JP2019005888A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】耐欠損性と切削抵抗とを同時に向上できる切削工具を提供する。【解決手段】本発明の切削工具は、端面１０と、端面１０と交差する第１及び第２の側面１３、１４と、端面１０と第１の側面１３との交差稜線部に第１の切れ刃２０ａと、端面１０と第２の側面１４との交差稜線部に第２の切れ刃２０ｂとを有する切削工具１であって、第１の切れ刃２０ａは第１のホーニング面２１ａを有し、第２の切れ刃２０ｂは第２のホーニング面２１ｂを有する。第２のホーニング面２１ｂの断面形状は、第１のホーニング面２１ａの断面形状と異なる。【選択図】図２

Description

本発明は、切削加工に用いる切削工具に関する。

切削加工用の切削工具は、切れ刃の強化のため、切れ刃にホーニング面を付与することがある。そして、切れ刃の部位によって、ホーニング面の大きさを変化させることがある。例えば、特許文献１に示されたスローアウェイチップは、切れ刃にホーニング面を加工し、コーナＲ近傍と中央部分とでホーニング量Ｗ（上面側の幅）が異なるようにホーニング面を形成している。

特開平９−１９８１９号公報

特許文献１のスローアウェイチップのように、切れ刃の部位によってホーニング面の寸法を変化させると、切削工具の耐欠損性と切削抵抗とを同時に向上させることができる。本発明は、耐欠損性と切削抵抗とを、さらにバランスよく向上させることができる切削工具を提供する。

本発明の切削インサートは、端面と、端面と交差する第１及び第２の側面と、端面と第１の側面との交差稜線部に第１の切れ刃と、端面と第２の側面との交差稜線部に第２の切れ刃とを有する切削工具であって、第１の切れ刃は第１のホーニング面を有し、第２の切れ刃は第２のホーニング面を有する。第２のホーニング面の断面形状は、第１のホーニング面の断面形状と異なる。

また、本発明の他の側面に係る切削工具は、溝入れ加工に用いることができる。そして、すくい面と、第１の逃げ面と、すくい面と第１の逃げ面との交差稜線部に形成され、溝の底面を加工することができる正面切れ刃と、第２の逃げ面と、すくい面と第２の逃げ面との交差稜線部に形成され、溝の第１の壁面を加工することができる第２の切れ刃と、を備え、正面切れ刃には、第１のホーニング面が形成され、第２の切れ刃には、第２のホーニング面が形成され、正面切れ刃と垂直な断面上において、すくい面と対向する方向から見た第１のホーニング面が形成された領域の幅を第１の幅とし、第１の逃げ面と対向する方向から見た第１のホーニング面が形成された領域の高さを第１の高さとし、第２の切れ刃と垂直な断面上において、すくい面と対向する方向から見た第２のホーニング面が形成された領域の幅を第２の幅とし、第２の逃げ面と対向する方向から見た第２のホーニング面が形成された領域の高さを第２の高さとしたときに、第２の幅に対する第２の高さの比率は、第１の幅に対する第１の高さの比率より小さく、かつ、第２の幅は、第２の高さより大きい。

この切削工具は、溝の底面を加工することができる正面切れ刃に第１のホーニング面が形成されている。また、溝の壁面を加工することができる第２の切れ刃に第２のホーニング面が形成されている。そして、通常は、切れ刃によらず、同じ形状のホーニング面を形成することが一般的であるところ、あえて、第１のホーニング面と第２のホーニング面の形を異ならせた。このようなホーニング面を形成するために、特別な製造プロセスを必要とするが、それぞれの切れ刃の役割に応じて、耐欠損性と切削抵抗をバランスよく向上させることが可能になる。特に、第２の幅は、第２の高さより大きくなるような第２のホーニング面を形成した。このため、第２の切れ刃の耐欠損性を担保するようにすくい面側の幅を大きくし、切れ味が悪くなることを抑制するように逃げ面側の高さを抑えることが可能になる。

さらに、第２の幅に対する第２の高さの比率は、第１の幅に対する第１の高さの比率より小さくしているから、第１のホーニング面の方が、高さと幅の比率が１に近いことになる。このため、正面切れ刃の耐欠損性を、第２の切れ刃のそれよりも向上させることが可能になる。ここで第１の幅は、第１の高さより大きくするように構成してもよい。

なお、このような第１のホーニング面及び第２のホーニング面は、各切れ刃の全域にわたって形成されていなくてもよく、たとえば、各切れ刃の半分以上の領域について、上述した条件を満足するホーニング面をそれぞれ形成するようにしてもよい。

また、ホーニング面が形成された領域は、すくい面もしくは逃げ面として機能する面との境界により定義される領域である。断面におけるホーニング面がほぼ直線状をなすチャンファホーニングの場合は、すくい面（または逃げ面）とホーニング面との境界がより鮮明に表れるといえる。丸ホーニングの場合は、ホーニング面から曲率が変化することから、当業者であれば、すくい面（または逃げ面）との境界を認識することができる。楕円状にホーニング面を形成する場合も、すくい面（または逃げ面）との境界で曲率が変化するため、当業者であればその境界を認識することができる。

ここで、第１の幅は、第２の幅より大きくしてもよい。

このようにすることで、正面切れ刃の耐欠損性を向上させて、一方で、第２の切れ刃の切れ味を良くすることができる。

また、正面切れ刃と垂直な断面上において、第１のホーニング面は、円弧状であってもよい。

このようにすることで、正面切れ刃の耐欠損性をより向上させることが可能になる。

また、第２の切れ刃と垂直な断面上において、第２のホーニング面は、楕円状であってもよい。

このようにすることで、第２の高さを抑えることとなり、切れ味が悪くなることを抑制することが可能になる。

ここで、楕円状とは、楕円の円弧のみならず、曲率の異なる複数の円弧から、楕円に近い、すなわち、二つの焦点からの距離の和がほぼ等しい曲線も含む。このような曲率の異なる複数の円弧であれば、楕円よりも製造しやすいという効果も発揮される。

