JP6685532B2 - 切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法に関する。

従来、切削加工などに用いられる切削工具として、ホルダに切削インサートが装着されたスローアウェイ式の切削工具が知られている。このような切削工具に用いられる切削インサートは、一般的に、多角形状の上面と、側面と、上面と側面との交差部に位置する切刃と、を有している。この切刃を被削材に接触させることによって、上述した切削工具は被削材を切削することができる。

特許文献１には、このような切削工具に用いられる切削インサートが開示されている。特許文献１に記載の切削インサートは、菱形の上面に、切刃よりも突出して厚さ方向に最も高く配置された平坦面を有している。平坦面は、菱形の辺稜部の中点に向けて延びている。また、特許文献１に記載の切削インサートは、上面に、鋭角コーナ及び鈍角コーナにそれぞれ形成されたブレーカを更に有している。ブレーカの頂部は、上述した平坦面と等しい高さに位置する平坦な面である。そして、上述した平坦面とブレーカの頂部とが、着座面として機能する。

特許文献１に記載の切削インサートにおいては、着座面となる平坦面が切刃となる辺稜部の中点に向かって配置されている。そのため、特許文献１に記載の切削インサートは、着座安定性を備えるものの、Ｃ面加工などの切削加工で用いた場合に、切屑処理が安定しない可能性があった。

特開２００３−２２０５０３号公報

本開示の切削インサートは、第１辺部と、第２辺部と、第３辺部と、前記第１辺部と前記第２辺部との間に位置する第１角部と、前記第２辺部と前記第３辺部との間に位置する第２角部と、を有する上面と、前記上面の反対側に位置する下面と、前記上面と前記下面との間に位置する側面と、前記上面と前記側面との交差部及び前記下面と前記側面との交差部にそれぞれ位置する切刃と、を備えている。前記上面は、前記切刃に沿うとともに前記切刃よりも下方に位置する部分を有した第１面と、前記切刃よりも上方に且つ前記第１面よりも前記切刃から離れて位置する平坦状の第２面と、を更に有している。前記切刃は、前記第１角部に位置する第１切刃と、前記第２辺部に位置する第２切刃と、前記第２角部に位置する第３切刃と、を有している。前記第２面は、前記第１角部に向かって延びる第１領域と、前記第２角部に向かって延びる第２領域と、を有している。上面視において、前記切刃に垂直な方向における前記第１面の長さＤ７は、前記第２辺部の中央部において最大である。上面視において、前記第１領域と前記切刃との間隔Ｄ１は、前記第１切刃側よりも前記第２切刃側において小さい。上面視において、前記第２領域と前記切刃との間隔Ｄ２は、前記第３切刃側よりも前記第２切刃側において小さい。

本開示の切削工具は、上述した本開示に係る切削インサートと、前記切削インサートが装着されたホルダと、を備える。

本開示の切削加工物の製造方法は、被削材を回転させる工程と、回転している前記被削材に上述した本開示に係る切削工具を接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離す工程と、を備える。

図１は、本開示の一実施形態に係る切削インサートを示す斜視図である。 図２は、図１に示す切削インサートの上面図である。 図３は、図２に示す切削インサートのＡ１方向からの側面図である。 図４は、図２に示す切削インサートのＡ２方向からの側面図である。 図５は、図２の一部拡大図である。 図６は、図２の一部拡大図において、図７乃至図１１の断面位置を示す図である。 図７は、図６のＡ−Ａにおける断面図である。 図８は、図６のＢ−Ｂにおける断面図である。 図９は、図６のＣ−Ｃにおける断面図である。 図１０は、図６のＤ−Ｄにおける断面図である。 図１１は、図６のＥ−Ｅにおける断面図である。 図１２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１３は、本開示の一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。 図１４は、本開示の一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。 図１５は、本開示の一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。

＜切削インサート＞
以下、本開示の一実施形態に係る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、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の切削インサートは、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寸法比率などを忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削工具及び切削加工物の製造方法においても同様である。

一実施形態の切削インサート１（以下、「インサート１」ということがある。）は、図１乃至図４に示すように、上面２と、下面３と、側面４と、切刃５と、を備えている。下面３は、上面２の反対側に位置している。側面４は、上面２と下面３との間に位置している。切刃５は、上面２と側面４との交差部及び下面３と側面４との交差部にそれぞれ位置している。そして、上面２は、第１面７と第２面９とを有している。また、図１及び図２に示すように、インサート１は、上面２から下面３の間を貫通する貫通孔６を備えている。なお、上面２及び下面３は、便宜上の表現であり、上及び下の方向性を示すものではない。例えば、上面２は、インサート１を後述するホルダ１０３に装着した際に上方を向く面である必要はない。

インサート１は、図２に示すように、平面視（上面視）した場合の形状が概略四角形状、より具体的には概略菱形形状である。すなわち、インサート１の上面２は、上面視した場合に、２つの鋭角コーナＣ１と２つの鈍角コーナＣ２を有した概略菱形形状であり、インサート１の中心軸Ｓ１に対して１８０度回転対称である。また、上面２は、第１辺部２１と第２辺部２２と第３辺部２３と第１角部２４と第２角部２５とを有している。第１角部２４は第１辺部２１と第２辺部２２との間に位置しており、第２角部２５は第２辺部２２と第３辺部２３との間に位置している。一実施形態においては、図２に示すように、第１角部２４は鋭角コーナＣ１に位置しており、第２角部２５は鈍角コーナＣ２に位置している。

ここで、上面視とは、以下においては特記しない限り、上面２に向かってインサート１を見た状態を意味するものとする。なお、インサート１の上面２の形状は概略四角形状に限定されるものではなく、少なくとも第１辺部２１と第２辺部２２と第３辺部２３と第１角部２４と第２角部２５とを有した多角形状であればよい。よって、インサート１は、例えば、三角形状、五角形状などの略多角形状の板状とすることができる。

