JPS6210763B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般にチツプ形成材料を加工するため
の切削工具に関する。より詳しくは、本発明は、
比較的高い送り速度で特に有利なチツプ制御形状
を有する切削インサートに関する。

従来のチツプ制御インサートは、比較的高い送
り速度、例えば１回転当り0.508mm（0.020イン
チ）以上の速度で使用されるとき、性能の問題を
示した。これらの問題は、切削過程によつて生じ
たチツプの衝突によつて引き起こされ、チツプは
このような先行技術のインサート面の１つ、或は
それ以上の部分との衝突により、切削インサート
材料の早期摩耗及び／又は破損を導びく過度の摩
擦、および摩耗を生じさせる。

より高い送り速度でチツプ流れを妨げる形状を
もつチツプ制御切削インサートを開示する先行技
術の例は、 発明者KRUGERの米国特許第4288179号 発明者Wirfeltの米国特許第3395434号 発明者Newwmerの米国特許第3381349号 発明者Gettsの米国特許第3213716号 である。

従つて本発明の目的は、比較的高い送り速度で
使用し、かつ先行技術に伴なう上述の問題を克服
するのに有効なチツプ制御形状を利用する切削工
具を提供するにある。

本発明は、好ましい形態では、チツプ形成材料
を加工するための割り出し可能な切削インサート
として具体化され、インサートは比較的高い送り
速度で使用されるとき、改良されたチツプ制御を
有している。ランドがインサート切刃及び切削コ
ーナーに隣接してインサートの少なくとも１つの
チツプブレーカ面即ちすくい面の周りに延びてい
る。ランドにはインサートの周囲ランドから下方
に、延びている第１の斜面、即ちチツプ制御面が
つながつている。第１の斜面はインサートの各切
削コーナーでコーナー制御平坦域即ちコーナー制
御面で断たれ、有効な切削コーナーの後側へのチ
ツプ集中によつて引き起こされる損傷を阻止す
る。第２の斜面即ち制御面が第１の斜面に隣接し
てあり、望ましくは第１の斜面の傾斜角度よりも
小さな角度で第１の斜面から下方かつ内方に延び
ている。第３の斜面即ち制御面は、インサートの
各コーナー領域でコーナー制御面の内境界と第２
の斜面とをつなぐ。

斜面と制御面との組合せは比較的高い送り速度
で比較的滑らかなチツプ流れをもたらし、これに
よつて切削力及び摩耗を減じる。

様々なインサート面部分の組み合せ形状はまた
凸形の横断面を有するチツプを形成することによ
り、比較的高い送り速度でチツプのより良い制御
を可能にする。

本発明は従つて設計された多角形のインサート
は、それらのチツプ処理能力が切刃のクレータ及
び破損により有効に抗するから長い寿命を示すこ
とになる。

本発明のこれら及び他の目的と特徴は添付図面
についてなされている好ましい実施態様の詳細な
説明から明らかになろう。

本発明の利点をより良く指摘するために、先づ
先行技術の様々なチツプ制御形状を示す第１図乃
至第４図を参照する。第１図、第２図及び第４図
に示されたチツプ制御形状を有する先行技術のイ
ンサートは、第１図、第２図及び第４図の夫々の
切刃１００，２００，４００で生じたチツプを肩
（第１図では番号１０２、第２図では番号２０
４、第４図では番号４０４）によつてカールさ
せ、差し向けている。このような各インサート
は、例えば１回転当り約0.508mm（0.020イン
チ）、或はそれ以下の比較的に低い送り速度では
適当である。しかしながら、このような肩は厚い
チツプを生ずる高い送り速度では好ましくなくな
る。厚いチツプのこれらの肩との衝突は過度の摩
擦（従つて熱）と摩耗とを生ずる。過度の熱は、
工作面のチツプとインサート材料との間に化学反
応を引き起こす（このような反応はまた構成刃先
として知られている）。従つてこのようなチツプ
偏向用肩は過酷な送り速度条件の下では、早く摩
耗し、その結果インサートの寿命を減じることに
なる。

第３図の先行技術のインサートは、逃げ面３０
８とランド３０２との交差によつて構成された切
刃３００を有しており、ランド３０２に続いて傾
斜面３０４と平らな内床面３０６がある。第３図
のインサートは、高い送り速度でより有効である
が、インサートは、インサート表面３０８と加工
される工作物との間にフランク隙間を達成するた
めに負の姿勢に、（即ち、面３０６を切刃３００
に対して上方に傾けて）、取付けられなければな
らないから、摩擦発生面が依然として存在し、チ
ツプの流れを乱す。

