JP5620929B2 - 切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法に関する。

特表平９−５０９１０４号公報には、その図１４に示されるように、主切刃４ａと副切刃５ａとの間に、支持面３に平行な２次副切刃５ｂを有する、カッティングインサート１ｂが開示されている。

しかし、このカッティングインサート１ｂでは、工具１４に装着する際のアキシャルレーキ角が負の場合に、２次副切刃５ｂが副切刃５ａよりも工具１４の先端側に突出することになり、被削材の仕上げ面（底面）の平滑性を低下させるおそれがある。

本発明の課題の一つは、被削材の仕上げ面を平滑性よく切削可能な切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る切削インサートは、上面と、下面と、前記上面と前記下面とに接続され、且つ、第１側面および第２側面を順に有する、側面と、前記第１側面と前記上面との交線部に順に位置する第１さらい刃および第１主切刃と、前記第２側面と前記上面との交線部に順に位置する第２さらい刃および第２主切刃とを有する、切刃と、を備えている。前記第１側面は、曲面状の第１面取り側面、平面状の第１コーナー側面および第１主側面を順に有している。前記第２側面は、曲面状の第２面取り側面、平面状の第２コーナー側面および第２主側面を順に有している。前記第２側面と前記上面との前記交線部は、前記第２面取り側面と前記上面との第１交線部と、前記第２コーナー側面と前記上面との第２交線部とを有している。前記第２さらい刃は、前記第１交線部から前記第２交線部へ跨って位置し、且つ、側面視において前記第１交線部に最下部を有している。

本発明の一実施形態に係る切削工具は、前記切削インサートと、前記切削インサートが装着されるホルダと、を備えている。

本発明の一実施形態に係る切削加工物の製造方法は、前記切削工具を回転させる工程と、回転している前記切削工具の前記切刃と被削材とを接触させる工程と、前記被削材から前記切削工具を離隔させる工程と、を備えている。

本発明の上記実施形態に係る切削インサートによれば、前記第２さらい刃が、前記第１交線部から前記第２交線部へ跨って位置し、且つ、側面視において前記第１交線部に最下部を有することから、ホルダに対して切削インサートのアキシャルレーキ角（axial rake angle）を負にして装着する場合においても、第２さらい刃をその全長に渡って被削材の仕上げ面に対して略平行な状態にすることができるため、被削材の仕上げ面を平滑性よく切削することが可能となる。また、前記第２交線部に位置する切刃部分（第１傾斜刃）のみならず、前記第１交線部に位置する切刃部分（曲線刃）をも、第２さらい刃の一部として使用することができることから、第１傾斜刃を比較的短くしつつ所望の第２さらい刃の長さを確保することができる。その結果、第２主切刃の全長をより長くすることができ、大きな切込み量を確保することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る切削インサートを示す上面図である。 図１に示す切削インサートの斜視図である。 （ａ）は、図１に示す切削インサートを矢印Ｘ方向から見た側面図であり、（ｂ）は、その部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係る切削工具を示す側面図である。 図４に示す切削工具の部分拡大図である。 図４に示す切削工具の部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す工程図である。

＜切削インサート＞
以下、本発明に係る切削インサート（以下、「インサート」と言うことがある。）の一実施形態について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態のインサート１は、大略的に、上面２と、下面３と、上面２と下面３とに接続された側面４と、上面２と側面４との交線部に位置する切刃５とを備えている。切刃５が有する第２さらい刃５ｃは、図３（ｂ）に示すように、交線部のうち第１交線部Ｌ１から第２交線部Ｌ２へ跨って位置し、且つ、側面視において第１交線部Ｌ１に最下部Ｖを有する。

インサート１はこのような構成を有することから、インサート１を図４に示すホルダ２１に対してアキシャルレーキ角を負にして装着する場合においても、図６に示すように、第２さらい刃５ｃをその全長に渡って被削材１００の仕上げ面（表面）１０１に対して略平行な状態にすることができるため、被削材１００の仕上げ面１０１を平滑性よく切削することが可能となる。また、図３（ｂ）において、第２交線部Ｌ２に位置する第１傾斜刃５２ａのみならず、第１交線部Ｌ１に位置する曲線刃５１ｂ（切刃部分）についても、第２さらい刃５ｃの一部として利用することができることから、第１傾斜刃５２ａを比較的短くしつつ所望の第２さらい刃５ｃの長さを確保することができる。その結果、第２主切刃５ｄの全長をより長くすることができ、大きな切込み量を確保することが可能となる。以下、インサート１の各構成要素について、詳細に説明する。

