JP6562229B1 - 切削インサートと該切削インサートを備えたホルダおよび切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切削加工中に切削インサートがずれ動くことがあるという問題、単機能工具に比較して工具剛性が低いという問題を解消する。【解決手段】穴あけ加工と旋削加工の両方に用いられる切削インサート１０である。切削インサート１０は、表面１２および裏面１４の外郭形状が平行四辺形状であるインサート本体１１と、該インサート本体１１の四辺に配置された周側面１６と、インサート本体１１の表面１２および裏面１４と周側面１６とのそれぞれの交差稜線に設けられた切れ刃２２と、表面１２と裏面１４に対し傾斜してインサート本体１１に設けられている、取付に利用可能な穴２８と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、切削インサートと該切削インサートを備えたホルダおよび切削工具に関する。

穴あけ加工、内外径切削加工を可能とする多機能な切削工具が提案されている。従来の多機能な切削工具には、例えば、切削工具の本体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）。

特表２０１２−５１６２４４号公報

しかし、上記のごとき従来の切削工具においては、切削加工中に切削インサートがずれ動くことがあるという問題、単機能工具に比較して工具剛性が低いという問題があった。

そこで、本発明は、これらの問題を解消することを可能とした切削インサートと該切削インサートを備えたホルダおよび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、穴あけ加工と旋削加工の両方に用いられる切削インサートであって、
表面および裏面の外郭形状が平行四辺形状であるインサート本体と、
該インサート本体の四辺に配置された周側面と、
前記インサート本体の表面および裏面と前記周側面とのそれぞれの交差稜線に設けられた切れ刃と、
前記表面と前記裏面に対し傾斜して前記インサート本体に設けられている、取付に利用可能な穴と、
を備える、切削インサートである。

多機能な切削工具を構成する上記のごとき切削インサートにおいては、対向する周側面を互いに平行あるいはこれに近似した状態の２組の面で構成することができる。このような構成の切削インサートは、インサート厚み（表面と裏面との距離）を確保しやすい。すなわち、側面視台形といったテーパ形状の切削インサートの場合、インサート厚みを増せばそのぶん幅方向には窄んで徐々に幅狭となり穴の周りの厚みが十分でなくなることが起こり得るのに対し、対向する周側面が平行あるいはこれに近似した状態である場合には、穴の周りの厚みが極端に薄くなることを回避しやすい。したがって、穴の周りの厚みが極端に薄くなることを回避しつつインサート厚みを増すことができる。インサート厚みを増すことができれば剛性を高めることができ、例えば、従来のごとき側面視台形の切削インサートに比して欠損等しづらい構成とすることが可能となる。

ここで、インサート厚み（穴の周りの厚みを含む）についてのより詳細な説明を以下に記しておく。本発明の一態様の切削インサートにおいては、下記(i)〜(v)に示す事情ないし理由から、インサート厚みを増すことが不利に働きにくく、このため、多機能工具においてインサート厚みを増した切削インサートを実現することに適している。すなわち、
(i) 旋削におけるポジインサートは厚くすると、逃げ面が有する角度（逃げ角）分だけ、切削コーナから支持面が後退する。
(ii) 従来の多くの穴あけ工具は、中心刃と外周刃で二つのインサートを使用し，中心刃側は芯下がり（工具中心より切れ刃が低い）、外周刃側は芯上がり（工具中心より切れ刃が高い）の方が耐欠損性の面で好ましい。
(iii) 本態様の多機能工具においてインサートを２つ使用すると、旋削加工時、単機能工具に比較して工具本体の剛性が極端に下がる。このためインサートは一つの切れ刃上に中心刃、外周刃を搭載する必要が有る。
(iv) 一つの切れ刃上で上記(ii)を満たすためには、工具搭載時に工具中心に向かって切れ刃の高さを低くする必要が有り、インサートは工具外側に向かうほど、切れ刃が高くなるように傾斜することが好ましい。
(v)上記(iv)の切れ刃を有するインサートは中心刃側で十分な厚みを有する必要が有るが、十分な厚みをポジインサートに付与すると穴周りが薄くなる。

