JP5366100B2 - ダブルポジティブな逃げ面を備えるネガティブなチップ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、スローアウェイチップ（Ｗｅｎｄｅｓｃｈｎｅｉｄｐｌａｔｔｅ）に関する。

セラミック製のチップは、背景技術において、一般にα＝０°の逃げ角か、又はα＞０°の逃げ角を有して製造される。

逃げ角がα＝０°であるとき、チップは、両面で使用され、上面及び下面でカッティングコーナ及びカッティングエッジが提供可能である。例えば長方形のチップであるとき、上面及び下面には、それぞれ４つのカッティングエッジ及びカッティングコーナ、つまり計８つのカッティングエッジ及びカッティングコーナが提供可能である。

逃げ角がα＞０°であるときは、チップは、片面でのみ使用可能である。これにより、利用可能なカッティングコーナ又はカッティングエッジの数は、α＝０°の逃げ角を有する形態に対して半減する。

ＵＳ３４９０１１７において公知のスローアウェイチップは、周囲ジオメトリ上に両側でカッティングコーナ及びカッティングエッジの下側に周囲を取り巻くポジティブな逃げ面を有しており、該逃げ面は前記カッティングエッジ及び前記カッティングコーナに対して引き込められていることにより、両側でポジティブな逃げ角が形成されている。この公知のスローアウェイチップの欠点は、このスローアウェイチップが、支持工具への締付けのために、チップの周囲ジオメトリに適合されたチップ座を必要とすることにより、従来慣用のクランプホルダには組み付けることができない点にある。これにより、交換性及び使用は制限されており、困難である。

本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載したスローアウェイチップ、すなわち、被加工材を切削加工するための支持工具に組み付けるためのスローアウェイチップであって、上面、下面及び該上面と該下面とを結合する周囲ジオメトリを備え、前記上面及び前記下面から前記周囲ジオメトリへの移行部にカッティングコーナ及びカッティングエッジが配置されており、前記周囲ジオメトリが両側で前記カッティングコーナ及び前記カッティングエッジの下側に周囲を取り巻くポジティブな逃げ面を有しており、該逃げ面が前記カッティングコーナ及び前記カッティングエッジに対して引き込められていることにより、両側でポジティブな逃げ角が形成されている形式のものを改良して、ポジティブな逃げ面の特徴及び利点を失わせることなく、従来慣用のクランプホルダで使用可能とすることである。さらにスローアウェイチップは、カッティングエッジ及びカッティングコーナが破損する可能性が低下するように形成されていることが望ましい。

本発明により、上記課題は、前記周囲ジオメトリ上で前記上面及び前記下面に関して対向する２つの逃げ面間に、該逃げ面の最深の部位に対して張り出した鍔が配置されており、該鍔の表面が、前記支持工具における当接面として働くことにより解決される。これにより、従来慣用のクランプホルダへの組付けが、ポジティブな逃げ面の特徴及び利点を失わせることなく可能となる。

一形態では、前記鍔が前記周囲ジオメトリ上に周囲を取り巻くように形成されている。これにより、当接面は最大化されており、可能なあらゆる方向付けでの組付けが実施可能である。

有利な形態では、スローアウェイチップがセラミックからなる。まさにセラミックにおいて、チップの著しく長い耐用時間が得られる。

本発明の一形態では、前記逃げ面の長さがスローアウェイチップの厚さの半分より短い。これにより、鍔が周囲ジオメトリの中央に配置可能であり、十分な幅も有する。

カッティングエッジ及びカッティングコーナを強化するために、一形態では、前記逃げ面が、前記カッティングエッジ及び前記カッティングコーナに直接隣接する当接領域において、実質的にスローアウェイチップの前記上面及び前記下面に対して直角に形成されている。これにより、チップは、両当接領域でも、張り出した鍔でも、支持工具に設けられた当接面に当接可能である。この当接領域は、同時にカッティングコーナ及びカッティングエッジを強化する。

本発明の一形態では、前記鍔の前記表面が、スローアウェイチップの長手方向軸線に関して、前記カッティングエッジ及び前記カッティングコーナの半径方向の高さと同じ半径方向の高さにあるか、又はより大きい半径方向の高さにある。これにより、チップは任意の形式で、支持工具に設けられた当接面に当接可能である。

