JP2006068897A - インサート座及びそれを備えた工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、切り屑を排出する加工のための工具ボディに形成されたインサート座に関する。また、本発明は、少なくとも一つの本発明によるインサート座を備える切り屑を排出する加工のための工具に関する。
【解決手段】 インサート座は切り屑を排出する加工のための切削インサート（１０）を受け入れるようになっている。インサート座は、底面（１）と該底面（１）によって規定された外周部に沿う延長部を有する支持面（５）とを備え、該支持面（５）は溝（８）と該溝（８）を規定する稜線（９）とを備え、該稜線（９）は底面（１）に沿う延長部を有する平面に配置され、少なくも３つである。本発明によるインサート座の特徴は、溝（８）の深さ（ｄ１）が０＜ｄ１＜０．０１５ｍｍに形成されたということである。
【選択図】 図５

Description

本発明は、切り屑を排出する加工のために工具ボディに形成されたインサート座であって、底面と、この底面によって規定された周辺部に沿って延びる支持面とを備え、支持面は溝と溝によって規定されている少なくとも３つの稜線とを有するインサート座に関する。また、本発明は、本発明による少なくとも一つのインサート座を備える切り屑を排出する加工のための工具に関する。

スウェーデン特許番号第５０５５１１号公報によって、ミーリングカッタボディと、このミーリングカッタボディの製造方法とが従前から周知である。ミーリングカッタボディの特別の特徴は、インサート座の水平方向のサポートが、ボールエンドミルによって形成されていることである。したがって、複数の溝は、中間の稜線を有している。この構成のデザインは、図７の下側に示されている。同じ構成のデザインの欠点が、図７に関係して明らかにされる。

従来例によるインサート座の一部分を通る図７に示される断面図から、切削インサートＳはインサート座の支持面に当接するということが判る。支持面には、複数の溝Ｅを有するインサート座の側面を備えることによって形成された複数の稜線Ｃが形成されている。示される例では、溝の数が２つあり、稜線の数が３つある。この種のインサート座は、スウェーデン特許番号第５０５５１１号公報で開示され、背景技術の見出しの説明のところで手短に議論されている。

稜線Ｃの高さ／溝Ｅの深さ、すなわち、溝Ｅの底から稜線Ｃの頂点までの距離はＤで指定されている。溝Ｅの幅、すなわち、隣接する稜線Ｃの距離はＢで指定されている。

図７に示される背景技術の実施形態において、切削インサートＳは二つの稜線Ｃに当接している。通常、当接は、稜線Ｃの制限された長さ、つまり、支持面の自由端の領域に配置される部分に関係してもたらされている。図７に示されるインサート座が有する問題は、所定時間使用した後に、稜線Ｃに関係して切削インサートＳの摩耗が生じるということである。このことは、稜線Ｃが平らになり、切削インサートＳが図７の右側への変位を受けるということを意味する。溝Ｅは、通常で０．０２＜Ｄ＜０．０７ｍｍの距離を持つ比較的大きな深さＤを有しているため、この変位は圧縮応力を相当減少させ、又はほぼ除去させる結果を生じる。これは、インサート座への切削インサートの固定／位置決めに関して特に重要な不利益である。溝Ｅの幅Ｂは、通常で０．７＜Ｂ＜１．２ｍｍの距離である。

本発明の主な目的は、上述した種類のインサート座を提供することである。それぞれのインサート座に属する支持面は、インサート座に装着された切削インサートに対して最適なサポートを与えるために形成されている。

本発明の他の目的は、インサート座に装着されている切削インサートに与えられる圧縮応力が、切削インサートを一定時間使用した後にも実質的な範囲で残るようにするということである。

さらに、本発明の目的は、インサート座の切削インサートの位置決めを改善するようにするということである。すなわち、初期位置からの切削インサートの変位が、制限されるようにするということである。

本発明の他の目的は、インサート座の製造が効果的な方法で行われるようにするということである。

少なくとも本発明の第１の目的は、独立請求項で規定された特徴をもつインサート座及び工具によって実現される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項の中で規定されている。

