JP2021524389A - 内部冷却の工具ならびに切削インサート、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
通常の使用では、切削インサートが十分な摩耗を受けてそれ以上必要な機能を実行できなくなると、機械加工作業が停止され、切削インサートが交換される。
切削インサートは、上面、底面、およびそれらの間にまたがる側面を備え、側面は、1つ以上の送りに面する側面および1つ以上の半径方向に面する側面を備え、上面は1つ以上の線形の溝を有して形成され、各々がチップブレーカを構成し、送りに面する側面のうちの1つに平行に、かつ隣接して配設され、チップブレーカは、そのそれぞれの送りに面する面の全長に沿った一定のプロファイルによって特徴付けられ、送りに面する側面の各々は、上面に対して鋭角の送り角度で配設され、かつ半径方向に面する側面の各々は、上面に対して鋭角の半径方向角度で配設され、送り角度は半径方向角度よりも鋭角度が大きく、切削工具ホルダは、切削加工中に半径方向に前進するように構成され、切削工具ホルダは、ベースと、そこから上方に延在し、半径方向を横切って配設される半径方向に面する側壁と、ベースから上方に延在し、半径方向に面する側壁を横切って配設される送りに面する側壁とを備え、インサートシートスペースが、ベースの上および側壁の間に画定され、ベースは、半径方向を横切る第1の軸の周りで半径方向に面する側壁から離れる方向において上方に傾斜し、送りに面する側壁に垂直であり、切削インサートは、その底面がベースに面してインサートシートスペース内に受け入れられている。
・中間インサートを提供することと、
・凸切削工具を、送りに面する面の少なくとも1つに平行かつ隣接する上面に沿って通過させ、それにより、線形チップブレーカを形成することと、を含み、
チップブレーカは、そのそれぞれの送りに面する面の全長に沿った一定のプロファイルによって特徴付けられる。
・中間インサートを提供することであって、中間インサートは、切削インサートと薄壁構造の外面から突出するオーバーハングとを備える、提供することと、
・オーバーハングを取り除くことと、を含む。
・上記のような切削工具を提供することと、
・ワークピースに切削加工を行うことと、
・切削加工を行いながら、ノズルを介して切削インサートの空洞に冷却媒体を提供することと、を含む。
リブの少なくともいくつかは、側面が、後部内面により近いその遠位部分の第1の部分で尖った縁を形成し、および互いに間隔が置かれ、かつ前部内面により近いその遠位部分の第2の部分で底面に向く面を有することによって、特徴付けられる。
Claims (41)
- 切削工具ホルダに取り付けられた切削インサートを備える切削工具であって、
前記切削インサートは、上面、底面、およびそれらの間にまたがる側面を備え、前記側面は、1つ以上の送りに面する側面および1つ以上の半径方向に面する側面を備え、前記上面は、1つ以上の線形の溝を有して形成され、各々がチップブレーカを構成し、前記送りに面する側面のうちの1つに平行に、かつ隣接して配設され、前記チップブレーカは、そのそれぞれの送りに面する面の全長に沿った一定のプロファイルによって特徴付けられ、前記送りに面する側面の各々は、前記上面に対して鋭角の送り角度で配設され、かつ前記半径方向に面する側面の各々は、前記上面に対して鋭角の半径方向角度で配設され、前記送り角度は、前記半径方向角度よりも鋭角度が大きく、
前記切削工具ホルダは、切削加工中に半径方向に前進するように構成され、前記切削工具ホルダは、ベースと、そこから上方に延在し、前記半径方向を横切って配設される半径方向に面する側壁と、前記ベースから上方に延在し、前記半径方向に面する側壁を横切って配設される送りに面する側壁とを備え、インサートシートスペースが、前記ベースの上および前記側壁の間に画定され、前記ベースは、前記半径方向を横切る第1の軸の周りで前記半径方向に面する側壁から離れる方向において上方に傾斜し、前記送りに面する側壁に垂直であり、
前記切削インサートは、その底面が前記ベースに面して前記インサートシートスペース内に受け入れられている、切削工具。 - 前記切削インサートは、前記1つ以上の半径方向に面する側面が前記切削工具ホルダの前記半径方向に面する側壁と平行に配設されるように、前記切削工具ホルダの前記インサートシートスペースに取り付けられている、請求項1に記載の切削工具。
- 前記切削インサートが、反対に配設された送りに面する側面および反対に配設された半径方向に面する側面を備える、請求項1または請求項2に記載の切削工具。
- 前記切削インサートが、その中に形成された空洞をさらに備え、前記空洞が、前記底面に形成され、かつ前記刃先に隣接して配設されたその上端に向かって上方に収束する開口を有し、前記側面と前記空洞の前記上端とが、それらの間に薄壁構造を画定する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の切削工具。
- 前記切削インサートが、その上端から前記空洞内に突出する1つ以上のリブをさらに備える、請求項4に記載の切削工具。
