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WO2013180160A1 - 切削インサート、切削工具および被削加工物の製造方法 - Google Patents

切削インサート、切削工具および被削加工物の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2013180160A1
WO2013180160A1 PCT/JP2013/064870 JP2013064870W WO2013180160A1 WO 2013180160 A1 WO2013180160 A1 WO 2013180160A1 JP 2013064870 W JP2013064870 W JP 2013064870W WO 2013180160 A1 WO2013180160 A1 WO 2013180160A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cutting
recesses
cutting insert
cutting edge
center
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/064870
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅大 山本
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to JP2014518695A priority Critical patent/JP5815858B2/ja
Publication of WO2013180160A1 publication Critical patent/WO2013180160A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
    • B23C5/20—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with removable cutter bits or teeth or cutting inserts
    • B23C5/202—Plate-like cutting inserts with special form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/06—Face-milling cutters, i.e. having only or primarily a substantially flat cutting surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
    • B23C2200/08—Rake or top surfaces
    • B23C2200/085—Rake or top surfaces discontinuous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
    • B23C2200/12—Side or flank surfaces
    • B23C2200/128—Side or flank surfaces with one or more grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
    • B23C2200/20—Top or side views of the cutting edge
    • B23C2200/203—Curved cutting edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
    • B23C2200/28—Angles
    • B23C2200/286—Positive cutting angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
    • B23C2200/32—Chip breaking or chip evacuation
    • B23C2200/326—Chip breaking or chip evacuation by chip-breaking grooves

Definitions

  • the present invention relates to a cutting insert, a cutting tool, and a method for manufacturing a workpiece.
  • a cutting insert described in Patent Document 1 is known as a cutting tool used for cutting a workpiece. Specifically, this cutting insert is used for a turning process such as face milling or end milling.
  • a cutting edge is formed at the intersection of the upper surface and the side surface. The cutting edge has a concavo-convex shape that is partially inclined when viewed from the side in order to improve the machinability of the work.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a cutting insert, a cutting tool, and a method of manufacturing a cut product that can be used satisfactorily even when the above-described crack occurs. There is to do. JP 2012-500732 A
  • the cutting insert based on 1 aspect of this invention is equipped with the lower surface, the upper surface, the side surface connected to each of the said lower surface and the said upper surface, and the upper cutting blade located in the intersection part of the said upper surface and the said side surface ing.
  • the upper cutting edge has a plurality of first recesses that are recessed toward the lower surface, and the upper surface is more than the upper cutting blade when the side surface is seen through the plane.
  • a plurality of second recesses recessed toward the center of the first recess, and at least a part of each of the plurality of second recesses is located below each of the first bottom portions of the plurality of first recesses. It is characterized by that.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a D1-D1 cross section in the cutting insert shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the D2-D2 cross section in the cutting insert shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a D3-D3 cross section in the cutting insert shown in FIG. 4. It is the expanded sectional view which expanded area
  • FIG. 1 It is the expanded sectional view which expanded area
  • the cutting insert 1 of one Embodiment is demonstrated in detail using drawing.
  • the drawings referred to below for convenience of explanation, among the constituent members of the embodiment, only the main members necessary for explaining the present invention are shown in a simplified manner. Therefore, the cutting insert 1 of the present invention may include any constituent member that is not shown in the drawings to which the present specification refers.
  • the dimension of the member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each member, etc. faithfully.
  • the cutting insert 1 of the present embodiment has an upper surface 3, a lower surface 5, and a side surface 7.
  • the side surface 7 is connected to the upper surface 3 and the lower surface 5 respectively.
  • An upper cutting edge 9 is formed at the intersection of the upper surface 3 and the side surface 7.
  • a lower cutting edge 11 is formed at the intersection of the lower surface 5 and the side surface 7.
  • Each of the upper surface 3 and the lower surface 5 has a substantially circular shape when viewed in plan, and has substantially the same shape.
  • the upper surface 3 and the lower surface 5 each have four arc-shaped curved portions on the outer periphery. The four curved portions are connected by portions that are linear when viewed in plan.
  • the maximum width of the upper surface 3 and the lower surface 5 in the cutting insert 1 of the present embodiment is 5 to 20 mm.
  • the height from the lower surface 5 to the upper surface 3 is 2 to 8 mm.
  • the height from the lower surface 5 to the upper surface 3 is a width in a direction parallel to a virtual straight line X connecting the center of the upper surface 3 and the center of the lower surface 5 between the upper end of the upper surface 3 and the lower end of the lower surface 5.
  • the virtual straight line X is also the central axis of the cutting insert 1 because it connects the center of the upper surface 3 and the center of the lower surface 5.
  • the shapes of the upper surface 3 and the lower surface 5 are not limited to the above-described form.
  • the shape of the upper surface 3 in a plan view may be a polygonal shape such as a triangular shape, a quadrangular shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, or an octagonal shape.
  • the upper surface 3 has a curved site
  • the curved portion of the upper surface 3 may be a convex curve that is convex outward, such as a parabola or an elliptic curve.
  • the upper surface 3 and the lower surface 5 overlap vertically.
  • the side surface 7 has a curved portion and a flat portion.
  • the curved portion is connected to the curved portion at the outer peripheral edge of the upper surface 3 and the curved portion at the outer peripheral edge of the lower surface 5.
  • the planar portion is connected to the straight portion on the outer periphery of the upper surface 3 and the straight portion on the outer periphery of the lower surface 5.
  • the curved portion has a portion 7a continuous with the upper surface 3, a portion 7b continuous with the lower surface 5, and a portion 7c located between the portions 7a and 7b.
  • the portion 7a is an inclined surface that is inclined so as to protrude outward from the upper surface 3 side toward the lower surface 5 side.
  • the portion 7b is an inclined surface that is inclined so as to protrude outward from the lower surface 5 side toward the upper surface 3 side.
  • the portion 7c is parallel to the virtual straight line X.
  • “outside” means a direction away from the central axis of the cutting insert 1 when the cutting insert 1 is viewed in plan.
  • a through hole 13 is formed from the center of the upper surface 3 to the center of the lower surface 5. Therefore, the penetration direction of the through hole 13 is parallel to the imaginary straight line X.
  • the through hole 13 is provided for inserting a screw 105 when the cutting insert 1 is fixed to the holder 103 of the cutting tool 101 with a screw.
  • a method using a clamp structure may be employed instead of the above-described method using screw fixing.
  • Examples of the material of the cutting insert 1 include cemented carbide or cermet.
  • the composition of the cemented carbide is, for example, WC—Co produced by adding cobalt (Co) powder to tungsten carbide (WC) and sintering, and WC—coating WC—Co with titanium carbide (TiC).
  • WC—TiC—TaC—Co in which tantalum carbide (TaC) is added to TiC—Co or WC—TiC—Co.
  • the cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component, and specifically includes a titanium compound mainly composed of titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN).
  • the surface of the cutting insert 1 may be coated with a film using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the composition of the coating include titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), and alumina (Al 2 O 3 ).
  • the upper surface 3 has a land surface 15, a rake surface 17, a breaker surface 19, and a main surface 21.
  • the land surface 15 is located on the outer periphery of the upper surface 3 and connected to the upper cutting edge 9.
