JP2529499B2

JP2529499B2 - 切削インサ―ト

Info

Publication number: JP2529499B2
Application number: JP3278981A
Authority: JP
Inventors: アミール・サトラン; キヤロル・スミロビチ
Original assignee: イスカー・リミテツド
Priority date: 1990-10-10
Filing date: 1991-10-01
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPH04261707A; RU2020045C1; AU8480691A; DE69110236D1; US5158402A; EP0480576A1; DE69110236T2; ATE123433T1; AU654151B2; EP0480576B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、保持器を具備する回転
式フライス工具に使用される交換可能な切削インサート
に関し、更に詳細には、保持器には切削インサートがそ
れぞれ取外可能に取り付けられる複数個の周囲凹部が形
成されており、凹部の各々は、各切削インサートの前方
に削りくず空間が形成されている回転式フライス工具に
使用される交換可能な切削インサートに関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】フライス削り作業中、切削
縁の長さは、フライス工具とワークピースにおいて誘導
された振動と、切削作業を実行する際のエネルギー要求
条件に直接に関係することが知られている。これらの振
動は、いわゆる「チャタリング」を生ぜしめる。言い換
えれば、「チャタリング」は、切削縁の長さの増大によ
り増大する傾向がある。

【０００３】振動及びその結果である「チャタリング」
は、形成されたチップが切削インサート（特に切削すく
い面）に及ぼす力によって発生し、そしてチップの幅が
大きければ、より大きな力を及ぼす。これらの振動と
「チャタリング」を減少させるために、比較的小さな切
削縁を備えた切削インサートを有するフライス工具を使
用し、切削インサートを、保持器に所定の角度で取り付
け、切削インサートの断続切削縁成分の切削経路は部分
的に重なり合うようにすることが知られている。このよ
うにして、各々の比較的短い切削縁は、比較的狭い幅の
チップを生じ、断続切削インサートの切削縁の間の重な
りは、比較的なめらかなフライス工具削りが達成される
ことを保証する。

【０００４】しかし、実際に、この提案は、有効である
ことが見いだされず、保持器において及び関して正しく
設計された切削インサートの注意深い予備方向付けを必
要とする。

【０００５】従って、本発明の目的は、フライス工具で
使用される新規かつ改良された切削インサートを提供す
ることであり、上記チャタリングが少ない切削インサー
トを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従うと、上記の
とおりの目的を達成するために、切削すくい面と逃げ面
との間に切削縁が形成されており、該逃げ面と基面との
間に基部縁が形成されている、回転式フライス工具で使
用される切削インサートにおいて、該切削縁が、複数の
断続切削縁成分と、該断続切削縁成分の間にそれぞれ位
置する中間縁とを具備し、該断続切削縁成分の各々が、
それぞれの前端部と後端部とを有し、該中間縁が、一つ
の断続切削縁成分の後端部と、他の断続切削縁成分の前
端部との間に位置し、該中間縁は、該断続切削縁成分の
１つの該後端部から該基部縁に向いており、該断続切削
縁成分の１つの後端部を通過する該フライス工具の回転
軸への各垂線が、フライス削り作業中、断続切削縁成分
が部分的に重なり合うように、断続切削縁成分に交差す
ることを特徴とする切削インサートが提供される。

【０００７】このような切削インサートにより、そして
断続切削縁成分が非常に短いという事実のために、短い
切削縁によって形成されたチップによって切削インサー
トに及ぼされた結果の力は、比較的低く、そして結果と
して、生ずる「チャタリング」の程度は最小である。こ
うして、隣接する断続切削縁成分のある程度の部分的重
なりを有する断続切削縁成分の相対配置のために、有効
な分離チップが比較的狭い幅で形成されることが保証さ
れる。

【０００８】好ましくは、それぞれの断続切削縁成分に
関連した切削すくい面、逃げ面及びランド面は、それぞ
れの断続切削縁成分に沿った対応する位置において、切
削工具に関して規定されたランド面角とともに、切削イ
ンサートすくい角及び逃げ角が実質的に等しい如く方向
付けられる。

