JPWO2015008724A1 - 切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一態様に基づく切削インサート（１）は、第１コーナ切刃（５ａ）と、さらい刃（６）と、接続刃（８）と、主切刃（７）と、第２コーナ切刃（５ｂ）とを順に有する切刃を備え、主切刃（７）が上方に凸の曲線部（７１）、曲線部（７１）から接続刃（８）に向かって延びた第１直線部（７２）、および曲線部（７１）から第２コーナ切刃（５ｂ）に向かって延びた第２直線部（７３）を有し、上面視においては、さらい刃（６）および主切刃（７）がそれぞれ直線形状であるとともに、接続刃（８）が外方に凸の曲線形状であって、側面視においては、さらい刃（６）、接続刃（８）および第１直線部（７２）が直線上に位置している。

Description

本発明は、切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法に関する。

従来、被削材の切削加工に用いられる切削インサートとして、国際公開第２０１３／０２９０７２号（特許文献１）および国際公開第２００４／０８０６３３号（特許文献２）等に開示された切削インサートが知られている。特許文献１、２に開示された切削インサートは、正面フライス加工またはエンドミル加工のような転削加工に用いられる。

切削加工によって加工される被削材の表面である加工面を平滑な仕上げ面とするために、特許文献１、２に開示された切削インサートには、被削材の表面に対して平行なさらい刃が設けられている。しかしながら、特許文献１に開示されている切削インサートは、さらい刃を有しているが、主切刃の切込み角が大きい。切込み角は、ホルダに取り付けた状態での被削材の加工面に対する切刃の傾斜角度である。つまり、特許文献１に開示された切削インサートでは、被削材の切削時に発生する切屑の厚みが大きくなり、主切刃に加わる切削抵抗も大きくなる。そのため、主切刃に熱がこもりやすく、ひいては主切刃が破損する虞がある。従って、切削工具の１刃１回転当たりの移動量である送り量を小さくしなければならない。そこで、特許文献２に開示された切削インサートのように、さらい刃と主切刃とを連続した直線形状にすることで、切込み角を小さく、送り量を大きくすることができる。

特許文献１および２に開示された切削インサートを用いて転削加工を行なった場合の様子を図１に示す。図１に示すように、複数の切削インサート１’を取り付けたホルダ１０１’が一方向に移動しながら、複数の切削インサート１’がホルダ１０１’の外周に沿って回転して被削材Ｗを加工する。加工時は、ホルダ１０１’の回転中心軸Ｙ１が、被削材Ｗの加工面に対する垂直軸Ｙ２よりも、ホルダ１０１’の進行方向Ｌの側に角度θ傾いている。良好な加工面を得るためには、被削材Ｗを加工するときは、ホルダ１０１’を角度θ傾けて、前刃Ａが被削材Ｗを削り、後刃Ｂを仕上げ面から離す必要がある。しかしながら、ホルダ１０１’には、前刃Ａに対して加工面から垂直な方向にかかる背分力Ｐが加わる。前刃Ａに対して背分力Ｐが加わることによって前刃Ａが上方に動かされる一方で、その反動によって後刃Ｂが下方に動いてしまう。そのため、背分力Ｐが大きい場合は、後刃Ｂが下方に大きく動いて仕上げ面に接触する虞がある。

さらい刃を用いて、加工面を凹凸が少ない平滑な仕上げ面に加工した後に、後刃Ｂによって仕上げ面に傷が付くのは、切削加工物の不良の原因となる。特に、特許文献２に開示された切削インサートでは、さらい刃とつながる主切刃の切込み角が小さく、背分力が大きいため、仕上げ面に傷が付く虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、切刃が破損する虞を低減しつつ、仕上げ面に傷が付くことを抑制することが可能な切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法を提供することにある。

本発明の一態様に基づく切削インサートは、多角形状であって、辺部ならびに該辺部に隣接する第１角部および第２角部を有する上面と、該上面に対応する多角形状である下面と、該下面および前記上面の間に設けられた側面と、前記上面と前記側面との交線部であって、前記第１角部に位置した第１コーナ切刃と、前記上面と前記側面との交線部であって、前記第２角部に位置した第２コーナ切刃と、前記上面と前記側面との交線部であって、前記辺部に設けられたさらい刃と、前記上面と前記側面との交線部であって、前記辺部における前記第２コーナ切刃と前記さらい刃との間に設けられた主切刃と、前記上面と前記側面との交線部であって、前記さらい刃と前記主切刃との間に設けられた接続刃とを備え、上面視して、前記さらい刃および前記主切刃はそれぞれ直線形状であって、前記接続刃は外方に凸の曲線形状であって、側面視して、前記主切刃が上方に凸の形状であって、上方に凸の曲線部、該曲線部から前記接続刃に向かって延びた第１直線部、および前記曲線部から前記第２コーナ切刃に向かって延びた第２直線部を有するとともに、前記さらい刃、前記接続刃および前記第１直線部が直線上に位置していることを特徴とする。

