JPS58114813A - 消耗性自己再生刃部付切削インサ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 フライスカッタは、外周に７個以上の切削要素を取付け
た回転円板であり、下側の加工品上を横送りされながら
原材料を次第に削りとる。フライスカッタ工具のモジュ
ール設計においては、完全なフライスカッタ組立体を構
成する諸部品がｌ単位として扱われ、その中の本体モジ
ュールに他のモジー−ルすべてが最終的に取付けられる
が機械加工される。本体モジュールには、駆動モジュー
ル、インサート、ウェッジ、停止ボタンおよびねじを含
むインサートポケットモジュール、および切り屑ポケッ
トモジュールを取付けるねし穴パターンが機械加工され
る。一般的に言って、特定の切削目的を達成するための
切削イノサートの特定型式に合わせて、多数の異なる形
状の本体モジー−ルがある。言い換えると、カッタ本体
設計案のリード角、半径方向すくい角および軸線方向す
くい角は、フライスカッタ組立体を形成するのに用いら
れる他のモジー−ル構成部品の関数として変化する。

所望の切削器具を実現するために、カッタ組立体の本体
モジュールおよび他のモジュールを種々の異なる組合せ
としなければならないということは、モジュール部品の
大量在庫を必要とする。本発明の目的は、この多数の部
品の必要性をなくすとともに、単一デザインのカッタ本
体を有する新しい改良されたフライス７ステムを提供す
ることにある。好適例においては、このカッタ本体デザ
インは、リード角Ｏ〜／°、半径方向すくい角０°、軸
線方向すくい角小、例えば−／°〜十ｊ°である。

この単一デザインのカッタ本体を本発明に従って製造し
た複数の異なる切削インサートと併用して、フライス形
状の軸線方向、半径方向すくい角およびリード角に合わ
せることができる。カッタインサートをフライスカッタ
本体モジュールに合わせて設計するのではない。

難削材、例えばチタ７ＡＡＬ−ＩＡＶを高い金属削除速
度でフライス切削するのに用いられる従来のフライスカ
ッタは、通常、現在の技術の超硬（炭化タングステン）
工具を用いても、約乙Ｏ〜７００表面フィート／分（Ｓ
ＦＰＭ＝　５ｕｒｆａｃｅ　ｆｅａｔ　ｐｅｒｍｉｎｕ
ｔｅ　）の切削速度およびｏ、　ｏｏｔｔ　〜ｏ、　ｏ
ｉｏインチ／歯の送り速度で切削を行う。平常の切削要
領では、切刃がすりへり工具が鈍くなるので、（表面仕
上、部品寸法、逃げ面摩耗、ノーズ摩耗および切削イン
サートの変形に基づく）所定の時間後に切削インサート
を取外す。そうしないでさらに切削を続けようとすると
、切刃が切削抵抗と温度上昇により欠けたり焼付いたり
する。さらに、切刃をそれりカッタが破損したりし、従
って普通このような継続使用を回避する。工具の寿命を
延長するために、現在のフライスカンタはインサート（
１ｎｓｅｒｔ）の切刃を割出しでき、新しい切刃を加工
品に向けるように設計されており、工具−切り屑接触の
長さを短縮するとともに、工具逃げ面の長さを制御する
ようにインサート（１ｎｓｅｒｔ　）を設計することも
提案されている。このことは、　％ｉ；４＃　ｒＭａｎ
ｕｆａｃｔｕｒ−ｉｎｇ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪ　
（／９１０年３月刊）の夕３頁に説明されている。

従来のフライス工具の上述した欠点を克服するために、
本発明の目的は、チタン乙ＡＬ−４’Ｖのような難削材
を一層速い切削速度、例えば平常切削速度の≠〜６倍（
約６００ＳＦＰＭ’）の切削速度にて、一層長い工具寿
命にわたって切削加工し得る切削インサートを提供する
ことにある。本発明は鋳鉄や鋼などの他の材料にも適用
でき、少ない抵抗で速い速度という利点をもち、従って
同じ材料削除速度の場合動力消費を軽減する。さらに、
切削時間が短縮され、これにより生産率が高まり、表面
仕上げも向上する。

