JP7128185B2 - 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、２０１７年７月１１日に出願された日本国特許出願２０１７－１３５５６７号及び２０１７年１０月６日に出願された日本国特許出願２０１７－１９５９５８号の優先権を主張するものであり、これら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、切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法に関する。より具体的には、溝入れ加工に用いられる切削工具に関する。

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、特表２０１４－５０４５６１号公報（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に記載の切削工具におけるインサートは、上面の側に位置する凹部を有している。また、特許文献１に記載の切削工具におけるホルダは、上記の凹部に対応する凸部を有している。上記の凹部を凸部に嵌め合わせることによって、インサートが安定してホルダに拘束される。特許文献１に記載のインサートにおいては、上面を正面視したとき、インサートの切刃と貫通穴の中心軸とを結ぶ仮想線上に凹部が位置している。

態様の一つのインサートは、第１面と、該第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面の間に位置する側面と、該側面のうち第１側面と該第１側面に隣り合う第２側面とが交わる稜線の少なくとも一部に位置する第１切刃と、前記第１面及び前記第２面において開口する貫通穴とを有する本体を備えている。前記本体は、前記第１面から前記側面にわたる第１凹部をさらに有している。該第１凹部は、前記第１面を正面から見た場合に、前記第１切刃と前記貫通穴の中心とを結ぶ仮想直線から離れて位置している。

実施形態の一つ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における第１面を正面から見た平面図である。 図１に示す切削インサートにおける第２面を正面から見た平面図である。 図３に示す切削インサートをＡ方向から見た側面図である。 図３に示す切削インサートをＢ方向から見た側面図である。 図３に示す切削インサートをＣ方向から見た側面図である。 図２におけるＩ－Ｉ断面を示す断面図である。 図３に示す切削インサートをＤ方向から見た側面図である。 図２におけるＩＩ－ＩＩ断面を示す断面図である。 図２に示す切削インサートの変形例の平面図である。 図１０におけるＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す断面図である。 図１０におけるＩＶ－ＩＶ断面を示す断面図である。 実施形態の一つの切削インサートを示す斜視図である。 図１３に示す切削インサートにおける第１面を正面から見た平面図である。 図１３に示す切削インサートにおける第２面を正面から見た平面図である。 図１５に示す切削インサートをＥ方向から見た側面図である。 図１５に示す切削インサートをＦ方向から見た側面図である。 実施形態の切削工具を示す斜視図である。 図１８に示す切削工具を第１端に向かって見た平面図である。 図１９に示す切削工具をＧ方向から見た側面図である。 図１９に示す切削工具をＨ方向から見た側面図である。 図１９に示す切削工具におけるネジを取り外した状態を示す平面図である。 図１８に示す切削工具におけるホルダの斜視図である。 図２３に示すホルダにおける第１端の側の一部を拡大した拡大図である。 図２３に示すホルダを第１端に向かって見た平面図である。 図２５におけるＩＶ－ＩＶ断面を示す断面図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。

＜切削インサート＞
以下、複数の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、それぞれ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、各実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示のインサート１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したものではない。

実施形態の一つのインサート１は、図１に示すように、平板形状の本体３を有している。

本体３は、第１面７と、第１面７の反対側に位置する第２面９と、第１面７及び第２面９の間に位置する側面１１とを有している。図１に示す一例のように、第１面７及び第２面９が互いに平行となっていてもよい。側面１１は、図１及び図２に示すように、第１側面１３及びこの第１側面１３に隣り合う第２側面１５を有している。

第１側面１３及び第２側面１５は交わっていてもよい。このとき、本体３は、第１側面１３及び第２側面１５が交わる稜線の少なくとも一部に位置する第１切刃１７を有していてもよい。図２に示す一例における第１側面１３は、第１切刃１７から延びており、凹面形状を有している。また、図２に示す一例における第２側面１５は、第１切刃１７から延びており、平面形状を有している。

第１側面１３は、図３に示すように、すくい面領域１３ａを有していてもよい。また、第２側面１５は、逃げ面領域１５ａを有していてもよい。すくい面領域１３ａは、切削加工時に切屑に接触して切屑をカールさせることが可能な領域である。図３に示す一例において、すくい面領域１３ａは、第１側面１３のうち第１切刃１７に沿った部分に位置している。逃げ面領域１５ａは、切削加工時に被削材の仕上げ面との接触が少なくなるように逃がされた領域である。図３に示す一例において、逃げ面領域１５ａは、第２側面１５のうち第１切刃１７に沿った部分に位置している。なお、逃げ面領域１５ａは、切削加工時において仕上げ面に全く接触しないことは要求されない。

第１切刃１７は、第１側面１３及び第２側面１５が交わる稜線の一部のみに位置していてもよく、また、全体に位置していてもよい。第１側面１３及び第２側面１５が交わる稜線に位置する第１切刃１７は、いわゆるホーニング加工が施されていてもよい。すなわち、第１側面１３及び第２側面１５が交わる稜線は、２つの面が交わることによる厳密な線形状ではなくてもよい。

