WO2013129083A1 - 切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法 - Google Patents

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protrusion
cutting insert
cutting edge
corner
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千絵 小野寺
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Definitions

  • the present invention relates to a cutting insert, a cutting tool, and a manufacturing method of a cut workpiece.
  • a throw-away type cutting tool in which a cutting insert is attached to a holder is used.
  • the cutting insert used for such a cutting tool generally has an upper surface, a lower surface, and a side surface, and has a configuration in which a cutting blade is formed at the intersection of the upper surface and the side surface. By bringing this cutting blade into contact with a rotating work material such as a metal member, the work material can be cut.
  • a configuration is proposed in which a protrusion with which a chip of a work material abuts is provided on the upper surface, like the cutting tip described in Patent Document 1.
  • chips are curved by bringing chips of a work material into contact with first protrusions (first ridges) and second protrusions (second ridges) extending from the first protrusions. Can be made.
  • a cutting insert has a polygonal prism shape, and has an upper surface, a lower surface, and a side surface located between the upper surface and the lower surface, and is cut at a crossing portion between the upper surface and the side surface.
  • a blade is formed.
  • the upper surface includes a main portion that is convex upward, a first protrusion that protrudes from the main portion toward a corner of the upper surface, and a tip between the tip of the first protrusion and the corner.
  • a pair of second projecting portions projecting from the first projecting portion toward the periphery of the upper surface so as to sandwich the region therebetween.
  • the cutting insert of the said aspect is characterized by each of the upper ends of a pair of said 2nd protrusion part separating from the said 1st protrusion part.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view in which a region including a first protrusion is enlarged in the Y1-Y1 cross section of the cutting insert shown in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view in which a region including a second protrusion is enlarged in the Y2-Y2 cross section of the cutting insert shown in FIG. 5. It is process drawing of the cutting method concerning one Embodiment of this invention. It is process drawing of the cutting method concerning one Embodiment of this invention. It is process drawing of the cutting method concerning one Embodiment of this invention.
  • the cutting insert of one embodiment is explained in detail using a 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 of the present invention may include any component 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 includes an upper surface 3 and a lower surface 5 having a square shape when viewed in plan, specifically a rhombus shape. More specifically, the upper surface 3 and the lower surface 5 are not strictly square. Corners that are the intersections of the sides forming a quadrangle are corners that are curved.
  • the side surface 7 has a flat portion located between the sides forming the quadrangle on the upper surface 3 and the lower surface 5 and a curved portion located between the curved portions on the upper surface 3 and the lower surface 5. is doing. Specifically, the side surface 7 has a flat first side surface 7a, a curved corner side surface 7b, and a flat second side surface 7c.
  • the upper surface 3 and the lower surface 5 have substantially the same shape so as to overlap each other when seen in a plan view. Therefore, the four side surfaces 7 located between the upper surface 3 and the lower surface 5 are formed perpendicular to the upper surface 3 and the lower surface 5, respectively.
  • the cutting insert 1 is formed in a polygonal column shape, specifically, a quadrangular column shape.
  • a cutting edge 9 is formed at each intersection between the upper surface 3 and the side surface 7 and each intersection between the lower surface 5 and the side surface 7. That is, the cutting insert 1 according to the present embodiment is a so-called negative type cutting in which cutting edges 9 are formed not only at the intersection between the upper surface 3 and the side surface 7 but also at the intersection between the lower surface 5 and the side surface 7. Insert 1. Note that there is no problem even if the cutting insert 1 is a so-called positive type cutting insert 1 in which the cutting edge 9 is formed only at the intersection of the upper surface 3 and the side surface 7.
  • the cutting insert 1 of the present embodiment is a negative type, and the lower surface 5 of the cutting insert 1 of the present embodiment has the same configuration as the upper surface 3 although not particularly shown.
  • the negative cutting insert 1 can be used upside down. That is, when the lower surface 5 of the cutting insert 1 is mounted on the holder 103 as a seating surface, the cutting edge 9 formed at the intersection of the upper surface 3 and the side surface 7 of the cutting insert 1 is used for the cutting process. Can do.
  • the upper surface 3 of the cutting insert 1 is mounted on the holder 103 with the upper surface 3 of the cutting insert 1 as a seating surface, the cutting blade 9 formed at the intersection of the lower surface 5 and the side surface 7 of the cutting insert 1 is used. It can be used for cutting.
  • first cutting edge 9a is at the intersection of the upper surface 3 and the first side surface 7a
  • corner cutting edge 9b is at the intersection of the upper surface 3 and the corner side surface 7b
  • second cutting edges 9c are formed at the intersections with 7c, respectively.
  • the cutting edge 9 in the present embodiment has a corner portion adjacent to the corner cutting edge 9b in the first cutting edge 9a and the second cutting edge 9c. As the distance from the portion 27 increases, the lower surface is inclined. Although the portion adjacent to the corner cutting edge 9b in the first cutting edge 9a and the second cutting edge 9c is used at the time of high cutting, this configuration can reduce the cutting resistance of this portion.
  • the width in the longitudinal direction of the rhombic upper surface 3 in the cutting insert 1 of the present embodiment is set to about 15 to 25 mm, for example.
  • the width in the direction perpendicular to the longitudinal direction is set to about 10 to 22 mm.
  • the size of the rhombus-shaped lower surface 5 is set in accordance with the size of the upper surface 3 described above.
  • the thickness of the cutting insert 1 is set to about 3 to 7 mm, for example.
  • the thickness means the width in the vertical direction from the uppermost portion of the upper surface 3 to the lowermost portion of the lower surface 5 when the cutting insert 1 is viewed from the side.
  • flat surfaces are formed on the upper end of the upper surface 3 and the lower end of the lower surface 5 as a seating surface when the holder 103 is mounted. The width in the vertical direction on these flat surfaces is the thickness of the cutting insert 1.
  • 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 of the cutting insert 1 of the present embodiment has a main part 11, a land part 13, and a breaker groove 15.
  • the main portion 11 has an upwardly convex shape and is positioned so as to surround a through hole 17 described later.
  • a land portion 13 is formed on the periphery of the upper surface 3 so as to surround the main portion 11. That is, the cutting edge 9 is formed at the intersection of the land portion 13 and the side surface 7.
  • a breaker groove 15 is formed between the main portion 11 and the land portion 13.
  • the height of the main portion 11 and the land portion 13 from the lower surface 5 is higher than the height of the bottom surface of the breaker groove 15 from the lower surface 5. Further, the height of the main portion 11 from the lower surface 5 is higher than the height of the land portion 13 from the lower surface 5.
  • the rake angle of the region along the cutting edge 9 in the breaker groove 15 is maximized in the vicinity of the corner portion 27 for the purpose of drawing chips in the high cutting region and promoting the curling of the chips and reducing the cutting resistance. ing. Further, the portion corresponding to the corner portion 27 and the portion away from the corner portion 27 have a relatively smaller angle than the above portion in order to maintain the strength.
  • the above-mentioned “height from the lower surface 5" means the width of the up-down direction from this flat surface, when the lower surface 5 is a flat surface. Further, if the lower surface 5 is uneven as in the cutting insert 1 of the present embodiment, the “height from the lower surface 5” is a flat surface that functions as a seating surface when the holder 103 is mounted. It means the width in the vertical direction from the lower end surface.
