(57)【要約】  一態様のインサートは、第１面と、第２面と、第１面及び第２面が交わる稜線とを備え、第１面は、第１角と、第１辺と、第２辺とを有している。稜線は、第１角に位置するコーナ切刃と、第１辺の少なくとも一部に位置する第１切刃と、第２辺の少なくとも一部に位置する第２切刃とを有している。第１面は、第１切刃から第１面の中央に向かって位置する第１領域と、第２切刃から第１面の中央に向かって位置する第２領域と、第１領域又は第２領域の少なくとも一方に位置する凹部をさらに有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、
第２面と、
前記第１面及び前記第２面が交わる稜線とを備え、
前記第１面は、
第１角と、
前記第１角から延びた第１辺と、
前記第１角から延びた第２辺とを有し、
前記稜線は、
前記第１角に位置するコーナ切刃と、
前記第１辺の少なくとも一部に位置する第１切刃と、
前記第２辺の少なくとも一部に位置する第２切刃とを有し、
前記第１面は、
前記第１切刃から前記第１面の中央に向かって位置する第１領域と、
前記第２切刃から前記第１面の中央に向かって位置する第２領域と、
前記第１領域又は前記第２領域の少なくとも一方に位置する凹部とをさらに有する、インサート。
【請求項２】
前記凹部は、前記稜線の一部を含んでいる請求項１に記載のインサート。
【請求項３】
前記凹部は、前記稜線に沿った方向の幅が、前記稜線から離れるにしたがって狭くなっている部分を有する請求項１又は２に記載のインサート。
【請求項４】
前記凹部は、前記稜線から離れるにしたがって浅くなっている部分を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のインサート。
【請求項５】
前記凹部の両側に位置する前記稜線を、第１稜線及び第２稜線とし、前記第１稜線から前記第１面の中央に向かって位置する部分を第３領域、前記第２稜線から前記第１面の中央に向かって位置する部分を第４領域とし、
前記インサートの中心軸に直交する基準面と前記第３領域とがなす角度を第１角度、前記基準面と前記第４領域とがなす角度を第２角度としたとき、
前記第１角度及び前記第２角度の値が異なる請求項１乃至４のいずれかに記載のインサート。
【請求項６】
第１面と、
第２面と、
前記第１面及び前記第２面が交わる稜線とを備え、
前記第１面は、
第１角と、
前記第１角から延びた第１辺と、
前記第１角から延びた第２辺とを有し、
前記稜線は、
前記第１角に位置するコーナ切刃と、
前記第１辺の少なくとも一部に位置する第１切刃と、
前記第２辺の少なくとも一部に位置する第２切刃とを有し、
前記第１面は、
前記第１切刃から前記第１面の中央に向かって位置する第１領域と、
前記第２切刃から前記第１面の中央に向かって位置する第２領域と、
前記第１領域又は前記第２領域の少なくとも一方に位置する凸部とをさらに有する、インサート。
【請求項７】
前記凸部は、前記第２面に接続している請求項６に記載のインサート。
【請求項８】
前記凸部は、前記稜線に沿った方向の幅が、前記稜線から離れるにしたがって狭くなっている部分を有する請求項６又は７に記載のインサート。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１７年８月２３日に出願された日本国特許出願２０１７−１６０２６８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。
【技術分野】
【０００２】
本態様は、切削加工に用いられるインサートに関する。より具体的には、回転工具に用いられるインサートに関する。
【背景技術】
【０００３】
特開２００８−２７９５１９号公報（特許文献１）に記載の切削工具は、被削材を切削加工する際に用いられる切削工具である。特許文献１に記載の切削工具における切削インサート（インサート）は、多角板形状であって、多角形面及び外周面が交わる稜線に位置する切刃を有している。特許文献１に記載の切削工具は、沈み込み加工のような３次元加工に使用することが可能である。
【発明の概要】
【０００４】
態様の１つのインサートは、第１面と、第２面と、前記第１面及び前記第２面が交わる稜線とを備えている。前記第１面は、第１角と、前記第１角から延びた第１辺と、前記第１角から延びた第２辺とを有している。前記稜線は、前記第１角に位置するコーナ切刃と、前記第１辺の少なくとも一部に位置する第１切刃と、前記第２辺の少なくとも一部に位置する第２切刃とを有している。前記第１面は、前記第１切刃から前記第１面の中央に向かって位置する第１領域と、前記第２切刃から前記第１面の中央に向かって位置する第２領域と、前記第１領域又は前記第２領域の少なくとも一方に位置する凹部とをさらに有する。
【０００５】
態様の１つのインサートは、第１面と、第２面と、前記第１面及び前記第２面が交わる稜線とを備えている。前記第１面は、第１角と、前記第１角から延びた第１辺と、前記第１角から延びた第２辺とを有している。前記稜線は、前記第１角に位置するコーナ切刃と、前記第１辺の少なくとも一部に位置する第１切刃と、前記第２辺の少なくとも一部に位置する第２切刃とを有している。前記第１面は、前記第１切刃から前記第１面の中央に向かって位置する第１領域と、前記第２切刃から前記第１面の中央に向かって位置する第２領域と、前記第１領域又は前記第２領域の少なくとも一方に位置する凸部とをさらに有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の１つ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を第１面の側から見た正面図である。
