JP7455964B2 - 切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、切削加工において用いられる切削インサート等に関する。

金属などの被削材を旋削加工する際に用いられる切削インサートとして、例えば、特許文献１に記載のスローアウェイチップが知られている。特許文献１に記載のチップは、後挽き加工に用いることができる。該チップは、本体部と、切削部と、を備える。切削部は、切刃が形成されている第１の稜線と、切刃が形成されていない第２の稜線と、第１の稜線と第２の稜線との間に位置するブレーカ溝と、を有する。第１の稜線には、上記切削部における先端側に第１の切刃が形成されており、上記切削部のすくい面を上方から見て上記第２の稜線の反対側に第２の切刃が形成されている。

日本国公開特許公報「特開２０１２－２５０２９６号公報」

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る切削インサートは、基体部と、前記基体部から突出するように設けられた切削部と、を備え、前記切削部は、前記突出する方向の先端の側に位置する先端面と、前記基体部から前記先端面にかけて延びた上面と、前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記上面と隣り合う第１側面と、前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記第１側面の反対側において前記上面と隣り合う第２側面と、前記上面および前記先端面の交わりに位置する第１切刃と、前記上面および前記第１側面の交わりに位置する第２切刃と、を有する。前記上面は、前記第２側面に沿って延びたブレーカ突起を有し、前記第１側面の側から見た場合に、前記ブレーカ突起および前記第２側面が交わる稜線は、前記先端の側に位置して凸曲線形状をなす第１線部と、前記第１線部よりも前記基体部の側に位置して凸曲線形状をなす第２線部と、を有する。前記第１線部は、前記先端の側に位置する第１端部と、前記第１端部の反対側に位置する第２端部と、を有する。前記第２端部が、前記第１端部よりも上方に位置する。前記第２線部は、前記先端の側に位置する第３端部と、前記第３端部の反対側で、前記第３端部より上方に位置する第４端部と、前記第３端部から前記基体部に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する第３部分と、前記第３部分よりも前記第４端部の側に位置して、前記基体部に向かうにしたがって下方に向かって傾斜する第４部分と、を有する。

一実施形態における切削インサートの斜視図である。 図１に示す切削インサートを別の方向から見た斜視図である。 図１に示す切削インサートを図１に示すＡ１方向から見た上面図である。 図１に示す切削インサートを図１に示すＡ２方向から見た側面図である。 図１に示す領域Ｂ１の拡大図である。 図２に示す領域Ｂ２の拡大図である。 図３に示す領域Ｂ３の拡大図である。 図７のＹ－Ｙ線矢視断面図である。 図７のＺ－Ｚ線矢視断面図である。 図７のＸ－Ｘ線矢視断面図である。 図４に示す領域Ｂ４の拡大図である。 別の実施形態の切削インサートの側面図である。 図１２に示す領域Ｂ５の拡大図である。 図１２に示す領域Ｂ６の拡大図である。 実施形態の切削工具を示す斜視図である。 図１５に示す領域Ｂ７の拡大図である。 実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。

以下、本開示の一例である実施形態の切削インサート（以下、単にインサートとも称する）、切削工具、および切削加工物の製造方法について、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、インサートおよび切削工具は、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および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

（１．インサートの概略）
まず、実施形態のインサート１の概略について図１～図４を用いて説明する。図１は、インサート１の斜視図である。図２は、インサート１を別の方向から見た斜視図である。図３は、インサート１を図１に示すＡ１方向から見た上面図である。図４は、インサート１を図２に示すＡ２方向から見た側面図である。

図１～図４に示すように、インサート１は、基体部１０と、該基体部１０から突出するように設けられた切削部２０と、を備えている。基体部１０は、インサート１を後述するホルダ１０５（図１５、図１６参照）に取り付ける際にホルダ１０５に拘束される部位として用いることができる。切削部２０は、後述する切削加工において、加工対象である被削材２０１（図１７～図２０参照）と接触する部位であり、切削加工において主たる役割を有する部位である。本例においてインサート１は、２つの切削部２０を備えているが、３つ以上の切削部２０を備えていてもよい。他の一例では、インサート１は、切削部２０を１つのみ備えていてもよい。

基体部１０の形状は特定の構成に限定されない。例えば、基体部１０の形状は、棒形状、多角板形状または多角柱形状の構成であってもよい。本例において基体部１０は、図４に示すように、長方形の対向する２つの角を落とした六角板形状である。基体部１０は、六角形である第１主面１１（図１参照）と、第１主面１１の反対側に位置し、同じく六角形である第２主面１２（図２参照）と、第１主面１１の中央および第２主面１２の中央において開口する貫通孔１３と、を有している。貫通孔１３は、インサート１を後述するホルダ１０５（図１５、図１６参照）に固定するために用いられてもよい。例えば、インサート１をホルダ１０５に取り付ける際において、貫通孔１３にネジ１０７を挿入することによってインサート１をホルダ１０５に固定することが可能である。

