JP2010513031A - 切削インサート - Google Patents

Abstract

本発明は、切り屑を形成する機械加工用の切削インサートに関し、少なくとも一方の上面が面（１）を形成し、互いに直角に配置されて周辺の側面が平面の逃げ面（２）を形成する。面は、逃げ面（２）に隣接してすくい角０°で配置された平面の面部分（３）の下流で、中心に向かう方向に、下方に傾斜する平面の壁部分（４）を介して、低い平面の切り屑形成基部（５）で終端し、上方に傾斜する平面の壁部分（６）を介して、中心の平面の平坦部（７）まで上方に傾斜する。切削インサートの全領域にわたって特定の切り屑を形成するために、前記平坦部（７）の両側に対面する２つの前記壁部分（６）上に、複数の隆起状の切り屑形成要素（８）を互いに平行にかつ等間隔で配置する。これらの切り屑形成要素が、切り屑形成基部（５）まで下方に傾斜する上面（９）と下方に傾斜する逃げ面（１０）を有する。

Description

本発明は、切り屑を形成する機械加工用の切削インサートに関し、その切削インサートの少なくとも一方の上面が面を構成し、かつ、互いに直角に配置されて全周にわたる側面が平面の逃げ面を構成し、ここで、面は、逃げ面に隣接しかつすくい角０°で配置された平面の面部分の後で、中心に向かう方向に、下方に傾斜する平面の壁部分を介して、低い平面の切り屑形成基部までテーパ状になり、上方に傾斜する平面の壁部分を介して、中心に配置された平坦部まで上方に傾斜する。

そのような切削インサートは、その切れ刃の幾何学的形状のために、特に重切削（ｈｅａｖｙ−ｄｕｔｙ）における切り屑除去加工、すなわち切込みが大きく高送りの加工に好適である。一定の距離にわたって初めに逃げ面に０°のすくい角で隣接する平面の面部分により、要求の多い条件においても切れ刃の早期摩耗が防止される。

類似の面の幾何学的形状が、独国特許出願公開第４２ ３９ ２３６Ａ１号明細書に開示されている。逃げ面に隣接する短い平面の片の後で、面は初め、低いレベルへ下方に傾斜し、傾斜したまたは凹面をなした面を介して、中心の方向に平坦部まで上昇する。このようにして切れ刃の後ろに形成された中空部は、好都合な切り屑排出性および確実な切り屑破断をもたらすためのものである。独国特許出願公開第４２ ３９ ２３６Ａ１号明細書では、切り屑の案内を改善するために、チップブレーカの中空部にわたって実質的に切り屑排出方向に縦リブ形状に延在する隆起状の切り屑形成要素を設けることが提案されている。

独国特許出願公開第４４ ３７ ０９３Ａ１号明細書には、縦リブ形状の隆起状の切り屑形成要素を有する別の切削インサートが説明されており、ここでは、切り屑形成要素は、実質的にチップブレーカの中空部の下方傾斜領域に配置され、平坦部からは少し離れている。この面の幾何学的形状は、切り屑除去加工において、排出する切り屑によって切削インサート自体に過度な負荷をかけずに、切れ刃付近の領域に直接、排出する切り屑を形成させるためのものである。

独国特許出願公開第４２ ３９ ２３６Ａ１号明細書 独国特許出願公開第４４ ３７ ０９３Ａ１号明細書

本発明の目的は、冒頭で説明した種類の切削インサートによって、全用途にわたって選択的な切り屑形成を保証し、さらに発展させることにある。

この目的は、請求項１に記載の特徴を有する切削インサートによって達成される。ここで、本発明によれば、上方に傾斜する壁部分上に、複数の隆起状の切り屑形成要素が互いに平行して等間隔で配置され、その切り屑形成要素は、切り屑形成基部まで下方に傾斜する上面と下方に傾斜する逃げ面を有する。

