JP4327397B2 - 溝切りカッタ及びそれに用いる切削インサート - Google Patents

Description

【０００１】
本発明の技術分野
第１の態様において、本発明は溝カッタの形式に関し、このカッタは円盤を含み、この円盤の周囲に沿って複数の接線方向に離間配置された切屑チャネルが形成され、この切屑チャネルには円盤の厚みより大きい幅を有する割出し可能切削インサート用のシートが収容され、切削インサートが二つの側面と底面とによって規定される溝をフライス加工することができ、加工物のフライス加工の際に切削インサートが材料を分断するための手段を有し、この材料は切削された溝の底面で二つ以上の部分切屑に分けられる。
【０００２】
すり割カッタと溝切りカッタとは、同じであるとして考慮すべきである。
【０００３】
従来の技術
最近の一般的な形式の上記溝切りカッタは、切削インサートの取り付けために特別なカセットを通常使用する。上記カセットは、割出し可能切削インサート用のシートが形成され、ならびに、カッタ円盤に形成された相似形の鋸歯と嵌合するために切屑チャネルに対して鋸歯が形成され、カセットがくさびによって所望の位置に固定される。切削インサートはネジによってカセットのシートに固定され、このネジは切削インサートの中央穴を介してカセットのネジ穴に締結される。割出し形式の切削インサートは、上側に隣接する二つの対向する内側で平行な主切刃を有する平らのボディの形状である。切削インサートをシートに割出すことによって、主切刃の第１のものと、次に別の種切刃が加工物用に使用される。
【０００４】
溝切りカッタが使用される少なくとも大製造プラントにおいて、カッタ円盤へのカセットの組立は、高級装置が備えられた中心部門で特殊技能を備えた作業者の援助と共に行なわれ、一方切削インサートの交換は、さまざまな技術水準を備える多くの異なる個々の装置の作業者によって特別な道具を使用せずに行なわれる。一般的に、この状況は、溝切りカッタの作業信頼性は、彼等が中央部門から種々の装置に分散しているときは最適であるが、フライスカッタがワークに装着され且つ切削インサートの交換が必要になった場合、その信頼性は低下する。実際に、既知の溝切りカッタにおいては、一方で位置的な精度のために並みとなるので、もう一方で切削インサートが誤った方法で割出しされので、切削インサートの不正確な組立の危険が存在する。
【０００５】
前述のように、最近の溝切りカッタ用の切削インサートは、切削される溝から二つ以上の部分切屑に分けた材料を分割するために、特別な手段を備えて形成される。前溝幅の一つの単一切屑に変わって複数の部分切屑に材料を分割する目的は、切屑の排出を促進する。材用の分断は、種々の方法で行なうことができる。スウェーデン特許出願第９７０１４４２−７号（公開第５１１，５６７号）には、割出し可能なインサートが記載され、それらの一つの切刃が切削インサートの幅全体に沿って真っ直ぐに延在し、一方反対側の第２の切刃が切削インサートの端部のテーパ部分に短く形成され、装着状態においてこの短い切刃が隣接する切削インサートの十分に広い第１の切刃より、切削円盤の中心から大きな軸方向距離で配置する。このようなインサートを装着した溝切りカッタは、短い各切刃が制限された幅を有する中央切屑を排出するように作業する。この後、同一材料区域が十分幅の広い切刃によって機械加工された場合、この切刃が、第１の切屑の排出後に残留する中央フルートの両側の二つの薄い切屑を排出する。
【０００６】
溝切りカッタが材料を分断するこのような手段を備える切削インサートを装着した場合、切削インサートが、度々繰り返されるインサートの交換において、装置シートに正確な方法で装着されることが重要である。すなわち、切削円盤の周囲に沿って互いに連なる二つの切削インサートが不正確な方法で装着されたならば、切削インサートは不規則な力を受け、機械加工の結果が劣りさらには破壊をもたらす。
【０００７】
本発明の目的及び特徴
