抗の低減化が図れるものの、すくい面１９の摩耗が進行してしまい、切刃の耐欠損性を損なうことになってしまう。一方、すくい面１９における回転工具本体１の最下点８のＵＰ値を小さく設定することは、Ｕ字溝１８の存在密度を大きくして、さらに切削抵抗の低減化に有効となる。回転工具本体１の最下点８では、切屑の厚さも薄く、すくい面１９の摩耗の進行が遅いため、ＵＰ値を小さく設定することの方が有効である。
なお、上記した「漸次増加」とは、ＵＰ値を回転工具本体１の最下点８から繋ぎ部９に向かって連続的に増加させる場合と、連続的に増加させるのではなくて部分的に増加させない一定値とした部分を含んでいる場合のいずれかを示すものである。

図８に示すｄは、Ｕ字溝１８の深さ（すくい面１９からの深さ）を表している。Ｕ字溝１８の深さｄ値は、１ｍｍより深くなるとインサート２の強度が不足し、特に、高送り加工においては切刃に大きな負荷がかかり破損し易くなる。このため、ｄ値は１ｍｍ以下に設定するのが好ましい。また、刃先強度を維持するため、ｄ値は最下点８から繋ぎ部９に向かって漸次減少させることが好ましい。

なお、上記したインサート２について、上記したＵ字溝１８を必ずしも設ける必要はない。図３（ｂ）は、すくい面１９ａにＵ字溝１８を設けていないインサート２ａの実施形態を示している。Ｕ字溝１８を設けていないインサート２ａを装着したフライス用刃先交換式回転切削工具においても、主切刃の耐欠損性を維持しながら切削抵抗の低抵抗化を実現することが可能になる。

続いて、本発明のインサートをフライス用刃先交換式回転切削工具に装着して、主切刃の耐欠損性を維持しながら切削抵抗の低抵抗化を実現することができる他のインサートの実施形態を、図９、図１０に基づいて説明する。

図９は、平板状で、平面視で略３角形状をなしたインサートの実施例であって、３箇所に主切刃６とコーナー刃５と外周刃７を設けた、いわゆる３コーナー型のインサート２ｂを示している。図９に示すインサート２ｂには、前記した２コーナー型のインサート２と同様に、ネガホーニング１５、ランド１６、ブレーカ溝１７（図示せず）、複数のＵ字溝１８とすくい面１９、等を設けている。そして、インサート２ｂを回転工具本体１ａに装着したときには、前記したインサート２と同様に、フライス用刃先交換式回転切削工具の最下点８が主切刃６の位置に存在するようになされている。なお、図９に示す３コーナー型のインサート２ｂは、１つのコーナー部の切刃が摩耗して切れ味が悪くなると、このインサート２ｂを回転工具本体１ａに装着し直して他の２コーナーの切刃を、順次、順番に切削加工に使用できるというメリットが生じる。また、図９に示すインサート２ｂの実施形態では、複数のＵ字溝１８を設けた例を示しているが、図３（ｂ）に示すインサート２ａと同様に、Ｕ字溝１８を設けていないインサート２ｂとしてもよい。

図１０は、板状であって平面視で略４角形状をなしたインサートの実施例であって、４箇所に主切刃６とコーナー刃５と外周刃７を設けた、いわゆる４コーナー型のインサート２ｂを示している。図１０に示すインサート２ｃには、前記したインサート２と同様に、ネガホーニング１５、ランド１６、ブレーカ溝１７、複数のＵ字溝１８、すくい面１９、等を設けている。そして、インサート２ｃを回転工具本体１ｂに装着したときには、前記したインサート２と同様に、フライス用刃先交換式回転切削工具の最下点８が主切刃６の位置に存在するようになされている。なお、４コーナー型のインサート２ｃは、１つのコーナー部の切刃が摩耗して切れ味が悪くなると、このインサート２ｃを回転工具本体１ｂに装着し直して他の３コーナーの切刃を、順次順番に切削加工に使用できるというメリットが生じる。また、図１０に示すインサート２ｃの実施形態では、複数のＵ字溝１８を設けた例を示しているが、図３（ｂ）に示すインサート２ａと同様に、Ｕ字溝１８を設けていないインサート２ｃとしてもよい。