  • the rake face 17 is located closer to the center than the land face 15 and is surrounded by the land face 15.
  • the rake face 17 is an inclined face whose height decreases as it goes toward the center.
  • the breaker surface 19 is located more centrally than the rake face 17 and is surrounded by the rake face 17. Further, the breaker surface 19 has a concave configuration constituted by a portion of an inclined surface whose height decreases toward the center and a portion which is located closer to the center than the inclined surface and increases in height. ing.
  • the main surface 21 is located closer to the center than the breaker surface 19 and is surrounded by the breaker surface 19. The main surface 21 is a flat surface perpendicular to the virtual straight line X.
  • the land surface 15 is formed so as to be substantially parallel to the lower surface 5 or an inclined surface whose height decreases toward the center. Note that “substantially parallel” does not mean strictly parallel, but may mean a slight inclination of about ⁇ 5 °. If it is difficult to evaluate whether the lower surface 5 is not flat but parallel to the lower surface 5, it may be compared with the virtual straight line X instead of the lower surface 5. That is, the land surface 15 may be evaluated based on whether or not it is perpendicular to the virtual straight line X.
  • An upper cutting edge 9 is formed at the intersection of the land surface 15 and the side surface 7.
  • the land surface 15 is provided to increase the strength of the upper cutting edge 9.
  • the upper cutting edge 9 is formed at the intersection of the rake surface 17 and the side surface 7.
  • the rake surface 17 located inside the land surface 15 is an inclined surface whose height decreases toward the center. Therefore, the internal angle formed by the rake face 17 and the side face 7 is small.
  • the internal angle formed by the land surface 15 and the side surface 7 is larger than the internal angle formed by the rake surface 17 and the side surface 7. Therefore, the strength of the upper cutting edge 9 can be increased by having the land surface 15.
  • the width of the land surface 15 is indicated by the distance between the outer periphery of the upper surface 3 and the outer periphery of the rake surface 17.
  • the width of the land surface 15 is appropriately set depending on the cutting conditions, but is set in the range of 0.05 to 0.2 mm, for example.
  • the rake face 17 is located inside the land face 15.
  • the rake face 17 plays a role of scooping off the chips cut by the upper cutting edge 9. Therefore, the chips of the work material 201 flow so as to travel along the surface of the rake face 17.
  • the scooping surface 17 is an inclined surface whose height decreases toward the center in order to scoop off chips well.
  • the inclination angle indicated by the angle formed between the lower surface 5 and the rake face 17 in the cross section perpendicular to the rake face 17 may be set in the range of 10 ° to 50 °, for example.
  • the rake face 17 only needs to decrease in height toward the center. Therefore, as shown in FIGS. 8 and 9, when viewed in cross-section, it may be configured by a plurality of regions having different inclination angles, or may have a concave curve shape.
  • the breaker surface 19 is located inside the land surface 15.
  • the breaker surface 19 serves to curl the chips flowing on the rake surface 17 in a spiral shape.
  • the cutting insert 1 can exhibit excellent chip discharging performance.
  • the region of the breaker surface 19 close to the main surface becomes higher as the distance from the outer periphery increases.
  • the above-described region of the breaker surface 19 is an inclined surface whose height on the center side is higher than that on the outer peripheral side of the upper surface 3.
  • the inclination angle indicated by the angle formed between the lower surface 5 and the breaker surface 19 in the cross section perpendicular to the breaker surface 19 may be set in the range of, for example, 5 ° to 45 °.
  • An upper cutting edge 9 is formed at the intersection of the upper surface 3 and the side surface 7.
  • the upper cutting edge 9 has an arcuate portion that is convex outward and a portion that is linear when viewed in plan.
  • the arc-shaped portion corresponds to the arc-shaped curved portion on the outer periphery of the upper surface 3.
  • Each arcuate portion of the upper cutting edge 9 is longer than the straight portion.
  • the intersection line between the upper surface 3 and the side surface 7 is not a strict line shape due to the intersection of the two surfaces. If the intersection line between the upper surface 3 and the side surface 7 is sharpened at an acute angle, the durability of the upper cutting edge 9 is lowered. For this reason, a portion where the upper surface 3 and the side surface 7 intersect with each other may be slightly curved so-called honing.
  • one of the arcuate portions is used as a main cutting edge for cutting the work material 201.
  • one of the linear portions adjacent to the arc-shaped portion is used as a sub-cutting blade, specifically, a “saw blade” for cutting.
  • the linear portion used as the auxiliary cutting edge is arranged on the holder 103 so as to be parallel to the upper surface 3 of the work material 201.
  • the upper cutting edge 9 has a plurality of first recesses 23 that are recessed toward the lower surface 5. Since each of the plurality of first recesses 23 is recessed toward the lower surface 5, the first recess 23 has a concave shape that opens upward when viewed from the side.
  • the upper surface 3 in the first recess 23 is compared with the case where the upper cutting edge 9 has a linear shape parallel to the upper surface 3. It becomes easy to incline and contact the part inclined with respect to the work material 201. Thereby, since the force required for cutting can be reduced, the work material 201 can be processed satisfactorily.
  • the upper cutting edge 9 has four first recesses 23.
  • the four first recesses 23 are formed in each of the four arcuate curved portions of the upper cutting edge 9.
  • the plurality of first recesses 23 are arranged at equal intervals so that the interval between the adjacent first recesses 23 is constant. Note that the number of the first recesses 23 is not limited to four, and there is no problem even if the number of the first recesses 23 is two, three, five, or six.
  • the side surface 7 has a plurality of second recesses 25.
  • the plurality of second recesses 25 are recessed toward the center of the upper surface 3 from the upper cutting edge 9 at least at a portion located below the first bottom portion 25a when seen in a plan view.
  • the plurality of second recesses 25 are respectively formed in the portion 7 c of the side surface 7.
  • the part 7c is located outside the upper cutting edge 9 when viewed in plan. Therefore, the openings of the plurality of second recesses 25 are positioned outside the upper cutting edge 9, respectively.
  • the bottoms of the plurality of second recesses 25 are positioned inside the upper cutting edge 9, respectively.
  • each of the plurality of second recesses 25 is located below each of the bottom portions (first bottom portions 23a) of the plurality of first recesses 23.
  • the plurality of second recesses 25 are not simply formed on the side surface 7 but are positioned below the first bottom 23a.
  • the surface of the second recess 25 is formed. Cracks are exposed. Therefore, the influence of this crack can be limited to a partial defect from the upper surface 3 to the second recess 25. In other words, the force for advancing the crack can be released from the second recess 25 to the outside, and the possibility that the crack reaches the lower surface 5 can be reduced.
  • the width in the direction perpendicular to the virtual straight line X at the portion 7c of the side surface 7 is the virtual width at the portions 7a and 7b. It is larger than the width in the direction orthogonal to the straight line X.
  • the plurality of second recesses 25 are respectively formed in the portion 7c, but the durability of the cutting insert 1 can be improved because the width of the portion 7c is relatively large. Since the second concave portion 25 is formed in the portion 7c, the durability of the portion 7c is likely to be lowered as compared with the case where the second concave portion 25 is not formed.
  • the width of the portion 7c whose durability is likely to be lowered, larger than the width of the portion 7a and the portion 7b, it is possible to keep the influence of the decrease in the durability of the portion 7c small. As a result, the durability of the cutting insert 1 as a whole can be increased.
