JP2007152552A - 切り屑除去のための工具及び切削インサート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切削インサートは、切削インサートの中心(C3)から離れている切り屑を除去する主切れ刃(38)と、主切れ刃(38)から接続面(36)としての下面まで境界(44)の方に延長する逃げ面(37)と、を備え、接続面(36)には、細長い係合手段(42)、例えば尾根(42)が含まれ、係合手段(42)は、切削インサートの中心(C3)より境界(44)により近く配置され、係合手段の長さの延長方向に交差する方向で切削力を伝える目的を有する側面(47)を含む。尾根(42)は、切削インサートの中心(C3)と境界(44)の両端との間の仮想三角形の内側で作用する係合手段だけであり、側面(47)は断面形状が凸状である。
【選択図】図3
Description
一方で、中心によって規定され、接続面の形態であるインサート座を有し、インサート座には細長い雌型又は雄型で中心から離れている主係合手段がある、基体と、
他方で、少なくなくとも一つの切り屑を除去する主切れ刃を有し、主切れ刃は切削インサートの中心から離れており、主切れ刃から逃げ面が接続面の形態である下面に向かって稜線の方に延び、接続面には細長い雄型又は雌型の第2の係合手段が含まれ、第2の係合手段は切削インサートの中心より稜線により近い位置に配置され、第2の係合手段は基体の接続面の第1の係合手段に含まれる支持面に対して押圧可能な側面を含んでいる取り外し可能な切削インサートと、を備える切り屑除去のために意図された工具に関する。
他の態様において、本発明は、そのような切削インサートに関する。
本発明によれば、少なくとも主な目的は、請求項1の特徴部分で規定されている構成によって得られる。本発明による工具の好ましい実施形態は、請求項2〜18で規定されている。
第2の態様にいて、本発明は、上述したような切削インサートに関する。切削インサートの特徴は、独立請求項19で示されている。本発明による切削インサートの好ましい実施形態は、さらに、請求項20〜39で規定されている。
国際公開第02/055243号で開示されている工具は従前から知られている。切削インサートと工具の基体は、セレーション接続面を介して互いに接続している。セレーション接続面の尾根は、細いストリングス状の材料部分で形成され、尾根の他の接続面に関して突出している。しかしながら、これらのストリングス部分の目的は、協働する側面間の接触位置を予め決定することであるが、接触面に沿う上方又は下方への接触場所の自由な調整を許容することではない。
発明が、添付されている図面を参照して説明される前に、発明の特徴を規定するために使用される所定の概念の含意が簡単に説明されるべきである。
”接続面”は、工具の基体と切削インサートの間の境界を形成する二つの結合面である。一方の結合面は切削インサートの下側に含まれており、他方の結合面は基体に形成されている。
”切り屑面”は、切削インサートの上面を形成する面であり、フラットな切削インサートでは、下面に対して平行である。切り屑面は平坦であることが必要ではないけれども、しばしば不規則な面(凹凸面)を有することもある。
”逃げ面”は、切削インサートの上面と下面との間で延びる面である。切削インサートがポジの幾何学形状を有している場合、逃げ面は、上面に対して鋭角を形成し、下面に対しては鈍角を形成する。ネガの切削インサートでは、逃げ面は上面に対して少なくとも90゜の角度を形成する。本発明は、切削インサートがポジであるかネガであるかに拘わらず適用できる。
”切れ刃”。この言葉が前置きなしに使用されるとき、加工される素材から切り屑を除去する目的を有する主切れ刃又は主切れ刃稜線が意図される。多角形状を有する切削インサートは、一般に、各コーナの近くに配置され、各主切れ刃と協働する第2の切れ刃(ワイパーエッジ)を含んでいる。主切れ刃が切り屑を除去するために提供される一方、第2の切れ刃の目的は、形成された素材の面を仕上げることである。
