JP2013510011A - 切削工具及びそれの切削インサート - Google Patents

Abstract

割り出し可能な切削インサート(１４)は反対する側面及び２つの切削部を有し、切削インサートがインサートホルダー(１２)に保持されたとき、その１つが作用可能である。インサートボアが両側面に開口している。当該インサートボアの両側に位置されている２つの主当接面(３６)が側面の１つから延在し、一の主当接面が他の主当接面よりも作用可能な切削部により近い。２つの副当接面(３８’、３８")が同じ側面から延在している。当該側面の平面図において、副当接面は２つの主当接面及びまた、主及び副当接面に関連するベース当接面(３４)に対して直角である。

Description

本発明は、ねじを用いて取り外し可能に固定される切削インサートを有する溝切り、分離、及び旋削用の金属切削工具に関する。

特許文献１は、切削インサートが２つの側面に直角な２つの当接面を有し、そしてインサートポケットがベース壁に直角な２つの側壁を有している切削工具を開示している。切削インサートがインサートポケットに保持されたとき、第１の当接面は当該インサートポケットの第１の側壁に当接し、第２の当接面は当該インサートポケットの第２の側壁に当接し、そして切削インサートの側面が当該インサートポケットのベース壁に当接する。第１の側壁は形の上で延長され、切削工具の前方端部から長手方向に後方に延在している。第１の側壁は、工具本体の比較的薄くて狭いストリップの形態の下側支持部材上に位置されている。

上述の形式の下側支持部材を必要としないインサートの固定方法は、例えば、特許文献２及び特許文献３に記載のように、工具のシャンクから延び、切削インサートのベース内の整合用凹部(凸部)に当接する特別に設計された凸部(又は凹部)を使用している。特許文献３はダブルＹ構成において、ねじボア周りに向けられたスタッドを有する隆起ボスによる固定方法を開示している。当該インサートが第２の位置にある間に、切削インサートのボス及びスタッドが当該インサートポケット内の整合凹部に当接する。特許文献２及び特許文献３に記載された当接面は、ねじボアの軸線に関して非平行な方向を有している。このことは、切削インサート及び最終的には当接面に及ぼされる機械加工力が、ねじボアの軸線の方向に成分を有することを許容する。スイス式自動機械（Swiss-type automatic machines）は、機械に高い精度で固定される小さな切削工具の使用を必要とすることで知られている。この分野において、切れ刃位置の精度は、正確な当接(これはより高価な当接面の研削によってたいがい達成される)によるか、又は切削部の研削によって達成される。正確な当接を達成することは、当接面が、例えば、特許文献２に開示されているように、（研削無しで）型押し及び焼結によって創生されるときにはいくらか困難である。

米国特許第７０９４００６号明細書 独国０２２００５０１６６１０U１ 欧州特許公報 EP１６５７０１２

それ故に、本発明の目的は、前述の不利益を著しく低減ないしは克服する、当接配列をそれ故に有する、新規な切削工具及び切削インサートを提供することにある。

本発明に従い、割り出し可能な切削インサートが提供され、当該割り出し可能な切削インサートは、
第１及び第２の側面及びそれらの間に延在する周囲面、
当該切削インサートの両端部に位置された２つの切削部、
両側面に開口するインサートボアであって、当該インサートボアはインサートボア軸線Ｓを有し、その回りに切削インサートが１８０°回転対称である、インサートボア、
第２の側面から延在し、当該インサートボアの両側に位置された２つの主当接面であって、主当接面の各々が他の切削部よりも一の切削部により近い主当接面、
第２の側面から延在する第１及び第２の副当接面であって、第２の側面の平面図において、２つの主当接面に対し直角である第１及び第２の副当接面、及び
第２の側面から距離を置かれ、それから離れる方に面する２つのベース当接面であって、ベース当接面の各々が一の主当接面及び一の副当接面に関連付けられている２つのベース当接面、を備え、
当該当接面は、１つの組のみが一時に作用可能である重複する部材関係を有する、第１及び第２のインサートの当接面の組に構成され、第１の組は、２つのベース当接面、２つの主当接面、及び第１の副当接面を備え、第２の組は、２つのベース当接面、２つの主当接面、及び第２の副当接面を備えていることを特徴とする。