  • the plurality of second recesses 25 may be configured only in the vicinity immediately below the first bottom 23 a, but are not limited to such a configuration. Absent. Since at least a part of each of the plurality of second recesses 25 only needs to be positioned below each of the plurality of first bottom portions 23a, for example, the configuration shown in FIGS. . In FIG. 3, the center of the second recess 25 is not located below the first recess 23. However, a part of the side of the second recess 25 is located below the first bottom 23a.
  • the annular recesses such that the plurality of second recesses 25 are connected to each other are not simply formed on the side surface 7, but in the cutting insert 1 of the present embodiment, the plurality of first bottom portions 23 a.
  • a plurality of second recesses 25 are formed so as to be positioned below each of the two.
  • the portion between the plurality of second recesses 25 has a relatively high durability as compared with the portion where the second recesses 25 are formed, and therefore the force transmitted from the upper surface 3 to the lower surface 5 of the cutting insert 1.
  • the durability of the cutting insert 1 as a whole can be improved.
  • the second concave portion 25 also functions as a restraint surface to the holder 103 when the cutting insert 1 is attached to the holder 103 and used.
  • the side surface 7 has a plurality of concave constraining surfaces, and at least a part of these constraining surfaces is located below the first bottom portion 23a.
  • the cutting insert 1 When the cutting insert 1 is used for cutting, a force is applied to the cutting insert 1 from the upper surface 3 side toward the lower surface 5 side, that is, in a direction along the virtual straight line X. Therefore, the crack generated from the first bottom portion 23a generally proceeds in the direction along the virtual straight line X. In order to prevent this crack from reaching the lower surface 5, it is required that at least a part of the second recess 25 is located below the first bottom 23a. However, the direction in which the crack progresses does not necessarily strictly follow the direction along the virtual straight line X, and often deviates slightly from the direction along the virtual straight line X.
  • the width L2 of the second recess 25 in the direction perpendicular to the virtual straight line X is the virtual straight line X of the second recess 25. It is larger than the width L1 in the along direction (vertical direction in FIG. 5), and the second recess 25 has a flat shape. Therefore, even if the crack is deviated from the direction along the virtual straight line X, the progress of the crack can be stably stopped at the second recess 25.
  • the width L1 is smaller than the width L2, the distance between the upper cutting edge 9 and the second recess 25 can be easily secured. By securing a large interval, the possibility of the crack itself occurring can be reduced. Therefore, the durability of the cutting insert 1 is further improved.
  • a pair of second concave portions 25 respectively located at the right end portion and the left end portion of the cutting insert 1 in FIG. 7 has a groove shape that is open not only on the side of 7 but also in a direction orthogonal to this direction.
  • the second bottom 25a of each of the pair of second recesses 25 positioned at the right end and the left end of the cutting insert 1 is visible.
  • the second concave portion 25 is preferably V-shaped having two straight portions in a cross section perpendicular to the extending direction of the second bottom portion 25a. This is because the progress of the crack is prevented in the second concave portion 25 and the second concave portion 25 can be stably used as a constraining surface to the holder 103 because the surface of the second concave portion 25 is a flat surface. .
  • the 2nd recessed part 25 is comprised by the two-step inclined surface from which an inclination angle differs. More specifically, the second concave portion 25 is located on the second bottom portion 25a side, and the second inclined surface 25b is located farther from the second bottom portion 25a than the first inclined surface 25b. It is comprised by the inclined surface 25c. Then, the angle ⁇ 2 formed by the second inclined surface 25c and the line parallel to the virtual straight line X is smaller than the angle ⁇ 1 formed by the first inclined surface 25b and the line parallel to the virtual straight line X.
  • the second concave portion 25 is constituted by the inclined surfaces in a plurality of stages as described above, a large depth of the second concave portion 25 can be ensured. Therefore, the progress of the crack can be more reliably stopped by the second recess 25. In addition, the thickness of the portion located between the second recess 25 and the upper surface 3 in the cutting insert 1 can also be ensured. Therefore, the strength of the cutting insert 1 can be increased and the occurrence of cracks themselves can be suppressed.
  • the second concave portion 25 when the cutting insert 1 is used for cutting, a force is applied to the cutting insert 1 from the upper surface 3 side toward the lower surface 5 side, that is, in a direction along the virtual straight line X. Will be added.
  • a crack may occur from the second concave portion 25 when the above force is transmitted to the second concave portion 25.
  • the second bottom portion 25a has an acute angle, a crack may occur from the second bottom portion 25a. Therefore, when it is desired to suppress cracks from the second concave portion 25, the second concave portion 25 preferably has a concave curve shape in a cross section in a direction perpendicular to the direction in which the second bottom portion 25a extends.
  • Cutting is performed by cutting the work material 201 with the upper cutting edge 9 of the cutting insert 1. At this time, the upper cutting edge 9 is pressed against the work material 201 in order to cut the work material 201. Therefore, a large force is applied to the land surface 15 in contact with the upper cutting edge 9 as compared with other regions of the upper surface 3. Therefore, a crack that progresses from the upper surface 3 to the lower surface 5 is likely to occur from the vicinity of the land surface 15.
  • the bottom portions (second bottom portions 25a) of the plurality of second recesses 25 are located closer to the center of the upper surface 3 than the land surface 15.
  • the second bottom portion 25 a is located closer to the central axis than the land surface 15.
  • the plurality of first recesses 23 are not symmetrical with respect to the first bottom 23a when viewed from the side, but are asymmetrical in shape. Specifically, in FIG. 5, there are two inclined parts, a first inclined part located on the left side of the first bottom part 23a and a second inclined part located on the right side of the first bottom part 23a. It is configured. The angle formed between the second inclined portion and the lower surface 5 is larger than the angle formed between the first inclined portion and the lower surface 5. And at least one part of the some 2nd recessed part 25 is located under the 2nd inclination part.
  • the cutting insert 1 of this embodiment has the lower cutting edge 11 formed in the intersection part of the lower surface 5 and the side surface 7 in addition to the upper cutting edge 9 formed in the intersection part of the upper surface 3 and the side surface 7. It has.
  • the lower cutting edge 11 can be made to function in the same manner as the upper cutting edge 9 by mounting upside down. Therefore, in the cutting insert 1 of this embodiment, the lower surface 5 has the same configuration as the upper surface 3. Specifically, the lower surface 5 has a land surface 15, a rake surface 17, a breaker surface 19, and a main surface, like the upper surface 3.
  • the lower cutting edge 11 has the same function as the upper cutting edge 9, the lower cutting edge 11 has an arcuate portion that is convex outward and a portion that is linear when viewed in plan. Yes.
  • the arc-shaped portion corresponds to the arc-shaped curved portion on the outer periphery of the lower surface 5.
  • Each arcuate portion of the lower cutting edge 11 is longer than the straight portion.
  • the lower cutting edge 11 includes a third recess 27 corresponding to the first recess 23 in the upper cutting edge 9. That is, the lower cutting edge 11 has a plurality of third recesses 27 that are recessed toward the upper surface 3.
  • the plurality of second recesses 25 are recessed toward the center of the lower surface 5 rather than the lower cutting edge 11 when seen in a plan view, and at least a part of each of the plurality of second recesses 25 is a plurality of
  • the third recess 27 is positioned above the bottom (third bottom 27a).
