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WO2017043520A1 - 切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2017043520A1
WO2017043520A1 PCT/JP2016/076284 JP2016076284W WO2017043520A1 WO 2017043520 A1 WO2017043520 A1 WO 2017043520A1 JP 2016076284 W JP2016076284 W JP 2016076284W WO 2017043520 A1 WO2017043520 A1 WO 2017043520A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cutting edge
raised portion
cutting
cutting insert
front cutting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/076284
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸大 楠田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to CN201680051657.8A priority Critical patent/CN108025373B/zh
Priority to DE112016004043.1T priority patent/DE112016004043B4/de
Priority to US15/757,671 priority patent/US10569336B2/en
Priority to JP2017539185A priority patent/JP6608938B2/ja
Publication of WO2017043520A1 publication Critical patent/WO2017043520A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/04—Cutting-off tools
    • B23B27/045—Cutting-off tools with chip-breaking arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/007—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor for internal turning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2200/00—Details of cutting inserts
    • B23B2200/04—Overall shape
    • B23B2200/0471—Square

Definitions

  • This aspect relates to a cutting insert, a cutting tool, and a manufacturing method of a cut workpiece.
  • a cutting insert described in Patent Document 1 is known as a cutting insert used for grooving.
  • a first recess and a second recess are formed on the rake face (upper surface).
  • Each of these concave portions has a concave curved surface shape.
  • a cutting insert includes an upper surface, a front end surface adjacent to the upper surface, and a front cutting edge located at an intersection of the upper surface and the front end surface.
  • the upper surface includes first and second raised portions extending in a direction perpendicular to the front cutting edge in a top view, and the first raised portion and the second protrusion in a direction along the cutting edge in a top view.
  • a first surface, a second surface, and a third surface located between the first portion and the second portion.
  • the first surface is located along the front cutting edge and is inclined downward at a first inclination angle as the distance from the front cutting edge increases.
  • the second surface is a flat surface located rearward of the first surface, and is inclined upward at a second inclination angle as the distance from the front cutting edge increases.
  • the third surface is a flat surface located rearward of the second surface, and is inclined upward at a third inclination angle as the distance from the front cutting edge increases.
  • the second surface is located below the upper ends of the first and second raised portions, and the third surface is located above the upper ends of the first and second raised portions. It extends toward.
  • the third inclination angle is smaller than the second inclination angle.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a cutting insert according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a region A1 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a top view of the cutting insert shown in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a region A2 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the cutting insert shown in FIG. 3 viewed from the B1 direction.
  • FIG. 6 is a front end view of the cutting insert shown in FIG. 4 viewed from the B2 direction.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a region A2 shown in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line C1-C1 shown in FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line C2-C2 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line C3-C3 shown in FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line C4-C4 shown in FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line C5-C5 shown in FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a cutting tool according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is an enlarged view of a region A3 shown in FIG. 15 is a top view of the cutting tool shown in FIG.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating one step in a method for manufacturing a cut workpiece according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a schematic diagram illustrating one step in a method for manufacturing a cut workpiece according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating one step in a method for manufacturing a cut workpiece according to an embodiment of the present disclosure.
  • the cutting insert 1 of the present embodiment (hereinafter also simply referred to as the insert 1) is arranged along the central axis O1 from the front end side (lower left side in the figure) to the rear end side (upper right side in the figure). It is the rod shape extended toward.
  • the insert 1 is equipped with the one main-body part 3 and the two cutting parts 5, as shown in FIG.
  • the main body 3 is a part fixed to the holder when the insert 1 is mounted on the holder.
  • the main body 3 has a rod shape and extends along the central axis O1.
  • the main body 3 in the present embodiment has a substantially quadrangular prism shape extending along the central axis O1.
  • the main body 3 has an upper side surface 7 positioned on the upper side and in contact with the holder, and a lower side surface 9 positioned on the lower side and in contact with the holder.
  • the upper side surface 7 is formed with an upper groove portion 7a extending in the direction along the central axis O1.
  • a lower groove 9a extending in the direction along the central axis O1 is formed on the lower surface 9.
  • the size of the main body 3 is not particularly limited.
  • the length along the central axis O1 may be about 5 to 80 mm.
  • the width in the direction orthogonal to the central axis O1 in the top view (the vertical direction in FIG. 3) may be about 2 to 20 mm, for example.
  • the height in the direction perpendicular to the central axis O1 (the vertical direction in FIG. 5) in the side view may be, for example, about 2 to 15 mm.
  • the insert 1 only needs to have at least one cutting part 5.
  • the cutting part 5 is located one by one at the front end side and the rear end side of the main body part 3.
  • the reference numeral “5 ′” is attached to the cutting portion located on the rear end side.
  • the main-body part 3 and the cutting part 5 may be formed separately, they may be formed integrally.
  • body part 3 and cutting part 5 are formed in one.
  • the main body 3 in the present embodiment has a rod shape, but the shape of the main body 3 is not limited to such a shape.
  • a flat plate shape such as a triangular plate or a square plate may be used.
  • the cutting part 5 may be positioned near the corner of the main body part 3.
  • the insert 1 can be configured to have three or four cutting portions 5.
  • Examples of the material of the insert 1 include cemented carbide or cermet.
  • Examples of the composition of the cemented carbide include WC—Co, WC—TiC—Co, and WC—TiC—TaC—Co.
  • WC—Co is produced by adding cobalt (Co) powder to tungsten carbide (WC) and sintering.
  • WC—TiC—Co is obtained by adding titanium carbide (TiC) to WC—Co.
  • WC—TiC—TaC—Co is obtained by adding tantalum carbide (TaC) to WC—TiC—Co.
  • cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component.
  • the cermet includes a main component of a titanium compound such as titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN).
  • the surface of the insert 1 may be coated with a film using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the composition of the coating include titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), and alumina (Al 2 O 3 ).
  • the insert 1 When performing a turning process using the insert 1 of this embodiment, one of the two cutting parts 5 is used. Therefore, when using the cutting part 5 ′ located on the rear end side with respect to the main body part 3, the insert 1 may be attached to the holder by reversing the front end side and the rear end side of the main body part 3.
  • the cutting part 5 located on the front end side of the main body part 3 and the cutting part 5 ′ located on the rear end side of the main body part 3 have the same shape. Therefore, below, the thing located in the front end side with respect to the main-body part 3 as the cutting part 5 is demonstrated.
  • the cutting part 5 has an upper surface 11, a front end surface 13 and a front cutting edge 15. Furthermore, in addition to these configurations, the cutting portion 5 in the insert 1 of the present embodiment includes a lower surface 17, a pair of lateral end surfaces 19 (19 a, 19 b), and a pair of lateral cutting edges 21 ( 21a, 21b).
  • the upper surface 11 extends from the front end side toward the rear end side. Specifically, the upper surface 11 has a rectangular shape having a long side in a direction substantially along the central axis O1 in a top view. That is, the upper surface 11 has a rectangular shape having two short sides and two long sides. Therefore, the one located on the distal end side of the two short sides is the end portion on the distal end side of the insert 1. Further, the short side of the upper surface 11 located on the rear end side is a boundary portion between the cutting portion 5 and the main body portion 3.
  • the upper surface 11 does not have to be a rectangle in a strict sense.
  • the long side and the short side forming the outer periphery of the rectangle may not be straight lines in the strict sense, and the corners where the long side and the short side intersect may be rounded.
  • the lower surface 17 has a rectangular shape extending from the front end side toward the rear end side, like the upper surface 11.
  • the lower surface 17 in this embodiment is slightly smaller than the upper surface 11. Therefore, the outer periphery of the lower surface 17 cannot be visually recognized when viewed from above.
  • the front end surface 13 is adjacent to the short side located on the front end side of the upper surface 11 and is also adjacent to the lower surface 17. As shown in FIG. 6, the front end surface 13 has a substantially rectangular shape when viewed toward the front end surface 13, that is, when viewed from the front end.
