JP4095026B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切削工具、特に高送り速度で正面フライス削りを行うことが可能なフライス削り用の切削工具に関する。本発明は、また切削工具で使用するための割り出し可能な切削インサートを開示する。

マサハルへの特許文献１は、二つの同じほぼ平行四辺形平板形状の小片を有する穴明け工具を開示している。各小片は、回転対称に配置され、ノーズ部１７を介して連結された、一対の第一の切削刃１５と一対の第二の切削刃１６とを有している。第一の切削刃１５は、ノーズ部１７の側部の円弧状の切削刃１５ａと、そして第一の曲げ部分１５を介して切削刃１５ａに合流する直線的な切削刃１５ｂとを有している。第二の切削刃１６は、第二の曲げ部分１６ｃを介して合流する、二つの直線的な切削刃１６ａと１６ｂを有している。

特許文献１に用いられている小片の各々は、切削刃の各々が異なる特徴を有しているので、工具に関して異なって配置される。切削刃は、１８０°回転対称に配置されているので、各小片はそのポケットにおいて２度だけ割り出し可能である。さらに、特許文献１に用いられている小片が一定の比率で下降させるフライス削り（ｒａｍｐ−ｄｏｗｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）を行うために使われるのであれば、それらはそのポケット外に各小片を引き出す傾向にある半径方向、外方に向かう切削力に対して適切に支持されない。

ヨシミツへの特許文献２は、その図４に、三つの角を有する切削インサートを示している。三つの切削刃の各々は、小さな曲げられた切削刃部分７と、大きく真っ直ぐな切削刃部分８とを備えている。特許文献２の切削インサートは、一定の比率で下降させるフライス削りを行うために特に設計された切削刃を有していない。さらに、切削インサートは、一定の比率で下降させるフライス削り作業の間、ポケット外に切削インサートを引き出す傾向にある半径方向、外方に向けられている切削力に対して適切に支持されない。

取付ネジの軸の周りに切削インサートが回転するのを防止するための手段を有するもう一種の工具が、ビランド（Ｂｙｌｕｎｄ）への特許文献３に示されている。特許文献３において、三つの凸状の切削刃１６、１７、及び１８を有する切削インサート１２が開示されている。切削刃の各々は、その後端部分で、補助切削刃３２につながり、その補助切削刃３２はその切削刃に対して横に伸び、それとともに鈍角を形成する。補助切削刃３２は、インサートと加工製品の間の反対向きの相対的な動きの間に、加工製品を切削することが意図されている。切削インサート１２の切削刃は、切削インサートの上面の周りで、周方向には連続的でない。それどころか、中間の周方向の領域２４、２５及び２６によって分離されている。切削インサート１２には、一定の比率で下降させるフライス削り作業を行うための切削刃が設けられておらず、切削インサートをそのポケット外に引き出す傾向にある半径方向、外方に向けられた切削力に対して特に支持されない。切削インサートの回転を防止するために、切削インサートには、切削インサートの中心にほぼ向けられている支持面２７が設けられている。支持面２７は、中間の周方向の面へ嵌り合う工具本体上の取付面２８に対して当接する。