いくつかの実施形態に従えば、当該ベース当接面は、第２の側面に平行である。

いくつかの実施形態に従えば、当該主及び副の当接面は、平面である。

いくつかの実施形態に従えば、当該主及び副の当接面は、第２の側面に直交している。

いくつかの実施形態に従えば、第２の側面の平面図において、当該主当接面は互いに対し及び切削インサートのインサート長手方向軸線Ａ１に対して平行であり、当該インサート長手方向軸線Ａ１は当該インサートボア軸線Ｓ及び切削部を通っている。

いくつかの実施形態に従えば、当該主当接面は反対の方向に面している。

いくつかの実施形態に従えば、当該切削インサートは、第２の側面から突出している２つの支持ビームをさらに備え、当該支持ビームの各々に、一のベース当接面、一の主当接面、及び一の副当接面が形成されている。

本発明に従い、前方端部を有するインサートホルダーが提供され、当該インサートホルダーは、
当該前方端部におけるインサートポケット、当該インサートポケットから後方に延在しているシャンク、及び当該前方端部から後方に延在している第１及び第２のホルダー面を備え、
当該インサートポケットは、
第２のホルダー面と、第１のホルダー面を通る想像面Ｍとの間に位置されているベース面、
ベース面に開口しているポケットボア、
ベース面から延在し、ポケットボアの両側に位置されている第１及び第２の主支持面であって、第１の主支持面の方が第２の主支持面よりも前方端部により近い、第１及び第２の主支持面、及び
ベース面から延在し第１の主支持面よりもさらに前方端部から離れて位置されている副支持面であって、第１及び第２の主支持面に対し横向きの副支持面、
を備えることを特徴とする。

いくつかの実施形態に従えば、ベース面、第１及び第２の主支持面及び副支持面は平面である。

いくつかの実施形態に従えば、第１及び第２の主支持面及び副支持面は、ベース面に直交している。

いくつかの実施形態に従えば、当該ポケットボアはポケットボア軸線Ｐを有し、及びベース面の平面図において、当該第１及び第２の主支持面は互いに平行で、そしてホルダー長手方向軸線Ａ２に平行でそのいずれかの側に位置され、当該ホルダー長手方向軸線Ａ２はポケットボア軸線Ｐ及びシャンクを通っている。

いくつかの実施形態に従えば、当該第１及び第２の主支持面は反対の方向に面している。

いくつかの実施形態に従えば、当該第１及び第２の主支持面は、ベース面から突出している長手方向突出部に位置されている。

いくつかの実施形態に従えば、当該ベース面は、長手方向突出部の一方の側の上側ベース支持面、及び当該長手方向突出部の反対の側の下側ベース支持面を備えている。

いくつかの実施形態に従えば、切削インサートが当該インサートポケットに保持されるとき、上側ベース支持面、下側ベース支持面、第１及び第２の主支持面及び副支持面のみが、切削インサートに形成された当接面を支持するべく構成されている。

本発明に従い、切削工具が提供され、当該切削工具は、
インサートホルダーと、当該インサートホルダーのインサートポケットに保持される割り出し可能な切削インサートとを備え、
２つのベース当接面が当該インサートホルダーのベース面に当接し、
２つの主当接面の第１のものが第１の主支持面に当接し、
２つの主当接面の第２のものが第２の主支持面に当接し、かつ
副当接面の１つが副支持面に当接する
ことを特徴とする。

いくつかの実施形態に従えば、ベース面は、上側ベース支持面及び下側ベース支持面を備え、２つのベース当接面の第１のものが上側ベース支持面に当接し、そして２つのベース当接面の第２のものが下側ベース支持面に当接する。

