JP2006525131A - 旋削用切削インサート - Google Patents

Abstract

旋削インサートは、少なくとも一つのコーナ領域を有する少なくとも一つの切削面を含んでいる。コーナ領域は、３０゜〜８５゜の範囲内でノーズ角を規定する。コーナ領域はベベルエッジを含んでいる。ノーズ角の二等分線は、直角にベベルエッジの中間に交差する。

Description

本発明は、旋削用切削インサートに関し、切削インサートは少なく一つのコーナ領域で少なくとも一つの切削ジオメトリ面を備え、コーナ領域のノーズ角は０゜＜α＜８５゜の間にある。切削インサート材料は、切り屑を排出する加工のための切削インサートが一般的に製造される種々の異なる硬質材料、例えば超硬合金、セラミックス、立方晶窒化硼素やダイヤモンド等とすることができる。

旋削加工のために使用される切削インサートの主切れ刃のアブレッシブジェット摩耗は、従来技術が種々の方法で解決しようとしている問題の一つである。一般に、より小さいセット角で、アブレッシブジェット摩耗の程度がより小さくなる。

一例によると、四角の切削インサートが使用され、セット角は４５゜に設定されている。

他の例によると、丸い切削インサートが使用され、この場合の切込みは、一般に、切削インサートの直径の約２５％に制限されている。

また、他の例によると、相対的に大きいコーナ半径を有する切削インサートが使用され、この場合の切込みは、コーナ半径の約３０％に制限されている。これは、仕上加工において適切であるが、粗加工においては、一般的に、より大きな切込みが必要とされている。

本発明の主な目的は、切り屑排出加工において、周知の切削インサートと比較してコーナ切れ刃の減少したアブレッシブジェット摩耗を示す旋削インサートを提供することである。

本発明の他の目的は、仕上加工後にフィレットに残される材料を減らすことである。

また、本発明の目的は、切削インサートを用いた加工が、同一切れ刃を有する互いに垂直な２方向でもたらされるということである。

本発明の少なくとも主な目的は、旋削加工のための切削インサートを用いて実現されることであり、旋削インサートは、少なくとも一つのコーナ領域を有する少なくとも一つの切削面を備える。コーナ領域は、３０゜〜８５゜の範囲内にあるノーズ角を規定する。コーナ領域ははす縁を含み、ノーズ角の二等分線は直角にはす縁の中間点に交差する。

以下に、本発明による切削インサートの好ましい実施形態が、添付される図面を参照しつつ説明される。

本発明の図１による切削インサートは、一般にネガである。図１による切削インサートは、２つの切削面、すなわち、互いに平行で、かつ、互いから所定距離に配置されているインサートの上・下面を備えている。図１において、切削面１の一つだけが見えている。切削面１は、切削インサートがネガであるため、一般に、切削ジオメトリ面１に対して垂直に延びる４つの側面によって相互接続されている。

さらに、図１に示される切削インサートは、切削インサートをホルダ（図示せず）の座部に固定するために、ねじ又は同種のものを受け入れるための中心孔５を有している。

以下に、図１に示される切削ジオメトリ面と関係して配置される切削インサートの構成部分を説明する。図１において、図１で表示されていない切削面は表示されている切削面と同じように形成されているということが、指摘されるべきである。図１に示される本発明による旋削インサートの切削面１に隣接して、正反対に位置する２つのコーナ領域７が配置されている。２つのコーナ領域は、本発明の基本部分を構成する。個々のコーナ領域７は、例示されている実施形態において、一般的に、図１による切削インサートの使用において主切れ刃を構成する、直線状のベベルエッジ９又は傾斜切れ刃を備える。ベベルエッジ９に隣接して、図１による切削インサートは、一般に、二つの同じベベルエッジ９間に延びる逃げ面１０を有している。個々の直線状のベベルエッジ９の内側に、チップブレーカ１１が配置されている。チップブレーカ１１は、本発明の技術的思想の範囲内において様々なデザインを持つことができるため、より詳細には説明されていない。

個々の側面３は、互いに平行で、かつ、ベベルエッジ９近傍でその一端に接続する二つの長手方向の横切れ刃１２を含んでいる。図１に示される実施形態において、連結は、いわゆるワイパー技術、すなわち、ベベルエッジ９と横切れ刃１２の間で移行を規定し、それぞれに曲率半径を持つ円弧状のワイパー切れ刃部分１３，１４を介して行われる。横切れ刃１２は、この実施形態で主切れ刃を構成する。