本発明の一形態では、前記逃げ面の前記当接領域及び前記鍔の前記表面が、スローアウェイチップの前記長手方向軸線に関して、同じ半径方向の高さにあるか、又は前記鍔の前記表面の半径方向の高さが、スローアウェイチップの前記長手方向軸線に関して、前記逃げ面の前記当接領域の半径方向の高さより大きい。

一形態では、前記逃げ面が周囲研削により形成されている。他の形態では、前記逃げ面が圧粉体の相応のプレス成形及び引き続いての焼結により形成されている。二番目の形態は、セラミックからなるチップに関する。

以下に、本発明について、特に図面に示した実施の形態を基に詳説する。

本発明に係るスローアウェイチップを示す図である。 本発明に係るスローアウェイチップを示す図である。 本発明に係るスローアウェイチップを示す図である。 本発明に係るスローアウェイチップを示す図である。 本発明に係るスローアウェイチップを示す図である。 本発明に係るスローアウェイチップを示す図である。 本発明に係るスローアウェイチップを示す図である。 背景技術におけるチップを示す図である。

図８は、背景技術におけるチップを示す。計３つのカッティングコーナ５及び３つのカッティングエッジ６が利用可能であるにすぎない。

図１から図７は、それぞれ、本発明に係るスローアウェイチップ１を示し、詳細には平面図（図１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ）と、それぞれの周囲ジオメトリあるいは周囲幾何学的配置（Ｕｍｆａｎｇｓｇｅｏｍｅｔｒｉｅ）４を示す側面図（図１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂ）である。同一の符号は同一の対象を表す。

図示したすべての本発明に係るスローアウェイチップ１は、それが三角形、正方形、長方形、立方体又は円形に形成されているかにかかわらず、上面２及び下面３を備える。上面２及び下面３は、同一に構成されている。両面２，３には、切削工具上に固定するために、凹部１３が設けられていてよい。好ましい凹部については後述する。

両面２，３は、周囲ジオメトリ４を介して互いに結合されている。面２，３から周囲ジオメトリ４への移行部には、金属の被加工材を切削加工するために使用されるカッティングコーナ５及びカッティングエッジ６が配置されている。

スローアウェイチップ１が最大可能数のカッティングコーナ５及びカッティングエッジ６を備えるように、周囲ジオメトリ４は、２つの逃げ面７ａ，７ｂを介して後退させられている。その結果、両側でポジティブな逃げ角が形成されている。

これにより本発明は、ネガティブなチップ（逃げ角＝０°）のＤＩＮ／ＩＳＯに規格化された特徴又はその他の公知の特徴、例えば両側でカッティングエッジ６の下側を取り巻く逃げ角のような特徴に対して付加的に、この新種のスローアウェイチップ１を変わらず従来慣用のクランプホルダあるいは切削工具において、その他の公知の特徴及びポジティブな逃げ面の利点を失うことなく使用することを可能にする、本発明の本質的な特徴を備えるスローアウェイチップ１に関する。

背景技術におけるスローアウェイチップは、支持工具上に緊締するために、周囲ジオメトリ４に適合されたチップ座を必要とする。これにより交換性及び使用は、複雑化及び困難化する。

本発明は、両側に設けられた逃げ面７ａ，７ｂがカッティングボディの周面あるいは周囲ジオメトリにおける最深点で交わることなく、周囲を取り巻くポジティブな逃げ面７ａ，７ｂの可能性を利用する。本発明において、逃げ面７ａ，７ｂの長さは、スローアウェイチップ１の厚さ１０の半分より短く、大抵の場合、逃げ面７ａ，７ｂに対して直角に外方に向かって終わる。このことは、張り出した鍔８、あるいは鍔８の、周囲ジオメトリの中央部に配置される表面９を残すことを可能にする。この周面に沿って延びる表面９は、従来慣用の支持工具におけるスローアウェイチップ１の当接面として役立つ。原理的には、本発明に係るカッティングボディあるいはスローアウェイチップは、少なくとも支持工具におけるクランプ機能及び緊締機能の点において、市販のＤＩＮ／ＩＳＯ規格のスローアウェイチップと同等に取り扱うことができる。図面において、符号１２はスローアウェイチップ１の長手方向軸線を示す。

