特許 6228229 切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6228229

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】切削インサート、切削工具及び切削加工物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/20 20060101AFI20171030BHJP

   B23C 5/06 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   B23C5/20

   B23C5/06 A

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-549143(P2015-549143)

(86)(22)【出願日】2014年11月18日

(86)【国際出願番号】JP2014080425

(87)【国際公開番号】WO2015076232

(87)【国際公開日】20150528

【審査請求日】2016年5月11日

(31)【優先権主張番号】特願2013-240242(P2013-240242)

(32)【優先日】2013年11月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】石 寛久

【審査官】 稲葉 大紀

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０７７４４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／１３７６６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００２−５３９９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／００１９０７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｃ ５／２０

Ｂ２３Ｂ２７／１４

Ｂ２３Ｃ ５／０６

Ｂ２３Ｃ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の角部及び前記一対の角部の間に位置する辺部を有する多角形状の上面と、
前記上面に対応する多角形状の下面と、
前記下面及び前記上面の間に設けられた側面と、
前記上面における前記一対の角部と前記側面との交線部に位置した一対のコーナー切刃である第１コーナー切刃及び第２コーナー切刃と、
前記上面における前記辺部と前記側面との交線部に位置した主切刃とを備え、
前記主切刃は、全体として下方に窪んだ凹形状であって、
側面視して、下方に窪んだ凹曲線形状の第１部位と、
前記第１部位から前記一対のコーナー切刃のそれぞれに向かって延び、前記一対のコーナー切刃に近づくに従って高さが高くなる一対の直線形状の第２部位とを有し、
前記第１部位における最も下方に位置する部分が、側面視して、前記第２コーナー切刃の側に寄っており、
前記上面は、
前記主切刃の前記第１部位に沿って位置する第１すくい面と、
前記主切刃の前記第２部位に沿って位置する第２すくい面と、
前記コーナー切刃に沿って位置する第３すくい面とを更に有しており、
前記第２すくい面のすくい角が、前記第１すくい面及び前記第３すくい面のすくい角よりも大きいことを特徴とする切削インサート。

【請求項2】

請求項１に記載の切削インサートであって、
前記一対の直線形状の第２部位は、
前記第１部位から前記第１コーナー切刃に向かって延びる第１直線部と、
前記第１部位から前記第２コーナー切刃に向かって延びる第２直線部とからなり、
前記第２直線部よりも前記第１直線部が長いことを特徴とする切削インサート。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の切削インサートであって、
前記側面は、前記主切刃に対応した箇所に位置する平面部を有していることを特徴とする切削インサート。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１つに記載の切削インサートであって、
前記主切刃は、上面視して、内側に窪んだ凹形状であることを特徴とする切削インサート。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つに記載の切削インサートであって、
前記第１すくい面のすくい角が、前記第３すくい面のすくい角よりも大きいことを特徴とする切削インサート。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１つに記載の切削インサートであって、
前記第１部位における最も下方に位置する部分は、前記一対のコーナー切刃のうち、被削材を切削する際に前記被削材の加工面から離れて位置する前記第２コーナー切刃の側に寄っていることを特徴とする切削インサート。

【請求項7】

先端部に複数のインサートポケットを有するホルダと、
前記主切刃が前記ホルダから突出して前記インサートポケットに装着された、請求項１〜６のいずれか１つに記載の切削インサートとを備えたことを特徴とする切削工具。

【請求項8】

請求項７に記載の切削工具を回転させる工程と、
回転している前記切削工具における前記主切刃を被削材に接触させる工程と、
前記切削工具を前記被削材から離す工程とを備えたことを特徴とする切削加工物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本態様は、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。

【背景技術】

【0002】

従来、被削材の切削加工に用いられる切削インサートとして、特開平９−２１６１１３号公報（特許文献１）及び特開平１１−３４７８２６号公報（特許文献２）等に記載の切削インサートが知られている。特許文献１、２に記載の切削インサートは、具体的には、正面フライス加工又はエンドミル加工のような転削加工に用いられる。特許文献１、２に記載の切削インサートは、側面視して切刃が下に凹むように湾曲している。

【0003】

特許文献１、２に記載の切削インサートは、被削材に対して主切刃の切込み角が、４５°或いは９０°となるように設定されている。そのため、被削材を切削するときに、切屑厚みが大きくなり、ひいては主切刃に加わる衝撃が大きい。さらには、主切刃が被削材を切削する際に発生する熱が多量に発生し、主切刃に欠けが発生する虞が大きい。