  • the upper surface 3 includes a first projecting portion 19 projecting from the main portion 11 toward the corner portion 27 of the upper surface 3 and a pair of second projecting portions projecting from the first projecting portion 19 toward the periphery of the upper surface 3. Projecting portions 21, 23.
  • the height of the first protrusion 19 and the second protrusions 21 and 23 from the lower surface 5 is lower than the height of the main portion 11 from the lower surface 5.
  • the pair of second protrusions 21 and 23 are at least a tip 19a (hereinafter also simply referred to as a tip 19a) of the first protrusion 19 and a space between the tip of the first protrusion 19 and the corner 27. It is located so as to sandwich the area between them.
  • the pair of second projecting portions 21 and 23 does not simply project from the first projecting portion 19 toward the periphery of the upper surface 3, but a pair of second projecting portions.
  • Each of the upper ends of the projections 21 and 23 has a first feature that the projections 21 and 23 are separated from the first projection 19. That is, a recess 25 that is a depression is formed at the boundary between the first protrusion 19 and the second protrusions 21 and 23. More specifically, a recess 25 that opens between the first protrusion 19 and the second protrusions 21 and 23 and opens in a direction perpendicular to the direction in which the second protrusions 21 and 23 protrude. Is formed.
  • a through-hole 17 penetrating from the center of the upper surface 3 to the center of the lower surface 5 is formed.
  • the through hole 17 is provided for inserting a bolt 105 when the cutting insert 1 is screwed and fixed to the holder 103 of the cutting tool 101.
  • a clamp structure may be employed instead of the above-described method by screwing and fixing.
  • the main part 11 has a flat upper end surface.
  • the upper end surface of the main portion 11 functions as a seating surface.
  • the first protruding portion 19 protrudes from the main portion 11 toward the corner portion 27 of the upper surface 3.
  • the pair of second protrusions 21 and 23 are positioned so as to sandwich the region between the tip of the first protrusion 19 and the corner 27.
  • the pair of second protrusions 21 and 23 are positioned so as to sandwich a straight line connecting the tip of the first protrusion 19 and the corner 27.
  • the pair of second protrusions 21 and 23 are positioned so as to be symmetric with respect to the straight line as a central axis.
  • the 1st protrusion part 19 and the 2nd protrusion parts 21 and 23 each function as what is called a breaker of chip.
  • Each of the upper ends of the pair of second protrusions 21 and 23 can be configured to be located at the same height as the upper end of the first protrusion 19.
  • the height of the upper end of the first projecting portion 19, specifically, the height from the lower surface 5 is approximately the same as the height of the upper end of the second projecting portions 21 and 23, so that the chips can be bent more stably. Can be made.
  • the chips are brought into contact with either of the second projecting portions 21 and 23 and the chips are directed to the rear end portion 19b of the first projecting portion 19, the chips are easily brought into contact with the rear end portion 19b smoothly. .
  • the chips strongly come into contact with the rear end portion 19b of the first projecting portion 19, the chips are easily clogged starting from the rear end portion 19b.
  • the chips come into strong contact with the front end 19a as well as the rear end 19b of the first protrusion 19, and the front end 19a can be damaged. There is sex. However, it is possible to reduce the possibility of the chips coming into strong contact with the front end portion 19a due to the smooth contact of the chips with the rear end portion 19b. As a result, the possibility that the front end portion 19a is damaged can be reduced.
  • the upper end of the first protrusion 19 and the second protrusion 21 , 23 have the same height at the upper ends, it is possible to reduce variation in chip curvature in the first protrusion 19 and the second protrusions 21, 23. Therefore, it is possible to bend the chips stably.
  • the tip surface 19 a of the first protrusion 19 has a flat surface shape that is inclined with respect to the lower surface 5, and the tip surface 11 a of the main portion 11 is inclined with respect to the lower surface 5. It is a concave curved surface shape.
  • chips come into contact with the tip surface of the first protrusion 19 in addition to the side surfaces of the second protrusions 21 and 23.
  • the tip of the first projecting portion 19 is a flat inclined surface in order to stably curve the chips that are relatively thin and easily deformed.
  • chips are brought into contact with the tip surface of the main portion 11 during high-feed machining.
  • the thickness of the chips is relatively large.
  • the front end of the main portion 11 becomes a concave inclined surface. ing.
  • a portion close to the cutting edge 9c is mainly used. Which of the corner cutting edge 9b close to the first cutting edge 9a or the corner cutting edge 9b close to the second cutting edge 9c is used is determined by the direction in which the work material 201 is brought into contact.
  • the chips of the work material cut at this portion are the first of the second protrusions 21 and 23.
  • the second protrusion 23 By contacting the second protrusion 23 that is relatively distant from the cutting edge 9a, it is deformed and divided.
  • the second protruding portion 21 protrudes toward the boundary between the first cutting edge 9a and the corner cutting edge 9b, and the second protruding portion 23 is the second cutting edge. It protrudes toward the boundary between 9c and the corner cutting edge 9b, and the second feature is that the height of the tip 19a is lower than the height of the upper surfaces of the second protrusions 21 and 23.
  • the second protrusions 21 and 23 are not simply arranged symmetrically with respect to the corner bisector, but the second protrusion 21 is the first cutting edge 9a. Projecting toward the boundary between the second cutting edge 9c and the corner cutting edge 9b.
  • the second protrusion 23 is not directed toward the above-mentioned boundary, but the second protrusion 23 is directed toward the corner of the upper surface 3 from the boundary between the second cutting edge 9c and the corner cutting edge 9b, that is, at the corner.
  • interval of the 2nd protrusion part 23 and the 1st cutting edge 9a can be narrowed.
  • the angle formed by the projecting direction of the second projecting portion 23 and the first cutting edge 9a increases. Therefore, it becomes difficult to bring the chips into contact with the second projecting portion 23 and to bend them well, and the cutting performance of the chips is lowered.
  • the cutting insert 1 of this embodiment since the 2nd protrusion part 23 protrudes toward said boundary, the angle which the direction which the 2nd protrusion part 23 protrudes, and the 1st cutting edge 9a make
  • the second protrusion 21 protrudes toward the boundary between the first cutting edge 9 a and the corner cutting edge 9 b” means that the tip of the second protrusion 21.
  • a straight line that is parallel to the straight line X1 connecting the rear ends and that passes through at least a part of the second protrusion 21 is located on the boundary between the first cutting edge 9a and the corner cutting edge 9b.
  • the boundary between the first cutting edge 9a and the corner cutting edge 9b is located between two two-dot chain lines that sandwich the straight line X1. Therefore, the straight line connecting the front end and the rear end of the second projecting portion 21 is not limited to being strictly located on the boundary.
  • the second protrusions 21 and 23 are positioned so as to sandwich at least the tip 19a of the first protrusion 19 therebetween.
  • the tip 19a of the first protrusion 19 protrudes toward the corner cutting edge 9b between the second protrusions 21 and 23.
  • the chips of the work material cut at the portion near the first cutting edge 9a of the corner cutting edge 9b are first applied to the tip 19a of the first protrusion 19.
  • the tip 19 a of the first protrusion 19 is located closer to the first cutting edge 9 a than the second protrusion 23. Thereby, chips can be brought into contact with the distal end portion 19a of the first projecting portion 19 at the time of cutting by low feed.
