JP2023552898A - 金属切削旋削工具 - Google Patents

Abstract

連結部（３）を備える旋削工具（１）であって、連結部（３）が、連結軸Ａ２に沿って延在し、連結軸（Ａ２）が、旋削工具（１）の長手軸を画定し、旋削工具（１）が、第１の切削要素（７）および第２の切削要素（８）を備え、第１の切削要素（７）が、第１の切削刃（５）を備え、第２の切削要素（８）が、第２の前方切削刃（１３）および第２の後方切削刃（１５）を分離しかつ接続する第２のノーズ切削刃（６）を備え、第１の切削要素（７）が、第１の頂面（２０）を備え、第２の切削要素（８）が、第２の頂面（２１）を備え、第１の頂面（２０）および第２の頂面（２１）が、同じ方向または実質的に同じ方向に面している、旋削工具（１）。【選択図】図１

Description

本発明は、金属切削の技術分野に属する。より具体的には、本発明は、旋削の分野に属する。

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の旋削工具に言及する。言い換えれば、本発明は、連結部を備える旋削工具であって、連結部が、連結軸に沿って延在し、連結軸が、旋削工具の長手軸を画定し、旋削工具が、第１の切削要素および第２の切削要素を備え、第１の切削要素が、第１の切削刃を備え、第２の切削要素が、第２の前方切削刃および第２の後方切削刃を分離しかつ接続する第２のノーズ切削刃を備え、第１の切削要素が、第１の頂面を備え、第２の切削要素が、第２の頂面を備える、旋削工具に関する。

さらなる態様では、本発明は、ＣＮＣ旋盤のための機械加工方法に関する。

金属切削において、旋削は一般的な作業である。ＣＮＣ旋盤が一般に使用される。通常、金属被加工物から複雑な形状が機械加工される。複雑な形状を得るために、２つ以上の旋削工具を使用することが一般的であり、その場合、旋削工具は、異なる幾何学的形状または異なる向きを有する。例えば、１つの旋削工具が、１つの方向における機械加工に適していてよく、第２の旋削工具が、異なる方向に機械加工するのに適していてよい。

慣例的に、各旋削工具には、１つの旋削インサートが装備されている。１つの旋削インサートを使用して旋削した後、通常、第１の旋削工具は、第２の旋削工具に割出しされる。例えば、ＣＮＣ旋盤は、タレットを備えることができ、１つの旋削工具から第２の旋削工具に割出しすることは、所定の角度によるタレットの回転によって達成される。タレットの回転による割出しは、例えばＣＮＣ旋盤次第で時間がかかる。１つの工具から別の工具に変更または割出ししているときなどの切削をしていない時間は、ダウンタイムと呼ばれ得る。

ＥＰ１３１７９８１Ａ１は、複数の旋削インサートを担持する工具を開示しており、この工具によれば、連結軸の周りでの旋削工具の回転により、異なる旋削インサート間の切り替えが迅速に達成され得る。

本発明者らは、さらに改善された旋削工具が必要とされていることを見出した。

本発明の目的は、複雑な形状を有する物体を機械加工するのに適した旋削工具を提供することである。さらなる目的は、広範なＣＮＣ旋盤で使用可能な旋削工具を提供することである。またさらなる目的は、長時間にわたる機械加工に使用可能な旋削工具を提供することである。なおもさらなる目的は、ダウンタイムを短縮するのに役立ち得る旋削工具を提供することである。

前述の目的のうちの少なくとも１つは、第１の頂面および第２の頂面が同じ方向または実質的に同じ方向に面している、最初に定義される旋削工具によって達成される。

そのような旋削工具によれば、第１の切削要素から第２の切削要素への変更または割出しは、旋削工具を接続することができるＣＮＣ旋盤のＹ軸に沿った旋削工具の移動を通じて迅速に達成され得る。

旋削工具は、ＣＮＣ旋盤、すなわち、コンピュータまたはコンピュータ化された数値制御旋盤、すなわち、例えば旋削旋盤、マルチタスク機械、ターンミル機械、またはスライディングヘッド機械などの旋削に適した任意のＣＮＣ機械のためのものである。旋削工具は、径方向外側表面である外部表面を備える金属被加工物などの金属被加工物を機械加工するためのものであり、ここで、径方向外側表面は、その周りで金属被加工物が回転可能である回転軸と反対の側を向いている。旋削工具は、前述の径方向外側表面の旋削、すなわち外部旋削（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｔｕｒｎｉｎｇ）のためのものである。

旋削工具は、前方端部、および、連結部の形態をした反対側の後端部を備える。連結部は、ＣＮＣ旋盤に、より具体的には機械スピンドルまたは工具リボルバタレットもしくは工具ポストなどのＣＮＣ旋盤の機械インターフェースに、取外し可能に接続可能である。

連結部は、正方形または矩形の形状の横断面を有し得る。連結部は、好ましくはＩＳＯ標準２６６２３－１などに従って円錐形または実質的に円錐形であり得る。

連結部は、連結軸または中心軸に沿って延在し、この中心軸は、旋削工具の長手軸を画定する。

旋削工具（１）は、第１の切削要素（７）および第２の切削要素（８）を備える。第１および第２の切削要素は、離隔されている。第１および第２の切削要素は、好ましくは切削インサートまたは旋削インサートであり、すなわち、例えば超硬合金といった耐摩耗材料から作られた交換可能な要素である。あるいは、第１および第２の切削要素は、好ましくは超硬合金の単体から作られた単一の耐摩耗要素の一部であり得る。第１の切削要素は、第１の頂面を備える。第１の頂面は、すくい面またはすくい表面を備える。