本発明の実際の実施形態を、従属請求項に記載する。

本発明による矩形の切削インサートの場合、平坦部および切り屑形成要素が、切れ刃の垂直二等分線の各々に対して鏡面対称に配置される。平坦部の長さおよび幅を、切削インサートの用途それぞれに適合させる。好ましくは、平坦部は、それぞれ対向する２つの短い辺および対向する２つの長い辺を有する矩形の中心ウェブを構成する。さらに、好ましくはは、それぞれの切れ刃から短い辺めでの距離は、切れ刃から長い辺までの距離よりも短いので、長手方向の辺の前にある切り屑形成基部の幅が広くなっている。平坦部の前に配置された隆起状の切り屑形成要素は、幅の広い切り屑形成基部に突出する。

平坦部は、切れ刃が配置される平面の高さに配置されうる。または、切れ刃が配置される平面の上方に配置されうる。すなわち平坦部は、切れ刃が配置される平面の上側に突出し得る。好ましくは、下方に傾斜する切り屑形成要素の上面が低いレベルの切り屑形成基部までテーパ状になる。また、切り屑形成要素は、平坦部の平面の下側から始まり、平坦部の高さに応じて全体的にまたは少なくとも部分的に切れ刃の平面の下側に配置される。

平坦部の傾斜壁部分の前に配置される切り屑形成要素において、下方に傾斜する上面が、平坦部の傾斜壁部分よりも傾斜の少ない斜面および／または部分的な領域ではその傾斜壁部分と同じ傾斜の斜面を構成する。平坦部の傾斜壁部分は、切り屑形成基部に対して２０°〜４０°の角度、好ましくは３０°の角度で傾斜する。また、切り屑形成要素の上面の傾斜角は、少なくとも部分的な領域において好ましくは１５°以下である。

好ましい実施形態では、切り屑形成要素の数は、各側３〜１１個であることを提供する。切り屑形成要素は偶数であってもよい。

また、切れ刃から少し離れて配置された下方に傾斜する平面の壁部分も切り屑形成基部に対して２０°〜４０°の角度、好ましくは３０°の角度で傾斜していることが好ましい。

好ましい実施形態によれば、切り屑形成基部は、すくい角０°で配置された平面の面部分よりも０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ低く、幅は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、かつ平面の面部分に対して平行に延びる。切り屑形成基部に突出する隆起状の切り屑形成要素は、最大で、切り屑形成基部の表面の中心まで延在する。切り屑形成要素が切り屑形成基部の表面の幅の四分の一のみに延在する実施形態が、特に有利であることが判明している。切り屑形成要素の上面の幅は、その全長にわたって実質的に一定であり、１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ、好ましくは１．６５ｍｍである。切り屑形成要素の最大全幅Ｗは１．５ｍｍ〜４．５ｍｍの間である。切り屑形成要素の互いに対する間隔は、上面の幅の０．７５〜１．５倍であり、好ましくは４．３５ｍｍであり、すなわち、上面の中心から、隣接する上面の中心まで６．０ｍｍである。しかしながら、上面の幅も平坦部の上側に向かって減少し、その減少を不連続にもたらすこともできるので、偏りが生じる。好ましい実施形態では、短い壁部分と第１の切り屑形成要素の開始部との間の距離は、切り屑形成要素の幅の約０．７５〜２倍である。さらに、切り屑基部から切り屑形成要素の先端までの切り屑形成要素の高さは、０．４５〜１．２５ｍｍである。

好ましくは、面の縁部は全て、外縁部もおよび内縁部も丸みをつけられ、縁部がより耐摩耗性となるようにする。さらに、切れ刃を安定化させるために、切れ刃に沿って全周にわたる食い付き部を配置することを提案する。好ましくは、面の平面における食い付き部の幅は０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍであり、すくい角０°で配置された面部分に対して１０°〜２０°、好ましくは１５°の角度で傾斜する。それゆえ、食い付き部も同様に切削インサートの早期摩耗を防止する。

