JPWO2018155644A1 - Cutting insert and cutting tool provided with the same - Google Patents

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Abstract

本開示の切削インサートは、基体と、基体の上の少なくとも一部に位置する被覆層とを備える。また、第１面と、第２面と、第１面及び第２面が交差する稜線の少なくとも一部に位置する切刃とを有している。そして、被覆層は、第１面における切刃に沿った第１領域及び第２面における切刃に沿った第２領域に少なくとも存在し、第１領域における被覆層の厚みが、第２領域における被覆層の厚みよりも大きく、第１領域における切刃に平行な方向での十点平均粗さが、第２領域における切刃に平行な方向での十点平均粗さよりも大きい。The cutting insert of the present disclosure includes a substrate and a coating layer located on at least a portion of the substrate. In addition, it has a first surface, a second surface, and a cutting edge located at least at a part of a ridgeline where the first surface and the second surface intersect. The coating layer is present at least in a first region along the cutting edge on the first surface and in a second region along the cutting edge on the second surface, and the thickness of the coating layer in the first region is in the second region. The ten-point average roughness in the direction parallel to the cutting edge in the first region is larger than the thickness of the coating layer, and is greater than the ten-point average roughness in the direction parallel to the cutting edge in the second region.

Description

本態様は、切削加工において用いられる切削インサート及びこれを備えた切削工具に関する。   This aspect relates to a cutting insert used in cutting and a cutting tool provided with the same.

被削材に転削及び旋削などの切削加工をする際に切削工具が用いられる。切削工具は、一般的に、ポケットを有するホルダと、このポケットに取り付けられた切削インサートとを備えている。切削インサートとしては、例えば特許文献１に記載の切削インサートが知られている。   2. Description of the Related Art A cutting tool is used when performing cutting such as rolling and turning on a work material. Cutting tools generally include a holder having a pocket and a cutting insert mounted in the pocket. As a cutting insert, for example, a cutting insert described in Patent Document 1 is known.

特許文献１に記載の切削インサートは、基体（ボディ）及びこの基体を被覆する被覆層（被膜）を備えている。また、特許文献１に記載の切削インサートは、すくい面及び逃げ面を有し、これらの面が交差する部分に切刃が形成された多角板形状の構成となっている。   The cutting insert described in Patent Literature 1 includes a base (body) and a coating layer (coating) that covers the base. Further, the cutting insert described in Patent Document 1 has a rake face and a flank face, and has a polygonal plate configuration in which a cutting edge is formed at a portion where these faces intersect.

特開２０１３−１６３２６４号公報JP 2013-163264 A

一態様に基づく切削インサートは、基体と、基体の上の少なくとも一部に位置する被覆層とを備える。また、切削インサートは、第１面と、第２面と、前記第１面及び前記第２面が交差する稜線の少なくとも一部に位置する切刃とを有している。そして、前記被覆層は、前記第１面における前記切刃に沿った第１領域及び前記第２面における前記切刃に沿った第２領域に少なくとも存在し、前記第１領域における前記被覆層の厚みをＣ１、前記第２領域における前記被覆層の厚みをＣ２としたとき、前記Ｃ１が前記Ｃ２よりも大きく、前記第１領域における十点平均粗さをＲｚ１ａ、前記第２領域における十点平均粗さをＲｚ２ａとしたとき、前記Ｒｚ１ａが前記Ｒｚ２ａよりも大きいことを特徴としている。   A cutting insert according to one aspect includes a substrate and a coating layer located at least partially on the substrate. Further, the cutting insert has a first surface, a second surface, and a cutting blade located on at least a part of a ridge line where the first surface and the second surface intersect. The coating layer is present at least in a first region along the cutting edge on the first surface and in a second region along the cutting edge on the second surface. When the thickness is C1 and the thickness of the coating layer in the second area is C2, the C1 is larger than the C2, the ten-point average roughness in the first area is Rz1a, and the ten-point average roughness in the second area is When the roughness is Rz2a, Rz1a is larger than Rz2a.

一実施形態の切削インサートを示す斜視図である。It is a perspective view showing a cutting insert of one embodiment. 図１に示す切削インサートにおけるＡ１−Ａ１断面の断面図である。It is sectional drawing of A1-A1 cross section in the cutting insert shown in FIG. 図２に示す領域Ａ２における拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region A2 shown in FIG. 2. 一実施形態の切削工具を示す斜視図である。It is a perspective view showing a cutting tool of one embodiment.

以下、一実施形態の切削インサート（以下、単にインサートともいう。）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、本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 cutting insert of one embodiment (hereinafter, also simply referred to as an insert) will be described in detail with reference to the drawings. However, in the drawings referred to below, for convenience of explanation, only main members necessary for describing the present embodiment are simplified. Thus, the insert may comprise any components not shown in the referenced figures. Further, the dimensions of the members in the drawings do not faithfully represent the actual dimensions of the constituent members, the dimensional ratios of the respective members, and the like.

本実施形態のインサート１は、四角板形状であって、四角形の第１面３（図１における上面）と、第２面５（図１における側面）と、第１面３及び第２面５が交差する稜線の少なくとも一部に位置する切刃７とを有している。第１面３はすくい面と呼ばれる面である。第２面５は逃げ面と呼ばれる面である。   The insert 1 of the present embodiment has a square plate shape, and has a first surface 3 (upper surface in FIG. 1), a second surface 5 (side surface in FIG. 1), a first surface 3, and a second surface 5. And a cutting edge 7 located at least at a part of the intersecting ridge line. The first surface 3 is a surface called a rake surface. The second surface 5 is a surface called a flank.

