JP4125596B2 - 削りくず形成機械加工のための工具と工具保持器 - Google Patents
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Description
発明の技術分野
第1の形態において、本発明は、保持器と、溝を介して離間された数個の第1の長く狹い***部を具備する第1の連結表面を有する切削本体とを具備して構成される型の削りくず除去機械加工のために意図された工具に関し、前記***部は相互に平行でありまた断面が先細の形状であり、前記連結表面が保持器の第2の連結表面又はこれに連結された部分と係合するよう配置され、前記第2の連結表面には切削本体を保持器に対し固く取付けるために同様な平行の第2の***部と溝が形成され、それにより対応の連結表面の個々の***部が頂端と前記溝の離間した底部空間に向って延びる2つの対向する逃げ面とによって区画されるようにする、切りくず除去工具に関する。
【0002】
上記のような種類の工具は通常、鋼、アルミニウム、チタン等のような金属の部材を機械加工するのに用いられている。工具の保持器は例えば旋削目的のため固定するよう組立てられ、又は例えばフライス加工もしくは穴あけの目的で回転可能となっている。切削本体は保持器よりも著しく使用寿命が短い消耗品を構成しまたそのため保持器に取外し自在に連結され交換ができるようにする。切削本体は使用分野に応じて高度に変更し得る形状となっている。頻繁に見られる切削本体は、頂面、少なくとも1つの側面又は周面、及び底面を有する型の平坦で多角形又は丸い切削インサートからなり、それにより1つ又はそれより多い切削刃が頂面と周面との間の遷移部分に形成されるようにする。他の切削本体は切削刃が形成される回転対称の包絡面を有する型の回転自在の切削ヘッドからなっている。このような切削本体は例えばドリル、エンドミルその他に見られる。
【0003】
切削本体をできるだけ安定するようにかつ確実に保持器に連結することが何時も目的とされてきた。これまでは、普通の平坦な切削インサートは全体にわたって平坦な底面が形成され、それによりこの切削インサートが、切削インサートの底面が押しつけられる平面の底と切削インサートの側面が押しつけられる1つ又は複数の側壁とを有する台座又はいわゆるインサート座において組立てられるようにしていた。しかし現在は、最初に述べた型の***部が設けられた共動する連結表面の使用が工具産業において採用され始めている。
【0004】
従来の技術
特許文献において、共動する***部つき連結表面又はいわゆるセレーション(鋸歯)の様々な実施態様がかなり豊富に記載されている。例えば、US 6102630 (Tool Flo Manufacturing. Inc.), WO99/19104 (Sandvik AB), WO99/19105 (Sandvik AB), WO97/16276 (Sandvik AB), SE 9702500-1 (Seco Tools AB), AU 213925 (Stanislas kryszek)及びUS 5810518 (Sandvik AB)を参照されたい。これら公知の構造において、この2つの共動連結表面又はセレーションの各一方は溝を介して離間された複数の平行で長く狹い***部を具備し、この***部は通常は台形状の断面形状となっている。より精密には、個々の***の外形は相互に約60°を形成する平面の又は平滑な逃げ面が形成される。さらにまた、この種の連結表面又は接触面の特徴構造は***部の頂端又は先端が付属の溝の中で底とはならないことである。このようにして、***部の逃げ面だけが相互に押しつけられ、それにより***部が相互にくさび締めされるようにする。
【0005】
現在の工具産業においては、開発が絶えずより速い切削作用の方向になされている。例えばアルミニウムのような比較的柔かい金属のフライス削りでは、機械加工が例えば10000m/分又はそれ以上の非常に高い切削速度すなわち周速度で行われる。このような切削速度でフライス削り作用をするためには、フライス削り工具が無制限に大きな直径とはならないように比較的高い回転速度が要求される。したがって、高速機械加工のため工具上に形成されているダイヤモンドは、切削力が最も重要である標準的な削りくず形成機械加工に関連するダイヤモンドとはある程度相違している。そのため、遠心力と不均衡な力がアルミニウム機械加工のためのフライス削り工具のような高速回転工具において中心的な役割りを演ずる。この点における重要な要素は工具自体の質量であり、これはある点では、高速回転フライス削り工具のために大きくするよう意図された切削インサート−担持−保持器又はフライス削りヘッドがアルミニウムのような軽い材料で作られていることを意味している。
【0006】