第２図乃至第４図に従つて設計されたチツプ制
御インサートを高い送り速度で使用することに対
する値の欠点は、インサートのノーズ半径内での
内部カツプ形凹みの使用から生ずる。材料切削過
程中、チツプはこのような凹みの中へ押し入れら
れ、同時に送り方向に対して90度でカールしよう
とする。チツプはこの複合運動により、インサー
トのチツプ制御外形形状は、比較的厚いチツプを
同時に２つの異なる方向に曲げようとすることに
よつて引き起こされる過度の力を受ける。ノーズ
半径領域のこのような過度の力は、インサートの
有効な切削コーナーでのノーズ半径の後縁を破損
し易くし、かくしてインサートの寿命を短くす
る。

本発明の切削工具、例えば第５図乃至第７図に
示すインサートは比較的高い送り速度で使用され
る先行技術のインサートの上述の問題を克服する
すくい面の形状を有している。第５図乃至第７図
を参照すると、切削インサート１０は、例えばほ
ぼ正方形の頂部及び底部チツプブレーカ面を有
し、これらのチツクブレーカ面はこれを含む平面
にほぼ垂直な逃げ面、即ち側壁７で連結されてい
る。４つの割り出し可能な切刃が逃げ面７と、チ
ツプブレーカ面の周囲に延びているランド領域１
との交差によつて構成されている。第６図でわか
るように、ランド１と逃げ面７との間の角度ａ５
はほぼ90゜である。

第１の斜面、即ち制御面２ａがランド１の内境
界に隣接して、チツプブレーカ面の平面に対して
角度ａ１でランドから下方に延び、そしてインサ
ートの切削コーナー間に延び、巾狭い部分２は制
御面２ａから続きかつ、インサート１０の各丸み
付切削コーナーの周りに延びている。

第２の斜面、即ち制御面３が各斜面２ａの内境
界に隣接し、チツプブレーカ面の平面に対して角
度ａ２で斜面２ａから下方に延びており、該制御
面３は、チツプブレーカ面の平面とほぼ平行な床
面６で終つている。インサート１０は、中央取付
元１１を利用して様々な既知の仕方で切削位置に
締め付けられるのが良い。

インサートの各切削コーナーにおいて、斜面２
ａは一部は、凹んだ平坦域、即ちコーナー制御面
４によつてとぎれており、該コーナー制御面４は
この実施態様では、チツプブレーカ面とほぼ平行
である。各コーナ制御面４の内境界は、チツプブ
レーカ面の平面に対して角度ａ３で下方に延びる
第３の斜面、即ち制御面５を介して制御面３につ
ながつている。

ランド１の幅Ｌ１は約0.381mm（0.015インチ）
乃至0.889mm（0.035インチ）の範囲に、望ましく
は約0.457mm（0.018インチ）乃至0.762mm（0.030
インチ）の範囲にあるのが良く、これによつて変
形に抗するのに十分なコーナーの大きさを与え
る。

斜面２及び斜面２ａは約10゜乃至20゜の範囲、
望ましくは約15゜乃至20゜の範囲の角度ａ１で下
方に延び、平滑な、抵抗のないチツプ流れ進路を
与える。次いで比較的大きな切進み深さから生ず
るチツプの大部分は、約５゜乃至15゜の範囲、望
ましくは約５゜乃至10゜の範囲の角度ａ２で下方
に延びる斜面３を下方に進む。角度ａ１は角度ａ
２より大きいのが望ましい。このような構成で
は、斜面３は、上述した第３図の先行技術におけ
る平らな底付インサートと異なり、チツプ流れに
ほとんど、或は全く抵抗を与えない。たとえクレ
ータ摩耗が斜面３に生じたとしても、斜面３はイ
ンサート切刃の十分内方に間隔をへだてられてい
るから、インサートの寿命に影響を及ぼすいかな
る有害な結果も生じない。

第５図乃至第７図のインサートは負のすくい姿
勢で取り付けられなければならないが、開示した
構成では、面１，２及び３上に最小の抵抗で滑ら
かにチツプを流れさせ、更にチツプをそれらの固
有の厚さ及び力学特性によつてカールさせ、かつ
破断させる。これによつて面１，２及び３の構成
は、先行技術の設計で出会つた肩及び床に発生す
る摩擦の問題を克服する。この結果は、チツプが
ランド１を通過した後、正に向いた（即ち送り方
向の平面から下方に傾斜している）斜面２，３に
直面するために得られる。

