WO2012131896A1 - 刃先交換式切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】円形インサートを着脱自在に取付ける刃先交換式切削工具において、インサートの刃先強度等を落とすことなく、切削加工時のインサートの回動を防止する。 【解決手段】円形インサートは、その外周面に、少なくとも一つの回動防止面を備えた円形インサートの厚さをｈ１、底面から回動防止面の上端までの高さをｈ２、底面から回動防止面の下端までの高さをｈ３としたとき、ｈ２は下記の式（１）を、ｈ３は下記の式（２）を満足し、工具本体のインサート固定部は、インサートの底面が着座する着座面と、着座面の端部から立設され、インサートの外周面を拘束する２つの円弧形状をなす受け面と、この２つの受け面の間であって着座面から立設され、インサートの回動防止面に当接する回動防止部と、を備えている。　（１／２）ｈ１≦ｈ２≦（２／３）ｈ１　・・・・・・・式（１）　（１／１０）ｈ１≦ｈ３≦（１／３）ｈ１　・・・・・・式（２）

Description

刃先交換式切削工具

　本発明は、回動防止を施した円形インサートが工具本体に着脱可能に取付けられたフライス加工用の刃先交換式切削工具に関する。

　円形（又は丸駒形）インサートを工具本体に着脱可能に取付けた刃先交換式工具は、切削加工中に円形インサートの切れ刃に作用する切削加工負荷により、この円形インサートが回動するという課題がある。この円形インサートが回動するという課題を解決するための手段、すなわち、工具本体に装着して固定した円形インサートについて、切削加工中に回動することを防止するための手段に関する技術については、既に種々の技術が提案されている。例えば、下記の特許文献１～４に記載の発明が提案されている。

　特許文献１（特表平１１－５０８１９２号公報）には、円形の形状を有する切削インサートを取付けたフライス加工用の切削工具において、この切削インサートの回動を阻止する手段を、円形インサートの外周面である円錐形状面を工具本体の受け面に接触させて固定する手段と、円形インサートの底面側を多角形状に形成し、この多角形状とした底面を工具本体と当接させる手段と、を併用する構成を備えた発明が提案されている。

　特許文献２（特表２００６－５２３５４１号公報）には、円形インサート（円形の切削用チップ）を使用した回転防止工具ホルダー及び切削用チップ工具において、工具ホルダー内に少なくとも１つのチップ用ポケットと、このチップ用ポケットに対応する少なくとも１つの回転防止ストッパであって実質的に平らな面を含む回転防止ストッパを備えた回動防止手段に関する発明が提案されている。また、特許文献２に記載の円形の切削用チップは、その側壁の周囲に多数の凹部を底面に達するように設け（Ｆｉｇ２参照）、工具ホルダーに設けた回転防止ストッパをこの凹部に当接させて円形の切削用チップの回転を防止する構成としている。

　特許文献３（特開２００７－２１００９０号公報）には、周面にニック溝を形成した円形インサートを誤装着することなく所定の角度ずつ回転させて取付座に取り付け直すことを可能とした丸駒インサート着脱式切削工具に関する発明が提案されている。この切削工具は、円形インサートの周面に複数の切欠面とニック溝を等間隔に形成し、切欠面のうち周方向に一定数おきの一部の切欠面同士は、その周方向の互いに等しい位置に一部のニック溝が延びて、工具本体のインサート取付座への拘束面とし、さらに、このインサート取付座には、拘束面が当接させられる取付座壁面と、これら取付座壁面から突出して拘束面の一部のニック溝に収容される突起を形成した構成としたものである。そして、この切削工具においては、円形インサートの拘束面が工具本体のインサート取付座の取付座壁面に当接するように取り付けられるため、拘束面と取付座壁面との面同士の当接で円形インサートを保持してそのズレ動きや脱落を防止し、安定した加工を促すことが可能になることが記載されている。また、特許文献３の図５等には、ニック溝は円形インサートの上面まで達する構成としたことも示されている。

　特許文献４（特開２０１０－２４７３２２号公報）には、円形インサートの回動を防止すると共にインサートの刃先強度を落とすことなく、この円形インサートを工具本体に精度良く取付けることができる刃先交換式切削工具に関する発明が提案されている。この刃先交換式切削工具には、円錐状をなす外周面に回動防止面となる凹部を設けた円形インサートを工具本体に固定するためのインサート固定部の構成が開示されている。そして、工具本体に形成したこのインサート固定部の構成は、円形インサートの底面を受ける着座面と、インサートの外周面を受ける２つの受け面と、２つの受け面の中央部に回動防止部材を組み込む手段とを設けた構成として、インサートの回動防止面（凹部）とこの回動防止部材とを接触させることにより、円形インサートの回動を防止する構成としている。
　さらに、特許文献４に記載の刃先交換式切削工具においては、刃先強度を含むインサートの強度を低下させないために、円形インサートの厚さをｈとしたときに、回動防止面の上端がインサートの底面から（２／３）ｈの位置より下方にあり、回動防止面の下端がインサートの底面から（１／１０）ｈの位置より上方になるようにすることが開示されている。

特表平１１－５０８１９２号公報 特表２００６－５２３５４１号公報 特開２００７－２１００９０号公報 特開２０１０－２４７３２２号公報

　上記した特許文献１、２及び３に記載の刃先交換式工具において、工具本体に固定する円形インサートの底面の形状を多角形状にすると、底面を円形にした円形インサートと比較して底面の面積が減少するので、着座面との接触面積が少なくなるので切削加工時にインサートが回動する可能性が生じる。

　また、切削加工に使用する切れ刃のコーナー数をより多くするために、円形インサートの外周面（側面）に形成する凹部（回動防止面やニック溝）の数を多くし、かつ、これら凹部をインサートの底面に達するように形成すると、インサートの底面の面積が減少するので、上記したように切削加工時にインサートが回動する可能性が生じる。また、凹部をインサートの上に達するように形成すると、切れ刃の強度が低下するので切削加工負荷により切れ刃あるいは切れ刃近傍に欠損が発生する可能性が生じる。

　特許文献４に記載の刃先交換式切削工具は、刃先強度を含むインサートの強度を低下させないために、円形インサートの厚さをｈとしたときに、インサートに形成した回動防止面を、その上端がインサートの底面から（２／３）ｈの位置より下方にあり、回動防止面の下端がインサートの底面から（１／１０）ｈの位置より上方に配置するように規定されているが、インサートの強度や回動を防止するためには、回動防止面の上端及び下端についてインサートの底面のから配置する範囲位置を、より明確に規定することが望ましい。特に、円形インサートの内接円寸法が１２ｍｍ以下の比較的小径のインサートを使用する刃先交換式切削工具においては、回動防止面の配置位置が重要になる。

　また、特許文献４に記載の刃先交換式切削工具においては、工具本体の着座面にインサートを固定したときに、インサートの外周面に形成した回動防止面と回動防止部材とを接触させることによりインサートの回動を防止する構成にしている。しかし、この回動防止部材の構成は、その断面が円形又は板状の形状（図８又は図９参照）をなしているが、回動防止部材の具体的な構成については開示されていない。さらに、特許文献４に記載の刃先交換式切削工具は、工具本体に回動防止部材を取り付ける組立体であるために、部品の管理が必要であり、製造コストも高くなるといった問題がある。

　本発明の目的は、円形のインサートを工具本体の着座面に着脱可能に固定する方式の刃先交換式切削工具において、着座面に固定した円形のインサートが切削加工時に作用する切削加工負荷により回動することを防止すると共に、円形インサートの刃先強度や底面の強度を落とすことなく、かつ、工具本体の着座面等に変形などが生じることなく、着座面に円形のインサートを精度良く取付けることができる刃先交換式切削工具を提供することにある。

　請求項１に記載に発明は、平板状の円形をなし、すくい面となる上面と、前記上面と対向して配置されて該上面より小径の底面と、前記上面と前記底面をつなぐ円錐状をなして逃げ面となる外周面と、前記上面から前記底面を貫通するねじ挿通孔と、前記すくい面と前記逃げ面によって形成された稜線部に切れ刃を備えた円形のインサートを、前記ねじ挿通孔に挿入したねじ部材のねじ締結により工具本体のインサート固定部に着脱自在に取付ける刃先交換式切削工具において、
　前記インサートはその前記外周面に、少なくとも一つの回動防止面を備え、
　前記インサートの厚さをｈ１、前記底面から前記回動防止面の上端までの高さをｈ２、前記底面から前記回動防止面の下端までの高さをｈ３としたとき、前記ｈ２は下記の式（１）を、前記ｈ３は下記の式（２）を満足し、
　前記工具本体の前記インサート固定部は、
　前記インサートの前記底面が着座する着座面と、
　前記着座面の端部から立設され、前記着座面に着座した前記インサートの前記外周面を拘束する２つの円弧形状をなす受け面と、
　前記２つの受け面の間であって前記着座面から立設され、前記着座面に着座して取付けられた前記インサートの前記回動防止面に当接する回動防止部と、
　を備えていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
　　（１／２）ｈ１≦ｈ２≦（２／３）ｈ１　・・・・・・・式（１）
　　（１／１０）ｈ１≦ｈ３≦（１／３）ｈ１　・・・・・・式（２）

　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の刃先交換式切削工具に係り、前記工具本体の前記インサート固定部が備えている前記回動防止部であって、前記着座面に取付けられた前記インサートの前記回動防止面に当接させる箇所となる拘束面を、平坦面又は凸円弧面に形成していることを特徴としている。

　請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の刃先交換式切削工具に係り、前記工具本体の前記着座面に取付ける前記インサートの前記切れ刃の軸方向すくい角の正負に対応させて、前記インサートを前記着座面に取付けるための前記ねじ部材を右ねじ又は左ねじとしていることを特徴としている。

　請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の刃先交換式切削工具に係り、前記工具本体の前記着座面と受け面と回動防止部には、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂの元素から選択される１種以上の元素を含有する窒化物、炭窒化物、酸窒化物のいずれかからなる硬質皮膜が被覆されていることを特徴としている。

