JP6658805B2 - 切削インサート - Google Patents

Description

本発明は、切削加工に用いる切削インサートに関する。

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が付与されるものがある。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場合がある。例えば、特許文献１に示された突っ切り・溝入れ加工用の切削インサートは、基体の表面に被覆層を被覆し、ホーニングを有する切れ刃が形成され、ホーニングの大きさについて、直線切れ刃よりもノーズ切れ刃の方が大きくされる。さらに、被覆層のノーズ切れ刃における厚み（厚さ）が直線切れ刃における厚みよりも大きくされる。

特開２０１０−２２８０１６号公報

切れ刃の強化のため、切れ刃に大きなホーニング面を付与する際に、特許文献１の切削インサートのように、切れ刃の両端部のホーニング面の幅を大きくすると、両端部における切れ刃の切削抵抗が増大し、加工される被加工物の仕上げ面の品位が低下する場合がある。特に、切れ刃の一端側が他端側よりも外方に突出しているために、被加工物により近い切れ刃の一端側から切削を開始するような切削工具において、被加工物の仕上げ面の品位を向上するために、突出している切れ刃の一端側の切削抵抗の増大を防止したい場合がある。

本開示は、切削インサートに関する。この切削インサートは、すくい面が形成される上面と、前記上面に接続し、逃げ面が形成される第１側面と、前記上面及び前記第１側面に接続する第２側面と、前記上面及び前記第２側面に接続する第３側面と、前記上面、前記第１側面及び前記第３側面に接続する第４側面と、前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面及び前記第４側面に接続する下面と、前記上面と前記第１側面との接続部に形成され、かつ、ホーニング面を有する切れ刃とを備え、前記第２側面と前記第４側面を貫通する穴が形成され、前記穴に挿入される雄ねじを用いて前記第４側面の一部をホルダに当接させるとともに、前記上面及び前記下面のそれぞれ少なくとも一部を前記ホルダに当接させることにより前記ホルダに固定された状態で、突っ切り加工を行うための切削インサートであって、前記切れ刃は、前記上面に対向する方向からみた上面視において、前記穴の中心軸線との距離が、前記第２側面から前記第４側面に近づくほど大きくなるように前記第２側面及び前記第４側面に対して傾斜し、かつ、前記上面視において、前記切れ刃上の前記第２側面よりも前記第４側面に近い第１の点から、前記第４側面よりも前記第２側面に近い第２の点に近づくにつれて前記ホーニング面の幅が漸次増加するように形成されている。なお、第１の点Ａと、第２の点Ｂの距離は、切れ刃全長の過半以上の大きさを有することが望ましい。また、第１の点Ａ又は第２の点Ｂは、切れ刃の端部であってもよい。

本発明の第１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の切削工具の左側面図である。 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。 本発明の第２の実施形態に係る切削工具の部分拡大平面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ切断面による拡大断面図である。 図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ切断面による拡大断面図である。

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、本発明の第１の実施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（図９）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から図３及び図６から図８に切削工具１の形状を示す。切削工具１は、基部２２と、基部２２から切削工具１の長手方向一端側および他端側にそれぞれ突出する２つの切削部２３とを有する。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１０の内、ホルダ２に保持される基部２２に相当する部分は前記第１の端面１０と対向する方向から見たときの端面視（又は上面視）において略四角形（略長方形）である。また、第１の端面１０の内、切削に関与する２つの切削部２３の部分は、上述したとおり端面視において、基部２２の長手方向両端に接続される。図に示されるとおり、短手方向における長さは、基部２２との接続部から長手方向の両端に近づくにつれて漸増する。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、便宜的に、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。例えば、図７に示されるように、基部２２の第１の端面１０側には、第１の端面１０に対向する方向に突出するように、２つの突部が形成されている。同図に示されるように、突部は、切削工具１の長手方向において、穴２４の両側にそれぞれ形成されている。同様に、基部２２の第２の端面１１側には、第２の端面１１に対向する方向に突出するように、２つの突部が形成されている。後述するように、切削時には、穴２５に挿入される雄ねじを用いて第４側面１６の一部をホルダ２に当接させるとともに、第１の端面１０及び第２の端面１１のそれぞれ少なくとも一部をホルダ２に当接させることにより、切削工具１は、ホルダ２に固定される。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。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、周回りでこの順に有する。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。換言すると、上面１０と周側面１２との接続部の少なくとも一部は、切れ刃２０として機能する。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。例えば、図１に示されるように、切削工具１は、第２の側面１４と第４の側面１６とを、例えば、垂直に貫通する穴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。第４の側面１６の内、基部２２の部分は、後述するホルダ２（図９）へ装着するときの着座面となる平面部を穴２４の周りに有する。この平面部は図８の基部２２に相当する部分である。平面部は略平行四辺形である。図６及び図８に示すように、基部２２の第４の側面１６と上面１０との交差稜線部は、大きな面取り面を有する。同様に、基部２２の第４の側面１６と下面１１との交差稜線部は、大きな面取り面を有する。これらの面取り面の大きさは、例えば約０．５ｍｍである。

