WO2016098829A1 - 切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

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WO2016098829A1
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insert
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雅大 山本
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京セラ株式会社
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Definitions

  • This aspect relates to a cutting insert, a cutting tool, and a manufacturing method of a cut workpiece.
  • Patent Document 1 As a cutting insert used when milling a work material such as metal, a throw-away tip described in JP-A-2003-231015 (Patent Document 1) is known.
  • the throw-away tip described in Patent Document 1 is composed of a throw-away tip body (main body member) and a diamond tip (cutting blade member) made of a sintered body such as cemented carbide or ceramics.
  • a recess is formed at the intersection of the side flank and the front flank on the rake face of the throw-away tip body, and the tip is brazed to the recess.
  • the outer peripheral cutting edge and the bottom cutting edge are formed on the diamond tip, that is, the outer peripheral cutting edge and the bottom cutting edge are formed of diamond, thereby increasing the strength of the cutting edge.
  • a through hole is formed from the rake face located in the forward direction of the throw-away tip to the rear face in the rotational direction, and the throw-away tip is rotated by inserting a clamp screw member into the through-hole. Mounted on the cutting tool body (holder).
  • This aspect provides a cutting insert having good durability when constituted by a main body member and a cutting blade member.
  • a cutting insert according to an aspect is located at a corner of the outer peripheral surface of the main body member, and a main body member that is an upper surface, a lower surface, and a columnar body having an outer peripheral surface between the upper surface and the lower surface. One surface is exposed, a cutting member having a cutting edge at a portion where two surfaces of the surfaces intersect, and the main body member has a through-hole penetrating the upper surface and the lower surface ing.
  • region A2 shown in FIG. It is a perspective view which shows the cutting insert of one Embodiment. It is a top view of the cutting insert shown in FIG. It is a bottom view of the cutting insert shown in FIG. It is a side view of the cutting insert shown in FIG. It is the side view which looked at the cutting insert shown in FIG. 9 from A3 direction.
  • the cutting tool 101 of this embodiment includes a holder 103, a plurality of cutting inserts 1 (hereinafter also referred to as inserts 1), and screws 105, as shown in FIGS.
  • the holder 103 has a rotation axis O1.
  • the holder 103 is a columnar member that extends from the front end side toward the rear end side along the rotation axis O1 when the side where the insert 1 is located is the front end side and the opposite side of the front end side is the rear end side. It is.
  • the holder 103 rotates about the rotation axis O1 around the rotation axis O1 in the rotation direction X1.
  • the center axis of the holder 103 that is a cylindrical body and the rotation axis O ⁇ b> 1 of the holder 103 coincide with each other.
  • the side closer to the rotation axis O1 is defined as the inner circumference side
  • the side far from the rotation axis O1 is defined as the outer circumference side.
  • a direction from the rear end side of the holder 103 toward the front end side is defined as a front end direction
  • a direction from the front end side of the holder 103 toward the rear end side is defined as a rear end direction.
  • the holder 103 steel, cast iron, aluminum alloy or the like can be used. In the cutting tool 101 of this embodiment, steel with high toughness is used among these members.
  • the size of the holder 103 is appropriately set according to the size of the work material. For example, the length in the direction along the rotation axis O1 is set to about 30 to 90 mm. The width (diameter) in the direction orthogonal to the rotation axis O1 is set to about 20 to 500 mm.
  • a plurality of insert pockets 107 are located on the outer peripheral side of the tip end side of the holder 103.
  • the pocket 107 is a portion to which the insert 1 is mounted, and is open to the outer peripheral side on the distal end side of the holder 103 before the insert 1 is mounted.
  • the plurality of pockets 107 may be provided at regular intervals or at irregular intervals so as to be rotationally symmetric around the rotation axis O1. In order to suppress variations in the load applied to the insert 1 attached to each pocket 107, it is preferable that the intervals are equal.
  • the shape is not a strict cylindrical body.
  • the insert 1 attached to the pocket 107 is fixed to the holder 103 with a screw 105.
  • FIG. 4 an example is shown in which eight pockets 107 are provided in the holder 103 and the inserts 1 are respectively located in the eight pockets 107.
  • the number of pockets 107 and the number of inserts 1 attached to the holder 103 are not limited to eight. Even if these numbers are two, three, four, five, six, ten or more, for example, there is no problem.
  • the insert 1 in this embodiment is constituted by a main body member 3 and a cutting member 5 as shown in FIGS. 6 to 10, and is a columnar body as a whole.
  • the main body member 3 is a columnar body, and the main body member 3 in the present embodiment is a quadrangular columnar body.
  • the main body member 3 has an upper surface 7, a lower surface 9 and an outer peripheral surface 11.
  • the outer peripheral surface 11 is located between the upper surface 7 and the lower surface 9.
  • the cutting member 5 is located at the corner of the outer peripheral surface 11 of the main body member 3. In other words, the cutting member 5 is located in the recess 13 provided at the corner of the outer peripheral surface 11 of the main body member 3. Therefore, the insert 1 in this embodiment is a columnar body as a whole.
  • the cutting member 5 is fixed to the main body member 3.
  • the cutting member 5 is joined to the main body member 3 using a brazing material or the like.
  • hatching by hatching is added to the portion of the cutting member 5 in FIGS.
  • the cutting member 5 is a part having a cutting edge 15 for cutting a work material and a part having high hardness in order to obtain a cutting edge 15 having high strength in the insert 1.
  • the cutting edge 15 in this embodiment is not located in the main body member 3 but is located in the cutting member 5.
  • the main body member 3 is a base portion in the insert 1, and when selecting a material constituting the main body member 3, it is not necessary that the hardness is equal to or higher than that of the cutting member 3.