上面視におけるインサート１の概略菱形形状の一辺は、例えば、６〜２５ｍｍとすることができる。また、インサート１の上面２から下面３までの距離、すなわちインサート１の厚みは、例えば、１〜１０ｍｍとすることができる。ここで、厚みとは、側面視で、上面２のうち最も上方に位置する部位から下面３のうち最も下方に位置する部位までの距離のうち、インサート１の中心軸Ｓ１に平行な線分を意味するものとする。また、ここで側面視とは、以下においては特記しない限り、側面４に向かってインサート１を見た状態を意味するものとする。上下方向とは、インサート１の中心軸Ｓ１に沿った方向である。そして、インサート１の内部から上面２に向かう方向を正、インサート１の内部から下面３に向かう方向を負としたとき、中心軸Ｓ１に沿った方向の正側が上方、中心軸Ｓ１に沿った方向の負側が下方となる。なお、インサート１の中心軸Ｓ１とは、上面２及び下面３の間を貫通する軸であり、上面視において、インサート１を回転させたときに回転軸となる軸を意味するものとする。

また、インサート１は、図１、図３及び図４に示すように、上面２側と同様に、下面３と側面４との交差部にも切刃５を有している。下面３側の切刃５を用いて切削加工を行う場合には、上面２を後述するホルダ１０３への着座面として使用することが可能である。したがって、一実施形態のインサート１は、上面２側と下面３側のそれぞれを切削加工に使用可能であるため、下面３側の構成は、インサート１を上下反転させた状態で使用できるように、上面２側の構成を反転させた形状となっている。すなわち、インサート１は、図３の紙面に垂直な線を中心とする回転対称となっている。それゆえ、一実施形態におけるインサート１では、上面２及び下面３のそれぞれで４箇所、計８箇所のコーナを使って切削加工を行うことができる。

なお、一実施形態のインサート１の上面２の構成と下面３の構成は同じであるが、下面３側の構成は、上面２側の構成と異なっていても構わない。例えば、一実施形態のインサート１の上面２側の切刃５の構成と下面３側の切刃５の構成は同じであるが、下面３側の切刃５の構成は、これに限らず、上面２側の切刃５の構成と異なっていても構わない。

以下、一実施形態のインサート１の各構成要素について、順に詳細に説明する。
（側面４について）
側面４は、図１、図３及び図４に示すように、上面２と下面３との間に位置しており、上面２と下面３にそれぞれ接続している。側面４の少なくとも一部は、インサート１をホルダ１０３に取り付ける際に拘束面として機能するとともに、切削加工時に被削材との接触を避けるためのいわゆる逃げ面として機能する。一実施形態においては、側面４は、上面２及び下面３に対して垂直に配置されている。これにより、上面２と下面３は、平面視した場合に互いに重なり合う略同一形状である。

（切刃５について）
切刃５は、上面２と側面４との交差部に位置しており、第１切刃５１と第２切刃５２と第３切刃５３とを有している。切刃５は、切削加工において被削材を切削するために用いられる。上面２と側面４とが交差する領域のうちの少なくとも一部であって、切刃５が位置している部分には、いわゆるホーニング加工が施されていてもよい。ホーニング加工が施されていると、切刃５の強度が低下するのを低減することができる。ホーニング加工としては、例えば、Ｒホーニングなどが挙げられる。

まず、第１切刃５１は、上面２の第１角部２４に位置する切刃であり、いわゆるコーナ切刃である。すなわち、第１切刃５１は、切刃５の欠損を低減する役割を果たす。なお、一実施形態においては、第１切刃５１は、鋭角コーナＣ１に位置しており、鋭角コーナＣ１を用いて切削する場合に使用されるコーナ切刃である。そして、一実施形態において、第１切刃５１は、図２に示すように、上面視において、曲線状である。そして、第１切刃５１は、図３に示すような側面視においては、直線状であり、下面３に対する第１切刃５１の高さが一定である。このような構成を満たすときには、刃先強度を確保することがきる。また、鋳鉄などの被削材の切削加工においても工具寿命を高めることができる。なお、第１切刃５１は、側面視において、下面３に対して傾斜していてもよい。例えば、第１切刃５１は、図２に示す第１角部２４の二等分線Ｌ１から遠ざかるにつれて、下面３に向かって傾斜していてもよい。

次に、第２切刃５２は、上面２の第２辺部２２に位置する切刃であり、いわゆる主切刃である。すなわち、第２切刃５２は、切削作用において切屑生成に主な役割を果たす。一実施形態において、第２切刃５２は、図２に示すように、上面視において、直線状である。そして、第２切刃５２は、図３及び図４に示すように、側面視においても、直線状であり、下面３に対する第２切刃５２の高さが一定である。このような構成を満たすときには、刃先強度を確保することがきる。また、鋳鉄などの被削材の切削加工においても工具寿命を高めることができる。なお、第２切刃５２も、第１切刃５１と同様に、側面視において、下面３に対して傾斜していてもよい。例えば、第２切刃５２は、側面視において、第１角部２４から遠ざかるにつれて、下面３に向かって傾斜していてもよい。

更に、第３切刃５３は、上面２の第２角部２５に位置する切刃であり、第１切刃５１と同様に、いわゆるコーナ切刃である。なお、一実施形態においては、第３切刃５３は、鈍角コーナＣ２に位置しており、鈍角コーナＣ２を用いて切削する場合に使用されるコーナ切刃である。また、一実施形態において、第３切刃５３は、第１切刃５１と同様に、図２に示すように、上面視において、曲線状である。そして、第３切刃５３は、側面視において、直線状であるとともに、下面３に対する第３切刃５３の高さが一定である。このような構成を満たすときには、刃先強度を確保することがきる。また、鋳鉄などの被削材の切削加工においても工具寿命を高めることができる。なお、第３切刃５３も、第１切刃５１と同様に、下面３に向かって傾斜していてもよい。例えば、第３切刃５３は、図２に示す第２角部２５の二等分線Ｌ２から遠ざかるにつれて、下面３に向かって傾斜していてもよい。