図９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（切削インサート）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。例えば、ホルダ２に雌ねじを設け、穴２４に雄ねじを挿通させて雌ねじと螺合し、雄ねじの頭部で第２の側面１４の内、基部２２の部分をホルダ２方向に押圧することで、切削工具１の第４の側面１６の内、基部２２の部分をホルダ２方向に接触させることにより、切削工具１をホルダ２に装着することができる。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。ここで、基部２２の上面１０側及び下面１１側には、それぞれ２つの突部が形成されているため、この２つの突部の一方、又は、双方の曲面からなる表面に対向するように、基部２２の上面１０及び下面１１側に沿った曲面を有する壁部をインサート座にそれぞれ設け、切削時に、２つの突部の一方、又は、双方の曲面からなる表面をホルダ２のインサート座の壁部に当接させることにより、被加工物の回転方向に対しても切削工具１をホルダ２に安定して固定することが可能になる。なお、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。このため、切削工具１は同一形状の２組の切れ刃２０を有する。以下では、１組の切れ刃２０を中心に説明し、他の組の切れ刃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には切れ刃の使用順序の目安となるマークなどを付す場合がある。この実施形態に係る切削工具１は、一方の切れ刃２０側の１箇所に、丸い凹状のマークを有する。このようなマークを有することによる非対称性は許容される。

図３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１の切れ刃２０ａと第３の稜線１９との間には、第１のコーナ切れ刃２０ｂが配置されている。第１の切れ刃２０ａと第２の稜線１８との間には、第２のコーナ切れ刃２０ｃが配置されている。第１の切れ刃２０ａは、第２のコーナ切れ刃２０ｃ側に対して、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側が外方に突出している。すなわち、上面１０に対向する方向から見た図３において、第１の切れ刃２０ａは、左側が下側に下がっている。換言すると、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４の側面１６と鋭角である。従って、図６に示す上面視に示されるとおり、切削工具１の基部２２における第２側面１４の中央部と第４側面１６の中央部を垂直に貫通する中心軸線Ｃを基準としたときに、この中心軸線Ｃと第１の切れ刃２０ａとの距離は、第２側面１４から第４側面１６に近づくほど大きくなるように第２側面１４及び第４側面１６に対して傾斜する。更に、切削部２３における第２側面１４及び第４側面１６も、中心軸線Ｃと垂直な方向に対して、わずかに傾斜している。具体的には、上面視において、第４側面１６は、上面１０と第１の側面１３とを接続する第１の稜線１７に形成される第１切れ刃２０ａの端部に形成される第１のコーナ切れ刃２０ｂから離れ、中心軸線Ｃに近づくほど第２側面１４に近づくように中心軸線Ｃと垂直な方向に対して傾斜する。また、第２側面１４は、第１切れ刃２０ａの他方の端部に形成される第２のコーナ切れ刃２０ｃから離れ、中心軸線Ｃに近づくほど第４側面１６に近づくように中心軸線Ｃと垂直な方向に対して傾斜する。従って、例えば図６に示されるように切削部２３の上面視における短手方向の幅は、基部２２から離れ第１側面１３又は第３側面１５に近づくほど漸増する。第１の切れ刃２０ａは、第４の側面１６に対して内角で、例えば約８５°の方向に延びている。第１の切れ刃２０ａの長さは、例えば約２ｍｍである。上面１０に対向する方向から見て、第１のコーナ切れ刃２０ｂは、略円弧形状をなし、その曲率半径が、例えば約０．２ｍｍである。上面１０に対向する方向から見て、第２のコーナ切れ刃２０ｃは、略円弧形状をなし、その曲率半径が、例えば約０．２ｍｍである。切削工具１がホルダ２に装着されたとき、例えば、中心軸線Ｃと平行な軸中心に回転する被加工物に対し、中心軸線Ｃと垂直な方向に切削工具１を被加工物に対して相対移動させることにより突っ切り加工を行う。このため、第１の切れ刃２０ａの長さが、被加工物に対する突っ切り加工又は溝入れ加工の幅に相当する、第１のコーナ切れ刃２０ｂから第２のコーナ切れ刃２０ｃまでの外接寸法は、例えば約２ｍｍである。

