(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１辺部と第２辺部と前記第１辺部及び前記第２辺部の間に位置する角部とをそれぞれ有する上面及び下面と、
前記上面と前記下面との間に位置する側面と、
前記上面と前記側面との交線部に位置する切刃と、を備え、
前記切刃は、前記角部に位置する第１切刃と、前記第１切刃に隣り合うとともに前記第１辺部に位置する第２切刃と、を有しており、
前記下面に対する前記第１切刃の高さは、一定であり、
前記第２切刃は、前記角部から遠ざかるにつれて前記下面から遠ざかるように傾斜しており、
前記第２切刃の高さが、前記第１切刃の高さ以上であって、
前記上面は、
前記第１切刃に沿って位置するとともに、前記第１切刃から遠ざかるにつれて前記下面に向かって傾斜している第１面と、
前記第２切刃に沿って位置するとともに、前記第２切刃から遠ざかるにつれて前記下面に向かって傾斜している第２面と、を有し、
前記第１面は、
前記第１切刃に沿って位置するとともに上方に向かって凸の曲面状である第１面部と、
前記第１面部よりも内方に位置するとともに上面視した場合に前記第１切刃に直交する断面において前記第１面部から遠ざかるにつれて前記下面に向かって傾斜している第１傾斜部と、を有し、
前記第２面は、
前記第２切刃に沿って位置するとともに上方に向かって凸の曲面状である第２面部と、
前記第２面部よりも内方に位置するとともに上面視した場合に前記第２切刃に直交する断面において前記第２面部から遠ざかるにつれて前記下面に向かって傾斜している第２傾斜部と、を有し、
前記第２面部の曲率半径Ｒ２は、前記第１面部の曲率半径Ｒ１以上であって、
前記下面に対する前記第１傾斜部の傾斜角度θ１は、前記下面に対する前記第２傾斜部の傾斜角度θ２よりも大きく、
前記第２切刃は、前記第１切刃と隣り合う第３切刃と、前記第３切刃と隣り合う第４切刃と、を有しており、
前記第２面は、前記第３切刃に沿って位置する第３面と、前記第４切刃に沿って位置する第４面と、を有しており、
前記第３面の前記第２面部の曲率半径Ｒ３は、一定であるとともに、
前記下面に対する前記第３面の傾斜角度θ３は、前記角部から遠ざかるにつれて減少する、切削インサート。
【請求項２】
前記第１面部は、第１部分と、前記第１部分よりも前記第２切刃の近くに位置する第２部分と、を有しており、
前記第２部分における前記曲率半径Ｒ１は、前記第１部分における前記曲率半径Ｒ１よりも大きい、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記第１面部の前記曲率半径Ｒ１は、前記角部の二等分線Ｌから遠ざかるにつれて増加する、請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記第１傾斜部は、第１領域と、前記第１領域よりも前記第２切刃の近くに位置する第２領域と、を有しており、
前記第２領域における前記傾斜角度θ１は、前記第１領域における前記傾斜角度θ１よりも小さい、請求項１〜３のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項５】
前記第１傾斜部の前記傾斜角度θ１は、前記角部の二等分線Ｌから遠ざかるにつれて減少する、請求項４に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記第１領域のうち前記角部の二等分線Ｌ上に位置する部分は、前記第１切刃と接続している、請求項４又は５に記載の切削インサート。
【請求項７】
前記第４面の前記第２面部の曲率半径Ｒ４は、前記角部から遠ざかるにつれて増加するとともに、
前記下面に対する前記第４面の傾斜角度θ４は一定である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項８】
前記上面は、前記上面の中央部に位置する第１部と、前記交線部のうち前記第４切刃に隣り合って位置する部分から前記上面の前記中央部に向かって延びる第２部と、を更に有しており、
前記下面に対する前記第１部の高さは、一定であり、
前記下面に対する前記第２部の高さは、一定であるとともに前記第１部の高さと同じである、請求項１〜７のいずれか１つに記載の切削インサート。
【請求項９】
前記上面は、前記第４切刃と前記第４面との間に位置する第３部を更に有しており、
前記第３部は、前記第２切刃に沿う方向において前記第２部と接続しており、
上面視において、前記第２切刃に垂直な方向における前記第３部の長さが、前記第２部に近付くにつれて大きくなる、請求項８に記載の切削インサート。
【請求項１０】
請求項１〜９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装着されたホルダと、を備える、切削工具。
【請求項１１】
被削材を回転させる工程と、
回転している前記被削材に請求項１０に記載の切削工具を接触させる工程と、
前記切削工具を前記被削材から離す工程と、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】
本開示は、切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、切削加工などに用いられる切削工具として、ホルダに切削インサートが装着されたスローアウェイ式の切削工具が知られている。このような切削工具に用いられる切削インサートは、一般的に、多角形状の上面と、側面と、上面と側面との交線部に位置する切刃と、を有している。この切刃を被削材に接触させることによって、上述した切削工具は被削材を切削することができる。【０００３】
特許文献１には、このような切削工具に用いられる切削インサートが開示されている。特許文献１に記載の切削インサートは、コーナー部分に位置するコーナー稜２ａとコーナー部分以外に位置する中央稜２ｂとを含む切刃を有している。コーナー稜２ａは、側面視において、コーナー部分から遠ざかるにつれて上方に傾斜している。また、コーナー稜２ａの頂角部分には、側面視において高さが一定なフラット稜２ｃが配置されている。【０００４】
