JP2016539010A

JP2016539010A - 側面支持くぼみを有する位置決め可能なミーリングインサート、及びミーリング工具

Info

Publication number: JP2016539010A
Application number: JP2016514340A
Authority: JP
Inventors: パヴェルスマイセック，; スヴェンラームロウ，
Original assignee: プラメットツールズ，エス．アール．オー．
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2016-12-15
Also published as: US20160107248A1; CN105492150A; US10144069B2; EP2805786B1; EP2805786A1; WO2014187736A1

Abstract

本発明は、ミーリングカッター本体に対してインサートを支持するように設計された面を有するミーリングインサート、及びミーリング工具に関する。ミーリングインサート（２１）は、第一の端面（３５）と、第二の端面（３７）と、第一の端面（３５）と第二の端面（３７）の間に広がる側面（３９）とを含む。少なくとも一つの刃先（４１）が、第一の端面（３５）と第二の端面（３７）のうちの少なくとも一つと側面（３９）との交線によって定められる。少なくとも一つの刃先（４１）は、第一の端（４７）及び第二の端（４９）を有するアール状の構成要素（４５）、並びにアール状の構成要素（４５）の第一の端（４７）及び第二の端（４９）における、それぞれ第一の構成要素（５１）及び第二の構成要素（５３）を含む。第一の構成要素（５１）及び第二の構成要素（５３）は、アール状の構成要素（４５）よりも曲がりが小さい。側面（３９）は、第一の支持面（６１）及び第二の支持面（６３）によって形成される少なくとも一つの実質的にＶ字形のくぼみ（５９）を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、切削インサートに関し、より詳細には、ミーリングカッター本体に対してインサートを支持するように設計された面を有するミーリングインサート、及びミーリング工具に関する。

位置決め（ｉｎｄｅｘ）可能な及び／又は交換可能なミーリングインサートを有する回転工具を用いたミーリング作業時などの金属の機械加工において、ミーリングインサートをミーリングカッター本体に対して確実かつ正確に位置決めされた状態に保つことが重要である。インサートが、適切に位置決めされない場合又は機械加工中に意図された位置からわずかにずれる場合、加工物及び／又はインサートに対し損傷をもたらし得る。ＷＯ２０１１／０８９５５２などの、三角形の又はトリゴンのインサートの確実な取付けは、問題を含み得る。何故なら、通常、三角形の１点が、切削作業を行うために方向付けられ、インサートがミーリングカッター本体に対して動くのを防止するために、その点に対向する平坦な（又は、トリゴンの場合には、凸状の）側面が、ミーリングカッター本体のポケットの側壁に接しなければならないからである。インサートとミーリングカッター本体の側壁の間に、望まれるほど多くの接触点が存在しないかもしれないので、又はインサートは、ポケットの壁に対してわずかに回転する能力があり得るので、そのようなインサートを適切に位置決めすること、又は取り付けられてから、それらを所定の位置に維持することは、困難であり得る。

幾つかのインサートには、底面に複雑な形状が設けられ、これらの複雑な形状が、ミーリングカッター本体のポケットの底面の同様な逆の複雑な形状と係合する。このように、係合する複雑な形状は、インサートがミーリングカッター本体に対して動くのを防止することを容易にする。しかしながら、そのような形状に伴う問題は、それらが、インサートの支持側面とミーリングカッター本体のポケットの接合側面の間の良好な接触を妨げ得るということである。

ミーリングカッター本体に確実かつ正確に取り付けられ、機械加工中に切削力による動きに抵抗するミーリングインサートを提供することが、望ましい。

本発明の一態様によるミーリングインサートは、第一の端面と、第二の端面と、第一の端面と第二の端面の間に広がる側面と、第一の端面と第二の端面のうちの少なくとも一つと側面との交線によって定められる少なくとも一つの刃先であって、第一の端及び第二の端を有するアール状の構成要素、並びにアール状の構成要素の第一の端及び第二の端における、それぞれ第一の構成要素及び第二の構成要素であって、アール状の構成要素よりも曲がりが小さい第一の構成要素及び第二の構成要素を含む少なくとも一つの刃先とを含み、側面は、第一の支持面と第二の支持面によって形成される少なくとも一つの凹状のくぼみ（ｖａｌｌｅｙ）を含む。