インサート１は、略多角形板状の本体部を備えている。この本体部が、一部がすくい面９として機能する上面２と、一部が着座面として機能する下面３と、逃げ面として機能する側面４と、を有している。この本体部の形状は、上面視において、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の当業者が通常インサートに使用する形状であればよく、特に制限されない。本実施形態においては、５つの長辺を有する略五角形の形状が用いられている。

本体部は、例えば、超硬合金基体、サーメット基体等からなるのが好ましい。これらの基体の表面には、ＰＶＤ法またはＣＶＤ法にて成膜されたＰＶＤ膜またはＣＶＤ膜、或いはこれらの複合膜が形成されているのが好ましい。特に、鋼、ステンレス、ダクタイル鋳鉄等を切削する場合のように耐チッピング性が要求される加工においては、超硬合金基体の表面にＰＶＤ膜を形成した構成が好適である。また、ねずみ鋳鉄の高速切削加工のように耐摩耗性が要求される加工においては、超硬合金基体の表面にＣＶＤ膜を形成した構成が好適である。さらに、仕上げ加工においては、サーメット基体の表面にＰＶＤ膜を形成した構成が好適である。

また、インサート１は、側面４が上面２および下面３に対して垂直に接続されており、上面２および下面３の両面をそれぞれすくい面として使用することが可能な、いわゆるネガティブ型のインサートである。したがって、このインサート１は、片面５個所、上下面で１０個所のコーナーをそれぞれ切削加工に使うことができる。

具体的には、下面３と側面４との交線部においても切刃５が形成されているため、下面３側の切刃５を用いて切削を行う場合には、下面３をすくい面とし、上面２を着座面として使用することが可能である。本実施形態において、下面３側の切刃５は上面２側の切刃５を反転させた形状である。すなわち、上下面の切刃５は、図３（ａ）の紙面に対して鉛直な線を中心として回転対称である。

側面４は、上面２および下面３に連続している。そして、側面４は、図２に示すように、上面２の略五角形の各辺にそれぞれ接続された第１側面４ａ、第２側面４ｂ、第３側面４ｃ、第４側面４ｄ、および第５側面４ｅを有している。各側面４ａ〜４ｅは、互いに同様の構成を有する。したがって、以下の説明では、互いに隣接して位置する第１側面４ａおよび第２側面４ｂについて説明する。

第１側面４ａは、曲面状の第１面取り側面４１ａ、平面状の第１コーナー側面４２ａ、曲面状の第１中間側面４３ａ、および平面状の第１主側面４４ａを順に有している。これと同様に、第２側面４ｂも、曲面状の第２面取り側面４１ｂ、平面状の第２コーナー側面４２ｂ、曲面状の第２中間側面４３ｂ、および平面状の第２主側面４４ｂを順に有している。

そして、側面４と上面２との交線部に後述する切刃５が位置している。第１側面４ａと上面２との交線部と、第２側面４ｂと上面２との交線部とは、互いに同様の構成を有する。各交線部のうち第２側面４ｂと上面２との交線部について説明すると、この交線部は、図３（ｂ）に示すように、第２面取り側面４１ｂと上面２との第１交線部Ｌ１、第２コーナー側面４２ｂと上面２との第２交線部Ｌ２、第２中間側面４３ｂと上面２との第３交線部Ｌ３、および第２主側面４４ｂと上面２との第４交線部Ｌ４、を有している。

上述した交線部に位置する切刃５は、図１および図２に示すように、各側面（４１ａ、４１ｂ〜４４ａ、４４ｂ）に対応して、面取り部切刃５１、コーナー切刃５２、中間切刃５３および要部切刃５４からなる組合せを、略五角形に合わせて５つ有する。このような各切刃５１〜５４によって、被削材１００の仕上げ面１０１の平滑性を向上させるさらい刃と、切削作用において切屑生成の役割を果たす主切刃と、が交互に連続する構成が形成されている。

