(57)【要約】  本発明の実施形態に係る切削インサートは、上面と、下面と、前記上面および前記下面のそれぞれと接続している側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置している上切刃と、を備え、前記下面は、下面視において、前記上下面を貫く中心軸から距離ａの位置にある３つの第１頂部と、前記中心軸から距離ｂの位置にある３つの第２頂部と、を交互に有するとともに、少なくとも前記中心軸を含む凹部をさらに有する、載置部を有し、前記第２頂部は前記第１頂部よりも前記上面側に位置している。この切削インサートを備える切削工具と、この切削工具を用いて切削加工物を製造する方法とを提供する。
2012165094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と、
下面と、
前記上面および前記下面のそれぞれと接続している側面と、
前記上面と前記側面との交線部に位置している上切刃と、を備え、
前記下面は、下面視において、前記上下面を貫く中心軸から距離ａの位置にある３つの第１頂部と、前記中心軸から距離ｂの位置にある３つの第２頂部と、を交互に有するとともに、少なくとも前記中心軸を含む凹部をさらに有する、載置部を有し、
前記第２頂部は前記第１頂部よりも前記上面側に位置している、切削インサート。
【請求項２】
前記載置部は全体が前記凹部である、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
下面視において、前記距離ａおよび前記距離ｂは、ａ＞ｂの関係を有する、請求項１または２に記載の切削インサート。
【請求項４】
側面視において、前記載置部は、前記第１頂部を前記中心軸側に延長した第１延長線と前記中心軸とのなす角の角度と、前記第２頂部を前記中心軸側に延長した第２延長線と前記中心軸とのなす角の角度とが、同じである、請求項１〜３のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項５】
前記載置部の外縁は、前記第１頂部と前記第２頂部との中間部において、前記上面側に凸の曲線状である、請求項１〜４のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項６】
前記載置部の外縁のうち前記第１頂部と該第１頂部に隣接している前記第２頂部とを結ぶ部位は、下面視において直線状である、請求項１〜５のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項７】
前記凹部の内壁は、前記中心軸上に頂点を有する円錐状である、請求項１〜６のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項８】
前記凹部は、前記中心軸側に位置しており前記中心軸に垂直な平坦面を有し、
下面視において、前記第１頂部から前記平坦面までの距離は、前記第２頂部から前記平坦面までの距離よりも大きい、請求項１〜７のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項９】
前記上切刃は、前記第１頂部における内角よりも小さい第１内角を有する主コーナーと、前記第２頂部における内角よりも大きい第２内角を有する副コーナーと、を有し、
下面視において、前記第１頂部における前記内角の２等分線と前記主コーナーの２等分線とが互いに一致しており、前記第２頂部における前記内角の２等分線と前記副コーナーの２等分線とが互いに一致している、請求項１〜８のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１０】
側面視において、前記下面と前記側面との交線部は、前記第２頂部と同じ位置か、または前記第２頂部よりも前記上面側に位置している、請求項１〜９のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１１】
前記上面から前記下面まで貫通している貫通孔、をさらに備え、
下面視において、前記貫通孔の外周が、前記平坦面の内側に位置している、請求項８〜１０のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の切削インサートと、
前記切削インサートが取り付けられるホルダと、を備える、切削工具。
【請求項１３】
前記ホルダは、その外周先端部に前記切削インサートが取り付けられるインサートポケットを有し、
前記インサートポケットは、前記切削インサートの前記載置部と当接する当接面を有し、
前記第１頂部が前記当接面と当接するように、前記切削インサートが前記ホルダに取り付けられている、請求項１２に記載の切削工具。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の切削工具を前記ホルダの回転軸を基準に回転させる工程と、
回転している前記切削工具の前記上切刃と被削材の表面とを接触させる工程と、
前記切削工具を前記被削材から離隔する工程と、を備える、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、切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正面フライス加工を行なうために用いる切削インサート（以下、「インサート」と言うことがある。）として、六角形状の両面を使用可能なインサートが提案されている（例えば、国際公開第２００７／０３７７３３号参照）。【０００３】
国際公開第２００７／０３７７３３号のインサートは、そのＦｉｇ．１ＡやＦｉｇ．１Ｅに示されるように、上面に平坦面が形成されている。この平坦面は、下面側にある切刃を用いる場合にインサートポケットと当接する載置面として機能する。【０００４】