（切削試験例１）
続いて、本発明のインサートについて、その切削抵抗の低減と耐欠損性の効果を確認するための切削試験（以下、「切削試験例１」と記載する）を行った結果について説明する。

上記した本発明のインサートについて、切削試験例１を実施するために、フライス用刃先交換式回転切削工具に装着して切削抵抗の低減と耐欠損性の効果を確認するためのインサート（図３に示すインサート）を作製した。作製したインサートは、表１に示すように試料番号１ａ〜２９ａの２９種を作製した。なお、表１に示すように、作製した２９種のインサートは、上記した本発明に係るインサートとして作製した試料を試料番号１ａ〜２３ａとし、比較例として作製したインサートを試料番号２４ａ〜２８ａとし、従来例として作製したインサートを試料番号２９ａとして、表１の備考欄に示している。
なお、試料番号１ａ〜２３ａは、上記した本発明に係るインサートの構成、すなわち、ネガホーニング、ランドに関する構成等を備えたものである。ただし、試料番号１ａ〜６ａは、Ｕ字溝１８を設けていないインサートを作製した。また、比較例となる試料番号２４ａ〜２８ａは、上記した本発明に係るインサードにおいてその特徴となる、ネガホーニング、ランド等に関する構成と、Ｕ字溝を設けていないインサートを作製した。また、従来例となる試料番号２９ａは、ネガホーニングを設けたがランドは設けなく、さらに、Ｕ字溝を設けていないインサートを作製した。なお、以下の説明において試料番号１ａ〜２３ａを、本発明例と記載する場合がある。

この２９種のインサートのうち、試料番号１ａのインサートは、粉末冶金の技術を用いてＷＣ基からなる超硬合金製のインサートを作製した。この試料番号１ａのインサートのサイズは、内接円の直径を１４ｍｍ、厚さを５．５６ｍｍ、主切刃の半径Ｒを１５ｍｍとした。
また、この試料番号１ａのインサートは金型を用いたプレス機で作製し、ネガホーニングの付与もこの金型成形により形成した。なお、ランドは、その表面形状が平坦なフラットランドとした。さらに、試料番号２ａ〜２３ａ、比較例となる試料番号２４ａ〜２８ａのインサート、および従来例となる試料番号２９ａのインサートについては、成形用金型の形状設定の変更によってネガホーニングの幅、ランドの幅やすくい面に設けるＵ字溝の形状を変化させ、それ以外は試料番号１ａと同様な方法で作製し、また、サイズも試料番号１ａと同様にした。なお、試料番号４ａ〜６ａの前記した主切刃６の凸形状は、直線と曲線との組み合わせから構成された形状とし、他の試料番号は円弧状の凸形状とした。

作製したインサートへのＵ字溝の付与は、プレス金型の形状設定時に行った。また、試料番号１ａから２３ａと比較例２５ａから２８ａのＨ２値は、全て０．２０ｍｍの同じ値に設定した。さらに、試料番号４ａから２３ａ、および比較例となる試料番号２５ａから２８ａのＦ２値は、全て０．２０ｍｍの同じ値に設定した。
また、作製したいずれのインサートも、ネガホーニングの角度α（度）は２０度、ブレーカ溝のすくい角β（度）は１２度、Ｕ字溝を設けた場合にはその深さｄ値は１ｍｍ以下とした。また、従来例のインサートとなる試料番号２９ａは、主切刃全体にわたってネガホーニングの幅が０．２０ｍｍで一定幅のものを作製した。

切削試験は、各試料番号のインサートを工具径６３ｍｍの回転工具本体に１個装着した１枚刃のフライス用刃先交換式回転切削工具として、工作機械を利用した切削加工により切削抵抗値を測定した。なお、切削抵抗の評価は、被削材として平坦な加工面を有するＳ５０Ｃ材（機械構造用炭素鋼）を使用して１０分間の切削加工を行い、その切削抵抗値が従来例となる試料番号２９ａと比較して１０％以上低下したものを、切削抵抗の低減に「効果あり」と判断した。
切削試験で測定した切削抵抗値は、測定数値が比較的安定している部分での取得データを平均化し３分力（主分力、背分力、送り分力）の合力を算出した値とした。切削抵抗値を測定した測定装置は、日本キスラー社製の測定装置を使用した。

