(57)【要約】  4つの荒加工用長辺切れ刃部と4つの仕上げ加工用短辺切れ刃部とが交互に連結してなる切れ刃を有するネガティブ型の切削インサートであって、荒加工用工具本体に装着すれば荒加工を行うことができ、仕上げ加工用工具本体に装着すれば仕上げ加工を行うことができる切削インサート。このような切削インサートを荒加工又は仕上げ加工に用いた後に仕上げ加工用工具本体又は荒加工用工具本体に再装着すれば、仕上げ加工又は荒加工をすることができ、もって切れ刃の全周を余すことなく使用できる。
2013008565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び下面と、前記上面の縁部と前記下面の縁部との間に延在する側面とを有する多角平板状で、前記上面及び前記下面の各々は4つの辺部及び4つのコーナー部を有するとともに、縁部の全周にわたって形成された環状切れ刃と、前記環状切れ刃から内方に傾斜した環状傾斜面と、前記環状傾斜面の内側に延在する保持面とを有し、前記保持面は前記上面から前記下面まで貫通するネジ穴を有するネガティブタイプの切削インサートであって、
各環状切れ刃は4つの長辺切れ刃部と4つの短辺切れ刃部とが交互に連結してなり、
各長辺切れ刃部は点Pを介して連結する長辺主切れ刃部と長辺副切れ刃部とからなり、
各短辺切れ刃部は点Qを介して連結する短辺主切れ刃部と短辺副切れ刃部とからなり、前記短辺主切れ刃部は点Rを介して前記長辺副切れ刃部に連結し、
前記長辺主切れ刃部は前記辺部に位置し、前記長辺副切れ刃部、前記短辺主切れ刃部及び前記短辺副切れ刃部は前記コーナー部に位置しており、
前記長辺主切れ刃部の長さL1及び前記短辺主切れ刃部の長さL3はL1＞L3の条件を満たす
ことを特徴する切削インサート。
【請求項２】
請求項1に記載の切削インサートにおいて、前記長辺主切れ刃部の長さL1と前記短辺主切れ刃部の長さL3とが3≦L1/L3≦10の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項３】
請求項1又は2に記載の切削インサートにおいて、前記長辺主切れ刃部はその長さ方向中央部で交差する第一切れ刃部及び第二切れ刃部からなり、前記第二切れ刃部は点Pを介して前記長辺副切れ刃部に連結しており、前記第一切れ刃部と前記第二切れ刃部の交差角βは鈍角であることを特徴とする切削インサート。
【請求項４】
請求項3に記載の切削インサートにおいて、前記交差角βが150°≦β≦170°の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項５】
請求項1〜4のいずれかに記載の切削インサートにおいて、隣接する前記第二主切れ刃部と前記長辺副切れ刃部とがなす角度λ1と、隣接する前記短辺主切れ刃部と前記短辺副主切れ刃部とがなす角度λ3とが、7°≦λ1≦20°、及び12°≦λ3≦30°の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項６】
請求項1〜5のいずれかに記載の切削インサートにおいて、前記長辺主切れ刃部が荒加工用の切れ刃部として使用され、前記短辺主切れ刃部が仕上げ加工用の切れ刃部として使用され、もって前記環状切れ刃の全周が荒加工及び仕上げ加工に使用されることを特徴とする切削インサート。
【請求項７】
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、前記インサート取付座の各々に着脱自在に装着された請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートとを具備する荒加工用の刃先交換式回転切削工具であって、前記切削インサートのいずれかの連結点Pが前記工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする荒加工用の刃先交換式回転切削工具。
【請求項８】
複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、前記インサート取付座の各々に着脱自在に装着された請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートとを具備する仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具であって、前記切削インサートのいずれかの連結点Qが前記工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具。
【請求項９】
請求項7又は8に記載の刃先交換式回転切削工具において、前記切削インサートのコーナー部の両側にある側面の一方は、前記コーナー部に隣接する第一切れ刃部を有する側面部と第二切れ刃部を有する側面部とを有し、他方は前記コーナー部に隣接する第二切れ刃部を有する側面部と第一切れ刃部を有する側面部とを有し、前記コーナー部に隣接する両側面部の少なくとも一方が前記工具本体のインサート取付座の拘束壁面部に接し、かつ前記コーナー部に隣接する両側面部にそれぞれ隣接する両側面部がともに前記工具本体のインサート取付座の拘束壁面部に接し、もって前記切削インサートのコーナー部の両側にある少なくとも3つの側面部が前記拘束壁面部により拘束されていることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。
【請求項１０】
荒加工及び仕上げ加工の両方を行うことができる刃先交換式回転切削システムであって、
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、
複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、
請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートとを具備し、
前記荒加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着すると荒加工を行うことができ、その際前記切削インサートのいずれかの連結点Pは前記荒加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置し、
前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着すると仕上げ加工を行うことができ、その際前記切削インサートのいずれかの連結点Qは前記仕上げ加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置する
ことを特徴とする刃先交換式回転切削システム。
【請求項１１】
被削材に荒加工及び仕上げ加工を行う方法であって、
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートとを準備し、
前記切削インサートのいずれかの連結点Pが前記荒加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置するように、前記荒加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着することにより、前記被削材に荒加工を行い、
前記切削インサートのいずれかの連結点Qが前記仕上げ加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置するように、前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着することにより、前記被削材に仕上げ加工を行い、
その際、荒加工に用いた切削インサートを前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に再装着して仕上げ加工を行うか、仕上げ加工に用いた切削インサートを前記荒加工用工具本体のインサート取付座に再装着して荒加工を行うか、両方を行う
ことを特徴とする切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被削材に対して荒加工及び仕上げ加工を行うことができるネガティブ型の切削インサート、この切削インサートを用いた刃先交換式回転切削工具及び刃先交換式回転切削工具システム、並びにかかる刃先交換式回転切削工具を用いたフライス切削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
刃先交換式回転切削工具に装着される切削インサートは、通常WC-Co系の超硬合金製であるため高価であるので、従来から上面（すくい面）と側面（逃げ面）とが交差する稜線部に形成された切れ刃をできるだけ有効に利用できる点対称の多角平板状をしている。例えば四角形状の場合4回回転させて、4箇所の切削領域を利用できる。【０００３】
切れ刃の切削領域を増加させるために、いわゆるネガティブ型（両面型）の切削インサートが提案されている。ネガティブ型の切削インサートは上面及び下面に切れ刃を有するので、上面の切れ刃のすべてが摩耗すると、切削インサートを裏返して工具本体に再装着し、下面の切れ刃を切削加工に使用する。このため、ネガティブ型の切削インサートは2倍の切れ刃を有すると言える。このようなネガティブ型の切削インサートとして、種々のものが提案されている。【０００４】
特開2001-157904号は、各コーナー領域に副切れ刃及び主切れ刃が連なった八角形状を有し、上面及び下面にそれぞれ8個で、合計16個の主切れ刃を有する切削インサートを提案している。特開2006-224278号は、各辺部に主切れ刃を有し、各コーナー部に逃げ面を介する一対の副切れ刃を有し、右勝手と左勝手で使用した場合に16回使用できる多角平板状の切削インサートを提案している。特開2010-142948号は、各辺部に主切れ刃部を有し、コーナー部に副切れ刃部を有し、一対の副切れ刃部の間の逃げ面が中立面に対して鋭角に交差する四角形平板状のネガティブ型の切削インサートを提案している。特表2010-536599号は、精密切削加工を行うことができる四角平板状のネガティブ型の切削インサートであって、上面又は下面と側面との交差稜線に曲率半径Rの凸曲線状副切れ刃部を有し、上面又は下面とコーナー面との交差稜線に主切れ刃部を有し、主切れ刃部の両端が副切れ刃部に連結した切削インサートを提案している。特開2011-51029号は、辺部に主切れ刃部を有し、コーナー部に副切れ刃部を有する多角形板状のネガティブ型の切削インサートを提案している。しかし、これらの切削インサートは、荒加工用切れ刃部と仕上げ加工用切れ刃部の両方を有するものではない。【０００５】
特表2000-503912号は、図19に示すように、6つの辺部と6つの角部115とからなる六角形平板状の切削インサート110であって、辺部は交互に荒削り用切れ刃部113及び精密削り用切れ刃部114からなり、もって荒削りと精密削りを行うことができる切削インサート110を開示している。しかし、この切削インサート110は荒削り用切れ刃部113及び精密削り用切れ刃部114を両方とも辺部に構造を有するので、角部115を精密削りに用いることはできない。従って、特表2000-503912号の切削インサート110は、金型キャビティ等の切削加工に用いることができない。【０００６】
米国特許7,410,332号は、図20に示すように、仕上げ加工用切れ刃部201と、荒加工用切れ刃部202とを有するほぼ四角形平板状の正面フライス切削インサート200を開示している。仕上げ加工用切れ刃部201及び荒加工用切れ刃部202はいずれも辺部に形成されており、一辺における仕上げ加工用切れ刃部201は角度βの角部207aを介した一対の切れ刃部201a，201b（201c，201d）からなり、一辺における仕上げ加工用切れ刃部は角度βの角部207bを介した一対の切れ刃部202a，202b（202c，202d）からなる。従って、この正面フライス切削インサート200は中央の取り付け穴209に関して90°対称ではなく、180°対称である。このため、1つの切削インサートで使用できる仕上げ加工用切れ刃部及び荒加工用切れ刃部の数が不十分であるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の第一の目的は、荒加工及び仕上げ加工の両方に用いることができるネガティブタイプの切削インサートを提供することである。【０００８】
