WO2021235261A1 - 切削インサート、切削工具、および切削加工物の製造方法 - Google Patents

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洋介 福原
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京セラ株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a method for manufacturing cutting inserts, cutting tools, and cutting workpieces.
  • the tip includes a main body portion and a cutting portion.
  • the cutting portion includes an arc-shaped wiper blade located at the tip thereof, a linear-shaped first cutting blade extending from the wiper blade, and a linear-shaped second cutting blade extending from the first cutting blade. And have.
  • the wiper blade has an effect of reducing the surface roughness of the machined surface of the work material.
  • the cutting insert includes a base portion and a cutting portion provided so as to protrude from the base portion, and the cutting portion is located on the side of the tip in a direction protruding from the base portion.
  • a tip surface located, an upper surface extending from the base portion to the tip surface, a first side surface extending from the base portion to the tip surface and adjacent to the upper surface, and extending from the base portion to the tip surface, said.
  • the front cutting edge has a first cutting edge including an end on the tip side of the front cutting edge, and a second cutting edge located between the first cutting edge and the transverse cutting edge.
  • the radius of curvature of the first cutting edge is larger than the radius of curvature of the second cutting edge.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of the cutting insert shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a tip portion of a cutting portion shown in FIG. 6 rotated by 90 ° clockwise.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB to FF of the cutting insert shown in FIG. It is a perspective view which shows the cutting tool in one Embodiment. It is an enlarged view in the region B4 shown in FIG.
  • It is a schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the machined work of embodiment. It is a schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the machined work of embodiment. It is a schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the machined work of embodiment. It is a schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the machined work of embodiment. It is a schematic diagram which shows one process of the manufacturing method of the machined work of embodiment.
  • a method for manufacturing a cutting insert (hereinafter, also simply referred to as an insert), a cutting tool, and a cutting work according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
  • inserts and cutting tools may include any components not shown in each referenced figure.
  • the dimensions of the members in each drawing do not faithfully represent the dimensions of the actual constituent members, the dimensional ratio of each member, and the like.
  • the insert in this embodiment can be used, for example, in turning.
  • Examples of the turning process include outer diameter processing, inner diameter processing, grooving processing, parting off processing, and post-grinding processing.
  • FIG. 1 is a perspective view of the insert 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of the insert 1 as viewed from another direction.
  • FIG. 3 is a top view of the insert 1 as viewed from the A1 direction shown in FIG.
  • the insert 1 includes a base portion 10 and a cutting portion 20 provided so as to protrude from the base portion 10.
  • the substrate portion 10 can be used as a portion restrained by the holder 105 when the insert 1 is attached to the holder 105 (see FIGS. 11 and 12) described later.
  • the cutting portion 20 is a portion that comes into contact with the work material 201 (see FIGS. 13 to 16) to be machined in the cutting process described later, and is a portion that plays a main role in the cutting process.
  • the insert 1 includes two cutting portions 20, but may include three or more cutting portions 20, or may include only one cutting portion 20.
  • the shape of the substrate portion 10 is not limited to a specific configuration.
  • the shape of the substrate portion 10 may be a rod shape, a polygonal plate shape, or a polygonal prism shape.
  • the substrate portion 10 has a hexagonal plate shape in which two opposing corners of a rectangle are dropped when viewed from a direction facing a relatively large plate surface (first main surface 11). Is.
  • the substrate portion 10 is located on the opposite side of the first main surface 11 (see FIG. 1), which is hexagonal, and the second main surface 12 (see FIG. 2), which is also hexagonal. It has a through hole 13 that opens at the center of the first main surface 11 and the center of the second main surface 12.
  • the through hole 13 may be used to fix the insert 1 to the holder 105 (see FIGS. 11 and 12) described later.
  • the insert 1 when the insert 1 is attached to the holder 105, the insert 1 can be fixed to the holder 105 by inserting a screw 107 into the through hole 13.
  • the substrate portion 10 has an upper side surface 14 and a lower side surface 15.
  • the upper side surface 14 and the lower side surface 15 are flat surfaces, respectively, and are located parallel to each other along the longitudinal direction of the insert 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the upper side surface 14 and the lower side surface 15 form a part of the side surface portion located between the first main surface 11 and the second main surface 12 in the substrate portion 10. good.
  • flat or “flat surface” is intended to be not a curved surface at a visible level, or to have no visible unevenness, and is strictly flat. Do not ask to be. Therefore, unevenness to an unavoidable degree may be allowed in the manufacture of the insert 1. Specifically, it may have irregularities with a surface roughness of about 50 ⁇ m.
  • the size of the substrate portion 10 is not particularly limited.
  • the maximum width of the substrate portion 10 in the direction from the first main surface 11 to the second main surface 12 orthogonal to the longitudinal direction of the insert 1 may be set to, for example, about 2.9 to 4.1 mm. Further, the dimension of the substrate portion 10 in the longitudinal direction may be set to, for example, about 8 to 20 mm.
  • the shape of the two cutting portions 20 is not limited to a specific configuration.
  • the cutting portion 20 may have, for example, a rod shape, a polygonal plate shape, or a polygonal prism shape.
  • the shape of the two cutting portions 20 in this example is a triangular plate shape, respectively.
  • the substrate portion 10 and the cutting portion 20 in the insert 1 may be formed separately or integrally.
  • the width of the cutting portion 20 in the direction from the first main surface 11 orthogonal to the longitudinal direction of the insert 1 toward the second main surface 12 may be smaller than the width of the base portion 10 in the same direction.
  • the width of the base portion 10 is relatively large, the wall thickness of the base portion 10 is secured, so that the insert 1 can be stably fixed to the holder 105 (see FIGS. 11 and 12). ..
  • the width of the cutting portion 20 is relatively small, the degree of freedom in the cutting width of the work material 201 in the cutting process can be increased.
  • the widths of the base portion 10 and the cutting portion 20 are different as described above, the regions of the base portion 10 and the cutting portion 20 in the insert 1 may be divided by the portions having different widths.
  • the two cutting portions 20 each project outward from the base portion 10.
  • One of the two cutting portions 20 projects outward from one end in the longitudinal direction of the substrate portion 10 along the longitudinal direction.
  • the other cutting portion 20 of the two cutting portions 20 projects along the longitudinal direction from the other end portion in the longitudinal direction of the substrate portion 10.
  • the two cutting portions 20 project to the opposite sides of each other.
  • the two cutting portions 20 may be positioned so as to be rotationally symmetric with respect to the central axis of the through hole 13.
  • the two cutting portions 20 project toward opposite sides and are positioned so as to be rotationally symmetric with respect to the central axis of the through hole 13, and have substantially the same configuration as each other. Therefore, in the following, of the two cutting portions 20, in FIG. 1, the configuration of the cutting portion 20 protruding toward the right side when the insert 1 is viewed from the side of the first main surface 11 of the base portion 10 will be described in detail. The description of the other cutting portion 20 protruding toward the left side will be omitted.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the region B1 shown in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the region B2 shown in FIG.
  • the cutting portion 20 has an upper surface 21, a tip surface 22, a first side surface 23, a second side surface 24, and a lower surface 25.
  • the tip surface 22 is located on the side of the tip in the direction in which the cutting portion 20 protrudes from the base portion 10.
  • the upper surface 21 extends from the base portion 10 (upper side surface 14 of the base portion 10) to the tip surface 22 and is adjacent to the tip surface 22. In the case of the other cutting portion 20, the upper surface 21 extends from the lower side surface 15 of the base portion 10 to the tip surface 22.
  • the first side surface 23 extends from the base portion 10 to the tip surface 22. More specifically, the first side surface 23 extends from the second main surface 12 of the substrate portion 10 to the tip surface 22. In the other cutting portion 20, the first side surface 23 extends from the second main surface 12 of the base portion 10 to the tip surface 22. The first side surface 23 is adjacent to the upper surface 21 and is also adjacent to the tip surface 22.
