JP6713186B2 - 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、上面と側面との交線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、切刃に沿って上面に形成されたランド部を備えている。そして、ランド部は、ノーズ部のコーナＲ部に位置する幅が狭い狭幅部を有している。

特許文献１に記載の切削インサートは、切屑の排出性を高めることはできるものの、切削負荷が大きい高送り加工などで用いた場合に、狭幅部において切刃の欠損が生じる可能性があった。

特開２００２−２１０６０４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、前記第１辺部と前記第２辺部との間に位置するコーナ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線部に位置する切刃と、を備えている。前記上面は、前記切刃に沿う第１面と、前記第１面よりも内方に位置するとともに前記第１面から遠ざかるにつれて前記下面に向かって傾斜する第２面と、を更に有している。前記切刃は、前記コーナ部に位置する第１切刃と、前記第１辺部に位置する第２切刃と、を有している。前記第１面は、前記第１切刃に沿う第１領域と、前記第１領域に隣り合う第２領域と、前記第２領域に隣り合うとともに前記第２切刃に沿う第３領域と、を有している。前記第２面は、前記第１領域に対応する第４領域と、前記第２領域に対応する第５領域と、前記第３領域に対応する第６領域と、を有している。前記切刃に垂直な方向における前記第２領域の幅Ｗ７２は、前記切刃に垂直な方向における前記第１領域の幅Ｗ７１及び前記切刃に垂直な方向における前記第３領域の幅Ｗ７３よりも小さく、前記第５領域の傾斜角度θ９２は、前記第４領域の傾斜角度θ９１及び前記第６領域の傾斜角度θ９３よりも小さい。

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の一部拡大図である。 図７は、図２の一部拡大図において、図８乃至図１０の断面位置を示す図である。 図８は、図７のＡ−Ａ断面における要部拡大図である。 図９は、図７のＢ−Ｂ断面における要部拡大図である。 図１０は、図７のＣ−Ｃ断面における要部拡大図である。 図１１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１２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。

＜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。

本開示の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との交線部に位置している。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、切刃５は、第１切刃５１と第２切刃５２とを有している。また、インサート１は、図１及び図２に示すように貫通孔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、後述するインサート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１辺部２１と第２辺部２２との間に位置するコーナ部２３とを有している。コーナ部２３は、鋭角コーナＣ１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側からインサート１を見た状態を意味するものとする。なお、インサート１の形状は概略四角形状に限定されるものではなく、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側からインサート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との交線部にも切刃５を有している。したがって、一実施形態のインサート１は、いわゆるネガティブ型のインサートである。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の紙面に直角の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２箇所、計４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、インサート１としては、上面２側にのみ切刃５が形成された、いわゆるポジティブ型のインサートであっても構わない。

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との交線部に形成されており、第１切刃５１と第２切刃５２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とが交わる領域であって、切刃５が形成されている部分には、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のコーナ部２３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。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に示すように、側面視においては、直線状である。すなわち、下面３に対する第１切刃５１の高さが一定である。このような構成により、刃先強度を確保することがきる。これにより、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、傾斜していてもよい。例えば、第１切刃５１は、図２に示すコーナ部２３の二等分線Ｌ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１辺部２１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に示すように、側面視においても、直線状である。すなわち、下面３に対する第２切刃５２の高さが一定である。このような構成により、刃先強度を確保することがきる。これにより、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、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、コーナ部２３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れない。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、インサート１の寸法にも依るが、例えば、±０．０５ｍｍの差があっても構わない。下面３に対する第１切刃５１の高さは、例えば、３〜８ｍｍであり、下面３に対する第２切刃５２の高さは、例えば、３〜８ｍｍ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２箇所、計４箇所のコーナを使って切削加工を行うことができる。したがって、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２つの第２切刃５２を有している。

更に、一実施形態においては、切刃５は、上面２側及び下面３側において、鋭角コーナＣ１を構成する第１辺部２１及び第２辺部２２のうち、第１辺部２１に位置する第２切刃５２だけでなく第２辺部２２に位置する第３切刃５３も有している。すなわち、切刃５は、上面２側及び下面３側に、それぞれ２つの第３切刃５３を更に有している。そして、第３切刃５３は、上述した第２切刃５２と同じ構成を有している。これにより、インサート１は、勝手違いの切削加工においても、鋭角コーナＣ１を使用して切削が可能である。すなわち、例えば、右勝手においては、第１切刃５１と第２切刃５２とが切削に用いられ、左勝手においては、第１切刃５１と第３切刃５３とが切削に用いられる。一実施形態においては、図２に示すように、上面視において、第２切刃５２と第３切刃５３とが、鋭角コーナＣ１に位置しているコーナ部２３の二等分線Ｌに対して線対称である。