近年、より厳しい切削条件下で良好な切削能力を発揮する切削インサートが求められている。特に、超耐熱合金などの難削材を加工する際には、切削インサートに大きな切削負荷がかかるが、そのような場合においても良好な切削性能を発揮する切削インサートが求められている。【０００５】
特許文献１に記載の切削インサートは、高さが一定なフラット稜２ｃとコーナー部分から遠ざかるにつれて上方に向かって傾斜している切刃部分とが、コーナー部分に位置するコーナー稜２ａにおいてのみ設けられている。このような構成においては、大きな切削負荷がかかった場合に、一次境界損傷を十分に低減することができない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平２−５３３０７号公報
【発明の概要】
【０００７】
本開示の切削インサートは、第１辺部と第２辺部と前記第１辺部及び前記第２辺部の間に位置する角部とをそれぞれ有する上面及び下面と、前記上面と前記下面との間に位置する側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置する切刃と、を備える。前記切刃は、前記角部に位置する第１切刃と、前記第１切刃に隣り合うとともに前記第１辺部に位置する第２切刃と、を有している。前記下面に対する前記第１切刃の高さは、一定である。前記第２切刃は、前記角部から遠ざかるにつれて前記下面から遠ざかるように傾斜している。
【０００８】
本開示の切削工具は、上述した本開示に係る切削インサートと、前記切削インサートが装着されたホルダと、を備える。
【０００９】
本開示の切削加工物の製造方法は、被削材を回転させる工程と、回転している前記被削材に上述した本開示に係る切削工具を接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離す工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の一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２は、図１に示す切削インサートの上面図である。
【図３】図３は、図１に示す切削インサートのＡ１方向からの側面図である。
【図４】図４は、図１に示す切削インサートのＡ２方向からの側面図である。
【図５】図５は、図２の一部拡大図である。
【図６】図６は、図２の一部拡大図である。
【図７】図７は、図２の一部拡大図において、図８乃至図１４の断面図の断面位置を示す図である。
【図８】図８は、図７に示す切削インサートのＡ１−Ａ１断面における要部拡大図である。
【図９】図９は、図７に示す切削インサートのＡ２−Ａ２断面における要部拡大図である。
【図１０】図１０は、図７に示す切削インサートのＡ３−Ａ３断面における要部拡大図である。
【図１１】図１１は、図７に示す切削インサートのＢ−Ｂ断面における要部拡大図である。
【図１２】図１２は、図７に示す切削インサートのＣ−Ｃ断面における要部拡大図である。
【図１３】図１３は、図７に示す切削インサートのＤ−Ｄ断面における要部拡大図である。
【図１４】図１４は、図７に示す切削インサートのＥ−Ｅ断面における要部拡大図である。
【図１５】図１５は、本開示の一実施形態に係る切削工具を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、本開示の一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
【図１７】図１７は、本開示の一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
【図１８】図１８は、本開示の一実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜切削インサート＞
以下、本開示の一実施形態に係る切削インサートについて、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、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、本開示の切削インサートは、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寸法比率などを忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削工具及び切削加工物の製造方法においても同様である。
【００１２】
本実施形態の切削インサート１（以下、「インサート１」ということがある。）は、図１乃至図４に示すように、上面２と、下面３と、側面４と、切刃５と、貫通孔６とを備えている。なお、上面２及び下面３は、便宜上の表現であり、上及び下の方向性を示すものではない。例えば、上面２は、後述するホルダ１０３に装着した際に上方を向く面である必要はない。
【００１３】
まず、インサート１の材質について説明する。
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。
【００１４】
超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ又はＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏなどが挙げられる。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。
【００１５】
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一例として挙げられる。
【００１６】
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、例えば、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。
