JP2023005804A - 切削工具、切削インサート及び工具本体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、工具本体に対して切削インサートを安定して取り付けられるとともに切削時における切削インサートの位置ずれを防ぐことのできる切削工具、切削インサート及び工具本体を提供する。【解決手段】本発明の切削工具は、切削インサートが工具本体に取付けられた工具であって、切削インサートは、すくい面と着座面とを有するとともに、すくい面と着座面との間は逃げ面を含んだ側面で繋がれ、工具本体は、一端に１つ以上のポケットを有し、ポケットには、取付座と、取付座に対して角度を有する１つ以上の取付側面と、を備え、着座面、側面、取付座、及び取付側面は、それぞれ拘束部を備え、全ての拘束部には、一定周期の加工筋目が０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍで形成され、切削インサートが工具本体に取り付けられた状態において、各拘束部における切削インサートの加工筋目と、工具本体の加工筋目との成す角度θが０°≦θ≦５°である。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り （１） 発行日（公開日） 令和 ２年 ７月 １日 刊行物 令和 ２年度 砥粒加工学会誌 ６４巻７号，ｐｐ．３８０－３８７ 公益社団法人 砥粒加工学会 発行 ＜資料＞ 令和２年度 砥粒加工学会誌 ６４巻７号 発表論文 抜粋 （２） 公開日 令和 ２年 ７月３１日 公開場所 国立大学法人千葉大学 工学部１７号棟２１６号室 公開者 稲垣 史彦 （３） ウェブサイトの掲載日 令和 ２年 ９月３０日 ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｏｐａｃ．ｌｌ．ｃｈｉｂａ－ｕ．ｊｐ／ｄａ／ｃｕｒａｔｏｒ／１０９３５７／ 公開者 国立大学法人千葉大学

本発明は、切削工具、切削インサート及び工具本体に関する。

交換可能な切削インサートを工具本体に取り付けて使用する切削インサートにおいては、切削インサートの着座面（拘束部）を工具本体の取付面（拘束部）に接触させた状態で、切削インサートの取付孔に挿通させたクランプネジを工具本体に形成されたねじ孔にねじ込むことにより、切削インサートが工具本体に対して取り付けられる。

この場合、切削インサートの着座面と工具本体の取付面とが互いに平坦な面である場合、切削加工時の切削負荷により、切削インサートが工具本体に対してずれ動きやすい。
そこで、切削インサートの着座面と工具本体の取付面とのうちのいずれか一方側に大きさが数ｍｍの凸条部、いずれか他方側に大きさが数ｍｍの凹条部をそれぞれ複数設け、各々を互いに噛み合わせることによって、切削インサートのずれ動きを抑制する構成が知られている。

稲垣史彦，森田昇，比田井洋史，松坂壮太，清水伸二，千葉明，松本祐一郎，"刃先交換式切削工具のインサート把持特性に及ぼす結合面性状の影響"，砥粒加工学会誌，２０２０年，ｐｐ．３８０－３８７

切削インサートは、工具本体に取り付けられた状態において、着座面だけでなく側面の一部も工具本体に拘束される。そのため、切削インサートの側面に対してもずれ動きを抑制するための凹凸形状を設けようとした場合、その凹凸寸法が数ｍｍ単位であることから、切刃の形状に影響が及ぶおそれがある。つまり、側面の凹凸形状が切刃形状に反映されてしまうおそれがあるため、着座面以外の側面に凹凸形状を付すことは困難であった。

また、切削インサートの着座面及び側面のそれぞれに凹凸形状を形成した場合には、切削インサートを工具本体に取り付ける際に、各々の凹凸を工具本体側の凹凸に嵌合させるようにして取り付けることが難しい。そのため、切削インサートのうち工具本体に対する接触面積が最も大きく、切刃へ影響が及ぶことのない着座面にだけしか凹凸形状を負荷できなかった。

本発明は、このような背景の下になされたもので、工具本体に対して切削インサートを安定して取り付けられるとともに切削時における切削インサートの位置ずれを防ぐことのできる切削工具、切削インサート及び工具本体を提供することを目的としている。

本発明の一態様の切削工具は、切削インサートが回転軸周りに回転する工具本体に取付けられた切削工具であって、前記切削インサートは、すくい面と着座面とを有するとともに、前記すくい面と前記着座面との間は逃げ面を含んだ側面で繋がれ、前記工具本体は、一端に１つ以上のポケットを有し、前記ポケットには、取付座と、前記取付座に対して角度を有する１つ以上の取付側面と、を備え、前記着座面、前記側面、前記取付座、及び前記取付側面は、それぞれ拘束部を備え、全ての前記拘束部には、一定周期の加工筋目が０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍで形成され、前記切削インサートが前記工具本体に取り付けられた状態において、各拘束部における前記インサートの前記加工筋目と、前記工具本体の前記加工筋目との成す角度θが０°≦θ≦５°であることを特徴とする。

本発明の一態様の切削インサートは、一対のすくい面と着座面とを有するとともに、前記すくい面と前記着座面との間は逃げ面を含んだ側面でつながれ、前記着座面及び前記側面はそれぞれ拘束部を備えるとともに、前記拘束部は、一定周期の加工筋目が０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍで形成されることを特徴とする。

本発明の一態様の工具本体は、回転軸周りに回転する工具本体であって、前記工具本体は、一端に１つ以上のポケットを有し、前記ポケットには、取付座と、前記取付座に対して角度を有する１つ以上の取付側面と、を備え、前記取付座及び前記取付側面はそれぞれ拘束部を備えるとともに、前記拘束部は、一定周期の加工筋目が０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍで形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、本発明は、切削インサートと工具本体にはそれぞれ２面以上の拘束部を有するとともに、各拘束部に加工筋目を意図的に形成し、さらに、加工筋目を一定周期かつ算術平均高さＲａもまた一定の範囲内となるよう形成したことで、切削インサートの拘束部に形成された加工筋目と工具本体の拘束部に備わる加工筋目の幅と高低差を近づけることができる。加えて、切削インサートを工具本体に取り付けた際に、切削インサートと工具本体との間において、拘束部における加工筋目どうしがなす角が０°≦θ≦５°であることにより、各加工筋目の方向が略一致する。そのため、加工筋目どうしが良好に噛み合い、互いの接触面積が大きくなる。これにより、各拘束部における拘束力が高まり、工具本体に対する切削インサートのずれ動きを抑制することが可能である。また、各拘束部に微視的に方位を持った加工筋目を形成することにより、工具本体に対する切削インサートの位置決めが容易になり、巨視的な取り付けが可能となる。

このとき、算術平均高さＲａは０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍとしたが、０．１０μｍ≦Ｒａ≦２．００μｍとすることが望ましい。また、拘束部における加工筋目どうしがなす角は０°≦θ≦５°としたが、０°≦θ≦２°とすることが望ましい。

また、加工筋目の周期は０．０５ｍｍ～０．５０ｍｍとしてもよく、望ましくは０．０５ｍｍ～０．２０ｍｍである。

また、本発明は、切削インサートと工具本体のそれぞれに異なる方向を向く複数の拘束部に加工筋目を形成し、全ての拘束部で加工筋目を噛み合わせることを可能としている。上述の構成においては表面粗さのパラメータとして算術平均高さＲａの範囲を規定したが、加工筋目の高さが極端に高いまたは極端に低い箇所があることは噛み合わせの観点から望ましくない。そこで、本発明では切削インサートと工具本体に形成された加工筋目の最大高さＲｚを、０．１０μｍ≦Ｒｚ≦２５．００μｍとしてもよく、望ましくは０．５０μｍ≦Ｒｚ≦１２．００μｍである。