また、本例において基体部１０は、上側面１４および下側面１５を有している。上側面１４および下側面１５は、それぞれ平らな面であり、インサート１の長手方向に沿って互いに平行に位置している。上側面１４および下側面１５は、図１、図２に示すように、基体部１０における第１主面１１および第２主面１２の間に位置する側面部分の一部を構成していてもよい。

なお、本明細書において、「平ら」或いは「平面」との記載は、視認できるレベルの曲面ではないこと、或いは、視認できるレベルの凹凸を有していないことを意図しており、厳密に平らであることを求めない。そのため、インサート１の製造において不可避な程度の凹凸を許容してもよい。具体的には、５０μｍ程度の表面粗さの凹凸を有してもよい。

基体部１０の大きさは特に限定されない。インサート１の長手方向と直交する第１主面１１から第２主面１２に向かう方向での基体部１０の最大幅は、例えば、２．９～４．１ｍｍ程度に設定されてもよい。また、基体部１０の長手方向での寸法は、例えば、８～２０ｍｍ程度に設定されてもよい。

２つの切削部２０の形状は特定の構成に限定されない。切削部２０は、例えば、棒形状、多角板形状又は多角柱形状の構成であってもよい。本例における２つの切削部２０の形状は、それぞれ三角形の１つの角を落とした四角板形状である。インサート１における基体部１０および切削部２０は、別体で形成されていてもよく、また、一体的に形成されていてもよい。

インサート１の長手方向と直交する第１主面１１から第２主面１２に向かう方向での切削部２０の幅は、同方向での基体部１０の幅より小さくてもよい。基体部１０の幅が相対的に大きい場合には、基体部１０の肉厚が確保されるため、インサート１を安定してホルダ１０５（図１５、図１６参照）に固定することが可能である。また、切削部２０の幅が相対的に小さい場合には、被削材２０１の切削加工における加工幅の自由度を高めることができる。なお、基体部１０および切削部２０の幅が上記のように異なる場合には、この幅が異なる部分でインサート１における基体部１０および切削部２０の領域を区分してもよい。

本例において２つの切削部２０は、それぞれ基体部１０から外方に向かって突出している。２つの切削部２０のうちの一方の切削部２０は、基体部１０の長手方向の一方の端部から該長手方向に沿って外方に向かって突出している。２つの切削部２０のうちの他方の切削部２０は、基体部１０の長手方向の他方の端部から該長手方向に沿って突出している。２つの切削部２０は互いに反対側へと突出している。

インサート１において、２つの切削部２０は、貫通孔１３の中心軸を基準として回転対称となるように位置していてもよい。本例において２つの切削部２０は、互いに反対側に向かって突出し、貫通孔１３の中心軸を基準として回転対称となるように位置しており、互いに概ね同様の構成を有している。そのため、以下では、２つの切削部２０のうち、図１において、インサート１を基体部１０の第１主面１１の側から見た場合に右側に向かって突出する切削部２０の構成について詳細に説明し、左側に向かって突出するもう一方の切削部２０については説明を省略する。

（２．切削部の詳細）
次に、切削部２０の詳細について図５～図１１を用いて説明する。図５は、図１に示す領域Ｂ１の拡大図である。図６は、図２に示す領域Ｂ２の拡大図である。図７は、図３に示す領域Ｂ３の拡大図である。図８は、図７のＹ－Ｙ線矢視断面図である。図９は、図７のＺ－Ｚ線矢視断面図である。

図５～図７に示すように、本例において切削部２０は、上面２１と、先端面２２と、第１側面２３と、第２側面２４と、下面２５と、を有している。先端面２２は、基体部１０から切削部２０が突出する方向である先端の側に位置している。

上面２１は、基体部１０から先端面２２にかけて延びており、先端面２２と隣り合っている。なお、もう一方の切削部２０であれば上面２１は、基体部１０の下側面１５から先端面２２にかけて延びている。

第１側面２３は、基体部１０から先端面２２にかけて延びており、より詳細には、基体部１０の第２主面１２から先端面２２にかけて延びている。もう一方の切削部２０においても、第１側面２３は、基体部１０の第２主面１２から先端面２２にかけて延びている。第１側面２３は、上面２１と隣り合い、また、先端面２２とも隣り合っている。

第２側面２４は、基体部１０から先端面２２にかけて延びており、より詳細には、基体部１０の第１主面１１と隣り合う段差面１６から先端面２２にかけて延びている。段差面１６は、第１主面１１から第２主面１２に向かう方向に延びる平面である。段差面１６は、第１主面１１から第２主面１２に向かう方向での切削部２０の幅が、同方向での基体部１０の幅よりも小さい場合に生じる面である。もう一方の切削部２０においても、第２側面２４は、基体部１０の第１主面１１と隣り合い、第１主面１１から第２主面１２に向かう方向に平面をなす段差面から先端面２２にかけて延びている。第２側面２４は、第１側面２３の反対側において上面２１と隣り合っている。また、第２側面２４は、第１側面２３の反対側において先端面２２とも隣り合っている。

