JP2015520038A

JP2015520038A - ねじ切り切削工具およびそれ用の両面割出し可能ねじ切り切削インサート

Info

Publication number: JP2015520038A
Application number: JP2015517922A
Authority: JP
Inventors: ヘクト，ギル; チェン，ダニー
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2015-07-16
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: CA2877092C; RU2015101223A; EP2861366A1; US8714886B2; BR112014029889A2; KR20150023380A; JP6233981B2; EP2861366B1; US20130336733A1; KR101768300B1; RU2618970C2; WO2013190540A1; CN104364036A; CA2877092A1

Abstract

両面割出し可能ねじ切り切削インサート（１４）は、２つの反対側の端部表面（１６）と、それらの間に延在する共通周囲部（１８）とを含む。周囲部（１８）は、ちょうど５つの同一の周囲セクション（３４）と、ちょうど５つの同一の周囲セグメント（３２）とを含む。各周囲セグメント（３２）は、２つの隣接する周囲セクション（３４）の間に延在し、各周囲セクション（３４）は、２つのすくい面（３６）の間に配置された２つの隣接する当接部分（４０）を含む。各端部表面（１６）の平面図において、各当接部分（４０）は、５つの内側頂点（２６）と交互に存在する５つの外側頂点（２４）を含む５つの尖端を備えた仮想星形の一部に横たわる。切削インサート（１４）は、５つの切削部分（２８）を含み、各切削部分（２８）は、各外側頂点（２４）と関連付けられ、各切削部分（２８）は外側に延在し、各切削部分（２８）は２つの反対側の切削先端部（３０）を含む。

Description

発明の分野
[001]本出願の主題は、ねじ山作製、すなわちねじ切り切削工具に関する。

発明の背景
[002]本分野の切削工具は、例えば米国特許第５００４３７９号において知られ、開示されている。

発明の概要
[003]本出願の主題によれば、両面割出し可能ねじ切り切削インサートが提供される。切削インサートは、２つの反対側の端部表面と、それらの間に延在する共通周囲部とを含む。周囲部は、ちょうど５つの同一の周囲セクションと、ちょうど５つの同一の周囲セグメントとを含む。各周囲セグメントは、２つの隣接する周囲セクション間に延在し、各周囲セクションは、２つのすくい面の間に配置された２つの隣接する当接部分を含む。各端部表面の平面図において、各当接部分は、５つの内側頂点と交互に存在する５つの外側頂点を有する５つの尖端を備えた仮想星形の一部に横たわり、外側頂点は内側頂点の半径方向外側に配置され、各外側頂点は星形の先端点を形成し、周囲セグメントの１つの内側に配置されることができる。切削インサートはさらに５つの切削部分を含み、各切削部分は各周囲セグメントおよび外側頂点と関連付けられ、各切削部分は外側に延び、各切削部分は２つの反対側の切削先端部を有することができる。

[004]本出願の主題によれば、２つの側面の間に延在する上面および底面を含む工具本体がさらに提供される。工具本体は、工具本体の前端部に、一体型ワンピースポケットを含む。ポケットは、基面と、基面から延びる３つの離間された突出部と、各突出部にそれぞれ配置される第１、第２および第３の当接面とを含む。各当接面は基面を横切り、基面に対して垂直であることさえある。

第２および第３当接面は第１当接面の後方に配置され、工具本体の前端部から離れるにつれ後方に集束する。第１および第２当接面は第３当接面の下方に配置され、上面から離れるにつれ下方に集束する。

[005]本開示の主題によれば、工具本体と、ねじによって工具本体に固定される切削インサートとを含むねじ切り切削工具がさらに提供される。端部表面の１つは基面と当接し、隣接する周囲セクションの３つの隣接する当接部分はそれぞれ第１、第２および第３当接面と当接する。

[006]上で述べたことは概要であること、および上記の態様のいずれも、いずれかの他の態様と関連して記載される特徴、または本明細書中以下に記載される特徴のいずれかをさらに含むことができる、またはそれら特徴のいずれかによってさらに定義されることができることは理解される。例えば、以下の特徴は、本出願の主題の上記態様のいずれにも適用可能であり得る。

