JP2017535439A5 - スクエアショルダをフライス加工するための切削インサートおよび切削ツール - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のショルダをフライス加工するための切削インサートと、スクエアショルダをフライス加工するためのそのようなインサートが設けられた切削ツールと、そのようなフライス加工ツール用のツール本体とに関する。

そのような切削インサートは、スクエアショルダをフライス加工するためにフライス加工切削ツールのインサートポケット内に受け入れられたとき、少なくとも２つの割り出し位置間で割り出し可能である。本発明は、そのようなフライス加工切削ツールのいずれの直径範囲にも制限されるものではないが、２０〜４０ｍｍの直径が、金属部材内でスクエアショルダをフライス加工するために一般的であるが、直径は約１０ｍｍの小ささでよく、または１６０ｍｍの大きさでもよく、またはさらに大きくてもよい。そのようなフライス加工切削ツールは、通常、前記切削インサートが解放可能に固定される複数の前記ポケットを有する。

欧州特許第１ ５０９ ３５３ Ｂ１号は、導入部で定義されたタイプのスクエアショルダをフライス加工するための切削インサートを開示している。向かい合う主切れ刃が設けられた側面において湾曲され、そのために、湾曲した支持表面を有する他の知られているインサートと比べたこのインサートの利点は、２つのほぼ平坦な非共面の支持表面が、インサートポケット上のより大きい面を押さえつけることである。これは、インサートが、湾曲した設計のようにインサートの小さい部分でのみポケットの面またはさらには点を押さえつける場合よりも、インサートポケット内でより安定することを意味する。この文献に開示されたインサートの、径方向支持を形成する２つの支持表面は、それぞれの支持表面を通して提供される径方向支持を決定するときにその切れ刃上に作用する力を考えようとして、インサートの底面の法線と共に異なる角度を作り出す。この切削インサートは好ましい特徴を有するが、当然ながら、特に、フライス加工切削ツールのインサートポケット内の安定した支持およびインサートの長寿命の組み合わせに関して、このタイプのインサートの特性を改良する試みが現在も続いている。

支持表面の前記上側境界を、この境界からインサートの底面までの距離が、主切れ刃がこの主切れ刃に関連するワイパ刃に向かって延びる方向に増大するように傾斜させることにより、それに対応して支持線を傾斜させることが可能になり、この支持線に沿って、前記支持表面は、前記インサートポケットの部分によって受け入れられる支持の上側境界を有し、さらにその結果、それぞれの前記主切れ刃を、底面に対してより大きく傾斜させて設計することを可能にして、切削プロセスを改良し、それによって、主切れ刃によって作り出される「垂直」または「９０度」壁の品質を改良する。前記傾斜によって、インサートと切削ツールのインサートポケットの部分との間の支持線の前記距離を増大させることができることにより、支持表面を、作動していない主切れ刃下の関連するワイパ刃に最も近付けて径方向切削力を支持し、この支持は、支持線と前記ワイパ刃に最も遠いインサートの側面との間の距離と同じ、前記底面からの距離にある場合の支持線より良好なものであり、その結果、この切削インサートを使用してスクエアショルダフライス加工にかけられる被加工物内に作り出される垂直壁の品質が改良される。ツールの切削深さが増大して、インサート上に作用する力の増大を引き起こすとき、底面からの距離を増大させて前記支持線を有することが、特に有利である。

本発明の別の実施形態によれば、各々の前記主切れ刃は、前記底面に対して垂直に見て、凸状延長部を有することによってわずかな反りを有する。その結果、スクエアショルダを生み出すとき、ツール本体を軸方向に移動させて被加工物内のより深いところに配置された連続的平面内にフライス加工する場合、鋭敏な刃を用いずに前記スクエアショルダの壁表面を得ることを可能にする。

本発明の第１の実施形態による、スクエアショルダをフライス加工するためのツール、および切削インサートの斜視図である。 図１に示す切削インサートの上から斜めの拡大斜視図である。 図２に示す切削インサートの下から斜めの斜視図である。 線ＩＶ−ＩＶに沿った図２に示す切削インサートの断面図である。 線Ｖ−Ｖに沿った図２に示す切削インサートの断面図である。 図２に示すインサートのその主側面上の側面図である。 図２に示すインサートのその副側面上の側面図である。 図２に示すインサートの底面図である。 本発明の第２の実施形態によるインサートの斜視図である。 図９によるインサートがそのポケット内に固定された、本発明によるフライス加工切削ツールの図１に対応する図である。

