(57)【要約】  本発明の一態様に係る切削インサート１は、下面５と、上面３と、下面５および上面３のそれぞれに接続された側面７と、上面３と側面７との交線部に位置した上切刃９とを備え、上切刃９は、下面５に向かって窪んだ複数の第１の凹部２３を有し、側面７は、平面透視した場合に、上切刃９よりも上面３の中心に向かって窪んだ複数の第２の凹部２５を有し、複数の第２の凹部２５のそれぞれの少なくとも一部は、複数の第１の凹部２３における第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置している。
2013180160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面と、
上面と、
前記下面および前記上面のそれぞれに接続された側面と、
前記上面と前記側面との交線部に位置した上切刃とを備えた切削インサートであって、
前記上切刃は、前記下面に向かって窪んだ複数の第１の凹部を有し、
前記側面は、平面透視した場合に、前記上切刃よりも前記上面の中心に向かって窪んだ複数の第２の凹部を有し、
該複数の第２の凹部のそれぞれの少なくとも一部が、前記複数の第１の凹部における第１の底部のそれぞれの下方に位置していることを特徴とする切削インサート。
【請求項２】
前記複数の第２の凹部は、前記下面から離れていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記第２の凹部における第２の底部は、前記上面に対して平行な方向に伸びた形状であることを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記第２の底部の伸びた方向に直交する方向の断面は、２つの直線部分を有するＶ字形状であることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。
【請求項５】
前記第２の底部の伸びた方向に直交する方向の断面は、凹曲線形状であることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記上面は、外周に位置して前記上切刃に接続されたランド面、および該ランド面よりも中心側に位置して、中心に向かうにつれて高さが低くなるすくい面を有し、
前記複数の第２の凹部の第２の底部は、平面透視した場合に、前記ランド面よりも前記上面の中心側に位置していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項７】
前記複数の第１の凹部は、それぞれ第１の傾斜部および該第１の傾斜部が下面と成す角よりも下面と成す角が大きい第２の傾斜部の２つの傾斜部によって構成され、
前記複数の第２の凹部の少なくとも一部が、前記第２の傾斜部の下方に位置していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項８】
前記下面と前記側面との交線部に位置した下切刃をさらに備え、
該下切刃は、前記上面に向かって窪んだ複数の第３の凹部を有し、
前記複数の第２の凹部は、平面透視した場合に、前記下切刃よりも前記下面の中心に向かって窪んでおり、
前記複数の第２の凹部のそれぞれの少なくとも一部が、前記複数の第３の凹部における第３の底部のそれぞれの上方に位置していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の切削インサートと、
該切削インサートが装着されたホルダとを具備した切削工具。
【請求項１０】
前記複数の第２の凹部の少なくとも１つが前記ホルダに当接していることを特徴とする請求項９に記載の切削工具。
【請求項１１】
請求項９または１０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上切刃または前記下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切削加工物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削インサート、切削工具および被削加工物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被削物の切削加工に用いられる切削工具として、特許文献１に記載の切削インサートが知られている。この切削インサートは、具体的には、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。この切削インサートには、上面と側面との交線部に切れ刃が形成されている。切れ刃は、被削物の切削加工性を高めるため、側面視した場合に部分的に傾斜した凹凸形状となっている。【０００３】
特許文献１に記載の切削インサートを用いて切削加工を行った場合には、切れ刃が部分的に傾斜していることから、この傾斜した部分においては、比較的小さな切削力で良好に被削物を加工することができる。しかしながら、傾斜した部分と比較して凹凸形状の底部には、切削加工時に大きな力が加わり易い。そのため、この底部に亀裂が生じる場合がある。このような亀裂が進行して切削インサートの下面にまで達した場合に、切削インサートに部分的な欠損が生じる可能性がある。【０００４】