  • the second side surface 24 extends from the base portion 10 to the tip surface 22. More specifically, the second side surface 24 extends from the stepped surface 16 adjacent to the first main surface 11 of the substrate portion 10 to the tip surface 22.
  • the step surface 16 is a plane extending in the direction from the first main surface 11 to the second main surface 12.
  • the stepped surface 16 is a surface generated when the width of the cutting portion 20 in the direction from the first main surface 11 to the second main surface 12 is smaller than the width of the base portion 10 in the same direction.
  • the second side surface 24 is adjacent to the first main surface 11 of the base portion 10, and is the tip from the stepped surface forming a plane in the direction from the first main surface 11 to the second main surface 12. It extends toward the surface 22.
  • the second side surface 24 is adjacent to the upper surface 21 on the opposite side of the first side surface 23. Further, the second side surface 24 is adjacent to the tip surface 22 on the opposite side of the first side surface 23.
  • the lower surface 25 extends from the lower side surface 15 of the substrate portion 10 to the tip surface 22. In the case of the other cutting portion 20, the lower surface 25 extends from the upper side surface 14 of the base portion 10 to the tip surface 22. The lower surface 25 is adjacent to the upper surface 21 via the first side surface 23, the tip surface 22, and the second side surface 24.
  • the first side surface 23 has a substantially planar shape.
  • the tip surface 22 may have a gently curved surface shape or a substantially planar shape, which will be described in detail later.
  • the tip surface 22 and the first side surface 23 may be directly connected, but may be connected between the tip surface 22 and the first side surface 23 via a curved surface.
  • the second side surface 24 also has a substantially planar shape.
  • the first side surface 23 and the second side surface 24 may have a curved surface shape.
  • a ridgeline is formed at the intersection of the surfaces such as the upper surface 21, the tip surface 22, the first side surface 23, and the second side surface 24.
  • the ridgeline where the upper surface 21 and the tip surface 22 intersect is the first ridgeline E1
  • the ridgeline where the upper surface 21 and the first side surface 23 intersect is the second ridgeline E2
  • the ridgeline where the upper surface 21 and the second side surface 24 intersect is the third ridgeline (ridgeline). ) E3.
  • the cutting portion 20 has a first ridge line E1, a second ridge line E2, and a third ridge line E3.
  • the cutting edge for cutting can be formed on the ridgeline and is located on the ridgeline.
  • the cutting portion 20 has a front cutting edge F at the first ridge line E1 and a cross cutting blade S at the second ridge line E2.
  • the third ridge line E3 does not have a cutting edge.
  • the third ridge line E3 is a ridge line where the surface of the breaker protrusion 21d formed on the upper surface 21 and the second side surface 24 intersect.
  • the front cutting edge F can be used as a cutting edge that mainly functions in, for example, grooving and parting off.
  • the transverse cutting edge S may be used as a cutting edge that assists the cutting process by the front cutting edge F.
  • the transverse cutting edge S can be used, for example, as a cutting edge that mainly functions in post-grinding processing (lateral feed processing).
  • the front cutting edge F may be used as a cutting edge that assists cutting by the transverse cutting edge S, specifically, a wiper blade (smooth blade).
  • the cutting portion 20 in this example has a plurality of cutting edges as the front cutting edge F, and a plurality of inclined surfaces are formed on the upper surface 21 corresponding to the plurality of cutting edges.
  • the plurality of cutting edges and the plurality of inclined surfaces will be described below with reference to FIGS. 6 and 8 to 10.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the region B3 shown in FIG. 3 and an enlarged view of the tip portion of the cutting portion. In FIG. 6, different hatching is attached to each of the plurality of inclined surfaces.
  • the cutting portion 20 in the insert 1 of this example has a first cutting edge F1 and a second cutting edge F2 as the front cutting edge F.
  • the first cutting edge F1 is formed at a position of the front cutting edge F including the end portion on the tip end side in the direction in which the cutting portion 20 protrudes from the base portion 10.
  • the second cutting edge F2 is located between the first cutting edge F1 and the transverse cutting edge S.
  • Both the first cutting edge F1 and the second cutting edge F2 have a curved shape, and the radius of curvature R1 of the first cutting edge F1 is larger than the radius of curvature R2 of the second cutting edge F2.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the shape of chips generated in the front cutting edge F during cutting.
  • the chips 301 are shown with hatching.
  • the figures shown in reference numerals 7001 and 7002 in FIG. 7 show the shape of chips when the insert according to the reference example is used. Further, the figure shown by reference numeral 7003 in FIG. 7 shows the shape of chips when the insert 1 in one embodiment of the present disclosure is used.
  • FIG. 7 shows how the front cutting edge F is used to cut the surface of the work material 201 (see FIGS. 13 to 16). Depth is the same condition.
  • the thickness of the chip 301 becomes thick, so that the machined surface may be peeled off during cutting. Hard to occur.
  • the radius of curvature R1 and the radius of curvature R2 are relatively small values, the unevenness caused by the curved shape of the first cutting edge F1 and the second cutting edge F2 is large, and the surface roughness of the machined surface tends to be high.
  • the first cutting edge F1 and the second cutting edge F2 have a gentle curved shape as shown by reference numeral 7002 in FIG. Therefore, the unevenness caused by the curved shape of the first cutting edge F1 and the second cutting edge F2 is small. However, since the thickness of the chips 301 is reduced, the machined surface is liable to be plucked during cutting.
  • the surface roughness of the machined surface can be reduced as shown by reference numeral 7003 in FIG. Specifically, since the radius of curvature R1 is relatively large, the unevenness caused by the curved shapes of the first cutting edge F1 and the second cutting edge F2 is small. Further, since the radius of curvature R2 is relatively small, the chip 301 is thick and the machined surface is less likely to be squeezed during cutting. As a result, the surface roughness of the machined surface can be reduced.
  • the second cutting edge F2 may be longer than the first cutting edge F1.
  • the value of the length of the line segment from one end to the other end of the second cutting edge F2 is the line segment from one end to the other end of the first cutting edge F1. It may be larger than the length value.
  • the cutting portion 20 in this example further has a third cutting edge F3 located between the second cutting edge F2 and the horizontal cutting edge S as the front cutting edge F.
  • the strength of the cutting edge near the boundary between the second cutting edge F2 and the transverse cutting edge S is increased as compared with the case where the second cutting edge F2 and the transverse cutting edge S intersect.
  • the radius of curvature R3 of the third cutting edge F3 may be smaller than the radius of curvature R2 of the second cutting edge F2. As a result, the strength of the cutting edge can be increased as described above while ensuring the lengths of the second cutting edge F2 and the horizontal cutting edge S.
  • the cutting portion 20 in this example further has a fourth cutting edge F4 extending from the first cutting edge F1 toward the third ridge line E3 as the front cutting edge F.
  • the radius of curvature R1 of the first cutting edge F1 may be larger than the radius of curvature R4 of the fourth cutting edge F4.
  • the radius of curvature R2 of the second cutting edge F2 may be larger than the radius of curvature R4 of the fourth cutting edge F4.
  • the front cutting edge F can be increased. Therefore, the strength of the front cutting edge F is high. Further, during grooving, it is possible to reduce the amount of uncut residue between the groove wall surface and the groove bottom surface, and the machining accuracy during grooving can be improved.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the upper surface 21 has an uneven shape instead of a planar shape.
  • the upper surface 21 has a front inclined surface 21a, a laterally inclined surface 21b, a flat bottom surface 21c, and a breaker protrusion 21d.
  • the front inclined surface 21a formed on the upper surface 21 is positioned so as to extend along the front cutting edge F (first ridge line E1), and is inclined downward as the distance from the front cutting edge F is increased. ing.
