JP2014046407A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切削抵抗及び逃げ面摩耗を低減することで工具寿命に優れる切削工具を提供する。
【解決手段】切削工具１０は、逃げ面３とすくい面２とを繋ぐ領域で刃先処理が施されてなる刃先処理部４と、刃先処理部４と逃げ面３との境界に形成される切刃稜線６とを具える。切削工具１０をすくい面２側から平面視した際、刃先処理部４とすくい面２との境界７と切刃稜線６とを結んだ最短距離を刃先処理部４の幅Ｌとする。刃先処理部４において、境界７から刃先処理部４の幅Ｌの９０％の領域に、切刃稜線６に沿った溝を具える。切削工具１０は、工具寿命に優れる。刃先処理部４に溝５を具えることで、被削材を切削加工する際、被削材との接触面積を小さくできるので、切削抵抗を低減できる。溝５により、刃先処理部４での切削油の流れを向上でき、すくい面２と逃げ面３間で切削油が流れ易くできる。そのため、切り屑を排出し易くでき、逃げ面摩耗を低減できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属材料等の切削加工に利用される切削工具に関するものである。特に、切削抵抗及び逃げ面摩耗を低減することで工具寿命に優れる切削工具に関する。

金属材料等を切削加工するための切削工具として、ＷＣを主成分とする超硬合金や、ＴｉＣやＴｉＣＮを主成分とするサーメット、立方晶窒化ホウ素・ダイヤモンドを主成分とするｃＢＮ焼結体やＰＣＤ、セラミックスからなる切削工具、或いは、これら超硬合金やサーメット、ｃＢＮ焼結体やＰＣＤ焼結体、セラミックスからなる基材上に高硬度で耐摩耗性の高い被覆膜を具える被覆切削工具などが知られている。

これらの切削工具で被削材を切削加工する際、切削工具の逃げ面とすくい面とを繋ぐ領域、及び逃げ面の面粗さが被削材に転写される。そのため、これらの面粗さが粗いと、被削材の加工面が粗くなり、その表面性状が悪くなる。それを解決する技術として、例えば、特許文献１には、切削工具の切刃稜の面粗さを平滑にするための刃先処理、具体的には、バレル研磨やバフ研磨、ブラシホーニング処理などが記載されている。

また、特許文献２には、切削工具の逃げ面に切刃稜線と平行に複数の溝を形成することにより、境界摩耗の発生を抑制することで長期に亘って仕上げ面精度を維持する切削工具が記載されている。

特開昭６４−１６３０２号公報 特開２０１２−１１４７１号公報

特許文献１に記載のように逃げ面とすくい面とを繋ぐ領域の面粗さを平滑にすると、被削材の加工面を平滑にできるので、表面性状を向上できる。その一方で、被削材に対する接触面積が大きくなるため、切削抵抗が高くなる上に、切り屑の排出性が悪くなる。そのため、切削工具の摩耗量（特に、逃げ面摩耗量）が増加し、切削工具の工具寿命が短くなる。

また、特許文献２のように、切削工具の逃げ面に切刃稜線と平行に複数の溝を形成すると、逃げ面の強度が低下して切削工具の摩耗量（特に逃げ面摩耗）が増加するにより、切削工具の工具寿命の低下を招く虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、切削抵抗及び逃げ面摩耗を低減することで工具寿命に優れる切削工具を提供することにある。

本発明の切削工具は、逃げ面とすくい面とを繋ぐ領域で刃先処理が施されてなる刃先処理部と、刃先処理部と逃げ面との境界に形成される切刃稜線とを具える。切削工具をすくい面側から平面視した際、刃先処理部とすくい面との境界と上記切刃稜線とを結んだ最短距離を刃先処理部の幅とする。そして、刃先処理部において、刃先処理部とすくい面との境界から刃先処理部の幅の９０％までの領域に、切削に関与する切刃稜線に沿った溝を具える。

本発明の切削工具は、工具寿命に優れる。刃先処理部に上記溝を具えることで、被削材を切削加工する際、被削材との接触面積を小さくすることができるので、切削抵抗を低減できる。また、上記溝により、切削する際に使用する切削油が常に劣化していない状態で、刃先処理部に供給できるので、切り屑の潤滑性が向上する。そのため、切り屑を排出し易い上に、逃げ面側へ切削油が効果的に流れることで、逃げ面摩耗を低減できるからである。特に、上記溝を従来のように逃げ面に具えるのではなく、刃先処理部に具えることで逃げ面の強度の低下を抑制できるため、従来よりも逃げ面摩耗が増加し難く切削工具の寿命の低下を抑制できる。