本実施形態のインサート１においては、第１面３の外周の全体が切刃７となっていてもよい。インサート１はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、四角形の第１面３における１辺のみ、若しくは、部分的に切刃７を有するものであってもよい。   In the insert 1 of the present embodiment, the entire outer periphery of the first surface 3 may be the cutting edge 7. The insert 1 is not limited to such a configuration. For example, the insert 1 may have only one side of the rectangular first surface 3 or a part having the cutting edge 7 partially.

第１面３は、少なくとも一部にすくい面領域を有しており、第１面３における切刃７に沿った第１領域３ａは少なくともすくい面領域である。第２面５は、少なくとも一部に逃げ面領域を有しており、第２面５における切刃７に沿った第２領域５ａは少なくとも逃げ面領域である。言い換えれば、すくい面領域及び逃げ面領域が交差する部分に切刃７が位置している。   The first surface 3 has at least a part of a rake surface region, and the first region 3 a along the cutting edge 7 on the first surface 3 is at least a rake surface region. The second surface 5 has at least a part of a flank region, and the second region 5a of the second surface 5 along the cutting edge 7 is at least a flank region. In other words, the cutting edge 7 is located at a portion where the rake face area and the flank face area intersect.

図１では、第１面３における第１領域３ａ及びそれ以外の領域の境界と、第１面３における第２領域５ａ及びそれ以外の領域の境界とを一点鎖線で示している。図１においては、第１面３及び第２面５が交差する稜線の全てが切刃７である例を示しているため、第１面３において切刃７に沿った環状の一点鎖線が示されている。   In FIG. 1, the dashed line indicates the boundary between the first region 3 a and the other region on the first surface 3 and the boundary between the second region 5 a and the other region on the first surface 3. FIG. 1 shows an example in which all of the ridge lines at which the first surface 3 and the second surface 5 intersect are the cutting edges 7, and therefore, an annular dashed line along the cutting edges 7 on the first surface 3 is shown. Have been.

インサート１の大きさは特に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、第１面３の一辺の長さが３〜２０ｍｍ程度に設定される。また、第１面３から第１面３の反対側に位置する面（図１における下面）までの高さは５〜２０ｍｍ程度に設定される。   The size of the insert 1 is not particularly limited. For example, in the present embodiment, the length of one side of the first surface 3 is set to about 3 to 20 mm. Further, the height from the first surface 3 to the surface (the lower surface in FIG. 1) located on the opposite side of the first surface 3 is set to about 5 to 20 mm.

本実施形態のインサート１は、図２及び図３に示すように、四角板形状の基体９と、この基体９の表面を被覆する被覆層１１とを備えている。被覆層１１は、基体９の表面の全体を覆っていてもよく、また、一部のみを被覆していてもよい。一部のみが被覆されているときには、被覆層１１は、基体９の上の少なくとも一部に位置しているとも言うことができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the insert 1 of the present embodiment includes a rectangular plate-shaped substrate 9 and a coating layer 11 that covers the surface of the substrate 9. The coating layer 11 may cover the entire surface of the base 9 or may cover only a part thereof. When only a part is coated, it can be said that the coating layer 11 is located on at least a part of the substrate 9.

本実施形態における被覆層１１は、第１面３における切刃７に沿った第１領域３ａ及び第２面５における切刃７に沿った第２領域５ａに少なくとも存在している。図１においては、第１領域３ａを含む第１面３の全体及び第２領域５ａを含む第２面５の全体に被覆層１１が存在する例を示している。   The coating layer 11 in the present embodiment exists at least in the first region 3 a along the cutting edge 7 on the first surface 3 and the second region 5 a along the cutting edge 7 on the second surface 5. FIG. 1 shows an example in which the coating layer 11 exists on the entire first surface 3 including the first region 3a and the entire second surface 5 including the second region 5a.

本実施形態における被覆層１１の厚みは一定ではなく、第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みと第２領域５ａにおける被覆層１１の厚みとが互いに異なっている。具体的には、第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みをＣ１、第２領域５ａにおける被覆層１１の厚みをＣ２としたときに、Ｃ１がＣ２よりも大きい。   The thickness of the covering layer 11 in the present embodiment is not constant, and the thickness of the covering layer 11 in the first region 3a and the thickness of the covering layer 11 in the second region 5a are different from each other. Specifically, when the thickness of the coating layer 11 in the first region 3a is C1 and the thickness of the coating layer 11 in the second region 5a is C2, C1 is larger than C2.

なお、Ｃ１は、第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みの平均値である。また、Ｃ２は第２領域５ａにおける被覆層１１の厚みの平均値である。   C1 is an average value of the thickness of the covering layer 11 in the first region 3a. C2 is an average value of the thickness of the coating layer 11 in the second region 5a.

第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みのＣ１は、切刃７から０．３〜１．０ｍｍの範囲における被覆層１１の厚みの平均値である。また、第２領域５ａにおける被覆層１１の厚みのＣ２は、切刃７から０．０５〜１．０ｍｍの範囲における被覆層１１の厚みの平均値である。   C1 of the thickness of the coating layer 11 in the first region 3a is an average value of the thickness of the coating layer 11 in a range of 0.3 to 1.0 mm from the cutting edge 7. The thickness C2 of the coating layer 11 in the second region 5a is an average value of the thickness of the coating layer 11 in a range of 0.05 to 1.0 mm from the cutting edge 7.

第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みとは、図３に示すような断面における、第１面３から被覆層１１までの距離のことであり、平均値の算出にあたっては、ｎ数を３以上とする。また、第２領域３ｂにおける被覆層１１の厚みとは、図３に示すような断面における、第２面５から被覆層１１までの距離のことであり、平均値の算出にあたっては、ｎ数を３以上とする。   The thickness of the coating layer 11 in the first region 3a is a distance from the first surface 3 to the coating layer 11 in a cross section as shown in FIG. 3. And Further, the thickness of the coating layer 11 in the second region 3b is a distance from the second surface 5 to the coating layer 11 in a cross section as shown in FIG. 3 or more.

