JP2757003B2 - 多角形切削用インサート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は多角形の切削用のインサートと題する米国特
許出願第081,266号の部分継続出願である。本発明は工
作物を切削する為の工具ホルダに着脱自在に取付け可能
な使い捨て式のインサートに関する。この種のインサー
トは一般に超硬合金を材料としこれをプレス及び焼結技
術を使用して製造される。

〔従来技術の説明〕

ここに参照するインサートは、工作物に対する正のす
くい角を持つ割出し自在の型式のものが望ましい。

米国特許第3,885,281号に示されるインサートは、長
手方向及び横断方向に湾曲されインサートのコーナー部
で合流する溝をインサートの側方縁部に沿って具備す
る。インサートの各コーナー部には浅いカットの為の削
屑、即ちチップのコントロールを提供する為のＶ字形溝
が、もっと深い長手方向溝のマージン部分内部に凹入さ
れている。

米国特許第3,786,541号に示されるインサートは、２
ステージのチップブレーカを有し、その切れ刃及び関連
するチップブレーカは特定種類の曲線を描く。

米国特許第3,786,540号のインサートは、側面に沿っ
て伸延するチップコントロール溝を具備する。溝の幅は
側面の長さ方向に沿って変化する如き複雑な曲線を描
く。

米国特許第3,399,442号のインサートは、内側及び外
側領域を含む外側縁部全体に沿ってチップコントロール
溝を具備する。外側領域は断面が凹型である。

米国特許第4,335,984号のインサートは、切削用のコ
ーナー部に隣合うチップブレーカ面に複数の破砕用凹入
部が設けられる。

米国特許第4,273,480号には切削面の、切れ刃に沿っ
た外側周囲に連続したチップコントロール凹所を形成す
ることが記載される。チップコントロール凹所は全体に
球状であり、切れ刃と同様に相互に交差し或は接触し得
る。

米国特許第4,215,957号には、内側のコーナー部が切
れ刃から離間された全体に矩形が凹入部が記載される。

〔解決しようとする課題〕 インサートのコーナー部の傾斜を緩くすることにより
切削中のインサートのコーナー部での抑制し得ない劣化
を低減され、ノーズの安定性が向上された多角形の切削
用のインサートを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

工作物が切削されるに従い、除去された削屑は切れ刃
を越え、下降する壁部分に沿って下方に且つ内側へと流
動する。次ぎに削屑は床面を流動し、次いで削屑を上方
且つ外側へと差し向けるための上昇壁部分を流れる。従
来のチップブレーカは、削屑の流れを半径方向に偏向す
るための、計画的に位置付けた種々のアイランド、突起
及び種々形状の角度を具備しており、流れをこのように
偏向させることにより削屑を破砕している。従来、チッ
プブレーカは、インサートの軸線方向、即ち実際に切削
を実施する切れ刃の角度と平行な方向に削屑を偏向させ
るために有益な角度をこの切れ刃と共に創出するべく、
切れ刃に対し配向されたことは無かった。本発明では、
チップブレーカの角度と切れ刃とが相俟って、削屑の軸
線方向流れを制御するために有効な削屑破砕作用をもた
らす。詳しく言うとチップブレーカの形状により削屑が
インサートの中心に向って偏向される。

参照した前記米国特許第081,266号には波状通路内を
伸延する後壁面を具備するインサートが示されている。
詳しくは、本発明の多角形の割出し自在のインサート
は、離間され実質的に平行な一対の面と、これら平行な
一対の面と直交する周囲側面とを具備する。周囲側面の
各面は連結してコーナー部を形成する。一対の切れ刃が
各コーナー部から離間する方向で実質的に各面の平面内
を伸延する。各切れ刃は、隣合うコーナー部との間を各
々伸延する。床面は平行な一対の面の各々と実質的に平
行であり且つインサートの中心に向って下方に離間され
る。各切れ刃から下方、即ち床面に向けて傾斜面が伸延
し、正のすくい角を有するインサートを形成する。後壁
は切れ刃から後方に離間され、各床面から平行な一対の
面の各々へと上方に伸延する。後壁は、インサートのコ
ーナー部から各コーナー部の中間位置にかけて、削屑を
切れ刃と平行に且つインサートの中心に向けて偏向させ
る態様で波状に伸延する。

