JP2012532030A - 切削工具、切削工具ホルダ、およびそのための切削インサート - Google Patents
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Abstract
【選択図】図75A
Description
a)切削エンベロープを有する切削部材、および半径rの切刃のある切削部分を形成するステップと、
b)切削部材の切削エンベロープに横向きの方向で小片排出チャネルを形成し、それによって切削部分を半径rの切刃を含む第1の切削部分、および第2の切削部分に効果的に分割するステップと、
c)第1の切削部分の切刃の半径rを半径Rに増加するステップと、
d)第2の切削部分に半径rの切刃を形成するステップと、
を含む、切削部材の製造のための方法が提供される。
a)切削エンベロープ、および半径rの切刃のある切削部分を有する切削部材を提供するステップと、
b)切削部材の切削エンベロープに横向きの方向で小片排出チャネルを形成し、それによって切削部分を半径rの切刃を含む第1の切削部分、および第2の切削部分に効果的に分割するステップと、
c)第1の切削部分の切刃の半径rを半径Rに増加するステップと、
d)第2の切削部分に半径rの切刃を形成するステップと、
を含む、切削部材の修正のための方法が提供される。
−切刃は、ワークピースから材料を切り出し、角度αの角を形成することができ、
−切刃の一部が、それぞれ切刃と接触点AおよびBを有し、点Oで互いを交差し、角度αに対応する角度を形成する第1の線および第2の線によって区切られてよい、切刃の少なくとも1つの突出部があり、
−角度αの二等分線が点Cで切刃の部分を交差し、
−第1の線および第2の線が、第1のおよび第2の平面As、Bsのそれぞれの突出部を表し、交点Oが面間の交線OLの突出部を表し、
交線OL(C‘)上の点Cの突出部が交線(A‘,B’)上のそれぞれの点A、Bの突出部間に位置する。
−送り − 同じ負荷を受けた場合、切削工具は、上述の特長を備えていない同等な切削工具よりも、それぞれ高い送りおよび回転速度FおよびVRで動作し、したがって時間単位あたりより多くの量の材料をワークピースから取り除くことができ、
−負荷 − 同じ送りおよび回転速度FおよびVRの下で、切削工具は、上記の特長を備えていない同等な切削工具よりも低い負荷にさらされ、それによって全体的な寿命の増加を実現でき、
−小片 − 同じ回転速度VRの下で、切削工具は、上述の特長を備えていない同等な切削工具よりも大きな送りFを許され、したがって切削工具またはワークピースの1回転の時間単位tあたりより厚い小片を取り除くことができ、
−速度 − 同じ送りFの下で、切削工具またはワークピースは、上記の特長を備えていない同等な切削工具よりもより大きな回転速度VRを許され、単位時間tあたりより多くの量の小片を取り除くことができ、
−熱 − 切削部材の切刃にかけられる負荷が削減すること、および負荷が多数の切刃の中で分散される事実によって、切削部材およびワークピースの接触に起因して生じる(従来の切削工具に比較した)熱の量は大幅に削減され、それによって切削部材の摩耗が削減され、寿命が増加し、
−表面粗度 − 切刃の向き、およびワークピースからの小片の剥がれのため、ワークピースの結果として生じる表面粗度は、従来の切削工具によって処理されるワークピースに関して増してよく、
−小片除去 − ワークピースからの小片の剥がれのため、小片が、ワークピースから取り除かれた後に切削部材に付着したままとなる確率が削減され、
−貫通 − 切刃は、ワークピースの中への貫通がはるかに滑らかになるようにワークピースに対してつねに曲げられ、切削要素にかけられる負荷の削減を可能にし、
−寿命 −上記の全てが、既知の切削要素に類似した条件下で、寿命が延びた切削要素を提供する。
―第1の切刃32a”は、フライス削り工具1“のエンベロープと、その正面26”との間をつなぐ半径rの切削角を有し、
−第2の切刃32b“は、フライス削り工具の正面26”に沿って伸び、エンベロープ上にあるその少なくとも一部を有し(図3Eを参照)、
−第3の切刃32c“は、フライス削り工具1”のエンベロープに沿って伸び、前面26“上にあるその少なくとも一部を有する(図3Dを参照)。