第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みＣ１がＣ２よりも相対的に大きいことから、インサート１の耐久性が高められる。切削加工時において第１領域３ａの上を被削材の切屑が流れるため、被覆層１１における第１領域３ａに位置する部分は比較的摩耗し易い。その第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みＣ１がＣ２よりも相対的に大きいことによって基体９が露出しにくくなる。   Since the thickness C1 of the coating layer 11 in the first region 3a is relatively larger than C2, the durability of the insert 1 is enhanced. Since the chips of the work material flow on the first region 3a during the cutting, the portion of the coating layer 11 located in the first region 3a is relatively easily worn. Since the thickness C1 of the covering layer 11 in the first region 3a is relatively larger than C2, the base 9 is less likely to be exposed.

第２領域５ａにおいては、被覆層１１の厚みＣ２がＣ１よりも相対的に小さいことから第２領域５ａにおいて被覆層１１が剥離するおそれが小さくなる。切削加工時において第２領域５ａに対しては比較的小さな角度で切削負荷が加わるため、第２領域５ａにおける被覆層１１に対しては、せん断力が加わり易い。第２領域５ａにおける被覆層１１の厚みＣ２がＣ１よりも相対的に小さいことによって第２領域５ａにおける被覆層１１がせん断されにくくなる。   In the second region 5a, since the thickness C2 of the coating layer 11 is relatively smaller than C1, the possibility that the coating layer 11 is peeled in the second region 5a is reduced. Since a cutting load is applied to the second region 5a at a relatively small angle during cutting, a shearing force is easily applied to the coating layer 11 in the second region 5a. Since the thickness C2 of the coating layer 11 in the second region 5a is relatively smaller than C1, the coating layer 11 in the second region 5a is less likely to be sheared.

また、本実施形態における被覆層１１の表面粗さは一定ではなく、第１領域３ａにおける被覆層１１の表面粗さと第２領域５ａにおける被覆層１１の表面粗さとが互いに異なっている。具体的には、第１領域３ａにおける被覆層１１の十点平均粗さをＲｚ１ａ、第２領域５ａにおける被覆層１１の十点平均粗さをＲｚ２ａとしたとき、Ｒｚ１ａがＲｚ２ａよりも大きい。   Further, the surface roughness of the coating layer 11 in the present embodiment is not constant, and the surface roughness of the coating layer 11 in the first region 3a is different from the surface roughness of the coating layer 11 in the second region 5a. Specifically, when the ten-point average roughness of the coating layer 11 in the first region 3a is Rz1a and the ten-point average roughness of the coating layer 11 in the second region 5a is Rz2a, Rz1a is larger than Rz2a.

第１領域３ａの表面粗さが相対的に大きいことから、切削加工時において切屑がすくい面領域に接触する面積を小さくできる。そのため、摩擦係数が過度に大きくなることが避けられ、発熱量を小さく抑えられる。これにより、すくい面領域において被覆層１１が劣化しにくくなる。   Since the surface roughness of the first region 3a is relatively large, the area where the chips contact the rake surface region during cutting can be reduced. For this reason, the friction coefficient is prevented from being excessively large, and the heat generation amount can be reduced. Thereby, the coating layer 11 is hardly deteriorated in the rake face region.

また、第２領域５ａの表面粗さＲｚ２ａがＲｚ１ａよりも相対的に小さいことから、逃げ面領域が被削材の仕上げ面に接触した場合であっても、仕上げ面の表面粗さが過度に悪化することが避けられる。   Further, since the surface roughness Rz2a of the second region 5a is relatively smaller than Rz1a, even when the flank region contacts the finished surface of the work material, the surface roughness of the finished surface is excessively high. Deterioration is avoided.

以上の通り、本実施形態の切削インサート１によれば、第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みの平均値をＣ１、第２領域５ａにおける被覆層１１の厚みの平均値をＣ２としたときに、Ｃ１がＣ２よりも大きく、且つ、第１領域３ａにおける被覆層１１の十点平均粗さをＲｚ１ａ、第２領域５ａにおける被覆層１１の十点平均粗さをＲｚ２ａとしたとき、Ｒｚ１ａがＲｚ２ａよりも大きい。これにより、被覆層１１が剥離しにくくインサート１の耐久性が良好であって、且つ、仕上げ面の面状態を良好にできる。   As described above, according to the cutting insert 1 of the present embodiment, when the average value of the thickness of the coating layer 11 in the first region 3a is C1, and the average value of the thickness of the coating layer 11 in the second region 5a is C2. , C1 is larger than C2, and the ten-point average roughness of the coating layer 11 in the first region 3a is Rz1a, and the ten-point average roughness of the coating layer 11 in the second region 5a is Rz2a, where Rz1a is Rz2a. Greater than. Thereby, the coating layer 11 is hardly peeled off, the durability of the insert 1 is good, and the surface condition of the finished surface can be good.

第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みＣ１は、特定の厚みに限定されるものではない。第１領域３ａにおける被覆層１１の厚みＣ１は、例えば、１．５〜４μｍ程度に設定できる。また、第２領域５ａにおける被覆層１１の厚みＣ２も、特定の厚みに限定されるものではない。第２領域５ａにおける被覆層１１の厚みＣ２は、例えば、０．５〜１．５μｍ程度に設定できる。   The thickness C1 of the coating layer 11 in the first region 3a is not limited to a specific thickness. The thickness C1 of the coating layer 11 in the first region 3a can be set to, for example, about 1.5 to 4 μm. Further, the thickness C2 of the coating layer 11 in the second region 5a is not limited to a specific thickness. The thickness C2 of the coating layer 11 in the second region 5a can be set to, for example, about 0.5 to 1.5 μm.

