JP5715688B2 - 切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

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

従来、正面フライス加工を行うために用いる切削インサート（以下、「インサート」と言うことがある。）として、六角形状の両面を使用可能なインサートが提案されている（例えば、国際公開第２００７／０３７７３３Ａ１号参照）。

しかしながら、国際公開第２００７／０３７７３３Ａ１号のインサートは、そのＦｉｇ．１ＡやＦｉｇ．１Ｅに示されるように、コーナー切刃２０を挟んで位置している主切刃１６と副切刃１７の構成が異なるため、六角形状のうち３つのコーナーをそれぞれ同じ回転方向（例えば、正回転）にしか使用できないことから、逆回転のインサートを別途用意して、使い分ける必要があった。

これに対して、コーナー部４の両側の切刃構造を同一にすることによって、正回転および逆回転の両方に使用できるチップが提案されている（例えば、特開平９−２１６１１３号公報参照）。

しかしながら、特開平９−２１６１１３号公報のチップは、その図２に示されるように、切刃のうち切削加工時に主として用いられる部位１０が直線状に傾斜しているため、切削加工時において大きい切削力が加わるコーナー部４の近傍において、切刃強度を十分に確保できずに欠損するおそれがあった。この点、上述の国際公開第２００７／０３７７３３Ａ１号のインサートにおいても同様である。
そこで、低い切削抵抗と優れた耐欠損性を兼ね備えるインサートが求められている。

本発明の課題の１つは、低い切削抵抗と優れた耐欠損性を兼ね備える、切削インサートおよび切削工具、並びにそれを用いた切削加工物の製造方法を提供することである。

本発明の実施形態に係る切削インサートは、多角形状の上面と、前記上面と同一形状の下面と、前記上面および前記下面のそれぞれと接続している側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置している上切刃と、を備え、前記上面は、第１内角を備える３つの主コーナーと、前記第１内角よりも大きい第２内角を備える３つの副コーナーと、を交互に有し、前記上切刃は、前記３つの主コーナーのうちの第１主コーナーから前記３つの副コーナーのうちの前記第１主コーナーに隣接している第１副コーナーおよび第２副コーナーのそれぞれに向かって順に、コーナー切刃、前記コーナー切刃から離れるにつれて前記上下面を貫く中心軸に垂直な垂直面を基準にして前記下面に向かって第１傾斜角で傾斜している副切刃、および、前記副切刃から離れるにつれて前記垂直面を基準にして前記下面に向かって前記第１傾斜角よりも大きい第２傾斜角で傾斜している主切刃を有している。

本発明の実施形態に係る切削工具は、上述した実施形態に係る切削インサートと、前記切削インサートが取り付けられるホルダと、を備え、前記切削インサートは、前記上切刃のうち前記第１主コーナーから隣接している前記第１副コーナーに渡る第１主切削部のアキシャルレーキ角が正であり、且つ、前記上切刃のうち前記第１副コーナーから隣接している第２主コーナーに渡る非切削部のアキシャルレーキ角が負である。

本発明の実施形態に係る切削加工物の製造方法は、上述した実施形態に係る切削工具を前記ホルダの回転軸を基準に回転させる工程と、回転している前記切削工具の前記上切刃を被削材の表面に接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離隔する工程と、を備える。

本発明の実施形態に係る切削インサートによれば、上面は、第１内角を備える３つの主コーナーと、第１内角よりも大きい第２内角を備える３つの副コーナーとを交互に有しているとともに、１つの主コーナーからその両側に隣接している２つの副コーナーに向かって同一形状の上切刃を有することから、３つの主コーナーのそれぞれを右勝手および左勝手の両方の切削加工において用いることができる。

それと同時に、上切刃は、３つの主コーナーのうちの第１主コーナーから３つの副コーナーのうちの第１主コーナーに隣接している第１副コーナーおよび第２副コーナーのそれぞれに向かって順に、コーナー切刃、コーナー切刃から離れるにつれて上下面を貫く中心軸に垂直な垂直面を基準にして下面に向かって第１傾斜角で傾斜している副切刃、および、副切刃から離れるにつれて垂直面を基準にして下面に向かって第１傾斜角よりも大きい第２傾斜角で傾斜している主切刃を有している。すなわち、上切刃は、側面視で、中心軸に垂直なコーナー切刃並びに下面側に２段階に傾斜している副切刃および主切刃を備えている。それゆえ、上述のような比較的小さな第１内角を備える主コーナーおよび比較的大きな第２内角を備える副コーナーと相まって、低い切削抵抗と優れた耐欠損性を兼ね備えることが可能となる。

本発明の実施形態に係る切削インサートを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図（上面図）である。 図１に示す切削インサートを示す側面図であり、（ａ）はＸ１矢視図、（ｂ）はＸ２矢視図、（ｃ）はＸ３矢視図である。 図１の切削インサートの変形例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図（上面図）である。 図３の切削インサートを示す側面図であり、（ａ）はＺ１矢視図、（ｂ）はＺ２矢視図である。 図３の切削インサートの部分を拡大して示す平面図（上面図）である。 図５の切削インサートを示す図であり、（ａ）はＺ３矢視側面図、（ｂ）はｙ−ｙ線の断面図、（ｃ）はｚ−ｚ線の断面図である。 図５の切削インサートを示す断面図であり、（ａ）はａ−ａ線の断面図、（ｂ）はｂ−ｂ線の断面図、（ｃ）はｃ−ｃ線の断面図である。 本発明の実施形態に係る切削工具を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。 図８の切削工具における切削インサートの取り付け状態を拡大して示す側面図であり、（ａ）は切削インサートを側面から見た図、（ｂ）は切削インサートを上面から見た図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す工程図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る切削加工物の製造方法を示す工程図である。