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

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、それぞれ第１切刃５１、第２切刃５２及び第３切刃５３を２つずつ有しているが、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、少なくとも１つの第１切刃５１及び少なくとも１つの第２切刃５２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１１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の先端部がインサート１をホルダ１０３に押さえこまれ、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。

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。また、上面２は、貫通孔６の周囲であって切刃５から離れた部分に、側面視において少なくとも一部が切刃５よりも上方に位置する第３面１１を有している。第３面１１は、図３に示すように、側面視において平坦面であり、ホルダ１０３に取り付ける際に着座面として機能する。

まず、第１面７について説明する。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、いわゆるランド面として機能する面である。なお、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。一実施形態においては、第１面７は、平面状である。

そして、第１面７は、図５乃至図１０に示すように、第１領域７１と第２領域７２と第３領域７３とを有している。第１領域７１は、第１面７のうち第１切刃５１に沿う領域である。第３領域７３は、第１面７のうち第２切刃５２に沿う領域である。第２領域７２は、第１面７のうち、第１領域７１と第３領域７３との間に位置する領域である。

図６に示すように、第２領域７２の一端である第１端７２ａは、第１領域７１と隣り合っており、第２領域７２の他端である第２端７２ｂは、第３領域７３と隣り合っている。一実施形態においては、第２領域７２は、第１端７２ａにおいて第１領域７１と接続しており、且つ、第２端７２ｂにおいて第３領域７３と接続している。なお、第１領域７１と第２領域７２との間、及び、第２領域７２と第３領域７３との間には、各領域７１、７２及び７３のそれぞれの機能を奏する限りにおいて、他の領域が位置していてもよい。

次に、第２面９について説明する。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る。ここで、内方とは、切刃５に対してインサート１の内側であり、貫通孔６側（中心軸Ｓ１側）のことを意味するものとする。また、第２面９は、第１面７から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜しており、いわゆるすくい面として機能する面である。すなわち、第２面９は、切削加工時に切刃５で生成された切屑と接触して、切屑の変形又は切屑の進行方向の変更を生じさせることによって、切屑をスムーズに外部へ排出する役割を果たす。なお、第２面９も、第１面７と同様に、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。一実施形態においては、第２面９は、平面状である。

そして、第２面９は、図５乃至図１０に示すように、第４領域９１と第５領域９２と第６領域９３とを有している。第４領域９１は、第２面９のうち、第１領域７１に対応する領域である。第５領域９２は、第２面９のうち、第２領域７２に対応する領域である。第６領域９３は、第２面９のうち、第３領域７３に対応する領域である。すなわち、図８に示すように、第４領域９１は、第１領域７１の内方に位置しており、第１領域７１から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜している。そして、図９に示すように、第５領域９２は、第２領域７２の内方に位置しており、第２領域７２から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜している。更に、図１０に示すように、第６領域９３は、第３領域７３の内方に位置しており、第３領域７３から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜している。

そして、一実施形態においては、図６、図８乃至図１０に示すように、第１面７において、切刃５に垂直な方向における第２領域７２の幅Ｗ７２は、切刃５に垂直な方向における第１領域７１の幅Ｗ７１及び切刃５に垂直な方向における第３領域７３の幅Ｗ７３よりも小さい。加えて、第５領域９２の傾斜角度θ９２は、第４領域９１の傾斜角度θ９１及び第６領域９３の傾斜角度θ９３よりも小さい。このような構成によれば、切刃５のうち切削加工時に最初に被削材と接触する切刃部分において、ランド面（第１面７）の幅を小さくすることができるとともにすくい角（第２面９の傾斜角度θ９）を小さくすることができる。それゆえ、切削抵抗を低減することができるとともに刃先強度を確保することができる。その結果、切削負荷が大きい高送り加工などの切削条件下においても、切刃５が欠損する可能性を減少させることができる。

ここで、幅Ｗ７１、幅Ｗ７２及び幅Ｗ７３は、図６に示すように、上面視において、切刃５に垂直な方向における、対応する領域７１、７２及び７３の長さである。言い換えれば、幅Ｗ７１、幅Ｗ７２及び幅Ｗ７３は、図８乃至図１０に示すように、インサート１の中心軸Ｓ１に垂直な基準面Ｓ１ａに沿う方向における、対応する領域７１、７２及び７３の長さである。幅Ｗ７１は、例えば、０．１５〜０．２ｍｍである。幅Ｗ７２は、例えば、０．１〜０．１５ｍｍである。幅Ｗ７３は、例えば、０．１８〜０．２３ｍｍである。

