JP2001524883A - 切削加工用カッティングインサート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、金属製の工作物を切削加工するためのカッティングインサートに関する。このカッティングインサートは特にリーマーまたは両刃穿孔機での使用に適している。カッティングインサートは、すくい面（１４）と逃げ面（１６）によって画成され且つ２つのカッティングコーナー（１０）の間に延在している少なくとも一つのカッティングエッジ１２を有している。カッティングエッジ（１２）は、ルーフ状の尖端部（１８）の領域で互いに鈍角を成して移行しあっている、少なくとも部分的に有効な２つのカッティングエッジ部分（２０）を有している。すくい面（１４）には、隆起したチップ形成要素(２２)が設けられている。チップ形成要素(２２)は、すくい面(１４)の内側からカッティングエッジ(１２)まで達し、そこでルーフ状の尖端部（１８）を包み込んで部分的に両カッティングエッジ部分（２０）を越えて延びている。カッティングエッジ部分（２０）とこれに隣接しているすくい面（１４）とは、チップ形成要素（２２）を画成する段部（２４）を有し、段部の縁（２６）はチップ形成要素（２２）の副刃として形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 切削加工用カッティングインサート 本発明は、すくい面と逃げ面によって画成され且つ２つのカッティングコーナ ーの間に延在している少なくとも一つのカッティングエッジを用いて有利には金 属製の工作物を切削加工するためのカッティングインサートであって、カッティ ングエッジが、ルーフ状の尖端部の領域で互いに鈍角を成して移行しあっている 、少なくとも部分的に有効な２つのカッティングエッジ部分を有し、すくい面が 隆起したチップ形成要素を有している切削加工用カッティングインサートに関す るものである。 この種のチップ形成要素を備えたカッティングインサートは、たとえばドイツ 連邦共和国特許公開第４４２２３１２号公報から知られている。この公知のチッ プ形成要素はカッティングエッジの前方で終わっており、終端部はカッティング エッジの方向に楔状になっている。チップ形成要素が隆起しているので、力を合 目的に閉じ込めることによりチップを特定の個所で引き剥がすことができ、した がって安定したチップ断面が弱くなって、カッティングインサートに作用するチ ップの力が減少する。しかしながら、この公知のカッティングインサートの細断 特性は特にスポット穿孔工程(Anbohrvorgang)において問題がある。 本発明の課題は、冒頭で述べた種類の切削加工用カッティングインサートにお いて、特にスポット穿孔工程時の好ましい特性、チップの構造化した形成、静寂 な細断を特徴とするカッティングインサートを開発することである。 この課題を解決するため、請求項１に記載の構成要件の組み合わせが提案され る。本発明の有利な構成および他の構成は従属項から明らかである。 本発明による解決法の基本的な思想は、カッティングエッジを先行するカッテ ィングエッジ部分と後行するカッティングエッジ部分とに分割することにより、 工具を側方へ押しのけることなく、柔軟なスポット穿孔と寸法どおりの安定した 穿孔経過とが得られることにある。これを達成するため、本発明によれば、隆起 したチップ形成要素が、すくい面の内側からカッティングエッジまで達し、そこ でルーフ状の尖端部を包み込んで部分的に両カッティングエッジ部分を越えて延 びていることを特徴とするものである。 全穿孔工程に渡って特に好都合な案内特性は、カッティングエッジ部分とこれ に隣接するすくい面部分とが、チップ形成要素を画成する段部を有している場合 、およびカッティングエッジ部分が、段部の下稜から隣接するカッティングコー ナーのほうへ有利には連続的に上昇する延在部を有している場合に達成される。 合目的なのは、カッティングエッジ部分が、カッティングコーナーのほ うへ延在する途中で、チップ形成要素の領域におけるカッティングエッジのレベ ルにほぼ達していることである。特に有利な構成は、すくい面を越えて延びてい る段部縁が、そのそれぞれのカッティングコーナー側において、付属のカッティ ングエッジ部分と９０°ないし１１０°の角度を成し、その際チップ形成要素の 独自の副刃として機能する。チップをチップ形成段部の領域に分布させるため、 段部の、副刃を画成している面が、隣接し先行するすくい面部分と７５°ないし ８８°の鋭角を成しているのが有利である。加工工程時に先行するチップ形成要 素の主刃と副刃とは、その支持機能のゆえに案内特性を改善させるとともに、特 に高振動数の調波振動の範囲で振動の発生を抑制し、よって騒音の発生を抑制す る。