JP2004524174A - 棒材削りオペレーションのための切削工具 - Google Patents
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Abstract
ワークピース（１２）から材料部分を取り除く工具（１０）であって、工具は、少なくとも１つの粗用ヘッド（１８）と少なくとも１つの仕上げ用ヘッド（２０）とを備えた工具体（１６）を有する。仕上げ用ヘッド（２０）は、少なくとも第１、第２の仕上げ用インサート（８６、８８）を含むホルダ（６８）を有する。第１の仕上げ用インサート（８６）は、工具体（１６）から距離Ｆ１延出する切削エッジ（１０１）を有する。第２の仕上げ用インサート（８８）は、工具体（１６）から距離Ｆ２延出する切削エッジ（１０１）を有する。距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さい。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ワークピースからマテリアルを除去するためのツール、特に、棒材削りオペレーションのための切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
棒材削り剥ぎ（バー・ピーリング）は、カッティング装置が鉄材料或いは非鉄材料からストックを取り除くために用いられるオペレーションである。ストックとは例えば、棒材の熱間圧延の際に生成されたミルスケール或いはクラックが生じたマテリアルである。典型的なカッティング装置は、カッティング・インサートを具備するホルダを含む幾つかのカッティング・ヘッドを有する。
【０００３】
インサートのカッティング・エッジは棒材からマテリアルを金属コイルの形で取り除く。コイルはカッティング・オペレーションに干渉し得るため、インサートは溝或いはチップ・ブレーク幾何学的形状で形成され、コイルをチップに破壊する。しかしながら、もし、チップをカッティング装置付近から継続的に取り除かなければ、チップもまたカッティング・オペレーションに干渉し得る。典型的なカッティング装置は、除去するのが困難な比較的大きなチップを生成する。
【０００４】
最も一般的に使用されているバー・ピーリングのためのインサートの一つとして、所謂「トリゴン（三角）」インサートがあり、これは米国特許第４０３５８８８号に示され記述されている。トリゴン・インサートは比較的大きなチップを生成する。このインサートでは、バー・ピーリングのための比較的大きな力が必要とされる。
【０００５】
Ｈａｎｓｓｏｎ等の米国特許第５２４６３１５号、５２５６００８号には、カッティング・ヘッドが粗用インサート、仕上げ用インサートを各々含む、バー・ピーリング・オペレーションのためのカッティング・ツールが記述されている。仕上げ用インサートは、粗用インサートより大きな距離、ホルダーから延出している。それらの特許は、バー・ピーリング・オペレーションにおいて大きなチップが生成される問題点には対処していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した点においては、バー・ピーリング・オペレーション中において生成されるチップのサイズを小さくするのに効果的なバー・ピーリング・オペレーションのためのカッティング・ツールのような、ワークピースかアマテリアルを取り除くためのツールを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ワークピースから材料部分を取り除く工具に関する。工具は、少なくとも１つの粗用ヘッドと少なくとも１つの仕上げ用ヘッドとを備えた工具体を有する。１つの実施例において、仕上げ用ヘッドは、少なくとも第１、第２の仕上げ用インサートを含むホルダを有する。第１の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ１延出する切削エッジを有する。第２の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ２延出する切削エッジを有する。距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さい。
【０００８】
別の実施例において、粗用ヘッドは、少なくとも第１、第２の粗用インサートを含むホルダを有する。第１の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ１延出する切削エッジを有する。第２の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ２延出する切削エッジを有する。距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さい。
【０００９】
好ましい実施例において、本発明は、棒材削り剥ぎオペレーションに適応された切削工具に関する。切削工具は、少なくとも２つの粗用ヘッドと少なくとも２つの仕上げ用ヘッドとを備えた工具体を有する。各粗用ヘッドは、少なくとも第１、第２の粗用インサートを含むホルダを有する。第１の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ１延出する切削エッジを有する。第２の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ２延出する切削エッジを有する。小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さい。各仕上げ用ヘッドは、少なくとも第１、第２の仕上げ用インサートを含むホルダを有する。第１の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ１延出する切削エッジを有する。第２の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ２延出する切削エッジを有する。小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さい。
【００１０】
