JP3955653B2 - 切削インサート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溝入れ工作用の切削インサート（植刃、或いはチップ）に関するものであって、種々の溝入れ工作や軸方向、半径方向旋削工作に利用出来るが、特にフエース溝入れ工作に適しているインサートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の機械工作のためには、チップ破壊とチップサイズは支障の無い生産にとって通常決定的に重要である。最新の高生産性工作機械には良好なチップ移送に高度の条件が課せられている。長尺の制御されていないチップは機械の故障の原因となる。それ故に、チップ制御とこれが工具の設計を支配する程度の両方に、高度の注意を払う必要がある。
【０００３】
溝入れ工作と突切り工作用の切削インサートは通常はブレードタイプのホルダに締結され、それによって工作溝に入れることが出来るようになっている。用語「ブレードタイプのホルダ」はスロット工作用カッタを包含するように意図されている。この種のインサートは例えば、ＵＳ−Ａ４，７７８，３１１、ＵＳ−Ａ４，９９２，００８、ＵＳ−Ａ５，１３５，３３６、及びＵＳ−Ａ５，４２３，６３９の特許文献から既知である。円形溝が形成されることになるフエース溝入れ工作を可能にするためには、ブレードホルダを円形溝に挿入出来るようにするために湾曲ブレードホルダを使用する方法が知られている。
【０００４】
この円形溝に関し、インサートの幅を越えるような拡幅を望むならば、そのための溝工作の作業は最初に旋削された工作溝よりも小さい或いは大きい溝径の条件で以て繰り返す必要がある。この繰り返し工作作業のとき、第２、３・・・第ｎ番目の溝の幅は、逐次番数の２つの溝の間には材料が残留しない可能性があるので、先行番の溝幅と幾分重複しなければならない。これでは切刃が完全には利用されず、その特定部分のみが工作物と実働係合するに過ぎないことになる。
【０００５】
フエース溝切り工作（facegrooving）用のこれまで知られている切削インサートは切刃全体の実働中にのみ、最良の場合に満足に機能することが判明している。例えば、切刃の半分或いは切刃の１／４のみが稼働しているならば、チップは十分には破壊されず且つチップ制御が劣ることになり、結果としてチップのジャミング現象と最悪の場合にはチップ故障が発生する。特に、切刃長の１／４より小さい寸法に相当する切削幅の場合、フエース溝切り工作にとって良好なチップ制御を可能にするインサートは存在しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的はフェース溝切り工作における重複繰返し作業に適した切削インサートを提供することにある。
本発明の第２の目的は切刃の一部分のみが工作物に係合される場合でも、十分に機能するインサートを提供することにある。
本発明の第３の目的は縦旋削工作のために、特に拡幅溝の底面を外側から旋削するために、使用出来るインサートを提供することにある。
本発明の第４の目的は破断していない長尺のチップが形成される第一番目の溝工作を信頼性の高い仕方で制御することが出来るインサートを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、シャフト部と該シャフト部の長手方向前端に位置する切削ヘッドとを備える切削インサートであって、該切削ヘッドが、頂面と、底面と、前記頂面と前記底面との間に延び、前記頂面との交差部に主切刃を形成する前位逃げ面と、前記頂面と前記底面との間に延び、前記頂面との交差部に側位切刃を形成する横位逃げ面と、前記頂面に設けられ、横位方向に離間して概略縦方向に延びる二つのうねと、前記頂面において前記二つのうねの間に形成されているチップブレーカピットであって、前記主切刃と交わって凹所を形成する前位ピット部分と、後位ピット部分とを備え、該前位ピット部分と該後位ピット部分との間に交線部を規定しており、チップを後方に移動させるためのガイドを規定するようになっているチップブレーカピットとを備え、前記交線部に近接する前記うねの上部は後方に向かって収束しており、前記交線部と共に、後方へ移動するチップを押し込めるための押し込め領域を形成し、前記前位ピット部分が前記うねの各々にそれぞれ近接して位置する横位方向に離間した二つのこぶを含んでいることを特徴とする切削インサートが提供される。
【０００８】
【実施例】
