(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、上面および下面のそれぞれと接続しており、第１側面および第２側面を順に有する側面と、側面を貫通している貫通孔と、上切刃と、下切刃と、第１側面に位置しており、上面に至っている少なくとも１つの上凹部と、を備え、少なくとも１つの上凹部は、上面側から下面側に向かうにつれて、上切刃と下切刃とを結ぶ基準面に対する凹部の深さが大きくなっている。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。
2013080838.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おり、第１側面および第２側面を順に有する側面と、
前記第１側面と前記側面のうち前記第１側面とは異なる面との間を貫通している貫通孔と、
前記上面と前記側面との交線部に位置しており、前記上面と前記第１側面との交線部に位置している上主切刃、および前記上面と前記第２側面との交線部に位置している上副切刃を有する上切刃と、
前記下面と前記側面との交線部に位置している下切刃と、
前記第１側面に位置しており、前記上面に至っている少なくとも１つの上凹部と、を備え、
前記少なくとも１つの上凹部は、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、前記上切刃と前記下切刃とを結ぶ基準面に対する凹部の深さが大きくなっている、切削インサート。
【請求項２】
前記基準面は、平面である、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記第１側面は、前記平面である前記基準面に平行である、請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記少なくとも１つの上凹部は、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、凹部の幅が大きくなっている、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】
上面視において、前記上面は、略矩形状である、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】
前記第１側面の側面視において、前記第１側面は、略矩形状である、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】
前記第１側面の側面視において、前記略矩形状の前記第１側面は、前記上面側の外縁を長辺とし前記第２側面側の外縁を短辺とする、請求項６に記載の切削インサート。
【請求項８】
前記第１側面は、前記貫通孔の周囲に位置しており、前記基準面に対して窪んでいる窪み部を有する、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】
前記第１側面の側面視において、前記窪み部は、前記第１側面の幅方向において、前記少なくとも１つの上凹部よりも外側に至っている、請求項８に記載の切削インサート。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの上凹部は、第１上凹部を有し、
前記第１上凹部は、前記上面側から前記窪み部を分断して前記貫通孔に至っている、請求項８または９に記載の切削インサート。
【請求項１１】
前記第１上凹部は、前記貫通孔に至っている前記下面側の端部の領域において、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、前記基準面に対する凹部の深さが大きくなっている、請求項１０に記載の切削インサート。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの上凹部は、第２上凹部をさらに有し、
前記第２上凹部は、前記下面側の端部が前記窪み部と連結している、請求項８〜１１のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１３】
前記第２上凹部は、前記下面側の端部の領域において、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、前記基準面に対する凹部の深さが小さくなっている、請求項１２に記載の切削インサート。
【請求項１４】
前記第１側面の側面視において、前記第２上凹部は、前記第１上凹部よりも外側に位置している、請求項１２または１３に記載の切削インサート。
【請求項１５】
前記第１側面の側面視において、前記第２上凹部は、前記貫通孔よりも外側に位置しているとともに、前記貫通孔から離れて位置している、請求項１２〜１４のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１６】
前記第１側面の側面視において、前記第２上凹部の前記下面側の端部は、前記第１上凹部の前記下面側の端部よりも前記下面側に位置している、請求項１２〜１５のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１７】
前記側面は、前記第２側面との間に前記第１側面を介在するように位置している第３側面をさらに有し、
前記下切刃は、前記下面と前記第１側面との交線部に位置している下主切刃、および前記下面と前記第３側面との交線部に位置している下副切刃を有する、請求項１〜１６のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１８】
前記第１側面に位置しており、前記下面に至っている少なくとも１つの下凹部、をさらに備える、請求項１〜１７のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの上凹部の数と前記少なくとも１つの下凹部の数とが異なっている、請求項１８に記載の切削インサート。
【請求項２０】
前記第１側面は、前記貫通孔の周囲に位置しており、前記基準面に対して窪んでいる窪み部を有し、
前記第１側面の側面視において、前記少なくとも１つの上凹部および前記少なくとも１つの下凹部は、前記窪み部を介して互いに離れて位置している、請求項１８または１９に記載の切削インサート。