  • the cutting insert 1 of the present embodiment can perform cutting well in each of the low feed processing and the high feed processing even when the radius of curvature of the corner is increased.
  • the height of the tip 19a and the height of the upper surfaces of the second protrusions 21 and 23 can be evaluated by calculating the “height from the lower surface 5” as described above.
  • the “upper surface” of the second protrusions 21 and 23 means the highest part of the second protrusions 21 and 23 from the lower surface 5, and it is not necessarily a flat surface. No. In other words, of the first protrusions 19, the height of the upper surface of the portion sandwiched between the second protrusions 21 and 23 is the highest position in the second protrusions 21 and 23. It is lower than the height of the upper end.
  • the cutting insert 1 according to the present embodiment is favorably used for cutting with a wide feed amount in the low cutting process of cutting the work material 201 in the area of the corner cutting edge 9b.
  • the cutting insert 1 of this embodiment is used favorably at the time of low cutting, it naturally does not impede use at the time of high cutting.
  • the above description is for the case where the portion near the first cutting edge 9a in the corner cutting edge 9b is mainly used for cutting, but the portion near the second cutting edge 9c in the corner cutting edge 9b is mainly used.
  • the role of the second protrusion 21 and the role of the second protrusion 23 are reversed.
  • the first projecting portion 19 has a front end portion 19a sandwiched between the second projecting portions 21 and 23 and a portion located on the rear end side from the front end portion 19a.
  • this portion is referred to as a rear end portion 19b for convenience.
  • the upper surface of the tip 19a is a flat inclined surface.
  • the upper surface of the rear end portion 19b is a concave curved inclined surface.
  • the top surfaces of the front end portion 19a and the rear end portion 19b are inclined surfaces whose height decreases as they approach the corner cutting edge 9b.
  • the tip 19a of the first protrusion 19 mainly functions when the chips are brought into contact with and deformed during low cutting and low feed processing.
  • the thickness of the chip is small, so that the chip is easily curved by coming into contact with the tip 19a whose upper surface is a flat inclined surface.
  • the cutting amount is large and the feeding amount is large, there is a possibility that the chips get over the front end portion 19a and come into contact with the rear end portion 19b of the first protruding portion 19.
  • the upper surface of the rear end portion 19b is a concave curved inclined surface, when the chips advance along the inclined surface, the contact area between the chips and the rear end portion 19b is increased. Can do. Therefore, since it is possible to brake the chips stably, the chips can be divided efficiently.
  • variety of the rear-end part 19b of the 1st protrusion part 19 in the direction orthogonal to the direction where the 1st protrusion part 19 protruded is toward the front end side from the rear end side. It is getting smaller gradually.
  • the width of the tip 19a of the first protrusion 19 in the direction perpendicular to the direction in which the first protrusion 19 protrudes gradually increases from the rear end toward the tip. Since the width of the tip end portion 19a on the tip end side is relatively large, chips can be stably ridden on the upper surface of the tip end portion 19a during processing with a low depth of cut.
  • tip part 19a is relatively small rather than the whole width
  • the upper surface of the rear end portion 19b of the first projecting portion 19 is a concave curved surface as already shown. For this reason, when the chips are brought into contact with the rear end portion 19b, a larger load is easily applied from the chips to the rear end side than to the front end side in the upper surface of the rear end portion 19b.
  • the width on the rear end side of the rear end portion 19b is relatively large, it is possible to increase the contact area with the chips on the rear end side of the rear end portion 19b to which the above-described relatively large load is easily applied. it can. Therefore, the load applied to the first protrusion 19 can be dispersed. As a result, the durability of the rear end portion 19b of the first projecting portion 19 can be improved.
  • variety in the front end side of the rear-end part 19b is relatively small rather than the whole width
  • tip part of the 2nd protrusion parts 21 and 23 protrudes in the direction where the 1st protrusion part 19 protruded rather than the front-end
  • FIG. a straight line that is orthogonal to the direction in which the first protrusion 19 protrudes and that is in contact with the tip of the first protrusion 19 is defined as X3. Further, a straight line that is orthogonal to the direction in which the first projecting portion 19 projects and is in contact with the tips of the second projecting portions 21 and 23 is represented by X4.
  • the straight line X4 is parallel to the straight line X3, and the straight line X4 is located closer to the corner 27, which is the direction in which the first protrusion 19 protrudes, than the straight line X3. Therefore, a recess is formed in a region surrounded by the corner cutting edge 9b, the first protrusion 19, and the second protrusions 21 and 23.
  • the recess constitutes a part of the breaker groove 15. In the case where such a recess is formed, chips that come into contact with the second protrusion 23 are easily deformed in the recess.
  • the second projecting portions 21 and 23 project linearly, respectively.
  • projecting linearly means that, for example, in the case of the second projecting portion 23, the ridge lines connecting the front end and the rear end of the second projecting portion 23 are formed linearly, respectively. is doing. Therefore, the second protrusion 23 itself does not have to be linear, and as shown in FIGS. 6 and 7, a wide elliptical sphere at the center between the front end side and the rear end side, or a water drop It may be a shape.
  • the upper surfaces of the second protrusions 21 and 23 in the cutting insert 1 of the present embodiment are convex curved surfaces, and the lower ends of the side surfaces are concave curved surfaces. Therefore, in the cross section that is perpendicular to the lower surface 5 and includes the second protrusion 23, the upper surface including the upper surface is indicated by a convex curve, and the lower surface continuous to the breaker groove 15 is indicated by a concave curve. It is.
  • the chips come into contact with the surfaces of the second protrusions 21 and 23 across the tip 19a of the first protrusion 19.
  • the chips that come into contact with the second protrusions 21 and 23 can be easily curled on the surface of the second protrusion 23 that has a concave curved surface on the lower end side that is continuous with the breaker groove 15. Can be made.
  • the feed amount is further increased, and the second projecting portions 21 and 23 are moved to the rear end portion 19b of the first projecting portion 19. It is possible to smoothly advance the chips. Therefore, the chips can be stably deformed on the upper surface of the rear end portion 19b.
  • the protruding direction of the second protruding portion 23 is substantially parallel to the second side surface 7c.
  • the chips are stably curved by the second protrusion 23 when processing the feed amount in which the chips contact the second protrusion 23. be able to. Therefore, since it becomes easy to cut
  • the protruding direction of the second protruding portion 21 is substantially parallel to the first side surface 7a.
  • Example sizes of the first projecting portion 19 and the second projecting portions 21 and 23 are as follows.
  • the length of the rear end portion 19b of the first projecting portion 19 shown in the projecting direction of the first projecting portion 19 (vertical direction in FIG. 5) is 0.4 to 1 mm, which is orthogonal to the above direction.
  • the width of the rear end portion 19b indicated by the direction can be set to 0.3 to 0.6 mm.
  • the length of the tip 19a of the first protrusion 19 shown in the direction in which the first protrusion 19 protrudes is 0.3 to 0.7 mm, and the direction perpendicular to the above direction.
  • the width of the tip portion 19a shown by can be set to 0.4 to 0.7 mm.