【発明の概要】

【0004】

本態様の一態様に基づく切削インサートは、一対の角部及び前記一対の角部の間に位置する辺部を有する多角形状の上面と、前記上面に対応する多角形状の下面と、前記下面及び前記上面の間に設けられた側面と、前記上面における前記一対の角部と前記側面との交線部に位置した一対のコーナー切刃である第１コーナー切刃及び第２コーナー切刃と、前記一対のコーナー切刃の間に位置した主切刃とを備える。前記主切刃は、全体として下方に窪んだ凹形状であって、側面視して、下方に窪んだ凹曲線形状の第１部位と、前記第１部位から前記一対のコーナー切刃のそれぞれに向かって延び、前記一対のコーナー切刃に近づくに従って高さが高くなる一対の直線形状の第２部位とを有している。前記第１部位における最も下方に位置する部分が、側面視して、前記第２コーナー切刃の側に寄っている。そして、前記上面は、前記主切刃の前記第１部位に沿って位置する第１すくい面と、前記主切刃の前記第２部位に沿って位置する第２すくい面と、前記コーナー切刃に沿って位置する第３すくい面とを更に有している。前記第２すくい面のすくい角が、前記第１すくい面及び前記第３すくい面のすくい角よりも大きい。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】一実施形態の切削インサートを示す斜視図である。

【図2】図１に示す切削インサートの上面図である。

【図3】図１に示す切削インサートの側面図である。

【図4】一実施形態の切削工具を示す斜視図である。

【図5】図４に示す切削工具の側面図である。

【図6】図５に示す切削工具の一部である切削インサートの取付状態を拡大した側面図である。

【図7】図６に示す切削インサートの主切刃を拡大した側面図である。

【図8】一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。

【図9】一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。

【図10】一実施形態の切削加工物の製造方法の一工程を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

＜切削インサート＞
以下、一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）について、図１〜３を用いて説明する。なお、図１の二点鎖線は、切削インサート１の中心軸Ｘを示している。

【0007】

図１〜３に示すように、本実施形態のインサート１は、下面２と、上面３と、下面２及び上面３の間に設けられた側面４と、上面３と側面４との交線部に位置した一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）と、一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）の間に位置した主切刃６とを備えている。上面３は、多角形状であって、一対の角部及び一対の角部の間に位置する辺部を有している。下面２は、上面３に対応する多角形状である。一対のコーナー切刃５は、上面３における一対の角部と側面４との交線部に位置している。主切刃６は、上面３における辺部と側面４との交線部に位置している。

【0008】

主切刃６は、全体として下方に窪んだ凹形状であって、第１部位（曲線部）及び一対の第２部位（直線部）を有している。第１部位は、側面視して、下方に窪んだ凹曲線形状である。一対の第２部位は、直線形状であって、第１部位から一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）のそれぞれに向かって延びており、一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）に近づくに従って高さが高くなっている。そして、第１部位における最も下方に位置する部分（底部）６ｐが、側面視して、一方のコーナー切刃５ｂの側に寄っている。

【0009】

一対のコーナー切刃５ａ、５ｂのうち、被削材を切削する際に被削材の加工面に近接するものを第１コーナー切刃５ａ、被削材を切削する際に被削材の加工面から離れて位置するものを第２コーナー切刃５ｂとする。

【0010】

上面３は、多角形状であって、一対の角部及び一対の角部の間に位置する辺部を有している。また、下面２は、上面３に対応する多角形状である。本実施形態におけるインサート１の下面２及び上面３は、それぞれ複数の角部を有する四角形状である。本実施形態における角部は、厳密な意味での角ではなく、上面視して湾曲した円弧形状である。

【0011】

そのため、本実施形態のインサート１においては、上面３の角部に位置する円弧形状の部分がコーナー切刃５となり、上面３の周縁における円弧形状の角部の間に位置する部分が辺部であって主切刃６となる。

【0012】

インサート１には、上下に貫通する貫通孔Ｈが形成されている。貫通孔Ｈは、上面３の中央部分から下面２の中央部分にかけて形成されている。貫通孔Ｈは、ネジを通す穴であって、ネジをホルダに螺子止めすることによって、インサート１をホルダに固定するために用いられる。なお、貫通孔Ｈの開口部は上面視して円形状であって、例えば直径が２〜１２ｍｍである。貫通孔Ｈが上面３の中心から下面２の中心にかけて形成されていることから、貫通孔Ｈの中心軸Ｘは、上下方向に延びている。