【図３】図２に示す切削インサートをＡ１方向から見た側面図である。
【図４】図２に示す切削インサートをＡ２方向から見た側面図である。
【図５】図２における領域Ｂ１を示す拡大図である。
【図６】図４における領域Ｂ２を示す拡大図である。
【図７】図１に示す切削インサートを用いて切削加工を行なった場合の概念図である。
【図８】図５におけるＣ１−Ｃ１断面を示す断面図である。
【図９】図５におけるＣ２−Ｃ２断面を示す断面図である。
【図１０】図５におけるＣ３−Ｃ３断面を示す断面図である。
【図１１】実施形態の１つの切削インサートの拡大図である。
【図１２】実施形態の１つの切削インサートを示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す切削インサートを第１面の側から見た正面図である。
【図１４】図１３に示す切削インサートをＡ３方向から見た側面図である。
【図１５】図１３におけるＣ４−Ｃ４断面を示す断面図である。
【図１６】図１４における領域Ｂ３を示す拡大図である。
【図１７】実施形態の１つの切削インサートの拡大図である。
【図１８】実施形態の切削工具を示す斜視図である。
【図１９】図１８に示す切削工具の側面図である。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】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。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜切削インサート＞
以下、複数の実施形態の切削インサート（以下、単にインサートともいう。）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。
【０００８】
図１に示すように、実施形態の１つのインサート１は、第１面３（図１における上面）と、第２面５（図１における側面）と、第１面３及び第２面５が交わる稜線７とを備えている。第１面３は多角形状であり、図２に示す一例においては第１面３が略六角形である。したがって、第１面３は、６つの角及び６つの辺を有している。また、第１面３が、略六角形であることから、第２面５は６つの平面領域を備えている。
【０００９】
図２に示すように、第１面３は、第１角９と、第１角９からそれぞれ延びた第１辺１１及び第２辺１３とを有している。図２において、第１角９は、第１面３が有する６つの角の１つである。また、第１辺１１及び第２辺１３は、第１面３が有する６つの辺のうちの２つである。第１角９は、第１面３の正面視において、第１面３の中央から離れる方向に突出した突出部と置き換えてもよい。
【００１０】
第１面３は、概ね多角形状であればよく、厳密な意味での多角形状である必要はない。すなわち、多角形状の第１面３における辺は、厳密に直線形状である必要はなく、例えば、凸曲線形状又は凹曲線形状であってもよい。また、多角形状の第１面３における角は、２つの直線が交わった構成に限定されるものではなく、例えば、外方に向かって丸みを帯びた形状であってもよい。
【００１１】
なお、第１面３の形状は上記の構成に限定されるものではない。例えば、第１面３が六角形ではなく、四角形、五角形又は八角形であっても何ら問題無い。インサート１の大きさは特に限定されない。例えば、第１面３の最大幅は、３〜２０ｍｍ程度に設定されてもよい。また、第１面３から第３面６までの高さは、５〜２０ｍｍ程度に設定されもよい。
【００１２】
また、インサート１は、第１面３において開口する穴３９を有していてもよい。穴３９は、第１面３の反対側に位置する第３面６にまで貫通するものであってもよい。また、穴３９は、上記の形態に限定されるものではなく、第２面５に開口していてもよい。例えば、穴３９は、第２面における互いに反対側に位置する２つの平面領域を貫通する構成であってもよい。
【００１３】
穴３９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、ネジ及びくさびなどが挙げられる。また、インサート１は、ろう材を用いてホルダに固定されてもよい。
【００１４】
実施形態のインサート１は、稜線７の少なくとも一部に位置する切刃を有している。具体的には、稜線７は、第１角９に位置するコーナ切刃１５と、第１辺１１の少なくとも一部に位置する第１切刃１７と、第２辺１３の少なくとも一部に位置する第２切刃１９とを有している。第１切刃１７は、コーナ切刃１５に繋がっていてもよい。また、第２切刃１９は、コーナ切刃１５に繋がっていてもよい。
【００１５】
第１切刃１７は、第１辺１１の一部のみに位置していても、また、第１辺１１の全体に位置していてもよい。第２切刃１９は、第２辺１３の一部のみに位置していても、また、第２辺１３の全体に位置していてもよい。コーナ切刃１５、第１切刃１７及び第２切刃１９には、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面３及び第２面５が交わる稜線７は、２つの面が交わることによる厳密な線形状でなくてもよい。
【００１６】
また、第１面３は、第１切刃１７から第１面３の中央に向かって位置する第１領域２１と、第２切刃１９から第１面３の中央に向かって位置する第２領域２３とを有している。なお、第１領域２１及び第２領域２３はすくい面として機能してもよい。