しかし、このようなインサートは、一般に原料粉末をプレス成形し、焼成することによって得られるが、形状的な要因や、焼成環境のバラツキ等によって焼成時に変形が発生する場合がある。例えば、載置面として機能する面を平坦に成形しても、焼成によって変形が発生し、インサートの載置面は設計時に意図した位置とは異なる位置でホルダに当接することとなって、取り付け安定性が悪くなるおそれがある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の課題の１つは、取り付け安定性が良好である、切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法を提供することである。
【０００６】
本発明の実施形態に係る切削インサートは、上面と、下面と、前記上面および前記下面のそれぞれと接続している側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置している上切刃と、を備え、前記下面は、下面視において、前記上下面を貫く中心軸から距離ａの位置にある３つの第１頂部と、前記中心軸から距離ｂの位置にある３つの第２頂部と、を交互に有するとともに、少なくとも前記中心軸を含む凹部をさらに有する、載置部を有し、前記第２頂部は前記第１頂部よりも前記上面側に位置している。
【０００７】
本発明の実施形態に係る切削工具は、上述した実施形態に係る切削インサートと、前記切削インサートが取り付けられるホルダと、を備える。
【０００８】
本発明の実施形態に係る切削加工物の製造方法は、上述した実施形態に係る切削工具を前記ホルダの回転軸を基準に回転させる工程と、回転している前記切削工具の前記上切刃と被削材の表面とを接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離隔する工程と、を備える。
【０００９】
本発明の実施形態に係る切削インサートによれば、下面は、下面視において、上下面を貫く中心軸から距離ａの位置にある３つの第１頂部と、中心軸から距離ｂの位置にある３つの第２頂部と、を交互に有するとともに、少なくとも中心軸を含む凹部をさらに有する、載置部を有する。そして、第２頂部は第１頂部よりも上面側に位置している。このように、載置部は、凹部を有することから中心軸の近傍においてホルダの当接面と当接し難くなるため、より外縁側に位置している第１頂部および第２頂部をホルダの当接面と当接する固定点として機能させることができるため、取り付け安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る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であり、（ａ）は平面図（上面図）、（ｂ）は底面図（下面図）である。
【図３】図２（ａ）に示す切削インサートであり、（ａ）はＡ矢視側面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】図２（ａ）に示す切削インサートであり、（ａ）はＢ−Ｂ線における断面の部分拡大図であり、（ｂ）はＣ−Ｃ線における断面の部分拡大図である。
【図５】本発明の実施形態に係る切削工具を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【図６】図５に示す切削工具における切削インサートの取り付け状態を拡大して示す側面図であり、（ａ）は切削インサートを側面から見た図、（ｂ）は切削インサートを上面から見た図である。
【図７】図５に示す切削工具におけるホルダを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はインサートポケットにおける部分拡大斜視図、（ｃ）はインサートポケットにおける部分拡大側面図である。
【図８】図６（ｂ）に示す切削工具における断面図であり、（ａ）はＥ−Ｅ線における断面の部分拡大図、（ｂ）はＦ−Ｆ線における断面の部分拡大図、（ｃ）はＧ−Ｇ線における断面の部分拡大図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す工程図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜切削インサート＞
以下、本発明の実施形態に係る切削インサートについて、図１〜図４を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図３に示すように、本実施形態のインサート１は、ホルダに固定して用いられるスローアウェイ式のインサートであって、大略、上面２と、下面３と、上面２および下面３のそれぞれと接続している側面４と、上面２から下面３まで貫通している貫通孔６（取付孔）と、上面２と側面４との交線部に位置している上切刃５と、を備えている。なお、図２に示すように、本実施形態の貫通孔６は、上面２および下面３のそれぞれの中央部に位置している。
【００１３】
また、本実施形態のインサート１は、いわゆるネガティブ型のインサートである。そのため、本実施形態のインサート１は、図１および図２（ｂ）に示すように、下面３と側面４との交線部に位置している下切刃５Ｐをさらに備えている。なお、インサート１は、例えば、上面２の１辺が５ｍｍ〜１００ｍｍ、上下面２、３の厚みが３ｍｍ〜１００ｍｍとすればよい。
【００１４】
本実施形態のインサート１は、上面視および下面視において、図２に示すような六角形状（略六角形）である。上面視とは、上面２側からインサート１を見た状態を意味するものとする。同様に、下面視とは、下面３側からインサート１を見た状態を意味するものとする。
