JP2004522609A - ワイパを備えた切削インサート - Google Patents

Abstract

切削インサート（１０）は、上面、下面、複数の側面（１６）、並びに上面（１２）と側面との交点に形成された少なくとも１つの先端切削エッジ（２０）及び後端ワイパエッジ（２２）を含む。角部（２１）は、後端ワイパエッジ（２２）から先端切削エッジ（２０）を分離する。上面（１２）は、インサート（１０）の座面（２４）に向かって内方向及び下方向に延びる複数の平面のすくい面（２６）を含む。また、上面（１２）は座面（２４）に向かって内方向及び上方向に延びる複数のチップ転向面（２８）も含み、隣接するすくい面（２６）同士の間に遷移ゾーンを形成する。すくい面（２６）は、先端切削エッジに垂直な線に対してランド角（３２）を形成する。また、後壁面（３４）はすくい面（２６）から座面（２４）へ上方向に延び、すくい面と座面（２４）との間に遷移ゾーンを形成する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップを形成する切削加工作業用の切削工具(cutting tools)に用いられるインサートに関する。より詳細には、本発明は多目的の割出し可能切削インサートに関し、この切削インサートは、面、面取りされる面、周縁、及びポケットのフライス削りに使用した際の中仕上げ及び仕上げに用いられる先端切削エッジ及び後端ワイパーエッジを有する。
【背景技術】
【０００２】
種々の形状の割出し可能切削インサートが利用可能である。最も一般的なインサートの一つは矩形で４つの切削エッジを含んだものである。このようなインサートは、切削される工作物の矩形の肩部、即ち９０°の肩部をフライス削りする(mill)ことが必要な場合に特に有用である。
【０００３】
８つの切削エッジを有する八角形のインサートも広く使用されている。このようなインサートの隣接する切削エッジは、互いに対して４５°の角度で延びている（概してリード角と呼ばれる）。八角形のインサートは、単一のインサートが交互に使用可能な切削エッジを比較的多く持つ、という点で特に有益である。
【０００４】
しかしながら、例えば、従来の八角形のインサートの切削エッジにより、フライス削り(milling)作業の結果、工作物の表面が比較的粗くなってしまう場合がある。よって、顧客が望む更に滑らかな表面を生じるように、この工作物に第２のフライス削り作業を行うことが必要となりうる。
【０００５】
本発明の発明者は、第２のフライス削り作業を必要とすることでフライス削り作業に関連するコストが高くなり、生産性が減少することを認識した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの問題及び他の問題を解決するために、本発明の目的は、粗い切削作業を行うための先端切削エッジと、細かな切削作業を行うための後端ワイパエッジとを有する、切削工具に使用される割出し可能切削インサートを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、効果的なチップ制御のためにすくい面及び転向面(deflecting surface)を有する割出し可能切削インサートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様では、割出し可能切削インサートは耐磨耗性材料からなる多角体を含む。この多角体は、中心部、上面及び下面、並びに上面と下面との間にある複数の側面を含む。複数の側面及び上面の交点には複数の切削先端エッジが形成されている。同様に、複数の側面及び上面の交点には複数のワイパエッジが形成されている。角部が各先端切削エッジと各ワイパエッジとを分離している。切削作業において、インサートは工作物と係合し、先端切削エッジのうちの１つを用いて粗い切削作業を行い、ワイパエッジのうちの１つを用いて細かな切削作業を行う。
【０００９】
本発明の他の態様では、ツールホルダと、ツールホルダの座内に取り付けられた割出し可能インサートとのアセンブリである。切削インサートは、耐磨耗性材料からなる多角体を含む。この多角体は、中心部、上面及び下面、並びに上面と下面との間にある複数の側面を含む。複数の側面及び上面の交点には複数の切削先端エッジが形成されている。同様に、複数の側面及び上面の交点には複数のワイパエッジが形成されている。角部が各先端切削エッジと各ワイパエッジとを分離している。切削作業において、インサートは工作物と係合し、先端切削エッジのうちの１つを用いて粗い切削作業を行い、ワイパエッジのうちの１つを用いて細かな切削作業を行う。
【００１０】
本発明の種々の実施の形態が示されるが、示される特定の実施の形態を、請求の範囲を限定するものと解釈してはならない。本発明の範囲から逸脱せずに種々の変更及び改良を行えることが予想される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の切削インサートが図１に示され、概して参照番号１０で示される。切削インサート１０の１つの用途では、インサートを回転フライス本体１１内に取り付けることができる。このような本体１１において切削インサート１０を使用することは限定的ではなく、旋削作業又は穿孔作業に用いられるような他の切削体においてこのインサートを使用することも可能であることを理解されたい。