＜切削インサート＞
以下、本発明の実施形態に係る切削インサートについて、図１および図２を参照して詳細に説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態のインサート１は、大略、多角形状（六角形状）の上面２と、上面２と同一形状の下面３と、上面２および下面３のそれぞれと接続している側面４と、上面２から下面３まで貫通している貫通孔６（取付孔）と、上面２と側面４との交線部に位置している上切刃５と、下面３と側面４との交線部に位置している下切刃５Ｐと、を備えている。インサート１は、例えば、上面２の１辺が５ｍｍ〜１００ｍｍ、上下面２、３の厚みが３ｍｍ〜１００ｍｍとすればよい。なお、図１に示すように、本実施形態の貫通孔６は、上面２および下面３のそれぞれの中央部に位置している。

本実施形態のインサート１は、上面視において、図１（ｂ）に示すような六角形状（略六角形）である。上面視とは、上面２側からインサート１を見た状態を意味するものとする。ここで、六角形状とは、厳密な六角形（正六角形）の場合に限定されるのではなく、機能を発揮できる範囲において若干の変形を含む概念である。すなわち、本実施形態の六角形状は、例えば、各辺または各頂点がわずかな曲線状である場合を含む。

さらに、インサート１は、上面２が、第１内角αを備える３つの主コーナー２１（第１〜第３主コーナー２１ａ〜２１ｃ）と、第１内角αよりも大きい第２内角βを備える３つの副コーナー２２（第１〜第３副コーナー２２ａ〜２２ｃ）と、を交互に有している。同様に、インサート１は、下面３が、第１内角αを備える３つの主コーナー２１と、第１内角αよりも大きい第２内角βを備える３つの副コーナー２２と、を交互に有している。このように、インサート１は、１つの主コーナー２１からその両側に隣接している２つの副コーナー２２、２２に向かって同一形状の上切刃５および下切刃５Ｐを有するため、３つの主コーナー２１のそれぞれにおいて、右勝手および左勝手の双方向に回転させて切削加工を行うことができる。すなわち、本実施形態のインサート１によれば、３つの主コーナー２１のそれぞれを右勝手および左勝手で用いることによって、実質的に６つの主コーナーを備えるインサートとして使用することが可能となる。

ここで、第１内角αは略直角であるのが好ましい。略直角とは、実質的に直角であることを意味するものとする。具体的には、本実施形態の略直角は、９０°±３°の範囲内を含む。特に、第１内角αは、９０°よりも大きいことが好ましい。また、第２内角βは、１４０°〜１５０°の範囲内で設定することが好ましい。なお、全ての辺を切削加工に使用しつつ、切削に寄与する切刃の長さを大きく確保する観点からは、各辺の長さが等しいことが好ましい。

また、本実施形態のインサート１において、上切刃５は上面２の全周に渡って位置している。これにより、インサート１は、３つの主コーナー２１を切削加工に使用することができる。また、このように、上切刃５を用いて切削加工を行う場合には、下面３は一部が後述するホルダ１１に取り付けるための着座面（載置部）として機能する。

なお、本実施形態のインサート１は、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、上面２および下面３の両面をそれぞれすくいの機能を発揮する面として使用可能な所謂ネガティブ型のインサートである。従って、下切刃５Ｐを用いて切削加工を行う場合には、下面３の一部をすくい面、上面２の一部を着座面（載置部）として使用することができる。すなわち、本実施形態のインサート１は、上面２と下面３とが同一形状を有しており、上下両面を切削加工に用いることができる構成を備えている。以下、特記しない限り、上面２に関する説明は下面３にも適用されるものとする。

次に、本実施形態のインサート１の各構成要素について、詳細に説明する。
上面２は、切屑を排出するための所謂すくいの機能を有する面であり、上切刃５から内方に向かって順に、下面３側に傾斜しているすくい面２３、下面３側から遠ざかるように傾斜している立ち上がり面２４、および、中心軸Ｓ１に略垂直な平面状の載置部２６（着座面）を有している。内方とは、上切刃５に対してインサート１の内側であり、貫通孔６側（中心軸Ｓ１側）のことを意味するものとする。中心軸Ｓ１とは、上下面２、３を貫く軸であり、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。

すくい面２３は、図１に示すように、上切刃５に連続している。また、すくい面２３は、上切刃５から中心軸Ｓ１に向かうにつれて下方、すなわち中心軸Ｓ１に垂直な垂直面Ｓ１ｂを基準にして下面３に向かって第３傾斜角θ３で傾斜している（図７参照）。本実施形態において、すくい面２３は、インサート１の全周に渡って位置している。ここで、第３傾斜角θ３は、１０°〜３０°に設定されることが好ましい。

立ち上がり面２４は、図１に示すように、すくい面２３に連続しており、上切刃５から中心軸Ｓ１（内方）に向かうにつれて垂直面Ｓ１ｂを基準にして下面３から離れる方向、すなわち上方に向かって第４傾斜角θ４（図示せず）で傾斜している。本実施形態において、立ち上がり面２４は、３つの副コーナー２２に対応する部位に位置している。ここで、第４傾斜角θ４は、４０°〜７０°に設定されることが好ましい。

このように、本実施形態のインサート１において、すくい面２３は、３つの主コーナー２１に対応する部位において載置部２６と連続しているとともに、３つの副コーナー２２に対応する部位において立ち上がり面２４を介して載置部２６と連続している。

載置部２６は、本実施形態のインサート１において、全体として上面視した場合に多角形状、特に三角形状である。ここで、多角形状とは、厳密な意味で頂点を有している場合に限られるものではなく、所定の作用効果を得るために必要な限度において、例えば辺と辺との接続部分が若干湾曲している構成を含む概念である。

また、図１（ｂ）に示すように、上面視において、貫通孔６の外周が、三角形状の載置部２６の３つの頂部２６ｔを結ぶ直線Ｌ１で囲まれる領域の内側に位置している。なお、頂部２６ｔとは、多角形の頂点に対応する部位を言うが、図に示すように楕円状の点線で囲っている頂点の近辺領域を意味することがある。この点、以下においても同様である。