【００１７】
次に、インサート１の形状について説明する。
図１乃至図４に示すように、上面２は、上面２を平面視した場合（上面視）の形状が四角形状、より具体的には菱形形状である。そして、上面２は、平面視において、第１辺部２１と、第２辺部２２と、第１辺部２１と第２辺部２２との間に位置する角部２３と、を有している。また、側面４は、上面２と下面３との間に位置しており、上面２と下面３にそれぞれ接続している。
【００１８】
本実施形態においては、上面２が菱形形状であることから、側面４は略長方形の４つの側面４１を有している。また、下面３は、下面３を平面視した場合（下面視）の形状が、上面２と略同一形状である。したがって、図２に示すように、上面２と下面３は、平面視した場合に互いに重なり合う。そのため、上面２と下面３との間に位置する４つの側面４１は、それぞれ上面２及び下面３に対して垂直に位置している。このように、インサート１は、上述した上面２、下面３及び側面４を備えた多角形板状、具体的には、四角形板状である。
【００１９】
また、上面２と側面４との交線部、及び下面３と側面４との交線部には、それぞれ切刃５が形成されている。すなわち、本実施形態のインサート１は、上面２と側面４との交線部に加えて、下面３と側面４との交線部にも切刃５が形成された、いわゆるネガティブ型のインサート１である。なお、インサート１としては、上面２と側面４との交線部のみに切刃５が形成された、いわゆるポジティブ型のインサート１であっても構わない。
【００２０】
本実施形態のインサート１はネガティブ型であり、下面３は、特に図示しないが、上述したように、上面２と同様の構成を有している。それにより、ネガティブ型のインサート１は、上下反転させて用いることができる。すなわち、後述するように、インサート１の下面３を着座面としてホルダ１０３に装着している場合には、インサート１の上面２と側面４との交線部に形成された切刃５を切削加工に用いることができる。また、インサート１を上下反転させて、インサート１の上面２を着座面としてホルダ１０３に装着している場合には、インサート１の下面３と側面４との交線部に形成された切刃５を切削加工に用いることができる。
【００２１】
なお、本実施形態のインサート１は、後述するように、切削工具１０１のホルダ１０３にクランプ部材１０７によって固定される。具体的には、インサート１は、上面２の中心から下面３の中心にかけて貫通する貫通孔６が形成されている。貫通孔６にクランプ固定するためのクランプ部材１０７の先端部が挿入される。クランプ部材１０７を固定するネジ１０５がホルダ１０３にネジ止めされることによって、クランプ部材１０７の先端部がインサート１をホルダ１０３に押さえこみ、インサート１はホルダ１０３に固定される。インサート１をホルダ１０３に固定する方法としては、このようなクランプ構造を用いた方法に代えて、ネジ止め固定などの他の方法を採用してもよい。
【００２２】
また、本実施形態においては、貫通孔６の中心軸Ｘは、上面２の中心と下面３の中心を通る仮想直線と一致している。したがって、貫通孔６の中心軸Ｘは、インサート１の中心軸と置き換えてもよい。インサート１の中心軸とは、上面２及び下面３の間を貫通する軸であり、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。
【００２３】
本実施形態のインサート１において、菱形形状の上面２における長手方向の幅及び短手方向の幅は、切削加工の条件に応じて設定することができる。また、インサート１の厚みも、切削加工の条件に応じて設定すればよい。このとき、厚みとは、インサート１を側面視した場合に上面２のうち最も上方に位置する部分から下面３のうち最も下方に位置する部分までの上下方向の距離を意味している。なお、ここでいう側面視とは、インサート１を側面４側に向かって見た状態のことである。また、上下方向とは、貫通孔６の中心軸Ｘに沿った方向である。そして、インサート１の内部から上面２に向かう方向を正、インサート１の内部から下面３に向かう方向を負としたとき、中心軸Ｘに沿った方向の正側が上方、中心軸Ｘに沿った方向の負側が下方となる。
【００２４】
本実施形態のインサート１の切刃５は、第１切刃５１と第２切刃５２とを有している。第１切刃５１は、角部２３に位置している。また、第２切刃５２は、第１切刃５１に隣り合うとともに、第１辺部２１に位置している。すなわち、図１、図２及び図５に示すように、第１切刃５１は、角部２３に対応した切刃であり、より具体的には、上面２の角部２３と側面４１との交線部に位置する切刃である。第２切刃５２は、第１辺部２１に対応した切刃であり、より具体的には、上面２の第１辺部２１と側面４１との交線部に位置する切刃である。第２切刃５２は、第１切刃５１に隣り合っている。本実施形態では、平面視した場合に、第１切刃５１は、外側に凸の曲線状であり、第２切刃５２は、直線状である。
【００２５】
なお、図２に示すように、本実施形態においては、上面２が菱形形状であるが、角部２３は菱形形状の鋭角部に位置しており、第１辺部２１と第２辺部２２とが鋭角部を形成している。そして、角部２３に対応して第１切刃５１が設けられており、第１辺部２１に対応して第２切刃５２が設けられている。また、インサート１は、上面２が菱形形状であることから、角部２３の二等分線Ｌに対して対称であるとともに、二等分線Ｌに垂直であって中心軸Ｘを通る直線Ｍに対しても対称である。よって、図２に示すように、インサート１の切刃５は、上面２側に、２つの第１切刃５１と４つの第２切刃５２とを有している。それゆえ、インサート１は、いわゆる２コーナー使いのインサートであるとともに、勝手違いの加工にも対応できる。また、本実施形態においては、上述したように、上面２と下面３とは同じ形状を有していることから、インサート１は、下面３側にも同様に、２つの第１切刃５１と４つの第２切刃５２とを有している。なお、切刃５は、本実施形態の構成に限らず、少なくとも１つの第１切刃５１と、少なくとも１つの第２切刃５２とを備えるものであればよいことはいうまでもない。
