JP5712319B1 - 刃先回転式ミーリング工具及びこれを用いた切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削インサートの回転軸の破損等を防止でき、加工精度を高められ工具寿命を延長できること。【解決手段】工具本体２のインサート取付座４に、円板状の切削インサート３がインサート軸線Ｃ回りに回転自在に装着され、切削加工時に被削材から切削インサート３に分布して作用する力を集中荷重とみなしたときの該集中荷重の作用点を通る所定のインサート径方向と、切れ刃５との交点を切削代表点５ａとし、切削代表点５ａを通る切れ刃５の接線Ｌ２に垂直な第１の仮想平面と、接線Ｌ２及び切削代表点５ａにおける瞬間的な切削方向に沿う仮想直線を含む第２の仮想平面ＶＳ２との交線に沿う方向であって、工具回転方向Ｔの後方に向かう方向を主分力方向とし、第１の仮想平面の面内で、主分力方向に沿う主分力Ｆ１と主分力方向に垂直な背分力方向に沿う背分力Ｆ２との合力Ｆ３の向きに対して、インサート軸線Ｃの延在する向きが平行又は所定の微少角度をなす。【選択図】図４

Description

本発明は、工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に形成されたインサート取付座に、円板状をなす切削インサートがそのインサート軸線回りに回転自在とされて装着された刃先回転式ミーリング工具、及びこれを用いて被削材を切削する切削方法に関するものである。

従来、耐熱合金などの難削材等を被削材とするミーリング加工（転削加工）に用いられる刃先回転式ミーリング工具（ロータリーミーリング工具）として、例えば下記特許文献１、２に示されるような、工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に形成されたインサート取付座に、円板状をなし外周縁に切れ刃を備えた切削インサートがそのインサート軸線回りに回転自在とされて装着されたものが知られている。

刃先回転式ミーリング工具では、切削インサートにおいてインサート軸線方向の両側を向く表裏面のうち、表面が、工具軸線回りに沿う工具回転方向の前方を向くように配置されてすくい面とされ、裏面が、工具回転方向の後方を向くように配置されるとともに、インサート取付座に着座される。
そして、切削時には、切削インサートが被削材に切り込んで加工する際に切れ刃が受ける力（切削力又は切削抵抗であり、刃先力又はエッジフォースの成分を含む）によって、インサート取付座に対して切削インサートがインサート軸線回りに従動回転するようになっている。これにより、切れ刃の所定部分のみが連続的に切削に供されることが抑制されているとともに、該切れ刃の部分的な切れ味の低下や刃先欠損等を防止するようにしている。

特許第３２６４５４０号公報 特表２０１１−５１５２３１号公報

しかしながら、上記従来の刃先回転式ミーリング工具では、下記の課題を有していた。
すなわち、特許文献１、２の刃先回転式ミーリング工具では、インサート取付座に装着された切削インサートの切れ刃が被削材に切り込んで加工する際に受ける力によって、切削インサートの回転軸等（特許文献１における軸部３２及びボール８や、特許文献２における支承ピン９）が変形、摩耗、破損等するおそれがあった。特に、難削材の重切削加工等において、このような問題が生じやすかった。
また、この種の刃先回転式ミーリング工具では、インサート取付座に装着された切削インサートをインサート軸線回りに安定して従動回転させることに、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、切削インサートの回転軸等の回転支持体の変形、摩耗、破損等を防止でき、かつ、インサート取付座に装着された切削インサートをインサート軸線回りに安定して従動回転させることができ、これにより、切削の加工精度を安定して高められ、工具寿命を延長できる刃先回転式ミーリング工具及びこれを用いた切削方法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、工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に形成されたインサート取付座に、円板状をなす切削インサートがそのインサート軸線回りに回転自在とされて装着された刃先回転式ミーリング工具であって、前記切削インサートは、前記インサート軸線に交差する表裏面と、これら表裏面の周縁同士を接続する外周面と、を有し、前記表裏面のうち、表面が、前記工具軸線回りに沿う工具回転方向の前方を向くように配置され、裏面が、前記工具回転方向の後方を向くように配置されるとともに、前記インサート取付座に着座され、前記表面の周縁には、前記インサート軸線回りに沿って延びる円形状の切れ刃が形成され、前記切れ刃のうち前記工具軸線方向に沿う工具先端縁が、前記工具軸線回りの工具周方向に回転して形成される仮想円における前記工具先端縁を通る接線を、前記工具軸線方向に沿う工具基端側に向けて前記工具軸線に平行に移動させたときの軌跡から得られる仮想平面を基準平面としたときに、該基準平面と、前記切れ刃を含む切れ刃仮想平面との交差線が、前記基準平面上に投影された前記工具軸線に対して傾斜する角度ＡＲｔが、−３０°〜−６０°の範囲であり、かつ、前記工具軸線に直交する工具径方向のうち前記工具先端縁を通る所定の工具径方向に対して、該工具先端縁を通り工具径方向の外側へ向かうように延びる前記切れ刃の刃先接線が傾斜する角度ＲＲが、−３０°〜−７５°の範囲であることを特徴とする。
また本発明は、工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に形成されたインサート取付座に、円板状をなす切削インサートがそのインサート軸線回りに回転自在とされて装着された刃先回転式ミーリング工具であって、前記切削インサートは、前記インサート軸線に交差する表裏面と、これら表裏面の周縁同士を接続する外周面と、を有し、前記表裏面のうち、表面が、前記工具軸線回りに沿う工具回転方向の前方を向くように配置され、裏面が、前記工具回転方向の後方を向くように配置されるとともに、前記インサート取付座に着座され、前記表面の周縁には、前記インサート軸線回りに沿って延びる円形状の切れ刃が形成され、前記切れ刃のうち前記工具軸線方向に沿う工具先端縁が、前記工具軸線回りの工具周方向に回転して形成される仮想円における前記工具先端縁を通る接線を、前記工具軸線方向に沿う工具基端側に向けて前記工具軸線に平行に移動させたときの軌跡から得られる仮想平面を基準平面としたときに、該基準平面と、前記切れ刃を含む切れ刃仮想平面との交差線が、前記基準平面上に投影された前記工具軸線に対して傾斜する角度ＡＲｔが、−３０°〜−６０°の範囲であり、かつ、前記工具軸線に直交する工具径方向のうち前記工具先端縁を通る所定の工具径方向に対して、該工具先端縁を通り工具径方向の外側へ向かうように延びる前記切れ刃の刃先接線が傾斜する角度ＲＲが、−２０°〜３０°の範囲であることを特徴とする。
また本発明は、工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に形成されたインサート取付座に、円板状をなす切削インサートがそのインサート軸線回りに回転自在とされて装着された刃先回転式ミーリング工具を用いて被削材を切削する切削方法であって、前記切削インサートは、前記インサート軸線に交差する表裏面と、これら表裏面の周縁同士を接続する外周面と、を有し、前記表裏面のうち、表面を、前記工具軸線回りに沿う工具回転方向の前方を向くように配置し、裏面を、前記工具回転方向の後方を向くように配置するとともに、前記インサート取付座に着座させ、前記表面の周縁には、前記インサート軸線回りに沿って延びる円形状の切れ刃が形成されており、前記インサート軸線に直交するインサート径方向のうち、切削加工時に被削材から前記切削インサートに分布して作用する力を集中荷重とみなしたときの該集中荷重の作用点を通る所定のインサート径方向と、前記切れ刃と、の交点を切削代表点とし、前記切削代表点を通る前記切れ刃の接線に垂直な第１の仮想平面と、前記接線及び前記切削代表点における瞬間的な切削方向に沿う仮想直線を含む第２の仮想平面と、の交線に沿う方向であって、前記工具回転方向の後方に向かう方向を主分力方向とし、切削加工時に被削材から前記切削インサートが受ける力のうち、前記切削代表点における前記主分力方向に沿う分力を主分力とし、該主分力方向に垂直で前記インサート径方向の内側へ向かう背分力方向に沿う分力を背分力としたときに、前記第１の仮想平面の面内で、前記主分力と前記背分力との合力の向きに対して、前記インサート軸線が傾斜する角度を、±２０°の範囲内に設定することを特徴とする。

本発明に係る刃先回転式ミーリング工具を用いた切削方法によれば、工具本体のインサート取付座に装着された切削インサートのインサート軸線の向きが、切削代表点を通る切れ刃の接線に垂直な第１の仮想平面内において、切削インサートの切れ刃が被削材に切り込んで加工する際に受ける力（切削力又は切削抵抗であり、刃先力又はエッジフォースの成分を含む）のうち主分力と背分力との合力（合成切削力）の向きに平行となるように設定されているので、切削インサートのインサート軸線上に位置する回転軸や、該切削インサートをインサート径方向の外側から回転自在に支持するラジアル軸受等の回転支持体が、前記合力によってインサート径方向から（つまり回転軸等の回転支持体のせん断方向から）押圧されるようなことが十分に抑制されるとともに、前記合力を、切削インサートの裏面を介してインサート取付座に効率よく逃がすことが可能となる。これにより、切削インサートの回転軸等の回転支持体の変形、摩耗、破損、過大な摩擦トルクの発生等が防止される。尚、「過大な摩擦トルクの発生の防止」とは、例えば切削インサートをインサート径方向の外側からラジアル軸受等の回転支持体により回転自在に支持する場合に、摩擦トルクが大きくなり過ぎて回転しにくくなる現象を防止することを意味している。
つまり、刃先回転式ミーリング工具による所望の切削加工（所定の切削条件等）に応じて決定される、切れ刃上の切削代表点に対して、切削加工時に被削材から作用する合力の向きに平行となるように、予めインサート軸線の傾きを決めてやることで、切削インサートの回転支持体への負荷を、安定的かつ顕著に低減できるのである。

ここで、本明細書でいう「切削代表点」について説明する。
切削加工時に、工具本体に装着された切削インサートの切れ刃が被削材に切り込んで加工する際に受ける力は、流出する切屑を含めて該切削インサートが被削材と接触する領域全体に分布する荷重（分布荷重）であるが、このような分布荷重により切削インサートが受ける力とモーメント（インサート中心から見たモーメント）に基づいて、前記分布荷重が集中荷重であるとみなした場合（仮定した場合）に、該集中荷重の作用点（分布荷重の重心に相当する点）を通る所定のインサート径方向と、切れ刃との交点を、本明細書では「切削代表点」という。具体的には図１２において、切削加工時に被削材から切削インサート３に作用する分布荷重を集中荷重とみなした場合の該集中荷重の作用点Ｐを通る所定のインサート径方向ＩＤと、円形状をなす切れ刃５との交点５ｃが、切削代表点である。また切削代表点は、切れ刃のうち切削加工時に切削力の平均的な作用点に最も近くなる点であるともいえる。切削代表点は、切削インサートの切れ刃上に位置するが、切削インサートがインサート軸線回りに従動回転する場合にも、切削インサートとともに回転移動することはなく、工具に対する相対位置は変化しない。尚、例えば工具軸線方向の切込みが変化した場合には、力の作用点が変化するため、それとともに移動する。
また、「切削代表点における瞬間的な切削方向」とは、この切削代表点において、工具と被削材の間の相対的な瞬間速度の方向であり、主に工具の回転に伴って回転移動する。
また、「第１の仮想平面の面内で、前記主分力と前記背分力との合力の向きに対して、前記インサート軸線の延在する向きが、平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定される（つまり平行となるように設定される）」とは、具体的には、この刃先回転式ミーリング工具を用いた想定し得る切削条件の範囲内において、前記第１の仮想平面の面内で（切削代表点を通る切れ刃の接線方向から見て）、前記合力の向きに対してインサート軸線が傾斜する角度が、±２０°の範囲内であることを指す。つまり、インサート軸線と、前記合力の向きとの２直線間に形成される角度が±２０°の範囲内であり、これを「平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定される」と表している。尚、好ましくは、前記角度は±１０°であり、より望ましくは、前記角度は±５°であって、前記角度が０°である場合に、前記合力の向きに対してインサート軸線が平行である（平行に設定される）。

