JP6272345B2 - 切削インサート及び切削工具、並びにそれらを用いた切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削インサート及び切削工具、並びにそれらを用いた切削加工物の製造方法に関する。

従来から、様々な切削加工において切屑を流す方向の制御が課題である（特許文献１〜３参照）。特に、図１に示すように、円柱状の被削材１００’をＹ１’方向に回転させて被削材１００’の端面に溝を入れる溝入れ加工用の切削インサート１’においては、切屑を流す方向の制御が重要な課題である。具体的には、溝入れ加工においては、図１に示すように、切屑の排出方向が、切削工具の送り方向に平行な方向（図１の白抜き矢印の方向）であることが重要である。仮に、切屑の排出方向が、切削工具の送り方向に垂直な方向（図１の黒塗り矢印の方向）である場合は、切屑が被削材の端面に当たって切屑が外部に排出されず、切屑が詰まる原因になってしまう。

また、溝入れ加工用の切削インサートの場合は、切屑を細かく切断するよりは、切屑を連続した螺旋形状にすることが好ましい。切屑が細かく切断されて排出される場合は、切屑が被削材の端面のどこかに飛び、切屑詰まりの可能性が高くなる。しかしながら、切屑を連続した形状で排出させることができれば、切屑が被削材の端面に当たりにくくなり、切屑詰まりの可能性が低くなる。このように、溝入れ加工用の切削インサートは、如何に切屑をコントロールして、送り方向に平行な方向に流すかが重要な課題となっている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、切屑の排出性に優れた切削インサートを提供することにある。
特開２００８−２７２９２３号公報 特開平９−１７４３０８号公報 特開２００１−３２２０１０号公報

一実施形態に係る切削インサートは、後端側から先端側に向かって延在する本体部及び該本体部よりも先端側に位置する切削部を有し、切削部は、上面と、先端側に位置する第１側面と、前記上面と前記第１側面との交線部に設けられた前切刃と、前記上面に、前記前切刃から前記本体部に向かって設けられた凹部と、前記上面に、前記凹部を間に挟んで互いに対向するように設けられた一対の隆起部とを備え、前記一対の隆起部は、第１隆起部と、該第１隆起部上に位置するとともに前記第１隆起部よりも前記凹部から離れて位置する第２隆起部とを備え、前記第１隆起部は、先端側から後端側に向かうに従って上方に傾斜し、かつ、前記一対の隆起部の他方に近づく第１傾斜面を有し、前記第２隆起部は、上面視において先端側の外周が凸曲線形状であるとともに、前記切削部は、前記第１側面に隣り合う第２側面と、前記上面と前記第２側面との交線部に設けられた横切刃とをさらに備え、前記第１隆起部は、前記横切刃に沿って位置しており、前記横切刃から離れるに従って上方に傾斜する第２傾斜面をさらに有している。

円柱状の被削材の端面に溝を入れる溝入れ加工の模式図である。 本発明の一実施形態に係る切削インサートの外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る切削インサートの上面図である。 図３のＡ−Ａ線における断面図である。 図３のＢ−Ｂ線における断面図である。 本発明の一実施形態に係る切削インサートの一部を拡大した外観斜視図である。 図６で示した切削インサートの一部の上面図である。 図６で示した切削インサートの一部の上面図であって、図７の凹部の幅を示している。 図６で示した切削インサートの一部の側面図である。 本発明の一実施形態に係る切削工具を分解した外観斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る切削加工物の製造方法を示した図である。 一変形例に係る切削インサートの一部を拡大した外観斜視図である。 図１２で示した切削インサートの一部の上面図である。

＜切削インサート＞
以下、本発明の一実施形態に係る切削インサート（以下、単にインサートとも言う）について、図１〜図９を用いて詳細に説明する。本発明のインサートは、被削材に対する、内径の溝入れ加工、外径の溝入れ加工、突切り加工、端面溝入れ加工のいずれにも適用することができる。

なお、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明のインサートは、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各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

図２に示すように、本実施形態のインサート１は、角柱状であって、２つの切削部２及び１つの本体部３を有している。本体部３は、後端側から先端側に向かって延在しており、ホルダに固定される際にホルダと接するクランプ面を有している。なお、Ｘは、本体部３の後端側から先端側に向かって引いた中心軸である。

切削部２の１つは、本体部３よりも先端側に位置している。また、切削部２の他の１つは、本体部３よりも後端側に位置している。そのため、インサート１の両端部に切削部２が位置しており、切削部２の間に本体部３が位置している。すなわち、２つの切削部２は、本体部３の両端に対で設けられている。

１つの切削加工においては、２つの切削部２における一方が使用される。例えば、本体部３よりも先端側に位置する切削部２が使用される場合には、本体部３よりも後端側に位置する切削部２は切削加工には使用されない。そのため、インサート１は２つの切削部２を有している必要はなく、１つの切削部２のみを有していてもよい。