  • the front inclined surface 21a has a first inclined surface 211 located along the first cutting blade F1 and a second inclined surface 212 located along the second cutting blade F2.
  • the front inclined surface 21a of the cutting portion 20 in this example further includes a third inclined surface 213 located along the third cutting edge F3 and a fourth inclined surface 214 located along the fourth cutting edge F4. have.
  • the laterally inclined surface 21b has an inclination extending along the lateral cutting edge S (second ridge line E2) and descending toward the bottom surface 21c.
  • the breaker protrusion 21d extends along the second side surface 24 and rises from the bottom surface 21c toward the second side surface 24.
  • the intersection of the second side surface 24 and the surface of the breaker protrusion 21d is the third ridge line E3.
  • the circuit breaker protrusion 21d is a member having an action of guiding the traveling direction of chips generated by cutting the work material by the front cutting edge F or the transverse cutting edge S in the direction of discharge and an action of dividing the chips.
  • the line connecting the points A1, A2, and A3 is due to the breaker protrusion 21d
  • the line connecting the points A3 and A4 is due to the bottom surface 21c
  • the line connecting the points A4 and A5 is due to the laterally inclined surface 21b.
  • a curved surface may be interposed between the rising surface of the breaker protrusion 21d and the bottom surface 21c, or may be directly connected.
  • a curved surface may be interposed between the bottom surface 21c and the laterally inclined surface 21b, or may be directly connected.
  • FIG. 9 is a diagram showing an enlarged view of the tip portion of the cutting portion 20 shown in FIG. 6 rotated by 90 ° clockwise.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line BB to FF of FIG.
  • the angle formed by the first inclined surface 211 with respect to the tip surface 22 is defined as the first inclined surface ⁇ 1.
  • the angle formed by the second inclined surface 212 with respect to the tip surface 22 in the cross-sectional view including the second inclined surface 212 is as follows. That is, the second inclined surface 212 includes a front side second inclined surface 212a which is a side close to the first inclined surface 211 and a lateral second inclined surface 212b which is a side close to the third inclined surface 213. Then, as shown by reference numeral 9002 in FIG. 10, in the cross-sectional view including the front side second inclined surface 212a, the angle formed by the front side second inclined surface 212a with respect to the tip surface 22 is defined as the second inclined surface ⁇ 21. As shown by reference numeral 9003 in FIG. 10, in the cross-sectional view including the lateral second inclined surface 212b, the angle formed by the lateral second inclined surface 212b with respect to the tip surface 22 is defined as the second inclined angle ⁇ 22.
  • the angle formed by the third inclined surface 213 with respect to the tip surface 22 is defined as the third inclined surface ⁇ 3.
  • the angle formed by the fourth inclined surface 214 with respect to the tip surface 22 is defined as the fourth inclined surface ⁇ 4.
  • the second inclination angle (second inclination angle ⁇ 21 or second inclination angle ⁇ 22) on the second inclined surface 212 becomes larger than the first inclined angle ⁇ 1 on the first inclined surface 211. May be good. In other words, the first tilt angle ⁇ 1 may be smaller than the second tilt angle.
  • the first cutting edge F1 includes the end portion on the tip side of the front cutting edge F, a large cutting load is likely to be applied to the first cutting edge F1 at the time of grooving, for example.
  • the first inclination angle ⁇ 1 is relatively small, it is easy to secure the wall thickness of the insert 1 in the vicinity of the first cutting edge F1. That is, chipping is unlikely to occur in the vicinity of the first cutting edge F1. As a result, stable cutting can be performed even during grooving, and the insert 1 is highly versatile.
  • the second inclination angle is relatively large, so that the second surface 21 is second. Chips generated by the cutting edge F2 easily advance toward the breaker protrusion 21d. Therefore, the processability of the chips is improved.
  • first inclined surface 211 may have a region in which the inclination angle increases as it approaches the second inclined surface 212.
  • the first cutting edge F1 can have a portion whose sharpness improves as it approaches the second cutting edge F2. Therefore, while ensuring the durability of the first cutting edge F1 at the time of grooving or the like, the possibility that the machined surface is squeezed during the post-grinding process or the like is reduced.
  • the second inclined surface 212 may have a region (front side second inclined surface 212a) in which the inclination angle becomes smaller as it approaches the first inclined surface 211. Since the first cutting edge F1 includes the end portion on the tip side of the front cutting edge F, the second cutting edge F2 becomes closer to the end portion on the tip end side of the front cutting edge F as it approaches the first cutting edge F1. Get closer. At this time, when the second inclined surface 212 has the above-mentioned region, the wall thickness of the insert 1 in the portion where the second inclined surface 212 is located is likely to be thicker as it approaches the first inclined surface. Therefore, chipping is less likely to occur in the second cutting edge F2. When the above region is connected to the first inclined surface 211, chipping is less likely to occur in the second cutting edge F2.
  • the second inclined surface 212 may have a region (lateral second inclined surface 212b) in which the inclination angle increases as it approaches the third inclined surface 213. That is, the second inclination angle ⁇ 22 on the lateral second inclined surface 212b may be larger than the second inclined angle ⁇ 21 on the front second inclined surface 212a.
  • the radius of curvature R3 of the third cutting edge F3 is smaller than the radius of curvature R2 of the second cutting edge F2. In this case, since it is difficult to secure a large area of the third inclined surface 213 with respect to the length of the third cutting edge F3, chips generated by the third cutting edge F3 may be clogged on the third inclined surface 213.
  • the second inclined surface 212 has the above region (lateral second inclined surface 212b)
  • the second inclined surface 212b on the lateral side is caused by the relatively large second inclined angle ⁇ 22. Chips are easy to flow in. Therefore, the chips generated by the third cutting edge F3 easily flow into the second inclined surface 212b on the lateral side. As a result, clogging of chips on the third inclined surface 213 is unlikely to occur.
  • the above-mentioned region (lateral second inclined surface 212b) is connected to the third inclined surface 213, clogging of chips on the third inclined surface 213 is less likely to occur.
  • insert 1 examples include inorganic materials such as cemented carbide, cermet and ceramics.
  • inorganic materials such as cemented carbide, cermet and ceramics.
  • composition of the cemented carbide include WC (tungsten carbide) -Co, WC-TiC (titanium carbide) -Co and WC-TiC-TaC (tantalum carbide) -Co.
  • Cermet is a sintered composite material in which a metal is composited with a ceramic component.
  • examples of the cermet include compounds containing TiC or TiN (titanium nitride) as a main component. Needless to say, the material of the insert 1 is not limited to these.
  • the insert 1 may be configured to include a main body containing the above-mentioned material and a coating layer covering the main body.
  • the material of the coating layer include carbides of titanium, nitrides, oxides, carbonic acid oxides, nitrogen oxides, carbonitrides and carbonic acid nitrogen oxides.
  • the coating layer may contain only one of the above materials, or may contain a plurality of the above materials.
  • the covering layer may be composed of only one layer, or may be a structure in which a plurality of layers are laminated. The material of the coating layer is not limited to these.
  • the coating layer can be positioned on the substrate by using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the coating layer is formed by using the above vapor deposition method while the substrate is held on the inner peripheral surface of the through hole 13, the entire surface of the substrate excluding the inner peripheral surface of the through hole 13 is covered.
  • the coating layer can be located on.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the cutting tool 101 of the embodiment.
  • FIG. 12 is an enlarged view of the region B4 shown in FIG.
  • the cutting tool 101 of the embodiment is a rod-shaped tool having an insert 1 on the tip side.
  • the cutting tool 101 includes a rod-shaped holder 105 having a pocket 103 on the tip end side, and the above-mentioned insert 1 located in the pocket 103.
  • the pocket 103 is a portion to which the insert 1 is mounted, and has a seating surface and a restraining side surface inclined with respect to the seating surface. Further, the pocket 103 is open on the tip end side of the holder 105.