本発明のより良い理解のため、及び本発明が実際において如何に実施されるかを示すべく添付の図面が参照される。ここで、

本発明の実施形態による組立てられた切削工具の等角図である。 図１の切削工具の等角分解図である。 図１に示された切削インサートの側面図である。 図３の切削インサートの等角図である。 図１に示されたシャンクの側面図である。 図５のシャンクの等角図である。

図解の簡素化及び明確化のために、図に示された要素は必ずしも正確な縮尺率で描かれていないことが理解されよう。例えば、要素のいくつかの寸法は他の要素に対して明瞭化のために誇張され、又は数個の物理組成が一つの機能ブロックないしは要素内に含まれている。さらに、妥当と思われる場合には、対応するもしくは類似の要素を指示するのに図面間で参照符号が繰り返される。

以下の説明において、本発明の種々の形態が説明される。説明のために、本発明の十分な理解をもたらすべく特定の構造及び詳細が述べられる。しかしながら、本発明はここに提示される特定の詳細説明が無しに実施され得ることは当業者には明らかであろう。さらに、周知の特徴は、本発明を不明瞭にしないように、省略ないしは単純化されてもよい。

本発明の実施形態による切削工具１０の等角図及び等角分解図を、それぞれ、示している図１及び図２を参照する。当該切削工具１０は、インサートホルダー１２、及びねじ１６によって当該インサートホルダー１２に取り外し可能に保持される割り出し可能な切削インサート１４を含んでいる。

切削インサートは、典型的には、接合カーバイド（cemented carbide）のような極めて硬くかつ耐磨耗の材料から、型押し成形、又は射出及びカーバイド粉の結合剤内での焼結成形のいずれかにより作られる。接合カーバイドは、例えば、タングステンカーバイドであってもよい。切削インサートはコーティングされるか又はされなくてもよい。

切削インサート１４を等角図や側面図で示している図２、３、及び４がさらに参照される。切削インサート１４は、概ね平行な第１及び第２の側面１８、２０と、それらの間に延在する周囲面２２とを有している。切削インサート１４は、第１及び第２の側面１８、２０に開口しているインサートボア２４、及びインサートボアの軸線Ｓを有し、その回りに切削インサートは１８０°回転対称である。インサートボア軸線Ｓは第１及び第２の側面１８、２０に対して直交している。切削インサート１４はその両端部に、２つの切削部２６と、両切削部２６の間に位置された締め付け部２７を有している。切削インサートは、切削部２６及びインサートボア軸線Ｓを通過するインサート長手方向軸線Ａ１を有している。切削部２６の各々は、切れ刃３０で交わるすくい面２８及び逃げ面２９を有している。本発明の実施形態による締め付け部２７は、第２の側面２０から突出し、そしてポケットのボアの各側方に位置されている第１及び第２の支持ビーム３２’、３２”を有し得る。支持ビーム３２’、３２”の各々は、ある実施形態によれば、第２の側面２０に平行であってもよいベース当接面３４を有している。支持ビーム３２’、３２”の各々は、主当接面３６と少なくとも１つのそれぞれの副当接面３８’、３８"とを有し、そのそれぞれは関連する主当接面３６に対し横向きである。ある実施形態によれば、主及び副の当接面３６、３８’、３８"は、平面で、第２の側面２０に直交している。本発明のある実施形態によれば、当該主当接面３６は、互いに平行で反対方向に面している。

それぞれ、側面図及び等角図で当該インサートホルダー１２を示している、図５及び６が参照される。当該インサートホルダー１２は、前方端部５１の近傍にインサートポケット４４を、そして当該インサートポケット４４から後方に延在するシャンク４６を有している。インサートホルダー１２は、当該インサートホルダー１２の前方端部５１に前ホルダー面４８を有し、反対向きの第１及び第２のホルダー面５０、５２と前ホルダー面４８から後方に延在する反対向きの上側及び下側のホルダー面５４、５６を備えている。当該インサートホルダーは、インサートホルダーの前から後ろへの方向を規定し、シャンク４６とポケットボアの軸線Ｐを通過するホルダー長手方向軸線Ａ２を有している。ある実施形態によれば、上側及び下側のホルダー面５４、５６は、第１及び第２のホルダー面５０、５２にそれぞれ直交している。