また、正面切れ刃に接続するすくい面の第１のすくい角は、第２の切れ刃に接続するすくい面の第２のすくい角より大きくてもよい。

すくい角を大きくしたほうが、切れ味が向上するため、ホーニングに伴う正面切れ刃の切れ味が悪くなることを、すくい角を大きくすることにより抑制することができる。正面切れ刃は、溝の底面等の加工に用いられるので、より抵抗が大きくかかり、耐欠損性を担保しなければならないが、一方で、切れ味が悪くなることを回避したいという要請もある。このため、すくい角を大きくすることにより、切れ味が過剰に悪くなることを抑制することが可能になる。一方で、ホーニングに伴って切れ味が悪くなりにくい第２の切れ刃については、正面切れ刃より小さいすくい角とする。このように、溝の底面等の加工に用いることができる正面切れ刃と、溝の側面等の加工に用いることができる第２の切れ刃について、そのホーニング及び逃げ面をバランス良く設定することによって、より実用に利した切削工具を提供することが可能になる。

また、第３の逃げ面と、すくい面と第３の逃げ面との交差稜線部に形成され、溝の第１の壁面に対向する第２の壁面を加工することができる第３の切れ刃（２０ｃ）とをさらに備え、正面切れ刃と第２の切れ刃は、すくい面と対向する方向から見て鋭角で接続されており、正面切れ刃と第３の切れ刃は、すくい面と対向する方向から見て鋭角で接続されていてもよい。

このように構成することで、第２（又は第３）の切れ刃と壁面との間で切り屑等が挟まることを抑制し、正面切れ刃との接続部の近傍部分を用いて、溝の壁面を好適に加工することができる。

また、第３の切れ刃には、第３のホーニング面が形成され、第３の切れ刃と垂直な断面上において、すくい面と対向する方向から見た第３のホーニング面が形成された領域の幅を第３の幅とし、第３の逃げ面と対向する方向から見た第３のホーニング面が形成された領域の高さを第３の高さとしたときに、第３の幅に対する第３の高さの比率は、第１の幅に対する第１の高さの比率より小さくしてもよい。

このように構成することで、第３の切れ刃についても、すくい面側の耐欠損性の担保を図りつつ、一方で、第３の高さを抑えることにより、切れ味が悪くなることを抑制することが可能になる。

また、切削工具を突っ切り加工に用いてもよい。

本発明の実施形態に係る切削工具（切削インサート）の斜視図である。 図１の切削工具の部分拡大斜視図である。 図１の切削工具の部分拡大平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ切断面による拡大断面図である。 図３のＶ−Ｖ切断面による拡大断面図である。 図１の切削工具の平面図である。 図１の切削工具の右側面図である。 図１の切削工具をホルダに装着した状態の斜視図である。 拡大断面図の別形状の例である。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の一形態に係る切削工具１を示す斜視図である。なお、ここでは切削インサートを切削工具１と呼称している。しかし、切削インサートと、切削インサートが着脱自在に装着されるホルダ２とを含めて切削工具１と呼称してもよい。以下の説明においては、一例として、切削インサートを切削工具１と呼称しているに過ぎない。

図１及び図６に示すように、切削工具１は、略多角形の第１の端面１０を有する。第１の端面は、略長方形と見ることができる。また、切削工具１は、第１の端面１０と対向する第２の端面１１を有する。ここでは、第１の端面１０を上面と呼称し、第２の端面１１を下面と呼称する。図１及び図７に示すように、切削工具１は、上面１０と下面１１との間をつなぐ周側面１２を有する。図６に示すように、周側面１２は、４つの側面部分である第１から第４の側面１３、１４、１５、１６を、この順に有する。ここでは、第１の側面１３の側を正面と呼称する。切削工具１は、上面１０と周側面１２との交差稜線部に切れ刃２０を有する。切削工具１は、下面１１と周側面１２との交差稜線部にも切れ刃２０を有する。切削工具１は、第２の側面１４と第４の側面１６とを貫通する穴２４を有する。なお、第２及び第４の側面１４、１６は、上面１０及び下面１１よりも面積が広い。

図８に示すように、切削工具１は、例えば一方向に長い細長で四角柱状のホルダ２に装着することができる。切削工具１は、締め付けねじなどのクランプ部材を用いて、穴２４をクランプ部材で押えることによりホルダ２へ固定できる。切削工具１は、例えば上面１０と下面１１と第４の側面１６とがホルダ２のインサート座と当接する。切削工具１の穴２４を締め付けねじで押える場合は、穴２４が第２の側面１４に向かって拡径部を有するように構成するとよい。すなわち、穴２４は最小直径部を締め付けねじの軸部が通過でき、締め付けねじの頭部が穴２４の拡径部と当接するように構成するとよい。

この実施形態に係る切削工具１は、穴２４の中心軸線Ｃの周りに１８０°回転対称な形状である。同時に、中心軸線Ｃと直交する上面１０の中心軸線（図示せず）の周りにも１８０°回転対称な形状である。このため、切削工具１は、４組の切れ刃２０を有しており、それぞれの切れ刃２０の組が互いに１８０°回転対称な形状である。したがって、以下では、１組の切れ刃２０を中心に説明し、他の３組の切れ刃２０については、同様であるため説明を省略する。切れ刃２０以外の周辺形状についても同様とする。ただし、図１及び図７に示すように、切削工具１には数字の１や２などの、コーナの使用順序の目安となるマークを付す場合がある。このマークのような非対称性は許容される。