しかしながら、先端側と後端側とを反転させることによって、本体部３よりも後端側に位置する切削部２を使用することができる。そのため、インサート１が２つの切削部２を有していることによって、経済性を高めることができる。

以後、単に切削部２という場合には、本実施形態における２つの切削部２のうち本体部３よりも先端側に位置する切削部２を示す。

インサート１の材質としては、例えば、超硬合金或いははサーメットなどが用いられる。超硬合金の組成としては、例えば、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−Ｃｏ、ＷＣ−Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏがある。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り、具体的には、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物がある。

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、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（Ａｌ_２Ｏ_３）などが用いられる。

切削部２は、図２に示すように、上面２１と、下面２２と、上面２１と下面２２とに接続されている側面２３とを有している。下面２２はホルダへの載置面として、側面２３は逃げ面として機能する。側面２３は、切削部２の先端側に位置する第１側面２３１と、第１側面２３１に隣り合う一対の第２側面２３２とを有している。

インサート１は、上面視して長方形状であり、上面２１が２つの長辺と２つの短辺とを有している。上面２１の２つの短辺に沿った側面２３の領域が第１側面２３１であり、上面２１の２つの長辺に沿った側面２３の領域が第２側面２３２である。インサート１は、例えば、長手方向の長さが１８〜２２ｍｍであり、上面視した場合に長手方向に直交する方向（以下、幅方向ともいう）の長さ（以下、幅ともいう）が２〜６ｍｍである。なお、上面２１は、上面視において厳密な意味での長方形ではなく、角部が凸曲線によって構成されている。

また、切削部２における幅方向の長さは、加工中に、被削材に加工された溝の内壁面にインサート１の切刃以外の箇所が接触しないように、本体部３に近づくにつれて小さくなっている。インサート１の下面２２から上面２１までの高さは３．４〜６ｍｍである。本実施形態においてはインサート１の長手方向と中心軸Ｘの延びる方向とが一致している。

上面２１と側面２３との交線部には、切刃２４が設けられている。切刃２４は、例えば、切削部２の長手方向及び幅方向に沿って設けられている。切刃２４は、図７に示すように、前切刃２４１と、横切刃２４２と、コーナー切刃２４３とを有している。前切刃２４１は、切削部２の幅方向に沿って設けられている。すなわち、前切刃２４１は、上面２１と第１側面２３１とが交差する稜線に設けられている。

横切刃２４２は、切削部２の長手方向に沿って設けられている。すなわち、横切刃２４２は、上面２１と第２側面２３２とが交差する稜線に設けられている。コーナー切刃２４３は、前切刃２４１と横切刃２４２との間であって上面２１の角部に位置しており、前切刃２４１と横切刃２４２とを接続している。そのため、コーナー切刃２４３は凸曲線形状になっている。横切刃２４２が設けられることによって、横切刃２４２を用いた横送り加工、例えば、被削材の溝の幅を拡げる加工や、被削材の溝の表面を仕上げる加工も行うことができる。

切屑が幅方向に変形することによって加工面を傷付けにくくすることを目的として、前切刃２４１の中央部分は、図９に示すように、第１側面２３１の側から側面視して下方に窪んだ湾曲形状である。このような湾曲形状の部分を前切刃２４１が有していることによって、前切刃２４１によって削られた切屑を安定して絞ることができる。なお、前切刃２４１における、コーナー切刃２４３につながる両端部分は、図９に示すように直線形状である。

上面２１は、凹部Ｐ、すくい面２５及び一対の隆起部２６を有している。凹部Ｐは、前切刃２４１から切削部２の長手方向に沿って設けられている。すくい面２５は、切刃２４に沿って位置している。言い換えれば、すくい面２５は、上面２１の外周に沿って設けられている。すくい面２５は、切屑が擦過する面のことをいう。一対の隆起部２６は、凹部Ｐを間に挟んで互いに対向するように設けられている。

上面２１には、前切刃２４１から切削部２の長手方向に沿って凹部Ｐが設けられている。すなわち、上面２１には、前切刃２４１から本体部３に向かって凹部Ｐが設けられている。なお、凹部Ｐは、前切刃２４１から切削部２の長手方向に沿った長さが、４〜６ｍｍである。また、上面視における凹部Ｐの前切刃２４１に沿った方向の長さである幅は、以下の通りである。図８に示すように、前切刃２４１の側の先端における凹部Ｐの幅Ｗ１が２．５〜４．５ｍｍである。また、凹部Ｐは、図８に示すように、最小幅Ｗ２が１〜２．４ｍｍであって、最大幅Ｗ３が２．５〜４．３ｍｍである。

また、上面２１がランド部をさらに備えていてもよい。ここで、ランド部とは、切刃２４に沿って設けられた一定幅の細い帯状の領域のことをいう。ランド部は、切刃２４の欠損を抑制することを目的に設けられる。ランド部が上面２１に設けられている場合には、すくい面２５は、ランド面の内側に位置することになる。