【0013】

インサート１の材質としては、例えば、超硬合金あるい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、炭化タングステン（ＷＣ）にコバルト（Ｃｏ）の粉末を加えて焼結して生成されるＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、あるいはＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏがある。また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料であり、具体的には、炭化チタン（ＴｉＣ）、又は窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物が挙げられる。

【0014】

インサート１の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法又は物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）又はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などが挙げられる。

【0015】

インサート１は、下面２又は上面３の最大幅が５〜２０ｍｍである。また、下面２から上面３までの高さは２〜８ｍｍである。なお、上面３及び下面２の形状としては、上記の形態に限定されるものではない。例えば、上面視した場合の上面３の形状が三角形、五角形、六角形又は八角形のような多角形状であってもよい。

【0016】

上面３は、図１，２に示すように、ランド面３１及びすくい面３２を有している。ランド面３１は、コーナー切刃５及び主切刃６と連続している。コーナー切刃５及び主切刃６は、上面３の外縁に相当する。すくい面３２は、ランド面３１よりも貫通孔Ｈに近い領域に設けられている。また、すくい面３２は、貫通孔Ｈに向かうにつれて高さが低くなる傾斜面である。なお、本実施形態における下面２は、中心軸Ｘに対して直交する平面に形成されている。

【0017】

ランド面３１は、コーナー切刃５及び主切刃６と連続しており、コーナー切刃５及び主切刃６よりも中心軸Ｘに近い領域に設けられている。ランド面３１は、コーナー切刃５及び主切刃６に沿って設けた幅の狭い帯状の面をいい、すくい面３２よりも側面４とのなす内角が大きくなっている。具体的には、ランド面３１は、下面２に対してほぼ平行か、中心に向かうにつれて高さが高くなる傾斜面である。なお、ランド面３１は、コーナー切刃５に近い領域の一部が、中心に向かうにつれて高さが低くなっていてもよい。

【0018】

ランド面３１と側面４との交線部にはコーナー切刃５及び主切刃６が形成されている。ランド面３１は、コーナー切刃５及び主切刃６の強度を高めるために設けられている。ランド面３１の内側に位置するすくい面３２は、中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面である。そのため、すくい面３２と側面４とのなす内角は小さい。

【0019】

しかしながら、ランド面３１と側面４とのなす内角は、すくい面３２と側面４とのなす内角よりも大きいので、ランド面３１を有することによって、コーナー切刃５及び主切刃６の強度を高めることができる。なお、上面３の外縁とすくい面３２の外縁との間に位置するランド面３１の幅は、切削条件によって適宜設定されるが、例えば０．０５〜０．５ｍｍの範囲で設定される。

【0020】

すくい面３２は、ランド面３１と連続しており、ランド面３１よりも中心軸Ｘに近い領域に設けられている。すくい面３２は、主切刃６において切削された切屑が擦過する面をいう。そのため、被削材２００の切屑はすくい面３２の表面を伝うように流れる。すくい面３２は、切屑処理を良好にするために、上面３の中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面となっている。

【0021】

特に図示しないが、すくい面３２に垂直な断面における下面２とすくい面３２とのなす角で示される傾斜角度は、例えば５°〜３０°の範囲で設定すればよい。すくい面３２は、切屑をすくうことができるように、中心に向かうにつれて高さが低くなっていればよいので、傾斜角度が異なる複数の領域によって構成されていてもよい。

【0022】

具体的には、本実施形態のインサート１においては、すくい面３２は、主切刃６の曲線部６１（第１部位６１）に沿って位置する第１すくい面３２１と、主切刃６の直線部６２（第２部位６２）に沿って位置する第２すくい面３２２と、コーナー切刃５に沿って位置する第３すくい面３２３とを有している。そして、本実施形態においては、第２すくい面３２２のすくい角が、第１すくい面３２１及び第３すくい面３２３のすくい角よりも大きい。言い換えれば、第１すくい面３２１及び第３すくい面３２３のすくい角が第２すくい
角３２２よりも小さい。