上記のごとき切削インサートにおいて、表面と裏面に対し傾斜した穴の軸線が、周側面のうちの少なくともいずれか、または周側面の一部分と平行であってもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、軸線が、周側面のいずれに対しても平行であってもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、切れ刃が、インサート本体の中央の位置を中心に点対称に配置されていてもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、インサート本体の表面と裏面のそれぞれに設けられた円弧状の切れ刃の中心を通る垂直断面にて、表面または裏面と周側面とがなす角が76〜85°であってもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、切れ刃は、インサート本体の表面と裏面のそれぞれに設けられた切れ刃の中心を通る当該インサート本体の垂直断面に対する垂直視にて、表面または裏面に対して3〜15°の角度をなすものであってもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、対向する周側面が互いに平行な面であってもよい。

上記のごとき切削インサートにおいて、表面に垂直な平面視または裏面に垂直な底面視にて、少なくとも２辺が切れ刃として機能する形状であってもよい。

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。 インサート本体の表面と裏面のそれぞれの切れ刃の中心を通る二等分面Ｂにおける切削インサートの形状例を示す断面図である。 切削インサートが装着されたホルダの一例を示す図である。 ホルダに締結された状態の切削インサートとその周辺の構造を示す断面図である。 図１３中の穴とその周辺部分の拡大図である。

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、一つの切削工具で穴あけ加工と旋削加工の両方に用いられるインサートであり、インサート本体１１に設けられた切れ刃２２、穴２８などを備えている（図１等参照）。

本実施形態に係る切削インサート１０は、外郭形状が平行四辺形状であるインサート本体１１を含み、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。

周側面１６は、インサート本体１１の端面１２と端面１４間の四辺に配置されている。周側面１６は、いずれも、端面１２、１４に対して傾斜している。別言すれば、端面１２、１４は、周側面１６と平行な方向に対して傾斜している。

切削インサート１０では、２つの端面１２、１４のうちの一方の端面１２は例えば表面（本明細書では上面ともいう。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は裏面（本明細書では下面ともいう。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１００のホルダ（切削工具ボデー）１０１に設けたインサート取付座１０４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、本明細書でいう表面（上面）、裏面（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、本実施形態における特徴のひとつを表す構造を図８等においてわかりやすく示す。

切れ刃２２は、表面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の表面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。

本実施形態において、切れ刃２２は表面１８と周側面１６との交差部、別言すれば交差稜線に形成されており、また、表面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（表面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。

表面１８の切れ刃２２は、裏面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、表面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、一例として本実施形態では０．４ｍｍである。

また、本実施形態の切削インサート１０における切れ刃２２に関してさらに説明すると以下のとおりである。すなわち、インサート本体１１の表面１８と裏面２０のそれぞれに設けられた切れ刃２２の中心（代表的には、表面１８、裏面２０において左右に配置された切れ刃２２の中心位置のことであり、本実施形態であれば円弧状切れ刃２２ａの中心位置）を通る当該インサート本体１１の垂直断面である二等分面Ｂ（図２参照）を考え、当該二等分面Ｂによる垂直断面を垂直視した場合に、表面１８または裏面２０に対する切れ刃２２の角度εは、3〜15°の範囲内にある（断面図ではない図４を参照）。一つの切削工具で穴あけ加工と旋削加工の両方に用いられる多機能工具としての切削インサート１０は、従来のごとき形状であれば角度εの範囲が制限されることがあるが、本実施形態のごとき構造であればそのような制限の影響を排除して適切な角度εを実現することが可能となる。

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。上記のごとき切削インサート１０は、表面１８に垂直な平面視または裏面２０に垂直な底面視した場合に、切れ刃２２として機能する２辺の直線状切れ刃２２ｂが見える構造となっている。なお、特に図示してはいないが、１つの端面（すなわち、表面１８と裏面２０のいずれか）に関して形成される切れ刃２２の数が複数である場合には、表面１８に垂直な平面視または裏面２０に垂直な底面視したとき、切れ刃２２として機能する３辺以上の直線状切れ刃２２ｂが見える構造となることもある。