また、傾斜角度θ９１、傾斜角度θ９２及び傾斜角度θ９３は、対応する領域９１、９２、９３の、上面２及び下面３を貫く中心軸Ｓ１に垂直な基準面Ｓ１ａに対する傾斜角度である。すなわち、傾斜角度θ９１、θ９２及びθ９３は、図８乃至図１０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、対応する領域９１、９２、９３とがそれぞれなす角度のことである。傾斜角度θ９１は、例えば、１６〜２０度である。傾斜角度θ９２は、例えば、１３〜１６度である。傾斜角度θ９３は、例えば、１６〜２０度である。

また、一実施形態においては、第２領域７２は、図５及び図６に示すように、第１部分７２１と第２部分７２２とを有していてもよい。第１部分７２１は、第１領域７１に隣接するとともに第１切刃５１に沿っている。第２部分７２２は、第３領域７３に隣接するとともに第２切刃５２に沿っている。すなわち、第２領域７２は、第１面７のうち、第１切刃５１に沿う領域と第２切刃５２に沿う領域の両方に渡って設けられている。このような構成を満たすときには、第１切刃５１と第２切刃５２のつなぎ部分における形状の変化が滑らかになるため、つなぎ部分に応力が集中することが低減される。

そして、図６に示すように、切刃５に垂直な方向における第１部分７２１の幅Ｗ７２１は、第１領域７１から遠ざかるにつれて減少するとともに、切刃５に垂直な方向における第２部分７２２の幅Ｗ７２２は、第３領域７３から遠ざかるにつれて減少していてもよい。このような構成を満たすときには、良好に切削抵抗の低減が図れる。

一実施形態においては、第１部分７２１の幅Ｗ７２１の減少量は、第２部分７２２の幅Ｗ７２２の減少量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、第１領域７１側において切削抵抗の低減を図りつつ第３領域７３側で切刃５の耐欠損性の向上が図れる。幅Ｗ７２１の減少量は、例えば、０．０３〜０．０５ｍｍである。幅Ｗ７２２の減少量は、例えば、０．０５〜０．０８ｍｍである。

なお、ここで、第１部分７２１の幅Ｗ７２１及び第２部分７２２の幅Ｗ７２２は、上述した幅Ｗ７１、幅Ｗ７２及び幅Ｗ７３と同様に定義することができる。また、幅Ｗ７２１が減少するとは、第１部分７２１の全長に渡って幅Ｗ７２１が減少しているものに限らず、第１部分７２１において幅Ｗ７２１が変化しない部分があってもよい。更に、幅Ｗ７２１は、段階的に減少していてもよい。幅Ｗ７２２が減少することについても、幅Ｗ７２１と同様に定義することができる。なお、幅Ｗ７２１、Ｗ７２２が一定の割合で漸次減少している場合には、切削抵抗の低減と切刃５の耐欠損性の両方をバランスよく図ることができる。

一実施形態において、第１部分７２１は、第２部分７２２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、切削抵抗を低減する効果及び切刃５の耐欠損性を向上する効果の両方を兼ね備えることができる。なお、第１部分７２１と第２部分７２２との間には、部分７２１及び７２２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。

更に、一実施形態においては、図６、図８及び図１０に示すように、切刃５に垂直な方向における第３領域７３の幅Ｗ７３は、切刃５に垂直な方向における第１領域７１の幅Ｗ７１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、切り込み量が突発的に高くなることがある第３領域７３において、切刃５が欠損する可能性を低減することができる。

更に、一実施形態において、図８及び図１０に示すように、第６領域９３の傾斜角度θ９３は、第４領域９１の傾斜角度θ９１と等しくてもよい。このような構成を満たすときには、良好に切削抵抗を低減することができる。なお、ここで、傾斜角度θ９１と傾斜角度θ９３とが等しいとは、両者が実質的に等しければよく、例えば、±１度の差を含むものであっても構わない。

また、一実施形態において、第１面７は、切刃５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。すなわち、第１面７は、いわゆるポジランド面であってもよい。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できるため、切刃５が欠損する可能性を低減することができる。