本発明の基礎を形成する研究は、***部の平面の逃げ面と他の点ではさほど良く考えられていない幾何学形状とを用いることに基礎を置いている最初に述べた型の従来の***部付き連結表面が、高速度回転工具に、特にこの工具が比較的薄く平坦な切削インサートからなっている時に、用いるには適していないことを示している。これに関連する重要なことは理論と実際との間の相違である。したがって、理論的には、***部の逃げ面は、理想的には平面でありまた相互に対しかつ連結接触面の共動***部に対して正確な角度と位置に位置決めされる。しかし、工具の保持器と切削本体のそれぞれの実際の製造(異なる場所で実施される)においては、寸法上の偏差が生じ、これにより***部の逃げ面の間の接触点又は接触面が、連結表面が保持器上での切削本体の組立て時に相互に係合するようにされた時に、制御されない不満足な状態で形成されることになる。とりわけ、実際の逃げ面の接触が連結接触面に“高く”生じる、すなわち、切削本体の一部分である***部のうちの1つ又はいくつかにおける逃げ面の一方又は両方が、保持器の連結表面の一部分である周面の***部の逃げ面の頂端部分にもっぱら接触するという事実により生じる。このため、特に、切削本体と保持器との間の接触面が、保持器の***部の頂端又は頂上部分の材料が破壊するため、簡単に剪断されることになる。さらにまた、隣接する逃げ面が異なる角度となっている限り、角度誤差が時には生じ、それにより逃げ面の間に隙間が生じるようになる。軽微の等分誤差又は形状誤差が同様に生じる。***部の間の制御されない普通の接触は工具が高い回転速度で作動された時に危険なことになる。例えば、切削本体を締めつけ固定するために設けられたねじが大きな引張り荷重を受け、各連結表面の***部が相互に対して動くことにより伸張されるようになり、このためある場合にはねじが離れ切削本体が保持器から解放され遠心力のため大きな力で投げ出されるようになる。また切削本体の通常は硬い材料の***部にひび割れが生じる。
【0007】
上記した公知の型の連結表面を有する工具の他の欠点は、切削本体の連結表面の個々の溝の底部の間隙が比較的深くまた不適当な幾何形状を有しているということである。これは、高速回転のフライス削り工具に用いるのに必要な型の比較的薄く平坦なまた軽量の切削インサートにおいてこのような連結表面を形成する可能性を制限するものとなる。とりわけ、溝が切削インサートの厚さに対して深すぎた場合に切削インサートが分離し又は割れるという大きな危険が生じる。
【0008】
発明の目的と特徴
第1の形態において、本発明は削りくず形成又は削りくず除去機械加工のために意図された工具を提供することを目的とし、該工具は工具の保持器とこれに取外し可能に連結された切削本体との間の改良された連結接触面を有している。したがって、本発明の主なる目的は、高い精密度の連結表面を有し、より精密には実際上工具の連続した製造に生じる軽微な寸法上の偏差に関係なく共動***部の逃げ面の間に制御された信頼性ある接触を保証する連結表面を有する工具を提供することである。この連結表面は、これに関連して、極めて高い機械的荷重に耐えるとともに保持器での切削本体の安定しかつ良く規定された固定を可能にする。他の目的は比較的薄い切削インサートの製造をこのインサートが使用中に分離したり破損したりする危険を生じることなく可能にする連結表面を有する工具を提供することである。この連結表面の幾何形状は特に、切削本体の材料に大きな引張り応力を生じさせることがない。本発明のさらに他の目的は工具の切削本体が連結表面を研摩することを要しないで正確に固定される工具を提供することである。
【0009】
本発明によれば、少なくとも主なる目的は請求項1の特徴部分に記載された特徴構成により達成される。本発明の工具の好適な実施態様はさらに請求項2〜14に規定されている。
【0010】
第2の形態において、本発明は切削本体に関する。本発明の切削本体の基本的特徴は請求項15に記載されている。本発明の切削本体の有利な実施態様はさらに請求項16〜26に記載されている。
【0011】
従来技術のさらなる説明
SE 9404266−0(Seco Tools AB )には、いわゆる切取り工具が記載されており、該工具は、溝を介して離間された複数の平行な***部を具備する型の連結表面又はセレーションを介して工具保持器に組立てられる切削インサートを有している。この場合、保持器の連結表面の***部と溝は台形の外形を有し、一方切削インサートの連結表面の***部と溝は正弦曲線によって区画形成されている。これは、切削インサートの個々の***部がその外側の自由な頂上部分だけが凸面の断面形状を有し、一方***部の内側の半分又は根元部分が凹面のわん曲した逃げ面によって区画されていることを意味する。したがって、切削インサートの***部と保持器の2つの周囲の***部との間の接触は保持器の***部の頂上部分に沿って形成されるだけであり、これはある点で接触線又は接触面が保持器の付属する溝の中に“高く”配置されることを意味する。さらにまた切削インサートの個々の溝の底部と保持器の個々の溝の底部との間の間隔が大きくなる。これらの理由のため、SE−9404266−0に記載された連結接触面は高速回転工具のために意図された平坦な比較的薄い切削インサートに用いるには適していない。ここで、前記刊行物による工具が固定するよう組立てられまた切削インサートが大きな厚さ(切削インサートの頂面と底面との間の距離に等しい)を有していることが述べられる。
【0012】
WO98/19831(Seco Tools AB )には、回転可能な切削工具が記載されており、この切削工具は、シャフトの端部の対応する数の傾斜溝に係合する4つのX形状の傾斜***部を介してシャフトの形式の保持器に連結された取外し自在の切削ヘッドを有している。この各溝は台形の外形を有し、一方切削ヘッドの共動***部は全体が凸状にわん曲した逃げ面を有している。より詳細には、これら逃げ面の曲線は***部の高さよりほんの僅かに大きい半径によって区画形成されている。しかし、この場合もまた、1つの***部の凸面の逃げ面と共動溝の平面の逃げ面との間の接触線は溝の中に高く配置され、これはある面で切削ヘッドとシャフトとの間の接合が不安定となり信頼性のないものとなることを意味する。さらにまた、製造工程からの寸法上の偏差を許容する連結接触面の能力は非常に制限される。
