WO2023058588A1 - ホルダ、切削工具、及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

ホルダ、切削工具、及び切削加工物の製造方法 Download PDF

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WO2023058588A1
WO2023058588A1 PCT/JP2022/036897 JP2022036897W WO2023058588A1 WO 2023058588 A1 WO2023058588 A1 WO 2023058588A1 JP 2022036897 W JP2022036897 W JP 2022036897W WO 2023058588 A1 WO2023058588 A1 WO 2023058588A1
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WO
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region
cutting
holder
stepped portion
cutting tool
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/036897
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋司 小林
尚希 雪本
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/24—Tool holders for a plurality of cutting tools, e.g. turrets

Definitions

  • the present disclosure relates to a holder for a cutting tool used when cutting a work material such as metal, a cutting tool, and a method for manufacturing a cut product.
  • the cutting tools described in Patent Documents 1 and 2 are known as cutting tools used for cutting work materials such as metals.
  • the cutting tools described in Patent Documents 1 and 2 are used while attached to a tool post.
  • a plate-like positioning member is attached to the tool body, and the rear end portion of the positioning member is brought into contact with the tool post.
  • a positioning pin is attached to the main body, and the positioning pin abuts against the abutment surface of the tool post.
  • JP 2011-245594 A Japanese Patent No. 6803014
  • a non-limiting example holder in the present disclosure has a square prism shape extending from a first end toward a second end.
  • the holder has a pocket located on the side of the first end and capable of mounting a cutting insert, a first side extending from the first end toward the second end, and an opposite side to the first side. a positioned second side.
  • the second side has a flat first region located on the side of the first end, and a flat first region closer to the second end than the first region and closer to the first side than the first region. a flat second region positioned thereon; and a stepped portion connecting the first region and the second region.
  • the step portion has a curved shape that protrudes toward the second end in a cross section parallel to the first region.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cutting tool in a non-limiting embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of the cutting tool shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a side view of the cutting tool shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a rear view of the cutting tool shown in FIG. 1
  • 4 is a partially enlarged view of the cutting tool shown in FIG. 3
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5
  • 1 is a perspective view showing a cutting tool supported by a tool post in a non-limiting embodiment of the present disclosure
  • FIG. Fig. 8 is a plan view of the cutting tool and the tool post shown in Fig. 7;
  • FIG. 8 is a side view of the cutting tool and tool rest shown in FIG. 7;
  • FIG. 10 is a partially enlarged view of the front portion of FIG. 9;
  • FIG. 11 is an enlarged view of a reference example for the cutting tool shown in FIG. 10;
  • 1 is a schematic diagram illustrating one step in a method for manufacturing a machined workpiece in one non-limiting example;
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one step in a method for manufacturing a machined workpiece in one non-limiting example;
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one step in a method for manufacturing a machined workpiece in one non-limiting example;
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one step in a method for manufacturing a machined workpiece in one non-limiting example;
  • Cutting tools include, for example, turning tools.
  • Turning tools include, for example, grooving tools and parting off tools.
  • the grooving tool can be used, for example, for grooving.
  • the cutting tool 100 in one non-limiting example shown in FIG. 1 is a turning tool, and more specifically a grooving or stepping tool.
  • the cutting tool 100 may comprise optional components not shown in the referenced figures.
  • the dimensions of the members in each drawing do not necessarily represent the actual dimensions of the constituent members, the dimensional ratios of the respective members, and the like faithfully.
  • the X-axis direction is the horizontal direction
  • the Z-axis direction is the vertical direction
  • the Y-axis direction is the front-back direction.
  • the cutting insert 2 is located on the right side in the X-axis direction, the front side in the Y-axis direction, and the upper side in the Z-axis direction.
  • the cutting insert 2 is simply referred to as "insert 2".
  • a non-limiting example cutting tool 100 shown in FIGS. 1-6 includes a holder 1 , an insert 2 and a screw 3 .
  • the holder 1 may be in the shape of a quadrangular prism extending from the first end 1a, which is the front end, toward the second end 1b, which is the rear end, along the first central axis L1.
  • the front side of the holder 1 in the Y-axis direction is the first end 1a
  • the rear side is the second end 1b.
  • the size of the holder 1 is not particularly limited.
  • the length in the direction along the first central axis L1 can be set to approximately 10 mm to 250 mm.
  • the height from the top end to the bottom end, in other words, the width in the vertical direction of the Z-axis can be set to about 5 mm to 50 mm.
  • Steel, cast iron, or the like may be used as the member of the holder 1 .
  • the toughness of the holder 1 is high.
  • the holder 1 has a first side surface 11 extending upward in the Z-axis direction from a first end 1a toward a second end 1b, and a second side surface 12 opposite to the first side surface 11. and have The holder 1 also has a third side surface 13 located between the first side surface 11 and the second side surface 12, and a third side surface 13 located between the first side surface 11 and the second side surface 12 and opposite to the third side surface 13. and a positioned fourth side 14 .
  • the third side 13 is the right front side in FIG. 1, and the fourth side 14 is the left back side in FIG.
  • the holder 1 has a leading end face 20 located on the side of the first end 1 a and a rear end face 21 located opposite to the leading end face 20 .
  • the first side surface 11 may have a protruding stepped portion 18 at a location closer to the first end 1a than the second end 1b so that the tip portion 11a protrudes upward. In this case, the thickness of the tip portion 11a can be ensured, and the cutting load during cutting can be received.
