JPH08508211A - カッティングインサート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 切刃（１１，１３）に続く負のすくい面ランド（１４）を有する、特に半径方向加工を行うためのカッティングインサート（１０）においては、結果として発生する総切削力を減少させるためにすくい面ランド（１４）の幅は、有効な切削範囲に関し、少なくとも１つの切刃コーナ（１２）において又は円形の主切刃の範囲において最大であるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】 カッティングインサート 本発明は切刃に続く負のすくい面ランドを有するカッティングインサート、特 に突切り、回転ブローチング、回転−回転ブローチング、フライス削り又はねじ 切り旋削のような半径方向加工をするためのカッティングインサートに関する。 カッティングインサートにおける負のランドは、切刃を安定させるという利点 を有するが、もちろんこれには、チップ導出が強く妨げられるという欠点が伴う 。この場合には高い程度で摩擦が発生し、この摩擦は比較的に大きな送り力を必 要とさせる。 本発明の課題は冒頭に述べた形式のカッティングインサートを改良して、負の すくい面ランドの利点を損なうことなく、送り力もしくは結果として発生する総 切削力が減少されるようにすることである。 この課題は本発明によれば請求項１に記載したカッティングインサートによっ て、すくい面ランドの幅が少なくとも１つの切刃コーナにおいて有効な使用領域 に関し最大であることにより解決された。これによってランドは１つの切刃コー ナから出発して切刃に沿って狭窄部を通過する。この狭窄部は極端な場合にはラ ンド幅が零になるまで狭窄されていることができる。 このような狭窄部ですくい面ランドとすくい面との間の境界曲線に負のランド角 によって与えられた切刃に対する高さの差は減少させられる。切刃の経過におい てすくい面ランドが前述の如く低下させられることにより、導出されるチップの 摩擦が小さくなり、しかも切刃コーナにおける幅の広い、安定した負のランドの 利点を損なうことなく切刃楔部にかかる負荷が低減される。したがって切刃は切 刃コーナにおいて、すなわち切削力が最大である範囲において副切刃の範囲にお けるよりもはっきりと大きく支持される。 本発明のカッティングインサートの別の構成は従属請求項に記載してある。 すくい面に対するすくい面ランドの境界曲線はほぼ弧状に経過することができ る。これは前述の境界曲線が切刃コーナにおける境界曲線点の結合線に関してこ の結合線の下側を延びる構成を意味する。有利にはすくい面に対するすくい面ラ ンドの境界曲線又は切刃からのすくい面ランドの幅は切刃への方向で見て最小を 通過する。 すくい面ランド角は切刃に沿って常に同じ値を有していることができるが種々 異なる負のランド角を有していることもできる。これによって導出されるチップ が通過する傾斜部の別の補償が達成される。具体的な実施態様によればランド角 は連続的に切刃に沿って変化する。ランド角は有利には連続的に零に向かって変 化するが常に負である。 本発明の別の実施例によればすくい面ランドとすくい面との間の境界曲線は波 形及び又はジグザグに延びている。この場合、上方及び下方の包絡曲線の少なく とも一方は曲率の変わらない弧を形成する。前述の場合とは異なって境界曲線は 切刃コーナと切刃コーナとの間で最小を通過する場合に必ずしも統一的な曲率を 有している必要はない。境界曲線は不規則又は規則的に波形もしくはジグザグに 延びることもできる。もちろんこの場合には下方又は上方の包絡曲線の一方は統 一的な曲率を有する円弧状の経過という条件を充たす。 本発明の有利な使用形態は、１つの前方の主切刃と２つの副切刃と周囲を延び るすくい面ランドを有し、該すくい面ランドが両方の切刃コーナにおいては、切 削工程にとって重要ではない副切刃後方範囲を場合によっては除いて、切刃コー ナに隣接する範囲よりも大きい突切り工具である。