JPWO2012060173A1 - 切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態に係る切削インサートは、上面と、下面と、上面および下面のそれぞれと接続している側面と、上面と側面との交線部に位置している切刃とを有し、切削部および固定部に区分されている、インサート本体、を備え、上面のうち切削部に位置している部位は、切刃よりも内方に位置しているとともに、内方に向かうにつれて中心軸に垂直な基準面に対して傾斜角度α１で傾斜しているすくい面と、切刃に沿って並んでいる複数の隆起部と、を有し、複数の隆起部はそれぞれ、内方に向かうにつれて基準面に対して傾斜角度α４ａで傾斜しているとともに、上面視において、内方に向かうにつれて幅が大きくなる第１面を有し、傾斜角度α１およびα４ａは、α１＞α４ａの関係を満たす。この切削インサートを備える切削工具と、この切削工具を用いて切削加工物を製造する方法とを提供する。

Description

本発明は、切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法に関する。

溝入れ加工用や倣い加工用の切削インサート（以下、「インサート」と言うことがある。）において、例えば、生成する切屑を円滑に排出するため、従来からインサートのすくい面の形状について種々検討がなされている（例えば、特開平５−２５３７０９号公報参照）。

しかしながら、特開平５−２５３７０９号公報に記載されたインサートでは、その図５に示されるように、隣り合う凹所８同士の接続部である隆起１１が、切り刃６の近傍で比較的幅広になっているとともに、そこから内側に向かって同一幅あるいは狭くなっていることから、切削時に切り刃６の近傍の幅広な隆起１１によって切削抵抗が大きくなって、切屑を円滑に排出することができないおそれがあった。

また、特開平５−２５３７０９号公報に記載されたインサートでは、その図５および図９に示されるように、切り刃６から内側に向かって凹所８と突起１０とが滑らかに連続しているため、例えば、切り刃６によって生成された切屑を円滑に排出することができないおそれがある。
そのため、切刃によって生成された切屑の排出性の向上が求められていた。

本発明の課題の１つは、切屑排出性に優れた切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法を提供することである。

本発明の実施形態に係る切削インサートは、上面と、下面と、前記上面および前記下面のそれぞれと接続している側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置している切刃とを有し、切削部および固定部に区分されている、インサート本体、を備え、前記上面のうち前記切削部に位置している部位は、前記切刃よりも内方に位置しているとともに、内方に向かうにつれて前記上面および前記下面の間を貫通する中心軸に垂直な基準面に対して傾斜角度α１で傾斜しているすくい面と、前記切刃に沿って並んでいる複数の隆起部と、を有し、前記複数の隆起部はそれぞれ、内方に向かうにつれて前記基準面に対して傾斜角度α４ａで傾斜しているとともに、上面視において、内方に向かうにつれて幅が大きくなる第１面を有し、前記傾斜角度α１およびα４ａは、α１＞α４ａの関係を満たす。

本発明の実施形態に係る切削工具は、上述した実施形態に係る切削インサートと、先端部に前記切削インサートが取り付けられるホルダと、を備える。

本発明の実施形態に係る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と上述した実施形態に係る切削工具の前記切刃とを接触させる工程と、前記被削材と前記切削工具とを相対的に離隔させる工程と、を備える。

本発明の実施形態に係る切削インサートによれば、上述の通り、複数の隆起部はそれぞれ、内方に向かうにつれて基準面に対して傾斜角度α４ａで傾斜しているとともに、上面視において、内方に向かうにつれて幅が大きくなる第１面を有し、傾斜角度α１およびα４ａは、α１＞α４ａの関係を満たしている。それゆえ、切刃が被削材に接触して切屑が生成される際における切削抵抗を低減しつつ、切屑生成が進むにつれて隆起部の幅広の部分によって切屑を硬化させて効果的に排出することが可能となる。

本発明の実施形態に係る切削インサートを示す図であり、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図（先端視図）である。 図１の切削インサートを示す図であり、（ａ）は切削部近傍を示す部分拡大斜視図、（ｂ）は切削部を示す部分拡大平面図（上面図）である。 （ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って分断した拡大断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って分断した拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る切削工具を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 本発明の実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す概略説明図である。 本発明の他の実施形態に係る切削インサートを示す図であり、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）は切削部近傍を示す部分拡大斜視図である。 図１の切削インサートの各種変形例を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は図１と同様のＢ−Ｂ線に沿って分断した拡大断面図である。 図１の切削インサートの各種変形例を示す図であり、（ａ）および（ｂ）は切削部を示す部分拡大平面図（上面図）である。

＜切削インサート＞
以下、本発明の実施形態に係る切削インサートについて、図１〜図３を用いて詳細に説明する。
図１に示すように、インサート１は、大略、上面２と、下面３と、上面２および下面３のそれぞれと接続している側面４と、上面２と側面４との交線部に位置している切刃５と、を有するインサート本体１ａを備えている。そして、本実施形態では、上面２のうち後述の切削部２ａに相当する両端部は、上面視において、曲線状、特に円弧状になっている。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。