なお、上記の通り被覆層１１の厚みがインサート１の大きさに対して非常に薄いため、基体９の大きさがインサート１の大きさとほぼ一致する。従って、具体的な基体９の大きさについては、説明を省略する。   Note that, as described above, since the thickness of the coating layer 11 is extremely thin with respect to the size of the insert 1, the size of the base 9 substantially matches the size of the insert 1. Therefore, the description of the specific size of the base 9 is omitted.

第１領域３ａにおける被覆層１１の十点平均粗さＲｚ１ａは、特定の値に限定されるものではないが、例えば、１．０〜３．０μｍ程度に設定できる。また、第２領域５ａにおける被覆層１１の十点平均粗さＲｚ２ａは、特定の値に限定されるものではないが、例えば、０．１〜１．０μｍ程度に設定できる。   The ten-point average roughness Rz1a of the coating layer 11 in the first region 3a is not limited to a specific value, but can be set to, for example, about 1.0 to 3.0 μm. The ten-point average roughness Rz2a of the coating layer 11 in the second region 5a is not limited to a specific value, but can be set to, for example, about 0.1 to 1.0 μm.

本実施形態において第１領域３ａの十点平均粗さＲｚ１ａ及び第２領域５ａの十点平均粗さＲｚ２ａを測定するには、カットオフ値を０．０８ｍｍに固定する以外はＪＩＳＢ０６０１−２００１規格に準じて、第１領域３ａ及び第２領域５ａの表面形状を測定すればよい。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、レーザを用いた非接触式表面粗さ測定機を利用すればよい。測定した結果に基づいて、第１領域３ａの十点平均粗さＲｚ１ａ及び第２領域５ａの十点平均粗さＲｚ２ａを算出すればよい。なお、Ｒｚ１ａ及びＲｚ２ａは、それぞれ切刃７に平行な方向に沿って測定するものとする。Ｒｚ１ａ及びＲｚ２ａは、それぞれ、Ｃ１及びＣ２の測定範囲で測定すればよい。   In this embodiment, in order to measure the ten-point average roughness Rz1a of the first region 3a and the ten-point average roughness Rz2a of the second region 5a, the JISB0601-2001 standard is used except that the cutoff value is fixed to 0.08 mm. The surface shapes of the first region 3a and the second region 5a may be measured in accordance with the measurement. For the measurement, for example, a contact type surface roughness measuring device using a stylus or a non-contact type surface roughness measuring device using a laser may be used. The ten-point average roughness Rz1a of the first region 3a and the ten-point average roughness Rz2a of the second region 5a may be calculated based on the measurement results. Note that Rz1a and Rz2a are each measured along a direction parallel to the cutting edge 7. Rz1a and Rz2a may be measured in the measurement ranges of C1 and C2, respectively.

第１領域３ａにおける十点平均粗さＲｚ１ａが、第２領域５ａにおける十点平均粗さＲｚ２ａと異なる値である一方で、基体９における第１領域３ａに相当する部分での十点平均粗さが、基体９における第２領域５ａに相当する部分での十点平均粗さと概ね同じである場合には、基体９及び被覆層１１の接合性のバラつきが小さいため、被覆層１１が基体９から剥離しにくくなっている。このような場合における基体９の十点平均粗さは、例えば１．０〜１．４μｍ程度に設定できる。   While the ten-point average roughness Rz1a in the first region 3a has a value different from the ten-point average roughness Rz2a in the second region 5a, the ten-point average roughness in a portion of the base 9 corresponding to the first region 3a. Is approximately the same as the ten-point average roughness in the portion corresponding to the second region 5a in the base 9, since the variation in the bondability between the base 9 and the coating layer 11 is small, so that the coating layer 11 It is difficult to peel off. The ten-point average roughness of the base 9 in such a case can be set to, for example, about 1.0 to 1.4 μm.

切刃７における被覆層１１の十点平均粗さをＲｚ３としたとき、Ｒｚ１ａがＲｚ３よりも大きくてもよい、言い換えれば、Ｒｚ３がＲｚ１ａよりも小さくてもよい。このような場合には、切削加工時に切刃７が欠けるおそれを小さくできる。そのため、インサート１の耐久性を高めることができる。   Assuming that the ten-point average roughness of the coating layer 11 in the cutting blade 7 is Rz3, Rz1a may be larger than Rz3, in other words, Rz3 may be smaller than Rz1a. In such a case, the possibility that the cutting blade 7 is chipped during cutting can be reduced. Therefore, the durability of the insert 1 can be improved.

また、Ｒｚ３がＲｚ１ａよりも小さくＲｚ２ａと同等であってもよい。このような場合には、切削加工時に切刃７が欠けるおそれを小さくしつつ、仕上げ面の面状態を良好にできる。ただし、Ｒｚ３がＲｚ２ａと同等であるとは、厳密に同じである必要はなく、Ｒｚ２ａとＲｚ３との比Ｒｚ２ａ／Ｒｚ３が、０．９〜１．２であればよい。   Further, Rz3 may be smaller than Rz1a and equal to Rz2a. In such a case, the surface condition of the finished surface can be improved while reducing the risk of chipping of the cutting blade 7 during cutting. However, it is not necessary that Rz3 is equivalent to Rz2a to be exactly the same, and the ratio Rz2a / Rz3 between Rz2a and Rz3 may be 0.9 to 1.2.