有利には、隣接する切刃コー ナの間の主切刃すくい面ランド及び又は副切刃すくい面ランドは突切り工具の長 手中心軸線及び又は該中心軸に対する垂線に関し鏡面対称的に構成されている。 本発明の別の構成によればすくい面ランドのためには切刃に対して直角方向で 種々の構成形態が提案されている。すなわち、すくい面ランドは平らで直線的で あるか、軽くコンカーブ又はコンベックスであるかか つ又は単数又は複数のチップフォーム槽状部及び又は単数又は複数のチップフォ ーム部分を備えて構成することができる。したがって本発明でいうランドには１ ／１００ｍｍ−１０／１００ｍｍの深さもしくは高さで湾曲された切刃隣接範囲 も含まれる。 本発明の別の実施態様によればすくい面ランドに続いてチップ案内段部を設け ておくか又はすくい面に、平面図で見てかつ長手方向断面で見て先細の尖端を有 する突出したリブ形状の楔部を有する隆起したチップブレーカを設けておくこと もできる。これらの付加的なチップフォーム手段はいずれもカッティングインサ ートにおいては原理的に公知技術に基づき公知であり、本発明の構成と組合せて 使用することができる。 本発明の別の構成によればカッティングインサートは、段階的にかつ段付けさ れて相前後して配置された切刃コーナを有するねじ旋削カッティングインサート である。この場合、すくい面ランドはそれぞれ１つの突出する切刃コーナから切 刃凹入部へ向かって最小を通過する。 有利には記述したすべての実施態様においては逃げ角は正であるが、この逃げ 角は０゜であることもできる。 本発明の別の構成によればカッティングインサートは閉じられた円形の切刃を 備えていることもできる。負のランドとこれに続くすくい面との間の境界線は最 大と最小を通過する、有利にはそれぞれ４つの最大と４つの最小を通過する、交 番する間隔を切刃に対してとる。半径方向に向いた楔形でかつ長手方向リブの形 をした隆起したチップフォーム部は、それぞれ最小に向くように配置されている 。 次に図面について本発明の実施例を説明する。 第１図は突切りインサートの斜視図。 第２図は第１図の突切りインサートを矢印Ｘの方向から見た図。 第３図は別のカッティングインサートの部分斜視図。 第４図は丸味の付けられた前方の切刃を有するカッティングインサートの斜視 図。 第５図はカッティングインサートの平面図。 第５ａ図は第５図のＡ−Ａ線に沿った断面図。 第５ｂ図は第５図のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 第５ｃ図は第５図のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 第６図はねじ切りインサートの部分斜視図。 第７図は別のカッティングインサートの平面図。 第８図は第７図のカッティングインサートの側面図。 第９図のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｋは種々異なるランドの実施 例を示した図。 第１図の突切りインサート１０は２つの切削コーナ１２によって制限された主 切刃１１を有している、こ の主切刃１１には互いに鋭角を成して延びる各副切刃１３が続いている。主切刃 と副切刃に続いてランド１４が設けられており、このランド１４は切削コーナ１ ２において最大幅を有し、この切削コーナ１２に続く主切刃１１の範囲において も副切刃１３の範囲においても狭窄部１５を有している。後方の範囲ではすくい 面ランド１４の幅は再び広くなっている。すくい面ランド１４とすくい面１６と の間の境界面の各作図点を直線１７で結ぶと狭窄の程度、つまりすくい面ランド 幅の減少がそれぞれ明らかである。カッティングインサートは負のランド角α（ 第２図参照）で正の逃げ角βを有している。すくい面１６は槽状部１８（第２図 参照）の形で構成されていることができる。付加的にすくい面１６チップフォー マ１９を有していることができる。このチップフォーマは主切刃１１に向かって 垂直に向けられた長手方向リブの形をした楔部２０を有している。