JP5710074B2 - 切削インサートおよび切削工具、ならびにそれら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、ならびにそれらを用いた切削加工物の製造方法に関する。

溝入れ加工などに使用可能な切削インサートの一例として、特許文献１に溝入れ工具が開示されている。例えば、特許文献１の図１４〜１６においては、ブレーカ突起が複数形成され、前逃げ面から離れるにつれてこれらの突起の高さが段階的に高くなっている。具体的には、前逃げ面から離れるにつれて、１段目の突起、２段目の突起および３段目の突起の順に突起の高さが段階的に高くなっている。また、特許文献１の図１５〜１６では、１段目の突起と２段目の突起との間に、１段目の突起よりも高い補助突起が追加されている。補助突起は、溝入れ加工において、溝方向に対して垂直方向への横送り加工と呼ばれる切削加工を行なう際に切屑を排出するために用いられる。

しかしながら、上述の溝入れ工具は、前逃げ面から離れるにつれて突起の高さが段階的に高くなっている。そのため、例えば、被削材に対して溝入れ加工や突切り加工を行なう際に、切屑が１段目の突起を乗り越えて補助突起に衝突して、補助突起を損傷させるおそれがあった。そのため、上記の加工の後に被削材に対して、面取り加工または溝幅を広げるために前切刃の一方の端部を用いて溝の片側の壁面を切削する加工を行なう際に、補助突起によって切屑を排出させることが十分にできないおそれがあった。

そこで、溝入れ加工および横送り加工において優れた切屑排出性を備える切削インサートが求められていた。
特開２００６−１５０５８４号公報

本発明の実施形態に係る切削インサートは、上面と、前側面と前記前側面に隣接している一対の横側面とを有する側面と、前記上面および前記前側面の交線部に位置する前切刃と、前記上面および前記一対の横側面の交線部に位置する一対の横切刃と、を備えている。前記上面は、前記前切刃と連続しており、前記前切刃から離れるにつれて下方に傾斜している、前すくい面と、上面視において、前記前切刃から離れて位置しており、前記前切刃から離れるにつれて互いの幅が小さくなる、一対の主隆起部と、上面視において、前記一対の主隆起部に対して前記一対の横側面のうち隣接する横側面の側に位置している、一対の副隆起部と、を有している。前記一対の副隆起部は、前記一対の主隆起部のうち前記前切刃の側の端部よりも前記前切刃から離れて位置しており、前記一対の副隆起部の頂部は前記一対の主隆起部の頂部よりも低い。

本発明の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を装着するホルダとを備える。

本発明の実施形態に係る切削加工物の製造方法は、前記切削工具の前記前切刃、前記一対の副切刃あるいは前記コーナー切刃のいずれかを、回転している被削材に接触させる工程と、前記切削工具と前記被削材とを離す工程とを備える。

本発明の第１の実施形態に係る切削インサートの側面図である。 図１Ａに示す切削インサートを矢印Ｄ１の方向から見た上面図である。 図１Ａに示す切削インサートを矢印Ｄ２の方向から見た平面図である。 図１Ａに示す切削インサートの部分を拡大した上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る切削インサートの上面図である。 図３Ａに示す切削インサートの幅方向の側面図である。 図３Ａに示す切削インサートの長手方向の側面図（正面図）である。 図１Ａに示す切削インサートの一部分を拡大した上面図であり、図２と同一である。 図４に示す切削インサートのＡ１−Ａ１線における断面図である。 図４に示す切削インサートのＢ１−Ｂ１線における断面図である。 図４に示す切削インサートのＣ１−Ｃ１線における断面図である。 図１Ａに示す切削インサートの一部分を拡大した上面図であり、図２と同一である。 図６に示す切削インサートのＡ２−Ａ２線における断面図である。 図６に示す切削インサートのＢ２−Ｂ２線における断面図である。 図６に示す切削インサートのＣ２−Ｃ２線における断面図である。 図６に示す切削インサートのＡ３−Ａ３線における断面図である。 図６に示す切削インサートのＢ３−Ｂ３線における断面図である。 図１Ａに示す切削インサートの一の変形例の上面図である。 図８Ａに示す切削インサートの側面図である。 図８Ａに示すインサートの上面図である。 図８Ａに示すインサートの上面図である。 図８Ａに示すインサートのＢ１−Ｂ１線における断面図である。 図８Ａに示すインサートのＡ１−Ａ１線における断面図である。 図８Ａに示すインサートのＣ２−Ｃ２線における断面図である。 図８Ａに示すインサートのＢ２−Ｂ２線における断面図である。 図８Ａに示すインサートのＡ２−Ａ２線における断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る切削工具の斜視図である。 図１３Ａに示す切削工具の正面図である。 図１３Ａに示す切削工具の上面図である。 図１４Ａの一部分を拡大した上面図である。 図１３Ａに示す切削工具の側面図である。 図１５Ａの一部分を拡大した側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る切削工具の斜視図である。 図１６Ａに示す切削工具の正面図である。 図１６Ａに示す切削工具の上面図である。 図１７Ａに示す切削工具の一部分を拡大した上面図である。 図１６Ａに示す切削工具の側面図である。 図１８Ａに示す切削工具の一部分を拡大した側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す概略図である。

＜切削インサート＞
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る切削インサートについて、図１、図２および図４〜図７を用いて詳細に説明する。