  • the pair of lateral end surfaces 19 a and 19 b are adjacent to the pair of long sides on the upper surface 11 and are also adjacent to the lower surface 17. Since the corner portion of the upper surface 11 where the long side and the short side intersect is rounded, the region where the front end surface 13 and the pair of lateral end surfaces 19a and 19b intersect also has a rounded configuration. Yes. Accordingly, the pair of lateral end surfaces 19a and 19b are adjacent to the upper end surface 13 through a rounded region.
  • the lower surface 17 is smaller than the upper surface 11 as described above. Therefore, the front end surface 13 and the pair of lateral end surfaces 19 a and 19 b are inclined inward as they go from the upper surface 11 to the lower surface 17.
  • the front end surface 13 and the pair of lateral end surfaces 19a and 19b in the present embodiment function as flank surfaces. Since the front end surface 13 and the pair of lateral end surfaces 19a, 19b are inclined as described above, the possibility that the front end surface 13 and the pair of lateral end surfaces 19a, 19b come into contact with the machining surface of the work material can be reduced.
  • the central axis O1 is a straight line passing through the center of the front end face 13 in the cutting part 5 and the center of the end face in the cutting part 5 'located opposite to the front end face 13.
  • the front end face 13 has a substantially square shape when viewed from the front end. Therefore, the intersection of a straight line passing through the center of the maximum width of the front end face 13 and perpendicular to the front cutting edge 15 and a straight line passing through the center of the maximum height of the front end face 13 and parallel to the front cutting edge 15 is the center of the front end face 13. Also good.
  • the front end view means that the insert 1 is seen toward the front end face 13 as shown in FIG. 6, and means that the insert 1 is seen in the direction B2 in FIG. .
  • the B2 direction shown in FIG. 4 is a direction from the front end side toward the rear end side along the central axis O1.
  • the B2 direction in FIG. 4 is a direction orthogonal to the B1 direction in FIG.
  • the front cutting edge 15 is located at the intersection of the upper surface 11 and the front end surface 13, that is, the ridge line where the upper surface 11 and the front end surface 13 intersect.
  • the front cutting edge 15 functions as a main cutting edge when performing grooving or parting off.
  • the front cutting edge 15 in the present embodiment is located at the entire intersection of the upper surface 11 and the front end surface 13.
  • the front cutting edge 15 in the present embodiment extends in a direction parallel to the lower surface 17 and perpendicular to the central axis O1.
  • the front cutting edge 15 in the present embodiment has a linear shape, but is not necessarily limited to such a configuration. For example, it may be partially curved when viewed from the tip.
  • the pair of horizontal cutting edges 21a and 21b are located at the intersection of the upper surface 11 and the pair of horizontal end surfaces 19a and 19b, that is, the ridgeline where the upper surface 11 and the pair of horizontal end surfaces 19a and 19b intersect.
  • the pair of horizontal cutting edges 21a and 21b in the present embodiment are symmetrical with respect to the vertical bisector O2 (see FIG. 4) of the front cutting edge 15 when viewed from above. Therefore, in the following description, one of the pair of side cutting edges 21a and 21b will be described.
  • the horizontal cutting edge 21 does not necessarily have to be formed on the entire intersection of the upper surface 11 and the pair of horizontal end surfaces 19a and 19b. In the present embodiment, the horizontal cutting edge 21 is formed at a part of an intersection line between the upper surface 11 and the pair of horizontal end surfaces 19a and 19b.
  • the side cutting edge 21 can be used to increase the smoothness of the inner surface of the processing groove or to widen the width of the groove in grooving.
  • the horizontal cutting edge 21 in the present embodiment is inclined so as to approach the vertical bisector O2 of the front cutting edge 15 from the front end side toward the rear end side when viewed from above. Thereby, it can reduce that the horizontal cutting blade 21 interferes excessively with the inner surface of a process groove
  • the horizontal cutting blades 21a and 21b are provided at the intersections between the upper surface 11 and the pair of horizontal end surfaces 19a and 19b, respectively, but the configuration of the horizontal cutting blade 21 is not limited thereto. .
  • the structure provided with the horizontal cutting edge 21 only in the intersection part of one of a pair of horizontal end surface 19a, 19b and the upper surface 11 may be sufficient.
  • a configuration in which the horizontal cutting edge 21 is not provided may be employed.
  • At least a portion where the front cutting edge 15 and the pair of side cutting edges 21a and 21b are formed at the intersection of the upper surface 11 and the side surface may be slightly curved. In this case, the durability of the cutting edge can be improved.
  • the above-mentioned portion may be formed into a curved surface shape by so-called honing, for example.
  • the upper surface 11 in the present embodiment has a first raised portion 23, a second raised portion 25, a first surface 27, a second surface 29, and a third surface 31.
  • the 1st protruding part 23 and the 2nd protruding part 25 are each extended in the direction orthogonal to the front cutting edge 15 in the top view.
  • the first raised portion 23 and the second raised portion 25 in the present embodiment are axisymmetric with respect to the vertical bisector O2 of the front cutting edge 15 when viewed from above, and are arranged side by side.
  • first raised portion 23 and the second raised portion 25 extend in the direction orthogonal to the front cutting edge 15 means that the first raised portion 23 and the second raised portion 25 extend to the front cutting edge 15.
  • a reference plane S parallel to the lower surface 17 is set.
  • the reference plane S can also be set as a plane parallel to the central axis O1 and the front cutting edge 15.
  • the reference plane S may be used for evaluating the vertical position of each component in the insert 1 of the present embodiment and the inclination angle described later.
  • the first raised portion 23 and the second raised portion 25 can be used to guide the flow direction of chips when the chips generated by the front cutting edge 15 flow from the front end side toward the rear end side. is there. In order to stably guide the chips generated by the front cutting edge 15, end portions on the front end side of the first raised portion 23 and the second raised portion 25 may be connected to the front cutting edge 15.
  • the first raised portion 23 and the second raised portion 25 in the present embodiment are located away from the lateral end surface 19. This is to secure a space where the chips generated by the horizontal cutting edge 21 are curved between the horizontal cutting edge 21 and the first and second raised portions 23 and 25.
  • the 1st protruding part 23 and the 2nd protruding part 25 are located away from the horizontal end surface 19, it is not limited to such a form.
  • the first raised portion 23 and the second raised portion 25 in the present embodiment are located apart from each other when viewed from above, and a space is provided between the first raised portion 23 and the second raised portion 25. ing. More specifically, since the first raised portion 23 and the second raised portion 25 are positioned side by side in the direction along the front cutting edge 15 in a top view, the first protruding portion 23 and the second raised portion 25 are arranged in the direction along the front cutting edge 15 in the first direction. A space is provided between the raised portion 23 and the second raised portion 25.
  • the first surface 27, the second surface 29, and the third surface 31 are sequentially located in this space from the tip side. That is, the first surface 27, the second surface 29, and the third surface 31 are located between the first raised portion 23 and the second raised portion 25 when viewed from above.
  • the first surface 27 is located along the front cutting edge 15 and is inclined downward at a first inclination angle ⁇ 1 as it is away from the front cutting edge 15.
  • the first surface 27 has a function as a so-called scoop surface that scoops up chips generated by the front cutting edge 15.
  • the second surface 29 is a flat surface located behind the first surface 27.
  • the second surface 29 is inclined upward at a second inclination angle ⁇ 2 as it moves away from the front cutting edge 15.
  • the third surface 31 is a flat surface located behind the second surface 29.
  • the third surface 31 is inclined upward at a third inclination angle ⁇ 3 as it is away from the front cutting edge 15.
  • the 2nd surface 29 and the 3rd surface 31 have a function as a breaker wall which curves the chip which flowed on the 1st surface 27 in the shape of a spiral, and divides the chip depending on the case.
  • the second surface 29 is located below the upper ends of the first raised portion 23 and the second raised portion 25, and the third surface 31 is the first raised portion 23 and the first raised portion 23. 2 It extends upward from the upper end of the raised portion 25.