切刃７の十点平均粗さＲｚ３を測定するには、第２面５が正面となる向きにインサート１を置いて、切刃７の凹凸を観察すればよい。すなわち、第１領域３ａ及び第２領域５ａの十点平均粗さの測定と同様に、表面粗さ測定機を利用してもよいが、第２面５が正面となる向きにインサート１を置いて撮影し、撮影した写真の画像分析を行うことによって切刃７の十点平均粗さＲｚ３を測定すればよい。   In order to measure the ten-point average roughness Rz3 of the cutting edge 7, the insert 1 may be placed in a direction in which the second surface 5 faces the front, and the unevenness of the cutting edge 7 may be observed. That is, similarly to the measurement of the ten-point average roughness of the first region 3a and the second region 5a, a surface roughness measuring device may be used, but the insert 1 is placed so that the second surface 5 faces the front. The ten-point average roughness Rz3 of the cutting blade 7 may be measured by performing image analysis of the photographed image.

切刃７における被覆層１１の十点平均粗さＲｚ３は、０．１〜１．０μｍとしてもよい。   The ten-point average roughness Rz3 of the coating layer 11 in the cutting blade 7 may be 0.1 to 1.0 μm.

切刃７の構成は特に限定されるものではないが、図１においては、切刃７が主切刃１３及びワイパー刃１５を有する構成が示されている。例えば、第１面３を正面視した場合に、主切刃１３及びワイパー刃１５がそれぞれ第１面３の辺上に位置しており、主切刃１３が直線形状であって、ワイパー刃１５が緩やかな凸曲線形状である。ここで緩やかな凸曲線形状であるとは、外方に向かって凸となる曲線形状であって、曲線の曲率半径が第１面３の最大幅よりも大きな値であることを意味している。   Although the configuration of the cutting blade 7 is not particularly limited, FIG. 1 shows a configuration in which the cutting blade 7 has a main cutting blade 13 and a wiper blade 15. For example, when the first surface 3 is viewed from the front, the main cutting edge 13 and the wiper blade 15 are respectively located on the sides of the first surface 3, and the main cutting edge 13 has a linear shape, and the wiper blade 15 Has a gentle convex curve shape. Here, the term “gradual convex curve shape” means that the curve shape is convex outward, and the radius of curvature of the curve is a value larger than the maximum width of the first surface 3. .

主切刃１３は、切削加工時に被削材を切削する主要な切刃７として機能する。また、ワイパー刃１５は、切削加工時に被削材の仕上げ面の平滑性を高める切刃７として機能する。そのため、通常、主切刃１３が仕上げ面に対して傾斜するとともに、ワイパー刃１５が仕上げ面に対して平行な状態でインサート１が切削加工に用いられる。   The main cutting edge 13 functions as a main cutting edge 7 for cutting a work material during cutting. Further, the wiper blade 15 functions as the cutting blade 7 for improving the smoothness of the finished surface of the work material during the cutting. Therefore, usually, the insert 1 is used for cutting while the main cutting edge 13 is inclined with respect to the finished surface and the wiper blade 15 is parallel to the finished surface.

ここで、主切刃１３における被覆層１１の厚みをＣ３１、ワイパー刃１５における被覆層１１の厚みをＣ３２としたとき、Ｃ３１がＣ３２よりも大きい場合には、切削加工時に仕上げ面の平滑性を高めるためのワイパー刃１５において膜剥離が起こりにくく、加工面が良好になる。   Here, assuming that the thickness of the coating layer 11 on the main cutting edge 13 is C31 and the thickness of the coating layer 11 on the wiper blade 15 is C32, if C31 is larger than C32, the smoothness of the finished surface during cutting is reduced. Film peeling is less likely to occur on the wiper blade 15 for heightening, and the processed surface becomes good.

主切刃１３における被覆層１１の厚みＣ３１は、特定の厚みに限定されるものではないが、例えば、１．５〜４．０μｍ程度に設定できる。また、ワイパー刃１５における被覆層１１の厚みＣ３２も、特定の厚みに限定されるものではないが、例えば、０．５〜１．５μｍ程度に設定できる。   The thickness C31 of the coating layer 11 in the main cutting edge 13 is not limited to a specific thickness, but can be set to, for example, about 1.5 to 4.0 μm. The thickness C32 of the coating layer 11 in the wiper blade 15 is not limited to a specific thickness, but can be set to, for example, about 0.5 to 1.5 μm.

なお、主切刃１３またはワイパー刃１５における被覆層１１の厚みとは、図３に示すような断面における、第１面３と第２面５との交稜部から被覆層１１までの距離のことである。図３に示す例が主切刃１３を含む断面であるとき、符号Ｃ３１と矢印で示す部分のことであり、具体的には、第１面３と第２面５とが交わった角部と、被覆層１１において２つの面が交わった角部との距離のことである。また、基体９の第１面３と第２面５とがＲ部を有するように交わっているときであっても、厚みの算出方法は同様である。   In addition, the thickness of the coating layer 11 in the main cutting blade 13 or the wiper blade 15 is the distance of the distance from the intersection between the first surface 3 and the second surface 5 to the coating layer 11 in a cross section as shown in FIG. That is. When the example shown in FIG. 3 is a cross section including the main cutting edge 13, it is a part indicated by an arrow C <b> 31 and specifically, a corner where the first surface 3 and the second surface 5 intersect. , The distance between the corners where the two surfaces intersect in the coating layer 11. Even when the first surface 3 and the second surface 5 of the base 9 intersect so as to have an R portion, the method of calculating the thickness is the same.

