JP2005505430A - 切削工具及びそのための切削インサート - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、切削工具、特に高送り速度で正面フライス削りを行うことが可能なフライス削り用の切削工具に関する。本発明は、また切削工具で使用するための割り出し可能な切削インサートを開示する。
【背景技術】
【0002】
マサハルへの特許文献1は、二つの同じほぼ平行四辺形平板形状の小片を有する穴明け工具を開示している。各小片は、回転対称に配置され、ノーズ部17を介して連結された、一対の第一の切削刃15と一対の第二の切削刃16とを有している。第一の切削刃15は、ノーズ部17の側部の円弧状の切削刃15aと、そして第一の曲げ部分15を介して切削刃15aに合流する直線的な切削刃15bとを有している。第二の切削刃16は、第二の曲げ部分16cを介して合流する、二つの直線的な切削刃16aと16bを有している。
【0003】
特許文献1に用いられている小片の各々は、切削刃の各々が異なる特徴を有しているので、工具に関して異なって配置される。切削刃は、180°回転対称に配置されているので、各小片はそのポケットにおいて2度だけ割り出し可能である。さらに、特許文献1に用いられている小片が一定の比率で下降させるフライス削り(ramp−down milling)を行うために使われるのであれば、それらはそのポケット外に各小片を引き出す傾向にある半径方向、外方に向かう切削力に対して適切に支持されない。
【0004】
ヨシミツへの特許文献2は、その図4に、三つの角を有する切削インサートを示している。三つの切削刃の各々は、小さな曲げられた切削刃部分7と、大きく真っ直ぐな切削刃部分8とを備えている。特許文献2の切削インサートは、一定の比率で下降させるフライス削りを行うために特に設計された切削刃を有していない。さらに、切削インサートは、一定の比率で下降させるフライス削り作業の間、ポケット外に切削インサートを引き出す傾向にある半径方向、外方に向けられている切削力に対して適切に支持されない。
【0005】
取付ネジの軸の周りに切削インサートが回転するのを防止するための手段を有するもう一種の工具が、ビランド(Bylund)への特許文献3に示されている。特許文献3において、三つの凸状の切削刃16、17、及び18を有する切削インサート12が開示されている。切削刃の各々は、その後端部分で、補助切削刃32につながり、その補助切削刃32はその切削刃に対して横に伸び、それとともに鈍角を形成する。補助切削刃32は、インサートと加工製品の間の反対向きの相対的な動きの間に、加工製品を切削することが意図されている。切削インサート12の切削刃は、切削インサートの上面の周りで、周方向には連続的でない。それどころか、中間の周方向の領域24、25及び26によって分離されている。切削インサート12には、一定の比率で下降させるフライス削り作業を行うための切削刃が設けられておらず、切削インサートをそのポケット外に引き出す傾向にある半径方向、外方に向けられた切削力に対して特に支持されない。切削インサートの回転を防止するために、切削インサートには、切削インサートの中心にほぼ向けられている支持面27が設けられている。支持面27は、中間の周方向の面へ嵌り合う工具本体上の取付面28に対して当接する。
【0006】
特許文献3の工具の欠点は、切削インサートの回転を防止するために、切削刃が切削インサートを複雑、且つ弱くする凹部を備えて形成されていることである。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−202703号公報
【特許文献2】
特開2000−005921号公報
【特許文献3】
欧州特許第0091408号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、上記した欠点を著しく減らし、又は克服した切削工具及びそのための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】
【0009】