本発明は切りの溝切りカッタの上記短所を未然に防止することを目的とする。したがって、第１の態様において、本発明の第１の目的は、切削インサートが簡単な方法で、つまり、各切屑チャンルの正確な場所に、装着できる溝切りカッタを提供することである。次の目的は、作業中に、フライス加工された溝内に平らで滑らかな底面が得られ、同時に互いに連なる切削インサートの間で切削力が均一に分布し、且つ切屑の放出を促進するために、緩んで切削された材料が二つ以上の部分切屑に分断することである。
【０００８】
本発明にしたがい、少なくとも第１の目的は請求項１の特徴個所に定義される特徴によって達成される。本発明にしたがう好ましい実施態様をさらに、従属請求項２〜８に定義する。
【０００９】
従来の技術の補足説明
割出しできない切削インサートを備える旧式の溝切りカッタにおいては、はんだ付けで固定され、面取り部は切削インサートの切刃だけに備えられ、これは切削インサートは、部分切屑が別々の制限された幅になる膨らみによって、離間した二つの切屑を放出することを必要とする。しかしながら、この場合、したがって意図的でない不正確な組立の危険が発生することは無いが、切削インサートは取り外しと割出しとが可能でない。
【００１０】
本発明の好ましい実施態様の詳細な説明
回転中心軸（図示せず）の周りを、さらに具体的には矢印Ａの方向に、回転可能である円盤１を備える溝切りカッタを、図１に図示する。この円盤の周囲に沿って、接線方向に離間配置した複数の切屑チャネル２が形成され、切屑チャネルのそれぞれにカセット３、ならびにカセットを固定するためのくさび４が収納される。カセット３の信頼できる固定のために、切屑チャネルの後部壁の対応鋸歯６と協働させる鋸歯５がカセットに形成される。くさびはネジ７によって締結可能になる。各カッセト３には、シート８が切削インサート９の収容のために形成される。この切削インサートには、固定ネジ１１用の中央穴１０が存在し、この固定ネジはカセットのネジ孔１２に締結可能になる。
【００１１】
図３〜５に最も良く示されるように、切削インサート９は、上面１３と、底面１４と、逃げ面の形状である第１と第２の端面１５、１６と、ならびに二つの対向して互いに平行な側面１７、１８とによって限定される４辺形基本形状である平らなボディからなる。逃げ面１５、１６に、二つの対向して互いに平行な主切れ刃１９、１９’が形成される。切削インサートは、割出し可能である。すなわち、それぞれの切れ刃１９、１９’を積極的に使用でき、全ては切削インサートがシート８に如何に装着されるかに依存する。
【００１２】
図１に、カッタ円盤上で互いに連なる３個の切削インサートが、図の平面に仮定的状態で展開して示され、それぞれの切削インサートは９’、９’’、９’’’で示される。拡大した方法では、切削インサートがカッタ円盤より幾分広いことを示す。紙面の右側に存在する切れ刃１９’、１９及び１９’のそれぞれが切削に作用し、一方、各インサートの反対側の切刃は作用しないように、図面をみなすべきである。換言すれば、図２の各切削インサートの右に図示された作用する切刃は、図１に図示される装着状態において軸方向にさらに遠くに位置する。
【００１３】
図示した溝切りカッタは、従来記載したものに関する限り、本質的に既知である。
【００１４】
図１〜６の実施態様によって示されるように本発明の特徴は、切削インサート９がそれらの底面に凹部２０を有し、凹部がカセット３のシート８に隣接する相似形の突起または雄形素子２１と協働するように配置される。図示された好ましい実施態様においては、凹部２０は、切削インサートの一つの側面に沿って全体的に、すなわち、一つの逃げ面１５から反対側の逃げ面１６まで延在する。同時に、雄形素子２１は、シート８の側面に沿って全体的に延在する。さらに、具体的には、雄形素子は、シートの底２６から盛り上がるカセット３の材料部の形状である。凹部２０の深さまたは高さは、雄形素子２１の高さより大きくて、切削インサートをシートに取り付けたときに、所定の遊びが雄形素子のリッジ面２２と凹部の底面２３との間に生じる。内側に曲がった雄形素子２１の面２４は、カッタ円盤の平面に対して所定の鋭角で傾斜する。これに対応して、底面２３と共に凹部２０を規定する面２５は傾斜し、具体的には表面２４と同一の角度で傾斜する。実際に、この傾斜角は、１０〜２０℃の範囲内である。雄形素子の側面２４とシートの平らな底面２６との間の遷移部には、水切り２７が存在し、切削インサートのコーナが障害無く組み立てられることを確実にする。