”稜線”は、逃げ面が切削インサートの下面に変わる場所に関係する。この稜線は、例えば、二つの面の間の分岐線の形態として形成されることによって、仮想的又は実在的のどちらかである。しかしながら、どちらの場合でも、稜線は二つの対向端を有する幾何学的な線によって形成されていると考えられている。
”係合手段”は、雌状スペースに挿入可能である雄状要素、又は雄状要素が挿入される雌状スペースのどちらかの統括的概念である。たいていの場合、雄状係合手段は尾根の形態であり、雌状係合手段はノッチ又は座ぐり穴の形態を意味する。
”側面”は、係合手段に含まれる面であり、他の協働する係合手段に含まれる支持面に力を伝える面に関する。側面が尾根に含まれているとき、側面は尾根の二つの対向する長い側面の一つである。ここで、以下の点に留意されるべきである。側面は、一つの滑らか連続する面で構成されることは必ずしも必要とされず、複数のより小さい部分の面で構成されることも可能である。
”インサート座”は、切削インサートが取り付けられる基体の場所である。本発明に関し、”インサート座”と”接続面”の概念は、”接続面”が切削インサートの接続面が結合する接続面であって、基体のインサート座を形成する接続面である限り同じである。
この場合、切削インサートはフラットで多角形、詳細には、四角形状を有し、上面35と、下面36と、上面及び下面との間で延びる4つの逃げ面37を有している。下面36は、特別の設計によって、基体1の接続面12と協働するための接続面を形成する。言い換えると、”下面”と”接続面”は概念として同じである。ほかに、切削インサートは、孔15の中心軸であり、切削インサートの中心を形成する軸C3を有している。上面35及び下面36は、軸C3に対して垂直に延びている、すなわち、上面と下面は互いに平行である。
切削インサートがインサート座に取り付けられることに関し、製造結果の異なる三つの切削インサートはインサート座にどのようにして装着されるかを示す図16〜18について説明する。図16において、完全に成功した製造結果である切削インサートが示されている。これは、切削インサートが正確な呼び寸法を得ていることを意味する。呼び寸法の一つは、作用切れ刃38aと反対側の非作用切れ刃38との間の長さ寸法M0である。この状態において、基準面RPがインサート座の底面10に平行である切削インサートの上面によって規定されている限り、切削インサートは水平に正しく置かれている。さらに、ノッチ19支持面24,25に対する外側の尾根42aの二つの接触線CL1とCL2と、ノッチ20の一つの支持面2に対する内側の尾根42の接触線CL3は、水平面内に位置している。作用切れ刃38aと尾根42aの中心C4との間の距離Wは、切削インサートの長さ寸法M0より短くなっている。
本発明による工具の第2の他の実施形態を示す図19及び20について説明する。図19において、インサート座又は基体(ここでは、ミーリングカッタ)の主接続面12が示されている。一方、図20は、協働する切削インサート2の下面にある第2の接続面36を示す。
本発明は上述され図で示された実施形態に制限されるものではない。したがって、本発明は、少なくとも理論的には、切削インサートが一つの切り屑を排出する切れ刃と一つの係合手段、すなわち尾根、を有する工具に対しても適用可能である。さらに、雌状の係合手段は、ノッチの形態以外の他の方法で形成されることができる。したがって、雌状の係合手段は、一つの支持面によって規定された座ぐり穴(盲ノッチ、参照)とすることもできる。さらに、細長い形状を形成し、個々の尾根の側面を共通の支持面に対して当接させながら、連続する二つ又は多数の短い突部を配置することは容易であるため、個々の尾根は、一つの連続する細長い材料部分として形成されることを必要としない。すでに前の説明で示されているように、凸形状を有し、尾根に沿って軸方向に間隔を空けて離れている二つ又は多数の面の形態で尾根の個々の側面を作ることもまた容易である。これに関し、個々の支持面は必ずしも平坦であることが必要とされないことが指摘されるべきである。したがって、協働する凸状の側面よりも緩やかな曲率半径を有しているものであるが、支持面は若干湾曲して、例えば凸状に湾曲して、形成されることもできる。したがって、側面と支持面との間の接触線又は接触面は、面を損傷させることなく、面に沿って自由に動くことができるということが重要である。さらに、切削インサート及びインサート座の中心は、それぞれ、必ずしも孔の中心にある必要はない。したがって、切削インサートの中心は、クランプからの力が切削インサートに適用される幾何学的位置によって規定されることができる。