特許文献３の工具の欠点は、切削インサートの回転を防止するために、切削刃が切削インサートを複雑、且つ弱くする凹部を備えて形成されていることである。

特開２０００−２０２７０３号公報 特開２０００−００５９２１号公報 欧州特許第００９１４０８号明細書

本発明の目的は、上記した欠点を著しく減らし、又は克服した切削工具及びそのための切削インサートを提供することである。

本発明に従って、長手方向の軸線（Ａ）を有する切削工具（１０）が提供され、その切削工具は、切削インサート（２０）が保持されるインサートポケット（１８）を有して前方端部（１６）に形成される少なくとも一つの取付脚（１４）を有する工具本体（１２）を備え；
該インサートポケットは、基壁（２４）と、基壁（２４）に対して横断する方向に向けられた第一及び第二の後方側壁部分（４０、４２）および横側壁部分（４６）と、基壁（２４）から下方に伸びていて、下壁（３０）から基壁（２４）に対して直立して延在している周囲壁（３２）によって境界された下壁（３０）を有する、ほぼ円形の凹部（２８）と、を備え、
該切削インサートは、上面（６０）と、下面（６２）と、それらの間に延在する側面（６４）と、上面および側面（６０、６４）との交差する切削刃（６６）と、下面（６２）から底面（８４）に下方に延在する、円筒状の周囲面（８４）を有する円筒状の突出部（８２）と、を備え
前記第一及び第二の後方側壁部分（４０、４２）はインサートポケット（１８）の後方部分に位置付けられ、前記横側壁部分（４６）はインサートポケット（１８）の横側部分に位置付けられ第一の後方側壁部分（４０）に隣接していて；
切削インサート（２０）は、切削インサート（２０）に当接するインサートポケット（１８）の第一、第二、及び第三の取付面（５２、５６、５８）で、インサートポケット（１８）に保持され、第一の取付面（５２）は、第一の後方側壁部分（４０）に位置付けされていて、それは切削インサートの側面（６４）に位置付けされた第一の支持面（５２´）に当接し、第二の取付面（５６）は、第二の後方側壁部分（４２）に位置付けされていて、それは切削インサートの側面（６４）に位置付けされた第二の支持面（５６´）に当接し、第三の取付面（５８）は、凹部（２８）の周囲壁（３２）に、前記横側壁部分（４６）近傍に位置付けされていて、それは切削インサート（２０）の突出部（８２）の円筒状の周囲面（８４）に位置付けられた第三の支持面（５８´）に当接していて、そしてインサートポケット（１８）において切削インサート（２０）の安定した位置を保障するように、第三の取付面（５８）と第三の支持面（５８´）との当接箇所以外には周囲壁（３２）と周囲面（８４）との間にクリアランスが提供されている。

本発明の好ましい実施形態に従って、切削刃（６６）は、コーナー切削刃（７０）によって互いから分離されている少なくとも三つの切削刃部分（６８）を備え、各切削刃部分は第二の切削刃（７４）と隣接するコーナー切削刃（７０）との間に延在している第一の切削刃（７２）を備えている。

好ましくは、第一の切削刃（７２）は凸状である。

望ましくは、第二の切削刃（７４）は真っ直ぐである。

さらに、本発明の好ましい実施形態に従って、側面（６４）は、第一の切削刃（７２）に隣接する第一の側面部分（７６）と、第二の切削刃（７４）に隣接する第二の側面部分（７８）と、コーナー切削刃（７０）に隣接する側面コーナー部分（８０）とを有する側面部分を備え、側面部分の各々は下面（６２）に向かって関係付けられた切削刃から延在している。

好ましい実施形態に従って、第一及び第二の後方側壁部分（４０、４２）は、第一の引っ込んだ領域部（４４）によって隔てられている。

さらに好ましい実施形態に従って、第一の支持面（５２´）及び第二の支持面（５６´）は、共通の側面コーナー部分（８０）の両側に位置付けられている。

典型的に、共通の側面コーナー部分（８０）の一部分は、第一の引っ込んだ領域部（４４）に位置付けられている。

好ましくは、凹部（２８）の周囲壁（３２）は、主半径Ｒ１を有する主部分（３４）と、副半径Ｒ２を有する副部分（３６）とを備えている。

さらに好ましくは、副半径Ｒ２は、主半径Ｒ１よりも小さい。

なおさらに好ましくは、副部分（３６）の角度範囲は、主部分（３４）の角度範囲よりも小さい。

好ましい実施形態に従って、ネジ孔（３８）は凹部（２８）の下壁（３０）から下方に伸びている。

典型的に、インサートの軸線（Ｂ）を有する貫通孔（８８）は、切削インサート（２０）の上面（６０）と突出部（８２）の底面（８６）との間に伸びている。

さらに典型的に、留めネジ（２２）は、貫通孔（８８）に位置付けられ、ネジ孔（３８）に螺合される。

本発明の特定の実施形態に従って、第一の切削刃（７２）は、インサートの軸線（Ｂ）に対して７０°の第一の角（α）で張っている。

さらに本発明の特定の実施形態に従って、第二の切削刃（７４）は、インサートの軸線に対して３５°の第二の角（β）で張っている。

典型的に、第一の切削刃（７２）は、隣接する第二の切削刃（７４）と、鈍角の内側の第三の角（γ）を形成する。

本発明の特定の実施形態に従って、第三の角は１５３°である。

本発明をより良く理解するために、また本発明を現実に実施することができるように、本発明の例を添付図面に示す。

注意が図面に描かれている。切削工具１０は、工具本体１２を備え、その工具本体１２は工具本体１２の前方端部１６に形成される複数の取付脚１４を有している。各取付脚１４は、インサートポケット１８を有し、そのインサートポケット１８に切削インサート２０は留めネジ２２によって保持される。切削工具１０は、前方端部１６の反対側に後方端部２３を有し、前方から後方に規定し、前方と後方端部１６、２３を通過する回転の軸線Ａを備えている。

