JP2016534887A - 割出し可能な非対称切削インサートおよび割出し可能な非対称切削インサート用の切削工具 - Google Patents

割出し可能な非対称切削インサートおよび割出し可能な非対称切削インサート用の切削工具 Download PDF

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Abstract

割出し可能な切削インサート(100)は、反対側の端部面(102)から中間面(P、図10)の方に延在する2つの切削突出部(110)を有する。各切削突出部(110)は後面(115)と、その反対方向を向く逃げ面(114)と、すくい面(112)とを有する。主切れ刃(116)がすくい面(112)と逃げ面(114)との交差部分に形成され、2つの主切れ刃端部(136)の間に延在する。切れ刃の投影(118)が、各主切れ刃(116)の主切れ刃端部(136)の縦方向の投影を接続する線によって形成される。両方の主切れ刃(116)の切れ刃の投影(118)は、それらの間に非零度の第1角度(アルファ)を形成する。切削突出部(110)のすくい面(112)は、切削インサート(100)の縦方向に反対側の端部面(102)に配置される。2つのクランプ用凹部(108)および2つの当接凹部(122)が、切削工具(150、図2)のインサートポケット(156、図2)の中に切削インサート(100)をクランプするための接触面としての役割を果たす。

Description

発明の分野
本発明は、割出し可能な切削インサートおよび割出し可能な非対称切削インサート用の切削工具に関し、詳細には2つの切削部分を備えた切削インサートおよび割出し可能な非対称切削インサート用の切削工具に関する。
発明の背景
ミーリングカッター、溝削りカッターおよびソーなどの切削工具は、それらの工具本体の周囲面に保持された複数の切削インサートを有する。切削インサートは複数の切れ刃を有し得、各インサートは、ある特定の切れ刃が摩耗または損傷した場合に別の切れ刃を使用するために割出し可能であり得る。割出し可能な切削インサートは2つの切れ刃を有し得、それらは互いに回転される。切削工具本体は、割出し可能な切削インサートを受け入れるのに適した各インサート保持部分を有し得る。上に記載したような切削インサートおよび切削工具は例えば独国第1602795号、米国特許第5020944号、米国特許第7553112号、米国特許出願公開第2012/269588号および国際公開第2011/159119号に示されている。
発明の概要
本出願の主題によれば、インサート横方向中間面に対して垂直に伸びる縦方向インサート軸を有する切削インサートが提供され、切削インサートは、
2つの端部面およびそれらの間に延在する周囲面であって、端部面が中間面の両側に配置され、反対方向を向き、縦方向インサート軸によって交差される、2つの端部面およびそれらの間に延在する周囲面と、
中間面の両側に延在する2つのインサート部分であって、各インサート部分が、
切削突出部であって、中間面の方向において端部面の一方から縦方向に延在し、且つ、後面と、その反対方向を向く逃げ面と、すくい面と、すくい面および逃げ面の交差部分に形成された主切れ刃であって2つの主切れ刃端部の間に延在する主切れ刃とを有する切削突出部、および、
切削突出部の後面に沿って形成されたクランプ用凹部、
を含む2つのインサート部分と
を含み、
インサート軸と平行な方向の各主切れ刃の主切れ刃端部の縦方向投影を接続する線が、切れ刃の投影を形成し、両方の主切れ刃の投影が、それらの間に非零度の第1角度を形成し、
切削突出部のすくい面が、切削インサートの両側の端部面に配置される。
本出願の主題の別の態様によれば、
外面を備え、外面に形成された少なくとも1つのインサートポケットを有する工具本体と、
少なくとも1つのインサートポケットに保持された、上に記載されたような少なくとも1つの切削インサートと
を含む切削工具が提供される。
本出願の主題のさらなる態様によれば、上に記載されたような切削工具が提供され、ここで、
切削インサートの周囲面が2つの当接凹部を有し、その各々がインサート軸と平行な方向において各クランプ用凹部から離れる方向に延在し、当接凹部がインサート軸から離れる方向を向き、
各インサートポケットが、