典型的な切削装置と比較し、本発明の切削工具は、棒材削り剥ぎオペレーションの際に、より小さくよりコンパクトな切れはし（チップ）を生成するため、チップの除去がより簡単になる。切削工具は優れた表面仕上がりの棒材を作成する。切削工具はまた、少ない馬力と少ないコストでオペレーションを行うことが可能ある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照すると、概して１０で示された、本発明に従った回転切削工具を含む棒材剥ぎ削りオペレーションが図１に示されている。切削工具１０は、回転力を切削工具に与え回転可能にそれを支持する（図示しない）より大きな棒材削り機械の一部である。ペンシルバニア、ＯｒｗｉｇｓｂｕｒｇのＨｅｔｒａｎ社製のＨｅｔｒａｎ削り機械のような、如何なる適切な棒材削り機械が使用可能である。特定の実施例における棒材削り機械は、棒材の仕上げ径を２インチ（５．１センチメートル）と１２インチ（３０．５センチメートル）の間に仕上げ、２５０馬力（２５３．５ メートル馬力）でのオペレーションが可能な、Ｈｅｔｒａｎ Ｍｏｄｅｌ ＢＴ−１２削り機械である。
【００１２】
図１に示されているように、加工物（ワークピース）１２はローラ１４によって回転切削工具１０の中心に送り込まれる。ワークピース１２は、例えば、毎分１０インチ（２５．４センチメートル）と毎分３０インチ（７６．２センチメートル）の間の送り速度のような、特定のワークピースと切削工具に依存する如何なる適した速度で送られることが可能である。図示されたワークピース１２は棒材であるが、管材（チューブ）でもよい。棒材１２はステンレス鋼或いは鉄又は非鉄材料で形成されている。切削工具１０は、削りオペレーション中、棒材１２の周りを回転し、棒材の外側表面から材料部分（マテリアル）を取り除く。特に、切削工具１０は、棒材１２の軸と一致する軸Ｌに対して回転する。
【００１３】
図示された切削工具１０は、概して円筒形状の工具体１６を含む。工具体１６は少なくとも１つの粗用ヘッド１８と少なくとも１つの仕上げ用ヘッド２０とを備え、少なくとも２つの粗用ヘッド１８と少なくとも２つの仕上げ用ヘッド２０とを備えることが好ましい。粗用ヘッド１８は、比較的粗い仕上がりの棒材を作成する切削ヘッドを意図し、仕上げ用ヘッド２０は、最終製品において望まれるような比較的滑らかな仕上がりの棒材を作成する切削ヘッドを意図する。示されている実施例において、切削工具１０は、工具体１６の内側径部２２に取り付けられた、対向する２つの粗用ヘッド１８と対向する２つの仕上げ用ヘッド２０とを含む。粗用ヘッド１８と仕上げ用ヘッド２０は工具体１６から放射状に内方へ延出する。粗用ヘッド１８は仕上げ用ヘッド２０より軸方向前方に（棒材１２が送られてくる側近くに）位置する。
【００１４】
図２−４に示されているように、各粗用ヘッド１８は内側２６、外側２８、上側３０、底側３２を有するホルダ２４を含む。ホルダ２４は通常、スチール或いは他の比較的頑丈な材料で形成される。一対の開口３４がホルダ２４の外側２８に形成されている。開口３４は、ホルダ２４を工具体１６の内側径部２２に固着するための（図示しない）留め具を受け入れる。ホルダ２４の内側２６は、ホルダが工具体１６に取り付けられた時に放射状に内方へ延出する。
【００１５】
ホルダは、ホルダ２４の内側２６と上側３０との間のエッジに形成された少なくとも１つのポケット３６を有する。好ましくは、ホルダは少なくとも２つのポケット３６、３８を有し、更に好ましくは、少なくとも３つのポケット３６、３８、４０を有する。ポケット３６、３８、４０は、削りオペレーション時の棒材１２の粗切削のための粗用インサート４２、４４、４６を各々受けるように構成されている。ホルダ２４は、ポケット３６、３８、４０の内側に粗用インサート４２、４４、４６を各々保持するクランプ４８を有する。粗用インサート４２、４４、４６は、以下に記述される目的のために、ホルダ２４の外側２８から異なる距離離間し、従って、工具体１６から異なる距離離間している。図示された実施例において、粗用インサート４２、４４、４６は、中立なすくい角で向きを定められているが、インサートは、棒材削りオペレーションにおいて切削力を変えるために異なる角度で傾けられても良い。
【００１６】
粗用インサート４２、４４、４６は、棒材１２の粗切削のために適用される如何なるタイプの切削インサートでもよい。それらは如何なる適した形状、サイズでも良い。 例えば、それらは、丸形、八角形、六角形、四角形、或いは三角形でもよい。好ましくは、粗用ヘッド１８は少なくとも２つの丸形粗用インサートを含む。粗用インサートは割り出し（インディックス）可能でもよく割り出し不可でも良く、一サイド（片）型でもよいしニサイド（両）型でもよい。粗用インサートはまた、溝、くぼみ、或いは突起のように、如何なる適したチップ破壊幾何学的形状に形成されてもよい。チップブレーカーは如何なる適したサイズ、形状であってもよい。
【００１７】
図示された実施例において、粗用ヘッド１８は３つの丸形粗用インサート４２、４４、４６を含む。図８、９に丸形粗用インサートの内の１つが更に詳細に示されている。丸形粗用インサート４２は平面視で丸形で、断面形状が概して長方形状である。特定の実施例において、丸形粗用インサート４２は、約４分の３インチ（１．９センチメートル）と約１と４分の１インチ（３．２センチメートル）の間の直径を有し、約８分の３インチ（１．０センチメートル）と約８分の５インチ（１．６センチメートル）の間の厚さを有する。丸形粗用インサート４２は、上面５０、底面５２、円筒側面５４を有する。上部切削エッジ５６は、上面５０と側面５４との間に画定され、底部切削エッジ５８は、底面５２と側面５４との間に画定される。丸形粗用インサート４２は、チップ破壊溝６０、６２を上面５０、底面５２の周縁に沿って各々有する。丸形粗用インサート４２は、ニサイド、インディックス可能型である。それは、クランプ４８と協働し、ポケット３６の内側にそれを保持するため（図示しない）留め具を受けるための中心開口６４を有する。
【００１８】
粗用インサート４２、４４、４６は、様々な炭化物材料やセラミック材料のような、如何なる硬くそして耐磨耗性の材料で形成されてもよい。Ｌａｔｒｏｂｅ ＰＡのＫｅｎｎａｍｅｔａｌ社は、粗用インサートの使用に適した様々な特殊なカーバイドを生産している。
