JP5379140B2 - 加工品のチップ除去機械加工用切削インサート - Google Patents

Description

本発明は、加工品のチップ除去機械加工用切削インサートに関し、
チップを運ぶために配置されている少なくとも１つのチップ除去表面と；
クリアランス表面として機能するために配置されている少なくとも１つの側表面と；
少なくとも１つの切削エッジであって、各切削エッジは、少なくとも１つのチップ除去表面の１つと、少なくとも１つの側表面の１つの間に形成されている切削エッジであって、チップ除去動作の主要部分を実行するように意図されている、少なくとも１つの主要エッジセグメントと、チップ除去動作において、加工品の機械加工表面を拭き取り且つ平坦にするように意図されている、少なくとも１つの拭取りエッジセグメントと、を備える切削エッジと；を有する。

上記のこの種の切削インサートは、ホルダー内に取外し可能に搭載される置換可能摩耗部品であり、多数の代替形状を有し、フライス加工、穿孔加工、リーマー加工、旋削加工など、産業用の幅広い目的に使用できる。機械加工された加工品は、通常は金属から構成されており、切削インサートは堅い耐摩耗性材料、例えば、超硬合金、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどから製造されており、一方、インサートホルダーは、より弾性がある材料、特に鋼鉄から製造されている。

切削インサートは対向する２つの表面、つまり、第１表面と第２表面を有してもよく、少なくともその１つはチップ除去表面を形成する。チップ除去表面は、切削インサートを使用するときに、少なくともその一部の上をチップがスライドできる表面である。チップ除去表面は、特別な形状デザインを有する、いわゆる切削幾何学表面であってもよく、この技術においてそれ自体よく知られた方法で、加工品の機械加工において形成されたチップを運び去り且つ切離す目的を有している。１つ以上の側表面が、第１および第２表面の間を延伸している。第１表面のみがチップ除去表面の場合（いわゆる片面切削インサート）は、第２表面は、ホルダーを支持するために接している表面に過ぎず、第１および第２表面がチップ除去表面の場合（いわゆる両面切削インサート）は、第１および第２表面の両者は、少なくとも部分的には隣接表面としても機能できる。

観測者に面しているチップ除去表面から分かるように、切削インサートは、例えば、丸い形、特に円形または楕円形、または多角形のような代替形状を有してもよい。多角形の場合は、切削インサートは少なくとも３つの、通常は平面、または少しアーチ状の主要部分、こでは主表面部分と称される主要部分を有している側表面を有しており、隣接する主表面部分は、ここでは、遷移表面部分と称される凸状丸型ノーズを介してお互いに変形し、このノーズには、チップ除去表面と遷移表面部分の間に形成されている少なくとも１つの切削エッジが接続されている。そのような切削エッジは、主要エッジセグメントを有していると言われ、使用中は、チップ除去動作の主要部分を実行する。ノーズの少なくとも１部分を介して、主要エッジセグメントは表面拭取りエッジセグメントまで延伸し、ここでの記載においては拭取りエッジセグメントとも称され、使用中は、加工品の機械加工表面を拭き取り且つ平坦化する。拭取りエッジセグメントは、加工品の機械加工表面からある角度だけ離れている位置において除去用に配置されている追加セグメントまで延伸している。多角形切削インサートにおいては、そのような拭取りエッジセグメントは、適切なノーズ（非対称ノーズ）の一方の側の上に、またはノーズ（対称ノーズ）の両側の上に存在してもよい。

回転する加工品の表面仕上げは、切削エッジと送り動作の設計間の相互作用により影響される。この点において、拭取りエッジセグメントは特に重要である。以前から知られている旋削インサート（例えば、国際特許第９５／００２７２号、米国特許第６,２１７,２６３号、米国特許第５,２２６,７６１号、スウェーデン特許第９４０１７３２−４号、スウェーデン特許第９７０２５０１−９号およびソビエト特許第１７８２１９６号参照）においては、拭取りエッジセグメントは通常はアーチ状であり、その長さは、基本的には送り幅と同じである。接点は、使用中は加工品の回転軸に最も近い切削エッジの点により定義される。以前から知られている切削インサートにおける表面仕上げに対する面倒な状況は、拭取りエッジセグメントに沿う実際の接点の位置が判断できなかったということである。このため、真の接点は、切削インサートの加工品に対する整列の程度に依存して、拭取りエッジセグメントの２つの対向する端部の間で制御のきかない方法で「逸脱」し、この結果、表面仕上げがばらつくということになり得る。

