WO2024024549A1 - 切削工具、及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

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WO2024024549A1
WO2024024549A1 PCT/JP2023/026100 JP2023026100W WO2024024549A1 WO 2024024549 A1 WO2024024549 A1 WO 2024024549A1 JP 2023026100 W JP2023026100 W JP 2023026100W WO 2024024549 A1 WO2024024549 A1 WO 2024024549A1
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WO
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sensor
holder
cutting tool
unit base
recess
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/026100
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English (en)
French (fr)
Inventor
重孝 橋本
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool

Definitions

  • the present disclosure relates to a cutting tool used for cutting a workpiece, and a method for manufacturing a cut workpiece.
  • the cutting tool described in Patent Document 1 is known as a cutting tool used in cutting a workpiece for manufacturing a cut workpiece.
  • the cutting tool described in Patent Document 1 includes a sensor section for detecting a physical quantity (referred to as physical information in Patent Document 1) of a cutting insert (referred to as a cutting blade in Patent Document 1). Wear and tear of the cutting insert, temperature, pressure, and vibration are exemplified as the physical quantities, and a cutting tool equipped with a temperature sensor is disclosed as an example.
  • a cutting tool includes a holder, a cutting insert, and a sensor unit.
  • the holder has a rod shape extending from the tip toward the rear end, and has a tip surface located on the tip side, an upper surface extending from the tip surface toward the rear end, and a lower surface located on the opposite side of the upper surface. , a first side surface located between the upper surface and the lower surface and extending from the distal end surface toward the rear end; a second side surface located on the opposite side of the first side surface; It has an open pocket.
  • the cutting insert is located in the pocket and has a cutting edge.
  • the sensor unit includes a unit base, a first sensor, and a second sensor.
  • the unit base is located from the lower surface to the second side surface, has a first recessed portion opening toward the lower surface, and a second recessed portion opening toward the second side surface, and has an L-shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the holder. It is shaped like this.
  • the first sensor is located in the first recess, contacts the lower surface, and detects a physical quantity of the holder (cutting tool).
  • the second sensor is located in the second recess, contacts the second side surface, and detects a physical quantity of the holder (cutting tool) in a detection direction perpendicular to the detection direction of the first sensor.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a cutting tool according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the cutting tool shown in FIG. 1 viewed from another angle.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the cutting tool shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic view of the cutting tool shown in FIG. 1 viewed from the tip side.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the cutting tool shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a schematic enlarged view of another side of the cutting tool shown in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 5.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view of a cutting tool according to another embodiment of the present disclosure.
  • 11 is a schematic side view of the cutting tool shown in FIG. 10.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view of a cutting tool according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a schematic view of the cutting tool shown in FIG. 12 viewed from the tip side.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing a cut workpiece according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing a cut workpiece according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing a cut workpiece according to an embodiment of the present disclosure.
  • the sensor part In order to avoid the sensor part from falling off, it is also possible to incorporate the sensor part into the holder of the cutting tool.
  • the sensor section is a temperature sensor, since the sensor section is small, there is little possibility that the strength of the holder will be significantly reduced.
  • the sensor section is a pressure sensor or a vibration sensor, the strength (rigidity) of the holder decreases due to the built-in sensor section, which cannot be ignored.
  • cutting inserts according to embodiments of the present disclosure may include any components not shown in the referenced figures.
  • the dimensions of the components in each figure do not faithfully represent the actual dimensions of the components and the dimensional ratios of each member.
  • the X direction refers to the front-rear direction, and one side in the X direction is the front side or forward direction, and the other side in the X direction is the rear side or backward direction.
  • the Y direction refers to the left-right direction, and one side in the Y direction is the left side or left direction, and the other side in the Y direction is the right side or right direction.
  • the Z direction refers to an up-down direction, and one side in the Z direction is the upper side or upper direction, and the other side in the Z direction is the lower side or downward direction.
  • the XY direction refers to the two directions, the X direction and the Y direction
  • the XZ direction refers to the two directions, the X direction and the Z direction
  • the YZ direction refers to the two directions, the Y direction and the Z direction.
  • the XYZ directions refer to three directions: the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • FF indicates the front direction
  • FR indicates the rear direction
  • L indicates the left direction
  • R indicates the right direction
  • U indicates the upward direction
  • D indicates the downward direction.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a cutting tool 10 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the cutting tool shown in FIG. 1 viewed from another angle.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the cutting tool 10 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the cutting tool 10 shown in FIG. 1 viewed from the tip side.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the cutting tool 10 shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is an enlarged side view of the vicinity of the sensor unit when viewed from the opposite side to FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 5.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 5.
  • the cutting tool 10 is a tool used for cutting a workpiece W (see FIG. 10). Cutting of the work material W includes outer diameter processing, inner diameter processing, grooving, parting, and the like.
  • the cutting tool 10 also includes a holder 14 mounted on a tool post 12 of a lathe, a cutting insert 16 held in the holder 14, a clamp 18 that fixes the cutting insert 16 to the holder 14, and a clamp 18 that is attached to the holder.
  • a clamp screw 20 for attachment to 14 may also be provided.
  • the holder 14 may have a rod shape extending along the X direction from the front end 14a toward the rear end 14b.
  • the longitudinal direction of the holder 14 may be the X direction.
  • the holder 14 may have a square columnar main body 14m located closer to the rear end 14b than the clamp 18.
  • the holder 14 may have a distal end surface 22 located on the distal end 14a side and a rear end surface 24 located on the opposite side of the distal end surface 22.
  • the holder 14 may have an upper surface 26 extending in the X direction from the distal end surface 22 to the rear end surface 24 toward the rear end 14b.
  • Holder 14 may have a lower surface 28 located on the opposite side of upper surface 26, and lower surface 28 may extend in the X direction from distal end surface 22 toward rear end surface 24 to rear end surface 24.
  • the holder 14 may have a first side surface 30 located between the upper surface 26 and the lower surface 28, and the first side surface 30 extends in the X direction from the distal end surface 22 toward the rear end surface 24b. You can.
  • the first side 30 of the holder 14 may connect to the top surface 26 and the bottom surface 28. In the main body portion 14m of the holder 14, the first side surface 30 may be perpendicular to the lower surface 28 and the upper surface 26.
  • the holder 14 may have a second side surface 32 located on the opposite side of the first side surface 30, and the second side surface 32 extends in the X direction from the distal end surface 22 toward the rear end surface 24b. Good too.
  • the second side 32 of the holder 14 may connect to the top surface 26 and the bottom surface 28. In the main body portion 14m of the holder 14, the second side surface 32 may be perpendicular to the lower surface 28 and the upper surface 26.
  • the front end surface 22, rear end surface 24, upper surface 26, lower surface 28, first side surface 30, and second side surface 32 of the holder 14 may constitute the outer surface of the holder 14.
  • the holder 14 may have a pocket 34 for holding the cutting insert 16 on the side of the tip 14a. Pocket 34 may be open to distal surface 22 , top surface 26 , and first side surface 30 .
  • the lower surface 28 of the main body portion 14m of the holder 14 is supported by the mounting surface 12a of the tool rest 12 (see FIG. 8).
  • the second side surface 32 of the main body portion 14m of the holder 14 is supported by the inner wall surface 12b of the tool rest 12 (see FIG. 8).
  • the upper surface 26 of the main body 14m of the holder 14 is pressed by the fixing screw 12c (see FIG. 8) of the tool post 12.
  • Examples of the material of the holder 14 include metals such as stainless steel, carbon steel, cast iron, and aluminum alloy.
  • the length of the holder 14 may be set to, for example, 100 mm to 400 mm.
  • the cutting insert 16 may be located in a pocket 34 of the holder 14.
  • the cutting insert 16 may be a replaceable insert called a throw-away insert.
  • the cutting insert 16 may have a square plate shape, or may have a triangular plate shape, a pentagonal plate shape, or the like other than the square plate shape.
  • the cutting insert 16 has a first insert surface 36, a second insert surface 38 located on the opposite side of the first insert surface 36, and a plurality of insert side surfaces located between the first insert surface 36 and the second insert surface 38. 40.
