JP2020517481A - ワークピースを機械加工するための切削インサートおよび工具 - Google Patents

Abstract

本発明は、ワークピースを機械加工するための工具（100）用の切削インサート（10）に関する。切削インサート（10）は、実質的に菱形の形態である4枚刃の切削インサートである。切削インサート（10）は、対向して配置された2つの同一の基部側面（14a、14b）と、2つの基部側面（14a、14b）の間に延在する4つの同一の主面（16a〜16d）を有する。4つの主面（16a〜16d）のそれぞれは、直線状の主刃先（12a〜12d）と、それを横切るように配置された直線状の副刃先（26a〜26d）とを含む。各主面（16a〜16d）の主刃先（12a〜12d）および副刃先（26a〜26d）は、いずれの場合も、主面（16a〜16d）上に設けられた接触面（28a〜28d）に平行に整列された共通の切断面に延在する。【選択図】 図1

Description

本発明は、ワークピースを機械加工するための工具用の切削インサート、特に接線切削インサートに関する。さらに、本発明は、本発明による切削インサートが解放可能に固定される少なくとも1つの切削インサート容器を備える工具ホルダを有する、ワークピースを機械加工するための、特に接線フライス加工用の工具に関する。

本発明による切削インサートは、（i）2つの実質的に同一の部品、すなわち第1部品および第2部品と、（ii）ボア軸に沿って両方の部品を貫通する貫通穴と、（iii）2つの実質的に同一の反対側に配置された基部側面、すなわち、第1部分の一部であり、ボア軸に直交する平坦な第1支持面を含む第1基部側面、および第2部分の一部であり、ボア軸に直交する平坦な第2支持面を含む第2基部側面と、（iv）2つの基部側面の間に延在し、第1支持面および第2支持面に直交する接触平面をそれぞれが有する実質的に同一の4つの主面と、（v）4つの直線状の主刃先であって、4つの主刃先の1つは4つの主面のそれぞれに配置され、2つの部分は、それぞれ4つの主刃先のうちの2つを含み、第1部分のうちの2つの主刃先は互いに平行であり、第2部分の2つの主刃先は、互いに平行、かつ第1部分の主刃先に対して鋭角である、主刃先と、（vi）4つの直線状の副刃先であって、4つの副刃先の1つは4つの主面のそれぞれに配置され、2つの部分は、それぞれ4つの副刃先のうちの2つを含み、副刃先は、主刃先に対して横方向に延在する、副刃先と、を備えている。2つの部分は、ボア軸に直交し、第1支持面および第2支持面から同じ距離に延在する中心面に沿ってそれぞれ互いに接続され、第1部分は、中心面にある回転軸の周りに180°回転し、その後にボア軸回りに鋭角に回転した結果として、第2部分に投影され得る。4つの主刃先はそれぞれ、第1端部において、半径および／または面取りを有する第1コーナーエッジを介して、それぞれの同じ主面に配置された4つの副刃先の1つに接続される。

一般的な切削インサートは、特許文献１にすでに開示されている。

一般に刃先交換式インサートまたは特に接線切削インサートとも呼ばれる本タイプの切削インサートは、金属加工の用途、特にフライス加工および旋削用途で大部分に使用される。本切削インサートは、主に接線フライス加工に使用される。そのような切削インサートが使用されるフライス工具は、典型的には、少なくとも1つの切削インサート、しかしほとんどが複数の切削インサートが周囲に解放可能に固定される回転対称工具ホルダを含む。

フライス加工中のワークピースからの材料の除去は、切削インサートに形成された高精度のカッタすなわち刃先によって保証される。加工中に生じる非常に高い切削抵抗に耐え、可能な限り高いレベルの精度を確保するべく、摩耗を可能な限り低く抑えるために、切削インサートの大部分は超硬合金で製造されている。それにもかかわらず、刃先は、高レベルの材料応力の結果として、時間の経過とともに摩耗する。特に、高レベルの精度を前提とするフライス加工の場合、一定時間後に切削インサートを交換する必要がある。

刃が磨耗するたびに比較的高価な切削インサートを完全に交換する必要を防ぐために、互いに対称に配置された複数の刃を含む多面切削インサートが開発されてきた。互いに対称に配置された4つの同一の主刃先を備えたこのような刃先交換式インサートは、例えば、特許文献２に開示されている。

特許文献２に示されている刃先交換式インサートは、それぞれ3つの主軸に関して約180°の回転対称で実現されている。使用する主刃先が摩耗するとすぐに、刃先交換式インサートを180°回転および／または逆転させ、新しい位置で工具ホルダに固定できる。4つの主刃先の1つが摩耗すると、刃先交換式インサートを完全に交換する必要はなく、ホルダで回転または逆転するだけで、未使用の未摩耗の主刃先で加工を続行できる。

各主刃先が同一の切削形状を備えている刃先交換式インサートの対称特性のため、刃先交換式インサートの回転または逆転の結果として切削特性は変化しない。言い換えれば、すべての刃先が摩耗し、刃先交換式インサートを廃棄するまで、同じ刃先交換式インサートを4回使用できる。これは、特許文献１に開示されている刃先交換式インサートの場合にも当てはまる。しかしながら、ここでの4つの主刃先は、特許文献２によるように、刃先交換式インサートの2つの側面ではなく4つの側面に分配され、各主面に1つの主刃先が設けられる。