【請求項２１】
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おり、第１側面および第２側面を順に有する側面と、
前記第１側面と前記側面のうち前記第１側面とは異なる面との間を貫通している貫通孔と、
前記上面と前記側面との交線部に位置しており、前記上面と前記第１側面との交線部に位置している上主切刃、および前記上面と前記第２側面との交線部に位置している上副切刃を有する上切刃と、
前記第１側面に位置しており、前記上面に至っている少なくとも１つの上凹部と、を備え、
前記少なくとも１つの上凹部は、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、前記第１側面を基準とする溝の深さが大きくなっている、切削インサート。
【請求項２２】
請求項１〜２１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２３】
請求項２２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の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、
前記切削工具と前記被削材とを離す工程と、
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】
切削インサート（以下、「インサート」と言うことがある。）の一例として、特開昭５８−２２３５１３号公報の図３〜図５には、切削刃部１６を分断する溝２１を備える構成が提案されている。そして、溝２１を、切削刃部１６側よりも第１の側面１１（第２の側面１２）側において、深さを小さくすることによって、切削時における被削材とのクリアランスの確保、および肉薄による低コストを両立させている。【０００３】
しかしながら、溝２１は、切削刃部１６側よりも第１の側面１１（第２の側面１２）側において浅くなっているため、切削刃部１６で生成される切屑が溝の内部に流れ込んで被削材との間で噛み込まれるおそれがあった。その結果、被削材の加工面品質の低下、あるいはインサートの寿命の低下が発生する可能性があった。
そのため、優れた切屑排出性を有するインサートが求められていた。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の課題の１つは、優れた切屑排出性を有する、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。
【０００５】
本発明の一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おり、第１側面および第２側面を順に有する側面と、前記第１側面と前記側面のうち前記第１側面とは異なる面との間を貫通している貫通孔と、前記上面と前記側面との交線部に位置しており、前記上面と前記第１側面との交線部に位置している上主切刃、および前記上面と前記第２側面との交線部に位置している上副切刃を有する上切刃と、前記下面と前記側面との交線部に位置している下切刃と、前記第１側面に位置しており、前記上面に至っている少なくとも１つの上凹部と、を備え、前記少なくとも１つの上凹部は、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、前記上切刃と前記下切刃とを結ぶ基準面に対する凹部の深さが大きくなっている。
【０００６】
本発明の他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おり、第１側面および第２側面を順に有する側面と、前記第１側面と前記側面のうち前記第１側面とは異なる面との間を貫通している貫通孔と、前記上面と前記側面との交線部に位置しており、前記上面と前記第１側面との交線部に位置している上主切刃、および前記上面と前記第２側面との交線部に位置している上副切刃を有する上切刃と、前記第１側面に位置しており、前記上面に至っている少なくとも１つの上凹部と、を備え、前記少なくとも１つの上凹部は、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、前記第１側面を基準とする溝の深さが大きくなっている。
【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、前記切削工具と前記被削材とを離す工程と、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、側面を貫通している貫通孔と、上切刃と、下切刃と、第１側面に位置しており、上面に至っている少なくとも１つの上凹部と、を備え、少なくとも１つの上凹部は、上面側から下面側に向かうにつれて、上切刃と下切刃とを結ぶ基準面に対する凹部の深さが大きくなっていることから、上切刃および下切刃を用いて切削可能で比較的切屑が排出され難い両面使いのインサートにおいても、上切刃で生成された切屑が、インサート側面と被削材との間に噛み込まれることを抑制しつつ、上凹部を通じて効果的に外部に排出す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全体斜視図であり、（ａ）は第１側面側、（ｂ）は第４側面側、を示すものである。
【図２】図１に示す切削インサートの側面図であり、（ａ）は第１側面側から見た図、（ｂ）は第４側面側から見た図、である。
【図３】図１に示す切削インサートを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は第３側面側から見た側面図、である。
【図４】図１に示す切削インサートを示す図であり、（ａ）は図３（ａ）のａ−ａ線断面図、（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ線断面図、である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る切削工具を示す図であり、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図（先端視図）、を示すものである。
