(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
すくい切削面を備えている頂面と、
底面と、
各々が前記頂面と交差している第一及び第二の主要なラジアル方向の逃げ面と、
各々が前記頂面と交差し且つ前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面と第二の主要なラジアル方向の逃げ面とを結合させている第一及び第二の小さいほうの軸線方向の逃げ面と、
前記頂面と前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた主切り刃と、
正のラジアル方向のすくい角を有する部分と負のラジアル方向のすくい角を有する部分とを備えている前記主切り刃の長さに沿った可変のラジアル方向のすくい角と、を含み、
前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面と第二の主要なラジアル方向の逃げ面とが、各々、少なくとも２つのラジアル方向の逃げ面を含んでおり、
前記第一の小さいほうの軸線方向の逃げ面と前記第二の小さいほうの軸線方向の逃げ面とが、各々、少なくとも２つの軸線方向の逃げ面を含んでおり、
前記ラジアル方向のすくい角は、前記主切り刃に対して直角な方向で測定したときに、前記底面に対して平行で且つ前記主切り刃と交差している頂面と、前記すくい切削面と、の間に形成されている、概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項２】
請求項１に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記主切り刃のラジアル方向のすくい角が、前記主切り刃に沿って正のラジアル方向のすくい角から負のラジアル方向のすくい角まで変化していることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３】
請求項１に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
主コーナー刃先を更に含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項４】
請求項３に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記主コーナー刃先の近くの前記主切り刃のラジアル方向のすくい角が正であることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項５】
請求項４に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記ラジアル方向のすくい角が前記主切り刃に沿った少なくとも１つの点でゼロであることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項６】
請求項５に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記ラジアル方向のすくい角が、前記主切り刃に沿ったただ１つの点においてゼロであることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項７】
請求項１に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
正のラジアル方向のすくい角を有している前記主切り刃の部分の長さが、負のラジアル方向のすくい角を有している前記主切り刃の長さの少なくとも３倍長いことを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項８】
請求項１に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記頂面と第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた切り刃と、
前記頂面と第二の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた切り刃と、を更に備え、
各切り刃が、当該切り刃の長さに沿って可変のラジアル方向のすくい角を含んでおり、前記主切り刃は、正のラジアル方向のすくい角を有している部分と、負のラジアル方向のすくい角を有している部分とを含んでいる、ことを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項９】
請求項８に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
２つの副切れ刃であり、各々が、少なくとも第一の部分と第二の部分とを含み、前記第一の部分が前記底面に対して平行な小面端縁を含んでおり、前記第二の部分が前記第一の部分の小面端縁に対してある角度をなしている前記２つの副切れ刃、
を更に備えていることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項１０】
請求項１に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
２つの主コーナー刃先と２つの小コーナー刃先とを更に備え、主コーナー刃先の各々と小コーナー刃先の各々とは、主切り刃と副切れ刃とを結合させており、前記主コーナー刃先の各々がゆるやかに湾曲した刃先及び先端が切られた形状の刃先のうちの一方であることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項１１】
請求項１に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記少なくとも１つのラジアル方向の逃げ面が切欠き部を含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項１２】
請求項１に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記少なくとも１つのラジアル方向の逃げ面が、ラジアル方向の逃げ面全体を横切って延びている切欠き部を含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項１３】
請求項１に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
少なくとも１つの軸線方向の逃げ面が切欠き部を含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項１４】
請求項１３に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
少なくとも１つの軸線方向の逃げ面が、軸線方向の逃げ面の少なくとも一部分を横切って延びている切欠き部を含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項１５】
外周切削工具であり、
少なくとも１つのインサートポケットを備えている工具ホルダと、
主切り刃を備えている概して平行四辺形の切り刃インサートであって、前記工具ホルダのインサートポケット内に配置されていて、主切り刃の中間点が前記工具ホルダの回転軸線を有する主要なラジアル平面内に配置されるように位置決めされており、前記インサートポケットの底面を含む支持面が、前記工具ホルダの回転軸線を有している二次ラジアル平面に直角であり且つ前記主要なラジアル平面と直角であり、