図１及び図６に示すように、上面１０と第１の側面１３との間には、第１の稜線１７が形成され、この第１の稜線１７は第１の切れ刃２０ａを含んでいる。ここでは、第１の切れ刃２０ａを正面切れ刃と呼称する。そして、上面１０と第２の側面１４との間には、第２の稜線１８が形成され、上面１０と第４の側面１６との間には、第３の稜線１９が形成されている。第２の稜線１８は、他の切れ刃としての第２の切れ刃２０ｂを含んでいる。上面１０と対向する方向から見て（平面視で）、第２の切れ刃２０ｂは第１の切れ刃２０ａに対して内角で鋭角をなす。第３の稜線１９は、他の切れ刃としての第３の切れ刃２０ｃを含んでいる。上面１０と対向する方向から見て、第３の切れ刃２０ｃは第１の切れ刃２０ａに対して内角で鋭角をなす。第１の切れ刃２０ａと第２の切れ刃２０ｂとの間には、第１のコーナ切れ刃２０ｄが配置されている。すなわち、第２の切れ刃２０ｂは、第１のコーナ切れ刃２０ｄを介して第１の切れ刃２０ａと接続している。第１の切れ刃２０ａと第３の切れ刃２０ｃとの間には、第２のコーナ切れ刃２０ｅが配置されている。すなわち、第３の切れ刃２０ｃは、第２のコーナ切れ刃２０ｅを介して第１の切れ刃２０ａと接続している。これらの第１から第３の切れ刃２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、第１のコーナ切れ刃２０ｄ、及び第２のコーナ切れ刃２０ｅの５つの切れ刃部分が、１組の切れ刃２０を構成している。第１の切れ刃２０ａの長さは、例えば約２ｍｍであり、第２の切れ刃２０ｂの長さは、例えば約５ｍｍであり、第３の切れ刃２０ｃの長さは、例えば約５ｍｍである。上面１０と対向する方向から見て、第１及び第２のコーナ切れ刃２０ｄ、２０ｅは、いずれも略円弧形状であり、その曲率半径が例えば約０．４ｍｍである。なお、第１及び第２のコーナ切れ刃２０ｄ、２０ｅは、ホルダ２に装着したときに、被加工物に対して円弧形状になるようにすることもできる。切削工具１をホルダ２に装着したとき、加工される溝幅に相当する第１のコーナ切れ刃２０ｄから第２のコーナ切れ刃２０ｅまでの外接寸法は、約３ｍｍである。

切削工具１の第２の側面１４から第４の側面１６までの寸法を、切削工具１に外接する平行な２平面間の距離（図示しない）で表すと、例えば約４ｍｍである。切削工具１の第１の側面１３から第３の側面１５までの寸法を、切削工具１に外接する平行な２平面間の距離（図示しない）で表すと、例えば約１３ｍｍである。切削工具１の上面１０から下面１１までの寸法を、切削工具１に外接する平行な２平面間の距離（図示しない）で表すと、例えば約１３ｍｍである。穴２４の直径は、例えば約５ｍｍである。

図２及び図３に示すように、切れ刃２０にはホーニング面２１を付与している。第１の切れ刃２０ａは第１のホーニング面２１ａを有し、第２の切れ刃２０ｂは第２のホーニング面２１ｂを有している。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ切断面における第１のホーニング面２１ａの断面形状を示す。すなわち、図４は、第１の切れ刃２０ａと直交し、なおかつ上面１０とも直交するＩＶ−ＩＶ切断面における、第１のホーニング面２１ａの断面形状を示す。第１のホーニング面２１ａの断面形状は、曲率半径Ｒ１が約０．０３ｍｍの略円弧形状である。図５は、図３のＶ−Ｖ切断面における第２のホーニング面２１ｂの断面形状を示す。すなわち、図５は、第２の切れ刃２０ｂと直交し、なおかつ上面１０とも直交するＶ−Ｖ切断面における、第２のホーニング面２１ｂの断面形状を示す。第２のホーニング面２１ｂの断面形状は、１つの直線部分２２と１つの円弧部分２３とを組み合わせた複合形状である。円弧部分２３は直線部分２２と第２の側面１４とを滑らかに接続している。円弧部分２３の曲率半径を第２の曲率半径Ｒ２とすると、第２の曲率半径Ｒ２は約０．０２ｍｍである。なお、この実施形態に係る切削工具１は、上面１０及び下面１１を全体的に見ると、上面１０と下面１１とが平行であるため、上面１０と直交するＩＶ−ＩＶ切
断面及びＶ−Ｖ切断面が下面１１とも直交する。すなわち、平面視において直線形状で表れるＩＶ−ＩＶ切断面及びＶ−Ｖ切断面は、底面視においても直線形状で表される。

図４に示すように、第１の側面１３に対向する方向から見たときの第１のホーニング面２１ａの最大の高さを第１の高さＨ１とする。図５に示すように、第２の側面１４に対向する方向から見たときの第２のホーニング面２１ｂの最大の高さを第２の高さＨ２とする。この実施形態に係る切削工具１は、第１の高さＨ１が約０．０３ｍｍであり、第２の高さＨ２が約０．０２５ｍｍである。すなわち、第２の高さＨ２は、第１の高さＨ１に対して、約８３％としている。なお、本実施形態に係る切削工具１は、第１のホーニング面２１ａの高さが一定であるが、これに限定されない。第１のホーニング面２１ａは、高さが変化してもよい。そのため、第１の高さＨ１は、第１のホーニング面２１ａの最大の高さとしている。同様に、本実施形態に係る切削工具１は、第２のホーニング面２１ｂの高さが一定であるが、これに限定されない。第２のホーニング面２１ｂは、高さが変化してもよい。そのため、第２の高さＨ２は、第２のホーニング面２１ｂの最大の高さとしている。

図４に示すように、上面１０に対向する方向から見たときの第１のホーニング面２１ａの最大の幅を第１の幅Ｗ１とする。図５に示すように、上面１０に対向する方向から見たときの第２のホーニング面２１ｂの最大の幅を第２の幅Ｗ２とする。この実施形態に係る切削工具１は、第１の幅Ｗ１が約０．０３ｍｍであり、第２の幅Ｗ２が約０．０５ｍｍである。すなわち、第２の幅Ｗ２は、第１の幅Ｗ１に対して、約１６７％としている。なお、本実施形態に係る切削工具１は、第１のホーニング面２１ａの幅が一定であるが、これに限定されない。第１のホーニング面２１ａは、幅が変化してもよい。そのため、第１の幅Ｗ１は、第１のホーニング面２１ａの最大の幅としている。同様に、本実施形態に係る切削工具１は、第２のホーニング面２１ｂの幅が一定であるが、これに限定されない。第２のホーニング面２１ｂは、幅が変化してもよい。そのため、第２の幅Ｗ２は、第２のホーニング面２１ｂの最大の幅としている。

