JP6699838B1

JP6699838B1 - 切削工具

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Publication number: JP6699838B1
Application number: JP2020507714A
Authority: JP
Inventors: 堂衛趙; 奉章福山
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2039-09-04
Also published as: US20200269325A1; JPWO2020054558A1; US11504780B2; EP3851234A1; EP3851234B1; WO2020054558A1; EP3851234A4; CN112703076A; CN112703076B

Abstract

切削工具は、ボディと、第１切削インサートと、第２切削インサートと、第３切削インサートとを有する。ボディは、先端面と、外周面とを有する。第１切削インサートは、第１ポケットに取り付けられている。第２切削インサートは、第２ポケットに取り付けられている。第３切削インサートは、第３ポケットに取り付けられている。第１ポケットは、第１座面と、第２座面と、第３座面と、第１切屑排出溝とを有する。第２ポケットは、第４座面と、第５座面と、第６座面と、第２切屑排出溝とを有する。第３ポケットは、第７座面と、第８座面と、第９座面と、第３切屑排出溝とを有する。軸線に対して垂直な断面において、第６座面に沿った直線と、外周面と第２切屑排出溝との境界における第２切屑排出溝の接線とがなす角度は、９０°よりも大きい。

Description

本開示は、切削工具に関する。本出願は、２０１８年９月１２日に出願した日本特許出願である特願２０１８−１７０３２３号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。

特表２００５−５３５４６１号公報（特許文献１）および特表２０１１−５１３０７４号公報（特許文献２）には、フライス本体に複数の切削インサートが螺旋状に取り付けられた切削工具が開示されている。

特表２００５−５３５４６１号公報特表２０１１−５１３０７４号公報

本開示に係る切削工具は、軸線の周りを回転可能に構成された切削工具であって、ボディと、第１切削インサートと、第２切削インサートと、第３切削インサートとを備えている。ボディは、先端面と、先端面に連なり、かつ第１ポケットと第２ポケットと第３ポケットとが形成されている外周面とを有している。第１切削インサートは、第１ポケットに取り付けられている。第２切削インサートは、第２ポケットに取り付けられている。第３切削インサートは、第３ポケットに取り付けられている。第１ポケットは、第１切削インサートに対して回転方向後方に位置する第１座面と、第１切削インサートに対して軸線方向後方に位置する第２座面と、先端面、第１座面および第２座面の各々に連なる第３座面と、第１切削インサートに対して回転方向前方に位置する第１切屑排出溝とを有している。第２ポケットは、第２切削インサートおよび第１座面の各々に対して回転方向後方に位置する第４座面と、第２切削インサートおよび第２座面の各々に対して軸線方向前方に位置する第５座面と、第４座面および第５座面の各々に連なる第６座面と、第２切削インサートに対して回転方向前方に位置しかつ第１切屑排出溝から離間した第２切屑排出溝とを有している。第３ポケットは、第３切削インサートおよび第４座面の各々に対して回転方向後方に位置する第７座面と、第３切削インサートに対して軸線方向前方に位置しかつ第５座面に対して軸線方向後方に位置する第８座面と、第７座面および第８座面の各々に連なる第９座面と、第３切削インサートに対して回転方向前方に位置しかつ第２切屑排出溝に連通する第３切屑排出溝とを有している。軸線に対して垂直な断面において、第６座面に沿った直線と、外周面と第２切屑排出溝との境界における第２切屑排出溝の接線とがなす角度は、９０°よりも大きい。

図１は、本実施形態に係る切削工具の構成を示す斜視模式図である。図２は、本実施形態に係る切削工具の切刃の配置を示す図である。図３は、本実施形態に係る切削工具の構成を示す平面模式図である。図４は、ボディの外周面に設けられたポケットを、軸方向を縦軸としかつ回転方向を横軸として示す模式図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面模式図である。図６は、図５の領域ＶＩの拡大模式図である。図７は、本実施形態に係る切削工具の切削インサートの構成を示す斜視模式図である。図８は、本実施形態に係る切削工具の切削インサートの構成を示す正面模式図である。図９は、本実施形態に係る切削工具の変形例の切刃の配置を示す図である。図１０は、サンプル２に係る切削工具の切刃の配置を示す図である。図１１は、サンプル３に係る切削工具の切刃の配置を示す図である。図１２は、サンプル１〜３に係るエンドミルの切削抵抗を示す図である。図１３は、サンプル１〜３に係るエンドミルを用いて加工した被削材の壁面高さ位置と変位量との関係を示す図である。

[本開示が解決しようとする課題]
しかしながら、特表２００５−５３５４６１号公報（特許文献１）および特表２０１１−５１３０７４号公報（特許文献２）を用いて切削加工を行う場合、切屑が溝に詰まる場合がある。

本開示の目的は、切屑の排出性能を向上可能な切削工具を提供することである。
[本開示の効果]
本開示によれば、切屑の排出性能を向上可能な切削工具を提供することができる。
［本開示の実施形態の概要］
まず、本開示の実施形態の概要について説明する。