本発明に従って、長手方向の軸線(A)を有する切削工具(10)が提供され、その切削工具は、インサートポケット(18)とそこに保持される切削インサート(20)とを備えて前方部分(16)に形成される少なくとも一つの取付脚(14)を有する工具本体(12)を備え;
該インサートポケットは、基壁(24)と、基壁(24)に対して横断する方向に向けられた第一及び第二の後方側壁部分(40、42)と、基壁(24)から下方に伸びていて、下壁(30)から基壁(24)に対して直立して延在している周囲壁(32)によって境界された下壁(30)を有する、ほぼ円形の凹部(28)と、を備え、
該切削インサートは、上面(60)および下面(62)と、それらの間に延在する側面(64)と、上および側面(60、64)との交差する切削刃(66)と、下面(62)から底面(84)に下方に延在する、円筒状の周囲面(84)を有する円筒状の突出部(82)と、を備え;
切削インサート(20)は、切削インサート(20)に当接するインサートポケット(18)の第一、第二、及び第三の取付面(52、56、58)で、インサートポケット(18)に保持され、第一の取付面(52)は、第一の後方側壁部分(40)に位置付けされていて、それは切削インサートの側面(64)に位置付けされた第一の支持面(52´)に当接し、第二の取付面(56)は、第二の後方側壁部分(42)に位置付けされていて、それは切削インサートの側面(64)に位置付けされた第二の支持面(56´)に当接し、第三の取付面(58)は、凹部(28)の周囲壁(32)に位置付けされていて、それは切削インサート(20)の突出部(82)の円筒状の周囲面(84)に位置付けられた第三の支持面(58´)に当接している。
【0010】
本発明の好ましい実施形態に従って、切削刃(66)は、コーナー切削刃(70)によって互いから分離されている少なくとも三つの切削刃部分(68)を備え、各切削刃部分は第二の切削刃(74)と隣接するコーナー切削刃(70)との間に延在している第一の切削刃(72)を備えている。
【0011】
好ましくは、第一の切削刃(72)は凸状である。
【0012】
望ましくは、第二の切削刃(74)は真っ直ぐである。
【0013】
さらに、本発明の好ましい実施形態に従って、側面(64)は、第一の切削刃(72)に隣接する第一の側面部分(76)と、第二の切削刃(74)に隣接する第二の側面部分(78)と、コーナー切削刃(70)に隣接する側面コーナー部分(80)とを備え、側面部分の各々は下面(62)に向かって関係付けられた切削刃から延在している。
【0014】
好ましい実施形態に従って、第一及び第二の後方側壁部分(40、42)は、第一の引っ込んだ領域部(44)によって隔てられている。
【0015】
さらに好ましい実施形態に従って、第一の支持面(52´)及び第二の支持面(56´)は、共通の側面コーナー部分(80)にいずれかの側部に位置付けられている。
【0016】
典型的に、共通の側面コーナー部分(80)の一部分は、第一の引っ込んだ領域部(44)に位置付けられている。
【0017】
好ましくは、凹部(28)の周囲壁(32)は、大きいほうの半径R1を有する大径部分(34)と、小さいほうの半径R2を有する小径部分(36)とを備えている。
【0018】
さらに好ましくは、小さいほうの半径R2は、大きいほうの半径R2よりも小さい。
【0019】
なおさらに好ましくは、小径部分(36)の角度範囲は、大径部分(34)の角度範囲よりも小さい。
【0020】
好ましい実施形態に従って、ネジ孔(38)は凹部(28)の下面(30)から下方に伸びている。
【0021】
典型的に、インサートの軸線(B)を有する貫通孔(88)は、切削インサート(20)の上面(60)と突出部(82)の底面(86)との間に伸びている。
【0022】
さらに典型的に、留めネジ(22)は、貫通孔(88)に位置付けられ、ネジ孔(38)に螺合される。
【0023】
本発明の特定の実施形態に従って、第一の切削刃(72)は、インサートの軸線(B)と70°の第一の角(α)に対する。
【0024】
さらに本発明の特定の実施形態に従って、第二の切削刃(74)は、インサートの軸線と35°の第二の角(β)に対する。
【0025】
典型的に、第一の切削刃(72)は、隣接する第二の切削刃(74)と、とがっていない内側の第三の角(γ)を形成する。
【0026】
