JP5116405B2 - 切削インサートおよび切削工具並びにそれを用いた切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属材料等の旋削加工で溝入れ加工に使用される切削インサートに関する。

溝入れ加工に用いられる切削インサートには、生成する切り屑が円滑に排出されることが要求される。この切り屑排出性を向上させるために、従来から前記切削インサートのすくい面の形状について種々検討がなされている（例えば、特許文献１参照）。

図１９は、特許文献１に記載されているような従来の切削インサートの一端部付近を示す部分拡大概略斜視図である。同図に示すように、従来の切削インサート１００は、インサート本体部の上面にすくい面１０１とクランプ面１０２とを備え、すくい面１０１からクランプ面１０２に近づくにつれて上方に向かって斜面状に立上り部（降段部）１０３が形成されている。また、すくい面１０１上には、前切刃１０４近傍に該前切刃１０４から見て左右一対の第１の突起１０５，１０５が形成され、さらにすくい面１０１の後方に第２の突起１０６が形成されている。

この切削インサート１００を用いて溝入れ加工を行うと、生成した切り屑は、まず、第１の突起１０５，第２の突起１０６であらかじめカールされた後、立上り部１０３でさらに緻密なゼンマイ状なって破断、切断されるので、切り屑が切削インサートやホルダに絡むことが抑制され、円滑な切削加工を行うことができる。

ここで、立上り部１０３を構成する傾斜面は、切り屑が立上り部１０３に当たり上方にカールして排出されるように構成されており、これにより切り屑の効果的な破断、切断が可能になっている。

ところが、近時、被削材として延性に富む材料が増加しており、このような被削材を切削インサート１００で溝入れ加工すると、切り屑が破断、切断されにくいため、カールした切り屑が排出されずに立上り部１０３上に滞留しやすいという傾向があった。

このため、例えば筒型の被削材の内壁面に溝入れ加工を行う内径加工に切削インサート１００を用いると、すくい面１０１上の空間が閉ざされた状態で加工を行うことになるので、滞留した切り屑が切削インサート１００と被削材との間に詰まり、その結果、加工面を傷つけたり、切削インサート１００を損傷させるおそれがある。また、切り屑が立上り部１０３に滞留するのを避けるため、すくい面１０１上で切り屑がカールするのを抑制すると、切り屑が伸びたまま立上り部１０３を擦過して、その結果、切り屑が切削インサート１００やホルダに絡みつき、加工面を傷つけたり、切削インサート１００やホルダを損傷させるおそれがある。
実開昭６４−５６９０４号公報

本発明の課題は、優れた切り屑排出性を有する溝入れ加工等に用いられる切削インサートを提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。

（１）インサート本体部の上面に形成されたすくい面と、上面に形成されるとともにホルダによってクランプされるクランプ面と、前記すくい面から前記クランプ面に近づくにつれて上方に向かって傾斜して形成された立上り部と、側面に形成された逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差部に形成された切刃と、を備えた切削インサートであって、前記切刃から見て前記すくい面上に左右に形成された一対の第１の突起と、前記すくい面上であって前記切刃から見て前記第１の突起よりも後方に形成された一対の第２の突起と、前記立上り部に形成された少なくとも１つの第３の突起と、を有し、前記一対の第１の突起および前記一対の第２の突起が、平面視で略楕円形状であって、前記一対の第１の突起と前記一対の第２の突起とが連続して形成されており、前記一対の第２の突起の楕円の長軸方向が、前記一対の第１の突起の楕円の長軸方向よりも切刃から遠ざかる後方に向かって内側に向かっていることを特徴とする切削インサート。

前記（１）によれば、すくい面上に、切刃から見て左右に形成された一対の第１の突起と、第１の突起よりも後方に形成された一対の第２の突起を有しているので、すくい面上
での切り屑のカール性を向上させることができると共に、切り屑に加工硬化を生じさせることができるので、切り屑をより少ない巻き数のゼンマイ状にして排出することができる。また、すくい面からクランプ面に近づくにつれて上方に向かって傾斜して形成された立上り部に、第３の突起を少なくとも１つ形成しているので、すくい面上でカールされた切り屑は立上り部で該第３の突起に接触し、これにより切り屑が立上り部に接触する面積を、第３の突起を形成しない場合に比べて著しく減少させることができる。その結果、立上り部における切り屑の摩擦抵抗を減少させることができるので、延性に富む材料を加工した場合であっても、カールした切り屑を立上り部に滞留させることなくスムーズに該立上り部を擦過させて排出することができる。しかも、すくい面上での切り屑のカールが不十分であった場合でも、立上り部における第３の突起の作用により切り屑をカールしつつ排出することができるので、伸びた切り屑が切削インサートやホルダに絡むことを抑制することができる。さらに、一対の第１の突起と一対の第２の突起とが連続して形成されていることから、生成する切り屑の、一対の第１の突起と一対の第２の突起との間における移動がスムーズになり、切り屑を円滑に立上り部に送ることができるので、切り屑排出性をさらに向上させることができる。また、第１の突起と第２の突起の軸線をずらすことで、突起と切り屑との接触範囲が広域となるため、第１の突起で切り屑の断面が平坦な形態から絞りこんだ形に変形され、かつ、変形された切り屑を、安定して第２の突起へ滑らせ切り屑の曲率をコントロールすることができる。