図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る切削インサート１を示す側面図である。図１Ｂは切削インサート１を図１Ａの矢印Ｄ１の方向から見た上面図、図１Ｃは切削インサート１を図１Ａの矢印Ｄ２の方向から見た平面図である。

切削インサート１（以下、単にインサート１ということがある）は、図１Ａに示すように、略三角板状体をなしており、略三角形の部分が横側面となる向きで用いられる。切削インサート１は、各角部に位置する３つの切削部Ｉと、中央に位置する装着部ＩＩとを備えている。本実施形態のインサート１は、内径の溝入れ加工、外径の溝入れ加工および突切り加工に使用することができ、溝幅を広げる加工および面取り加工にも使用することができる。

なお、切削インサート１の材質としては、例えば、超硬合金あるいはサーメットなどを用いることができる。超硬合金の組成として、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）にコバルト（Ｃｏ）の粉末を加えて焼結して生成されるＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−Ｃｏ合金に炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏが挙げられる。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、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）などのチタン系化合物を主成分としたものが挙げられる。

上述の材質によって形成されたインサート１の表面に、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してもよい。コーティングされる被膜の組成としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。

なお、インサート１の大きさは特に限定されるものではない。本実施形態においては、図１Ｂにおける上下方向の長さで示されるインサート１の幅方向の長さは１〜８ｍｍ、図１Ｂにおける左右の方向の長さで示されるインサート１の長手方向の長さは１０〜１５ｍｍ程度に設定される。

図２は、図１Ａに示す切削インサート１の切削部Ｉを拡大した上面図である。

本実施形態では、各切削部Ｉはそれぞれ、上面２と、上面２に接続されている側面４とを有する。上面２の一部はすくい面として機能し、側面４は逃げ面として機能する。側面４は、正面側に位置する前側面４ａと、前側面４ａに隣接している一対の横側面４ｂとを有している。

なお、前側面４ａと一対の横側面４ｂとの間には一対のコーナー側面４ｃが設けられている。また、図１Ａに示すように、装着部ＩＩは、貫通穴６とその周囲を囲む装着面２６を有している。装着部ＩＩの装着面２６は、切削部Ｉの横側面４ｂに隣接している。貫通穴６は、ねじを挿入するための穴として機能する。装着面２６は、ホルダへの装着の際にホルダと接し、ホルダへ載置する載置面として機能する。

上面２および側面４の交線部には、切刃５が位置している。本実施形態のインサート１は、切刃５として、前切刃５ａと、一対の横切刃５ｂと、曲線状の一対のコーナー切刃５ｃとを備えている。前切刃５ａは、切削部Ｉの幅方向の交線部、すなわち上面２および前側面４ａの交線部に位置している。一対の横切刃５ｂは、上面２および一対の横側面４ｂの交線部にそれぞれ位置している。曲線状の一対のコーナー切刃５ｃは、前切刃５ａと一対の横切刃５ｂとの間にそれぞれ位置しており、前切刃５ａおよび一対の横切刃５ｂを接続している。また、一対のコーナー切刃５ｃは、上面視において曲線状である。本実施形態において、前切刃５ａは前側面４ａの側から見たときに直線状である。

上面２は、すくい面２１と、隆起部２２と、立ち上がり面２３とを有している。すくい面２１は、切刃５の内側に位置している。隆起部２２は、すくい面２１の上に位置している。立ち上がり面２３は、少なくとも一部が隆起部２２よりも前切刃５ａから離れて位置しており、前切刃５ａから離れるにつれて上方に傾斜している。

上面２は、切刃５の内側にすくい面２１を有している。すくい面２１は、切屑を擦過させつつ排出方向に導く役割を有する。

すくい面２１はランド部を備えていてもよい。ここで、ランド部とは、切削部Ｉの上面２における切刃５に沿った部分であって、幅が略一定である細い帯状の領域のことをいう。ランド部を備えていることによって、切刃５の先端の強度を向上させて切刃５が欠損することを抑制できる。ランド部は、水平面Ｌに対して平行であっても良く、また、切刃５から離れるにつれて下方に傾斜しても良い。

本実施形態においては、すくい面２１は、前すくい面２１ａと、一対の横すくい面２１ｂと、一対のコーナーすくい面２１ｃとを有している。前すくい面２１ａは、前切刃５ａと連続しており、前切刃５ａから離れるにつれて下方に傾斜している。一対の横すくい面２１ｂは、一対の横切刃５ｂのそれぞれに連続し、一対の横切刃５ｂから離れるにつれて下方に傾斜している。一対のコーナーすくい面２１ｃは、前すくい面２１ａの両側に位置している。また、一対のコーナーすくい面２１ｃは、一対のコーナー切刃５ｃのそれぞれに連続し、一対のコーナー切刃５ｃから離れるにつれて下方に傾斜している。

なお、コーナーすくい面２１ｃは、コーナー切刃５ｃの全領域においてコーナー切刃５ｃから離れるにつれて下方に傾斜している。図２における二等分線Ｍは、コーナー切刃５ｃおよびコーナーすくい面２１ｃを通過している。ここで、「下方あるいは上方への傾斜」は、インサート１を水平面に載置した状態を基準にして判断するものとする。

また、インサート１単独で水平面に載置することが難しい場合には、インサート１をホルダに装着した切削工具を水平面に載置した状態を基準にして、判断すればよい。なお、本願の図３Ｂ、図５Ａ、図７Ｃ〜Ｅなどにおいて、載置する水平面と平行な平面について符号Ｌを用いて示すものとする。