、および7000に関して上述された、および/または図1Aから図54Bに示された大部分の原則および特長は、それらが関連して説明される/示されるそれらの切削工具(1、1”、100、100’、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、2000’、3000、3000’、4000、4000’、4000”、5000、5000’、5000”、5000”’、6000、6000’、6000”、6000”’、6000””、および7000)に制限されず、当業者によって適切と見なされる任意の組み合わせで互いにまたはあらゆる他の工具に、独立して準用され得ることが明らかでなければならない。
、7000、8000および8000’に関して上述された、および/または図1Aから図58Dに示された大部分の原則および特長は、それらが関連して説明される/示されるそれらの切削工具(1、1”、100、100’、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、2000’、3000、3000’、4000、4000’、4000”、5000、5000’、5000”、5000”’、6000、6000’、6000”、6000”’、6000””、7000、8000および8000’)に制限されず、当業者によって適切と見なされる任意の組み合わせで互いにまたはあらゆる他の工具に、独立して準用され得ることが明らかでなければならない。
となり、ここではθは中心軸の回りでの切削部分のある角度を成す拡張部分であり(この特定の例では360°であり、したがって切削部に沿った任意の所与の点では、
となり、ここではL‘は切削経路に垂直な方向での切削部分の切刃の拡張部分である。
および10,000に関して上述された、および/または図1Aから図68Bに示された大部分の原則および特長は、それらが関連して説明される/示されるそれらの切削工具(1、100、100‘、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、4000’、4000”、5000、5000’、5000”、5000”’、6000、6000’、6000”、7000、8000、8000’、9000、9000‘、9000“、9000”’、9000“”
および10,000)に制限されず、当業者によって適切と見なされる任意の組み合わせで互いにまたはあらゆる他の工具に、独立して準用され得ることがさらに明らかでなければならない。
−送り − 同じ負荷を受けた場合、切削工具は、上述の特長を備えていない同等な切削工具よりも、それぞれ高い送りおよび回転速度FおよびVRで動作し、したがって時間単位あたりより多くの量の材料をワークピースから取り除くことができ、
−負荷 − 同じ送りおよび回転速度FおよびVRの下で、切削工具は、上記の特長を備えていない同等な切削工具よりも低い負荷にさらされ、それによって全体的な寿命の増加を実現でき、
−小片 − 同じ回転速度VRの下で、切削工具は、上述の特長を備えていない同等な切削工具よりも大きな送りFを許され、したがって切削工具またはワークピースの1回転の時間単位tあたりより厚い小片を取り除くことができ、
−速度 − 同じ送りFの下で、切削工具またはワークピースは、上記の特長を備えていない同等な切削工具よりもより大きな回転速度VRを許され、単位時間tあたりより多くの量の小片を取り除くことができ、
−寿命 − 切削インサート/工具には、標準切削インサート/工具と同じ条件下でより長い寿命が与えられてよい。
Claims (68)
- 切削操作で使用するための切削要素であって、
−前記操作中にワークピースから材料を切り出し、その中にワークピース角角度αを形成できる切刃と、
−前記切刃の部分が、それぞれの接触点AおよびBで前記切刃の前記部分に接して配向される第1の線および第2の線によって区切られ、その間に、前記ワークピース角の角度αに相当する切削角度を形成し、頂点Oを有する前記切刃の少なくとも1つの表示と、
−点Cで前記切刃の前記部分を交差する前記切削角度の二等分線と、