本発明は前述の従来技術の改良であり、コーナー部の
傾斜を緩くすることにより切削中のインサートのコーナ
ー部に於ける抑制し得ない劣化を低減させ、ノーズの安
定性を向上させている。

〔実施例の説明〕

第１図に示される如く、インサート15は実質的に平行
な一対の面17、19を有し、周囲側面21〜24が前記平行な
一対の面17、19と直交している。これら平行な一対の面
17、19は周囲側面21〜24と連結してその交点に８つのコ
ーナー部を形成する。１つのコーナー部25は面17と周囲
側面21及び24との交点に形成され、残余のコーナー部も
同様に形成される。一対の切れ刃27、29が実質的に面17
の平面内部をコーナー部25から遠方に伸延する。切れ刃
27はコーナー部25から隣合うコーナー部26に伸延する。
同様に、夫々の切れ刃は隣合うコーナー部間を伸延す
る。

以下に述べる目的上、“内側に”或は“内側方向に”
とはインサートの中心に向かう方向であり、一方、“外
側に”或は“外側方向に”とはインサートの中心から離
れる方向を言う。切れ刃を越えての削屑流れに関し、
“半径方向”とは切れ刃と一般に直交する方向を言い、
一方、“軸線方向”とは切れ刃と平行な方向を言う。

第１図及び第２図に示すインサート15には一対の床面
33、35が設けられている。各床面33、35は平行な一対の
面17、19の夫々から内側に離間される。第２図に示され
第３図に詳細を示すチップブレーカは、各切れ刃21から
床面33へと伸延する傾斜面37と、床面33から面17へと上
昇する後壁41とを具備する。各切れ刃は類似状態に形成
されたチップブレーカと関連される。

第１図に例示されるように、傾斜面37は夫々の切れ刃
27、29から所定距離内側に伸延し、インサート15の周囲
全体を取巻いて伸延する均一幅のランドを形成する。代
表的に、各傾斜面はそこから内側へと伸延する。切れ刃
を強化する為の非常に狭い平坦ランド部分45を具備す
る。第４図では平坦ランド部分45は面17に対し５゜の角
度をなす状態で示される。好ましくは傾斜面37は約15゜
から約25゜の角度で切れ刃から下方に伸延し、もっと好
ましくは第４図に記号Ｂで示される如く約20゜の角度で
下方に伸延される。

好ましくは傾斜面37は面17から床面33へと適宜の距離
下方に伸延される。床面は、削屑の流れ方向を変化させ
る為に十分深くするべきである。流れ方向が変化するこ
とにより削屑の破砕が助長される。

後壁41は床面33及び面17の中間を伸延する。第１図に
示されるように後壁41は切れ刃と平行な方向に沿って波
状通路を形成する。切れ刃27を越え、傾斜面37を下り且
つ床面33に沿って流れる削屑は、後壁41と遭遇する。流
動する削屑は床面33と後壁41との交点に於て床面33から
外側方向に遠ざけ且つ平行な面17に向けてそれらを偏向
する後壁41に遭遇する。後壁41が波状であることから、
削屑は切れ刃27と平行方向に案内され且つコーナー部2
5、26から遠方に流動する。更に詳しくは後壁は、削屑
が切れ刃と平行方向に沿って内側に向けて偏向される様
式で、コーナー部に接近した位置から中間位置に伸延す
る。削屑の、インサートの中心に向う切れ刃と平行な方
向への流れは、切れ刃と鋭角をなして伸延する脚を具備
する後壁によって実現される。削屑は、入れ刃を越えて
流動するに従いインサートの中心に向けて偏向される。

後壁41は傾斜面37に接近しては離間する波状模様を有
する。後壁41はコーナー部26に接近した位置から開始さ
れ、インサートの中心に向って接近し、次いで傾斜面37
に向けて外側に後退され、またインサートの中心に向
う。第１図では切れ刃21と平行方向でコーナー部26から
25にかけて４つの波状模様51が示される。後壁41は各コ
ーナー部間に少くとも２つの、好ましくは３つから５つ
の、そしてもっと好ましくは４つの波状模様を具備す
る。第１図の具体例では４つの波状模様が示され、第５
図に例示される具体例では５つの波状模様が示される。