【図６】（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７】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る切削工具を示す全体斜視図であり、（ｂ）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を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１および図２に示すように、本実施形態の切削インサート１は、大略、上面２と、下面３と、上面２および下面３のそれぞれに接続している側面４と、側面４のうち一面から他面を貫通している貫通孔９（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５１と、下面３と側面４との交線部に位置している下切刃５２と、を備えている。
【００１３】
ここで、本実施形態においては、図１、図３および図４に示すように、上面２は一部がすくい面２３として機能し、下面３は一部が着座面３２として機能し、および側面４は一部が逃げ面として機能する。また、本実施形態の側面４は、図３（ａ）に示すように、インサート１の幅方向に沿って第１側面４１および第２側面４２を順に有し、第３側面４３および第４側面４４をさらに有している。本実施形態において、第３側面４３は、第２側面４２との間に第１側面４１を介在するように位置しており、第４側面４４は、第２側面４２と第３側面４３との間であって第１側面４１と対向するように位置している。そして、本実施形態のインサート１は、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、第１側面４１に位置している少なくとも１つの上凹部７１および少なくとも１つの下凹部７２を有している。
【００１４】
このような本実施形態のインサート１は、図１に示すように、略直方体状であって、上面２が四角形状である。具体的には、図３（ａ）に示すように、上面視において、本実施形態の上面２は、略矩形状である。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。上面視において、略矩形状である本実施形態の上面２は、第１側面４１側の外縁を長辺とし、第２側面４２側の外縁を短辺とする。
【００１５】
そして、本実施形態のインサート１は、上面２のうち２つの長辺を切削加工に使用可能な片面２コーナ使いのインサートである。また、本実施形態のインサート１は、図４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面２３、３３として使用可能な両面使いのインサートである。すなわち、本実施形態の上面２および下面３はそれぞれ、上切刃５１および下切刃５２から内方に向かうにつれて厚みが薄くなるすくい面２３、３３を有している。また、本実施形態の上面２および下面３はそれぞれ、その中央部に位置している平坦な着座面２２、３２をさらに有している。そして、本実施形態において、下切刃５２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３３、上面２の一部を着座面２２として使用することができる。
【００１６】
なお、すくい面２３、３３のすくい角はそれぞれ、１５〜２５°に設定することが好ましい。すくい角とは、上切刃５１および下切刃５２をそれぞれ通りインサート１の中心軸Ｓ１に平行な平面を基準にした傾斜角度のことを意味するものとする。インサート１の中心軸Ｓ１とは、第１側面４１と第４側面４４とを貫く軸であり、側面視において、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。側面視とは、本明細書においては特記しない限り、インサート１を第１側面４１に向かって見た状態、すなわち第１側面４１の側面視を意味するものとする。
【００１７】
以上のように、本実施形態のインサート１は、上下両面２、３に位置している上切刃５１および下切刃５２を用いて切削可能な両面使いのインサートであることから、上下両面２、３では計４コーナを切削加工に使用することができる。本実施形態のインサート１は、例えば、厚みが６〜１５ｍｍ、幅が８〜２５ｍ、奥行きが６〜１２ｍｍとすればよい。
以下、本実施形態に係るインサート１の各構成要素について、詳細に説明する。
【００１８】
（貫通孔について）
本実施形態の貫通孔９は、インサート１を後述するホルダ１０、１０’に固定する役割を有する。本実施形態の貫通孔９は、図１および図２に示すように、第１側面４１と側面４のうち第１側面４１とは異なる面、すなわち第４側面４４との間を貫通している。より具体的には、本実施形態の貫通孔９は、第１側面４１の略中央部と第４側面４４の略中央部との間を貫通している。そして、例えば、後述する図５に示すように、貫通孔９に取付ねじ９２（固定部材）を挿入してさらにホルダ１０にねじ込むことによって、インサート１をホルダ１０に固定することができる。なお、本実施形態の貫通孔９の中心軸は、インサート１の中心軸Ｓ１と同じ位置にある。
【００１９】
（上切刃および下切刃について）
本実施形態の上切刃５１は、上述の通り上面２と側面４との交線部に位置しており、図１（ａ）および図３（ａ）に示すように、上面２と第１側面４１との交線部に位置している上主切刃５１ａ、および上面２と第２側面４２との交線部に位置している上副切刃５１ｂを有している。
【００２０】
本実施形態の上主切刃５１ａは、例えば図５に示すようにホルダ１０の外周側に配置され、切削作用において切屑生成に主な役割を果たす切刃である。また、本実施形態の上主切刃５１ａは、図１（ａ）、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、第１側面４１に位置している少なくとも１つの上凹部７１によって分断されてなる複数の分断上切刃５１１を有している。
【００２１】
本実施形態の上副切刃５１ｂは、上主切刃５１ａに連続しており、例えば図５に示すようにホルダ１０の正面側（先端側）に配置され、被削材の仕上げ面精度を向上させるさらい刃としての役割を果たす切刃である。また、本実施形態の上副切刃５１ｂは、上面視および第２側面４２の側面視のいずれにおいても直線状である。
【００２２】