なお、ここで、各切刃の高さが一定であるとは、下面３に対する各切刃の高さが各切刃の全長に渡って厳密に一定であることに限らない。すなわち、各切刃の高さが一定であるとは、各切刃の高さが実質的に一定であればよく、例えば、±１ｍｍの差があっても構わない。下面３に対する各切刃の高さは、例えば、３〜８ｍｍである。

ここで、一実施形態においては、図３及び図４に示すように、側面視において、第１切刃５１、第２切刃５２及び第３切刃５３は、一直線上に位置している。すなわち、下面３に対する第１切刃５１、第２切刃５２及び第３切刃５３の高さは、いずれも同じである。このような構成を満たすときには、第１切刃５１、第２切刃５２及び第３切刃５３の刃先高さが変わらないため、切刃５の全長に渡って安定した切削加工が可能である。

また、一実施形態においては、上述したように、インサート１は、上面２及び下面３のそれぞれで４箇所、計８箇所のコーナを使って切削加工を行うことができる。このような構成においては、切刃５は、上面２側及び下面３側に、それぞれ２つの第１切刃５１と４つの第２切刃５２と２つの第３切刃５３とを有している。このような構成によれば、コーナ（角部）を使用した切削加工だけでなく、隣接する２つの角部の間に位置する辺部のみを使用した切削加工、いわゆるＣ面加工も可能である。

なお、一実施形態においては、切刃５は、上面２側及び下面３側に、２つの第１切刃５１、４つの第２切刃５２及び２つの第３切刃５３を有している。しかしながら、インサート１の切刃５の構成は、一実施形態の構成に限らず、上面２側に、少なくとも１つの第１切刃５１、少なくとも１つの第２切刃５２及び少なくとも１つの第３切刃５３を備えるものであればよい。

（貫通孔６について）
貫通孔６は、インサート１をホルダ１０３に取り付ける際に締結ネジ又は取り付けボルトなどを挿入するための孔である。一実施形態において、インサート１は、図１２を用いて後述するように、切削工具１０１のホルダ１０３にクランプ部材１０７によって固定される。したがって、貫通孔６にクランプ固定するためのクランプ部材１０７の先端部が挿入される。そして、クランプ部材１０７を固定するネジ１０５がホルダ１０３にネジ止めされることによって、クランプ部材１０７の先端部によりインサート１がホルダ１０３に押さえつけられる。これによって、インサート１はホルダ１０３に固定される。インサート１をホルダ１０３に固定する方法としては、このようなクランプ構造を用いた方法に代えて、ネジ止め固定などの他の方法を採用しても構わない。なお、インサート１をホルダ１０３に固定する方法によっては、インサート１は貫通孔６を備えなくても構わない。

また、一実施形態において、貫通孔６は、図２に示すように、上面２の中央部に位置している。より具体的には、貫通孔６は、上面２の中心から下面３の中心にかけてインサート１を貫通している。そして、貫通孔６の中心軸は、上面２の中心と下面３の中心を通る仮想直線と一致している。したがって、貫通孔６の中心軸は、インサート１の中心軸Ｓ１と置き換えてもよい。

（上面２について）
上面２は、上述したように、第１面７と第２面９とを有している。切刃５側から順に、第１面７及び第２面９が並んで配置されている。

まず、第１面７について説明する。第１面７は、切刃５に沿うとともに切刃５よりも下方に位置する部分を有した面である。また、第１面７は、上面２のうち、切刃５から第２面９までの部分である。一実施形態において、第１面７は、図２に示すように、上面２のうち切刃５に沿った部分であり、切刃５よりも下方に位置している。より具体的には、第１面７は、図６に示す各断面位置における断面図である図７乃至図１１に示すように、上面２のうち切刃５よりも内方に位置する面であり、いわゆるランド面又はすくい面として機能する面である。すなわち、第１面７は、切削加工時に切刃５で生成された切屑をスムーズに外部へ排出する役割を果たす。

なお、第１面７は、その全域が切刃５よりも下方に位置していなくてもよい。また、第１面７は、平面状の部分を有していてもよいし、曲面状の部分を有していてもよい。ここで、平面状とは、厳密な意味での平面のみならず、その機能を奏する限りにおいて若干の凹凸又は湾曲などを含む趣旨である。この点は、曲面状についても同様である。また、上述した内方とは、中心軸Ｓ１に近付く方向のことである。内方の反対方向である外方は、中心軸Ｓ１から離れる方向のことである。

一実施形態において、第１面７は、図７乃至図１１に示すように、切刃５側から順に、第１部分７１、第２部分７２、第３部分７３を有している。第１部分７１は、切刃５から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜する部分であり、いわゆるすくい面として機能する。第２部分７２は、インサート１の中心軸Ｓ１に垂直な平坦面であり、第１面７のうち最も下方に位置している部分であり、切屑排出性に関与する面である。より具体的には、第２部分７２は、生成されてインサート１の内方に流れてきた切屑を面で受けることによって、切屑をスムーズに排出するのに役立つ。第２部分７２は、インサート１の中心軸Ｓ１に対して実質的に垂直であればよい。第３部分７３は、切刃５から遠ざかるにつれて下面３から遠ざかるように傾斜する部分である。

一実施形態においては、図５及び図９に示すように、切刃５に垂直な方向における第１面７の長さＤ７は、第２辺部２２の中央部２２１において最大である。ここで、第２辺部２２の中央部２２１とは、第２辺部２２のうち、いわゆる、第２辺部２２に位置する第２切刃５２を用いたＣ面加工を行う際に使用される切刃領域に対応する部分である。したがって、第２辺部２２の中央部２２１とは、第２辺部２２のうち、第２辺部２２の中点Ｍを含む任意の幅をもった部分である。例えば、第２辺部２２の中央部２２１は、第２辺部２２の全長に対して４０〜７０％である。