第１の切削要素は、第１の切削刃を備える。第１の切削刃は、上面図において凸状である少なくとも一部分を備える。ノーズ切削刃、またはノーズ切削刃の一部分は、切削仕上げ表面（ｍａｃｈｉｎｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）を生成する。第１の切削要素は、円形切削インサート、すなわち上面図において円形または実質的に円形であるインサートの形態であってよい。前述の円の半径は、好ましくは５～３０ｍｍである。あるいは、第１の切削刃は、上面図において凸状である第１のノーズ切削刃の形態であってよく、好ましくは、０．２～１．６ｍｍの曲率半径を有しかつ第１の前方切削刃すなわち主切削刃または主要切削刃またはリーディング切削刃と第１の後方切削刃すなわち補助切削刃またはトレーリング切削刃との間に配置されすなわちそれらを接続する円弧の形態である。

第１の頂面は、上面図において、菱形、三角形、正方形、円形、または多角形の形状を有し得る。

第１の頂面および第２の頂面は、それぞれ、平坦であってよい。あるいは、前述の表面の一方または両方が、非平坦または非平面状であってよい。前述の表面は、１つまたは複数の突出部および／もしくはくぼみの形態の１つまたは複数のチップブレーク手段を備え得ることが好ましい。

第１の頂面が面する方向は、第１の頂面の垂線であり、すなわち、第１の頂面に対して垂直な方向である。前述の方向は、第１の頂面から離れており、また、第１の切削要素が第１の底面を有する切削インサートまたは旋削インサートの形態である場合には、第１の底面から離れている。

第１の頂面が非平坦である場合、第１の頂面が面する方向を定める目的のために、そのような第１の頂面は、第１の中央平面に対して平行な平面としてまたはほぼその平面として画定されてよく、前述の平面は、第１のノーズ切削刃または第１のノーズ切削刃の少なくとも一部分と交差する。前述の第１の中央平面は、第１の切削要素が第１の底面を有する切削インサートまたは旋削インサートの形態である場合には、第１の頂面と第１の底面との間の中ほどの平面である。

あるいは、前述の第１の頂面は、第１の頂面が面する方向を定める目的のために、第１の頂面と境界を接しているかまたは第１の頂面に隣接している全てのノーズ切削刃と交差する平面として画定され得る。

対応する推論が、第２の頂面および第２の切削要素に適用される。

第２の切削要素は、第２の前方切削刃および第２の後方切削刃を分離しかつ接続する第２のノーズ切削刃を備える。第２の切削要素は、第１の頂面を備える。第２の頂面は、すくい面またはすくい表面を備える。第２の前方切削刃は、リーディング切削刃である。第２の後方切削刃は、トレーリング切削刃である。

第１の切削要素は、第１の頂面および反対側の第１の底面を備える第１の切削インサートの形態であることが好ましく、第１の頂面は、第１のすくい面を備える。好ましくは、第２の切削要素は、第２の頂面および反対側の第２の底面を備える第２の切削インサートの形態であることが好ましく、第２の頂面は、第２のすくい面を備える。第１の底面は、第２の頂面に面している。

第１のすくい面は、第１のノーズ切削刃と関連し、第２のすくい面は、第２の切削刃と関連する。第１の底面および第２の底面は、平行な平面または実質的に平面内に位置する。

第１の頂面および第２の頂面は、同じ方向または実質的に同じ方向に面しており、好ましくは、連結軸に対して垂直もしくは実質的に垂直な方向、または連結軸に対して平行な線に対して垂直もしくは実質的に垂直な方向に面している。

第１および第２のすくい面が観察者の方を向く上面図において、連結軸から第１のノーズ切削刃までの距離は、連結軸から第２のノーズ切削刃までの距離よりも短いことが好ましい。

旋削工具は好ましくは長手方向旋削などの、円筒形金属被加工物の外部旋削に適する。第１および第２の切削要素は、その回転軸の周りで１つの方向に回転する金属被加工物の長手方向旋削のために、二者択一的に使用され得る。

一実施形態によれば、第１の切削要素は、第１の前方切削刃および第１の後方切削刃を備え、第１の切削刃は、第１のノーズ切削刃の形態であり、第１のノーズ切削刃は、第１の前方切削刃および第１の後方切削刃を分離しかつ接続する。

そのような旋削工具によれば、より複雑な形状が機械加工され得る。例えば、溝が機械加工され得る。上面図において、第１の前方切削刃および第２の前方切削刃は、互いに関して角度９０～１７４°を形成することが好ましい。前述の角度は９５～１４０°であることがさらに好ましい。

上面図において、第１の前方切削刃および第２の前方切削刃は、連結軸に対して相反する方向に角度付けされるかまたは傾斜されることが好ましい。違うように説明すれば、上面図において、第１の前方切削刃および第２の前方切削刃のうちの一方は、第１のノーズ切削刃と第２のノーズ切削刃との間の中ほどに延在する連結軸に対して平行な線に関して正の角度において角度付けされ、もう一方は、その線に関して負の角度において角度付けされる。より具体的には、上面図において、また、第１のノーズ切削刃と第２のノーズ切削刃との間の中ほどに延在する連結軸に対して平行な線に関して、第１の前方切削刃は、好ましくは３～４５°の第１の前角を形成し、第２の前方切削刃は、好ましくは－３～－４５°の第２の前角を形成する。第１および第２の切削要素は、上面図において、すなわち第１および第２のすくい面が観察者に向かっている場合に、第１の前方切削刃および第２の前方切削刃が順方向において分岐しかつ後方向において収束するように配向され、ここで、順方向および後方向は、連結軸によって画定され、連結部は、後方向を画定する。