  • the cutting insert 16 may have a cutting edge 42 at the intersection of the first insert surface 36 and the insert side surface 40.
  • the first insert surface 36 may function as a rake surface for shedding chips.
  • the insert side surface 40 may function as a relief surface.
  • the cutting insert 16 may have a through hole 44 that opens to the first insert surface 36 and the second insert surface 38.
  • the cutting insert 16 is attached to the pocket 34 by tightening the clamp screw 20 with the tip of the clamp 18 locked in the through hole 44 .
  • Examples of the material of the cutting insert 16 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 it.
  • WC-TiC-Co is WC-Co with titanium carbide (TiC) added.
  • WC-TiC-TaC-Co is WC-TiC-Co with tantalum carbide (TaC) added.
  • cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component.
  • examples of cermets include those whose main component is a titanium compound such as titanium carbide (TiC) and titanium nitride (TiN).
  • the surface of the cutting insert 16 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 material of the coating include titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), and alumina (Al 2 O 3 ).
  • the cutting tool 10 may include a sensor unit 46 for detecting physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14 (cutting tool 10).
  • the sensor unit 46 may include a unit base 48 located from the lower surface 28 of the main body 14m of the holder 14 to the second side surface 32.
  • the unit base 48 may be attached to the main body portion 14m of the holder 14 with an adhesive.
  • the unit base 48 may be attached to the main body 14m of the holder 14 by the magnetic force of a built-in magnet. Further, the unit base 48 may be attached to the main body portion 14m of the holder 14 with a fixing member such as a screw. Examples of the material for the unit base 48 include synthetic resin and metal.
  • the unit base 48 may be L-shaped in a cross section perpendicular to the X direction, which is the longitudinal direction of the holder 14.
  • the sensor unit 46 may have an L-shape in a cross section perpendicular to the X direction.
  • the unit base 48 may have a first portion 48 a located on the lower surface 28 of the holder 14 and a second portion 48 b located on the second side surface 32 of the holder 14 .
  • the distance in the X direction from the unit base 48 to the distal end surface 22 of the holder 14 may be shorter than the distance in the X direction from the unit base 48 to the rear end surface 24 of the holder 14.
  • the entire first portion 48a of the unit base 48 may be located closer to the second side surface 32 of the holder 14 than the first side surface 30.
  • the entire second portion 48b of the unit base 48 may be located closer to the lower surface 28 of the holder 14 than to the upper surface 26.
  • the first portion 48a of the unit base 48 may have a first recess 50 that opens toward the lower surface 28 of the holder 14.
  • the first recess 50 of the unit base 48 may be a bottomed hole (depression) or a penetrating hole.
  • the second portion 48b of the unit base 48 may have a second recess 52 that opens toward the second side surface 32 of the holder 14.
  • the second recess 52 of the unit base 48 may be a bottomed hole or a penetrating hole.
  • the unit base 48 may further include another recess.
  • the first portion 48a of the unit base 48 may further include a recess that opens toward the lower surface 28 of the holder 14, separate from the second recess 52.
  • the second portion 48b of the unit base 48 may have a third recess 54 that opens toward the second side surface 32 of the holder 14.
  • the third recess 54 of the unit base 48 may be a bottomed hole or a penetrating hole.
  • the first recess 50, the second recess 52, and the third recess 54 in the unit base 48 may be independent from each other or may be continuous.
  • the first recess 50 of the unit base 48 may be independent from the second recess 52 and the third recess 54, and the third recess 54 of the unit base 48 may be continuous with the second recess 52.
  • the sensor unit 46 may include a first sensor 56 located within the first recess 50 of the unit base 48.
  • the first sensor 56 may be fixed within the first recess 50 of the unit base 48 with an adhesive or the like.
  • the first sensor 56 may detect one or more of physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14.
  • the detection direction of the first sensor 56 may be the Y direction.
  • the first sensor 56 may detect physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14 in the Y direction.
  • the first sensor 56 may detect the acceleration of the holder 14 corresponding to the feeding component force.
  • the first sensor 56 may abut the lower surface 28 of the holder 14 . When the first sensor 56 is in contact with the lower surface 28 of the holder 14, the accuracy regarding detection of the above-mentioned physical quantity is improved.
  • the sensor unit 46 may include a second sensor 58 located within the second recess 52 of the unit base 48.
  • the second sensor 58 may be fixed within the second recess 52 of the unit base 48 with an adhesive or the like.
  • the position of the second sensor 58 in the X direction may be the same as the position of the first sensor 56 in the X direction. In other words, the position of the center of the second sensor 58 in the X direction may be within a range of ⁇ 1 mm with respect to the position of the center of the first sensor 56 in the X direction.
  • the second sensor 58 may abut the second side surface 32 of the holder 14 .
  • the second sensor 58 may abut the second side surface 32 of the holder 14 .
  • the second sensor 58 may come into contact with the second side surface 32 of the holder 14.
  • the second sensor 58 may detect one or more of physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14.
  • the second sensor 58 may detect the same physical quantity as the first sensor 56.
  • the detection direction of the second sensor 58 may be the X direction orthogonal to the detection direction of the first sensor 56.
  • the second sensor 58 may detect physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14 in the X direction.
  • the second sensor 58 may detect the acceleration of the holder 14 corresponding to the thrust force.
  • the cutting tool 10 of the present disclosure does not have a configuration in which sensors such as the first sensor 56 and the second sensor 58 are embedded in the holder 14, but has a configuration in which a sensor unit 46 separate from the holder 14 has the sensors. There is. Therefore, there is no need to perform complicated processing to embed the sensor inside the holder 14, and the existing holder 14 can be easily utilized.
  • the sensor unit 46 may include a third sensor 60 located within the third recess 54 of the unit base 48.
  • the third sensor 60 may be fixed within the third recess 54 of the unit base 48 with an adhesive or the like.
  • the third sensor 60 may be in contact with the second side surface 32 of the holder 14 .
  • the position of the third sensor 60 in the X direction may be the same as the position of the second sensor 58 in the X direction. In other words, the position of the center of the third sensor 60 in the X direction may be within a range of ⁇ 1 mm with respect to the position of the center of the second sensor 58 in the X direction.
  • the third sensor 60 may detect one or more of physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14.
  • the third sensor 60 may detect the same physical quantity as the first sensor 56 and the second sensor 58.
  • the detection direction of the third sensor 60 may be the Z direction orthogonal to the detection directions of the first sensor 56 and the second sensor 58.
  • the third sensor 60 may detect physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14 in the Z direction.
  • the third sensor 60 may detect the acceleration of the holder 14 corresponding to the principal component force.
  • the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60 may detect physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14 in the XYZ directions.
  • the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60 may detect the acceleration of the holder 14 corresponding to the cutting load in three directions (principal force, back force, and feed force).
  • the positions of the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60 in the X direction may be the same.
  • the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60 may be capacitance detection type sensors or piezoresistive type sensors.
  • the sensors may be MEMS (Micro Electro Mechanical Systems).
  • the detection direction of the first sensor 56 may be changed from the Y direction to the XY direction.
  • the first sensor 56 may detect physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14 in the XY directions.
  • the first sensor 56 may detect the acceleration of the holder 14 corresponding to the feed component force and the main component force. In these cases, either the second sensor 58 or the third sensor 60 may be omitted from the components of the sensor unit 46.
  • the detection direction of the second sensor 58 may be changed from the X direction to the XZ direction.
  • the second sensor 58 may detect physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14 in the XZ directions.
  • the second sensor 58 may detect acceleration of the holder 14 corresponding to the thrust force and the principal force.
  • the third sensor 60 may be omitted from the components of the sensor unit 46.
  • the detection direction of the third sensor 60 may be changed from the Z direction to the XZ direction.
  • the third sensor 60 may detect physical quantities such as acceleration, vibration, distortion, or internal stress of the holder 14 in the XZ directions.
  • the third sensor 60 may detect the acceleration of the holder 14 corresponding to the principal force and the thrust force.
  • the second sensor 58 may be omitted from the components of the sensor unit 46.
  • the cutting tool 10 includes wiring electrically connected to a first sensor 56, a second sensor 58, and a third sensor 60.