  • the length of each of the second protrusions 21 indicated by the direction in which the second protrusion 21 protrudes is 0.3 to 0.8 mm, and the length of the second protrusion 21 indicated by the direction orthogonal to the above-described direction.
  • the width can be set to 0.3 to 0.6 mm.
  • the length of each of the third protrusions 23 indicated by the direction in which the third protrusion 23 protrudes is 0.3 to 0.8 mm, and the length of the third protrusion 23 indicated by the direction orthogonal to the above-described direction.
  • the width can be set to 0.3 to 0.6 mm.
  • the cutting insert 1 of the present embodiment has a rhombic quadrilateral shape when viewed from above, but is not limited to such a form.
  • the shape of the upper surface 3 in a plan view may be a polygonal shape such as a triangle, pentagon, hexagon, or octagon.
  • the shape when viewed in plan is a quadrangular shape does not necessarily require a quadrangular shape, and is a configuration in which the main part of the outer periphery of the upper surface 3 is composed of four sides. May be partially curved.
  • the cutting tool 101 of this embodiment includes a cutting insert 1 represented by the above embodiment and a holder 103 to which the cutting insert 1 is attached, as shown in FIGS.
  • the holder 103 of this embodiment is rod-shaped and has an insert pocket in which the cutting insert 1 is mounted at one end.
  • the cutting insert 1 is mounted so that the cutting edge 9 protrudes outside the outer periphery of the holder 103.
  • the cutting insert 1 is fixed to the insert pocket by the bolt 105. That is, the bolt 105 is inserted into the through-hole 17 of the cutting insert 1, the tip of the bolt 105 is inserted into a screw hole (not shown) formed in the insert pocket, and the screw parts are screwed together to cut.
  • the insert 1 is attached to the holder 103.
  • 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 manufacturing method of this embodiment includes the following steps. That is, (1) As shown in FIG. 10, a process of relatively bringing the cutting tool 101 typified by the above embodiment close to the work material 201 in a state where the work material 201 is rotated, (2) As shown in FIG. 11, a step of bringing at least the corner cutting edge 13 out of the cutting edge 9 of the cutting tool 101 into contact with the rotating work material 201; (3) As shown in FIG. 12, the step of separating the cutting tool 101 from the work material 201; It has.
  • the cutting insert 1 since the cutting insert 1 has the 1st protrusion part 19 and the 2nd protrusion parts 21 and 23 provided with said characteristic structure, it is wide. It is possible to cope with cutting of the feed amount.
  • the work material 201 is rotated with the rotating shaft fixed, and the cutting tool 101 is brought closer.
  • cutting is performed by bringing the cutting tool 101 into contact with the work material 201 while the work material 201 is rotated.
  • the work material 201 is rotated with the rotating shaft fixed, and the cutting tool 101 is moved away.
  • the work material 201 is rotated and the cutting tool 101 is moved in a state where the rotation shaft is fixed, but it is naturally limited to such a form. It is not a thing.
  • 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 in which the workpiece 201 is rotated and the corner cutting edge 9b of the cutting insert 1 is brought into contact with a different portion of the workpiece 201 may be repeated.
  • the cutting insert 1 is rotated 180 degrees with respect to the central axis of the through hole 17 or turned upside down to use the unused corner cutting edge 9b. it can.
  • representative examples of the material of the work material 201 include carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, and non-ferrous metal.