【０００９】好ましくは、断続切削縁成分は、該回転軸
に関して第１正軸方向すくい角を規定するが、断続切削
縁成分は、該第１軸方向すくい角よりも小さな軸方向す
くい角を規定する。そのような切削インサートでは、断
続切削縁成分の軸方向すくい角が断続切削縁成分のすく
い角よりも小さいという事実により、フライス削りの結
果として切削インサートに及ぼされ、切削インサートを
工具から脱離させる傾向がある力が、例えば、断続切削
縁成分に対応して、単体正軸方向すくい角を有する単体
切削縁により及ぼされる力よりもかなり小さいという結
果を保持する。回転式フライス工具で使用される本発明
による超硬金属切削インサートの多様な実施態様が、実
施例により、添付の図面を参照して記載される。

【００１０】

【実施例】図１、図２及び図３に示した如く、炭化タン
グステンから形成された切削インサートが、上方の切削
すくい面１２によって取り囲まれた略平行四辺形形状の
中央上面１１を有する形状である。切削インサートに
は、平たん基面（図示せず）を形成してあり、中央平面
１１に平行となっている。切削インサートには、さら
に、２対の逃げ面１３を形成してあり、そして角におい
て、従来の構造のワイパー１４を形成してある。各逃げ
面１３は、後述される方法で互いに関して角度をなして
方向付けられた３つの上方逃げ面成分１３ａ、１３ｂ及
び１３ｃと、下方逃げ面成分１３ｄとを具備する。

【００１１】上方の切削すくい面１２の各々は、縦に延
びているチップ形成溝１５と、３つのチップすくい面成
分１６ａ、１６ｂ及び１６ｃとを具備する。

【００１２】断続切削縁成分１７ａ、１７ｂ及び１７ｃ
は、それぞれのＫランド１８ａ、１８ｂ及び１８ｃを介
して、それぞれの逃げ面成分と切削すくい面成分の間に
規定してある。

【００１３】断続切削縁成分１７ａは、切削インサート
の基部縁２０の方に下方に傾斜する中間縁１９を介して
断続切削縁成分１７ｂと終端部において併合している。
同様に、断続切削縁成分１７ｂには、切削インサートの
基部縁２０の方に下方に傾斜する中間縁２１を介して断
続切削縁１７ｃが続いている。

【００１４】図４に示したとおり、この切削インサート
は、円筒形ヘッド保持器２６を有する回転式フライス工
具２５に取り付けてあり、切削インサートは、回転式フ
ライス工具２５の回転軸２７に関して正軸方向すくい角
αを形成するように取り付けてある。

【００１５】図５を参照すると、フライス削り作業中の
回転式フライス工具内の切削インサートの位置が概略的
に示される。この図面から、断続切削縁成分１７ａ及び
１７ｂは、回転軸２７に関する垂線２７ａが断続切削縁
成分１７ａの後端部を通過するとき断続切削縁成分１７
ｂに交差するという事実のために、フライス削り作業中
有効に重なることが見られる。同様に、回転軸２７に関
する垂線２７ｂは、断続切削縁成分１７ｂの後端部を通
過するとき、断続切削縁成分１７ｃに交差する。

【００１６】図５から、断続切削縁成分１７ａはαに等
しい正軸方向すくい角（すなわち、図４に見られた如く
全切削インサートの正すくい角）を有するが、断続切削
縁成分１７ｂ及び１７ｃは、実質的に小さな軸方向すく
い角α_１及びα_２を有する（考察された実施例におい
て、これらの角度は等しくないが、等しくてもよい）。
この種類のフライス削り切削工具では、切削インサート
に作用し円筒形ヘッド保持器から切削インサートを脱離
させる傾向がある切削力は、正軸方向すくい角の増大に
より増大する傾向があることが公知である。このため、
正軸方向すくい角の大きさの縮小は、これらの力の結果
の縮小を伴うということになる。

