JP7032424B2 - Manufacturing method for cutting inserts, cutting tools and cutting materials - Google Patents
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Description
本出願は、2017年10月30日に出願された日本国特許出願2017-208929号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。 This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2017-20829 filed on October 30, 2017, and the entire disclosure of further applications is incorporated herein by reference.
本態様は、一般的には、切削加工において用いられる切削インサートに関する。より具体的には、PCD及びcBNのように硬度が比較的高い材質の切削工具に関する。 This aspect generally relates to a cutting insert used in a cutting process. More specifically, the present invention relates to a cutting tool made of a material having a relatively high hardness such as PCD and cBN.
金属などの被削材を切削加工する際に用いられる切削工具として、例えば特開平8-155702号公報(特許文献1)に記載の切削インサート(スローアウェイチップ)が知られている。特許文献1に記載の切削インサートにおいては、上面が、切刃に沿って位置するランド面(面取り部)と、ランド面の内側に位置するチップブレーカとを有している。
As a cutting tool used when cutting a work material such as metal, for example, a cutting insert (throw away insert) described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-155702 (Patent Document 1) is known. In the cutting insert described in
特に、特許文献1に記載の切削インサートのように、切刃の部分が立方晶窒化硼素(CBN:Cubic Boron Nitride)を主成分とする超高硬度焼結体によって構成されている場合には、ランド面が広く設定される傾向にある。ランド面は、例えば、ブラシによるホーニング、手作業又はブラスト処理などによって形成することが可能である。
In particular, when the cutting edge portion is composed of an ultra-high hardness sintered body containing cubic boron nitride (CBN) as a main component, as in the case of the cutting insert described in
ブラシによるホーニング又は手作業のみによってランド面を形成した場合においては、ランド面の表面が荒くなり、算術平均高さSaが大きくなることがある。そのため、ランド面における切削抵抗が高くなり、切刃のチッピングが生じるおそれがある。また、ブラスト処理のみによってランド面の算術平均高さSaが小さくすることが可能であるが、この場合には、チップブレーカの算術平均高さSaも小さくなる。そのため、チップブレーカにおける切屑のブレーキングが不十分となるおそれがある。 When the land surface is formed only by honing with a brush or by manual work, the surface of the land surface may become rough and the arithmetic mean height Sa may increase. Therefore, the cutting resistance on the land surface becomes high, and there is a possibility that chipping of the cutting edge may occur. Further, it is possible to reduce the arithmetic average height Sa of the land surface only by the blasting process, but in this case, the arithmetic average height Sa of the chip breaker is also reduced. Therefore, braking of chips in the chip breaker may be insufficient.
一態様に基づく切削インサートは、第1面、第2面、第3面及び切刃を有している。第2面は、第1面の反対側に位置する。第3面は、第1面及び第2面の間に位置する。切刃は、第1面及び第3面の交わりの少なくとも一部に位置する。第1面は、第1領域、第2領域及び第3領域を有している。第1領域は、交わりに沿って位置しており、少なくとも一部に平らな第1平面を含んでいる。第2領域は、第1領域よりも第1面の内側に位置するとともに第1領域に対して傾斜しており、さらに第1領域から離れるに従って第2面に近づくように傾斜しており、少なくとも一部に平らな第2平面を含んでいる。第3領域は、第2領域よりも第1面の内側に位置するとともに第2領域から離れるに従って第2面から離れるように傾斜しており、少なくとも一部に平らな第3平面を含んでいる。そして、第2平面における算術平均高さSa2が、第1平面における算術平均高さSa1よりも大きい。さらに、第3平面における算術平均高さSa3が、第2平面における算術平均高さSa2よりも大きい。 The cutting insert according to one embodiment has a first surface, a second surface, a third surface and a cutting edge. The second surface is located on the opposite side of the first surface. The third surface is located between the first and second surfaces. The cutting edge is located at least part of the intersection of the first and third surfaces. The first surface has a first region , a second region, and a third region . The first region is located along the intersection and contains at least a flat first plane. The second region is located inside the first plane with respect to the first region and is inclined with respect to the first region, and further inclined so as to approach the second plane as the distance from the first region increases, at least. It contains a flat second plane in part. The third region is located inside the first plane with respect to the second region and is inclined so as to move away from the second plane as it moves away from the second region, and includes at least a flat third plane. .. Then, the arithmetic mean height Sa2 in the second plane is larger than the arithmetic mean height Sa1 in the first plane. Further, the arithmetic mean height Sa3 in the third plane is larger than the arithmetic mean height Sa2 in the second plane.
