JP5541862B2 - インサート刃物 - Google Patents

Description

本発明は、特にクランクシャフト加工用のインサート刃物であって、互いに平行に配置された２つの平らなベース面が設けられており、これらのベース面が、それぞれ緊締ねじを収容するための孔により貫通されており、当該ベース面の短い方の縁部が、丸みをつけられた、それぞれ側方を刃物縁部によって制限された端面に移行している形式のものに関する。

このような形式のインサート刃物は、クランクシャフトのアウタフライスに際して、特にクランクピンのアンダカットを加工するために使用される。ヨーロッパ特許第０８３０２２８号明細書に記載の円盤形のアウタフライスは、切削加工が１６０ｍ／ｍｉｎ以上の切削速度で実施されるように駆動される。このためには、クランクシャフトとアウタフライスの両方が回転運動される。回転運動される工作物の円筒形の外周面、つまり例えばクランクピン輪郭を加工するためには、接線方向で緊締されたインサート刃物が使用されるのに対して、クランクアーム、オイルカラー及びアンダカットを加工するためには、半径方向で緊締されたインサート刃物が使用される。このようなインサート刃物は、丸みを付けられた各刃物縁部を備えた、冒頭に記載の構成を有しており、前記刃物縁部は、約１３５°の角度にわたって少なくともほぼ一定の曲率を有しており且つこの湾曲部において引き続く直線区分に移行してから、凸面の湾曲部を介して対向位置するベース面に移行している。

クランクシャフトの加工については、旋削工具も公知であり、これらの旋削工具は、いわゆる旋削加工法又はターンターンブローチ加工法で用いられる。旋削加工の場合は、リニア型の旋削工具が、加工しようとする回転する工作物に対して半径方向で送り込まれる。ターンターンブローチ加工の場合は、ディスク形の工具支持体の部分円周上に複数のインサート刃物が連続して配置されており、これらのインサート刃物は、ディスク周面の第１の区分に沿って徐々に連続的に増大する。この工具は、回転運動される工作物に対して半径方向で１部分円弧に沿って旋回され、この原理はヨーロッパ特許第０３１３６４４号明細書又はヨーロッパ特許第０２８６７７１号明細書に記載されている。これらの条片形又はディスク形の工具においても、ジオメトリの異なる２つのインサート刃物タイプがピン加工及びアンダカット製作に使用される。

上で説明した方法の他に、やはりディスク形のフライス切削工具で、但しインサート刃物は環状ディスクの内周面側に配置されているという条件で作業する、いわゆるインナフライスも公知である。

工具コストは複数の要素から構成される。これらの要素には特に、純粋な製作コストの他に耐用年数によって規定される工具コストが属している。更に、加工時間及び工具交換コストが入る。いわゆるスローアウェイチップは複数の利用可能な刃を有しているが、その数は構造的に制限されている。従って、冒頭で述べた形式のインサート刃物における利用可能な刃物縁部の数は、４つに制限されている。

本発明の課題は、前記インサート刃物を改良して、その刃物縁部輪郭が加工の可能性を広げられるようにすることである。

この課題は、請求項１に記載のインサート刃物に基づき、少なくとも１対の刃物縁部が、段状に形成されており且つ２つの凸面区分と、これらの凸面区分間に位置する１つの凹面区分とを有しており、外側の凸面区分が１８０°の角度にわたっていることによって解決される。

このような刃物縁部の形状により、例えばクランクシャフトのオイルカラー等の段状輪郭が切削され得、この場合、クランクアーム、オイルカラー及びクランクピン軸受け角隅部若しくはアンダカットも同時に加工成形され得る。

本発明の改良は従属請求項に記載されている。

つまり、有利には２対の刃物縁部がそれぞれ段状に形成されており、これにより、インサート刃物は横方向軸線を中心として１８０°回動させると回転対称的である。従って、合計４つの合同の刃物縁部が得られ、これらの刃物縁部は順次利用可能である。

刃物縁部の安定化のためには、当該の刃物縁部に沿って傾斜面が設けられており、この傾斜面は、有利には−１５°の（負の）傾斜角未満で且つ／又は０．１〜０．２ｍｍの傾斜面幅を備えて配置されている。