本発明の一対応の切削工具、切削インサート、工具本体における前記加工筋目は、研削加工によって形成される構成としてもよい。

本発明では、研削加工により加工筋目を形成する。切削インサート、工具本体の製造時に加工筋目を形成することも考えられるが、焼結によるうねりから一定周期の加工筋目を得ることは難しい。これに対して、研削加工により加工筋目を形成することにより、一定周期の微小な凹凸形状を得ることができる。

本発明によれば、工具本体に対して切削インサートを安定して取り付けられるとともに切削時における切削インサートの位置ずれを防ぐことのできる切削工具、切削インサート及び工具本体を提供することができる。

図１は、切削工具の一実施形態を示す斜視図である。 図２は、工具本体の一実施形態を示す図であってインサートポケットを部分的に拡大した斜視図である。 図３は、切削インサートの一実施形態を示す斜視図である。 図４は、一実施形態における切削インサートの各拘束部を模式的に示す図である。 図５は、一実施形態における工具本体の各拘束部を模式的に示す図である。 図６（ａ）は、切削インサートにおける各拘束部の加工筋目を拡大して示す図、（ｂ）は、切削インサートにおける各拘束部の加工筋目を拡大して示す図である。 図７は、検証用機械の一部を模式的に示す図であって、図７（ａ）は半径方向分力を切削インサートに負荷したときの測定の様子を示し、図７（ｂ）は、軸方向荷重を切削インサートに負荷した時の測定の様子を示す。 図８（ａ）～（ｄ）は、評価に用いた工具本体と各拘束部における加工筋目の筋目方向（筋目角度θ４～θ６：９０°）を模式的に示す図である。 図９（ａ）～（ｄ）は、評価に用いた切削インサート１０Ａと各拘束部における加工筋目の筋目方向（筋目角度θ１～θ３：９０°）を模式的に示す図である。 図１０（ａ）は、工具本体に対して切削インサートが取り付けられた切削工具を部分的に示す図であって、検証結果を説明するための図である、（ｂ）は、図１１のＡ－Ａ’線に沿う断面図である、（ａ）～（ｃ）は、切削インサートの各拘束部と、工具本体の各拘束部との嵌合状態を表面粗さごとに模式的に示した図である。 図１１は、荷重を負荷する方向を示す図である。 図１２（ａ）～（ｃ）は、（ａ）長辺拘束部、（ｂ）底面拘束部、（ｃ）短辺拘束部のそれぞれにおいて、荷重（グラフ横軸、単位Ｎ）に対する切削インサートの回転変位量（変位量、グラフ縦軸、単位μｍ）の関係を示すグラフである。 図１３（ａ）～（ｃ）は、（ａ）長辺拘束部、（ｂ）底面拘束部、（ｃ）短辺拘束部のそれぞれにおいて、軸方向荷重（グラフ横軸、単位Ｎ）に対する切削インサートの回転変位量（グラフ縦軸、単位μｍ）の関係を示すグラフである。 図１４（ａ）～（ｃ）は、（ａ）長辺拘束部、（ｂ）底面拘束部、（ｃ）短辺拘束部のそれぞれにおいて、径方向分力（グラフ横軸、単位Ｎ）に対する切削インサートの回転変位量（グラフ縦軸、単位μｍ）の関係を示すグラフである。 図１５（ａ）～（ｃ）は、（ａ）長辺拘束部、（ｂ）底面拘束部、（ｃ）短辺拘束部のそれぞれにおいて、軸方向荷重（グラフ横軸、単位Ｎ）に対する切削インサートの回転変位量（グラフ縦軸、単位μｍ）の関係を示すグラフである。 図１６は、短辺拘束部に作用するせん断方向と加工筋目との関係を示す図であって、（ａ）は、切削インサート側の筋目角度θ３が４５°、（ｂ）は、切削インサート側の筋目角度θ３が１３５°である。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分をわかりやすくするために、特徴ではない部分を便宜上省略して図示している場合がある。

＜切削工具＞
図１は、切削工具１００の一実施形態を示す斜視図である。
本実施形態の切削工具１００は、図１に示すように、複数の切削インサート１０と、工具本体３０とを有する。切削工具１００は、工具本体３０が回転軸ＪＯを中心として回転方向ＴＤに回転することで、フライス加工を行う。

（工具本体）
図２は、工具本体３０の一実施形態を示す図であってインサートポケット３１を部分的に拡大した斜視図である。
図２に示すように、工具本体３０は、鋼材等の金属材料により円柱形状に形成されている。工具本体３０は、先端部に複数（例えば３つ）のインサートポケット（ポケット）３１を有する。インサートポケット３１には、インサート取付座３３が形成されている。インサート取付座３３は、上記切削インサート１０が取り付けられる台座である。インサート取付座３３は、取付座３３ａと、長辺取付側面（取付側面）３３ｂと、短辺取付側面（取付側面）３３ｃと、を有する。

取付座３３ａは、回転方向ＴＤを向く面である。取付座３３ａは、後述する切削インサート１０の着座面１３と対向する面であって着座面１３と略等しい面積を有する。取付座３３ａの略中央には、ねじ孔３２が形成されている。取付座３３ａは、取り付けられた切削インサート１０の着座面１３に接触する。

長辺取付側面（取付側面）３３ｂは、上記取付座３３ａにおける、回転軸ＪＯに沿う長辺から回転方向ＴＤ側に延びる。長辺取付側面３３ｂは、後述する切削インサート１０の長辺側側面と対向する面であって当該長辺側側面と略等しい面積を有する。長辺取付側面３３ｂは、取り付けられた切削インサート１０の長辺側側面のうちの逃げ面に接触する。

短辺取付側面（取付側面）３３ｃは、上記取付座３３ａにおける、回転軸ＪＯに垂直な短辺から回転方向ＴＤ側に延びる。短辺取付側面３３ｃは、後述する切削インサート１０の短辺側側面と対向する面であって短辺側側面と略等しい面積を有する。短辺取付側面３３ｃは、取り付けられた切削インサート１０の短辺側側面のうちの逃げ面に接触する。

図１に示すように、図２に示す工具本体３０の各インサート取付座３３に対して、切削インサート１０がクランプネジ３８を用いてそれぞれ取り付けられている。図１に示すように切削インサート１０は、その取付孔７内に挿入されたクランプネジ３８が、図２に示した工具本体３０の取付座３３ａの中央に形成されたねじ孔３２に締め付けられることによって、インサート取付座３３に対して取り付けられている。

（切削インサート）
図３は、切削インサート１０の一実施形態を示す斜視図である。
図３に示すように、切削インサート１０は、超硬合金等の硬質材料により形成されている。切削インサート１０は、厚さ方向に延びる中心線ＣＯに対して１８０°回転対称な多角形板状（本実施形態では長方形板状）をなしている。なお、以下の説明において、中心線ＣＯに沿う方向のことを単に厚さ方向と呼ぶ場合がある。また、中心線ＣＯに直交する方向を単に幅方向と呼ぶ場合がある。同様に、中心線ＣＯを中心とする軸回りの周方向を単に周方向と呼ぶ場合がある。

切削インサート１０は、一対の多角形面の一方を形成するすくい面１２と、一対の多角形面の他方を形成する着座面１３と、すくい面１２と着座面１３との間を繋ぐ側面１４と、を備えている。本実施形態の切削インサート１０は、中心線ＣＯに沿う方向から見て平面視矩形状もしくは平行四辺形状を呈する。着座面１３は、平面視における大きさがすくい面１２よりも小さく、すくい面１２の中心線方向への投影領域の内側に内包される。

すくい面１２と側面１４との交差稜線には切刃部２０が設けられている。
本実施形態の切削インサート１０はポジタイプの切削インサートであるため、側面１４を構成する逃げ面が略逃げ角に沿った傾斜面になっている。