切れ刃２０に接続する周側面１２の部分は逃げ面として機能する。図４に示すように、第１の切れ刃２０ａに接続する第１の側面１３の部分の、切削工具１単体での逃げ角を第１の逃げ角Ａ１とする。第１の逃げ角Ａ１は、図４の垂直方向となる上面１０と直角な方向を基準とし、上面１０側から下面１１側に近づくにつれ切削工具１の内方に向かう場合を正の逃げ角とする。したがって、この実施形態に係る切削工具１の第１の逃げ角Ａ１は負の逃げ角である。第１の逃げ角Ａ１は約−１０°である。図５に示すように、第２の切れ刃２０ｂに接続する第２の側面１４の部分の、切削工具１単体での逃げ角を第２の逃げ角Ａ２とする。第２の逃げ角Ａ２は、図５の垂直方向となる上面１０と直角な方向を基準とし、上面１０側から下面１１側に近づくにつれ切削工具１の内方に向かう場合を正の逃げ角とする。したがって、この実施形態に係る切削工具１の第２の逃げ角Ａ２は正の逃げ角である。第２の逃げ角Ａ２は約２°である。なお、この実施形態に係る切削工具１の下面１１が上面１０と平行なため、上面１０と直角な基準方向は下面１１とも直角である。

切削工具１は、上面１０にチップブレーカを有する。切れ刃２０に接続する上面１０の部分はすくい面として機能する。図４に示すように、第１の切れ刃２０ａに接続する上面１０の部分の、切削工具１単体でのすくい角を第１のすくい角Ｂ１とする。第１のすくい角Ｂ１は、図４の水平方向となる上面１０と平行な方向を基準とし、切れ刃２０から離れるにつれ下面１１に近づく場合を正のすくい角とする。したがって、この実施形態に係る切削工具１の第１のすくい角Ｂ１は正のすくい角である。第１のすくい角Ｂ１は約２７°である。図５に示すように、第２の切れ刃２０ｂに接続する上面１０の部分の、切削工具１単体でのすくい角を第２のすくい角Ｂ２とする。第２のすくい角Ｂ２は、図５の水平方向となる上面１０と平行な方向を基準とし、切れ刃２０から離れるにつれ下面１１に近づく場合を正のすくい角とする。ただし図５は、第２のすくい角Ｂ１が理解しやすいように、角度を誇張して表している。この実施形態に係る切削工具１の、実際の第２のすくい角Ｂ２は約０°である。なお、この実施形態に係る切削工具１は、下面１１が上面１０と平行なため、上面１０と平行な基準は下面１１とも平行である。

図３及び図６に示すように、上面１０と対向する方向から見て、第１の切れ刃２０ａの延びる方向は、第２の側面１４の延びる方向（長手方向）と直角でない。すなわち、図３において、第１の切れ刃２０ａの第１のコーナ切れ刃２０ｃ側が、第２のコーナ切れ刃２０ｄ側より外方に突出している。第１の切れ刃２０ａは、第２の側面１４の延びる方向に対して、内角で約８６°の方向に延びている。

切削工具１の切れ刃２０周辺の材質は、特に限定されるものではないが、例えば超硬合金、サーメット、セラミックスおよび立方晶窒化ほう素を含む焼結体等の硬質材料、これら硬質材料の表面にＰＶＤ又はＣＶＤコーティング膜を被膜したもの、又は単結晶ダイヤモンド或いはダイヤモンドを含む焼結体の中から選定するとよい。

［第２実施形態］
本実施形態は、溝入れ加工又は突っ切り加工に好適な切削工具について説明する。本出願の発明者らの実験やそれに伴う考察の結果、切れ刃の耐欠損性は、すくい面側のホーニング幅が大きく影響し、切れ味は、逃げ面側のホーニング高さが大きく影響することが判明した。そして、すくい面側のホーニング幅を大きくし、逃げ面側のホーニング高さを小さくすることで、耐欠損性を保ちつつ、切れ味が悪くなることを抑制することができた。具体的には、正面切れ刃２０ａのホーニング面２１ａとして図４に示される構成を採用し、第２の切れ刃２０ｂ及び第３の切れ刃２０ｃのホーニング面２１ｂ及び２１ｃとして図９に示される構成を採用する組み合わせを溝入れ加工に用いることによって、切れ味と欠けにくさのバランスを好適に向上させることが明らかになった。

図９に示されるように、第２の切れ刃２０ｂ及び第３の切れ刃２０ｃのホーニング面２１ｂ及び２１ｃは、すくい面１０と対向する方向から見たホーニング面２１が形成された領域の幅をＷ３とし、周側面１２（逃げ面１４及び１６）と対向する方向から見たホーニング面２１が形成された領域の高さをＨ３としたときに、Ｗ３＞Ｈ３となるように形成される。

溝入れ加工の場合は、溝の底面を加工する正面切れ刃２０ａにかかる切削抵抗に比して、内壁加工用の第２の切れ刃２０ｂ及び第３の切れ刃２０ｃにかかる切削抵抗は小さい。このため、正面切れ刃２０ａに設けるホーニング面よりも切れ味を重視したホーニング面とすることで、正面切れ刃２０ａがまだ十分に使用可能であるにもかかわらず、第２の切れ刃２０ｂ及び第３の切れ刃２０ｃが欠損して使用できなくなる事態を回避することが可能になる。

ただし、シャープエッジにするとチッピングが頻発してしまうため、すくい面１０側に設けられるホーニングの幅であるＷ３を、逃げ面１２側に設けられるホーニングの高さであるＨ３より大きくすることで、チッピングを抑制しつつ切れ味を好適に向上させることができる。

