JP2014500157A - 形状構成された逃げ面を有する切削インサート - Google Patents

Abstract

本発明は、上部表面１及び下部表面２と、上部表面１及び下部表面２を共に結合する１又は複数の縁部表面３と、を具備する切削インサートであって、少なくとも１つの切削縁部４が、少なくとも１つの縁部表面３の少なくとも上部表面１への移行部に設けられており、切削縁部に隣接する上部表面が、すくい面の形式であり、切削縁部に隣接する縁部表面が逃げ面３の形式である切削インサートに関する。切り屑処理範囲が拡大され、且つ、巻き切り屑による切削インサート及び／又は工具及び／又は工作物への損傷の危険性が低減された切削インサートを提供するため、本発明によって少なくとも１つの凹部６が、逃げ面３において切削縁部４から離間して設けられる。

Description

本発明は、少なくとも１つの形状構成された逃げ面を備えた切削インサートであって、上部表面及び下部表面と、上部表面及び下部表面を共に結合する１又は複数の縁部表面と、を具備し、少なくとも１つの切削縁部が、少なくとも１つの縁部表面の、少なくとも上部表面への移行部に設けられており、切削縁部に隣接する上部表面は、すくい面の形式であり、切削縁部に隣接する縁部表面は、逃げ面の形式である切削インサートに関する。

こうした切削インサートは、例えば独国特許出願公開第４３３６０５５号明細書から公知である。その先行技術において、重要な検討事項は、特に、逃げ面又は第１逃げ面が切削縁部に沿った逃げ角を変化させる場合において、改良された切削動作を実現することにある。そのため、選択的に設けられた凹部又は逃げ面から突出する凸部があり、逃げ角を変化させる有効な効果を生じさせるため、逃げ面において切削縁部の比較的近傍へと延在する。詳細には、それぞれの凹部は、切削縁部へ０．２ｍｍまで延在し、好適には、凸部は、切削縁部へ０．１ｍｍまで延在する。凹部及び／又は凸部は、切削縁部に平行な方向において比較的短いため、複数の凹部及び凸部は、逃げ角の変化が関連して連続的に切削縁部に沿って生じるように、逃げ面の挿入された平面領域と交互に並ぶ。

実施形態におけるいくつかの部分的球形の凹部を除き、前述の公知文献における切削インサートの他の全ての実施形態は、切削縁部に対して垂直にそれらの最大寸法と共に延在する凹部及び／又は凸部を有する。

その点に関し、切削インサートの切削性能は、好適な案内及び振動の更なる低減によって円滑化される傾向があり、特に、目的は、逃げ面摩耗の低減と、チャタリングする傾向の低減と、切削部に対して垂直な力の低減を実現することにある。そのため、凹部又は凸部は、局所的に、連続して逃げ角が変化するように設けられる。

従って、上述した文献は、特定の切り屑形成、及び、逃げ面の、作用する切削縁部のすぐ後方の工作物との接触部に関し、特定の切り屑形成は、機械加工される材料及び切り込み深さに非常に大きく依存する。しかしながら、既に生じた切り屑の逃げ面の影響は考慮していない。

多くの適用例において、比較的長い巻き切り屑は、特に工作物材料の形状により形成される。こうした巻き切り屑が工作物表面の直近の逃げ面の領域に至った場合（特に、切削縁部の一部のみが工作物と係合する場合）、こうした切り屑は、逃げ面に対し、それに沿って摺動する傾向があり、その場合、可逆バイトとバイト座との間、或いは、作用する逃げ面と工作物表面との間の狭い間隙へと容易に移動する。例えば、両側可逆切削バイトの場合、切削縁部が、破損されかねない。（ここで、「作業する逃げ面」という語は、工作物と係合する切削縁部に隣接する逃げ面部を示すために用いられる）。

従って、本発明の目的は、巻き切り屑による前記切削インサート及び／又は工具及び／又は工作物への損傷の危険性が低減される切削インサートを提供することにある。

その目的は、少なくとも１つの凹部が、切削縁部から離間して逃げ面に設けられ、切削縁部に対して平行に画成された凹部の合計長さが、関連した切削縁部の長さの少なくとも６０％であり、特に少なくとも８０％であることによって実現される。