【００１７】
さらに、第１面３は、第１領域２１又は第２領域２３の少なくとも一方に位置する凹部２５を有している。図１〜図６においては、第１面３は、稜線７の側から第１面３の中央に向かって延びる凹部２５を有している。図１〜図６には、凹部２５が第１領域２１に位置する一例が示されている。
【００１８】
なお、実施形態において「第１面３の中央に向かって」とは、第１面３の稜線７から正面視における第１面３の中心方向に向かうことを意味している。ただし、厳密に第１面３の中心に向かっていなくてもよい。
【００１９】
実施形態のインサート１は上記の構成を有しているため、切削時に稜線７における切刃として機能する部分で生じた切屑が第１面３の中央に向かって流れる際に、切屑が凹部２５に接触して、折り曲げられる。この折り曲げられた部分を起点として切屑が分裂し易い。
【００２０】
凹部２５に接触することによる切屑の分裂の仕方の一例を図７に示す。図７に示す一例においては、切屑の延びる方向に沿って切屑が分裂している。このように切屑が分裂する場合には、切屑の幅が狭い。幅が狭い切屑は、第１面３において擦過する際にカールし易い。カールすることによって切屑が良好に分断され易い。切屑が分断されるため、切屑は長く延びにくい。したがって、切屑は良好に排出され易い。切屑の排出性が良好であるため、切屑が詰まりにくい。また、加工面が切屑で傷つきにくい。
【００２１】
また、切屑が凹部２５に接触することによって、切屑の延びる方向に直交する方向で分裂する場合もある。これは、切屑が凹部２５に接触して、折り曲げられることによって、切屑がカールしにくいからである。カールしにくい切屑は、切屑の延びる方向に直交する方向でさらに折り曲げられる。この折り曲げられた部分を起点として切屑の延びる方向に直交する方向に切屑が分裂し易い。つまり、切屑が、カールしにくく、切屑の延びる方向における短い間隔で分断される。このように、短く分断されることによって、切屑が排出され易い。
【００２２】
また、凹部２５が稜線７の側から第１面３の中央に向かって延びている場合には、凹部２５が切屑流れのガイドとして機能し、切屑はより良好に排出される。
【００２３】
なお、凹部２５が第１領域２１に位置する場合において、第１切刃１７に直交する方向での凹部２５の長さＮ１は、特に限定されない。例えば、第１切刃１７の長さをＭ１とすると、長さＮ１の最も長い部分は、０．０３Ｍ１〜０．２４Ｍ１で表されてもよい。
【００２４】
同様に、凹部２５が第２領域２３に位置する場合においても、第２切刃１９に直交する方向における凹部２５の長さＮ２は、特に限定されない。例えば、第２切刃１９の長さをＭ２とすると、長さＮ２の最も長い部分は、０．０３Ｍ２〜０．２４Ｍ２で表されてもよい。
【００２５】
また、凹部２５は、第１領域２１又は第２領域２３の一方のみに位置していてもよい。また、凹部２５は、第１領域２１及び第２領域２３のそれぞれに位置していてもよい。上記した通り、図２に示す一例においては、凹部２５が、第１領域２１に位置している。
【００２６】
例えば、稜線７における第１切刃１７は、内周刃として機能することが可能であり、稜線７における第２切刃１９は、外周刃として機能することが可能である。このとき、正面フライス加工において、第２切刃１９を主に用いることが可能である。また、沈み込み加工においては、第２切刃１９に加えて第１切刃１７を用いることが可能である。
【００２７】
ここで、図２に示す一例のように、凹部２５が、第１領域２１に位置している場合には、切屑の排出性が良好である。
【００２８】
内周刃として機能する第１切刃１７で生じる切屑が比較的薄いため、第１切刃１７で生じる切屑の流れが不安定になり、切屑が長く延び易い。しかしながら、凹部２５が第１領域２１に位置している場合には第１切刃１７で生じた切屑を安定して分断することができる。
【００２９】
また、凹部２５が第２領域２３に位置している場合には、良好な加工面を得ることができる。外周刃として機能する第２切刃１９で生じる切屑は比較的厚いため、切屑詰まりが生じた際に加工面を傷つけ易い。しかしながら、凹部２５が第２領域２３に位置している場合には第２切刃１９で生じた切屑を安定して分断することができるため、切屑詰まりが生じにくく良好な加工面を得ることができる。
【００３０】
また、第１領域２１及び第２領域２３の両方に凹部２５が位置している場合には、上記の効果を得ることができ、良好な切屑排出性を有する。
【００３１】
凹部２５は、稜線７から離れていてもよく、また、図１などに示すように稜線７の一部を含んでいてもよい。言い換えれば、凹部２５が、第２面５に対して開口していてもよい。また、この場合には、凹部２５は、稜線７から第１面３の中央に向かって延びている。
【００３２】
このように凹部２５が第２面５に対して開口している場合には、図４に示すように、第２面５の正面視において第１辺１１が凹形状を有するため、切屑が凹部２５に接触し易い。これにより、第１切刃１７で生じた切屑が、折れ曲がり易く、分裂し易い。
【００３３】
また、図５に示す一例のように第１面３の正面視において、凹部２５は、稜線７に沿った方向の幅が、稜線７から離れるにしたがって狭くなっている部分を有していてもよい。具体的には、例えば、凹部２５が第１領域２１に位置している場合には、第１面３の正面視において、凹部２５が、第１切刃１７から離れるにしたがって、第１切刃１７に沿った方向における幅Ｗ１が狭くなる部分を有していてもよい。また、凹部２５は、第１切刃１７から離れるにしたがって幅Ｗ１が全体として狭くなっていてもよい。