上面図において、第１の前方切削刃と一致する線が、交点または頂点において、第２の前方切削刃と一致する線と交差し、ここで、連結軸に対して平行な線に沿って測定された、連結軸に沿った連結部から第１のノーズ切削刃までの距離は、連結部から前述の交点または頂点までの距離よりも大きい。言い換えれば、前述の交点または頂点は、第１のノーズ切削刃と比較して後方に置かれる。

第１の切削要素は、連結軸に対して垂直な第１の方向に旋削しているときに第１の前方切削刃が３～４５°の第１の切込み角を形成するように配置され、第２の切削要素は、第１の方向に対して反対の（また、好ましくは連結軸に対して垂直な）第２の方向に旋削しているときに第２の前方切削刃が３～４５°の第２の切込み角を形成するように配置されることが、好ましい。

したがって、第１の前方切削刃は、連結軸に対して垂直な第１の方向に旋削しているときに鋭角の切込み角において動作するようにまたはそのように動作するのに適するように配置され、第２の前方切削刃は、第２の方向に旋削しているときに鋭角の切込み角において動作するように配置され、前述の第２の方向は、前述の第１の方向に対して反対方向である。

一実施形態によれば、上面図において、第１の前方切削刃と第１の後方切削刃との間の第１の二等分線が、第２の前方切削刃と第２の後方切削刃との間の第２の二等分線に関して４５～９０°の角度を形成する。

そのような旋削工具によれば、より複雑な形状が、旋削工具によって機械加工され得る。

上面図は、第１の頂面が観察者に面している図である。

一実施形態によれば、上面図において、第１の後方切削刃および第２の後方切削刃は、互いに関して６～２０°の角度を形成する。

そのような旋削工具によれば、より複雑な形状が機械加工され得る。そのような旋削工具によれば、より多くの送り方向が可能である。

より正確には、上面図において第１の後方切削刃と一致する線が、上面図において第２の後方切削刃と一致する線に関して６～２０°の角度を形成する。

一実施形態によれば、第１の前方切削刃から第２の前方切削刃までの距離は、第１の前方切削刃から第２の後方切削刃までの距離よりも短い。

そのような旋削工具によれば、より複雑な形状が機械加工され得る。そのような旋削工具によれば、第１の切削要素は、１つの送り方向において使用されることが可能であり、第２の切削要素は、反対の送り方向において使用されることが可能である。

前述の距離は、上面図において、連結軸に対して垂直な線に沿って測定される。

一実施形態によれば、第１の前方切削刃と第１の後方切削刃との間の角度として定義される第１のノーズ角は、鋭角である。

そのような旋削工具によれば、より複雑な形状が機械加工され得る。前述のノーズ角は、好ましくは２５～８０°であり、さらに好ましくは３０～６０°である。第１のノーズ角は、頂面に見られる。

一実施形態によれば、第２の前方切削刃と第２の後方切削刃との間の角度として定義される第２のノーズ角は、鋭角である。

そのような旋削工具によれば、より複雑な形状が機械加工され得る。前述の第２のノーズ角は、好ましくは２５～８０°であり、さらに好ましくは３０～６０°である。第２のノーズ角は、上面図におけるものである。

一実施形態によれば、第１のノーズ切削刃および第２のノーズ切削刃は、長手方向に等しいかまたは実質的に等しい距離のところに位置する。

そのような旋削工具によれば、第１の切削要素から第２の切削要素に割出しするときに必要とされる移動が少なくなる。連結軸に対して平行な線に沿って連結部から長手方向に測定される。実質的に等しい距離とは、５ｍｍ以内、好ましくは２ｍｍ以内を意味する。前述の距離が等しいのではなく実質的に等しい場合、すなわち５ｍｍ以内である場合には、第１のノーズ切削刃は、連結部からより離れていることが好ましい。

一実施形態によれば、第１のノーズ切削刃および／または第２のノーズ切削刃は、旋削工具の長手方向に最も遠位の部分である。

言い換えれば、第１および／または第２のノーズ切削刃は、旋削工具の長手方向に最も前方の部分であり、ここで、連結軸は、長手軸であり、連結部は、後方向または後端部を画定する。

一実施形態によれば、第１の切削要素は、第１の旋削インサートの形態であり、第２の切削要素は、第２の旋削インサートの形態であり、第１の旋削インサートは、第１のノーズ切削刃を備え、第２の旋削インサートは、第２のノーズ切削刃、第２の前方切削刃、および第２の後方切削刃を備える。

第１の旋削インサートは、第１の前方切削刃および第１の後方切削刃を備えることが好ましい。

一実施形態によれば、第１の旋削インサートは、第１の頂面および反対側の第１の底面を備え、第１の中央平面が、第１の頂面と第１の底面との間の実質的に中ほどに延在し、第２の旋削インサートは、第２の頂面および反対側の第２の底面を備え、第２の中央平面が、第２の頂面と第２の底面との間の実質的に中ほどに延在し、第１の中央平面および第２の中央平面は、平行な平面または実質的に平行な平面において延在する。

一実施形態によれば、上面図において、第１の旋削インサートおよび第２の旋削インサートは、部分的に重なり合う。

第１の旋削インサートおよび第２の旋削インサートは、部分的にしかし完全にではなく重なり合う。

一実施形態によれば、旋削工具は、第３の切削要素を備える。

第３の切削要素は、第３の切削インサートの形態であることが好ましい。第３の旋削インサートの形状は、上面図において第１および第２の旋削インサートの形状とは異なることが好ましい。

