JP6551812B1 - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】穴あけ加工時の切屑排出性と旋削加工における切屑処理性を両立させる。【解決手段】切削工具は、切れ刃２２の一部が形成された切削コーナ部１８ｃと、第１すくい面２４ａと第２すくい面２４ｂとを有するすくい面２４と、凹部３４を形成するように延在する第１壁面３２ａ１および第２壁面３２ａ２を有する壁面３２ａと、突起部３２と、を備える。すくい面２４は、切削コーナ部の近傍においてすくい角αａが大きくなる部分を有する。切れ刃２２は、穴あけ加工と旋削加工とを同じ刃で加工する位置に配置されている。【選択図】図８

Description

本発明は、切削工具に関する。

穴あけ加工、内外径切削加工を可能とする多機能工具が提案されている。従来の多機能工具には、例えば、ボデーが刃先交換式ドリルと類似した形状を有しているものがある（例えば特許文献１の図２、請求項３等参照）。また、多機能工具には、切削インサートがすくい面上に設けられた凸状の隆起部分であり、ブレーカ突起部などとも呼ばれる突起部を有しているものもある（例えば特許文献２のＦＩＧ.１〜３等参照）。突起部は、旋削加工時における、切屑をいかに短くするか、かさばらない形状にするか、といった切屑の処理性の向上の観点で重要な部位である。

特表２０１２−５１６２４４号公報 米国特許出願公開第２００８／０００８５４５（Ａ１）号明細書

しかし、従来の多機能工具には、その凸形状が穴あけ加工時の切屑に変形を加える事で切屑形状を不安定化させ、切削抵抗の増大、切れ刃の損傷を発生させるといった、形状に起因する問題を有するものがあった。このような問題は、別言すれば、穴あけ加工時の切屑排出性と旋削加工における切屑処理性とが両立していないということである。すなわち、従来の多機能工具によるドリル加工において、旋削加工の切屑は短い方が好ましい一方で、穴あけ加工の切屑は短いことが常に好ましいとは限らず、切屑を短くするための突起は穴あけ加工では無い方がよい場合があり得る。

そこで、本発明は、穴あけ加工時の切屑排出性と旋削加工における切屑処理性を両立することができる切削工具を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、切れ刃を有する切削工具であって、
切れ刃の一部が形成された切削コーナ部と、
切れ刃に沿って延在するすくい面であって、切れ刃から離れるにつれて当該切削工具の内方へ傾斜するように形成され、切れ刃から離れる方向に順に配置された第１すくい面と第２すくい面とを有し、第１すくい面は切れ刃の垂直断面において逃げ面に対し所定の角度を有し、第２すくい面は該第１すくい面に延在する、すくい面と、
すくい面とともに切れ刃に沿う凹部を形成するように延在する壁面であって、第１壁面と、該第１壁面に接続される第２壁面と、を有する壁面と、
切削コーナ部の近傍であって第１すくい面および第２すくい面上に設置される突起部と、を備え、
すくい面は、切削コーナ部の近傍においてすくい角が大きくなる部分を有し、
切れ刃は、穴あけ加工と旋削加工とを同じ刃で加工する位置に配置されている、切削工具である。

前述のごとく、突起部は旋削加工における、切屑を短くするといった切屑処理性の向上の観点から不可欠であるが、穴あけ加工における切屑に関していえば、突起部を有する切削コーナ側の切削速度が中心刃側に対して高くなることから、切削コーナ側のカール半径が大きくなり、切屑のカール半径が大きい箇所で突起部が切屑に変形を加える事で切屑形状が一様でなくなり不安定化し、切削抵抗の増大といった事象が発生しやすくなる。この点、前述のごとき本態様においては、すくい面が、切削コーナ部の近傍においてすくい角が大きくなる部分を有することから、従来構造よりもブレーカ高さ（切れ刃から第２壁面の上端までの高さのこと）を低減させ、穴あけ加工時における切屑を改善することが可能である。また、切れ刃が、穴あけ加工と旋削加工とを同じ刃で加工する位置に配置されていることから、穴あけ加工と旋削加工の両方に対応できる多機能工具用の突起形状（すくい面形状）とすることで、旋削加工時の切屑処理性を阻害することなく、穴あけ加工時における切屑排出性を向上させる事が可能である。

上記態様の切削工具において、第２すくい面が平面であってもよい。

上記態様の切削工具において、第２すくい面が曲面であってもよい。

上記態様の切削工具において、第１壁面は、第１すくい面に対して90°〜160°の開き角を有するものであってもよい。

上記態様の切削工具において、突起部の高さは切れ刃を基準として0.2mm以内であってもよい。

上記態様の切削工具において、第２壁面は、第１すくい面に対して90°〜160°の開き角を有するものであってもよい。

上記態様の切削工具において、切削コーナ部のすくい面は、内側にすくい角の大きくなる部分を有するものであってもよい。

上記態様の切削工具において、第２すくい面は、切削コーナ部から離れた部分で消滅する形状であってもよい。

上記態様の切削工具において、当該切削工具の切れ刃から凹部の最深部までの深さをブレーカ深さ、切れ刃から第２壁面の上端までの高さをブレーカ高さとした場合に、第２すくい面は、ブレーカ高さを、穴あけ加工時における切屑が第２壁面の外側へ誘導される高さとし、尚かつ、ブレーカ深さを、旋削加工時における切屑が凹部に入り込むように誘導される深さとするものであることが好ましい。