　請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の刃先交換式切削工具に係り、前記工具本体は、硬度がＨＲＣ４４～５０の合金工具鋼からなることを特徴としている。

　請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の刃先交換式切削工具に係り、前記切れ刃の軸方向すくい角が正のときには前記ねじ部材を左ねじとし、前記切れ刃の軸方向すくい角が負のときには前記ねじ部材を右ねじとすることを特徴としている。

　本発明の刃先交換式切削工具によれば、次の効果を奏することができる。
　（１）工具本体に取付ける円形のインサートについて、その外周面に回動防止面を設け、インサートの厚さをｈ１、インサートの底面から回動防止面の上端までの高さをｈ２、インサートの底面から回動防止面の下端までの高さをｈ３としたとき、ｈ２は予め設定した式（１）を、ｈ３は予め設定した式（２）を満足するようにこの回動防止面を配置している。さらに、着座面に取付けたインサートに対して、その回動防止面に当接させる回動防止部を着座面の周辺部から立設させた構成にしている。
　本発明の刃先交換式切削工具は、このような構成とした円形インサートの回動防止手段を備えていることにより、着座面に取付けたインサートの回動を防止することができると共に、円形のインサートを、その刃先強度を低下させることなく、かつ、工具本体の着座面や受け面等の精度劣化を回避し、確実に精度良く取付けることのできる刃先交換式切削工具を提供することがでる。特に、本発明の刃先交換式切削工具は、円形インサートの内接円寸法が１２ｍｍ以下の比較的小径で、厚さが５ｍｍ以下の薄いインサートを、工具本体に着脱自在に取付ける方式とした刃先交換式切削工具に有効であり、被削材に対して高能率加工を実施することができるようになる。

　（２）着座面に取付けたインサートの切れ刃の軸方向すくい角が正のときには、インサートを着座面に固定するために用いるねじ部材を左ねじとし、切れ刃の軸方向すくい角が負のときにはねじ部材を右ねじとしているので、切削加工時の工具本体の回転に伴う切削加工負荷の作用を利用して、ねじ部材の着座面に対する緩みを防止することが可能になる。これにより、上記（１）の効果と併せて、着座面に取付けた円形インサートが切削加工時の切削加工負荷により回動することを一層防止することができるようになる。

本発明の刃先交換式切削工具について、実施形態の一例を説明するための斜視図である。 図１に示すインサートの側面図である。 図１に示すインサートについて、底面方向から見たときの構成を示す図である。 図２に示すＡの位置におけるインサートの断面の構成を示す断面図である。 図２に示すＢの位置におけるインサートの断面の構成を示す断面図である。 図２に示すＣの位置におけるインサートの断面の構成を示す断面図である。 インサートの他の実施形態であって、図２に示すＢの位置におけるこのインサートの断面の構成を示す断面図である。 図１に示す工具本体のインサート固定部を、上面から見た図を示し、（ａ）は回動固定部の拘束面を平坦面にした例を、（ｂ）は回動固定部の拘束面を凸円弧面にした例を示す。 図８（ａ）又は図８（ｂ）に示すＤ―Ｄ線の断面を示す断面図である。 図８（ａ）又は図８（ｂ）に示す工具本体のインサート固定部に、インサートを装着したときの状態を説明するための図である。 図１０に示すＥ―Ｅ線の断面を示す断面図である。 本発明の実施例１に用いた刃先交換式切削工具について、インサートと工具本体の仕様を説明するための図である。 工具本体の着座面にインサートを取付けたときに、切れ刃の軸方向すくい角を説明するための図である。 本発明の実施例３に用いた刃先交換式切削工具について、インサートと工具本体の仕様、及び切削加工試験の結果を説明するための図であって、（ａ）はインサートと工具本体の仕様を、（ｂ）は切削加工試験の結果とその評価を示す図である。 本発明の実施例４に用いた刃先交換式切削工具について、インサートと工具本体の仕様、及び切削加工試験の結果を説明するための図であって、（ａ）はインサートと工具本体の仕様を、（ｂ）は切削加工試験の結果とその評価を示す図である。

　本発明に係る刃先交換式切削工具の一実施形態の構成を、図１から図３を参照して説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態となる刃先交換式切削工具（１）は、工具本体（２）の先端部の外周面に沿って等間隔で形成された複数のインサート固定部（１１）に設けた着座面（１３）のそれぞれに、円形の超硬合金製からなるインサート（３）（以下、単に「インサート（３）」と記載する場合がある）をねじ部材である止めねじ（１０）によって固定する構成になっている。なお、工具本体（２）は、その着座面（１３）にインサート（３）を固定したときに、インサート（３）の切れ刃の軸方向すくい角が適切な正角又は負角になるような構成として予め製造されている。

　円形のインサート（３）は、図１～図３に示すように、平板状をなし、平面視で円形をなしている。インサート（３）の中央部には、このインサートを工具本体（２）の着座面（１３）へねじ締結により固定するための止めねじ（１０）を挿入するためのねじ挿通孔（９）が、すくい面となる上面（４）から底面（５）へ貫通させて設けられている。また、上面（４）と対向する底面（５）は、上面（４）よりも小径の円形をなしている。そして、インサート（３）の上面（４）と底面（５）を繋ぐ外周面は円錐状の外周面（７）とされ、この外周面（７）はインサート（３）を工具本体（２）のインサート固定部（１１）に固定するための第１の固定面となる。なお、上面（４）と外周面（７）とが交わる稜線部には、この稜線部の全周にわたって切れ刃（６）が形成されている。

　円錐状をなす外周面（７）には、回動防止面（８）が形成されている。回動防止面（８）は、円錐状の外周面（７）に少なくとも一つ設ければよいが、円錐状の外周面（７）に等間隔で複数個（複数面）設けることが望ましい。回動防止面（８）は、図２に示すように、その上面部は円弧状をなしているが、この円弧状の上面部から底面（５）に向かう面は平面状（平坦面）、あるいは凹状の形状（凹部形状）（図８参照）にする。
　なお、図２（図３）に示すように、インサート（３）の外周面（７）が備えている回動防止面（８）は、外周面（７）に対して窪んだ状態になっており、超硬合金粉末によるインサート（３）の成形時に回動防止面（８）を形成するようにする。

　図４～図６は、図２に示すインサート（３）の側面図において、各矢印Ａ、Ｂ、Ｃで示す位置における底面（５）と平行な面における断面図を示している。

　図２のＡにおける断面図を示す図４においては、この断面が回動防止面（８）を横切っていないために、円形の外周面（７）とねじ挿通孔（９）のみが示されている。これに対して、図２のＢにおける断面図を示す図５においては、この断面が回動防止面（８）を横切っているために、６つの回動防止面（８）が外周面（７）を介して示されている。このことは、図２に示すインサート（３）の円錐状の外周面（７）に、等間隔で６個（面）の回動防止面（８）を設けたことを示している。
　また、図２のＣにおける断面図を示す図６においては、この断面が回動防止面（８）を横切っていないために、円形の外周面（７）とねじ挿通孔（９）のみが示されている。

　本発明においては、少なくとも１つの回動防止面（８）を円錐状の外周面（７）に設けている。また、外周面（７）に複数の回動防止面（８）を設ける場合には、所定の間隔、すなわち、円錐状の外周面（７）を介して複数の回動防止面（８）を設けるようにする。このように、複数の回動防止面（８）を設ける場合には、図５に示すように、回動防止面（８）が互いに交わることなく、かつ円錐状の外周面を構成する外周部分を介して、等間隔で回動防止面（８）が隣り合うように配置することにより、インサート（３）をインサート固定部（１１）に取付けるための第１の固定面となるである外周面（７）が、この外周面（７）の上面部から下面部（底面（５））に至るまで連続している部分が必ず存在するため、インサート固定部（１１）の後述する受け面（１２ａ）及び（１２ｂ）に対して強固にインサート（３）の外周面（７）を拘束して固定することが可能になる。

　ここで、図２に示すように、円形インサート（３）の厚さをｈ１（ｍｍ）、インサート（３）の底面（５）から回動防止面（８）の上端までの高さをｈ２（ｍｍ）、インサート（３）の底面（５）から回動防止面（８）の下端までの高さをｈ３（ｍｍ）と定義する。また、円形インサート（３）の回動防止面（８）の傾斜角度をθ１と定義する。なお、この傾斜角度θ１は、インサート（３）の上面（４）と垂直な線分と回動防止面（８）とがなす角度を示す。さらに、外周面（７）の傾斜角度をθ３と定義する。傾斜角度θ３は、インサートの上面（４）と垂直な線分と外周面（７）とがなす角度を示す。

　本発明の刃先交換式切削工具は、インサート固定部（１１）に取付けるインサート（３）は次のような構成を備えている。
　すなわち、前記したように、インサート（３）の厚さをｈ１とし、インサート（３）の底面（５）から回動防止面（８）の上端までの高さをｈ２としたとき、ｈ２は、
　　（１／２）ｈ１≦ｈ２≦（２／３）ｈ１・・・・・・・・式（１）
を満足するように、回動防止面（８）の上端位置を外周面（７）に配置していることに第１の特徴がある。

　上記した式（１）において、高さｈ２を「ｈ２≦（２／３）ｈ１」を満たすように規定することにより、インサート（３）の上面４から回動防止面（８）の上端に至るまでの高さを（１／３）ｈ１以上確保できるので、切れ刃（６）の刃先強度を十分に維持することができる。また、高さｈ２を「（１／２）ｈ１≦ｈ２」を満たすように規定することにより、回動防止面（８）の高さ、すなわち、インサート（３）の厚さｈ１方向の長さを十分に確保できるので、後述するように、工具本体（２）に設けた回動防止部（１５）の拘束面（１５）ａを回動防止面（８）に当接させる長さを十分確保して、インサート（３）の回動防止効果を得ることができるようになる。