本体３は、図１などに示すように、第１面７及び第２面９において開口する貫通穴１９を有している。図１などに示す一例におけるインサート１は、第１側面１３、第２側面１５及び第１切刃１７によって構成される切削部５を有している。切削部５は、貫通穴１９の中心軸Ｐ１から離れる方向に突出していてもよい。それゆえ、第１切刃１７は、貫通穴１９の中心軸Ｐ１から最も離れて位置していてもよい。

貫通穴１９は、インサート１をホルダに装着する際の固定具の挿入穴として用いられてもよい。固定具の例として、ネジ、くさび及びろう材などが挙げられる。

本体３は、上記した通り平板形状であってもよく、第１面７及び第２面９の外径が、本体３の厚みよりも大きくてもよい。ただし、図１は一例であって、本体３の形状は図１に示す形状に限定されない。

実施形態の本体３は、第１面７から側面１１にわたる第１凹部２１を有している。図６に示す一例における第１凹部２１をホルダに当接させることによって、インサート１がホルダに安定して固定され易い。

実施形態の本体３においては、第１面７を正面から見た場合に、第１凹部２１が仮想直線Ｌ１から離れて位置している。ここで、仮想直線Ｌ１は、第１切刃１７と貫通穴１９の中心軸Ｐ１とを結んでいる。中心軸Ｐ１は第１面７及び第２面９に対して直交していてもよい。この場合には、図２に示すように第１面７を正面から見た際に、中心軸Ｐ１が点で示される。

仮想直線Ｌ１は、切削加工時に負荷がかかり易い領域に位置する。第１凹部２１が、第１切刃１７と貫通穴１９の中心軸Ｐ１とを結ぶ仮想直線Ｌ１から離れて位置している場合には、切削加工時に負荷がかかり易い領域において本体３の肉厚が確保され易い。したがって、第１凹部２１によってインサート１をホルダに安定して固定しつつ、インサート１の耐久性が高い。

既に示した通り、第１側面１３がすくい面領域１３ａを有していてもよく、また、第２側面１５が逃げ面領域１５ａを有していてもよい。図２に示す一例においては、第１凹部２１が、仮想直線Ｌ１に対して第１側面１３の側（図２における上側）ではなく、第２側面１５の側（図２における下側）に位置している。

切削加工時においては、第１切刃１７に対して、すくい面領域１３ａの側に向かう方向（図２における右方向）よりも逃げ面領域１５ａの側に向かう方向（図２における下方向）に主分力が加わり易い。このとき、第１面７を正面から見た場合において第１凹部２１が第２側面１５の側に位置している場合には、上記の主分力を、ホルダにおける第１壁面２５に対向する部分で受け止め易い。そのため、固定具に過度の負荷が加わることを避けつつインサート１がホルダに安定して固定され易い。

また、切削加工時において、第１切刃１７に対して逃げ面領域１５ａの側に向かう方向に主分力が加わり易い。そのため、第１面７を正面から見た場合、インサート１は、貫通穴１９の中心軸Ｐ１を基準として反時計回りの方向に回転し易い。このとき、第１凹部２１が上記の位置にある場合には、ホルダにおける第１壁面２５に対向する部分が、第１切刃１７から反時計回りの方向における比較的近いところに位置することになる。そのため、インサート１がホルダに安定して固定され易い。

第１凹部２１は貫通穴１９に接していても離れていてもよいが、図２に示す一例のように、第１凹部２１が貫通穴１９から離れていてもよい。インサート１は、固定具によってホルダに固定されることから、本体３における貫通穴１９の周りには負荷が加わり易い。第１凹部２１が貫通穴１９から離れている場合には、負荷の加わり易い貫通穴１９の周りの肉厚が確保される。そのため、貫通穴１９の周りにおけるクラックの発生が抑制される。

図６に示すように、第１凹部２１は、第１底面２３と、第１底面２３及び第１面７の間に位置する第１壁面２５とを有していてもよい。図６に示す一例においては、第１底面２３は、中心軸Ｐ１に概ね直交するように位置している。また、第１壁面２５は、第１底面２３に概ね直交するように位置している。なお、上記の「概ね直交」とは、厳密に直交している構成に限定されず、８０～１００°程度の範囲であることを許容する概念である。

インサート１における第１底面２３及び第１壁面２５をホルダに当接させることによってインサート１をホルダに安定して固定することが可能である。第１底面２３は、凹面又は凸面であってもよく、また、図６に示す一例のように、第１面７と平行な面であってもよい。

また、図２に示す一例のように、第１壁面２５が、垂線Ｌ２を挟んで位置する第３面２７及び第４面２９を有していてもよい。ここで、図２に示す一例における垂線Ｌ２は、仮想直線Ｌ１に対して直交しており、また、貫通穴１９の中心軸Ｐ１を通っている。また、上記の垂線Ｌ２よりも第１切刃１７の近くに位置する面を第３面２７、上記の垂線Ｌ２よりも第１切刃１７から離れて位置する面を第４面２９としている。

第１壁面２５が第３面２７を有している場合には、ホルダにおける第３面２７に対向する部分が、固定具よりも第１切刃１７の近くに位置し易い。この場合には、固定具に加わる負荷が小さくなるため、ホルダにおける第３面２７に対向する部分で、インサート１をより安定して固定することが可能である。

