JP6386524B2 - 転削工具用切削インサート、転削工具および切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、転削工具用切削インサート、転削工具および切削加工物の製造方法に関する。

従来、被削材の転削加工に用いられる切削インサートとして、特開平９−２２５７２４号公報（特許文献１）に記載のチップが知られている。特許文献１に記載のチップは、側面視において円弧状に形成され上面視において外側に凸となる曲線状の切刃を複数有している。このような構成の切刃を有していることから、切刃が被削材に当接する時に、切刃における最も高さの高い部分が最初に被削材に当たり、徐々に高さの低い部分が当たるため、チップに加わる衝撃力を低減することができる。

図１６，１７に示すように、切刃が特許文献１に記載された円弧状のように上面視において切刃３０９が外側に凸の曲線状である場合には、被削材２０１の加工底面２０１ａに接する先端部分に近い領域（以下、第１領域３０９ａという）において切削される被削材２０１の厚みＲ１よりもこの先端部分から離れた領域（以下、第２領域３０９ｂという）において切削される被削材２０１の厚みＲ２が厚くなる。そのため、この第２領域３０９ｂには相対的に大きな力が加わる。

一方、特許文献１に記載のチップにおいては、切刃３０９が円弧状であることから切刃３０９における最も高さの高い部分を中心として左右対称な構成となっている。そのため、第１領域３０９ａにおいて被削材２０１を良好に切削加工することができても、第２領域３０９ｂにおける切刃３０９の傾斜が不十分となり、第２領域３０９ｂにおいては被削材２０１を良好に切削加工することが困難となる可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、上面視において切刃が外側に凸の曲線状である場合であっても切削性の良好な切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に基づく転削工具用切削インサートは、上面と、下面と、前記上面および前記下面の間に位置する側面と、前記上面および前記側面の交差する稜線に形成された切刃と、前記上面の中央部分から前記下面の中央部分にかけて形成された貫通孔とを備えている。前記切刃は、前記転削工具用切削インサートがホルダに取り付けられた際に前記ホルダの先端側から前記ホルダの外周側に向かって順に隣接して配置される、さらい刃、第１の外周切刃および第２の外周切刃を有している。

このとき、前記さらい刃は、前記貫通孔の中心軸に直交する仮想平面からの高さが一定であって、前記転削工具用切削インサートが前記ホルダに取り付けられた際に前記ホルダの最も先端側に位置している。前記第１の外周切刃は、上面視において外側に凸の曲線状であって曲線部分のみから構成され、側面視において前記さらい刃に接続する一方の端部から離れるにつれて前記仮想平面からの高さが高くなっている。前記第２の外周切刃は、上面視において外側に凸の曲線状であって曲線部分のみから構成され、側面視において前
記第１の外周切刃に接続する一方の端部から離れるにつれて前記仮想平面からの高さが低くなっている。そして、側面視において、前記第２の外周切刃は、両端における前記仮想平面に対する傾斜角よりも中央における前記仮想平面に対する傾斜角が大きく、側面視における前記第２の外周切刃の両端を結ぶ仮想直線の前記仮想平面に対する傾斜角が、側面視における前記第１の外周切刃の両端を結ぶ仮想直線の前記仮想平面に対する傾斜角よりも大きい。

本発明の一実施形態の切削インサートを示す斜視図である。 図１に示す切削インサートの上面図である。 図２に示す切削インサートにおけるＡ１方向からの側面図である。 図３に示す切削インサートにおける領域Ｂ１を拡大した側面図である。 図２に示す切削インサートにおけるＡ２方向からの側面図である。 図５に示す切削インサートにおける領域Ｂ２を拡大した側面図である。 図２に示す切削インサートにおけるＤ１−Ｄ１断面の断面図である。 図２に示す切削インサートにおけるＤ２−Ｄ２断面の断面図である。 図２に示す切削インサートにおけるＤ３−Ｄ３断面の断面図である。 図２に示す切削インサートにおけるＤ４−Ｄ４断面の断面図である。 （ａ）は、図５に示す切削インサートにおける第２の主切刃を拡大した側面図である。（ｂ）は、図１１（ａ）に示す切削インサートの第１の変形例を示す側面図である。（ｃ）は、図１１（ａ）に示す切削インサートの第２の変形例を示す側面図である。 本発明の一実施形態の切削工具を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。 切削加工物（被削物）の切削状況を示す概略図である。 図１６における領域Ｂ３を拡大した概略図である。