　さらに、インサート（３）の底面（５）から回動防止面（８）の下端までの高さをｈ３としたとき、ｈ３は、
　　（１／１０）ｈ１≦ｈ３≦（１／３）ｈ１・・・・・・・式（２）
を満足するように、回動防止面（８）の下端位置を外周面（７）に配置していることに第２の特徴がある。

　上記した式（２）において、高さｈ３を「（１／１０）ｈ１≦ｈ３」を満たすように規定することにより、ｈ３値は、インサート（３）の底面（５）から（１／１０）ｈ１以上の高さを確保することができるので、インサート（３）を取付ける第２の固定面となる円形をなす底面（５）及び底面（５）近傍の外周面（７）の強度を十分確保することができ、さらに、底面（５）を工具本体（２）の着座面（１３）に取付けたきにその接触面積（固定面積）を十分に確保することができるので、インサート（３）の回動防止に有効になる。また、高さｈ３を「ｈ３≦（１／３）ｈ１」を満たすように規定することにより、底面（５）から回動防止面（８）下端までの高さを制限し、回動防止面（８）の高さ、すなわち、インサート（３）の厚さｈ１方向の長さの減少を抑制して、前記した回動防止部（１５）の拘束面（１５）ａを回動防止面（８）に当接させる長さを十分確保することができるようになる。

　このように、本発明の刃先交換式切削工具に用いるインサート（３）は、前記した第１及び第２の特徴から、インサート（３）の外周面７に設けた回転防止面（８）を、その下端の位置は底面（５）から（１／１０）ｈ１以上とし、上端の位置は底面（５）から（２／３）ｈ１以下の範囲内になるように設けるとともに、さらに、回動防止面（８）の下端の位置は底面（５）から（１／３）ｈ１以下とし、上端の位置は底面（５）から（２／３）ｈ１以下の範囲内になるように設けている。

　また、回動防止面（８）がインサート（３）の外周面（７）の円周方向に対する幅Ｌ（図３参照）は、回動防止部（１５）の拘束面（１５）ａを当接させて有効な回動防止効果が得られるように、インサート（３）の大きさ（内接円の寸法）、その厚さｈ１、回動防止面（８）を設ける数（回動防止面数）等に基づいて、適切に設定するようにする。
　なお、回動防止面（８）を設ける数は、４～６個程度設けることが望ましい。インサート（３）は、例えば、切削加工の累計時間が所定の時間値に達すると、止めねじ（１０）を緩めてこのインサート（３）を着座面（１３）に対して所定の角度ほど回転させて、再度、止めねじ（１０）によりインサート（３）を着座面（１３）に再固定し、未使用の切れ刃（６）部分を切削加工に使用する。このとき、回動防止部（１５）の拘束面（１５）ａは、他の回動防止面（８）に当接することになる。

　また、本発明の刃先交換式切削工具において、図２に示すように、インサート（３）の外周面（７）の傾斜角度をθ３（度）、回動防止面（８）の傾斜角度をθ１（度）としたとき、ｈ３値を（１／１０）ｈ１≦ｈ３として、底面（５）から回転防止面（８）の下端までの厚さを十分に確保するためには、０＜θ１＜θ３とすることが好ましい。

　図７は、回動防止面（８）について他の実施形態を示す断面図であって、回動防止面（８）の形状を凹部形状とした場合に、図２のＢにおける断面図を示している。
　このように、回動防止面（８）の形状を図７に示すような凹部形状とした場合には、後述する工具本体（２）に設けた回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）を、例えば凸円弧面として、インサート（３）の凹部形状をなす回動防止面（８）に当接させることにより、両者の接触面積を大きくすることが可能になる。これにより、インサート固定部（１１）の着座面（１３）に固定したインサート（３）に対して、切削加工中において優れた回動防止効果を得ることができるようになる。

　続いて、工具本体（２）にインサート（３）を取付けるために設けたインサート固定部（１１）の構成例を、図８（ａ）、（ｂ）と図９を参照して説明する。図８（ａ）、（ｂ）は、工具本体（２）に設けたインサート固定部（１１）を上方から見た平面図を示し、図９は図８（ａ）（又は図８（ｂ））に示すＤ－Ｄ線における断面を示す図である。なお、図８（ａ）は回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）を平面状の平坦面にした場合を示し、図８（ｂ）は拘束面（１５ａ）を凸円弧面とした場合を示している。

　インサート（３）を装着して固定する手段となるインサート固定部（１１）は、インサート（３）の底面（５）を受ける着座面（１３）と、インサート（３）の外周面（７）と当接してこの外周面（７）を受け止めて支持する拘束面であって、着座面（１３）の隅部側（工具本体の回転軸線側）の周辺部から立設し、上面視で円弧状をなす２つの受け面（１２ａ）及び（１２ｂ）と、受け面（１２ａ）と（１２ｂ）の間であって着座面（１３）の周辺隅部から立設する回動防止部（１５）を備えている。

　回動防止部（１５）は、着座面（１３）にインサート（３）を装着して固定したときに、図８（ａ）（図８（ｂ））に示す回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）を、インサート（３）に設けた回動防止面（８）に当接させて、インサート（３）の回動を防止する作用を行うために設けたものである。
　図８（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視で幅Ｗを有する回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）は、受け面（１２ａ）、（１２ｂ）に対して工具本体（２）の外周（止めねじ挿入孔（１４））方向に突出させている。また、回動防止面（８）に当接する回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）の形状は、図８（ａ）に示すように平坦面、あるいは図８（ｂ）に示すように凸円弧面とする。なお、着座面（１３）には、止めねじ（１０）を挿入してねじ締結するためにねじ山を刻設した止めねじ挿入孔（１４）が形成されている。

　図９に示すように、工具本体（２）の着座面（１３）から回動防止部（１５）の上端までの高さをＴ１（ｍｍ）、着座面（１３）から回動防止部（１５）の下端までの高さをＴ２（ｍｍ）、回転防止部（１５）の傾斜角度をθ２（度）として示している。角度θ２は、着座面（１３）と垂直な線分と回動防止部（１５）の端面（拘束面（１５ａ））とがなす角度である。

　なお、図９において、着座面（１３）から回動防止部（１５）の下端まで高さＴ２を有する部分を設けた理由は、インサート（３）を工具本体（２）に装着して取付ける際に、インサート（３）の取付け誤差による取付け精度の劣化を回避するためである。この高さＴ２を有する部分（垂直壁面）は、着座面（１３）に対して垂直な面としてＴ２の距離を確保するように設けられている。これにより、インサート（３）の外周面（７）と底面（５）との稜線部が、工具本体（２）の着座面（１３）の周辺縁におけるエッジ隅部で干渉することを回避することができる。しかし、Ｔ２値が小さいとこのエッジ隅部で干渉が生じることから、取付け誤差によるインサート（３）の固定位置の精度劣化を招く。これは、エッジ隅部を機械加工で形成するときに、円弧状曲面が生じてしまうからである。

　本発明においては、さらに、インサート固定部（１１）に形成した着座面（１３）から回動防止部（１５）の上端までの高さＴ１を、下記の式（３）を満足すようにすることが望ましい。
　　（４／１０）ｈ１≦Ｔ１≦（６／１０）ｈ１　・・・・・・・式（３）

　上記高さＴ１が、上記した式（３）を満たすことが望ましい理由は次の通りである。Ｔ１値が（６／１０）ｈ１を超えて大きいと、インサート（３）の回動防止面（８）の上端よりも回動防止部（１５）の上端が高い位置になり、回動防止面（８）に回動防止部（１５）の当接が不完全（確実に接触しない状態）になって、インサート（３）に対する回動防止効果が得られなくなるためである。一方、Ｔ１値が（４／１０）ｈ１未満では、回転防止部（１５）が切削加工時の衝撃に耐えられる十分な強度を得ることが不可能になるからである。

　また、本発明においては、上記Ｔ１、Ｔ２について（Ｔ１－Ｔ２）値を、下記の式（４）を満足すようにすることが望ましい。この（Ｔ１－Ｔ２）値は、回動防止部（１５）がインサート（３）の回動防止面（８）に当接する高さに相当する。
　　（３／１０）ｈ１≦Ｔ１－Ｔ２　・・・・・・・・・・・・・式（４）
　（Ｔ１－Ｔ２）が、上記した式（４）を満たすことが望ましい理由は、（Ｔ１－Ｔ２）が（３／１０）ｈ１未満では、回転防止部（１５）が切削加工時の衝撃に耐えられる十分な強度を得ることが出来ないからである。

　さらに、本発明においては、着座面（１３）から回動防止部（１５）の下端までの高さＴ２を、下記の式（５）を満足すようにすることが望ましい。
　　（１／２０）ｈ１≦Ｔ２　・・・・・・・・・・・・・・・・式（５）
　Ｔ２が上記した式（５）を満たすことが望ましい理由は、Ｔ２が（１／２０）ｈ１未満では、着座面（１３）から立設する回動防止部（１５）の基部となる前記した垂直壁面が切削加工時の負荷により摩耗あるいは変形し易くなる。この摩耗又は変形が生じると、インサート（３）を工具本体（２）のインサート固定部（１１）に装着する際に、インサート（３）の取付け誤差が生じて取付け精度の低下が発生するからである。

　さらに、本発明においては、図８（ａ）に示す回動防止部（１５）の幅（横幅）Ｗは、下記の式（６）を満足すようにすることが望ましい。
　　（１／２）Ｌ≦Ｗ≦２Ｌ　・・・・・・・・・・・・・・・・式（６）

　回動防止部（１５）の幅Ｗが上記した式（６）を満たすことが望ましい理由は、次の通りである。Ｗ値が２Ｌを超えて大きいと、回動防止部（１５）の横幅が大きくなって、インサート（３）の外周面（７）と工具本体（２）の受け面（１２ａ）及び（１２ｂ）との接触面積が減少してしまうため、インサート（３）の着座面（１３）への固定が不十分となりその取付け精度が低下する。また、切削加工時においても、インサート（３）にかかる切削加工負荷（衝撃）を工具本体（２）で十分に受けることができなくなり、インサート（３）の切れ刃（６）等に欠損を引き起こす可能性が生じる。一方、Ｗ値が（１／２）Ｌ未満では、回転防止部（１５）が切削加工時の衝撃に耐えられる十分な強度を得ることができなくなるからである。