図３に示す切削インサート１０は、図２に示した回転軸ＪＯの軸回りに回転する工具本体３０に対して、図１に示すクランプネジ３８により着脱可能に取り付けられる。切削インサート１０は、その着座面１３を工具本体３０の取付座３３ａに密着（当接）させるとともに、周方向に隣接する２つの長辺側側面１４ｂ及び短辺側側面１４ｃを、長辺取付側面３３ｂ及び短辺取付側面３３ｃのそれぞれに密着（当接）させて着座される。
すなわち、切削インサート１０の着座面１３は、工具本体３０におけるインサート取付座３３の取付座３３ａに拘束され、切削インサート１０の長辺側側面１４ｂ及び短辺側側面１４ｃは、工具本体３０における長辺取付側面３３ｂ及び短辺取付側面３３ｃに拘束される。

次に、切削インサート１０及び工具本体３０の詳細な構成について述べる。

図４（ａ）～（ｃ）及び図５（ａ）～（ｃ）に示すように、本実施形態の切削インサート１０及び工具本体３０は、双方に対して拘束される拘束部１５ａ～１５ｃ、３５ａ～３５ｃをそれぞれ有する。
図４（ａ）～（ｃ）は、一実施形態における切削インサート１０の各拘束部１５ａ～１５ｃを模式的に示す図である。図４（ａ）は、切削インサート１０の着座面１３に形成された拘束部１５ａを示す。図４（ｂ）は、図３の－Ｘ方向から見た図であって、長辺側側面１４ｂに形成された長辺拘束部１５ｂを示す。図４（ｃ）は、図３の－Ｚ方向から見た図であって、短辺側側面１４ｃに形成された短辺拘束部１５ｃを示す。

図５（ａ）～（ｃ）は、一実施形態における工具本体３０の各拘束部３５ａ～３５ｃを模式的に示す図である。図５（ａ）は、工具本体３０の取付座３３ａに形成された拘束部３５ａを示す。図５（ｂ）は、図２の径方向外側（Ｘ方向）から見た図であって、長辺取付側面３３ｂに形成された長辺拘束部３５ｂを示す。図５（ｃ）は、図２の先端側（Ｚ方向）から見た図であって、短辺取付側面３３ｃに形成された短辺拘束部３５ｃを示す。

図６（ａ）は、切削インサート１０の拘束部１５ａ～１５ｃ（加工筋目１６ａ～１６ｃ）の一部を拡大して示す図であり、図６（ｂ）は、工具本体３０の拘束部３５ａ～３５ｃ（加工筋目３６ａ～３６ｃ）の一部を拡大して示す図である。

（切削インサートの拘束部）
図４（ａ）に示すように、本実施形態の切削インサート１０は、着座面１３に底面拘束部１５ａを有する。本実施形態では、着座面１３の全体に底面拘束部１５ａが形成されている。底面拘束部１５ａは、図２に示す工具本体３０のインサート取付座３３の取付座３３ａに形成された、後述の底面拘束部３５ａ（図５（ａ））に対して拘束される部位である。

図４（ｂ）に示すように、切削インサート１０は、長辺側側面１４ｂに長辺拘束部１５ｂを有する。本実施形態では、長辺側側面１４ｂの全体に長辺拘束部１５ｂが形成されている。切削インサート１０の長辺拘束部１５ｂは、図２に示す工具本体３０のインサート取付座３３の長辺取付側面３３ｂに形成された、後述の長辺拘束部３５ｂ（図５（ｂ））に対して拘束される部位である。

さらに、切削インサート１０は、図４（ｃ）に示すように、短辺側側面１４ｃに短辺拘束部１５ｃを有する。本実施形態では、短辺側側面１４ｃの全体に短辺拘束部１５ｃが形成されている。切削インサート１０の短辺拘束部１５ｃは、図２に示す工具本体３０のインサート取付座３３の短辺取付側面３３ｃに形成された、後述の短辺拘束部３５ｃ（図５（ｃ））対して拘束される部位である。

切削インサート１０の各拘束部１５ａ～１５ｃには、一定周期の微細（数μｍ）な凹凸形状をなす加工筋目１６ａ～１６ｃがそれぞれ形成されている（図６（ａ）参照）。本実施形態では、各拘束部１５ａ～１５ｃの全域に一方向に延びる加工筋目１６ａ～１６ｃがそれぞれ形成されている。各加工筋目１６ａ～１６ｃは、例えば、砥石を用いた研削加工により形成されている。

図４（ａ）に示すように、切削インサート１０の軸線方向から見た平面視において、切削インサート１０の着座面１３に形成された加工筋目１６ａは、長手方向に沿う方向、もしくは長手方向に対して所定の角度（筋目角度θ１）をなす方向へ延びている。本実施形態では、例えば、切削インサート１０の長手方向に沿って加工筋目１６ａが延びる場合の筋目角度θ１を０°とする。その他として、切削インサート１０の長手方向に対する加工筋目１６ａの筋目角度θ１が、４５°、９０°、１３５°の場合について例示した。
なお、切削インサート１０の長手方向に対する加工筋目１６ａの筋目角度θ１は上述した数値に限らない。

図４（ｂ）に示すように、図３の－Ｘ方向から見た側面視において、切削インサート１０の長辺拘束部１５ｂに形成された加工筋目１６ｂは、中心線ＣＯに沿う方向、もしくは中心線ＣＯに対して所定の角度（筋目角度θ２）をなす方向へ延びている。本実施形態では、例えば、切削インサート１０の中心線ＣＯに沿って加工筋目１６ｂが延びる場合の筋目角度θ２を０°とする。その他として、切削インサート１０の中心線ＣＯに対する加工筋目１６ｂの筋目角度θ２が、４５°、９０°、１３５°の場合について例示した。
なお、切削インサート１０の中心線ＣＯに対する加工筋目１６ｂの筋目角度θ２は上述した数値に限らない。

図４（ｃ）に示すように、図３の－Ｚ方向から見た側面視において、切削インサート１０の短辺拘束部１５ｃに形成された加工筋目１６ｃは、中心線ＣＯに沿う方向（厚さ方向）、もしくは中心線ＣＯに対して所定の角度（筋目角度θ３）をなす方向へ延びている。本実施形態では、例えば、切削インサート１０の中心線ＣＯに沿って加工筋目１６ｃが延びる場合の筋目角度θ３を０°とする。その他として、切削インサート１０の中心線ＣＯに対する加工筋目１６ｃの筋目角度θ３が、４５°、９０°、１３５°の場合について例示した。

ここで、切削インサート１０の各拘束部１５ａ～１５ｃに形成される各加工筋目１６ａ～１６ｃの筋目角度θ１～θ３は、互いに等しい角度であることが好ましい。例えば、着座面１３側の加工筋目１６ａの筋目角度θ１が０°の場合は、長辺側の加工筋目１６ｂの筋目角度θ２、及び短辺側の加工筋目１６ｃの筋目角度θ３も０°である。

（工具本体の拘束部）
図５（ａ）～（Ｂ）に示すように、工具本体３０の各拘束部３５ａ～３５ｃにも一定周期の微細（数μｍ）な凹凸形状をなす加工筋目３６ａ～３６ｃがそれぞれ形成されている（図６（ｂ）参照）。本実施形態では、拘束部３５ａ～３５ｃの全域に一方向へ延びる加工筋目３６ａ～３６ｃがそれぞれ形成されている。加工筋目３６ａ～３６ｃは、例えば、エンドミルを用いた研削加工により形成されている。