（１）本開示に係る切削工具３００は、軸線Ｃの周りを回転可能に構成された切削工具３００であって、ボディ２００と、第１切削インサート１１１と、第２切削インサート１１２と、第３切削インサート１１３とを備えている。ボディ２００は、先端面１と、先端面１に連なり、かつ第１ポケット１１と第２ポケット１２と第３ポケット１３とが形成されている外周面３とを有している。第１切削インサート１１１は、第１ポケット１１に取り付けられている。第２切削インサート１１２は、第２ポケット１２に取り付けられている。第３切削インサート１１３は、第３ポケット１３に取り付けられている。第１ポケット１１は、第１切削インサート１１１に対して回転方向後方に位置する第１座面１１ａと、第１切削インサート１１１に対して軸線方向後方に位置する第２座面１１ｃと、先端面１、第１座面１１ａおよび第２座面１１ｃの各々に連なる第３座面１１ｂと、第１切削インサート１１１に対して回転方向前方に位置する第１切屑排出溝１１ｄとを有している。第２ポケット１２は、第２切削インサート１１２および第１座面１１ａの各々に対して回転方向後方に位置する第４座面１２ａと、第２切削インサート１１２および第２座面１１ｃの各々に対して軸線方向前方に位置する第５座面１２ｃと、第４座面１２ａおよび第５座面１２ｃの各々に連なる第６座面１２ｂと、第２切削インサート１１２に対して回転方向前方に位置しかつ第１切屑排出溝１１ｄから離間した第２切屑排出溝１２ｄとを有している。第３ポケット１３は、第３切削インサート１１３および第４座面１２ａの各々に対して回転方向後方に位置する第７座面１３ａと、第３切削インサート１１３に対して軸線方向前方に位置しかつ第５座面１２ｃに対して軸線方向後方に位置する第８座面１３ｃと、第７座面１３ａおよび第８座面１３ｃの各々に連なる第９座面１３ｂと、第３切削インサート１１３に対して回転方向前方に位置しかつ第２切屑排出溝１２ｄに連通する第３切屑排出溝１３ｄとを有している。軸線Ｃに対して垂直な断面において、第６座面１２ｂに沿った直線と、外周面３と第２切屑排出溝１２ｄとの境界における第２切屑排出溝１２ｄの接線とがなす角度は、９０°よりも大きい。

第２切削インサート１１２によって切削された被削材の切屑は、一旦、第２切屑排出溝１２ｄ内に入った後、第２切屑排出溝１２ｄを構成する壁面に沿って移動し、最終的に第２切屑排出溝１２ｄから排出される。ボディ２００の外周面３と第２切屑排出溝１２ｄの接線とがなす角度が小さいと、切屑は第２切屑排出溝１２ｄから排出されづらくなり、結果として切屑は第２切屑排出溝１２ｄに詰まってしまう。上記（１）に係る切削工具３００によれば、軸線Ｃに対して垂直な断面において、第６座面１２ｂに沿った直線と、外周面３と第２切屑排出溝１２ｄとの境界における第２切屑排出溝１２ｄの接線とがなす角度は、９０°よりも大きい。これにより、第２切削インサート１１２によって切削された被削材の切屑は、第２切屑排出溝１２ｄからスムーズに排出されやすくなり、第２切屑排出溝１２ｄに詰まることを抑制することができる。結果として、切屑の排出性能を向上することができる。

（２）上記（１）に係る切削工具３００において、第１切削インサート１１１は、第１切刃１１１ａを有している。第２切削インサート１１２は、第２切刃１１２ａを有している。第３切削インサート１１３は、第３切刃１１３ａを有している。軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度は、第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとがなす角度と等しくてもよい。

切刃の配置としては、軸方向から見た場合に、切刃の間隔が等しい等分割配置と、切刃の間隔が異なる不等分割配置とがある。不等分割配置の場合には、回転方向において切刃が重なった部分で負荷が大きくなり、切削抵抗が大きくなる。また加工時に切削工具３００が振動することにより、被削材の加工面の精度が劣化する。上記（２）に係る切削工具３００においては、軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度は、第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとがなす角度と等しい。つまり、切刃の配置は、等分割配置である。等分割配置の場合は、不等分割配置の場合と比較して、回転方向における切刃の重なりが少なくなる。結果として、切刃に対する負荷が小さくなるため、切削抵抗を低減することができる。また加工時に切削工具３００が振動することを抑制することにより、被削材の加工面の精度が劣化することを抑制することができる。

（３）上記（２）に係る切削工具３００において、軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度は、１５°以上１８０°以下であってもよい。

（４）上記（２）または（３）に係る切削工具３００において、軸線Ｃに対して垂直な断面で見た場合、第６座面１２ｂに平行な方向において、第６座面１２ｂと第２切屑排出溝１２ｄとの境界と、外周面３と第２切屑排出溝１２ｄとの境界との距離は、５ｍｍ以上であってもよい。これにより、切屑の排出性能をさらに向上することができる。

（５）上記（２）〜（４）のいずれかに係る切削工具３００において、外周面３には、第１ポケット１１、第２ポケット１２および第３ポケット１３の各々から離間し、第１ポケット１１および第２ポケット１２の各々に対して軸線方向後方に位置し、第１ポケット１１に対して回転方向後方に位置し、第２ポケット１２に対して回転方向前方に位置する第４ポケット２４が形成されていてもよい。第４ポケット２４に取り付けられかつ第４切刃１２４ａを有する第４切削インサート１２４をさらに備えていてもよい。軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第４切刃１２４ａとがなす角度は、５°以上９０°以下であってもよい。

（６）上記（２）〜（５）のいずれかに係る切削工具３００によれば、軸線Ｃと平行な方向において、第１切刃１１１ａは、第２切刃１１２ａと重なっており、かつ第２切刃１１２ａは、第３切刃１１３ａと重なっていてもよい。第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとの重なり量は、第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとの重なり量と等しくてもよい。

（７）上記（１）〜（６）のいずれかに係る切削工具３００によれば、軸線Ｃに対して垂直な断面において、第２切屑排出溝１２ｄは円弧状部７を含んでいてもよい。切屑は円弧状部７に沿って第２切屑排出溝１２ｄから排出される。そのため、切屑の排出性能をさらに向上することができる。

（８）上記（１）〜（７）のいずれかに係る切削工具３００によれば、軸線Ｃに対して垂直な断面で見た場合、第６座面１２ｂに垂直な方向において、第６座面１２ｂと、第２切屑排出溝１２ｄの底８との距離は、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であってもよい。これにより、切屑の排出性能をさらに向上することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
次に、図面に基づいて本開示の実施の形態の詳細について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

