JP2012245615A

JP2012245615A - 正のアキシャルレーキ角および複数の切削エッジを備えた割出し可能切削インサート

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Publication number: JP2012245615A
Application number: JP2012205818A
Authority: JP
Inventors: Karen A Craig; クレイグ、カレン、エー．
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2012-12-13
Also published as: DE112007001484B4; US20070292219A1; US7357604B2; DE112007001484T5; JP2009541074A; WO2007149242A2; WO2007149242A3

Abstract

【課題】正のアキシャルレーキ角および複数の切削エッジを備えた割出し可能切削インサートを提供する。
【解決手段】割出し可能切削インサートは、外面または上面と側面とを備える第１構成要素を含む。第３構成要素が、第１構成要素に対して切削インサートの垂直軸すなわちｙ軸を中心に鏡面対称である。第２構成要素が、第１構成要素と第３構成要素との間に配置される。側面と上面との交差部分において、複数の切削エッジが画定され、切削エッジは、正のアキシャルレーキ角を画定する。一実施形態では、第１構成要素および第３構成要素は、星形の外観の多角形の形状であり、第２構成要素は、正方形の形状である。第１構成要素および第３構成要素は、互いから第１オフセット角だけずれており、第２構成要素は、第１構成要素および第３構成要素から第２オフセット角だけずれており、それにより切削インサートが割出し可能となり得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、正のアキシャルレーキ角および複数の切削エッジを備えた割出し可能切削インサートに関する。

オンエッジ（ｏｎ−ｅｄｇｅ）またはレイダウン（ｌａｙｄｏｗｎ）切削インサートとしても知られるタンジェンシャル切削インサートは、被加工物の切削作業中に切削力が切削インサートの大きい方（厚い方）の寸法に沿って向けられるように、インサートホルダ内で方向付けられる。かかる配置の利点は、切削力が切削インサートの小さい方（薄い方）の寸法に沿って向けられるように切削インサートが方向付けられる場合より、切削インサートがより大きい切削力に耐えることができる、ということである。

目下、複数の切削エッジを備えた両面割出し可能切削インサート（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ
ｃｕｔｔｉｎｇｉｎｓｅｒｔ）は、切削クリアランスに対して負のアキシャルレーキ（ａｘｉａｌｒａｋｅ）角を有するようになっている。切削インサートに負のアキシャルレーキ角を取り付けることにより、切削インサートは、切込み深さが制限されることにより、インサートホルダまたはツールホルダに接線方向に取り付けられる場合に、それが耐えることができるより大きい切削力を、完全に利用することができない。

要約すると、本発明によれば、上面と少なくとも１つの側面とを含む第１構成要素であって、第１切削エッジが少なくとも１つの側面と上面との交差部分に画定される、第１構成要素と、第１構成要素に対し切削インサートの垂直軸を中心に鏡面対称である第３構成要素と、第１構成要素と第３構成要素との間に配置される第２構成要素と、を備え、第１切削エッジが正のアキシャルレーキ角を画定する、割出し可能切削インサートが提供される。

本発明の別の態様では、ツールホルダが、割出し可能切削インサートを収容することができる少なくとも１つのインサートポケットを備える。割出し可能切削インサートは、上面と少なくとも１つの側面とを含む第１構成要素であって、第１切削エッジが少なくとも１つの側面と上面との交差部分に画定される、第１構成要素と、第１構成要素に対し切削インサートの垂直軸を中心に鏡面対称である第３構成要素と、第１構成要素と第３構成要素との間に配置される第２構成要素と、を備え、第１切削エッジが正のアキシャルレーキ角を画定する。

本発明のさらに別の態様は、割出し可能切削インサートを、３つの基本構成要素、すなわち、上面と少なくとも１つの側面とを含む第１構成要素であって、少なくとも１つの切削エッジが少なくとも１つの側面と上面との交差部分に画定される、第１構成要素と、第１構成要素に対し切削インサートの垂直軸を中心に鏡面対称である第３構成要素と、第１構成要素と第３構成要素との間に配置される第２構成要素と、から作製する方法であって、第１構成要素を、垂直軸を中心に、第３構成要素に対して第１オフセット角だけ回転させるステップと、第２構成要素を、垂直軸を中心に、第１構成要素および第３構成要素に対して第２オフセット角で回転させるステップと、を含み、少なくとも１つの切削エッジが正のアキシャルレーキ角を画定する、割出し可能切削インサートを作製する方法である。

本発明のさらなる特徴は、そこから得られる利点とともに、図面に関連してなされる以下の詳細な説明から明らかとなろう。

本発明の一実施形態による正のアキシャルレーキと８つの切削エッジとを備えた割出し可能切削インサートに対する設計概念の組立分解図である。図１の設計概念の斜視図である。図１の設計概念の平面図である。図１の設計概念の側面図である。本発明の一実施形態による設計概念の原理を使用する、正のアキシャルレーキと８つの切削エッジとを備えた割出し可能切削インサートの一例の斜視図である。本発明の一実施形態による設計概念の原理を使用する、正のアキシャルレーキおよび８つの切削エッジを備えた割出し可能切削インサートの一例の斜視図である。本発明の一実施形態による設計概念の原理を使用する、正のアキシャルレーキおよび８つの切削エッジを備えた割出し可能切削インサートの一例の斜視図である。本発明の一実施形態による右勝手フライス加工ツールホルダのインサート受けポケットに着座している図７の切削インサートの斜視図である。本発明の一実施形態による右勝手ヘリカルエンドミルのインサート受けポケットに着座している図７の切削インサートの斜視図である。