以下、本発明の一実施形態の切削インサートについて、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明の切削インサートは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

本実施形態の切削インサート１は、図１〜１０に示すように、上面３、下面５および側面７を有している。下面５は上面３とは反対側に位置している。側面７は、上面３および下面５を接続するように上面３および下面５の間に位置している。上面３および側面７の交差する稜線には切刃９が形成されている。本実施形態の切削インサート１は、下面５の中心および上面３の中心を通る中心軸Ｘを有している。

また、切削インサート１は、上面３の中央部分から下面５の中央部分にかけて形成された、上面３の中央および下面５の中央にそれぞれ開口する貫通孔１１を有している。そのため、貫通孔１１は中心軸Ｘを含むように位置しており、貫通孔１１の貫通方向は中心軸Ｘに対して平行となっている。貫通孔１１は、切削インサート１を切削工具のホルダにネジ止め固定する際に固定ネジを挿入するために設けられている。

上面３および下面５は、それぞれ上面視した場合の形状が略円形であって、ほぼ同じ形状となっている。下面５は、上面３よりも小さい。そのため、側面視した場合に、側面７は上面３に接続する部分から下面５に接続する部分に向かって中心軸Ｘに近付くように傾斜している。

本実施形態の切削インサート１における上面３および下面５の最大幅は５〜２０ｍｍである。また、下面５から上面３までの高さは２〜８ｍｍである。ここで、上面３の最大幅とは、上面視した場合における上面３の幅の最大値を意味している。同様に、下面５の最大幅とは、底面視した場合における下面５の幅の最大値を意味している。同様に、下面５から上面３までの高さとは、上面３の上端と下面５の下端との間における中心軸Ｘに平行な方向での幅を意味している。

なお、上面３および下面５の形状としては、上記の形態に限定されるものではない。例えば、上面３は略円形であるが、上面３の外周を構成する曲線部位が円弧状に限定されるものではない。放物線または楕円曲線のように外側に凸である凸曲線であってもよい。

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が挙げられる。超硬合金の組成としては、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に炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、あるいはＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏがある。また、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り、具体的には、炭化チタン（ＴｉＣ）、または窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物が挙げられる。

切削インサート１の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法または物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。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）またはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などが挙げられる。

上面３は、図２、７〜１０に示すように、ランド面１３、すくい面１５および底面１７を有している。ランド面１３は、切刃９に沿って設けられている。すなわち、ランド面１３は、上面３の外周縁に位置しており、切刃９に接続されている。ランド面１３は、下面に対してほぼ平行か、中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面となるように形成されている。なお、ランド面１３は、中心に向かうにつれて高さが高くなる傾斜面であっても何ら問題ない。

なお「ほぼ平行」とは、厳密に平行であることを意味するものではなく、±１°程度のズレも含むことを意味している。下面が平坦ではなく下面に対して平行であるか否かの評価が難しい場合には、下面の代わりに中心軸Ｘと比較すればよい。すなわち、ランド面１３は中心軸Ｘに対して垂直であるか否かによって評価すればよい。

ランド面１３と側面７との交差する稜線には切刃９が形成されている。ランド面１３は、切刃９の強度を高めるために設けられている。ランド面１３を有していない場合には、すくい面１５と側面７との交差する稜線に切刃９が形成されることになる。すくい面１５は、ランド面１３の内側に位置しており、ランド面１３に囲まれている。すくい面１５は、中心に向かうにつれて下面５からの高さが低くなる傾斜面である。すくい面１５の傾斜角はランド面１３の傾斜角よりも大きい。

すなわち、すくい面１５の傾斜角よりも小さい傾斜角を備えたランド面１３を有することによって、切刃９の強度を高めることができる。なお、上記するすくい面１５およびランド面１３の傾斜角とは、中心軸Ｘを含む断面における中心軸Ｘに直交する直線と対象とする面とによって構成される角度を意味している。上面３の外周とすくい面１５の外周との間隔で示されるランド面１３の幅は、切削条件によって適宜設定される。例えば、ランド面１３の幅は、０．０１〜１ｍｍの範囲で設定される。

切刃９が形成される上面３と側面７との交差する稜線は、２つの面が交わることによる厳密な線形状ではない。上面３と側面７との交差する稜線が鋭角に尖っていると、切刃９の耐久性が低下する。そのため、上面３と側面７とが交わる部分がわずかに曲面形状となっている、いわゆるホーニング加工が施されていても良い。