下面２５は、基体部１０の下側面１５から先端面２２にかけて延びている。もう一方の切削部２０であれば下面２５は、基体部１０の上側面１４から先端面２２にかけて延びている。下面２５は、第１側面２３、先端面２２、および第２側面２４を介して上面２１と隣り合っている。

また、図５、図６に示すように、本例において先端面２２および第１側面２３は、それぞれ概ね平面形状である。なお、先端面２２および第１側面２３は、互いに直接接続されていてもよいが、２つの平面を接続する曲面が先端面２２および第１側面２３の間に位置していてもよい。また、第２側面２４も概ね平面形状である。先端面２２、第１側面２３、および第２側面２４は、曲面形状であってもよい。

先端面２２は、概ね平面形状であれば、１つの平面によって構成されてもよく、また、互いに僅かに傾斜した複数の平面によって構成されてもよい。例えば、図５、図６に示す一例においては、先端面２２が２つの平面によって構成されている。第１側面２３は、１つの平面によって構成されてもよく、また、互いに僅かに傾斜した複数の平面によって構成されてもよい。例えば、図５、図６に示す一例においては、第２側面２４が１つの平面によって構成されている。

上面２１、先端面２２、第１側面２３、および第２側面２４等、面同士の交わりに稜線が形成される。このうち、上面２１および先端面２２が交わる稜線を第１稜線Ｒ１、上面２１および第１側面２３が交わる稜線を第２稜線Ｒ２、上面２１および第２側面２４が交わる稜線を第３稜線（稜線）Ｒ３とする。つまり、切削部２０は、第１稜線Ｒ１、第２稜線Ｒ２、および第３稜線Ｒ３を有している。切削加工のための切刃は、これらの稜線の位置に形成することができる。

本例において切削部２０は、第１稜線Ｒ１に第１切刃Ｃ１を有し、第２稜線Ｒ２に第２切刃Ｃ２を有している。これに対し、第３稜線Ｒ３は切刃を有していない。ここで、第３稜線Ｒ３は、上面２１に形成されているブレーカ突起２１ｄの表面と、第２側面２４と、が交わる稜線である。切削部２０は、第１側面２３側から見た場合に第３稜線Ｒ３が凸曲線をなす部分を含むように形成されたブレーカ突起２１ｄを有しており、これについては後述する。

第１切刃Ｃ１は、第１稜線Ｒ１の少なくとも一部に位置している。第１切刃Ｃ１は、第１稜線Ｒ１の全体に位置していてもよく、また、第１稜線Ｒ１の一部のみに位置していてもよい。本例において第１切刃Ｃ１は、第１稜線Ｒ１の全体に位置している。また、本例において、第１切刃Ｃ１は、被削材２０１（図１７～図２０参照）に向かって突出したワイパー刃である。第１切刃Ｃ１をワイパー刃とすることで、ワイパー刃の効果により、仕上げ面を向上させることができる。ワイパー刃は、さらい刃と言い換えてもよい。

第２切刃Ｃ２は、第２稜線Ｒ２の少なくとも一部に位置している。第２切刃Ｃ２は、第２稜線Ｒ２の全体に位置していてもよく、また、第２稜線Ｒ２の一部のみに位置していてもよい。本例において第２切刃Ｃ２は、第２稜線Ｒ２の全体に位置しており、第１切刃Ｃ１と接続されている。ただし、先端面２２および第１側面２３を接続する曲面がこれらの面の間に位置する場合には、この曲面および上面２１が交わる稜線を介して第１切刃Ｃ１および第２切刃Ｃ２が接続されてもよい。このとき、上記の曲面および上面２１が交わる稜線が切刃の一部を形成してもよい。

図５、図６に示すように、本例において先端面２２および第１側面２３は概ね平面形状である。したがって、第１切刃Ｃ１および第２切刃Ｃ２もそれぞれ概ね直線形状である。

第１切刃Ｃ１は、例えば溝入れ加工および突っ切り加工において主に機能する切刃として用いることができる。このとき、第２切刃Ｃ２は、第１切刃Ｃ１による切削加工を補助する切刃として用いられてもよい。第２切刃Ｃ２は、例えば後挽き加工（横送り加工）において主に機能する切刃として用いることができる。このとき、第１切刃Ｃ１は、第２切刃Ｃ２による切削加工を補助する切刃として用いられてもよい。

先端面２２および第１側面２３が概ね平面形状である一方で、図５、図６に示すように、上面２１は、平面形状ではなく凹凸形状を有している。具体的には、図７に示すように、本例において上面２１は、第１傾斜面２１ａと、第２傾斜面２１ｂと、平らな底面２１ｃと、ブレーカ突起２１ｄと、を有している。

第１傾斜面２１ａは、第１切刃Ｃ１（第１稜線Ｒ１）に沿って延び、底面２１ｃに向かって下る傾斜を有している。第２傾斜面２１ｂは、第２切刃Ｃ２（第２稜線Ｒ２）に沿って延び、底面２１ｃに向かって下る傾斜を有している。図５～図７では、第１傾斜面２１ａおよび第２傾斜面２１ｂにハッチングを付けて示す。