2 切削インサート
3 締結部材
4 切り屑ポケット
5 平坦な側面
6 凹状に湾曲した壁面
7 平坦な階段面
8 凹状湾曲面
9 側面
10 平坦な底面
11 弧状の境界
12 インサート座
13 ねじ部
14 頭部
15 貫通孔
16 ねじ孔
17 前端面
18 限界線
19,20,21,22 ノッチ
23 包絡面
24 支持面
25 第2の支持面
26 一つの支持面
27 フルート状の底
28 上側のエッジ
29 分岐線
30 凹状湾曲面
31 限界線
32,33 縁部
34 凹状湾曲面
35 上面
36 下面
37 逃げ面
38 主切れ刃
39 コーナ
40 第2の切れ刃
41 湾曲したコーナ面
42 雄状尾根
43 コーナ部
44 境界
45,46 平面
47 内側面
48 外側面e
49 頂部
50,51 境界線
52 段部
53 非常に狭い面
54 段部
55 境界線
56 限界線
57 座ぐり穴
58 境界線
59 端
Claims (39)
- 一方で、中心(C2)によって規定され、接続面(12)の形態であるインサート座であって、前記中心(C2)から間隔を開けて離れ、細長い雌状又は雄状の第1の係合手段(19)が含まれるインサート座を有する基体(1)と、
他方で、中心(C3)から間隔を開けて離れ、少なくとも一つの切り屑除去用の切れ刃(38)を有し、逃げ面(37)が前記切れ刃(38)から接続面(36)の形態である下面まで境界(44)に向かって延長し、前記接続面(36)に細長く雄状又は雌状の第2の係合手段(42)が含まれ、該係合手段(42)が前記中心(C3)より前記境界(44)により近く配置され、前記基体(1)の前記接続面(12)の前記第1の係合手段に含まれる支持面(24)に対して押圧可能な側面(47)を含む交換可能な切削インサートと、を備えた切り屑除去加工用の工具において、
前記第2の係合手段(42)が、前記切削インサートの前記中心(C3)と前記境界(44)の両端部(59)との間の仮想三角形(T)内にある前記切削インサートの唯一の作用係合手段であり、前記側面(47)は断面形状が凸状であることを特徴とする工具。 - 前記切削インサート(2)の前記接続面(36)が、間隔を開けて離れた二つの第2の係合手段(42)であって、それぞれが前記切削インサートの中心より前記逃げ面(37)に隣接する前記境界(44)の近くに配置された二つの前記第2の係合手段(42)を備え、類似した方法で、前記基体(1)の前記接続面(12)が、前記切削インサート(2)の前記二つの第2の係合手段(42)と係合するために、前記切削インサートの前記中心(C2)から間隔を開けて離れた二つの前記第1の係合手段(19,20)を備えたことを特徴とする請求項1に記載の工具。
- 前記切削インサート(2)の二つの前記第2の係合手段(42)が、少なくとも二つの位置で前記切削インサートの割り出しを許容するために同じであることを特徴とする請求項2に記載の工具。
- 前記切削インサートは、多角形状であり、少なくとも二つの前記切れ刃(38)と前記逃げ面(37)を備え、
前記基体(1)の前記接続面(12)と前記切削インサート(2)の前記接続面(36)が、前記切削インサートの前記切れ刃(38)の数と等しい多数の前記係合手段(19,20,21,22,42)で形成されていることを特徴とする請求項3に記載の工具。 - 前記基体(1)の前記接続面(12)に含まれる前記第1の係合手段は、前記基体に形成され、少なくとも一つの支持面(24)によって規定された座ぐり穴(19,20,21,22)であることによって雌状であり、前記切削インサート(2)の前記接続面(36)の前記第2の係合手段は、内側面と外側面(47,48)を有し、少なくとも内側面(47)が凸状の断面形状を有している雄状の尾根(42)であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の工具。
