JP6467049B2 - 切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、切削工具及び切削加工物の製造方法に関する。

金属などの被削材を切削加工する際に用いられる切削工具として、特許文献１に記載の回転切削工具が知られている。特許文献１に記載の切削工具は、円筒状の工具本体（ホルダ）の外周に形成された複数の刃具収納溝（インサートポケット）のそれぞれに、刃具（切削インサート）が取り付けられた工具である。

特許文献１に記載の切削工具においては、遠心力によって切削インサートが飛び出すのを防ぐため、切削インサートを構成する台金にＶノッチが形成され、このＶノッチにクランプネジの先端を当接させている。

特許文献１に記載の切削工具においては、クランプネジの先端が当接するＶノッチが小さい場合には、クランプネジによる固定が不十分となる可能性がある。また、Ｖノッチが大きい場合には、切削インサートの耐久性が低下する可能性がある。

特開２００３−０９４２２５号公報

本開示の切削工具は、回転軸に沿って第１端から第２端にかけて延びる柱状体であるとともに、前記第１端側に位置するインサートポケットを有するホルダと、前記インサートポケットに位置するとともに、切刃を有する切削インサートと、を備えている。前記インサートポケットは、前記ホルダの前記第１端に位置する端面および外周面に開口している。前記切削インサートは、前記第１端の正面視において、前記インサートポケットの外周側の開口部よりも内周側に位置する第１部位を有している。そして、前記回転軸の回転方向に沿った方向において、前記第１部位の幅が、前記開口部の幅よりも大きい。

本開示の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を被削材に接触させる工程と、を備える。

図１は、本開示の一実施形態に係る切削工具を示す斜視図である。 図２は、図１に示す領域Ａ１の拡大図である。 図３は、図１に示す切削工具を別の方向から見た斜視図である。 図４は、図３に示す領域Ａ２の拡大図である。 図５は、図１に示す切削工具の第１端側（先端側）における平面図である。 図６は、図５に示す領域Ａ３を拡大した拡大図である。 図７は、図５に示すＢ１方向における側面図である。 図８は、図７に示す領域Ａ４の拡大図である。 図９は、図６と同じ領域を示す拡大図である。 図１０は、図９と同じ領域におけるホルダを示す拡大図である。 図１１は、図１に示す切削工具における切削インサートの斜視図である。 図１２は、図１１に示す切削インサートの第１側面（前側面）における側面図である。 図１３は、図１１に示す切削インサートの上面側における平面図である。 図１４は、図６と同じ領域を示す拡大図である。 本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。

以下、本開示の実施形態に係る切削工具１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、本実施形態を構成する部材のうち主要な部材のみを簡略化して示したものである。従って、本開示の切削工具は、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及び各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

本実施形態の切削工具１は、図１〜９に示すように、ホルダ３と、複数の切削インサート５（以下、単にインサート５ともいう）と、複数のネジ７とを具備している。なお、本実施形態の切削工具１は、複数のインサート５及び複数のネジ７を具備しているが、１つのインサート５及び１つのネジ７を備えた構成であっても何ら問題ない。

ホルダ３は、回転軸Ｘ１の周りで回転可能であって、この回転軸Ｘ１に沿って第１端から第２端にかけて延びる柱状体である。具体的には、本実施形態におけるホルダ３は、概ね円柱状体である。被削加工物を製造するための被削材の切削加工時において、ホルダ３は回転軸Ｘ１を中心に矢印で示す回転方向Ｘ２に回転する。本実施形態においては、円柱形状であるホルダ３の中心軸と、ホルダ３の回転軸Ｘ１とが一致している。なお、第１端とは、インサート５が位置する側のことである。第２端とは、第１端と反対に位置する側のことである。

以下、第１端を先端、第２端を後端という。また、切削工具１に係る部材の位置関係を示すにあたって、後端よりも先端に近い場合を先端側、先端よりも後端に近い場合を後端側と記載する。また、回転軸Ｘ１に近い側を内側又は内周側とし、回転軸Ｘ１から遠い側を外側又は外周側とする。よって、回転軸Ｘ１に近づく方向を内周方向とし、回転軸Ｘ１から遠ざかる方向を外周方向という。また、ホルダ３の後端から先端に向かう方向を先端方向、ホルダ３の先端から後端に向かう方向を後端方向という。図１は、切削工具１の後端を確認できる斜視図である。図３は、切削工具１の先端を確認できる斜視図である。