一実施形態において、図８乃至図１０に示すように、第１面７の傾斜角度θ７は、第２面９の傾斜角度θ９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、切刃５の欠損を低減する効果が高まる。傾斜角度θ７及びθ９は、上述した傾斜角度θ９１、θ９２及びθ９３と同様に定義することができる。傾斜角度θ７は、例えば、２〜６度である。傾斜角度θ９は、例えば、１３〜２０度である。

更に、一実施形態において、第１面７の第２領域７２の傾斜角度θ７２は、第１面７の第１領域７１の傾斜角度θ７１よりも小さく、且つ、第１面７の第３領域７３の傾斜角度θ７３よりも大きくてもよい。すなわち、第１面７の幅は、Ｗ７２＜Ｗ７１、Ｗ７３とする一方、第１面７の傾斜角度θ７は、θ７１＞θ７２＞θ７３としてもよい。更に言えば、第２面９の傾斜角度θ９は、θ９２＜θ９１、θ９３とするとともに、第１面７の幅は、Ｗ７２＜Ｗ７１、Ｗ７３とする上で、第１面７の傾斜角度θ７は、θ７１＞θ７２＞θ７３としてもよい、ということである。このような構成を満たすときには、第２領域７２において、第１領域７１よりも刃先強度を確保することができるとともに第３領域７３よりも切削抵抗の低減効果を確保することができるため、良好な切削性能を維持しつつ切刃５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θ７１、θ７２及びθ７３は、上述した傾斜角度θ９１、θ９２及びθ９３と同様に定義することができる。すなわち、傾斜角度θ７１、θ７２及びθ７３は、図８乃至図１０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、対応する領域７１、７２、７３とがそれぞれなす角度のことである。傾斜角度θ７１は、例えば、４．５〜６度である。傾斜角度θ７２は、例えば、３〜４．５度である。傾斜角度θ７３は、例えば、２〜３度である。

また、一実施形態において、第１面７の傾斜角度θ７は、第１領域７１から第３領域７３に渡って、コーナ部２３から遠ざかるにつれて減少していてもよい。このような構成を満たすときには、コーナ部２３における切削抵抗の低減効果を大きくするとともにコーナ部２３から遠ざかるにつれて刃先強度を確保することができる。その結果、良好な切削性能を維持しつつ切刃５が欠損する可能性を低減することができる。なお、ここで、第１面７の傾斜角度θ７が減少しているとは、第１面７の全長に渡って、傾斜角度θ７が減少しているものに限らず、第１面７において傾斜角度θ７が変化しない部分があってもよい。更に、傾斜角度θ７は、段階的に減少していてもよい。傾斜角度θ７が一定の割合で漸次減少している場合には、切刃５の耐欠損性が良好に図れる。

一実施形態においては、第２領域７２における傾斜角度θ７２の減少量は、第１領域７１における傾斜角度θ７１の減少量よりも小さく、且つ、第３領域７３における傾斜角度θ７３の減少量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、コーナ部２３側における切削抵抗の低減効果を高めるとともに、主切刃（第２切刃５２）における切刃強度の向上を図る効果が高まる。傾斜角度θ７１の減少量は、例えば、０．１〜１．０度である。傾斜角度θ７２の減少量は、例えば、０．１〜０．７５度である。傾斜角度θ７３の減少量は、例えば、０〜０．５度である。

更に、一実施形態においては、図６、図８乃至図１０に示すように、切刃５に垂直な方向における第５領域９２の幅Ｗ９２は、切刃５に垂直な方向における第４領域９１の幅Ｗ９１及び切刃５に垂直な方向における第６領域９３の幅Ｗ９３よりも大きくてもよい。すなわち、第１面７の幅は、Ｗ７２＜Ｗ７１、Ｗ７２とする一方、第２面９の幅は、Ｗ９２＞Ｗ９１、Ｗ９３としてもよい。このような構成を満たすときには、第１面７の幅が狭い領域に対応する部分のすくい面（第２面９）が広く確保されるため、刃先強度を確保することができる。その結果、切刃５が欠損する可能性を低減することができる。

なお、ここで、幅Ｗ９１、幅Ｗ９２及び幅Ｗ９３は、上述した幅Ｗ７１、幅Ｗ７２及び幅Ｗ７３と同様に定義することができる。すなわち、幅Ｗ９１、幅Ｗ９２及び幅Ｗ９３は、図６に示すように、上面視において、切刃５に垂直な方向における、対応する領域９１、９２及び９３の長さである。言い換えれば、幅Ｗ９１、幅Ｗ９２及び幅Ｗ９３は、図８乃至図１０に示すように、インサート１の中心軸Ｓ１に垂直な基準面Ｓ１ａに沿う方向における、対応する領域９１、９２及び９３の長さである。幅Ｗ９１は、例えば、０．２５〜０．３３ｍｍである。幅Ｗ９２は、例えば、０．３３〜０．４１ｍｍである。幅Ｗ９３は、例えば、０．２５〜０．３３ｍｍである。