斜面２ａの最も内側の境界はランド１の平面か
ら距離Ｈ１にある。距離Ｈ１は約0.101mm（0.004
インチ）乃至0.254mm（0.010インチ）の範囲、望
ましくは約0.101mm（0.004インチ）乃至0.202mm
（0.008インチ）の範囲である。斜面３の最も内側
の境界はランド１の平面から距離Ｈ２にある。距
離Ｈ２は約0.3048mm（0.012インチ）から主に取
付穴１１の所要の直径で制限される最大深さまで
の範囲、望ましくは約0.3048mm（0.012インチ）
乃至0.508mm（0.020インチ）の範囲である。切削
コーナーのノーズ半径の近くにチツプが集中し、
その結果の高い圧力が生ずる上述の問題を克服す
るために、台面、即ちコーナー制御面４とこれに
続く斜面５が各インサート切削コーナー内方に置
かれている。制御面４はランド１の平面から、深
さＨ３のところにある。深さＨ３は深さＨ１の1/
２程度であるのが望ましい。斜面５は制御面４の
内境界から約10゜乃至25゜の使用できる範囲、望
ましくは約15゜乃至20゜の範囲の角度ａ３で下方
に延びている。この構成では、応力は切削コーナ
ーの領域で減少される。コーナー制御面、即ち台
面の他の利点は比較的に浅い切込み深さで良好な
チツプ制御を行なう能力である。制御面４は切込
み深さがほとんど制御面４に向けられるとき、チ
ツプを偏向させてこれを破断する。この切込み深
さを越えると、チツプは面２，３の構成によつて
自由に流れる。このような自由な流れは、コーナ
ー制御面４の作用とともに、破断を容易にするた
る形の、即ち凸状の幾分もろくなつたチツプを作
る。長さ寸法Ｌ２（第５図）は切削コーナーの曲
率半径によつて決定され、Ｌ２は、このような半
径の約１倍乃至1.5倍の範囲にあるのが望まし
い。

第８図は、逃げ面７に鈍角ａ５′で交差するラ
ンド面１′の変形構成（即ち、ランド１′は角度ａ
４で切刃に向かつて下方に傾斜している）を示し
ている。この変形例は例えば硬化した材料を加工
するような場合、より大きな切刃強度を必要とす
る適用に有利である。角度ａ５は約90゜乃至120
゜の範囲、望ましくは約90゜乃至100゜の範囲に
あるのが良い。

第９図は、更に第５図乃至第７図の実施態様の
他の変形を示しており、各コーナーの台面、即ち
制御面４′はチツプブレーカ面の平面に対して角
度ａ６で下方に延びている。角度ａ６は第１の斜
面２の角度ａ１よりも小さく選ばれている（第７
図）。下方勾配のために、コーナー制御面４′はイ
ンサート切削コーナー領域で自由に流れるチツプ
に少ない抵抗を与える。

本発明の原理に従つて設計された三角形のイン
サートを第１０図及び第１１図に示す。一回転当
り0.508mm（0.020インチ）以上の比較的過酷な送
り速度で試験された標準的な三角形インサートで
は、従来の取付穴２９を備えたインサート２０は
ランド２３を有し、該ランド２３は望ましくは約
0.457mm（0.018インチ）の幅であり、逃げ面２２
に約90゜の角度で交差し、これによつて切刃２１
を構成する。第１の斜面２４Ａ，２４Ｂは、ラン
ド２３の内境界からランド２３の平面の下約
0.1524mm（0.006インチ）に位置決めされた内境
界まで約15゜の角度で下方に延びている。第２の
斜面２７は、斜面２４Ａの内境界からランド２３
の平面の下約0.406mm（0.016インチ）の深さのと
ころに位置決めされた床面２８まで約７゜の角度
で下方に延びている。各コーナーでは、台面２５
は、ランド２３の平面の下約0.0762mm（0.003イ
ンチ）の深さで斜面２４Ｂをさえぎる。第３の斜
面２６は約20℃の角度で下方に延びて台面２５の
内境界と斜面２７とをつなぐ。

