JP4071575B2 - 切屑除去機械加工用工具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサート保持具と、切削インサートと、さらに切削インサートをインサート保持具に締結する締結部材も含む切屑除去機械加工用工具に関する。また、本発明は、さらに本発明にしたがう工具に装着される切削インサートにも関する。
【0002】
【従来の技術】
金属切削加工用の切削インサートを締結装置は、すでにスウィーデン特許第C−511390号によって知られている。これに関しては、一つの実施形態は、4つの切れ刃を備えた切削インサートであって、切削インサートの側面にインサート座と当接するようにした溝/溝を備え、そこで溝はインサート座のリッジ(ridge)と協同して働くようになっている切削インサートを開示している。切れ刃は一般に切削インサートの主平面内に位置している。
【0003】
ねじ切り切削インサートはすでに米国特許第A−5,004,379号によって知られており、4つの刃部分を有し、それによって刃は切削インサートの対称主平面内に位置している。この切削インサートは二つの側面を有し、それがインサート座に当接するようになっており、その結果この切削インサートは、原理的に、8つの作用刃を有する。工具のインサート保持具の前部と後部の境界面がインサート保持具の長手方向中心軸に対して45°傾いている工具はすでに国際出願第93/10929号によって知られている。境界面は隆起した(ridged)歯を備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、上で述べたような工具、ならびにそれに関連した切削インサートであって、使用者が使い易い仕方で外側及び内側の機械加工に使用できる工具を提供することである。
【0005】
本発明の別の目的は、工具/切削インサートが複数の切れ刃を有することによって切屑除去機械加工の際に切削インサートの割り出しを可能にし、それによって通常、使用寿命を伸ばすことを可能にすることである。
【0006】
本発明のさらに別の目的は、切削インサートを、付属するインサート座にしっかりと締結できるようにすることである。
【0007】
少なくとも本発明の第一の目的は、以下の独立請求項に示される特徴を有する工具/切削インサートによって達成される。本発明の好ましい実施形態は従属請求項で定められる。
【0008】
以下、本発明のいくつかの実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【0009】
【課題を解決するための手段、及び発明の実施の形態】
図1に示されたインサート保持具1は、原理的に、以下で記述する本発明の全ての実施形態に共通である。インサート保持具1は、シャフト部分2ならびに支持面3を含み、支持面3はインサート保持具1が担うことになるいろいろな切削インサートのインサート座を画定する。図1には、第一の基面Bp1と第二の基面Bp2が示されており、それらは互いに直角を成している。支持面3は、インサート保持具1の第二の基面Bp2と45°の角を成しており、これは図2にもっとはっきりと見られる。このために、支持面3は楕円の形をしている。図1に見られるように、支持面3にはいくつかのショルダー5の形の(図示された実施形態では4つ)係合部材が設けられ、それは中心角が90°のくさび形のケーキ薄片の形をしている。支持面3には、ねじが切られた第一の孔7が設けられ、この第一の孔7は切削インサートの固定ねじを収容するようになっている、以下を見よ。ショルダー5は第一の孔7に対して対称に配置されている。ショルダー5は、切削インサートにある相補的な形の座ぐりと協同して働くという機能を有する。これについては以下でさらに詳しく説明する。
【0010】
図2では、インサート保持具1が平面図で示されており、第二の基面Bp2が点鎖線で示されている。支持面3が第二の基面Bp2と成す角45°が図2に示されている。
【0011】
図3と4に示されている切削インサート9は4つのフィンガー10を含み、その各々が刃部分11を担持している。各刃部分11は、切れ刃12、切屑面13,ならびに逃げ面(flank surface)14を含む。切削インサート9はまた、貫通した、中央に位置する第二の孔17を含み、これは切削インサート9を締結するのに用いられる。切れ刃12は真っ直ぐで、平面P1が切れ刃12と付随する切屑面13を含み、その延長が主に第二の孔17の中心を通り、平面P1の延長はまた第二の孔17の軸方向を含む。これは図4にはっきりと見られ、そこで平面P1は点鎖線で示されており、図4の紙に垂直な方向に延長を有している。切削インサート9はまた、接触面15を有し、それには4つの座ぐり16が設けられ、インサート保持具1に切削インサート9が取り付けられた位置ではインサート保持具1のインサート座の支持面3のショルダー5を受け入れるようになっている、すなわち、支持面3と接触面15は相補的に形成されている。支持面3と接触面15を吟味することによって、切削インサート9はインサート保持具1上で4つの異なる位置に割り出しできるということが認識される。
