JP7022705B2

JP7022705B2 - 切削工具及び切削加工物の製造方法

Info

Publication number: JP7022705B2
Application number: JP2018565507A
Authority: JP
Inventors: 善弘井上
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: JPWO2018143089A1; WO2018143089A1; DE112018000612T5

Description

本開示は、切削工具及び切削加工物の製造方法に関する。

従来からクーラント供給機構を有した切削工具が種々提案されている。また、米国特許出願公開第２００７／０２８３７９４号明細書（特許文献１）に記載されているように、クランプ部材に流路を設けた切削工具も提案されている。

特許文献１に記載の切削工具においては、クランプ部材が、切削インサートをホルダに固定するクランプ及びネジを有しており、ネジに流路の一部が位置している。それゆえ、ネジを含むクランプ部材は、複雑な形状を取らざるを得ず、加えて、クランプ力とクーラント供給能力を好適に発揮するためには、クランプ部材の高い寸法精度が要求される。

また、特許文献１に記載の切削工具においては、流路が、クランプのうち切削インサートをクランプする部分に位置するため、流路が変形するおそれがあり、クランプ力の低下又はクーラント供給能力の低下が生じるおそれがある。

本開示の切削工具は、第１端から第２端にかけて延びた形状であるとともに、前記第１端の側に位置するネジ孔及びポケットを有するホルダと、前記ポケットに位置する切削インサートと、前記切削インサートを前記ポケットに固定するクランプ部材と、流路と、を備えている。前記クランプ部材は、前記ネジ孔と螺合するネジと、前記切削インサートに係合された第１部材と、を有している。前記流路は、前記ホルダ内に位置する第１流路と、前記第１部材内に位置するとともに前記第１流路に繋がっている第２流路と、を有している。前記第１部材は、前記ホルダに対向する下面と、前記下面の反対側に位置する上面と、前記上面及び前記下面において開口しており、前記ネジが挿入された貫通孔と、前記下面から前記ホルダに向かって突出しており、前記切削インサートに対して係合される第１突出部と、を有している。上面透視した場合に、前記第２流路は、前記貫通孔の中心及び前記第１突出部の中心を結ぶ線分から離れている。

本開示の切削加工物の製造方法は、被削材を回転させる工程と、回転している前記被削材に上述した本開示に係る切削工具を接触させる工程と、前記切削工具を前記被削材から離す工程と、を備えている。

図１は、本開示の実施形態に係る切削工具を示す側面図である。図２は、図１の切削工具を示す上面図である。図３は、図１の切削工具における第１端に向かってみた図である。図４は、図１の切削工具のうちのネジを除く構成部材を拡大して示す分解斜視図である。図５は、図４に示す構成部材を組み立てた状態を示す図であり、図４と別の方向から見た斜視図である。図６は、図１の切削工具の第１部材を拡大して示す斜視図である。図７は、図６の第１部材を別の方向からみた斜視図である。図８は、図６の第１部材を示す上面図である。図９は、図８のＡ－Ａ線拡大断面図である。図１０は、図８のＢ－Ｂ線拡大断面図である。図１１は、図８の第１部材の第２流路などを透視した状態を示す上面図である。図１２は、図６の第１部材を示す側面図である。図１３は、図１２の第１部材の第２流路などを透視した状態を示す側面図である。図１４は、図６の第１部材を示す下面図である。図１５は、図６の第１部材における流出口に向かってみた図である。図１６は、図６に示す第１部材の変形例の斜視図である。図１７は、図１６の第１部材を示す上面図である。図１８は、本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。図１９は、本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。図２０は、本開示の実施形態に係る切削加工物の製造方法の一工程を示す概略図である。

＜切削工具＞
以下、本開示の様々な実施形態に係る切削工具について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の切削工具は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び寸法比率などを忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削加工物の製造方法においても同様である。

図１～図５に示すように、実施形態の一例の切削工具１は、旋削加工に用いられる工具であり、より具体的には、ネジ切り加工に用いられる工具である。そして、切削工具１は、ホルダ２、切削インサート３（以下、「インサート３」ということがある。）、クランプ部材４及び流路５を備えている。

（ホルダ）
ホルダ２は、図１及び図２に示すように、第１端２ａから第２端２ｂにかけて延びた形状である。言い換えれば、ホルダ２は、柱状である。実施形態の一例のホルダ２は、四角柱状である。四角柱状とは、厳密な意味での四角柱状のみならず、若干の凹凸又は湾曲などをも含む趣旨である。なお、ホルダ２の形状は、四角柱状に限定されるものではない。

一例のホルダ２は、第１端２ａの側に位置しているヘッド２１及び第２端２ｂの側に位置しているシャンク２２を有している。ヘッド２１は、インサート３が装着される部位である。シャンク２２は、工作機械によって把持される部位である。

ホルダ２は、図４に示すように、第１端２ａの側に位置しているネジ孔２３を有している。ネジ孔２３は、ネジ溝を有しており、図３に示すように、クランプ部材４のネジ４１と螺合する部位である。実施形態の一例のネジ孔２３は、ヘッド２１に位置している。

ホルダ２は、第１端２ａの側に位置しているポケット２４を有している。ポケット２４は、インサート３が位置する部位である。実施形態の一例のポケット２４は、ヘッド２１に位置しており、ヘッド２１において窪んでいる部位である。より具体的には、一例のポケット２４は、ホルダ２の第１端２ａの側の端面２５、第１側面２６及び第２側面２７に開口している部位である。

なお、一例のホルダ２は、第１側面２６及び第２側面２７に加えて第３側面２８を有している。第１側面２６は、第２側面２７及び第３側面２８とそれぞれ隣り合っている。また、第３側面２８は、第２側面２７の反対側に位置している。