以下、本発明の切削インサートの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる切削インサートを示す平面図である。図２は、本実施形態にかかる切削インサートの一端部付近を示す部分拡大概略斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線の破断面を示す図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線の破断面を示す図である。

図１〜図４に示すように、本実施形態にかかる切削インサート（以下、単に「インサート」と略す。）１は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス等の焼結体に被覆膜（硬質膜）を被覆したものからなるインサート本体部において、上面にすくい面２とクランプ面３とを備え、正面に前逃げ面５、両側面に横逃げ面６，６、すくい面２と前逃げ面５との交差部に前切刃７、すくい面２と横逃げ面６との交差部に横切刃８を備えている。

前記被覆膜は、インサート１の耐摩耗性、耐欠損性等を改善するためのものであり、その組成としては、例えば炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタン等のチタン系化合物や、アルミナ等が挙げられる。また、被覆膜は、少なくとも１層であればよく、複数層で構成されていてもよい。なお、前記インサート本体部としては、このような被覆膜を被覆したものに限定されるものではなく、硬質膜を被覆しない超硬合金、サーメット、セラミックス等の焼結体からなるものを用いてもよい。

また、クランプ面３の中央部には貫通穴５０が形成されている。この貫通穴５０は、インサート１をホルダに固定するためのネジ穴である。インサート１は、該貫通穴５０の中心軸に対して１８０度回転対称な形状であり、これにより使用している一方の切刃が摩耗した際には、インサート１を１８０度回転させ、使用していない他方の切刃を用いることができるので使い勝手がよい。

すくい面２は、前切刃７に対して下向きに傾斜しており、クランプ面３は、前切刃７よりも厚み方向において高い位置にある。そして、このすくい面２からクランプ面３に近づくにつれて上方に向かって斜面状に立上り部（降段部）４が形成されている。すなわち、前切刃７からクランプ面３に向かうにつれて一旦低くなった後に***するようにすくい面２，立上り部４が形成されている（図３，図４参照）。これにより、生成する切り屑をすくい面２上でカールさせた後、立上り部４でゼンマイ状にしてスムーズに排出することができる。

上記のようにして形成された立上り部４の傾斜面は、切り屑が立上り部４に当たり上方にカールして排出されるように構成されており、これによりカールした切り屑を効率よくゼンマイ状にすることができる。また、本実施形態では、立上り部４の傾斜面がクランプ面３と接続されてなる形態を示している。なお、本実施形態では、前切刃７からクランプ面３に向かうにつれて一旦低くなった後に***するようにすくい面２，立上り部４が形成されたものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばすくい面２は、すくい角が正または負を有して形成された面であってもよい。

ここで、本実施形態では、この立上り部４、具体的には立上り部４の傾斜面上に１つの突起１０を形成している。これにより、すくい面２上でカールされた切り屑は、立上り部４で突起１０に接触するので、切り屑が立上り部４に接触する面積を低減でき、立上り部４における切り屑の摩擦抵抗を低減することができる。したがって、延性に富む材料を加工した場合であっても、カールした切り屑を立上り部４に、具体的にはすくい面２と交差する立上り部４の根元部分に滞留させることなくスムーズに立上り部４を擦過させて排出することができる。また、すくい面２上での切り屑のカールが不十分であった場合でも、立上り部４における突起１０の作用により、切り屑をカールしつつ排出することができる。さらに、切り屑を突起１０に接触させると、該切り屑の断面を平坦な形態から変形することができるので、剛性を高めることができる。したがって、排出される切り屑を、後述する図９に示すような少ない巻き数のゼンマイ状の切り屑６０にすることができるので、切り屑がインサート１やホルダに絡んだり、詰まることが抑制され、その結果、より優れた切り屑排出性を示すことができる。

一方、前記立上り部４に突起１０が形成されていないと、切り屑が立上り部４に接触する面積を減少することができないので、延性に富む材料を加工した場合には、カールした切り屑が排出されずに立上り部４上に滞留し易くなる。また、切り屑を突起１０に接触させることによる切り屑の変形を生じさせることができない。このため、切り屑は、巻き数の多いゼンマイ状になり易く、切り屑がインサートと被削材との間や加工溝に詰まり易くなる。さらに、すくい面２上での切り屑のカールが不十分な場合には、伸びた切り屑がインサートやホルダに絡み易くなる。