チップ形成要素の領域でチップを分布させずに案内特性を改善するには、段 部の、副刃を画成している面が、隣接し先行するすくい面部分と７０°ないし８ ８°、有利には７５°ないし８５°の鈍角を成しているのが有利である。このた めに特に有利な構成は、チップ形成要素の領域におけるカッティングエッジの長 さが、カッティングエッジの全長の１５％ないし４０％であることである。切削 工程時の力の平衡を改善するため、チップ形成要素を、ルーフ状の尖端部に関し て非対称に形成することができる。この目的のために、特に、カッティングエッ ジ部分とすくい面部分が、一方のカッティングコーナーのほうへ下降し且つ他の カッティングコーナーのほうへ連 続的に上昇している延在部を有している。 本発明による切削要素を備えた穿孔工具の案内特性を、特にスポット穿孔工程 時において改善するため、本発明の有利な構成によれば、チップ形成要素の段部 の高さｈに対し ｈ＝ａ・ｆ／tanδ が適用され、ここでｆは１回転あたりの工具送り量で、δは先行するカッティン グエッジ部分(１２')の領域の逃げ角であり、係数ａはａ＝０．２ないし１．５ 、有利には０．３ないし０．８である。 チップの形成とチップの排出を改善するため、すくい面が、チップ形成要素の 領域と該チップ形成要素の外側とに、カッティングエッジからまず下降して、次 にエッジ裏側の平坦部まで上昇する凹状の延在部を有している。この点でさらに 改善するため、すくい角は、チップ形成要素の段部縁からカッティングコーナー のほうへ連続的に減少している。 本発明によるカッティングインサートは、少なくとも２つ備えたリーマー（Vo llbohrer）または両刃穿孔機に有利に使用される。 次に、本発明を図面に図示した実施形態に関し詳細に説明する。 図１は 切削加工用のカッティングインサートの斜視図である。 図２は 逃げ面の方向に見たカッティングインサート の側面図である。 図３は すくい面の方向に見たカッティングインサートの平面図である。 図４ａは チップ形成要素の図３の一部分の拡大図である。 図４ｂは 図３ａの切断線ＩＶ−ＩＶによる断面図である。 図５ａ，ｂは カッティングインサートの変形実施形態をそれぞれ図２および図 ３対応させて示した図である。 図面に図示したカッティングインサートは、特にリーマーまたは両刃穿孔機の 形態の穿孔工具のためのものである。このカッティングインサートは、その輪郭 の点では六角のスローアウェイチップとして形成されており、鋭角αを成してい るカッティングコーナー１０において互いに結合されている３つのカッティング エッジ１２は、すくい面１４と逃げ面１６によって画成され、それぞれ、ルーフ 状の尖端部１８の領域において鈍角βを成して互いに移行している２つのエッジ 部分２０を有している。スローアウェイチップの締付け固定に応じてその都度、 付属のカッティングエッジ部分２０を備えたカッティングエッジ１２が有効であ る。各カッティングエッジ１２に付属のすくい面１４は、隆起したチップ形成要 素２２を有している。チップ形成要素２２は、すくい面１４の内側から該当する カッティングエッジ１２まで達してお り、そこでルーフ状の尖端部１８を包み込んで部分的に両カッティングエッジ部 分２０を越えて延びている。カッティングエッジ部分２０とこれに隣接している すくい面一部分１４とは、チップ形成要素２２を画成している段部２４を有して いる。段部２４の縁２６は、それぞれのカッティングコーナー１０側で該当する カッティングエッジ部分と角度γ＞９０°を成しており、チップ形成要素２２の 領域の先行するカッティングエッジ１２’に属している先行する副刃を形成して いる。チップ形成要素２２の領域の先行するカッティングエッジ１２’は、図示 した実施形態の場合カッティングエッジ全長のほぼ２５％であり、他方チップ形 成要素２２の段部２４の高さｈは、 ｈ＝ａ・ｆ／tanδ にしたがって決定される。ここでｆは１回転あたりの工具送り量で(図４ａ)、δ は先行するカッティングエッジ部分１２’の領域の逃げ角（図４ｂ）であり、係 数ａは図４ａに図示した実施形態の場合ほぼ０．５である。図４ａにおいて矢印 ２５は送り方向を示し、送り方向２５に対して垂直に示した破線１,２,３,４,５ ,６は１回転の十分の一(０．１ｆ)におけるカッティングプレートの工作物内部 での位置を示している。図４ａからわかるように、ルーフ状の尖端部１８の角度 を二分する線２９は送り方向２５と角度εを成している。これにより、穿孔工程 の場合、角度εに依存して異なっているカッティングエッ ジ部分の係合部位が時間に依存して変位する。重要なことは、先行するカッティ ングエッジ１２’の端部に達したとき、カッティングエッジの後行する部分１２ ”が係合するまでにある程度の時間が経過することである。この遅延は、図示し た実施形態の場合、該当する工具のほぼ半回転に相当する。