本発明の切削工具の一形態として、溝の深さ方向が、切削工具の縦断面において、刃先処理部、及びすくい面のいずれか一方に対する法線方向であることが挙げられる。

上記の構成によれば、溝に切削油を浸入させ易く、かつ切削油を溝から逃げ面側へ流れ易くすることができる。

本発明の切削工具の一形態として、溝の断面形状が、Ｖ字状であることが挙げられる。

上記の構成によれば、切削油を逃げ面側へ流れ易くできる。

本発明の切削工具の一形態として、溝の開口端における幅をＷとし、溝の深さをＤとすると、溝の幅Ｗと溝の深さＤとの比Ｗ／Ｄが０．１以上１０以下であることが挙げられる。

上記の構成によれば、上記比Ｗ／Ｄを０．１以上とすることで、被削材との接触面積を小さくできる。加えて、切削油を溝に浸入させ易くすることにより、常に劣化していない切削油を刃先処理部に供給することができるため、切り屑の潤滑性を向上させることができる。上記比Ｗ／Ｄを１０以下とすることで、刃先処理部の強度の低下を抑制できる上に、切削油を溝に保持し易くできる。

本発明の切削工具の一形態として、溝の幅Ｗは、２μｍ以上１０μｍ以下であり、溝の深さＤは、０．５μｍ以上４０μｍ以下であることが挙げられる。

上記の構成によれば、溝の幅Ｗを２μｍ以上とすることで、切削油を溝に浸入させ易くすることにより、常に劣化していない切削油を刃先処理部に供給することができるため、切り屑の潤滑性を向上できる。溝の幅Ｗを１０μｍ以下とすることで、切削油を溝に保持し易くできる。一方、溝の深さＤを０．５μｍ以上とすることで、切削開始時の摩耗により溝が消失することを抑制できる。溝の深さＤを４０μｍ以下とすることで、溝を起点とする切削工具の破損を抑制できる。

本発明の切削工具の一形態として、ＷＣ及びＣｏを主成分とする超硬合金からなる基材を具え、溝が上記基材における上記刃先処理部に形成されていることが挙げられる。

超硬合金は靭性に優れるため、耐欠損性に優れる切削工具とすることができる。

本発明の切削工具の一形態として、ＷＣ及びＣｏを主成分とする超硬合金からなる基材と、当該基材上に形成され、硬質セラミックスからなる層を少なくとも一層有する被覆膜とを具え、溝が上記被覆膜における上記刃先処理部に形成されていることが挙げられる。この場合、被覆膜の厚さが、溝の深さよりも厚いことが好ましい。

超硬合金上に被覆膜を具えることで、耐欠損性に加えて、耐摩耗性に優れる切削工具とすることができる。

本発明の切削工具は、切削抵抗及び逃げ面摩耗を低減できるので、工具寿命に優れる。

（Ａ）は刃先交換型切削工具の概略斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の切削工具をホルダに取り付けた状態を示す模式図である。 図１（Ａ）の（ＩＩ）−（ＩＩ）断面における刃先処理部近傍を示し、（Ａ）は丸ホーニング処理した刃先処理部を示す概略図であり、（Ｂ）はチャンファー処理した刃先処理部を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

《切削工具》
図１，２を参照して、本発明の切削工具１０を説明する。本発明の切削工具１０は、逃げ面３とすくい面２とを繋ぐ領域で、刃先処理が施されてなる刃先処理部４と、逃げ面３と刃先処理部４との境界に形成される切刃稜線６とを具える。この切削工具１０の特徴とするところは、刃先処理部４の特定の領域に、切刃稜線６に沿って形成される溝５を具える点にある。本例では、切削工具１０の形状は、平面視した際、四角形（菱形）である。そして、切削工具１０は、図１（Ａ）に示すように、ホルダ２０（同図（Ｂ））に当接される当接面１と、当接面１と反対側の面であるすくい面２と、当接面１とすくい面２との間に配される逃げ面３とを具える。この切削工具１０は、図１（Ｂ）に示すようにホルダ２０に固定した状態で使用される刃先交換型切削工具である。以下、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図２では、溝５のサイズを誇張して示している。