  • the insert 1 is comprised by the main body member 3 and the cutting member 5, the manufacturing cost of the insert 1 can be held down, raising the intensity
  • Examples of the material of the member constituting the main body member 3 include cemented carbide or cermet.
  • Examples of the composition of the cemented carbide include WC—Co, WC—TiC—Co, and WC—TiC—TaC—Co.
  • WC—Co is produced by adding cobalt (Co) powder to tungsten carbide (WC) and sintering.
  • WC—TiC—Co is obtained by adding titanium carbide (TiC) to WC—Co.
  • WC—TiC—TaC—Co is obtained by adding tantalum carbide (TaC) to WC—TiC—Co.
  • cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component.
  • the cermet includes a main component of a titanium compound such as titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN).
  • the cutting member 5 is made of a material having a higher level than the material constituting the main body member 3. Specifically, examples of the material of the cutting member 5 include polycrystalline diamond and single crystal diamond. The hardness of the main body member 3 and the cutting member 5 can be evaluated by measuring the Vickers hardness of each part.
  • the Vickers hardness may be evaluated using, for example, a well-known test method for measuring a dent remaining after a pyramid-shaped indenter made of regular square pyramid diamond is pushed into the material surface and the load is removed.
  • a well-known test method for measuring a dent remaining after a pyramid-shaped indenter made of regular square pyramid diamond is pushed into the material surface and the load is removed.
  • the material of the main body member 3 is formed of a material having a hardness lower than that of the indenter, a depression is formed in the main body member 3 when the indenter is pushed into the main body member 3.
  • the material of the cutting member 5 is single crystal diamond, the dent is hardly formed.
  • the upper surface 7 and the lower surface 9 of the main body member 3 in the present embodiment are each rectangular.
  • the upper surface 7 is a surface that comes into contact with the seating surface of the pocket 107 in the holder 103.
  • the lower surface 9 is a surface exposed on the tip side of the holder 103.
  • the outer peripheral surface 11 of the main body member 3 has four surface areas of a front side surface 17, a rear side surface 19, an outer side surface 21, and an inner side surface 23 corresponding to the sides of the rectangular upper surface 7 and lower surface 9. (Name based on the positional relationship when attached to the holder 103 while being based on FIG. 6). These surface regions are substantially rectangular in the front view of each surface.
  • the front side surface 17 is a surface region located in front of the rotation direction X1 when the insert 1 is attached to the holder 103.
  • the front side surface 17 is viewed from the front, the width in the direction orthogonal to the rotation axis O1 is longer than the height in the direction along the rotation axis O1.
  • the rear side surface 19 is a surface region located behind the rotational direction X ⁇ b> 1 when the insert 1 is attached to the holder 103.
  • the rear side surface 19 is located on the side opposite to the front side surface 17 and abuts against the pocket 107 when the insert 1 is attached to the holder 103.
  • the outer side surface 21 is a surface region located on the outermost peripheral side in the outer peripheral surface 1 when the insert 1 is attached to the holder 103. Further, the outer surface 21 protrudes in the outer peripheral direction from the holder 103 when the insert 1 is attached to the holder 103. In addition, in this embodiment, although the whole outer side surface 21 protrudes in the outer peripheral direction rather than the holder 103, it is not limited to such a form. For example, the front surface 17 side of the outer surface 21 may partially protrude in the outer peripheral direction from the holder 103.
  • the inner side surface 23 is a surface area located on the inner peripheral side when the insert 1 is attached to the holder 103, and contacts the pocket 107 when the insert 1 is attached to the holder 103.
  • the upper surface 7, the lower surface 9, the front side surface 17, the rear side surface 19, the outer side surface 21, and the inner side surface 23 need only be a quadrangular shape, and need to be a square shape in a strict sense. Absent.
  • the corners of each surface area may be rounded when viewed from the front, and the side located so as to connect the adjacent corners is not a strict linear shape, but partly has irregularities It may be a shape.
  • the size of the main body member 3 is not particularly limited.
  • the width between the front side surface 17 and the rear side surface 19 when viewed from the top front view of the top surface 3.
  • the maximum value is set to about 5 to 20 mm.
  • the maximum value of the width between the inner surface 23 and the outer surface 21 when viewed from above is set to about 5 to 20 mm.
  • the maximum thickness between the upper surface 7 and the lower surface 9 is 3 to 10 mm.
  • the main body member 3 in the present embodiment is the outer surface 21 side of the front side surface 17 of the outer peripheral surface 11, the front side surface 17 side of the outer surface 21, and has a recess 13 at the corner of the lower surface 9. .
  • the recess 13 in this embodiment can be said to be located at a part of the corner of the upper surface 7 and a part of the corner of the lower surface 9.
  • the cutting member 5 is located in the recess 13 of the main body member 3, and at least three surfaces are exposed.
  • the cutting member 5 in the present embodiment has a square plate shape, and the first surface 25 located on the front side surface 17 side of the main body member 3 is exposed.
  • the cutting member 5 has a second surface 27 located on the outer surface 21 side of the main body member 3 and a third surface 29 located on the lower surface 9 side of the main body member 3 exposed.
  • the cutting member 5 has a cutting edge 15 at a portion where two of the exposed surfaces intersect.
  • the cutting edge 15 has a first cutting edge 15A and a second cutting edge 15B.
  • the first cutting edge 15 ⁇ / b> A is located at a portion where the first surface 25 and the second surface 27 intersect in the cutting member 5. Therefore, the first cutting edge 15 ⁇ / b> A in the present embodiment extends in a direction from the upper surface 7 to the lower surface 9 of the main body member 3.