また、載置部２６は、図１（ｂ）に示すように、互いに離隔している３つの分離部２６ａを有することが好ましい。これによって、ホルダ１１に取り付ける際に、インサート１の３つの分離部２６ａのそれぞれをホルダ１１の対応する当接面に対して別々に当接させることができるため、ホルダ１１への取り付け安定性を向上させることが可能となる。例えば、インサート１の製作過程の焼成工程において、載置部２６の形状が湾曲するなど変形した場合においても、３つの分離部２６ａが互いに独立しているため、研磨加工などの別工程を経ることなく、ホルダ１１の当接面に比較的強く当接させることが可能となる。

なお、３つの分離部２６ａはそれぞれ、上面視において三角形状である。特に、分離部２６ａの三角形状の１つの頂部が主コーナー２１に最も隣接していることが好ましい。これによって、ホルダ１１への取り付け安定性をより向上させることが可能となる。なお、上切刃５を用いて切削加工する場合には、下面３側の載置部２６がホルダ１１と当接する面となる。逆も同様である。

なお、下面２側の載置部２６は、下切刃５Ｐ側に位置している端部よりも中心軸Ｓ１側に位置している端部が、垂直面Ｓ１ｂを基準にして上面２側、すなわち上方に位置している。言い換えれば、下面２側の載置部２６は中央領域に対して外周領域がインサート１の厚み方向において外側に位置している。これによって、ホルダ１１に取り付ける際に、下切刃５Ｐ側に位置している端部をホルダ１１の対応する当接面に対して比較的強く当接させるとともに、中心軸Ｓ１側に位置している端部もホルダ１１の対応する当接面に対して比較的弱く当接させることができるため、下切刃５Ｐ側に位置している端部によるホルダ１１への取り付けを中心軸Ｓ１側に位置している端部によって補助することができ、ホルダ１１に対する取り付け安定性を向上させることが可能となる。なお、下面２側の載置部２６の中央領域から外周領域への傾斜角度は、８０°〜９０°に設定することが好ましい。

さらに、上面２は、図１に示すように、貫通孔６の周囲に載置部２６よりも下面３側、すなわち下方に位置している凹部２５をさらに有しており、上述の３つの分離部２６ａが貫通孔６および凹部２５を介して互いに離隔している。これによって、より確実に、３つの分離部２６ａのそれぞれをホルダ１１の対応する当接面に対して別々に当接させることができるため、上述のようなホルダ１１への取り付け安定性をより向上させることが可能となる。

上切刃５は、図２に示すように、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３を有している。具体的には、上切刃５は、図１（ｂ）および図２（ａ）に示すように、３つの主コーナー２１のうちの例えば第１主コーナー２１ａから３つの副コーナー２２のうちの第１主コーナー２１ａに隣接している第１副コーナー２２ａおよび第２副コーナー２２ｂのそれぞれに向かって順に、コーナー切刃５１、コーナー切刃５１から離れるにつれて下方、すなわち垂直面Ｓ１ｂを基準にして下面３に向かって第１傾斜角θ１で傾斜している副切刃５２、および、副切刃５２から離れるにつれて下方、すなわち垂直面Ｓ１ｂを基準にして下面３に向かって第１傾斜角θ１よりも大きい第２傾斜角θ２で傾斜している主切刃５３を有している。それゆえ、本実施形態のインサート１は、上述のような第１内角αを備える主コーナー２１および第２内角βを備える副コーナー２２と相まって、低い切削抵抗と優れた耐欠損性を兼ね備えることが可能となる。

ここで、第１傾斜角θ１は３°〜１５°に設定することが好ましく、第２傾斜角θ２は７°〜１９°に設定することが好ましい。本実施形態において、第１傾斜角θ１とは、垂直面Ｓ１ｂと副切刃５２の仮想延長線Ｌ２とがなす角の角度を意味するものとし、第２傾斜角θ２とは、垂直面Ｓ１ｂと主切刃５３の仮想延長線Ｌ３とがなす角の角度を意味するものとする。仮想延長線Ｌ２とは、副切刃５２の開始点、すなわち副切刃５２のうちコーナー切刃５１側に位置している端部における接線を延長した直線のことを意味するものとする。同様に、仮想延長線Ｌ３とは、主切刃５３の開始点、すなわち主切刃５３のうち副切刃５２側に位置している端部における接線を延長した直線のことを意味するものとする。

コーナー切刃５１は、図２に示すように、側面４のうち後述する主コーナー側面４１と上面２との交線部に位置しており、切削加工時に加わる切削力によって上切刃５が欠損することを抑制する役割を有し、上面視で曲線状である。本実施形態において、コーナー切刃５１は、中心軸Ｓ１に対して垂直であり、垂直面Ｓ１ｂに平行である。

副切刃５２は、図２に示すように、側面４のうち後述する第１側面４２と上面２との交線部のうちコーナー切刃５１側に位置している。また、副切刃５２は、図１（ｂ）に示すように、主切刃５３とともに第１、第２主切削部５ａ、５ｃとしての役割を有する切刃である。それと同時に、副切刃５２は、主として後述する被削材１００の仕上げ面１０２の精度を向上させる役割を有する切刃、所謂さらい刃である。本実施形態において、副切刃５２は、直線状である。

主切刃５３は、図２に示すように、第１側面４２と上面２との交線部のうち第１副コーナー２２ａ側に位置しており、切削加工において、切屑生成に主な役割を有する切刃である。本実施形態において、主切刃５３は、側面視において下面３側に凹状である。側面視とは、側面４側からインサート１を見た状態を意味するものとする。なお、主切刃５３と副切刃５２とのつなぎの部位５４は、下面３から離れる方向、すなわち上方にＲ１．０〜Ｒ１０．０の範囲内で湾曲するように設定されることが好ましい。

以上のように、上切刃５は、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３に向かうにつれて下面３側に傾斜していることから、コーナー切刃５１側で高い切刃強度を有すると同時に主切刃５３側で低い切削抵抗を実現することが可能となる。また、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３に向かうにつれて、インサート１の厚みが小さくなっているものの、それに伴って上面視における貫通孔６から各切刃までの距離が大きくなっているため、各切刃領域における高い切刃強度を確保することが可能となる。