本発明の特徴及び利点は、図面と併せて以下の詳細な説明を読むことにより、よく理解される。図面中で、同様な数字は、類似の要素を示す。

本発明の一態様による、ミーリングインサートの透視上面図である。図１よりも、インサートの側面に対して垂直に近い角度で見た、図１のミーリングインサートの透視図である。図１のミーリングインサートの上面平面図である。図１のミーリングインサートの側面平面図である。本発明の一態様による、切削工具の側面図である。本発明の一態様による、ミーリングカッター本体のポケット部の透視図であり、ポケットの中にファントム画法でインサートを示す。本発明の一態様による、ミーリングカッター本体のポケット部の透視図である。

本発明の一態様によるミーリングインサート２１が、図１〜図５に示される。図５に見られるように、ミーリングインサート２１がミーリングカッター本体２３に固定され、切削工具２５を形成する。ミーリングカッター本体２３は、ミーリングインサート２１を受けるために特に形成されたポケット２７を通常含み、ポケットは、図６及び図７にインサートなしで見られる。ミーリングインサート２１は、インサートの中の中央スルーホール３１（図１〜図３）を通って伸び、ミーリングカッター本体２３上の穴３３の中の内側ねじ山（図示せず）と係合して、ポケットの中にインサートを固定させる外側ねじ山（図示せず）を有するねじ２９（図５〜図７）などの、適当な固定装置によって、ポケット２７の中に固定される。ミーリングインサート２１は、焼結炭化物などの材料から、好ましくは作られる。図５に示される切削工具２５は、ミーリング工具であるが、切削インサートは、穿孔及びドリル加工用途などの回転工具用途、並びに旋削工具用途などの、他の用途においても使用することができる。

ミーリングインサート２１は、第一の端面３５と第二の端面３７を含む。第一の端面３５と第二の端面３７は、インサートが２面インサートである場合、通常、同じであろうが、インサートは、２面インサートである必要はなく、端面は、２面インサートにおいてさえ、同じである必要はない。側面３９が、第一の端面３５と第二の端面３７の間に広がる。

少なくとも一つの刃先４１が、第一の端面３５と第二の端面３７のうちの少なくとも一つと側面３９との交線によって定められる。Ｔランドなどのランド面４３もまた、刃先４１に設けられ得る。少なくとも一つの刃先４１は、第一の端４７及び第二の端４９を有するアール状の構成要素４５、並びにアール状の構成要素の第一の端及び第二の端における、それぞれ第一の構成要素５１及び第二の構成要素５３を含む。第一の構成要素５１及び第二の構成要素５３は、アール状の構成要素４５よりも曲がりが小さく、好ましくは、実質的に真っ直ぐである。第一の構成要素５１及び第二の構成要素５３は、好ましくは、互いと９０度の角β（図３）を定め、少なくとも一つの刃先のアール状の構成要素によって部分的に定められる円Ｃ（図３にファントム画法で示される）に好ましくは接している。第一のワイパ面５５及び第二のワイパ面５７は、第一の実質的に真っ直ぐな構成要素及び第二の実質的に真っ直ぐな構成要素又はワイパエッジ５１及びワイパエッジ５３の後ろに側面３９の一部を形成し、好ましくは、同じく、互いと９０度の角をなす。かくして、インサート２１は、ワイパ面５５とワイパ面５７の間に９０度の角を有し、刃先４１の９０度のリード角を有することができる。刃先４１の軸方向に伸びる部分に沿った接触面積を小さく保つことによって、通常は、実質的に真っ直ぐな構成要素５１及び５３の長さを短く保つことによって、工具２５に対する半径方向の力Ｆｒａｄ（図４）が、機械加工中に低減され、これにより、安定な機械加工工程を提供することができる。