- 前記切削工具ホルダの前記ベースが、前記第1の軸に垂直であり、前記半径方向に平行である第2の軸の周りで前記送りに面する側壁から離れる方向において上方にさらに傾斜しており、前記第1の軸の周りの傾斜が、前記第2の軸の周りの前記傾斜よりも大きい角度である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の切削工具。
- 前記切削工具ホルダが、ワークピース軸を中心に回転するワークピースに向かって前進するように構成され、切削面が、前記ワークピース軸を通過して前記半径方向に平行に画定され、前記第1の軸が前記切削面に平行である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の切削工具。
- 旋削加工を行うように構成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の切削工具。
- 上面、底面、およびそれらの間にまたがる側面を備える切削インサートであって、前記側面が、1つ以上の送りに面する側面および1つ以上の半径方向に面する側面を備え、
前記上面が、1つ以上の線形の溝を有して形成され、各々がチップブレーカを構成し、前記送りに面する側面のうちの1つに平行に、かつ隣接して配設され、前記チップブレーカが、そのそれぞれの送りに面する面の全長に沿った一定のプロファイルによって特徴付けられ、
前記送りに面する側面の各々が、前記上面に対して鋭角の送り角度で配設され、かつ前記半径方向に面する側面の各々が、前記上面に対して鋭角の半径方向角度で配設され、前記送り角度が前記半径方向角度よりも鋭角度が大きい、切削インサート。 - 反対に配設された送りに面する側面と反対に配設された半径方向に面する側面とを備える、請求項9に記載の切削インサート。
- そのなかに形成された空洞をさらに備え、前記空洞が、前記底面に形成され、かつ前記刃先に隣接して配設されたその上端に向かって上方に収束する開口を有し、前記側面と前記空洞の前記上端とが、それらの間に薄壁構造を画定する、請求項9または請求項10に記載の切削インサート。
- その上端から前記空洞内に突出する1つ以上のリブをさらに備える、請求項11に記載の切削インサート。
- 切削インサートを保持して切削工具を形成するように、かつ切削加工中に半径方向に前進するように構成された切削工具ホルダであって、前記切削工具ホルダが、ベースと、そこから上方に延在し、前記半径方向を横切って配設される半径方向に面する側壁と、前記ベースから上方に延在し、前記半径方向に面する側壁を横切って配設される送りに面する側壁とを備え、インサートシートスペースが、前記ベースの上および前記側壁の間に、その中に前記切削インサートを受け入れるために画定され、
前記ベースが、前記半径方向を横切る第1の軸の周りで前記半径方向に面する側壁から離れる方向において上方に傾斜し、前記送りに面する側壁に垂直である、切削工具ホルダ。 - 前記ベースが、前記第1の軸に垂直であり、前記半径方向に平行である第2の軸の周りで前記送りに面する側壁から離れる方向において上方にさらに傾斜し、前記第1の軸の周りの傾斜が、前記第2の軸の周りの前記傾斜よりも大きい角度である、請求項13に記載の切削工具ホルダ。
- ワークピース軸を中心に回転するワークピースに向かって前進するように構成され、切削面が、前記ワークピース軸を通過して前記半径方向に平行に画定され、前記第1の軸が前記切削面に平行である、請求項13または請求項14に記載の切削工具ホルダ。
- 旋削加工を行うように構成されている、請求項13〜15のいずれか1項に記載の切削工具ホルダ。
- 切削インサートを製造する方法であって、前記切削インサートが、上面、底面、およびそれらの間にまたがる側面を備え、前記側面が、1つ以上の送りに面する側面および1つ以上の半径方向に面する側面を備え、前記方法が、
・中間インサートを提供することと、
・凸切削工具を、前記送りに面する面の少なくとも1つに平行かつ隣接する前記上面に沿って通過させ、それにより、線形チップブレーカを形成することと、を含み、
前記チップブレーカは、そのそれぞれの送りに面する面の全長に沿った一定のプロファイルによって特徴付けられる、方法。 - 前記切削インサートが、その中に形成された空洞をさらに備え、前記空洞が、前記底面に形成され、かつ前記刃先に隣接して配設されたその上端に向かって上方に収束する開口を有し、前記側面と前記空洞の前記上端とが、それらの間に薄壁構造を画定する、請求項17に記載の方法。
- 前記1つ以上の送りに面する側面が、前記上面に対して鋭角の送り角度で配設され、かつ前記半径方向に面する側面の各々が、前記上面に対して鋭角の半径方向角度で配設され、前記送り角度が前記半径方向角度よりも鋭角度が大きい、請求項17または請求項18に記載の方法。
- 前記凸切削工具がグラインダである、請求項17〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 切削インサートを製造する方法であって、前記切削インサートが、上面、底面、それらの間の側面、および前記上面および側面の一部で画定された刃先を備え、前記切削インサートが、その中に形成された空洞をさらに備え、前記空洞が、前記底面に形成され、かつ前記刃先に隣接して配設されたその上端に向かって上方に収束する開口を有し、前記側面と前記空洞の前記上端とは、それらの間に薄壁構造を画定し、前記方法が、
