JP6013373B2 - 切削工具および切削工具用の締付け凹部を有する切削インサート - Google Patents

Description

本願の主題は、旋削工具およびロータリ溝切りカッター（ｒｏｔａｒｙ ｓｌｏｔｔｉｎｇ ｃｕｔｔｅｒｓ）に関する。

インサートポケット（ｉｎｓｅｒｔ ｐｏｃｋｅｔ）内に締め付けられた切削インサートを有する、旋削工具が開示されている（例えば、特許文献１）。

欧州特許第０５５９９６５号明細書

本願の主題の目的は、新規な改良型の切削工具を提供することである。

本願の主題によれば、切削インサートであって、
反対側にあるインサート前端およびインサート後端と、
反対側にある第１の主要面および第２の主要面、ならびにその間に延びる２つの側面と、
それぞれがそれぞれの側面上に位置する２つの側方当接面と、
前記インサート前端に形成されて、前記第１の主要面および第２の主要面の間、ならびに前記側面同士の間に延びる、インサート前面と、
前記第２の主要面、および／または前記インサート前面に開口している締付け凹部と
を備え、
前記側方当接面は、前記第１の主要面に向かって収束し、前記側面は前記インサート前面から離れる方向に収束し、前記第１の面は、縁部において前記前面および前記側面と一体となり、その縁部の少なくとも一部分は切れ刃を含み、
前記締付け凹部は、前記インサート前端に対向する、インサート締付け面を含み、前記締付け凹部は、前記切削インサートの厚さ方向において、前記第１の面と第２の面の中間に位置する、中央面Ｐを超えて延びない切削インサートが提供される。

本願の主題によれば、ホルダがさらに提供され、このホルダは、
インサートポケットと、
ヘッド締付け面を有するヘッドを含む、締付け部材とを備え、
前記インサートポケットは、
インサートポケット前端およびインサートポケット後端と、
前記インサートポケット前端に位置するインサートポケット前面と、
前記インサートポケット前面から、後方に、前記インサートポケット後端に向かって延びるインサート支持面と、
前記インサート支持面からインサートポケット上面に、上方に、前記インサート支持面から離れて延びる、２つの支持壁であって、上方および後方において収束する支持壁と、
前記インサート支持面および前記インサートポケット前面に開口するハウジングであって、前記インサート支持面から下方に延びるハウジング壁、および前記ハウジング壁から前記インサートポケット前面に延びるハウジング周面を含むハウジングと、
前記ハウジング壁へ開口するボアであって、縦方向ボア軸Ｂを有するボアと
を備え、
前記締付け部材が前記ハウジング内に位置するときには、前記ヘッド締付け面の露出された締付け面が、前記インサート支持面の上方に突出する。

本願の主題によれば、ホルダおよび、ホルダのインサートポケット内に確実に締め付けられる切削インサートを備える、切削工具がさらに設けられる。

切削工具の組立位置において、
前記第２の主要面が前記インサート支持面に当接し、
各側方当接面がそれぞれの支持壁に当接し、
前記ヘッドの露出されたヘッド部分が、前記締付け凹部によって収容され、
前記ヘッド締付け面の前記露出された締付け面は、前記インサート締付け面に当接する。

上記の内容は概要であること、または上記の観点のいずれも、以下に記載するその他の観点または特徴のいずれかと関係づけて記載される特徴のいずれかをさらに含むか、またはそれによってさらに定義されることが可能であることを理解されたい。例えば、以下の特徴は、本発明の上記の観点のいずれにも応用可能である。

締付け凹部は、第２の主要面および／またはインサート前面に、非円形開口において開口することができる。

その開口は、長方形とすることができる。

中央面Ｐに垂直な方向において、インサート締付け面は長さがＬであり、切削インサートの最大厚さはＴであり、ここで長さＬは、切削インサートの最大厚さＴの１０％から４５％の範囲とすることができる。