本実施形態におけるホルダ３は、先端側に位置する複数のインサートポケット９（以下、単にポケット９ともいう）を有している。各ポケット９には、インサート５が着脱可能に取り付けられる。従って、ポケット９の表面はインサート５に対して当接または僅かな隙間を介して対向する。本実施形態の切削工具１が複数のインサート５を具備していることから、ホルダ３は、複数のポケット９を有している。ポケット９は、ホルダ３の先端側及び外周側に開口している。具体的には、ポケット９は、ホルダ３の先端に位置する端面と外周面に開口している。よって、ポケット９は、先端側に向かって開口する第１開口部９ａ（先端側の開口部）及び外周側に向かって開口する第２開口部９ｂ（外周側の開口部）を有している。

図５に示すように、本実施形態においては、複数のポケット９は、回転軸Ｘ１の周りに回転対称となるように等間隔で設けられているが、不等間隔で設けられていてもよい。互いに隣り合うポケット９の間隔が一定であると、各ポケット９に取り付けられるインサート５に加わる切削負荷のばらつきを低減することができる。

図１及び図５に示すように、ホルダ３は、複数のインサートポケット９にそれぞれ隣接する複数の切屑ポケット６を備えている。インサートポケット９に取り付けられたインサート５によって生成された切屑は、切屑ポケット６を通過して排出される。

ホルダ３の材質としては、例えば、鋼、鋳鉄、アルミ合金などを用いることができる。本実施形態の切削工具１においては、強度の高い鋼のホルダ３を用いることができる。ホルダ３の大きさは、被削材の大きさに応じて適宜設定される。例えば、回転軸Ｘ１に沿った方向の長さは、３０〜９０ｍｍ程度に設定され、回転軸Ｘ１に直交する方向の幅（直径）は、２０〜５００ｍｍ程度に設定される。ホルダ３に複数のポケット９が形成されていることからも明らかであるように、ホルダ３は厳密な円柱形状ではない。なお、ホルダ３は、本実施形態のように１つの部材によって構成されたものに限らず、複数の部材によって構成されたものであってもよい。例えば、インサート５を固定する固定部材と該固定部材を保持する本体部とによって構成されたものであっても構わない。

本実施形態においては、１０個のポケット９がホルダ３に設けられている。１０個のポケット９には、それぞれインサート５が着脱可能に装着されている。そのため、本実施形態の切削工具１は、１０個のインサート５を有している。本実施形態において、各インサート５は、ポケット９における先端側に向かって開口する第１開口部９ａから各ポケット９に装着される。各インサート５は、ネジ７によってポケット９に固定されている。従って、本実施形態の切削工具１は、インサート５をポケット９に固定するネジ７を１０個有している。なお、ポケット９の数、インサート５の数及びネジ７の数が１０個に限定されないことは言うまでもない。

本実施形態におけるインサート５は、図１１〜１３に示すように、切刃１１を有する柱状体である。具体的には、インサート５は、四角形状の上面１３と、四角形状の下面１５と、上面１３及び下面１５の間に位置する側面１７とを具備した四角柱形状である。インサート５をホルダ３に取り付けた際には、上面１３が後端側に位置し、下面１５が先端側に位置する。側面１７は、四角形状の上面１３及び下面１５の各辺部に対応して、第１側面１９、第２側面２３、第３側面２５及び第４側面２１の４つの面領域を有する。

インサート５をホルダ３に取り付けた際に、上面１３は、後端側（図１２における上側）に位置する面であり、ホルダ３のポケット９に当接する。また、インサート５をホルダ３に取り付けた際に、下面１５は、先端側（図１２における下側）に位置する面であり、ホルダ３よりも先端方向に突出する。なお、本実施形態においては下面１５の全体ではなく下面１５の第２側面２３の側の一部が部分的にホルダ３よりも先端方向に突出している。

第１側面１９（以下、前側面１９という）は、インサート５をホルダ３に取り付けた際に回転方向Ｘ２の前方に位置する面領域である。前側面１９は、回転方向Ｘ２の前方側から見た場合に回転軸Ｘ１に直交する方向に長い長方形の形状となっている。

第４側面２１（以下、後側面２１という）は、インサート５をホルダ３に取り付けた際に回転方向Ｘ２の後方に位置する面領域である。後側面２１は、前側面１９とは反対側に位置しており、インサート５をホルダ３に取り付けた際にポケット９に当接する。

第２側面（以下、外側面２３という）は、インサート５をホルダ３に取り付けた際にホルダ３の外周側に位置する面領域である。外側面２３は、インサート５をホルダ３に取り付けた際に、ホルダ３よりも外周方向に突出する。なお、本実施形態においては外側面２３の下面１５の側の一部が、回転方向Ｘ２の前方においてホルダ３よりも外周方向に突出している。

第３側面（以下、内側面２５という）は、インサート５をホルダ３に取り付けた際にホルダ３の内周側に位置する面領域である。内側面２５は、インサート５をホルダ３に取り付けた際にポケット９に当接する。