切削インサートの当接凹部のどちらか1つのインサート当接面と接触するポケット当接面と、
切削インサートのクランプ用凹部の第1凹部のインサートクランプ面と接触するポケットクランプ面と、
切削インサートのすくい面の1つと接触するポケット支持面と
を含み、
切削工具がさらに、部材クランプ面と、第1および第2部材固定面とを有するクランプ部材を含み、
切削インサートがインサートポケットに配置されるとき、クランプ部材は、部材クランプ面が切削インサートのクランプ用凹部の第2凹部のインサートクランプ面に押し付けられるように、インサートポケットに対して締め付けられる。
図面の簡単な説明
本発明をより深く理解するため、および本発明を実際にどのように実行できるかを示すため、次に添付図面を参照する。
本発明の実施形態による切削工具の正面斜視図である。 部分的に分解された図1の切削工具の図である。 図1の切削工具の背面斜視図である。 部分的に分解された図3の切削工具の図である。 図1の切削工具の一部の部分透視正面図である。 図1の切削工具の一部の部分透視背面図である。 図1の切削工具の一部の側面図である。 本発明の実施形態による切削インサートの側面斜視図である。 図8の切削インサートの別の側面斜視図である。 図8の切削インサートの側面図である。 図10の側面図の反対方向に面する、図8の切削インサートの別の側面図である。
説明を簡単および明確にするために、図面に示される要素は必ずしも一定の縮尺比で描かれていないことは認識されよう。例えば、一部の要素の寸法は、明確にするために他の要素に対して誇張されている場合があり、またはいくつかの物理的構成要素が1つの機能的ブロックまたは要素の中に含まれている場合がある。さらに、適切と考えられる場合、対応する要素または類似の要素を示すために、参照番号は図面を通して繰り返される場合がある。
発明の詳細な記載
以下の記載において、本発明の様々な態様が記載される。説明のため、特定の構成および詳細が、本発明の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、本発明は本明細書に示した特定の詳細なしに実行できることも当業者には明らかであろう。さらに、周知の特徴は、本発明を曖昧にしないように、省略または単純化される場合がある。
ここで図1〜7を参照する。図1〜7は本発明の実施形態による切削工具150の様々な見た目を示している。切削工具150は工具本体152を含み、工具本体152は前面153、後面154およびそれらの間に延在する外面155を有する。外面155には複数のインサートポケット156が形成されている。切削インサート100はインサートポケット156の各々に保持される。
さらに図8〜11を参照する。図8〜11は本発明の実施形態による切削インサート100の様々な見た目を示している。切削インサート100は、インサート横方向中間面Pに対して垂直に伸びる縦方向インサート軸Aを有する。中間面Pは、互いにおよび縦方向インサート軸Aに対して垂直である交差した横方向インサート軸B、Cよって決定される。切削インサート100は2つの端部面102と、それらの間に延在する周囲面104とを有する。端部面102は中間面Pの両側に配置され、反対方向を向き、縦方向インサート軸Aによって交差される。
切削インサート100は2つのインサート部分106を含み、各インサート部分106は中間面Pの両側に配置される。各インサート部分106において、切削突出部110が中間面Pの方向において端部面102の一方から縦方向に延在する。各切削突出部110は後面115、その反対方向を向く逃げ面114、およびすくい面112を有する。すくい面112は中間面Pから離れる方向および全体的に縦方向インサート軸Aの方向を向き、逃げ面114は縦方向インサート軸Aから離れる方向を向く。主切れ刃116はすくい面112と逃げ面114の交差部分に形成される。特定の実施形態では、本出願の図面に示されるように、各主切れ刃116は、2つの斜めの副切れ刃117を有し、それらはV字形の主切れ刃116を形成する。各すくい面112は2つの斜めの副面120をさらに有し得、それらはV字形すくい面112を形成する。各インサート部分106は、切削突出部110の後面115に沿って(すなわち切削突出部110の逃げ面114と反対の側に)形成されたクランプ用凹部108を含む。いくつかの実施形態ではクランプ用凹部108は中間面Pに隣接して配置され得る。
