WO2016186217A1 - ホルダ、切削工具及びこれを用いた切削加工物の製造方法 - Google Patents

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一輝 山道
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京セラ株式会社
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Definitions

  • This aspect relates to a holder used for cutting, a cutting tool, and a method for manufacturing a cut product using the same.
  • a cutting tool described in International Publication No. 2010/092807 is known as a cutting tool used for cutting a work material such as metal.
  • the cutting tool described in Patent Document 1 is used for a turning process such as milling, and is called an end mill.
  • a cutting tool used for the rolling process includes a tool body (holder) that rotates around a rotation axis, and a cutting insert that is mounted on an insert mounting seat (pocket) of the holder.
  • the cutting tool described in Patent Document 1 further includes an upper wall portion that protrudes from the pocket, and the rigidity of the holder is increased because the upper wall portion makes it difficult for the holder to bend.
  • the present aspect provides a holder that has high rigidity and suppresses chatter vibration, and also has good chip discharge performance.
  • the holder based on this aspect is provided with the main-body part extended toward the 2nd end part from the 1st end part along the rotating shaft, The said main-body part is located in the said 1st end part side.
  • a first portion having a pocket to which a cutting insert is attached; a second portion having a cavity inside, the second portion being located closer to the second end than the first portion; and the second portion And a third portion located closer to the second end.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the cutting tool of one Embodiment. It is an enlarged view in area
  • a cutting tool 1 according to an embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the cutting tool 1 of the present embodiment includes a holder 3 and a plurality of cutting inserts 5 (hereinafter also simply referred to as inserts 5), as shown in FIG.
  • inserts 5 a plurality of cutting inserts 5
  • FIG. 1 although the example provided with the two inserts 5 is shown, the number of the inserts 5 is not limited to two. The number of inserts 5 may be only one, or may be three or more.
  • the holder 3 of the present embodiment includes a main body 3a.
  • the main body 3a has a rotation axis X1, and extends from the first end to the second end along the rotation axis X1. It is a rod-shaped member.
  • the main body 3a in the present embodiment is a cylindrical body.
  • the main body 3a rotates about the rotation axis X1 in the rotation direction X2 around the rotation axis X1.
  • the central axis of the main body 3a that is a columnar body coincides with the rotation axis X1 of the main body 3a.
  • the first end is the front end and the second end is the rear end.
  • the side close to the rotation axis X1 is defined as the rotation axis side
  • the side far from the rotation axis X1 is defined as the outer peripheral surface side.
  • a direction from the rear end to the front end of the main body 3a is referred to as a front end direction
  • a direction from the front end to the rear end of the main body 3a is referred to as a rear end direction.
  • the main body 3a in the present embodiment includes a first part 7, a second part 9, and a third part 11, and is a cylindrical body as a whole.
  • part 7 is located in the front end side in the main-body part 3a, and has the pocket 13 with which the insert 5 is mounted
  • the third part 11 is located on the rear end side in the main body 3a.
  • the third portion 11 is a portion that is gripped or connected by a machine tool (not shown) and has a substantially constant outer diameter, and is also a portion called a shank.
  • the second part 9 is a part located between the first part 7 and the third part 11. In the present embodiment, the outer diameter of the second portion 9 is gradually increased from the front end side toward the rear end side.
  • the main body 3 a includes a first part 7 located on the front end side, a second part 9 located on the rear end side of the first part 7, and a rear end of the second part 9. In other words, it can be said that the third portion 11 located on the side is provided.
  • the plurality of pockets 13 provided in the first portion 7 are opened to the distal end side and the outer peripheral surface side of the main body 3a, and each pocket 13 has a mounting surface 15 on which the insert 5 is mounted. is doing.
  • the mounting surface 15 is provided with a screw hole, and the insert 5 is fixed to the holder 3 by attaching a screw 31 to the screw hole.
  • the plurality of pockets 13 may be provided at equal intervals or at unequal intervals so as to be rotationally symmetric with respect to the rotation axis X1 when the holder 3 is viewed from the tip.
  • each pocket 13 if the interval between the pockets 13 adjacent to each other in the rotation direction is constant, it is possible to suppress variation in cutting load applied to the insert 5 to be attached.
  • the pocket 13 includes a first pocket and a second pocket adjacent to each other in the rotation direction, and a third pocket and a fourth pocket adjacent to each other in the rotation direction.
  • the distance between the first pocket and the second pocket is larger than the distance between the third pocket and the fourth pocket.
  • the second portion 9 in the present embodiment has a cavity 17 inside as shown in FIGS. Since the second portion 9 has such a cavity 17, the cross-sectional area of the second portion 9 in the cross section orthogonal to the rotation axis X ⁇ b> 1 can be reduced by the amount of the cavity 17. Therefore, the second portion 9 is easily twisted.
  • a main component force of cutting resistance is applied to the first portion 7 of the main body 3a from the work piece through the insert 5 in the direction opposite to the rotation direction X2.
  • the main component force may cause chatter vibration in the cutting tool 1.
  • the second portion 9 is easily twisted, and when the second portion 9 is twisted, vibration such as chatter vibration is suppressed at the second portion 9.
  • the fall of chip discharge property is also suppressed.