本発明の特定の実施形態に従って、第三の角は153°である。
【0027】
また本発明に従って切削インサート(20)が提供され、その切削インサートは、上面(60)および下面(62)と、それらの間に延在する側面(64)と、上と側面(60、64)との交差する切削刃(66)と、下面(62)から突出部(82)の底面(86)に下方に延在する円筒状の周囲面(84)を有する円筒状の突出部(82)とを備え、上及び底面(60、86)を貫通するインサートの軸線(B)を有する切削インサート(20)であって;
該切削刃(66)は、コーナー切削刃(70)によって互いから分離されている少なくとも三つの切削刃部分(68)を備え、各切削刃部分は第二の切削刃(74)と隣接するコーナー切削刃(70)との間に延在している第一の凸状の切削刃(72)を備えている。
【0028】
望ましくは、第二の切削刃(74)は、真っ直ぐである。
【0029】
本発明の特定の実施形態に従って、第一の切削刃(72)は、インサートの軸線(B)と70°の第一の角(α)に対する。
【0030】
さらに本発明の特定の実施形態に従って、第二の切削刃(74)は、インサートの軸線(B)と35°の第二の角(β)に対する。
【0031】
典型的に、第一の切削刃(72)は、隣接する第二の切削刃(74)と、とがっていない内側の第三の角(γ)を形成する。
【0032】
本発明の特定の実施形態に従って、第三の角は153°である。
【0033】
典型的に、インサートの軸線(B)を軸として有する貫通孔(88)は、切削インサート(20)の上面(60)と突出部(82)の底面(86)との間に伸びている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0034】
本発明をより良く理解するために、また本発明を現実に実施することができるように、本発明の例を添付図面に示す。
【0035】
注意が図面に描かれている。切削工具10は、工具本体12を備え、その工具本体12は工具本体12の前方端部16に形成される複数の取付脚14を有している。各取付脚14は、インサートポケット18を有し、そのインサートポケット18に切削インサート20は留めネジ22によって保持される。切削工具10は、前方端部16の反対側に後方端部23を有し、前方から後方に規定し、前方と後方端部16、23を通過する回転の軸線Aを備えている。
【0036】
インサートポケットは、基壁24と、基壁24に対して横断する方向に向けられた側壁26とを備えている。ほぼ円形の凹部28は、基壁24から下方に伸びている。凹部28は、下壁30から基壁24に直立に伸びる周囲壁32によって境界されている下壁30を有している。凹部28の周囲壁32は、好ましくは、異なる半径であるが同じ中心を有する二つの円形部分を備える。周囲壁32は、大きいほうの半径R1を有する大径部分34と、小さいほうの半径R2を有する小径部分36とを備えている。小さいほうの半径R2は、大きいほうの半径R1よりも小さい。本発明の特定の応用によれば、小さいほうの半径R2は大きいほうの半径R1よりも0.25mm小さい。小径部分36の角度範囲は、大径部分34の角度範囲よりも小さい。特定の応用に従うと、周囲壁32の小径部分36は、ほぼ40°の角度範囲φを有する。ポケットの軸線Cを有し、留めネジ22を受けるネジ孔38は、凹部28の下壁30から下方に伸びている。大径及び小径部分34、36がある二つの円の中心は、軸線Cと一致する。
【0037】
側壁26は、三つの側壁部分、すなわち二つの後方の側壁部分、第一の引っ込んだ領域部44によって隔てられる第一の後方側壁部分40及び第二の後方側壁部分42と、横側壁部分46である。第一の後方側壁部分40は、横側壁部分46に隣接し、第二の引っ込んだ領域部48によってそれから分離されている。第一の後方側壁部分40は、第一の引っ込んだ領域部44に隣接する領域部50を有し、切削インサート20に当接する第一の取付面52を構成する部分では少なくともある。同様に、第二の後方側壁部分42は、第一の引っ込んだ領域部44に隣接する領域部54を有し、切削インサート20に当接する第二の取付面56を構成する部分では少なくともある。また、小径部分36の少なくとも一部分は、切削インサート20に当接する第三の取付面58を構成する。詳細に後述するように、第一、第二及び第三の取付面は、上手に画成され、且つ安定した状態で、インサートポケット18の中に切削インサート20を保持するために設計されている。