［基材］
切削工具１０の基材は、ＷＣ及びＣｏを主成分とする超硬合金、ＴｉＣ、ＴｉＮやＴｉＣＮを主成分とするサーメット、立方晶窒化硼素（ｃＢＮ）焼結体、ダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）、或いは、ｃＢＮ以外のセラミックス（例えば、炭化チタン、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなど）焼結体などを好適に利用できる。超硬合金としては、例えば、Ｋ種、Ｐ種、Ｍ種が挙げられる。

この基材上に硬質セラミックスからなる層を少なくとも一層有する被覆膜を具えることが好ましい。そうすれば、耐摩耗性を向上できる。基材上に被覆膜を具える被覆基材とする場合、被覆膜の膜厚は、後述する溝５の深さＤよりも厚いことが好ましい。そうすれば、被覆膜が剥離し難い。被覆膜の厚さが溝５の深さＤよりも薄い場合、即ち、被覆膜に被覆膜の厚さ方向に貫通する貫通溝を具える場合は、その貫通溝が被覆膜の剥離の起点となるためである。

被覆膜を構成する硬質セラミックスとしては、公知の材料が挙げられ、例えば、Ｔｉの炭化物（ＴｉＣ）、窒化物（ＴｉＮ）、炭窒化物（ＴｉＣＮ）や、Ａｌの酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＴｉＡｌＮ，ＡｌＣｒＮなどが挙げられる。これらの各材質の被覆膜は、各材料を単層で設けてもよいし、複数層を積層して設けてもよい。

刃先処理部４に施す刃先処理としては、例えば、丸ホーニング（図２（Ａ））やチャンファー（図２（Ｂ））などが挙げられる。このような刃先処理をすることで、刃先の強度を向上でき、工具寿命を向上できる。なお、切刃稜線６、及び刃先処理部４とすくい面２との境界７の少なくとも一方に丸ホーニング処理を施してもよい（コンビネーションホーニング処理）。

［溝］
溝５は、切削工具１０と被削材との接触面積を低減すると共に、切削時における切削油の刃先処理部４での流れを良くする。即ち、切り屑を排出し易く、かつ切削油を逃げ面側へ流れ易くする。

溝５の形成箇所は、上述のように刃先処理部４である（図１）。刃先処理部４は、逃げ面３とすくい面２とを繋ぐ領域である。溝５の形成箇所は、その領域のうち、切削に関与する箇所、即ち、被削材に接触して被削材を削る（被削材との摩擦が生じる）箇所とすることが挙げられる。この刃先処理部４において、切刃稜線６に沿って溝５を形成する。具体的には、刃先処理部４のコーナー部に、切刃稜線６のコーナー（刃先ノーズＲ）の形状に沿って溝５を形成することが挙げられる。勿論、溝５は刃先処理部４のストレート部に亘って形成されてもよい。即ち、溝５の長さが、刃先ノーズＲの長さよりも長くてもよい。また、溝５の形成領域は、刃先処理部４において、刃先処理部４とすくい面２との境界７から刃先処理部４の幅Ｌの９０％までの領域とすることが挙げられる。ここでいう、刃先処理部４の幅Ｌとは、切削工具１０をすくい面２側から平面視した際、上記境界７と切刃稜線６と結んだ最短距離を言う。そして、刃先処理部４の幅Ｌの９０％までの領域に溝５を具えるとは、溝５の上記境界７から最も遠い方の開口端を含む全ての溝５の開口端が刃先処理部４の幅Ｌの９０％までの領域にあることを言う。この溝５の形成領域は、境界７から刃先処理部４の幅Ｌの６０％以上の位置とすることが好ましく、更には７０％以上、特に８０％以上の位置とすることが好ましい。境界７から刃先処理部４の幅Ｌの６０％以上の位置に溝５を具えるとは、上記境界７から最も遠い溝５における境界７側の開口端が６０％以上の位置にあることを言う。このことは７０％以上の位置、８０％以上の位置も同様である。そして、溝５の形成領域は、切込み深さに相当する領域であることが好ましい。切込み深さが、刃先処理部４を超えてすくい面２にまで至る場合、溝５の形成領域は、刃先処理部４における上記境界７側に近いほど好ましい。溝５の形成領域が上記境界７に近いほど、刃先処理部４での切削油の流れを良くすることができる。