切削インサートの下面を切削工具のホルダへの載置面としている場合には、切削インサートに部分的な欠損が生じることによって、切削インサートをホルダに安定して載置することが困難となる。また、切削インサートの下面と側面との間にも切れ刃が形成されている場合であれば、下面と側面との間に形成された切れ刃に欠損が生じる。そのため、下面と側面との間に形成された切れ刃を使用することができなくなる。【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、上記の亀裂が生じた場合であっても、良好に使用することのできる、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。
【特許文献１】特開２０１２−５００７３２号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一態様に基づく切削インサートは、下面と、上面と、前記下面および前記上面のそれぞれに接続された側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置した上切刃とを備えている。そして、上記態様の切削インサートは、前記上切刃が、前記下面に向かって窪んだ複数の第１の凹部を有し、前記側面が、平面透視した場合に、前記上切刃よりも前記上面の中心に向かって窪んだ複数の第２の凹部を有し、該複数の第２の凹部のそれぞれの少なくとも一部が、前記複数の第１の凹部における第１の底部のそれぞれの下方に位置していることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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】図１に示す切削インサートの側面図である。
【図３】図１に示す切削インサートの変形例を示す斜視図である。
【図４】図３に示す切削インサートの平面図である。
【図５】図３に示す切削インサートの側面図である。
【図６】図４に示す切削インサートにおけるＤ１−Ｄ１断面の断面図である。
【図７】図４に示す切削インサートにおけるＤ２−Ｄ２断面の断面図である。
【図８】図４に示す切削インサートにおけるＤ３−Ｄ３断面の断面図である。
【図９】図８に示す切削インサートにおける領域Ａ１を拡大した拡大断面図である。
【図１０】図８に示す切削インサートにおける領域Ａ２を拡大した拡大断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態の切削工具を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す切削工具の側面図である。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜切削インサート＞
以下、一実施形態の切削インサート１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、実施形態の構成部材のうち、本発明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、本発明の切削インサート１は、本明細書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。
【０００９】
図１〜１０に示すように、本実施形態の切削インサート１は、上面３、下面５および側面７を有している。側面７は上面３および下面５にそれぞれ接続されている。上面３と側面７との交線部には上切刃９が形成されている。下面５と側面７との交線部には下切刃１１が形成されている。上面３および下面５は、それぞれ平面視した場合の形状が略円形状であって、ほぼ同じ形状となっている。具体的には、上面３および下面５は、それぞれ外周に４つの円弧形状の曲線部位を有している。４つの曲線部位は、それぞれ平面視した場合に直線形状である部位によって連結されている。
【００１０】
本実施形態の切削インサート１における上面３および下面５の最大幅は５〜２０ｍｍである。また、下面５から上面３までの高さは２〜８ｍｍである。ここで、下面５から上面３までの高さとは、上面３の上端と下面５の下端との間における上面３の中心と下面５の中心とを結ぶ仮想直線Ｘに平行な方向での幅を意味している。また、仮想直線Ｘは、上面３の中心と下面５の中心とを結んでいることから、切削インサート１の中心軸でもある。
【００１１】
なお、上面３および下面５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、平面視した場合の上面３の形状は、三角形状、四角形状、五角形状、六角形状または八角形状のような多角形状であってもよい。また、上面３が曲線部位を有している場合であっても、円弧状に限定されるものではない。上面３が有する曲線部位は、放物線または楕円曲線のように外側に凸である凸曲線であってもよい。
【００１２】
上面３および下面５は、上下に重なり合っている。側面７は、曲面状の部位と、平面状の部位とを有している。曲面状の部位は、上面３の外周縁における曲線部位および下面５の外周縁における曲線部位にそれぞれ接続されている。平面状の部位は、上面３の外周縁における直線部位および下面５の外周縁における直線部位にそれぞれ接続されている。
【００１３】