【００１５】
ここで、六角形状とは、厳密な六角形（正六角形）の場合に限定されるのではなく、機能を発揮できる範囲において若干の変形を含む概念である。すなわち、本実施形態の六角形状は、例えば、各辺または各頂点がわずかな曲線状である場合を含む。
【００１６】
さらに、上面２（上切刃５）および下面３は、第１内角αを有する３つの主コーナー２１（第１〜第３主コーナー２１ａ〜２１ｃ）と、第１内角αよりも大きい第２内角βを有する３つの副コーナー２２（第１〜第３副コーナー２２ａ〜２２ｃ）と、を交互に有している。このように、インサート１は、１つの主コーナー２１からその両側に隣接している２つの副コーナー２２、２２に向かって同一形状の上切刃５および下切刃５Ｐを有するため、３つの主コーナー２１のそれぞれにおいて、右勝手および左勝手の双方向に回転させて切削加工を行なうことができる。すなわち、本実施形態のインサート１によれば、３つの主コーナー２１のそれぞれを右勝手および左勝手で用いることによって、実質的に６つの主コーナーを備えるインサートとして使用することが可能となる。
【００１７】
ここで、第１内角αは、略直角であるのが好ましい。略直角とは、実質的に直角であることを意味するものとする。具体的には、本実施形態の略直角は、９０°±３°の範囲内を含む。特に、第１内角αは、９０°よりも大きいことが好ましい。また、第２内角βは、１４０°〜１５０°の範囲内で設定することが好ましい。なお、全ての辺を切削加工に使用しつつ、切削に寄与する切刃の長さを大きく確保する観点からは、各辺の長さが等しいことが好ましい。
【００１８】
インサート１は、上切刃５が上面２の全周に渡って位置している。これにより、インサート１は、３つの主コーナー２１を切削加工に使用することができる。また、このように、上切刃５を用いて切削加工を行なう場合には、下面３は一部が後述するホルダ１１に取り付けるための載置面（着座面）として機能する。
【００１９】
なお、上述の通り、本実施形態のインサート１は、図１および図２に示すように、上面２および下面３の両面をそれぞれすくいの機能を発揮する面として使用可能な所謂ネガティブ型のインサートである。従って、下切刃５Ｐを用いて切削加工を行なう場合には、下面３の一部をすくい面、上面２の一部を載置面（着座面）として使用することができる。すなわち、本実施形態のインサート１は、上面２と下面３とが同一形状を有しており、上下両面を切削加工に用いることができる構成を備えている。以下、特記しない限り、上面２に関する説明は下面３にも適用されるものとする。
【００２０】
次に、本実施形態のインサート１の各構成要素について、詳細に説明する。
上面２は、切屑を排出するための所謂すくいの機能を有する面であり、上切刃５から内方に向かって下方、すなわち下面３側に傾斜しているすくい面２３を有している。内方とは、上切刃５に対してインサート１の内側であり、貫通孔６側（中心軸Ｓ１側）のことを意味するものとする。中心軸Ｓ１とは、上下面２、３を貫く軸であり、上面視において、インサート１を回転させたときに回転軸となる軸を意味するものとする。
【００２１】
下面３は、ホルダ１１に載置するための載置部３１を有している。載置部３１は、下面視において、中心点Ｏ（中心軸Ｓ１）から距離ａの位置にある３つの第１頂部３１１ａ〜ｃ（第１距離ポイント）と、中心点Ｏ（中心軸Ｓ１）から距離ｂの位置にある３つの第２頂部３１２ａ〜ｃ（第２距離ポイント）とが交互に配置された６つの頂部（ポイント）を有する形状であるとともに、少なくとも中心点Ｏ（中心軸Ｓ１）を含む凹部３２をさらに有している。中心点Ｏとは、側面視において、載置部３１を中心軸Ｓ１側に延長した線と、中心軸Ｓ１との交点のことを意味するものとする（図４参照）。側面視とは、側面４側からインサート１を見た状態を意味するものとする。
【００２２】
本実施形態においては、下面視において、載置部３１は６つの頂部を有する六角形である。具体的には、図２（ｂ）に示すように、載置部３１は、中心点Ｏ（中心軸Ｓ１）から第１距離（距離ａ）離れた３つの第１頂部３１１ａ〜ｃ、および中心点Ｏ（中心軸Ｓ１）から第２距離（距離ｂ）離れた３つの第２頂部３１２ａ〜ｃを６つの頂部とする六角形である。このように、各頂部は、載置部３１の外縁３１ａの辺と辺との交差部であり、本実施形態のように辺と辺との交差部に曲面や平面で面取りを施した領域を含む場合がある。
【００２３】
ここで、上述した主コーナー２１における第１内角αは、載置部３１の形状の第１頂部３１１における内角γよりも小さく、副コーナー２２における第２内角βは、載置部３１の形状の第２頂部３１２における内角δよりも大きい。具体的には、図２に示すように、α＜γであり、β＞δである。
【００２４】
さらに、下面視において、第１頂部３１１における内角γの２等分線Ｌ１と主コーナー２１の２等分線Ｌ２とが互いに一致しており、第２頂部３１２における内角δの２等分線Ｌ３と副コーナー２２の２等分線Ｌ４とが互いに一致している。具体的には、図２（ｂ）に示すように、Ｌ１＝Ｌ２であり、Ｌ３＝Ｌ４である。これらの構成によって、主コーナー２１近傍のインサート１の肉厚を大きく確保することができるとともに、副コーナー２２近傍においては載置部３１を下切刃５Ｐ近くまで確保することができ、インサート１のサイズをより小さくすることができる。
【００２５】
載置部３１は、中心点Ｏ近傍（以下、「中心部」と言う。）に凹部３２を有しているため、載置部３１が１つの平面で構成され、ホルダ１１の後述する当接面１３も平面である場合と比べて、ホルダ１１の当接面１３と当接し難く、第１頂部３１１および第２頂部３１２は、載置部３１の外縁３１ａ側における固定点として機能する。このため、インサート１の取り付け安定性が向上する。