  • each of the plurality of second recesses 25 is positioned below each of the plurality of first bottom portions 23a and above each of the plurality of third bottom portions 27a. . That is, the recesses located below the plurality of first bottom portions 23a and the recesses located above the plurality of third bottom portions 27a are not formed independently, but only the second recesses 25 are formed. Has been. For this reason, it is possible to avoid the formation of the concave portion on the side surface 7 more than necessary, so that the durability of the cutting insert 1 can be enhanced.
  • the lower cutting edge 11 has four third recesses 27.
  • the four third recesses 27 are formed in each of the four arcuate curved portions of the lower cutting edge 11.
  • the plurality of third recesses 27 are arranged at equal intervals so that the interval between the adjacent third recesses 27 is constant.
  • the cutting tool 101 of the present embodiment includes a holder 103 having a rotation center axis Y and a plurality of the cutting inserts 1 as shown in FIG.
  • the holder 103 has a plurality of insert pockets 107 on the outer peripheral surface on the distal end side.
  • the plurality of cutting inserts 1 are mounted in the insert pockets 107, respectively.
  • the holder 103 has a substantially rotating body shape around the rotation center axis Y.
  • a plurality of insert pockets 107 are provided at equal intervals on the outer peripheral surface on the tip side of the holder 103.
  • the insert pocket 107 is a part to which the cutting insert 1 is mounted, and is open on the outer peripheral surface and the front end surface of the holder 103.
  • the insert pocket 107 includes a seating surface opposed to the rotation direction, and a plurality of restraining side surfaces that are positioned in a direction intersecting the seating surface and that are inclined in a direction approaching a normal to the seating surface as the distance from the seating surface increases. have.
  • a plurality of cutting inserts 1 are mounted in a plurality of insert pockets 107 provided in the holder 103.
  • the plurality of cutting inserts 1 are mounted such that the upper cutting edge 9 protrudes outward from the outer peripheral surface.
  • the plurality of cutting inserts 1 are mounted on the holder 103 such that the arcuate curved portion of the upper cutting edge 9 protrudes from the outer peripheral surface of the holder 103.
  • At least one of the plurality of second recesses 25 is in contact with the holder 103.
  • the second recess 25 in contact with the holder 103 functions as a constraining surface to the holder 103 of the cutting insert 1.
  • the cutting insert 1 is attached to the insert pocket 107 with a screw 105. That is, cutting is performed by inserting a screw 105 into the through hole 13 of the cutting insert 1, inserting the tip of the screw 105 into a screw hole (not shown) formed in the insert pocket 107, and screwing the screw portions together.
  • the insert 1 is attached to the holder 103.
  • the cutting insert 1 is mounted on the holder 103 so that the upper cutting edge 9 protruding outward from the outer peripheral surface has a negative axial rake angle and a negative radial rake angle.
  • steel, cast iron or the like can be used.
  • steel having high toughness among these members it is preferable to use steel having high toughness among these members.
  • the cut workpiece is produced by cutting a workpiece.
  • the cutting method in the present embodiment includes the following steps. That is, (1) a step of rotating the cutting tool 101 represented by the above embodiment; (2) a step of bringing the upper cutting edge 9 or the lower cutting edge 11 of the rotating cutting tool 101 into contact with the work material 201; (3) a step of separating the cutting tool 101 from the work material 201; It has.
  • the cutting tool 101 is rotated relatively close to the work material 201.
  • the upper cutting edge 9 of the cutting tool 101 is brought into contact with the work material 201 to cut the work material 201.
  • the cutting tool 101 is relatively moved away from the work material 201.