インサート１の大きさとして、例えば、縦（全長）を１９．５〜２１．５ｍｍ、横（刃幅）を３．０〜８．０ｍｍ、高さを４．０〜６．０ｍｍとすることができる。

インサート１は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス等の焼結体に膜を被覆したものからなることが好ましい。この膜は、インサート１の耐摩耗性を向上させるためのものである。膜の組成としては、例えば炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタン等のチタン系化合物や、アルミナ等が挙げられる。膜は少なくとも１層であればよく、複数層で構成されていてもよい。なお、インサート１は、膜で被覆されていない焼結体からなるものであってもよい。

このような本実施形態に係るインサート１は、倣い加工、内径の溝入れ加工（内径加工）および突切り加工などに用いることができ、その中でも倣い加工に好適に用いることができる。以下、インサート１を構成する各構成要素について順に説明する。

インサート本体１ａは、図１に示すように、インサート１の長手方向の両端側に一対の切削部２ａ、２ａを有するとともに、一対の切削部２ａ、２ａの間に固定部２ｂを有している。

まず、切削部２ａは、切削加工時に切屑の生成および排出を行なう主たる部位であり、その形状は、切刃５の形状に対応してインサート１の先端部側の部位が曲線状であることが好ましい。なお、本実施形態においては、切削部２ａのうちインサート１の先端部側の部位は円弧状である。

切削部２ａは、図２に示すように、その上面２に、切刃５に沿って位置するランド１０およびすくい面６と、すくい面６よりも内方に位置する中央ブレーカ８と、切刃５と中央ブレーカ８との間に位置する複数の隆起部７と、中央ブレーカ８よりも固定部２ｂ側に位置する後方ブレーカ９と、を有している。ここで、内方とは、上面視において、切削部２ａの中心側のことを意味するものとする。なお、本実施形態においては、切削部２ａの中心側は中央ブレーカ８の中心近傍である。

次に、固定部２ｂは、上面２に位置する上クランプ面１１ａおよび下面３に位置する下クランプ面１１ｂを含むクランプ面１１を有する部位であり、後述するように、上面２および下面３の両側からクランプ面１１をクランプされてホルダ２１に固定される部位である。固定部２ｂは、一対の切削部２ａ、２ａの間に位置しており、上面視において矩形状である。

クランプ面１１は、本実施形態において切刃５よりも内方に位置している。そして、上クランプ面１１ａは、本実施形態において切刃５よりも高位に位置している。ここで、高位とは、インサート１の厚み方向において高い位置に存在することを意味するものとする。すなわち、下面３を座面としてインサート１を静置したとき、切刃５を基準として、上クランプ面１１ａがより高い位置に存在することを意味するものとする。なお、下面３を座面としてインサート１自体を静置することが困難なときには、インサート１をホルダ２１に取り付けた状態で静置し、上クランプ面１１ａが切刃５よりも高い位置に存在すればよい。なお、後述する低位とは、高位とは逆の概念であって、インサート１の厚み方向において低い位置に存在することを意味するものとする。

切刃５は、被削材１００を切削するに当たって主たる役割を有する部位であり、上述の通り、上面２と側面４との交線部に位置している。倣い加工に用いるインサート１においては、様々な方向に向かって加工を行なう際に優れた切屑処理を行なう観点から、図１に示すように、上面視において、切刃５の少なくとも一部は曲線状であることが好ましい。本実施形態においては、切刃５の形状を円弧状としている。

上面２は、上述の通り、切削部２ａに、ランド１０、すくい面６、中央ブレーカ８、複数の隆起部７および後方ブレーカ９を有し、且つ、固定部２ｂに、上クランプ面１１ａを有している。以下、各構成要素を具体的に説明する。

第１に、すくい面６は、切刃５によって生成された切屑が擦過する面であり、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、切刃５に沿って位置し内方に向かうにつれて上面２および下面３の間を貫通する中心軸Ｓ１に垂直な基準面Ｓ１ｂに対して、傾斜角度α１で傾斜している。ここで、中心軸Ｓ１とは、図１に示すように、上面２および下面３の間を貫通する軸であって、インサート１を切削部２ａ、２ａの位置が相互に入れ替わるように回転させるときに回転軸となる軸を意味するものとする。

本実施形態において、すくい面６は、基準面Ｓ１ｂに対して下方に傾斜している。傾斜角度α１は、例えば５〜２０°に設定することが好ましい。傾斜角度とは、所定の基準面Ｓ１ｂに対して傾斜している角度のことを意味するものとし、下方への傾斜、いわゆるポジティブな傾斜を正とし、上方への傾斜、いわゆるネガティブな傾斜を負として判断するものとする。

そして、側断面視において、すなわち、図３（ｂ）に示すように、中心軸Ｓ１に平行であり且つ上面視で切刃５の接線Ｌ２に垂直な断面視において、切刃５は複数の隆起部７よりも高位である。側断面視とは、インサート１の中心軸Ｓ１に平行な断面を側面３側から見た（透視した）状態を意味するものとする。