具体的には、図１に示すように、第１さらい刃５ａ、第１主切刃５ｂ、第２さらい刃５ｃ、第２主切刃５ｄの順で、さらい刃と主切刃とが交互に連続する。第１さらい刃５ａおよび第１主切刃５ｂは、第１側面４ａと上面２との交線部に順に位置している。第２さらい刃５ｃおよび第２主切刃５ｄは、第２側面４ｂと上面２との交線部に順に位置している。なお、各さらい刃５ａ、５ｃは互いに同様の構成を有し、各主切刃５ｂ、５ｄは互いに同様の構成を有する。以下、主として、第２側面４ｂと上面２との交線部に位置する各切刃５１〜５４について順に説明する。

面取り部切刃５１は、図３に示すように、第２面取り側面４１ｂに対応して、第１交線部Ｌ１に位置する。そして、面取り部切刃５１は、図１に示すように、上面視で外方に凸の曲線であり、補助要部切刃５１ａ（補助主切刃）と曲線刃５１ｂとを有する。

ここで、補助要部切刃５１ａは、第１主切刃５ｂと曲線刃５１ｂ（第２さらい刃５ｃ）との間に位置している。そして、補助要部切刃５１ａは、図３に示すように、側面視において、隣接する第１主切刃５ｂ側から曲線刃５１ｂ（第２さらい刃５ｃ）側に向かうに従ってインサート１の中心軸Ｓ１に垂直な基準面Ｓに対し下方に傾斜している。より具体的には、補助要部切刃５１ａは、側面視において第１主切刃５ｂから曲線刃５１ｂ（第２さらい刃５ｃ）に近づくに従って基準面Ｓに対し下方に連続的に傾斜している。また、基準面Ｓに対し下方に傾斜している面取り部切刃５１を介して、第１主切刃５ｂと第２さらい刃５ｃとが位置しているため、第１主切刃５ｂによる被削材の切削によって生成された切屑が、曲線刃５１ｂ（第２さらい刃５ｃ）に接触することを低減でき、曲線刃５１ｂ（第２さらい刃５ｃ）の損傷を抑制することが可能となる。

この補助要部切刃５１ａは、必要に応じて、隣接する要部切刃５４とともに切屑作成に使用してもよく、その場合には大きな切込み量を確保することが可能となる。補助要部切刃５１ａは、側面視において第１主切刃５ｂから曲線刃５１ｂ（第２さらい刃５ｃ）に近づくに従って基準面Ｓに対し下方に傾斜する角度が大きくなっている部位を有する。なお、補助要部切刃５１ａは、傾斜する角度が全長に渡って順次大きくなるように構成にしてもよい。

また、曲線刃５１ｂは、側面視において、基準面Ｓに対し下方に凸の曲線であり、第２さらい刃５ｃの一部としての機能を有する。そして、曲線刃５１ｂの中央領域が、切刃５の最下部Ｖを構成している。本明細書において、「最下部」とは、切刃５のうち、基準面Ｓに対して最も下方に位置する点や領域等の部位をいう。本実施形態では、下記で説明するように、曲線刃５１ｂのなす曲線は、スプライン曲線である。したがって、本実施形態の最下部Ｖは、所定の長さを有する領域ではなく、最も下方に位置する一点（最下点）である。

ここで、曲線刃５１ｂは、上述の通り、その曲線がスプライン曲線であり、インサート１がホルダ２１に装着された際に、被削材１００の仕上げ面１０１と略平行になるように設定されている。それ故、被削材１００の仕上げ面１０１を平滑性よく切削することが可能となる。そして、本実施形態のインサート１によれば、第２交線部Ｌ２に位置する後述の第１傾斜刃５２ａのみならず、第１交線部Ｌ１に位置する曲線刃５１ｂについても、第２さらい刃５ｃの一部として利用することができることから、第１傾斜刃５２ａを比較的短くしつつ所望の第２さらい刃５ｃの長さを確保することができる。その結果、第２主切刃５ｄの全長をより長くすることができ、大きな切込み量を確保することが可能となる。

コーナー切刃５２は、第２コーナー側面４２ｂに対応して、第２交線部Ｌ２に位置する。そして、コーナー切刃５２は、図１に示すように、上面視で直線であり、第１傾斜刃５２ａと第２傾斜刃５２ｂとを有する。