また、第１壁面２５が第４面２９を有している場合には、第１壁面２５が垂線Ｌ２を挟んで位置し易い。この場合には、固定具に加わる負荷をより一層小さくすることが可能となることから、インサート１をさらに安定して固定することが可能である。

第１壁面２５は、貫通穴１９の中心軸Ｐ１に対して概ね平行であってもよく、また、貫通穴１９の中心軸Ｐ１に対して傾斜していてもよい。なお、図７に示す一例などにおいては、視覚的な理解を容易にするため、第１面７と交差し、貫通穴１９の中心軸Ｐ１に平行な仮想直線を軸Ｐ１’として、この軸Ｐ１’と第１壁面２５とを比較している。なお、上記の平行とは、対象となる２つの部位が厳密な意味で平行な位置関係でなくてもよい。具体的には、対象となる２つの部位が５°程度傾斜していても平行と見做してもよい。

また、インサート１は、第１壁面２５と第１面７とをつなぐ接続面２５ａ及び第１壁面２５と第１底面２３とをつなぐ接続面２５ｂを有していてもよい。

第１面７を正面から見た場合に、仮想直線Ｌ１の延長線と、第１面７及び第３面２７の交わる稜線の仮想延長線Ｌ３とのなす角をθ１とする。また、第１面７を正面から見た場合に、仮想直線Ｌ１の延長線と、仮想直線Ｌ４とのなす角をθ２とする。ここで、仮想直線Ｌ４は、第１面７及び第３面２７の交わる稜線のうち中心軸Ｐ１からの距離が最も離れた端部と中心軸Ｐ１とを結ぶ直線である。

θ１がθ２よりも小さい場合には、第１面７を正面から見た場合に第３面２７が仮想直線Ｌ１に対して比較的平行に近い。そのため、第１切刃１７に対して加わる主分力が、ホルダにおける第３面２７に対向する部分で受け止められ易い。従って、インサート１をホルダに安定して固定することが可能である。なお、上記のθ１及びθ２は特に図示はしていない。

また、第１壁面２５は、第１面７を正面から見た場合に、第３面２７と第４面２９との間に位置する第５面３１をさらに有していてもよい。第５面３１は、本体３の外周側に向かって凸状であってもよい。第５面３１が、上記の構成である場合には、第１凹部２１及び貫通穴１９の間の幅が大きく確保され易い。そのため、貫通穴１９の周りにおけるクラックの発生が抑制され易い。

第５面３１が凸状である場合において、第１凹部２１及び貫通穴１９の間の幅が一定となるように第１凹部２１が貫通穴１９に沿って位置していてもよい。この場合には、貫通穴１９の周りにおけるクラックの発生がさらに抑制され易い。

また、第５面３１は、第１面７を正面から見た場合に、本体３の外周側に対し凹状であってもよい。第５面３１が上記の構成である場合には、第１底面２３の面積が広く確保され易い。そのため、インサート１がホルダに安定して固定され易い。

また、本体３は、上記の第１凹部２１に加えて、第１面７から側面１１にわたって位置する第２凹部３３を有していてもよい。図２に示す一例のように、第２凹部３３が、仮想直線Ｌ１に対して第１側面１３の側かつ貫通穴１９の中心軸Ｐ１よりも第１切刃１７から離れて位置していてもよい。また、図８に示す一例のように、第２凹部３３は、第２底面３５と、第２底面３５及び第１面７の間に位置する第２壁面３７とを有していてもよい。

本体３が、第２凹部３３を有している場合には、インサート１における第２凹部３３をホルダに当接させることによって、インサート１をホルダに安定して固定できる。

図２に示す一例のように、第２壁面３７は、第６面３９、第７面４１及び第８面４３を有していてもよい。図２に示す一例のように、第６面３９及び第７面４１が、平坦な面形状であってもよい。また、第８面４３は、第６面３９及び第７面４１の間に位置しており、本体３の外周側に向かって凹状であってもよい。

図２に示す一例においては、第６面３９及び第７面４１のうち相対的に第１切刃１７の近くに位置する面が第７面４１である。また、第６面３９及び第７面４１のうち相対的に第１切刃１７から離れて位置する面が第６面３９である。図２に示す一例のように、第２底面３５が第１面７と平行であってもよい。また、第２壁面３７における第６面３９及び第７面４１が中心軸Ｐ１に対してそれぞれ平行であってもよい。

第２壁面３７における第６面３９及び第７面４１は、中心軸Ｐ１に対してそれぞれ平行であってもよく、また、中心軸Ｐ１に対してそれぞれ傾斜していてもよい。図１０乃至図１２に示す一例における第６面３９は、第２底面３５の側から第１面７の側に向かうにつれて、軸Ｐ１’に近づくように傾斜している。なお、図１０乃至図１２は、第１面７及び第６面３９に直交する断面を示している。

切削加工時において、第１切刃１７に対して逃げ面領域１５ａの側に向かう方向（図１０における下側）に主分力が加わる。そのため、第１面７を正面から見た場合においてインサート１は、貫通穴１９の中心軸Ｐ１を基準として反時計回りの方向に回転し易い。このとき、ホルダにおける第６面３９に対向する部分に力が加わるところ、上記の構成を有する場合には、インサート１が回転する方向（図１１における右方向）だけでなく、貫通穴１９の中心軸Ｐ１に沿った方向（図１１における下方向）にも上記の力を分散させ易い。そのため、インサート１及びホルダが変形しにくく、これらの耐久性が向上する。