以下、複数の実施形態の切削インサート1(以下、単にインサート1ともいう。)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、各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、インサート1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各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the cutting insert 1 (hereinafter, also simply referred to as the insert 1) will be described in detail with reference to the drawings. However, each figure referred to below is shown in a simplified manner only for the main members necessary for explaining each embodiment for convenience of explanation. Therefore, the
<切削インサート>
実施形態のインサート1は、第1面3(図1における上面)と、第2面5(図1における下面)と、第3面7(図1における側面)と、切刃とを有しており、概ね多角板形状である。<Cutting insert>
The
第1面3は、図1に示すように、多角形であってもよい。第2面5は、図1に示すように、第1面3の反対側に位置していてもよい。第3面7は、図1に示すように、第1面3及び第2面5の間に位置していてもよい。切刃は、第1面及び第3面の交わりの少なくとも一部に位置していてもよい。
The
第1面3は、特定の形状に限定されない。第1面3は、例えば正面視において多角形状であってもよい。図2に示す一例のインサート1において、第1面3は菱形である。そのため、図2に示す一例における第1面3は、4つの角及び4つの辺を有している。このとき、4つの角の一つが第1コーナ9であり、この第1コーナ9に接続された2つの辺が第1辺11及び第2辺13である。第1面3の外周縁において、第1コーナ9が第1辺11及び第2辺13の間に挟まれて位置していてもよい。
The
ここで、多角形状とは、厳密に多角形の形状であることに限定されない。例えば、第1面3を正面視した場合において、第1面3における4つの角は、それぞれ丸みを帯びており、外側に向かってわずかに凸となる形状であってもよい。また、第1面3を正面視した場合において、4つの辺は、それぞれ厳密な直線形状に限定されない。これらの辺は、第1面3を正面視した場合において、それぞれ外側に向かってわずかに凸となる形状、又はわずかに凹となる形状であってもよい。
Here, the polygonal shape is not limited to a strictly polygonal shape. For example, when the
第2面5は、多角形状であってもよく、例えば、第1面3と同様に菱形であってもよい。この場合には、第3面7は、概ね平坦な4つの平面と、これらの平面を接続する4つの曲面とを有する。
The
なお、第1面3及び第2面5の形状は、上記の形態に限定されない。実施形態の1つのインサート1においては第1面3及び第2面5の形状が四角形である。しかし、第1面3及び第2面5の形状は、例えば三角形又は六角形であってもよい。
The shapes of the
インサート1の大きさは特に限定されない。例えば、第1面3の一辺の長さは、3mm以上20mm以下程度に設定できる。また、第1面3から第2面5までの高さは、5mm以上20mm以下程度に設定できる。
The size of the
実施形態のインサート1は、第1面3及び第3面7の交わり(稜線)L1の少なくとも一部に位置する切刃15を有している。切刃15は、被削材を切削加工する際に用いることが可能である。切刃15は、交わりL1の全体、言い換えれば第1面3の外縁部分の全体に位置していてもよく、また、交わりL1の一部のみに位置していてもよい。図5に示す一例においては、切刃15は、第1コーナ9、第1辺11の一部、及び、第2辺13の一部に位置している。
The
第1面3は、第1領域17及び第2領域19を有している。第1領域17は、交わりL1に沿って位置している。このとき、第1領域17は、交わりL1に接していてもよく、また、離れていてもよい。図5に示す一例における第1領域17は、交わりL1に接している。第2領域19は、第1領域17よりも第1面3の内側に位置するとともに第1領域17に対して傾斜している。
The
第1領域17は、平らな形状の第1平面21を有している。ここで、第1平面21は、第1領域17の全体に位置していてもよく、また、第1領域17の一部のみに位置していてもよい。第2領域19は、平らな形状の第2平面23を有している。第2平面23は、第2領域19の全体に位置していてもよく、また、第2領域19の一部のみに位置していてもよい。
The
図5に示す一例における第1領域17は、第1コーナ9、第1辺11及び第2辺13に沿って位置している。また、図5に示す一例における第1領域17は、交わりL1に直交する方向の幅が交わりL1に沿った方向の幅よりも狭い帯状の構成である。
The