特許文献３および特許文献４は、実質的に正方形のベース領域を備えた回転可能且つ逆転可能な8枚刃の切削インサートを開示している。

単純な回転不可能な切削インサートまたは切削プレートとは対照的に、このような刃先交換式インサートはかなり高いレベルの適応性を提供し、数回使用できることにより、加工精度を損なうことなくかなり長く使用することができる。このような4枚刃の刃先交換式インサートは、従来の1枚刃（非旋削）切削インサートよりも明らかに生産が複雑であるが、より便利であるだけでなく、全体的に見ると、消費者にとってよりコスト効率が高いことがわかる。

しかしながら、そのような刃先交換式インサートの製造業者の観点からは、いくつかの同一の刃先を備えたそのような刃先交換式インサートの対称特性を実現するだけでなく、同時に各々の前記刃先が同一の処理特性を備え、結果として同一の方法で使用できることを確保する上で、構造的な問題がある。この場合の最大の問題は、多くの場合、切削インサートまたは工具ホルダの他の構成要素との衝突の可能性を回避し、工具ホルダの工具容器に切削インサートのしっかりしたシートを確保して、最適な力の導入を確保することである。

特に、それぞれの時点で使用されていない刃先または切削インサートの残りの部品が、ワークピースに望ましくない方法で衝突しないように注意する必要がある。したがって、ワークピースの機械加工に使用されない切削インサートの場所は、ワークピースと衝突してはならない。つまり、それぞれの時点で使用されていない刃先が束縛を受けずに延在するように注意する必要がある。このような前提条件は、複数の交互に使用可能な刃先を備えた刃先交換式インサートの場合、刃先が1つしかない従来の切削インサートの場合よりも実現が難しいことは明らかである。

上記の対称性、残りの刃先のフリーランニング、および切削インサートとワークピースとの間の望ましくない衝突の回避は、特許文献２に開示されている刃先交換式インサートの場合、刃先交換式インサートの主軸の周りに互いに対して所定の角度だけ回転する2つの部品を含む刃先交換式インサートの結果として達成される。この場合、主刃先はそれぞれ、互いに関して所定の角度だけ回転する。このようにして、必要な対称性とフリーランニング特性とを技術的に持続する方法で保証できる。この場合も、このような刃先交換式インサートがそれ自体で回転する場合、比較的多数の複雑に形成された表面が作成される。技術的に非常に要求の厳しい比較的複雑な切り屑表面は、特にこのような回転によって主インサート表面に作成される。このような要求の厳しい生産は、たとえ技術的に実現可能であっても、非常に高い生産コストと関連している。これにより、最終的には、最終消費者にとって単価の高い刃先交換式インサートとなる。

独国特許発明第１０２０１２１０８７５２号明細書 欧州特許第１５７２４０７号明細書 独国特許出願公開第１０２００７０２２５３６号明細書 特開２００８−２２９７４４号公報

本発明の根底にある目的は、先行技術において開示された上記の刃先交換式インサートの代替物を提供する、冒頭に挙げられたタイプの切削インサートを提供することである。

本発明によれば、上記の目的は、冒頭に挙げたタイプの切削インサートによって達成され、4つの主刃先のそれぞれは、それぞれの同じ主面に配置された共通の切断面にある副刃先とともに配置されるそれぞれの同じ主面に配置された接触面に平行に整列する。

特許文献１に開示されている切削インサートと同様に、本発明による切削インサートは、中心面に沿って一体に接続された2つの実質的に同一の部品も備えている。

この場合、中心面は、単に切削インサートの幾何学的な説明のために使用される。ただし、この場合、中心面は、物理的に存在しない想像上の仮想的な補助平面である。この場合、部品は「実質的に同一」として説明されている。「実質的に」の追加は、切削インサートの2つの部分の全体的な形状が確かに同一であるために単に使用されるが、機械加工に直接影響を及ぼさない細部は正確な同一性から逸脱する場合がある。2つの部分は、技術的な貢献のないマーキングまたは記入によってのみ、できれば相互に逸脱することが好ましい。たとえば、切削インサートの個々の主面に異なる番号を付けて、連続して番号を付けることができる。

特許文献１に開示されている切削インサートと同様に、本発明による切削インサートも、ボア軸に対して180°回転対称である。

しかしながら、特許文献１に開示されている切削インサートとの本質的な違いは、切削インサートの4つの同一の主面のそれぞれに、同じ主面に配置された副刃先を有する主刃先が、いずれの場合も同じ主面に配置された接触面に平行に延在する共通の切断面に配置されることである。上記の中心面と同様に、前記切断面は、純粋に想像上の面であり、本事例では純粋に説明の目的で参照されることは明らかである。

本発明によれば、主刃先および副刃先がそれぞれの接触面に平行な共通平面に配置される指定された方法は、第一に、切削インサートが把持されている工具ホルダを基準にして、主刃先と副刃先の単純で再現性の高いタイプの位置合わせを可能にするそれぞれの接触面に対する個々の刃先の非常に正確なタイプの位置合わせを創出する。第二に、指定されたタイプの位置合わせは、主刃先および副刃先とそれぞれ関連する接触面によって定義されるチップ溝のタイプを創出する。結果として、接触面は、切削インサートと工具ホルダとの間の接点の一部としてだけでなく、同時に機械加工中にチップが形成されるチップ溝の一部としても機能する。

