WO2010110110A1

WO2010110110A1 - 切削インサート及び切削工具、並びにそれを用いた被削材の切削方法

Info

Publication number: WO2010110110A1
Application number: PCT/JP2010/054338
Authority: WO
Inventors: 健一郎古賀
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2010-09-30
Also published as: JP4603629B2; EP2412462A1; CN102300657B; EP2412462B1; JPWO2010110110A1; US20110135407A1; CN102300657A; EP2412462A4; JP2011025407A; US8113746B2; JP5297433B2

Abstract

　本発明の切削インサートは、上面と下面との間に位置し且つ上面まで延びる上凹部を有する側面と、上面と側面との交線部に位置し且つ上凹部により分断されてなる複数の分断上切刃と、を備える。複数の分断上切刃のそれぞれは、第１端部及び第２端部を有し、且つ第１端部から第２端部に向かって下面に近づくように傾斜している。複数の分断上切刃は、互いに隣接する第１分断上切刃及び第２分断上切刃を有している。第２分断上切刃の第１端部は、側面視において、第１分断上切刃の延長線と、第２分断上切刃の第１端部を通り且つ切削インサートの中心軸に平行な線との交点よりも上方に位置し、且つ第１分断上切刃の第２端部と同じ位置か、又は下方に位置する。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被削材を切削する方法とを提供する。

Description

切削インサート及び切削工具、並びにそれを用いた被削材の切削方法

　本発明は、切削インサート及び切削工具、並びにそれを用いた被削材の切削方法に関する。

　従来、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、特表２００８－５４４８７２号公報の図４などに、主エッジ４６を傾斜させた切削インサート２０が開示されている。このように、主エッジ４６を傾斜させる事は、切削抵抗を低減する観点から好ましい。
　しかしながら、主エッジ４６を傾斜させる程、切削インサート２０の厚み（第１の端面２８と第２の端面３０との間の距離）は減少していくため、耐欠損性の観点で劣るという課題が生じる。
　そのため、切削抵抗が小さく、且つ耐欠損性に優れた、切削インサートが求められていた。

　本発明の課題の一つは、切削抵抗が小さく、耐欠損性に優れた切削インサート及び切削工具、並びにそれを用いた被削材の切削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、前記上面と前記下面との間に位置し且つ厚み方向に沿って前記上面まで延びる少なくとも１つの上凹部を有する側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置し且つ前記少なくとも１つの上凹部により分断されてなる複数の分断上切刃と、を備えている。前記複数の分断上切刃のそれぞれは、一端に位置する第１端部と、他端に位置する第２端部と、を有するとともに、側面視において、前記第１端部から前記第２端部に向かって前記下面に近づくように傾斜している。前記複数の分断上切刃は、第１分断上切刃と、該第１分断上切刃の前記第２端部に前記少なくとも１つの上凹部の１つを介して隣接する第２分断上切刃と、を有している。そして、前記第２分断上切刃の前記第１端部は、側面視において、前記第１分断上切刃を前記第２分断上切刃側に延長した延長線と、前記第２分断上切刃の前記第１端部を通り且つ切削インサートの中心軸に平行な線との交点よりも上方に位置するとともに、前記第１分断上切刃の前記第２端部と同じ位置か、又は前記第１分断上切刃の前記第２端部よりも下方に位置する。

　本発明の実施形態に係る切削工具は、前記切削インサートと、前記切削インサートが装着されるホルダと、を備えている。

　本発明の他の実施形態に係る切削工具は、複数の前記切削インサートと、これら複数の切削インサートが装着されるホルダと、を備えている。前記複数の切削インサートのうち２つの切削インサートは、互いの前記上面と前記下面とが反対に位置する状態で前記ホルダに装着される。

　本発明の実施形態に係る被削材の切削方法は、前記切削工具を前記ホルダの中心軸を中心に回転させる工程と、回転している前記切削工具の前記複数の分断上切刃の少なくとも１つ又は前記複数の分断下切刃の少なくとも１つを、被削材の表面に接触させる工程と、前記被削材から前記切削工具を離隔する工程と、を備える。

　本発明の実施形態に係るインサートによれば、上凹部を有し、且つ、該上凹部によって分断された複数の分断上切刃が第１端部から第２端部に向かって下面に近づくように傾斜していることから、従来の長手方向にわたって直線状に傾斜した一つの切刃を有するインサートと比較して、同等以上の低い切削抵抗を実現する事ができる。また、側面視において、第２分断上切刃の第１端部は、第１分断上切刃の第２端部と同じ位置か、又は第１分断上切刃の第２端部よりも下方に位置するため、このインサートをホルダに装着して被削材を切削する際に、第１分断上切刃及び第２分断上切刃を被削材に対して順に作用させる事ができ、切削抵抗をより低減させる事が可能となる。それに加えて、側面視において、第２分断上切刃の第１端部は、第１分断上切刃を第２分断上切刃側に延長した延長線と、第２分断上切刃の第１端部を通り且つ切削インサートの中心軸に平行な線との交点よりも上方に位置するため、上述のように傾斜した複数の分断上切刃を有するインサートにおいて、その上面から下面までの厚みを比較的大きく確保する事ができ、優れた耐欠損性を発揮する事が可能となる。