【0023】

切刃における湾曲した領域であるコーナー切刃５及び曲線部６１に沿ったすくい面の領域においては、それぞれの領域内で切屑の流れる方向が変化する。そのため、これらのすくい面の領域には相対的に大きな負荷が加わり易い。しかしながら、第１すくい面３２１及び第３すくい面３２３のすくい角が相対的に小さいことによって、これらの領域の強度を高めることができる。したがって、インサート１の耐久性を良好なものにできる。

【0024】

本実施形態においては、さらに第１すくい面３２１のすくい角が、第３すくい面３２３のすくい角よりも大きい。コーナー切刃５の曲率が曲線部６１の曲率よりも大きいため、第３すくい面３２３を流れる切屑の流れる方向の変化が第１すくい面３２１を流れる切屑の流れる方向の変化よりも大きい。このとき、第３すくい面３２３のすくい角が相対的に小さいことによって第３すくい面３２３の強度を高めることができるため、インサート１の耐久性をさらに良好なものにできる。

【0025】

第１すくい角３２１、第２すくい角３２２、第３すくい角３３３は、それぞれ対応する切刃の領域の中心を通り、切刃に対して直交する断面におけるすくい角によって評価すればよい。例えば、曲線部６１の中心を通り、この中心において曲線部６１に対して直交する断面におけるすくい角が第１すくい面３２１となる。

【0026】

側面４は、下面２及び上面３の間に設けられている。側面４は、逃げ面として機能し、上面３の外縁に接続されている。側面４は、主切刃６に対応した箇所に位置する平面部４１と、コーナー切刃５に対応した箇所に位置する湾曲面４２とを有している。このように、側面４は、主切刃６と連続した平面部４１を有している。平面部４１は、側面視して下面２に平行な方向に沿った長さが、例えば５〜２０ｍｍの範囲で設定される。平面部４１は、側面視して上下方向の長さが、２〜８ｍｍの範囲で設定される。また、湾曲面４２は、異なる側面に位置する平面部４１同士をつなげる箇所に位置している。

【0027】

側面４に平面部４１が設けられていることで、逃げ面の摩耗の状態を測定するためには、単に平面部４１の面がどれだけ摩耗しているかを確認すればよい。そのため、写真などから実測して摩耗が計測され易くなる。なお、本実施形態では、側面４の主切刃６に対応した箇所における上端から下端までの全てを平面部４１としたが、これに限られない。例えば、主切刃６と連続する一部の箇所を平面部４１とし、この平面部４１の下方に段差等が設けられていてもよい。上面３と側面４との交線部であって、辺部には主切刃６が形成されている。主切刃６は、図３に示すように、側面視した場合において全体として上方に凹の形状である。

【0028】

側面４に平面部４１が設けられていることで、側面４が同じ平面部４１の形状を有するものであれば、ホルダ自体の形状を変更せずに、複数種類のインサート１をホルダに取り付けることができる。その結果、被削材２００の材質、被削材２００の大きさに応じて、必要なインサート１を選び、ホルダ１０１に取り付けるだけで、被削材２００を所望する形状に加工することができる。つまり、ホルダ１０１自体をインサート１に対応させた物に取り換える必要がなくなり、切削加工物の製造方法を単純化することができ、切削加工物の生産性を向上させることができる。

【0029】

上面３と側面４との交線部には主切刃６が形成されている。主切刃６は、図３に示すように、側面視した場合に、下方に窪んだ凹曲線形状である第１部位６１（曲線部６１）と、曲線部６１と連続して設けられる一対の第２部位６２（直線部６２）とを有している。

【0030】

曲線部６１は、図３に示すように、主切刃６において相対的に高さ位置が低い個所に設けられている。そして、コーナー切刃５は相対的に高さ位置が高い個所に設けられている。上下方向において、曲線部６１は、コーナー切刃５よりも下方に０．２〜２ｍｍの範囲で低くなるように設定されている。曲線部６１は、側面視して湾曲しており、上下方向において主切刃６において最も下方に位置する底部６ｐを有している。

【0031】

主切刃６に曲線部６１と曲線部６１を間に挟んで一対の直線部６２を設けることで、被削材２００の切削時に、主切刃６の全長が同時に被削材２００に接触することがなく、主切刃６の全長のうち、同時に接触する箇所を短くすることができる。具体的には、一対の第１コーナー切刃５ａの一方が被削材２００に接触し、その後、直線部６２や曲線部６１が被削材２００に接触する。その結果、インサート１の主切刃６の切削抵抗が急激に上昇するのを抑制し、インサート１に被削材２００から伝わる衝撃を緩和することで、切削工具１００にびびり振動が生じるのを抑制することができる。