ホルダ２の材質としては、例えば、鋼、鋳鉄及びアルミニウム合金などが挙げられる。

ホルダ２の大きさは、次のような値に設定できる。図２に示すホルダ２の長手方向ａに平行な方向におけるホルダ２の長さは、例えば、３２～５００ｍｍである。長手方向ａに垂直な方向におけるホルダ２の幅は、例えば、１０～５０ｍｍである。

（切削インサート）
インサート３は、図３～図５に示すように、ポケット２４に位置している。

インサート３は、シート部材８を介してポケット２４に位置していてもよい。言い換えれば、切削工具１は、インサート３及びポケット２４の間に位置するシート部材８を更に備えていてもよい。このような構成を満たすときは、インサート３が欠損したとき、ホルダ２に損傷が及びにくい。シート部材８の材質としては、例えば、超硬合金などが挙げられる。超硬合金の組成については、後述するインサート３の材質において詳細に説明する。なお、インサート３は、シート部材８を介さずにポケット２４に直接位置してもよい。

図４に示すように、実施形態の一例のインサート３は、板状であり、第１面３１、第２面３２、第３面３３、稜部３５、稜部３５の少なくとも一部の切刃３４、及び孔部３６を有している。図４に示す一例においては、インサート３の第２面３２が、シート部材８に接触している。また、インサート３の第３面３３の一部が、ポケット２４の表面に接触している。

第１面３１及び第２面３２はいずれも、三角形状の面であってもよい。三角形状とは、概ね三角形状であればよく、厳密な意味での三角形状である必要はない。また、第１面３１及び第２面３２の形状は、三角形状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。他の形状としては、例えば、四角形、五角形、六角形及び八角形などが挙げられる。なお、第１面３１の少なくとも一部は、切削加工を行うときに切屑が流れるすくい面として機能することが可能である。

図４に示す一例における第３面３３は、第１面３１及び第２面３２の間に位置しており、第１面３１及び第２面３２のそれぞれに接続されている。第３面３３は、三角形状の第１面３１及び第２面３２の３つの辺に対応して３つの面領域によって構成されている。第３面３３の少なくとも一部は、切削加工を行うときに逃げ面として機能することが可能である。

切刃３４は、第１面３１と第３面３３とが交わる稜部３５の少なくとも一部に位置している。インサート３は、切刃３４がホルダ２の第１端２ａの側において突出する状態で、ポケット２４に位置している。

孔部３６は、第１面３１に位置しており、後述する第１部材４２の第１突出部４５と係合する部位である。孔部３６は、第１面３１及び第２面３２の間を貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。

インサート３の材質としては、例えば、超硬合金及びサーメットなどが挙げられる。超硬合金としては、例えば、ＷＣ－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ及びＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏなどが挙げられる。ＷＣ－Ｃｏは、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－ＴｉＣ－Ｃｏは、ＷＣ－Ｃｏに炭化チタン（ＴｉＣ）を添加したものである。ＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－Ｃｏは、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏに炭化タンタル（ＴａＣ）を添加したものである。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る。サーメットとしては、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）及び窒化チタン（ＴｉＮ）などのチタン化合物を主成分としたものが挙げられる。

インサート３の表面は、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、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）及びアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）などが挙げられる。被膜の成膜方法としては、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）法及び物理蒸着（ＰＶＤ）法などが挙げられる。

インサート３の大きさは、次のような値に設定できる。三角形状の第１面３１及び第２面３２における一辺の長さは、例えば、３～５４ｍｍである。第１面３１から第２面３２までの厚みは、例えば、２～１０ｍｍである。インサート３は、ポジティブ型及びネガティブ型のいずれであってもよい。

（クランプ部材）
クランプ部材４は、図３に示すように、インサート３をポケット２４に固定する部材である。クランプ部材４は、ネジ４１及び第１部材（クランプ）４２を有している。ネジ４１は、ホルダ２のネジ孔２３と螺合する部材である。第１部材４２は、ネジ４１が挿入されてインサート３に係合される部材である。

第１部材４２は、図６～図１５に示すように、下面４３１、上面４３２、貫通孔４４及び第１突出部４５を有している。

下面４３１は、ホルダ２に対向する面である。上面４３２は、下面４３１の反対側に位置している面である。実施形態の一例では、第１部材４２が本体部４３を有しており、本体部４３が下面４３１及び上面４３２を有している。なお、実施形態の一例の本体部４３は、下面４３１及び上面４３２の間に位置している側面４３８を更に有している。

貫通孔４４は、図６及び図７に示すように、上面４３２及び下面４３１において開口している。また、貫通孔４４は、図３に示すように、ネジ４１が挿入される部位である。

第１突出部４５は、インサート３に対して係合される部位である。第１突出部４５は、図７に示すように、下面４３１からホルダ２に向かって突出している。言い換えれば、第１突出部４５は、下面４３１から下方に向かって突出している。実施形態の一例では、第１突出部４５は、概略半球状であり、第１端２ａの側に位置するとともに概略四角形状の先端面４５ａを有している。また、一例の第１突出部４５は、上述したインサート３の孔部３６に当接可能に構成されている。

一例では、図３に示すように、第１突出部４５をインサート３の孔部３６に当接することによって、第１突出部４５がインサート３に対して係合されている。なお、第１突出部４５が係合されるインサート３の部分は、孔部３６に限定されるものではなく、例えば、インサート３における平坦状の部分などであってもよい。