また、前記合力の向きに対してインサート軸線の延在する向きを「平行」のみに限定せず、若干の角度範囲を設けているのは、下記の理由による。
すなわち、前記合力の向きは、例えば切削インサートのすくい面形状、切れ刃の刃先処理及び摩耗状態、被削材の摩擦係数、切削条件（切込み、送り等）などにより変化することが考えられ、そのため当該合力の向きに対してインサート軸線の延在する向きを正確に平行に設定することは困難であるので、本発明による効果が十分に得られる範囲として、「平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定される」としている。

また、上述のように切削インサートの回転軸等の回転支持体がインサート径方向から押圧されにくくなっているので、この切削インサートが被削材に切り込んで加工する際に切れ刃が受ける力によって、インサート取付座に対して該切削インサートがインサート軸線回りに安定して従動回転させられる。

尚、切れ刃が被削材に切り込む際に受ける力のうち、主分力及び背分力以外の送り分力（切れ刃の切削代表点を通る接線方向へ向かう分力、切削代表点を通り前記第１の仮想平面に直交する向きの分力）については、スラスト滑り軸受部材等の回転機構との間の摩擦力と概ねキャンセルして従動回転を生み出す役割を担っており、切削インサートの回転軸等の回転支持体を押圧する力は該送り分力以外の力に比べて十分に小さいことから、切削インサートの回転支持体をインサート径方向から押圧する力としては概ね無視することができ、つまり送り分力によって切削インサートの回転支持体に強い押圧力が作用することはないので、前記第１の仮想平面の面内でインサート軸線が前記合力の向きに平行となるように延びていることによって、上述の作用効果を安定的に得ることができる。

また上述のように、切削インサートのインサート軸線の延在する向きと、前記合力の向きとが互いに略平行であることから、具体的にこのインサート軸線は、工具回転方向の前方に向かうに従い漸次工具軸線方向の先端側へ向けて傾斜して延びている（つまり前傾している）か、又は／及び、工具回転方向の前方に向かうに従い漸次工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びていることになる。従って、インサート取付座に、この切削インサートを従動回転させるためのスラスト滑り軸受部材等の回転機構を配設するスペースを容易に確保できる。具体的に、このようにインサート軸線が傾斜して延びていることで、特に複数の切削インサートを装着してなる多刃の刃先回転式ミーリング工具において、工具軸線回りに隣り合うインサート取付座同士の間隔が狭くなりがちな場合であっても、前記回転機構を配設するスペースを容易に確保することが可能になる。
また、本発明に係る刃先回転式ミーリング工具によれば、角度ＡＲｔが、−３０°〜−６０°の範囲とされ、かつ、角度ＲＲが、−３０°〜−７５°の範囲とされるので、切削インサートが被削材に切り込んで加工する際に切れ刃が受ける力によって、インサート取付座に対して切削インサートがインサート軸線回りにより安定して従動回転しやすくなり、前述の効果がさらに顕著なものとなる。
そして、上述した角度ＡＲｔの範囲、かつ角度ＲＲの範囲となるように切削インサートがインサート取付座に装着されることで、切削インサートの従動回転が安定して得られ、すくい面摩耗等が顕著に抑制されて、工具寿命をより延長する効果が期待できる。
具体的に、角度ＡＲｔが上記範囲外である場合（−３０°より大きい、又は−６０°より小さい場合）には、第１の仮想平面の面内でインサート軸線の向きと前記合力の向きとを互いに平行となるように維持することが難しくなり、前記合力による切削インサートの回転軸（回転支持体）への負荷（インサート径方向からの押圧力）が抑制されにくくなって、上述した効果が安定して得られにくくなるおそれがある。
また角度ＲＲが、上記範囲外である場合、具体的には角度ＲＲが−３０°より大きい場合（かつ−２０°より小さい場合）には、上記角度ＡＲｔとの組み合わせによって切削インサートを安定的に従動回転させる効果が得られにくくなるおそれがある。また、角度ＲＲが−７５°より小さい場合には、切削加工時の切削力が大きくなってびびり振動が生じやすくなるおそれがある。
また、本発明に係る刃先回転式ミーリング工具によれば、角度ＡＲｔが、−３０°〜−６０°の範囲とされ、かつ、角度ＲＲが、−２０°〜３０°の範囲とされるので、切削インサートが被削材に切り込んで加工する際に切れ刃が受ける力によって、インサート取付座に対して切削インサートがインサート軸線回りにより安定して従動回転しやすくなり、前述の効果がさらに顕著なものとなる。
そして、上述した角度ＡＲｔの範囲、かつ角度ＲＲの範囲となるように切削インサートがインサート取付座に装着されることで、切削インサートの従動回転が安定して得られ、すくい面摩耗等が顕著に抑制されて、工具寿命をより延長する効果が期待できる。
具体的に、角度ＡＲｔが上記範囲外である場合（−３０°より大きい、又は−６０°より小さい場合）には、第１の仮想平面の面内でインサート軸線の向きと前記合力の向きとを互いに平行となるように維持することが難しくなり、前記合力による切削インサートの回転軸への負荷（インサート径方向からの押圧力）が抑制されにくくなって、上述した効果が安定して得られにくくなるおそれがある。
また角度ＲＲが、−２０°より小さい場合（かつ−３０°より大きい場合）には、上記角度ＡＲｔとの組み合わせによって切削インサートを安定的に従動回転させる効果が得られにくくなるおそれがある。また角度ＲＲが、３０°より大きい場合には、切削加工時にびびり振動が生じやすくなったり、切削インサートの外周面（逃げ面）が被削材に干渉しやすくなり工具本体の工具軸線回りの単位回転あたりの工具径方向へ向けた移動量（つまり送り量ｆｚ）を確保しにくくなったりするおそれがある。尚、前記送り量ｆｚを確保する目的で切削インサートの外周面の逃げ角を大きくした場合には、切れ刃の刃物角を十分に確保しにくくなって刃先欠損等が生じるおそれがある。

以上より、本発明によれば、切削インサートの回転軸等の回転支持体の変形、摩耗、破損等を防止でき、かつ、インサート取付座に装着された切削インサートをインサート軸線回りに安定して従動回転させることができ、これにより、切削の加工精度を安定して高められ、工具寿命を延長できるのである。

また、本発明に係る刃先回転式ミーリング工具において、前記切削インサートの前記表面のうち、前記インサート径方向に沿う前記切れ刃の内側には、該切れ刃から前記インサート径方向の内側へ向かうに従い漸次前記インサート軸線方向に沿う前記表面から前記裏面側へ向けて傾斜するテーパ状のすくい面が形成されていることとしてもよい。

上述したように、例えば、インサート軸線が工具回転方向の前方に向かうに従い漸次工具軸線方向の先端側へ向けて傾斜して延びている場合には、見かけ上のアキシャルレーキ角（角度ＡＲ）が負（ネガ）の装着姿勢でインサート取付座に切削インサートが装着されることになるが、本発明の上記構成によれば、実質的なアキシャルレーキ角は前記見かけ上のアキシャルレーキ角よりも正（ポジ）側に設定されて、切れ刃の切れ味が安定して高められることになる。
また、インサート軸線が工具回転方向の前方に向かうに従い漸次工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びている場合には、見かけ上のラジアルレーキ角（角度ＲＲ）が負（ネガ）の装着姿勢でインサート取付座に切削インサートが装着されることになるが、本発明の上記構成によれば、実質的なラジアルレーキ角は前記見かけ上のラジアルレーキ角よりも正（ポジ）側に設定されて、切れ刃の切れ味が安定して高められることになる。
また、インサート軸線が工具回転方向の前方に向かうに従い漸次工具軸線方向の先端側及び工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びている場合にも、上記同様の効果が得られる。

また、本発明に係る刃先回転式ミーリング工具において、前記切削インサートの前記外周面には、前記切れ刃から前記インサート軸線方向に沿う前記表面から前記裏面側へ向かうに従い漸次前記インサート径方向の外側へ向けて傾斜するテーパ状の逃げ面が形成されていることとしてもよい。

この場合、上述の装着姿勢でインサート取付座に切削インサートを装着しても、切れ刃の刃物角を大きく確保することができ、刃先欠損等が防止される。

また、本発明に係る刃先回転式ミーリング工具において、前記切削インサートには、前記インサート軸線上を延びて前記表裏面に開口する貫通孔が形成されており、前記貫通孔よりも小径とされ、該貫通孔内に挿通されて前記インサート取付座に取り付けられる軸部と、前記貫通孔よりも大径とされ、前記表面との間に隙間をあけて配置される頭部と、を有する回転軸が設けられ、前記インサート取付座に対する前記回転軸の前記インサート軸線方向に沿う位置が調整可能であり、前記インサート取付座に対する前記回転軸の前記インサート軸線方向に沿う移動を規制可能な規制部を備えたこととしてもよい。

この場合、切削インサートは、その貫通孔に挿通された回転軸（回転支持体）の軸部にインサート径方向の内側から支持されつつインサート取付座に対して従動回転し、かつ、回転軸の頭部によって抜け止めされている。そして、インサート取付座に対する回転軸のインサート軸線方向に沿う位置を調整することで、該回転軸の頭部と切削インサートの表面との間の隙間（クリアランス）を所望の値とすることができ、この調整後には、規制部によってインサート取付座に対する回転軸のインサート軸線方向に沿う移動を規制できる。

すなわちこの構成によれば、例えば、インサート取付座に切削インサートを従動回転可能に支持するスラスト滑り軸受部材等の回転機構を設ける場合に、該回転機構の摩耗（損耗）状況に応じて回転軸をインサート軸線方向に進退して位置を微調整した後、固定でき、よってインサート取付座に対する切削インサートの従動回転がより安定的に維持される。

また、本発明に係る刃先回転式ミーリング工具において、前記インサート取付座は、前記インサート軸線を中心とする軸対称形状の取付面を有することとしてもよい。

この場合、インサート取付座の取付面が、インサート軸線を中心（中心軸）とする軸対称形状とされることから、具体的にこの取付面は、例えばインサート軸線に垂直な円形平面状、インサート軸線を中心軸とする円錐面状、球面状や、これら各形状の組み合わせ形状とされる。これにより、切削インサートからインサート取付座に伝達される前記合力を、該インサート取付座の取付面全体で分散して受けることができるとともに、該取付面における局所的な摩耗等が防止されて、上述の作用効果が長期に亘り安定して得られることになる。

本発明の刃先回転式ミーリング工具及びこれを用いた切削方法によれば、切削インサートの回転軸等の回転支持体の変形、摩耗、破損等を防止でき、かつ、インサート取付座に装着された切削インサートをインサート軸線回りに安定して従動回転させることができ、これにより、切削の加工精度を安定して高められ、工具寿命を延長できる。