インサートポケットは、基壁２４と、基壁２４に対して横断する方向に向けられた側壁２６とを備えている。ほぼ円形の凹部２８は、基壁２４から下方に伸びている。凹部２８は、下壁３０から基壁２４に直立に伸びる周囲壁３２によって境界されている下壁３０を有している。凹部２８の周囲壁３２は、好ましくは、異なる半径であるが同じ中心を有する二つの円形部分を備える。周囲壁３２は、主半径Ｒ１を有する主部分３４と、副半径Ｒ２を有する副部分３６とを備えている。副半径Ｒ２は、主半径Ｒ１よりも小さい。本発明の特定の応用によれば、副半径Ｒ２は主半径Ｒ１よりも０．２５ｍｍ小さい。副部分３６の角度範囲は、主部分３４の角度範囲よりも小さい。特定の応用に従うと、周囲壁３２の副部分３６は、ほぼ４０°の角度範囲φを有する。ポケットの軸線Ｃを有し、留めネジ２２を受けるネジ孔３８は、凹部２８の下壁３０から下方に伸びている。主及び副部分３４、３６がある二つの円の中心は、軸線Ｃと一致する。

側壁２６は、三つの側壁部分、すなわち二つの後方の側壁部分、第一の引っ込んだ領域部４４によって隔てられる第一の後方側壁部分４０及び第二の後方側壁部分４２と、横側壁部分４６である。第一の後方側壁部分４０は、横側壁部分４６に隣接し、第二の引っ込んだ領域部４８によってそれから分離されている。第一の後方側壁部分４０は、第一の引っ込んだ領域部４４に隣接する領域部５０を有し、その少なくとも一部は、切削インサート２０に当接する第一の取付面５２を構成する。同様に、第二の後方側壁部分４２は、第一の引っ込んだ領域部４４に隣接する領域部５４を有し、その少なくとも一部は、切削インサート２０に当接する第二の取付面５６を構成する。また、副部分３６の少なくとも一部分は、切削インサート２０に当接する第三の取付面５８を構成する。詳細に後述するように、第一、第二及び第三の取付面は、上手に画成され、且つ安定した状態で、インサートポケット１８の中に切削インサート２０を保持するために設計されている。

注意は図５に描かれている。副部分３６は、それ故第三の取付面５８は、インサートポケット１８の前方に向かって横側壁４６に隣接して位置付けされているということが知られるだろう。アナログ時計の見地から、副部分は、７時と８時のほぼ間に位置付けされている。副部分３６の的確な位置は、設計及び力の配分の問題である。実際問題として、副部分３６の図示された位置は、好ましい位置である。しかしながら、その好ましい位置から第二の引っ込んだ領域部４８にほぼ隣接するに至るまでの間の他の位置にも位置付けされ得る。

切削インサート２０は、上面６０と、下面６２と、上及び下面６０、６２の間に延在する側面６４を備えている。上面６０と側面６４は、切削刃６６で相交わり、切削刃６６はコーナー切削刃７０によって互いから分離された三つの切削刃部分６８を備えている。その三つの切削刃部分の各々は、凸状の第一の切削刃７２を備え、その凸状の第一の切削刃７２はまっすぐな第二の切削刃７４と、隣接するコーナー切削刃７０との間に延在している。側面６４は、様々な切削刃に対応する部分に分けられている。それに従って、側面６４は、第一の切削刃７２に隣接する第一の側面部分７６と、第二の切削刃７４に隣接する第二の側面部分７８と、コーナー切削刃７０に隣接する側面コーナー部分８０とを有している。円筒形の周囲面８４を有する円筒形の突出部８２は、下面６２から突出部８２の底面８６まで下方に伸びている。周囲面８４は、下面６２に直角である。インサートの軸線Ｂを有する中央に位置付けされた貫通孔８８は、上面６０と底面８６との間に伸びている。突出部８２は、突出部の半径Ｒ３を有する。突出部の半径Ｒ３は、主半径Ｒ１よりも小さく、副半径Ｒ２とほぼ等しい。

三つの切削刃部分６８は、インサートの軸線Ｂに関して回転方向に、対照的に配置されている。第一の切削刃７２は、実質的に第二の切削刃７４よりも大きい。本発明の好ましい実施形態によれば、第一の切削刃７２は、インサートの軸線Ｂに対して７０°の第一の角αで張り、第二の切削刃７４は、インサートの軸線Ｂに対して３５°の第二の角βで張る。所与の切削刃部分６８の第一及び第二の切削刃７２、７４は、互いの間の１５３°の鈍角の内側の第三の角γをなす。切削インサート２０は、割り出し可能であり、三つの割り出し位置を有している。