次に、被削材として、図１１に示すように、径が６ｍｍの孔６１が多数形成されたＳ５０Ｃ材からなる被削材６０を使用した強断続切削によるによる高送りの平面切削加工を６０分間行って、耐欠損性の評価を行った。この耐欠損性の評価試験では、試料番号１ａから２９ａのそれぞれ５個のインサートについて、１回の耐欠損性の評価試験ごとに回転工具本体に１個のインサートを装着した１枚刃で６０分間の切削を実施し、これら５個のインサートの全てについて順次、耐欠損性の評価試験を行った。そして、耐欠損性の評価は、この６０分間の強断続切削による高送りの平面切削加工において切刃の欠損発生の有無に基づいて評価した。

上記した切削抵抗の低減と耐欠損性の効果を確認するために行った切削試験例１の結果を、表１に示している。表１の評価結果の耐欠損性欄においては、上記した６０分間の強断続切削によるによる高送りの平面切削加工による切削で、試料番号１ａから２９ａのそれぞれ５個のインサートのうち、５個の全てが欠損すること無く加工ができたものは○印、同じく５個中１個でも欠損が発生したものは×印で示している。また、表１には、試料番号１ａから２９ａのインサートについて、前記したＨ１値、Ｈ１／Ｈ２値、Ｆ１値、Ｆ１／Ｆ２値、すくい面のＵ字溝の条件についても示している。なお、表１に示すすくい面のＵ字溝の欄において、ＲＷ、ＲＷ／ＵＷ、ＵＨ、ＵＬの値は、Ｕ字溝１８を設けた試料番号のインサートについて、その繋ぎ部９または繋ぎ部９付近の値を記載している。

なお、上記した切削試験例１において、切削加工の各種条件は次のように設定した。
（切削試験例１の切削加工条件）
加工方法 ： 平面切削加工、乾式切削加工
切削速度Ｖｃ ： １２０ｍ／分
回転数ｎ ： ６０６ｍｉｎ^−１
１刃当たりの送り量ｆｚ ：１．５ｍｍ／刃
軸方向切込み量ａｐ ：１．５ｍｍ
径方向切込み量ａｅ ：４０ｍｍ
工具突き出し量 ：２５０ｍｍ

表１に示す評価結果において、切削抵抗測定の試験では、従来例のインサートを示す試料番号２９ａのインサートを用いてｆｚ値が１．５ｍｍ／刃の高送り加工を行った場合、ネガホーニングの幅を０．２ｍｍに一定にしたこの従来例のインサートで１０分間の切削を行った時点での切削抵抗値は３７７７Ｎであった。
この従来例のインサートである試料番号２９ａの切削抵抗値（３７７７Ｎ）を基準にして、１０％以上の切削抵抗の低減化の有効性について、試料番号１ａから２８ａを評価した。この結果は、表１の評価結果の切削抵抗（Ｎ）欄、および切削抵抗低減率（％）欄に示しているように、試料番号１ａから２６ａは、目標である１０％以上の切削抵抗の低減化を達成した。また、本発明例である試料番号１ａから２３ａは、工具突き出し量（長さ）が２５０ｍｍと長い条件であるにも拘わらず、ビビリ振動の発生もなく加工を行うことができた。このように本発明例は、従来例と比較して切削抵抗が１０％以上低減できたことにより工作機械への負担が軽減され、切削送り量をさらに上げて加工することが可能であると判断された。特に、Ｈ１値は、前記したように、回転工具本体の最下点８付近の切屑厚み以下にすることが好ましいと判断される。