側面３９は、第一の面６１及び第二の面６３によって形成されるくぼみ５９の形の少なくとも一つの凹形状を含む。くぼみ５９は、上面平面図で見ると、実質的にＶ字形である。第一の面６１及び第二の面６３は、曲がっていてもよいが、好ましくは平坦である。第一の支持面６１及び第二の支持面６３は、ミーリングカッター本体２３のポケット２７の側壁７１のリッジ６９の形の凸形状の同様に形作られた第一の面６５及び第二の面６７（図６及び図７）に接する支持側面として機能することができる。第一の面６５及び第二の面６７は、曲がっていてもよいが、好ましくは平坦である。少なくとも一つのくぼみ５９の第一の支持面６１及び第二の支持面６３は、第一の端面３５と第二の端面３７の間の全距離にわたって、すなわち、ミーリングインサートの厚さ方向に、又は少なくとも第一の端面と第二の端面に隣接するエッジ若しくはランドまで、通常広がる。第一の支持面６１及び第二の支持面６３は、１７０度〜１３０度、より好ましくは１６０度〜１４０度、さらにより好ましくは約１５０度の角度α（図３）を定める。支持面６１及び支持面６３は、研削により全体的に又は少なくとも部分的に形成されることができる。通常、リッジ６９のピーク７５との干渉を回避するために、リセス７３が、支持面６１と支持面６３の間のコーナーに設けられ、ピークもまた通常丸みを付けられるか又は先端を切り取られる。インサート２１の側面３９にくぼみ５９を設けることによって、インサートの支持面に対する力の向きが異なるおかげで、インサート２１がミーリングカッター本体２３に対してねじ２９の周りで回転する傾向を、例えば、三角形の又はトリゴンのインサートと比べて減少させることができる。

例示されたインサート２１は、３つのコーナー７７を含む。インサート２１は、インサートの少なくとも一つの側に３つの刃先４１を有し、３つの刃先は、第一の端面３５と第二の端面３７のうちの少なくとも一つと側面３９との交線によって定められる。刃先４１は、通常同じである。くぼみ５９が、３つの刃先４１のうちの連続する２つの刃先の間の各々に配置される。通常、第一の端面３５と第二の端面３７は同じであり、インサート２１は、第一の端面と側面３９との交線によって定められるちょうど３つの刃先４１及び第二の端面と側面との交線によって定められるちょうど３つの追加の刃先を含み、それゆえ合計６個の刃先が設けられる。従って、第一の端面から第二の端面に伸びる中心軸Ｘ（図３）の周りにインサートを１２０度回転させることにより、又はインサートをひっくり返すことにより、インサート２１は、ミーリングカッター本体２３のポケット２７に対して位置決めされ、刃先４１の異なる刃先を露出させることができる。

図４に見られるように、第一の端面３５は、第一の端面の平面Ｐ１を定める第一の支持端面部分７９を含み、（通常は同じである）第二の端面は、第二の端面の平面Ｐ２を定める第二の支持端面部分８１を含む。第一の端面３５の平面Ｐ１と第二の端面３７の平面Ｐ２は、両方とも、少なくとも一つのくぼみ５９の第一の支持面６１及び第二の支持面６３と直角をなす。

