JP2004520181A - 切削インサート - Google Patents

Abstract

本発明は切削工具に用いられる交換可能な切削インサート (２０)を提供する。切削インサートは凹部（３２、５４）を有し、その両側に平坦で、同一面でない側面（２６）を有している。切削インサートは、切削工具（５８，６０）のインサートポケット（６２）内に、ポケット（６２）の接触縁（７０，７２）とインサートの隣り合う２つの側面の凹部（３２，５４）の側縁（３４）上の点との間の３点接触（P1、P2、P3）によって保持される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライス削り、穴あけ、および旋削作業において金属加工用切削工具に用いる交換可能な切削インサートのための支持配列に関する。
【背景技術】
【０００２】
交換可能な切削インサートがインサートポケット内に保持される切削工具の設計における主な問題は、切削インサートの作動切れ刃の配置が決定され得る精確さである。略正方形、矩形または菱形状の切削インサートに対して、インサートポケットは全体的に対応する形状を有し、そして基礎支持壁とこれから略直角に延びる２つの側部支持壁とを備えている。インサートポケットは、工具保持器内において機械加工されるので、インサートポケットの支持壁の面平坦度は充分に精確である。一方、切削インサートは、常に、インサートポケットと同じ精度で生産されるわけではない。これは、カーバイド粉末を加圧および焼結することにより作られる金属切削用の超硬合金インサートについては特にその通りである。焼結工程中に、切削インサートは不確定な様相で収縮する。換言すると、切削インサートはある程度ゆがめられ、切削インサートの表面は一般に要求された平坦度を有さない。切削インサートの２つの側面と底面との３つの隣り合う面が、インサートポケットの側部支持壁と基礎支持壁とに突当たるので、インサートポケットにおける切削インサートの精確な配置、延いては作動切れ刃の精確な配置は、切削インサートの表面の平坦度の程度に依存するであろう。
【０００３】
作動切れ刃の配置の精確な決定の問題を解決するのに用いられた一つの方策は、インサートの表面を研磨することである。用いられた他の方策は、基礎支持壁に３つの支持点、２つの隣り合う側部支持壁の一つに２つの支持点、そして、２つの隣り合う側部支持壁の他の一つに１つの支持点を備えるインサートポケットを設計することである。用語「支持点」の使用は寸法を有さない幾何学的な点を意味するのではなく、小さな面積を有する物理的な点であり、その大きさは要求される精確さによって決定されるということが当業者には理解されよう。
【０００４】
用いられた、さらに他の方策は、支持点がインサートポケットの支持壁の代わりにインサートの表面に設けられるように、インサートを設計することである。この方策は、他の方策よりコスト的に有利であるから、特に魅力的である。一方において、インサート表面の研磨を必要とせず、他方において、インサートポケットを作るとき機械加工を必要としない。この３つ目の方策を適用する際に、一般に、２つの方法が用いられている。一つの方法では、平坦で同一面の支持表面が用いられ（例えば、特許文献１参照）、他の方法では、丸められた突起が用いられている（例えば、特許文献２参照）。前者は、作動切れ刃の配置を良好に定めるためには、支持表面が高い程度の面平坦度を今なお必要とするという不利を有している。後者は、丸められた突起が、この分野で称されるアンダーカットを形成するという不利を有している。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，４４１，４７０号
【特許文献２】米国特許第６，１２６，３６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述の不利を排除することを意図して、切削インサートが切削工具に取付けられたとき、良好に定められた３点支持配列によって静的に保持され、精確に配置された作動切れ刃を有するような支持配列を備えた切削インサートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従い、切削工具に用いられる交換可能な切削インサートであって、
頂面、底面、および底面と頂面との間に延在する複数の側面であって、各側面が、少なくとも一区分が切れ刃を構成する頂縁において頂面と交差している側面、
複数のコーナー側面であって、各側面が第１コーナー側面と第２コーナー側面との間に延在するコーナー側面、
少なくとも１つの側面における凹部であって、該凹部は頂縁の下方に位置され、第１および第２の対向する側縁とその間の上縁を有する凹部、
凹部に隣接する第１および第２の小側面であって、第１の小側面の少なくとも一部は第１の側縁から第１のコーナー側面まで延在し、第２の小側面の少なくとも一部は第２の側縁から第２のコーナー側面まで延在する第１および第２の小側面を備え、
該第１の小側面の少なくとも一部と該第２の小側面の少なくとも一部とは平坦で同一面ではなく、且つ、該第１の小側面の少なくとも一部は第１のコーナー側面から第１の側縁まで外向きに延在し、該第２の小側面の少なくとも一部は第２のコーナー側面から第２の側縁まで外向きに傾斜していることを特徴とする切削インサートが提供される。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態によれば、第１および第２の小側面は、各々、凹部の上縁と境界する部分を有している。