【００２６】
本実施形態においては、図３に示すように、下面３に対する第１切刃５１の高さＨ５１は、一定である。一方、第２切刃５２は、角部２３から遠ざかるにつれて下面３から遠ざかるように傾斜している。例えば、上面２側に位置する第２切刃５２は、図３に示すようにインサート１を下面３が下となるよう静置したときに、角部２３から遠ざかるにつれて上方に向かって傾斜している。
【００２７】
本実施形態においては、上述したように、第１切刃５１及び第２切刃５２の下面３からの高さがそれぞれ設定されている。すなわち、本実施形態のインサート１において、角部２３に対応する切刃部分（第１切刃５１）がその全長に渡って下面３からの高さが一定であるため、背分力の増加を良好に低減することができる。加えて、第１辺部２１に対応する切刃部分（第２切刃５２）が下面３から遠ざかるように傾斜しているため、一次境界損傷の可能性も良好に低減できる。その結果、インサート１は、超耐熱合金などの難削材の加工など、切削条件が厳しい加工においても、良好な切削能力を発揮することができる。
【００２８】
ここで、下面３に対する第１切刃５１の高さＨ５１が一定であるとは、第１切刃５１の下面３からの高さが、一定であるということである。そして、下面３からの高さとは、下面３における下端を含み、貫通孔６の中心軸Ｘに垂直な平面Ｓからの高さを意味している。より具体的には、本実施形態のインサート１においては、平面Ｓが、下面３のうち、上面２における上端面（後述する第１部２４）に対応する面である下端面３１を含む。そして、中心軸Ｘに沿った方向における平面Ｓから評価する部位までの寸法が、下面３からの高さとなる。
【００２９】
なお、第１切刃５１の高さＨ５１が一定である、とは厳密に一定であるというものではなく、第１切刃５１の高さＨ５１が実質的に一定であればよい。例えば、第１切刃５１の高さＨ５１が一定である、とは、第１切刃５１の高さＨ５１が、第１切刃５１の全長に渡って、インサート１の厚み方向における寸法の５〜８％の範囲内の変化を有する場合を含む。第１切刃５１の高さＨ５１は、例えば、インサート１の厚みをｄ１とした場合、０．９０〜０．９５ｄ１ｍｍである。
【００３０】
また、第２切刃５２が角部２３から遠ざかるにつれて下面３から遠ざかるように傾斜している、とは、第２切刃５２の下面３からの高さが角部２３から遠ざかるにつれて大きくなることを意味している。なお、本実施形態においては、第２切刃５２の全長に渡って第２切刃５２が傾斜しているが、第２切刃５２の高さが第１切刃５１の高さ以上である関係を維持しつつ第２切刃５２の少なくとも一部が下面３から遠ざかるように傾斜していればよい。すなわち、例えば、第２切刃５２のいずれかの部分に下面３からの高さが一定となる領域が存在していても構わない。また、本実施形態においては、第２切刃５２の傾斜角度は、第２切刃５２の全長に渡って一定であるが、これに限らない。例えば、第２切刃５２の傾斜角度は変化していてもよい。なお、第２切刃５２の傾斜角度が、第２切刃５２の全長に渡って一定である場合には、切り取り厚さによらず、第２切刃５２の傾斜によって得られる一次境界損傷を低減する効果、及び第２切刃５２にかかる切削抵抗が一定となる効果を得ることができる。そのため、広い切削条件下で良好な切削性能を発揮することができる。第２切刃５２の高さは、例えば、刃先高さである第１切刃５１の高さＨ５１をｄ２とした場合、１．０〜１．１ｄ２ｍｍである。また、下面３に対する第２切刃５２の傾斜角度は、例えば、２〜７度としてもよい。この場合、一次境界損傷を低減する効果と背分力が過度にかかることを低減する効果とを良好に兼ね備えることができる。
【００３１】
第２切刃５２は、第１切刃５１と接続していてもよい。このような構成を満たすときは、第１辺部２１のうち一次境界損傷が生じやすい第１辺部２１と角部２３との境界部分を含む部分に、傾斜した第２切刃５２が配置される。そのため、第１境界損傷を低減する効果が良好に発揮される。なお、第１切刃５１と第２切刃５２との間には、第１切刃５１及び第２切刃５２のそれぞれの機能を奏する限りにおいて、他の切刃が位置していてもよい。なお、ここで、下面３からの他の切刃の高さは、第１切刃５１の高さＨ５１以上であり、第２切刃５２の高さ以下であるのがよい。
【００３２】
一方、本実施形態のインサート１の上面２は、図１、図２及び図５に示すように、第１面７１と第２面７２とを有していてもよい。第１面７１は、第１切刃５１に沿って位置しており、第２面７２は、第２切刃５２に沿って位置している。そして、図８乃至図１０に示すように、第１面７１は、第１切刃５１から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜している。また、図１１乃至図１３に示すように、第２面７２は、第２切刃５２から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜している。第１面７１及び第２面７２とも、対応する切刃５によって生成された切屑が通過する面、すなわちすくい面としての機能を果たす面である。
【００３３】
そして、第１面７１は、図９及び図１０に示すように、第１切刃５１に沿って位置するとともに上方に向かって凸の曲面状である第１面部７１１（第１凸曲面部）を有している。また、第２面７２は、図１１乃至図１３に示すように、第２切刃５２に沿って位置するとともに上方に向かって凸の曲面状である第２面部７２１（第２凸曲面部）を有している。
【００３４】