【００２６】
凹部３２は、その大きさや深さに依存しない。本実施形態においては、載置部３１が凹状である。すなわち、本実施形態の載置部３１は、全体が凹部３２である。具体的には、図２（ｂ）に示すように、載置部３１の外縁３１ａと凹部３２の外縁３２ａとが一致している。この構成によって、載置部３１のうち外縁３１ａ近傍とホルダの当接面１３とが接触するために、接触面積をより小さくすることができ、固定力が強くなる。これらの結果、インサート１の取り付け安定性が向上する。
【００２７】
第２頂部３１２は、第１頂部３１１よりも、上面２から下面３に向かう高さ方向において高さ位置が低い。すなわち、第２頂部３１２は、第１頂部３１１よりも、上面２から近い側にある。つまり、第２頂部３１２は、第１頂部３１１よりも上面２側、すなわち上方に位置している。より具体的に説明すると、図３（ｂ）に示すように、第１頂部３１１の高さをｈ１とし、第２頂部３１２の高さをｈ２とすれば、ｈ１＞ｈ２である。本実施形態においては、側面視において、中心軸Ｓ１に垂直でかつ中点Ｍを通る垂直面Ｓ１Ｂを基準としてｈ１およびｈ２を計測したが、基準は中心軸Ｓ１に垂直な垂直面Ｓ１ｂであればよい。上述した構成によって、高さ位置の高い第１頂部３１１近傍が先にホルダの当接面１３と当接し、高さ位置の低い第２頂部３１２近傍が後からホルダ１１の当接面１３と当接する。そのため、第１頂部３１１近傍を主の固定点とし、第１頂部３１１よりも低い第２頂部３１２近傍を副の固定点としてインサート１を支持することができる。このため、インサート１の取り付け安定性が向上する。
【００２８】
下面視において、中心点Ｏ（中心軸Ｓ１）から第１頂部３１１までの距離ａおよび中心点Ｏ（中心軸Ｓ１）から第２頂部３１２までの距離ｂは、等しくてもよいし（ａ＝ｂ）、互いに異なっていてもよい（ａ≠ｂ）。本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、ａ＞ｂである。この構成によって、主の固定点（第１頂部３１１近傍）が副の固定点（第２頂部３１２近傍）よりも中心点Ｏから遠くなるため、インサート１の回転を抑制することができる。
【００２９】
中心軸Ｓ１と、中心点Ｏと６つの頂部とを結ぶ直線とのなす角の角度は、適宜設定すればよい。当該角度は、例えば、全てが異なっていてもよいし、３つの第１頂部３１１における当該角度が一致しており、３つの第２頂部３１２における当該角度が一致していてもよい。本実施形態においては、図４に示すように、中心軸Ｓ１と、中心点Ｏと第１頂部３１１とを結ぶ直線とのなす角の角度θＡは、中心軸Ｓ１と、中心点Ｏと第２頂部３１２とを結ぶ直線とのなす角の角度θＢと同じである。すなわち、側面視において、載置部３１は、第１頂部３１１を中心軸Ｓ１側に延長した第１延長線Ｌ５と中心軸Ｓ１とのなす角の角度θＡと、第２頂部３１２を中心軸Ｓ１側に延長した第２延長線Ｌ６と中心軸Ｓ１とのなす角の角度θＢとが、同じである、具体的には、図４に示すように、θＡ＝θＢである。この構成によって、インサート１の中央部にかかる応力を効果的に分散することができる。
【００３０】
なお、θＡおよびθＢはそれぞれ、８０°〜９０°に設定されることが好ましい。また、第１延長線Ｌ５は、例えば載置部３１が曲面状に構成されている場合には、曲面状の載置部３１のうち内方側に位置している端部を通るように、第１頂部３１１を中心軸Ｓ１側に延長すればよい。第２延長線Ｌ６についても同様である。
【００３１】
載置部３１の外縁３１ａは、第１頂部３１１と第２頂部３１２との中間部において、上面２側に凸の曲線状であるのが好ましい。本実施形態の載置部３１の外縁３１ａは、第１頂部３１１と第２頂部３１２との中間部において、上面２側に位置するような円弧状である。この構成によって、載置部３１の外縁３１ａのうち、第１頂部３１１と第２頂部３１２との間がホルダの当接面１３と当接し難くなるため、より確実に第１頂部３１１および第２頂部３１２の近傍を固定点とすることができる。その結果、インサート１の取り付け安定性がより向上する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、領域Ｑ１が第１頂部３１１の近傍の固定点であり、領域Ｑ２が第２頂部３１２近傍の固定点である。領域Ｑ１および領域Ｑ２はそれぞれ、ホルダ１１の当接面１３に当接する。
【００３２】
載置部３１は、下面視における第１頂部３１１と第２頂部３１２とを結ぶ外周は、曲線でも直線でもよく、特に限定されない。本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、下面視において、第１頂部３１１と、該第１頂部３１１に隣り合う第２頂部３１２とを結ぶ外周が直線である。すなわち、本実施形態においては、載置部３１の外縁３１ａのうち第１頂部３１１と該第１頂部３１１に隣接している第２頂部３１２とを結ぶ部位３１ｂは、下面視において直線状である。この構成によって、切刃５における載置部３１との距離を一定にすることができるため、切刃５の強度を一方端部から他方端部まで一様にすることができ、載置部３１が受ける切削抵抗も外縁３１ａにおいて一定となる。そのため、インサート１の取り付け安定性がより向上する。
【００３３】
凹部３２の内壁３２ｂは、中心点Ｏを頂点とする円錐状面で構成されている。すなわち、凹部３２の内壁３２ｂは、中心軸Ｓ１上に頂点を有する円錐状である。この構成によって、凹部３２の内壁３２ｂに角部がないため、応力を緩和することができ、インサート１の破損を抑制することができる。
【００３４】