【0013】
発明の好適な実施態様の詳細な記載
図1と2において、符号1は削りくず除去機械加工のための工具の一部であるフライス削りヘッドの形式の保持器を示す。前記フライス削りヘッド上で、複数の切削インサートが組立てられ、この切削インサートの1つが参照符号2で全体が示されている。前記切削インサートの幾何形状は特に切削インサートの頂面が相当複雑であり、この切削インサートは他の部分の寸法に対して比較的限られた厚さを有する型の平坦な切削インサートからなっている。図2〜6において、符号3,4は切削インサートの頂面と底面とを示し、一方、5,6は2つの異なる型の周側面、すなわち長い側面と短い側面とを、それぞれ示す。したがって、この実例では、切削インサートは全体が多角形の形状である。丸い切削インサートでは、単一の周側面のみが見られる。
【0014】
切削インサート2は全体が7で示された接触面又は連結表面を介してカッターヘッドに連結され、この連結表面は2つの異なった***部の設けられた連結表面、すなわち切削インサート2の底面上の第1の連結表面8とこの実施態様ではフライス削りヘッド1に直接形成された第2の連結表面9とからなっている。より詳細には、前記連結表面9は、フライス削りヘッドに形成されかつ切削インサートが収容される削りくず空間10に底面を形成する。第1の連結表面8は12で示される縦みぞ又は溝によって離間された複数の(例えば8〜10の)***部11を具備している。第2の連結表面9(図7と8も参照)は同様に複数の***部13を有するよう形成され、これら***部もまた***部11が係合する溝によって離間されている。以後は、***部11が第1の***部として示され、これに対し***部13は第2の***部として示される。同様に、溝12は第1の溝として示され、また溝14は第2の溝として示される。
【0015】
さて、切削インサートはまた特定のシム上で又はカセットにおいて組立てられることが説明される。このような場合、同一の***部が設けられた連結表面がシム(粗調整要素)とカセットの少なくとも一側にそれぞれ設けられる。有利には、***部付き連結表面が前記シムとカセットの両側に、それぞれ形成される。言い換えれば、切削インサートは工具の担持用保持器上に直接組立てるのに代えて付属ユニット上で組立てられる。
【0016】
切削インサートは通常保持器1の材料よりも著しく硬い材料で製造される。切削インサートは本発明の範囲内では普通の焼結炭化物、セラミックス、サーメット(セラミック被覆金属)その他のような多くの異なった硬い材料で作られる。切削刃に露出された立方晶窒化硼素、多結晶ダイヤモンド等の小体の形式のいわゆる先端がまた切削インサートに含まれている。切削インサート2の材料は270〜800GPa の範囲の弾性係数を有している。しかし、保持器1の材料は例えば60〜250GPa (及び200〜1400MPa の範囲の引張り降伏点)の範囲の著しく低い弾性係数を有することもできる。通常は、鋼又はアルミニウムが保持器の材料として用いられる。したがって、保持器の材料は一般に切削インサートの材料よりは著しく軟らかくかつ変形しやすいものである。
【0017】
図5において、切削インサート2は切削インサートを付属のいわゆるインサート座に、すなわち前記第2の連結表面9に、固定するねじ(図示しない)のための中心孔15を具備していることがわかる。さらにまた、図3において、切削刃16が切削インサートの頂面と側面との間の遷移部に例えば研摩によって形成される方法が見られる。また***部と溝がそれぞれ2つの共動表面8,9に全体が先細の外形又は断面形状を有しまた相互に対し平行であることが説明される。
【0018】
本発明の本質をさらに詳細に示す、すなわち保持器1と切削インサート2との間の接触面7を形成する2つの共動連結表面8,9での***部と溝の形成を示す図7〜11が参照される。
【0019】
2つの連結表面の一部を形成する各個々の***部は、頂面から隣接する溝の底部空間に向って延びる頂端又は頂面と2つの逃げ面とによって区画されている。各個々の第1の***部11の頂端は17で示され、また2つの対向する逃げ面の各1つは全体が18で示されている。図示された好ましい実施態様では、頂端17は平面の表面によって形成され、この平面の表面は向き合った平行の長手方向の縁に沿って遷移部19を介して逃げ面18に変移し、遷移部19は以下に外側遷移部(逃げ面の)と称され、また有利には凸状に丸くされた縁表面の形状を有し、この丸い部分は小さな半径R1 (例えば0.05mm)を有している。各個々の第1の***部11の両側に配置された2つの第1の溝12の各1つの底部又は底部空間が12′で示されている(図7と10を参照)。各底部空間は、向き合う平行の長手方向の縁(21で示される)に沿って側面22に変移し、凹状のわん曲形状を有している底面20(図9参照)によって区画されている。個々の逃げ面18と付属の底部側面22との間の領域に、逃げ面のための内側遷移部を形成する23で示される遷移部が設けられている。
【0020】