本発明の第１実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具を示す正面図（刃先回転式ミーリング工具を工具軸線方向から先端面を正面に見た図）である。 図１の刃先回転式ミーリング工具のＡ矢視を示す側面図である。 図１の刃先回転式ミーリング工具のＢ矢視を示す側面図である。 図３の要部を拡大して示す図である。 図１の刃先回転式ミーリング工具のＥ−Ｅ断面を示す側断面図である。 図５の要部を拡大して示す図である。 本発明の第１実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具の要部の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具の工具本体の先端部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第１、第２実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具に装着される切削インサートの（ａ）インサート軸線方向から表面を正面に見た上面図、（ｂ）インサート径方向から外周面を正面に見た側面図、である。 図９（ｂ）の切削インサートの側断面図（縦断面図）である。 刃先回転式ミーリング工具に装着した切削インサートの諸角度を示す図である。 切削インサートの切れ刃が被削材に切り込む際に、該切れ刃の部分により切削される切削断面の形状を示す拡大図であり、この切れ刃上の切削代表点を説明する図である。 切削代表点を通る切れ刃の接線に垂直な第１の仮想平面の面内で、主分力と背分力との合力の向きと、インサート軸線の延在する向きとが略平行に設定されることを説明する図である。 切削代表点が工具先端縁（５ａ）にある場合の、第２の仮想平面（加工面）及び切削の傾斜角を説明する斜視図である。 切削代表点が工具先端縁と工具外径端縁との間の中間点（５ｃ）にある場合の、第２の仮想平面（加工面）及び切削の傾斜角を説明する斜視図である。 切削インサートをインサート軸線方向から表面を正面に見た正面図であり、切削代表点を説明する図である。 第１、第２実施形態の刃先回転式ミーリング工具の切削インサートを、安定的に従動回転させるための角度ＡＲｔ、角度ＲＲを幾何学的に求めるためのグラフであり、切り込み量ｄａ＝０．５の場合の一例を示している。 本発明の第１、第２実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具において、切削インサートを安定して従動回転させるのに適した角度ＡＲｔと角度ＲＲの範囲を説明するグラフである。 本発明の第２実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具を示す正面図（刃先回転式ミーリング工具を工具軸線方向から先端面を正面に見た図）である。 図２０の刃先回転式ミーリング工具のＧ矢視を示す側面図である。 図２０の刃先回転式ミーリング工具を、切削インサートの切れ刃の工具先端縁（切削代表点）を通る接線方向から見た側面図である。 図２２の要部を拡大して示す図である。 第２実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具の切削インサートのクランプ機構を説明する部分断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具１及びこれを用いた切削方法について、図面を参照して説明する。
図１〜図８に示されるように、本実施形態の刃先回転式ミーリング工具１は、鋼等で形成された工具本体２と、超硬合金等の硬質材料で形成された切削インサート３と、を備えており、工具軸線Ｏ回りに回転する工具本体２の先端外周部に形成されたインサート取付座４に、円板状をなす切削インサート３がそのインサート軸線Ｃ回りに回転自在とされて、着脱可能に装着される。切削インサート３は円形状の切れ刃５を有する、所謂丸駒インサートであり、該切削インサート３がインサート取付座４に装着された状態で、切れ刃５は工具本体２の先端側及び径方向外側に向けて突出される。

刃先回転式ミーリング工具１は、その工具本体２の基端部が工作機械（不図示）の主軸に取り付けられ、工具軸線Ｏ回りの工具回転方向Ｔに回転させられて、耐熱合金などの難削材等の被削材の切削加工（特に重切削加工）に供される。この刃先回転式ミーリング工具１は、切削インサート３が被削材に切り込んで加工する際に切れ刃５が受ける力（切削力又は切削抵抗であり、刃先力又はエッジフォースの成分を含む）によって、インサート取付座４に対して該切削インサート３がインサート軸線Ｃ回りに従動（受動）的に回転する、ロータリーミーリング工具である。

ここで、本明細書においては、工具本体２の工具軸線Ｏ方向に沿うインサート取付座４側を工具先端側又は単に先端側（図２〜図６における下側）といい、工具軸線Ｏ方向に沿うインサート取付座４とは反対側（工作機械の主軸側）を工具基端側又は単に基端側（図２〜図６における上側）という。また、工具軸線Ｏに直交する方向を工具径方向といい、工具軸線Ｏ回りに周回する方向を工具周方向という。また前記工具周方向のうち、切削時に工具本体２が回転させられる向きを工具回転方向Ｔ又は工具回転方向Ｔの前方といい、工具回転方向Ｔ（の前方）とは反対側へ向かう方向を工具回転方向Ｔの後方という。また、切削インサート３のインサート軸線Ｃに直交する方向をインサート径方向といい、インサート軸線Ｃ回りに周回する方向をインサート周方向という。

工具本体２は、円柱状又は円盤状をなしており、その中心軸である工具軸線Ｏ回りに回転可能とされている。図示の例では、工具本体２は円柱状をなしており、該工具本体２の先端部（刃部）に比べて、該先端部以外の部位（シャンク部）が大径に形成されている。本実施形態では、工具本体２の先端部は、工具先端側へ向かうに従い漸次縮径されて、テーパ状をなしている。

工具本体２の先端外周部には、工具周方向に間隔をあけて、該先端外周部から凹状に切り欠かれるように複数のチップポケット６が形成されている。これらチップポケット６において、工具回転方向Ｔを向く壁面には、切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４がそれぞれ形成されている。

図８において、インサート取付座４には、工具回転方向Ｔを向く取付面４ａと、取付面４ａの周縁部から立ち上がる規制面４ｂと、取付面４ａに穿設された回転軸装着穴４ｃと、該インサート取付座４と切削インサート３との間にクーラント（切削油剤）を噴出するクーラント孔（不図示）と、が形成されている。また図６及び図７に示されるように、本実施形態では、インサート取付座４には、切削インサート３と取付面４ａとの間に介装されるシート状のスラスト滑り軸受部材（回転機構）８が設けられている。

図８において取付面４ａは、切削インサート３の形状に対応して略円形平面状に形成されており、具体的にこの取付面４ａは、インサート軸線Ｃを中心とする軸対称形状となっている。尚、本明細書でいう「軸対称形状」とは、厳密に軸対称形状とされている構成を含むのは勿論のこと、概ね軸対称の形状となっている構成をも含んでいる。図３に示される工具本体２の側面視（インサート取付座４の側面視）で、取付面４ａは、工具本体２の先端側（図３における下側）に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方へ向かって傾斜している。また本実施形態では、取付面４ａは、工具径方向の外側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方へ向かって傾斜している。

規制面４ｂは、取付面４ａにおける工具本体２の基端側の端縁から工具回転方向Ｔの前方へ向けて立ち上がるとともに、工具先端側を向く平面状の壁面とされている。インサート取付座４の取付面４ａを正面に見て、規制面４ｂは直線状に延びている。

回転軸装着穴４ｃは、多段円柱穴状をなしており、該回転軸装着穴４ｃにおいて取付面４ａに開口する端部（開口部）の内径は、該開口部以外の部位の内径よりも一段大きくなっている。回転軸装着穴４ｃのうち前記開口部以外の部位は、雌ネジ加工が施された雌ネジ部とされている。
また、工具本体２の先端部において工具周方向に隣り合うインサート取付座４同士の間には、該先端部の外周面に開口するとともに、工具径方向に沿うように延びて回転軸装着穴４ｃ内に連通するネジ孔７が形成されている。

前記クーラント孔は、工具本体２の内部を通して、該工具本体２の基端部に装着される工作機械の主軸に連通されている。また、インサート取付座４の取付面４ａを正面に見て、前記クーラント孔の中心軸は、切削インサート３のインサート周方向に沿うように（インサート周方向の接線方向に沿って）延びているとともに、取付面４ａに開口された該クーラント孔から噴出するクーラントの向きが、インサート取付座４に対する切削インサート３の従動回転方向に沿うように設定されている。

図７において、スラスト滑り軸受部材（滑り軸受部材）８は円板状をなしており、その厚さ方向（スラスト滑り軸受部材８の中心軸方向）を向く一対の円形面の中心には、該スラスト滑り軸受部材８を貫通して形成された孔８ａが開口している。また、スラスト滑り軸受部材８の外周面の一部には、該スラスト滑り軸受部材８を厚さ方向から見た正面視で直線状に切り欠かれた切り欠き部８ｂが形成されている。また、スラスト滑り軸受部材８には、該スラスト滑り軸受部材８を厚さ方向に貫通するクーラント流通孔８ｃが形成されている。

本実施形態のように、インサート取付座４にスラスト滑り軸受部材８が設けられる場合には、該スラスト滑り軸受部材８において厚さ方向を向く一対の円形面のうち、切削インサート３が着座される一方の円形面８ｄが、インサート取付座４における取付面とされる。すなわち、インサート取付座４がスラスト滑り軸受部材８を備える場合には、切削インサート３の裏面（工具回転方向Ｔの後方を向く面）１０は、該インサート取付座４のスラスト滑り軸受部材８において工具回転方向Ｔの前方を向く一方の円形面（取付面）８ｄに着座されることになる。また、一方の円形面８ｄは、インサート軸線Ｃを中心とする軸対称形状とされている。

スラスト滑り軸受部材８が取付面４ａ上に配設された状態で、孔８ａは回転軸装着穴４ｃに連通し、クーラント流通孔８ｃは前記クーラント孔に連通する。また、切り欠き部８ｂは規制面４ｂに対向配置されるとともに係止可能とされ、これにより取付面４ａに対するスラスト滑り軸受部材８のインサート周方向の回転が規制されるようになっている。

本実施形態では、切削時に、切削インサート３が被削材に切り込んで加工する際に切れ刃５が受ける力（切削力又は切削抵抗であり、刃先力又はエッジフォースの成分を含む）のみによって、インサート取付座４に対して切削インサート３を従動回転させるのではなく、前記クーラント孔からクーラント流通孔８ｃを通して噴出するクーラントを該切削インサート３の着座面１３に当てることによって、この切削インサート３が所定のインサート周方向へ向けてより従動回転しやすいようにしている。
尚、本実施形態では、インサート取付座４がスラスト滑り軸受部材８を備えている例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばインサート取付座４が、スラスト滑り軸受部材８の代わりにスラスト転がり軸受部材（転がり軸受部材）を備えていてもよい。この場合、切削インサート３の裏面１０は、インサート取付座４のスラスト転がり軸受部材において工具回転方向Ｔの前方を向く取付面に着座されることになる。さらに、インサート取付座４にこれら軸受部材が設けられておらず、切削インサート３の裏面１０が、直接工具本体２の取付面４ａに着座されることとしてもよい。

図９（ａ）（ｂ）及び図１０に示されるように、切削インサート３は、インサート軸線Ｃに交差する（インサート軸線Ｃに略直交する）表裏面９、１０と、これら表裏面９、１０の周縁同士を接続する外周面１１と、を有している。尚、本明細書でいう「インサート軸線Ｃに交差する表裏面９、１０」とは、インサート軸線Ｃが表裏面９、１０に開口する後述する貫通孔１４内に配置されつつも、該インサート軸線Ｃがこれら表裏面９、１０の中心（仮想中心）を貫いている状態を指す。また、外周面１１は、表裏面９、１０の周縁同士を、インサート軸線Ｃ方向に沿うように延びて繋いでいる。
図１〜図６に示されるように、切削インサート３が工具本体２のインサート取付座４に装着された状態で、表裏面９、１０のうち、表面９が、工具回転方向Ｔの前方を向くように配置され、裏面１０が、工具回転方向Ｔの後方を向くように配置されるとともに、インサート取付座４（本実施形態ではインサート取付座４のスラスト滑り軸受部材８）に着座される。

図９（ａ）（ｂ）及び図１０において、表面９の周縁には、インサート周方向に沿って延びる円形状をなし、インサート軸線Ｃに直交する切れ刃仮想平面ＶＳ_０上に配置された切れ刃５が形成されているとともに、切れ刃５は、表面９における該切れ刃５以外の部位よりもインサート軸線Ｃ方向に突出している。

また図１０において、表面９における切れ刃５のインサート径方向の内側には、該切れ刃５からインサート径方向の内側へ向かうに従い漸次インサート軸線Ｃ方向に沿う表面９から裏面１０側へ向けて傾斜するテーパ状のすくい面１２が形成されている。尚、本明細書では、インサート軸線Ｃ方向のうち表面９から裏面１０側へ向かう方向を、単にインサート軸線Ｃ方向に沿う裏面１０側ということがある。また、インサート軸線Ｃ方向のうち裏面１０から表面９側へ向かう方向を、単にインサート軸線Ｃ方向に沿う表面９側ということがある。
図１０に示される切削インサート３のインサート軸線Ｃを含む縦断面視で、切れ刃仮想平面ＶＳ_０に対してすくい面１２が傾斜する角度αは、例えば３５°〜５０°の範囲とされている。表面９における切れ刃５及びすくい面１２以外の部位は、インサート軸線Ｃに垂直な平面状をなしている。