変化する逃げ角が最重要検討事項である形状構成された切削表面を備え、切削縁部に対して平行に画成されたような凹部又は凸部の範囲が従属的な役割しか果たさない公知の切削インサートとは異なり、本発明の最重要検討事項は、露出された逃げ面において影響する切り屑が、可能な限り多く凹部において係止され、従って、凹部は、極端に小さくなくてもよく、十分に深くてもよく、この場合において、逃げ面の平面領域は、概して直接切削縁部に隣接した部分に制限される。

特に、凹部は、切削縁部に対して平行に延在する溝の形式であってもよい。その場合において、切削縁部に対する凹部又は溝の間隔は、簡易的に切削インサートの「厚さ」として定義される、切削インサートの上部表面及び下部表面の間の最小間隔の、少なくとも１０分の１でなければならない。しかしながら、切削縁部に対する凹部の間隔が、可能な限り、切削インサートの厚さの４分の１より小さくなければならないことにも留意されたい。絶対数において、切削縁部からの凹部の間隔は、少なくとも０．３ｍｍから最大３ｍｍの範囲である。

本発明に係る凹部は、逃げ面から比較的鋭く設定し戻され（set back）なければならず、つまり、凹部の内部表面とすぐ隣接した逃げ面との間の角度は、６０°から９０°の大きさのオーダーでなければならない。逃げ面の隣接する平面部からの画成された凹部の深さは、最小で１ｍｍ、好適には、少なくとも１．５ｍｍでなければならない。

切削縁部に隣接する逃げ面が、凹部から十分に間隔を有するため、凹部は、切り屑の形成にいかなる直接的影響も有さない。むしろ、こうした凹部の効果は、円滑な逃げ面、或いは、勾配が緩く深さのより浅い凹部を有する逃げ面であって、逃げ面に移動してくる切り屑が逃げ面に沿って滑らず、その場合において逃げ面と工作物との間の間隙へと移動し得る逃げ面とは異なり、むしろこうした凹部において切り屑を「係止させ」、非常に急速に処理させ、次いでより容易に取り除くことができ、損傷の危険性を低減する。

好適には、切削インサートは、両側可逆バイトの形式であり、上部表面及び下部表面は略等しく、それらの各々の配置によって、すくい面又は工具座に静止する面としてのそれらの機能を相互に変化させる。

本発明の変形例において、上部表面及び下部表面それぞれに対して同様にそれぞれ同等の間隔を有して設けられた２つの溝がある。

切削縁部からの凹部又は溝の間隔は、従来技術から公知の凹部より多少大きい傾向にあり、前述されたように、最小で切削インサートの１０分の１の厚さであり、好適には、少なくとも０．３ｍｍであり、或いは、１ｍｍより大きく、例えば１．１ｍｍである。両側切削インサートの場合、逃げ面は、好適には対応して対称な構成でもあり、従って、複数の凹部を有し、その１つの凹部は、上部表面において切削縁部と関連し、他の凹部は、下部表面において切削縁部と関連しているが、或いは、上部切削縁部と下部切削縁部との間で連続した凹部は、上部切削縁部と下部切削縁部とに対して対称構成である。対応する凹部の対称な配置及び構成は、切削インサートの機能が、配置であって、切り屑の破損及び破壊にも関係する、切削インサートが工具の座部に固定された配置と、無関係となることを確実とする。凹部を除き、本発明による切削インサートの縁部表面は、略平面とされることができ、つまり、１又は複数の凹部の構成に加え、特に、逃げ角は、逃げ面が非対称に傾斜されない限り、切削縁部の長さに亘り略一定のままであるため、逃げ角は、切削縁部に沿って連続的に変化する。

本発明は、特に、本発明に係る凹部を備える少なくとも３つの、好適には少なくとも４つの略平面の縁部表面を有する例えば多角形の刃先交換式切削インサートにも適用され得る。同様に、本発明は、ラウンド切削インサートとの関係において適用されることができ、この場合において、凹部は、例えば完全にその周りで延在することができ、或いは、周縁方向におけるポーションワイズ（portion-wise）において延在する溝とされ得る。