また、図１２に示す一例のように、第４面２９が、第１底面２３の側から第１面７の側に向かうにつれて、軸Ｐ１’に近づくように傾斜していてもよい。なお、図１２は、第１面７及び第４面２９に直交する断面を示している。第４面２９の軸Ｐ１’に対する傾斜角は、例えば、２０～７０°程度に設定できる。

切削加工時に加わる主分力によって、本体３には、第１面７を正面から見た場合において貫通穴１９の中心軸Ｐ１を基準として反時計回りの方向に回転しようとする力が加わる。この力に対しては、ホルダにおける第６面３９に対向する部分でインサート１を保持できる。また、切削加工時に本体３に加わる背分力に対しては、ホルダにおける第７面４１に対向する部分でインサート１を保持できる。

第３面２７及び第４面２９のうち、第１切刃１７から離れて位置する面が第４面２９であってもよい。また、第６面３９及び第７面４１のうち、第１切刃１７から離れて位置する面が第６面３９であってもよい。このとき、第１面７を正面から見た場合に、第１面７及び第４面２９の交わる稜線と、第１面７及び第６面３９の交わる稜線との間隔が、第１切刃１７から離れるにつれて広くなっていてもよい。

また、図２に示す一例のように、第１面７及び第４面２９の交わる稜線と、第１面７及び第６面３９の交わる稜線とが平行な方向に延びていてもよい。第１凹部２１及び第２凹部３３が上記の構成である場合には、ホルダへのインサート１の取り付けが容易となる。

さらに、第１面７を正面から見た場合に、仮想延長線Ｌ３及び仮想延長線Ｌ５のなす角の二等分線Ｌ６が、第１面７及び第４面２９の交わる稜線に対して平行であってもよい。また、上記の二等分線Ｌ６が、第１面７及び第６面３９の交わる稜線に対して平行であってもよい。ここで、仮想延長線Ｌ３は、第１面７及び第３面２７の交わる稜線を示している。また、仮想延長線Ｌ５は、第１面７及び第７面４１の交わる稜線を示している。第１凹部２１及び第２凹部３３が上記の構成である場合には、ホルダへのインサート１の取り付けが容易でありつつインサート１をホルダに安定して固定し易い。

なお、上記の二等分線Ｌ６は、第１面７及び第４面２９の交わる稜線に対して厳密に平行である必要はなく、－１０～１０°程度傾斜していてもよい。また同様に、上記の二等分線Ｌ６は、第１面７及び第６面３９の交わる稜線に対して厳密に平行である必要はなく、－１０～１０°程度傾斜していてもよい。

また、第１面７を正面から見た場合において、仮想延長線Ｌ３及び仮想延長線Ｌ７が、インサート１の外部で交わっていてもよい。ここで、仮想延長線Ｌ７は、第１面７及び第６面３９の交わる稜線を示している。

仮想延長線Ｌ３及び仮想延長線Ｌ７が交わる交点がインサート１の外部に位置する場合には、第４面２９及び第６面３９に垂直な方向における、第４面２９及び第６面３９で挟まれた面の幅が広い。そのため、第４面２９及び第６面３９で挟まれた面の肉厚が確保され易く、インサート１の耐欠損性が高い。

図２に示す一例のように、側面１１は、第３側面４５及び第４側面４７を有していてもよい。図２に示す一例のように、第３側面４５は、垂線Ｌ２よりも第１切刃１７から離れて位置しており、曲率半径が一定であってもよい。第４側面４７は、第３側面４５及び第１側面１３の間に位置しており、第３側面４５よりも貫通穴１９との間隔が狭くてもよい。

側面１１が第３側面４５及び第４側面４７を有している場合において、第１切刃１７で生じた切屑が、すくい面領域１３ａを有する第１側面１３上を通り第４側面４７へと流れる場合がある。第４側面４７における貫通穴１９との間隔が上記の通り相対的に狭くなっているときには、第４側面４７上における切屑の流れるスペースが確保され易い。そのため、このような構成を満たすインサート１は、切屑排出性が高い。

本体３の大きさとしては特に限定されない。例えば、第１面７を正面視した場合に、中心軸Ｐ１から第１切刃１７までの長さは３～２０ｍｍ程度であってもよい。また、第１面７及び第２面９の間隔は、例えば２～２０ｍｍ程度であってもよい。

インサート１の材質としては、例えば、超硬合金及び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。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）などのようなチタン化合物を主成分として含有する部材が挙げられる。

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）及びアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などが挙げられる。

次に、実施形態の別の一つの切削インサート１´について図面を用いて説明する。ただし、以下においては、この実施形態のインサート１´における上記した実施形態のインサート１との相違点について主に説明する。そのため、インサート１´は、インサート１と同様の構成を有していてもよく、また、この同様の構成については説明を省略する場合がある。