本発明の一実施形態に係る切削インサートを示す全体斜視図である。（ａ）は、図１に示す切削インサートの上面図であり、（ｂ）は、その側面図である。本発明の一実施形態に係る切削インサートの第１分断上切刃及び第２分断上切刃を示す概略説明図である。（ａ）は、図１に示す切削インサートの反転後を示す図であり、（ｂ）は、その反転前を示す図である。図２（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。本発明の一実施形態に係る切削工具を示す全体斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は、図６に示す切削工具の外周先端部付近を示す部分拡大側面図である。図７（ｂ）に示す切削工具の切削インサートの一部を示す部分拡大図である。（ａ）～（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る被削材の切削方法を示す工程図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る切削インサートの第１分断上切刃及び第２分断上切刃を示す概略説明図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る切削インサートの第１分断上切刃及び第２分断上切刃を示す概略説明図である。本発明のさらに他の実施形態に係る切削インサートの側面付近を示す部分拡大側面図である。

＜切削インサート＞
　以下、本発明に係る切削インサートの一実施形態について、図１～図５を参照して詳細に説明する。本実施形態の切削インサート１は、図１及び図２に示すように、大略、上面２と、下面３と、上面２及び下面３に接続される側面４と、上面２から下面３まで貫通する貫通孔９（取付穴）と、上面２と側面４との交線部に位置する上切刃５と、下面３と側面４との交線部に位置する下切刃６と、を備えている。また、側面４は、厚み方向に沿って上面２まで延び且つ上切刃５を複数の分断上切刃５１ａ～５１ｄに分断する少なくとも１つの上凹部７ａと、厚み方向に沿って下面３まで延び且つ下切刃６を複数の分断下切刃６１ａ～６１ｃに分断する少なくとも１つの下凹部７ｂと、幅方向に沿って連続する肉厚部８（側面強化部）と、を有している。なお、側面４の厚み方向とはインサート１の中心軸Ａ１に平行な方向をいい、側面４の幅方向とは厚み方向に垂直な方向をいう。また、側面４の幅方向に沿って連続するとは、側面視において、上切刃５及び下切刃６に沿って延びる方向に連続していれば足りる。

　なお、インサート１は、略多角形板状の本体部を有している。この本体部は、すくい面として機能する上面２と、着座面として機能する下面３と、逃げ面として機能する側面４と、を有している。また、図２に示すように、このインサート１は、上面２及び下面３の両面をそれぞれすくい面として使用可能な両面使いのインサートである。従って、下切刃６を用いる場合には、下面３をすくい面、上面２を着座面として使用する。すなわち、本実施形態のインサート１は、上下両面に位置する上切刃５及び下切刃６を用いて切削可能な両面使いのインサートである。以下、インサート１を構成する各部位について、詳細に説明する。

　本体部は、略多角形の形状であれば特に限定されるものではなく、上面視において、例えば三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の当業者が通常インサートに使用する形状であればよい。本実施形態においては、５つの長辺を有する略五角形の形状が用いられている。すなわち、インサート１は片面５コーナー使いのインサートである。なお、本体部の形状は、全ての辺を切刃として使用する観点から、例えば正方形、正五角形等のように各辺の長さが等しいことが好ましい。また、本体部の形状が正五角形の場合には、切刃長さを確保しつつ、切刃を多く設けることができるとともに、ホルダに対する当接面として複数の側面を使用することができる。

　上面２及び下面３には、上切刃５及び下切刃６から内方に向かって厚みが順次薄くなるすくい面が形成されている。また、上面２の略中央部には、上面２から下面３まで貫通する貫通孔９が形成されている。貫通孔９の中心軸は、本体部の中心軸Ａ１と同じ位置にある。この貫通孔９は、インサート１を後述するホルダ９１に固定する目的で形成されている。すなわち、この貫通孔９に取付ねじ９２（固定部材）を挿入してさらにホルダ９１にねじ込むことによって、インサート１をホルダ９１に固定することができる。

　上面２、下面３及び側面４は、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）により被覆してもよい。これにより、インサート１の硬度、滑り特性及び耐熱性を向上させることができる。また、上面２及び下面３は、それぞれの色を互いに異ならせるのが好ましい。例えば本体部が銀色を示す超硬合金である場合には、上面２及び下面３のいずれか一方を、金色を示す窒化チタン（ＴｉＮ）により被覆するのが好ましい。ネガティブ形のインサートにおいては、上面及び下面は、いずれもすくい面として機能するため、インサートの取付け間違いを生じる場合がある。上面及び下面のいずれか一方をＴｉＮで被覆すると、ＴｉＮで被覆した面と被覆していない面とが異なる色となる。それゆえ、それぞれの面を明確に区別できるようになり、インサートを装着する際の誤認を抑制することができる。また、上面２及び下面３のいずれかの被覆対象面は、その全面を被覆する必要はなく、例えば被覆対象面の一部（例えば切刃以外の部分）にＴｉＮを被覆することによっても同様の効果を得ることができる。なお、上述の被覆に用いる材料としては、上面２及び下面３の色の相違を認識する事ができれば、ＴｉＮに限定されるものではない。例えば本体部が超硬合金である場合に、明るい赤褐色を示す炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、暗い赤褐色を示す窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）等を採用することもできる。

　側面４は、前記した通り、上面２と下面３とに接続されている。インサートの肉厚の減少による耐欠損性の低下を抑制する点から、側面４に逃げ角を設けないことが好ましい。すなわち、側面４を上面２及び下面３に形成される平坦な着座面に対して垂直となるように配置することが好ましい。本実施形態においては、上面２及び下面３の中央部には平坦な着座面が設けられており、側面４はこれらの着座面に対して垂直に配置されている。従って、インサート１は、側面と、上面又は下面との間に逃げ角を有するインサートと比較して、インサートの肉厚を確保する事ができるため、耐欠損性に優れている。