ネジ４１及び第１部材４２の材質としては、例えば、鉄（Ｆｅ）を主成分として、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）及び／又はタングステン（Ｗ）を含有する硬質合金が挙げられる。具体的には、例えば、ＳＣＭ４４０のようなクロムモリブデン鋼などが挙げられる。

（流路）
流路５は、クーラント（冷却流体）が流れる部位として機能する。クーラントとしては、例えば、不水溶性油剤及び水溶性油剤などが挙げられる。不水溶性油剤としては、例えば、油性形、不活性極圧形及び活性極圧形などの切削油が挙げられる。水溶性油剤としては、例えば、エマルジョン、ソリューブル及びソリューションなどの切削油が挙げられる。なお、クーラントは、液体に限定されるものではなく、不活性ガスなどの気体であってもよい。

実施形態の一例の流路５は、図４に示すように、流入口５ａ及び流出口５ｂを有する。流入口５ａは、外部から供給されるクーラントを流路５内に流入させる部位である。実施形態の一例の流入口５ａは、ホルダ２の第３側面２８に開口している。流出口５ｂは、インサート３に向かってクーラントを流出させる部位である。実施形態の一例の流出口５ｂは、第１部材４２の第１端２ａの側に開口している。

なお、流入口５ａの位置及び数は、実施形態の一例に限らない。すなわち、流入口５ａは、ホルダ２の第１側面２６に開口していてもよく、流入口５ａが複数設けられていても構わない。流入口５ａが複数設けられている場合には、加工環境に応じて使用する流入口５ａを選択可能であり、使用しない流入口５ａは、クーラントが漏れないように着脱可能なシール部材によって塞げばよい。

貫通孔４４の中心軸Ｓ４４（図６参照）に略直交する方向における流出口５ｂの内径Ｄ１は、図１５に示すように、中心軸Ｓ４４に略平行な方向における流出口５ｂの内径Ｄ２よりも大きくてもよい。このような構成を満たすときは、流量を確保しつつ、クーラントを左右方向に広がった状態で流出口５ｂから流出させることができる。その結果、インサート３の広い領域であって冷却が必要な領域に対して好適にクーラントを吹きつけることができる。貫通孔４４の中心軸Ｓ４４は、貫通孔４４の内径の中心Ｓ４４ａを連続することで得られる。内径Ｄ１は、例えば、１～５ｍｍである。内径Ｄ２は、例えば、０．５～２．５ｍｍである。

流路５は、図４に示すように、第１流路５１及び第２流路５２を有している。第１流路５１は、ホルダ２内に位置している。第２流路５２は、第１部材４２内に位置しているとともに、第１流路５１に繋がっている。流路５は、第３流路５３を更に有していてもよい。第３流路５３は、第１流路５１と第２流路５２とを繋ぐ流路である。流路５が第３流路５３を更に有する場合には、第２流路５２は第３流路５３を介して第１流路５１に繋がる。

ここで、図１１に示すように、上面透視した場合に、第２流路５２は、貫通孔４４の中心Ｓ４４ａ及び第１突出部４５の中心Ｓ４５を結ぶ線分Ｌ１から離れている。

上述した構成によれば、第２流路５２を、第１部材４２のうちインサート３を押圧しない部分に配置することができるので、流路５が変形しにくい。より具体的に説明すると、線分Ｌ１は、上述したように、インサート１に対して係合される第１突出部４５の中心Ｓ４５とインサート１をホルダ２に固定するネジ４１が挿入される貫通孔４４の中心Ｓ４４ａとを結ぶ線である。それゆえ、第１部材４２のうち線分Ｌ１の周辺部分が主にクランプ機能を発揮する部分と言い換えることもできる。

ここで、実施形態の一例では、上述したように、第２流路５２が線分Ｌ１から離れている。すなわち、第２流路５２が、主にクランプ機能を発揮する部分に対応する線分Ｌ１と交差せずに位置している。それゆえ、上述したように、主にクランプ機能を発揮する部分に流路５が位置することによって生じる流路５の変形が小さい。その結果、切削工具１は、良好なクランプ力と良好なクーラント供給能力を兼ね備えることができる。

上述した上面透視とは、第１部材４２を上面４３２に向かって透視することである。また、実施形態の一例では、第１突出部４５の先端面４５ａが概略四角形状である。したがって、第１突出部４５の中心Ｓ４５として、概略四角形状である先端面４５ａの中心Ｓ４５ａを用いれば、線分Ｌ１を得ることができる。

図１１に示すように、上面透視した場合に、第２流路５２の中心軸Ｓ５２が、貫通孔４４の中心Ｓ４４ａ及び第１突出部４５の中心Ｓ４５を通る仮想直線Ｌ２に対してインサート１内で交差していなくてもよい。このような構成を満たすときは、第２流路５２を、第１部材４２のうちインサート３を押圧しない部分に配置することができるので、流路５が変形しにくい。第２流路５２の中心軸Ｓ５２は、第２流路５２の内径の中心を連続することで得られる。

図１１に示すように、上面透視した場合に、第１突出部４５の少なくとも一部が、第２流路５２と重なり合っていなくてもよい。言い換えれば、上面透視した場合に、第１突出部４５は、第２流路５２と重なり合っていない部分を有していてもよい。このような構成を満たすときは、流路５が変形しにくい。

また、図１７に示す変形例のように、上面透視した場合に、第１突出部４５の全体が、第２流路５２と重なり合っていなくてもよい。このような構成を満たすときは、流路５がより変形しにくい。なお、図１６及び図１７に示す変形例は、特に断らない限り、図６に示す実施形態と同じ構成を有していてもよい。

