JP2013520323A - 切削インサート - Google Patents

Abstract

特に高い送り速度で正面フライス加工をするための、ほぼ三角形または正方形の基本形状をもつ切削インサート。この切削インサートは、それぞれ円弧と少なくとも１つの直線区域とで構成される複数の凸面状の切削エッジ（４）を有している。各々の切削エッジ（４）は、切削コーナ（５）に後続して直線状の正面切れ刃（６）を有しており、該正面切れ刃は最大で内接円（１０）の半径Ｒｉの８０％の半径をもつ円形区域（７）によって１つないし３つの直線区域（９）からなる主切れ刃（８）へと移行している。さらに、切削エッジ（４）は面取り角αをもつ全周に延びる切削エッジ面取り（１１）を有している。面取り角αは切削コーナ（５）に沿って−１０°から−２０°の範囲内の値を有するとともに、正面切れ刃（６）および主切れ刃（８）の部分区域に沿って、および円形区域（７）に沿って、０°から−１０°の範囲内にある一定の値へと連続的に変化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の側方の逃げ面によって相互につながっている上面と底面とを備えるほぼ三角形または正方形の基本形状をもつ切削インサートに関するものであり、上面および／または底面が逃げ面と交差することによって平面図で見て３つないし４つの凸面状の切削エッジがそれぞれ構成されており、該切削エッジは少なくとも１つの円弧と少なくとも１つのほぼ直線状の区域とで成り立っており、コーナ半径Ｒｅをもつ切削コーナを介して相互につながっている。

このような種類の切削インサートは特許文献１に記載されている。このような形式の切削インサートは、平坦面をできる限り効率的に切削加工するために、まず第１に０．５から３ｍｍ／歯のオーダーの高い送り速度による正面フライス加工を、最大２ｍｍの小さい切込み深さで行うために用いられる。
この引用文献に基づく切削インサートの１つの好ましい実施形態では、円弧の半径は内接円の半径よりも大きく、少なくともその２倍の大きさの範囲内にある。このような設定により、主切れ刃と正面切れ刃との間で可能な角度構成が、切削インサートの構造的な設計について比較的狭い範囲に限定される。しかも、この切削インサートは周回する切削エッジ面取りを有していないため、特に段部や肩部をフライス加工するときに、切削エッジの強度がしばしば十分に安定的ではなくなる。

欧州特許出願公開第１６８９５４８号明細書

そこで本発明の課題は、正面切れ刃と主切れ刃の間の角度構成の範囲が、切削インサートの構造的な設計のためにできる限り広くなっており、それと同時に切削エッジ強度が最善であり、高い送り速度で切削加工をするための切削インサートの適性が失われることがない、特に高い送り速度でフライス加工をするための切削インサートを提供することにある。

この課題は本発明によると、各々の切削エッジが切削コーナに後続して直線状の正面切れ刃を有しており、該正面切れ刃は最大で内接円の半径Ｒｉの８０％の半径をもつ円形区域をもって１つないし３つの直線区域からなる主切れ刃へと移行しており、主切れ刃の複数の直線区域の場合には、当該区域間の移行領域は内接円の半径Ｒｉの５０％から２００％の範囲内の半径をもって円形に作られており、さらに切削インサートは全周に延びる面取り角αをもつ切削エッジ面取りを有しており、該面取り角は、実質的に切削コーナに沿って−１０°から−２０°の範囲内のほぼ一定の値を有するとともに、切削コーナに続いてその両側で、切削コーナの半径Ｒｅの１〜１．８倍の範囲内にある、正面切れ刃ないし主切れ刃の部分区域に沿って、正面切れ刃および主切れ刃の残りの区間に沿って、ならびに円形区域に沿って、０°から−１０°の範囲内にあるほぼ一定の値へと連続的に変化することによって解決される。
円形区域が内接円の半径Ｒｉの最大８０％の半径を有することにより、主切れ刃と正面切れ刃との間の角度を、切削インサートの構造的な設計にあたって非常に広い範囲内で構成可能であり、それにより、切削加工のときの工具への力の導入や切屑形成そのものをより良く最適化することができる。所定の範囲内での切削エッジ面取りの特別な形状により、肩部や段部のフライス加工のような困難な切削加工作業のときでも、特に切削コーナの領域で最善の切削エッジ強度が実現され、高い送りでの切削加工の場合の欠点が生じることがない。

本発明の好ましい実施形態では、円形区域は最小で内接円の半径Ｒｉの５０％の半径を有している。円形区域の半径についてこのような下限が守られれば、切削加工中に通常発生するあらゆる負荷について、円形区域が十分な強度を有することが保証される。