また、曲面状の部位は、上面３に連なる部分７ａ、下面５に連なる部分７ｂ、および部分７ａと部分７ｂとの間に位置する部分７ｃとを有している。部分７ａは、上面３の側から下面５の側に向かうにつれて外側に突出するように傾斜した傾斜面となっている。部分７ｂは、下面５の側から上面３の側に向かうにつれて外側に突出するように傾斜した傾斜面となっている。部分７ｃは、上記の仮想直線Ｘに対して平行である。ここで「外側」とは、切削インサート１を平面視した場合に切削インサート１の中心軸から離れる方向のことを意味している。
【００１４】
上面３の中心から下面５の中心にかけて貫通孔１３が形成されている。そのため、貫通孔１３の貫通方向は、上記の仮想直線Ｘに対して平行である。貫通孔１３は、切削インサート１を切削工具１０１のホルダ１０３にネジ止め固定する際にネジ１０５を挿入するために設けられている。なお、切削インサート１をホルダ１０３に固定する方法としては、上記のネジ止め固定による方法に代えて、クランプ構造を用いた方法を採用してもよい。
【００１５】
切削インサート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。
【００１６】
切削インサート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（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。
【００１７】
上面３は、ランド面１５、すくい面１７、ブレーカ面１９および主面２１を有している。ランド面１５は、上面３の外周に位置して上切刃９に接続されている。すくい面１７は、ランド面１５よりも中心側に位置しており、ランド面１５によって囲まれている。また、すくい面１７は、中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面である。
【００１８】
ブレーカ面１９は、すくい面１７よりも中心側に位置しており、すくい面１７によって囲まれている。また、ブレーカ面１９は、中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面の部位と、この傾斜面よりも中心側に位置して高さが高くなる部位とによって構成された凹形状の構成となっている。主面２１は、ブレーカ面１９よりも中心側に位置しており、ブレーカ面１９によって囲まれている。また、主面２１は、仮想直線Ｘに対して垂直な平坦面である。
【００１９】
ランド面１５は、下面５に対してほぼ平行か、中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面となるように形成されている。なお「ほぼ平行」とは、厳密に平行であることを意味するものではなく、±５°程度のわずかな傾斜となっていても良いことを意味している。下面５が平坦ではなく下面５に対して平行であるか否かの評価が難しい場合には、下面５の代わりに仮想直線Ｘと比較すればよい。すなわち、ランド面１５は仮想直線Ｘに対して垂直であるか否かによって評価すればよい。
【００２０】
ランド面１５と側面７との交線部には上切刃９が形成されている。ランド面１５は、上切刃９の強度を高めるために設けられている。ランド面１５を有していない場合は、すくい面１７と側面７との交線部に上切刃９が形成されることになる。ランド面１５の内側に位置するすくい面１７は、上述の様に、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１７と側面７とのなす内角は小さい。しかしながら、ランド面１５と側面７とのなす内角は、すくい面１７と側面７とのなす内角よりも大きい。そのため、ランド面１５を有することによって、上切刃９の強度を高めることができる。
【００２１】
なお、上切刃９の切削性を高めることを目的とするのであれば、すくい面１７と側面７との交線部に上切刃９が形成された構成としてもよい。上切刃９が鋭利な形状となるからである。ランド面１５の幅は、上面３の外周とすくい面１７の外周との間隔で示される。ランド面１５の幅は、切削条件によって適宜設定されるが、例えば０．０５〜０．２ｍｍの範囲で設定される。
【００２２】
すくい面１７は、ランド面１５の内側に位置している。すくい面１７は、上切刃９において切削された切屑をすくい取るような役割をしている。そのため、被削材２０１の切屑はすくい面１７の表面を伝うように流れる。すくい面１７は、切屑を良好にすくい取るために、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。すくい面１７に垂直な断面における下面５とすくい面１７とのなす角で示される傾斜角度は、例えば１０°〜５０°の範囲で設定すればよい。すくい面１７は、中心に向かうにつれて高さが低くなっていればよい。そのため、図８，９に示すように、断面視した場合に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。
【００２３】
ブレーカ面１９は、ランド面１５の内側に位置している。ブレーカ面１９は、すくい面１７の上を流れてきた切屑を螺旋状にカールさせる役割をしている。切屑が螺旋状に変形することによって、切削インサート１は、優れた切屑排出性を発揮することが可能となる。そのため、ブレーカ面１９における主面に近い領域は、外周から遠ざかるにつれて高さが高くなっている。具体的には、ブレーカ面１９の上記の領域は、上面３における外周側よりも中心側の高さが高い傾斜面となっている。ブレーカ面１９に垂直な断面における、下面５とブレーカ面１９とのなす角で示される傾斜角度は、例えば５°〜４５°の範囲で設定すればよい。