【0012】
図5に示された本発明にしたがう工具は、インサート保持具1と、切削インサート9と、固定ねじ18を含み、固定ねじ18は切削インサート9の中央に位置する孔17を通って延伸し、インサート保持具1の第一の孔7に固定される。切削インサート9は4つのフィンガー10を有し、それらは一般に斜め後方へ、インサート保持具1の方向に延びている。
【0013】
図6に示された本発明にしたがう工具は、インサート保持具1ならびに切削インサート109を含み、切削インサート109はインサート座の支持面3に当接する表面を有し、この表面は、原理的に、切削インサート9の対応する表面15に対応する。切削インサート109はまた、4つのフィンガー110を有し、それらは一般に斜め前方へ、すなわち、インサート保持具1から離れる方向に延びている。切削インサート9に対応して、各フィンガー110は、切れ刃112と、切屑面113と、逃げ面114を含む刃部分111を有する。切れ刃112と逃げ面113を含む平面P1は、その延長がほぼ孔17/ねじ18の中心を通り、平面P1の延長はねじ18の軸方向を含み、かつ図6の紙面に対して垂直になる。刃部分111の対称線S1は、切屑面内にあり、支持面3内にありかつ切屑面113と同じ平面にある基準線R1に対して45°の角を成している。対称線S1は、原理的に、切れ刃112を両半分に分割し、交点で切れ刃112に対して直角に延びている。刃部分の延長に関して対応する議論が図3〜5による切削インサートにもあてはまるが、角度はこれらの図には示されていない。
【0014】
図7に示された本発明にしたがう工具は、インサート保持具1ならびに切削インサート209を含み、切削インサート209はインサート座の支持面3に当接する表面を有し、この表面は、原理的に、切削インサート9の対応する表面15に対応する。図7に示されているように、支持面3は図7で一点鎖線で示されている第二の基面Bp2に対して45°の傾きを有し、紙面に垂直な延長を有する切削インサート209はまた、4つのフィンガー210を有し、フィンガー210は一般に斜め後方へ、すなわち、インサート保持具1の方向への延長を有する。各フィンガー210は、切れ刃212と、切屑面213と、逃げ面214を含む刃部分211を有する。切れ刃212は曲がっており、逃げ面214は切れ刃212に適合した形を有する。切れ刃212ならびに付随する切屑面213を含む平面P1は、その延長がほぼ孔17/ねじ18の中心を通り、平面P1の延長は孔17/ねじ18の軸方向を含む。この平面P1は図7に点鎖線で示されており、平面P1の延長は図7の紙面に垂直である。刃部分211の対称線S2は、切屑面213にあり、支持面3内にありかつ切屑面213と同じ平面にある基準線R2に対して45°の角を成している。この対称線S2は、原理的に、切れ刃212を両半分に分割して、交点で切れ刃212に対して直角に延びている。
【0015】
図8に示された本発明にしたがう工具は、インサート保持具1と、切削インサート309と、固定ねじ18を含み、固定ねじ18は切削インサート309の中央の孔(不図示)に受け入れられ、インサート保持具1のねじが切られた孔(不図示)に固定される。切削インサート309はインサート保持具1の支持面3に当接し、この支持面3はインサート保持具1の第二の基面Bp2に対して45°の角度を成す。この基面Bp2は点鎖線で示され、その延長は図8の紙面に垂直である。切削インサート309は、上記の切削インサートと同様に、4つのフィンガー310を有し、それらは一般に斜め前方へ、すなわち、インサート保持具1の方向への延長を有する。各フィンガー310は、切れ刃312と、切屑面313と、逃げ面314を含む刃部分311を有する。切れ刃312は、互いに直角を成す二つの真直部分から成り、付随する逃げ面314は平面であり、切れ刃312と接続している。切れ刃312ならびに付随する切屑面313を含む平面P1は、孔17/ねじ18のほぼ中心を通る延長を有し、平面P1の延長は孔17/ねじ18の軸方向を含む。この平面P1は図8で一点鎖線で示され、延長は図8の紙面に垂直である。刃部分311の対称線S3は、切屑面313内にあり、支持面3内にありかつ切屑面313と同じ平面にある基準線R3に対して45°の角を成している。この対称線S3は、原理的に、切れ刃312を両半分に分割し、互いに直角を成す切れ刃312の真直部分に対して二等分面になっている。
【0016】
図9に示された本発明にしたがう工具は、インサート保持具1と、切削インサート409と、固定ねじ18を含み、固定ねじ18は切削インサート409の中央の孔(不図示)に受け入れられ、インサート保持具1のねじが切られた孔(不図示)に固定される。切削インサート409はインサート保持具1の支持面3に当接し、この支持面3はインサート保持具1の第二の基面Bp2に対して45°の角度を成す。この基面Bp2は点鎖線で示され、その延長は図9の紙面に垂直である。切削インサート409は、上記の切削インサートと同様に、4つのフィンガー410を有し、その延長は一般に支持面3と平行である。各フィンガー410は、切れ刃412と、切屑面413と、逃げ面414を含む刃部分411を有する。切れ刃412は曲がっており、逃げ面314は切れ刃312に適合した形を有する。切れ刃312ならびに付随する切屑面313を含む平面P1は、その延長が孔17/ねじ18のほぼ中心を通り、平面P1の延長は孔17/ねじ18の軸方向を含む。この種の平面P1は図9に点鎖線で示されており、平面P1の延長は図9の紙面に垂直である。