[007]切削先端部は、端部表面の最も内側の部分によって画定される平行な端面Ｐの間に配置される。

[008]切削インサートは、端部表面間の中間に配置される対称面ＳＰと、対称面ＳＰに対して垂直な対称軸Ｓとを有することができる。各端部表面の平面図において、切削インサートは、対称軸Ｓの周りに５回回転対称を有する。

[009]切削インサートは、端部表面間に延在するインサート貫通穴を含むことができる。このインサート穴はインサート穴軸Ｂを有することができ、インサート穴軸Ｂの周りで切削インサートは５回回転対称を有する。

[0010]各端部表面は、周囲部に隣接して配置されることができる端部当接面を含むことができる。

[0011]各端部表面の平面図において、各外側頂点は、外側頂点の各側にそれぞれ配置された２つの反対側の当接部分によって画定された第１の内角αを有することができる。

[0012]所与の外側頂点と関連付けられる２つおきの反対側の当接部分は外側に集束することができる。

[0013]第１の内角αは、３０°〜１２０°の範囲内に設定することができる。

[0014]各端部表面の平面図において、各切削部分は、切削部分の各側にそれぞれ配置された２つの反対側のすくい面によって画定される第２の内角βを有することができる。

[0015]所与の外側頂点と関連付けられる反対側のすくい面は内側に集束することができる。

[0016]第２の内角βは、３２°〜７２°の範囲内に設定することができる。

[0017]各端部表面の平面図において、２つおきの隣接する切削先端部は、各周囲セグメントの反対端部に配置される。

[0018]各当接部分は、すくい面と、隣接する当接部分との間に配置することができる。

[0019]２つおきの隣接する突出部は、ポケットの後端部および底端部にそれぞれ配置される凹部によって分離される。

[0020]第１当接面は、上方に、上面の方に向いている。

[0021]ポケットは、基面に開放する締付穴を含むことができ、締付穴は長手締付穴軸を有する。

[0022]当接面は平坦であることができる。

[0023]各当接面は仮想中心線Ｎを有することができ、仮想中心線Ｎは当接面と直交することができ、穴軸Ｃと交わらないように方向付けることができる。

図面の簡単な記載
[0024]本出願の主題をより深く理解するため、およびどのように本発明の主題を実際に実行できるかを示すため、次に添付図面を参照する。

組み立てられたねじ切り切削工具の等角図である。図１のねじ切り切削工具の等角分解図である。図１の切削工具の横平面図であり、４つの主要な方向：上方（Ｄｕ）、下方（Ｄｄ）、前方（Ｄｆ）、および後方（Ｄｒ）を示す。図１の切削工具の前面図である。切削インサートの等角図である。図５の切削インサートの平面図である。

[0025]適切と考えられる場合、参照番号は、対応する要素または類似の要素を示すために図面を通して繰り返されることがある。

本発明の詳細な説明
[0026]以下の記載において、本出願の主題の様々な態様が記載される。説明のため、特定の構成および細部が、本出願の主題の完全な理解を提供するのに十分詳しく記載される。しかしながら、本出願の主題は本明細書に提示した特定の構成および細部なしに実行できることもまた当業者に明らかである。さらに以下の記載において、用語、前方、後方、上方および下方、ならびにそれらのいずれかの同義語、または同様の方向性を示す用語は、図３に示される各方向Ｄｆ、Ｄｒ、Ｄｕ、Ｄｄを指す。

[0027]図１および２を参照する。ねじ切り切削工具１０は、工具本体１２と、ねじ１５によって工具本体１２に固定できる両面割出し可能ねじ切り切削インサート１４とを含む。

[0028]切削インサート１４は、２つの反対側の同一の端部表面１６と、それらの間に延びる共通周囲部１８とを含む。切削インサートは仮想対称面ＳＰを有し、それは端部表面１６間の中間に配置される。切削インサート１４は対称面ＳＰ（図４）の周りで鏡面対称である。切削インサート１４の最も薄い部分が２つの平行な端面Ｐを画定し、それらは対称面ＳＰとも平行である。換言すると、切削インサート１４の周囲部１８の平面図（図４）において、端部表面１６の最も内側の部分が端面Ｐを画定する。端面Ｐを画定するさらに別の方法は、対称面ＳＰに最も近い端部表面１６の部分が端面Ｐを画定する、または端面Ｐに横たわることである。