Ｗ３とＨ３の比率は、被加工物の材質や溝の深さ、正面切れ刃２０ａの長さ等に応じて決定されるべきであるが、一般的には、Ｗ３がＨ３の３倍より大きくするようにホーニング面２１ｂ及び２１ｃを形成することによって、切れ味をより向上させることが可能になる。

ここで、断面におけるホーニング面２１ｂ及び２１ｃの輪郭は、図９に示されるように、楕円状、すなわち、曲率大のホーニング面２１ｂ及び２１ｃがすくい面１０側を向いて形成され、曲率小のホーニング面２１ｂ及び２１ｃが逃げ面１４及び１６側を向いて形成される。

一方で、正面切れ刃２０ａに設けられるホーニング面は、より耐欠損性能を重視したものにしなければ、溝入れ加工をした際に、第２の切れ刃２０ｂ及び第３の切れ刃２０ｃがまだ十分に使用可能であるにもかかわらず、正面切れ刃２０ａが欠けてしまい使用できない事態を招く可能性がある。

このような問題を抑制するため、図４に示されるように、正面切れ刃２０ａのホーニング面２１ａは、すくい面１０と対向する方向から見たホーニング面２１ａが形成された領域の幅Ｗ１に対する逃げ面１３と対向する方向から見たホーニング面２１ａが形成された領域の高さＨ１の比率が、Ｗ３に対するＨ３の比率より大きくなるように形成される。

Ｗ１とＨ１の比率は、被加工物の材質や溝の深さ、正面切れ刃２０ａの長さ等に応じて決定されるべきであるが、一般的には、Ｗ１がＨ１の３倍より小さくなるようにホーニング面２１ａを形成することによって、耐欠損性能をより向上させることが可能になる。

ここで、断面におけるホーニング面２１ａの輪郭が、図４に示されるとおり、曲率一定の円弧状となるように、ホーニング面２１ａが形成される。

なお、幅と高さの大小関係は、意図的に、そのような関係を持たせることをいい、製造工程における製造ばらつき等によって、偶発的に、側面切れ刃の一部において、その大小関係が実現するような場合は含まない。幅と高さの比率についても、意図的にそのような関係を持たせることをいい、意図せずに、局所的にそのような領域が存在する場合は含まない。

以上のように構成された切削工具（切削インサート）１は、次のように製造することができる。まず、材料をプレス成形し、焼結することにより、切削工具１の外形を成形する。その後、必要に応じて研削加工などを行う。このとき、ホーニング面２１を形成する。ホーニング面２１は、研削砥石による加工方法の他、ブラシによる加工方法、遊離砥粒による加工方法、ラバー砥石による加工方法、レーザー光線による加工方法など、既知の様々な方法で形成できる。ホーニング面２１は、その加工条件を切れ刃２０の加工部位に応じて調整することで、その形状を調整することができる。例えば遊離砥粒による加工方法の場合は、遊離砥粒を噴出するノズルの角度、噴出圧力を変化させることで、形成されるホーニング面２１の断面形状及び各種寸法を調整することができる。切れ刃部分に直交する方向から端面と側面とにほぼ均等に遊離砥粒が当たるようにすると、例えば略円弧状の断面形状のホーニング面２１を得られる。ここから、端面１０側に強く当たり、周側面１２側に弱く当たるようにノズルの角度を変更すると、例えば複数の円弧を組み合わせた複合形状（略楕円形状）の断面形状のホーニング面２１を得られる。ノズルの角度の変更方向は、上下方向に限定されず、切れ刃部分の正面方向から平面内での角度を調整することでも、断面形状を調整可能である。なお、本実施形態の切削工具１は、次のような加工工程によって得られる。まずは、第２の切れ刃２０ｂに断面形状が略直線形状のホーニング面を研削砥石による加工方法などで加工する。次に、遊離砥粒による加工方法などを用いて、第１のホーニング面２１ａを第１の切れ刃２０ａに直交する方向から加工し、また、第２のホーニング面２１ｂの断面形状で略円弧形状の部分を、第２の切れ刃２０ｂに対して平面内で斜め方向から加工する。第１のホーニング面２１ａと第２のホーニング面２１ｂとは、同時に加工することができる。または、第１のホーニング面２１ａと第２のホーニング面２１ｂとを別々に加工することもできる。なお、必要に応じて、ＣＶＤ法やＰＶＤ法による被覆膜を、さらに付加する。

例えば、ホーニング面２１ａを形成する際には、正面切れ刃２０ａと直交し、かつ、正面切れ刃２０ａと直交する断面においてすくい面１０と逃げ面１３との二等分線をなす方向から遊離砥粒を噴出させることで、断面が円弧状となるような正面切れ刃２０ａのホーニング面２１ａを形成することが可能になる。

また、ホーニング面２１ｂ及び２１ｃについては、より逃げ面１４及び１６の法線に近い方向から遊離砥粒を噴出させて所定曲率の断面となるようにホーニング面２１ｂ及び２１ｃの一部を形成した後に、噴射角度をすくい面１０の法線に近い方向となるように移動させることで、すくい面１０側のホーニング量が大きく、かつ、曲率が大きいホーニング面２１ｂ及び２１ｃを形成することが可能になる。

切削工具１は、例えば図８に示すようにクランプ部材を穴２４に差し込んで、クランプ部材により締め付けることによりホルダ２に取り付けられる。なお、この切削工具１の固定方法は特に限定されず、押さえ駒やくさびにより固定してもよい。旋盤加工時には、被切削物を旋盤のチャックに固定し、水平軸周りに回転させる。そして、切削工具１の切れ刃２０側を被切削物に近づけて、切れ刃２０により被切削物を切削する。なお、切削工具１は、ホルダ２に装着されるときに、第１の側面１３の逃げ面として機能する部分に適切な真の逃げ角が与えられるように傾斜配置する。この真の逃げ角は、例えば約７°が好ましい。すなわち、第１の逃げ角Ａ１が約−１０°であるため、切削工具１は約１７°傾斜するように配置することが好ましい。また、ホルダ２の上面側から見て、第１の切れ刃２０ａは、ホルダ２の長手方向に直交するように配置することが好ましい。すなわち、ホルダ２の上面側から見て、切削工具１は約４°傾斜するように配置することが好ましい。