切削インサートは、貫通穴をなくすることができる。

切削インサートの横断面正面図において、締付け凹部は、アーチ形状とすることができる。

インサート締付け面は、第２の主要面に垂直にすることができる。

締付け凹部は、インサート締付け面の反対側に位置するインサート当接面を含むことができる。

インサートポケットは、切削インサートを締め付けるためにだけ構成することができる。

締付け部材は、ネジとすることができる。

縦方向ボア軸Ｂは、インサート支持面と平行にすることができる。

ハウジング周面には、その長さに沿って延びる、複数のレール形ヘッド支持面を含めることができる。

ホルダには、ヘッドとハウジング壁の間に位置する、ワッシャを含めることができる。

ワッシャには、ワッシャネジ山を含めて、ワッシャを、締付け部材にネジ込み式で固定することができる。

切削インサートはインサートポケット内に据えられているとき、切削インサートのインサート後面は、インサートポケットのいずれの部分とも接触しない。

本願の主題がより詳細に理解されるように、またそれを実際に実行する方法を示すために、次に、添付の図面を参照する。
切削インサートがその中に締め付けられている、切削工具の切削部分の等角図である。 図１の切削部分の等角分解図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩラインに沿った横断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶラインに沿った横断面図である。 図１の切削インサートの底面等角図である。

適当であると考えられる場合には、対応するまたは類似する要素を示すために、複数の図の間で参照番号を繰り返し示すことがある。

以下の説明においては、本願の主題の様々な観点について記載する。説明の目的で、本願の主題が完全に理解されるように、具体的な構成および詳細について記載する。しかしながら、本願の主題は、本明細書に提示される具体的な詳細がなくても、実施できることは、当業者には明白であろう。

切削工具１２の切削部分１０を示す、図１および２に注目する。切削工具１２は、ホルダ１４と、その上に位置する少なくとも１つの切削部分１０とを含む。各切削部分１０は、インサートポケット１６と、その上に締付け部材２０を介して確実に締め付けられた切削インサート１８とを含む。インサートポケット１６は、切削インサートを締め付けるためにだけ構成されている。この非限定の例によれば、締付け部材２０は、ネジとすることができる。

インサートポケット１６には、その前端２７に位置するインサートポケット前面２２と、インサート支持面２４と、２つの支持壁２６とを含めることができる。インサート支持面２４は、インサートポケット前面２２から支持壁２６に向かって後方に延在させることができる。支持壁２６は、インサート支持面２４からインサートポケット上面２８へと上方に延在させることができる。インサートポケット前面２２は、インサート支持面２４から全体的に下方に延びる。支持壁２６は、インサートポケット前面２２から離れて、インサートポケット後端２９に向かって収束する。支持壁２６は、インサート支持面２４から離れる方向において、上方に収束する。

インサートポケット１６には、インサート支持面２４に開口させることのできる、ハウジング３０を含めることができる。このハウジング３０は、インサートポケット前面２２にも開口させることができる。ハウジング３０は、インサート支持面２４から下方に延びるハウジング壁３２を含めることができる。ハウジング３０には、ハウジング壁３２とインサートポケット前面２２の間を、インサート支持面２４に概して平行に延びる、ハウジング周面３４を含めることができる。ハウジング周面３４には、その長さに沿って延びる、２つのヘッド支持面３６を含めることができる。ヘッド支持面３６はレール形の形状として、締付け部材２０の曲げに対して支持を行うように形成することができる。

