(57)【要約】  本発明は、切りくず除去式機械加工のための正面フライス工具（１）および接線切削インサート（１０）に関し、この工具は、前端接線切削インサート（１０）が取り付けられるいくつかの座（５）を有する軸方向前端面（４）を含む工具本体（２）を備え、各座（５）は、座（５）内で接線切削インサート（１０）を回転的に係止しかつ支持するための支持面（５ａ、５ｂ、５ｃ）を備え、支持面（５ａ、５ｂ、５ｃ）のうちの１つは、中央回転軸（Ｃ１）によって画定された軸方向（Ａ１）において接線切削インサート（１０）を支持するための平坦軸方向支持面（５ａ）であり、平坦軸方向支持面（５ａ）は、中央回転軸（Ｃ１）に垂直に延在しており、かつ、座において軸方向最前部に位置し、各座（５）は、平坦軸方向支持面（５ａ）に対する凹部（６）を備え、凹部（６）は、底面（６ａ）および側壁（６ｂ）を備え、側壁（６ｂ）は、軸方向（Ａ１）に垂直な方向において接線切削インサート（１０）を回転的に係止しかつ支持するための非真円側部支持面（５ｂ、５ｃ）を形成し、各接線切削インサート（１０）が、平坦軸方向支持面（５ａ）に当接する平坦軸方向接触面（１２）と、平坦軸方向接触面（１２）から軸方向に延在する突出部材（１３）とを有している軸方向裏面（１１）を備え、突出部材（１３）は、非真円側部支持面（５ｂ、５ｃ）に当接する非真円側部接触面（１３ｂ、１３ｃ）を形成する円周側面（１３ａ）を備える。【選択図】図２
2019534166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央回転軸（Ｃ１）の周りで回転方向（Ｒ）に回転可能である工具本体（２）を備える、切りくず除去式機械加工のための正面フライス工具（１）であって、前記工具本体が、前記中央回転軸（Ｃ１）と同心である包絡面（３）、および、前記中央回転軸（Ｃ１）を横断して延在する軸方向前端面（４）を備え、前記軸方向前端面（４）が、複数の接線切削インサート（１０）が取り付けられるいくつかの座（５）を備え、各座（５）が、前記座（５）内で前記接線切削インサート（１０）を回転的に係止しかつ支持するためのいくつかの支持面（５ａ、５ｂ、５ｃ）を備え、前記支持面（５ａ、５ｂ、５ｃ）のうちの１つが、前記中央回転軸（Ｃ１）によって画定された軸方向（Ａ１）において前記接線切削インサート（１０）を支持するための平坦軸方向支持面（５ａ）である、正面フライス工具（１）において、前記平坦軸方向支持面（５ａ）が、前記中央回転軸（Ｃ１）に垂直に延在しており、かつ、前記座（５）において軸方向最前部に位置し、各座（５）が、前記平坦軸方向支持面（５ａ）に対する凹部（６）を備え、前記凹部（６）が、底面（６ａ）および側壁（６ｂ）を備え、前記側壁（６ｂ）が、前記軸方向（Ａ１）に垂直な方向において前記前記接線切削インサート（１０）を回転的に係止しかつ支持するための非真円側部支持面（５ｂ、５ｃ）を形成し、各接線切削インサート（１０）が、前記平坦軸方向支持面（５ａ）に当接する平坦軸方向接触面（１２）と、前記平坦軸方向接触面（１２）から軸方向に延在する突出部材（１３）とを有している軸方向裏面（１１）を備え、前記突出部材（１３）が、前記非真円側部支持面（５ｂ、５ｃ）に当接する非真円側部接触面（１３ｂ、１３ｃ）を形成している円周側面（１３ａ）を備え、前記凹部（６）の前記底面（６ａ）と前記接線切削インサート（１０）の前記突出部材（１３）との間に間隙（７）が設けられることを特徴とする、正面フライス工具（１）。
【請求項２】
前記工具本体（２）が、前記座（５）が設けられている交換式輪状部材（２ａ）を備え、前記交換式輪状部材（２ａ）が、前記工具本体（２）に取り付けられて、前記工具本体（２）の前記軸方向前端面（４）上に前記座（５）を含む環状部を形成することを特徴とする、請求項１に記載の正面フライス工具。
【請求項３】
前記工具本体（２）が、一体成形され、前記座（５）の前記平坦軸方向支持面（５ａ）が、前記一体成形された工具本体（２）の前記軸方向前端面（４）上で軸方向最前部に位置することを特徴とする、請求項１に記載の正面フライス工具。
【請求項４】
前記凹部（６）の前記側壁（６ｂ）が、少なくとも２つの非真円側部支持面（５ａ、５ｂ）間に遊隙空間（８）を形成していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の正面フライス工具。
【請求項５】