【００３４】
凹部２５が上記の構成である場合には、切屑の排出性がさらに高い。これは、凹部２５において切屑が折り曲げられる際に、切屑が凹部２５を擦過し易いからである。これにより、切屑が凹部２５において詰まりにくいため、切屑の排出性がさらに高い。
【００３５】
なお、幅Ｗ１の長さは特に限定されない。例えば、第１切刃１７の長さをＭ１とすると、幅Ｗ１の最も長い部分は、０．１Ｍ１〜０．８Ｍ１で表されてもよい。
【００３６】
また、図８に示す一例のように、凹部２５は、稜線７から離れるにしたがって浅くなっている部分を有していてもよい。凹部２５が上記の構成である場合においても、切屑の排出性がさらに高い。切屑が凹部２５に詰まりにくいため、切屑の排出性がさらに高い。ここで、浅くなっているとは、凹部２５の底部と、インサート１の中心軸Ｐに直交する基準面Ｓ１との間隔Ｄ１が、稜線７から離れるにしたがって小さくなることをいう。
【００３７】
なお、図８に示す一例においては、凹部２５の底部が連続的に浅くなっているが、このような態様に限定されるわけではない。凹部２５の底部と基準面Ｓ１との間隔が一定の部分を凹部２５が有していてもよい。
【００３８】
なお、間隔Ｄ１の長さは特に限定されない。例えば、第１切刃１７の長さをＭ１とすると、間隔Ｄ１の最も長い部分は、０．０１Ｍ１〜０．４Ｍ１で表されてもよい。
【００３９】
凹部２５が第２面５に対して開口している場合において、凹部２５の両側に位置する稜線を、第１稜線２７及び第２稜線２９とし、第１面３における第１稜線２７から第１面３の中央に向かって位置する部分を第３領域３３、第１面３における第２稜線２９から第１面３の中央に向かって位置する部分を第４領域３５とする。なお、第３領域３３及び第４領域３５はすくい面として機能してもよい。
【００４０】
図５に示す一例においては、第１切刃１７における凹部２５よりも第１角９から離れて位置する部分が、第１稜線２７に相当している。第１切刃１７における凹部２５よりも第１角９の近くに位置する部分が、第２稜線２９に相当している。また、第１領域２１における第１稜線２７に沿って位置する部分が、第３領域３３に相当している。第１領域２１における第２稜線２９に沿って位置する部分が、第４領域３５に相当している。
【００４１】
インサート１の中心軸Ｐに直交する基準面Ｓ１と第３領域３３とがなす角度を第１角度θ１、基準面Ｓ１と第４領域３５とがなす角度を第２角度θ２としたとき、第１角度θ１及び第２角度θ２の値は、同じであっても、また、互いに異なっていてもよい。図９及び図１０に示す一例においては、第２角度θ２が第１角度θ１よりも大きい。
【００４２】
第１角度θ１及び第２角度θ２が互いに異なる場合には、切屑のうち第３領域３３を流れる部分と第４領域３５を流れる部分とでは、切屑の進行する速度が異なる。そのため、切屑における凹部２５によって折り曲げられた部分は、第３領域３３を流れる切屑及び第４領域３５を流れる切屑の速度の違いによって分裂し易い。
【００４３】
また、第２面５の正面視において、第１稜線２７及び第２稜線２９が一つの仮想直線上に位置していてもよいが、図６に示す一例のように、第１稜線２７の仮想延長線Ｌ１と第２稜線２９の仮想延長線Ｌ２とが交差していてもよい。
【００４４】
凹部２５と第１稜線２７の交点及び凹部２５と第２稜線２９の交点を結ぶ仮想直線Ｌ３で示される部分を第２面５の正面視における凹部２５の開口部とする。図６に示すように、仮想延長線Ｌ１が開口部よりも凹部２５の底部の近くに位置する場合には、凹部２５と第１稜線２７が交わる稜部の角度が大きいため、この稜部に大きな切削負荷が集中しにくい。そのため、インサート１に欠けが生じにくく、インサート１の耐久性が高い。
【００４５】
一方、図１１に示すように、仮想延長線Ｌ１が開口部よりも凹部２５の底部から離れている場合には、凹部２５と第１稜線２７とが交わる稜部の角度が小さいため、切屑のうち第３領域３３を流れる部分が凹部２５を流れる部分に対して折り曲げられ易い。そのため、切屑がさらに分裂し易い。なお、図１１は、実施形態の一つのインサート１における、図６に対応する領域を拡大した図である。
【００４６】
また、図１１に示す一例のように、仮想延長線Ｌ２が開口部よりも凹部２５の底部から離れている場合には、凹部２５と第２稜線２９とが交わる稜部の角度が小さいため、切屑のうち第４領域３５を流れる部分が凹部２５を流れる部分に対して折り曲げられ易い。そのため、切屑がさらに分裂し易い。
【００４７】
一方、仮想延長線Ｌ２が開口部よりも凹部２５の底部の近くに位置する場合には、凹部２５と第２稜線２９が交わる稜部の角度が大きいため、この稜部に大きな切削負荷が集中しにくい。そのため、インサート１に欠けが生じにくく、インサート１の耐久性が高い。
【００４８】
図１１に示す一例においては、仮想延長線Ｌ１及び仮想延長線Ｌ２が交差しており、仮想延長線Ｌ１及び仮想延長線Ｌ２が開口部よりも凹部２５の底部から離れている。この場合には、切屑がさらに分裂し易く、切屑の排出性がより良好である。
【００４９】
第１稜線２７及び第２稜線２９の長さは、特定の値に限定されない。例えば、第１稜線２７及び第２稜線２９の長さが同じであっても、また、第１稜線２７及び第２稜線２９の長さが互いに異なっていてもよい。
【００５０】
インサート１の材質としては、例えば、超硬合金又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。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。