上面２１には、切刃２４の内側にすくい面２５が設けられている。本実施形態においては、図４又は図５に示すように、前切刃２４１に連続するすくい面を第１すくい面２５１とし、横切刃２４２に連続するすくい面を第２すくい面２５２とする。第１すくい面２５１は、図４に示すように、前切刃２４１に連続し、前切刃２４１から内方に向かって、下面２２に近づくように窪んでいる。第２すくい面２５２は、横切刃２４２に連続し、横切刃２４２から内方に向かって、下面２２に近づくように窪んでいる。

上面２１における前切刃２４１から切削部２の長手方向に沿って延びる領域のうち、一対の隆起部２６の間であって上面２１の外周よりも窪んでいる部分が、凹部Ｐである。このような凹部Ｐを有していることによって、前切刃２４１が被削材へ食い込みやすくなるため、切削抵抗が低減される。そのため、前切刃２４１と被削材との間に起こる相対振動（以下、「びびり振動」という。）が抑制されて加工精度が向上する。上記の部分を凹部Ｐとしていることから、凹部Ｐのうち、前切刃２４１に沿った一部の領域が第１すくい面２５１となっている。

また、第２すくい面２５２は、図５に示すように、横切刃２４２に連続し、横切刃２４２から内方に向かって、下方に傾斜している。さらに、第２すくい面２５２よりも内方には、一対の隆起部２６及び凹部Ｐが設けられている。横切刃２４２の稜線は、第２すくい面２５２よりも上方に位置しており、横切刃２４２が所謂ポジティブな形状になっている。

上面２１には、一対の隆起部２６（２６ａ，２６ｂ）が設けられている。本実施形態においては、上面視した場合に、前切刃２４１の垂線Ｌを挟んで対向する隆起部２６ａ，２６ｂが設けられている。すなわち、上面２１には、凹部Ｐを間に挟んで対向するとともに、凹部Ｐに向かって張り出した一対の隆起部２６（２６ａ，２６ｂ）が設けられている。この構成によって、切屑の断面が凹状に変形する。具体的には、上面２１における凹部Ｐの底部と一対の隆起部２６の頂部との高低差によって切屑が変形され、切屑の断面が凹状に変形する。

本実施形態においては、上面視した場合に垂線Ｌが前切刃２４１の垂直二等分線である。また、凹部Ｐ及び一対の隆起部２６が、上面視した場合に垂線Ｌを基準にしてそれぞれ線対称となっている。そのため、切屑を、その中央部において凹状に変形させることができる。これにより、切屑の幅方向のバランスが良好となって、切屑の排出性が良好となる。

また、前切刃２４１により生成された切屑は、凹状に変形することによって、前切刃２４１の幅すなわち切削部２の短辺の幅より狭くなる。そのため、周囲の被削材の加工面を傷付けることが低減される。また、横切刃２４２で切削する加工、すなわち、横送り加工の場合に、一対の隆起部２６がブレーカの役割をし、生成される切屑のカールの径を良好に制御し、排出することができる。

一対の隆起部２６は、第１隆起部２６１及び第２隆起部２６２を備えている。第２隆起部２６２は、第１隆起部２６１の上に位置している。

第１隆起部２６１は、図６、７に示すように第１傾斜面２６１ａを有している。第１傾斜面２６１ａは、一対の隆起部２６における横切刃２４２に近接する側の面とは反対側に位置している。そのため、一対の隆起部２６の一方に設けられた第１傾斜面２６１ａは、一対の隆起部２６の他方に対して対向するように位置している。本実施形態における第１傾斜面２６１ａは平坦な形状である。

第１傾斜面２６１ａは、先端側から後端側に向かうに従って高さが高くなるように上方に傾斜している。加えて、一対の隆起部２６の一方に設けられた第１傾斜面２６１ａは、先端側から後端側に向かうに従って一対の隆起部２６の他方に近づくように設けられている。そのため、一対の隆起部２６に設けられた一対の第１傾斜面２６１ａは、先端側から後端側に向かうに従って互いに近づくように設けられている。

なおここで、先端側とは、切削部２における前切刃２４１に近接する側を意味している。また、後端側とは、先端側とは反対側であり、切削部２における本体部３に近接する側を意味している。

また、図７に示すように上面視した場合に、第２隆起部２６２における先端側の外周は凸曲線形状になっている。具体的には、本実施形態における第２隆起部２６２は、第２隆起部２６２における先端側の外周が凸曲線形状であることから、前切刃２４１の側である先端側の表面が、凸曲面形状となっている。

前切刃２４１によって削られた切屑の進行方向が不安定となり、垂線Ｌに対して傾斜した方向から一対の隆起部２６に向かって進行してきた場合であっても、第２隆起部２６２における上記の凸曲面形状の部分において安定して切屑を湾曲させることができる。さらに凹部Ｐに向かって湾曲した切屑は、第２隆起部２６２の下に位置する第１隆起部２６１における第１傾斜面２６１ａに接触する。

