JP2021518276A - ショルダーフライス工具用の切削インサート - Google Patents

Abstract

ショルダーフライス工具のための三角形状の切削インサート（１）であって、上面（４）と、反対側の下面（５）と、周側面（６）と、切削インサート（１）のコーナーに沿って延在する複数の割出し可能な切れ刃（２）であって、各切れ刃が、主切れ刃（９）、コーナー切れ刃（１０）、及び表面ワイピング副切れ刃（１１）を備える、切れ刃（２）とを備え、上面が、凹化した中央表面と、複数の正傾斜すくい面（１４）であって、主すくい面部（１５）、コーナーすくい面部（１６）、及び副すくい面部（１７）を備える、すくい面（１４）とを備え、凹型くぼみ（２０）が、コーナーすくい面部内に、及びコーナーすくい面部に隣接した主すくい面部の少なくとも開始部分内に形成され、凹型くぼみは細長い形状を有する、切削インサート（１）である。【選択図】図６

Description

本発明は、請求項１の前提部（ｐｒｅａｍｂｌｅ）に記載の、ショルダーフライス工具用の切削インサートに関する。本発明は更に、かかる切削インサートを含むショルダーフライス工具に関する。

被加工物の切りくずを除去する機械加工（例えば、フライス工具を使用するショルダーフライス加工）において、フライス工具の稼働中の切れ刃によって形成される切りくずが、切削ゾーンから適切に排出されることは重要である。切りくずは、詰まるか又は別様に邪魔になると、フライス工具及び／又は被加工物を損傷することがある。

ＵＳ２００７／００７１５５９では、ショルダーフライス工具用の切削インサートが開示されている。この切断インサートは両面性であり、かつ３つの割出し可能（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ）な切れ刃が切断インサートの同一の上面と下面の各々の周囲に分布している、三角形状を有する。上面の中央表面が、切削インサートのコーナー切れ刃及び副切れ刃に対して凹化している一方、主切れ刃は、中央表面によって画定された平面と交差している。相対的に大きな切り込み深さでは、主切れ刃に正のすくい角を持たせるために、中央表面に、主切れ刃に沿って凹部が形成される。

この種のショルダーフライス加工用の切削インサートに関する問題は、稼働中の主切れ刃によって形成された切りくずが、切削インサートのクリアランス面と被加工物の加工面との間に挟まりうるということである。これらの切りくずは、切削インサートの中央表面に対して突き出している、稼働していない切れ刃に詰まることもある。上述したように、挟まった又は詰まった切りくずは、切削インサート及び／又は被加工物に損傷を生じさせうる。この問題を回避するために、送り速度を相対的に低くするという手法がよく使用される。

上述の問題を克服しうるか、又は少なくとも軽減しうるショルダーフライス工具用の切削インサートを提供できれば、それが望ましい。ゆえに、本発明の主たる目的は、特に小切り込み深さで、稼働していない切れ刃に切りくずが詰まる、及び／又は被加工物と切削インサートとの間に切りくずが挟まれるというリスクが少ない切りくずの流れを提供する、ショルダーフライス工具用の切削インサートを提供することである。したがって、本発明は、ショルダーフライス工具の切り込み深さが小さい時の、切りくずの流れ又は排出の制御を実現することを目的とする。

本発明の第１態様によると、少なくとも上記の主たる目的は、最初に定義した、請求項１に記載の特徴を有するショルダーフライス工具用の切削インサートによって達成される。この切削インサートは、三角形の基本形状を有し、かつ、
上側伸長面を画定する上面と、
下側伸長面を画定する、上面の反対側の下面とを備え、中心軸が上側伸長面と下側伸長面とを垂直に通って延在し、切削インサートは更に、
上面と下面との間に延在する周側面と、
上面と周側面との間の遷移部に形成された、複数の割出し可能な切れ刃であって、上面図において視認される各割出し可能な切れ刃は、切削インサートのコーナーに沿って延在しており、各割出し可能な切れ刃が、主切れ刃、コーナー切れ刃、及び表面ワイピング副切れ刃を備え、主切れ刃はコーナー切れ刃に隣接しており、コーナー切れ刃は表面ワイピング副切れ刃に隣接している、切れ刃とを、備える。

上面は、
複数の割出し可能な切れ刃に対して凹化している中央表面と、
複数の割出し可能な切れ刃の内側で中央表面に向かって延在する、複数の正傾斜すくい面であって、各々が、主切れ刃の内側に延在する主すくい面部と、コーナー切れ刃の内側に延在するコーナーすくい面部と、表面ワイピング副切れ刃の内側に延在する副すくい面部とを備える、傾斜すくい面とを備え、
凹型くぼみが、コーナーすくい面部内に、及び少なくとも、傾斜すくい面のうちの少なくとも１つのコーナーすくい面部に隣接した主すくい面部の開始部分内に、形成されており、この凹型くぼみは細長い形状を有する。