第１部材４２は、図７に示すように、第２突出部４６を更に有していてもよい。図７に示す一例における第２突出部４６は、下面４３１からホルダ２に向かって突出している。言い換えれば、第２突出部４６は、下面４３１から下方に向かって突出している。また、第２突出部４６は、図３に示すように、ネジ孔２３に嵌め合わされている。第２突出部４６には、図７に示すように、貫通孔４４における下面４３１の側の開口部４４１が位置している。第１部材４２が第２突出部４６を有している場合には、ホルダ２に対する第１部材４２の位置決めが容易である。

第１部材４２は、図７に示すように、第３突出部４７を更に有していてもよい。第３突出部４７は、図４に示すように、第１流路５１又は第３流路５３と連結する部位として機能することが可能である。第３突出部４７には、図７に示すように、第２流路５２における第１流路５１に繋げられる側の開口部５２６が位置している。また、第３突出部４７には、第２流路５２の一部が位置している。第３突出部４７は、下面４３１からホルダ２に向かって突出している。言い換えれば、第３突出部４７は、下面４３１から下方に向かって突出している。なお、第３突出部４７は、図１４に示すように、貫通孔４４よりも第２端２ｂの側に位置していてもよい。

ホルダ２は、図４に示すように、第３突出部４７が嵌め合わされた凹部２９を更に有していてもよい。凹部２９の具体的な構成については、後述において詳細に説明する。第１部材４２が第３突出部４７を有するとともに、ホルダ２が凹部２９を有している場合には、ホルダ２に対する第１部材４２の位置決めが容易である。

第２流路５２は、第１部分５２１及び第２部分５２２を有していてもよい。第１部分５２１は、第１流路５１又は第３流路５３と接続することが可能であるとともに、第３突出部４７に位置している。なお、第１部分５２１は、その一部が本体部４３に位置していてもよい。第２部分５２２は、第１部分５２１から第１端２ａの側に向かって延びるとともに、流出口５ｂを有している。

実施形態の一例の第２部分５２２は、本体部４３に位置している。第１部分５２１と第２部分５２２は、直接接続していてもよいし、他の部分を介して接続していてもよい。実施形態の一例では、後述する第３部分５２５を介して第１部分５２１が第２部分５２２に接続されている。第１部分５２１の内径は、例えば、４～８ｍｍである。第２部分５２２の内径は、例えば、２～４ｍｍである。

流出口５ｂは、図１２に示すように、第１突出部４５よりも第１端２ａの側に位置していてもよい。このような構成を満たすときは、インサート３により近い位置に流出口５ｂを配置できる。

図１５は、図１１に示す第２部分５２２の中心軸Ｓ５２２に沿って第１部材４２をみたときの図面に相当する。図１５に示すように、中心軸Ｓ５２２に沿ってみたとき、流出口５ｂは、第１突出部４５より外方に位置していてもよい。このような構成を満たすときは、第１突出部４５そのものが変形しにくく、且つ、流路５が変形しにくい。その結果、第１部材４２の寿命向上が更に図れる。なお、第２部分５２２の中心軸Ｓ５２２は、第２部分５２２の内径の中心を連続することで得られる。

図１２に示すように、下面４３１は、第１突出部４５よりも第１端２ａの側に位置している第１領域４３３と、第１突出部４５よりも第２端２ｂの側に位置しているとともに、第１領域４３３よりも上方に位置している第２領域４３４と、を有していてもよい。

このような構成を満たすときは、第１部材４２に位置している第２流路５２のうち流出口５ｂを有している第２部分５２２が、相対的に下方に位置している第１領域４３３に対応する部分まで延びていることになる。それゆえ、クランプ力を確保しつつ、インサート３により近い位置に流出口５ｂを配置できる。

更に、第１部材４２が、第１突出部４５よりも第１端２ａの側に位置している第１領域４３３に対応する部分を有していることから、インサート３を押圧することにより受ける応力を分散させることができ、第１突出部４５そのものが変形しにくい。その結果、第１部材４２の寿命向上も図れる。なお、第１領域４３３は、第１突出部４５より上方に位置していてもよい。

図１５に示すように、中心軸Ｓ５２２に沿ってみたとき、流出口５ｂの一部は、第２領域４３４より下方に位置していてもよい。このような構成を満たすときは、流出口５ｂをよりインサート１の切刃３４の側に近付けることができるため、冷却効果が高まる。

第１部材４２は、図１４に示すように、下面４３１の側に位置しており、第２突出部４６及び第３突出部４７を接続する接続部４８を更に有していてもよい。このような構成を満たすときは、第１部材４２の強度を高めることができるとともに、位置決めの作業も容易になる。

図１４に示すように、下面視した場合に、第２突出部４６の中心Ｓ４６及び第３突出部４７の中心Ｓ４７を結ぶ線分Ｌ４に対して直交する方向における接続部４８の長さＬ４８は、貫通孔４４における下面４３１の側の開口部４４１の直径Ｄ４４、及び第２流路５２における第１流路５１に繋げられる側の開口部５２６の直径Ｄ５２よりも小さくてもよい。

このような構成を満たすときは、第２突出部４６の外周４６１のうち接続部４８に接続されない部分４６１ａを確保することができる。部分４６１ａのうち第１突出部４５の側に位置する領域は、インサート３をクランプするときにガイドとして機能させることができるので、第１部材４２による位置決めの精度の向上が図れる。長さＬ４８は、例えば、３．５～５ｍｍである。直径Ｄ４４は、例えば、４～７ｍｍである。直径Ｄ５２は、例えば、４～８ｍｍである。