ここで、第１傾斜刃５２ａは、図３（ｂ）に示すように、側面視において、曲線刃５１ｂから離れるに従って基準面Ｓに対し上方に傾斜しており、第２さらい刃５ｃの一部としての機能を有する。このように、本実施形態のインサート１では、第２さらい刃５ｃは、曲線刃５１ｂおよび第１傾斜刃５２ａを有し、一端部ａが曲線刃５１ｂの補助要部切刃５１ａ側端部に位置し、他端部ｂが第１傾斜刃５２ａの第２傾斜刃５２ｂ側端部に位置している。それ故、第２さらい刃５ｃは、全体として見た場合、側面視において基準面Ｓに対し下方に凸の曲線である。また、第２さらい刃５ｃは、第１交線部Ｌ１から第２交線部Ｌ２へ跨って位置しており、且つ、側面視において第１交線部Ｌ１に最下部Ｖを有している。さらに、第２さらい刃５ｃとして機能する第１傾斜刃５２ａが側面視において傾斜しているため、上面視において、対応する側面である第２コーナー側面４２ｂの幅を比較的小さくすることが可能となる。その結果、第２主切刃５ｄの全長をさらに長く確保することができ、大きな切込み量を確保することが可能となる。

次に、第２傾斜刃５２ｂも、側面視において、第１傾斜刃５２ａから離れるに従って基準面Ｓに対し上方に傾斜するが、中間切刃５３側に向かうに従ってその傾斜する角度が小さくなる。

中間切刃５３は、第２中間側面４３ｂに対応して、第３交線部Ｌ３に位置し、コーナー切刃５２と要部切刃５４とを接続している。また、中間切刃５３は、図１に示すように、上面視において外方に凸の曲線であり、図３に示すように、側面視において最上部Ｐを有する上方に凸の曲線である。本明細書において、「最上部」とは、切刃５のうち、基準面Ｓに対して最も上方に位置する点や領域等の部位をいう。

ここで、第２傾斜刃５２ｂおよび中間切刃５３は、第２さらい刃５ｃと第２主切刃５ｄとを接続するように位置しており、上面視において比較的緩やかな曲線になっている。これらの切刃は、後述する第１切刃５４ａの欠損を抑制する役割を有する。

要部切刃５４は、第２主側面４４ｂに対応して、第４交線部Ｌ４に位置し、第１切刃５４ａ、第２切刃５４ｂおよび第３切刃５４ｃを有する。図１に示すように、上面視において、第１切刃５４ａは直線状であり、第２切刃５４ｂは曲線状であり、第３切刃５４ｃは直線状である。

要部切刃５４は、第１主切刃５ｂや第２主切刃５ｄの主要部として機能するものであり、側面視において基準面Ｓに対し下方に傾斜する。第１主切刃５ｂを例に挙げて説明すると、第１主切刃５ｂは、図３に示すように、側面視において第２コーナー側面４２ｂに近づくに従って基準面Ｓに対し下方に傾斜している。より具体的には、第１主切刃５ｂは、側面視において第２コーナー側面４２ｂに近づくに従って基準面Ｓに対し下方に連続的に傾斜している。これにより切削抵抗を低減することができる。なお、第１主切刃は、連続的に傾斜する構成に限定されるものではなく、必要に応じて、例えば傾斜途中に平坦部を有していてもよい。

ここで、第１切刃５４ａは、第３切刃５４ｃよりも外周切刃角が大きく、例えば、第３切刃５４ｃの切削抵抗を低減する、或いは、第３切刃５４ｃの損傷を抑制する、等の第３切刃５４ｃによる切削を補助する役割を有する。なお、外周切刃角については後述する。

第２切刃５４ｂは、上面視において外方に凸の曲線であり、直線状の第１切刃５４ａと直線状の第３切刃５４ｃとを接続する役割を有する。これにより、第３切刃５４ｃによって生成された切屑の厚みと第１切刃５４ａによって生成された切屑の厚みとが大きく相違することを抑制することができ、切屑の形状をコントロールすることが可能になる。例えば、第２切刃５４ｂを介して第１切刃５４ａと第３切刃５４ｃとが連続すると、切削時に第１切刃５４ａと第３切刃５４ｃとの境界にかかる負荷が分散されるので、該境界における欠損を抑制することができる。また、切屑をスムーズに逃がすことができる。