  • the insert 1 is mounted so that a portion used as a cutting edge in the cutting portion 20, that is, at least a part of the above-mentioned front cutting edge F and the transverse cutting edge S protrudes outward from the holder 105.
  • the upper side surface 14 of the base portion 10 is the upper end of the insert 1
  • the lower side surface 15 of the base portion 10 is the lower end of the insert 1.
  • the insert 1 is attached to the holder 105 by a screw 107.
  • the base portion 10 of the insert 1 and the pocket 103 may be in direct contact with each other, or a sheet or the like may be interposed between the insert 1 and the pocket 103. May be good.
  • Steel, cast iron, etc. are used as the material of the holder 105.
  • the toughness of the holder 105 can be increased.
  • Such a cutting tool 101 is used for so-called turning and can be used for post-grinding.
  • the cutting tool 101 is not limited to post-grinding, and can also be used for, for example, inner diameter machining, outer diameter machining, and grooving.
  • FIGS. 13 to 16 are schematic views showing one step of a method for manufacturing a machined product according to an embodiment. 13 to 16 show a state in which the cutting tool 101 to which the insert 1 is mounted is viewed from the side of the upper surface 21 of the cutting portion 20.
  • the work piece is produced by cutting the work material 201.
  • the method for manufacturing a machined product according to an embodiment includes the following steps. That is, (1) The process of rotating the work material 201 and (2) The process of bringing the cutting tool 101 into contact with the rotating work material 201, (3) The process of separating the cutting tool 101 from the work material 201, Is equipped.
  • the work material 201 is rotated around the shaft O1 and the cutting tool 101 is relatively close to the work material 201.
  • the front cutting edge F and the transverse cutting edge S which are the cutting edges of the cutting tool 101, are brought into contact with the work material 201 to cut the work material 201.
  • the cutting tool 101 moves relative to the rotating work material 201 in the axial direction of the shaft O1.
  • the work material 201 is cut.
  • the cross cutting blade S faces forward in the moving direction.
  • the cutting tool 101 is relatively far from the work material 201.
  • the cutting tool 101 is moved closer to the work material 201 while the shaft O1 is fixed and the work material 201 is rotated around the shaft O1. Further, in the examples of FIGS. 14 and 15, the work material 201 is cut by bringing the cutting edge of the insert 1 into contact with the rotating work material 201. Further, in FIG. 16, the cutting tool 101 is moved away from the work material 201 in a rotated state.
  • the cutting tool 101 is brought into contact with the work material 201 or the cutting tool 101 is separated from the work material 201 by moving the cutting tool 101 in each step.
  • the cutting tool 101 is not limited to such a form.
  • the work material 201 may be brought closer to the cutting tool 101.
  • the work material 201 may be moved away from the cutting tool 101.
  • the process of keeping the work material 201 rotated and bringing the cutting edge of the insert 1 into contact with different parts of the work material 201 may be repeated.
  • typical examples of the material of the work material 201 include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, non-ferrous metal and the like.
  • the cutting insert includes a base portion and a cutting portion provided so as to protrude from the base portion, and the cutting portion has a direction in which the cutting portion protrudes from the base portion.
  • a tip surface located on the side of the tip, an upper surface extending from the base portion to the tip surface, a first side surface extending from the substrate portion to the tip surface and adjacent to the upper surface, and a tip from the base portion to the tip.
  • a second side surface extending toward the surface and adjacent to the upper surface on the opposite side of the first side surface, a front cutting edge located at the intersection of the upper surface and the tip surface, and located at the intersection of the upper surface and the first side surface. It has a cross-cutting blade.
