JP5568631B2 - フライス切削用インサート - Google Patents

Description

本発明は、平面図で見たとき、直線状の切刃エッジと曲線状の切刃コーナとを有する外周切刃エッジにより画定される正方形又は三角形のすくい面を有するフライス切削用インサートに関する。

９０°のショルダ部の「角フライス削り」に際して、フライスには、（切削面を平滑にするために）主リップと面削りリップとを有する切削インサートが装着される必要がある。クランプされた切削インサートは、垂直壁部を作り出すとともに切削底壁を仕上げることができるように、回転自在な工具ホルダの端面を越えて及び同様に側方へも突出している。ほとんどのフライスでは、実現することのできる切込み深さａ_ｐは主リップの長さによって制限される。これは、通常菱形の切削インサートで特に明確となり、菱形切削インサートでは、いずれの場合にも、隣接する主リップ及び面削りリップを有する２つの対向する切刃コーナのみがすくい面で用いられ得る。より大きい切込み深さは、独国特許第６０１ １２ ９９３ Ｔ２号明細書による切削インサートにより確実にもたらされ、これは、切刃コーナに直接隣接する切刃エッジ部分が互いに実質的に垂直に配置されることによって鋭角の切刃コーナが改良されているが、ここでもやはり主リップのサイズは、対応する隣接して垂直に配置された部分により制限される。また、前記文献からは、切刃エッジが鈍角のコーナに向かって下方に傾斜する形で延在するように設計されることも公知となっている。

独国特許第６０１ １２ ９９３ Ｔ２号明細書

本発明の目的は、複数の有用な切刃エッジと切刃コーナとを有するすくい面を有する切削インサートを提供することであり、ここではフライス工具にクランプされた切削インサートにより、面削りリップによって機械加工される基材の表面品質の高い９０°ショルダ部を低電力消費でフライス加工することが可能となる。

本目的は請求項１に記載の切削インサートにより実現され、これは以下の特徴を有する。

フライス切削用インサートは、平面図で見たとき、直線状の切刃エッジと曲線状の切刃コーナとを有する外周切刃エッジにより画定される正方形又は三角形のすくい面を有する。切刃エッジの各々は、切刃コーナに向かって傾き、且つ直線状の切刃エッジが曲線状の切刃コーナにつながる点により決定される接点を越えて延在する傾斜領域を有する。次に切刃エッジは、切刃コーナの角の二等分線により決定される点の前までなお上昇し、この切刃エッジの上昇領域は、平面図では直線状である隣接する切刃エッジ上の切刃コーナの他方の側にある切刃エッジ最高点まで延在し、そこから切刃エッジは、連続して、再び下方に傾斜するように設計され、それにより全体として同一構成の切刃エッジを有する回転対称形態の切削インサートがもたらされる。これは、正方形切削インサートにおいては４つの等しい長さの切刃エッジを有する９０°の回転対称形態、及び三角形切削インサートにおいては３つの等しい長さの切刃エッジを有する１２０°の回転対称形態である。

上記の設計の利点は、４つのリップの各々を面削りリップ及び主リップとして使用することができること、及び切刃エッジ外形が特殊な輪郭である結果として、先行技術により公知のフライス切削用インサートと比較してより大きい切込み深さａ_ｐが可能となることにある。このフライスは、切削中、従来の切削インサートを有するフライスと比べて使用電力が少ない。

本発明の発展形態は従属請求項に記載される。

従って、切刃エッジに沿って連続する切刃エッジの最も深い点及び最も高い点として定義される切刃エッジ最低点及び切刃エッジ最高点は、好ましくは同じ切刃コーナ内にある。これは、切刃エッジ最低点と切刃エッジ最高点との間の高さ調節が切刃コーナの領域において実施されることを意味する。

さらに、周囲フランクにより互いに接続されているか、又はフランクの各々が２つの対向するすくい面を有する切刃エッジを形成する上記のタイプの対応する切刃エッジと切刃コーナとを有する同一設計のすくい面が、好ましくは対向する両側に提供される。切削インサートは、すくい面間に配置される中心面に対して対称である。この切削インサートの利点は、正方形の切削インサートにおいては８つの切刃エッジを順々に使用することができ、及び三角形の切削インサートにおいては６つの切刃エッジを順々に使用することができることにある。

切削インサートを工具ホルダ（フライス）に確実に固定的に着座させるため、好ましくは中心締付け穴の周りに中心平面状台部が延在する。或いは、締付け穴の周りに軸回転対称となるように配置された平面状台部領域が着座面として延在することができる。工具ホルダ（フライス母体）は、対応して設計された着座面を有し、且つ後部領域に、着座領域を越えて突出する切刃エッジ領域及び切刃コーナ領域を接触なしに受け入れることができるさらなる凹部を有する。