本態様においては、穴あけ加工時における切屑が第２壁面の外側へ誘導される高さとする、すなわち、穴あけ加工時における切屑を改善するために従来構造よりもブレーカ高さを低減させ得るようにすくい面を二段構成とし、穴あけ加工と旋削加工の両方に対応できる多機能工具用の突起形状（すくい面形状）とすることで、旋削加工時の切屑処理性を阻害することなく、穴あけ加工時における切屑排出性を向上させる事が可能となる。

切削工具の一態様である切削インサートの一例を示す斜視図である。 切削インサートの平面図である。 切削インサートの正面図（切削コーナ部のある側から見た図）である。 切削インサートの右側面図である。 切削インサートの切削コーナ部を拡大して示す斜視図である。 切削インサートの切削コーナ部を別の角度から拡大して示す斜視図である。 図２のVII-VII線における切削インサートの部分断面図である。 切削インサートの部分断面を拡大して示す図である。 穴あけ加工時における切屑の様子について説明する切削インサートの部分断面図である。 旋削加工時における切屑の様子について説明する切削インサートの部分断面図である。 切削インサートの別の形態を示す断面図である。 切削インサートが装着された切削工具本体の一例を示す図である。 （Ａ）従来の切削インサートを使って穴あけ加工をした場合の切屑と、（Ｂ）本発明に係る切削インサートを使って穴あけ加工をした場合の切屑を示す図である。 切削インサートの断面構造の詳細な説明に用いる参考図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る切削工具の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る切削インサート１０は、略菱形板状である（図１、図２等参照）。切削インサート１０は、対向する２つの略菱形の端面１２、１４と、これら２つの端面１２、１４間に延在する周側面１６とを有する。切削インサート１０では、２つの端面１２、１４を貫通するように延びる軸線Ａが定められる（図３等参照）。２つの端面１２、１４のうちの一方の端面１２は例えば上面（以下の説明及び図中において符号１８を付して表す）であり、他方の端面１４は下面（以下の説明及び図中において符号２０を付して表す）であって切削工具の工具本体１００に設けたインサート取付座の底面に当接する着座面として機能するように構成されている（図１２等参照）。なお、本明細書でいう上面、下面という表現は便宜的なものにすぎず、これによって鉛直方向上下の配置が決まるものではないし、上下を入れ替えて切削インサート１０を使用することを妨げるものでもない。また、切削インサート１０の部分断面について、本発明の特徴を表す構造を図８等においてわかりやすく示し、詳細な構造、寸法、角度などについては参考図としての図１４に示して説明することとする。

切れ刃２２は、上面１８の鋭角をなす切削コーナ部１８ｃの稜線部に関し、切削インサート１０の上面１８にある２つの鋭角部分のうちの一方の切削コーナ部１８ｃ、鈍角をなす切削コーナ部１８ｄに形成されており、鋭角をなすコーナ部、鈍角をなすコーナ部、直線部を有する。なお、本発明は、１つの端面に関して形成される切れ刃の数を限定しない。１つの端面に関して形成される切れ刃の数は、１つでも、複数でもよい。

上面１８と周側面１６との交差部に切れ刃２２が形成されている。切れ刃２２は、上面１８のすくい面２４と、周側面１６の逃げ面２６との間に延在する。ただし、逃げ面２６は、一方の端面１２（上面１８）に対して実質的に鋭角をなし、正の逃げ角を有している（図４等参照）。逃げ角は２０°以下に設定されるとよく、本実施形態の切削インサート１０では、一例として７°に設定されている。なお、部分的に逃げ角が異なってもよく、例えば図４に示されている位置では逃げ角が１４°である。

切れ刃２２は、下面２０に近づくように傾斜するように形成されている（図３、図４参照）。逃げ面２６に向かって水平方向から見た傾斜角度は７°である。切れ刃２２は、円弧状切れ刃２２ａと直線状切れ刃２２ｂとを含む（図５、図６等参照）。円弧状切れ刃２２ａは、上面１８の鋭角をなす切削コーナ部１８ｃの稜線部に形成されている。円弧状切れ刃２２ａは円弧状をなす（図６等参照）。円弧状切れ刃２２ａを構成する円弧の曲率半径の好適な範囲は０．２〜１．２ｍｍであり、本実施形態では、０．４ｍｍである。直線状切れ刃２２ｂは、この円弧状切れ刃２２ａに連続するように延在する。直線状切れ刃２２ｂは、円弧状切れ刃２２ａの両端から延在する。つまり、１つの切れ刃２２につき２つの直線状切れ刃２２ｂがある。これら円弧状切れ刃２２ａと直線状切れ刃２２ｂとが被削材に切り込む切れ刃２２となる。