本発明の第二の目的は、かかる切削インサートを装着してなる荒加工用刃先交換式回転切削工具及び仕上げ加工刃用先交換式回転切削工具を提供することである。【０００９】
本発明の第三の目的は、かかる切削インサートを荒加工用刃工具本体及び仕上げ加工用工具本体と組合せることにより、一種類の切削インサートで荒加工及び仕上げ加工の両方を行う刃先交換式回転切削システムを提供することである。【００１０】
本発明の第四の目的は、かかる切削インサートを荒加工用刃工具本体及び仕上げ加工用工具本体と組合せることにより、一種類の切削インサートで荒加工及び仕上げ加工の両方を行う切削加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のネガティブタイプの切削インサートは、上面及び下面と、前記上面の縁部と前記下面の縁部との間に延在する側面とを有する多角平板状で、前記上面及び前記下面の各々は4つの辺部及び4つのコーナー部を有するとともに、縁部の全周にわたって形成された環状切れ刃と、前記環状切れ刃から内方に傾斜した環状傾斜面と、前記環状傾斜面の内側に延在する保持面とを有し、前記保持面は前記上面から前記下面まで貫通するネジ穴を有し、
各環状切れ刃は4つの長辺切れ刃部と4つの短辺切れ刃部とが交互に連結してなり、
各長辺切れ刃部は点Pを介して連結する長辺主切れ刃部と長辺副切れ刃部とからなり、
各短辺切れ刃部は点Qを介して連結する短辺主切れ刃部と短辺副切れ刃部とからなり、前記短辺主切れ刃部は点Rを介して前記長辺副切れ刃部に連結し、
前記長辺主切れ刃部は前記辺部に位置し、前記長辺副切れ刃部、前記短辺主切れ刃部及び前記短辺副切れ刃部は前記コーナー部に位置しており、
前記長辺主切れ刃部の長さL1及び前記短辺主切れ刃部の長さL3はL1＞L3の条件を満たす
ことを特徴する。【００１２】
前記長辺主切れ刃部の長さL1及び前記短辺主切れ刃部の長さL3は3≦L1/L3≦10の条件を満たすのが好ましい。【００１３】
前記長辺主切れ刃部はその長さ方向中央部で交差する第一切れ刃部及び第二切れ刃部からなり、前記第二切れ刃部は点Pを介して前記長辺副切れ刃部に連結しており、前記第一切れ刃部と前記第二切れ刃部の交差角βは鈍角であるのが好ましい。前記交差角βは150°≦β≦170°の条件を満たすのが好ましい。【００１４】
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の切削インサートに係り、前記交差角βは、150°≦β≦170°を満たすように設定されていることを特徴とする。【００１５】
隣接する前記第二主切れ刃部と前記長辺副切れ刃部とがなす角度λ1、及び隣接する前記短辺主切れ刃部と前記短辺副主切れ刃部とがなす角度λ3は、それぞれ7°≦λ1≦20°、及び12°≦λ3≦30°の条件を満たすように設定されているのが好ましい。【００１６】
前記長辺主切れ刃部は荒加工用の切れ刃部として使用され、前記短辺主切れ刃部は仕上げ加工用の切れ刃部として使用され、もって前記環状切れ刃の全周が荒加工及び仕上げ加工に使用されるのが好ましい。【００１７】
本発明の荒加工用の刃先交換式回転切削工具は、複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、前記インサート取付座の各々に着脱自在に装着された上記切削インサートとを具備し、前記切削インサートのいずれかの連結点Pが前記工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする。【００１８】
本発明の仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具は、複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、前記インサート取付座の各々に着脱自在に装着された上記切削インサートとを具備し、前記切削インサートのいずれかの連結点Qが前記工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする。【００１９】
上記荒加工用刃先交換式回転切削工具及び仕上げ加工用刃先交換式回転切削工具のいずれにおいても、前記切削インサートのコーナー部の両側にある側面の一方は、前記コーナー部に隣接する第一切れ刃部を有する側面部と第二切れ刃部を有する側面部とを有し、他方は前記コーナー部に隣接する第二切れ刃部を有する側面部と第一切れ刃部を有する側面部とを有し、前記コーナー部に隣接する両側面部の少なくとも一方が前記工具本体のインサート取付座の拘束壁面部に接し、かつ前記コーナー部に隣接する両側面部にそれぞれ隣接する両側面部がともに前記工具本体のインサート取付座の拘束壁面部に接し、もって前記切削インサートのコーナー部の両側にある少なくとも3つの側面部が前記拘束壁面部により拘束されているのが好ましい。【００２０】
荒加工及び仕上げ加工の両方を行うことができる本発明の刃先交換式回転切削システムは、
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、
複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、
上記切削インサートとを具備し、
前記荒加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着すると荒加工を行うことができ、その際前記切削インサートのいずれかの連結点Pは前記荒加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置し、
前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着すると仕上げ加工を行うことができ、その際前記切削インサートのいずれかの連結点Qは前記仕上げ加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする。【００２１】
被削材に荒加工及び仕上げ加工を行う本発明の方法は、
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、上記切削インサートとを準備し、
前記切削インサートのいずれかの連結点Pが前記荒加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置するように、前記荒加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着することにより、前記被削材に荒加工を行い、
前記切削インサートのいずれかの連結点Qが前記仕上げ加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置するように、前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着することにより、前記被削材に仕上げ加工を行い、
その際、荒加工に用いた切削インサートを前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に再装着して仕上げ加工を行うか、仕上げ加工に用いた切削インサートを前記荒加工用工具本体のインサート取付座に再装着して荒加工を行うか、両方を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のネガティブ型の切削インサートは、荒加工用切れ刃部と仕上げ加工用切れ刃部を片面にそれぞれ4つずつ有するので、荒加工用工具本体及び仕上げ加工用工具本体に装着して被削材の荒加工及び仕上げ加工の両方を行うことができる。そのため、切削インサート1個当たりの使用コストを低減させることができる。また、荒加工に用いた切削インサートを仕上げ加工用工具本体に再装着したり、仕上げ加工に用いた切削インサートを荒加工用工具本体に再装着したりする、切削インサートの全ての荒加工用切れ刃部及び仕上げ加工用切れ刃部を用いることができるので、さらに切削インサート1個当たりの使用コストを低減させることができる。【００２３】
荒加工用切れ刃部が仕上げ加工用切れ刃部より長いので、荒加工を効率良く行うことができるとともに、仕上げ加工面の精度を向上させることができる。【００２４】
本発明の切削インサートを荒加工用工具本体及び仕上げ加工用工具本体と組合せると、荒加工及び仕上げ加工を両方とも行うことができるので、荒加工用切削インサート及び仕上げ加工用切削インサートを別個に準備する必要がなく、一種類の切削インサートで荒加工及び仕上げ加工の両方を行うことができる。そのため、切削インサートを作製するコストが低減する。【００２５】
上記特徴を有する本発明の切削インサート、刃先交換式回転切削工具及び切削加工方法は、金属製品や合成樹脂製品の成形用金型、金属製の各種部品等の高能率な切削加工に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の切削インサートの一例を示す斜視図である。
【図２】図1に示す切削インサートの一方の上面を示す平面図である。
【図３】図1に示す切削インサートの側面図である。
【図４】図2の円B内の構造を詳細に示す部分拡大平面図である。
【図５】図2のA-A断面図である。
【図６】本発明の切削インサートを装着する荒加工用工具本体を示す側面図である。
【図７】本発明の切削インサートを装着する仕上げ加工用工具本体を示す側面図である。
【図８（ａ）】図6に示す荒加工用工具本体の斜視図である。
【図８（ｂ）】図7に示す仕上げ加工用工具本体の斜視図である。
【図９】図6に示す荒加工用工具本体に本発明の切削インサートを装着してなる荒加工用刃先交換式回転切削工具を示す側面図である。
【図１０】図7に示す仕上げ加工用工具本体に本発明の切削インサートを装着してなる仕上げ加工用刃先交換式回転切削工具を示す側面図である。
【図１１（ａ）】二面拘束の場合の切削インサートの側面部と荒加工用工具本体のインサート取付座の拘束壁面との位置関係を概略的に示す図であって、側面部と拘束壁面とが離隔した状態を示す図である。
【図１１（ｂ）】二面拘束の場合の切削インサートの側面部と荒加工用工具本体のインサート取付座の拘束壁面との位置関係を概略的に示す図であって、側面部と拘束壁面とが接した状態を示す図である。
【図１２（ａ）】三面拘束の一例の場合に切削インサートの側面部を拘束する荒加工用工具本体のインサート取付座の壁面を示す部分斜視図である。
【図１２（ｂ）】三面拘束の別の例の場合に切削インサートの側面部を拘束する荒加工用工具本体のインサート取付座の壁面を示す部分斜視図である。
【図１２（ｃ）】四面拘束の場合に切削インサートの側面部を拘束する荒加工用工具本体のインサート取付座の壁面を示す部分斜視図である。
【図１３】荒加工用工具本体のインサート取付座の拘束壁面を幾何学的に位置決めする方法を示す概略図である。
【図１４（ａ）】二面拘束の場合の切削インサートの側面部と仕上げ加工用工具本体のインサート取付座の拘束壁面との位置関係を概略的に示す図であって、側面部と拘束壁面とが離隔した状態を示す図である。
【図１４（ｂ）】二面拘束の場合の切削インサートの側面部と仕上げ加工用工具本体のインサート取付座の拘束壁面との位置関係を概略的に示す図であって、側面部と拘束壁面とが接した状態を示す図である。
【図１５】仕上げ加工用工具本体のインサート取付座の拘束壁面を幾何学的に位置決めする方法を示す概略図である。
【図１６】図9に示す荒加工用刃先交換式回転切削工具を用いた荒加工を示す部分拡大図である。
【図１７】図10に示す仕上げ加工用刃先交換式回転切削工具を用いた仕上げ加工を示す部分拡大図である。
【図１８】実施例2における荒切削加工時間と長辺切れ刃部の逃げ面の摩耗幅との関係を示すグラフである。
【図１９】特表2000-503912号に開示の切削インサートを示す斜視図である。
【図２０】米国特許7,410,332号に開示の正面フライス切削インサートを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態の詳細を図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変更が可能である。
【００２８】
[1] 切削インサート
(A) 全体形状
図1は本発明の切削インサート1の一例を示す斜視図であり、図2は図1に示す切削インサートの平面図であり、図3は図1に示す切削インサートの側面図である。例えば超硬合金からなる本発明の切削インサート1は平面形状が多角形状の平板状である。図1〜図3に示すように、切削インサート1は、多角形状の上面2と、上面2と対向する多角形状の下面3と、上面2の縁と下面3の縁との間に延在す側面4とを有する。