  • the cutting tool 101 of the present embodiment is a tool used for so-called milling, in which a workpiece 103 is cut by moving the holder 103 in a direction substantially orthogonal to the rotation axis O1 while rotating around the rotation axis O1. is there. Therefore, the first cutting edge 15A functions as a so-called outer peripheral cutting edge that mainly cuts the work material.
  • the first cutting edge 15A is located at the entire portion where the first surface 25 and the second surface 27 intersect.
  • the first cutting edge 15A may be at least part of a portion where the first surface 25 and the second surface 27 intersect.
  • the first surface 25 and the second surface 15A are secured in order to ensure a large cutting height. It is formed on the entire portion where the surface 27 intersects.
  • the length of the first cutting edge 15A is set to about 3 to 7 mm, for example.
  • the first cutting edge 15 ⁇ / b> A protrudes outward from the outer peripheral surface 11 of the holder 103 when the insert 1 is attached to the holder 103.
  • the first cutting edge 15A has a linear shape inclined so as to approach the rear side surface 19 from the end on the lower surface 9 side of the first cutting edge 15A toward the end on the upper surface 7 side of the first cutting edge 15A. It has become.
  • the axial rake ⁇ of the first cutting edge 15A with the insert 1 attached to the holder 103 is set to about 3 to 10 °, for example.
  • the second cutting edge 15B is located at a portion where the first surface 25 and the third surface 29 of the cutting member 5 intersect. Therefore, the second cutting edge 15 ⁇ / b> B in the present embodiment extends in a direction along the lower surface 9 of the main body member 3.
  • the second cutting edge 15B in the present embodiment functions as a “sieving edge” that reduces the unevenness of the processed surface of the work material. Therefore, the second cutting edge 15B is not necessarily formed on the entire portion where the first surface 25 and the third surface 29 intersect, but the outer periphery of the second cutting edge 15B attached to the holder 103. It is desirable to include the side (the right side of the second cutting edge 15B in FIG. 9). The length of the second cutting edge 15B is set to about 2 to 5 mm, for example.
  • the second cutting edge 15B protrudes toward the front end side of the holder 103 when the insert 1 is attached to the holder 103.
  • the second cutting edge 15B has a shape that protrudes downward when viewed from the front in the rotational direction X1 (for example, FIG. 9).
  • the second cutting edge 15B has a linear portion, and in this embodiment, the inner peripheral side from the outer peripheral side (the right side of the second cutting edge 15B in FIG. 9) attached to the holder 103. It has a linear part toward the surface.
  • the second cutting edge 15B can function well as a wiping edge.
  • the radial rake of the second cutting edge 15B with the insert 1 attached to the holder 103 is set to about 5 to 20 °, for example.
  • the main body member 3 can be prevented from coming into contact with the work material without tilting the holder 103 more than necessary.
  • the main body member 3 has a through hole 31.
  • the through hole 31 is a part for screwing the insert 1 to the holder 103. That is, the screw 105 is inserted into the through hole 31 of the insert 1, the tip of the screw 105 is inserted into a screw hole (not shown) formed in the pocket 107, and the screw 105 is fixed to the screw hole. 1 is mounted on the holder 103.
  • the through hole 31 penetrates the upper surface 7 and the lower surface 9 in the main body member 3.
  • the through-hole 31 is located from the upper surface 7 to the lower surface 9 in the main body member 3 and is open on the upper surface 7 and the lower surface 9. Therefore, the through hole 31 is not opened on the outer peripheral surface 11 of the main body member 3.
  • the penetration direction of the through hole 31 in the present embodiment is along the rotation axis O1.
  • the main body A thin region is formed between the recess 13 and the through hole 31 in the member 3. If this thin region exists, this thin region may be damaged by a load applied to the insert 1 during cutting.
  • the through hole 31 penetrates the lower surface 9 and the upper surface 7, the recess 13 and the through hole 31 are separated from each other, in other words, the first cutting edge 15A that receives a large cutting resistance.
  • the through hole 31 is separated. Therefore, it is avoided that a thin region is formed between the recess 13 and the through hole 31. Thereby, it can be set as the insert 1 which has favorable durability.
  • the through-hole 31 is formed from the front side surface 17 to the rear side surface 19, the head of the screw 105 is located at the tip of the chip, so that the head of the screw 105 is damaged.
  • the through-hole 31 is opened in the upper surface 7 and the lower surface 9, possibility that the head part of the screw
  • the 1st surface 25 is located ahead of the rotation direction X1. Therefore, the first surface 25 of the cutting member 5 functions as a “rake surface” through which chips flow when cutting. Therefore, hereinafter, the first surface 25 is also referred to as a rake surface. Further, the second surface 27 and the third surface 29 of the cutting member 5 function as “flank surfaces” when performing the cutting process.
  • the entire second cutting edge 15 ⁇ / b> B is located on the outer peripheral side with respect to the through hole 31. Specifically, the entire second cutting edge 15B is located on the outer peripheral side with respect to the central portion where the inner diameter of the through hole 31 is constant. During cutting, a load due to the main component force is applied from the second cutting edge 15B toward the rear in the rotational direction X1.
  • the second cutting edge 15B is positioned on the outer peripheral side with respect to the through hole 31, it is possible to avoid the above-described load from being directly transmitted from the second cutting edge 15B toward the through hole 31. Thereby, the durability of the insert 1 can be further enhanced.
  • being positioned on the outer peripheral side means being positioned away from the rotation axis O ⁇ b> 1 of the holder 103.
  • the thickness in the vertical direction at the corner where the cutting member 5 is located is thicker than the thickness in the vertical direction in the portion excluding the corner. Therefore, when the main body member 3 is attached to the holder 103, a portion located on the outer peripheral side of the main body member 3 protrudes toward the distal end side. In other words, in FIG. 9, the inner peripheral side of the main body member 3 is partially recessed.
