JP7023297B2 - 切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１８年１月２３日に出願された日本国特許出願２０１８－００８８０７号及び２０１８年４月１６日に出願された日本国特許出願２０１８－０７８３６６号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本態様は、一般的には、切削加工において用いられる切削インサートに関する。具体的には、外径加工及び内径加工などの旋削加工において用いられる切削工具に関する。

金属などの被削材を切削加工する際に用いられる切削インサートとして、例えば特開２０００－１５３４０１号公報（特許文献１）に記載のスローアウェイチップが知られている。特許文献１には、上面が、コーナ部から中心に向かって平坦面及び湾曲面を順に有する切削インサートが記載されている。

一態様に基づく切削インサートは、第１面、第２面及び第３面を有する。第１面は、コーナ、第１辺及び第２辺を有する。コーナは、外方に向かって凸曲線形状である。第１辺及び第２辺は、それぞれコーナから延びている。第２面は、第１面の反対側に位置する。第３面は、第１面及び第２面の間に位置する。第１面の中心及び第２面の中心を通る中心軸に直交し、第１面及び第２面の間に位置する仮想平面を基準面とする。第１面は、コーナから離れるにしたがって基準面に近づく傾斜面をさらに有する。

傾斜面は、第１傾斜面、第２傾斜面及び第３傾斜面を有する。第１傾斜面は、第１角度で傾斜している。第２傾斜面は、第１傾斜面よりもコーナから離れて位置するとともに第２角度で傾斜している。第３傾斜面は、第２傾斜面よりもコーナから離れて位置するとともに第３角度で傾斜している。第１傾斜面は、コーナの二等分線に直交する断面において凹曲線形状であり、第２傾斜面は、平らな面である。そして、コーナの二等分線を含み、且つ、基準面に直交した断面において、第２角度は、第１角度及び第３角度よりも小さい。

実施形態の切削インサートを示す斜視図である。 図１に示す切削インサートの平面図である。 図１に示す領域Ａ１における拡大図である。 図２に示す領域Ａ２における拡大図である。 図４と同じ領域を示す拡大図である。 図２に示す切削インサートをＢ１方向から見た側面図である。 図４に示すインサートにおけるＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。 図４に示すインサートにおけるＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。 図４に示すインサートにおけるＩＸ－ＩＸ断面図である。 図４に示すインサートにおけるＸ－Ｘ断面図である。 図４に示すインサートにおけるＸＩ－ＸＩ断面図である。 図６に示す領域Ａ３における拡大図である。 図２に示す切削インサートをＢ２方向から見た側面図である。 図１３に示す領域Ａ４における拡大図である。 実施形態の切削工具を示す斜視図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。

切削加工時に切削される被削材としては、例えば、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、アルミ、鋳鉄及び非鉄金属などが挙げられる。上記の被削材のうち例えばアルミニウムなどは軟らかいため切屑が延び易く、且つ、切屑が切削インサートに溶着し易い。そのため、特許文献１に記載の切削インサートにおいては、被削材の材種によっては切屑が過度に延びるおそれがあり、安定した切屑の処理が困難であった。

以下、実施形態の切削インサート１（以下、単にインサート１ともいう。）について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、インサート１は、本開示が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などを忠実に表したものではない。

実施形態のインサート１を有する切削工具を用いることによって、切削加工を行うことが可能である。切削工具としては、例えば、旋削工具及び転削工具が挙げられる。

＜インサート＞
実施形態のインサート１は、第１面３、第２面５及び第３面７を有する。第２面５は、第１面３の反対側に位置する。第３面７は、第１面３及び第２面５の間に位置する。本開示における第１面３は多角形状であってもよい。第１面３は、図１に示すように四角形であってもよい。また、第２面５は第１面３と同様に多角形状であってもよい。

第２面５は、第１面３と同じ大きさであってもよく、また、第１面３より小さくてもよい。第２面５が、第１面３の相似形であって、第１面３よりも一回り小さくてもよい。図１に示す一例におけるインサート１は、多角板形状である。通常、第１面３は上面であり、第２面５は下面であり、第３面７は側面である。

第１面３の中心及び第２面５の中心を通る仮想直線を中心軸Ｏ１とする。第１面３は、図２に示すように、中心軸Ｏ１を基準として１８０°の回転対称な形状であってもよい。なお、インサート１の形状は上記の構成に限定されない。第１面３が、例えば、三角形又は六角形であっても何ら問題無い。

本開示の第１面３は、コーナ９、第１辺１１及び第２辺１３を有する。第１辺１１及び第２辺１３は、それぞれコーナ９から延びている。第１辺１１及び第２辺１３は、それぞれコーナから延びている。コーナ９は、第１辺１１及び第２辺１３の間に位置していると言い換えてもよい。

図３に示す一例のコーナ９は、外方に向かって凸曲線形状である。第１面３を平面視した場合、言い換えれば上面視した場合に、凸曲線形状であるコーナ９の曲率半径は、一定であってもよく、また、変化していてもよい。図４に示す一例のインサート１におけるコーナ９は、上面視した場合に、曲率半径が一定の円弧形状である。