本発明に係る好適な実施形態において、凹部又は対応する溝は、他の平面の逃げ面の全長に亘り逃げ面に隣接する隣接した縁部表面の角部の領域へと延在する。

しかしながら、こうした溝は、不連続とされることもでき、例えば、一方で角部を越えて隣接した縁部表面へと延在せず、他方でも切削縁部の下方の略中央においてリブによって不連続な、２つの溝形状の部分を具備することができ、その表面が逃げ面の残りの平面において配置されることに留意されたい。

更に、凹部、及び、特に溝は、平面図において多角形の切削インサートの角部領域を越えて延在するように設けられることもできる。凹部又は対応する溝は、刃先交換式切削インサートと関連して設けられることができ、逃げ面において切削縁部に対して平行に延在する。

当然のことながら、切削縁部に対する間隔は、切削縁部の力及び安定性に悪影響を与えないようにそれぞれ十分に大きくなければならない。それは、特に切削縁部に向かう凹部の壁が鋭く設定し戻されるときに必要となり、つまり、逃げ面の平面に対する、例えば６０°又はそれより大きな比較的大きな角度で延在する。

刃先交換式切削インサートが対応する溝又は他の凹部を備える複数の縁部表面を有する場合において、特に切り屑が、作用する切削縁部に対して隣接し又は配置されてもいる逃げ面に影響するときに巻き切り屑を処理する効果が実現される。

本発明の更なる利点、特徴及び可能な使用は、好適な実施形態の説明及び関連した図面から明らかとなる。

第１の実施形態による本発明に係る切削インサートの斜視図を示す。 関連する切削インサートの側面図を示す。 切削インサートの縁部表面における凹部の様々な変形例を示す。 切削インサートの縁部表面における凹部の様々な変形例を示す。 切削インサートの縁部表面における凹部の様々な変形例を示す。 切削インサートの縁部表面における凹部の様々な変形例を示す。 切削インサートの縁部表面における凹部の様々な変形例を示す。 切削インサートの縁部表面における凹部の様々な変形例を示す。

図１は、上部表面１と、下部表面２（図１に図示せず）と、略平面の縁部表面３と、を有する略四角形の切削インサート１０の斜視平面図を示す。それぞれの切削縁部４及び切削縁部５は、少なくとも１つの縁部表面と上側部１及び下側部２との間の移行部（transition）にそれぞれ設けられている。それらの切削縁部４、５に隣接しそれらの切削縁部４、５間で延在する逃げ面又は第１逃げ面（relief surface）３は、細いリブによって互いに分離された４つの溝形状の、対称に配置された凹部を有する。関連した切削縁部４又は切削縁部５からの凹部の内部間隔ｄは、最大で、概して切削縁部４、５間の間隔或いは下側部２からの上側部１の間隔によって定義される切削インサートの厚さＤの３分の１である。上側部１及び下側部２が形状構成される場合、つまり、凸部及び／又は凹部を有する場合、上部表面１と下部表面２との表面領域間の間隔は、厚さＤのスケールとしても使用され得る。

しかしながら、切削縁部４、５に対する溝形状の凹部６の間隔は、各々のいずれの場合においても厚さＤの４分の１より大きくもない。

切削縁部は、他の縁部表面３の上側部１及び下側部２への移行部に設けられることもでき、その場合も、当然のことながら、縁部表面は、図１に図示しないが同様の凹部６を有するべきである。

図２の側面図も、４つの、非対称に配置された溝のような凹部６を備えた逃げ面３を示す。

当然のことながら、溝のような凹部６は、中央リブによって分離されている必要はないが、それぞれの凹部６は、切削縁部４又は切削縁部５のそれぞれに対して平行な連続した溝の形式で延在し得る。相互に支持された関係の２つの凹部、つまり、切削縁部４と関連した凹部と、切削縁部５と好適には上部切削縁部及び下部切削縁部に対して対称構成の１つの連続した凹部又は溝６とを備える凹部と、の代わりに設けることも同様に可能である。