同様の参照文字が同様の要素を表す図面を参照すると、図１〜図４は、本発明による、概して１０で示す、正のアキシャルレーキと複数の切削エッジとを備えた割出し可能切削インサートを作製する概略的な設計概念を示す。概して、切削インサート１０を作製する設計概念には、３つの構成単位すなわち構成要素がある。すなわち、概して１２で示す第１構成要素と、第１構成要素１２と概して１６で示す第３構成要素との間に配置される、概して１４で示す中央または第２構成要素と、である。第３構成要素１６は、実質的に第１構成要素１２と同じであり、垂直軸すなわちｙ軸を中心に１８０度回転した場合に第１構成要素１２に対して鏡面対称である。簡潔のために、以下では第１構成要素１２についてのみ詳述する。

第１構成要素１２は、概して形状が多角形である。例示する実施形態では、第１構成要素１２は、切削インサート１０の上面１８を形成する外面を含み、第３構成要素は、切削インサート１０の底面１９（図４）を形成する同様の外面を含む。切削インサート１０を裏返した場合、底面１９は上面１８になり、第３構成要素１６の切削エッジが切削作業に使用されることが理解されよう。構成要素１２、１４および１６の中心に開口２０が配置され位置合せされていることが好ましく、それには、切削インサート１０をツールホルダ３００のインサートポケット３１０に確実に固定して保持するために、ねじ等の締結具（図示せず）を挿入することができる。開口２０は、設計される切削インサート１０のタイプに応じて任意であることが留意されるべきである。

第１構成要素１２は、概して２２、２４、２６および２８で示す複数の側壁すなわち側面を含む。図示する実施形態では、側面２２、２４、２６および２８の各々は、実質的に互いに同じである。簡潔のために、側面２２についてのみ詳述する。側面２２は、第１実質的平面２２ａと、第１ラジアス（ｒａｄｉｕｓｅｄ）（丸みが付けられた）面２２ｂと、第２ラジアス面または平面２２ｃと、第２実質的平面２２ｄと、を含む。第１ラジアス面２２ｂおよび第２ラジアス面２２ｃは、第１平面２２ａと第２平面２２ｄとの間の混交部を形成する連続したラジアス面を形成してもよい。第１ラジアス面２２ｂおよび第２ラジアス面２２ｃの目的は、切削作業中に適当な切屑除去を可能にすることである。側面２２は、切削インサート１０がツールホルダ３００（図８）のインサートポケット３１０に取り付けられた時にアキシャルレーキ面を形成する。図示する実施形態は、面２２ａ、２４ａ、２６ａおよび２８ａを実質的に平面として示すが、面２２ａ、２４ａ、２６ａおよび２８ａのうちの１つまたは複数は蛇行形状等を有してもよい、ということが考えられる。

第１前縁すなわち切削エッジ３０は、側面２２の第１平面２２ａと上面１８との交差部分に形成されている。同様に、第２前縁すなわち切削エッジ３２は、側面２４の第１平面２４ａと上面１８との交差部分に形成されており、第３前縁すなわち切削エッジ３４は、側面２６の第１平面２６ａと上面１８との交差部分に形成されており、第４前縁すなわち切削エッジ３６は、側面２８の第１平面２８ａと上面１８との交差部分に形成されている。第３構成要素１６が第１構成要素１２と実質的に同じであるため、切削インサート１０は、合計８つの切削エッジを有する（２構成要素×４切削エッジ／構成要素＝８切削エッジ）。本発明を、より少ないかまたは多い切削エッジで実施してもよい、ということが理解されよう。たとえば、切削エッジを、第１構成要素および第３構成要素が正三角形の形態であるように設計してもよい。この場合、切削インサートは、合計６つの切削エッジを有する（２構成要素×３切削エッジ／構成要素＝６切削エッジ）。別の例では、切削インサートは、五線星形の形態である（２構成要素×５切削エッジ／構成要素＝１０切削エッジ）。図示する実施形態は２つの実質的に同じ多角形構成要素を有するが、切削エッジを、追加の多角形構成要素が同様の数の側面を有する追加の中心構成要素によって分離されるように設計してもよい、ということが可能である。

図３に示すように、第１（および第３）構成要素１２は、外観が、４つの頂点を有する概して星型多角形である。第１頂点すなわちノーズ半径部３８が、側面２２の第２平面２２ｄと隣接する側面２８の第１平面２８ａとの交差部分に形成されている。同様に、第２頂点すなわちノーズ半径部４０が、側面２４の第２平面２４ｄと隣接する側面２２の第１平面２２ａとの交差部分に形成されており、第３頂点すなわちノーズ半径部４２が、側面２６の第２平面２６ｄと隣接する側面２４の第１平面２４ａとの交差部分に形成されており、第４頂点すなわちノーズ半径部４２が、側面２８の第２平面２８ｄと隣接する側面２６の第１平面２６ａとの交差部分に形成されている。