本実施形態において、前すくい面２１ａのすくい角α１は、コーナーすくい面２１ｃのすくい角および横すくい面２１ｂのすくい角α２よりも大きい。前すくい面２１ａのすくい角α１を図７Ｃに示す。また、横すくい面２１ｂのすくい角α２を図５Ａに示す。また、コーナーすくい面２１ｃのすくい角は、すくい角α２よりも大きい。例えば、すくい角α１は５〜２０°、すくい角α２は０〜１５°に設定される。コーナーすくい面２１ｃのすくい角は、例えば、８〜２０°に設定される。

本実施形態においては、前すくい面２１ａおよびコーナーすくい面２１ｃにおいて、前すくい面２１ａとコーナーすくい面２１ｃとの境界部におけるすくい角が最も大きくなるように設定されている。そして、このすくい角は、当該境界部から横すくい面２１ｂの側に向かうにつれて小さくなるように設定されている。

また、すくい角α２は、前切刃５ａから離れるにつれて小さくなっている。そして、一対の横すくい面２１ｂは、上面視において、後述する後方隆起部２２ｃよりも前切刃５ａの側に位置している。

図４は、図１Ａに示す切削インサートの部分を拡大した上面図である。図４は、図２に示す領域と同一の領域を図示しており、図２において示している符号の一部は図４において省略する。図５Ａは、図４に示す切削インサートのＡ１−Ａ１線における断面図である。図５Ｂは、図４に示す切削インサートのＢ１−Ｂ１線における断面図である。図５Ｃは、図４に示す切削インサートのＣ１−Ｃ１線における断面図である。

上面２は、すくい面２１の上に隆起部２２を有している。隆起部２２は、切屑を変形させる役割と、すくい面２１とともに切屑を排出方向に導く役割とを有する。

本実施形態においては、隆起部２２は、一対の主隆起部２２ａと、一対の副隆起部２２ｄとを有している。一対の主隆起部２２ａは、上面視において、前切刃５ａから離れて位置している。一対の副隆起部２２ｄは、一対の主隆起部２２ａに対して一対の横側面４ｂのうち隣接する横側面４ｂの側に位置している。言い換えれば、一対の副隆起部２２ｄは、一対の主隆起部２２ａと一対の横側面４ｂとの間にそれぞれ位置している。

さらに、隆起部２２は、後方隆起部２２ｃと、一対の中間隆起部２２ｂとを有していてもよい。後方隆起部２２ｃは、一対の主隆起部２２ａよりも前切刃５ａから離れて位置しており、前側面４ａの側から見た場合に一対の主隆起部２２ａの間に位置している。一対の中間隆起部２２ｂは、一対の主隆起部２２ａおよび後方隆起部２２ｃを接続するように位置している。そのため、一対の中間隆起部２２ｂは、少なくとも一部が一対の主隆起部２２ａおよび後方隆起部２２ｃの間に位置している。また、一対の中間隆起部２２ｂは、上面視において、少なくとも一部が、一対の主隆起部２２ａよりも前切刃５ａから離れた領域に位置している。

そして、本実施形態において、一対の主隆起部２２ａにおける中間隆起部２２ｂから前切刃５ａの側に向かって突出している部分は、前切刃５ａから離れるにつれて互いの間隔が小さくなる。言い換えれば、前切刃５ａから離れるに従って一対の主隆起部２２ａの間の距離が短くなっている。これによれば、前切刃５ａから離れるにつれて互いの間隔が小さくなっている一対の主隆起部２２ａによって、前切刃５ａにおいて生成された切屑が絞られるように変形するため、良好に切屑を排出することができる。

さらに一対の副隆起部２２ｄにおける中間隆起部２２ｂから前切刃５ａの側に向かって突出している部分も、前切刃５ａから離れるにつれて互いの間隔が小さくなっている。言い換えれば、前切刃５ａから離れるに従って一対の副隆起部２２ｄの間の距離が短くなっている。それに加えて、図６に示すように、上面視において、前切刃５ａの垂線であって一対の主隆起部２２ａの前切刃５ａの側の端部同士の中点を通る基準線Ｓに対して、一対の副隆起部２２ｄの傾斜角θ４は、一対の主隆起部２２ａの傾斜角θ１よりも大きい。

ここで、基準線Ｓに対する傾斜角は、各隆起部２２について、底部（最も切刃５に近接しており、上方への傾斜を開始する部位）と頂部（水平面Ｌからの高さの最も高い位置）とを結ぶ直線を用いて測定するものとする。なお、上面視において、底部および頂部が、前切刃５ａとの平行な方向に所定の長さを有する場合には、その中点を用いて測定すればよい。後述する図９においても同様にして測定できる。これにより、前切刃５ａから離れるに従って、対をなす隆起部同士の間隔が狭くなっていくため、切屑は効果的に絞り込まれるように変形することとなる。

また、一対の主隆起部２２ａおよび一対の副隆起部２２ｄが前切刃５ａの側から順に位置している。そのため、低送りから高送りまでの広い切削条件の範囲において、切屑の排出安定性を向上させることが可能となる。