  • the third inclination angle ⁇ 3 of the third surface 31 is smaller than the second inclination angle ⁇ 2 of the second surface 29.
  • the second surface 29 is located closer to the front cutting edge 15 than the third surface 31. Therefore, the second surface 29 is likely to come into contact with small chips with a small number of turns.
  • the second inclination angle ⁇ 2 is larger than the third inclination angle ⁇ 3, the second surface 29 having a relatively large inclination angle can stably form chips in a spiral shape at the initial stage of cutting. it can.
  • the third surface 31 is located farther from the front cutting edge 15 than the second surface 29. Therefore, the third surface 31 is likely to come into contact with a large number of winding chips.
  • the third tilt angle ⁇ 3 is smaller than the second tilt angle ⁇ 2
  • the chips can be stably spiraled by the third surface 31 having a relatively small tilt angle. For this reason, chips can be treated stably.
  • the insert 1 can stably form a chip in a spiral shape even in the initial stage of the cutting process or in the stage where the number of windings has increased. Therefore, the insert 1 exhibits a stable chip discharging property during the cutting process. be able to.
  • the first surface 27 does not have to be a flat surface because it has a function as a so-called rake surface, and may be, for example, a concave curved surface shape.
  • the maximum value of the inclination angle on the first surface 27 is defined as the first inclination angle ⁇ 1.
  • the inclination angle of the first surface 27 in the present embodiment has a maximum value at the end portion on the front end side continuous with the front cutting edge 15. Therefore, the inclination angle at the end of the first surface 27 on the front end side can be evaluated as the first inclination angle ⁇ 1.
  • first inclination angle ⁇ 1, the second inclination angle ⁇ 2, and the third inclination angle ⁇ 3 are not particularly limited.
  • first tilt angle ⁇ 1 may be set to about 10 to 30 °
  • second tilt angle ⁇ 2 may be set to about 16 to 30 °
  • third tilt angle ⁇ 3 may be set to about 15 to 29 °.
  • the second surface 29 and the third surface 31 in the present embodiment are flat surface shapes. Therefore, excessive contact of chips on the second surface 29 and the third surface 31 can be reduced and the chips can be curved in a spiral shape. Thereby, wear of the insert 1 can be reduced, and the possibility that chips are clogged can be reduced.
  • the second surface 29 and the third surface 31 are flat surfaces in any of three mutually perpendicular cross sections passing through the second surface 29 and the third surface 31, respectively. It means that the third surface 31 is linear. Hereinafter, it can be similarly defined that the other surface is a flat surface.
  • the third surface 31 in the present embodiment may extend further to the rear than the rear ends of the first raised portion 23 and the second raised portion 25. In such a case, chips that have passed over the second surface 29 can be stably curved by the third surface 31.
  • the upper surface 11 in the present embodiment may further include a fourth surface 33 in addition to the first surface 27, the second surface 29, and the third surface 31.
  • the fourth surface 33 is located between the second surface 29 and the third surface 31, the second surface 29 can be brought close to the front cutting edge 15 without having an excessive inclination angle, or The third surface 31 can be moved away from the front cutting edge 15 without having an excessive inclination angle. Therefore, it is possible to treat the chips more stably in both cases where the number of turns of the chips is small and large.
  • the fourth surface 33 in the present embodiment may be a flat surface.
  • the fourth surface 33 may have a curved configuration, but when the fourth surface 33 is a flat surface like the second surface 29 and the third surface 31, even if the fourth surface 33 is in contact with the chips, Is less likely to clog.
  • the fourth surface 33 in the present embodiment is a flat surface and may be located below the upper ends of the first and second raised portions 23 and 25. In such a case, it is possible to reduce the strong contact of the chips with the fourth surface 33, and the effect of stably processing the chips with the second surface 29 and the third surface 31 is enhanced.
  • the fourth surface 33 in the present embodiment may be a horizontal plane. That is, the fourth surface 33 may be a flat surface that is parallel to the lower surface 17 (reference surface S), instead of a configuration that is inclined upward or downward as the distance from the front cutting edge 15 increases. In the case where the fourth surface 33 has such a configuration, the fourth surface 33 is not configured to be inclined downward as it moves away from the front cutting edge 15, so that the fourth surface 33 is positioned below the second surface 29 and the fourth surface 33. It is possible to increase the thickness of the insert 1 in the portion to be performed. Therefore, the durability of the second surface 29 can be increased.
  • the fourth surface 33 is not configured to be inclined upward as it moves away from the front cutting edge 15, there is a possibility that chips moving toward the third surface 31 beyond the second surface 29 may contact the fourth surface 33. Can be reduced. Therefore, the possibility that chips are clogged can be further reduced.
  • the horizontal plane in the present embodiment does not require a horizontal plane in a strict sense, and includes an inclination of about ⁇ 5 ° with respect to the lower surface 17.
  • the first raised portion 23 and the second raised portion 25 may each have an upper end surface 35 (35a, 35b) formed of a flat surface. That is, in the cross section orthogonal to the central axis O1 and intersecting with the first raised portion 23 and the second raised portion 25, the upper end portions of the first raised portion 23 and the second raised portion 25 may each have a linear shape. .
  • tip produced with the front cutting edge 15 can be guide
  • the upper end surface 35 may be configured by a single plane from the end on the front end side to the end on the rear end side, but may be configured by a plurality of flat surfaces.
  • the upper end surface 35 in the present embodiment may be constituted by two surfaces, a first upper end surface 37 (37a, 37b) and a second upper end surface 39 (39a, 39b), respectively.
  • the first upper end surface 37 is a flat surface that is inclined upward as the distance from the front cutting edge 15 increases. Further, the second upper end surface 39 is located behind the first upper end surface 37 and is a flat surface that is inclined downward as the distance from the front cutting edge 15 increases. Therefore, the first upper end surface 37 and the second upper end surface 39 are continuously arranged in the front-rear direction and are positioned so as to cross each other.
  • the first upper end surface 37 can more stably guide chips generated by the front cutting edge 15.
  • the second upper end surface 39 having such a configuration, it is possible to secure a space where the chips are curved even when the number of windings increases and the chips become large.
  • the first upper end surface 37 of the first raised portion 23 and the second raised portion 25 may be spaced from each other as the distance from the front cutting edge 15 increases.
  • the second upper end surface 39 located behind the first upper end surface 37 in the first raised portion 23 and the second raised portion 25 is spaced from each other as at least part of the second upper end surface 39 moves away from the front cutting edge 15. May be wider.
  • the first upper end surface 37 is relatively close to the first upper end surface 37 in the vicinity of the front cutting edge 15. Therefore, the chips generated by the front cutting edge 15 can be stably supported at two points having a wide interval, and the flow of chips can be stably guided by the first upper end surface 37.
  • the second upper end surface 39 can smoothly curve the chips.
  • the first upper end surface 37 and the second upper end surface 39 can exhibit stable chip discharging performance in various stages of cutting from the initial stage of machining to the latter stage of machining.
  • the first surface 27 is inclined downward as the distance from the front cutting edge 15 is increased, and the second surface 29 is inclined upward as the distance from the front cutting edge 15 is increased. Thereby, the advancing direction of the chip is easily changed at the boundary portion between the first surface 27 and the second surface 29. Therefore, in this boundary part, the load added to the 1st protruding part 23 and the 2nd protruding part 25 from a chip
  • the width W of the first raised portion 23 and the second raised portion 25 in the direction parallel to the front cutting edge 15 is the maximum at the boundary portion between the first surface 27 and the second surface 29 in the top view. It may be.
  • the width W is maximized at a place where a relatively large load is easily applied, the durability of the first raised portion 23 and the second raised portion 25 can be enhanced.
  • the height of the first raised portion 23 and the second raised portion 25 may be maximized at the boundary portion between the first surface 27 and the second surface 29. In this way, when the height is maximum at a place where the direction of movement of the chip is easily changed, the flow of the chip can be stably guided.