凹型くぼみをスムーズに丸み付けすることによって、加工時に形成される切りくずの曲率半径を制御することが可能になる。詳細には、これは、切り込み深さが小さく、刃あたり送りが高く、相対的に厚く細い切りくずが生成される場合である。凹型くぼみはコーナーすくい面部内に、及びそこに隣接した主すくい面部の開始部分内に配置されるからである。小切り込み深さでは、形成される切りくずは、凹型くぼみによって、相対的に小さな曲率半径を得る。切りくずは、形成されると同時に、主切れ刃に平行な、フライス工具の軸方向に導かれる。切りくずは、凹型くぼみの中で軸方向に移動している間に、望ましいらせん形状を得る。切削インサートは、切削インサートの直角な又は実質的に直角なコーナーの周囲に３つの切れ刃が配置されている三角形であるので、２つの直角コーナーの間にそれぞれ配置された３つの鈍角コーナーも有する。形成された切りくずは、稼働中の主切れ刃に沿って、かかる鈍角コーナーに向けて導かれ、この鈍角コーナーにおいて、切削インサート及びショルダーフライス工具から排出される。これにより、隣接した直角コーナーのところにある稼働していない切れ刃を損傷するリスクが減少する。更に、切りくずの形状及び方向が制御されることから、下面の周囲に延在する切れ刃の保護も向上する。

切りくずを形成する凹型くぼみにより、コーナー切れ刃及びコーナー切れ刃に隣接した主切れ刃の開始部分が被加工物と係合する、相対的に小さい切り込み深さ（例えば７ｍｍ未満、例としてはおよそ２ｍｍ）で、切りくずが詰まること及び／又は挟まることが防止されることによって、切りくず形成の改善だけでなく切りくず排出の強化も提供される。典型的には、凹型くぼみは、切り込み深さがコーナー切れ刃が切りくずの主部を切断するようなものである時に、切りくずの形成に対して特に有利な効果を有する。大切り込み深さでは、凹型くぼみが切りくずの形成及び排出に与える影響は小さくなる。換言すると、凹型くぼみは、一方で、切り込み深さが小さく刃あたり送りが高い時に良好にカールしたらせん形状の切りくずを提供し、他方では軸方向の切りくず排出を促進する。このようにすることで、切りくずが、隣接して突出している稼働していない切れ刃に捕捉されるリスク、又は、切削インサートの側面と加工中の被加工物の壁部との間に挟まるリスクが、大幅に減少する。

凹型くぼみにより、切れ刃に対して垂直な断面で測定される凹型くぼみ内のすくい面の傾斜角度は、最初は切れ刃から離れる方向に減少する。換言すると、凹型くぼみ内のすくい面の実際の傾斜は、切れ刃の近くでは相対的に大きく、中央表面に向かうにつれて減少する。傾斜角度はその後再び増大することもある。これにより、切りくずは、凹型くぼみ内へと、高速で進路変更される。

主切れ刃の開始部分は、主切れ刃の、コーナー切れ刃と一緒に被加工物と切削係合しうる部分であると理解されうる。そのため、切れ刃によって除去された切りくずは、主に（主切れ刃によってではなく）コーナー切れ刃によって除去される。凹型くぼみは、主切れ刃に沿って更に延在しうるが、小切り込み深さで意図される効果は、凹型くぼみが主切れ刃の開始部分に沿って延在することで実現される。

切削インサートは、被加工物に９０度のショルダー切削を行うために、ショルダーフライス工具の台座に固定されるよう構成されるが、ショルダーフライス工具は、被加工物へのランピング加工及びプランジャ加工（ショルダーフライス工具の軸方向の送りを含む）にも使用されうる。主切れ刃は、ショルダーフライス工具の軸方向に延在しており、表面ワイピング副切れ刃と関連して、被加工物に９０度のショルダー切削又は壁切削を行うように構成される。表面ワイピング副切れ刃は、ショルダーフライス工具の半径方向に延在しており、ショルダーフライス工具の軸方向に対して垂直に延在する被加工物の表面を表面ワイピングするように構成される。ショルダーフライス工具用の切削インサートの三角形状によって、上面と周側面との間の交差部に沿って延在する、３つの割出し可能な（かつ同一の）切れ刃が提供されうる。３つの割出し可能な切れ刃の各々は、切削インサートの直角（９０°）コーナーに沿って延在し、３つの更なる割出し可能な切れ刃が、下面と周側面との間の交差部に沿って延在することもある。換言すると、両面性で割り出し可能な三角形状の切削インサートは、ショルダーフライス加工（ランピング／プランジャ加工を含む）に使用される、合計で６つの割り出し可能な切れ刃を、有利に提供しうる。

一実施形態によると、コーナー切れ刃の二分線が、凹型くぼみを主部と副部とに分割する。主部は、副部よりも大きなものであり、コーナーすくい面部内に、及び主すくい面部の開始部分内へと延在しており、副部は、コーナーすくい面部内にのみ延在する。ゆえに、この実施形態では、凹型くぼみは、副すくい面部まで延在していない。これにより、凹型くぼみが、小切り込み深さでらせん形状の切りくずを形成し、これらの切りくずをフライス工具の軸方向に導くのに十分なほど狭くなることが、確実になる。