一実施形態においては、第１面７の長さＤ７が、第２辺部２２の中央部２２１において最大となっている。このような構成により、第２辺部２２に位置する第２切刃５２を用いたＣ面加工を行った場合においても、生成された切屑が上面２をスムーズに通過して外方へ排出することが可能である。なお、第１面７の長さＤ７の最大値は、第２辺部２２の中央部２２１のいずれかの部分に位置していればよい。言い換えれば、第２辺部２２の中央部２２１の全域に渡って、第１面７の長さＤ７が最大値をとらなくてもよい。なお、一実施形態のように、第２辺部２２の中央部２２１の全域に渡って、第１面７の長さＤ７がほぼ最大値をとる場合には、第２辺部２２に位置する第２切刃５２を用いたＣ面加工において良好な切屑排出性を発揮することができる。

ここで、切刃５に垂直な方向における第１面７の長さＤ７とは、図５に示すように、上面視における、切刃５に垂直な方向における第１面７の寸法のことである。より具体的には、長さＤ７とは、図９に示すように、切刃５に垂直な断面における、インサート１の中心軸Ｓ１に垂直な方向における、切刃５から第２面９までの寸法である。長さＤ７は、例えば、２〜３ｍｍである。

次に、第２面９について説明する。第２面９は、切刃５よりも上方に且つ第１面７よりも切刃５から離れて位置する平坦状の面である。具体的には、第２面９は、上面２のうち第１面７よりも内方に位置する部分であり、切刃５から離れて位置している。また、第２面９は、切刃５よりも上方に位置するとともに平坦な面であり、下面３側の切刃５を用いる場合にいわゆる着座面として機能する面である。すなわち、第２面９は、下面３側の切刃５を用いる際にインサート１をホルダ１０３に取り付ける場合に、ホルダ１０３に当接する面である。ここで、平坦状とは、厳密な意味での平坦のみならず、その機能を奏する限りにおいて若干の凹凸又は湾曲などを含む趣旨である。

そして、第２面９は、図７及び図８に示す第１領域９１と、図１０及び図１１に示す第２領域９２とを有している。図５に示すように、第１領域９１は、第２面９のうち、第１角部２４、すなわち鋭角コーナＣ１に向かって延びる領域である。より具体的には、第１領域９１は、第１角部２４に位置する第１切刃５１に沿う部分と、第２辺部２２に位置する第２切刃５２に沿う部分と、を有している。そして、第２領域９２は、第２面９のうち、第２角部２５、すなわち鈍角コーナＣ２に向かって延びる領域である。より具体的には、第２領域９２は、第２角部２５に位置する第３切刃５３に沿う部分と、第２辺部２２に位置する第２切刃５２に沿う部分と、を有している。

一実施形態において、第１領域９１と切刃５（第１切刃５１又は第２切刃５２）との間隔Ｄ１は、第１切刃５１側よりも第２切刃５２側において小さく、第２領域９２と切刃５（第３切刃５３又は第２切刃５２）との間隔Ｄ２は、第３切刃５３側よりも第２切刃５２側において小さい。言い換えれば、間隔Ｄ１は、第１間隔と、第１間隔よりも第２切刃５２の近くに位置するとともに第１間隔よりも小さい第２間隔と、を有しており、間隔Ｄ２は、第３間隔と、第３間隔よりも第２切刃５２の近くに位置するとともに第３間隔よりも小さい第４間隔と、を有している。

このように、一実施形態は、第２辺部２２の中央部２２１において長さＤ７が最大である第１面７と、上述した間隔Ｄ１及び間隔Ｄ２をもつ第２面９と、を有している。これにより、第１角部２４を用いた切削加工及び第２角部２５を用いた切削加工においては、対応する角部近傍にそれぞれ広い着座面が確保されるため良好な着座安定性を得ることができる。加えて、第２辺部２２を用いた切削加工（Ｃ面加工）においては、第２辺部２２の中央部２２１近傍に切屑排出のためのスペースが確保されるため生成された切屑がスムーズに処理されて良好な切屑処理性を得ることができる。その結果、インサート１は、多様な切削加工において良好な切削性能を発揮することができる。

一実施形態において、第１領域９１と切刃５との間隔Ｄ１は、図５に示すように、第１切刃５１から第２切刃５２に向かうにつれて小さくなっていてもよい。言い換えれば、間隔Ｄ１は、第１切刃５１から遠ざかるにつれて小さくなっていてもよい。すなわち、間隔Ｄ１は、第１切刃５１の二等分線、すなわち第１角部２４の二等分線Ｌ１上において最大値をとり、第１切刃５１から遠ざかるにつれて小さくなっていてもよい。より具体的には、間隔Ｄ１は、図７に示すように、第１切刃５１の二等分線（第１角部２４の二等分線Ｌ１）上において最大値Ｄ１ＭＡＸであり、図８に示すように、第１領域９１のうち第１切刃５１から最も遠い位置において最小値Ｄ１ＭＩＮであってもよい。

更に、一実施形態において、第２領域９２と切刃５との間隔Ｄ２は、図５に示すように、第３切刃５３から第２切刃５２に向かうにつれて小さくなっていてもよい。言い換えれば、間隔Ｄ２は、第３切刃５３から遠ざかるにつれて小さくなっていてもよい。すなわち、間隔Ｄ２は、第３切刃５３の二等分線、すなわち第２角部２５の二等分線Ｌ２上において最大値をとり、第３切刃５３から遠ざかるにつれて小さくなっていてもよい。より具体的には、間隔Ｄ２は、図１１に示すように、第３切刃５３の二等分線（第２角部２５の二等分線Ｌ２）上において最大値Ｄ２ＭＡＸであり、図１０に示すように、第２領域９２のうち第３切刃５３から最も遠い位置において最小値Ｄ２ＭＩＮであってもよい。

一実施形態は、上述した構成、すなわち間隔Ｄ１が第１切刃５１から第２切刃５２に向かうにつれて小さくなっており、且つ、間隔Ｄ２が第３切刃５３から第２切刃５２に向かうにつれて小さくなっている構成を満たす。これらの構成を満たすときには、多様な切削加工において良好な切削性能を発揮する効果が高まる。