平滑に切削するため、切刃エッジの最深点が１つ又は複数の着座領域より下側にある場合、及び／又は切刃エッジの最高点が１つ又は複数の着座領域により決定される平面より上側にある場合に特に有利であることが分かっている。

さらに、切刃エッジに隣接するすくい面部分は、好ましくは正のすくい角で構成される。本発明の特定の実施形態によれば、切刃エッジ半径は０．８ｍｍ〜１．６ｍｍ、好ましくは０．８ｍｍ〜１．２ｍｍである。

さらに、傾斜した切刃エッジ領域は、好ましくは（着座面に対して）１０°〜２０°の傾斜角で構成される。切刃エッジが上昇する領域は、（平面図で見たとき）２つの切刃コーナ間の距離の約１／６〜１／７の長さである。特に、本発明のさらなる実施形態において、切刃エッジの上昇領域は下部で凹状設計であり、且つ上部で凸状設計である。

フランクは、好ましくは平面状であるか、又は僅かに凹状設計であり、それによって０°より大きい逃げ角が形成される。最後に、具体的な実施形態では、切刃エッジ最高点は（同じ側にある）すくい面台部より１．５ｍｍ〜２ｍｍだけ上側に突出し、一方、切刃エッジ最低点は、この（同じ側にある）すくい面台部の０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ下側にある。

本発明のさらなる利点及び具体的な実施形態が、図面を参照して以下にさらに詳細に説明される。

本発明に係る切削インサートの平面図を示す。 図１に係る切削インサートの側面図を示す。 図１又は図２に係る切削インサートの斜視図を示す。 角フライスの斜視図を示す。 このフライスの側面図を示す。

図１〜図３に係る切削インサートは、互いに直角に配置された４つの切刃エッジ１０と、互いに切刃エッジ１０に接続し、且つ例えば１．２ｍｍの半径による丸い設計の４つの切刃コーナ１１とを有する。４つの平面状の着座領域１２が、クランプねじを受け入れる中心締付け穴１３の周りに延在する。本切削インサートは、両側に配置された２つのすくい面を有し、且つ各々が同じ設計の切刃エッジと切刃コーナとにより画定されるインデキサブル切削チップとして設計される。切刃エッジは着座領域１２が存在する平面より上側に突出しているため、工具ホルダにおける着座面に隣接して対応するアンダーカット空間が設けられるはずであり、これについては図４及び図５を参照してさらに詳細に取り扱うが、この空間により、その時点で使用されていない切刃エッジが工具ホルダにおいて締付け圧を被ることなく、切削インサートを所定位置にクランプすることが可能となる。

この場合、４つの台部形状の着座領域１２は、同様に形成された表面要素からなり、この要素は、２つの側辺で互いに直角な境界線により画定され、他の部分は実質的に湾曲した線により画定されている。４つの着座領域１２間には、図１に見ることができるとおり、ほぼ溝形状の短い凹部もまた提供することができる。

本発明の本質は、切刃エッジの各々が、切刃コーナ１１に向かって傾き、且つ接点１４を越えて角の二等分線１５との交線に向かって延在する傾斜領域１０ａを有するという事実にある。この場合、点１６が切刃エッジ最低点を形成し、これは前記点１４と、切刃コーナが角の二等分線１５と交わる点との間にある。この傾斜領域１０ａの後、切刃エッジ１０ｂは最高点１７まで上昇し、この切刃エッジは、初めは凹状に、次に凸状に切刃エッジ最高点１７まで延在する。切刃エッジ最高点１７は明確に、着座領域１２によって決定される平面より上側にあり、一方、点１６はこの平面より下側にある。最高点１７の後、切刃エッジは領域１０ａにおいて再び下方に傾斜し、このようにして９０°回転対称性を有する全体的な形がもたらされる。従って切刃エッジ領域１０ａ、１０ｂの各々は、インデキサブル切削チップを交換して再びクランプした後、連続切削作業における主リップ及び面削りリップとして使用することができる。

切刃エッジ１０に続き、切削インサートは、１０°〜３０°、好ましくは２０°の正のすくい角で傾き得るすくい面領域１８を有する。すくい面領域１８はまた、僅かに凸状の設計であってもよい。最高点１７の領域では、すくい面は丸い頂部１９を有し、そこに至るまで、ほぼ三角形のすくい面領域２０と、その後ろ側の、部分的に側方にずれた、鋭角を備えて形成され、且つ相当に大きいすくい角を有する三角形のすくい面領域２１とが延在する。コーナに向かって、すなわち切刃エッジ最低点１６の方向に、すくい面領域２２が凸アーチ状に、急勾配で傾斜する形で曲がる。小さい傾斜角で平坦に延び拡がるすくい面領域がすくい面領域２３として続く。

