JP4047388B2 - 溝切り作業用の切削インサート - Google Patents

Description

本発明は請求項１の必要条件にしたがう溝切り作業用の切削加工インサートに関する。本発明の切削加工インサートは、種々の半径方向の溝切削作業、及び溝旋削作業、並びに小角度の溝の輪郭加工、例えばピストンリング用の溝生産に特に適合する。
このような機械加工の際に、切粉破壊及び切粉形成は生産中の中断回数に決定的な影響を及ぼす。最近の高生産性機械は良好な切粉除去に関して非常に高い要求が課せられる。長くて手に負えない切粉が、簡単に生産破壊、及び廃棄しなければならない不良部品の原因となる。したがって、切粉制御に周到な注意をする必要があり、且つ工具の設計に大きく影響することを認識する必要がある。
溝の旋削作業及び分断加工作業を目的とする切削加工インサートは、それらを限られた範囲内で使用することできるように、一般的にブレード型ホルダーに締め付けされる。このような切削用インサートは、例えば米国特許Ａ−５，３７５，９４８号及びＡ−５，４２３，６３９号によって知られている。
既知の溝の半径方向の旋削加工用の切削インサートは、常に満足して機能していない。切粉が適切に破壊せず且つ切粉制御が標準以下である。
その結果、本発明の第１の目的は、溝の半径方向の旋削加工の繰り返しに非常に適切であるインサートを生産することである。
本発明の第２の目的は、輪郭加工及び縦方向の旋削加工、また特に小角度の溝の側部の輪郭加工に使用できるインサートを生産することである。
本発明の別の目的は、信頼できる状態で、長くて破断していない切粉が通常形成される際に、最初の切断が実施することができるインサートを製造することである。
これら及び他の目的は、本発明の請求項１に記載される特徴を備えた溝の旋削加工用のインサートの進歩によって達成される。
本発明をさらに明確にするために、添付図面を参照しさらに詳細に説明するが、本発明を限定するものでない。図面を以下に簡単に説明する。
図１に、本発明のインサートを上から見た図を示す。
図２に、本発明のインサートを側面図で示す。
図３に、前面から真っ直ぐに見た図２と同一のインサートを示す。
図４に、図２の同一インサートを、上部から真っ直ぐに見た拡大図で示す。
図５は、図４のＡ−Ａ断面を示す。
図６は、図４のＢ−Ｂ断面を示す。
図７は、図４のＣ−Ｃ断面を示す。
図１に関するインサート（１）は、超硬合金のような硬い耐摩耗性材料で作られ、そして後部シャンク部（２）と切削ヘッド（３）とを備える。後部シャンク部（２）は、二つの実質的に面平行な側部面（４、５）と、上方に斜め内側に傾斜する二つの端面（６、７）と、対応する状態に形成された底面（８）と、側部面（４、５）と直角を成す後部終端面（９）と、並びにシャンク部（２）と切削ヘッド（３）との間に遷移部を形成する前部肩（１０）と、を含み、それによって肩（１０）の頂部が中立面Ｐより上のインサートの最も高い位置ｈを規定する。底面（８）は、組み合わされるホルダー本体に対面するインサートの第１の支持面を構成し、第１の支持面は組み合わされる機械工具の中立面Ｐと平行になることを意図する。インサートは上側面に対して作用する合体締め付け腕によってホルダー本体に固定され、それによって、インサートは、インサートに作用する腕のバネ力で作業位置に締め付けられるようになる。インサートの締め付けは、本出願人のスウェーデン特許願書第９２０１３２４ー２号に開示され、その記載で具体的にされる。側部面（４、５）の間の距離ｔはインサートの最大幅を形成する。
切削ヘッド（３）は、二つの上側の斜め下方及び内側に傾斜する面（１１及び１２）と、対応する状態で斜めに傾斜する二つの底面（１３、１４）と、それぞれの上側面（１１、１２）及び該上側面（１１、１２）とともにそれぞれ鋭角を成す底面（１３、１４）との間の二つの垂直な逃げ側部面（１５、１６）と、並びに前部終端面（１７）と、含む。上側面（１１、１２）と終端面（１７）との間の遷移線は主切れ刃（１８）を形成し、一方、各逃げ側部面（１５、１６）とそれぞれの上側面（１１、１２）の間の遷移線はそれぞれ側部刃（１９及び２０）を形成する。双方の斜めの面（１１、１２）は、その後部で肩（１０）の上向き傾斜面に繋がり、好ましくは半筒形状となる。
インサートの特徴は、二つの逃げ側部面（１５、１６）及び協動する側部刃（１９、２０）が前方に伸びてそれらの間で鋭角αを形成し、１．５〜２０°好ましくは１．５〜５°であること、及び、互いを分離する溝（２１）の数はインサートの縦の中心線（ＣＬ）の各側部上の切れ刃が非連続的に存在するように上側面（１１、１２）を形成すること、である。各溝（２１）は、中心線（ＣＬ）対して実質的に直角な方向に切削ヘッドに向かって内側に伸びる。各溝（２１）の幅及び深さはインサートの中へさらに次第に減少する。逃げ側部面（１５、１６）の平面内で溝（２１）の最大幅は、好ましくは二つの隣接する溝の間の距離未満である。溝（２１）は主にＶ形状であり、それによって、溝の側壁（２２及び２３）は、大きさが６５〜９０°程度の角度で囲まれる。溝（２１）の側壁は主に平面であり、且つ溝の底は湾曲する。
インサートの前部端で、上側面が中心線（ＣＬ）の各側部上に二つの対称的に位置し且つ互いに離れてた突起部（２４及び２５）を形成する。これらの突起部（２４、２５）は鼻状形状である。これらの突起部（２４、２５）は、主切れ刃（１８）の方向からみてまず狭まり、その後広がる。各突起部の上側面は主に平坦であり、それらの全ては角度がついた下方に傾斜する面で限定される。各突起部の上側面は、図２に示す最良であるような主切れ刃及び側部切れ刃を含む平面のそれと同じレベルまたはずかに下側に位置する。
互いに離れたこのような突起部（２４、２５）を設けることによって、初期切粉破壊が切粉に生じる。切削深さ及び送り速度が増加する場合は、切粉の剪断角度が変化する。突起部の形成は、切断深さ増加したとき、切粉破断機能が逆に影響しないようなやりかたである。切削深さが増加したときは、インサートと工作物との間の相互作用が三つの異なる側部で生じ、すなわち、主切れ刃（１８）及び側部の二つの切れ刃（１９、２０）であり、その位置で溝（２１）は活性な役割となり且つ切粉の幅の減少に寄与し始める。これは余りにも薄くて取り扱い困難である切粉形成を避ける助けとなる。主切れ刃（１８）内側から下方に傾斜し且つ二つの突起部の鼻状部（２４、２５）の間に位置する面（２６）は、切粉の「しわ付け」に寄与する。この面は、突起部（２４、２５）の間に位置する上方に傾斜する面（２７）に繋がり、面（２７）の頂部（２８）が突起部（２４、２５）の上側平面の頂部のそれの幾分下のレベルに位置する。
この形状が、溝の半径方向の旋削加工並びに輪郭加工及び縦方向の旋削加工に対して見事に適合するインサートにする。