なお、上切刃５と同様に、下切刃５Ｐも、コーナー切刃５１Ｐ、副切刃５２Ｐおよび主切刃５３Ｐを有している。コーナー切刃５１Ｐ、副切刃５２Ｐおよび主切刃５３Ｐの構成は、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３と同様である。

側面４は、被削材１００との接触を抑制するための所謂逃げ部として機能する面であり、本実施形態においては、図２に示すように、上面２と下面３とに垂直である。それゆえ、側面が上面２または下面３との間に逃げ角を有するインサートと比較して、インサート１の肉厚を確保することができるため、インサート１は耐欠損性に優れている。

具体的な構成としては、六角形状の上面２に接続している側面４は、図２（ａ）に示すように、第１主コーナー２１ａから第２主コーナー２１ｂに向かって、主コーナー側面４１、第１側面４２、副コーナー側面４３および第２側面４４を順に有している。なお、第１側面４２および第２側面４４はいずれも平面であり、主コーナー側面４１および副コーナー側面４３はいずれも曲面である。

貫通孔６は、インサート１を後述するホルダ１１に固定する役割を有する。すなわち、取付ねじ１２（固定部材）を、貫通孔６に挿入し、さらにホルダ１１までねじ込むことによって、インサート１をホルダ１１に固定し切削工具１０を形成する。なお、貫通孔６の中心軸は、中心軸Ｓ１と同じ位置に存在している。

（変形例）
次に、上述の実施形態に係るインサート１の変形例について、図３〜図７を参照して詳細に説明する。

なお、本変形例のインサート１の基本構成は、上述の実施形態のインサート１と同等である。そのため、図３〜図７においては、上述した図１および図２と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略するものとし、以下においては構成の差異が存在する部位を中心に説明を行うものとする。

本変形例のインサート１においても、上述の実施形態に係る切削インサート１と同様、上切刃５は、コーナー切刃５１、副切刃５２および主切刃５３を有している。具体的には、本変形例の上切刃５は、図３（ｂ）および図４（ａ）に示すように、３つの主コーナー２１のうちの例えば第１主コーナー２１ａから３つの副コーナー２２のうちの第１主コーナー２１ａに隣接している第１副コーナー２２ａおよび第２副コーナー２２ｂのそれぞれに向かって順に、コーナー切刃５１、コーナー切刃５１から離れるにつれて垂直面Ｓ１ｂを基準にして下面３に向かって第１傾斜角θ１で傾斜している副切刃５２、および、副切刃５２から離れるにつれて垂直面Ｓ１ｂを基準にして下面３に向かって第１傾斜角θ１よりも大きい第２傾斜角θ２で傾斜している主切刃５３を有している。

また、本変形例の上切刃５は、図４に示すように、副切刃５２は直線状であり、主切刃５３は副切刃５２に連続しており側面視において下面３側に凹状である。

ここで、図５および図６に示すように、本変形例のすくい面２３は、コーナー切刃５１の内方に位置しているコーナーすくい面２３１と、副切刃５２の内方に位置している副すくい面２３２と、主切刃５３の内方に位置している主すくい面２３３と、を有している。

以上の構成に加えて、本変形例においては、図６に示すように、副すくい面２３２と主すくい面２３３とのなす角の角度θｚが、副切刃５２と主切刃５３とのなす角の角度θｘと実質的に同一である。これによれば、上切刃５は、直線状である副切刃５２と下面３側に凹状である主切刃５３との境界近傍の比較的切刃強度が小さい部位において、切刃の損傷を低減することが可能となる。その結果、本変形例のインサート１は、所謂重切削の切削加工においても用いることができる。なお、本変形例においては、角度θｙも、角度θｘおよび角度θｚと実質的に同一である。

本変形例において、角度θｚ、θｙとは、副すくい面２３２の仮想延長線Ｌ４と主すくい面２３３の仮想延長線Ｌ５とがなす角の角度を意味するものとする。仮想延長線Ｌ４とは、副すくい面２３２の開始点、すなわち副すくい面２３２のうちコーナーすくい面２３１側に位置している端部における接線を延長した直線のことを意味するものとする。同様に、仮想延長線Ｌ５とは、主すくい面２３３の開始点、すなわち主すくい面２３３のうち副すくい面２３２側に位置している端部における接線を延長した直線のことを意味するものとする。また、本変形例において、角度θｘとは、副切刃５２の仮想延長線Ｌ２と主切刃５３の仮想延長線Ｌ３とがなす角の角度を意味するものとする。角度θｘ、θｙ、θｚが実質的に同一であるとは、これらの間に±１°の差があってもよいことを意味するものとする。他の例として、角度θｚが角度θｘよりも小さくしてもよい。これによれば、副切刃５２と主切刃５３との境界近傍の比較的切刃強度が小さい部位において、対応するすくい面２３の強度を大きくすることができるため、切刃の損傷を低減することが可能となる。

さらに、本変形例においては、図５および図６に示すように、上面視において、副すくい面２３２と主すくい面２３３との境界２３ａは、副切刃５２と主切刃５３との切刃境界５Ａから該切刃境界５Ａにおける接線Ｌ６に対して略垂直な方向に延びている。これによれば、切削加工時において、副切刃５２と主切刃５３との切刃境界５Ａの近傍に加わる比較的大きな切削力を、副すくい面２３２と主すくい面２３３との境界２３ａの強度で受け止めることができ、上切刃５において副切刃５２と主切刃５３との切刃境界５Ａにおける損傷を低減することが可能となる。なお、略垂直とは、実質的に垂直であることを意味するものとする。具体的には、本変形例の略垂直は、境界２３ａと接線Ｌ６とのなす角の角度が９０°±３°の範囲内を含む。