前側面１９、後側面２１、外側面２３及び内側面２５の４つの面領域はそれぞれ概ね四角形状となっている。また、前側面２１、後側面２３、外側面２５及び内側面２７の４つの面領域は、他の面と交差する部分に、それぞれ４つの角部を有している。なお、上面１３、下面１５、前側面１９、後側面２１、外側面２３及び内側面２５が四角形状であるとは、概ね四角形状であればよく、厳密な意味での四角形状である必要はない。４つの角部がそれぞれ正面視した場合において丸みを帯びた形状となっていてもよく、隣り合う角部を接続するように位置する辺部は、厳密な直線形状ではなく、一部が凹凸を有する形状となっていてもよい。

また、上述のように、後側面２１および内側面２５は、ポケット９に当接するが、いずれもその全面がポケット９に当接するのではない。具体的には、図６に示すように、四角柱形状であるインサート５における後側面２１と内側面２５とが交差する稜線及び後側面２１と外側面２３とが交差する稜線は、それぞれポケット９の表面から離れており、ポケット９の表面に接触していない。これにより、切削加工時における切削抵抗に伴う負荷がポケット９における上記の稜線に接している箇所に集中することを低減できる。その結果、ホルダ３の耐久性を高めることができる。

上述のように、インサート５は、切刃１１を有しており、切刃１１は、前側面１９と外側面２３とが交差する稜線及び前側面１９と下面１５とが交差する稜線の少なくとも一部に位置している。具体的には、前側面１９と外側面２３とが交差する稜線には第１切刃（以下、外周切刃２７という）が位置している。また、前側面１９と下面１５とが交差する稜線には先端切刃２９が位置している。すなわち、本実施形態における切刃１１は、外周切刃２７及び先端切刃２９によって構成されている。外周切刃２７の長さとしては、例えば、１〜１０ｍｍ程度に設定される。また、先端切刃２９の長さとしては、例えば、０．５〜１０ｍｍ程度に設定される。

本実施形態の切削工具１は、ホルダ３が回転軸Ｘ１の周りで回転しつつ、回転軸Ｘ１に概ね直交する方向に移動することによって被削材を切削する、いわゆるフライス加工に用いることが可能である。外周切刃２７は、被削材を主に切削する「主切刃」として用いられてもよい。先端切刃２９は、被削材の加工面の凹凸を少なくする「さらい刃」として用いられてもよい。

外周切刃２７及び先端切刃２９が前側面１９の外周縁に形成されており、前側面１９が回転方向Ｘ２の前方に位置している。このことから、前側面１９には、切削加工を行う際に切屑が流れる「すくい面」として機能する領域が位置している。

また、外周切刃２７は、前側面１９と外側面２３とが交差する稜線に位置している。このことから、外側面２３には、いわゆる「逃げ面」として機能する領域が位置している。同様に、先端切刃２９が前側面１９と下面１５とが交差する稜線に位置していることから、下面１５にも、いわゆる「逃げ面」として機能する領域が位置している。

インサート５の材質としては、例えば、超硬合金又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、ＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ及びＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏなどが挙げられる。ＷＣ−Ｃｏは、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−ＴｉＣ−Ｃｏは、ＷＣ−Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したものである。ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏは、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したものである。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。具体的には、サーメットとして、炭化チタン（ＴｉＣ）、又は窒化チタン（ＴｉＮ）などのチタン化合物を主成分としたものが挙げられる。

インサート５の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法又は物理蒸着（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）又はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などが挙げられる。また、切刃部分の強度を高めるために、インサート５は、上記の材質によって構成された基体に、例えばダイヤモンド焼結体やＣＢＮ焼結体をロウ付けした構成であってもよい。

本実施形態のインサート５は、下面１５から上面１３にかけて形成された貫通孔３１を有している。すなわち、本実施形態における貫通孔３１は、下面１５から回転軸Ｘ１に沿った方向に延びている。言い換えれば、本実施形態における貫通孔３１は、前側面１９、外側面２３、後側面２１及び内側面２５には開口していない。

なお、貫通孔３１が回転軸Ｘ１に沿った方向に形成されているとは、回転軸Ｘ１に平行であることを厳密に要求するものではない。貫通孔３１は、概ね下面１５から上面１３に向かって形成されていればよく、回転軸Ｘ１に対して例えば１０°程度傾斜していても構わない。

貫通孔３１は、インサート５をホルダ３にネジ止めするための部位である。すなわち、インサート５の貫通孔３１にネジ７を挿入し、このネジ７の先端をホルダ３に形成されたネジ孔に挿入して、ネジ７をネジ孔に固定させることによって、インサート５がホルダ３に固定される。