【0017】
図10には、インサート保持具101の別の実施形態、特に支持面103、が示されている。インサート保持具1と同様に、支持面103は第二の基面Bp2に対して45°の角度を成す。図10に見られるように、支持面103はいくつかの半径方向に延伸する溝105を有し、これは支持面103の周縁からインサート保持具101の第一の孔107まで延びている。インサート保持具101に固定されることになる切削インサートは、支持面103と相補的な接触面を有する必要がある、すなわち、接触面は溝105にはまるリッジを有する必要があり、リッジの数は溝105の数に等しいことが好ましい。このような切削インサートは溝/リッジの数の回数だけの割り出しが可能である。
【0018】
図11には、インサート保持具201の別の実施形態が、特に支持面203に関して、示されており、この支持面203はワッフル状の表面構造を有する。支持面203は第二の基面Bp2に対して45°の角度を成す。インサート保持具201に締結される切削インサートは、支持面203と相補的な接触面を有するものでなければならない、すなわち、接触面は反転されたワッフル状の表面構造を有する必要がある。このような切削インサートは支持面203への締結で4回の割り出しが可能である。
【0019】
図12には、本発明にしたがう切削インサートのいくつかの刃部分が概略図で示されている。図12の目的は、本発明による少数の異なるホルダー及び切削インサートが、それぞれ、切削作業に関して本発明による工具を用いた多数の組み合わせを可能にするということを示すことにある。すなわち、本発明による工具は内側の機械加工でも外側の機械加工でも、例えば、溝切り、長手方向旋削削り、及びねじ切り、に関連して利用できる。
【0020】
【実施例、及び発明の効果】
上記の全ての切削インサート9;109;209;309;409は4つのフィンガー10;110;2120;310;410を有し、その各々が刃部分11;111;211;311;411を有する。しかし、もっと少数のフィンガーも、もっと多数のフィンガーも本発明の範囲内で考えることができ、その場合フィンガーの数は普通1〜6個である。本発明の範囲内で、同一の切削インサートが斜め前方に延伸するフィンガー、斜め後方に延伸するフィンガー、及び純粋に半径方向に延伸するフィンガーの組み合わせを有することが実現可能である。例えば、このような切削インサートは図3〜5による切削インサートと図6による切削インサートの組み合わせであってもよい。
【0021】
上述の切削インサートの実施形態では、平面P1は第二の孔17/固定ねじ18のほぼ中心を通る。しかし、本発明の範囲内で、例えば、切屑面13;113;21;313;413が、平面P1が上記の中心のわきに交わるような方向を与えられることが考えられるが、しかし、平面P1は切削インサート9;109;209;309;409の中心部分の方向へ内側に延伸し、延長が切削インサート9;109;209;309;409の中心の孔17の軸方向を含まなければならない。
【0022】
上述の実施形態において、切削インサート9;109;209;309;409は固定ねじ18によって固定される。しかし、本発明の範囲内で別の締結部材が考えられ、その例として、限定するためではなく、引き上げ引張棒(expanding drawbar)をあげることができる。
【0023】
支持面に3;103;203に設けられる上述の係合部材は単なる例にすぎない。本発明の範囲内で、複数の別の係合部材が実現可能であるが、しかし、切削インサートに相補的な係合部材を設けることが重要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、インサート保持具を示す斜視図であり、これは本発明にしたがう工具の図示される全ての実施形態に共通している。
【図2】図2は、図1によるインサート保持具の平面図を示す。
【図3】図3は、本発明の第一の実施形態にしたがう切削インサートの下からの斜視図を示す。
【図4】図4は、図3の切削インサートの真下からの図を示す。
【図5】図5は、図4及び5による切削インサートを備えた本発明の第一の実施形態にしたがう工具を示す斜視図である。
【図6】図6は、本発明の第二の実施形態にしたがう工具を示す側面図である。
【図7】図7は、本発明の第二の実施形態にしたがう工具を示す側面図である。
【図8】図8は、本発明の第三の実施形態にしたがう切削インサートを示す側面図である。
【図9】図9は、本発明の第四の実施形態にしたがう工具を示す側面図である。
【図10】図10は、本発明による工具に含まれるインサート保持具の第二の実施形態を示す斜視図である。
【図11】図11は、本発明による工具に含まれるインサート保持具の第三の実施形態を示す斜視図である。