従来の切削インサートを用いて切削加工を行なった状態を模式した側面図である。 本発明の一実施形態の切削インサートを示す斜視図である。 図２に示す切削インサートの側面図である。 図２に示す切削インサートの上面図である。 図４に示す切削インサートの一部を拡大した上面図である。 図４に示す切削インサートのＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図４に示す切削インサートのＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 図４に示す切削インサートのＣ−Ｃ断面を示す断面図である。 本発明の一実施形態の切削工具を示す斜視図である。 図９に示す切削工具の側面図である。 図１０に示す切削工具の一部を拡大した側面図である。 図１１に示す切削工具の一部をさらに拡大した側面図である。 本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。

＜切削インサート＞
以下、一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２〜８を用いて説明する。なお、図２の二点鎖線は、インサート１の中心軸Ｘを示している。図５は、図４に示すインサート１の一部を切り取って拡大した上面図である。図２〜８に示すように、本実施形態のインサート１は、スローアウェイチップであって、下面２と、上面３と、下面２および上面３の間に設けられた側面４と、上面３と側面４との交線部に位置した切刃とを備えている。切刃は、第１コーナ切刃５ａと、第２コーナ切刃５ｂと、さらい刃６と、主切刃７と、接続刃８とを備えている。

上面３は、多角形状であって、辺部ならびに辺部に隣接する第１角部および第２角部を有している。また、下面２は、上面３に対応する多角形状である。本実施形態におけるインサート１の下面２および上面３は、それぞれ複数の角部を有する四角形状である。ただし、本実施形態における角部は厳密な意味での角ではなく、上面視して湾曲した形状である。ここで、上面視とはインサート１の上面３をインサート１の上方から鉛直に見た状態をいう。

第１コーナ切刃５ａは、上面３と側面４との交線部であって、第１角部に位置している。第２コーナ切刃５ｂは、上面３と側面４との交線部であって、第２角部に位置している。さらい刃６、主切刃７および接続刃８は、上面３と側面４との交線部であって、辺部に設けられている。主切刃７は、辺部における第２コーナ切刃５ｂとさらい刃６との間に設けられている。そのため、さらい刃６は、主切刃７よりも第１角部に近い位置に設けられている。また、主切刃７は、さらい刃６よりも第２角部に近い位置に設けられている。接続刃８は、切刃におけるさらい刃６と主切刃７とを接続する部分である。そのため、接続刃８は、切刃におけるさらい刃６と主切刃７との間に設けられている。

上面視において、さらい刃６および主切刃７はそれぞれ直線形状である。また、さらい刃６と主切刃７との間に位置する接続刃８は、外方に凸の曲線形状である。一方、側面視において、主切刃７は、曲線部７１、第１直線部７２および第２直線部７３を有している。ここで、側面視とは、インサート１の側面４をインサート１の側方から水平に見た状態をいう。曲線部７１は、上方に凸の曲線形状である。第１直線部７２は、曲線部７１から接続刃８に向かって延びている。第２直線部７３は、曲線部７１から第２コーナ切刃５ｂに向かって延びている。そのため、主切刃７は、全体として上方に凸の形状である。このとき、さらい刃６、接続刃８および第１直線部７２が１つの直線上に位置している。

インサート１には、上下に貫通する貫通孔Ｈが形成されている。貫通孔Ｈは、上面３の中央部分から下面２の中央部分にかけて形成されている。貫通孔Ｈは、ネジを通す穴であって、ネジをホルダにネジ止めすることによって、インサート１をホルダに固定するために用いられる。なお、貫通孔Ｈは上面視して円形状であって、例えば直径が２〜１２ｍｍである。

貫通孔Ｈが上面３の中心から下面２の中心にかけて形成されていることから、貫通孔Ｈの中心軸Ｘは、上下方向に延びている。そこで以下において、本実施形態のインサート１における各構成部位の上下方向の位置を評価するため、中心軸Ｘに対して直交する仮想平面Ｓを設定する。なお、本実施形態のインサート１のように上面３および下面２が四角形状である場合には、上面３における対角線の交点が上面３の中心となり、また、下面２における対角線の交点が下面２の中心となる。

インサート１の材質としては、例えば、超硬合金ある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、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−Ｃｏ、ＷＣ−Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、あるいはＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏがある。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り、具体的には、炭化チタン（ＴｉＣ）、または窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物が挙げられる。

インサート１の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法または物理蒸着（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）またはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などが挙げられる。