  • the length of the first cutting edge 15A can be increased. Further, in the oblique subtraction process in which the holder 103 rotates around the rotation axis O1 and moves in a direction slightly inclined from the direction substantially orthogonal to the rotation axis O1, the main body member 3 and the holder 103 are moved. This is preferable because the possibility of contact with the work material can be reduced stably.
  • the ridgeline where the outer surface 21 and the lower surface 9 intersect with each other is inclined so as to be positioned on the tip side toward the front in the rotation direction X1.
  • the second cutting edge 15B has a configuration that protrudes most toward the tip. Thereby, possibility that the lower surface 9 will contact a work material can be made small.
  • the outer side surface 21 in the main body member 3 has the following configuration, the possibility that the lower surface 9 contacts the work material can be reduced. That is, when attached to the holder 103, the portion of the outer surface 21 located on the front side in the rotational direction X1 protrudes toward the tip side, in other words, the outer surface 21 and the lower surface 9 in the present embodiment are formed. In the intersecting ridge lines, a portion located on the front side in the rotation direction X1 protrudes toward the tip side.
  • the parallelogram is formed with an acute angle formed by the front side surface 17 and the outer side surface 21.
  • the entire cutting edge 15 is located in front of the through hole 31 in the rotational direction. During cutting, a load is also applied in the direction from the cutting edge 15 toward the rotation axis O1. However, when the entire cutting edge 15 is located in front of the through hole 31 in the rotation direction, it is possible to avoid the above-described load from being directly transmitted from the cutting edge 15 toward the through hole 31. Thereby, the durability of the insert 1 can be further enhanced.
  • the cut workpiece is produced by cutting the work material 201.
  • the manufacturing method of the cut workpiece in the present embodiment includes the following steps. That is, (1) a step of rotating the cutting tool 101 typified by the above embodiment around the rotation axis O1, (2) a step of bringing the cutting edge 15 of the rotating cutting tool 101 into contact with the work material 201; (3) a step of separating the cutting tool 101 from the work material 201; It has.
  • the cutting tool 101 is relatively moved closer to the work material 201 by rotating the cutting tool 101 around the rotation axis O1 and moving in the X2 direction.
  • the cutting blade 15 in the cutting tool 101 is brought into contact with the work material 201 to cut the work material 201.
  • the first cutting edge and the second cutting edge of the insert 1 are brought into contact with the work material 201 as the cutting edge 15.
  • the cutting tool 101 is moved further in the X2 direction to move the cutting tool 101 relatively away from the work material 201.
  • the work material 201 is fixed and brought close to the work material 201 in a state where the cutting tool 101 is rotated around the rotation axis O1.
  • the work material 201 is cut by bringing the first cutting edge and the second cutting edge of the rotating insert 1 into contact with the work material 201.