さらに、図５および図６に示すように、上面視において、第１主コーナー２１ａと第１副コーナー２２ａとの間に位置している、副すくい面２３２と主すくい面２３３との境界２３ａは、第１主コーナー２１ａと第２副コーナー２２ｂとを結ぶ直線Ｌ７からの距離Ｈが実質的に一定である。この構成においても、上切刃５は、直線状である副切刃５２と下面３側に凹状である主切刃５３との切刃境界５Ａの近傍の比較的切刃強度が小さい部位における損傷を低減することが可能となる。なお、直線Ｌ７について、より具体的に説明すると、直線Ｌ７は、第１主コーナー２１ａのうち第２副コーナー２２ｂ側に位置している端部２１ａ１と、第２副コーナー２２ｂのうち第１主コーナー２１ａ側に位置している端部２２ｂ１とを結ぶ直線である。また、実質的に一定とは、略一定と同等であることを意味するものとする。他の例として、切刃５から離れるにつれて距離Ｈを長くしてもよい。この場合においても、副切刃５２と主切刃５３との境界近傍の比較的切刃強度が小さい部位において、切刃の損傷を低減することが可能となる。

すくい面２３の第３傾斜角θ３は、図７に示すように、副すくい面２３２のすくい角θ３１、副すくい面２３２と主すくい面２３３との境界２３ａのすくい角θ３２、および主すくい面２３３のすくい角θ３３において、実質的に一定である。これによれば、切削加工時において、切削力が局所的に加わることなく副すくい面２３２から主すくい面２３３までの領域において分散されるため、副切刃５２と主切刃５３との境界２３ａにおける損傷を低減することが可能となる。実質的に一定とは、上述の通り、略一定と同等であることを意味するものとする。なお、他の例として、θ３２＜θ３１であり且つθ３２＜θ３３の関係にすることによって、副切刃５２と主切刃５３との境界２３ａにおける切刃強度をより向上させるようにしてもよい。他の例として、すくい面２３の第３傾斜角θ３が、内方に向かうにつれて大きくなるようにしてもよい。これによれば、副切刃５２と主切刃５３との境界近傍の比較的切刃強度が小さい部位において、対応するすくい面２３の強度を大きくすることができるため、切刃の損傷を低減することが可能となる。

すくい面２３の幅Ｗは、図５および図７に示すように、第１主コーナー２１ａから第１副コーナー２２ａに向かうにつれて小さくなっている。すなわち、本変形例のすくい面２３の幅Ｗは、図７に示すように、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３となっている。なお、他の例として、すくい面２３の幅Ｗを、Ｗ２＞Ｗ１であり且つＷ２＞Ｗ３の関係にすることによって、副切刃５２と主切刃５３との切刃境界５Ａにおける切刃強度をより向上させるようにしてもよい。

なお、本変形例のすくい面２３は、図５および図７に示すように、接続面２３ｂを介して載置部２６と連続している。接続面２３ｂは、すくい面２３を通過する切屑の逃げ部として機能するとともに、載置部２６の面積を大きく確保する際に寄与する部位でもある。

また、本変形例のインサート１においては、図３に示すように、載置部２６が上面視において六角形状である。これにより、六角形状の６つの頂部２６ｔを用いて、ホルダ１１に取り付けることができるため、ホルダ１１に対する取り付け安定性を向上させることができる。なお、図３（ｂ）に示すように、上面２には凹部２５が存在するが、本変形例の載置部２６は分離されずに一体的に形成されている。

そして、載置部２６の６つの頂部２６ｔは、３つの主コーナー２１に対応して位置している３つの主頂部２６ｔ１と、３つの副コーナー２２に対応して位置している３つの副頂部２６ｔ２とを有している。このように、切削加工時に比較的大きな切削力を受け易いコーナー部位に対応して各頂部２６ｔが位置していることから、当該部位でホルダ１１に取り付けることによって、びびり振動を低減することができ上切刃５の損傷を低減することができる。

また、本変形例のインサート１において、３つの主頂部２６ｔ１は、３つの副頂部２６ｔ２よりも、中心軸Ｓ１からの距離が大きい。すなわち、本変形例の主頂部２６ｔ１および副頂部２６ｔ２は、図３（ｂ）に示すように、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たす。これによって、第１、第２主切削部５ａ、５ｃとして機能する切刃領域を、中心軸Ｓ１から比較的遠い部位に位置する３つの主頂部２６ｔ１を用いてホルダ１１に当接させることができるとともに、その他の領域についても３つの副頂部２６ｔ２を用いてホルダ１１に当接させることができるため、３つの主頂部２６ｔ１によるホルダ１１への取り付けを３つの副頂部２６ｔ２によって補助することができ、ホルダ１１に対する取り付け安定性を向上させることが可能となる。

また、下面３の載置部２６において、３つの主頂部２６ｔ１は、３つの副頂部２６ｔ２よりも、垂直面Ｓ１ｂを基準にして上面２から遠い側、すなわち下方に位置している。これによって、上面２を回転方向の前方に向けた状態でホルダ１１に取り付ける際に、３つの主頂部２６ｔ１をホルダ１１の対応する当接面に対して比較的強く当接させることができるとともに、３つの副頂部２６ｔ２もホルダ１１の対応する当接面に対して比較的弱く当接させることができるため、３つの主頂部２６ｔ１によるホルダ１１への取り付けを３つの副頂部２６ｔ２によって補助することができ、ホルダ１１に対する取り付け安定性を向上させることが可能となる。

また、本変形例のインサート１において、上面２の載置部２６は、図４に示すように、側面視において、上切刃５のいずれの部位よりも（下方）下面３側に位置している。これによって、切削加工時に、上切刃５によって生成された切屑が載置部２６に衝突することを低減でき、載置部２６の損傷を抑制することが可能となる。具体的には、本変形例のインサート１は、上述の実施形態のインサート１と比較して、上下面の載置部２６間の厚みが同一であるのに対して、上面２から下面３までの厚み方向における最大厚みおよび最少厚みの双方において、上下面の載置部２６間の厚みよりも大きな値に設定されている。これによって、上切刃５と上面２の載置部２６との間の距離が大きくなるため、切屑を生成するためのスペースを大きく確保することができ、切屑の排出性を向上させることができる。また、例えば、インサート１の製作過程の焼成工程において、載置部２６の形状が湾曲するなど変形した場合に、上述のように載置部２６が上切刃５よりも下面３側に位置している場合には研磨加工で整形することが困難であるが、載置部２６に傾斜を設けることで、当該研磨加工を経ることなく、ホルダ１１の当接面に安定的に当接させることが可能となる。