すくい面１５は、ランド面１３よりも内側に位置している。すくい面１５は、切刃９において切削された切屑をすくい取るような役割をしている。そのため、被削材の切屑はすくい面１５の表面を伝うように流れる。すくい面１５は、切屑を良好にすくい取るために、ランド面１３から離れるに従って下面５からの高さが低くなるように傾斜している。言い換えれば、本実施形態の切削インサート１においては、すくい面１５は、上面３の中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面である。

すくい面１５には、溝部１９が形成されている。冷却流体（クーラント）を用いて切削加工を行なう場合においては、このような溝部１９を備えていることによって溝部１９に冷却流体が溜まり易くなる。これにより、切刃９を冷却する効果を高めることができる。

底面１７は、すくい面１５の内側に位置している。本実施形態の切削インサート１における底面１７は、中心軸Ｘに対して垂直な平坦面である。底面１７の中央には貫通孔１１の開口部が位置している。なお、本実施形態における上面３は、ランド面１３、すくい面１５および底面１７によって構成されているが、このような構成に限られるものではない。例えば、ランド面１３から離れるに従って下面５からの高さが高くなるように傾斜したブレーカ面を底面１７の内側に有していてもよい。

上面３と側面７との交差する稜線には切刃９が形成されている。切刃９は、底刃２１（さらい刃）、第１の主切刃２３（第１の外周切刃）、第２の主切刃２５（第２の外周切刃）および副切刃２７を順に有している。本実施形態の切削インサート１は、上記の底刃２１、第１の主切刃２３、第２の主切刃２５および副切刃２７からなる切刃群を６つ有している。隣接する切刃群の一方における副切刃２７と、他方の切刃群における底刃２１とは隣り合っている。そのため、これらの切刃群は上面視した場合に中心軸Ｘを中心に６０°の回転対称性を有している。底刃２１、第１の主切刃２３、第２の主切刃２５および副切刃２７はそれぞれ隣り合う切刃の部分と滑らかに接続されている。

これらの切刃群の１つを用いて切削加工を行なうことができる。切削加工を長時間行なった結果として、この切刃群が劣化した場合には、複数の切刃群における別の切刃群を用いればよい。すなわち、切削インサート１をホルダから一旦取り外した後に、切削インサート１を中心軸Ｘに対して例えば６０°回転させて再度ホルダに取り付ければよい。このようにして、６つの切刃群のうち上記した隣接する切刃群を新たに被削材の切削加工に用いることができる。

すくい面１５のすくい角は、すくい角θ１〜θ４が同じになるように構成されている。すくい角θ１は、図７に示すように、底刃２１に対応する領域のすくい角である。すくい角θ２は、図８に示すように、第１の主切刃２３に対応する領域のすくい角である。すくい角θ３は、図９に示すように、第２の主切刃２５に対応する領域のすくい角である。すくい角θ４は、図１０に示すように、副切刃２７に対応する領域のすくい角である。

なお、図７は中心軸を含み底刃２１と交差する断面における断面図である。図８は中心軸を含み第１の主切刃２３と交差する断面における断面図である。図９は中心軸を含み第２の主切刃２５と交差する断面における断面図である。図１０は中心軸を含み副切刃２７と交差する断面における断面図である。

本実施形態の切削インサート１は６つの切刃群を有しているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、切刃群を４つ有し、上面視した場合に中心軸Ｘを中心に９０°の回転対称性を有していてもよい。また、切刃群を８つ有し、上面視した場合に中心軸Ｘを中心に４５°の回転対称性を有していてもよい。

底刃２１は、被削材の加工底面に接するようにして被削材を切削する部位であり、切削加工時において切削工具の最も下方に位置する。そのため、切削インサート１をホルダに取り付ける際に、底刃２１がホルダの最も先端側に位置するように取り付けられる。底刃２１は、被削材の加工底面に接するように用いられることから、貫通孔１１の中心軸Ｘに直交する仮想平面Ｌからの高さが一定となっている。底刃２１は、被削材の加工底面に接するように位置することから、さらい刃として用いられる場合もある。

第１の主切刃２３は、上面視において外側に凸の曲線状であって、底刃２１に隣接するように位置している。そして、第１の主切刃２３は、側面視において底刃２１に接続する一方の端部から離れるにつれて仮想平面Ｌからの高さが高くなっている。第１の主切刃２３で切削される被削材の厚みは、底刃２１で切削される被削材の厚みよりも厚い。