インサート１は、下面２または上面３の最大幅が５〜２０ｍｍである。また、下面２から上面３までの高さは２〜８ｍｍである。なお、上面３および下面２の形状としては、上記の形態に限定されるものではない。例えば、上面視した場合の上面３の形状が三角形、五角形、六角形または八角形のような多角形であってもよい。

上面３は、図２に示すように、ランド面３１、すくい面３２および平坦面３３を有している。ランド面３１は、上面３の外縁に相当する切刃と連続している。すくい面３２は、図６および図７に示すように、ランド面３１よりも貫通孔Ｈに近い領域に設けられている。また、すくい面３２は、貫通孔Ｈに向かうにつれて高さが低くなる傾斜面である。平坦面３３は、図７および図８に示すように、すくい面３２よりも貫通孔Ｈに近い領域に設けられている。また、平坦面３３は、貫通孔Ｈの貫通方向に沿った中心軸Ｘに対して直交する平坦な面である。なお、本実施形態における下面２は、中心軸Ｘに対して直交する平坦な面である。

ランド面３１は、切刃と連続しており、切刃よりも貫通孔Ｈに近い領域に設けられている。ランド面３１は、図２または図４に示すように、切刃に沿って設けられた幅の狭い帯状の面領域をいう。なお、図８に示すように、本実施形態のランド面３１における第２コーナ切刃５ｂに近い領域の一部は、上面３の中心に向かうにつれて高さが高くなっている。

ランド面３１と側面４との交線部には切刃が形成されている。ランド面３１は、切刃の強度を高めるために設けられている。ランド面３１の内側に位置するすくい面３２は、図６に示すように、上面３の中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面である。そのため、すくい面３２と側面４とのなす内角は小さい。しかしながら、ランド面３１と側面４とのなす内角は、すくい面３２と側面４とのなす内角よりも大きいので、ランド面３１によって、切刃の強度を高めることができる。なお、上面３の外縁とすくい面３２の外縁との間隔で示されるランド面３１の幅は、切削条件によって適宜設定されるが、０．０５〜０．５ｍｍの範囲で設定される。

すくい面３２は、ランド面３１と連続しており、ランド面３１よりも中心軸Ｘに近い領域に設けられている。すくい面３２は、主切刃７において切削された切屑が擦過する面をいう。そのため、被削材の切屑はすくい面３２の表面を伝うように流れる。すくい面３２は、図６または図７に示す領域においては、切屑処理を良好にするために、上面３の中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面となっている。

特に図示しないが、すくい面３２に垂直な断面における下面２とすくい面３２とのなす角で示される傾斜角度は、例えば５°〜３０°の範囲で設定すればよい。すくい面３２は、上面３の中心に向かうにつれて高さが低くなっていればよいので、傾斜角度の互いに異なる複数の領域によって構成されていてもよく、また、凹曲線形状となっていてもよい。

また、すくい面３２は、図８に示す領域においては、第２コーナ切刃５ｂと貫通孔Ｈとの間において、平坦面３３よりも高さが低くなっている。そのため、主切刃において切削された切屑が、すくい面３２における第２コーナ切刃５ｂと貫通孔Ｈとの間の領域で詰まりにくくなる。すなわち、切屑が上記の領域に引っ掛かることに起因する、インサート１と被削材との間での切屑の詰まりが発生しにくくなる。その結果、詰まった切屑によってインサート１が欠けることを抑制できる。

平坦面３３は、すくい面３２よりも上面３の内側に位置しており、すくい面３２よりも貫通孔Ｈに近い領域に設けられている。平坦面３３よりも中心軸Ｘに近い領域には貫通孔Ｈが設けられている。平坦面３３を設けることで、クランパーと呼ばれる押さえ具（不図示）を用いてインサート１をホルダに固定できる。具体的には、クランパーおよびホルダによって、インサート１の下面２および平坦面３３を挟持することができ、クランパーおよびホルダの間でインサート１を固定できる。

このとき、平坦面３３は、図７に示すように、主切刃７よりも下方に位置していることが好ましい。平坦面３３が主切刃７よりも下方に位置していることで、切屑が平坦面３３に当たりにくくなる。被削材に主切刃７が接触している際に、主切刃７よりもホルダの回転方向の後方に平坦面３３が位置することになるので、平坦面３３に切屑が飛びにくくなる。そのため、平坦面３３に切屑が被着しにくくなる。平坦面３３に切屑が被着していないことによって、ホルダに対してインサート１を回転させて使用する主切刃７を交換する際に、円滑に主切刃７の交換を行なうことができる。

また、平坦面３３は、図８に示す領域においては、第２コーナ切刃５ｂよりも上方に位置している。第２コーナ切刃５ｂを用いて切削加工するときには、平坦面３３が第２コーナ切刃５ｂよりも上方に位置しているため、すくい面３２と平坦面３３を接続する傾斜面３４に切屑が当たるようにコントロールすることができる。傾斜面３４は、すくい面３２よりも高く平坦面３３よりも低い位置にある。その結果、平坦面３３に切屑が被着するのを抑制できる。