上面図において、第１、第２、および第３の切削要素は、部分的に重なり合うことが好ましい。

旋削工具は、第３の突出部を備えることが好ましく、その場合、第３の突出部は、第３の切削要素を備える。

一実施形態によれば、連結部は、横断面が正方形または矩形であるか、または、円錐形もしくは実質的に円錐形の部分を備える。

前述の横断面は、連結軸に対して垂直な平面におけるものである。連結部は、円錐形または実質的に円錐形の部分と、好ましくはＩＳＯ２６６２３－１：２０１４によるようなフランジ接触面を含む多角形の中空テーパ接合部分またはＤＩＮ６９８９３、ＩＳＯ１２１６４－１もしくはＩＳＯ１２１６４－１Ｆなどによるフランジ接触面を含む中空テーパの形態などをしたリング形状部分と、を備えることが好ましい。

一実施形態によれば、ＣＮＣ旋盤のための旋削方法が、金属被加工物を用意するステップと、上記の実施形態のいずれかによる旋削工具を用意するステップと、金属被加工物をその回転軸の周りで１つの方向に回転させるステップと、第１のノーズ切削刃が切削するように第１の方向に旋削するステップと、第１のノーズ切削刃が金属被加工物から離れる方向に移動され、また、第２のノーズ切削刃が金属被加工物に向かって移動させられるように、旋削工具をある方向に移動させるステップと、第２の前方切削刃が５～４５°である第２の切込み角で動作するように、旋削工具を第２の方向に移動させるステップであって、第２の方向が、第１の方向に対して反対方向であるかまたは実質的に反対方向である、旋削工具を第２の方向に移動させるステップと、を含む。

旋削方法は、ＣＮＣ旋盤、すなわち、コンピュータまたはコンピュータ化された数値制御旋盤、すなわち、例えば旋削旋盤、マルチタスク機械、ターンミル機械、またはスライディングヘッド機械などの旋削に適した任意のＣＮＣ機械のためのものである。金属被加工物が用意される。金属被加工物は、径方向外側表面である外部表面を備える。径方向外側表面は、回転軸と反対の側を向いている。旋削方法は、径方向外側表面の旋削、すなわち外部旋削のためのものである。金属被加工物は、第１の端部と第２の端部との間に延在する。金属被加工物は、挟持手段によって挟持される。挟持手段は、金属被加工物を保持し、かつ、モータまたはスピンドルにより少なくとも部分的に制御されかつ駆動される。

挟持手段は、コレットチャック、フェイスドライバ、３ジョーチャックの形態であってよく、また、心押し台を備え得る。機械の主軸台端部は、金属被加工物の第１の端部に置かれることが好ましい。被加工物の第１の端部の反対側の金属被加工物の第２の端部は、自由端部であってよい。あるいは、第２の端部は、心押し台と接触している。

方法は、金属被加工物をその回転軸の周りで１つの方向に回転させるステップを含む。１つの方向は、時計方向または反時計方向であってよい。

方法は、連結軸を回転軸に対して垂直にセットするステップを含むことが好ましい。

方法は、第１の方向に旋削するステップを含む。第１の方向は、好ましくは回転軸に対して平行であってよく、長手方向旋削としても知られている。前述のステップは、切削し始めることと切削を終わらせることとの間として定義される第１の通過に含まれる。第１の通過は、必ずしも真っ直ぐな線に沿った第１の切削要素の移動ではない。第１の方向に旋削しているとき、第１のノーズ切削刃は動作している。切削仕上げ表面が、第１のノーズ切削刃によって形成される。

第１の切削要素は、第１の前方切削刃および第１の後方切削刃を備えることが好ましく、ここで、第１のノーズ切削刃は、第１の前方切削刃および第１の後方切削刃を分離しかつ接続し、第１の方向に旋削するときに、第１の前方切削刃は、鋭角の第１の切込み角を形成する。

切削を終わらせた後または終わらせている間、旋削工具は、第１のノーズ切削刃が金属被加工物から離れる方向に移動させられるように、また、第２のノーズ切削刃が金属被加工物に向かって移動させられるように、移動させられる。前述の移動の少なくとも一部分の間、第１の切削要素および第２の切削要素のどちらも動作しておらず、すなわち、前述の移動中には第１および第２の切削要素によって金属が切削されない。

旋削工具の前述の移動は、好ましくは直線移動であってよく、すなわち、旋削工具は、直線的に移動させられる。

旋削工具の前述の移動は、連結軸に対して垂直かつ回転軸に対して垂直な方向におけるものであることが好ましい。前述の移動は、第１の頂面に対して垂直であるかまたは実質的に垂直である方向におけるものであることが好ましい。

方法は、第２の方向に旋削するステップ、すなわち旋削工具を第２の方向に移動させるステップを含む。第２の方向は、第１の方向に対して反対方向であるかまたは実質的に反対方向である。例えば、第１の方向および第２の方向は、回転軸に対して平行であるが、相反する方向であり得る。前述のステップは、切削し始めることと切削を終わらせることとの間として定義される第２の通過に含まれる。第２の通過は、必ずしも真っ直ぐな線に沿った第１の切削要素の移動ではない。切削仕上げ表面が、第２のノーズ切削刃によって形成される。第２のノーズ切削刃および第２の前方切削刃は、第２の前方切削刃が５～４５°、さらに好ましくは５～３０°の第２の切込み角で動作するように、動作する。