図7〜11の実例では、底面20は平面である。しかし、前記底面を凹状のわん曲形状に形成しそれによりわん曲した形状が、側面22の半径より大きい他の半径によって区画されるようにすることがまた可能である。全ての第1の溝の底面20は共通の平面A(図10参照)上に位置している。同様に、逃げ面18の内側遷移部23は共通の平面B上に位置する。前記平面Bは平面Aに平行である。また第1の***部11の頂面17はCで示される共通の平面上に位置している。前記平面Cは平面Aと平面Bとに平行である。上記した底部空間12′は平面AとBとの間に見られる個々の溝の空間からなっている。
【0021】
第2の連結表面9で構成される個々の***部13の頂端と逃げ面はそれぞれ24と25で示され、第2の溝13の底面を形成する表面は26で示されている。各底面26は図示の例では凹状にわん曲された又はわん曲された表面からなるが、平面と凹状にわん曲された側面との組合せもまた可能である。この例では、各逃げ面25が凹状にわん曲された底面26に直接変移している。個々の逃げ面25はその外側境界縁が凸状にわん曲された外側遷移部27を介して頂面24へと変移している。前記遷移部27の半径は限定される(この例では0.15mmに)。
【0022】
頂面24はわん曲することもでき、好ましくは凸状にわん曲することもできるが、図示の例では、頂面24は平面である。全ての第2の***部13の頂面は、全ての第2の溝14の底面26が位置している平面Eに平行な共通の平面D(図11参照)上に位置している。平面DとEの間の直角方向の距離は個々の第2の溝14の深さを規定する。
【0023】
図示の好ましい実施態様では、第2の***部13の逃げ面25は平面の表面の形状となっている。
【0024】
ここで、第1の連結表面8の一部を形成する図7と***部11を参照する。***部付き連結表面を特徴とする公知の普通の切削本体においては、個々の***部の逃げ面は通常接触面の第2の連結表面9の一部を形成する共動***部の逃げ面と同様に平面の表面の形状となっていた。これは最初に述べたような問題と困難性を生じる。理論上は、各第1の***部の逃げ面角度(すなわちこの***部の2つの逃げ面角度)は第2の連結表面の2つの周囲の***部の逃げ面角度に対応する。多くの種々の理由のため、前記逃げ面角度は実際には最も多くは60°(=2α°、ここでαは30°)に選択される。接触面における共動する第1及び第2の***部の逃げ面はその深さの延長部I(=頂面と底面への内側と外側の遷移部分の間の距離)に沿ってほぼ完全な表面接触が得られ、この場合に全ての公称寸法が達成されることが容易に理解される。この点に関する重要な寸法は、正しい逃げ面角度とは異なり、2つの連結表面の各々の隣り合う***部の間のピッチ、個々の***部の容積(深さと幅)、及び対称平面の周りの個々の***部の対称性である。しかし、工具の切削インサートと保持器の実際の製造においては、規定された寸法公差が必らずしも結果として一定して達成されるものではない。したがって、時折、寸法偏差が連続する製造の間に出現する。前記寸法偏差は切削インサートと保持器との廃棄を要するほどに大きくする必要はなく、しかもこの寸法偏差は共動***部の逃げ面の間の実際の接触が逃げ面の間の境界の様々な個所で制御されずに終了するのに寄与する。
【0025】
上記の問題を解決するために、第1の***部11を区画する2つの***部の少なくとも一方は、本発明によれば、凸状にわん曲された表面部分が形成されている。前記わん曲表面部分は図7に肉眼で見られるような大きな半径と限定された円弧の高さとを有している。したがって、本発明の全体思想を明らかにするため、この表面部分28が図9〜10に非常に誇張された円弧の高さを有して示されている。各凸状わん曲表面部分28は、個々の***部に沿って軸方向に延びかつ相互に平行の29,30で示される外側及び内側の境界縁によって区画されている。図9の左側に表面部分28を区画形成する円弧に関する弦Fが示されている。
【0026】
図9〜11の実施例では、わん曲表面部分28が逃げ面自体より狹く、すなわち境界縁29と30の間の距離(=弦Fの長さ)が逃げ面18の幅又は延長部I(=遷移部19と23の間の距離)より小さい。換言すれば、2つの平面の表面31がこの場合はわん曲表面部分28の両側に形成されている。これに関連して、しかし、わん曲表面部分28が実際にまた逃げ面自体と同じ幅を有することができること、すなわち逃げ面18はその全体が凸状にわん曲した表面によって形成されることが強調されるべきである。
【0027】
全体又は一部が個々の***部の逃げ面を形成する凸状にわん曲した表面28の機能と利点は以下に見られる。
【0028】
この2つの連結表面が相互に係合するようにされた時、個々の表面28は第2の***部13の共動する平面の逃げ面25に押しつけられる。理論的には、直線状の接触がこれにより表面28,25の間に得られ、すなわち接触が対応の表面に沿って軸方向に延びる線に沿って形成される。前記理論上の接触線は境界縁29,30又は遷移部19,23の間のほぼ半分の領域に位置する大きさである。これは凸状にわん曲した表面部分28が理論上の接触線から内側と外側とに延びていることを意味する。これに関連して、保持器1の材料、すなわち各第2の***部13の材料が切削インサートの材料より軟らかいことが記憶されるべきである。
【0029】