【図12】図12は、本発明にしたがう切れ刃とインサート保持具のいろいろな断面を示す概観図であり、いろいろな断面の切れ刃で実行できるいろいろなタイプの機械加工も示されている。
【符号の説明】
1、101、201…インサート保持具
3、103、203…支持面
5、105、205…係合部材
7、107、207…第一の孔
9、109、209、309、409…切削インサート
10、110、210、310、410…フィンガー
11、111、211、311、411…刃部分
12、112、212、312、412…切れ刃
13、113、213、313、413…切屑面
14、114、214、314、414…逃げ面
15…接触面
16…座ぐり
17…第二の孔
18…固定ねじ
Claims (9)
- インサート保持具(1;101;201)、切削インサート(9;109;209;309;409)、ならびに前記切削インサート(9;109;209;309;409)を前記インサート保持具(1;101;201)に締結する締結部材(18)を含む切屑除去機械加工用工具であって、
前記インサート保持具(1;101;201)は、前記インサート保持具の軸方向に直角を成す一第1の基面(Bp1)を有し、且つ前記切削インサート(9;109;209;309;409)のためのインサート座を画定する支持面(3;103;203)を有し、
前記支持面(3;103;203)は、前記インサート保持具(1;101;201)のシャフト部分(3)に平行な第二の基面(Bp2)に対して45°の角度を成し且つ第一の基面(Bp1)に対して互いに直角を成し、
前記第一の基面及び第二の基面は、前記インサート保持具の中心を通る軸方向に対して直角に交差し、且つ
前記切屑面(13;113;213;313)を備える前記刃部分(11;111;211;311)の対称線(S1;S2;S3)が、前記支持面(3)ならびに前記切屑面(13;113;213;313)と同じ平面にある基準線(R1;R2;R3)に対して45°の角度を成すことを特徴することを特徴とする工具。 - 前記支持面(3;103;203)が、前記締結部材(18)を受け入れる中心の孔(7;107;207)を備えることを特徴とする請求項1に記載の工具。
- 前記支持面(3;103;203)が、係合部材(5;105;205)を備え、前記切削インサート(9;109;209;309;409)が、相補的な係合部材(16)を備えることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の工具。
- 前記切削インサート(9;109;209;309;409)が、中心の貫通孔(17)を有し、いくつかの刃部分(11;111;211;311;411)が、前記孔に対して対称的に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の工具。
- 前記刃部分(11;111;211;311;411)が、切れ刃(12;112;212;312;412)及びすくい面の一部を形成する切屑面(13;113;213;313;413)を含み、切れ刃(12;112;212;312;412)と前記切屑面(13;113;213;313;413)を含む平面(P1)が、前記切削インサート(9;109;209;309;409)の中心部分を通って延伸し、締結部材(18)の軸方向に延長を有することを特徴とする請求項4に記載の工具。
- 少なくとも一つの刃部分(11;111;211;311;411)と中心の貫通孔(17)とを含む請求項1〜5のいずれか1に記載の切屑除去機械加工用工具のための切削インサートであって、
前記刃部分(11;111;211;311;411)は、さらに切れ刃(12;112;212;312;412)とすくい面の一部を形成する切屑面(13;113;213;313;413)を含み、
切れ刃(12;112;212;312;412)と前記切屑面(13;113;213;313;413)を含む平面(P1)が、前記切削インサート(9;109;209;309;409)の中心部分を通って延伸し、前記孔(17)の軸方向に延長を有することを特徴とする切削インサート。 - 前記平面(P1)が、前記孔(17)の中心を通って延伸することを特徴とする請求項6に記載の切削インサート。
- 前記切削インサートが、インサート座(3;103;203)に当接するように意図した表面(15)に係合部材(16)を有することを特徴とする請求項6または7のいずれかに記載の切削インサート。
- 前記刃部分(11;111;211;311;411)が、一般に半径方向への延長を有するフィンガー(10;110;210;310;410)によって担持されることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の切削インサート。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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