  • the cutting tool 101 is rotated away from the work material 201.
  • the cutting tool 101 is moved to contact the work material 201 by moving the cutting tool 101 in each step, or the cutting tool 101 is separated from the work material 201.
  • the cutting tool 101 is not limited to such a form.
  • the work material 201 may be brought close to the cutting tool 101 in the step (1).
  • the work material 201 may be moved away from the cutting tool 101.
  • the state in which the cutting tool 101 is rotated may be maintained, and the process of bringing the cutting edge 15 in the insert 1 into contact with a different part of the work material 201 may be repeated.
  • representative examples of the material of the work material 201 include aluminum, carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, and non-ferrous metal.

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Abstract

　一態様の切削インサートは、上面、下面、及び上面と下面との間に外周面を有する柱状体である本体部材と、本体部材における外周面の角部に位置し、少なくとも３つの面が露出しており、これらの面のうち２つの面が交わる部分に切刃を有する切削部材とを具備し、本体部材が、上面と下面とを貫く貫通孔を有している。

Description

切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法
　本態様は、切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法に関する。
　金属などの被削材をフライス加工する際に用いられる切削インサートとして、特開２００３－２３１０１５号公報（特許文献１）に記載のスローアウェイチップが知られている。特許文献１に記載のスローアウェイチップは、超硬合金又はセラミックスなどの焼結体からなるスローアウェイチップ本体（本体部材）及びダイヤモンドのチップ（切刃部材）によって構成されている。スローアウェイチップ本体のすくい面における横逃げ面と前逃げ面との交差部に凹部が形成され、この凹部にチップがロウ付けされている。
　ダイヤモンドのチップに外周切刃及び底切刃が形成されている、すなわち、外周切刃及び底切刃がダイヤモンドで形成されていることによって、切刃の強度を高めている。また、スローアウェイチップにおける回転方向の前方に位置するすくい面から回転方向の後方に位置する面にかけて貫通孔が形成されており、この貫通孔にクランプネジ部材を挿入することによってスローアウェイチップが回転切削工具本体（ホルダ）に装着される。
　特許文献１に記載の切削インサートのように、本体部材における凹部に切刃部材が接合されてなる構成の場合には、凹部と貫通孔との間に厚みの薄い領域が形成される。例えば、切削インサートを小型化した場合などにおいては、上記の厚みの薄い領域において耐久性が不十分となる可能性がある。
　本態様は、本体部材及び切刃部材によって構成される場合において良好な耐久性を有する切削インサートを提供するものである。
　一態様に基づく切削インサートは、上面、下面、及び前記上面と前記下面との間に外周面を有する柱状体である本体部材と、該本体部材における前記外周面の角部に位置し、少なくとも３つの面が露出しており、該面のうち２つの面が交わる部分に切刃を有する切削部材とを具備しており、前記本体部材が、前記上面と前記下面とを貫く貫通孔を有している。
一実施形態の切削工具を示す斜視図である。 図１に示す切削工具の側面図である。 図２に示す領域Ａ１における拡大図である。 図１に示す切削工具を先端側から見た平面図である。 図４に示す領域Ａ２における拡大図である。 一実施形態の切削インサートを示す斜視図である。 図６に示す切削インサートの上面図である。 図６に示す切削インサートの下面図である。 図６に示す切削インサートの側面図である。 図９に示す切削インサートをＡ３方向から視た側面図である。 一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
　以下、一実施形態の切削インサート及び切削工具について、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、本実施形態を構成する部材のうち主要な部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明の切削インサート及び切削工具は、本明細書が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。
　本実施形態の切削工具１０１は、図１～５に示すように、ホルダ１０３と、複数の切削インサート１（以下、インサート１ともいう）と、ネジ１０５とを具備している。
　ホルダ１０３は、回転軸Ｏ１を有している。ホルダ１０３は、インサート１が位置している方を先端側、先端側の反対を後端側としたとき、回転軸Ｏ１に沿って先端側から後端側に向かって延びた円柱状体の部材である。切削加工物を製造するための被削材の切削加工時において、ホルダ１０３は回転軸Ｏ１を中心に回転軸Ｏ１の周りで回転方向Ｘ１に回転する。本実施形態においては、円柱状体であるホルダ１０３の中心軸と、ホルダ１０３の回転軸Ｏ１とが一致している。
　以下、回転軸Ｏ１に近い側を内周側とし、回転軸Ｏ１から遠い側を外周側とする。また、ホルダ１０３の後端側から先端側に向かう方向を先端方向とし、ホルダ１０３の先端側から後端側に向かう方向を後端方向とする。
　ホルダ１０３としては、鋼、鋳鉄、アルミ合金などを用いることができる。本実施形態の切削工具１０１においては、これらの部材の中で靱性の高い鋼を用いている。ホルダ１０３の大きさは、被削材の大きさに応じて適宜設定される。例えば、回転軸Ｏ１に沿った方向の長さは、３０～９０ｍｍ程度に設定される。また、回転軸Ｏ１に直交する方向の幅（直径）は、２０～５００ｍｍ程度に設定される。
　ホルダ１０３の先端側における外周側には複数のインサートポケット１０７（以下、ポケット１０７ともいう）が位置している。ポケット１０７は、インサート１が装着される部分であり、インサート１の装着前において、ホルダ１０３の先端側における外周側に開口している。複数のポケット１０７は、回転軸Ｏ１の周りに回転対称となるように等間隔で設けられていても不等間隔で設けられていてもよい。各ポケット１０７に取り付けられるインサート１に加わる負荷のばらつきを抑えるためには、等間隔であることが好ましい。