一実施形態によると、上面は、割出し可能な切れ刃と傾斜すくい面との間に延在する、主ランドを更に備える。これにより、切れ刃が補強される。

一実施形態によると、主ランドのうちの少なくとも１つは、切れ刃に沿って変動する幅を有する。好ましくは、全ての主ランドがこのように構成される。幅が変動することにより、切りくず形成が強化されうる。主ランドの幅とは、本書では、切れ刃（主ランドはその内側に延在している）に対して垂直であり、かつ主ランドに平行な方向に、測定されると理解される。

一実施形態によると、主ランドの幅は、コーナー切れ刃の内側では、主切れ刃の少なくとも一部の内側よりも小さくなる。凹型くぼみが、コーナー切れ刃に沿った狭い主ランドと組み合わされると、切りくずの形成及び排出が更に強化される。これにより、切りくずは、小切り込み深さでは、より速く凹型くぼみに到達するからである。

一実施形態によると、主切れ刃の内側の主ランドの幅は、コーナー切れ刃から離れる方向に大きくなる。例えば、主ランドの幅は、凹型くぼみに沿った主切れ刃の内側では、コーナー切れ刃からもっと離れたところよりも小さく（すなわち、切り込み深さが大きく）なりうる。ゆえに、大切り込み深さでの強度、及び小切り込み深さでの切りくず形成のために、切れ刃がカスタマイズされうる。

一実施形態によると、切れ刃に対して垂直な断面で測定される、上側伸長面Ｐ_Ｕに対する主ランドの傾斜角度は、主ランドの幅に応じて変動する。傾斜角度は、主ランドの幅が相対的に小さいコーナー切れ刃の内側では、主ランドの幅がより大きい、主切れ刃の少なくとも一部分の内側よりも小さくなりうる。傾斜角度が小さくなることで、主ランドの幅の減少を相殺するように、切れ刃の強度が向上する重要な改善点は、幅及び傾斜角度が一定な主ランドを有するよりも高い送り速度を伴って、切りくず形成の制御が実現されうることである。主ランドの傾斜角度は、コーナー切れ刃の内側では負になることもあり、主切れ刃の内側ではニュートラル又は若干正になりうる。あるいは、例えばより容易に切りくずを凹型くぼみ内に導くために、コーナー切れ刃の内側で、主ランドの幅を（結果的に傾斜角度も）より大きくすることもある。

一実施形態によると、凹型くぼみは、主すくい面部においてよりもコーナーすくい面部において、相対的に大きな幅を有する。凹型くぼみの幅は、本書では、上側伸長面に投影されたもの（すなわち、上面図において、切れ刃に対して垂直な方向に測定されたもの）であると理解すべきである。この場合、凹型くぼみの幅は、同様に測定されたすくい面の幅（典型的には、コーナー切れ刃の内側で大きくなっている）と共に変動しうる。凹型くぼみの最大幅は、切削インサートの構成に応じて、例えば０．２〜１ｍｍ（０．３〜０．７ｍｍなど）でありうる。

一実施形態によると、凹型くぼみの幅は、コーナーすくい面部における最大幅から主すくい面部における最小幅まで、連続的に減少する。

一実施形態によると、凹型くぼみは、フライス工具の軸方向における切りくずの形成及び排出を促進するように、主切れ刃に平行な又は実質的に平行な主伸長部を有する。凹型くぼみは、主切れ刃に沿った、切り込み深さに対応する部分まで延在しうる。切れ刃によって形成される切りくずは、この切り込み深さで、主に主切れ刃によって形成される。これにより、小切り込み深さでの凹型くぼみによる有利な効果と、主にコーナー切れ刃による切りくず形成とが、実現される。

一実施形態によると、凹型くぼみは長さが等しい３つの領域を含み、これらの領域のうち、第１端部領域は主すくい面部内に延在し、第２端部領域はコーナーすくい面部内に延在し、第３中間領域は第１端部領域と第２端部領域との間に、主すくい面部とコーナーすくい面部との間の交差部を越えて延在する。凹型くぼみの長さは、本書では、切れ刃に平行に延在するカーブに沿って、上面図において測定される。これにより、相対的に小さな切り込み深さでの切りくず形成に対する、有利な効果が実現されうる。

一実施形態によると、凹型くぼみの深さは、第１端部領域及び第２端部領域において、第３中間領域に向かって連続的に増大する。

一実施形態によると、凹型くぼみは、第３中間領域において最大の深さを有する。好ましくはこの最大深さは、第２端部領域よりも第１端部領域に近いところにある。凹型くぼみの最大深さは、例えば０．１ｍｍ未満（０．０１〜０．０５ｍｍの範囲内など）でありうる。切り込み深さがこのように小さい場合の、切りくず形成に対する重要な効果は既述した。