凹部３２は、中心軸Ｓ１の周りに中心軸Ｓ１に垂直な平坦面３３を有している。そして、下面視において、第１頂部３１１から平坦面３３までの距離ｄ１は、第２頂部３１２から平坦面３３までの距離ｄ２よりも大きい。すなわち、図２（ｂ）に示すように、ｄ１＞ｄ２である。この構成によって、インサート１を後述する固定部材である取付ねじ１２によってホルダ１１の当接面１３に圧着させる場合に、万一、当接領域が凹部３２にまで及んだ場合にも、中心軸Ｓ１近傍とホルダ１１の当接面１３との接触を抑制することができ、インサート１をより安定して取り付けることができる。
【００３５】
側面視において、下面３と側面４との交線部（下切刃５Ｐ）は、第２頂部３１２と同じ位置か、または第２頂部３１２よりも上面２側、すなわち上方に位置しているのが好ましい。本実施形態においては、図４に示すように、上面２から下面３に向かう高さ方向において、下面２と側面３との交線部（下切刃５Ｐ）の高さ位置は、載置部３１の第２頂部３１２の高さ位置と同一かそれよりも低くなっている。この構成によって、本実施形態のような両面使いのインサート１の場合に、下面２と側面３との交線部、すなわち下切刃５Ｐが、ホルダ１１の当接面１３に強く押圧されて破損することを抑制する。
【００３６】
本実施形態において、平坦面３３は、図２（ｂ）に示すように、副コーナー２２における角の二等分線上に頂点を備える三角形状である。この構成によって、領域Ｑ２における面積が小さくなるため、取付ねじ１２によって受ける力を効果的に固定力に変えることができる。
【００３７】
さらに、本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、下面視において、貫通孔６の外周が、三角形状の平坦面３３の３つの頂部を結ぶ直線で囲まれる領域の内側に位置している。この構成によって、本実施形態のような両面使いのインサート１の場合に、貫通孔６に挿通される取付ねじ１２が載置部３１の高さよりも高くなって、これに生成された切屑が衝突して四方八方に飛散することを抑制する。
【００３８】
上切刃５は、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３を有している。具体的には、上切刃５は、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、３つの主コーナー２１のうちの例えば第１主コーナー２１ａから３つの副コーナー２２のうちの第１主コーナー２１ａに隣接している第１副コーナー２２ａおよび第２副コーナー２２ｂのそれぞれに向かって順に、コーナー切刃５１、コーナー切刃５１から離れるにつれて下方、すなわち中心軸Ｓ１に垂直な垂直面Ｓ１ｂを基準にして下面３に向かって第１傾斜角θ１で傾斜している副切刃５２、および、副切刃５２から離れるにつれて下方、すなわち垂直面Ｓ１ｂを基準にして下面３に向かって第１傾斜角θ１よりも大きい第２傾斜角θ２で傾斜している主切刃５３を有している。それゆえ、本実施形態のインサート１は、上述のような第１内角αを備える主コーナー２１および第２内角βを備える副コーナー２２と相まって、低い切削抵抗と優れた耐欠損性とを兼ね備えることが可能となる。
【００３９】
本実施形態において、第１傾斜角θ１とは、垂直面Ｓ１ｂと副切刃５２の仮想延長線Ｌ７とがなす角の角度を意味するものとし、第２傾斜角θ２とは、垂直面Ｓ１ｂと主切刃５３の仮想延長線Ｌ８とがなす角の角度を意味するものとする。仮想延長線Ｌ７とは、副切刃５２の開始点、すなわち副切刃５２のうちコーナー切刃５１側に位置している端部における接線を延長した直線のことを意味するものとする。同様に、仮想延長線Ｌ８とは、主切刃５３の開始点、すなわち主切刃５３のうち副切刃５２側に位置している端部における接線を延長した直線のことを意味するものとする。
【００４０】
コーナー切刃５１は、側面４のうち後述する主コーナー側面４１と上面２との交線部に位置しており、切削加工時に加わる切削力によって上切刃５が欠損することを抑制する役割を有し、上面視で曲線状である。本実施形態において、コーナー切刃５１は、中心軸Ｓ１に対して垂直であり、垂直面Ｓ１ｂに平行である。
【００４１】
副切刃５２は、側面４のうち後述する第１側面４２と上面２との交線部のうちコーナー切刃５１側に位置している。また、副切刃５２は、図２（ａ）に示すように、主切刃５３とともに第１、第２主切削部５ａ、５ｃとしての役割を有する切刃である。それと同時に、副切刃５２は、主として後述する被削材１００の仕上げ面１０２の精度を向上させる役割を有する切刃、所謂さらい刃である。本実施形態において、副切刃５２は直線状である。
【００４２】
主切刃５３は、第１側面４２と上面２との交線部のうち第１副コーナー２２ａ側（第２副コーナー２２ｂ側）に位置しており、切削加工において、切屑生成に主な役割を有する切刃である。本実施形態において、主切刃５３は、側面視において下面３側に凹状である。
【００４３】
以上のように、上切刃５は、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３に向かうにつれて下面３側に傾斜していることから、コーナー切刃５１側で高い切刃強度を有すると同時に、主切刃５３側で低い切削抵抗を実現することが可能となる。また、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３に向かうにつれて、インサート１の厚みが小さくなっているものの、それに伴って上面視における貫通孔６から各切刃までの距離が大きくなっているため、各切刃領域における高い切刃強度を確保することが可能となる。
【００４４】
なお、上切刃５と同様に、下切刃５Ｐも、コーナー切刃５１Ｐ、副切刃５２Ｐおよび主切刃５３Ｐを有している。コーナー切刃５１Ｐ、副切刃５２Ｐおよび主切刃５３Ｐの構成は、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３と同様である。