前記概して平行四辺形の切り刃インサートが、
すくい切削面を備えている頂面と、
底面と、
各々が前記頂面と交差している第一及び第二の主要なラジアル方向の逃げ面と、
各々が前記頂面と交差し且つ前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面と第二の主要なラジアル方向の逃げ面とを結合させている第一及び第二の小さいほうの軸線方向の逃げ面と、
前記頂面と前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた主切り刃と、
正のラジアル方向のすくい角を有する部分と負のラジアル方向のすくい角を有する部分とを備えている前記主切り刃の長さに沿った可変のラジアル方向のすくい角と、を含んでおり、
前記ラジアル方向のすくい角は、前記主切り刃に対して直角な方向で測定したときに、前記底面に対して平行で且つ前記主切り刃と交差している頂面と、前記すくい切削面と、の間に形成されている、ことを特徴とする外周切削工具。
【請求項１６】
請求項１５に記載の外周切削工具であり、
前記主切り刃のラジアル方向のすくい角は、当該主切り刃に沿って正のラジアル方向のすくい角から負のラジアル方向のすくい角まで変化することを特徴とする外周切削工具。
【請求項１７】
請求項１５に記載の外周切削工具であり、
前記概して平行四辺形の切り刃インサートが主切り刃を備えていることを特徴とする外周切削工具。
【請求項１８】
請求項１７に記載の外周切削工具であり、
前記主コーナー刃先の近くの主切り刃のラジアル方向のすくい角が正であることを特徴とする外周切削工具。
【請求項１９】
請求項１６に記載の外周切削工具であり、
ラジアル方向のすくい角が正である前記主切り刃の部分の長さが、ラジアル方向のすくい角が負である主切り刃の部分の長さの少なくとも３倍長いことを特徴とする外周切削工具。
【請求項２０】
請求項１５に記載の外周切削工具であり、
前記平行四辺形の切り刃インサートが、
前記頂面と前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた切り刃と、
前記頂面と前記第二の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた切り刃と、を備え、
前記切り刃の各々が、前記切り刃の長さに沿って可変のラジアル方向のすくい角を有しており、前記切り刃の各々が、ラジアル方向のすくい角が正である部分と、ラジアル方向のすくい角が負である部分とを含んでいることを特徴とする外周切削工具。
【請求項２１】
主切り刃を備えている概して平行四辺形の切り刃インサートを、外周切削工具の工具ホルダ内のインサートポケット内に位置決めする方法であり、
前記主切り刃の中間点が前記工具ホルダの回転軸線を有している主要なラジアル方向平面内に配置されており、前記インサートポケットの底面を含む支持面が、前記工具ホルダの回転軸線を有している二次ラジアル方向平面に直角であり且つ前記主要なラジアル方向平面に直角であるように、前記インサートポケット内に前記切り刃インサートを位置決めすることを含んでおり、
前記概して平行四辺形の切り刃インサートが、
すくい切削面を備えている頂面と、
底面と、
各々が前記頂面と交差している第一及び第二の主要なラジアル方向の逃げ面と、
各々が前記頂面と交差し且つ前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面と第二の主要なラジアル方向の逃げ面とを結合させている第一及び第二の小さいほうの軸線方向の逃げ面と、
前記頂面と前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた主切り刃と、
正のラジアル方向のすくい角を有する部分と負のラジアル方向のすくい角を有する部分とを備えている前記主切り刃の長さに沿った可変のラジアル方向のすくい角と、を含んでおり、
前記ラジアル方向のすくい角は、前記主切り刃に対して直角な方向で測定したときに、前記底面に対して平行で且つ前記主切り刃と交差している頂面と、前記すくい切削面と、の間に形成されている、ことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であり、
前記主切り刃のラジアル方向のすくい角が、前記主切り刃に沿って、正のラジアル方向のすくい角から負のラジアル方向のすくい角まで変化していることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法であり、
前記概して平行四辺形の切り刃インサートが主コーナー刃先を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であり、
前記主コーナー刃先の近くの前記主切り刃のラジアルすくい角が正であることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２１に記載の方法であり、
前記ラジアルすくい角が正である前記主切り刃の部分の長さが、前記ラジアルすくい角が負である主切り刃の部分の長さの少なくとも３倍であることを特徴とする方法。
【請求項２６】
概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
すくい切削面を備えている頂面と、
底面と、
各々が前記頂面と交差している第一及び第二の主要なラジアル方向の逃げ面と、
各々が前記頂面と交差し且つ前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面と第二の主要なラジアル方向の逃げ面とを結合させている第一及び第二の小さいほうの軸線方向の逃げ面と、
前記頂面と前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた主切り刃と、
正のラジアル方向のすくい角を有する部分と負のラジアル方向のすくい角を有する部分とを備えている前記主切り刃の長さに沿って可変のラジアル方向のすくい角と、
前記頂面と前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた切り刃と、
前記頂面と前記第二の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた切り刃と、を備え、
前記各切り刃は、該切り刃の長さに沿った可変のラジアル方向のすくい角を有しており、前記主要な切り刃は、正のラジアル方向のすくい角を有している部分と負のラジアル方向のすくい角を有している部分とを含んでおり、
前記ラジアル方向のすくい角は、前記主切り刃に対して直角な方向で測定したときに、前記底面に対して平行で且つ前記主切り刃と交差している頂面と、前記すくい切削面と、の間に形成されており、
更に、各々が少なくとも第一の部分と第二の部分とを含んでいる２つの副切り刃であって、前記第一の部分が前記底面に平行な小面端縁と前記第一の部分の小面端縁に対してある角度をなしている第二の部分とを含んでいる前記２つの副切れ刃を含んでいる、概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項２７】
請求項２６に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記主切り刃のラジアル方向のすくい角が、前記主切り刃に沿って正のラジアル方向のすくい角から負のラジアル方向のすくい角まで変化していることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項２８】
