WO2017090770A1 - 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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義仁 池田
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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.
  • an insert described in Patent Document 1 As a cutting insert used for turning, for example, an insert described in Patent Document 1 is known.
  • the insert described in Patent Document 1 has a nose cutting blade, a first saray blade (wiper blade), and a second saray blade.
  • the curvature radius of the first saray blade is larger than the curvature radius of the nose cutting blade
  • the curvature radius of the second saray blade is larger than the curvature radius of the first saray blade.
  • the radius of curvature of the first Saray blade is larger than the radius of curvature of the nose cutting blade. Therefore, while it is possible to narrow the area of the nose cutting edge, there is a possibility that the machining surface accuracy is lowered in the machining in which the work material is repeatedly cut by the wiper blade.
  • the cutting insert based on 1 aspect is provided with the upper surface which has a 1st edge part and the 1st edge part extended from this 1st corner part, and the side surface adjacent to this upper surface.
  • the ridgeline where the upper surface and the side surface intersect includes a first part located at the first corner, a second part adjacent to the first part, a third part adjacent to the second part, and the first part And a fourth portion adjacent to the third portion, and a fifth portion adjacent to the fourth portion and positioned on the first side portion.
  • the first part, the second part, the third part, and the fourth part have an arc shape.
  • the curvature radius R2 of the second part is smaller than the curvature radius R1 of the first part
  • the curvature radius R3 of the third part is larger than the curvature radius R1 of the first part
  • the curvature radius R4 of the four parts is smaller than the curvature radius R3 of the third part.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a cutting insert according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a top view of the cutting insert shown in FIG.
  • FIG. 3 is a side view from the A1 direction of the cutting insert shown in FIG.
  • FIG. 4 is a side view from the A2 direction of the cutting insert shown in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a region A3 in FIG.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram when cutting is performed using the cutting insert shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the same region A3 as FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the same area A3 as FIG.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a portion corresponding to the region A3 of FIG. 2 in the cutting insert according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion corresponding to the region A3 of FIG. 2 in the cutting insert according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is an enlarged view of a portion corresponding to the region A3 of FIG. 2 in the cutting insert according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a cutting tool according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a view showing the arrangement of the inserts in the cutting tool shown in FIG.
  • FIG. 14 is a top view illustrating one step of a method for manufacturing a cut workpiece according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a top view illustrating one process of a method for manufacturing a cut product according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a top view illustrating one process of the manufacturing method of the cut workpiece according to the embodiment of the present disclosure.
  • a cutting insert (hereinafter also simply referred to as an insert) according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
  • each drawing referred to below is a simplified illustration of only main members necessary for describing each embodiment for convenience of explanation. Therefore, the cutting insert of this indication may be provided with the arbitrary components which are not shown in each figure to refer.
  • the dimension of the member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each member, etc. faithfully.
  • the insert 1 As shown in FIG. 1 and the like, the insert 1 according to the first embodiment of the present disclosure has an upper surface 3, a lower surface 5, a side surface 7 and a ridge line 11 that is a portion where the upper surface 3 and the side surface 7 intersect.
  • the upper surface 3 has a substantially polygonal shape and includes a first corner 3a and a first side 3b.
  • the upper surface 3 is substantially rectangular and has four corners and four sides. The four corners are constituted by two acute angles and two obtuse angles. The two acute angles are “first corner portions 3a”, and the sides extending from the first corner portions 3a are “first side portions 3b”.
  • angular part 3a in the upper surface 3 in this embodiment is not a strict angle
  • the first side 3b on the upper surface 3 is not strictly limited to a linear shape, and may have a slightly curved region.
  • the upper surface 3 has two first corner portions 3a and four first side portions 3b, but the configuration of the upper surface 3 is not limited to this.
  • the upper surface 3 only needs to have at least one first corner 3a and a first side 3b extending from the first corner 3a.
  • the lower surface 5 is a surface located on the opposite side to the upper surface 3, and functions as a seating surface for a pocket (insert pocket) when the insert 1 of this embodiment is attached to the holder.
  • the lower surface 5 in the present embodiment has a substantially polygonal shape, specifically a substantially rectangular shape, like the upper surface 3.
  • the lower surface 5 in this embodiment has the same shape as the upper surface 3, and the upper surface 3 and the lower surface 5 overlap each other when viewed from above. That is, the insert 1 of this embodiment is a so-called negative type.
  • the lower surface 5 may be configured to be slightly smaller than the upper surface 3. In this case, the lower surface 5 is configured to be similar to the upper surface 3.
  • the shapes of the upper surface 3 and the lower surface 5 are not limited to the above forms.
  • the shape of the upper surface 3 may be a polygonal shape such as a triangle, pentagon, or hexagon.
  • the shape of the upper surface 3 is a quadrangle, specifically, the shape of the upper surface 3 may be a rectangle, a parallelogram, a rhombus, or a square.
  • the side surface 7 is a surface adjacent to the upper surface 3. As shown in FIGS. 3 and 4, the side surface 7 in the present embodiment is located between the upper surface 3 and the lower surface 5, and is connected to the upper surface 3 and the lower surface 5, respectively.
  • the side surface 7 has a flat region connected to the first side 3 b on the upper surface 3 and a curved region connected to the first corner 3 a on the upper surface 3. Since the insert 1 of this embodiment is a negative type as described above, the side surface 7 is substantially perpendicular to the upper surface 3 and the lower surface 5.
  • Examples of the material of the insert 1 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.
  • an example of the cermet is mainly composed of a titanium compound such as titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN).
  • the surface of the insert 1 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 1 of the present embodiment has a through hole 9.
  • the through hole 9 extends from the center of the upper surface 3 to the center of the lower surface 5 and is used to fix the insert 1 to the holder.
  • a screw is inserted into the through hole 9.
  • the method for fixing the insert 1 to the holder is not limited to the above-described screw fixing.
  • the insert 1 may be fixed to the holder with a clamper or a lever, and the through hole 9 may be used in these fixing methods. Needless to say, the insert 1 may not have the through hole 9.
  • the central axis O1 of the through hole 9 coincides with an imaginary straight line passing through the center of the upper surface 3 and the center of the lower surface 5. Further, the direction of the central axis O ⁇ b> 1 of the through hole 9, in other words, the through direction is orthogonal to the upper surface 3 and the lower surface 5.
  • the size of the insert 1 is not particularly limited.
  • the maximum width (diagonal line between the first corner portions 3a) when viewed from above is 6 to 25 mm.
  • the height from the lower surface 5 to the upper surface 3 may be 1 to 10 mm.
  • the height from the lower surface 5 to the upper surface 3 means a length in a direction parallel to the central axis O ⁇ b> 1 between the upper end of the upper surface 3 and the lower end of the lower surface 5.
  • the upper surface 3 functions as a rake face through which the chips C flow during cutting
  • the side surface 7 functions as a flank located away from the work material so as not to interfere with the work material.
  • the upper surface 3 and the side surface 7 are not limited to the above functions, and the side surface 7 may function as a rake face and the upper surface 3 may function as a flank surface.
