JP3755832B2 - 丸コーナーを有する切削インサート - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、フライス、特に正面フライス用の切削インサートに関する。この切削インサートは、主切れ刃と副切れ刃とを有し、切削作業中、主切れ刃は加工面を横切る方向に向けられワークの周囲方向の切削作業を行い、副切れ刃は加工面と実質的に平行に向けられ加工面を仕上げるワイパーとして作業する形式のものである。
発明の背景
正面フライス削り作業、特に鋳物製エンジンブロックであって正面フライスの直径より小さい面幅を持ったものの正面フライス削り作業においては、いわゆる「フリッタリング」（frittering）又は「チッピング」（chipping）の問題が存在する。この問題は、作動している切削インサートがワークのエッジに近づいた場合、そこの寸法が、そこに作用している切削力に耐えられないほど小さくなったときに、寸法が連続的に減少していくワークのエッジに隣接したワークの非切削部分が剪断で剥がされことに関連した問題である。これにより、ワークのエッジに隣接した機械加工面の品質が本質的に損なわれる。
上の影響を減らすために、比較的大きい半径のコーナー部分を経て副切れ刃に移行する主切れ刃を有する切削インサートが提供された。図１ａ及び１ｂに示されるように、比較的大きい半径の機能コーナー部分Ａを有しかつワークＷの面に関して傾けられたインサート切れ刃Ｃのリード角Ｂは、切れ刃がワークのエッジＤに接近するに従って連続的に減らされる。これにより、ワークの非切削部分Ｅに作用する切削力は減らされ「チッピング」の危険が減らされる。
「チッピング」の影響を更に軽減できかつこれがインサートの使用寿命を犠牲にすることのない新たな切削インサートを提供することが本発明の目的である。
発明の概要
本発明により、正面フライス削り用フライスに使用する切削インサートであって、このインサートは、上面、下面、及び側面、並びに上面と隣接側面との間の交差により形成された少なくも１対の主切れ刃及び副切れ刃を有し、
切れ刃は比較的大きい半径の切削コーナー部分を経て移行し、前記コーナー部分にはインサートの前記上面に形成されたランドが設けられ、このランドは、主切れ刃に隣接したコーナー部分の区域における負の値から副切れ刃に隣接したコーナー部分の区域における正の値に連続的に変化する傾斜角でインサート下面に対して傾けられる
前記切削インサートが提供される。
インサートコーナー部分のランド傾斜の負から正へ連続的な変動は、Ｋランドとして知られるランドが不変であることが最も多くかつインサートの切れ刃を強化するためにこれに沿った有効くさび角が増加するような方向に傾けられた特定の種類の切削インサートにおける通常のランド設計とは異なる。本発明においてはランド設計は次の通りである。即ち、切削作業中、インサートコーナー部分がワークのエッジに接近し、従ってワークの非切削部分の強度が連続的に減少するとき、コーナー部分のランドに、従ってワークの非切削部分に作用する切削力の方向の連続的変化を与え、これにより「チッピング」の危険が本質的に減らされるような設計である。一方では、ランドはコーナー部分のある部分に沿ってのみ正の傾斜を有し、ランドのその他の部分に沿っては負であることにより、コーナー部分は確実に十分な強度に維持される。
従って、本発明の切削インサートでは、コーナー部分は大きい曲率半径を持ち、これにより、切削コーナーがワークのエッジに接近したときにリード角を確実に徐々に減らすだけでなく、コーナー部分のすくい面における捩れた形のランドの形成も可能とし、これにより「チッピング」効果を本質的に減らすことができる。
コーナー部分の中心点と副切れ刃との間の距離は、コーナー部分の半径より小さいことが好ましい。
好ましくは、主切れ刃は、コーナー部分に対して接線方向に向けられかつ滑らかにコーナー部分に移行し更に負のランドが設けられ、コーナー部分の前記ランドは主切れ刃の前記ランドに滑らかに移行する。副切れ刃もまたランドが設けられる。このランドが正であるときは、これはコーナー部分の隣接部分の正のランドに滑らかに移行する。
【図面の簡単な説明】
本発明のより良き理解のため及び実際にこれを如何に実施することができるかを示すために付属図面が参照されるであろう。図において、