  • a member 62 may also be provided.
  • the wiring member 62 may extend in the X direction from the first sensor 56 etc. side toward the rear end 14b of the holder 14.
  • the holder 14 may have a groove 64 extending in the X direction from the first sensor 56 etc. side toward the rear end 14b of the holder 14.
  • the groove 64 of the holder 14 may be open to the second side surface 32.
  • the groove 64 of the holder 14 may be open to the lower surface 28.
  • the groove 64 of the holder 14 may be open to the lower surface 28 and the second side surface 32.
  • the wiring member 62 may be located within the groove 64 of the holder 14.
  • the groove 64 of the holder 14 may accommodate the wiring member 62.
  • the wiring member 62 may include a wiring conductor 66 electrically connected to the first sensor 56 , the second sensor 58 , and the third sensor 60 .
  • the wiring conductor 66 may extend in the X direction from the first sensor 56 etc. side toward the rear end 14b of the holder 14.
  • the wiring member 62 may include a cylindrical holding member 68 that holds the wiring conductor 66.
  • the retaining member 68 may be located within the groove 64 of the holder 14. In other words, the groove 64 of the holder 14 may accommodate the holding member 68.
  • the material of the holding member 68 may be the same as that of the holder 14.
  • the wiring member 62 may be electrically connected to an information processing device installed outside the machine tool or the like.
  • the information processing device may be configured by a computer, and may include a memory that stores various control programs and the like, and a CPU (Central Processing Unit) that interprets and executes the control programs.
  • CPU Central Processing Unit
  • the information processing device exhibits various functions by executing the control program by the CPU.
  • the information processing device may adjust the moving speed of the cutting tool 10 based on the physical quantities of the holder 14 detected by the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60.
  • the information processing device may adjust the rotational speed of the workpiece W based on the physical quantities of the holder 14 detected by the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60.
  • At least two of the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60 measure acceleration, vibration, distortion, internal stress, etc. of the holder 14 in the XYZ directions. Physical quantities can be detected. At least two of the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60 measure the acceleration, etc. of the holder 14 corresponding to the cutting loads in three directions (main force, back force, and feed force). can be detected. Therefore, according to the example embodiment of the present disclosure, high detection accuracy of the sensor unit 46 can be ensured.
  • the detection accuracy of the sensor unit 46 can be improved.
  • the position of the third sensor 60 in the X direction is the same as the position of the second sensor 58 in the X direction, the detection accuracy of the sensor unit 46 can be further improved.
  • the holder 14 When the distance in the X direction from the unit base 48 to the front end surface 22 of the holder 14 is shorter than the distance in the X direction from the unit base 48 to the rear end surface 24 of the holder 14, the holder 14 has a large change in physical quantity such as acceleration.
  • the sensor unit 46 is located closer to the distal end surface 22 of the sensor unit 46 . Therefore, according to the example of the embodiment of the present disclosure, since it is close to the cutting point, it becomes possible to capture minute physical quantity changes, and the detection accuracy of the sensor unit 46 can be improved.
  • the unit base 48 is located from the lower surface 28 of the main body portion 14m of the holder 14 to the second side surface 32, which is a perpendicular region on the outer surface of the holder 14.
  • the unit base 48 has an L-shape in a cross section perpendicular to the X direction, which is the longitudinal direction of the holder 14 . Therefore, the unit base 48 can be attached to the outer surface of the holder 14 without performing any processing such as gouging the holder 14. Thereby, according to the example of the embodiment of the present disclosure, the durability (rigidity) of the holder 14 can be increased.
  • the unit base 48 is L-shaped in the cross section perpendicular to the X direction, compared to the case where a cubic-shaped unit base is attached to the outer surface of the holder 14, , the amount of protrusion of the sensor unit 46 relative to the outer surface of the holder 14 can be reduced.
  • the sensor unit 46 is less susceptible to the effects of chips, increasing the durability of the sensor unit 46, and making it easier to attach the cutting tool 10 to the tool post 12. .
  • the unit base 48 is attached to the holder 14 from two directions, the lower surface 28 and the second side surface 32 of the holder 14, the unit base 48 is unlikely to fall off from the holder 14. Furthermore, not only is it difficult for the unit base 48 to fall off from the holder 14, but also it is difficult for the unit base 48 to be misaligned with respect to the holder 14.
  • the sensor unit 46 When the entire first portion 48a of the unit base 48 is located closer to the second side surface 32 than the first side surface 30 of the holder 14, the sensor unit 46 extends from the first side surface 30 of the holder 14 in the Y direction. None stands out. Therefore, according to the example of the embodiment of the present disclosure, the sensor unit 46 becomes less susceptible to the influence of chips, and the durability of the sensor unit 46 can be improved.
  • the sensor unit 46 may not protrude from the upper surface 26 of the holder 14 in the Z direction. do not have. Therefore, according to the example of the embodiment of the present disclosure, the sensor unit 46 becomes less susceptible to the influence of chips, and the durability of the sensor unit 46 can be improved.
  • the detection directions of the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60 are one or two of the XYZ directions.
  • the first sensor 56, the second sensor 58, and the third sensor 60 are uniaxial sensors or biaxial sensors. Therefore, the size of each sensor can be made smaller and the sensor unit 46 can be made more compact than when using a three-axis sensor whose detection directions are in the X, Y, and Z directions.
  • the unit base 48 is located from the lower surface 28 of the main body 14m of the holder 14 to the second side surface 32, but it may be configured as follows.
  • the unit base 48 may be located from the lower surface 28 of the holder 14 to the distal end surface 22.
  • the unit base 48 may have a first portion 48a located on the lower surface 28 of the holder 14 and a second portion 48b located on the distal end surface 22 of the holder 14.
  • the first portion 48a of the unit base 48 may have a first recess that opens toward the lower surface 28 of the holder 14.
  • the second portion 48b of the unit base 48 may have a second recess that opens toward the distal end surface 22 of the holder 14.
  • the second portion of the unit base 48 may have a third recess that opens toward the distal end surface 22 of the holder 14 .
  • the first sensor located within the first recess of the unit base 48 may abut the lower surface 28 of the holder 14 .
  • the second sensor located in the second recess of the unit base 48 may be in contact with the distal end surface 22 of the holder 14 .
  • the third sensor located within the third recess of the unit base 48 may be in contact with the distal end surface 22 of the holder 14 .
  • the unit base 48 may be located from the distal end surface 22 of the holder 14 to the second side surface 32.
  • the unit base 48 may have a first portion 48 a located on the distal end surface 22 of the holder 14 and a second portion 48 b located on the second side surface 32 of the holder 14 .
  • the first portion 48a of the unit base 48 may have a first recess that opens toward the distal end surface 22 of the holder 14.
  • the second portion 48b of the unit base 48 may have a second recess that opens toward the second side surface 32 of the holder 14.
  • the second portion of the unit base 48 may have a third recess that opens toward the second side surface 32 of the holder 14 .
  • the first sensor located within the first recess of the unit base 48 may be in contact with the distal end surface 22 of the holder 14 .
  • the second sensor located within the second recess of the unit base 48 may abut the second side surface 32 of the holder 14 .
  • the third sensor located within the third recess of the unit base 48 may abut the second side surface 32 of the holder 14 .
  • the sensor unit 46 is located close to the cutting edge 42 of the cutting insert 16, and the physical quantity of the holder 14 (cutting tool 10) can be detected with high accuracy.
  • the cutting tool 10 of the example shown in FIGS. 1 to 9 can be positioned further away from the processing surface of the workpiece W compared to the cutting tool 10 of the example shown in FIGS. 10 to 13. Therefore, there is little possibility that the sensor unit 46 will come into contact with the machined surface of the workpiece W.
  • FIGS. 14 to 16 are schematic diagrams illustrating a method for manufacturing a cut workpiece according to an embodiment of the present disclosure.
  • the method for manufacturing a cut workpiece according to the embodiment of the present disclosure is a method for manufacturing a cut workpiece M, which is a cut workpiece W that has been subjected to cutting processing. , a first step, a second step, and a third step.