本発明による、水平面と傾斜面で構成される面の外形、および切り屑形成要素の配置が、切り屑排出性に影響を及ぼし、全用途にわたって選択的な切り屑形成を保証する。

本発明の実際の実施形態を以下の図に示す。

本発明による切削インサートの平面図を示す。 図１による切削インサートを通る、切断線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。 図２による断面図の詳細を示す。 図３によるセグメントの詳細を示す。 図１による切削インサートを通る長手方向断面の詳細を示す。 図１〜５による切削インサートの等角図を示す。

図１〜６に示す切削インサートは、それぞれ対向する２つの長い切れ刃および２つの対向する短い切れ刃を有し、かつ切れ刃の角が丸みを帯びた矩形の基本形状を有する。長い切れ刃と短い切れ刃との比は２：１であり、切削インサートは全体的に、長さＬ約５０ｍｍ、幅Ｂ約２５．５ｍｍおよび全高Ｈ約１４．５ｍｍを有する。しかしながら、適用条件に応じて切削インサートの寸法を可変とし得る。

切れ刃に沿って、一定の幅の全周囲にわたる食い付き部１３が配置されており、食い付き部１３の幅ｃは面の平面において０．５ｍｍである。すくい角０°で配置された平面の面部分３に対する食い付き部１３の傾斜を示す傾斜角γは、１５°である。

すくい角０°で配置された平面の面部分３は食い付き部１３に隣接し、全周囲にわたって幅ｄが０．８５ｍｍを有する。この部分から、面１は、中心に向かう方向に、適切な壁部分４を介して、水平の切り屑形成基部５まで下方に傾斜し、かつ同様な傾斜壁部分６を介して、中心に配置された平坦部７まで上昇する。切り屑形成基部の水平面に対する壁部分４および７の傾斜α、α’はそれぞれ３０°である。

平坦部７の側縁部は切削インサートの切れ刃に平行に延びる。平坦部はさらに、切れ刃の垂直二等分線１１、１２の各々に対して対称的に配置される。しかしながら、短い切れ刃からの平坦部７の距離は、切削インサートの長い切れ刃からの距離よりも短く、幅の異なる全周にわたる切り屑形成基部をもたらす。切り屑形成基部、すなわち壁部分４と６との間に切り屑形成基部５が延在する領域の幅ｂは、平坦部の長手方向の辺の前では５．８ｍｍおよび横方向の辺の前では１．８ｍｍである。すくい角０°で配置された面部分３に対して、切り屑形成基部５は、寸法ａ＝０．５ｍｍ低い。

平坦部７の２つの長い傾斜壁部分６の前には、幅が等しく長さの等しい７つの切り屑形成要素８が配置されており、いずれも中心間距離は６．０ｍｍであり、切り屑形成基部５に突出している。垂直二等分線１１、１２に対する切り屑形成要素８の配置は、ここでも対称的である。平坦部７の短い傾斜壁部分６の前には、切り屑形成要素８は配置されていない。図３および４から分かるように、各切り屑形成要素８は、切り屑形成基部５に対して下部領域において１５°および上部領域において３０°傾斜している上面９、および側方に傾斜した逃げ面１０を有する。切り屑形成要素５の逃げ面１０は、１０°〜３０°の逃げ角を有し、上面９および切り屑形成基部５への縁部、ならびに壁部分６への縁部は、等しいまたは異なる大きさの丸みを有する。丸みは０．２〜１．２ｍｍの間である必要がある。切り屑形成基部５の表面には、各上面が切り屑形成基部５に１．７ｍｍ突出する。

切り屑形成要素８の上面９の幅は１．６５ｍｍである。上面９が壁部分６に隣接する領域においては、上面９の幅は細く、側方の逃げ面１０がわずかに縮められている。この領域では上面９もわずかに縮められ、偏りが生じている。切り屑形成要素の最大幅は４．５ｍｍ以下である（上面の幅に依存する）。

図１はさらに、取付面１５の中心の円形凹部１４、すなわち面１の対向面を示す。凹部１４は、締結装置を収容する働きをする。凹部１４の直径Ｄは約６．５ｍｍであり、深さｔは約６ｍｍである（図４参照）。