突起１０は、立上り部４の略中央位置に形成されているのが好ましい。これにより、すくい面２上でカールされた切り屑の排出方向が安定するので、効率よく切り屑排出性を向上させることができる。さらに、突起１０が立上り部４の略中央位置に１つ形成されてなる場合は、より一層切り屑の接触面積を小さくして、摩擦抵抗を減少することができる。その結果、切り屑をスムーズに移動させ、より一層切り屑の詰まりを抑制することができる。なお、突起１０を設ける位置は、これに限定されるものではなく、立上り部４の左右または上下のいずれか一方側に偏在させた位置であってもよい。

突起１０の形状は、平面視で略楕円形状、すなわち略半楕円体状に形成されているのが好ましい。これにより、切り屑と突起との接触を安定させ、点接触にすることができる。したがって、切り屑の突起上における移動がスムーズになり、切り屑の排出方向が安定して、切り屑排出性をより向上させることができる。さらに、切り屑が立上り部４に接触する面積をより減少させることができるので、立上り部４における切り屑の摩擦抵抗をより減少させることもできる。

なお、略半楕円体状の突起１０は偏心していてもよく、切り屑と突起との接触を点接触にする上で、例えば平面視で略円形状、すなわち略半球状等であってもよい。また、突起１０の形状はこれらに限定されるものではなく、例えば三角錐台形状、四角錐台形状等の多角錐台形状、円錐台形状、楕円錐台形状等であってもよいが、前記効果を奏する上で、これらの頂部は曲面で構成されているのが好ましい。

突起１０の高さ、幅等については、本発明の実施を妨げない限り任意であり、立上り部４の形状や溝入れ加工条件等に応じて選定すればよい。上記のような突起１０を形成する方法としては、例えば焼結後に切削加工やレーザー加工などで形成する方法や、焼結前の成形工程で一体に形成する方法等が挙げられる。

また、すくい面２上にも突起を少なくとも１つ形成するのが好ましい。本実施形態では、前切刃７の近傍でありかつ該前切刃７から見てすくい面２上の左右に形成された一対の前突起１１，１１と、この前突起１１の後方に形成された左右一対の後突起１２，１２とをすくい面２上に形成している。これにより、すくい面２上での切り屑のカール性を向上させることができると共に、切り屑に加工硬化を生じさせることができるので、切り屑をより少ない巻き数のゼンマイ状にして排出することができる。

上記のような前突起１１，後突起１２は連続して（すなわち重なるようにして）形成されているのが好ましい（図１，図２参照）。これにより、生成する切り屑の前突起１１，後突起１２間における移動がスムーズになり、切り屑を円滑に立上り部４に送ることができるので、切り屑排出性をさらに向上させることができる。なお、前突起１１，後突起１２は、それぞれ独立して配置されてもよい。

特に、本実施形態では、切り屑と突起との接触を安定させる上で、前突起１１，後突起１２を上記で説明した突起１０と同様に平面視で略楕円形状（すなわち略半楕円体状）に構成すると共に、さらに、前突起１１，後突起１２の配置を、後突起１２の楕円の長軸方向が前突起１１の楕円の長軸方向よりも内側に向かう方向、すなわち突起１０に向かう方向にしている。このように、突起１１と突起１２の軸線をずらすことで、突起と切り屑との接触範囲が広域となるため、突起１１で切り屑の断面が平坦な形態から絞りこんだ形に変形された切り屑を、安定して突起１２へ滑らせ切り屑の曲率をコントロールすることができる。その結果、切り屑をより少ない巻き数のゼンマイ状にして排出することができる。

また、本実施形態では、上述のように、立上り部４に形成される突起１０が立ち上がり部４の略中央位置に形成された１つの突起からなり、かつ、すくい面に形成される前突起、後突起が、左右一対の突起１１、１１、および１２、１２からなっている。このような構成により、突起１０と前突起１１、１１または、突起１０と後突起１２、１２とで、切り屑を３点支持することができるため、切り屑の排出方向が安定し、より一層優れた切り屑排出性を示すことができる。

なお、前突起１１，後突起１２の形状や設ける位置は、これらに限定されるものではなく、例えば前突起１１，後突起１２の配置は、後突起１２の楕円の長軸方向が、前突起１１の楕円の長軸方向と平行になる位置等であってもよい。すくい面２に形成される突起において、その他の構成は、前記した立上り部４に形成される突起１０と同様であるので、説明を省略する。

上記で説明したインサート１は、内径の溝入れ加工用（内径加工用）、外径の溝入れ加工用（外径加工用）のいずれにも適用することができるが、滞留した切り屑がインサートと被削材との間に詰まりやすい内径加工用として使用するのが、本発明の有用性が向上する上で好ましい。また、前記インサート１は、延性に富む材料を被削材とする切削加工に好適に用いられる。被削材の具体例としては、例えばオーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４等）、クロムモリブデン鋼（例えば、ＳＣＭ４３５等）等が挙げられ、特に、クロムモリブデン鋼等が好ましい。