側面４は、下面２および上面３の間に設けられている。側面４は、逃げ面として機能し、上面３の外縁における切刃に接続されている。側面４には、図２または図３に示すように、段差が形成されている。側面視して、段差よりも上方に位置する側面４の上部４ａは、切刃に接続されている。上部４ａは、切刃の形状に合わせて凹凸が設けられた形状となっている。一方、側面視して、段差よりも下方に位置する側面４の下部４ｂは、上面３における辺部の下方に位置する平坦部４１と、上面３における第１角部および第２角部を含む角部の下方に位置し、異なる平坦部４１同士を接続する湾曲部４２とを有している。平坦部４１は、側面視して下面２に平行な方向（図３における左右方向）に沿った長さが、例えば５〜２０ｍｍの範囲で設定され、側面視して下面２に直交する方向（図３における上下方向）に沿った長さが、２〜８ｍｍの範囲で設定される。

側面４に平坦部４１が設けられていることで、側面４の下部４ｂにおける平坦部４１の形状が同じ形状であれば、側面４の上部４ａの形状を適宜変更するだけで、ホルダ自体の形状を変更せずに、複数種類の切削インサートをホルダに取り付けることができる。その結果、被削材の材質または大きさに応じて、必要な切削インサートを選び、ホルダに取り付けるだけで、被削材を所望する形状に加工することができる。つまり、ホルダ自体を切削インサートに対応させた物に取り換える必要がなくなり、切削加工物の製造方法を単純化することができ、切削加工物の生産性を向上させることができる。

本実施形態に係るインサート１は、上面視して四角形状であり、４つの辺部と４つの角部とを有している。各辺部には、２つの角部が対となって隣接している。そのため、本実施形態に係るインサート１は、４つのさらい刃６、４つの主切刃７、および４つの接続刃８を有している。そして、上面３の外縁に沿った主切刃７同士の間には、コーナ切刃が設けられている。そのため、コーナ切刃は、第１コーナ切刃５ａおよび第２コーナ切刃５ｂを含む４つ形成されている。

本実施形態のインサート１では、４つの辺部の１つを基準にして、この辺部に隣接する一対の角部を第１の角部および第２の角部としている。そして、この第１の角部に位置するコーナ切刃を第１コーナ切刃５ａとしている。また、第２の角部に位置するコーナ切刃を第２コーナ切刃５ｂとしている。

なお、本実施形態のインサート１は、上面視して四角形状であるため、さらい刃６、主切刃７、接続刃８およびコーナ切刃がそれぞれ４つずつ形成されるが、これに限られない。さらい刃６、主切刃７、接続刃８およびコーナ切刃の数は、上面視したときのインサート１の多角形状に応じて、例えば、３つ，５つあるいは６つ以上であっても構わない。

本実施形態のインサート１を用いた図９または図１０に示す切削工具１００においては、４つの主切刃のうちの１つが被削材の切削加工に用いられる。ここで、長時間の切削加工によって使用している主切刃が劣化した場合には、インサート１をホルダ１０１から一旦取り外した後に、インサート１を中心軸Ｘに対して９０°回転させて再度ホルダ１０１に取り付ければよい。これにより、未使用の他の主切刃を被削材の切削加工に用いることができる。

なお、上面３と側面４との交線部は、特に図示しないが、２つの面が交わることによる厳密な線形状ではない。上面３と側面４との交線部が鋭角に尖っていると、切刃の耐久性が低下する。そのため、上面３と側面４とが交わる部分がわずかに曲面形状となっている、いわゆるホーニング加工が施されていてもよい。

さらい刃６は、上面３の辺部に設けられている。具体的には、さらい刃６は、第１コーナ切刃５ａと第２コーナ切刃５ｂとの間の辺部であって、第１コーナ切刃５ａ寄りに設けられている。さらい刃６は、図５に示すように、上面視して直線形状である。さらい刃６は、インサート１をホルダに取り付けた状態で、被削材の加工面に対して略平行となり、仕上げ面に対しても傾かないようにされている。そのため、仕上げ面の凹凸を小さくし、平坦に仕上げることができる。なお、ここで、略平行とは、０．５°以下の角度で傾いているものも含まれる。さらい刃６の長さは１〜３ｍｍの範囲で設定される。