  • the ridge line 11 has a first part 11a, a second part 11b, a third part 11c, a fourth part 11d, and a fifth part 11e in a top view.
  • Each of the first part 11a, the second part 11b, the third part 11c, and the fourth part 11d has a curved shape that protrudes outward in a top view, and more specifically, an arc shape. is there.
  • the first part 11a is located at the first corner 3a on the upper surface 3 and has a curvature radius R1.
  • the second part 11b is adjacent to the first part 11a and has a radius of curvature R2.
  • the third portion 11c is close to the second portion 11b and has a curvature radius R3.
  • the fourth part 11d is close to the third part 11c and has a curvature radius R4.
  • the fifth portion 11 e is adjacent to the fourth portion 11 d and is located on the first side 3 b on the upper surface 3.
  • the first part 11a, the second part 11b, the third part 11c, the fourth part 11d, and the fifth part 11e are arranged in order from the first corner 3a to the first side 3b. Is located at.
  • the second part 11b, the third part 11c, and the fourth part 11d excluding the first part 11a located at the first corner 3a and the fifth part 11e located at the first side 3b are shown in FIG.
  • the upper surface 3 is located from the first corner 3a to the first side 3b.
  • adjacent in this specification means that each part is in contact and continues next to each other. Further, “adjacent” means that each part is located in the vicinity, and is a concept that there may be other parts between each target part.
  • the first part 11a can be used as a so-called corner cutting edge.
  • part 11e can be used as the main cutting blade 13 in the cutting process of a workpiece.
  • part 11d can be used as a wiper blade (wiping blade) for improving the smoothness of the processed surface of a workpiece material in the cutting process of a workpiece material.
  • the third portion 11c is attached so as to protrude most with respect to the processing surface of the work material.
  • the radii of curvature R1 to R4 satisfy the following relationship. That is, the curvature radius R2 of the second part 11b is smaller than the curvature radius R1 of the first part 11a (R2 ⁇ R1), and the curvature radius R3 of the third part 11c is larger than the curvature radius R1 of the first part 11a. (R3> R1), the curvature radius R4 of the fourth portion 11d is smaller than the curvature radius R3 of the third portion 11c (R4 ⁇ R3).
  • the curvature radii R1 to R4 satisfy the relationship as described above, the possibility that the thickness of the chip C becomes excessively thin can be reduced even in processing where the workpiece is repeatedly cut. The smoothness of the processed surface of the work material becomes good.
  • the curvature radius R2 of the second portion 11b located adjacent to the first portion 11a that can be used as a corner cutting edge is smaller than the curvature radius R1 of the first portion 11a ( R2 ⁇ R1). Therefore, as shown in FIG. 6, in the machining in which the workpiece is repeatedly cut by the wiper blade, the machining locus of the insert 1 that cuts the workpiece first and the machining locus of the insert 1 that cuts the workpiece later. The area where and overlap can be reduced. Thereby, possibility that the thickness of the chip
  • the machining locus of the insert 1 that cuts the workpiece first is shown by a chain line
  • the machining locus of the insert 1 that cuts the workpiece later is shown by a solid line
  • a region surrounded by a solid line and a chain line and indicated by a diagonal line from the upper left to the lower right is a chip C generated by cutting the insert twice.
  • the radius of curvature R3 of the third portion 11c that can be used as a wiper blade is larger than the radius of curvature R1 of the first portion 11a (R3> R1). Therefore, the smoothness of the work surface of the work material is improved by reducing the possibility that the work surface of the work material will be raised by the second part 11b, while the third part 11c functions well as a wiper blade. Can do.
  • the radius of curvature R3 of the third part 11c located at the center is the largest and gentle. (R1 ⁇ R3, R4 ⁇ R3). Therefore, the smoothness of the processed surface of the work material is further improved.
  • the first portion 11a that can be used as a corner cutting edge and the fifth portion 11e that can be used as a main cutting edge are configured to function suitably as a wiper blade. As a result, the machined surface accuracy of the work material can be improved.
  • the first part 11a, the second part 11b, the third part 11c, and the fourth part 11d are outwardly convex arc shapes, and the radius of curvature is constant in each. Since the first part 11a, the second part 11b, the third part 11c, and the fourth part 11d are arc-shaped, it is possible to reduce the concentration of cutting resistance in each part, so that the durability of each part can be increased. it can.
  • two first side portions 3b extend from one first corner portion 3a. Therefore, although not shown, two second parts 11b are located adjacent to one first part 11a. Further, since there are two second parts 11b for one first part 11a, there are also two third parts 11c, four fourth parts 11d, and five fifth parts 11e. However, as described above, the insert 1 only needs to have at least one first corner 3a and first side 1b. Therefore, the second portion 11b, There may be only one of the three parts 11c, the fourth part 11d, and the fifth part 11e.
  • At least the first part 11a and the second part 11b function as the cutting edge 13, and the third part 11c and the fourth part 11d also function as the cutting edge 13 as shown in FIG. . Further, with respect to the fifth portion 11e, at least a portion located on the fourth portion 11d side functions as the cutting blade 13.
  • the ridge line 11 where the upper surface 3 and the side surface 7 cross each other does not have to be a strict line shape. That is, the ridge line 11 may have a curved surface shape. For example, at least the first portion 11a and the second portion 11b that are required to have durability may be slightly curved. In order to make the ridge line 11 into a curved surface shape, for example, a known honing process may be performed on a portion where the upper surface 3 and the side surface 7 intersect.
  • the curvature radii R1 to R4 are not particularly limited.
  • the curvature radius R1 is 0.2 to 1.5 mm
  • the curvature radius R2 is 0.1 to 0.5 mm
  • the curvature radius R3 may be 5 to 30 mm
  • the curvature radius R4 may be 1 to 10 mm.
  • part is the 1st site
  • the portion of the ridge line 11 where the arc of curvature radius R2 is in contact with the ridge line 11 is the second portion 11b. More specifically, the second part 11b is between the start point of the second part 11b and the end point of the second part 11b defined below.
  • the part of the ridge line 11 where the arc of the curvature radius R1 is separated from the ridge line 11 is the starting point of the second part 11b
  • the part of the arc of the curvature radius R2 that is in contact with the starting point of the second part 11b and the ridge line 11 is separated from the ridge line 11 Is the end point of the second portion 11b.
  • part 11d can be defined similarly to the 2nd site
  • one of the two second parts 11b adjacent to the first part 11a when one of the two second parts 11b adjacent to the first part 11a is used as a wiper blade, it is positioned at the other tip (fourth part 11d side) of the two second parts 11b.
  • the fifth portion 11e to be used is used as the main cutting edge 13 in the cutting process.
  • parts 11b does not need to be used as the cutting blade 13.
  • the other first side 3b functions as a wiper blade.
  • the other first side 3b functions as a main cutting edge
  • one first side 3b functions as a wiper blade. Therefore, as described above, in the insert 1, the second portion 11b to the fifth portion 11e located on one of the first side portions 3b is 1 with respect to one first portion 11a located on the first corner 3a. However, a part of the other first side 3b is configured to function as a cutting blade.