例えば、図１〜図３に見られるように、少なくとも一つのインサート取付け構造８３が、少なくとも一つの刃先４１の反対側である、第一の端面３５と第二の端面３７のうちの少なくとも一つの、支持端面部分７９及び支持端面部分８１の中に設けられる。例えば、インサート２１が、第一の端面３５と第二の端面３７のうちの少なくとも一つと側面３９との交線によって定められる３つの刃先４１を含む場合、３つの刃先の各々に対応する少なくとも一つのそれぞれのインサート取付け構造８３が、側面と交差して３つの刃先を定める、第一の端面と第二の端面のうちの一つの反対側の、第一の端面と第二の端面のうちの少なくとも一つの支持端面部分の中に設けられる。従って、インサートが、第一の端面３５と側面３９との交線によって定められる３つの刃先４１及び第二の端面３７と側面との交線によって定められる３つの刃先を含む場合、第一の端面と側面との交線によって定められる３つの刃先の各々に対応する少なくとも一つのそれぞれのインサート取付け構造８３が、第二の端面の支持端面部分の中に設けられ、第二の端面と側面との交線によって定められる３つの刃先の各々に対応する少なくとも一つのそれぞれのインサート取付け構造８３が、第一の端面の支持端面部分の中に設けられ、すなわち、合計で６個の刃先と少なくとも６個のそれぞれのインサート取付け構造になる。

例示されたインサート２１において、インサート取付け構造は各々、支持側面部分７９及び支持側面部分８１の中に凹んでいる細長いスロットを含むが、代わりに、インサート取付け構造は、細長いリッジ又は任意の種類の形状を含んでよい。雄型又は雌型のインサート取付け構造８３は、ポケット２７の底面８７上の、対応する雌型又は雄型のミーリングカッター本体の取付け構造８５、例えば、細長いリッジ、細長いスロット、又は他の適当な形状、と係合するように意図される（図６及び図７）。図７は、ミーリングカッター本体の取付け構造８５が一つしかないポケット２７を示す。追加のミーリングカッター本体の取付け構造が、設けられてもよい。８３などの雌型の取付け構造は、クランプ又はねじから冷却材が供給される場合、冷却材チャネルとしても用いられ得る。

例えば、図３に見られるように、各インサート取付け構造８３は、ミーリングインサート２１の中心軸Ｘから、少なくとも一つの刃先４１のアール状の構成要素４５の中心点ＣＰへの線に沿って伸びることができる。複数のインサート取付け構造８３が設けられ、対応するミーリングカッター本体の取付け構造８５と係合する場合、それらは、機械加工中に、ミーリングカッター本体２３に対するインサート２１の動きに対して良好な抵抗を提供するのに役立つのみならず、ねじ２９によるミーリングカッター本体へのインサートの取付け中に、ミーリングカッター本体に対するインサートの適切な位置決めに役立つ。くぼみ５９の第一の支持面６１及び第二の支持面６３と、ポケット２７のリッジ６９の第一の支持面６５及び第二の支持面６７との間の接触が、動きに対する追加の抵抗を提供する。インサート取付け構造８３に比較的単純な形状を与えることにより、くぼみ５９の第一の支持面６１及び第二の支持面６３と、リッジ６９の第一の支持面６５及び第二の支持面６７との間の良好な接触を、インサート取付け構造が妨げる可能性を、低くすることができる。

図１、図２、及び図４に見られるように、小平面（ｆａｃｅｔ）８９を、側面３９の中に、少なくとも一つのくぼみ５９の第一の支持面６１と第二の支持面６３のうちの一つの中に少なくとも部分的に、設けることができる。インサート２１は、切削中のランピング用途に特に良く適合されており、小平面８９は、ランピング中に加工物からのクリアランスを改善する。小平面の主目的は、軸方向の送りを補正するための、より小さなインサート刃物角を局所的に提供することである。小平面８９の位置は、インサート２１の側面３９が、ミーリングカッター本体２３の底面９１と交わる点Ｉに対応することができる。インサート２１と切削工具２５は、ＨＦＣ（高送り切削）ミーリング作業に特によく適しており、スクエアショルダミーリング、ランピング、ダイ／モールド加工、ヘリカル送り、及びプランジングを容易にする。小平面８９は、第一のワイパ面５５と第二のワイパ面５７のうちの少なくとも一つと交差し得る。