一方、本実施形態の下切刃５２は、上述の通り下面３と側面４との交線部に位置しており、図１（ａ）、図２（ａ）および図３（ｂ）に示すように、下面３と第１側面４１との交線部に位置している下主切刃５２ａ、および下面３と第３側面４３との交線部に位置している下副切刃５２ｂを有している。本実施形態において、下主切刃５２ａおよび下副切刃５２ｂの構成は、上述した上主切刃５１ａおよび上副切刃５１ｂと同様である。
【００２３】
また、本実施形態においては、側面視において、上主切刃５１ａは下主切刃５２ａと略平行であり、第２側面４２および第３側面４３の側面視において、上副切刃５１ｂも下副切刃５２ｂと略平行である。なお、上述した上切刃５１は、上主切刃５１ａと上副切刃５１ｂとの間に位置しており、上面視において丸みを帯びた図示しないコーナ切刃を有していてもよい。この点、下切刃５２においても同様である。
【００２４】
（側面、上凹部および下凹部について）
本実施形態の側面４は、上述した通り、上面２および下面３のそれぞれに接続しており、第１〜第４側面４１〜４４を有している。本実施形態の第１〜第４側面４１〜４４は、図１〜図３に示すように、上面２の四角形状の各辺にそれぞれ接続しており、それぞれ略矩形状である。第１側面４１を例にとって具体的に説明すると、図２（ａ）に示すように、側面視において、本実施形態の第１側面４１は、略矩形状である。側面視において、略矩形状である本実施形態の第１側面４１は、上面２側の外縁を長辺とし、第２側面４２側の外縁を短辺とする。
【００２５】
また、本実施形態の側面４は、図３（ｂ）に示すように、上面２および下面３の平坦な着座面２２、３２に対して垂直となるように、すなわち実質的に逃げ角を有さないように位置している。このような構成によれば、インサート１の肉厚の減少による耐欠損性の低下を抑制することができる。したがって、本実施形態のインサート１は、側面４と、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耐欠損性に優れている。
【００２６】
一方、本実施形態の第１側面４１には、上述の通り、少なくとも１つの上凹部７１および少なくとも１つの下凹部７２が位置している。具体的には、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、本実施形態の第１側面４１には、４つの上凹部７１と４つの下凹部７２とが位置している。また、本実施形態においては、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、第４側面４４においても、少なくとも１つの上凹部７１および少なくとも１つの下凹部７２が位置している。
【００２７】
本実施形態において、上凹部７１および下凹部７２は、図２に示すように、いずれもインサート１の厚み方向に平行に延びている。そして、本実施形態の上凹部７１は、図１〜図４に示すように、上切刃５１と下切刃５２とを結ぶ基準面Ｐに対して凹んでおり、下面３側から上面２に向かうインサート１の厚み方向に沿って延びて上面２に至っており、上切刃５１（上主切刃５１ａ）を複数の分断上切刃５１１に分断するように位置している。同様に、下凹部７２は、基準面Ｐに対して凹んでおり、上面２側から下面３に向かうインサート１の厚み方向に沿って延びて下面３に至っており、下切刃５２（下主切刃５２ａ）を複数の分断下切刃５２１に分断するように位置している。
【００２８】
これらの構成によれば、上主切刃５１ａまたは下主切刃５２ａによって生成される切屑は、幅方向に小さく分断されるため、切削時の切削抵抗を低減させることができる。その結果、切削加工中におけるびびり振動および切刃の欠損が低減されるため、優れた仕上げ面精度を得ることができるとともに、インサートおよび切削工具の寿命を向上させることができる。このような上主切刃５１ａおよび下主切刃５２ａを有するインサート１は、重切削加工する場合に特に好適である。
【００２９】
ここで、本実施形態において、少なくとも１つの上凹部７１は、図４に示すように、上面２側から下面３側に向かうにつれて、基準面Ｐに対する凹部の深さが大きくなっている。より具体的には、本実施形態の少なくとも１つの上凹部７１は、上面２側の端部７１１近傍の領域において、上面２側から下面３側に向かうにつれて、基準面Ｐに対する凹部の深さが大きくなっている。このような構成によれば、上切刃５１で生成された切屑が上凹部７１に流れ込んだ場合であっても被削材との間に噛み込まれることを抑制でき、外部に効果的に排出することが可能となる。具体的には、図４（ｂ）に示すように、基準面Ｐに対する上凹部７１の端部７１１近傍における傾斜角度θ１は、７〜１２°に設定されることが好ましい。
【００３０】
上述した本実施形態の基準面Ｐは、平面である。そして、本実施形態の第１側面４１は、上述の通り実質的に逃げ角を有さず、平面である基準面Ｐに平行である。
【００３１】
また、本実施形態の少なくとも１つの上凹部７１は、図２に示すように、上面２側から下面３側に向かうにつれて、凹部の幅が大きくなっている。このような構成によれば、上凹部７１による上述した効果を得つつ、複数の分断上切刃５１１のそれぞれの長さを確保できることから、上主切刃５１ａの強度を保持することができる。
【００３２】
一方、本実施形態の第１側面４１は、図１（ａ）、図２（ａ）および図４（ａ）に示すように、上述した貫通孔９の周囲に位置しており、基準面Ｐに対して窪んでいる窪み部８を有している。このような構成によれば、生成された切屑のうち外部に排出され難かった切屑が、窪み部８の空間に流れ込むことができ、それゆえ切屑が被削材との間に噛み込まれることを抑制できる。また、インサート１の構成材料を少なくできることから、製造コストを低減することもできる。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、側面視において、本実施形態の窪み部８は、第１側面４１の幅方向、すなわちインサート１の幅方向において、少なくとも１つの上凹部７１よりも外側に至っている。具体的には、本実施形態の第１側面４１には、上述の通り４つの上凹部７１が位置している。側面視において、本実施形態の窪み部８は、第１側面４１の幅方向において、４つの上凹部７１のいずれよりも外側に至っている。このような構成によれば、窪み部８による上述した効果を向上させることができる。なお、上述した窪み部８の構成は、第４側面４４においても同様である。すなわち、本実施形態の第４側面４４は、図１（ｂ）、図２（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、第１側面４１と同様の窪み部８を有している。