[0029]本例によれば、各端部表面１６は５つの端部当接表面２０を含む。各端部表面１６の平面図において、端部当接表面は周囲部１８に隣接して配置することができる。各端部当接表面２０は、各端部表面１６から外側に突き出ることができる。端部当接表面２０は、端面Ｐ（図４）に対して垂直な方向において切削インサート１４の最も外側の部分であり得る。切削インセットは、端面Ｐに対して垂直な対称軸Ｓを有する。各端部表面１６の平面図において、切削インサート１４は、対称軸Ｓの周りで５回回転対称を有する。切削インサート１４は、両方の端部表面１６に開口するインサート貫通穴２２を含むことができる。インサート穴２２は、対称軸Ｓと同軸であることができるインサート穴軸Ｂを有する。

[0030]図３および６に注目する。切削インサート１４は５個の切削部分２８を有し、そのそれぞれは２個の反対側の切削先端部３０を含むことができる。従って、切削インサート１４は１０個の切削先端部３０を有することができる。各切削部分２８は対称軸Ｓから外側へ延びる。全ての切削先端部３０は端面Ｐ（図４）の間に配置される。

[0031]周囲部１８は５個の周囲セグメント３２および５個の周囲セクション３４を有する。各周囲セクション３４は２個の隣接する周囲セグメント３２の間に延在する。各周囲セクション３４は、２個のすくい面３６、４個の切れ刃３８、および２個の当接部分４０（４０ａ、４０ｂ）を含むことができる。

[0032]各周囲セクション３４において、２個の当接部分４０は隣接し、同一であり、２個のすくい面３６の間に配置されることができる。端部表面１６の所与の平面図において、時計回りに先行する第１の当接部分４０ａは、時計回り方向において後方の（すなわち「追従する」）時計回りに追従する第２の当接部分４０ｂと比較して、時計回り方向において前方である（すなわち「先行する」）。各当接部分４０は、すくい面３６と、隣接する当接部分４０の間に配置することができる。

[0033]端部表面１６のそれぞれの平面図において、当接部分４０は、５つの内側頂点２６と交互に存在する５つの外側頂点２４を定める５つの尖端を備えた仮想星形（図６参照）の側壁の一部に横たわることができる。同じ図において、各外側頂点２４は、切削部分２８および周囲セグメント３２と関連付けられ、外側頂点２４は内側頂点２６の半径方向外側に配置され、各外側頂点２４は星の先端部を形成し、周囲セグメント３２の１つの内側に配置されることができる。各内側頂点２６は周囲セクション３４と関連付けられ、２つの隣接する当接部分４０によって画定される線の交差部に形成される外角を構成し、周囲セクション３４の真中近くに、切削インサート１４の外面に近接して配置される。同じ図において、各外側頂点２４は、外側頂点２４の各側にそれぞれ配置された２つの反対側の当接部分４０によって画定された第１の内角αを有する。換言すると、角度αは、それぞれ異なる周囲セクション３４に属する２つの隣接する当接部分４０ごとに画定されることができる。同じ図において、角度αを画定する当接部分４０は外側に、すなわち対称軸Ｓから離れる方に集束する。角度αは３０°〜１２０°の範囲内に設定することができる。本例によれば、第１内角αは７３°に設定することができる。同じ図において、各切削部分２８は、それぞれ切削部分２８の各側に配置される２つの反対側のすくい面３６によって画定される第２の内角βを有する。換言すると、角度βは、それぞれ異なる周囲セクション３４に属する２つの隣接するすくい面３６ごとに画定されることができる。同じ図において、角度βを画定するすくい面３６は、内側に、すなわち対称軸Ｓに向かって集束する。角度βは３２°〜７２°の範囲内に設定することができる。本例によれば、第２の内角βは５７°に設定することができる。各切れ刃３８は、各端部表面１６の一部と周囲セクション３４の一部との交合部、すなわち交差部に形成することができる。詳細には、各切れ刃３８は、各端部表面１６の一部と、すくい面３６の一部との交合部に形成することができる。各すくい面３６は２つの隣接する切れ刃３８の間に延在することができる。各切削先端部３０は、同一周囲セクション３４の２つの隣接する切れ刃３８間の結合部、交差部または交合部に形成することができる。切れ刃３８はそれらの間に鋭角を形成することができる（図４）。切れ刃３８は直線であることができる。