  • the front cutting edge has a first cutting edge including an end on the tip side of the front cutting edge, and a second cutting edge located between the first cutting edge and the transverse cutting edge.
  • the radius of curvature of the first cutting edge is larger than the radius of curvature of the second cutting edge.
  • One aspect of the present disclosure is to provide a cutting insert capable of further reducing the surface roughness of the machined surface.
  • the thickness of the chips becomes excessively thin. Therefore, it is easy for the machined surface of the work material to be less likely to be plucked. As a result, the surface roughness of the machined surface can be further reduced.

Landscapes

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Abstract

一態様の切削インサートは、基体部と切削部とを備える。切削部は、先端面と、上面と、第１側面と、第２側面と、前切刃と、横切刃とを有する。前切刃は、第１切刃と第２切刃とを有し、第１切刃の曲率半径が、第２切刃の曲率半径よりも大きい。

Description

切削インサート、切削工具、および切削加工物の製造方法
　本開示は、切削インサート、切削工具、および切削加工物の製造方法に関する。
　金属などの被削材を旋削加工する際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に記載のチップは、後挽き加工に用いることができる。該チップは、本体部と切削部とを備える。該切削部は、その先端に位置する円弧形状のワイパー刃と、該ワイパー刃から延びた直線形状の第１の切刃と、該第１の切刃から延びた直線形状の第２の切刃と、を有する。上記ワイパー刃は、被削材の加工面の面粗度を低減する作用を有する。
日本国公開特許公報特開２０１２－２５０２９６号公報
　本開示の一態様に係る切削インサートは、基体部と、前記基体部から突出するように設けられた切削部と、を備え、前記切削部は、前記基体部から突出する方向の先端の側に位置する先端面と、前記基体部から前記先端面にかけて延びた上面と、前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記上面と隣り合う第１側面と、前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記第１側面の反対側において前記上面と隣り合う第２側面と、前記上面および前記先端面の交わりに位置する前切刃と、前記上面および前記第１側面の交わりに位置する横切刃と、を有する。前記前切刃は、前記前切刃における前記先端の側の端部を含む第１切刃と、前記第１切刃および前記横切刃の間に位置する第２切刃と、を有し、前記第１切刃の曲率半径が、前記第２切刃の曲率半径よりも大きい。
本開示の一実施形態における切削インサートの斜視図である。 図１に示す切削インサートを別の方向から見た斜視図である。 図１に示す切削インサートを図１に示すＡ１方向から見た上面図である。 図１に示す領域Ｂ１の拡大図である。 図２に示す領域Ｂ２の拡大図である。 図３に示す領域Ｂ３の拡大図および切削部の先端部分の拡大図である。 切削加工時の切屑の形状を示す概略図である。 図６に示す切削インサートのＡ－Ａ線矢視断面図である。 図６に示す切削部の先端部分の拡大図について時計回りに９０°回転させて示す図である。 図８に示す切削インサートのＢ－Ｂ～Ｆ－Ｆ矢視断面図である。 一実施形態における切削工具を示す斜視図である。 図１０に示す領域Ｂ４における拡大図である。 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。 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。 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。 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、本発明の一例である実施形態の切削インサート（以下、単にインサートとも称する）、切削工具、および切削加工物の製造方法について、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、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、インサートおよび切削工具は、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および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
　本実施形態におけるインサートは、例えば旋削加工において用いることができる。旋削加工としては、例えば、外径加工、内径加工、溝入れ加工、突っ切り加工、および後挽き加工等が挙げられる。
　（１．インサートの概略）
　まず、本開示の一実施形態におけるインサート１の概略について図１～図３を用いて説明する。図１は、インサート１の斜視図である。図２は、インサート１を別の方向から見た斜視図である。図３は、インサート１を図１に示すＡ１方向から見た上面図である。
　図１～図３に示すように、インサート１は、基体部１０と、基体部１０から突出するように設けられた切削部２０と、を備えている。基体部１０は、インサート１を後述するホルダ１０５（図１１、図１２参照）に取り付ける際にホルダ１０５に拘束される部位として用いることができる。切削部２０は、後述する切削加工において、加工対象である被削材２０１（図１３～図１６参照）と接触する部位であり、切削加工において主たる役割を有する部位である。本例においてインサート１は、２つの切削部２０を備えているが、３つ以上の切削部２０を備えていてもよく、また、切削部２０を１つのみ備えていてもよい。
　基体部１０の形状は特定の構成に限定されない。例えば、基体部１０の形状は、棒形状、多角板形状または多角柱形状の構成であってもよい。本例において基体部１０は、図１～３に示すように、比較的大きい板面（第１主面１１）に正対する方向から見て、長方形の対向する２つの角を落とした六角板形状である。基体部１０は、六角形である第１主面１１（図１参照）と、第１主面１１の反対側に位置し、同じく六角形である第２主面１２（図２参照）と、第１主面１１の中央および第２主面１２の中央において開口する貫通孔１３とを有している。貫通孔１３は、インサート１を後述するホルダ１０５（図１１、図１２参照）に固定するために用いられてもよい。例えば、インサート１をホルダ１０５に取り付ける際において、貫通孔１３にネジ１０７を挿入することによってインサート１をホルダ１０５に固定することが可能である。
　また、本例において基体部１０は、上側面１４および下側面１５を有している。上側面１４および下側面１５は、それぞれ平らな面であり、インサート１の長手方向に沿って互いに平行に位置している。上側面１４および下側面１５は、図１、図２に示すように、基体部１０における第１主面１１および第２主面１２の間に位置する側面部分の一部を構成していてもよい。
　なお、本明細書において、「平ら」或いは「平面」との記載は、視認できるレベルの曲面ではないこと、或いは、視認できるレベルの凹凸を有していないことを意図しており、厳密に平らであることを求めない。そのため、インサート１の製造において不可避な程度の凹凸を許容してもよい。具体的には、５０μｍ程度の表面粗さの凹凸を有してもよい。
　基体部１０の大きさは特に限定されない。インサート１の長手方向と直交する第１主面１１から第２主面１２に向かう方向での基体部１０の最大幅は、例えば、２．９～４．１ｍｍ程度に設定されてもよい。また、基体部１０の長手方向での寸法は、例えば、８～２０ｍｍ程度に設定されてもよい。
　２つの切削部２０の形状は特定の構成に限定されない。切削部２０は、例えば、棒形状、多角板形状又は多角柱形状の構成であってもよい。本例における２つの切削部２０の形状は、それぞれ三角板形状である。インサート１における基体部１０および切削部２０は、別体で形成されていてもよく、また、一体的に形成されていてもよい。
　インサート１の長手方向と直交する第１主面１１から第２主面１２に向かう方向での切削部２０の幅は、同方向での基体部１０の幅より小さくてもよい。基体部１０の幅が相対的に大きい場合には、基体部１０の肉厚が確保されるため、インサート１を安定してホルダ１０５（図１１、図１２参照）に固定することが可能である。また、切削部２０の幅が相対的に小さい場合には、被削材２０１の切削加工における加工幅の自由度を高めることができる。なお、基体部１０および切削部２０の幅が上記のように異なる場合には、この幅が異なる部分でインサート１における基体部１０および切削部２０の領域を区分してもよい。