- 前記基体の前記座ぐり穴がノッチ(19,20,21,22)であることを特徴とする請求項5に記載の工具。
- 前記ノッチ(19,21)が、間隔を開けて離れ、内側と外側の二つの支持面(24,25)によって規定され、底面(27)から開口に向かう方向で分岐していることを特徴とする請求項6に記載の工具。
- 外側の前記支持面(25)は、縁(33)に含まれ、該縁(33)が高さ寸法より薄い寸法の肉厚を有することによって、少なくとも部分的に弾性的であることを特徴とする請求項7に記載の工具。
- 個々の前記支持面(24,25)は平坦であることを特徴とする請求項5〜8の何れか1項に記載の工具。
- 二つの前記支持面(24,25)の間の分岐する交差角度(α)は少なくとも90゜であることを特徴とする請求項7〜9の何れか1項に記載の工具。
- 一対の分岐する支持面(24,25)を有する多くても二つの主ノッチ(19,21)の近傍にある全てのノッチ(20,22)は、盲ノッチ(副ノッチ)を形成するために前記主ノッチより幅広であり、該盲ノッチは前記切削インサートと前記基体との間で伝達する切削力に関して実質的に作用しない前記尾根を収容する目的を有することを特徴とする請求項6〜10の何れか1項に記載に工具。
- 多くても二つの盲ノッチ(20,22)は、前記尾根(42)の凸状の前記外側面(48)が押圧可能である支持面(26)を含むことを特徴とする請求項11に記載の工具。
- 前記基体(1)の前記接続面(12)は、一方で、二つの分岐する前記支持面(24,25)によって規定される前記ノッチ(19)であって、内側の面が主支持面(24)を形成する前記ノッチ(19)と、他方で、前記主支持面に対して90゜で交差してそれぞれ延長する二つの補助支持面(24a,24b)と、を備えることを特徴とする請求項5〜9の何れか1項に記載の工具。
- 個々の前記補助支持面(24a,24b)は、分岐線(61)を介して前記主支持面(24)に直接に変化することを特徴とする請求項13に記載の工具。
- 前記切削インサート(2)の個々の前記尾根(42)は、前記外側面(48)より短い内側面(47)で形成されていることを特徴とする請求項13又は14に記載の工具。
- 前記内側面(47)は、前記尾根(42)の内面から突出する肩(62)に含まれている請求項15に記載の工具。
- 前記切削インサートは、研削加工ではなく、プレス加工で成形されていることを特徴とする請求項1〜16の何れか1項に記載の工具。
- 二つの山形状の第1の前記尾根(42)の凸状の前記内側面(47)は、前記インサート座の二つの前記支持面(24)に対して作用し、一方、二つの別の前記尾根は、前記インサート座と接触する側面を有せず、少なくとも前記第1の尾根の下側の頂面(49)が前記インサート座に含まれる底面(27)に配置されていることを特徴とする請求項5〜11の何れか1項に記載の工具。
- 切削インサートの中心(C3)から離れている切り屑を除去する主切れ刃(38)と、該主切れ刃(38)から接続面(36)としての下面まで境界(44)の方に延長する逃げ面(37)と、を備え、前記接続面(36)には、細長い雄状又は雌状の係合手段(42)が含まれ、該係合手段(42)は、前記切削インサートの前記中心(C3)より前記境界(44)により近く配置され、前記係合手段の長さの延長方向に交差する方向で切削力を伝える目的を有する側面(47)を含む、切り屑除去加工用の切削インサートにおいて、
前記係合手段(42)は、前記切削インサートの前記中心と前記境界の両端部(59)との間の仮想三角形の内側にある唯一の作用係合手段であり、前記側面(47)は断面形状が凸状であることを特徴とする切削インサート。 - 前記接続面(36)は、間隔を空けて離れた二つの前記係合手段(42)を含み、個々の該係合手段(42)が、前記切削インサートの前記中心(C3)よりも前記逃げ面(37)に隣接する境界(44)の近くに配置されていることを特徴とする請求項19に記載の切削インサート。