【００４５】
側面４は、被削材１００との接触を低減するための所謂逃げ部として機能する面であり、本実施形態においては、図３に示すように、上面２と下面３とに垂直である。それゆえ、側面が上面２または下面３との間に逃げ角を有するインサートと比較して、インサート１の肉厚を確保することができるため、インサート１は耐欠損性に優れている。
【００４６】
具体的な構成としては、六角形状の上面２に接続している側面４は、図３（ａ）に示すように、第１主コーナー２１ａから第２主コーナー２１ｂ（第３主コーナー２１ｃ）に向かって、主コーナー側面４１、第１側面４２、副コーナー側面４３および第２側面４４を順に有している。なお、第１側面４２および第２側面４４はいずれも平面であり、主コーナー側面４１および副コーナー側面４３はいずれも曲面である。
【００４７】
貫通孔６は、インサート１を後述するホルダ１１に固定する役割を有する。すなわち、貫通孔６に取付ねじ１２（固定部材）を挿入してホルダ１１にねじ込むことによって、インサート１をホルダ１１に固定して切削工具１０を形成する。なお、貫通孔６の中心軸は、中心軸Ｓ１と同じ位置に存在している。
【００４８】
＜切削工具＞
次に、本発明の実施形態に係る切削工具について、図５〜図８を参照して詳細に説明する。
【００４９】
図５に示すように、本実施形態の切削工具１０は、複数の上述したインサート１と、これら複数のインサート１が固定部材を用いて取り付けられるとともに、回転軸Ｓ２を有している円柱状のホルダ１１と、を備えている。
【００５０】
ホルダ１１は、図７に示すように、その外周先端部に複数のインサートポケット１１ａを有している。そして、各インサートポケット１１ａ内の外周位置にインサート１が取り付けられている。具体的には、切削工具１０が図５の矢印Ｘ方向に回転する場合に、インサート１は、回転方向である矢印Ｘの前方側に上面（すくい面）２を向けて、ホルダ１１の最外周に主切刃５３が位置するように取り付けられている。取り付け方法としては、取付ねじ１２（固定部材）を、複数のインサート１の各々の貫通孔６に挿入してホルダ１１までねじ込むことによって、複数のインサート１をホルダ１１にそれぞれ固定している。
【００５１】
ホルダ１１のインサートポケット１１ａは、図７に示すように、インサート１と当接するための当接面１３を有している。具体的には、当接面１３は、切削工具１０が図５の矢印Ｘ方向に回転する場合に、回転方向である矢印Ｘの前方側に対向する方向に位置している。なお、インサート１の載置部３１の効果を十分に発揮するため、当接面１３は平面で構成されていることが好ましい。
【００５２】
インサート１の取り付け安定性向上の観点から、図７（ｂ）に示すように、当接面１３は、インサート１の載置部３１の下面視形状と略同一あるいは相似形状であるのが好ましい。本実施形態の当接面１３は、インサート１の載置部３１の下面視形状と略同一である。
【００５３】
また、インサート１の取り付け安定性向上の観点から、インサート１は、３つの第１頂部３１１がインサートポケット１１ａの当接面１３と当接して固定されることが好ましい。例えば、本実施形態では、図２（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、少なくともインサート１の３つの第１頂部３１１を含む３つの領域Ｑ１が、平坦な当接面１３の３つの第１当接領域Ｒ１と当接して固定されている。さらに、本実施形態では、インサートポケット１１ａの当接面１３は、図２（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、第１当接領域Ｒ１以外にインサート１の３つの第２頂部３１２を含む３つの領域Ｑ２に当接する３つの第２当接領域Ｒ２を有している。この構成によって、インサート１の取り付け安定性がより向上する。図８に、インサート１の領域Ｑ１と当接面１３の第１当接領域Ｒ１とが、またインサート１の領域Ｑ２と当接面１３の第２当接領域Ｒ２とが、それぞれ当接している状態を示す。
【００５４】
なお、本実施形態においては、当接面１３はインサート１の載置部３１の下面視形状と略同一である形状の態様を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、当接面１３は、インサート１の領域Ｑ１および領域Ｑ２と当接が可能な範囲で、インサート１の載置部３１の下面視形状を縮小したり拡大したり、あるいは領域Ｑ１および領域Ｑ２と適切に当接する形状であればよい。
【００５５】
本実施形態において、インサート１は、図６（ａ）に示すように、ホルダ１１の回転軸Ｓ２に平行な平行面Ｓ２ａを基準として、上切刃５のうち第１主コーナー２１ａから隣接している第１副コーナー２２ａに渡る第１主切削部５ａのアキシャルレーキ角θａが正であり、かつ上切刃５のうち第１副コーナー２２ａから隣接している第２主コーナー２１ｂに渡る非切削部５ｂのアキシャルレーキ角θｂが負であるような状態で、ホルダ１１に取り付けられている。
【００５６】
ここで、第１主切削部５ａは副切刃５２および主切刃５３を含むものであり、本実施形態においては副切刃５２および主切刃５３のいずれにおいてもアキシャルレーキ角θａが正である。例えば、副切刃５２のアキシャルレーキ角は０°〜１０°に設定されることが好ましく、主切刃５３のアキシャルレーキ角は５°〜２０°に設定されることが好ましい。なお、アキシャルレーキ角θａは、例えば主切刃５３のように曲線状の切刃については、主切刃５３の開始点、すなわち副切刃５２側に位置している端部における接線を延長した直線Ｌ９を用いて測定すればよい。また、アキシャルレーキ角θｂは、例えば非切削部５ｂの開始点、すなわち第１副コーナー２２ａ側に位置している端部における接線を延長した直線Ｌ１０を用いて測定すればよい。