【0032】

曲線部６１（第１部位６１）の底部６ｐは、図６に示すように、インサート１をホルダ１０１に取り付けた状態で、一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）のうち上方に位置する第２コーナー切刃５ｂ寄りに設けられている。言い換えれば、底部６ｐは、下方に位置する被削材２００を切削する際に、一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）のうち、被削材の加工面から離れて位置する第２コーナー切刃５ｂの側に寄っている。

【0033】

インサート１は、被削材を切削するときに、第２コーナー切刃５ｂ寄りに底部６ｐを位置させることで、インサート１をホルダ１０１に取り付けた状態で、主切刃６の全体としての切り込み量を確保しつつ、主切刃６における被削材に対する切込み角の小さな領域も確保することができる。具体的には、第２コーナー切刃５ｂに接続した第２直線部６２ｂの切込み角を小さくすることができる。

【0034】

主切刃６における第２コーナー切刃５ｂ寄りの領域まで使用する場合のように切り込み量が大きい場合には、主切刃６に対する切削抵抗も非常に大きくなる。しかしながら、相対的に大きな負荷が加わり易い第２コーナー切刃５ｂに接続した直線部６２ｂの切込み角が小さいことから、この直線部６２ｂに加わる切削抵抗を軽減することができる。そのため、主切刃６の全体に加わる切削抵抗を抑えることができる。

【0035】

その結果、特に、切込み角が３０°以下の高送り加工において、切屑を薄くすることができ、主切刃６の発熱を低減することができる。具体的には、彫り込み加工などで、切込みが深くなりインサート１に大きな切削抵抗が掛かっても、切込み深さが深い位置の切刃の切込み角が小さく、切屑厚みを薄くすることができ、切刃に掛かる負荷を軽減出来るので、主切刃６の欠けが発生するのを抑制することができる。このようにして、主切刃６に欠けが発生するのを抑制することができる。

【0036】

本実施形態に係るインサート１は、上面視して四角形状であり、４つの辺部と４つの角部とを有している。各辺部には、２つの角部が対となって隣接している。そのため、本実施形態に係るインサート１は、４つの主切刃６を有している。そして、上面３の外縁に沿った主切刃６同士の間には、コーナー切刃５が設けられている。そのため、コーナー切刃５は、４つ形成されている。

【0037】

なお、本実施形態のインサート１は、上面視して四角形状であるため、４つの主切刃６及び４つのコーナー切刃５が形成されるが、これに限られない。主切刃６及びコーナー切刃５の数は、上面視したときのインサート１の多角形状に応じて、例えば、３つ，５つ、或いは６つ以上であっても構わない。

【0038】

本実施形態のインサート１を用いた図４に示す切削工具１００においては、４つの主切刃６のうちの１つが被削材の切削加工に用いられる。ここで、長時間の切削加工によって使用している主切刃６が劣化した場合には、インサート１をホルダ１０１から一旦取り外した後に、インサート１を中心軸Ｘに対して９０°回転させて再度ホルダ１０１に取り付ければよい。これにより、未使用の他の主切刃６を被削材２００の切削加工に用いることができる。

【0039】

なお、上面３と側面４との交線部は、２つの面が交わることによる厳密な線形状ではない。上面３と側面４との交線部が鋭角に尖っていると、主切刃６の耐久性が低下する。そのため、上面３と側面４とが交わる部分がわずかに曲面形状となっている、いわゆるホーニング加工が施されていてもよい。

【0040】

主切刃６は、側面視した場合に全体として直線形状ではなく、下面２を下に上面３を上にした状態で、下方に凹の形状である。具体的には、主切刃６は、下方に窪んだ凹曲線形状である曲線部６１（第１部位６１）と、曲線部６１と連続して設けられる一対の直線部６２（第２部位６２）とを有している。一対の直線部６２は、それぞれ曲線部６１から一対のコーナー切刃５に向かって延びている。主切刃６がこのような形状である場合には、主切刃６が上面３に平行な直線形状である場合と比較して、主切刃６を被削材に対して傾斜して接触させ易くなる。そのため、主切刃６が食い付くときの切削抵抗を小さくできるので、被削材を良好に切削加工できる。