また、前切刃５ａから離れるにつれて、一対の主隆起部２２ａ、一対の中間隆起部２２ｂおよび後方隆起部２２ｃが順に位置している。これにより、高送り条件下において、前切刃５ａで生成された厚めの切屑は、一対の主隆起部２２ａおよび一対の中間隆起部２２ｂによって変形されて剛性が高められる。剛性が高められた切屑を後方隆起部２２ｃに衝突させつつ後方に流すことができる。そのため、隆起部２２において切屑が詰まることなく、切削インサート１が、優れた切屑排出性を発揮できる。後方隆起部２２ｃを超えて流れた切屑は、立ち上がり面２３に衝突してカールされて排出される。

低送りまたは中送り条件下において、前切刃５ａで生成された薄めの切屑は、一対の主隆起部２２ａおよび一対の中間隆起部２２ｂによって剛性が高められる。さらに後方隆起部２２ｃが存在することによって安定して切屑が排出される。

なお、本実施形態において、一対の主隆起部２２ａは、前すくい面２１ａと連続している。そのため、前切刃５ａによって生成された切屑の排出過程において、切屑が良好に変形する。また、前すくい面２１ａの一端、具体的には、前すくい面２１ａにおける前切刃５ａから最も離れた端部は、一対の主隆起部２２ａよりも前切刃５ａから離れた位置まで延在している。すなわち、一対の主隆起部２２ａによって切屑の変形が始まるまで前すくい面２１ａは下方へ傾斜している。そのため、一対の主隆起部２２ａの頂部と前すくい面２１ａとの高低差を利用して、より安定的に切屑を変形させて排出できる。

後方隆起部２２ｃの上昇部２２ｃａは、前すくい面２１ａよりも前切刃５ａから離れて位置している。また、上面視において、前すくい面２１ａと後方隆起部２２ｃの上昇部２２ｃａとの境界領域２４は、一対の中間隆起部２２ｂの間に位置している。また、境界領域２４の少なくとも一部は、水平面Ｌに平行な面である。これによれば、下方に傾斜している前すくい面２１ａを通過した切屑は、水平面Ｌに平行な面と摩擦することによって排出の速度が低下する。そのため、排出の速度が低下した切屑が後方隆起部２２ｃに接触する際に、切屑の排出方向が大きく変わることを抑制できる。

そして、本実施形態において、一対の副隆起部２２ｄは、一対の主隆起部２２ａのうち前切刃５ａの側の端部よりも前切刃５ａから離れて位置しており、一対の副隆起部２２ｄの頂部は一対の主隆起部２２ａの頂部よりも低い。

これによれば、被削材に対して溝入れ加工または突切り加工を行なう際には、前切刃５ａによって生成された切屑は、前すくい面２１ａ上を通過する。このとき切屑は、一対の主隆起部２２ａに接触した部位が持ち上げられるとともに幅方向に絞られるように変形する。そのため、切屑が安定的に排出される。副隆起部２２ｄは、主隆起部２２ａの外方に位置しているとともに、主隆起部よりも前切刃から離れており且つ高さが低い。そのため、上述のような切屑の変形や排出に伴う処理に副隆起部２２ｄが殆ど寄与しない。これにより、副隆起部２２ｄの欠損が抑制される。

他方、被削材に対して前切刃５ａの端部を用いて溝幅を広げる加工または面取り加工を行なう際には、前切刃５ａの端部領域によって生成された切屑は、副隆起部２２ｄに接触することによって変形する。すなわち、上記の溝幅を広げる加工および面取り加工などの加工において、切屑を主隆起部２２ａに接触させることなく、上記の加工においても切屑を安定的に排出できる。

本実施形態では、上面視において、前切刃５ａの延長線と一対の横切刃５ｂの延長線とにより成す角の二等分線Ｍの少なくとも一部は、一対の主隆起部２２ａと一対の副隆起部２２ｄとの間を通過している。これによって、溝幅を広げる加工または面取り加工を行なう際に、生成された切屑は、副隆起部２２ｄに更に接触しやすくなる。そのため、切屑をさらに安定して排出できる。

また、前切刃５ａから離れるにつれて、一対の主隆起部２２ａは上昇角β１で上方に傾斜しているとともに一対の副隆起部２２ｄは上昇角β４で上方に傾斜している。一対の主隆起部２２ａの上昇角β１は一対の副隆起部２２ｄの上昇角β４よりも大きい。これにより、前切刃５ａによって生成された切屑は、一対の副隆起部２２ｄに接触しにくくなる。そのため、切屑が一対の主隆起部２２ａに優先的に接触するので、一対の副隆起部２２ｄの欠損をより効果的に抑制できる。

例えば、一対の主隆起部２２ａの上昇角β１は１０〜１５°に設定される。また、一対の副隆起部２２ｄの上昇角β４は５〜１０°に設定される。なお、一対の副隆起部２２ｄの上昇角β４は、上記の数値範囲に限定されるものではない。上昇角β４は、例えば溝幅を広げる加工または面取り加工の際に生成される切屑の進行方向を変えて、切屑を良好に排出するために必要な値に設定できる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る切削インサートについて、図３を用いて詳細に説明する。

なお、図３Ａ〜図３Ｃにおいては、上述した図１Ａ〜図１Ｃおよび図２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場合がある。なお、本実施形態の切削インサート１は、基本的な構成は第１の実施形態の切削インサート１と同一である。そのため、第１の実施形態の切削インサート１との差異を主に説明し、重複する内容については説明を省略する。