【００１９】
図２に示されているように、粗用ヘッド１８は、剥ぎ削りオペレーションの際に棒材１２の外側表面６６からマテリアルを取り除く。特に、切削工具１０が棒材１２の周りを回転すると、３つの粗用インサート４２、４４、４６の上部切削エッジ５６は棒材１２に係合し、外側表面６６からマテリアルを取り除く。２つの粗用ヘッド１８は２つの仕上げ用ヘッド２０より軸の前方に位置するので、仕上げ切削のための仕上げ用ヘッドの位置に棒材が送り込まれる前に、協働して棒材１２を粗切削する。
【００２０】
図示されて実施例において、粗用インサート４２、４４、４６は、ホルダ２４の外側２８から異なる距離で離され、そのため、工具体１６からも異なる距離で離されている。図３に示されているように、第１の粗用インサート４２の上部切削エッジ５６まで、ホルダ２４の外側２８から距離Ｒ１の間隔がある。第２の粗用インサート４４の上部切削エッジ５６まで、ホルダ２４の外側２８から距離Ｒ２の間隔がある。第３の粗用インサート４６の上部切削エッジ５６まで、ホルダ２４の外側２８から距離Ｒ３の間隔がある。距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さく、距離Ｒ２は距離Ｒ３より小さい。好ましくは、小さな切れはし（チップ）或いはコイルの生成に要求される量だけ、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さく、距離Ｒ２は距離Ｒ３より小さい。
【００２１】
距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は異なるので、粗用インサート４２、４４、４６の上部切削エッジ５６の位置は、棒材１２の外側表面６６に対し階段状となる。つまり、第１の粗用インサート４２の切削エッジは外側表面において最も短い距離延出し、第２の粗用インサート４４の切削エッジは外側表面においてより大きな距離延出し、第３の粗用インサート４６の切削エッジは外側表面において最も大きな距離延出する。ステップ状に棒材１２の外側表面６６からマテリアルを取り除くことで、粗用ヘッド１８は、このような取り除き工程に関連した典型的なある問題を避けて、比較的多くの量のマテリアルを取り除くことが出来る。階段状の切削で、典型的な棒材削り剥ぎオペレーションにおいて生成されるチップよりも小さいチップが生成される。マテリアルを取り除く際には、より小さな力もまた要求されるが、その結果として、改善された表面仕上げとなる。
【００２２】
図５−７に示されているように、各仕上げ用ヘッド２０は内側７０、外側７２、上側７４、底側７６を有するホルダ６８を含む。一対の開口７８がホルダ６８の外側７２に形成されている。開口７８は、ホルダ６８を工具体１６の内側径部２２に固着するするための（図示しない）留め具を受け入れる。
【００２３】
ホルダ６８は、ホルダの内側７０と上側７４との間のエッジに形成された少なくとも１つのポケット８０を有する。好ましくは、ホルダ６８は少なくとも２つのポケット８０、８２を有し、更に好ましくは、少なくとも３つのポケット８０、８２、８４を有する。ポケット８０、８２、８４は、削り剥ぎオペレーション時の棒材１２の仕上げ切削のための仕上げ用インサート８６、８８、９０を各々受けるように構成されている。ホルダ６８は、ポケット８０、８２、８４の内側に仕上げ用インサート８６、８８、９０を各々保持するクランプ９２を有する。仕上げ用インサート８６、８８、９０は、ホルダ６８の外側７２から異なる距離離間し、従って、工具体１６から異なる距離離間している。
【００２４】
仕上げ用インサート８６、８８、９０は、棒材１２の仕上げ切削に適用される如何なるタイプの切削インサートでもよい。それらは如何なる適した形状、サイズでも良い。好ましくは、仕上げ用ヘッド２０は少なくとも１つの丸形仕上げ用インサートと少なくとも１つの八角形仕上げ用インサートを含む。仕上げ用インサートは、如何なる適したサイズ、形状の如何なる適したチップ破壊幾何学的形状に形成されてもよい。
【００２５】
図示された実施例において、仕上げ用ヘッド２０は、２つの丸形仕上げ用インサート８６、８８と１つの八角形仕上げ用インサート９０とを含む。丸形仕上げ用インサート８６、８８は、図８、９に示されている丸形粗用インサート４２と類似してもよい。図１０、１１に八角形仕上げ用インサート９０が更に詳細に示されている。八角形仕上げ用インサート９０は平面視で八角形で、断面形状が概して長方形状である。特定の実施例において、八角形仕上げ用インサート９０は、約２分の１インチ（１．３センチメートル）と約１と４分の１インチ（３．２センチメートル）の間の径を有し、約８分の１インチ（０．３センチメートル）と約８分の５インチ（１．６センチメートル）の間の厚さを有する。八角形仕上げ用インサート９０は、上面９４、底面９６、８つの側部１００からなり、それらが共に八角形を形成する側面９８を有する。上部切削エッジ１０２は、上面９４と側面９８との間に画定され、底部切削エッジ１０４は、底面９６と側面９８との間に画定される。八角形仕上げ用インサート９０は、チップ破壊凹み１０６、１０８を上面９４、底面９６の周縁に沿って各々有する。八角形仕上げ用インサート９０は、ニサイド、インディックス可能型である。それは、クランプ９２と協働し、ポケット８４の内側にそれを保持するため（図示しない）留め具を受けるための中心開口１１０を有する。
【００２６】
仕上げ用インサート８６、８８、９０は、様々な炭化物材料やセラミック材料のような、如何なる硬くそして耐磨耗性の材料で形成されてもよい。
【００２７】
図５に示されているように、仕上げ用ヘッド２０は、剥ぎ削りオペレーションの際に棒材１２の外側表面６６からマテリアルを取り除く。特に、切削工具１０が棒材１０の周りを回転すると、丸形仕上げ用インサート８６、８８の上部切削エッジ１０１と八角形仕上げ用インサート９０の上部切削エッジ１０２は棒材１２に係合し、外側表面６６からマテリアルを取り除く。
【００２８】