欧州特許第１２９７９２１Ａ号は、接点の「逸脱」の問題を解決し、表面仕上げに対してかなり良好な制御を可能にする切削インサートを提示している。しかし、欧州特許第１２９７９２１Ａ号が問題のこの種の切削インサートにおいて改善をなしえたとしても、表面仕上げを更に改善する必要性は残っている。

加えて、既知の切削インサートにおいては、切削インサートの寿命を延ばすと共に、切削力と振動を減少するという必要性がある。

本発明の目的は、加工品の機械加工表面の改善された表面仕上げを一般的に確実にする切削インサートを提供することである。旋削インサートの形状でのその具体化においては、この可能性を、例えば、現状維持された、または更に改善された表面仕上げをもたらす半径方向に増大された送り幅、および送り幅の変化なしで、代替的に改善された表面仕上げに対して利用できなければならない。本発明の追加的目的は切削力を減少し、振動を減少し、同時に切削インサートの寿命を延ばすことである。本発明は、拭取りエッジセグメントが設けられている切削インサートの性能の全体的な増大のために使用できるが、旋削以外の機械加工技術、例えば、フライス加工、穿孔加工、リーマー加工などのためにも意図されている。

これらの目的は、紹介により示したこの種の切削インサートにより達成され、ここにおいて拭取りエッジセグメントは凹部を形成する。

下記に、より詳細に説明するように、拭取りエッジセグメントは、「二重」拭取り動作を提供し、それにより、機械加工された加工品の、相当に改善された表面仕上げが達成される。下記に、これもまた、より詳細に説明されるように、本発明に従って形成された切削インサートにおいては、機械加工された表面の表面不規則性がほぼ一定である送り幅の間隔（又は、巾）が発生している。これにより、表面不規則性が送りと共に連続的に増加する従来技術の切削インサートと比較して、切削性能の相当な改善が可能になる。

更に、本発明は結果として、表面仕上げが、送り方向に関する切削インサートの不整列による影響を受けにくくなる。これは下記に、より詳細に説明するが、接点が、そのような不整列の場合も、既知の切削インサートおける動きよりもかなり動きが少なくなるからである。

更に、研究によれば本発明は、少なくともある用途においては切削力を減少することが示された。

好ましくは、凹部は、凹部が形成されているチップ除去表面の主な延伸領域に平行な平面において主に配向されている（又は、窪んでいる）。このため、凹部は、切削インサートの方向において現れるように配向され、それにより、拭取りエッジセグメントが形成されているチップ除去表面が、観測者の方を向くように配向されている。

好ましくは、凹部の最大深度は、拭取りエッジセグメントの長さの少なくとも０.２％である。それにより、表面仕上げの改善を追加的に確実にし、切削インサートの不整列による影響を受けにくくすることを追加的に確実にする凹部のサイズが得られる。

有利な実施の形態は、従属請求項４−２０に定義されており、下記に、より詳細に例示する。
本発明は下記に、図面を参照して、より詳細に記述される。

図１は、縦方向旋削の一般的な原理を示す模式図である。 図２は、本発明の１つの実施の形態による多角形、特には、四角形の切削インサートの透視図である。 図３は、図２における切削インサートの上方から見たときの、極端に拡大した部分図であり、切削インサートの切削エッジの部分を示している。 図４は、図３の図の部分の拡大図であり、ＩＶで示されている円によりその部分をマークしてある。 図５は、２つの異なる位置での、図３における切削エッジの部分の一部の模式図である。 図６は、若干傾斜した位置での、図３における切削エッジの部分の一部の模式図である。 図７は、４つの異なる切削インサートに対する、ツールの送り幅の関数としての、機械加工された加工品の表面不規則性を示す図である。 図８は、行われたテストの結果を伴う、図７に示されている１つに対応する図である。 図９は、本発明の代替実施の形態による切削エッジの部分の、図３に示されて１つに対応する図である。 図１０は、図３に示されている切削エッジ部分の一部の模式図である。

図１は、加工品の機械加工中の旋削ツール１を模式的に示している。この場合、機械加工は、縦方向旋削である。ツール１は、棒の形状のホルダー２と、置換可能な切削インサート３を備えている。加工品４は、軸Ｃの周りで回転可能である。加工品の機械加工された円筒形表面５は、かなり誇張された波形を伴って示されている。波形の波頭の間の距離は、切削インサート３の送り幅ｆに対応している。更に、ａ_pは、図１において矢印Ａで示されている、ツールの送り方向とに直交する方向で測定された機械加工表面５と未機械加工表面６の間の半径の差である、切削深度を示している。