図示する実施形態では、第１（および第３）構成要素１２の４つの頂点３８、４０、４２および４４間の長さすなわち距離４６は、実質的に同じであり、寸法がおよそ０．５００インチ（１２．７０ｍｍ）の正方形を形成している。しかしながら、頂点３８、４０、４２および４４間の距離４６は、本発明の原理を実施するために等距離である必要はない、ということが理解されよう。たとえば、４つの頂点３８、４０、４２および４４間の距離は矩形を形成してもよく、そこでは、頂点３２および３８と頂点３４および３６とが実質的に同じ第１距離を有し、頂点３２および３４と頂点３６および３８とが、第１距離とは異なる実質的に同じ第２距離を有する。

さらに、本発明は、頂点３８、４０、４２および４４の数に限定されない。たとえば、本発明の原理を、第１構成要素１２および第３構成要素１６が３つの頂点を有するように実施してもよく、それらは、正三角形の多角形形状を形成するように互いから等距離であってもなくてもよい。別の例では、第１構成要素１２および第３構成要素１６は５つの頂点を有してもよく、それらは五線星形の多角形形状を形成するように互いから等距離であってもなくてもよい。他の多角形形状も本発明の企図内にある。

本発明の一態様は、各切削エッジ３０、３２、３４および３６が、夫々のノーズ半径部３８、４０、４２および４４から夫々の側面２２、２４、２６および２８の第１ラジアス面２２ｂ、２４ｂ、２６ｂおよび２８ｂまで延在する長さを有する、というものである。図３に示すように、各構成要素１２、１６の各切削エッジ３０、３２、３４および３６の長さは、切削インサート１０の内接円（ＩＣ）寸法４８の１／２を上回り、それは、切削エッジが切削インサートのＩＣ寸法以下である従来のインサート設計とは異なる。本発明のこの態様により、切削インサート１０は、従来の切削インサートと比較して、鋼等、切削される特定の材料に対してより積極的な切込み深さを提供することができる。

本発明の別の態様は、各切削エッジ３０、３２、３４および３６（ならびに第３構成要素１６の４つの切削エッジの各々）が、正のアキシャルレーキ角５０で形成されている、ということである。図示する実施形態では、角５０は、およそ１５度であるが、本発明は、それが正のアキシャルレーキ角である限り、角５０によって限定されない。たとえば、正のアキシャルレーキ角５０は、たとえば切削される材料、所望の切込み深さおよび切削インサート１０に対する送り量等の設計要素に応じて、より小さく、たとえば１０度であってもよく、またはより大きく、たとえば２０度であってもよい。また、本発明のこの態様により、切削インサート１０は、従来の切削インサートと比較して、鋼等、切削される特定の材料に対してより積極的な切込み深さを提供することも可能である。

第２構成要素１４は、概して、切削インサート１０がツールホルダ３００（図８）のポケット壁３１０に取り付けられる時に、切削インサート１０の当接面を提供する、４つの実質的平面側壁５２、５４、５６および５８を有する、正方形形状の多角形を含む。たとえば２点接触の場合、２つの側壁５２、５４、５６および５８は、ツールホルダ３００（図８）のポケット壁３１４、３１６と係合する。さらに、第２構成要素１４は、有効な切屑処理および排出のために第１構成要素１２の夫々の側面２２、２４、２６および２８とのラジアス混交部（ｒａｄｉｕｓｂｌｅｎｄ）の一部を形成する、上面５３、５５、５７および５９（図３に示すように）を含む。第２構成要素１２の底面（図では見えない）もまた、第３構成要素１６の夫々の側面とラジアス混交部の一部を形成することが理解されよう。構成要素１２、１６に類似して、第２構成要素１４は、第１構成要素１２および第２構成要素１６の開口２０のサイズおよび寸法に対応する開口６０を含む。第２構成要素１４の側壁５２、５４、５６および５８の長さは、第１構成要素１２および第３構成要素１６の頂点３８、４０、４２および４４間の距離４６より小さいことが留意されるべきである。

図３に示すように、第１構成要素１２および第３構成要素１６は、第１構成要素１２、第２構成要素１４および第３構成要素１６が互いに適当に位置合せされた場合に、互いに対してオフセット角６２だけ回転している、すなわちずれている。オフセット角６２の目的は、たとえば切削エッジ２２ａの真下にある第３構成要素１６の頂点すなわちノーズ半径部が、切削エッジ２２ａが被加工物（図示せず）と係合している時、被加工物に対して引きずられないようにする、ということである。図示する実施形態では、オフセット角６２はおよそ５度である。しかしながら、切込み深さ等、切削インサート１０の特定の設計要件に応じて、本発明を任意の所望の角度を有するように実施してもよい。

さらに、第２構成要素１４は、切削インサート１０が割出し可能となり得るように、第１構成要素１２および第３構成要素１６に対してオフセット角６４だけ回転している、すなわちずれている。言い換えれば、オフセット角６４により、切削インサート１０に対する第１構成要素１２および第３構成要素１６が、ツールホルダ３００（図８）のインサートポケット３１０に適当に着座することができる。第２構成要素１４のオフセット角６４は、第１構成要素１２および第３構成要素１６のオフセット角６２のおよそ１／２であることが推奨される。図示する実施形態では、オフセット角６４は、およそ２．５度（２度３０秒）である。それは、第１構成要素１２および第３構成要素１６は、およそ５度のオフセット角６２でずれているためである。第２構成要素１４を、第１構成要素１２および第３構成要素１６のオフセットのおよそ１／２だけずらすことにより、切削インサート１０を１８０度裏返すことができ、それにより、第１構成要素１２および第３構成要素１６の切削エッジ３０、３２、３４および３６を合計８つの切削エッジに対して使用することができる。第１構成要素１２、第２構成要素１４および第３構成要素１６は、オフセット角６２、６４を達成するために、切削インサート１０の中心の垂直軸すなわちｙ軸６８を中心に同心状に回転することが留意されるべきである。