第２に、ランド１０は、主として切刃５を補強する役割を有する部位であり、図２および図３（ａ）に示すように、切刃５に沿う幅の狭い領域に位置している。本実施形態において、ランド１０は、切刃５と複数の隆起部７との間で切刃５に連続して位置し、図３（ａ）に示すように、内方に向かうにつれて基準面Ｓ１ｂに対して傾斜角度α３で傾斜している。それゆえ、ランド１０の傾斜角度α３およびすくい面６のα１は、α３＜α１の関係を満たすことが好ましい。なお、ランド１０は内方に向かうにつれて下方に傾斜している。傾斜角度α３は、例えば、０〜５°に設定することが好ましい。

第３に、複数の隆起部７はそれぞれ、少なくとも一部が、すくい面６に対して隆起している構成であって、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、切刃５と中央ブレーカ８との間において切刃５に沿って互いに隣り合って位置している。

図３（ｂ）に示すように、複数の隆起部７はそれぞれ、内方に向かうにつれて基準面Ｓ１ｂに対して傾斜角度α４ａで傾斜している第１面７ａと、第１面７ａよりも内方に位置し内方に向かうにつれて基準面Ｓ１ｂに対して傾斜角度α４ｂで傾斜している第２面７ｂとを有している。本実施形態において、第１面７ａおよび第２面７ｂは互いに連続している。言い換えれば、第２面７ｂは、上面視において、第１面７ａの内方側に連続している。そして、第１面７ａおよび第２面７ｂのそれぞれが、内方に向かうにつれて下方に傾斜している。また、第２面７ｂのうち中央ブレーカ８側の端部７ｂ１は、図３（ｂ）に示すように、中央ブレーカ８の立ち上がり部位にあたる中央ブレーカ８のうちで最も低位に位置している部位Ｓと連続している。

ここで、本実施形態においては、傾斜角度α１およびα４ａは、α１＞α４ａの関係を満たす。また、本実施形態においては、傾斜角度α４ａおよびα４ｂは、α４ａ＜α４ｂの関係を満たす。このように、すくい面６の傾斜角度α１よりも隆起部７の第１面７ａの傾斜角度α４ａが小さいことから、比較的切込み量が小さい切削条件下において、隆起部７の第１面７ａがすくい面６との関係で相対的に所謂ブレーカ面として機能するため、切刃５で生成された切屑を切刃５近傍で効果的に変形させることができ、切屑の外部への排出性を向上させることが可能となる。さらに、隆起部７の第２面７ｂの傾斜角度α４ｂが隆起部７の第１面７ａの傾斜角度α４ａよりも大きいことから、比較的切込み量が大きい切削条件下において、隆起部７の第１面７ａを通過した切屑が中央ブレーカ８に衝突して変形する際に、中央ブレーカ８と隆起部７の第２面７ｂとの間の窪み領域が切屑の所謂逃げ領域（隙間）として機能するため、切屑に対する変形作用を向上させることが可能となる。この際、隆起部７の第１面７ａは、切込み量が大きい切削条件下で得られた切屑に対して、進行（排出）方向に沿った筋を付けて硬化させる機能を発揮するため、切屑が中央ブレーカ８に衝突する際に分断され易くなる。以上のように、本実施形態に係るインサート１によれば、広い範囲にわたる切込み量での切削条件下において、優れた切屑排出性を奏することができる。

また、すくい面６の傾斜角度α１および隆起部７の第２面７ｂの傾斜角度α４ｂは、α１＜α４ｂの関係を満たすことが好ましい。これによれば、上述した切屑の逃げ領域（隙間）を大きく確保することができるため、切屑に対する変形作用をより向上させることが可能となる。

また、側断面視において、すなわち、図３（ｂ）に示すように、中心軸Ｓ１に平行であり且つ上面視で切刃５の接線Ｌ２に垂直な断面視において、複数の隆起部７の第１面７ａの仮想延長線Ｌ１は、中央ブレーカ８と、中央ブレーカ８の頂部８ａよりも低位に位置している部位である交差部Ｐで交差している。これによって複数の隆起部７の第１面７ａを通過した切屑は、中央ブレーカ８のうち交差部Ｐよりも高位に位置している部位に衝突することによって変形されることとなる。

また、本実施形態においては、上述の通り、切刃５と複数の隆起部７との間にランド１０が位置しており、複数の隆起部７はランド１０と連続している。また、ランド１０の傾斜角度α３および隆起部７の第１面７ａの傾斜角度α４ａは、α３＝α４ａの関係を有している。そのため、側断面視において、複数の隆起部７の第１面７ａとランド１０とは直線状である。なお、α３＝α４ａの関係を有しつつ、ランド１０と隆起部７との間に別の構成を設けることによって、両者間の形状を非直線状にしてもよい。