【００１７】図６を参照すると、円筒形ヘッド保持器か
ら切削インサートを脱離させようとする方向において断
続切削縁成分１７ａ、１７ｂ及び１７ｃにそれぞれ作用
する成分力Ｆ_ａ、Ｆ_ｂ及びＦ_ｃは、明らかに、断続切削
縁成分の正軸方向すくい角の減少により減少する傾向が
ある。図７は、個々の力Ｆ_ａ、Ｆ_ｂ及びＦ_ｃの合計Ｆを
概略的に示し、そしてこの合計Ｆは、単体切削縁がαに
等しい単体軸方向すくい角で使用された場合よりもかな
り小さい。

【００１８】こうして、本発明により記載された切削イ
ンサートの主な目的と利点のほかに、すなわち、縮小長
の断続切削縁成分でフライス削り作業を行い、これによ
りかなり縮小された「チャタリング」を生ずるほかに、
種々の軸方向すくい角の断続切削縁成分を備えた切削イ
ンサートの準備により、切削インサートに及ぼされ、切
削インサートを円筒形ヘッド保持器から脱離させる傾向
がある力を縮小させる。

【００１９】本発明による切削インサートでは、円筒形
ヘッド保持器から切削インサートを脱離させようとする
切削インサートに作用する全体力の縮小を保証するため
に、互いに関して角度を為して方向付けられた断続切削
縁成分を切削インサートに設けることが、必要であるこ
とが認識される。しかし、フライス削りの考慮により、
いわゆる全体の脱離力の縮小の要求条件は二次的であ
り、他方、断続切削縁成分のすべてが同一又は類似の正
軸方向すくい角を呈示することを保証することが望まし
い場合に、図８、図９と図１０に示された如く配置が採
用きれる。これらの図に見られた如く、修正切削インサ
ート３１は、断続切削縁成分３２ａ、３２ｂ及び３２ｃ
のセットを形成され、前の図面を参照して記載された切
削インサートの切削縁１７ａ、１７ｂ及び１７ｃが重な
るという意味において重なり合うが、互いにすべて平行
であり、高度に正の単一軸方向すくい角を規定する。

【００２０】図１０に見られた如く、断続切削縁成分３
２ａ、３２ｂ及び３２ｃにそれぞれ作用する切削力成分
Ｆａ、Ｆｂ及びＦｃは、すべて等しく、そして合計され
たとき、前の図面に示された断続切削縁成分を有する切
削インサートに関して図６に示された切削力成分Ｆａ、
Ｆｂ及びＦｃよりも実質的に大きい。こうして、円筒形
ヘッド保持器から切削インサートを脱離させようとする
力は、前の図面による切削インサートに作用する相応す
る力よりもかなり大きい。他方、すべての構成断続切削
縁成分が同一のかなり正の軸方向すくい角を形成すると
いう事実は、それ独自の利点を保持し、幾つかの状況下
で好ましい。

【００２１】本発明の好ましい実施態様による逃げ面、
切削すくい面とＫランドの構造の説明のために、図１
１、１２、１３、１４、１５及び１６を参照する。

【００２２】最適フライス削り条件を達成するために、
逃げ面成分、切削すくい面とＫランド面は、断続切削縁
成分に沿った対応する位置において、逃げ角、切削すく
い角とＫランド角が等しい如く互いに関して配置され
る。こうして、例えば、各断続切削縁成分の中点におい
て、これらの角度条件が満たされる。図１１、１２、１
３、１４、１５及び１６は、断続切削縁成分のそれぞれ
の中点を通過する切断線に沿った切削インサートの断面
を示す。すべての場合に、逃げ角成分γ_ａ、γ_ｂ及びγ
_ｃは、それぞれの逃げ面成分１３ａ、１３ｂ及び１３ｃ
と、断続切削縁成分の中点が円形経路４０ａ，４０ｂ及
び４０ｃにある位置における円形経路へのそれぞれの接
線４１ａ、４１ｂ及び４１ｃとの間で測定される。図示
された如く、逃げ面成分１３ａ、１３ｂ及び１３ｃは、
それぞれの中点において逃げ角成分γ_ａ、γ_ｂ及びγ_ｃ
がすべて等しい如く、互いに関して角度を為して配置さ
れる。