【００３４】
ここで、本実施形態の上凹部７１は、図１および図２に示すように、第１上凹部７１ａと第２上凹部７１ｂとの２種類の凹部を有している。本実施形態の第１上凹部７１ａおよび第２上凹部７１ｂはいずれも、図４に示すように、上面２側から下面３側に向かうにつれて基準面Ｐに対する凹部の深さが大きくなっている。当該深さが深くなる領域は、例えば上面２または下面３から２〜４ｍｍに設定されることが好ましい。
【００３５】
そして、本実施形態の第１上凹部７１ａは、図２および図４（ａ）に示すように、上面２側から窪み部８を分断して貫通孔９に至っている。また、本実施形態の第１上凹部７１ａは、貫通孔９に至っている下面３側の端部７１２ａの領域において、上面２側から下面３側に向かうにつれて、基準面Ｐに対する凹部の深さが大きくなっている。他方、本実施形態の第２上凹部７１ｂは、図２および図４（ｂ）に示すように、下面３側の端部７１２ｂが窪み部８と連結している。すなわち、本実施形態の第２上凹部７１ｂは、下面３側の端部７１２ｂの領域において、上面２側から下面３側に向かうにつれて、基準面Ｐに対する凹部の深さが小さくなっている。具体的には、図４（ｂ）に示すように、基準面Ｐに対する第２上凹部７１ｂの端部７１２ｂの領域における傾斜角度θ２は、１０〜５０°に設定されることが好ましい。これらの構成によれば、第１上凹部７１ａおよび第２上凹部７１ｂのいずれにおいても、流れ込んできた切屑を効果的に外部に排出することができる。また、第２上凹部７１ｂは、基準面Ｐに対して窪んでいる窪み部８と連結しているため、窪み部８の空間と相まって優れた切屑排出性を発揮することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態においては、第１上凹部７１ａおよび第２上凹部７１ｂは、次のような位置関係を有している。すなわち、図２に示すように、側面視において、第２上凹部７１ｂは、第１上凹部７１ａよりも外側に位置している。側面視において、第２上凹部７１ｂは、貫通孔９よりも外側に位置しているとともに、貫通孔９から離れて位置している。側面視において、第２上凹部７１ｂの下面３側の端部７１２ｂは、第１上凹部７１ａの下面３側の端部７１２ａよりも下面３側に位置している。
【００３７】
また、本実施形態においては、複数の上凹部７１と複数の下凹部７２とは、側面視において、窪み部８を介して互いに離れて位置している。このような構成によれば、インサート１の強度を向上させることができる。
【００３８】
なお、上述した上凹部７１の構成は、下凹部７２においても同様である。すなわち、本実施形態の下凹部７２は、図１および図２に示すように、第１下凹部７２ａと第２下凹部７２ｂとの２種類の凹部を有している。そして、本実施形態において、第１下凹部７２ａおよび第２下凹部７２ｂの構成は、上述した第１上凹部７１ａおよび第２上凹部７１ｂと同様である。したがって、本実施形態において、下凹部７２の下面３側の端部７２１、第１下凹部７２ａの上面２側の端部７２２ａ、および第２下凹部７２ｂの上面２側の端部７２２ｂの構成はいずれも、上述した端部７１１、７１２ａ、７１２ｂと同様である。
【００３９】
なお、上凹部７１および下凹部７２の数は、被削材の種類等に応じて適宜設定すればよい。上凹部７１および下凹部７２の数が多いほど、びびり振動および切削抵抗は低減されるが、上切刃５１および下切刃５２の長さ、すなわち切削面積は小さくなる。上凹部７１および下凹部７２の数は、少なくとも１つずつであればよいが、例えば、インサート１の強度を確保しつつ且つ切削抵抗を低減する観点からは、１つの側面に対して２〜４個が好ましい。
【００４０】
本実施形態においては、上凹部７１および下凹部７２はそれぞれ、第１側面４１に４つ、第４側面４４に３つ位置している。このような構成によれば、例えばホルダ１０に対して側面４を裏返したインサート１を順に配置することによって、第１側面４１の削り残し部および第４側面４４の削り残し部を相互に補完して切削することができる。
【００４１】
上凹部７１および下凹部７２の位置は、本実施形態のインサート１のように、各切刃に応じて異なるようにしてもよい。この場合においても、第１側面４１の削り残し部および第４側面４４の削り残し部を相互に補完して切削することができる。具体的には、第１側面４１と第４側面４４とを反転させたとき、図２および図５に示すように反転前後で上凹部７１と分断上切刃５１１とが重なる。このようにインサート１によれば、第１側面４１と第４側面４４とを反転して順に配置することによって、１種類のインサート１のみで削り残し部の発生を抑制しつつ、切削加工を行なうことが可能となる。
【００４２】
＜切削工具＞
次に、本発明の第１、第２実施形態に係る切削工具について、図５および図７（ａ）を参照して詳細に説明する。図５および図７（ａ）に示すように、第１、第２実施形態に係る切削工具２０、２０’は、複数の上述した実施形態に係るインサート１と、これら複数のインサート１が取り付けられるホルダ１０、１０’と、を備えている。以下、実施形態ごとに詳細に説明する。
【００４３】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る切削工具として、いわゆる正面フライス加工用の切削工具２０を例にとって、図５を参照して詳細に説明する。
【００４４】
本実施形態に係る切削工具２０が備えるホルダ１０は、図５に示すように、主として正面フライス加工に用いられるものであり、外周先端部に位置している複数のインサートポケット１０ａを有している。そして、各インサートポケット１０ａ内の外周位置にそれぞれ、インサート１が取り付けられている。具体的には、インサート１は、矢印Ａに示す回転方向に上面（すくい面）２を向け、最外周に上主切刃５１ａが位置するような状態でインサートポケット１０ａに取り付けられている。
【００４５】