【００５１】
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）、又は窒化チタン（ＴｉＮ）などのチタン化合物を主成分としたものが挙げられる。
【００５２】
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（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。
【００５３】
次に、実施形態の別の１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、インサート１’とインサート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’は、インサート１と同様の構成を有していてもよく、同様の構成については説明を省略する場合がある。
【００５４】
図１２に示すように、実施形態の一つにおけるインサート１’は、第１面３（図１２における上面）と、第２面５（図１２における側面）と、第１面３及び第２面５が交わる稜線７とを備えている。第１面３は多角形状であり、図１３に示す一例においては第１面３が略六角形である。したがって、第１面３は、６つの角及び６つの辺を有している。
【００５５】
図１３に示すように、第１面３は、第１角９と、第１角９からそれぞれ延びた第１辺１１及び第２辺１３とを有している。図１３において、第１角９は、第１面３が有する６つの角の１つである。また、第１辺１１及び第２辺１３は、第１面３が有する６つの辺のうちの２つである。
【００５６】
第１面３は、概ね多角形状であればよく、厳密な意味での多角形状である必要はない。すなわち、多角形状の第１面３における辺は、厳密に直線形状である必要はなく、例えば、凸曲線形状又は凹曲線形状であってもよい。また、多角形状の第１面３における角は、２つの直線が交わった構成に限定されない。例えば、角は、外方に向かって丸みを帯びた形状であってもよい。
【００５７】
なお、第１面３の形状は上記の構成に限定されない。例えば、第１面３が六角形ではなく、四角形、五角形又は八角形であっても何ら問題無い。
【００５８】
実施形態のインサート１’は、稜線７の少なくとも一部に位置する切刃を有している。具体的には、稜線７は、第１角９に位置するコーナ切刃１５と、第１辺１１の少なくとも一部に位置する第１切刃１７と、第２辺１３の少なくとも一部に位置する第２切刃１９とを有している。
【００５９】
第１切刃１７は、第１辺１１の一部のみに位置していても、また、第１辺１１の全体に位置していてもよい。第２切刃１９は、第２辺１３の一部のみに位置していても、また、第２辺１３の全体に位置していてもよい。コーナ切刃１５、第１切刃１７及び第２切刃１９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面３及び第２面５が交わる稜線７は、２つの面が交わることによる厳密な線形状でなくてもよい。
【００６０】
また、第１面３は、第１切刃１７から第１面３の中央に向かって位置する第１領域２１と、第２切刃１９から第１面３の中央に向かって位置する第２領域２３とを有している。なお、第１領域２１及び第２領域２３はすくい面として機能してもよい。
【００６１】
さらに、第１面３は、第１領域２１又は第２領域２３の少なくとも一方に位置する凸部３７を有している。図１２〜図１４においては、第１面３は、稜線７の側から第１面３の中央に向かって延びる凸部３７を有している。端的に言えば、実施形態のインサート１が凹部２５を有している一方で、この凹部２５に対応する構成として、実施形態のインサート１’は凸部３７を有している。図１２〜図１４には、凸部３７が第１領域２１に位置する一例が示されている。
【００６２】
実施形態のインサート１’は、上記の凸部３７を有しているため、切削時に稜線７における切刃として機能する部分で生じた切屑が第１面３の中央に向かって流れる際に、切屑が凸部３７に接触して、折り曲げられる。この折り曲げられた部分を起点として切屑が分裂し易い。
【００６３】
凸部３７に接触することによる切屑の分裂の仕方の一例においては、切屑の延びる方向に沿って切屑が分裂している。このように切屑が分裂する場合には、切屑の幅が狭い。幅が狭い切屑は、第１面３において擦過する際にカールし易い。カールすることによって切屑が良好に分断され易い。切屑が分断されるため、切屑は長く延びにくい。したがって、切屑は良好に排出され易い。切屑の排出性が良好であるため、切屑が詰まりにくい。また、加工面が切屑で傷つきにくい。
【００６４】
また、切屑が凸部３７に接触することによって、切屑の延びる方向に直交する方向で分裂する場合もある。これは、切屑が凸部３７に接触して、折り曲げられることによって、切屑がカールしにくいからである。カールしにくくなった切屑は、切屑の延びる方向に直交する方向でさらに折り曲げられる。この折り曲げられた部分を起点として切屑の延びる方向に直交する方向に切屑が分裂し易い。つまり、切屑が、カールしにくく、切屑の延びる方向における短い間隔で分断され易い。このように、切屑は、短く分断されることによって、良好に排出され易い。
【００６５】
また、凸部３７が稜線７の側から第１面３の中央に向かって延びている場合には、凸部３７が切屑流れのガイドとして機能し、切屑はより良好に排出される。
【００６６】