第１面３における第１辺１１及び第２辺１３は、目視した場合に概ね直線形状であればよく、厳密に全体が直線形状である必要はない。第１辺１１及び第２辺１３が、少なくともコーナ９に接続される箇所に、それぞれ直線形状の部位を有していればよい。第１面３における第１辺１１及び第２辺１３は、例えば、僅かに湾曲した凸形状又は凹形状であってもよい。

第１面３及び第２面５の間に位置する第３面７は、図１に示す一例において、第１面３及び第２面５のそれぞれに接続されている。図１に示す一例においては、第１面３が多角形状であることから、第３面７は、第１面３の各辺及びコーナ９のそれぞれに接続される複数の面領域を有する。図６に示す一例においては、これら複数の面領域として、第３面７が、第１側面７ａ、第２側面７ｂ及びコーナ側面７ｃを有する。

図６に示す一例においては、第１側面７ａが、第１面３の第１辺１１に沿って位置する。第２側面７ｂが、第１面３の第２辺１３に沿って位置する。コーナ側面７ｃが、第１面３のコーナ９に沿って位置する。図６に示す一例においては、コーナ側面７ｃは、第１側面７ａ及び第２側面７ｂの間に位置しており、第１側面７ａ及び第２側面７ｂのそれぞれと隣り合っている。第１側面７ａ及び第２側面７ｂは、平面形状であってもよい。また、コーナ側面７ｃは、凸曲面形状であってもよい。

図６に示す一例においては、第２面５が第１面３よりも小さい。この場合には、第３面７を構成する各面領域（第１側面７ａ、第２側面７ｂ及びコーナ側面７ｃなど）が、第１面３の側から第２面５の側に向かうにしたがって、中心軸Ｏ１に近づくように傾斜していてもよい。

第１面３及び第３面７の交わりの少なくとも一部には、切刃１５が位置していてもよい。図３に示す一例においては、第１面３及び第３面７が交わる稜線のうち、コーナ９、第１辺１１の一部及び第２辺１３の一部に切刃１５が位置している。なお、切刃１５は、第１辺１１及び第２辺１３の全部に位置していてもよい。

ここで、切刃１５のうちコーナ９に位置する部分を便宜的にコーナ切刃１５ｃとしてもよい。切刃１５のうち第１辺１１に位置する部分を便宜的に第１切刃１５ａとしてもよい。また、切刃１５のうち第２辺１３に位置する部分を便宜的に第２切刃１５ｂとしてもよい。

上記の切刃１５が切削加工に用いられる場合において、第１面３の少なくとも一部がすくい面として用いられてもよく、また、第３面７の少なくとも一部が逃げ面として用いられてもよい。

本開示の第１面３は、図３に示すように、コーナ９から第１面３の中心に向かって延びた傾斜面１７を有する。コーナ切刃１５ｃが切削加工に用いられる場合において、傾斜面１７は、すくい面として用いられてもよい。

図６に示すように、中心軸Ｏ１に直交し、第１面３及び第２面５の間に位置する仮想平面を基準面Ｓ１とする。図７は、図４に示すインサート１におけるＶＩＩ－ＶＩＩ断面図であり、この断面は、コーナ９の二等分線Ｌ１を含み、且つ、基準面Ｓ１に直交した断面である。

傾斜面１７は、図７に示すように、コーナ９から離れるにしたがって基準面Ｓ１に近づくように傾斜している。なお、図８～図１０は、それぞれ基準面Ｓ１に対して直交するとともに、上面視した場合に第２切刃１５ｂに直交する断面である。

本開示における傾斜面１７は、第１傾斜面１９、第２傾斜面２１及び第３傾斜面２３を有している。具体的には、コーナ９から第１面３の中心に向かって、第１傾斜面１９、第２傾斜面２１及び第３傾斜面２３が順に位置している。第２傾斜面２１が第１傾斜面１９よりもコーナ９から離れて位置しており、第３傾斜面２３が第２傾斜面２１よりもコーナ９から離れて位置している、と言い換えてもよい。

第１傾斜面１９は、第１角度θ１で傾斜している。第２傾斜面２１は、第２角度θ２で傾斜している。第３傾斜面２３は、第３角度θ３で傾斜している。第１角度θ１、第２角度θ２及び第３角度θ３は、図７に示すように、二等分線Ｌ１を含み、且つ、基準面Ｓ１に直交した断面において、基準面Ｓ１に対する角度によって評価できる。

なお、本開示におけるコーナ９が外方に向かって凸曲線形状であることから、二等分線Ｌ１とは、上面視した場合における第１辺１１及び第２辺１３を仮想的に延長した交点を角とする二等分線に置き換えてもよい。

第１傾斜面１９は、平らな面形状であってもよく、また、図１１に示すように二等分線Ｌ１に直交する断面において、凹曲線形状で示される凹曲面形状であってもよい。また、第２傾斜面２１は、平らな面であってもよい。なお、図１１は、基準面Ｓ１に対して直交するとともに、上面視した場合に二等分線Ｌ１に直交する断面である。

第１傾斜面１９が上記のような凹曲面形状である場合には、例えばコーナ切刃１５ｃを用いた場合のような低切込み加工において生じる切屑が第１傾斜面１９において湾曲し易い。そのため、切屑の流れる方向が安定し易い。また、第２傾斜面２１が上記の構成である場合には、切屑の溶着を抑えつつ切屑が湾曲し易い。そのため、適度な長さで切屑が切断され易い。