図１４に示すように、貫通孔４４における下面４３１の側の開口部４４１、及び第２流路５２における第１流路５１に繋げられる側の開口部５２６は、第１突出部４５よりも第２端２ｂの側に位置していてもよい。開口部４４１及び開口部５２６が上記の場所に位置している場合には、開口部４４１及び開口部５２６が変形しにくい。そのため、ネジ４１を用いて第１部材４２をホルダ２に安定して固定することが可能であり、また、第１流路５１及び第２流路５２の間でのクーラントの漏れを抑制できる。

図６及び図１１に示すように、第１部材４２は、それぞれ第１端２ａの側から第２端２ｂの側に向かって延びた第１部４３５及び第２部４３６を更に有していてもよい。このとき、図１５に示すように、第２部４３６の厚みＴ４３６は、第１部４３５の厚みＴ４３５より大きくてもよい。また、貫通孔４４は、第１部４３５に位置していてもよい。第２流路５２の少なくとも一部は、第２部４３６に位置していてもよい。

これらの構成を満たすときは、相対的に厚みの小さい第１部４３５に貫通孔４４が位置することから、貫通孔４４の内壁４４２とネジ４１との過度な接触を低減でき、第１突出部４５によるクランプ力を確保しつつネジ４１が欠損しにくい。併せて、相対的に厚みの大きい第２部４３６に第２流路５２の少なくとも一部が位置することから、第２流路５２の傾斜角度をより大きくしてクーラントを噴射することができる。その結果、クランプ力とクーラント供給能力の向上が更に図れる。

図６に示すように、上面４３２は、傾斜面４３７を有していてもよい。傾斜面４３７は、第１部４３５と第２部４３６の間に位置しているとともに、第２部４３６から第１部４３５に向かうにつれて下方に向かって傾斜している面である。このとき、貫通孔４４における上面４３２の側の開口部４４３は、テーパー形状であってもよい。

開口部４４３は、第１部４３５に位置している第１区４４４と、傾斜面４３７に位置している第２区４４５と、を有していてもよい。そして、図８及び図１０に示すように、第２区４４５は、第１区４４４よりテーパー角度が大きい部分４４５ａを有していてもよい。すなわち、例えば、第２区４４５は、下方から順に、第１区４４４のテーパー角度θ３を有する部分とテーパー角度θ４を有する部分４４５ａとを有していてもよい。

これらの構成を満たすときは、第１部４３５と第２部４３６との遷移区間を短くできることから、流路設計の自由度を確保することができる。第１区４４４のテーパーの角度θ３は、例えば、１５～４５°である。部分４４５ａを含む第２区４４５のテーパーの角度θ４は、例えば、４５～７５°である。

また、第１部材４２は、図１６及び図１７に示す変形例のように、第２流路５２の上方に位置して、第１部材４２における第１端２ａの側の端部から第２端２ｂの側に向かって延びた窪み４９を更に有していてもよい。このような窪み４９を第１部材４２が有している場合には、切屑が第１部材４２に接触しにくい。そのため、第１部材４２の耐久性が高い。

さらに、第１部材４２が窪み４９を有する場合において、図１７に示すように、窪み４９は第１突出部４５と重なり合っていなくてもよい。上面透視（平面透視）した際に、窪み４９が第１突出部４５と重なり合っていない場合には、第１突出部４５の厚みが確保されるため、クランプ力が高い。

図１１に示すように、上面透視した場合に、第２流路５２の第２部分５２２の中心軸Ｓ５２２は、仮想直線Ｌ２とインサート１の外方で交差していてもよい。このような構成を満たすときは、主にクランプ機能を発揮する部分に流路５が位置することによって生じる流路５の変形がより一層起きにくい。

図１１及び図１３に示すように、第２流路５２の第２部分５２２は、第１副流路５２３及び第２副流路５２４を有していてもよい。第１副流路５２３は、第２端２ｂの側に位置しているとともに、第１部分５２１に接続された流路である。第２副流路５２４は、第１副流路５２３に接続されるとともに、流出口５ｂを有している流路である。

第１副流路５２３の高さは、一定であってもよい。このとき、第１副流路５２３の高さは、実質的に一定であればよい。また、第２副流路５２４は、第１端２ａに向かうにつれて下方に傾斜していてもよい。第１副流路５２３及び第２副流路５２４は、直線状に延びていてもよい。

図１１に示すように、上面透視した場合に、線分Ｌ１に平行な仮想直線Ｌ３及び第２副流路５２４のなす第２角度θ２は、線分Ｌ１に平行な仮想直線Ｌ３及び第１副流路５２３のなす第１角度θ１より大きくてもよい。このような構成を満たすときは、クーラント供給能力とクランプ力を維持しつつ、第１部材４２の設計の自由度が高められるため、より広範な加工条件に適用可能となる。

第１角度θ１を評価するときは、例えば、第１副流路５２３の第１端２ａの側の中心軸Ｓ５２３を第１部材４２の外方に延ばした線Ｘ１と、仮想直線Ｌ３とのなす角度を、第１角度θ１として評価してもよい。同様に、第２角度θ２を評価するときは、例えば、第２副流路５２４の第１端２ａの側の中心軸Ｓ５２４を第１部材４２の外方に延ばした線Ｘ２と、仮想直線Ｌ３とのなす角度を、第２角度θ２として評価してもよい。

中心軸Ｓ５２３は、例えば、第１副流路５２３の第１端２ａの側の内径の中心を連続することで得られる。同様に、中心軸Ｓ５２４は、例えば、第２副流路５２４の第１端２ａの側の内径の中心を連続することで得られる。第１副流路５２３の第１端２ａの側及び第２副流路５２４の第１端２ａの側はいずれも、直線状に延びている。第１角度θ１は、例えば、１０～４０°である。第２角度θ２は、例えば、２５～４０°である。