ネガティブな全体形状を有することによって、インサート２１は、かなり強くなることができる。しかしながら、例えば、図４に見られるように、刃先４１のすくい角Θが正のすくい角で、好ましくは少なくとも２２度であり、角μが正の軸角であるように、端面３５及び／又は端面３７を形成することによって、インサート２１はまた、容易に材料を切削するように形成されることができる。

図面に示されたインサートは、アール状の構成要素４５の下に部分的に又は全体的に凹んでいる支持上面及び支持底面を有し得る。

くぼみを形成する第一の平坦面及び第二の平坦面が、インサート支持面として機能することができるので、本願インサートは、工具ホルダに対して確実にインサートを取り付けることを容易にする。本願構造の結果として、確実な仕方でのインサートの取付けが改善され、切削作業から生じる力を受けるとき、インサートの動きが減少する結果、加工物の仕上げが改善されるであろう。

本願において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などの用語の使用は、オープンエンドであり、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの用語と同じ意味を持ち、他の構造、材料、又は行為の存在を排除しないことが、意図される。同様に、「可能である（ｃａｎ）」又は「あり得る（ｍａｙ）」などの用語の使用は、オープンエンドであり、構造、材料又は行為が必要とは限らないということを表すことが意図されるけれども、そのような用語を使用しないことは、構造、材料、又は行為が必須であるということを表すことを意図しない。本明細書において、構造、材料、又は行為が、必須であると考えられる限り、それらは、そのようなものとして同定される。

本発明は、好適な実施形態に従って例示され記載されているが、特許請求の範囲で述べられるように、本発明から逸脱することなく、変形及び変更がなされ得るということが認められる。