請求項２６に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
主コーナー刃先を更に含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項２９】
請求項２８に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記主コーナー刃先の近くの前記主切り刃のラジアル方向のすくい角が正であることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３０】
請求項２９に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記ラジアル方向のすくい角が前記主切り刃に沿った少なくとも１つの点でゼロであることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３１】
請求項３０に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記ラジアル方向のすくい角が、前記主切り刃に沿ったただ１つの点においてゼロであることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３２】
請求項２６に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
正のラジアル方向のすくい角を有している前記主切り刃の部分の長さが、負のラジアル方向のすくい角を有している前記主切り刃の長さの少なくとも３倍長いことを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３３】
請求項２６に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
２つの主コーナー刃先と２つの小コーナー刃先とを更に備え、主コーナー刃先の各々と小コーナー刃先の各々とは、主切り刃と副切れ刃とを結合させており、前記主コーナー刃先の各々がゆるやかに湾曲した刃先及び先端が切られた形状の刃先のうちの一方であることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３４】
請求項２６に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面と第二の主要なラジアル方向の逃げ面とが、各々、少なくとも２つのラジアル方向の逃げ面を含んでおり、
前記第一の小さいほうの軸線方向の逃げ面と前記第二の小さいほうの軸線方向の逃げ面とが、各々、少なくとも２つの軸線方向の逃げ面を含んでいる、概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３５】
請求項２６に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記少なくとも１つのラジアル方向の逃げ面が切欠き部を含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３６】
請求項２６に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
前記少なくとも１つのラジアル方向の逃げ面が、ラジアル方向の逃げ面全体を横切って延びている切欠き部を含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３７】
請求項２６に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
少なくとも１つの軸線方向の逃げ面が切欠き部を含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【請求項３８】
請求項３７に記載の概して平行四辺形の切り刃インサートであり、
少なくとも１つの軸線方向の逃げ面が、軸線方向の逃げ面の少なくとも一部分を横切って延びている切欠き部を含んでいることを特徴とする概して平行四辺形の切り刃インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切り刃インサート及び交換可能であり且つ割り送り可能な切り刃インサートのための工具ホルダに関する。一つの非限定的な実施形態においては、本開示による切り刃インサートは、特に、加工が困難な材料を機械加工するための外周回転フライス加工用途において特に有用である。
【関連出願】
【０００２】
本願は、２００７年１月１６日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第６０／８８５，０５３号に基づく３５Ｕ．Ｓ．Ｃ第１１９条（ｅ）による優先権を主張している。
【背景技術】
【０００３】
切り刃インサートは、外周回転フライス加工用途、特に、加工が難しい材料を機械加工するときに限られた作動寿命を有する。機械加工が難しい材料としては、例えば、チタン及びチタン合金、ニッケル及びニッケル合金、超合金並びにある種の貴金属のような特殊金属がある。軸線方向切削面及びラジアル方向切削面の両方に正のすくい面の幾何学的構造を含む切り刃インサートは、一般的に、割り送り機能を有する外周回転工具ホルダの使用を含むフライス加工作業において採用される。動作が確実なインサートの切削幾何学的構造は、切削力を弱くし且つ結果的には力の消費を少なくして比較的効率の良いフライス加工動作をもたらす。更に、典型的には外周回転フライス加工において使用される当該切り刃インサートは、一般的には、平行四辺形形状（すなわち、各々が、インサートの頂面の上方から見たときに、概して平行四辺形の輪郭を有している）であり、２つの長い辺が２つの主切り刃を形成しており、２つの短い辺が２つの副切れ刃を形成している。これらのタイプの切り刃インサートは、矩形形状の切り刃インサートほど強くはないけれども、比較的深い切削深さ機能を提供することによって、比較的効率の良い機械加工を提供する。
【０００４】
ヨーロッパ特許０ ２３９０４５号は、一定の正のラジアル方向すくい角及び主切り刃に沿った一定の逃げ角を有する平行四辺形形状の切り刃インサートを提供している（特許文献１）。
【０００５】
米国特許第５，０７１，２９２号は、連続的な湾曲したラジアル方向の切削面とラジアル方向の逃げ面とを有し、ラジアル方向のすくい角とラジアル方向の逃げ角との両方が、組み合わせられたカッター又は工具ホルダに対して、主切り刃に沿ってほぼ同じ状態のままである（特許文献２）。
【０００６】
米国特許第５，０５２，８６３号は、工具ホルダ内に主切り刃に沿った比較的大きな正のラジアル方向の逃げ角を有する平行四辺形の切り刃インサートを確実に配置する方法を提供している（特許文献３）。当該方法は、比較的大きなラジアル方向の逃げ角を有する平行四辺形の切り刃インサートを使用しているときに、比較的大きな支持されていない張り出し部に伴う強度に関する問題を解決するために、小さいほうのラジアル方向の逃げ角を有しているインサートを収容するように設計された工具ホルダを適合させることを含んでいる。
【０００７】
米国特許第５，３８８，９３２号は、角度を付けられた面取り部が、主切り刃に沿って正のラジアル方向のすくい角を維持しつつ、主コーナー刃先における切り刃強度を高める平行四辺形の切り刃インサートの高くされたコーナー刃先の角度が付けられた面取り部を記載している（特許文献４）。
【０００８】