本発明の実施形態による、スクエアショルダをフライス加工するためのフライス加工切削ツール１が、図１に示される。ツールは、ポケットに解放可能に固定される、本発明による切削インサート４を各々が受け入れるための２つの座部またはポケット３を有するツール本体２を有する。ツール本体は、円筒形の基本形状を有するエンドミルの形態であるが、ツール本体は、たとえばショルダフェースミルの形態の別の形状を有することができる。切削インサート４は、ポケットの構造を示すためにポケット３から取り外されている。ツール本体２は、中央回転軸Ｃがその間を延びる前端５および後端６を含み、ツールは、この中央回転軸の周りで回転方向Ｒに回転可能である。ポケット３は、前端と、ツール本体の前端５と後端６の間を延びる包絡面７との間の移行部内に形成される。

次に、本発明の第１の実施形態による、スクエアショルダをフライス加工するための切削インサート４が、図２〜８を同時に参照しながら説明される。切削インサートは、通常、耐摩耗コーティングを備える超硬合金から形成され得る。切削インサートは、上面１４と、底面１５と、これらの間を延び、向かい合う側面の２つの対、すなわち２つの向かい合う主側面１６、１７および２つの向かい合う副側面１８、１９によって形成された周囲側面とを備える。主側面には、それぞれの主側面と上面の交差部に２つの向かい合う主切れ刃２０、２１が設けられ、一方で副側面には、それぞれの副側面と上面の交差部において２つの向かい合うワイパ刃２２が設けられる。各々それぞれのワイパ刃２２は、コーナ刃を介して、それぞれの側面の一方の端部においてその関連する主切れ刃２０および２１に連結される。

Claims (21)