第３切刃５４ｃは、第１切刃５４ａおよび第２切刃５４ｂよりも長く形成されており、切削作用において切屑生成に主要な役割を果たす。

ここで、上述の「外周切刃角」とは、インサート１をホルダ２１に取り付けた場合に、ホルダ２１の回転軸Ｓ２に対する切刃５の傾斜角をいう。例えば、図５に示す切削工具２０において、ホルダ２１の回転軸Ｓ２に平行な線Ｌと第３切刃５４ｃとのなす角θ１が、第３切刃５４ｃの外周切刃角である。これと同様に、線Ｌと第１切刃５４ａとのなす角θ２が、第１切刃５４ａの外周切刃角である。

また、切刃の損傷・欠損を考慮すると、第１切刃５４ａの外周切刃角を、第３切刃５４ｃの外周切刃角よりも大きくなるように設定することが好ましい。例えば、第１切刃５４ａの外周切刃角を、第３切刃５４ｃの外周切刃角に対して１．２倍、好ましくは１．５倍以上の大きさに設定することが好ましい。具体的には、第３切刃５４ｃの外周切刃角は例えば０〜６０°程度で設定され、第１切刃５４ａの外周切刃角はそれより大きい角度、例えば６０〜８０°程度で設定される。なお、第１切刃５４ａは、第３切刃５４ｃと第２さらい刃５ｃとの間にあればよく、両者の間に複数の補助的な切刃を設けてもよい。

なお、第３切刃５４ｃ、第２さらい刃５ｃおよび第１切刃５４ａの長さは、特に制限されない。例えば、第３切刃５４ｃの長さと第１切刃５４ａの長さとの割合は、２：１〜１０：１、好ましくは２：１〜６：１程度に設定される。

以上、第２側面４ｂと上面２との交線部に位置する各切刃５１〜５４を例にとって説明したが、上述した通り、各切刃５１〜５４は、第２側面４ｂと上面２との交線部のみならず、第１側面４ａと上面２との交線部にも形成されている。すなわち、第１さらい刃５ａは、面取り部切刃５１の一部である曲線刃５１ｂと、コーナー切刃５２の一部である第１傾斜刃５２ａとを有する。また、第１主切刃５ｂは、主として要部切刃５４からなり、要部切刃５４の一端側に位置するコーナー切刃５２の一部である第２傾斜刃５２ｂおよび中間切刃５３、並びに要部切刃５４の他端側に位置する面取り部切刃５１の一部である補助要部切刃５１ａ、が補助的に使用される。

このように、各交線部に位置する切刃５１〜５４によって、図１に示すように、第１さらい刃５ａ、第１主切刃５ｂ、第２さらい刃５ｃ、および第２主切刃５ｄが連続して交互に形成されている。そして、第１さらい刃５ａおよび第１主切刃５ｂにより第１の切削加工が行われ、第２さらい刃５ｃおよび第２主切刃５ｄにより第２の切削加工が行われる。すなわち、第１の切削加工を行った結果、第１さらい刃５ａおよび第１主切刃５ｂが劣化して、切削性能が要求レベルを満たさなくなった際に、後述するホルダ２１に対してインサート１を所定角度回転させることによって、第２さらい刃５ｃと第２主切刃５ｄとを用いて第２の切削加工を行う。なお、上述したように、本実施形態におけるインサート１では、上面２或いは下面３のいずれにおいても、第５の切削加工まで行うことができる。

一方、上面２の中央部には、上面２から下面３に向かって本体部を貫通する貫通孔６が形成されている。貫通孔６は、図４に示すように、インサート１をホルダ２１に装着する際に用いられる取付ねじ２５を通す役割を有するものである。図２に示すように、貫通孔６の内部の段部は、取付ねじの２５頭部が係合する当接部７である。なお、当接部７は、インサート１を反転して固定できるように、上下に形成されている。

また、上面２には、切刃５に沿ってランド部８が形成されている。ランド部８は、切刃５の耐欠損性を向上させる役割を有するものであり、幅が狭い平坦面である。ランド部８の幅は、対応する切刃５１〜５４の強度の点から適宜設定される。通常はランド部８の幅はほぼ一定に設定される。なお、他の実施形態として、切削抵抗を低減する観点から、ランド部８を設けない構成としてもよい。