【００２４】
上面３と側面７との交線部には上切刃９が形成されている。上切刃９は、外側に凸であって円弧状の部位と、平面視した場合に直線状である部位とを有している。円弧状の部位は、上面３の外周における円弧状の曲線部位に対応している。上切刃９におけるそれぞれの円弧状の部位は、直線部位よりも長い構成となっている。
【００２５】
なお、このとき上面３と側面７との交線部は、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７との交線部が鋭角に尖っていると、上切刃９の耐久性が低下する。そのため、上面３と側面７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。
【００２６】
本実施形態の切削インサート１においては、円弧状の部位の１つが主切刃として被削材２０１の切削加工に用いられる。このとき、この円弧状の部位に隣接する直線状の部位の１つが副切刃として、具体的には「さらい刃」として、切削加工に用いられる。副切刃として用いられる直線状の部位は、被削材２０１の上面３に対して平行となるように、ホルダ１０３に配置される。
【００２７】
また、上切刃９は、下面５に向かって窪んだ複数の第１の凹部２３を有している。複数の第１の凹部２３は、それぞれ下面５に向かって窪んでいることから、側面視した場合に、上方に向かって開口する凹形状となっている。このような第１の凹部２３を上切刃９が有している場合には、上切刃９が上面３に平行な直線形状である場合と比較して、第１の凹部２３における上面３に対して傾斜している部分を被削材２０１に対して傾斜して接触させ易くなる。これにより、切削に要する力を小さくできるので、被削材２０１を良好に加工できる。
【００２８】
本実施形態の切削インサート１においては、上切刃９が４つの第１の凹部２３を有している。４つの第１の凹部２３は、上切刃９における４つの円弧状の曲線部位のそれぞれに形成されている。複数の第１の凹部２３は、隣り合う第１の凹部２３の間隔が一定となるよう等間隔で並んでいる。なお、第１の凹部２３の数は、４つに限定されず、例えば、２つ，３つ，５つ，６つであっても何ら問題ない。
【００２９】
側面７は、複数の第２の凹部２５を有している。複数の第２の凹部２５は、平面透視した場合に、少なくとも第１の底部２５ａの下方に位置する部分が上切刃９よりも上面３の中心に向かって窪んでいる。具体的には、複数の第２の凹部２５はそれぞれ側面７の部分７ｃに形成されている。部分７ｃは平面視した場合に上切刃９よりも外側に位置している。そのため、複数の第２の凹部２５の開口部はそれぞれ上切刃９よりも外側に位置している。一方で、複数の第２の凹部２５の底部は、それぞれ上切刃９よりも内側に位置している。
【００３０】
そして、複数の第２の凹部２５のそれぞれの少なくとも一部が、複数の第１の凹部２３における底部（第１の底部２３ａ）のそれぞれの下方に位置している。このように、複数の第２の凹部２５が、単に側面７に形成されているのではなく、第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置している。
【００３１】
上切刃９によって被削材２０１を切削加工する場合には、上切刃９における第１の底部２３ａに相対的に大きな切削抵抗が加わり易い。そのため、第１の底部２３ａの近くに応力が集中して亀裂が生じる場合がある。しかしながら、上記する第２の凹部２５を有していることから、第２の凹部２５において亀裂の進行を止めることができる。
【００３２】
具体的には、上切刃９の第１の底部２３ａから、切削インサート１の内部を伝い、下面５に向かって進行する亀裂が生じた場合であっても、第２の凹部２５の表面に亀裂が露出する。そのため、この亀裂による影響を上面３から第２の凹部２５までの部分的な欠損に留めることができる。言い換えれば、亀裂を進行させる力を第２の凹部２５から外部に逃がすことができ、亀裂が下面５にまで達する可能性を小さくできる。
【００３３】
また、既に示したように、側面７の部分７ａおよび部分７ｂが傾斜していることから、側面７の部分７ｃでの仮想直線Ｘに直交する方向の幅が、部分７ａおよび部分７ｂでの仮想直線Ｘに直交する方向の幅よりも大きい。複数の第２の凹部２５はそれぞれ部分７ｃに形成されているが、部分７ｃの幅が相対的に大きいことから、切削インサート１の耐久性を向上させることができる。部分７ｃには第２の凹部２５が形成されていることから、この部分７ｃは第２の凹部２５が形成されていない場合と比較して耐久性が低下しやすい。しかしながら、耐久性が低下し易い部分７ｃの上記の幅を部分７ａおよび部分７ｂの幅よりも大きくすることによって、部分７ｃの耐久性の低下による影響を小さく留めることができる。結果として、切削インサート１全体としての耐久性を高めることができる。
【００３４】
