JP3795523B2 - フライス切削インサート - Google Patents

Description

本発明は好ましくは正方基本形のフライス切削インサートであって、請求項１に係る窪んだ平行ランドを具備し、直角コーナのフライス工作に適している斯ゝるフライス切削インサートに関する。通常、この種のインサートは被覆した、或いは未被覆のセメンテッドカーバイド製であるが、時にはある種のセラミック材が使用され得る。
工作物の直角コーナのフライス工作に用いる割付可能植刃（インデキシャブル・インサート）を具備した切削工具は、菱形や三角形の切削インサートをしばしば有している。これらは二、三個の切刃のみを有しているが、長期に亘って直角コーナを十分なサイド・クリアランスを以て切削することを可能にする唯一のインサートであると考えられてきた。従来の直角付き割付可能切削インサートは内位側面のフライス（ミリング）工作やターニング（施削）工作のために使用されるとき、このインサートをラジアル角やアキシャル角を以て位置付けることはインサートの低、内位コーナが工作された面上を引きずることなしには不可能である。従って、９０°内位肩部を切削するとき、主切刃と二次切刃或いは平行ランドの間の角が鋭角度になるインサートか、或いは負のラジアル角と正のアキシャル角を有するように工作本体に挿置された直角度付き切削インサートのいずれかを用いることが一般的慣行になっていた。
US-A-4 632 607には、割付可能切削インサートとして、直角コーナをフライス工作するために正方基本形を有し、そして４つの主切刃を含んで成ることによって実質的に改良された切削エコノミーを実現する斯ゝる割付可能切削インサートが開示されている。これは各主切刃が付属の主切刃に概して平行な方向で正方基本形の外側に突き出た突起に配設されている付属の二次切刃を有しているという事実によって達成される。この切削インサートは主切刃の長さよりも短い全切込み深さの場合に満足な工作を実行することが出来る。しかし、幾く回かのランの実行によって主切刃長を越える全切込み深さまでの工作を意図しているならば、突起が工作物に望ましくない溝を生み出す原因になる。
US-A-5 199 827には、フライス工作用の正方基本形をした別の割付可能切削インサートが開示されている。このインサートはフライス本体に正のアキシャル角で且つ負のラジアル角で以て傾斜するように企図されている。十分なアキシャル・クリアランス（逃げ）はインサートを負のラジアル角度で以て傾けることによって得られる。各側面（フランク面）はインサートコーナの１つに向かう方向へ進むにつれて幅が増大する平坦な逃げ面を備えるように形成される。平行ランドと主切刃の間の十分なラジアル・クリアランスは平行ランドと隣接主切刃の間の約０〜２°の角度によって得られるように意図されている。しかしながら、比較的短い平行ランドが顕著な応力を支持しなければならないので、このランドは摩耗してしまうことによって主切刃が工作物の工作された面と接触するに至る結果として、表面滑度の低減、発生熱量の増加、並びに切削力の増大をもたらすことが可能である。
従って、本発明の第１の目的は改良れたアキシャル・クリアランスを有するフライス切削インサートを提供することにある。
本発明のもう１つの目的はUS-A-4 632 607に開示されているような切削インサートに伴う不都合を除去するフライス切削インサートを設計することにある。
これらの目的と更に別の目的は請求項１の特徴条項に規定される構成を備えたフライス切削インサートを形作ることによって驚異的な仕方で達成される。
本発明は限定目的ではなく、説明目的のために、添付の図面を参照しながら更に説明される。これらの図面はこゝに提示される。
図１は真上から見たフライス切削インサートを示している。
図１Ａは図１の切削インサートのコーナ個所の拡大したものを示している。
図２は真横から見た図１に係る切削インサートの１部分を示している。
図３は図１の断面Ａ−Ａを示す。
図４は工作物に対する切削インサートの機械的な相対的位置付けの仕方を説明している。
図５は本発明に係る切削インサートの機能的な位置付けの仕方を説明している。
図５Ａは図５に係る切削インサートのコーナ部分の拡大したものを示している。
図６は下から斜めに見たインサートの変形例のコーナを示している。
図７は図１と同様に真上から見た変形コーナ部分を示す。
図８は図６のように真上から見た図６に係る変形コーナ部分を示す。
図９は図１Ａのように真上から見た変形コーナ部分を示す。
図１０は本発明のもう１つの例の上か斜め方向の斜視図である。
図１１は図１０に係る切削インサートのもう１つの斜視図である。
本発明に係る切削インサートは参照番号１によって全体的に指定される。一般に、このインサートは上面１と実質的に平坦な下面３を有している。図示例によれば、このインサートは優先的には正方基本形を有しているので、当該上、下面は実質的に同じサイズと形状の４側面４によって接続されている。しかしながら、これは別の基本形、例えば長方形や三角形の基本形を有することが出来る。正方基本形は、切削経済（エコノミー）にとって勿論最も有利であるところの４個の作動可能な主切刃を可能にする唯一のものであるが故に、好ましい。
上面２と側面４は主切刃５を形成する折れ線に沿って会合している。コーナにおいて、この主切刃５はコーナ切刃６として、普通は丸くなっているが、１以上の直線的チャンファ（面取り部）を含むものであり得る斯ゝるコーナ切刃に変化している。上面では、主ランド７が主切刃５とコーナ切刃６に接合している。この主ランド７には、切り粉面（チップ面）８、９が接合している。インサート・コーナにおける切り粉面８、９の間の遷移は傾斜した転移面１０を介して為される。中間切り粉面８のコーナ端はコーナ切り粉面９より高位にあるので、転移面１０はコーナ切り粉面９から中間切り粉面８の方へ上向きに傾斜している。両切り粉面８、９と転移面１０は、その内側境界が底面３と実質的に平行で且つ実質的に平坦な上位局面１１によって規定されている。上位局面１１の中央には、係留（ロック）ネジ、クランプ、係留ピン等々のような適宜の固定具を導入する中心貫通孔２１が配設されている。