さらに、本実施形態においては、主切刃１３における被覆層１１の十点平均粗さをＲｚ３１、ワイパー刃１５における被覆層１１の十点平均粗さをＲｚ３２としたとき、Ｒｚ３１がＲｚ３２よりも大きくなっていてもよい。上記の通り、ワイパー刃１５は、切削加工時に被削材の仕上げ面の平滑性を高める切刃７として機能する。主切刃１３及びワイパー刃１５における被覆層１１の十点平均粗さが上記の関係である場合には、ワイパー刃１５の表面粗さが特に小さくなっているため、仕上げ面の平滑性がさらに高められる。   Furthermore, in the present embodiment, when the ten-point average roughness of the coating layer 11 on the main cutting edge 13 is Rz31 and the ten-point average roughness of the coating layer 11 on the wiper blade 15 is Rz32, Rz31 is larger than Rz32. It may be. As described above, the wiper blade 15 functions as the cutting blade 7 that enhances the smoothness of the finished surface of the work material during the cutting. When the ten-point average roughness of the coating layer 11 in the main cutting blade 13 and the wiper blade 15 is in the above relationship, the surface roughness of the wiper blade 15 is particularly small, so that the smoothness of the finished surface is further improved. Enhanced.

なお、主切刃１３における被覆層１１の十点平均粗さＲｚ３１及びワイパー刃１５における十点平均粗さＲｚ３２とを比較した場合に、主切刃１３における十点平均粗さであるＲｚ３１が相対的に大きくてもよい。また、Ｒｚ３２とＲｚ３１とは、Ｒｚ１ａよりも小さくしてもよい。   When the ten-point average roughness Rz31 of the coating layer 11 in the main cutting edge 13 and the ten-point average roughness Rz32 in the wiper blade 15 are compared, Rz31 which is the ten-point average roughness of the main cutting edge 13 is relatively small. May be large. Further, Rz32 and Rz31 may be smaller than Rz1a.

Ｒｚ３１は、０．１〜１．０μｍとしてもよい。また、Ｒｚ３２は、０．１〜０．７μｍとしてもよい。   Rz31 may be 0.1 to 1.0 μm. Further, Rz32 may be 0.1 to 0.7 μm.

第２領域５ａにおける切刃７に直交する方向での被覆層１１の十点平均粗さをＲｚ２ｂとしたとき、Ｒｚ２ａがＲｚ２ｂよりも小さくなっていてもよい。   Assuming that the ten-point average roughness of the coating layer 11 in the direction orthogonal to the cutting edge 7 in the second region 5a is Rz2b, Rz2a may be smaller than Rz2b.

Ｒｚ２ａは、０．１〜１．０μｍとしてもよい。また、Ｒｚ２ｂは、０．５〜１．４μｍとしてもよい。   Rz2a may be 0.1 to 1.0 μm. Further, Rz2b may be set to 0.5 to 1.4 μm.

第２領域５ａは、切削加工時に仕上げ面に接触する場合がある。このとき、切刃７に平行な方向での被覆層１１の表面形状が仕上げ面に転写された場合であっても、Ｒｚ２ａがＲｚ２ｂよりも相対的に小さいため、仕上げ面の平滑性が損なわれることが避けられる。また、Ｒｚ２ｂがＲｚ２ａよりも相対的に大きいため、第２領域５ａが仕上げ面に接触する場合であっても、仕上げ面への第２領域５ａの接触面積を減らすことができる。そのため、摩擦熱などによって仕上げ面の状態が変性することが避けられ易い。   The second region 5a may come into contact with the finished surface during cutting. At this time, even if the surface shape of the coating layer 11 in the direction parallel to the cutting edge 7 is transferred to the finished surface, the smoothness of the finished surface is impaired because Rz2a is relatively smaller than Rz2b. That can be avoided. Further, since Rz2b is relatively larger than Rz2a, even when the second region 5a contacts the finished surface, the contact area of the second region 5a with the finished surface can be reduced. Therefore, it is easy to avoid that the state of the finished surface is modified by frictional heat or the like.

被覆層１１における残留応力が圧縮応力であるときには、被覆層１１が部分的に剥離した場合や被覆層１１に亀裂が発生した場合のように仮に被覆層１１の一部が損傷した場合であっても、この損傷が進展しにくい。これにより、インサート１の耐久性が大きく低下することが避けられる。   When the residual stress in the coating layer 11 is a compressive stress, a case where a part of the coating layer 11 is temporarily damaged, such as a case where the coating layer 11 is partially peeled or a case where a crack is generated in the coating layer 11, Even this damage is difficult to develop. As a result, it is possible to prevent the durability of the insert 1 from being greatly reduced.

被覆層１１における残留応力が圧縮応力であるか否かは、例えば２Ｄ法を用いた測定に基づき判断すればよい。具体的には、第１面３及び第２面５における切刃７から１ｍｍ以上離れた部分をそれぞれ測定位置とする。これらの位置でＸ線回折ピークを測定する。測定結果から特定された結晶構造に関して、測定結果における２θの値が、ＪＣＰＤＳカードに記載された基準となる２θの値に対してどのようにずれているかを確認することで被覆層１１の残留応力を特定することが可能である。   Whether or not the residual stress in the coating layer 11 is a compressive stress may be determined based on, for example, measurement using the 2D method. Specifically, portions of the first surface 3 and the second surface 5 that are separated from the cutting edge 7 by 1 mm or more are set as measurement positions. X-ray diffraction peaks are measured at these positions. Regarding the crystal structure specified from the measurement result, the residual stress of the coating layer 11 is checked by checking how the value of 2θ in the measurement result deviates from the reference 2θ value described in the JCPDS card. Can be specified.

本実施形態のインサート１は、図１に示すように四角板形状であるが、インサート１の形状としてはこのような形状に限定されるものではない。例えば、上面が四角形ではなく、三角形、六角形又は円形であってもよい。   Although the insert 1 of the present embodiment has a square plate shape as shown in FIG. 1, the shape of the insert 1 is not limited to such a shape. For example, the top surface may be triangular, hexagonal, or circular instead of square.