なお、上記における「平らな面」とは、厳密に平坦な面形状である必要はない。例えば、二等分線Ｌ１に直交する断面において、曲率半径が５ｍｍ以上の緩やかな曲線で示される面形状であってもよく、また、０．５μｍ程度の算術平均表面粗さを有する面形状であってもよい。

第１角度θ１は、例えば、２０°～３０°に設定できる。第２角度θ２は、例えば、０°～１０°に設定できる。第３角度θ３は、例えば、１０°～２０°に設定できる。なお、第１角度θ１が一定でない場合には、第１傾斜面１９の傾斜角度の最大値を第１角度θ１とすればよい。

また、第２角度θ２が一定でない場合には、第２傾斜面２１の傾斜角度の最大値を第２角度θ２とすればよい。第３角度θ３が一定でない場合には、第３傾斜面２３の傾斜角度の最大値を第３角度θ３とすればよい。図７に示す一例においては、二等分線Ｌ１を含み、且つ、基準面Ｓ１に直交した断面において、第２角度θ２が、第１角度θ１及び前記第３角度θ３よりも小さい。

図７に示す一例においては第２角度θ２が相対的に小さい。そのため、第２傾斜面２１において切屑が湾曲し易い。このとき、第２傾斜面２１が、コーナ９から離れるにしたがって基準面Ｓ１に近づくように傾斜していることから、第２傾斜面２１における切屑の溶着が抑制される。また、図７に示す一例においては第１角度θ１が相対的に大きい。そのため、被削材の切削性が高く、切刃１５の近くにおける切屑の溶着が生じにくい。

さらに、図７に示す一例においては第３角度θ３が相対的に大きい。そのため、例えば切屑が第２傾斜面２１に接触せずに第２傾斜面２１を乗り越える場合のような高送り加工において、切屑が詰まりにくい。また、例えばコーナ９及び第１辺１１を切刃１５として用いた場合のような高切込み加工において生じる切屑が詰まりにくい。そのため、本開示のインサート１によれば、安定した切屑の処理が可能である。

第３角度θ３が第１角度θ１より大きくてもよく、また、図７に示す一例のように、第１角度θ１が第３角度θ３より大きくてもよい。第３角度θ３と比較して第１角度θ１が大きい場合には、被削材の切削性がさらに高く、切刃１５の近くにおける切屑の溶着がさらに生じにくい。また、第１角度θ１と比較して第３角度θ３が小さい場合には、第３傾斜面２３において切屑が湾曲し易い。

インサート１の大きさは特定の値には限定されない。第１面３の最大幅Ｗは、例えば、６～２５ｍｍ程度に設定されてもよい。また、第１面３から第２面５までの高さＨは、１～１０ｍｍ程度に設定されてもよい。ここで、第１面３から第２面５までの高さとは、第１面３の上端と第２面５５の下端との間における中心軸Ｏ１に平行な方向での長さを意味している。

インサート１の材質としては、例えば、超硬合金或いはサーメットなどが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ及びＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏが挙げられる。ここで、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣは硬質粒子であり、Ｃｏは結合相である。

また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。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る。ただし、インサート１の材質が上記の組成に限定されないことは言うまでもない。

インサート１の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法、又は物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）又はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などが挙げられる。

第３傾斜面２３の形状は特に限定されない。例えば、二等分線Ｌ１を含み、且つ、基準面Ｓ１に直交した断面において、第３傾斜面２３が、凹曲線形状で示される凹曲面形状であってもよく、また、図３に示すように、第３傾斜面２３が平らな面であってもよい。第３傾斜面２３が平らな面である場合には、切屑が第３傾斜面に接触した際に、第３傾斜面２３において切屑が湾曲し易い。

上面視した場合に、二等分線Ｌ１に直交する方向における第３傾斜面２３の長さＬ３２が、二等分線Ｌ１に直交する方向における第２傾斜面２１の長さＬ２２より長くてもよい。第２傾斜面２１よりもコーナ９から離れて位置する第３傾斜面２３の長さＬ３２が、第２傾斜面２１の長さＬ２２よりも長い場合には、コーナ９において生じた切屑の流れる方向がばらついた時であっても、第３傾斜面２３において切屑が安定して処理され易い。

また、上面視した場合に、二等分線Ｌ１に沿った方向における第２傾斜面２１の長さＬ２１が、二等分線Ｌ１に沿った方向における第１傾斜面１９の長さＬ１１より長くてもよい。第２傾斜面２１の長さＬ２１が第１傾斜面１９の長さＬ１１より長い場合には、第２傾斜面２１において切屑が安定して処理され易く、また、第１傾斜面１９の長さＬ１１が第２傾斜面２１の長さＬ２１より短い場合には、コーナ切刃１５ｃの耐久性が高い。