第1領域17は、少なくとも一部が切刃15に沿って位置していてもよい。第1領域17における切刃15に沿って位置する部分は、いわゆるランド面として用いることが可能である。第1領域17がランド面として用いられる場合には、切刃15の耐久性が向上する。第1領域17は、切刃15に接していてもよく、また、離れていてもよい。図5に示す一例における第1領域17は、切刃15に接している。
The
図1などに示す符号O1は、第1面3の中心及び第2面5の中心を通る中心軸である。また、図4などに示す符号Sは、中心軸O1に対して直交し、第1面3及び第2面5の間に位置する仮想平面Sである。第1平面は、仮想平面Sに対して平行であっても、また、傾斜していてもよい。図6~図8に示す一例の第1平面は、仮想平面Sに対して平行である。
Reference numeral O1 shown in FIG. 1 or the like is a central axis passing through the center of the
実施形態のインサート1における第2領域19は、第1領域17に対して傾斜している。このとき、第2領域19は、第1領域17から離れるに従って仮想平面Sに近づくように傾斜していてもよく、また、第1領域17から離れるに従って仮想平面Sから離れるように傾斜していてもよい。図6~図8に示す一例においては、第2領域19は、第1領域17から離れるに従って仮想平面Sに近づくように傾斜している。
The
実施形態のインサート1では、第2平面23における算術平均高さSa2が、第1平面21における算術平均高さSa1よりも大きい。このように、切刃15に沿って位置する第1領域17の第1平面21における算術平均高さSa1が相対的に小さいことから、切削加工時の切削抵抗を小さくできる。また、第1領域17よりも第1面3の内側に位置する第2領域19の第2平面23における算術平均高さSa2が相対的に大きいことから、第2平面23を擦過する切屑に良好にブレーキを掛けることができる。
In the
算術平均高さSa2を算術平均高さSa1よりも大きくするためには、例えば、下記の工程によってインサート1を作製すればよい。ただし、算術平均高さSa2を算術平均高さSa1よりも大きくする手段は下記の工程に限定されない。
In order to make the arithmetic mean height Sa2 larger than the arithmetic average height Sa1, for example, the
まず、インサート1となる成形体を準備する。次に、ブラシによるホーニング又は手作業によって第2平面23を形成する。このとき、第2平面23だけでなく第1平面21にブラシが接触してもよい。次に、第1平面21が露出するように第2平面23の上に保護膜をつける。次に、ブラスト処理によって第1平面21を形成する。次に、保護膜を除去する。以上の工程によって、算術平均高さSa2を算術平均高さSa1よりも大きくすることが可能である。
First, a molded body to be the
また、第1平面21及び第2平面23を作成する順番は逆でもよい。まず、インサート1となる成形体を準備する。次に、ブラスト処理によって第1平面21を形成する。このとき、第1平面21だけでなく第2平面23にブラスト処理が行われてもよい。次に、第2平面23が露出するように第1平面21の上に保護膜をつける。次に、ブラシによるホーニング又は手作業によって第2平面23を形成する。次に、保護膜を除去する。以上の工程によって、算術平均高さSa2を算術平均高さSa1よりも大きくすることが可能である。
Further, the order in which the
また、レーザ加工によりインサート1を作製する際に、レーザの条件を調整することによって、算術平均高さSa2を算術平均高さSa1よりも大きくすることが可能である。すなわち、第1レーザを照射することによって第1平面21を形成するとともに、第2レーザを照射することによって第2平面23を形成する際に、第1レーザ及び第2レーザの条件を調整することによって、算術平均高さSa2を算術平均高さSa1よりも大きくすることが可能である。
Further, when the
また、レーザ加工によりインサート1を作製する際に、レーザの条件を調整することに代えてレーザの移動速度を調整することによっても、算術平均高さSa2を算術平均高さSa1よりも大きくすることが可能である。
Further, when the
算術平均高さSaは、ISO25178-6:2010に規定された表面性状のパラメータであり、線の算術平均粗さRaを面に拡張したパラメータである。具体的には、算術平均高さSaは、測定対象の面の平均面に対して対象の面における各点の高さの差の絶対値の平均を表している。 The arithmetic mean height Sa is a parameter of the surface texture defined in ISO25178-6: 2010, and is a parameter obtained by extending the arithmetic average roughness Ra of the line to the surface. Specifically, the arithmetic mean height Sa represents the average of the absolute values of the differences in height of each point on the target surface with respect to the average surface of the surface to be measured.