発明の要旨 本発明の上記および他の目的および利点を達成する改良
切削インサー）　（１ｎｓｅｒｔ　）は、切刃が切削作
業中に消費され、この消費につれて新しい切刃を生成す
るように配向され、かくして切刃の全長が使い尽される
まで切削プロセスが継続できる。

さらに具体的には、本発明の切削インサートは、消耗性
自己再生突出部または刃部（ｌｅｄｇｅ　）により構成
される切刃を有し、各消耗性自己再生刃部の配向が、フ
ライスカッタ本体の代りに、フライス形状の所望の軸線
方向、半径方向すくいおよびリード角に適合するように
設計されている。従って、本発明の消耗性自己再生刃部
付切削インサートは、モジュールとして、リード角０°
〜／°、半径方向すくい角０°および軸線方向すくい角
好ましくは約−７０〜＋ｔ’の標準カッタ本体モジュー
ルに取付ケることができる。この新規な改良された消耗
性自己再生刃部付切削インサートは、作りつけポケット
型保持機構またはカートリッジ型保持機構により、カッ
タ本体に容易に固定することができる。

本発明の新規な改良された消耗性自己再生刃部付切削イ
ンサートは、はソ正方形形状の平坦な本体部材で特徴付
けられ、この平坦本体部材の互に反対向きの平坦表面が
外周側面を画定する。細長い消耗性自己再生刃部が好ま
しくは各外周側面から延在し、この刃部（ｌｅｄｇｅ　
）は平坦本体部材の幅より幅狭である。各刃部は本体部
材と一体に形成され、外周側面の全長またはその一部に
沼って所望の断面形状で、フライス形状に必要な半径方
向および軸線方向すくい角およびリード角に適合する。

刃部の半径方向すくい角は、刃部を本体の外周側面に対
角線方向に延在させることにより正、中立または負いず
れとすることもできる。同様に、軸線方向すくい角も正
、中立または負いずれとすることもできる。刃部の長さ
はインサートの外周切刃の長さの２ｊ〜１００％゛とす
ることができ、カッタ本体モジュールのインサート取付
は機構に依存する。作業時には、新規な改良された切削
イ／サートの細長い刃部の一端または一エツジが加工品
に接触し、適正に配向されていれば、その接触端が摩耗
、欠は落ちまたは焼切れにより消費され、そして同時に
接触端はフライス工具の他の部分をいささかも傷つけな
い。消費されたエツジはそのうしろに、即ち刃部の長さ
に沿って新しいエツジを生成し、これにより新しい切刃
を提供し、かくして刃部の全長が使い尽されるまでフラ
イスプロセスを継続できる。刃部の消費速度は加工材、
工具材、切削条件（例えば切削速度および送り速度）お
よび刃部の幾何形状に依存する。

本発明の他の目的および利点は、図面を参照した以下の
詳しい説明から明らかになるであろう。

好適実施態様の詳細な説明 第１〜≠図に本発明の新規な改良された切削インサート
の第１実施例を１０で総称して示す。この切削インサー
ト１０は、本体部材１２および消耗性自己再生突出部ま
たは刃部（ｌｅｄｇｅ　）　１４を含む一体構造のもの
である。本体部材１２ははソ正方形の形状であるが、切
削インサート１０は、本体部材が三角形や長方形を含め
て任意の多角形形状となるように構成することができる
。本体部材１２は、互に反対向きの平行な平坦表面１６
および１８により定められ、両平面１６および１８は互
に離間されて両者間に外周側面２０，２２．２４および
２６を定める。平面１６および１８間の間隔は幅Ｗ１を
有する。

消耗性自己再生刃部（ｌｅｄｇｅ　）　１４は、本体部
材の／外周表面の一部または全長にわたって延びている
か、または第１〜を図の実施例に示すように、本体部材
の全外周に延びている。刃部１４の断面は第≠図にわか
りやすく示した通りはゾ長方形である。刃部１４の幅は
Ｗ２で、刃部の深さはＤで、これはインサート１０の最
大切込み深さに相当する。刃部幅Ｗ２は本体部材１２の
幅Ｗ１より小さい。