ここで図２を参照すると、本発明の１つの実施の形態による切削インサート３が例示されている。この場合、切削インサートは多角形、より正確には、主に菱形基本形状を有している本体形状であり、２つの対向する第１および第２表面７、８と、切削インサート３全体の周りに延伸している側表面９によりその境界が定められている。切削インサートは例えば、三角形や丸型のような、多数の代替基本形状を有してもよい。側表面９は部分的には、機械加工中のクリアランス表面としても機能するように配置されており、４つの主に直線状の主表面部分９０１を備え、同時に、それぞれが２つの主表面部分９０１を接続する遷移表面部分９０２を備えている。図１において、いわゆる設定角度Ｋ°が示されており、これは、通常は切削インサートの主要切削エッジと称される、主表面部分９０１の１つにおける切削エッジセグメントと、送り方向Ａの間の角度である。

本実施の形態においては、切削インサートは両面型、つまり、第１および第２表面７、８はチップ除去表面である。チップ除去表面は、特別な形状デザインを有する、いわゆる切削幾何学表面であってもよく、この技術においてそれ自体よく知られた方法で、加工品の機械加工において形成されたチップを運び去り且つ切離す目的を有している。切削インサートの動作状態においては、つまり、旋削加工中は、ホルダー２とは別方向を向いている表面が作動チップ除去表面を形成し、一方、ホルダー２に面している表面は作動していない。切削インサートが片面型である実施の形態においては、ホルダー２に面している表面は、例えば、ほぼ平面形状を有する支持表面としてのみ機能できる。

チップ除去表面７、８のそれぞれと側表面９の間には、連続切削エッジ１０が形成されており、より詳細に下記に記述するように、遷移表面部分９０２のそれぞれと隣接する部分は複数のセグメントに分割されている。それぞれの切削エッジ１０のセグメントは、図２において垂直線で示されているように、これらのセグメントが異なる曲率半径を有する部分表面に分割されるように、側表面９の遷移表面部分９０２を適切に形成することにより提供されている。部分表面の形成は、研磨加工、直接圧縮成形、射出成形、または他の適切な方法により行われる。

連続切削エッジ１０の代替として、複数の非連続切削エッジ１０を、チップ除去表面７、８の周辺部に沿う適切な位置に配置してもよい。

図３においては、図２における切削インサートの部分が、観測者の方を向いているチップ除去表面７の１つと共に示されている。より正確には、図２においては、切削エッジ１０の一部における切削インサートの部分が示されており、この一部は、側表面の遷移表面部分９０２の１つにおいて形成されている。図に示されている部分の寸法および相互位置は正確ではなく、または寸法通りには必ずしも描かれていないが、本実施の形態の重要な特性を理解するために示してある。本実施の形態においては、切削インサートは、対称線または二等分線（図３では、破線Ｓで示されている）の両側の異なるエッジセグメントが同じ形状を有するように形成されている。ここで二等分線Ｓは、図３に示されている遷移表面部分９０２に接続している主表面部分９０１（図２）の間の角度を、等しい２つの部分に分割する線として定義される。

この例においては、切削インサートは、図３の矢印Ａにより示されている方向に送られるように搭載されている。これとの関連において、切削エッジ１０は主要エッジセグメントを有しており、その延伸部は、矢印１０１により図３に部分的に示されており、使用中は、チップ除去動作の主要部分を実行する。主要エッジセグメント１０１は、ここで定義されているように、二等分線Ｓを跨いで延伸している。主要エッジセグメント１０１のすぐ隣において、切削エッジ１０は拭取りエッジセグメント１０２を有しており、その延伸部は、両方向矢印１０２により図３に示されており、使用中は、加工品の機械加工表面を拭き取り且つ平坦化する。拭取りエッジセグメント１０２は、送り方向Ａとは反対方向において、主要エッジセグメント１０１の一端から主な延伸部を有している。拭取りエッジセグメント１０２の延伸部は下記に、より詳細に記述するが、ここでは、その長さは、切削インサート３が意図されている使用の際の最高の送り幅ｆ（図１）よりも大きくないことが好ましいということがいえるだろう。旋削加工に対する切削インサートの通常に発生する送り幅の間隔の例としては、相対的に小さな切削インサートに対しては０.３から０.６５ｍｍ／ｒであり、相対的に大きな切削インサートに対しては、０.５から２ｍｍ／ｒであるといえるだろう。

