JP3626190B2 - ねじ切削インサート - Google Patents

Description

本発明はねじ加工用の、好ましくは実質的に三角形の、切削インサート（植刃）に関する。
このインサートは平坦な上面、面平行底面及び両者間の数多の端緑面を有する本体を含んで成る。端緑面は切削コーナで会合し、各コーナは切削突端部（チップ）を備えた面取り部（チャンファ部）を有している。切削コーナの上面には凹所が配設されている。この凹所は尖端部からチップ（切粉）面である前記上面において特定の距離だけ延在しているチップブレーカ凹所である。
半径方向送りによるねじ加工のとき、主としてＶ字形の切粉（チップ）が得られるが、この切粉は非常に堅いものであり、制御可能な態様により取扱いを困難にする。非三角形ねじ加工インサートがそのノーズ部に凹所を備えていることは知られている。しかし、この種のインサートによる切粉形成は制御出来ない。それは切粉の曲率度が大きくなり過ぎて、切粉ジャミングと作業者、工作物及びインサートにとって望ましくない危険な状況をもたらす。
本発明の目的は上述の問題を解消するねじ切削インサートを提供することにある。インサートの形状は可成り長尺の切粉が得られることになる材料のねじ加工において、良好に制御された切粉除去を可能にする。その結果、同じインサートは切粉のからまりを連続的に監視することが不可能な限定された人的資源による作業において使用することが出来る。
本発明の別の目的はインサートが切削尖端部の寸法に関係なく標準の工具ホルダにおいて有用であって、しかも内ねじ加工にとって最適である斯ゝるねじ加工インサートを提供することにある。
本発明の別の目的は切削尖端部の有効冷却が可能な最適形状のねじ加工インサートを提供することにある。
本発明の別の目的はその形状が切削力と工具摩耗に関して好ましいものになるように、変形された切粉面を備えたインサートを提供することにある。
本発明の別の局面によれば、このインサートはホルダにおいて幾つかの位置に割付け可能な多数の切削コーナを具備する。
本発明のこれらの目的とその他の目的は、以下の図面に関連付けて為される本発明の好適別の詳細な説明を参照すれば明らかになる。
図１は本発明に係る外ねじ加工用のねじインサートの頂面図である。
図２は図１に示すインサートの側面図である。
図３は図１に示すインサートの拡大切削コーナの頂面図である。
図４は図３における線IV−IVに沿った断面図である。
図５は図１における線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
図６は工具ホルダのインサート受容ポケットに配置された後の図１のインサートの頂面図である。
図７は本発明に係る内ねじ加工用のねじインサートの頂面図である。
図８は図７のインサートの側面図である。
図９は図７のインサートの拡大切削コーナの頂面図である。
図10は図９の線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
図11は図９の線XI−XIに沿った断面図である。
図１−３によれば、ねじ切削インサート10は好ましくはセメンテッドカーバイドの三角形のウエハの形式のものである。その他の酸化物基セラミック材やサーメット等の切削用材料も使用することが出来る。インサート10は上位面11とこれに対立して概して平行な下位面12、及び両面間で実質的に直角に、延在する複数個の側壁13,14,15を含む。インサート10は３個の同一形の切削コーナ16,17,18を具備しており、各コーナは金属工作物（図示省略）と係合してねじを切る切削尖端部（チップ）19,20,21を担持している。インサート10は工具ホルダのインサート受容ポケットにインサートを取付けるために固定ねじを受入れる中央孔22を有している。インサートの下位面12は切刃を有しておらず、インサートポケットの支持面に当接するためのみに企図されている。
図３には、線IV−IVに関して対称配置されている切削尖端部19を有する切削コーナ16を示している。この切削尖端部19は非対称にも配置され得るが、これはＶ字形状に延在する２個の主切刃23,24と両切刃間に配位するコーナ切刃25とを有している。インサートは主切刃の内側に主フェーズ（phase）26,27を有し、両者は切削尖端部19で接合している。主フェース26,27は角度α、好ましくは５−15゜の値である角度でインサート中心に向けて下降傾斜している平面上に配位している。主フェーズ26,27は端縁（エッヂ）補強面として役立つものである。
主フェーズ26,27と切削尖端部19の内側の個所には、チップブレイーカとして役立たせるための隆起部28が設けられている。この隆起部28は前方へ延在するクサビ形状部を有し、その後部は円形後端縁30によって終端になっている。該隆起部28のクサビ状前位部分は主フェーズ26,27が配位する降下傾斜面の延長部分に局限されているのに対し、隆起部28の後位部分29は凸状に湾曲し、上位面11の平面に配位する湾曲後端縁30によって終端になっている。更に具体的にいえば、隆起部28のクサビ部分はセクションライン31に、沿って該湾曲部分29まで延在している。このセクションラインは主フェーズ26,27の平面と上位切粉面（チップ面）11との間の遷移線を規定している。
該突起28の上面32は平面であって、面33を介して面部34まで下方へ延在しており、当該面部は凸状に丸くなっていて、本質的にＣ字形の上位面部35の頂面になっている。このＣ字形上位面部の前位部分は凸状であって、切削尖端部19の方へ指向している。該クサビ部28の側面は凹所36,37を備えていることも特異な構成である。
図６は工具ホルダ40のポケットに確保された後のインサートを示しており、該インサートの底面12は該ポケットの対応する支承底面に当接している。インサート１の切削尖端部19はねじ切りのために工作物と係合させるために、該ポケットから露出している。
該主フェーズ26,27の各々の幅は該インサートの中央部分の近くの個所における該主フェーズの幅に較べて、該Ｃ字形部分35の近傍位置において実質的に小さい。これらの主フェーズ26,27はコーナフェーズ41の中で前方へ延在しており、コーナフェーズの幅は該主フェーズの幅より幾分大きい。該主切刃23,24の間の鋭挟角βは25−80゜、好ましくは50−70゜である。
本発明に係るねじ切削インサートの半径方向送りによるねじ溝切り過程で、切粉が切刃23,24のいづれかによって或いはその局部によって切り出される。それ故に、切粉はＣ字形部分35の方へ向き路をたどる間に予成形され、その後に隆起部28の凹所36或いは37によって追加的に成形される。次に、切粉はそれが工作物と工具から導出されたときに、螺旋状の小さな曲率半径を得るように傾斜面33によって最終的に成形され且つ制御される。Ｖ字形切削コーナ16における切粉面のこの形状のお陰で、同じインサートを用いて異なる材料を異なる工作データ（条件）で工作するときに満足な工作結果が達成される。インサートの中央域をチップブレーカ28に関係する凹所の場所として提供し、逆に当該チップブレーカをコーナ域にのみに限定することにより、実働尖端部に向けて冷媒の一層有効な供給が可能になる。
図７−11には、工作物の内ねじ切りを企図した別の実施例を示している。図１−３と同様に各切削コーナは主切刃23,24とその間の湾曲切刃25とを有している。各コーナは隆起部を具備し、その長さはコーナ域に局限されている。コーナエッジ25の隣りに配位する該隆起部28の前位部分は本質的にクサビ形状になっているのに対し、後位部分29は凸状に形成されている。
主フェーズ26,27の近傍に配位している該隆起部28の限られた側面は凹所36,37の形状に部分的に形成されており、凹所の断面は円形部分36a,37aと直線部分36b,37bから構成され、この直線部分は本質的に平坦で且つ５−20゜の角度でインサートの頂面と交差している平坦な頂面43と接合している。図７−11のインサートは図１−３のものに較べて図４に示すような凸状隆起部が配設されていないことでデザイン上の違いがある。インサートはコーナエッジ25の隣りにベベルフェーズ41を有しており、このフェーズは凹所42を介して上向き傾斜平坦面43まで延在している。本実施例のお陰で、内ねじ切削中に一層有効な切粉破断と切粉除去が達成され、それにより問題の切粉のからまりが回避される。