1. スクエアショルダをフライス加工するための切削インサートであって、
   上面（１４）と、底面（１５）と、それらの間を延び、向かい合う側面の２つの対（１６〜１９）を備える周囲側面とを備え、向かい合う側面の前記対の少なくとも第１のもの（１６、１７）には、前記それぞれの側面と前記上面の交差部に２つの向かい合う主切れ刃（２０、２１）が設けられ、向かい合う側面の前記対の第２のもの（１８、１９）には、前記それぞれの側面と前記上面の交差部に２つの向かい合うワイパ刃（２２）が設けられ、各々それぞれのワイパ刃（２２）は、前記それぞれの側面の一方の端部においてその関連する主切れ刃（２０、２１）に連結され、向かい合う側面の前記少なくとも第１の対の前記向かい合う側面（１６、１７）の各々は、ほぼ平坦な同一平面上にない２つの支持表面（２３〜２６）を備え、前記支持表面は、それぞれの前記主切れ刃が延びる方向に対して順次配置され、前記底面（１５）の法線（Ｎ）と異なる角度（α、β）をなす、切削インサートにおいて、
   各々の前記側面（１６、１７）の前記支持表面（２３〜２６）の限界を前記底面（１５）の最も遠くに形成する上側境界（２７）は、前記上側境界から前記底面までの距離が、前記主切れ刃（２０、２１）がこの関連する主切れ刃に連結された前記ワイパ刃（２２）に向かって延びる方向に増大するように、前記底面に対して傾斜していることを特徴とする、切削インサート。
2. 前記底面（１５）に対する前記上側境界（２７）の前記傾斜が、２°〜１０°、３°〜７°、または４°〜６°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。
3. 前記底面（１５）に対する前記上側境界（２７）の前記傾斜が、前記それぞれのワイパ刃（２２）に最も遠い各々の前記支持表面（２４、２５）の場合の方が、前記ワイパ刃により近い前記それぞれの支持表面（２３、２６）の場合より大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の切削インサート。
4. 主切れ刃（２０、２１）が設けられた前記側面の、前記それぞれの主切れ刃に関連する前記ワイパ刃（２２）に最も遠い各々の前記支持表面（２４、２５）が、前記ワイパ刃により近い前記それぞれの支持表面（２３、２６）と比べて、より大きい角度（β）を前記底面の法線となすことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の切削インサート。
5. 前記支持表面（２３〜２６）が、前記底面（１５）の法線（Ｎ）と＞８°または＞１０°の角度（α、β）をなすことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の切削インサート。
6. 主切れ刃（２０、２１）が設けられた前記側面の、前記それぞれの主切れ刃に関連する前記ワイパ刃（２２）に最も近い各々の前記支持表面（２３、２６）が、前記底面（１５）の法線（Ｎ）と＜１５°または＜１２°の角度（α）をなすことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の切削インサート。
7. 主切れ刃（２０、２１）が設けられた前記側面の、前記それぞれの主切れ刃に関連する前記ワイパ刃（２２）に最も遠い各々の前記支持表面（２４、２５）が、前記底面（１５）の法線（Ｎ）と≧１５°または１５°〜２３°または１７°〜２０°の角度（β）をなすことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の切削インサート。
8. すべての前記支持表面（２３〜２６）が、前記底面（１５）まで延びることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の切削インサート。
9. 主切れ刃（２０、２１）が設けられた前記側面の、前記それぞれの主切れ刃に関連する前記ワイパ刃（２２）に最も遠い各々の前記支持表面（２４、２５）が、前記それぞれの前記主切れ刃がその関連するワイパ刃から離れるように延びる方向に見て、前記インサートの長手方向の対称平面（Ｓ）に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の切削インサート。
10. 前記対称平面（Ｓ）に向かって傾斜した各々の前記支持表面（２４、２５）が、前記対称平面に対して１°〜４または１°〜２°の角度で傾斜していることを特徴とする、請求項９に記載の切削インサート。
11. 主切れ刃（２０、２１）が設けられた前記側面の、前記ワイパ刃（２２）に最も近い各々の前記支持表面（２３、２６）もまた、それぞれの前記主切れ刃がその関連するワイパ刃に向かって延びる方向に見て、前記対称平面（Ｓ）に向かって傾斜していることを特徴とする、請求項９に記載の切削インサート。
12. 向かい合う側面の前記対の１つ（１６、１７）だけに、２つの前記向かい合う主切れ刃（２０、２１）が設けられ、前記２つの側面（１６、１７）は、主側面を形成し、２つの他方の側面（１８、１９）は、副側面を形成し、各々の前記副側面は、少なくとも１つのほぼ平坦な支持表面（２８）を備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の切削インサート。
13. 各々の前記副側面（１８、１９）の前記支持表面（２８）が、ワイパ刃（２２）を有する前記副側面の端部（２９）からの方が、前記副側面の反対側の端部（３０）からよりも遠くなるように配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の切削インサート。
14. 各々の前記主切れ刃（２０、２１）が、前記底面（１５）に対して垂直に見て、凸状延長部を有することによってわずかな反りを有することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の切削インサート。