　さらに、本発明においては、回転防止部（１５）の傾斜角度θ２は、下記の式（７）を満足すようにすることが重要である。
　　（θ１－１）≦θ２≦（θ１＋１）　・・・・・・・・・・式（７）

　回動防止面（８）の傾斜角度θ１と回動防止部（１５）の傾斜角度θ２とは、同じ角度にすることが最も望ましい。しかし、回動防止部（１５）の機械加工による加工精度を考慮するとθ１値とθ２値の角度差の絶対値は「１度」以内にして、インサート（３）を着座面（１３）に取付けたときに、インサート（３）の回動防止面（８）と工具本体（２）の回動防止部（１５）との間に隙間が生じないようにして、インサート（３）に対して十分な回動防止効果が得られるようにすることが重要である。

　図１０は、インサート（３）を止めねじ（１０）により工具本体（２）のインサート固定部（１１）に取付けたときの状態を示す平面図（ただし、止めねじ（１０）は図示せず）、図１１は図１０に示すＥ―Ｅ線における断面を示す図である。
　図１０、図１１に示す状態においては、インサート（３）は止めねじ（１０）による締付け力により着座面（１３）に固定されると共に、工具本体（２）に設けた回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）とインサート（３）に設けた回動防止面（８）とが当接して密に接触した状態になること、及び、インサート固定部（１１）に設けた円弧状をなす受け面（１２ａ）及び（１２ｂ）がインサート（３）の外周面（７）に接触している。これにより、切削加工中においてインサート（３）に作用する加工切削負荷に対して、インサート（３）の回動を強固に防止することが可能になる。

　さらに、本発明の刃先交換式切削工具においては、インサート（３）の円錐状の外周面（７）は、回動防止面（８）が存在しているにもかかわらず、この回動防止面（８）の上端及び下端はそれぞれインサート（３）の上面（４）又は底面（５）に達しないように形成しているので、インサート（３）をインサート固定部（１１）に強固に固定する作用を発揮することができる。

　本発明の刃先交換式切削工具は、このように、インサート（３）をインサート固定部（１１）に強固に固定する作用とその効果を有しているが、これらをさらに説明すると下記（１）～（４）に記載のようになる。

　（１）着座面（１３）に固定したインサート（３）の外周面（７）に設けた回動防止面（８）に、工具本体（２）に設けた回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）を当接させるので、インサート（３）の回動を防止させることができるようになる。

　（２）回動防止部（８）は、前記した（式）１と（式）２で規定する条件を満足するようにインサート（３）の外周面（７）に配置している。すなわち、回動防止部（８）の下端は、インサート（３）の底部（５）に達しないように形成している。これにより、円形をなす底部（５）の面積が減少することがないので、着座面１３によりインサート（３）の底部（５）を確実に支持して固定することができると共に、底部（５）と外周面（７）との稜線部又はこの稜線部近傍の強度低下を防止することができる。このため、切削加工負荷により、インサート（３）の底部（５）と外周面（７）との稜線部又はこの稜線部近傍の変形あるいは破壊を防止することが可能になる。

　（３）前記した（式）１に基づいて、回動防止部（８）の上端は、インサート（３）のすくい面となる上部（４）に達しないように形成している。これにより、インサート（３）の外周面（７）に一つ以上の回動防止部（８）を設けても、インサート（３）の強度を十分に確保することができる。さらに、インサート（３）の上部（４）と外周面（７）との稜線部又はこの稜線部近傍の変形あるいは破壊を防止することが可能になり、切削加工中における切れ刃（６）の欠損を防ぐことができるようになる。

　（４）インサート（３）の外周面（７）に回動防止部（８）が配置されていない箇所に相当する外周面（７）の部分を、インサート固定部（１１）に設けた円弧状をなす受け面（１２ａ）及び（１２ｂ）で確実に支持することができる。これにより、受け面（１２ａ）、（１２ｂ）の摩滅（すり減り）や変形を防止することが可能になり、インサート（３）を確実に拘束して支持することができるようになる。

　本発明の刃先交換式切削工具は、上記した作用と効果（１）～（４）により、円形のインサート（３）を取付けたインサート固定部（１１）に、切削加工負荷が作用しても円形のインサート（３）は回動することなくその取付け位置の精度を良好に維持することができる。そして、例えば、切削加工時間の累計が所定の時間値に達すると、止めねじ（１０）を緩めてこのインサート（３）を着座面（１３）に対して所定の角度ほど回転させて、再度、止めねじ（１０）によりインサート（３）を着座面（１３）に再固定し、未使用の切れ刃（６）部分を切削加工に使用するという、１枚のインサートを回動防止部（８）の数の回数ほど繰り返して使用しても、切削加工中にインサートの回動を防止することができるようになる。
　さらに、被削材や切削加工の条件及び用途等に応じて、インサート（３）と工具本体（２）との最適な構成等の組み合せにより、円形のインサート（３）の回動を防止することができる信頼性の高い刃先交換式切削工具を提供することができ、その結果として、被削材に対して高能率加工を達成することが可能になる。

　本発明の刃先交換式切削工具（１）においては、工具本体（２）はＳＫＤ６１相当の合金工具鋼から製作し、その硬度はＨＲＣ４４～５０を有していることが好ましい。この理由は、工具本体（２）の硬度がＨＲＣ４４未満であると切削加工時の加工負荷の影響により、回動防止部（１５）等が塑性変形する可能性が生じ、その結果として工具本体（２）とインサート（３）との間に隙間が発生して、インサート（３）に対して十分な回動防止効果が得られなくなる可能性が生じるからである。一方、工具本体（２）の硬度がＨＲＣ５０を超えて大きいと、靭性が低下して、切削時の衝撃力により回動防止部（１５）等が破損する可能性が生じるからである。また、工具本体（２）に損傷の発生が早くなる可能性が生じるからである。

　さらに、本発明の刃先交換式切削工具（１）においては、工具本体（２）のインサート固定部（１１）を構成する着座面（１３）と、受け面（１２ａ）、（１２ｂ）と、回動防止部（１５）には硬質皮膜が被覆されていることが好ましい。硬質皮膜は周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂの元素から選択される１種以上の元素を含有する窒化物、炭窒化物、酸窒化物のいずれかであることが好ましい。硬質皮膜を被覆する理由は、インサート（２）が工具本体（２）に繰り返して着脱することで生じる接触部の摩耗、摩滅を抑制することができ、工具本体（２）の受け面の精度劣化を回避し、確実に精度良く取付けることができるからである。硬質皮膜の膜厚は、例えば、０．５～１．５μｍ程度にすればよい。また、インサート（３）の底面（５）と回動防止面（８）を含む外周面（７）にも上記した硬質皮膜を被覆してもよい。

　本発明に係る刃先交換式切削工具を試作して、切削加工の試験を行った。以下、この切削加工の試験例とその試験結果について説明する。

　本発明例に相当する刃先交換式切削工具を６種、同じく比較例に相当する刃先交換式切削工具を２種、同じく従来例に相当する刃先交換式切削工具を６種試作した。そして、ＳＣＭ４４０材からなる被削材について切削加工（切削条件については後記）を実施して、工具本体に取付けて固定したインサートの回動の有無の確認、すなわち、切れ刃について刃先位置の変化量の検出と、工具本体（２）のインサート固定部（１１）及びインサートの損傷状況を観察してその評価を行った。
　なお、工具本体に取付けるインサートは超硬合金製とし、その内接円寸法が８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍの３種とし、この３種のいずれかを取付けることができる工具本体を試作した。

　試作した工具本体は、本発明例、比較例及び従来例ともにその材質はＳＫＤ６１相当の合金工具鋼とし、刃先径が５０ｍｍ、インロー部の穴径が２２．２２５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、インサートを３個取付けた３枚刃を有するボア形状とした。また、試作した工具本体は、旋盤加工により外観形状を整えて表面硬度ＨＲＣ４４～４６に調質した後、アーバとの取付け面およびインロー部を研磨加工により仕上げた。
　さらに、工具本体のインサート固定部である着座面、受け面や回動防止部は、マシニングセンターにてフライス加工により形成し、その硬度は全てＨＲＣ４５とした。なお、試作した工具本体の着座面と回動防止部等には硬質皮膜の被覆は実施しなかった。また、工具本体に取付けたインサートの軸方向すくい角はいずれも正角の「＋４度」とし、着座面にインサートを固定するための止めねじは右ねじとし、締付け時のトルクを３．０（Ｎｍ）の条件で締付けてインサートを工具本体の着座面に取付けた。

　試作した工具本体について、その回動防止部の仕様は次のようにした。
　取付けるインサートの内接円寸法（上面（４）の直径）が１２ｍｍの場合、回転防止部の幅Ｗを３．００ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を２．８０ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２を０．５０ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２を１度に設定した。
　同様に、インサートの内接円寸法が１０ｍｍの場合、回転防止部の幅Ｗを２．５０ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を２．４０ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２を０．５０ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２を１度とした。
　同様に、インサートの内接円寸法が８ｍｍの場合、回転防止部の幅Ｗを２．００ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を１．５０ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２を０．３０ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２を１度とした。

　なお、上記した本発明例に相当する刃先交換式切削工具とは、少なくとも、上記した式（１）と式（２）で規定されたｈ２、ｈ３に係る条件を満足している刃先交換式切削工具を示す。また、上記した比較例に相当する刃先交換式切削工具とは、上記した式（１）～式（２）で規定された条件のうち少なくとも一つを満たしていない刃先交換式切削工具を示す。また、上記した従来例に相当する刃先交換式切削工具とは、上面（すくい面）の形状は円形をなしているが底面は回動防止機能を発揮させるために多角形（４角形又は６角形）とした従来の円形のインサートを工具本体に取付けた刃先交換式切削工具を示している。