また、第１コーナ切刃５ａおよび第２コーナ切刃５ｂは、それぞれ外方に凸の曲線形状であるが、図５に示すように、上面視した場合に、曲率半径が互いに異なる３つの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって構成されている。Ｒ１における曲率半径は、５ｍｍから５０ｍｍに設定されている。Ｒ２における曲率半径は、０．５ｍｍから１ｍｍに設定されている。Ｒ３における曲率半径は、１．４ｍｍから２．５ｍｍに設定されている。また、Ｒ１からＲ３までの曲率半径の大小関係は、Ｒ２における曲率半径がＲ１およびＲ３における曲率半径よりも小さく、Ｒ３における曲率半径がＲ１における曲率半径よりも小さくなるように設定されている。つまり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３における曲率半径は、Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ１となるように設定されている。

第２コーナ切刃５ｂにおける被削材に対する切り込み角度が大きく変化する箇所は、欠損しやすい傾向にある。かかる第２コーナ切刃５ｂについて、曲率半径が小さいＲ２の部分を第２コーナ切刃５ｂの中央に設けることで、隣接する主切刃７同士を大きな円弧で緩やかにつなげることができる。その結果、本実施形態に係るインサート１は、第２コーナ切刃５ｂでの欠損が抑制される。

さらい刃６は、図３に示すように、側面視において直線形状であって第１コーナ切刃５ａから接続刃８に向かって上方に傾斜している。さらい刃６は、第１コーナ切刃５ａとの接続箇所で上下方向の高さが最も低くなっている。各コーナ切刃は同じ高さに設定されており、切刃における高さの最も低い箇所はコーナ切刃に位置している。その結果、コーナ切刃と貫通孔との間において、すくい面の高さ位置を平坦面の高さ位置よりも低くすることができ、ひいては上述したように、切屑がコーナ切刃と貫通孔との間の領域において引っ掛かる可能性を低減できる。

主切刃７は、上面３の辺部に設けられている。具体的には、主切刃７は、第１コーナ切刃５ａと第２コーナ切刃５ｂとの間であって、第２コーナ切刃５ｂ寄りに設けられている。主切刃７は、被削材を切削する際に主要な刃として用いられる。主切刃７は、図５に示すように、上面視した場合において直線形状である。

一方、主切刃７は、側面視において、曲線部７１、第１直線部７２および第２直線部７３を有している。曲線部７１は、上方に凸の曲線形状である。第１直線部７２は、曲線部７１から接続刃８に向かって延びている。第２直線部７３は、曲線部７１から第２コーナ切刃５ｂに向かって延びている。そのため、主切刃７は、図３に示すように側面視した場合には、頂部７ｐを有し、全体として上方に凸の屈曲形状となっている。

主切刃７は、側面視した場合に全体が直線形状ではなく、上に凸の屈曲形状である。主切刃７が上面３に平行な直線形状である場合と比較して、主切刃７の全体が被削材に対して傾斜して接触させ易くなる。そのため、主切刃７の切削抵抗を小さくできるので、被削材を良好に加工できる。

ここで仮に、主切刃７の全てが直線形状である場合について説明する。インサート１の主切刃７が被削材の表面に食い付き始める際に、インサート１に強いびびり振動が発生する。主切刃７の全てが単に直線形状である場合は、被削材に主切刃７が当たり始める角度によっては、被削材に主切刃７の全部が同時に当たり始めることがある。このような場合には、大きな衝撃がインサート１に加わり、びびり振動が発生する原因となってしまう。びびり振動が発生すると切削条件を上げることができないため、加工能率を向上させることができない。

また仮に、主切刃７の全てが上方に凸の曲線形状である場合には、被削材に対して主切刃７が点で当たり始めることもあるが、被削材に食い付き始めると、主切刃７の全てが直線形状であるものと比較して、主切刃７の全長が長くなる。そのため、主切刃７の全てが上方に凸の曲線形状の場合には、インサート１に強い衝撃が加わり続ける時間が長くなってしまう。

本実施形態に係るインサート１は、主切刃７が、側面視した場合において、頂部７ｐを有し、上方に凸の屈曲形状である。そのため、主切刃７が被削材に食い付き始める際に主切刃７の全体が同時に被削材に当たることがなく、さらに、主切刃７の全体が上方に凸の曲線形状である場合と比較して、主切刃７の全体の長さを短くすることができる。従って、本実施形態に係るインサート１は、切削抵抗を低減することができ、衝撃を緩和し、インサート１が被削材に食い付き始める際の切削抵抗の上昇を抑えることができる。切込み量が比較的小さい場合であっても安定して曲線部７１を被削材に食い付かせるため、第２直線部７３は、側面視して第１直線部７２よりも長いことが好ましい。

また、主切刃７は、図３に示すように、曲線部７１が第１コーナ切刃５ａよりも第２コーナ切刃５ｂの近くに位置しており、最も上方に位置する頂部７ｐが、第２コーナ切刃５ｂの側に寄って設けられている。具体的には、インサート１を側面視した場合において、仮想平面Ｓに平行な方向での頂部７ｐと第１コーナ切刃５ａとの間隔が、仮想平面Ｓに平行な方向での頂部７ｐと第２コーナ切刃５ｂとの間隔よりも長い。