波状模様51は後壁41を形成する代表的な波状模様を示
す。波状模様51には内側部分53と外側部分55とが含まれ
る。一対の脚57、59が、波状模様51の内側部分を脚の外
側部分55の夫々に結合する。切れ刃21と平行方向に、コ
ーナー部26から中心線63で示される如きインサート中心
に向う波状模様を構成する各脚は、隣合う脚と比較して
交互に長短とされる。例えば、脚59は隣合う脚51よりも
長く、脚51は隣合う脚61よりも短くそして脚61はその隣
の脚よりも長い。

第１図及び５図に例示される如く、参照番号53で示さ
れる様な波状模様の内側部分は湾曲状或は弧状とされ、
一方切れ刃21に隣接する波状模様の外側部分は参照番号
55で示されるように平坦とされる。各コーナー部に隣合
う外側部分の夫々は湾曲部分として例示されている。切
れ刃に接近して急に平坦となる部分を設けた目的は、削
屑の流れ方向を急激に変化させることにある。

作動に際し、本発明のチップブレーカは削屑を半径方
向及び軸線方向に流動させる。削屑の後壁に衝突する以
前の移動距離が大きいほど半径方向の湾曲は大きく、一
方、移動距離が短いと半径方向の湾曲は小さくなる。こ
うした効果に基き波状模様は削屑のインサート中心方向
への流動を助長する。

第５図にはコーナー部63及び65間に５つの波状模様を
設けた具体例が例示される。後壁69の内側部分67は、コ
ーナー部65に隣合う一箇所で傾斜面71に隣接している。
第５図と第１図とは４つの側面を具備する割出し自在イ
ンサートを例示するが、本発明の範囲内で三角形インサ
ートを使用して良く、また当業者に周知のその他変形例
を使用しても良い。

第６図には、夫々のコーナー部における後壁の傾斜状
態の異なる別態様が例示され、三角形のインサートが参
照番号71′で示されるが、以下の説明は切削の為に典型
的に使用されるその他の多角形インサートに対しても適
用され得るものである。インサート71′は、インサート
の中心に向い、次いで傾斜面75に向って外側に向い、そ
して後、インサート中心に向う波状の後壁73を具備す
る。波状の後壁73は、第６図に最も明瞭に示されるよう
に、その波状通路の、インサートの外側方向に面する各
部分が、関連する切れ刃と実質的に平行とされる。好ま
しくは、各コーナー部の中間の後壁77の主要部分は実質
的に一定角度で床面79から上方に傾斜し、面81に至る。
第７図で角度Ｃとして示す角度は比較的急な約30゜から
約40゜の角度であるのが好ましく、より好ましくは約35
゜である。

以下に説明する第６図に示す変更例のコーナー部83の
記載は、図示される多角形の残余のコーナー部にも適用
されるものである。コーナー部83は中心線91によって二
分割される。コーナー部83に於ては後壁73の主要部分は
二分割線、即ち中心線91の各側をコーナー部83に向って
伸延する一対の相補的な後壁85、87を形成する。一対の
相補的な後壁85、87は好ましくは、以下に説明される所
定の一様な傾斜を有し、ブリッジ後壁89が、これら一対
の相補的な後壁85、87を連結し且つ傾斜面75の外側に接
近した状態で後壁85、87の中間位置を伸延する。

ブリッジ後壁89の実質部分は約５゜から約12゜の角度
で床面79から上方に徐々に傾斜する。この角度は第７図
では比較的浅い角度Ｄとして示される。最も好ましくは
角度Ｄは約８゜である。第７図では、ブリッジ後壁89は
後壁77の主要部分と対応する傾斜の第１の部分93及び第
２の部分95を具備する。第１の部分93はブリッジ後壁89
と床面79との間の緩い傾斜部分の交差部を形成する。第
２の部分95はブリッジ後壁89と面81との間に緩い傾斜部
分の交差部を形成する。