図５（ａ）に示すように、工具本体３０の取付座３３ａに形成された加工筋目３６ａは、周方向から見たとき、工具本体３０の回転軸ＪＯに沿う方向（Ｚ方向）、もしくは回転軸ＪＯ（Ｚ方向）に対して所定の筋目角度θ４をなす方向へ延びている。本実施形態では、例えば、工具本体３０の回転軸ＪＯ（Ｚ方向）に沿って加工筋目３６ａが延びる場合の筋目角度θ４を０°とする。その他、工具本体３０の回転軸ＪＯ（Ｚ方向）に対する加工筋目３６ａの筋目角度θ４は、４５°、９０°、１３５°の場合がある。

図５（ｂ）に示すように、図２中の径方向外側（Ｘ方向）から見た側面視において、切削インサート１０の長辺拘束部３５ｂに形成された加工筋目３６ｂは、回転軸ＪＯ（Ｚ方向）に沿う方向、もしくは回転軸ＪＯ（Ｚ方向）に直交する方向に対して所定の角度（筋目角度θ５）をなす方向へ延びている。本実施形態では、例えば、工具本体３０の回転軸ＪＯ（Ｚ方向）に対して直交する方向に加工筋目１６ｂが延びる場合の筋目角度θ５を０°とする。その他、切削インサート１０の中心線ＣＯ（Ｙ方向）に対する加工筋目１６ｂの筋目角度θ５は、４５°、９０°、１３５°の場合がある。

図５（ｃ）に示すように、図５（ａ）中の先端側（Ｚ方向）から見た側面視において、切削インサート１０の短辺拘束部１５ｃに形成された加工筋目１６ｃは、回転軸ＪＯ（Ｚ方向）に沿う方向、もしくは中心線ＣＯ（Ｙ方向）に対して所定の角度（筋目角度θ６）をなす方向へ延びている。本実施形態では、例えば、切削インサート１０の中心線ＣＯ（Ｙ方向）に沿って加工筋目１６ｃが延びる場合の筋目角度θ６を０°とする。その他、切削インサート１０の中心線ＣＯ（Ｙ方向）に対する加工筋目１６ｃの筋目角度θ６は、４５°、９０°、１３５°の場合がある。

ここで、工具本体３０の各拘束部３５ａ～３５ｃに形成される各加工筋目３６ａ～３６ｃの筋目角度θ４～θ６は、互いに等しい角度である。例えば、取付座３３ａ側の加工筋目３６ａの筋目角度θ４が０°の場合は、長辺側の加工筋目３６ｂの筋目角度θ５、及び短辺側の加工筋目３６ｃの筋目角度θ６も０°である。

切削インサート１０が工具本体３０に装着された状態において、切削インサート１０側の拘束部１５ａ～１５ｃと、これらに対向する工具本体３０側の３５ａ～３５ｃとでは、各々に形成された加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃの延びる方向が同じである。具体的には、切削インサート１０と工具本体３０とにおいて互いに対向する拘束部１５ａ～１５ｃ、３５ａ～３５ｃどうしの間において、切削インサート１０の加工筋目１６ａ～１６ｃと、工具本体３０の加工筋目３６ａ～３６ｃとの成す角度θが０°≦θ≦５°の範囲内である。

図６（ａ）は、切削インサート１０における各拘束部１５ａ～１５ｃの加工筋目１６ａ～１６ｃを拡大して示す図であり、図６（ｂ）は、工具本体３０における各拘束部３５ａ～３５ｃの加工筋目３６ａ～３６ｃを拡大して示す図である。
本実施形態において、加工筋目１６ａ～１６ｃ及び加工筋目３６ａ～３６ｂは、最大高さＲｚが６．３０μｍ以下となるように形成される。具体定には、０．１０μｍ≦Ｒｚ≦６．３０μｍの範囲内が好ましい。このような加工筋目１６ａ～１６ｃ及び加工筋目３６ａ～３６ｂにより、切削インサート１０の拘束部１５ａ～１５ｃ，工具本体３０の拘束部３５ａ～３５ｃは、例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように微視的には微小な凹凸を有するが、巨視的には平面をなす。

上述したように、切削インサート１０の各拘束部１５ａ～１５ｃ、及び工具本体３０の各拘束部３５ａ～３５ｃは、何れも研削加工により形成されている。
切削インサート１０の各拘束部１５ａ～１５ｃに対して加工筋目１６ａ～１６ｃを形成する際に砥石を用いる場合は、砥石の粒度を変えることで所定の大きさの凹凸形状で加工筋目１６ａ～１６ｃを形成することが可能である。砥石を一方向へ移動させながら研削することによって、一定周期の加工筋目１６ａ～１６ｃを形成することが可能である。

また、工具本体３０の各拘束部３５ａ～３５ｃに対して加工筋目３６ａ～３６ｃを形成する際にエンドミルを用いることができるが、このような研削加工には、加工時の筋目を形成するカスプハイト（理論加工面粗さ）が最も大きいボールエンドミルを採用することが可能である。例えば、工具刃径が１．５ｍｍのボールエンドミルを用いて、各拘束部３５ａ～３５ｃに対して仕上げ加工を施すことによって、微小な凹凸を有する加工筋目３６ａ～３６ｃを形成することが可能である。エンドミルを一方向へ移動させながら研削することによって、一定周期の加工筋目３６ａ～３６ｂを形成することが可能である。

工具本体３０の各拘束部３５ａ～３５ｃに対して加工筋目３６ａ～３６ｃを形成する手法として、切削インサート１０の場合と同様に砥石を用いることが考えられるが、砥石のサイズによっては、工具本体３０におけるインサート取付座３３の拘束部３５ａ～３５ｃに対してそれぞれ加工を施すことが困難である。そのため、微小な領域への加工が可能なエンドミルを用いることが好ましい。

また、他の手法としては、切削インサート１０や工具本体３０を焼結する際に、加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃを形成することも考えられるが、焼結面はうねりが生じやすい。このため、このような焼結面からなる拘束部に微細な凹凸の加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃを形成すると、焼結面のうねりに伴って凹凸のばらつきが大きくなってしまうことが考えられる。そのため、焼結面を研削することで平坦化しつつ微細な加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃを施すことが可能なエンドミルを用いることが好ましい。エンドミルを用いることによって一定周期の各加工筋目３６ａ～３６ｃを均一に仕上げることが可能である。

なお、エンドミルによる研削加工の際に加工面にカッターマークができることがあるが、このカッターマークに周期性を持たせるように加工を施すことで、一定周期の加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃを形成することも可能である。

このように、本実施形態では、切削インサート１０の各加工筋目１６ａ～１６ｃを砥石により仕上げているとともに、工具本体３０の加工筋目３６ａ～３６ｃをエンドミルにより仕上げているが、上述した範囲内の微小な凹凸の加工筋目１６ａ～１６ｃ、３６ａ～３６ｃを形成することが可能であれば、他の手法を用いても構わない。例えば、レーザーパターニング加工や、放電加工を採用してもよい。

また、加工筋目１６ａ～１６ｃ及び加工筋目３６ａ～３６ｂは、最大高さＲｚの値が近いことが好ましい。加工筋目１６ａ～１６ｃ及び加工筋目３６ａ～３６ｂの面粗さ、すなわち凹凸の周期性が近いため、互いの接触面積を増やすことができ、嵌合強度を高めることが可能となる。