まず、本実施形態に係る切削工具３００の構成について説明する。

図１は、本実施形態に係る切削工具３００の構成を示す斜視模式図である。図１に示されるように、本実施形態に係る切削工具３００は、たとえばエンドミルであって、ボディ２００と、複数の切削インサート１００と、複数の締結ネジ７０とを主に有している。切削工具３００は、軸線Ｃの周りを回転可能に構成されている回転切削工具である。ボディ２００は、先端面１と、後端面２と、外周面３と、内周面４とを主に有している。後端面２は、主軸に取り付けられる面である。軸線Ｃに沿った方向において、後端面２は、先端面１の反対側に位置している。

外周面３は、先端面１および後端面２の各々に連なっている。同様に、内周面４は、先端面１および後端面２の各々に連なっている。外周面３および内周面４の各々は、軸線Ｃを取り囲んでいる。外周面３は、内周面４を取り囲んでいる。内周面４は、軸線Ｃに沿って設けられた貫通孔によって構成されている。外周面３には、複数のポケット１１〜１３が形成されている。１つのポケットに、１つの切削インサート１００が取り付けられている。切削インサート１００は、締結ネジ７０を用いてポケットに取り付けられている。切削インサート１００は、外周面３に螺旋状に設けられている。

図２は、本実施形態に係る切削工具３００の切刃の配置を示す図である。本実施形態に係る切削工具３００の有効刃数は、３であり、切削インサートの列数は、６である。総刃数は、有効刃数（３）×列数（６）＝１８である。別の観点から言えば、切削インサート１００は、３つの群に分類される。１つの群は、６つの切削インサートを含んでいる。３つの群の各々に含まれる６つの切削インサートは、互いに離間した螺旋状の曲線に沿って配置されている。

図２に示されるように、先端面側、かつ、軸線Ｃに沿った方向から見た場合、第１群の第１列目の切削インサート（第１切削インサート１１１）の切刃（第１切刃１１１ａ）は、０°の位置に設けられている。第１群の第２列目の切削インサート（第２切削インサート１１２）の切刃（第２切刃１１２ａ）は、４８°の位置に設けられている。第１群の第３列目の切削インサート（第３切削インサート１１３）の切刃（第３切刃１１３ａ）は、９６°の位置に設けられている。同様に、第１群の第４〜６列目の切削インサートの切刃は、それぞれ１４４°、１９２°および２４０°の位置に設けられている。

第２群の第１列目の切削インサート（第６切削インサート１２１）の切刃（第６切刃１２１ａ）は、２４０°の位置に設けられている。第２群の第２〜６列目の切削インサートの切刃（１２２ａ〜１２６ａ）は、それぞれ２８８°、３３６°、２４°、７２°および１２０°の位置に設けられている。第３群の第１列目の切削インサート（第７切削インサート１３１）の切刃（第７切刃１３１ａ）は、１２０°の位置に設けられている。第３群の第２〜６列目の切削インサートの切刃（１３２ａ〜１３６ａ）は、それぞれ１６８°、２１６°、２６４°、３１２°および０°の位置に設けられている。

なお、図２において円の中心（軸線Ｃ）から放射状に延在する線分は、軸線Ｃと切刃の位置とを繋ぐ線分である。切刃の位置は、回転方向の最前方における切刃の位置とする。

図２に示されるように、本実施形態に係る切削工具３００の切刃は、たとえば等分割である。この場合、隣り合う２つの切刃がなす角度は、等しい。具体的には、軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度は、第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとがなす角度と等しい。２つの切刃がなす角度とは、軸線Ｃと一方の切刃とを繋ぐ線分と、軸線Ｃと他方の切刃とを繋ぐ線分とがなす角度である。なお、本明細書においては、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度と第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとがなす角度との差が１°以下の場合は、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度は第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとがなす角度と等しいとみなす。

軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度（第１角度θ１）は、たとえば４８°である。軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度（第１角度θ１）は、たとえば１５°以上１８０°以下である。

なお、本実施形態に係る切削工具３００の切刃は、等分割であることが好ましいが、不等分割であってもよい。すなわち、軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度は、第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとがなす角度と異なっていてもよい。

図３は、本実施形態に係る切削工具３００の構成を示す平面模式図である。図４は、ボディ２００の外周面３に設けられたポケットを、軸方向を縦方向としかつ回転方向を横方向として示す模式図である。図４において、軸方向前方とは、後端面２から先端面１に向かう方向である。軸方向後方とは、先端面１から後端面２に向かう方向である。回転方向前方とは、切削工具３００が回転する方向である。回転方向後方とは、切削工具３００が回転する方向と反対の方向である。

図３および図４に示されるように、外周面３には、第１ポケット１１と第２ポケット１２と第３ポケット１３とが形成されている。図３に示されるように、第１切削インサート１１１は、第１ポケット１１に取り付けられている。第２切削インサート１１２は、第２ポケット１２に取り付けられている。第３切削インサート１１３は、第３ポケット１３に取り付けられている。

図３および図４に示されるように、第１ポケット１１は、第１座面１１ａと、第２座面１１ｃと、第３座面１１ｂと、第１切屑排出溝１１ｄとを有している。第１座面１１ａは、第１切削インサート１１１に対して回転方向後方に位置している。第１座面１１ａは、先端面１に連なっている。第２座面１１ｃは、第１切削インサート１１１に対して軸線方向後方に位置している。第３座面１１ｂは、先端面１、第１座面１１ａおよび第２座面１１ｃの各々に連なっている。第３座面１１ｂは、先端面１から軸方向後方に延在し、第１座面１１ａから回転方向前方に延在し、かつ第２座面１１ｃから軸方向前方に延在している。径方向において、第３座面１１ｂは、軸線Ｃと外周面３との間に位置している。第１切屑排出溝１１ｄは、第１切削インサート１１１に対して回転方向前方に位置している。第１切屑排出溝１１ｄは、先端面１、第３座面１１ｂおよび第２座面１１ｃの各々に連なっている。