米国特許第６，１４２，７１６号にもまた、正のラジアル方向のすくい角が記載されているが、これは更に、工具ホルダ内の切り刃インサートの比較的厳密な配置を可能にする凹部を主切削面に含んでおり、切り刃インサートを製造する際の材料の使用が比較的少ないことを記載している（特許文献５）。
【０００９】
新しい又は改良された平行四辺形の切り刃インサートを開発するための工業的な努力は、弱い切削力、少ない動力消費、強い切り刃強度及び長い工具寿命を達成することを目的としてなされて来た。幾何学的設計の観点から、正の又は正で且つ一定の主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角を維持することは、これらの努力の基本的な目的であった。
【００１０】
組み合わせられる工具ホルダ内への当該切り刃インサートの位置決めもまた、切削力を弱め且つ切り刃強度を高めるという目的を達成することに寄与することができる。上記したものを含む平行四辺形の切り刃インサートに関する公知の特許公報及び公開された文献は、切り刃インサートの幾何学的構造と当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダ内における切り刃インサートの位置との間の定量的な相対関係を認識していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ヨーロッパ特許０ ２３９ ０４５号
【特許文献２】米国特許第５，０７１，２９２号
【特許文献３】米国特許第５，０５２，８６３号
【特許文献４】米国特許第５，３８８，９３２号
【特許文献５】米国特許第６，１４２，７１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、改良された平行四辺形の切り刃インサート及び複数の切り刃インサートを含むフライス加工切削工具装置の必要性及び加工が困難な材料を機械加工するための比較的効率が良く且つ比較的効果的な方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一つの限定的な特徴に従って、概して平行四辺形の切り刃インサートが提供される。当該切り刃インサートは、頂面と、第一及び第二の主要なラジアル方向逃げ面（各々が頂面と交差している）と、第一及び第二の小さいほうの軸線方向の逃げ面（各々が前記頂面と交差しており且つ前記第一及び第二の主要なラジアル方向の逃げ面を結合している）と、前記の頂面と前記第一の主要なラジアル方向逃げ面との交差位置に設けられた主切り刃と、を備えている。一つの非限定的な実施形態においては、主切り刃は、正のラジアル方向のすくい角を有している部分と負のラジアル方向のすくい角を有している部分とを備えている可変のラジアル方向すくい角を含んでいる。
【００１４】
本発明の別の非限定的な特徴に従って、少なくとも１つのインサートポケットを有している工具ホルダを備えている外周切削工具が提供される。前記工具ホルダの少なくとも１つのインサートポケット内には、切削インサートの主切り刃の中間点が、工具ホルダの回転軸線を有しているラジアル方向面内に配置されるように切り刃インサートが配置されており、インサートポケットの底面を含む支持面は二次的なラジアル方向面に直角である。当該二次的なラジアル方向面は、工具ホルダの回転軸線を含んでおり且つ主要なラジアル方向面に直角である。
【００１５】
本発明の更に別の非限定的な特徴に従って、外周切削工具の工具ホルダのインサートポケット内に、主切り刃を含んでいる切り刃インサートを位置決めするための方法が提供される。当該方法は、主切り刃の中間点が、工具ホルダの回転軸線を含む主要なラジアル方向面内に配置されるように、切り刃インサートをインサートポケット内に配置することを含み、インサートポケットの底面を含む支持面は、工具ホルダの回転軸線を含む二次的な方向面に対して直角であり且つ主要なラジアル方向面に直角である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明によるある種の非限定的な実施形態は、以下の添付図面を参考にすることによって理解されるであろう。
【図１】図１は、切り刃インサートのある種の基本的な部材を示している平行四辺形の切り刃インサートの簡素化された頂面図である。
【図２】図２は、ある種の基本的な部材を示している平行四辺形の切り刃インサートの種々の簡素化された図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態の特徴を示している図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態の特徴を示している図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態の特徴を示している図である。
【図３ｄ】図３ｄは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態の特徴を示している図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び小切り刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び小切り刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｃ】図４ｃは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び小切り刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｄ】図４ｄは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び小切り刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｅ】図４ｅは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び小切り刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｆ】図４ｆは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び小切り刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図５】図５は、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの付加的な非限定的な実施形態を示しており、小面の端縁に接している主コーナー刃先の曲線は、図３に示されている平行四辺形の切り刃インサートのコーナー刃先の曲線と異なっており、当該主コーナー刃先は小面端縁によって先端が切り取られている。
【図６】図６は、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の図である。
【図７ａ】図７ａは、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の側面図である。
【図７ｂ】図７ｂは、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の前面図である。
【図８】図８は、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを備えた本発明のフライス加工工具装置のための７つの同一の平行四辺形の切り刃インサート及び当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の一つの切り刃インサートの拡大前面図である。