インサートポケット１８に切削インサート２０を取り付けるために、所与の側面コーナー部分８０の一部が第一の引っ込んだ領域部４４に位置され、切削インサートの下面６２がインサートポケットの基壁２４に当接するまで、突出部８２は、凹部２８の中に挿入される。そして、留めネジ２２は、切削インサートの貫通孔８８に据えられ、ネジ孔３８に螺合され、インサートポケット１８に切削インサートを確実に取り付けられるためにしっかり締められる。切削インサート２０がインサートポケット１８に確実に取り付けられているとき、第一及び第二の取付面５２、５６は、第一及び第二の支持面５２´、５６´で、第一及び第二の側面部分７６、７８に共通している、所与の側面コーナー８０の両側に位置付けられた第一及び第二の側面部分７６、７８とそれぞれ当接し、そして第三の取付面５８は、第三の支持面５８´で、突出部８２の円筒状の周囲面８４と当接する。

ネジ孔３８のポケットの軸線Ｃは、インサートの軸線Ｂに関してわずかにオフセットされている。このオフセット、すなわち偏心は、留めネジ２２がしっかり締められているとき、切削インサート上に、取付面５２、５６、５８によって、取付力が及ぼされるように設けられていて、インサートポケット１８内での切削インサート２０の適切に定められた位置を得るために、切削インサート２０に予め張力を供与している。第三の取付面５８はポケットの軸線Ｃについて同一中心である面上にあるので、切削インサートの突出部８２上にそれによって加えられている取付力は、インサートの軸線Ｂに向かう方向を向けられていて、それ故、インサートの軸線Ｂまわりの切削インサートの回転に寄与し得ない。第一及び第二の取付面５２、５６の各々の位置及び方向は、インサートの側面６４に対してこれらの取付面によって加えられる切削条件下での正味の取付力がインサートの軸線Ｂまわりの切削インサートの回転を起こさせるもとにならないように設計されている。換言すれば、第一及び第二の取付面５２、５６の取付力の作用線は、インサートの軸線Ｂについての反対の方向に作用して、相殺する。それ故、本発明は、インサートポケット１８内での切削インサート２０の独自の、且つ安定した位置を保障する。

切削工具１０は、第一の切削刃７２により正面フライス削りを行うのに特に適し、第二の切削刃７４により一定の比率で下降させるフライス削り（ｒａｍｐ−ｄｏｗｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）の作業に適する。第一の切削刃７２は凸状であり、且つ相対的に大きな曲率半径を有しているので、切削インサート２０は、小さな切込みで、早い送り速度で切削することが可能である。そのような場合に切削インサートに作用する切削力は実質的に軸線の方向を向いているので、それ故、工具を曲げたり振動を引き起こしたりする傾向にある許容される半径方向の力を超えずに相対的に長い突出部を有する工具で切削することが可能である。

本発明はある程度詳細に説明されてきたけれども、後に請求されるように、さまざまな変更や修正が本発明の趣旨や範囲を逸脱することなくできることが理解されるべきである。

本発明に係る切削工具の斜視図である。 図１に示された切削インサートの下部の斜視図である。 ポケットから取り外された切削インサートの一を示す、図１の切削工具の部分分解図である。 ポケットに保持されている切削インサートの一の平面図を示す、図１の切削工具の部分図である。 インサートポケットは平面図の中に見られ得るように、切削インサートが点線で示された図４と同じ図である。 留めネジが取り外された図４のＶＩ−ＶＩ線に従って得られた横断面図である。

Claims (18)