【0038】
注意は図5に描かれている。小径部分36は、それ故第三の取付面58は、インサートポケット18の前方に向かって横側壁46に隣接して位置付けされているということが知られるだろう。アナログ時計の見地から、小径部分は、7時と8時のほぼ間に位置付けされている。小径部分36の的確な位置は、設計及び力の配分の問題である。実際問題として、小径部分36の図示された位置は、好ましい位置である。しかしながら、その好ましい位置から第二の引っ込んだ領域部48にほぼ隣接するに至るまでの間の他の位置にも位置付けされ得る。
【0039】
切削インサート20は、上面60と、下面62と、上及び下面60、62の間に延在する側面64を備えている。上面60と側面64は、切削刃66で相交わり、切削刃66はコーナー切削刃70によって互いから分離された三つの切削刃部分68を備えている。その三つの切削刃部分の各々は、凸状の第一の切削刃72を備え、その凸状の第一の切削刃72はまっすぐな第二の切削刃74と、隣接するコーナー切削刃70との間に延在している。側面64は、様々な切削刃に対応する部分に分けられている。それに従って、側面64は、第一の切削刃72に隣接する第一の側面部分76と、第二の切削刃74に隣接する第二の側面部分78と、コーナー切削刃70に隣接する側面コーナー部分80とを有している。円筒形の周囲面84を有する円筒形の突出部82は、下面62から突出部82の底面86まで下方に伸びている。周囲面84は、下面62に垂直である。インサートの軸線Bを有する中央に位置付けされた貫通孔88は、上面60と底面86との間に伸びている。突出部82は、突出部の半径R3を有する。突出部の半径R3は、大きいほうの半径R1よりも小さく、小さいほうの半径R2とほぼ等しい。
【0040】
三つの切削刃部分68は、インサートの軸線Bに関して回転方向に、対照的に配置されている。第一の切削刃72は、実質的に第二の切削刃74よりも大きい。本発明の好ましい実施形態によれば、第一の切削刃72は、インサートの軸線Bに70°の第一の角αで対し、第二の切削刃74は、インサートの軸線Bと35°の第二の角βに対する。所与の切削刃部分68の第一及び第二の切削刃72、74は、互いの間の153°のとがっていない内側の第三の角δをなす。切削インサート20は、割り出し可能であり、三つの割り出し位置を有している。
【0041】
インサートポケット18に切削インサート20を取り付けるために、所与の側面コーナー部分80の一部が第一の引っ込んだ領域部44に位置され、切削インサートの下面62がインサートポケットの基壁24に当接するまで、突出部82は、凹部28の中に挿入される。そして、留めネジ22は、切削インサートの貫通孔88に据えられ、ネジ孔38に螺合され、インサートポケット18に切削インサートを確実に取り付けられるためにしっかり締められる。切削インサート20がインサートポケット18に確実に取り付けられているとき、第一及び第二の取付面52、56は、第一及び第二の支持面52´、56´で、第一及び第二の側面部分76、78に共通している、所与の側面コーナー80のいずれかの側に位置付けられた第一及び第二の側面部分76、78とそれぞれ当接し、そして第三の取付面58は、第三の支持面58´で、突出部82の円筒状の周囲面84と当接する。
【0042】
ネジ孔38のポケットの軸線Cは、インサートの軸線Bに関してわずかにオフセットされている。このオフセット、すなわち偏心は、留めネジ22がしっかり締められているとき、切削インサート上に、取付面52、56、58によって、取付力が及ぼされるように設けられていて、インサートポケット18内での切削インサート20の適切に定められた位置を得るために、切削インサート20に予め張力を供与している。第三の取付面58はポケットの軸線Cについて同一中心である面上にあるので、切削インサートの突出部82上にそれによって加えられている取付力は、それ故、インサートの軸線Bに向かう方向を向けられていて、インサートの軸線Bについて切削インサートの回転に寄与し得ない。第一及び第二の取付面52、56の各々の位置及び方向は、インサートの側面64に対してこれらの取付面によって加えられる切削条件下での正味の取付力がインサートの軸線Bについて切削インサートの回転を起こさせるもとにならないように設計されている。換言すれば、第一及び第二の取付面52、56の取付力の作用線は、インサートの軸線Bについての反対の方向に作用して、相殺する。それ故、本発明は、インサートポケット18内での切削インサート20の独自の、且つ安定した位置を保障する。