−前記1つの表示の前記平面に垂直に、前記頂点Oを通過する線OL上の前記切刃の前記部分の前記点Cの突出部C‘は前記線OL上の前記切刃の前記部分の前記それぞれの点AおよびBの突出部A’およびB‘の間に位置する、
を備える切削要素。 - 点A、C、およびBが前記交線OLに垂直に配向される連続平面上にあり、したがって点Cが、点Aがある平面と、点Bがある平面との間に位置する中間平面にある、請求項1に記載の切削要素。
- 前記切削要素が、前記角度αに相当する角度を形成するために互いに対して曲げられる第1の側面および第2の側面を有し、前記側面の間の前記交差が前記角を形成する、請求項1または2に記載の切削要素。
- 前記切削要素が正面を備えて形成され、したがって前記正面と、前記側面によって形成される前記角との間の前記交差が前記切刃の前記部分を形成する、請求項3に記載の切削要素。
- 点Aが、前記第1の側面と前記正面との間の前記交差にある前記切刃のセグメント上に位置し、一方、点Bが前記第2の側面と前記正面との間の前記切刃のセグメント上に位置する、請求項3に記載の切削要素。
- 点Aが、点Bよりも広い範囲まで前記正面上で隆起する、請求項4または5に記載の切削要素。
- 前記切削操作中、前記切刃が、点Aが最初に前記ワークピースに係合し、その後点C、およびその後初めて点Bが係合するように構成される、請求項6に記載の切削要素。
- 点Bが、点Aよりも広い範囲まで前記正面上で隆起する、請求項4または5に記載の切削要素。
- 前記切削操作中、前記切刃が、点Bが最初に前記ワークピースに係合し、その後点C、およびその後初めて点Aが係合するように構成される、請求項8に記載の切削要素。
- 前記切削要素の前記切刃が、傾斜面と起伏面との間の交差として画定され、前記切削要素が、前記切刃から、および前記切刃に沿って伸びる傾斜面の領域部分で切削ストリップを備えて形成される、請求項1から9のどれか1つに記載の切削要素。
- 前記切削ストリップは、点A、C、およびBを通過する前記切刃の前記角に沿って伸び、点AとBの間に画定される前記切刃部分に沿って各点に変化する向きを有する、請求項10に記載の切削要素。
- 前記切削ストリップが2つの部分的な捻り――前記切削要素の角の回りの捻り、およびそれ自体の回りの捻りを実行し、つまり前記交線OLに関して前記切削ストリップの前記表面の前記向きを変更する、請求項11に記載の切削要素。
- 点Aで、前記切削ストリップが、本来、前記交線OLに垂直な切刃面に水平に向き、切削ストリップが、点Cで、その表面が前記切刃面に対して曲げられるようにそれ自体の回りで少なくとも部分的に捻られ、点Bで、前記切刃面に本来水平に再び向くように曲がる、請求項12に記載の切削要素。
- 前記切削要素が、穴あけインサート、またはその中に穴を形成するためにワークピースから材料が取り除かれる穴あけ操作を実行するために構成された穴あけ工具の切削部分によって構成され、前記切削要素が中心軸Xに沿っておよび中心軸Xの回りに伸び、前記中心軸の回りで伸びる周囲面および前記中心軸に垂直に配向される前面を有する本体と、前記前面に隣接する前記本体の端部に切削部分を備え、したがって前記切削部分が、前記本体の前記周囲面と、その前記正面との間の前記交差に画定され、前記角度αに相当する角度のある角を画定する切刃を備える、前記請求項のどれか1つに記載の切削要素。
- 前記角が隅肉され、丸みを帯びた端縁を有する、請求項14に記載の切削要素。
- 前記切削要素が、正面、後面、およびその間に伸びる側面を備えて形成される切削インサートによって構成され、前記切削インサートが、隣接する側面と前記正面/後面との間の少なくとも1つの交差に切削角を備えて形成される、前記請求項のどれか1つに記載の切削要素。
- 前記切削インサートの前記正面および前記後面のうちの少なくとも1つが、その側面の数に等しい多くの切刃を備えて形成される、請求項16に記載の切削要素。
- 前記切削インサートの前記正面および前記後面のうちの少なくとも1つが、その側面の前記数の半分に等しい多くの切刃を備えて形成される、請求項16に記載の切削要素。
- 前記切刃が交互に置かれ、したがって切刃を備えて形成される前記切削インサートの各角に、切刃なしに形成される2つの角が隣接する、請求項18に記載の切削要素。