  • the height of the 1st protruding part 23 and the 2nd protruding part 25 can be made into the height of the 1st protruding part 23 and the 2nd protruding part 25 with respect to the lower surface 17 (reference plane S) here, for example.
  • the height of the first raised portion 23 and the second raised portion 25 can be a dimension from the lower surface 17 (reference surface S) to the upper ends of the first raised portion 23 and the second raised portion 5. .
  • the insert 1 of one embodiment was demonstrated using drawing, the insert 1 of this indication is not limited to the structure of said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this indication, Modifications not described in detail are also included.
  • the cutting tool 101 of the present embodiment includes a holder 105 and the cutting insert described above as shown in FIGS.
  • the holder 105 has an insert pocket 103 (hereinafter also simply referred to as a pocket 103) on the tip side.
  • the cutting insert is mounted in the pocket 103 so that the front cutting edge protrudes outward from the tip side of the holder 105.
  • the insert is mounted in the pocket 103 so that the side cutting edge projects outward from the front end side of the holder 105 in addition to the front cutting edge.
  • the holder 105 in the present embodiment has an elongated bar shape.
  • the direction extending elongated is coincident with the direction in which the central axis O1 in the insert extends.
  • One pocket 103 is provided on the front end side of the holder 105.
  • the pocket 103 is a part to which an insert is attached, and is open to the front end surface of the holder 105.
  • the holder 105 has an upper jaw portion 107 and a lower jaw portion 109 at the tip portion thereof.
  • the upper jaw portion 107 restrains the upper side surface of the main body portion of the insert.
  • the lower jaw part 109 restrains the lower surface of the main body part in the insert.
  • a pocket 103 is formed by a region where the upper jaw portion 107 and the lower jaw portion 109 face each other.
  • the body portion of the insert is inserted and fixed in the pocket 103, that is, the region between the upper jaw portion 107 and the lower jaw portion 109.
  • the upper surface of the main body comes into contact with the upper jaw 107 of the holder 105.
  • the lower side surface of the main body abuts on the lower jaw 109 of the holder 105.
  • the region of the upper jaw portion 107 that faces the lower jaw portion 109 is provided with a protrusion that contacts the upper groove portion. Further, since the lower surface of the main body portion has a lower groove portion, a protrusion that contacts the lower groove portion is provided in a region of the lower jaw portion 109 facing the upper jaw portion 107. These protrusions engage with the upper and lower grooves of the insert, whereby the insert can be stably fixed to the holder 105.
  • the holder 105 includes a first screw hole (not shown) formed in the upper jaw 107 and a second screw hole (not shown) formed below the screw hole in the lower jaw 109. have.
  • the insert is fixed to the holder 105 by fixing screws 111 inserted into these screw holes. That is, the fixing screw 111 is inserted into the first screw hole formed in the upper jaw portion 107, and the tip of the fixing screw 111 is inserted into the second screw hole formed in the lower jaw portion 109. Then, the fixing screw 111 is screwed into the first screw hole and the second screw hole.
  • steel, cast iron or the like can be used.
  • steel having high toughness among these members may be used.
  • the cutting tool 101 of the present embodiment includes the above-described cutting insert, it is possible to exhibit stable chip discharging performance from the initial stage of the cutting process to the stage where the number of windings has increased.
  • the cut workpiece is produced by cutting a work material.
  • the manufacturing method of the cut workpiece in the present embodiment includes the following steps. That is, (1) rotating the work material 201; (2) a step of bringing the cutting blade of the cutting tool 101 represented by the above embodiment into contact with the rotating work material 201; (3) a step of separating the cutting tool 101 from the work material 201; It has.
  • the work material 201 is rotated around the axis O ⁇ b> 2, and the cutting tool 101 is relatively brought closer to the work material 201.
  • the cutting material 101 is cut by bringing the cutting edge of the cutting tool 101 into contact with the rotating work material 201.
  • the cutting tool 101 is relatively moved away from the work material 201.