  • the tip portion 11a has a pocket 19 and is a portion for gripping the insert 2. As shown in FIG.
  • the distal end face 20 is not limited to being perpendicular to the first central axis L1, and may be inclined from the direction perpendicular to the first central axis L1.
  • the tip surface 20 need not be formed by a single plane.
  • the tip surface 20 may be formed by a plurality of flat surfaces, or may be formed by curved surfaces.
  • the tip surface 20 has the third side surface 13 located forward in the Y-axis direction and the fourth side surface 14 side located forward in the Y-axis direction. It is slanted so that it lies behind the
  • the portion on the second end 1b side of the holder 1 may be supported by the tool post 4 when the cutting tool 100 is attached to the tool post 4 (see FIG. 7), which will be described later.
  • a pocket 19 to which the insert 2 can be attached may be provided on the side of the first end 1a of the tip portion 11a.
  • Pocket 19 may be a recess in which insert 2 is mounted.
  • the pocket 19 is open to the tip surface 20 and the third side surface 13 .
  • the pocket 19 has a bottom surface 19a with which the installation surface, which is one surface in the thickness direction of the insert 2, abuts, and two restraining side surfaces 19b perpendicular to the bottom surface 19a, with which the side surfaces of the insert 2 abut and are restrained. have.
  • the bottom surface 19 a may be parallel to the second side surface 12 .
  • the shape of the insert 2 is not limited to any particular configuration.
  • the shape of the insert 2 may be a rod-shaped, polygonal plate-shaped or polygonal prism-shaped configuration.
  • the insert 2 is in the shape of a rhombic plate, as shown in FIG. If the insert 2 is in the shape of a rhombic plate, the shape of the bottom surface 19a of the pocket 19 may be rhombic to match the shape of the mounting surface of the insert 2 .
  • a corner of the upper surface of the insert 2 on the side of the first end 1a may be a cutting edge 2a.
  • the cutting edge 2a is located at the intersection of the upper surface of the insert 2 substantially parallel to the first side surface 11 and the side surface of the insert 2 intersecting with the upper surface.
  • the cutting edge 2a includes an end on the upper surface of the insert 2 on the side of the first end 1a.
  • a through hole is provided in the center of the insert 2, and the rhombic installation surface is placed on the bottom surface 19a, and the insert 2 is fixed to the pocket 19 by inserting the screw 3 through the through hole and screwing it to the bottom surface 19a.
  • Examples of materials for the insert 2 include cemented carbide and cermet.
  • the cemented carbide composition may include, for example, WC--Co, WC--TiC--Co, or WC--TiC--TaC--Co.
  • WC, TiC and TaC may be hard particles and Co may be the binder phase.
  • the cermet may be a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component.
  • An example of a cermet may be a titanium compound based on titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN).
  • the material of the insert 2 is not limited to the above composition.
  • the surface of the insert 2 may be coated with a coating formed using chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD) methods.
  • the composition of the coating may include titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), alumina (Al 2 O 3 ), or the like.
  • the second side surface 12 may have a first region 15, a second region 16, and a stepped portion 17.
  • the first region 15 is, for example, a flat region located on the side of the first end 1a.
  • the second region 16 is, for example, a flat region located closer to the second end 1 b than the first region 15 and closer to the first side surface 11 than the first region 15 .
  • the step portion 17 connects the first region 15 and the second region 16, for example.
  • the stepped portion 17 is located closer to the second end 1b than the projecting stepped portion 18 is.
  • the stepped portion 17 is a portion for positioning the cutting tool 100 on the tool post 4 and is engaged with the tool post 4 .
  • the positioning member is not a separate member from the cutting tool holder, but a part of the holder 1 . Therefore, it is not necessary to consider the machining accuracy of the portion of the holder to which the positioning member is attached and the attachment accuracy when attaching the positioning member to the holder.
  • the stepped portion 17 has a curved shape that protrudes toward the second end 1b in a cross section parallel to the first region 15.
  • the stepped portion 17 has a curved shape that protrudes toward the second end 1b in the cross section described above, and has a curved surface that has a constant width in the Y-axis direction. If the stepped portion 17 has a linear shape in the cross section described above, that is, if the stepped portion 17 is provided so as to extend straight in the X-axis direction in FIG. may be extremely inclined toward the first end 1a side or the second end 1b side.
  • FIG. 11 shows the blade post when the stepped portion 17 is formed so as to extend straight in the Z-axis direction, and the stepped portion 17 is inclined toward the first end 1a due to a processing error.
  • 4 is an enlarged side view showing a state in which the right corner of the locking portion of 4 is in contact with the stepped portion 17.
  • FIG. 11 Even if the holder 1 and the tool post 4 are elastically deformed, under the condition that the stepped portion 17 is extremely inclined as described above, the contact area of the locking portion of the holder 1 and the tool post 4 is limited, and substantially , the situation remains the same as that of point contact.
  • the stepped portion 17 is configured to form a convex curved shape toward the second end 1b, it makes point contact with the engaging portion of the tool post 4 along the curved line, and actually makes surface contact due to elastic deformation. Stable positioning can be easily performed (see FIG. 10). Even if a machining error occurs in the stepped portion 17, the error is absorbed by the curved line. When a cutting load is applied, the load is absorbed, and the positioning accuracy, in other words, the attachment accuracy to the tool rest 4 can be maintained, and the machining accuracy of cutting is excellent.