図３および図４に示されるように、第２ポケット１２は、第４座面１２ａと、第５座面１２ｃと、第６座面１２ｂと、第２切屑排出溝１２ｄとを有している。第４座面１２ａは、第２切削インサート１１２および第１座面１１ａの各々に対して回転方向後方に位置している。第５座面１２ｃは、第２切削インサート１１２および第２座面１１ｃの各々に対して軸線方向前方に位置している。軸方向において、第５座面１２ｃは、先端面１と第２座面１１ｃとの間に位置している。

第６座面１２ｂは、第４座面１２ａおよび第５座面１２ｃの各々に連なっている。第６座面１２ｂは、第５座面１２ｃから軸方向後方に延在し、かつ第４座面１２ａから回転方向前方に延在している。径方向において、第６座面１２ｂは、軸線Ｃと外周面３との間に位置している。第２切屑排出溝１２ｄは、第２切削インサート１１２に対して回転方向前方に位置している。第２切屑排出溝１２ｄは、第１切屑排出溝１１ｄから離間している。

図３および図４に示されるように、第３ポケット１３は、第７座面１３ａと、第８座面１３ｃと、第９座面１３ｂと、第３切屑排出溝１３ｄとを有している。第７座面１３ａは、第３切削インサート１１３および第４座面１２ａの各々に対して回転方向後方に位置している。第８座面１３ｃは、第３切削インサート１１３に対して軸線方向前方に位置しかつ第５座面１２ｃに対して軸線方向後方に位置している。軸方向において、第２座面１１ｃは、第５座面１２ｃと第８座面１３ｃとの間に位置している。

第９座面１３ｂは、第７座面１３ａおよび第８座面１３ｃの各々に連なっている。第９座面１３ｂは、第８座面１３ｃから軸方向後方に延在し、かつ第７座面１３ａから回転方向前方に延在している。径方向において、第９座面１３ｂは、軸線Ｃと外周面３との間に位置している。第３切屑排出溝１３ｄは、第３切削インサート１１３に対して回転方向前方に位置している。第３切屑排出溝１３ｄは、第２切屑排出溝１２ｄに連通している。

図３に示されるように、外周面３には、連通溝５が設けられている。連通溝５は、第３切屑排出溝１３ｄと第２切屑排出溝１２ｄとを繋いでいる。連通溝５は、第２切屑排出溝１２ｄから第３切屑排出溝１３ｄに向かって螺旋状に延在している。連通溝５は、第２切削インサート１１２に対して軸方向後方に位置している。連通溝５は、第４座面１２ａ、第６座面１２ｂおよび第９座面１３ｂの各々に連なっていてもよい。

図３に示されるように、同じ群に属する隣り合う２つの切削インサートの切刃は軸線Ｃと平行な方向において一部重なって（オーバーラップ）している。具体的には、軸線Ｃと平行な方向において、第１切刃１１１ａは、第２切刃１１２ａと重なっている。第２切刃１１２ａは、第３切刃１１３ａと重なっている。第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとの重なり量Ｗ１は、第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとの重なり量Ｗ２と等しくてもよい。第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとの重なり量Ｗ１は、たとえば０．８ｍｍ以上２．４ｍｍ以下である。なお、本明細書においては、重なり量Ｗ１と重なり量Ｗ２との差が０．１ｍｍ以下の場合は、重なり量Ｗ１は重なり量Ｗ２と等しいとみなす。

図３および図４に示されるように、外周面３には、第４ポケット２４と、第５ポケット２５とが形成されている。第４ポケット２４には、第４切削インサート１２４が取り付けられている。第５ポケット２５には、第５切削インサート１２５が取り付けられている。第４ポケット２４と、第５ポケット２５とが属する群は、第１ポケット１１、第２ポケット１２および第３ポケット１３の各々が属する群とは異なっている。第４ポケット２４は、第１ポケット１１、第２ポケット１２および第３ポケット１３の各々から離間している。同様に、第５ポケット２５は、第１ポケット１１、第２ポケット１２および第３ポケット１３の各々から離間している。

第４ポケット２４は、第１ポケット１１および第２ポケット１２の各々に対して軸線方向後方に位置している。第４ポケット２４は、第１ポケット１１に対して回転方向後方に位置し、かつ第２ポケット１２に対して回転方向前方に位置している。別の観点から言えば、第４ポケット２４は、回転方向において、第１ポケット１１と、第２ポケット１２との間に位置している。

図３および図４に示されるように、第４ポケット２４は、第１０座面２４ａと、第１１座面２４ｃと、第１２座面２４ｂと、第４切屑排出溝２４ｄとを有している。第１０座面２４ａは、第４切削インサート１２４および第１座面１１ａの各々に対して回転方向後方に位置している。第１０座面２４ａは、第４座面１２ａに対して回転方向前方に位置している。第１１座面２４ｃは、第４切削インサート１２４に対して軸線方向前方に位置し、かつ第２座面１１ｃ、第５座面１２ｃおよび第８座面１３ｃの各々に対して軸線方向後方に位置している。

第１２座面２４ｂは、第１０座面２４ａおよび第１１座面２４ｃの各々に連なっている。第１２座面２４ｂは、第１１座面２４ｃから軸方向後方に延在し、かつ第１０座面２４ａから回転方向前方に延在している。径方向において、第１２座面２４ｂは、軸線Ｃと外周面３との間に位置している。第４切屑排出溝２４ｄは、第４切削インサート１２４に対して回転方向前方に位置している。第４切屑排出溝２４ｄは、第１切屑排出溝１１ｄ、第２切屑排出溝１２ｄおよび第３切屑排出溝１３ｄの各々から離間している。