ブレーカ突起２１ｄは、第２側面２４に沿って延びており、底面２１ｃから第２側面２４に向かって隆起している。第２側面２４とブレーカ突起２１ｄとの交わりが第３稜線Ｒ３である。

図８、図９に示すように、上面２１において、点ｙ１、点ｚ１が位置する第３稜線Ｒ３が、ブレーカ突起２１ｄの上端に位置している。第３稜線Ｒ３は、点ｙ４、点ｚ４が位置する第２稜線Ｒ２よりも高い位置（上方）にある。

ブレーカ突起２１ｄの詳細な形状については後述する。ブレーカ突起２１ｄは、第１切刃Ｃ１および第２切刃Ｃ２において発生して上面２１を流れる切屑の進行方向を制御する機能を有している。ブレーカ突起２１ｄに切屑を接触させることによって切屑をカールさせ、切屑の排出性を良好にすることができる。

（３．第３稜線およびブレーカ突起の各形状）
次に、図７から図１１を用いて、切削部２０における第３稜線Ｒ３およびブレーカ突起２１ｄの各形状について説明する。図１０は、図７のＸ－Ｘ線矢視断面図である。図１１は、図４に示す領域Ｂ４の拡大図である。

図１１に示すように、インサート１において、第１側面２３の側から見た場合に、ブレーカ突起２１ｄの表面および第２側面２４が交わる第３稜線Ｒ３は、先端の側（先端面２２の側）に位置して凸曲線形状をなす第１線部Ｒ３－１を有している。

インサート１における切削部２０は、上記構成を有し、ブレーカ突起２１ｄは、第１切刃Ｃ１の有る第１稜線Ｒ１から延びた凸曲面形状の部位を有することができる。実際に、図１０のｘ２、ｘ３を繋ぐラインに示されるように、ブレーカ突起２１ｄは、先端の側に位置する凸曲面形状の部位を有している。以下、上記の凸曲面形状の部位を第１部位２１ｄ１とする。また、図１０のｘ１、ｘ２を繋ぐ下り傾斜のラインは、第１傾斜面２１ａによるものである。

ブレーカ突起２１ｄが、先端の側に位置する第１部位２１ｄ１を有することによって、第２切刃Ｃ２で生じた切屑のブレーカ突起２１ｄに対する接触面積を減らすことができる。そのため、第２切刃Ｃ２で生じた切屑に生じる接触抵抗を低減できる。その結果、切屑を詰まり難くすることができ、切屑の排出性に優れる。切屑の排出性に優れることで、インサート１は摩耗し難くなり、耐久性が向上する。

特に、第２切刃Ｃ２のうち先端側の部位のみを使用する場合のように、低切り込み加工を行う場合には、第２切刃Ｃ２のうち先端側の部位およびブレーカ突起２１ｄの間隔が狭いため、切屑詰まりが生じ易い。このとき、切屑は、ブレーカ突起２１ｄにおける先端の側に位置する部分に接触し易い。そして、切屑が接触し易い部分が、第１部位２１ｄ１であることから、切屑に生じる接触抵抗を低減できる。このように、切屑詰まりが生じ易い条件の切削加工においても、切屑を詰まり難くできる。すなわち、幅広い切り込み領域において安定して切削加工を行うことができる。

第２切刃Ｃ２のうち先端側の部位のみを使用する場合のように、低切り込み加工を行う場合においても、第２切刃Ｃ２で生じた切屑をブレーカ突起２１ｄに接触させるため、ブレーカ突起２１ｄは出来るだけ先端面２２の近くまで延びていてもよい。一方、ブレーカ突起２１ｄが先端面２２（第１稜線Ｒ１）の近くまで延びる程に、ブレーカ突起２１ｄおよび第１稜線Ｒ１の間隔が狭くなる。そのため、第１切刃Ｃ１を使用する場合において生じる切屑の排出性が課題となる。しかしながら、ブレーカ突起２１ｄにおける先端の側に第１部位２１ｄ１が位置する場合には、この部位において、第１切刃Ｃ１で生じる切屑が面接触しにくい。すなわち、第１切刃Ｃ１で生じる切屑に生じる接触抵抗を低減できる。

これに対し、前述した特許文献１に記載のチップにおいては、第２の切刃のある側面の側から見た場合に、第２の稜線の形状が直線形状をなしている。

そのため、特許文献１に記載のチップにおいて、第２の切刃で生じた切屑は、切削部の突出する方向において立ち上がり面の広い範囲に接触し易い。さらには、特許文献１に記載のチップにおいて、第２の切刃で生じた切屑は、立ち上がり面と面接触する虞がある。その結果、切屑が詰まり易く、切屑の排出性が不十分であった。切屑の排出性が不十分であると、チップが摩耗し易くなり、耐久性が低下する。

ここで、より好ましくは、図１１に示すように、第１線部Ｒ３－１は、先端の側に位置する第１端部Ｐ１と、該第１端部Ｐ１の反対側に位置する第２端部Ｐ２と、を有し、第２端部Ｐ２が、第１端部Ｐ１よりも上方に位置する構成となっていてもよい。