次に、インサート１を装着した切削工具の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図５は、本実施形態の切削工具を示す斜視図である。図６は、図５の先端部付近を示す拡大斜視図である。図５および図６に示すように、本実施形態にかかる切削工具５１は、インサート１をホルダ５２に装着してなる。

具体的には、切削工具５１は、インサート１と、該インサート１を先端に装着するホルダ５２と、を備えてなる。ホルダ５２は、棒状、具体的には円柱状をなす。

切削工具５１は、インサート１の貫通穴５０に締付けネジ５７を挿通し、該締付けネジの先端側をホルダ５２のインサート装着座部５５に形成されたネジ穴（図示せず）に螺合して、インサート１の前切刃７，横切刃８が一側方に向かってホルダ５２から突出するように装着してなる。また、切削工具５１が被削材と干渉しないように、インサート１は、前逃げ面５を逃がして装着される。このことは、インサート１の前逃げ面５に逃げ角を付したことで実現したものであっても、前逃げ面５に逃げ角が付されていないインサート１ をホルダ５２に傾けて装着することで実現したものであってもよい。

この切削工具５１を用いて溝入れ加工を行うと、インサート１を装着しているので、生成する切り屑を下記で説明する排出過程でスムーズに安定してカールさせ、破断、切断して排出することができる。したがって、切り屑がホルダ５２に絡みつくのを抑制することができ、長期にわたり安定して溝入れ加工を行うことができる。その結果、切屑が被削材の加工表面を傷つけることを抑制できるため、優れた加工面精度を得ることができる。
さらに、本実施形態のホルダ５２は、インサート１が装着されるインサート装着座部５５が形成される先端部５４とホルダ５２を外部機器に取り付けるための支持部５３とからなる。そして、ホルダ５２の先端部５４は、インサート１がねじ止めによって装着されるインサート装着座部５５と、該インサート装着座部５５に装着されたインサート１のクランプ面３よりも低位に位置する先端部上面５６と、を有している。このような構成のホルダ５２を備えた切削工具５１を用いて加工を行うと、クランプ面３よりもホルダ５２の先端部上面５３が低位にあるため、ホルダ５２の先端部５４に切刃で生成された後上記構成をなすすくい面２および立上り部４によって変形されカールされた切屑を、インサート１の上面およびホルダ５２の先端部上面５３で滞留することを抑制してスムーズに排出させることができる。

なお、ホルダ５２の先端部上面５３は、図６に示すように、切屑の排出方向の後方における幅が広くなるよう設けることで、より一層の切屑排出性の向上が図れる。

次に、本発明の被削材の切削方法にかかる一実施形態について説明する。本実施形態の被削材の切削方法は、上述の切削工具５１と被削材の少なくとも一方を回転させる工程と、被削材に切削工具５１を近接させる工程と、被削材に切削工具５１の切刃を接触させて被削材を切削する工程と、被削材から切削工具５１を離間させる工程と、を備えてなる。

このような構成とすることで、優れた切屑排出性および優れた仕上げ面精度を有した切削工具を用いて切削加工を行うため切削性能の高い加工が可能となる。加えて、加工効率の向上が図れる。さらに、延性に富んだ被削材の加工においても、優れた切屑排出性を発揮させることができる。その結果、安定した切削加工が長期間に渡って可能となる。

次に、切削工具５１（すなわちインサート１）を用いて、溝入れ加工を行った際に生じる切り屑の排出過程について図面を参照して詳細に説明する。図７および図８は、切り屑の排出過程を示す概略説明図である。図９は、排出された切り屑の一例を示す概略説明図である。なお、図７，図８は、インサート１のすくい面付近を側面視した状態を示している。

インサート１による溝入れ加工によって生成する切り屑は、まず、図７に示すように、前切刃７に近接した一対の前突起１１，１１に接触して絞られ、局部的に圧縮される。ここで、切り屑は破断には至らないものの、加工硬化が生じるので、折り曲げられると共に小さな曲率でカールする（図７中の矢印Ｉおよび図９中の領域Ｉ参照）。

次に、上記のようにして折り曲げられカールした切り屑は後方に流れ、前突起１１を乗り越えて後方の一対の後突起１２，１２に接触する（図７中の矢印IIａ参照）。後突起１２に接触した切り屑は、カールする起点を徐々に切刃から後方に移動させながら、大きな曲率でカールして後突起１２の後方に連続して流れる（図７中の矢印IIｂおよび図９中の領域II参照）。