　本例において２つの切削部２０は、それぞれ基体部１０から外方に向かって突出している。２つの切削部２０のうちの一方の切削部２０は、基体部１０の長手方向の一方の端部から該長手方向に沿って外方に向かって突出している。２つの切削部２０のうちの他方の切削部２０は、基体部１０の長手方向の他方の端部から該長手方向に沿って突出している。２つの切削部２０は互いに反対側へと突出している。
　インサート１において、２つの切削部２０は、貫通孔１３の中心軸を基準として回転対称となるように位置してもよい。本例において２つの切削部２０は、互いに反対側に向かって突出し、貫通孔１３の中心軸を基準として回転対称となるように位置しており、互いに概ね同様の構成を有している。そのため、以下では、２つの切削部２０のうち、図１において、インサート１を基体部１０の第１主面１１の側から見た場合に右側に向かって突出する切削部２０の構成について詳細に説明し、左側に向かって突出するもう一方の切削部２０については説明を省略する。
　（２．切削部の詳細）
　次に、切削部２０の詳細について図４～図６を用いて説明する。図４は、図１に示す領域Ｂ１の拡大図である。図５は、図２に示す領域Ｂ２の拡大図である。
　図４および図５に示すように、本例において切削部２０は、上面２１と、先端面２２と、第１側面２３と、第２側面２４と、下面２５とを有している。先端面２２は、基体部１０から切削部２０が突出する方向である先端の側に位置している。
　上面２１は、基体部１０（基体部１０の上側面１４）から先端面２２にかけて延びており、先端面２２と隣り合っている。なお、もう一方の切削部２０であれば上面２１は、基体部１０の下側面１５から先端面２２にかけて延びている。
　第１側面２３は、基体部１０から先端面２２にかけて延びている。より詳細には、第１側面２３は、基体部１０の第２主面１２から先端面２２にかけて延びている。もう一方の切削部２０においても、第１側面２３は、基体部１０の第２主面１２から先端面２２にかけて延びている。第１側面２３は、上面２１と隣り合い、また、先端面２２とも隣り合っている。
　第２側面２４は、基体部１０から先端面２２にかけて延びている。より詳細には、第２側面２４は、基体部１０の第１主面１１と隣り合う段差面１６から先端面２２にかけて延びている。段差面１６は、第１主面１１から第２主面１２に向かう方向に延びる平面である。段差面１６は、第１主面１１から第２主面１２に向かう方向での切削部２０の幅が、同方向での基体部１０の幅よりも小さい場合に生じる面である。もう一方の切削部２０においても、第２側面２４は、基体部１０の第１主面１１と隣り合い、第１主面１１から第２主面１２に向かう方向に平面をなす段差面から先端面２２にかけて延びている。第２側面２４は、第１側面２３の反対側において上面２１と隣り合っている。また、第２側面２４は、第１側面２３の反対側において先端面２２とも隣り合っている。
　下面２５は、基体部１０の下側面１５から先端面２２にかけて延びている。もう一方の切削部２０であれば下面２５は、基体部１０の上側面１４から先端面２２にかけて延びている。下面２５は、第１側面２３、先端面２２、および第２側面２４を介して上面２１と隣り合っている。
　また、図４、図５に示すように、本例において第１側面２３は、概ね平面形状である。先端面２２は、詳しくは後述するが、緩やかな曲面形状であってよく、略平面形状であってもよい。先端面２２および第１側面２３は、直接接続されてもよいが、先端面２２および第１側面２３の間に曲面を介して接続されてもよい。また、第２側面２４も概ね平面形状である。第１側面２３および第２側面２４は、曲面形状であってもよい。
　上面２１、先端面２２、第１側面２３、および第２側面２４等、面同士の交わりに稜線が形成される。このうち、上面２１および先端面２２が交わる稜線を第１稜線Ｅ１、上面２１および第１側面２３が交わる稜線を第２稜線Ｅ２、上面２１および第２側面２４が交わる稜線を第３稜線（稜線）Ｅ３とする。つまり、切削部２０は、第１稜線Ｅ１、第２稜線Ｅ２、および第３稜線Ｅ３を有している。切削加工のための切刃は稜線に形成することができ、稜線に位置している。
　本例において切削部２０は、第１稜線Ｅ１に前切刃Ｆを有し、第２稜線Ｅ２に横切刃Ｓを有している。これに対し、第３稜線Ｅ３は切刃を有していない。ここで、第３稜線Ｅ３は、上面２１に形成されているブレーカ突起２１ｄの表面と、第２側面２４と、が交わる稜線である。
　前切刃Ｆは、例えば溝入れ加工および突っ切り加工において主に機能する切刃として用いることができる。横切刃Ｓは、前切刃Ｆによる切削加工を補助する切刃として用いられてもよい。横切刃Ｓは、例えば後挽き加工（横送り加工）において主に機能する切刃として用いることができる。前切刃Ｆは、横切刃Ｓによる切削加工を補助する切刃、具体的にはワイパー刃（さらい刃）として用いられてもよい。
　ここで、本例における切削部２０は、前切刃Ｆとして複数の切刃を有しており、複数の切刃に対応して複数の傾斜面が上面２１に形成されている。この複数の切刃および複数の傾斜面について、図６および図８～図１０を参照して以下に説明する。図６は、図３に示す領域Ｂ３の拡大図および切削部の先端部分の拡大図である。図６では、複数の傾斜面のそれぞれに異なるハッチングを付けて示す。
　図６に示すように、本例のインサート１における切削部２０は、前切刃Ｆとして、第１切刃Ｆ１および第２切刃Ｆ２を有している。第１切刃Ｆ１は、前切刃Ｆにおける、基体部１０から切削部２０が突出する方向における先端の側の端部を含む位置に形成されている。第２切刃Ｆ２は、第１切刃Ｆ１および横切刃Ｓの間に位置している。
　第１切刃Ｆ１および第２切刃Ｆ２は、いずれも曲線形状であって、第１切刃Ｆ１の曲率半径Ｒ１は、第２切刃Ｆ２の曲率半径Ｒ２よりも大きい。
　上記構成とすることで、切屑の厚さが過度に薄くなることを回避し易くすることができる。そのため、被削材の加工面にむしれを生じ難くすることができる。その結果、加工面の面粗度をより一層小さくできる。この理由について、図７を参照して以下に説明する。
　図７は、切削加工時に前切刃Ｆにおいて生じる切屑の形状を示す概略図である。図７において、切屑３０１にハッチングを付して示している。なお、図７の符号７００１および符号７００２に示す図は、参考例にかかるインサートを用いた場合における切屑の形状を示している。また、図７の符号７００３に示す図は、本開示の一実施形態におけるインサート１を用いた場合における切屑の形状を示している。図７では、前切刃Ｆを用いて被削材２０１（図１３～図１６参照）の表面を切削する様子を示しており、符号７００１～７００３で示す図において、互いにインサートの送り量および切り込み深さを同条件としている。
　曲率半径Ｒ１および曲率半径Ｒ２が同じ値であって、比較的小さい値である場合、図７の符号７００１に示すように、切屑３０１の厚さが厚くなるため切削加工時に加工面にむしれが生じにくい。しかしながら、曲率半径Ｒ１および曲率半径Ｒ２が比較的小さい値であるため、第１切刃Ｆ１および第２切刃Ｆ２の曲線形状に起因する凹凸が大きく、加工面の面粗度が高くなり易い。
　また、曲率半径Ｒ１および曲率半径Ｒ２が同じ値であって、比較的大きい値である場合、図７の符号７００２に示すように、第１切刃Ｆ１および第２切刃Ｆ２が緩やかな曲線形状であるため、第１切刃Ｆ１および第２切刃Ｆ２の曲線形状に起因する凹凸が小さい。しかしながら、切屑３０１の厚さが薄くなるため切削加工時に加工面にむしれが生じやすい。
　一方、曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２よりも大きい場合には、図７の符号７００３に示すように、加工面の面粗度を小さくできる。具体的には、曲率半径Ｒ１が相対的に大きいため、第１切刃Ｆ１および第２切刃Ｆ２の曲線形状に起因する凹凸が小さい。さらに、曲率半径Ｒ２が相対的に小さいため、切屑３０１の厚さが厚く、切削加工時に加工面にむしれが生じにくい。結果として、加工面の面粗度を小さくできる。
　第２切刃Ｆ２は、第１切刃Ｆ１よりも長くてもよい。換言すれば、第２切刃Ｆ２における一方の端部から他方の端部までの線分の長さの値は、第１切刃Ｆ１における一方の端部から他方の端部までの線分の長さの値よりも大きくてもよい。
　上記構成とすることで、切屑の厚さが過度に薄くなる部分を少なくできる。そのため、被削材の加工面にむしれを生じ難くできる。その結果、加工面の面粗度をより一層小さくできる。
　また、本例における切削部２０は、前切刃Ｆとして、第２切刃Ｆ２および横切刃Ｓの間に位置する第３切刃Ｆ３をさらに有している。これにより、第２切刃Ｆ２および横切刃Ｓが交差する場合と比較して、第２切刃Ｆ２および横切刃Ｓの境界付近での切刃の強度が高められる。さらに、第３切刃Ｆ３の曲率半径Ｒ３は、第２切刃Ｆ２の曲率半径Ｒ２よりも小さくなってもよい。これにより、第２切刃Ｆ２および横切刃Ｓの長さを確保しつつ、上記の通り切刃の強度を高めることができる。
　そして、本例における切削部２０は、前切刃Ｆとして、第１切刃Ｆ１から第３稜線Ｅ３に向かって延びた第４切刃Ｆ４をさらに有している。第１切刃Ｆ１の曲率半径Ｒ１は、第４切刃Ｆ４の曲率半径Ｒ４よりも大きくなってもよい。これにより、第１切刃Ｆ１および第３稜線Ｅ３の交わる部分における切刃の強度を高めることができ、切刃が欠損するおそれを小さくできる。また、溝加工時においては、溝壁面の面粗度を小さくすることもできる。
　また、第２切刃Ｆ２の曲率半径Ｒ２は、第４切刃Ｆ４の曲率半径Ｒ４よりも大きくなってもよい。これにより、前切刃Ｆを大きくできる。そのため、前切刃Ｆの強度が高い。また、溝加工時においては、溝壁面および溝底面の間の削り残しを少なくでき、溝加工時における加工精度が高められる。