切削工具１の第２の側面１４から第４の側面１６までの外接寸法は、例えば約３ｍｍである。切削工具１の第１の側面１３から第３の側面１５までの外接寸法は、例えば約２８ｍｍである。切削工具１の上面１０から下面１１までの外接寸法は、例えば約１１ｍｍである。穴２４の直径は、例えば最小部で約５ｍｍである。穴２４は、例えばＭ４．５（メートルねじ）の締め付けねじに対応する形状である。

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。切れ刃２０の上に、任意の２点を定め、それぞれ第１の点Ａ及び第２の点Ｂと呼称する。第１の点Ａは、第２のコーナ切れ刃２０よりも第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の点であり、第２の点Ｂは、第１のコーナ切れ刃２０ｂよりも第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の点である。ここでは、ホーニング面２１の最も外方に第１及び第２の点Ａ、Ｂを配置している。第１の点Ａは第２の点Ｂよりも切削工具１の外方（端面視において長手方向外方、端面視において中心軸線Ｃと直交する方向の外方）に位置している。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ切断面における切れ刃２０（ホーニング面２１）の断面形状を示し、図５は、図３のＶ−Ｖ切断面における切れ刃２０（ホーニング面２１）の断面形状を示す。すなわち、図４及び図５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切断面及びＶ−Ｖ切断面における、切れ刃２０の断面形状を示す。ＩＶ−ＩＶ切断面は第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の第１の点Ａを通る切断面であり、Ｖ−Ｖ切断面は第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の第２の点Ｂを通る切断面である。図４に示すように、切れ刃２０（ホーニング面２１）のＩＶ−ＩＶ切断面における曲率半径を第１の曲率半径Ｒ１とする。図５に示すように、切れ刃２０（ホーニング面２１）のＶ−Ｖ切断面における曲率半径を第２の曲率半径Ｒ２とする。切れ刃２０の第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の断面形状は、第１の曲率半径Ｒ１が、例えば約０．０３ｍｍの略円弧形状である。切れ刃２０の第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２が、例えば約０．０５ｍｍの略円弧形状である。すなわち、第１の曲率半径Ｒ１は、第２の曲率半径Ｒ２に対して、約６０％としている。なお、この実施形態に係る切削工具１は、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。

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切れ刃２０（ホーニング面２１）のＩＶ−ＩＶ切断面における幅を第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切れ刃２０（ホーニング面２１）のＶ−Ｖ切断面における幅を第２の幅Ｗ２とする。この実施形態に係る切削工具１は、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の第１の幅Ｗ１が、例えば約０．０３ｍｍであり、第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の第２の幅Ｗ２が、例えば約０．０５ｍｍである。すなわち、第１の幅Ｗ１は、第２の幅Ｗ２に対して、約６０％としている。また、図３に示されるとおり、切れ刃２０ａの第１のコーナ切れ刃２０ｂに接続する一端から、第２のコーナ切れ刃２０ｃの他端に至る切れ刃２０ａの全域にわたり、切れ刃２０ａはホーニング面２１を有し、かつ、端面視において、その幅は漸増（すなわち、単調に増加）する。このため、端面視における、切削部２３における第４側面１６と、切れ刃２０ａの中心軸線Ｃから最も遠い境界線とがなす角度よりも、切削部２３における第４側面１６と、切れ刃２０ａのホーニング面２１と上面１０のすくい面との境界線とがなす角度の方が小さくなる。なお、ホーニング面２１の幅が一定となる領域を、一部に設けてもよい。また、切れ刃２０ａの両端部においてホーニング面２１の幅が局所的に小さくなるような部分があってもよい。ただし、少なくとも切れ刃２０ａの過半にわたり、端面視におけるホーニング幅が漸増する領域を形成することが好ましい。