本実施形態のインサート１は、図１に示すように、貫通孔１７を有していてもよい。本実施形態における貫通孔１７は、第１面３から第１面３の反対側に位置する面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１７は、インサート１をホルダに保持する際に、ねじ又はクランプ部材を取り付けるために用いることが可能である。なお、貫通孔１７は、第２面５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よい。   The insert 1 of the present embodiment may have a through hole 17 as shown in FIG. The through-hole 17 in the present embodiment is formed from the first surface 3 to a surface located on the opposite side of the first surface 3, and is opened in these surfaces. The through-hole 17 can be used for attaching a screw or a clamp member when holding the insert 1 in the holder. In addition, the through-hole 17 may be configured to open in regions located on the opposite sides of the second surface 5.

基体９の材質としては、例えば、超硬合金、サーメット及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、基体９の材質としては、これらに限定されるものではない。   Examples of the material of the base 9 include inorganic materials such as cemented carbide, cermet, and ceramics. 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 binder phase. Cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component. Specifically, the cermet includes a compound containing TiC or TiN (titanium nitride) as a main component. The material of the base 9 is not limited to these.

被覆層１１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、炭窒化物及び炭窒酸化物などが挙げられる。被覆層１１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１１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１１の材質としては、これらに限定されるものではない。   Examples of the material of the coating layer 11 include carbides, nitrides, oxides, carbonates, nitrides, carbonitrides, and carbonitrides of titanium. The coating layer 11 may include only one of the above materials, or may include a plurality of materials. Further, the coating layer 11 may be constituted by only one layer, or may be constituted by laminating a plurality of layers. Note that the material of the coating layer 11 is not limited to these.

被覆層１１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９の上に位置させることが可能である。例えば、貫通孔１７の内周面で基体９を保持した状態で上記の蒸着法を利用して被覆層１１を形成する場合には、貫通孔１７の内周面を除く基体９の表面の全体を覆うように被覆層１１を位置させることができる。   The coating layer 11 can be positioned on the substrate 9 by using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method. For example, when the coating layer 11 is formed using the above-described vapor deposition method while holding the substrate 9 on the inner peripheral surface of the through hole 17, the entire surface of the substrate 9 except the inner peripheral surface of the through hole 17 is formed. The covering layer 11 can be positioned so as to cover.

被覆層１１の厚みは、研磨処理により適宜調整することができる。例えば、被覆層１１の厚くしたい部分にマスキングし、薄くしたい部分を露出させて、ブラスト処理を施してもよい。また、ブラシと研磨剤を用いて研磨した場合にはブラシの回転方向に沿って被覆層１１の表面に研磨傷が形成される。これを利用すると、切刃７に平行な方向の十点平均粗さと切刃７に垂直な方向の十点平均粗さとを異なるものとすることができる。   The thickness of the coating layer 11 can be appropriately adjusted by a polishing process. For example, blasting may be performed by masking a portion of the coating layer 11 where the thickness is desired to be increased, exposing a portion where the thickness is desired to be reduced. Further, when polishing is performed using a brush and an abrasive, polishing scratches are formed on the surface of the coating layer 11 along the rotation direction of the brush. By using this, the ten-point average roughness in the direction parallel to the cutting edge 7 and the ten-point average roughness in the direction perpendicular to the cutting edge 7 can be made different.

また、被覆層１１における残留応力を圧縮応力とするには、例えば、被覆膜１１をＰＶＤ法で形成し、７５〜２００Ｖの高バイアス条件で製膜するとよい。また、被覆層１１における残留応力を圧縮応力とする他の方法として、ＣＶＤ法で基体９よりも熱膨張係数が小さい被覆膜１１を形成してもよい。   In order to make the residual stress in the coating layer 11 a compressive stress, for example, the coating film 11 may be formed by a PVD method and formed under a high bias condition of 75 to 200 V. Further, as another method of converting the residual stress in the coating layer 11 into a compressive stress, the coating film 11 having a smaller coefficient of thermal expansion than the substrate 9 may be formed by a CVD method.

次に、一実施形態の切削工具１０１について図面を用いて説明する。本実施形態の切削工具１０１は、図４に示すように、第１端（図４における上端）から第２端（図４における下端）に向かって延びる棒状体であり、第１端側にポケット１０３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。   Next, a cutting tool 101 according to an embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, the cutting tool 101 of the present embodiment is a rod-shaped body extending from a first end (upper end in FIG. 4) to a second end (lower end in FIG. 4), and has a pocket on the first end side. It comprises a holder 105 having 103 and the above-mentioned insert 1 located in the pocket 103.

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。また、ポケット１０３は、ホルダ１０５の第１端側において開口している。   The pocket 103 is a portion where the insert 1 is mounted, and has a seating surface parallel to the lower surface of the holder 105 and a restraining side surface inclined with respect to the seating surface. The pocket 103 is open on the first end side of the holder 105.

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 insert 1 is located in the pocket 103. At this time, the lower surface of the insert 1 may directly contact the pocket 103, or a sheet may be interposed between the insert 1 and the pocket 103.

インサート１は、第１面及び第２面が交差する稜線における切刃７として用いられる部分がホルダ１０５から外方に突出するように装着される。本実施形態においては、インサート１は、固定ネジ１０７によって、ホルダ１０５に装着されている。すなわち、インサート１の貫通孔に固定ネジ１０７を挿入し、この固定ネジ１０７の先端をポケット１０３に形成されたネジ孔（不図示）に挿入してネジ部同士を螺合させることによって、インサート１がホルダ１０５に装着されている。   The insert 1 is mounted such that a portion used as a cutting edge 7 at a ridgeline where the first surface and the second surface intersect projects outward from the holder 105. In the present embodiment, the insert 1 is mounted on the holder 105 by a fixing screw 107. That is, the fixing screw 107 is inserted into the through hole of the insert 1, the tip of the fixing screw 107 is inserted into a screw hole (not shown) formed in the pocket 103, and the screw portions are screwed together. Are mounted on the holder 105.