上記問題を解決するため、本発明の請求項１のインサート座の発明は、切り屑を排出する加工のための切削インサートを受け入れるようになっており、底面と該底面によって規定された外周部に沿う延長部を有する支持面とを備え、該支持面は溝と該溝を規定する稜線とを備え、該稜線は少なくも３つである、切り屑を排出する加工のために工具ボディに形成されたインサート座であって、前記溝は、深さ（ｄ１）が０＜ｄ１＜０．０１５ｍｍに形成されたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載のインサート座において、前記稜線（９）は、一般に底面（１）を定める平面に沿う延長部を有することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載のインサート座において、複数の前記稜線（９）が互いに平行であることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載のインサート座において、前記溝は、幅（ｂ１）が０．１＜ｂ１＜０．４ｍｍに形成されたことを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載のインサート座において、前記稜線は、インサート座を通る軸断面において線上に位置することを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のインサートにおいて、座前記支持面の間に間隙面が形成されたことを特徴とする。

また、請求項７の工具の発明は、少なくとも一つのインサート座を備え、切り屑を排出する加工のための切削インサートが前記インサート座に装着され、該インサート座は底面と該底面によって規定された外周部に沿う延長部を有する支持面とを備え、前記切削インサートは前記底面によって支持されると共に前記支持面に当接し、該支持面は溝と該溝を規定する稜線とを備え、該稜線は少なくも３つである、切り屑を排出する加工のための工具であって、前記溝は、深さ（ｄ１）が０＜ｄ１＜０．０１５ｍｍに形成されたことを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項７記載の工具において、前記稜線は、前記底面に沿う延長部を有する平面に配置されたことを特徴とする。

また、請求項９の発明は、請求項７又は８記載の工具において、前記切削インサート（１０）は、圧縮応力によって前記インサート座に固定され、前記圧縮応力（Ｆ）は、前記溝（８）の前記初期の深さ（ｄ１）を変形により消失させるために要する力よりも大きい力であることを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、請求項７〜９の何れか１項に記載の工具において、前記稜線と該稜線に当接する前記切削インサートの線状部分は、同じ公称値の曲率半径を有していることを特徴とする。

以下において、添付図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。図１及び図２に示される本発明によるインサート座は、切削インサートを支える底面１を備えている。図示されている実施形態において、底面１は一般的に円形である。底面１の中心には、内側にねじが形成された第１の中心穴３が配置されている。中心穴３は、インサート座に切削インサートを固定すべくねじを受け入れるためのものである。第１の中心穴３の第１の中心軸Ｃ１−Ｃ１は、インサート座の軸方向を規定する。また、図１及び図２に示されるインサート座は、インサート座の軸方向Ｃ１−Ｃ１で底面１から所定の距離に配置されている２つの支持面５を有している。２つの支持面５の間には、間隙面７が配置されている。

図１及び図２に示されるように、支持面５は複数の稜線９を有している。図示されている実施形態によれば、一般に、稜線９は、インサート座の底面１に平行な平面内に配置されている。すなわち、平面は、底面１に沿う延長部を有している。

図１及び図２に示される実施形態において、インサート座は、４つの稜線９を備えている。図示される実施形態において、４つの稜線９は互いに平行である。通常、側面５と底面１との間に配置されるインサート座の部分は、切り屑を排出する加工のための切削インサートに如何なる支持作用も与えるものではない。また、間隙面７と底面１との間に配置されるインサート座の部分も同様である。

図３及び図４において、切り屑を排出するための切削インサート１０が本発明によるインサート座にどのようにして取り付けられるかが示されている。切削インサート１０は、インサート座に切削インサート１１を取り付けるためのねじを受け入れる第２の中心穴１１を備えている。図４に最も明確に示されているように、平面視で、支持面５の最も上側に配置された稜線９は、各稜線９に当接する切削インサートの部分の曲率半径と同じ公称値の曲率半径を有している。支持面５に含まれる他の稜線９もまた同様である。これは、点Ｐ１とＰ２の間の一の部分及び点Ｐ３とＰ４の間の他の部分での線接触が、最初に、稜線９と切削インサート１０との間で生じるということを意味する。間隙面７は、切削インサート１０に当接しない。点Ｐ１とＰ４の外側に配置されるインサート座の部分は、切削インサート１０に当接しない。