本実施形態の切削インサート１を側面視した場合に、底刃２１における仮想平面Ｌからの高さが一定である一方で、第１の主切刃２３における仮想平面Ｌからの高さが、底刃２１に接続する一方の端部から離れるにつれて高くなっている。第１の主切刃２３において生成される切屑の厚みが相対的に薄く、第１の主切刃２３が緩やかに傾斜していることから、切削抵抗の急激な増加が抑えられる。

第２の主切刃２５は、第１の主切刃２３と同様に上面視において外側に凸の曲線状である。第２の主切刃２５は第１の主切刃２３に隣接しており、第１の主切刃２３を間に介して底刃２１と隣り合っている。そして、第２の主切刃２５は、側面視において第１の主切刃２３に接続する一方の端部から離れるにつれて仮想平面Ｌからの高さが低くなっている。

第２の主切刃２５で切削される被削材の厚みは、第１の主切刃２３と同様に底刃２１で切削される被削材の厚みよりも厚くなる。そのため、第２の主切刃２５には底刃２１と比較して大きな力が加わり易い。しかしながら、第２の主切刃２５における仮想平面Ｌからの高さが、一定ではなく傾斜している。そのため、切削加工時に第２の主切刃２５に加わる切削抵抗を小さくすることができる。

第２の主切刃２５で切削される被削材の厚みは、第１の主切刃２３で切削される被削材の厚みよりもさらに厚くなる。しかしながら、本実施形態の切削インサート１における第２の主切刃２５は、側面視において、両端における仮想平面Ｌに対する傾斜角よりも中央における仮想平面Ｌに対する傾斜角が大きく、かつ、側面視における第２の主切刃２５の両端を結ぶ仮想直線の仮想平面Ｌに対する傾斜角θ５が、第１の主切刃２３の両端を結ぶ仮想直線の仮想平面Ｌに対する傾斜角θ６よりも大きい。

第１の主切刃２３は、底刃２１から遠ざかるにつれて仮想平面Ｌからの高さが緩やかに高くなるように傾斜しており、第２の主切刃２５は、第１の主切刃２３から遠ざかるにつれて仮想平面Ｌからの高さが急激に低くなるように傾斜している。そのため、切削加工時に第２の主切刃２５に加わる切削抵抗を第１の主切刃２３に加わる力よりもさらに小さくできる。このように切屑の厚みが相対的に厚くなる領域に位置する第２の主切刃２５の仮想平面Ｌに対する傾斜角θ５が相対的に大きいため、安定して被削材を切削することができる。

なお、第２の主切刃２５は、第１の主切刃２３および副切刃２７のそれぞれと滑らかに接続されるため、第２の主切刃２５の両端における仮想平面Ｌに対する傾斜角よりも中央における仮想平面Ｌに対する傾斜角が大きくなっている。ここで、第２の主切刃２５の中央とは、両端の間に位置する部分を意味している。第２の主切刃２５の仮想平面Ｌに対する傾斜の構成は特に限定されるものではない。

例えば、図１１（ａ）に示すように、側面視において中心軸Ｘに垂直な方向での第２の主切刃２５の中心の仮想平面Ｌに対する傾斜角が大きい構成であってもよい。図１１（ｂ）に示すように、側面視において中心軸Ｘに垂直な方向での第２の主切刃２５の中心よりも第１の主切刃２３に近接した部分での仮想平面Ｌに対する傾斜角が大きい構成であってもよい。また、図１１（ｃ）に示すように、側面視において中心軸Ｘに垂直な方向での第２の主切刃２５の中心よりも副切刃２７に近接した部分での仮想平面Ｌに対する傾斜角が大きい構成であってもよい。なお、図１１の各図においては、第２の主切刃２５の傾斜の構成を視覚的に分かり易くするため、中心軸Ｘに平行な方向の寸法を実際の寸法よりも大きく示している。

第１の主切刃２３は、その一方の端部から離れるにつれて仮想平面Ｌからの高さが高くなっている。第２の主切刃２５は、その一方の端部から離れるにつれ仮想平面Ｌからの高さが低くなっている。第２の主切刃２５の仮想平面Ｌからの高さを、その一方の端部から離れるにつれて高くした場合には、切刃９の耐久性が低下する可能性がある。これは、第２の主切刃２５の他方の端部における仮想平面Ｌからの高さと、底刃２１における仮想平面Ｌからの高さとの間に過度に大きな差が生じるからである。