溝５の深さ方向は、切削工具１０の縦断面（図２）において、すくい面２、逃げ面３、及び刃先処理部４のいずれかに対する法線方向などが挙げられる。ここで言う法線方向とは、数学的に厳密な法線のことを意味するものではない。従って、刃先処理部４に略垂直な方向も許容する。特に、溝５の深さ方向を、すくい面２、及び刃先処理部４のいずれか一方に対する法線方向とすれば、切削中に切削油が溝５に浸入し易く、かつ切削油が刃先処理部４の溝５に沿って流れ易いため、切削抵抗及び逃げ面摩耗を低減できる。

溝５の断面形状は、例えば、Ｖ字状、Ｕ字状、［字状などの種々の形状が挙げられる。詳しくは後述するが、特に、Ｖ字状は形成し易く好ましい。加えて、Ｖ字状の溝は切削油の流れが最も良好であり、切削時に常に新鮮な切削油を刃先処理部４に供給できる。それにより、切り屑の刃先処理部４での流れ（潤滑性）を良くすることができる。そのため、切削抵抗を低減できる上に、刃先に発生する熱（切り屑の摩擦熱とせん断熱）を低下させることができるため、逃げ面摩耗を低減できる。このＶ字状の溝５の深部（頂点）は丸みを帯びていてもよい。

溝５のサイズは、溝５の開口端による被削材への転写が生じず、かつ刃先処理部４の強度（以下、刃先強度）が低下しない程度で適宜選択できる。例えば、溝５の開口端の幅をＷとし、溝５の深さをＤとすると、溝５の幅Ｗと溝５の深さＤの比Ｗ／Ｄが０．１以上１０以下であることが好ましい。この比Ｗ／Ｄを０．１以上とすることで、切削油を溝５に浸入させ易くでき、かつ切削油が刃先処理部４の溝５に沿って流れ易くできるので、逃げ面摩耗を低減できる。この比Ｗ／Ｄを１０以下とすることで、切削油の流れを良好にし、かつ溝５に切削油が常に存在し易くでき、切削抵抗を低減できる。特に、上記比Ｗ／Ｄは、０．２５以上、更には、０．４以上５以下であることが好ましい。

溝５の幅Ｗは、被削材との接触抵抗を低減でき、かつ切刃強度が低下しない程度の大きさとすることが挙げられる。具体的には、２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。溝５の幅Ｗを２μｍ以上とすることで、切削油を溝５に浸入させ易くかつ切削油を刃先処理部４の溝５に沿って流し易い。溝５の幅Ｗを１０μｍ以下とすることで、溝５に切削油を保持させ易くできる。特に、溝５の幅Ｗは、２μｍ以上５μｍ以下が好ましい。

一方、溝５の深さＤは、被削材を切削する際、特に切削開始時の摩耗により溝５が消失しない程度とすることが挙げられる。具体的には、溝５の深さＤは、０．５μｍ以上とすることが好ましい。そうすれば、切削開始時の摩耗により溝５が消失することを抑制できる上に、切削油を刃先処理部４の溝５に沿って流れ易くできる。さらに、この溝５の深さＤは、刃先強度が低下しない上に、初期摩耗を低減できる程度であることが好ましい。切削工具の工具寿命の向上には、初期摩耗の低減が有効であるからである。ここでいう初期摩耗とは、切削開始後に摩耗量の増加が急峻でなくなるまでの摩耗のことを言う。溝５が存在することにより、この初期摩耗量が低減することで、実質的な工具寿命の向上ができる。具体的には、溝５の深さＤは、４０μｍ以下とすることが好ましい。そうすれば、初期摩耗を低減できる上に、切削油を溝５に保持させ易くできる。また、溝５を起点とした切削工具１０の破損を抑制できる。特に、溝５の深さＤは、１μｍ以上２０μｍ以下、更には、１μｍ以上１２μｍ以下が好ましい。なお、上述したように切削工具１０を被覆基材とする場合は、溝５の深さＤは、被覆膜の厚さよりも浅いことが好ましい。

この溝５の幅Ｗ及び深さＤにおいて、上記比Ｗ／Ｄを満たすことが好ましい。

この溝５の形状及びサイズ（幅Ｗと深さＤ）は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定できる。具体的には、まず、溝５を具える切削工具１０を図１の一点鎖線（ＩＩ）−（ＩＩ）の方向に切断して全体を樹脂で覆った後、切断面が露出するまで研削加工を施して樹脂を除去する。その後、研削加工面に対してラッピング処理を施す。そうすると、ラッピング処理した面は溝５の断面が露出しているため、ＳＥＭで観察することで溝５の形状及びサイズ（幅Ｗと深さＤ）を測定できる。