別の好ましい実施形態では、面取り角αは実質的に切削コーナに沿って約−１５°の一定の値を有するとともに、正面切れ刃に沿った一定の領域で、円形区域に沿って、および主切れ刃に沿った一定の領域で、約０°の値を有している。このとき切れ刃エッジの面取りの幅は、０．１から０．４ｍｍの範囲内にあるのが好ましい。この条件のもとで、切削加工中に通常発生する負荷のときに、切れ刃エッジの最善の強度が保証される。

同じく好ましい本発明の実施形態では、正面切れ刃の長さは内接円の半径Ｒｉの少なくとも１５％である。このようにして、通常の大きい送りのときにもなお十分に平坦な表面が実現される。

個々の切れ刃エッジが対称的に構成されるように切削インサートが構成されていると、右回転の切削工具にも左回転の切削工具にもこの切削インサートを使用することができる。

さらに、側方の逃げ面と、上面との交差部および底面との交差部にいずれも切削エッジが構成されていると、切削インサートを２つの側で使用することができるので、切削インサートの形状に応じて全部で６つまたは８つの切削エッジを利用することができる。

さらに、複数の側方の逃げ面が切削エッジから間隔をおいて平坦な装着面を有していると有利である。これらの装着面により、付属の切削工具の本体に相応に設けられたチップ装着部での切削インサートの確実な位置決めが可能となる。

複数の逃げ面が正面切れ刃および主切れ刃エッジの直線区域に続いて平坦な面として施工されるとともに、円形区域に続いて円筒状の面として施工されると特に有利である。
このように切削エッジにすぐ続く別の平坦な面により、追加の複数の装着面が創出され、これらの装着面により、必要な場合には、工具本体のチップ装着部での切削インサートのいっそう改善された位置決めと装着とが可能となる。

切削加工中の最善の切屑形成を実現するために、上面および／または底面が切削エッジ面取りに後続して切屑を破断する幾何学的形状を有していると有利である。
次に、図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。

本発明による切削インサートを示す斜視図である。 図１の切削インサートを示す平面図である。 図２の断面Ｒ−Ｒを示す拡大した部分図である。 図２の断面Ｓ−Ｓを示す拡大した部分図である。 図２の断面Ｔ−Ｔを示す拡大した部分図である。 図１および図２に対応する、複数の切削インサートが組付けられたフライス加工工具である。

図１と図２には、正方形の基本形状をもつ本発明による切削インサートが斜視図および平面図としてそれぞれ示されている。この切削インサートは、上面１と、底面２と、上面２に対して逃げ角βで傾いている、凸面状に延びる複数の側方の逃げ面３とを有している。上面２と逃げ面３との交差部には、凸面状の複数の切削エッジ４が形成されている。各々の切削エッジ４は、切削コーナ５に続いて、直線状の正面切れ刃６を有している。そして正面切れ刃６は円形区域７をもって、直線区域９からなる主切れ刃８へと移行している。この円形区域７は、内接円１０の半径Ｒｉの７０％の半径を有している。内接円１０と呼ぶのは、理論上、４つすべての切削エッジ４に接しながら切削インサートの上面１に内接する円のことである。

主切れ刃は、本例ではただ１つの直線区域９で成り立っているが、円形の移行領域によって相互につながった、このような直線区域９を最大３つ備える態様も同様に考えられる。その場合、こうした円形の移行領域は、内接円１０の半径Ｒｉの５０％から２００％の範囲内の半径を備えるように作られる。切削インサートは切削エッジ４に隣接して、全周に延びる切削エッジ面取り１１を有している。この切削エッジ面取り１１が上面１の平面とともになす面取り角αは、実質的に切削コーナ５に沿って−１５°の角度を有している。この領域の面取り角αは図５において、図２の断面Ｔ−Ｔの一部として図示されている。この面取り角αは各々の切削コーナ５に続いてその両側で、正面切れ刃ないし主切れ刃の部分区域に沿って、正面切れ刃６および主切れ刃８の残りの区域に沿って、ならびに円形区域７に沿って、連続的に０°へと変化していく。この面取り角αは図４において、図２の断面Ｓ−Ｓに従って図示されている。

面取り角αが正面切れ刃６および主切れ刃８に沿って連続的に変化していく部分区域１２の長さは、切削コーナ５の半径Ｒｅの約１．５倍に相当している。この領域内部での特定の面取り角αが図３において、図２の断面Ｒ−Ｒに従って示されている。いずれの切削エッジ４においても、逃げ面３は正面切れ刃６および主切れ刃８に後続して平坦な面１３として作られており、逃げ面３は円形区域７に後続して円筒状の面１４として作られている。切削コーナ５に後続する逃げ面区域１６は、同じく円筒状の面として作られている。