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、これらの部材の中で靱性の高い鋼を用いることが好ましい。   As the holder 105, steel, cast iron, or the like can be used. In particular, it is preferable to use high toughness steel among these members.

本実施形態においては、いわゆる旋削加工に用いられる切削工具を例示している。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。   In the present embodiment, a cutting tool used for so-called turning is illustrated. Turning includes, for example, inner diameter processing, outer diameter processing, and grooving processing. The cutting tools are not limited to those used for turning. For example, the insert 1 of the above-described embodiment may be used for a cutting tool used for rolling.

１・・・インサート
３・・・第１面
３ａ・・・第１領域
５・・・第２面
５ａ・・・第２領域
７・・・切刃
９・・・基体
１１・・・被覆層
１３・・・主切刃
１５・・・ワイパー刃
１７・・・貫通孔
１０１・・・切削工具
１０３・・・ポケット
１０５・・・ホルダ
１０７・・・固定ネジ
Ｃ１・・・第１領域における被覆層の厚み
Ｃ２・・・第２領域における被覆層の厚みDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insert 3 ... 1st surface 3a ... 1st area 5 ... 2nd surface 5a ... 2nd area 7 ... Cutting edge 9 ... Base 11 ... Coating layer 13: Main cutting blade 15: Wiper blade 17: Through hole 101: Cutting tool 103: Pocket 105: Holder 107: Fixing screw C1: Covering in the first area Layer thickness C2: thickness of the coating layer in the second region

Claims (9)

基体と、該基体の上の少なくとも一部に位置する被覆層とを備える切削インサートであって、
該切削インサートは、第１面と、第２面と、前記第１面及び前記第２面が交差する稜線の少なくとも一部に位置する切刃とを有し、
前記被覆層は、前記第１面における前記切刃に沿った第１領域及び前記第２面における前記切刃に沿った第２領域に少なくとも存在し、
前記第１領域における前記被覆層の厚みをＣ１、前記第２領域における前記被覆層の厚みをＣ２としたとき、前記Ｃ１が前記Ｃ２よりも大きく、
前記第１領域における前記切刃に平行な方向での十点平均粗さをＲｚ１ａ、前記第２領域における前記切刃に平行な方向での十点平均粗さをＲｚ２ａとしたとき、前記Ｒｚ１ａが前記Ｒｚ２ａよりも大きいことを特徴とする切削インサート。A cutting insert comprising a substrate and a coating layer located at least partially on the substrate,
The cutting insert has a first surface, a second surface, and a cutting edge located on at least a part of a ridgeline where the first surface and the second surface intersect,
The coating layer is present at least in a first area on the first surface along the cutting edge and a second area on the second surface along the cutting edge,
When the thickness of the coating layer in the first region is C1, and the thickness of the coating layer in the second region is C2, C1 is larger than C2,
When the ten-point average roughness in a direction parallel to the cutting edge in the first region is Rz1a, and the ten-point average roughness in a direction parallel to the cutting edge in the second region is Rz2a, the Rz1a is A cutting insert characterized by being larger than the Rz2a. 前記Ｒｚ１ａは、１．０〜３．０μｍであり、前記Ｒｚ２ａは、０．１〜１．０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。   The cutting insert according to claim 1, wherein the Rz1a is 1.0 to 3.0 m, and the Rz2a is 0.1 to 1.0 m. 前記切刃における十点平均粗さをＲｚ３としたとき、前記Ｒｚ１ａが前記Ｒｚ３よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の切削インサート。   3. The cutting insert according to claim 1, wherein when the ten-point average roughness of the cutting blade is Rz3, the Rz1a is larger than the Rz3. 4. 前記Ｒｚ３は、０．１〜１．０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。   The said Rz3 is 0.1-1.0 micrometers, The cutting insert of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記切刃は、主切刃及びワイパー刃を有し、
前記主切刃における前記被覆層の厚みをＣ３１、前記ワイパー刃における前記被覆層の厚みをＣ３２としたとき、前記Ｃ３１が前記Ｃ３２よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の切削インサート。The cutting blade has a main cutting blade and a wiper blade,
The thickness of the coating layer on the main cutting blade is C31, and the thickness of the coating layer on the wiper blade is C32, wherein C31 is larger than C32. Cutting insert according to one of the above. 前記主切刃における十点平均粗さをＲｚ３１、前記ワイパー刃における十点平均粗さをＲｚ３２としたとき、前記Ｒｚ３１が前記Ｒｚ３２よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の切削インサート。   The cutting insert according to claim 5, wherein, when the ten-point average roughness of the main cutting edge is Rz31 and the ten-point average roughness of the wiper blade is Rz32, the Rz31 is larger than the Rz32. 前記第２領域における前記切刃に直交する方向での十点平均粗さをＲｚ２ｂとしたとき、前記Ｒｚ２ａが前記Ｒｚ２ｂよりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の切削インサート。   The Rz2a is smaller than the Rz2b when the ten-point average roughness in the direction perpendicular to the cutting edge in the second area is Rz2b. Cutting insert. 前記被覆層における残留応力が圧縮応力であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の切削インサート。   The cutting insert according to any one of claims 1 to 7, wherein the residual stress in the coating layer is a compressive stress. 先端側にポケットを有するホルダと、
前記ポケットに位置する請求項１〜８のいずれか１つに記載の切削インサートとを備えた切削工具。A holder having a pocket on the tip side,
A cutting tool comprising the cutting insert according to any one of claims 1 to 8, which is located in the pocket.
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