このとき、第１傾斜面２６１ａが上記の構成であることから、切屑が安定して凹部Ｐへと誘導される。さらに、先端側から後端側に向かって進行する切屑の進行方向が第１傾斜面２６１ａによって安定して垂線Ｌに沿った方向にコントロールされる。

特に、端面溝入れ加工の場合には、前切刃２４１の右端部側と左端部側における切削速度の差の影響によって、切屑の右端部側と左端部側におけるカール径が異なって生成されるため、螺旋状に排出される。この場合、切屑は左右のどちらかに傾いて排出されることになるが、そのような状態でも一対の隆起部２６のいずれか一方で安定して切屑を支持することができる。

上記の利点に加えて、本実施形態においては、一対の隆起部２６に設けられた一対の第１傾斜面２６１ａが、先端側から後端側に向かうに従って互いに近づいていることから、切屑をより大きく湾曲させることができる。そのため、切屑によって被削材の加工面が傷付けられる可能性が低くなる。

第１隆起部２６１は、第１傾斜面２６１ａに加えて第２傾斜面２６１ｂを有している。第２傾斜面２６１ｂは、一対の隆起部２６における横切刃２４２に近接する側の面であって、横切刃２４２に沿って位置している。第２傾斜面２６１ｂは、横切刃２４２から離れるに従って高さが高くなるように上方に向かって傾斜している。

横切刃２４２で切削する加工において、第２傾斜面２６１ｂがブレーカの役割を果たす。このとき、第２傾斜面２６１ｂが横切刃２４２に沿って延びていることから、第２傾斜面２６１ｂでカールする切屑のカール径のバラつきを抑えることができる。従って、切屑を安定して排出することができる。

第２隆起部２６２は、凸曲線形状部２６２ａ及び三角形状部２６２ｂを備えている。凸曲線形状部２６２ａは、上面視した場合に第２隆起部２６２における先端側に位置している。凸曲線形状部２６２ａは外周が凸曲線形状となっている。そのため、本実施形態において第２隆起部２６２における先端側の外周が凸曲線形状になっている。

三角形状部２６２ｂは、上面視した場合に第２隆起部２６２における後端側に位置している。三角形状部２６２ｂにおける角部の１つ２６２ｐは、切削部２よりも後端側に位置する本体部３に向かって突出している。三角形状部２６２ｂにおける角部の他の２つは、凸曲線形状部２６２ａに接続されている。また、三角形状部２６２ｂにおける横切刃２４２に対向する辺部が、上面視において横切刃２４２に沿って位置している。

第２隆起部２６２が上記の凸曲線形状部２６２ａ及び三角形状部２６２ｂによって構成されていることから、第２隆起部２６２は上面視した場合に、滴のような形状になっている。

第２隆起部２６２の後端側に上記形状の三角形状部２６２ｂが位置していることによって、一対の第２隆起部２６２における一対の三角形状部２６２ｂの間隔は、先端側から後端側に向かうに従って広くなる。そのため、先端側から後端側へと進行する切屑が三角形状部２６２ｂに接触する可能性を低くできる。切屑が過度に第２隆起部２６２に接触すると切屑の流れが滞る可能性があるが、第２隆起部２６２が三角形状部２６２ｂを備えていることによって、切屑の流れをスムーズにできる。

隆起部２６は、図７に示すように、上面視して三角形状部２６２ｂにおける角部２６２ｐが、前切刃２４１の垂直二等分線である垂線Ｌに沿った仮想直線に対して、外方に向かって離れる方向に向いている。つまり、一対の三角形状部２６２ｂにおける互いに対向する面が、それぞれ先端側から後端側に向かうに従って横切刃２４２に近づくように位置している。そのため、一対の三角形状部２６２ｂにおける互いに対向する面の幅方向での長さが、先端側から後端側に向かうに従って大きくなっている。

そのため、凹部Ｐは、一対の三角形状部２６２ｂで挟まれる領域の幅が、一対の凸曲線形状部２６２ａで挟まれる領域の幅と比較して広くなるように形成されている。つまり、第２隆起部２６２における凸曲線形状部２６２ａが、三角形状部２６２ｂと比較して垂線Ｌに向かって張り出している。また、三角形状部２６２ｂの角部２６２ｐを通る部分において、凹部Ｐの幅が最も広く形成されている。かかる凹部Ｐの最も幅広に形成されている箇所が、図８に示す最大幅Ｗ３である。

図６又は図９に示すように、凹部Ｐは、第１領域Ｐ１、第２領域Ｐ２及び第３領域Ｐ３を有している。第１領域Ｐ１、第２領域Ｐ２及び第３領域Ｐ３は、前切刃２４１から切削部２の長手方向に沿って、第１領域Ｐ１、第２領域Ｐ２、第３領域Ｐ３の順番で設けられている。