第２の主切刃２５における他方の端部は、底刃２１よりも仮想平面Ｌからの高さが低くなっている。そのため、第２の主切刃２５における一方の端部と他方の端部との間での高さの差を十分に確保できるので、傾斜角の相対的に大きな第２の主切刃２５の長さを大きくすることができる。結果として、切削される被削材の厚みが大きな領域を広く第２の主切刃２５で切削することができる。

本実施形態の切削インサート１において、上面３および下面５がほぼ円形状である。そのため、側面７は概ね円筒形状になるように曲面形状となっている。このとき、側面７の全てが曲面形状となってはおらず、一部が平坦な平面領域７ａとなっている。これらの平面領域７ａは切刃９から離れて、側面７の全体における下面５の側に位置しており、それぞれ第２の主切刃２５の下方に位置している。本実施形態においては、第２の主切刃２５が６つ設けられていることから、平面領域７ａもまた６つ設けられている。

平面領域７ａは、切削インサート１をホルダに安定して固定するため拘束面として機能する部位である。側面７が概ね円筒形状である場合には、切削インサート１をホルダに取り付けた際に、中心軸Ｘを中心として切削インサート１が回転し易くなる。そのため、切削インサート１をホルダに安定して固定することが困難となる場合がある。しかしながら、上記の平面領域７ａをホルダに当接させることによって、切削インサート１が中心軸Ｘを中心として回転し難くなる。そのため、切削インサート１をホルダに安定して固定することができる。

平面領域７ａは、側面７が円筒形状である場合の一部を取り除くことによって平坦な部分を形成したような構成となっている。そのため、切刃９における平面領域７ａの上方に位置する部分の耐久性が低下する可能性がある。

しかしながら、本実施形態の切削インサート１においては、平面領域７ａが主に第２の主切刃２５の下方に位置している。具体的には、平面領域７ａの側から切削インサート１
を側面視した場合に、平面領域７ａの中心を通り中心軸Ｘに平行な仮想直線が第２の主切刃２５と交差するように、平面領域７ａが位置している。既に示したように、第２の主切刃２５に加わる切削抵抗は、切刃９におけるその他の部位に加わる切削抵抗と比較して小さく抑えられている。このように切削抵抗が相対的に小さく抑えられている第２の主切刃２５の下方に平面領域７ａが位置していることによって、切刃９が欠損する可能性を小さくできる。

本実施形態の切削インサート１では、側面視した場合における中心軸Ｘに直交する方向の平面領域７ａの幅が、中心軸Ｘに直交する方向の第２の主切刃２５の幅よりも大きい。そして、平面領域７ａの上方に第２の主切刃２５の全体が位置している。そのため、切削加工時に平面領域７ａに加わる影響を第２の主切刃２５の全体で低減することができる。

なお、図４において、平面領域７ａの位置を明確にするため、便宜的に平面領域７ａに斜線を加えている。

また、本実施形態の切削インサート１のように側面７が傾斜している場合には、底刃２１の中心軸Ｘからの距離と、第２の主切刃２５における他方の端部の中心軸Ｘからの距離との間に大きな差が生じ易くなる。これらの距離に大きな差が生じると、被削材の加工面のＲ形状がいびつになり易くなる。しかしながら、第２の主切刃２５が、その一方の端部から離れるにつれて下面５からの高さが低くなっている構成であるため、第２の主切刃２５における一方の端部および他方の端部のそれぞれにおける仮想平面Ｌからの高さと、底刃２１の仮想平面Ｌからの高さとの間に過度に大きな差が生じることを防ぐことができる。

切刃９は、上記構成の底刃２１、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５を順に有している。切刃９が、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５のみからなる場合と比較して、仮想平面Ｌからの高さが一定である底刃２１を有していることによって、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５の傾斜角を大きくすることができる。

また、被削材の加工底面に接するように位置する底刃２１を有していることによって、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５のみからなる場合と比較して、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５の位置を被削材の加工底面から離れた位置に設定できる。そのため、底刃２１の領域の分だけ第１の主切刃２３および第２の主切刃２５を、切削加工時において切削される被削材の厚みが厚く大きな力が加わり易い領域に位置させ易くなっている。