  • the cross-sectional area of the second part 9 can also be reduced by making the outer diameter of the second part 9 smaller than the outer diameters of the first part 7 and the third part 11. However, when the outer diameter of the second portion 9 is reduced, the rigidity of the second portion 9 is lowered.
  • a feed force of cutting resistance is applied to the first portion 7 of the main body 3a from the work material through the insert 5 in the direction opposite to the feed direction of the cutting tool 1. .
  • the rigidity of the second part 9 may be reduced, and the durability against the above-mentioned feed force may be reduced.
  • the outer diameter of the second part 9 is set to the outer diameter of the first part 7 and the third part 11. It is the structure which is easy to twist, suppressing the fall of the rigidity of the 2nd site
  • the second part 9 has a part having a small transverse elastic coefficient, that is, a part that is easily twisted. And it has the cavity 17 specifically as a site
  • FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 9 in the cutting tool 1 of one embodiment.
  • the opening portion is made small even when the cavity 17 opens to the outer peripheral surface of the second portion 9.
  • the width of the opening portion is narrower than the maximum value of the width in the direction orthogonal to the rotation axis X1 in the second portion 9.
  • the cavity 17 is provided inside the second portion 9. That is, at least the second portion as a portion that is easily twisted by the cavity 17 between the first portion 7 to which cutting force from the work material is applied via the insert 5 and the third portion 11 that is gripped by the machine tool. It means that the part 9 is located. Therefore, although the cavity 17 in this embodiment is provided only in the 2nd site
  • FIG. 12 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 8 in the cutting tool 1 of one embodiment.
  • the cavity 17 may extend from the second part 9 to the third part 11.
  • the cavity 17 is provided in the third part 11 in order to stably grip the third part 11 with the machine tool. Preferably not.
  • Steel, cast iron, aluminum alloy or the like can be used as the material of the main body 3a.
  • steel with high strength is used among these members.
  • the size of the main body 3a is appropriately set according to the size of the work material to be cut or the size of the machine tool to which the cutting tool 1 is attached.
  • the length in the direction along the rotation axis X1 is set to about 50 to 300 mm.
  • the width (diameter) in the direction orthogonal to the rotation axis X1 is set to about 20 to 100 mm.
  • the main body 3a in the present embodiment has a through hole 19 that extends from the third region 11 to the second region 9 and extends to the pocket 13 in the first region 7 separately from the cavity 17 described above. May be.
  • the insert 5 can be cooled by supplying a coolant (coolant) from the outside.
  • the through hole 19 may be opened on the rear end face of the third part 11 or the outer peripheral surface of the third part 11, and the opening position is not limited. Moreover, although the through-hole 19 is extended over the pocket 13, the opening part in the pocket 13 may be either the mounting surface 15 in which the insert 5 is mounted, or may be an area other than that. In the present embodiment, a through hole 19 is opened toward the insert 5 in a region other than the placement surface 15 in order to efficiently cool the cutting blade of the insert 5.
  • the through hole 19 in the present embodiment is located away from the cavity 17. In other words, the inside of the through hole 9 and the inside of the cavity 17 are not connected.
  • the coolant flows into the cavity 17, so that the coolant flow may be inhibited in the cavity 17.
  • the through hole 19 is located away from the cavity 17, the coolant does not flow into the cavity 17, so that the coolant can flow smoothly.
  • the number of the cavities 17 positioned inside the second portion 9 may be plural as shown in FIGS. 11 to 12, or may be one as shown in FIGS. 13 and 14, for example.
  • the cavity 17 is located in the central portion of the second portion 9 including the rotation axis X1.
  • the rotation axis X ⁇ b> 1 is less likely to be shaken because the single cavity 17 is positioned at the center of the second portion 9.
  • 13 and 14 are cross-sectional views at positions corresponding to C2 in FIG. 4 in other embodiments.
  • the cavity 17 may also serve as the through hole 19.
  • the figure is more than the example shown in FIG.
  • the cavity 17 in the cross section is circular with the rotation axis X1 as the center.
  • the second portion 9 has a plurality of cavities 17, and the plurality of cavities 17 may be positioned rotationally symmetrically with respect to the rotation axis X1 in a cross section orthogonal to the rotation axis X1. .
  • the blurring of the rotation axis X1 during cutting can be reduced.
  • the processing accuracy is increased by reducing the blurring of the rotation axis X1.
  • the fact that the cavity 17 is positioned rotationally symmetric with respect to the rotation axis X1 may include a region that does not partially overlap when one cavity 17 is rotated with respect to the rotation axis X1. However, it means that they overlap each other except for this region. At this time, in order to make the rotation axis X1 difficult to shake, the plurality of cavities 17 positioned in rotational symmetry may have the same shape so as to overlap each other when the cavity 17 is rotated around the rotation axis X1. preferable.
  • the second part 9 when the second part 9 has a plurality of cavities 17, the second part 9 has a thickness D ⁇ b> 1 between the outer peripheral surface and the cavity 17 in the cross section orthogonal to the rotation axis X ⁇ b> 1.
  • the thickness D2 between the plurality of cavities 17 on the rotation axis X1 side may be larger.