Landscapes

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Abstract

　本発明の一態様の切削インサートは、多角柱形状であって、上面、下面、ならびに前記上面および前記下面の間に位置する側面を有し、前記上面と前記側面との交線部に切刃が形成され、前記上面が、平坦な上端面を有する凸形状の主部と、主部から上面の角部に向かって突出した第１の突出部と、第１の突出部の先端と角部との間の領域を間に挟むように第１の突出部から上面の周縁に向かってそれぞれ突出した一対の第２の突出部とを有し、一対の第２の突出部の上端のそれぞれが第１の突出部から離れていることを特徴としている。

Description

切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法
　本発明は、切削インサート、切削工具および切削加工物の製造方法に関する。
　従来、切削加工などに用いられる切削工具として、ホルダに切削インサートが装着されたスローアウェイ式の切削工具が用いられている。このような切削工具に用いられる切削インサートは、一般的に、上面、下面および側面を有し、上面と側面との交線部に切刃が形成された構成となっている。この切刃を金属部材のような回転する被削材に接触させることによって、被削材を切削することができる。
　切削インサートとしては、特許文献１に記載の切削チップのように、被削材の切屑が当接する突起を上面に設けた構成が提案されている。特許文献１に記載の切削インサートにおいては、被削材の切屑を第１突起（第１リッジ）、および第１突起から延びた第２突起（第２リッジ）に当接させることによって切屑を湾曲させることができる。
　特許文献１に記載の切削インサートにおいて、切屑は、高切込み加工時に、まず第２突起に接触する。そして、第２突起を乗り上げた後、第１突起に接触する。このとき、第２突起の上端が第１突起に接するように位置していることから、切屑が、第２突起の上から第１突起の上を進む際に、滑らかに進行する。そのため、切屑を適当な形状に湾曲させることが困難になる可能性がある。このような場合には、切屑の湾曲が不十分となり、切屑が必要以上に長くなってしまう可能性があった。
特開２００９－２０８２１６号公報
　本発明の一態様に基づく切削インサートは、多角柱形状であって、上面、下面、ならびに前記上面および前記下面の間に位置する側面を有し、前記上面と前記側面との交線部に切刃が形成されている。前記上面は、上方に凸である主部と、該主部から前記上面の角部に向かって突出した第１の突出部と、該第１の突出部の先端と前記角部との間の領域を間に挟むように前記第１の突出部から前記上面の周縁に向かってそれぞれ突出した一対の第２の突出部とを有している。そして、上記態様の切削インサートは、前記一対の第２の突出部の上端のそれぞれが前記第１の突出部から離れていることを特徴としている。
本発明の第１の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平面図である。 図１に示す切削インサートにおける領域Ａを拡大した拡大斜視図である。 図３に示す切削インサートにおける領域Ｃをさらに拡大した拡大斜視図である。 図２に示す切削インサートにおける領域Ｂを拡大した拡大平面図である。 図５に示す切削インサートにおける領域Ｄをさらに拡大した拡大斜視図である。 図５に示す切削インサートにおける領域Ｄをさらに拡大した拡大斜視図である。 図１に示す切削インサートのＹ１－Ｙ１断面における、第１の突出部を含む領域を拡大した拡大断面図である。 図５に示す切削インサートのＹ２－Ｙ２断面における、第２の突出部を含む領域を拡大した拡大断面図である。 本発明の一実施形態にかかる切削方法の工程図である。 本発明の一実施形態にかかる切削方法の工程図である。 本発明の一実施形態にかかる切削方法の工程図である。
　　＜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１～９に示すように、本実施形態の切削インサート１は、平面視した場合の形状が四角形状、具体的には菱形状である上面３および下面５を備えている。より具体的には、上面３および下面５は、厳密な四角形ではない。四角形を為す各辺の交点である角部がそれぞれ曲線状であるコーナ部となっている。
　また、上面３と下面５との間には、これらの面にそれぞれ接続された４つの側面７を備えている。側面７は、上面３および下面５における四角形を為す各辺の間に位置する平坦な部分と、上面３および下面５における曲線状となっている部分の間に位置する曲面状の部分とを有している。具体的には、側面７は、平坦な第１側面７ａ、曲面状のコーナ側面７ｂ、および平坦な第２側面７ｃを有している。
　上面３と下面５とは、平面視した場合に互いに重なり合うように略同一形状である。そのため、上面３と下面５との間に位置する４つの側面７は、それぞれ上面３および下面５に対して垂直に形成されている。これらの上面３、下面５および側面７によって、切削インサート１は多角柱状、具体的には、四角柱形状に構成されている。
　また、上面３と側面７との交線部、および下面５と側面７との交線部にはそれぞれ切刃９が形成されている。すなわち、本実施形態の切削インサート１は、上面３と側面７との交線部に加えて、下面５と側面７との交線部にも切刃９が形成された、いわゆるネガティブ型の切削インサート１である。なお、切削インサート１としては、上面３と側面７との交線部のみに切刃９が形成された、いわゆるポジティブ型の切削インサート１であっても何ら問題ない。
　本実施形態の切削インサート１はネガティブ型であり、本実施形態の切削インサート１における下面５は、特に図示しないが、上面３と同様の構成を有している。ネガティブ型の切削インサート１は、上下反転させて用いることができる。すなわち、切削インサート１の下面５を着座面としてホルダ１０３に装着している場合には、切削インサート１の上面３と側面７との交線部に形成された切刃９を切削加工に用いることができる。また、上下反転させて、切削インサート１の上面３を着座面としてホルダ１０３に装着している場合には、切削インサート１の下面５と側面７との交線部に形成された切刃９を切削加工に用いることができる。
　切刃９においては、上面３と第１側面７ａとの交線部に第１切刃９ａが、上面３とコーナ側面７ｂとの交線部にコーナ切刃９ｂが、上面３と第２側面７ｃとの交線部に第２切刃９ｃがそれぞれ形成されている。
　切刃９の下面５からの高さは一定であってもよいが、本実施形態における切刃９は、第１切刃９ａおよび第２切刃９ｃにおけるコーナ切刃９ｂに隣接する部分が角部２７から離れるにしたがって下面側に傾斜した構成になっている。第１切刃９ａおよび第２切刃９ｃにおけるコーナ切刃９ｂに隣接する部分は高切込み時において用いられるが、この構成によって、この部分の切削抵抗を下げることができる。
　本実施形態の切削インサート１における菱形状の上面３における長手方向の幅は、例えば１５～２５ｍｍ程度に設定される。また、長手方向に垂直な方向の幅は、１０～２２ｍｍ程度に設定される。菱形状の下面５の大きさは、上記する上面３の大きさに合わせて設定される。切削インサート１の厚みは、例えば３～７ｍｍ程度に設定される。
　このとき、厚みとは、切削インサート１を側面視した場合に、上面３のうち最も上方に位置する部分と下面５のうち最も下方に位置する部分までの上下方向の幅を意味している。例えば、本実施形態の切削インサート１においては、上面３の上端および下面５の下端にそれぞれ、ホルダ１０３に装着される際に着座面となる平坦面が形成されている。これらの平坦面における上下方向の幅が切削インサート１の厚みである。
　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。
　本実施形態の切削インサート１における上面３は、主部１１、ランド部１３およびブレーカ溝１５を有している。主部１１は、上方に凸の形状であって、後述する貫通孔１７を囲むように位置している。上面３の周縁には、主部１１を囲むようにランド部１３が形成されている。すなわち、ランド部１３と側面７との交線部に切刃９が形成されている。
　また、主部１１とランド部１３との間にはブレーカ溝１５が形成されている。主部１１およびランド部１３における下面５からの高さは、ブレーカ溝１５の底面における下面５からの高さよりも高い位置にある。また、主部１１における下面５からの高さは、ランド部１３における下面５からの高さよりも高い。
　ブレーカ溝１５における切刃９に沿った領域のすくい角は、高切込み領域で切屑を引き込み、切屑のカールを促進させる目的と、切削抵抗を下げる目的とから、角部２７の近傍で最大となっている。また、角部２７に対応する部分および角部２７から離れた部分では強度維持のため、上記の部分よりも相対的に小さい角度となっている。