また、裏面１０における外周縁部は、該外周縁部以外の部位よりも一段窪まされている。裏面１０における前記外周縁部以外の部位は、インサート取付座４の取付面（本実施形態ではスラスト滑り軸受部材８の円形面８ｄ）に着座する着座面１３とされている。本実施形態では、着座面１３は、インサート取付座４の取付面がインサート軸線Ｃに垂直な平面状をなしているのに対応して、インサート軸線Ｃに垂直な平面状をなしている。

切削インサート３には、インサート軸線Ｃ上を延びて表裏面９、１０に開口する貫通孔１４が形成されている。図９（ａ）及び図１０において、貫通孔１４におけるインサート軸線Ｃ方向の両端部は、該両端部以外の部位よりも大径となっている。また図示の例では、貫通孔１４の前記両端部以外の部位は、インサート軸線Ｃ方向の全体に亘って略一定の内径とされている。

また、切削インサート３の外周面１１には、表面９の外周端縁をなす切れ刃５からインサート軸線Ｃ方向に沿う表面９から裏面１０側へ向かうに従い漸次インサート径方向の外側へ向けて傾斜するテーパ状の逃げ面１５が形成されている。切削インサート３のインサート軸線Ｃを含む縦断面視で、インサート軸線Ｃ（に平行な仮想直線）に対して逃げ面１５が傾斜する角度βは、例えば１０°〜３５°の範囲とされている。

切削インサート３の外周面１１において、逃げ面１５よりもインサート軸線Ｃ方向に沿う裏面１０側に位置する部分には、該逃げ面１５よりもインサート軸線Ｃに対する傾斜が緩やかな二番取り面１６が形成されている。すなわち、逃げ面１５におけるインサート軸線Ｃ方向に沿う単位長さあたりのインサート径方向への変位量に比べて、二番取り面１６における前記変位量が小さくなっている。また、外周面１１におけるインサート軸線Ｃ方向に沿う裏面１０側の端部は、インサート軸線Ｃを中心とする円筒面状をなしている。このような構成により、切削インサート３の外周面１１は、インサート軸線Ｃ方向に沿う表面９から裏面１０側へ向かって拡径している。
また、図１０に示される縦断面視で、すくい面１２と逃げ面１５との間に形成される切れ刃５を中心とする刃物角γは、例えば６５°〜７５°の範囲とされている。

また図７において、この刃先回転式ミーリング工具１は、切削インサート３をインサート取付座４に回転自在に装着するための切削インサートのクランプ機構として、回転軸（回転支持体）１７及び規制部を備えている。回転軸１７は、切削インサート３の貫通孔１４及びスラスト滑り軸受部材８の孔８ａよりも小径とされ、これら貫通孔１４内及び孔８ａ内に挿通されてインサート取付座４に取り付けられる軸部１７ａと、貫通孔１４よりも大径とされ、表面９との間に隙間をあけて配置される頭部１７ｂと、を有している。

軸部１７ａにおける頭部１７ｂとは反対側の端部は、該端部以外の部位よりも小径とされているとともに、雄ネジ加工が施された雄ネジ部となっている。軸部１７ａの雄ネジ部が回転軸装着穴４ｃの雌ネジ部に螺着されることで、回転軸１７がインサート取付座４に対して着脱可能に装着され、前記雌ネジ部に対する前記雄ネジ部のねじ込み量を調整することで、インサート取付座４に対する回転軸１７のインサート軸線Ｃ方向に沿う位置が調整可能となっている。

また、工具本体２のネジ孔７にイモネジ１８をねじ込み、該イモネジ１８の先端を回転軸１７の軸部１７ａに当接させることで、インサート取付座４に対する回転軸１７のインサート軸線Ｃ方向に沿う移動を規制可能となっており、これらネジ孔７及びイモネジ１８を有する規制部が構成されている。尚、本実施形態ではイモネジ１８の先端が、軸部１７ａのうち前記雄ネジ部以外の部位に当接されている（図２４を参照）。

図３〜図６に示されるように、本実施形態の例では、インサート取付座４に切削インサート３が装着された状態で、該切削インサート３のインサート軸線Ｃは、工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具先端側へ向けて傾斜して延びている。ただし本発明はこれに限定されるものではなく、切削インサート３のインサート軸線Ｃは、工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びていてもよい。或いは、切削インサート３のインサート軸線Ｃは、工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの前方かつ工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びていてもよい。具体的に、インサート軸線Ｃが傾斜する向きは、下記の切削代表点が設定されることにより決められることになる。ただし、インサート軸線Ｃの傾斜の向きは、切削代表点が決定されることにより一義的に決まるわけではなく、例えば切削インサート３をより従動回転させやすくするための傾斜の向きなども考慮して決定される。

図１２〜図１５に示されるように、インサート軸線Ｃに直交するインサート径方向のうち、切削加工時に被削材から切削インサート３に分布して作用する力を集中荷重とみなしたとき（集中荷重と近似した場合）の該集中荷重の作用点Ｐを通る所定のインサート径方向ＩＤと、切れ刃５と、の交点を切削代表点（後述する符号５ａ、５ｂ、５ｃのいずれか）とし、この切削代表点を通る切れ刃５の接線Ｌ２に垂直な第１の仮想平面ＶＳ_１と、前記接線Ｌ２及び前記切削代表点における瞬間的な切削方向に沿う仮想直線Ｌ１を含む第２の仮想平面ＶＳ_２と、の交線Ｌに沿う方向（図１３における左右方向）であって、工具回転方向Ｔの後方に向かう方向（図１３における右方向）を主分力方向とし、切削加工時に被削材から切削インサート３が受ける力のうち、前記切削代表点における前記主分力方向に沿う分力を主分力Ｆ１とし、該主分力方向に垂直でインサート径方向の内側へ向かう背分力方向（図１３における上方向）に沿う分力を背分力Ｆ２としたときに、図１３に断面図として示される第１の仮想平面ＶＳ_１の面内で、主分力Ｆ１と背分力Ｆ２との合力Ｆ３の向きに対して、インサート軸線Ｃの延在する向きが、平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定されている（つまり略平行に設定されている）。
尚、図１３において符号Ｆ４で示される力は、切れ刃５が被削材に切り込んで加工する際に受ける力（切削力又は切削抵抗であり、刃先力又はエッジフォースの成分を含む）のうち、該切れ刃５の前記切削代表点を通る接線Ｌ２方向へ向かう分力（つまり前記切削代表点を通り第１の仮想平面ＶＳ_１に直交する向きの分力）であり、この分力を本明細書では送り分力Ｆ４と呼ぶ。本実施形態においては、送り分力Ｆ４は工具径方向の外側へ向かうように設定されている。

ここで、本明細書でいう前記「切削代表点」について説明する。
切削加工時に、工具本体２に装着された切削インサート３の切れ刃５が被削材に切り込んで加工する際に該切削インサート３が受ける力は、被削材に切り込んだ切削インサート３の切り込み領域（図１２にハッチングで示される領域、「切削断面」とも呼ばれる）を含む、すくい面１２と被削材・切屑の接触領域（一般に切屑は、前記切り込み領域から切削インサート３の略中心方向に向かって、すくい面１２上を接触しながら流出する）全体に分布する荷重（分布荷重）であるが、このような分布荷重により切削インサート３が受ける力とモーメント（インサート中心から見たモーメント）に基づいて、前記分布荷重が集中荷重であるとみなした場合（仮定した場合）に、該集中荷重の作用点（分布荷重の重心に相当する点）Ｐを通る所定のインサート径方向ＩＤと、切れ刃５との交点を、本明細書では「切削代表点」という。具体的には図１２において、切削加工時に被削材から切削インサート３に作用する分布荷重を集中荷重とみなした場合の該集中荷重の作用点が符号Ｐで示されており、該作用点Ｐを通る所定のインサート径方向ＩＤと、円形状をなす切れ刃５との交点５ｃが、切削代表点である。また切削代表点は、切れ刃５のうち切削加工時に切削力の平均的な作用点に最も近くなる点であるともいえる。切削代表点は、切削インサート３の切れ刃５上に位置するが、切削インサート３がインサート軸線Ｃ回りに従動回転する場合にも、切削インサート３とともに回転移動することはなく、工具に対する相対位置は変化しない。尚、例えば工具軸線Ｏ方向の切込みが変化した場合には、力の作用点Ｐが変化するため、それとともに移動する。
また、「切削代表点における瞬間的な切削方向」とは、この切削代表点において、工具と被削材の間の相対的な瞬間速度の方向であり、主に工具の回転に伴って回転移動する。
尚、図１２において符号ｆで表されるものは一刃あたりの送り量に依存する量であり、刃先回転式ミーリング工具１の工具本体２が工具径方向に送りを与えられることで、工具回転方向Ｔの前方に位置する切削インサート３の切れ刃５（２点鎖線で表される切れ刃５）が被削材を切削した後に、該切れ刃５の工具回転方向Ｔの後方に位置する別の（現在の）切削インサート３の切れ刃５（実線で表される切れ刃５）が、図１２にハッチングで示される領域を切削するようになっている。尚、上記「一刃あたりの送り量に依存する量ｆ」とは、一般にいう送り量ｆｚとは異なるものであり、工具回転位置、インサート軸線Ｃの取り付け角度にも依存するため、上記のように呼称することとした。

また切削代表点は、工具本体２に装着された切削インサート３の切れ刃５全周のうち、工具軸線Ｏ方向に沿う先端に位置する部分（工具先端縁５ａ）と、工具径方向に沿う外端に位置する部分（工具外径端縁５ｂ）との間の、中心角９０°の円弧状部分（切れ刃５の円周を１とした場合の１／４円弧）における所定位置に設定されている。

より詳しくは、例えば、刃先回転式ミーリング工具１による所望の切削加工の種類が「正面削り加工」等の場合には、切れ刃５上の切削代表点は、工具先端縁５ａに近い位置である。また、所望の切削加工の種類が「肩削り加工」等の場合には、切れ刃５上の切削代表点は、工具外径端縁５ｂに近い位置である。また、所望の切削加工の種類が、正面削り加工及び肩削り加工の複合加工である「Ｒ削り加工」等の場合には、切れ刃５上の切削代表点は、工具先端縁５ａと工具外径端縁５ｂとの間に位置する中間点５ｃである。
つまり切削代表点とは、所期する切削加工により予め決定され得る切れ刃５上の所定位置（所定範囲）であり、本実施形態ではこの切削代表点における主分力Ｆ１と背分力Ｆ２との合力Ｆ３の向きに対して、インサート軸線Ｃの傾きを、略平行に設定するのである。

ここで、本明細書でいう「第１の仮想平面ＶＳ_１の面内で、主分力Ｆ１と背分力Ｆ２との合力Ｆ３の向きに対して、インサート軸線Ｃの延在する向きが、平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定される（つまり平行となるように設定される）」とは、具体的には、この刃先回転式ミーリング工具１を用いた想定し得る切削条件の範囲内において、前記第１の仮想平面ＶＳ_１の面内で（切削代表点を通る切れ刃５の接線Ｌ２方向から見て）、合力Ｆ３の向きに対してインサート軸線Ｃが傾斜する角度が、±２０°の範囲内であることを指す。つまり、インサート軸線Ｃと、合力Ｆ３の向きとの２直線間に形成される角度が±２０°の範囲内であり、これを「平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定される」と表している。尚、好ましくは、前記角度は±１０°であり、より望ましくは、前記角度は±５°であって、前記角度が０°である場合に、合力Ｆ３の向きに対してインサート軸線Ｃが平行である（平行に設定される）。