一実施形態によると、切れ刃に対して垂直な断面で視認すると、凹型くぼみは、切れ刃に沿って変動する曲率を有する。凹型くぼみは、第３中間領域（すなわち、主すくい面部とコーナーすくい面部との間の交差部に相対的に近いところ）に、最大曲率を有する。この曲率は、好ましくは、コーナー切れ刃の二分線と、主すくい面部とコーナーすくい面部との交差部との間のエリアで、又は、二分線よりも主すくい面部とコーナーすくい面部との交差部の方に近いエリアで、最大になりうる。結果として、凹型くぼみは、上記のエリア内に最小曲率半径を有することになる。ゆえに、この実施形態では、凹型くぼみは深くなり、第３中間領域において幅が小さくなる。これは、小切り込み深さでの切りくず形成に有利である。

一実施形態によると、凹型くぼみとその近隣のすくい面部の部分との間には、スムーズな遷移が形成される。このスムーズな遷移は、切りくずのスムーズな形成及び排出、並びにその結果としての摩耗の低減を実現するのに有利である。

一実施形態によると、上面は、すくい面から中央表面に向かって延在する傾斜遷移面を更に備える。すくい面は、好ましくは、遷移面と比較すると、相対的に小さな傾斜角度を有する。これにより、中央表面（切削インサートが工具本体のインサート台座に装着されると支持面として機能する）が、可能な限り大きくなる。

本発明の更なる態様によると、ショルダーフライス工具が提供される。このショルダーフライス工具は、切削インサートを受容するためのインサート台座が設けられた工具本体を備え、かつ、インサート台座に配置された、本書に記載の実施形態のいずれか１つによる切削インサートを備える。かかるショルダーフライス工具の利点及び有利な特徴は、切削インサートについての上記の説明から明らかになる。

本発明の更なる有利な特徴及び利点は、後述する「発明を実施するための形態」から自明となる。

以下では、付随する図面を参照しつつ、例として、本発明の実施形態について説明する。

本発明の一実施形態による、切削インサートの斜視図を示す。 図１の切削インサートの側面図を示す。 図１の切削インサートの上面図を示す。 図３の詳細を示す。 図４の線Ｖ-Ｖに沿った断面図を示す。 図４の詳細を示す。 図６内の線に沿った断面図を示す。 本発明の一実施形態による、ショルダーフライス工具の斜視図を示す。 図８のショルダーフライス工具の端面図を示す。 図８のショルダーフライス工具の詳細を示す。

図１から図３には、本発明の一実施形態による切削インサート１を示しており、その詳細を図４から図７に示している。

切削インサート１は、図８から図９に示しているショルダーフライス工具１００で使用されるように構成される。しかし、切削インサート１は、ランピング加工又はプランジャ加工にも使用されうる。切削インサート１は両面性であり、６割出し可能である（すなわち、合計で６つの同一の切れ刃２を備える）。これにより、切削インサート１は、被加工物をフライス加工するために一度に１つの切れ刃を稼働させるよう、６つの異なる割出し位置で、ショルダーフライス工具１００のインサート台座に取り付けられうる。切削インサート１は、切削インサートをショルダーフライス工具にネジ留めするための貫通孔３であって、切削インサートの中央を通って延在する、貫通孔３を備える。切削インサートは、好ましくは超硬合金材料から製造されるが、例えば、セラミック、立方晶窒化ホウ素、多結晶ダイヤモンド、及び／又はサーメットのうちの一又は複数を含む材料から製造されることもある。切削インサートは更に、好ましくは、表面コーティング（例えば窒化チタン、炭窒化チタン、及び／又は酸化アルミニウムなど）でコーティングされる。

切削インサート１は、上側伸長面Ｐ_Ｕを画定する上面４と、同一の下面５であって、上面４の反対側にあり、下側伸長面Ｐ_Ｌを画定する下面５とを伴う、三角形状を有する。中心軸Ｃ_１が、上側伸長面と下側伸長面Ｐ_Ｕ、Ｐ_Ｌを垂直に通って延在する。周側面６が、上面４と下面５との間に延在する。上面４と下面５とは同一であるので、上面についてのみ詳細に説明する。

上側伸長面Ｐ_Ｕの上面図を見ると、三角形状は、３つの９０°コーナー７（これらに沿って切れ刃２が延在している）と、９０°コーナー７の間に形成された３つの１５０°コーナー８とを有する。

切削インサートの実際の角度は、製造公差により変動しうる。表面は、切削インサートの製造におけるプレス工程及び焼成（ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）工程で形成され、一部の表面は、焼成工程の後に研磨される。ゆえに、表面間の複数の角度、複数のエッジ、及び／又は複数の平面は、別々の製造公差を有しうる。実際のところ、実際の切削インサートの実際の角度は、製造公差、切削インサート及びショルダーフライス工具の選択された特定のレイアウト、並びに／又は、より厳格な製造公差を要する、相対的に小さな角度を伴う切削インサートの特定の部分に応じて変わりうる。そのため、場合によっては、実際の角度は、所与の数値から数度（例えば±３°又は±１°）変動しうる。したがって、上述した９０°コーナー７は、８７〜９３°（好ましくは８９〜９１°）の範囲内の実際のコーナー角度を包含する、およそ９０°のコーナーであると見なされてよく、（およそ）１５０°のコーナー８は、１４７〜１５３°（好ましくは１４９〜１５１°）の範囲内のコーナー角度を包含しうる。

