JP3980644B2 - 切削インサートの割り出し - Google Patents

Description

本発明は、請求項１による切削金属加工のための割り出し可能な切削インサートに関する。
現在市場に存在する大多数の様々な異なる割り出し可能な切削インサート、片面及び両面の両方の切削インサートは、中央の貫通穴を有する。この貫通穴は、割り出し可能な切削インサート又はホルダー内の切削インサートの固定のために、適切な固定ねじの収納が意図されている。もし切削インサートが回転することが意図されるならば、ホルダーは、通常中ぐり棒であり、もし切削インサートがフライス削りを意図されるならば、ホルダーは、例えば、フライスカッタ本体、長刃カッタ又はエンドミルである。さらに、切削インサートは、穴あけを意図されてドリル軸内のねじで固定されることができる。公知のように、切削インサートが割り出し可能な切削インサートであるという事実は、全く同一の切削インサートが二つ以上の切削刃を有し、前の切削刃が磨耗した時に新しい切削刃は動作位置内へ位置決めされるか、又は割り出され、これはねじを緩めて切削インサートをわずかに回転させることによってなされる、ということを意味する。
割り出し可能な切削インサートは、通常、被覆又は不被覆の超硬合金から成るが、異なる種類のセラミック材料の切削インサートも存在する。一般に、これらの切削インサートは、四角形、三角形、菱形、円形、矩形又は六角形の基本形状を有するが、他の基本形状も存在する。しかしながら、切削インサートすべて共通に有する一つのもの、すなわち、切削インサートは、通常、幾何学的中央点に中央の貫通穴が設けられている。これらの穴は異なる穴の形状を有することができるが、大多数の穴の形状の共通の特徴は、穴が回転対称であるということである。これは、操作者は、再びねじを締める前に、割り出し可能な切削インサートを弛められたねじ回りに実質的に正確なインサート位置へ回転させなければならないということを意味する。普通は、割り出し可能な切削インサートは、インサート着座の支持面へ向かう「自己ガイド」であるが、もしこれらの支持面が小さいならば及び/又はもし切削インサートが複数の面（例えば６又は８）を有するならば、切削インサートが誤った中間の位置へ押圧されるということが起こる可能性があり、切削インサートが意図されたようにはしっかりと固定されず、破損する及び/又はインサート着座が損傷する可能性がある。
スエーデン国特許公告第３４６０７４号（及び米国特許第３３４１９２１号）は、三角形の基本形状を有する中央の穴及び上方へ広がる円錐形を有する中央の穴を有する三角形の切削インサートを開示する。この穴の基本形状は、切削インサートが切削力によって持ち上げられことを避けるために、切削インサートの穴内のねじのための片面の代わりに両接触面を提供することを意図する。さらに、穴の基本形状は切削インサートを正確に配置させる。しかしながら、穴の形状は、切削インサートが固定される前に切削インサートの前もっての位置決めをすることを意図されていない。さらに、三角形の穴の形状によって予め決められたインサート着座から外れる可能性がない。
スエーデン国特許出願第９３０１４００−９号によれば、切削インサートの穴の上方開口部は、ねじとインサートとの間に一つのよく区画された二接触点を提供するために凹所を有する形状である。しかしながら、これらの凹所は切削インサートの穴内でさらに下へは延在せず、それゆえ、それらは、ねじが締められる前に切削インサートの特定の前もっての位置決めを可能とする機能をしない。
こうして、本発明の第一の目的は、切削インサートが締め付けられる前に切削インサートの正確な位置への特定の前もっての位置決め又はガイドが可能となるように、割り出し可能な切削インサートを形成することである。
本発明の第二の目的は、割り出し可能な切削インサートの正確な位置への固定を簡単化及び容易化することである。
これら及びさらなる目的は、請求項１の特徴を表す従属節内で確定されるような特徴を有する穴の形状を形成することによって、驚異的に達成される。
図解的で制限しない目的のために、本発明のいくつかの好適な実施態様が、添付図面を参照して今詳細に記述される。これらの実施態様は添付図面と共に簡潔に示される。
図１は、本発明による切削インサートを有するインサート着座の上からの分解斜視図を示す。
図２は、本発明による切削インサートの上からの分解斜視図を示す。
図３は、下から垂直に見た図２による切削インサートを示し、挿入されたねじが切削インサートの底面の平面において断面を描かれている。
図４は、横から垂直に見た本発明による切削インサートの穴の形状を示し、ねじは完全にはねじ込まれていない。
図５は、横から垂直に見た本発明による切削インサートの穴の形状を示し、ねじは完全にねじ込まれている。
図６は、真下から垂直に見た本発明による切削インサートの穴の形状を示し、六角形の基本形状である。
図７は、真下から垂直に見た本発明による切削インサートの穴の形状を示し、八角形の基本形状である。
図８は、真下から垂直に見た本発明による切削インサートの穴の形状を示し、四角形の基本形状である。
以下の文脈において、切削インサートが「水平な」及び「鉛直な」という語によって、完全に水平で平坦な地上に切削インサートの底面で横たわる時の方向が意味されるということは注意されるべきである。
図１において、任意のインサートホルダーが、全体として１で示される。ワークピースと作動係合するようになることが意図されている端部は、インサート着座２を具備し、このインサート着座は、いくつかの自由表面の他に、支持底面３、ねじ穴６及び２つの接触面４及び５を具備し、接触面４及び５はそれぞれに、切削インサート７の協働する接触面８を当接して支持する。本発明の利点は、実質的に正五角形、正六角形、正七角形、正八角形の基本形状、好ましくは六角形又は八角形の基本形状を有する切削インサートのような場合において、切削刃の数が大きい時に最も著しく際立つが、切削インサートの幾何学的形状は、本発明のいかなる本質的な特徴を構成しない。さらに、完全な円形の切削インサートも本発明に含まれる。図１において、本発明は割り出し可能な切削インサート７によって示され、切削インサートの他の幾何学的形状（すなわち、穴の形状を無視する）は、我々の前のスエーデン国特許出願９５０２６４５−６号と一致し、これを参照することによってここに組み込まれる。切削インサートの二つの接触面８は、インサート着座の二つの支持面４及び５に当接する。本発明による切削インサートの穴の形状は、図１におけるインサート穴１２において一部が見られる。