　また、側面４は、上面２の略五角形の各辺にそれぞれ接続された複数の分割側面４１を有し、上凹部７ａは、複数の分割側面４１のそれぞれに少なくとも１つ位置している。そして、各分割側面４１に、上凹部７ａの少なくとも１つ、及び、該上凹部７ａにより分断されてなる複数の分断上切刃５１ａ～５１ｄが形成されている。それ故、上述の通り、本実施形態のインサート１は、五角形の全ての辺を使用可能な片面５コーナー使いのインサートであって、両面では計１０コーナーを切削に使用する事ができる。ここで分割側面とは、上面２の各辺に接続される個々の側面４を意味する。側面４の構成の詳細については後述する。

　上切刃５は、主切刃部５１と、この主切刃部５１に連続して形成される副切刃部５２と、を有している。この上切刃５と同様に、下切刃６も、主切刃部６１及び副切刃部６２を有している。主切刃部６１及び副切刃部６２の構成は、主切刃部５１及び副切刃部５２と同様である。従って、以下の説明では、主切刃部５１及び副切刃部５２について説明する。

　主切刃部５１は、ホルダ９１の外周側に配置され、切削作用において切屑生成に主な役割を果たす切刃である。主切刃部５１は、側面４に並設された複数の上凹部７ａにより分断されてなる分断上切刃５１ａ～５１ｄ（分割主切刃）を有している。副切刃部５２は、ホルダ９１の正面側（先端側）に配置され、被削材の仕上げ面精度を向上させるさらい刃としての目的で形成される。副切刃部５２は、本体部の角部に形成され、通常、直線状である。主切刃部５１と副切刃部５２との間には、丸みを帯びたコーナー切刃を有する場合がある。主切刃部５１は、側面視において、主切刃部６１と平行であってもよい。これと同様に、副切刃部５２も、側面視において、副切刃部６２と平行であってもよい。

　主切刃部５１は、図２（ｂ）に示すように、矢印Ｂに示す長手方向一方に向かって下面３に近づくように傾斜している。具体的には、分断上切刃５１ａ～５１ｄのそれぞれは、一端に位置する第１端部５１１と、他端に位置する第２端部５１２と、を有している。分断上切刃のそれぞれにおいて、一端とは副切刃部５２側に位置する端部のことをいい、他端とは一端と反対に位置する端部のことをいう。また、分断上切刃のそれぞれにおいて、第１端部５１１は、第２端部５１２よりも上方に位置している。分断上切刃５１ａ～５１ｄのそれぞれは、側面視において、第１端部５１１から第２端部５１２に向かって下面３に近づくように傾斜している。このような傾斜主切刃は、ホルダ９１の中心軸Ａ２に対してすくい角を設けた状態でインサート１をホルダ９１に装着して使用することにより、切削抵抗の低減に寄与することができる。

　ここで、分断上切刃５１ａ～５１ｄのうち、分断上切刃５１ｂを第１分断上切刃５１ｂ（隣接分割主切刃）、分断上切刃５１ｃを第２分断上切刃５１ｃとしたとき、図３に示すように、第２分断上切刃５１ｃは、第１分断上切刃５１ｂの第２端部５１２ｂに上凹部７ａの１つを介して隣接している。そして、第２分断上切刃５１ｃの第１端部５１１ｃは、下記（I）及び（II）の要件を満たしている。

　（I）第２分断上切刃５１ｃの第１端部５１１ｃは、側面視において、第１分断上切刃５１ｂを第２分断上切刃５１ｃ側に延長した延長線Ｘ１（長手方向延長線）と、第２分断上切刃５１ｃの第１端部５１１ｃを通り且つ中心軸Ａ１に平行な線との交点Ｐ１よりも上方に位置する。

　（II）第２分断上切刃５１ｃの第１端部５１１ｃは、側面視において、第１分断上切刃５１ｂの第２端部５１２ｂと同じ位置か、又は第２端部５１２ｂよりも下方に位置する。あるいは、第１端部５１１ｃと第２端部５１２ｂとを結ぶ直線Ｘ２（第３直線）が、着座面（水平面）に対して平行であるか、又は直線Ｘ２と水平面とのなす角度が、第１分断上切刃５１ｂと水平面とのなす角度よりも小さい。本実施形態では、第２分断上切刃５１ｃの第１端部５１１ｃは、側面視において、第１分断上切刃５１ｂの第２端部５１２ｂと同じ位置にある。また、直線Ｘ２が、着座面（水平面）に対して平行である。

　第２分断上切刃５１ｃの第１端部５１１ｃが、（I）の要件を満たすと、従来の長手方向にわたって直線状に傾斜した切刃を有するインサートに比べて、インサートの厚み（上面２と下面３と間の距離）を確保することができ、それゆえ優れた耐欠損性を示すことができる。また、第２分断上切刃５１ｃの第１端部５１１ｃが、（II）の要件を満たすと、複数の分断切刃（第１分断上切刃５１ｂ及び第２分断上切刃５１ｃ）が同時に被削材に接触することによる切削抵抗の増加を抑制することができる。そして、（I）及び（II）の要件を満たすと、インサート１は、低抵抗性でありながら、優れた耐欠損性を示すようになる。