ネジ７によってインサート５をホルダ３に固定するための貫通孔３１は、回転軸Ｘ１に沿った方向に限定されるものではないが、例えば切削工具１を小型化する端点からは本実施形態のように回転軸Ｘ１に沿った方向に延びていることが好ましい。貫通孔３１が回転軸Ｘ１に沿った方向に延びている場合には、インサート５の前方にネジ７を取り付けるための空間を確保する必要がない。また、外周切刃２７に対して回転方向Ｘ２の後方に位置する部分でのインサート５の肉厚を確保することができる。そのため、ホルダ３を小型化することが可能となる。また、インサート５の上記の肉厚を確保し易いことから、ホルダ３に取り付けられるインサート５の数を増やすことができ、切削効率の向上も図れる。

なお、本実施形態においては、ネジ７をインサート５の貫通孔３１に挿入することによってホルダ３に固定しているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、クランプ機構によってインサート５をホルダ３に固定してもよい。

インサート５の大きさは特に限定されるものではないが、例えば、図１３に示す平面図において、前側面１９から後側面２１に向かう方向での幅の最大値が５〜２０ｍｍ程度に設定される。また、内側面２５から外側面２３に向かう方向での幅の最大値が５〜２０ｍｍ程度に設定される。また、貫通孔３１の中心軸に沿った方向での上面１３から下面１５までの幅の最大値は３〜１０ｍｍである。

本実施形態の切削工具１においては、外周切刃２７が回転軸Ｘ１に対して傾斜するようにインサート５がホルダ３に装着される。この傾斜角度はいわゆるアキシャルレーキであり、本実施形態においては、例えば、０°より大きく〜２０°以下程度に設定できる。

図１０に示すように、ホルダ３におけるポケット９は、内壁面として、第１内面３３、第２内面３５、第３内面３７及び第４内面３９を、内底面として、第５内面４１を有している。

第１内面３３は、４つの内壁面のうち、回転方向Ｘ２の後方に位置する面の１つであり、回転方向Ｘ２の前方に向かって面している。第１内面３３は、インサート５の後側面２１に当接する。

第２内面３５は、４つの内壁面のうち、回転方向Ｘ２の後方に位置する面の１つであり、第１内面３３と隣り合っており、第１内面３３より外周側に位置している。

第３内面３７は、４つの内壁面のうち、内周側に位置する面であり、第１内面３３と隣り合っており、ホルダ３の外周に向かって面している。第３内面３７は、インサート５の内側面２５に当接する。

第４内面３９は、４つの内壁面のうち、回転方向Ｘ２の前方に位置し、インサート５の前側面１９に対向する面である。ポケット９の第３内面３７とインサート５の前側面１９との間に僅かな隙間が存在しているときには、インサート５のポケット９への取り付けが容易になる。

第５内面４１は、内底面として、後端側に位置する面であり、第１内面３３、第２内面３５、第３内面３７及び第４内面３９と隣り合っており、ホルダ３の先端に向かって面している。第５内面４１は、インサート５の上面１３に当接する。

このように、本実施形態において、インサート５の後側面２１、内側面２５及び上面１３が、ポケット９の第１内面３３、第３内面３７及び第５内面４１にそれぞれ当接することによって、ポケット９におけるインサート５の位置決めが図られる。

そして、本実施形態における切削工具１では、インサート５の後側面２１がポケット９の表面、具体的には第１内面３３に当接するとともに、インサート５の前側面１９がポケット９の表面、具体的には第４内面３９から離れている。すなわち、インサート５における回転方向Ｘ２の後方に位置する後側面２１が第１内面３３に当接している。このことから、外周切刃２７を用いて被削材を切削加工する場合に外周切刃２７から回転方向Ｘ２の後方に向かって加わる切削抵抗に対して安定してインサート５をホルダ３で保持できる。

本実施形態におけるポケット９は、既に示した通り、先端側に向かって開口する第１開口部９ａ及び外周側に向かって開口する第２開口部９ｂを有している。図８に示すように、第１開口部９ａはホルダ３を側面視することによって視認することができる。具体的には、第１開口部９ａは、ホルダ３の先端面を含む面のうち、第１内面３３、第２内面３５、第３内面３７及び第４内面３９で囲まれた部分である。また、図６に示すように、第２開口部９ｂはホルダ３を先端視することによって視認することができる。具体的には、第２内面３５の外周側端部と第４内面３９の外周側端部とを結ぶ線を通り、第５内面４１に垂直な面のうち、第２内面３５、第４内面３９、第５内面４１及びホルダ３の先端面を延長した面で囲まれた部分である。