  • part 11d may be larger than the curvature radius R1 of the 1st site
  • the angle ⁇ 1 formed between the bisector Z1 of the first corner 3a and the second portion 11b in the top view is equal to the second angle of the first corner 3a. It may be larger than the angle ⁇ 2 formed by the segment Z1 and the fourth portion 11d. With such a configuration, it is possible to obtain good machined surface accuracy from machining with a small feed amount (low feed machining) to machining with a large feed amount (high feed machining).
  • the angle ⁇ 1 is an angle formed between the bisector Z1 and a tangent line passing through the end point of the second part 11b
  • the angle ⁇ 2 is the bisector Z1 and the fourth part 11d. This is the angle formed by the tangent line that passes through the starting point.
  • the difference between the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 may be 2 to 10 degrees. Further, the angle ⁇ 1 may be 45 to 65 degrees, and the angle ⁇ 2 may be 35 to 55 degrees.
  • the fifth portion 11e located on the first side 3b of the upper surface 3 may be linear.
  • part 11e used as the main cutting blade 13 is linear shape, the thickness of the chip C is stabilized and it becomes easy to control the chip C easily.
  • the length L2 of the second part 11b is shorter than the length L1 of the first part 11a and the length L3 of the third part 11c in the top view. Also good.
  • the length L2 of the second portion 11b is relatively short, the distance between the first portion 11a and the third portion 11c configured with a gentle curve with the largest radius of curvature can be reduced. Therefore, the length of the first portion 11a that functions as a corner cutting edge can be ensured, and the wiper blade can be within a suitable range without becoming too long.
  • the length L2 of the second part 11b may be longer than the length L4 of the fourth part 11d.
  • the chip C having a large thickness can be suitably generated in the second portion 11b.
  • the lengths L1 to L4 of the first part 11a, the second part 11b, the third part 11c, and the fourth part 11d are the lengths of imaginary line segments connecting both ends (from the start point to the end point) of each part in a top view. You can evaluate it.
  • the ridge line 11 may further include a linear eighth portion 11h located between the second portion 11b and the third portion 11c (not shown). According to such a structure, it can reduce that the thickness of the chip C becomes thin too much, and favorable process surface precision can be obtained.
  • the insert 20 in 2nd Embodiment has the upper surface 3, the lower surface 5, the side surface 7, and the ridgeline 11 similarly to the insert 1 of 1st Embodiment.
  • the ridge line 11 in the first embodiment has the first part 11a to the fifth part 11e
  • the ridge line 11 in the present embodiment further includes the first part 11a to the fifth part 11e.
  • It has a sixth portion 11f.
  • the sixth part 11f has a linear shape located between the third part 11c and the fourth part 11d in a top view. That is, in the present embodiment, the linear sixth portion 11f is located on the main cutting edge side of the third portion 11c having the largest radius of curvature.
  • the sixth part 11f may be inclined so as to be away from the processing surface of the work material from the third part 11c side toward the fourth part 11d side in a state where the insert 1 is attached to the holder. . According to such a structure, it can reduce that the thickness of the chip C becomes thin too much, and favorable process surface precision can be obtained.
  • the insert 30 in the third embodiment has an upper surface 3, a lower surface 5, a side surface 7, and a ridge line 11 in the same manner as the insert 1 in the first embodiment.
  • the ridge line 11 in the first embodiment has the first part 11a to the fifth part 11e, whereas the ridge line 11 in the present embodiment further includes the first part 11a to the fifth part 11e.
  • It has a sixth part 11f and a seventh part 11g. That is, in this embodiment, the 7th site
  • the sixth portion 11f has a linear shape in a top view.
  • part 11g is the circular arc shape located between the 3rd site
  • the radius of curvature R7 of the seventh portion 11g may be smaller than the radius of curvature R3 of the third portion 11c. According to such a configuration, not only the state of attachment to the holder, but also the effect of obtaining good machined surface accuracy in both low feed processing and high feed processing is enhanced.
  • the sixth part 11f and the seventh part 11g are processed with the work material from the third part 11c side toward the fourth part 11d side with the insert 1 attached to the holder. You may incline so that it may leave
  • the insert 40 in 4th Embodiment has the upper surface 3, the lower surface 5, the side surface 7, and the ridgeline 11 similarly to the insert 1 of 1st Embodiment.
  • the ridge line 11 in the third embodiment has a sixth part 11f and a seventh part 11g in addition to the first part 11a to the fifth part 11e, whereas the ridge line 11 in the present embodiment is the first part 11a to the fifth part 11e.
  • only the seventh portion 11g is provided. That is, in the present embodiment, in the top view, only the seventh part 11g is located between the third part 11c and the fourth part 11d, and the seventh part 11g is connected to the third part 11c and the fourth part 11d. It is connected to 4 parts 11d. Even in such a case, a good machined surface accuracy can be obtained stably.
  • the seventh part 11g is separated from the work surface of the work material from the third part 11c side to the fourth part 11d side in a state where the insert 1 is attached to the holder. It may be inclined. Even in such a configuration, similarly to the second embodiment and the third embodiment, it is possible to reduce the thickness of the chip C from being excessively thin, and it is possible to obtain good machined surface accuracy.
  • the insert according to the embodiment of the present disclosure has been described with reference to the drawings, but the insert of the present disclosure is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and does not depart from the gist of the present disclosure, It includes modifications that are not specifically described in detail.
  • the ridge line 11 where the upper surface 3 and the side surface 7 intersect has a first part 11a, a second part 11b, a third part 11c, a fourth part 11d, and a fifth part 11e.
  • the ridge line 11 includes parts other than the sixth part 11f and the seventh part 11g between the second part 11b and the third part 11c, and the third part 11c and the third part 11c. You may be located between 4 site
  • the insert of the present disclosure includes a configuration in which the above-described embodiments are combined within a consistent range.
  • the cutting tool 101 of this embodiment includes a holder 105 having a pocket 103 (insert pocket) on the tip side and the insert 1 located in the pocket 103 as shown in FIG.
  • the insert 1 is mounted on the holder 105 so that the ridge line 11 protrudes from the tip of the holder 105.
  • the holder 105 has a bar shape that is elongated from the front end toward the rear end. More specifically, the holder 105 has a substantially cylindrical shape having a central axis O3.
  • One pocket 103 is provided on the tip side of the holder 105.
  • the pocket 103 is a portion to which the insert 1 is attached, and is open to the front end surface and the side surface of the holder 105. At this time, since the pocket 103 is also open to the side surface of the holder 105, the insert 1 can be easily mounted.
  • the pocket 103 has a seating surface parallel to the lower surface of the holder 105 and a constraining side surface inclined with respect to the seating surface.
  • the insert 1 is located in the pocket 103. At this time, the lower surface of the insert 1 may be in direct contact with the pocket 103, or a sheet may be sandwiched between the insert 1 and the pocket 103.
  • the insert 1 is mounted so that a portion used as a cutting edge on the ridge line protrudes outward from the holder 105.