図７に示すように、流出口５ｂは、第１部材４２のうち第１領域４３３に対応する部分に位置していてもよい。第１部材４２の貫通孔４４及び第３突出部４７は、第１部材４２のうち第２領域４３４に対応する部分に位置していてもよい。

図１１に示すように、上面透視した場合に、第２流路５２の第２部分５２２は、第１突出部４５の横を通り、且つ、第１部材４２のうち第２領域４３４から第１領域４３３に対応する部分にまたがって位置していてもよい。そして、仮想直線Ｌ２に対して、第２部分５２２、流出口５ｂ及び第３突出部４７は、同じ側に位置していてもよい。例えば、図１７に示す変形例においては、第２部分５２２、流出口５ｂ及び第３突出部４７が、いずれも仮想直線Ｌ２に対して右下の側に位置している。

上述した構成によれば、次のような効果が得られる。第１部材４２に位置している第２流路５２のうち流出口５ｂを有している第２部分５２２が、第１突出部４５よりも第１端２ａの側に延びて位置している第１領域４３３に対応する部分まで延びていることから、クランプ力を確保しつつ、インサート３により近い位置に流出口５ｂを配置できる。

加えて、第２流路５２の第２部分５２２が第１突出部４５の横を通り、且つ、仮想直線Ｌ２に対して、第２部分５２２、流出口５ｂ及び第３突出部４７が同じ側に位置している場合には、第２部分５２２、流出口５ｂ及び第３突出部４７を、第１部材４２のうちインサート３を押圧しない部分に配置することができる。それゆえ、流路５が変形しにくい。その結果、切削工具１は、良好なクランプ力と良好なクーラント供給能力を兼ね備えることができる。

なお、上面透視した場合に、第２部分５２２は、第１突出部４５の横を実質的に通ればよい。より具体的には、第２部分５２２は、少なくとも第２部分５２２の中心軸Ｓ５２２が、第１突出部４５の横を通ればよい。

また、仮想直線Ｌ２に対して第２部分５２２が位置する側を判断するときは、例えば、仮想直線Ｌ２に対して第２部分５２２の中心軸Ｓ５２２が位置する側を、仮想直線Ｌ２に対して第２部分５２２が位置する側として判断すればよい。仮想直線Ｌ２に対して流出口５ｂが位置する側を判断するときは、例えば、仮想直線Ｌ２に対して流出口５ｂの中心Ｓ５ｂが位置する側を、仮想直線Ｌ２に対して流出口５ｂが位置する側として判断すればよい。

第２流路５２は、例えば、ドリルなどを用いる孔加工によって形成することができる。孔加工によって形成された孔のうち第２流路５２として機能しない部分は、クーラントが漏れないようにシール部材によって塞げばよい。シール部材としては、例えば、半田、樹脂及びネジ部材などが挙げられる。上述したこれらの点は、第１流路５１についても同様である。

一方、図４に示すように、切削工具１は、第１流路５１及び第２流路５２にそれぞれ挿入されており、内部に第１流路５１及び第２流路５２に接続された第３流路５３が位置しているパイプ６と、第１流路５１及びパイプ６の間に位置している環状の第１シール部材７１と、第２流路５２及びパイプ６の間に位置している環状の第２シール部材７２と、を更に備えていてもよい。これらの構成を満たすときは、簡易な構成で良好なクランプ力とクーラント供給能力を発揮することができる。

実施形態の一例では、パイプ６は、第１端部６ａが第１流路５１内に位置しているとともに、第２端部６ｂが第２流路５２内に位置している。第１シール部材７１は、第１端部６ａの外周部に嵌合している。第２シール部材７２は、第２端部６ｂの外周部に嵌合している。

第１シール部材７１及び第２シール部材７２としては、例えば、Ｏリングなどが挙げられる。第１シール部材７１及び第２シール部材７２のそれぞれの構成は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

実施形態の一例のパイプ６は、円筒状である。円筒状とは、厳密な意味での円筒状のみならず、若干の凹凸又は湾曲などをも含む趣旨である。なお、パイプ６の形状は、円筒状に限定されるものではない。

パイプ６の材質としては、例えば、ステンレス、鋼及び樹脂などが挙げられる。パイプ６の長手方向に平行な方向におけるパイプ６の長さは、例えば、１０～２０ｍｍである。パイプ６の外径は、例えば、３～７ｍｍである。パイプ６の内径は、例えば、１～４ｍｍである。

第１部材４２の第３突出部４７は、図１０及び図１３に示すように、パイプ６の第２端部６ｂが挿入される開口部４７１を有していてもよい。このとき、第３突出部４７は、その内径が開口部４７１から遠ざかるにつれて小さくなっている部分４７２を有していてもよい。このような構成を満たすときは、部分４７２がテーパー形状になることから、パイプ６の第２端部６ｂをスムーズに第２流路５２内に挿入することができる。

第３突出部４７は、部分４７２に繋がって位置しており、内径が一定である部分４７３を有していてもよい。このような構成を満たすときは、パイプ６の第２端部６ｂの側の部分が動きにくい。結果としてパイプ６及び第２流路５２の連結状態が安定する。

第２流路５２の第２部分５２２は、第３部分５２５を介して第１部分５２１と接続していてもよい。言い換えれば、第２流路５２は、第１部分５２１と第２部分５２２とを接続している第３部分５２５を更に有していてもよい。このとき、第３部分５２５は、その内径がパイプ６の外径よりも小さくてもよい。