なお、間隔Ｄ１が小さくなるとは、第１切刃５１から第２切刃５２の全長に渡って間隔Ｄ１が減少しているものに限らず、第１切刃５１から第２切刃５２において間隔Ｄ１が変化しない部分があってもよい。言い換えれば、第１切刃５１から第２切刃５２において、間隔Ｄ１が一定の部分があってもよいし、間隔Ｄ１が一定の割合で小さくなっていない部分があってもよい。また、間隔Ｄ１は、段階的に小さくなっていてもよい。間隔Ｄ２が小さくなることについても、間隔Ｄ１と同様に定義することができる。なお、間隔Ｄ１、Ｄ２が一定の割合で漸次小さくなっている場合には、第２面９の強度を確保しつつ切屑排出性の向上が図れるため、多様な切削加工において良好な切削性能を発揮する効果がより一層高まる。

なお、ここで、間隔Ｄ１とは、図５に示すように、上面視における、切刃５に垂直な方向における第１領域９１と第１切刃５１又は第２切刃５２との間の寸法のことである。より具体的には、図７及び図８に示すように、切刃５に垂直な断面における、インサート１の中心軸Ｓ１に垂直な方向における、切刃５から第１領域９１までの寸法である。また、間隔Ｄ２は、間隔Ｄ１と同様に定義することができる。

更に、上述したように、第１面７の長さＤ７とは、切刃５に垂直な断面における、インサート１の中心軸Ｓ１に垂直な方向における、切刃５から第２面９までの寸法である。したがって、間隔Ｄ１及び間隔Ｄ２は、第１面７の長さＤ７とも言い換えることができる。すなわち、図７におけるＤ１ＭＡＸ、図８におけるＤ１ＭＩＮ、図１０におけるＤ２ＭＩＮ及び図１１におけるＤ２ＭＡＸは、各断面における第１面７の長さＤ７と言い換えることができる。間隔Ｄ１は、例えば、１〜１．５ｍｍである。間隔Ｄ２は、例えば、１．２〜１．８ｍｍである。

そして、一実施形態においては、図２、図５及び図９に示すように、第２面９は、第２辺部２２の中央部２２１に沿う第３領域９３を更に有していてもよい。このとき、第１領域９１と第２領域９２は、第３領域９３を介して接続されていてもよい。これらの構成を満たすときには、着座安定性が高まる。特に、第２辺部２２を用いた切削加工（Ｃ面加工）における着座安定性が高まり、多様な切削加工における切削性能が向上する。更に、このような構成により、インサート１をホルダ１０３に取り付ける際に用いるクランプ部材１０７との嵌合が良好となる。

更に、一実施形態においては、図２に示すように、第１領域９１、第２領域９２及び第３領域９３は、いずれも帯状であってもよい。このような構成を満たすときには、着座安定性を維持しつつインサート材料の削減を図ることができる。

一実施形態においては、図２、図５及び図９に示すように、第２面９は、少なくとも第３領域９３を介して貫通孔６と接続されていてもよい。言い換えれば、第３領域９３は、貫通孔６に隣り合って配置されていてもよい。このような構成を満たすときには、Ｃ面加工などの切削加工時において切屑が排出される空間を広く確保することができるとともに、クランプ部材１０７との嵌合力を高く維持することができる。

そして、図５、図７、図９及び図１１に示すように、切刃５に垂直な方向における第１領域９１の幅Ｗ１と切刃５に垂直な方向における第２領域９２の幅Ｗ２は、切刃５に垂直な方向における第３領域９３の幅Ｗ３よりも大きくてもよい。このような構成を満たすときには、コーナを用いた切削加工時において大きな負荷がかかるコーナにおける着座面を広く確保することができるとともに、Ｃ面加工などにおける切屑の排出スペースを広く確保することができる。その結果、着座安定性及び切屑排出性の向上がより一層図れる。更には、ホルダ１０３又は後述するシート部材１０６に加わる接触圧力を低減することができるため、ホルダ１０３又はシート部材１０６が破損する可能性を低減することができる。

なお、ここで、幅Ｗ１、幅Ｗ２及び幅Ｗ３は、それぞれ、図５に示すように、上面視における、帯状である各領域９１、９２及び９３の幅のことである。より具体的には、一実施形態においては、図５に示すように、帯状の各領域９１、９２及び９３の幅方向における外縁に対して垂直な寸法が、幅Ｗ１、幅Ｗ２及び幅Ｗ３である。幅Ｗ１は、例えば、０．６〜１ｍｍである。幅Ｗ２は、例えば、０．６〜１ｍｍである。幅Ｗ３は、例えば、０．３〜０．８ｍｍである。

また、切刃５に垂直な方向における第１領域９１の幅Ｗ１は、図７に示すように、第１角部２４の二等分線Ｌ１上において最も大きくてもよい。すなわち、幅Ｗ１は、第１角部２４の二等分線Ｌ１上において、最大値Ｗ１ＭＡＸをとってもよい。このような構成を満たすときには、鋭角コーナＣ１（第１角部２４）を用いた切削加工において切削負荷が大きくかかる鋭角コーナＣ１付近の着座面が広くなるため、鋭角コーナＣ１付近の着座面に応力が集中することを低減することができる。その結果、着座面が欠損する可能性を低減することができる。

更に、切刃５に垂直な方向における第２領域９２の幅Ｗ２は、図１１に示すように、第２角部２５の二等分線Ｌ２上において最も大きくてもよい。すなわち、幅Ｗ２は、第２角部２５の二等分線Ｌ２上において、最大値Ｗ２ＭＡＸをとってもよい。このような構成を満たすときには、鈍角コーナＣ２（第２角部２５）を用いた切削加工において切削負荷が大きくかかる鈍角コーナＣ２付近の着座面が広くなるため、鈍角コーナＣ２付近の着座面に応力が集中することを低減することができる。その結果、着座面が欠損する可能性を低減することができる。