したがって、本発明による切削インサートは、副刃先の領域において、特許文献１に開示されている切削インサートとは対照的に、ある種の閉じたチップ溝を含む。これにより、チップ形成が改善される。これにより、除去されたチップはより好適に巻き上がることができ、その結果、チップの破損が後押しされ、より短いチップが生成される。このことは、処理されるワークピースの表面品質にプラスの効果をもたらす。また一方で同時に、刃先の負荷も軽減し、その結果、より長い耐用年数が可能になる。これにより、切削インサートの経済性が向上する。

本発明による切削インサートの改善されたチップ形成特性は、本発明による切削インサートが正面フライス加工に使用される場合（ただしそれだけではない）に特に効果を発揮する。正面フライス加工によってワークピースを加工する場合、通常、製造される形状の基部は、切削インサートの副刃先の1つで加工される。

この場合に使用される用語を参照すると、「直線」エッジは、この場合、直線状、つまり非湾曲エッジとして理解されるべきである点に注意する必要がある。「平」面とは、平らで湾曲していない表面と理解されるべきである。「横」とは、2つの軸、エッジ、または平面が0°に等しくない角度を囲む非平行な配列として理解されるべきである。したがって、「横断」は、必ずしも必要ではないが、垂直または直交を意味する場合がある。「エッジ」は、この場合、互いに横方向に整列し、角度を付けることができるがそうである必要がない2つの平面間の移行として理解されるべきである。エッジを丸くすることもできる。「180°回転対称」とは、定義された軸を中心に180°回転して、それ自体に投影される物体として理解される。

本発明の好ましい改良によれば、4つの主刃先のそれぞれは、第2端において、それぞれの場合に、直接的に、または半径および／または面取りを含む第2コーナーエッジを介して、4つのサイドエッジの各々が、同じ主面の主刃先と副刃先とが配置されているそれぞれの切断面に配置されていないサイドエッジに接続される。

したがって、言い換えれば、各主刃先は、その第1端において、半径および／または面取りを含む第1コーナーエッジを介して副刃先に接続され、その反対に配置された第2端において、直接的に、または第2コーナーエッジを介してサイドエッジに接続される。ただし、サイドエッジは共通の切断面には存在せず、同切断面から外れて延在する。前記サイドエッジは、通常、切削インサートが使用されるとき、処理されるワークピースと接触しない。したがって、サイドエッジはワークピースの加工に使用される刃先ではない。切断面から外れて延在するサイドエッジにより、上述のチップ溝のタイプの開口部が、副刃先の反対側の主刃先の側に作成される。前記開口部により、ワークピースから除去されたチップが前記横方向開口部を通って流れ去ることができるため、チップの流れの改善が可能になる。

各サイドエッジの第1端は、好ましくは、直接的に、または対応する第2コーナーエッジを介して、同じ主面に配置された主刃先に接続される。各サイドエッジの反対側に配置された第2端は、半径および／または面取りを介して、同じ主面に配置された接触面の端に直接的に接続され、4つの接触面は、4つの切断面よりもボア軸からより短い距離にある。

したがって、サイドエッジは、切削インサートの各主面において、結果として、各場合において各主刃先の横端部を同じ主面に配置された接触面に接続する。したがって、サイドエッジは、それぞれの主刃先から後方に離れて延在し、その結果、上記のチップ溝の片側開口部を提供する。上述したサイドエッジは、それぞれの場合に切削インサートの外側縁部を形成して、チップ溝開口部を通って流出するチップが、そのまま大気中に直接通過するようにすることが好ましい。本発明による切削インサートの場合に好ましくは設けられる、いわゆる積極的に引き抜かれたチップは、前記改良によってさらに支持される。チップ除去がチップ表面から摩擦低減材から遠ざかる方向に（また、加工中に形成されたスロット壁と反対の方向に）行われる場合、積極的に引っ張る切断と呼ばれる。そのような積極的に引っ張る切断は、反対方向に走る負に引っ張る切断とは対照的に、チップ形成特性に関して有利である。

本発明のさらなる改良によれば、平坦なチップ表面は、各主刃先と、それぞれの場合に同じ主面に配置された接触面との間に配置される。

前記チップ表面は、チップの流れも後押しする。平面状のチップ表面は、特に、湾曲したチップ表面または複雑に形成されたチップ表面と比較して、製造が非常に簡単である。

さらなる改良によれば、それぞれの主面に配置された第2コーナーエッジ、主刃先、第1コーナーエッジおよび副刃先に沿って連続的に延在し、同じ主面上に配置されたチップ表面に当接する少なくとも部分的に円周の面取りが、各主面に配置されている。

上記面取りは、保護面取りの一種である。保護面取りは、角のある面取りまたは斜角面取りとして、または丸みを帯びた半径として設計できる。

本発明のさらに好ましい改良によれば、仮想的な中心面は4つの接触面すべてと交差し、各接触面の一部が第1部分に関連付けられ、各接触面の別の部分が第2部分に関連付けられる。