第５ポケット２５は、第４ポケット２４および第３ポケット１３の各々に対して軸線方向後方に位置している。第５ポケット２５は、第２ポケット１２および第４ポケット２４の各々に対して回転方向後方に位置し、かつ第３ポケット１３に対して回転方向前方に位置している。

図３および図４に示されるように、第５ポケット２５は、第１３座面２５ａと、第１４座面２５ｃと、第１５座面２５ｂと、第５切屑排出溝２５ｄとを有している。第１３座面２５ａは、第５切削インサート１２５および第１０座面２４ａの各々に対して回転方向後方に位置している。第１３座面２５ａは、第７座面１３ａに対して回転方向前方に位置している。第１４座面２５ｃは、第５切削インサート１２５に対して軸線方向前方に位置しかつ第５座面１２ｃ、第８座面１３ｃおよび第１１座面２４ｃの各々に対して軸線方向後方に位置している。

第１５座面２５ｂは、第１３座面２５ａおよび第１４座面２５ｃの各々に連なっている。第１５座面２５ｂは、第１４座面２５ｃから軸方向後方に延在し、かつ第１３座面２５ａから回転方向前方に延在している。径方向において、第１５座面２５ｂは、軸線Ｃと外周面３との間に位置している。第５切屑排出溝２５ｄは、第５切削インサート１２５に対して回転方向前方に位置している。第５切屑排出溝２５ｄは、第１切屑排出溝１１ｄ、第２切屑排出溝１２ｄおよび第３切屑排出溝１３ｄの各々から離間している。第５切屑排出溝２５ｄは、第４切屑排出溝２４ｄに連通している。

第４切削インサート１２４は、第４切刃１２４ａを有している。第５切削インサート１２５は、第５切刃１２５ａを有している。第４切削インサート１２４は、第２群の第４列に配置されている。第５切削インサート１２５は、第２群の第５列に配置されている。第１切削インサート１１１は、第１群の第１列に配置されている。第２切削インサート１１２は、第１群の第２列に配置されている。第３切削インサート１１３は、第１群の第３列に配置されている。

図２に示されるように、回転方向において、第１群の第１列の位置（０°）に配置されている第１切削インサート１１１の隣りには、第２群の第４列の位置（２４°）に配置されている第４切削インサート１２４が位置している。軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第４切刃１２４ａとがなす角度（第２角度θ２）は、たとえば２４°である。軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第４切刃１２４ａとがなす角度（第２角度θ２）は、たとえば５°以上９０°以下である。

図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面模式図である。Ｖ−Ｖ線に沿った断面は、軸線Ｃに対して垂直であり、かつ軸線Ｃに平行な方向において第２切削インサート１１２の取付孔を横切る断面である。図５においては、ボディ２００のみが示されており、第２切削インサート１１２および締結ネジ７０は、省略されている。図６は、図５の領域ＶＩの拡大模式図である。

図５および図６に示されるように、第６座面１２ｂには、ネジ穴７１が設けられている。ネジ穴７１は、第６座面１２ｂから内周面４に向かって径方向に延在している。ネジ穴７１は、締結ネジ７０と締結される。

図６に示されるように、軸線Ｃに対して垂直な断面において、第６座面１２ｂに沿った直線（第１直線Ｌ１）と、外周面３と第２切屑排出溝１２ｄとの境界における第２切屑排出溝１２ｄの接線（第２直線Ｌ２）とがなす角度（第３角度θ３）は、９０°よりも大きい。第３角度θ３は、９５°よりも大きくてもよいし、１００°より大きくてもよい。第３角度θ３の上限は、たとえば２７０°であってもよい。

図６に示されるように、軸線Ｃに対して垂直な断面において、第２切屑排出溝１２ｄは、たとえば直線部６と、円弧状部７とを有していてもよい。直線部６は、外周面３に連なっている。円弧状部７は、直線部６および第６座面１２ｂの各々に連なっている。円弧状部７は、直線部６と第６座面１２ｂとの間に位置している。第２切屑排出溝１２ｄが、図６に示す構造を有している場合、直線部６は、第２直線Ｌ２と重なっている。第２直線Ｌ２と、外周面３の接線とがなす角度（第４角度θ４）は、たとえば９０°よりも小さくてもよいし、９０°以上であってもよい。

図６に示されるように、軸線Ｃに対して垂直な断面で見た場合、第６座面１２ｂに平行な方向において、第６座面１２ｂと第２切屑排出溝１２ｄとの境界（第１境界１０）と、外周面３と第２切屑排出溝１２ｄとの境界（第２境界９）との距離（第１距離Ａ）は、たとえば５ｍｍ以上である。第１距離Ａは、たとえば５．５ｍｍ以上であってもよいし、６ｍｍ以上であってもよい。

円弧状部７は、第１境界１０において、第６座面１２ｂに連なっている。直線部６は、第２境界において、外周面３に連なっている。第６座面１２ｂから見た場合、円弧状部７は、第６座面１２ｂよりも低い位置に設けられている。別の観点から言えば、円弧状部７は、第６座面１２ｂに沿った平面と、内周面４との間に位置している。第６座面１２ｂから見た場合、直線部６は、第６座面１２ｂよりも高い位置に設けられている。別の観点から言えば、直線部６は、第６座面１２ｂに沿った平面と、第２境界９との間に位置している。

図６に示されるように、軸線Ｃに対して垂直な断面で見た場合、第６座面１２ｂに垂直な方向において、第６座面１２ｂと、第２切屑排出溝１２ｄの底８との距離（第２距離Ｂ）は、たとえば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。第２距離Ｂは、たとえば０．５５ｍｍ以上であってもよいし、０．６ｍｍ以上であってもよい。第２距離Ｂは、０．９５ｍｍ以下であってもよいし、０．９ｍｍ以下であってもよい。なお、第２切屑排出溝１２ｄの底８とは、第６座面１２ｂに垂直でかつ第６座面１２ｂから内周面４に向かう方向において、第６座面１２ｂから最も離れている第２切屑排出溝１２ｄの位置である。