図３Ａは、本発明の第２の実施形態に係る切削インサート１の上面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す切削インサート１の幅方向の側面図である。具体的には、図３Ａに示す切削インサート１を矢印Ｄ３の方向から見た側面図である。図３Ｃは、図３Ａに示す切削インサート１の正面図（長手方向の側面図）である。具体的には、図３Ａに示す切削インサート１を矢印Ｄ４の方向から見た正面図である。

本実施形態における切削インサート１は、略角柱状をなしている。切削インサート１の両端部（図３Ａにおける左右の端部）には２つの切削部Ｉが位置している。２つの切削部Ｉの間には装着部ＩＩが位置している。装着部ＩＩは、ホルダのクランプ部材で固定される際にホルダと接する装着面２６としてクランプ面を有している。本実施形態のインサート１は、溝入れ加工、突切り加工、横送り加工および面取り加工などに使用できる。上記の溝入れ加工は、内径の溝入れ加工および外径の溝入れ加工の両方を含んでいる。

図２は、上述のように、第１の実施形態に係る切削インサート１の切削部Ｉを拡大した図であるとともに、本実施形態に係る切削インサート１の切削部Ｉを拡大した図でもある。

本実施形態では、切削部Ｉは、上面２と、下面３と、上面２と下面３に接続されている側面４とを有する。上面２はすくい面２１およびホルダへ載置するクランプ面として機能する。下面３はホルダへ載置するクランプ面として機能する。側面４は逃げ面として機能する。

なお、インサート１の大きさは特に限定されるものではないが、本実施形態においては、図３Ａにおける上下方向の長さで示されるインサート１の幅方向の長さは２〜８ｍｍ、図３Ａにおける左右の方向の長さで示されるインサート１の長手方向の長さは２０〜３０ｍｍ程度である。図３Ｂにおける上下方向の長さで示されるインサート１の下面３から上面２までの高さは、インサート１の幅方向の長さに応じて４〜１０ｍｍで設定される。

その他の構成は、上述した第１の実施形態に係る切削インサート１と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態に係るインサート１においても、第１の実施形態に係るインサート１と同様の作用効果を発揮することができる。

（変形例）
次に、上述の第１の実施形態および第２の実施形態に係る切削インサート１に対する変形例について、図８〜図１２を用いて説明する。

上述の第１および第２の実施形態では、上面視において、基準線Ｓに対して、一対の中間隆起部２２ｂの傾斜角は、一対の主隆起部２２ａの傾斜角θ１よりも大きい。これに対して、本変形例では、図９に示すように上面視において、基準線Ｓに平行な直線Ｓａに対して、一対の中間隆起部２２ｂの傾斜角θ２は、一対の主隆起部２２ａの傾斜角θ１よりも小さい。

これにより、切屑は、前切刃５ａから離れるにつれて、基準線Ｓに対する傾斜角θ１が大きい一対の主隆起部２２ａによって効果的にその幅が絞り込まれるように変形する。幅が絞り込まれた切屑は、一対の中間隆起部２２ｂに衝突することによって上方に方向転換してカールされる。そのため、比較的幅の広い切屑に対しても安定した排出性を発揮することが可能となる。

また、上述の第１および第２の実施形態では、すくい面２１のすくい角は、前すくい面２１ａのすくい角、コーナーすくい面２１ｃのすくい角、および横すくい面２１ｂのすくい角の順に小さくなっている。これに対して、本変形例では、コーナーすくい面２１ｃのすくい角が前すくい面２１ａのすくい角よりも大きい。

また、本変形例では、前すくい面２１ａのすくい角は、前切刃５ａの中央に沿う領域における角度よりも、前切刃５ａの両端部におけるすくい角度が小さくなるように設定されている。これによれば、切屑は、前切刃５ａの中央で生成された部分と、両端部で生成された部分とで、排出される方向が異なる。そのため、一対の主隆起部２２ａなどとの接触による変形を促進することが可能となる。

例えば、図８Ａに示すように、前切刃５ａと一対の主隆起部２２ａで囲まれた領域（以下、便宜的に第２領域２１ａ２という）における前すくい角よりも、前切刃５ａと一対の主隆起部２２ａとの間の領域（以下、便宜的に第１領域２１ａ１という）における前すくい角が小さく設定されている。これにより、切屑は、前すくい面２１ａのうち比較的傾斜が緩やかな部位を通じて、一対の主隆起部２２ａに優先的に向かって流れていくため、排出方向を安定させることができる。

例えば、第２領域２１ａ２におけるすくい角は０〜１５°に設定される。また、第１領域２１ａ１におけるすくい角は５〜２０°に設定される。なお、本変形例では、上述の実施形態における境界領域２４のような水平面がない。そのため、前すくい面２１ａと後方隆起部２２ｃの上昇部２２ｃａとは実質的に連続している。

また、本変形例では、前切刃５ａから離れるにつれて、一対の中間隆起部２２ｂは上方に傾斜している。また、後方隆起部２２ｃの上昇部２２ｃａの上昇角β３は、一対の中間隆起部２２ｂの上昇角β２よりも小さい。なお、上昇部２２ｃａの上昇角β３を図１２Ａに示す。一対の中間隆起部２２ｂの上昇角β２を図１２Ｂに示す。これにより、切屑は、対をなしている中間隆起部２２ｂに優先的に衝突することから、バランスよく上方へと方向転換される。

そして、後方隆起部２２ｃの上昇部２２ｃａは、中間隆起部２２ｂの頂部２２ｂ２よりも、前切刃５ａから離れて位置している。前述した、上昇角β３が上昇角β２よりも小さい事との相乗効果によって、切屑が、一対の中間隆起部２２ｂと後方隆起部２２ｃとの間に挟まれた領域に詰まることを効果的に抑制できる。