【００１２】
しかしながら、図１に示されるように、フライス本体１１は、フライス本体１１の切削端部１５の周りに形成され、周方向に離間される複数のインサートポケット１３を含む。フライス本体１１は、中心長手軸１７の回りを回転可能に駆動されるよう設計されている。フライス本体が回転されると、切削インサート１０は工作物（図示せず）と係合するように作用する。
【００１３】
図２は、フライス本体１１から取り外された切削インサート１０の等角図を示している。インサートは、耐磨耗性材料からなる多角体を備える。他の幾何学形状が可能であるが、インサート１０は中心軸Ｃ_L周りに対称であるほぼ八角形の形状からなり、上面１２、下面１４、及び複数の側面１６を含む。図４に最も良く示されるように、各側面１６は隣接する側面１６に対して約４５°の角度１８を有する。更に、各側面１６はテーパー付けされており、平面Ｐに対して垂直な線と角度１７を形成している。この角度１７はファセット逃げ角と呼ばれるもので０°と３０°との間の値を有することができ、図のように約２５°の角度を有し、これは図５に最も良く示される。
【００１４】
ここで図２を参照すると、インサート１０は、上面１２と各側面１６との間の交点に形成される複数の先端切削エッジ２０及び複数の後端ワイパエッジ２２を含む。角部２１が、各先端切削エッジ２０を各後端ワイパエッジ２２から分離している。各角部２１の半径は、約０．５乃至１．０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。しかしながら、任意の望ましい角部半径を用いて本発明を実施することができる。各切削エッジ２０を作動位置に割り出し、切削工具（図示せず）において有効に使用できることが理解される。よって、本発明の八角形のフライスインサート１０は、従来の長方形又は矩形の切削インサートとは異なり、８回割り出すことができる。
【００１５】
切削工具におけるインサート１０の着座を容易にするために、インサート１０の各側面１６は、ワイパエッジ２２の下で各側面１６から突出するほぼ平面の側部座面２３を含むことができる。また、側部座面２３は角部２１まで延びていてもよい。側部座面２３の下部エッジは、切削作業中に側面１６が切削工具と係合している際にインサート１０の移動を防止する。インサート１０が切削工具において適切に割り出される際、２つの側面１６が切削工具と係合することが好ましい。
【００１６】
図５に最も良く示されるように、インサート１０の上面１２は、中心に配置されたほぼ平面の座面２４を有するように形成され、この面は先端切削エッジ２０とほぼ同一平面上にあってもよいし、あるいは好ましくは０．０５ｍｍ乃至０．４０ｍｍの範囲の高さで先端切削エッジ２０の上に突出していてもよい。座面２４は、インサート１０が切削工具に配置される際にインサート支持座面として機能する。同様に、下面１４はほぼ平面の座面を形成する。
【００１７】
上面１２は複数のすくい面２６を含み、これらは平面で、先端切削エッジ２０、角部２１及び後端ワイパエッジ２２からインサート１０の座面２４に向かって内方向及び下方向に延びることができる。上面１２は複数の転向面(deflecting surface)２８も含んでおり、これらは先端切削エッジ２０から座面２４に向かって内方向及び上方向に延び、隣接するすくい面２６同士の間に遷移ゾーンを形成する。図２に最も良く示されるように、転向面２８は、先端切削エッジ２０の平面Ｐに垂直な線との転向角(deflection angle)３０において上方向に延びている。転向角３０を１°と６０°との間にすることができ、図３では約３０°である。すくい面２６及び転向面２８は、有効なチップ放出のためにフローパターンを形成する。
【００１８】
ここで図５を参照すると、すくい面２６は、平面Ｐに垂直な線に対してランド角３２を形成する。ランド角３２を約１°と３０°との間とすることができ、図５では約１１°である。また、後壁面３４はすくい面２６と座面２４との間に遷移ゾーンを形成する。後壁面３４は、すくい面２６から座面まで上方向に延び、平面Ｐに垂直な線に対して後壁角３６を形成する。後壁角３６を１°と６０°との間にすることができ、図５では約４５°である。
【００１９】
切削作業の際、インサート１０は、例えば、粗い切削作業をもたらす先端切削エッジ２０と、細かな切削作業をもたらすワイパエッジ２２とを用いて、工作物（図示せず）と係合する。工作物への貫通深さは、ワイパエッジ２２の下の先端切削エッジ２０の深さに限定される。先端切削エッジ２０が工作物を貫通すると、材料は工作物から取り除かれ、すくい面２６に沿ってインサート１０の中心に向けられる。材料がすくい面２６と接触すると、材料は湾曲して許容可能なチップを形成することができる。しかしながら、すくい面２６との接触が許容可能なチップを形成するほど十分でない場合、材料は続き、転向面２８に突き当たる。この接触によって材料の方向が急に変えられ、転向面２８に沿って上方向に向けられる。また、材料は転向面２８によって後壁面３４に向けられ、これによっても材料の方向が急に変えられ、後壁面３４に沿って上方向に向けられる。