図４に示すように、第１構成要素１２、第２構成要素１４および第３構成要素１６が適当に位置合せされると、切削インサート１０の厚さ６６は、第１構成要素１２および第３構成要素１６の頂点３８、４０、４２および４４間の距離４６のおよそ１／２である。図示する実施形態では、厚さ６６は、およそ０．２５０インチ（６．３５ｍｍ）である。しかしながら、厚さ６６は、切削インサート１０が意図された切削作業を適当に行うための適当な構造的強度を有する限り、いかなる所望の厚さ６６であってもよい。

図１〜図４は、３つの構成単位すなわち構成要素１２、１４または１６から形成される、正のアキシャルレーキ角および複数の切削エッジを備えた割出し可能切削インサート１０に対する設計概念を示す。上述した設計概念の原理を使用して、正のアキシャルレーキ角および複数の切削エッジを備えた割出し可能切削インサートに対する多くの異なる設計を達成することができる。

たとえば、本発明の設計概念の原理を使用して、図５に示す切削インサート１００を達成することができる。簡潔のために、切削インサート１０の同様の要素に対する切削インサート１００の参照番号に対し、１００の値を加えた。切削インサート１００は、３つの基本多角形構成要素１１２、１１４、１１６を含み、構成要素１１２、１１６は、垂直軸すなわちｙ軸を中心に回転すると鏡面対称である星形の外観を有する。簡潔のために、以下では第１構成要素１１２についてのみ詳述する。図示するように、第１構成要素１１２は、切削インサート１００の上面１１８を形成する外面を含み、第３構成要素は、切削インサート１００の底面１１９を形成する外面を含む。当然ながら、切削インサート１００をインサートポケット３１０から取り外し、１８０度回転させた後、インサートポケット３１０（図８）に取り付けた場合、底面１１９は上面になる。第１構成要素１１２、第２構成要素１１４および第３構成要素１１６の中心に任意の開口１２０が配置され、それらを貫通している。上面１１８および底面１１９は、ツールホルダ３００（図８）のインサートポケット３１０に取り付けられた時の切削インサート１００にクリアランスを提供するように、１つまたは複数の逃げ面またはクリアランス面１１９ａ、１１９ｂを含んでもよい。

第１構成要素１１２は、概して１２２、１２４、１２６（図では見えない）および１２８（図では見えない）で示す複数のアキシャルレーキ面または側面を含む。図示する実施形態では、アキシャルレーキ面または側面１２２、１２４、１２６および１２８の各々は、互いに実質的に同じである。簡潔のために、側面１２２についてのみ詳述する。側面１２２は、第１実質的平面１２２ａと、第１ラジアス面１２２ｂと、第２ラジアス面１２２ｃと、第２実質的平面１２２ｄと、を含む。第１ラジアス面１２２ｂおよび第２ラジアス面１２２ｃは、第１平面１２２ａと第３平面１２２ｄとの間の混交部を形成する連続したラジアス面を形成してもよい。図示する実施形態は面１２２ａを実質的に平面として示すが、面１２２ａは、蛇行形状、Ｓ字型等を有してもよい、ということが考えられる。

第１前縁すなわち切削エッジ１３０は、側面１２２の第１平面１２２ａと上面１１８との交差部分に形成されている。同様に、第２前縁すなわち切削エッジ１３２、第３前縁すなわち切削エッジ１３４および第４前縁すなわち切削エッジ１３６は、側面１２４、１２６および１２８の第１平面１２４ａ、１２６ａおよび１２８ａと上面１１８との交差部分に形成されている。第３構成要素１１６は第１構成要素１１２と実質的に同じであるため、切削インサート１００は合計８つの切削エッジを有する（２構成要素×４切削エッジ／構成要素＝８切削エッジ）。

ラジアス混交部１５３が、第２構成要素１１４によって形成され、第１構成要素１１２の側面１２２と第２構成要素１１４の側壁１５２との間に延在している。ラジアス混交部１５３は、有効な切屑処理のために第１構成要素１１２のラジアス側面１２２ｂおよび１２２ｃと協働する。図示する実施形態では、ラジアス混交部１５３はＳ字型輪郭を有するが、本発明により他の形状も考えられる。同様に、ラジアス混交部１５５が、第２構成要素１１４によって形成され、第１構成要素１１２の側面１２４と第２構成要素１１４の側壁１５４との間に延在している。同様に、ラジアス混交部１５７（図では見えない）が、第２構成要素１１４によって形成され、第１構成要素１１２の側面１２６と第２構成要素１１４の側壁１５６との間に延在しており、ラジアス混交部１５９（図では見えない）が、第２構成要素１１４によって形成され、第１構成要素１１２の側面１２８と第２構成要素１１４の側壁１５８との間に延在している。

第１頂点すなわちノーズ半径部１３８が、側面１２２の第２平面１２２ｄと隣接する側面１２８の第１平面１２８ａとの交差部分に形成されている。同様に、第２頂点すなわちノーズ半径部１４０が、側面１２４の第２平面１２４ｄと隣接する側面１２２の第１平面１２２ａとの交差部分に形成されており、第３頂点すなわちノーズ半径部１４２が、側面１２６の第２平面１２６ｄと隣接する側面１２４の第１平面１２４ａとの交差部分に形成されており、第４頂点すなわちノーズ半径部１４４が、側面１２８の第２平面１２８ｄと隣接する側面１２６の第１平面１２６ａとの交差部分に形成されている。