次に、切削インサートの構成について説明する。図７は、本実施形態に係る切削工具３００の切削インサートの構成を示す斜視模式図である。図８は、本実施形態に係る切削工具３００の切削インサートの構成を示す正面模式図である。

図７および図８に示されるように、切削インサート１００は、すくい面１０２と、逃げ面１０１と、平坦面１０４と、取付孔１０６とを主に有している。すくい面１０２と、逃げ面１０１との稜線は、切刃１０３を構成する。逃げ面１０１は、第１外周領域１０７と、第２外周領域１０８とを有する。第１外周領域１０７には、取付孔１０６が設けられている。第２外周領域１０８に、取付孔１０６は設けられていない。平坦面１０４に対して垂直な方向から見て、平坦面１０４は、すくい面１０２に取り囲まれている。平坦面１０４には、凹部１０５が設けられていてもよい。

切刃１０３は、主切刃部１０３ａと、副切刃部１０３ｂと、コーナー切刃部１０３ｃとを有している。主切刃部１０３ａおよび副切刃部１０３ｂの各々は、直線状である。コーナー切刃部１０３ｃは、曲線状である。主切刃部１０３ａは、副切刃部１０３ｂよりも長い。コーナー切刃部１０３ｃは、主切刃部１０３ａと副切刃部１０３ｂとの間に位置している。一対の第１外周領域１０７の各々とすくい面１０２との稜線は、主切刃部１０３ａを構成している。一対の第２外周領域１０８の各々とすくい面１０２との稜線は、副切刃部１０３ｂを構成している。切削インサート１００がボディ２００のポケットに取り付けられた場合、コーナー切刃部１０３ｃが、回転方向の最前方に位置していてもよい。別の観点から言えば、コーナー切刃部１０３ｃは、主切刃部１０３ａおよび副切刃部１０３ｂの各々に対して回転方向前方に位置するように、切削インサート１００がポケットに取り付けられてもよい。

図８に示されるように、第２外周領域１０８に対して垂直な直線（第３直線Ｌ３）に対して、一対の主切刃部１０３ａの各々は傾斜していてもよい。図８に示されるように、第１外周領域１０７に対して垂直な方向から見て、一対の主切刃部１０３ａの各々は、互いに交差するように延在していてもよい。別の観点から言えば、第３直線に対する一方の主切刃部１０３ａの傾斜方向は、第３直線に対する他方の主切刃部１０３ａの傾斜方向と異なっていてもよい。

切削インサート１００がボディ２００の第１ポケット１１に取り付けられた場合、平坦面１０４は第１座面１１ａに接し、第２外周領域１０８は第２座面１１ｃに接し、第１外周領域１０７は第３座面１１ｂに接する。切削インサート１００がボディ２００の第２ポケット１２に取り付けられた場合、平坦面１０４は第４座面１２ａに接し、第２外周領域１０８は第５座面１２ｃに接し、第１外周領域１０７は第６座面１２ｂに接する。切削インサート１００がボディ２００の第３ポケット１３に取り付けられた場合、平坦面１０４は第７座面１３ａに接し、第２外周領域１０８は第８座面１３ｃに接し、第１外周領域１０７は第９座面１３ｂに接する。

図９は、本実施形態に係る切削工具３００の変形例の切刃の配置を示す図である。切削工具３００の有効刃数は、２であり、切削インサートの列数は、５である。総刃数は、有効刃数（２）×列数（５）＝１０である。別の観点から言えば、切削インサートは、２つの群に分類される。１つの群は、５つの切削インサートを含んでいる。２つの群の各々に含まれる５つの切削インサートは、互いに離間した螺旋状の曲線に沿って配置されている。

図９に示されるように、軸線Ｃに沿った方向から見た場合、第１群の第１列目の切削インサート（第１切削インサート１１１）の切刃（第１切刃１１１ａ）は、０°の位置に設けられている。第１群の第２列目の切削インサート（第２切削インサート１１２）の切刃（第２切刃１１２ａ）は、７２°の位置に設けられている。第１群の第３列目の切削インサート（第３切削インサート１１３）の切刃（第３切刃１１３ａ）は、１４４°の位置に設けられている。同様に、第１群の第４および５列目の切削インサートの切刃は、それぞれ２１６°および２８８°の位置に設けられている。

第２群の第１列目の切削インサートの切刃は、１８０°の位置に設けられている。第２群の第２〜５列目の切削インサートの切刃は、それぞれ２５２°、３２４°、３６°および１０８°の位置に設けられている。なお、図９において中心（軸線Ｃ）から放射状に延在する線分は、軸線Ｃと切刃の位置とを繋ぐ線分である。切刃の位置は、回転方向の最前方における切刃の位置とする。

図９に示されるように、本実施形態に係る切削工具３００の切刃は、たとえば等分割に配置される。軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度（第１角度θ１）は、たとえば７２°である。軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第４切刃１２４ａとがなす角度（第２角度θ２）は、たとえば３６°である。