切削インサート１０には、その厚み方向に両端面１２、１４を貫通する取付穴２８が形成される。取付穴２８の中心軸線は、軸線Ａに対して傾斜した軸線Ｃに一致する。上面１８にはボス面３０が存在する。これらボス面３０は、円弧状切れ刃２２ａおよび直線状切れ刃２２ｂより高位にあって、また、同一平面上にある。つまり、軸線Ａに直交すると共に切削インサート１０を上下に２等分するように周側面１６を通過する平面（以下、中央平面）Ｍを定義するとき（図３参照）、ボス面３０と中央平面Ｍとの距離は、円弧状切れ刃２２ａおよび直線状切れ刃２２ｂを含む切れ刃２２と中央平面Ｍとの距離よりも長い。そして、全てのボス面３０は中央平面Ｍに平行な平面上に延在する。

上面１８の円弧状切れ刃２２ａおよび直線状切れ刃２２ｂの内側領域には、チップブレーカ突起部（以下、単に突起部ともいう）３２が形成されている。突起部３２の切れ刃２２側を向く面３２ａは、上記すくい面２４と共に、切れ刃２２に沿って延在する凹部３４を上面１８に区画形成する。凹部３４はチップブレーカ溝と称され得る。また、突起部３２の面３２ａは凹部３４から立ち上がる壁面なので以下、立ち上がり壁面と称される（以下、単に壁面とも称する）。すくい面２４と、壁面３２ａとは、切れ刃２２の任意の部分で切れ刃２２に直交する断面において凹部３４を有するように、切れ刃２２のほぼ全てに沿って延在している。

壁面３２ａはすくい面２４とともに切れ刃２２に沿う凹部を形成するように延在する面であり、第１壁面３２ａ１と第２壁面３２ａ２を有する（図６等参照）。

第１すくい面２４ａは、切削インサート１０の切れ刃２２の垂直断面において、逃げ面２６に対し一定の角度γを有する。角度γは、好適な範囲が例えば60〜87°であり、本実施形態では切削コーナ部１８ｃの切れ刃２２の真ん中（二等分面Ｂ上の位置）においてγ＝64°である。

切削コーナ部１８ｃは第１すくい面２４ａに加えて第２すくい面２４ｂを有する。第２すくい面２４ｂは、切れ刃２２の垂直断面において、第１すくい面２４ａと所定の角度δ、例えば5°〜20°の角度を有し、すくい面２４に延在する。

凹部３４のうち、円弧状切れ刃２２ａおよび直線状切れ刃２２ｂから凹部３４の最底部に向けて延びる面は、上記すくい面２４となる。このすくい面２４は、切れ刃２２から内側へ離間するにつれ漸次下方へ陥没するようにつまり上記中央平面Ｍへ近づくように傾いた傾斜面である。このようにすくい面２４は正のすくい角を有するように形成されている。

このすくい面２４は実質的に２つの面から構成されている。すくい面２４は切れ刃２２に直交する方向において切れ刃２２から離れる方向に順に配置された第１すくい面２４ａおよび第２すくい面２４ｂを有する。第１すくい面２４ａはすくい面２４の１つの領域であり、すくい面２４の第１領域である。第２すくい面２４ｂはすくい面２４のもう１つの領域であり、すくい面２４の第２領域である。

このようなすくい面２４はそのすくい角つまり傾斜角等が誇張して表された断面模式図に基づいてさらに説明される（図８参照）。ここで軸線Ａに直交する平面（以下、軸線直交平面）つまり上記中央平面Ｍに平行な平面が定義される。本実施形態では、軸線直交平面は、着座面としての機能を有する下面２０に実質的に平行であり、水平面と称されることもできる。上記第１すくい面２４ａ、第２すくい面２４ｂの軸線直交平面に対する傾斜角がすくい角αａ、αｂと定義され得る。第２すくい面２４ｂのすくい角αｂは、第１すくい面２４ａのすくい角αａよりも大きい。そのため、すくい面２４は全体として上面１８側に突出するように凸状である。

このように、第２すくい面２４ｂのすくい角αｂが第１すくい面２４ａのすくい角αａよりも大きいようにすくい面２４は形成される。望ましくは、第１すくい面のすくい角αａは、５°以上、２５°以下であり、より望ましくは、１０°以上、２０°以下である。本実施形態では第１すくい面２４のすくい角αａはおよそ１５°に設定されている。また、望ましくは、第２すくい面のすくい角αｂは、１０°以上４０°以下であり、本実施形態ではおよそ３０°に設定されている。また、すくい角αｂとすくい角αａの差（δ＝αｂ−αａ）は、５°〜１５°の範囲内にあることが好適である。

これは次の理由による。すなわち、すくい面２４の第１すくい面２４ａおよび第２すくい面２４ｂのうち、第１すくい面２４ａが被削材の切削にまず影響する。第１すくい面２４ａのすくい角αａが５°未満である切削インサートでは、第２すくい面２４ｂのすくい角αｂにかかわらず、切屑Ｚを薄くして切削抵抗を下げる効果が不十分である。他方、第１すくい面２４ａのすくい角αａが２５°を超える切削インサートでは、第２すくい面２４ｂのすくい角αｂにかかわらず、刃先強度が低下する。したがって、例えばステンレス鋼の切削では、チッピングや欠損が発生しやすい。