〔発明の効果〕

波状の後壁を、削屑をインサートの中心に向けて偏向
させる様式において、各コーナー部に隣接する位置から
内側及び外側へと波状通路の態様に於て伸延させるとと
もに、この波状通路の、インサートの外側方向に面する
各部分を、関連する切れ刃と実質的に平行に形成したこ
とにより、切屑の軸線方向流れを制御するために有効な
切屑破砕作用、即ち、切屑がインサートの中心に向って
偏向される作用がもたらされる。

インサートのコーナー部の傾斜を緩くすることにより
切削中のインサートのコーナー部で抑制し得ない劣化が
低減され、ノーズの安定性が向上された多角形の切削用
のインサートが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインサートの平面図である。 第２図は第１図を線２−２で切断した断面図である。 第３図は第３図は第２図の部分拡大断面図である。 第４図は第１図を線４−４で切断した、第３図と同様の
部分拡大断面図である。 第５図は本発明の別態様のインサートの平面図である。 第６図はコーナー部の後壁を変更した本発明のインサー
トの別態様の平面図である。 第７図は第６図を線６−６で切断した部分拡大断面図で
ある。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 15:インサート 17,19:面 21,22,23,24:周囲側面 25,26:コーナー部 27,29:切れ刃 33,35:床面 37:傾斜面 41:後壁 45:平坦ランド部分 51:波状模様 53:内側部分 55:外側部分 63:中心線 51,59,61:脚

フロントページの続き (72)発明者 カール・エイ・カトビ アメリカ合衆国ミシガン州トロイ、ウォ ーターフォール3035 (72)発明者 チェールズ・イー・ジマーマン アメリカ合衆国ミシガン州サウスフィー ルド、フェアファクス16291 (72)発明者 イエフィム・バル アメリカ合衆国ミシガン州トロイ、カー ツ・ブールバード1303 (56)参考文献 実開 昭63−158708（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−20204（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−25483（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に平行な一対の面と、該一対の面と
   直交する周囲側面とを含む割り出し自在の多角形の切削
   用のインサートであって、 前記一対の面と周囲側面とが連結してコーナー部を形成
   し、 少なくとも１つの切れ刃が、前記一対の面の夫々の実質
   的に平面内を各コーナー部から離間する方向に伸延し、 一対の床面にして、各床面が前記一対の面の夫々と実質
   的に平行であり且つ下方に離間されてなる一対の床面
   と、 各切れ刃から前記床面に向けて下方に伸延することによ
   りインサートに正のすくい角を与えてなる傾斜面と、 各床面及び各前記一対の面を連結する後壁とから構成さ
   れ、 該後壁が、削屑をインサートの中心に向けて偏向する様
   式において、各コーナー部に隣接する位置からインサー
   トの内側及び外側へと波状通路の態様に於て伸延し、該
   波状通路の、インサートの外側方向に面する各部分が、
   関連する切れ刃と実質的に平行とされ、各コーナー部に
   於ける傾斜が比較的ゆるく、各コーナー部の中間位置で
   の傾斜が比較的きつい後壁と、 を含むインサート。
2. 【請求項２】比較的きつい傾斜は約30゜から約40゜の角
   度であり、比較的ゆるい傾斜は約５゜から約12゜の角度
   である請求項１に記載のインサート。
3. 【請求項３】波状通路は３乃至５つの波状模様を含んで
   いる請求項１に記載のインサート。
4. 【請求項４】波状通路は３乃至４つの波状模様を含んで
   いる請求項３に記載のインサート。
5. 【請求項５】波状通路は、コーナー部に隣接する位置か
   らインサートの中心に向けて内側に伸延し、そして切れ
   刃に向けて外側へと伸延する請求項４に記載のインサー
   ト。
6. 【請求項６】波状模様の各々は、インサートの中心付近
   に於ける湾曲部分と、外側に伸延する一対の脚部とを含
   んでいる請求項５に記載のインサート。
7. 【請求項７】各波状模様に於ける各脚部は、インサート
   のコーナー部から切れ刃に平行な方向に沿って、隣合う
   脚に対して交互に長短とされてなる請求項６に記載のイ
   ンサート。