表１に示す試料番号１ａから２３ａの中で比較すると、試料番号１ａから６ａは、Ｕ字溝を設けなかったものの、表１に示すように１３．２％以上の切削抵抗の低減を達成できた。試料番号７ａから２３ａはすくい面に複数のＵ字溝１８を設けたため、１６．６％以上の切削抵抗の低減を達成できた。これより、本願の第１の発明において、Ｕ字溝１８を設けることは、切削抵抗の低減にとってより有効であることが判明した。

本発明例である試料番号７ａ、１０ａから１２ａの４種について、ＲＷ値と切削抵抗の低減率とを比較したところ、試料番号１０ａのＲＷ値は表１に示すように０．１５ｍｍのため、切削抵抗低減率は２０．６％と最も良好であったが、すくい面の観察においてはこれら４種の中で摩耗進行が最も進んでいた。試料番号１２ａはＲＷ値が０．６０ｍｍのためすくい面の摩耗進行は少なかったが、切削抵抗低減率は１７．９％に留まった。試料番号７ａと１１ａは、ＲＷ値がそれぞれ０．２０ｍｍと０．５０ｍｍのため、すくい面の摩耗進行が抑えられつつ高い切削抵抗低減率１９．１％と１８．６％が得られ、切削抵抗の低減率とすくい面の摩耗進行の抑制のバランスが良好であった。

本発明例である試料番号７ａ、１３ａから１５ａの４種について、ＲＷ／ＵＷ値と切削抵抗の低減率とを比較したところ、試料番号１３ａはＲＷ／ＵＷ値が０．８０のため切削抵抗低減率は２０．３％となったが、すくい面の摩耗進行が観察された。試料番号１５ａはＲＷ／ＵＷ値が３．００のため摩耗進行は少なかったが、切削抵抗低減率は１６．６％に留まった。試料番号７ａ、１４ａはＲＷ／ＵＷ値がそれぞれ１．２０と２．５０のため、すくい面の摩耗進行が抑えられつつ高い切削抵抗低減率１９．１と１８．３が得られ、切削抵抗低減率とすくい面の摩耗進行の抑制のバランスが良好であった。

本発明例である試料番号７ａ、１６ａから１８ａの４種について、Ｕ字溝１８の縦方向長さＵＨ値と切削抵抗の低減率とを比較したところ、試料番号１６ａはＵＨ値が０．３０ｍｍのため切削抵抗低減率は１８．３％に留まったが、試料番号７ａ、１７ａ、１８ａはＵＨ値が０．６０ｍｍ以上であったため切削抵抗低減率は１９．１％以上となり、切削抵抗低減率が優れていた。
本発明例である試料番号７ａ、１９ａから２１ａの４種について、図６に示す主切刃６の稜線部からＵ字溝１８における主切刃の稜線部側の端部までの長さＵＬ値と切削抵抗の低減率とを比較したところ、４種とも、同一の切削抵抗の低減率を示したが、試料番号１９ａから試料番号７ａ、２０ａ、２１ａへとＵＬ値の小さい順に、より大きなすくい面の摩耗進行が観察された。
本発明例である試料番号７ａ、２２ａ、２３ａの３種について、Ｈ１値、Ｈ１／Ｈ２値を同じ条件として、Ｆ１値、Ｆ１／Ｆ２値を変化させたときの切削抵抗を比較したところ、ランド１６の幅が広くなるに従って切削抵抗は増大した。特に、試料番号７ａ、２３ａとの差は４５Ｎであった。

本発明例である試料番号８ａ、２２ａを用いて、Ｆ１値、Ｆ１／Ｆ２値を同じ条件として、Ｈ１値、Ｈ１／Ｈ２値を変化させたときの切削抵抗を比較すると、両者の差は３０Ｎであった。従って、切削抵抗の低減化には、ネガホーニング１５の幅の影響の方が大きいと考えられる。
一方、比較例である試料番号２７ａ、２８ａは、夫々Ｈ１／Ｈ２値が０．６０、０．７５、Ｆ１／Ｆ２値が０．６０、０．７５と大きく、回転工具本体の最下点８または最下点８付近ではネガホーニングの幅の中で切削加工している範囲が長いため、目標とした切削抵抗１０％の低減は達成できなかった。さらに、試料番号２７ａ、２８ａは、切削中にビビリ振動が発生した。特に、工具突き出し量が２５０ｍｍと長い条件の場合にはビビリ振動の発生が顕著となり、主切刃に欠損を誘発した。このため、工作機械の主軸を傷めてしまうため、切削試験に使用した主軸出力が１５ＫＷのＢＴ５０主軸の工作機械では、高能率な高送り加工ができなかった。