上記のようにして後突起１２を乗り越えた切り屑は、図８に示すように、後突起１２の後方の突起１０に接触し始める（図８中の矢印IIIおよび図９中の領域III参照）。そして、切り屑が後突起１２から離間し、突起１０によってカールされると共に、接触点が突起１０の上方に向かい移動する。その結果、切り屑はさらに大きな曲率でカールして、後方に向かって滑らかに流れる（図８中の矢印IVおよび図９中の領域IV参照）。

ここで、切り屑は、前突起１１，後突起１２および突起１０にそれぞれ接触することによりカールされ加工硬化作用を受けているため、例えば内径溝加工では、切り屑が加工内壁面に接触するような外部からの力を受けると容易に破断、切断する。また、外径溝加工であっても、切り屑は被削材壁面などに接触するなどして、適度な長さで容易に破断、切断する。その結果、排出された切り屑は、図９に示すような少ない巻き数のゼンマイ状の切り屑６０になるので、切り屑がインサート１と被削材との間に詰まって加工面を傷つけたり、インサート１、ホルダ５２が損傷するのを抑制することができる。なお、前記「前方」とは、溝入れ送り方向を意味しており、「後方」とは、その逆方向（溝入れ送り方向と反対方向）、すなわち切り屑の排出方向を意味している。

次に、本発明のインサートにかかる他の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１３は、本実施形態にかかるインサートの一端部付近を示す部分拡大概略平面図である。図１４は、図１３のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図１３，図１４においては、前述した図１〜図１２と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態のインサートは、立上り部４に形成される突起が、一対の突起からなるように構成されている。すなわち、図１３，図１４に示すように、立上り部４に形成される突起が略半楕円体状であり、かつ前切刃７から見て立上り部４の左右に形成された一対の突起２０，２０からなる。立上り部４に形成される突起がこのような構成であっても、前記した一実施形態と同様の効果を奏することができると共に、特に、すくい面２上でカールされた切り屑が突起と接触しやすくなるので、効率よく切り屑排出性を向上させることができる。なお、突起２０の形状は、略半楕円体状に限定されるものではなく、半球状やその他の形状であってもよい。

また、すくい面２上に形成される突起が、前切刃７の近傍に形成された略半楕円体状の一対の突起２１，２１と、大きさが突起２０，２１よりも大きく一部がすくい面２から立上り部４に亘って形成された略半球状の突起２２とからなる。すくい面２上に形成される突起がこのような構成であっても、前記した一実施形態と同様の効果を奏することができると共に、特に、突起２０，２１が突起２２を介して連続して形成されているので、切り屑の突起間における移動がよりスムーズになり、その結果、切り屑排出性に特に優れるという効果を有する。なお、その他の構成は、前記した一実施形態と同様であるので、説明を省略する。

次に、本発明のインサートにかかるさらに他の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１５〜図１８は、本実施形態にかかるインサートの一端部付近を示す図面である。これらの図面のうち、図１５，図１７は、本実施形態にかかるインサートの一端部付近を示す部分拡大概略平面図である。図１６は、図１５のＤ−Ｄ線断面図である。図１８は、図１７のＥ−Ｅ線断面図である。なお、図１５〜図１８においては、前述した図１〜図１４と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態のインサートは、立上り部４に形成された突起と、前切刃７との間の領域に凹部を形成している。具体的には、すくい面２上に形成される突起が、図１５，図１７に示すように、前切刃７の近傍に形成された左右一対の前突起３１，３１，４１，４１と、これらの突起の後方に形成された左右一対の後突起３２，３２，４２，４２とからなる。また、立上り部４に形成される突起が、後突起３２，３２間，４２，４２間を結ぶように形成された円弧状の突起３０，４０からなる。

そして、図１５〜図１８に示すように、この突起３０，４０と、前切刃７との間の領域、すなわち一対の前突起３１，３１，４１，４１、後突起３２，３２，４２，４２および突起３０，４０によって囲まれた領域に凹部３３，４３が形成されている。これにより、切り屑中央部がすくい面２に接触するのを回避することができるので、摩擦抵抗を減少することができるとともに、生成する切り屑を安定してカールさせることができる。なお、凹部３３，４３の形状や深さ等については、本発明の実施を妨げない限り任意であり、すくい面３の形状や溝入れ加工条件等に応じて選定すればよい。

また、後突起３２および突起３０、前突起４１，後突起４２および突起４０が連続して形成されているので、前記した一実施形態と同様に、切り屑の突起間における移動がスムーズになり、切り屑排出性にも優れる。なお、その他の構成は、前記した一実施形態と同様であるので、説明を省略する。