また、合力Ｆ３の向きに対してインサート軸線Ｃの延在する向きを「平行」のみに限定せず、若干の角度範囲を設けているのは、下記の理由による。
すなわち、合力Ｆ３の向きは、例えば切削インサート３のすくい面１２形状、切れ刃５の刃先処理及び摩耗状態、被削材の摩擦係数、切削条件（切込み、送り等）などにより変化することが考えられ、そのため当該合力Ｆ３の向きに対してインサート軸線Ｃの延在する向きを正確に平行に設定することは困難であるので、本発明による効果が十分に得られる範囲として、「平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定される」としている。

本実施形態の刃先回転式ミーリング工具１では、合力Ｆ３とインサート軸線Ｃとが略平行になることを簡単に説明する都合上、切れ刃５上の切削代表点を工具先端縁５ａに設定した一例を用いている。
すなわち、図１に示される切削インサート３の切れ刃５の工具先端縁５ａ（本実施形態における切削代表点）を通る接線Ｌ２方向から見たものが、図３及び図４であり、この接線Ｌ２方向視（接線Ｌ２に垂直な第１の仮想平面ＶＳ_１の面内）で、主分力Ｆ１と背分力Ｆ２との合力Ｆ３の向きが、インサート軸線Ｃに平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定されている。

また、図４において符号ＭＳで示されるものは、この刃先回転式ミーリング工具１により切削加工される被削材の加工面である。
ここで、本明細書でいう加工面ＭＳとは、切れ刃５の切削代表点を通る接線Ｌ２、及びこの切削代表点における瞬間的な切削方向に沿う仮想直線（図１に符号Ｌ１で示される仮想円ＶＣの接線）を含む仮想平面（つまり上述した第２の仮想平面ＶＳ_２）を指していて、円板状の切削インサート３によって実際に加工される凹曲面のうち、切削代表点を含む微小範囲を平面状に延展して表した、本発明を説明するための仮想の構成要素（概念）である。そして、図４に示される接線Ｌ２方向視で、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）に対してインサート軸線Ｃが傾斜する角度（傾斜角）θが、例えば２０°〜７０°の範囲である。

ここで、角度θの範囲については、所望の切削加工条件により設定される合力Ｆ３の向きに応じてインサート軸線Ｃの傾きを決定することで基準を設け、該基準となる角度に対して若干の振り幅（プラスマイナスの角度範囲）を設けることが好ましい。例えば、基準となる角度が４５°である場合には、角度θは４５°±２０°の範囲が好ましく、より望ましくは４５°±５°の範囲である（例えば、図１７のグラフ中に示される角度ＡＲｎの範囲（切れ刃５の切削代表点が工具先端縁５ａにある場合の角度θに相当する角度範囲）を参照）。

また、図５及び図６は、図１に示される刃先回転式ミーリング工具１の工具径方向のうち、切れ刃５の工具先端縁５ａを通る所定の工具径方向Ｄから見たＥ−Ｅ断面である。
図１において、切れ刃５のうち工具先端縁５ａ（切削代表点）が、工具周方向に回転して形成される仮想円ＶＣにおける前記工具先端縁５ａを通る接線Ｌ１（瞬間的な切削方向に沿う仮想直線）を、工具基端側に向けて工具軸線Ｏに平行に移動させたときの軌跡から得られる仮想平面を基準平面ＳＳとしたときに、この基準平面ＳＳを側断面（縦断面）として表される図５及び図６において、該基準平面ＳＳと、円形状の切れ刃５を含む切れ刃仮想平面ＶＳ_０との交差線ＣＬが、基準平面ＳＳ上に投影された工具軸線Ｏに対して傾斜する角度ＡＲｔが、例えば−３０°〜−６０°の範囲とされている。すなわち、前記角度ＡＲｔは、切削に供される切れ刃５の工具先端縁５ａにおける瞬間的な切削方向を考慮したアキシャルレーキ角であり、具体的には、負（ネガ）のアキシャルレーキ角となっている。

一方、図３及び図４に示されるように切れ刃仮想平面ＶＳ_０に垂直な工具径方向から見て、工具軸線Ｏに対して切れ刃仮想平面ＶＳ_０が傾斜する角度ＡＲｎは、例えば−３０°〜−５０°の範囲とされている。すなわち、前記角度ＡＲｎは、工具本体２に装着された切削インサート３単体としての瞬間的な切削方向を考慮しないアキシャルレーキ角であり、負（ネガ）のアキシャルレーキ角となっている。
また本実施形態の刃先回転式ミーリング工具１は、切削代表点を切れ刃５の工具先端縁５ａに設定していることから、図４に示されるように、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）とインサート軸線Ｃとの間に形成される傾斜角θが、前記ＡＲｎに等しくされている。
尚、角度ＡＲｔ及び角度ＡＲｎは、切削インサート３の切れ刃５に隣接するすくい面１２形状を考慮していない角度であることから、見かけ上のアキシャルレーキ角であるといえる。
また本実施形態においては、角度ＡＲｔがネガの４５°（−４５°）とされ、角度ＡＲｎがネガの３０°（−３０°）とされている。

また図１において、工具径方向のうち工具先端縁５ａを通る所定の工具径方向Ｄに対して、該工具先端縁５ａを通り工具径方向の外側へ向かうように延びる切れ刃５の刃先接線Ｌ２が傾斜する角度ＲＲは、例えば−３０°〜−７５°の範囲とされている。すなわち、前記角度ＲＲは、切削に供される切れ刃５の工具先端縁５ａにおけるラジアルレーキ角であり、具体的には、負（ネガ）のラジアルレーキ角であって、本実施形態ではこの角度ＲＲが、ネガの５５°（−５５°）となっている。
尚、図１１に示されるものは、上述した角度ＡＲｔ、ＡＲｎ、ＲＲの諸角度を簡略化して示す図である。

また図１３は、上述した主分力Ｆ１と背分力Ｆ２との合力Ｆ３の向きと、インサート軸線Ｃの延在する向きとが、互いに略平行であることを説明する簡略図である。図１３における切れ刃５上の切削代表点は工具先端縁５ａとなっているが、上述したように切削代表点は、切れ刃５上の工具外径端縁５ｂや、工具先端縁５ａと工具外径端縁５ｂとの間の中間点５ｃであってもよい（切れ刃５円周上の工具外径端縁５ｂ及び中間点５ｃの位置については、図１及び図４を参照）。

つまり本発明は、本実施形態で説明に用いた刃先回転式ミーリング工具１の構成に限定されるものではない。具体的に、本実施形態のように切削代表点が工具先端縁５ａに設定される場合には、工具先端縁５ａを基準とする加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）は工具軸線Ｏに対して垂直であり、切削インサート３のインサート軸線Ｃは、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）に垂直な仮想平面内に略位置している。一方、切削代表点が工具外径端縁５ｂに設定される場合には、工具外径端縁５ｂを基準とする加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）は工具軸線Ｏに対して平行であり、切削インサート３のインサート軸線Ｃは、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）に垂直な仮想平面内に略位置している。また、切削代表点が中間点５ｃに設定される場合には、中間点５ｃを基準とする加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）は工具軸線Ｏに対して垂直でも平行でもない傾斜面とされ、切削インサート３のインサート軸線Ｃは、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）に垂直な仮想平面内に略位置している。

図１４〜図１６は、切削インサート３の切削代表点と、該切削代表点を基準とする加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）とを、簡略化して表している。
図１４（ａ）（ｂ）は、切削インサート３の切削代表点を工具先端縁５ａに設定した場合を表しており、図中に示される符号ｉは、該工具先端縁５ａにおける瞬間的な切削方向に沿う仮想直線Ｌ１（工具先端縁５ａの工具回転方向Ｔに沿う回転軌跡である仮想円ＶＣの該工具先端縁５ａを通る接線Ｌ１）と、切れ刃５の該工具先端縁５ａを通る接線Ｌ２との２直線を含む仮想平面である加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）における、切削の傾斜角を表している。切削代表点が工具先端縁５ａに設定される場合には、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）は工具軸線Ｏに垂直な仮想平面である。

具体的に、切削の傾斜角ｉは、この加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）内において、切れ刃５の切削代表点（図１４においては工具先端縁５ａ）を通る接線Ｌ２に垂直な法線ＮＬと、切削代表点の瞬間的な切削方向に延びる仮想直線Ｌ１（接線Ｌ１）との間に形成される角度である。尚、接線Ｌ１は、切れ刃５の切削代表点である工具先端縁５ａが工具軸線Ｏ回りに回転して形成される回転軌跡である仮想円ＶＣの該工具先端縁５ａを通る接線である。

また図１５は、切削インサート３の切削代表点を中間点５ｃに設定した場合を表している。切削代表点が中間点５ｃの場合、該中間点５ｃが工具軸線Ｏ回りに回転して形成される回転軌跡である仮想円ＶＣは、上述の切削代表点が工具先端縁５ａに設定された場合の仮想円ＶＣよりも、工具基端側に配置されかつ直径が大きくなる。またこの場合、中間点５ｃにおける瞬間的な切削方向に沿う仮想直線Ｌ１（仮想円ＶＣの中間点５ｃを通る接線Ｌ１）と、切れ刃５の該中間点５ｃを通る接線Ｌ２との２直線を含む仮想平面である加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）は、工具軸線Ｏに対して垂直でも平行でもない傾斜面となる。

図１５における切削の傾斜角ｉは、この加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）内において、切れ刃５の切削代表点（図１５においては中間点５ｃ）を通る接線Ｌ２に垂直な法線ＮＬと、切削代表点の瞬間的な切削方向に延びる仮想直線Ｌ１（接線Ｌ１）との間に形成される角度である。尚、この場合の接線Ｌ１は、切れ刃５の切削代表点である中間点５ｃが工具軸線Ｏ回りに回転して形成される回転軌跡である仮想円ＶＣの該中間点５ｃを通る接線である。

また特に図示していないが、切削インサート３の切削代表点を工具外径端縁５ｂに設定した場合には、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）は、工具軸線Ｏに対して平行な仮想平面となり、切削の傾斜角ｉは、この加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）内において、切れ刃５の切削代表点（工具外径端縁５ｂ）を通る接線Ｌ２に垂直な法線ＮＬと、切削代表点の瞬間的な切削方向に延びる仮想直線Ｌ１（接線Ｌ１）との間に形成される角度となる。

本発明の発明者は、実験結果及びシミュレーション（解析）等に基づいて、この切削の傾斜角ｉが、ｉ≦−１５°、１５°≦ｉの範囲とされ、かつ本発明の条件（第１の仮想平面ＶＳ_１の面内で、インサート軸線Ｃが合力Ｆ３の向きに略平行である）を満たす場合に、切削インサート３が安定して従動回転しやすくなるという知見を得た。
尚、本明細書でいう、切削インサート３が安定して従動回転する、とは、切削加工中に切削インサート３が被削材に切り込む度に、毎回僅かでもインサート軸線Ｃ回りに回転し続ける状態を指している。

ここで、図１７に示されるグラフは、上述した知見に基づいて幾何学的に算出した、所定の切削代表点（切れ刃５上の切削代表点を中間点５ｃとした場合であり、具体的には工具本体２の被削材に対する工具軸線Ｏ方向の切り込み量ｄａが、ｄａ＝０．５ｍｍ）を設定した刃先回転式ミーリング工具において、切削インサート３を安定的に従動回転させやすくするための角度ＡＲｔと角度ＲＲとの適切な組合せの範囲を表している。
このグラフ中に示される角度ＡＲｎは、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）に対してインサート軸線Ｃを傾斜させる角度θ（合力Ｆ３の向きに対してインサート軸線Ｃを略平行に設定する角度）に相当し、図示の例では４５°±５°としている。そして、切削インサート３を安定して従動回転させるための切削の傾斜角ｉがｉ≦−１５°、１５°≦ｉの範囲であることから、これらの組合せ（角度範囲が互いに重なり合う領域）によって、角度ＡＲｔ、ＲＲの範囲を決定する。