　なお、上記した「下面５からの高さ」とは、下面５が平坦面である場合であれば、この平坦面からの上下方向の幅を意味する。また、本実施形態の切削インサート１のように下面５に凹凸がある場合であれば、「下面５からの高さ」とは、ホルダ１０３に装着される際に着座面として機能する、平坦な下端面からの上下方向の幅を意味する。
　また、上面３は、主部１１から上面３の角部２７に向かって突出した第１の突出部１９と、第１の突出部１９から上面３の周縁に向かってそれぞれ突出した一対の第２の突出部２１，２３とを有している。第１の突出部１９および第２の突出部２１，２３における下面５からの高さは、主部１１における下面５からの高さよりも低い。一対の第２の突出部２１，２３は、少なくとも第１の突出部１９の先端部１９ａ（以下、単に先端部１９ａともいう）および第１の突出部１９の先端と角部２７との間の領域を間に挟むように位置している。
　このような第２の突出部２１，２３を有していることから、第２の突出部２１，２３より低切込みかつ高送り加工時において、一対の第２の突出部２１，２３によって切屑を処理するため、高送り加工時に切屑が詰まることが抑制され、切削抵抗が上がらずに切屑をコントロールすることができる。
　さらに、本実施形態の切削インサート１は、一対の第２の突出部２１，２３が、単に第１の突出部１９から上面３の周縁に向かってそれぞれ突出しているのではなく、一対の第２の突出部２１，２３の上端のそれぞれが第１の突出部１９から離れている、という第１の特徴を有している。すなわち、第１の突出部１９と第２の突出部２１，２３との境界に窪みである凹部２５が形成される。より具体的には、第１の突出部１９と第２の突出部２１，２３との間に、上方、および第２の突出部２１，２３の突出する方向に直交する方向に開口する凹部２５が形成される。
　このように、第１の突出部１９と第２の突出部２１，２３との間に窪みができるので、例えば高切込み加工時の様に、第２の突出部２１，２３に乗り上げた切屑が、この窪みに引き込まれてから第１の突出部１９に当たるため切屑を容易に湾曲させることができる。そのため、切屑が分断され易くなるので、切屑が過度に長くなることを抑制でき、切屑の排出性を良好なものにできる。
　本実施形態の切削インサート１には、上面３の中央から下面５の中央にかけて貫通する貫通孔１７が形成されている。貫通孔１７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ボルト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、クランプ構造を採用してもよい。
　主部１１は、上側端面が平坦面である。切削インサート１を上下反転させて、切削インサート１の上面３を着座面としてホルダ１０３に装着する場合に、主部１１の上側端面が着座面として機能する。第１の突出部１９は、主部１１から上面３の角部２７に向かって突出している。一対の第２の突出部２１，２３は、第１の突出部１９の先端と角部２７との間の領域を間に挟むように位置している。
　本実施形態の切削インサート１においては、第１の突出部１９の先端と角部２７とを結ぶ直線を間に挟むように一対の第２の突出部２１，２３が位置している。一対の第２の突出部２１，２３は上記の直線を中心軸として線対称となるように位置している。第１の突出部１９および第２の突出部２１，２３は、それぞれ切屑のいわゆるブレーカとして機能する。
　一対の第２の突出部２１，２３の上端のそれぞれは、第１の突出部１９の上端と同じ高さに位置した構成とすることができる。第１の突出部１９の上端の高さ、具体的には下面５からの高さが第２の突出部２１，２３の上端の高さと同程度であることによって、切屑をより安定して湾曲させることができる。
　また、第２の突出部２１，２３のいずれかに接触して第１の突出部１９の後端部１９ｂへと切屑が向かった場合に、切屑を後端部１９ｂに滑らかに接触させ易くなる。切屑が第１の突出部１９の後端部１９ｂに強く接触すると後端部１９ｂを起点として切屑が詰まり易くなる。後端部１９ｂを起点として切屑が詰まった場合には、切屑が第１の突出部１９の後端部１９ｂだけでなく先端部１９ａにも強く接触するようになり、先端部１９ａが損傷する可能性がある。しかしながら、切屑が後端部１９ｂに滑らかに接触することによって切屑が先端部１９ａに強く接触する可能性を小さくできる。結果として、先端部１９ａが損傷する可能性を小さくできる。
　一方、高切込みかつ低送り加工時において第１の突出部１９および第２の突出部２１，２３の側面に切屑が接触した場合に、第１の突出部１９の上端と第２の突出部２１，２３の上端の高さが同じであることによって、第１の突出部１９および第２の突出部２１，２３における切屑の湾曲のばらつきを小さくできる。そのため、安定して切屑を湾曲させることができる。
　本実施形態の切削インサート１においては、第１の突出部１９の先端面１９ａが下面５に対して傾斜する平坦面形状であるとともに、主部１１の先端面１１ａが下面５に対して傾斜する凹曲面形状である。低切込みかつ低送り加工時において、第２の突出部２１，２３の側面に加えて第１の突出部１９の先端面に切屑が接触する。相対的に厚みが小さく変形し易い切屑を安定して湾曲させるため、第１の突出部１９の先端は平坦な傾斜面となっている。
　また、主部１１の先端面には高送り加工時において切屑が当接する。高送り加工時においては、切屑の厚みが相対的に大きい。このような場合に、主部１１の先端面が変形する可能性を抑制するとともに、切屑を安定して湾曲させるため、図５に示すように、主部１１の先端が凹状の傾斜面となっている。
　本実施形態の切削インサート１を用いて切削加工を行う場合、例えば、低切込み加工を行う場合においては、コーナ切刃９ｂにおける第１切刃９ａに近い部分、または、コーナ切刃９ｂにおける第２切刃９ｃに近い部分が主として用いられる。コーナ切刃９ｂにおける第１切刃９ａに近い部分、または、コーナ切刃９ｂにおける第２切刃９ｃに近い部分のいずれが用いられるかは、被削材２０１を接触させる方向によって決定される。
　被削材２０１を第１側面７ａの側（図５～７における右側）から切削インサート１に接触させる場合においては、コーナ切刃９ｂにおける第１切刃９ａに近い部分が主として切削加工に用いられる。また、被削材２０１を第２側面７ｃの側（図５～７における左側）から切削インサート１に接触させる場合においては、コーナ切刃９ｂにおける第２切刃９ｃに近い部分が主として切削加工に用いられる。
　コーナ切刃９ｂにおける第１切刃９ａに近い部分が主として切削加工に用いられる場合においては、この部分で切削された被削材の切屑は、第２の突出部２１，２３のうち、第１切刃９ａから相対的に離れた第２の突出部２３に接触することによって変形、分断される。
　本実施形態の切削インサート１においては、第２の突出部２１が、第１切刃９ａとコーナ切刃９ｂとの境界に向かって突出するとともに、第２の突出部２３が、第２切刃９ｃとコーナ切刃９ｂとの境界に向かって突出しており、先端部１９ａの高さが、第２の突出部２１，２３の上面の高さよりも低いことを第２の特徴としている。
　すなわち、本実施形態の切削インサート１においては、第２の突出部２１，２３が単にコーナ二等分線に対称に配置されているのではなく、第２の突出部２１が第１切刃９ａとコーナ切刃９ｂとの境界に向かって突出するとともに、第２の突出部２３が第２切刃９ｃとコーナ切刃９ｂとの境界に向かって突出している。
　第２の突出部２３が上記の境界に向かってではなく、第２の突出部２３が第２切刃９ｃとコーナ切刃９ｂとの境界よりも上面３の角部に向かって、すなわち、コーナ切刃９ｂに向かって突出している場合に、第２の突出部２３と第１切刃９ａとの間隔を狭くすることができる。しかしながら、このような場合には、第２の突出部２３の突出する方向と第１切刃９ａの為す角度が大きくなる。そのため、切屑を第２の突出部２３に接触させて良好に湾曲させることが困難となり、切屑の分断性能が低下する。
　一方、本実施形態の切削インサート１においては、第２の突出部２３が上記の境界に向かって突出していることから、第２の突出部２３の突出する方向と第１切刃９ａの為す角度が小さくなるので、切屑を良好に分断することができる。具体的には、第２の突出部２３が上記の境界に向かって突出していることによって、第２の突出部２３が切削工具の送り方向もしくは被削材の回転軸に対してほぼ垂直な状態で配置されていることから、切屑を良好に分断することができる。