［0034］各周囲セグメント３２は、単一の切削部分２８上の２つの切削先端部３０間に延在することができる。本例によれば、各端部表面１６の平面図において、周囲セグメント３２は直線であることができる。稼動位置において、すなわち切削工具１０が工作物を機械加工するとき、周囲セグメント３２は工作物から解放されるように構成することができる。換言すると、各周囲セグメント３２は、切削先端部３０に隣接する、逃げ領域として機能できる部分を含むことができる。本例によれば、対称軸Ｓに対して垂直な図（図４）において、各周囲セグメント３２は、切削先端部３０において、対称軸Ｓから最も離れたその最も外側の部分において、湾曲した形状を有することができる。

[0035]工具本体１２は、上面４２および底面４４と、それらの間に延在する２つの側面４６とを有する。工具本体前端部４８に、工具本体１２は、ワンピース型一体ポケット５０を含む。換言すると、切削インサート１４をポケット５０内に締め付ける、すなわち固定するねじ１５のそばに、ポケット５０は可動部分を含まない。このワンピース型一体設計により、工具本体１２の製造費の削減が促される可能性がある。ポケット５０は基面５２と、第１、第２および第３の突出部５４、５５、５７とを含むことができる。基面５２は側面４６と平行であることができ、また、長手締付穴軸Ｃを有するねじ切りされた締付穴５６を含むことができる。突出部５４、５５、５７は基面５２から外側に延在する。隣接する突出部５４の各対は凹部５８によって離間され、凹部５８は組み立てられた位置において、切削インサート１４の切削部分２８を収容するように構成される。突出部５４、５５、５７のそれぞれは、それぞれの当接面、すなわち第１、第２および第３の当接面６０、６２、６４を有する。当接面６０、６２、６４は平坦であることができる。当接面６０、６２、６４は基面５２を横切り、またそれに対して垂直であることができる。各当接面６０、６２、６４は、締付穴軸Ｃと交わらない方向を向く。換言すると、各当接面６０、６２、６４は、仮想中心線Ｎ（図３参照）を有し、仮想中心線Ｎは当接面６０、６２、６４と直交し、締付穴軸Ｃと交差しないように方向付けられる。組み立てられた位置において、この当接面６０、６２、６４の向きの結果として、当接力を締付穴軸Ｃからそらすことができ、従って、ポケット５０内の切削インサート１４の回転に対抗して力を発生させることができる。

[0036]３つの当接面６０、６２、６４の２つ、すなわち第２および第３当接面６２、６４は第１当接面６０から後方に配置される。第２および第３当接面６２、６４は、工具本体の前端部４８から離れるにつれ、後方に（方向Ｄｒにおいて）集束する。３つの当接面の２つ、すなわち第１および第２当接面６０、６２は第３当接面６４から下方に、すなわちその下に配置される。第１および第２当接面６０、６２は、底面４４に向かって下方に（方向Ｄｄにおいて）集束する。第１当接面６０は工具本体前端部４８の最も近くに配置される。第１当接面６０は、上方に、上面４２の方に向くことができる。換言すると、第１当接面６０と直交する仮想中心線Ｎは、上方に方向付けることができる。切削作業の間、この第１当接面６０の方向性が、機械加工力に対抗する反応、または支持、力の最大化を助けることができる。またこれによりポケット５０内の切削インサート１４の回転は低減する、または防止される。