例えば第2の***部の逃げ面角が公称角度60°よりも幾分か(最大限わずかに)鋭角である限り、例えば第2の***部13の逃げ面角の軽微な偏差が生じることが推測される。この場合、理論的接触線Gが図9に示されるよりも境界縁30と内側遷移部23とに密接して形成される。これとは逆に、実際の逃げ面角が60°よりも幾分か鈍角であったならば接触線Gは境界縁29又は遷移部19により接近するよう動かされることが事実である。当然に、各第1の***部11の逃げ面が所望の公称角度からそれた場合には同様の条件が当てはまる。言いかえれば、理論上の接触線Gから内側と外側に延びるわん曲表面28が反対側の逃げ面をこの表面に向って“転動”させる。
【0030】
しかし、各***部の間の実際の接触は表面接触の形式である。切削インサートが保持器で組立てられまた一定の力により、例えば固定用のねじ又は締め具により押しつけられた時、***部13の軟らかい材料は特に弾性により、少なくとも表面接触がわん曲表面28の大部分に沿って得られるように大きく変形される。
【0031】
***部13の材料の変形が弾性の特性によるものであるという事実は、逃げ面25が全く本質的に、***部11が溝14から外された時その平面の形状を回復することを意味する。
【0032】
また角度偏差以外の他の寸法上の偏差、例えばピッチ誤差に関し、逃げ面のわん曲表面は信頼性のある表面接触が逃げ面の少なくとも一定の部分に沿って達成されることを保証する。
【0033】
有利には高速回転工具に用いられる型の平坦で比較的薄い切削インサートに関する図示の実施態様においては、切削インサートは切削インサートの強度特性を損なうことなく効果的で良好に画成された連結表面が形成される。個々の第1の***部12の平面の底面20により得られた円錐台の幾何形状を介して、切削インサートは限られた全体の厚さにかかわらず最適な量の材料で寸法が形成される。したがって、***部11と溝12の深さH(図7参照)は図10の平面AとCの間の距離によって画成されるように、切削インサートの頂端側(頂端側の最高点)と***部11の頂面17によって表わされているような第1の連結表面8の底部側との間の直角の距離として計測された切削インサートの厚さの大きくとも20%、適当には3〜15%を占める。絶対寸法では、個々の第1の***部11は大きくとも0.6mmに達する深さ(平面AとCの間の距離)を有する。それにより、***部の個々の逃げ面18はその外側と内側の遷移部分19,23の間に0.25〜0.40mm、適当には0.30〜0.37mmの範囲の幅又は延長部Iを有することができる。
【0034】
本発明の好適な実施態様によれば、各第1の***部の個々の逃げ面18のわん曲表面部分28は、考えられる弦Fの長さの0.5〜5%を占める円弧高さを有する。これに関連して、逃げ面18はその全体が凸状にわん曲されていることが思い出されるであろう。したがって、逃げ面の幅が0.30mm(=弦Fの長さ)に及んでいる場合は、円弧高さは0.0015〜0.015mmの範囲で変わる。わん曲表面28の半径は1〜15mm、適当には3〜6mmの範囲である。
【0035】
図10では、個々の第1の溝12の底部空間12′がどのようにして各第1の***部11の外側部分の深さ(平面BとCの間の距離)よりも小さい深さ(平面AとBの間の直角の距離として計って)を有しているかが分かる。底部空間12′の深さは***部11の全体の深さ(=平面AとCの間の距離)の40%より小さくすべきである。
【0036】
切削インサートが組立てられ2つの連結表面8,9が相互に係合された時、自由な空間32が第2の***部13の頂面24と溝12の底部空間20との間に形成される(図9参照)。前記空間32の高さ、すなわち底面20と頂面24との間の直角な距離は、第1の***部11の全体の深さHの多くて20%である。
【0037】
高速回転のフライス削りに特に適している図7に示された切削インサートの寸法の具体例は以下の通りである。切削インサートは10〜12mmの範囲の幅と約5mmの厚さとを有している。隣り合う溝の間の空間は1.25mmであり、それにより個々の***部が0.54mmの深さHを有するようになる。角度αは30°(2α=60°)である。わん曲逃げ面18の幅Iは0.35mmであり、それにより中心の対称線Sと逃げ面18の外側遷移部19との間の距離が0.47mmとなるようにする。対称線Sと逃げ面の内側遷移部との間の距離Kは0.30mmである。外側の逃げ面遷移部19の半径R1 は0.05mmである。底面22の半径R2 は2.00mmである。平面の底面20は0.18mmの幅(寸法L=0.09mm)を有する。個々の逃げ面18の内側遷移部分23とわん曲した底面22との間に、平面の表面部分(符号なし)が位置し、0.06mmの幅(=0.22mmの底部空間12′の深さMと0.16mmの底面22の深さNとの間の距離)を有し、また角度β=12°で傾斜されている。
【0038】
上記の実施態様においては、図4に略示するように、わん曲逃げ面18(又はそのわん曲表面部分)が第1の***部11の全長に沿って延びている。図12と13には、他の実施態様が示されており、ここでは、第1の***部11の凸状にわん曲した逃げ面が***部に沿って軸方向に離間された複数の凸状にわん曲した表面部分を具備し、この表面部分の間にさら穴状表面部分34が位置している。前記さら穴表面部分は例えば平面とすることができる。これら***部を有する切削インサートの製造においては、さら穴表面部分34は圧縮成形と関連して形成される。前記さら穴表面部分だけでなくまたわん曲表面部分もそれ自体研摩しないままとすることができるが、実際にはわん曲部分の研摩が好ましく、さらに詳細には精密研摩されるのが好ましい。さら穴部34のため、***部のわん曲表面部分の全面積が減少され、それにより研摩作用が非常に容易となる。