特に図9を参照すると、各主切れ刃116は2つの主切れ刃端部136の間に延在する。コーナー切れ刃131は主切れ刃端部136からコーナー切れ刃末端部132の方へ延在する。第2切れ刃134はコーナー切れ刃末端部132から各すくい面112に沿って、主切れ刃116に対して横方向に延在する。
各主切れ刃116の主切れ刃端部136は、インサート軸Aと平行な方向に投影され得、これらの投影を接続する線が切れ刃の投影118として図9に示される。両方の主切れ刃116の切れ刃の投影118は、非零度の第1角度αをそれらの間に形成する。従って切削突出部110の両方は互いに似ており、中間面Pの両側に配置され、互いに第1角度αで位置付けられる。いくつかの実施形態では第1角度αは30°〜150°の範囲内にあり得る。特定の実施形態では第1角度αは90°の角度であり得る。
さらに、各切削突出部110のすくい面112は、切削インサート100の両側の端部面102に(すなわち端部面102の異なる面に、および中間面Pの異なる側に)配置される。切削インサート100は細長い形状を有し、インサート軸Aと平行な1つの縦方向寸法と、縦方向寸法に対して横方向の(例えば切れ刃の投影118に沿って延在する)2つのより小さい寸法とを有することは認識されるであろう。
特に図8を参照すると、切削インサート100の周囲面104は2つの当接凹部122を有し、その各々は各クランプ用凹部108から反対側の端部面102の方へ縦方向に延在する。当接凹部122はインサート軸Aから離れる方向を向くように配置される。特に、当接凹部122の各々は、インサート軸Aから離れる異なる方向を向くように配置される。各当接凹部122は、以下で本明細書において詳述されるように、インサートポケット156の各面に当接するために少なくとも1つのインサート当接面124を有する。当接凹部122は2つのインサート当接面124を有し得、それらはそれらの間に当接角度βを形成する(図8に示される)。特定の実施形態において当接角度βは120°の角度であり得る。各当接凹部122は、当接凹部122が縦方向インサート軸Aに沿った縦方向において重なるように、中間面Pの両側に延在し得る。しかしながらクランプ用凹部108は縦方向インサート軸Aに沿って重ならなくてもよい。
図で見られるように、切削インサート100は、割出し可能であるが、中間面Pの周りで鏡面非対称であり、且つ、縦方向インサート軸Aの周りで、ならびに中間面Pを決定する2つの交差する横方向インサート軸B、Cの周りで回転非対称である。従って切削インサートはその軸A、BおよびCのいずれの周りにおいても360°(またはその倍数)の回転においてのみ対称性を有する。
インサートクランプ面130は、隣接する当接凹部122から隣接する後面115の方へ、各クランプ用凹部108内を斜めに延在する。切削インサート100の側面図において、例えば図6および10に示されるように、インサートクランプ面130の各々は、インサート軸Aとクランプ角度γを形成する。いくつかの実施形態ではクランプ角度γは鋭角であり得る。特定の実施形態ではクランプ角度γは60°〜80°の範囲内にあり得る。
図1〜7を再び参照すると、切削工具150の各インサートポケット156は、ポケット当接面158、ポケットクランプ面160およびポケット支持面162を有する。切削インサート100がインサートポケット156内に配置されるとき、ポケット当接面158は切削インサート100の当接凹部122の1つのインサート当接面124を受け止める。ポケットクランプ面160は切削インサート100のクランプ用凹部108の1つのインサートクランプ面130を受け止める。ポケット支持面162は切削インサート100のすくい面112の1つを受け止める。インサートポケット156はさらに第1および第2ポケット固定面170、171を含む。第1ポケット固定面170は切削工具本体152の外面155から離れる方向にポケット当接面158から延在する。第2ポケット固定面171は第1ポケット固定面170の反対側に配置され、それに面する。インサートポケットは、ポケット固定面170、171に隣接して配置され且つ切削工具本体152の外面155から離れる方向に延在する締結用穴174を有する。