　図１２は、上記により試作した刃先交換式切削工具についてその試料番号ごとに、工具本体に取付けたインサートとこの工具本体の仕様を示している。図１２に示すように、インサートについてはその仕様として、内径寸法、インサートの厚さｈ１、インサートの底面から回動防止面の上端までの高さｈ２、インサートの底面から回動防止面の下端までの高さｈ３、インサートの回動防止面の傾斜角度θ１、インサートの外周面の傾斜角度θ３、回動防止面の幅Ｌ、回動防止面の数（回動防止面数）、底面の形状（底面形状）、底面の面積となるＰ値、等を示している。
　同様に、工具本体については、着座面から回動防止部の上端までの高さＴ１、着座面から回動防止部の下端までの高さＴ２、回転防止部の傾斜角度θ２、θ１－θ２、回動防止部の幅Ｗ、等の仕様を示している。

　図１２に示す試料番号ごとの仕様の概要を説明すると、次のようになる。
　本発明例となる試料番号１の円形インサートは超硬合金製であり、内接円寸法が１２ｍｍ、厚さ寸法ｈ１が４．７６ｍｍ、インサート外周面の傾斜角度θ３を１５度に設定した。また、回動防止面は回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を３．００ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．５０ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを４．０ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、回動防止面数を４面とした。本発明例となる試料番号２は、回動防止面数を６面とした。

　本発明例となる試料番号３は内接円寸法が１０ｍｍであり、厚さ寸法ｈ１が４．００ｍｍ、インサート外周面の傾斜角度θ３を１５度に設定した。また、回動防止面は回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を２．５０ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．４０ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを３．３ｍｍ、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、回動防止面数を４面とした。本発明例となる試料番号４は、回動防止面数を６面とした。

　本発明例となる試料番号５は内接円寸法が８ｍｍであり、厚さ寸法ｈ１を２．５０ｍｍ、インサート外周面の傾斜角度θ３を１５度に設定した。また、回動防止面は回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を１．６５ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．３０ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを２．７ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、回動防止面数を４面とした。本発明例となる試料番号６は、回動防止面数を６面とした。
　また、本発明例となる試料番号１～６については、工具本体（２）の回転防止部（１５）における拘束面（１５ａ）の形状は平坦面とし、この拘束面（１５ａ）とインサート（３）の回動防止面（８）とが、線接触或いは面接触をするようにインサート（３）を着座面（１３）に取付けた。

　比較例となる試料番号７は、円形インサートの回動防止面を回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を４．００ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．５０ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを４．０ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、回動防止面数を４面とした。

　比較例となる試料番号８は、円形インサートの回動防止面を回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２を４．４０ｍｍ、回動防止面の下端からインサート底面までの高さｈ３を０．５０ｍｍとし、回動防止面の円周方向の幅Ｌを４．０ｍｍとし、インサート回動防止面の傾斜角度θ１を１度とし、外周面の周面方向に４面設けた。
　このように、比較例となる試料番号７と８は、ｈ２＞（２／３）ｈ１であって前記した式（１）を満足しない仕様、すなわち、回動防止面の上端が、インサートの上面に形成した切れ刃に接近した状態になっている。

　図１２に示す従来例となる試料番号９～１４は、回動防止面の下端からインサートの底面までの高さｈ３を０ｍｍ、すなわち、回動防止面の下端がインサートの底面に達するように回動防止面を形成した。また、回動防止面の上端からインサート底面までの高さｈ２は、試料番号９と１０では３．００ｍｍ、試料番号１１と１２では２．５０ｍｍ、試料番号１３と１４では１．７０ｍｍとした。
　回動防止面の円周方向の幅Ｌは、試料番号９と１０では４．０ｍｍ、試料番号１１と１２では３．３ｍ、試料番号１３と１４では２．７ｍｍとした。インサートの外周面に設けた回動防止面数は、試料番号１０と１２と１４では４面、試料番号９と１１と１３では６面とした。

　このように、従来例となる試料番号９～１４においては、インサートに設けた回動防止面は、その下端がインサートの底面にまで達するようにした。従って、これら試料番号９～１４に採用したインサートの底面の形状はいずれも円形とはならないために、着座面との接触面積が減少することになる。このことは、図１２において、各インサートの底面の面積を示すＰ値との比較から明らかである。例えば、図１２に示すように、試料番号９の様に６角形の場合には、底面の面積は３８．６ｍｍ^２となり、試料番号１０の様に４角形の場合には、２６．１ｍｍ^２とさらに小さくなっている。

　実施例１においては、図１２に示す仕様を備えた刃先交換式切削工具を用いて、ＳＣＭ４４０材からなる被削材についてポケット形状を等高線加工してその切削加工の結果を評価した。なお、この切削加工の試験では、試作した刃先交換式切削工具を工具保持具であるアーバへ取付けた後、フライス盤の主軸に装着した。そして、下記した切削条件１に基づいて、被削材にポケット形状の等高線加工を３０分間ほど行った後、工具本体のインサート固定部の精度劣化についてマスターインサートを用いて評価した。この評価は、切削加工が終了した後の損傷状態の目視による観察と、切削加工の開始前の切れ刃の刃先位置を基準値とし、加工終了後における刃先位置を、画像処理を応用した測定装置を利用してμｍ単位で測定し、その変位量（刃先位置の変化量）から評価した。この刃先位置は、インサートを取付けた刃先交換式切削工具において、回転軸線方向における最下点となるインサートの切れ刃の位置とした。

　実施例１で試験した切削加工の条件（切削条件１）は、下記の通りである。
（切削条件１）
　・被削材　　　　　：ＳＣＭ４４０相当材、硬さＨＲＣ３０
　・切削速度　　　　：２００ｍ／分
　・主軸の回転数　　：１２７３回転／分
　・切込み量　　　　：２ｍｍ
　・径方向切込み幅　：２５ｍｍ
　・１刃の送り　　　：０．８ｍｍ
　・テーブル送り　　：３０５５ｍｍ／
　・加工方法　　　　：乾式、等高線加工

　実施例１による切削加工の試験を行った結果を表１に示している。表１には、切削加工を行った結果の評価として、刃先位置の変化量とインサート固定部（インサートも含む）の損傷状態を、試料番号別に示している。

　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　

　実施例１による切削加工の試験結果から、次の事項が明らかになった。
　（１）本発明例となる試料番号１～６の刃先交換式切削工具においては、刃先位置の変化量はいずれも認められなく（変化量が「０」）、インサート固定部（１１）に取付けた円形のインサート（３）は回動していないことが確認された。また、インサート固定部（１１）の受け面（１２ａ）、（１２ｂ）や着座面（１３）等の摩滅、変形も観察されず、インサート固定部（１１）の状態は良好であった。

　なお、前記した「摩滅」とは、インサート固定部（１１）の受け面（１２ａ）、（１２ｂ）や着座面（１３）が、インサート（３）の回動により、インサート（３）と工具本体（２）との摩擦によって摩耗（すり減）ること、あるいは変形することを意味する。インサート（３）は超硬合金製であり、工具本体（２）は合金工具鋼（ＳＫＤ６１相当材）製のため、この摩耗により、受け面（１２ａ）、（１２ｂ）や着座面（１３）の方がすり減る、あるいは変形するという不具合が発生する可能性がある。

　（２）一方、比較例となる試料番号７は、刃先位置の変化量は見られなかったが、ｈ２の値を４．００ｍｍと大きくしたために切れ刃に欠損が生じた。この切れ刃の欠損は、ｈ２の値を４．００ｍｍと大きくしたために十分な刃先強度が得られなかったために、インサートの切れ刃となる稜線部から逃げ面（外周面）にかけての部位であって、回動防止面の上端に近接した切れ刃の箇所に欠損が発生していた。比較例となる試料番号８は、切削初期段階にて上記と同様な欠損を引き起こした。

　このように、回動防止面の上端の位置が切れ刃に接近し過ぎたインサートは、切れ刃の逃げ面における摩耗が、回動防止面の方向へ成長することによって、切れ刃に欠損が発生しやすくなると考えられる。従って、ｈ２について、前記した式（１）の規定はインサートの回動を防止するための条件として重要であると考えられる。
　また、試料番号７、８は回動防止面の円周方向の幅Ｌを４．０ｍｍと大きくしたので、隣接する回動防止面どうしの間隔が狭くなって、インサートの側面に相当する円錐形の外周面（７）の表面積が減少して、工具本体の受け面（１２ａ）、（１２ｂ）とインサートの外周面（７）との接触面積が減少している。これにより、インサートの取付け精度が低下して切れ刃に欠損が発生したことも考えられる。

　（３）従来例となる試料番号９～１４は、表１に示すように、８μｍ～１０μｍの刃先位置の変化量が認められ、さらに、インサート固定部の受け面と着座面に褐色をおびた接触痕が観察された。この原因は、従来例のインサートは回動防止面の下端がインサートの底面に達しているために、インサートの底面は多角形（４角形又は６角形）をなしているので、底面と着座面との接触面積が減少している。このため、止めねじによる締付け力に対して着座面がインサートの底面を拘束する拘束力が減少し、その結果として、インサートに作用する切削加工負荷によりインサートが回動して、円形のインサートを着座面に高精度に固定して維持することができなくなって、上記した刃先位置の変化量が発生したと考えられる。
　従って、インサートの底面は円形にしてその表面積を大きくすること、及びインサートの外周面（７）には、インサートの底面から回動防止面の下端までは、前記した式（３）を満足するように、高さｈ３の外周面（７）を介在させることが極めて重要であることが分かった。

（実施例２－１）
　続いて、前記した本発明例となる試料番号１と、試料番号１５～２１の刃先交換式切削工具を試作して切削加工を行い、工具本体の劣化現象を観察するための試験を行った。なお、試料番号１５～２０は本発明例となる刃先交換式切削工具、試料番号２１は比較例となる刃先交換式切削工具である。実施例２－１に用いた刃先交換式切削工具に関する仕様を、試料番号別に表２と表３に示している。