　図８は、図６のＡ－Ａ線矢視断面図である。図４～図６および図８に示すように、上面２１は、平面形状ではなく凹凸形状を有している。具体的には、本例において上面２１は、前傾斜面２１ａと、横傾斜面２１ｂと、平らな底面２１ｃと、ブレーカ突起２１ｄと、を有している。
　また、上面２１に形成された前傾斜面２１ａは、前切刃Ｆ（第１稜線Ｅ１）に沿って延びるように位置しているとともに、前切刃Ｆから離れるにしたがって下方に向かって傾斜している。この前傾斜面２１ａは、第１切刃Ｆ１に沿って位置する第１傾斜面２１１と、第２切刃Ｆ２に沿って位置する第２傾斜面２１２と、を有している。また、本例における切削部２０の前傾斜面２１ａは、さらに第３切刃Ｆ３に沿って位置する第３傾斜面２１３と、第４切刃Ｆ４に沿って位置する第４傾斜面２１４と、を有している。
　横傾斜面２１ｂは、横切刃Ｓ（第２稜線Ｅ２）に沿って延び、底面２１ｃに向かって下る傾斜を有している。
　ブレーカ突起２１ｄは、第２側面２４に沿って延びており、底面２１ｃから第２側面２４に向かって隆起している。第２側面２４とブレーカ突起２１ｄの表面との交わりが第３稜線Ｅ３である。ブレーカ突起２１ｄは、前切刃Ｆまたは横切刃Ｓによって被削材が切削されて生成する切屑の進行方向を排出の方向に案内する作用、および切屑を分断する作用を有する部材である。ブレーカ突起２１ｄに切屑を接触させることによって切屑をカールさせ、切屑の排出性を良好にすることができる。
　図８において点Ａ１、Ａ２、およびＡ３を繋ぐラインは、ブレーカ突起２１ｄによるものであり、点Ａ３とＡ４とを繋ぐラインは、底面２１ｃによるものである。また、点Ａ４とＡ５とを繋ぐラインは、横傾斜面２１ｂによるものである。ブレーカ突起２１ｄの立ち上がり面と底面２１ｃとの間には曲面が介在していてもよく、直接的に接続されていてもよい。底面２１ｃと横傾斜面２１ｂとの間には曲面が介在してもよく、直接的に接続されてもよい。
　（３．前傾斜面２１ａの形状について）
　図９および図１０を用いて、切削部２０の先端部分に形成された複数の切刃（第１切刃Ｆ１～第４切刃Ｆ４）にそれぞれ対応する複数の傾斜面（第１傾斜面２１１～第４傾斜面２１４）について、以下に説明する。図９は、図６に示す切削部２０の先端部分の拡大図について時計回りに９０°回転させて示す図である。図１０は、図９のＢ－Ｂ～Ｆ－Ｆ矢視断面図である。
　図９に示すように、切削部２０の先端部分について、切削部２０の高さ方向に平行かつ、切削部２０の先端（第１稜線Ｅ１）に直交する方向に平行な平面にて切った場合の５箇所の断面（Ｂ－Ｂ断面～Ｆ－Ｆ断面）に基づいて説明する。
　図１０の符号９００１に示すように、第１傾斜面２１１を含む断面視において、先端面２２に対して第１傾斜面２１１がなす角を第１傾斜角θ１とする。
　また、図１０の符号９００２および符号９００３に示すように、第２傾斜面２１２を含む断面視において、先端面２２に対して第２傾斜面２１２がなす角について説明すれば以下のとおりである。すなわち、第２傾斜面２１２は、第１傾斜面２１１に近い側である前側第２傾斜面２１２ａと、第３傾斜面２１３に近い側である横側第２傾斜面２１２ｂとを含む。そして、図１０の符号９００２に示すように、前側第２傾斜面２１２ａを含む断面視において、先端面２２に対して前側第２傾斜面２１２ａがなす角を第２傾斜角θ２１とする。図１０の符号９００３に示すように、横側第２傾斜面２１２ｂを含む断面視において、先端面２２に対して横側第２傾斜面２１２ｂがなす角を第２傾斜角θ２２とする。
　そして、図１０の符号９００４に示すように、第３傾斜面２１３を含む断面視において、先端面２２に対して第３傾斜面２１３がなす角を第３傾斜角θ３とする。図１０の符号９００５に示すように、第４傾斜面２１４を含む断面視において、先端面２２に対して第４傾斜面２１４がなす角を第４傾斜角θ４とする。
　本例における切削部２０は、第２傾斜面２１２における第２の傾斜角（第２傾斜角θ２１または第２傾斜角θ２２）が、第１傾斜面２１１における第１傾斜角θ１よりも大きくなってもよい。言い換えれば、第１傾斜角θ１が第２の傾斜角よりも小さくなってもよい。
　第１切刃Ｆ１が、前切刃Ｆにおける先端の側の端部を含むことから、例えば溝加工時などにおいて、第１切刃Ｆ１には大きな切削負荷が加わり易い。第１傾斜角θ１が相対的に小さい場合には、第１切刃Ｆ１の付近におけるインサート１の肉厚が確保され易い。すなわち、第１切刃Ｆ１の付近においてチッピングが生じにくい。これにより、溝加工時などにおいても安定した切削加工が可能であることから、インサート１の汎用性が高い。
　さらに、上面２１が、第２側面２４に沿って延び、底面２１ｃから第２側面２４に向かって隆起したブレーカ突起２１ｄを有する場合には、第２の傾斜角が相対的に大きいので、第２切刃Ｆ２で生じた切屑が、ブレーカ突起２１ｄに向かって進み易い。そのため、この切屑の処理性が向上する。
　また、第１傾斜面２１１は、第２傾斜面２１２に近づくにしたがって傾斜角が大きくなる領域を有してもよい。これにより、第１切刃Ｆ１が、第２切刃Ｆ２に近づくにしたがって切れ味が良くなる部分を有することができる。そのため、溝加工時などにおける第１切刃Ｆ１の耐久性を確保しつつ、後挽き加工などにおいて加工面にむしれが生じるおそれが小さくなる。
　また、第２傾斜面２１２は、第１傾斜面２１１に近づくにしたがって傾斜角が小さくなる領域（前側第２傾斜面２１２ａ）を有してもよい。第１切刃Ｆ１が前切刃Ｆにおける先端の側の端部を含むことから、第２切刃Ｆ２は、第１切刃Ｆ１に近づくにしたがって前切刃Ｆにおける先端の側の端部に近づく。このとき、第２傾斜面２１２が、上記の領域を有する場合には、第２傾斜面２１２が位置する部分におけるインサート１の肉厚が、第１傾斜面に近づくにしたがって厚く確保され易い。そのため、第２切刃Ｆ２においてチッピングが生じにくい。上記の領域が、第１傾斜面２１１に接続される場合には、第２切刃Ｆ２においてチッピングが一層生じにくい。
　第２傾斜面２１２は、第３傾斜面２１３に近づくにしたがって傾斜角が大きくなる領域（横側第２傾斜面２１２ｂ）を有してもよい。つまり、横側第２傾斜面２１２ｂにおける第２傾斜角θ２２は、前側第２傾斜面２１２ａにおける第２傾斜角θ２１よりも大きくなってもよい。第３切刃Ｆ３の曲率半径Ｒ３が、第２切刃Ｆ２の曲率半径Ｒ２よりも小さい。この場合、第３切刃Ｆ３の長さに対して第３傾斜面２１３の面積を広く確保しにくいため、第３切刃Ｆ３で生じる切屑が、第３傾斜面２１３において詰まるおそれがある。
　しかしながら、第２傾斜面２１２が、上記の領域（横側第２傾斜面２１２ｂ）を有する場合には、第２傾斜角θ２２が相対的に大きいことに起因して、横側第２傾斜面２１２ｂにおいて切屑が流れ易い。そのため、第３切刃Ｆ３で生じる切屑が、横側第２傾斜面２１２ｂに流れ込み易い。結果として、第３傾斜面２１３における切屑の詰まりが生じにくい。なお、上記の領域（横側第２傾斜面２１２ｂ）が、第３傾斜面２１３に接続される場合には、第３傾斜面２１３における切屑の詰まりが一層生じにくい。
　（４．インサートの材質等）
　インサート１の材質としては、例えば、超硬合金、サーメットおよびセラミックスなどの無機材料が挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ（炭化タングステン）－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ（炭化チタン）－ＣｏおよびＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ（炭化タンタル）－Ｃｏが挙げられる。
　ここで、ＷＣ、ＴｉＣおよびＴａＣは硬質粒子であり、Ｃｏは結合相である。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、ＴｉＣ又はＴｉＮ（窒化チタン）を主成分とした化合物が挙げられる。インサート１の材質がこれらに限定されないことは言うまでもない。
　また、特に図示はしないが、インサート１は、上記の材質を含有する本体およびこの本体を被覆する被覆層を備えた構成であってもよい。被覆層の材質としては、例えば、チタンの炭化物、窒化物、酸化物、炭酸化物、窒酸化物、炭窒化物および炭窒酸化物などが挙げられる。被覆層は、上記の材質のうち１つのみを含有してもよく、複数を含有してもよい。また、被覆層は、１つのみの層によって構成されてもよく、複数の層が積層された構成であってもよい。なお、被覆層の材質は、これらに限定されない。
　被覆層は、化学蒸着（ＣＶＤ）法又は物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いることによって、基体の上に位置させることができる。例えば、貫通孔１３の内周面で基体を保持した状態で上記の蒸着法を利用して被覆層を形成する場合には、貫通孔１３の内周面を除く基体の表面の全体を覆うように被覆層を位置させることができる。
　（５．切削工具）
　次に、図１１、図１２を用いて、実施形態の切削工具１０１について図面を用いて説明する。図１１は、実施形態の切削工具１０１を示す斜視図である。図１２は、図１１に示す領域Ｂ４の拡大図である。
　実施形態の切削工具１０１は、図１１に示すように、先端側にインサート１を備えた棒状体の工具である。切削工具１０１は、先端側にポケット１０３を有する棒状体のホルダ１０５と、ポケット１０３内に位置する上記のインサート１とを備えている。
　図１２に示すように、ポケット１０３は、インサート１が装着される部分であり、着座面と、該着座面に対して傾斜する拘束側面とを有している。また、ポケット１０３は、ホルダ１０５の先端側において開口している。