また、上面視した場合に、二等分線Ｌ１に沿った方向における第３傾斜面２３の長さＬ３１が、二等分線Ｌ１に沿った方向における第２傾斜面２１の長さＬ２１より長くてもよい。主に低切込み加工時における切屑の処理に用いられる第２傾斜面２１の長さＬ２１と比較して、主に高切込み加工時における切屑の処理に用いられる第３傾斜面２３の長さＬ３１が長い場合には、高切込み加工において切屑をさらに良好に処理できる。具体的には以下の理由による。

高切込み加工時には、切屑の幅が広くなるため切屑が切削工具の送り方向と反対側に延び易いが、第３傾斜面２３の長さＬ３１が第２傾斜面２１の長さＬ２１より長い場合には、第３傾斜面２３における切屑を湾曲させるスペースが広い。そのため、高切込み加工における切屑の処理が良好である。また、第２傾斜面２１の長さＬ２１が第３傾斜面２３の長さＬ３１より短い場合には、切屑が第２傾斜面２１に強く接触しにくい。そのため、第３傾斜面２３において切屑が良好に処理される。

また、第１面３は、図２に示す一例のように、二等分線Ｌ１に直交する方向において第２傾斜面２１を間に挟んで位置する一対の凹部２５をさらに有していてもよい。第１面３がこのような凹部２５を有している場合には、低切込み加工及び高切込み加工のいずれにおいても安定した切屑の処理が可能である。

例えばコーナ切刃１５ｃを用いた場合のような低切込み加工において、凹部２５が切屑の流れを阻害しないため、切屑が安定して第２傾斜面２１に接触し易い。そのため、低切込み加工において安定した切屑の処理が可能である。また、例えばコーナ９及び第１辺１１を切刃１５として用いた場合のような高切込み加工において、第１辺１１で生じた切屑が流れるスペースが広い。そのため、第１辺１１で生じた切屑が詰まりにくい。従って、高切込み加工においても安定した切屑の処理が可能である。

凹部２５の形状は特に限定されないが、凹部２５は凹曲面形状であってもよい。凹曲面形状の凹部２５は、二等分線Ｌ１に直交する断面において凹曲線形状で示されてもよい。また、基準面Ｓ１に直交するとともに二等分線Ｌ１に平行な断面において凹曲線形状で示されてもよい。凹部２５が、上記のように凹曲面形状である場合には、たとえ切屑が凹部２５の表面に接触したとしても、凹部２５において切屑が詰まるおそれが小さい。そのため、切屑の排出性が高い。

第１面３が一対の凹部２５を有する場合において、第１面３を平面視したときに、二等分線Ｌ１に沿った方向における一対の凹部２５の長さＬ４１が、二等分線Ｌ１に沿った方向における第２傾斜面２１の長さＬ２１より長くてもよい。凹部２５が上記の構成である場合には、第２傾斜面２１の広い範囲において切屑が安定して第２傾斜面２１に接触し易い。

一対の凹部２５のうち第１辺１１の側に位置する凹部２５ａは、上面視した場合に、第１辺１１に沿った方向の長さＬ４２が、第１辺１１に直交する方向の長さＬ４３より長い構成であってもよい。また、一対の凹部２５のうち第２辺１３の側に位置する凹部２５ｂは、上面視した場合に、第２辺１３に沿った方向の長さＬ４４が、第２辺１３に直交する方向の長さＬ４５より長い構成であってもよい。

一対の凹部２５が上記の構成である場合には、二等分線Ｌ１に直交する方向における第２傾斜面２１の長さＬ２２を確保しつつ、より高い切込み量の切削加工においても第１辺１１又は第２辺１３で生じる切屑の流れるスペースが広い。

図５に示す一例においては、上面視した場合に、一対の凹部２５のうち第１辺１１の側に位置する凹部２５ａが、コーナ９及び第２辺１３の境界を通り第２辺１３に直交する第２仮想直線Ｌ３上に位置している。凹部２５ａが上記のように位置している場合には、下記の理由から、切屑の排出性が高い。

コーナ９で生じる切屑の進行方向と第２辺１３で生じる切屑の進行方向が異なるため、コーナ９及び第２辺１３の境界において生じる切屑の進行方向が不安定になり易い。しかしながら、進行方向が不安定になり易い切屑の進み易い方向に凹部２５ａが位置していることになるため、切屑が詰まりにくい。したがって、切屑の排出性が高い。

図５に示す一例においては、上面視した場合に、一対の凹部２５のうち第２辺１３の側に位置する凹部２５ｂが、コーナ９及び第１辺１１の境界を通り第１辺１１に直交する第１仮想直線Ｌ２上に位置している。凹部２５ｂが上記のように位置している場合には、コーナ９及び第１辺１１を切刃１５として用いた時の切屑の排出性が高い。

また、傾斜面１７は、図３に示す一例のように、第１傾斜面１９及び第２傾斜面２１の間に位置し、第４角度θ４で傾斜した平らな第４傾斜面２７をさらに有していてもよい。そして、第４傾斜面を有しているとき、図７に示す一例のように、二等分線Ｌ１を含み、且つ、基準面Ｓ１に直交した断面において、第４角度θ４が、第１角度θ１よりも小さく、且つ、第２角度θ２よりも大きくてもよい。