【００１５】
切削インサート９がカセットのシート８に固定され、且つネジ１１によって締結されたとき、傾斜した面２４、２５は互いに押し付けられることによって、この面が、カッタ円盤に対して横方向に切削インサートの位置を決定する支持面を形成する。
【００１６】
面取り部２８，２８’が、切削インサートの二つの逃げ面１５、１６に形成され、二つの切れ刃１９、１９’のそれぞれに中断部を形成する。実施例において、上記面取り部は長くて狭い溝の形である。図６において、切削インサート９は、溝３０を窪ませるように加工物２９を内側に曲げた作用状態の切れ刃１９を備えて示され、この溝は二つの側壁３１、３２及び底面３３とによって規定される。切れ刃１９の端部またはコーナが、それぞれＨ_１とＨ_２で示される。こうする際に、面取り部２８は、コーナＨ_１から比較的短い距離に位置する。溝３０がフライス加工されるとき、切刃が二つの部分切屑３４、３４’を分離し、切屑は膨らみ３５によって離間され、ふくらみは面取り部２８の後に取り残される。コーナＨ_１と面取り部２８との間の距離が短いことによって、部分切屑３４は、切屑３４’に対して比較的狭くなる。
【００１７】
切削インサート９が割出しされて且つ他のカセット例えば前方のカセットに装着されたときは、反対側の切れ刃１９’は加工物に向けられる。この切削インサートの特徴は、第２の面取り部２８’が、面取り部２８と切れ刃１９に関するコーナＨ_１との間の距離より、コーナＨ_１から別の距離で位置することである。このことは、この切削インサートの面取り部２８’の後に残る膨らみ３５’が、膨らみ３５に対して横方向に位置することを意味する。この方法において、第１の切削インサートの後方に残るこのふくらみが、切削円盤の周囲に沿うその後の切削インサートの切刃によって取り去られることを確実にする。すなわち、このフライスカッタが機械加工を完了し且つ切削された溝を残したとき、平らで滑らかな底面がこの溝に達成される。
【００１８】
付随する切刃に沿って二つの面取り部の配置は変化することができるが、切削インサートの割出し点と同じに、溝の底面に沿う互いの線上に配置しないで、図面に示すように、さらに具体的には、凹部２０の反対にある切削インサートの側部または半分に面取り部を形成することが好ましい。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様にしたがって、切削インサート９は狭い腰部が形成され、この狭い腰部は、切刃に隣接して、二つの離間配置した部分面１７’’、１８’’のそれぞれに対して幾分面取りされた二つの反対側中央面１７’、１８’によって備えられる。図面において、この面１７’、１８’は、明確にするために、誇張された面取り状態で示される。切れ刃１９が機械加工に作用し、一方切れ刃１９’は作用しないことを立証する。この場合、作用しない切れ刃１９’に隣接する二つの部分面１７’’、１８’’は、支持面として役に立ち、フライス加工の際にこの指示面は窪んで切削される溝の側面に対して、さらに具体的には、切削される溝の底面から所定の距離で、当接する。このように部分面が切削される溝の側面に対して支持することによって、切削インサートは安定化されて、定常作業を保証する。
【００２０】
部分面１７’’、１８’’は、互いに平行に全体に存在する必要は無いことを指摘する必要がある。すなわち、実際に、これらの面のすくなことも一部が、付随する切刃の後方に逃げ面を形成するために、僅かに傾斜してもよい。
【００２１】