二等分線Ｓの両側上のエッジセグメントは同じ形状を有しているので、切削インサートは、別の搭載方法によりミラー方式で使用でき、図３では主要エッジセグメント１０１として示されているその一部は拭取りエッジセグメントであってよく、図３において拭取りエッジセグメント１０２として示されている１つは主要エッジセグメントの一部であってよい。そのような使用のミラー方式は、切削インサートの搭載方法を変更することなくても実行でき、例えば、半径方向（図１では上方向）における送り時に可能である。代替的に、遷移表面部分９０２において、切削インサートは、二等分線Ｓの周りで非対称であってよい。

主要エッジセグメント１０１は凸状先端セグメントを備えており、その延伸部は、両方向矢印１０３により図３に示されており、二等分線Ｓの両側に延伸して二等分線Ｓと交差している。先端セグメント１０３は曲率半径Ｒ１０３を有しており、この例では０.８ｍｍである。先端セグメント１０３のすぐ隣で且つその両側では、切削エッジ１０がそれぞれの凸状遷移セグメントを有しており、その延伸部はそれぞれ両方向矢印１０４により図３に示されている。遷移セグメント１０４は曲率半径Ｒ１０４を有しており、この例では０.６ｍｍである。

セグメントまたは、送り方向とされている方向Ａにおいて拭取りエッジセグメント１０２の前部に見ることができる切削エッジ１０のセグメントの設計は、本発明の範囲内で変形できるということは当然である。例えば、遷移セグメント１０４の曲率半径Ｒ１０４と共に、先端セグメント１０３の曲率半径Ｒ１０３は、図３における例以外の他の値を有してもよく、半径は一般的には、任意の適切な値を取る。例えば、先端セグメント１０３の曲率半径Ｒ１０３は０.３から３.２ｍｍの区間であってよく、遷移セグメント１０４の曲率半径Ｒ１０４は０.１から２ｍｍの区間であってよい。更に、先端セグメント１０３の曲率半径Ｒ１０３は、遷移セグメント１０４の曲率半径Ｒ１０４よりも大きくあるべきであるが、この関係は当然、逆であってもよい。代替的に、切削エッジ１０は、拭取りエッジセグメント１０２から送り方向とされている方向Ａにおける前方と、二等分線Ｓの後方において一定の半径を有してもよい。追加的代替としては、ここで記述されている実施の形態において、切削エッジ１０の一部は先端セグメント１０３から形成され、遷移セグメント１０４は３つ以上のセグメントを備えてもよく、隣接するそれらのセグメントは、異なる曲率を有してもよい。

拭取りエッジセグメント１０２は第１および第２凸状セグメント部を有しており、その延伸部はそれぞれ図３において両方向矢印１０５、１０６により示されている。この例においては、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６は一定の曲率半径Ｒ１０５、Ｒ１０６を有しており、両者とも５ｍｍである。

第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６はお互いに異なるサイズの曲率半径Ｒ１０５、Ｒ１０６を有してもよい。これに関連して、好ましくは、第１凸状セグメント部１０５、つまり、送り方向Ａに平行な方向から見ると前部に位置している凸状セグメント部は、第２凸状セグメント部１０６よりも大きな曲率半径Ｒ１０５を有している。

このため、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６は、それぞれの曲率半径Ｒ１０５、Ｒ１０６に対応する第１および第２それぞれの曲率中心Ｃ１０５、Ｃ１０６を有している。曲率中心Ｃ１０５、Ｃ１０６はお互いから離れて位置しており、送り方向とされている方向Ａに平行な方向から見ると、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６と同じ順序である。送り方向Ａに平行な方向における、第１および第２曲率中心Ｃ１０５、Ｃ１０６の間の距離は、ここでの記載においては突出中心距離と称されており、図３において両方向矢印Ｏ５６により示されている。仮想直線状接線Ｔ（図３においては破線で示されている）は、第１および第２それぞれの頂点Ｔ１０５、Ｔ１０６において、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６に接している。使用中は、接線Ｔが送り方向Ａに平行になるように切削エッジは搭載される。このため、突出中心距離Ｏ５６は、接線Ｔに平行な方向における第１および第２曲率中心Ｃ１０５、Ｃ１０６の間の距離である。