  • the cutting tool 101 is moved in the X1 direction while the axis O2 is fixed and the work material 201 is rotated, thereby being brought closer to the work material 201.
  • the work material 201 is cut by bringing the cutting edge of the cutting insert into contact with the rotating work material 201.
  • the cutting tool 101 is moved away in the X2 direction while the work material 201 is rotated.
  • the cutting tool 101 is moved to contact the work material 201 by moving the cutting tool 101 in each step, or the cutting tool 101 is separated from the work material 201.
  • the cutting tool 101 is not limited to such a form.
  • the work material 201 may be brought close to the cutting tool 101 in the step (1).
  • the work material 201 may be moved away from the cutting tool 101.
  • the state in which the work material 201 is rotated may be maintained, and the process of bringing the cutting edge in the insert into contact with a different part of the work material 201 may be repeated.
  • examples of the material of the work material 201 include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, and non-ferrous metal.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the embodiment can be arbitrarily set without departing from the gist of the present disclosure.
  • each surface may be connected to another surface via a concave curved surface.
  • the structure of the connection part of each surface is not restricted to this.
  • each surface may be directly and smoothly connected to the other surface.
  • Cutting insert (insert) DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Main-body part 5 ... Cutting part 7 ... Upper side surface 7a ... Upper side groove part 9 ... Lower side surface 9a ... Lower side groove part 11 ... Upper surface 13 ... Front end surface 15 ... Front cutting edge 17 ... Lower surface 19, 19a, 19b ... Horizontal end faces 21,21a, 21b ... Horizontal cutting edge 23 ... First raised portion 25 ... Second raised portion 27 .. First surface 29... Second surface 31... Third surface 33... Fourth surface 35... Upper end surface 37, 37a, 37b. ..Second upper end surface 101 ... cutting tool 103 ... insert pocket (pocket) 105 ... Holder 107 ... Upper jaw 109 ... Lower jaw 111 ... Fixing screw 201 ... Work material

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Abstract

一態様の切削インサートは、上面と前端面と前切刃とを備える。上面は、第１隆起部と第２隆起部と、第１隆起部と第２隆起部との間に位置する第１面、第２面及び第３面と、を有する。前記第１面は下方に向かって第１傾斜角度で傾斜し、前記第２面は上方に向かって第２傾斜角度で傾斜し、前記第３面は上方に向かって第３傾斜角度で傾斜する。前記第２面は前記第１隆起部及び前記第２隆起部の上端よりも下方に位置し、前記第３面は前記第１隆起部及び前記第２隆起部の上端よりも上方に向かって延びる。第３傾斜角度は、第２傾斜角度より小さい。

Description

切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法
　本態様は、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。
　金属などの被削材を切削加工する際に用いられる切削インサートとして、様々なものが知られている。例えば、溝入れ加工に用いられる切削インサートとして、特許文献１に記載の切削インサートが知られている。特許文献１に記載の切削インサートにおいて、すくい面（上面）には、第１の凹部及び第２の凹部が形成されている。これらの凹部は、いずれも凹曲面の形状である。
特開２０１１－９８４２７号公報
　一態様に基づく切削インサートは、上面と、前記上面と隣り合う前端面と、前記上面と前記前端面との交差部に位置する前切刃とを備える。前記上面は、上面視において前記前切刃に直交する方向にそれぞれ延びた第１隆起部及び第２隆起部と、上面視において前記切刃に沿う方向において前記第１隆起部と前記第２隆起部との間に位置する第１面、第２面及び第３面とを有する。前記第１面は、前記前切刃に沿って位置して、前記前切刃から離れるにしたがって下方に向かって第１傾斜角で傾斜している。前記第２面は、前記第１面よりも後方に位置する平らな面であり、前記前切刃から離れるにしたがって上方に向かって第２傾斜角で傾斜している。前記第３面は、前記第２面よりも後方に位置する平らな面であり、前記前切刃から離れるにしたがって上方に向かって第３傾斜角で傾斜している。前記第２面は、前記第１隆起部及び前記第２隆起部の上端よりも下方に位置しており、前記第３面は、前記第１隆起部及び前記第２隆起部の上端よりも上方に向かって延びている。前記第３傾斜角は、前記第２傾斜角よりも小さい。
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は、図１に示す領域Ａ１の拡大図である。 図３は、図１に示す切削インサートの上面図である。 図４は、図３に示す領域Ａ２の拡大図である。 図５は、図３に示す切削インサートをＢ１方向から見た側面図である。 図６は、図４に示す切削インサートをＢ２方向から見た先端視図である。 図７は、図３に示す領域Ａ２の拡大図である。 図８は、図７に示すＣ１－Ｃ１断面図である。 図９は、図７に示すＣ２－Ｃ２断面図である。 図１０は、図７に示すＣ３－Ｃ３断面図である。 図１１は、図７に示すＣ４－Ｃ４断面図である。 図１２は、図７に示すＣ５－Ｃ５断面図である。 図１３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１４は、図１３に示す領域Ａ３の拡大図である。 図１５は、図１３に示す切削工具の上面図である。 図１６は、本開示の一実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。 図１７は、本開示の一実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。 図１８は、本開示の一実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。
　＜切削インサート＞
　以下、一実施形態の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、各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各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。なお、以下において、前端面１３が位置する方を先端側といい、前端面１３の反対に位置する方を後端側という。
　本実施形態の切削インサート１（以下、単にインサート１ともいう）は、図１に示すように、中心軸Ｏ１に沿って、先端側（図における左下側）から後端側（図における右上側）に向かって延びる棒形状である。また、インサート１は、図３に示すように、１つの本体部３及び２つの切削部５を具備している。本体部３は、インサート１をホルダに装着する際にホルダに固定される部位である。本体部３は、棒形状であって、中心軸Ｏ１に沿って延びている。具体的には、本実施形態における本体部３は、中心軸Ｏ１に沿って延びた略四角柱の形状である。
　本体部３は、上側に位置してホルダに当接する上側面７と、下側に位置してホルダに当接する下側面９とを有している。上側面７には、中心軸Ｏ１に沿った方向に延びる上側溝部７ａが形成されている。また、同様に下側面９には、中心軸Ｏ１に沿った方向に延びる下側溝部９ａが形成されている。このような上側溝部７ａ及び下側溝部９ａを有していることによって、インサート１をホルダに安定して固定することができる。