【図９】図９は、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明によるある種の非限定的な実施形態は、以下の添付図面を参考にすることによって理解されるであろう。
【図１】図１は、切り刃インサートのある種の基本的な部材を示している平行四辺形の切り刃インサートの簡素化された頂面図である。
【図２】図２は、ある種の基本的な部材を示している平行四辺形の切り刃インサートの種々の簡素化された図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態の特徴を示している図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態の特徴を示している図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態の特徴を示している図である。
【図３ｄ】図３ｄは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態の特徴を示している図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び副切れ刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び副切れ刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｃ】図４ｃは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び副切れ刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｄ】図４ｄは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び副切れ刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｅ】図４ｅは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び副切れ刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図４ｆ】図４ｆは、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態のための主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角及び副切れ刃インサートに沿った軸線方向のすくい角のパターンを示している種々の図である。
【図５】図５は、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの付加的な非限定的な実施形態を示しており、小面の端縁に接している主コーナー刃先の曲線は、図３に示されている平行四辺形の切り刃インサートのコーナー刃先の曲線と異なっており、当該主コーナー刃先は小面端縁によって先端が切り取られている。
【図６】図６は、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の図である。
【図７ａ】図７ａは、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の側面図である。
【図７ｂ】図７ｂは、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の前面図である。
【図８】図８は、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを備えた本発明のフライス加工工具装置のための７つの同一の平行四辺形の切り刃インサート及び当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の一つの切り刃インサートの拡大前面図である。
【図９】図９は、７つの同一の平行四辺形の切り刃インサートと、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとを含んでいる本発明によるフライス加工工具装置の非限定的な実施形態の拡大断面図である。
【００１８】
当該非限定的な実施形態の説明及び実施形態以外の又は別の方法で指示されている特許請求の範囲に示された構成要素及び製品の量又は特性、処理状態等を表す全ての符号は、全ての例において“約”という用語によって修正ができるものと理解されるべきである。従って、そうではないと明示されない限り、以下の説明及び添付の特許請求の範囲に記載されている如何なる符号も、本発明による装置及び方法において得ることが求められている所望の特性に応じて変えても良い近似符号である。少なくとも且つ特許請求の範囲の等価物の原則の適用を制限するものとしてではなく、各符号によるパラメータは、少なくとも、報告された重大な数字を参考にして及び通常の四捨五入技術を適用することによって推測されるべきである。
【００１９】
本明細書に参考として全体的に又は部分的に組み入れられるべきであると言及されている如何なる特許、刊行物又はその他の開示資料も、当該組み入れられた資料が本明細書に記載されている現存の定義、記述又はその他の開示と矛盾しない程度でのみ当該明細書に組み入れられている。従って、必要な程度でここに記載されている開示は、参考のために組み入れられている如何なる矛盾する資料とも取って代わることができる。本明細書に参考として組み入れられているが、ここに記載されている現存の定義、記述又はその他の開示資料と矛盾すると言及されている如何なる資料又はその一部分も、組み入れられた資料と現存する開示資料との間に矛盾が生じない程度で組み入れられているだけである。
【００２０】
切削工具の寿命は、機械加工が難しい材料、特に、特殊金属のための効率の良い外周回転フライス加工用途における重要なファクタとなる。平行四辺形の切り刃インサートは、典型的には、矩形の切り刃インサートと比較して比較的長い主切り刃によって得られる比較的深い切削深さにより、外周回転フライス加工において使用される。しかしながら、比較的長い主切り刃は、切り刃インサート上の負荷を増大させる。加工が難しい材料の機械加工を含む用途のための効率の良い動作が確実な切削作用を提供しつつ切り刃の負荷の増大という問題を効率良く解決するためには、平行四辺形の切り刃インサートと当該切り刃インサートと組み合わせられた工具ホルダとを含む切削工具装置の改良された設計の必要性がある。
【００２１】
本発明によるある種の非限定的な実施形態は、ほぼ平行四辺形の切り刃インサートを含んでおり、当該切り刃インサートは、頂面と、各々が当該頂面と交差している第一及び第二の主要なラジアル方向の逃げ面と、各々が前記頂面と交差し且前記第一と第二の主要なラジアル方向の逃げ面を結合させている第一及び第二の小さいほうの軸線方向の逃げ面と、前記頂面と前記第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に設けられた主切り刃と、を備えている。ある種の非限定的な実施形態は更に、正のラジアル方向のすくい角を有している部分と負のラジアル方向のすくい角を有している部分とを含んでいる主切り刃の長さに沿って可変のラジアル方向のすくい角を含んでいる。切り刃インサートの可変のラジアル方向のすくい角は、正のラジアル方向のすくい角から負のラジアル方向のすくい角まで好ましくは徐々に変化する。ある種の実施形態においては、主切り刃コーナーの近くのラジアル方向のすくい角は正であり、副切れ刃コーナーの近くのラジアル方向のすくい角は負であるという結果となる。このような設計は、切り刃全体を横切って正のラジアル方向のすくい角を有している平行四辺形の切り刃インサートよりも長い作動寿命を有する比較的強い切り刃を提供する。