図３に示されているように、第１および第２頂点Ｔ１０５、Ｔ１０６の間の拭取りエッジセグメント１０２は凹部１０７を有している。本実施の形態においては、凹部１０７は主に図（図３）の平面内において配向する、つまり、凹部１０７が形成されているチップ除去表面７の主な延伸領域に平行な平面内において配向している（又は、窪んでいる）。そのため、凹部１０７は、接線Ｔの内部であり、第１および第２それぞれの凸状セグメント部１０５、１０６の間の場所または領域となっている。より正確には、凹部１０７は、接線Ｔと、第１および第２頂点Ｔ１０５、Ｔ１０６の間の切削エッジ１０により限界が定められている場所または領域から形成されている。本実施の形態においては、凹部の最大深度、つまり、接線Ｔから切削エッジ１０までの最大距離は約０.００４ｍｍである。より一般的には、最大深度は、０.００２ｍｍ以上でなければならない。

図４は拭取りエッジセグメント１０２の部分、より正確には凹部１０７の部分を示している。第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６は凹状中間セグメント部を介して接続されており、その延伸部は図４において両方向矢印１０８により示されており、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６の半径曲率よりもかなり小さい曲率半径Ｒ１０８を有している。この例においては、凹状中間セグメント部１０８の曲率半径Ｒ１０８は０.１５ｍｍであり、一方、２つの凸状セグメント部１０５、１０６の曲率半径Ｒ１０５、Ｒ１０６は上記のように５ｍｍである。第１および第２それぞれの凸状セグメント部１０５、１０６はそれぞれの変曲点、つまり、曲率の傾きが符号を変える、切削エッジに沿った点それぞれにおいて凹状中間セグメント部１０８に変形している。図４においては接線Ｔもまた、凹部１０７の最深部における切削エッジ１０からのその距離において示されている。

ここで図３を参照する。上述したように、拭取りエッジセグメント１０２は、この記載においては、使用中は加工品の機械加工表面を拭き取り且つ平坦化する切削エッジ１０のセグメントのことを指している。更に、この記載においては、拭取りエッジセグメント１０２は、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６が一定の曲率半径を有する実施の形態との関連においては、位置が下記により決定される２つの仮想限界点Ａ１０２、Ｂ１０２により限界が定められている切削エッジ１０のセグメントのことを指している。仮想限界点Ａ１０２、Ｂ１０２は凹部１０７のそれぞれの側部上にあり、切削エッジ１０の曲率は第１および第２それぞれの凸状セグメント部１０５、１０６の曲率半径Ｒ１０５、Ｒ１０６から別のサイズを有するそれぞれの曲率に変化する。図３において分かるように、限界点Ａ１０２、Ｂ１０２はまた、第１および第２それぞれの凸状セグメント部１０５、１０６に対する限界でもある。このため、図１から８に例示され且つここで記述される実施の形態においては、送り方向Ａにおいて分かるように、拭取りエッジセグメント１０２は前方において限界が定められ、つまり、凸状セグメント部１０５が遷移セグメント１０４と交差する点Ｂ１０２により、切削エッジの先端セグメント１０３に最も近くの部分でその限界が定められている。送り方向Ａから後方では、つまり先端セグメント１０３から最も離れた場所においては、拭取りエッジセグメント１０２は、凸状セグメント部１０６が終了し、加工品の機械加工表面からのある角度離れて除去用に配置されているエッジセグメントに変形する点Ａ１０２によりその限界が定められている。

図３と４における例においては、第１および第２凸状セグメント部の弧の長さはそれぞれ０.２６ｍｍおよび０.６ｍｍであり、中間セグメント部の弧の長さは０.０１ｍｍであり、これは拭取りエッジセグメント１０２の長さが０.８７ｍｍであることを意味している。

図３の例において、第１凸状セグメント部１０５と第２凸状セグメント部１０６の端点は、仮想実質直線に沿って位置している。代替的に、第１凸状セグメント部１０５と第２凸状セグメント部１０６の端点は、第１および第２それぞれの凸状セグメント部１０５、１０６の曲率半径と比較して非常に大きな半径を有する仮想曲線に沿って位置してもよい。