図示されて実施例において、仕上げ用インサート８６、８８、９０は、ホルダ６８の外側７２から異なる距離で離され、そのため、工具体１６からも異なる距離で離されている。図６に示されているように、第１の仕上げ用インサート８６の上部切削エッジ１０１まで、ホルダ６８の外側７２から距離Ｆ１の間隔がある。第２の仕上げ用インサート８８の上部切削エッジ１０１まで、ホルダの外側から距離Ｆ２の間隔がある。第３の仕上げ用インサート９０の上部切削エッジ１０２まで、ホルダの外側から距離Ｆ３の間隔がある。距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さく、距離Ｆ２は距離Ｆ３より小さい。好ましくは、小さなチップ或いはコイルの生成に要求される量だけ、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さく、距離Ｆ２は距離Ｆ３より小さい。
【００２９】
距離Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は異なるので、仕上げ用インサート８６、８８、９０の上部切削エッジ１０２の位置は、棒材１２の外側表面６６に対し階段状となる。つまり、第１の仕上げ用インサート８６の切削エッジは外側表面から最も短い距離延出し、第２の仕上げ用インサート８８の切削エッジは外側表面からより大きな距離延出し、第３の仕上げ用インサート９０の切削エッジは外側表面から最も大きな距離延出する。ステップ状に棒材１２の外側表面６６からマテリアルを取り除くことで、仕上げ用ヘッド２０は、より小さいチップを生成し、より小さな力が要求され、改善された表面仕上となる、優位点を有する。
【００３０】
特定の実施例を記述したが、本発明を、付属の請求項の範囲内で別の形態で実施してもよい。例えば、本発明の工具は、削りオペレーションのかわりに、穴あけ、開口オペレーションにおいて使用されてもよいことが予想できる。好ましい実施例において、切削工具は、工具がワークピースの周りを回転する、如何なる削り剥ぎオペレーションにおいて使用される。または、ワークピースが回転し切削工具が静止したままでもよい。粗用ヘッドと仕上げ用ヘッドの両方が階段配置切削インサートを有する切削工具が図示されたが、本発明に従った切削工具は、粗用ヘッドのみが階段配置切削インサートを有する構成とすることも可能であり、仕上げ用ヘッドのみが階段配置切削インサートを有する構成とすることも可能である。
【００３１】
本発明のカッティング・ツールの好ましい実施例が図面に示されているが、特定の示されている実施例は請求範囲を限定するように解釈されるものではない。様々な変更、改造が本発明の範囲から逸脱することなく可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に従ったカッティング・ツールを含むバー・ピーリング・オペレーションの斜視図である。
【図２】バーの粗削りに示されるカッティング・ツールの粗用ヘッドの上面図である。
【図３】粗用ヘッドの上面図である。
【図４】粗用ヘッドの側面図である。
【図５】バーの仕上げ削りに示されるカッティング・ツールの仕上げ用ヘッドの上面図である。
【図６】仕上げ用ヘッドの上面図である。
【図７】仕上げ用ヘッドの側面図である。
【図８】カッティング・ツールの粗用ヘッドと仕上げ用ヘッドにおいて使用されるための丸インサートの斜視図である。
【図９】丸インサートの横断面図である。
【図１０】カッティング・ツールの仕上げ用ヘッドにおいて使用されるための八角インサートの斜視図である。
【図１１】八角インサートの横断面図である。
【０００１】
本発明は、概して、ワークピースからマテリアルを除去するためのツール、特に、棒材削りオペレーションのための切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
棒材削り剥ぎ（バー・ピーリング）は、カッティング装置が鉄材料或いは非鉄材料からストックを取り除くために用いられるオペレーションである。ストックとは例えば、棒材の熱間圧延の際に生成されたミルスケール或いはクラックが生じたマテリアルである。典型的なカッティング装置は、カッティング・インサートを具備するホルダを含む幾つかのカッティング・ヘッドを有する。
【０００３】
インサートのカッティング・エッジは棒材からマテリアルを金属コイルの形で取り除く。コイルはカッティング・オペレーションに干渉し得るため、インサートは溝或いはチップ・ブレーク幾何学的形状で形成され、コイルをチップに破壊する。しかしながら、もし、チップをカッティング装置付近から継続的に取り除かなければ、チップもまたカッティング・オペレーションに干渉し得る。典型的なカッティング装置は、除去するのが困難な比較的大きなチップを生成する。
【０００４】
最も一般的に使用されているバー・ピーリングのためのインサートの一つとして、所謂「トリゴン（三角）」インサートがあり、これは米国特許第４０３５８８８号に示され記述されている。トリゴン・インサートは比較的大きなチップを生成する。このインサートでは、バー・ピーリングのための比較的大きな力が必要とされる。
【０００５】
Ｈａｎｓｓｏｎ等の米国特許第５２４６３１５号、５２５６００８号には、カッティング・ヘッドが粗用インサート、仕上げ用インサートを各々含む、バー・ピーリング・オペレーションのためのカッティング・ツールが記述されている。仕上げ用インサートは、粗用インサートより大きな距離、ホルダーから延出している。それらの特許は、バー・ピーリング・オペレーションにおいて大きなチップが生成される問題点には対処していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した点においては、バー・ピーリング・オペレーション中において生成されるチップのサイズを小さくするのに効果的なバー・ピーリング・オペレーションのためのカッティング・ツールのような、ワークピースかアマテリアルを取り除くためのツールを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ワークピースから材料部分を取り除く工具に関する。工具は、少なくとも１つの粗用ヘッドと少なくとも１つの仕上げ用ヘッドとを備えた工具体を有する。１つの実施例において、仕上げ用ヘッドは、少なくとも第１、第２の仕上げ用インサートを含むホルダを有する。第１の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ１延出する切削エッジを有する。第２の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ２延出する切削エッジを有する。距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さい。