図１に示されるように、横切れ刃１２の内側に位置する部分１５は、おおむねチップブレーカ１１と同じデザインを有する。しかしながら、部分１５は、一般的に、切り屑を停止させるいかなる作用も生じない。

図２において、概略の平面図は、図１による切削インサートのコーナ領域７について示されている。図２によるこの概略の平面図において、コーナ領域７のノーズ角、すなわち、横切れ刃１２間の角度は、二等分線Ｂによって二つの等しい大きな角度α／２に分けられている。図１及び２による切削インサートにおいて、α＝８０゜である。

二等分線Ｂは、ベベルエッジ９の中間に交差する。すなわち、二等分線Ｂの両側に配置されたベベルエッジ９の部分が、等しい長さである。二等分線Ｂは、直角にベベルエッジ９に交差する。図２において、二等分線Ｂとベベルエッジ９の延長線の間の角度βが、９０゜の値をもつという事実によって規定されている。ベベルエッジ９の長さは、Ｌによって示されている。

図２において、仮想内接円ｉＣは、鎖線によって描かれている。二つの主切れ刃に接近している内接円はコーナ領域の反対側に配置されている。内接円ｉＣの中心は、図１の中心孔５の中心と一致し、反対側のコーナ領域７との間で中間に配置され、全部で４つの横切れ刃１４に接している。

図２を検討すると、図１に示される本発明による旋削用の切削インサートが二等分線に関して対象である。

図３において、図１による切削インサートとコーナ半径Ｒを有する従来の切削インサートによる旋削における比較が示されている。問題における切込みａ_pは、二つの切削インサートで等しく、４５゜のセット角Ｋ_r1が、従来の切削インサートに関して得られるようにするならば、切込みａ_pは約０．３×Ｒになるということが、はじめの説明によって指摘されている。図３に見られるように、一致する切込みａ_pは、図１による切削インサートに関して得られており、この場合のセット角Ｋ_r2は４５゜である。図３によると、本発明による旋削に関する切削インサートは、フィレットにおいて従来の切削インサートより少ない材料を残す。図１による切削インサートは、旋削に関して、ホルダ内で切削インサートの位置が変えられることなしに、互いに垂直な二つの方向で使用可能であるということが、図２及び３を検討することによって予測される。

図４において、他の実施形態が、本発明による旋削用の切削インサートについて示されている。図４示される切削インサートは、倣い削り用であり、一般的にポジティブジオメトリを有している。したがって、図４による切削インサートは、底側支持面（図示せず）と同様の上側切削面１０１を有している。切削面１０１と支持面は、互いに平行で、かつ、互いから一定の距離だけ離れて配置されている。切削面１０１と支持面は、４つの側面１０３で相互接続されている。切削インサートはポジティブであるため、鋭角下で側面１０３は切削ジオメトリ面１０１に接続し、一方、鈍角下で側面１０３は支持面に接続する。二つの側面１０３は図４に示されている。

さらに、図４に示される切削インサートは、中心孔１０５を有している。中心孔１０５は、ホルダ（図示せず）の座部に切削インサートを固定するためにねじや同種のものを受け入れるようになっている。

以下に、図４に示される切削インサートの切削ジオメトリ面１０１と関係して配置されるコーナ領域１０７を説明する。正反対に配置された二つのコーナ領域１０７は、上述したように、本発明の基本部分を構成する。個々のコーナ領域１０７は、例示されている実施形態において、直線状のベベルエッジ１０９を備える。ベベルエッジ１０９は、一般的に、図４による切削インサートの使用において主切れ刃を構成する。ベベルエッジ１０９に隣接して、図１による切削インサートは、逃げ面１１０を有している。個々の直線状のベベルエッジ１０９の内側には、チップブレーカ１１１が配置されている。チップブレーカ１１１は、本発明の技術的思想の範囲内において様々なデザインを持つことができるため、より詳細には説明されていない。

個々の側面１０３は、二つの長手方向の横切れ刃１１２を含んでいる。横切れ刃１１２は、互いに平行で、かつ、ベベルエッジ１０９に隣接してその端部に接続している。図４に示される実施形態において、接続は、図１に関して上述されたように、いわゆるワイパー技術を介して行われる。