３つの割出し可能な切れ刃２は、上面４と周側面６との間の遷移部に形成される。割出し可能な切れ刃２の各々は、上面図において視認されるように、切れ刃２の９０°コーナー７に沿って延在しており、かつ、主切れ刃９、コーナー切れ刃１０、及び表面ワイピング副切れ刃１１を備える。主切れ刃９はコーナー切れ刃１０に隣接しており、このコーナー切れ刃１０は、表面ワイピング副切れ刃１１に隣接している。主切れ刃９は、図２の側面図で視認されるように、コーナー切れ刃１０から下向きの勾配が付けられており、かつ、若干凸形状に丸み付けされている。主切れ刃９は、コーナー切れ刃１０から離れる方向に、上側伸長面Ｐ_Ｕまでの距離が増大するように、上側伸長面Ｐ_Ｕに対して傾斜している。これにより、主切れ刃９の正の傾斜がもたらされることによって、主切れ刃９は、コーナー切れ刃１０に最も近いところで最初に被加工物と係合し、その後、主切れ刃９の残部が徐々に係合に入って、スムーズな切削動作が提供されうる。更に、主切れ刃９の正の傾斜により、切りくずに軸方向の力成分が付与されるので、相対的に大きな切り込み深さでも、軸方向の切りくず排出が実現される。主切れ刃９は、例えば、上側伸長面Ｐ_Ｕに対して６〜１４°の範囲内の平均角度で、又は上側伸長面Ｐ_Ｕに対して９〜１１°の範囲内の平均角度で、延在しうる。

次いで、コーナー切れ刃１０は、表面ワイピング副切れ刃１１から主切れ刃９に向けて、下向きの勾配が付けられている。表面ワイピング副切れ刃１１は、上側伸長面Ｐ_Ｕにおける切削インサートの最高箇所１２からコーナー切れ刃１０に向けて、下向きの勾配が付けられている。

上面４は、複数の割出し可能な切れ刃２及び上側伸長面Ｐ_Ｕに対して凹化している、平坦な中央表面１３を備える。上面４は、複数の正傾斜すくい面１４を更に備え、すくい面１４の各々は、割出し可能な切れ刃２のうちの１つの内側に延在している。すくい面１４は、中央表面１３に向けて下向きの勾配が付けられており、ゆえに、正傾斜を有する。傾斜すくい面１４の各々は、図４から図５で視認されるように、主切れ刃９の内側に延在する主すくい面部１５と、コーナー切れ刃１０の内側に延在するコーナーすくい面部１６と、表面ワイピング副切れ刃１１の内側に延在する副すくい面部１７とを備える。上面図において、切れ刃２に対して垂直な方向に測定される（すなわち上側伸長面Ｐ_Ｕに投影される）コーナーすくい面部１６の幅ｗ_ｃは、同様に測定された主すくい面部１５の幅ｗ_ｍよりも大きくなる。

すくい面１４は中心表面１３に対して上にあり、複数の正傾斜遷移面１８が、すくい面１４と中央表面１３とを接続している。主ランド１９は、割出し可能な切れ刃２とすくい面１４との間に延在する。

傾斜すくい面１４の各々には、図６に概略的に図示しているように、凹型くぼみ２０が形成される。図６では、凹型くぼみ２０の延在部が、破線を使用して示されている。凹型くぼみ２０は、コーナーすくい面部１６内に、及びコーナーすくい面部１６に隣接した主すくい面部１５の開始部分内に延在する。凹型くぼみ２０は、切れ刃２に沿って変動する曲率を伴う細長い形状を有し、鋭いエッジ又はコーナーを有することなくスムーズに丸み付けされている。上面図において、切れ刃２に対して垂直な方向に測定される凹型くぼみ２０の幅ｗ_ｃｉは、切れ刃２に沿って変動し、相対的に幅広なコーナーすくい面部１６における幅は、より狭い主すくい面部１５における幅よりも広くなっている。一般に、凹型くぼみの最大幅は、それが延在しているすくい面１４の幅と同等になる。凹型くぼみ２０は、切れ刃２と平行に延在するカーブＢに沿って測定される、長さＬを有する。

図７ａ〜ｈは、図６に図示している線に沿った、凹型くぼみ２０の延在を示す断面図を示している。分かりやすくするために、これらの断面図は断面のみを図示しており、断面の背後にある切削インサート２の部分は示していない。水平な破線は上側伸長面Ｐ_Ｕと平行である一方、傾斜した破線は、断面図におけるすくい面１４の全体勾配αを示している。