より具体的には、第１面７１は、図９及び図１０に示すように、先端側（外方側）に位置する第１面部７１１と、第１面部７１１の内側（内方側）に位置する第１平面部７１２と、を有している。第１平面部７１２は、第１面部７１１（第１切刃５１）から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜している。これにより、第１切刃５１は、主に第１面部７１１を介して第１平面部７１２と接続している。そして、第２面７２は、図１１乃至図１３に示すように、先端側に位置する第２面部７２１と、第２面部７２１の内側に位置する第２平面部７２２と、を有している。第２平面部７２２は、第２面部７２１（第２切刃５２）から遠ざかるにつれて下面３に向かって傾斜している。これにより、第２切刃５２は、第２面部７２１を介して第２平面部７２２と接続している。すなわち、本実施形態においては、すくい面として機能する面を、２つの異なる平坦面で構成するのではなく、切刃５側に位置する狭い領域を凸曲状の面部とし、内方に位置する領域を平坦部としている。これにより、切削加工時に大きな負荷を受ける刃先を効果的に強化することができるとともに、鋭い切刃形状を維持することができる。その結果、刃先への凝着物の付着又は付着した凝着物の剥がれ落ちによって生じる刃先の微小欠損を低減することができる。
【００３５】
なお、外方とは、中心軸Ｘから離れる方向のことであり、内方とは、中心軸Ｘに近付く方向のことである。また、第１切刃５１のいずれかの部分に、第１面部７１１を介さずに第１平面部７１２と直接接続している領域が存在していても構わない。
【００３６】
本実施形態においては、第２面部７２１の曲率半径Ｒ２は、第１面部７１１の曲率半径Ｒ１以上である。これにより、第１切刃５１に対応する部分がシャープになり、背分力を低減する効果がより一層高まり、加工時の振動を低減することができる。また、第２切刃５２に対応する部分においては刃先強度が増すため、第２切刃５２が欠損する可能性を低減することができる。その結果、加工時の振動を低減しつつ切刃５が欠損する可能性の低減も図ることができるため、加工が安定する。
【００３７】
第１面部７１１は、図９及び図１０に示すように、第１部分７１１ａと、第１部分７１１ａよりも第２切刃５２の近くに位置する第２部分７１１ｂと、を有していてもよい。このとき、第２部分７１１ｂにおける曲率半径Ｒ１は、第１部分７１１ａにおける曲率半径Ｒ１よりも大きくてもよい。これらの構成を満たすときは、第１面７１のうち第１切刃５１で生成された切屑が通過して当たる部分、すなわち、いわゆる一次境界部の強度が、第２切刃５２側で大きくなる。その結果、切刃高さが一定であることによる背分力の低減効果を維持した上で、一次境界損傷の可能性を低減する効果を高めることができる。なお、一次境界部とは、切削工具の進行方向に位置する切刃のうち、切削を行っている部分（被削材に接触している部分）と、切削を行っていない部分との境界部分である。すなわち、一次境界部とは、切削工具の進行方向に位置する切刃のうち被削材の最表面部分と接触している部分である。被削材の最表面部分は、被削材の生産工程に起因して著しく硬化している。そのため、このような硬化が著しい被削材の最表面部分と接触する一次境界部には、十分な強度が求められる。なお、被削材の内部は、生産工程に起因する硬化が見られず相対的に柔らかいため、刃先に凝着しやすい。本実施形態においては、このような性質を有する一次境界部に、上述した第１面部７１１又は第２面部７２１が位置している。すなわち、上面視における切刃５に垂直な方向に沿った第１面部７１１の内方端部と第２面部７２１の内方端部の位置が、第１切刃５１から遠ざかるにつれて、切刃５から遠ざかるように配置されている。その結果、一次境界部の刃先を強化することができ、良好に一次境界損傷を低減することができる。
【００３８】
更に、第１面部７１１の曲率半径Ｒ１は、上面視における角部２３の二等分線Ｌから遠ざかるにつれて増加していてもよい。このような構成を満たすときは、いわゆる一次境界部の強度が、角部２３から遠ざかるにつれて大きくなるため、切刃高さが一定であることによる背分力の低減効果を維持した上で、一次境界損傷の可能性を低減する効果をより一層高めることができる。ここで、第１面部７１１は、曲率半径Ｒ１が一定である領域を有していても構わないが、第１面部７１１の曲率半径Ｒ１が、二等分線Ｌから遠ざかるにつれて一定の割合で増加していてもよい。第１面部７１１の曲率半径Ｒ１が、二等分線Ｌから遠ざかるにつれて一定の割合で増加している場合には、上面２のうちすくい面として機能する領域に凹凸が生じることを良好に低減することができる。その結果、切屑をスムーズに排出することができる。
【００３９】
なお、本実施形態においては、角部２３の二等分線Ｌ上における第１面部７１１の曲率半径Ｒ１はゼロとなるように設定されている。すなわち、図８に示すように、角部２３の二等分線Ｌを通る断面においては、第１面部７１１は存在しておらず、第１切刃５１は第１面部７１１を介さず第１平面部７１２と直接接続している。この点については、後述する第１平面部７１２の第１領域７１２ａにおいて詳細に説明する。
【００４０】
ここで、第１面部７１１及び第２面部７２１の曲率半径Ｒ１、Ｒ２とは、上面視において対応する切刃５（５１、５２）に垂直な断面における、対応する面部の曲率半径である。なお、本実施形態の第１切刃５１は曲線状切刃であるが、この場合には、上面視において、第１切刃５１の接線に対して垂直な断面における、第１面部７１１の曲率半径が曲率半径Ｒ１である。ここで第１面部７１１の曲率半径Ｒ１は、例えば、第１面７１の第１平面部７１２の先端と第１切刃５１とを繋いで得られる仮想円孤の曲率半径とすることができる。また、切刃５に沿ってランド部が設けられる場合には、第１面部７１１の曲率半径Ｒ１は、例えば、第１面７１の第１平面部７１２の先端と第１切刃５１に沿うランド部の後端とを繋いで得られる仮想円孤の曲率半径とすることができる。これらの点は、第２面部７２１の曲率半径Ｒ２についても同様である。曲率半径Ｒ１は、例えば、０〜１．５ｍｍである。曲率半径Ｒ２は、例えば、０．３〜３．０ｍｍである。
【００４１】
また、本実施形態において、図８乃至図１３に示すように、下面３に対する第１平面部７１２の傾斜角度θ１は、下面３に対する第２平面部７２２の傾斜角度θ２よりも大きくてもよい。言い換えれば、下面３に対する第１面７１の傾斜角度θ１は、下面３に対する第２面７２の傾斜角度θ２よりも大きくてもよい。ここで、第１面７１の傾斜角度θ１とは、いわゆる、第１面７１のすくい角であり、第２面７２の傾斜角度θ２とは、いわゆる、第２面７２のすくい角である。より具体的には、傾斜角度θ１は、第１面７１の第１平面部７１２と下面３とのなす角度であり、傾斜角度θ２は、第２面７２の第２平面部７２２と下面３とのなす角度である。