図５において、概略の平面図は、図４による切削インサートのコーナ領域１０７について示されている。図５による概略の平面図において、コーナ領域１０７のノーズ角、すなわち、両切れ刃１１２の角度は、二等分線Ｂによって二つの等しい大きい角度α／２に分けられている。図４及び５による切削インサートにおいて、α＝３５°である。二等分線Ｂは、その中心で、すなわち、二等分線Ｂの両側に配置されたベベルエッジ１０９の部分が等しい長さになる部分で、ベベルエッジ１０９に交差している。二等分線Ｂは、ベベルエッジ１０９に直角に交差している。図５において、二等分線Ｂとベベルエッジ１０９の延長線との間の角度βは、９０°の値を持つという事実によって規定されている。ベベルエッジ１０９の長さは、Ｌによって示されている。

図５において、内接円ｉＣは、鎖線の輪状線に描かれている。これに関連して、内接円ｉＣの中心Ｃは、図４における中心孔１０５の中心と一致し、４つの全ての横切れ刃１１２に接するということが指摘されるべきである。

図５を検討すると、図４に示される本発明による旋削用の切削インサートは、二等分線Ｂに関して対称である。

図６において、概略の平面図が、本発明による旋削用の切削インサートの他の実施形態のコーナ領域２０７について示されている。切削インサートは、図１による切削インサートを同じ基本的形状を有している。主として、図６によるコーナ領域２０７を図２によるコーナ領域７から分離するものは、ベベルエッジ２０９のデザインであり、図６では直線状でない。より詳細には、ベベルエッジ２０９は、二つの直線状部分２０９ａと、二つの直線状部分２０９ａに交差する湾曲した中間部分２０９ｂとを備え、直線状部分２０９ａは図６に示される平面図において互いに平行でない。また、この場合、ノーズ角αの二等分線Ｂは、ベベルエッジ２０９の中間に直角で交差する。ベベルエッジ２０９の長さＬは、直線でないベベルエッジ２０９の端部の間で、直線距離として規定されている。

図７及び８において、概略の平面図は、本発明による旋削用の切削インサートの他の実施形態のコーナ領域について示されている。本発明の技術的思想の範囲内において、ベベルエッジは、凸状曲線切れ刃３０９ａ（図７）又は凹状曲線切れ刃３０９ｂ（図８）のどちらにでもすることができる。明瞭にするため、ベベルエッジ３０９ａ，３０９ｂは誇張されている。基準線ＲＬと、基準線ＲＬから最も離れている個々のベベルエッジ３０９ａ，３０９ｂの点との間の距離は、５によって示されている。図６と同じように、ベベルエッジ３０９ａ，３０９ｂの長さＬは、湾曲したベベルエッジ３０９ａ又は３０９ｂの端部の間の直線距離として規定されている。本発明の技術的思想の範囲内において、δ／Ｌ＝０．１５が最大値である。二等分線Ｂは、その中心で、すなわち、二等分線Ｂの両側に配置されるベベルエッジ３０９ａ又は３０９ｂの部分が等しい長さになる部分で、ベベルエッジ３０９ａ，３０９ｂに交差する。二等分線Ｂはベベルエッジ３０９ａ，３０９ｂに直角で交差する。直角は図７及び８に示されている。

旋削用の切削インサートの上述した実施形態は、好ましくは高温材料の加工に意図されている。しかしながら、本発明の主概念は、硬質材旋削用の切削インサートに適用されることもできる。このような場合、ベベルエッジは、実質的により小さい長さとなる。

一般に、本発明による旋削用の切削インサートにおいて、ベベルエッジ９，１０９，２０９の長さと内接円ｉＣの直径Ｄとの関係には、０．０１＜Ｌ／Ｄ＜０．４５を適用する。高温材料を加工するために意図される切削インサートに関しては、より特別の関係０．１＜Ｌ／Ｄ＜０．４５を適用する。硬質材旋削用の切削インサートに関しては、より特別の関係０．０１＜Ｌ／Ｄ＜０．１を適用する。

（本発明の実行可能な変形）
本発明による旋削用の切削インサートの上記実施形態は、ホルダに個々の切削インサートをクランプするための中心孔５，１０５を有している。しかしながら、本発明による切削インサートは、中心孔を無くすることもできる。このような場合、例えば、クランプによって保持される。この場合、図５及び６の仮想内接円ｉＣは、図１〜７に示される実施形態において、二等分線Ｂによって分割されている対向するノーズ領域の中間位置で二等分線Ｂ上にその中心を位置させる。三角形インサート（図示せず）の場合、仮想内接円ｉＣは、３つの全ての主切れ刃に接するように配置される。

本発明による旋削用の切削インサートの上記実施形態において、ベベルエッジ９，１０９と接続する横切れ刃１２，１１２との間の移行に関してワイパー技術を有している。しかしながら、ベベルエッジ９，１０９と接続する横切れ刃１２，１１２との間の移行は、一定の半径によって生じるということが、本発明の技術的思想の範囲内において創造される。