さらに、第１ワイパエッジ１３９が、ノーズ半径部１３８と第２構成要素１１４の側壁１５２、１５８との交差部分に形成されている。同様に、第２ワイパエッジ１４１が、ノーズ半径部１４０と第２構成要素１１４の側壁１５２、１５４との交差部分に形成されており、第３ワイパエッジ１４３（図では見えない）が、ノーズ半径部１４２と第２構成要素１１４の側壁１５４、１５６との交差部分に形成されており、第４ワイパエッジ１４３（図では見えない）が、ノーズ半径部１４４と第２構成要素１１４の側壁１５６、１５８との交差部分に形成されている。

本発明の設計概念を使用することにより、各切削エッジ１３０、１３２、１３４および１３６は、夫々のノーズ半径部１３８、１４０、１４２および１４４から夫々の側面１２２、１２４、１２６および１２８の第１ラジアス面１２２ｂ、１２４ｂ、１２６ｂおよび１２８ｂまで延在する長さを有する。各切削エッジ１３０、１３２、１３４および１３６の長さが切削インサート１００の内接円（ＩＣ）寸法の１／２を上回ることにより、従来のインサート設計と比較して、切削される特定の材料に対しより積極的な切込み深さが提供される。

本発明の別の態様は、各切削エッジ１３０、１３２、１３４および１３６（ならびに第３構成要素１１６の４つの切削エッジの各々）が、正のアキシャルレーキ角１５０で形成されている、というものである。図示する実施形態では、角１５０はおよそ１５度であるが、本発明は、それが正のアキシャルレーキ角である限り、角１５０によって限定されない。たとえば、正のアキシャルレーキ角１５０は、たとえば切削される材料、所望の切込み深さおよび切削インサート１００に対する送り量等の設計要素に応じて、０°を上回る任意の角度であってもよい。また、本発明のこの態様により、切削インサート１００は、従来の切削インサートと比較して、鋼等、切削される特定の材料に対しより積極的な切込み深さを提供することができる。

別の例では、本発明の設計概念の原理を使用して、図６に示す切削インサート１００’を達成することができる。切削インサート１００’は、切削インサート１００と実質的に同じであるが、切削インサート１００’の第２構成要素１１４’は切削インサート１００の第２構成要素１１４と異なる。上述したように、第２構成要素１１４の側壁１５２、１５４、１５６（図では見えない）および１５８（図では見えない）は、長手方向軸すなわちｚ軸に対して実質的に扁平すなわち平面である。図６の実施形態では、たとえば、ラジアス混交部１５２ｃによって分離される一対の先細または傾斜側壁１５２ａ、１５２ｂを備えた側壁１５２’に置き換えられている。同様に、ラジアス混交部１５４ｃによって分離される一対の傾斜側壁１５４ａ、１５４ｂを備えた側壁１５４’に置き換えられている。夫々ラジアス混交部１５６ｃ、１５８ｃによって分離される傾斜側壁１５６ａ、１５６ｂ、１５８ａ、１５８ｂを備えた側壁１５６’、１５８’（図では見えない）にも置き換えられている。

図示する実施形態では、傾斜側壁１５２ａは、長手方向軸すなわちｚ軸に対しておよそ１０度の着座角度１５７で形成されている。同様に、傾斜側壁１５４ａ、１５６ａ（図では見えない）および１５８ａ（図では見えない）は、およそ１０度の着座角度１５７で形成されている。傾斜側壁１５２ｂもまた、およそ１０度の着座角度１５９で形成されている。同様に、傾斜側壁１５４ｂ、１５６ｂ（図では見えない）および１５８ｂ（図では見えない）は、およそ１０度の着座角度１５９にある。側壁１５２’、１５４’、１５６’および１５８’の着座角度１５７、１５９は、切削インサート１００’をツールホルダ３００（図８）のインサートポケット３１０内へ「あり接ぎにする（ｄｏｖｅｔａｉｌ）」のに役立つ。この実施形態では、インサートポケット３１０の側壁すなわち着座パッド３１４、３１６は、切削インサート１００を着座させるために実質的に平面であるのではなく、同じ着座角度１５７、１５９を有する。着座角度１５７、１５９は、切削インサート１００’を被加工物内により確実に固定して保持し、切削インサート１００’をインサートポケット３１０において保持する締結具（図示せず）に対する荷重を低減する。その結果、切削インサート１００’は、重量のあるフライス加工および高ＲＰＭ機械加工の用途で使用される場合に、切削インサート１００より有利である。

図示する実施形態では、角度１５７、１５９は実質的に同じである。しかしながら、角度１５９は角度１５７と異なってもよい。さらに、角度１５７、１５９は、切削インサート１００’によって行われる所望の切削作業に応じて、１０度以外の任意の所望の角度であってもよい。