拭取りエッジセグメント１０２の長さと、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６の相互の長さと、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６のそれぞれの曲率半径は、突出中心距離Ｏ５６と共に、切削インサートに対して重要な他のパラメータと共に、切削インサートのサイズと、送り速度と、行われる機械加工の種類とを考慮して変更してもよい。更に、上述したように、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６の曲率半径は同じあっても異なっていても良い。好ましくは、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６それぞれの曲率半径Ｒ１０５、Ｒ１０６は、０.２５〜３０ｍｍの区間内である。突出中心距離Ｏ５６は０.１ｍｍ〜１０ｍｍの区間内であってもよく、拭取りエッジセグメント１０２の長さは０.２〜２５ｍｍの区間内であってよい。明確にするために、拭取りエッジセグメント１０２の長さは、ここでは切削エッジ１０が、拭取りエッジセグメント１０２の限界点Ａ１０２、Ｂ１０２の間で続くときの移動距離を指していることに留意されたい（図３参照）。しかし、ほとんどの実施の形態においては、この距離は限界点Ａ１０２、Ｂ１０２間の最短距離とほぼ同じ程度である。

図５を参照して、ここで、従来技術と比較して、機械加工された加工品のかなり改善された表面仕上げが達成される理由について説明する。図５において、切削エッジ１０の一部は、上述したように凹部１０７と共に第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６を有するものとして示されている。更に、１０’により示されている破線により、前の場所における切削エッジの同じ部分が示されており、加工品は、前の場所から実線で示されている場所へ１回転している。切削エッジ１０’の前の場所においては、凹部１０７’の場所に対応する加工品上に高さが残されている。突出中心距離Ｏ５６に適切に適合された送り速度（図３）により、加工品の次の回転において、第２凸状セグメント部１０６は凹部１０７’が前の場所において通過したる領域上を「一掃」し、それにより、前の場所において凹部１０７’により残された材料が除去される。

ここで図６を参照する。上述したように、接点は、使用中の切削エッジが加工品の回転軸に最も近いときの切削エッジの点である。またこれも上述したように、大きな半径を有する拭取りエッジセグメントを有する既知の切削インサートにおいては、送り方向に対しての切削インサートの不整列により、接点の位置の制御が不十分という形の問題が起こる。本発明によれば、拭取りエッジセグメントは２つの凸状セグメント部１０５、１０６を有して設けられ、これらの凸状セグメント部は、拭取りエッジセグメントの長さに対して相対的に小さな半径を有している。これは、接点が、送り方向に対する切削インサートの不整列の対応するサイズに対して、上記のタイプの既知のソルーションよりもかなり少ししか移動しないことを意味している。図３から分かるように、切削インサートが正確に整列されると、頂点Ｔ１０５、Ｔ１０６が２つの接点となる。図６において、切削インサートは不整列なので、頂点Ｔ１０５、Ｔ１０６において第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６へ接している接線Ｔは、送り方向Ａに対して角度αを形成する。それにより、第１頂点Ｔ１０５から相対的に短い距離において接点ＴＰが形成される。このため、接点の位置の非常に良好な制御が達成される。

図７は、４つの異なる切削インサートに対する、送り幅ｆの関数としての機械加工された加工品の表面不規則性Ｒｚの理論的計算の結果を示している。切削インサート１と切削インサート２は従来技術に従って形成され、拭取りセグメントは一定の大きな半径を有している。切削インサート１においては、拭取りセグメントの長さは０.７ｍｍであり、その半径は５ｍｍであり、切削インサート２においては、拭取りセグメントの長さは１.１ｍｍであり、その半径は７.５ｍｍである。切削インサート３と切削インサート４は本発明に従って形成されている。切削インサート３においては、拭取セグメントの長さは０.７ｍｍであり、突出中心距離Ｏ５６（図３）は０.３ｍｍであり、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６（図３）の半径はそれぞれ５ｍｍと３.５ｍｍである。切削インサート４においては、拭取りセグメントの長さは０.９ｍｍであり、突出中心距離Ｏ５６は０.４３ｍｍであり、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６の半径はそれぞれ７.５ｍｍと３.５ｍｍである。

図７において分かるように、従来技術による切削インサートにおいては、ここではＲｚとして測定される表面不規則性、つまり、機械加工表面の理論的な断面の高さは、送り幅と共に連続的に増大する。しかし、本発明により形成された切削インサートにおいては、表面不規則性Ｒｚがほぼ一定である送り幅においてはある程度の巾（又は、間隔）が発生する。この非常に有利な効果は、図５を参照して記述された、拭取りエッジセグメントにより行われる「二重」拭取り動作の結果であり、第２凸状セグメント部１０６は、前回の回転において凹部１０７’が通過した領域上を「一掃」する。