【００２３】同様に、切削すくい角成分β_ａ、β_ｂ及び
β_ｃは、切削すくい面成分１６ａ、１６ｂ及び１６ｃ
と、円形経路４０ａ、４０ｂ及び４０ｃの中心から断続
切削縁成分の中点がこれらの円形経路にある位置まで延
びているそれぞれの半径４２ａ、４２ｂ及び４２ｃとの
間で測定される。ここで再び、切削面成分１６ａ、１６
ｂ及び１６ｃは、断続切削縁成分の中点における切削す
くい角β_ａ、β_ｂ及びβ_ｃがすべて実質的に等しい如
く、互いに関して角度を為して配置される。

【００２４】最後に、断続切削縁成分のそれぞれの中点
において測定され、Ｋランド面１８ａ、１８ｂ及び１８
ｃと半径４２ａ、４２ｂ及び４２ｃの間に規定された如
く、Ｋランド成分１８ａ、１８ｂ及び１８ｃのＫランド
角θ_ａ、θ_ｂ及びθ_ｃは、すべて実質的に等しい。

【００２５】特定の上記の実施態様において、断続切削
縁成分に付随した逃げ角、切削すくい角とＫランド角
は、（例えば、切削縁の中点に関して上述された如く）
それぞれの切削縁における対応する点に関して測定され
たとき等しいが、いっそうの改善により、各断続切削縁
成分、逃げ面とＫランドは、逃げ角、切削すくい角とＫ
ランド角が特定の断続切削縁成分の全長に沿って実質的
に不変であることを保証するように湾曲してもよい。こ
れらの湾曲が保証される特定形態は、英国特許出願９０
／１０７６９．９、８９／２０２２７．９と８９／０８
１９５．４に記載される。

【００２６】本発明による切削インサートを使用するフ
ライス削り工具、すなわち、フライス削り作業に際して
有効に重なり合う断続切削縁成分では、振動（「チャタ
リング」）を誘導する傾向がある切削インサートに作用
する力は、相当に縮小され、そしてこれはフライス削り
作業中作成されたチップが比較的制限された幅であり、
そして切削インサートにおいて振動発生力を生成するた
めに結合しないという事実による。そのような比較的狭
いチップを発生させるフライス削り作業は、図１７に概
略的に示される。ここで、切削インサート５１はフライ
ス削り作業を行うために円すい円筒形ヘッド保持器５２
に取り付けてある。図示された如く、断続切削縁成分
は、自由端部において広がる３つの比較的狭いチップ５
３ａ、５３ｂ及び５３ｃを効果的に含むチップ５３を生
産させ、チップ成分５３ａ、５３ｂ、５３ｃ及び切削イ
ンサート５１の間の力の伝達において完全に効果のない
非常に虚弱な穴あきブリッジ５４によって一緒に結合さ
れる。

【００２７】フライス削り作業中発生したチップはチッ
プ成分に完全に分離されるか、あるいは非常に弱いブリ
ッジによって一緒に保持される図１７に示された形式に
おいて発生されることを保証するために、断続切削縁成
分が上記で規定された如く部分的に重なるだけでなく、
一つの切削縁の前端部が切削されるチップの厚さよりも
小さくない距離だけ断続切削縁成分の後端部から間隔を
あけられることを保証することが必要である。言い換え
れば、断続切削縁成分の間の中間縁１９と２０は、チッ
プの最大厚よりも小さくない量だけ切削インサートの基
部縁２０の方に傾斜する。