また、本実施形態においては、複数のインサート１が、ホルダ１０の同一円周上に沿って上主切刃５１ａの配置が異なるようにホルダ１０に取り付けられている。そして、複数のインサート１のうち２つのインサート１ａ、１ｂは、互いの第１側面４１と第４側面４４とが反対に位置する状態でホルダ１０に取り付けられている。すなわち、ホルダ１０の同一円周上に沿って第１側面４１を外側に向けたインサート１ａと、第４側面４４を外側に向けた反転インサート１ｂとを交互に取り付けている。本実施形態においては、インサート１ａおよび反転インサート１ｂはそれぞれ２段構成である。
【００４６】
そして、本実施形態の切削工具２０は、インサート１ａおよび反転インサート１ｂの各々の貫通孔９に、取付ねじ９２（固定部材）を挿入してホルダ１０にねじ込むことによって、インサート１ａおよび反転インサート１ｂをホルダ１０にそれぞれ固定している。
【００４７】
このような構成を有する本実施形態の切削工具２０によれば、インサート１ａの第１側面４１の上凹部７１に対応する帯状の削り残し部を反転インサート１ｂの第４側面４４の上切刃５１（分断上切刃５１１）あるいは下切刃５２（分断下切刃５２１）を用いて切削することができるため、削り残し部の発生を抑制しつつ、切削加工を行なうことができる。なお、同一円周上に沿って配置できるインサートの数は、インサート１ａと反転インサート１ｂとが少なくとも１つずつであればよい。インサートの数は、２の倍数となることが好ましい。
【００４８】
また、このような本実施形態の切削工具２０を矢印Ａ方向に回転させることによって、後述するように、上切刃５１または下切刃５２による被削材１００の切削加工を行なうことができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る切削工具として、いわゆる溝入れ用のサイドカッターである切削工具２０’を例にとって、図７（ａ）を参照して詳細に説明する。
【００５０】
本実施形態に係る切削工具２０’が備えるホルダ１０’は、図７（ａ）に示すように、主として溝入れ加工に用いられるものであり、略円盤状のホルダ１０’の外周部の両端側に位置している複数のインサートポケット１０ａ’を有している。そして、各インサートポケット１０ａ’内の外周位置にそれぞれ、インサート１が取り付けられている。具体的には、インサート１は、矢印Ａ’に示す回転方向に上面（すくい面）２を向け、最外周に上主切刃５１ａが位置するような状態でインサートポケット１０ａ’に取り付けられている。
【００５１】
また、本実施形態においては、複数のインサート１が、ホルダ１０’の同一円周上に沿って上主切刃５１の配置が異なるようにホルダ１０’の外周部の両端側に交互に取り付けられている。そして、複数のインサート１のうち２つのインサート１ａ’、１ｂ’は、互いの第１側面４１と第４側面４４とが反対に位置する状態でホルダ１０’に取り付けられている。
【００５２】
ここで、本実施形態においては、ホルダ１０’の同一円周上に沿って第１側面４１を外側に向けたインサート１ａ’と、第４側面４４を外側に向けた反転インサート１ｂ’とを２つずつ交互に取り付けている。本実施形態において、インサート１ａ’および反転インサート１ｂ’はそれぞれ２列構成である。
【００５３】
そして、本実施形態の切削工具２０’は、インサート１ａ’および反転インサート１ｂ’の各々の貫通孔９に、取付ねじ９２（固定部材）を挿入してホルダ１０’にねじ込むことによって、インサート１ａ’および反転インサート１ｂ’をホルダ１０’にそれぞれ固定している。
【００５４】
このような構成を有する本実施形態の切削工具２０’によれば、インサート１ａ’の第１側面４１の上凹部７１に対応する帯状の削り残し部を反転インサート１ｂ’の第４側面４４の上切刃５１（分断上切刃５１１）あるいは下切刃５２（分断下切刃５２１）を用いて切削することができるため、削り残し部の発生を抑制しつつ、切削加工を行なうことができる。なお、同一円周上に沿って配置できるインサートの数は、インサート１ａ’と反転インサート１ｂ’とが少なくとも１つずつであればよい。本実施形態のように、インサート１ａ’および反転インサート１ｂ’を２つずつ順に配置する場合には、インサートの数は４の倍数となることが好ましい。
【００５５】
また、このような本実施形態の切削工具２０’を矢印Ａ’方向に回転させることによって、後述するように、上切刃５１または下切刃５２による被削材１００’の切削加工を行なうことができる。
【００５６】
＜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６および図７（ｂ）を参照して、詳細に説明する。
【００５７】
第１、第２実施形態の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２０、２０’をホルダ１０、１０’の回転軸Ｓ２、Ｓ２’を基準に回転させる工程と、回転している切削工具２０、２０’の上切刃５１または下切刃５２を被削材１００、１００’の表面に接触させる工程と、切削工具２０、２０’と被削材１００、１００’とを離す工程と、を備えている。以下、実施形態ごとに詳細に説明する。
【００５８】
（第１実施形態）
まず、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６を参照して詳細に説明する。
【００５９】
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。
【００６０】
（ｉ）図６（ａ）に示すように、切削工具２０をホルダ１０（切削工具２０）の回転軸Ｓ２を中心に矢印Ａ方向に回転させつつ、矢印Ｂ方向に動かし、被削材１００に切削工具２０を近づける工程。
（ii）図６（ｂ）に示すように、切削工具２０を矢印Ｃ方向に動かし、回転している切削工具２０の複数の分断上切刃５１１の少なくとも１つ、および複数の分断下切刃５２１の少なくとも１つを、被削材１００の表面に接触させて被削材１００を切削する工程。
（iii）図６（ｃ）に示すように、切削工具２０を矢印Ｃ方向にそのまま動かし、被削材１００から切削工具２０を離す工程。
【００６１】
以上の各工程を経ることによって、被削材１００を、図６（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を製造することができる。本実施形態の切削加工物１１０は、壁面１０１および仕上げ面１０２を有している。
【００６２】