第１領域Ｐ１は、一対の隆起部２６の間に位置している。第１領域Ｐ１の一部は、すくい面２５であって切屑をすくい上げる機能を有している。第１領域Ｐ１は、図４に示すように、前切刃２４１から離れるに従って凹部Ｐの底に向かうように斜め下方に傾斜しており、凹部Ｐにおける前切刃２４１から凹部Ｐの底までの部分となっている。第１領域Ｐ１の傾斜角度は、断面視して、最大で水平線ＨＬに対して１５〜２０°となるように設定されている。なお、図４及び図５は、水平面上にインサート１を設けた状態である。

第２領域Ｐ２は、第１傾斜部Ｐ１よりも後端側に位置している。第２領域Ｐ２は、切屑が擦過する面であって、切屑を切削部２の長手方向に沿って流す機能を有している。第２領域Ｐ２は、図４に示すように、前切刃２４１から離れるにつれて上方に傾斜しており、凹部Ｐの底から後端側に位置する部分である。第２領域Ｐ２の傾斜角度は、断面視して、最大で水平線ＨＬに対して１５〜４０°となるように設定されている。

また、第２領域Ｐ２は、図７に示すように、上面視して、前切刃２４１から離れ後端側に向かうにつれて徐々に幅が狭くなるように形成されている。これにより、第２領域Ｐ２において、切屑を徐々に中央に集めることができる。そして、切屑の流れをコントロールすることができる。

第３領域Ｐ３は、第２領域Ｐ２と連続して設けられている。第３領域Ｐ３は、第２領域Ｐ２と比較して、後端側に向かうにつれて徐々に幅が狭まる度合いが緩やかである。すなわち、上面視した場合において、第２領域Ｐ２における横切刃２４２に近接する外縁と中心軸Ｘとのなす角よりも、第３領域Ｐ３における横切刃２４２に近接する外縁と中心軸Ｘとの成す角が小さくなっている。

本実施形態のインサート１においては、第３領域Ｐ３の幅は、一定である。なお、図７において、第３領域を斜線にて示している。第３領域Ｐ３における横切刃２４２に近接する外縁と中心軸Ｘとの成す角は０°になっている。そのため、上面視して、第３領域Ｐ３が第２領域Ｐ２よりも幅狭に形成されている。第２領域Ｐ２と第３領域Ｐ３との境界部では、第３領域Ｐ３が幅狭になっていることにより、切屑を絞り、上方へコントロールすることができる。

なお、上記の「一定」とは、第３領域Ｐ３の幅が後端側に向かうにつれて厳密に一定であって変化しないことを要求するものではない。本実施形態のように横切刃２４２に近接する外縁と中心軸Ｘとの成す角が０°であることが好ましいが、上記の角は−５°〜５°程度であればよい。

その結果、切屑の流れをより上方に流れるようにして、切屑の流れの安定性を向上させることができる。第３領域Ｐ３の傾斜角度は、断面視して、最大で水平線ＨＬに対して２０〜４５°となるように設定されている。第３領域Ｐ３の傾斜角度の最大値は、第２領域Ｐ２の傾斜角度の最大値よりも大きくなるように設定されている。

第２すくい面２５２は、図５に示すように、横切刃２４２によって削られた切屑が擦過する面である。第２すくい面２５２の傾斜角度の最大値は、断面視して、最大で水平線ＨＬに対して５〜１０°となるように設定されている。

凹部Ｐの幅は、図７に示すように、上面視して前切刃２４１から後端側に向かって段階的に狭まっている。具体的には、本実施形態においては、第２領域Ｐ２における幅が先端側から後端側に向かうにしたがって狭くなっており、第３領域Ｐ３における幅が先端側から後端側にかけて一定である。このように凹部Ｐの幅を段階的に狭めることで、上面２１を擦過する切屑が切削部２の幅方向の中心に集まるようにコントロールすることができる。その結果、切屑が不用意に幅方向に大きく逸れて排出される可能性を低くでき、切屑詰まりの原因を低減することができる。

第２隆起部２６２における凸曲線形状部２６２ａには平坦な平坦部２６２ａａが設けられている。また、平坦部２６１ａａの周囲は、図５に示すように、平坦部２６２ａａから離れるに従って下方に向かって傾斜している。第２隆起部２６２の下には、図７又は図８に示すように、上面視して三角形状に形成された第１隆起部２６１が設けられている。

このように、凸曲線形状部２６２ａは、平坦部２６２ａａを有し、その周囲を傾斜させた構成である。そのため、前切刃２４１によって削られた切屑が丸みを帯びた凸曲線形状部２６２ａにあたり、切屑が凹部Ｐに向かって緩やかな変化で流れる一方で、凸曲線形状部２６２ａの上端の高さが高くなり過ぎることが避けられる。従って、切屑を緩やかに絞ることができる。