次に、この実施形態に係る切削工具１が奏する作用と効果について説明する。また、本発明の好ましい形態についても説明する。

切削工具１は、旋盤を用いた溝入れ加工に適する。溝入れ加工に用いるときは、４組の切れ刃２０の内、１組の切れ刃２０の第１の切れ刃２０ａが正面切れ刃として作用するように配置するとよい。すなわち、第１の切れ刃２０ａが被加工物の加工する溝の底と平行になるように配置するとよい。そのように配置すると、第１の切れ刃２０ａ、第１のコーナ切れ刃２０ｄ、および第２のコーナ切れ刃２０ｅによって、加工される最初の溝の幅が決定される。第２及び第３の切れ刃２０ｂ、２０ｃは、溝の内壁面に対するさらい刃（仕上げ用切れ刃）として作用させることができる。なお、第２及び第３の切れ刃２０ｂ、２０ｃは、溝の幅を拡幅するための側面切れ刃として作用させることもできる。すなわち、溝を入れた後に、横方向に切削工具１を送ることで、溝の幅を広げることもできる。切削工具１は４組の切れ刃２０を有しているため、１組の切れ刃２０が損傷しても、他の３組の切れ刃２０と入れ替えてホルダ２に装着し直すことにより、少なくとも４回使用できる。

前述のとおり、第１の切れ刃２０ａの第１のホーニング面２１ａと、第２の切れ刃２０ｂの第２のホーニング面２１ｂとは、その断面形状が異なっている。したがって、それぞれの切れ刃部分の切削特性に適したホーニング面２１の形状を、それぞれ独立に付与できる。例えば、溝入れ加工において、第１切れ刃２１ａが正面切れ刃とされるとき、第１の切れ刃２０ａは、その幅がすべて切削加工に作用するため、欠けにくいことが好ましい。すなわち、第１のホーニング面２１ａは、欠けにくい略円弧形状の断面形状が好ましい。一方、さらい刃又は側面切れ刃として作用する第２の切れ刃２０ｂは、特に加工面の品位
を高める場合に切れ味が要求される。切削工具１の切れ味は、例えば切削抵抗の低さによって評価できる。又は、切れ味を耐摩耗性で評価する場合もある。第２のホーニング面２１ｂは、切れ味のよい略直線形状の断面形状が好ましい。

ただし、実際には切れ味と欠けにくさとのバランスが重要であり、第１及び第２のホーニング面２１ａ、２１ｂは、略円弧形状と略直線形状との中間的な形状である、略楕円形状、複数の円弧を組み合わせた複合形状、及び少なくとも１つの直線と少なくとも１つの円弧とを組み合わせた複合形状の中から選択することもできる。なお、複数の円弧を組み合わせた複合形状とは、例えば図９に示すような形状のことである。図９に示す断面形状は、周側面１２側から３つの円弧を組み合わせた複合形状と見ることができる。周側面１２側から各円弧部分の曲率半径を、第３から第５の曲率半径Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５とすると、第３の曲率半径Ｒ３は第４の曲率半径Ｒ４よりも小さくし、第４の曲率半径Ｒ４は第５の曲率半径Ｒ５よりも小さくすることが好ましい。すなわち、Ｒ３＜Ｒ４＜Ｒ５とすることが好ましい。ただし、図９に例示される形状は、あくまでも３つの円弧で近似できる形状であって、近似する円弧の数は２つでも４つ以上でもよく、また、曲率半径が連続的に変化している形状も排除しない。曲率半径が連続的に変化している形状とは、例えばスプライン曲線などである。図９に例示されるような複合形状は、略楕円形状と呼称することもできる。略楕円形状は、長軸が図９における横方向に延び、短軸が縦方向に延びるような形状であることが好ましい。

略楕円形状などの中間的な形状は、基本的には、略円弧形状に近づくほど欠けにくい形状となり、略直線形状に近づくほど切れ味のよい形状となる。なお、切れ味と欠けにくさのバランスがよく、切削条件にうまく適合させると、欠けにくくてなおかつ切れ味のよい形状が得られる場合がある。すなわち、基本的には、正面切れ刃の第１のホーニング面２１ａは、略円弧形状または略円弧形状に近い断面形状が好ましい。具体的には、第１のホーニング面２１ａの断面形状は、略円弧形状、略楕円形状、複数の円弧を組み合わせた複合形状、及び少なくとも１つの直線と少なくとも１つの円弧とを組み合わせた複合形状の中から選択することが好ましい。第２のホーニング面２１ｂの断面形状は、第１のホーニング面２１ａの断面形状よりも略直線形状に近い形状が好ましい。具体的には、第２のホーニング面２１ｂの断面形状は、略直線形状、少なくとも１つの直線と少なくとも１つの円弧とを組み合わせた複合形状、略楕円形状、及び複数の円弧を組み合わせた複合形状の中から選択することが好ましい。

ただし、略直線形状は、上面１０に対する傾斜角度を調整することでも、欠けにくさや切れ味を調整することができる。すなわち、ホーニング面２１の幅に対する高さを大きくするように傾斜角度を大きくすると、欠けにくい形状になる。逆に、ホーニング面２１の幅に対する高さを小さくするように傾斜角度を小さくすると、切れ味のよい形状になる。さらに、略楕円形状などの中間的な形状は、同じ分類の形状の中でも、略円弧形状に近いものから略直線形状に近いものまで、様々な形状に調整できる。したがって、本発明は、同じ分類の形状の中でも、第１のホーニング面２１ａと第２のホーニング面２１ｂとの断
面形状が異なるようにできる。つまり、略楕円形状などの中間的な形状は、相似形以外の場合は異なる形状と考えられる。すなわち、本発明は、第１のホーニング面２１ａの断面形状と第２のホーニング面２１ｂの断面形状とが相似形でないことが重要な点である。言い換えてホーニング面２１の幅と高さで表現すると、第１のホーニング面２１ａの高さと幅の比率Ｈ１／Ｗ１と比較して、第２のホーニング面２１ｂの高さと幅の比率Ｈ２／Ｗ２が小さいことが好ましい。