切削工具150はさらに、切削インサート100をインサートポケット156に対して締結するためのクランプ部材164を含む。クランプ部材164は細長い形状を有し、その前端部の部材クランプ面166と、部材クランプ面166から後方に位置付けられた第1および第2部材固定面172、173とを有する。クランプ部材164はまた、それを通り抜け、部材固定面172、173に沿って延在し、およびそれらの間を通過する貫通穴176を有する。
切削インサート100がインサートポケット156内に配置されると、クランプ部材164は、部材クランプ面166がインサートクランプ面130に面し、および締結ねじ178がクランプ部材164とインサートポケット156との間にある状態で、配置される。締結ねじ178はクランプ部材164の貫通穴176およびインサートポケット156の締結穴174の中のねじ山を付けられる。締結ねじ178は、クランプ部材164の貫通穴176の開口を介して挿入されるキーによって作動することができる。
締結ねじ178が(例えば部分的に透視された図5および6に示されるように)締結されると、クランプ部材164はインサートポケット156に対して締め付けられ、その結果、クランプ部材固定面172、173は各ポケット固定面170、171と接触し、部材クランプ面166は切削インサート100のインサートクランプ面130の内の使用している方に押し付けられる。部材クランプ面166はそれによってクランプ力Fを使用インサートクランプ面130に適用し、切削インサート100のインサートポケット156への確実なクランピングを保証する。従って切削インサート100はクランプ用貫通穴がなく、クランプ部材164によって適用される外部クランピングのみによってインサートポケット156に取り付けられる。使用するインサートクランプ面130とインサート軸Aとの間のクランプ角度γのために、力Fはホルダ本体152に向けられる力成分を有し、それによって切削インサート100をホルダ本体152の方に押し付けられた状態に保持する。
締結ねじ178は2つの離間されたねじ部分180を有し得、これは貫通穴176および締結穴174に沿った各ねじ面とねじ係合するためである。締結ねじ178のねじ部分180の一方は左巻きねじ用であるが、他方のねじ部分180は右巻きねじ用である(すなわちクランプ部材164をインサートポケット156に取り付けるための反対ねじ方向)。別の実施形態では、締結ねじはねじ部分とねじ頭部とを有し得、ねじ部分は締結穴174の各ねじ部分と係合し、ねじ頭部は貫通穴176の各面に押し付けられるように構成される。ポケット固定面170、171はクランプ部材164が貫通穴176に対して横方向に移動することを防止するように構成されることが注目される。
切削工具150が使用できる構成のとき、すなわち、切削インサート100がインサートポケット156に取り付けられているとき(図1、3および5〜7)、切削突出部110の一方は使用中であり、他方の切削突出部110は非使用中である。切削突出部110のすくい面112は切削インサート100の異なる端部面102に位置付けられるので、使用中の切削突出部110の切れ刃によってワークピースから除去された金属の切屑は、非使用中の切削突出部110の切れ刃から可能な限り離れて形成される。それによって非使用中の切削突出部110の切れ刃と、除去された金属切屑との接触は回避される。そのような接触は非使用中の切削突出部110の切れ刃を損傷する恐れがある。
上で詳述したように、本発明による切削インサート100の端部面102および周囲面104は、複数の不規則な面、凹部、コーナー、交差部などを有する。従って、そのような切削インサート100の製造は、射出成形によって達成可能である。そのような切削インサート100をプレス成形によって製造することは、おそらくそれよりも難しくなる可能性があるためである。
逃げ面114の1つを向きながら切削インサート100を中間面Pに沿って見るとき(例えば図7および11)、コーナー切れ刃末端部132の間に延在する切れ刃幅Dは、縦方向インサート軸Aに対して垂直な切削インサート100の最大寸法である。従って切削インサート100は、非使用中の切削突出部110を妨害することなく、切れ刃幅D全体に沿って、溝削りなどの金属切削を実行し得る。