Sa1及びSa2は、特定の値に限定されない。例えば、Sa1は、0.1~0.3μm程度に設定できる。また、Sa2は、0.2~1μm程度に設定できる。 Sa1 and Sa2 are not limited to specific values. For example, Sa1 can be set to about 0.1 to 0.3 μm. Further, Sa2 can be set to about 0.2 to 1 μm.
Sa1が、0.1μm以上である場合には、切屑に適度なブレーキを掛け易い。そのため、第2平面において切屑の流れをコントロールし易い。Sa1が、0.3μm以下である場合には、第1平面21の摩耗を抑制し易い。また、Sa2が、0.2μm以上である場合には、第2平面において切屑の流れをコントロールし易い。Sa2が、1μm以下である場合には、第2平面23の摩耗を抑制し易い。
When Sa1 is 0.1 μm or more, it is easy to apply an appropriate brake to the chips. Therefore, it is easy to control the flow of chips on the second plane. When Sa1 is 0.3 μm or less, it is easy to suppress the wear of the first
第1平面21の算術平均高さSa1は、カットオフ値を0.03mmに固定する以外はISO25178-6:2010の規格に準じて、第1平面21の表面形状を測定することにより算出すればよい。また、第2平面23の算術平均高さSa2は、カットオフ値を0.03mmに固定する以外はISO25178-6:2010の規格に準じて、第2平面23の表面形状を測定することにより算出すればよい。
The arithmetic mean height Sa1 of the
ただし、上記のカットオフ値は一例にすぎず、測定に用いる装置や測定条件に応じて適宜設定すればよい。第1平面21及び第2平面23の表面形状の測定は、例えば、触針を用いた接触式表面粗さ測定機、あるいは、光学式の非接触式表面粗さ測定機を利用すればよい。
However, the above cutoff value is only an example, and may be appropriately set according to the apparatus used for the measurement and the measurement conditions. For the measurement of the surface shapes of the
なお、第1平面21が平らであるとは、第1平面21が湾曲していないことを意味している。そのため、第1平面21は、仮想平面Sに対して平行である必要はなく、仮想平面Sに対して傾斜していてもよい。また、第2平面23が平らであるとは、第2平面23が湾曲していないことを意味している。そのため、第2平面23もまた、仮想平面Sに対して平行である必要はなく、仮想平面Sに対して傾斜していてもよい。
The fact that the
図6~図8に示す一例においては、第2領域19は、第1領域17から離れるに従って仮想平面Sに近づくように傾斜している。言い換えれば、第2領域19は、第1領域17から離れるに従って第2面5に近づくように傾斜している。
In the example shown in FIGS. 6 to 8, the
第2領域19が上記のように傾斜している場合には、第2領域19をいわゆるすくい面として用いることが可能である。すくい面として機能することが可能な第2領域19における第2平面23の算術平均高さSa2が相対的に大きい場合には、切屑が第2領域19に衝突することが避けられ易くチッピングが生じにくい一方で、適度に切屑に対してブレーキを掛けることができる。
When the
また、図5に示すように第1面3は、第1領域17及び第2領域19に加えて、第3領域25をさらに有していてもよい。図6~図8に示す一例における第3領域25は、第2領域19よりも第1面3の内側に位置するとともに第2領域19から離れるに従って第2面5から離れるように傾斜している。
Further, as shown in FIG. 5, the
第3領域25は、平らな形状の第3平面27を有している。ここで、第3平面27は、第3領域25の全体に位置していてもよく、また、第3領域25の一部のみに位置していてもよい。
The
第3領域25は、いわゆるブレーカ壁として用いることが可能である。第3領域25がブレーカ壁として用いられる場合には、この第3領域25において切屑を良好に湾曲させることができる。そのため、切屑が適度な長さで分断され易く、切屑の排出性が向上する。
The
第3領域25における第3平面27の面粗さは特に限定されない。例えば、第3平面27における算術平均高さSa3が、第1平面21における算術平均高さSa1よりも大きくてもよい。算術平均高さSa3が相対的に大きい場合には、第3平面27を擦過する切屑に良好にブレーキを掛けることができるため、切屑を安定して湾曲させ易い。
The surface roughness of the
特に、第3平面27における算術平均高さSa3が、第2平面23における算術平均高さSa2よりも大きい場合には、インサート1の耐久性が向上する。Sa3がSa2よりも大きい場合には、第3平面27よりも切刃15の近くに位置する第2平面23において切屑に対して過度にブレーキが掛かることが避けられる。そのため、第2平面23が摩耗しにくくなり、第2平面23及び第3平面27においてバランス良く切屑に対してブレーキをかけることができる。
In particular, when the arithmetic mean height Sa3 on the
Sa3は、特定の値に限定されない。、例えば、Sa3は、0.2μm以上1μm以下程度に設定できる。 Sa3 is not limited to a specific value. For example, Sa3 can be set to about 0.2 μm or more and 1 μm or less.