　一方、側面４には、前記した通り、上凹部７ａ、下凹部７ｂ及び肉厚部８が形成されている。上凹部７ａは、側面４の表面から凹み、下面３から上面２に向かう厚み方向に沿って延び、上切刃５、具体的には主切刃部５１を分断するように形成されている。下凹部７ｂは、側面４の表面から凹み、上面２から下面３に向かう厚み方向に沿って延び、下切刃６、具体的には主切刃部６１を分断するように形成されている。これにより、主切刃部５１又は主切刃部６１によって生成する切屑は、幅方向に小さく分断されるため、切削時の切削抵抗を低減させることができる。その結果、加工中におけるびびり振動及び切刃の欠損を低減し、優れた仕上げ面精度を得ることができるとともに、工具寿命を長くすることができる。このような主切刃部５１及び主切刃部６１を有するインサート１は、重切削加工する場合に特に好適である。

　上凹部７ａ及び下凹部７ｂは、上切刃５及び下切刃６を分断するように形成されていればよく、その他の構成については特に制限されない。例えば、上面２から下面３を貫通するように形成されていてもよいし、あるいは厚み方向（上面か下面に向かう方向）に端部を設けるように形成されていてもよい。本実施形態においては、上凹部７ａが上面２から側面４に達するように形成されている。また、下凹部７ｂが下面３から側面４に達するように形成されている。

　特に、上面２から側面４に達する上凹部７ａ及び下面３から側面４に達する下凹部７ｂを有する構成において、それぞれの凹部の端部が、上面２と下面３との中間部よりその凹部によって分断された切刃側に配置されることが好ましい。

　すなわち、上凹部７ａ及び下凹部７ｂは、いずれも略一定の幅を有する溝状であり、且つ厚み方向に直線状である。複数の上凹部７ａと、複数の下凹部７ｂとは、側面視において、互いに離隔している。これにより、側面４における上凹部７ａと下凹部７ｂとの間に幅方向に沿って連続する肉厚部８が形成されるので、優れた耐欠損性を得ることができる。

　また、図２（ｂ）に示すように、上凹部７ａのそれぞれは、側面４に位置する下端部７ａ１を有している。下凹部７ｂのそれぞれは、側面４に位置する上端部７ｂ１を有している。そして、側面視において、下端部７ａ１は、上端部７ｂ１よりも上面２側に位置している。これにより、側面４における上凹部７ａと下凹部７ｂとの間に、厚み方向に比較的長い肉厚部８が形成されるので、より優れた耐欠損性を得ることができる。

　上凹部７ａ及び下凹部７ｂは、インサート１を切削工具に装着する角度に応じて適宜形成される。例えば本実施形態のようにすくい面を有する場合は、このすくい面から側面４に向かって水平方向に上凹部７ａ及び下凹部７ｂを設けてもよいし、あるいは上凹部７ａ及び下凹部７ｂの底部が側面４に向かうに従って、下面３又は上面２に近づくように傾斜してもよい。上凹部７ａ及び下凹部７ｂの厚み方向における長さは、インサート１を装着した切削工具の送り量に応じて適宜設定すればよい。

　上凹部７ａ及び下凹部７ｂの数は、使用する被削材の種類に応じて適宜設定すればよい。上凹部７ａ及び下凹部７ｂの数が多いほど、切削抵抗及びびびり振動は低減されるが、切削面積は小さくなる。上凹部７ａ及び下凹部７ｂの数は、少なくとも１つであればよく、インサート１の強度を低下させず、且つ切削抵抗を低減する点から、１つの側面に対して、通常２～６個程度、好ましくは２～４個の範囲で形成される。なお、上凹部７ａ及び下凹部７ｂは、切削時の各切刃の摩耗量を均一にする観点から、各側面に対して同数形成されることが好ましい。

　上凹部７ａ及び下凹部７ｂは、各切刃に応じて異なるように配置されていてもよい。例えば、１つのインサートにおいて、凹部が所定の位置に形成された一の切刃に対して、一の切刃の凹部の位置に分断切刃が形成され、且つ一の切刃の分断切刃の位置に凹部が形成されるような他の切刃を有することが好ましい。この場合、これらの切刃をホルダの回転方向に沿って交互に設けることによって、凹部による削り残し部を相互に補完することができる。

　具体的に説明すると、図２（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、少なくとも１つの下凹部７ｂは、上面視において、側面４の対角線の交点Ｐ２を通り且つ中心軸Ａ１に垂直な基準線Ｌを軸にして反転させたとき、図４（ｂ）に示す反転前の複数の分断上切刃５１ａ～５１ｄの少なくとも１つと重なる。より具体的には、少なくとも１つの下凹部７ｂと、該下凹部７ｂと隣接する一方の分断下切刃との交差部と、少なくとも１つの下凹部７ｂと、該下凹部７ｂと隣接する他方の分断下切刃との交差部とを結ぶ直線の全長が、基準線Ｌを軸にして反転させたとき、反転前の複数の分断上切刃５１ａ～５１ｄの少なくとも１つと重なる。これにより、被削材のうち分断上切刃５１ａ～５１ｄ及び分断下切刃６１ａ～６１ｃで削り残した部位を相互に補完しあう事ができるため、１種類のインサート１のみで削り残しのない切削が可能となる。特に、インサート１によれば、一のインサートの上面と他のインサートの下面とを交互に配置する事によって、１種類のインサート１のみで削り残しのない切削が可能となる。