第２の切削要素は、第１の方向に旋削しているときには動作していない。第１の切削要素は、第２の方向に旋削しているときには動作していない。

方法は、第２の方向に旋削しているときに鈍角の前逃げ角を形成するように第２の後方切削刃をセットするさらなるステップを含むことが好ましい。前述の前逃げ角は、好ましくは９１°～１３５°であり、さらに好ましくは９３°～１２０°である。

方法は、第１の方向に旋削しているときに少なくとも９１°の前逃げ角を形成するように第１の後方切削刃をセットするさらなるステップを含むことが好ましい。

方法は、第２の方向に旋削しているときに第１の通過において機械加工された表面の少なくとも一部分を旋削するさらなるステップを含むことが好ましい。

第１のノーズ切削刃が金属被加工物から離れる方向に移動させられるようにまた第２のノーズ切削刃が金属被加工物に向かって移動させられるように旋削工具を移動させるステップは、連結中心軸の周りでの旋削工具の回転を伴わないことが好ましい。前述のステップは、好ましくはＣＮＣ旋盤のＹ軸に沿った旋削工具の直線移動であることが好ましい。それにより、割出し時間は、回転移動と比較して短縮され得る。

旋削工具は、第１の通過中、第２の通過中、または第１の通過と第２の通過との間、連結軸の周りで回転しないことが好ましい。旋削工具は、第１および第２の通過中、または第１の通過と第２の通過との間、連結軸に対して平行な任意の軸などの任意の他の軸の周りで回転しないことが好ましい。

方法は、第１および第２の方向に旋削しているときに回転軸に沿って一定距離だけ離隔された第１および第２のノーズ切削刃を配置するステップを含むことが好ましい。第１の通過と第２の通過との間のステップ中も好ましい。

方法は、連結軸を回転軸に対して垂直にセットするセットを含むことが好ましい。

方法は、挟持手段により金属被加工物を挟持するステップを含むことが好ましく、その場合、挟持手段は、３ジョーチャックを含む。

挟持手段から第２のノーズ切削刃までの距離は、挟持手段から第１のノーズ切削刃までの距離よりも短いことが好ましい。

第２のノーズ切削刃は、第１の方向に旋削しているときに第１のノーズ切削刃の前方に位置することが好ましい。

第１のノーズ切削刃は、第２の方向に旋削しているときに第２のノーズ切削刃の前方に位置することが好ましい。前方に（ａｈｅａｄ）とは、回転軸に沿った送り方向における前方と理解されるべきである。

第２の通過は、隅部から離れる方向におけるものであることが好ましい。隅部または肩部は、回転軸と同心の第１の表面と回転軸に対して垂直な第２の表面との間の交差部として定義される。第１の表面は、外部表面、または内部表面すなわち内腔の内側の表面であってよい。第１の表面は、外部表面、すなわち径方向外側の表面であることが好ましい。

本発明の一態様によれば、ＣＮＣ旋盤によって実行されたときにＣＮＣ旋盤に上記の方法のいずれかによるステップを行わせる命令を有するコンピュータプログラムが提供される。

前述のコンピュータプログラム、またはコンピュータプログラム製品は、ＣＡＭソフトウェア製品、すなわちコンピュータ支援製造のためのソフトウェアに含まれ得る。前述のコンピュータプログラムは、ＵＳＢスティック、ＣＤ－ＲＯＭ、またはデータストリームなどのコンピュータ可読媒体の形態であってよい。

次に、本発明の実施形態の記述により、また、添付の図面を参照することにより、本発明をより詳細に説明する。

一実施形態による旋削工具の斜視図である。 図１における旋削工具の側面図である。 図１における旋削工具の正面図である。 図１における旋削工具の上面図である。 図４におけるセクションＢの拡大図である。 図１における旋削工具および金属被加工物の上面図である。 図１における旋削工具および金属被加工物の側面図である。 図１における旋削工具および金属被加工物の上面図である。 旋削工具を第１の方向に移動させることの概略図である。 旋削工具を第２の方向に移動させることの概略図である。 第１の切削要素、および回転している金属被加工物を断面で示す概略図である。

図における全ての旋削工具は、一定の縮尺で描かれている。

一実施形態による旋削工具１を示す図１～８を参照する。旋削工具１は、連結部３を備える。連結部３は、連結軸Ａ２に沿って延在する。連結軸Ａ２は、旋削工具１の長手軸を画定する。連結部３は、円錐形または実質的に円錐形の部分を備える。例では、実質的に円錐形の部分は、産業界ではＣｏｒｏｍａｎｔ Ｃａｐｔｏ（登録商標）として知られているものに従う。連結部は、横断面が正方形または矩形の形状などの他の形状を有してよく、前述の横断面は、連結軸に対して垂直である。

旋削工具１は、第１の旋削インサート７の形態の第１の切削要素７、第２の旋削インサート８の形態の第２の切削要素８、および、第３の旋削インサート９の形態の第３の切削要素９を備える。第１の旋削インサート７は、第１のノーズ切削刃５の形態の第１の切削刃５、第１の前方切削刃１２、および第１の後方切削刃１４を備える。第１のノーズ切削刃５は、第１の前方切削刃１２および第１の後方切削刃１４を分離しかつ接続する。第１の旋削インサート７は、第１の頂面２０および反対側の第１の底面を備える。第２の旋削インサート８は、第２のノーズ切削刃６、第２の前方切削刃１３、および、第２の後方切削刃１５を備える。第２のノーズ切削刃６は、第２の前方切削刃１３および第２の後方切削刃１５を分離しかつ接続する。言い換えれば、第２の前方切削刃１３および第２の後方切削刃１５は、第２のノーズ切削刃６に向かって収束する。第２の切削要素８は、第２の頂面２１および反対側の第２の底面を備える。