図１において、本発明に係る切削インサートは参照番号１によって全体的に指定されている。これはセメンテッドカーバイド等の適当な硬質材料で作られている。本発明に係る外形はセメンテッドカーバイドが５−９重量％、好ましくは５−８重量％のコバルト、総和が０−１０重量％の間のTiC ＋TaCT＋NbC 、自然に生じる不純物を含む残部 WC を含有しているときは、良好なチップ制御が確保されながら特に長い寿命をもたらすことが判明している。更に、小量の立方晶炭化タングステンを炭窒化物（焼結セメンテッドカーバイド中の０．１−０．３重量％）で置換すると有益になり得る。炭化タングステンのグレンサイズは１．８と３．２μｍの間の値が適している。更に、セメンテッドカーバイドはＰＶＤ或いはＣＶＤ（「物理蒸着法」或いは「化学蒸着法」）によって３と１５μｍの間の値の被覆厚が得られるまで適切に被覆され得る。
【０００９】
切削インサートはＵＳ−Ａ−４，８０１，２２４に開示されたもの等のブレード形式の適宜のホルダにクランプ（締結）するためのシャフト部を含んで成る。インサートの実用切削ヘッドは頂面、全てのインサートにとって共通の底面３、１つの前位逃げ（レリーフ）面４、２つの横位逃げ面５及び２つの後位逃げ面６を含んで成る。十分な逃げを与えるために、前、横、後位の３種の逃げ面は垂直線に対して角度をなし、それによって逃げ面が頂面に対して鋭角、そして底面に対しては鈍角をなすようになっている。逃げ角αは約３と１５°の間の値であり得る。
【００１０】
切刃は逃げ面と頂面の間の折れ目線に、前位の主切刃７、側位の切刃８、及び前位逃げ面４と横位逃げ面５の間の丸められた遷移部におけるコーナ切刃９として生じる。切削ヘッドの頂面において、その中央にはチップ（切り粉）形成用、或いはチップ破壊用のピット、凹所或いはキャビティ１０として、これが主切刃７と交ることによって当該主切刃がその中間部に湾曲状に押し下げられた形態の切刃部分１１を形成することになる斯ゝるチップ破壊用ピット１０が形成されている。その反面、チップ破壊用ピット１０は前位ピット部分１２とこれに１部重複している後位ピット部分１３とに区分されており、当該後位ピット部分１３の底は前位ピット部分１２より高位に配位している。両ピット部分間の遷移部は交線或いは折り目線１４と対応する半径（ラジアス）遷移部のいずれかから成る。当該交線１４は実質的２等辺３角形における主切刃７の方へ向いている尖端のように形成されている。両ピット部分１２、１３の両側に沿って切削インサートの縦方向上に夫々うね（リッジ）１５として、シャフト部２から対応するコーナ切刃９の近傍まで２本の指の形態で以て延在しているが、当該切刃に至る全経路に亘って延在したものではない斯ゝる１対うね１５が配設されている。。各うね１５とこれに隣接する側位切刃８との間には、主ランド１６が延在しており、当該ランドは幾分正の関係に、例えば＋３と＋１５°の間の値になるのが好ましい。更に、該うね１５は側位切刃８によって規定される平面より幾分高位にあるか、或いはそれと同じ高さに配位するのが好ましい。交線（折れ目線）１４とうね１５の接点の近辺域における該折り目線１４に沿った僅かな箇所に押し込める、締め付ける、曲折する及び／或いは圧縮する作用を発揮する「押し込め（ｓｑｅｅｚｉｎｇ）部分」或いは「押し込め箇所（ポイント）」１７が存在し、当該ポイントはチップに切刃全体が係合しているとき、特に最初の溝入れ工作時に、チップをその縦方向に押し込んで湾曲させることに寄与する。従って、両押し込め箇所（ポイント）17の間の距離は主切刃７の前記湾曲状押下形態部分１１の長さより短いものが好ましい。「切刃部分１１の長さ」とは、主切刃７の中点で分けられる２つの切刃部分における夫々の湾曲線と直線とがなす変曲点の間の距離（即ち、湾曲状押下形態部分１１の水平長）を意図したものである。
【００１１】
交線１４と主切刃７の間において、両うね（１５）の対面する内面のいずれの内面近傍にもこぶ（バール）１８が配設されており、当該バールは側位切刃８と前位の主切刃７の２つの真直形態部分（各コーナ切刃９と主切刃の湾曲状押下形態部分１１の間の直線状切刃部分）とによって規定される平面の幾らか下の高さ、或いは当該平面と等しい高さに配位しているものが適している。
【００１２】
【発明の効果】