図1〜7に示される切削工具150は、回転中心軸Rを有する回転工具であり、切削工具本体152の外面155は回転工具の円周面である。回転工具において工具本体152は、回転軸Rに沿って延在する工具シャンク168と結合される。本発明は回転切削工具以外の他の種類の切削工具で同じ様に実行されることができ得ることが認識されるであろう。
本発明を1つまたは複数の特定の実施形態を参照して記載してきたが、本記載は全体として説明に役立つことを目的とし、示される実施形態に本発明を制限するように本記載を解釈すべきでない。本明細書に特に示さないが本発明の範囲内にある様々な修正を当業者は思い付く可能性があることが認識される。

Claims (20)

  1. インサート横方向中間面(P)に対して垂直に伸びる縦方向インサート軸(A)を有する切削インサート(100)であって、
    2つの端部面(102)およびそれらの間に延在する周囲面(104)であって、前記端部面(102)が前記中間面(P)の両側に配置され、反対方向を向き、前記縦方向インサート軸(A)によって交差される、2つの端部面(102)およびそれらの間に延在する周囲面(104)と、
    前記中間面(P)の両側に延在する2つのインサート部分(106)であって、各インサート部分(106)が、
    切削突出部(110)であって、前記中間面(P)の方向において前記端部面(102)の一方から縦方向に延在し、且つ、後面(115)と、その反対方向を向く逃げ面(114)と、すくい面(112)と、前記すくい面(112)および前記逃げ面(114)の交差部分に形成された主切れ刃(116)であって2つの主切れ刃端部(136)の間に延在する主切れ刃(116)とを有する切削突出部(110)、および
    前記切削突出部(110)の前記後面(115)に沿って形成されたクランプ用凹部(108)、
    を含む2つのインサート部分(106)と
    を含み、
    前記インサート軸(A)と平行な方向の各主切れ刃(116)の前記主切れ刃端部(136)の縦方向投影を接続する線が、切れ刃の投影(118)を形成し、両方の前記主切れ刃(116)の前記切れ刃の投影(118)が、それらの間に非零度の第1角度(α)を形成し、
    前記切削突出部(110)の前記すくい面(112)が、前記切削インサート(100)の両側の端部面(102)に配置される、
    切削インサート(100)。
  2. 前記第1角度(α)が30°〜150°の範囲内にある、請求項1に記載の切削インサート(100)。
  3. 前記第1角度(α)が90°の角度である、請求項2に記載の切削インサート(100)。
  4. 前記切削インサート(100)にクランプ用貫通穴がない、請求項1に記載の切削インサート(100)。
  5. コーナー切れ刃(131)が前記主切れ刃端部(136)の各々からコーナー切れ刃末端部(132)の方へ延在し、第2切れ刃(134)が前記コーナー切れ刃末端部(132)の各々から前記各すくい面(112)に沿って、前記主切れ刃(116)に対して横方向に延在する、請求項1に記載の切削インサート(100)。
  6. 各主切れ刃(116)が2つの副切れ刃(117)を有し、前記2つの副切れ刃(117)が、各々の他方に対してある角度に曲げられ、V字形の主切れ刃(116)を形成する、請求項1に記載の切削インサート(100)。
  7. 各すくい面(112)が2つの副面(120)を有し、前記2つの副面(120)が、各々の他方に対してある角度に曲げられ、V字形のすくい面(112)を形成する、請求項1に記載の切削インサート(100)。
  8. 前記周囲面(104)が2つの当接凹部(122)を有し、その各々が、各クランプ用凹部(108)から離れる方に縦方向に、反対側の端部面(102)に向かって延在し、前記当接凹部(122)が前記インサート軸(A)から離れる方を向く、請求項1に記載の切削インサート(100)。
  9. 前記当接凹部(122)の各々が、前記インサート軸(A)から離れる異なる方向を向く、請求項8に記載の切削インサート(100)。
  10. 各当接凹部(122)が少なくとも1つのインサート当接面(124)を有する、請求項9に記載の切削インサート(100)。