＜切削工具＞
次に、本発明の実施形態に係る切削工具について、図８および図９を参照して詳細に説明する。

図８に示すように、本実施形態の切削工具１０は、複数の上述したインサート１と、これら複数のインサート１が固定部材を用いて取り付けられるホルダ１１と、を備えている。

ホルダ１１は、その外周先端部に複数のインサートポケット１１ａを有している。そして、各インサートポケット１１ａ内の外周位置にインサート１が取り付けられている。具体的には、切削工具１０が図８（ａ）の矢印Ａ方向に回転される場合に、インサート１は、回転方向である矢印Ａの前方側に上面（すくい面）２を向けて、ホルダ１１の最外周に主切刃５３が位置するように取り付けられている。取り付け方法としては、取付ねじ１２（固定部材）を、複数のインサート１の各々の貫通孔６に挿入してホルダ１１までねじ込むことによって、複数のインサート１をホルダ１１にそれぞれ固定している。

本実施形態において、インサート１は、図９（ａ）に示すように、ホルダ１１の回転軸Ｓ２に平行な平行面Ｓ２ａを基準として、上切刃５のうち第１主コーナー２１ａから隣接している第１副コーナー２２ａに渡る第１主切削部５ａのアキシャルレーキ角θａが正であり、且つ、上切刃５のうち第１副コーナー２２ａから隣接している第２主コーナー２１ｂに渡る非切削部５ｂのアキシャルレーキ角θｂが負であるような状態で、ホルダ１１に取り付けられている。

ここで、第１主切削部５ａは副切刃５２および主切刃５３を含むものであり、本実施形態においては副切刃５２および主切刃５３のいずれにおいてもアキシャルレーキ角θａが正である。例えば、副切刃５２のアキシャルレーキ角は０°〜１０°に設定されることが好ましく、主切刃５３のアキシャルレーキ角は５°〜２０°に設定されることが好ましい。なお、アキシャルレーキ角θａは、例えば主切刃５３のように曲線状の切刃については、主切刃５３の開始点、すなわち副切刃５２側に位置している端部における接線を延長した直線Ｌ８を用いて測定すればよい。また、アキシャルレーキ角θｂは、例えば非切削部５ｂの開始点、すなわち第１副コーナー２２ａ側に位置している端部における接線を延長した直線Ｌ９を用いて測定すればよい。

また、図９（ａ）に示すように、インサート１は、上切刃５のうち第１主コーナー２１ａと第２主コーナー２１ｂとを結ぶ直線Ｌ１０のアキシャルレーキ角θｃが負であるような状態で、ホルダ１１に取り付けられている。言い換えれば、上述の第１主切削部５ａおよび非切削部５ｂを含めた全体としてのアキシャルレーキ角が負となっている。

以上のようにインサート１をホルダ１１に取り付けることによって切削工具１０が構成されている。このような切削工具１０を矢印Ａ方向に回転させることによって、後述するように被削材１００に対して正面フライス加工やプランジ加工などの切削を行うことができる。

例えば、図９（ｂ）に示すように、正面フライス加工を行う場合には、インサート１の第１主切削部５ａを用いて被削材１００を切削して切削面１０１を形成するとともに、副切刃５２を用いて被削材１００を切削して仕上げ面１０２を形成することができる。この際、ホルダ１１の回転軸Ｓ２に垂直な垂直面Ｓ２ｂに対して、副切刃５２は略平行の関係に設定されている。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、本発明の第１、第２実施形態に係る切削加工物の製造方法について、図１０および図１１を参照して、詳細に説明する。

第１、第２実施形態の切削加工物の製造方法は、上述の切削工具１０をホルダ１１の回転軸Ｓ２を基準に回転させる工程と、回転している切削工具１０の上切刃５を被削材１００の表面に接触させる工程と、切削工具１０を被削材１００から離隔する工程とを備えている。以下、実施形態ごとに詳細に説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る切削加工物の製造方法として、いわゆる正面フライス加工を例にとって、図１０を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る切削加工物の製造方法は、以下の（ｉ）〜（iii）の工程を備える。なお、以下の説明において、各工程を実行する順序を明記していない場合には、その順序は適宜変更してもよい。

（ｉ）図１０（ａ）に示すように、切削工具１０をホルダ１１（切削工具１０）の回転軸Ｓ２を中心に矢印Ａ方向に回転させる工程。そして、切削工具１０を矢印Ｂ方向に動かし、被削材１００に近づける。

（ii）図１０（ｂ）に示すように、回転している切削工具１０の上切刃５を、被削材１００の表面に接触させる工程。ここで、本実施形態においては、（ii）の工程は、次の３つの工程を有する。

第１に、回転している切削工具１０を、回転軸Ｓ２に対して垂直な方向である矢印Ｃ方向に移動させる工程。これによって、被削材１００に対して正面フライス加工を行うことができる。

第２に、回転している切削工具１０の上切刃５のうち第１主コーナー２１ａから隣接している第１副コーナー２２ａに渡る第１主切削部５ａを、被削材１００の表面に接触させる工程。これによって、第１主切削部５ａと接触して切削された被削材１００の被削面が、図１０（ｂ）に示すような切削面１０１となる。

第３に、回転している切削工具１０の上切刃５のうち第１主コーナー２１ａと第２副コーナー２２ｂとの間に位置している副切刃５２を、第１主切削部５ａと接触することによって形成された被削材１００の被削面に接触させる工程。これによって、上述の第２の工程で第１主切削部５ａによって切削された被削材１００の被削面のうち第１主切削部５ａによって直接切削されずに削り残された部位が、副切刃５２によって平滑化されて、図１０（ｂ）に示すような仕上げ面１０２となる。