  • the first step is a step of rotating the workpiece W around its axis S.
  • the second step is a step of bringing the cutting insert 16 of the cutting tool 10 into contact with the rotating workpiece W to cut the workpiece W.
  • the third step is a step of separating the cutting tool 10 from the cut workpiece W.
  • the material of the work material W include stainless steel, carbon steel, alloy steel, cast iron, and non-ferrous metals.
  • the cutting tool 10 is attached to the tool rest 12, and the workpiece W is attached to the chuck of the lathe.
  • the chuck is rotated to rotate the workpiece W around its axis S (first step).
  • the cutting tool 10 is moved in the direction of arrow D1 to bring it closer to the workpiece W, and the cutting insert 16 is brought into contact with the rotating workpiece W.
  • the material W is cut (second step). Thereby, the machined surface Wf can be formed on the workpiece W.
  • the cutting tool 10 is moved in the direction of arrow D2 to separate the cutting tool 10 from the workpiece W (third step). Thereby, cutting of the work material W is completed, and a cut workpiece M, which is the cut material W that has been cut, can be manufactured. Since the cutting tool 10 has excellent cutting ability for the reasons mentioned above, it is possible to manufacture a cut workpiece M with excellent processing accuracy.
  • the cutting insert 16 may be brought into contact with different parts of the workpiece W repeatedly while the workpiece W is being rotated.
  • the cutting tool 10 is brought close to the workpiece W, but since it is sufficient that the cutting tool 10 and the workpiece W are relatively close to each other, the workpiece W is brought close to the cutting tool 10. Good too.
  • the same procedure is performed.
  • the cutting tool has a bar shape extending from the tip toward the rear end, and has a tip surface located on the side of the tip, and a tip surface extending from the tip surface toward the rear end. an upper surface, a lower surface located on the opposite side of the upper surface, a first side surface located between the upper surface and the lower surface and extending from the tip surface toward the rear end, and a side opposite to the first side surface.
  • a holder having a second side surface located at the bottom surface, a pocket opening at the distal end surface, the top surface, and the first side surface; a cutting insert located in the pocket and having a cutting edge;
  • the holder has a first recess that is located across two side surfaces and opens toward the lower surface, and a second recess that opens toward the second side surface, and is L-shaped in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the holder.
  • the sensor unit includes a second sensor that detects a physical quantity of the holder in a detection direction perpendicular to a detection direction of the first sensor.
  • the unit base has a third recess that opens toward the second side surface, the sensor unit is located in the third recess, and the second
  • the holder may further include a third sensor that comes into contact with a side surface and detects a physical quantity of the holder in a detection direction perpendicular to the detection directions of the first sensor and the second sensor.
  • the position of the third sensor in the longitudinal direction may be the same as the position of the second sensor in the longitudinal direction.
  • the holder further has a rear end surface located on the opposite side of the tip surface, and the holder further has a rear end surface located on the opposite side of the tip surface, and the longitudinal direction from the unit base to the tip surface.
  • the distance in the direction may be shorter than the distance in the longitudinal direction from the unit base to the rear end surface.
  • the unit base has a first part located on the lower surface and a second part located on the second side surface, The entire first portion may be located closer to the second side than the first side.
  • the unit base has a first part located on the lower surface and a second part located on the second side surface, The entire second portion may be located closer to the lower surface than the upper surface.
  • a method for manufacturing a cut workpiece includes a step of rotating a workpiece, and bringing the cutting tool according to any one of (1) to (6) into contact with the rotating workpiece.
  • the method includes a step of cutting a material, and a step of separating the cutting tool from the cut material.