【０００８】
別の実施例において、粗用ヘッドは、少なくとも第１、第２の粗用インサートを含むホルダを有する。第１の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ１延出する切削エッジを有する。第２の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ２延出する切削エッジを有する。距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さい。
【０００９】
好ましい実施例において、本発明は、棒材削り剥ぎオペレーションに適応された切削工具に関する。切削工具は、少なくとも２つの粗用ヘッドと少なくとも２つの仕上げ用ヘッドとを備えた工具体を有する。各粗用ヘッドは、少なくとも第１、第２の粗用インサートを含むホルダを有する。第１の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ１延出する切削エッジを有する。第２の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ２延出する切削エッジを有する。小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さい。各仕上げ用ヘッドは、少なくとも第１、第２の仕上げ用インサートを含むホルダを有する。第１の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ１延出する切削エッジを有する。第２の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ２延出する切削エッジを有する。小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さい。
【００１０】
典型的な切削装置と比較し、本発明の切削工具は、棒材削り剥ぎオペレーションの際に、より小さくよりコンパクトな切れはし（チップ）を生成するため、チップの除去がより簡単になる。切削工具は優れた表面仕上がりの棒材を作成する。切削工具はまた、少ない馬力と少ないコストでオペレーションを行うことが可能ある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照すると、概して１０で示された、本発明に従った回転切削工具を含む棒材剥ぎ削りオペレーションが図１に示されている。切削工具１０は、回転力を切削工具に与え回転可能にそれを支持する（図示しない）より大きな棒材削り機械の一部である。ペンシルバニア、ＯｒｗｉｇｓｂｕｒｇのＨｅｔｒａｎ社製のＨｅｔｒａｎ削り機械のような、如何なる適切な棒材削り機械が使用可能である。特定の実施例における棒材削り機械は、棒材の仕上げ径を２インチ（５．１センチメートル）と１２インチ（３０．５センチメートル）の間に仕上げ、２５０馬力（２５３．５ メートル馬力）でのオペレーションが可能な、Ｈｅｔｒａｎ Ｍｏｄｅｌ ＢＴ−１２削り機械である。
【００１２】
図１に示されているように、加工物（ワークピース）１２はローラ１４によって回転切削工具１０の中心に送り込まれる。ワークピース１２は、例えば、毎分１０インチ（２５．４センチメートル）と毎分３０インチ（７６．２センチメートル）の間の送り速度のような、特定のワークピースと切削工具に依存する如何なる適した速度で送られることが可能である。図示されたワークピース１２は棒材であるが、管材（チューブ）でもよい。棒材１２はステンレス鋼或いは鉄又は非鉄材料で形成されている。切削工具１０は、削りオペレーション中、棒材１２の周りを回転し、棒材の外側表面から材料部分（マテリアル）を取り除く。特に、切削工具１０は、棒材１２の軸と一致する軸Ｌに対して回転する。
【００１３】
図示された切削工具１０は、概して円筒形状の工具体１６を含む。工具体１６は少なくとも１つの粗用ヘッド１８と少なくとも１つの仕上げ用ヘッド２０とを備え、少なくとも２つの粗用ヘッド１８と少なくとも２つの仕上げ用ヘッド２０とを備えることが好ましい。粗用ヘッド１８は、比較的粗い仕上がりの棒材を作成する切削ヘッドを意図し、仕上げ用ヘッド２０は、最終製品において望まれるような比較的滑らかな仕上がりの棒材を作成する切削ヘッドを意図する。示されている実施例において、切削工具１０は、工具体１６の内側径部２２に取り付けられた、対向する２つの粗用ヘッド１８と対向する２つの仕上げ用ヘッド２０とを含む。粗用ヘッド１８と仕上げ用ヘッド２０は工具体１６から放射状に内方へ延出する。粗用ヘッド１８は仕上げ用ヘッド２０より軸方向前方に（棒材１２が送られてくる側近くに）位置する。
【００１４】
図２−４に示されているように、各粗用ヘッド１８は内側２６、外側２８、上側３０、底側３２を有するホルダ２４を含む。ホルダ２４は通常、スチール或いは他の比較的頑丈な材料で形成される。一対の開口３４がホルダ２４の外側２８に形成されている。開口３４は、ホルダ２４を工具体１６の内側径部２２に固着するための（図示しない）留め具を受け入れる。ホルダ２４の内側２６は、ホルダが工具体１６に取り付けられた時に放射状に内方へ延出する。
【００１５】
ホルダは、ホルダ２４の内側２６と上側３０との間のエッジに形成された少なくとも１つのポケット３６を有する。好ましくは、ホルダは少なくとも２つのポケット３６、３８を有し、更に好ましくは、少なくとも３つのポケット３６、３８、４０を有する。ポケット３６、３８、４０は、削りオペレーション時の棒材１２の粗切削のための粗用インサート４２、４４、４６を各々受けるように構成されている。ホルダ２４は、ポケット３６、３８、４０の内側に粗用インサート４２、４４、４６を各々保持するクランプ４８を有する。粗用インサート４２、４４、４６は、以下に記述される目的のために、ホルダ２４の外側２８から異なる距離離間し、従って、工具体１６から異なる距離離間している。図示された実施例において、粗用インサート４２、４４、４６は、中立なすくい角で向きを定められているが、インサートは、棒材削りオペレーションにおいて切削力を変えるために異なる角度で傾けられても良い。