　なお、本実施形態の切削インサート１において、「第２の突出部２１が第１切刃９ａとコーナ切刃９ｂとの境界に向かって突出している」とは、第２の突出部２１の先端および後端を結ぶ直線Ｘ１と平行であって第２の突出部２１の少なくとも一部を通る直線が、第１切刃９ａとコーナ切刃９ｂとの境界上に位置することを意味している。具体的には、図６に示すように、直線Ｘ１を間に挟む２つの二点鎖線間に、第１切刃９ａとコーナ切刃９ｂとの境界が位置している。そのため、第２の突出部２１の先端および後端を結ぶ直線が厳密に上記の境界上に位置することに限られるものではない。
　さらに、第２の突出部２１，２３が、少なくとも第１の突出部１９の先端部１９ａを間に挟むように位置している。言い換えれば、第１の突出部１９の先端部１９ａが、第２の突出部２１，２３の間において、コーナ切刃９ｂに向かって突出している。
　そのため、コーナの曲率半径を大きくした場合であっても、コーナ切刃９ｂにおける第１切刃９ａに近い部分で切削された被削材の切屑をまず第１の突出部１９の先端部１９ａに接触させることができる。具体的には、第１の突出部１９の先端部１９ａは、第２の突出部２３よりも第１切刃９ａに近い位置にある。これによって、低送りによる切削加工時においては、第１の突出部１９の先端部１９ａに切屑を接触させることができる。
　加えて、先端部１９ａの高さが第２の突出部２１，２３の上面の高さよりも低いので、送り量を増やした場合には切屑が先端部１９ａを乗り越える。このような場合には、切屑が第２の突出部２３に接触する。そのため、送り量が大きい場合であっても切屑を安定して変形させることができる。このように、本実施形態の切削インサート１は、コーナの曲率半径を大きくした場合であっても、低送り加工および高送り加工のそれぞれにおいて良好に切削加工を行うことが可能である。
　なお、先端部１９ａの高さ、および第２の突出部２１，２３の上面の高さは、上記のように「下面５からの高さ」を算出することによって評価できる。また、第２の突出部２１，２３における「上面」とは、第２の突出部２１，２３における下面５からの高さの最も高い部分を意味しており、必ずしも平坦な面である必要は無い。言い換えれば、第１の突出部１９のうち、第２の突出部２１，２３との間に挟まれた部分の上面の高さが、第２の突出部２１，２３における最も高さの高い位置である上端の高さよりも低くなっている。
　本実施形態の切削インサート１は、このようなコーナ切刃９ｂの領域で被削材２０１を切削する低切込み加工時において、幅広い送り量の切削加工に対して良好に用いられる。なお、本実施形態の切削インサート１は、低切込み加工時において良好に用いられるが、当然ながら、高切込み加工時に用いることが阻害されるものではない。
　また、上記の説明は、コーナ切刃９ｂにおける第１切刃９ａに近い部分が主として切削加工に用いられる場合についてのものであるが、コーナ切刃９ｂにおける第２切刃９ｃに近い部分が主として切削加工に用いられる場合には、第２の突出部２１の役割と第２の突出部２３の役割とが逆になる。
　第１の突出部１９は、第２の突出部２１，２３の間に挟まれた先端部１９ａと、この先端部１９ａよりも後端側に位置する部分とを有している。以下、この部分を便宜的に後端部１９ｂとする。先端部１９ａの上面が平面状の傾斜面である。また、後端部１９ｂの上面が凹曲面状の傾斜面である。先端部１９ａおよび後端部１９ｂの上面はそれぞれコーナ切刃９ｂに向かうに従って高さが低くなる傾斜面となっている。
　第１の突出部１９の先端部１９ａは、低切込みかつ低送り加工時において切屑を接触させ変形させる際に主として機能する。低送り加工の場合においては切屑の厚みが小さいので、切屑は、上面が平面状の傾斜面である先端部１９ａに接触することによって容易に湾曲する。また、切込み量が大きく、送り量も大きい場合には、切屑が先端部１９ａを乗り越えて第１の突出部１９の後端部１９ｂに接触する可能性がある。
　このような場合に、後端部１９ｂの上面が凹曲面状の傾斜面であることから、この傾斜面に沿って切屑が進行する際に、切屑と後端部１９ｂとの接触面積を増やすことができる。そのため、切屑に安定してブレーキを掛けることができるので、切屑を効率良く分断することができる。
　また、本実施形態の切削インサート１において、第１の突出部１９の突出した方向に直交する方向における第１の突出部１９の後端部１９ｂの幅が、後端側から先端側に向かって漸次小さくなっている。加えて、第１の突出部１９の突出した方向に直交する方向における第１の突出部１９の先端部１９ａの幅が、後端側から先端側に向かって漸次大きくなっている。先端部１９ａの先端側における幅が相対的に大きいことから、切込みの低い加工時において切屑を安定して先端部１９ａの上面に乗り上げさせることができる。
　また、先端部１９ａの全体の幅が大きいのではなく、先端部１９ａの後端側における幅が相対的に小さいことから、第２の突出部２１，２３との間隔が過度に大きくなることを抑制できる。すなわち、第１切刃９ａと第２の突出部２３との間隔を小さくできる。そのため、コーナ切刃９ｂで切削された切屑が第２の突出部２３に接触するまでの距離が過度に大きくなることを抑制できる。そのため、切屑を第２の突出部２３に接触させる際に、切屑を安定して変形させることができる。
　第１の突出部１９の後端部１９ｂの上面は既に示した様に凹曲面状である。そのため、切屑を後端部１９ｂに接触させる場合に、後端部１９ｂの上面のうち先端側よりも後端側に切屑から大きな負荷が加わり易い。しかしながら、後端部１９ｂの後端側における幅が相対的に大きいことから、上記した相対的に大きな負荷が加わり易い後端部１９ｂの後端側において、切屑との接触面積を大きくすることができる。従って、第１の突出部１９に加わる負荷を分散させることができる。結果として、第１の突出部１９の後端部１９ｂの耐久性を向上させることができる。
　また、後端部１９ｂの全体の幅が大きいのではなく、後端部１９ｂの先端側における幅が相対的に小さいことから、第２の突出部２１，２３との間隔が過度に大きくなることを抑制できる。そのため、上述のように、切屑を第２の突出部２３に接触させる際に、切屑を安定して変形させることができる。
　また、本実施形態の切削インサート１において、第２の突出部２１，２３の先端部が、第１の突出部１９の先端部１９ａよりも第１の突出部１９の突出した方向に突出している。具体的には、図７に示すように、第１の突出部１９の突出した方向に直交し、かつ、第１の突出部１９の先端に接する直線をＸ３とする。また、第１の突出部１９の突出した方向に直交し、かつ、第２の突出部２１，２３の先端に接する直線をＸ４とする。
　このとき、直線Ｘ４は直線Ｘ３に対して平行であり、直線Ｘ４が直線Ｘ３よりも第１の突出部１９の突出した方向である角部２７の近くに位置している。そのため、コーナ切刃９ｂ、第１の突出部１９、第２の突出部２１，２３で囲まれた領域に凹部が形成される。凹部はブレーカ溝１５の一部を構成している。このような凹部が形成されている場合には、第２の突出部２３に接触する切屑をこの凹部において変形させ易くなる。
　本実施形態の切削インサート１においては、第２の突出部２１，２３がそれぞれ直線状に突出している。ここで、直線状に突出しているとは、例えば第２の突出部２３の場合に、第２の突出部２３の先端と後端とを結ぶ稜線がそれぞれ直線状に形成されていることを意味している。そのため、第２の突出部２３自体が直線形状である必要は無く、図６，７に示すように先端側と後端側との間の中央部分の幅の広い楕円球、あるいは水滴のような形状であってもよい。
　本実施形態の切削インサート１における第２の突出部２１，２３は、それぞれ上面が凸曲面状であるとともに、側面の下端が凹曲面状である。そのため、下面５に垂直、かつ第２の突出部２３を含む断面において、上面を含む上端側の表面が凸曲線にて示され、ブレーカ溝１５に連続する下端側の表面が凹曲線にて示される。
　送り量が大きくなることによって、切屑が第１の突出部１９の先端部１９ａを跨いで第２の突出部２１，２３の表面に接触するようになる。しかしながら、このような場合であっても、第２の突出部２３におけるブレーカ溝１５に連続する下端側の凹曲面状である表面で第２の突出部２１，２３に接触する切屑を容易にカールさせることができる。
　また、第２の突出部２１，２３の上面が凸曲面状であることから、送り量が更に大きくなって、第２の突出部２１，２３から第１の突出部１９の後端部１９ｂへと進む切屑を滑らかに進行させることができる。そのため、切屑を後端部１９ｂの上面において安定して変形させることができる。
　また、本実施形態の切削インサート１においては、第２の突出部２３の突出した方向が、第２側面７ｃと略平行である。このように第２の突出部２３が形成されている場合には、第２の突出部２３に切屑が接触する送り量の加工時において、第２の突出部２３によって切屑を安定して湾曲させることができる。そのため、切屑が適度な長さで切断され易くなるので、切屑が過度に長くなることを抑制できる。