底刃２１および第１の主切刃２３で切削される被削材の厚みは、第２の主切刃２５で切削される被削材の切屑の厚みよりも薄い。そのため、底刃２１および第１の主切刃２３が最初に被削材に当たった場合であっても、切削インサート１に加わる衝撃力は小さい。従って、本実施形態の切削インサート１は、この衝撃力による影響を小さいものとしつつ、切屑の厚みが相対的に厚くなる領域においても安定して被削材を切削することができる。

なお、上記における切刃９の傾斜角とは、上面視した際に切刃９における評価の対象とする部分における接線に直交する方向から側面視した場合に、切刃９における上記対象の部分の両端を結ぶ仮想直線と貫通孔１１の中心軸Ｘに直交する仮想平面Ｌとの交わる角を意味している。大まかに言えば、上記対象の部分を正面視する方向から側面視した場合における当該対象の部分の傾斜を傾斜角としている。

例えば、図５、６は底刃２１の接線に直交する方向から側面視した場合の側面図である。図６の切刃９における中心に位置する底刃２１の部分に平行な仮想直線と貫通孔の中心軸に直交する仮想平面Ｌの交わる角が底刃２１の傾斜角を意味することになるが、底刃２１は仮想平面Ｌからの高さが一定であるので傾斜角は０°となる。

また、傾斜角が上記の定義によっていることから、例えば図４に図示されている第１の主切刃２３の傾斜角θ６、第２の主切刃２５の傾斜角θ５および副切刃２７の傾斜角θ７は、傾斜角θ５、θ６、θ７を示す箇所を指しているのであって、これらの値は、図４に示されている見た目の角度とは異なる値である。第１の主切刃２３の傾斜角θ６および第２の主切刃２５の傾斜角θ５は、特定の値に限定されるものではないが、例えば、第１の主切刃２３の傾斜角θ６は２．５〜３．５°程度に、第２の主切刃２３の傾斜角θ５は４〜６°程度に設定される。

副切刃２７は、第１の主切刃２３とは反対側において第２の主切刃２５に接続している。言い換えれば、副切刃２７は、第２の主切刃２５に隣接しており、第２の主切刃２５を間に介して第１の主切刃２３と隣り合っている。また、副切刃２７は、隣接する別の切刃群の底刃２１に接続されている。すなわち、副切刃２７は、隣り合う２つの切刃群の一方における第２の主切刃２５と、他方における底刃２１とを接続する役割を有している。

そのため、この副切刃２７は、第２の主切刃２５に接続する一方の端部から離れるにつれて仮想平面Ｌからの高さが高くなり、他方の端部が隣接する別の切刃群の底刃２１に接続されて底刃２１と仮想平面Ｌからの高さが同じとなっている。

さらに、このとき側面視における副切刃２７の両端を結ぶ仮想直線の仮想平面Ｌに対する傾斜角θ７が、側面視における第２の主切刃２５の両端を結ぶ仮想直線の仮想平面Ｌに対する傾斜角θ５よりも大きくなっている。副切刃２７の傾斜角θ７も特定の値に限定されるものではないが、例えば７〜１５°程度に設定することができる。

本実施形態の切削インサート１においては、第２の主切刃２５の長さが副切刃２７の長さよりも長い。このような場合には、切削インサート１の耐久性をさらに高めることができる。

副切刃２７に近付くにつれて第２の主切刃２５における仮想平面Ｌからの高さが低くなり、また、第２の主切刃２５に近付くにつれて副切刃２７における仮想平面Ｌからの高さが低くなっている。そのため、第２の主切刃２５と副切刃２７との境界は、側面視した場合において凹状となっている。切込み量が大きく副切刃２７を使用するような切削加工においては、第２の主切刃２５と副切刃２７との境界に応力が集中する可能性がある。しかしながら、第２の主切刃２５の長さが副切刃２７の長さよりも大きいことによって、副切刃２７を使用せずに底刃２１、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５のみで切削加工を行なうことのできる切込み量の範囲を大きくできる。

また、図４に示すように、底刃２１に平行な方向から側面視した場合において、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５は直線状の部分を有している。これにより、アキシャルレーキが０°である場合のように、底刃２１に対して垂直な方向から被削材に接触する場合において、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５が被削材に切り込む際の被削材に対する傾斜角を一定にすることができる。

特許文献１に記載の切刃のように円弧状の切刃の場合には、被削材に対する切削性が変化するため、切刃の切削性が不均一になる。そのため、切削加工が不安定な状態になり易い。また、切削性が変化してしまうため、例えば切込み量が多くなった場合など切削条件によっては切刃にかかる衝撃力が変化する。そのため、切削インサートの耐久性が低下する可能性がある。しかしながら、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５が上記の直線
状の部分を有している場合には、この部分において被削材に対する切削性の変化を小さくできる。そのため、切削インサート１の耐久性を高めることができる。