本実施形態におけるインサート５は、切削工具１の先端面を正面視した場合（以下、切削工具１を先端視した場合又は単に先端視した場合という）において、図６に示すように、ポケット９の外周側の開口部（第２開口部９ｂ）よりも内周側に位置する第１部位５ａを有している。そして、回転方向Ｘ２に沿った方向において、第１部位５ａの幅Ｗ１が、第２開口部９ｂの幅Ｗ２よりも大きい。

端的に言えば、インサート５における第２開口部９ｂよりも内周側に位置する部分には、回転方向Ｘ２に沿った方向での第２開口部９ｂの幅Ｗ２よりも幅の大きい領域が存在している。以下において、この領域を第１部位５ａという。

このとき、第１部位５ａにおける回転方向Ｘ２の後端に位置する部分から径方向に第１仮想直線Ｌ１を引くとともに、第１部位５ａにおける回転方向Ｘ２の前端に位置する部分を通り上記の第１仮想直線Ｌ１に平行な第２仮想直線Ｌ２を引く。これら第１仮想直線Ｌ１及び第２仮想直線Ｌ２の間隔を、第１部位５ａにおける回転方向Ｘ２に沿った方向の幅Ｗ１とすることができる。

また、第２開口部９ｂにおける回転方向Ｘ２に沿った方向の幅Ｗ２は、以下のようにして定義される。ポケット９において回転方向Ｘ２の前方でインサート５の側面１７に当接または対向する領域のうち、最も外周側に位置する端部を前端部とする。ポケット９において回転方向Ｘ２の後方でインサート５の側面１７に当接または対向する領域のうち、最も外周側に位置する端部を後端部とする。

そして、後端部から径方向に第３仮想直線Ｌ３を引くとともに、前端部を通り上記の第３仮想直線Ｌ３に平行な第４仮想直線Ｌ４を引く。これら第３仮想直線Ｌ３及び第４仮想直線Ｌ４の間隔を、第２開口部９ｂにおける回転方向Ｘ２に沿った方向の幅Ｗ２とすることができる。

このとき、内周側に位置するとは、切削工具１を先端視した場合において、回転軸Ｘ１を中心とするとともに基準となる領域を通る仮想円を設定して、この仮想円よりも内周側に位置していることを意味している。例えば、第２開口部９ｂよりも第１部位５ａが内周側に位置するとは、切削工具１を先端視した場合において、回転軸Ｘ１を中心とするとともに第２開口部９ｂを通る仮想円を設定して、この仮想円よりも内周側に第１部位５ａが位置していることを意味している。

フライス加工のような切削加工を行う場合には、切削工具１を高速で回転させるため、インサート５には大きな遠心力が加わる。本実施形態においては、上記のような第１部位５ａをインサート５が有していることによって、切削加工時に、インサート５に大きな遠心力が加わった場合であっても、ポケット９の第２開口部９ｂにインサート５の第１部位５ａが引っ掛かる。そのため、遠心力によってインサート５が外方に飛び出す可能性が小さくなる。

また、飛散防止機構として、インサート５にＶノッチ等のクランプ機構を形成する必要がないため、インサート５の耐久性を良好なものにできる。加えて、クランプネジによるクランプ機構を有していないことから、インサート５に対して回転方向Ｘ２の前方にクランプネジを取り付けるための空間を確保する必要がない。そのため、ホルダ３を小型化することも可能になる。また、ホルダ３に取り付けられるインサート５の数を増やすこともできる。

なお、本実施形態においては、図１４に示すように、第２開口部９ｂと第１部位５ａとは、次の関係を満たしていてもよい。すなわち、先端視において、第２開口部９ｂの開口長さに平行な方向において、第１部位５ａの長さＤ２は、第２開口部９ｂの長さＤ１よりも大きい。このような場合においても、インサート５に大きな遠心力が加わった場合であっても、インサート５が外方に飛び出す可能性が小さくなる。

ここで、第２開口部９ｂの長さＤ１は、図１４に示すように、先端視において、第２開口部９ｂの前端と後端を結ぶ直線距離である。また、第１部位５ａの長さＤ２は、先端視において、第２開口部９ｂの長さＤ１に平行な方向における第１部位５ａの長さの最大の値である。

また、本実施形態においては、図９に示すように、インサート５の前側面１９と後側面２１とは、平行に位置していてもよい。そして、前側面１９に垂直な方向において、前側面１９と後側面２１との距離Ｄ３は、第２開口部９ｂの幅Ｄ４よりも大きくてもよい。インサート５がこのような前側面１９及び後側面２１を有している場合には、インサート５の第１部位５ａの幅Ｗ１よりも第２開口部９ｂの幅Ｗ２を小さくすることができる。そのため、インサート５に大きな遠心力が加わった場合であっても、インサート５が外方に飛び出す可能性が小さくなる。