一実施形態においては、切刃５に垂直な方向における第６領域９３の幅Ｗ９３は、切刃５に垂直な方向における第４領域９１の幅Ｗ９１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、切刃５の耐欠損性の向上が図れる。

また、第２面９は、複数の傾斜面を有して構成されていてもよい。その場合であっても、幅Ｗ９１、幅Ｗ９２及び幅Ｗ９３は、上述の通り定義することができる。なお、第２面９が複数の傾斜面を有して構成されている場合、傾斜角度θ９１、θ９２及びθ９３は、複数の傾斜面のうち切刃５側に位置する傾斜面の傾斜角度とすることができる。このように、第２面９が複数の傾斜面を有して構成されている場合に、切刃５側の傾斜角度θ９１、θ９２及びθ９３を上述のような関係とすることで、上述の効果を奏することができる。

一実施形態において、第２面９における第５領域９２は、第４領域９１と接続し、且つ、第６領域９３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、切削抵抗の低減を図る効果と切刃５の耐欠損性の向上を図る効果との両方をバランスよく兼ね備えることができる。なお、第４領域９１と第５領域９２との間、及び第５領域９２と第６領域９３との間には、領域９１、９２及び９３のそれぞれの機能を奏する限りにおいて他の領域が位置していてもよい。

一実施形態においては、図６に示すように、第２領域７２の切刃５に沿う長さは、第１領域７１の切刃５に沿う長さよりも大きく、且つ、第３領域７３の切刃５に沿う長さ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、切削抵抗の低減と切刃５の耐欠損性の向上の両効果を良好に兼ね備えることができる。第１領域７１の切刃５に沿う長さは、例えば、０．２〜０．８ｍｍである。第２領域７２の切刃５に沿う長さは、例えば、０．８〜２．４ｍｍである。第３領域７３の切刃５に沿う長さは、例えば、３．０〜１０．０ｍｍである。

一実施形態においては、図６に示すように、第２領域７２における第１部分７２１の切刃５に沿う長さは、第２部分７２２の切刃５に沿う長さ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、切刃５の耐欠損性の向上が良好に図れる。なお、第１部分７２１の切刃５に沿う長さは、例えば、第１端７２ａから第２部分７２２との境界７２３までの寸法である。また、第２部分７２２の切刃５に沿う長さ、例えば、境界７２３から第２端７２ｂまでの寸法である。第１部分７２１の切刃５に沿う長さは、例えば、０．２〜０．６ｍｍである。第２部分７２２の切刃５に沿う長さは、例えば、０．６〜１．８ｍｍ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１１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。
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、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、図１１に示すように、第２切刃５２が、ホルダ１０３の側面１０３３側に位置しており、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。

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が配置されている。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が、一実施形態においては、汎用品のシート部材をより広範な切削条件下で良好に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、切削負荷が大きい高送り加工などの切削条件下においても、切刃５が欠損する可能性を減少させることができる。その結果、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１２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１３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１４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、切削負荷が大きい高送り加工においても、良好な切削性能を発揮することができる。

なお、図１２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１３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１４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
２３・・・コーナ部
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領域
７２・・・第２領域
７２ａ・・・第１端
７２ｂ・・・第２端
７２１・・・第１部分
７２２・・・第２部分
７２３・・・境界
７３・・・第３領域
９・・・第２面
９１・・・第４領域
９２・・・第５領域
９３・・・第６領域
１１・・・第３面
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 (12)