実施形態の別の一つのインサート１´は、図１３に示すように、概ね平板形状の本体３を有している。

本体３は、第１面７と、第１面７の反対側に位置する第２面９と、第１面７及び第２面９の間に位置する側面１１とを有している。本体３は、第１面７及び第２面９において開口する貫通穴１９を有している。図１３に示す一例における本体３は、第２面９上に位置して第１面７から離れる方向に第２面９から突出する突出部４９を有している。突出部４９は、上記したインサート１における切削部に相当する部分である。

図１３に示す一例における突出部４９は、貫通穴１９の中心軸Ｐ１に沿った方向に突出している。突出部４９は、第１面７から最も離れた箇所に位置する第２切刃５１を有している。具体的には、突出部４９が、第２面９から延びており、すくい面領域を有する第１突出面５３と、第１突出面５３と隣り合っており突出部４９の先端に位置して、逃げ面領域を有する第２突出面５５とを有し、第１突出面５３及び第２突出面５５が交わる稜線の少なくとも一部に位置する第２切刃５１を有している。

上記の通り、インサート１が、第１側面１３及び第２側面１５が交わる稜線の少なくとも一部に位置する第１切刃１７を有している一方で、インサート１´は、第１突出面５３及び第２突出面５５が交わる稜線の少なくとも一部に位置する第２切刃５１を有している。

本体３は、第１面７から側面１１にわたる第１凹部２１を有している。図１４に示す一例における第１凹部２１は、第１底面２３と、第１底面２３及び第１面７の間に位置する第１壁面２５とを有している。インサート１´における第１底面２３及び第１壁面２５をホルダに当接させることによって、インサート１´がホルダに安定して固定され易い。

そして、図１４に示す一例における第１凹部２１は、第１面７を正面から平面透視した場合に仮想直線Ｌ８から離れて位置している。ここで、仮想直線Ｌ８は、第２切刃５１の中心と貫通穴１９の中心軸Ｐ１とを結んでいる。図１４に示す一例におけるインサート１´は、上記の構成を有するため、インサート１と同様に、切削加工時に負荷がかかり易い仮想直線Ｌ８上における耐久性が高い。

＜切削工具＞
次に、本開示の実施形態の切削工具について図面を用いて説明する。

実施形態の切削工具１０１は、図１８などに示すように、ホルダ１０３と、上記の実施形態に代表されるインサート１とを備えている。なお、図１８～図２２においては、切削インサートとしてインサート１を示している。切削工具１０１は、インサート１の代わりにインサート１´を備えていても何ら問題ない。

ホルダ１０３は、第１端１０３ａ（図１８における左下端）から第２端１０３ｂ（図１８における右上端）にかけて延びた棒状であって、第１端１０３ａの側にポケット１０５を有する。

図１９などに示す一例における切削工具１０１は、固定具としてネジ１０７を備えている。ポケット１０５は、図２２に示すように第１端の側から第２端の側に向かって延びたネジ穴１０９を有していてもよい。ネジ１０７をホルダ１０３におけるネジ穴１０９及びインサート１における貫通穴１９に挿入することによって、インサート１をホルダ１０３に固定することが可能である。具体的には、インサート１に形成された貫通穴１９にネジ１０７が挿入され、このネジ１０７の先端がホルダ１０３に形成されたネジ穴１０９に挿入される。そして、ネジ１０７がネジ穴１０９と螺合される。

棒状であるホルダ１０３が伸びている方向は、インサート１における中心軸Ｐ１の延びる方向と一致していてもよい。

ポケット１０５は、図２４に示す一例のように、底部１１１、第１凸部１１３及び第２凸部１１５を有していてもよい。底部１１１は、第１面に対向する部分である。底部１１１は、インサート１における第１面に当接していてもよく、また、平坦な面形状であってもよい。第１凸部１１３は、第１凹部に対向する部分である。第２凸部１１５は、第２凹部に対向する部分である。

第１凸部１１３及び第２凸部１１５はそれぞれ、第２端１０３ｂの側から第１端１０３ａの側に向かう方向に沿って底部１１１から突出していてもよい。第１凸部１１３は、第１凹部に当接していてもよく、また、第２凸部１１５は、第２凹部に当接していてもよい。

図２４に示す一例における第１凸部１１３は、第３面に対向する第９面１１７と、第４面に対向する第１０面１１９とを有している。ポケット１０５は、底部１１１及び第９面１１７の間に位置する第１部位１２３と、底部１１１及び第１０面１１９の間に位置する第２部位１２５とをさらに有している。このとき、第１部位１２３は、底部１１１及び第９面１１７をつなぐ曲面であってもよい。また、第２部位１２５は、底部１１１及び第１０面１１９をつなぐ曲面であってもよい。

図２４および図２５は、第１部位１２３および第２部位１２５が溝形状である一例を示している。具体的には、第１部位１２３にあたる部分を第１溝部１２３、第２部位１２５にあたる部分を第２溝部１２５として示している。このような構成において、第１溝部１２３の幅Ｗ１が、第２溝部１２５の幅Ｗ２よりも大きくてもよい。

インサート１には、切削加工時に、第１切刃に対して逃げ面領域の側に向かう方向に主分力が加わり易い。そのため、インサート１は、ネジ穴１０９の中心軸Ｐ２を基準として時計回りの方向であるＦ１方向に回転し易い。このとき、第３面に対向する第９面１１７に力が加わり易く、底部１１１及び第９面１１７の間に応力が集中し易い。しかしながら、インサート１が上記の構成を有する場合には、底部１１１及び第９面１１７の間に加わる応力の集中が避けられ易い。そのため、ホルダ１０３の強度が高い。