  • the rigidity of the second portion 9 can be increased by the relatively thick thickness D1 between the outer peripheral surface and the cavity 17. Further, in the cross section orthogonal to the rotation axis X1, the second portion 9 is easily twisted because the thickness D2 between the plurality of cavities 17 on the rotation axis X1 side is relatively thin. Therefore, when the thickness D1 between the outer peripheral surface and the cavity 17 is larger than the thickness D2 between the plurality of cavities 17 on the rotation axis X1 side, the second portion 9 has high rigidity. The occurrence of chatter vibration can be more stably suppressed.
  • the cavity 17 in the present embodiment may extend along the rotation axis X1.
  • the cavity 17 in the cross section in the direction along the rotation axis X1, the cavity 17 has a configuration in which the length in the direction along the rotation axis X1 is larger than the width in the direction orthogonal to the rotation axis X1. May be. In this way, when the cavity 17 extends along the rotation axis X1, the second portion 9 is more easily twisted. Therefore, the occurrence of chatter vibration can be further suppressed.
  • the width of the cavity 17 on the outer peripheral surface side may be larger than the width on the rotation axis X1 side.
  • the space of the cavity 17 in a portion close to the outer peripheral surface in the second portion 9 is widened. Therefore, the second portion 9 is more easily twisted.
  • the width on the outer peripheral surface side is shown as W1
  • the width on the rotating shaft X1 side is shown as W2.
  • the width of the cavity 17 increases in the direction orthogonal to the radial direction of the rotation axis X1 as the distance from the rotation axis X1 increases.
  • the second portion 9 is more easily twisted.
  • the length of the cavity 17 in the radial direction is set to, for example, about 30 to 70% with respect to the radius of the second portion 9 in the cross section orthogonal to the rotation axis X1.
  • the cross-sectional area occupied by the cavity 17 is set to about 10 to 40% with respect to the area of the circumscribed circle of the second portion 9.
  • the cavity 17 includes a material that constitutes the main body 3 a as shown in FIG. 15. May include a member 33 made of a different material having a small transverse elastic modulus.
  • the holder 3 may be configured to include the main body 3 a and the member 33 located inside the cavity 17.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 9 in the cutting tool 1 of one embodiment.
  • the second portion 9 can be easily twisted.
  • a resin material such as an epoxy resin
  • a member made of a material different from the material constituting the holder 3 may be partially disposed in the cavity 17.
  • the inserts 5 are respectively attached to the plurality of pockets 13 of the holder 3.
  • the insert 5 in the present embodiment has a quadrangular prism shape having a cutting edge 21 as shown in FIGS. Specifically, it has a square plate shape including a rectangular upper surface 23, a rectangular lower surface 25, and a side surface 27 positioned between the upper surface 23 and the lower surface 25.
  • the upper surface 23 is positioned in front of the rotation direction X2 of the rotation axis X1
  • the lower surface 25 is positioned behind the rotation direction X2 of the rotation axis X1.
  • the side surface 27 is composed of four surface regions corresponding to the four sides of the rectangular upper surface 23 and lower surface 25.
  • the lower surface 25 is a surface located behind the rotation direction X ⁇ b> 2 and abuts on the mounting surface 15 of the holder 3. Further, when the insert 5 is attached to the holder 3, a part of the side surface 27 protrudes outward and forward from the holder 3.
  • the cutting edge 21 is formed at a ridge line where the upper surface 23 and the side surface 27 intersect.
  • the upper surface 23 and the lower surface 25 have a quadrangular shape as long as the upper surface 23 and the lower surface 25 have a quadrangular shape, and do not need to be a square shape in a strict sense.
  • Each of the four corners may have a rounded shape when viewed from the front, and the side located so as to connect adjacent corners is not a strict linear shape, and some of the sides are uneven. It may have a shape.
  • the cutting edge 21 is formed at the ridge line portion where the upper surface 23 and the side surface 27 intersect, and the upper surface 23 is located in front of the rotation direction X2 of the rotation axis X1, at least a part of the upper surface 23 is cut. It functions as a “rake face” through which chips flow when machining. Further, at least a part of the side surface 27 functions as a “flank” when cutting. In addition, the cutting blade 21 should just be located in at least one part of the ridgeline part where two surfaces in the insert 5 cross
  • Examples of the material of the insert 5 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.
  • examples of the cermet include those containing a titanium compound such as titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN) as a main component.
  • the surface of the member constituting the insert 5 may be coated with a film using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the composition of the coating include titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), and alumina (Al 2 O 3 ).
  • the insert 5 may have a structure in which, for example, a diamond sintered body or a CBN sintered body is brazed to a base made of the above material.
  • the insert 5 of this embodiment intersects with the lower surface 25 and has a hole formed from the lower surface 25 to the upper surface 23.
  • the hole in this embodiment is formed in the direction along the rotation direction X2 from the lower surface 25.
  • the hole is a part for screwing the insert 5 to the holder 3. That is, the screw 5 is inserted into the hole of the insert 5, the tip of the screw 31 is inserted into the screw hole formed in the mounting surface 15, and the screw 31 is fixed to the screw hole, whereby the insert 5 is held in the holder. 3 is fixed.
  • the size of the insert 5 is not particularly limited.
  • the maximum thickness in the direction from the upper surface 23 to the lower surface 25 when viewed from the tip is about 3 to 10 mm.