15. フライス加工切削ツールであって、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの切削インサート（４）と、ツール本体（２）であって、中央回転軸（Ｃ）がその間を延び、前記ツールが前記中央回転軸の周りで回転方向（Ｒ）に回転可能である、前端（５）および後端（６）と、前記前端と、前記ツール本体の前記前端と前記後端の間を延びるエンベロープ面（７）との間の移行部内に形成された少なくとも１つのインサートポケット（３）とを含むツール本体とを備え、前記インサートポケット（３）は、ベース（１０）に対してほぼ横である隣り合う側壁（８）および後壁（９）を備え、前記側壁（８）には、２つのほぼ平坦な非共面の径方向接触表面（１１、１２）が設けられ、前記径方向接触表面は、前記ベース（１０）の法線と異なる角度をなす、前方の径方向接触表面（１１）および後方の径方向接触表面（１２）の形態で前記回転軸（Ｃ）の方向に沿って順次配置され、前記ワイパ刃（２２）に最も遠い前記支持表面（２４、２５）、および前記ワイパ刃に最も近い支持表面（２３、２６）それぞれに対する支持を形成するように構成され、前記フライス加工切削ツールは、さらに、前記２つのインサート支持表面（２３〜２６）を前記ポケット（３）内の前記後方および前方の径方向接触表面（１１、１２）に押しつけながら、前記インサート（４）を前記ポケット（３）に固定するように構成された固定手段（３９、４０）を備えることを特徴とする、フライス加工切削ツール。
16. 前記前方の径方向接触表面（１１）および前記後方の径方向接触表面（１２）が、前記接触表面の限界を前記ベース（１０）の最も遠くに前記ベースから距離を離して形成する上側境界を有し、前記距離は、各々の前記インサート側面の前記支持表面（２３〜２６）の限界をその前記底面の最も遠くに形成する、対応する前記上側境界（２７）から前記底面（１５）までの距離より小さいことを特徴とする、請求項１５に記載の切削ツール。
17. 前記インサートポケット（３）の前記前方の径方向接触表面（１１）および前記後方の径方向接触表面（１２）が、前記ベース（１０）の法線と角度をなし、前記角度は、前記インサート底面（１５）の法線（Ｎ）と前記接触表面に押しつけられる前記インサート支持表面（２３〜２６）とがなす前記角度（α、β）より小さいことを特徴とする、請求項１５または１６に記載の切削ツール。
18. 前記インサートポケット（３）の前記後壁（９）が、請求項１２に記載のインサート（４）に対する軸方向支持を形成するように構成されたほぼ平坦な軸方向接触表面（１３）を備えることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の切削ツール。
19. 前記インサートポケット（３）が、前記インサートをねじ（４０）によって前記ポケット内に固定するための中央軸方向貫通穴（４１）を有する前記インサート（４）を受け入れるように構成され、前記ポケットの前記ベース（１０）は、前記インサートの前記貫通穴（４１）に対してわずかにずらして配置された、前記ねじを受け入れるためのねじ切りされた孔（３９）を有し、前記ねじ切り孔（３９）は、前記ねじが締められ、前記インサートの前記底面（１５）が前記ポケットの前記ベース（１０）に押しつけられたときに、前記ねじ（４０）が前記インサートの支持表面（２３〜２６、２８）を付勢して予張力下で前記ポケットの接触表面（１１〜１３）に寄り掛からせることを可能にすることを特徴とする、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の切削ツール。
20. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の切削インサート用のツール本体であって、中央回転軸（Ｃ）がその間を延び、前記ツール本体（２）が前記中央回転軸の周りで回転方向（Ｒ）に回転するように構成された、前端（５）および後端（６）と、前記前端と、前記前端と後端の間を延びるエンベロープ面（７）との間の移行部内に形成された少なくとも１つのインサートポケット（３）とを備え、前記インサートポケット（３）は、ベース（１０）に対してほぼ横断方向の隣り合う側壁（８）および後壁（９）を備え、前記側壁（８）には、ほぼ平坦な同一平面上にない２つの径方向接触表面（１１、１２）が設けられ、前記径方向接触表面は、前記ベース（１０）の法線と異なる角度をなす、前方の径方向接触表面（１１）および後方の径方向接触表面（１２）の形態で前記回転軸（Ｃ）の方向に沿って順次配置され、前記前方の径方向接触表面（１１）および後方の径方向接触表面（１２）は、これらの径方向接触表面の限界を前記ベース（１０）の最も遠くに形成する上側境界を有し、前記上側境界は、前記上側境界から前記ベース（１０）までの距離が、前記前方の径方向接触表面（１１）から前記後方の径方向接触表面（１２）への方向に増大するように、前記ベース（１０）に対して傾斜しており、前記ポケット（３）内に受け入れられる切削インサート（４）の支持表面（２３〜２６）各々に対する支持を形成し、前記ツール本体は、さらに、前記２つのインサート支持表面（２３〜２６）を前記ポケット（３）の前記後方および前方の径方向接触表面（１１、１２）に押しつけながら、前記切削インサート（４）を前記ポケット（３）内に固定するように構成された固定手段（３９、４０）を備えることを特徴とする、ツール本体。
21. 前記インサートポケット（３）の前記後壁（９）が、前記ポケット（３）内に受け入れられる前記インサート（４）に対する軸方向支持を形成するように構成されたほぼ平坦な軸方向接触表面（１３）を備えることを特徴とする、請求項２０に記載のツール本体。