上記の構成の第４傾斜面２７を有している場合には、第１傾斜面１９に沿って進む切屑の進行方向が、第４傾斜面２７を介して段階的に変化する。そのため、円滑に第２傾斜面２１へと進行し易いので、第２傾斜面２１において切屑が詰まりにくい。

上記したように、一対の凹部２５が、二等分線Ｌ１に直交する方向において第２傾斜面２１を間に挟んで位置していてもよいが、このとき、一対の凹部２５が、第２傾斜面２１に加えて第４傾斜面２７を、二等分線Ｌ１に直交する方向において間に挟んで位置していてもよい。また、一対の凹部２５が、第２傾斜面２１ではなく第４傾斜面２７を、二等分線Ｌ１に直交する方向において間に挟んで位置していてもよい。

図３に示す一例における第１面３は、第１辺１１に沿って延びており、第１辺１１から離れるにしたがって基準面Ｓ１に近づくように傾斜した面を有している。このような面は、第１切刃１５ａを用いた場合において、すくい面として用いることが可能である。また、図３に示す一例における第１面３は、第２辺１３に沿って延びており、第２辺１３から離れるにしたがって基準面Ｓ１に近づくように傾斜した面を有している。このような面は、第２切刃１５ｂを用いた場合において、すくい面として用いることが可能である。

また、図４に示す一例においては、第１面３が、二等分線Ｌ１を基準として線対称となる形状である。図４に示すように第１面３が線対称の形状である際には、コーナ９及び第１辺１１を切刃１５として用いた場合と、コーナ９及び第２辺１３を切刃１５として用いた場合とのいずれにおいても、同等の切削性能を発揮できる。

本開示におけるコーナ９は、上面視した場合に外方に向かって凸曲線形状である。側面視した場合に、基準面Ｓ１からのコーナ９の高さは、一定であってもよく、また、変化していてもよい。

図１２に示す一例におけるコーナ９は、二等分線Ｌ１と交わる中心の高さが最も高く、且つ、この中心から第１辺１１及び第２辺１３に向かうにしたがって高さが低くなる構成である。言い換えれば、コーナ９に位置するコーナ切刃１５ｃは、第１辺１１及び第２辺１３から離れるにしたがって基準面Ｓ１からの高さが高くなっている。コーナ９が上記の構成である場合には、切削加工時にインサート１が被削材に食いつき易い。なお、図１２は、二等分線Ｌ１に沿った方向から見た場合のインサート１の拡大図である。

また、本開示における第１辺１１は、上面視した場合に概ね直線形状である。側面視した場合に、基準面Ｓ１からの第１辺１１の高さは、一定であってもよく、また、変化していてもよい。図１４に示す一例のように、第１辺１１は、それぞれ直線形状である、第１部位２９、第２部位３１及び第３部位３３を有していてもよい。なお、図１４は、基準面Ｓ１に平行且つ二等分線Ｌ１に直交する方向から見た場合のインサート１の拡大図である。

第１部位２９は、コーナ９と隣り合っており、また、コーナ９に対して傾斜している。このとき、基準面Ｓ１に対する第１部位２９の傾斜角は、基準面Ｓ１に対するコーナ９の傾斜角より小さくてもよい。

第２部位３１は、第１部位２９と隣り合っており、また、第１部位２９に対して傾斜している。このとき、基準面Ｓ１に対する第２部位３１の傾斜角は、基準面Ｓ１に対する第１部位２９の傾斜角より大きくてもよい。第３部位３３は、第２部位３１と隣り合っており、また、第２部位３１に対して傾斜している。このとき、基準面Ｓ１に対する第３部位３３の傾斜角は、基準面Ｓ１に対する第２部位３１の傾斜角より小さくてもよい。

第１辺１１は、第１部位２９、第２部位３１及び第３部位３３に加えて、コーナ９及び第１部位２９を接続する第１接続部位３５、第１部位２９及び第２部位３１を接続する第２接続部位３７、並びに、第２部位３１及び第３部位３３を接続する第３接続部位３９をさらに有していてもよい。

第１接続部位３５は、図１４に示す一例のように、基準面Ｓ１に向かって凸となる曲線形状であってもよい。第２接続部位３７は、図１４に示す一例のように、基準面Ｓ１から離れる方向に凸となる曲線形状であってもよい。第３接続部位３９は、図１４に示す一例のように、基準面Ｓ１に向かって凸となる曲線形状であってもよい。

また、図１２に示す一例においては、中心軸Ｏ１を基準として、第２辺１３が第１辺１１に対して線対称となる形状である。図１２に示す一例のように、第２辺１３が、第１辺１１における、第１部位２９、第２部位３１、第３部位３３、第１接続部位３５、第２接続部位３７及び第３接続部位３９に相当する部位を有していてもよい。

図５に示す一例においては、上面視した場合に、第１仮想直線Ｌ２及び第２仮想直線Ｌ３が、第４傾斜面２７の上において交差している。第４傾斜面２７が上記のように位置しているときには、コーナ９及び第１辺１１を切刃１５として用いた場合と、コーナ９及び第２辺１３を切刃１５として用いた場合とのいずれにおいても、以下の理由から安定して切屑を排出できる。