すくい面９（傾斜面）は、ランド部８の内方側に要部切刃５４に対応して形成されるものである。本実施形態において、すくい面９は切刃５全体に沿って形成されており、第３切刃５４ｃおよび第１切刃５４ａに対応する第１すくい面９１と、この第１すくい面９１と接続する第２すくい面９２とを有している。

なお、第１すくい面９１および第２すくい面９２は平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。また平面状の第１すくい面９１と平面状の第２すくい面９２とを、曲面状の中間すくい面を介して接続してもよい。

＜切削工具＞
次に、本発明に係る切削工具の一実施形態について、上述した第２の切削加工を行う場合を例に挙げ、図４〜図６を参照して詳細に説明する。図４に示すように、本実施形態に係る切削工具２０（転削工具）は、複数のインサート１をホルダ２１に取り付けたものである。

本実施形態において、ホルダ２１は、その外周先端部に、周方向に互いに間隔をあけて複数個のインサートポケット２２を有している。インサートポケット２２は、平面視でホルダ２１を略Ｖ字状に切り欠いた部分であり、切り欠くことによって形成される複数のインサート取り付け面２３にそれぞれインサート１が装着される。インサート１は、その上面２を矢印Ａで示すホルダ２１の回転方向の前側に向け、且つ、ホルダ２１の外周から要部切刃５４が外方に突出するようにして、ホルダ２１に装着される。

具体的には、図４に示すように、ホルダ２１の同一円周上に沿ってインサート１を取り付ける。取り付けは、例えば、インサート１の貫通孔６に取付ねじ２５を挿入し、取付ねじ２５をホルダ２１のインサート取り付け面２３に形成した雌ねじに螺合することにより行う。

本実施形態では、ホルダ２１の回転軸Ｓ２を、図５に示す被削材１００の表面１０１に対して略直角に配置する。そのとき、第３切刃５４ｃは、被削材１００に対して約４５°程度の角度で傾斜している。

そして、本実施形態では、いわゆるアキシャルレーキ角が負、例えば−６°になるように設定することによって、図６に示すように、第２さらい刃５ｃと被削材１００の表面１０１とを平行の状態にしている。

より具体的に説明すると、ホルダ２１の回転軸Ｓ２に対して、インサート１が負のアキシャルレーキ角を有するように、インサート１がホルダ２１に取り付けられている。そして、第２さらい刃５ｃがホルダ２１の回転軸Ｓ２に対して垂直である。アキシャルレーキ角は、図３（ａ）に示すインサート１における基準面Ｓとホルダ２１の回転軸Ｓ２（図４および図５を参照）とがなす角の角度で判断する。

なお、他の例として、第２さらい刃５ｃと被削材１００の表面１０１とを完全に平行な状態にするのではなく、例えば第２さらい刃５ｃを被削材１００の表面１０１に対して緩い円弧状態になるように配置してもよい。その場合には、Ｒ５０〜Ｒ５００程度の円弧とすることが好ましい。

また、ホルダ２１に対するインサート１のラジアルレーキ角（radial rake angle）については、本実施形態のインサート１のように上下両面で切削可能なタイプの場合には、インサート１の下面（上面で切削する場合）の刃先稜線部が被削材の加工壁面に干渉することを抑制する観点から−６°以下の値に設定することが好ましく、実逃げ角度を比較的小さくして刃先強度の低下を抑制する観点からは−２０°程度以上の値に設定することが好ましい。なお、本実施形態においては、上述の２つの作用効果をバランスよく両立するためには、ラジアルレーキ角を−６°〜−８°に設定することがより好ましい。

上述した構成を有する切削工具２０は、ホルダ２１を、その回転軸Ｓ２を基準に矢印Ａの方向に回転させることにより、第２さらい刃５ｃおよび第２主切刃５ｄにより被削材１００の切削が行われる。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、本発明に係る切削加工物の製造方法の一実施形態について、切削工具２０を用いる場合を例に挙げ、図７を参照して詳細に説明する。図７に示すように、本実施形態に係る切削加工物の製造方法は、切削工具２０を回転させる工程と、回転している切削工具２０の切刃５と被削材１００とを接触させる工程と、切削工具２０を被削材１００から離隔させる工程と、を備える。