【００４２】
このように、本実施形態においては、傾斜角度θ１及び傾斜角度θ２を、θ１＞θ２としてもよい。このような構成を満たすときは、切屑の擦過によるすくい面の摩滅、すなわちクレーター摩耗が生じやすい第１面７１においては切屑と第１面７１との摩擦力を低減することができるとともに、第２面７２においては切刃強度を確保することができる。その結果、クレーター摩耗及び切刃５が欠損する可能性の低減が図れる。傾斜角度θ１は、例えば、１５〜２７度である。傾斜角度θ２は、例えば、１０〜２２度である。
【００４３】
第１平面部７１２は、図８乃至図１０に示すように、第１領域７１２ａと、第１領域７１２ａよりも第２切刃５２の近くに位置する第２領域７１２ｂと、を有していてもよい。このとき、第２領域７１２ｂにおける傾斜角度θ１は、第１領域７１２ａにおける傾斜角度θ１よりも小さくてもよい。すなわち、図８及び図９におけるθ１１と、図１０におけるθ１２とは、θ１１＞θ１２の関係にあってもよい。これらの構成を満たすときは、クレーター摩耗及び切刃５が欠損する可能性を低減する効果が高まる。
【００４４】
更に、本実施形態においては、第１平面部７１２（第１面７１）の傾斜角度θ１は、上面視における角部２３の二等分線Ｌから遠ざかるにつれて減少していてもよい。このような構成を満たすときは、クレーター摩耗及び切刃５が欠損する可能性を低減する効果がより一層高まる。
【００４５】
図８に示すように、第１領域７１２ａのうち角部２３の二等分線Ｌ上に位置する部分７１２ａ１は、第１切刃５１と接続していてもよい。このような構成を満たすときは、第１切刃５１のうち角部２３における切刃部分がシャープエッジとなり、より大きな負荷がかかる角部２３における背分力の低減効果が高まる。その結果、加工時の振動をより一層低減することができる。
【００４６】
また、本実施形態において、図５及び図６に示すように、第２切刃５２は、第１切刃５１側から順に、第３切刃５２１と第４切刃５２２とを有していてもよい。第２切刃５２のうち、第３切刃５２１は第１切刃５１と隣り合った切刃部分であり、第４切刃５２２は第３切刃５２１と隣り合った切刃部分である。更に、第２面７２は、第１面７１側から順に、第３面８と第４面９とを有していてもよい。第２面７２のうち、第３面８は第３切刃５２１に対応した部分であり、第４面９は第４切刃５２２に対応した部分である。より具体的には、第３面８は、第３切刃５２１に沿って配置されたすくい面であり、第４面９は、第４切刃５２２に沿って配置されたすくい面である。
【００４７】
本実施形態において、第２面７２のうち第３切刃５２１に対応する部分、つまり、第３面８は、以下のように設定されている。すなわち、第３面８の第２面部７２１の曲率半径Ｒ３は一定であり、下面３に対する第３面８の傾斜角度θ３は角部２３から遠ざかるにつれて減少している（図１１参照）。これにより、第２面部７２１の強度を維持しつつ、第３面８における第４面９側の領域、すなわち角部２３から遠い領域において、第１切刃５１で生成された切屑を持ち上げることによる切屑とすくい面との接触領域の低減が図れる。その結果、一次境界損傷の可能性を低減しつつ、角部２３におけるすくい面、すなわち第１面７１の発熱を低減できるため、一次境界損傷の可能性とクレーター摩耗の両方を低減することができる。曲率半径Ｒ３は、例えば、０．３〜１．８ｍｍである。なお、曲率半径Ｒ３は、実質的に一定であればよく、例えば、曲率半径Ｒ３の値に±０．２ｍｍの差があってもよい。傾斜角度θ３は、例えば、１５〜２０度である。
【００４８】
ここで、第３面８は、傾斜角度θ３が一定である領域を有していても構わないが、第３面８の傾斜角度θ３が、角部２３から遠ざかるにつれて一定の割合で減少していてもよい。第３面８の傾斜角度θ３が、角部２３から遠ざかるにつれて一定の割合で減少している場合には、上面２のうちすくい面として機能する領域に凹凸が生じることを良好に低減することができる。その結果、切屑をスムーズに排出することができる。
【００４９】
また、本実施形態において、第２面７２のうち第４切刃５２２に対応する部分、つまり、第４面９は、以下のように設定されている。すなわち、第４面９の第２面部７２１の曲率半径Ｒ４は角部２３から遠ざかるにつれて増加しており、下面３に対する第４面９の傾斜角度θ４は一定である（図１２及び図１３参照）。これにより、角部２３から遠ざかるにつれて、一次境界部の強度が大きくなるとともに、切刃５と生成された切屑との間に空間を確保することができる。その結果、一次境界損傷の可能性を低減する効果及び切屑の排出性がより一層高まる。曲率半径Ｒ４は、例えば、０．５〜３．０ｍｍである。傾斜角度θ４は、例えば、１５〜２０度である。なお、傾斜角度θ４は、実質的に一定であればよく、例えば、傾斜角度θ４の値に±１度の差があってもよい。
【００５０】
ここで、第４面９は、曲率半径Ｒ４が一定である領域を有していても構わないが、第４面９の曲率半径Ｒ４が、角部２３から遠ざかるにつれて一定の割合で増加していてもよい。第４面９の曲率半径Ｒ４が、角部２３から遠ざかるにつれて一定の割合で増加している場合には、上面２のうちすくい面として機能する領域に凹凸が生じることを良好に低減することができる。その結果、切屑をスムーズに排出することができる。
【００５１】
本実施形態においては、第２面７２がこのような第３切刃５２１に沿った第３面８と第４切刃５２２に沿った第４面９とを有することにより、角部２３から遠ざかる方向において、第２切刃５２に沿って２つの高低差のある面領域が配置される。そのため、生成された切屑がこの高低差によって持ち上げられる。その結果、切屑とすくい面との接触領域が減少するため、クレーター摩耗の低減が図れる。
【００５２】