  • Set to The length of each side of the upper surface 23 is set to about 5 to 20 mm.
  • the insert 5 is mounted on the holder 3 so that the upper surface 23 is inclined with respect to the rotation axis X1 in a side view.
  • This inclination angle is a so-called axial rake, and can be set to, for example, about 0 to 20 ° in the present embodiment.
  • the cutting tool 1 of one Embodiment was demonstrated in detail using drawing, the cutting tool of this invention is not limited to the structure of said embodiment.
  • the cut workpiece is produced by cutting a work material.
  • the manufacturing method of the cut workpiece in the present embodiment includes the following steps. That is, (1) a step of rotating a cutting tool represented by the above-described embodiment around the rotation axis X1, (2) a step of bringing the cutting edge in the rotating cutting tool into contact with the work material 101; (3) a step of separating the cutting tool from the work material 101; It has.
  • the cutting tool is rotated around the rotation axis X1 and moved in the Y1 direction to bring the cutting tool relatively close to the work material 101.
  • the work material 101 is cut by bringing the cutting edge of the cutting tool into contact with the work material 101.
  • the cutting tool is moved away from the work material 101 by moving the cutting tool in the Y2 direction.
  • the work material 101 is fixed and brought close to the work material 101 in a state where the cutting tool is rotated around the rotation axis X1.
  • the work material 101 is cut by bringing the cutting blade of the rotating insert into contact with the work material 101.
  • the cutting tool is rotated away from the work material 101.
  • the cutting tool is brought into contact with the work material 101 by moving the cutting tool in each step, or the cutting tool is separated from the work material 101.
  • the cutting tool is not limited to such a form.
  • the work material 101 may be brought closer to the cutting tool.
  • the work material 101 may be moved away from the cutting tool.
  • the process of rotating the cutting tool and maintaining the cutting blade in the insert in contact with a different part of the work material 101 may be repeated.
  • typical examples of the material of the work material 101 include aluminum, carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, and non-ferrous metal.

Abstract

　一態様に基づくホルダは、回転軸に沿って第１端部から第２端部に向かって延びた本体部を具備しており、本体部は、第１端部の側に位置して切削インサートが装着されるポケットを有する第１の部位と、第１の部位よりも第２端部の側に位置して、内部に空洞を有する第２の部位と、第２の部位よりも第２端部の側に位置する第３の部位とを備えている。

Description

ホルダ、切削工具及びこれを用いた切削加工物の製造方法
　本態様は、切削加工に用いられるホルダ、切削工具及びこれを用いた切削加工物の製造方法に関する。
　金属などの被削材の切削加工に用いられる切削工具として、国際公開第２０１０／０９２８０７号（特許文献１）に記載された切削工具が知られている。特許文献１に記載された切削工具は、フライス加工のような転削加工に用いられるものであり、エンドミルと呼ばれている。転削加工に用いられる切削工具は、回転軸の周りで回転する工具本体（ホルダ）と、ホルダのインサート取付座（ポケット）に装着される切削インサートとを備えている。特許文献１に記載された切削工具は、ポケットに対して張り出す上壁部をさらに備えており、この上壁部によってホルダがたわみにくくなるため剛性が高められている。