  • the insert 1 is attached to the holder 105 with a fixing screw 107. That is, the fixing screw 107 is inserted into the through hole of the insert 1, the tip of the fixing screw 107 is inserted into the screw hole formed in the insert pocket 103, and the screw portions are screwed together.
  • the insert 1 is attached to the holder 105 by screwing the screw portions.
  • steel, cast iron or the like can be used as the material of the holder 105.
  • steel having high toughness may be used.
  • the third portion 11c of the first portion 11a to the fifth portion 11e of the insert 1 may be located on the most distal end side of the holder 105.
  • the most distal side of the holder 105 means the most distal side in the direction along the central axis O3 of the holder 105.
  • the angle ⁇ 3 formed by the third part 11c and the second part 11b may be larger than the angle ⁇ 4 formed by the third part 11c and the fourth part 11d. According to such an arrangement, the effect of reducing the excessive reduction in the thickness of the chip C is enhanced, and good processed surface accuracy can be obtained.
  • the angle ⁇ ⁇ b> 3 is an angle formed by an imaginary straight line Y connecting both ends of the third part 11 c and a tangent m at the end of the second part 11 b located on the third part 11 c side.
  • the angle ⁇ 4 is, for example, an angle formed by an imaginary straight line Y connecting both ends of the third part 11c and a tangent line n at an end portion of the fourth part 11d located on the third part 11c side.
  • a cutting tool used for so-called turning is illustrated.
  • the turning process include an inner diameter process, an outer diameter process, and a grooving process.
  • the cutting tool of the present disclosure is not limited to that used for turning.
  • the insert 1 of the above-described embodiment may be used for a cutting tool used for a turning process.
  • 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) rotating the work material 201; (2) a step of bringing the cutting tool 101 represented by the above embodiment into contact with the rotating work material 201; (3) a step of separating the cutting tool 101 from the work material 201; It has.
  • the work material 201 is rotated around the axis O ⁇ b> 2, and the cutting tool 101 is relatively brought closer to the work material 201.
  • the cutting tool 101 more specifically, a ridge line (cutting edge) in the cutting tool 101 is brought into contact with the work material 201 to cut the work material 201.
  • the cutting tool 101 is relatively moved away from the work material 201.
  • the cutting tool 101 is moved in the X1 direction while the axis O2 is fixed and the work material 201 is rotated, thereby being brought closer to the work material 201.
  • the work material 201 is cut by bringing the cutting edge of the insert into contact with the rotating work material 201.
  • the cutting tool 101 is moved away in the X2 direction while the work material 201 is rotated.
  • the cutting tool 101 is brought into contact with 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 work material 201 is rotated may be maintained, and the process of bringing the cutting blade in the cutting insert into contact with a different part of the work material 201 may be repeated.
  • examples of the material of the work material 201 include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, and non-ferrous metal.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the embodiment can be arbitrarily set without departing from the gist of the present disclosure.

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Abstract

一態様の切削インサートは、上面と側面とを備える。前記上面と前記側面とが交わる稜線の少なくとも一部が切刃である。該切刃は、角部に位置する第1部位(11a)と、該第1部位に隣接する第2部位(11b)と、該第2部位に近接する第3部位(11c)と、該第3部位に近接する第4部位(11d)と、該第4部位に隣接する第5部位(11e)と、を有している。上面視において、前記第2部位の曲率半径(R2)は、前記第1部位の曲率半径(R1)よりも小さく、前記第3部位の曲率半径(R3)は、前記第1部位の曲率半径(R1)よりも大きく、前記第4部位の曲率半径(R4)は、前記第3部位の曲率半径(R3)よりも小さい。

