(57)【要約】【課題】  すくい面に複数の突起部を形成する切削インサートにおいて、突部が形成される領域の形状が焼成工程によって変化することを防止することができる切削インサートを提供することを目的とする。【解決手段】上面にすくい面を、下面に着座面を、側面に逃げ面をなし、少なくとも上面と側面との交差稜に切刃を有する切削インサートにおいて、前記すくい面は、厚み方向において前記切刃よりも低位な凹み域を有しており、前記凹み域上には、複数の突部が形成されており、前記複数の突部は、すくい面上に形成されるともに、前記突部より厚み方向において低い中間壁により接続されており、前記凹み域は、すくい面上において、突部と中間壁とにより囲まれた領域より外側に位置する低凹み域と、前記領域内に位置し前記低凹み域よりも厚み方向に高位な高凹み域を具えることを特徴とする。【選択図】  図１
2008110423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面にすくい面を、下面に着座面を、側面に逃げ面をなし、少なくとも上面と側面との交差稜に切刃を有する切削インサートにおいて、
前記すくい面は、厚み方向において前記切刃よりも低位な凹み域を有しており、
前記凹み域上には、複数の突部が形成されており、
前記複数の突部は、すくい面上に形成されるともに、前記突部より厚み方向において低い中間壁により接続されていることを特徴とする切削インサート。
【請求項２】
前記凹み域は、すくい面上において、突部と中間壁とにより囲まれた領域より外側に位置する低凹み域と、前記領域内に位置し前記低凹み域よりも厚み方向に高位な高凹み域を具えることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記複数の突部の上面が略同一平面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記突部は、厚み方向において前記切刃よりも高位に位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項５】
前記下面と側面との交差稜にも切刃が形成されており、
前記上面と底面を反転させて使用可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項６】
前記中間壁は、前記切刃に沿って伸びるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の切削インサート。
【請求項７】
各切刃に沿って形成された中間壁は、隣り合う２つの突部の外接線の中心を通る仮想線を軸として左右にずれて形成されていることを特徴とする請求項６に記載の切削インサート。
【請求項８】
前記中間壁は、各突部同士の間において湾曲して形成されており、
各切刃に沿って形成された中間壁は、内側に湾曲するものと外側に湾曲するものが交互に形成されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の切削インサート。
【請求項９】
前記切削インサートは、少なくとも炭化タングステンを含む周期表の４、５、６族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物から選ばれる少なくとも１種と、１種類以上の鉄族金属の金属とを含む母材を備え、
該母材の表面の少なくとも前記切刃部分は、前記母材よりも硬度が高い被覆層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の切削インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属等の切削加工に使用される切削インサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からホルダに着脱可能に取り付けられる切削インサートとして、すくい面上に溝、突部、段差、傾斜面等を形成し、ブレーカとして作用させる技術が用いられている。これにより、切削インサートの切刃により切削された切屑の大きさ、排出方向などを適宜調節することが可能となる。
【０００３】
すくい面上に形成する突部の形状は、例えば円錐台状などに形成されたものが知られており、特に切刃付近を中心に複数の突部が形成される。このような技術が開示された文献として、例えば特許文献１などが挙げられる。
【特許文献１】特開平１０−１１８８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような切削インサートは、例えば、セラミック、サーメット又は超硬合金などの
硬質材料でできており、これら材料は数種類の公知原材料粉末を所望の組成に配合し、粉砕、混合する原料工程、原料工程で得られた原料粉末を所定形状に  型押し、圧縮する成形工程、成形工程で得た成形体を加熱して焼結する焼成工程を経て作製される。
【０００５】
この場合、成形工程において突部同士が隣接する狭い領域において、突部とすくい面との間に高低差を生じる。得られた成形体の密度は、突部と突部間のすくい面とで大きく異なる。そして、このような成形体を焼成した場合、焼結時の収縮が不均一なものとなるため、突部の形状が不規則に変形し、所望のブレーカ機能を得ることができなくなるといった問題があった。
【０００６】
また、切削インサートの上面と下面の両方をすくい面として使用するために、切削インサートの側面に位置する逃げ面と、上面及び下面とのそれぞれの交差稜に切刃を形成する構造が知られている。これにより、1つの切削インサートの上下を入れ替えてホルダに取り付けることができ、上面側の切刃と下面側の切刃の両方で切削が行なえるため、経済的な切削インサートとすることができる。このような両面使いの切削インサートにおいては、上面及び下面がともに、すくい面の作用とホルダに取り付けるための着座面としての機能を有する必要がある。