通常の方法で、シム９が割り出し可能な切削インサート７の下に配置されることができ、シムはシムねじ１０によって締め付けられ、シムねじはねじ穴６内へねじ込まれる。引き続いて、切削インサート７の固定ねじ１１がシムねじ１０の内側ねじ部内へねじ込まれる。
図２はインサート穴１２の形状を明確に示す。本発明の本質である部分１６の上方の穴の形状は、それ自体いかなる本発明の本質的な特徴ではなく、部分１６の上方の部分の唯一の本質的な事項は、ねじ頭部１５の下側部２０のための当接点又は当接線を提供することができるということである。回転対称半径方向凸面１３及び回転対称半径方向凸面１３の上方の筒状面又はわずかに円錐状の面１４のような穴の上方開口部が、適切に通常のように形成される。筒状面又はわずかに円錐状の面１４は、特定のねじ頭部１５の皿穴を開けることを可能とするためである。これはより好ましくない実施態様を構成するが、表面部１３も実質的に円錐形とすることができる。半径方向面１３の下で、穴形状は回転非対称部分１６へ変化し、この回転非対称部分１６は、図３、６、７及び８を参照して適切にも花を思い起こさせる断面形状を有する。しかしながら、大体において、それは、例えば、多点星のような、本発明による切削インサートに効果を及ぼす前もって位置決めを実施するようなさらなる断面形状をさらに有する。花弁（又は、例えば「星の点」）の数は、切削インサートの基本形状に対応する。こうして、例えば、六角形の基本幾何形状を有する切削インサートは、６つの半径方向の凹状部分（「花弁」）１７を有する。あるいは、「花弁」の数は、円形の切削インサートの割り出し位置の数に一致する。添付図面によれば、一様な回転非対称部分１６はインサート穴の下方開口部へずっと延在する。しかしながら、前記回転非対称部分１６は、さらに下方開口部の前で終端する。同様に、回転非対称部分１６は、さらにまさに半径方向面１３へ延在しなくてもよい。
図３は下から垂直に見た切削インサートを示し、完全には締められてはいない（図４参照）固定ねじ１１が、切削インサートの底面の平面において示されている。ここで、図３は、少なくとも部分的にねじ込まれたねじの一部分２１が二つの鉛直な接触線１８にどのように当接するかが示され、これらの接触線は二つの隣接する凹状部分１７の間の分離線を構成する。このよく確定された二つの線の接触は、ねじよりも小さな曲率半径を有する二つの凹状部分によって実現される。図３の穴を通して、ねじ頭部１５の底側は見ることができる。隠れている上方開口部１９は、点線である。凹状部分の鉛直な中央の線への半径方向外側の法線は、切削インサートが接触線１８によってインサート着座内の正確な位置へガイドされるように実質的に向けられ、その一方で、固定ねじが下方へねじ込まれ、徐々に切削インサートを正確な位置に固定する。
図４において、インサート穴の中心軸を通る縦断面図が示され、この場合の穴の形状は六つの凹状部分１７を有する。本発明による特別な穴形状によって、切削インサートは位置決めされてインサート着座にガイドされる、すなわち、切削インサート上の接触面として意図された面は、インサート着座内の対応する支持面に関して前もって調整されるためにもたらされる。一方のインサート着座のねじ穴６と支持面４及び５との間の距離それぞれと、他方のインサート穴の寸法及びインサート穴それぞれとの関係は、切削インサートが支持底面に当接する時に切削インサートが分離線１８を通り回転することができないように選択される。もし人がインサート着座から切削インサートをわずかに持ち上げ、それにより、切削インサートの接触面がインサート着座の支持面の上方に位置するようになるならば、切削インサートを回転させて新しい作動切削刃を割り出すことだけが可能である。切削インサートが支持底面に支持されている時に、インサート着座の支持面は切削インサートの回転を直接的に妨げることは確実であるが、完全に円形の切削インサートでは、分離線１８だけがこの回転を妨げる。
切削インサートは正確な位置へ回転した時、切削インサートは、この正確な位置内で図５による固定ねじを締めることによって固定される。通常の方法で、ねじ頭部の円錐底側部２０は、導かれて半径面１３に当接し、あるいは、鉛直方向の一線接触がねじと切削インサートとの間でなされる。この当接は、一方で、切削インサートをインサート着座内へ押圧する水平方向の力成分に供し、他方で、切削インサートを下方へインサート着座の支持底面に対して押圧する鉛直方向の力成分に供する。半径方向面１３からのねじ頭部の下側部に逆らう反力によって、切削インサートがインサート着座の支持面を押圧する時、ねじは幾分傾斜され、それにより、ねじは回転非対称穴部分から引き離され、分離線１８に対する当接が終わる。
図６は、切削インサートの底側から見た穴の形状を示し、これはほぼ図３の部分拡大図である。図６は、六角基本形状のインサート又は円形インサートを用いて、どのように切削インサートが分離線１８に当接するガイド部によって正確な位置の方へ向けられるかを示す。切削インサートは六つの所定の位置内へ割り出されることが意図され、この位置は切削インサートの周辺部回りに均等に分布される。
図６と同様に、図７は八つの所定の割り出し位置を有する六角基本形状を有するインサート又は円形インサートのために穴形状がどのように形成されるかを示す。
図６及び７と同様に、図８は、例えば、図９による割り出し可能な切削インサートのような四角基本形状を有するインサートの、又は四つの所定の割り出し位置を有する円形の切削インサートの穴形状の形を示す。
本発明の利点は明白である。操作者は、切削インサートが固定されるる前に、すでにインサート着座内の正確なインサート位置内への所定の位置への前もっての位置決めをする。これは、六角形又は八角形の割り出し可能な切削インサートのような多数の切削刃があって、切削インサートが誤って誤った位置へ押し込まれる可能性がある時に特に大いに役立つ。さらに、本発明は円形の切削インサートの正確な位置への配置を可能とする。