　また、インサート１は、少なくとも１つの下凹部７ｂが、上面視において、基準線Ｌを軸にして反転させたとき、反転前の少なくとも１つの上凹部７ａと交互に且つ隙間を介して位置する構成を有する。すなわち、少なくとも１つの下凹部７ｂが、上面視において、基準線Ｌを軸にして反転させたとき、反転前の少なくとも１つの上凹部７ａと重ならないように配置されている。このような構成によっても、図４（ｂ）に示す反転前のインサート１と、図４（ａ）に示す反転後のインサート１（以下、「反転インサート１’」と言う。）とを、ホルダ９１の同一円周上に沿って配置すれば、インサート１の上凹部７ａで生成する帯状の削り残し部を、反転インサート１’の下切刃６で切削することができる。

　上凹部７ａ及び下凹部７ｂは、上面視において、本体部の厚み方向に垂直に延びる中心軸Ａ１を基準に回転対称となるように各側面４に配置されることが好ましい。具体的には、各側面４に形成される上凹部７ａ及び下凹部７ｂの配置が、側面視において同じ配置になるように配置される。これにより、インサート１と、その反転インサート１’との切刃の寿命のばらつきが少なくなり、切削工具に用いる全てのインサートの交換のタイミングをほぼ同時期とすることができる。

　肉厚部８は、側面４において、インサート１の肉厚、すなわちインサート１の中心軸Ａ１を含み且つ上切刃５に平行な断面から側面４までの距離を確保する役割を有する。肉厚部８を有することで、上面から下面まで貫通する溝部を形成する場合に生じる従来の課題、すなわちインサートの耐欠損性の低下を抑制することができる。また、インサート１は、前記した通り、上面２から下面３まで貫通する貫通孔９を有している。この貫通孔９は、インサート１の肉厚減少の原因となり得るが、このようなインサートにおいても、肉厚部８を備える事によって、耐欠損性の低下を効果的に抑制する事ができる。本実施形態においては、上凹部７ａ及び下凹部７ｂを除く側面４の平坦な面全体が肉厚部８に相当する。なお、肉厚部８は、側面４の幅方向の長さが、隣接する２つの上凹部７ａの距離、あるいは隣接する２つの下凹部７ｂの距離、よりも大きい事が好ましい。肉厚部８がこのような長さに渡って連続する事によって、上述のような効果を十分に発揮する事が可能となる。

　肉厚部８は、上述のように、側面４の幅方向に連続しており、側面４の幅方向に直線状に形成される面を含んでいることがさらに好ましい。図２（ｂ）に示すように、本実施形態においては、肉厚部８が、上凹部７ａと下凹部７ｂとの間に直線状（帯状）の平面部８ａ（平坦面）を含んで形成されている。

　また、上切刃５は、直線部（主切刃部５１及び副切刃部５２）を有している。直線部は、平面部８ａの厚み方向に沿う延長線上に位置している。そして、中心軸Ａ１を含み且つ直線部に平行な断面と、平面部８ａとは、互いに平行である。これにより、インサート１の肉厚が減少することによる耐欠損性の低下を抑制することができる。

　肉厚部８は、より優れた耐欠損性を得る点から、各側面４に位置する肉厚部８が互いに連続して形成されていることが好ましい。

　肉厚部８は、図５に示すように、肉厚部８を通り中心軸Ａ１に垂直な第１直線Ｌ１のうち、肉厚部８と中心軸Ａ１との間の距離をＤ１、上切刃５を通り中心軸Ａ１に垂直な第２直線Ｌ２のうち、上切刃５と中心軸Ａ１との間の距離をＤ２としたとき、Ｄ１及びＤ２が、Ｄ１＝Ｄ２の関係を有するのが好ましい。第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２は、互いに平行である。肉厚部８が、この関係を満たす事によって、耐欠損性に優れたインサート１とする事ができる。なお、肉厚部８は、上切刃５よりも外方に向かって張り出していてもよい。すなわち、Ｄ１＞Ｄ２の関係を有していてもよい。この場合、インサート１の耐欠損性をさらに向上させる事が可能となる。

　肉厚部８は、１つの側面４に対して、以下の割合で形成されるのが好ましい。すなわち、肉厚部８は、上凹部７ａ、下凹部７ｂ及び肉厚部８が形成されていない状態の１つの側面４全体に対して、６０％以上、好ましくは６０～８０％の割合で形成されるのが好ましい。これにより、インサート１の肉厚を確保することができる。

＜切削工具＞
　次に、本発明に係る切削工具の一実施形態について、図６～図８を参照して詳細に説明する。図６及び図７（ａ）に示すように、本実施形態の切削工具９０は、複数のインサート１と、これら複数のインサート１が装着されるホルダ９１と、を備えている。

　ホルダ１０の外周先端部には、複数のインサートポケット９３が形成されている。各インサートポケット９３内の外周位置にインサート１が取り付けられる。具体的には、インサート１は、矢印Ｃに示す回転方向に上面（すくい面）２を向けて最外周に主切刃部５１が位置するように装着される。切削工具９０は、ホルダ９１を矢印Ｃ方向に回転させることによって主切刃部５１により切削が行われる。

　切削工具９０は、図７（ｂ）に示すように、インサート１を装着した状態で、正のアキシャルレーキ角を持つように、ホルダ９１にインサート１が装着される。具体的には、インサート１の副切刃部５２が、ホルダ９１の中心軸Ａ２に対して垂直となるように装着される。