このような構成を満たすときは、パイプ６が第３部分５２５よりも第１部材４２（本体部４３）の内方に移動しにくく、また、第１部材４２の側においてパイプ６が抜けにくい。第３部分５２５が円筒形状である場合には、第３部分５２５の内径は、例えば、４～５ｍｍである。なお、第３部分５２５が円筒形状ではない場合には、例えば、第３部分５２５の断面積は、１２～２０ｍｍ²である。

なお、図１３に示すように、第２副流路５２４の断面積及び第１副流路５２３の断面積は、第３部分５２５の断面積よりも小さくてもよい。さらに、第２副流路５２４の断面積は、第１副流路５２３の断面積よりも小さくてもよい。このような構成を満たすときは、流路５における径の変化（各流路の連結）によって生じるクーラントの圧力損失を低減することができる。

第１副流路５２３の断面積は、例えば、３～１０ｍｍ²であり、第２副流路５２４の断面積は、例えば、１．８～３ｍｍ²である。なお、第１副流路５２３が円筒形状である場合には、第１副流路５２３の内径は、例えば、２～３．５ｍｍである。

図４に示すように、ホルダ２は、第１流路５１の一部が位置している凹部２９を有していてもよい。このとき、凹部２９は、パイプ６の第１端部６ａ及び第１部材４２の第３突出部４７が挿入される開口部２９１を有していてもよい。

凹部２９は、開口部２９１の側から順に、第１部材４２の第３突出部４７を収容可能な部分２９２と、パイプ６の第１端部６ａを収容可能な部分２９３と、を有していてもよい。

凹部２９は、開口部２９１から離れて位置しているとともに、パイプ６の外径よりも小さい内径を有する部分２９４を有していてもよい。このような構成を満たすときは、パイプ６が部分２９４よりもホルダ２の内方に移動しにくく、且つ、ホルダ２の側においてパイプ６が抜けにくい。開口部２９に位置している部分を含む第１流路５１の内径は、例えば、６～１０ｍｍである。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、本開示の様々な実施形態に係る切削加工物の製造方法について、図１８～図２０を参照して詳細に説明する。

実施形態の一例に係る切削加工物の製造方法は、以下の（１）～（３）の工程を備えている。
（１）図１８に示すように、被削材１００を回転させる工程。
（２）図１９に示すように、回転している被削材１００に切削工具１を接触させる工程。
（３）図２０に示すように、切削工具１を被削材１００から離す工程。

具体的に説明すると、まず、図１８に示すように、被削材１００をその回転軸Ｏを基準に回転させる。被削材１００の材質としては、例えば、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄及び非鉄金属などが挙げられる。

次に、切削工具１を矢印Ｚ１方向に移動させることによって、回転している被削材１００に切削工具１を相対的に近付ける。

次に、図１９に示すように、切削工具１の切刃３４を回転している被削材１００に接触させて、被削材１００を切削する。このとき、流出口５ｂからクーラントを流出させつつ被削材１００を切削してもよい。

最後に、図２０に示すように、切削工具１を矢印Ｚ２方向に移動させることによって、切削工具１を被削材１００から相対的に遠ざけて切削加工物１１０を得る。

一例に係る切削加工物の製造方法によれば、切削工具１を使用することから、良好なクランプ力とクーラント供給能力を発揮して被削材１００を加工することができ、長期間に渡って、加工面精度の高い加工が可能となる。

なお、実施形態の一例では、切削工具１を動かすことによって切削加工物１１０を得ているが、これに限定されるものではない。例えば、（１）の工程では、被削材１００を切削工具１に近付けてもよい。同様に、（３）の工程では、被削材１００を切削工具１から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、被削材１００を回転させた状態を維持して、被削材１００の異なる箇所に切刃３４を接触させる工程を繰り返せばよい。

以上、本開示に係る実施形態の切削工具１及び切削加工物１１０の製造方法について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示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いうまでもない。

例えば、上述した実施形態においては、切削工具１として旋削工具を例示したが、本開示に係る実施形態はこれに限らず、例えば、転削工具であっても構わない。

また、本開示の全体において、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。

１・・・切削工具
２・・・ホルダ
２ａ・・・第１端
２ｂ・・・第２端
２１・・・ヘッド
２２・・・シャンク
２３・・・ネジ孔
２４・・・ポケット
２５・・・端面
２６・・・第１側面
２７・・・第２側面
２８・・・第３側面
２９・・・凹部
２９１・・・開口部
２９２・・・部分
２９３・・・部分
２９４・・・部分
３・・・切削インサート
３１・・・第１面
３２・・・第２面
３３・・・第３面
３４・・・切刃
３５・・・稜部
３６・・・孔部
４・・・クランプ部材
４１・・・ネジ
４２・・・第１部材
４３・・・本体部
４３１・・・下面
４３３・・・第１領域
４３４・・・第２領域
４３２・・・上面
４３７・・・傾斜面
４３５・・・第１部
４３６・・・第２部
４３８・・・側面
４４・・・貫通孔
４４１・・・開口部
４４２・・・内壁
４４３・・・開口部
４４４・・・第１区
４４５・・・第２区
４４５ａ・・・部分
４５・・・第１突出部
４５ａ・・・先端面
４６・・・第２突出部
４６１・・・外周
４６１ａ・・・部分
４７・・・第３突出部
４７１・・・開口部
４７２・・・部分
４７３・・・部分
４８・・・接続部
４９・・・窪み
５・・・流路
５ａ・・・流入口
５ｂ・・・流出口
５１・・・第１流路
５２・・・第２流路
５２１・・・第１部分
５２２・・・第２部分
５２３・・・第１副流路
５２４・・・第２副流路
５２５・・・第３部分
５２６・・・開口部
５３・・・第３流路
６・・・パイプ
６ａ・・・第１端部
６ｂ・・・第２端部
７１・・・第１シール部材
７２・・・第２シール部材
８・・・シート部材
１００・・・被削材
１１０・・・切削加工物