また更に、第１領域９１の幅Ｗ１の最大値Ｗ１ＭＡＸは、第２領域９２の幅Ｗ２の最大値Ｗ２ＭＡＸよりも大きくてもよい。このような構成を満たすときには、鋭角コーナＣ１（第１角部２４）及び鈍角コーナＣ２（第２角部２５）のいずれかを用いた切削加工において鋭角コーナＣ１側にインサート１が傾く可能性を良好に低減することができる。その結果、仕上げ面精度の向上が図れる。

また、図５に示すように、上面視において、第１領域９１の外縁と第２切刃５２とのなす角度θ１は、第２領域９２の外縁と第２切刃５２とのなす角度θ２よりも大きくてもよい。このような構成を満たすときには、上述した切削加工時に鋭角コーナＣ１側にインサート１が傾く可能性を低減する効果がより一層高まる。

なおここで、第１領域９１の外縁とは、第１領域９１の縁部のうち、外方に位置する縁部、すなわち、第２切刃５２側に位置する縁部である。同様に、第２領域９２の外縁とは、第２領域９２の縁部のうち、外方に位置する縁部、すなわち、第２切刃５２側に位置する縁部である。角度θ１は、例えば、２〜５度である。角度θ２は、例えば、１〜４度である。

更に、上面視において、第１領域９１と切刃５（第２切刃５２）との間隔Ｄ１の最小値Ｄ１ＭＩＮは、第２領域９２と切刃５（第２切刃５２）との間隔Ｄ２の最小値Ｄ２ＭＩＮよりも小さくてもよい。このような構成を満たすときには、上述した切削加工時に鋭角コーナＣ１側にインサート１が傾く可能性を低減する効果が更に高まる。

また、第１面７は、図７乃至図１１に示すように、第２面９と平行である平坦状の底面７２（第２部分）を更に有していてもよい。このとき、底面７２は、第１面７のうち最も下方に位置していてもよい。これらの構成を満たすときには、上述したように、インサート１の内方に流れてきた切屑を面で受けることによって、切屑をスムーズに排出することができる。なお、底面７２が第２面９と平行であるとは、底面７２が第２面９と実質的に平行であればよく、例えば、底面７２が第２面９に対して±１度の誤差を含んでいてもよい。また、底面７２は、曲面状の部分を有していてもよい。

第１面７は、図７乃至図１１に示すように、第２面９から外方に向かうにつれて下面３に向かって傾斜する傾斜面７３（第３部分）を更に有していてもよい。このとき、傾斜面７３の傾斜角度θ７３が、切刃５に沿って一定であってもよい。言い換えれば、傾斜面７３の傾斜角度θ７３が、第１面７の全長に渡って一定であってもよい。これらの構成を満たすときには、着座面として機能する第２面９に発生する応力を第２面９に均等に分散させることができる。その結果、着座面が欠損する可能性を低減することができる。

なおここで、傾斜角度θ７３とは、上面２及び下面３を貫く中心軸Ｓ１に垂直な基準面Ｓ１ａに対する傾斜面７３の傾斜角度である。すなわち、傾斜角度θ７３は、図７乃至図１１に示すように、上面２及び下面３を貫く中心軸Ｓ１に垂直な基準面Ｓ１ａと傾斜面７３とがなす角度のことである。傾斜角度θ７３は、例えば、４０〜５０度である。

また、傾斜角度θ７３が一定であるとは、傾斜角度θ７３が厳密に一定であることに限られない。すなわち、傾斜角度θ７３が一定であるとは、傾斜角度θ７３が実質的に一定であればよく、例えば、±１度の差があっても構わない。

一実施形態において、第２部分７２は、第１部分７１と接続し、且つ、第３部分７３と接続していてもよい。このような構成を満たすときには、生成された切屑を第１面７において良好に受け止めてスムーズに排出することができる。なお、第１部分７１と第２部分７２との間、及び第２部分７２と第３部分７３との間には、部分７１、７２及び７３のそれぞれの機能を奏する限りにおいて他の部分が位置していてもよい。

一実施形態において、図７乃至図１１に示すように、切刃５に垂直な方向における第１部分７１の長さＤ７１、切刃５に垂直な方向における第２部分７２の長さＤ７２及び切刃５に垂直な方向における第３部分７３の長さＤ７３は、Ｄ７２＞Ｄ７１＞Ｄ７３の関係を有していてもよい。このような構成を満たすときには、切屑をスムーズに排出することができるとともに切刃強度の向上が図れる。

ここで、切刃５に垂直な方向における長さＤ７１、長さＤ７２及び長さＤ７３は、上述した長さＤ７と同様に定義することができる。すなわち、切刃５に垂直な方向における長さＤ７１、長さＤ７２及び長さＤ７３は、上面視において、切刃５に垂直な方向における、対応する部分７１、７２及び７３の寸法である。より具体的には、長さＤ７１、長さＤ７２及び長さＤ７３とは、図７乃至図１１に示すように、切刃５に垂直な断面において、インサート１の中心軸Ｓ１に垂直な方向における、対応する部分７１、７２及び７３の寸法である。長さＤ７１は、例えば、０．３〜１ｍｍである。長さＤ７２は、例えば、０．５〜２．５ｍｍである。長さＤ７３は、例えば、０．２〜０．７ｍｍである。

一実施形態において、第１面７は、図１、図２及び図５に示すように、上述した第１部分７１、第２部分７２及び第３部分７３に加えて、切刃５に沿って位置する第４部分７４を更に有していてもよい。第４部分７４は、いわゆるランド面として機能する。第４部分（ランド面）７４は、図７乃至図１１に示すように、切刃５の全長に渡って、切刃５から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜するポジランド面である。すなわち、第１切刃５１、第２切刃５２及び第３切刃５３のいずれの切刃５に沿う第４部分（ランド面）７４もポジランド面である。このような構成を満たすときには、多様な切削加工時において、良好に切削抵抗を低減することができる。