なお、凸部３７が第１領域２１に位置する場合において、第１切刃１７に直交する方向での凸部３７の長さＮ３は、特に限定されない。例えば、第１切刃１７の長さをＭ１とすると、長さＮ３の最も長い部分は、０．０３Ｍ１〜０．２４Ｍ１で表されてもよい。
【００６７】
同様に、凸部３７が第２領域２３に位置する場合においても、第２切刃１９に直交する方向における凸部３７の長さＮ４は、特に限定されない。例えば、第２切刃１９の長さをＭ２とすると、長さＮ４の最も長い部分は、０．０３Ｍ２〜０．２４Ｍ２で表されてもよい。
【００６８】
また、凸部３７は、第１領域２１又は第２領域２３の一方のみに位置していてもよい。また、凸部３７は、第１領域２１及び第２領域２３のそれぞれに位置していてもよい。上記した通り、図１３に示す一例においては、凸部３７が、第１領域２１に位置している。
【００６９】
例えば、稜線７における第１切刃１７は、内周刃として機能することが可能であり、稜線７における第２切刃１９は、外周刃として機能することが可能である。このとき、正面フライス加工において、第２切刃１９を主に用いることが可能である。また、沈み込み加工においては、第２切刃１９に加えて第１切刃１７を用いることが可能である。
【００７０】
ここで、図１３に示す一例のように、凸部３７が、第１領域２１に位置している場合には、切屑の排出性が良好である。
【００７１】
内周刃として機能する第１切刃１７で生じる切屑が比較的薄いため、第１切刃１７で生じる切屑の流れが不安定になり、切屑が長く延び易い。しかしながら、凸部３７が第１領域２１に位置している場合には第１切刃１７で生じた切屑を安定して分断することができる。
【００７２】
また、凸部３７が第２領域２３に位置している場合には、良好な加工面を得ることができる。外周刃として機能する第２切刃１９で生じる切屑は比較的厚いため、切屑詰まりが生じた際に加工面を傷つけ易い。しかしながら、凸部３７が第２領域２３に位置している場合には第２切刃１９で生じた切屑を安定して分断することができるため、切屑詰まりが生じにくく良好な加工面を得ることができる。
【００７３】
また、第１領域２１及び第２領域２３の両方に凹部２５が位置している場合には、上記の効果を得ることができ、良好な切屑排出性を有する。
【００７４】
凸部３７は、稜線７から離れていてもよく、また、図１２に示すように、稜線７の一部を含んでいてもよい。凸部３７が稜線７の一部を含んでいる場合には、第２面５の正面視において第１切刃１７が凸形状を有する。また、この場合には、凸部３７は、稜線７から第１面３の中央に向かって延びている。
【００７５】
このように、凸部３７が稜線７に接している場合には、第２面５の正面視において第１辺１１が凸形状を有するため、切屑が凸部３７に接触し易い。そのため、第１切刃１７で生じた切屑が折れ曲がり易く、分裂し易い。
【００７６】
また、図１３に示すように第１面３の正面視において、凸部３７は、稜線７に沿った方向の幅が、稜線７から離れるにしたがって狭くなっている部分を有していてもよい。具体的には、例えば、凸部３７が第１領域２１に位置している場合には、第１面３の正面視において、凸部３７が、第１切刃１７から離れるにしたがって、第１切刃１７に沿った方向における幅Ｗ２が狭くなる部分を有していてもよい。また、凸部３７は、第１切刃１７から離れるにしたがって幅Ｗ２が全体として狭くなっていてもよい。
【００７７】
凸部３７が上記の構成を有する場合には、凸部３７のうち稜線７に接している部分への応力集中を緩和し、凸部３７の耐久性を向上させることができる。
【００７８】
なお、幅Ｗ２の長さは特に限定されない。例えば、第１切刃１７の長さをＭ１とすると、幅Ｗ１の最も長い部分は、０．１Ｍ１〜０．８Ｍ１で表されてもよい。
【００７９】
また、図１５に示すように、凸部３７は、稜線７から離れるにしたがって凸部３７の高さが低くなっている部分を有していてもよい。凸部３７が上記の構成である場合においても、切屑の排出性がさらに高い。切屑が凸部３７に切屑が詰まりにくいため、切屑の排出性がさらに高い。ここで、高さが低くなっているとは、凸部３７の頂部と、インサートの中心軸Ｐに直交する基準面Ｓ１との間隔Ｄ２が、稜線７から離れるにしたがって小さくなることをいう。
【００８０】
なお、図１５に示す一例においては、凸部３７の頂部が連続的に低くなっているが、このような態様に限定されるわけではない。凸部３７の頂部と基準面Ｓ１との間隔が一定の部分を凸部３７が有していてもよい。
【００８１】
なお、間隔Ｄ２の長さは特に限定されない。例えば、第１切刃１７の長さをＭ１とすると、間隔Ｄ２の最も長い部分は、０．０１Ｍ１〜０．４Ｍ１で表されてもよい。
【００８２】
凸部３７が稜線７に接している場合において、凸部３７の両側に位置する稜線を、第１稜線２７’及び第２稜線２９’とし、第１面３における第１稜線２７’から第１面３の中央に向かって位置する部分を第３領域３３’、第１面３における第２稜線２９’から第１面３の中央に向かって位置する部分を第４領域３５’とする。なお、第３領域３３’及び第４領域３５’はすくい面として機能してもよい。
【００８３】
第１切刃１７における凸部３７よりも第１角９から離れて位置する部分が、第１稜線２７’に相当している。第１切刃１７における凸部３７よりも第１角９の近くに位置する部分が、第２稜線２９’に相当している。また、第１領域２１における第１稜線２７’に沿って位置する部分が、第３領域３３’に相当している。第１領域２１における第２稜線２９’に沿って位置する部分が、第４領域３５’に相当している。