図４から分かるとおり、工具ホルダ２５は、図１〜図３に係る複数の切削インサート２６を受け入れる働きをする。切削インサートを受け入れるため、工具ホルダ２５はそれぞれポケット形状のレセプタクルを有し、これらは両面にすくい面を備えて設計される切削インサートを固定的に受け入れるのに好適であり、台部表面１２が着座面として働き、工具ホルダシートにおける対応して設計された着座面に対してクランプされる。締付けねじがクランプ手段として働き、これは締付け穴から挿入され、工具ホルダ２５にねじ付けられる。この場合、工具ホルダは６個の切削インサートを有し、切削インサートの２つの隣接する切刃エッジは側方側及び端面で突出し、従ってこのフライスは９０°のショルダ部を形成するのに好適である。（内部）冷却液フィードが２７によって指定される。

本発明に係る切刃エッジ設計はまた、平面図で見たとき、３つの等しい長さの切刃エッジにより画定される三角形のすくい面構成を有する切削インサートにおいても実現することができる。

Claims (13)

1. 平面図で見たとき、直線状の切刃エッジ（１０）と曲線状の切刃コーナ（１１）とを有する外周切刃エッジにより画定される正方形又は三角形のすくい面を有するフライス切削用インサートであって、
   上面と側面の一つとの交線に前記外周切刃エッジの傾斜領域（１０ａ）が形成され、前記傾斜領域（１０ａ）が、前記切刃コーナ（１１）に向かって下方に傾斜し、且つ前記切刃エッジ（１０）が前記切刃コーナ（１１）につながる点により決定される接点（１４）を越えて延在し、
   前記外周切刃エッジの上昇領域（１０ｂ）が、前記傾斜領域（１０ａ）に接続し、前記切刃コーナ（１１）の角の二等分線（１５）により決定される点（２４）までなお上昇し、
   前記上昇領域（１０ｂ）は、前記上面と前記側面に隣接する他の側面との交線に形成される隣接する傾斜領域（１０ａ）上の切刃エッジ最高点（１７）まで延在し、前記傾斜領域（１０ａ）が、前記切刃エッジ最高点（１７）から連続して、再び下方に傾斜するように設計され、それにより同一構成の外周切刃エッジを有する回転対称形態がもたらされることを特徴とする、フライス切削用インサート。
2. 切刃エッジ最低点（１６）と前記切刃エッジ最低点（１６）に続く前記切刃エッジ最高点（１７）が前記切刃コーナ（１１）内にあることを特徴とする、請求項１に記載のフライス切削用インサート。
3. 周囲フランクにより互いに接続されている同一設計のすくい面と切刃エッジと切刃コーナとが両側に提供され、前記フライス切削用インサートが、前記すくい面間に配置される中心面に対して対称であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のフライス切削用インサート。
4. 着座面として、締付け穴（１３）の周りに延在する一つの中心平面状の着座領域、又は前記締付け穴（１３）の周りに軸回転対称となるように構成された複数の中心平面状の着座領域（１２）が設けられることを特徴とする、請求項３に記載のフライス切削用インサート。
5. 切刃エッジ最低点（１６）が前記１つ又は複数の着座領域（１２）により決定される中心平面より下側にあり、且つ前記切刃エッジ最高点（１７）が前記中心平面より上側にあることを特徴とする、請求項４に記載のフライス切削用インサート。
6. 前記切刃エッジに隣接する前記すくい面の部分が正のすくい角で構成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフライス切削用インサート。
7. 前記切刃コーナの半径が０．８ｍｍ〜１．６ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフライス切削用インサート。
8. 前記切刃エッジの前記傾斜領域が前記着座面に対して１０°〜２０°の傾斜角で構成されることを特徴とする、請求項４に記載のフライス切削用インサート。
9. 前記切刃エッジの前記上昇領域（１０ｂ）が、平面図で見たとき２つの切刃コーナ間の距離の１／６〜１／７であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフライス切削用インサート。
10. 前記切刃エッジの前記上昇領域（１０ｂ）が、下部で凹状設計であり、且つ上部で凸状設計であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフライス切削用インサート。
11. 前記周囲フランクが平面状であるか、又は僅かに凹状設計であることを特徴とする、請求項３に記載のフライス切削用インサート。
12. 前記切刃エッジ最高点（１７）が同じ側にある前記すくい面の台部より１．５ｍｍ〜２ｍｍだけ上側に突出すること、及び／又は切刃エッジ最低点（１６）が同じ側にある前記すくい面の台部より０．８ｍｍ〜０．５ｍｍだけ下側にあることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフライス切削用インサート。
13. 前記切刃コーナの半径が０．８ｍｍ〜１．２ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフライス切削用インサート。

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