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切れ刃２０（ホーニング面２１）のＩＶ−ＩＶ切断面における高さを第１の高さＨ１とする。図５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切れ刃２０（ホーニング面２１）のＶ−Ｖ切断面における高さを第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のコーナ切れ刃２０ｂ側の第１の高さＨ１が、例えば約０．０３ｍｍであり、第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の第２の高さＨ２が、例えば約０．０５ｍｍである。すなわち、第１の高さＨ１は、第２の高さＨ２に対して、約６０％としている。また、端面視におけるすくい面側のホーニング量と同様に、第１の側面１３に対向する方向から見たときも、切れ刃２０ａの第１のコーナ切れ刃２０ｂに接続する一端から、第２のコーナ切れ刃２０ｃの他端に至る切れ刃２０ａの全域にわたり、切れ刃２０ａはホーニング面２１を有し、かつ、その幅は漸増（すなわち、単調に増加）する。なお、ホーニング面２１の幅が一定となる領域を、一部に設けてもよい。また、切れ刃２０ａの両端部においてホーニング面２１の幅が局所的に小さくなるような部分があってもよい。ただし、少なくとも切れ刃２０ａの過半にわたり、側面視におけるホーニング幅が漸増または一定となる領域を形成することが好ましい。

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。この実施形態に係る切削工具１は、第１の切れ刃２０ａに接続する第１の側面１３の部分に、切削工具１単体で正の逃げ角を付与している。切削工具１単体での逃げ角は、例えば約７°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。この実施形態に係る切削工具１は、第１の切れ刃２０ａに接続する上面１０の部分に、切削工具１単体で正のすくい角を付与している。ここでの「正のすくい角」とは、第１の切れ刃２０ａから離間するにつれ、第２の端面１１に近づくように傾斜している場合の角度を指す。切削工具１単体でのすくい角は、例えば約２０°である。従って、切削工具１は、正のすくい角及び正の逃げ角を有し、かつ、第２側面１４及び第４側面１６も、第１の切れ刃２０ａから離れるほど端面視における短手方向の幅が小さくなるように傾斜している。このため、第１の切れ刃２０ａによる切れ味、特に、被加工物の仕上げ面の平滑性を担保することが可能になる。また、第２側面１４及び第４側面１６が第１の切れ刃２０ａによる切削の際に、仕上げ面等に衝突する可能性を少なくし、第１の切れ刃２０ａによる好適な切削を実現することができる。

次に、第２の実施形態に係る切削工具１００を説明する。切削工具１００の説明は、第１の実施形態に係る切削工具１との主たる違いのみを説明し、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、切削工具１００は、切削工具１と同様の形状である。切削工具１００は、その表面にＣＶＤ法による被覆膜１０１を有している。

図１１及び図１２は、図１０のＸＩ−ＸＩ切断面及びＸＩＩ−ＸＩＩ切断面における、
切れ刃２０の断面形状を示す。すなわち、図１１及び図１２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ＸＩ−ＸＩ切断面及びＸＩＩ−ＸＩＩ切断面における、切れ刃２０の断面形状を示す。ＸＩ−ＸＩ切断面は第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の第１の点Ａを通る切断面であり、ＸＩＩ−ＸＩＩ切断面は第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の第２の点Ｂを通る切断面である。図１１に示すように、切れ刃２０（ホーニング面２１）のＸＩ−ＸＩ切断面における被覆膜の平均厚さを第１の厚さＴ１とする。なお、ここで言う平均厚さとは、被覆膜１０１の表面や界面における微小な凹凸の影響を排除した厚さのことである。また、すくい面側と逃げ面側とで厚さが異なる場合なども、平均化して比較するとよい。図１２に示すように、切れ刃２０（ホーニング面２１）のＸＩＩ−ＸＩＩ切断面における被覆膜の平均厚さを第２の厚さＴ２とする。この実施形態に係る切削工具１００は、第１の厚さＴ１が、例えば約５μｍであり、第２の厚さＴ２が、例えば約１０μｍである。すなわち、第１の厚さＴ１は、第２の厚さＴ２に対して、約５０％としている。換言すると、第１の厚さＴ１と第２の厚さＴ２との差は、第２の厚さＴ２に対して約５０％としている。