その他の構成は、上述した第１の実施形態に係る切削インサート１と同様であるので、説明を省略する。

＜切削工具＞
（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に係る切削工具１０について、図１３〜図１５を参照しつつ説明する。本実施形態の切削工具１０は、切削インサートとして、上述の第１の実施形態に係るインサート１が装着されている。

図１３Ａは、本発明の第１の実施形態に係る切削工具１０の斜視図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示す切削工具の正面図である。図１４Ａは、図１３Ａに示す切削工具１０の上面図である。図１４Ｂは、図１４Ａの一部分を拡大した上面図である。図１５Ａは、図１３Ａに示す切削工具１０の側面図である。図１５Ｂは、図１５Ａの一部分を拡大した側面図である。

本実施形態の切削工具１０は、インサート１と、インサート１を先端に保持する略角柱状のホルダ１１とを備えている。インサート１は、前切刃５ａの一つがホルダ１１の先端から突出した状態で保持されるようにホルダ１１に装着される。

本実施形態では、ホルダ１１の先端において、インサート１の貫通穴６から固定部材（ねじ）１２をホルダ１１の対応部位まで挿し込んでいる。固定部材（ねじ）１２によるインサート１の拘束力を調節し、インサート１を装着面２６の反対側から押え込むことによってホルダ１１に拘束する方式が用いられている。拘束に際しては、インサート１の装着面２６がホルダ１１の載置面に当接している。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に係る切削工具１０について、上述の第２の実施形態に係るインサート１を装着した切削工具を例に挙げ、図１６〜図１８を参照しつつ説明する。

なお、図１６〜図１８においては、上述した図１３〜図１５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場合がある。なお、本実施形態の切削工具１０において、切削インサート１の取り付け状態などの一部構成は第１の実施形態の切削工具１０と同一である。そのため、第１の実施形態の切削工具１０との差異を主に説明し、重複する内容については説明を省略する。

図１６Ａは、本発明の第２の実施形態に係る切削工具１０の斜視図である。図１６Ｂは、図１６Ａに示す切削工具１０の正面図である。図１７Ａは、図１６Ａに示す切削工具１０の上面図である。図１７Ｂは、図１７Ａの一部分を拡大した上面図である。図１８Ａは、図１６Ａに示す切削工具１０の側面図である。図１８Ｂは、図１８Ａの一部分を拡大した側面図である。

本実施形態の切削工具１０は、インサート１と、インサート１を先端にねじ留めする略角柱状のホルダ１１と、を備えている。

本実施形態では、ホルダ１１の先端において、固定部材（ねじ）１２による拘束力を調節し、インサート１をホルダ１１の先端部の上顎および下顎によって上下から挟み込んでホルダ１１に拘束する「クランプオン方式」が用いられている。拘束に際しては、インサート１の上面２および下面３の装着面２６（クランプ面）がホルダ１１の上顎および下顎に当接している。

その他の構成は、上述した第１の実施形態に係る切削工具１０と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態に係る切削工具１０においても、第１の実施形態に係る切削工具１０と同様の作用効果を発揮することができる。

なお、上述のような実施形態において採用されている方式に代えて別の方式を用いても良い。具体的には、例えば、インサートをホルダに拘束する他の方式として、「レバーロック方式」および「カムロック方式」などが挙げられる。レバーロック方式では、インサートに穴が開けられ、ホルダが略Ｌ字型をしたレバーを備えている。てこの作用によって、上記のレバーを利用してインサートの穴内壁からインサート１をホルダに拘束できる。カムロック方式では、インサートに穴が開けられており、軸部と頭部とが偏心したピンが用いられる。インサートの穴に上記のピンを挿入することによってインサートをホルダに拘束できる。

＜切削加工物の製造方法＞
（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に係る切削加工物の製造方法について、上述の第２の実施形態に係るインサート１を装着した切削工具１０を「突切り加工」に適用する場合を例に挙げ、図１９Ａ〜図１９Ｃを参照しつつ説明する。

本実施形態の切削加工物の製造方法は、以下の（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有する。

（ｉ）図１９Ａに示すように、被削材１００を矢印Ｅ方向に回転させる工程。

（ｉｉ）図１９Ａに示すように、切削工具１０を矢印Ｆ方向に動かし、回転している被削材１００に切削工具１０を近接させる工程。

本工程では、被削材１００と切削工具１０とが相対的に近づくようにすればよく、例えば被削材１００を切削工具１０に近づけるようにしてもよい。

（ｉｉｉ）図１９Ｂに示すように、回転している被削材１００に切削工具１０の切刃５を接触させて被削材１００を切削する工程。

本工程においては、溝入れ加工の際に、被削材１００が分断されるまで矢印Ｆ方向に切削工具１０を移動して溝入れ加工が行われることによって、突切り加工が行なわれる。なお、図１９Ｂにおいては、切刃５として前切刃を用いて被削材１００を切削しているが、これに限られない。被削材１００を切削するためには、切刃５として、前述の前切刃、一対の横切刃あるいはコーナー切刃のいずれかを、回転している被削材１００に接触させればよい。