　実施例２－１に用いた円形インサートは、本発明例となる試料番号１で用いたインサートと同形状、同材質のものを用いた。このインサートは超硬合金製であり、内接円寸法が１２ｍｍ、厚さ寸法ｈ１が４．７６ｍｍ、インサート外周面の傾斜角度θ３は１５度に設定した。また、回動防止面（８）は、回動防止面（８）の上端からインサート（３）の底面（５）までの高さｈ２を３．００ｍｍ、回動防止面（８）の下端からインサート（３）の底面（５）までの高さｈ３を０．５０ｍｍとし、回動防止面（８）の円周方向の幅Ｌを４．０ｍｍとし、回動防止面数を４面とした。そして、底面（５）も円形としたこの円形のインサート（３）を、右ねじの止めねじ（１０）を用いて締付けトルクを３．０Ｎｍとして工具本体に固定した

　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　

　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　

　また、実施例２－１に用いた工具本体は、刃先径を５０ｍｍ、インロー部の穴径を２２．２２５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、３枚刃を有するボア形状とした。さらに、本発明例となる試料番号１、１５～２０に採用した工具本体（２）のインサート固定部（１１）については、回動防止部（１５）がインサートの回動防止面（８）に当接する拘束面（１５ａ）の形状は平坦面とした。さらに、全ての試料番号についてインサートを着座面に固定するための止めねじの種類は「右ねじ」とした。また、工具本体の着座面に固定したインサートはその切れ刃の軸方向すくい角は、正角である「＋４度」となるようにした。

　本発明例となる試料番号１５は、回転防止部（１５）の幅Ｗが３．００ｍｍ、着座面（１３）から回動防止部（１５）の上端まで高さＴ１を１．９０ｍｍ、着座面（１３）から回動防止部（１５）の下端までの高さＴ２を０．５０ｍｍ、回動防止部（１５）の傾斜角度θ２を１度である。回動防止部（１５）を含むインサート固定部（１１）の硬度はＨＲＣ４５とした。試料番号１５は、本発明例となる試料番号１に対して高さＴ１を１．９ｍｍとしたので、前記した式（３）である「（４／１０）ｈ１≦Ｔ１≦（６／１０）ｈ１」を満足しているが、式（４）である「（３／１０）ｈ１≦Ｔ１－Ｔ２」を満足していない。

　表３に示すように、本発明例となる試料番号１６は、回転防止部の幅Ｗが５．００ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を２．８０ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２を０．５０ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２を１度にした。また、回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とした。本発明例となる試料番号１に対して、回転防止部の幅Ｗを大きな値である５．００ｍｍとしている。

　本発明例となる試料番号１７は、回転防止部の幅Ｗを１．００ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を２．８０ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２を０．５０ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２を１度にした。また、回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とした。本発明例となる試料番号１に対して回動防止部の幅Ｗを小さな値となる１．００ｍｍとしたので、幅Ｗは上記式（６）である「（１／２）Ｌ≦Ｗ≦２Ｌ」を満足していない。

　本発明例となる試料番号１８は、回転防止部の幅Ｗを３．００ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を２．８０ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２を０．５０ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２を３度にした。また、回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とした。本発明例となる試料番号１に対して、回動防止部の傾斜角度θ２を３度としたので、傾斜角度θ２は上記式（７）である「（θ１－１）≦θ２≦（θ１＋１）」を満足していない。

　本発明例となる試料番号１９は、回転防止部の幅Ｗを３．００ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を２．８０ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２を０．５０ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２を１度にした。また、回動防止部の硬度はＨＲＣ４０と低くした。このように、本発明例となる試料番号１の回動防止部の硬度ＨＲＣ４５に対して、硬度を低くした。

　本発明例となる試料番号２０は、回転防止部の幅Ｗを３．００ｍｍ、着座面から回動防止部上端までの高さＴ１を２．８０ｍｍ、着座面から回動防止部下端までの高さＴ２を０．５０ｍｍ、回動防止部の傾斜角度θ２を１度とした。また、回動防止部の硬度はＨＲＣ４５とし、工具本体表面にＴｉ（ＣＮ）膜からなる硬質皮膜を被覆した。硬質皮膜を被覆した理由は、本発明例１に対して、回動防止部を含むインサート固定部（１１）に硬質皮膜を被覆することにより、インサートを繰り返し着脱することで生じる接触部の摩耗、摩滅を抑制することができ、これにより、切削加工中において工具本体のインサート固定部（１１）でインサートの取付け精度劣化を防止することが可能であるかを確認するためである。
　比較例となる試料番号２１については、インサートの構成は試料番号１と同じ構成としたが、工具本体には回動防止部を設けない構成とした。

　実施例２－１において、工具本体の基材は、ＳＫＤ６１相当の合金工具鋼を用いて旋盤加工により外観形状を整えて表面硬度ＨＲＣ４４から４６に調質した後、アーバとの取付け面およびインロー部を研磨加工により仕上げた。また、工具本体のインサート固定部である着座面や回動防止部は、マシニングセンターにてフライス加工により形成した。

　そして、表２、表３に示す試料番号の刃先交換式切削工具を、工具保持具であるアーバへ取付けた後、フライス盤の主軸に装着して切削加工の試験を行った。この切削加工では、下記の切削条件２を用いて、単一刃切削にてポケット形状を等高線加工した。加工時間は１０時間行い、インサートは３０分の加工を行うごとに新規のインサートと交換を行った。

　実施例２－１においては、工具本体のインサート固定部の回動防止部の精度劣化を確認するため、切削加工前と切削加工後でその損傷状態を観察した。そして、本発明例については、回動防止部に発生した摩滅値を縦方向（回動防止部の高さ方向）と横方向（回動防止部の幅の方向）について摩滅幅を測定した。また、３０分毎で交換したインサートの摩耗値についてその平均値（平均摩耗量）を測定し、回動防止効果による切削状態の安定性を評価した。この評価結果を表３の「評価結果」欄に示している。

　なお、上記した「摩滅」とは、前記したように、工具本体の回動防止部が、インサートの回動による摩耗によってすり減ることを示す。この摩滅によって生じた損傷個所の幅と高さを、摩滅値として測定した。また、上記した「インサートの摩耗値」とは、切れ刃の逃げ面において発生した摩耗幅を示す。

　実施例２－１で試験した切削加工の条件（切削条件２）は、下記の通りである。
（切削条件２）
　・被削材　　　　：ＳＣＭ４４０相当材、硬さＨＲＣ３０
　・切削速度　　　：２００ｍ／分
　・主軸の回転数　：１２７３回転／分
　・切込み量　　　：２ｍｍ
　・径方向切込み幅：２５ｍｍ
　・１刃の送り　　：０．８ｍｍ
　・テーブル送り　：３０５５ｍｍ／分
　・切削時間　　　：１０時間（インサートは３０分毎に交換）
　・加工方法　　　：乾式、等高線加工、単一刃切削

　表３の評価結果欄に示すように、本発明例となる試料番号１と試料番号１５～２０は回動防止部を設けたことにより、比較例となる試料番号２１に比べて、インサートの平均摩耗量が約３０～７５％減少し、回動防止効果が得られたことが判明した。また、本発明例のうち、試料番号１と２０においては、回動防止部の摩滅幅と平均摩耗量は、他と比べて良好な状態であったが、特に、試料番号２０は、硬質皮膜であるＴｉ（ＣＮ）皮膜を被覆したことで、工具本体のインサート固定部（１１）の表面硬度が増し、回動防止部の変形量も無く、回動防止の効果が高くなることが明らかになった。

　一方、本発明例となる試料番号１５～１９は、比較例となる試料番号２１に比べて回動防止効果は得られるものの、本発明例となる試料番号１と２０に比べて回動防止部の摩滅幅は大きくなっていた。切削加工後のインサートの平均摩耗値も試料番号１と２０と比較して大きくなり、回動防止部の摩滅により回動防止効果が少なくなっていた。
　本発明例となる試料番号１５は回転防止部のＴ１値を１．９０ｍｍと小さく、試料番号１７は回転防止部のＷ値を１．００ｍｍと小さく設定したために、回動防止部の強度が足りずに回動防止部の摩滅幅が大きくなったと推測される。

　本発明例となる試料番号１６は、回動防止部の幅Ｗを５．００ｍｍと大きくしてその強度は十分に設定していたが、幅Ｗを大きくしたために、インサート固定部（１１）の受け面１２ａ、１２ｂの面積が少なくなったため、切削加工時にインサートの振動が激しくなりインサートの平均摩耗量が大きくなったと推測される。
　本発明例となる試料番号１８は、回動防止部の摩滅は少なかったが、回動防止部の傾斜角度θ２を３度と大きく設定したために、回動防止部と回動防止面との接触が不十分となってインサートの着座面に対する固定精度が低下したために、インサートの平均摩耗量が大きくなったと推測できる。
　また、本発明例となる試料番号１９は、回動防止部の硬度をＨＲＣ４０と低目に設定したので、回動防止部の摩滅幅が大きくなっていた。

（実施例２－２）
　上記した実施例２－１で実施した切削加工試験においては、切削加工時間が３０分に達した毎に、インサートを固定している止めねじを取り外す操作を行うときに、この止めねじの取り外し時のトルク値を測定して、試料番号ごとにその平均値を求め、１０時間の切削加工試験が終了したときの着座面の状態と併せて評価した。以下、この実施例２－２による測定結果を示す表４に基づいて説明する。

　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　
　

　表４に示す実施例２－２の結果から、次のことが判明した。
　（１）本発明例となる試料番号１と試料番号１５～２０は、何れも右ねじを使用し、軸方向すくい角の設定を正の値「＋４度」としたが、止めねじ取付け時の締め付けトルク値（ａ）と、取外し（緩め）時のトルク（ｂ）の平均値との差は、０．２（Ｎｍ）の負の値、すなわち、締付け時のトルクである３．０Ｎｍと比較して緩くなった。しかし、この差の値は、取付け時の締め付けトルク値である３．０（Ｎｍ）の１０％以下の値であることから、許容範囲内であると判断できる。また、切削加工の試験後の着座面の状態を目視により観察した結果は、中程度の接触痕（接触痕中）が見られたものの、さらなる連続使用が可能な状態であって許容範囲内であった。