図１１に示すように、切れ刃２０（ホーニング面２１）のＸＩ−ＸＩ切断面における曲率半径を第３の曲率半径Ｒ３とする。図１２に示すように、切れ刃２０（ホーニング面２１）のＸＩＩ−ＸＩＩ切断面における曲率半径を第４の曲率半径Ｒ４とする。この実施形態に係る切削工具１００は、ホーニング面２１の第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の断面形状は、第３の曲率半径Ｒ３が、例えば約０．０３ｍｍの略円弧形状である。また、ホーニング面２１の第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の断面形状は、第４の曲率半径Ｒ４が、例えば約０．０５ｍｍの略円弧形状である。すなわち、第３の曲率半径Ｒ３は、第４の曲率半径Ｒ４に対して、約６０％としている。

図１１に示すように、上面１０に対向する方向から見たときの切れ刃２０（ホーニング面２１）のＸＩ−ＸＩ切断面における幅を第３の幅Ｗ３とする。図１２に示すように、上面１０に対向する方向から見たときの切れ刃２０（ホーニング面２１）のＸＩＩ−ＸＩＩ切断面における幅を第４の幅Ｗ４とする。この実施形態に係る切削工具１００は、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の第３の幅Ｗ３が、例えば約０．０３ｍｍであり、第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の第４の幅Ｗ４が、例えば約０．０５ｍｍである。すなわち、第３の幅Ｗ３は、第４の幅Ｗ４に対して、約６０％としている。

図１１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切れ刃２０（ホーニング面２１）のＸＩ−ＸＩ切断面における高さを第３の高さＨ３とする。図１２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切れ刃２０（ホーニング面２１）のＸＩＩ−ＸＩＩ切断面における高さを第４の高さＨ４とする。この実施形態に係る切削工具１００は、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の第３の高さＨ３が、例えば約０．０３ｍｍであり、第２のコーナ切れ刃２０ｃ側の第４の高さＨ４が、例えば約０．０５ｍｍである。すなわち、第３の高さＨ３は、第４の高さＨ４に対して、約６０％としている。

切削工具１、１００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による被覆膜を被膜したもの、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。

以上のように構成された切削工具（切削インサート）１、１００は、次のように製造される。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も形成する。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。例えばブラシによる加工方法の場合は、ブラシを接触させる角度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。例えば、第１のコーナ切れ刃側は弱く接触させ、第２のコーナ切れ刃側を強く接触させるようにブラシを接触させる角度を調整すると、実施形態のようなホーニング面２１を得られる。

必要に応じて、ＣＶＤ法やＰＶＤ法による被覆膜１０１が、さらに付加される。さらに、被覆膜１０１の厚さを変化させる場合には、被覆膜１０１の一部を除去する。被覆膜１０１の一部を除去する方法には、例えば、ブラシによる加工方法がある。ブラシによる加工方法では、加工する切れ刃２０、１２０に対して、ブラシの当たり方を変化させることで、除去量を調整できる。例えば、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側でブラシが強く当たり、第２のコーナ切れ刃２０ｃ側でブラシが弱く当たるように、ブラシの当たり方を調整する。例えば、ブラシを接触させる角度を変化させることで、被覆膜１０１の膜厚を調整することができる。このような製造工程を経ることにより、ホーニング面のみならず、被覆膜１０１の厚さについても、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側から第２のコーナ切れ刃２０ｃ側に近づくに従って、次第に厚みが大きくなるような被覆膜１０１を有する切削工具１を製造することが可能になる。なお、被覆膜１０１の一部を除去する他の方法として、遊離砥粒による加工方法、又はレーザー光線による加工方法などがある。