  • Cutting tool 12 Turret 12a Mounting surface 12b Inner wall surface 12c Fixing screw 14 Holder 14a Tip 14b Rear end 14m Main body 16 Cutting insert 18 Clamp 20 Clamp screw 22 Tip surface 24 Rear end surface 26 Top surface 28 Bottom surface 30 First side surface 32 No. 2 sides 34 pocket 36 first insert surface 38 second insert surface 40 insert side 42 cutting edge 44 through hole 46 sensor unit 48 unit base 48a first part 48b second part 50 first recess 52 second recess 54 third recess 56 First sensor 58 Second sensor 60 Third sensor 62 Wiring member 64 Groove 66 Wiring conductor

Landscapes

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Abstract

センサユニットの高い検出精度を確保しつつ、ホルダの耐久性を高めること。ユニットベースは、下面から第２側面にかけて、ユニットベースが位置し、ユニットベースは、ホルダの長手方向に直交する断面においてＬ字状になっている。ユニットベースの第１凹部内に位置する第１センサは、下面に当接する。ユニットベースの第２凹部内に位置する第２センサは、第２側面に当接する。

Description

切削工具、及び切削加工物の製造方法
　本開示は、被削材の切削加工に用いられる切削工具、及び切削加工物の製造方法に関する。
　切削加工物を製造するための被削材の切削加工において用いられる切削工具として、例えば、特許文献１に記載の切削工具が知られている。特許文献１に記載の切削工具は、切削インサート（特許文献１では切削刃と称される）の物理量（特許文献１では物理情報と称される）を検出するためのセンサ部を備えている。この物理量として、切削インサートの損耗、温度、圧力、振動が例示されており、温度センサを備えた切削工具が実施例として開示されている。
日本国公開特許公報「特開２０１２－０２０３５９号公報」
　本開示に係る切削工具は、ホルダと、切削インサートと、センサユニットと、を備える。ホルダは、先端から後端に向かって延びた棒形状であって、先端の側に位置する先端面と、先端面から後端に向かって延びた上面と、上面の反対側に位置する下面と、上面と下面との間に位置しかつ先端面から後端に向かって延びた第１側面と、第１側面の反対側に位置する第２側面と、先端面、上面、及び第１側面に開口するポケットと、を有する。切削インサートは、ポケットに位置し、切刃を有する。センサユニットは、ユニットベースと、第１センサと、第２センサと、を有する。ユニットベースは、下面から第２側面にかけて位置し、下面に向かって開口する第１凹部、及び第２側面に向かって開口する第２凹部を有し、ホルダの長手方向に直交する断面においてＬ字状になっている。第１センサは、第１凹部内に位置し、下面に当接し、ホルダ（切削工具）の物理量を検出する。第２センサは、第２凹部内に位置し、第２側面に当接し、第１センサの検出方向に直交する検出方向におけるホルダ（切削工具）の物理量を検出する。
本開示の実施形態に係る切削工具の模式的な斜視図である。 図１に示す切削工具を別の角度から見た模式的な斜視図である。 図１に示す切削工具の模式的な平面図である。 図１に示す切削工具を先端側から見た模式的な図である。 図１に示す切削工具の模式的な側面図である。 図５に示す切削工具における別の側面を拡大した模式的な図である。 図５におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図である。 図５におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図５におけるＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。 本開示の他の実施形態に係る切削工具の模式的な斜視図である。 図１０に示す切削工具の模式的な側面図である。 本開示の他の実施形態に係る切削工具の模式的な斜視図である。 図１２に示す切削工具を先端側から見た模式的な図である。 本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法を説明する模式図である。 本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法を説明する模式図である。 本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法を説明する模式図である。
　特許文献１に記載の切削工具においては、センサ部が切削インサートの切刃近傍に取付けられているため、被削材の切削加工中に、センサ部が切削インサートから脱落するおそれがある。
　センサ部の脱落を回避するために、センサ部を切削工具のホルダに内蔵することも考えられる。センサ部が温度センサである場合には、センサ部が小型であるためホルダの強度が大きく低下するおそれは小さい。しかしながら、センサ部が圧力センサ又は振動センサである場合には、センサ部を内蔵することによるホルダの強度（剛性）低下が軽視できなくなる。
　特に、切削加工時には、切削工具に対して主分力、背分力、及び送り分力の３方向の切削負荷が加わる。センサ部の高い検出精度を確保するため、これら３つの切削負荷に対応する３方向の加速度等の物理量を検出する場合には、センサ部が３方向に対応する複数のセンサを有する必要がある。このようなセンサ部を内蔵するためのスペースをホルダに設けると、ホルダの加工が煩雑になると共に、ホルダの耐久性の低下を招くことが懸念される。
　本開示によれば、センサユニットの高い検出精度を確保しつつ、ホルダの耐久性を高めることができる。
　以下、本開示の実施形態に係る切削工具、及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構成要素のみを簡略化して示したものである。従って、本開示の実施形態に係る切削インサートは、参照する各図に示されていない任意の構成要素を備え得る。各図中の構成要素の寸法は、実際の構成要素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。
　また、本開示において、互いに直交する３方向で規定される直交座標系ＸＹＺに基づいて説明する。Ｘ方向とは、前後方向のことであり、Ｘ方向の一方側は、前側又は前方向であり、Ｘ方向の他方側は、後側又は後方向である。Ｙ方向とは、左右方向のことであり、Ｙ方向の一方側は、左側又は左方向であり、Ｙ方向の他方側は、右側又は右方向である。Ｚ方向とは、上下方向のことであり、Ｚ方向の一方側は、上側又は上方向であり、Ｚ方向の他方側は、下側又は下方向である。ＸＹ方向とは、Ｘ方向とＹ方向の２つの方向のこといい、ＸＺ方向とは、Ｘ方向とＺ方向の２つの方向のことをいい、ＹＺ方向とは、Ｙ方向とＺ方向の２つの方向のことをいう。ＸＹＺ方向とは、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向の３つの方向のことをいう。
　図面中、「ＦＦ」は前方向、「ＦＲ」は後方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指している。
　＜切削工具＞
　図１から図９を参照して、本開示の実施形態に係る切削工具１０について説明する。図１は、本開示の実施形態に係る切削工具１０の模式的な斜視図である。図２は、図１に示す切削工具を別の角度から見た模式的な斜視図である。図３は、図１に示す切削工具１０の模式的な平面図である。図４は、図１に示す切削工具１０を先端側から見た模式的な図である。図５は、図１に示す切削工具１０の模式的な側面図である。図６は、図５とは反対側から見た場合におけるセンサユニット近傍を拡大した側面図である。図７は、図５におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図である。図８は、図５におけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図９は、図５におけるＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。
　図１から図３に示す例のように、本開示の実施形態に係る切削工具１０は、被削材Ｗ（図１０参照）の切削加工に用いられる工具である。被削材Ｗの切削加工には、外径加工、内径加工、溝入れ加工、及び突っ切り加工等が含まれる。また、切削工具１０は、旋盤の刃物台１２に装着されるホルダ１４と、ホルダ１４に保持される切削インサート１６と、切削インサート１６をホルダ１４に対して固定するクランプ１８と、クランプ１８をホルダ１４に取付けるためのクランプネジ２０と、を備えてもよい。
　図１から図５に示す例のように、ホルダ１４は、先端１４ａから後端１４ｂに向かってＸ方向に沿って延びた棒形状であってもよい。ホルダ１４の長手方向は、Ｘ方向であってもよい。ホルダ１４は、クランプ１８よりも後端１４ｂの側に位置する四角柱状の本体部１４ｍを有してもよい。
　図１から図５に示す例のように、ホルダ１４は、先端１４ａの側に位置する先端面２２と、先端面２２の反対側に位置する後端面２４と、を有してもよい。ホルダ１４は、先端面２２から後端１４ｂに向かって後端面２４までＸ方向に延びた上面２６を有してもよい。ホルダ１４は、上面２６の反対側に位置する下面２８を有してもよく、下面２８は、先端面２２から後端１４ｂに向かって後端面２４までＸ方向に延びてもよい。
　ホルダ１４は、上面２６と下面２８との間に位置する第１側面３０を有してもよく、第１側面３０は、先端面２２から後端１４ｂに向かって後端面２４までＸ方向に延びてもよい。ホルダ１４の第１側面３０は、上面２６及び下面２８に繋がってもよい。ホルダ１４の本体部１４ｍにおいて、第１側面３０は、下面２８及び上面２６に対して直交してもよい。
　ホルダ１４は、第１側面３０の反対側に位置する第２側面３２を有してもよく、第２側面３２は、先端面２２から後端１４ｂに向かって後端面２４までＸ方向に延びてもよい。ホルダ１４の第２側面３２は、上面２６及び下面２８に繋がってもよい。ホルダ１４の本体部１４ｍにおいて、第２側面３２は、下面２８及び上面２６に対して直交してもよい。