本実施形態では、上述したインサート１を取り付けた切削工具２０を用いて被削材１００を切削するので、（ii）の工程では、生成された切屑を外部に効果的に排出しつつ、切削加工を行なうことができる。また、本実施形態では、切削時の切削抵抗を低減することができ、切削加工中におけるびびり振動を低減することができる。さらに、本実施形態では、１種類のインサートで削り残し部の発生を抑制しつつ、被削材１００の切削加工を行なうことができる。
【００６３】
なお、（ｉ）の工程では、切削工具２０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２０に近づけてもよい。これと同様に、（iii）の工程では、被削材１００と切削工具２０とは相対的に遠ざかればよく、例えば被削材１００を切削工具２０から遠ざけてもよい。
【００６４】
また、切削加工（フライス加工）をさらに継続する場合には、切削工具２０を回転させた状態を保持して、被削材１００の異なる箇所に切削工具２０の分断上切刃５１１および分断下切刃５２１を接触させる工程を繰り返せばよい。
【００６５】
なお、使用している分断上切刃５１１および分断下切刃５２１が摩耗した際には、インサート１ａおよび反転インサート１ｂを中心軸Ｓ１に対して１８０°回転させ、未使用の分断上切刃５１１および分断下切刃５２１を用いればよい。
【００６６】
（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、いわゆるサイドカッターによる溝入れ加工を例にとって、図７（ｂ）を参照して詳細に説明する。
【００６７】
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。
【００６８】
（ｉ）切削工具２０’をホルダ１０’（切削工具２０’）の回転軸Ｓ２’を中心に矢印Ａ’方向に回転させる工程。そして、切削工具２０’を矢印Ｄ方向に動かし、被削材１００’に近づける。
（ii）図７（ｂ）に示すように、回転している切削工具２０’の複数の分断上切刃５１１の少なくとも１つ、および複数の分断下切刃５２１の少なくとも１つを、被削材１００’の表面に接触させる工程。
（iii）図７（ｂ）に示すように、切削工具２０’を矢印Ｅ方向に動かし、切削工具２０’を被削材１００’から離す工程。
【００６９】
以上の各工程を経ることによって、被削材１００’を、所望の形状に切削してなる切削加工物１１０’を製造することができる。
【００７０】
また、切削加工（溝入れ加工）を継続して実行する場合には、上述の第１実施形態において説明した内容と同様の方法を行えばよい。切削加工（溝入れ加工）に用いている切刃部分が摩耗した場合についても上述の第１実施形態と同様の方法を行えばよい。
【００７１】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができるのは言うまでもない。
【００７２】
例えば、上述の実施形態のインサート１においては、上凹部７１および下凹部７２の凹みを、上切刃５１と下切刃５２とを結ぶ基準面Ｐを基準にして規定していたが、これに代えて、側面４（第１側面４１および第４側面４４）の表面を基準にして判断するようにしてもよい。すなわち、上述の実施形態とは異なり、側面４が逃げ角を有する場合には、当該逃げ角を有する側面４を基準とする。具体的には、本実施形態のインサート１は、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おり、第１側面４１および第２側面４２を順に有する側面４と、第１側面４１と側面４のうち第１側面４１とは異なる面（第４側面４４）との間を貫通している貫通孔９と、上面２と側面４との交線部に位置しており、上面２と第１側面４１との交線部に位置している上主切刃５１ａ、および上面２と第２側面４２との交線部に位置している上副切刃５１ｂを有する上切刃５１と、第１側面４１に位置しており、上面２に至っている少なくとも１つの上凹部７１と、を備え、少なくとも１つの上凹部７１は、上面２側から下面３側に向かうにつれて、第１側面４１を基準とする溝の深さが大きくなっている。
【００７３】
また、上述の実施形態のインサート１においては、同一側面４に位置している上凹部７１の数および下凹部７２の数を同一としたが、これに代えて、同一側面４に位置している上凹部７１の数および下凹部７２の数を異なるようにしてもよい。この場合においては、上下面２、３を反転させてホルダ１０に順に取り付けることによって、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７４】
また、上述の実施形態においては、インサート１の上面２が略矩形状である場合を例に説明したが、上面２は略多角形の形状である限り、特に限定されるものではない。例えば、上面視において、上面２は、三角形、五角形、六角形、八角形等の当業者が通常インサートに使用する形状であればよい。また、上面２が四角形の場合においても、正方形および平行四辺形を採用することができる。なお、上面２は、全ての辺を切刃として使用する観点からは、例えば正方形、正五角形等のように各辺の長さが等しいことが好ましい。また、上面２が正五角形の場合には、切刃長さを確保しつつ、切刃を多く設けることができるとともに、ホルダに対する当接面として複数の側面を使用することができる。
【図１】
2013080838.tif 000003
【図２】
2013080838.tif 000004
【図３】
2013080838.tif 000005
【図４】
2013080838.tif 000006
【図５】
2013080838.tif 000007
【図６】
2013080838.tif 000008
【図７】
2013080838.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月17日(2014.12.17)
【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】
多角形状の上面と、
多角形状の下面と、
前記上面および前記下面のそれぞれと接続しており、それぞれ平坦な、第１側面、第２側面、前記第１側面に対して反対側に位置する第４側面、前記第２側面に対して反対側に位置する第３側面を順に有する側面と、
前記第１側面と前記第４側面との間を貫通している貫通孔と、