ここで、第１溝部１２３の幅Ｗ１は、図２５に示すように、第１溝部１２３の延びる方向に対して直交する方向における幅によって評価すればよい。なお、図２５は、ホルダ１０３を第１端に向かって見た図である。また、第２溝１２５の幅Ｗ２は、図２５に示すように、第２溝部１２５の延びる方向に対して直交する方向の幅によって評価すればよい。

底部１１１の全体が第１面に当接していてもよく、また、底部１１１の一部のみが第１面に当接していてもよい。第１凸部１１３の全体が第１凹部に当接していてもよく、また、第１凸部１１３の一部のみが第１凹部に当接していてもよい。第２凸部１１５の全体が第２凹部に当接していてもよく、また、第２凸部１１５の一部のみが第２凹部に当接していてもよい。第９面１１７の全体が第３面に当接していてもよく、また、第９面１１７の一部のみが第３面に当接していてもよい。また、第１０面１１９の全体が第４面に当接していてもよく、また、第１０面１１９の一部のみが第４面に当接していてもよい。

また、図２６に示す一例のように、第１溝部１２３は、ホルダ１０３の外周面１２１から離れるにつれて浅くなる部分を有していてもよい。第１溝１２３において、ホルダ１０３の外周面１２１に近い部位ほど応力が集中し易いところ、第１溝１２３が上記の構成を有している場合には、ホルダ１０３の外周面１２１に近い部位における応力の集中が緩和される。また、ホルダ１０３におけるネジ穴１０９付近の肉厚を確保することもできる。そのため、ホルダ１０３の強度を向上することができる。

第１溝１２３の溝底は、曲線形状であってもよく、また、図２６に示す一例のように直線形状であってもよい。

ポケット１０５は、底部１１１において第１端１０３ａの側から第２端１０３ｂの側に向かって延びたネジ穴１０９を有していてもよい。第１溝部１２３は、ネジ穴１０９に接していてもよく、また、ネジ穴１０９から離れていてもよい。図２５に示す一例においては、第１溝部１２３がネジ穴１０９から離れている。

固定具によってインサート１がホルダ１０３に固定される場合には、ホルダ１０３におけるネジ穴１０９の周りには負荷が加わり易い。しかしながら、第１溝部１２３がネジ穴１０９から離れている場合には、負荷の加わり易いネジ穴１０９の周りにおけるホルダ１０３の肉厚が確保され易い。そのため、ネジ穴１０９の周りにおけるクラックの発生が抑制され易い。

ホルダ１０３におけるネジ穴１０９の中心軸Ｐ２と、インサート１における貫通穴１９の中心軸Ｐ１は一致していてもよく、また、ずれていてもよい。これらの中心軸Ｐ１、Ｐ２が一致している場合には、インサート１のホルダ１０３へのネジ止めを容易に行うことができる。

図２２に示す一例においては、中心軸Ｐ２及び中心軸Ｐ１がずれている。図２２においては、ネジを外した状態における、中心軸Ｐ２及び中心軸Ｐ１の位置関係が示されている。また、図２２においては、中心軸Ｐ２が点で示されている。なお、図２２には、ホルダ１０３を第１端に向かって平面透視した場合における切削工具１０１が示されている。

図２２に示す一例において、第１面７及び第３面２７の交わる稜線に平行な仮想直線Ｌ９を設定する。また、仮想直線Ｌ９に平行であって貫通穴１９の中心軸Ｐ１を通る仮想直線を仮想直線Ｌ９´とする。このとき、中心軸Ｐ２が、仮想直線Ｌ９´に対して第１凹部２１の側に位置していてもよい。上記のように中心軸Ｐ２が中心軸Ｐ１に対して偏心している場合には、インサート１をネジ１０７でホルダ１０３に固定した際にネジ１０７が緩みにくい。

また、図２２に示すように、中心軸Ｐ２が、仮想直線Ｌ９´に沿った方向において中心軸Ｐ１よりも第１切刃１７から離れて位置していてもよい。このような場合においても、インサート１をネジ１０７でホルダ１０３に固定した際にネジ１０７が緩みにくい。

ホルダ１０３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てもよい。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、本開示の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。

切削加工物は、被削材を切削加工することによって作製される。実施形態における切削加工物の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）被削材２０１を回転させる工程と、
（２）回転している被削材２０１に上記実施形態に代表される切削工具１０１の第１切刃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２７に示すように、被削材２０１を軸Ｏ１の周りで回転させるとともに、被削材２０１に切削工具１０１を相対的に近づける。次に、図２８に示すように、切削工具１０１における第１切刃を回転している被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。そして、図２９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。

実施形態においては、軸Ｏ１を固定するとともに被削材２０１を回転させた状態で切削工具１０１をＸ１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２８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第１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２９においては、被削材２０１を回転させた状態で切削工具１０１をＸ２方向に移動させることによって遠ざけている。

なお、実施形態の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、切削工具１０１を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、或いは、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るものではない。

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第１切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。