また、平坦部２６２ａａは、図５に示すように本体部３の中心軸Ｘに直交する断面において、横切刃２４２に近づくにつれて高さが高くなっている。言い換えれば、平坦部２６２ａａは、上面２１の外周側から中心側に向かうに従って下方に傾斜している。図５においては、平坦部２６２ａａが第５領域Ｐ５として示されている。平坦部２６２ａａである第５領域Ｐ５を設けることで、切屑をより中央に向けて、絞りこむことができる。なお、第５領域Ｐ５は、水平線ＨＬに対して、４〜６°傾斜している。

また、平坦部２６２ａａは、上面視において本体部３に向かうに従って垂線Ｌから離れるように位置している。そのため、一対の三角形状部２６２ｂにおける互いに対向する面を、それぞれ先端側から後端側に向かうに従って横切刃２４２に近づくように位置させることができる。

なお、本実施形態においては、第２隆起部２６２が凸曲線形状部２６２ａ及び平坦部２６２ａａを有していることから、図５に示すように、平坦面２６２ａａ及び平坦面２６２ａａの内側（図５における右側）に位置する凸曲線部分が第２隆起部２６２に対応している。また、第２隆起部２６２よりも内側に位置する凹曲線形状の部分が凹部Ｐに対応している。そして、第２隆起部２６２と凹部Ｐの間に位置している、直線形状の部分が第１隆起部２６１に対応している。

第２隆起部２６２は、凸曲線形状部２６２ａと三角形状部２６２ｂとが組み合わさった形状である。第２隆起部２６２における前切刃２４１に近接する側には凸曲線形状部２６２ａが設けられ、三角形状部２６２ｂの角部２６２ｐは前切刃２４１から離れる方向に向かって突出している。すなわち、第２隆起部２６２における前切刃２４１の側には突起が設けられないように構成されている。その結果、前切刃２４１にて切削した切屑を凸曲線形状部２６２ａにおいて比較的少ない回数で当たるようにできる。

切屑がインサート１の上面２１のどこかに当たると、切屑が上方に浮き上がり、上面２１から離れようとする。そのため、切屑が、上面２１から離れて前切刃２４１に向かって折れ曲がる可能性がある。また、切屑が上面２１から離れることによって切屑の支えが無くなるので、切屑の流れが不安定になる。ひいては切屑が被削材とインサート１との間に詰まったり、切削工具に絡みやすくなったりする虞がある。

本実施形態によれば、第２隆起部２６２が凸曲線形状部２６２ａを有し、上面視における第２隆起部２６２の前切刃２４１の側の外周が凸曲線形状であって丸みを帯びた形状である。そのため、切屑が隆起部２６に当たっても切屑に加わる衝撃が抑えられるので、切屑を上面２１から離れにくくすることができる。その結果、切屑の排出性に優れたインサート１、切削工具１０、切削工具１０及び切削加工物の製造方法を提供することができる。

また、本実施形態に係るインサート１は、三角形状部２６２ｂの角部２６２ｐを前切刃２４１から離れる方向に位置させることで、凹部Ｐの中央部分に最大幅Ｗ３を形成することができる。その結果、隆起部２６の後方において、切屑を段階的に中央に向けて絞ることができ、切屑の流れを安定させることができる。

なお、本発明は上述の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範囲において種々の変更、改良等が可能である。上述した実施形態では、図６又は図７に示すように、上面２１において、一対の隆起部２６よりも前切刃２４１から離れた位置に、一対の隆起部２６とは別の隆起部が設けられており、この別の隆起部に一対の隆起部２６が繋がっている。しかしながら、一対の隆起部２６は、図１２及び図１３に示すように、上面２１において一対の隆起部２６の周囲に設けられた別の隆起部から離れて設けられていてもよい。

＜切削工具＞
インサート１は、内径の溝入れ加工、外径の溝入れ加工、突切り加工用、端面溝入れ加工のいずれにも適用することができる。次に、インサート１を装着した切削工具１０について、インサート１を端面溝入れ加工に適用する場合を例に挙げ、図１０を参照して説明する。

図１０に示すように、本実施形態に係る切削工具１０は、インサート１と、インサート１を先端に挟持する挟持部１１１を有している角柱状のホルダ１１とを備えている。前切刃２４１が挟持部１１１の先端から突出するように、インサート１はホルダ１１の先端に装着される。なお、耐久性の向上の観点から、本実施形態においては、ホルダ１１と挟持部１１１とが一体形成されているが、挟持部１１１とホルダ１１とが着脱可能なものでもよい。また、本実施形態では、ホルダ１１の先端に設けられたネジ１１２で拘束力を調節し、インサート１を上から押さえ込んで拘束する方法を用いているが、これに限定されるものではない。

インサート１のホルダ１１への固定は、例えば以下のようにして行なうことができる。図１０に示すように、まず、挟持部１１１の上顎部１１１ａと下顎部１１１ｂとの間に、インサート１を挿入する。次に、ネジ１１２を締め込み、上顎部１１１ａを弾性変形させて押し下げる。