図３から５に注目する。ハウジング３０には、ハウジング壁３２に開口させることのできる、ネジ付きボア（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｂｏｒｅ）３８を含めることができる。ボア３８は、インサート支持面２４に対して概して平行に延ばすことのできる、縦方向ボア軸Ｂを有する。締付け部材２０は、ボア３８の中にねじ込み式に受け入れることができる。この非限定の例によれば、締付け部材２０は、ヘッド４２から延びるネジ付き部分４０を有することができる。ヘッド４２は、ネジ付き部分４０に対向するヘッド締付け面４４、および反対側のヘッド当接面４６を含む。締付け部材２０には、ヘッド当接面４６に開口して、トルクを伝達するため、すなわち締付け部材２０を締めるためのキーと連絡するように構成された、凹部を含めることができる。ヘッド４２には、ヘッド締付け面４４とヘッド当接面４６の間に延びる、ヘッド周面４８を含めることができる。ボア３８は、インサート支持面２４と隣接して配置して、締付け部材２０がボア３８中にねじ込まれるときに、ヘッド４２の露出されたヘッド部分５０、そしてその結果として、ヘッド締付け面４４の露出された締付け面５２が、インサート支持面２４の上に持ち上げられるか、またはそこから突出するようにされている。露出されたヘッド部分５０および露出された締付け面５２は、ヘッド４２、またはヘッド締付け面４４の特定の部分としてではなく、締付け部材２０の所与の角度方位を基準にして画定される。ホルダ１４には、摩耗を低減するためのワッシャ５４を含めることができる。このワッシャはヘッド４２とハウジング壁３２の間に位置している。ワッシャ５４は、２つの反対側のワッシャ当接面５６を含み、ワッシャ５４が、回転されるときに、締付け部材２０に沿って自由に動くのを防止するために、ワッシャネジ山（ｗａｓｈｅｒ ｔｈｒｅａｄ）５８を有してもよい。

切削インサート１８は、通常、焼結炭化物（ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃａｒｂｉｄｅ）などの超硬質の耐摩耗性材料を、成型プレスするか、または射出成形し、結合剤中で炭化物粉末を焼結させることにより作られている。焼結炭化物は、例えば、タングステン炭化物としてもよい。切削インサート１８は、コーティングしても、しなくてもよい。

切削インサート１８は、とがり三角形（ｂａｓｉｃ ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ ｓｈａｐｅ）として、貫通穴を有さないようにすることができる。切削インサート１８は、切削インサートの厚さ寸法を画定する、反対側の第１と第２の主要面６０、６２を含む。切削インサート１８は、主要面６０、６２の中間に位置する、中央面Ｐを含む。中央面Ｐは、主要面６０、６２の一方または両方に平行にすることができる。切削インサート１８は、主要面６０、６２の間に延びる、２つの側面６４を含む。各側面６４には、１つの側方当接面６６を含めることができる。切削インサート１８は、切削インサートの前後方向を画定する、インサート前端６７およびインサート後端６９を有する。切削インサート１８は、インサート前端６７において、主要面６０、６２の間、および側面同士６４の間に延びる、インサート前面６８を含む。側方当接面６６は、第２の主要面６２から離れる方向に収束する。側面６４は、インサート後端６９に向かって、インサート前面６８から離れる方向に収束する。切削インサート１８には、側面６４同士の間、および主要面６０、６２の間に延びる、インサート後面７０を含めることができる。切削インサート１８が、インサートポケット１６内に据えられているときに、インサート後面７０は、インサートポケット１６のどの部分とも接触しない。

第２の主要面６２には、（図５に示すように）インサート前面６８に隣接して位置する、前方当接面７２、およびインサート後端６９に隣接して位置する後方当接面７４を含めることができる。インサート前面６８に隣接する第１の主要面６０の一部分は、すくい面（ｒａｋｅ ｓｕｒｆａｃｅ）７６を設けて構成されている。第１の主要面６０に隣接するインサート前面６８の少なくとも一部分を、逃げ面（ｒｅｌｉｅｆ ｓｕｒｆａｃｅ）７８を設けて構成することができる。第１の主要面６０は、一縁部において、前面６８および側面６４と一体となることができて、その縁部の少なくとも一部分には切れ刃８０を含めることができる。第１の主要面６０と前面６８の間の縁部の少なくとも一部分は、切れ刃８０として構成することができる。すくい面７６と逃げ面７８は、切れ刃８０において交わっている。