前記凹部（６）の前記側壁における前記非真円側部支持面（５ｂ、５ｃ）が、２つの側部支持面（５ｂ、５ｃ）によって形成され、前記突出部材（１３）の前記円周側面（１３ａ）が、前記２つの側部支持面（５ｂ、５ｃ）に当接する２つの非真円側部接触面（１３ｂ、１３ｃ）を形成していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の正面フライス工具。
【請求項６】
前記２つの非真円側部支持面（５ｂ、５ｃ）が、互いに対向しておりかつ前記工具本体（２）の前記回転方向（Ｒ）とは反対の方向において相互に収束し、前記２つの非真円側部接触面（１３ｂ、１３ｃ）が、同様に相互に収束するように延在することを特徴とする、請求項５に記載の正面フライス工具。
【請求項７】
前記接線切削インサート（１０）が、前記凹部（６）の前記底面（６ａ）にあるねじ付き穴（９）と係合するねじ（２０）により前記座（５）内に取り付けられており、前記接線切削インサートが、前記突出部材（１３）の内部で軸方向に貫通しているねじ穴（１９）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の正面フライス工具。
【請求項８】
前記ねじ穴が、前記突出部材の幾何学的中心（Ｇ）からずらされている中心軸（Ｃ２）を有して、前記非真円側部接触面（１３ｂ、１３ｃ）に対する前記ねじ穴の前記中心軸（Ｃ２）の位置が前記非真円側部支持面（５ａ、５ｂ）に対する前記ねじ付き穴（９）の中心軸（Ｃ３）の位置に対応する前記接線切削インサート（１０）の唯一の取付け配向を提供することを特徴とする、請求項７に記載の正面フライス工具。
【請求項９】
前記正面フライス工具の前記軸方向（Ａ１）に一致する軸方向（Ａ２）を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の正面フライス工具（１）のための接線切削インサート（１０）であって、
−  前記軸方向（Ａ２）に垂直に延在する平坦軸方向接触面（１２）を有する軸方向裏面（１１）と、
−  前記平坦軸方向接触面（１２）の反対側の軸方向逃げ面（１５）を形成する軸方向前面（１４）と、
−  前記平坦軸方向接触面（１２）と前記軸方向逃げ面（１５）との間に延在する外周側面（１７）内に配置されているすくい面（１６）と、
−  前記すくい面（１６）と前記軸方向逃げ面（１５）との交差部に形成された切れ刃（１８）と、
−  前記切れ刃（１８）から延在するにつれて前記平坦軸方向接触面（１２）向かって傾斜している前記軸方向逃げ面（１５）によって与えられている正の軸方向逃げ角（α）と、
を備え、
前記軸方向裏面（１１）が、前記平坦軸方向接触面（１２）から軸方向に延在する突出部材（１３）を備え、前記突出部材（１３）が、非真円側部接触面（１３ｂ、１３ｃ）を形成する円周側面（１３ａ）を備えて、前記軸方向（Ａ２）に垂直な方向において前記接線切削インサートを回転的に係止しかつ支持することを特徴とする、接線切削インサート（１０）。
【請求項１０】
前記突出部材（１３）の前記円周側面（１３ａ）が、前記軸方向（Ａ２）に垂直な断面において多角形を形成しており、前記非真円側部接触面（１３ｂ、１３ｃ）が、前記多角形の辺に沿って形成されることを特徴とする、請求項９に記載の接線切削インサート。
【請求項１１】
前記円周側面（１３ａ）によって形成されている前記多角形が、四角形または三角形、好ましくはルーローの三角形などの円弧三角形であることを特徴とする、請求項１０に記載の接線切削インサート。
【請求項１２】
ねじ穴（１９）が、前記軸方向前面から前記軸方向裏面まで前記接線切削インサートを軸方向に貫通しており、前記ねじ穴（１９）が、前記突出部材（１３）の内部で延在しており、かつ、前記突出部材（１３）の軸方向後端面（１３ｄ）において開口することを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の接線切削インサート。
【請求項１３】
ねじ穴が、前記突出部材の幾何学的中心（Ｇ）からずらされている中心軸（Ｃ２）を有して、前記非真円側部接触面（１３ｂ、１３ｃ）に対する前記ねじ穴の前記中心軸（Ｃ２）の位置によって画定される前記接線切削インサートの唯一の取付け配向を提供することを特徴とする、請求項１２に記載の接線切削インサート。
【請求項１４】
前記切れ刃（１８）が、主切れ刃（１８ｂ）に接続されたワイパ刃（１８ａ）を含み、前記主切れ刃（１８ｂ）が、前記ワイパ刃（１８ａ）に対して傾けられており、かつ、最大でも１０°の切込み角で延在していることを特徴とする、請求項９から１３のいずれか一項に記載の接線切削インサート。
【請求項１５】