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。
 旋削加工に用いられる切削インサートとして、例えば、特許文献1に記載のインサートが知られている。特許文献1に記載のインサートは、ノーズ切刃と、第1サライ刃(ワイパー刃)と、第2サライ刃と、を有している。そして、第1サライ刃の曲率半径がノーズ切刃の曲率半径よりも大きく、かつ、第2サライ刃の曲率半径が第1サライ刃の曲率半径よりも大きい。
 特許文献1に記載のチップにおいては、第1サライ刃の曲率半径がノーズ切刃の曲率半径よりも大きい。そのため、ノーズ切刃の領域を狭くすることが可能である一方で、ワイパー刃によって繰り返し被削材の切削が行われる加工において、加工面精度が低くなる可能性があった。
 一態様に基づく切削インサートは、第1角部及び該第1角部から延びる第1辺部を有する上面と、該上面に隣接する側面と、を備える。前記上面と前記側面とが交わる稜線は、前記第1角部に位置する第1部位と、前記第1部位に隣接する第2部位と、前記第2部位に近接する第3部位と、前記第3部位に近接する第4部位と、前記第4部位に隣接するとともに前記第1辺部に位置する第5部位と、を有している。上面視において、前記第1部位、前記第2部位、前記第3部位及び前記第4部位は、円孤形状である。上面視において、前記第2部位の曲率半径R2は、前記第1部位の曲率半径R1よりも小さく、前記第3部位の曲率半径R3は、前記第1部位の曲率半径R1よりも大きく、前記第4部位の曲率半径R4は、前記第3部位の曲率半径R3よりも小さい。
図1は、本開示の第1実施形態に係る切削インサートを示す斜視図である。 図2は、図1に示す切削インサートの上面図である。 図3は、図2に示す切削インサートにおけるA1方向からの側面図である。 図4は、図2に示す切削インサートにおけるA2方向からの側面図である。 図5は、図2における領域A3の拡大図である。 図6は、図5に示す切削インサートを用いて切削加工を行った場合の概念図である。 図7は、図5と同じ領域A3の拡大図である。 図8は、図5と同じ領域A3の拡大図である。 図9は、本開示の第2実施形態に係る切削インサートにおける図2の領域A3に相当する部分の拡大図である。 図10は、本開示の第3実施形態に係る切削インサートにおける図2の領域A3に相当する部分の拡大図である。 図11は、本開示の第4実施形態に係る切削インサートにおける図2の領域A3に相当する部分の拡大図である。 図12は、本開示の一実施形態に係る切削工具を示す斜視図である。 図13は、図12に示す切削工具におけるインサートの配置を示す図である。 図14は、本開示の一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す上面図である。 図15は、本開示の一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す上面図である。 図16は、本開示の一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す上面図である。
 <切削インサート>
 以下、本開示の実施形態に係る切削インサート(以下、単にインサートともいう)について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、各実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の切削インサートは、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削工具及び切削加工物の製造方法においても同様である。
  (第1実施形態)
 本開示の第1実施形態に係るインサート1は、図1などに示すように、上面3、下面5、側面7及び上面3と側面7とが交わる部分である稜線11を有している。上面3は、図2に示すように、略多角形状であり、第1角部3a及び第1辺部3bを有している。本実施形態においては、上面3は略四角形であり、4つの角と4つの辺を有している。4つの角は、2つの鋭角及び2つの鈍角によって構成されている。2つの鋭角が「第1角部3a」であり、この第1角部3aから延びる辺が「第1辺部3b」である。
 なお、本実施形態での上面3における第1角部3aはそれぞれ厳密な角となっておらず、丸みを帯びた形状となっている。また、上面3における第1辺部3bは、厳密に直線形状に限定されるものではなく、わずかに曲線形状となっている領域を有していてもよい。
 また、本実施形態においては、上面3は、2つの第1角部3aと4つの第1辺部3bを有しているが、上面3の構成はこれに限定されない。上面3は、少なくとも1つの第1角部3aと第1角部3aから延びる第1辺部3bとを有していればよい。
 下面5は、上面3とは反対側に位置する面であり、本実施形態のインサート1をホルダに取り付ける際にポケット(インサートポケット)への着座面として機能する。本実施形態における下面5は、上面3と同様に略多角形状、具体的には略四角形の形状をしている。そして、本実施形態における下面5は上面3と同じ形状であり、上面視した場合に上面3と下面5とが重なり合っている。すなわち、本実施形態のインサート1は、いわゆるネガタイプである。なお、下面5は上面3よりも一回り小さくなるように構成されていてもよい。この場合には、下面5は上面3に対して相似形となるように構成される。
 なお、上面3及び下面5の形状としては、上記の形態に限定されるものではない。例えば、上面視した場合に、上面3の形状が三角形、五角形又は六角形のような多角形状であってもよい。また、上面3の形状が四角形の場合においては、具体的には、上面3の形状が長方形、平行四辺形、菱形又は正方形であってもよい。
 側面7は、上面3に隣接する面である。本実施形態における側面7は、図3及び4に示すように、上面3及び下面5の間に位置しており、上面3及び下面5にそれぞれ接続されている。側面7は、上面3における第1辺部3bに接続された平らな領域と、上面3における第1角部3aに接続された湾曲した領域と、を有している。そして、本実施形態のインサート1は、上述したようにネガタイプであるため、側面7は、上面3及び下面5に対して略垂直である。
 インサート1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などが挙げられる。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一例として挙げられる。
 インサート1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(Al)などが挙げられる。
 図1及び2に示すように、本実施形態のインサート1は、貫通孔9を有している。貫通孔9は、上面3の中心から下面5の中心にかけて延びており、インサート1をホルダに固定するために利用される。具体的には、例えば、インサート1をホルダにネジ止め固定する際に、貫通孔9にネジが挿入される。インサート1をホルダに固定する方法としては、上記のネジ止め固定には限定されない。例えば、インサート1は、クランパー又はレバーなどでホルダに固定されてもよく、これらの固定方法においても貫通孔9が利用されてもよい。なお、インサート1は、貫通孔9を有しないものであってもよいことはいうまでもない。
 貫通孔9の中心軸O1は、上面3の中心及び下面5の中心を通る仮想直線と一致している。また、貫通孔9の中心軸O1の方向、言い換えれば貫通方向は、上面3及び下面5に対して直交している。
 インサート1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1において、上面視した場合の最大幅(第1角部3a間の対角線)が6~25mmであってもよく、下面5から上面3までの高さは1~10mmであってもよい。ここで、下面5から上面3までの高さとは、上面3の上端と下面5の下端との間における中心軸O1に平行な方向での長さを意味している。
 ここで、上面3と側面7とが交わる部分である稜線11の少なくとも一部が、被削材を切削加工する際に、切刃13として用いられる。そして、本実施形態においては、上面3が、切削加工時に切屑Cが流れるすくい面として機能し、側面7は、被削材に干渉しないように被削材から離れて位置する逃げ面として機能する。ただし、上面3及び側面7は、上記の機能に限定されるものではなく、側面7をすくい面として機能させるとともに上面3を逃げ面として機能させてもよい。
 本実施形態においては、図5に示すように、稜線11は、上面視において、第1部位11a、第2部位11b、第3部位11c、第4部位11d及び第5部位11eを有している。第1部位11a、第2部位11b、第3部位11c及び第4部位11dは、それぞれ、上面視において、外方に向かって凸となる曲線形状であり、より具体的には、円孤形状である。