逆に、第２すくい面２４ｂのすくい角αｂが１０°未満であり第１すくい面２４ａのすくい角αａが上述した範囲にある切削インサートでは、第１すくい面２４ａと第２すくい面２４ｂとの角度差が小さい。これは、第２すくい面２４ｂを設ける効果を実質的に希釈する。また、第２すくい面２４ｂのすくい角αｂが４０°を超えると共に第１すくい面２４ａのすくい角αａが上述した範囲にある切削インサートでは、切れ刃周辺の切削インサートの肉厚が不足するので、切れ刃が大きく欠損する可能性がある。

また、突起部３２の立ち上がり壁面３２ａは、すくい面２４と共に上面１８に凹部３４を形成するように延在する。立ち上がり壁面３２ａは凹部３４から立ち上がる立ち上がり面であり、凹部３４の最底部を１起点としてすくい面２４から離れるにしたがって上方へ隆起するように延在する。ここでは立ち上がり壁面３２ａは平面あるいは曲面で構成されており、円弧状切れ刃２２ａおよび直線状切れ刃２２ｂから漸次遠ざかるにつれて中央平面Ｍから遠ざかるように傾斜している。

突起部３２は切削コーナ部１８ｃの近傍にあり、第１すくい面２４ａ、第２すくい面２４ｂ上に設置される。突起部３２の高さ（突出高さ）は、例えば、切れ刃２２を基準として0.4ｍｍである。また、突起部３２までの最大高低差0.53ｍｍ（つまり、切れ刃２２から最底部（最深部）３４ａまでの深さは0.13ｍｍ）である。上面視（平面視）において突起部３２の先端は好適な範囲としてＲ0.4〜Ｒ１ｍｍのＲ形状、例えば本実施形態ではＲ0.4ｍｍのＲ形状を有する。突起部３２は、Ｒ形状に連続して直線部を有する。該直線部は第２壁面３２ａ２と接続する。突起部３２の切れ刃２２を基準とした最も高い点は、例えば0.16ｍｍである。

また、突起部３２は、立ち上がり壁面３２ａに加えて、この立ち上がり壁面３２ａにつながり中央平面Ｍに略平行に延びる頂面３２ｃを有する。頂面３２ｃは、実質的に平坦な面である。頂面３２ｃは切れ刃２２よりも高位にあるように形成されている。これは、上記軸線Ａに直交する平面であって切れ刃２２を通るような平面を定義するとき、この平面は立ち上がり壁面３２ａを横断するように延在することを意味する。

立ち上がり壁面３２ａの上記軸線直交平面つまり水平面に対する傾斜角βは、上記第２すくい面２４ｂのすくい角αｂよりも大きい。傾斜角βは、望ましくは３０°以上、８０°以下に設定され、本実施形態ではおよそ４５°に設定されている。傾斜角βが３０°未満であるとき、突起部３２で切屑Ｚは所望のカール変形をし難く、短く処理できない。傾斜角βが８０°を超えると、凹部（チップブレーカ溝）３４と切屑Ｚとの衝突が強くなりすぎ、切削抵抗が増大する可能性がある。それ故、この場合、びびりの発生頻度が高まると共に、工具寿命が短くなる場合がある。

そして、立ち上がり壁面３２ａは、第２すくい面２４ｂに延在する溝底面つまり凹部底面につながる。

本実施形態の切削インサート１０では、立ち上がり壁面３２ａは、第２すくい面２４ｂの壁面側端部２４ｄから内側に延びる略水平で小幅の上記溝底面から隆起している。この溝底面は省略可能である。この場合、立ち上がり壁面３２ａは、第２すくい面２４ｂの壁面側端部２４ｄから直接的に隆起するように第２すくい面２４ｂに連続する。故に、この場合、立ち上がり壁面３２ａの立ち上がり部である結合部３２ｂは、第２すくい面２４ｂを延長した延長面Ｓ２上にある。

また、突起部３２の頂面３２ｃは、等位に並ぶ先述のボス面３０より低く構成されている。このような構成は、特に両端面１２、１４に切れ刃２２が形成される場合に有効である。対向する端面１２、１４のうちのいずれか一方を選択的に上面１８として使用する切削インサートの場合、他方の端面は下面となる。この場合、該他方の端面の凹部（チップブレーカ溝）３４の頂面であるボス面が切削工具本体１００に設けたインサート取付座の底面に当接する着座面として機能することができる。

さらに、本実施形態の切削インサート１０は、刃先近傍が内径、外径、端面、穴あけ加工に用いられうる形状とされ、穴あけ加工と旋削加工とを同じ切れ刃で加工できるように構成されたものでもある。以下、この構成について説明する（図９等参照）。

なお、本明細書では、切削インサート１０の中央平面Ｍに垂直な方向における（別言すれば、軸線Ａに平行な方向における）切れ刃２２の円弧状切れ刃２２ａと凹部３４の最底部（最深部）３４ａとの距離（寸法、あるいは高さ）をブレーカ深さと呼び、符号Ｂｄで表す（図８参照）。また、中央平面Ｍに垂直な方向における切れ刃２２の円弧状切れ刃２２ａと第２壁面３２ａ２の上端つまり突起部３２との距離（寸法、あるいは高さ）をブレーカ高さと呼び、符号Ｂｈで表す（図８参照）。