次に、本発明のインサートにかかるさらに他の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１０は、本実施形態に係るインサートの一端部付近を示す部分拡大概略平面図である。図１１（ａ）は、図１０のＣ−Ｃ線の破断面を示す図であり、図１１（ｂ）は、図１０のＤ−Ｄ線の破断面を示す図である。なお、図１０、図１１においては、前述した図１〜図９と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図１０に示すように、本実施形態のインサートは、すくい面２に二対の突起（１５、１５）（１６、１６）が形成されており、当該二対の突起は、各々、突起の頂部が次のような配置にある。図１１（ａ）に示すように、前切刃７の一端側７ａの突起１５ａの頂部Ｔ_１５ａが前切刃７の他端側７ｂの突起１５ｂの頂部Ｔ_１５ｂよりも高くなるか、等しくなるよう形成されており、また、図１１（ｂ）に示すように、前切刃７の一端側７ａの突起１６ａの頂部Ｔ_１６ａが前切刃７の他端側７ｂの突起１６ｂの頂部Ｔ_１６ｂよりも高くなるか、等しくなるよう形成されている。

このような頂部の配置をなす二対の突起を備えることで、生成する切屑を少ない巻き数の螺旋状の切屑にして排出させることができ、優れた切屑排出性を示すことができる。

なお、ここでいう突起の頂部とは、インサートをホルダに装着した際のホルダ載置面を基準面とし、該基準面に対して略垂直な方向における突起の寸法が最大となる位置のこととする。また、本実施形態においては、すくい面２に二対の突起が形成された場合を例示したが、これに限らず、一対の突起のみを有したインサートであっても構わない。また、二対の突起を有したインサートにおいて、いずれか一方の対をなす突起が上記のような突起の頂部の位置関係を備えるように構成するものであっても構わない。

また、本実施形態のインサートは、立上り部４のクランプ面３側の端部は、上面視において、前切刃７の一端側から他端側に向かうにつれて切刃から遠ざかるように傾斜して形成されている。すなわち、図１１において、前切刃７の一端側７ａと立上り部４のクランプ面３側の端部のうち一端側４ａとの距離Ｌａと、前切刃７の他端側７ｂと立上り部４のクランプ面３側の端部のうち他端側４ｂとの距離Ｌｂとが、Ｌａ＜Ｌｂとなるよう立上り部４が形成されている。

なお、ここでいう距離ＬａおよびＬｂは、上面視において、いずれも前切刃７に対して略垂直な方向における寸法のこととする。

ここで、立上り部４のクランプ面３側の端部とは、立上り部４とクランプ面３とが接続して設けられている本実施形態のような場合においては、立上り部４とクランプ面３との交差稜線をいう。立上り部４とクランプ面３との間に他の面領域が配置される場合においいては、立上り部４のクランプ面３側の端部とは、立上り部４と前記他の面領域との交差稜線をいう。

このようにＬａ＜Ｌｂとなるよう立上り部４が形成されることで、突起で絞り作用を受けて加工硬化された切屑を、立上り部４で上方へカールさせる際に、一定の方向に安定して排出させることができる。具体的には、すくい面２で絞り作用を受けた切屑が、立上り部４の一端側４ａに向かうように、切屑の排出方向を方向付けることができる。これにより、切屑の排出スペースが広く確保できる被削材の開口側に切屑を安定してスムーズに排出させることができ、加工溝内に切屑が詰まって、加工壁面を傷つけることを抑制できる。その結果、加工精度を向上させることができる。

加えて、本実施形態のインサートは、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、すくい面２のすくい角が前切刃７の一端側７ａから他端側７ｂに向かうにつれて増大している。つまり、すくい面２のすくい角は、前切刃７の一端側７ａにおけるすくい角αが最も小さく、他端側７ｂにおけるすくい角βが最も大きくなっている（α＜β）。

このような構成により、突起で絞り作用を受けて加工硬化された切屑の排出方向を、一定方向、具体的には、立上り部４のクランプ面３側の端部のうち一端側３ａに向かう方向に、安定して方向付けることができる。すなわち、前切刃７の他端側７ｂにおけるすくい角βが一端側７ａにおけるすくい角αよりも大きいので、前切刃７の他端側７ｂにおいて、生成される切屑の厚み薄くなるとともに、切屑の生成速度がより速くなる。そのため、切屑厚みが薄く、生成速度が速い他端側７ｂの切屑が、立上り部４によるカール作用を先に受ける。これにより、切屑の排出方向の軌跡が、上方にかつ上面視において反時計回りとなる螺旋状となり、切屑の排出スペースが比較的広く確保できる前切刃７の他端側７ｂに安定して排出させることができる。その結果、加工溝内に切屑が詰まって加工壁面を傷つけることを抑制できる。

なお、ここでいうすくい面２のすくい角とは、図１２に示すように、前切刃７に対して略垂直な断面において、すくい面２と前切刃７に垂直な基準線とのなす角度（α、β）である。

加えて、すくい面２のすくい角が上述のように数段階を経ることでステップ形状をなすすくい面２ではなく、すくい角が徐変するよう連続した面で構成されたすくい面２とすることで、前切刃７の一端側７ａにおいては切刃強度が高く、他端側７ｂにおいては切削抵抗が小さくなり、優れた切削性能を発揮させることができる。