【0041】

ここで、一対の直線部６２（第２部位６２）のうち、第１コーナー切刃５ａに向かって延びているものを第１直線部６２ａ、第２コーナー切刃５ｂに向かって延びているものを第２直線部６２ｂとする。

【0042】

なお、直線部６２がコーナー切刃５に向かって延びているとは、直線部６２の仮想的な延長線がコーナー切刃５と交差するという意味に限定されるものではなく、単に一対のコーナー切刃５ａ、５ｂが位置する側に向かって延びていることを意味している。例えば、図５においては、第１コーナー切刃５ａが左端に位置していることから、曲線部６１から左側に向かって延びているものを第１直線部６２ａとしている。また、図５においては、第２コーナー切刃５ｂが右端に位置していることから、曲線部６１から右側に向かって延びているものを第２直線部６２ｂとしている。

【0043】

曲線部６１は、下方に窪んだ凹曲線形状であれば、特に形状が限定されるものではなく、例えば、円弧形状、楕円弧形状または放物線形状とすることができる。本実施形態では、曲線部６１は、下方に窪んだ円弧形状である。このような場合には、インサート１をホルダ１０１に取り付ける際のアキシャルレーキの影響を受けにくくなり、安定してインサート１を被削材に食い付かせることができる。

【0044】

ここで仮に、主切刃６が、仮に、主切刃６の全てが直線形状である場合について説明する。インサート１の主切刃６が被削材２００の端面に食い付き始める際に、インサート１に強いびびり振動が強く発生する。主切刃６の全てが単に直線形状である場合は、被削材２００に主切刃６が当たり始める角度によっては、被削材２００に主切刃６の全部が同時に当たり始めることがあり、大きな衝撃がインサート１に加わり、振動が生じてびびり振動が発生する原因となってしまう。ひいては、びびり振動が発生すると切削条件を上げることができないため、加工能率を向上させることができない。

【0045】

また仮に、主切刃６の全てが下方に窪んだ凹曲線形状である場合は、被削材に対して主切刃６が点で接触し始めることもあるが、被削材に食い付き始めると、主切刃６の全てが直線形状であるものと比較して、主切刃６の全体の長さが長くなるため、インサート１に強い衝撃が加わり続ける時間も長くなってしまう。

【0046】

本実施形態に係るインサート１は、主切刃６が、下方に窪んだ凹曲線形状である第１部位６１と、第１部位６１と連続して設けられる一対の第２部位６２とを有している。そのため、食い付き始める際に主切刃６の全体が被削材２００に当たることがなく、さらに、主切刃６の全体の長さが主切刃６の全体が下方に窪んだ凹曲線形状とした場合と比較して、主切刃６の全体の長さを短くすることができる。そのため、本実施形態に係るインサート１は、切削抵抗を低減することができ、衝撃を緩和し、インサート１が被削材に食い付き始める際の切削抵抗の上昇を抑えることができる。

【0047】

また、被削材の表面の凹凸が大きい場合においては、切込み深さが常に大きく変動する。このとき、仮に、主切刃６の全体が凹曲線形状である場合には切込み角が一定にならず、安定した切削加工を行うことが出来ないが、本態様では主切刃６が直線部６２を有しており、切込み角が一定の領域を２段階に分けている為、切込み深さの変化による切削抵抗の変動を抑制することができる。

【0048】

また、図６又は図７に示すように、主切刃６の曲線部６１における最も下方に位置する部分である底部６ｐが、一対のコーナー切刃５（５ａ，５ｂ）のうち、被削材の加工面にから離れて位置する第２一方のコーナー切刃５ｂの側に寄って設けられている。底部６ｐは、コーナー切刃５ｂの高さ位置と比較して、下方に例えば０．２〜１．２ｍｍ低い位置に形成されている。そして、主切刃６は、図７に示すように、下面２に沿った平面方向に沿って、例えば５ｍｍ〜２５ｍｍの長さであって、底部６ｐが主切刃６の平面方向の長さの中心位置Ｐに対して、第２コーナー切刃５ｂの側に例えば０．５〜１．５ｍｍずれて形成されている。