本実施形態の切削インサート１０における立ち上がり壁面３２ａは以下のように形成されている。すなわち、第２すくい面２４ｂが形成されることで、ブレーカ高さＢｈが、穴あけ加工時における切屑Ｚが第２壁面３２ａ２の外側へ誘導される高さとなり（図９参照）、尚かつ、ブレーカ深さＢｄは、旋削加工時における切屑Ｚが凹部３４に入り込むように誘導される深さとなっている（図１０参照）。このような機能を実現するブレーカ高さＢｈとして好適な数値範囲は０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ、より好適な範囲は０．３ｍｍ〜０．５ｍｍである。このように、第２すくい面２４ｂにてブレーカ深さＢｄを増大することで、突起部３２の高さを安易に低減するのではなく、旋削時の切屑Ｚに関しては、従来形状と同等のブレーカ深さＢｄを保持しつつ、穴あけ加工時の切屑Ｚに関してはブレーカ高さＢｈを低減する（図９、図１０等参照）ことが可能となる。なお、切屑Ｚを処理するにあたっては、基本的にはブレーカ高さＢｈを低減することが上記のごとく奏功する。ブレーカ深さＢｄは補助的なパラメータであって、切屑Ｚが凹部３４に引き込まれることで、相対的な高さが増す。

すくい面２４を、第１すくい面２４ａ及び第２すくい面２４ｂを有する二段構成とし、突起部３３の相対的な高さを下げることで、従来構造よりもブレーカ高さＢｈを低減させ得る構成を実現することができ、こうすることにより、旋削加工時の切屑Ｚの処理性を阻害することなく（図１０参照）、穴あけ加工時における切屑Ｚの排出性を向上させることが可能となる（図９参照）。本実施形態においては、切削コーナ部１８ｃの近傍のみ、すくい角が大きくなる２段すくい面にすることで、切削コーナ部１８ｃの近傍の切れ刃２２のみを用いる旋削加工のみで突起部３２が効くようにしている。すなわち、第２すくい面２４ｂによって凹部３４を深くしやすくなる（ブレーカ深さＢｄを深くしやすくなる）ので、相対的に、同じブレーカ突起の高さでも（つまり、ブレーカ高さＢｈが従来のものと同じだとしても）、チップブレーカ溝の高さが高くなった場合と同様の効果が得られるようになる。なお、切削コーナ部１８の近傍に具体的な数値範囲があるわけではなく、当該切削インサート１の構造、切削の態様、切削対象などに応じ、「近傍」の具体的な範囲は変わりうる。あくまで一例として例示すれば、「近傍」は例えば切削コーナ部１８ｃから距離が１ｍｍ以内の範囲であるが、先述のごとく旋削加工時の切屑Ｚの処理性を阻害することなく、かつ、穴あけ加工時における切屑Ｚの排出性を向上させることが可能であれば、「近傍」の範囲が具体的なある数値範囲に限定されることはない。

一般に、突起部３３は、最適な状態で切屑Ｚを出すような形状とされており、従来の切削インサート（切削工具）であれば、通常、穴あけ加工時の切屑Ｚと旋削（穴広げ）加工時の切屑Ｚとが同じ経路を辿り、チップブレーカに当たる。この点、本実施形態では、穴あけ加工と旋削加工とで、切屑Ｚがチップブレーカを構成する面（立ち上がり壁面３２ａ）に当たるか当たらないか、別言すれば切屑Ｚが凹部（チップブレーカ溝）３４に入るか入らないかをコントロールできる形状（さらに別言すれば、壁面を使うか使わないかを選択できる形状）を実現している。具体的には、以上の説明から明らかなとおり、本実施形態の切削インサート１０では従来構造よりもブレーカ深さＢｄが深く、ブレーカ高さＢｈが低い。ブレーカ深さＢｄは例えば０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであり、好ましくは０．０８ｍｍ〜０．２ｍｍである。

なお、旋削加工時における切屑Ｚをより細かに切断するという観点からすれば、本明細書でいう水平方向における切れ刃２２から立ち上がり壁面３２ａまでの距離が短くなるように凹部３４を構成してもよい。当該距離が短ければ、切削条件が変わった場合にも切屑Ｚが立ち上がり壁面３２ａに当たりやすい。なお、主に対応する切削条件は、切込みapと送りfである。なおかつ、水平方向における切れ刃２２から立ち上がり壁面３２ａまでの距離が短い方が有利なのは、「切込みapが小さい」場合および「送りfが小さい」場合である。

以上、説明した切削インサート１０は、切削工具本体（工具ボデー）１００に設けたインサート取付座に着脱可能に装着される（図１２参照）。切削インサート１０は、着座面としての機能を有する下面２０と周側面１６のうちの少なくとも一部とをインサート取付座の底面と壁面とに夫々当接させて、インサート取付座に載置される。インサート取付座にはねじ穴が形成されている。切削インサート１０の取付穴２８に係合するまたは貫通するねじがインサート取付座のねじ穴に螺合されることで、切削インサート１０は切削工具本体１００に着脱可能に固定される。