また、アキシャルレーキが正または負である場合においても、第１の主切刃２３および第２の主切刃２５が被削材に切り込む際の被削材に対する傾斜角のばらつきを小さくできる。そのため、アキシャルレーキに対する汎用性の高い切削インサート１とすることができる。

なお、本実施形態の切削インサート１においては、切刃９は上面３と側面７とが交差する稜線のみに形成され、側面７が上面３および下面５に対して傾斜した構成となっているが、このような形態に限られるものではない。側面７が上面３および下面５に対して垂直であって、切刃９が上面３と側面７とが交差する稜線に加えて下面５と側面７とが交差する稜線にも形成された構成であってもよい。このように下面５と側面７とが交差する稜線にも切刃９が形成された切削インサート１とする場合には、下面５は、上面３と同様にランド面１３、すくい面１５、底面１７を有する構成とすればよい。

＜切削工具＞
次に、本発明の一実施形態の切削工具１０１について図面を用いて説明する。

本実施形態の切削工具１０１は、図１２に示すように、先端側にインサートポケット１０７を有するホルダ１０３と、切刃９がホルダ１０３の先端から突出するようにインサートポケット１０７に装着された上記の切削インサート１とを備えている。このとき、底刃が最も先端側に位置するように切削インサート１がインサートポケット１０７に装着される。

ホルダ１０３は、細長く伸びた棒形状である。そして、ホルダ１０３の先端側には、インサートポケット１０７が１つ設けられている。インサートポケット１０７は、切削インサート１が装着される部分であり、ホルダ１０３の先端面および側面に対して開口している。このとき、インサートポケット１０７がホルダ１０３の側面に対しても開口していることによって、切削インサート１の装着を容易に行なうことができる。

具体的には、インサートポケット１０７は、ホルダ１０３の長手方向に対して平行な着座面１０９と、着座面１０９の交差する方向に位置する拘束側面１１１とを有している。インサートポケット１０７には切削インサート１が装着される。切削インサート１は、複数の切刃群の１つがホルダ１０３の先端側および外周側に突出するように装着される。

なお、本実施形態の切削工具１０１は、１つのインサートポケット１０７を有しているが、複数のインサートポケット１０７を有していても何ら問題ない。

本実施形態においては、切削インサート１は、固定ネジ１０５によって、ホルダ１０３に装着されている。すなわち、切削インサート１の貫通孔に固定ネジ１０５を挿入し、この固定ネジ１０５の先端をインサートポケット１０７に形成されたネジ孔に挿入してネジ部同士を螺合させることによって、切削インサート１がホルダ１０３に装着されている。

ホルダ１０３としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、これらの材質の中で靱性の高い鋼を用いることが好ましい。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。

切削加工物は、被削材２０１を切削加工することによって作製される。本実施形態における切削加工物の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）上記実施形態に代表される切削工具１０１を回転させる工程と、
（２）回転している切削工具１０１における切刃９を被削材２０１に接触させる工程と、（３）切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。

より具体的には、まず、図１３に示すように、切削工具１０１を軸Ｙの周りで回転させるとともに、切削工具１０１を被削材２０１に相対的に近付ける。次に、図１４に示すように、切削工具１０１における切刃９を被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。そして、図１５に示すように、切削工具１０１を被削材２０１から相対的に遠ざける。

本実施形態においては、被削材２０１を固定するとともに軸Ｙの周りで固定された切削工具１０１を回転させた状態で被削材２０１に近付けている。また、図１４においては、回転している切削インサート１における切刃９を被削材２０１に接触させることによって被削材２０１を切削している。また、図１５においては、切削工具１０１を回転させた状態で被削材２０１から遠ざけている。

なお、本実施形態の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、切削工具１０１を動かすことによって、切削工具１０１を被削材２０１に接触させる、あるいは、切削工具１０１を被削材２０１から離しているが、当然ながらこのような形態に限定されるものではない。

例えば、（１）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１に近付けてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具１０１を回転させた状態を維持して、被削材２０１の異なる箇所に切削インサート１における切刃９を接触させる工程を繰り返せばよい。

なお、被削材２０１の材質の代表例としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄または非鉄金属などが挙げられる。