本実施形態の切削インサート１０においては、表面１８および裏面２０の外郭形状が平行四辺形状であるインサート本体１１の表面１８と裏面２０とにそれぞれ切れ刃２２が設けられている。これら切れ刃２２は、インサート本体１１の中央を中心として対称となる位置に配置された、いわば１８０°回転対称形状であり（図４等参照）、ホルダ１０１に切削インサート１０を取り付けて一方の切れ刃２２を露出させた使用状態において、もう一方の切れ刃２２はホルダ１０１のインサート取付面の近傍に位置し、露出しない（図１２参照）。このため、未使用状態の切れ刃２２は損傷しづらい。従来構造の切削インサートないしは切削工具においては、種々の加工形態において露出している未使用の切削コーナ部が損傷することが生じ得たのに対し、本実施形態の切削インサート１０によれば、このような問題を解消することが可能である。また、本実施形態の切削インサート１０によれば、使用コーナを変えることで、同じ加工に同様の切れ刃２２を少なくとも２回使用することができる。

ホルダ１０１には、未使用状態の切れ刃２２との接触を回避する凹部１０８が形成されている（図１３参照）。切削インサート１０を裏返した後の、使用後の切れ刃２２もまたこの凹部１０８においてホルダ１０１との接触が回避されることはいうまでもない。

切削インサート１０には、その厚み方向に両端面１２、１４を貫通する穴２８が形成される。本実施形態では、２つの端面１２、１４を垂直に、かつインサート本体１１の中心位置を貫通するように延びる軸線Ａが定められ（図３等参照）、穴２８の中心軸線は、軸線Ａに対して傾斜した中心軸線Ｃに一致する。このように、穴２８が、インサート本体１１の表面１８と裏面２０に対し傾斜して設けられている場合、この穴２８の傾きをホルダ１０１のねじ穴（締付穴）１０６の傾きに一致させないと、当該インサート本体１１を当該ホルダ１０１に取り付けることができない（図１３、図１４参照）。この結果、切削インサート１０を誤った状態でホルダ１０１に取り付けること、別言すれば切削インサート１０の取付時のイージーミスの発生を抑制することができる。傾きは、例えば、５°以上２０°以下の範囲である。

上記の中心軸線Ｃは、周側面１６のうちの少なくともいずれかと平行とされる。本実施形態の切削インサート１０においては、いずれの周側面１６に対しても中心軸線Ｃが平行となるよう構成されている（図３、図４、図１１参照）。ただしこれは好適な一例にすぎず、この他、例えば、中心軸線Ｃは、周側面１６の一部分と平行となるように構成されていてもよい。これには、例えば、周側面１６のすべてが平面ではなくその一部に曲面が含まれるような場合に、当該周側面１６の一部分（の接線）と平行であるような場合が含まれる。

本実施形態の切削インサート１０のごとく、対向する周側面１６を互いに平行（完全に平行ではないにしてもこれに平行に近似した状態であってもよく、以下、このような状態を含むものとして説明する）な２組の面で構成し、かつ、穴２８の中心軸線Ｃをこれら周側面１６と平行な構造とした場合には、穴２８の周りの厚みが極端に薄くなることを避けることができる。すなわち、表面と裏面とで面積が大きく異なる側面視台形のテーパ形状の切削インサートであれば、インサート厚みを増すにしたがって幅方向に窄み徐々に幅狭となり、穴の周りの厚みを十分に確保することが難しくなることから厚み増大には限度があるのに対し、本実施形態の場合は、穴２８の周りの厚みを一定あるいは変化が極めて少ない状態にすることができる。したがって、切削インサート１０のインサート厚みを増大させやすい。インサート厚みを増大させた切削インサート１０は剛性が増し、欠損等しづらくなる。このような切削インサート１０は、切削加工中に切削インサートがずれ動くことがあるという問題を、締付力を強くすることによって解消することを可能とする（図１３、図１４参照）。また、このような切削インサート１０は、穴あけ加工、内外径切削加工を可能とする多機能工具の工具剛性が、単機能工具のそれに比較して低い（穴あけ加工時のインサート保持力の点において多機能工具は単機能工具のそれに比較して低い）という問題を解消することも可能とする。このような切削インサート１０によれば、適宜、切れ刃に対してインサート厚みを制御ないし最適化することも可能となる。