【００２２】
本発明による平行四辺形の切り刃インサートのある種の非限定的な実施形態は、主コーナー刃先を含んでいる。主コーナー刃先は、切り刃インサートによる積極的な切削作用の重要な部分を提供する。ある種の非限定的な実施形態においては、正のラジアル方向のすくい角を有している主切り刃の一部分は、負のラジアル方向のすくい角を有している主切り刃の部分よりも長い。またある種の非限定的な実施形態においては、正のラジアル方向のすくい角を有している主切り刃の部分は、負のラジアル方向のすくい角を有している主切り刃の部分の少なくとも３倍の長さである。更に他の非限定的な実施形態においては、正のラジアル方向のすくい角を有している主切り刃の部分は、負のラジアル方向のすくい角を有している主切り刃の部分の少なくとも７倍の長さである。本発明による非限定的な切り刃インサートの実施形態は、ラジアル方向のすくい角がゼロである少なくとも一つの部分を含んでおり、すくい角がゼロである点のうちの一つは、正のラジアル方向のすくい角を有している主切り刃の部分と負のラジアル方向のすくい角を有する主切り刃の部分との間にある。
【００２３】
平行四辺形の切り刃は、典型的には、割り送りが可能であり且つ頂面と第一の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に第一の主切り刃を備え、頂面と第二の主要なラジアル方向の逃げ面との交差位置に第二の切り刃を備えている。本発明によるある種の非限定的な実施形態においては、各切り刃は、当該切り刃の長さに沿って、正のラジアル方向のすくい角を有する部分と、負のラジアル方向のすくい角を有する部分とを含んでいる可変のラジアル方向のすくい角を含んでいる。
【００２４】
図１及び２は、幾つかの基本的な部分を示している平行四辺形の切り刃インサートの簡素化された図である。図１は、切り刃インサート１を工具ホルダに固定するための中心穴２と、頂面３（平行四辺形の切り刃インサートの頂面は、平らな面、角度が付けられた平らな面又は湾曲した面を含んでいても良い）、２つの主切り刃４ａ及び４ｂ、２つの副切れ刃５ａ及び５ｂ、２つの主コーナー刃先６ａ及び６ｂ並びに２つの小コーナー刃先７ａ及び７ｂを含んでいる平行四辺形の切り刃インサート１の頂面図である。
【００２５】
図２は、別の平行四辺形の切り刃インサート８の実施形態の種々の簡素化された一連の図である。平行四辺形の切り刃インサート８は、（機械加工中の削り屑の流れ／切り屑の破壊を促進するためのチップブレーカとして機能する）すくい切削面１０を有している頂面９と、２つの主コーナー刃先１２ａ及び１２ｂと、２つの主切り刃１３ａ及び１３ｂと、２つの小コーナー刃先１４ａ及び１４ｂと、２つの副切れ刃１５ａ及び１５ｂと、２つの主切り刃１３ａ及び１３ｂの下方の２つのラジアル方向の逃げ面１６ａ及び１６ｂと、２つの副切れ刃１５ａ及び１５ｂの下方の２つの軸線方向の逃げ面１７ａ及び１７ｂと、主コーナー刃先１２ａ及び１２ｂの下方の２つの円錐形の逃げ面１８ａ及び１８ｂと、小コーナー刃先１４ａ及び１４ｂの下方の２つの円錐形の逃げ面１９ａ及び１９ｂとを備えている。図２の断面Ａ−Ａにおいては、ラジアル方向の逃げ角ΦＲＣは、切り刃インサートの中心軸線２０と、ラジアル方向の逃げ面１６ａ（又は１６ｂ）との間に形成されている。ラジアル方向のすくい角ΦＲＲは、頂部の平らな面（底面に平行であり且つ切り刃と交差している）とすくい切削面１０との間に形成されている。図２の断面Ｂ−Ｂにおいては、軸線方向の逃げ角ΦＡＣは、切り刃インサートの中心軸線２０と軸線方向の逃げ面１７ａ（又は１７ｂ）との間に形成されており、軸線方向のすくい角ΦＡＲは、頂部の平らな面とすくい切削面１０との間に形成されている。
【００２６】
典型的な平行四辺形の切り刃インサートは、図１及び２（明確化のためにある種の基本的な部分のみを詳細性に欠ける形態で示している）に示されているものよりも遙かに複雑化されている。
【００２７】
図３は、本発明による平行四辺形の切り刃インサート２７の非限定的な実施形態の幾つかの更に詳細な特徴を示している一連の図であり、チップブレーカ２９を備えている頂面２８と、底面３０と、中心穴３１とを有している。切り刃インサート２７は、２つのラジアル方向の主切り刃３２ａ及び３２ｂ（この実施形態においては、比較的大きな半径を有している湾曲した切り刃である）と、２つの主コーナー刃先３３ａ及び３３ｂと、２つの小コーナー刃先３４ａ及び３４ｂと、２つの副切れ刃（各々が、２つの部分すなわち主コーナー刃先３３ａ（又は３３ｂ）に結合している第一の部分３５ａ（又は３５ｂ）と、小コーナー刃先３４ａ（又は３４ｂ）に結合している第二の部分３６ａ（又は３６ｂ）とを含んでいる。特に、小さいほうのラジアル方向の切り刃３５ａ（又は３５ｂ）の第一の部分すなわち小面端縁は、底面３０に平行な線としても良い。副切れ刃の第二の部分３６ａ（又は３６ｂ）は、小面端縁３５ａ（又は３５ｂ）に対してある角度をなしており且つ材料を切削する際に通常関与しない。主コーナー刃先３３ａ及び３３ｂは、切り刃インサート２７の実施形態の最も高い位置にあり、一方、小コーナー刃先３４ａ及び３４ｂは、図３ｂに示されている面から見たときに最も低い位置にある。このような実施形態においては、主切り刃３２ａ、３２ｂ及び副切れ刃の第二の部分３６ａ、３６ｂは、切り刃インサート２７の底面３０に平行ではない。
【００２８】
切り刃インサート２７の有効な切削長さは、図３ｂに示されている長さ（ＬＥ）として規定されており、この長さは、副切れ刃又は小面端縁の第一の部分３５ａ（又は３５ｂ）から主切り刃３２ａ（又は３２ｂ）と小コーナー刃先３４ａ（又は３４ｂ）との間の交差位置まで、主切り刃３２ａ（又は３２ｂ）に平行に測定した長さである。ＬＥは、工具ホルダ上に載置されたときの平行四辺形の切り刃インサートからの最大深さを決定する。
【００２９】
切り刃インサート２７は、頂面２８において切り刃の各々の下方に多数（すなわち、少なくとも２つ）の逃げ面を有している。特に、副切れ刃の第一の部分（３５ａ又は３５ｂ）の下方の第一の軸線方向の逃げ面４１又は小面は、外周回転フライス加工動作における加工材料の表面仕上げを改良するワイパー接触部として機能する（図３ｃ参照）。上方の第二の軸線方向の逃げ面４２（下を参照）は、副切れ刃（３６ａ又は３６ｂ）の第二の部分の右下方に形成されている。
【００３０】
図３ｂ、３ｃ及び３ｄに示されているように、本発明の平行四辺形の切り刃インサートの一つの非限定的な実施形態は、第二の軸線方向の逃げ面全体を横切って延び且つ当該逃げ面を上方の第二の軸線方向の逃げ面４２と下方の第二の軸線方向の逃げ面４５とに分割している切り欠き部４３を備えている。切欠き部４３は、底面３０に対して角度Ａを形成していても良い。角度Ａは、図３ｃに示されている実施形態においては０°（すなわち、切欠き部４３は底面３０に対して平行である）であるが、ある種の実施形態においては２０度以下とすることができる。当該切欠き部はまた、角度Ｂで第二の軸線方向の逃げ面内に溝が掘られており（図３ｄの断面図参照）、角度Ｂは、底面３０に対して例えば９０〜１０５度の範囲内である。切欠き部４３の機能は、切り刃インサート２７が工具ホルダ上のポケットの内側へ滑り込むのを防止することである。軸線方向の逃げ面４６及び４７は、工具ホルダ内切り刃インサート２７のための付加的な逃げを提供する。