【００１６】
粗用インサート４２、４４、４６は、棒材１２の粗切削のために適用される如何なるタイプの切削インサートでもよい。それらは如何なる適した形状、サイズでも良い。 例えば、それらは、丸形、八角形、六角形、四角形、或いは三角形でもよい。好ましくは、粗用ヘッド１８は少なくとも２つの丸形粗用インサートを含む。粗用インサートは割り出し（インディックス）可能でもよく割り出し不可でも良く、一サイド（片）型でもよいしニサイド（両）型でもよい。粗用インサートはまた、溝、くぼみ、或いは突起のように、如何なる適したチップ破壊幾何学的形状に形成されてもよい。チップブレーカーは如何なる適したサイズ、形状であってもよい。
【００１７】
図示された実施例において、粗用ヘッド１８は３つの丸形粗用インサート４２、４４、４６を含む。図８、９に丸形粗用インサートの内の１つが更に詳細に示されている。丸形粗用インサート４２は平面視で丸形で、断面形状が概して長方形状である。特定の実施例において、丸形粗用インサート４２は、約４分の３インチ（１．９センチメートル）と約１と４分の１インチ（３．２センチメートル）の間の直径を有し、約８分の３インチ（１．０センチメートル）と約８分の５インチ（１．６センチメートル）の間の厚さを有する。丸形粗用インサート４２は、上面５０、底面５２、円筒側面５４を有する。上部切削エッジ５６は、上面５０と側面５４との間に画定され、底部切削エッジ５８は、底面５２と側面５４との間に画定される。丸形粗用インサート４２は、チップ破壊溝６０、６２を上面５０、底面５２の周縁に沿って各々有する。丸形粗用インサート４２は、ニサイド、インディックス可能型である。それは、クランプ４８と協働し、ポケット３６の内側にそれを保持するため（図示しない）留め具を受けるための中心開口６４を有する。
【００１８】
粗用インサート４２、４４、４６は、様々な炭化物材料やセラミック材料のような、如何なる硬くそして耐磨耗性の材料で形成されてもよい。Ｌａｔｒｏｂｅ ＰＡのＫｅｎｎａｍｅｔａｌ社は、粗用インサートの使用に適した様々な特殊なカーバイドを生産している。
【００１９】
図２に示されているように、粗用ヘッド１８は、剥ぎ削りオペレーションの際に棒材１２の外側表面６６からマテリアルを取り除く。特に、切削工具１０が棒材１２の周りを回転すると、３つの粗用インサート４２、４４、４６の上部切削エッジ５６は棒材１２に係合し、外側表面６６からマテリアルを取り除く。２つの粗用ヘッド１８は２つの仕上げ用ヘッド２０より軸の前方に位置するので、仕上げ切削のための仕上げ用ヘッドの位置に棒材が送り込まれる前に、協働して棒材１２を粗切削する。
【００２０】
図示されて実施例において、粗用インサート４２、４４、４６は、ホルダ２４の外側２８から異なる距離で離され、そのため、工具体１６からも異なる距離で離されている。図３に示されているように、第１の粗用インサート４２の上部切削エッジ５６まで、ホルダ２４の外側２８から距離Ｒ１の間隔がある。第２の粗用インサート４４の上部切削エッジ５６まで、ホルダ２４の外側２８から距離Ｒ２の間隔がある。第３の粗用インサート４６の上部切削エッジ５６まで、ホルダ２４の外側２８から距離Ｒ３の間隔がある。距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さく、距離Ｒ２は距離Ｒ３より小さい。好ましくは、小さな切れはし（チップ）或いはコイルの生成に要求される量だけ、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さく、距離Ｒ２は距離Ｒ３より小さい。
【００２１】
距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は異なるので、粗用インサート４２、４４、４６の上部切削エッジ５６の位置は、棒材１２の外側表面６６に対し階段状となる。つまり、第１の粗用インサート４２の切削エッジは外側表面において最も短い距離延出し、第２の粗用インサート４４の切削エッジは外側表面においてより大きな距離延出し、第３の粗用インサート４６の切削エッジは外側表面において最も大きな距離延出する。ステップ状に棒材１２の外側表面６６からマテリアルを取り除くことで、粗用ヘッド１８は、このような取り除き工程に関連した典型的なある問題を避けて、比較的多くの量のマテリアルを取り除くことが出来る。階段状の切削で、典型的な棒材削り剥ぎオペレーションにおいて生成されるチップよりも小さいチップが生成される。マテリアルを取り除く際には、より小さな力もまた要求されるが、その結果として、改善された表面仕上げとなる。
【００２２】
図５−７に示されているように、各仕上げ用ヘッド２０は内側７０、外側７２、上側７４、底側７６を有するホルダ６８を含む。一対の開口７８がホルダ６８の外側７２に形成されている。開口７８は、ホルダ６８を工具体１６の内側径部２２に固着するするための（図示しない）留め具を受け入れる。
【００２３】
ホルダ６８は、ホルダの内側７０と上側７４との間のエッジに形成された少なくとも１つのポケット８０を有する。好ましくは、ホルダ６８は少なくとも２つのポケット８０、８２を有し、更に好ましくは、少なくとも３つのポケット８０、８２、８４を有する。ポケット８０、８２、８４は、削り剥ぎオペレーション時の棒材１２の仕上げ切削のための仕上げ用インサート８６、８８、９０を各々受けるように構成されている。ホルダ６８は、ポケット８０、８２、８４の内側に仕上げ用インサート８６、８８、９０を各々保持するクランプ９２を有する。仕上げ用インサート８６、８８、９０は、ホルダ６８の外側７２から異なる距離離間し、従って、工具体１６から異なる距離離間している。
【００２４】