【００２０】
この論述のために、八角形として識別される幾何学形状を有する切削インサートが示されている。しかしながら、本発明の構成は矩形に限定されず、他の幾何学形状、例えば矩形、８０°のダイヤモンド形（８０°の角部２つと１００°の角部２つを有する）、５５°のダイヤモンド形（５５°の角部２つと１２５°の角部２つを有する）、三角形(triangle)又は三角形(trigon)を代用できることを認識すべきである。
【００２１】
本明細書において参照した特許及び刊行物は、本明細書に援用される。
【００２２】
本発明をいくつかの特定の実施の形態に関連して具体的に説明したが、これは限定のためでなく例示のためであり、付随の請求の範囲を従来技術が許容する程度に広義なものとして解釈すべきであることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】カッタ本体内に取り付けられた本発明の切削インサートの等角図である。
【図２】本発明の切削インサートの等角図である。
【図３】本発明の切削インサートの側面図である。
【図４】本発明の切削インサートの上面図である。
【図５】図４の５−５線に沿って切り取った切削インサートの断面図である。

Claims (20)

1. 中央部、上面及び下面、並びに該上面と該下面との間の複数の側面を含む、耐磨耗性材料からなる多角体と、
   前記複数の側面及び前記上面の交点に形成された複数の先端切削エッジと、
   前記複数の側面及び前記上面の交点に形成された複数のワイパエッジと、
   各先端切削エッジ及び各ワイパエッジを分離する角部と、
   を含み、
   切削作業の際、前記先端切削エッジのうちの１つを用いて工作物と係合して粗い切削作業を行い、前記ワイパエッジのうちの１つを用いて工作物と係合して細かな切削作業を行う、
   割出し可能切削インサート。
2. 前記上面が、各先端切削エッジから前記インサート本体の前記中央部に向かって内方向に延びるすくい面を含む、請求項１に記載のインサート。
3. 前記すくい面が、各先端切削エッジに垂直な線に対してランド角を形成する、請求項２に記載のインサート。
4. 前記ランド角が約１°と３０°との間である、請求項３に記載のインサート。
5. 前記ランド角が約１１°である、請求項４に記載のインサート。
6. 前記上面が、前記インサート本体の前記中央部に向かって上方向及び内方向に延びる転向面を更に含む、請求項２に記載のインサート。
7. 前記転向面が、各先端切削エッジに垂直な線に対して一定の転向角で上方向に延びる、請求項６に記載のインサート。
8. 前記転向角が１°と６０°との間である、請求項７に記載のインサート。
9. 前記転向角が約３０°である、請求項８に記載のインサート。
10. 前記上面が、前記インサート本体の前記中央部に向かって上方向に延びる後壁面を更に含む、請求項２に記載のインサート。
11. 前記転向面が、前記先端切削エッジに垂直な線に対して一定の後壁角で上方向に延びる、請求項１０に記載のインサート。
12. 前記後壁角が１°と６０°との間である、請求項１１に記載のインサート。
13. 前記後壁角が約４５°である、請求項１２に記載のインサート。
14. ツールホルダと、該ツールホルダの座内に取り付けられた割出し可能切削インサートとのアセンブリであって、
    中央部、上面及び下面、並びに該上面と該下面との間の複数の側面を含む、耐磨耗性材料からなる多角体と、
    前記複数の側面及び前記上面の交点に形成された複数の先端切削エッジと、
    前記複数の側面及び前記上面の交点に形成された複数のワイパエッジと、
    各先端切削エッジ及び各ワイパエッジを分離する角部と、
    を含み、
    切削作業の際、前記先端切削エッジのうちの１つを用いて工作物と係合して粗い切削作業を行い、前記ワイパエッジのうちの１つを用いて工作物と係合して細かな切削作業を行う、
    アセンブリ。
15. 前記上面が、各先端切削エッジから前記インサート本体の前記中央部に向かって内方向に延びるすくい面を含む、請求項１４に記載のアセンブリ。
16. 前記すくい面が、各先端切削エッジに垂直な線に対してランド角を形成する、請求項１５に記載のアセンブリ。
17. 前記ランド角が約１°と３０°との間である、請求項１６に記載のアセンブリ。
18. 前記ランド角が約１１°である、請求項１７に記載のアセンブリ。
19. 前記上面が、前記インサート本体の前記中央部に向かって上方向及び内方向に延びる転向面を更に含む、請求項１５に記載のアセンブリ。
20. 前記上面が、前記インサート本体の前記中央部に向かって上方向に延びる後壁面を更に含む、請求項１５に記載のアセンブリ。