【0049】

また、一対の直線部６２（６２ａ、６２ｂ）のうち、第１コーナー切刃５ａ寄りの第１直線部６２ａよりも第２コーナー切刃５ｂ寄りの第２直線部６２ｂが短く形成されている。そのため、主切刃６の全体での切り込み量を大きく確保することができる。なお、ホルダ１０１にインサート１を取り付けた状態において、主切刃６の被削材表面に沿った平行線Ｌに対する傾斜角度は、コーナー切刃５ａ側に向かってのびた第１直線部６２ａの傾斜角度ａ１が例えば５〜１５°であって、コーナー切刃５ｂに向かってのびた第２直線部６２ｂの傾斜角度ａ２が３〜１３°となるように設定されている。なお、傾斜角度ａ２は、傾斜角度ａ１よりも小さくなるように設定されている。

【0050】

さらに、一対の直線部６２（６２ａ、６２ｂ）のうち、第２コーナー切刃５ｂ寄りの第２直線部６２ｂが、第１コーナー切刃５ａ寄りの第１直線部６２ａよりも短いことから、被削材２００に第２直線部６２ｂが接触する接触長さを効果的に抑えることができ、第２直線部６２ｂが被削材２００に食付き始める際の切削抵抗の上昇を抑えることができる。具体的には、第２直線部６２ｂの平行線Ｌに対する傾斜角度ａ２が第１直線部６２ａの傾斜角度ａ１よりも小さく、第２直線部６２ｂの長さが第１直線部６２ａの長さよりも短いことによって、切り込み量が大きい時に使用する第２直線部６２ｂの切屑厚みを薄くし、耐欠損性を向上させることができ、インサート１自体の強度も向上させることができる。

【0051】

このように、主切刃６が、下方に窪んだ凹曲線形状である曲線部６１と、曲線部６１と連続して設けられる一対の直線部６２とを有している。そのため、主切刃６の全部が直線形状である場合と、主切刃６の全部が凹曲線形状である場合の両方の良い点を備えている。さらに、曲線部６１の底部６ｐが、第２コーナー切刃５ｂの側に寄っているため、主切刃６の全部が直線形状である場合に、被削材２００との接触時の接触長さが長くなってしまうという、デメリットを効果的に抑えることができる。一方、本実施形態に係るインサート１は、主切刃６が全体として下方に凹んだ形状なので、主切刃６が被削材に接触する際に主切刃６の全体が同時に接触することが避けられ、良好な切削を行うことができる。

【0052】

本実施形態に係るインサート１は、主切刃６が、側面視して、凹んだ曲線部６１と、曲線部６１から一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）のそれぞれに向かってのびた一対の直線部６２（６２ａ、６２ｂ）を有し、曲線部６１における底部６ｐが、下方に位置する被削材２００を切削するときの一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）のうち、上方に位置する第２コーナー切刃５ｂの側に寄っていることで、衝撃を緩和し、インサート１が被削材２００に食付き始める際の切削抵抗の上昇を抑えることができる。

【0053】

また、本実施形態における主切刃６は、上面視して、上面３の内側に向かって窪んだ凹形状である。言い換えれば、本実施形態における主切刃６は、上面３の中心に向かって窪んだ凹形状である。ここで、上面３の中心に向かって窪んでいるとは、一対のコーナー切刃５（５ａ、５ｂ）の両方に接する接線よりも上面３の中心に近くなるように位置していることを意味している。上面３の中心に最も近付いている部分と上記の接線との間隔は、０．０２〜０．２ｍｍの範囲で設定されている。

【0054】

本実施例における主切刃６は、上記のように平面視した場合において凹形状であることから、インサート１をホルダ１０１に取り付けて、被削材を切削したときに、主切刃６の外周側の切込み角を小さくすることができる。これにより、肩加工時においてはコーナー切刃５の付近での切屑の厚みを薄くすることができ、切削時の衝撃を緩和できる。従って、コーナー切刃５や主切刃６の耐欠損性を向上させることができる。

【0055】

なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

【0056】

＜切削工具＞
次に、一実施形態の切削工具１００について図４〜７を用いて説明する。図４〜６は、インサート１がホルダ１０１のインサートポケット１０２（以下、単にポケット１０２ともいう）にネジ１０３によって取り付けられた状態を示している。なお、図４の二点鎖線は、切削工具１００の回転中心軸Ｙを示している。

【0057】

本実施形態の切削工具１００は、図４〜６に示すように、回転中心軸Ｙを有し、先端側の外周面に複数のポケット１０２を有するホルダ１０１と、ポケット１０２にそれぞれ装着される上記のインサート１とを備えている。