この切削インサートは正の外形（ジオメトリ）を有している、即ち側面４は底面３の平面に対して鈍角をなし、且つ主切刃５によって規定される上平面に対して鋭角をなす平面に配位している。好ましくは、主切刃に隣接する側面４の部分は平坦な、或いは螺旋的に捩じられた主逃げ面１２であって、これらの下限において折れ線を介して二次逃げ面１３と接合している斯ゝる主逃げ面として形作られている。しかしながら、これとは別に採り得る形態として、主逃げ面１２を二次逃げ面１３が側面４と一致させた状態になるように配位させることも可能である。対応する主逃げ面１４と二次逃げ面１５はコーナ切刃６の下に配設される。
本発明の必須の特徴は平行ランド、或いは工作面を作る切削インサートの切刃である平行ランド切刃の形態である。図において、この切刃は１６、１６Ａ，１６′、１６″によって指定されていて、これは主切刃に対し、そして更に可能性としてはコーナ切刃に対し、相対的に押し下げられている。この押し下げ形態は図２、６に示されている。このレベル差は0.05mmと0.5mm、好ましくは0.1mmと0.4mmの間の値である。平行ランド切刃は切削インサートの中心から突出し且つ二次逃げ面１９に接続している、好ましくは折れ線１８或いは半径面（丸味面）を介して接続している突起１７に配設されている。この逃げ面１９は平坦か、やゝ湾曲していて、二次逃げ面４、１５の方では折れ線２０或いは滑らかな半径遷移部（丸味遷移部）によって境界付けられている。或いは、逃げ面１９は二次逃げ面１３と、折れ線２０が両者間に介在した関係において、同じ平面に配位してもよい。
他の逃げ面と同じく、平行ランドの下にある二次逃げ面１９は正の逃げ面であって、底面から延長した面に対して角度αをなす。適当な態様では、この角度は５０°と８０°の間の、好ましくは６０°と７７°の間の値である。突起１７の底面に対する角度βはαと同じ大きさにして、突起の逃げ面を二次逃げ面１９と一致させるか、好ましくは幾分小さく、適当な値としては５０°と７５°の間の値、好ましくは５３°と７０°の間の値、但しβ≦α、にすることが出来る。
平行ランド切刃１６は突起１７の上、前位端縁に沿った折れ線である。図１〜９によれば、この前位端縁は窪み、即ち凹所２２によって主切刃とコーナ切刃に対して押し下げられている。切削インサートの残部と同様に、この凹所は好ましくは焼結前に加圧成形されるが、研削成形することも出来る。適切な形態では、凹所は長方形、扇形、扇形の切頭形、或いは台形の断面を有している。
図３の断面Ａ−Ａで最も鮮明に理解できるように、凹所２２は底面３に対して負の値に角度付けることが出来る。しかしながら、凹所の傾斜度は比較的広い限界範囲で、例えば＋２０°と−２０°、好ましくは＋５°と−１０°の間で変動させ得る。
他の作業切刃に対し平行ランドの押し下げ、突出位置によって、これまで得られなかった多数の利益が図４から最も良く分かるように達成された。フライス（ミリング）切削インサートをこれが正のアキシャル傾度を有するように機能的に位置付けることによって、面工作用の相対的底位の平行ランド切刃１６Ａは前方へ傾けられる。例えば、主切刃とさらに刃（ワイパエッジ）の間のレベル差が約0.2mmであるならば、さらい刃１６Ａの前方傾斜は正のアキシャル傾度によって実現され、それによってUS-A-5 199 827に開示の切削インサートとの比較において更に約0.07mmだけ突出することになる。これは工作面と主切刃５Ａの間の逃げ（クリアランス）を広げることに寄与する。このクリアランスは図４において、当該切刃５Ａと工作物２５の間の楔形の遊びの状態で以て見ることが出来る。これに対応して、平行ランド切刃１６Ｂは切削インサートの負のラジアル傾度によって前方へ傾けられ、従って当該切刃が工作物の垂直面と接触しないことからこれが工作物に対して如何なる溝も付与することはない。これとは逆に、主切刃５Ｂはその全長に亘って係合した状態にあり、これも目的とするものである。
本発明の枠組みの中で、平行ランド切刃は複数の態様を採りる。従って、これは実質的に真直ぐであり得るし、図６、８から分かるようにコーナ切刃６に対して接続した丸味のある凹状湾曲部として形成されている接続部分（ラジアル・コネクション）２３を有し得る。更に、平行ランド切刃は真っ直ぐであり得るし、図７に従ってコーナ丸味部に対して接続した直線的面取り部（チャンファ・コネクション）２４を有し得る。更に、平行ランド切刃は図９の切刃１６′で図示説明されている通りにやゝ湾曲化され得る、即ち丸味のあるものにすることが出来る。
更に、平行ランド切刃は図１０、１１に従って形作ることが出来る。図１〜８に係る事例と同じく、主切刃５と平行ランド切刃１６″との間には比較的鋭い形態の遷移部２６がある。しかしながら、記述の事例とは逆に、コーナ切刃に対して無段差的で且つ連続的に移行する遷移部として、これまた主切刃との比較において押し下げられている斯ゝる無段差、連続的遷移部がある。平行ランドの切刃１６″に隣接した最下位点から、コーナ切刃６″が次の主切刃の方向に進むにつれて立ち上がる。また、この主切刃５の１部分、即ち部分５″は幾分傾斜している。従って、上向き傾斜は平行ランド切刃１６″の個所で垂直的に開始し、次いでコーナ切刃６″に沿って連続的且つ実質的に均等に進み、その進行は切刃５″、５の間の遷移部に至るまで終わらない。適当な態様では、切刃部分５″は≦３mmである。平行ランド切刃は適切には≦２mmである。
押し下げられた（窪んだ）コーナ切刃を伴うこの構造によって、切削インサートは相対的に一段と切削し易すくさえなったし（相対的に切削力が低下し）、これは非常に滑らかな面を工作し、グレンの生成の原因には成らない。更に、コーナ切刃は図１〜９に係る事例と比較して、１°と２°の間の値になる相対的に大きなクリアランスが得られた。