また、第１面７ａは、図２（ｂ）に示すように、上面視において、切刃５側から内方に向かうにつれて幅が大きくなっている。言い換えれば、切刃５側から内方に向かうにつれて、隣り合う隆起部７、７同士の間隔が小さくなっている。これによって、切刃５が被削材１００に切り込む際、すなわち切刃５が被削材１００に接触して切屑が生成される際においては、隆起部７の幅が狭い部分によって切削抵抗を抑制してびびり振動を低減しつつ、切屑生成が進むにつれて隆起部７の幅の広がるため切屑を硬化させることができ、切屑を効果的に排出することが可能となる。また、円弧状の切刃５で生成され様々な方向に進む切屑を効率よく隆起部７に衝突させることができるため、それによって効果的に切屑を変形させることができる。

次に、第２面７ｂは、上面視において、切刃５側から内方に向かうにつれて幅が小さくなっている。これによれば、中央ブレーカ８と隆起部７の第２面７ｂとの間の切屑の所謂逃げ領域（隙間）、特に幅方向における逃げ領域をより大きく確保することができるため、比較的切込み量が大きい切削条件下における切屑排出性を高めることができる。
ここで、第１面７ａおよび第２面７ｂの長さについては、切刃５から中央ブレーカ８の中心に向かう方向において、第１面７ａの長さが第２面７ｂの長さよりも大きくなっている。これによれば、第１面７ａにおいて切刃５側から内方に向かうにつれて幅を緩やかに広げることができるため、切屑の切削抵抗を低減しつつ切屑を立ち上げる作用を向上させることが可能となる。

なお、図２（ｂ）に示すように、本実施形態において、隆起部７はそれぞれ、切刃５側における幅Ｗ１、第１面７ａおよび第２面７ｂの接続部における幅Ｗ２、および中央ブレーカ８側における幅Ｗ３が、Ｗ１＜Ｗ２、Ｗ２＞Ｗ３、およびＷ１＜Ｗ３の関係を満たしている。具体的には、本実施形態において、隆起部７は、切刃５側に向かって先細りになり、先端が尖ったような形状となっている。そして、隆起部７は、切刃５側端部における幅が実質的にゼロになっている。これによって切削抵抗に効果的に作用することが可能となる。また、隆起部７は、第１面７ａのうち第２面７ｂ側の領域において最も幅が大きくなっている。これによって切刃５近傍における切屑の変形作用を効果的に発揮することができる。

また、隣り合う隆起部７、７におけるギャップは、切刃５側におけるギャップＧ１、第１面７ａおよび第２面７ｂの接続部におけるギャップＧ２、中央ブレーカ８側におけるギャップＧ３が、Ｇ１＞Ｇ２、Ｇ２＜Ｇ３、およびＧ１＞Ｇ３の関係を満たしている。なお、本実施形態において、切刃５側において最もギャップが大きくなっている。

また、図１（ａ）および図２（ｂ）に示すように、上面視において、複数の隆起部７のそれぞれの長手方向は、切刃５のうち最も近い部位における接線Ｌ２に垂直である。また、図１（ａ）および図２（ｂ）に示すように、上面視において、複数の隆起部７のそれぞれの長手方向の仮想延長線Ｌ３は、中央ブレーカ８の中心８ｂを通る。これによれば、切屑の進行方向と隆起部７の長手方向とを合わせることが可能となるため、切削に用いる切刃５の位置によらず隆起部７を有効に利用して切屑を効果的に変形・排出することができる。同様に、中央ブレーカ８の立ち上がり部位も切刃５の接線Ｌ２に垂直とすることで、切削に用いる切刃５の位置によらず中央ブレーカ８の機能を効果的に発揮することが可能となる。これらの効果は、切刃５の形状が円弧状の際に顕著となる。

図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、複数の隆起部７のうち隣り合う２つの隆起部７、７は、両者間に隙間を有さずに互いに接している。これによれば、切込み量が大きい切削条件下において、隆起部７によって切刃５で生成された切屑に筋を形成し易くなるため、その状態で切屑が中央ブレーカ８に衝突することによって切屑の変形および分断の作用を効果的に発揮することができる。２つの隆起部７、７は、それらの長手方向のうち中央部よりも中央ブレーカ８側において、互いに接している。

切削部２ａのうちインサート１の先端部側の部位において、隣り合う２つの隆起部７、７は、互いに離れて位置している。本実施形態では、切削部２ａのうちインサート１の先端部側の部位において、隣り合う２つの隆起部７、７は、少なくともその一方の隆起部７の幅よりも大きな距離を隔てて互いに位置している。これによれば、先端部における切削抵抗を低減できるとともに、切込み量が小さい切削条件下において、隣り合う２つの隆起部７、７の間隙に切屑を引き込み易くなるため、隆起部７によるブレーカ機能を効果的に発揮することが可能となる。例えば、横挽き加工を小切込み条件で行なう場合、あるいは角度の浅いテーパ削り加工を小切込み条件で行なう場合に好適である。なお、一方の隆起部７の幅とは、隆起部７の長手方向に垂直な方向における隆起部７の寸法のうち、最大寸法を意味するものとする。