図１ａ及び１ｂは、本発明の関係する種類の切削インサートの切削作業中におけるワークのエッジへの接近の際の異なった瞬間におけるコーナー部分を図式的に示し、
図２ａは、本発明による切削インサートの平面図であり、
図２ｂは、図２ａに示された切削インサートの線II−IIに沿った断面図であり、
図２ｃは、図２ａに示されたインサートの斜視図であり、
図２ｄは、図２ａに示されたインサートの側面図であり、
図３は、図２ａに示された切削インサートの大縮尺で示された区域IIIであり、
図４、５、６、７、８及び９は、図３に示されたコーナー部分の点Ｐ４、Ｐ５，Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８及びＰ９と中心点Ｏとを連結している半壊方向の線に沿った断面図であり、
図１０は、図４及び５におけるようなコーナー部分が図１ａに示されたように切削中のワークのエッジの付近に置かれたときの切削インサートの側面図を示し、そして
図１１は、図８及び９におけるようなコーナー部分が図１ｂに示されたように切削中のワークのエッジの付近に置かれたときの切削インサートの側面図を示す。
好ましい実施例の詳細な説明
図１ａ及び１ｂは、ワークＷの正面フライス削り中の、本発明が関係する種類の切削インサートのコーナー部分Ａを示す。切れ刃ＣがワークのエッジＤに接近すると、インサートのコーナー部分Ａの大きい半径のため、コーナー部分Ａの切れ刃Ｃの加工面に関するリード傾斜角Ｂが図１ａに示されたものと比較して小さくされ、これによりエッジＤにおける「チッピング」効果を減らすことが図１ｂに示される。
図２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄは本発明による切削インサート１を示す。見られるように、切削インサート１は両面型であり、各辺に同様な割出し可能なサイドエッジ２、３及び４を有する一般に三角の形状を有し、各サイドエッジは上面５又は下面（番号なし）と隣接側面７との交差に形成される。インサートの総てのサイドエッジが同様であることを考え、１個のサイドエッジ、例えばサイドエッジ２だけが更に詳細に説明されるであろう。
サイドエッジ２は、隣接した主インサートコーナー８の間に含まれ、かつ実質的に中央に配置された主切れ刃１０を備える。この主切れ刃は、その各側において副切れ刃１１に移行し、主切れ刃と副切れ刃の延長との間の角度は約４５°である。
図２ｃ及び２ｄに見られるように、各主切れ刃１０は一般に中低であり、中央コンポーネント切れ刃１４と２個の横側コンポーネント切れ刃１６とを備え、後者は真っすぐであり更にインサートの下面に向かいかつ中央コンポーネント切れ刃１４に向かって傾斜している。横側コンポーネント切れ刃は真っすぐであるため、インサートが工具に取り付けられたとき、一定で比較的大きい軸方向すくい角を提供する。
図２ａに見られかつ図３によく示されるように、各副切れ刃１１は切削コーナー部分１２を経て主切れ刃に移行する。コーナー部分１２は湾曲し、好ましくは０.５mm以上の半径Ｒを持つ。主切れ刃１０は、コーナー部分１２に関して接線方向に向けられる。副切れ刃１１はコーナー部分１２に対して接線方向でないことが好ましく、またコーナー部分１２の中心点Ｏと副切れ刃１１との間の距離はコーナー部分１２の半径Ｐより小さいことが好ましい。これにより、切削中、主切れ刃及びコーナー部分による切り屑の切削は、点１３又はコーナー部分と副切れ刃１１との移行点に隣接したコーナー部分の区域で確実に終わる。
図３に見られるように、切削インサート１の上面５はランド１５を有し、このランドは主切れ刃１０に沿って形成されたランド部分２０、副切れ刃１１に沿って形成されたランド部分２１、及びコーナー部分１２に沿って形成されたランド部分２２よりなる。