Claims (10)

1. 工作物（２５）の内側の直角コーナを切り粉出し工作するためのフライス切削インサートであって、該フライス切削インサートが上面（２）、底面（３）並びに当該両面に接続した側面（４）を含んで成り、丸いコーナ部（１４、１５）が当該側面同士の間に設けられており、上面（２）は主切刃（５）に沿って側面（４）に接続し且つコーナ切刃（６）に沿ってコーナ部へ接続しているフライス切削インサートにおいて、
   各作業コーナ部に接続した突起（１７）が配設されており、当該突起の上面が隣接する主切刃に対して押し下げられていて、当該突起の上側前位端縁が少なくとも部分的に該工作物の面を工作するためのさらい刃（１６）を構成し、当該さらい刃（１６）が真上から見て隣接する主切刃（５）の外側に配位していることを特徴とするフライス切削インサート。
2. 該突起の上面が該切削インサートの上面の凹所によって押し下げられていることを特徴とする、請求項１に係るフライス切削インサート。
3. 該突起（１７）の上面が隣接するコーナ切刃（６、６′）に対しても押し下げられていることを特徴とする、請求項１或いは２に係るフライス切削インサート。
4. 該コーナ切刃（６″）が該主切刃に対して押し下げられ、該コーナ切刃（６″）の最下位点が該さらい刃（１６）に接続し、次いで次の主切刃（５）の方向へ上り傾斜していることを特徴とする、請求項１或いは２に係るフライス切削インサート。
5. 該インサートはポジ型の外形のものであり、該側面（４）が該上面（２）に対して鋭角をなし且つ該底面（３）に対して鈍角をなしていることを特徴とする、請求項１或いは２に係るフライス切削インサート。
6. 該突起（１７）の下に配位する二次逃げ面（１９）が該切削インサートの該底面によって規定される平面に対して鋭角（α）をなすことを特徴とする、請求項５に係るフライス切削インサート。
7. 該突起（１７）の逃げ面が該切削インサート底面によって規定される平面に対して鋭角（β）をなし、当該角度が該二次逃げ面（１９）によって形成される対応した角（α）より小さいか、或いは同じ大きさであることを特徴とする、請求項６に係る切削インサート。
8. 該インサートが基本的に正方形であり且つ４個のさらい刃（１６）を含み、各々の該さらい刃が付属する突起（１７）に配設されて成ることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に係る切削インサート。
9. 該さらい刃（１６、１６′）が湾曲しているか、或いは真直ぐであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に係る切削インサート。
10. 工作物の内側の直角コーナを切り粉出し工作するためのフライスカッター工具であって、該フライスカッター工具が回転中心軸線に関して回転可能であって、割出し可能なフライス切削インサートを着脱可能に収納するためのインサート座を含んで成るフライスカッター工具において、
    該フライスカッター工具が請求項１〜９のいずれか１項に係る少なくとも１つのフライス切削インサートを含んで成ることを特徴とするフライスカッター工具。

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