（iii）図１０（ｃ）に示すように、切削工具１０を矢印Ｃ方向にそのまま動かし、切削工具１０を被削材１００から離隔する工程。

以上の各工程を経ることによって、被削材１００を、図１０（ｃ）に示すような所望の形状に切削してなる切削加工物１１０が製造される。

また、切削加工を継続して実行する場合には、例えば、切削工具１０を回転させた状態を維持して、被削材１００の異なる箇所に切削工具１０の上切刃５を接触させる工程を繰り返せばよい。切削加工に用いている上切刃５の主コーナー２１が摩耗した際には、インサート１を中心軸Ｓ１に対して１２０°回転させることによって、未使用の上切刃５の主コーナー２１を用いればよい。また、本実施形態においては、切削工具１０の回転方向を矢印Ａとは逆向きに回転させることによって、インサート１の１つの主コーナー２１を逆勝手の切削加工に使用することができるため、３つの主コーナー２１のそれぞれを右勝手および左勝手の両方に用いることによって、実質的に６つの主コーナーを備えるインサートとして使用することが可能となる。なお、切削工具１０の回転方向を矢印Ａと逆向きに変更することによって、第１主切削部５ａにおける副切刃５２が仕上げ面１０２を形成する切刃としての役割を有することになる。なお、本実施形態では、上切刃５について説明したが、下切刃５Ｐの場合も同様である。

なお、上述の各工程は、次のように変形することができる。例えば、（ｉ）の工程において、切削工具１０を固定しつつ被削材１００を回転させるようにしてもよい。また、切削工具１０と被削材１００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。同様に、（iii）の工程では、被削材１００と切削工具１０とを相対的に遠ざければよく、例えば被削材１００を所定位置に保持されている切削工具１０から遠ざけるようにしてもよい。これらの変形については、次に説明する第２実施形態においても同様である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る切削加工物の製造方法として、いわゆるプランジ加工（突き加工）を例にとって、図１１を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る切削加工物の製造方法は、以下の（ｉ）〜（iii）の工程を備える。なお、以下の説明において、各工程を実行する順序を明記していない場合には、その順序は適宜変更してもよい。

（ｉ）図１１（ａ）に示すように、切削工具１０をホルダ１１（切削工具１０）の回転軸Ｓ２を中心に矢印Ａ方向に回転させる工程。そして、切削工具１０を矢印Ｄ方向に動かし、被削材１００に近づける。

（ii）図１１（ｂ）に示すように、回転している切削工具１０の上切刃５を、被削材１００の表面に接触させる工程。ここで、本実施形態においては、（ii）の工程は、次の３つの工程を有する。

第１に、回転している切削工具１０を、回転軸Ｓ２に対して平行な方向である矢印Ｄ方向に移動させる工程。これによって、被削材１００に対してプランジ加工を行うことができる。

第２に、回転している切削工具１０の上切刃５のうち第１主コーナー２１ａから隣接している第２副コーナー２２ｂに渡る第２主切削部５ｃを、被削材１００の表面に接触させる工程。これによって、第２主切削部５ｃと接触して切削された被削材１００の被削面が、図１１（ｂ）に示すような切削面１０１となる。

第３に、回転している切削工具１０の上切刃５のうち第１主コーナー２１ａと第１副コーナー２２ａとの間に位置している副切刃５２を、第２主切削部５ｃと接触することによって形成された被削材１００の被削面に接触させる工程。これによって、上述の第２の工程で第２主切削部５ｃによって切削された被削材１００の被削面のうち第２主切削部５ｃによって直接切削されずに削り残された部位が、副切刃５２によって平滑化されて、図１１（ｂ）に示すような仕上げ面１０２となる。

（iii）図１１（ｃ）に示すように、切削工具１０を矢印Ｅ方向に動かし、切削工具１０を被削材１００から離隔する工程。

以上の各工程を経ることによって、被削材１００を、図１１（ｃ）に示すような所望の形状に切削してなる切削加工物１１０が製造される。

また、切削加工を継続して実行する場合には、上述の第１実施形態と同様にすればよい。

以上、本発明に係るいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施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限り任意のものとすることができることは言うまでもない。

例えば、上述の実施形態に係るインサート１においては特記していないが、上面２および下面３のそれぞれの色を互いに異ならせるようにしてもよい。具体的には、例えばインサート本体が銀色を示す超硬合金である場合に、上面２および下面３のいずれか一方を、例えば金色を示す窒化チタン（ＴｉＮ）により被覆するのが好ましい。ネガティブ形のインサートにおいては、上面２および下面３は、いずれもすくい面として機能するため、インサートの取り付け間違いを生じる場合がある。上面２および下面３のいずれか一方をＴｉＮで被覆すると、ＴｉＮで被覆した面と被覆していない面とが異なる色となる。それゆえ、それぞれの面を明確に区別できるようになり、インサート１を取り付ける際の誤認を抑制することができる。ここで、上面２および下面３のいずれかの被覆対象面は、その全面を被覆する必要はなく、例えば被覆対象面の一部（例えば切刃以外の部分）にＴｉＮを被覆することによっても同様の効果を得ることができる。なお、上述の被覆に用いる材料としては、上面２および下面３の色の相違を認識することができれば、ＴｉＮに限定されるものではない。例えば、インサート本体が超硬合金である場合に、明るい赤褐色を示す炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、暗い赤褐色を示す窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）等を採用することもできる。

また、上述の実施形態に係るインサート１では、載置部２６が互いに離隔している３つの分離部２６ａを有する構成について説明したが、これに代えて、同様の効果を得ることができる限りにおいて、３つの分離部２６ａを相互に隣接する部位において接続するような構成を採用してもよい。

また、上述の実施形態に係るインサート１では特記していないが、上切刃５が垂直面Ｓ１ｂと略平行なランド（図示せず）を有する構成としてもよい。これによって、上切刃５の強度を向上させることができ、所謂重切削の加工条件においても好適に使用することが可能となる。

また、上述の実施形態に係るインサート１では、上面２が六角形状である構成について説明したが、上面２が六角形状以外の他の多角形状である構成にしてもよい。

Claims (19)