　本体部３の大きさとしては特に限定されるものではないが、例えば、中心軸Ｏ１に沿った長さは５～８０ｍｍ程度であってもよい。また、上面視において中心軸Ｏ１に直交する方向（図３における上下方向）の幅は、例えば２～２０ｍｍ程度であってもよい。また、側面視において中心軸Ｏ１に直交する方向（図５における上下方向）の高さは、例えば２～１５ｍｍ程度であってもよい。
　インサート１は少なくとも１つの切削部５を具備していればよい。本実施形態においては、本体部３の先端側及び後端側に１つずつ切削部５が位置している。なお、図においては、便宜的に後端側に位置する切削部に「５’」の符号を付している。本体部３及び切削部５は、別々に形成されていてもよいが、一体的に形成されていてもよい。本実施形態のインサート１においては、本体部３及び切削部５は一体的に形成されている。
　また、本実施形態における本体部３は棒形状であるが、本体部３の形状としてはこのような形状に限定されるものではない。例えば、三角板又は四角板のような平板形状であってもよい。このように本体部３が平板形状である場合には、本体部３の角部近傍に切削部５が位置してもよい。それにより、インサート１が３つ或いは４つの切削部５を有する構成とすることが可能となる。
　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。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ及びＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏ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。
　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挙げられる。
　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（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。
　本実施形態のインサート１を用いて旋削加工を行う際には、２つの切削部５のいずれか一方が用いられる。したがって、本体部３よりも後端側に位置する切削部５’を用いる場合には、本体部３の先端側と後端側とを反転させてインサート１をホルダに取り付ければよい。本体部３よりも先端側に位置する切削部５と本体部３よりも後端側に位置する切削部５’とは同じ形状である。そのため、以下では、切削部５として本体部３に対して先端側に位置するものについて説明する。
　切削部５は、上面１１、前端面１３及び前切刃１５を有している。さらに、本実施形態のインサート１における切削部５は、これらの構成に加えて、下面１７と、図６に示すように、一対の横端面１９（１９ａ、１９ｂ）及び一対の横切刃２１（２１ａ、２１ｂ）とを有している。
　上面１１は、先端側から後端側に向かって延びている。具体的には、上面１１は、上面視において概ね中心軸Ｏ１に沿った方向を長辺とする長方形の形状である。すなわち、上面１１は、２つの短辺と２つの長辺とを有する長方形の形状である。そのため、２つの短辺のうち先端側に位置するものが、インサート１における先端側の端部となっている。また、上面１１の短辺のうち後端側に位置するものが、切削部５と本体部３との境界部分となっている。
　なお、上面１１は厳密な意味での長方形である必要はない。長方形の外周縁をなす長辺及び短辺がそれぞれ厳密な意味での直線でなくてもよく、また、長辺と短辺とが交差する角部が丸みを帯びていてもよい。
　下面１７は、上面１１と同様に、先端側から後端側に向かって延びる長方形の形状となっている。本実施形態における下面１７は、上面１１よりも一回り小さい。そのため、上面視した場合において下面１７の外周縁は視認できない。
　前端面１３は、上面１１における先端側に位置する短辺と隣り合っており、また、下面１７とも隣り合っている。前端面１３は、図６に示すように、前端面１３に向かって見た、すなわち先端視した場合において、略四角形の形状となっている。
　また、一対の横端面１９ａ、１９ｂは、上面１１における一対の長辺と隣り合っており、下面１７とも隣り合っている。上面１１における長辺と短辺とが交差する角部が丸みを帯びていることから、前端面１３と一対の横端面１９ａ、１９ｂとが交差する領域もまた、丸みを帯びた構成となっている。したがって、一対の横端面１９ａ、１９ｂは、丸みを帯びた領域を介して、上端面１３と隣接している。
　本実施形態においては、上述したように、下面１７が上面１１よりも小さい。そのため、前端面１３及び一対の横端面１９ａ、１９ｂは、それぞれ上面１１から下面１７に向かうにしたがって内方に向かって傾斜している。本実施形態における前端面１３及び一対の横端面１９ａ、１９ｂは、逃げ面として機能する。前端面１３及び一対の横端面１９ａ、１９ｂが上記のように傾斜していることによって、前端面１３及び一対の横端面１９ａ、１９ｂが被削材の加工面に接触する可能性を小さくできる。
　本実施形態のインサート１においては、中心軸Ｏ１は、切削部５における前端面１３の中心と、前端面１３の反対に位置する切削部５’における端面の中心を通る直線である。前端面１３は先端視において略四角形である。そのため、前端面１３における最大幅の中心を通り前切刃１５に垂直な直線と前端面１３における最大高さの中心を通り前切刃１５に平行な直線との交点を前端面１３の中心としてもよい。
　なお、本明細書において先端視とは、図６に示すように、インサート１を前端面１３に向かって見ていることを意味しており、図４におけるＢ２方向で見ることを意味している。図４に示すＢ２方向は、中心軸Ｏ１に沿って、先端側から後端側に向かう方向となっている。また、図４におけるＢ２方向は、図３におけるＢ１方向に対して直交する方向である。
　前切刃１５は、上面１１と前端面１３との交稜部、すなわち上面１１及び前端面１３が交差する稜線に位置している。前切刃１５は、溝入れ加工や突っ切り加工を行う際に主要な切刃として機能する。本実施形態における前切刃１５は、上面１１と前端面１３との交線部の全体に位置している。
　本実施形態における前切刃１５は、下面１７に対して平行且つ中心軸Ｏ１に直交する方向に向かって延びている。本実施形態における前切刃１５は、直線形状になっているが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。例えば、先端視した場合に部分的に曲線形状となっていてもよい。
　一対の横切刃２１ａ、２１ｂは、上面１１と一対の横端面１９ａ、１９ｂとの交線部、すなわち上面１１と一対の横端面１９ａ、１９ｂとが交差する稜線に位置している。本実施形態における一対の横切刃２１ａ、２１ｂは、上面視した場合において前切刃１５の垂直二等分線Ｏ２（図４参照）を基準として線対称となっている。そのため、以下の説明では一対の横切刃２１ａ、２１ｂにおける一方について説明する。
　横切刃２１は、必ずしも上面１１と一対の横端面１９ａ、１９ｂとの交線部の全体に形成されている必要は無い。本実施形態においては、横切刃２１は、上面１１と一対の横端面１９ａ、１９ｂとの交線部の一部に形成されている。横切刃２１は、加工溝の内側面の平滑性を高めるため、或いは、溝入れ加工において溝の幅を広げるために用いることが可能である。
　本実施形態における横切刃２１は、上面視した場合において、先端側から後端側に向かうにしたがって前切刃１５の垂直二等分線Ｏ２に近づくように傾斜している。これにより、横切刃２１が加工溝の内側面に過度に干渉することを低減することができる。
　なお、本実施形態においては、上面１１と一対の横端面１９ａ、１９ｂとの交線部のそれぞれに横切刃２１ａ、２１ｂが設けられているが、横切刃２１の構成はこれに限らない。例えば、一対の横端面１９ａ、１９ｂの一方と上面１１との交線部にのみ横切刃２１が設けられた構成であってもよい。そもそも、横切刃２１が設けられていない構成であってもよい。
　上面１１と前端面１３との交線部における少なくとも前切刃１５が形成される部分は、２つの面が交わることによる厳密な線形状ではない。同様に、上面１１と一対の横端面１９ａ、１９ｂとの交線部における少なくとも一対の横切刃２１ａ、２１ｂが形成される部分も、２つの面が交わることによる厳密な線形状ではない。
　なお、上面１１と側面との交線部における少なくとも前切刃１５及び一対の横切刃２１ａ、２１ｂが形成される部分は、僅かに曲面形状となっていてもよい。この場合、切刃の耐久性を向上させることができる。ここで、上記の部分は、例えば、いわゆるホーニング加工によって曲面形状としてもよい。
　本実施形態における上面１１は、第１隆起部２３、第２隆起部２５、第１面２７、第２面２９及び第３面３１を有している。第１隆起部２３及び第２隆起部２５は、上面視において前切刃１５に直交する方向にそれぞれ延びている。本実施形態における第１隆起部２３及び第２隆起部２５は、上面視した場合において前切刃１５の垂直二等分線Ｏ２を基準として線対称となっており、並んで配置されている。
　なお、上記において、第１隆起部２３及び第２隆起部２５が前切刃１５に直交する方向にそれぞれ延びているとは、第１隆起部２３及び第２隆起部２５が前切刃１５に概ね直交する方向にそれぞれ延びていることをいう。すなわち、第１隆起部２３及び第２隆起部２５が前切刃１５に直交する方向にそれぞれ延びているとは、第１隆起部２３及び第２隆起部２５が前切刃１５に厳密に直交して真っ直ぐ延びていることに限定されるものではない。第１隆起部２３及び第２隆起部２５が、前切刃１５から離れる方向に延びていることを意味している。例えば、第１隆起部２３及び第２隆起部２５が、部分的に湾曲していてもよい。
　ここで、図８～図１２に示すように、下面１７に平行な基準面Ｓを設定する。本実施形態においては、基準面Ｓは、中心軸Ｏ１及び前切刃１５に対して平行な面として設定することもできる。基準面Ｓは、本実施形態のインサート１における各構成部位の上下方向の位置、及び、後述する傾斜角を評価するために用いてもよい。
　第１隆起部２３及び第２隆起部２５は、前切刃１５で生じた切屑が先端側から後端側に向かって流れる際に、この切屑の流れる方向を誘導するために用いることが可能である。前切刃１５で生じた切屑を安定して誘導するため、第１隆起部２３及び第２隆起部２５における先端側の端部は、前切刃１５に接続されていてもよい。
　本実施形態における第１隆起部２３及び第２隆起部２５は、それぞれ横端面１９から離れて位置している。これは、横切刃２１で生じた切屑が湾曲するスペースを横切刃２１と第１隆起部２３及び第２隆起部２５との間に確保するためである。ただし、本実施形態においては、第１隆起部２３及び第２隆起部２５が横端面１９から離れて位置しているが、このような形態に限定されるものではない。