　ホルダ１０３には、複数のポケット１０７が位置していることからも明らかであるように、形状は厳密な円柱体ではない。ポケット１０７に取り付けられたインサート１は、ネジ１０５によってホルダ１０３に固定されている。
　本実施形態においては、図４に示すように、８つのポケット１０７がホルダ１０３に設けられており、８つのポケット１０７に、それぞれインサート１が位置している例を示している。なお、ポケット１０７の数及びホルダ１０３に取り付けられるインサート１の数は８つに限定されるものではない。これらの数は、例えば２つ、３つ、４つ、５つ、６つ又は１０以上であっても何ら問題ない。
　本実施形態におけるインサート１は、図６～１０に示すように、本体部材３及び切削部材５によって構成されており、全体として柱状体になっている。本体部材３は柱状体であり、本実施形態における本体部材３は四角柱状体である。本体部材３は、上面７、下面９及び外周面１１を有している。外周面１１は、上面７と下面９との間に位置している。
　切削部材５は、本体部材３における外周面１１の角部に位置している。言い換えれば、本体部材３の外周面１１の角部に有している凹部１３に切削部材５が位置している。そのため、本実施形態におけるインサート１は、全体として柱状体になっている。
　切削部材５は本体部材３に固定されている。本実施形態においては、切削部材５はロウ材などを用いて本体部材３に接合されている。なお、視覚的な理解を容易にするため、図６～１０において、切削部材５の部分に斜線によるハッチングを加えている。
　切削部材５は、被削材を切削する切刃１５を有する部位であるとともに、インサート１において高い強度の切刃１５とするために高い硬度を有する部位である。このように、本実施形態における切刃１５は、本体部材３には位置しておらず、切削部材５に位置している。一方、本体部材３は、インサート１における基部であり、本体部材３を構成する材質を選択する際は、切削部材３よりも硬度が同等もしくはそれ以上とする必要がない。このようにインサート１が、本体部材３及び切削部材５によって構成されていることによって、切刃１５の強度を高めつつ、インサート１の製造コストを抑えることができる。
　本体部材３を構成する部材の材質としては、例えば、超硬合金又はサーメットなどが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ及びＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏが挙げられる。ＷＣ－Ｃｏは、炭化タングステン（ＷＣ）にコバルト（Ｃｏ）の粉末を加えて焼結して生成される。ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏは、ＷＣ－Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したものである。ＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏは、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したものである。
　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、炭化チタン（ＴｉＣ）、又は窒化チタン（ＴｉＮ）などのチタン化合物を主成分としたものが挙げられる。
　切削部材５は本体部材３を構成する材質よりも高い高度の材質によって形成されている。具体的には、切削部材５の材質としては、例えば、多結晶ダイヤモンド及び単結晶ダイヤモンドなどが挙げられる。本体部材３及び切削部材５の硬度は、それぞれの部位のビッカース硬さを測定することによって評価できる。
　ビッカース硬さは、例えば、正四角錐ダイヤモンドで作られたピラミッド形状の圧子を材料表面に押し込み、荷重を除いた後に残ったへこみを測定する周知の試験法を用いて評価すればよい。上に例示したように本体部材３の材質が圧子よりも硬度の低い材質によって形成されているため、圧子を本体部材３に押し込んだ場合に本体部材３にへこみが形成される。一方、切削部材５の材質が単結晶ダイヤモンドである場合には、殆どへこみが形成されない。
　本実施形態における本体部材３の上面７及び下面９は、それぞれ四角形状である。インサート１をホルダ１０３に取り付けた際に、上面７は、ホルダ１０３におけるポケット１０７の座面に当接する面である。また、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際に、下面９は、ホルダ１０３の先端側において露出する面である。
　本体部材３の外周面１１は、四角形状の上面７及び下面９の各辺部に対応して、前側面１７、後側面１９、外側面２１及び内側面２３の４つの面領域を有している（図６を基にするとともに、ホルダ１０３に取り付けた際の位置関係からの名称）。これらの面領域は、それぞれの面の正面視において概ね四角形状となっている。
　前側面１７は、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際に回転方向Ｘ１の前方に位置する面領域である。前側面１７を正面視した場合において、回転軸Ｏ１に沿った方向の高さよりも回転軸Ｏ１に直交する方向の幅の方が長い。後側面１９は、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際に回転方向Ｘ１の後方に位置する面領域である。後側面１９は、前側面１７とは反対側に位置しており、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際にポケット１０７に当接する。
　外側面２１は、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際に外周面１の中で最も外周側に位置する面領域である。また、外側面２１は、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際に、ホルダ１０３よりも外周方向に突出する。なお、本実施形態においては外側面２１の全体がホルダ１０３よりも外周方向に突出しているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、外側面２１における前側面１７の側が部分的にホルダ１０３よりも外周方向に突出していてもよい。
　内側面２３は、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際に内周側に位置する面領域であり、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際にポケット１０７に当接する。
　なお、上面７、下面９、前側面１７、後側面１９、外側面２１及び内側面２３が四角形状であるとは、概ね四角形状であればよく、厳密な意味での四角形状である必要はない。各面領域における角がそれぞれ正面視した場合において丸みを帯びた形状となっていてもよく、隣り合う角を接続するように位置する辺は、厳密な直線形状ではなく、一部が凹凸を有する形状となっていてもよい。
　本体部材３の大きさは特に限定されるものではないが、例えば、本実施形態においては、上面視（上面３の正面視）した場合での前側面１７と後側面１９との間での幅の最大値は５～２０ｍｍ程度に設定される。また、上面視した場合での内側面２３と外側面２１との間での幅の最大値は５～２０ｍｍ程度に設定される。また、上面７と下面９との間の厚みの最大値は３～１０ｍｍである。
　本実施形態における本体部材３は、外周面１１のうち前側面１７における外側面２１側であり、外側面２１における前側面１７側であり、かつ、下面９の角に凹部１３を有している。本実施形態における凹部１３は、外周面１１に加えて、上面７の角の一部及び下面９の角の一部に位置しているとも言えるものである。