ここで、前側面１９と後側面２１とが平行に位置している、とは、両者が厳密に平行に位置していることを要求するものではなく、両者が実質的に平行であればよい。例えば、前側面１９に対して後側面２１が５°程度傾斜していても構わない。

さらに、上述したように、本実施形態におけるポケット９の内壁面は、図１０に示すように、インサート５の後側面２１に当接する第１内面３３よりも外周側に位置する第２内面３５を有していてもよい。このとき、第２内面３５は、ポケット９の内壁面のうち最も外周側に位置する面である。そして、第２内面３５における回転方向Ｘ２の前方に位置する端部３５ａは、図９に示す第２開口部９ｂの一部を形成する。そして、先端視した場合において、第２内面３５は、外周側に向かうにつれて回転方向Ｘ２の前方に向かって傾斜していてもよい。言い換えれば、第２内面３５が、第１内面３３に対して、回転方向Ｘ２の後方から前方に向かって突出していてもよい。

このとき、外周側に位置するとは、切削工具１を先端視した場合において、回転軸Ｘ１を中心とするとともに基準となる領域を通る仮想円を設定して、この仮想円よりも外周側に位置していることを意味している。例えば、第１内面３３よりも外周側に第２内面３５が位置するとは、切削工具１を先端視した場合において、回転軸Ｘ１を中心とするとともに第１内面３３を通る仮想円を設定して、この仮想円よりも外周側に第２内面３５が位置することを意味している。

インサート５がこのような第２内面３５を有している場合には、Ｖノッチを形成するなどインサート５を複雑な形状にする必要なく、インサート５の第１部位５ａの幅Ｗ１よりも第２開口部９ｂの幅Ｗ２を小さくすることができる。そのため、インサート５に大きな遠心力が加わった場合であっても、インサート５が第２内面３５に引っ掛かる。そのため、インサート５が外方に飛び出す可能性が小さくなる。

また、本実施形態においては、第２内面３５は、外側面２３の内周側端部よりも外周側に延びていてもよい。この場合、ポケット９と当接する面である後側面２１の面積を確保しつつ、インサート５の第１部位５ａの幅Ｗ１よりも第２開口部９ｂの幅Ｗ２を小さくすることができる。そのため、インサート５のホルダ３への高い拘束力を確保するとともに、インサート５が外方に飛び出す可能性が小さくなる。

さらに、本実施形態における第２内面３５は、インサート５における外周切刃２７よりも内周側に位置していてもよい。第２内面３５が外周切刃２７よりも内周側に位置している場合には、切削加工時に第２内面３５が被削材に接触する可能性が小さくなるので、第２内面３５が損傷する可能性が小さくなる。また、被削材の加工面が傷付く可能性も小さくなる。

また、先端視した場合に、第２内面３５はインサート５から離れていてもよい。言い換えれば、第２内面３５とインサート５との間には隙間が存在していてもよい。本実施形態においては、インサート５の内側面２５がポケット９の第３内面３７に当接している。そのため、インサート５における内側面２５とは反対側に位置する外側面２３とポケット９における第２内面３５との間に隙間が存在しているときにはインサート５のポケット９への取り付けが容易になる。

なお、第２内面３５の構成としては、インサート５の第１部位５ａの幅Ｗ１よりも第２開口部９ｂの幅Ｗ２を小さくすることが可能であれば特に限定されるものではなく様々な構成を採用することができる。

本実施形態においては、図９に示すように、第２内面３５を形成するため、切削工具１の先端視において、回転方向Ｘ２の前方に向かうにしたがって回転軸Ｘ１の径方向の幅Ｗ３が狭くなる凸形状の部位（凸部４７）が形成されていてもよい。言い換えれば、本実施形態における凸部４７は、回転方向Ｘ２の前方に位置する先端部分での回転軸Ｘ１の径方向の幅Ｗ３よりも回転方向Ｘ２の後方に位置する根元部分での回転軸Ｘ１の径方向の幅Ｗ３が大きくなっていてもよい。

これにより、凸部４７の耐久性が高くなり凸部４７が折れにくくなる。そのため、凸部４７においてインサート５の外部への飛び出しを安定して防ぐことができる。また、凸部４７の全体における径方向の幅Ｗ３が大きい構成ではないため、凸部４７が外周側に突出して被削材と干渉する可能性が小さくなる。

なお、凸部４７の根元部分での幅Ｗ３は、回転軸Ｘ１の径方向におけるインサート５の幅に対して例えば１〜２０％程度に設定できる。凸部４７の回転方向Ｘ２に沿った方向の長さとしては、回転方向Ｘ２に沿った方向におけるインサート５の長さに対して例えば０．５〜４０％程度に設定できる。また、凸部４７の内側面、すなわち第２内面３５は、先端視において、第１内面３３に対して、例えば９０〜１７０°程度に傾斜するよう設定される。