次に、本実施形態に係る切削工具３００の作用効果について説明する。

第２切削インサート１１２によって切削された被削材の切屑は、一旦、第２切屑排出溝１２ｄ内に入った後、第２切屑排出溝１２ｄを構成する壁面に沿って移動し、最終的に第２切屑排出溝１２ｄから排出される。ボディ２００の外周面３と第２切屑排出溝１２ｄの接線とがなす角度が小さいと、切屑は第２切屑排出溝１２ｄから排出されづらくなり、結果として切屑は第２切屑排出溝１２ｄに詰まってしまう。本実施形態に係る切削工具３００によれば、軸線Ｃに対して垂直な断面において、第６座面１２ｂに沿った直線と、外周面３と第２切屑排出溝１２ｄとの境界における第２切屑排出溝１２ｄの接線とがなす角度は、９０°よりも大きい。これにより、第２切削インサート１１２によって切削された被削材の切屑は、第２切屑排出溝１２ｄからスムーズに排出されやすくなり、第２切屑排出溝１２ｄに詰まることを抑制することができる。結果として、切屑の排出性能を向上することができる。

切刃の配置としては、軸方向から見た場合に、切刃の間隔が等しい等分割配置と、切刃の間隔が異なる不等分割配置とがある。不等分割配置の場合には、回転方向において切刃が重なった部分で負荷が大きくなり、切削抵抗が大きくなる。また加工時に切削工具３００が振動することにより、被削材の加工面の精度が劣化する。本実施形態に係る切削工具３００においては、軸線Ｃに沿った方向から見て、第１切刃１１１ａと第２切刃１１２ａとがなす角度は、第２切刃１１２ａと第３切刃１１３ａとがなす角度と等しい。つまり、切刃の配置は、等分割配置である。等分割配置の場合は、不等分割配置の場合と比較して、回転方向における切刃の重なりが少なくなる。結果として、切刃に対する負荷が小さくなるため、切削抵抗を低減することができる。また加工時に切削工具３００が振動することを抑制することにより、被削材の加工面の精度が劣化することを抑制することができる。

また本実施形態に係る切削工具３００においては、軸線Ｃに対して垂直な断面で見た場合、第６座面１２ｂに平行な方向において、第６座面１２ｂと第２切屑排出溝１２ｄとの境界と、外周面３と第２切屑排出溝１２ｄとの境界との距離は、５ｍｍ以上であってもよい。これにより、切屑の排出性能をさらに向上することができる。

さらに本実施形態に係る切削工具３００においては、軸線Ｃに対して垂直な断面において、第２切屑排出溝１２ｄは円弧状部７を含んでいてもよい。切屑は円弧状部７に沿って第２切屑排出溝１２ｄから排出される。そのため、切屑の排出性能をさらに向上することができる。

さらに本実施形態に係る切削工具３００においては、軸線Ｃに対して垂直な断面で見た場合、第６座面１２ｂに垂直な方向において、第６座面１２ｂと、第２切屑排出溝１２ｄの底との距離は、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であってもよい。これにより、切屑の排出性能をさらに向上することができる。

（サンプル準備）
まず、サンプル１〜３に係るエンドミル３００を準備した。サンプル１は、本実施形態に係るエンドミル３００（図１参照）である。具体的には、サンプル１に係るエンドミル３００の切刃配置は、等分割である。有効刃数は、３である。列数は、６である。第１角度θ１（図２参照）は、４８°である。第２角度θ２（図２参照）は、２４°である。第３角度θ３（図６参照）は、１２３°である。図１０は、サンプル２に係る切削工具の切刃の配置を示す図である。図１０に示されるように、サンプル２に係るエンドミル３００の切刃配置は、不等分割である。有効刃数は、３である。列数は、６である。総刃数は、１８である。角度θ１−１は、５２°である。角度θ１−２は、４０°である。角度θ２−１は、１０°である。角度θ２−２は、４２°である。角度θ２−３は、４０°である。角度θ２−４は、３０°である。図１１は、サンプル３に係る切削工具の切刃の配置を示す図である。図１１に示されるように、サンプル３に係るエンドミル３００の切刃配置は、不等分割である。有効刃数は、３である。列数は、４である。総刃数は、１２である。角度θ１−１は、６０°である。角度θ１−２は、４５°である。角度θ２−１は、３５°である。角度θ２−２は、２５°である。角度θ２−３は、４５°である。角度θ２−４は、１５°である。角度θ２−５は、３０°である。

（評価方法）
サンプル１〜３に係るエンドミル３００を用いて、端面および側面加工を行った。エンドミル３００の直径は５０ｍｍとした。設備は、Ｍ／ＣＢＴ−５０縦型（合金）とした。切削速度（Ｖｃ）は、２００ｍ／分とした。１刃あたりの送り量（ｆｚ）は、０．２ｍｍ／ｔｏｏｔｈとした。軸方向切込深さ（ａｐ）は、４５ｍｍとした。径方向切込深さ（ａｅ）は、５ｍｍとした。給油方式は、ドライとした。切削方向は、ダウンカットとした。被削材は、Ｓ５０Ｃとした。

（評価結果１：切削抵抗）
図１２は、サンプル１〜３に係るエンドミル３００の切削抵抗を示す図である。図１２において、Ｆｘは、主分力である。Ｆｙは、送り分力である。Ｆｚは、背分力である。合力は、各分力の２乗の和の平方根である。図１２に示されるように、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚおよび合力の各々において、サンプル１に係るエンドミル３００の切削抵抗は、サンプル２および３に係るエンドミル３００の切削抵抗よりも小さくなることが確かめられた。