【００２９】
切削インサート1は、上面2の縁と側面4との稜線及び下面3の縁と側面4との稜線に沿ってそれぞれ全周に切れ刃6を有するいわゆるネガティブ（両面）型の切削インサートである。切れ刃6は、上面2及び側面4の全周にわたって形成されているので、「環状切れ刃」と呼ぶ。ネガティブ型の切削インサート1では、上面2と下面3の形状は全く同じであるので、上面2についてのみ以下詳細に説明するが、その説明はそのまま下面3にも当てはまる。
【００３０】
上記の通り、本発明のネガティブ型の切削インサート1は、荒加工用の切れ刃部及び仕上げ加工用の切れ刃部を表裏（上面2及び下面3）にそれぞれ4個ずつ交互に有し、合計で16個（荒加工用の切れ刃部8個、及び仕上げ加工用の切れ刃部8個）の切れ刃部を有する。
【００３１】
図1及び図2に示すように、環状切れ刃6では、荒加工用の4つの長辺切れ刃部7と仕上げ加工用の4つの短辺切れ刃部8とが全周にわたって交互に連結している。辺部10に位置する各長辺切れ刃部7は、長辺主切れ刃部7aと、長辺主切れ刃部7aの一端に点Pで連結した長辺副切れ刃部7bとからなる。環状切れ刃6全体は4つの連結点Pを有する。また、各短辺切れ刃部8は、長辺副切れ刃部7bの他端に点Rで連結した短辺主切れ刃部8aと、短辺主切れ刃部8aの他端に点Qで連結した短辺副切れ刃部8bとからなる。短辺副切れ刃部8bの他端は点Sで長辺主切れ刃部7aの一端に連結している。環状切れ刃6全体は4つの連結点Qを有する。
【００３２】
図1及び図2に示すように、環状切れ刃6は、各コーナー部5に長辺副切れ刃部7b、短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部8bを有し、短辺主切れ刃部8aはコーナー部5の中央に位置し、長辺副切れ刃部7bは点Rで短辺主切れ刃部8aの一端に連結し、点Qで短辺副切れ刃部8bに連結している。
【００３３】
図1及び図2に示す例では、長辺主切れ刃部7aは、その長さ方向中間点M又はその近傍で連結する2つの直線状切れ刃部（第一切れ刃部7a1及び第二切れ刃部7a2）からなる。第二切れ刃部7a2の他端（点P）に長辺副切れ刃部7bが連結している。第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2は角度βで交差しているので、中間点Mを交差点Mと呼ぶこともある。第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の交差角β（切削インサート1の取付け穴12側の角度）は鈍角である。交差角βは150°≦β≦170°の条件を満たすのが好ましい。
【００３４】
第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の各々は、平面視で切削インサート1の外側に緩やかに突出する円弧状でも良い。第一切れ刃部7a1及び第二切れ刃部7a2が外側に緩やかに突出する円弧形状の場合、交差角βは第一切れ刃部7a1の両端を結ぶ直線と、第二切れ刃部7a2の両端を結ぶ直線とがなす角度である。
【００３５】
長辺切れ刃部7が中間点Mで外方に若干突出するように交差した第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2からなるので、本発明の切削インサート1の平面形状は4つのコーナー部5を有する四角形をベースにしたほぼ八角形状と言える。
【００３６】
第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2が中間点M又はその近傍で鈍角の交差角βで連結する構成により、下記の効果が得られる。
【００３７】
(1) 長辺主切刃7aが中間点Mで交差角βをもって第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2に二分割されているので、切削加工において第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2を使い分けることができる。例えば、高硬度な被削材の切削加工の場合、切れ刃の欠損を防止するために、軸方向切込み量（ap値）を少なくして第二切れ刃部7a2のみ使用する。一方、比較的低硬度の（快削性）被削材の切削加工の場合、第二切れ刃部7a2と第一切れ刃部7a1の双方を使用することにより、長い切れ刃部で軸方向切込み量（ap値）も大きく設定した高効率な高送り加工を行うことができる。これは、特に長辺切れ刃部7を荒加工に使用する場合に有効である。
【００３８】
(2) 本発明の切削インサートが超硬合金製の場合、超硬合金粉末のプレス成形体を焼成する際に発生する変形量は極力少なくする必要があるが、第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の交差角βが鈍角（特に150°≦β≦170°）であると、プレス成形用金型のキャビティ内での応力集中が緩和され、プレス成形体の密度が均一化する。これにより、プレス成形体の焼結工程においてプレス成形体の収縮が均一化され、焼結体の変形が低減する。本発明の切削インサート1は、上面2及び下面3に設けられた切れ刃を使用するネガティブ型であるので、超硬合金焼結体の変形量を少なくして上面2と下面3の対称性を維持するために、鈍角の交差角β（150°≦β≦170°）を設けることは重要である。
【００３９】
本発明の切削インサート1において、長辺主切れ刃部7aを構成する第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2は主として荒切削加工用の切れ刃部として機能し、長辺主切れ刃部7aに点Pで隣接する長辺副切れ刃部7bは、長辺主切れ刃部7aが荒加工した切削面の粗さを抑える（調整する）ワイパー刃として機能する。
【００４０】
切削インサート1の上面2は、環状切れ刃6に沿った環状傾斜面9と、環状傾斜面9の内端（下端）に囲まれた平坦な保持面11とからなる。環状傾斜面9は、図5に示すように、第一傾斜面（第一すくい面）9aと、第一環状傾斜面9aの下端から保持面11まで延在する第二環状傾斜面（第二すくい面）9bとからなる。保持面11は切削インサート1の厚さ方向と直交する平面であって、工具本体のインサート着座面に密着する。環状傾斜面9により、保持面11は環状切れ刃6より下方（厚さ方向内側）に位置する。保持面11の中央部には、切削インサート1を上面2から下面3まで貫通する取付け穴12が形成されている。取付け穴12を貫通するネジにより、切削インサート1はインサート着座面に固定される。
【００４１】
保持面11には各コーナー部5の近傍にマーク13が設けられている。切削インサート1は全ての荒加工用切れ刃部及び仕上げ加工用切れ刃部を順次使用するようになっているので、使用済みの切れ刃部が確認できるようにマーク13を有する。マーク13に例えば1〜4の数字を刻印し、使用するコーナー部5の順序を間違えないようにしても良い。
【００４２】
上面2及び下面3の対応する環状切れ刃6，6の間に延在する側面4は、切削インサート1の厚さ方向と平行であり、上面2及び下面3の保持面11と直交する。切削インサート1は多角平板状であるので、図1〜図3に示すように、側面4は、上下面2，3との稜線に第一切れ刃部7a1，7a1を有する側面部4a1と、上下面2，3との稜線に第二切れ刃部7a2，7a2を有する側面部4a2と、上下面2，3との稜線に長辺副切れ刃部7b，7bを有する側面部4a3と、上下面2，3との稜線に短辺主切れ刃部8a，8aを有する側面部4b1，4b1と、上下面2，3との稜線に短辺副切れ刃部8b，8bを有する側面部4b2とを有する。各辺部10における側面4は第一切れ刃部7a1及び第二切れ刃部7a2に対応する側面部4a1及び側面部4a2からなり、各コーナー部5における側面4は長辺副切れ刃部7b、短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部8bに対応する側面部4a3及び4b2からなる。第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2とは中間点M又はその近傍で鈍角の交差角βをもって連結しているので、中間点Mを中心とした微小な切れ刃部の間に幅の狭い側面部4cが設けられている。
【００４３】
図示の例では環状切れ刃6を構成する各切れ刃部は直線状であるが、これらの切れ刃部の全て又は一部を、外方に緩やかに突出する凸曲線状にしても良い。各切れ刃部が緩やかな凸曲線状の場合、側面4を構成する各側面部4a1，・・・4cも凸曲線に追従する緩やかな凸曲面状であるのが好ましい。
【００４４】
第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の交差点（中間点M）が長辺主切れ刃部7aの中点にあると、上面2及び下面3の平面形状は、取付け穴12の中心に関して対称となる。超硬合金の焼結収縮を均一化するために、交差点Mは長辺主切れ刃部7aの中点に位置するのが好ましい。
【００４５】
(B) 切れ刃
図2に示すように、長辺切れ刃部7を構成する長辺主切れ刃部7aの長さをL1、長辺副切れ刃部7bの長さをL2、短辺主切れ刃部8aの長さをL3、短辺副切れ刃部8bの長さをL4とすると、L1＞L3で、かつL2、L3及びL4は実質的に同じである。「実質的に同じ」とは、L2、L3及びL4が完全に同じである必要がなく、数％の誤差が許容されることを意味する。さらに、L1とL3は3≦L1/L3≦10の条件を満たすのが好ましい。
【００４６】
好ましい実施形態では、荒加工用の長辺主切れ刃部7aの長さL1は5.0 mm以上であり、第一切れ刃部7a1及び第二切れ刃部7a2の長さはそれぞれ2.5 mm以上であり、仕上げ加工用の短辺切れ刃部8を構成する短辺主切れ刃部8aの長さL3は1.0 mm以上である。
【００４７】
各切れ刃部の長さL1、L2、L3、L4は各切れ刃部の両端間の直線距離である。例えば、長辺主切れ刃部7aの長さL1は長辺主切れ刃部7aの一端（点S）と他端（点P）との直線距離であり、長辺副切れ刃部7bの長さL2は長辺副切れ刃部7bの一端（点P）と他端（点R）との直線距離であり、短辺主切れ刃部8aの長さL3は短辺主切れ刃部8aの一端（点R）と他端（点Q）との直線距離であり、短辺副切れ刃部8bの長さL4は短辺副切れ刃部8bの一端（点Q）と他端（点S）との直線距離である。環状切れ刃6を構成する各切れ刃部が緩やかな凸曲線状の場合も、各切れ刃部の長さL1、L2、L3、L4は上記と同様に各切れ刃部の両端間の直線距離とする。
【００４８】
長辺主切れ刃部7aの長さL1を短辺主切れ刃部8aの長さL3より大とし、かつ長辺主切れ刃部7aの長さL1を5.0 mm以上とするのが好ましい。L1＞L3とする理由は、複数の荒加工用切れ刃部（長辺主切れ刃部7a及び長辺副切れ刃部7b）と、複数の仕上げ加工用切れ刃部（短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部8b）をともに有する本発明の切削インサートでは、荒加工の高効率化のために長辺主切れ刃部7aの長さL1を、仕上げ加工用短辺主切れ刃部8aの長さL3より大きくする必要があるからである。またL1≧5.0 mmとする理由は、長辺主切れ刃部7aの長さL1が5.0 mm未満であると、長辺主切れ刃部7aを使用した荒加工の能率が低いからである。なお、長さL1が大き過ぎると長辺主切れ刃部7aに作用する荒加工時の負荷が過大になるので、L1の上限は12 mm程度が好ましい。
【００４９】
短辺主切れ刃部8aの長さL3を1.0 mm以上とするのが好ましい。L3≧1.0 mmとする理由は、仕上げ加工用の短辺主切れ刃部8aの長さL3を荒加工用の長辺主切れ刃部7aの長さL1より短くする必要があるが、L3を1.0 mm以上にすると仕上げ加工面の面粗さが小さくなるからである。しかし、L3が大き過ぎると、仕上げ加工時に短辺主切れ刃部8aに作用する切削負荷が大きくなりすぎ、振動や切れ刃部の早期の摩耗が発生して、仕上げ加工面の面粗さが大きくなるおそれが生じる。このため、短辺主切れ刃部8aの長さL3の上限は5 mm程度が好ましい。なお、仕上げ加工面の面粗さを良好にするためには、短辺切れ刃部8を構成する短辺主切れ刃部8aと短辺副切れ刃部8bを外方に緩やかに突出する円弧形状にするのが好ましい。
【００５０】