  • the stepped portion 17 may have an arc shape in the cross section described above. In this case, it is possible to further reduce the influence when a machining error occurs in the step portion 17 .
  • At least part of the stepped portion 17 may be located in a region where the pocket 19 is extended toward the second end 1b. In this case, at least a part of the stepped portion 17 is located behind the pocket 19, and can absorb the cutting load during cutting, thereby maintaining good positioning accuracy.
  • the stepped portion 17 may be in contact with the third side surface 13 and the fourth side surface 14 .
  • the stepped portion 17 is provided over the entire width of the second side surface 12, which has high durability against cutting load and can maintain good positioning accuracy.
  • the stepped portion 17 has a tip portion 17a positioned closest to the second end 1b, and the length from the tip portion 17a to the fourth side surface 14 is longer than the tip portion 17a.
  • the length from 17a to the third side surface 13 may be short. In this case, the thickness of the tip portion 11a having the pocket 19 can be ensured, and the durability against the cutting load is increased.
  • the tip portion 17a may be in contact with the third side surface 13.
  • the stepped portion 17 is provided over a wide range of the second side surface 12 and has high durability against cutting load.
  • the second side surface 12 on which the stepped portion 17 is formed may be separated from the pocket 19 .
  • the cutting load is better than forming the stepped portion 17 on the first side surface 11 or the third side surface 13 on which the pocket 19 is formed. can be received, and the positioning accuracy is good.
  • the stepped portion 17 is provided on the second side surface 12 , but the present invention is not limited to this. As will be described later, it may be provided on the first side surface 11 or the third side surface 13 that can be engaged with the tool post 4 .
  • FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the cutting tool 100 is supported by the tool post 4 according to a non-limiting embodiment of the present disclosure.
  • 8 is a plan view of the cutting tool 100 and the tool post 4 shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a side view of the cutting tool 100 and the tool post 4 shown in FIG. 7 of FIG. 8.
  • FIG. 10 is an enlarged side view of a portion of the front portion of FIG. 9.
  • the X-axis direction is the horizontal direction
  • the Z-axis direction is the vertical direction
  • the Y-axis direction is the front-back direction.
  • the side where the insert 2 is located is the right side in the X-axis direction
  • the side where the fourth side surface 14 is located is the upper side in the Z-axis direction.
  • the tool post 4 has a base 41 , a plurality of support portions 42 , screw holes 43 , a holding portion 44 and set screws 45 .
  • the base 41 has the shape of a rectangular plate whose dimension in the X-axis direction is longer than the dimension in the Y-axis direction.
  • a plurality of support portions 42 extending in the Y-axis direction are provided on the base 41 in a comb shape.
  • a tool post provided with a plurality of support portions 42 in a comb-like shape is generally called a comb-tooth tool post.
  • the support portion 42 has a right side 421 , a left side 422 , a front end surface 423 and a bottom surface 425 .
  • the bottom surface 425 is the bottom of the comb-shaped groove and faces upward.
  • Right side 421 rises upward from bottom 425 .
  • the left side surface 422 has a shape that rises upward from the bottom surface 425 and then tilts upward to the right.
  • the front end surface 423 is located on the front side between the right side surface 421 and the left side surface 422 .
  • the holding portion 44 is L-shaped when viewed from the front.
  • the clamping part 44 is inserted between the cutting tool 100 and the left side surface 422 with the L-shaped vertical side abutting on the oblique portion of the left side 422, and the set screw 45 is inserted through the L-shaped horizontal side. By doing so, it is screwed into the screw hole 43 of the support portion 42 .
  • the cutting tool 100 faces the first side surface 11 to the right so that the tip portion 11a is positioned forward, and the right corner portion 424 of the front end surface 423 of the support portion 42 is locked to the stepped portion 17. It is placed between the supporting portion 42 and the supporting portion 42 .
  • the stepped portion 17 has a convex curved shape toward the second end 1b in a cross-sectional view. Therefore, as shown in FIG. and can be positioned well.
  • the cutting tool 100 is fixed to the tool post 4 by inserting the holding portion 44 between the first side surface 11 and the adjacent support portion 42 and screwing the setscrew 45 into the screw hole 43 . .
  • the right corner portion 424 can come into surface contact with the stepped portion 17 even if a machining error occurs in the stepped portion 17 .
  • the load is absorbed and the positioning accuracy is maintained.
  • FIG. 11 shows the right corner portion 424 when the stepped portion 27 is inclined toward the first end 1a due to a processing error when the stepped portion is provided so as to extend straight in the Z-axis direction. is in contact with the stepped portion 27; As shown in FIG. 11, the right corner portion 424 is in point contact with the stepped portion 27, which makes it easy to move and difficult to position.
  • a plurality of cutting tools 100 are supported between the support portions 42 , 42 .
  • the cutting tool 100 can be well positioned in the Y-axis direction, and the protrusion amount of the tip portion 11a from the base 41 can be well aligned between the cutting tools 100. . Therefore, the same work material can be machined in sequence with a plurality of cutting tools 100 with high accuracy. Even if a cutting load is applied during cutting, it can be absorbed by the stepped portion 17, and the positioning accuracy can be maintained.
  • the stepped portion 17 may have a groove shape recessed toward the first side surface 11 .
  • the stepped portion 17 may have a bottom surface 17 b closest to the first side surface 11 . It can also be said that the bottom surface 17 b is positioned closest to the first side surface 11 in the stepped portion 17 . At this time, the bottom surface 17b may be positioned closer to the first side surface 11 than the second region 16, as in the example shown in FIG.