（評価結果２：壁面精度）
図１３は、サンプル１〜３に係るエンドミル３００を用いて加工した被削材の壁面高さ位置と変位量との関係を示す図である。図１３の縦軸および横軸は、それぞれ被削材の壁面高さ位置および壁面の横方向の変位量を示している。変位量が小さい方が、壁面の精度が高いことを意味している。図１３に示されるように、サンプル１に係るエンドミル３００を用いて加工した被削材の壁面の変位量は、サンプル２および３に係るエンドミル３００を用いて加工した被削材の壁面の変位量よりも小さい。すなわち、サンプル１に係るエンドミル３００を用いて加工した被削材の壁面精度は、サンプル２および３に係るエンドミル３００を用いて加工した被削材の壁面精度よりも高いことが確かめられた。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１先端面、２後端面、３外周面、４内周面、５連通溝、６直線部、７円弧状部、８底、９第２境界、１０第１境界、１１第１ポケット、１１ａ第１座面、１１ｂ第３座面、１１ｃ第２座面、１１ｄ第１切屑排出溝、１２第２ポケット、１２ａ第４座面、１２ｂ第６座面、１２ｃ第５座面、１２ｄ第２切屑排出溝、１３第３ポケット、１３ａ第７座面、１３ｂ第９座面、１３ｃ第８座面、１３ｄ第３切屑排出溝、２４第４ポケット、２４ａ第１０座面、２４ｂ第１２座面、２４ｃ第１１座面、２４ｄ第４切屑排出溝、２５第５ポケット、２５ａ第１３座面、２５ｂ第１５座面、２５ｃ第１４座面、２５ｄ第５切屑排出溝、７０締結ネジ、７１ネジ穴、１００切削インサート、１０１逃げ面、１０２すくい面、１０３切刃、１０３ａ主切刃部、１０３ｂ副切刃部、１０３ｃコーナー切刃部、１０４平坦面、１０５凹部、１０６取付孔、１０７第１外周領域、１０８第２外周領域、１１１第１切削インサート、１１１ａ第１切刃、１１２第２切削インサート、１１２ａ第２切刃、１１３第３切削インサート、１１３ａ第３切刃、１２４第４切削インサート、１２４ａ第４切刃、１２５第５切削インサート、１２５ａ第５切刃、１２１第６切削インサート、１２１ａ第６切刃、１３１第７切削インサート、１３１ａ第７切刃、２００ボディ、３００切削工具（エンドミル）、Ａ第１距離、Ｂ第２距離、Ｃ軸線、Ｌ１第１直線、Ｌ２第２直線、Ｌ３第３直線、Ｗ１，Ｗ２重なり量、θ１第１角度、θ２第２角度、θ３第３角度、θ４第４角度。

Claims

軸線の周りを回転可能に構成された切削工具であって、
先端面と、前記先端面に連なり、かつ第１ポケットと第２ポケットと第３ポケットとが形成されている外周面とを有するボディと、
前記第１ポケットに取り付けられた第１切削インサートと、
前記第２ポケットに取り付けられた第２切削インサートと、
前記第３ポケットに取り付けられた第３切削インサートとを備え、
前記第１ポケットは、前記第１切削インサートに対して回転方向後方に位置する第１座面と、前記第１切削インサートに対して軸線方向後方に位置する第２座面と、前記先端面、前記第１座面および前記第２座面の各々に連なる第３座面と、前記第１切削インサートに対して回転方向前方に位置する第１切屑排出溝とを有し、
前記第２ポケットは、前記第２切削インサートおよび前記第１座面の各々に対して前記回転方向後方に位置する第４座面と、前記第２切削インサートおよび前記第２座面の各々に対して軸線方向前方に位置する第５座面と、前記第４座面および前記第５座面の各々に連なる第６座面と、前記第２切削インサートに対して前記回転方向前方に位置しかつ前記第１切屑排出溝から離間した第２切屑排出溝とを有し、
前記第３ポケットは、前記第３切削インサートおよび前記第４座面の各々に対して前記回転方向後方に位置する第７座面と、前記第３切削インサートに対して前記軸線方向前方に位置しかつ前記第５座面に対して前記軸線方向後方に位置する第８座面と、前記第７座面および前記第８座面の各々に連なる第９座面と、前記第３切削インサートに対して前記回転方向前方に位置しかつ前記第２切屑排出溝に連通する第３切屑排出溝とを有し、
前記軸線に対して垂直な断面において、前記第６座面に沿った直線と、前記外周面と前記第２切屑排出溝との境界における前記第２切屑排出溝の接線とがなす角度は、９０°よりも大きい、切削工具。
前記第１切削インサートは、第１切刃を有し、
前記第２切削インサートは、第２切刃を有し、
前記第３切削インサートは、第３切刃を有し、
前記軸線に沿った方向から見て、前記第１切刃と前記第２切刃とがなす角度は、前記第２切刃と前記第３切刃とがなす角度と等しい、請求項１に記載の切削工具。
前記軸線に沿った方向から見て、前記第１切刃と前記第２切刃とがなす角度は、１５°以上１８０°以下である、請求項２に記載の切削工具。
前記軸線に対して垂直な断面で見た場合、前記第６座面に平行な方向において、前記第６座面と前記第２切屑排出溝との境界と、前記外周面と前記第２切屑排出溝との境界との距離は、５ｍｍ以上である、請求項２または請求項３に記載の切削工具。
前記外周面には、前記第１ポケット、前記第２ポケットおよび前記第３ポケットの各々から離間し、前記第１ポケットおよび前記第２ポケットの各々に対して前記軸線方向後方に位置し、前記第１ポケットに対して前記回転方向後方に位置し、前記第２ポケットに対して前記回転方向前方に位置する第４ポケットが形成されており、
前記第４ポケットに取り付けられかつ第４切刃を有する第４切削インサートをさらに備え、
前記軸線に沿った方向から見て、前記第１切刃と前記第４切刃とがなす角度は、５°以上９０°以下である、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の切削工具。
前記軸線と平行な方向において、前記第１切刃は、前記第２切刃と重なっており、かつ前記第２切刃は、前記第３切刃と重なっており、
前記第１切刃と前記第２切刃との重なり量は、前記第２切刃と前記第３切刃との重なり量と等しい、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の切削工具。
前記軸線に対して垂直な断面において、前記第２切屑排出溝は円弧状部を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の切削工具。
前記軸線に対して垂直な断面で見た場合、前記第６座面に垂直な方向において、前記第６座面と、前記第２切屑排出溝の底との距離は、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の切削工具。