ここで円筒状とは、当該面の半径が、逃げ面３の高さ全体に沿ったどの高さ位置でも、当該個所で常に等しい大きさであることを意味している。切削エッジ４から若干間隔をおいて、複数の側方の逃げ面には平坦な装着面１５が設けられている。これらの装着面は、それが挿入される切削加工工具のチップ装着部において、切削インサートを確実に位置決めする役目を果たす。切削インサートの上面１は切屑を破断する幾何学的形状を備えており、すなわち、切削エッジ面取り１１に後続して下方に向かって降下する複数の側面が設けられ、次いでこれらの側面が、切削インサートの中心穴１７まで続く平坦な中央の中心領域へと移行する形状となっている。このようにして、切削加工プロセス中にすぐれた切屑形成が実現される。

高い送り速度で正面フライス加工をするための適切な工具における、図１と図２に準ずる本体本発明に基づいて施工された５つの切削インサートの位置決めが、図６に示されている。

１：上面、２：底面、３：逃げ面、４：切削エッジ、５：切削コーナ、６：正面切れ刃、７：円形区域、８：主切れ刃、９：直線区域、１０：内接円、１１：切削エッジ面取り、１３：平坦な面、１４：円筒状の面、１５：平坦な装着面。

Claims (10)

1. 複数の側方の逃げ面（３）によって相互につながっている上面（１）と底面（２）とを備えるほぼ三角形または正方形の基本形状をもつ切削インサートであって、前記上面（１）および／または前記底面（２）が前記複数の逃げ面（３）と交差することによって平面図で見て３つないし４つの凸面状の切削エッジ（４）がそれぞれ構成されており、該切削エッジは少なくとも１つの円弧と少なくとも１つのほぼ直線状の区域とで成り立っており、コーナ半径Ｒｅをもつ切削コーナ（５）を介して相互につながっている、そのような切削インサートにおいて、
   各々の前記切削エッジ（４）は前記切削コーナ（５）に後続して直線状の正面切れ刃（６）を有しており、該正面切れ刃は、最大で内接円（１０）の半径Ｒｉの８０％の半径をもつ円形区域（７）によって、１つないし３つの直線区域（９）からなる主切れ刃（８）へと移行しており、前記主切れ刃（８）の複数の直線区域（９）の場合には、当該区域（９）間の移行領域は内接円（１０）の半径Ｒｉの５０％から２００％の範囲内の半径をもって円形に作られており、さらに前記切削インサートは全周に延びる面取り角αをもつ切削エッジ面取り（１１）を有しており、該面取り角は、実質的に前記切削コーナ（５）に沿って−１０°から−２０°の範囲内のほぼ一定の値を有するとともに、前記切削コーナ（５）に続いてその両側で、前記切削コーナ（５）の半径Ｒｅの１〜１．８倍の範囲内にある、正面切れ刃ないし主切れ刃の部分区域に沿って、前記正面切れ刃（６）および前記主切れ刃（８）の残りの区域に沿って、ならびに前記円形区域（７）に沿って、０°から−１０°の範囲内にあるほぼ一定の値へと連続的に変化することを特徴とする切削インサート。
2. 前記円形区域（７）は最小で内接円（１０）の半径Ｒｉの５０％の半径を有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。
3. 前記面取り角αは実質的に前記切削コーナ（５）に沿って約−１５°の一定の値を有するとともに、前記正面切れ刃（６）に沿った一定の領域で、前記円形区域（７）に沿って、および前記主切れ刃（８）に沿った一定の領域で約０°の値を有してい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. 前記切削エッジ面取り（１１）は０．１から０．４ｍｍの範囲内の幅ｂを有していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の切削インサート。
5. 前記正面切れ刃（６）の長さは内接円（１０）の半径Ｒｉの少なくとも１５％であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の切削インサート。
6. 個々の前記切削エッジ（４）は対称的に構成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の切削インサート。
7. 前記上面（１）および前記底面（２）と前記複数の側方の逃げ面（３）との交差部に複数の切削エッジ（４）が構成されていることを特徴とする、請求項６に記載の切削インサート。
8. 前記複数の側方の逃げ面（３）は前記複数の切削エッジ（４）から間隔をおいて複数の平坦な装着面（１５）を有していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の切削インサート。
9. 前記複数の逃げ面（３）は前記正面切れ刃（６）および前記主切れ刃（８）の前記直線区域（９）に後続して平坦な面（１３）として作られるとともに、前記円形区域（７）に続いて円筒状の面（１４）として作られていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の切削インサート。
10. 前記上面（１）および／または前記底面（２）は前記切削エッジ面取り（１１）に続いて切屑を破断する幾何学的形状を有していることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の切削インサート。

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