切削インサート１８は、（図３、４、および５に示す）締付け凹部８２を含み、この締付け凹部８２は、第２の主要面６２および／またはインサート前面６８に開口している。締付け凹部８２は、非円形開口８３において、第２の主要面６２に開口させることができる。締付け凹部８２は、第２の主要面６２と中央面Ｐの間に全体として位置している。言い換えると、締付け凹部８２は、切削インサート１８の厚さ方向において中央面Ｐを超えて延びていない。締付け凹部８２は、すくい面を構成すること、またはすくい面として機能することができない。言い換えると、締付け凹部は、切削屑搬送面として機能することができない。切削インサート１８の正面図において、締付け凹部８２の横断面は、ヘッド４２の露出されたヘッド部分５０を収容するために、好ましくは（図３に示す）最小のアーチ形状にすることができる。アーチ形状は、締付け凹部８２をできる限り小さくできるように選択される。締付け凹部８２は、締付け部材２０を受け入れるのに適した、その他任意の形状にすることができる。

締付け凹部８２には、実質的に平面状のインサート当接面８４、および反対向きの、実質的に平面状のインサート締付け面８６を含めることができる。インサート締付け面８６は、概してインサート前端６７方向に面しており、これに対してインサート当接面８４は、概してインサート後端６９方向に面している。すなわち、実施形態によっては、締付け凹部８２は、第２の主要面６２だけに開口して、インサート前面６８には開口しなくてもよい。

開口８３の形状は、締付け部材ヘッド４２の露出されたヘッド部分５０の形状に一致させ、それによって締付け凹部８２の体積を最小に保つために、実質的に長方形にすることができる。これらの実施形態において、中央面Ｐに垂直な軸に沿って切断された締付け凹部８２の任意の横断面は、やはり長方形であり、したがって、インサート締付け面および当接面８４、８６が平面形態となる。

インサート締付け面８６は、露出された締付け面５２、またはワッシャ当接面５６の形状に一致するとともに、それに係合するように構成される。インサート締付け面８６には、インサート前面６８に向かってそこから突出する、中心に置かれた当接突起８８を含めることができる。この当接突起８８は、締付け部材２０によって付加される締付け力が確実に中心にかかるようにするために、インサート締付け面８６において中心に配置することができる。インサート締付け面８６およびインサート当接面８４は、第２の主要面６２と締付け凹部８２の閉鎖端の間に延ばすことができる。インサート締付け面８６は、好ましくは、第２の主要面６２に垂直である。インサート当接面８４は、好ましくは、第２の主要面６２に垂直である。

インサート締付け面８６の長さＬは、第２の主要面６２と、締付け凹部８２におけるインサート締付け面８６の最深点の間で、全体的に中央面（Ｐ）に垂直な方向において測られる。切削インサート１８の最大厚さＴは、主要面６０、６２の間の最大距離として測られる。いくつかの実施形態によれば、長さＬは、切削インサート１８の最大厚さＴの１０％から４５％の範囲にある。例えば、貫通穴あると切削インサート１８の強度が低下するが、締付け凹部８２の深さが小さいと、そうはならない。さらに、貫通穴がないことによって、第１の主要面６０が、均質で、障害物のない形態となり、切削屑を自由に流動させることができる。

切削インサート１８をインサートポケット１６内に締め付けるために、切削工具１２を操作する人、すなわち作業員は、これらのステップを追従することができる。ａ）ボア３８内で締付け部材２０を軽く締める。ｂ）第２の主要面６２がインサート支持面２４と対向し、側面６４が、各支持壁２６とそれぞれ全体的に位置合わせされるか、またはそれに平行になっている間に、切削インサート１８を、インサート支持面２４の上のインサートポケット１６内に設置する。現在位置において、インサート後面７０は、インサートポケット後端２９と対向する。ｃ）締付け部材２０を、露出されたヘッド部分５０が締付け凹部８２によって収容されるまで締めて、それによって切削インサート１８が、インサートポケット１６内部で下方にわずかに低下することを可能にする。ｄ）締付け部材２０を、切削部分１０が組立位置に達するまで、さらに締める。切削部分１０の組立位置において、切削インサート１８は、ホルダ１４のインサートポケット１６内に確実に締め付けられる。第２の主要面の前方当接面および後方当接面７２、７４が、インサート支持面２４と当接する。各側方当接面６６は、それぞれの支持壁２６に当接する。締付け部材２０は、ボア３８中にねじ込まれるネジであり、露出されたヘッド部分５０は、締付け凹部８２によって収容される。ホルダ１４がワッシャ５４を含まない実施形態によれば、ヘッド締付け面４４は、インサート締付け面８６に当接する。ホルダ１４がワッシャ５４を含む実施形態によれば、一方のワッシャ当接面５６が、ヘッド締付け面４４に当接し、他方のワッシャ当接面５６がインサート締付け面８６（図５を参照）に当接する。ヘッド周面４８は、必ずしもヘッド支持面３６に当接しない。