複数の第２の凹部２５としては、図１，２に示すように、第１の底部２３ａの直下近傍のみに形成されている構成であっても良いが、このような構成に限られるものではない。複数の第２の凹部２５それぞれの少なくとも一部が、複数の第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置していればよいので、例えば、図３，５に示すような構成であってもよい。図３においては、第２の凹部２５の中心は第１の凹部２３の下方に位置してはいない。しかしながら、第２の凹部２５の側方の一部が第１の底部２３ａの下方に位置している。
【００３５】
また、複数の第２の凹部２５がそれぞれ繋がっているような、環状の凹部が単に側面７に形成されているのではなく、本実施形態の切削インサート１においては、複数の第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置するように複数の第２の凹部２５が形成されている。そのため、複数の第２の凹部２５の間の部分は第２の凹部２５が形成されている部分と比較して耐久性が相対的に高いため、切削インサート１の上面３から下面５に伝わる力に対する切削インサート１全体としての耐久性を向上させることができる。
【００３６】
図３に示す切削インサート１では、第２の凹部２５が、切削インサート１をホルダ１０３に取り付けて使用する際におけるホルダ１０３への拘束面としても機能している。すなわち、側面７が複数の凹状の拘束面を有し、これらの拘束面の少なくとも一部が第１の底部２３ａの下方に位置している、と言い換えることができる。
【００３７】
切削インサート１を切削加工に使用する際には、切削インサート１には上面３の側から下面５の側に向かって、すなわち、仮想直線Ｘに沿った方向に向かって力が加わる。そのため、第１の底部２３ａから生じた亀裂は仮想直線Ｘに沿った方向に概ね進行する。この亀裂が下面５に達することを抑制するため、第２の凹部２５は、少なくとも一部が第１の底部２３ａの下方に位置していることが求められる。しかしながら、上記の亀裂の進行する方向は厳密に仮想直線Ｘに沿った方向に進行するとは限らず、仮想直線Ｘに沿った方向から若干ずれる場合が多い。
【００３８】
本実施形態の切削インサート１を側面視した場合において、第２の凹部２５の仮想直線Ｘに直交する方向（図５において左右方向）での幅Ｌ２は、第２の凹部２５の仮想直線Ｘに沿った方向（図５において上下方向）の幅Ｌ１よりも大きく、第２の凹部２５は横に扁平な形状である。そのため、亀裂が仮想直線Ｘに沿った方向からずれた場合であっても、安定して、亀裂の進行を第２の凹部２５で止めることができる。
【００３９】
また、幅Ｌ１が幅Ｌ２よりも小さいことから、上切刃９と第２の凹部２５との間隔を容易に確保できる。この間隔を大きく確保することによって、亀裂自体が生じる可能性を小さくできる。そのため、切削インサート１の耐久性がさらに良好となる。
【００４０】
特に、図３，５に示すように、第２の凹部２５の底部（第２の底部２５ａ）が、上面３に対して平行な方向に伸びた形状である場合には、亀裂の進行を第２の凹部２５でさらに安定して止めることができる。
【００４１】
本実施形態の切削インサート１では、図５において切削インサート１の右側端部および左側端部にそれぞれ位置する一対の第２の凹部２５によって示されるように、第２の凹部２５が、開口する側面７の側方だけでなく、この方向に直交する方向にも開口した溝形状となっている。図５においては、切削インサート１の右側端部および左側端部に位置する一対の第２の凹部２５それぞれの第２の底部２５ａが視認できる状態となっている。
【００４２】
第２の凹部２５は、第２の底部２５ａの伸びた方向に直交する方向の断面において、２つの直線部分を有するＶ字形状であることが好ましい。亀裂の進行を第２の凹部２５において防ぐとともに、第２の凹部２５の表面が平坦面であることによって第２の凹部２５をホルダ１０３への拘束面として安定して用いることができるからである。
【００４３】
図１０に示すように、本実施形態の切削インサート１においては、第２の凹部２５が傾斜角の異なる２段階の傾斜面によって構成されている。より具体的には、第２の凹部２５が第２の底部２５ａ側に位置する第１の傾斜面２５ｂと、第１の傾斜面２５ｂよりも第２の底部２５ａから離れて位置する第２の傾斜面２５ｃとによって構成されている。そして、第１の傾斜面２５ｂが仮想直線Ｘに平行な線と成す角θ１よりも、第２の傾斜面２５ｃが仮想直線Ｘに平行な線と成す角θ２が小さい。
【００４４】
第２の凹部２５が上記のような複数の段階の傾斜面によって構成されている場合には、第２の凹部２５の深さを大きく確保することができる。そのため、亀裂の進行を第２の凹部２５でより確実に止めることができる。加えて、切削インサート１における第２の凹部２５と上面３との間に位置する部分の厚みも確保することができる。そのため、切削インサート１の強度を高め、亀裂自体の発生を抑制することができる。
【００４５】
既に示したように、切削インサート１を切削加工に使用する際には、切削インサート１には上面３の側から下面５の側に向かって、すなわち、仮想直線Ｘに沿った方向に向かって力が加わる。このとき、第２の凹部２５が形成されていることによって、上記の力が第２の凹部２５に伝わった場合に、第２の凹部２５から亀裂が発生する可能性がある。特に、第２の底部２５ａが鋭角になっている場合は、この第２の底部２５ａから亀裂が発生する可能性がある。そのため、第２の凹部２５からの亀裂を抑制したい場合には、第２の凹部２５は、第２の底部２５ａの伸びた方向に直交する方向の断面において、凹曲線形状であることが好ましい。