- 前記切削インサートが割り出し可能および/または可逆であり、それぞれ、その前記正面および前記後面の内の1つの上に複数の切刃を有する、および/またはその前記正面および後面のどれか1つで少なくとも1つの切刃を有する、請求項16から19のどれか1つに記載の切削要素。
- 前記切刃が沿って置かれる前記角が隅肉角であり、連続曲率半径を有する、請求項16から20のどれか1つに記載の切削要素。
- 前記切刃が沿って置かれる前記角が破砕隅肉角であり、したがってそれは少なくとも2つのセグメントを有し、各セグメントは連続曲率半径を有し、2つのセグメントの間の前記接続点で、角が形成される、請求項16から21のどれか1つに記載の切削要素。
- 前記切刃が沿って置かれる前記角が面取り角であり、したがってそれが、前記角を形成するために互いに曲げられた少なくとも3つのセグメントを有するように、2つのセグメントの間の前記接続点で、角が形成される、請求項16から21のどれか1つに記載の切削要素。
- 前記切削インサートが少なくとも2つの側面――2つの周囲側面および前記周囲側面の間をつなぐ1つの中間側面を備えて形成され、したがって2つの角が、前記中間側面と前記周囲側面のそれぞれとの間に形成され、2つの隣接する切刃が、前記切削インサートの上面とのこれらの角の前記交差に画定される、請求項16から請求項23のどれか1つに記載される切削要素。
- 前記切刃が、前記首位側面の間を通過し、前記切削インサートの前記上面および前記中間側面に司直な対称平面に関してミラー設計となる、請求項24に記載の切削要素。
- 前記切削インサートの前記中間側面と前記上面との間に形成される前記角が、前記切削インサートの切刃も構成し、前記角に置かれる前記切刃部分の間をつなぐ、請求項24または25に記載の切削要素。
- 前記角が前記「沈み込み」設計であり、したがって前記切削インサートの前記上面の少なくとも1つの部分が前記角を越えて隆起する、請求項25または26に記載の切削要素。
- 前記切削操作中に、前記角の前記切刃によって取り除かれる小片が前記側面に向かう、および前記対称平面から離れる2つのグループに分けられ、したがって1つの角の前記切刃によって取り除かれる小片が、前記対応する角の前記側面に向かって前記上面い沿って動かされ、一方前記他方の角の前記切刃によって取り除かれる小片が前記対応する他方角の前記側面に向かって動かされ、したがって前記切削インサートから別々に排除される、請求項27に記載の切削要素。
- 前記角が、前記「外に膨らむ」設計であり、したがって前記切削インサートの前記上面の少なくとも1つの部分が前記角の上方で下方に配向されてよい、請求項25または26に記載の切削要素。
- 前記切削操作中に、両方の角の前記切刃によって取り除かれる小片が、前記対称平面に向かって一点に集まるように、前記上面に沿って動かされる、請求項29に記載の切削要素。
- 前記切削インサートが、鋸操作、分断操作、または溝削り操作に使用される、請求項24から30のどれか1つに記載の切削要素。
- ワークピースからの小片の除去を含む切削操作を実行するために構成される切削部材であって、前記切削部材が、擬似起伏切削面と擬似傾斜面との間に画定される交線のある切削部分を有し、前記操作で前記切削部材の最大作動寸法を画定し、前記切削部材が1つまたはそれぞれが前記交線に横向きに配向される切刃を有する複数の切削要素を備えて形成される切削部材。
- 前記要素が前記擬似起伏面上に位置する、請求項32に記載の切削部材。
- 前記交線に関して前記切刃のそれぞれの前記横向きの配向が、30÷85°の範囲内にあり、さらに詳細には40÷75°の範囲内にあり、なおさらに詳細には50÷65°の範囲内にある、請求項32または33に記載の切削部材。
- 前記切削要素のそれぞれが、それ自体の起伏面および傾斜面を備えて形成される、請求項32、33、または34に記載の切削部材。
- 前記1つまたは複数の切刃のそれぞれ、もしくはその仮想拡張部分が、交線を交差する、請求項32または35のどれか1つに記載の切削部材。
- 前記切削面が、少なくともその周囲の大部分に沿って、一部が前記交線によって構成される境界線によって限定される、請求項32から36のどれか1つに記載の切削部材。