第１の中央平面Ｐ１が、第１の頂面２０と第１の底面との間の中ほどにまたは実質的に中ほどに延在する。第１の中央平面Ｐ１は、第１の底面に対して平行であるかまたは実質的に平行である。対応する態様で、第２の旋削インサート８は、第２の頂面２１および反対側の第２の底面を備え、第２の中央平面Ｐ２が、第２の頂面２１と第２の底面との間の中ほどにまたは実質的に中ほどに延在する。第３の旋削インサート９は、その頂面と底面との間の中ほどに第３の中央平面Ｐ３を有して、対応する態様で配置される。前述の頂面２０、２１は、すくい表面として機能するのに適している。第１、第２、および第３の中央平面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、平行な平面または実質的に平行な平面において延在する。例えば図２に見られるように、第１の頂面２０および第２の頂面２１は、同じ方向にまたは実質的に同じ方向に面しており、この方向は、図２では上方である。

図３に見られるように、連結軸Ａ２から第２のノーズ切削刃までの距離は、連結軸Ａ２から第１のノーズ切削刃５までの距離よりも大きい。前述の距離は、図３では水平に測定される。言い換えれば、連結軸を含む第１の平面からの前述の距離、前述の第１の平面は、第１の中央平面に対して垂直である。したがって、前述の距離は、前述の第１の平面から第１のノーズ切削刃５までおよび第２のノーズ切削刃６までのものである。図４、および図４におけるセクションＢの拡大図である図５に見られるように、上面図では、第１の前方切削刃１２と第１の後方切削刃１４との間の第１の二等分線が、第２の前方切削刃１３と第２の後方切削刃１５との間の第２の二等分線に関して４５～９０°の角度を形成する。第１の後方切削刃１４および第２の後方切削刃１５が互いに関して６～２０°の角度を形成することも分かる。さらに、第１の前方切削刃１２から第２の前方切削刃１３までの距離は、第１の前方切削刃１２から第２の後方切削刃１５までの距離よりも短い。第１の前方切削刃１２と第１の後方切削刃１４との間の角度として定義される第１のノーズ角は、鋭角である。第２の前方切削刃１３と第２の後方切削刃１５との間の角度として定義される第２のノーズ角は、鋭角である。例えば図４では、第１のノーズ切削刃５および第２のノーズ切削刃６は、長手方向に等しいかまたは実質的に等しい距離のところに位置する。第１のノーズ切削刃５および／または第２のノーズ切削刃６は、旋削工具１の長手方向に最も遠位の部分であり、ここで、長手方向に（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ）とは、連結軸に沿うまたは連結軸Ａ２に対して平行な線に沿うとして定義される。

図５では、第１の旋削インサート７および第２の旋削インサート８は、上面図において部分的に重なり合う。

図６は、ＣＮＣ旋盤（図示せず）のための旋削方法の第１のステップの一例を示す。金属被加工物２が、その回転軸Ａ１の周りで１つの方向５０に回転している。旋削工具１の連結部３は、ＣＮＣ旋盤（図示せず）に接続され、より具体的には、連結部は、機械インターフェースに接続される。連結軸Ａ２は、回転軸Ａ１に対して垂直である。旋削工具１は、第１のノーズ切削刃５が切削するように、また、第１の前方切削刃が鋭角の切込み角を形成するように、第１の方向１７に移動させられる。第１の後方切削刃１４は、鈍角の前逃げ角を形成する。第２および第３の旋削インサート８、９は、金属被加工物２から離隔されている。第２のノーズ切削刃は、第１の方向１７において第１のノーズ切削刃５の前方に位置する。第１の方向は、回転軸Ａ１に対して平行である。

第１のステップの後、旋削工具１は、図７に見られるように、連結軸Ａ２に対して垂直でありかつ回転軸Ａ１に対して垂直である方向１９に移動させられる。前述の方向１９は、第１の頂面２０が面しているのと同じ方向であるかまたは実質的に同じ方向である。前述の方向１９は、旋削工具１が接続されるＣＮＣ旋盤（図示せず）のＹ軸に沿ったものである。前述の方向１９は、回転軸Ａ１に関して径方向ではなく、むしろ、金属被加工物２に関して接線方向である。旋削工具１の前述の移動は、第１のノーズ切削刃が金属被加工物２からさらに離れる方向に移動され、また、第２のノーズ切削刃６が金属被加工物２のより近くにまたは金属被加工物２に向かって移動させられるような、直線移動である。第１、第２、または第３の切削インサート７、８、９のいずれも、切削していない。

図８は、図７に示されたステップの後のステップであるさらなるステップを示す。旋削工具１は、第２の前方切削刃１３が５～４５°である鋭角の第２の切込み角βで切削するように、第２の方向１８に移動させられる。切削仕上げ表面が、第２のノーズ切削刃６によって形成される。第２の方向１８は、第１の方向１７に対して反対方向であるかまたは実質的に反対方向である。第２の後方切削刃１５は、鈍角の前逃げ角を形成する。第１のノーズ切削刃は、第２の方向において第２のノーズ切削刃６の前方に位置する。第１および第３の旋削インサート７、９は、金属被加工物２から離隔されている。図６に示されたステップから得られる切削仕上げ表面の少なくとも一部分が、図８に示されたステップにおいて機械加工される。

金属被加工物は、上記で説明されてきたものと比較して、様々な形状を有し得る。金属被加工物は、棒、中空棒、またはその回転軸の周りに回転対称性を有するかもしくは実質的に回転対称性を有する任意の他の形状の形態であってよい。機械加工され得る形状は、上記で説明されてきたものとは異なる構成のものであってよい。例えば、形状は、１つの側壁だけでなく、２つの側壁、すなわち回転軸に対して垂直な平面における２つの表面を有してよい。言い換えれば、旋削工具は、外部溝を機械加工するために使用され得る。