ただし、被覆膜１０１の厚さを変化させる方法は、被覆膜１０１の一部を除去する方法に限定されない。例えば、コーティング時の条件を調整して、被覆膜１０１の厚さを傾斜的に生成することもできる。コーティング時の条件を調整する方法には、例えばＰＶＤ法において遮蔽物による影を作る方法などがある。遮蔽物による影を作ると、基本的には影の部分に被覆膜１０１が形成されなくなる。この遮蔽物をコーティング中に移動させることで、被覆膜１０１の膜厚を調整することができる。例えば、薄い部分の厚さの被覆膜１０１が形成されたところで、切れ刃２０、１２０の一部に遮蔽物による影を作り始め、徐々に遮蔽物を移動すると、切れ刃２０、１２０の位置により任意の膜厚に徐々に変化する切削工具１、１００が製作できる。または、遮蔽物を切れ刃２０、１２０から少し離れた位置に配置することでも被覆膜１０１の膜厚を調整することができる。遮蔽物を切れ刃２０、１２０から少し離れた位置に配置することにより、境界部での影の濃さが徐々に変化し、その結果、切れ刃２０、１２０の被覆膜１０１の厚さを徐々に変化させることができる。このように、被覆膜１０１をＰＶＤ等で被膜する際に、切れ刃２０、１２０と、被覆材料のターゲットとの間に遮蔽物を配置し、被覆材料のターゲット及び切れ刃２０、１２０に対して、遮蔽物を相対的に移動させながら被覆を行うことにより、すなわち、被覆膜１０１の厚さを大きくしたい第２のコーナ切れ刃２０ｃ付近は、被覆材料のターゲットに対して露出し、第１のコーナ切れ刃２０ｂを含むそれ以外の領域は遮蔽される初期状態から、被覆材料のターゲットに対して露出する切れ刃２０、１２０の領域が次第に大きくなるように、遮蔽物を相対的に移動させながら被覆を行うことにより、切れ刃２０、１２０の被覆膜１０１の厚さを徐々に変化させることができる。

切削工具１、１００は、図９に示すように締め付けねじを穴２４に差し込んで締め付けねじ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、１００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、１００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。

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、旋盤による突っ切り・溝入れ加工に適する。突っ切り・溝入れ加工に用いるときは、第１の切れ刃２０ａが正面切れ刃とされるとよい。第１の切れ刃２０ａ、第１のコーナ切れ刃２０ｂ、および第２のコーナ切れ刃２０ｃによって加工される溝の幅が決定される。