　本実施形態における第１隆起部２３及び第２隆起部２５は、上面視した場合において、互いに離れて位置しており、第１隆起部２３と第２隆起部２５との間にスペースが設けられている。より具体的には、第１隆起部２３と第２隆起部２５とは、上面視において前切刃１５に沿う方向において並んで位置しているため、前切刃１５に沿う方向において、第１隆起部２３と第２隆起部２５との間にスペースが設けられている。このスペースに第１面２７、第２面２９及び第３面３１が先端側から順に位置している。すなわち、第１面２７、第２面２９及び第３面３１は、上面視した場合に第１隆起部２３と第２隆起部２５との間に位置している。
　以下、図１２を参照して説明する。第１面２７は、前切刃１５に沿って位置しており、前切刃１５から離れるにしたがって下方に向かって第１傾斜角θ１で傾斜している。第１面２７は、前切刃１５で生じた切屑をすくい取る、いわゆるすくい面としての機能を有している。
　第２面２９は、第１面２７よりも後方に位置する平らな面である。第２面２９は、前切刃１５から離れるにしたがって上方に向かって第２傾斜角θ２で傾斜している。第３面３１は、第２面２９よりも後方に位置する平らな面である。第３面３１は、前切刃１５から離れるにしたがって上方に向かって第３傾斜角θ３で傾斜している。第２面２９及び第３面３１は、第１面２７の上を流れてきた切屑を渦巻き状に湾曲させ、場合によっては切屑を分断するブレーカ壁としての機能を有している。
　本実施形態のインサート１においては、第２面２９は、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の上端よりも下方に位置しており、第３面３１は、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の上端よりも上方に向かって延びている。そして、第３面３１の第３傾斜角θ３が第２面２９の第２傾斜角θ２よりも小さい。第２面２９は第３面３１と比較して前切刃１５の近くに位置している。そのため、第２面２９には、巻き数が少なく小さい切屑が接触し易い。このとき、第２傾斜角θ２が第３傾斜角θ３よりも大きいことから、傾斜角が相対的に大きい第２面２９によって、切削加工の初期段階において切屑を安定して渦巻き形状にすることができる。
　一方、第３面３１は第２面２９と比較して前切刃１５から離れて位置している。そのため、第３面３１には、巻き数が多く大きい切屑が接触し易い。このとき、第３傾斜角θ３が第２傾斜角θ２よりも小さいことから、傾斜角が相対的に小さい第３面３１によって、切屑を安定して渦巻き形状にすることができる。このような理由により、安定して切屑を処理できる。
　その結果、インサート１は、切削加工の初期段階においても巻き数が多くなった段階においても、切屑を安定して渦巻き形状にすることができるため、切削加工時において安定した切屑排出性を発揮することができる。
　第１面２７は、いわゆるすくい面としての機能を有していることから、平らな面である必要はなく、例えば凹曲面形状であってもよい。このような場合においては、第１面２７における傾斜角の最大値を第１傾斜角θ１とする。また、本実施形態における第１面２７の傾斜角は、前切刃１５に連続する先端側の端部において最大値となっている。そのため、第１面２７における先端側の端部での傾斜角を第１傾斜角θ１と評価できる。
　第１傾斜角θ１、第２傾斜角θ２及び第３傾斜角θ３の具体的な値は特に限定されるものではない。例えば、第１傾斜角θ１は１０～３０°程度に、第２傾斜角θ２は１６～３０°程度に、第３傾斜角θ３は１５～２９°程度にそれぞれ設定してもよい。
　本実施形態における第２面２９及び第３面３１は、平らな面形状である。そのため、第２面２９及び第３面３１において切屑が過度に接触することを低減して切屑を渦巻き状に湾曲させることができる。これにより、インサート１の摩耗を低減することができ、また、切屑が詰まる可能性を小さくできる。
　なお、ここで第２面２９及び第３面３１が平らな面であるとは、第２面２９及び第３面３１をそれぞれ通る互いに垂直な３つの断面のいずれにおいても、第２面２９及び第３面３１が直線状であることを意味する。以下、他の面が平らな面であるということは、同様に定義することができる。
　また、本実施形態における第３面３１は、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の後端よりも後方にまで延びていてもよい。このような場合は、第２面２９を越えてきた切屑を第３面３１によって安定して湾曲させることができる。
　また、本実施形態における上面１１は、第１面２７、第２面２９及び第３面３１に加えて、第４面３３をさらに有していてもよい。第４面３３が、第２面２９と第３面３１との間に位置しているときには、過度な傾斜角度を有すことなく第２面２９を前切刃１５に近づけることができる、或いは、過度な傾斜角度を有すことなく第３面３１を前切刃１５から遠ざけることができる。そのため、切屑の巻き数が少ない場合及び多い場合の両方において、より安定して切屑を処理できる。
　本実施形態における第４面３３は、平らな面となっていてもよい。第４面３３は、湾曲した構成であってもよいが、第２面２９及び第３面３１と同様に平らな面であるときには、第４面３３に切屑が接触した場合であっても切屑が詰まりにくくなる。
　また、本実施形態における第４面３３は、平らな面であるとともに、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の上端よりも下方に位置していてもよい。このような場合は、切屑が第４面３３と強く接触することを低減でき、第２面２９及び第３面３１によって切屑を安定して処理できる効果が高まる。
　さらに、本実施形態における第４面３３は水平面であってもよい。すなわち、第４面３３は、前切刃１５から離れるにしたがって上方又は下方に傾斜した構成ではなく、下面１７（基準面Ｓ）に平行な平らな面となっていてもよい。第４面３３がこのような構成である場合には、第４面３３が前切刃１５から離れるにしたがって下方に傾斜した構成ではないので、第２面２９及び第４面３３の下方に位置する部分のインサート１の厚みを大きくすることができる。そのため、第２面２９の耐久性を高めることができる。また、第４面３３が前切刃１５から離れるにしたがって上方に傾斜した構成ではないので、第２面２９を越えて第３面３１へと向かう切屑が第４面３３に接触する可能性を低減することができる。そのため、切屑が詰まる可能性をさらに小さくすることができる。
　ただし、本実施形態における水平面とは、厳密な意味で水平な面であることを要求するものではなく、下面１７に対して±５°程度の傾斜を含んでいる。
　第１隆起部２３及び第２隆起部２５は、それぞれ平らな面で構成された上端面３５（３５ａ，３５ｂ）を有していてもよい。すなわち、中心軸Ｏ１に直交し、第１隆起部２３及び第２隆起部２５と交わる断面において、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の上端部分は、それぞれ直線形状となっていてもよい。このように第１隆起部２３及び第２隆起部２５が、それぞれ平らな上端面３５ａ，３５ｂを有している場合には、前切刃１５で生じた切屑をより安定して誘導できる。
　上端面３５は、その先端側の端部から後端側の端部にわたって単一の平面によって構成されていてもよいが、複数の平らな面で構成されていてもよい。本実施形態における上端面３５は、それぞれ第１上端面３７（３７ａ，３７ｂ）及び第２上端面３９（３９ａ，３９ｂ）の２つの面によって構成されていてもよい。
　第１上端面３７は、前切刃１５から離れるにしたがって上方に向かって傾斜した平らな面である。また、第２上端面３９は、第１上端面３７よりも後方に位置しており、前切刃１５から離れるにしたがって下方に向かって傾斜した平らな面である。そのため、第１上端面３７及び第２上端面３９は、前後に連続して配置されており、互いに交差するように位置している。
　このような構成によれば、第１上端面３７によって、前切刃１５で生じた切屑をより安定して誘導できる。また、このような構成の第２上端面３９を設けることで、巻き数が多くなり、切屑が大きくなった場合であっても、切屑が湾曲するスペースを確保できる。
　上面視において、第１隆起部２３及び第２隆起部２５における第１上端面３７は、前切刃１５から離れるにしたがって互いの間隔が狭くなっていてもよい。そして、このとき、第１隆起部２３及び第２隆起部２５における第１上端面３７よりも後方に位置する第２上端面３９は、少なくとも一部が前切刃１５から離れるにしたがって互いの間隔が広くなっていてもよい。このような構成によれば、第１上端面３７は、前切刃１５の近くにおいて、第１上端面３７の間隔が相対的に広くなっている。そのため、前切刃１５で生じた切屑を互いの間隔が広い２点で安定して支えることができ、第１上端面３７によって切屑の流れを安定して誘導することができる。また、切屑が大きくなった場合においても、第２上端面３９によって、円滑に切屑を湾曲させることができる。その結果、第１上端面３７及び第２上端面３９によって、加工初期から加工後期に渡る切削加工の種々の段階において、安定した切屑排出性を発揮することができる。
　第１面２７は、前切刃１５から離れるにしたがって下方に向かって傾斜しており、また、第２面２９は、前切刃１５から離れるにしたがって上方に向かって傾斜している。これにより、第１面２７と第２面２９との境界部分において切屑の進行方向が大きく変わり易い。そのため、この境界部分において、切屑から第１隆起部２３及び第２隆起部２５に加わる負荷が大きくなり易い。
　図２に示すように上面視において、前切刃１５に平行な方向における第１隆起部２３及び第２隆起部２５の幅Ｗは、第１面２７と第２面２９との境界部分において最大になっていてもよい。このように、比較的大きな負荷が加わり易い箇所において幅Ｗが最大になっているときには、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の耐久性を高めることができる。
　また、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の高さは、第１面２７と第２面２９との境界部分において最大になっていてもよい。このように、切屑の進行方向が大きく変わり易い箇所において高さが最大になっているときには、切屑の流れを安定して誘導することができる。
　なお、ここで、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の高さとは、例えば、下面１７（基準面Ｓ）に対する第１隆起部２３及び第２隆起部２５の高さとすることが出来る。具体的には、第１隆起部２３及び第２隆起部２５の高さとは、下面１７（基準面Ｓ）から第１隆起部２３及び第２隆起部５の上端までの寸法とすることが出来る。
　以上、一実施形態のインサート１について図面を用いて説明したが、本開示のインサート１は上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲であって、特に詳述していない変形も含むものである。