凹型くぼみの深さｄは、図示されているすくい面１４の全体勾配αに対して垂直な方向に、全体勾配αに対して測定された場合、コーナーすくい面部１６と主すくい面部１５との交差部で（すなわち図７ｄで視認される断面において）相対的に大きくなる。図示している実施形態では、最大深さｄはおよそ０．０２ｍｍである。この交差部から、深さｄが、コーナーすくい面部１６だけでなく主すくい面部１５においても減少する一方、すくい面１４の全体勾配αは増大する。凹型くぼみ２０によって、実際の傾斜角度も、切刃２を横断する方向において変動する。実際の傾斜角度は、凹型くぼみ２０内のすくい面１４に対する接線と、上側伸長面Ｐ_Ｕに平行な平面との間の断面図で測定される。一般に、実際の傾斜角度は、最初に切れ刃２から離れる方向に減少する。凹型くぼみは更に、コーナーすくい面部１６では、主すくい面部１５と比較した場合よりも、相対的に幅広で浅くなる。

図示している実施形態では、コーナー切れ刃の二分線２１（すなわち、主切れ刃９まで、かつ表面ワイピング副切れ刃１１まで４５°の角度のところに引かれた線）が、凹型くぼみ２０を主部２２と副部２３とに分割する。主部２２は、副部２３よりも大きなものであり、コーナーすくい面部１６内に、及び主すくい面部１５の開始部分内へと延在している。副部２３は、コーナーすくい面部１６内にのみ延在している。換言すると、凹型くぼみ２０は副すくい面部１７までは延在していない。したがって、加工中、コーナー切れ刃１０とそれに隣接した主切れ刃９の開始部分とによって、小切り込み深さで切削された切りくずは、副すくい面部１７に到達する前に、フライス工具１００の軸方向に進路変更される。カーブＢに沿って測定されると、主部２２の長さは、図示している実施形態では、副部２３の長さのおよそ２倍になる。好ましくは、主部２２の長さは、副部の長さの１．５〜４倍である。

主ランド１９は、切れ刃２に対して垂直な方向に、この場合は主ランド１９と平行に測定される幅ｗ_ｐであって、コーナー切れ刃１０の内側では、表面ワイピング副切れ刃１１の内側、及び主切れ刃９の少なくともコーナー切れ刃１０の直近にない部分の内側よりも小さくなる、幅ｗ_ｐを有する。主切れ刃９の内側の主ランド１９の幅ｗ_ｐは、コーナー切れ刃１０から離れる方向に増大する（例えば、コーナー切れ刃１０の内側のおよそ０．０８０ｍｍから、図７ａの断面の平面における主切れ刃９の内側のおよそ０．１０ｍｍまで増大する）。コーナー切れ刃１０の内側及び主切れ刃９のこれに隣接した部分の内側で、主ランド１９の幅ｗ_ｐが小さくなることで、加工中に形成される切りくずが、より迅速に凹型くぼみに到達する。

主ランドの幅ｗ_ｐと同じく、主ランド１９の傾斜角度βも切れ刃２に沿って変動し、これにより、コーナー切れ刃１０の内側の主ランド１９の幅の減少によって生じる強度の損失が相殺される。したがって、主ランド１９の幅ｗ_ｐがコーナー切れ刃１０に向かって減少するにつれて、図７ａ〜７ｈに示しているように、平行な平面Ｐ_Ｕに対して測定される傾斜角度βも減少する。代替的な実施形態では、主ランドの幅及び傾斜角度は別様に変動することもある。

周側面６は、複数のクリアランス面２４と、上面と下面４、５との間の中ほどに延在する円周くびれ部２５とを備える。上面４の主切れ刃９は、円周くびれ部２５を挟んで、下面５の表面ワイピング副切れ刃１１の反対側に配置され、上面４の表面ワイピング副切れ刃１１は、円周くびれ部２５を挟んで、下面５の主切れ刃９の反対側に配置される。円周くびれ部分２５の上方のクリアランス面２４は、切削インサート１がフライス工具１００に装着されているときに十分なクリアランスが提供されるように、角度が付けられている。

図８から図９に示しているショルダーフライス工具１００は、工具本体１０１と、いくつかの着脱可能かつ割出し可能な切削インサート１と、ねじの形態の留め付け部材１０２とを備える。ショルダーフライス工具１００は中心回転軸Ｃ_２を有し、工具本体１０１は、この中心回転軸Ｃ_２を中心に、回転方向Ｒに回転可能である。工具本体１０１は、前端部１０３と、後端部１０４と、前端部１０３と後端部１０４との間に延在する包絡面（ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｓｕｒｆａｃｅ）１０５とを含む。後端部１０４には、ショルダーフライス工具１００と機械（図示せず）とを連結させるための連結界面が設けられる。

工具本体１０１の、前端部１０３と包絡面１０５との間の遷移部には、いくつかのインサート台座１０６が形成される。図示している実施形態では、６つのインサート台座１０６が設けられている。各インサート台座１０６の、回転方向Ｒの方向の正面には、切りくずポケット１０７が設けられる。切削インサート１は、下面５がインサート台座１０６に面した状態で、各インサート台座１０６に装着される。切削インサート１は、留め付け部材１０２を用いてインサート台座１０６に装着される。