【0039】
これに関連して、***部の全長に沿って延びる上記のわん曲逃げ面もまた精密研摩がなされることが強調されるべきである。
【0040】
さて図14と15を参照すると、同図は切削インサート2が数個の、より詳細には2つの連結表面8′,8″を有するよう形成される方法を示している。前記2つの離間した連結表面は付属する保持器の2つの第2の連結表面と共動し又はその一方と同一の第2の連結表面とに共動する。図14と15の例では、切削インサートに中心孔15が形成され、それによりこの2つの連結表面8′,8″が前記孔の両側に形成されるようにする。このような離間した連結表面を有する切削インサートを形成する利点は、切削インサートが焼結炭化物(超硬合金)のような圧縮成形され焼結された材料によって、この材料が焼結された時に連結表面の***部に形状の偏差がこの孔と関連して生じることなしに製造できることである。
【0041】
実施態様とはかかわりなく、***部逃げ面のわん曲表面部分は上記したように、有利に精密研摩されるが、精密製造技術により、圧縮成形と焼結工程に関連して(すなわち、表面が研摩されないままで)必要な精度が容易に達成できる。
【0042】
ここで図16と17が参照され、同図には切削インサート2が中立の切削幾何形状を有する点でのみ上記した切削インサートとは相違しているものとして示されている。しかし、図17では本発明によって得られる利点は特に明らかであり、すなわち切削インサートの側面、例えば側面5がインサート座部の側面と接触する必要がないことである。したがって、切削インサートと保持器との間の本発明の連結接触面は切削インサートの非常に確実な固定を保証する。これは切削インサートが横方向の支持体を全く必要としないことを意味する。
【0043】
上記の実施態様において、個々の***部(第1の***部と第2の***部)は鏡像関係となっているが、中心の対称線の両側の***部の2つの半分の部分が同一である限り対称である。図18には、他の実施態様が示されており、これによれば***部の大部分は非対称となっている。さらに詳細には、切削インサート2の連結表面8の中央***部11″から離間した全ての***部11′は、個々の***部の逃げ面が切削インサートの平面に直角な頂端を通過する直線に対し異なった角度を有している限り、傾斜している。***部11′の鋸歯状の外形形状に対して、中央***部11″は台形の外形を有している。換言すれば、少なくとも1つの***部の形状は他の***部の形状とは相違している。この結果、切削インサートは保持器の連結表面において単一の所定の方法で組立てることができるだけである(中央の溝14″が***部11″と同じ台形であり、他の溝14′が***部11′の外形と対応する形状を有していることに注目されたい)。
【0044】
発明の実現可能な変更
本発明は切削インサート又は切削本体に構成された各第1の***部の少なくとも1つの逃げ面に少なくとも1つのわん曲表面部分が形成されている実施態様例と関連して記載されてきたが、これと反対の実施態様もまた実現可能である。換言すれば、第2の連結表面、すなわち保持器の連結表面の***部の逃げ面が凸状わん曲表面に形成され、一方、切削インサートの連結表面で傾斜している第1の***部の逃げ面が平面である。第1の***部と第2の***部のわん曲逃げ面の組合せが同様に実現可能である。それにより、凹状にわん曲された表面を有する保持器の***部の逃げ面を形成することも可能となる。さらにまた、切削本体と保持器のそれぞれ(とでき得ればシムプレート又はカセット)の材料の硬度は大きく変えることもできる。したがって、これら材料は等しく硬くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 平坦な切削インサートの形成の切削本体とカッターヘッドの形式の保持器とを有する切削工具の斜面図である。
【図2】 カッターヘッドの端部から切削インサートを示す拡大部分切断側面図である。
【図3】 上方から斜めに見た切削インサートのみの斜面図である。
【図4】 切削インサートの縦断面図である。
【図5】 切削インサートに設けられた連結表面を示す切削インサートの下方からの平面図である。
【図6】 切削インサートの端面図である。
【図7】 切削インサートに設けられた第1の連結表面の断面形状を示す大きく拡大した断面図である。
【図8】 カッターヘッドに設けられた第2の連結表面の断面形状を示す同様の断面図である。
【図9】 相互に係合され第1の連結表面の***部の逃げ面が誇張されたわん曲面として示されている連結表面を示す断面図である。
【図10】 図9の第1の連結表面のみを縮尺して示す断面図である。
【図11】 第2の連結表面の断面形状を示す同様の断面図である。
【図12】 本発明の他の実施態様の切削インサートの図4に対応する縦断面図である。
【図13】 図12の拡大部分図である。
【図14】 本発明のさらに他の実施態様の切削インサートの縦断面図である。