前記上面と前記側面との交線部に位置しており、前記上面と前記第１側面との交線部に位置している上主切刃、および前記上面と前記第２側面との交線部に位置している上副切刃を有する上切刃と、
前記下面と前記側面との交線部に位置している下切刃と、
前記第１側面に位置して前記上面に至っており、上面視において、前記第１側面の幅方向での幅が前記上主切刃よりも小さい、少なくとも１つの上凹部と、を備え、
前記少なくとも１つの上凹部は、前記上面から前記下面側に向かうにつれて、前記第１側面から前記上凹部の底までの深さが大きくなる部分を有している、切削インサート。
【請求項２】
前記少なくとも１つの上凹部は、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、凹部の幅が大きくなっている、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
上面視において、前記上面は、略矩形状である、請求項１または２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記第１側面の側面視において、前記第１側面は、略矩形状である、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】
前記第１側面の側面視において、前記略矩形状の前記第１側面は、前記上面側の外縁を長辺とし前記第２側面側の外縁を短辺とする、請求項４に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記第１側面における前記貫通孔の周囲に位置しており、前記第１側面に対して窪んでいる窪み部をさらに備えている、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】
前記少なくとも１つの上凹部は、第１上凹部を有し、
前記第１上凹部は、前記上面側から前記窪み部を分断して前記貫通孔に至っている、請求項６に記載の切削インサート。
【請求項８】
前記第１上凹部は、前記貫通孔に至っている前記下面側の端部の領域において、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、前記第１側面から前記第１上凹部の底までの深さが大きくなっている、請求項７に記載の切削インサート。
【請求項９】
前記少なくとも１つの上凹部は、第２上凹部をさらに有し、
前記第２上凹部は、前記下面側の端部が前記窪み部と連結している、請求項６〜８のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１０】
前記第２上凹部は、前記下面側の端部の領域において、前記上面側から前記下面側に向かうにつれて、前記第１側面から前記第２上凹部の底までの深さが小さくなっている、請求項９に記載の切削インサート。
【請求項１１】
前記第１側面の側面視において、前記第２上凹部は、前記第１上凹部よりも前記第１側面の幅方向における外側に位置している、請求項９または１０に記載の切削インサート。
【請求項１２】
前記第１側面の側面視において、前記第２上凹部は、前記第１側面の幅方向における前記貫通孔よりも外側に位置している、請求項９〜１１のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１３】
前記第１側面の側面視において、前記第２上凹部の前記下面側の端部は、前記第１上凹部の前記下面側の端部よりも前記下面側に位置している、請求項９〜１２のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１４】
前記下切刃は、前記下面と前記第１側面との交線部に位置している下主切刃、および前記下面と前記第３側面との交線部に位置している下副切刃を有する、請求項１〜１３のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１５】
前記第１側面に位置しており、前記下面に至っている少なくとも１つの下凹部、をさらに備える、請求項１〜１４のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの上凹部の数と前記少なくとも１つの下凹部の数とが異なっている、請求項１５に記載の切削インサート。
【請求項１７】
前記第１側面における前記貫通孔の周囲に位置しており、前記第１側面に対して窪んでいる窪み部をさらに備え、
前記第１側面の側面視において、前記少なくとも１つの上凹部および前記少なくとも１つの下凹部は、前記窪み部を介して互いに離れて位置している、請求項１５または１６に記載の切削インサート。
【請求項１８】
多角形状の上面と、
多角形状の下面と、
前記上面および前記下面のそれぞれと接続しており、それぞれ平坦な、第１側面、第２側面、前記第１側面に対して反対側に位置する第４側面、前記第２側面に対して反対側に位置する第３側面を順に有する側面と、
前記第１側面と前記第４側面との間を貫通している貫通孔と、
前記上面と前記側面との交線部に位置しており、前記上面と前記第１側面との交線部に位置している上主切刃、および前記上面と前記第２側面との交線部に位置している上副切刃を有する上切刃と、
前記第１側面に位置して前記上面に至っており、上面視において、前記第１側面の幅方向での幅が前記上主切刃よりも小さい、少なくとも１つの上凹部と、を備え、
前記少なくとも１つの上凹部は、前記上面から前記下面側に向かうにつれて、前記第１側面を基準とする溝の深さが大きくなる部分を有している、切削インサート。
【請求項１９】
請求項１〜１８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２０】
請求項１９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の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、
前記切削工具と前記被削材とを離す工程と、
を備える、切削加工物の製造方法。
【国際調査報告】
2013080838.tif 000010
2013080838.tif 000011
2013080838.tif 000012
2013080838.tif 000013
2013080838.tif 000014
2013080838.tif 000015