JPH05228705A - 高生産性、高切削速度切り刃インサート - Google Patents

高生産性、高切削速度切り刃インサート

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JPH05228705A
JPH05228705A JP4314451A JP31445192A JPH05228705A JP H05228705 A JPH05228705 A JP H05228705A JP 4314451 A JP4314451 A JP 4314451A JP 31445192 A JP31445192 A JP 31445192A JP H05228705 A JPH05228705 A JP H05228705A
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JP
Japan
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insert
cutting
cutting edge
corner
along
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Withdrawn
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JP4314451A
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Karl Katbi
カール・カトビ
Thomas J Bernadic
トマス・ジェイ・バーナディク
Tony M Lowe
トニー・エム・ロウ
Brendon L Brockett
ブレンドン・エル・ブロケット
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Valenite LLC
Original Assignee
GTE Valeron Corp
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Publication date
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
    • B23B27/143—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness characterised by having chip-breakers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/23—Cutters, for shaping including tool having plural alternatively usable cutting edges
    • Y10T407/235—Cutters, for shaping including tool having plural alternatively usable cutting edges with integral chip breaker, guide or deflector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/24—Cutters, for shaping with chip breaker, guide or deflector
    • Y10T407/245—Cutters, for shaping with chip breaker, guide or deflector comprising concave surface in cutting face of tool