　また、第２の突出部２１の突出した方向が、第１側面７ａと略平行である。このように第２の突出部２１が形成されている場合には、左右逆方向から被削材を切削インサート１に接触させることによって第２の突出部２１に切屑が接触する切削加工時に、切屑の長さをコントロールし易くなる。具体的には、第２の突出部２１に切屑が接触する送り量の加工時において、第２の突出部２１によって切屑を安定して湾曲させることができる。そのため、切屑が適度な長さで切断され易くなるので、切屑が過度に長くなることを抑制できる。
　第１の突出部１９、第２の突出部２１，２３の例示的な大きさとしては以下の通りである。図５において、第１の突出部１９の突出する方向（図５における上下方向）で示される第１の突出部１９の後端部１９ｂの長さは０．４～１ｍｍ、上記方向に直交する方向で示される後端部１９ｂの幅は０．３～０．６ｍｍに設定できる。
　また、第１の突出部１９の突出する方向（図５における上下方向）で示される第１の突出部１９の先端部１９ａの長さは０．３～０．７ｍｍ、上記方向に直交する方向で示される先端部１９ａの幅は０．４～０．７ｍｍに設定できる。また、第２の突出部２１の突出する方向で示される第２の突出部２１それぞれの長さは０．３～０．８ｍｍ、上記方向に直交する方向で示される第２の突出部２１の幅は０．３～０．６ｍｍに設定できる。また、第３の突出部２３の突出する方向で示される第３の突出部２３それぞれの長さは０．３～０．８ｍｍ、上記方向に直交する方向で示される第３の突出部２３の幅は０．３～０．６ｍｍに設定できる。
　なお、本実施形態の切削インサート１は、図２に示すように、平面視した場合の上面３の形状が菱形状の四角形状であるが、このような形態には限られない。例えば、平面視した場合の上面３の形状が三角形、五角形、六角形または八角形のような多角形状であってもよい。
　また、平面視した場合の形状が四角形状であるとは、厳密に四角形であることを要求するものではなく、上面３外周の主要部分が４辺からなる構成であって、例えば、角部２７が部分的に曲線形状となっていてもよい。
　　＜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１０～１２に示すように、上記実施形態に代表される切削インサート１と、切削インサート１が装着されたホルダ１０３とを具備している。本実施形態のホルダ１０３は棒状であって、一方の端部に切削インサート１が装着されるインサートポケットを有している。切削インサート１は、切刃９がホルダ１０３の外周よりも外側の突出するように装着される。
　本実施形態においては、切削インサート１は、ボルト１０５によって、インサートポケットに固定されている。すなわち、切削インサート１の貫通孔１７にボルト１０５を挿入し、このボルト１０５の先端をインサートポケットに形成されたネジ孔（図示せず）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。
　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被削材２０１を切削することによる切削加工物の製造方法について図面を用いて説明する。
　本実施形態の製造方法は、以下の工程を備えている。すなわち、
（１）図１０に示すように、被削材２０１を回転させた状態で上記実施形態に代表される切削工具１０１を被削材２０１に相対的に近付ける工程と、
（２）図１１に示すように、回転している被削材２０１に切削工具１０１の切刃９のうち少なくともコーナ切れ刃１３を接触させる工程と、
（３）図１２に示すように、切削工具１０１を被削材２０１から離す工程と、
を備えている。
　本実施形態の切削加工物の製造方法においては、切削インサート１が、上記の特徴的構成を備えた第１の突出部１９、第２の突出部２１，２３を有していることから、幅広い送り量の切削加工に対応することが可能となる。
　なお、図１０においては、回転軸を固定した状態で被削材２０１を回転させるとともに、切削工具１０１を近付けている。また、図１１においては、被削材２０１を回転させた状態で、切削工具１０１を被削材２０１に接触させて切削加工を行っている。また、図１２においては、回転軸を固定した状態で被削材２０１を回転させるとともに、切削工具１０１を遠ざけている。なお、本実施形態の切削方法においては、それぞれの工程において、回転軸を固定した状態で被削材２０１を回転させ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。また、（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、被削材２０１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のコーナ切刃９ｂを接触させる工程を繰り返せばよい。使用しているコーナ切刃９ｂが摩耗した際には、切削インサート１を貫通孔１７の中心軸に対して１８０度回転させる、あるいは上下反転させて、未使用のコーナ切刃９ｂを用いることができる。
　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
７ａ・・・第１側面
７ｂ・・・コーナ側面
７ｃ・・・第２側面
９・・・切刃
９ａ・・・第１切刃
９ｂ・・・コーナ切刃
９ｃ・・・第２切刃
１１・・・主部
１３・・・ランド部
１５・・・ブレーカ溝
１７・・・貫通孔
１９・・・第１の突出部
１９ａ・・・先端部
１９ｂ・・・後端部
２１・・・第２の突出部
２３・・・第３の突出部
２５・・・凹部
２７・・・角部
１０１・・・切削工具
１０３・・・ホルダ
１０５・・・ボルト
２０１・・・被削材
 

Claims (9)

  1. 　上面、下面、ならびに前記上面および前記下面の間に位置する側面を有し、前記上面と前記側面との交線部に切刃が形成された多角柱形状の切削インサートであって、
    前記上面が、平坦な上端面を有する凸形状の主部と、該主部から前記上面の角部に向かって突出した第１の突出部と、該第１の突出部の先端と前記角部との間の領域を間に挟むように前記第１の突出部から前記上面の周縁に向かってそれぞれ突出した一対の第２の突出部とを有し、
    前記一対の第２の突出部の上端のそれぞれが前記第１の突出部から離れていることを特徴とする切削インサート。
  2. 　前記一対の第２の突出部の上端の高さが、前記第１の突出部の上端の高さと同じであ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１の突出部の先端が平坦な傾斜面であるとともに、前記主部の先端が凹形状の傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
  4. 　前記一対の第２の突出部の一方の突出する方向が、前記一対の第２の突出部の他方が突出する方向に位置する部分の前記切刃と平行であることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
  5. 　前記側面は、第１側面、コーナ側面および第２側面を順に有し、
    前記切刃は、前記上面と前記第１側面との交線部に形成された第１切刃と、前記上面と前記コーナ側面との交線部に形成されたコーナ切刃と、前記上面と前記第２側面との交線部に形成された第２切刃とを有し、
    前記一対の第２の突出部の一方が、前記第１切刃と前記コーナ切刃との境界に向かって突出しているとともに、前記一対の第２の突出部の他方が、前記第２切刃と前記コーナ切刃との境界に向かって突出しており、
    前記第１の突出部の先端部の高さが、前記一対の第２の突出部の上面の高さよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
  6. 　前記一対の第２の突出部の先端部が、前記第１の突出部の先端部よりも前記第１の突出部の突出した方向にそれぞれ突出していることを特徴とする請求項５に記載の切削インサート。
  7. 　前記第２の突出部の上面が凸曲面状であることを特徴とする請求項５または６に記載の切削インサート。
  8. 　請求項１～７のいずれか１つに記載の切削インサートと、
    前記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。
  9. 　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８に記載の切削工具の前記切刃を接触させる工程と、
    前記切削工具を前記被削材から離隔する工程とを備えた切削加工物の製造方法。
     
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