【００３１】
図３ｂに示されている切り刃インサート２７の実施形態の主面上には、多数のラジアル方向の逃げ面、すなわち、主切り刃に対する切削逃げ角を提供する上方のラジアル方向の逃げ面５１と、工具ホルダ上の切り刃インサートのための載置支持面である下方のラジアル方向逃げ面５２と、工具ホルダ内に切り刃インサート２７を載置させる付加的な逃げを提供するラジアル方向の逃げ面５３及び５４とが設けられている。切り刃インサート２７はまた、上方のラジアル方向逃げ面５１と下方のラジアル方向逃げ面５２との間の分離部として機能する切り刃インサートの主面全体を横切る切欠き部５５をも備えている。切欠き部５５は、切欠き部４３と似て、例えば、三角形若しくはあり継ぎ形状のような角ばった形状を有していても良く又は湾曲壁を有し且つ半円状の溝のような形状としても良い。
【００３２】
切り刃インサート２７として示されている実施形態のもう一つ別の特徴が、図４ｂ〜４ｆの種々の断面図で示されており、当該実施形態においては、主切り刃６１ａ（又は６１ｂ）に沿ったラジアル方向のすくい角（ΦＲＲ）は、主コーナー刃先６２ａ（又は６２ｂ）の近くの正から、小コーナー刃先６３ａ（又は６３ｂ）の近くの負まで変化している。２つの凹状面６４ａ及び６４ｂが、各々、小コーナー刃先６３ａ及び６３ｂの近くに形成されている。凹状面６４ａ（又は６４ｂ）は、切り刃インサート２７のチップブレーカ２９を備えた頂面２８上に形成されており且つ主切り刃６１ａ（又は６１ｂ）と交差しており、当該凹状面６４ａ（又は６４ｂ）は、この実施形態においては、比較的大きな半径の湾曲した切り刃である。各々の主切り刃に沿ったある位置典型的には凹状部分６４ａ又は６４ｂにおいて、すくい角はゼロであろう。切り刃の全長に沿って可変のラジアル方向のすくい角を含んでいる本発明による切り刃インサートのある種の非限定的な実施形態は、すくい角がゼロである箇所を含んでいないであろう。すくい角がゼロである位置を含んでいるこれらの実施形態に対しては、小コーナー刃先からすくい角がゼロである位置まで切り刃インサートの頂面図面内で測定した距離が規定されている。一つの実施形態における距離ＬＮは図４ａに示されている。ある種の非限定的な実施形態に対しても、効率の良い切り刃の長さ（図３ｂにおけるＬＥ）は、図４ａの頂面の面上へ投影させることができ且つＬＴＯＰとして規定されている。種々の実施形態においては、主切り刃６１ａに沿った種々の位置でのラジアル方向のすくい角（ΦＲＲ）は、以下の式によって規定することができる。
ＬＮ＜ＬＴＯＰ／４
ＬＸ＜ＬＴＯＰ−ＬＮの場合には、ΦＲＲ−Ｘ＞０
ＬＸ＝ＬＴＯＰ−ＬＮの場合には、ΦＲＲ−Ｘ＝０                    式（１）
ＬＸ＞ＬＴＯＰ−ＬＮの場合には、ΦＲＲ−Ｘ＜０
式中、ＬＸは、頂面図内で、小面端縁６５ａから、ラジアル方向のすくい角ΦＲＲ−Ｘが測定される主切り刃に沿った位置Ｘまでを測定した長さである
上記の関係は、図４ｄ、４ｅ及び４ｆの断面図によって示されており、これらは種々のラジアル方向のすくい角（ΦＲＲ−Ｘ、Ｘ＝１，２，３）の例を提供している。このような位置は、小コーナー刃先の近くの切り刃強度を高めながら、主切り刃の大部分に沿って確実な切断動作を維持する。図４ｂ及び４ｃの切り刃インサートの実施形態においては、副切れ刃において支持された軸線方向のすくい角（ΦＲＲ−Ｘ、Ｘ＝１，２）は正である。しかしながら、ある種の他の可能な切り刃インサートの実施形態においては、当該軸線方向のすくい角は、正のラジアル方向のすくい角を有する部分と、負のラジアル方向のすくい角を有する部分とを含む変動するラジアル方向のすくい角であっても良い。
【００３３】
図５は、本発明による平行四辺形の切り刃インサートの別の非限定的な実施形態７１を示している。図５に示されている切り刃インサート７１は、少なくとも、副切れ刃の第一の部分又は小面端縁７２ａ（又は７２ｂ）が主コーナー刃先７３ａ（７３ｂ）に接している点において、図３及び４に示されている切り刃インサート２７とは異なっている。切り刃インサート２７（図３）は、副切れ刃の第一の部分又は主コーナー刃先３３ａ（又は３３ｂ）に接していない小面端縁３５ａ（又は３５ｂ）を備えている。言い換えると、図５に示されている切り刃インサートの主コーナー刃先７３ａ及び７３ｂはゆったと湾曲しており、一方、図３に示されている切り刃インサートの主コーナー刃先３３ａ及び３３ｂは先端が切り取られたような形態である。
【００３４】
切り刃インサートの幾何学的構造を改良することに加えて、機械加工が困難な材料を機械加工するためのフライス加工切削工具装置はまた、平行四辺形の切り刃インサートがインサートポケット内に配置される方法を最適化するように、当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダを改造することによって改良しても良い。本発明によるある種の実施形態においては、平行四辺形の切り刃インサートの幾何学的構造と当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダ内での当該切り刃インサートの位置との間にある種の定量的な関係を維持し、それによって、切り刃インサートと工具ホルダとのバランスがとられ且つ最適化された切削性能を提供する工具ホルダが提供される。
【００３５】
工具ホルダ８２内に載置されている多数の平行四辺形の切り刃インサート８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，８１ｇを含む本発明によるフライス加工切削工具装置の非限定的な実施形態が図６ａ及び６ｂに示されている。工具ホルダ８２は、各切り刃インサートをねじ８４のような締結部材によって固定するために多数のインサートポケット８３を備えている。工具ホルダ８２は、任意に、各ポケットのための冷却穴８５及び逃げ面８６を備えていても良い。工具ホルダ８２は、全ての切り刃インサートと共にその軸線方向中心線８７を中心に回転する。図６ａ及び６ｂは更に、工具ホルダ８２のラジアル方向の中心線８８及び８９を示している。
【００３６】
本発明による外周切削工具のある種の非限定的な実施形態は、少なくとも１つのインサートポケットを備えている工具ホルダを備えている。工具ホルダは、１以上典型的には２〜２５個のインサートポケットを備えていても良い。切り刃インサートは、各ポケット内に取り付けなければならない。一つの実施形態においては、切り刃インサートは主切り刃を備えている。本発明者らは、切り刃インサートが主切り刃の中間点が工具ホルダの回転軸線を含むラジアル方向の面内に位置決めされるように工具ホルダのインサートポケット内に位置決めされている場合に切削動作がより効率良く行われることを発見した。例えば、図７に示されているように、工具ホルダ９１は、７つの平行四辺形の切り刃インサート９２ａ，２ｂ，９２ｃ，９２ｄ，９２ｅ，９２ｆ，９２ｇを備えている。図７の（ａ）の側面図に示されている工具ホルダ９１の回転軸線９３は、図７の（ｂ）の前面図において点Ｐとして端部に現れるであろう。切り刃インサート９２ａを例にとると、主切り刃１０１の中間点は、工具ホルダ９１の回転軸線９３（すなわち、図７の（ｂ）の点Ｐを通る線）を有している主要なラジアル方向面１０２内に配置されている。二次的なラジアル方向面１０４は、主要なラジアル方向面１０２に直角であり且つ回転軸線９３を有している。本発明による切り刃インサートを配置するために、切り刃インサート９２ａの底面１０３を含んでいる（又は工具ホルダ９１のインサートポケットの底面を含んでいる）支持面もまた二次的なラジアル方向面１０４に直角である。もう一つ別の例においては、切り刃インサート９２ｄは主切り刃の中間点１１１を有している。中間点１１１は、工具ホルダ９１の回転軸線９３（すなわち、図７の（ｂ）における点Ｐを通る）を含んでいる主要なラジアル方向面１１２内に配置されており、これと同時に、切り刃インサート９２ｄの底面１１３を含んでいる面は二次ラジアル方向面１１４に直角である。当該二次ラジアル方向面１１４もまた、工具ホルダ９１の回転軸線９３を含み且つ主要なラジアル方向面１１２に直角である。
