JPH0671505A - 切削工具 - Google Patents
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- JPH0671505A JPH0671505A JP5103145A JP10314593A JPH0671505A JP H0671505 A JPH0671505 A JP H0671505A JP 5103145 A JP5103145 A JP 5103145A JP 10314593 A JP10314593 A JP 10314593A JP H0671505 A JPH0671505 A JP H0671505A
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Abstract
工具のホルダプレートの改良にある。 【構成】 インサートの接触面を構成する断面V形の溝
に対し、これに対応するホルダプレートの断面V形のリ
ッジ又はカムを変曲線21,21′において1対の内面
部22,22′とこれらの外側の1対外面部23,2
3′とに分断し、溝のフランク面14,14′の特定挾
角度に対して内面部の挾角と外面部の挾角を特定の角度
に設定する。 【効果】 インサートのV形溝の寸法公差を償うように
相対的に軟質のホルダプレートが弾性変形して、インサ
ートとホルダが良好に接触する。
Description
のプレートやプレート状部品の形式のホルダとセメンテ
ッドカーバイド等の硬質材料の切削インサートを含んで
成る切り出し工作や旋削工作用の工具に関する。具体的
には、この工具のホルダプレートは少くとも1つの自由
端にインサート受容用の外方に開口した凹所を有し、こ
の凹所が底壁と、内壁又は後壁と、ホルダプレートに形
成された弾力的に可動なクランプアームの部品を構成し
て凹所にインサートを保留するように作用する上壁とに
よって画成されている。インサートは、少くともその下
側に実質的にV形の断面の雌形溝を有しており、このイ
ンサート溝はホルダ凹所の底壁に形成された類似のV形
断面の雄形リッジ(うね)又はカムと協働するように設
計されている。このインサート溝は挾角が鈍角度で以っ
て延長する2個のフランク面を有し、その根本で断面円
形の凹部によって両フランク面が分離している。この凹
部は溝の中央部とリッヂの間に間隙を与えるように寸法
設計される。
SE8601533−6(公告No. 452,713)か
ら既に公知である。この先行工具では、ホルダのV形リ
ッヂと協働するインサートのV形溝においては少くとも
理論的には、その平坦な1対フランク面が約140°の
鈍挾角をなすようにし、ホルダリッヂのフランク面の対
応する角度は約130°に設計されている。この事はリ
ッヂの各フランク面と溝のこれと協働するフランク面と
の間隙(クリアランス)が互いに接触する線から測って
約5°であることを意味している。実際には、溝のフラ
ンク面とリッヂのフランク面との接触が線接触になって
いる。それは工具の使用経過において、インサートのセ
メンテッドカーバイドより著しく軟質なホルダプレート
のスチールが弾性変形によってV−リッヂのフランク面
に対し対面していない面接触(理論的な線接触の近傍に
おいても然り)が生じるような、斯ゝるインサートのあ
る種の「セットリング(settling)」を許容す
る。この面接触は、インサートがその断面V形の下側に
おいてその長さ方向で必然的に真直になることを予想さ
せるものである。実際にはこのような事態に必らずなる
わけではない。従って、一連のセメンテッドカーバイド
製インサートの加圧成形と焼結の結果は得られたインサ
ートにおいては、殆んど完全に真直なインサート(下側
の凹面度合が<0.01mm)と明確に凹面状のインサー
ト(下側の凹面度合が0.05−0.08mm)の両極端
のインサート間で著しくバラツキがある。後者のインサ
ートでは、V−溝のフランク面がその中央部分において
V−リッジの対応するフランク面と接触せずに、わずか
にインサートの両端の近傍でのみ面接触或いは点接触が
達成されるに過ぎない。これは、インサートのチッピン
グ(chipping)とクラック生成の切迫した危険
をもたらすことから、不満足なインサートといえる。
れた一連のインサートの中から下側が凸面状のインサー
トをスクラップとして排除するのと同様に、明らかに下
側が凹面状になったインサートは全てスクラップとして
排除する方策が考えられる。しかし、製造される凹面状
インサートの割合が著しく大きいので、このスクラッピ
ング方策は不経済であり、実行出来ない。
問題を克服し、凹面状下側を有するセメンテッドカーバ
イド製インサートを完全に不安なく使用出来る条件に簡
単な方法で改良することにある。従って、本発明の基本
的な目的は、インサートを位置決めするV−溝が少くと
もインサート間の小さな公差を償い、確実にインサート
と工具ホルダ間で最適に係合即ち、最適に面接触するこ
とが出来る切出し工具を提供することにある。
V−リッジ(13)のフランク側(16,16′)が夫
々変曲線(21,21′)において曲折されて、内、外
面部(22,23;22′,23′)を形成しており、
リッヂ中央部(17)に最寄りの内面部(22,2