ここまで、ホーニング面２１の断面形状を、略円弧形状に近いか、略直線形状に近いかを中心に説明した。しかし、実際には、ホーニング面２１の幅や高さの寸法の大小なども変更できるため、その組み合わせは、さらに自由度が高い。例えば、正面切れ刃の第１のホーニング面２１ａの断面形状を直線と円弧とを組み合わせた複合形状とし、第２のホーニング面２１ｂの断面形状を略円弧形状としても、第１のホーニング面２１ａの幅Ｗ１と比較して、第２のホーニング面２１ｂの幅Ｗ２を十分に小さくすると、第１の切れ刃２０ａが欠けにくく、第２の切れ刃２０ｂの切れ味がよい形状を得ることができる。

この実施形態に係る切削工具１は、第１の切れ刃２０ａの周辺と、第２の切れ刃２０ｂの周辺とで、逃げ角及びすくい角が異なっている。すなわち、第１の逃げ角Ａ１が第２の逃げ角Ａ２よりも負の側であり、第１のすくい角Ｂ１が第２のすくい角Ｂ２よりも大きい。切れ刃２０の損傷や切れ味は、逃げ角及びすくい角とも密接に関連している。被加工物に対する真の逃げ角を適正に設定するとき、真のすくい角を大きくすると切れ味が向上する。また、上面１０には様々なチップブレーカを設けることができる。各種のチップブレーカによって、各切れ刃２０に接続する部分のすくい角は調整できる。本発明は、これらの逃げ角やすくい角の調整に加えて、さらにホーニング面についても、各切れ刃に要求される特性に合わせて、独立に設定することができるため、切れ味や耐欠損性なのを適正に調整し、切削工具１の切削性能を高めることができる。例えば、この実施形態に係る切削工具１は、第２の切れ刃２０ｂの第２のすくい角Ｂ２は小さいが、第２のホーニング面２１Ｂを小さくすることによって、切れ味を向上させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の切削工具は、種々の変更が可能である。例えば、前述の実施形態では、第１のホーニング面２１ａの断面形状を略円弧形状とし、第２のホーニング面２１ｂの断面形状を１つの直線と１つの円弧とを組み合わせた複合形状としたが、これに限定されないことは、説明したとおりである。本実施形態に係る切削工具１は溝入れ加工に適するものであったが、これに限定されない。例えば、主切れ刃とさらい刃とを有する様々な切削工具などに適用できる。また、第２の切れ刃２０ｂは、さらい刃などの仕上げ用の切れ刃にも限定されない。第１の切れ刃２０ａと第２の切れ刃２０ｂとの異なる２つの切れ刃を有する様々な切削工具に適用できる。

本発明の切削工具は、切削インサートを用いる形態の切削工具に限定されない。チップをろう付けする形態の切削工具にも適用可能である。また、旋削工具に限定されず、転削工具や穴加工工具等のその他の形態の切削工具にも適用可能である。

前述した実施形態では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明については、請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることを理解されなければならない。すなわち、本発明には、請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。

１ 切削工具（切削インサート）
２ ホルダ
１０ 第１の端面（上面）
１１ 第２の端面（下面）
１２ 周側面
１３ 第１の側面
１４ 第２の側面
１５ 第３の側面
１６ 第４の側面
１７ 第１の稜線
１８ 第２の稜線
１９ 第３の稜線
２０ 切れ刃
２０ａ 第１の切れ刃（正面切れ刃）
２０ｂ 第２の切れ刃
２０ｃ 第３の切れ刃
２０ｄ 第１のコーナ切れ刃
２０ｅ 第２のコーナ切れ刃
２１ ホーニング面
２１ａ 第１のホーニング面
２１ｂ 第２のホーニング面
２１ｃ 第３のホーニング面
２２ 直線部分
２３ 円弧部分
２４ 穴
Ａ１ 第１の逃げ角
Ａ２ 第２の逃げ角
Ｂ１ 第１のすくい角
Ｂ２ 第２のすくい角
Ｃ 穴の中心軸線
Ｈ１ 第１の高さ
Ｈ２ 第２の高さ
Ｒ１ 第１のホーニング面の曲率半径
Ｒ２ 第２の曲率半径
Ｒ３ 第３の曲率半径
Ｒ４ 第４の曲率半径
Ｒ５ 第５の曲率半径
Ｗ１ 第１の幅
Ｗ２ 第２の幅

Claims (15)