図６ｄは、本発明の一形態において逃げ面７ａ，７ｂが、直接カッティングエッジ６及びカッティングコーナ５に隣接する当接領域１１において実質的にスローアウェイチップ１の上面２及び下面３に対して直角に形成されていることを示す。これにより、カッティングコーナ５及びカッティングエッジ６は強化され、これにより、カッティングエッジ及びカッティングコーナが破損する可能性は低下する。

しかし、本発明に係るスローアウェイチップ１の機能は、市販のポジティブなスローアウェイチップより二倍の量のカッティングコーナを提供するという特別な利点を有するポジティブなスローアウェイチップの特徴を含む。

本発明において、このダブルポジティブな逃げ面７ａ，７ｂは、ネガティブなスローアウェイチップ１に、周囲研削によって設けられることができる。プレス及び焼結によって設けることも、適当なスライダを備えるプレス工具において可能である。

工具切れ刃における逃げ角（符号α、図６ｃ参照）は、切削加工時、工具と加工面との間の自由空間の角度である。逃げ角は、典型的な作業工程、例えば旋削及びフライス削り時に重要であり、両部分間の摩擦を減じる。

逃げ角は常に、工具が材料に応じて十分に逃がされる大きさに選択される。小さな角度は、硬質の、切り屑が短い材料、例えば高合金鋼において選択され、これに対して、大きな逃げ角は、軟質の、塑性変形可能な材料、例えばプラスチックにおいて選択される。

逃げ角は、切削平面及び逃げ面により形成され、主切れ刃に対して垂直に測定される。逃げ角は、くさび角とともに切削角を形成する。逃げ角、くさび角及びすくい角の合計は、常に９０°である。

これにより本発明は、逃げ角α＞０°を有するチップも、これにより使用可能なカッティングコーナの数を（０°の逃げ角に比較して）減じることなく製造することを可能にする、逃げ面の変更に関する。

逃げ面の変更は、図面に示されているように、両側でポジティブな逃げ角αを形成することによって行われる。これにより、チップ中央に向かって、周囲ジオメトリ４の狭窄又はテーパが生じる。このテーパは、鍔８の両側に配置されており、有利にはチップ中央にある。

つまり本発明は、側面又は逃げ面の周囲ジオメトリがカッティングコーナ５及びカッティングエッジ６に対して後退させられていることを特徴とする。チップ１の中央には、周囲を取り巻く鍔８が存在し、周囲ジオメトリ４には、２つのテーパ部あるいは逃げ面７ａ，７ｂが存在する。逃げ面７ａ，７ｂは有利には直線状に延びるが、不規則に形成されていてもよい。重要なのは、スローアウェイチップ１の上面２あるいは下面３に対してポジティブな逃げ角だけである。

本発明の一形態において、逃げ角αは３°〜３０°、有利には１２°である。

図１、２、６及び７は、閉鎖された平坦な上面２及び下面３を備えるスローアウェイチップ１を示す。スローアウェイチップは、凹部１３又は中心の貫通孔１０を有していてもよい。

図３、４、５に示した実施の形態では、ＷＯ０３／０１３７７０Ａ１に記載されている凹部１３が設けられている。凹部１３は、円形に形成されており、中心に球状あるいは円形の凸部を有する。有利には凸部の頂点は、凹部底面の上かつチップ上面の下に位置する。切削工具に緊締するために、緊締爪が、適合するように成形されたノーズで以て、形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式にチップ１の凹部１３に係合する。この凹部１３は、支持体への形状結合式の緊締のために役立つ。特にチップが作用する切削力によってその座から引き出されるような引張り型の切削のためには、特別な凹部１３を備えるこのチップが適している。この凹部１３についての詳細な説明については、上記刊行物を参照されたい。