2′)が残余の外面部(23,23′)間の鈍挾角より
大きく、且つV−溝(12)のフランク面(14,1
4′)間の鈍挾角より小さい鈍挾角を有している。
それより軟質のホルダプレートの弾性変形がインサート
とホルダとの良好な接触をもたらす。
プレート状部品1の形式の工具ホルダを示している。こ
のホルダはそれ自体が独立した工具形式のものでもよい
し、プレートを横断する方向に延長するシャンクを含む
工具の1部品としての形式のものであってもよい。実際
には、このホルダプレート1はスチール製である。図1
と図2におけるプレート1の左手端には、外方へ開口
し、切削インサート2を受容する凹所3が配設されてい
る。この凹所3は底壁4、内壁又は後壁5、及びプレー
ト1に形成された弾力的に可動なクランプアーム7の1
部である上壁6によって規定されている。後壁5から
は、プレート1の貫通孔9に通じた比較的に狭いスロッ
ト8が内方へ延長しており、貫通孔9の直径はスロット
の高さより大い。クランプアーム7はインサート2を底
壁4に対しクランプするように作用する。クランプアー
ム7に穿設した垂直孔11には、クランプネジ10が挿
入され、スロット8の下側に穿設されたネジ孔に螺結さ
れる。スチール材の固有の弾性により、スロット8によ
って規定されたクランプアーム7が弾力的に回動して、
適当なトルク力でのネジ螺結によりインサートを強固に
クランプ(締結)する。
はその下側に(図3)、断面V形の溝12を有し、この
溝が凹所3の底壁4それ自体或いはその1部を構成する
実質的に類似のV形断面のカム或いはリッヂ13と協働
することになる。インサート下側のV−溝12(図4)
は2個のフランク面14,14′によって規定されてお
り、両フランク面は断面凹面状の中央部15によって分
断されている。この中央部15はインサートの中心に配
位するようになっている。インサート溝のフランク面間
の鈍挾角αは140°であり得る。勿論この値より大き
く、或いは小さくすることも可能である。インサートの
V−溝12と協働するホルダのV−リッジ13は、同様
に1対のフランク側16,16′を有し、両フランク側
は凸面状の中央部17を有しており、これは溝12の凹
面状中央部15より大きな曲率半径を有している。その
結果、両中央部17,15の間に三日月形断面の間隙1
8が生じる。
8601533−6参照)のV形リッジ13が示されて
いる。この先行例によれば、V−リッジの1対フランク
側16,16′は夫々外端縁19,19′から凸面状中
央部17を規定する折れ目線(変曲線)20,20′ま
で延長する完全に平坦面から成る。両平坦面16,1
6′間の鈍挾角はV−溝のフランク面14,14′間の
鈍挾角α(α=140°として)より約10°小さい。
従って、V−溝の各フランク面とV−リッジの対応する
フランク面の間の角差異、即ちクリアランス角は約5°
となる。これらフランク面間の空隙(クリアランス)は
各折れ目線20,20′から始まる。クリアランス角は
比較的大きく、これはインサートのフランク面とホルダ
のV−リッジの空間が夫々の折れ目線20,20′から
外方に進むと急激に増大する。インサートを長手方向に
凹面状に湾曲した形状の下側を有するように、製造時に
設計されたならば、そのインサートの下側は図6上の陰
影によって示す領域において、即ち、V−リッジの中央
の近傍の極端に狭い長尺面積においてのみ当該インサー
ト下側の下敷になるV−リッジ13と係合することにな
る。V−リッジ13の前端と後端では、クリアランス空
間は消滅し、凹面状の中央部15,17は互いに接触す
る。この接触は切出し工作時に不利な事態とはならな
い、即ち工具送り方向がプレート1の中心線に平行であ
るときに、不利とはならない。しかし、送り方向が中心
線に対し直角になるように変化すると、接触面、即ち係
合面が非常に小さくなり、その結果V−リッジ13の可
塑変形の出現する危険がある。これは、逆に、インサー
トの不安定性と望ましくないインサートの角変位を生み
出す。更に、可塑変形は切刃線を低下せしめる結果とな
る。従って、この条件は勿論満足すべきものではない。
ランク側の夫々が変曲線21,21′によって内面部2
2,22′と外面部23,23′に如何に分断されるか
を示している。外面部23,23′間の鈍挾角を例えば
従来工具のように130°に維持し、分断フランク側の
内面部22,22′間の鈍挾角を著しく大きくして、V
−溝のフランク面14,14′間の鈍挾角αよりわずか
に小さい状態にする。この場合、V−リッジの曲折フラ
ンク側を、各内面部22,22′とこれに関係するイン
サートの各V−溝のフランク面14,14′の間のクリ
アランス角βを0.1−2°の範囲にし、他方同じ溝フ
ランク面と各外面部23,23′の間のクリアランス角
を3−10°、好ましくは4−6°の範囲にするのが有
利である。内面部22,22′の有効接触局部のサイズ
は、これらの面部を外面部から規定する1対変曲線2
1,21′の間の距離が変曲線24,24′間の距離と
して測定されるV−溝12の幅の0.6−0.8倍、好
ましくは約0.7倍とするのが有利である。
計において、インサートのV−溝の各フランク面と工具