　切削部材５は、本体部材３の凹部１３に位置しており、少なくとも３つの面が露出している。本実施形態における切削部材５は、四角板状であり、本体部材３の前側面１７の側に位置する第１面２５が露出している。また、切削部材５は、本体部材３の外側面２１の側に位置する第２面２７と、本体部材３の下面９の側に位置する第３面２９とが露出している。
　切削部材５は、これらの露出している面のうち２つの面が交わる部分に切刃１５を有している。本実施形態において切刃１５は、第１切刃１５Ａ及び第２切刃１５Ｂを有している。第１切刃１５Ａは、切削部材５における第１面２５と第２面２７とが交わる部分に位置している。そのため、本実施形態における第１切刃１５Ａは、本体部材３の上面７から下面９に向かう方向に延びている。
　本実施形態の切削工具１０１は、ホルダ１０３が回転軸Ｏ１の周りで回転しつつ、回転軸Ｏ１に概ね直交する方向に移動することによって被削材を切削する、いわゆるフライス加工に用いられる工具である。そのため、第１切刃１５Ａは、被削材を主に切削する、いわゆる外周切刃として機能する。
　本実施形態においては、第１面２５と第２面２７とが交わる部分の全体に第１切刃１５Ａが位置している。第１切刃１５Ａは、第１面２５と第２面２７とが交わる部分の少なくとも一部でもよいが、本実施形態においては、切り込み高さを大きく確保するため、第１面２５と第２面２７とが交わる部分の全体に形成されている。第１切刃１５Ａの長さとしては、例えば、３～７ｍｍ程度に設定される。
　第１切刃１５Ａは、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際にホルダ１０３の外周面１１よりも外方に突出する。第１切刃１５Ａは、第１切刃１５Ａにおける下面９の側の端部から第１切刃１５Ａにおける上面７の側の端部に向かうにしたがって後側面１９に近づくように傾斜した直線形状になっている。インサート１をホルダ１０３に取り付けた状態での第１切刃１５Ａのアキシャルレーキθは、例えば、３～１０°程度に設定される。
　このように第１切刃１５Ａが位置している場合には、被削材を切削加工する際に本体部材３が被削材に接触する可能性を低く抑えることができる。
　第２切刃１５Ｂは、切削部材５における第１面２５と第３面２９とが交わる部分に位置している。そのため、本実施形態における第２切刃１５Ｂは、本体部材３の下面９に沿った方向に延びている。
　本実施形態における第２切刃１５Ｂは、被削材の加工面の凹凸を少なくする「さらい刃」として機能する。そのため、第２切刃１５Ｂは、必ずしも第１面２５と第３面２９とが交わる部分の全体に形成される必要はないが、第２切刃１５Ｂのうち、ホルダ１０３に取り付けた状態における外周側（図９における第２切刃１５Ｂの右側）を含むように形成されていることが望ましい。第２切刃１５Ｂの長さとしては、例えば、２～５ｍｍ程度に設定される。
　第２切刃１５Ｂは、インサート１をホルダ１０３に取り付けた際にホルダ１０３の先端側に突出する。第２切刃１５Ｂは、回転方向Ｘ１の前方から見た場合（例えば、図９）において、下方に凸となる形状である。このように第２切刃１５Ｂが位置している場合には、被削材を切削加工する際に本体部材３が被削材に接触する可能性を低く抑えることができる。
　また、第２切刃１５Ｂは、直線形状の部分を有しており、本実施形態においては、ホルダ１０３に取り付けた状態における外周側（図９における第２切刃１５Ｂの右側）から内周側に向かって直線形状の部分を有している。このような直線形状の部分を第２切刃１５Ｂが有している場合には、第２切刃１５Ｂをさらい刃として良好に機能させることができる。インサート１をホルダ１０３に取り付けた状態での第２切刃１５Ｂのラジアルレーキは、例えば、５～２０°程度に設定される。
　第２切刃１５Ｂが上記のように突出している場合には、必要以上にホルダ１０３を傾斜させることなく本体部材３が被削材に接触することが避けられる。
　本実施形態のインサート１においては、本体部材３が貫通孔３１を有している。貫通孔３１は、インサート１をホルダ１０３にネジ止めするための部位である。すなわち、インサート１の貫通孔３１にネジ１０５を挿入し、このネジ１０５の先端をポケット１０７に形成されたネジ孔（不図示）に挿入して、ネジ１０５をネジ孔に固定させることによって、インサート１がホルダ１０３に装着される。
　貫通孔３１は、本体部材３において上面７と下面９とを貫いている。言い換えれば、貫通孔３１は、本体部材３における上面７から下面９にかけて位置しており、上面７及び下面９において開口している。そのため、貫通孔３１は、本体部材３における外周面１１においては開口していない。本実施形態における貫通孔３１の貫通方向は、回転軸Ｏ１に沿っている。
　仮に貫通孔３１の大きさが同じであるとき、貫通孔３１が前側面１７及び後側面１９を貫いている場合、或いは貫通孔３１が外側面２１及び内側面２３を貫いている場合では、本体部材３における凹部１３と貫通孔３１との間に厚みの薄い領域が形成される。この厚みの薄い領域が存在すると、切削加工時にインサート１に加わる負荷によってこの厚みの薄い領域が損傷する可能性がある。
　しかしながら、本実施形態においては、貫通孔３１が下面９及び上面７を貫いていることから、凹部１３と貫通孔３１とは離れており、言い換えれば、大きな切削抵抗を受ける第１切刃１５Ａと貫通孔３１とが離れている。それゆえ、凹部１３と貫通孔３１との間には、厚みの薄い領域が形成されることが避けられる。これにより、良好な耐久性を有するインサート１とすることができる。
　また、仮に貫通孔３１が前側面１７から後側面１９にかけて形成されている場合には、切屑の流れる先にネジ１０５の頭部が位置することになるため、このネジ１０５の頭部が損傷する可能性がある。しかしながら、本実施形態においては、貫通孔３１が上面７及び下面９において開口していることから、ネジ１０５の頭部が損傷する可能性を小さくできる。
　切削部材５において、第１面２５が回転方向Ｘ１の前方に位置する。そのため、切削部材５における第１面２５は、切削加工を行う際に切屑が流れる「すくい面」として機能する。そのため、以下、第１面２５をすくい面ともいう。また、切削部材５における第２面２７及び第３面２９は、切削加工を行う際に「逃げ面」として機能する。
　本実施形態においては、図８に示すように、第２切刃１５Ｂの全体が、貫通孔３１よりも外周側に位置している。具体的には、貫通孔３１における内径が一定である中央部分よりも第２切刃１５Ｂの全体が外周側に位置している。切削加工時には第２切刃１５Ｂから回転方向Ｘ１の後方に向かって主分力による負荷が加わる。
　しかしながら、第２切刃１５Ｂが貫通孔３１よりも外周側に位置していることによって、第２切刃１５Ｂから貫通孔３１に向かって上記の負荷が直接伝わることが避けられる。これにより、インサート１の耐久性をさらに高めることができる。なお、外周側に位置しているとは、ホルダ１０３の回転軸Ｏ１から離れて位置することを意味する。
　また、本実施形態における本体部材３は、例えば図９に示すように、切削部材５が位置する角部における上下方向の厚みが、角部を除く部分における上下方向の厚みよりも厚い。そのため、本体部材３は、ホルダ１０３に取り付けられた際に本体部材３における外周側に位置する部分が先端側に向かって突出している。言い換えれば、図９において、本体部材３における内周側が部分的に窪んだ形状になっている。
　これにより、第１切刃１５Ａの長さを長くすることができる。また、ホルダ１０３が回転軸Ｏ１の周りで回転しつつ、回転軸Ｏ１に概ね直交する方向からわずかに先端方向に傾斜した方向に移動する、斜め沈み込み加工においては、本体部材３及びホルダ１０３が被削材に接触する可能性を安定して小さくできるので好適である。