　特許文献１に記載されたホルダのように単純に上壁部を設けて、たわみにくくすることによってホルダの剛性を高めた場合には、上壁部の分だけポケットのスペースが狭くなる。そのため、切屑排出性が低下する可能性がある。本態様は、高い剛性を有することによってびびり振動の発生を抑制しつつ、切屑排出性も良好なものにできるホルダを提供するものである。
　本態様に基づくホルダは、回転軸に沿って第１端部から第２端部に向かって延びた本体部を具備しており、前記本体部は、前記第１端部の側に位置して切削インサートが装着されるポケットを有する第１の部位と、該第１の部位よりも前記第２端部の側に位置して、内部に空洞を有する第２の部位と、該第２の部位よりも前記第２端部の側に位置する第３の部位とを備えている。
一実施形態の切削工具を示す斜視図である。 図１に示す領域Ａ１における拡大図である。 図１に示す切削工具の第１端部における正面図である。 図３に示す切削工具をＢ１方向から見た側面図である。 図４に示す領域Ａ２における拡大図である。 図３に示す切削工具をＢ２方向から見た側面図である。 図６に示す領域Ａ３における拡大図である。 図４に示す切削工具のＣ１における断面図である。 図４に示す切削工具のＣ２における断面図である。 図４に示す切削工具のＣ３における断面図である。 他の実施形態の切削工具を示す断面図である。 他の実施形態の切削工具を示す断面図である。 他の実施形態の切削工具を示す断面図である。 他の実施形態の切削工具を示す断面図である。 他の実施形態の切削工具を示す断面図である。 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、一実施形態のホルダ及びこれを備えた切削工具について、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を簡略化して示したものである。従って、本発明のホルダ及び切削工具は、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。
　図１～図１０を参照して、一実施形態の切削工具１について説明する。
　本実施形態の切削工具１は、図１に示すように、ホルダ３と、複数の切削インサート５（以下、単にインサート５ともいう）とを備えている。なお、図１においては、２つのインサート５を備えている例を示しているが、インサート５の数は２つに限定されない。インサート５の数は、１つのみであってもよく、また、３つ以上であってもよい。
　本実施形態のホルダ３は、本体部３ａを具備しており、本体部３ａは、回転軸Ｘ１を有しており、この回転軸Ｘ１に沿って第１端部から第２端部にかけて延びた棒形状の部材である。具体的には、本実施形態における本体部３ａは円柱状体である。被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、本体部３ａは回転軸Ｘ１を中心に回転軸Ｘ１の周りで回転方向Ｘ２に回転する。本実施形態においては、円柱状体である本体部３ａの中心軸と、本体部３ａの回転軸Ｘ１とが一致している。
　以下、第１端部を先端とするとともに第２端部を後端とする。また、回転軸Ｘ１に近い側を回転軸側とし、回転軸Ｘ１から遠い側を外周面側とする。また、本体部３ａの後端から先端に向かう方向を先端方向とし、本体部３ａの先端から後端に向かう方向を後端方向とする。
　本実施形態における本体部３ａは、第１の部位７、第２の部位９及び第３の部位１１を備えており、全体として円柱状体である。第１の部位７は、本体部３ａにおける先端側に位置しており、インサート５が装着されるポケット１３を有している。本実施形態の切削工具１は複数のインサート５を備えていることから、第１の部位７は、複数のポケット１３を有している。従って、本実施形態においては、本体部３ａにおける回転軸Ｘ１に沿った方向での先端からポケット１３までの領域を第１の部位７としている。
　第３の部位１１は、本体部３ａにおける後端側に位置している。第３の部位１１は、工作機械（不図示）によって把持されたり、接続されたりする、外径が略一定の部位であり、シャンクとも呼ばれる部位である。第２の部位９は、第１の部位７と第３の部位１１との間に位置する部位である。本実施形態においては、第２の部位９の外径が、先端側から後端側に向かって漸次大きくなっている。
　本実施形態における本体部３ａは、先端側に位置する第１の部位７と、第１の部位７よりも後端側に位置する第２の部位９と、第２の部位９よりも後端側に位置する第３の部位１１とを備えていると言い換えることができる。
　第１の部位７に設けられた複数のポケット１３は、それぞれ本体部３ａの先端側及び外周面側に開口しており、各ポケット１３は、インサート５が載置される載置面１５を有している。載置面１５にはネジ孔が設けられており、このネジ孔にネジ３１を取り付けることによってインサート５がホルダ３に固定される。
　複数のポケット１３は、ホルダ３を先端視した場合に、回転軸Ｘ１に対して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１３において、回転方向に隣り合うポケット１３の間隔が一定であれば、取り付けられるインサート５に加わる切削負荷のばらつきを抑えることができる。
　一方、回転方向に隣り合うポケット１３の間隔が一定ではないときには、びびり振動を抑制することができる。回転方向に隣り合うポケット１３の間隔が一定ではないときとは例えば、ポケット１３として、回転方向に隣り合う第１ポケット及び第２ポケットと、回転方向に隣り合う第３ポケット及び第４ポケットとを有している場合において、第１ポケットと第２ポケットとの間隔が、第３ポケットと第４ポケットとの間隔よりも大きい状態のことである。
　本実施形態における第２の部位９は、図５，７，９に示すように、その内部に空洞１７を有している。このような空洞１７を第２の部位９が有していることによって、回転軸Ｘ１に直交する断面における第２の部位９の断面積を空洞１７の分だけ減らすことができる。そのため、第２の部位９がねじれ易くなる。