したがって、接触面は比較的大きくなるように設計されており、工具のインサートシートの設計をシンプルなタイプにすることができる。接触面のこの比較的大きな設計は、平面的な接触面が、必要な対称性に関しても全体の形状の単純化に寄与するため、切削インサートのより簡単な生産も後押しする。

さらなる改良によれば、4つの接触面のそれぞれは、窪みによって互いに分離された2つの平面部分表面をそれぞれ含む。

各接触面の2つの部分表面は、それぞれの窪みによって互いに好ましくは完全に分離されている。これにより、切削インサートが工具ホルダに対して2点接触または2面接触という規定の方法で当接するため、機械的に頑丈なインサートシートが可能になる。これとは別に、窪みの内側に、それぞれの主面に番号を付けたり特徴付けたりするマーキングを提供することができる。

さらなる改良によれば、切削インサートは、各主面に、隣接する主面の副刃先が配置された2つの突起をそれぞれ備え、突起は、それぞれの主面の反対側に配置され、それぞれの主面の接触面に対して突出する。

本発明による切削インサートの場合、前記突起は、切削インサートに必要とされる自由なランニング特性を確保するための自由角を副刃先に形成する目的で使用される。したがって、言い換えれば、加工中に必要な切削インサートのランニング特性に必要な自由角は、それぞれの場合に2つの突起に形成される。これは、隣接する接触面に対して、および隣接する副刃先に対して傾斜している平面および／または複雑に形成された表面を含む各突起の結果として実質的に発生し、それぞれの場合において、切削インサートの角に複数の自由角が作成される。前記突起における自由角の配置または形成のために、処理中に使用されない切削インサートの構成要素との衝突を効果的に回避するために、切削インサートを過度にはっきりと回す必要はない。これとは別に、例えば欧州特許第1572407号公報に開示されている切削インサートの場合のように、切削インサートの外側シェル上に、これに比べて本質的にそれほど複雑に形成されていない表面が生成される。これにより、切削インサートの製造がより簡単になり、その結果、コスト効率が向上する。

さらなる改良によれば、4つの副刃先は互いに平行に、且つ主刃先に直交して延在する。これは、特に接線フライス加工に有利である。

切削インサートは、正確に4つの同一の主刃先を備えていることが好ましく、4つの主刃先のうちの正確に1つが各主面に配置されている。切削インサートはまた、正確に4つの同一の副刃先を備え、4つの副刃先のうちの正確に1つが各主面に配置される。主面のそれぞれは、非対称に設計されることが好ましい。接触面のそれぞれも、非対称に設計されることが好ましい。それにもかかわらず、切削インサート全体は、上記の対称特性、すなわち、ボア軸の周りの180°を通る回転対称性を満たす。

本発明の好ましい改良によれば、ボア軸に沿った平面図で見たとき、切削インサートは実質的に菱形の形態を有する。「菱形」とは、4つの辺を含む平行四辺形として理解されるものである。前記平行四辺形の反対側に配置された側面は平行であり、同じ長さであり、直角を形成する四隅はない。ただし、すべてのコーナー角の合計は360°である。このような菱形には、長さが変化し、斜めに交差する、つまり直角ではない2つの対角線がある。その結果、菱形は正三角形とは異なる。

本発明による切削インサートは、説明した平面図における菱形の形状を正確に含むのではないことに留意しなければならない。切削インサートは、特にコーナーにおいて菱形の理想的な形状から外れている。これは、実質的に、すでに上で言及されており、切削インサートの角に配置されているコーナーエッジおよび副刃先によるものである。

切削インサートの菱形形状の実質的な利点は、必要とされるフリーランニング特性と対称特性とを好ましい方法で実現できることである。切削インサートの実質的に菱形の形状の結果として、製造が困難な複雑に形成された表面が比較的わずかしか作成されない。したがって、4つの主インサート面（主面）は同じ方法で設計され得る。さらに、切削インサートに形成する必要がある傾斜面または凸面はわずかのみであり、このことが生産中の加工費用を大幅に削減する。

さらなる改良によれば、主刃先は、支持面よりも中心面からの距離が小さい。支持面と主刃先との間の前記オフセットの結果として、いずれの場合も、主刃先と支持面との間に、仮想中心面に対して傾斜している、すなわち中心ボア軸に直交しない実質的に平坦な主自由面が作成される。次に、加工中に切削インサートの支持面がワークピースと衝突する可能性があるので、切削インサートの必要なフリーランニング特性を確保するべく、前記4つの平坦な主自由表面が必要である。主自由表面が隣接する支持面で囲む傾斜角は、2〜10°の範囲内であることが好ましく、4〜6°の範囲内であることが好ましい。

冒頭ですでに述べたように、本発明は、切削インサート自体だけでなく、本発明による切削インサートが固定された少なくとも1つの切削インサート容器を含む工具ホルダを有する、ワークピースを機械加工するための工具、特に接線フライス加工用の工具にも関する。したがって、上記の設計は、そのような切削インサートを有する工具に関しても同様に適用される。