また、図6~図8に示す一例における第3領域25は、第4平面29をさらに有している。第4平面29は、第3平面27よりも第2面5から離れて位置しており、平らな形状である。第4平面29における算術平均高さSa4は、第3平面27における算術平均高さSa3より大きくてもよく、また、第3平面27における算術平均高さSa3より小さくてもよい。
Further, the
第3平面27及び第4平面29をブレーカ壁として用い、第4平面29における算術平均高さSa4が、第3平面27における算術平均高さSa3より大きいときには、第2平面23、第3平面27及び第4平面29においてバランス良く切屑に対してブレーキをかけることができる。
When the
第3平面27の算術平均高さSa3及び第4平面29の算術平均高さSa4は、カットオフ値を0.03mmに固定する以外はISO25178-6:2010の規格に準じて、第3平面27及び第4平面29の表面形状を測定することにより算出すればよい。ただし、上記のカットオフ値は一例にすぎず、測定に用いる装置や測定条件に応じて適宜設定すればよい。
The arithmetic average height Sa3 of the
また、第3平面27をブレーカ壁として用いる一方で第4平面29を切屑の流れる方向を制御する面として用い、第4平面29における算術平均高さSa4が、第3平面27における算術平均高さSa3より小さいときには、第2平面23及び第3平面27においてブレーキが掛けられた切屑が、第4平面29においては第4平面29に沿った方向に円滑に流れ易くなる。
Further, while the
図6~図8に示す一例においては、第2領域19が第1領域17から離れるに従って第2面5に近づくように傾斜しており、また、第3領域25が第2領域19から離れるに従って第2面5から離れるように傾斜している。そのため、第2領域19及び第3領域25によっていわゆるブレーカ溝が形成されている。
In the example shown in FIGS. 6 to 8, the
インサート1がブレーカ溝を有している場合に、切屑はブレーカ溝において擦過し易い。そのため、切屑は、ブレーカ溝を流れる際にブレーキが掛けられ易く、また、ブレーカ溝の外を流れる際に流れる方向が制御され易い。
When the
第3平面27が交わりL1よりも第2面5の近くに位置している場合には、第3平面27がブレーカ溝の内に位置することになる。そのため、ブレーカ溝において切屑にブレーキが掛かりやすい。また、第4平面29が交わりL1よりも第2面5から離れて位置している場合には、第4平面29がブレーカ溝の外に位置することになる。そのため、切屑は、第4平面29に沿った方向に円滑に流れ易い。
When the
第2平面23における最大高さSz2が、第1平面21における最大高さSz1より大きくてもよい。このように、切刃15に沿って位置する第1領域17の第1平面21における最大高さSz1が相対的に小さい場合には、算術平均高さSa1が相対的に小さい場合と同様に、切削加工時の切削抵抗を小さくできる。
The maximum height Sz2 in the
また、切刃15に沿って位置する第2領域19の第2平面23における最大高さSz2が相対的に大きい場合には、算術平均高さSa2が相対的に大きい場合と同様に、第2平面23を擦過する切屑に良好にブレーキを掛けることができる。
Further, when the maximum height Sz2 in the
最大高さSzは、ISO25178-6:2010に規定された表面性状のパラメータであり、線の最大高さRzを面に拡張したパラメータである。具体的には、最大高さSzは、測定対象の面の平均面に対して対象の面における各点の高さの差の絶対値の最大値を表している。 The maximum height Sz is a parameter of surface texture defined in ISO25178-6: 2010, and is a parameter obtained by extending the maximum height Rz of a line to a surface. Specifically, the maximum height Sz represents the maximum value of the absolute value of the difference in height of each point on the target surface with respect to the average surface of the surface to be measured.