切削インサート１は、図１０に示しているように、フライス工具１００の軸方向に（すなわち、中心回転軸Ｃ_２に沿って）延在する主切れ刃９と、ショルダーフライス工具の径方向に延在する表面ワイピング副切れ刃１１とを用いて、被加工物２００を切削するように装着される。ショルダーフライス工具１００は、プランジャ加工（すなわち、ショルダーフライス工具の軸方向のフライス加工）にも使用されうる。純粋に一例として挙げると、ショルダーフライス工具１００は、３２〜２５０ｍｍの範囲内の直径を有しうる。インサート台座及び切削インサート１の数が、例えばショルダーフライス工具の直径、及び／又は動作条件（例えば動作安定性、電力消費量、及び被加工物の材料など）に応じて、変動しうることは明らかである。

図示している実施形態によると、インサート台座１０６は、インサート台座１０６に配置された切削インサート１の上側伸長面Ｐ_Ｕに対する、負の軸方向すくい角γ_ｐを提供するよう構成される。これにより、インサート台座１０６は、１〜１１°の（より正確には４〜８°の）範囲内の、又はおよそ６°の、負の軸方向すくい角γ_ｐを提供するよう構成される。負の軸方向すくい角γ_ｐは、切削インサート１の上側伸長面Ｐ_Ｕと、中心回転軸Ｃ_２と平行に延在する線１０８との間で測定され、フライス加工中に、表面ワイピング副切れ刃１１のクリアランス面と被加工物との間の軸方向クリアランスを提供する。

この実施形態によると、インサート台座１０６は、インサート台座１０６に配置された切削インサート１の上側伸長面Ｐ_Ｕに対する、負の径方向すくい角γ_ｆを提供するようにも構成される。インサート台座１０６は、８〜２０°の（より正確には１１〜１７°の）範囲内の、又はおよそ１４°の、負の径方向すくい角γ_ｆ提供するよう構成される。負の径方向すくい角γ_ｆは、切削インサート１の上側伸長面Ｐ_Ｕと、中心回転軸Ｃ_２から径方向に延在する線１０９との間で測定される。図１〜３に示している切削インサートでは、負の径方向すくい角γ_ｆは、主ランド１９の傾斜角βと共に、主ランド１９の角度を有効なものにする。この有効な角度は、主切れ刃９及び表面ワイピング副切れ刃１１の大部分の内側においてニュートラルであり、かつ、コーナー切れ刃１０及び主切れ刃９のコーナー切刃１０に隣接した部分の内側では若干負になる。しかし、主ランドのこの構成は、他の実施形態では異なるものになり、切削インサートは、特定の応用では、主ランドを有さずに作製されることもある。

図１０では、加工中に被加工物２００と係合している状態の、フライス工具１００に装着された切削インサート１が示されており、切削インサート１の９０°コーナー７の周囲に延在している切れ刃２は稼働中である。加工中、特に、コーナー切れ刃１０とそれに隣接した主切れ刃９の開始部分とを使用する浅い切り込み深さでは、切れ刃２によって除去された切りくずは凹型くぼみ２０（この図では視認不可）によって形成され、これにより、良好に湾曲した螺旋形状の切りくずが得られる。矢印で示しているように、切りくずは更に、凹型くぼみ２０の中で、主切れ刃９に沿って、隣接した１５０°コーナー８に向かって導かれる。切りくずはここで、隣接した９０°コーナー７’の稼働していない切れ刃２’を損傷することなく排出されうる。

本発明は、言うまでもなく、開示されている実施形態に限定さるものではなく、以下の特許請求の範囲において変更され、改変されることがある。

Claims (17)