[0037]組み立てられた位置において、切削インサート１４は、ねじ１５によってポケット５０内に固定または締め付けることができ、ねじ１５はポケット５０内の締付穴５６にねじ込まれる。１つの端部表面１６の端部当接面２０は基面５２に当接する。隣接する周囲セクション３４の３つの当接部分４０は、それぞれポケット５０の３つの当接面６０、６２、６４と当接する。具体的には、２つの離間した周囲セクション３４ａおよび３４ｃに属する時計回りに先行する当接部分４０ａは、それぞれ当接面６０および６４と当接するが、介在する周囲セクション３４ｂに属する時計回りに追従する当接部分４０ｂは、介在する当接面６２と当接する。従って、３つの連続周囲セクション３４ａ、３４ｂ、３４ｃに属する２つの隣接する当接面４０ａ、４０ｂの１つだけが、所定の時にポケットと当接する。２つの切削部分２８は、インサートポケット５０の各凹部５８に配置される。本例によれば、締付穴軸Ｃはインサート穴軸Ｂと同軸でない。この偏心を使用することにより、ねじが切削インサート１４をポケットの当接面６０、６２、６４に押し付けるようになる。当接部分４０と当接面６０、６２、６４の間のこの３点当接により確実な固定ならびに繰返し性が提供され、確実な固定により、機械加工の間、切削インサート１４がポケット５０内で移動または回転することが防止される。

[0038]上の記載は、必要に応じて、特許請求される主題を実施可能とするための例示的実施形態および細部を含み、例示されない実施形態および細部を、本出願の特許請求の範囲から排除しない。