【００３７】
完全な研究によって、本発明者らは、驚くべきことに切り刃インサートを同じく以下の方程式の組によって数学的に表すことができる上記の方法で工具ホルダ内に位置決めすることによって比較的バランスがとられ且つ効率の良いフライス加工動作を達成することができることを発見した。例えば、上記の方程式（１）のうちの幾つかによって、すくい角が設計されている切り刃インサートが当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダ内に載置されているときに、加工が困難な特殊材料の機械加工において最良の性能が達成される。平行四辺形の切り刃のためのこのような位置は、以下の方程式の組を適用することによって数学的に規定することができる。図８に示されている投影側面図は、（一例として）切り刃インサート１２４の底面１２３が直交座標系のＸ−Ｙ面（図７の（ｂ）に示されている二次ラジアル方向面１０４と等価である）と直角になるまで、図示されているように直交座標系のＸ軸と同一直線上にある回転軸線１２２を中心に工具ホルダ１２１を回転させることによって得られる。従って、図８のＸ−Ｚ面内で工具ホルダ１２１の回転軸線１２２と交差するように主切り刃１２５の中間点Ｄ（図８の拡大図に示されている）を位置決めするための第一の方程式、言い換えると、図７の（ｂ）に示されている主要なラジアル方向面１０２に等価であるＸ−Ｚ面内に中間点Ｄを位置決めするための第一の方程式は、次のように数学的に表すことができる。
【００３８】
Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ／２        式（２）
式中、Ｌ１は、図８において拡大図で示されているように、切り刃の始まる点Ｄ１から中間点Ｄまでを測定した主切り刃１２５の長さであり、Ｌ２は、中間点Ｄから切り刃の端部位置Ｄ２までを測定した主切り刃１２５の長さであり、Ｌは、主切り刃１２５の全長である。妥当な製造公差が上の式に当てはまる。
【００３９】
前記の二番目の式は、図９の前面図及び拡大挿入図に示されているように、組み合わせられる工具ホルダ１３２内に各平行四辺形の切り刃インサート、例えば、切り刃インサート１３１を位置決めするために、均等に分配されたラジアル方向の切削角を設定し、この式は、
ΦＲＣ−Ｄ１＝ΦＲＣ−Ｄ２        式（３）
式中、ΦＲＣ−Ｄ１は、点Ｐに中心を有するラジアル方向面内の切り刃の開始点Ｄ１とラジアル方向の中心線１３３との間に形成されたラジアル方向の切削角であり、ΦＲＣ−Ｄ２は、Ｐに中心を有するラジアル方向面内の切り刃端部の点Ｄ２とラジアル方向の中心線１３３との間に形成されているラジアル方向の切削角である。妥当な製造公差が上記の式にもまた当てはまる。
【００４０】
平行四辺形の切り刃インサートが、上記の式（１）に基づいて設計され且つ上記の式（２）及び（３）に従って当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダ内に位置決めされるときに、改良された安定性、切削効率と切り刃強度との間のバランスがとられた性能及び加工が困難な材料を機械加工する用途における長い工具寿命を含む改良された結果を得ることができる。
【００４１】
更に、本発明によるある種の非限定的な実施形態は、多数の平行四辺形の切り刃インサートと当該切り刃インサートと組み合わせられる工具ホルダとに関する。しかしながら、本発明の範囲に含まれるインサート及び工具ホルダは、本明細書に特に且つ明確に記載されていない形態で実施がされ且つ最終用途に適用されても良いことは理解されるであろう。例えば、当業者は、本発明の範囲内に含まれる実施形態及び特許請求の範囲は全てのタイプの加工材料から金属を削り取る他の方法に適合される切り刃インサート及び／又は工具ホルダとして製造しても良いことを理解するであろう。
【００４２】
本発明によるある種の非限定的な実施形態は、効率の良い切削作用と優れた切り刃との間でバランスがとられ且つ最適な性能を達成するために主切り刃に沿ったラジアル方向のすくい角を変えることによってもたらされる利点の組み合わせを提供する平行四辺形の切り刃インサートに関している。本明細書に記載された平行四辺形の切り刃インサートは、一般的な大きさであり且つ種々の機械加工用途に適合させることができる。本発明によるある種の他の実施形態は、全体として、切り刃インサート及び工具ホルダのための最適化された性能を達成するために平行四辺形の切り刃インサートを工具ホルダ内に配置する方法を決定する独特で且つ定量的な方法に関する。
【００４３】
本明細書は、本発明の明確な理解に関連がある本発明のこれらの特徴を示していることが理解されるであろう。当業者に明らかであり、従って、本発明のより良い理解を補助しないある種の特徴は、当該記載を簡素化するために提供されていない。本発明のほんの限定された数の実施形態は必ずしも本明細書に記載されていないけれども、当業者は、以上の説明を考慮すると、本発明の多くの改造及び変形を採用することができることを認識するであろう。本発明のこのような変形例及び改造例の全てが、以上の説明及び特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
【符号の説明】
【００４４】
１  切り刃インサート、
２  中心穴、
３  頂面、
４ａ，４ｂ  主切り刃、
５ａ，５ｂ  副切れ刃、
６ａ，６ｂ  主コーナー刃先、
７ａ，７ｂ  小コーナー刃先、
８  切り刃インサート、
９  頂面、
１０  すくい切削面、
１２ａ，１２ｂ  主コーナー刃先、
１３ａ，１３ｂ  主切り刃、
１４ａ，１４ｂ  小コーナー刃先、
１５ａ，１５ｂ  副切れ刃、
１６ａ，１６ｂ  ラジアル方向の逃げ面、
１７ａ，１７ｂ  軸線方向の逃げ面、
１８ａ，１８ｂ  円錐形の逃げ面、
１９ａ，１９ｂ  円錐形の逃げ面、
２０  切り刃インサートの中心軸線、
２７  切り刃インサート、
２８  頂面、
３０  底面、
３１  中心穴、
３２ａ，３２ｂ  主切り刃、
３３ａ，３３ｂ  主コーナー刃先、
３４ａ，３４ｂ  小コーナー刃先、
３５ａ，３５ｂ  小面端縁、
３６ａ，３６ｂ  副切れ刃、
４２  上方の第二の軸線方向の逃げ面、
４３  切り欠き部、
４５  下方の第二の軸線方向の逃げ面、
４６，４７  軸線方向の逃げ面、
５１  上方ラジアル方向の逃げ面、
５２  下方のラジアル方向の逃げ面、
５３，５４  ラジアル方向の逃げ面、
５５  切欠き部、
６１ａ，６１ｂ  主切り刃、
６２ａ，６２ｂ  主コーナー刃先、
６３ａ，６３ｂ  小コーナー刃先、
６４ａ，６４ｂ  凹状面
【図１】
0005451400.tif 000002
【図２】
0005451400.tif 000003
【図３ａ】
0005451400.tif 000004
【図３ｂ】
0005451400.tif 000005
【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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