上記の通り、WC粉末とCo粉末との超硬合金粉末のプレス成形体を約1300〜1400℃の温度で焼結することにより製造される本発明の切削インサートは、焼結工程で若干収縮するので、各部位の収縮率を均一化させて焼結体の寸法精度を所定の範囲内に納める必要がある。このために、L1及びL3を3≦L1/L3≦10の条件を満たすように設定するとともに、切削インサート1に4つのコーナー部5を設け、さらに長辺切れ刃部7の中間点Mにも角部を形成し、平面形状をほぼ八角形状にするのが好ましい。
【００５１】
環状切れ刃6のうちコーナー部5における切れ刃部は、長辺副切れ刃部7b、短辺主切れ刃部8a、及び短辺副切れ刃部8bからなる。図4に示すように、長辺切れ刃部7aを構成する第二切れ刃部7a2と、それに点Pで連結する長辺副切れ刃部7bとの角度λ1は7°≦λ1≦20°の条件を満たすように設定するのが好ましい。角度λ1は、第二切れ刃部7a2の両端PとMを結んだ直線と、長辺副切れ刃部7bの両端PとRを結んだ直線とがなす角度である。第一切れ刃部7a1及び第二切れ刃部7a2からなる長辺主切れ刃部7aは荒加工のとき主切れ刃部として機能し、長辺副切れ刃部7bは長辺主切れ刃部7aが荒加工した切削面の面粗さを調整する切れ刃部（ワイパー刃）として機能するので、λ1＜7°であると、被削材に対する軸方向の切込み量が小さすぎ、荒加工の効率が低い。一方、λ1＞20°であると、荒加工の切屑が厚くなりすぎて、長辺主切れ刃部7aの早期の摩耗が起こる。従って、角度λ1は7°≦λ1≦20°の範囲に設定するのが好ましい。特に高硬度な被削材の荒加工を行う場合、角度λ1の上限は15°とするのが好ましい。
【００５２】
仕上げ加工用の短辺主切れ刃部8aと、それに点Qで連結する短辺副切れ刃部8bとがなす角度λ3は12°≦λ3≦30°の条件を満たすように設定するのが好ましい。角度λ3は、短辺主切れ刃部8aの両端RとQを結んだ直線と、短辺副切れ刃部8bの両端QとSを結んだ直線とがなす角度である。λ3を12°未満とすると、仕上げ加工の軸方向の切込み量が不十分となり、仕上げ加工の効率が低下する。またλ3が30°以下であると、仕上げ加工時に短辺主切れ刃部8aに大きな負荷がかからず、早期摩耗を防止できる。より好ましい角度λ3は15°≦λ3≦27°の条件を満たす。
【００５３】
長辺副切れ刃部7bと短辺主切れ刃部8aとがなす角度λ2は20°≦λ2≦35°の条件を満たすように設定するのが好ましく、短辺副切れ刃部8bと第一切れ刃部7a1とがなす角度λ4は8°≦λ4≦16°の条件を満たすように設定するのが好ましい。
【００５４】
両面（上面2及び下面3）に切れ刃を有する本発明のネガティブ型の切削インサート1を装着した刃先交換式回転切削工具は、切削加工時の逃げ角を確保するために負のアキシャルレーキ角（軸方向すくい角）を有するため、切れ刃を上面のみに備え、アキシャルレーキ角を正としたポジティブ型の切削インサートを装着した刃先交換式回転切削工具より大きな切削抵抗を受ける。そのため図5に示すように、本発明の切削インサート1は、上面2及び下面3の環状切れ刃6からそれぞれ保持面11にかけて下方に傾斜する環状傾斜面9を有する。すくい面として機能する環状傾斜面9は、環状切れ刃6に沿った第一環状傾斜面9a、及び第一環状傾斜面9aの内端と保持面11との間に延在する第二環状傾斜面9bからなる二段の傾斜面である。二段の環状傾斜面9により、工具本体に装着した本発明の切削インサート1の軸方向すくい角は正の値に近づき、切削抵抗が低減する。
【００５５】
第一環状傾斜面9aが切削インサート1の厚さ方向と直交する平面に対してなす傾斜角α1は0°＜α1≦20°の条件を満たすように設定するのが好ましい。また、第二環状傾斜面9bが切削インサート1の厚さ方向と直交する平面に対してなす傾斜角α2は15°≦α2≦30°、かつα1＜α2の条件を満たすように設定するのが好ましい。低切削抵抗及び高効率切削加工での十分な刃先強度を確保するために、傾斜角α1を5〜15°の範囲内に、また傾斜角α2を15〜25°の範囲内にそれぞれ設定するのが好ましい。
【００５６】
[2] 刃先交換式回転切削工具の構成
図6及び図8(a) は本発明の切削インサート1を装着すべき荒加工用工具本体14の一例を示し、図7及び図8(b) は本発明の切削インサート1を装着すべき仕上げ加工用工具本体15の一例を示す。荒加工用工具本体14及び仕上げ加工用工具本体15のいずれも、刃先交換式回転切削工具用のボアタイプの工具本体であって、ネジで切削インサート1を着脱可能に装着するための複数（例えば3〜6個）のインサート取付座を外周に沿って有する。勿論、これらの工具本体はボアタイプに限らず、シャンクタイプでも良い。工具本体14，15の後端部は切削加工機に装着される部分である。工具本体14，15は合金工具鋼（例えばSKD61等）により製作することができる。
【００５７】
(A) 荒加工用の刃先交換式回転切削工具
図6及び図8(a) に示すように、本発明の荒加工用刃先交換式回転切削工具の工具本体14に設けられた複数のインサート取付座14aの各々は、拘束壁面14bと、拘束壁面14bの半径方向外方に位置する平面状のインサート着座面14cと、インサート着座面14cのほぼ中央部に設けられたネジ穴18とを備えている。インサート着座面14cに対して所定の高さに延在する拘束壁面14bは、外側の一対の平面状拘束壁面部14b1，14b2と、内側の一対の自由壁面部14d1，14d2とを有する。隣接する自由壁面部14d1及び14d2の間に大きな溝部14f1が設けられており、隣接する拘束壁面部14b1と自由壁面部14d1との間、及び隣接する自由壁面部14d2と拘束壁面部14b2との間にはそれぞれ小さな溝部14f2が設けられている。
【００５８】
図11(a) 及び図11(b) は切削インサート1の二面拘束の場合の例を示す。拘束壁面14bに接する切削インサート1の側面部は、図面左側から時計方向に第一側面部4a1、第二側面部4a2、第三側面部4a3、第四側面部4b1、第五側面部4b2、第六側面部4a1、及び第七側面部4a2である。切削インサート1をインサート取付座14aに固定すると、第一側面部4a1は拘束壁面部14b1に拘束され、第二側面部4a2は自由壁面部14d1に対面し、第六側面部4a1は自由壁面部14d2に対面し、第七側面部4a2は拘束壁面部14b2に拘束される。
【００５９】
拘束壁面部14b1と自由壁面部14d1との角度，及び拘束壁面部14b2と自由壁面部14d2との角度はいずれも、上記交差角βと同じかほぼ同じに設定する。
【００６０】
拘束壁面部14b1，14b2及び自由壁面部14d1，14d2の幅（インサート着座面14cと平行な方向の長さ）は、第一切れ刃部7a1（第二切れ刃部7a2）の長さの3/4程度にするのが好ましい。
【００６１】
第三側面部4a3、第四側面部4b1及び第五側面部4b2からなるコーナー部5は大きな溝部14f1に入り、第一側面部4a1と第二側面部4a2との中間点Mの角部及び第六側面部4a1と第七側面部4a2との中間点Mの角部はそれぞれ大きな溝部14f2に入る。そのため、コーナー部5及び中間点Mの角部は拘束壁面14bに接触しない。
【００６２】
切削インサート1の第一側面部4a1及び第七側面部4a2と取付座14aの拘束壁面部14b1及び14b2との当接により、切削加工負荷による切削インサート1の回動（位置ずれ）は阻止される。一方、切削インサート1の第二側面部4a2及び第六側面部4a1と取付座14aの自由壁面部14d1及び14d2との間には最大0.05 mm程度の隙間が存在するのが好ましい。
【００６３】
またインサート着座面14cの周囲に設けられた低い段差部（逃げ部）14eにより、インサート取付座14aに装着された切削インサート1の環状切れ刃6及び環状傾斜面9は着座面14cに接触しない。そのため、切削インサート1をインサート着座面14cに固定しても、環状切れ刃6が損傷することはない。
【００６４】
図12(a) は荒加工用工具本体14のインサート取付座14aに取り付ける切削インサート1を三面拘束する場合の一例を示す。勿論、仕上げ加工用工具本体15のインサート取付座15aに取り付ける切削インサート1を三面拘束する場合も基本的に同じである。図12(a) において、三面拘束時に切削インサート1の側面部に接する壁面部にハッチングが施されている。切削インサート1をインサート取付座14aに固定すると、第一側面部4a1は拘束壁面部14b1に拘束され、第二側面部4a2は自由壁面部14d1に対面し、第六側面部4a1は拘束壁面部14d2に拘束され、第七側面部4a2は拘束壁面部14b2に拘束される。切削インサート1の第一側面部4a1、第六側面部4a1及び第七側面部4a2と取付座14aの拘束壁面部14b1、14d2及び14b2との当接により、切削加工負荷による切削インサート1の回動（位置ずれ）は阻止される。一方、切削インサート1の第二側面部4a2と取付座14aの自由壁面部14d1との間には最大0.30 mm程度の隙間が存在するのが好ましい。この三面拘束により、切削インサート1の取り付けにおいて優れた正面振れ精度及び外径振れ精度が得られる。上記以外の点については、基本的に二面拘束の場合と同じで良い。
【００６５】
図12(b) は荒加工用工具本体14のインサート取付座14aに取り付ける切削インサート1を三面拘束する場合の別の例を示す。勿論、仕上げ加工用工具本体15のインサート取付座15aに取り付ける切削インサート1を三面拘束する場合も基本的に同じである。図12(b) において、三面拘束時に切削インサート1の側面部に接する壁面部にハッチングが施されている。切削インサート1をインサート取付座14aに固定すると、第一側面部4a1は拘束壁面部14b1に拘束され、第二側面部4a2は拘束壁面部14d1に拘束され、第六側面部4a1は自由壁面部14d2に対面し、第七側面部4a2は拘束壁面部14b2に拘束される。切削インサート1の第一側面部4a1、第二側面部4a2及び第七側面部4a2と取付座14aの拘束壁面部14b1、14d1及び14b2との当接により、切削加工負荷による切削インサート1の回動（位置ずれ）は阻止される。一方、切削インサート1の第六側面部4a1と取付座14aの自由壁面部14d2との間には最大0.30 mm程度の隙間が存在するのが好ましい。上記以外の点については、基本的に二面拘束の場合と同じで良い。
【００６６】
図12(c) は荒仕上げ加工用工具本体14のインサート取付座14aに取り付ける切削インサート1を四面拘束する場合を示す。勿論、仕上げ加工用工具本体15のインサート取付座15aに取り付ける切削インサート1を四面拘束する場合も基本的に同じである。図12(c) において、四面拘束時に切削インサート1の側面部に接する壁面部にハッチングが施されている。切削インサート1をインサート取付座14aに固定すると、第一側面部4a1は拘束壁面部14b1に拘束され、第二側面部4a2は拘束壁面部14d1に拘束され、第六側面部4a1は拘束壁面部14d2に拘束され、第七側面部4a2は拘束壁面部14b2に拘束される。切削インサート1の第一側面部4a1、第二側面部4a2、第六側面部4a1及び第七側面部4a2と取付座14aの拘束壁面部14b1、14d1、14d2及び14b2との当接により、切削加工負荷による切削インサート1の回動（位置ずれ）は阻止される。上記以外の点については、基本的に二面拘束の場合と同じで良い。
【００６７】
本発明の荒加工用刃先交換式回転切削工具は、切削インサート1のいずれかの連結点Pが回転中心軸線O方向の最下点に位置するように拘束壁面14b及びインサート着座面14cの位置及び傾斜角が設定されていることを特徴とする。長辺主切れ刃部7aの第二切れ刃部7a2と長辺副切れ刃部7bとの連結点Pが最下点であることにより、送り方向前方の長辺主切れ刃部7aは主として切削に寄与し、送り方向後方の長辺副切れ刃部7bは主切れ刃部7aが切削加工した加工面の面粗さを調整する機能を発揮する。
【００６８】
本発明の荒加工用刃先交換式回転切削工具は、切削インサート1のいずれかの連結点Pが回転中心軸線O方向の最下点に位置する他に、前記連結点Pに連結する第二切れ刃部7a2が所定の傾斜角にあるのが好ましい。第二切れ刃部7a2の傾斜角を表す切込み角度κ1は、最下点となる連結点Pと連結点Mとを結ぶ直線と、連結点Pにおいて回転中心軸線Oと直交する平面とがなす角度である。また、前記第二切れ刃部7a2に点Mで連結する第一切れ刃部7a1の傾斜角を表す切込み角度κ2は、連結点Mと連結点Sとを結ぶ直線と、回転中心軸線Oと直交する平面とがなす角度である。第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の交差角はβであるので、κ2＝κ1＋（180°−β）である。荒加工の高効率化を図るために、切込み角度κ1，κ2はそれぞれ5°≦κ1≦20°、及び15°≦κ2≦50°の条件を満たすように設定するのが好ましい。