　ホルダ１４の先端面２２、後端面２４、上面２６、下面２８、第１側面３０、及び第２側面３２は、ホルダ１４の外表面を構成してもよい。また、ホルダ１４は、先端１４ａの側に、切削インサート１６を保持するためのポケット３４を有してもよい。ポケット３４は、先端面２２、上面２６、及び第１側面３０に開口してもよい。
　切削工具１０を刃物台１２に装着する際に、ホルダ１４の本体部１４ｍの下面２８は、刃物台１２の載置面１２ａ（図８参照）に支持される。ホルダ１４の本体部１４ｍの第２側面３２は、刃物台１２の内壁面１２ｂ（図８参照）に支持される。ホルダ１４の本体部１４ｍの上面２６は、刃物台１２の固定ネジ１２ｃ（図８参照）によって押圧される。
　ホルダ１４の材質としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、鋳鉄、アルミ合金等の金属等が挙げられる。ホルダ１４の長さは、例えば、１００ｍｍ～４００ｍｍに設定されてもよい。
　図１から図５に示す例のように、切削インサート１６は、ホルダ１４のポケット３４に位置してもよい。切削インサート１６は、スローアウェイインサートと呼ばれる交換式のインサートであってもよい。切削インサート１６は、四角板形状を呈してもよく、四角板形状以外の三角板形状又は五角板形状等を呈してもよい。切削インサート１６は、第１インサート面３６と、第１インサート面３６の反対側に位置する第２インサート面３８と、第１インサート面３６と第２インサート面３８の間に位置する複数のインサート側面４０と、を有してもよい。
　切削インサート１６は、第１インサート面３６とインサート側面４０との交わりに切刃４２を有してもよい。第１インサート面３６は、切屑を流すためのすくい面としての機能を有してもよい。インサート側面４０は、逃げ面としての機能を有してもよい。
　切削インサート１６は、第１インサート面３６及び第２インサート面３８に開口する貫通穴４４を有してもよい。クランプ１８の先端部を貫通穴４４に係止させた状態で、クランプネジ２０を締め付けることで、切削インサート１６はポケット３４に取付けられる。
　切削インサート１６の材質としては、例えば、超硬合金又はサーメット等が挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ及びＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏが挙げられる。ＷＣ－Ｃｏは、炭化タングステン（ＷＣ）にコバルト（Ｃｏ）の粉末を加えて焼結して生成される。ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏは、ＷＣ－Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したものである。ＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏは、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したものである。また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。具体的には、サーメットとして、炭化チタン（ＴｉＣ）、及び窒化チタン（ＴｉＮ）等のチタン化合物を主成分としたものが挙げられる。
　切削インサート１６の表面には、化学蒸着（ＣＶＤ）法又は物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜がコーティングされていてもよい。被膜の材質としては、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、又はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等が挙げられる。
　図２から図７に示す例のように、切削工具１０は、ホルダ１４（切削工具１０）の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出するためのセンサユニット４６を備えてもよい。センサユニット４６は、ホルダ１４の本体部１４ｍの下面２８から第２側面３２にかけて位置するユニットベース４８を有してもよい。ユニットベース４８は、接着剤によってホルダ１４の本体部１４ｍに取付けられてもよい。ユニットベース４８は、内蔵した磁石の磁力によってホルダ１４の本体部１４ｍに取付けられてもよい。また、ユニットベース４８は、ネジのような固定部材によってホルダ１４の本体部１４ｍに取付けられてもよい。ユニットベース４８の材質としては、例えば、合成樹脂及び金属が挙げられる。
　図４及び図７に示す例のように、ユニットベース４８は、ホルダ１４の長手方向であるＸ方向に直交する断面においてＬ字状になっていてもよい。換言すれば、センサユニット４６は、Ｘ方向に直交する断面においてＬ字状になっていてもよい。ユニットベース４８は、ホルダ１４の下面２８に位置する第１部位４８ａと、ホルダ１４の第２側面３２に位置する第２部位４８ｂと、を有してもよい。ユニットベース４８からホルダ１４の先端面２２までのＸ方向の距離は、ユニットベース４８からホルダ１４の後端面２４までのＸ方向の距離よりも短くてもよい。
　図４に示す例のように、ユニットベース４８の第１部位４８ａの全体は、ホルダ１４の第１側面３０よりも第２側面３２の近くに位置してもよい。ユニットベース４８の第２部位４８ｂの全体は、ホルダ１４の上面２６よりも下面２８の近くに位置してもよい。
　図６及び図７に示す例のように、ユニットベース４８の第１部位４８ａは、ホルダ１４の下面２８に向かって開口する第１凹部５０を有してもよい。ユニットベース４８の第１凹部５０は、有底な穴（窪み）であってもよく、貫通した穴であってもよい。ユニットベース４８の第１凹部５０が有底な穴である場合には、第１センサ５６などに対する防水性能が高められやすい。ユニットベース４８の第２部位４８ｂは、ホルダ１４の第２側面３２に向かって開口する第２凹部５２を有してもよい。ユニットベース４８の第２凹部５２は、有底な穴であってもよく、貫通した穴であってもよい。
　ユニットベース４８は、第１凹部５０及び第２凹部５２に加えて、別の凹部を更に有してもよい。例えば、ユニットベース４８の第１部位４８ａが、第２凹部５２とは別にホルダ１４の下面２８に向かって開口する凹部を更に有してもよい。また、図６及び図７に示す例のように、ユニットベース４８の第２部位４８ｂが、ホルダ１４の第２側面３２に向かって開口する第３凹部５４を有してもよい。ユニットベース４８の第３凹部５４は、有底な穴であってもよく、貫通した穴であってもよい。ユニットベース４８における第１凹部５０、第２凹部５２及び第３凹部５４は、互いに独立していてもよく、また、連続していてもよい。例えば、ユニットベース４８の第１凹部５０が第２凹部５２及び第３凹部５４から独立し、ユニットベース４８の第３凹部５４が第２凹部５２に連続してもよい。
　センサユニット４６は、ユニットベース４８の第１凹部５０内に位置する第１センサ５６を有してもよい。第１センサ５６は、ユニットベース４８の第１凹部５０内に接着剤等によって固定されてもよい。第１センサ５６は、ホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量のうちのいずれか１つ又は複数の物理量を検出してもよい。第１センサ５６の検出方向は、Ｙ方向であってもよい。換言すれば、第１センサ５６は、Ｙ方向におけるホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出してもよい。第１センサ５６は、送り分力に対応するホルダ１４の加速度等を検出してもよい。第１センサ５６は、ホルダ１４の下面２８に当接してもよい。第１センサ５６がホルダ１４の下面２８に当接している場合には、上記した物理量の検出に関する精度が向上する。
　センサユニット４６は、ユニットベース４８の第２凹部５２内に位置する第２センサ５８を有してもよい。第２センサ５８は、ユニットベース４８の第２凹部５２内に接着剤等によって固定されてもよい。第２センサ５８のＸ方向の位置は、第１センサ５６のＸ方向の位置と同じであってもよい。換言すれば、第２センサ５８の中心のＸ方向の位置は、第１センサ５６の中心のＸ方向の位置に対して±１ｍｍ範囲内にあってもよい。第２センサ５８は、ホルダ１４の第２側面３２に当接してもよい。第２センサ５８は、ホルダ１４の第２側面３２に当接してもよい。第２センサ５８がホルダ１４の第２側面３２に当接している場合には、上記した物理量の検出に関する精度が向上する。
　第２センサ５８は、ホルダ１４の第２側面３２に当接してもよい。第２センサ５８は、ホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量のうちのいずれか１つ又は複数の物理量を検出してもよい。第２センサ５８は、第１センサ５６と同じ物理量を検出してもよい。第２センサ５８の検出方向は、第１センサ５６の検出方向に直交するＸ方向であってもよい。換言すれば、第２センサ５８は、Ｘ方向におけるホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出してもよい。第２センサ５８は、背分力に対応するホルダ１４の加速度等を検出してもよい。
　本開示の切削工具１０は、第１センサ５６及び第２センサ５８のようなセンサがホルダ１４に埋め込まれた構成ではなく、ホルダ１４とは別体のセンサユニット４６がセンサを有する構成となっている。そのため、ホルダ１４の内部にセンサを埋め込むための複雑な加工を行う必要がなく、既存のホルダ１４を活用しやすい。
　センサユニット４６は、ユニットベース４８の第３凹部５４内に位置する第３センサ６０を有してもよい。第３センサ６０は、ユニットベース４８の第３凹部５４内に接着剤等によって固定されてもよい。第３センサ６０は、ホルダ１４の第２側面３２に当接してもよい。第３センサ６０のＸ方向の位置は、第２センサ５８のＸ方向の位置と同じであってもよい。換言すれば、第３センサ６０の中心のＸ方向の位置は、第２センサ５８の中心のＸ方向の位置に対して±１ｍｍ範囲内にあってもよい。