　さらに、インサート１は、複数の分断切刃が同時に被削材に接触しないようにホルダ９１に装着されることが好ましい。すなわち、インサート１は、図８に示すように、第２分断上切刃５１ｃの第１端部５１１ｃと、第１分断上切刃５１ｂの第２端部５１２ｂとを結ぶ直線Ｘ２（第３直線）が、側面透視において、すなわち側面４から透視した時に、ホルダ９１の中心軸Ａ２に対して平行か、又は正方向に傾斜した状態でホルダ９１に装着されるのが好ましい。

　ここで、正方向に傾斜した状態とは、第２端部５１２ｂが第１端部５１１ｃよりも矢印Ｃに示す回転方向前方に位置するように傾斜する状態のことをいう。従って、インサート１が前記した状態でホルダ９１に装着されると、第１端部５１１ｃが第２端部５１２ｂと同時に被削材に当接するか、又は第１端部５１１ｃが第２端部５１２ｂよりも遅れて被削材に当接するようになるため、切削抵抗の低減が可能となる。本実施形態では、インサート１は、直線Ｘ２が、側面透視において、すなわち側面４から透視した時に、ホルダ９１の中心軸Ａ２に対して平行な状態でホルダ９１に装着されている。

　切削工具９０は、図６及び図７（ａ）に示すように、ホルダ９１の同一円周上に沿って主切刃部の配置が異なるインサート１を装着してなる。複数のインサート１のうち２つのインサート１，１は、互いの上面２と下面３とが反対に位置する状態でホルダ９１に装着される。すなわち、ホルダ９１の同一円周上に沿って上面２を回転方向に向けたインサート１と、下面３を回転方向に向けた反転インサート１’とを交互に配置する。次いで、インサート１及び反転インサート１’の各々の貫通孔９に、取付ねじ９２（固定部材）を挿入してホルダ９１にねじ込むことによって、インサート１及び反転インサート１’をホルダ９１にそれぞれ固定する。これにより、インサート１の上凹部７ａで生成する帯状の削り残し部を反転インサート１’の下切刃６（主切刃部６１）で切削することができ、削り残し部を生じずに切削加工することができる。同一円周上に沿って配置できるインサートの数は、インサート１とその反転インサート１’とが少なくとも１つずつであればよい。インサートの数は、通常、２の倍数となることが好ましい。

＜被削材の切削方法（被削加工物の製造方法）＞
　次に、本発明に係る被削材の切削方法の一実施形態について、図９を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる被削材の切削方法は、以下の（i）～（iii）の工程を備える。
（i）図９（ａ）に示すように、切削工具９０をホルダ９１の中心軸Ａ２を中心に矢印Ｃ方向に回転させ、矢印Ｄ方向に動かし、被削材１００に切削工具９０を近づける工程。
（ii）図９（ｂ）に示すように、回転している切削工具９０の複数の分断上切刃５１ａ～５１ｄの少なくとも１つ、及び複数の分断下切刃６１ａ～６１ｃの少なくとも１つを、被削材１００の表面に接触させ、切削工具９０を矢印Ｅ方向に動かし、被削材１００を切削する工程。
（iii）図９（ｃ）に示すように、切削工具９０を矢印Ｆ方向に動かし、被削材１００から切削工具９０を離隔する工程。

　本実施形態では、インサート１を装着した切削工具９０を用いて被削材１００を切削するので、（ii）の工程では、切削時の切削抵抗を低減することができ、加工中におけるびびり振動を低減することができる。さらに１種類のインサートで削り残し部を生じずに加工することができる。

　なお、（i）の工程では、切削工具９０及び被削材１００のいずれかを回転させればよい。切削工具９０と被削材１００とは相対的に近づけばよく、例えば被削材１００を切削工具９０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９０とは相対的に遠ざかればよく、例えば被削材１００を切削工具９０から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具９０を回転させた状態を保持して、被削材１００の異なる箇所に切削工具９０の分断上切刃５１ａ～５１ｄ及び分断下切刃６１ａ～６１ｃを接触させる工程を繰り返せばよい。使用している分断上切刃５１ａ～５１ｄ及び分断下切刃６１ａ～６１ｃが摩耗した際には、インサート１及び反転インサート１’を中心軸Ａ１に対して９０度回転させ、未使用の分断上切刃５１ａ～５１ｄ及び分断下切刃６１ａ～６１ｃを用いればよい。

　以上、本発明に係るいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。

　例えば、前記した一実施形態に係るインサートでは、複数の分断上切刃はそれぞれ直線であり、側面視において、中心軸Ａ１に垂直な平面を基準にした各分断上切刃（直線）の傾斜角度は、側面の第１分断上切刃側から第２分断上切刃側の方向に向かって一定である。これに代えて、各分断上切刃（直線）の傾斜角度を、例えば図１０に示すような角度に形成してもよい。すなわち、図１０（ａ）に示すように、この実施形態に係る第１分断上切刃５１ｂ１及び第２分断上切刃５１ｃ１は、それぞれ直線である。そして、側面視において、すなわち側面４から透視した時に、中心軸Ａ１に垂直な平面Ｘ３を基準にした第１分断上切刃５１ｂ１の傾斜角度をα１、直線Ｘ３を基準にした第２分断上切刃５１ｃ１の傾斜角度をβ１としたとき、α１及びβ１は、矢印Ｇに示す側面４の第１分断上切刃５１ｂ１側から第２分断上切刃５１ｃ１側の方向に向かって小さくなるように形成されている。つまり、α１及びβ１は、α１＞β１の関係を有している。これにより、第２分断上切刃５１ｃ１のβ１を小さくする分に応じてインサートの肉厚を確保することができるので、より優れた耐欠損性を示すことができる。なお、その他の構成は、前記した一実施形態に係るインサートと同様である。