【００８４】
インサート１’の中心軸Ｐに直交する基準面Ｓ１と第３領域３３’とがなす角度を第１角度θ１’、基準面Ｓ１と第４領域３５’とがなす角度を第２角度θ２’としたとき、第１角度θ１’及び第２角度θ２’の値は、同じであっても、また、互いに異なっていてもよい。例えば、第２角度θ２’が第１角度θ１’より大きくてもよい。
【００８５】
第１角度θ１’及び第２角度θ２’が互いに異なる場合には、切屑のうち第３領域３３’を流れる部分と第４領域３５’を流れる部分とでは、切屑の進行する速度が異なる。そのため、切屑における凸部３７によって折り曲げられた部分は、第３領域３３’を流れる切屑及び第４領域３５’を流れる切屑の速度の違いにより引き裂かれるようにして分裂し易い。
【００８６】
また、第２面５の正面視において、第１稜線２７’及び第２稜線２９’が一つの仮想直線上に位置していてもよいが、図１６に示す一例のように、第１稜線２７’の仮想延長線Ｌ１と第２稜線２９’の仮想延長線Ｌ２とが交差していてもよい。
【００８７】
凸部３７と第１稜線２７’との交点及び凸部３７と第２稜線２９’との交点を結ぶ仮想直線Ｌ４で示される部分を第２面５の正面視における凸部３７の底部とする。図１７に示す一例のように、仮想延長線Ｌ１が凸部３７の底部よりも凸部３７の頂部の近くに位置する場合には、凸部３７及び第１稜線２７’の境界付近における切屑詰まりが抑制され易い。なお、図１７は、実施形態の一つのインサート１における、図１６に対応する領域を拡大した図である。
【００８８】
一方、図１６に示す一例のように、仮想延長線Ｌ１が凸部３７の底部よりも凸部３７の頂部から離れて位置する場合には、凸部３７及び第１稜線２７’の境界付近において切屑が折り曲げられ易い。そのため、切屑がさらに分裂し易い。
【００８９】
また、図１７に示す一例のように、仮想延長線Ｌ２が凸部３７の底部よりも凸部３７の頂部の近くに位置する場合には、凸部３７及び第２稜線２９’の境界付近における切屑詰まりが抑制され易い。
【００９０】
一方、仮想延長線Ｌ２が凸部３７の底部よりも凸部３７の頂部から離れて位置する場合には、凸部３７及び第２稜線２９’の境界付近において切屑が折り曲げられ易い。そのため、切屑がさらに分裂し易い。
【００９１】
図１７に示す一例においては、仮想延長線Ｌ１及び仮想延長線Ｌ２が交差しており、仮想延長線Ｌ１及び仮想延長線Ｌ２が凸部３７の底部よりも凸部３７の頂部の近くに位置している。上記のように仮想延長線Ｌ１及び仮想延長線Ｌ２が位置している場合には、凸部３７及び第１稜線２７’の境界付近と、凸部３７及び第２稜線２９’の境界付近とのそれぞれにおいて、さらに切屑詰まりが抑制され易い。
【００９２】
第１稜線２７’及び第２稜線２９’の長さは、特定の値に限定されない。例えば、第１稜線２７’及び第２稜線２９’の長さが同じであっても、また、第１稜線２７’及び第２稜線２９’の長さが互いに異なっていてもよい。
【００９３】
＜切削工具＞
次に、本開示の一実施形態の切削工具について図面を用いて説明する。図１８、図１９は、図１に示すインサート１がホルダ１０３のインサートポケット１０５（以下、単にポケット１０５ともいう。）にネジ１０７によって取り付けられた状態を示している。なお、図１８などにおいて、切削工具１０１の回転軸Ｘを二点鎖線で示している。
【００９４】
実施形態の切削工具１０１は、転削加工に用いられる。切削工具１０１は、図１８などに示すように、回転軸Ｘを有し、先端側の外周面に複数のポケット１０５を有するホルダ１０３と、ポケット１０５にそれぞれ装着される、上記の実施形態に代表されるインサートとを備えている。なお、図１８及び図１９においては、インサートとして、上記の実施形態のインサート１を示している。
【００９５】
ホルダ１０３は、第１端（図１８における左下端）から第２端（図１８における右上端）にかけて延びた棒状体である。ホルダ１０３の第１端の側における外周面には、複数のポケット１０５が位置している。ポケット１０５は、インサート１が装着される部分であり、ホルダ１０３の外周面及び第１端に向かって開口している。
【００９６】
複数のポケット１０５は、回転軸Ｘの回転方向Ｙに沿って等間隔で設けられていても、あるいは、不等間隔で設けられていてもよい。ホルダ１０３には、複数のポケット１０５が形成されていることから、厳密な円柱形状ではない。
【００９７】
実施形態においては、インサート１は、ネジ１０７によって、ポケット１０５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１０７を挿入し、このネジ１０７の先端をポケット１０５に形成されたネジ孔に挿入して、ネジ１０７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１０３に装着されている。
【００９８】
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。なお、切削工具１０１は、実施形態のインサート１の代わりに実施形態のインサート１’を備えていても何ら問題ない。
【００９９】
＜切削加工物の製造方法＞
次に、本開示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。
【０１００】
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）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における切刃を被削材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。