　第３センサ６０は、ホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量のうちのいずれか１つ又は複数の物理量を検出してもよい。第３センサ６０は、第１センサ５６及び第２センサ５８と同じ物理量を検出してもよい。第３センサ６０の検出方向は、第１センサ５６及び第２センサ５８の検出方向に直交するＺ方向であってもよい。換言すれば、第３センサ６０は、Ｚ方向におけるホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出してもよい。第３センサ６０は、主分力に対応するホルダ１４の加速度等を検出してもよい。
　第１センサ５６と第２センサ５８と及び第３センサ６０は、ＸＹＺ方向におけるホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出してもよい。第１センサ５６と第２センサ５８と第３センサ６０は、３方向の切削負荷（主分力、背分力、送り分力）に対応するホルダ１４の加速度等を検出してもよい。
　第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０のＸ方向の位置は、同じであってもよい。第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０は、静電容量検出方式のセンサ又はピエゾ抵抗方式のセンサであってもよい。第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０が静電容量検出方式のセンサである場合には、そのセンサは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）であってもよい。
　第１センサ５６の検出方向をＹ方向からＸＹ方向に変更してもよい。第１センサ５６は、ＸＹ方向におけるホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出してもよい。第１センサ５６は、送り分力及び主分力に対応するホルダ１４の加速度等を検出してもよい。これらの場合には、センサユニット４６の構成要素から第２センサ５８又は第３センサ６０のいずれかを省略してもよい。
　第２センサ５８の検出方向をＸ方向からＸＺ方向に変更してもよい。第２センサ５８は、ＸＺ方向におけるホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出してもよい。第２センサ５８は、背分力及び主分力に対応するホルダ１４の加速度等を検出してもよい。この場合には、センサユニット４６の構成要素から第３センサ６０を省略してもよい。
　第３センサ６０の検出方向をＺ方向からＸＺ方向に変更してもよい。第３センサ６０は、ＸＺ方向におけるホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出してもよい。第３センサ６０は、主分力及び背分力に対応するホルダ１４の加速度等を検出してもよい。この場合には、センサユニット４６の構成要素から第２センサ５８を省略してもよい。
　図２、図５、図６、図８、及び図９に示す例のように、切削工具１０は、第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０に電気的に接続された配線部材６２を備えてもよい。配線部材６２は、第１センサ５６等側からホルダ１４の後端１４ｂに向かってＸ方向に延びてもよい。
　ホルダ１４は、第１センサ５６等側からホルダ１４の後端１４ｂに向かってＸ方向に延びた溝６４を有してもよい。ホルダ１４の溝６４は、第２側面３２に開口してもよい。ホルダ１４の溝６４は、下面２８に開口してもよい。ホルダ１４の溝６４は、下面２８及び第２側面３２に開口してもよい。
　図６、図８、及び図９に示す例のように、配線部材６２は、ホルダ１４の溝６４内に位置してよい。換言すれば、ホルダ１４の溝６４は、配線部材６２を収容してもよい。配線部材６２は、第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０に電気的に接続された配線導体６６を有してもよい。配線導体６６は、第１センサ５６等側からホルダ１４の後端１４ｂに向かってＸ方向に延びてもよい。配線部材６２は、配線導体６６を保持する筒形状の保持部材６８を有してもよい。保持部材６８は、ホルダ１４の溝６４内に位置してもよい。換言すれば、ホルダ１４の溝６４は、保持部材６８を収容してもよい。保持部材６８の材質は、ホルダ１４と同じ材質であってもよい。
　配線部材６２は、工作機械等の外部に設置された情報処理装置に電気的に接続されてもよい。情報処理装置は、コンピュータにより構成されてもよく、各種の制御プログラム等を記憶するメモリと、制御プログラムを解釈して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、を有してもよい。
　ＣＰＵによって制御プログラムが実行されることで、情報処理装置は、様々な機能を発揮する。１つの態様では、情報処理装置は、第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０が検出したホルダ１４の物理量に基づいて、切削工具１０の移動速度を調整してもよい。１つの態様では、情報処理装置は、第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０が検出したホルダ１４の物理量に基づいて、被削材Ｗの回転速度を調整してもよい。
　本開示の実施形態の例によると、第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０のうち少なくとも２つのセンサによって、ＸＹＺ方向におけるホルダ１４の加速度、振動、歪み、又は内部応力等の物理量を検出することができる。第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０のうち少なくとも２つのセンサによって、３方向の切削負荷（主分力、背分力、送り分力）に対応するホルダ１４の加速度等を検出することができる。そのため、本開示の実施形態の例によれば、センサユニット４６の高い検出精度を確保することができる。
　第１センサ５６と第２センサ５８と及び第３センサ６０がＸＹＺ方向におけるホルダ１４の加速度等の物理量を検出する場合には、センサユニット４６の検出精度を高めることができる。特に、第３センサ６０のＸ方向の位置が第２センサ５８のＸ方向の位置と同じである場合には、センサユニット４６の検出精度をより高めることができる。
　ユニットベース４８からホルダ１４の先端面２２までのＸ方向の距離がユニットベース４８からホルダ１４の後端面２４までのＸ方向の距離よりも短い場合には、加速度等の物理量の変化の大きいホルダ１４の先端面２２寄りにセンサユニット４６が位置することになる。そのため、本開示の実施形態の例によれば、切削加工点に近くなるため、微小な物理量変化を捉えることが可能となり、センサユニット４６の検出精度を高めることができる。
　本開示の実施形態の例によると、ユニットベース４８は、ホルダ１４の外表面における直交する領域である、ホルダ１４の本体部１４ｍの下面２８から第２側面３２にかけて位置している。ユニットベース４８は、ホルダ１４の長手方向であるＸ方向に直交する断面においてＬ字状になっている。そのため、ホルダ１４に抉るような加工を施すことなく、ホルダ１４の外表面にユニットベース４８を取付けることができる。これにより、本開示の実施形態の例によれば、ホルダ１４の耐久性（剛性）を高めることができる。
　また、本開示の実施形態の例によると、ユニットベース４８がＸ方向に直交する断面においてＬ字状になっているため、立方体形状のユニットベースをホルダ１４の外表面に取付ける場合に比較して、ホルダ１４の外表面に対するセンサユニット４６の突出量を小さくすることができる。これにより、本開示の実施形態の例によれば、センサユニット４６が切屑の影響を受け難くなり、センサユニット４６の耐久性を高めると共に、切削工具１０の刃物台１２への取付けが簡単になる。
　また、本開示の実施形態の例によると、ユニットベース４８がホルダ１４の下面２８及び第２側面３２の２方向からホルダ１４に取付けられているため、ユニットベース４８がホルダ１４から脱落しにくい。また、ホルダ１４からのユニットベース４８の脱落だけでなく、ホルダ１４に対するユニットベース４８の位置ずれも生じにくい。
　ユニットベース４８の第１部位４８ａの全体がホルダ１４の第１側面３０よりも第２側面３２の近くに位置している場合には、センサユニット４６がホルダ１４の第１側面３０からＹ方向に突出することがない。そのため、本開示の実施形態の例によれば、センサユニット４６が切屑の影響をより受け難くなり、センサユニット４６の耐久性を高めることができる。
　また、ユニットベース４８の第２部位４８ｂの全体がホルダ１４の上面２６よりも下面２８の近くに位置している場合には、センサユニット４６がホルダ１４の上面２６からＺ方向に突出することがない。そのため、本開示の実施形態の例によれば、センサユニット４６が切屑の影響をより受け難くなり、センサユニット４６の耐久性を高めることができる。
　本開示の実施形態の例によると、第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０の検出方向がＸＹＺ方向のうち１方向又は２方向になっている。換言すれば、第１センサ５６、第２センサ５８、及び第３センサ６０は、１軸センサ又は２軸センサになっている。そのため、検出方向がＸＹＺ方向の３方向になっている３軸センサを用いる場合に比べて、１つあたりのセンサの大きさを小さくして、センサユニット４６のコンパクト化を図ることができる。
　前述のように、ユニットベース４８がホルダ１４の本体部１４ｍの下面２８から第２側面３２にかけて位置しているが、次のように構成してもよい。
　図１０及び図１１に示す例のように、ユニットベース４８は、ホルダ１４の下面２８から先端面２２にかけて位置してもよい。
　この場合には、ユニットベース４８は、ホルダ１４の下面２８に位置する第１部位４８ａと、ホルダ１４の先端面２２に位置する第２部位４８ｂと、を有してもよい。ユニットベース４８の第１部位４８ａは、ホルダ１４の下面２８に向かって開口する第１凹部を有してもよい。ユニットベース４８の第２部位４８ｂは、ホルダ１４の先端面２２に向かって開口する第２凹部を有してもよい。ユニットベース４８の第２部位は、ホルダ１４の先端面２２に向かって開口する第３凹部を有してもよい。ユニットベース４８の第１凹部内に位置する第１センサは、ホルダ１４の下面２８に当接してもよい。ユニットベース４８の第２凹部内に位置する第２センサは、ホルダ１４の先端面２２に当接してもよい。ユニットベース４８の第３凹部内に位置する第３センサは、ホルダ１４の先端面２２に当接してもよい。