１、３０１・・・切削インサート
３・・・上面
５・・・下面
７・・・側面
９、３０９・・・切刃
１１・・・貫通孔
１３・・・ランド面
１５・・・すくい面
１７・・・底面
１９・・・溝部
２１・・・底刃（さらい刃）
２３・・・第１の主切刃（第１の外周切刃）
２５・・・第２の主切刃（第２の外周切刃）
２７・・・副切刃
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０５・・・固定ネジ
１０７・・・インサートポケット
１０９・・・着座面
１１１・・・拘束側面
２０１・・・被削材

Claims (9)

1. 上面と、下面と、前記上面および前記下面の間に位置する側面と、前記上面および前記側面の交差する稜線に形成された切刃と、前記上面の中央部分から前記下面の中央部分にかけて形成された貫通孔とを備えた転削工具用切削インサートであって、
   前記切刃は、前記切削インサートがホルダに取り付けられた際に前記ホルダの先端側から前記ホルダの外周側に向かって順に隣接して配置される、さらい刃、第１の外周切刃および第２の外周切刃を有し、
   前記さらい刃は、前記貫通孔の中心軸に直交する仮想平面からの高さが一定であって、前記切削インサートが前記ホルダに取り付けられた際に前記ホルダの最も先端側に位置し、
   前記第１の外周切刃は、上面視において外側に凸の曲線状であって曲線部分のみから構成され、側面視において前記さらい刃に接続する一方の端部から離れるにつれて前記仮想平面からの高さが高くなり、
   前記第２の外周切刃は、上面視において外側に凸の曲線状であって曲線部分のみから構成され、側面視において前記第１の外周切刃に接続する一方の端部から離れるにつれて前記仮想平面からの高さが低くなり、
   側面視において、前記第２の外周切刃は、両端における前記仮想平面に対する傾斜角よりも中央における前記仮想平面に対する傾斜角が大きく、
   側面視における前記第２の外周切刃の両端を結ぶ仮想直線の前記仮想平面に対する傾斜角が、側面視における前記第１の外周切刃の両端を結ぶ仮想直線の前記仮想平面に対する傾斜角よりも大きいことを特徴とする転削工具用切削インサート。
2. 前記切刃は、前記第１の外周切刃とは反対側において前記第２の外周切刃に隣接する副切刃をさらに有し、
   前記第２の外周切刃は、前記副切刃に接続する他方の端部が前記さらい刃よりも前記仮想平面からの高さが低く、
   前記副切刃は、前記第２の外周切刃に接続する一方の端部から離れるにつれて前記仮想平面からの高さが高くなり、他方の端部が前記さらい刃と前記仮想平面からの高さが同じであることを特徴とする請求項１に記載の転削工具用切削インサート。
3. 側面視における前記副切刃の両端を結ぶ仮想直線の前記仮想平面に対する傾斜角が、側面視における前記第２の外周切刃の両端を結ぶ仮想直線の前記仮想平面に対する傾斜角よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の転削工具用切削インサート。
4. 前記第２の外周切刃の長さが前記副切刃の長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載の転削工具用切削インサート。
5. 前記第２の外周切刃の長さが前記第１の外周切刃の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の転削工具用切削インサート。
6. 前記さらい刃に平行な方向から側面視した場合において、前記第１の外周切刃および前記第２の外周切刃が直線状の部分を有していることを特徴とする請求項１に記載の転削工具用切削インサート。
7. 前記切刃は、前記第１の外周切刃とは反対側において前記第２の外周切刃に隣接する副切刃をさらに有し、
   前記上面は、外周縁に位置して前記切刃に接続されたランド面、および該ランド面に囲まれた、前記上面の中心に向かうにつれて高さが低くなるすくい面を有し、
   該すくい面は、前記さらい刃に対応する領域のすくい角と、前記第１の外周切刃に対応する領域のすくい角と、前記第２の外周切刃に対応する領域のすくい角と、前記副切刃に対応する領域のすくい角とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の転削工具用切削インサート。
8. 先端側にインサートポケットを有するホルダと、
   前記切刃が前記ホルダから突出するように前記インサートポケットに装着された、請求項１〜７のいずれか１つに記載の転削工具用切削インサートとを具備した転削工具。
9. 請求項８に記載の転削工具を回転させる工程と、
   回転している前記転削工具における前記切刃を被削材に接触させる工程と、
   前記転削工具を前記被削材から離す工程とを備えた切削加工物の製造方法。

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