JP2014104579A - 切削インサート - Google Patents

Abstract

【課題】クーラントダクトを有する切削インサートを提供する。
【解決手段】主切れ刃（２８）と、すくい面（２６）と、切削インサート（１２）の上部側に形成された少なくとも１つのクーラントダクト（２０）とを有する切削インサート（１２）であって、少なくとも１つのクーラントダクト（２０）は、少なくとも部分的にすくい面（２６）内に主切れ刃（２８）に向かって配置され、その幅は主切れ刃（２８）に向かって増加する。
【選択図】図１

Description

本発明は切削インサートに関する。さらに、本発明は、ツールホルダおよび切削インサートを有する切削ツールに関する。

工作物の切断および旋削中、摩擦および成形により強い熱を発することとなり、その結果、工作物だけでなく、使用される切削ツールもかなり加熱される。しかしながら、切削ツールの高い温度は摩耗の増加につながり、コストがかかることとなる。このため、工作物の機械加工時、クーラントの補助により切削インサートが冷却される。これまで、クーラントの流れは、切削インサートが取り付けられたツールホルダ内または上のノズルまたはダクトを通じて切削インサートに、特に、切削インサートの主切れ刃に案内されることが通常であった。これには、クーラントの流れが強力に案内されるため、切削インサートの、クーラントの流れが直接当たる部分のみが冷却されるという問題がある。

本発明の目的は、わずかな程度の摩耗を有し、より長い使用可能寿命を可能にする切削インサートを提供することである。

この目的は、主切れ刃と、すくい面と、切削インサートの上部側に形成された少なくとも１つのクーラントダクトとを有する切削インサートによって達成される。少なくとも１つのクーラントダクトは、少なくとも部分的にすくい面内に、主切れ刃に向かって配置されており、その幅は、主切れ刃に向かって増加する。本発明によって、ツールホルダのノズルまたは開口部から出るクーラントの流れは、クーラントダクト内を切れ刃に向かって目標とする状態で案内される。ダクトの幾何学的形状により、クーラントの流れを、冷却を必要とする切れ刃が冷却されるような方法で導くことが可能になる。さらに、クーラントダクトを切削インサートの上部側に形成すると、ダクトへのアクセスが容易になるため、組み立て時、クーラントを案内する、切削インサートの開口部とツールホルダの開口部とを長々と互いに位置合わせする必要はない。上部側に形成されたダクトのさらなる利点は、クーラントダクトを内部に有するものと比較して切削インサートの製造をかなり容易にすることである。

クーラントダクトを主切れ刃の方に向けて主要クーラントダクトを形成し、主切れ刃の目標とする冷却を可能にすることが好ましい。

切削インサートは、好ましくは、少なくとも１つの二次切れ刃を有する。クーラントダクトを少なくとも１つの二次切れ刃の方に向けて二次クーラントダクトを形成する。二次切れ刃の方に向かうクーラントダクトの向きにより、ツールホルダのクーラントが出る箇所と主切れ刃との間の連結部に直接配置されない二次切れ刃の冷却が保証される。

さらなる実施形態によれば、すくい面は少なくとも１つのチップブレーカを有し、その結果、切屑形成に影響することが可能である。

例として、クーラントダクトがダクト壁のクーラント案内機能にチップブレーカの作用を併せ持つように、クーラントダクトは少なくとも１つのチップブレーカによって部分的に境界が定められる。これにより、すくい面におけるチップブレーカおよびクーラントダクトの特定の省スペース配置を達成することを可能にする。

少なくとも１つのチップブレーカは、主切れ刃に対して実質的に垂直に配向された部分および／または主切れ刃に対して斜めに配向された部分を有することが好ましい。この幾何学的形状の結果、チップブレーカは、クーラントダクトの境界画定部としてのその機能およびまたその切屑破断機能の両方を満たすことができる。

クーラントの流れの少なくともいくらかがチップブレーカの高さ全体にわたり二次クーラントダクト内に問題なく案内されるように、少なくとも１つのチップブレーカの、主切れ刃から遠い側に二次クーラントダクトを配置することが特に好ましい。

さらなる実施形態の変形形態では、２つのチップブレーカが設けられる。主要クーラントダクトは２つのチップブレーカの間に延びる。この幾何学的形状は、クーラントの流れのいくらかを直接かつ妨げることなく主切れ刃に送ることを可能にする。

２つのチップデフレクタが設けられ、それらの間にクーラントダクトが円すい形に開き、その結果、クーラントの流れが広がることが好ましい。

クーラントの流れ全体が主要クーラントダクトに流れ込まないように、チップデフレクタ間の距離はチップブレーカ間の距離よりも大きいことが特に好ましい。

さらなる実施形態においては、切削インサートは、２つの二次切れ刃および少なくとも２つの二次クーラントダクトを有する。したがって、切削ツールは２つの冷却される二次切れ刃の恩恵を受ける。