仕上げ用インサート８６、８８、９０は、棒材１２の仕上げ切削に適用される如何なるタイプの切削インサートでもよい。それらは如何なる適した形状、サイズでも良い。好ましくは、仕上げ用ヘッド２０は少なくとも１つの丸形仕上げ用インサートと少なくとも１つの八角形仕上げ用インサートを含む。仕上げ用インサートは、如何なる適したサイズ、形状の如何なる適したチップ破壊幾何学的形状に形成されてもよい。
【００２５】
図示された実施例において、仕上げ用ヘッド２０は、２つの丸形仕上げ用インサート８６、８８と１つの八角形仕上げ用インサート９０とを含む。丸形仕上げ用インサート８６、８８は、図８、９に示されている丸形粗用インサート４２と類似してもよい。図１０、１１に八角形仕上げ用インサート９０が更に詳細に示されている。八角形仕上げ用インサート９０は平面視で八角形で、断面形状が概して長方形状である。特定の実施例において、八角形仕上げ用インサート９０は、約２分の１インチ（１．３センチメートル）と約１と４分の１インチ（３．２センチメートル）の間の径を有し、約８分の１インチ（０．３センチメートル）と約８分の５インチ（１．６センチメートル）の間の厚さを有する。八角形仕上げ用インサート９０は、上面９４、底面９６、８つの側部１００からなり、それらが共に八角形を形成する側面９８を有する。上部切削エッジ１０２は、上面９４と側面９８との間に画定され、底部切削エッジ１０４は、底面９６と側面９８との間に画定される。八角形仕上げ用インサート９０は、チップ破壊凹み１０６、１０８を上面９４、底面９６の周縁に沿って各々有する。八角形仕上げ用インサート９０は、ニサイド、インディックス可能型である。それは、クランプ９２と協働し、ポケット８４の内側にそれを保持するため（図示しない）留め具を受けるための中心開口１１０を有する。
【００２６】
仕上げ用インサート８６、８８、９０は、様々な炭化物材料やセラミック材料のような、如何なる硬くそして耐磨耗性の材料で形成されてもよい。
【００２７】
図５に示されているように、仕上げ用ヘッド２０は、剥ぎ削りオペレーションの際に棒材１２の外側表面６６からマテリアルを取り除く。特に、切削工具１０が棒材１０の周りを回転すると、丸形仕上げ用インサート８６、８８の上部切削エッジ１０１と八角形仕上げ用インサート９０の上部切削エッジ１０２は棒材１２に係合し、外側表面６６からマテリアルを取り除く。
【００２８】
図示されて実施例において、仕上げ用インサート８６、８８、９０は、ホルダ６８の外側７２から異なる距離で離され、そのため、工具体１６からも異なる距離で離されている。図６に示されているように、第１の仕上げ用インサート８６の上部切削エッジ１０１まで、ホルダ６８の外側７２から距離Ｆ１の間隔がある。第２の仕上げ用インサート８８の上部切削エッジ１０１まで、ホルダの外側から距離Ｆ２の間隔がある。第３の仕上げ用インサート９０の上部切削エッジ１０２まで、ホルダの外側から距離Ｆ３の間隔がある。距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さく、距離Ｆ２は距離Ｆ３より小さい。好ましくは、小さなチップ或いはコイルの生成に要求される量だけ、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さく、距離Ｆ２は距離Ｆ３より小さい。
【００２９】
距離Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は異なるので、仕上げ用インサート８６、８８、９０の上部切削エッジ１０２の位置は、棒材１２の外側表面６６に対し階段状となる。つまり、第１の仕上げ用インサート８６の切削エッジは外側表面から最も短い距離延出し、第２の仕上げ用インサート８８の切削エッジは外側表面からより大きな距離延出し、第３の仕上げ用インサート９０の切削エッジは外側表面から最も大きな距離延出する。ステップ状に棒材１２の外側表面６６からマテリアルを取り除くことで、仕上げ用ヘッド２０は、より小さいチップを生成し、より小さな力が要求され、改善された表面仕上となる、優位点を有する。
【００３０】
特定の実施例を記述したが、本発明を、付属の請求項の範囲内で別の形態で実施してもよい。例えば、本発明の工具は、削りオペレーションのかわりに、穴あけ、開口オペレーションにおいて使用されてもよいことが予想できる。好ましい実施例において、切削工具は、工具がワークピースの周りを回転する、如何なる削り剥ぎオペレーションにおいて使用される。または、ワークピースが回転し切削工具が静止したままでもよい。粗用ヘッドと仕上げ用ヘッドの両方が階段配置切削インサートを有する切削工具が図示されたが、本発明に従った切削工具は、粗用ヘッドのみが階段配置切削インサートを有する構成とすることも可能であり、仕上げ用ヘッドのみが階段配置切削インサートを有する構成とすることも可能である。
【００３１】
本発明のカッティング・ツールの好ましい実施例が図面に示されているが、特定の示されている実施例は請求範囲を限定するように解釈されるものではない。様々な変更、改造が本発明の範囲から逸脱することなく可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に従ったカッティング・ツールを含むバー・ピーリング・オペレーションの斜視図である。
【図２】バーの粗削りに示されるカッティング・ツールの粗用ヘッドの上面図である。
【図３】粗用ヘッドの上面図である。
【図４】粗用ヘッドの側面図である。
【図５】バーの仕上げ削りに示されるカッティング・ツールの仕上げ用ヘッドの上面図である。
【図６】仕上げ用ヘッドの上面図である。
【図７】仕上げ用ヘッドの側面図である。
【図８】カッティング・ツールの粗用ヘッドと仕上げ用ヘッドにおいて使用されるための丸インサートの斜視図である。
【図９】丸インサートの横断面図である。
【図１０】カッティング・ツールの仕上げ用ヘッドにおいて使用されるための八角インサートの斜視図である。
【図１１】八角インサートの横断面図である。
Claims (20)