上記構成とすることで、図１０のｘ２、ｘ３を繋ぐラインに示されるように、ブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１は、先端の側のｘ２よりも基体部１０に近い側のｘ３が高い構成である。これにより、第１切刃Ｃ１で生じた切屑がブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１に接触し易い。そのため、第１切刃Ｃ１で生じた切屑の流れる方向が制御され易く、切屑処理が安定する。

さらに、この場合、図１１に示すように、第１線部Ｒ３－１は、第１部分Ｒ３－１ａと、第２部分Ｒ３－１ｂと、を有する構成としてもよい。第１部分Ｒ３－１ａは、第１端部Ｐ１から基体部１０に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する部分である。第２部分Ｒ３－１ｂは、第１部分Ｒ３－１ａよりも第２端部Ｐ２の側に位置して、基体部１０に向かうにしたがって下方に向かって傾斜する部分である。

上記構成とすることで、図１０のｘ２、ｘ３を繋ぐラインに示されるように、ブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１は、ｘ２よりもｘ３が高くありつつ、ｘ２からｘ３に向かって上り、上りの途中からｘ３に向かって下る形状を持つことになる。これにより、第１線部Ｒ３－１の曲率半径を小さくでき、ブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１における面の曲がりを大きくできる。そのため、第２切刃Ｃ２で生じた切屑がブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１に接触する際の接触面積を減らすことができる。そのため、第２切刃Ｃ２で生じた切屑に生じる接触抵抗をさらに低減できる。

さらに、この場合、図１１に示すように、第１部分Ｒ３－１ａおよび第２部Ｒ３－１ｂの境界を第１境界Ｋ１として、第１端部Ｐ１から第１境界Ｋ１までの距離が、第２端部Ｐ２から第１境界Ｋ１までの距離よりも長い構成としてもよい。

上記構成とすることで、図１０のｘ２、ｘ３を繋ぐラインに示されるように、ブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１は、ｘ２からｘ３に向かって上る部分の距離が、上りの途中からｘ３に向かって下る部分の距離よりも長くなる。これにより、第１切刃Ｃ１で生じた切屑がブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１に接触する際に、切屑の進行してきた方向と、ブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１のなす角が、小さくなり易い。そのため、第１切刃Ｃ１で生じた切屑がブレーカ突起２１ｄに衝突して詰まる虞が低い。

また、図１１に示すように、第１側面２３の側から見た場合に、ブレーカ突起２１ｄおよび第２側面２４が交わる第３稜線Ｒ３は、第１線部Ｒ３－１よりも基体部１０の側に位置して凸曲線形状をなす第２線部Ｒ３－２を有していてもよい。

上記構成とすることで、ブレーカ突起２１ｄは、凸曲面形状の部位を、第２側面２４に沿って延びる方向に２箇所有することができる。実際に、図１０のｘ２、ｘ３、ｘ４を繋ぐラインに示されるように、ブレーカ突起２１ｄは、第１部位２１ｄ１に加えてもう一つの凸曲面形状の部位として第２部位２１ｄ２を有している。これにより、第２切刃Ｃ２を用いて切削加工を行う際に、切り込み量が大きい加工条件であっても安定して切削加工を行うことができる。

具体的には、第２切刃Ｃ２のうち第２線部Ｒ３－２の側方に位置する部分を用いる切り込み量の大きい切削加工においては、切屑の幅が大きいため、切屑の流れが不安定になり易い。しかしながら、ブレーカ突起２１ｄが上記した２つの凸曲面形状の部位（第１部位２１ｄ１および第２部位２１ｄ２）を有する場合には、切屑に生じる接触抵抗を低減しつつ、これら２つの第１部位２１ｄ１、第２部位２１ｄ２において安定して切屑を支持できる。このように、複数の凸曲面形状の部位のそれぞれで切屑を支持して切屑の流れを制御できるため、幅広い切り込み領域において安定した切屑処理を行うことができる。

さらに、この場合、図１１に示すように、第２線部Ｒ３－２は、先端の側に位置する第３端部Ｐ３と、第３端部Ｐ３の反対側に位置する第４端部Ｐ４と、を有してもよい。このとき、第４端部Ｐ４が、第３端部Ｐ３よりも上方に位置してもよい。

上記構成とすることで、図１０のｘ３、ｘ４を繋ぐラインに示されるように、ブレーカ突起２１ｄの第２部位２１ｄ２は、先端の側のｘ３よりも基体部１０に近い側のｘ４が高くなる。これにより、第１切刃Ｃ１で生じた切屑がブレーカ突起２１ｄの第１部位２１ｄ１を乗り越えた場合において、この切屑が第２部位２１ｄ２に接触し易い。そのため、第１切刃Ｃ１で生じた切屑の流れる方向が第２部位２１ｄ２においても制御され易く、切屑処理が安定する。