インサートポケット４４は、上側及び下側のホルダー面５４、５６と第１ホルダー面５０及び前ホルダー面４８とに、開けている。当該インサートポケット４４は、ベース面５８、長手方向突部６０、及びポケットボア軸線Ｐを有し、そしてベース面５８に開口しているポケットボア６２を含んでいる。ある実施形態によれば、ベース面５８は平面で第１及び第２のホルダー面５０、５２に平行である。ベース面５８は、第２のホルダー面５２と第１のホルダー面５０を通る想像面Ｍとの間に位置されている。ベース面５８は、長手方向突部６０の一方の側で上側ホルダー面５４に隣接する上側ベース支持面５８a、及び長手方向突部６０の反対の側で下側ホルダー面５６に隣接する下側ベース支持面５８bを備えていてもよい。

長手方向突部６０は、ベース面５８から突出しインサートポケット４４の前端部から後方に延在している。ある実施形態によれば、ポケットボア６２が当該長手方向突部６０を前及び後の突部６４、６６に分割している。当該前及び後の突部６４、６６は、それぞれ、前及び後の突部面６８、７０を有している。当該前及び後の突部６４、６６は、それぞれ、第１(すなわち前)の主支持面７２が第２(すなわち、後ろ)の主支持面７４よりも前方端部５１により近い状態で、第１及び第２の主支持面７２、７４を有している。本発明の実施形態によれば、後の突部６６はベース面５８の平面図においてポケットボア軸線Ｐよりも後方で上方に位置されている副支持面７６を有している。ある実施形態によれば、第１及び第２の主支持面７２、７４は互いに平行で反対の方向に向いており、そして副支持面７６に対し横向きである。第１及び第２の主支持面７２、７４及び副支持面７６は、ベース面５８に直交していてもよい。

インサートボア２４内に位置されてポケットボア６２内にねじ込まれて受け入れられたねじ１６でもって、切削インサート１４が当該インサートポケット４４内の確実に保持された位置にあるとき(図１を見よ)に、切削インサート１４の２つのベース当接面３４は、上側及び下側のベース支持面５８a、５８bにおいて、当該インサートホルダー１２のベース面５８に当接し、副当接面３８の１つは副支持面７６に当接し、第１の支持ビーム３２’の主当接面３６は前の突部６４の第１の主支持面７２に当接し、そして第２の支持ビーム３２”の主当接面３６は、後ろの突部６６の第２の主支持面７４に当接している。

本発明のある実施形態によれば、切削インサート１４が当該インサートポケット４４内に確実に保持されたとき、当該前及び後の突部面６８、７０は切削インサート１４の如何なる面によっても当接されない。

かくて、図示の実施形態は、切削インサートの当接面３４、３６、３８’、３８“が、１つの組のみが一時に作用可能である重複する部材関係を有する、第１及び第２のインサートの当接面の組に構成されていることが分かるであろう。インサートの当接面の第１の組は、２つのベース当接面３４、２つの主当接面３６、及び第１の副当接面３８’を備えている。インサートの当接面の第２の組は、２つのベース当接面３４、２つの主当接面３６、及び第２の副当接面３８“を備えている。その一方で、当該インサートホルダー１２は、ベース面５８(これは別々の上側及び下側のベース支持面５８a、５８bを含み得る)、第１の主支持面７２、第２の主支持面７４、及び副支持面７６を備える、ホルダー支持面の単一の組を有している。