前記ワイパ刃（１８ａ）および前記主切れ刃（１８ｂ）が、連続的な弓形の切れ刃（１８）を形成していることを特徴とする、請求項１４に記載の接線切削インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の正面フライス工具と、請求項９のプリアンブルに記載のそのような正面フライス工具のための接線切削インサート（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ｉｎｓｅｒｔ）とに関する。
【背景技術】
【０００２】
正面フライス加工作業では、機械加工表面の表面仕上げを向上させることが求められている。具体的には、そのような要望は、シリンダブロックおよび類似のものをフライス加工するために使用される正面フライス工具に関連して、自動車産業に存在する。正面フライス加工において表面仕上げを向上させることおよび工具寿命を延ばすことに関する１つの重要な必要条件は、工具本体に取り付けられた切削インサートのいわゆる軸振れ（ａｘｉａｌ  ｒｕｎ−ｏｕｔ）を最小限に抑えることである。そのような軸振れは、切削インサートおよび工具本体の座の両方の製造公差の結果として、切削インサートの切れ刃の軸方向位置間の偏差によって生じる。切削インサートの製造公差は、切削インサートを研削することによって最小限に抑えられ得る。しかし、切削インサートのための座の製造公差によって生じる軸振れは、最小限に抑える／なくすことがより困難である。したがって、研削に起因する切削インサートの非常に良好な公差にもかかわらず、工具本体内の座の不適当な製造公差が原因で、フライス工具を調整することが必要な場合がある。目下、軸振れを最小限に抑えるまたはなくすことを目的とした多くの解決策が存在する。
【０００３】
米国特許第５６６７３４３号は、工具本体の軸方向に調整可能なカセットを正面フライス工具に提供することにより、この問題を解決する１つの方法を開示している。切削インサートは、カセットの軸方向前端部上の座内に取り付けられ、各カセットは、軸振れを最小限に抑える／なくすために、軸方向に調整される。しかし、カセットを調整する過程は、時間のかかるものであり、また、カセットは、切削力によりまたはカセットの不適当な取付けの結果として、その後でずれる可能性がある。
【０００４】
ＪＰ６１０３８８１１は、切削インサートを取り付けるための凹設された案内溝を工具本体の軸方向前端面に設けることによりフライス工具での高精度の切削を達成する、別の方法を開示しており、この場合、凹設された案内溝の底面は、全ての切削インサートのための軸方向支持面を形成している。しかし、底面を有する、凹設された案内溝の製造は、切削インサートの軸振れをもたらし得るような製造公差にやはり関係する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、切削インサートのための座によって生じる軸振れに関する上述の問題を解決する、正面フライス工具と正面フライス工具のための接線切削インサートとを提供することである。
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の特徴を含む正面フライス工具によって達成される。
【０００７】
これにより、工具本体の軸方向前端面上の座の軸振れは、平坦でありかつ垂直に延在する軸方向支持面が座において軸方向最前部に位置していることにより、容易に最小限に抑えられる／なくなる。このようにして、平坦軸方向支持面が中央回転軸に垂直に延在する共通平面に位置することになるように軸方向前端面上の座を単一平面研削作業に曝すことにより、平坦軸方向支持面間の軸方向位置のいかなる偏差も最小限に抑える／なくすことができる。これにより、座の平坦軸方向支持面に当接する平坦軸方向接触面を有する接線切削インサートは、平坦軸方向支持面が同一の軸方向位置に配置されるので、より抑えられた軸振れを示す。平坦軸方向支持面は、座の環状トラックの周りに工具本体の軸方向前端面と同一平面に配置されてもよく、または、工具本体の軸方向前端面上の突出した水平域上に配置されてもよい。座はまた、非真円側部支持面を形成する凹部を備え、接線切削インサートの突出部材は、軸方向に垂直な方向において、より正確には正面フライス工具の径方向および接線方向において接線切削インサートを回転的に係止しかつ支持するための、当接する非真円側部接触面を形成している。これにより、「非真円」側部支持／接触面は、円形の設計から逸脱する表面を意味するとして、広い意味で考えられるべきである。したがって、「非真円」側部支持／接触面は、座内で切削インサートを回転的に係止するだけでなくフライス工具の軸方向に垂直な方向（径方向および接線方向）において必要な直線的な支持を提供するように形成された、平面的なまたは曲線状の表面を含む。平坦軸方向接触／支持面のみが互いに当接して、軸振れが最小限に抑えられた／なくなった正確な軸方向支持を提供することを確実にするために、凹部の底面と切削インサートの突出部材との間に間隙が形成される。