（３－１．第３稜線およびブレーカ突起の各形状の別の例）
ここで、図１２～図１４を用いて、図１～図１１にて示したインサート１とは別の実施形態のインサート（切削インサート）１Ａの、切削部２０Ａにおける第３稜線Ｒ３およびブレーカ突起２１ｄの各形状について説明する。図１２は、図４に対応するインサート１Ａの側面図である。図１３は、図１２に示す領域Ｂ５の拡大図である。図１４は、図１３に示す領域Ｂ６の拡大図である。なお、説明の便宜上、インサート１とインサート１Ａとで共通する部分には、同じ符号を付記してその説明を省略し、相違点に特化して説明する。

図１３に示すように、インサート１Ａにおいては、第２線部Ｒ３－２は、第３部分Ｒ３－２ａと、第４部分Ｒ３－２ｂと、を有する構成である。第３部分Ｒ３－２ａは、第３端部Ｐ３から基体部１０に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する部分である。第４部分Ｒ３－２ｂは、第３部分Ｒ３－２ａよりも第４端部Ｐ４の側に位置して、基体部１０に向かうにしたがって下方に向かって傾斜する部分である。

上記構成とすることで、図１０を参照して説明すると、ブレーカ突起２１ｄの第２線部Ｒ３－２に対応する第２部位２１ｄ２は、ｘ３からｘ４に向かって上り、上りの途中からｘ４に向かって下る形状を持つことになる。これにより、第３部分Ｒ３－２ａの曲率半径を小さくでき、ブレーカ突起２１ｄの第２部位２１ｄ２における面の曲がりを大きくできる。そのため、第２切刃Ｃ２で生じた切屑がブレーカ突起２１ｄの第２部位２１ｄ２に接触する際の接触面積を減らすことができる。そのため、第２切刃Ｃ２で生じた切屑に生じる接触抵抗をさらに低減できる。

さらに、この場合、図１３に示すように、第３部分Ｒ３－２ａおよび第４部分Ｒ３－２ｂの境界を第２境界Ｋ２として、第３端部Ｐ３から第２境界Ｋ２までの距離が、第４端部Ｐ４から第２境界Ｋ２までの距離よりも長い構成としてもよい。

上記構成とすることで、図１０を参照して説明すると、ブレーカ突起２１ｄの第２線部Ｒ３－２に対応する第２部位２１ｄ２は、ｘ３からｘ４に向かって上る部分の距離が、上りの途中からｘ４に向かって下る部分の距離よりも長くなる。これにより、第１切刃Ｃ１で生じた切屑がブレーカ突起２１ｄの第２部位２１ｄ２に接触する際に、切屑の進行してきた方向と、ブレーカ突起２１ｄの第２部位２１ｄ２のなす角が、小さくなり易い。そのため、第１切刃Ｃ１で生じた切屑がブレーカ突起２１ｄに衝突して詰まる虞が低い。

さらに、この場合、図１４に示すように、基準面Ｄに対して第１直線Ｌ１がなす第１傾斜角θ１よりも、基準面Ｄに対して第２直線Ｌ２がなす第２傾斜角θ２の方が大きい構成としてもよい。第１直線Ｌ１は、第１側面２３の側から見た場合に、第１端部Ｐ１および第２端部Ｐ２をつないだ仮想線である。第２直線Ｌ２は、第１側面２３の側から見た場合に、第３端部Ｐ３および第４端部Ｐ４をつないだ仮想線である。基準面Ｄは、例えば、上面２１の側から切削部２０を投影した面であってよい。

上記構成とすることで、例えば第１傾斜角θ１および第２傾斜角θ２が同じ場合と比較して、切削部２０の基体部１０の側の根元、すなわち切削部２０における基体部１０に接続される側の端部での、上面２１から下面２５に向かう方向における厚みが厚くなり易い。切削加工時に切削部２０には、上面２１から下面２５に向かう方向に切削負荷として主分力が加わる。しかしながら、第２傾斜角θ２が第１傾斜角θ１よりも大きい場合には、上記した主分力に対するインサートの耐久性が高くなる。

ここで、切削部２０の基体部１０から突出する方向に平行、且つ、第１側面２３に直交する仮想平面を基準面Ｄとしてもよい。基準面Ｄは、上面２１及び下面２５の間に位置してもよい。また、上記した定義の代わりに、下記の定義により基準面Ｄを設定してもよい。すなわち、基体部１０が上側面１４および下側面１５を有する場合に、これらの面に平行、且つ、上面２１及び下面２５の間に位置する仮想平面を基準面Ｄとしてもよい。

（４．インサートの材質等）
インサート１の材質としては、例えば、超硬合金、サーメットおよびセラミックスなどの無機材料が挙げられる。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およびＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ（炭化タンタル）－Ｃｏが挙げられる。

ここで、ＷＣ、ＴｉＣおよび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。インサート１の材質がこれらに限定されないことは言うまでもない。

また、特に図示はしないが、インサート１は、上記の材質を含有する本体およびこの本体を被覆する被覆層を備えた構成であってもよい。被覆層の材質としては、例えば、チタンの炭化物、窒化物、酸化物、炭酸化物、窒酸化物、炭窒化物およ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、複数を含有していてもよい。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、被覆層の材質は、これらに限定されない。