本実施形態では、切削インサート１０と工具本体３０にはそれぞれ２面以上の拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃを有するとともに、各拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃに加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃを意図的に形成している。また、切削インサート１０の各拘束部１５ａ～１５ｃに一定周期の加工筋目１６ａ～１６ｃを０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍでそれぞれ形成し、工具本体３０の各拘束部３５ａ～３５ｃに一定周期の加工筋目を０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍでそれぞれ形成したことで、切削インサート１０の拘束部１５ａ～１５ｃに形成された加工筋目１６ａ～１６ｃと、工具本体３０の拘束部３５ａ～３５ｃに備わる加工筋目３６ａ～３６ｃの幅と高低差を近づけることができる。加えて、切削インサート１０を工具本体３０に取り付けた際に、切削インサート１０と工具本体３０との間において、各拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃにおける加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃどうしがなす角が０°≦θ≦５°であることにより、対向する各加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃの方向が互いに略一致する。そのため、加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃどうしが良好に噛み合い、互いの接触面積が大きくなる。これにより、各拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃにおける拘束力が高まり、工具本体３０に対する切削インサート１０のずれ動きを抑制することが可能である。また、各拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃに微視的に方位を持った加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃを形成することにより、工具本体３０に対する切削インサート１０の位置決めが容易になり、巨視的な取り付けが可能となる。

算術平均高さＲａは、０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍとしたが、０．１０μｍ≦Ｒａ≦２．００μｍとすることが望ましい。また、拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃにおける加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃどうしがなす角は、０°≦θ≦５°としてもよく、望ましくは０°≦θ≦２°である。

また、加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃの周期は０．０５ｍｍ～０．５０ｍｍとしてもよく、望ましくは０．０５ｍｍ～０．２０ｍｍである。

また、本実施形態は、切削インサート１０と工具本体３０のそれぞれに異なる方向を向く複数の拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃに加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃを形成し、全ての拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃで加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃを噛み合わせることを可能としている。上述の構成においては、表面粗さのパラメータとして算術平均高さＲａの範囲を規定したが、加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃの高さが極端に高い、または、極端に低い箇所があることは噛み合わせの観点から望ましくない。そこで、本実施形態では、切削インサート１０と工具本体３０に形成された加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃの最大高さＲｚを、０．１０μｍ≦Ｒｚ≦２５．００μｍとしてもよく、望ましくは０．５０μｍ≦Ｒｚ≦１２．００μｍである。

本実施形態によれば、工具本体３０に対して切削インサート１０を安定して取り付けられるとともに、切削時における切削インサート１０の位置ずれを防ぐことのできる切削インサート１０及び工具本体３０備える切削工具１００を提供することができる。

以下、本発明を実施例１，２により具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例１，２に限定されるものではない。

実施例１、２では、上記実施形態で説明した切削インサート及び工具本体を用いた切削加工を行った場合に、切削インサート及び工具本体の各拘束部における表面粗さ及び節目方向が、工具本体に対する切削インサートのずれ動き（変位量）にそれぞれどの程度影響するかを検証した。
ここでは、軸方向に加工を行う立壁加工、径方向に加工を行う着座面加工を行う場合を考慮して、それぞれの荷重方向（径方向分力、軸方向荷重）に分けて検証を行った。

図７（ａ），（ｂ）は、検証用機械の一部を模式的に示す図であって、図７（ａ）は半径方向分力を切削インサートに負荷したときの測定の様子を示し、図７（ｂ）は、軸方向荷重を切削インサートに負荷した時の測定の様子を示す。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、切削インサートに対する切削抵抗を模した外力は、動力計の上に固定した治具５１を、工作機械の主軸に取り付けた評価用の切削工具（切削インサート）に対して、径方向あるいは軸方向から押し付けることで負荷した。切削インサートの変位量及び挙動は、切削インサートの外周に配置したダイヤルゲージ５２により測定し、別途ダイヤルゲージ５２で測定した工具本体単体の変位量を引くことでインサート単体の変位量を算出した。

［表面粗さによる影響についての検証］
まず、切削インサートにおける拘束部の算術平均高さＲａと、工具本体における拘束部の算術平均高さＲａとの関係が、径方向分力及び軸方向分力のそれぞれにおいて、工具本体に対する切削インサートの回転変位量にどの程度に影響するか検証を行った。
実施例として、各拘束部に筋目加工が施された切削インサート及び工具本体を用意した。
また、比較例としては、長辺拘束部及び短辺拘束部が焼結面、底面拘束部には遊星研削が施された切削インサートを用意した。比較例の切削インサートは、いずれの拘束部にも加工筋目を有しない。

図８（ａ）～（ｄ）は、評価に用いた工具本体３０Ａと各拘束部３５ａ～３５ｃにおける加工筋目３６ａ～３６ｃの筋目方向（筋目角度θ４～θ６：９０°）を模式的に示す図である。図９（ａ）～（ｄ）は、評価に用いた切削インサート１０Ａと各拘束部１５ａ～１５ｃにおける加工筋目１６ａ～１６ｃの筋目方向（筋目角度θ１～θ３：９０°）を模式的に示す図である。図１０（ａ）は、工具本体３０Ａに対して切削インサート１０Ａ～１０Ｄが取り付けられた切削工具を部分的に示す図であって、検証結果を説明するための図である。図１０（ｂ）は、図１１のＡ－Ａ’線に沿う断面図である。

工具本体の試料としては、表１及び図８（ａ）～（ｄ）に示す条件の工具本体３０Ａを１つ用意した。
「工具本体３０Ａ」
・拘束部３５ａ～３５ｃの算術平均高さＲａ：１．１０μｍ
・加工筋目周期：０．１３ｍｍ
・加工筋目３６ａ～３６ｃの筋目角度：９０°で統一

実施例１の切削インサートの試料としては、表１及び図９（ａ）～（ｄ）に示す条件の切削インサート１０Ａ～１０Ｃを３つ用意した。
「切削インサート１０Ａ」
・算術平均高さＲａ：０．１６μｍ
・加工筋目周期：０．０５ｍｍ
・加工筋目３６ａ～３６ｃの筋目角度θ１：９０°で統一
「切削インサート１０Ｂ」
・算術平均高さＲａ：１．００μｍ
・加工筋目周期：０．１２ｍｍ
・拘束部１５ａ～１５ｃの筋目角度θ２：９０°で統一
「切削インサート１０Ｃ」
・算術平均高さＲａ：３．１０μｍ
・加工筋目周期：０．２１ｍｍ
・加工筋目３６ａ～３６ｃの筋目角度θ３：９０°で統一

切削インサート１０Ａ～１０Ｃが工具本体３０Ａに取り付けられた状態において、切削インサート１０Ａ～１０Ｄ側の各拘束部１５ａ～１５ｃは、工具本体３０Ａ側の各拘束部３５ａ～３５ｃに拘束される。

図１０（ａ）～（ｃ）は、切削インサート１０Ａ～１０Ｄの各拘束部１５ａ～１５ｃと、工具本体３０Ａの各拘束部３５ａ～３５ｃとの嵌合状態を表面粗さごとに模式的に示した図である。
図１０（ｂ）に示すように、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの各拘束部１５ａ～１５ｃにおける表面粗さが、工具本体３０Ａの各拘束部３５ａ～３５ｃにおける表面粗さに最も近い場合に、互いの加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃの接触面積が最大となる。

＜径方向分力＞
まず、径方向分力における表面粗さの影響について検証する。
工具本体３０Ａに対して、３つの切削インサート１０Ａ～１０Ｃを順次取り付けて、図７（ａ）に示すように、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの径方向外側から長辺側側面に治具を押し付けて所定の荷重を負荷することで、立壁加工時の切削インサート１０Ａ～１０Ｃに対する切削抵抗を模した外力とし、工具本体３０Ａに対する各切削インサート１０Ａ～１０Ｃのずれ具合から表面粗さの影響について評価した。

図１２（ａ）～（ｃ）は、（ａ）長辺拘束部、（ｂ）底面拘束部、（ｃ）短辺拘束部のそれぞれにおいて、荷重（グラフ横軸、単位Ｎ）に対する切削インサート１０Ａ～１０Ｃの回転変位量（変位量、グラフ縦軸、単位μｍ）の関係を示すグラフである。
図１２（ａ）～（ｃ）に示すように、何れの切削インサート１０Ａ～１０Ｃにおいても荷重が２００Ｎを超えたあたりから工具本体３０Ａに対して変化（ずれ）が生じ、６００Ｎ付近で変位量が最大になった。