【０００９】
さらに、本発明の好ましい実施の形態によれば、第１および第２の小側面は、底面から頂面に向けて外向きに傾斜している。
【００１０】
さらに、本発明の好ましい実施の形態によれば、第１および第２の小側面は、同一である。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態によれば、切削インサートは４つの側面を有している。
さらに、本発明の好ましい実施の形態によれば、４つの側面の各々に凹部が設けられている。
【００１２】
さらに、本発明の特定の適用例によれば、複数の側面の側面は同一である。
必要に応じて、第１および第２の小支持面は、研磨されている。
【００１３】
本発明に従い、本発明による切削インサートが保持されるインサートポケットを有する切削工具であって、
インサートポケットは、基壁と該基壁から略上向きに延在する隣接する後壁および側壁とを備え、後壁および側壁にはそれぞれ後接触縁および側接触縁が設けられ、後接触縁または側接触縁の一つは、切削インサートの少なくとも１つの側面の凹部の第１および第２の側縁にそれぞれ位置された第１および第２の突き当て点で、切削インサートに当接していることを特徴とする切削工具が提供される。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態によれば、切削インサートは、４つの側面を有している。
【００１５】
さらに、本発明の好ましい実施の形態によれば、４つの側面の各々には凹部が設けられ、後接触縁は、１つの側面の第１および第２の側縁にそれぞれ位置された第１および第２の突き当て点で切削インサートに当接し、且つ、側接触縁は、隣りの側面の第１の側縁に位置された第３の突き当て点で切削インサートに当接している。
【００１６】
この好ましい実施の形態によれば、切削インサートはインサートポケット内に３点支持配列でもって保持されることが理解されよう。
【００１７】
本発明の特定の適用例によれば、複数の側面の側面は同一である。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態によれば、第１および第２の小側面は各々、凹部の上縁を境界している部分を有している。
【００１９】
さらに、本発明の好ましい実施の形態によれば、第１および第２の小側面は、底面から頂面に向けて外向きに傾斜している。
【００２０】
必要に応じて、第１および第２の小側面は研磨されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
さて、図面を参照するに、本発明の第１の実施形態による交換、割り出し可能な切削インサート２０が図１ないし３に示されている。切削インサート２０は、頂面２２、底面２４および、頂面２２および底面２４の間に延在する実質的に同一な４つの側面２６を有している。個々の側面２６は頂縁２８で頂面に交差している。本発明は、切削インサート２０の切削工具における支持に関し、切れ刃の特異な形状に関するものではない。従って、切れ刃の形態は説明されず、頂縁２８の少なくとも一区分が切れ刃を構成するということが指摘されるのみである。切削インサート２０は、４つのコーナー側面３０を有し、個々の側面２６は２つのコーナー側面３０の間に延在している。
【００２２】
４つの側面２６は実質的に等しいので、側面２６の構造は１つの側面のみについて説明される。説明された構造は、４つの全ての側面２６に適用されることが理解される。従って、特定の側面を参照するに、側面２６には凹部３２が設けられている。凹部３２は頂縁２８の下方に位置されている。すなわち、凹部３２は頂縁２８と交差しない。凹部３２は、コーナー側面３０に関して、側面２６において概ね中央に位置されている。凹部３２は、２つの対向する側縁３４、および側縁３４を結んでいる上縁３６によって定められる境界縁を側面２６に有している。側面２６には、頂縁２８に隣接して逃げ面３８が設けられている。逃げ面３８と底面２４との間の側面２６の残りの部分は、２つの平面ないしは平坦な小側面４０に分けられている。平面ないしは平坦により、製造誤差を考慮して可能な限り得られる平らかさが意味されている。従って、一般に、本発明の切削インサートが加圧と焼結とによってのみ製造されるなら、小側面４０は、これらの面が加圧および焼結後に研磨される場合より平らでないということが予測されるべきである。
【００２３】