（ｉｖ）図１９Ｃに示すように、切削工具１０を矢印Ｇ方向に動かし、分断した被削材１００から切削工具１０を離す工程。

本工程では、被削材１００と切削工具１０とが相対的に遠ざかるようにすればよく、例えば被削材１００を切削工具１０から遠ざけるようにしてもよい。

以上のような（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を実施することによって、切削加工物が得られる。

本実施形態によれば、上述のように、一対の副隆起部は、一対の主隆起部のうち前切刃の側の端部よりも前切刃から離れて位置しており、一対の副隆起部の頂部は一対の主隆起部の頂部よりも低い。これによれば、上述の突切り加工において、前切刃によって生成された切屑は、一対の主隆起部に接触した部位が持ち上げられるように変形した後に排出される。それ故、一対の副隆起部が切屑処理に殆ど寄与しない。そのため、一対の副隆起部の欠損を抑制できる。

以上のことから、上述のような突切り加工の後で、横送り加工または面取り加工を行なう場合であっても、前切刃の端部領域において生成された切屑は、主隆起部に接触せずに副隆起部に接触することによって変形するため、安定的に排出することが可能となる。

さらに切削加工を継続する場合には、被削材１００を回転させた状態を保持したまま、被削材１００の異なる箇所に切削工具１０の切刃５を接触させる工程を繰り返せばよい。なお、本実施形態で用いられているインサート１は、２コーナーでの使用が可能な仕様である。したがって、使用している切刃５が摩耗した際には、未使用の切刃５を用いればよい。

なお、上述のような突切り加工に代えて、被削材１００に対して単なる溝入れを行なう場合には、被削材１００が分断されない領域まで切削工具１０を当接させて切削加工を行なえばよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る切削加工物の製造方法について、上述の第２の実施形態に係るインサート１を装着した切削工具１０を「面取り加工」に適用する場合を例に挙げ、図２０Ａ〜図２０Ｄを参照しつつ説明する。

なお、図２０Ａ〜図２０Ｄにおいては、上述した図１９Ａ〜図１９Ｃ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場合がある。なお、本実施形態の切削加工物の製造方法は、一部の工程は第１の実施形態の切削加工物の製造方法と同一である。そのため、第１の実施形態の切削加工物の製造方法との差異を主に説明し、重複する内容については説明を省略する。

本実施形態の切削加工物の製造方法は、以下の（ｉ）〜（ｖｉｉ）の工程を有する。

（ｉ）図２０Ａに示すように、被削材１００を矢印Ｅ方向に回転させる工程。

（ｉｉ）切削工具１０を矢印Ｆ１方向に動かし、回転している被削材１００に切削工具１０を近接させる工程。

本工程では、被削材１００と切削工具１０とが相対的に近づくようにすればよく、例えば被削材１００を切削工具１０に近づけるようにしてもよい。

（ｉｉｉ）図２０Ａに示すように、切削工具１０を矢印Ｆ１方向にさらに動かし、回転している被削材１００に切削工具１０の切刃５を接触させて被削材１００を切削する工程。

本工程においては、溝入れ加工の際には、溝を形成する切削加工が行われる。

（ｉｖ）図２０Ｂに示すように、切削工具１０を矢印Ｆ２方向に動かし、回転している被削材１００に切削工具１０の切刃５を接触させて被削材１００を切削する工程。

本工程においては、溝入れ加工の際には、溝の幅を拡げる横送り加工が行われる。

（ｖ）図２０Ｃに示すように、切削した被削材１００から切削工具１０を離す工程。

（ｖｉ）図２０Ｄに示すように、切削工具１０を矢印Ｈ方向に動かし、回転している被削材１００に切削工具１０の切刃５を接触させて被削材１００を切削する工程。

本工程では、被削材１００と切削工具１０とが相対的に遠ざかるようにすればよく、例えば被削材１００を切削工具１０から遠ざけるようにしてもよい。

（ｖｉｉ）切削工具１０を矢印Ｆ１方向とは逆の方向に動かし、切削した被削材１００から切削工具１０を離す工程。

以上のような（ｉ）〜（ｖｉｉ）の工程を実施することによって、切削加工物が得られる。

本実施形態においても、上述のように、一対の副隆起部は、一対の主隆起部のうち前切刃の側の端部よりも前切刃から離れて位置しており、一対の副隆起部の頂部は、一対の主隆起部の頂部よりも低い。これによれば、上記工程（ｉ）〜（ｖ）の溝入れ工程において、前切刃によって生成された切屑は、一対の主隆起部に接触した部位が持ち上げられるように変形した後に排出される。

この際、一対の副隆起部は、一対の主隆起部よりも前切刃から離れており高さが低いため、一対の副隆起部が切屑処理に殆ど寄与しない。そのため、一対の副隆起部の欠損を抑制できる。そして、続く工程（ｖｉ）および（ｖｉｉ）の面取り加工において、前切刃の端部領域において生成された切屑は、主隆起部に接触しない場合であっても、副隆起部に接触することによって変形するので安定的に排出することが可能となる。