着座側の拘束部１５ａ，３５ａに関しては、荷重が負荷される径方向（図１１中の矢印Ｐで示す方向）に沿う面であり、互いに嵌合する方向に対して垂直な力が作用する。そのため底面拘束部１５ａ、３５ａに関しては、図１２（ｂ）に示すように、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの表面粗さによって変位量に差が生じた。底面拘束部１５ａの算術平均高さＲａが、１．００μｍ、０．１６μｍ、３．１０μｍの順に変位量（回転変位量）が大きくなった。

また、短辺拘束部１５ｃ、３５ｃに関しては、図１１中の矢印Ｐで示す方向から荷重を受けると、図１１中の矢印Ｑで示す斜め方向から荷重が作用することが考えられる。短辺拘束部１５ｃ、３５ｃに関しても、図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、算術平均高さＲａが、０．１６μｍ、１．００μｍ、３．１０μｍの順に変位量（回転変位量）が大きくなった。

長辺拘束部１５ｂ，３５ｂに関しては、図１２（ａ）に示すように、切削インサート１０Ａ～１０Ｃ（長辺拘束部１５ｂ，３５ｂどうしの面粗さがいずれの場合）においても、工具本体３０Ａに対する各切削インサート１０Ａ～１０Ｃ（算術平均高さＲａ：０．１６μｍ、１．００μｍ、３．１０μｍ）の間で変位量に大きな差はなかった。
理由として、切削インサート１０Ａ～１０Ｃは、径方向分力により、正面視において時計回り、及び長辺拘束側が浮き上がる挙動を示したことから、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの長辺拘束部１５ｂと、工具本体３０Ａの長辺拘束部３５ｂとの接触面積が減少したことで、表面粗さの影響が小さくなったと考えられる。

切削インサート１０Ａ～１０Ｃのうち、長辺拘束部１５ｂ、底面拘束部１５ａ及び短辺拘束部１５ｃのそれぞれにおいて、ともに変位量が最も小さかったのは切削インサート１０Ｂとなった。切削インサート１０Ｂの各拘束部１５ａ～１５ｃの算術平均高さＲａは、いずれも１．００μｍであり、工具本体３０Ａ側の算術平均高さＲａ（１．１０μｍ）に最も近い。このため、工具本体３０Ａとの接触面積が大きくなり、嵌合強度が高まったことで、最も変位量が小さくなったと考えられる。なお、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの中で変位量が最も大きかったのは、算術平均高さＲａが３．１０μｍの切削インサート１０Ｃであった。

＜軸方向荷重＞
次に、軸方向荷重における表面粗さの影響について検証する。
図７（ｂ）に示すように、切削工具１００の先端側から切削インサートの先端に治具を押し付けて荷重を軸方向に負荷することで、切削インサート１０Ａ～１０Ｃに対する切削抵抗を模した外力とし、工具本体３０Ａに対する各切削インサート１０Ａ～１０Ｃのずれ具合から表面粗さの影響について評価した。

図１３（ａ）～（ｃ）は、（ａ）長辺拘束部、（ｂ）底面拘束部、（ｃ）短辺拘束部のそれぞれにおいて、軸方向荷重（グラフ横軸、単位Ｎ）に対する切削インサート１０Ａ～１０Ｃの回転変位量（グラフ縦軸、単位μｍ）の関係を示すグラフである。
図１３（ａ）～（ｃ）に示すように、何れの切削インサート１０Ａ～１０Ｃにおいても荷重が２００Ｎを超えたあたりから工具本体３０Ａに対して変化（ずれ）が生じ、６００Ｎ付近で変位量が最大になった。

図１３（ａ）に示すように、長辺拘束部１５ｂに関しては、切削インサート１０Ａ～１０Ｃ（算術平均高さＲａ：０．１６μｍ、１．００μｍ、３．１０μｍ）に関わらず、各切削インサート１０Ａ～１０Ｃの変位量に顕著な差異は見られなかった。
図１３（ｂ）に示すように、着座面側の拘束部１５ａ，３５ａに関しては、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの表面粗さによって変位量に差が生じた。長辺拘束部１５ｂおよび底面拘束部１５ａの算術平均高さＲａが、１．００μｍ、０．１６μｍ、３．１０μｍの順に変位量が大きくなった。

一方、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの短辺拘束部１５ｃ及び工具本体３０Ａの短辺拘束部３５ｃどうしは、表面粗さに応じた顕著な差は確認できなかった。図１３（ｃ）に示すように、切削インサート１０Ａ～１０Ｃ（短辺拘束部１５ｃ、３５ｃの面粗さがいずれの場合）においても、工具本体３０Ａに対する各切削インサート１０Ａ～１０Ｃ（算術平均高さＲａ：０．１６μｍ、１．００μｍ、３．１０μｍ）の間で変位量に大きな差はなかった。

理由として、切削インサート１０Ａ～１０Ｃは、軸方向分力により、正面視において反時計回りに回転することで短辺拘束部１５ｃが浮き上がる挙動を示すことから、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの短辺拘束部１５ｃと、工具本体３０Ａの短辺拘束部３５ｃとの接触面積が減少したことで、表面粗さの影響を小さくなったと考えられる。

切削インサート１０Ａ～１０Ｃのうち、長辺拘束部１５ｂ、底面拘束部１５ａ及び短辺拘束部１５ｃのそれぞれにおいて、ともに変位量が最も小さかったのは、切削インサート１０Ｂとなった。切削インサート１０Ｂの各拘束部１５ａ～１５ｃの算術平均高さＲａは、いずれも１．００μｍであり、図１０（ｂ）に示すように、工具本体３０Ａ側の算術平均高さＲａ（１．１０μｍ）に最も近い。また、切削インサート１０Ｂの各加工筋目１６ａ～１６ｃの筋目角度θ１～θ３はいずれも９０°であり、工具本体３０Ａの各加工筋目３６ａ～３６ｃの筋目角度θ４～θ６と等しい。このため、凹凸の嵌合深さが大きくなり、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの各拘束部１５ａ～１５ｃと、工具本体３０Ａの各拘束部３５ａ～３５ｃとの接触面積が増えて、互いの嵌合強度（固定限界抵抗）が高まったことで、最も変位量が小さくなったと考えられる。なお、切削インサート１０Ａ～１０Ｃの中で変位量が最も大きかったのは、算術平均高さＲａが３．１０μｍの切削インサート１０Ｃであった。理由としては、凹凸の嵌合深さが最も小さいことが原因と考えられる。

以上の結果から、径方向分力、軸方向荷重のいずれにおいても、工具本体３０Ａに対する切削インサート１０Ａ～１０Ｃの回転変位量は、互いの各拘束部１５ａ～１５ｃ、３５ａ～３５ｃの算術平均高さＲａが近い値の組み合わせが最も良好となった。すなわち、工具本体３０Ａの各拘束部３５ａ～３５ｃの算術平均高さＲａが１．１０μｍのとき、この工具本体３０Ａに対する変位量は、各拘束部１５ａ～１５ｃの算術平均高さＲａが１．００μの切削インサート１０Ｂが最も小さい結果となった。

また、径方向からの荷重、軸方向からの荷重に関わらず、加工筋目のない比較例（従来品）の切削インサートと比べると、上記実施例１の切削インサート１０Ａ～１０Ｃはいずれの拘束部においても工具本体３０Ａに対する変位量が大幅に抑えられていることが分かった。径方向分力負荷時には、工具本体３０Ａ側の算術平均高さ（Ｒａ：１．００μｍ）に近い切削インサート（Ｒａ：１．１０μｍ）ほど変位量が抑えられている。また、軸方向荷重負荷時には、いずれの拘束部１５ａ～１５ｃにおいても表面粗さの値に関わらず、比較例との差が顕著に表れた。また、拘束部どうしの嵌合方向と同じ方向から作用する荷重に対しては、表面粗さの値に関わらず比較例に比べて変位量がかなり小さくなった。