1. 長手方向の軸線（Ａ）を有する切削工具（１０）であって、切削インサート（２０）が保持されるインサートポケット（１８）を有して前方端部（１６）に形成される少なくとも一つの取付脚（１４）を有する工具本体（１２）を備える切削工具（１０）であって；
   該インサートポケットは、
   基壁（２４）と、基壁（２４）に対して横断する方向に向けられた第一及び第二の後方側壁部分（４０、４２）および横側壁部分（４６）と、
   基壁（２４）から下方に伸びていて、下壁（３０）から基壁（２４）に対して直立して延在している周囲壁（３２）によって境界された下壁（３０）を有する、ほぼ円形の凹部（２８）と、
   を備え、
   前記第一及び第二の後方側壁部分（４０、４２）はインサートポケット（１８）の後方部分に位置付けられ、前記横側壁部分（４６）はインサートポケット（１８）の横側部分に位置付けられ第一の後方側壁部分（４０）に隣接していて、
   該切削インサートは、
   上面（６０）と、下面（６２）と、それらの間に延在する側面（６４）と、
   上面および側面（６０、６４）との交差する切削刃（６６）と、
   下面（６２）から底面（８６）に下方に延在する、円筒状の周囲面（８４）を有する円筒状の突出部（８２）と、
   を備え；
   切削インサート（２０）は、切削インサート（２０）に当接するインサートポケット（１８）の第一、第二、及び第三の取付面（５２、５６、５８）で、インサートポケット（１８）に保持され、第一の取付面（５２）は、第一の後方側壁部分（４０）に位置付けされていて、それは切削インサートの側面（６４）に位置付けされた第一の支持面（５２´）に当接し、第二の取付面（５６）は、第二の後方側壁部分（４２）に位置付けされていて、それは切削インサートの側面（６４）に位置付けされた第二の支持面（５６´）に当接し、第三の取付面（５８）は、凹部（２８）の周囲壁（３２）に、前記横側壁部分（４６）近傍に位置付けされていて、それは切削インサート（２０）の突出部（８２）の円筒状の周囲面（８４）に位置付けられた第三の支持面（５８´）に当接していて、そしてインサートポケット（１８）において切削インサート（２０）の安定した位置を保障するように、第三の取付面（５８）と第三の支持面（５８´）との当接箇所以外には周囲壁（３２）と周囲面（８４）との間にクリアランスが提供されていることを特徴とする切削工具（１０）。
2. 切削刃（６６）は、コーナー切削刃（７０）によって互いから分離されている少なくとも三つの切削刃部分（６８）を備え、各切削刃部分は第二の切削刃（７４）と隣接するコーナー切削刃（７０）との間に延在している第一の切削刃（７２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 第一の切削刃（７２）は凸状であることを特徴とする請求項２に記載の切削工具。
4. 第二の切削刃（７４）は真っ直ぐであることを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
5. 側面（６４）は、第一の切削刃（７２）に隣接する第一の側面部分（７６）と、第二の切削刃（７４）に隣接する第二の側面部分（７８）と、コーナー切削刃（７０）に隣接する側面コーナー部分（８０）とを有する側面部分を備え、側面部分の各々は下面（６２）に向かって関係付けられた切削刃から延在していることを特徴とする請求項２に記載の切削工具。
6. 第一及び第二の後方側壁部分（４０、４２）は、第一の引っ込んだ領域部（４４）によって隔てられていることを特徴とする請求項５に記載の切削工具。
7. 第一の支持面（５２´）及び第二の支持面（５６´）は、共通の側面コーナー部分（８０）の両側に位置付けられていることを特徴とする請求項６に記載の切削工具。
8. 共通の側面コーナー部分（８０）の一部分は、第一の引っ込んだ領域部（４４）に位置付けられていることを特徴とする請求項７に記載の切削工具。
9. 凹部（２８）の周囲壁（３２）は、主半径Ｒ１を有する主部分（３４）と、副半径Ｒ２を有する副部分（３６）とを備えることを特徴とする請求項４に記載の切削工具。
10. 副半径Ｒ２は、主半径Ｒ１よりも小さいことを特徴とする請求項９に記載の切削工具。
11. 副部分（３６）の角度範囲は、主部分（３４）の角度範囲よりも小さいことを特徴とする請求項１０に記載の切削工具。
12. ネジ孔（３８）は、凹部（２８）の下壁（３０）から下方に伸びていることを特徴とする請求項１１に記載の切削工具。
13. インサートの軸線（Ｂ）を有する貫通孔（８８）は、切削インサート（２０）の上面（６０）と突出部（８２）の底面（８６）との間に伸びていることを特徴とする請求項１２に記載の切削工具。
14. 留めネジ（２２）は、貫通孔（８８）に位置付けられ、ネジ孔（３８）に螺合されることを特徴とする請求項１３に記載の切削工具。
15. 第一の切削刃（７２）は、インサートの軸線（Ｂ）に対して７０°の第一の角（α）で張っていることを特徴とする請求項１３に記載の切削工具。
16. 第二の切削刃（７４）は、インサートの軸線に対して３５°の第二の角（β）で張っていることを特徴とする請求項１５に記載の切削工具。
17. 第一の切削刃（７２）は、隣接する第二の切削刃（７４）と、鈍角の内側の第三の角（γ）を形成することを特徴とする請求項１６に記載の切削工具。
18. 第三の角は、１５３°であることを特徴とする請求項１７に記載の切削工具。

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