また、図１、図２及び図５に示すように、上面２は、第１部２４と第２部２５とを更に有していてもよい。第１部２４は、上面２の中央部に位置しており、図３及び図１４に示すように、下面３に対する高さＨ２４が一定である。すなわち、第１部２４は、上面２の中央部に位置する平坦面である。また、第２部２５は、図５に示すように、上面２と側面４との交線部のうち第４切刃５２２に隣り合って位置する部分１０から上面２の中央部に向かって延びている。すなわち、上面視において、第２部２５は、第１辺部２１のうち第２切刃５２の後端側（角部２３から遠ざかる側）に位置する部分から上面２の中央部に向かって延びている。そして、図３及び図１４に示すように、第２部２５の下面３に対する高さＨ２５も一定であり、第１部２４の下面３に対する高さＨ２４と同じである。
【００５３】
本実施形態のインサート１は、このような第１部２４と第２部２５とを有することにより、ホルダ１０３にインサート１を装着する際に、第１部２４と第２部２５とが着座面として機能することができる。そのため、安定してインサート１をホルダ１０３に装着することができる。また、インサート１の着座面とホルダ１０３との間に生じる隙間が小さくなるため、隙間に切屑が入ってインサート１の着座面側の切刃５が損傷する可能性を低減することができる。高さＨ２４は、例えば、インサート１の厚みｄ１と一致する２〜１０ｍｍである。高さＨ２５は、例えば、インサート１の厚みｄ１と一致する２〜１０ｍｍである。なお、高さＨ２４、Ｈ２５はいずれも、実質的に一定であればよく、例えば、高さＨ２４、Ｈ２５のそれぞれの値に±０．５ｍｍの差があってもよい。
【００５４】
なお、本実施形態においては、インサート１の上面２は、上述したように、角部２３の二等分線Ｌに対称な菱形形状である（図２参照）。したがって、第１辺部２１に対応して設けられている、切刃部分（第２切刃５２）及びすくい面（第２面７２）及び第２部２５と同様の構成が、第２辺部２２に対しても設けられている。すなわち、上面２と側面４１との交線部のうち第２辺部２２に対応する部分に、第２切刃５２と同様の構成を有する切刃５が設けられている。第２辺部２２に対応する切刃５に沿うすくい面として、第２面７２と同様の構成を有する面が設けられている。そして、第２辺部２２に対応して、第２部２５と同様の構成を有する平坦部も設けられている。
【００５５】
インサート１は、このように、角部２３をなす第１辺部２１及び第２辺部２２の両方に、平坦部分（第２部２５及び平坦部）を有する。それゆえ、インサート１は、ホルダ１０３に装着する際に、第１部２４に加えて、インサート１の２つの辺部においてもホルダ１０３に支持される。その結果、より安定してインサート１をホルダ１０３に装着することができる。また、切屑によるインサート１の着座面側の切刃５が損傷する可能性もより低減することができる。
【００５６】
図５及び図６に示すように、上面２は、第４切刃５２２（第２切刃５２）と第４面９との間に位置する第３部２６を更に有していてもよい。第３部２６は、いわゆるランド部であり、本実施形態においては、第３部２６は、第２切刃５２に沿う方向において第２部２５と接続している。すなわち、第３部２６の後端側（角部２３から遠ざかる側）は、第２部２５と接続している。そして、上面視において、第２切刃５２に垂直な方向における第３部２６の長さＤ２６が、第２部２５に近付くにつれて大きくなっている（図６及び図１３参照）。すなわち、第３部２６の長さＤ２６は、角部２３側において最も小さく、第２部２５側において最も大きい。本実施形態においては、上面視において、第３部２６は、三角形状である。このような第３部２６を有することによって、刃先強度をより高めることができ、より厳しい切削条件下でも良好な切削性能を発揮することができる。なお、第３部２６は、第４切刃５２２の全長に沿って位置していてもよく、第４切刃５２２の一部に沿って位置していてもよい。本実施形態のように、第３部２６が第４切刃５２２の一部に沿って位置する場合には、角部２３側における切れ味を維持しつつ、角部２３側における第２部２５の面積を大きくすることができる。その結果、切れ味の維持と良好な着座安定性を兼ね備えることができる。
【００５７】
第３部２６は、平面であってもよい。このような構成を満たすときは、第２部２５と第２切刃５２との接続部分にシャープな角部が生じず、上述した接続部分において切屑の接触などによる不測の欠けが生じる可能性を低減することができる。
【００５８】
図６に示すように、上面視において、上面２と側面４との交線部に垂直な方向における第２部２５の長さＤ２５と、第３部２６の長さＤ２６とは、Ｄ２６＜Ｄ２５の関係を有していてもよい。このような構成を満たすときは、切刃５の切れ味を維持しつつ着座安定性を向上させる効果が良好に得られる。なお、第３部２６の長さＤ２６が、第２切刃５２に垂直な方向における第２面部７２１の長さよりも小さいときは、切屑排出のためのスペースが小さくなることを低減できるため、切屑排出性の向上が図れる。
【００５９】
第４切刃５２２は、第３切刃５２１と接続していてもよい。このような構成を満たすときは、刃先強度が過度に弱くなる、又は過度に強くなることを低減できるため、広い切削条件に対して良好な切削性能を発揮することができる。なお、第３切刃５２１と第４切刃５２２との間には、第３切刃５２１及び第４切刃５２２のそれぞれの機能を奏する限りにおいて、他の切刃が位置していてもよい。
【００６０】
なお、本実施形態のインサート１の上面２は、図２に示すように、平面視した場合の形状が菱形形状の四角形状であるが、このような形態には限られない。例えば、平面視した場合の上面２の形状が三角形状、五角形状、六角形状又は八角形状のような多角形状であってもよい。
【００６１】
また、平面視した場合の形状が四角形状であるとは、厳密に四角形状であることを要求するものではなく、上面２の外縁の主要部分が４辺からなる構成であって、例えば、角部２３が部分的に曲線形状となっていてもよい。
【００６２】
＜切削工具＞
次に、本開示の一実施形態に係る切削工具について図面を用いて説明する。
【００６３】