【００４６】
切削インサート１の上切刃９で被削材２０１が切削されることによって切削加工が行われる。このとき、被削材２０１を切削するために上切刃９が被削材２０１に押し当てられる。そのため、上切刃９に接するランド面１５には、上面３の他の領域と比較して大きな力が加わる。そのため、上面３から下面５へと進行する亀裂はランド面１５の近傍から生じ易い。
【００４７】
本実施形態の切削インサート１を平面透視した場合に、複数の第２の凹部２５の底部（第２の底部２５ａ）は、ランド面１５よりも上面３の中心側に位置している。例えば、図６，８において、第２の底部２５ａは、ランド面１５よりも中心軸に近い位置にある。このように第２の凹部２５が形成されている場合には、ランド面１５自体またはランド面１５の近傍で上面３から下面５へと進行する亀裂が発生したとしても、第２の凹部２５で安定して亀裂の進行を止めることができる。
【００４８】
複数の第１の凹部２３は、側面視した場合に第１の底部２３ａを中心として左右対称な形状ではなく、左右非対称な形状となっている。具体的には、図５においては第１の底部２３ａよりも左側に位置する第１の傾斜部と、第１の底部２３ａよりも右側に位置する第２の傾斜部との２つの傾斜部によって構成されている。第２の傾斜部と下面５とのなす角は、第１の傾斜部と下面５とのなす角よりも大きい。そして、複数の第２の凹部２５の少なくとも一部が、第２の傾斜部の下方に位置している。
【００４９】
また、本実施形態の切削インサート１は、上面３と側面７との交線部に形成された上切刃９に加えて、下面５と側面７との交線部に形成された下切刃１１を備えている。切削インサート１をホルダ１０３に装着する際に、上下反転させて装着することによって下切刃１１を上切刃９と同様に機能させることができる。そのため、本実施形態の切削インサート１においては、下面５は、上面３と同様の構成を備えている。具体的には、下面５は、上面３と同様に、ランド面１５、すくい面１７、ブレーカ面１９および主面を有している。
【００５０】
また、下切刃１１が上切刃９と同様の機能を有するため、下切刃１１は、外側に凸であって円弧状の部位と、平面視した場合に直線状である部位とを有している。円弧状の部位は、下面５の外周における円弧状の曲線部位に対応している。下切刃１１におけるそれぞれの円弧状の部位は、直線部位よりも長い構成となっている。
【００５１】
また、下切刃１１は、上切刃９における第１の凹部２３に対応する第３の凹部２７を備えている。すなわち、下切刃１１は、上面３に向かって窪んだ複数の第３の凹部２７を有している。そして、複数の第２の凹部２５は、平面透視した場合に、下切刃１１よりも下面５の中心に向かって窪んでおり、複数の第２の凹部２５のそれぞれの少なくとも一部が、複数の第３の凹部２７における底部（第３の底部２７ａ）のそれぞれの上方に位置している。
【００５２】
下切刃１１を切刃として用いた際に、下切刃１１の第３の凹部２７の底部２７ａから、切削インサート１の内部を伝い、上面３に向かって進行する亀裂が生じた場合であっても、第２の凹部２５の表面に亀裂が露出する。そのため、この亀裂による影響を下面５から第２の凹部２５までの部分的な欠損に留めることができる。言い換えれば、亀裂を進行させる力を第２の凹部２５から外部に逃がすことができ、亀裂が上面３にまで達する可能性を小さくできる。
【００５３】
このとき、複数の第２の凹部２５のそれぞれの少なくとも一部が、複数の第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置するとともに、複数の第３の底部２７ａのそれぞれの上方に位置している。すなわち、複数の第１の底部２３ａの下方に位置する凹部と複数の第３の底部２７ａの上方に位置する凹部とが別個独立に形成されているのではなく、第２の凹部２５のみが形成されている。そのため、必要以上に凹部を側面７に形成することが避けられるので、切削インサート１の耐久性を高めることができる。
【００５４】
本実施形態の切削インサート１においては、下切刃１１が４つの第３の凹部２７を有している。４つの第３の凹部２７は、下切刃１１における４つの円弧状の曲線部位のそれぞれに形成されている。複数の第３の凹部２７は、隣り合う第３の凹部２７の間隔が一定となるよう等間隔で並んでいる。
【００５５】
＜切削工具＞
次に、本発明の一実施形態の切削工具１０１について図面を用いて説明する。
【００５６】
本実施形態の切削工具１０１は、図１１に示すように、回転中心軸Ｙを有するホルダ１０３と、複数の上記の切削インサート１とを備えている。ホルダ１０３は、先端側の外周面に複数のインサートポケット１０７を有している。複数の切削インサート１は、インサートポケット１０７にそれぞれ装着される。
【００５７】
ホルダ１０３は、回転中心軸Ｙを中心とする略回転体形状をなす。そして、ホルダ１０３の先端側の外周面には、インサートポケット１０７が等間隔に複数設けられている。インサートポケット１０７は、切削インサート１が装着される部分であり、ホルダ１０３の外周面および先端面に開口している。具体的には、インサートポケット１０７は、回転方向に対向する着座面と、着座面に交差する方向に位置し、着座面から離れるにつれて着座面の垂線に近付く方向に傾斜する、複数の拘束側面とを有している。
【００５８】