  • the work material 201 is fixed and the cutting tool 101 is approached. 13 and 14, the work material 201 is fixed and the cutting tool 101 is rotated. In FIG. 15, the work material 201 is fixed and the cutting tool 101 is moved away. Note that, in the cutting in the manufacturing method of the present embodiment, the work material 201 is fixed and the cutting tool 101 is moved in each step, but it is naturally not limited to such a form.
  • the work material 201 may be brought close to the cutting tool 101 in the step (1).
  • the work material 201 may be moved away from the cutting tool 101.
  • the state where the cutting tool 101 is rotated and the upper cutting edge 9 or the lower cutting edge 11 of the cutting insert 1 is brought into contact with a different part of the work material 201 may be repeated.
  • the cutting insert 1 is rotated by 90 degrees with respect to the central axis (virtual straight line X) of the through-hole 13, and the unused upper cutting edge 9
  • the lower cutting edge 11 may be used.
  • representative examples of the material of the work material 201 include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, and non-ferrous metal.

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Abstract

　本発明の一態様に係る切削インサート１は、下面５と、上面３と、下面５および上面３のそれぞれに接続された側面７と、上面３と側面７との交線部に位置した上切刃９とを備え、上切刃９は、下面５に向かって窪んだ複数の第１の凹部２３を有し、側面７は、平面透視した場合に、上切刃９よりも上面３の中心に向かって窪んだ複数の第２の凹部２５を有し、複数の第２の凹部２５のそれぞれの少なくとも一部は、複数の第１の凹部２３における第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置している。

Description

切削インサート、切削工具および被削加工物の製造方法
　本発明は、切削インサート、切削工具および被削加工物の製造方法に関する。
　従来、被削物の切削加工に用いられる切削工具として、特許文献１に記載の切削インサートが知られている。この切削インサートは、具体的には、正面フライス加工またはエンドミル加工のような転削加工に用いられる。この切削インサートには、上面と側面との交線部に切れ刃が形成されている。切れ刃は、被削物の切削加工性を高めるため、側面視した場合に部分的に傾斜した凹凸形状となっている。
　特許文献１に記載の切削インサートを用いて切削加工を行った場合には、切れ刃が部分的に傾斜していることから、この傾斜した部分においては、比較的小さな切削力で良好に被削物を加工することができる。しかしながら、傾斜した部分と比較して凹凸形状の底部には、切削加工時に大きな力が加わり易い。そのため、この底部に亀裂が生じる場合がある。このような亀裂が進行して切削インサートの下面にまで達した場合に、切削インサートに部分的な欠損が生じる可能性がある。
　切削インサートの下面を切削工具のホルダへの載置面としている場合には、切削インサートに部分的な欠損が生じることによって、切削インサートをホルダに安定して載置することが困難となる。また、切削インサートの下面と側面との間にも切れ刃が形成されている場合であれば、下面と側面との間に形成された切れ刃に欠損が生じる。そのため、下面と側面との間に形成された切れ刃を使用することができなくなる。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、上記の亀裂が生じた場合であっても、良好に使用することのできる、切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法を提供することにある。
特開２０１２－５００７３２号公報
　本発明の一態様に基づく切削インサートは、下面と、上面と、前記下面および前記上面のそれぞれに接続された側面と、前記上面と前記側面との交線部に位置した上切刃とを備えている。そして、上記態様の切削インサートは、前記上切刃が、前記下面に向かって窪んだ複数の第１の凹部を有し、前記側面が、平面透視した場合に、前記上切刃よりも前記上面の中心に向かって窪んだ複数の第２の凹部を有し、該複数の第２の凹部のそれぞれの少なくとも一部が、前記複数の第１の凹部における第１の底部のそれぞれの下方に位置していることを特徴としている。
本発明の一実施形態の切削インサートを示す斜視図である。 図１に示す切削インサートの側面図である。 図１に示す切削インサートの変形例を示す斜視図である。 図３に示す切削インサートの平面図である。 図３に示す切削インサートの側面図である。 図４に示す切削インサートにおけるＤ１－Ｄ１断面の断面図である。 図４に示す切削インサートにおけるＤ２－Ｄ２断面の断面図である。 図４に示す切削インサートにおけるＤ３－Ｄ３断面の断面図である。 図８に示す切削インサートにおける領域Ａ１を拡大した拡大断面図である。 図８に示す切削インサートにおける領域Ａ２を拡大した拡大断面図である。 本発明の一実施形態の切削工具を示す斜視図である。 図１１に示す切削工具の側面図である。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の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。
　＜切削インサート＞
　以下、一実施形態の切削インサート１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、実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明の切削インサート１は、本明細書が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および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
　図１～１０に示すように、本実施形態の切削インサート１は、上面３、下面５および側面７を有している。側面７は上面３および下面５にそれぞれ接続されている。上面３と側面７との交線部には上切刃９が形成されている。下面５と側面７との交線部には下切刃１１が形成されている。上面３および下面５は、それぞれ平面視した場合の形状が略円形状であって、ほぼ同じ形状となっている。具体的には、上面３および下面５は、それぞれ外周に４つの円弧形状の曲線部位を有している。４つの曲線部位は、それぞれ平面視した場合に直線形状である部位によって連結されている。
　本実施形態の切削インサート１における上面３および下面５の最大幅は５～２０ｍｍである。また、下面５から上面３までの高さは２～８ｍｍである。ここで、下面５から上面３までの高さとは、上面３の上端と下面５の下端との間における上面３の中心と下面５の中心とを結ぶ仮想直線Ｘに平行な方向での幅を意味している。また、仮想直線Ｘは、上面３の中心と下面５の中心とを結んでいることから、切削インサート１の中心軸でもある。
　なお、上面３および下面５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、平面視した場合の上面３の形状は、三角形状、四角形状、五角形状、六角形状または八角形状のような多角形状であってもよい。また、上面３が曲線部位を有している場合であっても、円弧状に限定されるものではない。上面３が有する曲線部位は、放物線または楕円曲線のように外側に凸である凸曲線であってもよい。
　上面３および下面５は、上下に重なり合っている。側面７は、曲面状の部位と、平面状の部位とを有している。曲面状の部位は、上面３の外周縁における曲線部位および下面５の外周縁における曲線部位にそれぞれ接続されている。平面状の部位は、上面３の外周縁における直線部位および下面５の外周縁における直線部位にそれぞれ接続されている。
　また、曲面状の部位は、上面３に連なる部分７ａ、下面５に連なる部分７ｂ、および部分７ａと部分７ｂとの間に位置する部分７ｃとを有している。部分７ａは、上面３の側から下面５の側に向かうにつれて外側に突出するように傾斜した傾斜面となっている。部分７ｂは、下面５の側から上面３の側に向かうにつれて外側に突出するように傾斜した傾斜面となっている。部分７ｃは、上記の仮想直線Ｘに対して平行である。ここで「外側」とは、切削インサート１を平面視した場合に切削インサート１の中心軸から離れる方向のことを意味している。