【００６９】
勿論、切削インサート1の最下点となる連結点Pは全て回転中心軸線Oと直交する同一平面上に位置する。その結果、全ての切削インサート1の荒加工用の長辺主切れ刃部7a及び長辺副切れ刃部7bが被削材と均等に接触するので、高送りの荒加工を円滑に行うことが可能になる。また、びびり等の発生も抑止できるので、切削インサート1の切れ刃にチッピングや欠損等が発生するのを防止することができる。
【００７０】
切削インサート1のいずれかの連結点Pが回転中心軸線O方向の最下点に位置し、かつ前記連結点Pにおける第二切れ刃部7a2の切込み角度κ1を所定の範囲内に設定するために、拘束壁面14b及びインサート着座面14cの位置及び傾斜角を所定の範囲に設定する。この設定を行うには、例えば図13に示すような幾何学的方法を用いれば良い。
【００７１】
図13に示す三角形ABPは、最下点に位置する連結点Pと最上点に位置する連結点Pとを通る1本の直線と、切削インサート1の長辺主切れ刃部7aの第一及び第二の切れ刃部7a1、7a2に接する2本の直線とからなる。従って、三角形ABPは切削インサート1の形状により決まる。三角形ABPに線分APの長さL5、線分AMの長さL6、第一切れ刃部7a1及び第二切れ刃部7a2の長さL7、及び第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の交差角βを記入すると、拘束壁面14bの拘束壁面部14b1，14b2及び自由壁面部14d1，14d2及びインサート着座面14cの位置及び傾斜角が決まる。勿論、拘束壁面部14b1，14b2及び自由壁面部14d1，14d2の位置決め方法はこれに限らない。
【００７２】
図13に示すように、最下点に位置する連結点Pに対する拘束壁面部14b1，14b2及び自由壁面部14d1，14d2の傾斜角は、第二切れ刃部7a2の切込み角度κ1に応じて変わる。従って、所望の切込み角度κ1に応じて拘束壁面部14b1，14b2及び自由壁面部14d1，14d2の傾斜角を変更すれば良い。
【００７３】
図13に示すように、拘束壁面部14b1，14b2及び自由壁面部14d1，14d2の位置及び傾斜角は切削インサート1の形状により決まるので、異なる形状の切削インサート1を用いる場合には、その形状に応じて拘束壁面部14b1，14b2及び自由壁面部14d1，14d2の位置及び傾斜角を適宜決めれば良い。
【００７４】
切削インサート1の上面2又は下面3の保持面11をインサート着座面14cに密着させ、かつ切削インサート1の各側面部を拘束壁面14bの対応する拘束壁面部14b1，14b2に当接させた状態で、ネジ16を切削インサート1の取付け穴12を挿通させてインサート着座面14cのネジ穴18に所定のトルクで螺合すると、切削インサート1は連結点Pが回転中心軸線O方向の最下点に位置するように荒加工用工具本体14のインサート取付座14aに強固に固定される。
【００７５】
インサート取付座14aに装着された全ての切削インサート1の連結点Pが荒加工用の刃先交換式回転切削工具の最下点となっているかは、CCD等の撮像素子を有するカメラを搭載した画像処理装置により確認することができる。必要に応じて、連結点Pの測定結果に基づいて切削インサート1のインサート取付座14aへの装着位置を微調整することができる。
【００７６】
(B) 仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具
本発明の仕上げ加工用刃先交換式回転切削工具の工具本体15の各インサート取付座15aには、短辺切れ刃部8（連結点Qを介して隣接する短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部8bからなる）が切削加工に使用されるように、切削インサート1が装着される。
【００７７】
図7及び図8(b) に示す仕上げ加工用工具本体15は、図10に示すように切削インサート1のいずれかの連結点Qが回転中心軸線O方向の最下点になるようにインサート着座面15c及び拘束壁面15bの配置が決められている点において、図6及び図8(a) に示す荒加工用工具本体14と相違する。
【００７８】
図7及び図8(b) に示すように、本発明の仕上げ加工用刃先交換式回転切削工具の工具本体15に設けられた複数のインサート取付座15aの各々は、拘束壁面15bと、拘束壁面15bの半径方向外方に位置する平面状のインサート着座面15cと、インサート着座面15cのほぼ中央部に設けられたネジ穴19とを備えている。インサート着座面15cに対して所定の高さに延在する拘束壁面15bは、外側の一対の平面状拘束壁面部15b1，15b2と、内側の一対の自由壁面部15d1，15d2とを有する。隣接する自由壁面部15d1及び15d2の間に大きな溝部15f1が設けられており、隣接する拘束壁面部15b1と自由壁面部15d1との間、及び隣接する自由壁面部15d2と拘束壁面部15b2との間にはそれぞれ小さな溝部15f2が設けられている。
【００７９】
図14(a) 及び図14(b) は拘束壁面15bとそれに接する切削インサート1の側面部との位置関係を示す。切削インサート1の側面部の番号は図11(a) 及び図11(b) に示す側面部の番号に続いている。従って、拘束壁面15bに接する切削インサート1の側面部は、図面左側から時計方向に第六側面部4a1、第七側面部4a2、第八側面部4a3、第九側面部4b1、第十側面部4b2、第十一側面部4a1、及び第十二側面部4a2である。切削インサート1をインサート取付座15aに固定すると、第六側面部4a1は拘束壁面部15b1に拘束され、第七側面部4a2は自由壁面部15d1に対面し、第十一側面部4a1は自由壁面部15d2に対面し、第十二側面部4a2は拘束壁面部15b2に拘束される。
【００８０】
拘束壁面部15b1と自由壁面部15d1との角度，及び拘束壁面部15b2と自由壁面部15d2との角度はいずれも、上記交差角βと同じかほぼ同じに設定する。
【００８１】
拘束壁面部15b1，15b2及び自由壁面部15d1，15d2の幅（インサート着座面15cと平行な方向の長さ）は、第一切れ刃部7a1（第二切れ刃部7a2）の長さの3/4程度にするのが好ましい。
【００８２】
第八側面部4a3、第九側面部4b1及び第十側面部4b2からなるコーナー部5は大きな溝部15f1に入り、第六側面部4a1と第七側面部4a2との中間点Mの角部及び第十一側面部4a1と第十二側面部4a2との中間点Mの角部はそれぞれ大きな溝部15f2に入る。そのため、コーナー部5及び中間点Mの角部は拘束壁面15bに接触しない。
【００８３】
切削インサート1の第六側面部4a1及び第十二側面部4a2と拘束壁面部15b1及び15b2との当接により、切削加工負荷による切削インサート1の回動（位置ずれ）は阻止される。一方、切削インサート1の第七側面部4a2及び第十一側面部4a1と自由壁面部15d1及び15d2との間には最大0.05 mm程度の隙間が存在するのが好ましい。
【００８４】
またインサート着座面15cの周囲に設けられた低い段差部（逃げ部）15eにより、インサート取付座15aに装着された切削インサート1の環状切れ刃6及び環状傾斜面9は着座面15cに接触しない。そのため、切削インサート1をインサート着座面15cに固定しても、環状切れ刃6が損傷することはない。
【００８５】
本発明の仕上げ加工用刃先交換式回転切削工具は、切削インサート1のいずれかの連結点Qが回転中心軸線O方向の最下点に位置するように拘束壁面15b及びインサート着座面15cの位置及び傾斜角が設定されていることを特徴とする。短辺切れ刃部8の短辺主切れ刃部8aと短辺副切れ刃部8bとの連結点Qが最下点であることにより、送り方向前方の短辺主切れ刃部8aは主として切削に寄与し、送り方向後方の短辺副切れ刃部8bは主切れ刃部8aが切削加工した加工面の面粗さを調整する機能を発揮する。
【００８６】
本発明の仕上げ加工用刃先交換式回転切削工具は、切削インサート1のいずれかの連結点Qが回転中心軸線O方向の最下点に位置する他に、前記連結点Qに連結する短辺主切れ刃部8aが所定の傾斜角にあるのが好ましい。この短辺主切れ刃部8aの傾斜角を表す切込み角度κ3は、最下点となる連結点Qと連結点Rとを結ぶ直線と、連結点Qにおいて回転中心軸線Oと直交する平面とがなす角度である。高精度の仕上げ加工を行うために、切込み角度κ3は12°≦κ3≦30°の条件を満たすように設定するのが好ましい。
【００８７】
勿論、切削インサート1の最下点となる連結点Qは全て回転中心軸線Oと直交する同一平面上に位置する。その結果、全ての切削インサート1の仕上げ加工用の短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部8bが被削材と均等に接触するので、高送りの仕上げ加工を円滑に行うことが可能になる。また、びびり等の発生も抑止できるので、切削インサート1の切れ刃にチッピングや欠損等が発生するのを防止することができる。
【００８８】
切削インサート1のいずれかの連結点Qが回転中心軸線O方向の最下点に位置し、かつ前記連結点Qにおける短辺主切れ刃部8aの切込み角度κ3を所定の範囲内に設定するために、拘束壁面15b及びインサート着座面15cの位置及び傾斜角を所定の範囲に設定する。この設定を行うには、例えば図15に示すような幾何学的方法を用いれば良い。
【００８９】
図15に示す三角形BCDは、最下点に位置する連結点Qと最上点に位置する連結点Qとを通る直線に直交する1本の線分（最下点に位置する連結点Qに隣接する2つの連結点Q，Qを結ぶ線分）CDと、切削インサート1の長辺主切れ刃部7aの第一及び第二の切れ刃部7a1、7a2に接する2本の直線BC，BDとからなる。三角形BCDに線分CDの長さL8、線分CMの長さL9、線分DMの長さL10、第一切れ刃部7a1及び第二切れ刃部7a2の長さL7、及び第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の交差角βを記入すると、拘束壁面15b及びインサート着座面15cの位置及び傾斜角が決まる。勿論、拘束壁面部15b1，15b2及び自由壁面部15d1，15d2の位置決め方法はこれに限らない。
【００９０】
図15に示すように、最下点に位置する連結点Qに対する拘束壁面部15b1，15b2及び自由壁面部15d1，15d2の傾斜角は、短辺主切れ刃部8aの切込み角度κ3に応じて変わる。従って、所望の切込み角度κ3に応じて拘束壁面部15b1，15b2及び自由壁面部15d1，1452の傾斜角を変更すれば良い。
【００９１】
図15に示すように、拘束壁面部15b1，15b2及び自由壁面部15d1，15d2の位置及び傾斜角は切削インサート1の形状により決まるので、異なる形状の切削インサート1を用いる場合には、その形状に応じて拘束壁面部15b1，15b2及び自由壁面部15d1，15d2の位置及び傾斜角を適宜決めれば良い。
【００９２】
切削インサート1の上面2又は下面3の保持面11をインサート着座面15cに密着させ、かつ切削インサート1の各側面部を拘束壁面15bの対応する拘束壁面部15b1，15b2に当接させた状態で、ネジ16を切削インサート1の取付け穴12を挿通させてインサート着座面15cのネジ穴19に所定のトルクで螺合すると、切削インサート1は連結点Qが回転中心軸線O方向の最下点に位置するように仕上げ加工用工具本体15のインサート取付座15aに強固に固定される。
【００９３】
インサート取付座15aに装着された全ての切削インサート1の連結点Qが仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具の最下点となっているかは、CCD等の撮像素子を有するカメラを搭載した画像処理装置により確認することができる。必要に応じて、連結点Qの測定結果に基づいて切削インサート1のインサート取付座15aへの装着位置を微調整することができる。
【００９４】
[3] 切削加工方法