【図15】 図14の切削インサートの下方からの平面図である。
【図16】 付属する保持器から分離された、切削インサートの他の実施態様を示す断面図である。
【図17】 保持器に係合した図16の切削インサートを示す断面図である。
【図18】 切削インサートと保持器との間の連結接触面の他の実施態様を示す分解図である。
Claims (26)
- 保持器(1)と、溝(12)を介して離間した数個の第1の長く狹い***部(11)を具備する第1の連結表面(8)を有する切削本体(2)とを具備する削りくず除去機械加工のための工具であって、前記***部が相互に平行であり、また先細形状の断面を有し、前記連結表面が保持器(1)の第2の連結表面(9)又は保持器に連結された一部と係合するよう配置され、前記第2の連結表面には切削本体を保持器に対して堅くかつ引っ張りに抵抗するよう固定するための同様の第2の***部(13)と溝(14)が形成され、それによりそれぞれの連結表面の個々の***部が頂端(17,24)と溝(12,14)の離間した底部空間に向って延びる2つの対向逃げ面(18,25)とによって区画されるようにしている工具において、
個々の***部(11)を区画する2つの逃げ面(18)の少なくとも一方が、凸状にわん曲した形状に形成された少なくとも1つの表面部分を有し、該表面部分が、逃げ面の区画された部分に沿ってのみ延び、すなわち、逃げ面と頂端の間の外側遷移部(19)と、逃げ面と逃げ面を残す溝の底部空間(12′)を区画する側面(22)との間の内側遷移部(23)との間を最大値で延び、また前記連結表面(8,9)が相互に係合するようになった時***部(11,13)の逃げ面の間の実際の接触が、わん曲した表面部分(28)の内側境界縁と外側境界縁(30,29)の間の中立点の表面接触を介して達成されるのを保証する機能を有していることを特徴とする、削りくず除去機械加工のための工具。 - 前記第1の***部(11)の逃げ面(18)のわん曲した表面部分(28)が、該表面部分(28)の境界縁(30,29)の間の想定される弦(F)の長さの0.5〜5%の円弧高さを有していることを特徴とする請求項1に記載の工具。
- 凸状にわん曲した表面部分(28)が逃げ面(18)の深さの全長に沿って、すなわち頂端(17)に向う外側遷移部(19)と溝の底部空間(12′)に向う内側遷移部(23)との間に延びていることを特徴とする請求項1又は2に記載の工具。
- 個々の第1の溝(12′)の底部空間(12)が、向き合う長手方向の側縁(21)に沿って少なくとも部分的に凹状にわん曲した側面(22)に変移する底面(20)によって区画されることにより、截頭されることを特徴とする請求項1から3のうちの1項に記載の工具。
- 個々の第1の溝(12)の底面(12′)が、前記底面(20)と、逃げ面(18)と底部側面(22)の間の前記内側遷移部(23)と交差する想定された幾何平面(B)との間の直角の距離として計測された深さを有し、該深さは前記幾何平面(B)から頂端(17)まで延びる***部の外側部分の深さより小さいことを特徴とする請求項4に記載の工具。
- 前記底部空間(12′)の深さが、頂端(17)と全ての第1の溝(12)の底面(20)に対して共通の想定された平面(A)との間の直角の距離として計測された第1の***部(11)の全体の深さの40%より小さいことを特徴とする請求項5に記載の工具。
- 個々の第1の溝(12)の底面(20)と各第2の***部(13)の頂端(24)との間の直角の距離が、連結表面(8)の1つの***部が第2の連結表面(9)の溝と係合している時第1の***部(11)の全深さの多くて20%であることを特徴とする請求項1から6のうちの1項に記載の工具。
- 切削本体が、頂面(3)と、少なくとも1つの側面(5,6)と、少なくとも第1の連結表面(8)が形成され***部(11)と溝(12)を含む底面(4)とを有する型の平坦な切削インサートからなり、それにより頂面(3)と側面(5,6)との間の遷移部に少なくとも1つの縁(16)が形成されるようにし、***部の頂端(17)と全ての第1の溝の底部を通る想定される平面(A)との間の距離として計測された個々の第1の***部(11)の深さ(H)が、切削インサートの頂面(3)と第1の連結表面(8)の底側面との間の直角の距離として計測され、第1の***部の頂端(17)によって代表されるような切削インサートの厚さの多くて20%、又は該切削インサートの厚さの3〜15%であることを特徴とする請求項1から7のうちの1項に記載の工具。
- ***部の頂端(17)と全ての第1の***部(12)の底部を通る想定される平面(A)との間の距離として計測された個々の第1の***部(11)の深さ(H)が、多くて0.6mmであり、また個々の第1の***部の逃げ面(18)が、0.25〜0.40 mmの範囲の外側境界縁と内側境界縁(19,23)の間の長さ(I)を有していることを特徴とする請求項1から8のうちの1項に記載の工具。
- 少なくとも切削本体が複数の離間した第1の連結表面(8,8′)を具備し、保持器の少なくとも第2の連結表面又は保持器と関連する一部と共動するようにしていることを特徴とする請求項1から9のうちの1項に記載の工具。
- 切削本体に中心孔(15)が形成され、一対の第1の連結表面(8′,8″)が中心孔(15)の両側に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の工具。