ここで図８を参照する。破線は、図７における切削インサートに対する線に対応する。実線は、図７の切削インサート４と同一の切削インサートにより行われたテストにおいて、送り幅ｆの関数としての表面不規則性Ｒｚを示している。この結果から、計算においてと同様に、行われたテストにおいても、表面不規則性Ｒｚが送り幅と共に増大しない送り幅の間隔（約０.５ｍｍ／ｒから約０.８ｍｍ／ｒ）が発生するという本発明の最大の利点の１つが確認された。

多数の代替実施の形態も本発明の範囲内である。例えば、拭取りエッジセグメント１０２は２つ以上の凹部を形成してもよい。追加的に、図９と図１０に例示されている実施の形態において例示され且つ下記に記載されるように、１つ以上のセグメント部は、それぞれの長さに沿って変化する曲率半径を有してもよい。

図９は、切削エッジ１０の部分の図３において示されている１つに対応する図である。上述した実施の形態と同様に、切削エッジは、第１および第２凸状セグメント部１０５、１０６の間に凹部１０７を形成する拭取りエッジセグメント１０２を有している。凸状セグメント部は、凸状セグメント部１０５、１０６の間に位置している凹状中間セグメント部１０８に向かう方向において連続的に増大するそれぞれの曲率半径を有している。このため、第１凸状セグメント部１０５は、図９において示されている位置Ｒ１０５ａ、Ｒ１０５ｂ、Ｒ１０５ｃにおいては、それぞれ０.８ｍｍ、２.２ｍｍおよび２.３ｍｍである曲率半径を有しており、第２凸状セグメント部１０６は、図９において示されている位置Ｒ１０６ａ、Ｒ１０６においては、それぞれ２.０ｍｍおよび２.４ｍｍである曲率半径を有している。代替的に、凸状セグメント部１０５、１０６の１つまたは両者は、凹状中間セグメント部１０８から遠ざかる方向において連続的に増大する曲率半径を有してもよい。

ここで図１０を参照する。上述したように、拭取りセグメント１０２は、使用中は加工品の機械加工表面を拭き取り且つ平坦化する切削エッジ１０のセグメントを指している。実施の形態に関連して、例えば、図９と図１０を参照して記述したように、凸状セグメント部１０５、１０６の１つまたは両者が一定でない曲率半径を有しているときは、この記述による拭取りエッジセグメント１０２は、接線Ｔからある垂直距離ＴＡＡ、ＴＡＢに位置することにより位置が決定される２つの仮想限界点Ａ１０２、Ｂ１０２により限界が定められている切削エッジ１０のセグメントを指している。図９と図１０を参照してここで記載されている実施の形態においては、この距離ＴＡＡ、ＴＡＢは共に０.０１ｍｍである。しかし、距離ＴＡＡ、ＴＡＢは切削インサートの意図されている用途に従って選択してもよく、従って、０.０１ｍｍより大きくても小さくてもよい。

拭取りエッジセグメント１０２における切削エッジの曲率は、多数の代替方法で決定してもよく、例えば、自動車、航空機、および船舶のような他の分野における図面において見られる、１つ以上のいわゆるスプライン関数によって決定してもよい。

Claims (18)