【0043】
切削工具10は、第一の切削刃72により正面フライス削りを行うのに特に適し、第二の切削刃74により一定の比率で下降させるフライス削り(ramp−down milling)の作業に適する。第一の切削刃72は凸状であり、且つ相対的に大きな曲率半径を有しているので、切削インサート20は、小さな切込みで、早い送り速度で切削することが可能である。そのような場合に切削インサートに作用する切削力は実質的に軸線の方向を向いているので、それ故、工具を曲げたり振動を引き起こしたりする傾向にある許容される半径方向の力を超えずに相対的に長い突出部を有する工具で切削することが可能である。
【0044】
本発明はある程度詳細に説明されてきたけれども、後に請求されるように、さまざまな変更や修正が本発明の趣旨や範囲を逸脱することなくできることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明に係る切削工具の斜視図である。
【図2】図1に示された切削インサートの下部の斜視図である。
【図3】ポケットから取り外された切削インサートの一を示す、図1の切削工具の部分分解図である。
【図4】ポケットに保持されている切削インサートの一の平面図を示す、図1の切削工具の部分図である。
【図5】インサートポケットは平面図の中に見られ得るように、切削インサートが点線で示された図4と同じ図である。
【図6】留めネジが取り外された図4のVI−VI線に従って得られた横断面図である。
Claims (25)
- 長手方向の軸線(A)を有する切削工具(10)であって、インサートポケット(18)とそこに保持される切削インサート(20)とを備えて前方部分(16)に形成される少なくとも一つの取付脚(14)を有する工具本体(12)を備え;
該インサートポケットは、
基壁(24)と、基壁(24)に対して横断する方向に向けられた第一及び第二の後方側壁部分(40、42)と、
基壁(24)から下方に伸びていて、下壁(30)から基壁(24)に対して直立して延在している周囲壁(32)によって境界された下壁(30)を有する、ほぼ円形の凹部(28)と、
を備え、
該切削インサートは、
上面(60)および下面(62)と、それらの間に延在する側面(64)と、
上および側面(60、64)との交差する切削刃(66)と、
下面(62)から底面(86)に下方に延在する、円筒状の周囲面(84)を有する円筒状の突出部(82)と、
を備え;
切削インサート(20)は、切削インサート(20)に当接するインサートポケット(18)の第一、第二、及び第三の取付面(52、56、58)で、インサートポケット(18)に保持され、第一の取付面(52)は、第一の後方側壁部分(40)に位置付けされていて、それは切削インサートの側面(64)に位置付けされた第一の支持面(52´)に当接し、第二の取付面(56)は、第二の後方側壁部分(42)に位置付けされていて、それは切削インサートの側面(64)に位置付けされた第二の支持面(56´)に当接し、第三の取付面(58)は、凹部(28)の周囲壁(32)に位置付けされていて、それは切削インサート(20)の突出部(82)の円筒状の周囲面(84)に位置付けられた第三の支持面(58´)に当接していることを特徴とする切削工具(10)。 - 切削刃(66)は、コーナー切削刃(70)によって互いから分離されている少なくとも三つの切削刃部分(68)を備え、各切削刃部分は第二の切削刃(74)と隣接するコーナー切削刃(70)との間に延在している第一の切削刃(72)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の切削工具。
- 第一の切削刃(72)は凸状であることを特徴とする請求項2に記載の切削工具。