切削インサート１８が摩耗した後に切削インサート１８を交換するのに、作業員は、（締付け部材２０をボア３８から完全に取り外すことなく）締付け部材２０を数回転緩めるだけでよく、切削インサート１８は、インサートポケット１６から容易に持ち上げられる筈である。しかしながら、切削インサート１８は、固着されることがあり、切削インサート１８にかかる圧力を単に開放するだけでは、それを、支持壁２６により発生される摩擦力から開放するためには不十分である。切削インサート１８を開放するために、作業員は、締付け部材２０を、そのヘッド当接面４６がインサート当接面８４と係合するまで、さらに回して、切削インサート１８をインサートポケット１６から押し出してもよい。

切削インサート１８の主要面６０、６２に対して、締付け部材２０の方位を概して平行にすることに対して、少なくとも２つの利点がある。

第１は、締付け部材２０がネジである配設において、ネジの長手方向において達成可能な締付け力の量は、締付けネジが、切削インサートの主要面を貫通して、それに垂直にインサートポケット内にネジ山が付けられたネジである、汎用の配設で達成される偏心的な締付け力の量よりも大きいことである。

第２の利点は、切削インサートが、強度低下させる貫通ネジボアを備えないことである。結果的に、切削インサートは、切削屑がその回りを自由に流れる、障害物のない第１の主要面を備えて設計することができる。

上記の説明は、特許請求された主題についての、例示的な実施形態および、必要な場合には、実施可能化の詳細を含み、非例示の実施形態および詳細を、本願の請求の範囲から除外するものではない。

Claims (13)