具体的に説明すると、まず、図７（ａ）に示すように、被削材１００を図示しないフライス盤のベッド等に固定し、ホルダ２１を矢印Ｂ方向に移動させて適切な切り込み量を設定する。

ついで、図７（ｂ）に示すように、ホルダ２１を回転軸Ｓ２を中心に矢印Ａ方向に回転させながら、矢印Ｃ方向に移動させる。それにより、要部切刃５４が、送り方向前方に位置する被削材１００と当接し、切り込み量に応じた被削材１００を切削する。

そのとき、複数個のインサート１が回転に伴って順に切削領域に入ってきて切削していくので、被削材１００の表面１０１には円弧状の筋（切削痕）が残る。この円弧状の筋（切削痕）は、第２さらい刃５ｃによって切削されるため、表面１０１を平滑にすることができる。なお、本実施形態では、図５に示すように、第３切刃５４ｃの全長のうち第１切刃５４ａに近い部分（下側の部分）が、所定の切り込み量Ｋで被削材１００に切り込むように設定されている。

そして、図７（ｃ）に示すように、切削工具２０が被削材１００を通過した後、切削工具２０を矢印Ｄ方向に引き上げて、被削材１００から切削工具２０を離隔する。その結果、図７（ｃ）に示すように、上面の一部分が切削された切削加工物１０２を得ることができる。

なお、切削加工を継続する場合は、切削工具２０を回転させた状態を保持して、被削材１００の同一個所、或いは異なる個所に切刃５を接触させて、前述した切削工程を繰り返せばよい。これにより、それぞれのインサート１が被削材１００に当接して切削し、次いで被削材１００から離れるという作用が順に繰り返されることになる。また、使用している切刃部分が摩耗したときは、インサート１を、インサート１の中心軸Ｓ１に対して回転させるか、或いは、上下面を裏返しにして、未使用の切刃部分を用いて切削を行うことができる。

以上、本発明にかか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、上述の実施形態におけるインサート１では、側面４が上面２および下面３に対して垂直であるネガティブ型を例にとって説明したが、これに代えて、側面４に逃げ角を有する、いわゆるポジティブ型の切削インサートとしてもよい。

また、上述の実施形態におけるインサート１は、上面２および下面３の両面をそれぞれすくい面として使用することができる構成を示したが、これに代えて、ネガティブ型の切削インサートにおいて、下面３側に切刃５を形成しない構成としてもよい。その場合でも５個所のコーナーを切削に使用できる。

また、切削工具の他の実施形態として、第２さらい刃５ｃの他端部ｂを一端部ａよりもホルダ２１の先端部から外方に突出するように、被削材１００の仕上げ面１０１との間に所定の傾斜を設けてもよい。

切削工具のさらに他の実施形態として、ホルダ２１に対するインサート１の装着条件を変更することによって、ホルダ２１を側面視したとき、第２さらい刃５ｃを、その両端部ａ、ｂを通る直線がホルダ２１の回転軸Ｓ２に対して垂直であり、且つ、ホルダ２１の先端側に凸の曲線とし、曲線の曲率半径を第２さらい刃５ｃの全長に渡って一定にしてもよい。なお、曲率半径は、実質的に一定であればよい。すなわち、インサート１およびホルダ２１の製造誤差や装着誤差等に起因して生じる不可避的な誤差であれば、上述した一定に含まれる。

また、上述の実施形態の切削加工物の製造方法においては、回転した切削工具２０を送ることによって切削を行っているが、これに代えて、回転した切削工具２０を所定位置に保持しつつ被削材１００を送り走行させてもよい。

また、旋盤のように、回転していない切削工具２０を、回転している被削材１００に当接させることによって切削することもできる。なお、加工機械としては、例えば正面フライス、エンドミル、ミーリング、ドリル等が挙げられる。本発明のインサートは、これら種々の加工機械のホルダやチャックに取り付けて、使用することができる。

Claims (15)