切削工具本体１００は、ドリル加工が可能なように切屑排出溝１０２を有する（図１２参照）。切削工具本体１００のシャンク径は、例えば約20ｍｍである。工作機械にスリーブを介して切削工具本体１００を固定し、内径、外径、端面、穴あけ加工を行うことができる。

なお、切削インサート１０を切削工具本体１００へ取り付ける取付機構または手段はこのような構成に限定されない。他の機械的または化学的な機構または手段が取付機構または手段として採用され得る。

上記した、対向する端面の両方を選択的に上面として使用する両面使用可能な切削インサート１０の場合、一方の端面（端面１２または端面１４）がインサート取付座の底面に当接し得る。

切削工具本体１００に装着された切削インサート１０において、切削加工時、上面１８はワークの回転方向を向けられる。このとき、穴あけ加工および内外径旋削加工の際は軸方向先端側の切れ刃２２を主切れ刃とし、端面加工の際は外周方向に延びる切れ刃２２を主切れ刃とする。また、この切削加工時、作用切れ刃２２のうちの他方の直線状切れ刃２２ｂおよびこの他方の直線状切れ刃２２ｂに隣接する円弧状切れ刃２２ａの上記横切れ刃として機能しない残りの部分は、被削材の加工面側に面した前切れ刃として機能する。なお、作用切れ刃とは、切削インサート１０が装着された切削工具において、切れ刃２２の中で被削材に切り込まれる部分つまり切削に関与し得る切れ刃である。

この切削インサート１０は、例えば被削材の回転中心線に平行な方向に送りを与えられて、回転中心線まわりに回転する被削材の外周面を旋削加工するために用いられる。この場合、上記横切れ刃は、回転中心線に直角の方向（切込み方向）で切込み全体にわたって被削材に接触して切削を主に担うことができる。前切れ刃は、この場合、被削材の加工面に接触して該加工面の形成を担うことができる。

以上に説明した切削加工において、切削インサート１０の横切れ刃で主に生成した切屑Ｚは、該横切れ刃から立ち上がり壁面３２ａ側に向かって流れる。このとき、切屑Ｚは、第１すくい面２４ａの表面に接触しながら該第１すくい面２４ａ上を通過する（図１０等参照）。

また、多機能工具である切削インサート１０においては、先述のごとき作用効果に加えて、本実施形態のごとく第１すくい面２４ａのすくい角よりも第２すくい面２４ｂのすくい角を大きくすることで、第２すくい面２４ｂに切屑Ｚを接触させずに切屑処理ができる場合もある（図９参照）。その場合、このようなすくい面の構成はさらに切削抵抗の低減に寄与する。したがって、切削インサートおよび切屑Ｚの発熱を抑制できる。また、この場合、切屑Ｚと切削インサートとの接触面積が少ないので、切屑Ｚに発生した熱が切削インサートへ伝播することを抑制できる。したがって、切削インサートの表面温度の上昇を抑制可能である。

一方で、単純にすくい面２４のすくい角を大きくしただけでは、一般に刃先強度が低下する。これに対して、本実施形態の切削インサート１０では、第１すくい面２４ａの大きさ（切れ刃２２からの長さ）を小さくし、よりすくい角の大きい第２すくい面２４ｂが第１すくい面２４ａに隣接形成される。したがって、刃先強度の低下を最小限に抑えることができる。

第１すくい面２４ａ上を通過した切屑Ｚは、第２すくい面２４ｂ上へ流れる。第２すくい面２４ｂのすくい角αｂは第１すくい面２４ａのすくい角αａよりも大きい。つまり、すくい面２４は凸状を呈する。したがって、第１すくい面２４ａから第２すくい面２４ｂにかけて流れる切屑Ｚは、第２すくい面２４ｂの表面に積極的にまたは実質的に接触することができない。故に、切屑Ｚの温度上昇が抑制されるとともに、切屑Ｚとすくい面との間の擦過抵抗が大幅に抑えられる。したがって、切削インサートの工具寿命を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態に係る切削インサート１０を説明したが、それらには種々の変更が適用され得る。切削インサート１０の上面等の形状は、菱形だけでなく正方形、長方形、平行四辺形、三角形などの略多角形に変更可能である。つまり、切削インサート１０は、略多角形板状であり得る。また、切削インサート１０は、種々の材料から製作され得る。円弧状切れ刃および直線状切れ刃の少なくとも一部は、超硬合金、サーメット、セラミックなどの硬質材料、ダイヤモンド焼結体、立方晶窒化硼素焼結体などの超高圧焼結体、または、これらの硬質材料もしくは超高圧焼結体にＣＶＤ法、ＰＶＤ法等により周期律表４Ａ、５Ａ、６Ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、炭酸化物、炭窒酸化物、硼窒化物、硼炭窒酸化物、酸化アルミニウム及び窒化チタンアルミニウムよりなる群から選ばれる被腹膜、もしくは、非晶質炭素薄膜等をコーティングしたもので構成されるとよい。