  11. 前記当接凹部(122)が2つのインサート当接面(124)を有し、前記2つのインサート当接面(124)がそれらの間に当接角度(β)を形成する、請求項8に記載の切削インサート(100)。
  12. 前記当接角度(β)が120°の角度である、請求項11に記載の切削インサート(100)。
  13. 前記2つの当接凹部(122)の各々は、前記2つの当接凹部(122)が前記縦方向インサート軸(A)に沿って重なるように前記中間面(P)の両側に延在する、請求項8に記載の切削インサート(100)。
  14. 前記インサート部分(106)の前記クランプ用凹部(108)が前記縦方向インサート軸(A)に沿って重ならない、請求項13に記載の切削インサート(100)。
  15. 各切削突出部(110)において、コーナー切れ刃(131)が前記主切れ刃(116)の両側でコーナー切れ刃末端部(132)に向かって延在し、
    前記逃げ面(114)の1つに面する前記中間面(P)に沿った見た目において、前記コーナー切れ刃末端部(132)の間に延在する切れ刃の幅(D)が、前記縦方向インサート軸(A)に対して垂直な方向における前記切削インサート(100)の最大寸法である、請求項1に記載の切削インサート(100)。
  16. 外面(155)および前記外面(155)に形成された少なくとも1つのインサートポケット(156)を有する工具本体(152)と、
    前記少なくとも1つのインサートポケット(156)に保持された、請求項1に記載の少なくとも1つの切削インサート(100)と
    を含む切削工具(150)。
  17. 前記切削インサート(100)の前記周囲面(104)が2つの当接凹部(122)を有し、その各々が各クランプ用凹部(108)から離れる方に縦方向に延在し、前記当接凹部(122)が前記インサート軸(A)から離れる方を向き、
    各インサートポケット(156)が、
    前記切削インサート(100)の前記当接凹部(122)のどちらか1つのインサート当接面(124)と接触するポケット当接面(158)と、
    前記切削インサート(100)の前記クランプ用凹部(108)の第1凹部のインサートクランプ面(130)と接触するポケットクランプ面(160)と、
    前記切削インサート(100)の前記すくい面(112)の1つと接触するポケット支持面(162)と
    を含み、
    前記切削工具(150)がさらに、部材クランプ面(166)と、第1および第2部材固定面(172、173)とを有するクランプ部材(164)を含み、
    前記切削インサート(100)が前記インサートポケット(156)に配置されるとき、前記クランプ部材(164)は、前記部材クランプ面(166)が前記切削インサート(100)の前記クランプ用凹部(108)の第2凹部の前記インサートクランプ面(130)に押し付けられるように、前記インサートポケット(156)に対して締め付けられる、
    請求項16に記載の切削工具(150)。
  18. 前記インサートポケット(156)がさらに第1および第2ポケット固定面(170、171)を含み、
    前記第1ポケット固定面(170)が、前記外面(155)から離れる方向に前記ポケット当接面(158)から延在し、
    前記第2ポケット固定面(171)が、前記第1ポケット固定面(170)の反対側に配置され、且つ、前記第1ポケット固定面(170)に面し、
    第1および第2ポケット固定面(170、171)が前記クランプ部材(164)の前記各々の第1および第2部材固定面(172、173)と接触する、
    請求項17に記載の切削工具(150)。
  19. 前記切削工具(150)が、回転軸(R)を回転工具であり、前記外面(155)が前記回転工具の円周面である、請求項18に記載の切削工具(150)。
  20. 前記インサートポケットが前記ポケット固定面(170、171)に隣接して配置された締結穴(174)を有し、前記クランプ部材(164)が貫通穴(176)を有し、締結ねじ(178)が前記貫通穴(176)および前記締結穴(174)の各ねじ面に対してねじ山を付けられる、請求項18に記載の切削工具(150)。
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