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】インサートに切欠き即ち欠損が生じるのを防止
するために、切削作業中切削線の深さのところにおける
応力の集中を軽減する良好な力分配を有する割出し自在
の高生産性、高切削速度切り刃インサートを提供するこ
と。 【構成】インサートの各コーナーからインサートの中心
線に向って外周縁に沿ってテーパした刃先を有し、各コ
ーナーの強度を高めるために、刃先から下方へインサー
トの中心線に向って２方向に延長した２つの異る傾斜角
の表面の結合によって画定された交差うねを形成したこ
とを特徴とする割出し自在の多角形の切り刃インサー
ト。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高生産性、高切削速度
切り刃インサート（生産性及び切削速度の高い切り刃イ
ンサート）に関する。「切り刃インサート」（以下、単
に「インサート」とも称する）とは、工具ホルダ等に交
換自在に挿入する、即ち差し替えることができる刃先挿
入体（替え刃）のことをいう。
【０００２】
【従来の技術】プランゼー・ティチットＧｍｂＨは、最
近、「ティチット スターマスター」と題するヨーロッ
パ向け販売促進カタログにおいてＳ１３７ ＴＲという
商品名のインサートを紹介した。このインサートは、円
弧状の凹凸面状の上面と刃先を有することを特徴とする
ものであるが、２つの円弧状表面即ち刃先の面とインサ
ートの上面とが、互いに「同調」しておらず、例えば、
刃先が凹面状された場合は、インサートの上面は凸面状
にあれ、反対に、刃先が凸面状とされた場合は、上面は
凹面状にされている。更に、プランゼー・ティチット者
のインサートは、刃先の最も高い点（インサートの丸み
付ノーズ部分のところに位置する）からインサートの中
心線に向って下方に傾斜した２方向指向性表面を有して
いない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、インサート
に切欠き即ち欠損（欠け落ち）が生じるのを防止するた
めに、切削作業中切削線の深さのところにおける応力の
集中を軽減する良好な力分配を有する割出し自在の高生
産性、高切削速度切り刃インサートを提供することを課
題とする。より具体的にいえば、本発明は、インサート
の各コーナー又はノーズ部分の衝撃抵抗を高めることを
課題とする。本発明は又、切削作業中インサートの締着
具を損傷から防護するための手段を備えた割出し自在の
高生産性、高切削速度切り刃インサートを提供すること
を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、刃先から下方へインサートの中心線に向
って２方向に延長した２つの異る傾斜角の表面の結合に
よって刃先に***した交差うねを形成する。この交差う
ねは、インサートの各コーナー又はノーズ部分の中心線
に沿って延長しており、各コーナー又はノーズ部分の衝
撃抵抗を高める。なぜなら、インサートは、その各コー
ナー又はノーズ部分からインサートの中心に向けて延長
した***うねに沿って最大の厚みを与えられるからであ
る。
【０００５】本発明は、更に、刃先をインサートの中心
線に向ってテーパさせ、インサートの上面即ちすくい面
を該刃先のテーパ形状に符号した、即ち「同調」又は調
和するようにテーパさせることによって切削速度を高
め、従ってインサートの生産性を高めることができる。
【０００６】より具体的にいえば、本発明の割出し自在
の切り刃インサートは、すくい面を構成する上面と、工
具ホルダに座着させることができるように形成された下
面と、該上面と下面の間に実質的に切れ目なしに延長し
た側壁とによって画定された多角形のインサート本体か
ら成る。前記上面は、インサートの最も高いノーズ部分
からインサートの中心線に位置する最も低い点に向けて
外周縁に沿ってテーパさせた刃先と、該刃先より後方に
位置したランドと、チップ歪め表面と、少くとも１つの
指向性チップブレーカ表面を有している。この指向性チ
ップブレーカ表面は、刃先の形状に符号するテーパ形状
を有し、刃先からインサートの中心線に向って２方向に
下向きに傾斜している。インサートの中心には、インサ
ートを工具に固定する締着具を通すための中央孔がイン
サート本体を少くとも一部分貫通して形成されている。
***し傾斜したチップ偏向アイランドが該中央孔を囲繞
するようにして形成されている。***し傾斜したチップ
偏向アイランドは、チップの破砕を助成するとともに、
中央孔に挿通された締着具をチップの流れによる損傷か
ら防護する働きをする。該刃先は、その強度を高めるた
めにインサートのノーズ部分の中心線に沿って延長した
交差うねを有している。
【０００７】
【実施例】添付図を参照すると、図１に本発明の割出し
自在の切り刃インサート１０が示されている。図示の切
り刃インサート１０は、多角形である。切り刃インサー
ト１０は、すくい面を構成する上面１２と、工具ホルダ
のポケット内（図示せず）に座着させることができるよ
うに形成された下面（図示せず）と、上面１２と下面の
間に実質的に切れ目なしに延長した側壁１４とによって
画定されたインサート本体１６から成る。この切り刃イ
ンサートは、その下面において工具ホルダのポケット内
（図示せず）に座着させ、工具ホルダ内でインサートの
刃先を割出すことができるようになされている。
【０００８】上面１２は、その外周縁２０に沿ってテー
パした刃先１８と、刃先１８より後方に位置し、上面１
２の実質的に全周に亙って延在したランド２２と、ラン
ド２２の後方に隣接して上面１２の実質的に全周に亙っ
て延在したチップ歪め表面２４と、少くとも１つの２方
向チップブレーカ表面（即ち、指向性チップブレーカ表
面）を有している。この２方向チップブレーカ表面は、
刃先１８のテーパ形状に符号した、即ち「同調」又は調
和したテーパ形状を有し、ランド２２からインサートの
中心線４６及び切削線の深さ方向に向って２方向に下向
きに傾斜している。
【０００９】インサートの中心には、インサートを工具
に固定するための中央孔２６がインサート本体を少くと
も一部分貫通して形成されている。中央孔２６に挿通し
たインサート締着具３０（図３、４参照）によってイン
サートを工具に固定する。中央孔２６の周りの上面１２
には、***し傾斜したチップ偏向アイランド（以下、単
に「***傾斜アイランド」とも称する）２８が形成され
ている。図３にみられるように、***し傾斜したチップ
偏向アイランド２８は、チップ３８の破砕を助成すると
ともに、中央孔２６に挿通されたインサート締着具３０
をチップ３８の流れによる損傷から防護する働きをす
る。
【００１０】刃先１８は、更に、その衝撃強度を高める
ためにインサートの各ノーズ部分（インサートのコーナ
ー）３３の中心線に沿って***した１つのうね４０を有
している。ノーズ部分３３のうね４０は、インサートの
各コーナーにおいて最も高い位置にある刃先１８からイ
ンサートの中心線４６に向けて下方に２方向に延長した