その結果、インサート１が下顎部１１１ｂに押圧され、上顎部１１１ａと下顎部１１１ｂとの間に挟持固定される。さらにここで、スリット１１１ｃが形成されているときには、スリット１１１ｃにより上顎部１１１ａがより弾性変形しやすくなるので、より容易に上顎部１１１ｂの先端を押し下げることができる。

また、本実施形態においては、端面溝入れ加工に用いられるため、図１０に示すように、下顎部１１１ｂが先端視において、加工溝の外周及び内周に沿って湾曲している。下顎部１１１ｂが先端視において鉛直に形成されている場合には、端面溝入れ加工では環状の溝を形成するため、加工径の大きさによっては、加工中に下顎部１１１ｂが加工溝に接触することとなる。したがって、あらかじめ加工径を決定し、その加工溝の外周及び内周に沿って下顎部１１１ｂを湾曲させている。

＜被削材の切削方法＞
以下、本発明の切削工具１０を用いて行う被削材の切削方法の例について、図１１を用いて説明する。本実施形態は、端面溝入れ加工であるため、図１１（ｄ）に示すように、被削材の端面には、環状の溝ｇが形成される。なお、図１１（ａ）〜（ｃ）に示された被削材は、一部を断面図で記載している。

切削工具１０を用いて行なう被削材の切削方法は、以下の（１）〜（４）の工程を有する。
（１）図１１（ａ）に示すように、被削材１００を矢印Ｙ１方向に回転させる工程。
（２）切削工具１０を矢印Ｙ２方向に動かし、回転している被削材１００に切削工具１０を近接させる工程。
（３）図１１（ｂ）に示すように、回転している被削材１００に切削工具１０の前切刃２４１を接触させて被削材１００を切削する工程。
（４）図１１（ｃ）に示すように、切削工具１０を矢印Ｙ３方向に動かし、切削した被削材１００から切削工具１０を離間させる工程。

なお、前記（１）の工程では、被削材１００と切削工具１０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。これと同様に、前記（４）の工程では、被削材１００と切削工具１０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１０から遠ざけてもよい。また、前記（３）の工程においては、溝入れ加工の際には、溝を形成する加工が行なわれるとともに、横送り加工が行なわれる。切削加工を継続する場合には、被削材１００を回転させた状態を保持したまま、被削材１００の異なる箇所に切削工具１０の前切刃２４１を接触させる工程を繰り返せばよい。

さらに、被削材の材質の代表例としては、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。

なお、本実施形態では左勝手のホルダを用いて説明したが、右勝手のホルダであってもよい。

１ 切削インサート（インサート）
２ 切削部
２１ 上面
２２ 下面
２３ 側面
２３１ 第１側面
２３２ 第２側面
２４ 切刃
２４１ 前切刃
２４２ 横切刃
２４３ コーナー切刃
２５ すくい面
２５１ 第１すくい面
２５２ 第２すくい面
２６（２６ａ，２６ｂ） 隆起部
２６１ 第１隆起部
２６１ａ 第１傾斜面
２６１ｂ 第２傾斜面
２６２ 第２隆起部
２６２ａ 凸曲線形状部
２６２ａａ 平坦部
２６２ｂ 三角形状部
２６２ｐ 角部
３ 本体部
１０ 切削工具
１１ ホルダ
１１１ 挟持部
１１１ａ 上顎部
１１１ｂ 下顎部
１１１ｃ スリット
１１２ ネジ
１００ 被削材
Ｐ 凹部
Ｌ 垂線
ＨＬ 水平線
Ｘ 中心軸

Claims (10)