本発明の切削加工方法は、荒加工用工具本体14又は仕上げ加工用工具本体15に装着すれば荒加工又は仕上げ加工を行うことができる構造とした1つの切削インサート1で加工及び仕上げ加工の両方を行い、もって切削インサート1の1個当たりの使用コストを低減させることを特徴とする。このために、切れ刃全周を荒加工に用いる切れ刃部（長辺主切れ刃部7a及び長辺副切れ刃部7b）と、仕上げ加工に用いる切れ刃部（短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部8b）とに分けている。
【００９５】
四角形状の切削インサート1では、片面に4つの荒加工用切れ刃部及び4つの仕上げ加工用切れ刃部があるので、全部で8つの荒加工用切れ刃部及び8つの仕上げ加工用切れ刃部がある。荒加工用切れ刃部及び仕上げ加工用切れ刃部は切削インサート1の切れ刃全周にわたって重複することなく交互に設けられているので、切削インサート1の切れ刃全周を余すことなく使用することができる。
【００９６】
例えば切削インサート1を荒加工用工具本体14に装着して荒加工を行う場合、(a) 荒加工用工具本体14に装着した切削インサート1の長辺切れ刃部7aを用いて荒加工を行い、荒加工時間が所定の時間に達するとその長辺切れ刃部7aが摩耗したと判断し、(b) 未使用の長辺切れ刃部7aを使用するために切削インサート1の向きを変えて、未使用の長辺切れ刃部7aの連結点Pが刃先交換式回転切削工具の最下点になるように、インサート取付座14aに再装着（切れ刃変更）する。インサートの切れ刃変更の操作は、例えば荒加工用工具本体14が4つのインサート取付座14aを有する場合、4つのインサート取付座14aに装着されている全ての切削インサート1について行い、荒加工精度のバラツキの防止、荒加工の効率化、及び再装着操作効率化を図るのが好ましい。上記操作は仕上げ加工の場合も同じである。
【００９７】
本発明の切削加工方法により、まず被削材を荒加工し、続いてこの被削材に仕上げ加工を行う場合の手順の一例を以下説明する。この切削加工方法は下記の工程1〜6からなる。
【００９８】
工程1
まず、本発明の切削インサート1を荒加工用工具本体14に装着した荒加工用の刃先交換式回転切削工具と、本発明の切削インサート1を仕上げ加工用工具本体15に装着した仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具とを準備する。
【００９９】
図16は、荒加工用工具本体14に装着した切削インサート1により被削材17を荒加工する状態を示す。荒加工用工具本体14のインサート取付座14aに固定された切削インサート1の1つの連結点P1は荒加工用工具本体14の回転中心軸線O方向の最下点に位置しており、切削インサート1のもう一つの連結点P2は最外周の点（回転中心軸線Oから最も遠い点）に位置している。図16に示す例では、長辺主切れ刃部7aを構成する第一及び第二の切れ刃部7a1，7a2を荒加工用の主切れ刃部として使用する。
【０１００】
図17は、仕上げ加工用工具本体15に装着した切削インサート1により被削材17を仕上げ加工する状態を示す。仕上げ加工用工具本体15のインサート取付座15aに固定された切削インサート1の1つの連結点Q1は仕上げ加工用工具本体15の回転中心軸線O方向の最下点に位置し、切削インサート1のもう一つの連結点Q2は最外周の点（回転中心軸線Oから最も遠い点）に位置している。
【０１０１】
工程2
荒加工用の刃先交換式回転切削工具を、NC制御による3軸又は5軸のマシニングセンタ等の切削加工機に装着して、被削材に荒加工を行う。
【０１０２】
工程3
切削インサート1の荒加工時間が所定の時間に達すると切れ刃部が摩耗したと判断し、他の未使用の長辺切れ刃部7a（第一及び第二の切れ刃部7a1，7a2）を使用するために切削インサート1の向きを変え、未使用の長辺主切れ刃部7aと長辺副切れ刃部7bの連結点Pが荒加工用刃先交換式回転切削工具の最下点になるように、インサート取付座14aに再装着する（荒加工用切れ刃変更の第一の再装着）。荒加工用切れ刃変更の第一の再装着は、インサート取付座14aに装着された全ての切削インサート1について行う。上面2の全ての荒加工用長辺切れ刃部7を使用し終えたら、インサート取付座14aに装着されている全ての切削インサート1を裏返して再装着する（荒加工用切れ刃変更の第二の再装着）。
【０１０３】
工程4
仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具を切削加工機に装着し、工程2で荒加工を実施した被削材に対して仕上げ加工を行う。仕上げ加工で使用する切削加工機は荒加工と別のものでも良い。切削インサート1の仕上げ加工時間が所定の時間に達したら切れ刃部が摩耗したと判断し、他の未使用の短辺切れ刃部8（短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部8b）を使用するために切削インサート1の向きを変え、未使用の短辺主切れ刃部8aと短辺副切れ刃部8bとの連結点Qが仕上げ加工用刃先交換式回転切削工具の最下点になるように、インサート取付座15aに再装着する（仕上げ加工用切れ刃変更の第一の再装着）。仕上げ加工用切れ刃変更の第一の再装着は、インサート取付座15aに装着された全ての切削インサート1について行う。上面2の全ての仕上げ加工用短辺切れ刃部8を使用し終えたら、インサート取付座15aに装着されている全ての切削インサート1を裏返して再装着する（仕上げ加工用切れ刃変更の第二の再装着）。
【０１０４】
工程5
工程3において荒加工用の刃先交換式回転切削工具に装着した切削インサート1の全ての荒加工用切れ刃部が摩耗したと判断された場合、新しい切削インサート1に交換する。新しい切削インサート1として、工程4で仕上げ加工用切れ刃部が摩耗したと判断された切削インサート1を優先的に装着すると、各切削インサート1の全ての切れ刃を無駄なく使用することができる。
【０１０５】
工程6
工程4において仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具に装着した切削インサート1の全ての仕上げ加工用の切れ刃部が摩耗したと判断された場合、新しい切削インサート1に交換する。新しい切削インサート1として、工程3で荒加工用切れ刃部が摩耗したと判断された切削インサート1を優先的に装着すると、各切削インサート1の全ての切れ刃部を無駄なく使用することができる。
【０１０６】
上記工程1〜6に従って各切削インサート1を荒加工用工具本体14及び仕上げ加工用工具本体15に順次装着することにより、荒加工及び仕上げ加工を行うことができるので、1個当たりの切削インサートの使用コストを削減することができる。
【０１０７】
上記切削加工の工程は一例であって、適宜変更しても良い。また、各切れ刃部が未使用か使用済みかの管理、荒加工工程及び仕上げ加工工程への被削材の流し方等を適切に行えば、荒加工用工具本体14と仕上げ加工用工具本体15が異なっていても、効率良く荒加工及び仕上げ加工を行うことができる。例えば、複数の被削材17a、17b、・・・について荒加工を順次行った後に、仕上げ加工を順次行えば、効率が良い。
【０１０８】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【０１０９】
実施例1
表1に示す仕様の本発明の切削インサート1を超硬合金により製造した。表1は、長辺主切れ刃部7aの長さL1、長辺副切れ刃部7bの長さL2、短辺主切れ刃部8aの長さL3、短辺副切れ刃部8bの長さL4、隣接する第二切れ刃部7a2と長辺副切れ刃部7bとがなす角度λ1、隣接する長辺副切れ刃部7bと短辺主切れ刃部8aとがなす角度λ2、隣接する短辺主切れ刃部8aと短辺副主切れ刃部8bとがなす角度λ3、隣接する短辺副主切れ刃部8bと第一切れ刃部7a1とがなす角度λ4、環状傾斜面9の傾斜角α1，α2、及び長辺主切れ刃部7aを構成する第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の交差角βを示す。表1から明らかなように、L1及びL3はL1＞L3及びL1/L3＝5.0の条件を満たす。
【０１１０】
【表１】
2013008565.tif 000003
【０１１１】
荒加工の方が仕上げ加工より切削加工負荷が大きいので、荒加工の仕上げ加工用切れ刃部への影響を調べるために、被削材にまず仕上げ加工を行い、続いて荒加工を行った。
【０１１２】
図7及び図8(b) に示す仕上げ加工用工具本体15（4つのインサート取付座15aを有し、切削インサート1を装着する箇所の外径が63 mm）のインサート取付座15aの各々に、上記切削インサート1を連結点Qが最下点になるように装着した。装着した切削インサート1のアキシャルレーキ角は−6°であり、ラジアルレーキ角は−10°であった。得られた刃先交換式回転切削工具を、BT50主軸を備えた立型のマシニングセンタ（最大主軸動力：15 kW）に装着し、下記条件で仕上げ切削加工を実施した。
切削形態：              正面フライス切削
被削材：                炭素鋼S50C
切削速度（Vc）：        200 m/min
1刃当たりの送り量（fz）：0.1 mm/刃
軸方向切込み量（ap）：  0.1 mm
半径方向切込み量（ae）：37.8 mm
切削方法：              乾式切削
【０１１３】
仕上げ加工に使用した切削インサート1を図6及び図8(a) に示す荒加工用工具本体14（4つのインサート取付座14aを有し、切削インサート1を装着する箇所の外径が63 mm）のインサート取付座14aの各々に、仕上げ加工に使用した短辺主切れ刃部8aに隣接する長辺副切れ刃部7bと長辺主切れ刃部7a（第二切れ刃部7a2及び第一切れ刃部7a1からなる）との連結点Pが最下点になるように装着した。その結果、仕上げ加工に使用した短辺主切れ刃部8aに隣接する長辺副切れ刃部7bと、連結点Pを介して長辺副切れ刃部7bに隣接する長辺主切れ刃部7aとを荒加工に用いた。装着した切削インサート1のアキシャルレーキ角は−6°であり、ラジアルレーキ角は−15°であった。
【０１１４】
得られた荒加工用刃先交換式回転切削工具を、BT50主軸を備えた立型のマシンセンタ（最大主軸動力：15 kW）に装着し、下記条件で荒切削加工を実施した。荒切削距離が25 mに達した時点で荒加工を終了し、切れ刃部の摩耗、損傷等を光学顕微鏡（倍率：60倍）で確認した。
切削形態：               正面フライス切削
被削材：                 炭素鋼S50C
切削速度（Vc）：          163 m/min
1刃当たりの送り量（fz）： 2.2 mm/刃
軸方向切込み量（ap）：    2.0 mm
半径方向切込み量（ae）：  45.0 mm
切削方法：               乾式切削
【０１１５】
仕上げ加工の後、及び仕上げ加工／荒加工の後における各切れ刃部の摩耗及び損傷の状態を観察した。その結果、(1) 仕上げ加工後の観察では、仕上げ加工に使用した切れ刃部に隣接する他の切れ刃部に摩耗及び損傷が認められず、また(2) 荒加工後の観察では、荒加工に使用した切れ刃部に隣接する他の切れ刃部に摩耗及び損傷が認められなかった。上記(1) 及び(2) の結果から、(a) 本発明の切削インサートは一つで荒加工及び仕上げ加工の両方を行っても、他の切れ刃部に摩耗や損傷等の問題が生じないこと、従って、(b) 本発明のネガティブ型の切削インサートは、上面2及び下面3を合わせて8個の切れ刃部を荒加工用に使用し、8個の切れ刃部を仕上げ加工用に使用できることが分る。
【０１１６】
実施例2
本発明の切削インサート1を荒加工用工具本体14に装着してなる荒加工用刃先交換式回転切削工具を用いて、FCD400（球状黒鉛鋳鉄）からなる被削材に延べ130分間の荒加工の彫り込み切削を行い、荒切削加工時間ごとに長辺切れ刃部7（荒加工に用いた切れ刃部）の逃げ面の摩耗幅（VBmax）を測定した。また、荒加工に使用していない長辺切れ刃部7と、仕上げ加工用の短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部7bに対する荒加工の影響を光学顕微鏡（倍率：60倍）で観察した。荒加工に用いた刃先交換式回転切削工具及びマシニングセンタは実施例1と同じであった。実施例2の荒切削加工条件は下記の通りである。
被削材：               FCD400
切削速度（Vc）：       184 m/min
1刃当りの送り量（fz）： 1.5 mm/刃
軸方向切込み量（ap）：  1.0 mm
半径方向切込み量（ae）：40 mm
加工方法：            乾式切削（エアブロー）