ホルダのV−リッジの対応するフランク面の間の空隙
(クリアランス角=5°)を、夫々のフランク面が互い
に著しく近接して配位(クリアランス角=約1°)する
ように大半の空隙に材料を満すことに特徴がある。これ
は、工具ホルダのV−リッジのスチール材の可塑変形が
比較的小さいにも拘わらず、この変形は図8の陰影25
によって示すように著しく長い面積に亘ってインサート
の凹面状下側との接触をもたらすに充分である。このよ
うにして、多少の凹面状形態の下側を有するインサート
であれば、それは土台となる工具ホルダのV−リッジと
満足な状態で係合し、インサートのチッピングの危険を
最少限度に抑制する。
サートの中央から遠く離れた点でインサートが工具ホル
ダのV−リッジと接触させることは、インサートがその
中央の領域でクラック(ひび割れ)力を被るので、許容
出来ない事態である。この事態は図9と図10に示され
ており、図10は凹面インサートの両端からの短い接触
面域がホルダ底面4の長側の端縁のどの程度の長さまで
占有しているかを示している。この構造的限界は、上記
V−リッジ13がV−溝のフランク面に対して小さいク
リアランス角を有する単純な平坦面のみを有するように
設計するだけでは役に立たないことを意味しており、従
って本発明の目的は上述のように曲折面部を有するよう
にV−リッジの1対フランク側を設計することによって
のみ達成出来る。
溝12に関してのみ説明されたが、インサートは上側に
対応するV−溝12′を有し、この上位V−溝が(図で
は見えないが)クランプアーム7の下側のV形断面のリ
ッジやカムと協働していることに留意すべきである。V
−リッジが破断面部を有する本発明の構成はクランプア
ーム7の下側の上位V−リッジにも適用出来る。従っ
て、本発明に係わるインサートは、ホルダのインサート
受容凹所3に上下のV−リッジを具備したホルダに対し
て使用出来るように設計することが出来る。
公差で避けられないが、このバラツキに対し、それを償
ってインサートをホルダプレートに対して良好に接触さ
せることが出来るので、インサート製品の歩留が向上す
る。
ある。
る。
部分の接触状態の関係を示す拡大断面説明である。
少断面説明図である。
ンサートの接触状態を示す断面説明図である。
である。
とインサートの接触状態を示す断面説明図である。
面説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 スチール等の第1材料から成る比較的肉
薄のホルダプレート(1)と、第1の材料より硬質のセ
メンテッドカーバイド等の第2材料から成る切削インサ
ート(2)を含んで成り、ホルダプレート(1)が少く
ともその1つの自由端にインサート(2)を受容する外
方に開口した凹所(3)を有し、当該凹所が底壁
(4)、内側の後壁(5)及びホルダプレートに形成さ
れていて凹所(3)にインサート(2)を保留するよう
に使用する弾力的に可動なクランプアームの1部分を構
成する上壁(6)によって規定され、インサート(2)
には少くともその下側に実質的にV形断面の雌溝(1
2)が凹所底壁(4)に形成された類似なV形断面の雄
リッジ、即ちカム(13)と協働するように形成されて
おり、V−溝(12)が鈍挾角で延長し且つ凹面状断面
の中央部(15)によって分断されている1対のフラン
ク面(14,14′)を有しており、V−リッジ(1
3)が1対のフランク側(16,16′)を有し且つ両
フランク側の間に凸面状断面の中央部(17)を有して
いて、V−溝(12)の中央部(15)がV−リッジ
(13)の中央部(17)より小さい曲率半径を有して
いて、それにより溝(12)とリッジ(13)の中央部
(15,17)の間に空隙(18)が生じるようにした
切削工具において、 底壁(4)に形成されたV−リッジ(13)のフランク
側(16,16′)が夫々変曲線(21,21′)にお
いて曲折されて、内、外面部(22,23;22′,2
3′)を形成しており、リッヂ中央部(17)に最寄り
の内面部(22,22′)が残余の外面部(23,2
3′)間の鈍挾角より大きく、且つV−溝(12)のフ
ランク面(14,14′)間の鈍挾角より小さい鈍挾角
を有することを特徴とする切削工具。 - 【請求項2】 内面部(22,22′)間の鈍挾角がV
−溝(12)のフランク面(14,14′)の鈍挾角よ
り僅かに小さいが、外面部(23,23′)の鈍挾角よ
り著しく大きいことを特徴とする請求項1に記載の切削
工具。 - 【請求項3】 各内面部(22,22′)とインサート
溝の各フランク面(14,14′)のクリアランス角β
が0.1−2°の範囲にあり、当該各フランク面と各外
面部(23,23′)のクリアランス角が3−10°の
範囲にあることを特徴とする請求項2に記載の切削工
具。 - 【請求項4】 内面部(22,22′)を外面部(2
3,23′)から夫々区分けする変曲線(21,2
1′)の間の距離がフランク面(14,14′)の下位
端縁(24,24′)間の距離として測定されたV−溝
(12)の幅の0.6−0.8倍であることを特徴とす
る請求項1〜3のいづれか1項に記載の切削工具。
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