図３から図８において、凹部６の様々な構成及び配置が示され得る。図３で例示によって示された実施形態において、溝６は、縁部表面３の全長に亘り、切削縁部４及び切削縁部５のそれぞれに対して平行に、より詳細には、隣接した縁部表面３の角部の領域へと延在し、それを越えて延在してもよい。不可欠ではないが、凹部６は、切削縁部４又は切削縁部の中心に対して対称に配置されなければならない。関連するそれぞれの使用領域によって、凹部は、角部へと非対称に配置されることもでき、例えば図８において例示によって示されたように角部領域を越えて延在してもよい。当然のことながら、本発明に係る可逆切削バイトは、全ての実施形態において示されるように中央修復凹部を有することもできる。

切削インサートのそれぞれの最大表面は、上部表面１及び下部表面２とも呼ばれ、この場合において、比較のため、表面の全体寸法が、つまり、例えば修復凹部によって主張される領域なく、用いられる。従って縁部表面３は、上部表面１及び下部表面２を共に結合するより小さな表面である。

Claims (15)

1. 上部表面（１）及び下部表面（２）と、前記上部表面（１）及び前記下部表面（２）を共に結合する１又は複数の縁部表面（３）と、を具備する切削インサートであって、少なくとも１つの切削縁部（４）が、少なくとも１つの前記縁部表面（３）の、少なくとも前記上部表面（１）への移行部に設けられており、前記切削縁部（４）に隣接する前記上部表面（１）が、すくい面の形式であり、前記切削縁部（４）に隣接する前記縁部表面（３）が、逃げ面（３）の形式である切削インサートにおいて、
   少なくとも１つの凹部（６）が、前記逃げ面（３）において前記切削縁部（４）から離間して設けられていることを特徴とする切削インサート。
2. 前記切削縁部（４）に対して平行に画成された前記凹部（６）が、関連した前記切削縁部（４）の長さの少なくとも６０％、好適には少なくとも８０％に相当する長さに亘り延在す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. 前記凹部が、前記切削縁部（４）に対して平行に延在する溝（６）の形式であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１つに記載の切削インサート。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の切削縁部において、
   前記凹部が、前記切削インサートの前記上部表面及び前記下部表面間の最小間隔の少なくとも１０分の１に相当する間隔で、当該切削縁部（４）から離間したことを特徴とする切削縁部。
5. 前記凹部が、最大で、前記上部表面（１）及び前記下部表面（２）間の最大間隔の４分の１に相当する、前記切削縁部（４）に対する最小間隔を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の切削インサート。
6. 前記上部表面（１）及び前記下部表面（２）が、同等の構成の両側可逆バイトの形式であり、それぞれの配置によって、すくい面又は支持面として機能することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の切削インサート。
7. 前記凹部（６）が、隣接した上部の前記切削縁部（４）及び下部の切削縁部（５）に対して対称であ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. 前記凹部（６）の側部壁が、前記逃げ面の平面に対して６０°より大きな角度で傾けられたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の切削インサート。
9. 前記凹部が、隣接する前記逃げ面の平面に対して少なくとも１ｍｍ、好適には少なくとも１．５ｍｍの深さであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の切削インサート。
10. 複数の相互に分離された凹部が、逃げ面に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の切削インサート。
11. 前記凹部（６）を除いて、前記逃げ面が略平面であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の切削インサート。
12. 刃先交換式切削インサートとしての当該切削インサートが、互いに対して傾けられた少なくとも３つの、好適には、少なくとも４つの略平面の縁部表面を有し、該縁部表面の少なくとも２つが、１又は複数の前記凹部（６）を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の切削インサート。
13. １又は複数の前記凹部が、切削縁部に対して平行に画成され、逃げ面の全長に亘り延在することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の切削インサート。
14. 少なくとも１つの凹部が、隣接した逃げ面への角部の前記移行部の前で終わることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の切削インサート。
15. 前記凹部が、２つの相互に隣接する逃げ面間の前記角部の領域に亘り延在することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１つに記載の切削インサート。

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