第４に、中央ブレーカ８は、すくい面６で擦過された切屑を衝突させて分断、あるいは、外部へ排出させる役割を有する部位であり、図２（ａ）および図３に示すように、すくい面６よりも内方に位置し内方に向かうにつれて基準面Ｓ１ｂに対して傾斜角度α２で上方に傾斜している。傾斜角度α２は、例えば、−１５〜−３５°に設定することが好ましい。本実施形態においては、側断面視において、すなわち、図３（ｂ）に示すように、中心軸Ｓ１に平行であり且つ上面視で切刃５の接線Ｌ２に垂直な断面視において、中央ブレーカ８の頂部８ａは複数の隆起部７よりも高位である。また、中央ブレーカ８の頂部８ａは平面状である。

また、側面視において、切刃５を中央ブレーカ８の頂部８ａよりも低位とすることが好ましい。これによれば、例えば、切削速度が大きい加工条件、あるいは切削送りが大きい加工条件など、切屑が柔らかいか、あるいは固くて中央ブレーカ８に乗り上げて切屑処理が難しいケースであっても、中央ブレーカ８に依らずに切刃５近傍に位置している隆起部７によって切屑を比較的大きく変形させて排出することが可能となる。

第５に、後方ブレーカ９は、中央ブレーカ８による切屑排出性を補助する役割を有する部位であり、図２（ａ）および図３に示すように、上面視において中央ブレーカ８よりもインサート１の中心軸Ｓ１側に位置し、中央ブレーカ８に連続している。すなわち、後方ブレーカ９自体によって切屑を排出することができることに加えて、中央ブレーカ８を介して排出される切屑の一部が後方ブレーカ９側を通ることによって切屑の流れを安定化することが可能となる。

後方ブレーカ９の頂部９ａは平面状であり、側面視において、中央ブレーカ８の頂部８ａと後方ブレーカ９の頂部９ａは同じ高さである。

後方ブレーカ９は、図２（ａ）に示すように、切削部２ａから固定部２ｂへと向かう方向を基準にして、すなわちインサート１の長手方向を基準にして、後方ブレーカ９の頂部９ａの両側に連続し、頂部９ａに向かうにつれて上方に傾斜している一対の立ち上がり面９ｂ、９ｂを有する。

また、一対の立ち上がり面９ｂ、９ｂと頂部９ａとの交差部に位置する一対の稜線部９ｃ、９ｃは、切削部２ａ側から固定部２ｂ側に向かうにつれて、外方に拡がっている。すなわち、図１（ａ）に示すように、後方ブレーカ９の一対の稜線部９ｃ、９ｃは、中央ブレーカ８側における距離（中央ブレーカ８の立ち上がり部位を結ぶ直線の距離）Ｗｂ１、接続部における距離（切刃の端部間を結ぶ直線の一部距離）Ｗｂ２、固定部２ｂ側端部における距離Ｗｂ３が、Ｗｂ１＜Ｗｂ２＜Ｗｂ３の関係を満たしている。

上面視において、後方ブレーカ９の少なくとも一部は、切削部２ａ側から固定部２ｂ側に向かうにつれて、その幅が大きくなっている。すなわち、図１（ａ）に示すように、後方ブレーカ９は、中央ブレーカ８側における幅（中央ブレーカ８の立ち上がり部位を結ぶ直線の一部距離）Ｗａ１、接続部における幅（切刃の端部間を結ぶ直線の距離）Ｗａ２、固定部２ｂ側端部における幅Ｗａ３が、Ｗａ２＜Ｗａ３の関係を満たしている。なお、本実施形態においては、Ｗａ１＞Ｗａ２の関係を満たしている。これによれば、切屑の流れをより安定化できるとともに、切屑の外方（側方）への排出性を高めてインサート１およびホルダ２１の損傷を低減することができる。

第６に、上クランプ面１１ａは、上述の通り固定部２ｂに位置し、図１（ｃ）に示すように、先端視において、中央部が窪んだ略Ｖ字形状となっている。ここで、先端視とは、以下においては特記しない限り、先端側からインサート１を見た状態を意味するものとする。

下面３は、上面２とは反対側に位置しており、図１（ｃ）に示すように、先端視において、中央部が窪んだ略Ｖ字形状の下クランプ面１１ｂを有している。

側面４は、上述の通り、図１（ｃ）等に示すように、上面２および下面３に接続されている。また、図１（ｂ）および図３に示すように、側面視において、側面４は、上面２側から下面３側に向かって中心軸Ｓ１に平行な基準面Ｓ１ａに対して内側に傾斜している逃げ面４ａを有している。

＜切削工具＞
次に、本発明の実施形態に係る切削工具について、図４を用いて詳細に説明する。
図４に示すように、本実施形態に係る切削工具２０は、インサート１と、先端部にインサート１が取り付けられるホルダ２１と、を備えている。

インサート１は、その切刃５がホルダ２１の先端から突出するような状態でホルダ２１に取り付けられる。本実施形態では、インサート１のホルダ２１への取付けは、ホルダ２１の先端部でインサート１のクランプ面１１を上下から挟むことによって得られるクランプ力を、ネジ２３で調整するクランプ機構２２により行なう。より具体的には、ホルダ２１の先端部に設けられたネジ２３で拘束力を調節し、インサート１を上から押さえ込んで拘束している。