- 最大数の切刃がその最大長で可視である前記切削面の表示において、前記境界線が前記1つまたは複数の切削要素を包含するとして見られる、請求項37に記載の切削部材。
- 前記切削要素の少なくとも前記大部分が前記境界線上にない、請求項38に記載の切削部材。
- 前記切削部材が、少なくとも1つの小片排出溝を備えて形成され、したがって前記交線が前記切削面と、前記小片排出溝の前記表面との間に形成される、請求項32から39のどれか1つに記載の切削部材。
- 少なくとも2つの隣接する切削応訴の間に小片排出チャネルが形成される、請求項32から40のどれか1つに記載の切削部材。
- 前記溝および前記チャネルが、前記操作中に、前記切削部材によって取り除かれる前記小片の一方の部分が前記小片排出溝を通して排出され、他方の部分が前記切削要素間に形成される前記小片排出チャネルを通して排出される、請求項40に従属時、請求項41に記載の切削部材。
- 前記切削部材が、小片排出溝によって互いから分離される少なくとも2つの切削部分を有する一体化した切削工具である、請求項32から42の内の任意の1つに記載の切削部材。
- 前記切削部材が、切削工具を形成するために切削工具ホルダの上に取り付けるために構成された切削インサートである、請求項32から42のどれか1つに記載の切削部材。
- 前記小片排出チャネルの少なくとも1つが、前記一体化した工具の中心軸に関して傾斜角度βで前記切削工具の回りに渦巻き状に伸び、一方、前記切刃の少なくとも1つが角度α≦β、特にα<<βによって前記中心軸に関して傾斜する、請求項42に記載の切削部材。
- 前記傾斜角度βが75°、さらに詳細には65°、なおさらに詳細には55°、さらにより詳細には45°であり、角度αがそれぞれ45°以下、さらに詳細には30℃以下、およびなおさらに詳細には15°以下である、請求項45に記載の切削部材。
- 前記切削部材が中心軸、および前記軸に垂直に配向される切削面を有し、前記切刃(複数の場合がある)が前記切削面に沿って前記中心軸の回りに螺旋状に伸びる、請求項43に記載の切削部材。
- 前記切削面が、渦巻き状に且つ前記中心軸から外向きに、前記切削工具の前記エンベロープに伸びるいくつかの連続切刃を備えて形成される、請求項47に記載の切削部材。
- 前記切削インサートが、上面、底面、および前記上面と前記底面の間に伸びる側面を有し、前記切刃が前記上面と前記底面の間に伸び、したがってそれらが、前記切削インサートの前記上面と前記底面の間に伸びる垂直線に関して傾斜角度αを有する、請求項44に記載の切削工具。
- 前記傾斜角度αが約45°、より詳細には30°、なおさらに詳細には15°である、請求項49に記載の切削部材。
- 前記切削インサートが、いくつかの側面を備えて形成され、さらに前記上面と、隣接する側面に対して間をつなぐ前記底面との間に伸びる切刃を備えて形成される、請求項49または50に記載の切削部材。
- 前記上面と前記側面の間の前記交線が、追加の切刃を構成する、請求項51に記載の切削部材。
- 前記切削部材によって前記ワークピースから取り除かれる小片が、前記小片排出チャネルを通して排出され、前記追加切刃によって前記ワークピースから取り除かれる前記そう片がそれ以外に排出される、請求項52に記載の切削部材。
- 切刃を有する少なくとも1つの切削要素をその上に備えて形成される外部作業面を有する切削部材であって、したがって前記切削面の従来の二次元展開部を与えられ、前記展開部の母線Gおよび準線Dによって定義され、前記展開表面上の前記少なくとも1つの切刃の前記突出部の全長Tと、前記展開された表面の周縁Pとの間の率RがR=T/P≧1のようになる切削部材。
- R≧1.5、好ましくはR≧2、さらに好ましくはR≧2.5、なおさらに好ましくはR≧3、さらにより好ましくはR≧3.5である、請求項54に記載の切削部材。
- 切削工具の製造のための方法であって、前記方法は、単一の切削部分に沿って、第1の方向に沿って伸びる少なくとも1つの補助切刃を、および前記第1の方向に横向きの第2の方向に沿って伸びる複数の主要な切刃を形成することを含み、主要な切刃と前記1つの補足切刃の両方とも、切削操作中に同時にワークピースを係合するために適応される、方法。