【００５７】
また、図６（ａ）に示すように、インサート１は、上切刃５のうち第１主コーナー２１ａと第２主コーナー２１ｂとを結ぶ直線Ｌ１１のアキシャルレーキ角θｃが負であるような状態で、ホルダ１１に取り付けられている。言い換えれば、上述の第１主切削部５ａおよび非切削部５ｂを含めた全体としてのアキシャルレーキ角が負となっている。
【００５８】
以上のようにインサート１をホルダ１１に取り付けることによって切削工具１０が構成されている。このような切削工具１０を矢印Ｘ方向に回転させることによって、後述するように被削材１００に対して正面フライス加工やプランジ加工などの切削を行なうことができる。
【００５９】
例えば、図６（ｂ）に示すように、正面フライス加工を行なう場合には、インサート１の第１主切削部５ａを用いて被削材１００を切削して切削面１０１を形成するとともに、副切刃５２を用いて被削材１００を切削して仕上げ面１０２を形成することができる。この際、ホルダ１１の回転軸Ｓ２に垂直な垂直面Ｓ２ｂに対して、副切刃５２は略平行の関係に設定されている。
【００６０】
＜切削加工物の製造方法＞
次に、本発明の第１、第２実施形態に係る切削加工物の製造方法について、図９および図１０を参照して、詳細に説明する。
【００６１】
第１、第２実施形態の切削加工物の製造方法は、上述の切削工具１０をホルダ１１の回転軸Ｓ２を基準に回転させる工程と、回転している切削工具１０の上切刃５を被削材１００の表面に接触させる工程と、切削工具１０を被削材１００から離隔する工程とを備えている。以下、実施形態ごとに詳細に説明する。
【００６２】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る切削加工物の製造方法として、いわゆる正面フライス加工を例にとって、図９を参照して詳細に説明する。
【００６３】
本実施形態に係る切削加工物の製造方法は、以下の（ｉ）〜（iii）の工程を備える。なお、以下の説明において、各工程を実行する順序を明記していない場合には、その順序は適宜変更してもよい。
【００６４】
（ｉ）図９（ａ）に示すように、切削工具１０をホルダ１１（切削工具１０）の回転軸Ｓ２を中心に矢印Ｘ方向に回転させる工程。そして、切削工具１０を矢印Ｙ１方向に動かし、被削材１００に近づける。
【００６５】
（ii）図９（ｂ）に示すように、回転している切削工具１０の上切刃５を、被削材１００の表面に接触させる工程。ここで、本実施形態においては、（ii）の工程は、次の３つの工程を有する。
【００６６】
第１に、回転している切削工具１０を、回転軸Ｓ２に対して垂直な方向である矢印Ｚ方向に移動させる工程。これによって、被削材１００に対して正面フライス加工を行なうことができる。
【００６７】
第２に、回転している切削工具１０の上切刃５のうち第１主コーナー２１ａから隣接している第１副コーナー２２ａに渡る第１主切削部５ａを、被削材１００の表面に接触させる工程。これによって、第１主切削部５ａと接触して切削された被削材１００の被削面が、図９（ｂ）に示すような切削面１０１となる。
【００６８】
第３に、回転している切削工具１０の上切刃５のうち第１主コーナー２１ａと第２副コーナー２２ｂとの間に位置している副切刃５２を、第１主切削部５ａと接触することによって形成された被削材１００の被削面に接触させる工程。これによって、上述の第２の工程で第１主切削部５ａによって切削された被削材１００の被削面のうち第１主切削部５ａによって直接切削されずに削り残された部位が、副切刃５２によって平滑化されて、図９（ｂ）に示すような仕上げ面１０２となる。
【００６９】
（iii）図９（ｃ）に示すように、切削工具１０を矢印Ｚ方向にそのまま動かし、切削工具１０を被削材１００から離隔する工程。
【００７０】
以上の各工程を経ることによって、被削材１００を、図９（ｃ）に示すような所望の形状に切削してなる切削加工物１１０が製造される。
【００７１】
また、切削加工を継続して実行する場合には、例えば、切削工具１０を回転させた状態を維持して、被削材１００の異なる箇所に切削工具１０の上切刃５を接触させる工程を繰り返せばよい。切削加工に用いている上切刃５の主コーナー２１が摩耗した際には、インサート１を中心軸Ｓ１に対して１２０°回転させることによって、未使用の上切刃５の主コーナー２１を用いればよい。また、本実施形態においては、切削工具１０の回転方向を矢印Ｘとは逆向きに回転させることによって、インサート１の１つの主コーナー２１を逆勝手の切削加工に使用することができるため、３つの主コーナー２１のそれぞれを右勝手および左勝手の両方に用いることによって、実質的に６つの主コーナーを備えるインサートとして使用することが可能となる。なお、切削工具１０の回転方向を矢印Ｘと逆向きに変更することによって、第１主切削部５ａにおける副切刃５２が仕上げ面１０２を形成する切刃としての役割を有することになる。なお、本実施形態では、上切刃５について説明したが、下切刃５Ｐの場合も同様である。
【００７２】
なお、上述の各工程は、次のように変形することができる。例えば、（ｉ）の工程において、切削工具１０を固定しつつ被削材１００を回転させるようにしてもよい。また、切削工具１０と被削材１００とは相対的に近づけばよく、例えば被削材１００を切削工具１０に近づけてもよい。同様に、（iii）の工程では、被削材１００と切削工具１０とを相対的に遠ざければよく、例えば被削材１００を所定位置に保持されている切削工具１０から遠ざけるようにしてもよい。これらの変形については、次に説明する第２実施形態においても同様である。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る切削加工物の製造方法として、いわゆるプランジ加工（突き加工）を例にとって、図１０を参照して詳細に説明する。