前述のとおり、第１の切れ刃２０ａのホーニング面２１は、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の方が第２のコーナ切れ刃２０ｃ側よりも小さい。例えば、突っ切り加工において、第１切れ刃２１ａが正面切れ刃とされ、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側が先端側に突出するとき、第１のコーナ切れ刃２０ｂは、切り落とされる被加工物の加工面の仕上げ用切れ刃として作用するため、切れ味のよい小さな断面形状が好ましい。このため、本実施形態に係る切削工具１における第１のコーナ切れ刃２０ｂ及びこれに続く第１の点Ａ付近の第１の切れ刃２０ａには、例えば、第１のコーナ切れ刃２０ｂの端面視における曲率半径より小さい曲率のホーニング面２１を、すくい面をなす上面１０から逃げ面をなす第１の側面１３にかけて有するように切れ刃２０を形成し、切れ味と加工面の平滑性を担保した。従来であれば、切れ刃の全域にわたり、ホーニングを形成しないか、形成したとしても、同一の大きさのホーニング面を形成するところ、本発明の発明者らは、例えば、突っ切り加工の際に、切れ刃に大きな切削抵抗が作用し、切れ刃の欠損を発生させる場合がある点に着眼した。特に、突っ切り加工において、被加工物のうち不要な部分を切り落とすために、被加工物の回転中心軸付近に残る、所謂「へそ」（回転中心を軸とする円錐状の突起）をへし折らなければならず、この際に、切れ刃に大きな切削抵抗が作用する。突っ切り加工等により、被加工物のうち、切り落とされる部分は徐々に回転速度が低下し、切り落とされる部分の重量に起因する曲げ応力もかかるため、特に、第２のコーナ切れ刃２０ｃ及びその周辺の切れ刃２１ａには、それまでの切削とは異なる方向に切削抵抗が作用する可能性もある。本実施形態に係る切削工具１は、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側の第４の側面１６、第１の端面１０及び第２の端面１１をそれぞれホルダ２に当接させて、この部分の安定性を確保するとともに、第１のコーナ切れ刃２０ｂに近い第１の点Ａ付近のホーニング面２１のホーニング幅等を小さくすることで、被加工物の加工面の平滑性と対欠損性を担保した。一方で、第２のコーナ切れ刃２０ｃ及びその付近の第２の点Ｂ付近の第１の切れ刃２０ａには、特に、突っ切り加工により被加工物の一部を切り落とす際に大きな切削抵抗がかかることから、第２のコーナ切れ刃２０ｃ及びその付近の第１の切れ刃２０ａは、被加工物の回転中心軸付近に残る、上述したような円錐状の突起（所謂「へそ」）をへし折るように作用するため、欠けにくい大きな断面形状が好ましい。本実施形態に係る切削工具１は、この部分のホーニング面２１のホーニング幅等を、例えば、第１の点Ａにおけるそれより１．５倍以上大きくすることで、第１の切れ刃２０ａの耐欠損性を高めた。上述したように、ホーニングをブラシ等で形成するための工程を考慮すると、ホーニング幅等の最大値は、例えば、第２のコーナ切れ刃２０ｃの端面視における曲率半径よりも小さくなるようにホーニング面２１を設けることができる。ホーニング幅等を大きくすることにより、平滑性は低下するが、切り落とされる部分であるため、通常の突っ切り加工では大きな問題とならない。また、被加工物の端部が切り落とされていない状態であっても、第１の点Ａから離れ第２の点Ｂに近づくほど、切り落とされることになる被加工物端部の重量に応じた切削抵抗が作用する場合がある。このため、ホルダ２に押圧されることにより安定している第４の側面１６に近い第１の点Ａから離れ、第２の点Ｂに近づくほど、ホーニング面２１のホーニング幅等を大きくなるように形成して、第１の点Ａと第２の点Ｂの途中の切れ刃の欠損も抑制した。

ホーニング面２１は、第１のコーナ切れ刃２０ｂ側から第２のコーナ切れ刃２０ｃ側に向けて、断面形状が漸次大きくなることが好ましい。ホーニング面２１の断面形状は、略円弧形状に限定されない。例えば、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ような複合形状、複数の円弧を組み合わせたような複合形状、及び略楕円形状なども適用できる。なお、突っ切り・溝入れ加工に用いるときは、略円弧形状が好ましい。略円弧形状にするとき、曲率半径は、０．００１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下が好ましい。曲率半径の最大値と最小値との差は、０．００３ｍｍ以上０．１ｍｍ以下が好ましい。これらの数値範囲にすると、分離される部分の加工面品位が高く、なおかつ切れ刃２０が欠損などの異常な損傷を防止できる切削工具１、１００が提供できる。

被覆膜の厚さは、ホーニング面２１の大きさと同じ傾向に増加することが好ましい。すなわち、第３の曲率半径Ｒ３よりも第４の曲率半径Ｒ４の方が大きい場合、第１の厚さＴ１のよりも第２の厚さＴ２の方が厚いことが好ましい。被覆膜が薄い部分は、小さなホーニング面と相まって切れ刃２０の切れ味を向上することができる。被覆膜が厚い部分は、摩耗に強くなり、切削工具１、１００の寿命を延長することができる。被覆膜の厚さの差は、厚い方の厚さに対して２０％以上９０％以下が好ましい。被覆膜１０１の厚さの差が２０％未満の場合は、膜厚が均一な場合と比較して顕著な効果が見られなく、たとえ、第２の点Ｂ付近のホーニングを大きくしても、被覆膜が容易に損傷する可能性がある。従って、被覆膜の厚さは、ホーニング面２１の大きさと同じ傾向に増加することが好ましい。被覆膜１０１の厚さの差が９０％を超える場合は、そのような被覆膜１０１を製造するコストが急激に増加しやすい。