さらに別の例では、本発明の設計概念の原理を使用して、図７および図８に示す切削インサート２００を達成することができる。簡潔のために、切削インサート１０の同様の要素に対する切削インサート２００の参照番号に、２００の値を加えた。切削インサート２００は、３つの基本多角形構成要素２１２、２１４、２１６を含み、構成要素２１２、２１６は、垂直軸すなわちｙ軸６４を中心に回転した時に鏡面対称である星形の外観を有する。簡潔のために、以下では第１構成要素２１２についてのみ詳述する。図示するように、第１構成要素２１２は、切削インサート２００の上面２１８を形成する外面を含み、第３構成要素は、切削インサート２００の底面２１９を形成する外面を含む。当然ながら、切削インサート２００をインサートポケット３１０から取り外し、１８０度回転させた後、インサートポケットに取り付けた場合、底面２１９は上面になる。好ましくは、第１構成要素２１２、第２構成要素２１４および第３構成要素２１６の中心に任意の開口２２０が配置され、それらを貫通している。上面２１８および底面２１９は、ツールホルダ３００のインサートポケット３１０に取り付けられた時の切削インサート２００にクリアランスを提供するように、１つまたは複数の逃げ面またはクリアランス面２１９ａ、２１９ｂを含んでもよい。

第１構成要素２１２は、概して２２２、２２４、２２６（図には見えない）および２２８（図には見えない）で示す、複数のアキシャルレーキ面すなわち側面を含む。図示する実施形態では、アキシャルレーキ面すなわち側面２２２、２２４、２２６および２２８の各々は、互いに実質的に同じである。簡潔のために、側面２２２についてのみ詳述する。側面２２２は、第１実質的平面２２２ａと、第１ラジアス面２２２ｂと、第２ラジアス面２２２ｃと、第２実質的平面２２２ｄと、を含む。第１ラジアス面２２２ｂおよび第２ラジアス面２２２ｃは、第１平面２２２ａと第２平面２２２ｄとの間に混交部を形成する連続したラジアス面を形成してもよい。図示する実施形態は、面２２２ａを実質的に平面として示すが、面２２２ａは蛇行形状、Ｓ字型等を有してもよい、ということが考えられる。

第１前縁すなわち切削エッジ２３０が、側面２２２の第１平面２２２ａと上面２１８との交差部分に形成されている。同様に、第２前縁すなわち切削エッジ２３２、第３前縁すなわち切削エッジ２３４および第４前縁すなわち切削エッジ２３６が、側面２２４、２２６および２２８の第１平面２２４ａ、２２６ａおよび２２８ａと上面１２８との交差部分に形成されている。第３構成要素２１６は第１構成要素２１２と実質的に同じであるため、切削インサート２００は合計８つの切削エッジを有する（２構成要素×４切削エッジ／構成要素＝８切削エッジ）。

ラジアス混交部２５３が、第２構成要素２１４によって形成され、第１構成要素２１２の側面２２２と第２構成要素２１４の側壁２５２との間に延在している。ラジアス混交部２５３は、有効な切屑処理のために第１構成要素２１２のラジアス側面２２２ｂおよび２２２ｃと協働する。図示する実施形態では、ラジアス混交部２５３はＳ字型輪郭を有するが、本発明により他の形状も考えられる。同様に、ラジアス混交部２５５が第２構成要素２１４によって形成され、第１構成要素２１２の側面２２４と第２構成要素２１４の側壁２５４との間に延在している。同様に、ラジアス混交部２５７（図には見えない）が、第２構成要素２１４によって形成され、第１構成要素２１２の側面２２６と第２構成要素２１４の側壁２５６との間に延在しており、ラジアス混交部２５９（図には見えない）が、第２構成要素２１４によって形成され、第１構成要素２１２の側面２２８と第２構成要素２１４の側壁２５８との間に延在している。

第１頂点すなわちノーズ半径部２３８が、側面２２２の第２平面２２２ｄと隣接する側面２２８の第１平面２２８ａとの交差部分に形成されている。同様に、第２頂点すなわちノーズ半径部２４０が、側面２２４の第２平面２２４ｄと隣接する側面２２２の第１平面２２２ａとの交差部分に形成されており、第３頂点すなわちノーズ半径部２４２が、側面２２６の第２平面２２６ｄと隣接する側面２２４の第１平面２２４ａとの交差部分に形成されており、第４頂点すなわちノーズ半径部２４４が、側面２２８の第２平面２２８ｄと隣接する側面２２６の第１平面２２６ａとの交差部分に形成されている。

さらに、第１ワイパエッジ２３９が、ノーズ半径部２３８と第２構成要素２１４の側壁２５２、２５８との交差部分に形成されている。同様に、第２ワイパエッジ２４１が、ノーズ半径部２４０と第２構成要素２１４の側壁２５２、２５４との交差部分に形成されており、第３ワイパエッジ２４３（図には見えない）が、ノーズ半径部２４２と第２構成要素２１４の側壁２５４、２５６との交差部分に形成されており、第４ワイパエッジ２４３（図には見えない）が、ノーズ半径部２４４と第２構成要素２１４の側壁２５６、２５８との交差部分に形成されている。

本発明の設計概念を使用することにより、各切削エッジ２３０、２３２、２３４および２３６は、夫々のノーズ半径部２３８、２４０、２４２および２４４から夫々の側面２２２、２２４、２２６および２２８の第１ラジアス面２２２ｂ、２２４ｂ、２２６ｂおよび２２８ｂまで延在する長さを有する。各切削エッジ２３０、２３２、２３４および２３６の長さが、切削インサート２００の内接円（ＩＣ）寸法の１／２を上回ることにより、従来のインサート設計に比較して、切削される特定の材料に対しより積極的な切込み深さが提供される。