２つの異る傾斜角の表面の結合（交差）によって画定さ
れる。従って、うね４０は、「交差うね」と称すること
とする。図に示された多角形のインサートの場合は、イ
ンサートのノーズ部分３３において４°の傾斜表面と８
°の傾斜表面との交差によって画定されている。当業者
には明なように、インサートが多角形である場合、その
各コーナーがノーズ部分である。
【００１１】テーパした刃先１８と、その形状に符号し
た即ち「同調」又は調和した上面即ちすくい面１２との
組合せは、インサートの中心線４６のところをインサー
トの最も高い点（通常は、インサートのノーズ部分３３
に存在する）より約０．５０８〜０．８１２８ｍｍ（約
０．０２〜０．０３２ｉｎ）、好ましくは０．７１１２
ｍｍ（０．０２８ｉｎ) 低くした場合に、そのインサー
トのすくい面１２に沿っての力分布に最も大きな改善を
もたらすことが判明した。このテーパした刃先１８と、
上面即ちすくい面１２の形状は、切削作業中インサート
に欠損（欠け落ち）が生じるのを防止するために切削作
業中切削線の深さにおけるインサートのすくい面１２へ
の局部的な応力の集中を軽減することを企図したもので
ある。
【００１２】図２は、本発明の切り刃インサート１０の
側面図であり、刃先１８のテーパ形状と、上面（すくい
面）１２の仮想線３２で示された形状が刃先の形状に符
号している様子を示す。刃先１８と上面１２との形状の
符号即ち調和が、刃先１８に一層高い衝撃強度を付与す
る。なぜなら、刃先１８が、それに類似する上面１２の
形状によって支持されるからである。
【００１３】図３は、図１の線３−３に沿ってみた本発
明のインサートの詳細断面図であり、インサートがその
ノーズ部分３３において工作物３４を切削しているとこ
ろを示す。インサートが工作物を切削していくにつれて
生じるチップ（切屑）３８は、インサートの上面１２に
沿って移動する間に歪め作用を受け、ついには破砕され
る。チップ３８は、インサートの上面１２に沿って移動
する途中で***傾斜アイランド２８にぶつかるので、締
着具３０（”Ｈ”ピンとして示されている）は、***傾
斜アイランド２８によってチップから防護される。切削
作業中チップがインサートの上面に沿って移動する途中
でインサートの締着具にぶつかり、それを横切って移動
するので、最終的に締着具を損傷し、切削加工のコスト
高を招くということは、斯界において古くから問題とさ
れていた。本発明は、チップを締着具から偏向させる隆
起傾斜したチップ偏向アイランド２８を設けることによ
ってこの問題を解決し、それによって工具ホルダの寿命
を延長し、切削加工コストを削減する。
【００１４】図４は、図１の線４−４に沿ってみた本発
明のインサートの断面図であり、インサート本体の大部
分の断面形状が比較的均一であることを示す。
【００１５】図５は、図１に示された多角形のインサー
トのノーズ部分３３の上からみた詳細平面図である。イ
ンサートのノーズ部分即ちコーナー３３に、先に述べた
交差うね４０が形成されており、図１に関連して先に説
明したランド２２及びチップブレーカ表面も示されてい
る。
【００１６】図６は、図５のノーズ部分３３の線６−６
に沿ってみた断面図である。この図にみられるように、
刃先及び及びランド２２は、２方向チップブレーカ表面
に円滑に遷移している。この図から分かるように、ノー
ズ部分３３においてテーパ表面４２に遷移する交差うね
４０によってチップに追加の歪みが与えられる。このよ
うな形状は、チップに追加の歪みを誘起する働きをする
とともに、インサートに高い衝撃抵抗を付与する働きを
する。
【００１７】
【発明の効果】本発明によるインサートは、深い切削深
さで、中速ないし高速送り速度で、中速ないし高速切削
速度で鋼等の金属工作物を切削加工することができる。
更に、本発明のインサートは、長尺軸や薄肉部品等の部
品を高速切削速度で能率的に機械加工することができ、
しかもその際そのような部品にチャター（微小振動）現
象によるチャターマークが生じるのを防止することがで
きることが認められた。本発明のインサートは、切削作
業中発生する熱の多部分をチップに移行させるので、イ
ンサートの有効寿命を長くする。
【００１８】本発明のインサートの更に別の利点は、チ
ップとインサートの接触を少なくし、しかも、工作物と
切り刃インサートとの剪断帯域において生じたチップに
最大限の変形力を及ぼし、能率的なチップ破砕を達成す
ることができることである。なぜなら、本発明のインサ
ートは、上述したテーパ形状の故に、いろいろな材料の
工作物の切削加工において、かつ、広範囲の送り速度及
び切削深さにおいてチップの巻き上がりを誘起し、チッ
プを破砕させるとともに、切削深さの相違によって発生
するいろいろな切削負荷及び熱変動条件のもとで刃先を
強化する。
【００１９】本発明のインサートは、１回転当り約０．
３５５６〜１．２７ｍｍ（約０．０１４〜０．０５０ｉ
ｎ) の送り速度で、約２．５４〜１５．２４（０．１〜
０．６ｉｎ) の切削深さで、９１．４４〜３６５．７６
ｍｍ／分（３００〜１，２００ｆｔ／分) の切削速度で
用いることができる。このインサートは、特に、チャタ
ー現象によるチャターマークを減らすことが重要な要素
となる長尺軸部品や、パイプ及び薄肉部品等の機械加工
に適しており、鍛造又は鋳造された鋼部品を高速切削速
度で高い生産性で旋削及び表面仕上げすることが望まれ
る場合に好適である。本発明のインサートは、機械加工
の馬力を完全に活用することを可能にし、強力切削のた
めの所要エネルギー及び加工コストの削減を可能にす
る。
【００２０】以上、本発明を実施例に関連して説明した
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の切り刃インサートの上からみ
た透視図である。
【図２】図２は、本発明の切り刃インサートの側面図で
あり、刃先のテーパ形状を示す。
【図３】図３は、図１の線３−３に沿ってみた本発明の
インサートの部分断面図であり、インサートの切削作業
を示す。
【図４】図４は、図１の線４−４に沿ってみた本発明の
インサートの部分断面図である。
【図５】図５は、本発明のインサートのノーズ部分の上
からみた詳細平面図である。
【図６】図６は、図５の線６−６に沿ってみたインサー
トの断面図である。
【符号の説明】
１０：切り刃インサート １２：上面（すくい面） １４：側壁 １６：インサート本体 １８：刃先 ２０：外周縁 ２２：ランド ２４：チップ歪め表面 ２６：中央孔 ２８：チップ偏向アイランド ３０：締着具 ３３：ノーズ部分（コーナー） ４０：交差うね ４２：テーパ表面 ４６：インサートの中心線
フロントページの続き (72)発明者 トマス・ジェイ・バーナディク アメリカ合衆国ミシガン州マディソンハイ ツ、タングルウッド3782 (72)発明者 トニー・エム・ロウ アメリカ合衆国ミシガン州ロイアルオー ク、イースト・サニーブルック502 (72)発明者 ブレンドン・エル・ブロケット アメリカ合衆国ミシガン州ディアボンハイ ツ、ヘイゼルトン8652