この点、本発明による切削インサートの使用は、主に接線フライス加工用の工具の例を用いて本事例で説明されていることに留意しなければならない。しかしながら、本発明による切削インサートは、原則として、エンドミル加工または回転可能な工具ホルダにおいても同様に使用することができる。したがって、本発明による切削インサートおよび特許請求される工具は、この場合に記載された用途に限定されない。

上に挙げた特徴およびまだ挙げていない以下の特徴は、それぞれの特定の組み合わせだけでなく、本発明の枠組みから逸脱することなく他の組み合わせまたは単独で使用できることは明らかである。

本発明の例示的な実施形態を図面に示し、以下の説明でより詳細に説明する。図面において：
一例としての本発明による切削インサートの実施形態の斜視図を示す。 図1に示す実施形態の上からの平面図を示す。 一例としての実施形態の図1において隠れている第1の側からの平面図を示す。 一例としての実施形態の図1において隠れている第2の側からの平面図を示す。 図2に示された断面の断面図を示す。 本発明による切削インサートを使用できる例としての工具ホルダの斜視図を示す。 図6に示された工具ホルダの斜視図であり、そこに挿入された切削インサートを示す。 切削インサートが挿入された図7に示す工具ホルダの断面図を示す。

図1〜図5は、例として本発明による切削インサートの実施形態の様々な図を示し、切削インサートは、全体として参照番号10によって全体的に特徴付けられる。図1に示す斜視図には、4つの同一の直線状の主刃先12a〜12dを備えた4枚の刃先交換式インサート10を示す（主刃先12dは図1では隠れている、この点において例えば図4を参照）。

切削インサート10の外形は、合計6つの側面、すなわち、切削インサート10の上面および底面を形成する2つの対向配置された基部側面14a、14bならびに主インサート面16a〜16dとして同様に指定された4つの主面16a〜16dによって区切られる。

2つの基部側面14a、14bは、例示的な本実施形態では互いに同一に設計されている。4つの主面16a〜16dは、例示的な本実施形態によれば、互いに実質的に同一に設計されている。それらは、それぞれの側面を識別するために使用される小さなマーキングによってのみ異なる。それ以外の場合は、単純に互いの鏡像として設計される。主刃先12a〜12dは、主面16a〜16dのそれぞれに配置されている。

本発明による切削インサート10の全体形状は、前記切削インサートが、仮想中心面11（図3および図4を参照）に沿って互いに一体に接続された2つの同一の部品18a、18bを含むという点でさらに説明することができる。2つの部分18a、18bへの分割は、この場合、切削インサート10の形状の説明を単純化するためだけに役立つ。しかし、これに関連して、前記分割は、2つの異なる、つまり別個の構成要素があることを示していない。

切削インサート10は、ボア軸20に沿って両方の部分18a、18bを貫通する貫通穴22を備えている。前記貫通穴22は、ねじを受け入れるのに役立ち、これにより、例として、図7および図8から進むように、切削インサート10は典型的には工具ホルダに固定される。

切削インサート10の2つの部分18a、18bの幾何学的な文脈は、2つの部分18a、18bが一緒に接続されている中心面11が、貫通穴22のボア軸20に直交し、切削インサート10を2つの等しいサイズの半体に分割する、というように説明することができる。第1部分18aは、前記中心面11にある回転軸の周りに180°回転し、続いてボア軸20の周りに回転する結果として、第2部分18b上に投影され得る。この場合、第2の仮想的な回転の角度は、第1部分18aの主刃先12a、12cが第2部分18bの主刃先12b、12dとで囲む角度に対応する。

合計4つの主刃先12a〜12dのうちの2つは、2つの部分18a、18bのそれぞれにそれぞれ配置される。各部分18a、18bの主刃先12a〜12dは、互いに平行であるが、それぞれ他の部分18a、18bの主刃先12a〜12dに対して横方向にまたは斜めに延びている。各部分18a、18bは、主カッタ12a〜12dが配置される2つの同一の対向配置された部分主面と、それを横断して走り、互いに対向して配置される2つの同一の部分副面とを含む。

互いに対する2つの部分18a、18bの前述の配置のために、切削インサート10の各主面16a〜16dは、部分18a、18bの部分主面と、対応する他の部分18a、18bの部分副面とを含む。切削インサート10の第1主面16aは、例えば、第1主刃先12aが配置される第1部分18aの部分主面と、その下に配置される第2部分18bの部分副面とを含む。対照的に、切削インサート10の第2主面16bは、第1部分18aの部分副面と、その下に配置された第2主刃先12bが配置される第2部分18bの部分主面とを含む。切削インサート10の第3主面16cは、第3主刃先12cが配置される第1部分18aの部分主面と、その下に配置される第2部分18bの部分副面とを含む。切削インサート10の第4主面16dは、第1部分18aの部分副面と、その下に配置された第4主刃先12dが配置される第2部分18bの部分主面とを含む。

4つの同一の主面16a〜16dと、切削インサート10の既に述べた対称特性のために、切削インサート10は、切削形状または切削特性を変更することなく、工具ホルダの4つの異なる位置で使用できる。例えば、第1主カッタ12aは、何よりもまず機械加工に使用され得る。摩耗するとすぐに、切削インサート10をボア軸20の周りに180°回転させることができ、その結果、主カッタ12cが使用される。2つの主カッタ12bおよび12cを使用できるようにするには、切削インサートをちょうど180°回転させ、対応する方法で工具ホルダに再度固定する必要がある。