- 前記方法が、前記少なくとも1つの切刃によって前記ワークピースから取り除かれる材料の小片が第1の方向で動かされ、前記少なくとも1つの補助切刃によって前記ワークピースから取り除かれる材料の小片が、前記第1の方向に曲げられる第2の方向で動かされるように、所定の送り速度Fを前記切削部材に与えることを含む、請求項56に記載の前記切削工具を使用して切削操作を実行するための方法。
- ワークピースから材料を取り除くために適応される切削部材であって、前記切削部材が第1のエンベロープ表面を画定する半径R1の湾曲した部分を有する第1の切刃、および第2のエンベロープ表面を画定する半径R2<R1の湾曲した部分を有する第1の切刃を備えて形成される、ワークピースから材料を取り除くために適応された切削部材。
- 前記切削部材が、それぞれが、R1>R2>R3等となるように配置されるさまざまな半径(例えば、R1、R2、R3...)の湾曲した部分を有する、複数の切削部分を備える、請求項58に記載の切削部材。
- 前記切削部材が、互いに曲げられる第1の表面と第2の表面との間をつなぐ半径R1の湾曲した部分を有する第1の切刃、前記切削工具の操作可能な方向に関して前記第1の切削部分の後方に連続して位置し、前記第1の表面に沿って伸び、半径R2<R1の湾曲した部分を有する第2の切刃、および前記切削工具の操作可能な方向に関して前記第1の切削部分の後方に連続して位置し、前記第2の表面に沿って伸び、半径R3<R1の湾曲した部分を有する第3の切刃を備えて形成される、請求項59に記載の切削部材。
- R2=R3である、請求項60に記載の切削部材。
- 切削工具ホルダと、切削インサートと、前記切削インサートとは別個の小片破砕機とを備える切削工具切削工具であって、前記切削インサートが、それが前記小片破砕機と係合し、それによって支えられるように、前記切削工具ホルダの上に取り付けるために構成される、切削工具。
- 前記小片破砕機が、切削工具の切削工具ホルダの上に取り付けられるように適応され、前記小片破砕機が前記切削工具ホルダを係合し、それによって支えられるために適応された第1の部分と、前記切削インサートを係合し、それを支えるために構成される第2の部分とを有する、請求項62に記載の切削工具。
- 切削工具の切削工具ホルダの上に取り付けられるように適応された小片破砕機であって、前記小片破砕機が、前記切削工具ホルダを係合し、それによって支えられるために適合された第1の部分、および切削インサートを係合し、それを支えるために構成された第2の部分を有する、小片破砕機。
- 前記切削部材の前記傾斜面が、前記切刃の前記方向で、前記傾斜面に沿って置かれる複数の小片破砕ステップを備えて形成される、請求項1に記載の、切削部材をその上に取り付けるために適応された切削工具ホルダ。
- 前記小片破砕機ステップのそれぞれが、角度αで前記傾斜面に横向きに配向されるように適応され、前記角度が、前記切削工具の操作中に前記ワークピースから小片を取り除かせるために十分であり、前記小片破砕機ステップに接すると破砕するために前記傾斜面に沿って進行する、請求項65に記載の切削工具ホルダ。
- 切削部材の製造のための方法であって、
a)切削エンベロープを有する切削部材および半径rの切刃を備えた切削部分を形成するステップと、
b)前記切削部材の前記切削エンベロープに横向きの方向で小片排出チャネルを形成し、それによって前記切削部分を、半径rの前記切刃を含む第1の切削部分、および第2の切削部分に効果的に分割するステップと、
c)前記第1の切削部分の前記切刃の前記半径rを半径Rに増加するステップと、
d)前記切削部分に半径rの切刃を形成するステップと、
を含む方法。 - 切削部材の修正のための方法であって、
e)切削エンベロープを有する切削部材、および半径rの切刃を備えた切削部分を提供するステップと、
f)前記切削部材の前記切削エンベロープに横向きの方向で小片排出チャネルを形成し、それによって前記切削部分を、半径rの前記切刃を含む第1の切削部分および第2の切削部分に効果的に分割するステップと、
g)前記第1の部分の前記切刃の前記半径rを半径Rに増加するステップと、
h)前記第2の切削部分に半径rの切刃を形成するステップと、
を含む方法。
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