溝５の数は、一本でもよいし（例えば、図２（Ａ））、複数本並列して設けてもよい（例えば、図２（Ｂ））。図２（Ａ）に示す丸ホーニング処理された刃先処理部４に複数本の溝５を設けてもよいし、図２（Ｂ）に示すチャンファー処理された刃先処理部４に一本の溝５を設けてもよい。溝５を複数設ける場合、上記境界７から上記幅Ｌの９０％以下の領域において、少なくとも一つの溝５を上記境界７から上記幅Ｌの６０％以上９０％以下の位置に設けることが好ましく、更には７０％以上、特に８０％以上の位置に設けることが好ましい。また、溝５を複数本設ける場合は、溝５同士が隣接せず間隔を空けることが好ましい。例えば、隣り合う溝の間に上述した溝５の幅Ｗと同じ長さの間隔を空けることが挙げられる。溝５の数は、多いほど被削材との接触面積を小さくできるので好ましい。但し、多すぎると、刃先強度が低下するため、刃先強度が低下しない程度で適宜選択するとよい。例えば、溝５の幅Ｗに応じて選択することが挙げられる。具体的には、溝５の数は、溝５の幅Ｗと溝５同士の間隔とをすべて合計した幅、即ち、刃先処理部４における境界７から最も遠い溝５における切刃稜線６側の開口端が境界７から刃先処理部４の幅Ｌの９０％以下程度となるように適宜選択することが好ましい。そうすれば、刃先の強度を低下することなく、切削抵抗を低減できる。例えば、刃先処理部４の幅Ｌが１００μｍとして、幅Ｗが５μｍの溝５を５μｍ間隔で設ける場合、溝５の数は９本（刃先処理部４における境界７から最も遠い溝５における切刃稜線６側の開口端までの距離が９０μｍ）程度とすることが挙げられる。

［溝の形成］
溝５の形成には、例えば、パルスレーザを使用することができる。具体的には、パルスレーザを対物レンズで集光する。より具体的には、パルス幅が１ｐｓ以下、パルスエネルギーが１μＪ以上、波長が近赤外域（例えば、０．７μｍ以上１．７μｍ以下）のパルスレーザを、倍率が５倍以上１００倍以下の対物レンズで集光させることで、溝５を形成することができる。

溝５の幅Ｗ及び深さＤは、主に、パルスエネルギー、スキャン速度、スキャン回数、対物レンズの倍率によって制御できる。例えば、溝５の幅Ｗを広く（狭く）、或いは、深さＤを深く（浅く）するには、次の（１）〜（４）の少なくとも一つを行うことが挙げられる。（１）パルスエネルギーを大きく（小さく）する、（２）スキャン速度を遅く（早く）する、（３）スキャン回数を多く（少なく）する、（４）対物レンズの倍率を小さく（大きく）する。

（その他の断面形状の形成）
溝５の断面形状がＵ字状の場合は、上述したＶ字状を形成する条件のうち次の（１）、（２）の少なくとも一方を行うことが挙げられる。（１）パルス幅を長くする（例えば、１ｐｓ超５００ｐｓ以下）、（２）スキャン速度を遅くする。後者の場合、さらにパルスエネルギーを小さくする（例えば、１μＪ未満）ことが好ましい。そうすれば、溝５の深さＤが所望の深さより深くなりすぎることを抑制でき、所望の深さに制御し易い。

溝５の断面形状が［字状の場合は、まず、上述したＶ字状の溝５を形成する条件と同様の条件により溝を形成する。続いて、形成した溝に対して、溝の幅方向中心から幅方向の一方側に溝の幅の半分の距離だけ位置をずらして再びスキャンする。これを上記幅方向中心に対する反対側でも行うことで、［字状の溝を形成できる。