Sz1及びSz2は、特定の値に限定されるものではない。例えば、Sz1は、0.5μm以上2.5μm以下程度に設定できる。また、Sz2は、2.2μm以上20μm以下程度に設定できる。 Sz1 and Sz2 are not limited to specific values. For example, Sz1 can be set to about 0.5 μm or more and 2.5 μm or less. Further, Sz2 can be set to about 2.2 μm or more and 20 μm or less.
第1平面21の最大高さSz1は、カットオフ値を0.03mmに固定する以外はISO25178-6:2010の規格に準じて、第1平面21の表面形状を測定することにより算出すればよい。また、第2平面23の最大高さSz2は、カットオフ値を0.03mmに固定する以外はISO25178-6:2010の規格に準じて、第2平面23の表面形状を測定することにより算出すればよい。ただし、上記のカットオフ値は一例にすぎず、測定に用いる装置や測定条件に応じて適宜設定すればよい。
The maximum height Sz1 of the
インサート1の材質としては、例えば、超硬合金、サーメット、セラミックス、PCD(ポリクリスタルダイヤモンド)及びcBN(キュービックボロンナイトライド)などが挙げられる。
Examples of the material of the
超硬合金の組成としては、例えば、WC(炭化タングステン)-Co、WC-TiC(炭化チタン)-Co及びWC-TiC-TaC(炭化タンタル)-Coが挙げられる。ここで、WC、TiC及びTaCは硬質粒子であり、Coは結合相である。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、TiC又はTiN(窒化チタン)を主成分とした化合物が挙げられる。なお、インサート1の材質としては、これらに限定されない。
Examples of the composition of the cemented carbide include WC (tungsten carbide) -Co, WC-TiC (titanium carbide) -Co and WC-TiC-TaC (tantalum carbide) -Co. Here, WC, TiC and TaC are hard particles, and Co is a bound phase. Cermet is a sintered composite material in which a metal is composited with a ceramic component. Specifically, examples of the cermet include compounds containing TiC or TiN (titanium nitride) as a main component. The material of the
また、インサート1は、上に例示する材質によって構成される1つの部材のみを有していてもよく、また、上に例示する材質によって構成される複数の部材を有していてもよい。
Further, the
例えば、インサート1が、図1に示すように、本体部31及び切削部33を有しており、全体として多角板形状であってもよい。図1に示す一例における本体部31は、略多角板形状であり、一部が切り欠かれた凹形状である。この切り欠かれた凹形状の部分に切削部33がロウ材などを用いて接合されてもよい。
For example, as shown in FIG. 1, the
ここで、図1に示す一例のように、第1コーナ9、第1辺11及び第2辺13が、切削部33に位置していてもよい。なお、視覚的な理解を容易にするため、図1において、切削部33の部分に斜線によるハッチングを加えている。
Here, as in the example shown in FIG. 1, the
切削部33が、例えばPCD及びcBNのように硬度が比較的高い材質であるとともに、本体部31が、例えば、超硬合金、サーメット又はセラミックスであってもよい。本体部31及び切削部33が上記の材質である場合には、インサート1を安価に製造できる。また、切削負荷に対するインサート1の耐久性が高い。本体部31及び切削部33の硬度は、それぞれの部位のビッカース硬さを測定することによって評価すればよい。
The cutting
また、インサート1は、上記の切削部33及び本体部31のみを有していてもよいが、例えば、切削部33及び本体部31の部位に加えて、これらの部位の表面を被覆する被覆層を備えていてもよい。被覆層は、切削部33及び本体部31によって構成される基体の表面の全体を覆っていてもよく、また、基体の表面の一部のみを覆っていてもよい。
Further, the
被覆層の材質としては、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)、並びに、チタンの炭化物、窒化物、酸化物、炭酸化物、窒酸化物、炭窒化物及び炭窒酸化物などが挙げられる。被覆層は、上記の材質のうち1つのみを含有していてもよく、また、複数を含有していてもよい。 Examples of the material of the coating layer include aluminum oxide (alumina), and carbides, nitrides, oxides, carbon oxides, nitrides, carbonitrides, and carbon dioxide oxides of titanium. The coating layer may contain only one of the above materials, or may contain a plurality of the above materials.