切削作業にあっては、後でもっと詳しく説明するが、切
削インサート１０をフライスカッタに取付けた場合、細
長い刃部１４の一端が連続的に消費され、従って刃部の
全長に沿って新しい切刃が生成し、かくして刃部１４の
全長が使い尽されるまで切削過程が継続す゛る。従って
、刃部１４は消耗性自己再生刃部であり、刃部の消耗速
度は被剛材、工具材、切削条件（例えば切削速度および
送り速度）、および刃部１４の特定幾何形状または輪郭
などを含む幾つかの、／、＜ラメータに依存する。本発
明の切削インサート１０は４面フライス用途に用いるこ
とができ、この場合切削インサート１０をディツシュ角
インチの場合に０．００２〜０．０２０インチ程度とな
る。

加工品の切込み深さは第を図に示すように個々のインサ
ートにつき寸法ｒＤＪに限定される。

刃部１４の断面幾何形状は種々の形状にでき、例えば第
５〜７図に示す幾何形状とすることができる。工具寿命
に対する幾何形状の影響は大きく、従って、切削インサ
ートの刃部１４に採用できる種々の幾何形状を第！；　
（ａ）〜（ｇ）図に具体的に示す。第５　（ａ）図に示
す刃部１４の断面はテーパを付けられ、厚さが深さに従
って変化し、刃部の傾斜側面３０の角度「γ」は好まし
くは約ｌｊ°〜≠ｊ°である。第ｊ　（ｂＪ図に示す刃
部形状は第３　（ａ）図に示す刃部形状に似ているが、
傾斜面３００反対側に角度的５°〜ｔ５゜のにランド３
２が設けられている。第！；　ｆｃ）図に示す実施例で
は刃部１４の片側に楕円湾曲面３４を付け、他方第ｊ　
（ｄ）図に示す実施例では刃部１４の両側に楕円、双曲
線または円形湾曲面３６および３８を付けである。第！
；　ｆｅ）図の刃部形状は第７〜ｊ図に示した刃部形状
に似ているが、切削インサート１０を戻りび！；　（ｇ
）図の実施例では、刃部１４にカッタの軸線方向に対し
て正のすくい（ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｒａｋｅ　）を付け
ており、角度「β」は好ましくは／ｊ°以下で、か＼る
角度が耐熱合金の切削に用いるのに特に適当である。

切削インサート１０の特定幾何形状の刃部１４を用いて
、所望の切削幾何形状の軸線方向および半径方向両方の
所望のすくい角を変化または選択することができる。か
＼る選択には通常異なる設計のカッタ本体を必要とした
。か＼る必要は、切削インサート１０の刃部１４を特定
形状に設計することにより実質的になくなる。これによ
り切削インサート１０を標準ウェッジロックアセンブリ
にて力、り本体に使用でき、好ましくはリード角Ｏ°、
半径方向すくい角Ｏ°および軸線方向すくい角小、通常
−／°ないし＋ｊ°程度の設計のカッタ本体に使用でき
これは戻り率の高い耐熱合金その他の材料の切削に特に
有用である。

リード角（１ｅａｄ　ａｎｇｌｅ　）は、フライスカッ
タが加工品を通過した後加工品の側壁に残される角度で
ある。リード角「λ」は／°〜７３°とすることができ
る。第７図のカ部形状では、刃部の片端または両端での
リード角を≠ｒまでつけることができる。第７図は、刃
部の長さがインサートの外周縁に泊って変化し得ること
も示している。

本発明の別の実施例においては、第２〜７７図に示すよ
うに、消耗性自己再生刃部付切削インサー　）　１０’
の各外周側面２０′〜２６′に泊った細長い刃部１４′
を配向させて、切削形状の半径方向すくいに対処してい
る。具体的には、細長い刃部１４′を本体部材１２′の
はソ長方形の外周側面２０’〜２６′に対角線方向に延
ばすように形造ることによって、半径方向すくいを正、
中立または負とすることかできる。半径方向すくいの角
度を−／ｊ°がら＋／ｊ°までとすることができる。