なお、本実施形態の取付け方法に代えて、例えば、インサート１に穴を開け、略Ｌ字型をしたレバーのてこの作用で、インサート１の穴の内壁からインサート１を拘束する方式等によって、インサート１をホルダ２１へ取り付けてもよい。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、本発明の実施形態に係る切削加工物の製造方法を、切削工具２０を用いて倣い加工を行なう場合を例に挙げ、図５を用いて説明する。
切削工具２０を用いて行なう本実施形態に係る切削加工物の製造方法は、以下の（ｉ）〜（iii）の工程を備える。

（ｉ）被削材１００を矢印ａ方向に回転させる工程。
（ii）切削工具２０を被削材１００の形状に沿って矢印ｂ方向に動かし、回転している被削材１００と切削工具２０の切刃５とを接触させる工程。これによって被削材１００を切削する（倣い加工）。
（iii）切削工具２０を矢印ｃ方向に動かし、被削材１００から切削工具２０を離隔させる工程。

以上のような工程を経て、被削材１００を切削することによって、所望の切削加工物１１０を得ることができる。
なお、（ｉ）の工程では、被削材１００と切削工具２０とは相対的に近づけばよく、例えば被削材１００を切削工具２０に近づけてもよい。これと同様に、（iii）の工程では、被削材１００と切削工具２０とは相対的に離隔すればよく、例えば被削材１００を切削工具２０から離隔してもよい。
切削加工を継続する場合には、被削材１００を回転させた状態を保持したまま、被削材１００の異なる箇所に切削工具２０の切刃５を接触させる工程を繰り返せばよい。
また、インサート１は、上述の通り、２コーナ使いである。したがって、使用している一方の切刃５が摩耗した際には、未使用の他方の切刃５を用いればよい。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができるのは言うまでもない。