また、被覆層は、1つのみの層によって構成されていてもよく、複数の層が積層された構成であってもよい。なお、被覆層の材質としては、これらに限定されない。被覆層は、例えば、化学蒸着(CVD)法又は物理蒸着(PVD)法を用いることによって、基体の上に位置させることが可能である。 Further, the covering layer may be composed of only one layer, or may be a structure in which a plurality of layers are laminated. The material of the coating layer is not limited to these. The coating layer can be located on the substrate, for example by using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method.
図1に示す一例のインサート1は、貫通孔35を有している。実施形態における貫通孔35は、第1面3から第2面5にかけて形成されており、これらの面において開口している。貫通孔35は、第1面3の中心及び第2面5の中心を通る中心軸O1に沿って延びていてもよい。
The
貫通孔35は、インサート1をホルダに保持する際に、固定ネジ又はクランプ部材を取り付けるために用いられてもよい。なお、貫通孔35は、第3面7における互いに反対側に位置する領域において開口する構成であっても何ら問題無い。
The through
<切削工具>
次に、実施形態の切削工具101について図面を用いて説明する。<Cutting tool>
Next, the
実施形態の切削工具101は、図9及び図10に示すように、先端側にポケット103(インサートポケット)を有するホルダ105と、ポケット103に位置する上記のインサート1とを備えている。実施形態の切削工具101においては、切刃の少なくとも一部がホルダ105の先端から突出するようにインサート1が装着されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
ホルダ105は、細長く伸びた棒形状をなしている。そして、ホルダ105の先端側には、ポケット103が1つ設けられている。ポケット103は、インサート1が装着される部分であり、ホルダ105の先端面に対して開口している。
The
このとき、ポケット103がホルダ105の側面に対しても開口していることによって、インサート1の装着を容易に行うことができる。具体的には、ポケット103は、ホルダ105の下面に対して平行な着座面と、着座面に対して傾斜する拘束側面とを有している。
At this time, since the
ポケット103にはインサート1が位置している。このとき、インサート1の下面がポケット103に直接に接していてもよく、また、インサート1とポケット103との間にシートを挟んでいてもよい。
The
インサート1は、切刃の少なくとも一部がホルダ105から外方に突出するように装着される。図10に示す一例においては、インサート1は、クランプ部材107によって、ホルダ105に装着されている。インサート1の貫通孔にクランプ部材107を挿入してクランプ部材107をホルダ105に固定することによって、インサート1がホルダ105に装着されていてもよい。
The
ホルダ105としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、ホルダ103の靭性を高める観点から、これらの部材の中で鋼を用いてもよい。
As the
図9に示す一例の切削工具は、いわゆる旋削加工に用いられる切削工具である。旋削加工としては、例えば、内径加工、外径加工及び溝入れ加工が挙げられる。なお、切削工具としては旋削加工に用いられるものに限定されない。例えば、転削加工に用いられる切削工具に上記の実施形態のインサート1を用いてもよい。
The cutting tool of the example shown in FIG. 9 is a cutting tool used for so-called turning. Examples of the turning process include inner diameter processing, outer diameter processing, and grooving processing. The cutting tool is not limited to the one used for turning. For example, the
<切削加工物の製造方法>
次に、実施形態の切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。<Manufacturing method of machined products>
Next, the manufacturing method of the machined product of the embodiment will be described with reference to the drawings.
切削加工物は、被削材201を切削加工することによって作製される。実施形態における切削加工物の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
(1)被削材201を回転させる工程と、
(2)回転している被削材201に上記実施形態に代表される切削工具101を接触させる工程と、
(3)切削工具101を被削材201から離す工程と、
を備えている。The work piece is produced by cutting the
(1) The process of rotating the
(2) A step of bringing the
(3) The process of separating the
It is equipped with.