【０００７】
そのため、上述のようなブレーカの機能を果たす突部に加えて、着座面と接するための突部を上面及び下面にそれぞれ設ける必要がある。具体的には、上下方向において切刃より高く形成された複数の突部が形成されており、複数の突部の上面は仮想の同一平面において同一高さに形成されている。これにより、ホルダの着座面との接触面積を十分に確保することができ、切削工程を安定化することができる。また、切刃より高い位置に前記複数の突部の上面が位置するため、切削工程において、下面側に位置する切刃を欠損するといった問題はない。
【０００８】
しかしながら、上述のように成形工程時における突部の形状が、焼成工程によって変化してしまうことにより、切削インサートのホルダへの拘束面となる突部の上面が平坦でなくなり、その結果、ホルダへの拘束が不安定になるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みて、すくい面に複数の突起部を形成する切削インサートにおいて、突部が形成される領域の形状が焼成工程によって変化することを防止することができる切削インサートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における切削インサートは、上面にすくい面を、下面に着座面を、側面に逃げ面をなし、少なくとも上面と側面との交差稜に切刃を有する切削インサートにおいて、前記すくい面は、厚み方向において前記切刃よりも低位な凹み域を有しており、前記凹み域上には、複数の突部が形成されており、前記複数の突部は、すくい面上に形成されるともに、前記突部より厚み方向において低い中間壁により接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、上記発明において、前記凹み域は、すくい面上において、突部と中間壁とにより囲まれた領域より外側に位置する低凹み域と、前記領域内に位置し前記低凹み域よりも厚み方向に高位な高凹み域を具えることが好ましい。
【００１２】
また、上記発明において、前記複数の突部の上面が略同一平面状に形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、上記発明において、前記突部は、厚み方向において前記切刃よりも高位に位置することが好ましい。
【００１４】
また、上記発明において、前記中間壁は、前記切刃に沿って伸びるように形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、上記発明において、各切刃に沿って形成された中間壁は、隣り合う２つの突部の外接線の中心を通る仮想線を軸として左右にずれて形成されていることが好ましい。
【００１６】
さらに、上記発明において、前記中間壁は、各突部同士の間において湾曲して形成されており、各切刃に沿って形成された中間壁は、内側に湾曲するものと外側に湾曲するものが交互に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の切削インサートによれば、複数の突部を全て中間壁によって接続する構成を備えているため、切削インサートの成形時における突部同士又は突間の凹み域との成形密度の差を十分に小さくすることができる。また、切刃に沿って中間壁が形成されているため、成形時における切刃の形状への影響を抑制することができる。
【００１８】
これらの作用により、安定した切削工程が可能な切削インサートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１乃至図３は、本発明の実施形態を示すものであり、図１は本発明の一実施形態による切削インサートの上面図、図２は側面図、図３は（ａ）がＡ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）がＣ−Ｃ断面図である。
【００２１】
図１において、本実施例による切削インサート１は、略多角形板状をなしており、具体的には、上面視で菱形状となっている。切削インサート１は、上面にすくい面２を、側面に逃げ面３を、下面に転削工具等のホルダに取り付けられる着座面４をそれぞれ具備している。すくい面２と逃げ面３との交差稜線部には切刃５が形成されている。なお、前記すくい面２は、切削インサート１の厚み方向において、切刃の高さから低位な凹み域２ａを有している。
【００２２】
切削インサート１は、上面と下面とが同様の形状を有しており、すくい面及び複数の突部１０がそれぞれ下面側にも形成されている。そのため、下面側に形成された複数の突部がホルダ（図示せず）に拘束される着座面４となる。
【００２３】
すくい面２上においてそれぞれ４つコーナ部には、上面視で略二等辺三角形上の三角錐台である角側突部１０ａが形成されている。前記コーナ部のうち、鋭角側に位置する２つの角側突部１０ａは、切削加工時に切屑を処理するブレーカとして作用する。
【００２４】
また、すくい面上において、各角側突部１０ａ間には、切刃５に沿って上面視が円形状である複数の円錐台突部１０ｂが形成されている。なお、角側突部１０ａの上面の高さ位置と、円錐台突部の上面の高さ位置は略同一であり、略同一平面状に形成されている。
【００２５】
さらに、角側突部１０ａと円錐台突部１０ｂとの間及び２つの円錐台突部１０ｂ間には、すくい面２の凹み域２ａよりも高く、且つ、各突部１０の高さより低い中間壁１５が形成されており、各突部１０と中間壁１５とは全て繋がっている。すくい面２上の凹み域２ａは、各突部１０と中間壁１５とによって囲まれた領域と該領域よりも外側とで高さが異なり、各突部１０と中間壁１５によって囲まれた高凹み域２０ｂが、該領域よりも外側に位置する低凹み域２０ａよりも高く形成されている。即ち、切削インサート１は、厚み方向における高さは、各突部１０＞切刃５＞中間壁１５＞高凹み域２０ａ＞低凹み域２０ｂの順となっている。なお、本発明においては、切刃５と中間壁１５の高さ関係は逆になっていても特に問題はない。