【０１１７】
荒切削加工時間と長辺切れ刃部7の逃げ面の摩耗幅（VBmax）との関係を示す図18から明らかなように、荒切削加工時間が120分までは本発明の切削インサート1の荒加工用長辺切れ刃部7の逃げ面の摩耗幅（VBmax）が0.2 mm以内であった。一般に切削インサートの切れ刃部の逃げ面の摩耗幅（VBmax）の管理上限は0.2 mmであるので、120分まで正常摩耗の範囲内で荒切削加工を行えることになる。従って、上面2と下面3に合計8つの荒加工用長辺切れ刃部7を有する本発明の切削インサートは1個で、FCD400の被削材に対して120分×8＝960分の荒加工を行えると見積もることができる。
【０１１８】
荒加工に使用していない他の長辺切れ刃部7と、仕上げ加工用の短辺主切れ刃部8a及び短辺副切れ刃部7bに対する荒加工の影響を調べた結果、これらの切れ刃部の逃げ面に摩耗は認められなかった。
【符号の説明】
【０１１９】
1：切削インサート
2：上面
3：下面
4：側面
5：コーナー部
6：環状切れ刃
7：長辺切れ刃部
7a：長辺主切れ刃部、  7a1：第一切れ刃部、  7a2：第二切れ刃部
7b：長辺副切れ刃部、
8：短辺切れ刃部
8a：短辺主切れ刃部、8b：短辺副切れ刃部
9：環状傾斜面
9a：第一傾斜面（傾斜したすくい面）
9b：第二傾斜面
10：側面の辺部
11：保持面
12：インサート取付け穴
13：マーク
14：荒加工用工具本体
14a：インサート取付座、  14b：拘束壁面、  14b1，14b2：拘束壁面部、
14c：インサート着座面、  14d1，14d2：自由壁面部、
14e：段差部、  14f1：大きな溝部、  14f2：小さな溝部
15：仕上げ加工用工具本体
15a：インサート取付座、  15b：拘束壁面、  15b1，15b2：拘束壁面部、
15c：インサート着座面、  15d1，15d2：自由壁面部、
15e：段差部、  15f1：大きな溝部、  15f2：小さな溝部
16：インサート取付けネジ
17：被削材
18：インサート着座面14cに設けられたネジ穴
19：インサート着座面15cに設けられたネジ穴
M：長辺主切れ刃部の中間点（第一切れ刃部と第二切れ刃部の交差点）
O：回転中心軸線
P、Q、R、S：連結点
α1：第一環状傾斜面が切削インサートの厚さ方向と直交する平面に対してなす傾斜角
α2：第二環状傾斜面が切削インサートの厚さ方向と直交する平面に対してなす傾斜角
β：第一切れ刃部と第二切れ刃部の交差角
λ1：隣接する第二切れ刃部と長辺副切れ刃部とがなす角度
λ2：隣接する長辺副切れ刃部と短辺主切れ刃部とがなす角度
λ3：隣接する短辺主切れ刃部と短辺副主切れ刃部とがなす角度
λ4：隣接する短辺副主切れ刃部と第一切れ刃部とがなす角度
κ1：第二切れ刃部の切込み角度（回転中心軸線と直交する平面に対する第二切れ刃部の傾斜角）
κ2：第一切れ刃部の切込み角度（回転中心軸線と直交する平面に対する第一切れ刃部の傾斜角）
κ3：短辺主切れ刃部の切込み角度（回転中心軸線と直交する平面に対する短辺主切れ刃部の傾斜角）
【図１】
2013008565.tif 000004
【図２】
2013008565.tif 000005
【図３】
2013008565.tif 000006
【図４】
2013008565.tif 000007
【図５】
2013008565.tif 000008
【図６】
2013008565.tif 000009
【図７】
2013008565.tif 000010
【図８（ａ）】
2013008565.tif 000011
【図８（ｂ）】
2013008565.tif 000012
【図９】
2013008565.tif 000013
【図１０】
2013008565.tif 000014
【図１１（ａ）】
2013008565.tif 000015
【図１１（ｂ）】
2013008565.tif 000016
【図１２（ａ）】
2013008565.tif 000017
【図１２（ｂ）】
2013008565.tif 000018
【図１２（ｃ）】
2013008565.tif 000019
【図１３】
2013008565.tif 000020
【図１４（ａ）】
2013008565.tif 000021
【図１４（ｂ）】
2013008565.tif 000022
【図１５】
2013008565.tif 000023
【図１６】
2013008565.tif 000024
【図１７】
2013008565.tif 000025
【図１８】
2013008565.tif 000026
【図１９】
2013008565.tif 000027
【図２０】
2013008565.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月7日(2012.9.7)
【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】
上面及び下面と、前記上面の縁部と前記下面の縁部との間に延在する側面とを有する多角平板状で、前記上面及び前記下面の各々は4つの辺部及び4つのコーナー部を有するとともに、縁部の全周にわたって形成された環状切れ刃と、前記環状切れ刃から内方に傾斜した環状傾斜面と、前記環状傾斜面の内側に延在する保持面とを有し、前記保持面は前記上面から前記下面まで貫通するネジ穴を有するネガティブタイプの切削インサートであって、
各環状切れ刃は4つの長辺切れ刃部と4つの短辺切れ刃部とが交互に連結してなり、
各長辺切れ刃部は点Pを介して連結する長辺主切れ刃部と長辺副切れ刃部とからなり、
各短辺切れ刃部は点Qを介して連結する短辺主切れ刃部と短辺副切れ刃部とからなり、前記短辺主切れ刃部は点Rを介して前記長辺副切れ刃部に連結し、
前記長辺主切れ刃部は前記辺部に位置し、前記長辺副切れ刃部、前記短辺主切れ刃部及び前記短辺副切れ刃部は前記コーナー部に位置しており、
前記長辺主切れ刃部の長さL1及び前記短辺主切れ刃部の長さL3はL1＞L3の条件を満たす
ことを特徴する切削インサート。
【請求項２】
請求項1に記載の切削インサートにおいて、前記長辺主切れ刃部の長さL1と前記短辺主切れ刃部の長さL3とが3≦L1/L3≦10の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項３】
請求項1又は2に記載の切削インサートにおいて、前記長辺主切れ刃部はその長さ方向中央部で交差する第一切れ刃部及び第二切れ刃部からなり、前記第二切れ刃部は点Pを介して前記長辺副切れ刃部に連結しており、前記第一切れ刃部と前記第二切れ刃部の交差角βは鈍角であることを特徴とする切削インサート。
【請求項４】
請求項3に記載の切削インサートにおいて、前記交差角βが150°≦β≦170°の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項５】
請求項3又は4に記載の切削インサートにおいて、隣接する前記第二切れ刃部と前記長辺副切れ刃部とがなす角度λ1が7°≦λ1≦20°の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項６】
請求項1〜5のいずれかに記載の切削インサートにおいて、隣接する前記短辺主切れ刃部と前記短辺副切れ刃部とがなす角度λ3が12°≦λ3≦30°の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項７】
請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートにおいて、前記長辺主切れ刃部が荒加工用の切れ刃部として使用され、前記短辺主切れ刃部が仕上げ加工用の切れ刃部として使用され、もって前記環状切れ刃の全周が荒加工及び仕上げ加工に使用されることを特徴とする切削インサート。
【請求項８】
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、前記インサート取付座の各々に着脱自在に装着された請求項1〜7のいずれかに記載の切削インサートとを具備する荒加工用の刃先交換式回転切削工具であって、前記切削インサートのいずれかの連結点Pが前記工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする荒加工用の刃先交換式回転切削工具。
【請求項９】
複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、前記インサート取付座の各々に着脱自在に装着された請求項1〜7のいずれかに記載の切削インサートとを具備する仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具であって、前記切削インサートのいずれかの連結点Qが前記工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具。
【請求項１０】
請求項8又は9に記載の刃先交換式回転切削工具において、前記切削インサートのコーナー部の両側にある側面の一方は、前記コーナー部に隣接する第一切れ刃部を有する側面部と第二切れ刃部を有する側面部とを有し、他方は前記コーナー部に隣接する第二切れ刃部を有する側面部と第一切れ刃部を有する側面部とを有し、前記コーナー部に隣接する両側面部の少なくとも一方が前記工具本体のインサート取付座の拘束壁面部に接し、かつ前記コーナー部に隣接する両側面部にそれぞれ隣接する両側面部がともに前記工具本体のインサート取付座の拘束壁面部に接し、もって前記切削インサートのコーナー部の両側にある少なくとも3つの側面部が前記拘束壁面部により拘束されていることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。
【請求項１１】
荒加工及び仕上げ加工の両方を行うことができる刃先交換式回転切削システムであって、
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、
複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、
請求項1〜7のいずれかに記載の切削インサートとを具備し、
前記荒加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着すると荒加工を行うことができ、その際前記切削インサートのいずれかの連結点Pは前記荒加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置し、
前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着すると仕上げ加工を行うことができ、その際前記切削インサートのいずれかの連結点Qは前記仕上げ加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置する
ことを特徴とする刃先交換式回転切削システム。
【請求項１２】
被削材に荒加工及び仕上げ加工を行う方法であって、
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、請求項1〜7のいずれかに記載の切削インサートとを準備し、
前記切削インサートのいずれかの連結点Pが前記荒加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置するように、前記荒加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着することにより、前記被削材に荒加工を行い、
前記切削インサートのいずれかの連結点Qが前記仕上げ加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置するように、前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着することにより、前記被削材に仕上げ加工を行い、
その際、荒加工に用いた切削インサートを前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に再装着して仕上げ加工を行うか、仕上げ加工に用いた切削インサートを前記荒加工用工具本体のインサート取付座に再装着して荒加工を行うか、両方を行う
ことを特徴とする切削加工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