次に第１２図に移ると、切削インサート１０′を加工品
５００蚤面フライス切削に使用する場合、切削インサー
ト１０′のディンシー角ｒＸＪを約ｌ　とする必要があ
り、半径方向隙間は刃部長さ％イノチに対して約０．０
０．２〜０．０２０インチである。切込み深さは消耗性
自己再生刃部１４′の深さ「Ｄ′」に限定される。切削
作業中、細長い消耗性自己再生刃部１４′の一端が加工
品５ｏに接触し、従って消費されるにつれて、刃部１４
′の全長に沿ってその消耗部分のうしろに新たな切刃が
出現し、これによりフライス削り、が刃部１４′の全長
にわたって連続的に維持される。刃部１４′の全長を使
い尽した後、切削インサー１０′を割出して次の刃部１
４′を切削作業に使用できるようにする。

このように、本発明によれば、刃部部分を有する新しい
改良された切削インサートが提供され、該刃部部分が定
める切刃は切削インサートの使用中消費され、かくして
刃部の全長にそって当該切刃のうしろに新たな切刃を再
生し、これにより刃部の全長が使い尽されるまで切削プ
ロセスが連続的に維持される。消耗性自己再生刃部は断
面形状を有し、切削インサートの主本体部分に対して配
る。この新規な改良された消耗性自己再生刃部付切削イ
ンサートは難削材を同一工具寿命にて現在得られる工具
より速い、通常≠〜６倍程倍速度速度（１，００８ＰＰ
Ｍ）で切削することができる。従ってこの新規な改良さ
れた消耗性自己再生刃部付切削インサートには、切削速
度がより速いので同じ材料削除速度でも切削抵抗が少な
くなり動力消費が少なくなり、従って切削時間が短くな
り生産率が高くなる。加工品表面の超仕上も実現される
。

切削インサート形状を変えてフライス削り形状を変える
ので、カッタ本体デザインを標準化でき、好ましくはリ
ード角Ｑ°、半径方向すくい角グおよび軸線方向すくい
角−／°ないし＋ｊ°のカッタ本体デザインを使用でき
る。つくり付はポケット型保持機構またはカー）　ＩＪ
ソジ型機構を用いて、消耗性自己再生刃部付切削インサ
ートを標準設計の本体に固定することができる。