【0058】

ホルダ１０１は、回転中心軸Ｙを中心とする略円柱形状をなす。そして、ホルダ１０１の先端側の外周面には、ポケット１０２が複数設けられている。ポケット１０２は、インサート１が装着される部分であり、ホルダ１０１の外周面及び先端面に開口している。複数のポケット１０２は、等間隔で設けられていても不等間隔で設けられていてもよい。ホルダ１０１には、複数のポケット１０２が形成されていることから、厳密な円柱形状ではない。

【0059】

そして、ホルダ１０１に設けられた複数のポケット１０２に、インサート１が装着される。複数のインサート１は、主切刃６がホルダ１０１の先端面から前方、すなわちホルダ１０１の先端面よりも被削材に向かって突出するように装着される。具体的には、複数のインサート１は、第１コーナー切刃５ａ及び主切刃６の一部がホルダ１０１の先端面から突出するようにホルダ１０１に装着されている。

【0060】

このとき、第１コーナー切刃５ａが切削時にホルダ１０１の先端面から最も突出した位置に固定される。インサート１は、図５に示すように、コーナー切刃５ａがホルダ１０１の先端面から前方に向かって突出するようにホルダ１０１のポケット１０２に装着される。これにより、曲線部６１の底部６ｐが、被削材の加工面から離れて上方に位置する第２コーナー切刃５ｂの側に寄って、ホルダ１０１に取り付けられる。

【0061】

本実施形態においては、インサート１は、ネジ１０３によって、ポケット１０２に装着されている。すなわち、インサート１の貫通孔Ｈにネジ１０３を挿入し、このネジ１０３の先端をポケット１０２に形成されたネジ孔（不図示）に挿入して、ネジ１０３をネジ孔に固定させることによって、インサート１がホルダ１０１に装着されている。なお、ホルダ１０１としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、これらの材質の中で靱性の高い鋼を用いることが好ましい。

【0062】

＜切削加工物の製造方法＞
次に、一実施形態の切削加工物の製造方法について図８〜１０を用いて説明する。図８〜図１０は、切削加工物の製造方法を示している。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方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）上記実施形態に代表される切削工具１００を回転させる工程と、
（２）回転している切削工具１００における主切刃６を被削材２００に接触させる工程と、
（３）切削工具１００を被削材２００から離す工程と、
を備えている。

【0063】

より具体的には、まず、切削工具１００を回転中心軸Ｙの周りで回転させながら被削材２００に相対的に近付ける。次に、図９に示すように、切削工具１００の主切刃６を被削材２００に接触させて、被削材２００を切削する。そして、図１０に示すように、切削工具１００を被削材２００から相対的に遠ざける。

【0064】

本実施形態においては、被削材２００を固定するとともに切削工具１００を近づけている。また、図８，９においては、被削材２００を固定するとともに切削工具１００を回転中心軸Ｙの周りで回転させている。また、図１０においては、被削材２００を固定するとともに切削工具１００を遠ざけている。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、被削材２００を固定するとともに切削工具１００を動かしているが、当然ながらこのような形態に限定されるものではない。

【0065】

例えば、（１）の工程において、被削材２００を切削工具１００に近づけてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材２００を切削工具１００から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、切削工具１００を回転させた状態を維持して、被削材２００の異なる箇所にインサート１の主切刃６を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している主切刃６が摩耗した際には、インサート１を貫通孔Ｈの中心軸Ｘに対して９０度回転させて、未使用の主切刃６を用いればよい。なお、被削材２００の材質の代表例としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、又は非鉄金属などが挙げられる。

【符号の説明】

【0066】

１ 切削インサート（インサート）
２ 下面
３ 上面
３１ ランド面
３２ すくい面
３２１ 第１すくい面
３２２ 第２すくい面
３２３ 第３すくい面
４ 側面
４１ 平面部
４２ 湾曲面
５ コーナー切刃
５ａ 第１コーナー切刃
５ｂ 第２コーナー切刃
６ 主切刃
６１ 第１部位（曲線部）
６２ 第２部位（直線部）
６２ａ 第１直線部
６２ｂ 第２直線部
６ｐ 底部
Ｘ 中心軸
Ｈ 貫通孔
１００ 切削工具
１０１ ホルダ
１０２ インサートポケット（ポケット）
１０３ ネジ
Ｙ 回転中心軸
２００ 被削材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】