本発明の別の態様は、各切削エッジ２３０、２３２、２３４および２３６（ならびに第３構成要素２１６の４つの切削エッジの各々）が、正のアキシャルレーキ角２５０で形成されている、ということである。図示する実施形態では、角度２５０はおよそ１５度であるが、本発明は、それが正のアキシャルレーキ角である限り、角２５０によって限定されない。たとえば、正のアキシャルレーキ角２５０は、たとえば切削される材料、所望の切込み深さ、および切削インサート２００に対する送り量等の設計要素に応じて、０°を上回る任意の角度であってもよい。本発明のこの態様により、切削インサート２００は、従来の切削インサートに比較して、鋼等、切削される特定の材料に対してより積極的な切込み深さを提供することができる。

図８に示すように、本発明の切削インサート１０、１００、２００を確実に固定して取り付ける１つまたは複数のインサート受けポケット３１０を有するツールホルダ３００が示されている。単に例示の目的で、切削インサート２００を、右勝手フライスのインサートポケット３１０に接線方向に取り付けられるように示している。しかしながら、切削インサート１０、１００、２００を、ｚ軸を中心に鏡面対称であるように設計することにより、左勝手フライス等、左勝手ツールホルダに取り付けることも可能である、ということが理解されよう。各インサートポケット３１０は、底壁３１２と、少なくとも２つの側壁３１４、３１６と、を含む。図示する実施形態では、側壁３１４、３１６は、互いに対しておよそ９０度の角度にある。インサートポケット３１０に取り付けられると、切削インサート２００の側壁の２つ２５２、２５４（図では見えない）は、インサートポケット３１０の側壁３１４、３１６と当接することにより、切削インサート２００に対する２点接触を提供する。さらに、切削インサート２００の底面２１９は、インサートポケット３１０の底壁３１２に当接する。

図示するように、切削インサート２００は、およそ５度の負の角度３２０でインサートポケット３１０に取り付けられており、それにより、切削インサート２００の頂点２３８は、ツールホルダ３００の外面３２２のわずかに下にある。切削インサート２００をインサートポケット３１０に負の角度３２０で取り付ける結果として、切削インサート２００は、およそ１０度の正の正味アキシャルレーキ角（１５−５＝１０）を提供する。正の正味アキシャルレーキ角は、切削インサート１０、１００、２００によって提供される正のアキシャルレーキの大きさとインサートポケット３１０の負の角３２０の大きさとに応じて、いかなる所望の正のアキシャルレーキ角であってもよい、ということが理解されよう。

切削インサート１０、１００、２００に対する他の取付構成も本発明の範囲内にある。たとえば、切削インサート２００を、図９に示すように、螺旋状に配置してエンドミルツールホルダ４００に接線方向に取り付けてもよい。

上述したように、割出し可能な切削インサート１０、１００、２００は、ツールホルダのインサートポケットに取り付けられると正のアキシャルレーキ角を有する、複数の切削エッジを含む。正のアキシャルレーキ角を提供することにより、切削インサートは、負のアキシャルレーキ角を有する従来の切削インサートと比較した場合、より積極的な軸方向切込み深さが可能である。

本明細書で参照した文書、特許および特許出願は、参照により開示内容が本明細書に援用される。

本発明を、特にそのいくつかの特定の実施形態に関連して説明したが、これは限定ではなく単に例示の目的であることが理解されるべきであり、添付の特許請求の範囲は、従来技術が可能とする限り広く解釈されるべきである。