また、上記実施形態では切削インサート１０を例示しつつ説明したが、本発明は切削インサート以外の切削工具、ろう付け工具にも適用され得る。本発明は、上記した切削インサートの特徴を刃部に有する切削工具にも関する。このような切削工具は、一体的に取り付けられたチップまたは刃部を有し、該刃部の切れ刃に沿って上記すくい面および立ち上がり壁面を備え得る。

また、上記実施形態で説明した第２すくい面２４ｂは平面には限らず、例えば、一定のすくい角をもたない曲面（例示すれば、円筒面のような曲面）で構成されていてもよい。同様に、上記実施形態で説明した第１すくい面２４ａもまた平面には限らず、例えば、一定のすくい角をもたない曲面で構成されていてもよい（後述の変形例、図１４参照）。

また、突起部３２や、面３２ａ（第１壁面３２ａ１、第２壁面３２ａ２）の形状は、対象とする切削条件に応じて、様々な変更が可能である

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態にかかる切削インサート１０を図１１に示す。なお、図１１では、特徴をわかりやすくするために、形状を誇張して示している。

第２すくい面２４ｂは、切れ刃２２の垂直断面において、第１すくい面２４ａと２０°の角度を有しており、ブレーカ深さＢｄを増大させる形状となっている。ブレーカ深さＢｄは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。

本実施形態の切削インサート１０においては、第２すくい面２４ｂにてブレーカ深さＢｄを増大することで、突起部３２の高さを安易に低減するのではなく、旋削時の切屑Ｚに関しては、従来形状と同等のブレーカ深さＢｄを保持しつつ、穴あけ加工時の切屑Ｚに関してはブレーカ高さＢｈを低減することが可能となる。

［実施例］
刃先交換式ドリルに類似したフルート形状を持つ切削工具本体１００に、上記の実施形態に係る切削インサート１０を装着し（図１２参照）、被削材の穴あけ加工を実施して切屑Ｚを得て、比較品（第２すくい面をなくし、第１すくい面を延長した形状）を使った場合の切屑Ｚと比較した。

上記比較品のごとき従来の切削インサートを使って穴あけ加工をした場合の切屑Ｚは、穴あけ加工の切屑としては短すぎ（図１３（Ａ）参照）、切削抵抗の増大、切れ刃の損傷を発生させる等のおそれがあるものであったのに対し、本実施例における穴あけ加工の場合には、連続した形状の切屑Ｚが得られた（図１３（Ｂ）参照）。すくい面２４を適宜２段形状とし、相対的に突起部３２の高さを下げる事で、穴あけ加工における切屑Ｚの排出性を阻害することなく、旋削加工時の切屑Ｚの処理性を向上する事が可能となることが確認された。

また、上記比較品のごとき従来の切削インサートを使って穴あけ加工をした場合、噛み込みの問題も生じていたのに対し、本実施例における穴あけ加工の場合にはこのような問題を回避することができる。ここで、従来発生していた２種類の噛み込み現象について説明しておくと、以下に(i)、(ii)として示すとおりである。

(i)切れ刃とワークとの間に噛み込む現象。突起によって強制的にカールさせられた（押し戻された）切屑が、穴奥（すなわち凹部の奥のほう）に向かって流出する。しかし、穴奥には切屑の逃げ場がないため、切削の邪魔をし、切れ刃が損傷する。実際には、常に切削による新しい切屑が生まれているので、切れ刃とワークとの間に切屑が「噛み込む」ことはないが、穴奥に多くの切屑が集まることで、穴が詰まった状態となり、噛み込みとよく似た状態になり、切れ刃が破損する場合がある。

(ii) 工具外周側の隙間とワークとの間に噛み込む現象。切れ刃によって、加工される穴径が定まるように、切れ刃より後方側の工具外周は（ワークをこすらないように）逃がされている。切屑が細かくなると、この隙間に入りやすくなり、ワークに傷をつけたり、工具の切れ刃外での損傷を起こしたりする。

［変形例］
切削インサート１０の変形例を図面に示しつつ以下に説明する（図１４参照）。

本例に係る切削インサート１０において、切れ刃２２から第１すくい面２４ａの終端部つまり立ち上がり壁面側端部２４ｃまでの水平方向の距離Ｗａは、切削コーナ部１８ｃに設けた円弧状切れ刃２２ａの曲率半径よりも小さい。距離Ｗａは、端面側から見た切れ刃２２に直交すると共に軸線Ａに直交する方向において、定義される。

また、切れ刃２２から第２すくい面２４ｂの終端部つまり立ち上がり壁面側端部２４ｄまでの水平方向の距離Ｗｂは、距離Ｗａと同様に、端面側から見た切れ刃２２に直交すると共に軸線Ａに直交する方向において定義される（図１４参照）。好適な距離の一例として、本実施形態における距離Ｗａは０．２ｍｍ、Ｗｂ＝０．３ｍｍである。また、Ｗｂの好ましい範囲はＷａの1.5倍〜２倍である。