切削インサート１０は、所定の圧縮応力でインサート座に装着される。これは、図４に寸法ｆによって示されている。寸法ｆは、インサート座の第１の中心穴３の第１の中心軸Ｃ１−Ｃ１と、切削インサート１０の第２の中心穴１１の第２の中心軸Ｃ２−Ｃ２との間の距離である。通常、寸法ｆは、０．１≦ｆ≦０．３ｍｍ、好ましくは０．１５≦ｆ≦０．２５ｍｍの距離にあるべきである。

図５及び図６において、切削インサート１０が本発明によるインサート座の支持面５とどのように協働するのかが図示されている。図５及び図６において、支持面５は底面１から所定の距離でインサート座に配置されているということが判る。上で指摘されたように、支持面５は４つの稜線９を生じる３つの溝８を備えている。図５に示される断面図において、稜線９は線状に形成され、順に、稜線９に当接する切削インサート１０の側面に位置づけられている。図５において、溝８の初期深さはｄ１で指定され、溝８の初期幅はｂ１で指定されている。初期深さｄ１は、０＜ｄ１＜０．０１５ｍｍ、好ましくは０．００３＜ｄ１＜０．０１ｍｍの距離であるべきである。初期幅は、０．１＜ｂ１＜０．４ｍｍ、好ましくは０．２５＜ｂ１＜０．３５ｍｍの距離であるべきである。

本発明によるインサート座に備えられた工具を所定時間使用した後、支持面５に関係して切削インサート１０の摩耗が生じる。したがって、稜線９は所定量変形する。すなわち、稜線９の平坦化が生じる。これは図６に示され、溝は参照符号８′で与えられ、平坦化された稜線は参照符号９′で与えられている。したがって、切削インサート１０の変位は、溝８′の深さの減少が引き起こされる側面５に向かう方向で生じる。減少した深さは参照符号ｄ２で示されている。溝８′の幅に関しては、参照符号ｂ２で示されている。この寸法は寸法ｂ１よりやや小さい。一般に、稜線９′の平坦化は、側面５と切削インサート１０との間でより大きい摩擦を引き起こす。これは、インサート座で切削インサート１０が回転することを防止する。

本発明の基本的考え方は、稜線９の変形のために、たとえ切削インサート１０の変位がインサート座で生じたとしても、支持面５に対して切削インサート１０を押し付ける十分な圧縮応力を残すということである。理論的には、変形は稜線９が十分に取り除かれる、すなわち、側面５が平坦になるように生じることが可能である。実際に、そのような傾向は、荷重が推奨された荷重より大きくなる前に生じるべきではない。その点に関し、これは、切削インサートに作用する力として理解されるべきである。もし上述した傾向があるならば、切削インサート１０の変位は、大きくても０．０１ｍｍのオーダーになる。これは、０．１ｍｍの変位が生じたときの圧縮応力Ｆと比較されるべきである。したがって、本願発明では、圧縮応力と切削インサート１０の最大変位との間の関係に十分な余裕がある。

一般に、支持面５の溝９はボールエンドミルによって形成され、溝９の寸法、例えば、深さと幅は、ミーリングカッタの寸法と切り込みよって決定されている。ボールエンドミルの直径は、通常で１〜６ｍｍである。

（本発明の実行可能変形例）
図５及び図６で示された断面図において、支持面５は４つの稜線９と稜線９の間に規定された３つの溝８を有している。しかしながら、本発明は、図５及び図６に示される稜線と溝の数を制限するものではない。したがって、本発明の範囲内において、３つ以上の稜線を考えることができる。

本発明は、主として切り屑を排出する加工のためのミーリングカッタを提供する。しかしながら、本発明のコンセプトは、一般的であり、切り屑を排出する加工のための他の工具にも適用可能であることである。制限された目的でない例として、旋削工具や穴明け工具を対象とすることができる。この点について、切り屑を排出する加工のための切削インサートは、上述した実施形態で示されたものとは異なる幾何学形状を持つことができる。制限された目的でない例として、長方形、菱形、三角形の切削インサートを対象とすることができる。また、切削インサートは、ポジティブでもネガティブでもどちらでもよい。