【０００８】
完成した工具の最終的な軸振れは、基本的に、インサートの切れ刃と平坦軸方向接触面との間の距離に関連する切削インサート公差にのみ依存する。したがって、本発明のフライス工具は、座の軸振れを軽減し／なくし、また、時間のかかる軸方向調整が、正面フライス工具のオペレータに必要とされない。
【０００９】
正面フライス工具の一実施形態によれば、工具本体は、座が設けられている交換式輪状部材を備え、この交換式輪状部材は、工具本体に取り付けられて、工具本体の軸方向前端面上に座を含む環状部を形成する。このようにして、輪状部材は、座のいずれかが損傷したまたは使い古された場合に交換される正面フライス工具のための予備部品を形成することができる。さらに、これにより、特定のフライス加工作業が、増大した／減少した数の座／切削インサートを要求する場合、または、フライス加工作業が、例えば座／切削インサート間の不均一な分布（ディファレンシャルピッチ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｉｔｃｈ）としても知られる）を要求する場合、輪状部材は、工具本体全体を交換することなしに交換され得る。輪状部材（鋼で作られている）は、フライス工具の中央回転軸と同心であり、かつ、工具本体にねじ取付けされ得る。輪状部材は、その軸方向端面のうちの１つに座の環状トラックを備え、平坦軸方向支持面は、平坦軸方向支持面上の軸振れを最小限に抑える／なくすために平面研削砥石（ｆｌａｔ  ｇｒｉｎｄｉｎｇ  ｗｈｅｅｌ）によって平坦に研削されている。輪状部材は、工具本体の平坦面上に直接取り付けられてもよく、または、輪状部材は、輪状部材を支持するための軸方向および径方向の肩面を有して形成された工具本体上の環状の凹部／肩内に取り付けられてもよい。
【００１０】
正面フライス工具の別の実施形態では、工具本体は、一体成形され、座の平坦軸方向支持面は、一体成形された工具本体の軸方向前端面上で軸方向最前部に位置する。言い換えれば、工具本体が一体成形される場合、平坦軸方向支持面は、軸方向前端面全体上で軸方向端面を構成して、平坦でかつ垂直に延在する軸方向支持面上の軸振れを最小限に抑える／なくすための単一平面研削作業を可能にする。
【００１１】
正面フライス工具のさらなる実施形態では、凹部の側壁は、少なくとも２つの非真円側部支持面間に遊隙空間（ｃｌｅａｒａｎｃｅ  ｓｐａｃｅ）を形成している。これにより、遊隙空間は、少なくとも２つの非真円側部支持／接触面間に延在する突出部材の円周側面の部分を収容するために配置される。これにより、突出部材の接触面と凹部の側部支持面とが互いに当接することのみを可能にし、それによって突出部材の円周側面の他の部分が凹部の側壁から離れることにより、切削インサートのための安定した予測可能な側面支持が保証される。凹部内への突出部材の挿入を可能にするために、側壁（および底面）を有する凹部は、突出部材よりもわずかに大きい寸法を示さなければならないことは、明らかである。しかし、この実施形態はまた、少なくとも２つの非真円側部支持面が前述の支持面間に前述の遊隙空間を形成するために側壁から突出していることを必要とする。
【００１２】
正面フライス工具の一実施形態によれば、凹部の側壁における非真円側部支持面は、２つの側部支持面によって形成され、この場合、突出部材の円周側面は、２つの側部支持面に当接する２つの非真円側部接触面を形成している。言い換えれば、側部支持／接触面は、全部で３つの表面（すなわち、平坦軸方向支持／接触面および２つの側部支持／接触面）により切削インサートのための安定しかつ確定された支持が得られるように、２つの表面を厳密に構成する。
【００１３】
正面フライス工具のさらなる実施形態によれば、２つの非真円側部支持面は、互いに対向しており、かつ、工具本体の回転方向とは反対の方向において相互に収束しており、２つの非真円側部接触面は、同様に相互に収束するように延在する。このようにして、側部支持／接触面は、フライス加工中にくさび効果を提供し、それにより、切削力は、収束方向に作用して、２つの側部支持／接触面をさらに押し合わせる。収束する側部支持／接触面間の角度は、適切には３０°〜５０°の範囲内であり得る。