そして、ホルダ１０３に設けられた複数のインサートポケット１０７に、複数の切削インサート１が装着される。複数の切削インサート１は、上切刃９が外周面から外方に突出するように装着される。具体的には、複数の切削インサート１は、上切刃９における円弧状の曲線部位がホルダ１０３の外周面から突出するようにホルダ１０３に装着されている。これにより、上切刃９の曲線部位が切削時にホルダ１０３の外周面から最も突出した位置に拘束されるので、本実施形態の切削インサート１の効果を良好に奏することができる。
【００５９】
また、複数の第２の凹部２５の少なくとも１つが、ホルダ１０３に当接している。そのため、このホルダ１０３に当接している第２の凹部２５が切削インサート１のホルダ１０３への拘束面として機能している。このとき、第２の凹部２５の第２の底部２５ａはホルダ１０３から離れるように当接していることが好ましい。
【００６０】
第２の底部２５ａがホルダ１０３に当接している場合には、ホルダ１０３から第２の底部２５ａに力が加わることによって、第２の底部２５ａから亀裂が生じる可能性があるからである。第２の底部２５ａがホルダ１０３から離れている場合には、第２の底部２５ａに上記の力が加わることが抑制される。そのため、第２の底部２５ａから亀裂が生じる可能性を小さくできる。
【００６１】
本実施形態においては、切削インサート１は、ネジ１０５によって、インサートポケット１０７に装着されている。すなわち、切削インサート１の貫通孔１３にネジ１０５を挿入し、このネジ１０５の先端をインサートポケット１０７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、切削インサート１がホルダ１０３に装着されている。
【００６２】
また、本実施形態においては、外周面から外方に突出する上切刃９が負のアキシャルレーキ角および負のラジアルレーキ角を有するように、切削インサート１がホルダ１０３に装着されている。
【００６３】
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ることが好ましい。
【００６４】
＜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面を用いて説明する。
【００６５】
切削加工物は、被削物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１０１を回転させる工程と、
（２）回転している切削工具１０１における上切刃９または下切刃１１を被削材２０１に接触させる工程と、
（３）切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。
【００６６】
より具体的には、まず、切削工具１０１を回転させながら被削材２０１に相対的に近付ける。次に、図１３，１４に示すように、切削工具１０１の上切刃９を被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。そして、図１５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。
【００６７】
本実施形態においては、被削材２０１を固定するとともに切削工具１０１を近付けている。また、図１３，１４においては、被削材２０１を固定するとともに切削工具１０１を回転させている。また、図１５においては、被削材２０１を固定するとともに切削工具１０１を遠ざけている。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２０１を固定するとともに切削工具１０１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。
【００６８】
例えば、（１）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１に近付けてもよい。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、切削工具１０１を回転させた状態を保持して、被削材２０１の異なる箇所に切削インサート１の上切刃９または下切刃１１を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している上切刃９または下切刃１１が摩耗した際には、切削インサート１を貫通孔１３の中心軸（仮想直線Ｘ）に対して９０度回転させて、未使用の上切刃９または下切刃１１を用いればよい。
【００６９】
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、鋳鉄または非鉄金属などが挙げられる。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・切削インサート
３・・・上面
５・・・下面
７・・・側面
９・・・上切刃
１１・・・下切刃
１３・・・貫通孔
１５・・・ランド面
１７・・・すくい面
１９・・・ブレーカ面
１７・・・貫通孔
１９・・・切刃
２１・・・主面
２３・・・第１の凹部
２５・・・第２の凹部
２７・・・第３の凹部
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０５・・・ネジ
１０７・・・インサートポケット
２０１・・・被削材
【図１】
2013180160.tif 000003
【図２】