隣接する前記第二切れ刃部と前記長辺副切れ刃部とがなす角度λ1、及び隣接する前記短辺主切れ刃部と前記短辺副切れ刃部とがなす角度λ3は、それぞれ7°≦λ1≦20°、及び12°≦λ3≦30°の条件を満たすように設定されているのが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
実施例1
表1に示す仕様の本発明の切削インサート1を超硬合金により製造した。表1は、長辺主切れ刃部7aの長さL1、長辺副切れ刃部7bの長さL2、短辺主切れ刃部8aの長さL3、短辺副切れ刃部8bの長さL4、隣接する第二切れ刃部7a2と長辺副切れ刃部7bとがなす角度λ1、隣接する長辺副切れ刃部7bと短辺主切れ刃部8aとがなす角度λ2、隣接する短辺主切れ刃部8aと短辺副切れ刃部8bとがなす角度λ3、隣接する短辺副切れ刃部8bと第一切れ刃部7a1とがなす角度λ4、環状傾斜面9の傾斜角α1，α2、及び長辺主切れ刃部7aを構成する第一切れ刃部7a1と第二切れ刃部7a2の交差角βを示す。表1から明らかなように、L1及びL3はL1＞L3及びL1/L3＝5.0の条件を満たす。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
1：切削インサート
2：上面
3：下面
4：側面
5：コーナー部
6：環状切れ刃
7：長辺切れ刃部
7a：長辺主切れ刃部、  7a1：第一切れ刃部、  7a2：第二切れ刃部
7b：長辺副切れ刃部、
8：短辺切れ刃部
8a：短辺主切れ刃部、8b：短辺副切れ刃部
9：環状傾斜面
9a：第一傾斜面（傾斜したすくい面）
9b：第二傾斜面
10：側面の辺部
11：保持面
12：インサート取付け穴
13：マーク
14：荒加工用工具本体
14a：インサート取付座、  14b：拘束壁面、  14b1，14b2：拘束壁面部、
14c：インサート着座面、  14d1，14d2：自由壁面部、
14e：段差部、  14f1：大きな溝部、  14f2：小さな溝部
15：仕上げ加工用工具本体
15a：インサート取付座、  15b：拘束壁面、  15b1，15b2：拘束壁面部、
15c：インサート着座面、  15d1，15d2：自由壁面部、
15e：段差部、  15f1：大きな溝部、  15f2：小さな溝部
16：インサート取付けネジ
17：被削材
18：インサート着座面14cに設けられたネジ穴
19：インサート着座面15cに設けられたネジ穴
M：長辺主切れ刃部の中間点（第一切れ刃部と第二切れ刃部の交差点）
O：回転中心軸線
P、Q、R、S：連結点
α1：第一環状傾斜面が切削インサートの厚さ方向と直交する平面に対してなす傾斜角
α2：第二環状傾斜面が切削インサートの厚さ方向と直交する平面に対してなす傾斜角
β：第一切れ刃部と第二切れ刃部の交差角
λ1：隣接する第二切れ刃部と長辺副切れ刃部とがなす角度
λ2：隣接する長辺副切れ刃部と短辺主切れ刃部とがなす角度
λ3：隣接する短辺主切れ刃部と短辺副切れ刃部とがなす角度
λ4：隣接する短辺副切れ刃部と第一切れ刃部とがなす角度
κ1：第二切れ刃部の切込み角度（回転中心軸線と直交する平面に対する第二切れ刃部の傾斜角）
κ2：第一切れ刃部の切込み角度（回転中心軸線と直交する平面に対する第一切れ刃部の傾斜角）
κ3：短辺主切れ刃部の切込み角度（回転中心軸線と直交する平面に対する短辺主切れ刃部の傾斜角）
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月26日(2012.12.26)
【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】
上面及び下面と、前記上面の縁部と前記下面の縁部との間に延在する側面とを有する多角平板状で、前記上面及び前記下面の各々は4つの辺部及び4つのコーナー部を有するとともに、縁部の全周にわたって形成された環状切れ刃と、前記環状切れ刃から内方に傾斜した環状傾斜面と、前記環状傾斜面の内側に延在する保持面とを有し、前記保持面は前記上面から前記下面まで貫通するネジ穴を有するネガティブタイプの切削インサートであって、
各環状切れ刃は荒加工用の4つの長辺切れ刃部と仕上げ加工用の4つの短辺切れ刃部とが全周にわたって交互に連結してなり、
各長辺切れ刃部は点Pを介して連結する長辺主切れ刃部と長辺副切れ刃部とからなり、
各短辺切れ刃部は点Qを介して連結する短辺主切れ刃部と短辺副切れ刃部とからなり、前記短辺主切れ刃部は点Rを介して前記長辺副切れ刃部に連結し、
前記長辺主切れ刃部は前記辺部に位置し、前記長辺副切れ刃部、前記短辺主切れ刃部及び前記短辺副切れ刃部は前記コーナー部に位置しており、
前記長辺主切れ刃部の長さL1及び前記短辺主切れ刃部の長さL3はL1＞L3の条件を満たす
ことを特徴する切削インサート。
【請求項２】
請求項1に記載の切削インサートにおいて、前記長辺主切れ刃部の長さL1と前記短辺主切れ刃部の長さL3とが3≦L1/L3≦10の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項３】
請求項1又は2に記載の切削インサートにおいて、前記長辺主切れ刃部はその長さ方向中央部で交差する第一切れ刃部及び第二切れ刃部からなり、前記第二切れ刃部は点Pを介して前記長辺副切れ刃部に連結しており、前記第一切れ刃部と前記第二切れ刃部の交差角βは鈍角であることを特徴とする切削インサート。
【請求項４】
請求項3に記載の切削インサートにおいて、前記交差角βが150°≦β≦170°の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項５】
請求項3又は4に記載の切削インサートにおいて、隣接する前記第二切れ刃部と前記長辺副切れ刃部とがなす角度λ1が7°≦λ1≦20°の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項６】
請求項1〜5のいずれかに記載の切削インサートにおいて、隣接する前記短辺主切れ刃部と前記短辺副切れ刃部とがなす角度λ3が12°≦λ3≦30°の条件を満たすことを特徴とする切削インサート。
【請求項７】
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、前記インサート取付座の各々に着脱自在に装着された請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートとを具備する荒加工用の刃先交換式回転切削工具であって、前記切削インサートのいずれかの連結点Pが前記工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする荒加工用の刃先交換式回転切削工具。
【請求項８】
複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、前記インサート取付座の各々に着脱自在に装着された請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートとを具備する仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具であって、前記切削インサートのいずれかの連結点Qが前記工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置することを特徴とする仕上げ加工用の刃先交換式回転切削工具。
【請求項９】
請求項7又は8に記載の刃先交換式回転切削工具において、前記切削インサートのコーナー部の両側にある側面の一方は、前記コーナー部に隣接する第一切れ刃部を有する側面部と第二切れ刃部を有する側面部とを有し、他方は前記コーナー部に隣接する第二切れ刃部を有する側面部と第一切れ刃部を有する側面部とを有し、前記コーナー部に隣接する両側面部の少なくとも一方が前記工具本体のインサート取付座の拘束壁面部に接し、かつ前記コーナー部に隣接する両側面部にそれぞれ隣接する両側面部がともに前記工具本体のインサート取付座の拘束壁面部に接し、もって前記切削インサートのコーナー部の両側にある少なくとも3つの側面部が前記拘束壁面部により拘束されていることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。
【請求項１０】
荒加工及び仕上げ加工の両方を行うことができる刃先交換式回転切削システムであって、
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、
複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、
請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートとを具備し、
前記荒加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着すると荒加工を行うことができ、その際前記切削インサートのいずれかの連結点Pは前記荒加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置し、
前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着すると仕上げ加工を行うことができ、その際前記切削インサートのいずれかの連結点Qは前記仕上げ加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置する
ことを特徴とする刃先交換式回転切削システム。
【請求項１１】
被削材に荒加工及び仕上げ加工を行う方法であって、
複数のインサート取付座を有する荒加工用工具本体と、複数のインサート取付座を有する仕上げ加工用工具本体と、請求項1〜6のいずれかに記載の切削インサートとを準備し、
前記切削インサートのいずれかの連結点Pが前記荒加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Pが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置するように、前記荒加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着することにより、前記被削材に荒加工を行い、
前記切削インサートのいずれかの連結点Qが前記仕上げ加工用工具本体の回転中心軸線方向の最下点に位置するとともに、全ての前記切削インサートの最下点の連結点Qが前記回転中心軸線と直交する同一平面上に位置するように、前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に前記切削インサートを着脱自在に装着することにより、前記被削材に仕上げ加工を行い、
その際、荒加工に用いた切削インサートを前記仕上げ加工用工具本体のインサート取付座に再装着して仕上げ加工を行うか、仕上げ加工に用いた切削インサートを前記荒加工用工具本体のインサート取付座に再装着して荒加工を行うか、両方を行う
ことを特徴とする切削加工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明のネガティブタイプの切削インサートは、上面及び下面と、前記上面の縁部と前記下面の縁部との間に延在する側面とを有する多角平板状で、前記上面及び前記下面の各々は4つの辺部及び4つのコーナー部を有するとともに、縁部の全周にわたって形成された環状切れ刃と、前記環状切れ刃から内方に傾斜した環状傾斜面と、前記環状傾斜面の内側に延在する保持面とを有し、前記保持面は前記上面から前記下面まで貫通するネジ穴を有し、
各環状切れ刃は荒加工用の4つの長辺切れ刃部と仕上げ加工用の4つの短辺切れ刃部とが全周にわたって交互に連結してなり、
各長辺切れ刃部は点Pを介して連結する長辺主切れ刃部と長辺副切れ刃部とからなり、
各短辺切れ刃部は点Qを介して連結する短辺主切れ刃部と短辺副切れ刃部とからなり、前記短辺主切れ刃部は点Rを介して前記長辺副切れ刃部に連結し、
前記長辺主切れ刃部は前記辺部に位置し、前記長辺副切れ刃部、前記短辺主切れ刃部及び前記短辺副切れ刃部は前記コーナー部に位置しており、
前記長辺主切れ刃部の長さL1及び前記短辺主切れ刃部の長さL3はL1＞L3の条件を満たす
ことを特徴する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2013008565.tif 000029
2013008565.tif 000030
2013008565.tif 000031