　また、図１０に示すようにインサート１を側面視した場合において、外側面２１と下面９とが交差する稜線は、回転方向Ｘ１の前方に向かうにしたがって先端側に位置するように傾斜した構成になっており、かつ、第２切刃１５Ｂが先端方向に向かって最も突出した構成となっている。これにより、下面９が被削材に接触する可能性を小さくできる。
　なお、本体部材３における外側面２１が以下の構成であっても同様に下面９が被削材に接触する可能性を小さくできる。すなわち、ホルダ１０３に取り付けられた際に、外側面２１における回転方向Ｘ１の前方側に位置する部分が先端側に向かって突出している、言い換えれば、本実施形態における外側面２１と下面９とが交差する稜線は、回転方向Ｘ１の前方側に位置する部分が先端側に向かって突出している。
　本実施形態におけるインサート１を上面視した場合において、前側面１７と外側面２１とのなす角が鋭角となる平行四辺形になっている。これにより、第１切刃１５Ａと貫通孔３１との間隔を大きくすることができるので、本体部材３における切削部材５が接合される凹形状の部位と貫通孔３１との間での肉厚を大きく確保し易くなる。そのため、インサート１の耐久性をさらに高めることができる。
　また、本実施形態においては、切刃１５の全体が貫通孔３１よりも回転方向の前方に位置している。切削加工時には切刃１５から回転軸Ｏ１に向かう方向にも負荷が加わる。しかしながら、切刃１５の全体が貫通孔３１よりも回転方向の前方に位置している場合には、切刃１５から貫通孔３１に向かって上記の負荷が直接伝わることが避けられる。これにより、インサート１の耐久性をさらに高めることができる。
　以上、一実施形態の切削工具１０１及びインサート１について図面を用いて詳細に説明したが、本発明の切削工具及び切削インサートは上記の実施形態の構成に限定されるものではない。
　次に、一実施形態の切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。
　切削加工物は、被削材２０１を切削加工することによって作製される。本実施形態における切削加工物の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）上記実施形態に代表される切削工具１０１を回転軸Ｏ１の周りで回転させる工程と、
（２）回転している切削工具１０１における切刃１５を被削材２０１に接触させる工程と、
（３）切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。
　より具体的には、まず、図１１に示すように、切削工具１０１を回転軸Ｏ１の周りで回転させるとともにＸ２方向に移動させることによって、切削工具１０１を被削材２０１に相対的に近付ける。次に、切削工具１０１における切刃１５を被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。図１２に示すように、本実施形態においては、切刃１５としてインサート１の第１切刃及び第２切刃を被削材２０１に接触させている。そして、図１３に示すように、切削工具１０１をさらにＸ２方向に移動させることによって、切削工具１０１を被削材２０１から相対的に遠ざける。
　本実施形態においては、被削材２０１を固定するとともに回転軸Ｏ１の周りで切削工具１０１を回転させた状態で被削材２０１に近づけている。また、図１２においては、回転しているインサート１の第１切刃及び第２切刃を被削材２０１に接触させることによって被削材２０１を切削している。また、図１３においては、切削工具１０１を回転させた状態で被削材２０１から遠ざけている。
　なお、本実施形態の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、切削工具１０１を動かすことによって、切削工具１０１を被削材２０１に接触させる、或いは、切削工具１０１を被削材２０１から離しているが、当然ながらこのような形態に限定されるものではない。
　例えば、（１）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１に近づけてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具１０１を回転させた状態を維持して、被削材２０１の異なる箇所にインサート１における切刃１５を接触させる工程を繰り返せばよい。
　なお、被削材２０１の材質の代表例としては、アルミ、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、又は非鉄金属などが挙げられる。
１・・・インサート
３・・・本体部材
５・・・切削部材
７・・・上面
９・・・下面
１１・・・外周面
１３・・・凹部
１５・・・切刃
１５Ａ・・・第１切刃
１５Ｂ・・・第２切刃
１７・・・前側面
１９・・・後側面
２１・・・外側面
２３・・・内側面
２５・・・第１面
２７・・・第２面
２９・・・第３面
３１・・・貫通孔
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０５・・・ネジ
１０７・・・インサートポケット（ポケット）
２０１・・・被削材

Claims (9)

  1. 　上面、下面、及び前記上面と前記下面との間に外周面を有する柱状体である本体部材と、該本体部材における前記外周面の角部に位置し、少なくとも３つの面が露出しており、該面のうち２つの面が交わる部分に切刃を有する切削部材とを具備する切削インサートであって、
    　前記本体部材が、前記上面と前記下面とを貫く貫通孔を有していることを特徴とする切削インサート。
  2. 　前記切刃は、前記本体部材の前記上面から前記下面に向かう方向に延びる第１切刃と、前記本体部材の前記下面に沿った方向に延びる第２切刃とを有していることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
  3. 　前記切削部材における前記第１切刃は、前記本体部材よりも側方に突出していることを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。
  4. 　前記切削部材における前記第２切刃は、前記本体部材よりも下方に突出していることを特徴とする請求項２又は３に記載の切削インサート。
  5. 　前記本体部材は、前記切削部材が位置する前記角部における厚みが、前記角部を除く部分における厚みよりも厚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。
  6. 　回転軸の周りで回転可能であり、先端側にポケットを有するホルダと、
    前記ポケット内に位置する、請求項１～７のいずれか１つに記載の切削インサートとを具備した切削工具。
  7. 　前記切刃は、前記本体部材の前記上面から前記下面に向かう方向に延びる第１切刃と、前記本体部材の前記下面に沿った方向に延びる第２切刃とを有し、
    　前記切削インサートは、前記第２切刃の全体が前記貫通孔よりも前記ホルダの外周側に位置していることを特徴とする請求項６に記載の切削工具。
  8. 　前記切削インサートは、前記切刃の全体が前記貫通孔よりも前記回転方向の前方に位置していることを特徴とする請求項６又は７に記載の切削工具。
  9. 　請求項６～８のいずれか１つに記載の切削工具を回転させる工程と、
    　回転している前記切削工具を被削材に接触させる工程と、
    　前記切削工具を前記被削材から離す工程とを備えた切削加工物の製造方法。
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