Claims

第１端から第２端にかけて延びた形状であるとともに、前記第１端の側に位置するネジ孔及びポケットを有するホルダと、
前記ポケットに位置する切削インサートと、
前記切削インサートを前記ポケットに固定するクランプ部材と、
流路と、を備え、
前記クランプ部材は、前記ネジ孔と螺合するネジと、前記切削インサートに係合された第１部材と、を有しており、
前記流路は、前記ホルダ内に位置する第１流路と、前記第１部材内に位置するとともに前記第１流路に繋がっている第２流路と、を有しており、
前記第２流路は、
前記第１流路に繋げられる側の開口部を有する第１部分と、
流出口を有する第２部分と、を有しており、
前記第１部材は、
前記ホルダに対向する下面と、
前記下面の反対側に位置する上面と、
前記上面及び前記下面において開口しており、前記ネジが挿入された貫通孔と、
前記下面から前記ホルダに向かって突出しており、前記切削インサートに対して係合される第１突出部と、を有しており、
上面透視した場合に、
前記第２流路は、前記貫通孔の中心及び前記第１突出部の中心を結ぶ線分から離れているとともに、
前記開口部は、前記貫通孔の中心及び前記第１突出部の中心を通る仮想直線から離れている、切削工具。
上面透視した場合に、前記第２流路の中心軸が、前記貫通孔の中心及び前記第１突出部の中心を通る仮想直線に対して交差していない、請求項１に記載の切削工具。
前記第１部材は、前記下面から前記ホルダに向かって突出するとともに前記ネジ孔に嵌め合わされており、前記貫通孔における前記下面の側の開口部が位置する第２突出部を更に有している、請求項１又は２に記載の切削工具。
前記第１部材は、前記下面から前記ホルダに向かって突出しており、前記第２流路における前記第１流路に繋げられる側の開口部が位置する第３突出部を更に有し、
前記ホルダは、前記第３突出部が嵌め合わされた凹部を更に有している、請求項３に記載の切削工具。
前記第１部分は、前記第３突出部に位置し、
前記第２部分は、前記第１部分から前記第１端の側に向かって延びる、請求項４に記載の切削工具。
前記流出口が、前記第１突出部よりも前記第１端の側に位置している、請求項５に記載の切削工具。
前記第２部分は、前記第１部分に接続された第１副流路と、前記第１副流路に接続されるとともに前記流出口を有する第２副流路と、を有しており、
上面透視した場合に、前記線分に平行な仮想直線及び前記第２副流路のなす第２角度は、前記線分に平行な仮想直線及び前記第１副流路のなす第１角度よりも大きい、請求項５又は６に記載の切削工具。
前記第１部材は、前記下面の側に位置しており、前記第２突出部及び前記第３突出部を接続する接続部を更に有している、請求項４～７のいずれか１つに記載の切削工具。
下面視した場合に、前記第２突出部の中心及び前記第３突出部の中心を結ぶ線分に対して直交する方向における前記接続部の長さは、前記貫通孔における前記下面の側の開口部の直径及び前記第２流路における前記第１流路に繋げられる側の開口部の直径よりも小さい、請求項８に記載の切削工具。
前記貫通孔における前記下面の側の開口部及び前記第２流路における前記第１流路に繋げられる側の開口部が、前記第１突出部よりも前記第２端の側に位置している、請求項１～９のいずれか１つに記載の切削工具。
上面透視した場合に、前記第１突出部の少なくとも一部が、前記第２流路と重なり合っていない、請求項１～１０のいずれか１つに記載の切削工具。
前記第１部材の前記下面は、
前記第１突出部よりも前記第１端の側に位置する第１領域と、
前記第１突出部よりも前記第２端の側に位置するとともに、前記第１領域よりも上方に位置する第２領域と、を有している、請求項１～１１のいずれか１つに記載の切削工具。
前記第１部材は、それぞれ前記第１端の側から前記第２端の側に向かって延びた第１部及び第２部を更に有しており、
前記第２部の厚みは、前記第１部の厚みよりも大きく、
前記貫通孔は、前記第１部に位置し、前記第２流路の少なくとも一部は、前記第２部に位置している、請求項１～１２のいずれか１つに記載の切削工具。
前記第１部材の前記上面は、前記第１部と前記第２部の間に位置するとともに前記第２部から前記第１部に向かうにつれて下方に向かって傾斜する傾斜面を有しており、
前記貫通孔における前記上面の側の開口部は、テーパー形状であるとともに、前記第１部に位置する第１区と前記傾斜面に位置する第２区と、を有しており、
前記第２区は、前記第１区よりもテーパー角度が大きい部分を有している、請求項１３に記載の切削工具。
前記第１流路及び前記第２流路にそれぞれ挿入されており、内部に前記第１流路及び前記第２流路に接続された第３流路が位置するパイプと、
前記第１流路及び前記パイプの間に位置する環状の第１シール部材と、
前記第２流路及び前記パイプの間に位置する環状の第２シール部材と、を更に備えた、請求項１～１４のいずれか１つに記載の切削工具。
被削材を回転させる工程と、
回転している前記被削材に請求項１～１５のいずれか１つに記載の切削工具を接触させる工程と、
前記切削工具を前記被削材から離す工程と、を備えた、切削加工物の製造方法。