個々の小側面４０は、逃げ面３８に隣接する上側部分４２と、上側部分４２から底面２４まで延在する下側部分４４とに分けられている。上側および下側の部分は、破線４５によって表されている想像線によって分離されている。所与の小側面４０の上側部分４２および下側部分４４は同一平面内に存している。というのも、所与の小側面４０は平坦であるからである。上側部分４２は、それぞれのコーナー側面３０から外向きに延び、逃げ面３８と凹部３２との間に位置されている中央配置の接合線４６で合致している。個々の下側部分４４は、それぞれのコーナー側面３０から凹部３２のそれぞれの側縁３４にまで外向きに延びている。図２に示されているように、図３に示された断面は、凹部の両側部におけるＰ点で側縁３４を切断する線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って取られている。図３において、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに一致する線Ｌは、２つの点Ｐを通って引かれている。これから分かるように、個々の小側面４０（従って、等しく対応する個々の上側および下側部分４２，４４）は、関連するコーナー側面３０から関連する側縁３４まで外向きに傾斜し、線Ｌに対し鋭角αをなしている。角度αの値は切削インサート２０の設計に依る。不拘束の実施例では、α＝０．６°である。切削工具のインサートポケット内への切削インサート２０の保持に関して以下により詳細に説明されるように、点Ｐは切削インサート２０とインサートポケットとの間の突き当て点を表している。
【００２４】
上述の実施形態によれば、個々の小側面４０は凹部３２の上縁３６を境界している部分、すなわち、上側部分４２を有している。さらに、図２から分かるように、小側面４０は底面２４から頂面２２に向けて外向きに傾斜している。また、個々の側面２６の２つの小側面４０は同一である。
【００２５】
さて、本発明の第２の実施形態による切削インサートを示す図４に注意が向けられる。この実施形態によれば、個々の下側部分４４が上側副部分４８と下側副部分５０との２つの副部分に分けられている。２つの副部分４８、５０は、副部分接合線５２で合致している。第２の実施形態による上側部分４２は、第１の実施形態の上側部分４２の特性と同じ特性を有している。すなわち、上側部分４２は、それぞれのコーナー側面３０から外向きに延び、逃げ面３８と凹部３２との間に位置されている中央配置接合線４６で合致している。第２の実施形態による上側副部分４８は、第１の実施形態の下側部分４４の特性と同じ特性を有している。すなわち、個々の上側副部分４８は、それぞれのコーナー側面３０から凹部３２のそれぞれの側縁３４まで外向きに延在している。従って、上側副部分４８を通る位置で断面されると、その結果は図３に示された形態を有する断面となる。明らかに、個々の側面２６の２つの上側副部分４８は平坦であり、同一面ではない。第２の実施形態によれば、突き当て点Ｐは上側副部分４８に隣接する側縁３４上に存する。第１の実施形態と対照的に、下側副部分５０は所望の如何なるジオメトリをも有することができ、平坦であるとか、平坦で同一面でないとかが要求されない。
【００２６】
さて、本発明の第３の実施形態による切削インサートを示す図５に注意が向けられる。この実施形態によれば、切削インサート２０は第２の実施形態の特性と同じ特性を有する上側副部分４８および下側副部分５０を有している。しかしながら、第３の実施形態による切削インサートの個々の側面２６は、頂縁２８に隣接し、上側副部分４８と上縁３６に延び、所望の如何なるジオメトリをも有することができる逃げ面５２を有している。
【００２７】
上述の切削インサート２０の３つの実施形態では、凹部３２が底面２４まで延在している。図６には、本発明における凹部の他の形態として用いられる閉鎖凹部５４が示されている。閉鎖凹部５４は底面２４まで延在していない。明らかに、閉鎖凹部５４は上述の切削インサート２０の３つの実施形態のいずれかと共に用いられ得る。
【００２８】
さて、注意が図７ないし１１に向けられる。立て削りカッター５８または面フライス削り６０のような切削工具５６は、本発明による切削インサート２０が保持されるインサートポケット６２を有している。個々のインサートポケット６２は、基壁６４、該基壁６４から概ね上方に延在する隣接の後壁６６および側壁６８を有している。後壁６６および側壁６８には、後接触縁７０および側接触縁７２がそれぞれ設けられている。切削インサート２０がインサートポケット６２に保持された状態（図８および９を見よ）では、後接触縁７０が切削インサート２０に、後壁６６に隣り合う側面２６‘の凹部３２’の側縁３４‘に位置された第１および第２の突き当て点Ｐ１、Ｐ２において当接し、そして、側接触縁７２が切削インサート２０に、側壁６８に隣り合う側面２６“の凹部３２”の側縁３４“に位置された第３の突き当て点Ｐ３において当接している。
【００２９】
切削インサート２０をインサートポケット６２に取付けるために用いられる方法に関しては、これは本発明の特徴ではないから何も言及されない。図においては、貫通穴７４が切削インサート２０に示され、ねじ穴７６がインサートポケット６２の基壁６４に示されている。これらの穴は、切削インサート２０をインサートポケット６２に取付けるためのねじを受入れるためのものであることは当業者には理解されよう。クランプ、レバーまたはピン等の他の取付け手段が用いられ得ることもまた理解されよう。
【００３０】
本発明がある程度特異的に説明されたが、以下に請求されるように、本発明の趣旨ないしは範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行うことができることは理解されるべきである。例えば、焼結されたカーバイドのインサートに言及されたが、本発明はセラミックのインサートにも等しく適用可能であることが理解されよう。さらに、本発明は図に示されたような概ね四角形状を有する切削インサートに限られないことも理解されよう。平坦で同一面でない部分を凹部の両側に備えて側面に凹部を有することによって、切削インサートに設けられた支持配列は、矩形、三角形および概ね多角形状のインサートにも等しく適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による切削インサートの第１実施形態の斜視図である。