Claims (8)

1. 少なくとも３個の側壁（13、14、15）を介して接続されている上、下位面（11、12）を含み、そして中央部を形成して、該中央部から少なくとも１個の切削コーナ（16、17、18）が外方へ突出しているねじ切削インサートであって、
   当該切削コーナが外方向に収斂する１対の主切刃（23、24）を含み、該主切刃が湾曲するコーナ切刃（25）を介して接続され、当該主切刃が下方傾斜面に配位しており、該切削コーナの頂面が該中央部の該上位面より高位に延在する上向きクサビ形の突起（28）を含み、当該突起が該主切刃の夫々に隣接するまで延在し且つ上方向で互いに収斂している、斯ゝるねじ切削インサートにおいて、
   突起（28）の前位部分（35）は主ランド（26、27）を含む下方傾斜面に局限されているが、突起（28）の後位部分（29）は平坦な上位面（11）に局限された長さを有し、該主ランド（26、27）が水平面に対し５〜15゜の角度で延在し、且つ
   突起（28）の前位部分（35）が、切削尖端部（19）に対して凸状湾曲側を有するＣ字形であって、且つ突起（28）の側面が凹所（36、37）の形状になっていることを特徴とするねじ切削インサート。
2. 突起（28）は主切刃（23、24）とコーナ切刃（25）から所定距離の個所に配位し、それにより該突起と該主切刃の間の面部が切刃を補強する主ランド（26、27）として作用するようにした、請求項１に記載の切削インサート。
3. 該突起（28）の前位部分はライン（31）の位置にある凸状湾曲後位部分（29）まで延在しており、当該ラインは主ランド（26、27）を含む該上位面（11）との間の遷移線を規定している、請求項１または２に記載のねじ切削インサート。
4. クサビ形突起の後位部分（29）が円形に湾曲した後切刃（30）によって終端になっている、請求項３に記載のねじ切削インサート。
5. 突起（28）の上面（32）は平坦であって、下方傾斜面（33）を介して凸状に形成されてＣ字形の前位部分（35）の上面を規定している面（34）まで延長している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のねじ切削インサート。
6. 突起（28）の頂位部分（43）が平坦であって且つ凹状面（42）まで下方へ延在しており、当該凹状面がコーナ切刃（25）で終端になっている上方傾斜面（41）へと延在している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のねじ切削インサート。
7. 各凹所（36、37）が断面視において、該主ランド（26、27）の隣に配位した円形部分（36a、37a）と直線部分（36b、37b）を含んで成る、請求項５に記載のねじ切削インサート。
8. 突起（28）の頂位部分（43）がインサートの上位面（11）に対し５〜20゜の角度で斜めに延在している、請求項１〜７のいずれか１項に記載のねじ切削インサート。

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