・中間インサートを提供することであって、前記中間インサートが、前記切削インサートと前記薄壁構造の外面から突出するオーバーハングとを備える、提供することと、
・前記オーバーハングを取り除くことと、含む、方法。 - 前記オーバーハングが、溝を有して形成された研削工具で除去される、請求項21に記載の方法。
- 切削インサートをその中に取り付けるために、その遠位端に形成された、インサートシートスペースを有する本体を備える切削工具ホルダであって、前記本体が、前記インサートシートスペースをそれらの間に画定するベースおよび少なくとも1つの側壁を備え、前記切削工具ホルダが、前記インサートシートスペース内に突出するノズルをさらに備え、前記ノズルが、前記インサートシートスペース内に配設されたその第1の端部にオリフィスを備え、かつ、その第2の端部で、冷却媒体を提供するように構成された冷却供給装置と流体連通している、切削工具ホルダ。
- 前記ノズルが前記ベースから突出する、請求項23に記載の切削工具ホルダ。
- 前記ノズルが、前記ベースから離れた点で前記インサートシートスペースに対して開いている、請求項23または請求項24に記載の切削工具ホルダ。
- 前記オリフィスが、前記側壁の高さの半分を超える距離で前記ベースの上に配設されている、請求項23〜25のいずれか1項に記載の切削工具ホルダ。
- 前記ノズルが、前記ベースに対してある角度で配設されている、請求項23〜26のいずれか1項に記載の切削工具ホルダ。
- 前記インサートシートスペースに開いた流体出口をさらに備える、請求項23〜27のいずれか1項に記載の切削工具ホルダ。
- 前記ノズルが、前記本体の単一構造要素として形成されている、請求項23〜28のいずれか1項に記載の切削工具ホルダ。
- 前記ノズルが、前記本体に取り付け可能である、請求項23〜28のいずれか1項に記載の切削工具ホルダ。
- 前記冷却供給装置が、前記ノズルを出た後にキャビテーションがその中に発生するように前記冷却媒体を提供するように構成されている、請求項23〜30のいずれか1項に記載の切削工具ホルダ。
- 上面、底面、それらの間の側面、および前記上面および側面の一部に画定された刃先を備える切削インサートであって、前記切削インサートが、その中に形成された空洞をさらに備え、前記空洞は、前記底面に形成され、かつ前記刃先に隣接して配設されたその上端に向かって上方に収束する開口を有し、前記側面と前記空洞の前記上端とは、それらの間に薄壁構造を画定し、前記切削インサートが、前記空洞の前記上端と前記側面との間にまたがる1つ以上の補助排出開口をさらに備える、切削インサート。
- 前記開口が、冷却媒体の入口および出口を画定し、前記補助排出開口の総断面積が、前記開口によって画定される前記出口の断面積よりも小さい、請求項32に記載の切削インサート。
- 前記底面に隣接する前記側面に少なくとも部分的に形成された1つ以上の排出出口をさらに備える、請求項32または請求項33に記載の切削インサート。
- 前記切削工具ホルダの前記ノズルが、前記切削インサートの前記空洞に突出する、請求項23〜31のいずれか1項に記載の切削工具ホルダと、その前記インサートシートスペースに取り付けられた請求項32〜34のいずれか1項に記載の切削インサートとを備える切削工具。
- 切削加工を行う方法であって、
・請求項35に記載の切削工具を提供することと、
・ワークピースに前記切削加工を行うことと、
・前記切削加工を行いながら、ノズルを介して切削インサートの空洞に冷却媒体を提供することと、を含む、方法。 - 前記冷却媒体が、前記ノズルを出るときに液体状態にある窒素である、請求項36に記載の方法。
- 前記冷却媒体が、最大約25気圧の圧力で提供される、請求項37に記載の方法。
- 前記冷却媒体が、約0.5リットル/分未満の速度で提供される、請求項36または請求項37に記載の方法。
- 前記冷却媒体が、前記ノズルを出た後にキャビテーションがその中に発生するような圧力で提供される、請求項36〜39のいずれか1項に記載の方法。
- 上面、底面、それらの間の側面、および前記上面および側面の一部に画定された刃先を備えた切削インサートであって、前記切削インサートが、その中に形成された空洞をさらに備え、前記空洞の内面が、前記側面に隣接する前部内面および後部内面を備え、前記前部および後部内面が、前記底面に形成された開口と前記刃先に隣接して配設されている前記内面の上端に向かって上方に収束する開口との間にまたがり、前記側面と前記空洞の前記上端とが、それらの間に薄壁構造を画定し、前記切削インサートが、その上端から前記空洞内に突出する1つ以上のリブをさらに備え、
前記リブの少なくともいくつかは、側面が、前記後部内面により近いその遠位部分の第1の部分で尖った縁を形成し、および互いに間隔が置かれ、かつ前記前部内面により近いその遠位部分の第2の部分で底面に向く面を有することよって特徴付けられる、切削インサート。
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