なお、本実施形態においては、立上り部４のクランプ面３側の端部が傾斜するよう形成されるとともに、すくい面２のすくい角が徐変した形態を例示したが、これに限らず、いずれか一方の構成のみを有したものであったも構わない。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。

［実施例］
＜インサートの作製＞
上記で説明した図１に示す構成のインサート１を作製した。ちなみに、インサート１の本体部は、超硬合金焼結体の表面に硬質膜を被覆した被覆超硬合金からなると共に、インサート１の各寸法は以下の通りである。なお、突起の高さは、突起のすくい面との境界線から突起の頂部までの厚み方向寸法を、長軸長さおよび短軸長さは、各々仮想対称軸線に垂直な最大寸法を測定した。

前切刃７の長さ：３．００ｍｍ
前突起１１
高さ：０．２１ｍｍ
長軸長さ：０．７２ｍｍ
短軸長さ：０．５３ｍｍ
後突起１２
高さ：０．２７ｍｍ
長軸長さ：０．８８ｍｍ
短軸長さ：０．６５ｍｍ
突起１０
高さ：０．２９ｍｍ
長軸長さ：０．７６ｍｍ
短軸長さ：０．５１ｍｍ
＜内径加工の評価＞
上記で作製したインサート１を内径加工用ホルダに装着した。すなわち、インサート１の貫通穴５０に締付けネジを挿通し、該締付けネジの先端側を内径加工用ホルダのインサート装着座部５５に形成されたネジ穴に螺合して、インサート１の前切刃７，横切刃８が一側方に向かってホルダから突出するように装着した。ついで、このインサート１を用いて内径加工を行い、切り屑の排出性および排出された切り屑の形態を評価した。内径加工の条件および各評価方法を以下に示すと共に、結果を表１に併せて示す。

（内径加工の条件）
被削材 ：ＳＣＭ４３５
切削速度：１００ｍ／分
送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：２．０ｍｍ
（切り屑の排出性）
内径加工の状態を目視観察することにより評価した。なお、評価基準は以下のように設定した。

○：切り屑が立上り部に滞留することなく、排出される。

×：切り屑が立上り部に滞留してインサートと被削材との間に詰まり、加工面が傷つく、またはインサート自体が損傷する。

（切り屑の形態）
排出された切り屑の形態を目視観察することにより評価した。なお、評価基準は以下のように設定した。

○：図９に示すような少ない巻き数のゼンマイ状の切り屑６０になる。

×：巻き数の多いゼンマイ状の切り屑になる。

［比較例］
前突起１１，後突起１２および突起１０を形成しない以外は、上記実施例と同様にしてインサートを作製した。ついで、このインサートについて、上記実施例と同様にして内径加工を行い、切り屑の排出性および排出された切り屑の形態を評価した。その結果を表１に併せて示す。

表１から明らかなように、実施例のインサート１は、比較例のインサートよりも、切り屑排出性に優れているのがわかる。

以上、本発明の一実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。例えば上記で説明したインサート１では、すくい面２上に前突起１１，後突起１２が形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、立上り部４に突起が少なくとも１つ形成されている限り、すくい面２上には、突起が形成されていなくてもよい。

また、立上り部４に形成される突起の数は、少なくとも１つであればよい。例えば、前記した一実施形態では、１つの突起１０を設けているが、この突起１０の左右に別の突起を設けてもよい。すなわち、立上り部４に形成される突起の数は複数であってもよく、具体的な個数としては、特に限定されるものではないが、通常、１〜４つ程度の範囲から任意に選定するのが好ましい。また、複数の突起を立上り部４に設ける場合には、各突起は、立上り部４に独立して配置してもよく、互いに隣接する突起同士が連続して（すなわち重なるようにして）形成されていてもよい。

上述の一実施形態は、インサートの貫通穴にネジを挿通させてホルダにネジ止めするクランプ方式に対応した形態を例示したが、これに限定されず、クランプオン方式、レバーロック方式に対応した形態であってもよい。また、貫通穴の中心軸に対して１８０度回転対称な形状を例示したが、これに限らず、両面使いのインサートや、１２０度回転対称な形状など、任意の形状に適応することができる。なお、すくい面に略平行な線に対して１２０度対称な形状など、ホルダ装着時に上面をクランプ部材などで直接クランプしない場合には、ホルダに当接してクランプされる面（ホルダに拘束される面）を上述のクランプ面とすることができる。