　また、図１０（ｂ）に示すように、この実施形態に係る第１分断上切刃５１ｂ２及び第２分断上切刃５１ｃ２は、それぞれ直線である。そして、側面視において、平面Ｘ３を基準にした第１分断上切刃５１ｂ２の傾斜角度をα２、直線Ｘ３を基準にした第２分断上切刃５１ｃ２の傾斜角度をβ２としたとき、α２及びβ２は、矢印Ｇに示す方向に向かって大きくなるように形成されている。つまり、α２及びβ２は、α２＜β２の関係を有している。これにより、ホルダ９１に装着した際のアキシャルレーキ角が大きくなるので、切削抵抗を小さくすることができる。なお、その他の構成は、前記した一実施形態に係るインサートと同様である。

　また、前記した一実施形態に係るインサートでは、複数の分断上切刃はそれぞれ直線である。これに代えて、複数の分断上切刃の少なくとも１つを、例えば図１１に示すような形状に形成してもよい。すなわち、図１１（ａ）に示すように、この実施形態に係るインサートは、第１分断上切刃５１ｂ３及び第２分断上切刃５１ｃ３を有している。これら第１分断上切刃５１ｂ３及び第２分断上切刃５１ｃ３のうち、第２分断上切刃５１ｃ３は、上方に凸の曲線である。ここで、切削時において負荷を最も受けるのは、分断上切刃の先端側である。従って、分断上切刃を上方に凸の曲線にすると、分断上切刃の先端におけるインサートの厚みを増やすことができるので、耐欠損性を向上させることができる。本実施形態では、第２分断上切刃５１ｃ３の耐欠損性を向上させることができる。なお、複数の分断上切刃の全てを上方に凸の曲線にしてもよく、それによって耐欠損性をより向上させる事ができる。なお、その他の構成は、前記した一実施形態に係るインサートと同様である。

　また、図１１（ｂ）に示すように、この実施形態に係るインサートは、第１分断上切刃５１ｂ４及び第２分断上切刃５１ｃ４を有している。これら第１分断上切刃５１ｂ４及び第２分断上切刃５１ｃ４のうち、第２分断上切刃５１ｃ４は、下方に凸の曲線である。これにより、ホルダ９１に装着した際のアキシャルレーキ角が大きくなるので、切削抵抗を小さくすることができるとともに、切屑排出性を向上させることができる。なお、その他の構成は、前記した一実施形態に係るインサートと同様である。なお、複数の分断上切刃の全てを下方に凸の曲線にしてもよく、それによって切削抵抗をより小さくすることができるとともに、切屑排出性をより向上させることができる。

　一方、前記した一実施形態に係るインサートでは、側面視において、上凹部の下端部が、下凹部の上端部よりも上面側に位置している。これに代えて、側面視において、上凹部の下端部が、下凹部の上端部よりも下面側に位置するような構成にしてもよい。すなわち、図１２に示すように、この実施形態に係るインサートでは、上凹部７１ａのそれぞれが側面４に位置する下端部７ａ２を有し、下凹部７１ｂのそれぞれが側面４に位置する上端部７ｂ２を有している。そして、側面視において、下端部７ａ２は上端部７ｂ２よりも下面３側に位置している。これにより、本実施形態に係る肉厚部８１は、側面４の幅方向の一端部から他端部まで波状に延びる曲線領域を有するようになる。この実施形態に係るインサートにおいても、側面４の幅方向に沿って肉厚部８が連続することから、前記した一実施形態に係るインサートと同様の効果を奏することができる。特に、上凹部７１ａ及び下凹部７１ｂの長さをより長くできることから、切屑排出性をさらに向上させる事が可能となる。なお、その他の構成は、前記した一実施形態に係るインサートと同様である。