表面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、図４参照）、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。

表面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を表面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、インサート本体１１の表面１８と裏面２０のそれぞれの切れ刃２２の円弧状切れ刃２２ａの中心を通る当該インサート本体１１の垂直断面である二等分面Ｂ（切削インサート１０の切れ刃２２の垂直断面）上の位置において、表面１８または裏面２０と周側面１６との間で、逃げ面２６に対する一定の角度γを有する。角度γは、好適な範囲が例えば60〜87°であり、さらに好適な範囲が例えば76〜85°であり（図１１参照）、本実施形態では切削コーナ部１８ｃの切れ刃２２と二等分面Ｂとの交点においてγ＝76°である（図７参照）。

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（図７参照）。

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。

また、本実施形態の切削インサート１０は、内接円寸法が例えば約6mm(6.3mm)、厚さが約3mm（2.8mm）、コーナ半径が約0.4mm、穴径は約2mmである。ただし、これらが切削インサート１０の具体的な寸法の一例であることはいうまでもない。

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２４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１８ｃ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、ホルダ１０１に設けたインサート取付座１０４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裏面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１０４の底面と壁面とに夫々当接させて、インサート取付座１０４に載置される。インサート取付座１０４にはねじ穴１０６が形成されている。切削インサート１０の穴２８に係合するまたは貫通するねじ２００がインサート取付座１０４のねじ穴１０６に螺合されることで、切削インサート１０はホルダ１０１に着脱可能に固定される。

ホルダ１０１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）。ホルダ１０１のシャンク径（対応スリーブの内径）は、例えば約20ｍｍである。工作機械にスリーブを介してホルダ１０１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をホルダ１０１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表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１０４の底面に当接し得る。

ホルダ１０１に装着された切削インサート１０において、切削加工時、表面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の表面等の形状は、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

本発明は、切削に用いられる切削インサート、該切削インサートを備える切削工具ボデーに適用して好適である。

１０…切削インサート、１１…インサート本体、１２…端面（表面）、１４…端面（裏面）、１６…周側面、１８…表面、１８ｃ…切削コーナ部、１８ｄ…（鈍角をなす）切削コーナ部、２０…裏面、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…穴（取付に利用可能な穴）、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…切削工具、１０１…ホルダ、１０２…切屑排出溝、１０４…インサート取付座、１０６…ねじ穴（締付穴）、１０８…凹部、２００…ねじ、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（穴の中心軸線）、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）、ε…表面または裏面に対する切れ刃の角度（インサート本体の表面と裏面のそれぞれに設けられた切れ刃の中心を通る当該インサート本体の垂直断面に対する垂直視にて、表面または裏面に対する切れ刃の角度）

Claims (6)

1. 穴あけ加工と旋削加工の両方に用いられる切削インサートであって、
   表面および裏面の外郭形状が平行四辺形状であるインサート本体と、
   該インサート本体の四辺に配置された周側面と、
   前記インサート本体の表面および裏面と前記周側面とのそれぞれの交差稜線に設けられた切れ刃と、
   前記表面と前記裏面に対し傾斜して前記インサート本体に設けられている、取付に利用可能な穴と、
   を備え、
   対向する前記周側面が互いに平行な面であり、
   前記表面と前記裏面に対し傾斜した前記穴の軸線が、前記周側面のいずれに対しても平行である、切削インサート。
2. 前記切れ刃が、前記インサート本体の中央の位置を中心に点対称に配置されている、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記インサート本体の前記表面と裏面のそれぞれに設けられた円弧状の切れ刃の中心を通る垂直断面にて、前記表面または裏面と前記周側面とがなす角が76〜85°である、請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記切れ刃は、前記インサート本体の前記表面と裏面のそれぞれに設けられた切れ刃の中心を通る当該インサート本体の垂直断面に対する垂直視にて、前記表面または裏面に対して3〜15°の角度をなす、請求項２または３に記載の切削インサート。
5. 前記表面に垂直な平面視または前記裏面に垂直な底面視にて、少なくとも２辺が前記切れ刃として機能する形状である、請求項１から４のいずれか一項に記載の切削インサート。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の切削インサートを備えた切削工具。

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