チップ上面のラップ加工又は研削加工がチップ１のクランプ特性に影響を及ぼさないように、本発明の別の実施の形態では、凹部１３が、ＥＰ１５３６９０３Ｂ１に記載されているように形成されている。この場合、切削工具に緊締するための第１の緊締凹部が設けられており、第１の緊締凹部に対して同軸的に第２の緊締凹部が配置されており、第１の緊締凹部は第２の緊締凹部より深く、かつ両者はチップ上面より深くに配置されている。工具内にこのチップをクランプしたとき、工具の緊締爪は、第２の緊締凹部上に位置し、例えばノーズで以て第１の緊締凹部に係合する。緊締爪の載設面と凹部との間隔は、これにより常に一定であり、チップ上面のラップ加工又は研削加工とは無関係である。

本発明の一実施の形態では、チップがＰＣＢＮ又はＣＢＮからなる。このことは、ＷＯ２００５／０２１１９２Ａ１に記載されている。緊締凹部は、やはり円形に形成され、中央部に、やはり記載されているように、球状あるいは円形の凸部を有していてよい。緊締凹部の対応する輪郭は、有利には圧粉体に適当な形状を付与することを介して形成され、こうして形成された圧粉体は、乾燥され、焼結される。

チップにはコーティングが施されてもよい。

Claims (8)

1. 被加工材を切削加工するための支持工具に組み付けるためのスローアウェイチップ（１）であって、上面（２）、下面（３）及び該上面（２）と該下面（３）とを結合する周囲ジオメトリ（４）を備え、前記上面（２）及び前記下面（３）から前記周囲ジオメトリ（４）への移行部にカッティングコーナ（５）及びカッティングエッジ（６）が配置されており、前記周囲ジオメトリ（４）が両側で前記カッティングコーナ（５）及び前記カッティングエッジ（６）の下側に周囲を取り巻くポジティブな逃げ面（７ａ，７ｂ）を有しており、該逃げ面（７ａ，７ｂ）が前記カッティングコーナ（５）及び前記カッティングエッジ（６）に対して引き込められていることにより、両側でポジティブな逃げ角（α）が形成されており、前記周囲ジオメトリ（４）上で前記上面（２）及び前記下面（３）に関して対向する２つの逃げ面（７ａ，７ｂ）間に、該逃げ面（７ａ，７ｂ）の最深の部位に対して張り出した鍔（８）が配置されており、該鍔（８）の表面（９）が、前記支持工具における当接面として働くスローアウェイチップにおいて、
   前記逃げ面（７ａ，７ｂ）は、前記カッティングエッジ（６）及び前記カッティングコーナ（５）に直接隣接する当接領域（１１）において、実質的にスローアウェイチップ（１）の前記上面（２）及び前記下面（３）に対して直角に形成されていることを特徴とする、スローアウェイチップ。
2. 前記鍔（８）が前記周囲ジオメトリ（４）上に周囲を取り巻くように形成されている、請求項１記載のスローアウェイチップ。
3. スローアウェイチップ（１）がセラミックからなる、請求項１又は２記載のスローアウェイチップ。
4. 前記逃げ面（７ａ，７ｂ）の長さがスローアウェイチップ（１）の厚さ（１０）の半分より短い、請求項１から３までのいずれか１項記載のスローアウェイチップ。
5. 前記鍔（８）の前記表面（９）が、スローアウェイチップ（１）の長手方向軸線（１２）に関して、前記カッティングエッジ（６）及び前記カッティングコーナ（５）の半径方向の高さと同じ半径方向の高さにあるか、又はより大きい半径方向の高さにある、請求項１から４までのいずれか１項記載のスローアウェイチップ。
6. 前記逃げ面（７ａ，７ｂ）の前記当接領域（１１）及び前記鍔（８）の前記表面（９）が、スローアウェイチップ（１）の前記長手方向軸線（１２）に関して、同じ半径方向の高さにあるか、又は前記鍔（８）の前記表面（９）の半径方向の高さが、スローアウェイチップ（１）の前記長手方向軸線（１２）に関して、前記逃げ面（７ａ，７ｂ）の前記当接領域（１１）の半径方向の高さより大きい、請求項４又は５記載のスローアウェイチップ。
7. 前記逃げ面（７ａ，７ｂ）が周囲研削により形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のスローアウェイチップ。
8. 前記逃げ面（７ａ，７ｂ）が圧粉体の相応のプレス成形及び引き続いての焼結により形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のスローアウェイチップ。

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