1. 加工品のチップ除去機械加工用切削インサートであって、
   チップを運ぶために配置されている少なくとも１つのチップ除去表面（７、８）と；
   クリアランス表面として機能するために配置されている少なくとも１つの側表面（９）と；
   少なくとも１つの切削エッジ（１０）であって、各切削エッジは、前記少なくとも１つのチップ除去表面（７、８）の１つと、前記少なくとも１つの側表面（９）の１つの間に形成されている切削エッジ（１０）であって、
   チップ除去動作の前記主要部分を実行するように意図されている、少なくとも１つの主要エッジセグメント（１０１）と、
   前記チップ除去動作において、前記加工品の前記機械加工表面を拭き取り且つ平
   坦にするように意図されている、少なくとも１つの拭取りエッジセグメント（１０２）と、を備える切削エッジ（１０）と；を有する切削インサートにおいて、
   前記拭取りエッジセグメント（１０２）は凹部（１０７）を形成し、
   前記拭取りエッジセグメント（１０２）は、第１および第２凸状セグメント部を有して
   おり、前記凹部（１０７）は、前記凸状セグメント部（１０５、１０６）の間に形成され、
   前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）へ接している仮想直線状接線（Ｔ）に平行に送られるように、使用されるときは配置されることを特徴とする切削インサート。
2. 前記凹部（１０７）は、前記凹部（１０７）が形成されている、前記チップ除去表面（７、８）の主要延伸領域と平行な平面において主に配向されていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記凹部（１０７）の最大深度は、前記拭取りエッジセグメント（１０２）の長さの少なくとも０.２％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の切削インサート。
4. 前記凹部（１０７）の前記最大深度は、少なくとも０.００２ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の切削インサート。
5. 前記凹部（１０７）は、前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）のそれぞれの第１および第２頂点（Ｔ１０５、Ｔ１０６）における、前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）へ接している仮想直線状接線（Ｔ）と、前記第１および第２頂点（Ｔ１０５、Ｔ１０６）の間の前記切削エッジ（１０）により限界が区切られることを特徴とする請求項１に記載の切削インサート。
6. 前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）は、前記第１および第２凸セグメント部（１０５、１０６）と同様に前記切削インサートに対して意図されている送り方向（Ａ）に平行な方向から見たときに、お互いから離れて位置しており、同じ順序の第１および第２曲率中心（Ｃ１０５、Ｃ１０６）それぞれを有する、実質的に一定の曲率半径（Ｒ１０５、Ｒ１０６）を有していることを特徴とする請求項１又は５に記載の切削インサート。
7. 前記切削インサートに対して意図されている前記送り方向（Ａ）に平行な方向から見たときに、前記第１および第２曲率中心（Ｃ１０５、Ｃ１０６）の間の距離（Ｏ５６）は、前記拭取りエッジセグメント（１０２）の前記長さよりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の切削インサート。
8. 前記切削インサートに対して意図されている前記送り方向（Ａ）に平行な方向から見たときに、前記第１および第２曲率中心（Ｃ１０５、Ｃ１０６）の間の前記距離（Ｏ５６）は、０.１から１０ｍｍの区間内であることを特徴とする請求項６又は７に記載の切削インサート。
9. 前記第１および第２凸部セグメント部（１０５、１０６）は、前記拭取りエッジセグメント（１０２）の前記長さの少なくとも１００％である、第１および第２曲率半径（Ｒ１０５、Ｒ１０６）をそれぞれ有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の切削インサート。
10. 前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）は、０.２５から３０ｍｍの区間内の第１および第２曲率半径（Ｒ１０５、Ｒ１０６）をそれぞれ有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の切削インサート。
11. 前記第１凸状セグメント部（１０５）は、前記切削インサートに対して意図されている送り方向（Ａ）と平行な方向から見たときに、前記第２凸状セグメント部（１０６）の前部に位置しており、前記第２凸状セグメント部（１０６）の曲率半径（Ｒ１０６）よりも大きな曲率半径（Ｒ１０５）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の切削インサート。
12. 前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）の少なくとも１つは、前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）の前記少なくとも１つに沿って変化する曲率半径を有することを特徴とする請求項１又は５に記載の切削インサート。
13. 前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）の前記少なくとも１つは、前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）の前記少なくとも１つに沿って連続的に変化する、曲率半径（Ｒ１０５ａ、Ｒ１０５ｂ、Ｒ１０５ｃ、Ｒ１０６ａ、Ｒ１０６ｂ）を有することを特徴とする請求項１２に記載の切削インサート。
14. 前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）の前記少なくとも１の前記曲率半径（Ｒ１０５ａ、Ｒ１０５ｂ、Ｒ１０５ｃ、Ｒ１０６ａ、Ｒ１０６ｂ）は、前記第２凸状セグメント部（１０５、１０６）に向かう方向において増大することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の切削インサート。
15. 前記拭取りエッジセグメント（１０２）は、前記凹部（１０７）のぞれぞれの側に位置し、その位置が、前記第１および第２凸状セグメント部（１０５、１０６）へ接している、仮想直線状接線（Ｔ）からの所定の直交方向の距離（ＴＡＡ、ＴＡＢ）において決定される２つの仮想限界点（Ａ１０２、Ｂ１０２）によりその限界が定められていることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の切削インサート。
16. 前記仮想直線状接線（Ｔ）からの前記所定の直交方向の距離（ＴＡＡ、ＴＡＢ）は０.０１ｍｍであることを特徴とする請求項１５に記載の切削インサート。
17. 前記拭取りエッジセグメント（１０２）の前記長さは少なくとも０.２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の切削インサート。
18. 前記拭取りエッジセグメント（１０２）の前記長さは最大でも２５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の切削インサート。

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