第４傾斜面２７の第４角度θ４が、第１角度θ１よりも小さく、且つ、第２角度θ２よりも大きい場合には、第１傾斜面１９、第４傾斜面２７及び第２傾斜面２１によって構成される面領域が凹形状となる。一方、第１接続部位３５及び第２辺１３における第１接続部位３５に相当する部位のそれぞれが基準面Ｓ１に向かって凸となる曲線形状である場合には、上記の部位で生じる切屑が凹形状に湾曲し易い。

ここで、上記したように、第１仮想直線Ｌ２及び第２仮想直線Ｌ３が、第４傾斜面２７の上において交差しているときには、コーナ９及び第１辺１１を切刃１５として用いた場合と、コーナ９及び第２辺１３を切刃１５として用いた場合とのいずれにおいても、上記の凹形状に湾曲した切屑が、上記の凹形状の面領域に進行し易い。そのため、凹形状の面領域において、凹形状に湾曲した切屑が包み込まれるような状態になる。これにより、切屑の進行方向が安定するため、切屑が詰まりにくく良好に排出できる。

図５に示す一例のように、上面視した場合に、第２接続部位３７に直交する直線を第３仮想直線Ｌ４、第２辺１３における第２接続部位３７に相当する部位に直交する直線を第４仮想直線Ｌ５としたとき、一対の凹部２５のうち第２辺１３の側に位置する凹部２５ｂが、第３仮想直線Ｌ４を基準としてコーナ９の側に位置していてもよい。凹部２５ａが上記のように位置している場合には、下記の理由から、切屑の排出性が高い。

第２部位３１を切刃１５として用いた場合には、コーナ９のみを切刃１５として用いた場合と比較して、切屑の幅が大きくなる。ここで、凹部２５ｂが、第３仮想直線Ｌ４を基準としてコーナ９の側に位置している場合には、上記した幅の大きな切屑が凹部２５ｂに接触し易い。これにより、凹部２５ｂにおいて幅の大きな切屑がカールし易いことから、切屑が詰まりにくい。したがって、切屑の排出性が高い。

また、図５に示す一例のように、上面視した場合に、一対の凹部２５のうち第１辺１１の側に位置する凹部２５ａが、第４仮想直線Ｌ５を基準としてコーナ９の側に位置していてもよい。凹部２５ｂが上記のように位置している場合には、下記の理由から、切屑の排出性が高い。

第２部位３１に相当する部位を切刃１５として用いた場合には、コーナ９のみを切刃１５として用いた場合と比較して、切屑の幅が大きくなる。ここで、凹部２５ａが、第４仮想直線Ｌ５を基準としてコーナ９の側に位置している場合には、上記した幅の大きな切屑が凹部２５ａに接触し易い。これにより、凹部２５ａにおいて幅の大きな切屑がカールし易いことから、切屑が詰まりにくい。したがって、切屑の排出性が高い。

実施形態のインサート１は、第１面３及び第２面５において開口する貫通孔４１を有している。なお、貫通孔４１は、第１面３の中央から第２面５の中央に向かって形成されていてもよい。貫通孔４１は、インサート１を切削工具のホルダに固定する際に用いることができる。例えば、貫通孔４１にネジを挿入してインサート１をネジ止めすることによって、インサート１をホルダに固定できる。

実施形態における貫通孔４１の伸びる方向、言い換えれば貫通方向は第１面３及び第２面５に対して直交している。また、貫通孔４１が第１面３の中央から第２面５の中央に向かって形成されていることから、図１においては、貫通孔４１の中心が中心軸Ｏ１と一致している。

＜切削工具＞
次に、実施形態の切削工具１０１について図面を用いて説明する。

図１５に示す一例の切削工具１０１は、先端側にポケット１０３を有するホルダ１０５と、ポケット１０３に位置する上記のインサートとを備えている。本開示の切削工具１０１においては、切刃として用いられる部分がホルダ１０５の先端から突出するようにインサートが装着されている。

ホルダ１０５は、細長く伸びた棒状体である。そして、ホルダ１０５の先端側には、ポケット１０３が１つ設けられている。ポケット１０３は、インサートが装着される部分であり、ホルダ１０５の先端面に対して開口している。このとき、ポケット１０３がホルダ１０５の側面に対しても開口していることによって、インサートの装着を容易に行うことができる。具体的には、ポケット１０３は、ホルダ１０５の下面に対して平行な着座面と、着座面に対して傾斜する拘束側面とを有している。

ポケット１０３にはインサートが位置している。このとき、インサートの第２面がポケット１０３に直接に接していてもよく、また、インサートとポケット１０３との間にシートを挟んでいてもよい。

インサートは、切刃として用いられる部分がホルダ１０５から外方に突出するように装着される。本開示においては、インサートは、固定ネジ１０７によって、ホルダ１０５に装着されている。すなわち、インサートの貫通孔に固定ネジ１０７を挿入し、この固定ネジ１０７の先端をインサートポケット１０３に形成されたネジ孔（不図示）に挿入してネジ部同士を螺合させることによって、インサートがホルダ１０５に装着されている。

ホルダ１０５としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、これらの部材の中で靱性の高い鋼を用いることが好ましい。