【００２６】
本発明は、すくい面２上の各突部１０の間を、すくい面上に形成された中間壁１５で繋いだ構成を備えることにより、ブレーカとして作用する角側突部１０ａの強度を向上させることができる。
【００２７】
複数の突部１０とすくい面２の凹み域２ａとは大きな高低差を有しており、突部１０における成形体の密度と、すくい面２の凹み域２ａ近傍における成形体の密度は大きく異なる。しかしながら、前記中間壁１５が焼成工程における突部１０とすくい面２の凹み域２ａ近傍の収縮差を抑制し、これにより、すくい面２上の突部１０を成形工程によって形成された形状から大きく変化することを防止することができる。
【００２８】
また、角側突部１０ａと円錐台突部１０ｂとの間及び２つの円錐台突部１０ｂ間をそれぞれ繋ぐ中間壁１５は、切削インサートの切刃に沿って形成されている。これにより、焼成工程時の収縮によって切刃５の形状が変化するのを防止することができる。また、各切刃５に沿って形成された中間壁１５は、一直線上に形成されておらず、隣り合う２つの突部の外接線の中心を通る仮想線Ｌを軸として左右にずれて形成されている。これにより、切刃５に沿った方向に加えて、切刃５と直交する方向の収縮を十分に緩和することができる。さらに、前記中間壁１５は、内側に湾曲するものと外側に湾曲するものが切刃に沿って交互に形成されている。これにより、上述の切刃５と直交する方向の収縮を緩和する効果がさらに大きくなる。
【００２９】
さらに、本発明の切削インサートにおいては、すくい面２上の凹み域２ａは、各突部１０と中間壁１５とによって囲まれた領域と、該領域よりも外側とで高さが異なり、各突部１０と中間壁１５によって囲まれた高凹み域２０ｂが、該領域よりも外側よりに位置する低凹み域２０ａよりも高い位置に形成されている。当該構成により、中間壁１５の高さが切削インサートの内部に続いて形成されているものと比べ、低凹み域２０ａと高凹み域２０ｂとの差を小さくすることができ、その結果、切刃５と直交する方向の成形密度の違いによる焼成工程における収縮を防止することができる。当該効果は、上述の切刃に沿う方向の作用効果と相乗して、すくい面の形状を成形時のものから変化するのを防止する効果が更に高まる。
【００３０】
なお、上記実施例においては、切削インサートの形状として上面視が菱形のものを例示したが、その他の形状として例えば上面視において、正方形、長方形、平行四辺形、円形、楕円形、三角形等が使用可能である。
【００３１】
［製造方法］
上記本発明の切削インサートは以下の方法により作製されたものである。
【００３２】
まず、炭化タングステン（WC）粉末を８７ｗｔ％、金属コバルト（Ｃｏ）粉末を８ｗｔ％、炭化チタン（ＴｉＣ）粉末を２ｗｔ％、炭化ニオブ（ＮｂＣ）粉末を１ｗｔ％、炭化ジルコニア（ＺｒＣ）粉末を２ｗｔ％の割合で混合し、プレス成形によりすくい面上の突部を含め所定の形状に形成した。
【００３３】
次いで、５００℃から１５００℃まで昇温し１時間保持する焼成工程を行ない超硬合金からなる母材を作成した。当該焼成工程により、成形時の形状から体積比で約８０％に収縮したが、すくい面上の突部の形状及び切刃形状は、ほとんど変化することがなかった。
【００３４】
その後、母材の表面の全面にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着法）を用いて炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる被覆層を形成することにより本発明における切削インサートを作製した。
【００３５】
上記一実施形態においては、炭化タングステンを主成分とし金属コバルトを含有する超硬合金を母材として用いた切削インサートを例示したが、これに限定されるものでなく、例えば少なくとも炭化タングステンを含む周期表の４、５、６族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物から選ばれる少なくとも１種と、１種類以上の鉄族金属の金属とを含む超硬合金を使用することが可能である。また、超硬合金の他、セラミック、サーメット等、粉末を成形工程により成形し、焼成して作製される切削インサートであれば本発明に用いることができる。
【００３６】
また、上記一実施形態においては、上面及び下面に同様のすくい面及び複数の突部を備えるものを例示したが、上面のみに突部があるものであっても、すくい面上の突部の形状を焼成工程後も大きく変化することを防止することができるという効果を得ることができる。
【００３７】
また、本発明において、突部の形状は特に限定はなく、上面視で多角形、円形、楕円形など様々な形状に用いることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的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いうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態による切削インサートの上面図である。
【図２】本発明の一実施形態による切削インサートの側面図である。
【図３】図１の切削インサートのＡ−Ａ断面図（ａ）、Ｂ−Ｂ断面図（ｂ）、Ｃ−Ｃ断面図（ｃ）である。
【符号の説明】
【００４０】
１  切削インサート
２  すくい面
２ａ  凹み域
２０ａ  低凹み域
２０ｂ  高凹み域
３  逃げ面
４  着座面
５  切刃
１０  突部
１０ａ  角側突部
１０ｂ  円錐台突部
１５  中間壁
【図１】
2008110423.tif 000003
【図２】
2008110423.tif 000004
【図３】
2008110423.tif 000005