より具体的には、まず、図11に示すように、被削材201を軸O2の周りで回転させるとともに、被削材201に切削工具101を相対的に近付ける。次に、図12に示すように、切削工具101における切刃を被削材201に接触させて、被削材201を切削する。そして、図13に示すように、切削工具101を被削材201から相対的に遠ざける。
More specifically, first, as shown in FIG. 11, the
図11に示す一例においては、軸O2を固定するとともに被削材201を回転させた状態で切削工具101をY1方向に移動させることによって被削材201に近づけている。また、図12においては、回転している被削材201に切削工具101における切刃を接触させることによって被削材201を切削している。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Y2方向に移動させることによって遠ざけている。
In the example shown in FIG. 11, the
なお、図11~図13に示す一例の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、切削工具101を動かすことによって、切削工具101を被削材201に接触させる、あるいは、切削工具101を被削材201から離しているが、当然ながらこのような形態に限定されない。
In the cutting process in the manufacturing method of the example shown in FIGS. 11 to 13, the
例えば、(1)の工程において、被削材201を切削工具101に近づけてもよい。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維持して、被削材201の異なる箇所に切削工具101における切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。
For example, in the step (1), the
なお、被削材201の材質の代表例としては、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。
Typical examples of the material of the
1・・・切削インサート(インサート)
3・・・第1面
5・・・第2面
7・・・第3面
9・・・第1コーナ
11・・・第1辺
13・・・第2辺
15・・・切刃
17・・・第1領域
19・・・第2領域
21・・・第1平面
23・・・第2平面
25・・・第3領域
27・・・第3平面
29・・・第4平面
31・・・本体部
33・・・切削部
35・・・貫通孔
101・・・切削工具
103・・・ポケット
105・・・ホルダ
107・・・固定ネジ
201・・・被削材1 ... Cutting insert (insert)
3 ...
Claims (6)
前記第1面の反対側に位置する第2面と、
前記第1面及び前記第2面の間に位置する第3面と、
前記第1面及び前記第3面の交わりの少なくとも一部に位置する切刃とを有し、
前記第1面は、
前記交わりに沿って位置して、平らな第1平面を有する第1領域と、
前記第1領域よりも前記第1面の内側に位置するとともに前記第1領域に対して傾斜し、さらに前記第1領域から離れるに従って前記第2面に近づくように傾斜し、平らな第2平面を有する第2領域と、
前記第2領域よりも前記第1面の内側に位置するとともに前記第2領域から離れるに従って前記第2面から離れるように傾斜し、平らな第3平面を有する第3領域とを有し、
前記第2平面における算術平均高さSa2が、前記第1平面における算術平均高さSa1よりも大きく、
前記第3平面における算術平均高さSa3が、前記第2平面における算術平均高さSa2よりも大きい、切削インサート。 The first side and
The second surface located on the opposite side of the first surface and
A third surface located between the first surface and the second surface,
It has a cutting edge located at least a part of the intersection of the first surface and the third surface.
The first surface is
A first region located along the intersection and having a flat first plane,
A flat second plane that is located inside the first surface of the first region and is inclined with respect to the first region, and further inclined toward the second surface as the distance from the first region increases. The second region with
It has a third region that is located inside the first plane of the second region and is inclined away from the second plane as it moves away from the second plane and has a flat third plane .
The arithmetic mean height Sa2 in the second plane is larger than the arithmetic mean height Sa1 in the first plane.
A cutting insert in which the arithmetic mean height Sa3 in the third plane is larger than the arithmetic mean height Sa2 in the second plane .
前記第3平面における算術平均高さSa3が、前記第4平面における算術平均高さSa4よりも大きい、請求項1に記載の切削インサート。 The third region further comprises a flat fourth plane located farther from the second plane than the third plane.
The cutting insert according to claim 1 , wherein the arithmetic mean height Sa3 in the third plane is larger than the arithmetic mean height Sa4 in the fourth plane.
前記ポケット内に位置する、請求項1~4のいずれか1つに記載の切削インサートとを有する切削工具。 A holder with a pocket located on the tip side,
A cutting tool having the cutting insert according to any one of claims 1 to 4 , located in the pocket.
回転している前記被削材に請求項5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た切削加工物の製造方法。 The process of rotating the work material and
The step of bringing the cutting tool according to claim 5 into contact with the rotating work material, and
A method for manufacturing a machined product, comprising a step of separating the cutting tool from the work material.
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