使用されるすくい角、特に前記傾斜面に続くすくい角は０°〜２０°であり、有利には正の１０°に選択される。

チップ座にインサート刃物をより良好に支持するためには、インサート刃物は中間領域に、それぞれ平らなベース面に対して垂直な、平らな側面を有している。

既に冒頭で述べたように、刃物縁部の曲率半径は、当該刃物縁部で以て１操作で段状の輪郭が所望の最終寸法で切削されるように選択され得る。特に、クランクシャフトの加工に関しては、刃物縁部の凹面領域の曲率半径は１．５±０．１ｍｍに選択され、刃物縁部の凸面領域では、一方の側が１．５±０．１ｍｍに、且つ他方の側が１．４±０．１ｍｍに選択される。但し、本発明では別の刃物縁部曲率半径も用いられる。

同様に、有利には前記凸面領域に接する共通の接線が、ベース面と相俟って３５°±５°の角度を形成するインサート刃物の構成を選択することができる。

本発明の別の構成では、１８０°にわたる刃物縁部領域が、直線的な刃物縁部部分を介して、隣接するベース面に移行しており、この場合、前記の刃物縁部部分はベース面と相俟って所定の角度≦５°を形成している。

最後に、本発明の有利な構成では、凸面の刃物縁部区分及び凹面の刃物縁部区分が最大２０°、有利は１０°の角度だけ、インサート刃物の長手方向中心軸線に対して傾斜している。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図示のインサート刃物は、互いに平行に配置された２つの平らなベース面１０，１１を有しており、これらのベース面１０，１１は連続した孔１２によって貫通される。この孔１２は、当該インサート刃物を半径方向若しくは横方向でフライス盤に固定する緊締ねじを収容するために役立つ。ベース面１０，１１の短い方の縁部は、それぞれ側方を刃物縁部により制限された、丸みを付けられた端面に移行している。前記刃物縁部は、段状に形成されており且つ２つの凸面の刃物縁部区分１３，１４と、これらの刃物縁部区分１３，１４間に位置する凹面の刃物縁部区分１５とから成っている。凸面の刃物縁部区分１３，１４の半径Ｒ_１，Ｒ_３の大きさは同じく例えば１．５ｍｍであるか、又はそれぞれ異なっていてよい。同じことは、凹面の刃物縁部区分１５の半径Ｒ_２についても言える。

インサート刃物は、刃物縁部区分１３〜１５に沿って延びる傾斜面１６を有している。この傾斜面は、−１５°の傾斜角ａ未満で傾斜している。同様に、図４に示したすくい角ｂも＋１０°である。傾斜面幅は、例えば０．１５ｍｍである。

ベース面１０，１１に対して垂直な各中間領域には、平らな側面１７，１８が設けられている。

図示の特別な形状において、凸面の刃物縁部区分１３，１４の共通の接線１９は、ベース面１０；１１と相俟って約３５°の角度を形成している。更に図３に示した接線２０は、各ベース面への移行部における刃物縁部区分１３の移行区分に接している。当該接線２０はベース面と相俟って約４°の角度を形成している。

図１に対応して、刃物縁部１３〜１５はインサート刃物の長手方向中心軸線２１に対して、有利には最大１０°の傾斜角ｃだけ傾斜している。

当該インサート刃物は合計４つの能動的に使用可能な刃物縁部を有しており、これらの刃物縁部で以て特に段状のオイルカラー（Ｏｅｌｂｕｎｄ）輪郭を加工することができる。この場合、前記移行区分２２，２３はインサート刃物の緊締方向に応じて、クランクシャフトアーム輪郭を製作するために使用される。

上で説明したインサート刃物は、すくい面上にチップ成形エレメント及びチップ案内エレメントを凹部又は***部の形で有していてよい。当該インサート刃物は超硬合金又はサーメット材料から成っており、このサーメット材料は場合によってはコーティングされていてもよい。典型的なコーティング材料は、ＩＶａ〜ＶＩａ金属のカーバイド、窒化物、酸化物、並びに酸化アルミニウムであるが、ダイヤモンドコーティングでもよい。