- 前記係合手段(42)は、前記切削インサートの割り出しを許容するために同じであることを特徴とする請求項20に記載の切削インサート。
- 前記切削インサートは多角形状であり、少なくとも二つの主切れ刃(38)と前記逃げ面(37)とを備え、
前記接続面(36)は、前記切れ刃(38)の数と同じ数の多数の前記係合手段で形成されていることを特徴とする請求項21に記載の切削インサート。 - 前記係合手段(42)はコーナで出会い、隣接する二つの前記主切れ刃(38)の間の二等分線によって規定されていることを特徴とする請求項22に記載の切削インサート。
- 個々の前記係合手段は、頂点(49)で出会い、反対側に位置する内側面と外側面(47,48)を有する雄状の尾根であり、少なくとも前記内側面(47)の断面形状が凸状に形成されていることを特徴とする請求項19〜23の何れか1項に記載の切削インサート。
- 前記尾根の二つの前記側面(47,48)が、断面視等角で、かつ、前記尾根の内側の中心に配置され、該尾根の長手方向に延びる軸(C4)に対して対照であることを特徴とする請求項24に記載の切削インサート。
- 前記内側面(47)が、上下の境界線(50,51)の間で破断せず連続して延長する、凸状に湾曲した面で形成され、上側の前記境界線(50)が前記切削インサートの下面の平坦部分に対する分岐線を形成することを特徴とする請求項19〜25の何れか1項に記載の切削インサート。
- 下側の前記境界線は、前記尾根の前記頂点(49)に対する分岐線(51)を形成することを特徴とする請求項26に記載の切削インサート。
- 上下の前記境界線(50,51)の間の仮想平面(P3)と、該仮想平面に対して最も離れて配置された前記側面の点、との間の前記垂直距離(H)で規定されている前記側面(47,48)の湾曲した弦の高さ寸法が、前記境界線の間の前記側面の長さの最大でも1/10であることを特徴とする請求項26又は27に記載の切削インサート。
- 前記尾根の二つの前記側面(47,48)間で出会う交差する角度(β)は、少なくとも90゜であることを特徴とする請求項24〜28の何れか1項に記載の切削インサート。
- 前記側面(47,48)の凸形状の断面形状はインボリュート曲線によって規定されていることを特徴とする請求項19〜29の何れか1項に記載の切削インサート。
- 前記尾根(42)は、前記切削インサートの前記下面で連続する枠を形成しつつ、互いに一体化されていることを特徴とする請求項24〜30の何れか1項に記載の切削インサート。
- 前記内側面(47)の個々の前記端部(56)は、前記尾根(42)の個々の前記端部から一定の距離で終了していることを特徴とする請求項31に記載の切削インサート。
- 前記枠の隣接する二つの尾根(42)は、少なくとも90゜の角度で互いに出会うことを特徴とする請求項31又は32に記載の切削インサート。
- 前記内側面(47)は、前記外側面(48)よりも短いことを特徴とする請求項19〜33の何れか1項に記載の切削インサート。
- 前記内側面(47)は、前記尾根の内面(63)から突出する肩(62)に形成されていることを特徴とする請求項34に記載の切削インサート。
- 前記肩(62)の長さは、前記尾根(62)の全長の長くて半分であることを特徴とする請求項35に記載の切削インサート。
- 前記逃げ面(37)は、前記逃げ面と前記尾根の前記外側面(48)との間の分岐線(44)としての境界を介して尾根(42)に直接的に変化することを特徴とする請求項19〜36の何れか1項に記載の切削インサート。
- 前記外側面(48)は、前記尾根の座ぐり穴(64)によって間隔を空けて離れていることを特徴とする請求項19〜37の何れか1項に記載の切削インサート。
- 前記切削インサートは、研削加工ではなくプレス加工で成形されていることを特徴とする請求項19〜38の何れか1項に記載の切削インサート。
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