比較例の切削インサートでは、径方向及び軸方向に関わらず負荷荷重２００Ｎあたりから変位量が大きくなり、特に、径方向分力が５００Ｎを超えると、上記切削インサート１０Ａ～１０Ｃに比べて工具本体３０Ａに対する変位量が急激に大きくなった。径方向分力及び軸方向荷重のいずれにおいても、加工筋目のない比較例の切削インサートの長辺拘束部、短辺拘束部及び底面拘束部の全てにおいてほぼ同程度の変位量が確認された。

よって、工具本体３０Ａに対する切削インサート１０Ａ～１０Ｃの変位を抑えるためには、工具本体３０Ａ及び切削インサート１０Ａ～１０Ｃの各拘束部３５ａ～３５ｃ、１５ａ～１５ｃに表面粗さを形成する加工筋目３６ａ～３６ｃ、１６ａ～１６ｃを設けるとともに、切削インサート１０Ａ～１０ｃ側の表面粗さが工具本体３０Ａ側の算術平均高さ（Ｒａ：１．００μｍ）に近いほど有効であることが分かった。切削インサート１０Ａ～１０Ｃ及び工具本体３０Ａの算術平均高さＲａがそれぞれ１．０程度の場合、工具本体３０Ａ及び切削インサート１０Ａ～１０Ｃの各拘束部３５ａ～３５ｃ、１５ａ～１５ｃにおいて互いに巨視的に係合可能な微細な凹凸（加工筋目３６ａ～３６ｃ、１６ａ～１６ｃ）で拘束されて、各拘束部３５ａ～３５ｃ、１５ａ～１５ｃにおける互いの嵌合方向とは異なる方向から作用する荷重に対しても高い嵌合力が得られる。また、切削インサート１０Ａ～１０Ｃ側の筋目角度θ１～θ３が、工具本体３０Ａの筋目角度θ４～θ６と等しいため、加工筋目１６ａ～１６ｃ，３６ａ～３６ｃどうしの凹凸の嵌合深さが大きくなり、切削インサート１０Ａ～１０Ｃ側の回転変位量がより抑えられた。

［加工筋目方向の影響についての検証］
次に、本発明に係る切削インサート１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇにおける加工筋目１６ａ～１６ｃの筋目方向（筋目角度θ１～θ３）と、工具本体３０Ａにおける加工筋目３６ａ～３６ｃの筋目方向（筋目角度θ４～θ６）との関係が、工具本体３０Ａに対する切削インサート１０Ｄ～１０Ｇのずれ動き（変位量）にどの程度影響するか検証を行った。

実施例２の切削インサートの試料として、表２に示す条件の切削インサート１０Ｄ～１０Ｇを用意した。ここでは、加工筋目１６ａ～１６ｃの筋目方向（筋目角度θ１～θ４）が互いに異なる４つの切削インサートを用意した。
「切削インサート１０Ｄ～１０Ｇ」
・算術平均高さＲａ：１．００μｍで統一
・加工筋目１６ａ～１６ｃの筋目方向（筋目角度θ１～θ３）：０°、４５°、９０°、１３５°

＜径方向分力＞
用意した４つの切削インサート１０Ｄ～１０Ｇを工具本体３０Ａに対して順に取り付けて、図７（ａ）に示すように、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの径方向外側から長辺側側面に治具５１を押し付けて所定の荷重を付与することで、各切削インサート１０Ｄ～１０Ｇにかかる切削加工時の負荷を再現し、工具本体３０Ａに対する各切削インサート１０Ｄ～１０Ｇのずれ具合から筋目方向の影響について評価した。

図１４（ａ）～（ｃ）は、（ａ）長辺拘束部、（ｂ）底面拘束部、（ｃ）短辺拘束部のそれぞれにおいて、径方向分力（グラフ横軸、単位Ｎ）に対する切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの回転変位量（グラフ縦軸、単位μｍ）の関係を示すグラフである。
図１４（ａ）に示すように、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの長辺拘束部１５ｂにおいて、加工筋目１６ｂの筋目方向を表す筋目角度θ２がいずれの筋目角度（０°，４５°，９０°、１３５°）の場合であっても、工具本体３０Ａの長辺拘束部３５ｂに対する切削インサート１０Ａ～１０Ｄの変位量は小さく、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの間におけるばらつきは小さい。すなわち、長辺拘束部１５ｂ，３５ｂに関して、加工筋目１６ｂ，３６ｂどうしの筋目方向（筋目角度θ２の大きさ）が、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの変位量に影響する度合いは小さいと言える。

一方、図１４（ｂ）に示すように、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの底面拘束部１５ａにおいて、荷重の大きさに関わらず、加工筋目１６ａの筋目方向を表す筋目角度θ１が９０°、１３５°、４５°、０°の順に、工具本体３０Ａに対する変位量が大きくなった。
また、図１４（ｃ）に示すように、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの短辺拘束部１５ｃにおいては、加工筋目１６ｃの筋目方向を表す筋目角度θ３が９０°、１３５°、０°、４５°の順に、工具本体３０に対する変位量が大きくなった。

このように、工具本体３０Ａと切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの間において互いの拘束部３５ａ～３５ｃ，１５ａ～１５ｃどうしの表面粗さが近くても、筋目方向がずれていると接触面積が低下して十分な拘束力が得られないことが分かった。底面拘束部３５ａ，１５ａ及び短辺拘束部３５ｃ，１５ｃのいずれにおいても、荷重の大きさに関わらず、筋目角度θ１，θ３が、工具本体３０Ａにおける底面拘束部３５ａ及び短辺拘束部３５ｃの筋目角度θ４，θ６と同じ９０°である場合に、工具本体３０Ａに対する変位量が小さい。すなわち、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇ及び工具本体３０Ａの拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃどうし間で筋目方向（角度）の差異が小さいほうが、凹凸の嵌合が深くなるとともに互いの接触面積が大きくなって拘束力が高まり、切削インサート１０の変位量に影響する度合いも小さくなったと考えられる。

＜軸方向荷重＞
図７（ｂ）に示すように、切削工具１００の先端側から切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの先端に治具５１を押し付けて荷重を軸方向に負荷することで、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇに対する切削抵抗を模した外力とし、工具本体３０Ａに対する各切削インサート１０Ｄ～１０Ｇのずれ具合から表面粗さの影響について評価した。

図１５（ａ）～（ｃ）は、（ａ）長辺拘束部、（ｂ）底面拘束部、（ｃ）短辺拘束部のそれぞれにおいて、軸方向荷重（グラフ横軸、単位Ｎ）に対する切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの回転変位量（グラフ縦軸、単位μｍ）の関係を示すグラフである。
図１５（ａ）～（ｃ）に示すように、何れの切削インサート１０Ｄ～１０Ｇにおいても荷重が２００Ｎを超えたあたりから工具本体３０Ａに対して変化（ずれ）が生じ、６００Ｎ付近で変位量が最大になった。

図１５（ｃ）に示すように、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの短辺拘束部１５ｃに関しては、筋目角度θ１～θ３の角度に応じた顕著な差は確認できなかった。上述したように、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇは、軸方向分力により、正面視において反時計回りに回転することで短辺拘束部１５ｃが浮き上がる挙動を示すことから、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの短辺拘束部１５ｃと、工具本体３０Ａの短辺拘束部３５ｃとの接触面積が減少したことで、筋目角度の影響が小さくなったと考えられる。