  • a wall surface rising from the bottom surface 17b of the stepped portion 17 and facing the bottom surface 17b is referred to as a wall surface 17c shown in FIG.
  • the strength of the boundary between the bottom surface 17b and the wall surface 17c tends to be relatively small.
  • the cutting tool 100 is attached to the tool post 4
  • if the right corner portion 424 comes into contact with this boundary cracks may occur at the boundary.
  • the stepped portion 17 has the above configuration, it is difficult for the right corner portion 424 to come into contact with the above boundary. Therefore, deterioration of the strength of the holder 1 can be avoided.
  • the height h1 from the bottom surface 17b to the second region 16 may be smaller than the height h2 from the second region 16 to the first region 15.
  • “height” means the width in the vertical direction of the Z-axis.
  • a workpiece 101 is produced by cutting a workpiece 103 .
  • the manufacturing method of the cut workpiece 101 in the embodiment includes the following steps. i.e. (1) a step of rotating the work material 103; (2) A step of contacting the rotating work material 103 with the cutting tool 100 represented by the above embodiment; (3) separating the cutting tool 100 from the work material 103; Prepare.
  • the cutting tool 100 is moved in the forward direction of the Y-axis with the second central axis L2 fixed and the work material 103 rotated. bring closer.
  • the cutting tool 100 is moved downward along the Z-axis and forward along the Y-axis while at least a part of the portion of the insert 2 that is used as the cutting edge 2a of the insert 2 is in contact with the rotating workpiece 103.
  • the work material 103 is cut by moving in the direction.
  • the cutting tool 100 is moved away from the work material 103 by moving the cutting tool 100 in the backward direction of the Y-axis while the work material 103 is being rotated.
  • the cutting tool 100 is brought into contact with the work material 103 or separated from the work material 103 by moving the cutting tool 100, but the present invention is not limited to this case.
  • step (1) the work material 103 may be brought closer to the cutting tool 100 .
  • step (3) the work material 103 may be kept away from the cutting tool 100 .
  • Another cutting tool 100 supported on the tool rest 4 may be used to continuously cut the material 103 to be cut.
  • Representative examples of the material of the work material 103 include hardened steel, carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, non-ferrous metals, and the like.
  • the cutting tool 100 of the present disclosure is satisfactorily positioned on the tool post 4 and the holder 1 by the stepped portion 17, so that machining can be performed with high accuracy.