このような考え方に基づいて、切削代表点が切り込み量ｄａに応じて種々に設定された場合の角度ＡＲｔ、ＲＲの範囲を求めたものが、図１８に示されるグラフである。
本実施形態で説明した角度ＡＲｔ：−４５°及び角度ＲＲ：−５５°の組合せは、切り込み量ｄａの大小に係わらず（具体的には少なくともｄａが０．５〜２．０ｍｍの範囲内において）、切削インサート３を安定的に従動回転させられる範囲にある。

また図６において、切削インサート３が装着されるインサート取付座４の取付面４ａ、及びスラスト滑り軸受部材８の一方の円形面（取付面）８ｄを含む一対の円形面は、ともにインサート軸線Ｃに垂直な平面状をなしている。具体的に、インサート取付座４の前記取付面は、インサート軸線Ｃを中心とする軸対称形状となっている。

以上説明した本実施形態の刃先回転式ミーリング工具１及びこれを用いた切削方法によれば、工具本体２のインサート取付座４に装着された切削インサート３のインサート軸線Ｃの向きが、切削代表点を通る切れ刃５の接線Ｌ２に垂直な第１の仮想平面ＶＳ_１内において、切削インサート３の切れ刃５が被削材に切り込んで加工する際に受ける力（切削力又は切削抵抗であり、刃先力又はエッジフォースの成分を含む）のうち主分力Ｆ１と背分力Ｆ２との合力（合成切削力）Ｆ３の向きに平行となるように設定されているので、切削インサート３のインサート軸線Ｃ上に位置する回転軸（回転支持体）１７が、前記合力Ｆ３によってインサート径方向から（つまり回転軸１７のせん断方向から）押圧されるようなことが十分に抑制されるとともに、前記合力Ｆ３を、切削インサート３の裏面１０を介してインサート取付座４に効率よく逃がすことが可能となる。これにより、切削インサート３の回転軸１７の変形、摩耗、破損等が防止される。
つまり、刃先回転式ミーリング工具１による所望の切削加工（所定の切削条件等）に応じて決定される、切れ刃５上の切削代表点に対して、切削加工時に被削材から作用する合力Ｆ３の向きに平行となるように、予めインサート軸線Ｃの傾きを決めてやることで、切削インサート３の回転軸１７への負荷を、安定的かつ顕著に低減できるのである。

また、切削インサート３の回転軸１７がインサート径方向から押圧されにくくなっているので、この切削インサート３が被削材に切り込んで加工する際に切れ刃５が受ける力によって、インサート取付座４に対して該切削インサート３がインサート軸線Ｃ回りに安定して従動回転させられる。
尚、本実施形態においては、回転軸１７が切削インサート３の回転支持体として用いられているが、これに限定されるものではなく、例えば回転支持体として、切削インサート３をインサート径方向の外側から回転自在に支持するラジアル軸受（ラジアル滑り軸受を含む）を用いてもよい。この場合も、ラジアル軸受（回転支持体）が、前記合力Ｆ３によってインサート径方向から押圧されるようなことが抑制されて、該ラジアル軸受の変形、摩耗、破損、及び過大な摩擦トルクの発生等が防止される。尚、「過大な摩擦トルクの発生の防止」とは、上述のように切削インサート３をインサート径方向の外側からラジアル軸受等の回転支持体により回転自在に支持した場合に、摩擦トルクが大きくなり過ぎて回転しにくくなる現象を防止することを意味している。

尚、本実施形態の刃先回転式ミーリング工具１及びこれを用いた切削方法においては、切れ刃５が被削材に切り込む際に受ける力のうち、主分力Ｆ１及び背分力Ｆ２以外の送り分力（切れ刃５の切削代表点を通る接線Ｌ２方向へ向かう分力、切削代表点を通り第１の仮想平面ＶＳ_１に直交する向きの分力）Ｆ４については、スラスト滑り軸受部材８（回転機構）との間の摩擦力と概ねキャンセルして従動回転を生み出す役割を担っており、切削インサート３の回転軸１７を押圧する力は該送り分力Ｆ４以外の力に比べて十分に小さいことから、切削インサート３の回転軸１７をインサート径方向から押圧する力としては概ね無視することができ、つまり送り分力Ｆ４によって切削インサート３の回転軸１７に強い押圧力が作用することはないので、第１の仮想平面ＶＳ_１の面内でインサート軸線Ｃが前記合力Ｆ３の向きに平行となるように延びていることによって、上述の作用効果を安定的に得ることができる。

また本実施形態の例では、切削代表点が切れ刃５上の工具先端縁５ａに設定されており、そのため、インサート軸線Ｃが工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具先端側へ向けて傾斜して延びている（つまり前傾している）ので、インサート取付座４に、この切削インサート３を従動回転させるための回転機構（本実施形態ではスラスト滑り軸受部材８）を配設するスペースを容易に確保できる。具体的に、このようにインサート軸線Ｃが前傾していることで、本実施形態のように複数の切削インサート３を装着してなる多刃の刃先回転式ミーリング工具１において、工具周方向に隣り合うインサート取付座４同士の間隔が狭くなりがちな場合であっても、前記回転機構を配設するスペースを容易に確保することが可能になる。
尚、切削代表点が切れ刃５上の工具外径端縁５ｂに設定された場合には、インサート軸線Ｃは、工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びることになる。また切削代表点が、切れ刃５上において、工具先端縁５ａと工具外径端縁５ｂとの間に位置する中間点５ｃに設定された場合には、インサート軸線Ｃは、工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具先端側及び工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びていてもよい。これらの場合においても、やはり工具周方向に隣り合うインサート取付座４同士の間に、スペースを容易に確保することが可能である。

以上より、本実施形態によれば、切削インサート３の回転軸１７等の回転支持体の変形、摩耗、破損等を防止でき、かつ、インサート取付座４に装着された切削インサート３をインサート周方向に安定して従動回転させることができ、これにより、切削の加工精度を安定して高められ、工具寿命を延長できるのである。

また、本実施形態で説明した刃先回転式ミーリング工具１は、切削インサート３の切れ刃５の切削代表点が、切れ刃５全周のうち、工具軸線Ｏ方向に沿う先端に位置する部分（工具先端縁５ａ）と、工具軸線Ｏに直交する工具径方向に沿う外端に位置する部分（工具外径端縁５ｂ）との間の、中心角９０°の円弧状部分における所定位置に設定されるので、下記の効果を奏する。
すなわち、例えば、刃先回転式ミーリング工具１による切削加工の種類が「正面削り加工」であれば、切れ刃５上の切削代表点は、工具先端縁５ａに近くなる。また、切削加工の種類が「肩削り加工」であれば、切れ刃５上の切削代表点は、工具外径端縁５ｂに近くなる。
本実施形態の上記構成によれば、切削代表点が、切れ刃５上における工具先端縁５ａから工具外径端縁５ｂにかけての中心角９０°の円弧状部分（切れ刃５の円周を１とした場合の１／４円弧）の所定位置に設定されるので、例えば正面削り加工、肩削り加工、及びこれらの複合加工（Ｒ削り加工）等に用いられる刃先回転式ミーリング工具１に対して、本発明を適用可能である。

また本実施形態では、角度ＡＲｔが、−３０°〜−６０°の範囲とされ、かつ、角度ＲＲが、−３０°〜−７５°の範囲とされるので、切削インサート３が被削材に切り込んで加工する際に切れ刃５が受ける力によって、インサート取付座４に対して切削インサート３がインサート軸線Ｃ回りにより安定して従動回転しやすくなり、前述の効果がさらに顕著なものとなる。具体的に、本実施形態の角度ＡＲｔ、ＲＲは、図１８のグラフを根拠に導出されたものである。

そして、上述した角度ＡＲｔの範囲、かつ角度ＲＲの範囲となるように切削インサート３がインサート取付座４に装着されることで、切削インサート３の従動回転が安定して得られ、すくい面１２摩耗等が顕著に抑制されて、工具寿命をより延長する効果が期待できる。

具体的に、角度ＡＲｔが上記範囲外である場合（−３０°より大きい、又は−６０°より小さい場合）には、第１の仮想平面ＶＳ_１の面内でインサート軸線Ｃの向きと前記合力Ｆ３の向きとを互いに平行となるように維持することが難しくなり、前記合力Ｆ３による切削インサート３の回転軸（回転支持体）１７への負荷（インサート径方向からの押圧力）が抑制されにくくなって、上述した効果が安定して得られにくくなるおそれがある。

また角度ＲＲが、上記範囲外である場合、具体的には角度ＲＲが−３０°より大きい場合（かつ−２０°より小さい場合）には、上記角度ＡＲｔとの組み合わせによって切削インサート３を安定的に従動回転させる効果が得られにくくなるおそれがある。また、角度ＲＲが−７５°より小さい場合には、切削加工時の切削力が大きくなってびびり振動が生じやすくなるおそれがある。

また、切削インサート３の表面９のうち、インサート径方向に沿う切れ刃５の内側には、該切れ刃５からインサート径方向の内側へ向かうに従い漸次インサート軸線Ｃ方向に沿う表面９から裏面１０側へ向けて傾斜するテーパ状のすくい面１２が形成されており、本実施形態では切削インサート３のインサート軸線Ｃを含む縦断面視で、切れ刃仮想平面ＶＳ_０に対してすくい面１２が傾斜する角度αが、３５°〜５０°の範囲とされているので、下記の効果が得られる。
すなわち本実施形態の例では、上述のように、インサート軸線Ｃが工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具軸線Ｏ方向の先端側へ向けて傾斜して延びていることで、見かけ上のアキシャルレーキ角（角度ＡＲｔ、ＡＲｎ）が負（ネガ）の装着姿勢で切削インサート３をインサート取付座４に装着しても、実質的なアキシャルレーキ角は前記見かけ上のアキシャルレーキ角よりも正（ポジ）側に設定されて、切れ刃５の切れ味が安定して高められつつ、刃先欠損等も防止されることになる。
また、インサート軸線Ｃが工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びていてもよく、この場合には、見かけ上のラジアルレーキ角（角度ＲＲ）が負（ネガ）の装着姿勢でインサート取付座４に切削インサート３が装着されることになるが、実質的なラジアルレーキ角は前記見かけ上のラジアルレーキ角よりも正（ポジ）側に設定されて、やはり切れ刃５の切れ味が安定して高められることになる。
また、インサート軸線Ｃが工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具先端側及び工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びている場合にも、上記同様の効果が得られる。
具体的に、角度αが３５°未満の場合には、切れ刃５の切れ味を十分に高められるほど刃先が鋭利にはなりにくく、加工精度を確保できないおそれがある。また、角度αが５０°を超える場合には、刃物角γが小さくなって刃先欠損等が生じるおそれがある。

また、切削インサート３の外周面１１に、切れ刃５からインサート軸線Ｃ方向に沿う表面９から裏面１０側へ向かうに従い漸次インサート径方向の外側へ向けて傾斜するテーパ状の逃げ面１５が形成されており、本実施形態では切削インサート３のインサート軸線Ｃを含む縦断面視で、インサート軸線Ｃに対して逃げ面１５が傾斜する角度βが、１０°〜３５°の範囲とされているので、下記の効果が得られる。
すなわち、上述の装着姿勢で切削インサート３をインサート取付座４に装着しても、切れ刃５の刃物角γを大きく確保することができ、刃先欠損等が防止されることになる。
具体的に、角度βが１０°未満の場合には、切れ刃５の刃物角γを十分に大きく確保することが難しくなり、刃先欠損等を防止する効果が得られにくい。また、角度βが３５°を超える場合には、逃げ面１５と被削材の加工面との隙間が狭くなり、該隙間への切屑の噛み込み等により加工面品位を確保できなくなるおそれがある。