この半回転の間チッ プ形成要素２２は、工作物の中に、調心作用と安定作用を及ぼす痕跡を刻む。 後行するカッティングエッジ部分１２”は、段部２４の下稜からカッティング コーナー１０のほうへ連続的に上昇するように延在し、この延在経路に沿ってす くい角が連続的に減少している。カッティングコーナー１０の領域においてカッ ティングエッジ１２は工具の回転方向に依存して部分的に面取りされている(斜 角部３２)。すくい面１４は、チップ形成要素２２の領域においても段部２４と カッティングコーナー１０の間の領域においても、カッティングエッジ１２',１ ２”からまず下降して、次にエッジ裏側の平坦部２８まで上昇するごとく凹状に 延在している(図２を参照)。平坦部２８の中心部には、図示していない固定ねじ を係合させるための貫通穴３０が設けられている。 図５ａと図５ｂに図示した実施形態が図２と図３に図示した実施形態と異なる のは、チップ形成要素２２がルーフチップ１８に対して非対称に配置され、一方 の（右側の）カッティングコーナー１０のほうへ傾斜して下降 している延在部と、他方の（左側の）カッティングコーナー１０のほうへ傾斜し て上昇している延在部とを有している点である。このような構成により、工具内 で複数個の工具が互いにオーバーラップした場合、穿孔工程時に、特にスボット 穿孔工程時に、半径方向の力の平衡状態が得られる。さらに図５ａからわかるよ うに、チップ形成要素の副刃２６は段部２４の領域において切削角ρでアンダー カットされている。この処置により、チップ排出時に好都合なチップ変形または チップ分配を生じさせることができる。 以上を総括すると以下のようになる。本発明は、金属製の工作物を切削加工す るためのカッティングインサートに関する。このカッティングインサートは特に リーマーまたは両刃穿孔機での使用に適している。カッティングインサートは、 すくい面１４と逃げ面１６によって画成され且つ２つのカッティングコーナー１ ０の間に延在している少なくとも一つのカッティングエッジ１２を有している。 カッティングエッジ１２は、ルーフ状の尖端部１８の領域で互いに鈍角を成して 移行しあっている、少なくとも部分的に有効な２つのカッティングエッジ部分２ ０を有している。すくい面１４には、隆起したチップ形成要素２２が設けられて いる。チップ形成要素２２は、すくい面１４の内側からカッティングエッジ１２ まで達し、そこでルーフ状の尖端部１８を包み込んで部分的に両カッティングエ ッジ部分２０を越えて延びている。カ ッティングエッジ部分２０とこれに隣接しているすくい面１４とは、チップ形成 要素２２を画成する段部２４を有し、段部の縁２６はチップ形成要素２２の副刃 として形成されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ｗ (72)発明者 シュット ヘンリー ドイツ連邦共和国 デー・74343 ザクセ ンハイム ２ ゴットリープ ダイムラ ー・シュトラーセ ８ (72)発明者 ハイディンガー ハンス ドイツ連邦共和国 デー・74385 プライ デルスハイム バートブルネンシュトラー セ ５ (72)発明者 モアロック ヘルムート ドイツ連邦共和国 デー・74369 レヒガ ウ アイヒェンヴェーク 30 【要約の続き】 る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．すくい面（１４）と逃げ面（１６）によって画成され且つ２つのカッティン グコーナー（１０）の間に延在している少なくとも一つのカッティングエッジ（ １２）を用いて有利には金属製の工作物を切削加工するためのカッティングイン サートであって、カッティングエッジ（１２）が、ルーフ状の尖端部（１８）の 領域で互いに鈍角（β）を成して移行しあっている、少なくとも部分的に有効な ２つのカッティングエッジ部分（２０）を有し、すくい面（１４）が隆起したチ ップ形成要素（２２）を有している前記カッティングインサートにおいて、チッ プ形成要素（２２）が、すくい面（１４）の内側からカッティングエッジ（１２ ）まで達し、そこでルーフ状の尖端部（１８）を包み込んで部分的に両カッティ ングエッジ部分（２０）を越えて延びていることを特徴とするカッティングイン サート。 ２．カッティングエッジ部分（２０）とこれに隣接するすくい面部分（１４）と が、チップ形成要素（２２）を画成する段部（２４）を有していることを特徴と する、請求項１に記載のカッティングインサート。 ３．カッティングエッジ（１２）の、チップ形成要素（２２）の外側に位置して 後行する部分（１２"）が、それぞれの段部（２４）の下稜から隣接するカッテ ィングコーナー（１０）のほうへ有利には連続的に上昇する延在部を有している ことを特徴とする、請求項２に記載のカッティングインサート。 ４．