【００２８】本発明は、平行六面体形状、すなわち、４
辺と関連切削縁を有するフライス削り切削インサートを
参照して具体的に記載されたが、本発明は、例えば、三
角形形状の如く、他の形状の切削インサートに同様に適
用されることが容易に認められる。同様に、切削インサ
ートは、例えば、楕円矩形形状の切削インサートの如く
使用され、断続切削縁成分は、切削インサートの一対の
対向側において形成される。さらに、本発明が、各側部
において３つの断続切削縁成分を有する切削インサート
に関して具体的に記載されたが、本発明は２つ以上の断
続切削縁成分が設けられた切削インサートに等しく適用
されることが認められる。

【００２９】さらに、図１０及び図１７から、切削イン
サートは、図４に示された円筒形ヘッド保持器と比較し
たとき、円すい工具保持器に取り付けられることが注目
される。しかし、本発明による切削インサートの使用
は、特定形式の保持器に制限されないことが認められ
る。

【００３０】本発明の主なる特徴及び態様は以下のとお
りである。

【００３１】１．切削すくい面（１２）と逃げ面（１
３）との間に切削縁（１７）が形成されており、該逃げ
面（１３）と基面との間に基部縁（２０）が形成されて
いる、回転式フライス工具で使用される切削インサート
において、該切削縁（１７）が、複数の断続切削縁成分
（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）と、該断続切削縁成分（１
７ａ、１７ｂ；１７ｂ、１７ｃ）の間にそれぞれ位置す
る中間縁（１９、２１）とを具備し、該断続切削縁成分
の各々が、それぞれの前端部と後端部とを有し、該中間
縁が、一つの断続切削縁成分の後端部と、他の断続切削
縁成分の前端部との間に位置し、該中間縁（１９、２
１）は、該断続切削縁成分（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）
の１つの該後端部から該基部縁（２０）に向いており、
該断続切削縁成分（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）の１つの
後端部を通過する該フライス工具の回転軸への各垂線
が、フライス削り作業中、断続切削縁成分が部分的に重
なり合うように、断続切削縁成分に交差することを特徴
とする切削インサート。

【００３２】２．１つの断続切削縁成分（１７ａ）が、
該回転軸に関して第１正軸方向すくい角（α）を規定
し、他の断続切削縁成分（１７ｂ、１７ｃ）の各々が、
該第１軸方向すくい角（α）よりも小さな軸方向すくい
角（α）を規定している上記１の切削インサート。

【００３３】３．該断続切削縁成分（１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ）が、該回転軸に関して実質的に等しい軸方向す
くい角（α）を規定している上記１の切削インサート。

【００３４】４．該断続切削縁成分（１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ）が、それぞれ、逃げ面成分（１３ａ、１３ｂ、
１３ｃ）と関連し、フライス工具に対して規定された、
逃げ面成分（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）における対応す
る位置でのインサート側部逃げ角（γ）が実質的に等し
いように、互いに方向付けられている上記１〜３のいず
れか一つの切削インサート。

【００３５】５．該逃げ面が、該逃げ面成分（１３ａ、
１３ｂ、１３ｃ）を含む上方部分と、実質的に平面の下
方部分（１３ｄ）とを備えている上記４の切削インサー
ト。

【００３６】６．該断続切削縁成分（１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ）が、それぞれ、切削すくい面成分（１６ａ、１
６ｂ、１６ｃ）と関連し、フライス工具に対して規定さ
れた、切削すくい面（１６）における対応する位置にお
けるインサート切削すくい角（β）が実質的に等しいよ
うに、互いに方向付けられる上記１〜５のいずれか一つ
の切削インサート。

【００３７】７．逃げ面（１３）と切削すくい面（１
６）が、切削工具に関して規定されたインサートすくい
角（β）と逃げ角（γ）が切削縁（１７）の長さに沿っ
て実質的に不変であるように、断続的に湾曲されている
上記４、５又は６に記載の切削インサート。