 第1部位11aは、上面3における第1角部3aに位置しており、曲率半径R1を有する。第2部位11bは、第1部位11aに隣接し、曲率半径R2を有する。第3部位11cは、第2部位11bに近接し、曲率半径R3を有する。第4部位11dは、第3部位11cと近接し、曲率半径R4を有する。第5部位11eは、第4部位11dに隣接し、上面3における第1辺部3bに位置している。このように、稜線11において、第1角部3aから第1辺部3bに向かって順に、第1部位11a、第2部位11b、第3部位11c、第4部位11d及び第5部位11eが並んで位置している。より具体的には、第1角部3aに位置する第1部位11a及び第1辺部3bに位置する第5部位11eを除く第2部位11b、第3部位11c及び第4部位11dは、図5に示すように、上面3における第1角部3aから第1辺部3bに跨って位置している。
 ここで、本明細書において「隣接する」とは、各部位が接して隣に続いていることをいう。また、「近接する」とは、各部位が近くに位置することをいい、対象の各部位の間に他の部位があってもよいという概念である。
 第1部位11aは、いわゆるコーナ切刃として用いることができる。また、第5部位11eは、被削材の切削加工において主要な切刃13として用いることができる。第2部位11b、第3部位11c及び第4部位11dは、被削材の切削加工において、被削材の加工面の平滑性を高めるためのワイパー刃(さらい刃)として用いることができる。このとき、後述するように、インサート1をホルダに取り付けた状態で、第3部位11cが被削材の加工面に対して最も飛び出す様に取り付けられる。
 そして、本実施形態において、曲率半径R1~R4は、以下の関係を満たしている。すなわち、第2部位11bの曲率半径R2は、第1部位11aの曲率半径R1よりも小さく(R2<R1)、第3部位11cの曲率半径R3は、第1部位11aの曲率半径R1よりも大きく(R3>R1)、第4部位11dの曲率半径R4は、第3部位11cの曲率半径R3よりも小さい(R4<R3)。
 本実施形態において、曲率半径R1~R4が、上記のような関係を満たすことによって、繰り返し被削材の切削が行われる加工などにおいても、切屑Cの厚みが過度に薄くなる可能性を低減でき、被削材の加工面の平滑性が良好となる。
 すなわち、まず、本実施形態においては、コーナ切刃として用いることができる第1部位11aに隣接して位置する第2部位11bの曲率半径R2が、第1部位11aの曲率半径R1よりも小さい(R2<R1)。そのため、図6に示すように、ワイパー刃によって繰り返し被削材の切削が行われる加工において、先に被削材を切削するインサート1の加工軌跡と後に被削材を切削するインサート1の加工軌跡とが重なり合う領域を小さくすることができる。これにより、第2部位11bで生じる切屑Cの厚みが過度に薄くなる可能性を低減することができる。その結果、被削材の加工面がむしられたようにささくれ立つ可能性を低減でき、被削材の加工面の平滑性が良好となる。
 なお、図6において、先に被削材を切削するインサート1の加工軌跡を鎖線にて示し、後に被削材を切削するインサート1の加工軌跡を実線にて示している。また、実線及び鎖線で囲まれ、左上から右下に向かう斜線にて図示された領域が、2回のインサートの切削加工により生じる切屑Cである。
 加えて、本実施形態においては、ワイパー刃として用いることができる第3部位11cの曲率半径R3が第1部位11aの曲率半径R1よりも大きい(R3>R1)。そのため、第2部位11bによって被削材の加工面がささくれ立つ可能性を低減しつつ、第3部位11cがワイパー刃として良好に機能することによって、被削材の加工面の平滑性を高めることができる。
 さらに、本実施形態においては、特に、ワイパー刃として用いることができる第2部位11b、第3部位11c及び第4部位11dのうち、中央に位置する第3部位11cの曲率半径R3が最も大きく緩やかな曲線となっている(R1<R3、R4<R3)。そのため、被削材の加工面の平滑性がより高められる。
 このように、本実施形態においては、曲率半径R1~R4が上記の関係を満たすことによって、コーナ切刃として用いることができる第1部位11aと主切刃として用いることができる第5部位11eとの間に位置する第2部位11b~第4部位11dが、ワイパー刃として好適に機能するように構成されている。その結果、被削材の加工面精度を向上させることができる。
 また、本実施形態においては、第1部位11a、第2部位11b、第3部位11c及び第4部位11dは外方に凸の円弧形状であり、それぞれにおいて曲率半径は一定である。第1部位11a、第2部位11b、第3部位11c及び第4部位11dが円弧形状であることにより、各部位において切削抵抗が集中することが低減できるので、各部位の耐久性を高めることができる。
 なお、本実施形態においては、上述したように、1つの第1角部3aから2つの第1辺部3bがそれぞれ延びている。そのため、図示はしないが、1つの第1部位11aに対して2つの第2部位11bが隣接して位置している。また、1つの第1部位11aに対して第2部位11bが2つあることから、第3部位11c、第4部位11d及び第5部位11eもまた2つずつ存在している。ただし、上述したように、インサート1は、第1角部3a及び第1辺部1bを少なくとも1つ有していればよく、よって、1つの第1部位11aに対して第2部位11b、第3部位11c、第4部位11d及び第5部位11eが1つのみ存在していても構わない。
 また、本実施形態においては、少なくとも第1部位11a、第2部位11bが切刃13として機能するとともに、図5に示すように、第3部位11c、第4部位11dも切刃13として機能する。さらに、第5部位11eについては、少なくとも第4部位11d側に位置する部分が切刃13として機能する。
 なお、上面3と側面7とが交わる部分である稜線11は、厳密な線形状でなくてもよい。すなわち、稜線11は、曲面形状となっていてもよい。例えば、耐久性が要求される少なくとも第1部位11aおよび第2部位11bがわずかに曲面形状となっていてもよい。稜線11を曲面形状にするためには、例えば周知のホーニング加工を上面3と側面7とが交わる部分に施せばよい。
 本実施形態のインサート1において、曲率半径R1~R4は、特に限定されるものではないが、例えば、曲率半径R1は0.2~1.5mm、曲率半径R2は0.1~0.5mm、曲率半径R3は5~30mm、曲率半径R4は1~10mmであってもよい。
 なお、各部位における境界は、稜線11のうち第1角部3aにおける曲率半径R1の円弧が稜線11に接している部分が第1部位11aである。そして、稜線11のうち曲率半径R2の円孤が稜線11に接している部分が第2部位11bである。より具体的には、第2部位11bは、以下で定義される第2部位11bの始点から第2部位11bの終点までの間である。すなわち、稜線11のうち曲率半径R1の円弧が稜線11から離れる部分が、第2部位11bの始点であり、第2部位11bの始点および稜線11に接する曲率半径R2の円弧が稜線11から離れる部分が、第2部位11bの終点である。第3部位11cおよび第4部位11dも、第2部位11bと同様に定義できる。
 なお、本実施形態において、第1部位11aに隣接する2つの第2部位11bの一方がワイパー刃として用いられる場合において、2つの第2部位11bの他方の先(第4部位11d側)に位置する第5部位11eが切削加工において主要な切刃13として用いられる。このとき、2つの第2部位11bの一方の先に位置する第5部位11eは切刃13として用いられなくてもよい。
 すなわち、第1角部3aから延びる2つの第1辺部3bのうち、一方の第1辺部3bが主切刃として機能する場合には、他方の第1辺部3bがワイパー刃として機能する。同様に、他方の第1辺部3bが主切刃として機能する場合には、一方の第1辺部3bがワイパー刃として機能する。したがって、上述したように、インサート1において、第1角部3aに位置する1つの第1部位11aに対して、一方の第1辺部3bに位置する第2部位11b~第5部位11eが1つだけ存在していれば良いが、他方の第1辺部3bの一部は切刃として機能するように構成される。
 そして、本実施形態において、第4部位11dの曲率半径R4は、第1部位11aの曲率半径R1よりも大きくてもよい。このような構成によれば、様々な加工形態においても良好な加工面精度を得ることができる。
 また、本実施形態においては、図7に示すように、上面視において、第1角部3aの二等分線Z1と第2部位11bとのなす角度θ1は、第1角部3aの二等分線Z1と第4部位11dとのなす角度θ2よりも大きくてもよい。このような構成により、送り量が小さな加工(低送り加工)から送り量が大きな加工(高送り加工)まで、良好な加工面精度を得ることができる。