頂部７ｐは、第１コーナ切刃５ａおよび第２コーナ切刃５ｂの高さ位置と比較して、上方に例えば０．２〜１．２ｍｍ高い位置に形成されている。そして、主切刃７は、図３に示すように、側面視して、仮想平面Ｓに平行な方向での長さが５ｍｍ〜２５ｍｍであって、頂部７ｐが中心軸Ｘに対して第２コーナ切刃５ｂの側に０．５〜１．５ｍｍずれて形成されている。また、主切刃７は、接続刃８に接続される一端から曲線部７１までの第１直線部７２が直線形状であって、曲線部７１から第２コーナ切刃５ｂに接続される他端までの第２直線部７３が直線形状である。側面視した場合における仮想平面Ｓに対する第１直線部７２の傾斜角度が７〜１１°であって、仮想平面Ｓに対する第２直線部７３の傾斜角度が４〜６°である。

上面３の辺部におけるさらい刃６と主切刃７との間には、接続刃８が設けられている。接続刃８は、さらい刃６と主切刃７とを接続している。接続刃８は、上面視した場合において外方に凸の曲線形状である。接続刃８がこのような曲線形状であることによって、さらい刃６を被削材の加工面に対して略平行にするとともに、主切刃７を被削材の加工面に対して傾斜させることができる。本実施形態における接続刃８は、円弧形状である。接続刃８の曲率半径は特に限定されるものではないが、例えば０．５ｍｍから４ｍｍに設定される。

上面視した場合において、さらい刃６および主切刃７がそれぞれ直線形状であることから、さらい刃６および主切刃７に沿った仮想直線をそれぞれ設定する。さらい刃６と主切刃７との間に位置する接続刃８は外方に凸の曲線形状であることから、接続刃８は上記の仮想直線から外れて位置することになる。すなわち、仮想直線上に位置する部分と仮想直線から外れた部分との境界が、さらい刃６と接続刃８との境界および主切刃７と接続刃８との境界になる。これにより、接続刃８の範囲が明確になる。上面視した場合において接続刃８の上の任意の３点を選択し、これらの点を通る仮想円を設定することによって、接続刃８の曲率半径を評価することができる。

接続刃８は、側面視した場合において直線形状である。そして、さらい刃６、接続刃８および主切刃７の第１直線部７２が１つの直線上に位置している。さらい刃６で生じる切屑の厚みと主切刃７で生じる切屑の厚みとが異なるため、さらい刃６と主切刃７とを接続する接続刃８には負荷が集中し易い。しかしながら、さらい刃６、接続刃８および第１直線部７２が１つの直線上に位置していることによって、さらい刃６に加わる切削抵抗と主切刃７に加わる切削抵抗との間での変化を小さくできる。そのため、接続刃８への負荷の集中を低減できる。

本実施形態に係るインサート１は、図１０〜図１２に示すように、第１コーナ切刃５ａ、さらい刃６、接続刃８および主切刃７の一部がホルダ１０１の先端面よりも被削材に向かって突出するようにホルダ１０１に取り付けられる。このとき、アキシャルレーキが正の値となるようにインサート１がホルダ１０１に取り付けられる。被削材に主切刃７が当たり始めるときに、頂部が主切刃７に設けられていることで、被削材と主切刃７の接触する箇所を小さく抑えることができる。なお、図１２は図１１の一部を図示したものであり、さらい刃６に対して平行な平行線ＰＬ、ＰＬ’がそれぞれ一点鎖線で示されている。

インサート１を上面視した場合においては、主切刃７は直線形状である。しかしながら、アキシャルレーキが正の値であることから、側面視した場合において、主切刃７は、インサート１がホルダ１０１に取り付けられた状態において、さらい刃６に沿った平面方向に対する、第１直線部７２の傾斜角度が、第２直線部７３の傾斜角度よりも大きい。

具体的には、インサート１をホルダ１０１に取り付けた状態では、図１２に示すように、さらい刃６に沿った平行線ＰＬに対する主切刃７の第１直線部７２の傾斜角度と、平行線ＰＬ’に対する主切刃７の第２直線部７３の傾斜角度とが異なる値となる。本実施形態においては、第１直線部７２の傾斜角度、いわゆる切込み角θ１が１４〜１５°に設定される。また、第２直線部７３の傾斜角度、いわゆる切込み角θ２が１１．５〜１２．５°となるように設定される。本実施形態のインサート１は、切込み角が２０°未満に設定されている。切込み角を２０°未満とすることによって、被削材を高い送り量で切削した場合であっても、切屑の厚みが薄いので、切削抵抗を抑えることができる。そのため、主切刃７に熱が発生しにくくなる。その結果、主切刃７の熱による摩耗を低減できる。