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】割出し自在の多角形の切り刃インサートで
    あって、 すくい面を構成する上面と、工具ホルダに座着させるこ
    とができるように形成された下面と、該上面と下面の間
    に実質的に切れ目なしに延長した側壁とによって画定さ
    れたインサート本体から成り、前記上面は、その外周縁
    に沿ってテーパした刃先と、該刃先より後方に位置した
    ランドを有し、該刃先は、該インサートの各コーナーに
    おいて最も高い位置にあって、該各コーナーの強度を高
    めるために、該刃先から下方へインサートの中心線に向
    って２方向に延長した２つの異る傾斜角の表面の結合に
    よって画定された交差うねを有しており、該インサート
    本体は、前記刃先の形状に符号するテーパ形状を有し、
    該インサートを工具に固定する締着具を通すための中央
    孔が該インサート本体を少くとも一部分貫通して形成さ
    れており、もって、該テーパした刃先は、該インサート
    のすくい面に沿っての力分布を改善し、それによって所
    定の切削深さにおけるインサートへの局部的な応力の集
    中を軽減するようにしたことを特徴とする切り刃インサ
    ート。
  2. 【請求項２】前記中央孔は、前記インサート本体を完全
    に貫通しており、該中央孔の周りに、切削作業中前記締
    着具をチップの流れによる損傷から防護するための***
    し傾斜したアイランドが形成されていることを特徴とす
    る請求項１に記載の切り刃インサート。
  3. 【請求項３】前記コーナーの前記２方向に延長した２つ
    の異る傾斜角の表面は、それぞれ、該インサートの側壁
    に沿って約８°と４°の傾斜角を有するものであること
    を特徴とする請求項１に記載の切り刃インサート。
  4. 【請求項４】該インサートは、インサートの最も高い点
    である前記各コーナーより約０．５０８〜０．８１２８
    ｍｍ（約０．０２〜０．０３２ｉｎ）低い位置に中心を
    有していることを特徴とする請求項１に記載の切り刃イ
    ンサート。
  5. 【請求項５】１回転当り約０．３５５６〜１．２７ｍｍ
    （約０．０１４〜０．０５０ｉｎ) の送り速度で、約
    ２．５４〜１５．２４（０．１〜０．６ｉｎ)の切削深
    さで、９１．４４〜３６５．７６ｍｍ／分（３００〜
    １，２００ｆｔ／分) の切削速度で使用されることを特
    徴とする請求項１に記載の切り刃インサート。
JP4314451A 1991-11-12 1992-10-30 高生産性、高切削速度切り刃インサート Withdrawn JPH05228705A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US790966 1985-10-24
US07/790,966 US5207748A (en) 1991-11-12 1991-11-12 High productivity insert

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05228705A true JPH05228705A (ja) 1993-09-07

Family

ID=25152272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4314451A Withdrawn JPH05228705A (ja) 1991-11-12 1992-10-30 高生産性、高切削速度切り刃インサート

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5207748A (ja)
EP (1) EP0542150B1 (ja)
JP (1) JPH05228705A (ja)
DE (1) DE69225041T2 (ja)
MX (1) MX9206178A (ja)

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