 ここで、角度θ1は、図7に示すように、二等分線Z1と第2部位11bの終点を通る接線とのなす角度であり、角度θ2は、二等分線Z1と第4部位11dの始点を通る接線とのなす角度である。
 本実施形態において、例えば、角度θ1と角度θ2の差は、2~10度であってもよい。また、角度θ1は、45~65度であってもよく、角度θ2は、35~55度であってもよい。
 さらに、上面3の第1辺部3bに位置する第5部位11eは、直線形状であってもよい。主要な切刃13として用いられる第5部位11eが直線形状である場合には、切屑Cの厚みが安定し、切屑Cのコントロールが容易となりやすい。
 また、図8に示すように、本実施形態においては、上面視において、第2部位11bの長さL2が、第1部位11aの長さL1及び第3部位11cの長さL3よりも短くてもよい。この場合、第2部位11bの長さL2が相対的に短いことによって、第1部位11aと、曲率半径が最も大きく緩やかな曲線で構成された第3部位11cとの間隔を狭めることができる。そのため、コーナ切刃として機能する第1部位11aの長さを確保しつつ、ワイパー刃が長くなり過ぎずに好適な範囲にすることができる。
 さらに、上面視において、第2部位11bの長さL2は、第4部位11dの長さL4よりも長くてもよい。この場合、第2部位11bにおいて厚みの大きな切屑Cを好適に生成することができる。
 ここで、第1部位11a、第2部位11b、第3部位11c及び第4部位11dの長さL1~L4は、上面視において、各部位の両端(始点から終点)を結ぶ仮想線分の長さによって評価すればよい。
 また、本実施形態において、稜線11は、第2部位11bと第3部位11cとの間に位置する直線形状の第8部位11hを更に有していてもよい(不図示)。このような構成によれば、切屑Cの厚みが過度に薄くなることを低減でき、良好な加工面精度を得ることができる。
  (第2実施形態)
 次に、本開示の第2実施形態に係るインサート20について、図9を用いて詳細に説明する。なお、以下においては、第1実施形態のインサート1と相違する部分を中心として説明する。そのため、第1実施形態と同様の構成を有する部分については第1実施形態における説明を援用し、説明を省略する。
 第2実施形態におけるインサート20は、第1実施形態のインサート1と同様に、上面3、下面5、側面7及び稜線11を有している。第1実施形態における稜線11は、第1部分11a~第5部分11eを有しているのに対して、本実施形態における稜線11は、第1部分11a~第5部分11eに加えて、さらに第6部位11fを有している。第6部位11fは、上面視において、第3部位11cと第4部位11dとの間に位置する直線形状である。すなわち、本実施形態においては、最も大きな曲率半径を有する第3部位11cの主切刃側に、直線形状の第6部位11fが位置している。このような第6部位11fを有することによって、高送り加工においても良好な加工面精度を得ることができる。
 また、第6部位11fは、インサート1をホルダに取り付けた状態において、第3部位11cの側から第4部位11dの側に向かって被削材の加工面から離れる様に傾斜していてもよい。このような構成によれば、切屑Cの厚みが過度に薄くなることを低減でき、良好な加工面精度を得ることができる。
  (第3実施形態)
 次に、本開示の第3実施形態に係るインサート30について、図10を用いて詳細に説明する。なお、以下においては、第1実施形態のインサート1と相違する部分を中心として説明する。そのため、第1実施形態と同様の構成を有する部分については第1実施形態における説明を援用し、説明を省略する。
 第3実施形態におけるインサート30は、第1実施形態のインサート1と同様に、上面3、下面5、側面7及び稜線11を有している。第1実施形態における稜線11は、第1部分11a~第5部分11eを有しているのに対して、本実施形態における稜線11は、第1部分11a~第5部分11eに加えて、さらに第6部位11fと第7部位11gとを有している。すなわち、本実施形態においては、第3部位11cと第4部位11dとの間に、第1角部3a側から順に、第7部位11gと第6部位11fとが位置している。ここで、第6部位11fは、上面視において、直線形状である。そして、第7部位11gは、第3部位11cと第6部位11fとの間に位置する円孤形状である。このような第6部位11fと第7部位11gとを有することによって、ホルダへの取り付け状態に限らず、低送り加工において良好な仕上げ面を得ることができるとともに、高送り加工において面粗さを良好にすることができる。
 さらに、このとき、第7部位11gの曲率半径R7は、第3部位11cの曲率半径R3よりも小さくてもよい。このような構成によれば、ホルダへの取り付け状態に限らず、低送り加工及び高送り加工のいずれにおいても良好な加工面精度を得る効果が高まる。
 なお、本実施形態においては、第6部位11f及び第7部位11gが、インサート1をホルダに取り付けた状態において、第3部位11cの側から第4部位11dの側に向かって被削材の加工面から離れる様に傾斜していてもよい。このような構成においても、第2実施形態と同様に、ホルダへの取り付け状態に限らず、低送り加工において良好な仕上げ面を得ることができるとともに、高送り加工において面粗さを良好にすることができる。
  (第4実施形態)
 次に、本開示の第4実施形態に係るインサート40について、図11を用いて詳細に説明する。なお、以下においては、第1実施形態のインサート1と相違する部分を中心として説明する。そのため、第1実施形態と同様の構成を有する部分については第1実施形態における説明を援用し、説明を省略する。
 第4実施形態におけるインサート40は、第1実施形態のインサート1と同様に、上面3、下面5、側面7及び稜線11を有している。第3実施形態における稜線11は、第1部分11a~第5部分11eに加えて、第6部位11f及び第7部位11gを有しているのに対して、本実施形態における稜線11は、第1部分11a~第5部分11eに加えて、第7部位11gのみを有している。すなわち、本実施形態においては、上面視において、第3部位11cと第4部位11dとの間には、第7部位11gのみが位置しており、第7部位11gが、第3部位11cと第4部位11dと接続している。このような場合においても、安定して良好な加工面精度を得ることができる。
 また、このときも、上面視における第7部位11gの曲率半径R7が第3部位11cの曲率半径よりも小さい場合には、低送り加工における加工面精度の向上が図れる。
 なお、本実施形態においても、第7部位11gが、インサート1をホルダに取り付けた状態において、第3部位11cの側から第4部位11dの側に向かって被削材の加工面から離れる様に傾斜していてもよい。このような構成においても、第2実施形態及び第3実施形態と同様に、切屑Cの厚みが過度に薄くなることを低減でき、良好な加工面精度を得ることができる。
 以上、本開示の実施形態に係るインサートについて図面を用いて説明したが、本開示の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く、本開示の要旨を逸脱しない範囲であって、特に詳述していない変形も含むものである。
 例えば、本開示のインサートにおいて、上面3と側面7とが交わる稜線11は、第1部位11a、第2部位11b、第3部位11c、第4部位11d及び第5部位11eを有していればよく、これらの部位以外の部位を有していても構わない。
 より具体的には、本開示のインサートにおいて、稜線11には、第6部位11f及び第7部位11g以外の部位が、第2部位11bと第3部位11cとの間、第3部位11cと第4部位11dの間に位置していてもよい。このとき、上記の第6部位11f及び第7部位11g以外の部位は、直線形状であっても曲線形状であっても構わない。
 また、本開示のインサートは、矛盾のない範囲において、上述した実施形態を組み合わせた構成も含むものである。
 <切削工具>
 次に、本開示の一実施形態に係る切削工具101について図面を用いて説明する。
 本実施形態の切削工具101は、図12に示すように、先端側にポケット103(インサートポケット)を有するホルダ105と、ポケット103に位置する上記のインサート1とを備えている。本実施形態の切削工具101においては、稜線11がホルダ105の先端から突出するようにインサート1がホルダ105に装着されている。
 ホルダ105は、先端から後端に向かって細長く伸びた棒形状である。より具体的には、ホルダ105は、中心軸O3を有した略円柱形状である。そして、ホルダ105の先端側には、ポケット103が1つ設けられている。ポケット103は、インサート1が装着される部分であり、ホルダ105の先端面及び側面に対して開口している。このとき、ポケット103がホルダ105の側面に対しても開口していることによって、インサート1の装着を容易に行うことができる。具体的には、ポケット103は、ホルダ105の下面に対して平行な着座面と、着座面に対して傾斜する拘束側面とを有している。