　具体的には、切削加工時においては、インサート５を介して被削材から本体部３ａの第１の部位７に回転方向Ｘ２に対して反対方向に切削抵抗の主分力が加わる。第３の部位１１が工作機械によって把持されている状況下では、この主分力によって切削工具１にびびり振動が生じる可能性がある。しかしながら、上記構成を満たしていることにより、第２の部位９がねじれ易くなっており、第２の部位９がねじれることによって、この第２の部位９でびびり振動のような振動が抑えられる。また、特許文献１に記載のような上壁部を設ける必要がないため、切屑排出性の低下も抑えられる。
　なお、第２の部位９の外径を第１の部位７及び第３の部位１１の外径よりも小さくすることによっても第２の部位９の断面積を小さくすることができる。しかしながら、第２の部位９の外径を小さくした場合には、第２の部位９の剛性が低下する。
　具体的には、切削加工時においては、インサート５を介して被削材から本体部３ａの第１の部位７に切削工具１の送り方向に対して反対方向に切削抵抗の送り分力が加わる。このような状況において、第２の部位９の外径が小さいときには、第２の部位９の剛性が低下して、上記の送り分力に対する耐久性が低下する可能性がある。
　本実施形態のホルダ３においては、第２の部位９の内部に空洞１７が設けられているため、第２の部位９の外径を第１の部位７及び第３の部位１１の外径と同程度にして第２の部位９の剛性の低下を抑えつつ、ねじれ易い構成となっている。したがって、びびり振動の発生を抑制できるホルダ３とすることができる。
　本実施形態のホルダ３においては、第２の部位９が内部に横弾性係数の小さい部位、すなわちねじれ易い部位を有している。そして、横弾性係数の小さい部位として具体的に空洞１７を有している。そのため、第２の部位９がねじれ易い構成となっている。
　空洞１７は、図１１に示すように第２の部位９の外周面に開口していてもよいが、第２の部位９の剛性を高めるためには外周面に開口していない方が望ましい。同様の理由から、空洞１７は、ポケット１３に開口していない方が望ましい。なお、図１１は、一実施形態の切削工具１における図９に対応する断面図である。
　また、第２の部位９の剛性を高めるため、空洞１７が第２の部位９の外周面に開口する場合であっても、開口部分は小さくすることが好ましい。具体的には、図１１に示すように断面視した場合において、第２の部位９における回転軸Ｘ１に直交する方向での幅の最大値よりも開口部分の幅が狭いことが好ましい。
　空洞１７は第２の部位９の内部に設けられている。すなわち、少なくとも、インサート５を介して被削材からの切削抵抗が加わる第１の部位７と、工作機械に把持される第３の部位１１との間に空洞１７によってねじれ易い部位として第２の部位９が位置していることを意味している。そのため、本実施形態における空洞１７は第２の部位９のみに設けられているが、このような構成に限定されるものではない。
　例えば、図１２に示すように、空洞１７が第２の部位９から第１の部位７にまで延在している、言い換えれば、第１の部位７及び第２の部位９の内部に空洞１７が設けられている構成であってもよい。ただし、第１の部位７の剛性を高いものにするためには、空洞１７は第１の部位７には設けられていない方が好ましい。なお、図１２は、一実施形態の切削工具１における図８に対応する断面図である。
　また、空洞１７が第２の部位９から第３の部位１１にまで延在していてもよい。しかしながら、第３の部位１１は工作機械によって把持される部位であるため、第３の部位１１を工作機械で安定して把持するためには、空洞１７は第３の部位１１には設けられていない方が好ましい。
　本体部３ａの材質としては、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１においては、これらの部材の中で強度の高い鋼を用いている。本体部３ａの大きさは、切削加工を行う被削材の大きさ、或いは切削工具１が取り付けられる工作機械の大きさに応じて適宜設定される。
　例えば、回転軸Ｘ１に沿った方向の長さは、５０～３００ｍｍ程度に設定される。また、回転軸Ｘ１に直交する方向の幅（直径）は、２０～１００ｍｍ程度に設定される。第１の部位７に複数のポケット１３が形成されていることからも明らかであるように、本体部３ａは厳密な意味での円柱状体ではない。
　本実施形態における本体部３ａは、上記の空洞１７とは別に、第３の部位１１から第２の部位９を通過して第１の部位７におけるポケット１３にかけて延びた貫通孔１９を有していてもよい。貫通孔１９を有しているときには、冷却液（クーラント）を外部から供給し、インサート５を冷却することができる。
　貫通孔１９は、第３の部位１１における後端面や第３の部位１１の外周面において開口していてもよく、開口位置は限定されない。また、貫通孔１９はポケット１３にかけて延びているが、ポケット１３における開口部はインサート５が載置される載置面１５であっても、それ以外の領域であってもどちらでもよい。本実施形態においては、インサート５の切刃を効率良く冷却するため、載置面１５以外の領域においてインサート５に向かって貫通孔１９が開口している。
　本実施形態における貫通孔１９は、空洞１７から離れて位置している。言い換えれば、貫通孔９の内部と空洞１７の内部とは繋がっていない。貫通孔１９と空洞１７とが繋がっていると、冷却液が空洞１７にも流れ込むため、空洞１７において冷却液の流れが阻害される可能性がある。しかしながら、貫通孔１９が空洞１７から離れて位置している場合には、冷却液が空洞１７に流れ込まないため、冷却液の流れを円滑なものにできる。
　第２の部位９の内部に位置する空洞１７は、図１１～図１２に示すように複数であっても、例えば図１３及び図１４に示すように１つであってもよい。図１３及び図１４に示す例においては、空洞１７は回転軸Ｘ１を含む第２の部位９の中心部分に位置している。図１３及び図１４に示すように１つの空洞１７が第２の部位９の中心部分に位置していることによって、回転軸Ｘ１がブレ難くなる。なお、図１３及び図１４は、他の実施形態における、図４のＣ２に対応する位置の断面図である。図１３及び図１４に示す例においては、空洞１７が貫通孔１９を兼ねるものであってもよい。
　回転軸Ｘ１に直交する断面における空洞１７の面積を広く確保しつつ、空洞１７と外周面との間での第２の部位９の厚みを確保するためには、図１３に示す例よりも図１４に示す例のように、断面における空洞１７が回転軸Ｘ１を中心とする円形であることが好ましい。