- ワークピースから材料部分を取り除く工具であって、工具は、少なくとも１つの粗用ヘッドと少なくとも１つの仕上げ用ヘッドとを備えた工具体を有し、仕上げ用ヘッドは粗用ヘッドより滑らかにワークピースを仕上げ、仕上げ用ヘッドは、少なくとも第１、第２の仕上げ用インサートを含むホルダを有し、第１の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ１延出する切削エッジを有し、第２の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ２延出する切削エッジを有し、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さい、ことを特徴とする工具。
- 小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
- 仕上げ用ヘッドのホルダは、少なくとも第３の仕上げ用インサートを含み、該第３の仕上げ用インサートは工具体から距離Ｆ３延出する切削エッジを有し、距離Ｆ２は距離Ｆ３より小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
- 小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さく、距離Ｆ２は距離Ｆ３より小さい、ことを特徴とする請求項３に記載の工具。
- 工具体は少なくとも２つの仕上げ用ヘッドを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
- 工具が棒材削り剥ぎオペレーションに適応された切削工具である、ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
- ワークピースから材料部分を取り除く工具であって、工具は、少なくとも１つの粗用ヘッドと少なくとも１つの仕上げ用ヘッドとを備えた工具体を有し、仕上げ用ヘッドは粗用ヘッドより滑らかな仕上がりのワークピースを作成し、粗用ヘッドは、少なくとも第１、第２の粗用インサートを含むホルダを有し、第１の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ１延出する切削エッジを有し、第２の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ２延出する切削エッジを有し、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さい、ことを特徴とする工具。
- 小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さい、ことを特徴とする請求項７に記載の工具。
- 粗用ヘッドのホルダは、少なくとも第３の粗用インサートを含み、該第３の粗用インサートは工具体から距離Ｒ３延出する切削エッジを有し、距離Ｒ２は距離Ｒ３より小さい、ことを特徴とする請求項７に記載の工具。
- 小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さく、距離Ｒ２は距離Ｒ３より小さい、ことを特徴とする請求項９に記載の工具。
- 工具体は少なくとも２つの粗用ヘッドを備える、ことを特徴とする請求項７に記載の工具。
- 工具が棒材削り剥ぎオペレーションに適応された切削工具である、ことを特徴とする請求項７に記載の工具。
- ワークピースから材料部分を取り除く工具であって、工具は、少なくとも２つの粗用ヘッドと少なくとも２つの仕上げ用ヘッドとを備えた工具体を有し、仕上げ用ヘッドは粗用ヘッドより滑らかにワークピースを仕上げ、
各粗用ヘッドは、少なくとも第１、第２の粗用インサートを含むホルダを有し、第１の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ１延出する切削エッジを有し、第２の粗用インサートは、工具体から距離Ｒ２延出する切削エッジを有し、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さく、
各仕上げ用ヘッドは、少なくとも第１、第２の仕上げ用インサートを含むホルダを有し、第１の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ１延出する切削エッジを有し、第２の仕上げ用インサートは、工具体から距離Ｆ２延出する切削エッジを有し、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さい、ことを特徴とする工具。 - 仕上げ用ヘッドのホルダは、少なくとも第３の仕上げ用インサートを含み、該第３の仕上げ用インサートは工具体から距離Ｆ３延出する切削エッジを有し、距離Ｆ２は距離Ｆ３より小さい、ことを特徴とする請求項１３に記載の工具。
- 小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｆ１は距離Ｆ２より小さく、距離Ｆ２は距離Ｆ３より小さい、ことを特徴とする請求項１４に記載の工具。
- 粗用ヘッドのホルダは、少なくとも第３の粗用インサートを含み、該第３の粗用インサートは工具体から距離Ｒ３延出する切削エッジを有し、距離Ｒ２は距離Ｒ３より小さい、ことを特徴とする請求項１３に記載の工具。
- 小さいチップ或いはコイルを生成するために要求される量だけ、距離Ｒ１は距離Ｒ２より小さく、距離Ｒ２は距離Ｒ３より小さい、ことを特徴とする請求項１６に記載の工具。
- 仕上げ用ヘッドのホルダは、少なくとも１つの丸形状の仕上げ用インサートと少なくとも１つの八角形状の仕上げ用インサートとを含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の工具。
- 粗用ヘッドのホルダは、少なくとも２つの丸形状の粗用インサートを含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の工具。
- 粗用ヘッドのホルダは、少なくとも２つの丸形状の粗用インサートを含み、
仕上げ用ヘッドのホルダは、少なくとも１つの丸形状の仕上げ用インサートと少なくとも１つの八角形状の仕上げ用インサートとを含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の工具。
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