さらに図１には、短い壁部分と第１の切り屑形成要素との間の距離Ａも示す。

図２から分かるように、切削インサートは、その裏面に全周にわたってベベル１６を有し、取付面１５に対する傾斜角βは４５°である。

図６の等角図は、切り屑排出性および切り屑形成を決定する面１の外形を明白に示す。それは、切削インサートの全用途にわたって選択的な切り屑形成を保証する。切れ刃の幾何学的形状は、実質的に食い付き部１３、すくい角０°で配置された面部分３、および切り屑形成基部５の方へ下方に傾斜する壁部分４によって、ならびに隆起状の切り屑形成要素によって決定される。重切削における切り屑除去加工の分野においてまさに特に重要な特性である高い耐摩耗性を特色とする。

Claims (11)

1. 少なくとも一方の上面が面（１）を構成し、互いに直角に配置されて全周にわたる側面が平面の逃げ面（２）を構成する、切り屑を形成する機械加工用の切削インサートであって、
   前記面（１）は、前記逃げ面（２）に隣接してすくい角０°で配置された平面の面部分（３）の後で、中心に向かう方向に、下方に傾斜する平面の壁部分（４）を介して、低い平面の切り屑形成基部（５）までテーパ状になり、上方に傾斜する平面の壁部分（６）を介して、中心に配置された平坦部（７）まで上方に傾斜し、
   前記平坦部（７）の両側に対面する２つの前記壁部分（６）上に、複数の隆起状の切り屑形成要素（８）が互いに平行して等間隔で配置され、
   前記切り屑形成要素（８）は、前記切り屑形成基部（５）まで下方に傾斜する上面（９）と下方に傾斜する逃げ面（１０）を有する、ことを特徴とする切削インサート。
2. 前記平坦部（７）および前記切り屑形成要素（８）が、切れ刃の垂直二等分線（１１、１２）の各々に対して鏡面対称に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記平坦部（７）が、前記切れ刃が配置される平面の高さに配置されるか、または前記平坦部（７）が、前記切れ刃が配置される平面の上側に突出する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の切削インサート。
4. 前記切り屑形成要素（８）の前記上面（９）が、前記平坦部（７）の平面の下側から始まる、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削インサート。
5. 前記切り屑形成要素（８）の前記上面（９）が、前記切り屑形成基部（５）に対して前記平坦部（７）の下方に２０°〜４０°、好ましくは３０°の角度αで傾斜する前記壁部分（６）よりも少ない斜面、好ましくは１５°以下の斜面、および／または部分的な領域では前記平面の壁部分（６）と同じ傾斜の斜面を構成する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削インサート。
6. 前記切れ刃から少し離れて配置された前記下方に傾斜する平面の前記壁部分（４）は、前記切り屑形成基部（５）に対して２０°〜４０°、好ましくは３０°の角度α’で傾斜している、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の切削インサート。
7. 前記切り屑形成基部（５）が、すくい角０°で配置された前記面部分（３）よりも０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍの寸法だけ低い、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の切削インサート。
8. 前記切り屑形成基部（５）に突出する前記切り屑形成要素（８）が、前記切り屑形成基部（５）の表面の幅ｂの最大半分にわたって延在し、好ましくは前記切り屑形成基部（５）の表面の幅ｂの四分の一にわたって延在する、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の切削インサート。
9. 前記切り屑形成要素（８）の互いに対する間隔が、前記上面（９）の幅の０．７５〜１．５倍である、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の切削インサート。
10. 前記切れ刃に沿って、全周わたる食い付き部（１３）が配置され、前記食い付き部（１３）の幅ｃは、前記面（１）において０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍであり、前記面（１）の前記面部分（３）に対して１０°〜２０°、好ましくは１５°の角度γで傾斜している、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の切削インサート。
11. 前記切削インサートが２つの長い切れ刃を有し、前記隆起状の切り屑形成要素（８）が前記長い切れ刃にのみ平行に配置される、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の切削インサート。

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