本発明を幾つかの好適実施例に関して説明したが、当業
者であれば本発明の要旨を逸脱せぬ範囲内で種々の修正
、変更、変形を加え得ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の消耗性自己再生刃部（ｌｅｄｇｅ　）
付切削インサートの第１実施例の斜視図。 第２図は第１図の切削インサートの正両立面図、第３図
は第１図の切削インサートの端両立面図、第を図は第１
図の切削インサートの角の拡大図、第！；　（ａ）〜（
ｇ）図は本発明の切削インサートの刃部の種々の形状を
示す端両立面図、 第６および７図は別の刃部形状を示す斜視図、第ｇ図は
本発明の消耗性自己再生刃部付切削インサートの第２実
施例を示す斜視図、 第り図は第ｇ図の切削インサートの正両立面図、第１Ｏ
図は第を図の切削インサートの端面立面図、 第１／図は第ｒ図の切削インサートの角の拡大図、およ
び 第１２図は加工品のフライス切削作業中の本発明の切削
インサートを示す斜視図である。 １０・・・切削インサート１２・・・本体部材１４・・
・刃部（ｌｅｄｇｅ　）　　　１６．１８　・・・平行
表面２０．２２．２４．２６・・・外周縁表面Ｗ・・・
本体部材の幅　　Ｗ２・・・刃部幅Ｄ・・・刃部深さ くｄ）（ｂ）（Ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（９）し−ｍ−
−’−””−’−”−”−”−’）”−−−”−’−”
−”’−’−”　　−”’−フＦＩＧ、５ ＦＩＧ６　　　　　　　　　ＦＩＧ７ ＦＩＧ８　　　　　　　　ＦＩＧ９ ＦＩＧ、ＩＯＦＩＧ　ｌ　ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｍ　　平坦な本体部材が互いに反対向きのはソ平行な表
   面を有し、これら両表面が互に離れて外周側面を定め、
   少くとも１つの外周側面が、その長さに沿って延びかつ
   一体に形成された細長い突出刃部を含み、該刃部が、本
   体部材の相隔たる表面間の幅より小さい幅を有しかつ切
   削インサートの切刃を定め、かくして切削作業中に、前
   記細長い刃部の一端が、加工品と連続的に接触し、従っ
   て連続的に消費されて、刃部の長さに沿って新しい切刃
   が生成することを特徴とする消耗性自己再生刃部付切削
   インサート。 （２）　　前記平坦な切削本体がはソ長方形の形状で、
   細長い突出刃部が長方形本体部材のｖつの外周側面のそ
   れぞれから延びる特許請求の範囲第（１１項記載の消耗
   性自己再生刃部付切削インサート。 （３）　　前記刃部の断面がはソ正方形である特許請求
   の範囲第（１１項記載の消耗性自己再生刃部付切削イン
   サート。 （４）　　前記刃部の断面が本体部材の外周側面から刃
   部の先端まで内方にテーパになっている特許請求の範囲
   第（１）項記載の消耗性自己再生刃部付切削インサート
   。 ｆ５）　　＃Ｊ記刀刃部細長い片側側面が、細長い反対
   側側面に対して傾斜している特許請求の範囲第（１１項
   記載の消耗性自己再生刃部切削インサート。 （６）　　前記刃部の細長い片側側面が湾曲している特
   許請求の範囲第（１）項記載の消耗性自己再生刃部付切
   削インサート。 （７）　　前記刃部の細長い両側側面が湾曲している特
   許請求の範囲第（１）項記載の消耗性自己再生刃部付切
   削インサート。 （８）　　前記刃部の断面が平坦本体部材の平面に対し
   て傾斜してインサートの軸線方向すくい角を定めている
   特許請求の範囲第（１１項記載の消耗性自己再生刃部付
   切削インサート。 （９）　　前記細長い刃部の少くとも一端が傾斜して範
   囲第（１１項記載の消耗性自己再生刃部付切削インサー
   ト。 ００）　　前記外周刃部が前記平坦本体部材のｌ平行表
   面と隣接して配置された特許請求の範囲第（２）項記載
   の消耗性自己再生刃部付切削インサート。 Ｑｌｌ　　前記細長い刃部が平坦な本体部材の外周側面
   に対角線方向に延在して半径方向すくい角付切刃を定め
   る特許請求の範囲第（１１項記載の消耗性自己再生刃部
   付切削インサート。 Ｑ２１　　はソ長方形形状の平坦な本体部材が互に反対
   向きのはソ平行な表面を含み、これら両表面が互に離れ
   て外周側面を定め、前記平坦な本体部材に各外周側面か
   らそれぞれ延びる細長い突出刃部が一体に形成され、各
   細長い突出刃部が関連する外周側面の長さの少くとも一
   部に清って延び、かつ外周側面の幅より小さい幅を有し
   、各細長い突出刃部が各外周側面を対角線方向に延び、
   従って各細長い刃部が、ある半径方向すくい角で配置さ
   れた切刃を定め、これにより切削作業中に、細長い刃部
   の一端が加工品と連続的に接触し、従って連続的に消費
   されて、その刃部が使い尽されるまで刃部の長さに清っ
   て新しい切刃を定め、その刃部が使い尽された後切削イ
   ンサートを次の刃部切刃に割出しできることを特徴とす
   る割出し可能な消耗性自己再生刃部付切削インサート。 Ｑ３１　　各突出刃部の断面がはソ正方形である特許請
   求の範囲第（１２１項記載の消耗性自己再生刃部付切削
   インサート。 ０４１　　各刃部の断面が本体部材の外周側面から刃部
   の先端まで内方にテーパになっている特許請求の範囲第
   （１２１項記載の消耗性自己再生刃部付切削インサート
   。 （１５１各刃部の細長い片側側面が細長い反対側側面に
   対して傾斜している特許請求の範囲第０２項記載の消耗
   性自己再生刃部付切削インサート。 （１６）各刃部の細長い片側側面が湾曲している特許請
   求の範囲第（１２１項□記載の消耗性自己再生力部付　
   　　１切削インサート。 ０７１　　各刃部の細長い両側側面が湾曲している特許
   請求の範囲第（１２１項記載の消耗性自己再生刃部付切
   削インサート。 Ｑ８１　　各刃部の断面が、平坦な本体部材の平面に対
   して傾斜してインサートの軸線方向すくい角を定めてい
   る特許請求の範囲第（１２１項記載の消耗性自己再生刃
   部付切削インサート。 囲第（１２１項記載の消耗性自己再生刃部付切削インサ
   ート。