相応の形式で 第３図に示されたカッティングインサートも構成され、その斜視図からは切削に 重要ではない後方の範囲の前に位置しているすくい面ランド幅は切削コーナ範囲 におけるすくい面ランド幅よりも大きいものであることが明らかである。後方の 範囲におけるすくい面は主として、すくい面ランドもしくはすくい面槽状部２２ に向かって下降する部分２１をどの程度チップフォーマとして関与させたいかに 関連する。 第４図に示された突切りインサートの別の実施例においては主切刃１１は丸く 構成され、角部なしで副切刃１３に移行している。この実施例では主切刃１１は 切削コーナの機能を有する。したがってすくい面ランド１４は主切刃の範囲にお いて一定の幅を有している。これに続いて副切刃の範囲においてはすくい面１６ に対するすくい面ランドの移行部もしくは当該斜面の境界線は円弧状に下げられ ている。すなわち、すくい面ランド幅は狭窄部のこの範囲では小さくなっている 。このカッティングインサートも細長い、前方に向かって先細になった、隆起し たチップフォーマ部分１９を有している。このチップフォーマ部分１９はそれぞ れ楔形のリブ部分２０を有し、該リブ部分２０はカッティングインサートの長手 中心軸線に対し鏡面対称的に配置されている。この楔部もしくは長手方向リブは 当該明細書で引用したＤＥ−Ｐ４１３６４１７．１号に開示されている。 第５図に平面図で示されたカッティングインサートは中央のチップフォーマを 除いてはほぼ第１図のカッティングインサートに相応しているが、異なるランド 角α１からα３を有している。この場合、ランド角は副切刃１３に沿って切削コ ーナ１１からの間隔が増大するにつれて小さくなる。絶対的な小さい値へのラン ド角の減小はいずれの場合にも狭窄部の範囲まで行われ、この後はこの角度は変 わらないか又は再び増大す るか又は引続きより大きく負になることができる。 第６図には段階的に配置された複数の切削コーナ２４を有するねじ切りインサ ートが示されている。切削コーナ２４の範囲ではすくい面ランド１４は他の範囲 と比較して最大幅を有している。その他は、先の図と比較して同じ部分には同じ 符号が付けられている。 第７図には閉じた円形の切刃を有するカッティングインサートが平面図で示さ れている。この円形の切刃には負のすくい面ランド２７が続いている。このすく い面ランド２７は交番する幅を有し、この幅はそれぞれ向き合った側（図面にお いては上と下並びに左と右）で最大幅を有し、その間の範囲では最小幅を通過し ている。特に第８図から判るように負のランド２７と残ったすくい面との間の境 界曲線は周辺の範囲に較べて低くなっている。負のランドにはチップ案内槽状部 ２８が続いており、このチップ案内槽状部２８間に楔形に半径方向外方へ向けら れたチップフォーマ部分２９が突入している。これらのチップフォーマ部分は負 のランド２７と残ったすくい面との間の境界曲線１５の各最小に向けられている 。この楔部もしくは長手リブもＤＥ−Ｐ４１３６４１７．１号に開示されている のでこれを参照されたい。 第９図の（ａ）から（ｋ）、までには本発明のカッティングインサートにおい てすくい面ランドに種々異なる形を与えることができることが示されている。 第９図の（ａ）と（ｂ）に示されたランドは凹凸のない平らな形１４１を有し ているのに対し、第９図の（ｃ）と（ｄ）は軽くコンベックスに湾曲された形１ ４２を有している。この湾曲は誇張して図示され、実地においては１／１００ｍ ｍから１０／１００ｍｍまでの高低差を有している。１／１００ｍｍから１０／ １００ｍｍの列のコンベックス性を有するコンカーブな形１４３は第９図の（ｅ ）、（ｆ）に示されたすくい面ランドが有している。前述のすくい面形はすくい 面ランドの範囲における槽状部２５と組合せることができる。 