 ポケット103にはインサート1が位置している。このとき、インサート1の下面がポケット103に直接接していてもよく、また、インサート1とポケット103との間にシートが挟まれていてもよい。
 インサート1は、稜線における切刃として用いられる部分がホルダ105から外方に突出するように装着される。本実施形態においては、インサート1は、固定ネジ107によって、ホルダ105に装着されている。すなわち、インサート1の貫通孔に固定ネジ107が挿入され、この固定ネジ107の先端がインサートポケット103に形成されたネジ孔に挿入されてネジ部同士が螺合する。このネジ部同士の螺合によって、インサート1がホルダ105に装着されている。
 ホルダ105の材質としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。これらの材質の中で靱性の高い鋼を用いてもよい。
 本実施形態の切削工具101においては、インサート1の第1部位11a~第5部位11eのうち第3部位11cがホルダ105の最も先端側に位置していてもよい。このような配置でインサート1がホルダ105に取り付けられることにより、切屑Cの厚みが過度に薄くなることを低減する効果が高まり、より良好な仕上げ面を得ることができる。
 ここで、「ホルダ105の最も先端側」とは、ホルダ105の中心軸O3に沿う方向において最も先端側」のことを意味する。
 また、本実施形態の切削工具101においては、第3部位11cと第2部位11bとのなす角度θ3は、第3部位11cと第4部位11dとのなす角度θ4よりも大きくてもよい。このような配置によれば、切屑Cの厚みが過度に薄くなることを低減する効果が高まり、良好な加工面精度を得ることができる。
 ここで、角度θ3は、図13に示すように、例えば、第3部位11cの両端を結ぶ仮想直線Yと第2部位11bの第3部位11c側に位置する端部における接線mとのなす角度である。同様に、角度θ4は、例えば、第3部位11cの両端を結ぶ仮想直線Yと第4部位11dの第3部位11c側に位置する端部における接線nとのなす角度である。
 本実施形態においては、いわゆる旋削加工に用いられる切削工具を例示している。旋削加工としては、例えば、内径加工、外径加工及び溝入れ加工が挙げられる。なお、本開示の切削工具としては旋削加工に用いられるものに限らない。例えば、転削加工に用いられる切削工具に上記の実施形態のインサート1が用いられてもよい。
 <切削加工物の製造方法>
 次に、本開示の一実施形態に係る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)被削材201を回転させる工程と、
(2)回転している被削材201に上記実施形態に代表される切削工具101を接触させる工程と、
(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14に示すように、被削材201を軸O2の周りで回転させるとともに、被削材201に切削工具101を相対的に近付ける。次に、図15に示すように、切削工具101、より具体的には切削工具101における稜線(切刃)を被削材201に接触させて、被削材201を切削する。そして、図16に示すように、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、軸O2を固定するとともに被削材201を回転させた状態で切削工具101をX1方向に移動させることによって被削材201に近づけている。また、図15においては、回転している被削材201にインサートにおける切刃を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16においては、被削材201を回転させた状態で切削工具101をX2方向に移動させることによって遠ざけている。
 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、あるいは、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、被削材201を回転させた状態を維持して、被削材201の異なる箇所に切削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201の材質としては、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。
 以上、本開示に係る実施形態について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
1・・・切削インサート(インサート)
3・・・上面
3a・・・第1角部
3b・・・第1辺部
5・・・下面
7・・・側面
9・・・貫通孔
O1・・・インサートの中心軸
O2・・・ホルダの中心軸
11・・・稜線
11a・・・第1部位
11b・・・第2部位
11c・・・第3部位
11d・・・第4部位
11e・・・第5部位
11f・・・第6部位
11g・・・第7部位
11h・・・第8部位
13・・・切刃
L1、L2、L3、L4・・・長さ
101・・・切削工具
103・・・ポケット(インサートポケット)
105・・・ホルダ
107・・・固定ネジ
201・・・被削材

Claims (15)

  1.  第1角部及び該第1角部から延びる第1辺部を有する上面と、
     該上面に隣接する側面と、を備え、
     前記上面と前記側面とが交わる稜線の少なくとも一部が切刃であり、
     該切刃は、前記第1角部に位置する第1部位と、前記第1部位に隣接する第2部位と、前記第2部位に近接する第3部位と、前記第3部位に近接する第4部位と、前記第4部位に隣接するとともに前記第1辺部に位置する第5部位と、を有しており、
     上面視において、前記第1部位、前記第2部位、前記第3部位及び前記第4部位は、円孤形状であり、
     上面視において、前記第2部位の曲率半径R2は、前記第1部位の曲率半径R1よりも小さく、前記第3部位の曲率半径R3は、前記第1部位の曲率半径R1よりも大きく、前記第4部位の曲率半径R4は、前記第3部位の曲率半径R3よりも小さい、切削インサート。
  2.  前記第4部位の曲率半径R4は、前記第1部位の曲率半径R1よりも大きい、請求項1に記載の切削インサート。
  3.  上面視において、前記第1角部の二等分線Z1と前記第2部位とのなす角度θ1は、前記第1角部の二等分線Z1と前記第4部位とのなす角度θ2よりも大きい、請求項1又は2に記載の切削インサート。
  4.  上面視において、前記第2部位の長さL2が、前記第1部位の長さL1及び前記第3部位の長さL3よりも短い、請求項1~3のいずれか1つに記載の切削インサート。
  5.  上面視において、前記第4部位の長さL4が、前記第2部位の長さL2よりも短い、請求項1~4のいずれか1つに記載の切削インサート。
  6.  上面視において、前記第5部位は、直線形状である、請求項1~5のいずれか1つに記載の切削インサート。
  7.  前記稜線は、前記第3部位と前記第4部位との間に位置する直線形状の第6部位をさらに有する、請求項1~6のいずれか1つに記載の切削インサート。
  8.  前記稜線は、前記第3部位と前記第6部位との間に位置する第7部位をさらに有しており、
     上面視において、前記第7部位は、円孤形状である、請求項7に記載の切削インサート。
  9.  前記第7部位の曲率半径R7は、前記第3部位の曲率半径R3よりも小さい、請求項8に記載の切削インサート。
  10.  前記稜線は、前記第2部位と前記第3部位との間に位置する直線形状の第8部位をさらに有する、請求項1~9のいずれか1つに記載の切削インサート。
  11.  前記第2部位、前記第3部位及び前記第4部位は、それぞれワイパー刃である、請求項1~10のいずれか1つに記載の切削インサート。
  12.  先端側にポケットを有するホルダと、
     該ホルダにおける前記ポケットに装着された請求項1~11のいずれか1つに記載の切削インサートと、を備える切削工具。
  13.  前記第1乃至前記第5部位のうち前記第3部位が前記ホルダの最も先端側に位置している、請求項12に記載の切削工具。
  14.  前記第3部位と前記第2部位とのなす角度θ3は、前記第3部位と前記第4部位とのなす角度θ4よりも大きい、請求項12又は請求項13に記載の切削工具。
  15.  被削材を回転させる工程と、
     回転している前記被削材に請求項12~14のいずれか1つに記載の切削工具を接触させて切削する工程と、
     前記切削工具を前記被削材から離す工程とを備える、切削加工物の製造方法。
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