なお、本実施形態において、上記の工程（ｉ）〜（ｖ）は必須ではなく、工程（ｖ）を終えた状態から工程（ｖｉ）および（ｖｉｉ）を行なうようにしてもよい。

その他については、上述した第１の実施形態に係る切削加工物の製造方法と同様であるので、説明を省略する。

以上、本発明の実施形態を例示したが、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いては、前すくい面２１ａのすくい角α１を略一定としたが、これに代えて、前すくい面２１ａのすくい角α１を、前切刃５ａから離れるにつれて変化するようにしても良い。例えば、前切刃５ａと一対の主隆起部２２ａとの間に挟まれる領域よりも一対の主隆起部２２ａの間に挟まれる領域において、すくい角α１を小さく設定してもよい。また、一対の主隆起部２２ａの間に挟まれる領域よりも一対の中間隆起部２２ｂの間に挟まれる領域において、すくい角α１を小さく設定してもよい。これらの構成によれば、切屑を、前切刃５ａから離れるにつれて滑らかにカールするように変形させることができ、切屑排出性を向上させることができる。

１ 切削インサート
２ 上面
２１ すくい面
２１ａ 前すくい面
２１ａ１ 第１領域
２１ａ２ 第２領域
α１ すくい角
２１ｂ 横すくい面
α２ すくい角
２１ｃ コーナーすくい面
２２ 隆起部
２２ａ 主隆起部
β１ 上昇角
θ１ 傾斜角
２２ｂ 中間隆起部
β２ 上昇角
θ２ 傾斜角
２２ｃ 後方隆起部
２２ｃａ 上昇部
β３ 上昇角
２２ｄ 副隆起部
β４ 上昇角
θ４ 傾斜角
２３ 立ち上がり面
２４ 境界領域（平坦面）
２６ 装着面
３ 下面
４ 側面
４ａ 前側面
４ｂ 横側面
４ｃ コーナー側面
５ 切刃
５ａ 前切刃
５ｂ 横切刃
５ｃ コーナー切刃
６ 貫通穴
Ｉ 切削部
ＩＩ 装着部（クランプ部）
１０ 切削工具
１１ ホルダ
１２ 固定部材（ねじ）
１００ 被削材

Claims (15)

1. 上面と、
   前側面と前記前側面に隣接している一対の横側面とを有する側面と、
   前記上面および前記前側面の交線部に位置する前切刃と、
   前記上面および前記一対の横側面の交線部に位置する一対の横切刃と、を備え、
   前記上面は、
   前記前切刃と連続しており、前記前切刃から離れるにつれて下方に傾斜している、前すくい面と、
   上面視において、前記前切刃から離れて位置しており、前記前切刃から離れるにつれて互いの間隔が小さくなる、一対の主隆起部と、
   上面視において、前記一対の主隆起部に対して前記一対の横側面のうち隣接する横側面側に位置している、一対の副隆起部と、を有しており、
   前記一対の副隆起部は、前記一対の主隆起部のうち前記前切刃側の端部よりも前記前切刃から離れて位置しており、前記一対の副隆起部の頂部は前記一対の主隆起部の頂部よりも低い、切削インサート。
2. 前記一対の副隆起部は、前記前切刃から離れるにつれて互いの間隔が小さくなる、請求項１に記載の切削インサート。
3. 上面視において、前記前切刃の垂線であって前記一対の主隆起部の前記前切刃側の端部同士の中点を通る基準線に対して、前記一対の副隆起部の傾斜角は、前記一対の主隆起部の傾斜角よりも大きい、請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記上面は、上面視において、少なくとも一部が、前記一対の主隆起部よりも前記前切刃から離れた領域に位置している、一対の中間隆起部をさらに有する、請求項１〜３のいずれかに記載の切削インサート。
5. 上面視において、前記前切刃の垂線であって前記一対の主隆起部の前記前切刃側の端部の中点を通る基準線に対して、前記一対の中間隆起部の傾斜角は、前記一対の主隆起部の傾斜角よりも小さい、請求項４に記載の切削インサート。
6. 前記前切刃から離れるにつれて、前記一対の主隆起部および前記一対の副隆起部は上方に傾斜しており、
   前記一対の主隆起部の上昇角は、前記一対の副隆起部の上昇角よりも大きい、請求項１〜５のいずれかに記載の切削インサート。
7. 前記前切刃と前記一対の横切刃との間にそれぞれ位置しており、上面視において曲線状である、一対のコーナー切刃をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の切削インサート。
8. 上面視において、前記前切刃の延長線と前記一対の横切刃の延長線とにより成す角の二等分線の少なくとも一部は、前記一対の主隆起部と前記一対の副隆起部との間を通過している、請求項７に記載の切削インサート。
9. 前記上面は、前記一対のコーナー切刃とそれぞれ連続し、前記一対のコーナー切刃から離れるにつれて下方に傾斜している、一対のコーナーすくい面をさらに有している、請求項７または８に記載の切削インサート。
10. 前記上面は、前記一対の横切刃とそれぞれ連続し、前記一対の横切刃から離れるにつれて下方に傾斜している、一対の横すくい面をさらに有している、請求項１〜９のいずれかに記載の切削インサート。
11. 上面視において、前記一対の横すくい面は、前記後方隆起部よりも前記前切刃側に位置している、請求項１０に記載の切削インサート。
12. 前記一対の主隆起部は、前記前すくい面と連続している、請求項１〜１１のいずれかに記載の切削インサート。
13. 前記前すくい面の一端は、前記一対の主隆起部よりも前記前切刃から離れた位置まで延在している、請求項１２に記載の切削インサート。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の前記切削インサートと、
    前記切削インサートを装着するホルダと、を備える切削工具。
15. 請求項１４に記載の前記切削工具の前記前切刃、前記一対の横切刃あるいは前記コーナー切刃のいずれかを、回転している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す工程と、を備える切削加工物の製造方法。

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