Claims (12)

1. 後部シャンク部（２）と切削ヘッド（３）とを備え、主として金属加工物の溝の旋削用インサートであって、
   前記切削ヘッドが上側面（１１、１２）と、下側側部面（５）と、並びに二つの前記上側面と前記下側側部面の間に延在し且つ前記上側面と鋭角を成す逃げ側部面（１５、１６）と前部逃げ面（１７）を含み、
   前記上側面と前記前部逃げ面（１７）との間の遷移線が主切れ刃（１８）を形成し、且つ前記逃げ側部面（１５、１６）と前記上側面との間の遷移線が側部切れ刃（１９、２０）を形成し、
   二つの前記側部切れ刃（１９、２０）及び協動する前記逃げ側部面（１５、１６）がそれらの間で鋭角（α）を成して前方に延在し、且つ
   互いに分離された複数の溝（２１）が前記上側面に形成され、且つ溝（２１）が実質的にＶ形状であり、前記Ｖ形状によって溝の側壁（２２、２３）が６５〜９０°程度である大きさの角度で囲まれ、切削ヘッドの中心線（ＣＬ）両側の各側部切れ刃（１９、２０）が非連続の側部切れ刃を有すること特徴とする旋削用インサート。
2. 各溝（２１）が実質的に中心線（ＣＬ）に対して直角を成してインサート内側に延在すること、溝（２１）の幅がインサート内側方向に減少し、且つ溝（２１）の最も広い幅が二つの隣接する溝の間の距離より小さくなることを特徴とする請求項１に記載のインサート。
3. 各溝（２１）が逃げ側部面（１５、１６）の平面において最も大きな深さを備え、且つ溝の深さがインサート内側方向に減少することを特徴とする請求項１に記載のインサート。
4. 前記側部切れ刃（１９、２０）が一対となって主切れ刃（９）に向かって伸びて、且つそれらの間の角度（α）が１．５〜２０°を成すことを特徴とする請求項１記載のインサート。
5. インサートの前端部で、上側面が中心線（ＣＬ）の各側部上に二つの対照的に位置し且つ互いに離れて突起部（２４、２５）を形成することを特徴とする請求項１記載のインサート。
6. インサートが下向きに傾斜する折り曲がった面（２６）を構成し、折り曲がった面が主切れ刃（１８）から下向きに傾斜し、主切れ刃が突起部（２４、２５）の間の上向きに傾斜した面（２７）に繋がっていることを特徴とする請求項５記載のインサート。
7. 切削ヘッドの上側面（１１、１２）がＶ型溝付き平面を構成し、二つのＶ型溝付き平面が前記側部切れ刃から斜めに下方に傾斜し且つ切削ヘッドの長手方向に伸びることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインサート。
8. 下方に傾斜する前記Ｖ型溝付き平面の双方が好ましくは半筒形状である垂直の肩（１０）の上向き傾斜面と前記Ｖ型溝付き平面の後部で接続することを特徴とする請求項７記載のインサート。
9. インサートは、二つの面が互いに内側上向きに傾いて交わった傾斜面（１３、１４）を構成し且つ前記傾斜面が組み合わされる工具ホルダーと支持面を形成することを意図する底面であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインサート。
10. 溝の側壁（２２、２３）が実質的に平面であり且つ溝の底が湾曲していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載のインサート。
11. インサートが、主切れ刃（１８）から下向きに且つ内側に傾斜する面（２６）を特徴とし、且つ前記主切れ刃は、二つの突起部（２４、２５）の前方部の間に位置し、前記主切れ刃が切粉の破断工程の際に切粉の短縮に積極的に寄与することを意図することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載するインサート。
12. 主切れ刃（１８）からの下向きに傾斜する面（２６）が湾曲して上方に傾斜する面（２７）に変化し、傾斜する面が平面のレベル下方に僅か位置する頂（２８）に変化し、平面が二つの突起部（２４、２５）の上側面を含むことを特徴とする請求項１１記載のインサート。

Images