また本実施形態では、切削インサート３をインサート取付座４に回転自在に装着するための回転軸（回転支持体）１７が設けられており、インサート取付座４に対する回転軸１７のインサート軸線Ｃ方向に沿う位置が調整可能とされ、インサート取付座４に対する回転軸１７のインサート軸線Ｃ方向に沿う移動を規制可能な規制部を備えているので、下記の効果が得られる。
すなわち、切削インサート３は、その貫通孔１４に挿通された回転軸１７の軸部１７ａにインサート径方向の内側から支持されつつインサート取付座４に対して従動回転し、かつ、回転軸１７の頭部１７ｂによって抜け止めされている。そして、インサート取付座４に対する回転軸１７のインサート軸線Ｃ方向に沿う位置を調整することで、該回転軸１７の頭部１７ｂと切削インサート３の表面９との間の隙間（クリアランス）を所望の値とすることができ、この調整後には、規制部によってインサート取付座４に対する回転軸１７のインサート軸線Ｃ方向に沿う移動を規制できる。

この構成によれば、例えば本実施形態のように、インサート取付座４に切削インサート３を従動回転可能に支持するスラスト滑り軸受部材８等の回転機構を設ける場合に、該回転機構の摩耗（損耗）状況に応じて回転軸１７をインサート軸線Ｃ方向に進退して位置を微調整した後、固定でき、よってインサート取付座４に対する切削インサート３の従動回転がより安定的に維持される。
またこの構成によれば、例えば切削インサート３のインサート軸線Ｃ方向の外形高さ（表裏面９、１０同士の間の距離）に製品によるばらつきが生じた場合でも、各切削インサート３の前記外形高さに応じて、インサート取付座４に対する回転軸１７の進退位置（ねじ込み量）をそれぞれ調整することで、容易に対応できる。
尚、具体的に、回転軸１７の軸方向への位置調整をするには、例えば、まず切削インサート３に挿通した回転軸１７の軸部１７ａを回転軸装着穴４ｃにねじ込んでいき（ねじを締め込み）、その頭部１７ｂが切削インサート３の表面９に当接された状態から、所定回転数（又は所定回転角度）だけ回転軸１７のねじ込みを戻す（ねじを緩める）ことで、頭部１７ｂと表面９との間に所定量のクリアランスを設け、この状態で規制部（ネジ孔７及びイモネジ１８）により回転軸１７を固定すればよい。

また、切削インサート３の裏面１０が着座するインサート取付座４の取付面（スラスト滑り軸受部材８の円形面８ｄ又は取付面４ａ）が、インサート軸線Ｃを中心（中心軸）とする軸対称形状とされているので、切削インサート３からインサート取付座４に伝達される前記合力Ｆ３を、該インサート取付座４の前記取付面全体で分散して受けることができるとともに、該取付面における局所的な摩耗等が防止されて、上述の作用効果が長期に亘り安定して得られることになる。
尚、前記取付面が平面状に形成される代わりに、インサート軸線Ｃを中心軸とする円錐面状、球面状や、これら各形状の組み合わせ形状に形成されていてもよく、この場合も同様の効果を奏する。具体的に、インサート取付座４の前記取付面が、例えば凹円錐面状（又は凸円錐面状）とされる場合には、切削インサート３の裏面１０がインサート軸線Ｃを中心軸とする凸円錐面状（又は凹円錐面状）に形成される。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る刃先回転式ミーリング工具３１及びこれを用いた切削方法について、図面を参照して説明する。
尚、前述の実施形態と同様の構成については、同一名称又は同一符号を用いてその説明を省略する。

図１９〜図２４に示されるように、本実施形態の刃先回転式ミーリング工具３１は、インサート取付座４に対する切削インサート３の装着姿勢（特に角度ＲＲ）が、前述の実施形態とは異なっている。
具体的には、第２実施形態においても、図２２及び図２３に示されるように、インサート取付座４に切削インサート３が装着された状態で、該切削インサート３のインサート軸線Ｃは、工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具先端側へ向けて傾斜して延びている。ただしこれに限定されるものではなく、切削インサート３のインサート軸線Ｃは、工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びていてもよい。或いは、切削インサート３のインサート軸線Ｃは、工具回転方向Ｔの前方に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの前方かつ工具径方向の外側へ向けて傾斜して延びていてもよい。本実施形態においても、インサート軸線Ｃが傾斜する向きは、下記の切削代表点が設定されることにより決められるが、前述した実施形態と同様に、インサート軸線Ｃの傾斜の向きは、切削代表点が決定されることにより一義的に決まるわけではなく、例えば切削インサート３をより従動回転させやすくするための傾斜の向きなども考慮して決定される。

図１２、図２０及び図２３に示されるように、インサート軸線Ｃに直交するインサート径方向のうち、切削加工時に被削材から切削インサート３に分布して作用する力を集中荷重とみなしたとき（集中荷重と近似した場合）の該集中荷重の作用点Ｐを通る所定のインサート径方向ＩＤと、切れ刃５と、の交点を切削代表点とし、この切削代表点を通る切れ刃５の接線Ｌ２に垂直な第１の仮想平面ＶＳ_１と、前記接線Ｌ２及び前記切削代表点における瞬間的な切削方向に沿う仮想直線Ｌ１を含む第２の仮想平面ＶＳ_２と、の交線Ｌに沿う方向であって、工具回転方向Ｔの後方に向かう方向（図２３における右方向）を主分力方向とし、切削加工時に被削材から切削インサート３が受ける力のうち、前記切削代表点（図２３においては符号５ａ）における前記主分力方向に沿う分力を主分力Ｆ１とし、該主分力方向に垂直で前記インサート径方向の内側へ向かう背分力方向（図２３における上方向）に沿う分力を背分力Ｆ２としたときに、第１の仮想平面ＶＳ_１の面内で、主分力Ｆ１と背分力Ｆ２との合力Ｆ３の向きに対して、インサート軸線Ｃの延在する向きが、平行に設定又は所定の微少角度をなすように設定されている。
尚、特に図示していないが、本実施形態においては、切れ刃５が被削材に切り込んで加工する際に受ける力（切削力又は切削抵抗であり、刃先力又はエッジフォースの成分を含む）のうち、該切れ刃５の前記切削代表点を通る接線Ｌ２方向へ向かう分力（つまり前記切削代表点を通り第１の仮想平面ＶＳ_１に直交する向きの分力）である送り分力Ｆ４は、工具径方向の内側へ向かうように設定されている。

尚、本実施形態においても前述の実施形態と同様に、切削代表点は工具先端縁５ａに設定されているが、この切削代表点は、工具本体２に装着された切削インサート３の切れ刃５全周のうち、工具軸線Ｏ方向に沿う先端に位置する部分（工具先端縁５ａ）と、工具径方向に沿う外端に位置する部分（工具外径端縁５ｂ）との間の、中心角９０°の円弧状部分（切れ刃５の円周を１とした場合の１／４円弧）における所定位置に設定されてよい。

また図２０において、切れ刃５のうち工具先端縁５ａ（切削代表点）が、工具周方向に回転して形成される仮想円ＶＣにおける前記工具先端縁５ａを通る接線Ｌ１（瞬間的な切削方向に沿う仮想直線）を、工具基端側に向けて工具軸線Ｏに平行に移動させたときの軌跡から得られる仮想平面を基準平面ＳＳとしたときに、この基準平面ＳＳと、円形状の切れ刃５を含む切れ刃仮想平面ＶＳ_０との交差線ＣＬが（本実施形態では特に図示していないが、前述の実施形態の図５及び図６を参照）、基準平面ＳＳ上に投影された工具軸線Ｏに対して傾斜する角度ＡＲｔが、例えば−３０°〜−６０°の範囲とされている。すなわち、前記角度ＡＲｔは、切削に供される切れ刃５の工具先端縁５ａにおける瞬間的な切削方向を考慮したアキシャルレーキ角であり、具体的には、負（ネガ）のアキシャルレーキ角となっている。
尚、本実施形態においては、角度ＡＲｔがネガの５０°（−５０°）とされている。

一方、図２２及び図２３に示されるように切れ刃仮想平面ＶＳ_０に垂直な工具径方向から見て、工具軸線Ｏに対して切れ刃仮想平面ＶＳ_０が傾斜する角度ＡＲｎは、例えば−３０°〜−５０°の範囲とされている。すなわち、前記角度ＡＲｎは、工具本体２に装着された切削インサート３単体としての瞬間的な切削方向を考慮しないアキシャルレーキ角であり、負（ネガ）のアキシャルレーキ角となっている。

また図２０において、工具径方向のうち工具先端縁５ａを通る所定の工具径方向Ｄに対して、該工具先端縁５ａを通り工具径方向の外側へ向かうように延びる切れ刃５の刃先接線Ｌ２が傾斜する角度ＲＲは、例えば−２０°〜３０°の範囲とされている。すなわち、前記角度ＲＲは、切削に供される切れ刃５の工具先端縁５ａにおけるラジアルレーキ角であり、本実施形態ではこの角度ＲＲが、正（ポジ）の５°（＋５°）となっている。

また図２３及び図２４において、切削インサート３が装着されるインサート取付座４の取付面４ａ、及びスラスト滑り軸受部材８の一方の円形面（取付面）８ｄを含む一対の円形面は、ともにインサート軸線Ｃに垂直な平面状をなしており、具体的には、インサート取付座４の前記取付面は、インサート軸線Ｃを中心（中心軸）とする軸対称形状となっている。
また、図２３に示される切れ刃５の切削代表点（工具先端縁５ａ）を通る接線Ｌ２方向視で、切削インサート３のインサート軸線Ｃと、加工面ＭＳ（第２の仮想平面ＶＳ_２）との間に形成される角度θは、例えば２０°〜７０°の範囲とされている。

以上説明した第２実施形態の刃先回転式ミーリング工具３１及びこれを用いた切削方法においても、工具本体２のインサート取付座４に装着された切削インサート３のインサート軸線Ｃの向きが、切削代表点を通る切れ刃５の接線Ｌ２に垂直な第１の仮想平面ＶＳ_１内において、切削インサート３の切れ刃５が被削材に切り込んで加工する際に受ける力（切削力又は切削抵抗であり、刃先力又はエッジフォースの成分を含む）のうち主分力Ｆ１と背分力Ｆ２との合力（合成切削力）Ｆ３の向きに平行となるように設定されているので、前述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

また本実施形態では、角度ＡＲｔが、−３０°〜−６０°の範囲とされ、かつ、角度ＲＲが、−２０°〜３０°の範囲とされるので、切削インサート３が被削材に切り込んで加工する際に切れ刃５が受ける力によって、インサート取付座４に対して切削インサート３がインサート軸線Ｃ回りにより安定して従動回転しやすくなり、前述の効果がさらに顕著なものとなる。

ここで、図１８に示されるグラフにおいて、本実施形態で説明した角度ＡＲｔ：−５０°及び角度ＲＲ：＋５°の組合せは、切り込み量ｄａの大小に係わらず（具体的には少なくともｄａが０．５〜２．０ｍｍの範囲内において）、切削インサート３を安定的に従動回転させられる範囲にある。

そして、上述した角度ＡＲｔの範囲、かつ角度ＲＲの範囲となるように切削インサート３がインサート取付座４に装着されることで、切削インサート３の従動回転が安定して得られ、すくい面１２摩耗等が顕著に抑制されて、工具寿命をより延長する効果が期待できる。