1. 第１辺部と、第２辺部と、前記第１辺部と前記第２辺部との間に位置するコーナ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線部に位置する切刃と、を備えており、
   前記上面は、前記切刃に沿う第１面と、前記第１面よりも内方に位置するとともに前記第１面から遠ざかるにつれて前記下面に向かって傾斜する第２面と、を更に有しており、
   前記切刃は、前記コーナ部に位置する第１切刃と、前記第１辺部に位置する第２切刃と、を有しており、
   前記第１面は、前記第１切刃に沿う第１領域と、前記第１領域に隣り合う第２領域と、前記第２領域に隣り合うとともに前記第２切刃に沿う第３領域と、を有しており、
   前記第２面は、前記第１領域に対応する第４領域と、前記第２領域に対応する第５領域と、前記第３領域に対応する第６領域と、を有しており、
   前記切刃に垂直な方向における前記第２領域の幅Ｗ７２は、前記切刃に垂直な方向における前記第１領域の幅Ｗ７１及び前記切刃に垂直な方向における前記第３領域の幅Ｗ７３よりも小さく、前記第５領域の傾斜角度θ９２は、前記第４領域の傾斜角度θ９１及び前記第６領域の傾斜角度θ９３よりも小さく、
   前記第６領域の傾斜角度θ９３は、前記第４領域の傾斜角度θ９１と等しい、切削インサート。
2. 第１辺部と、第２辺部と、前記第１辺部と前記第２辺部との間に位置するコーナ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線部に位置する切刃と、を備えており、
   前記上面は、前記切刃に沿う第１面と、前記第１面よりも内方に位置するとともに前記第１面から遠ざかるにつれて前記下面に向かって傾斜する第２面と、を更に有しており、
   前記切刃は、前記コーナ部に位置する第１切刃と、前記第１辺部に位置する第２切刃と、を有しており、
   前記第１面は、前記第１切刃に沿う第１領域と、前記第１領域に隣り合う第２領域と、前記第２領域に隣り合うとともに前記第２切刃に沿う第３領域と、を有しており、
   前記第２面は、前記第１領域に対応する第４領域と、前記第２領域に対応する第５領域と、前記第３領域に対応する第６領域と、を有しており、
   前記切刃に垂直な方向における前記第２領域の幅Ｗ７２は、前記切刃に垂直な方向における前記第１領域の幅Ｗ７１及び前記切刃に垂直な方向における前記第３領域の幅Ｗ７３よりも小さく、前記第５領域の傾斜角度θ９２は、前記第４領域の傾斜角度θ９１及び前記第６領域の傾斜角度θ９３よりも小さく、
   前記第１面は、前記切刃から遠ざかるにつれて前記下面に向かって傾斜しており、
   前記第２領域の傾斜角度θ７２は、前記第１領域の傾斜角度θ７１よりも小さく、且つ、前記第３領域の傾斜角度θ７３よりも大きく、
   前記第１面の傾斜角度θ７は、前記第１領域から前記第３領域に渡って、前記コーナ部から遠ざかるにつれて減少しており、
   前記第２領域における傾斜角度θ７２の減少量は、前記第１領域における傾斜角度θ７１の減少量よりも小さく、且つ、前記第３領域における傾斜角度θ７３の減少量よりも大きい、切削インサート。
3. 前記第１面の傾斜角度θ７は、前記第２面の傾斜角度θ９よりも小さい、請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記第６領域の傾斜角度θ９３は、前記第４領域の傾斜角度θ９１と等しい、請求項２又は３に記載の切削インサート。
5. 前記第２領域は、前記第１領域に隣接するとともに前記第１切刃に沿う第１部分と、前記第３領域に隣接するとともに前記第２切刃に沿う第２部分と、を有している、請求項１〜４のいずれかに記載の切削インサート。
6. 前記切刃に垂直な方向における前記第１部分の幅Ｗ７２１は、前記第１領域から遠ざかるにつれて減少するとともに、前記切刃に垂直な方向における前記第２部分の幅Ｗ７２２は、前記第３領域から遠ざかるにつれて減少する、請求項５に記載の切削インサート。
7. 前記第１部分の幅Ｗ７２１の減少量は、前記第２部分の幅Ｗ７２２の減少量よりも小さい、請求項６に記載の切削インサート。
8. 前記切刃に垂直な方向における前記第３領域の幅Ｗ７３は、前記切刃に垂直な方向における前記第１領域の幅Ｗ７１よりも大きい、請求項１〜７のいずれかに記載の切削インサート。
9. 前記切刃に垂直な方向における前記第５領域の幅Ｗ９２は、前記切刃に垂直な方向における前記第４領域の幅Ｗ９１及び前記切刃に垂直な方向における前記第６領域の幅Ｗ９３よりも大きい、請求項１〜８のいずれかに記載の切削インサート。
10. 前記第２領域の前記切刃に沿う長さは、前記第１領域の前記切刃に沿う長さよりも大きく、且つ、前記第３領域の前記切刃に沿う長さよりも小さい、請求項１〜９のいずれかに記載の切削インサート。
11. 請求項１〜１０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。
12. 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１１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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