図９は、旋削工具を第１の方向１７に移動させることの概略図であり、第１の切削要素７は、切削している。第１の方向１７は、送り方向である。第１の前方切削刃は、５～４５°である第１の切込み角αを形成し、第１の後方切削刃は、少なくとも９１°の鈍角の前逃げ角γを形成する。第２の切削要素８は、金属被加工物２から離隔されている。切削仕上げ表面２５が、第１の切削要素７によって形成される。より具体的には、表面２５は、第１のノーズ切削刃５によって形成される。

図１０は、旋削工具を第２の方向１８に移動させることの概略図であり、第２の切削要素８は、切削している。第２の方向は、送り方向である。第２の前方切削刃は、５～４５°である第２の切込み角βで切削しており、第２の後方切削刃は、鈍角の前逃げ角δを形成する。図９に見られる第１の方向１７に旋削工具１を移動させているときに機械加工された表面２５の少なくとも一部分が、図１０において第２の切削要素８によって機械加工される。

図９は、第１の機械加工ステップを示し、図１０に示されたステップが続く。図１０では、第２の切削要素８は、図９における第１の切削要素７とは回転軸Ａ１の同じ側にあり、第１の頂面は、第２の頂面とは同じ方向に面している。

図２４および２５における金属被加工物２は、挟持手段６０により一方の端部において挟持されている。前述の挟持手段６０は、ＣＮＣ旋盤（図示せず）の一部である回転スピンドルまたは回転可能なスピンドル（図示せず）に接続されかつそのようなスピンドルによって駆動される。前述の挟持手段は、コレットチャック、３ジョーチャック、またはフェイスドライバの形態であってよい。挟持手段６０から第２のノーズ切削刃６までの距離は、挟持手段６０から第１の切削刃５までの距離よりも短く、前述の距離は、回転軸Ａ１に対して平行な線に沿って測定される。図２４および２５では、第１の方向１７は、挟持手段６０から離れる方向であり、第２の方向１８は、挟持手段に向かう方向である。あるいは（図示せず）、第１の方向１７は、挟持手段６０に向かう方向であり、第２の方向１８は、挟持手段から離れる方向である。したがって、第１および第２の方向１７、１８は、回転軸Ａ１に沿った相反する方向である。したがって、相反する方向は、挟持手段に向かうかもしくは挟持手段から離れるものとして、または金属被加工物２の一方の長手方向端部に向かうかもしくは長手方向端部から離れるものとして理解される。したがって、第１および第２の方向１７、１８は、必ずしも直線状かつ回転軸Ａ１に対して平行ではない。

図１１は、第１の旋削インサート７の形態の第１の切削要素７、および回転する金属被加工物２を断面で示す概略図である。第１の旋削インサート７は、第１の頂面２０および第１の底面２２を備え、どちらも水平であるかまたは実質的に水平である。第１の中央平面Ｐ１が、第１の頂面２０と第１の底面２２との中間または実質的に中間に位置する。第１の中央平面Ｐ１は、第２の底面２２に対して平行であるかまたは実質的に平行である。金属被加工物２は、その回転軸Ａ１の周りで１つの方向５０に回転する。第１の頂面２０は、図において上方に面している。第１の旋削インサート７が切削しているときに、第２の旋削インサート（図示せず）は金属被加工物２から離隔されている。

図１０は、第２の方向１８がどの程度金属被加工物２の隅部から離れる方向にあるかを示す。言い換えれば、第２の方向１８は、回転軸Ａ１に対して垂直な平面内にある表面から離れる方向である。前述の隅部、または肩部は、回転軸と同心の表面と、回転軸に対して垂直な第２の表面との間の交差部である。前述の隅部は、９０°の隅部である。前述の隅部は、第２の切削要素によって完全に形成されることが好ましく、その場合、旋削工具は、旋削工具を第２の方向１８に移動させる直前に回転軸Ａ１に向かって移動させられる。

上記の実施形態において説明された第１および第２の旋削インサート７、８は、耐摩耗材料、好ましくは超硬合金から作られることが好ましい。第１および第２の頂面２０、２１は、チップ形成手段またはチップブレーク手段（図示せず）を備えることが好ましい。前述のチップ形成手段またはチップブレーク手段の少なくとも一部分からそれぞれの旋削インサートの中央平面までの距離は、頂面に境界を接している切削刃から前述の中央平面までの距離よりも大きいことが好ましい。言い換えれば、第１および第２の旋削インサートの頂面２０、２１は、側面図において切削刃よりも高いかまたは切削刃の上方に位置する少なくとも１つの突出部を備える。このようにして、旋削インサートは旋削により適する。

上記の実施形態において説明された第１および第２の旋削インサート７、８は、第１の前方切削刃１２が第１のノーズ切削刃５からの距離を増すにつれて下方にすなわち第１の底面２２に向かって傾斜しているように設計されることが好ましい。第２の前方切削刃１３は、対応する態様で配置されることが好ましい。このようにして、チップ制御がさらに改善される。

前方切削刃および後方切削刃は、それぞれの送り方向において前方および後方に位置するものであり、必ずしも旋削工具自体の前方向または後方向に関して前方または後方に位置するのではない。

Claims (16)