本発明によるインサート刃物を上から見た図である。 刃物縁部の輪郭を示した側面図である。 刃物縁部の輪郭の拡大図である。 刃物縁部の領域を部分的に断面して示した図である。

Claims (11)

1. 第１の平らな端面（１１）と、
   対向する第２の平らな端面（１０）であって、前記第１の平らな端面（１１）に平行な当該第２の平らな端面（１０）と、
   前記第１及び第２の平らな端面（１１、１０）を横切る孔（１２）と、
   前記第１の平らな端面（１１）に垂直な第１の平らな側面（１７）と、
   前記第２の平らな端面（１０）に垂直な対向する第２の平らな側面（１８）と、
   を備え、
   前記第１及び第２の平らな側面（１７、１８）の各々は、切削エッジで終端し、各切削エッジは、第１の凸の切削エッジ部（１３）、第２の凸の切削エッジ部（１４）、及び凹の切削エッジ部（１５）であって、前記第１及び第２の凸の切削エッジ部（１３、１４）の間に全体的に伸びる当該凹の切削エッジ部（１５）を含み、
   前記第１の凸の切削エッジ部（１３）は、鈍角の中心角を有し、
   前記第１の凸の切削エッジ部（１３）は、移行部（２２）を含み、前記移行部（２２）と前記第１の平らな端面（１１）との境界における当該移行部（２２）に対する接線（２０）と前記第１の平らな端面（１１）とは、前記第１の平らな端面（１１）を基準として正の角度を画定し、
   前記第１の凸の切削エッジ部（１３）は、前記第１の平らな端面（１１）に合流し、
   前記中心角は、前記第１の凸の切削エッジ部（１３）の前記移行部（２２）を除いた部分の前記第１の平らな端面（１１）に垂直な断面における円弧の一端と他端とを通る２つの半径により定まり、
   前記接線（２０）は、前記移行部（２２）における前記接線（２０）が前記第１の平らな端面（１１）合流する場所から伸びかつ前記第１の凸の切削エッジ部（１３）が前記第１の平らな端面（１１）に合流する場所で前記第１の平らな端面（１１）を基準として正の角度を形成する
   ことを特徴とする切削インサート。
2. 前記第１の凸の切削エッジ部（１３）は、第１の半径（Ｒ３）で形成され、前記第２の凸の切削エッジ部（１４）は、第２の半径（Ｒ１）で形成され、及び前記凹の切削エッジ部（１５）は、第３の半径（Ｒ２）で形成されることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記第１及び第２の半径（Ｒ３、Ｒ１）は、互いに等しく、前記第３の半径（Ｒ２）は、前記第１及び第２の半径（Ｒ３、Ｒ１）とは異なることを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記第１、第２、及び第３の半径は互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の切削インサート。
5. 前記正の角度は、４°であることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
6. 前記第１の凸の切削エッジ部（１３）、前記第２の凸の切削エッジ部（１４）、及び前記凹の切削エッジ部（１５）は、前記切削インサートの中央の長手方向の軸に関してすくい角ｃに形成されることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
7. 前記すくい角ｃは、１０°以下であることを特徴とする請求項６に記載の切削インサート。
8. 前記第１の凸の切削エッジ部（１３）、前記第２の凸の切削エッジ部（１４）、及び前記凹の切削エッジ部（１５）に沿って伸びる傾斜面（１６）を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
9. 前記傾斜面（１６）は、前記第１及び第２の平らな端面（１１、１０）の何れか一方を基準として、前記第１及び第２の平らな端面（１１、１０）の何れか一方との間に−１５°の傾斜角ａで傾斜していることを特徴とする請求項８に記載の切削インサート。
10. 前記第１の凸の切削エッジ部（１３）及び前記第２の凸の切削エッジ部（１４）に接する接線（１９）は、前記第１及び第２の平らな端面（１１、１０）に関して角度を形成することを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
11. 前記接線（１９）の前記第１及び第２の平らな端面（１１、１０）の何れか一方に関する角度は３５°であることを特徴とする請求項１０に記載の切削インサート。

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