本開示においては、いわゆる旋削加工に用いられる切削工具を例示している。旋削加工としては、例えば、内径加工、外径加工及び溝入れ加工などが挙げられる。なお、切削工具としては旋削加工に用いられるものに限定されない。例えば、転削加工に用いられる切削工具に上記の実施形態のインサートを用いてもよい。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、実施形態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２０３は、被削材２０１を切削加工することによって作製される。本開示における切削加工物２０３の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）被削材２０１を回転させる工程と、
（２）回転している被削材２０１に上記実施形態に代表される切削工具１０１を接触させる工程と、
（３）切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。

より具体的には、まず、図１６に示すように、被削材２０１を軸Ｏ２の周りで回転させるとともに、被削材２０１に切削工具１０１を相対的に近付ける。次に、図１７に示すように、切削工具１０１における切刃を被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。そして、図１８に示すように、切削工具１０１を被削材２０１から相対的に遠ざける。

本開示においては、軸Ｏ２を固定するとともに被削材２０１を軸Ｏ２の周りで回転させた状態で切削工具１０１をＤ１方向に移動させることによって被削材２０１に近づけている。また、図１７においては、回転している被削材２０１にインサートにおける切刃を接触させることによって被削材２０１を切削している。また、図１８においては、被削材２０１を回転させた状態で切削工具１０１をＤ２方向に移動させることによって遠ざけている。

なお、本開示の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、切削工具１０１を動かすことによって、切削工具１０１を被削材２０１に接触させる、あるいは、切削工具１０１を被削材２０１から離しているが、当然ながらこのような形態に限定されない。

例えば、（１）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１に近づけてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、被削材２０１を回転させた状態を維持して、被削材２０１の異なる箇所にインサートにおける切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。

なお、被削材２０１の材質の代表例としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、又は非鉄金属などが挙げられる。

１・・・インサート
３・・・第１面
５・・・第２面
７・・・第３面
９・・・コーナ
１１・・・第１辺
１３・・・第２辺
１５・・・切刃
１７・・・傾斜面
１９・・・第１傾斜面
２１・・・第２傾斜面
２３・・・第３傾斜面
２５・・・凹部
２７・・・第４傾斜面
２９・・・第１部位
３１・・・第２部位
３３・・・第３部位
３５・・・第１接続部位
３７・・・第２接続部位
３９・・・第３接続部位
４１・・・貫通孔
１０１・・・切削工具
１０３・・・ポケット
１０５・・・ホルダ
１０７・・・ネジ
２０１・・・被削材
２０３・・・切削加工物
Ｏ１・・・中心軸
Ｓ１・・・基準面
Ｌ１・・・二等分線
Ｌ２・・・第１仮想直線
Ｌ３・・・第２仮想直線
θ１・・・第１角度
θ２・・・第２角度
θ３・・・第３角度
θ４・・・第４角度

Claims (13)