【００３８】８．切削縁（１７）が、それぞれ、Ｋラン
ド面（１８）と関連し、フライス工具に関して規定され
た、Ｋランド面（１８）における対応する位置でのイン
サートＫランド角（θ）が実質的に等しい如く、互いに
向かって方向付けられることを特徴とする上記のいずれ
か一つに記載の切削インサート。

【００３９】９．各Ｋランド面（１８）が、切削工具に
関して規定されたＫランド角（θ）が切削縁（１７）の
長さに沿って実質的に不変である如く断続的に湾曲され
ることを特徴とする上記８に記載の切削インサート。

【００４０】１０．実質的に平行六面体形状であり、上
方切削すくい面（１２）と、下方基面と、２対の切削縁
（１７）セットとを設けられることを特徴とする上記の
いずれか一つに記載の切削インサート。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による切削インサートの一つの実施態様
の斜視図である。

【図２】図１に示された切削インサートの上からの平面
図である。

【図３】図１及び図２に示された切削インサートの側面
図である。

【図４】円筒形フライス工具に取り付けた時の図１、図
２及び図３に示された切削インサートの略側面図であ
る。

【図５】図４に示された取り付けられた切削インサート
の拡大された略側面図である。

【図６】切削インサートに及ぼされた切削力を概略的に
示す図５に類似する図である。

【図７】図６に示された切削力の和を概略的に示す図で
ある。

【図８】本発明による切削インサートの代替的な実施態
様の上からの平面図である。

【図９】図８に示された切削インサートの側面図であ
る。

【図１０】円すいフライス工具に取り付けた時の図８及
び図９に示された切削インサートの略側面図である。

【図１１】図４に示された如く取り付けられ、関連円形
切削経路において重ねられた、切削インサートの線ＸＩ
−ＸＩに沿った断面図である。

【図１２】切削インサートのＫランドを示すようにされ
た図１１に示された図の非常に拡大された図である。

【図１３】図４に示された如く取り付けられ、関連円形
切削経路において重ねられた、切削インサートの線ＸＩ
ＩＩ−ＸＩＩＩに沿った断面図である。

【図１４】切削インサートのＫランドを示すようにされ
た図１３に示された図の非常に拡大された図である。

【図１５】図４に示された如く取り付けられ、関連円形
切削経路において重ねられた、切削インサートの線ＸＶ
−ＸＶに沿った断面図である。

【図１６】切削インサートのＫランドを示すようにされ
た図１５に示された図の非常に拡大された図である。

【図１７】本発明による切削インサートを使用するフラ
イス削り作業において多チップ成分の生産を示す図であ
る。

【符号の説明】

１２切削すくい面１３逃げ面１７切削縁１７ａ断続切削縁成分１７ｂ断続切削縁成分１７ｃ断続切削縁成分１９中間縁２０基部縁２１中間縁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】切削すくい面（１２）と逃げ面（１３）
との間に切削縁（１７）が形成されており、該逃げ面（１３）と基面との間に基部縁（２０）が形成
されている、回転式フライス工具で使用される切削イン
サートにおいて、該切削縁（１７）が、複数の断続切削縁成分（１７ａ、
１７ｂ、１７ｃ）と、該断続切削縁成分（１７ａ、１７
ｂ；１７ｂ、１７ｃ）の間にそれぞれ位置する中間縁
（１９、２１）とを具備し、該断続切削縁成分の各々が、それぞれの前端部と後端部
とを有し、該中間縁が、一つの断続切削縁成分の後端部と、他の断
続切削縁成分の前端部との間に位置し、該中間縁（１９、２１）は、該断続切削縁成分（１７
ａ、１７ｂ、１７ｃ）の１つの該後端部から該基部縁
（２０）に向いており、該断続切削縁成分（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）の１つの
後端部を通過する該フライス工具の回転軸への各垂線
が、フライス削り作業中、断続切削縁成分が部分的に重
なり合うように、断続切削縁成分に交差することを特徴
とする切削インサート。