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

以上、本開示に係る実施形態について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。

１、１´・・インサート
３・・・・・本体
５・・・・・切削部
７・・・・・第１面
９・・・・・第２面
１１・・・・側面
１３・・・・第１側面
１３ａ・・・すくい面領域
１５・・・・第２側面
１５ａ・・・逃げ面領域
１７・・・・第１切刃
１９・・・・貫通穴
２１・・・・第１凹部
２３・・・・第１底面
２５・・・・第１壁面
２７・・・・第３面
２９・・・・第４面
３１・・・・第５面
３３・・・・第２凹部
３５・・・・第２底面
３７・・・・第２壁面
３９・・・・第６面
４１・・・・第７面
４３・・・・第８面
４５・・・・第３側面
４７・・・・第４側面
４９・・・・突出部
５１・・・・第２切刃
５３・・・・第１突出面
５５・・・・第２突出面
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０３ａ・・第１端
１０３ｂ・・第２端
１０５・・・ポケット
１０７・・・ネジ
１０９・・・ネジ穴
１１１・・・底部
１１３・・・第１凸部
１１５・・・第２凸部
１１７・・・第９面
１１９・・・第１０面
１２１・・・外周面
１２３・・・第１部位（第１溝部）
１２５・・・第２部位（第２溝部）
２０１・・・被削材
Ｐ１・・・・貫通穴の中心軸
Ｐ２・・・・ネジ穴の中心軸
Ｌ１・・・・仮想直線
Ｌ２・・・・垂線
Ｌ３・・・・仮想延長線
Ｌ４・・・・仮想直線
Ｌ５・・・・仮想延長線
Ｌ６・・・・二等分線
Ｌ７・・・・仮想延長線
Ｌ８・・・・仮想直線
Ｌ９・・・・仮想直線
Ｌ９´・・・仮想直線

Claims (12)