《作用効果》
上述の切削工具１０によれば、溝５を具えることで、被削材との接触面積を低減できるため、切削抵抗を低減できる。また、溝５により刃先処理部４で切削油が流れ易くなるので、すくい面２と逃げ面３との間で切削油が流れ易くできる。そのため、切り屑を排出し易くなる。その上、溝５に沿って切削油が効果的に流れて、被削材の加工面と切削工具１０の逃げ面３との摩擦抵抗を低減できるので、逃げ面摩耗を低減できる。従って、切削工具１０によれば、工具寿命を長くできるという効果を奏する。切削工具１０は、切削に関与する刃先処理部４に溝５を設けるが、切削の際にその溝５が被削材に転写されることがないため、加工面の表面性状にも優れる。これは、刃先処理部４における逃げ面３側、具体的には、刃先処理部４において、上記境界７から刃先処理部４の幅Ｌの９０％の領域の外には溝５が存在しないからである。

《試験例》
Ｐ種超硬合金（６．０質量％ＴｉＣ、１．２質量％ＴａＣ、０．６質量％ＮｂＣ、０．３質量％ＺｒＣ、０．３質量％Ｃｒ_３Ｃ_２、７．９質量％Ｃｏ、及び残部がＷＣ）からなり、形状がＣＮＭＧ１２０４０８の基材を用意する。この基材のすくい面と逃げ面との間の刃先処理部は、丸ホーニング処理またはチャンファー処理が施されている。ここでは、丸ホーニング処理した刃先処理部の幅を０．０８ｍｍとし、チャンファー処理した刃先処理部におけるチャンファー角（すくい面の延長面と刃先処理部表面とのなす角）を１５°、幅を０．２０ｍｍとした。

次に、丸ホーニング処理した基材の刃先処理部に、表１に示す条件で、切刃稜線に沿ってＶ字状の溝を１本形成して試料１〜１２の切削工具を作製した。その際、刃先処理部におけるすくい面との境界からＶ字状の溝の遠い方の開口端までの距離を溝の幅の２倍の距離とした。また、チャンファー処理した刃先処理部に、同表に示す条件で、刃先処理部のすくい面と逃げ面とを繋ぐ方向に並列するように切刃稜線に沿ってＶ字状の溝を４５本形成して試料１３〜１５の切削工具を作製した。その際、各溝の中心間距離を溝の幅の２倍とし、刃先処理部とすくい面との境界から最も近い溝における上記境界側の開口端までの距離を溝幅と同一とした。

一方で、上記基材上に、基材側からＴｉＣＮ層（厚さ：１５μｍ）、Ａｌ_２Ｏ_３層（厚さ：１２μｍ）、ＴｉＮ層（厚さ０．５μｍ）を順に成膜して、３層からなる被覆膜が形成された被覆基材を用意した。ここでは、ＴｉＣＮ層は、ＭＴ−ＣＶＤ（Ｍｏｄｅｒａｔｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ＣＶＤ）法により成膜し、Ａｌ_２Ｏ_３層及びＴｉＮ層はＣＶＤ法により成膜した。この被覆基材も被覆膜におけるすくい面と逃げ面との間の刃先処理部は丸ホーニング処理（刃先処理部の幅：０．０８ｍｍ）またはチャンファー処理（チャンファー角：１５°、幅：０．２０ｍｍ）が施されている。

次に、丸ホーニング処理した被覆膜の刃先処理部に、表２に示す条件で、切刃稜線に沿ってＶ字状の溝を１本形成して、試料２１〜３２の被覆切削工具を作製した。その際、刃先処理部におけるすくい面との境界からＶ字状の溝の遠い方の開口端までの距離を溝の幅の２倍の距離とした。また、チャンファー処理した被覆膜の刃先処理部に、同表に示す条件で、刃先処理部のすくい面と逃げ面とを繋ぐ方向に並列するように切刃稜線に沿ってＶ字状の溝を１８本形成して試料３３〜３５の被覆切削工具を作製した。その際、各溝の中心間距離を溝の幅の２倍とし、刃先処理部とすくい面との境界から最も近い溝における上記境界側の開口端までの距離を溝幅と同一とした。

さらに、上記基材に溝を形成していない試料１０１の切削工具と、被覆膜に溝を形成していない試料１０２の被覆切削工具を合わせて用意した。

試料１〜１５における溝の本数、幅Ｗ、深さＤ、及び幅Ｗ／深さＤを表１に、試料２１〜３５における溝の本数、幅Ｗ、深さＤ、及び幅Ｗ／深さＤを表２に示す。

各試料に対し、次に示す条件の切削試験を実施し、各試料の逃げ面摩耗幅（ｍｍ）を測定した。その結果も合わせて表１、２に示す。

［試験条件］
被削材：ＳＣＭ４３５丸棒
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：２．０ｍｍ
切削油：水溶性油
切削時間：試料１〜１５、１０１は１５分
試料２１〜３５、１０２は３０分