　また、図１２及び図１３に示す例のように、ユニットベース４８は、ホルダ１４の先端面２２から第２側面３２にかけて位置してもよい。
　この場合には、ユニットベース４８は、ホルダ１４の先端面２２に位置する第１部位４８ａと、ホルダ１４の第２側面３２に位置する第２部位４８ｂと、を有してもよい。ユニットベース４８の第１部位４８ａは、ホルダ１４の先端面２２に向かって開口する第１凹部を有してもよい。ユニットベース４８の第２部位４８ｂは、ホルダ１４の第２側面３２に向かって開口する第２凹部を有してもよい。ユニットベース４８の第２部位は、ホルダ１４の第２側面３２に向かって開口する第３凹部を有してもよい。ユニットベース４８の第１凹部内に位置する第１センサは、ホルダ１４の先端面２２に当接してもよい。ユニットベース４８の第２凹部内に位置する第２センサは、ホルダ１４の第２側面３２に当接してもよい。ユニットベース４８の第３凹部内に位置する第３センサは、ホルダ１４の第２側面３２に当接してもよい。
　上記２つの場合には、センサユニット４６が切削インサート１６の切刃４２に近くに位置することになり、ホルダ１４（切削工具１０）の物理量を高精度に検出することができる。一方、図１から図９に示す例の切削工具１０は、図１０から図１３に示す例の切削工具１０と比較して、被削材Ｗの加工面から離れて位置させることができる。そのため、センサユニット４６が被削材Ｗの加工面に接触する恐れが小さい。
　＜切削加工物の製造方法＞
　本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法について図１４から図１６を参照して説明する。図１４から図１６は、本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法を説明する模式図である。
　図１４から図１６に示す例のように、本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法は、切削加工済みの被削材Ｗである切削加工物Ｍを製造するための方法であって、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備えている。第１工程とは、被削材Ｗをその軸心Ｓ周りに回転させる工程のことである。第２工程とは、回転している被削材Ｗに切削工具１０の切削インサート１６を接触させて、被削材Ｗを切削する工程のことである。第３工程とは、切削された被削材Ｗから切削工具１０を離す工程のことである。被削材Ｗの材質としては、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、又は非鉄金属等が挙げられる。そして、実施形態に係る切削加工物の製造方法の具体的な内容は、次の通りである。
　まず、切削工具１０を刃物台１２に取付けると共に、被削材Ｗを旋盤のチャックに装着する。次に、図１４に示す例のように、チャックを回転させて、被削材Ｗをその軸心Ｓ周りに回転させる（第１工程）。そして、図１５に示す例のように、切削工具１０を矢印Ｄ１方向へ移動させることにより、被削材Ｗに近づけて、回転している被削材Ｗに切削インサート１６を接触させ、被削材Ｗを切削する（第２工程）。これにより、被削材Ｗに加工面Ｗｆを形成することができる。
　その後、図１６に示す例のように、切削工具１０を矢印Ｄ２方向へ移動させることにより、切削工具１０を被削材Ｗから離す（第３工程）。これにより、被削材Ｗの切削加工が終了し、切削加工済みの被削材Ｗである切削加工物Ｍを製造することができる。切削工具１０が前述した理由から優れた切削能力を備えているので、加工精度に優れた切削加工物Ｍを製造することができる。
　切削加工を継続する場合には、被削材Ｗを回転させた状態で、被削材Ｗの異なる箇所への切削インサート１６の接触を繰り返せばよい。本開示の実施形態では、切削工具１０を被削材Ｗに近づけているが、切削工具１０と被削材Ｗとが相対的に近づけばよいため、被削材Ｗを切削工具１０に近づけてもよい。この点、切削工具１０を被削材Ｗから離す場合も同じように行う。
　一実施形態において、（１）切削工具は、先端から後端に向かって延びた棒形状であって、前記先端の側に位置する先端面と、前記先端面から前記後端に向かって延びた上面と、前記上面の反対側に位置する下面と、前記上面と前記下面との間に位置し、前記先端面から前記後端に向かって延びた第１側面と、前記第１側面の反対側に位置する第２側面と、前記先端面、前記上面、及び前記第１側面に開口するポケットと、を有するホルダと、前記ポケットに位置し、切刃を有する切削インサートと、前記下面から前記第２側面にかけて位置し、前記下面に向かって開口する第１凹部、及び前記第２側面に向かって開口する第２凹部を有し、前記ホルダの長手方向に直交する断面においてＬ字状になっているユニットベースと、前記第１凹部内に位置し、前記下面に当接し、前記ホルダの物理量を検出する第１センサと、前記第２凹部内に位置し、前記第２側面に当接し、前記第１センサの検出方向に直交する検出方向における前記ホルダの物理量を検出する第２センサと、を有するセンサユニット、を備える。
　（２）前記（１）の切削工具において、前記ユニットベースは、前記第２側面に向かって開口する第３凹部を有し、前記センサユニットは、前記第３凹部内に位置し、前記第２側面に当接し、前記第１センサ及び前記第２センサの検出方向に直交する検出方向における前記ホルダの物理量を検出する第３センサを更に有してもよい。
　（３）前記（２）の切削工具において、前記第３センサの前記長手方向の位置は、前記第２センサの前記長手方向の位置と同じであってもよい。
　（４）前記（１）から（３）のいずれかの切削工具において、前記ホルダは、前記先端面の反対側に位置する後端面を更に有し、前記ユニットベースから前記先端面までの前記長手方向の距離は、前記ユニットベースから前記後端面までの前記長手方向の距離よりも短くてもよい。
　（５）前記（１）から（４）のいずれかの切削工具において、前記ユニットベースは、前記下面に位置する第１部位と、前記第２側面に位置する第２部位と、を有し、前記第１部位の全体は、前記第１側面よりも前記第２側面の近くに位置してもよい。
　（６）前記（１）から（５）のいずれかの切削工具において、前記ユニットベースは、前記下面に位置する第１部位と、前記第２側面に位置する第２部位と、を有し、前記第２部位の全体は、前記上面よりも前記下面の近くに位置してもよい。
　（７）切削加工物の製造方法は、被削材を回転させる工程と、回転している前記被削材に前記（１）から（６）のいずれかの切削工具を接触させ、前記被削材を切削する工程と、切削された前記被削材から前記切削工具を離す工程と、を備える。
　以上、本開示に係る発明について、諸図面および実施形態に基づいて説明してきた。しかし、本開示に係る発明は前述した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。
　１０　切削工具
　１２　刃物台
　１２ａ　載置面
　１２ｂ　内壁面
　１２ｃ　固定ネジ
　１４　ホルダ
　１４ａ　先端
　１４ｂ　後端
　１４ｍ　本体部
　１６　切削インサート
　１８　クランプ
　２０　クランプネジ
　２２　先端面
　２４　後端面
　２６　上面
　２８　下面
　３０　第１側面
　３２　第２側面
　３４　ポケット
　３６　第１インサート面
　３８　第２インサート面
　４０　インサート側面
　４２　切刃
　４４　貫通穴
　４６　センサユニット
　４８　ユニットベース
　４８ａ　第１部位
　４８ｂ　第２部位
　５０　第１凹部
　５２　第２凹部
　５４　第３凹部
　５６　第１センサ
　５８　第２センサ
　６０　第３センサ
　６２　配線部材
　６４　溝
　６６　配線導体

Claims (7)

  1. 　先端から後端に向かって延びた棒形状であって、
    　　前記先端の側に位置する先端面と、
    　　前記先端面から前記後端に向かって延びた上面と、
    　　前記上面の反対側に位置する下面と、
    　　前記上面と前記下面との間に位置し、前記先端面から前記後端に向かって延びた第１側面と、
    　　前記第１側面の反対側に位置する第２側面と、
    　　前記先端面、前記上面、及び前記第１側面に開口するポケットと、
    　を有するホルダと、
    　前記ポケットに位置し、切刃を有する切削インサートと、
    　　前記下面から前記第２側面にかけて位置し、前記下面に向かって開口する第１凹部、及び前記第２側面に向かって開口する第２凹部を有し、前記ホルダの長手方向に直交する断面においてＬ字状になっているユニットベースと、
    　　前記第１凹部内に位置し、前記下面に当接し、前記ホルダの物理量を検出する第１センサと、
    　　前記第２凹部内に位置し、前記第２側面に当接し、前記第１センサの検出方向に直交する検出方向における前記ホルダの物理量を検出する第２センサと、
    　を有するセンサユニット、を備える、切削工具。
  2. 　前記ユニットベースは、前記第２側面に向かって開口する第３凹部を有し、
    　前記センサユニットは、
    　　前記第３凹部内に位置し、前記第２側面に当接し、前記第１センサ及び前記第２センサの検出方向に直交する検出方向における前記ホルダの物理量を検出する第３センサを更に有する、請求項１に記載の切削工具。
  3. 　前記第３センサの前記長手方向の位置は、前記第２センサの前記長手方向の位置と同じである、請求項２に記載の切削工具。
  4. 　前記ホルダは、前記先端面の反対側に位置する後端面を更に有し、
    　前記ユニットベースから前記先端面までの前記長手方向の距離は、前記ユニットベースから前記後端面までの前記長手方向の距離よりも短い、請求項１から３のいずれか１項に記載の切削工具。
  5. 　前記ユニットベースは、前記下面に位置する第１部位と、前記第２側面に位置する第２部位と、を有し、
    　前記第１部位の全体は、前記第１側面よりも前記第２側面の近くに位置する、請求項１から４のいずれか１項に記載の切削工具。
  6. 　前記ユニットベースは、前記下面に位置する第１部位と、前記第２側面に位置する第２部位と、を有し、前記第２部位の全体は、前記上面よりも前記下面の近くに位置する、請求項１から５のいずれか１項に記載の切削工具。
  7. 　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１から６のいずれか１項に記載の切削工具を接触させ、前記被削材を切削する工程と、
    　切削された前記被削材から前記切削工具を離す工程と、を備える、切削加工物の製造方法。
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