被覆層は、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できる。例えば、貫通孔１３の内周面で基体を保持した状態で上記の蒸着法を利用して被覆層を形成する場合には、貫通孔１３の内周面を除く基体の表面の全体を覆うように被覆層を位置させることができる。

（５．切削工具）
次に、図１５、図１６を用いて、実施形態の切削工具１０１について図面を用いて説明する。図１５は、実施形態の切削工具１０１を示す斜視図である。図１６は、図１５に示す領域Ｂ７の拡大図である。

実施形態の切削工具１０１は、図１５に示すように、先端側にインサート１を備えた棒状体の工具である。切削工具１０１は、先端側にポケット１０３を有する棒状体のホルダ１０５と、ポケット１０３内に位置する上記のインサート１と、を備えている。

図１６に示すように、ポケット１０３は、インサート１が装着される部分であり、着座面と、該着座面に対して傾斜する拘束側面と、を有している。また、ポケット１０３は、ホルダ１０５の先端側において開口している。

インサート１は、切削部２０における切刃として用いられる部分、つまり、前述した第１切刃Ｃ１および第２切刃Ｃ２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。本例では、インサート１をホルダ１０５に取り付けた際に、基体部１０の上側面１４がインサート１の上端となり、基体部１０の下側面１５がインサート１の下端となっている。本例においては、インサート１は、ネジ１０７によって、ホルダ１０５に装着されている。

また、ポケット１０３にインサート１が装着されている状態で、インサート１の基体部１０とポケット１０３とは直接接していてもよく、また、インサート１とポケット１０３との間にシート等が介在されていてもよい。

ホルダ１０５の材質としては、鋼、鋳鉄などが用いられる。特に、これらの材質の中で鋼が用いられた場合には、ホルダ１０５の靱性を高めることができる。

このような切削工具１０１は、いわゆる旋削加工に用いられ、後挽き加工において用いられることが可能である。しかしながら、後挽き加工に限定されるものではなく、切削工具１０１は、例えば、内径加工、外径加工および溝入れ加工に用いることもできる。

（６．切削加工物の製造方法）
次に、図１７～図２０を用いて実施形態の切削加工物の製造方法について説明する。図１７～図２０は、実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。図１７～図２０は、インサート１が装着された切削工具１０１を、切削部２０の上面２１の側から見た状態である。

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。

より具体的には、まず、図１７に示すように、被削材２０１を軸Ｏ１の周りで回転させると共に、被削材２０１に切削工具１０１を相対的に近付ける。次に、図１８に示すように、切削工具１０１における切刃である第１切刃Ｃ１および第２切刃Ｃ２を被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。また、図１９に示すように、切削工具１０１における切刃を被削材２０１に接触させた状態で、切削工具１０１を回転する被削材２０１に対して軸Ｏ１の軸方向に相対的に移動させて被削材２０１を切削する。このとき、第２切刃Ｃ２が移動方向の前方を向いている。そして、図２０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。

図１７、図１８の例では、軸Ｏ１を固定すると共に被削材２０１を軸Ｏ１の周りで回転させた状態で切削工具１０１を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１８、図１９の例では、回転している被削材２０１にインサート１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２０においては、被削材２０１を回転させた状態で切削工具１０１を移動させることによって遠ざけている。

なお、実施形態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を移動させることによって、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。しかしながら、当然ながらこのような形態に限定されない。

例えば、（１）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１に近づけてもよい。（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の異なる箇所にインサート１における切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。

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。

以上のように、本開示の一態様に係る切削インサートは、基体部と、前記基体部から突出するように設けられた切削部と、を備え、前記切削部は、前記突出する方向の先端の側に位置する先端面と、前記基体部から前記先端面にかけて延びた上面と、前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記上面と隣り合う第１側面と、前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記第１側面の反対側において前記上面と隣り合う第２側面と、前記上面および前記先端面の交わりに位置する第１切刃と、前記上面および前記第１側面の交わりに位置する第２切刃と、を有する。前記上面は、前記第２側面に沿って延びたブレーカ突起を有し、前記第１側面の側から見た場合に、前記ブレーカ突起および前記第２側面が交わる稜線は、前記先端の側に位置して凸曲線形状をなす第１線部を有する。

特許文献１に記載のチップにおいては、切削部の先端側に向かうにしたがって第１の稜線および第２の稜線の間隔が狭くなっている。そのため、切削部の先端側に向かうにしたがって、第２の切刃に沿った部分でブレーカ溝の幅が狭く、ブレーカ壁の立ち上がり面が第２の切刃の近傍に位置する。また、該チップは、後挽き加工を行う場合に、幅広い切り込み領域をカバーするために、ブレーカ壁の立ち上がり面を広く設けている。このようなチップでは、第２の切刃における先端側の部位で生じた切屑がブレーカ壁に接触した際に大きな切削抵抗が生じることがあり、切屑の詰まりが生じる虞があった。本開示の一態様は、切屑の排出に起因する切削抵抗を低減させることができ、切屑の詰まりが生じる虞を低減できる切削インサートを実現することを目的とする。