1. ショルダーフライス工具（１００）用の、三角形の基本形状を有する切削インサート（１）であって、
   上側伸長面（Ｐ_Ｕ）を画定する上面（４）と、
   下側伸長面（Ｐ_Ｌ）を画定する、前記上面（４）の反対側の下面（５）とを備え、中心軸（Ｃ_１）が前記上側伸長面と下側伸長面（Ｐ_Ｕ、Ｐ_Ｌ）とを垂直に通って延在し、前記切削インサート（１）は更に、
   前記上面（４）と前記下面（５）との間に延在する周側面（６）と、
   前記上面（４）と前記周側面（６）との間の遷移部に形成された、複数の割出し可能な切れ刃（２）であって、上面図において視認される各割出し可能な切れ刃（２）は、前記切削インサート（１）のコーナー（７）に沿って延在しており、各割出し可能な切れ刃（２）が、主切れ刃（９）、コーナー切れ刃（１０）、及び表面ワイピング副切れ刃（１１）を備え、前記主切れ刃（９）は前記コーナー切れ刃（１０）に隣接しており、前記コーナー切れ刃（１０）は前記表面ワイピング副切れ刃（１１）に隣接している、複数の割出し可能な切れ刃（２）とを備え、
   前記上面（４）が、
   前記複数の割出し可能な切れ刃（２）に対して凹化している中央表面（１３）と、
   前記複数の割出し可能な切れ刃（２）の内側で前記中央表面（１３）に向かって延在する、複数の正傾斜すくい面（１４）であって、各傾斜すくい面（１４）が、前記主切れ刃（９）の内側に延在する主すくい面部（１５）と、前記コーナー切れ刃（１０）の内側に延在するコーナーすくい面部（１６）と、前記表面ワイピング副切れ刃（１１）の内側に延在する副すくい面部（１７）とを備える、複数の正傾斜すくい面（１４）とを備え、
   凹型くぼみ（２０）が、前記傾斜すくい面（１４）のうちの少なくとも１つの、前記コーナーすくい面部（１６）内に、及び前記コーナーすくい面部（１６）に隣接した前記主すくい面部（１５）の少なくとも開始部分内に、形成されており、前記凹型くぼみ（２０）は細長い形状を有する、
   ことを特徴とする、切削インサート（１）。
2. 前記コーナー切れ刃（１０）の二分線（２１）が、前記凹型くぼみ（２０）を主部（２２）と副部（２３）とに分割し、前記主部（２２）は、前記副部（２３）よりも大きなものであり、前記コーナーすくい面部（１６）内に、及び前記主すくい面部（１５）の前記開始部分内へと延在しており、前記副部（２３）は前記コーナーすくい面部（１６）内にのみ延在している、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記上面（４）が、前記割出し可能な切れ刃（２）と前記傾斜すくい面（１４）との間に延在する主ランド（１９）を更に備える、請求項１又は２に記載の切削インサート。
4. 前記主ランド（１９）のうちの少なくとも１つが、前記切れ刃（２）に沿って変動する幅（ｗ_ｐ）を有する、請求項３に記載の切削インサート。
5. 前記主ランド（１９）の幅（ｗ_ｐ）は、前記コーナー切れ刃（１０）の内側では、前記主切れ刃（９）の少なくとも一部分の内側よりも小さくなる、請求項４に記載の切削インサート。
6. 前記主切れ刃（９）の内側の前記主ランド（１９）の幅（ｗ_ｐ）は、前記コーナー切れ刃（１０）から離れる方向に大きくなる、請求項４又は５に記載の切削インサート。
7. 前記切れ刃（２）に対して垂直な断面で測定される、前記上側伸長面（Ｐ_Ｕ）に対する前記主ランド（１９）の傾斜角度（β）が、前記主ランド（１９）の幅（ｗ_ｐ）に応じて変動する、請求項４から６のいずれか一項に記載の切削インサート。
8. 前記凹型くぼみ（２０）が、前記主すくい面部（１５）においてよりも前記コーナーすくい面部（１６）において、相対的に大きな幅（ｗ_ｃｉ）を有する、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. 前記凹型くぼみ（２０）の幅（ｗ_ｃｉ）が、前記コーナーすくい面部（１６）における最大幅から前記主すくい面部（１５）における最小幅まで、連続的に減少する、請求項８に記載の切削インサート。
10. 前記凹型くぼみ（２０）が、前記主切れ刃（９）に平行な又は実質的に平行な主伸長部を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の切削インサート。
11. 前記凹型くぼみ（２０）は長さが等しい３つの領域を備え、前記領域のうち、第１端部領域は前記主すくい面部（１５）内に延在し、第２端部領域は前記コーナーすくい面部（１６）内に延在し、第３中間領域は前記第１端部領域と前記第２端部領域との間に、前記主すくい面部（１５）と前記コーナーすくい面部（１６）との間の交差部を越えて延在する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の切削インサート。
12. 前記凹型くぼみ（２０）の深さ（ｄ）が、前記第１端部領域及び前記第２端部領域において、前記第３中間領域に向かって連続的に増大する、請求項１１に記載の切削インサート。
13. 前記凹型くぼみ（２０）が、前記第３中間領域において最大の深さ（ｄ）を有する、請求項１２に記載の切削インサート。
14. 前記切れ刃（２）に対して垂直な断面で視認すると、前記凹型くぼみ（２０）は、前記切れ刃（２）に沿って変動する曲率を有し、前記凹型くぼみ（２０）が、前記第３中間領域において最大の曲率を有する、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の切削インサート。
15. 前記凹型くぼみ（２０）とその近隣の前記すくい面部（１５、１６）の部分との間にスムーズな遷移が形成される、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。
16. 前記上面（４）が、前記すくい面（１４）から前記中央表面（１３）に向かって延在する傾斜遷移面（１８）を更に備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の切削インサート。
17. 切削インサート（１）を受容するためのインサート台座（１０６）が設けられた工具本体（１０１）を備える、ショルダーフライス工具（１００）であって、前記インサート台座（１０６）に配置された、請求項１から１６のいずれか一項に記載の切削インサート（１）を備える、ショルダーフライス工具（１００）。
    

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