　インサート１は、切削部２０における切刃として用いられる部分、つまり、前述した前切刃Ｆおよび横切刃Ｓの少なくとも一部がホルダ１０５から外方に突出するように装着される。本例では、インサート１をホルダ１０５に取り付けた際に、基体部１０の上側面１４がインサート１の上端となり、基体部１０の下側面１５がインサート１の下端となっている。本例においては、インサート１は、ネジ１０７によって、ホルダ１０５に装着されている。
　また、ポケット１０３にインサート１が装着されている状態で、インサート１の基体部１０とポケット１０３とは直接に接してもよく、また、インサート１とポケット１０３との間にシート等が介在されてもよい。
　ホルダ１０５の材質としては、鋼、鋳鉄などが用いられる。特に、これらの材質の中で鋼が用いられた場合には、ホルダ１０５の靱性を高めることができる。
　このような切削工具１０１は、いわゆる旋削加工に用いられ、後挽き加工において用いられることが可能である。しかしながら、後挽き加工に限定されるものではなく、切削工具１０１は、例えば、内径加工、外径加工および溝入れ加工に用いることもできる。
　（６．切削加工物の製造方法）
　次に、図１３～図１６を用いて実施形態の切削加工物の製造方法について説明する。図１３～図１６は、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。図１３～図１６は、インサート１が装着された切削工具１０１を、切削部２０の上面２１の側から見た状態である。
　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。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１３に示すように、被削材２０１を軸Ｏ１の周りで回転させると共に、被削材２０１に切削工具１０１を相対的に近付ける。次に、図１４に示すように、切削工具１０１における切刃である前切刃Ｆおよび横切刃Ｓを被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。また、図１５に示すように、切削工具１０１における切刃を被削材２０１に接触させた状態で、切削工具１０１を回転する被削材２０１に対して軸Ｏ１の軸方向に相対的に移動させて被削材２０１を切削する。このとき、横切刃Ｓが移動方向の前方を向いている。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。
　図１３および図１４の例では、軸Ｏ１を固定すると共に被削材２０１を軸Ｏ１の周りで回転させた状態で切削工具１０１を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１４および図１５の例では、回転している被削材２０１にインサート１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を移動させることによって遠ざけている。
　なお、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を移動させることによって、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。しかしながら、当然ながらこのような形態に限定されない。
　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。（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の異なる箇所にインサート１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の材質の代表例としては、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。
　以上のように、本開示の一態様に係る切削インサートは、基体部と、前記基体部から突出するように設けられた切削部と、を備え、前記切削部は、前記基体部から突出する方向の先端の側に位置する先端面と、前記基体部から前記先端面にかけて延びた上面と、前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記上面と隣り合う第１側面と、前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記第１側面の反対側において前記上面と隣り合う第２側面と、前記上面および前記先端面の交わりに位置する前切刃と、前記上面および前記第１側面の交わりに位置する横切刃と、を有する。前記前切刃は、前記前切刃における前記先端の側の端部を含む第１切刃と、前記第１切刃および前記横切刃の間に位置する第２切刃と、を有し、前記第１切刃の曲率半径が、前記第２切刃の曲率半径よりも大きい。
　加工面の面粗度をさらに小さくする、高精度な切削加工を行うことが要求される場合がある。本開示の一態様は、加工面の面粗度をより一層低減することができる切削インサートを提供することを目的とする。
　本開示の一態様によれば、切屑の厚さが過度に薄くなることを回避し易くできる。そのため、被削材の加工面にむしれが生じ難くなり易い。その結果、加工面の面粗度をより一層小さくできる。
　〔附記事項〕
　以上、本開示に係る発明について、諸図面および実施例に基づいて説明してきた。しかし、本開示に係る発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。すなわち、本開示に係る発明は本開示で示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示に係る発明の技術的範囲に含まれる。つまり、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。また、これらの変形または修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。
１　インサート（切削インサート）
１０　基体部
１１　第１主面
１２　第２主面
１３　貫通孔
１４　上側面
１５　下側面
１６　段差面
２０　切削部
２１　上面
２１ａ　前傾斜面
２１ｂ　横傾斜面
２１ｃ　底面
２１ｄ　ブレーカ突起
２２　先端面
２３　第１側面
２４　第２側面
２５　下面
１０１　切削工具
１０３　ポケット
１０５　ホルダ
１０７　ネジ
２０１　被削材
２１１　第１傾斜面
２１２　第２傾斜面
２１２ａ　前側第２傾斜面
２１２ｂ　横側第２傾斜面
２１３　第３傾斜面
２１４　第４傾斜面
Ｅ１　第１稜線
Ｅ２　第２稜線
Ｅ３　第３稜線

Claims (10)

  1. 　基体部と、
    　前記基体部から突出するように設けられた切削部と、を備え、
    　前記切削部は、
    　　前記基体部から突出する方向の先端の側に位置する先端面と、
    　　前記基体部から前記先端面にかけて延びた上面と、
    　　前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記上面と隣り合う第１側面と、
    　　前記基体部から前記先端面にかけて延び、前記第１側面の反対側において前記上面と隣り合う第２側面と、
    　　前記上面および前記先端面の交わりに位置する前切刃と、
    　　前記上面および前記第１側面の交わりに位置する横切刃と、を有し、
    　前記前切刃は、
    　　前記前切刃における前記先端の側の端部を含む第１切刃と、
    　　前記第１切刃および前記横切刃の間に位置する第２切刃と、を有し、
    　前記第１切刃の曲率半径が、前記第２切刃の曲率半径よりも大きい、切削インサート。
  2. 　前記上面は、前記前切刃に沿って位置しているとともに前記前切刃から離れるにしたがって下方に向かって傾斜する前傾斜面を有し、
    　前記前傾斜面は、
    　　前記第１切刃に沿って位置する第１傾斜面と、
    　　前記第２切刃に沿って位置する第２傾斜面と、を有し、
    　前記第２傾斜面における第２傾斜角が、前記第１傾斜面における第１傾斜角よりも大きい、請求項１に記載の切削インサート。
  3. 　前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面に近づくにしたがって傾斜角が小さくなる領域を有する、請求項２に記載の切削インサート。
  4. 　前記前切刃は、前記第２切刃および前記横切刃の間に位置する第３切刃をさらに有し、
    　前記第３切刃の曲率半径が、前記第２切刃の曲率半径よりも小さい、請求項２または３に記載の切削インサート。
  5. 　前記前傾斜面は、前記第３切刃に沿って位置する第３傾斜面をさらに有し、
    　前記第２傾斜面は、前記第３傾斜面に近づくにしたがって傾斜角が大きくなる領域を有する、請求項４に記載の切削インサート。
  6. 　前記前切刃は、前記第１切刃から前記第２側面に向かって延びた第４切刃をさらに有し、
    　前記第１切刃の曲率半径が、前記第４切刃の曲率半径よりも大きい、請求項１～５の何れか１項に記載の切削インサート。
  7. 　前記第２切刃の曲率半径は、前記第４切刃の曲率半径よりも大きい、請求項６に記載の切削インサート。
  8. 　前記第２切刃は、前記第１切刃よりも長い、請求項１～７の何れか１項に記載の切削インサート。
  9. 　先端側に位置する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１～８の何れか１項に記載の切削インサートと、を有する切削工具。
  10. 　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９に記載の切削工具を接触させる工程と、
    　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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