  • the amount of protrusion from the base 41 can be made uniform, so machining can be performed in sequence with high accuracy.

Abstract

ホルダは、第１端から第２端に向かって延びた四角柱形状である。ホルダは、第１端の側に位置するポケットと、第１端から第２端に向かってそれぞれ延びた第１側面及び第２側面と、を有する。第２側面は、第１端の側に位置する平坦な第１領域と、第１領域よりも第２端の近く、且つ、第１領域よりも第１側面の近くに位置する平坦な第２領域と、第１領域及び第２領域を接続する段差部と、を有する。そして、段差部は、第１領域に平行な断面において、第２端に向かって凸の曲線状をなす。

Description

ホルダ、切削工具、及び切削加工物の製造方法
　本開示は、金属等の被削材を切削加工する際に用いられる切削工具におけるホルダ、切削工具、及び切削加工物の製造方法に関する。
　金属等の被削材を切削加工する際に用いられる切削工具として、例えば特許文献１及び２に記載の切削工具が知られている。特許文献１及び２に記載の切削工具は、刃物台に取り付けられた状態で使用される。刃物台への取り付け精度の向上のため、特許文献１に記載の切削工具においては、板状の位置決め部材が工具本体に取り付けられ、位置決め部材の後端部が刃物台に当接される。特許文献２に記載の切削工具においては、位置決めピンが本体部に装着され、位置決めピンが刃物台の突当面へ突き当てられる。
特開２０１１－２４５５９４号公報 特許第６８０３０１４号公報
　本開示における限定されない一例のホルダは、第１端から第２端に向かって延びた四角柱形状である。ホルダは、前記第１端の側に位置し、且つ、切削インサートを取り付け可能なポケットと、前記第１端から前記第２端に向かって延びた第１側面と、前記第１側面の反対に位置する第２側面と、を有する。前記第２側面は、前記第１端の側に位置する平坦な第１領域と、前記第１領域よりも前記第２端の近く、且つ、前記第１領域よりも前記第１側面の近くに位置する平坦な第２領域と、前記第１領域及び前記第２領域を接続する段差部と、を有する。そして、前記段差部は、前記第１領域に平行な断面において、前記第２端に向かって凸の曲線状をなす。
本開示の限定されない実施形態における切削工具を示す斜視図である。 図１に示す切削工具の平面図である。 図１に示す切削工具の側面図である。 図１に示す切削工具の裏面図である。 図３に示す切削工具の一部拡大図である。 図５のＶＩ－ＶＩ線矢視の断面図である。 本開示の限定されない実施形態における切削工具が刃物台に支持された状態を示す斜視図である。 図７に示す切削工具及び刃物台の平面図である。 図７に示す切削工具及び刃物台の側面図である。 図９の前側部分の一部拡大図である。 図１０に示す切削工具に対する参考例の拡大図である。 限定されない一例における切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 限定されない一例における切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。 限定されない一例における切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
　本開示における限定されない一例のホルダ、切削工具、及び切削化合物の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。切削工具としては、例えば、旋削工具が挙げられる。旋削工具としては、例えば、溝入れ工具及び突っ切り工具が挙げられる。溝入れ工具は、例えば、溝入れ加工に用いることが可能である。図１に示す限定されない一例における切削工具１００は、旋削工具であり、より具体的には、溝又は段差を入れる工具である。以下で参照する各図では、説明の便宜上、限定されない実施形態を構成する部材における主要な部材のみが簡略化して示される。従って、切削工具１００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すとは限らない。
　各図におけるＸ軸方向を左右方向とし、Ｚ軸方向を上下方向とし、Ｙ軸方向を前後方向とする。図１において、切削インサート２が位置する方をＸ軸方向における右の方とし、Ｙ軸方向における前の方とし、Ｚ軸方向における上の方とする。以下、切削インサート２を単に「インサート２」と言う。
　図１～図６に示す限定されない一例の切削工具１００は、ホルダ１、インサート２、及びネジ３を有する。
　＜ホルダ＞
　ホルダ１は、第１中心軸Ｌ１に沿って、先端である第１端１ａから後端である第２端１ｂに向かって延びた四角柱形状であってもよい。図１においては、ホルダ１のＹ軸方向の前の方が第１端１ａ、後の方が第２端１ｂである。
　ホルダ１の大きさは特に限定されない。例えば、第１中心軸Ｌ１に沿った方向における長さは、１０ｍｍ～２５０ｍｍ程度に設定できる。また、上端から下端までの高さ、言い換えればＺ軸の上下方向における幅は、５ｍｍ～５０ｍｍ程度に設定できる。
　ホルダ１の部材としては、鋼、鋳鉄等が用いられてもよい。特に、これらの部材の中で鋼が用いられた場合には、ホルダ１の靱性が高い。
　図１に示すように、ホルダ１は、Ｚ軸方向における上方で第１端１ａから第２端１ｂに向かって延びた第１側面１１と、第１側面１１の反対に位置する第２側面１２と、を有する。また、ホルダ１は、第１側面１１及び第２側面１２の間に位置する第３側面１３と、第１側面１１及び第２側面１２の間に位置し、且つ、第３側面１３の反対に位置する第４側面１４と、を有する。第３側面１３は図１における右手前の面であり、第４側面１４は図１における左奥の面である。ホルダ１は、第１端１ａの側に位置する先端面２０と、先端面２０の反対に位置する後端面２１と、を有する。
　第１側面１１は、先端部分１１ａが上方に突出するように、第２端１ｂよりも第１端１ａに近い箇所に突出段差部１８を有してもよい。この場合、先端部分１１ａの肉厚を確保でき、切削加工時の切削負荷を受け止めることができる。先端部分１１ａは、ポケット１９を有し、インサート２を把持する部位である。
　先端面２０は、第１中心軸Ｌ１に直交する場合に限定されず、第１中心軸Ｌ１に直交する方向から傾斜していてもよい。また、先端面２０は、１つの平面によって形成される必要はない。例えば、先端面２０は、複数の平面によって形成されてもよく、また、曲面によって形成されてもよい。図１に示す例では、菱形板状のインサート２の形状に合わせて、先端面２０は、第３側面１３の側がＹ軸方向の前の方に位置し、第４側面１４の側がＹ軸方向の後の方に位置するように傾斜している。