一実施形態において、上面２は、図２に示すように、第１領域９１によって囲まれる第１凹部１１及び第２領域９２によって囲まれる第２凹部１２を更に有していてもよい。このような構成を満たすときには、インサート材料の削減が図れるとともに、切屑の噛み込みを低減でき着座安定性の向上が図れる。ここで、第１凹部１１が第１領域９１によって囲まれるとは、図２に示す一実施形態のように、第１凹部１１の全周が厳密に第１領域９１によって囲まれていなくても構わない。すなわち、第１凹部１１の外周のうち一部分が貫通孔６と接続していても構わない。第２凹部１２が第２領域９２によって囲まれることについても、同様である。

最後に、上述した構成を有する一実施形態のインサート１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又は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。

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一例として挙げられる。

インサート１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、例えば、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（Ａｌ₂Ｏ₃）などが挙げられる。

＜切削工具＞
次に、本開示の一実施形態に係る切削工具について図面を用いて説明する。

一実施形態の切削工具１０１は、図１２に示すように、上記実施形態に代表されるインサート１と、インサート１が装着されたホルダ１０３とを備えている。

一実施形態のホルダ１０３は、細長く延びた棒形状である。ホルダ１０３の一方の端部（先端部）には、インサート１が装着されるインサートポケット１０４が形成されている。インサートポケット１０４は、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１０３１及び２つの側面１０３２、１０３３に対して開口している。ホルダ１０３の材質としては、例えば、鋼、鋳鉄などを用いることができる。これらの材質の中で、靱性の高い鋼を用いてもよい。

次に、インサート１のホルダ１０３への取り付け方法について説明する。より具体的には、鋭角コーナＣ１を用いて切削する場合又はＣ面加工を行う場合における、インサート１のホルダ１０３への取り付け方法について説明する。

インサート１は、切刃５がホルダ１０３の外周よりも外方に突出するように、インサートポケット１０４に装着される。より具体的には、図１２に示すように、インサート１は、第２切刃５２が主切刃として用いられるように、ホルダ１０３に装着される。すなわち、第２切刃５２は、ホルダ１０３の側面１０３３側に位置し、第１切刃５１は、先端面１０３１と側面１０３３とがなす角部に位置している。なお、鈍角コーナＣ２を用いて切削する場合には、ホルダ１０３とは異なる形状を有したホルダへインサート１を装着することになる。より具体的には、第２切刃５２が主切刃として、第３切刃５３がコーナ切刃として用いられるように、ホルダ１０３とは異なる形状を有したホルダへ、インサート１を装着すればよい。

そして、一実施形態においては、インサート１は、クランプ部材１０７によって、インサートポケット１０４に固定されている。すなわち、インサート１の貫通孔６にクランプ部材１０７の先端部が挿入された状態で、クランプ部材１０７の貫通孔にネジ１０５が挿入される。そして、ネジ１０５の先端がホルダ１０３に形成されたネジ孔（図示せず）に挿入されてネジ部同士が螺合する。これによって、クランプ部材１０７の先端部がインサート１をホルダ１０３に押さえつける。その結果、インサート１がホルダ１０３に装着される。

また、一実施形態においては、インサートポケット１０４とインサート１との間にシート部材１０６が配置されていてもよい。これによりインサート１が欠損などする可能性を低減することができる。なお、シート部材１０６としては、さまざまな形状を用いることができる。

一実施形態の切削工具１０１は、上記の特徴的構成を備えたインサート１を有するため、多様な切削加工において、良好な着座安定性と切屑排出性を発揮することができる。その結果、切削性能及び工具寿命の向上が図れる。

＜切削加工物の製造方法＞
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。

一実施形態の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）図１３に示すように、被削材２０１を回転させた状態で上記実施形態に代表される切削工具１０１を被削材２０１に相対的に近付ける工程と、
（２）図１４に示すように、回転している被削材２０１に切削工具１０１の切刃５を接触させる工程と、
（３）図１５に示すように、切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。

一実施形態の切削加工物の製造方法においては、切削工具１０１が、上記の特徴的構成を備えたインサート１を有していることから、多様な切削加工において、良好な着座安定性と切屑排出性を発揮することができる。その結果、切削加工物の仕上げ面精度が高まるとともに、製造効率の向上が図れる。

なお、図１３においては、被削材２０１の回転軸Ｙを固定して被削材２０１を回転させ、切削工具１０１を被削材２０１に近付けようとしている状態を図示している。また、図１４においては、被削材２０１を回転させた状態で、切削工具１０１を被削材２０１に接触させて切削加工を行っている状態を図示している。また、図１５においては、回転軸Ｙを固定した状態で被削材２０１を回転させるとともに、切削工具１０１を被削材２０１から遠ざけた状態を図示している。なお、一実施形態においては、それぞれの工程において、回転軸Ｙを固定した状態で被削材２０１を回転させるとともに切削工具１０１を動かしているが、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、被削材２０１を回転させた状態を保持して、被削材２０１の異なる箇所にインサート１の切刃５を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している切刃５が摩耗した際には、インサート１を中心軸Ｓ１に対して１８０度回転させて、未使用の切刃５を用いればよい。

なお、被削材２０１の材質としては、例えば、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。

以上、本開示に係る実施形態について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。

本開示の全体において、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。

１・・・切削インサート（インサート）
２・・・上面
２１・・・第１辺部
２２・・・第２辺部
２２１・・・中央部
２３・・・第３辺部
２４・・・第１角部
２５・・・第２角部
３・・・下面
４・・・側面
５・・・切刃
５１・・・第１切刃
５２・・・第２切刃
５３・・・第３切刃
６・・・貫通孔
７・・・第１面
７１・・・第１部分
７２・・・第２部分（底面）
７３・・・第３部分（傾斜面）
７４・・・第４部分（ランド面）
９・・・第２面
９１・・・第１領域
９２・・・第２領域
９３・・・第３領域
１１・・・第１凹部
１２・・・第２凹部
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０３１・・・先端面
１０３２・・・側面
１０３３・・・側面
１０４・・・インサートポケット
１０５・・・ネジ
１０６・・・シート部材
１０７・・・クランプ部材
２０１・・・被削材