2013180160.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013180160.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月5日(2015.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面と、
上面と、
前記下面および前記上面のそれぞれに接続された側面と、
前記上面と前記側面との交線部に位置した上切刃とを備えた切削インサートであって、
前記上切刃は、前記下面に向かって窪んだ複数の第１の凹部を有し、
前記側面は、平面透視した場合に、前記上切刃よりも前記上面の中心に向かって窪んだ複数の第２の凹部を有し、
該複数の第２の凹部のそれぞれの少なくとも一部が、前記複数の第１の凹部における第１の底部のそれぞれの下方に位置しており、
前記側面は、前記上面に連なり、前記下面の側に向かうにつれて外側に突出するように傾斜した第１の部分と、前記下面に連なり、前記上面の側に向かうにつれて外側に突出するように傾斜した第２の部分と、前記第１の部分および前記第２の部分の間に位置する第３の部分とを有し、
前記第２の凹部における前記第１の底部の下方に位置する部分が、前記第３の部分に位置していることを特徴とする切削インサート。
【請求項２】
前記複数の第２の凹部は、前記下面から離れていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記第２の凹部における第２の底部は、前記上面に対して平行な方向に伸びた形状であることを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記第２の底部の伸びた方向に直交する方向の断面は、２つの直線部分を有するＶ字形状であることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。
【請求項５】
前記第２の底部の伸びた方向に直交する方向の断面は、凹曲線形状であることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記上面は、外周に位置して前記上切刃に接続されたランド面、および該ランド面よりも中心側に位置して、中心に向かうにつれて高さが低くなるすくい面を有し、
前記複数の第２の凹部の第２の底部は、平面透視した場合に、前記ランド面よりも前記上面の中心側に位置していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項７】
前記複数の第１の凹部は、それぞれ第１の傾斜部および該第１の傾斜部が下面と成す角よりも下面と成す角が大きい第２の傾斜部の２つの傾斜部によって構成され、
前記複数の第２の凹部の少なくとも一部が、前記第２の傾斜部の下方に位置していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項８】
前記上面の中心および前記下面の中心を結ぶ直線を仮想直線とした場合において、
前記第３の部分における前記仮想直線に沿った方向の幅が、前記第１の部分及び前記第２の部分における前記仮想直線に沿った方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の切削インサートと、
該切削インサートが装着されたホルダとを具備した切削工具。
【請求項１０】
前記複数の第２の凹部の少なくとも１つが前記ホルダに当接していることを特徴とする請求項９に記載の切削工具。
【請求項１１】
請求項９または１０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上切刃または前記下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切削加工物の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様に基づく切削インサートは、下面と、上面と、前記下面および前記上面のそれぞれに接続された側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置した上切刃とを備えている。そして、上記態様の切削インサートは、前記上切刃が、前記下面に向かって窪んだ複数の第１の凹部を有し、前記側面が、平面透視した場合に、前記上切刃よりも前記上面の中心に向かって窪んだ複数の第２の凹部を有し、該複数の第２の凹部のそれぞれの少なくとも一部が、前記複数の第１の凹部における第１の底部のそれぞれの下方に位置しており、前記側面が、前記上面に連なり、前記下面の側に向かうにつれて外側に突出するように傾斜した第１の部分と、前記下面に連なり、前記上面の側に向かうにつれて外側に突出するように傾斜した第２の部分と、前記第１の部分および前記第２の部分の間に位置する第３の部分とを有し、前記第２の凹部における前記第１の底部の下方に位置する部分が、前記第３の部分に位置していることを特徴としている。
【国際調査報告】
2013180160.tif 000018
2013180160.tif 000019
2013180160.tif 000020
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