《結果》
被覆膜を具えない試料１〜１５、１０１を比較すると、溝を具える試料１〜１５は、溝を具えない試料１０１よりも逃げ面摩耗幅が小さかった。特に、試料３〜５、１１の逃げ面摩耗幅は０．３ｍｍ未満と小さく、より好ましい結果となり、試料６〜１０、１３〜１５の逃げ面摩耗幅は０．２未満と更に小さく、一層好ましい結果となった。一方、被覆膜を具える試料２１〜３５、１０２を比較すると、溝を具える試料２１〜３５は、溝を具えない試料１０２よりも逃げ面摩耗幅が小さかった。試料２２〜３５の逃げ面摩耗幅が０．２ｍｍ未満であり、特に好ましい結果となった。これらのことから、溝を具えることで、逃げ面摩耗幅を小さくできることがわかった。このような結果となったのは、溝を具えることで、被削材との接触面積を低減できたことで切削抵抗が低減されたことに加え、切削の際に切削油をすくい面と逃げ面との間で流れ易くできたからだと考えられる。そのため、切り屑が排出され易くなると共に、切削油が逃げ面側に効果的に流れて、被削材の加工面と逃げ面との摩擦抵抗を低減できたと考えられる。また、被覆膜を具えない試料と具える試料とを比較すると、全体的に被覆膜を具える試料の逃げ面摩耗幅が小さい傾向が見られるが、試料４〜１０、１３〜１５は、逃げ面摩耗幅が０．２６ｍｍ未満であり、溝を具えないが被覆膜を具える試料１０２よりも逃げ面摩耗幅が小さかった。被覆膜を具える試料の方が逃げ面摩耗幅を小さくできる傾向にあるものの、被覆膜を具えない試料でも特定のサイズの溝を具えることで、被覆膜を具える試料よりも逃げ面幅を小さくできることがわかった。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能である。例えば、切削工具を平面視した際の形状は、四角形（菱形）の他、三角形、六角形などの多角形や、円形とすることができる。

本発明の切削工具は、金属材料などの切削加工に好適に利用できる。

１０ 切削工具（刃先交換型切削工具） ２０ ホルダ
１ 当接面 ２ すくい面 ３ 逃げ面 ４ 刃先処理部 ５ 溝
６ 切刃稜線 ７ 境界 Ｒ 刃先ノーズ

Claims (7)

1. 逃げ面とすくい面とを繋ぐ領域で刃先処理が施されてなる刃先処理部と、前記刃先処理部と前記逃げ面との境界に形成される切刃稜線とを具える切削工具であって、
   前記切削工具を前記すくい面側から平面視した際、前記刃先処理部とすくい面との境界と前記切刃稜線とを結んだ最短距離を前記刃先処理部の幅とするとき、
   前記刃先処理部において、前記刃先処理部とすくい面との境界から前記刃先処理部の幅の９０％までの領域に、切削に関与する前記切刃稜線に沿った溝を具える切削工具。
2. 前記溝の深さ方向が、前記切削工具の縦断面において、前記刃先処理部、及びすくい面のいずれか一方に対する法線方向である請求項１に記載の切削工具。
3. 前記溝の断面形状が、Ｖ字状である請求項１または２に記載の切削工具。
4. 前記溝の開口端における幅をＷとし、前記溝の深さをＤとすると、当該溝の幅Ｗと溝の深さＤとの比Ｗ／Ｄが、０．１以上１０以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の切削工具。
5. 前記溝の幅Ｗが、２μｍ以上１０μｍ以下であり、
   前記溝の深さＤが、０．５μｍ以上４０μｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の切削工具。
6. 前記切削工具は、ＷＣ及びＣｏを主成分とする超硬合金からなる基材を具え、
   前記溝が、前記基材における前記刃先処理部に形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の切削工具。
7. 前記切削工具は、
   ＷＣ及びＣｏを主成分とする超硬合金からなる基材と、
   前記基材の上に形成され、硬質セラミックスからなる層を少なくとも一層有すると共に、前記溝の深さよりも厚さの厚い被覆膜とを具え、
   前記溝が、前記被覆膜における前記刃先処理部に形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の切削工具。

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