ここで着座位置と称される、切削インサート１４のもう１つの位置は、切削インサート１４が当該インサートポケット４４に着座され、そしてねじ１６が当該インサートボア２４に位置されて部分的にポケットボア６２にねじ込まれているが締結されていないときである。この着座位置では、ポケットボア６２及びインサートボア２４は前方から後方の方向において偏心している。ねじ１６が締め付けられるとき、切削インサート１４は後方に強制的に押され、副当接面３８の副支持面７６上での滑りを、両者が完全に当接するまで生じさせる。当該ねじ１６の締結は、(図５に図解されている)副支持面７６に直交するロック力Ｆ１を生じさせる。当該副支持面７６は第１及び第２の主支持面７２、７４に対し横向きであるから、当該ロック力Ｆ１は切削インサート１４を時計回り方向に回転させる、インサートボア軸線Ｓに関して時計回りのトルクＴ(図１及び５を見よ)を切削インサート１４に発生させる。当該トルクＴは、順に、第１及び第２の主支持面７２、７４に、それぞれ、直交する当接力Ｆ２及びＦ３(図５に図解されている)を発生させる。切削インサート１４に加えられる切削力は当該力Ｆ２及びＦ３を強めるように作用し、それによって切削インサート１４の当該インサートポケット４４でのロックを強める。結果として、ある実施形態によれば、切削力がねじ１６を弱めることはない。換言すると、切削力が切削インサート１４に加えられたときでさえも、当該ねじ１６はロック用又はねじ１６の締め付けにより発生されるせん断力以外の追加の力を受けることがない。

本発明が１つ以上の特定の実施形態を参照して説明されたが、当該説明は全体として説明に役立つべく意図されており、本発明を図示の実施形態への限定として解釈されるべきではない。ここには特に示されないが、種々の修正が当業者には起こり得るであろうし、それらはそれでも本発明の範囲内であることが理解される。

Claims (17)