　本実施形態においては第２の部位９が空洞１７を複数有しており、回転軸Ｘ１に直交する断面において、複数の空洞１７が、回転軸Ｘ１に対して回転対称に位置していてもよい。複数の空洞１７の少なくとも一部が回転軸Ｘ１に対して回転対称に位置している場合には、切削加工時における回転軸Ｘ１のブレを小さくすることができる。回転軸Ｘ１のブレが小さくなることによって、加工精度が高められる。
　なお、空洞１７が回転軸Ｘ１に対して回転対称に位置しているとは、回転軸Ｘ１を基準に１つの空洞１７を回転させた場合に、部分的に重なり合っていない領域があってもよいが、この領域を除けば互いに重なり合っていることを意味している。このとき、回転軸Ｘ１をブレ難くするため、回転対称に位置した複数の空洞１７は、回転軸Ｘ１の周りで空洞１７を回転させた場合に、互いに全体が重なり合うように同じ形状であることが好ましい。
　また、図９に示すように、第２の部位９が空洞１７を複数有するとき、回転軸Ｘ１に直交する断面において、第２の部位９は、外周面と空洞１７との間の厚みＤ１が、回転軸Ｘ１側における複数の空洞１７の間の厚みＤ２よりも大きくなっていてもよい。
　回転軸Ｘ１に直交する断面において、外周面と空洞１７との間の厚みＤ１が相対的に厚いことによって第２の部位９の剛性を高めることができる。また、回転軸Ｘ１に直交する断面において、回転軸Ｘ１側における複数の空洞１７の間の厚みＤ２が相対的に薄いことによって第２の部位９がねじれ易くなる。そのため、外周面と空洞１７との間の厚みＤ１が、回転軸Ｘ１側における複数の空洞１７の間の厚みＤ２よりも大きくなっている場合には、第２の部位９において高い剛性を有しつつびびり振動の発生をより安定して抑制できる。
　また、本実施形態における空洞１７は、回転軸Ｘ１に沿って延びていてもよい。具体的には、回転軸Ｘ１に沿った方向での断面において、空洞１７は、回転軸Ｘ１に直交する方向での幅よりも回転軸Ｘ１に沿った方向での長さが大きい構成となっていてもよい。このように空洞１７が回転軸Ｘ１に沿って延びている場合には、より第２の部位９がねじれ易くなる。そのため、びびり振動の発生をより一層抑えることができる。
　また、図９に示すように、回転軸Ｘ１に直交する断面において、空洞１７は、外周面側、すなわち回転軸Ｘ１から離れた側における幅が、回転軸Ｘ１側における幅よりも大きくてもよい。このような空洞１７が形成されている場合には、第２の部位９における外周面に近い部分での空洞１７のスペースが広くなる。そのため、より第２の部位９がねじれ易くなる。なお、図９において、外周面側における幅をＷ１、回転軸Ｘ１側における幅をＷ２として示している。
　特に、回転軸Ｘ１に直交する断面において、空洞１７は、回転軸Ｘ１から離れるに従って回転軸Ｘ１の径方向に直交する方向での幅が大きくなっていることがより好ましい。これによって第２の部位９がより一層ねじれ易くなる。
　空洞１７の径方向の長さは、回転軸Ｘ１に直交する断面において、例えば第２の部位９の半径に対して３０～７０％程度に設定される。また、回転軸Ｘ１に直交する断面において、空洞１７の占める断面積は、第２の部位９の外接円の面積に対して１０～４０％程度に設定される。
　本実施形態のホルダ３において、空洞１７の内部には、何も配設されていない状態であってもよいが、空洞１７には、図１５に示すように、本体部３ａを構成する材質とは異なる横弾性係数の小さい材質の部材３３を含んでいてもよい。すなわち、ホルダ３は、本体部３ａと、空洞１７の内部に位置する部材３３とを備えた構成であってもよい。なお、図１５は、一実施形態の切削工具１における図９に対応する断面図である。
　本体部３ａを構成する材質とは異なる材質の部材３３を含んでいる場合には、第２の部位９がねじれ易い状態を確保することができる。具体的には、ホルダ３を構成する材質とは異なる材質の部材として、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料が挙げられる。ホルダ３を構成する材質とは異なる材質の部材は、空洞１７に部分的に配設されていてもよい。
　ホルダ３が有する複数のポケット１３には、それぞれインサート５が装着されている。本実施形態におけるインサート５は、図１～７に示すように、切刃２１を有する四角柱形状である。具体的には、四角形状の上面２３と、四角形状の下面２５と、上面２３及び下面２５の間に位置する側面２７とを具備した四角板形状である。インサート５をホルダ３に取り付けた際には、上面２３が回転軸Ｘ１の回転方向Ｘ２の前方に位置し、下面２５が回転軸Ｘ１の回転方向Ｘ２の後方に位置する。側面２７は、四角形状の上面２３及び下面２５の４つの辺部に対応して４つの面領域によって構成されている。
　インサート５をホルダ３に取り付けた際に、下面２５は、回転方向Ｘ２の後方に位置する面であり、ホルダ３の載置面１５に当接する。また、インサート５をホルダ３に取り付けた際に、側面２７の一部がホルダ３よりも外方及び先端方向にそれぞれ突出する。切刃２１は、上面２３と側面２７とが交差する稜線部に形成される。
　なお、上面２３及び下面２５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。４つの角部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、隣り合う角部を接続するように位置する辺部は、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。
　上面２３と側面２７とが交差する稜線部に切刃２１が形成されており、上面２３が回転軸Ｘ１の回転方向Ｘ２の前方に位置していることから、上面２３の少なくとも一部は、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。また、側面２７の少なくとも一部は、切削加工を行う際に「逃げ面」として機能する。なお、切刃２１は、インサート５における２つの面が交差する稜線部の少なくとも一部に位置していればよく、上面２３と側面２７とが交差する稜線部の全体に位置していなくてもよい。
　インサート５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）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。
　インサート５を構成する上記の部材の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法又は物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）又はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。