1. 多角形状の上面と、
   前記上面と同一形状の下面と、
   前記上面および前記下面のそれぞれと接続している側面と、
   前記上面と前記側面との交線部に位置している上切刃と、を備え、
   前記上面は、第１内角を備える３つの主コーナーと、前記第１内角よりも大きい第２内角を備える３つの副コーナーと、を交互に有し、
   前記上切刃は、前記３つの主コーナーのうちの第１主コーナーから前記３つの副コーナーのうちの前記第１主コーナーに隣接している第１副コーナーおよび第２副コーナーのそれぞれに向かって順に、コーナー切刃、前記コーナー切刃から離れるにつれて前記上下面を貫く中心軸に垂直な垂直面を基準にして前記下面に向かって第１傾斜角で傾斜している副切刃、および、前記副切刃から離れるにつれて前記垂直面を基準にして前記下面に向かって前記第１傾斜角よりも大きい第２傾斜角で傾斜している主切刃を有しており、かつ前記第１主コーナーから前記第１副コーナーに向かって延びる部位と、前記第１主コーナーから前記第２副コーナーに向かって延びる部位とが同一形状であり、
   前記主切刃は、側面視において前記下面側に凹状であって、前記副切刃側の端部から前記第１副コーナーおよび前記第２副コーナー側の端部に向かうにつれて前記下面に漸次近づくように下方に傾斜している、切削インサート。
2. 前記コーナー切刃は前記垂直面に平行である、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記副切刃は直線状である、請求項１または２に記載の切削インサート。
4. 前記第１内角は略直角である、請求項１〜３のいずれかに記載の切削インサート。
5. 前記第１内角は９０°よりも大きい、請求項４に記載の切削インサート。
6. 前記上面から前記下面まで貫通している貫通孔、をさらに備える請求項１〜５のいずれかに記載の切削インサート。
7. 前記上面は、前記上切刃に連続しており、前記上切刃から内方に向かうにつれて前記垂直面を基準にして前記下面に向かって第３傾斜角で傾斜しているすくい面、をさらに有しており、
   前記すくい面は、前記副切刃の内方に位置している副すくい面と、前記主切刃の内方に位置している主すくい面と、を有している、請求項１〜６のいずれかに記載の切削インサート。
8. 前記副すくい面と前記主すくい面とのなす角の角度は、前記副切刃と前記主切刃とのなす角の角度と実質的に同一である、請求項７に記載の切削インサート。
9. 上面視において、前記第１主コーナーと前記第１副コーナーとの間に位置している前記副すくい面と前記主すくい面との境界は、前記第１主コーナーと前記第２副コーナーとを結ぶ直線からの距離が実質的に一定である、請求項８に記載の切削インサート。
10. 上面視において、前記副すくい面と前記主すくい面との境界は、前記副切刃と前記主切刃との切刃境界から該切刃境界における接線に対して略垂直な方向に延びている、請求項８または９に記載の切削インサート。
11. 前記すくい面の前記第３傾斜角は、前記副すくい面、前記副すくい面と前記主すくい面との境界、および前記主すくい面において実質的に一定である、請求項７〜１０のいずれかに記載の切削インサート。
12. 前記すくい面の幅は、前記第１主コーナーから前記第１副コーナーに向かうにつれて小さくなっている、請求項７〜１１のいずれかに記載の切削インサート。
13. 前記上面は、前記すくい面に連続しており、前記上切刃から内方に向かうにつれて前記垂直面を基準にして前記下面から離れる方向に向かって第４傾斜角で傾斜している立ち上がり面、をさらに有する、請求項７〜１２のいずれかに記載の切削インサート。
14. 前記上面は、平面状の載置部、をさらに有し、
    前記すくい面は、前記３つの主コーナーに対応する部位において前記載置部と連続しているとともに、前記３つの副コーナーに対応する部位において前記立ち上がり面を介して前記載置部と連続している、請求項１３に記載の切削インサート。
15. 請求項１〜１４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取り付けられるホルダと、を備え、
    前記切削インサートは、前記上切刃のうち前記第１主コーナーから隣接している前記第１副コーナーに渡る第１主切削部のアキシャルレーキ角が正であり、且つ、前記上切刃のうち前記第１副コーナーから隣接している第２主コーナーに渡る非切削部のアキシャルレーキ角が負である、切削工具。
16. 前記切削インサートは、前記上切刃のうち前記第１主コーナーと前記第２主コーナーとを結ぶ直線のアキシャルレーキ角が負である、請求項１５に記載の切削工具。
17. 請求項１５または１６に記載の切削工具を前記ホルダの回転軸を基準に回転させる工程と、
    回転している前記切削工具の前記上切刃を被削材の表面に接触させる工程と、
    前記切削工具を前記被削材から離隔する工程と、を備える、切削加工物の製造方法。
18. 前記上切刃を被削材の表面に接触させる工程は、
    回転している前記切削工具を、前記回転軸に対して垂直な方向に移動させる工程と、
    回転している前記切削工具の前記上切刃のうち前記第１主コーナーから隣接している前記第１副コーナーに渡る第１主切削部を、被削材の表面に接触させる工程と、
    回転している前記切削工具の前記上切刃のうち前記第１主コーナーと前記第２副コーナーとの間に位置している前記副切刃を、前記第１主切削部と接触することによって形成された前記被削材の被削面に接触させる工程と、を有する、請求項１７に記載の切削加工物の製造方法。
19. 前記上切刃を被削材の表面に接触させる工程は、
    回転している前記切削工具を、前記回転軸に対して平行な方向に移動させる工程と、
    回転している前記切削工具の前記上切刃のうち前記第１主コーナーから隣接している前記第２副コーナーに渡る第２主切削部を、被削材の表面に接触させる工程と、
    回転している前記切削工具の前記上切刃のうち前記第１主コーナーと前記第１副コーナーとの間に位置している前記副切刃を、前記第２主切削部と接触することによって形成された前記被削材の被削面に接触させる工程と、を有する、請求項１７に記載の切削加工物の製造方法。

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