Claims (14)

1. 第１辺部と、第２辺部と、第３辺部と、前記第１辺部と前記第２辺部との間に位置する第１角部と、前記第２辺部と前記第３辺部との間に位置する第２角部と、を有する上面と、前記上面の反対側に位置する下面と、前記上面と前記下面との間に位置する側面と、前記上面と前記側面との交差部及び前記下面と前記側面との交差部にそれぞれ位置する切刃と、を備えており、
   前記上面は、前記切刃に沿うとともに前記切刃よりも下方に位置する部分を有した第１面と、前記切刃よりも上方に且つ前記第１面よりも前記切刃から離れて位置する平坦状の第２面と、を更に有しており、
   前記切刃は、前記第１角部に位置する第１切刃と、前記第２辺部に位置する第２切刃と、前記第２角部に位置する第３切刃と、を有しており、
   前記第２面は、前記第１角部に向かって延びる第１領域と、前記第２角部に向かって延びる第２領域と、を有しており、
   上面視において、前記切刃に垂直な方向における前記第１面の長さＤ７は、前記第２辺部の中央部において最大であるとともに、
   上面視において、前記第１領域と前記切刃との間隔Ｄ１は、前記第１切刃側よりも前記第２切刃側において小さく、
   上面視において、前記第２領域と前記切刃との間隔Ｄ２は、前記第３切刃側よりも前記第２切刃側において小さく、
   上面視において、前記第１領域の外縁と前記第２切刃とのなす角度θ１は、前記第２領域の外縁と前記第２切刃とのなす角度θ２よりも大きい、切削インサート。
2. 第１辺部と、第２辺部と、第３辺部と、前記第１辺部と前記第２辺部との間に位置する第１角部と、前記第２辺部と前記第３辺部との間に位置する第２角部と、を有する上面と、前記上面の反対側に位置する下面と、前記上面と前記下面との間に位置する側面と、前記上面と前記側面との交差部及び前記下面と前記側面との交差部にそれぞれ位置する切刃と、を備えており、
   前記上面は、前記切刃に沿うとともに前記切刃よりも下方に位置する部分を有した第１面と、前記切刃よりも上方に且つ前記第１面よりも前記切刃から離れて位置する平坦状の第２面と、を更に有しており、
   前記切刃は、前記第１角部に位置する第１切刃と、前記第２辺部に位置する第２切刃と、前記第２角部に位置する第３切刃と、を有しており、
   前記第２面は、前記第１角部に向かって延びる第１領域と、前記第２角部に向かって延びる第２領域と、を有しており、
   上面視において、前記切刃に垂直な方向における前記第１面の長さＤ７は、前記第２辺部の中央部において最大であるとともに、
   上面視において、前記第１領域と前記切刃との間隔Ｄ１は、前記第１切刃側よりも前記第２切刃側において小さく、
   上面視において、前記第２領域と前記切刃との間隔Ｄ２は、前記第３切刃側よりも前記第２切刃側において小さく、
   上面視において、前記第１領域と前記切刃との間隔Ｄ１の最小値は、前記第２領域と前記切刃との間隔Ｄ２の最小値よりも小さい、切削インサート。
3. 上面視において、前記第１領域と前記切刃との間隔Ｄ１は、前記第１切刃から前記第２切刃に向かうにつれて小さく、
   上面視において、前記第２領域と前記切刃との間隔Ｄ２は、前記第３切刃から前記第２切刃に向かうにつれて小さい、請求項１又は２に記載の切削インサート。
4. 前記切刃に垂直な方向における前記第１領域の幅Ｗ１は、前記第１角部の二等分線Ｌ１上において、最大値Ｗ１ＭＡＸをとる、請求項１〜３のいずれかに記載の切削インサート。
5. 前記切刃に垂直な方向における前記第２領域の幅Ｗ２は、前記第２角部の二等分線Ｌ２上において、最大値Ｗ２ＭＡＸをとる、請求項１〜４のいずれかに記載の切削インサート。
6. 前記最大値Ｗ１ＭＡＸは、前記最大値Ｗ２ＭＡＸよりも大きい、請求項１〜５のいずれかに記載の切削インサート。
7. 前記第２面は、前記第２辺部の中央部に沿う第３領域を更に有しており、
   前記第１領域と前記第２領域は、前記第３領域を介して接続されている、請求項１〜６のいずれかに記載の切削インサート。
8. 前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域は、いずれも帯状であり、
   上面視において、前記切刃に垂直な方向における前記第１領域の幅Ｗ１と前記切刃に垂直な方向における前記第２領域の幅Ｗ２は、前記切刃に垂直な方向における前記第３領域の幅Ｗ３よりも大きい、請求項７に記載の切削インサート。
9. 前記上面から前記下面の間を貫通する貫通孔を更に備えており、
   前記第２面は、少なくとも前記第３領域を介して前記貫通孔と接続されている、請求項８に記載の切削インサート。
10. 前記第１面は、前記第２面と平行である平坦状の底面を更に有しており、
    前記底面は、前記第１面のうち最も下方に位置している、請求項１〜９のいずれかに記載の切削インサート。
11. 前記第１面は、前記第２面から外方に向かうにつれて前記下面に向かって傾斜する傾斜面を更に有しており、
    前記傾斜面の傾斜角度θ７３は、前記切刃に沿って一定である、請求項１〜１０のいずれかに記載の切削インサート。
12. 前記上面は、前記第１領域によって囲まれる第１凹部及び前記第２領域によって囲まれる第２凹部を更に有している、請求項１〜１１のいずれかに記載の切削インサート。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の切削インサートと、
    前記切削インサートが装着されたホルダと、を備える、切削工具。
14. 被削材を回転させる工程と、
    回転している前記被削材に請求項１３に記載の切削工具を接触させる工程と、
    前記切削工具を前記被削材から離す工程と、を備える、切削加工物の製造方法。

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