続いて、主切刃の耐欠損性の評価結果について説明する。主切刃の耐欠損性の評価は、前記したように６０分間の強断続切削によるによる平面切削加工を行なったときに、それぞれの切刃に欠損発生の有無を目視により確認することにより行った。この耐欠損性の評価試験の結果を表１に併記している。
表１に示すように、試料番号１ａから２３ａと、２７ａ、２８ａは、６０分間の耐欠損性に関する切削加工の試験で５個中全てが欠損すること無く加工をすることが可能であったため、表１に示す評価結果の耐欠損性欄に○印を示している。しかし、試料番号２４ａは、インサート５個中の５個全てが６０分間加工できずに折損が発生した。このとき、折損が発生するまでの各インサートの切削時間は、３７分、４０分、５０分、４３分、４９分であった。同様に、試料番号２５ａは５個中４個が、また比較例２６ａは５個中２個が６０分間加工できずに欠損が発生した。この主切刃の耐欠損性の評価結果について、５個中１個でも欠損が発生したものは、表１の評価結果を示す耐欠損性欄に×印を示している。

また、耐欠損性の評価試験後に切刃の観察を行ったところ、上記した欠損が発生した場所は、回転工具本体に装着したインサートの主切刃における最下点８付近であった。このことから、欠損が発生する原因は、主切刃の最下点８または最下点８付近におけるネガホーニングの幅、ランドの幅が共に小さいことにより、刃先強度が不足しているためであると判断される。また、このことにより、耐欠損性を維持するためには、Ｈ１値、Ｆ１値は０．０３ｍｍ以上にすることが好ましいことが判明した。特に、主切刃の最下点８または最下点８付近の切屑厚みは約０．０６ｍｍとなることから、Ｈ１値は切屑厚みの約半分以上あれば耐欠損性が確保できる。

以上の試験結果により、切削抵抗と耐欠損性との２項目の総合評価（表１の最右端の「総合評価」欄を参照）において、本発明例である試料番号１ａから２３ａのインサートは良好な結果を示し、耐欠損性を損なうことなく切削抵抗の低減化が可能であることが判明した。従って、試料番号１ａから２３ａのものは、いずれも従来例である試料番号２９ａに比べて高性能な高送り加工用に適したインサートであることが明らかになった。

以上に説明したように、本発明に係るインサートは、フライス用刃先交換式回転切削工具に着脱可能で、平面視で多角形平板状をなし、このインサートの主切刃のすくい面にはネガホーニング、ランドを設け、コーナー部にはＲ形状のコーナー刃を形成している。さらに、フライス用刃先交換式回転切削工具にこのインサートを装着したときに、このフライス用刃先交換式回転切削工具の回転軸方向に対する最下点がインサートの主切刃上に有するようにするとともに、ネガホーニング、またはネガホーニングとランドの幅を、この最下点から回転工具本体の回転軸方向に対する外周側方向に向かって、漸次増加するように形成している。これにより、フライス用刃先交換式回転切削工具に装着して主切刃の耐欠損性を維持しながら切削抵抗の低抵抗化を実現したインサートである。

本発明のインサートは、主切刃の耐欠損性を維持しながら切削抵抗の低抵抗化を可能とし、特に、工具突き出し量が２００ｍｍ以上、あるいは前記した（Ｌ／Ｄ１）値が４以上となるようなフライス用刃先交換式回転切削工具に装着して高能率な高送り加工に有効に用いることができる。