　なお、上記した締め付けトルクの許容範囲とは、止めねじ（１０）に対する締め付けトルク値の変化量（取外し時と締付け時との差）の幅を示す。締付け時よりも取外し時のトルク値が小さく（緩く）なると、切削加工中にインサートが止めねじが緩む方向に動いたと考えられる。逆に、止めねじが固く締まりすぎても、ねじが傷んでしまう。本発明では、これらを考慮して、止めねじ（１０）の締付けトルク値（ａ）と、取外し時のトルク（ｂ）の差が、締付けトルク値である３．０（Ｎｍ）の±２０％、（－０．６～＋０．６）の範囲を「許容範囲」と設定し、トルク値の差（ｂ－ａ）が負値になると緩みの場合を示し、正値になると締りの場合を示すとしている。

　（２）一方、比較例となる試料番号２１は、上記したトルク値の平均値の差が０．５（Ｎｍ）の負の値となり、ねじの緩みが顕著であった。また、着座面の観察結果では、連続使用ができなくなるような大きな接触痕が残っていた。

　（３）上記（１）、（２）に記載した事項から、インサートの回動防止の機能をさらに向上させるためには、インサートを着座面に固定する止めねじの締付勝手、すなわち、止めねじを右ねじにするか、あるいは左ねじのどちらを使用するかも影響すると考えられた。さらに、工具本体の着座面に固定するインサートについて、その切れ刃の軸方向のすくい角の「正」又は「負」についても考慮する必要があると考えられた。そこで、下記する実施例３による切削加工の試験を行った。

　なお、図１３は、工具本体（２）の着座面（１３）に固定した円形のインサート（３）の切れ刃の軸方向すくい角αを示しており、この軸方向すくい角αは「正角」である例を示している。図１３に示す点線の直線Ｏは、工具本体（２）の回転軸線を示している。

　前記した本発明例となる試料番号１と、試料番号２２～２８の刃先交換式切削工具を試作して、被削材の切削加工試験を行い、その切削加工結果の評価を行った。この実施例３においては、本発明例となる試料番号１の刃先交換式切削工具に係るインサートと工具本体の仕様をベースにして、夫々、回動防止部の拘束面の形状（回動防止部形状）、拘束面の形状を凸円弧面とした場合にはその円弧の半径Ｒ、インサートを着座面に固定するための止めねじの右又は左ねじの仕様（止めねじの種類）、インサートの切れ刃の軸方向すくい角を、パラメータとして変化させた刃先交換式切削工具を試作した。この試作した刃先交換式切削工具の仕様を、試料番号別に図１４（ａ）、（ｂ）に示している。なお、図１４（ａ）にはインサートと工具本体の仕様を、図１４（ｂ）にはこの切削加工試験の結果とその評価を示している。

　また、実施例３においては、切削加工中にインサートが回動したときに回動防止部の拘束面も摩滅することに着目して、回動防止部の拘束面の形状を平坦面にした場合と、凸円弧面にした場合についても、切削加工後の結果について比較した。図１４（ａ）に示すように、試料番号１と２２～２４は拘束面の形状を平坦面とし、試料番号２５～２８は凸円弧面とした。

　さらに、本発明例となる試料番号２５～２８については、図１４（ａ）のＲ欄に示すように、この凸円弧面における円弧半径ＲをＲ１（２２．５ｍｍ）とした試料番号２５～２６、円弧半径ＲをＲ２（５６．３ｍｍ）とした試料番号２７～２８の２種の拘束面（１５ａ）を備えた工具本体（２）を試作した。そして、ここで拘束面となる凸円弧面の中点において、受け面（１２ａ）（（１２ｂ））方向の接線と、拘束面（１５ａ）の端部との距離をクリアランス距離とした。このとき、円弧半径Ｒが上記Ｒ１である２２．５ｍｍの場合ではこのクリアランス距離は０．０５ｍｍ、円弧半径Ｒが上記Ｒ２である５６．３ｍｍの場合ではこのクリアランス距離は０．０２ｍｍであった。

　実施例３で行った切削加工の条件は、実施例２－１で試験した切削加工の条件（切削条件２）と同一とした。実施例３による切削加工試験の結果を図１４（ａ）、（ｂ）に基づいて説明すると、次のようになる。

　（１）本発明例となる試料番号１と２２とを比較すると、切れ刃の軸方向すくい角が負の値「－４度」とした試料番号２２は、止めねじとして右ねじを選択することによって、図１４（ｂ）に示すように、この止めねじを着座面からの取り外し時のトルク値（ｂ）が増大し、締り勝手となって好都合であることが分かった。
　本発明例となる試料番号２３と２４とを比較すると、上記とは反対に、切れ刃の軸方向すくい角を正の値「＋４度」とした試料番号２３は、止めねじとして左ねじを選択することによって、取り外し時のトルク値が増大し、締り勝手となってより好都合であることが分かった。

　（２）本発明例となる試料番号１と試料番号２２～２４は、いずれも取り外し時のトルク値の差（変化量）は小さく、前記した許容範囲内であった。また、これら試料番号２２～２４は、表１４（ａ）に示すように、いずれも回動防止部の拘束面の形状を平坦面とした場合であり、表１４（ｂ）の評価結果欄に記載しているように、切削加工試験後の着座面の観察結果では、着座面にインサートの接触痕が見られたものの、この刃先交換式切削工具の評価結果は、さらなる連続使用が可能な中程度であり、許容範囲内と評価することができた。

　（３）本発明例となる試料番号２５～２８は、いずれも回動防止部の拘束面の形状が凸円弧面とした場合であり、切削試験後の着座面の観察結果は、表１４（ｂ）の評価結果欄に記載しているように、着座面にインサートの接触痕は少なく、さらなる刃先交換式切削工具の連続使用について全く問題の無い状態であった。

　（４）表１４（ｂ）に示す本発明例となる試料番号２５と２７（軸方向すくい角が「＋４度」）、及び試料番号２６と２８（軸方向すくい角が「－４度」）とを比較すると、クリアランス距離の大きい円弧半径ＲをＲ１とした試料番号２５と２６の方がインサートの平均摩耗量が少なく有効であった。この理由は、下記の通りであると考えられる。上記したクリアランス距離を０．０５ｍｍとした場合の方が、この値より小さい０.０２ｍｍになる場合と比較して、回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）とインサート（３）の回動防止面（８）との線接触長さが長く、あるいは面接触する面積が広くなる。すなわち、回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）の形状を凸円弧面とし、クリアランス距離を大きくした場合は、この回動防止部（１５）の拘束面（１５ａ）と、インサート（３）の回動防止面（８）とが線接触或いは面接触する位置が、拘束面となる凸円弧面の中点に近い位置となって、接触長さが長く、接触面積が広くなる。これにより有効な回動防止効果が得られることになる。このように、インサートの回動を防止することによって、切削加工に伴う切れ刃の摩耗は正常摩耗の状態となり、異常摩耗が低減されて切れ刃の平均摩耗量が少なくなるという効果が生じる。

　（５）また、回動防止部の拘束面の形状を凸円弧面とした試料番号２５～２８は、工具本体の回動防止部の拘束面とインサートの回動防止面とが、線接触あるいは面接触となることにより、拘束面の摩滅幅は縦方向に長くなり、横方向に短くなる傾向を示した。
　また、試料番号２５と２６との比較、試料番号２７と２８との比較においても、前述の試料番号１と２２との結果と同様に、軸方向すくい角が負の値「－４度」の場合は、右ねじを選択することによって、締り勝手となり好都合であった。

　（６）以上に記載した実施例３の結果から、インサートの切れ刃の軸方向すくい角を負とした場合には、このインサートを着座面に固定するために使用する止めねじは、「右ねじ」を選択することが有効であると判断できる。また、インサートの切れ刃の軸方向すくい角を正とした場合には、このインサートを着座面に固定するために使用する止めねじは、「左ねじ」を選択することが有効であると判断できる。

　続いて、実施例４について説明する。実施例４では、基本的には前記した本発明例となる試料番号１のインサートと工具本体の形状をベースにして新たに６種の参考例となる刃先交換式切削工具を試作した（図１５に示す試料番号２９～３４）。参考例となる試料番号２９～３４の刃先交換式切削工具を試作する際には、試料番号１の形状に対して下記に示すｈ２値、ｈ３値、Ｔ１値、Ｔ２値を変更した。すなわち、試料番号２９はｈ２値を、試料番号３０、３１はｈ３値を、試料番号３２、３３はＴ１値を、試料番号３４はＴ２値を変更し、これらの変更を行った刃先交換式切削工具を用いて切削加工試験を行った際に、工具本体やインサートに与える影響を確認してその評価を行った。
　試作した試料番号２９～３４に係る刃先交換式切削工具の仕様を図１５（ａ）に、さらに切削加工を行った結果とその評価を、試料番号別に図１５（ｂ）に示している。

　以下に、試作した刃先交換式切削工具の仕様の概要と、切削加工試験の結果を、図１５を参照して説明する。

　参考例となる試料番号２９は、ｈ２値を２．３０ｍｍとし、（ｈ２/ｈ１）値を０．４８に設定した場合を示す。ｈ２値を２．３０ｍｍと（１/２）ｈ１値未満に設定したのでｈ２は上記式（１）を満足せず、インサートの底面からインサート回動防止面の上端位置までの高さが、試料番号１より低くなって回動防止面の面積が小さくなった。なお、上記の（ｈ２/ｈ１）の値を検証する理由は、ｈ２値が上記した式（１）で規定する範囲外となった場合に、如何なる不具合が生じるかを確認することによって、式（１）で規定するｈ２の範囲規定が適正であるか否かを確認するためである。
　また、工具本体の回動防止部のＴ１値（２．８０ｍｍ）に対してｈ２値（２．３０ｍｍ）が小さいために、回動防止面と回動防止部とが良好に接触しないため回動防止効果を得ることができず、図１５（ｂ）に示すように、インサートが回動して回動防止面に変形が生じた。