本実施形態の切削工具１０１は、図１５に示すように、上記実施形態に代表されるインサート１と、インサート１が装着されたホルダ１０３とを備えている。本実施形態のホルダ１０３は棒状であって、一方の端部にインサート１が装着されるインサートポケット１０４を有している。インサート１は、切刃５がホルダ１０３の外周よりも外側に突出するようにホルダ１０３に装着される。
【００６４】
本実施形態においては、インサート１は、クランプ部材１０７によって、インサートポケット１０４に固定されている。すなわち、インサート１の貫通孔６にクランプ部材１０７の先端部が挿入された状態で、クランプ部材１０７の貫通孔にネジ１０５が挿入される。そして、ネジ１０５の先端がホルダ１０３に形成されたネジ孔（図示せず）に挿入されてネジ部同士が螺合する。これによって、クランプ部材１０７の先端部がインサート１をホルダ１０３に押さえつけることとなり、インサート１がホルダ１０３に装着される。
【００６５】
また、本実施形態においては、インサートポケット１０４とインサート１との間にシート部材１０６が配置されている。これによりインサート１が欠損などする可能性を低減することができる。ホルダ１０３の材質としては、例えば、鋼、鋳鉄などを用いることができる。これらの材質の中で靱性の高い鋼を用いてもよい。
【００６６】
本実施形態の切削工具１０１は、上記の特徴的構成を備えたインサート１を有するため、背分力の増加を良好に低減しつつ一次境界損傷の可能性の低減も図れる。その結果、超耐熱合金などの難削材の加工など、切削条件が厳しい加工においても、良好な切削能力を長時間に亘って発揮することができる。
【００６７】
＜切削加工物の製造方法＞
次に、本開示の一実施形態に係る切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。
【００６８】
本実施形態の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）図１６に示すように、被削材２０１を回転させた状態で上記実施形態に代表される切削工具１０１を被削材２０１に相対的に近付ける工程と、
（２）図１７に示すように、回転している被削材２０１に切削工具１０１の切刃５を接触させる工程と、
（３）図１８に示すように、切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。
【００６９】
本実施形態の切削加工物の製造方法においては、切削工具１０１が、上記の特徴的構成を備えたインサート１を有していることから、超耐熱合金などの難削材の加工においても、一次境界損傷などの低減が図れるため良好な切削性能を示すことができる。それゆえ、厳しい切削条件下においても、長時間に亘って良好な切削性能を維持できるため、切削加工物の製造効率が高まる。
【００７０】
なお、図１６においては、被削材２０１の回転軸Ｙを固定した状態で被削材２０１を回転させるとともに、切削工具１０１を被削材２０１に近付けている。また、図１７においては、被削材２０１を回転させた状態で、切削工具１０１を被削材２０１に接触させて切削加工を行っている。また、図１８においては、回転軸Ｙを固定した状態で被削材２０１を回転させるとともに、切削工具１０１を被削材２０１から遠ざけている。なお、本実施形態においては、それぞれの工程において、回転軸Ｙを固定した状態で被削材２０１を回転させるとともに切削工具１０１を動かしているが、当然ながらこのような形態に限定されるものではない。
【００７１】
例えば、（１）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１に近付けてもよい。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、被削材２０１を回転させた状態を保持して、被削材２０１の異なる箇所にインサート１の切刃５を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している切刃５が摩耗した際には、インサート１を貫通孔６の中心軸Ｘに対して１８０度回転させる、又は上下反転させて、未使用の切刃５を用いればよい。
【００７２】
なお、被削材２０１の材質としては、例えば、超耐熱合金、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。超耐熱合金としては、例えば、ニッケル基合金などが挙げられる。
【００７３】
以上、本開示に係る実施形態について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示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いうまでもない。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・切削インサート（インサート）
２・・・上面
２１・・・第１辺部
２２・・・第２辺部
２３・・・角部
２４・・・第１部
２５・・・第２部
２６・・・第３部
３・・・下面
３１・・・下端面
４（４１）・・・側面
５・・・切刃
５１・・・第１切刃
５２・・・第２切刃
５２１・・・第３切刃
５２２・・・第４切刃
６・・・貫通孔
７１・・・第１面
７１１・・・第１面部
７１１ａ・・・第１部分
７１１ｂ・・・第２部分
７１２・・・第１平面部
７１２ａ・・・第１領域
７１２ａ１・・・部分
７１２ｂ・・・第２領域
７２・・・第２面
７２１・・・第２面部
７２２・・・第２平面部
８・・・第３面
９・・・第４面
１０・・・部分
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０４・・・インサートポケット
１０５・・・ネジ
１０６・・・シート部材
１０７・・・クランプ部材
２０１・・・被削材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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