主切刃７は、第１直線部７２の切込み角θ１が、第２直線部７３の切込み角θ２よりも大きいため、ホルダ１０１に加わる背分力を低減することができる。その結果、切削工具１００が被削材を切削する際に、切削した仕上げ面に後刃を接触しにくくすることができる。ひいては、さらい刃６で平滑にした仕上げ面を傷付きにくくすることができる。

具体的には、第１直線部７２の切込み角θ１および第２直線部７３の切込み角θ２がいずれも大きな値である場合には、第２直線部７３で生じる切屑の厚みが大きくなる。第２直線部７３は、第１直線部７２よりもホルダ１０１の回転中心軸から離れて位置していることから、第２直線部７３に加わる負荷の力積が大きい。逆に、第１直線部７２の切込み角θ１および第２直線部７３の切込み角θ２がいずれも小さな値である場合には、切込み量を確保するために主切刃７の長さを長くしなければならない。そのため、ホルダ１０１に加わる背分力が大きくなる。

本実施形態においては、切込み角θ１が切込み角θ２よりも大きいことから、第１直線部７２において切込み量を確保することができ、ホルダ１０１に加わる背分力を小さく抑えることができる。また、切込み角θ２が切込み角θ１よりも小さいことから、第２直線部７３に加わる負荷の力積を小さく抑えることができる。結果として、主切刃７に加わる負荷を低減することによって切刃が破損する虞を低減しつつ、ホルダ１０１に加わる背分力を小さく抑えることによって仕上げ面に傷が付くことを抑制できる。

このとき、側面４の上部４ａが、図３に示すように、第１領域４ａ１、第２領域４ａ２および第３領域４ａ３を有している。第１領域４ａ１は、側面４の上部４ａにおける第１直線部７２の下方に位置する領域である。第２領域４ａ２は、側面４の上部４ａにおける第２直線部７３の下方に位置する領域である。第３領域４ａ３は、側面４の上部４ａにおける曲線部７１の下方に位置する領域である。

なお、本発明は上述の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において種々の変更、改良等が可能である。

＜切削工具＞
次に、本発明の一実施形態の切削工具１００について図９〜１２を用いて説明する。図９〜１２は、インサート１がホルダ１０１のインサートポケット１０２（以下、単にポケット１０２ともいう）にネジ１０３によって取り付けられた状態を示している。なお、図９および図１０の二点鎖線は、切削工具１００の回転中心軸Ｙ１を示している。

本実施形態の切削工具１００は、図９〜１１に示すように、回転中心軸Ｙ１を有し、先端側の外周面に複数のポケット１０２を有するホルダ１０１と、ポケット１０２にそれぞれ装着される上記のインサート１とを備えている。

ホルダ１０１は、回転中心軸Ｙ１を中心とする略円柱形状をなす。そして、ホルダ１０１の先端側の外周面には、ポケット１０２が不等間隔に複数設けられている。なお、ホルダ１０１には、ポケット１０２が等間隔に複数設けられていてもよい。ポケット１０２は、インサート１が装着される部分であり、ホルダ１０１の外周面および先端面に開口している。ホルダ１０１には複数のポケット１０２が形成されていることからも明らかであるように、ホルダ１０１は厳密な円柱形状ではない。

そして、ホルダ１０１に設けられた複数のポケット１０２に、インサート１が装着される。複数のインサート１は、切刃の一部がホルダ１０１の先端面から前方、すなわちホルダ１０１の先端面よりも被削材に向かって突出するように装着される。具体的には、複数のインサート１は、第１コーナ切刃５ａ、さらい刃６、接続刃８および主切刃７の一部がホルダ１０１の先端面から突出するようにホルダ１０１に装着されている。

このとき、さらい刃６がホルダ１０１の先端面から最も突出した位置に固定される。インサート１は、図１１に示すように、さらい刃６がホルダ１０１の先端面から前方に向かって突出するようにポケット１０２に装着される。このとき、さらい刃６がホルダ１０１の先端面に対して略平行となるように取り付けられる。

本実施形態においては、インサート１は、ネジ１０３によって、ポケット１０２に装着されている。すなわち、インサート１の貫通孔にネジ１０３を挿入し、このネジ１０３の先端をポケット１０２に形成されたネジ孔（不図示）に挿入して、ネジ１０３をネジ孔に固定させることによって、インサート１がホルダ１０１に装着されている。なお、ホルダ１０１の材質としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、これらの材質の中で靱性の高い鋼を用いることが好ましい。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法について図１３〜１５を用いて説明する。図１３〜図１５は、切削加工物の製造方法を示している。なお、図１３〜１５の二点鎖線は、切削工具１００の回転中心軸Ｙ１を示している。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。本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）上記実施形態に代表される切削工具１００を回転させる工程と、
（２）回転している切削工具１００における主切刃７を被削材Ｗに接触させる工程と、
（３）切削工具１００を被削材Ｗから離す工程と、
を備えている。