１、１ａ、１ｂ：回転工具本体
２、２ａ：インサート（２コーナー型）
２ｂ：インサート（３コーナー型）
２ｃ：インサート（４コーナー型）
５：コーナー刃
６：主切刃
７：外周刃
８：最下点
９：繋ぎ部
１０：交点
１１：底面
１２：すくい面
１３：逃げ面
１５：ネガホーニング
１６：ランド
１７：ブレーカ溝
１８：溝（Ｕ字溝）
１９：すくい面

Claims (8)

1. フライス用刃先交換式回転切削工具に着脱可能に装着され、平面視で多角形平板状をなし、その多角形の中央部に前記回転切削工具に装着されるための取付け孔を有し、その上面がすくい面とされ、前記すくい面に交差する側面が逃げ面とされ、前記すくい面と逃げ面とが交差する稜線部に切刃を有するインサートであって、
   前記切刃は、前記多角形平板状のインサートの角部に形成されたコーナー刃と、前記コーナー刃を挟むように形成された主切刃と外周刃とから構成され、
   前記主切刃のすくい面には、前記主切刃のネガホーニングと、前記ネガホーニングの内側にランドおよびブレーカ溝を有し、
   前記主切刃は前記主切刃から前記コーナー刃との間の境界となる繋ぎ部へかけて前記取付け孔に関して外側へ凸の形状に形成され、この前記繋ぎ部へかけての前記凸の形状の、前記繋ぎ部と反対側の端部に前記凸の形状の起点となる点を持ち、
   この起点となる点は、前記外周刃の稜線が下方から上方へかけて鉛直軸に接近する向きに傾斜した状態で、前記取付け孔において前記回転切削工具に装着されたときに、被削材側へ最下に位置する最下点を与え、
   前記ネガホーニングの幅は、前記起点となる点から、前記主切刃と前記コーナー刃を繋ぐ繋ぎ部に向かって、漸次増加するように形成されていることを特徴とするフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート。
2. 前記ランドの幅は、前記最下点から前記繋ぎ部に向かって漸次増加するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート。
3. 前記最下点における前記ネガホーニングの幅をＨ１、前記ランドの幅をＦ１とし、前記繋ぎ部における前記ネガホーニングの幅をＨ２、前記ランドの幅をＦ２としたときに、
   ０．０３ｍｍ≦Ｈ１≦０．１０ｍｍ、 ０．１５≦Ｈ１／Ｈ２≦０．５０、
   ０．０３ｍｍ≦Ｆ１≦０．１０ｍｍ、 ０．１５≦Ｆ１／Ｆ２≦０．５０、
   とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート。
4. 前記インサートの上面であって前記主切刃の近傍には、前記凸形状をなす主切刃の接線に対して略直交する方向に縦長に形成された複数の溝を有し、前記溝どうしの間はすくい面となされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート。
5. 前記繋ぎ部における前記溝どうしの間の前記すくい面の幅をＲＷ、前記溝の横幅をＵＷとし、同じく前記溝の縦方向長さをＵＨとし、前記主切刃の稜線部から前記溝端までの長さをＵＬとしたときに、
   ０．２０ｍｍ≦ＲＷ≦０．５０ｍｍ、 １．２≦ＲＷ／ＵＷ≦２．５、
   ＵＨ≦０．６０ｍｍ、 ０．２５ｍｍ≦ＵＬ≦０．８０ｍｍ、
   とされていることを特徴とする請求項４に記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート。
6. 前記インサートは平面視で略４角形状をなし、前記コーナー刃と主切刃と外周刃とから構成される切刃を、前記インサートに形成された取付け孔に対して対称となる位置に、２組の前記切刃を有する２コーナー型のインサートであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート。
7. 前記インサートは平面視で略３角形状をなし、前記コーナー刃と主切刃と外周刃とから構成される切刃を、前記インサートに形成された取付け孔に対して対称となる位置に、３組の前記切刃を有する３コーナー型のインサートであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート。
8. 前記インサートは平面視で略４角形状をなし、前記コーナー刃と主切刃と外周刃とから構成される切刃を、前記インサートに形成された取付け孔に対して対称となる位置に、４組の前記切刃を有する４コーナー型のインサートであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のフライス用刃先交換式回転切削工具に用いるインサート。
   

Images