1. 連結部（３）を備える旋削工具（１）であって、
   前記連結部（３）が、連結軸（Ａ２）に沿って延在し、
   前記連結軸（Ａ２）が、前記旋削工具（１）の長手軸を画定し、
   前記旋削工具（１）が、第１の切削要素（７）および第２の切削要素（８）を備え、
   前記第１の切削要素（７）が、第１の切削刃（５）を備え、
   前記第２の切削要素（８）が、第２の前方切削刃（１３）および第２の後方切削刃（１５）を分離しかつ接続する第２のノーズ切削刃（６）を備え、
   前記第１の切削要素（７）が、第１の頂面（２０）を備え、
   前記第２の切削要素（８）が、第２の頂面（２１）を備える、
   旋削工具（１）において、
   前記第１の頂面（２０）および前記第２の頂面（２１）が、同じ方向または実質的に同じ方向に面していることを特徴とする、旋削工具（１）。
2. 前記第１の切削要素（７）が、第１の前方切削刃（１２）および第１の後方切削刃（１４）を備え、
   前記第１の切削刃（５）が、第１のノーズ切削刃（５）の形態であり、
   前記第１のノーズ切削刃（５）が、前記第１の前方切削刃（１２）および前記第１の後方切削刃（１４）を分離しかつ接続する、
   請求項１に記載の旋削工具（１）。
3. 上面図において、前記第１の前方切削刃（１２）と前記第１の後方切削刃（１４）との間の第１の二等分線が、前記第２の前方切削刃（１３）と前記第２の後方切削刃（１５）との間の第２の二等分線に関して４５～９０°の角度を形成する、
   請求項２に記載の旋削工具（１）。
4. 上面図において、前記第１の後方切削刃（１４）および前記第２の後方切削刃（１５）が、互いに関して６～２０°の角度を形成する、
   請求項２または３に記載の旋削工具（１）。
5. 前記第１の前方切削刃（１２）から前記第２の前方切削刃（１３）までの距離が、前記第１の前方切削刃（１２）から前記第２の後方切削刃（１５）までの距離よりも短い、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の旋削工具（１）。
6. 前記第１の前方切削刃（１２）と前記第１の後方切削刃（１４）との間の角度として定義される第１のノーズ角が、鋭角である、
   請求項２から５のいずれか一項に記載の旋削工具（１）。
7. 前記第２の前方切削刃（１３）と前記第２の後方切削刃（１５）との間の角度として定義される第２のノーズ角が、鋭角である、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の旋削工具（１）。
8. 前記第１のノーズ切削刃（５）および前記第２のノーズ切削刃（６）が、長手方向に等しいかまたは実質的に等しい距離のところに位置する、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の旋削工具（１）。
9. 前記第１のノーズ切削刃（５）および／または前記第２のノーズ切削刃（６）が、前記旋削工具（１）の長手方向に最も遠位の部分である、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の旋削工具（１）。
10. 前記第１の切削要素（７）が、第１の旋削インサート（７）の形態であり、
    前記第２の切削要素（８）が、第２の旋削インサート（８）の形態であり、
    前記第１の旋削インサートが、前記第１のノーズ切削刃（５）を備え、
    前記第２の旋削インサート（８）が、前記第２のノーズ切削刃（６）、前記第２の前方切削刃（１３）、および前記第２の後方切削刃（１５）を備える、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の旋削工具（１）。
11. 前記第１の旋削インサート（７）が、第１の頂面（２０）および反対側の第１の底面（２２）を備え、
    第１の中央平面（Ｐ１）が、前記第１の頂面（２０）と前記第１の底面（２２）との間の実質的に中ほどに延在し、
    前記第２の旋削インサート（８）が、第２の頂面（２１）および反対側の第２の底面（２３）を備え、
    第２の中央平面（Ｐ２）が、前記第２の頂面（２１）と前記第２の底面（２３）との間の実質的に中ほどに延在し、
    前記第１の中央平面（Ｐ１）および前記第２の中央平面（Ｐ２）が、平行な平面または実質的に平行な平面において延在する、
    請求項１０に記載の旋削工具（１）。
12. 上面図において、前記第１の旋削インサート（７）および前記第２の旋削インサート（８）が、部分的に重なり合う、
    請求項１０または１１に記載の旋削工具（１）。
13. 第３の切削要素（９）を備える、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の旋削工具（１）。
14. 前記連結部（３）が、横断面が正方形または矩形であるか、または、円錐形もしくは実質的に円錐形の部分を備える、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の旋削工具（１）。
15. ＣＮＣ旋盤のための旋削方法であって、
    金属被加工物（２）を用意するステップと、
    請求項１から１４のいずれか一項に記載の旋削工具（１）を用意するステップと、
    前記金属被加工物（２）をその回転軸（Ａ１）の周りで１つの方向（５０）に回転させるステップと、
    第１のノーズ切削刃（５）が切削するように第１の方向（１７）に旋削するステップと、
    前記第１のノーズ切削刃（５）が前記金属被加工物（２）から離れる方向に移動させられるように、また、前記第２のノーズ切削刃（６）が前記金属被加工物（２）に向かって移動させられるように、前記旋削工具（１）をある方向（１９）に移動させるステップと、
    前記第２の前方切削刃（１３）が５～４５°である第２の切込み角（β）で動作するように、前記旋削工具（１）を第２の方向（１８）に移動させるステップであって、
    前記第２の方向（１８）が、前記第１の方向（１７）に対して反対方向であるかまたは実質的に反対方向である、前記旋削工具（１）を第２の方向（１８）に移動させるステップと、
    を含む、旋削方法。
16. ＣＮＣ旋盤によって実行されたときに前記ＣＮＣ旋盤に請求項１５に記載のステップを行わせる命令を有する、コンピュータプログラム。

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