固定状態では、切削インサート10は、第1基部側面14aに設けられた平坦な支持面24aによって、または反対側に配置された第2基部側面14bに設けられた第2支持面24bによって工具ホルダに平面状に載る。2つの支持面24a、24bは、互いに平行に、且つボア軸20に直交して延びている。両方の支持面24a、24bは、仮想的な中心面11から同じ距離にある。

各主刃先12a〜12dに加えて、切削インサート10の各主面16a〜16dは、副刃先26a〜26dをさらに含む。したがって、切削インサート10は、合計4つの副刃先26a〜26dを備えている。主刃先12a〜12dと同様に、副刃先26a〜26dも直線状または湾曲していない刃先である。それらは、互いに並行して延在することが好ましい。好ましい方法では、副刃先26a〜26dは、主刃先12a〜12dに垂直に、またはボア軸20に平行に整列される。結果として、切削インサート10の2つの部分18a、18bのそれぞれは、2つの主刃先12a〜12dおよび2つの副刃先26a〜26dをそれぞれ含む。

4つの主刃先12a〜12dは、それぞれの場合に共通の仮想的な切断面に配置され、副刃先26a〜26dは同じ主面16a〜16dに配置される。その結果、合計4つの前記仮想的な切断面が存在し、そのうちの2つは互いに平行に整列している。しかしながら、4つの仮想的な切断面は、すべて仮想的な中心面11および2つの支持面24a、24bに直交して整列している。切削インサート10の各主面16a〜16dは、前記仮想的な切削面に対していくらか内側に、すなわち中心ボア軸20に向かってオフセットした平面的な接触面28a〜28dをさらに含む。前述の仮想的な切断面のそれぞれは、同じ主面16a〜16dにそれぞれ配置された接触面28a〜28dに平行に走るので、したがって、各主面16a〜16dの主刃先12a〜12dおよび副刃先26a〜26dは、それぞれ、同じ主面16a〜16dに配置された接触面28a〜28dに平行に延びている。

工具ホルダに取り付けられた状態では、本発明による切削インサート10は、好ましくは2つの接触面28a〜28dによって工具ホルダに当接し、2つの支持面24a、24bの一方によって工具ホルダに平面状に載っている。

接触面28a〜28dと比較して、ボア軸20からのそれぞれの切断面の距離が大きいため、切削インサート10の各主面16a〜16dには、それぞれ同じ主面16a〜16dに配置された主刃先12a〜12d、対応する副刃先26a〜26d、および対応する接触面28a〜28dの間に生成される一種のチップ溝がある。前記各チップ溝は、それぞれの主刃先12a〜12d側（図3の主刃先12cの右側と、図4の主刃先12dの左側）で閉じられるとともに、各主刃先12a〜12dの反対側に配置された側（図3の主刃先12cの左側と図4の主刃先12dの右側）に開いている。切削インサートが使用されている場合、チップ形成の主要部分は通常、説明されたチップ溝がそれぞれ閉じた輪郭を含む側に作成されるが、形成されたチップの大部分はチップ溝が開いた輪郭を含む側である外側に向かって流れる。

4つの主刃先12a〜12dのそれぞれは、それぞれの場合に「閉じた」側の4つの副刃先26a〜26dの1つに、第1コーナーエッジ30a〜30dを介して接続される。示されている例示的な本実施形態では、前記第1コーナーエッジ30a〜30dは、それぞれの場合、半径32a〜32dと、これに接続する面取り34a〜34dとの組み合わせである。これに代わるものとして、第1コーナーエッジ30a〜30dは、それぞれの場合にのみ半径または面取りのみにより設計することもできる。

第1コーナーエッジ30a〜30dも、これとは無関係に、それぞれ同一の主面16a〜16dに配置された主刃先12a〜12dおよび副刃先26a〜26dが配置される前述の各切断面に配置される。

刃先として使用されず、したがって研削する必要がないサイドエッジ36a〜36dは、好ましくは、副刃先の代わりに各主刃先12a〜12dの反対側に配置された「開放」側に配置される。サイドエッジ36a〜36cは、直線状または非湾曲縁部として実現されることが好ましい。サイドエッジ36a〜36cは、それぞれの主サイドエッジ12a〜12dに直接または半径および／または面取りを介して接続され得る。例示的な本実施形態では、サイドエッジ36a〜36dは、半径40a〜40dと面取り42a〜42dの両方を含む第2コーナーエッジ38a〜38dを介してそれぞれの主刃先12a〜12dに接続される。

サイドエッジ36a〜36dは、それぞれの第1端部を介して、それぞれ第2コーナーエッジ38a〜38dに接続されている。それぞれ反対側に配置された第２端部において、サイドエッジ36a〜36dは、それぞれの場合に、同じ主面16a〜16dに配置された接触面28a〜28dに直接当接することが好ましい。したがって、第2コーナーエッジ38a〜38dから進むと、サイドエッジ36a〜36dは、そのままで後方に逃げ、その結果、チップ溝の輪郭の上述の「開放」側が形成される。