1. 後端側から先端側に向かって延在する本体部及び該本体部よりも先端側に位置する切削部を有する切削インサートであって、
   前記切削部は、
   上面と、
   先端側に位置する第１側面と、
   前記上面と前記第１側面との交線部に設けられた前切刃と、
   前記上面に、前記前切刃から前記本体部に向かって設けられた凹部と、
   前記上面に、前記凹部を間に挟んで互いに対向するように設けられた一対の隆起部とを備え、
   前記一対の隆起部は、第１隆起部と、該第１隆起部上に位置するとともに前記第１隆起部よりも前記凹部から離れて位置する第２隆起部とを備え、
   前記第１隆起部は、先端側から後端側に向かうに従って上方に傾斜し、かつ、前記一対の隆起部の他方に近づく第１傾斜面を有し、
   前記第２隆起部は、上面視において先端側の外周が凸曲線形状であるとともに、
   前記切削部は、前記第１側面に隣り合う第２側面と、前記上面と前記第２側面との交線部に設けられた横切刃とをさらに備え、
   前記第１隆起部は、前記横切刃に沿って位置しており、前記横切刃から離れるに従って上方に傾斜する第２傾斜面をさらに有していることを特徴とする切削インサート。
2. 後端側から先端側に向かって延在する本体部及び該本体部よりも先端側に位置する切削部を有する切削インサートであって、
   前記切削部は、
   上面と、
   先端側に位置する第１側面と、
   前記上面と前記第１側面との交線部に設けられた前切刃と、
   前記上面に、前記前切刃から前記本体部に向かって設けられた凹部と、
   前記上面に、前記凹部を間に挟んで互いに対向するように設けられた一対の隆起部とを備え、
   前記一対の隆起部は、第１隆起部と、該第１隆起部上に位置するとともに前記第１隆起部よりも前記凹部から離れて位置する第２隆起部とを備え、
   前記第１隆起部は、先端側から後端側に向かうに従って上方に傾斜し、かつ、前記一対の隆起部の他方に近づく第１傾斜面を有し、
   前記第２隆起部は、上面視において先端側の外周が凸曲線形状であるとともに、
   前記第２隆起部は、上面視において先端側に位置する凸曲線形状部と、後端側に位置して、角部の１つが前記本体部に向かって突出する三角形状部とを備えており、
   上面視において、前記三角形状部の前記角部の１つを挟む２つの辺部のうち前記凹部側に位置する１つの辺部は、先端側から後端側に向かうに従って前記一対の隆起部の他方から遠ざかるように位置していることを特徴とする切削インサート。
3. 請求項２に記載の切削インサートであって、
   前記切削部は、前記第１側面に隣り合う第２側面と、前記上面と前記第２側面との交線部に設けられた横切刃とをさらに備え、
   前記三角形状部における前記横切刃に対向する辺部が、上面視において前記横切刃に沿って位置していることを特徴とする切削インサート。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の切削インサートであって、
   前記前切刃は、前記第１側面の側から側面視して下方に窪んだ湾曲形状の部分を有していることを特徴とする切削インサート。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の切削インサートであって、
   前記凹部は、上面視して前記一対の隆起部間に位置する第１領域と、該第１領域よりも後端側に位置して、前記本体部の中心軸に直交する方向の幅が先端側から後端側に向かうにしたがって狭くなる第２領域と、該第２領域よりも後端側に位置して、前記中心軸に直交する方向の幅が一定である第３領域とを有していることを特徴とする切削インサート。
6. 後端側から先端側に向かって延在する本体部及び該本体部よりも先端側に位置する切削部を有する切削インサートであって、
   前記切削部は、
   上面と、
   先端側に位置する第１側面と、
   前記上面と前記第１側面との交線部に設けられた前切刃と、
   前記上面に、前記前切刃から前記本体部に向かって設けられた凹部と、
   前記上面に、前記凹部を間に挟んで互いに対向するように設けられた一対の隆起部とを備え、
   前記一対の隆起部は、第１隆起部と、該第１隆起部上に位置するとともに前記第１隆起部よりも前記凹部から離れて位置する第２隆起部とを備え、
   前記第１隆起部は、先端側から後端側に向かうに従って上方に傾斜し、かつ、前記一対の隆起部の他方に近づく第１傾斜面を有し、
   前記第２隆起部は、上面視において先端側の外周が凸曲線形状であるとともに、
   前記凹部は、上面視して前記一対の隆起部間に位置する第１領域と、該第１領域よりも後端側に位置して、前記本体部の中心軸に直交する方向の幅が先端側から後端側に向かうにしたがって狭くなる第２領域と、該第２領域よりも後端側に位置して、前記中心軸に直交する方向の幅が一定である第３領域とを有していることを特徴とする切削インサート。
7. 後端側から先端側に向かって延在する本体部及び該本体部よりも先端側に位置する切削部を有する切削インサートであって、
   前記切削部は、
   上面と、
   先端側に位置する第１側面と、
   前記上面と前記第１側面との交線部に設けられた前切刃と、
   前記上面に、前記前切刃から前記本体部に向かって設けられた凹部と、
   前記上面に、前記凹部を間に挟んで互いに対向するように設けられた一対の隆起部とを備え、
   前記一対の隆起部は、第１隆起部と、該第１隆起部上に位置するとともに前記第１隆起部よりも前記凹部から離れて位置する第２隆起部とを備え、
   前記第１隆起部は、先端側から後端側に向かうに従って上方に傾斜し、かつ、前記一対の隆起部の他方に近づく第１傾斜面を有し、
   前記第２隆起部は、上面視において先端側の外周が凸曲線形状であるとともに、
   前記第２隆起部は、前記本体部の中心軸に直交する断面において、
   前記上面の外周側から中心側に向かうに従って下方に傾斜する平坦な平坦部を有していることを特徴とする切削インサート。
8. 請求項７に記載の切削インサートであって、
   前記平坦部は、上面視において前記本体部に向かうに従って前記中心軸から離れるように位置していることを特徴とする切削インサート。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の切削インサートと、
   前記切削インサートを先端に装着するホルダとを備えたことを特徴とする切削工具。
10. 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９に記載の切削工具を近づける工程と、
    前記切削工具の前記前切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、
    前記被削材から前記切削工具を離す工程とを備えたことを特徴とする切削加工物の製造方法。

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