例として、クーラントダクトは共通部分を有し、これがクーラントを種々のクーラントダクト内に供給することを極めて容易にする。

本発明の一形態においては、少なくとも１つのクーラントダクトはタブ形状である。したがって、クーラントは可能な限り最小の流れ抵抗を受ける。

本発明のさらなる実施形態の変形形態では、切削インサートは旋削工具用である。

本発明はまたツールホルダおよび切削インサートを有する切削ツールに関する。ここで、切削インサートはツールホルダの凹部内に挿入される。クーラントダクトは少なくとも部分的に切削インサートの表面とツールホルダの凹部の表面との間に画定される。それによって切削インサートのツールホルダへの組み付けが簡単になり、かつ追加の位置合わせ工程なく実施されうる。

本発明のさらなる特徴および利点は以下の説明および参照される添付の図面から明らかになる。

本発明による切削インサートの斜視図を示す。 図１に示す切削インサートの平面図を示す。 本発明による切削インサートを面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切った断面図を示す。 ツールホルダ内に挿入された図１に示す切削インサートを示す。

図１〜３は、切削ツール１０用の切削インサート１２を示す。ここで、切削インサート１２は２つの領域、すなわち、切削ツール１０に切削インサートを取り付けるための挿入領域１６、および機械加工される工作物（図示せず）を機械加工することができる切削領域１８に分割することができる。

クーラントダクト２０が切削インサート１２の実質的に全長にわたって延びる。クーラントダクト２０の入口領域２２が挿入領域１６内にあり、かつ切削インサート１２の中心軸線Ａに沿って配置されている。入口領域２２は、切削領域１８に向かって開くＵ字形のダクト壁２４によって囲まれている。

切削領域１８の、挿入領域１６の方に面する側において、ダクト壁２４はそのＵ字形の脚の端部にチップデフレクタ２５を形成し、チップデフレクタ２５の間にクーラントダクト２０が延びて、この領域内に円すい形に開く。切削領域１８の表面は、すくい面２６として構成され、切削インサート１２の周方向面との交点に切れ刃を形成する。すくい面２６の縁端に切削インサート１２の端面３０と共に主切れ刃２８が形成される。２つの二次切れ刃３２がすくい面２６によって、およびいずれの場合においても、対向する側面３４の１つによって形成される。主切れ刃２８は２つの二次切れ刃３２のそれぞれとほぼ直角を形成する。しかしながら、主切れ刃２８と、いずれの場合においても、二次切れ刃３２の１つとの間の内角α，βは、好ましくは９０°未満である。

すくい面２６は２つのチップブレーカ３６を有し、２つのチップブレーカ３６はすくい面２６を３つのダクトに分割する。チップブレーカ３６間の、中心軸線Ａに垂直な距離は、この場合、チップデフレクタ２５間の距離よりも小さい。主要クーラントダクト３８は２つのチップブレーカ３６間に、中心軸線Ａに沿って延びる。二次クーラントダクト４０は、中心軸線Ａから斜めに進み、チップブレーカ３６の前にある二次切れ刃３２の方向に延びる。これらはいずれの場合においても少なくとも部分的にチップデフレクタ２５およびチップブレーカ３６によって境界が定められる。

主要クーラントダクト３８は、少なくともチップブレーカ３６間にタブ形状のへこみ４２として構成され、ここで、チップブレーカ３６の、主切れ刃に対して垂直に配向される部分によって部分的に境界が定められる。その後、主要クーラントダクト３８は主切れ刃２８に向かって急激に上昇し、その底部が主切れ刃２８の高さに達し次第終端する。

二次クーラントダクト４０のそれぞれは二次切れ刃３２の方に向かって角度を成して配置される。二次クーラントダクト４０は中心軸線Ａから進み、二次切れ刃３２の方向に広がる。これはチップブレーカ３６の一部によって達成され、これにより、主切れ刃２８に対して斜めに配向された二次クーラントダクト４０の範囲が定められる。主要クーラントダクト３８に類似する態様で、二次クーラントダクト４０はそれらが二次切れ刃３２の各々に達する前、二次クーラントダクト４０の底部が二次切れ刃３２の高さに達するまでわずかに上昇する。

図４は、ツールホルダ４４に挿入された切削インサート１２を含む切削ツール１０の断面図を示す。この目的のため、ツールホルダは、ノーズ４８によって上部に向かって境界が定められる凹部４６を有する。ダクトまたはボアとしても構成することができるノズル（図示せず）がツールホルダ４４の内部に形成され、凹部４６に通じている。

組み立てのため、切削インサート１２はツールホルダ４４の凹部４６内に挿入される。切削インサート１２の挿入領域１６は、その後、完全に凹部４６内に配置され、切削領域１８はノーズ４８の前に突出する。ここで、ツールホルダ４４のノーズ４８の底部側はダクト壁２４と共にクーラントダクト２０の入口領域２２を形成する。したがって、ノズルは入口領域２２に通じている。