　ホルダ１の第２端１ｂの側の部分は、後述する刃物台４（図７参照）に切削工具１００を取り付ける際に、刃物台４によって支持されてもよい。
　＜ポケット＞
　先端部分１１ａの第１端１ａの側には、インサート２を取り付け可能なポケット１９が設けられていてもよい。ポケット１９は、インサート２が取り付けられる窪みであってもよい。図１に示す例では、ポケット１９は、先端面２０及び第３側面１３に対して開口している。ポケット１９は、インサート２の厚み方向の一方の面である設置面が当接する底面１９ａと、底面１９ａに直角であり、インサート２の側面が当接して拘束される２つの拘束側面１９ｂと、を有する。底面１９ａは、第２側面１２に平行であってもよい。
　＜インサート＞
　インサート２の形状は特定の構成に限定されない。例えば、インサート２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。本実施形態においてインサート２は、図１に示すように、菱形板の形状である。インサート２が菱形板の形状である場合、ポケット１９の底面１９ａの形状は、インサート２の設置面の形状に合わせて、菱形であってもよい。
　インサート２の上面における第１端１ａの側の一角は切刃２ａとされていてもよい。具体的には、第１側面１１に概ね平行なインサート２の上面と、この上面に対して交差するインサート２の側面との交わりに切刃２ａが位置する。切刃２ａは、インサート２の上面における第１端１ａの側の端部を含んでいる。インサート２の中央部には貫通孔が設けられ、菱形の設置面を底面１９ａに載置し、この貫通孔にネジ３を挿通して底面１９ａにネジ止めすることによってインサート２がポケット１９に固定されてもよい。
　インサート２の材質としては、例えば、超硬合金及びサーメット等が挙げられ得る。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ、またはＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏ等が挙げられ得る。ここで、ＷＣ、ＴｉＣ、及びＴａＣは硬質粒子であってもよく、Ｃｏは結合相であってもよい。
　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ってもよい。サーメットの一例として、炭化チタン（ＴｉＣ）又は窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物が挙げられ得る。インサート２の材質は、上記の組成に限定されない。
　インサート２の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法又は物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて形成した被膜でコーティングされてもよい。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）、またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等が挙げられ得る。
　＜第２側面と段差部＞
　図２～図４に示すように、第２側面１２は、第１領域１５と、第２領域１６と、段差部１７と、を有してもよい。第１領域１５は、例えば、第１端１ａの側に位置する平坦な領域である。第２領域１６は、例えば、第１領域１５よりも第２端１ｂの近くに位置し、且つ、第１領域１５よりも第１側面１１の近くに位置する平坦な領域である。段差部１７は、例えば、第１領域１５及び第２領域１６を接続する。図３に示すように、本実施形態では、段差部１７は、突出段差部１８より第２端１ｂの側に位置している。
　段差部１７は、刃物台４に切削工具１００を位置決めするための部位であり、刃物台４に係止される。本開示の切削工具１００においては、特許文献１及び２の切削工具の位置決め構造と異なり、位置決め部材は切削工具のホルダと別の部材ではなく、ホルダ１の一部である。従って、位置決め部材が取り付けられるホルダの部分の加工精度、及び位置決め部材をホルダに取り付ける際の取付精度を考慮する必要がない。
　段差部１７は、図５のＶＩ－ＶＩ線矢視図である図６に示すように、第１領域１５に平行な断面において、第２端１ｂに向かって凸の曲線状をなす。図５及び図６に示すように、段差部１７は、上述の断面において第２端１ｂに向かって凸の曲線状をなすとともに、Ｙ軸方向に対し一定の幅を有する曲面状をなす。段差部１７が上述の断面において直線状をなす場合、即ち、図６において段差部１７をＸ軸方向に真っ直ぐに延びるように設けることにした場合、段差部１７の加工時に、誤差により段差部１７が第１端１ａの側あるいは第２端１ｂの側に極端に傾くことがある。
　この場合、刃物台４の係止部分と点接触することになる（図１１参照）。図１１は、段差部１７をＺ軸方向に真っ直ぐに延びるように設けることにした場合において、加工ミスにより生じた段差部１７が第１端１ａの側に傾いて形成された際の、刃物台４の係止部分の右角部が段差部１７に当接した状態を示す拡大側面図である。仮に、ホルダ１及び刃物台４が弾性変形したとしても、上記したように段差部１７が極端に傾いた状況下では、ホルダ１及び刃物台４の係止部分の接触領域が限定され、実質的には点接触と変わらない状況に留まる。このような点接触では、切削加工によって切削負荷がかかったときに、刃物台４で切削負荷を受け止めきれずにホルダ１が動いてしまうおそれがある。結果として、ホルダ１の位置決めができず、切削の加工精度が悪くなる。
　一方、段差部１７が第２端１ｂに向かって凸の曲線状をなす構成とすることで、刃物台４の係止部分に曲線で点接触し、実際には弾性変形により面接触するので、安定した位置決めを容易に行うことができる（図１０参照）。段差部１７の加工誤差が生じたときにおいても、曲線であるので、誤差は吸収される。そして、切削負荷がかかったときに負荷が吸収され、位置決め精度、換言すれば刃物台４への取付精度を維持でき、切削の加工精度が良好である。
　段差部１７は、上述の断面において円弧形状であってもよい。この場合、段差部１７の加工誤差が生じたときの影響をより低減できる。
　第２側面１２を正面視した場合に、段差部１７の少なくとも一部は、ポケット１９を第２端１ｂに向かって引き延ばした領域に位置してもよい。この場合、段差部１７の少なくとも一部はポケット１９の後ろ側に位置し、切削加工時に切削負荷を吸収することができ、良好な位置決め精度を維持できる。