1. 第１面と、
   該第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面の間に位置し、
   すくい面領域を有する凹面形状の第１側面と、
   逃げ面領域を有する平面形状の第２側面とを有する側面と、
   該側面のうち前記第１側面と該第１側面に隣り合う前記第２側面とが交わる稜線の少なくとも一部に位置する第１切刃と、
   前記第１面及び前記第２面において開口する貫通穴とを有する本体を備えたインサートであって、
   前記本体は、それぞれ前記第１面から前記側面にわたる第１凹部及び第２凹部をさらに有し、
   前記第１面を正面から見た場合に、前記第１切刃と前記貫通穴の中心とを結ぶ仮想直線を境界として、前記本体を、前記第１側面が含まれる第１領域と、前記第２側面が含まれる第２領域と、に区分したとき、
   前記第１凹部は、前記第２領域に位置し、
   前記第２凹部は、前記第１領域に位置し、且つ、前記貫通穴の中心よりも前記第１切刃から離れており、
   前記第１凹部は、第１底面と、該第１底面と前記第１面との間に位置する第１壁面とを有し、
   該第１壁面は、
   前記第１面を正面から見た場合に、前記貫通穴の中心を通る前記仮想直線との垂線を挟んで位置する第３面及び第４面と、
   前記第１面を正面から見た場合に、前記第３面と前記第４面との間に位置し、前記本体の外周側に向かって凸状である第５面と、を有することを特徴とするインサート。
2. 第１面と、
   該第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面の間に位置し、
   すくい面領域を有する凹面形状の第１側面と、
   逃げ面領域を有する平面形状の第２側面とを有する側面と、
   該側面のうち前記第１側面と該第１側面に隣り合う前記第２側面とが交わる稜線の少なくとも一部に位置する第１切刃と、
   前記第１面及び前記第２面において開口する貫通穴とを有する本体を備えたインサートであって、
   前記本体は、それぞれ前記第１面から前記側面にわたる第１凹部及び第２凹部をさらに有し、
   前記第１面を正面から見た場合に、前記第１切刃と前記貫通穴の中心とを結ぶ仮想直線を境界として、前記本体を、前記第１側面が含まれる第１領域と、前記第２側面が含まれる第２領域と、に区分したとき、
   前記第１凹部は、前記第２領域に位置し、
   前記第２凹部は、前記第１領域に位置し、且つ、前記貫通穴の中心よりも前記第１切刃から離れており、
   前記第１凹部は、第１底面と、該第１底面と前記第１面との間に位置する第１壁面とを有し、
   該第１壁面は、前記第１面を正面から見た場合に、前記貫通穴の中心を通る前記仮想直線との垂線を挟んで位置する第３面及び第４面を有しており、
   前記第３面及び前記第４面のうち、前記第１切刃から遠い面が前記第４面であり、
   前記第２凹部は、第２底面と、該第２底面と前記第１面との間に位置する第２壁面とを有し、
   該第２壁面は、２つの面として第６面及び第７面を有しており、
   前記第６面及び前記第７面のうち、前記第１切刃から遠い面が前記第６面であり、
   前記第１面を正面から見た場合に、前記第１面及び前記第４面の交わる稜線と、前記第１面及び前記第６面の交わる稜線とが平行な方向に延びていることを特徴とするインサート。
3. 前記第１面を正面から見た場合に、前記第１面及び前記第３面の交わる稜線の仮想延長線と、前記第１面及び前記第７面の交わる稜線の仮想延長線とのなす角の二等分線が、前記第１面及び前記第４面の交わる稜線、並びに前記第１面及び前記第６面の交わる稜線のそれぞれに対して平行であることを特徴とする請求項２に記載のインサート。
4. 前記第１面と交差し、前記貫通穴の中心軸に平行な仮想直線を仮想軸としたとき、
   前記第６面は、前記第１面及び前記第６面に直交する断面において、前記第２底面の側から前記第１面の側に向かうにつれて、前記仮想軸に近づくように傾斜していることを特徴とする請求項２又は３に記載のインサート。
5. 前記第１凹部が前記貫通穴から離れていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のインサート。
6. 第１端から第２端にかけて延びた棒状であって、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乃至５のいずれか１つに記載のインサートと、を有することを特徴とする切削工具。
7. 前記ポケットは、前記第１端の側から前記第２端の側に向かって延びたネジ穴を有し、
   前記貫通穴の中心軸が、前記ネジ穴の中心軸に対して平行であって、
   前記第３面及び前記第４面のうち、前記第１切刃から遠い面が前記第４面であり、
   前記ホルダを前記第１端に向かって平面透視した場合に、前記第１面及び前記第３面の交わる稜線に平行であって、前記貫通穴の中心軸を通る仮想直線に対して、前記ネジ穴の中心軸が、前記第１凹部の側に位置していることを特徴とする請求項６に記載の切削工具。
8. 第１端から第２端にかけて延びた棒状であって、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インサートと、を有する切削工具であって、
   前記インサートは、
   第１面と、
   該第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面の間に位置する側面と、
   該側面のうち第１側面と該第１側面に隣り合う第２側面とが交わる稜線の少なくとも一部に位置する第１切刃と、
   前記第１面及び前記第２面において開口する貫通穴とを有する本体を備え、
   前記本体は、前記第１面から前記側面にわたる第１凹部をさらに有し、
   該第１凹部は、前記第１面を正面から見た場合に、前記第１切刃と前記貫通穴の中心とを結ぶ仮想直線から離れて位置し、
   前記ポケットは、前記第１端の側から前記第２端の側に向かって延びたネジ穴を有し、
   前記貫通穴の中心軸が、前記ネジ穴の中心軸に対して平行であって、
   前記第１凹部は、第１底面と、該第１底面と前記第１面との間に位置する第１壁面とを有し、
   該第１壁面は、前記第１面を正面から見た場合に、前記貫通穴の中心を通る前記仮想直線との垂線を挟んで位置する第３面及び第４面を有しており、
   前記第３面及び前記第４面のうち、前記第１切刃から遠い面が前記第４面であり、
   前記ホルダを前記第１端に向かって平面透視した場合に、前記第１面及び前記第３面の交わる稜線に平行であって、前記貫通穴の中心軸を通る仮想直線に対して、前記ネジ穴の中心軸が、前記第１凹部の側に位置し、
   前記ホルダを前記第１端に向かって平面透視した場合に、前記ネジ穴の中心軸が、前記貫通穴の中心軸よりも、前記第１面及び前記第３面の交わる稜線に平行であって、前記貫通穴の中心軸を通る仮想直線に沿った方向において前記第１切刃から離れて位置していることを特徴とする切削工具。
9. 第１端から第２端にかけて延びた棒状であって、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インサートと、を有する切削工具であって、
   前記インサートは、
   第１面と、
   該第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面の間に位置する側面と、
   該側面のうち第１側面と該第１側面に隣り合う第２側面とが交わる稜線の少なくとも一部に位置する第１切刃と、
   前記第１面及び前記第２面において開口する貫通穴とを有する本体を備え、
   前記本体は、前記第１面から前記側面にわたる第１凹部をさらに有し、
   該第１凹部は、前記第１面を正面から見た場合に、前記第１切刃と前記貫通穴の中心とを結ぶ仮想直線から離れて位置し、
   前記第１凹部は、第１底面と、該第１底面と前記第１面との間に位置する第１壁面とを有し、
   該第１壁面は、前記第１面を正面から見た場合に、前記貫通穴の中心を通る前記仮想直線との垂線を挟んで位置する第３面及び第４面を有しており、
   前記ポケットは、前記第１面に対向する底部と、前記第１凹部に対向する第１凸部とを有しており、
   前記第１凸部は、前記第３面に対向する第９面と、前記第４面に対向する第１０面とを有しており、
   前記ポケットは、前記底部及び前記第９面の間に位置して前記ホルダの外周面において開口する第１溝部と、前記底部及び前記第１０面の間に位置して前記ホルダの外周面において開口する第２溝部とをさらに有しており、
   前記第９面及び前記第１０面のうち、前記第１切刃に近い面が前記第９面であるとき、
   前記第１溝部の幅は前記第２溝部の幅よりも大きいことを特徴とする切削工具。
10. 前記第１溝部は、前記外周面から離れるにつれて浅くなる部分を有する請求項９に記載の切削工具。
11. 前記ポケットは、前記第１端の側から前記第２端の側に向かって延びたネジ穴を有し、
    前記第１溝部は、前記ネジ穴から離れていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の切削工具。
12. 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６乃至１１のいずれか１つ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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