Claims

両面割出し可能ねじ切り切削インサート（１４）であって、
２つの反対側の端部表面（１６）、およびそれらの間に延在する共通周囲部（１８）であって、前記周囲部（１８）が、ちょうど５つの同一の周囲セクション（３４）、およびちょうど５つの同一の周囲セグメント（３２）を含み、
各周囲セグメント（３２）が、２つの隣接する周囲セクション（３４）の間に延在し、
各周囲セクション（３４）が、２つのすくい面（３６）の間に配置された２つの隣接する当接部分（４０）を含み、
各端部表面（１６）の平面図において、各当接部分（４０）が、５つの内側頂点（２６）と交互に存在する５つの外側頂点（２４）を有する５つの尖端を備えた仮想星形の一部に横たわり、前記外側頂点（２４）が前記内側頂点（２６）の半径方向外側にあり、各外側頂点（２４）が前記星形の先端点を形成している、２つの反対側の端部表面（１６）および共通周囲部（１８）と、
５つの切削部分（２８）であって、各切削部分（２８）が各周囲セグメント（３２）および外側頂点（２４）と関連付けられ、各切削部分（２８）が外側に延在し、各切削部分（２８）が２つの反対側の切削先端部（３０）を有する５つの切削部分（２８）と
を含む、両面割出し可能ねじ切り切削インサート（１４）。
前記切削先端部（３０）が、前記端部表面（１６）の最も内側の部分によって画定される平行な端面（Ｐ）の間に配置される、請求項１に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
前記切削インサート（１４）が、前記端部表面（１６）間の中間に配置される対称面（ＳＰ）と、前記対称面（ＳＰ）に対して垂直な対称軸（Ｓ）とを有し、各端部表面（１６）の平面図において、前記切削インサート（１４）が、前記対称軸（Ｓ）の周りで５回回転対称を有する、請求項１または２に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
前記切削インサート（１４）が前記対称面（ＳＰ）の周りで鏡面対称である、請求項３に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
前記切削インサート（１４）が、前記端部表面（１６）の間に延在するインサート貫通穴（２２）を含み、前記インサート穴（２２）がインサート穴軸（Ｂ）を有し、前記インサート穴軸（Ｂ）の周りで前記切削インサート（１４）が５回回転対称を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
各端部表面（１６）が、前記周囲部（１８）に隣接して配置された端部当接面（２０）を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
各端部表面（１６）の平面図において、各外側頂点（２４）が、前記外側頂点（２４）の各側にそれぞれ配置された２つの反対側の当接部分（４０）によって画定された第１の内角（α）を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
前記外側頂点（２４）に関連付けられる前記２つの反対側の当接部分（４０）が外側に集束する、請求項７に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
前記第１の内角（α）が３０°〜１２０°の範囲内にある、請求項７に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
各端部表面（１６）の平面図において、各切削部分（２８）が、前記切削部分（２８）の各側にそれぞれ配置された２つの反対側のすくい面（３６）によって画定される第２の内角（β）を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
前記外側頂点（２４）と関連付けられる前記反対側のすくい面（３６）が内側に集束する、請求項１０に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
前記第２の内角（β）が３２°〜７２°の範囲内にある、請求項１０に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
各端部表面（１６）の平面図において、前記２つの反対側の切削先端部（３０）は、それらが属する前記切削部分（２８）と関連付けられる前記周囲セグメント（３２）の反対端部に配置される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
各当接部分（４０）が、すくい面（３６）と、隣接する当接部分（４０）との間に配置される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のねじ切り切削インサート（１４）。
２つの側面（４６）の間に延在する上面および底面（４２、４４）と、工具本体の前端部（４８）の一体型ワンピースポケット（５０）とを含む工具本体（１２）であって、前記ポケット（５０）が、
基面（５２）と、
前記基面（５２）から延在する３つの離間された突出部（５４、５５、５７）と、
各突出部（５４、５５、５７）にそれぞれ配置され、それぞれが前記基面（５２）を横切る第１、第２および第３の当接面（６０、６２、６４）と
を含み、
前記第２および第３当接面（６２、６４）が前記第１当接面（６０）の後方に配置され、前記工具本体前端部（４８）から離れるにつれて後方に集束し、
前記第１および第２当接面（６０、６２）が前記第３当接面（６４）の下方に配置され、前記上面（４２）から離れるにつれて下方に集束する、工具本体（１２）。
２つおきの隣接する突出部（５４）が、前記ポケット（５０）の後端部および底端部にそれぞれ配置された凹部（５８）によって分離される、請求項１５に記載の工具本体（１２）。
前記第１当接面（６０）が、上方に、前記上面（４２）の方に向いている、請求項１５または１６に記載の工具本体（１２）。
前記ポケット（５０）が、前記基面（５２）に開口する締付穴（５６）を含み、前記締付穴が長手締付穴軸（Ｃ）を有する、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の工具本体（１２）。
前記当接面（６０、６２、６４）が平坦である、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の工具本体（１２）。
各当接面（６０、６２、６４）が仮想中心線（Ｎ）を有し、前記仮想中心線（Ｎ）は各当接面（６０、６２、６４）と直交し、前記締付穴軸（Ｃ）と交わらないように方向付けられる、請求項１８に記載の工具本体（１２）。
請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の工具本体（１２）と、ねじ（１５）によって前記工具本体（１２）に固定される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の切削インサート（１４）とを含むねじ切り切削工具（１０）であって、
前記端部表面（１６）の１つが前記基面（５２）と当接し、
隣接する周囲セクション（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ）の３つの隣接する当接部分（４０）が、それぞれ前記第１、第２および第３当接面（６０、６２、６４）と当接する、ねじ切り切削工具（１０）。
前記工具本体（１２）に固定された前記切削インサート（１４）の側面図において、各周囲セクション（３４）の前記２つの隣接する当接部分（４０）が、時計回りに先行する第１当接部分（４０ａ）と、時計回りに追従する第２当接部分（４０ｂ）とを含み、
各周囲セクション（３４）の前記時計回りに先行する第１当接部分（４０ａ）および前記時計回りに追従する第２当接部分（４０ｂ）の１つだけが、当接面（６０、６２、６４）と当接する、
請求項２１に記載のねじ切り切削工具（１０）。
２つの離間された周囲セクション（３４ａ、３４ｃ）に属する前記時計回りに先行する当接部分（４０ａ）が、それぞれ前記第１および第３当接面（６０、６４）と当接し、介在する周囲セクション（３４ｂ）に属する前記時計回りに追従する当接部分（４０ｂ）が、第２当接面（６２）と当接する、請求項２２に記載のねじ切り切削工具（１０）。