- 少なくとも1つの***部(11″)と該***部を受け入れる溝(14″)とが、他の対の共動する***部(11′)と溝(14′)の外形とは異なる外形を有していることを特徴とする請求項1から11のうちの1項に記載の工具。
- 個々の***部(11)の凸状にわん曲した逃げ面が***部に沿って軸方向に離間した複数の凸状にわん曲した表面部分(18′)を具備し、該表面部分の間にさら穴状の表面部分(34)、又は平面の表面部分(34)が位置していることを特徴とする請求項1から12のうちの1項に記載の工具。
- ***部逃げ面の前記わん曲表面部分が精密研摩されることを特徴とする請求項1から13のうちの1項に記載の工具。
- 溝(12)を介して離間した***部(11)を有する第1の連結表面(8)を具備する削りくず除去機械加工のための切削本体であって、前記***部が相互に平行でありまた先細形状の断面を有し、前記連結表面が切削本体又は切削本体に連結された部分と共動する保持器の第2の連結表面と係合するようにされ、該第2の連結表面には切削本体の堅い捩り防止の固定を達成するため、同様の平行な***部と溝が形成され、それにより切削本体の連結表面の個々の***部(11)が頂端(17)と離間した溝の底面に向って延びる2つの向き合う逃げ面(18)とによって区画されるようにする、切削本体において、
個々の***部(11)を区画する2つの逃げ面(18)の少なくとも一方が、逃げ面の限られた部分に沿ってのみ延びる、すなわち逃げ面と頂端の間の外側遷移部(19)と逃げ面とは別の溝の底部空間(12′)を区画する側面(22)と逃げ面の間の内側遷移部(23)との間を最大値で延びる、凸状にわん曲した形状の表面部分(28)を有し、該表面部分の機能が、連結表面(8,9)が相互に噛み合うようにされた時、前記表面部分(28)の内側境界縁と外側境界縁(30,29)の間の不定位置における***部(11,13)の逃げ面の間の実際の接触を保証することを特徴とする削りくず除去機械加工のための切削本体。 - ***部の逃げ面(19)のわん曲表面部分(28)がその前記境界縁(29,30)の間の想定される弦(F)の長さの0.5〜5%の円弧の高さを有していることを特徴とする請求項15に記載の切削本体。
- 凸状にわん曲した表面部分(28)が逃げ面(18)の深さの全長に沿って、すなわち頂端(17)に向う外側遷移部(19)と溝底部の空間(12′)の側面(22)に向う内側遷移部(23)の間に、延びていることを特徴とする請求項15又は16に記載の切削本体。
- 個々の溝(12)の底部が、向き合う長い側縁(21)に沿って少なくとも部分的に凹状にわん曲した表面(22)へと変移する底面(20)によって区画されることにより截頭されていることを特徴とする請求項15又は16に記載の切削本体。
- 個々の溝(12)の底面(12′)が、前記底面(20)と、逃げ面(18)と底部側面(22)の間の前記内側遷移部(23)と交差する想定される幾何平面(B)との間の、直角の距離として計測された、前記幾何平面(B)から頂端(17)へと延びる***部の外側部分の深さより小さい、深さを有していることを特徴とする請求項18に記載の切削本体。
- 頂面(3)と、少なくとも1つの側面(5,6)と、前記連結表面(8)を有する底面(4)と、を有する型の平坦な切削インサートの形式であり、それにより少なくとも1つの縁(16)が頂面(3)と側面(5,6)の間の遷移部に形成されるようにし、連結表面に形成された個々の***(11)の深さが、***部の頂端(17)と全ての溝(12)の底部(20)を通る想定される平面(A)との間の距離として計測され、切削インサートの頂面(3)と連結表面の底面(4)の間の直角の距離として計測され***部の頂端(17)によって代表される切削インサートの厚さの多くて20%、又は該切削インサートの厚さの3〜15%であることを特徴とする請求項15から19のうちの1項に記載の切削本体。
- ***部の頂端(17)と全ての溝(12)の底部を通る想定される平面(A)との間の距離として計測された個々の***部(11)の深さが、多くて0.6mmであり、個々の***(11)の逃げ面(18)が、外側と内側の、境界縁の間に0.25〜0.40 mmの範囲の長さを有していることを特徴とする請求項15から20のうちの1項に記載の切削本体。
- 複数の離間した連結表面(8′,8″)を具備している請求項15から19のうちの1項に記載の切削本体。
- 中心孔(15)を具備し、一対の別々の連結表面(8′,8″)が中心孔(15)の両側に形成されていることを特徴とする請求項22に記載の切削本体。
- 少なくとも1つの***部(11″)が他の***部(11′)の外形とは異なる外形を有していることを特徴とする請求項15から23のうちの1項に記載の切削本体。
- 個々の***部(11)の凸状にわん曲した逃げ面が***部に沿って軸方向に離間した複数の凸状にわん曲した表面部分(18′)を具備し、該表面部分の間にさら穴状のわん曲表面部分、又は平面の表面部分(34)が位置していることを特徴とする請求項15から24のうちの1項に記載の切削本体。
- ***部逃げ面の前記凸状にわん曲した表面部分(28)が精密研摩されることを特徴とする請求項15から25のうちの1項に記載の切削本体。
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