1. インサートポケット（１６）と、
   ヘッド締付け面（４４）を有するヘッド（４２）を含む、締付け部材（２０）と
   を備えるホルダ（１４）であって、
   前記インサートポケット（１６）は、
   インサートポケット前端（２７）およびインサートポケット後端（２９）と、
   前記インサートポケット前端（２７）に位置するインサートポケット前面（２２）と、
   前記インサートポケット前面（２２）から、後方に、前記インサートポケット後端（２９）に向かって延びるインサート支持面（２４）と、
   前記インサート支持面（２４）からインサートポケット上面（２８）に、上方に、前記インサート支持面（２４）から離れて延びる２つの支持壁（２６）であって、上方および後方において収束する支持壁（２６）と、
   前記インサート支持面（２４）および前記インサートポケット前面（２２）に開口するハウジング（３０）であって、前記インサート支持面（２４）から下方に延びるハウジング壁（３２）、および前記ハウジング壁（３２）から前記インサートポケット前面（２２）に延びるハウジング周面（３４）を含むハウジング（３０）と、
   前記ハウジング壁（３２）へ開口するボア（３８）であって、縦方向ボア軸（Ｂ）を有するボア（３８）と
   を備え、
   前記締付け部材が前記ハウジング（３０）内に位置するときには、前記ヘッド締付け面（４４）の露出された締付け面（５２）が、前記インサート支持面（２４）の上方に突出することを特徴とするホルダ。
2. 前記インサートポケット（１６）が切削インサートを締め付けるためにだけ構成されていることを特徴とする請求項１に記載のホルダ（１４）。
3. 前記締付け部材（２０）がネジであることを特徴とする請求項１または２に記載のホルダ（１４）。
4. 前記縦方向ボア軸（Ｂ）が前記インサート支持面（２４）に平行であることを特徴とする請求項１に記載のホルダ（１４）。
5. 前記ハウジング周面（３４）が、その長さに沿って延びる、複数のレール形ヘッド支持面（３６）を含むことを特徴とする請求項１に記載のホルダ（１４）。
6. 前記ホルダ（１４）が、前記ヘッド（４２）と前記ハウジング壁（３２）の間に位置する、ワッシャ（５４）を備えることを特徴とする請求項１に記載のホルダ（１４）。
7. 請求項１に記載のホルダ（１４）、および前記ホルダ（１４）のインサートポケット（１６）内に確実に締め付けられた、切削インサート（１８）であって、
   反対側にあるインサート前端およびインサート後端（６７、６９）と、
   反対側にある第１の主要面および第２の主要面（６０、６２）、ならびにその間に延びる２つの側面（６４）と、
   それぞれがそれぞれの側面（６４）上に位置する２つの側方当接面（６６）と、
   前記インサート前端（６７）に形成されて、前記第１の主要面および第２の主要面（６０、６２）の間、ならびに前記側面（６４）同士の間に延びる、インサート前面（６８）と、
   前記第２の主要面（６２）に開口している締付け凹部（８２）と
   を備え、
   前記２つの側方当接面（６６）は、前記第１の主要面（６０）に向かって収束し、前記２つの側面（６４）は前記インサート前面（６８）から離れる方向に収束し、前記第１の主要面（６０）は、縁部において前記前面（６８）および前記側面（６４）と一体となり、その縁部の少なくとも一部分は切れ刃（８０）を含み、
   前記締付け凹部（８２）は、前記インサート前端（６７）に対向する、インサート締付け面（８６）を含み、前記締付け凹部（８２）は、前記切削インサートの厚さ方向において、前記第１の主要面と第２の主要面（６０、６２）の中間に位置する、中央面（Ｐ）を超えて延びないことを特徴とする前記切削インサート
   を備えることを特徴とする切削工具（１２）。
8. 切削工具（１２）の組立位置において、
   前記第２の主要面（６２）が前記インサート支持面（２４）に当接し、
   各側方当接面（６６）がそれぞれの支持壁（２６）に当接し、
   前記ヘッド（４２）の露出されたヘッド部分（５０）が、前記締付け凹部（８２）によって収容され、
   前記ヘッド締付け面（４４）の前記露出された締付け面（５２）は、前記インサート締付け面（８６）に当接することを特徴とする請求項７に記載の切削工具（１２）。
9. 切削工具（１２）の組立位置において、
   前記第２の主要面（６２）が前記インサート支持面（２４）に当接し、
   各側方当接面（６６）が、それぞれの支持壁（２６）に当接し、
   前記ヘッド（４２）の露出されたヘッド部分（５０）が、前記締付け凹部（８２）によって収容され、
   ワッシャ（５４）が前記締付け部材（２０）のネジ切り部分（４０）に装着され、
   前記ヘッド締付け面（４４）の前記露出された締付け面（５２）が、前記ワッシャ（５４）に当接し、次いで前記ワッシャ（５４）が、前記インサート締付け面（８６）に当接することを特徴とする請求項７または８に記載の切削工具（１２）。
10. 前記切削インサート（１８）が前記インサートポケット（１６）内に据えられているとき、前記切削インサート（１８）のインサート後面（７０）が、前記インサートポケット（１６）のいずれの部分とも接触しないことを特徴とする請求項７に記載の切削工具（１２）。
11. 前記締付け凹部（８２）は、非円形開口（８３）において、前記第２の主要面（６２）に開口していることを特徴とする請求項７に記載の切削工具（１２）。
12. 前記切削インサート（１８）に貫通穴がないこと、及び／又は、前記インサート締付け面（８６）が前記第２の主要面（６２）に垂直であることを特徴とする請求項７に記載の切削工具（１２）。
13. 前記締付け凹部（１８）は、インサート締付け面（８６）の反対側に位置するとともに、前記インサート後端（６９）に向かって対面する、インサート当接面（８４）を備えることを特徴とする請求項７に記載の切削工具（１２）。

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