　上面３の中心から下面５の中心にかけて貫通孔１３が形成されている。そのため、貫通孔１３の貫通方向は、上記の仮想直線Ｘに対して平行である。貫通孔１３は、切削インサート１を切削工具１０１のホルダ１０３にネジ止め固定する際にネジ１０５を挿入するために設けられている。なお、切削インサート１をホルダ１０３に固定する方法としては、上記のネジ止め固定による方法に代えて、クランプ構造を用いた方法を採用してもよい。
　切削インサート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）または窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物が挙げられる。
　切削インサート１の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法または物理蒸着（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）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。
　上面３は、ランド面１５、すくい面１７、ブレーカ面１９および主面２１を有している。ランド面１５は、上面３の外周に位置して上切刃９に接続されている。すくい面１７は、ランド面１５よりも中心側に位置しており、ランド面１５によって囲まれている。また、すくい面１７は、中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面である。
　ブレーカ面１９は、すくい面１７よりも中心側に位置しており、すくい面１７によって囲まれている。また、ブレーカ面１９は、中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面の部位と、この傾斜面よりも中心側に位置して高さが高くなる部位とによって構成された凹形状の構成となっている。主面２１は、ブレーカ面１９よりも中心側に位置しており、ブレーカ面１９によって囲まれている。また、主面２１は、仮想直線Ｘに対して垂直な平坦面である。
　ランド面１５は、下面５に対してほぼ平行か、中心に向かうにつれて高さが低くなる傾斜面となるように形成されている。なお「ほぼ平行」とは、厳密に平行であることを意味するものではなく、±５°程度のわずかな傾斜となっていても良いことを意味している。下面５が平坦ではなく下面５に対して平行であるか否かの評価が難しい場合には、下面５の代わりに仮想直線Ｘと比較すればよい。すなわち、ランド面１５は仮想直線Ｘに対して垂直であるか否かによって評価すればよい。
　ランド面１５と側面７との交線部には上切刃９が形成されている。ランド面１５は、上切刃９の強度を高めるために設けられている。ランド面１５を有していない場合は、すくい面１７と側面７との交線部に上切刃９が形成されることになる。ランド面１５の内側に位置するすくい面１７は、上述の様に、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１７と側面７とのなす内角は小さい。しかしながら、ランド面１５と側面７とのなす内角は、すくい面１７と側面７とのなす内角よりも大きい。そのため、ランド面１５を有することによって、上切刃９の強度を高めることができる。
　なお、上切刃９の切削性を高めることを目的とするのであれば、すくい面１７と側面７との交線部に上切刃９が形成された構成としてもよい。上切刃９が鋭利な形状となるからである。ランド面１５の幅は、上面３の外周とすくい面１７の外周との間隔で示される。ランド面１５の幅は、切削条件によって適宜設定されるが、例えば０．０５～０．２ｍｍの範囲で設定される。
　すくい面１７は、ランド面１５の内側に位置している。すくい面１７は、上切刃９において切削された切屑をすくい取るような役割をしている。そのため、被削材２０１の切屑はすくい面１７の表面を伝うように流れる。すくい面１７は、切屑を良好にすくい取るために、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。すくい面１７に垂直な断面における下面５とすくい面１７とのなす角で示される傾斜角度は、例えば１０°～５０°の範囲で設定すればよい。すくい面１７は、中心に向かうにつれて高さが低くなっていればよい。そのため、図８，９に示すように、断面視した場合に傾斜角度の互いに異なる複数の領域によって構成されていてもよく、また、凹曲線形状となっていてもよい。
　ブレーカ面１９は、ランド面１５の内側に位置している。ブレーカ面１９は、すくい面１７の上を流れてきた切屑を螺旋状にカールさせる役割をしている。切屑が螺旋状に変形することによって、切削インサート１は、優れた切屑排出性を発揮することが可能となる。そのため、ブレーカ面１９における主面に近い領域は、外周から遠ざかるにつれて高さが高くなっている。具体的には、ブレーカ面１９の上記の領域は、上面３における外周側よりも中心側の高さが高い傾斜面となっている。ブレーカ面１９に垂直な断面における、下面５とブレーカ面１９とのなす角で示される傾斜角度は、例えば５°～４５°の範囲で設定すればよい。
　上面３と側面７との交線部には上切刃９が形成されている。上切刃９は、外側に凸であって円弧状の部位と、平面視した場合に直線状である部位とを有している。円弧状の部位は、上面３の外周における円弧状の曲線部位に対応している。上切刃９におけるそれぞれの円弧状の部位は、直線部位よりも長い構成となっている。
　なお、このとき上面３と側面７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７との交線部が鋭角に尖っていると、上切刃９の耐久性が低下する。そのため、上面３と側面７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。
　本実施形態の切削インサート１においては、円弧状の部位の１つが主切刃として被削材２０１の切削加工に用いられる。このとき、この円弧状の部位に隣接する直線状の部位の１つが副切刃として、具体的には「さらい刃」として、切削加工に用いられる。副切刃として用いられる直線状の部位は、被削材２０１の上面３に対して平行となるように、ホルダ１０３に配置される。
　また、上切刃９は、下面５に向かって窪んだ複数の第１の凹部２３を有している。複数の第１の凹部２３は、それぞれ下面５に向かって窪んでいることから、側面視した場合に、上方に向かって開口する凹形状となっている。このような第１の凹部２３を上切刃９が有している場合には、上切刃９が上面３に平行な直線形状である場合と比較して、第１の凹部２３における上面３に対して傾斜している部分を被削材２０１に対して傾斜して接触させ易くなる。これにより、切削に要する力を小さくできるので、被削材２０１を良好に加工できる。
　本実施形態の切削インサート１においては、上切刃９が４つの第１の凹部２３を有している。４つの第１の凹部２３は、上切刃９における４つの円弧状の曲線部位のそれぞれに形成されている。複数の第１の凹部２３は、隣り合う第１の凹部２３の間隔が一定となるよう等間隔で並んでいる。なお、第１の凹部２３の数は、４つに限定されず、例えば、２つ，３つ，５つ，６つであっても何ら問題ない。
　側面７は、複数の第２の凹部２５を有している。複数の第２の凹部２５は、平面透視した場合に、少なくとも第１の底部２５ａの下方に位置する部分が上切刃９よりも上面３の中心に向かって窪んでいる。具体的には、複数の第２の凹部２５はそれぞれ側面７の部分７ｃに形成されている。部分７ｃは平面視した場合に上切刃９よりも外側に位置している。そのため、複数の第２の凹部２５の開口部はそれぞれ上切刃９よりも外側に位置している。一方で、複数の第２の凹部２５の底部は、それぞれ上切刃９よりも内側に位置している。
　そして、複数の第２の凹部２５のそれぞれの少なくとも一部が、複数の第１の凹部２３における底部（第１の底部２３ａ）のそれぞれの下方に位置している。このように、複数の第２の凹部２５が、単に側面７に形成されているのではなく、第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置している。
　上切刃９によって被削材２０１を切削加工する場合には、上切刃９における第１の底部２３ａに相対的に大きな切削抵抗が加わり易い。そのため、第１の底部２３ａの近くに応力が集中して亀裂が生じる場合がある。しかしながら、上記する第２の凹部２５を有していることから、第２の凹部２５において亀裂の進行を止めることができる。
　具体的には、上切刃９の第１の底部２３ａから、切削インサート１の内部を伝い、下面５に向かって進行する亀裂が生じた場合であっても、第２の凹部２５の表面に亀裂が露出する。そのため、この亀裂による影響を上面３から第２の凹部２５までの部分的な欠損に留めることができる。言い換えれば、亀裂を進行させる力を第２の凹部２５から外部に逃がすことができ、亀裂が下面５にまで達する可能性を小さくできる。
　また、既に示したように、側面７の部分７ａおよび部分７ｂが傾斜していることから、側面７の部分７ｃでの仮想直線Ｘに直交する方向の幅が、部分７ａおよび部分７ｂでの仮想直線Ｘに直交する方向の幅よりも大きい。複数の第２の凹部２５はそれぞれ部分７ｃに形成されているが、部分７ｃの幅が相対的に大きいことから、切削インサート１の耐久性を向上させることができる。部分７ｃには第２の凹部２５が形成されていることから、この部分７ｃは第２の凹部２５が形成されていない場合と比較して耐久性が低下しやすい。しかしながら、耐久性が低下し易い部分７ｃの上記の幅を部分７ａおよび部分７ｂの幅よりも大きくすることによって、部分７ｃの耐久性の低下による影響を小さく留めることができる。結果として、切削インサート１全体としての耐久性を高めることができる。