ここで、本実施形態においては、先端視において、第１面３３に対する第２内面３５の傾斜角度θ１は、第１内面３３に対する第３内面３７の傾斜角度θ２よりも小さくてもよい。 インサート５は、既に述べた通り、上面１３、下面１５及び側面１７を具備しており、側面１７は、前側面１９、後側面２１、外側面２３及び内側面２５を有している。そして、本実施形態におけるインサート５の前側面１９は、図２に示すように、外周切刃２７に沿って位置する第１面４３（すくい面４３）と、すくい面４３よりも内周側に位置する第２面４５（立壁部４５）とを有している。本実施形態においては、すくい面４３の内周側と立壁部４５が隣接している。すくい面４３は、切削加工を行う際に外周切刃２７で生じた切屑が流れる領域である。すくい面４３は、切屑をスムーズに流れさせるために、外周切刃２７から離れるにしたがって後側面２１に近づくように傾斜している。また、本実施形態におけるインサート５は先端切刃２９を有している。そのため、インサート５の前側面１９は、すくい面４３とは別に、先端切刃２９に沿った他のすくい面も有している。

立壁部４５は、すくい面４３よりも内周側に位置しており、すくい面４３から離れるに従って後側面２１から離れるように傾斜している。言い換えれば、立壁部４５は、内周側に向かうにつれて回転方向Ｘ２の前方に向かうように傾斜している。より具体的には、本実施形態においては、立壁部４５は、すくい面４３に対して、例えば、１０〜１５°程度傾斜して配置されている。このような立壁部４５は、すくい面４３を流れてきた切屑をカールさせて切屑を螺旋状にするために用いられてもよい。

本実施形態の切削工具１においては、図９に示すように、先端視した場合に、ポケット９の第２開口部９ｂが、立壁部４５よりも内周側に位置している。より具体的には、ポケット９の第２開口部９ｂにおける前端部が立壁部４５よりも内周側に位置している。これにより、立壁部４５を流れてきた切屑がポケット９に衝突する可能性を小さくでき、切屑が切屑ポケット６にスムーズに排出される。そのため、ポケット９が損傷する可能性を小さくできる。また、ポケット９に切屑が詰まる可能性も小さくできる。

さらに、先端視した場合において、傾斜している立壁部４５における回転方向Ｘ２の前方に位置する第１端部４５ａが、外周切刃２７よりも回転方向Ｘ２の前方に位置している。これにより外周切刃２７で生じた切屑を安定して立壁部４５に接触させることができる。そのため、外周切刃２７で生じた切屑がすくい面４３及び立壁部４５に接触することなくホルダ３に接触する可能性が小さくなる。したがって、ホルダ３が損傷する可能性が小さくなる。

本実施形態におけるインサート５の外側面２３は、図１１及び図１３に示すように前側面１９の側に位置する第１領域２３ａと後側面２１の側に位置する第２領域２３ｂとを有している。第２領域２３ｂは、第１領域２３ａを基準として後側面２１に近づくにしたがって回転軸Ｘ１に近づくように第１領域２３ａに対して傾斜している。そして、図６に示すように、第２内面３５が外側面２３における第２領域２３ｂの内周側端部よりも外周側に亙って位置している。これにより、凸部４７における回転軸Ｘ１の径方向での幅Ｗ３を大きくし易くなる。そのため、凸部４７の強度を高めることができる。

以上、一実施形態の切削工具１について図面を用いて詳細に説明したが、本発明の切削工具は上記の実施形態の構成に限定されるものではない。

次に、本開示の一実施形態に係る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１０１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１を回転軸Ｘ１の周りで回転させる工程と、
（２）回転している切削工具１における切刃１１を被削材１０１に接触させる工程と、
（３）切削工具１を被削材１０１から離す工程と、
を備えている。

より具体的には、まず、図１４に示すように、切削工具１を回転軸Ｘ１の周りで回転させるとともにＹ１方向に移動させることによって、切削工具１を被削材１０１に相対的に近付ける。次に、図１５に示すように、切削工具１における切刃１１を被削材１０１に接触させて、被削材１０１を切削する。本実施形態においては、切刃１１としてインサートの外周切刃２７及び先端切刃２９を被削材１０１に接触させている。そして、図１６に示すように、切削工具１をＹ２方向に移動させることによって、切削工具１を被削材１０１から相対的に遠ざける。