切削コーナーの中心Ｏを通りそしてコーナーの点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８及びＰ９を通る半径方向の線に沿ったコーナー部分１２の断面図を示す図４ないし９に見られるように、ランド１５の傾斜角γは、主切れ刃１０に隣接したコーナー部分１２の点Ｐ４、Ｐ５及びＰ６における負の値（γ１、γ２、γ３）から、副切れ刃１１に隣接したコーナー部分１２の点Ｐ８及びＰ９における正の値γ４、γ５に変化する。図７は、好ましくは主切れ刃１０より副切れ刃１１の近くに置かれた遷移域におけるランド部分２２の中立の方向を示す。主切れ刃１０を強化するために、そのランド部分２０は、負であってかつコーナー部分のランド部分２２に滑らかに移行することが好ましい。副切れ刃１１のランド部分２１は、特にインサートの工具への取付け方法に応じた適宜の所要傾斜を持つことができる。説明された実施例においては、副切れ刃１１のランド部分２１は正でありかつコーナー部分１２のランド部分２２に滑らかに移行する。
図３に見られるように、ランド１５の幅は、主切れ刃１０に隣接した最小値から副切れ刃１１に隣接した最大値に変化する。ランドの幅の範囲は好ましくは０.０５から０.３５mmである。
図２ｂ及び４ないし９に見られるように、切削インサート１の上面５には、ランド１５から下向きに傾斜しかつインサートの全周に沿って伸びている切り屑形成用の溝２５が形成される。図２ｂに見られるように、切り屑形成用の溝２５は、主切れ刃に沿ってその最大深さを有し、そして副切れ刃において最小の深さを持つ。
図１０及び１１は、コーナー部分１２が、図１ａ及び１ｂに示されるように切削中のワークＷのエッジＤに接近しているときの、異なった二つの切削瞬間における切削インサートの部分側面図を示す。即ち、図１０は、ランド部分２２が負であるコーナー部分の領域がワークのエッジＤに隣接して置かれた瞬間を示し、図１１は、ランド部分２２が正であるコーナー部分の領域がワークのエッジＤに隣接して置かれた瞬間を示す。見られるように、負から正へのランド傾斜の変化のため、切削力Ｆ、及び特にランド２２、従ってワークＷの非切削部分Ｅに作用するその成分Ｆ１はその方向を変え、これによりコーナー部分の点１３は、非切削部分Ｅがここから分離されるより前にワークのエッジＤに達することができる。
本発明による切削インサート及び上述されたその種々の特徴は、図面に示されたものとは異なった設計とすることができる。例えば、切削インサートは、三角形で両面型である必要はない。
図面に使用される記号
Ｗ ワーク
Ａ コーナー部分
Ｂ リード角
Ｃ 切れ刃
Ｄ ワークのエッジ
Ｅ ワークの非切削部分
１ 切削インサート
２，３，４ インサートの割出し可能なサイドエッジ
５ インサートの上面
７ 側面
８ 主インサートコーナー
１０ 主切れ刃
１１ 副切れ刃
１２ コーナー部分
１３ コーナー部分１２と副切れ刃１１の移行点
１４ 主切れ刃の中央コンポーネント
１５ ランド
１６ 主切れ刃の横側コンポーネント
２０ 主切れ刃１０のランド部分
２１ 副切れ刃１１のランド部分
２２ コーナー部分１２のランド部分
２５ 切り屑形成用の溝

Claims (5)

1. 正面フライス削り用フライスに使用する切削インサートにおいて、上面、下面及び側面を有しかつ少なくも１対の主切れ刃及び副切れ刃が上面と隣接側面との間の交差により形成されているインサートであって、
   切れ刃は比較的大きい半径の切削コーナー部分を経て移行し、前記コーナー部分にはインサートの前記上面に形成されたランドが設けられ、
   前記ランドは、主切れ刃に隣接したコーナー部分の区域における負の値から副切れ刃に隣接したコーナー部分の区域における正の値に連続的に変化する傾斜角でインサートの下面に対して傾けられている
   前記切削インサート。
2. コーナー部分の中心点と副切れ刃との間の距離がコーナー部分の半径よりも小さい請求項１による切削インサート。
3. ランドの負の傾斜部分と正の傾斜部分との間のランドの遷移域が主切れ刃よりも副切れ刃に近く置かれる請求項１による切削インサート。
4. 主切れ刃はコーナー部分に対して接線方向に向けられかつコーナー部分に滑らかに移行し更に負のランドが設けられ、コーナー部分の前記ランド部分は主切れ刃の前記ランドに滑らかに移行している請求項１による切削インサート。
5. 副切れ刃に正のランドが設けられ、これがコーナー部分の隣接部分の正のランドに滑らかに移行する請求項１による切削インサート。

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