平坦なチップ表面44a〜44dは、各主刃先12a〜12dと同じ主面16a〜16dに配置された接触面28a〜28dとの間に配置される。それぞれの主面16a〜16dに配置された第2コーナーエッジ38a〜38d、主刃先12a〜12d、第1コーナーエッジ30a〜30dに沿って、および副刃先26a〜26dに沿って連続的に延びるとともに、それぞれ隣接するチップ表面44a〜44dに当接する少なくとも部分的に円周の面取りが、各主面16a〜16dに追加的に設けられている。前記部分的に周方向の面取り46a〜46dは、刃先の保護面取りとして機能する。

さらに、図面から、各場合において、接触面28a〜28dに関して突出する第1突起48a〜48dおよび第2突起50a〜50dが各主面16a〜16dに配置されていることが分かる。

4つの第1コーナーエッジ30a〜30dのうちの1つと4つの副刃先26a〜26dのうちの1つとが、4つの第1突起48a〜48dのそれぞれに、すなわち、それぞれの場合において、隣接する主面16a〜16dにおける1つのコーナーエッジ30a〜30dおよび副刃先26a〜26dに配置される。

4つの第2コーナーエッジ38a〜38dの1つおよび4つのサイドエッジ36a〜36dの1つは、4つの第2突起50a〜50dのそれぞれ、すなわち、隣接する主面16a〜16dのそれぞれ1つのコーナーエッジ38a〜38dおよび1つのサイドエッジ36a〜36dに配置される。

第1突起48a〜48dおよび第2突起50a〜50dは、それぞれの場合に部品の二次側に配置される。副刃先26a〜26dの自由角は、第1突起48a〜48dに形成される。

図に示す実施形態によれば、接触面28a〜28dは、それぞれの場合、窪み52a〜52dによって2つの部分表面54a〜54dおよび56a〜56dに分割される。接触面28a〜28dの前記分割は、結果として一種の二点接触または二面接触が生じるので、インサートシートを改善する。

示される実施形態によれば、切削インサート10のそれぞれの主面16a〜16dを識別するまたは番号を付けるマーキングが、窪み52a〜52dの内側に設けられる。

図6〜図8は、本発明による切削インサート10が典型的に使用される例としての工具を示す。工具は、参照番号100によって全体的に示されている。

例として示されている工具は、このケースでは接線フライス加工用の工具である。前記工具100は、回転軸60に対して回転対称である工具ホルダ58を備えている。各場合に1つの切削インサート10用の容器として機能する少なくとも1つ、好ましくは複数の切削インサート容器62が、工具ホルダ58上に円周方向に設けられる。切削インサート10の各々は、ねじ64によって工具ホルダ58に解放可能に固定されている。

切削インサート容器62の構造の詳細は、図6に見ることができる。切削インサート容器62は、それぞれ2つの接触面66、68と1つの支持面70とを備え、それらに対して切削インサート10が当接し、その上に載る。したがって、切削インサート10は、それぞれの場合にその接触面28a〜28dのうちの1つによって工具ホルダの接触面66に、各場合にさらなる接触面28a〜28dによって、それぞれの工具ホルダ58の接触面68に当接し、工具ホルダ58の支持面70上に2つの支持面24a、24bのうちの1つを介して載置される。

Claims (15)