　段差部１７は、第３側面１３及び第４側面１４に接していてもよい。この場合、段差部１７は第２側面１２の全幅に亘って設けられており、切削負荷に対する耐久性が高く、良好な位置決め精度を維持できる。
　図４及び図６に示すように、段差部１７は、第２端１ｂに対して最も近くに位置する先端部１７ａを有し、先端部１７ａから第４側面１４までの長さよりも、先端部１７ａから第３側面１３までの長さが短くてもよい。この場合、ポケット１９を有する先端部分１１ａの肉厚を確保でき、切削負荷に対する耐久性が大きくなる。
　先端部１７ａは、第３側面１３に接していてもよい。この場合、段差部１７は第２側面１２の広い範囲に亘って設けられており、切削負荷に対する耐久性が高い。
　図３に示すように、段差部１７が形成されている第２側面１２はポケット１９から離れていてもよい。ポケット１９から離れている第２側面１２に段差部１７を形成することで、ポケット１９が形成されている第１側面１１又は第３側面１３に段差部１７を形成するよりも、切削負荷を良好に受け止めることができ、位置決め精度が良好である。
　上述の切削工具１００においては、段差部１７が第２側面１２に設けられている場合につき説明しているが、これに限定されない。後述するように、刃物台４に係止され得る第１側面１１、又は第３側面１３に設けてもよい。
　＜刃物台への取り付け構造＞
　以下、図７は、本開示の限定されない実施形態における切削工具１００が刃物台４に支持された状態を示す斜視図である。図８は、図７に示す切削工具１００及び刃物台４の平面図である。図９は、図８の図７に示す切削工具１００及び刃物台４の側面図である。図１０は、図９の前側部分の一部を拡大した側面図である。
　各図におけるＸ軸方向を左右方向とし、Ｚ軸方向を上下方向とし、Ｙ軸方向を前後方向とする。図７において、インサート２が位置する方をＸ軸方向における右の方とし、Ｙ軸方向における前の方とし、第４側面１４が位置する方をＺ軸方向における上の方とする。
　図７に示すように、刃物台４は、基台４１と、複数の支持部４２と、ネジ孔４３と、挟持部４４と、止めネジ４５と、を有する。基台４１は、Ｘ軸方向の寸法がＹ軸方向の寸法より長い角板状をなす。基台４１上には、Ｙ軸方向に延びる支持部４２が、櫛歯状に複数設けられている。図７に示すように複数の支持部４２が櫛歯状に設けられた刃物台は、一般的に櫛歯刃物台と呼ばれる。
　支持部４２は、右側面４２１と、左側面４２２と、前端面４２３と、底面４２５と、を有する。底面４２５は、櫛歯状の溝における底であって上方を向いている。右側面４２１は、底面４２５から上方に起立する。左側面４２２は、底面４２５から上方に起立した後、右斜め上に傾いた形状を有する。前端面４２３は、右側面４２１と、左側面４２２との間の前側に位置する。
　支持部４２の前寄りに、ネジ孔４３が２個設けられている。挟持部４４は、前方から見てＬ字状をなす。挟持部４４は、Ｌ字の縦辺部が左側面４２２の斜め部分に当接する状態で、切削工具１００と左側面４２２との間に挿入され、Ｌ字の横辺部に止めネジ４５を挿通することにより、支持部４２のネジ孔４３にネジ止めされる。
　切削工具１００は、先端部分１１ａが前方に位置するように、第１側面１１を右方に向け、段差部１７に支持部４２の前端面４２３の右角部４２４が係止された状態で、隣接する支持部４２との間に載置される。上述したように、段差部１７は、断面視において、第２端１ｂに向かって凸の曲線状をなすので、図１０に示すように、段差部１７は右角部４２４と面接触にて当接でき、良好に位置決めができる。この状態で、第１側面１１と隣接する支持部４２との間に挟持部４４を挿入し、止めネジ４５をネジ孔４３にネジ止めすることにより、切削工具１００が刃物台４に固定される。曲線状に形成するので、段差部１７の加工誤差が生じた場合においても、右角部４２４は段差部１７に面接触にて当接できる。切削加工時に段差部１７に負荷がかかったときに負荷は吸収され、位置決め精度は維持される。
　図１１は、段差部をＺ軸方向に真っ直ぐに延びるように設けることにした場合に、加工ミスにより生じた段差部２７が第１端１ａの側に傾いて形成されたときに、右角部４２４を段差部２７に当接した状態を示す拡大側面図である。図１１に示すように、右角部４２４は段差部２７と点接触することになり、動きやすく、位置決めが困難である。
　支持部４２，４２間には、複数の切削工具１００が支持される。本開示の切削工具１００によれば、切削工具１００のＹ軸方向における位置決めを良好に行うことができ、先端部分１１ａの基台４１からの突出量を切削工具１００間で良好に揃えることができる。従って、同一の被削材に対し、複数の切削工具１００により順に精度良く加工することができる。切削加工時に、切削負荷がかかった場合においても、段差部１７により吸収することができ、位置決め精度を維持することができる。
　図４及び図５に示す一例のように、段差部１７は、第１側面１１に向かって窪んだ溝形状であってもよい。このとき、段差部１７は、第１側面１１に最も近づく底面１７ｂを有してもよい。底面１７ｂは、段差部１７において第１側面１１の最も近くに位置するとも言える。このとき、図５に示す一例のように、底面１７ｂは、第２領域１６よりも第１側面１１の近くに位置してもよい。
　段差部１７の底面１７ｂから立ち上がり、底面１７ｂの側に面する壁面を、図５に示す壁面１７ｃとする。この場合、段差部１７において、底面１７ｂ及び壁面１７ｃの境界は強度が相対的に小さくなりやすい。切削工具１００を刃物台４に取り付ける際に、この境界に右角部４２４が当接すると、上記の境界にクラックが生じるおそれがある。しかしながら、段差部１７が上記の構成である場合には、上記の境界に右角部４２４が当接しにくい。そのため、ホルダ１の強度の低下が避けられる。
　段差部１７が底面１７ｂを有する場合において、底面１７ｂから第２領域１６までの高さｈ１が、第２領域１６から第１領域１５までの高さｈ２より小さくてもよい。ここで、「高さ」とは、Ｚ軸の上下方向における幅を意味する。高さｈ１が相対的に小さい場合には、底面１７ｂ及び第１側面１１の間でのホルダ１の肉厚が過度に小さくなることが避けられる。また、高さｈ２が相対的に大きい場合には、段差部１７によるホルダ１の刃物台４への位置決め精度が高く確保される。
　＜切削加工物の製造方法＞
　次に、本開示における限定されない一面の切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。