さらに第９図の（ｉ）と（ｋ）とに相応してすくい面ランド１４の上に隆起し たチップフォーマ部分２６を、有利には切刃に対して直角に又は鋭角を成してか つ細長い楔形のリブ形で配置することもできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年２月２４日 【補正内容】 明細書 カッティングインサート 本発明はカッティングインサート、特に突切り、回転ブローチング、回転−回 転ブローチング、フライス削り又はねじ旋削のような半径方向加工の他に旋削を も行うカッティングインサートであって、切刃に続く負のすくい面ランドを有し 、該すくい面ランドの幅が少なくとも１つの切刃コーナの範囲又は円形の主切刃 の範囲で最大である形式のもに関する。 前記特徴を有するカッティングインサートはＵＳ−Ａ−３２７９０３５号によ って公知である。もちろんこのカッティングインサートは切刃方向に湾曲したラ ンドを有し、このランドは弧状に構成された切刃に隣接している。元来正方形で あるカッティングインサートを切刃に近い範囲で強く研削することによってラン ドが切刃コーナにおいて切刃中央範囲におけるよりも幅の広い構成が得られる。 もちろんこれによっては本発明の対象物においては望ましくないコンカーブに湾 曲した切刃が得られる。 ＥＰＯ４６７８７２Ａ１号明細書には部分円形の切刃を有し、この切刃に負の ランドが隣接している突切りインサートが開示されている。このランドに続いて すくい面は互いに隣接する槽状部の切欠きをチップフ ォーマ部材として有している。 カッティングインサートにおける負のランドは、切刃を安定化するという利点 を有しているが、もちろんこれにはチップ導出が強く妨げられるという欠点があ る。この場合には比較的に大きな送り力を必要とする摩擦が高められた程度で発 生する。 本発明の課題は冒頭に述べたカッティングインサートを改良して、負のすくい 面ランドの利点を損なうことなしに送り力もしくは結果として発生する総切削力 を減少させることである。 ６． カッティングインサートが突切り工具（１０）であって、その主切刃（１ １）及び（又は）副切刃（１３）がすくい面ランド（１４）を有している、請求 項１から５までのいずれか１項記載のカッティングインサート。 ７． 隣り合う切刃コーナ（１２）の間の主切刃すくい面ランド（１４）が突切 り工具（１０）の長手方向中心軸線に関しかつ副切刃ランド（１３）が副切刃垂 線に関し鏡面対称的に構成されている、請求項６記載のカッティングインサート 。 ８． すくい面ランド（１４，１４１，１４２，１４３）が切刃（１１，１３） に対して直角な方向で直線的、コンベックス、コンカーブ、単数又は複数のチッ プフォーマ槽状部（８２５）を備えているかかつ又は単数又は複数のチップフォ ーマ部材（２６）を備え構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記 載のカッティングインサート。 ９． すくい面ランド（１４，１４１，１４２，１４３）に続いてチップ案内段 部が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のカッティングイ ンサート。 10． すくい面（６）が平面図で見てかつ長手方向断面で見て先細の尖端を有す る、突出したリブ形状の楔部（２０）を備えた隆起したチップブレーカ（１９） を有している、請求項１から９までのいずれか１ 項記載のカッティングインサート。 11． カッティングインサートがねじ切り旋削カッティングインサートであって 、段階的でかつ段が付けられて相前後して配置された切刃コーナ（２４）を有し 、すくい面ランド（１４）がそれぞれ１つの突出する切刃コーナから切刃凹入部 に向かって最小を通過する、請求項１から６と８から１１までのいずれか１項記 載のカッティングインサート。 12． 逃げ角（β）が正又は０゜である、請求項１から１１までのいずれか１項 記載のカッティングインサート。 13． カッティングインサートが閉じられた円形の切刃（２８）を有し、負のラ ンド（２７）と接続するすくい面との間の境界曲線（１５）が切刃（２８）に対 する最大と最小の間隔を通過する、請求項１から６，８から１０と１３とのいず れか１項記載のカッティングインサート。 14． 境界曲線がそれぞれ４つの最大と４つの最小を通過する、請求項１３記載 のカッティングインサート。 15．