図１において、如何に全ての第２のカセット３が右側に形成されるそれらの雄形素子２１を有し、且つ別のカセットが左側に位置するそれらの雄形素子を備えることが示される。カセット３はそれ自体が取り外し可能であるが、カセットは正確に較正された調整位置に装着され、そこにおいてカセットは長い間残留することを可能にする。問題が発生したときだけ、個々のカセットの分解が準備できる。しかしながら、個々の装置で日々の作業の際に、切削インサート９は繰り返し業務の際に交換される。これは、相当な時間的重圧の下で頻繁に、単純な工具のほかは何もなしに個々の機械作業者によって行なわれる。既知の溝切りカッタ（例えば、スウェーデン特許出願第９７０１４４２−７号）においては、切削インサートの不正確な組立の危険は、常に潜在的に存在する。正確な位置に堅固に固定されるカッセトの雄形素子２１と、本発明にしたがう個々の切削インサートの凹部２０との間の協働によって、不正確な組立の危険が抑制される。すなわち、個々の切削インサートが、一つの簡単な方法のみで、つまり切削インサートの凹部と嵌合する雄形素子によって、カセットのシートに組み立てることができる。組立時、互に押し付け合う面２４、２５が支持面を形成し、この支持面がカッセトに対する切削インサートの正確な位置を規定する。
【００２２】
図３に図示する本発明の実施態様は、大型及び中型の切削インサートに対して適切でありが、小型のインサートに対しては適切でない。ネジ穴１０が合理的な直径を必要とするので、この穴と各側面１７、１８の間の材料が限られた容積となり、すなわち、凹部２０が切削インサートを弱くすることを意味する。
【００２３】
図７〜９に、小さな切削インサートに特に適切な一つの実施態様を示す。この場合、二つの小さな凹部２０、２０’が切削インサートの一つの側部に沿って形成され、この凹部は、ネジ穴１０を配置する強化する材料部分３６によって離間配置される。当然ながら、上記二つの凹部２０’は、二つの離間配置された突出部または各カセットの雄形素子と協働する。
【００２４】
図１０と１１には、スウェーデン特許出願第９７０１４４２−７号に記載される方針に従って形成された切削インサートを示す。また、この場合においても、切削インサートは二つの向かい合う切れ刃１９、１９’を有し、これらの切刃の一つは切削インサートとの幅全体に沿って延在し、一方、別の一つの切れ刃は、短くて且つ切削インサートの向かい合う端部のテーパ部分に形成される。図１０に示されるように、短い切れ刃１９は、限定された幅を有する中央切屑３４を分離し、材料部分が切削された溝の底面の中央フルートの両側に残る。結果として生じた切削インサートが作用部分の長い切れ刃１９’を有する場合（図１１参照）、その後の操作において、同じ材料面積を機械加工し、中央フルートの両側の材料が分離され、一方二つの離間切屑３４’を形成し、同様に限定された幅を有する。換言すれば、このような方法で互いに協働する切れ刃１９、１９’が三つの相違した比較的薄い部分切屑に分断し、一方切削溝内の平らな底面を形成する。
【００２５】
本発明にしたがい、図１０と１１に示された切削インサートは、上記に記載される方法でカセットの雄形素子と協働するために配置された凹部２０を形成される。
【００２６】
本発明の望ましい変更
本発明は、上に記載され且つ図面に図示された実施態様に限定するだけでない。すなわち、本発明は溝カッタに関して記載されたとはいえ、溝カッタは金属スリ割鋸にも適用できる。さらに、協働する凹部と雄形素子との形状刃は、結果として特許請求の範囲内で複数の方法で改良することができる。切削インサートを収容するシートは、取り外し可能カセットに形成するする必要は無い。すなわち、このシートは、むしろカッタ円盤に形成することもでき、また部分的に永久にそれたと結合することも可能である。本発明の範囲内で、雄形素子、または切削インサートの雄形素子を形成するも可能であり、一方、対応する凹部または複数の凹部が切削インサートのシートに関連して形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、カッタ円盤の一部と、付属カセットと共に備わる複数の切削インサートと、を示す部分拡大斜視図である。
【図２】 図２は、仮想的に拡大した状態で互いに連なった３個の切削インサートを示す平面模式図である。
【図３】 図３は、本発明にしたがう個々のインサートを示す拡大斜視図である。
【図４】 図４は、図３のインサートにしたがう側面図である。
【図５】 図５は、付属カセットと共に示した同一切削インサートを貫通する断面である。