- 第二の切削刃(74)は真っ直ぐであることを特徴とする請求項3に記載の切削工具。
- 側面(64)は、第一の切削刃(72)に隣接する第一の側面部分(76)と、第二の切削刃(74)に隣接する第二の側面部分(78)と、コーナー切削刃(70)に隣接する側面コーナー部分(80)とを備え、側面部分の各々は下面(62)に向かって関係付けられた切削刃から延在していることを特徴とする請求項2に記載の切削工具。
- 第一及び第二の後方側壁部分(40、42)は、第一の引っ込んだ領域部(44)によって隔てられていることを特徴とする請求項5に記載の切削工具。
- 第一の支持面(52´)及び第二の支持面(56´)は、共通の側面コーナー部分(80)にいずれかの側部に位置付けられていることを特徴とする請求項6に係る切削工具。
- 共通の側面コーナー部分(80)の一部分は、第一の引っ込んだ領域部(44)に位置付けられていることを特徴とする請求項7に記載の切削工具。
- 凹部(28)の周囲壁(32)は、大きいほうの半径R1を有する大径部分(34)と、小さいほうの半径R2を有する小径部分(36)とを備えることを特徴とする請求項4に記載の切削工具。
- 小さいほうの半径R2は、大きいほうの半径R2よりも小さいことを特徴とする請求項9に記載の切削工具。
- 小径部分(36)の角度範囲は、大径部分(34)の角度範囲よりも小さいことを特徴とする請求項10に記載の切削工具。
- ネジ孔(38)は、凹部(28)の下面(30)から下方に伸びていることを特徴とする請求項11に記載の切削工具。
- インサートの軸線(B)を有する貫通孔(88)は、切削インサート(20)の上面(60)と突出部(82)の底面(86)との間に伸びていることを特徴とする請求項12に記載の切削工具。
- 留めネジ(22)は、貫通孔(88)に位置付けられ、ネジ孔(38)に螺合されることを特徴とする請求項13に記載の切削工具。
- 第一の切削刃(72)は、インサートの軸線(B)と70°の第一の角(α)に対することを特徴とする請求項13に記載の切削工具。
- 第二の切削刃(74)は、インサートの軸線と35°の第二の角(β)に対することを特徴とする請求項15に記載の切削工具。
- 第一の切削刃(72)は、隣接する第二の切削刃(74)と、とがっていない内側の第三の角(γ)を形成することを特徴とする請求項16に記載の切削工具。
- 第三の角は、153°であることを特徴とする請求項17に記載の切削工具。
- 上面(60)および下面(62)と、それらの間に延在する側面(64)と、上と側面(60、64)との交差する切削刃(66)と、下面(62)から突出部(82)の底面(86)に下方に延在する円筒状の周囲面(84)を有する円筒状の突出部(82)とを備え、上及び底面(60、86)を貫通するインサートの軸線(B)を有する切削インサート(20)であって;
該切削刃(66)は、コーナー切削刃(70)によって互いから分離されている少なくとも三つの切削刃部分(68)を備え、各切削刃部分は第二の切削刃(74)と隣接するコーナー切削刃(70)との間に延在している第一の凸状の切削刃(72)を備えていることを特徴とする切削インサート(20)。 - 第二の切削刃(74)は、真っ直ぐであることを特徴とする請求項19に記載の切削インサート。
- 第一の切削刃(72)は、インサートの軸線(B)と70°の第一の角(α)に対することを特徴とする請求項20に記載の切削インサート。
- 第二の切削刃(74)は、インサートの軸線(B)と35°の第二の角(β)に対することを特徴とする請求項22に記載の切削インサート。
- 第一の切削刃(72)は、隣接する第二の切削刃(74)と、とがっていない内側の第三の角(γ)を形成することを特徴とする請求項22に記載の切削インサート。
- 第三の角は153°であることを特徴とする請求項23に記載の切削インサート。
- インサートの軸線(B)を軸として有する貫通孔(88)は、切削インサート(20)の上面(60)と突出部(82)の底面(86)との間に伸びていることを特徴とする請求項24に記載の切削インサート。
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