湾曲状押下形態部分１１により切刃の直線状態が中断されている形態の主切刃７、両こぶ１８及び両押し込め箇所１７の組み合わせは、多様な用途と価値を有する切削インサートを結果的にもたらす。溝入れ時、特にフエース溝入れ工作時、当該３種の要素（７、１８、１７）の組み合わせはチップ制御を良好にするのに貢献する、特に主切刃の全体が工作物に係合していない場合に貢献する。切削インサートの幅の１／４より短い旋削幅でさえ驚異的に良好なチップ制御を与える。このような１／４より短い旋削幅の場合には、うね１５の尖端がチップ破壊用並びにチップ偏向用突起として機能する。切込み量の小さい、例えば切り幅の１／４より短い値に相当する切込みによる縦旋削では、うね１５の外面の相対的に長い部分がチップブレーカとして機能する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に斯ゝる切削インサートの上から斜め方向に見た斜視図である。
【図２】 本発明に斯ゝる切削インサートの側面図である。
【図３】 図２のものと同じ切削インサートの正面図である。
【図４】 図２のものと同じ切削インサートの平面図である。
【図５】 図４における線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図６】 図４における線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【符号の説明】
１…切削インサート
２…シャフト部
３…底面
４…前位逃げ面
５…横位逃げ面
６…後位逃げ面
７…前位主切刃
８…側位切刃
９…コーナ切刃
１０…チップ破壊用（チップブレーカ）ピット
１１…湾曲状押下形態部分（主切刃の）
１２…前位ピット部分
１３…後位ピット部分
１４…交線（折れ目線）
１５…うね（リッジ）
１６…主ランド
１７…押し込め箇所
１８…こぶ

Claims (8)

1. シャフト部と該シャフト部の長手方向前端に位置する切削ヘッドとを備える切削インサートであって、該切削ヘッドが、
   頂面と、
   底面と、
   前記頂面と前記底面との間に延び、前記頂面との交差部に主切刃を形成する前位逃げ面と、
   前記頂面と前記底面との間に延び、前記頂面との交差部に側位切刃を形成する横位逃げ面と、
   前記頂面に設けられ、横位方向に離間して概略縦方向に延びる二つのうねと、
   前記頂面において前記二つのうねの間に形成されているチップブレーカピットであって、前記主切刃と交わって凹所を形成する前位ピット部分と、後位ピット部分とを備え、該前位ピット部分と該後位ピット部分との間に交線部を規定しており、チップを後方に移動させるためのガイドを規定するようになっているチップブレーカピットと、
   を備え、前記交線部に近接する前記うねの上部は後方に向かって収束しており、前記交線部と共に、後方へ移動するチップを押し込めるための押し込め領域を形成し、
   前記前位ピット部分が前記うねの各々にそれぞれ近接して位置する横位方向に離間した二つのこぶを含んでいることを特徴とする切削インサート。
2. 前記こぶは、二つの前記側位切刃によって規定される平面の高さと同じ高さである又は該平面の高さより低い、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記主切刃は前記側位切刃と交差してそれぞれコーナ切刃を形成しており、前記うねの前端がそれぞれ前記コーナ切刃に向かって外側に広がっている、請求項１又は請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記前位ピット部分の底が前記後位ピット部分の底より低位にある、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の切削インサート。
5. 前記うねは、前記側位切刃によって規定される平面と少なくとも等しい高さまで延びている、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の切削インサート。
6. 前記うねは、前記側位切刃によって規定される平面より上の高さまで延びている、請求項５に記載の切削インサート。
7. 前記押し込め領域の横位方向最小寸法は、前記主切刃に形成された前記凹所の横位方向最大寸法より短い、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の切削インサート。
8. 前記切削インサートは溝切り工作用の切削インサートである、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の切削インサート。

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