Claims

割出し可能切削インサートであって、
上面と複数の側面とを含む第１構成要素であって、少なくとも１つの切削エッジが前記複数の側面の少なくとも１つと前記上面との交差部分に画定され、前記複数の側面の一つの第１側面と前記第１の側面に隣接する第２側面との交差部分に第１頂点が形成され、前記第２側面と前記第２側面に隣接する第３側面との交差部分に第２頂点が形成される、前記第１構成要素と、
前記第１構成要素に対し当該切削インサートの垂直軸を中心に鏡面対称であり、複数の側面を含む第３構成要素と、
前記第１構成要素と前記第３構成要素との間に配置され、複数の側面を含む第２構成要素と、
を具備し、
前記少なくとも１つの切削エッジが正のアキシャルレーキ角を画定し、
前記第１構成要素および前記第３構成要素が、互いから第１オフセット角だけずれており、前記第１オフセット角は前記第１頂点と前記第２頂点との間に延長する平面と、前記第３構成要素の前記複数の側面の少なくとも一つに延長する平面により画定され、
前記第２構成要素が、前記第１構成要素および第３構成要素から第２オフセット角だけずれており、前記第２オフセット角は前記第１頂点と前記第２頂点との間に延長する平面と、前記第２構成要素の前記複数の側面の少なくとも一つに延長する平面により画定される、
割出し可能切削インサート。
前記少なくとも１つの切削エッジの長さが、当該切削インサートの内接円（ＩＣ）寸法の１／２を上回る、請求項１に記載の切削インサート。
前記第２オフセット角が前記第１オフセット角の１／２である、請求項１に記載の切削インサート。
前記第１構成要素の前記複数の側面の一つが、前記第１頂点から第１ラジアス面まで延在する第１実質的平面と、前記第１ラジアス面から第２実質的平面まで延在する第２ラジアス面または平面と、を含み、前記第２実質的平面が前記第２頂点まで延在する、請求項１に記載の切削インサート。
前記第１構成要素および第３構成要素が４つの頂点を含み、各頂点間の長さが互いに概ね等しい、請求項１に記載の切削インサート。
前記第２構成要素が複数の実質的平面側壁を含み、前記側壁の各々の長さが概ね等しい、請求項５に記載の切削インサート。
前記第１頂点と前記第２頂点間の長さが、前記第２構成要素の各側壁の長さを上回る、請求項６に記載の切削インサート。
前記第２構成要素が複数の実質的平面側壁を含み、各側壁が一対の傾斜側壁を含む、請求項５に記載の切削インサート。
割出し可能切削インサートを収容することができる少なくとも１つのインサートポケットを備えるツールホルダであって、前記割出し可能切削インサートが、
上面と複数の側面とを含む第１構成要素であって、少なくとも１つの切削エッジが前記複数の側面の少なくとも１つと前記上面との交差部分に画定され、前記複数の側面の一つの第１側面と前記第１の側面に隣接する第２側面との交差部分に第１頂点が形成され、前記第２側面と前記第２側面に隣接する第３側面との交差部分に第２頂点が形成される、前記第１構成要素と、
前記第１構成要素に対し前記切削インサートの垂直軸を中心に鏡面対称であり、複数の側面を含む第３構成要素と、
前記第１構成要素と前記第３構成要素との間に配置され、複数の側面を含む第２構成要素と、
を具備し、
前記少なくとも１つの切削エッジが正のアキシャルレーキ角を画定し、
前記第１構成要素および前記第３構成要素が、互いから第１オフセット角だけずれており、前記第１オフセット角は前記第１頂点と前記第２頂点との間に延長する平面と、前記第３構成要素の前記複数の側面の少なくとも一つに延長する平面により画定され、
前記第２構成要素が、前記第１構成要素および第３構成要素から第２オフセット角だけずれており、前記第２オフセット角は前記第１頂点と前記第２頂点との間に延長する平面と、前記第２構成要素の前記複数の側面の少なくとも一つに延長する平面により画定される、
ツールホルダ。
前記少なくとも１つの切削エッジの長さが、前記切削インサートの内接円（ＩＣ）寸法の１／２を上回る、請求項９に記載のツールホルダ。
前記第２オフセット角が前記第１オフセット角の１／２である、請求項９に記載のツールホルダ。
前記第１構成要素の前記複数の側面の一つが、前記第１頂点から第１ラジアス面まで延在する第１実質的平面と、前記第１ラジアス面から第２実質的平面まで延在する第２ラジアス面または平面と、を含み、前記第２実質的平面が前記第２頂点まで延在する、請求項９に記載のツールホルダ。
前記第１構成要素および第３構成要素が４つの頂点を含み、各頂点間の長さが互いに概ね等しい、請求項９に記載のツールホルダ。
前記第２構成要素が複数の実質的平面側壁を含み、前記側壁の各々の長さが概ね等しい、請求項１３に記載のツールホルダ。
前記第１頂点と前記第２頂点間の長さが、前記第２構成要素の各側壁の長さを上回る、請求項１４に記載のツールホルダ。
３つの基本構成要素から割出し可能切削インサートを作製する方法であって、
前記３つの基本構成要素が、
上面と複数の側面とを含む第１構成要素であって、少なくとも１つの切削エッジが前記複数の側面の少なくとも１つと前記上面との交差部分に画定され、前記複数の側面の一つの第１側面と前記第１の側面に隣接する第２側面との交差部分に第１頂点が形成され、前記第２側面と前記第２側面に隣接する第３側面との交差部分に第２頂点が形成される、前記第１構成要素と、
前記第１構成要素に対し前記切削インサートの垂直軸を中心に鏡面対称であり、複数の側面を含む第３構成要素と、
前記第１構成要素と前記第３構成要素との間に配置され、複数の側面を含む第２構成要素とであり、
前記方法は、
前記第１構成要素を、前記垂直軸を中心に、前記第３構成要素に対して第１オフセット角だけ回転させるステップであって、前記第１オフセット角は前記第１頂点と前記第２頂点との間に延長する平面と、前記第３構成要素の前記複数の側面の少なくとも一つに延長する平面により画定される、ステップと、
前記第２構成要素を、前記垂直軸を中心に、前記第１構成要素および前記第３構成要素に対して第２オフセット角だけ回転させるステップであって、前記第２オフセット角は前記第１頂点と前記第２頂点との間に延長する平面と、前記第２構成要素の前記複数の側面の少なくとも一つに延長する平面により画定される、ステップと、
を含み、
前記少なくとも１つの切削エッジが正のアキシャルレーキ角を画定する、割出し可能切削インサートを作製する方法。
前記第１オフセット角が前記第２オフセット角よりも大きい、請求項１６に記載の方法。
前記第１オフセット角が前記第２オフセット角の２倍である、請求項１７に記載の方法。
前記第１構成要素は正のアキシャルレーキ角を画定する少なくとも４つの切削エッジを有する、請求項１に記載の切削インサート。
前記第１構成要素は正のアキシャルレーキ角を画定する少なくとも４つの切削エッジを有する、請求項９に記載のツールホルダ。
前記第１構成要素は正のアキシャルレーキ角を画定する少なくとも４つの切削エッジを有する、請求項１６に記載の方法。