本開示の一態様によれば、ブレーカ突起および第２側面が交わる稜線が、先端の側に位置して凸曲線形状をなす第１線部を有する。すなわち、ブレーカ突起が、先端の側に位置する凸曲面形状の部位を有する。これにより、第２切刃における先端側の部位で生じた切屑のブレーカ突起に対する接触面積を減らすことができる。そのため、切屑の排出性が向上する。その結果、切屑の詰まりが生じる虞を低減できる。

〔附記事項〕
以上、本開示に係る発明について、諸図面および実施例に基づいて説明してきた。しかし、本開示に係る発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。すなわち、本開示に係る発明は本開示で示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示に係る発明の技術的範囲に含まれる。つまり、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。また、これらの変形または修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。

１、１Ａ 切削インサート
１０ 基体部
１１ 第１主面
１２ 第２主面
１３ 貫通孔
１４ 上側面
１５ 下側面
１６ 段差面
２０、２０Ａ 切削部
２１ 上面
２１ａ 第１傾斜面
２１ｂ 第２傾斜面
２１ｃ 底面
２１ｄ ブレーカ突起
２２ 先端面
２３ 第１側面
２４ 第２側面
２５ 下面
１０１ 切削工具
１０３ ポケット
１０５ ホルダ
１０７ ネジ
２０１ 被削材
Ｃ１ 第１切刃
Ｃ２ 第２切刃
Ｋ１ 第１境界
Ｋ２ 第２境界
Ｌ１ 第１直線
Ｌ２ 第２直線
Ｏ１ 軸
Ｐ１ 第１端部
Ｐ２ 第２端部
Ｐ３ 第３端部
Ｐ４ 第４端部
Ｒ１ 第１稜線
Ｒ２ 第２稜線
Ｒ３ 第３稜線
Ｒ３－１ 第１線部
Ｒ３－１ａ 第１部分
Ｒ３－１ｂ 第２部分
Ｒ３－２ 第２線部
Ｒ３－２ａ 第３部分
Ｒ３－２ｂ 第４部分
θ１ 第１傾斜角
θ２ 第２傾斜角

Claims (7)

1. 基体部と、
   前記基体部から突出するように設けられた切削部と、を備え、
   前記切削部は、
   前記基体部から突出する方向の先端の側に位置する先端面と、
   前記基体部から前記先端面にかけて延びた上面と、
   前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記上面と隣り合う第１側面と、
   前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記第１側面の反対側において前記上面と隣り合う第２側面と、
   前記上面および前記先端面の交わりに位置する第１切刃と、
   前記上面および前記第１側面の交わりに位置する第２切刃と、を有し、
   前記上面は、前記第２側面に沿って延びたブレーカ突起を有し、
   前記第１側面の側から見た場合に、前記ブレーカ突起の表面および前記第２側面の交わる稜線は、
   前記先端の側に位置して凸曲線形状をなす第１線部と、
   前記第１線部よりも前記基体部の側に位置して凸曲線形状をなす第２線部と、を有し、
   前記第１線部は、
   前記先端の側に位置する第１端部と、
   前記第１端部の反対側に位置する第２端部と、を有し、
   前記第２端部が、前記第１端部よりも上方に位置し、
   前記第２線部は、
   前記先端の側に位置する第３端部と、
   前記第３端部の反対側で、前記第３端部より上方に位置する第４端部と、
   前記第３端部から前記基体部に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する第３部分と、
   前記第３部分よりも前記第４端部の側に位置して、前記基体部に向かうにしたがって下方に向かって傾斜する第４部分と、を有する、切削インサート。
2. 前記第３部分および前記第４部分の境界を第２境界として、
   前記第３端部から前記第２境界までの距離が、前記第４端部から前記第２境界までの距離よりも長い、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記第１線部は、
   前記第１端部から前記基体部に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する第１部分と、
   前記第１部分よりも前記第２端部の側に位置して、前記基体部に向かうにしたがって下方に向かって傾斜する第２部分と、を有する、請求項１又は２に記載の切削インサート。
4. 前記第１部分および前記第２部分の境界を第１境界として、
   前記第１端部から前記第１境界までの距離が、前記第２端部から前記第１境界までの距離よりも長い、請求項３に記載の切削インサート。
5. 前記第１側面の側から見た場合に、前記第１端部および前記第２端部をつないだ仮想線を第１直線、前記第３端部および前記第４端部をつないだ仮想線を第２直線とし、
   前記切削部の突出する方向に平行、且つ、前記第１側面に直交する面を基準面とすると、
   前記基準面に対して前記第１直線がなす第１傾斜角よりも、前記基準面に対して前記第２直線がなす第２傾斜角の方が大きい、請求項１から４の何れか１項に記載の切削インサート。
6. 先端側に位置するポケットを有するホルダと、
   前記ポケット内に位置する、請求項１から５の何れか１項に記載の切削インサートと、を有する切削工具。
7. 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６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。

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