上の説明において、稜線が底面１を定める平面に沿って延びているという表現が使用される。この構成を備える本発明の背景において、稜線が底面１と平行に延長するということは必要ではなく、稜線の左右方向と底面１を定める平面との間に所定の角度が存在するということを正しく理解すべきである。一般に、稜線は概ね側面によって規定される周囲の内側で任意に延びることができるが、側面での延長に関して、稜線間に互いに対等の関係があることが望ましい。制限された目的でない例として、稜線は側面において斜めの延長部を持つことができる。

上の説明において、稜線９は円弧状であり、平面に配置されている。その理由は、言うまでもなく、稜線が切削インサート１０に対応する形状を持つべきであるということである。しかしながら、本発明の範囲内において、一般にインサート座の側面が平面であるならば、稜線は円弧状の代わりに線状であることが好ましい。さらに、稜線は、例えば、左右方向に正弦曲線であることが望ましい。

本発明によるインサート座の斜視図を示す。 本発明によるインサート座の正面図を示す。 本発明によるインサート座に装着される切削インサートの正面図である。 図３のIV−IVに沿って切断した断面図である。 初期状態にある切削インサートを有するインサート座を通って切断された軸方向の断面図である。 ある程度摩耗した切削インサートを有するインサート座を通って切断された軸方向の断面図である。 切削インサートの当接面が、詳細に示されているインサート座の支持面に対向している従来例によるインサート座の一部を通る断面図である。

符号の説明

１ 底面
３ 第１の中心孔
５ 支持面
７ 間隙面
８ 溝
９ 稜線
１０ 切削工具
１１ 第２の中心孔
ｂ１ 溝の幅
ｄ１ 溝の深さ

Claims (10)

1. 切り屑を排出する加工のための切削インサート（１０）を受け入れるようになっており、底面（１）と該底面（１）によって規定された外周部に沿う延長部を有する支持面（５）とを備え、該支持面（５）は溝（８）と該溝（８）を規定する稜線（９）とを備え、該稜線（９）は少なくも３つである、切り屑を排出する加工のために工具ボディに形成されたインサート座であって、
   前記溝（８）は、深さ（ｄ１）が０＜ｄ１＜０．０１５ｍｍに形成されたことを特徴とするインサート座。
2. 前記稜線（９）は、一般に底面（１）を定める平面に沿う延長部を有することを特徴とする請求項１に記載のインサート座。
3. 複数の前記稜線（９）が互いに平行であることを特徴とする請求項１又は２記載のインサート座。
4. 前記溝（８）は、幅（ｂ１）が０．１＜ｂ１＜０．４ｍｍに形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のインサート座。
5. 前記稜線（９）は、インサート座を通る軸断面において線上に位置することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のインサート座。
6. 前記支持面（５）の間に間隙面（７）が形成されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のインサート座。
7. 少なくとも一つのインサート座を備え、切り屑を排出する加工のための切削インサート（１０）が前記インサート座に装着され、該インサート座は底面（１）と該底面（１）によって規定された外周部に沿う延長部を有する支持面（５）とを備え、前記切削インサート（１０）は前記底面（１）によって支持されると共に前記支持面（５）に当接し、該支持面（５）は溝（８）と該溝（８）を規定する稜線（９）とを備え、該稜線（９）は少なくも３つである、切り屑を排出する加工のための工具であって、
   前記溝（８）は、深さ（ｄ１）が０＜ｄ１＜０．０１５ｍｍに形成されたことを特徴とする工具。
8. 前記稜線（９）は、前記底面（１）に沿う延長部を有する平面に配置されたことを特徴とする請求項７記載の工具。
9. 前記切削インサート（１０）は、圧縮応力によって前記インサート座に固定され、
   前記圧縮応力（Ｆ）は、前記溝（８）の前記初期の深さ（ｄ１）を変形により消失させるために要する力よりも大きい力であることを特徴とする請求項７又は８記載の工具。
10. 前記稜線（９）と該稜線（９）に当接する前記切削インサート（１０）の線状部分は、同じ公称値の曲率半径を有していることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の工具。

Images