　複数の第２の凹部２５としては、図１，２に示すように、第１の底部２３ａの直下近傍のみに形成されている構成であっても良いが、このような構成に限られるものではない。複数の第２の凹部２５それぞれの少なくとも一部が、複数の第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置していればよいので、例えば、図３，５に示すような構成であってもよい。図３においては、第２の凹部２５の中心は第１の凹部２３の下方に位置してはいない。しかしながら、第２の凹部２５の側方の一部が第１の底部２３ａの下方に位置している。
　また、複数の第２の凹部２５がそれぞれ繋がっているような、環状の凹部が単に側面７に形成されているのではなく、本実施形態の切削インサート１においては、複数の第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置するように複数の第２の凹部２５が形成されている。そのため、複数の第２の凹部２５の間の部分は第２の凹部２５が形成されている部分と比較して耐久性が相対的に高いため、切削インサート１の上面３から下面５に伝わる力に対する切削インサート１全体としての耐久性を向上させることができる。
　図３に示す切削インサート１では、第２の凹部２５が、切削インサート１をホルダ１０３に取り付けて使用する際におけるホルダ１０３への拘束面としても機能している。すなわち、側面７が複数の凹状の拘束面を有し、これらの拘束面の少なくとも一部が第１の底部２３ａの下方に位置している、と言い換えることができる。
　切削インサート１を切削加工に使用する際には、切削インサート１には上面３の側から下面５の側に向かって、すなわち、仮想直線Ｘに沿った方向に向かって力が加わる。そのため、第１の底部２３ａから生じた亀裂は仮想直線Ｘに沿った方向に概ね進行する。この亀裂が下面５に達することを抑制するため、第２の凹部２５は、少なくとも一部が第１の底部２３ａの下方に位置していることが求められる。しかしながら、上記の亀裂の進行する方向は厳密に仮想直線Ｘに沿った方向に進行するとは限らず、仮想直線Ｘに沿った方向から若干ずれる場合が多い。
　本実施形態の切削インサート１を側面視した場合において、第２の凹部２５の仮想直線Ｘに直交する方向（図５において左右方向）での幅Ｌ２は、第２の凹部２５の仮想直線Ｘに沿った方向（図５において上下方向）の幅Ｌ１よりも大きく、第２の凹部２５は横に扁平な形状である。そのため、亀裂が仮想直線Ｘに沿った方向からずれた場合であっても、安定して、亀裂の進行を第２の凹部２５で止めることができる。
　また、幅Ｌ１が幅Ｌ２よりも小さいことから、上切刃９と第２の凹部２５との間隔を容易に確保できる。この間隔を大きく確保することによって、亀裂自体が生じる可能性を小さくできる。そのため、切削インサート１の耐久性がさらに良好となる。
　特に、図３，５に示すように、第２の凹部２５の底部（第２の底部２５ａ）が、上面３に対して平行な方向に伸びた形状である場合には、亀裂の進行を第２の凹部２５でさらに安定して止めることができる。
　本実施形態の切削インサート１では、図５において切削インサート１の右側端部および左側端部にそれぞれ位置する一対の第２の凹部２５によって示されるように、第２の凹部２５が、開口する側面７の側方だけでなく、この方向に直交する方向にも開口した溝形状となっている。図５においては、切削インサート１の右側端部および左側端部に位置する一対の第２の凹部２５それぞれの第２の底部２５ａが視認できる状態となっている。
　第２の凹部２５は、第２の底部２５ａの伸びた方向に直交する方向の断面において、２つの直線部分を有するＶ字形状であることが好ましい。亀裂の進行を第２の凹部２５において防ぐとともに、第２の凹部２５の表面が平坦面であることによって第２の凹部２５をホルダ１０３への拘束面として安定して用いることができるからである。
　図１０に示すように、本実施形態の切削インサート１においては、第２の凹部２５が傾斜角の異なる２段階の傾斜面によって構成されている。より具体的には、第２の凹部２５が第２の底部２５ａ側に位置する第１の傾斜面２５ｂと、第１の傾斜面２５ｂよりも第２の底部２５ａから離れて位置する第２の傾斜面２５ｃとによって構成されている。そして、第１の傾斜面２５ｂが仮想直線Ｘに平行な線と成す角θ１よりも、第２の傾斜面２５ｃが仮想直線Ｘに平行な線と成す角θ２が小さい。
　第２の凹部２５が上記のような複数の段階の傾斜面によって構成されている場合には、第２の凹部２５の深さを大きく確保することができる。そのため、亀裂の進行を第２の凹部２５でより確実に止めることができる。加えて、切削インサート１における第２の凹部２５と上面３との間に位置する部分の厚みも確保することができる。そのため、切削インサート１の強度を高め、亀裂自体の発生を抑制することができる。
　既に示したように、切削インサート１を切削加工に使用する際には、切削インサート１には上面３の側から下面５の側に向かって、すなわち、仮想直線Ｘに沿った方向に向かって力が加わる。このとき、第２の凹部２５が形成されていることによって、上記の力が第２の凹部２５に伝わった場合に、第２の凹部２５から亀裂が発生する可能性がある。特に、第２の底部２５ａが鋭角になっている場合は、この第２の底部２５ａから亀裂が発生する可能性がある。そのため、第２の凹部２５からの亀裂を抑制したい場合には、第２の凹部２５は、第２の底部２５ａの伸びた方向に直交する方向の断面において、凹曲線形状であることが好ましい。
　切削インサート１の上切刃９で被削材２０１が切削されることによって切削加工が行われる。このとき、被削材２０１を切削するために上切刃９が被削材２０１に押し当てられる。そのため、上切刃９に接するランド面１５には、上面３の他の領域と比較して大きな力が加わる。そのため、上面３から下面５へと進行する亀裂はランド面１５の近傍から生じ易い。
　本実施形態の切削インサート１を平面透視した場合に、複数の第２の凹部２５の底部（第２の底部２５ａ）は、ランド面１５よりも上面３の中心側に位置している。例えば、図６，８において、第２の底部２５ａは、ランド面１５よりも中心軸に近い位置にある。このように第２の凹部２５が形成されている場合には、ランド面１５自体またはランド面１５の近傍で上面３から下面５へと進行する亀裂が発生したとしても、第２の凹部２５で安定して亀裂の進行を止めることができる。
　複数の第１の凹部２３は、側面視した場合に第１の底部２３ａを中心として左右対称な形状ではなく、左右非対称な形状となっている。具体的には、図５においては第１の底部２３ａよりも左側に位置する第１の傾斜部と、第１の底部２３ａよりも右側に位置する第２の傾斜部との２つの傾斜部によって構成されている。第２の傾斜部と下面５とのなす角は、第１の傾斜部と下面５とのなす角よりも大きい。そして、複数の第２の凹部２５の少なくとも一部が、第２の傾斜部の下方に位置している。
　また、本実施形態の切削インサート１は、上面３と側面７との交線部に形成された上切刃９に加えて、下面５と側面７との交線部に形成された下切刃１１を備えている。切削インサート１をホルダ１０３に装着する際に、上下反転させて装着することによって下切刃１１を上切刃９と同様に機能させることができる。そのため、本実施形態の切削インサート１においては、下面５は、上面３と同様の構成を備えている。具体的には、下面５は、上面３と同様に、ランド面１５、すくい面１７、ブレーカ面１９および主面を有している。
　また、下切刃１１が上切刃９と同様の機能を有するため、下切刃１１は、外側に凸であって円弧状の部位と、平面視した場合に直線状である部位とを有している。円弧状の部位は、下面５の外周における円弧状の曲線部位に対応している。下切刃１１におけるそれぞれの円弧状の部位は、直線部位よりも長い構成となっている。
　また、下切刃１１は、上切刃９における第１の凹部２３に対応する第３の凹部２７を備えている。すなわち、下切刃１１は、上面３に向かって窪んだ複数の第３の凹部２７を有している。そして、複数の第２の凹部２５は、平面透視した場合に、下切刃１１よりも下面５の中心に向かって窪んでおり、複数の第２の凹部２５のそれぞれの少なくとも一部が、複数の第３の凹部２７における底部（第３の底部２７ａ）のそれぞれの上方に位置している。
　下切刃１１を切刃として用いた際に、下切刃１１の第３の凹部２７の底部２７ａから、切削インサート１の内部を伝い、上面３に向かって進行する亀裂が生じた場合であっても、第２の凹部２５の表面に亀裂が露出する。そのため、この亀裂による影響を下面５から第２の凹部２５までの部分的な欠損に留めることができる。言い換えれば、亀裂を進行させる力を第２の凹部２５から外部に逃がすことができ、亀裂が上面３にまで達する可能性を小さくできる。
　このとき、複数の第２の凹部２５のそれぞれの少なくとも一部が、複数の第１の底部２３ａのそれぞれの下方に位置するとともに、複数の第３の底部２７ａのそれぞれの上方に位置している。すなわち、複数の第１の底部２３ａの下方に位置する凹部と複数の第３の底部２７ａの上方に位置する凹部とが別個独立に形成されているのではなく、第２の凹部２５のみが形成されている。そのため、必要以上に凹部を側面７に形成することが避けられるので、切削インサート１の耐久性を高めることができる。
　本実施形態の切削インサート１においては、下切刃１１が４つの第３の凹部２７を有している。４つの第３の凹部２７は、下切刃１１における４つの円弧状の曲線部位のそれぞれに形成されている。複数の第３の凹部２７は、隣り合う第３の凹部２７の間隔が一定となるよう等間隔で並んでいる。