カッティングエッジ（１２）の後行する部分（１２"）が、カッティングコ ーナー（１０）のほうへ延在する途中で、カッティングエッジ（１２）の部分（ １２'）であってチップ形成要素（２２）の内側にある先行する部分（１２'）の レベルにほぼ達していることを特徴とする、請求項３に記載のカッティングイン サート。 ５．すくい面（１４）を越えて延びている段部縁（２４）が、そのそれぞれのカ ッティングコーナー（１０）側において、付属のカッティングエッジ部分（２０ ）と８０°ないし１２０°の角度（γ）、有利には９５°ないし１０５°の角度 を成していることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載のカ ッティングインサート。 ６．すくい面（１４）が、チップ形成要素（２２）の領域に、先行するカッティ ングエッジ部分（１２"）からまず下降して、次にエッジ裏側の平坦部（２８） まで連続的に上昇する凹状の延在部を有していることを特徴とする、請求項１か ら５までのいずれか一つに記載のカッティングインサート。 ７．すくい面（１４）が、段部（２４）とこれに隣接しているカッティングコー ナー（１０）の間の領域に、 先行するカッティングエッジ部分（１２"）からまず下降して、次にエッジ裏側 の平坦部（２８）まで部分的に段状に上昇する凹状の延在部を有していることを 特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載のカッティングインサー ト。 ８．後行するカッティングエッジ部分（１２"）のすくい角が、段部（２４）か ら隣接するカッティングコーナー（１０）のほうへ連続的に減少していることを 特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載のカッティングインサー ト。 ９．段部（２４）の縁（２６）がチップ形成要素（２２）の副刃として形成され ていることを特徴とする、請求項５から８までのいずれか一つに記載のカッティ ングインサート。 １０．チップ形成要素（２２）の領域における先行するカッティングエッジ（１ ２'）の長さが、カッティングエッジ（１２）の全長の１５％ないし５０％であ ることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載のカッティング インサート。 １１．チップ形成要素（２２）が、ルーフ状の尖端部（１８）に関して非対称に 形成されている。ことを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記 載のカッティングインサート。 １２．先行するカッティングエッジ部分（１２'）が、一方のカッティングコー ナー（１０）のほうへ下降し 且つ他のカッティングコーナー（１０）のほうへ連続的に上昇している延在部を 有していることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一つに記載のカ ッティングインサート。 １３．段部（２４）の、副刃を画成している面が、隣接し先行するすくい面部分 （１４）と７５°ないし８８°、有利には７９°ないし８４°の鋭角（ρ）を成 していることを特徴とする、請求項９から１２までのいずれか一つに記載のカッ ティングインサート。 １４．段部（２４）の、副刃を画成している面が、隣接し先行するすくい面部分 （１４）と９２°ないし１１０°、有利には９５°ないし１０５°の鈍角（ρ） を成していることを特徴とする、請求項９から１２までのいずれか一つに記載の カッティングインサート。 １５．複数個のカッティングエッジ（１２）が設けられ、これらのカッティング エッジ（１２）が、有利には三角形として形成される多角形を成し、且つそれぞ れ２つのカッティングエッジ部分（２０）を有している、請求項１から１０まで のいずれか一つに記載のカッティングインサートにおいて、個々のカッティング エッジ（１２）の間にあるカッティングコーナー（１０）が少なくとも部分的に 面取りされていることを特徴とするカッティングインサート。 １６．請求項１から１５までのいずれか一つに記載のカッティングインサートを 備えた機械工具であって、加工工程時に工具が工作物に対して送り（矢印２５） と回転とを付与される前記機械工具において、チップ形成要素（２２）の段部の 高さ（h）に対し ｈ＝ａ・ｆ／tanδ が適用され、ここでｆは１回転あたりの工具送り量で、δは先行するカッティン グエッジ部分（１２'）の領域の逃げ角であり、係数ａはａ＝0．２ないし１．５ 、有利には０．３ないし０．８であることを特徴とする機械工具。 １７．請求項１から１５までのいずれか一つに記載のカッティングインサートを 少なくとも２つ備えたリーマーまたは両刃穿孔機として形成されていることを特 徴とする、請求項１６に記載の機械工具。