【０１０１】
より具体的には、まず、図２０に示すように、回転工具１０１を回転軸Ｘの周りで回転方向Ｙの方向に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２１に示すように、回転している切削工具１０１におけるコーナ切刃、第１切刃及び第２切刃の少なくとも１つを被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。そして、図２２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。なお、視覚的な理解を容易にするため、図２１及び図２２において、切削工具１０１によって切削された被削材２０１の領域に斜線を付している。
【０１０２】
図２０に示す一例においては、被削材２０１を固定するとともに切削工具１０１を回転させた状態で切削工具１０１を、回転軸Ｘに沿ったＺ１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２１においては、回転している切削工具１０１をＺ２方向に移動させながら切削工具１０１のコーナ切刃、第１切刃及び第２切刃の少なくとも１つを被削材２０１に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２２においては、切削工具１０１を回転させた状態でＺ３方向に移動させることによって遠ざけている。
【０１０３】
図２１に示す一例においては、Ｚ２方向はＺ１方向に対して直交する方向ではなく、Ｚ１方向に対して傾斜した方向となっている。このようにＺ２方向がＺ１方向に対して傾斜している場合に、沈み込み加工を行なうことができる。なお、Ｚ２方向がＺ１方向に対して直交する方向である場合には、平面加工を行なうことができる。
【０１０４】
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は限定されない。
【０１０５】
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、切削工具１０１を回転させた状態を維持して、被削材２０１の異なる箇所に切削工具１０１における切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。
【０１０６】
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。
【０１０７】
以上、本開示に係る複数の実施形態が例示された。しかしながら、本開示は上述した実施形態に限定されない。実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない限り任意の構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１、１’・・・インサート
３・・・第１面
５・・・第２面
６・・・第３面
７・・・稜線
９・・・第１角
１１・・・第１辺
１３・・・第２辺
１５・・・コーナ切刃
１７・・・第１切刃
１９・・・第２切刃
２１・・・第１領域
２３・・・第２領域
２５・・・凹部
２７、２７’・・・第１稜線
２９、２９’・・・第２稜線
３３、３３’・・・第３領域
３５、３５’・・・第４領域
３７・・・凸部
３９・・・穴
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０５・・・ポケット
１０７・・・ネジ
２０１・・・被削材
θ１・・・第１角度
θ２・・・第２角度
Ｐ・・・インサートの中心軸
Ｓ１・・・基準面
Ｘ・・・回転軸
Ｙ・・・回転方向
Ｌ１・・・仮想延長線
Ｌ２・・・仮想延長線
Ｌ３・・・仮想直線
Ｌ４・・・仮想直線
【図１】
2019039547.tif 000003
【図２】
2019039547.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019039547.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019039547.tif 000009
【図８】
2019039547.tif 000010
【図９】
2019039547.tif 000011
【図１０】
2019039547.tif 000012
【図１１】
2019039547.tif 000013
【図１２】
2019039547.tif 000014
【図１３】
2019039547.tif 000015
【図１４】
2019039547.tif 000016
【図１５】
2019039547.tif 000017
【図１６】
2019039547.tif 000018
【図１７】
2019039547.tif 000019
【図１８】
2019039547.tif 000020
【図１９】
2019039547.tif 000021
【図２０】
2019039547.tif 000022
【図２１】
2019039547.tif 000023
【図２２】
2019039547.tif 000024
【国際調査報告】
2019039547.tif 000025
2019039547.tif 000026
2019039547.tif 000027
2019039547.tif 000028