1. 割り出し可能な切削インサート（１４）であって、
   第１及び第２の側面（１８、２０）及びそれらの間に延在する周囲面（２２）、
   当該切削インサート（１４）の両端部に位置された２つの切削部（２６）、
   両側面（１８、２０）に開口するインサートボア（２４）であって、当該インサートボア（２４）はインサートボア軸線Ｓを有し、その回りに切削インサート（１４）が１８０°回転対称である、インサートボア（２４）、
   第２の側面（２０）から延在し、当該インサートボア（２４）の両側に位置された２つの主当接面（３６）であって、主当接面の各々が他の切削部よりも一の切削部により近い主当接面（３６）、
   第２の側面（２０）から延在する第１及び第２の副当接面（３８’、３８"）であって、第２の側面（２０）の平面図において、２つの主当接面（３６）に対し直角である第１及び第２の副当接面（３８’、３８"）、及び
   第２の側面（２０）から距離を置かれ、それから離れる方に面する２つのベース当接面（３４）であって、ベース当接面（３４）の各々が一の主当接面（３６）及び一の副当接面（３８’、３８"）に関連付けられている２つのベース当接面（３４）、
   を備え、
   当該当接面（３４、３６、３８’、３８"）は、１つの組のみが一時に作用可能である重複する部材関係を有する、第１及び第２のインサートの当接面の組に構成され、第１の組は、２つのベース当接面（３４）、２つの主当接面（３６）、及び第１の副当接面（３８’）を備え、第２の組は、２つのベース当接面（３４）、２つの主当接面（３６）、及び第２の副当接面（３８“）を備えていることを特徴とする割り出し可能な切削インサート（１４）。
2. 当該ベース当接面（３４）は、第２の側面（２０）に平行であることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート（１４）。
3. 主及び副の当接面（３６、３８’、３８”）は、平面であることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート（１４）。
4. 主及び副の当接面（３６、３８’、３８”）は、第２の側面（２０）に直交していることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート（１４）。
5. 第２の側面（２０）の平面図において、当該主当接面（３６）は互いに対し及び切削インサート（１４）のインサート長手方向軸線Ａ１に対して平行であり、当該インサート長手方向軸線Ａ１は当該インサートボア軸線Ｓ及び切削部（２６）を通ることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート（１４）。
6. 当該主当接面（３６）は反対の方向に面していることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート（１４）。
7. 第２の側面（２０）から突出している２つの支持ビーム（３２’、３２”）をさらに備え、当該支持ビームの各々に、一のベース当接面（３４）、一の主当接面（３６）、及び一の副当接面（３８’、３８"）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート（１４）。
8. 前方端部（５１）を有するインサートホルダー（１２）であって、
   当該前方端部（５１）におけるインサートポケット（４４）、当該インサートポケット（４４）から後方に延在しているシャンク（４６）、及び当該前方端部（５１）から後方に延在している第１及び第２のホルダー面（５０、５２）を備え、
   当該インサートポケット（４４）は、
   第２のホルダー面（５２）と第１のホルダー面（５０）を通る想像面Ｍとの間に位置されているベース面（５８）、
   ベース面（５８）に開口しているポケットボア（６２）、
   ベース面（５８）から延在しポケットボア（６２）の両側に位置されている第１及び第２の主支持面（７２、７４）であって、第１の主支持面（７２）の方が第２の主支持面（７４）よりも前方端部（５１）により近い、第１及び第２の主支持面（７２、７４）、及び
   ベース面（５８）から延在し第１の主支持面（７２）よりもさらに前方端部（５１）から離れて位置されている副支持面（７６）であって、第１及び第２の主支持面（７２、７４）に対し横向きの副支持面（７６）、
   を備えることを特徴とするインサートホルダー（１２）。
9. ベース面（５８）、第１及び第２の主支持面（７２、７４）及び副支持面（７６）は平面であることを特徴とする請求項８に記載のインサートホルダー（１２）。
10. 第１及び第２の主支持面（７２、７４）及び副支持面（７６）は、ベース面（５８）に直交していることを特徴とする請求項８に記載のインサートホルダー（１２）。
11. 当該ポケットボア（６２）はポケットボア軸線Ｐを有し、及び
    ベース面（５８）の平面図において、当該第１及び第２の主支持面（７２、７４）は互いに平行で、そしてホルダー長手方向軸線Ａ２に平行でそのいずれかの側に位置され、当該ホルダー長手方向軸線Ａ２はポケットボア軸線Ｐ及びシャンク（４６）を通ることを特徴とする請求項８に記載のインサートホルダー（１２）。
12. 当該第１及び第２の主支持面（７２、７４）は反対の方向に面していることを特徴とする請求項８に記載のインサートホルダー（１２）。
13. 当該第１及び第２の主支持面（７２、７４）は、ベース面（５８）から突出している長手方向突出部（６０）に位置されていることを特徴とする請求項８に記載のインサートホルダー（１２）。
14. 当該ベース面（５８）は、長手方向突出部（６０）の一方の側の上側ベース支持面（５８a）、及び
    長手方向突出部（６０）の反対の側の下側ベース支持面（５８b）
    を備えることを特徴とする請求項１３に記載のインサートホルダー（１２）。
15. 切削インサートが当該インサートポケット（４４）に保持されるとき、上側ベース支持面（５８a）、下側ベース支持面（５８b）、第１及び第２の主支持面（７２、７４）及び副支持面（７６）のみが、切削インサートに形成された当接面を支持するべく構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のインサートホルダー（１２）。
16. 請求項８ないし１５のいずれかによるインサートホルダー（１２）と、当該インサートホルダー（１２）のインサートポケット（４４）に保持される請求項１ないし７のいずれかによる割り出し可能な切削インサート（１４）とを備える切削工具であって、
    ２つのベース当接面（３４）が当該インサートホルダー（１２）のベース面（５８）に当接し、
    ２つの主当接面（３６）の第１のものが第１の主支持面（７２）に当接し、
    ２つの主当接面（３６）の第２のものが第２の主支持面（７４）に当接し、かつ
    副当接面（３８）の１つが副支持面（７６）に当接する
    ことを特徴とする切削工具。
17. ベース面（５８）は、上側ベース支持面（５８a）及び下側ベース支持面（５８b）を備え、
    ２つのベース当接面（３４）の第１のものが上側ベース支持面（５８a）に当接し、そして
    ２つのベース当接面（３４）の第２のものが下側ベース支持面（５８b）に当接することを特徴とする請求項１６に記載の切削工具。

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