　また、切刃部分の強度を高めるために、インサート５は、上記の材質によって構成された基体に、例えばダイヤモンド焼結体やＣＢＮ焼結体をロウ付けした構成であってもよい。
　本実施形態のインサート５は、下面２５と交差しており、下面２５から上面２３にかけて形成された孔部を有している。本実施形態における孔部は、下面２５から回転方向Ｘ２に沿った方向に形成されている。
　孔部は、インサート５をホルダ３にネジ止めするための部位である。すなわち、インサート５の孔部にネジ３１を挿入し、このネジ３１の先端を載置面１５に形成されたネジ孔に挿入して、ネジ３１をネジ孔に固定させることによって、インサート５がホルダ３に固定される。
　インサート５の大きさは特に限定されるものではないが、例えば、本実施形態のインサート５において、先端視した場合での上面２３から下面２５に向かう方向での厚みの最大値が３～１０ｍｍ程度に設定される。また、上面２３の各辺の長さは５～２０ｍｍ程度に設定される。
　本実施形態の切削工具１においては、側面視において上面２３が回転軸Ｘ１に対して傾斜するようにインサート５がホルダ３に装着される。この傾斜角度はいわゆるアキシャルレーキであり、本実施形態においては、例えば、０～２０°程度に設定できる。
　以上、一実施形態の切削工具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を回転軸Ｘ１の周りで回転させる工程と、
（２）回転している切削工具における切刃を被削材１０１に接触させる工程と、
（３）切削工具を被削材１０１から離す工程と、
を備えている。
　より具体的には、まず、図１６に示すように、切削工具を回転軸Ｘ１の周りで回転させるとともにＹ１方向に移動させることによって、切削工具を被削材１０１に相対的に近付ける。次に、図１７に示すように、切削工具における切刃を被削材１０１に接触させて、被削材１０１を切削する。そして、図１８に示すように、切削工具をＹ２方向に移動させることによって、切削工具を被削材１０１から相対的に遠ざける。
　本実施形態においては、被削材１０１を固定するとともに回転軸Ｘ１の周りで切削工具を回転させた状態で被削材１０１に近づけている。また、図１７においては、回転しているインサートの切刃を被削材１０１に接触させることによって被削材１０１を切削している。また、図１８においては、切削工具を回転させた状態で被削材１０１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、切削工具を動かすことによって、切削工具を被削材１０１に接触させる、或いは、切削工具を被削材１０１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１０１を切削工具に近づけてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材１０１を切削工具から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具を回転させた状態を維持して、被削材１０１の異なる箇所にインサートにおける切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。
　なお、被削材１０１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・・・切削工具
３・・・ホルダ
５・・・切削インサート（インサート）
７・・・第１の部位
９・・・第２の部位
１１・・・第３の部位
１３・・・ポケット
１５・・・載置面
１７・・・空洞
１９・・・貫通孔
２１・・・切刃
２３・・・上面
２５・・・下面
２７・・・側面
３１・・・ネジ
１０１・・・被削材

Claims (10)

  1. 　回転軸に沿って第１端部から第２端部に向かって延びた本体部を具備するホルダであって、
    　前記本体部は、
    　前記第１端部の側に位置して切削インサートが装着されるポケットを有する第１の部位と、
    　該第１の部位よりも前記第２端部の側に位置して、内部に空洞を有する第２の部位と、
    　該第２の部位よりも前記第２端部の側に位置する第３の部位とを備えるホルダ。
  2. 　前記本体部は、前記第３の部位から前記ポケットにかけて延びる貫通孔をさらに有し、
    　該貫通孔は、前記空洞から離れていることを特徴とする請求項１に記載のホルダ。
  3. 　前記第２の部位は、前記空洞を複数有し、
    　前記回転軸に直交する断面において、複数の前記空洞の少なくとも一部は、前記回転軸に対して回転対称に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載のホルダ。
  4. 　前記第２の部位は、前記空洞を複数有し、
    　前記回転軸に直交する断面において、前記第２の部位は、外周面と前記空洞との間の厚みが、前記回転軸側における前記空洞同士の間の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載のホルダ。
  5. 　前記空洞は、前記回転軸に沿って延びていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載のホルダ。
  6. 　前記回転軸に直交する断面において、前記空洞は、外周面側における幅が、前記回転軸側における幅よりも大きいことを特徴とする請求項１～５のいずれか１つに記載のホルダ。
  7. 　前記回転軸に直交する断面において、前記空洞は、前記回転軸から離れるに従って幅が大きくなっていることを特徴とする請求項６に記載のホルダ。
  8. 　前記空洞に位置して、前記第２の部位を構成する材質よりも横弾性係数の小さい部材を含んでいることを特徴とする請求項１～７のいずれか１つに記載のホルダ。
  9. 　請求項１～８のいずれか１つに記載のホルダと、
    　２つの面が交わる稜部の少なくとも一部に切刃を有し、前記ポケットに位置する切削インサートとを備えた切削工具。
  10. 　請求項９に記載の切削工具を前記回転軸の周りで回転させる工程と、
    　回転している前記切削工具の前記切刃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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