　また、試料番号２９において、例えば、Ｔ１値を２．８０ｍｍより小さくした場合には、インサートの回動防止面の面積が小さくなるので、切削加工時に回動防止面の単位面積当たりに作用する力の値が増大する。これにより、回動防止効果を得ることができず、インサートが回動してしまうと推測される。この理由は、切削加工時に円形インサートに作用する回転モーメントに比例した力により、回動防止面の単位面積当たりに作用する力の値が増大して、インサートの回動防止面が、この力に耐えられる十分な強度を得ることができないからである。

　さらに、試料番号２９においては、ｈ２値を（１/２）ｈ１値未満に設定したことによって、回動防止面のインサート半径方向への奥行量が小さくなってしまう。これにより、工具本体の回動防止部が回動防止面へ侵入する長さが短くなってしまう。従って、回動防止効果を得ることができず、インサートが回動してしまうと推測される。

　試料番号３０は、ｈ３値を１．７０ｍｍとし、（ｈ３/ｈ１）値を０．３６に設定した場合を示す。ｈ３値が（１/３）ｈ１値である１．５９ｍｍを超えて大きかったため、ｈ３は前記した式（２）を満足せず、インサートの底面から回動防止面の下端位置までが高くなった。これにより回動防止面の面積が小さくなって回動防止効果を得ることができず、インサートが回動して、図１５（ｂ）に示すように回動防止面に変形が生じた。これは、回動防止面の単位面積当たりに作用する切削加工負荷が増大して、インサートの回動防止面がこの力に耐えられる十分な強度を得ることができなかったためと推測される。
　さらに、ｈ３値を（１/３）ｈ１値を超えて大きく設定したことによって、回動防止面のインサート半径方向への奥行量が小さくなって工具本体の回動防止部が回動防止面へ侵入する長さが短くなってしまった。これにより、回動防止効果を得ることができず、インサートが回動したと推測される。

　試料番号３１は、ｈ３値を０．４０ｍｍとし、（ｈ３/ｈ１）値を０．０８に設定した場合を示す。ｈ３値が、（１/１０）ｈ１値未満であったため、回動防止面の下端位置がインサートの底面に接近することからインサート外周面（７）の面積が小さくなり、工具本体の受け面（１２ａ）、（１２ｂ）とインサートの外周面（７）との接触面積が減少したので、インサートが回動してインサートの取付け精度が劣化したと推測される。

　試料番号３２は、Ｔ１値を３．００ｍｍとし、（Ｔ１/ｈ１）値を０．６３に設定した場合を示す。Ｔ１値が、（６/１０）ｈ１値を超えて大きかったため、インサート回動防止面（８）の上端位置よりも回動防止部（１５）の上端位置が高い位置になった。このために、回動防止面（８）と回動防止部（１５）とが良好に接触しないため回動防止効果を得ることができず、インサートが回動したと推測される。

　試料番号３３は、Ｔ１値を１．８０ｍｍとし、（Ｔ１/ｈ１）値を０．３８に設定した場合を示す。Ｔ１値が、（４/１０）ｈ１値未満であったため、工具本体の回転防止部（１５）が、切削加工時に円形インサートに作用する回転モーメントに比例した力に耐えられる十分な強度を得ることができないため、回動防止部（１５）の変形や摩滅が増大したと推測される。

　試料番号３４は、Ｔ２値を０．２０ｍｍとし、（Ｔ２/ｈ１）値を０．０４に設定した場合を示す。Ｔ２値が（１/２０）ｈ１値未満であったため、インサートを工具本体に装着する際に、インサートの外周面と底面との稜線部が、工具本体の着座面（１３）周辺のエッジ隅部で干渉してしまい、取付け誤差が生じて精度劣化をおこした。これは、上記エッジ隅部を機械加工で形成するときには、通常、コーナーＲ面を形成するようにするが、インサートの外周面と底面との稜線部がこのコーナーＲ面と干渉してしまったためと考えられる。

　上記した実施例４の結果から、次のことが明らかになった。
　（１）ｈ２値が、前記した式（１）を満足することによって、切刃（６）の刃先強度を十分に維持することができ、また、着座面（１３）にインサート（３）を取付けた際に、工具本体（２）に設けた回動防止部（１５）をインサート（３）の回動防止面（８）に当接させると、インサート（３）の回動防止効果を得ることに好都合であることが明らかとなった。

　（２）ｈ３値が、前記した式（２）を満足することによって、インサート（３）を取付ける第２の固定面となる円形状をなす底面（５）の強度と工具本体（２）の着座面（１３）の面積（固定面積）を十分に確保することができ、また、インサート（３）の外周面（７）に形成した回動防止面（８）の、インサート（３）の厚さｈ１方向に対する長さの減少を抑制することができるので、回動防止部（１５）が回動防止面（８）に当接する長さを十分確保することに好都合であることが明らかとなった。

　（３）Ｔ１値が、前記した式（３）を満たすことによって、着座面（１３）にインサート（３）を取付けた際に、インサート回動防止面（８）の上端が回動防止部（１５）の上端より高い位置になり、回動防止面（８）に回動防止部（１５）が良好に接触して、インサート（３）に対する回動防止効果が得られる。これにより、回転防止部（１５）が切削加工時の衝撃に耐えられる十分な強度を得るのに好都合であることが明らかとなった。

　（４）Ｔ２値が、前記式（５）を満たすことによって、着座面（１３）から立設する回動防止部（１５）の基部が切削加工時の負荷により摩耗あるいは変形を回避し易くなる。従って、インサート（３）を工具本体（２）のインサート固定部（１１）に装着する際に、インサート（３）の取付け誤差を少なくして取付け精度を維持することに好適になる。

　本発明の刃先交換式切削工具は、比較的小径であり、薄い円形インサートを使用する場合において、工具本体に装着した円形インサートの回動を回動防止面の当接によって防止できると共に、円形インサートの底面および外周面をより広く設計できる。そのため、切削負荷による工具本体の受け面の摩滅や変形を抑えることができるから、高精度、高能率加工を行なう刃先交換式切削工具にとって、産業上の利用可能性が向上する。

　　１：　刃先交換式切削工具
　　２：　工具本体
　　３：　インサート
　　４：　上面
　　５：　底面
　　６：　切れ刃
　　７：　外周面
　　８：　回動防止面
　　９：　ねじ挿通孔
　１０：　止めねじ（ねじ部材）
　１１：　インサート固定部
　１２ａ、１２ｂ：受け面
　１３：　着座面
　１４：　止めねじ挿入孔
　１５：　回動防止部
　１５ａ：回動防止部の拘束面
　Ａ　：　インサート厚さ方向の位置
　Ｂ　：　インサート厚さ方向の位置
　Ｃ　：　インサート厚さ方向の位置
　Ｌ　：　インサートにおける回動防止面の円周方向の幅
　ｈ１：　インサート厚さ
　ｈ２：　インサートの回動防止面の上端からインサート底面までの高さ
　ｈ３：　インサートの回動防止面の下端からインサート底面までの高さ
　Ｏ　：　回転軸線
　Ｔ１：　工具本体の着座面から回動防止部上端までの高さ
　Ｔ２：　工具本体の着座面から回動防止部上端までの高さ
　Ｗ　：　工具本体の回動防止部の幅
　θ１：　インサートの回動防止面の傾斜角度
　θ２：　工具本体の回動防止部の傾斜角度
　θ３：　インサート外周面の傾斜角度

Claims (6)

1. 　平板状の円形をなし、すくい面となる上面と、前記上面と対向して配置されて該上面より小径の底面と、前記上面と前記底面をつなぐ円錐状をなして逃げ面となる外周面と、前記上面から前記底面を貫通するねじ挿通孔と、前記すくい面と前記逃げ面によって形成された稜線部に切れ刃を備えた円形のインサートを、前記ねじ挿通孔に挿入したねじ部材のねじ締結により工具本体のインサート固定部に着脱自在に取付ける刃先交換式切削工具において、
   　前記インサートはその前記外周面に、少なくとも一つの回動防止面を備え、
   　前記インサートの厚さをｈ１、前記底面から前記回動防止面の上端までの高さをｈ２、前記底面から前記回動防止面の下端までの高さをｈ３としたとき、前記ｈ２は下記の式（１）を、前記ｈ３は下記の式（２）を満足し、
   　前記工具本体の前記インサート固定部は、
   　前記インサートの前記底面が着座する着座面と、
   　前記着座面の端部から立設され、前記着座面に着座した前記インサートの前記外周面を拘束する２つの円弧形状をなす受け面と、
   　前記２つの受け面の間であって前記着座面から立設され、前記着座面に着座して取付けられた前記インサートの前記回動防止面に当接する回動防止部と、
   　を備えていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
   　　（１／２）ｈ１≦ｈ２≦（２／３）ｈ１　・・・・・・・式（１）
   　　（１／１０）ｈ１≦ｈ３≦（１／３）ｈ１　・・・・・・式（２）
2. 　前記工具本体の前記インサート固定部が備えている前記回動防止部であって、前記着座面に取付けられた前記インサートの前記回動防止面に当接させる箇所となる拘束面を、平坦面又は凸円弧面に形成していることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式切削工具。
3. 　前記工具本体の前記着座面に取付ける前記インサートの前記切れ刃の軸方向すくい角の正負に対応させて、前記インサートを前記着座面に取付けるための前記ねじ部材を右ねじ又は左ねじとしていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の刃先交換式切削工具。
4. 　前記工具本体の前記着座面と受け面と回動防止部には、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂの元素から選択される１種以上の元素を含有する窒化物、炭窒化物、酸窒化物のいずれかからなる硬質皮膜が被覆されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。
5. 　前記工具本体は、硬度がＨＲＣ４４～５０の合金工具鋼からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。
6. 　前記切れ刃の軸方向すくい角が正のときには前記ねじ部材を左ねじとし、前記切れ刃の軸方向すくい角が負のときには前記ねじ部材を右ねじとすることを特徴とする請求項３に記載の刃先交換式切削工具。

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