　切削加工物１０１は、被削材１０３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１０１の製造方法は、以下の工程を備える。すなわち、
　（１）被削材１０３を回転させる工程と、
　（２）回転している被削材１０３に上記実施形態に代表される切削工具１００を接触させる工程と、
　（３）切削工具１００を被削材１０３から離す工程と、
を備える。
　より具体的には、まず、図１２に示すように、被削材１０３を第２中心軸Ｌ２の周りで回転させるとともに、切削工具１００を支持した刃物台４を、被削材１０３に相対的に近付ける。次に、図１３に示すように、切削工具１００における切刃２ａの少なくとも一部を被削材１０３に接触させて、被削材１０３を切削する。そして、図１４に示すように、切削工具１００を被削材１０３または切削加工物１０１から相対的に遠ざける。
　図１２に示すように、第２中心軸Ｌ２を固定するとともに被削材１０３を回転させた状態で切削工具１００をＹ軸の前方向に移動させることによって、切削工具１００を被削材１０３に近づける。
　図１３に示すように、回転している被削材１０３にインサート２における切刃２ａとして用いられる部分の少なくとも一部を接触させた状態で切削工具１００をＺ軸の下方向及びＹ軸の前方向に移動させることによって、被削材１０３を切削する。
　図１４に示すように、被削材１０３を回転させた状態で切削工具１００をＹ軸の後方向に移動させることによって、切削工具１００を被削材１０３から遠ざける。
　それぞれの工程において、切削工具１００を動かすことによって、切削工具１００を被削材１０３に接触させる、あるいは、切削工具１００を被削材１０３から離しているが、この場合に限定されない。
　例えば、（１）の工程において、被削材１０３を切削工具１００に近づけてもよい。（３）の工程において、被削材１０３を切削工具１００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１０３を回転させた状態を維持して、被削材１０３の異なる箇所にインサート２における切刃２ａの少なくとも一部を接触させる工程を繰り返してもよい。刃物台４に支持した他の切削工具１００により、続けて被削材１０３に切削加工を行ってもよい。
　被削材１０３の材質の代表例としては、焼入鋼、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、又は非鉄金属等が挙げられ得る。
　本開示の切削加工物の製造方法によれば、本開示の切削工具１００が段差部１７により刃物台４に良好にホルダ１に位置決めされているので、精度良く加工を行うことができる。そして、複数の切削工具１００を刃物台４に支持して切削加工を行う場合、基台４１からの突出量を均一にできるので、順に精度良く加工を行うことができる。
　　１・・・ホルダ
　　１ａ・・第１端（先端）
　　１ｂ・・第２端（後端）
　１１・・・第１側面
　１２・・・第２側面
　１３・・・第３側面
　１４・・・第４側面
　１５・・・第１領域
　１６・・・第２領域
　１７・・・段差部
　１７ｂ・・底面
　１７ｃ・・壁面
　１８・・・突出段差部
　１９・・・ポケット
　２０・・・先端面
　２１・・・後端面
　　２・・・切削インサート（インサート）
　　２ａ・・切刃
　　３・・・ネジ
　　４・・・刃物台
　４１・・・基台
　４２・・・支持部
　４３・・・ネジ孔
　４４・・・挟持部
　４５・・・止めネジ
１００・・・切削工具
１０１・・・切削加工物
１０３・・・被削材
　Ｌ１・・・第１中心軸
　Ｌ２・・・第２中心軸

 

Claims (11)

  1. 　第１端から第２端に向かって延びた四角柱形状であって、
    　　前記第１端の側に位置し、且つ、切削インサートを取り付け可能なポケットと、
    　　前記第１端から前記第２端に向かって延びた第１側面と、
    　　前記第１側面の反対に位置する第２側面と、を有し、
    　前記第２側面は、
    　　前記第１端の側に位置する平坦な第１領域と、
    　　前記第１領域よりも前記第２端の近く、且つ、前記第１領域よりも前記第１側面の近くに位置する平坦な第２領域と、
    　　前記第１領域及び前記第２領域を接続する段差部と、を有し、
    　前記段差部は、前記第１領域に平行な断面において、前記第２端に向かって凸の曲線状をなす、ホルダ。
  2. 　前記第２側面を正面視した場合に、前記段差部の少なくとも一部が、前記ポケットを前記第２端に向かって引き延ばした領域に位置する、請求項１に記載のホルダ。
  3. 　前記段差部は、前記第１領域に平行な断面において、円弧形状をなす、請求項１又は２に記載のホルダ。
  4. 　前記第２側面は、前記ポケットから離れている、請求項１～３のいずれか１項に記載のホルダ。
  5. 　前記第１側面及び前記第２側面の間に位置する第３側面と、
    　前記第１側面及び前記第２側面の間に位置し、且つ、前記第３側面の反対に位置する第４側面と、をさらに有し、
    　前記ポケットは、前記第１側面及び前記第３側面に対して開口し、
    　前記段差部が、前記第３側面及び前記第４側面に接している、請求項１～４のいずれか１項に記載のホルダ。
  6. 　前記第１領域に平行な断面において、
    　　前記段差部は、前記第２端に対して最も近くに位置する先端部を有し、
    　　前記先端部から前記第４側面までの長さよりも、前記先端部から前記第３側面までの長さが短い、請求項５に記載のホルダ。
  7. 　前記先端部が、前記第３側面に接する、請求項６に記載のホルダ。
  8. 　前記段差部は、前記第１側面に向かって窪んだ溝形状であって、前記第１側面に最も近づく底面を有し、
    　前記底面は、前記第２領域よりも前記第１側面の近くに位置する、請求項１～７のいずれか１項に記載のホルダ。
  9. 　前記底面から前記第２領域までの高さが、前記第２領域から前記第１領域までの高さよりも小さい、請求項８に記載のホルダ。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載のホルダと、
    　前記ポケットに位置する切削インサートと、を備えた切削工具。
  11. 　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１０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、を有する切削加工物の製造方法。
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