1. 上面と、
   下面と、
   前記上面と前記下面とに接続され、且つ、第１側面および第２側面を順に有する、側面と、
   前記第１側面と前記上面との交線部に順に位置する第１さらい刃および第１主切刃と、前記第２側面と前記上面との交線部に順に位置する第２さらい刃および第２主切刃とを有する、切刃と、を備える切削インサートであって、
   前記第１側面は、曲面状の第１面取り側面、平面状の第１コーナー側面および第１主側面を順に有し、
   前記第２側面は、曲面状の第２面取り側面、平面状の第２コーナー側面および第２主側面を順に有し、
   前記第２側面と前記上面との前記交線部は、前記第２面取り側面と前記上面との第１交線部と、前記第２コーナー側面と前記上面との第２交線部とを有し、
   前記第２さらい刃は、前記第１交線部から前記第２交線部へ跨って位置し、且つ、側面視において前記第１交線部に最下点を有し、側面視において切削インサートの中心軸に垂直な基準面に対し下方に凸の曲線であって、
   前記第１交線部に位置し、且つ、側面視において前記基準面に対し下方に凸の曲線刃と、
   前記第２交線部に位置し、且つ、側面視において前記曲線刃から離れるに従って前記基準面に対し上方に向かう直線状の第１傾斜刃と、を有する、切削インサート。
2. 前記曲線刃のなす曲線はスプライン曲線である、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記切刃は、前記第２交線部に位置するとともに、前記第１傾斜刃に接続され、且つ、側面視において前記第１傾斜刃から離れるに従って前記基準面に対し上方に傾斜する、第２傾斜刃、をさらに有する、請求項１または２に記載の切削インサート。
4. 前記第２傾斜刃は、側面視において前記第１傾斜刃から離れるに従って前記基準面に対し上方に傾斜する角度が小さくなる、請求項３に記載の切削インサート。
5. 前記第２側面は、前記第２コーナー側面と前記第２主側面との間に位置する、第２中間側面、をさらに有し、
   前記第２側面と前記上面との前記交線部は、前記第２中間側面と前記上面との第３交線部、をさらに有し、
   前記切刃は、前記第３交線部に位置し、且つ、側面視において前記基準面に対し上方に凸の曲線である、中間切刃、をさらに有する、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主切刃は、前記第１側面と前記上面との前記交線部のうち前記第１主側面と前記上面との交線部に位置し、且つ、側面視において前記第２コーナー側面に近づくに従って前記基準面に対し下方に傾斜している、請求項１〜５のいずれかに記載の切削インサート。
7. 前記第１主切刃は、側面視において前記第２コーナー側面に近づくに従って前記基準面に対し下方に連続的に傾斜している、請求項６に記載の切削インサート。
8. 前記切刃は、前記第１主切刃と前記第２さらい刃との間に位置し、且つ、側面視において前記第１主切刃から前記第２さらい刃に近づくに従って前記基準面に対し下方に傾斜する、補助主切刃、をさらに有する、請求項１〜７のいずれかに記載の切削インサート。
9. 前記補助主切刃は、側面視において前記第１主切刃から前記第２さらい刃に近づくに従って前記基準面に対し下方に連続的に傾斜している、請求項８に記載の切削インサート。
10. 前記補助主切刃は、側面視において前記第１主切刃から前記第２さらい刃に近づくに従って前記基準面に対し下方に傾斜する角度が大きくなる、請求項８または９に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と、
    前記切削インサートが装着されるホルダと、を備える、切削工具。
12. 前記ホルダの回転軸に対して、前記切削インサートが負のアキシャルレーキ角を有するように、前記切削インサートが前記ホルダに取り付けられている、請求項１１に記載の切削工具。
13. 前記第２さらい刃は前記ホルダの回転軸に対して垂直である、請求項１１または１２に記載の切削工具。
14. 前記ホルダを側面視したとき、前記第２さらい刃は、その両端部を通る直線が前記ホルダの回転軸に対して垂直であり、且つ、前記ホルダの先端側に凸の曲線であり、
    前記曲線の曲率半径は、前記第２さらい刃の全長に渡って一定である、請求項１１または１２に記載の切削工具。
15. 請求項１１〜１４のいずれかに記載の切削工具を回転させる工程と、
    回転している前記切削工具の前記切刃と被削材とを接触させる工程と、
    前記被削材から前記切削工具を離隔させる工程と、
    を備える、切削加工物の製造方法。

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