切刃（２８）に対する境界曲線（１５）の最小間隔に半径方向で向けられた 楔及び長手リブ状の隆起したチップフォーマ部材が設けられている、請求項１３ 又は１４記載のカッティングインサート。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月３０日 【補正内容】 この課題は請求項１に記載したカッティングインサートによって解決された。 このカッティングインサートは、すくい面ランドと該すくい面ランドに続くすく い面との間の境界曲線がすくい面ランドに隣接する、側面図で見て直線的な切刃 の方向に、主切刃及び又は副切刃あたり、最小間隔の形をした唯一の凹入部を通 過するか又は平面図で見て円形又は部分円形の切刃を有するカッティングインサ ートの場合には最小間隔の形をした複数の凹入部を有し、この凹入部がそれぞれ 隣り合う凹入部から又は向かい合う凹入部に対して９０゜又は１８０゜の角度間 隔を有していることによって解決された。 したがってランドは１つの切刃コーナから出発して切刃に沿って狭窄される。 この狭窄は極端な場合、ランド幅が零になるまで達することができる。このよう な狭窄で、すくい面ランドとすくい面との間の境界曲線に負のランド角によって 切刃に対して相対的に与えられる高さ間隔は、減少させられる。切刃の経過にお けるすくい面ランドの前記凹入部は導出されるチップの少ない摩擦を結果として もたらし、さらに切刃楔部にかかる負荷は、切刃コーナにおける負の幅の広い安 定したランドの利点を維持して軽減される。これによって切刃コーナにおいては 、すなわち切削力が最大である範囲においては切刃は副切刃の範囲におけるより もはきっりと多く支持される。 請求の範囲 １． カッティングインサート、特に突切り、回転ブローチング、回転−回転ブ ローチング、フライス削り、ねじ旋削のような半径方向加工の他に旋削をも行う カッティングインサートであって、切刃（１１，１３）に続く負のすくい面ラン ド（１４，１４１，１４２，１４３）を有し、該すくい面ランド（１４，１４１ ，１４２，１４３）の幅が少なくとも１つの切刃コーナにおいて最大である形式 のものにおいて、すくい面ランド（１４，２７，１４１，１４２，１４３）と、 該すくい面ランド（１４，２７，１４１，１４２，１４３）に続くすくい面（１ ６）との間の境界曲線（１５）がすくい面ランドに隣接する、側面図で見て直線 的な切刃（１１，１３，２８）の方向で、主切刃（１１）及び又は副切刃（１３ ）あたり最小間隔の形をした唯一の凹入部を通過するか又は、平面図で見て円形 又は部分円形の切刃（２８）を有するカッティングインサートの場合、最小間隔 の形をした複数の凹入部を有し、これらの凹入部が隣り合った又は向き合った凹 入部から９０゜又は１８０゜の角度間隔を有していることを特徴とするカッティ ングインサート。 ２． すくい面（１６）に対するすくい面ランド（１４，１４１から１４３，２ ７）の境界曲線（１５）が ほぼ弧状に経過している、請求項１記載のカッティングインサート。 ３． すくい面ランド角（α）が１つの切刃コーナ（１２，２４）から切刃（１ ３）の方向で見て種々異なる負のランド角（α１からα３）を有している、請求 項１又は２記載のカッティングインサート。 ４． ランド角（α，α１からα３）が連続的に、有利には零に向かって変化し ている、請求項３記載のカッティングインサート。 ５． すくい面ランド（１４）とすくい面（１６）との間の境界曲線（１５）が 波形及び又はジグザグ形に経過しており、上方及び下方の包絡曲線の少なくとも 一方が曲率の変わらない弧を形成している、請求項１から４までのいずれか１項 記載のカッティングインサート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 切刃（１１，１３）に続く負のすくい面ランド（１４，１４１，１４２， １４３）を有するカッティングインサート、特に突切り、回転ブローチング、回 転−回転ブローチング、フライス削り、ねじ旋削のような半径方向加工の他に旋 削をも行うカッティングインサートにおいて、すくい面ランド（１４，１４１， １４２，１４３，２７）が少なくとも１つの切刃コーナ又は丸味のつけられた主 切刃の範囲における有効な切削範囲に関し最大であることを特徴とする、カッテ ィングインサート。 ２． すくい面（１６）に対するすくい面ランド（１４，１４１，１４２，１４ ３，２７）の境界曲線（１５）がほぼ円弧状に経過している、請求項１記載のカ ッティングインサート。 ３． すくい面（１６）に対するすくい面ランド（１４）の境界曲線（１５）又 はすくい面ランド（１４）の幅が切刃コーナ（１２，２４）から切刃（１１，１ ３）の方向で見て最小を通過する、請求項１又は２記載のカッティングインサー ト。 ４． すくい面ランド角（α）が切刃コーナ（１２，２４）から切刃（１３）の 方向で見て異なる負のランド角（α１からα３まで）を有している、請求項１か ら３までのいずれか１項記載のカッティングイン サート。 ５． ランド角（α，α１からα３まで）が連続的に、有利には零に向かって連 続的に変化するが、しかし常に負の範囲にある、請求項４記載のカッティングイ ンサート。 ６． すくい面ランド（１４）とすくい面（１６）との間の境界曲線（１５）が 波形及び（又は）ジグザグに経過しており、この場合、上方及び下方の包絡曲線 の少なくとも一方が曲率の変わらない弧を形成している、請求項１から５までの いずれか１項記載のカッティングインサート。 ７． 突切り工具（１０）において主切刃（１１）及び又は副切刃（１３）がす くい面ランド（１４）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の カッティングインサート。 ８． 隣接する切刃コーナ（１２）の間の主切刃すくい面ランド（１４）と副切 刃すくい面ランド（１３）とが突切り工具（１０）の長手中心軸線に関しかつ又 はこれに対する垂線に関し鏡面対称的に構成されている、請求項７記載のカッテ ィングインサート。 ９． すくい面ランド（１４，１４１，１４２，１４３）が切刃（１１，１３） に対して垂直な方向で、直線的に、コンベックスに、コンカーブに、単数又は複 数のチップフォーマ槽状部（２５）及び又は単数又は複数のチップフォーマ部分 （２６）を備えて構 成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のカッティングインサー ト。 10．すくい面ランド（１４，１４１，１４２，１４３）に続いてチップ案内段が 配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のカッティングインサ ート。 11．すくい面（１６）が隆起したチップブレーカ（１９）を有し該チップブレー カ（１９）が突出するリブ形の楔部（２０）を有し、該楔部（２０）が平面図並 びに長手方向断面図で見て先細の尖端部を有している、請求項１から１０までの いずれか１項記載のカッティングインサート。 12．カッティングインサートが段階的にかつ段を付けられて相前後して配置され た切刃コーナ（２４）を備えたねじ旋削カッティングインサート（２３）であっ て、すくい面ランド（１４）が突出する１つの切刃コーナから切刃凹設部に向か って最小を通過する、請求項１から７まで及び９から１１までのいずれか１項記 載のカッティングインサート。 13．逃げ角（β）が正又は０゜である、請求項１から１２までのいずれか１項記 載のカッティングインサート。 14．カッティングインサートが閉じられた円形の切刃（２８）を有し、負のラン ド（２７）とこれに続くすくい面との間の境界曲線（１５）が切刃（２８） に対する最大及び最小間隔を通過する、請求項１から７までのいずれか１項記載 のカッティングインサート。 15．境界曲線がそれぞれ４つの最大と４つの最小とを通過する、請求項１４記載 のカッティングインサート。 16．切刃（２８）に対する境界曲線（１５）の間隔が最小である部分に半径方向 で向けられた楔形及び長手方向リブ形に隆起したチップフォーマ部分が設けれて いる、請求項１４又は１５記載のカッティングインサート。