【図２】図１の切削インサートの側面図である。
【図３】図１および２に示された切削インサートの、図２におけるIII-III線に沿う断面図である。
【図４】本発明による切削インサートの第２実施形態の斜視図である。
【図５】本発明による切削インサートの第３実施形態の斜視図である。
【図６】凹部の他の形態を備える切削インサートの斜視図である。
【図７】本発明による切削インサートが保持されている切削工具のインサートポケットの斜視図である。
【図８】本発明による切削インサートを保持する切削工具のインサートポケットの斜視図である。
【図９】切削インサートが図７に示されるように保持されている、IX-IX線に沿うインサートポケットの部分断面図である。
【図１０】本発明による切削インサートが着座されている立て削りカッターである。
【図１１】本発明による切削インサートが着座されている面フライスカッターである。

Claims (15)

1. 切削工具に用いられる交換可能な切削インサートであって、
   頂面、底面、および底面と頂面との間に延在する複数の側面であって、各側面が、少なくとも一区分が切れ刃を構成する頂縁において頂面と交差している側面、
   複数のコーナー側面であって、各側面が第１コーナー側面と第２コーナー側面との間に延在するコーナー側面、
   少なくとも１つの側面における凹部であって、該凹部は頂縁の下方に位置され、第１および第２の対向する側縁とその間の上縁を有する凹部、
   凹部に隣接する第１および第２の小側面であって、第１の小側面の少なくとも一部は第１の側縁から第１のコーナー側面まで延在し、第２の小側面の少なくとも一部は第２の側縁から第２のコーナー側面まで延在する第１および第２の小側面を備え、
   該第１の小側面の少なくとも一部と該第２の小側面の少なくとも一部とは平坦で同一面ではなく、且つ、該第１の小側面の少なくとも一部は第１のコーナー側面から第１の側縁まで外向きに延在し、該第２の小側面の少なくとも一部は第２のコーナー側面から第２の側縁まで外向きに傾斜していることを特徴とする切削インサート。
2. 第１および第２の小側面は、各々、凹部の上縁と境界する部分を有してい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. 第１および第２の小側面は、底面から頂面に向けて外向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
4. 第１および第２の小側面は、同一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。
5. 切削インサートは４つの側面を有してい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. ４つの側面の各々に凹部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の切削インサート。
7. 複数の側面の側面は同一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。
8. 第１および第２の小支持面は、研磨されていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
9. 請求項１に記載の切削インサートが保持されるインサートポケットを有する切削工具であって、
   インサートポケットは、基壁と該基壁から略上向きに延在する隣接する後壁および側壁とを備え、後壁および側壁にはそれぞれ後接触縁および側接触縁が設けられ、後接触縁または側接触縁の一つは、切削インサートの少なくとも１つの側面の凹部の第１および第２の側縁にそれぞれ位置された第１および第２の突き当て点で、切削インサートに当接していることを特徴とする切削工具。
10. 切削インサートは、４つの側面を有していることを特徴とする請求項９に記載の切削工具。
11. ４つの側面の各々には凹部が設けられ、後接触縁は、１つの側面の第１および第２の側縁にそれぞれ位置された第１および第２の突き当て点で切削インサートに当接し、且つ、側接触縁は、隣りの側面の第１の側縁に位置された第３の突き当て点で切削インサートに当接していることを特徴とする請求項１０に記載の切削工具。
12. 複数の側面の側面は同一であることを特徴とする請求項９に記載の切削工具。
13. 第１および第２の小側面は各々、凹部の上縁を境界している部分を有していることを特徴とする請求項９に記載の切削工具。
14. 第１および第２の小側面は、底面から頂面に向けて外向きに傾斜していることを特徴とする請求項９に記載の切削工具。
15. 第１および第２の小側面は研磨されていることを特徴とする請求項９に記載の切削工具。

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