一実施形態にかかる切削インサートを示す平面図である。 一実施形態にかかる切削インサートの一端部付近を示す部分拡大概略斜視図である。 図１のＡ−Ａ線の破断面を示す図である。 図１のＢ−Ｂ線の破断面を示す図である。 一実施形態にかかる切削工具を示す斜視図である。 図５の先端部付近を示す拡大斜視図である。 一実施形態にかかる切り屑の排出過程を示す概略説明図である。 一実施形態にかかる切り屑の排出過程を示す概略説明図である。 排出された切り屑の一例を示す概略説明図である。 本発明の他の実施形態にかかる切削インサートの一端部付近を示す部分拡大概略平面図である。 （ａ）は、図１０のＣ−Ｃ線の破断面を示す図であり、（ｂ）は、図１０のＤ―Ｄ線の破断面を示す図である。 （ａ）は、図１０のＸ方向からみた側面図であり、（ｂ）は、図１０のＹ方向からみた側面図である。 他の実施形態にかかる切削インサートの一端部付近を示す部分拡大概略平面図である。 図１３のＣ−Ｃ線断面図である。 さらに他の実施形態にかかる切削インサートの一端部付近を示す部分拡大概略平面図である。 図１５のＤ−Ｄ線断面図である。 さらに他の実施形態にかかる切削インサートの一端部付近を示す部分拡大概略平面図である。 図１７のＥ−Ｅ線断面図である。 従来の切削インサートの一端部付近を示す部分拡大概略斜視図である。

符号の説明

１ 切削インサート
２ すくい面
３ クランプ面
４ 立上り部
５ 前逃げ面
６ 横逃げ面
７ 前切刃
８ 横切刃
１０，２０，２１，２２，３０，４０ 突起
１１，３１，４１ 前突起
１２，３２，４２ 後突起
３３，４３ 凹部
５０ 貫通穴
５１ 切削工具
５２ ホルダ
５３ 支持部
５４ 先端部
５５ インサート装着座部
５６ 先端部上面
６０ 切り屑

Claims (13)

1. インサート本体部の上面に形成されたすくい面と、上面に形成されるとともにホルダによってクランプされるクランプ面と、前記すくい面から前記クランプ面に近づくにつれて上方に向かって傾斜して形成された立上り部と、側面に形成された逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差部に形成された切刃と、を備えた切削インサートであって、
   前記切刃から見て前記すくい面上に左右に形成された一対の第１の突起と、前記すくい面上であって前記切刃から見て前記第１の突起よりも後方に形成された一対の第２の突起と、前記立上り部に形成された少なくとも１つの第３の突起と、を有し、
   前記一対の第１の突起および前記一対の第２の突起が、平面視で略楕円形状であって、
   前記一対の第１の突起と前記一対の第２の突起とが連続して形成されており、
   前記一対の第２の突起の楕円の長軸方向が、前記一対の第１の突起の楕円の長軸方向よりも切刃から遠ざかる後方に向かって内側に向かっていることを特徴とする切削インサート。
2. 前記第３の突起が、前記立上り部の略中央位置に形成された１つの突起からなる請求項１記載の切削インサート。
3. 平面視した場合に、前記第３の突起が、前記一対の第１の突起および前記一対の第２の突起から離れている請求項１または２に記載の切削インサート。
4. 平面視した場合に、前記一対の第１の突起よりも前記一対の第２の突起が大きい請求項１〜３のいずれかに記載の切削インサート。
5. 前記一対の第１の突起は、前記切刃の一端側の第１の突起の頂部が前記切刃の他端側の第１の突起の頂部よりも高くなるか、等しくなるよう形成される請求項１記載の切削インサート。
6. 前記立上り部の前記クランプ面側の端部は、上面視において、前記切刃の一端側から他端側に向かうにつれて前記切刃から遠ざかるように傾斜して形成されている請求項１〜５のいずれかに記載の切削インサート。
7. 前記すくい面のすくい角は、前記切刃の一端側から他端側に向かうにつれて増大する請求項１〜６のいずれかに記載の切削インサート。
8. 前記立上り部に形成された前記第３の突起と前記切刃との間の領域に、凹部を形成する請求項１〜７のいずれかに記載の切削インサート。
9. 前記一対の第２の突起は、前記切刃の前記一端側の第２の突起の頂部が前記切刃の前記他端側の第２の突起の頂部よりも高くなるか、等しくなるよう形成される請求項５記載の切削インサート。
10. 内径加工用である請求項１〜９のいずれかに記載の切削インサート。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の切削インサートをホルダに装着してなる切削工具。
12. 前記ホルダは、外部機器に取り付けられる支持部と、前記切削インサートがねじ止めによって装着されるインサート装着座部と、を有しており、
    前記切削インサートは、前記上面に、前記ホルダによってクランプされるクランプ面が配置され、
    前記ホルダの先端部は、前記切削インサートの前記クランプ面よりも低位に位置する先端部上面を有している請求項１１記載の切削工具。
13. 前記被削材を回転させる工程と、
    前記被削材に請求項１１または１２に記載の切削工具を近接させる工程と、
    前記被削材に前記切削工具の前記切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、
    前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、
    を備えている被削材の切削方法。

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