【００７４】
本実施形態に係る切削加工物の製造方法は、以下の（ｉ）〜（iii）の工程を備える。なお、以下の説明において、各工程を実行する順序を明記していない場合には、その順序は適宜変更してもよい。
【００７５】
（ｉ）図１０（ａ）に示すように、切削工具１０をホルダ１１（切削工具１０）の回転軸Ｓ２を中心に矢印Ｘ方向に回転させる工程。そして、切削工具１０を矢印Ｙ１方向に動かし、被削材１００に近づける。
【００７６】
（ii）図１０（ｂ）に示すように、回転している切削工具１０の上切刃５を、被削材１００の表面に接触させる工程。ここで、本実施形態においては、（ii）の工程は、次の３つの工程を有する。
【００７７】
第１に、回転している切削工具１０を、回転軸Ｓ２に対して平行な方向である矢印Ｙ１方向に移動させる工程。これによって、被削材１００に対してプランジ加工を行なうことができる。
【００７８】
第２に、回転している切削工具１０の上切刃５のうち第１主コーナー２１ａから隣接している第２副コーナー２２ｂに渡る第２主切削部５ｃを、被削材１００の表面に接触させる工程。これによって、第２主切削部５ｃと接触して切削された被削材１００の被削面が、図１０（ｂ）に示すような切削面１０１となる。
【００７９】
第３に、回転している切削工具１０の上切刃５のうち第１主コーナー２１ａと第１副コーナー２２ａとの間に位置している副切刃５２を、第２主切削部５ｃと接触することによって形成された被削材１００の被削面に接触させる工程。これによって、上述の第２の工程で第２主切削部５ｃによって切削された被削材１００の被削面のうち第２主切削部５ｃによって直接切削されずに削り残された部位が、副切刃５２によって平滑化されて、図１０（ｂ）に示すような仕上げ面１０２となる。
【００８０】
（iii）図１０（ｃ）に示すように、切削工具１０を矢印Ｙ２方向に動かし、切削工具１０を被削材１００から離隔する工程。
【００８１】
以上の各工程を経ることによって、被削材１００を、図１０（ｃ）に示すような所望の形状に切削してなる切削加工物１１０が製造される。
【００８２】
また、切削加工を継続して実行する場合には、上述の第１実施形態と同様にすればよい。
【００８３】
以上、本発明に係るいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施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限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
【００８４】
例えば、上述の実施形態に係るインサート１においては特記していないが、上面２および下面３のそれぞれの色を互いに異なるようにしてもよい。具体的には、例えばインサート本体が銀色を示す超硬合金である場合に、上面２および下面３のいずれか一方を、例えば金色を示す窒化チタン（ＴｉＮ）によって被覆するのが好ましい。ネガティブ形のインサートにおいては、上面２および下面３は、いずれもすくい面として機能するため、インサートの取り付け間違いを生じる場合がある。上面２および下面３のいずれか一方をＴｉＮで被覆すると、ＴｉＮで被覆した面と被覆していない面とが異なる色となる。それゆえ、それぞれの面を目視で明確に区別できるようになり、インサート１を取り付ける際の誤認を抑制することができる。ここで、上面２および下面３のいずれかの被覆対象面は、その全面を被覆する必要はなく、例えば被覆対象面の一部（例えば切刃以外の部分）にＴｉＮを被覆することによっても同様の効果を得ることができる。なお、上述の被覆に用いる材料としては、上面２および下面３の色の相違を認識することができれば、ＴｉＮに限定されるものではない。例えば、インサート本体が超硬合金である場合に、明るい赤褐色を示す炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、暗い赤褐色を示す窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）等を採用することもできる。
【００８５】
また、上述の実施形態に係るインサート１では特記していないが、上切刃５が垂直面Ｓ１ｂと略平行なランド（図示せず）を有する構成としてもよい。これによって、上切刃５の強度を向上させることができ、所謂重切削の加工条件においても好適に使用することが可能となる。
【００８６】
また、上述の実施形態に係るインサート１では、上面２が六角形状である構成について説明したが、上面２が六角形状以外の他の多角形状である構成にしてもよい。
【図１】
2012165094.tif 000003
【図２】
2012165094.tif 000004
【図３】
2012165094.tif 000005
【図４】
2012165094.tif 000006
【図５】
2012165094.tif 000007
【図６】
2012165094.tif 000008
【図７】
2012165094.tif 000009
【図８】
2012165094.tif 000010
【図９】
2012165094.tif 000011
【図１０】
2012165094.tif 000012
【国際調査報告】
2012165094.tif 000013
2012165094.tif 000014
2012165094.tif 000015
2012165094.tif 000016