より具体的には、まず、切削工具１００を回転中心軸Ｙ１の周りで回転させながら被削材Ｗに相対的に近付ける。次に、図１３および図１４に示すように、切削工具１００の主切刃７を被削材Ｗに接触させて、被削材Ｗを切削する。そして、図１５に示すように、切削工具１００を被削材Ｗから相対的に遠ざける。このようにして切削加工物が製造される。

本実施形態においては、被削材Ｗを固定するとともに切削工具１００を被削材Ｗに近付けている。また、図１３および図１４においては、被削材Ｗを固定するとともに切削工具１００を回転中心軸Ｙ１の周りで回転させている。また、図１５においては、被削材Ｗを固定するとともに切削工具１００を被削材Ｗから遠ざけている。なお、本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、被削材Ｗを固定するとともに切削工具１００を動かしているが、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Ｗを切削工具１００に近付けてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材Ｗを切削工具１００から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具１００を回転させた状態を維持して、被削材Ｗの異なる箇所にインサート１の主切刃７を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している主切刃７が摩耗した際には、インサート１を貫通孔の中心軸に対して９０度回転させて、未使用の主切刃７を用いればよい。なお、被削材Ｗの材質の代表例としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄または非鉄金属などが挙げられる。

１ 切削インサート（インサート）
２ 下面
３ 上面
３１ ランド面
３２ すくい面
３３ 平坦面
３４ 傾斜面
４ 側面
４ａ 上部
４ａ１ 第１領域
４ａ２ 第２領域
４ａ３ 第３領域
４ｂ 下部
４１ 平坦部
４２ 湾曲部
５ａ 第１コーナ切刃
５ｂ 第２コーナ切刃
６ さらい刃
７ 主切刃
７１ 曲線部
７２ 第１直線部
７３ 第２直線部
７ｐ 頂部
８ 接続刃
Ｘ 中心軸
Ｓ 仮想平面
ＰＬ、ＰＬ’ 平行線
Ｈ 貫通孔
１００ 切削工具
１０１ ホルダ
１０２ インサートポケット（ポケット）
１０３ ネジ
Ｙ１ 回転中心軸
Ｗ 被削材

Claims (6)

1. 多角形状であって、辺部ならびに該辺部に隣接する第１角部および第２角部を有する上面と、
   該上面に対応する多角形状である下面と、
   該下面および前記上面の間に設けられた側面と、
   前記上面と前記側面との交線部であって、前記第１角部に位置した第１コーナ切刃と、
   前記上面と前記側面との交線部であって、前記第２角部に位置した第２コーナ切刃と、
   前記上面と前記側面との交線部であって、前記辺部に設けられたさらい刃と、
   前記上面と前記側面との交線部であって、前記辺部における前記第２コーナ切刃と前記さらい刃との間に設けられた主切刃と、
   前記上面と前記側面との交線部であって、前記さらい刃と前記主切刃との間に設けられた接続刃とを備え、
   上面視して、前記さらい刃および前記主切刃はそれぞれ直線形状であって、前記接続刃は外方に凸の曲線形状であって、
   側面視して、前記主切刃が上方に凸の形状であって、上方に凸の曲線部、該曲線部から前記接続刃に向かって延びた第１直線部、および前記曲線部から前記第２コーナ切刃に向かって延びた第２直線部を有するとともに、前記さらい刃、前記接続刃および前記第１直線部が直線上に位置していることを特徴とする切削インサート。
2. 請求項１に記載の切削インサートであって、
   前記曲線部は、前記第１コーナ切刃よりも前記第２コーナ切刃の近くに位置していることを特徴とする切削インサート。
3. 請求項１または２に記載の切削インサートであって、
   側面視して、前記第１直線部よりも前記第２直線部が長いことを特徴とする切削インサート。
4. 先端部に複数のインサートポケットを有するホルダと、
   前記主切刃が前記ホルダから突出して前記インサートポケットに装着された、請求項１〜３のいずれか１つに記載の切削インサートとを備えたことを特徴とする切削工具。
5. 請求項４に記載の切削工具であって、
   側面視して、前記主切刃は、前記切削インサートが前記インサートポケットに装着された状態において、前記さらい刃に沿った平面方向に対する、前記第１直線部の傾斜角度が、前記第２直線部の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする切削工具。
6. 請求項４または請求項５に記載の切削工具を回転させる工程と、
   回転している前記切削工具における前記主切刃を被削材に接触させる工程と、
   前記切削工具を前記被削材から離す工程とを備えたことを特徴とする切削加工物の製造方法。