1. 端面（１０）と、前記端面（１０）と交差する第１及び第２の側面（１３、１４）と、前記端面（１０）と前記第１の側面（１３）との交差稜線部に第１の切れ刃（２０ａ）と、前記端面（１０）と前記第２の側面（１４）との交差稜線部に第２の切れ刃（２０ｂ）とを有する切削工具（１）であって、
   前記第１の切れ刃（２０ａ）は第１のホーニング面（２１ａ）を有し、前記第２の切れ刃（２０ｂ）は第２のホーニング面（２１ｂ）を有し、前記第２のホーニング面（２１ｂ）の断面形状は、前記第１のホーニング面（２１ａ）の断面形状と異なる切削工具。
2. 前記第１のホーニング面（２１ａ）の断面形状は略円弧形状であり、
   前記第２のホーニング面（２１ｂ）の断面形状は、略直線形状、少なくとも１つの直線と少なくとも１つの円弧とを組み合わせた複合形状、略楕円形状、及び複数の円弧を組み合わせた複合形状の中から選択される請求項１に記載の切削工具。
3. 前記第１のホーニング面（２１ａ）の断面形状は略楕円形状、複数の円弧を組み合わせた複合形状、及び少なくとも１つの直線と少なくとも１つの円弧とを組み合わせた複合形状の中から選択される請求項１に記載の切削工具。
4. 前記端面（１０）と直交する方向を高さ方向と定め、前記第１の側面（１３）に対向する方向から見た前記第１のホーニング面（２１ａ）の最大の高さを第１の高さ（Ｈ１）とし、前記第２の側面（１４）に対向する方向から見た前記第２のホーニング面（２１ｂ）の最大の高さを第２の高さ（Ｈ２）とすると、前記第２の高さ（Ｈ２）は前記第１の高さ（Ｈ１）よりも小さい請求項１から３のいずれか１項に記載の切削工具。
5. 前記端面（１０）と対向する方向から見て、前記第２の切れ刃（２０ｂ）は前記第１の切れ刃（２０ａ）に対して内角で鋭角をなす請求項１から４のいずれか１項に記載の切削工具。
6. 前記切削工具（１）は、前記端面（１０）と対向する第２の端面（１１）と、前記端面（１０）と前記第２の端面（１１）とを結ぶ周側面（１２）とを有する切削インサートであって、
   前記周側面（１２）は、前記第１の側面（１３）及び前記第２の側面（１４）を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の切削工具。
7. 前記切削工具（１）は突っ切り加工用及び溝入れ加工用の少なくともいずれかの切削インサートであって、
   前記第１の切れ刃（２０ａ）は正面に配置される正面切れ刃であり、
   前記第２の切れ刃（２０ｂ）は、略円弧形状のコーナ切れ刃（２０ｄ）を介して前記第１の切れ刃（２０ａ）と接続する請求項１から６のいずれか１項に記載の切削工具。
8. 溝入れ加工をすることができる切削工具（１）であって、
   すくい面（１０）と、
   第１の逃げ面（１３）と、
   前記すくい面（１０）と前記第１の逃げ面（１３）との交差稜線部に形成され、溝の底面を加工することができる正面切れ刃（２０ａ）と、
   第２の逃げ面（１４）と、
   前記すくい面（１０）と前記第２の逃げ面（１４）との交差稜線部に形成され、前記溝の第１の壁面を加工することができる第２の切れ刃（２０ｂ）と、を備え、
   前記正面切れ刃（２０ａ）には、第１のホーニング面（２１ａ）が形成され、
   前記第２の切れ刃（２０ｂ）には、第２のホーニング面（２１ｂ）が形成され、
   前記正面切れ刃（２０ａ）と垂直な断面上において、前記すくい面（１０）と対向する方向から見た前記第１のホーニング面（２１ａ）が形成された領域の幅を第１の幅とし、前記第１の逃げ面（１３）と対向する方向から見た前記第１のホーニング面（２１ａ）が形成された領域の高さを第１の高さとし、
   前記第２の切れ刃（２０ｂ）と垂直な断面上において、前記すくい面（１０）と対向する方向から見た前記第２のホーニング面（２１ｂ）が形成された領域の幅を第２の幅とし、前記第２の逃げ面（１４）と対向する方向から見た前記第２のホーニング面（２１ｂ）が形成された領域の高さを第２の高さとしたときに、
   前記第２の幅に対する前記第２の高さの比率は、前記第１の幅に対する前記第１の高さの比率より小さく、かつ、
   前記第２の幅は、前記第２の高さより大きい、
   切削工具。
9. 前記第１の幅は、前記第２の幅より大きい請求項８記載の切削工具。
10. 前記正面切れ刃（２０ａ）と垂直な断面上において、前記第１のホーニング面（２１ａ）は、略円弧状である請求項８又は９に記載の切削工具。
11. 前記第２の切れ刃（２０ｂ）と垂直な断面上において、前記第２のホーニング面（２１ｂ）は、略楕円状である請求項８から１０のいずれか一項に記載の切削工具。
12. 前記正面切れ刃（２０ａ）に接続する前記すくい面（１０）の第１のすくい角は、前記第２の切れ刃（２０ｂ）と前記すくい面（１０）とで形成される第２のすくい角より大きい請求項８から１１のいずれか一項に記載の切削工具。
13. 第３の逃げ面（１６）と、前記すくい面（１０）と前記第３の逃げ面（１６）との交差稜線部に形成され、前記溝の第１の壁面に対向する第２の壁面を加工することができる第３の切れ刃（２０ｃ）とをさらに備え、
    前記正面切れ刃（２０ａ）と前記第２の切れ刃（２０ｂ）は、前記すくい面（１０）と対向する方向から見て鋭角で接続されており、
    前記正面切れ刃（２０ａ）と前記第３の切れ刃（２０ｃ）は、前記すくい面（１０）と対向する方向から見て鋭角で接続されている請求項８から１２のいずれか一項に記載の切削工具。
14. 第３の逃げ面（１６）と、前記すくい面（１０）と前記第３の逃げ面（１６）との交差稜線部に形成され、前記溝の第１の壁面に対向する第２の壁面を加工することができる第３の切れ刃（２０ｃ）とをさらに備え、
    前記第３の切れ刃（２０ｃ）には、第３のホーニング面（２１ｃ）が形成され、
    前記第３の切れ刃（２０ｃ）と垂直な断面上において、前記すくい面（１０）と対向する方向から見た前記第３のホーニング面（２１ｃ）が形成された領域の幅を第３の幅とし、前記第３の逃げ面（１６）と対向する方向から見た前記第３のホーニング面（２１ｃ）が形成された領域の高さを第３の高さとしたときに、
    前記第３の幅に対する前記第３の高さの比率は、前記第１の幅に対する前記第１の高さの比率より小さい請求項８から１３のいずれか一項に記載の切削工具。
15. 突っ切り加工にも用いることができる請求項８から１４のいずれか一項に記載の切削工具。

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