本発明を当業者に自明な変形態様を排除するこ
となく単に例示のために好ましい実施態様に関し
て説明した。例えば、上述した様々な制御面及び
斜面は、様々な面の交差部がチツプ衝突障壁を除
去するような仕方で接線方向に接続される限り、
平面ではなく弧状であつても良い。本発明は特許
請求の範囲だけで限定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は既知の切削インサートのチ
ツプブレーカ面即ちすくい面に使用された様々の
先行技術のチツプ制御形状の断面図を示す。第５
図は本発明の原理に従つて設計されたインサート
の斜視図である。第６図は第５図の６−６線にお
ける断面図である。第７図は第５図の７−７線に
おける断面図である。第８図は第１の変形実施態
様の断面図を示す。第９図は第２の変形実施態様
の断面図を示す。第１０図は本発明の原理に従つ
て設計された変形形状の切削インサートの平面図
である。第１１図は第１０図の１１−１１線にお
ける断面図である。 １００，２００，４００……切刃、１０２，２
０４，４０４……肩、３０８……逃げ面、３０２
……ランド、１０……切削インサート、７……側
壁、又は逃げ面、１……ランド領域、３，２７…
…第２の斜面、１１……中央取付穴、４……コー
ナー制御面、５，２６……第３の斜面、２，２ａ
……第１の斜面、１′……ランド面、４′……コー
ナー制御面、２０……インサート、２３……ラン
ド、２４Ａ，２４Ｂ……第１の斜面、２７……第
２の斜面、２５……台面、２８……床面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ平行な平面にある対向した頂面及び底面
   と前記平面にほぼ垂直な側面で形成され、多角形
   の切削コーナーで接合している多角形の周面とを
   もつ多角形本体からなる切削インサートにおい
   て、頂面及び底面の少なくとも１つは、 多角形の全周のまわりに連続的に延びており、
   かつ、切削コーナー間に延びている周囲の切刃を
   構成するように各側面に交差しているほぼ平らな
   ランドと、 ランドとの交差に沿つて連続的に、かつ、ラン
   ドの内境界から平面に対して第１の角度で下方に
   延びているほぼ平らな第１の斜面と、 第１の斜面の内境界から平面に対して第２の角
   度で下方に延びているほぼ平らな第２の斜面と、 第１の斜面の一部分をさえぎつて各々の切削コ
   ーナー領域で第１の斜面の巾を狭くするように
   各々、各切削コーナーにのみ位置するほぼ平らな
   コーナー制御面と、 各々、対応するコーナー制御面の内境界を第２
   の斜面につなぎ、かつ各々切削コーナー領域で第
   １の斜面と第２の斜面との交差をとぎれさせるほ
   ぼ平らな第３の斜面と、 を有することを特徴とする切削インサート。 ２ コーナー制御面は前記平面とほぼ平行に延び
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の切削工具。 ３ ランドは前記平面とほぼ平行に延びることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の切削工
   具。 ４ ランドは逃げ面に鈍角で交差することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の切削工具。 ５ コーナー制御面は第１の斜面との交差からチ
   ツプブレーカ面の平面に対して第１の角度よりも
   小さい角度で下方に延びていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の切削工具。 ６ ランドは側面にほぼ垂直であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の切削インサー
   ト。 ７ ランドは切刃から0.381mm（0.015インチ）乃
   至0.889mm（0.035インチ）程度の距離内方に延び
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載の切削インサート。 ８ 第１の斜面は、ランドを含む平面の下0.101
   mm（0.004インチ）乃至0.254mm（0.010インチ）程
   度の第２の斜面との交差まで10゜ないし20゜程度
   の第１の角度で下方に延びていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載の切削インサー
   ト。 ９ 第２の斜面は、ランドを含む平面の下少なく
   とも0.3048mm（0.012インチ）程度の距離まで５
   ゜乃至15゜程度の第２の角度で下方に延びている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   切削インサート。 １０ コーナー制御面は各々、ランドを含む平面
   の下0.0508mm（0.002インチ）乃至0.1270mm
   （0.005インチ）程度の距離で第１の斜面に交差す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の切削インサート。 １１ 第３の斜面は各々、頂面及び底面の平行平
   面に対して10゜乃至25゜程度の角度で下方に延び
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載の切削インサート。 １２ ランドは切刃から0.457mm（0.018インチ）
   程度の距離まで内方に延び、第１の斜面はランド
   を含む平面の下0.152mm（0.006インチ）程度の第
   ２の斜面との交差まで15゜程度の第１の角度で下
   方に延び、第２の斜面はランドを含む平面の下
   0.406mm（0.016インチ）程度の距離まで７゜程度
   の第２の角度で下方に延び、制御面は各々ランド
   を含む平面の下0.0762mm（0.003インチ）程度の
   第１の斜面に交差し、第３の斜面は各々、頂面及
   び底面の平行な平面に対して20゜程度の角度で下
   方に延びていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項に記載の切削インサート。