一方、長辺拘束部１５ｂ，３５ｂ及び底面拘束部１５ａ，３５ａにおいては、工具本体３０Ａ側の筋目方向と、各長辺拘束部１５ｂ，３５ｂ、各底面拘束部１５ａ，３５ａに作用する荷重方向が直交関係に近付いたため、節目角度によって差異が生じたと考えられる。節目方向が１３５°、０°、４５°の順に変位量が小さく、主に９０°のときに変位量が最も小さくなった。

以上の結果から、径方向分力、軸方向荷重のいずれにおいても、工具本体３０Ａに対する切削インサート１０Ｄ～１０Ｇのずれ具合（変位量）は、互いの各拘束部１５ａ～１５ｃ、３５ａ～３５ｃの筋目方向が同じ場合（ここでは互いに９０°のとき）に最も小さい結果となった。

また、径方向からの荷重、軸方向からの荷重に関わらず、加工筋目のない比較例（従来品）の切削インサートを比べると、上記実施例２の切削インサート１０Ｄ～１０Ｇは、いずれの拘束部においても工具本体３０Ａに対する変位量が大幅に抑えられていることが分かった。

図１６は、短辺拘束部１５ｃ、３５ｃに作用するせん断方向と加工筋目１６ｃ，３６ｃとの関係を示す図であって、（ａ）は、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇ側の筋目角度θ３が４５°であり、（ｃ）は切削インサート１０Ｄ～１０Ｇ側の筋目角度θ３が１３５°である。工具本体３０の筋目角度θ６は９０°である。

上記図１４（ｃ）に示したように、短辺拘束部１５ｃにおいては、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの径方向外側から荷重を負荷した場合、短辺拘束部１５ｃの筋目角度θ３が４５°のとき、筋目角度θ６が９０°とされた工具本体３０Ａに対する変位量が最も大きくなった。
これは、図１６（ａ）に示すように、工具本体３０Ａ側の短辺拘束部３５ｃ（筋目角度θ６：９０°）に対して、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇ側の短辺拘束部１５ｃの筋目角度θ３が４５°である場合に、短辺拘束部１５ｃ、３５ｃに作用するせん断方向（図中の矢印Ｑで示す方向）と、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇの加工筋目１６ｃの方向とが略並行となり、凹凸の嵌合深さが小さくなり、短辺拘束部１５ｃ、３５ｃどうしの拘束力が弱まったことが考えられる。

一方、図１６（ｂ）に示すように、切削インサート１０Ｄ～１０Ｇ側の筋目角度θ３が１３５°の場合は、筋目角度θ３が４５°の場合に比べて、工具本体３０Ａに対する変位量が小さい。これは、筋目角度θ３が１３５°の方が、４５°の場合に比べて、凹凸の嵌合深さが大きくなり、加工筋目１６ｃ，３６ｃどうしの間でせん断方向に直交する方向で嵌合する面積が増えたことで、短辺拘束部１５ｃ、３５ｃどうしの間の拘束力が高くなったことが考えられる。

上述した実施例１，２により、比較例のように加工筋目がなく、切削インサートの拘束と工具本体の拘束部とが互いに平坦な面である場合、切削加工時の切削負荷により、切削インサートが工具本体に対してずれ動きやすい。そのため、切削インサートの着座面や側面に凹凸形状を形成して拘束力を高めることが考えられるが、例えば、切削インサートの側面に形成する凹凸形状が大きい場合（数ｍｍ）は、その凹凸が切刃形状に影響を及ぼすおそれがある。また、切削インサートと工具本体との間において、互いの拘束部の凹凸形状を嵌合させて嵌合強度を確保する必要がある。すなわち、切削インサートの拘束部と、工具本体の拘束部との間において互いの凹凸が嵌合するように、工具本体に対して切削インサートを精度良く取り付けなくてはならない。
しかしながら、切削インサートの３つの拘束部を、工具本体側の３つの拘束部に対してそれぞれ精度良く嵌合させて取り付けるのは難しい。精度良く嵌合しない面が１組でもあると工具本体に対して切削インサートが傾いてしまう。

そのため、上記実施形態のように、切削インサート１０Ａ～１０Ｇ及び工具本体３０Ａの各拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃに対して、微視的に方位を持った微細な凹凸形状からなる加工筋目１６ａ～１６ｃを、数μｍ単位の微細な寸法でそれぞれ形成するとともに、互いの加工筋目１６ａ～１６ｃがなす角度を０°≦θ≦５°の範囲内となるようにすることで、互いの凹凸が嵌合する面積が増えることになる。これにより、工具本体３０Ａに対する切削インサート１０Ａ～１０Ｇの位置決めが容易になるとともに、工具本体３０Ａに対する切削インサート１０Ａ～１０Ｇの巨視的な取り付けが可能となる。よって、切削インサート１０Ａ～１０Ｇの交換作業を容易に行うことが可能である。

以上、実施例１及び実施例２の結果として、切削インサート１０Ａ～１０Ｇと工具本体３０Ａとの間においてこれらの各拘束部１５ａ～１５ｃ，３５ａ～３５ｃの表面粗さの値が近い組み合わせの場合において、接触面粗さの接触面積が増加して静摩擦係数が最大となるため、工具本体３０Ａに対する切削インサート１０Ａ～１０Ｇの回転変位量を抑えることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。

例えば、切削インサートの形状は上記実施形態において図示した形状に限らない。平面視矩形状以外にも正方形状、平行四辺形状などでもよい。

１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ）…切削インサート
１３…着座面
１２…すくい面
１４…側面
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…切削インサートの拘束部
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ…工具本体の拘束部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…切削インサートの加工筋目
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ…工具本体の加工筋目
３０（３０Ａ）…工具本体
３１…インサートポケット（ポケット）
３３ａ…取付座
３３ｂ…長辺取付側面（取付側面）
３３ｃ…短辺取付側面（取付側面）
１００…切削工具
ＪＯ…回転軸
θ…切削インサートの加工筋目と工具本体の加工筋目とが成す角度

Claims (4)

1. 切削インサートが回転軸周りに回転する工具本体に取付けられた切削工具であって、
   前記切削インサートは、すくい面と着座面とを有するとともに、前記すくい面と前記着座面との間は逃げ面を含んだ側面で繋がれ、
   前記工具本体は、一端に１つ以上のポケットを有し、前記ポケットには、取付座と、前記取付座に対して角度を有する１つ以上の取付側面と、を備え、
   前記着座面、前記側面、前記取付座、及び前記取付側面は、それぞれ拘束部を備え、
   全ての前記拘束部には、一定周期の加工筋目が０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍで形成され、
   前記切削インサートが前記工具本体に取り付けられた状態において、
   各拘束部における前記切削インサートの前記加工筋目と、前記工具本体の前記加工筋目との成す角度θが０°≦θ≦５°である、
   ことを特徴とする切削工具。
2. 前記加工筋目は、研削加工によって形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 一対のすくい面と着座面とを有するとともに、前記すくい面と前記着座面との間は逃げ面を含んだ側面でつながれ、
   前記着座面及び前記側面はそれぞれ拘束部を備えるとともに、
   前記拘束部は、一定周期の加工筋目が０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍで形成される、
   ことを特徴とする切削インサート。
4. 回転軸周りに回転する工具本体であって、
   前記工具本体は、一端に１つ以上のポケットを有し、
   前記ポケットには、取付座と、前記取付座に対して角度を有する１つ以上の取付側面と、を備え、
   前記取付座及び前記取付側面はそれぞれ拘束部を備えるとともに、
   前記拘束部は、一定周期の加工筋目が０．０５μｍ≦Ｒａ≦６．３０μｍで形成されている、
   ことを特徴とする工具本体。

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