　＜切削工具＞
　次に、本発明の一実施形態の切削工具１０１について図面を用いて説明する。
　本実施形態の切削工具１０１は、図１１に示すように、回転中心軸Ｙを有するホルダ１０３と、複数の上記の切削インサート１とを備えている。ホルダ１０３は、先端側の外周面に複数のインサートポケット１０７を有している。複数の切削インサート１は、インサートポケット１０７にそれぞれ装着される。
　ホルダ１０３は、回転中心軸Ｙを中心とする略回転体形状をなす。そして、ホルダ１０３の先端側の外周面には、インサートポケット１０７が等間隔に複数設けられている。インサートポケット１０７は、切削インサート１が装着される部分であり、ホルダ１０３の外周面および先端面に開口している。具体的には、インサートポケット１０７は、回転方向に対向する着座面と、着座面に交差する方向に位置し、着座面から離れるにつれて着座面の垂線に近付く方向に傾斜する、複数の拘束側面とを有している。
　そして、ホルダ１０３に設けられた複数のインサートポケット１０７に、複数の切削インサート１が装着される。複数の切削インサート１は、上切刃９が外周面から外方に突出するように装着される。具体的には、複数の切削インサート１は、上切刃９における円弧状の曲線部位がホルダ１０３の外周面から突出するようにホルダ１０３に装着されている。これにより、上切刃９の曲線部位が切削時にホルダ１０３の外周面から最も突出した位置に拘束されるので、本実施形態の切削インサート１の効果を良好に奏することができる。
　また、複数の第２の凹部２５の少なくとも１つが、ホルダ１０３に当接している。そのため、このホルダ１０３に当接している第２の凹部２５が切削インサート１のホルダ１０３への拘束面として機能している。このとき、第２の凹部２５の第２の底部２５ａはホルダ１０３から離れるように当接していることが好ましい。
　第２の底部２５ａがホルダ１０３に当接している場合には、ホルダ１０３から第２の底部２５ａに力が加わることによって、第２の底部２５ａから亀裂が生じる可能性があるからである。第２の底部２５ａがホルダ１０３から離れている場合には、第２の底部２５ａに上記の力が加わることが抑制される。そのため、第２の底部２５ａから亀裂が生じる可能性を小さくできる。
　本実施形態においては、切削インサート１は、ネジ１０５によって、インサートポケット１０７に装着されている。すなわち、切削インサート１の貫通孔１３にネジ１０５を挿入し、このネジ１０５の先端をインサートポケット１０７に形成されたネジ孔（不図示）に挿入してネジ部同士を螺合させることによって、切削インサート１がホルダ１０３に装着されている。
　また、本実施形態においては、外周面から外方に突出する上切刃９が負のアキシャルレーキ角および負のラジアルレーキ角を有するように、切削インサート１がホルダ１０３に装着されている。
　ホルダ１０３としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、これらの部材の中で靱性の高い鋼を用いることが好ましい。
　＜切削加工物の製造方法＞
　次に、本発明の一実施形態の切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。
　切削加工物は、被削物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１０１を回転させる工程と、
（２）回転している切削工具１０１における上切刃９または下切刃１１を被削材２０１に接触させる工程と、
（３）切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。
　より具体的には、まず、切削工具１０１を回転させながら被削材２０１に相対的に近付ける。次に、図１３，１４に示すように、切削工具１０１の上切刃９を被削材２０１に接触させて、被削材２０１を切削する。そして、図１５に示すように、切削工具１０１を被削材２０１から相対的に遠ざける。
　本実施形態においては、被削材２０１を固定するとともに切削工具１０１を近付けている。また、図１３，１４においては、被削材２０１を固定するとともに切削工具１０１を回転させている。また、図１５においては、被削材２０１を固定するとともに切削工具１０１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２０１を固定するとともに切削工具１０１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。
　例えば、（１）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１に近付けてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材２０１を切削工具１０１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１０１を回転させた状態を保持して、被削材２０１の異なる箇所に切削インサート１の上切刃９または下切刃１１を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している上切刃９または下切刃１１が摩耗した際には、切削インサート１を貫通孔１３の中心軸（仮想直線Ｘ）に対して９０度回転させて、未使用の上切刃９または下切刃１１を用いればよい。
　なお、被削材２０１の材質の代表例としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄または非鉄金属などが挙げられる。
１・・・切削インサート
３・・・上面
５・・・下面
７・・・側面
９・・・上切刃
１１・・・下切刃
１３・・・貫通孔
１５・・・ランド面
１７・・・すくい面
１９・・・ブレーカ面
１７・・・貫通孔
１９・・・切刃
２１・・・主面
２３・・・第１の凹部
２５・・・第２の凹部
２７・・・第３の凹部
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０５・・・ネジ
１０７・・・インサートポケット
２０１・・・被削材

Claims (11)

  1. 　下面と、
    上面と、
    前記下面および前記上面のそれぞれに接続された側面と、
    前記上面と前記側面との交線部に位置した上切刃とを備えた切削インサートであって、
    前記上切刃は、前記下面に向かって窪んだ複数の第１の凹部を有し、
    前記側面は、平面透視した場合に、前記上切刃よりも前記上面の中心に向かって窪んだ複数の第２の凹部を有し、
    該複数の第２の凹部のそれぞれの少なくとも一部が、前記複数の第１の凹部における第１の底部のそれぞれの下方に位置していることを特徴とする切削インサート。
  2. 　前記複数の第２の凹部は、前記下面から離れていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
  3. 　前記第２の凹部における第２の底部は、前記上面に対して平行な方向に伸びた形状であることを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。
  4. 　前記第２の底部の伸びた方向に直交する方向の断面は、２つの直線部分を有するＶ字形状であることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。
  5. 　前記第２の底部の伸びた方向に直交する方向の断面は、凹曲線形状であることを特徴とする請求項３に記載の切削インサート。
  6. 　前記上面は、外周に位置して前記上切刃に接続されたランド面、および該ランド面よりも中心側に位置して、中心に向かうにつれて高さが低くなるすくい面を有し、
    前記複数の第２の凹部の第２の底部は、平面透視した場合に、前記ランド面よりも前記上面の中心側に位置していることを特徴とする請求項１～５のいずれか１つに記載の切削インサート。
  7. 　前記複数の第１の凹部は、それぞれ第１の傾斜部および該第１の傾斜部が下面と成す角よりも下面と成す角が大きい第２の傾斜部の２つの傾斜部によって構成され、
    前記複数の第２の凹部の少なくとも一部が、前記第２の傾斜部の下方に位置していることを特徴とする請求項１～６のいずれか１つに記載の切削インサート。
  8. 　前記下面と前記側面との交線部に位置した下切刃をさらに備え、
    該下切刃は、前記上面に向かって窪んだ複数の第３の凹部を有し、
    前記複数の第２の凹部は、平面透視した場合に、前記下切刃よりも前記下面の中心に向かって窪んでおり、
    前記複数の第２の凹部のそれぞれの少なくとも一部が、前記複数の第３の凹部における第３の底部のそれぞれの上方に位置していることを特徴とする請求項１～７のいずれか１つに記載の切削インサート。
  9. 　請求項１～８のいずれか１つに記載の切削インサートと、
    該切削インサートが装着されたホルダとを具備した切削工具。
  10. 　前記複数の第２の凹部の少なくとも１つが前記ホルダに当接していることを特徴とする請求項９に記載の切削工具。
  11. 　請求項９または１０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上切刃または前記下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切削加工物の製造方法。
     
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