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、突っ切り・溝入れ加工に適する形状を紹介したが、これに限定されない。後挽き加工用の切削工具など、切れ刃の一方が突出し、他方が後退している切削工具であれば、様々な形態のものに適用できる。

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 第１の実施形態に係る切削工具（切削インサート）
２ ホルダ
１０ 第１の端面
１１ 第２の端面
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
２０ｂ 第１のコーナ切れ刃
２０ｃ 第２のコーナ切れ刃
２１ ホーニング面
２２ 基部
２３ 切削部
２４ 穴
１００ 第２の実施形態に係る切削工具
１０１ 被覆膜
Ａ 切れ刃の上の第１の点
Ｂ 切れ刃の上の第２の点
Ｈ１ 第１の高さ
Ｈ２ 第２の高さ
Ｈ３ 第３の高さ
Ｈ４ 第４の高さ
Ｒ１ 第１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
Ｔ１ 第１の厚さ
Ｔ２ 第２の厚さ
Ｗ１ 第１の幅
Ｗ２ 第２の幅
Ｗ３ 第３の幅
Ｗ４ 第４の幅

Claims (7)

1. すくい面が形成される上面と、
   前記上面に接続し、逃げ面が形成される第１側面と、
   前記上面及び前記第１側面に接続する第２側面と、
   前記上面及び前記第２側面に接続する第３側面と、
   前記上面、前記第１側面及び前記第３側面に接続する第４側面と、
   前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面及び前記第４側面に接続する下面と、
   前記上面と前記第１側面との接続部に形成され、かつ、ホーニング面を有する切れ刃とを備え、
   前記第２側面と前記第４側面を貫通する穴が形成され、
   前記穴に挿入される雄ねじを用いて前記第４側面の一部をホルダに当接させるとともに、前記上面及び前記下面のそれぞれ少なくとも一部を前記ホルダに当接させることにより前記ホルダに固定された状態で、突っ切り加工を行うための切削インサートであって、
   前記切れ刃は、前記上面に対向する方向からみた上面視において、前記穴の中心軸線との距離が、前記第２側面から前記第４側面に近づくほど大きくなるように前記第２側面及び前記第４側面に対して傾斜し、かつ、
   前記上面視において、前記切れ刃上の前記第２側面よりも前記第４側面に近い第１の点から、前記第４側面よりも前記第２側面に近い第２の点に近づくにつれて前記ホーニング面の幅が漸次増加するように形成された、
   切削インサート。
2. 前記すくい面は、正のすくい角を有し、
   前記逃げ面は、正の逃げ角を有し、
   前記第２側面は、前記上面視において、前記第１側面との接続部から離れ、前記中心軸線に近づくほど前記第４側面に近づくように、前記中心軸線に垂直な直線に対して傾斜し、
   前記第４側面は、前記上面視において、前記第１側面との接続部から離れ、前記中心軸線に近づくほど前記第２側面に近づくように、前記中心軸線に垂直な直線に対して傾斜するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記上面と前記第１側面との接続部に設けられる前記切れ刃の、前記第４側面との接続部には、前記上面視において円弧からなる第１のコーナ切れ刃が形成され、かつ、前記第２側面との接続部には、前記上面視において円弧からなる第２のコーナ切れ刃が形成され、かつ、前記上面視における前記切れ刃が備える前記ホーニング面の幅の最大値は、前記第１及び第２のコーナ切れ刃の曲率半径より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の切削インサート。
4. 前記ホーニング面の前記切れ刃と直交する断面形状は略円弧状である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の切削インサート。
5. 前記切れ刃は、前記第１の点から前記第２の点に向かうにつれ、
   前記切れ刃と直交する断面形状の曲率半径が漸次大きくなる部分を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の切削インサート。
6. 前記切れ刃の断面形状の前記曲率半径の最大値と最小値との差は、０．００３ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である請求項５に記載の切削インサート。
7. 突っ切り・溝入れ用の切削インサートである請求項１乃至６のいずれか一項に記載の切削インサート。