本実施形態においては、被削材１０１を固定するとともに回転軸Ｘ１の周りで切削工具１を回転させた状態で被削材１０１に近づけている。また、図１５においては、回転しているインサートの切刃１１を被削材１０１に接触させることによって被削材１０１を切削している。また、図１６においては、切削工具１を回転させた状態で被削材１０１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１を動かすことによって、切削工具１を被削材１０１に接触させる、或いは、切削工具１を被削材１０１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１０１を切削工具１に近づけてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材１０１を切削工具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１を回転させた状態を維持して、被削材１０１の異なる箇所にインサートにおける切刃１１を接触させる工程を繰り返せばよい。

なお、被削材１０１の材質の代表例としては、アルミ、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、又は非鉄金属などが挙げられる。

１・・・切削工具
３・・・ホルダ
５・・・切削インサート（インサート）
５ａ・・・第１部位
６・・・切屑ポケット
７・・・ネジ
９・・・ポケット
９ａ・・・第１開口部
９ｂ・・・第２開口部
１１・・・切刃
１３・・・上面
１５・・・下面
１７・・・側面
１９・・・第１側面（前側面）
２１・・・第４側面（後側面）
２３・・・第２側面（外側面）
２３ａ・・・第１領域
２３ｂ・・・第２領域
２５・・・第３側面（内側面）
２７・・・第１切刃（外周切刃）
２９・・・先端切刃
３１・・・貫通孔
３３・・・第１内面
３５・・・第２内面
３５ａ・・・端部
３７・・・第３内面
３９・・・第４内面
４１・・・第５内面
４３・・・第１面（すくい面）
４５・・・第２面（立壁部）
４７・・・凸部
１０１・・・被削材

Claims (11)

1. 回転軸に沿って第１端から第２端にかけて延びる柱状体であるとともに、前記第１端側に位置するインサートポケットを有するホルダと、
   前記インサートポケットに位置するとともに、切刃を有する切削インサートと、を備え、
   前記インサートポケットは、前記ホルダの前記第１端に位置する端面および外周面に開口しており、
   前記切削インサートは、前記第１端の正面視において、前記インサートポケットの外周側の開口部よりも内周側に位置する第１部位を有しており、
   前記回転軸の回転方向に沿った方向において、前記第１部位の幅が、前記開口部の幅よりも大きく、
   前記切削インサートは、前記回転方向の前方に位置する第１側面と、前記回転軸の径方向の外周側に位置する第２側面と、該第２側面よりも前記径方向の内周側に位置するとともに前記インサートポケットに当接する第３側面と、前記第１側面よりも前記回転方向の後方に位置するとともに前記インサートポケットに当接する第４側面と、を有しており、
   前記切刃は、前記第１側面と前記第２側面との交差部に位置する第１切刃を有し、
   前記第１側面と前記第４側面とは平行に位置しており、
   前記第１端の正面視において、前記第１側面に垂直な方向において、前記第１側面と前記第４側面との距離は、前記開口部の幅よりも大きい、切削工具。
2. 前記第１端の正面視において、前記開口部の開口長さに平行な方向において、前記第１部位の長さが、前記開口部の開口長さよりも大きい、請求項１に記載の切削工具。
3. 前記インサートポケットは、前記第４側面と当接する第１内面と、該第１内面よりも外周側に位置する第２内面と、を有しており、
   前記第１端の正面視において、前記第２内面は、前記外周側に向かうにつれて前記回転方向の前方に向かって傾斜している、請求項１または２に記載の切削工具。
4. 前記第２内面は、前記切削インサートの前記第２側面の内周側端部よりも前記外周側に延びている、請求項３に記載の切削工具。
5. 前記第２内面は、前記切削インサートの前記第１切刃よりも前記内周側に位置している、請求項３または４に記載の切削工具。
6. 前記第１端の正面視において、前記第２内面は、前記切削インサートから離れている、請求項３〜５のいずれか１つに記載の切削工具。
7. 前記第１側面は、前記第１切刃に沿って位置する第１面と、該第１面よりも前記内周側に位置するととともに前記内周側に向かうにつれて前記回転方向の前方に向かって傾斜する第２面と、を有し、
   前記開口部は、前記第２面よりも前記内周側に位置している、請求項１〜６のいずれかに記載の切削工具。
8. 前記第１端の正面視において、前記第２面は、前記回転方向の前方に位置する第１端部を有しており、
   該第１端部は、前記切刃よりも前記回転方向の前方に位置している、請求項７に記載の切削工具。
9. 前記第１側面は、前記インサートポケットから離れている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の切削工具。
10. 前記切削インサートは、前記回転軸に沿った方向に延びる貫通孔を有しており、
    該貫通孔に挿入されたネジによって、前記切削インサートが前記ホルダに固定されている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の切削工具。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つ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を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、を備えた切削加工物の製造方法。

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