1. ワークピースを機械加工するための工具用の切削インサート（10）であって、前記切削インサート（10）は、
   2つの実質的に同一の部品（18a、18b）、すなわち第1部品（18a）および第2部品（18b）と、
   ボア軸（20）に沿って両方の部品（18a、18b）を貫通する貫通穴（22）と、
   2つの実質的に同一の反対側に配置された基部側面（14a、14b）、すなわち、前記第1部分（18a）の一部であり、前記ボア軸（20）に直交する平坦な第1支持面（24a）を含む第1基部側面（14a）、および前記第2部分（18b）の一部であり、前記ボア軸（20）に直交する平坦な第2支持面（24b）を含む第2基部側面（14b）と、
   2つの前記基部側面（14a、14b）の間に延在し、前記第1支持面（24a）および前記第2支持面（24b）に直交する接触平面（28a〜28d）をそれぞれが有する実質的に同一の4つの主面（16a〜16d）と、
   4つの直線状の主刃先（12a〜12d）であって、4つの前記主刃先（12a〜12d）の1つは4つの前記主面（16a〜16d）のそれぞれに配置され、2つの前記部分（18a、18b）は、それぞれ4つの前記主刃先（12a〜12d）のうちの2つを含み、前記第1部分（18a）のうちの2つの前記主刃先（12a、12c）は互いに平行であり、前記第2部分（18b）の2つの前記主刃先（12b、12d）は、互いに平行、かつ前記第1部分（18a）の前記主刃先（12a、12c）に対して鋭角である、主刃先（12a〜12d）と、
   4つの直線状の副刃先（26a〜26d）であって、4つの前記副刃先（26a〜26d）の1つは4つの前記主面（16a〜16d）のそれぞれに配置され、2つの前記部分（18a、18b）は、それぞれ4つの前記副刃先（26a〜26d）のうちの2つを含み、前記副刃先（26a〜26d）は、前記主刃先（12a〜12d）に対して横方向に延在する、副刃先（26a〜26d）と、を備え、
   2つの前記部分（18a、18b）は、前記ボア軸（20）に直交し、前記第1支持面（24a）および前記第2支持面（24b）から同じ距離に延在する中心面（11）に沿ってそれぞれ互いに接続され、前記第1部分（18a）は、前記中心面（11）にある回転軸の周りに180°回転し、その後に前記ボア軸（20）回りに鋭角に回転した結果として、前記第2部分（18b）に投影され得、
   4つの前記主刃先（12a〜12d）はそれぞれ、第1端部において、半径（32a〜32d）および／または面取り（34a〜34d）を有する第1コーナーエッジ（30a〜30d）を介して、それぞれの同じ前記主面（16a〜16d）に配置された4つの前記副刃先（26a〜26d）の1つに接続され、
   4つの前記主刃先（12a〜12d）のそれぞれは、それぞれの同じ前記主面（16a〜16d）に配置された前記副刃先（26a〜26d）とともに、それぞれ同じ前記主面（16a〜16d）に配置されている前記接触面（28a〜28d）平行に整列された共通の切断面に配置される、切削インサート（10）。
2. 4つの前記主刃先（12a〜12d）のそれぞれが、各場合に第2端部において、直接、もしくは半径（40a〜40d）および／または面取り（42a〜42d）を含む第2コーナーエッジ（38a〜38d）を介してサイドエッジ（36a〜36d）に接続され、4つの前記サイドエッジ（36a〜36d）のそれぞれは、それぞれ同じ主面（16a〜16d）の前記主刃先（12a〜12d）および前記副刃先（26a〜26d）が配置されている各々の前記切断面に配置されない、請求項1に記載の切削インサート。
3. 各々の前記サイドエッジ（36a〜36d）の第1端は、直接、または対応する前記第2コーナーエッジ（38a〜38d）を介して、同じ前記主面（16a〜16d）上に配置された前記主刃先（12a〜12d）に接続され、各々の前記サイドエッジ（36a〜36d）の第2端は、半径を介して、または面取りを介して、同じ前記主面（16a〜16d）上に配置されている前記接触面（28a〜28d）の縁に直接接続され、4つの前記接触面（28a〜28d）は、4つの前記切断面よりも前記ボア軸（20）から短い距離にある、請求項2に記載の切削インサート。
4. 各場合に同じ前記主面（16a〜16d）上に配置される各々の主刃先（12a〜12d）と前記接触面（28a〜28d）との間に平面チップ面（44a〜44d）が配置される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の切削インサート。
5. 前記第2コーナーエッジ（38a〜38d）に沿って連続的に延在し、それぞれの主面（16a〜16d）上、前記主刃先（12a〜12d）、前記第1コーナーエッジ（30a〜30d）、および前記副刃先（26a〜26d）にそれぞれ配置され、同じ前記主面（16a〜16d）に配置された前記チップ表面（44a〜44d）に当接する、少なくとも部分的に円周の面取り部（46a〜46d）が、それぞれの主面（16a〜16d）上に配置される、請求項2または4に記載の切削インサート。
6. 前記中心面（11）は、各々の前記接触面（28a〜28d）の一部が前記第1部分（18a）に関連付けられ、各々の前記接触面（28a〜28d）の別の部分が前記第2部分（18b）に関連付けられるように、4つの前記接触面（28a〜28d）すべてと交差する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の切削インサート。
7. 4つの前記接触面（28a〜28d）のそれぞれは、それぞれ窪み（52a〜52d）によって互いに分離された2つの平面部分面（54a〜54d、56a〜56d）を含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の切削インサート。
8. 各々の前記主面（16a〜16d）は、隣接する前記主面（16a〜16d）の前記副刃先（26a〜26d）が設けられたそれぞれ2つの突起（48a〜48d、50a〜50d）を含み、前記2つの突起（48a〜48d、50a〜50d）は、それぞれの前記主面（16a〜16d）の反対側に配置され、それぞれの前記主面（16a〜16d）の前記接触面（28a〜28d）に関して突出している、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の切削インサート。
9. 4つの前記副刃先（26a〜26d）は、互いに平行に、かつ前記主刃先（12a〜12d）に直交して延在する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の切削インサート。
10. 前記切削インサート（10）は、正確に4つの同一の前記主刃先（12a〜12d）を備え、前記主刃先（12a〜12d）の正確に1つが各主面（16a〜16d）にそれぞれ配置される、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の切削インサート。
11. 前記切削インサート（10）は、正確に4つの同一の前記副刃先（26a〜26d）を備え、前記副刃先（26a〜26d）の正確に1つが各主面（16a〜16d）にそれぞれ配置される、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の切削インサート。
12. 各々の前記主面（16a〜16d）および各々の前記接触面（28a〜28d）が非対称である、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の切削インサート。
13. 前記ボア軸（20）に沿った平面図で見たとき、前記切削インサート（10）は、実質的に菱形の形状を有する、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の切削インサート。
14. 前記主刃先（12a〜12d）は、前記支持面（24a〜24d）よりも前記中心面（11）からの距離が小さい、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の切削インサート。
15. 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の切削インサート（10）が解放可能に固定される少なくとも1つの切削インサート容器（62）を含む工具ホルダ（58）を有する、ワークピースを機械加工するための、特に接線フライス加工用の工具（100）。

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