　＜切削工具＞
　次に、本開示の一実施形態の切削工具について図面を用いて説明する。
　本実施形態の切削工具１０１は、図１３～１５に示すように、ホルダ１０５と上記の切削インサートを備えている。ホルダ１０５は、先端側にインサートポケット１０３（以下、単にポケット１０３ともいう）を有する。切削インサートは、前切刃がホルダ１０５の先端側から外方に突出するようにポケット１０３に装着される。本実施形態においては、前切刃に加えて横切刃がホルダ１０５の先端側から外方に突出するようにインサートがポケット１０３に装着されている。
　本実施形態におけるホルダ１０５は、細長く伸びた棒形状である。細長く伸びている方向はインサートにおける中心軸Ｏ１の伸びる方向と一致している。ホルダ１０５の先端側には、ポケット１０３が１つ設けられている。ポケット１０３は、インサートが装着される部分であり、ホルダ１０５の先端面に対して開口している。
　ホルダ１０５は、その先端部分に、上顎部１０７と下顎部１０９とを有している。上顎部１０７は、インサートにおける本体部の上側面を拘束する。下顎部１０９は、インサートにおける本体部の下側面を拘束する。上顎部１０７と下顎部１０９とが対向する領域によってポケット１０３が形成されている。ポケット１０３、すなわち上顎部１０７と下顎部１０９との間の領域にインサートの本体部が挿入固定される。このとき、本体部の上側面がホルダ１０５の上顎部１０７に当接する。また、本体部の下側面がホルダ１０５の下顎部１０９に当接する。
　本体部の上側面が上側溝部を有していることから、上顎部１０７における下顎部１０９に対向する領域には、上側溝部に当接する突起が設けられている。また、本体部の下側面が下側溝部を有していることから、下顎部１０９における上顎部１０７に対向する領域には、下側溝部に当接する突起が設けられている。これらの突起が、インサートの上側溝部及び下側溝部に係合することによって、インサートをホルダ１０５に安定して固定することができる。
　本実施形態においては、ホルダ１０５は、上顎部１０７に形成された第１のネジ穴（不図示）と、下顎部１０９におけるネジ穴の下方に形成された第２のネジ穴（不図示）とを有している。これらのネジ穴に挿入される固定ネジ１１１によって、インサートがホルダ１０５に固定されている。すなわち、上顎部１０７に形成された第１のネジ穴に固定ネジ１１１が挿入され、この固定ネジ１１１の先端が下顎部１０９に形成された第２のネジ穴に挿入される。そして、固定ネジ１１１が第１のネジ穴及び第２のネジ穴と螺合される。
　ホルダ１０５としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、これらの部材の中で靱性の高い鋼を用いてもよい。
　本実施形態の切削工具１０１は、上記の切削インサートを備えているため、切削加工の初期段階から巻き数が多くなった段階に渡って、安定した切屑排出性を発揮することができる。
　＜切削加工物の製造方法＞
　次に、本開示の一実施形態の切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。
　切削加工物は、被削材を切削加工することによって作製される。本実施形態における切削加工物の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）被削材２０１を回転させる工程と、
（２）回転している被削材２０１に上記実施形態に代表される切削工具１０１の切刃を接触させる工程と、
（３）切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。
　より具体的には、まず、図１６に示すように、被削材２０１を軸Ｏ２の周りで回転させるとともに、被削材２０１に切削工具１０１を相対的に近づける。次に、図１７に示すように、切削工具１０１における切刃を回転している被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。そして、図１８に示すように、切削工具１０１を被削材２０１から相対的に遠ざける。
　本実施形態の切削加工物の製造方法によれば、切削加工の初期段階から巻き数が多くなった段階に渡って安定した切屑排出性を発揮する切削工具を用いるため、良好な加工面精度を得ることができる。
　本実施形態においては、軸Ｏ２を固定するとともに被削材２０１を回転させた状態で切削工具１０１をＸ１方向に移動させることによって被削材２０１に近づけている。また、図１７においては、回転している被削材２０１に切削インサートにおける切刃を接触させることによって被削材２０１を切削している。また、図１８においては、被削材２０１を回転させた状態で切削工具１０１をＸ２方向に移動させることによって遠ざけている。
　なお、本実施形態の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、切削工具１０１を動かすことによって、切削工具１０１を被削材２０１に接触させる、或いは、切削工具１０１を被削材２０１から離しているが、当然ながらこのような形態に限定されるものではない。
　例えば、（１）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１に近づけてもよい。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維持して、被削材２０１の異なる箇所にインサートにおける切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。
　なお、被削材２０１の材質としては、例えば、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。
　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。
　例えば、本実施形態においては、図２に示すように、第１面２７と第２面２９との間、第２面２９と第４面３３との間、第４面３３と第３面３１との間には、凹曲面、いわゆるフィレット面が位置していてもよい。すなわち、各面が凹曲面を介して他の面と接続されていてもよい。しかしながら、各面の接続部分の構成はこれに限らない。例えば、各面が他の面と直接滑らかに接続されていてもよい。
１・・・切削インサート（インサート）
３・・・本体部
５・・・切削部
７・・・上側面
７ａ・・・上側溝部
９・・・下側面
９ａ・・・下側溝部
１１・・・上面
１３・・・前端面
１５・・・前切刃
１７・・・下面
１９，１９ａ，１９ｂ・・・横端面
２１，２１ａ，２１ｂ・・・横切刃
２３・・・第１隆起部
２５・・・第２隆起部
２７・・・第１面
２９・・・第２面
３１・・・第３面
３３・・・第４面
３５・・・上端面
３７，３７ａ，３７ｂ・・・第１上端面
３９，３９ａ，３９ｂ・・・第２上端面
１０１・・・切削工具
１０３・・・インサートポケット（ポケット）
１０５・・・ホルダ
１０７・・・上顎部
１０９・・・下顎部
１１１・・・固定ネジ
２０１・・・被削材

Claims (12)

  1. 　上面と、前記上面と隣り合う前端面と、前記上面と前記前端面との交差部に位置する前切刃とを備えており、
    　前記上面は、上面視において前記前切刃に直交する方向にそれぞれ延びた第１隆起部及び第２隆起部と、上面視において前記切刃に沿う方向において前記第１隆起部と前記第２隆起部との間に位置する第１面、第２面及び第３面とを有し、
    　前記第１面は、前記前切刃に沿って位置して、前記前切刃から離れるにしたがって下方に向かって第１傾斜角で傾斜しており、
    　前記第２面は、前記第１面よりも後方に位置する平らな面であり、前記前切刃から離れるにしたがって上方に向かって第２傾斜角で傾斜しており、
    　前記第３面は、前記第２面よりも後方に位置する平らな面であり、前記前切刃から離れるにしたがって上方に向かって第３傾斜角で傾斜しており、
    　前記第２面は、前記第１隆起部及び前記第２隆起部の上端よりも下方に位置しており、
    　前記第３面は、前記第１隆起部及び前記第２隆起部の上端よりも上方に向かって延びており、
    　前記第３傾斜角が、前記第２傾斜角よりも小さい、切削インサート。
  2. 　前記第３面は、前記第１隆起部及び前記第２隆起部の後端よりも後方にまで延びている、請求項１に記載の切削インサート。
  3. 　上面視において、前記前切刃に平行な方向における前記第１隆起部及び前記第２隆起部の幅は、それぞれ前記第１面と前記第２面との境界部分において最大である、請求項１または２に記載の切削インサート。
  4. 　前記第１隆起部及び前記第２隆起部の高さは、それぞれ前記第１面と前記第２面との境界部分において最大である、請求項１～３のいずれか１つに記載の切削インサート。
  5. 　前記上面は、前記第２面と前記第３面との間に位置する第４面を更に有しており、
    　前記第４面は、前記第１隆起部及び前記第２隆起部の上端よりも下方に位置している、請求項１～４のいずれかに記載の切削インサート。
  6. 　前記第４面は、平らな面である、請求項５に記載の切削インサート。
  7. 　前記第４面は、水平面である、請求項５または６に記載の切削インサート。
  8. 　前記第１隆起部及び前記第２隆起部は、それぞれ平らな面で構成された上端面を有している、請求項１～７のいずれか１つに記載の切削インサート。
  9. 　前記上端面は、前記前切刃から離れるにしたがって上方に向かって傾斜した平らな第１上端面と、前記第１上端面よりも後方に位置して、前記前切刃から離れるにしたがって下方に向かって傾斜した平らな第２上端面とを有している、請求項８に記載の切削インサート。
  10. 　上面視において、前記第１隆起部及び前記第２隆起部における前記第１上端面は、前記前切刃から離れるにしたがって互いの間隔が狭くなり、かつ、前記第１隆起部及び前記第２隆起部における前記第２上端面は、前記前切刃から離れるにしたがって互いの間隔が広くなっていることを特徴とする請求項９に記載の切削インサート。
  11. 　先端側にポケットを有するホルダと、
    　前記前切刃が前記ホルダの先端側から外方に突出するように前記ポケットに装着された、請求項１～１０のいずれか１つに記載の切削インサートと、を備えた、切削工具。
  12. 　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１１に記載の切削工具における前記前切刃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、を備えた切削加工物の製造方法。
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