【図６】 図６は、加工物にフライス加工した溝と共に示されたインサートの平面図である。
【図７】 図７は、本発明にしたがう代わりの切削インサートを示す図３に相当する斜視図である。
【図８】 図８は、図７にしたがう切削インサートを上から見た平面図である。
【図９】 図９は、図７及び図８にしたがう切削インサートの側面図である。
【図１０】 図１０は、溝切り作業状態における代わりの追加切削インサートの平面図である。
【図１１】 図１１は、同一形式の切削インサートを割出しした、別の平面図である。

Claims (13)

1. 円盤（１）を含み、該円盤の周囲に沿って接線方向に離間配置した複数の切屑チャネル（２）が形成される溝切りカッタであって、
   前記切屑チャネルが、前記円盤の厚みより大きな幅を有する割り出し可能な切削インサート（９）のためのシート（８）を収容し、その結果、加工部材のフライス加工の際に、前記切削インサートが、二つの平行な側面とひとつの底面によって規定される切削する溝（３０）をフライス加工することを可能にし、かつ、
   前記切削インサート（９）が、前記切削する溝（３０）の底から分離される材料を、二つ以上の部分切屑に分断するための材料分断用手段（２８、２８’）を備える溝切りカッタにおいて、
   各前記切削インサートは、ほぼ平らな底側に、凹部（２０、２０’）を備え、
   前記凹部は、前記切削インサートの中心に対して横方向に配置され、且つ、前記シート（８）に対して形成された相似形の雄形素子（２１）と嵌合をもたらすように配置され、前記雄形素子が、前記シートの中央に対して横方向に配置され、
   前記円盤の周囲に沿って一つおきの前記シート（８）は、左側に位置する前記雄形素子（２１）を有し、一方、前記一つおきの前記シート（８）の中間にある前記シート（８）は、右側に位置する前記雄形素子（２１）を有し、
   前記割出し可能切削インサート（９）は、前記凹部（２０、２０’）と前記雄形素子（２１）とが互いに嵌合すると直ちに、付属の前記シート内の正確な位置に装着される、ことを特徴とする溝切りカッタ。
2. 円盤（１）を含み、該円盤の周囲に沿って接線方向に離間配置した複数の切屑チャネル（２）が形成される溝切りカッタであって、
   前記切屑チャネルが、前記円盤の厚みより大きな幅を有する割り出し可能な切削インサート（９）のためのシート（８）を収容し、その結果、加工部材のフライス加工の際に、前記切削インサートが、二つの平行な側面とひとつの底面によって規定される切削する溝（３０）をフライス加工することを可能にし、かつ、
   前記切削インサート（９）が、前記切削する溝（３０）の底から分離される材料を、二つ以上の部分切屑に分断するための材料分断用手段（２８、２８’）を備える溝切りカッタにおいて、
   各前記切削インサートは、ほぼ平らな底側に、雄形素子（２１）を備え、
   前記雄形素子（２１）は、前記切削インサートの中心に対して横方向に配置され、且つ、前記シート（８）に対して形成された相似形の凹部（２０、２０’）と嵌合をもたらすように配置され、前記凹部（２０、２０’）が、前記シートの中央に対して横方向に配置され、
   前記円盤の周囲に沿って一つおきの前記シート（８）は、左側に位置する前記凹部（２０、２０’）を有し、一方、前記一つおきの前記シート（８）の中間にある前記シート（８）は、右側に位置する前記凹部（２０、２０’）を有し、
   前記割出し可能切削インサート（９）は、前記凹部（２０、２０’）と前記雄形素子（２１）とが互いに嵌合すると直ちに、付属の前記シート内の正確な位置に装着される、ことを特徴とする溝切りカッタ。
3. 切削インサート用の前記シート（８）が、前記円盤（１）の切屑チャネル（２）に取り外し可能に組み立てられたカセット（３）に形成された請求項１記載の溝切りカッタであって、 前記カセットが、左側に位置する前記雄形素子（２１）または凹部（２０、２０’）を有する第１の形式と、右側に位置する前記雄形素子（２１）または凹部（２０、２０’）を有する第２の形式と、の二つの異なる形式であることを特徴とする請求項１または２記載の溝切りカッタ。