例えば、上述の実施形態において、複数の隆起部７は、切削部２ａのうちインサート１の先端部側の一部領域を除いて配置されているが、これに代えて、図６に示すように、上述の先端部全域を除いて配置してもよい。この構成によれば、先端部を用いて溝を形成する加工を行なう場合に、切削抵抗を効果的に低減することができる。さらに他の例として、複数の隆起部７を切刃５の全域にわたって配置してもよい。この場合には、隣り合う２つの隆起部７、７の接続状態を維持しつつ、互いの間隔を先端部で広く設定しそれ以外の部位で狭く設定してもよい。この構成においても、先端部を用いて溝を形成する加工を行なう場合に、切削抵抗を効果的に低減することができる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、上述の実施形態において、隆起部７は、切刃５側に向かって先細りであり先端が尖ったような形状としたが、これに代えて、上面視において円形状としてもよい。この場合には、隆起部７の長手方向は、切刃５のうち最も近い部位における接線Ｌ２に垂直な方向である。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、上述の実施形態において、複数の隆起部７のうち隣り合う２つの隆起部７、７が互いに接している構成としたが、これに代えて、隣り合う２つの隆起部７、７が所定の間隔を隔てて離れるように配置してもよい。この構成によれば、先端部における切削抵抗を低減できるとともに、切込み量が小さい切削条件下において隣り合う２つの隆起部７、７の間隙に切屑を引き込み易くなるため、隆起部７によるブレーカ機能を効果的に発揮することが可能となる。そして、例えば、切込み量が小さい切削条件で所謂テーパ加工、すなわち旋削において被削材の回転軸に対して角度を付けた加工を行なう場合に、隆起部７、７の間隙に引き込まれた切屑は隆起部７の側面に立上げられるような形で屈曲させられてコントロールされる。特に、間隙によって切屑を引き込むことによって切屑は立上げによる屈曲を強くなるため、切屑の排出性を向上させることができる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、上述の実施形態において、隆起部７の第２面７ｂのうち中央ブレーカ８側の端部７ｂ１が、図３（ｂ）に示すように、中央ブレーカ８の立ち上がり部位にあたる中央ブレーカ８のうちで最も低位に位置している部位Ｓと連続している構成としたが、これに代えて、図７（ａ）に示すように、端部７ｂ１が部位Ｓよりも内方側に位置する構成にしてもよい。あるいは、図７（ｂ）に示すように、端部７ｂ１が部位Ｓよりも切刃５側に位置する構成にしてもよい。前者では、端部７ｂ１が中央ブレーカ８の立ち上がり部位にあたる部位Ｓよりも高い部位と連続することとなり、後者では、端部７ｂ１がすくい面６と連続することとなる。いずれの場合においても、上述の実施形態と同等の効果を奏することができる。さらに、前者では、隆起部７の第１面７ａをより大きく確保することが比較的容易であるため、隆起部７のブレーカ面としての機能を高めることができ、比較的切込み量が小さい切削条件下における切屑排出性を向上させることが可能となる。後者では、中央ブレーカ８と隆起部７の第２面７ｂとの間に位置する窪み領域である切屑の所謂逃げ領域（隙間）をより大きく確保することができるため、比較的切込み量が大きい切削条件下における切屑排出性を向上させることができる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、上述の実施形態において、隆起部７において第１面７ａの長さが第２面７ｂの長さよりも大きい構成としたが、これに代えて、図７（ｃ）に示すように、第１面７ａの長さを第２面７ｂの長さよりも小さくしてもよい。この構成によれば、中央ブレーカ８と隆起部７の第２面７ｂとの間に位置する窪み領域である切屑の所謂逃げ領域（隙間）をより大きく確保することができるため、切屑に対する変形作用をより向上させることが可能となる。さらに、図７（ｃ）では、第１面７ａの傾斜角度α４ａは上述の実施形態と同一とし、第２面７ｂの傾斜角度α４ｂを上述の実施形態よりも小さく設定することによって、第２面７ｂのうち中央ブレーカ８側の端部７ｂ１が中央ブレーカ８の立ち上がり部位にあたる中央ブレーカ８のうちで最も低位に位置している部位Ｓと連続するようにしている。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、上述の実施形態では、側断面視において、すなわち隆起部７の長手方向に沿うとともに、中心軸Ｓ１に平行な断面視において、隆起部７の第１面７ａおよび第２面７ｂを直線状としたが、これに代えて、第１面７ａおよび第２面７ｂの少なくとも一方を曲線状にしてもよい。この構成によれば、切屑を隆起部７に対してスムーズに接触させつつ内方に排出させることができるため、隆起部７の寿命を向上させることができる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、側断面視において、すなわち隆起部７の長手方向に沿うとともに、中心軸Ｓ１に平行な断面視において、隆起部７の第２面７ｂの傾斜角度α４ｂを、内方に向かうにつれて大きくなるように設定してもよい。これによれば、中央ブレーカ８と隆起部７の第２面７ｂとの間に位置する窪み領域である切屑の所謂逃げ領域（隙間）をより大きく確保することができるため、切屑に対する変形作用をより向上させることが可能となる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、上述の実施形態において、隆起部７について、第１面７ａは内方に向かうにつれて下方に傾斜し、第２面７ｂは内方に向かうにつれて下方に傾斜するようにしたが、これに代えて、第１面７ａは内方に向かうにつれて上方に傾斜し、第２面７ｂは内方に向かうにつれて下方に傾斜するようにしてもよい。この構成によれば、第１面７ａによって切刃５の強度が補強されるため切刃損傷などを抑制することが可能となる。この際に、ランド１０についても内方に向かうにつれて上方に傾斜するようにすれば、より効果的に切刃５強度の補強効果を得ることができる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、上述の実施形態において、上面２に、切刃５に沿ってランド１０を設けていたが、これに代えて、ランド１０を設けない構成にしてもよい。この場合には、複数の隆起部７は、それぞれ切刃５と連続するような構成にすればよい。この構成によれば、切削抵抗を低減することができる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、上述の実施形態において、中央ブレーカ８の頂部８ａおよび後方ブレーカ９の頂部９ａは平面状であるが、これに代えて、少なくとも一方をそれぞれの中心に向かうにつれて高位になるような半球面形状にしてもよい。これによれば、切屑の排出の流れをよりスムーズにすることが可能となる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、図８（ａ）に示すように、複数の隆起部７のうち少なくとも１つは、切削部２ａのうち先端部側に位置しているとともに、上面視においてその少なくとも一部が中心軸Ｓ１に垂直な基準線Ｌ４上に位置するようにしてもよい。この構成によれば、切屑を効率よく上述の１つの隆起部７に衝突させることができるため、比較的切込み量が小さい切削条件下における切屑排出性を向上させることができる。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

また、図８（ｂ）に示すように、隆起部７よりも小さい小隆起部７１をさらに有していてもよい。具体的には、複数の隆起部７のうち隣り合う２つの隆起部７、７は、切削部２ａのうち先端部側に位置しているとともに、上面視において基準線Ｌ４を挟んで位置している。そして、上面２のうち切削部２ａに位置している部位は、２つの隆起部７、７の間であって、２つの隆起部７、７よりも先端部側に位置しているとともに、上面視において、少なくとも一部が基準線Ｌ４上に位置し、かつ２つの隆起部７、７よりも小さい小隆起部７１をさらに有している。この構成によれば、切込み量が小さい切削条件下においても、生成される切屑を、２つの隆起部７、７に依らずに小隆起部７１に衝突させるによって、切屑排出性を確保することができる。なお、本実施形態においては、小隆起部７１は、上面視において、円形状である。その他の構成は、上述した実施形態に係るインサート１と同様である。

Claims (21)