切削インサート１２の冷却のため、クーラントはノズルから流れ出てクーラントダクト２０の入口領域２２に流れ込む。クーラントは、その後、チップデフレクタ２５間の開口部を通過し、結果的に、チップブレーカ３６に衝突する。チップブレーカ３６間の開口部はチップデフレクタ２５間の開口部よりも小さいため、クーラントの流れはこの時点で３つに分割される。チップブレーカ３６間の開口部を通過するクーラントの量は主要クーラントダクト３８によって主切れ刃２８に案内されるため、主切れ刃２８を冷却することができる。

中心軸線Ａに沿う流れの方向からわかるように、残りのクーラントは、チップブレーカ３６によって左または右の二次クーラントダクト４０内に運ばれ、そこから、クーラントは二次切れ刃３２に送られ、二次切れ刃３２を冷却する。したがって、切削インサート１２の３つの切れ刃は全て目標とする状態で冷却される。

１０ 切削ツール
１２ 切削インサート
１６ 挿入領域
１８ 切削領域
２０ クーラントダクト
２２ 入口領域
２４ ダクト壁
２５ チップデフレクタ
２６ すくい面
２８ 主切れ刃
３０ 端面
３２ 二次切れ刃
３４ 対向する側面
３６ チップブレーカ
３８ 主要クーラントダクト
４０ 二次クーラントダクト
４２ タブ形状のへこみ
４４ ツールホルダ
４６ 凹部
４８ ノーズ

Claims (15)

1. 主切れ刃（２８）と、すくい面（２６）と、前記切削インサート（１２）の上部側に形成された少なくとも１つのクーラントダクト（２０）とを有し、前記少なくとも１つのクーラントダクト（２０）が、少なくとも部分的に前記すくい面（２６）内に前記主切れ刃（２８）に向かって配置されており、前記少なくとも１つのクーラントダクト（２０）の幅が前記主切れ刃（２８）に向かって増加する、切削インサート（１２）。
2. 前記クーラントダクト（２０）が前記主切れ刃（２８）の方に向き、主要クーラントダクト（３８）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の切削インサート。
3. 少なくとも１つの二次切れ刃（３２）を有し、前記クーラントダクト（２０）が前記少なくとも１つの二次切れ刃（３２）の方に向き、二次クーラントダクト（４０）を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の切削インサート。
4. 前記すくい面（２６）が少なくとも１つのチップブレーカ（３６）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削インサート。
5. 前記クーラントダクト（２０）が前記少なくとも１つのチップブレーカ（３６）によって部分的に境界が定められていることを特徴とする、請求項４に記載の切削インサート。
6. 前記少なくとも１つのチップブレーカ（３６）が、前記主切れ刃（２８）に対して実質的に垂直に配向された部分および／または前記主切れ刃（２８）に対して斜めに配向された部分を有することを特徴とする、請求項４または５に記載の切削インサート。
7. 前記二次クーラントダクト（４０）が、前記少なくとも１つのチップブレーカ（３６）の、前記主切れ刃（２８）から遠い側に配置されることを特徴とする、請求項３および請求項４〜６のいずれか一項に記載の切削インサート。
8. ２つのチップブレーカ（３６）が設けられ、前記主要クーラントダクト（３８）が前記２つのチップブレーカ（３６）間に延びることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか一項に記載の切削インサート。
9. ２つのチップデフレクタ（２５）が設けられ、前記２つのチップデフレクタ（２５）間に、前記クーラントダクト（２０）が円すい状に開いていることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の切削インサート。
10. 前記チップデフレクタ（２５）間の距離が前記チップブレーカ（３６）間の距離よりも大きいことを特徴とする、請求項８または９に記載の切削インサート。
11. ２つの二次切れ刃（３２）および少なくとも２つの二次クーラントダクト（４０）を有することを特徴とする、請求項３〜１０のいずれか一項に記載の切削インサート。
12. 前記クーラントダクトが共通部分を有することを特徴とする、請求項１１に記載の切削インサート。
13. 前記少なくとも１つのクーラントダクト（２０）がタブ形状であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の切削インサート。
14. 前記切削インサート（１２）が旋削工具用であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の切削インサート。
15. ツールホルダ（４４）および請求項１〜１４のいずれか一項に記載の切削インサート（１２）を有する切削ツール（１０）において、前記切削インサート（１２）が前記ツールホルダ（４４）の凹部（４６）内に挿入され、前記クーラントダクト（２０）が、少なくとも部分的に前記切削インサート（１２）の表面と前記ツールホルダ（４４）の前記凹部（４６）の表面との間に画定されることを特徴とする、切削ツール（１０）。

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