Claims (2)

1. インサート着座を有する工具ホルダ（１）と、
   切削インサート（７）を底面及び少なくとも２つの接触面（４、５）に対して固定するように配置されている固定ねじ（１１）を収納するための貫通穴（１２）を有する切削インサート（７）とを備え、
   前記固定ねじ（１１）は、ねじ頭部（１５）と軸部とを有し、前記貫通穴（１２）は回転非対称部分（１６）を有する、金属切削加工工具において、
   前記貫通穴（１２）と前記軸部は、固定の最初の段階で２つの垂直線に沿って複数の接触部分を有し、
   前記貫通穴（１２）と前記ねじ頭部（１５）は、固定の最後の段階で１点又は１本線で接触し、
   前記垂直線は、前記貫通穴（１２）の前記回転非対称部分（１６）において構成されている複数の垂直な凹状部分（１７）の間の複数の変移隆起部（１８）によって形成されていることを特徴とする金属切削加工工具。
2. 前記接触部分は、前記固定ねじの軸部のねじ部（２１）を前記貫通穴（１２）の内面に接触させることによって形成されており、複数の凹状部分（１７）は、前記凹状部分（１７）が相互接続されている複数の線において前記複数の変移隆起部（１８）を形成し、前記複数の変移隆起部が対で前記ねじ部（２１）に対して当接しており、前記切削インサート（７）を正確な回転方向位置に案内するために設けられていることを特徴とする請求項１に記載の金属切削加工工具。

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