1. 上面と、下面と、前記上面および前記下面のそれぞれと接続している側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置している切刃とを有し、切削部および固定部に区分されている、インサート本体、を備える切削インサートであって、
   前記上面のうち前記切削部に位置している部位は、前記切刃よりも内方に位置しているとともに、内方に向かうにつれて前記上面および前記下面の間を貫通する中心軸に垂直な基準面に対して傾斜角度α１で傾斜しているすくい面と、前記切刃に沿って並んでいる複数の隆起部と、を有し、
   前記複数の隆起部はそれぞれ、内方に向かうにつれて前記基準面に対して傾斜角度α４ａで傾斜しているとともに、上面視において、内方に向かうにつれて幅が大きくなる第１面を有し、
   前記傾斜角度α１およびα４ａは、α１＞α４ａの関係を満たす、切削インサート。
2. 上面視において、前記複数の隆起部はそれぞれ、前記第１面の内方側に連続しているとともに、内方に向かうにつれて前記基準面に対して傾斜角度α４ｂで傾斜している第２面をさらに有し、
   前記傾斜角度α４ａおよびα４ｂは、α４ａ＜α４ｂの関係を満たす、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記傾斜角度α１およびα４ｂは、α１＜α４ｂの関係を満たす、請求項２に記載の切削インサート。
4. 上面視において、前記複数の隆起部はそれぞれ、前記第１面の内方側に連続しているとともに、内方に向かうにつれて幅が小さくなる第２面をさらに有する、請求項１〜３のいずれかに記載の切削インサート。
5. 前記複数の隆起部のうち隣り合う２つの隆起部は互いに接している、請求項１〜４のいずれかに記載の切削インサート。
6. 前記２つの隆起部は、それらの長手方向のうち中央部よりも内方において接している、請求項５に記載の切削インサート。
7. 前記複数の隆起部のうち隣り合う２つの隆起部は互いに離れて位置している、請求項１〜４のいずれかに記載の切削インサート。
8. 前記２つの隆起部は、前記切削部のうち先端部側に位置しており、少なくともその一方の幅よりも大きな距離を隔てて互いに位置している、請求項７に記載の切削インサート。
9. 前記隆起部の長手方向に沿うとともに、前記中心軸に平行な断面視において、前記傾斜角度α４ｂは、内方に向かうにつれて大きくなっている、請求項２〜８のいずれかに記載の切削インサート。
10. 前記第１面は内方に向かうにつれて下方に傾斜し、前記第２面は内方に向かうにつれて下方に傾斜している、請求項２〜９のいずれかに記載の切削インサート。
11. 前記複数の隆起部はそれぞれ、前記切刃と連続している、請求項１〜１０のいずれかに記載の切削インサート。
12. 前記上面のうち前記切削部に位置している部位は、前記切刃と前記複数の隆起部との間で前記切刃に連続して位置し、内方に向かうにつれて前記基準面に対して傾斜角度α３で傾斜しているランドをさらに有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の切削インサート。
13. 前記複数の隆起部はそれぞれ、前記ランドと連続している、請求項１２に記載の切削インサート。
14. 上面視において、前記複数の隆起部のそれぞれの長手方向は、前記切刃のうち最も近い部位における接線に垂直である、請求項１〜１３のいずれかに記載の切削インサート。
15. 前記上面のうち前記切削部に位置している部位は、前記すくい面よりも内方に位置しているとともに、内方に向かうにつれて前記基準面に対して傾斜角度α２で上方に傾斜している中央ブレーカをさらに有する、請求項１〜１４のいずれかに記載の切削インサート。
16. 前記中心軸に平行であり且つ上面視で前記切刃の接線に垂直な断面視において、前記切刃は前記複数の隆起部よりも高位である、請求項１〜１５のいずれかに記載の切削インサート。
17. 前記中心軸に平行であり且つ上面視で前記切刃の接線に垂直な断面視において、前記複数の隆起部の前記第１面の仮想延長線は、前記中央ブレーカと、前記中央ブレーカの頂部よりも低位に位置している部位で交差している、請求項１５または１６に記載の切削インサート。
18. 前記複数の隆起部のうち少なくとも１つは、前記切削部のうち先端部側に位置しているとともに、上面視において、少なくとも一部が前記中心軸に垂直な基準線上に位置している、請求項１〜１７のいずれかに記載の切削インサート。
19. 前記複数の隆起部のうち隣り合う２つの隆起部は、前記切削部のうち先端部側に位置しているとともに、上面視において、前記中心軸に垂直な基準線を挟んで位置し、
    前記上面のうち前記切削部に位置している部位は、前記２つの隆起部の間であって、前記２つの隆起部よりも先端部側に位置しているとともに、上面視において、少なくとも一部が前記基準線上に位置し、かつ前記２つの隆起部よりも小さい小隆起部をさらに有する、請求項１〜１７のいずれかに記載の切削インサート。
20. 請求項１〜１９のいずれかに記載の切削インサートと、
    先端部に前記切削インサートが取り付けられるホルダと、を備える、切削工具。
21. 被削材を回転させる工程と、
    回転している前記被削材と請求項２０に記載の切削工具の前記切刃とを接触させる工程と、
    前記被削材と前記切削工具とを相対的に離隔させる工程と、
    を備える、切削加工物の製造方法。

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