そして、立ち上がり壁面３２ａは、第２すくい面２４ｂにつながる（切削インサート１０に、チップブレーカ溝である凹部３４の最底部、あるいは該最底部に延在する溝底面つまり凹部底面が形成されている場合は、当該最低部あるいは溝底面）につながる。立ち上がり壁面３２ａが溝底面から隆起を開始する場合の立ち上がり部つまり上記結合部３２ｂは、第１すくい面２４ａの延長面Ｓ１または延長線Ｌ１よりも低位つまり中央平面Ｍ側にあり（着座面側にあり）、かつ、第２すくい面２４ｂの延長面Ｓ２または延長線Ｌ２よりも高位つまり中央平面Ｍから離れた側にある（上面１８側にある）。

また、切れ刃２２から立ち上がり壁面３２ａの立ち上がり部までの水平方向の距離Ｗｃは、距離Ｗａ、Ｗｂと同様に、端面側から見た切れ刃２２に直交すると共に軸線Ａに直交する方向において定義される（図１４参照）。距離Ｗｃは０．４ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることが望ましく、本実施形態でもその範囲内である０．５ｍｍに定められている。

１０…切削インサート（切削工具）、１２…端面、１４…端面、１６…周側面、１８…上面、１８ｃ…切削コーナ部、１８ｄ…（鈍角をなす）切削コーナ部、２０…下面、２２…切れ刃、２２ａ…円弧状切れ刃、２２ｂ…直線状切れ刃、２４…すくい面、２４ａ…第１すくい面、２４ｂ…第２すくい面、２４ｃ…立ち上がり壁面側端部、２４ｄ…立ち上がり壁面の側端部、２６…逃げ面、２８…取付穴、３０…ボス面、３２…突起部（チップブレーカ隆起部）、３２ａ…面（立ち上がり壁面）、３２ａ１…第１壁面、３２ａ２…第２壁面、３２ｂ…結合部、３２ｃ…頂面、３４…凹部（チップブレーカ溝）、３４ａ…最底部（最深部）、１００…工具本体、１０２…切屑排出溝、Ａ…軸線、Ｂ…二等分面、Ｂｄ…ブレーカ深さ、Ｂｈ…ブレーカ高さ、Ｃ…軸線、Ｍ…中央平面、Ｌ１…第１すくい面の延長線、Ｌ２…第２すくい面の延長線、Ｓ１…第１すくい面の延長面、Ｓ２…第２すくい面の延長面、Ｗａ…切れ刃２２から第１すくい面２４ａの終端部つまり立ち上がり壁面側端部２４ｃまでの水平方向の距離、Ｗｂ…切れ刃２２から第２すくい面２４ｂの終端部つまり立ち上がり壁面側端部２４ｃまでの水平方向の距離、Ｗｃ…切れ刃２２から立ち上がり壁面３２ａの立ち上がり部までの水平方向の距離、Ｚ…切屑、αａ…第１すくい面のすくい角、αｂ…第２すくい面のすくい角、β…立ち上がり壁面の軸線直交平面に対する傾斜角、γ…切削コーナ部の切れ刃の、垂直断面における、逃げ面に対する第１すくい面の角度、δ…第１すくい面に対する第２すくい面の角度（＝αｂ−αａ）

Claims (6)

1. 切れ刃を有する切削工具であって、
   前記切れ刃の一部が形成された切削コーナ部と、
   前記切れ刃に沿って延在するすくい面であって、前記切れ刃から離れるにつれて当該切削工具の内方へ傾斜するように形成され、前記切れ刃から離れる方向に順に配置された第１すくい面と第２すくい面とを有し、前記第１すくい面は前記切れ刃の垂直断面において逃げ面に対し所定の角度を有し、前記第２すくい面は該第１すくい面に延在する、すくい面と、
   前記すくい面とともに前記切れ刃に沿う凹部を形成するように延在する壁面であって、第１壁面と、該第１壁面に接続される第２壁面と、を有する壁面と、
   前記切削コーナ部の近傍であって前記第１すくい面および前記第２すくい面上に設置される突起部と、を備え、
   前記すくい面は、前記切削コーナ部の近傍の切れ刃のみを用いる旋削加工時に用いられる当該切削コーナ部の当該近傍の部分のみ、前記第２すくい面が形成されていることによって、前記コーナ部から離れた当該第２すくい面が形成されていない部分よりもすくい角が大きくなる部分を有する形状であり、
   前記切れ刃は、穴あけ加工と旋削加工とを同じ刃で加工する位置に配置されている、切削工具。
2. 前記第２すくい面が平面である、請求項１に記載の切削工具。
3. 前記第２すくい面が曲面である、請求項１に記載の切削工具。
4. 前記切削コーナ部のすくい面は、内側にすくい角の大きくなる部分を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の切削工具。
5. 前記第２すくい面は、前記切削コーナ部から離れた部分で消滅する形状である、請求項１から４のいずれか一項に記載の切削工具。
6. 当該切削工具の前記切れ刃から前記凹部の最深部までの深さをブレーカ深さ、前記切れ刃から前記第２壁面の上端までの高さをブレーカ高さとした場合に、前記第２すくい面は、前記ブレーカ高さを、穴あけ加工時における切屑が前記第２壁面の外側へ誘導される高さとし、尚かつ、前記ブレーカ深さを、旋削加工時における切屑が前記凹部に入り込むように誘導される深さとするものである、請求項１から５のいずれか一項に記載の切削工具。