4. 一つ凹部（２０）が、個々の切削インサート（９）の一つの側部（１７）に沿って形成され、凹部が前記側部沿って全体的に延在する請求項１または３記載の溝切りカッタ。
5. 二つの凹部（２０’）が、個々のインサート（９）の一つの側部に形成され、切削インサートのネジ穴（１０）に向かい合って位置している凹部（１７）が強化された材料部（３６）によって離間配置することを特徴とする請求項１または３記載の溝切りカッタ。
6. 個々の凹部（２０、２０’）の高さが、協働する雄形素子（２１）の高さより高いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の溝切りカッタ。
7. 前記雄形素子（２１）と前記凹部（２０，２０’）とのそれぞれの面（２４、２５）が、互いに押し付け合い且つ前記円盤（１）の平面に対して傾斜していることを特徴とする請求項６記載の溝切りカッタ。
8. 前記材料分断用手段が、個々の切削インサート（９）の対向する切れ刃（１９、１９’）に形成された二つの長くて狭い溝部（２８、２８’）からなり、 前記溝部（２８）の一つが、付随する切れ刃（１９）の端部（Ｈ_１）から所定の距離に配置され、且つもう一つの前記溝部（２８’）が、切削インサートの切れ刃（１９’）の付随する端部（Ｈ_１）から所定の距離に配置され、互いに連なる二つの切削インサートの前記溝部が、前記切削する溝（３０）の底面に沿って異なる行路をとって移動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の溝切りカッタ。
9. 対向する側部に沿う切削インサート（９）が、中央面（１７’、１８’）を有し、前記中央部が、狭い腰部のように形成され且つ一対の部分面（１７’’、１８’’）を分離し、切刃に隣接する部分面の第１の対は、フライス加工の際に作用しないで、前記切削する溝（３０）の側面に沿って移動し、且つ該側面に対して支持する、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の溝切りカッタ。
10. 前記切削インサートの端部に配置される二つの主切刃（１９、１９’）と、前記材料分断用手段とを含み、その結果、前記切刃によって前記切削する溝（３０）の底部から自由に切断された材料を、二つ以上の部分切屑に分断する請求項１〜９のいずれか１項に記載の溝切りカッタ用の切削インサートであって、
    前記切削インサートは、ほぼ平らな底側に、凹部（２０、２０’）又は雄形素子（２１）を備え、前記凹部又は雄形素子は、前記切削インサートの中心に対して横方向に配置され、且つ、溝きりカッタの収容シートに対して形成された相似形の雄形素子（２１）又は凹部（２０、２０’）と嵌合をもたらすように配置された、ことを特徴とする溝切りカッタ用の切削インサート。
11. 長くて狭い溝部（２８、２８’）が切れ刃（１９、１９’）に形成され、 前記切刃の一つの前記溝部が、付随する切れ刃（１９）の端部（Ｈ_１）から所定の距離に配置され、且つ 前記切刃のもう一つの前記溝部が、付随する切れ刃（１９’）の相似形の端部（Ｈ_１）から所定の距離に配置されること、ことを特徴とする請求項１０に記載の切削インサート。
12. 二つの前記溝部（２８、２８’）が、前記凹部（２０、２０’）と反対側にある切削インサートの側部または半分に配置されることを特徴とする請求項１１記載の切削インサート。
13. 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の切削インサートであって、対向する側部に沿う切削インサート（９）が、中央面（１７’、１８’）を有し、前記中央部が、狭い腰部のように形成され且つ一対の部分面（１７’’、１８’’）を分離し、切刃に隣接する部分面の第１の対は、フライス加工の際に作用しないで、前記切削する溝（３０）の側面に沿って移動し、且つ該側面に対して支持する、ことを特徴とする切削インサート。

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