具体的に、角度ＡＲｔが上記範囲外である場合（−３０°より大きい、又は−６０°より小さい場合）には、第１の仮想平面ＶＳ_１の面内でインサート軸線Ｃの向きと前記合力Ｆ３の向きとを互いに平行となるように維持することが難しくなり、前記合力Ｆ３による切削インサート３の回転軸１７への負荷（インサート径方向からの押圧力）が抑制されにくくなって、上述した効果が安定して得られにくくなるおそれがある。

また角度ＲＲが、−２０°より小さい場合（かつ−３０°より大きい場合）には、上記角度ＡＲｔとの組み合わせによって切削インサート３を安定的に従動回転させる効果が得られにくくなるおそれがある。また角度ＲＲが、３０°より大きい場合には、切削加工時にびびり振動が生じやすくなったり、切削インサート３の外周面１１（逃げ面１５）が被削材に干渉しやすくなり工具本体２の工具軸線Ｏ回りの単位回転あたりの工具径方向へ向けた移動量（つまり送り量ｆｚ）を確保しにくくなったりするおそれがある。尚、前記送り量ｆｚを確保する目的で切削インサート３の外周面１１の逃げ角を大きくした場合には、切れ刃５の刃物角γを十分に確保しにくくなって刃先欠損等が生じるおそれがある。

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、アキシャルレーキ角である角度ＡＲｔと、ラジアルレーキ角である角度ＲＲとの数値範囲の組合せを規定して説明したが、これに限定されるものではない。
すなわち本発明は、第１の仮想平面ＶＳ_１の面内で（切れ刃５のうち切削代表点を通る接線Ｌ２方向から見て）、インサート軸線Ｃの延在する向きが合力Ｆ３の向きに略平行となっていればよく、この構成のみによって、切削加工時に切削インサート３が良好に従動回転しやすくなる作用が得られるようになっている。そして、前述した角度ＡＲｔと角度ＲＲとの組合せによって、さらに上記従動回転を確実かつ安定したものにすることができる。

また前述の実施形態では、インサート取付座４に対して切削インサート３をインサート周方向に回転自在に装着する切削インサートのクランプ機構として、切削インサート３の貫通孔１４内に挿通され、インサート取付座４の回転軸装着穴４ｃにインサート軸線Ｃ方向に進退可能に螺着される回転軸１７と、該回転軸１７のインサート軸線Ｃ方向への進退移動を規制する規制部（ネジ孔７及びイモネジ１８）と、を備えたものを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。

すなわち、前述した切削インサートのクランプ機構とは異なる切削インサートのクランプ機構として、例えば、切削インサート３の貫通孔１４内に挿通される筒状のスペーサーを有し、該スペーサーの一端がインサート取付座４に当接され、回転軸１７の軸部１７ａが前記スペーサー内に挿通されて回転軸装着穴４ｃに螺着されるとともに、該回転軸１７の頭部１７ｂが前記スペーサーの他端に当接されることで、回転軸１７の頭部１７ｂと切削インサート３の表面９との間に所定のクリアランス（隙間）を設けるように構成したものを用いて、インサート取付座４に切削インサート３を回転自在に軸支してもよい。

また前述の実施形態では、刃先回転式ミーリング工具１に装着された切削インサート３における切れ刃５の切削代表点が、該切れ刃５全周のうち、工具先端縁５ａと工具外径端縁５ｂとの間の、中心角９０°の円弧状部分における所定位置に設定されることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、切削代表点は、切れ刃５のうち、例えば、前記中心角９０°の円弧状部分の円弧の端部よりも、該円弧の延在方向に沿う外側に位置して設定されていてもよい。この場合、前記円弧状部分の中心角は９０°より大きくなる。

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。

１、３１ 刃先回転式ミーリング工具
２ 工具本体
３ 切削インサート
４ インサート取付座
４ａ 取付面
５ 切れ刃
５ａ 切れ刃上の工具先端縁（切削代表点）
５ｂ 切れ刃上の工具外径端縁（切削代表点）
５ｃ 切れ刃上において、工具先端縁と工具外径端縁との間に位置する中間点（切削代表点）
７ ネジ孔（規制部）
８ｄ 一方の円形面（取付面）
９ 表面
１０ 裏面
１１ 外周面
１２ すくい面
１４ 貫通孔
１５ 逃げ面
１７ 回転軸（回転支持体）
１７ａ 軸部
１７ｂ 頭部
１８ イモネジ（規制部）
Ｃ インサート軸線
Ｆ１ 主分力
Ｆ２ 背分力
Ｆ３ 合力
ＩＤ 所定のインサート径方向
Ｌ 交線
Ｌ１ 切削代表点における瞬間的な切削方向に沿う仮想直線
Ｌ２ 切れ刃の切削代表点を通る接線
Ｏ 工具軸線
Ｐ 作用点
Ｔ 工具回転方向
ＶＳ_１ 第１の仮想平面
ＶＳ_２ 第２の仮想平面

Claims (9)

1. 工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に形成されたインサート取付座に、円板状をなす切削インサートがそのインサート軸線回りに回転自在とされて装着された刃先回転式ミーリング工具であって、
   前記切削インサートは、
   前記インサート軸線に交差する表裏面と、
   これら表裏面の周縁同士を接続する外周面と、を有し、
   前記表裏面のうち、
   表面が、前記工具軸線回りに沿う工具回転方向の前方を向くように配置され、
   裏面が、前記工具回転方向の後方を向くように配置されるとともに、前記インサート取付座に着座され、
   前記表面の周縁には、前記インサート軸線回りに沿って延びる円形状の切れ刃が形成され、
   前記切れ刃のうち前記工具軸線方向に沿う工具先端縁が、前記工具軸線回りの工具周方向に回転して形成される仮想円における前記工具先端縁を通る接線を、前記工具軸線方向に沿う工具基端側に向けて前記工具軸線に平行に移動させたときの軌跡から得られる仮想平面を基準平面としたときに、該基準平面と、前記切れ刃を含む切れ刃仮想平面との交差線が、前記基準平面上に投影された前記工具軸線に対して傾斜する角度ＡＲｔが、−３０°〜−６０°の範囲であり、
   かつ、前記工具軸線に直交する工具径方向のうち前記工具先端縁を通る所定の工具径方向に対して、該工具先端縁を通り工具径方向の外側へ向かうように延びる前記切れ刃の刃先接線が傾斜する角度ＲＲが、−３０°〜−７５°の範囲であることを特徴とする刃先回転式ミーリング工具。
2. 工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に形成されたインサート取付座に、円板状をなす切削インサートがそのインサート軸線回りに回転自在とされて装着された刃先回転式ミーリング工具であって、
   前記切削インサートは、
   前記インサート軸線に交差する表裏面と、
   これら表裏面の周縁同士を接続する外周面と、を有し、
   前記表裏面のうち、
   表面が、前記工具軸線回りに沿う工具回転方向の前方を向くように配置され、
   裏面が、前記工具回転方向の後方を向くように配置されるとともに、前記インサート取付座に着座され、
   前記表面の周縁には、前記インサート軸線回りに沿って延びる円形状の切れ刃が形成され、
   前記切れ刃のうち前記工具軸線方向に沿う工具先端縁が、前記工具軸線回りの工具周方向に回転して形成される仮想円における前記工具先端縁を通る接線を、前記工具軸線方向に沿う工具基端側に向けて前記工具軸線に平行に移動させたときの軌跡から得られる仮想平面を基準平面としたときに、該基準平面と、前記切れ刃を含む切れ刃仮想平面との交差線が、前記基準平面上に投影された前記工具軸線に対して傾斜する角度ＡＲｔが、−３０°〜−６０°の範囲であり、
   かつ、前記工具軸線に直交する工具径方向のうち前記工具先端縁を通る所定の工具径方向に対して、該工具先端縁を通り工具径方向の外側へ向かうように延びる前記切れ刃の刃先接線が傾斜する角度ＲＲが、−２０°〜３０°の範囲であることを特徴とする刃先回転式ミーリング工具。
3. 請求項１又は２に記載の刃先回転式ミーリング工具であって、
   前記切削インサートの前記表面のうち、前記インサート軸線に直交するインサート径方向に沿う前記切れ刃の内側には、該切れ刃から前記インサート径方向の内側へ向かうに従い漸次前記インサート軸線方向に沿う前記表面から前記裏面側へ向けて傾斜するテーパ状のすくい面が形成されていることを特徴とする刃先回転式ミーリング工具。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の刃先回転式ミーリング工具であって、
   前記切削インサートの前記外周面には、前記切れ刃から前記インサート軸線方向に沿う前記表面から前記裏面側へ向かうに従い漸次前記インサート軸線に直交するインサート径方向の外側へ向けて傾斜するテーパ状の逃げ面が形成されていることを特徴とする刃先回転式ミーリング工具。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の刃先回転式ミーリング工具であって、
   前記切削インサートには、前記インサート軸線上を延びて前記表裏面に開口する貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔よりも小径とされ、該貫通孔内に挿通されて前記インサート取付座に取り付けられる軸部と、前記貫通孔よりも大径とされ、前記表面との間に隙間をあけて配置される頭部と、を有する回転軸が設けられ、
   前記インサート取付座に対する前記回転軸の前記インサート軸線方向に沿う位置が調整可能であり、
   前記インサート取付座に対する前記回転軸の前記インサート軸線方向に沿う移動を規制可能な規制部を備えたことを特徴とする刃先回転式ミーリング工具。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の刃先回転式ミーリング工具であって、
   前記インサート取付座は、前記インサート軸線を中心とする軸対称形状の取付面を有することを特徴とする刃先回転式ミーリング工具。
7. 工具軸線回りに回転する工具本体の先端外周部に形成されたインサート取付座に、円板状をなす切削インサートがそのインサート軸線回りに回転自在とされて装着された刃先回転式ミーリング工具を用いて被削材を切削する切削方法であって、
   前記切削インサートは、
   前記インサート軸線に交差する表裏面と、
   これら表裏面の周縁同士を接続する外周面と、を有し、
   前記表裏面のうち、
   表面を、前記工具軸線回りに沿う工具回転方向の前方を向くように配置し、
   裏面を、前記工具回転方向の後方を向くように配置するとともに、前記インサート取付座に着座させ、
   前記表面の周縁には、前記インサート軸線回りに沿って延びる円形状の切れ刃が形成されており、
   前記インサート軸線に直交するインサート径方向のうち、切削加工時に被削材から前記切削インサートに分布して作用する力を集中荷重とみなしたときの該集中荷重の作用点を通る所定のインサート径方向と、前記切れ刃と、の交点を切削代表点とし、
   前記切削代表点を通る前記切れ刃の接線に垂直な第１の仮想平面と、前記接線及び前記切削代表点における瞬間的な切削方向に沿う仮想直線を含む第２の仮想平面と、の交線に沿う方向であって、前記工具回転方向の後方に向かう方向を主分力方向とし、
   切削加工時に被削材から前記切削インサートが受ける力のうち、前記切削代表点における前記主分力方向に沿う分力を主分力とし、該主分力方向に垂直で前記インサート径方向の内側へ向かう背分力方向に沿う分力を背分力としたときに、
   前記第１の仮想平面の面内で、前記主分力と前記背分力との合力の向きに対して、前記インサート軸線が傾斜する角度を、±２０°の範囲内に設定することを特徴とする刃先回転式ミーリング工具を用いた切削方法。
8. 請求項７に記載の刃先回転式ミーリング工具を用いた切削方法であって、
   前記合力の向きに対して、前記インサート軸線が傾斜する角度を、±１０°の範囲内に設定することを特徴とする刃先回転式ミーリング工具を用いた切削方法。
9. 請求項７又は８に記載の刃先回転式ミーリング工具を用いた切削方法であって、
   前記合力の向きに対して、前記インサート軸線が傾斜する角度を、±５°の範囲内に設定することを特徴とする刃先回転式ミーリング工具を用いた切削方法。

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