Claims

　上面と、
　下面と、
　前記上面と前記下面との間に位置し、厚み方向に沿って前記上面まで延びる少なくとも１つの上凹部を有する、側面と、
　前記上面と前記側面との交線部に位置し、前記少なくとも１つの上凹部により分断されてなる、複数の分断上切刃と、を備える切削インサートであって、
　前記複数の分断上切刃のそれぞれは、
　　一端に位置する第１端部と、他端に位置する第２端部と、を有するとともに、
　　側面視において、前記第１端部から前記第２端部に向かって前記下面に近づくように傾斜し、
　前記複数の分断上切刃は、
　　第１分断上切刃と、該第１分断上切刃の前記第２端部に前記少なくとも１つの上凹部の１つを介して隣接する第２分断上切刃と、を有し、
　　前記第２分断上切刃の前記第１端部は、側面視において、
　　　前記第１分断上切刃を前記第２分断上切刃側に延長した延長線と、前記第２分断上切刃の前記第１端部を通り且つ切削インサートの中心軸に平行な線との交点よりも上方に位置するとともに、
　　　前記第１分断上切刃の前記第２端部と同じ位置か、又は前記第１分断上切刃の前記第２端部よりも下方に位置する、切削インサート。
　前記複数の分断上切刃はそれぞれ直線であり、
　側面視において、前記複数の分断上切刃は、前記中心軸の垂線を基準にした前記各直線の傾斜角度が、前記第１分断上切刃側から前記第２分断上切刃側の方向に向かうにつれて順に小さくなる関係を有する、請求項１に記載の切削インサート。
　前記複数の分断上切刃はそれぞれ直線であり、
　側面視において、前記複数の分断上切刃は、前記中心軸の垂線を基準にした前記各直線の傾斜角度が、前記第１分断上切刃側から前記第２分断上切刃側の方向に向かうにつれて順に大きくなる関係を有する、請求項１に記載の切削インサート。
　側面視において、前記複数の分断上切刃の少なくとも１つは、上方に凸の曲線である、請求項１に記載の切削インサート。
　側面視において、前記複数の分断上切刃の少なくとも１つは、下方に凸の曲線である、請求項１に記載の切削インサート。
　前記側面は、厚み方向に沿って前記下面まで延びる少なくとも１つの下凹部をさらに有し、
　前記下面と前記側面との交線部に位置し且つ前記少なくとも１つの下凹部により分断されてなる複数の分断下切刃と、をさらに備える、請求項１～５のいずれかに記載の切削インサート。
　前記側面は、
　　前記側面の幅方向に沿って連続する肉厚部をさらに有し、
　　前記少なくとも１つの上凹部と前記少なくとも１つの下凹部とは、前記側面の幅方向に沿って連続する肉厚部を介して、互いに離隔しており、
　前記肉厚部を通り前記中心軸に垂直な第１直線のうち、前記肉厚部と前記中心軸との間の距離をＤ１、
　前記複数の分断上切刃の少なくとも１つを通り前記中心軸に垂直で且つ前記第１直線に平行な第２直線のうち、前記複数の分断上切刃の前記少なくとも１つと前記中心軸との間の距離をＤ２としたとき、
　前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、Ｄ１≧Ｄ２の関係を有する、請求項１～６のいずれかに記載の切削インサート。
　前記複数の分断上切刃は直線部を有し、
　前記肉厚部は平面部を有し、
　前記直線部は前記平面部の厚み方向に沿う延長線上に位置し、
　前記中心軸を含み且つ前記直線部に平行な断面と前記平面部とは、互いに平行である、請求項７に記載の切削インサート。
　前記少なくとも１つの上凹部は、前記側面に位置する下端部を有し、
　前記少なくとも１つの下凹部は、前記側面に位置する上端部を有し、
　側面視において、前記下端部は前記上端部よりも前記上面側に位置し、前記肉厚部は前記上端部と前記下端部との間に位置する、請求項７又は８に記載の切削インサート。
　前記少なくとも１つの上凹部は、前記側面に位置する下端部を有し、
　前記少なくとも１つの下凹部は、前記側面に位置する上端部を有し、
　側面視において、前記下端部は前記上端部よりも前記下面側に位置する、請求項７又は８に記載の切削インサート。
　前記少なくとも１つの下凹部は、上面視において、前記側面の対角線の交点を通り且つ前記中心軸に垂直な基準線を軸にして反転させたとき、前記反転前の前記複数の分断上切刃の少なくとも１つと重なる、請求項６～１０のいずれかに記載の切削インサート。
　前記少なくとも１つの下凹部は、上面視において、前記基準線を軸にして反転させたとき、前記反転前の前記少なくとも１つの上凹部と交互に且つ隙間を介して位置する、請求項６～１１のいずれかに記載の切削インサート。
　前記上面の色と前記下面の色とが、互いに異なる、請求項６～１２のいずれかに記載の切削インサート。
　前記上面は略多角形であり、
　前記側面は、前記上面の前記略多角形の各辺にそれぞれ接続された、複数の分割側面を有し、
　前記少なくとも１つの上凹部は複数の上凹部を有し、
　前記複数の分割側面のそれぞれに、前記複数の上凹部の少なくとも１つ、及び、前記複数の上凹部の前記少なくとも１つにより分断されてなる前記複数の分断上切刃、が位置している、請求項１～１３のいずれかに記載の切削インサート。
　請求項１～１４のいずれかに記載の切削インサートと、
　前記切削インサートが装着されるホルダと、を備える、切削工具。
　前記切削インサートは、前記上面から前記下面まで貫通する貫通孔をさらに備え、前記貫通孔に挿入される固定部材を用いてホルダに装着される、請求項１５に記載の切削工具。
　前記切削インサートは、前記第２分断上切刃の前記第１端部と前記第１分断上切刃の前記第２端部とを結ぶ第３直線が、前記側面から透視したときに、前記ホルダの中心軸に対して平行か、又は正方向に傾斜した状態で前記ホルダに装着される、請求項１５又は１６に記載の切削工具。
　請求項１～１４のいずれかに記載の複数の切削インサートと、
　前記複数の切削インサートが装着されるホルダと、を備え、
　前記複数の切削インサートのうち２つの切削インサートは、互いの前記上面と前記下面とが反対に位置する状態で前記ホルダに装着される、切削工具。
　請求項１５～１８のいずれかに記載の切削工具を前記ホルダの中心軸を中心に回転させる工程と、
　回転している前記切削工具の前記複数の分断上切刃の少なくとも１つ又は前記複数の分断下切刃の少なくとも１つを、被削材の表面に接触させる工程と、
　前記被削材から前記切削工具を離隔する工程と、を備える、被削材の切削方法。