旋削用の２つの上述した切削インサートは、一般にネガである。しかしながら、本発明の概念は、ネガの切削インサートに制限されるものではなく、ポジの切削インサートに適用することもできる。

本発明による旋削用の切削インサートの２つの上述した実施形態は、一般に、平面図において菱形形状を有する。しかしながら、本発明の技術的思想の範囲内において、切削インサートは、一般に、平面図において三角形状を有することが創造される。

上記で指摘されたように、硬質材旋削用の切削インサートが、本発明によって形成されることもできる。しかしながら、これらの切削インサートは、主として、チップブレーカが形成されるものではないが、切れ刃の内側に位置する平面は、チップブレーカを構成してもよい。

本発明は、好ましい実施形態に関係して説明されているが、追加、削除、変更や、特に説明されない代用が、追加クレームで定義されたように、本発明の精神と技術的思想の範囲から分離されることなしになされるということが、当業者によって認められるものと信ずる。

本発明による切削インサートの一実施形態の斜視図を示す。 図１による切削インサートのコーナの概略の平面図を示す。 本発明による切削インサートの作用コーナと従来による切削インサートの作用コーナとの間の比較を示す。 本発明に切削インサートの他の実施形態を示す。 図４による切削インサートのコーナの概略の平面図を示す。 本発明による切削インサートの他の実施形態のコーナの概略の平面図を示す。 本発明による切削インサートの更に他の実施形態のコーナの概略の平面図を示す。 本発明による切削インサートの他の実施形態の図７に類似する図を示す。

Claims (13)

1. 少なくとも一つのコーナ領域を有する少なくとも一つの切削面を備え、前記コーナ領域は３０゜〜８５゜の範囲でノーズ角を規定する旋削インサートであって、
   前記コーナ領域はベベルエッジを含み、前記ノーズ角の二等分線が直角に前記ベベルエッジの中間点に交差する旋削インサート。
2. 前記切削コーナは、前記ベベルエッジの内側に配置されたチップブレーカを含む請求項１に記載の旋削インサート。
3. 前記ノーズ角は、前記コーナ領域に関して反対側にそれぞれ配置された二つの横切れ刃によって規定され、締付ねじを受け入れるように構成されている中心貫通孔をさらに含み、前記ベベルエッジは、長さＬと、前記二つの横切れ刃に内接し前記貫通孔と同心である仮想円とを規定し、前記仮想円は直径Ｄを規定し、Ｌ／Ｄ比が０．０１から０．４５の範囲にある請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記ベベルエッジは直線である請求項３に記載の切削インサート。
5. 前記ベベルエッジの少なくとも一部分が曲線である請求項３に記載の旋削インサート。
6. 前記ベベルエッジの両側が、少なくとも一つの弧状のワイパー切れ刃によって、個々の主切れ刃に接続している請求項３に記載の旋削インサート。
7. 個々の前記インサートに関して、前記少なくとも一つの切削面は、上面及び下面を規定する第１及び第２の略同一の切削面であり、該切削面に対して垂直方向に向けられている少なくとも３つの側面と交差している請求項３に記載の旋削インサート。
8. 前記横切れ刃は主切れ刃を構成する請求項３に記載の旋削インサート。
9. 前記少なくとも一つのコーナ領域は、互いに反対側に配置され、二等分線によって分割される第１及び第２のコーナ領域であり、前記個々のコーナ領域の反対側に配置され、それぞれのコーナ領域のベベルエッジは、長さＬと、前記第１及び第２のコーナ領域の間の真ん中で、前記二等分線上に位置する中間を規定する前記第１及び第２のコーナ領域の４つ全ての横切れ刃に内接する仮想円とを規定し、前記仮想円は直径Ｄを規定し、Ｌ／Ｄ比が０．０１から０．４５の範囲にある請求項２に記載の旋削インサート。
10. 前記ベベルエッジは直線である請求項９に記載の旋削インサート。
11. 前記ベベルエッジの少なくとも一部分が曲線である請求項９に記載の旋削インサート。
12. 前記ベベルエッジの両側が、少なくとも一つの弧状のワイパー切れ刃によって、個々の主切れ刃に接続している請求項１に記載の旋削インサート。
13. 個々の前記インサートに関して、前記少なくとも一つの切削面は、上面及び下面を規定する第１及び第２の略同一の切削面であり、該切削面に対して垂直方向に向けられている少なくとも３つの側面と交差している請求項１に記載の旋削インサート。

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