Claims

第一の端面（３５）と、
第二の端面（３７）と、
前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）の間に広がる側面（３９）と、
前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）のうちの少なくとも一つと前記側面（３９）との交線によって定められる少なくとも一つの刃先（４１）とを含むミーリングインサート（２１）であって、
前記少なくとも一つの刃先（４１）が、第一の端（４７）及び第二の端（４９）を有するアール状の構成要素（４５）、並びに前記アール状の構成要素（４５）の前記第一の端（４７）及び前記第二の端（４９）における、それぞれ第一の構成要素（５１）及び第二の構成要素（５３）であって、前記アール状の構成要素（４５）よりも曲がりが小さい第一の構成要素（５１）及び第二の構成要素（５３）を含み、前記側面（３９）は、第一の支持面（６１）及び第二の支持面（６３）によって形成される少なくとも一つの実質的にＶ字形のくぼみ（５９）を含むことを特徴とする、ミーリングインサート（２１）。
前記インサート（２１）は、前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）のうちの少なくとも一つと前記側面（３９）との前記交線によって定められる３つの刃先（４１）を含み、前記少なくとも一つのくぼみ（５９）が、前記３つの刃先（４１）のうちの連続する２つの刃先の間の各々に配置される、請求項１に記載のミーリングインサート（２１）。
前記インサート（２１）は、前記第一の端面（３５）と前記側面（３９）との前記交線によって定められる正確に３つの刃先（４１）及び前記第二の端面（３７）と前記側面（３９）との前記交線によって定められる正確に３つの刃先（４１）を含む、請求項１又は２に記載のミーリングインサート（２１）。
前記第一の端面（３５）は、前記第一の端面（３５）の平面（Ｐ１）を定める第一の支持端面部分（７９）を含み、前記第二の端面（３７）は、前記第二の端面（３７）の平面（Ｐ２）を定める第二の支持端面部分（８１）を含み、前記第一の端面（３５）の前記平面（Ｐ１）及び前記第二の端面（３７）の前記平面（Ｐ２）は、両方とも、前記少なくとも一つのくぼみ（５９）における前記第一の支持面（６１）及び前記第二の支持面（６３）と直角をなす、請求項１から３のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記少なくとも一つのくぼみ（５９）の前記第一の支持面（６１）及び前記第二の支持面（６３）が、前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）の間の全距離に広がる、請求項１から４のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記第一の支持面（６１）及び前記第二の支持面（６３）は、１７０度〜１３０度、より好ましくは１６０度〜１４０度、さらにより好ましくは約１５０度の角を定める、請求項１から５のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
小平面（８９）が、前記側面（３９）の中に、前記少なくとも一つのくぼみ（５９）の前記第一の支持面（６１）と前記第二の支持面（６３）のうちの一つの中に少なくとも部分的に、設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記少なくとも一つの刃先（４１）の前記第一の実質的に真っ直ぐな構成要素（５１）及び前記第二の実質的に真っ直ぐな構成要素（５３）は、前記少なくとも一つの刃先（４１）の前記アール状の構成要素（４５）によって部分的に定められる円（Ｃ）に接している、請求項１から７のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
少なくとも一つのインサート取付け構造（８３）が、前記側面（３９）と交差して、前記少なくとも一つの刃先（４１）を定める、前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）のうちの一つの反対側の、前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）のうちの少なくとも一つの支持端面部分（７９、８１）の中に設けられる、請求項１から８のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記インサート（２１）が、前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）のうちの少なくとも一つと前記側面（３９）との前記交線によって定められる３つの刃先（４１）を含み、前記３つの刃先（４１）の各々に対応する少なくとも一つのそれぞれのインサート取付け構造（８３）が、前記側面（３９）と交差して、前記３つの刃先（４１）を定める、前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）のうちの一つの反対側の、前記第一の端面（３５）と前記第二の端面（３７）のうちの少なくとも一つの前記支持端面部分（７９、８１）の中に設けられる、請求項１から９のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記インサート（２１）が、前記第一の端面（３５）と前記側面（３９）との前記交線によって定められる３つの刃先（４１）及び前記第二の端面（３７）と前記側面（３９）との前記交線によって定められる３つの刃先（４１）を含み、前記第一の端面（３５）と前記側面（３９）との前記交線によって定められる前記３つの刃先（４１）の各々に対応する少なくとも一つのそれぞれのインサート取付け構造（８３）が、前記第二の端面（３７）の支持端面部分（８１）の中に設けられ、前記第二の端面（３７）と前記側面（３９）との前記交線によって定められる前記３つの刃先（４１）の各々に対応する少なくとも一つのそれぞれのインサート取付け構造（８３）が、前記第一の端面（３５）の支持端面部分（７９）の中に設けられる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記少なくとも一つのインサート取付け構造（８３）が、スロットを含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記少なくとも一つのインサート取付け構造の各インサート取付け構造（８３）が、前記ミーリングインサート（２１）の中心軸（Ｘ）から前記少なくとも一つの刃先（４１）の前記アール状の構成要素（４５）の中心点（ＣＰ）への線に沿って伸びる、請求項９から１２のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記少なくとも一つの刃先（４１）におけるすくい角（Θ）が、正のすくい角であり、好ましくは少なくとも２２度である、請求項１から１３のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
前記少なくとも一つの刃先（４１）の前記第一の実質的に真っ直ぐな構成要素（５１）及び前記第二の実質的に真っ直ぐな構成要素（５３）は、互いと９０度の角（β）を定める、請求項１から１４のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）。
ミーリングカッター本体及びポケットの中に取り付けられた少なくとも一つのミーリングインサートを含むミーリング工具であって、請求項１から１５のいずれか一項に記載のミーリングインサート（２１）が、前記ポケットの中に取り付けられ、前記ミーリングインサートの雄型又は雌型のインサート取付け構造（８３）は、前記ポケット（２７）の底面（８７）上の、対応する雌型又は雄型のミーリングカッター本体の取付け構造（８５）と係合することを特徴とする、ミーリング工具。