1. 外方に向かって凸曲線形状であるコーナと、前記コーナから延びた第１辺及び第２辺とを有する第１面と、
   前記第１面の反対側に位置する第２面と、
   前記第１面及び前記第２面の間に位置する第３面とを有し、
   前記第１面の中心及び前記第２面の中心を通る中心軸に直交し、前記第１面及び前記第２面の間に位置する仮想平面を基準面としたとき、
   前記第１面は、前記コーナから離れるにしたがって前記基準面に近づく傾斜面をさらに有し、
   前記傾斜面は、
   第１角度で傾斜した第１傾斜面と、
   前記第１傾斜面よりも前記コーナから離れて位置するとともに第２角度で傾斜した第２傾斜面と、
   前記第２傾斜面よりも前記コーナから離れて位置するとともに第３角度で傾斜した第３傾斜面を有し、
   前記第１傾斜面は、前記コーナの二等分線に直交する断面において凹曲線形状であり、
   前記第２傾斜面は、平らな面であり、
   前記コーナの二等分線を含み、且つ、前記基準面に直交した断面において、前記第２角度は、前記第１角度及び前記第３角度よりも小さく、
   前記第１面を平面視した場合に、前記コーナの二等分線に直交する方向における前記第３傾斜面の長さが、前記コーナの二等分線に直交する方向における前記第２傾斜面の長さよりも長い、切削インサート。
2. 外方に向かって凸曲線形状であるコーナと、前記コーナから延びた第１辺及び第２辺とを有する第１面と、
   前記第１面の反対側に位置する第２面と、
   前記第１面及び前記第２面の間に位置する第３面とを有し、
   前記第１面の中心及び前記第２面の中心を通る中心軸に直交し、前記第１面及び前記第２面の間に位置する仮想平面を基準面としたとき、
   前記第１面は、前記コーナから離れるにしたがって前記基準面に近づく傾斜面をさらに有し、
   前記傾斜面は、
   第１角度で傾斜した第１傾斜面と、
   前記第１傾斜面よりも前記コーナから離れて位置するとともに第２角度で傾斜した第２傾斜面と、
   前記第２傾斜面よりも前記コーナから離れて位置するとともに第３角度で傾斜した第３傾斜面を有し、
   前記第１傾斜面は、前記コーナの二等分線に直交する断面において凹曲線形状であり、
   前記第２傾斜面は、平らな面であり、
   前記コーナの二等分線を含み、且つ、前記基準面に直交した断面において、前記第２角度は、前記第１角度及び前記第３角度よりも小さく、
   前記第１面を平面視した場合に、前記コーナの二等分線に沿った方向における前記第２傾斜面の長さが、前記コーナの二等分線に沿った方向における前記第１傾斜面の長さよりも長い、切削インサート。
3. 外方に向かって凸曲線形状であるコーナと、前記コーナから延びた第１辺及び第２辺とを有する第１面と、
   前記第１面の反対側に位置する第２面と、
   前記第１面及び前記第２面の間に位置する第３面とを有し、
   前記第１面の中心及び前記第２面の中心を通る中心軸に直交し、前記第１面及び前記第２面の間に位置する仮想平面を基準面としたとき、
   前記第１面は、前記コーナから離れるにしたがって前記基準面に近づく傾斜面をさらに有し、
   前記傾斜面は、
   第１角度で傾斜した第１傾斜面と、
   前記第１傾斜面よりも前記コーナから離れて位置するとともに第２角度で傾斜した第２傾斜面と、
   前記第２傾斜面よりも前記コーナから離れて位置するとともに第３角度で傾斜した第３傾斜面を有し、
   前記第１傾斜面は、前記コーナの二等分線に直交する断面において凹曲線形状であり、
   前記第２傾斜面は、平らな面であり、
   前記コーナの二等分線を含み、且つ、前記基準面に直交した断面において、前記第２角度は、前記第１角度及び前記第３角度よりも小さく、
   前記第１面を平面視した場合に、前記第１面は、前記コーナの二等分線に直交する方向において前記第２傾斜面を間に挟んで位置する一対の凹部をさらに有している、切削インサート。
4. 前記第１面を平面視した場合に、前記コーナの二等分線に沿った方向における前記一対の凹部の長さが、前記コーナの二等分線に沿った方向における前記第２傾斜面の長さよりも長い、請求項３に記載の切削インサート。
5. 前記第１面を平面視した場合に、前記一対の凹部のうち前記第２辺の側に位置する前記凹部が、前記コーナ及び前記第１辺の境界を通り前記第１辺に直交する第１仮想直線の上に位置している、請求項３又は４に記載の切削インサート。
6. 外方に向かって凸曲線形状であるコーナと、前記コーナから延びた第１辺及び第２辺とを有する第１面と、
   前記第１面の反対側に位置する第２面と、
   前記第１面及び前記第２面の間に位置する第３面とを有し、
   前記第１面の中心及び前記第２面の中心を通る中心軸に直交し、前記第１面及び前記第２面の間に位置する仮想平面を基準面としたとき、
   前記第１面は、前記コーナから離れるにしたがって前記基準面に近づく傾斜面をさらに有し、
   前記傾斜面は、
   第１角度で傾斜した第１傾斜面と、
   前記第１傾斜面よりも前記コーナから離れて位置するとともに第２角度で傾斜した第２傾斜面と、
   前記第２傾斜面よりも前記コーナから離れて位置するとともに第３角度で傾斜した第３傾斜面を有し、
   前記第１傾斜面は、前記コーナの二等分線に直交する断面において凹曲線形状であり、
   前記第２傾斜面は、平らな面であり、
   前記コーナの二等分線を含み、且つ、前記基準面に直交した断面において、前記第２角度は、前記第１角度及び前記第３角度よりも小さく、
   前記傾斜面は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面の間に位置し、第４角度で傾斜した第４傾斜面をさらに有し、
   前記コーナの二等分線を含み、且つ、前記基準面に直交した断面において、前記第４角度は、前記第１角度よりも小さく、且つ、前記第２角度よりも大きい、切削インサート。
7. 前記第１面を平面視した場合に、前記コーナ及び前記第１辺の境界を通り前記第１辺に直交する第１仮想直線と、前記コーナ及び前記第２辺の境界を通り前記第２辺に直交する第２仮想直線が、前記第４傾斜面の上において交差している、請求項６に記載の切削インサート。
8. 前記第１角度は、前記第３角度よりも大きい、請求項１～７のいずれか１つに記載の切削インサート。
9. 前記第３傾斜面が平らな面である、請求項１～８のいずれか１つに記載の切削インサート。
10. 前記第１面を平面視した場合に、前記コーナの二等分線に沿った方向における前記第３傾斜面の長さが、前記コーナの二等分線に沿った方向における前記第２傾斜面の長さよりも長い、請求項１～９のいずれか１つに記載の切削インサート。
11. 前記コーナに位置するコーナ切刃をさらに有し、
    前記コーナ切刃は、前記第１辺及び前記第２辺から離れるにしたがって前記基準面からの高さが高くなっている、請求項１～１０のいずれか１つに記載の切削インサート。
12. 第１端から第２端に向かって延びた棒形状であって、前記第１端の側に位置するポケットを有するホルダと、
    前記ポケット内に位置する、請求項１～１１のいずれか１つに記載の切削インサートとを有する切削工具。
13. 被削材を回転させる工程と、
    回転している前記被削材に請求項１２に記載の切削工具を接触させる工程と、
    前記切削工具を前記被削材から離す工程とを備えた切削加工物の製造方法。

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