【００１４】
正面フライス工具の別の実施形態によれば、接線切削インサートは、凹部の底面にあるねじ付き穴と係合するねじにより、座内に取り付けられており、この場合、接線切削インサートは、突出部材の内部で接線切削インサートを軸方向に貫通するねじ穴を備える。これにより、ねじ穴は、最も多くの材料を含む切削インサートの部分、すなわち、切削インサートが最も厚く、比較的高い機械的強度を示す部分を、軸方向に貫いて設けられる。ねじ穴を含む突出部材は、切削インサートの裏面上で中央に配置された単一の突出部材を構成し得ることが好ましく、この場合、平坦接触面は、ねじ穴を含む突出部材の後方および前方の両方の領域において切削インサートに安定した軸方向支持を提供するために、中央に配置された突出部材の（フライス工具の回転方向で見たときの）前方および後方の両方に延在する。
【００１５】
この正面フライス工具のさらなる実施形態によれば、ねじ穴は、突出部材の幾何学的中心からずらされている中心軸を有して、非真円側部接触面に対するねじ穴の中心軸の位置が非真円側部支持面に対するねじ付き穴の中心軸の位置に対応する接線切削インサートの唯一の取付け配向を提供する。このようにして、切削インサートを１つの特定のまたは意図された配向で座内に取り付けることだけが可能となり、切削インサートを誤った／意図されていない配向で工具本体の座内に取り付けることが不可能となる。
【００１６】
本発明の目的はまた、請求項９に記載の特徴を備える接線切削インサートによって達成される。
【００１７】
接線切削インサートは、座の平坦軸方向支持面が軸方向最前部に位置しかつ垂直な平面に延在して、座の軸振れを最小限に抑える／なくすことができるように、対応する特徴を備える。より正確には、非真円側部接触面を形成する円周側面を有する突出部材は、平坦軸方向支持面に対して凹設されている非真円側部支持面を介して、接線切削インサートを工具本体の径方向および接線方向において回転的に係止しかつ支持することを可能にする。接線切削インサートからの軸振れの寄与はまた、裏面上の平坦軸方向接触面および／または前面上のその軸方向逃げ面を含む切れ刃を研削して接線切削インサート上の切れ刃と平坦軸方向接触面との間の軸方向距離の偏差を最小限に抑える／なくすことにより、容易に対処される。
【００１８】
接線切削インサートの一実施形態によれば、突出部材の円周側面は、軸方向に垂直な断面において多角形を形成しており、この場合、非真円側部接触面は、多角形の辺に沿って形成される。さらなる実施形態では、多角形の断面は、直線状のまたは弓形の側面を含み得る正方形または三角形である。円周側面によって形成される断面は、大きい切削力を伝えると同時に接線切削インサートを回転的に係止しかつ支持することが可能である、比較的小さいが強固な断面をもたらす、ルーローの三角形などの円弧三角形であることが好ましい。
【００１９】
接線切削インサートのさらなる実施形態では、ねじ穴は、軸方向前面から軸方向裏面まで接線切削インサートを軸方向に貫通しており、ねじ穴は、突出部材の内部で延在しており、かつ、突出部材の軸方向後端面において開口する。これにより、ねじ穴は、上述のように、切削インサートが最も厚く、比較的高い機械的強度を示す、最も多くの材料を含む切削インサートの部分を、軸方向に貫いて設けられる。ねじ穴を含む突出部材は、切削インサートの裏面上で中央に配置された突出部材を構成することが好ましく、この場合、平坦接触面は、ねじ穴を含む突出部材の後方および前方の両方の領域において切削インサートに安定した軸方向支持を提供するために、中央に配置された突出部材の（フライス工具の回転方向で見たときの）前方および後方の両方に延在する。
【００２０】
接線切削インサートのさらなる実施形態では、ねじ穴は、突出部材の幾何学的中心からずらされている中心軸を有して、非真円側部接触面に対するねじ穴の中心軸の位置によって確定される接線切削インサートの唯一の取付け配向を提供する。前述のように、このようにして、切削インサートを１つの特定のまたは意図された配向で座内に取り付けることだけが可能となり、切削インサートを誤った／意図されていない配向で工具本体の座内に取り付けることが不可能となる。
【００２１】
接線切削インサートの別の実施形態によれば、切れ刃は、ワイパ刃（ｗｉｐｅｒ  ｅｄｇｅ）および主切れ刃を含み、主切れ刃は、ワイパ刃に対して傾けられ、かつ、最大でも１０°の切込み角で延在している。切れ刃上のそのような形状は、機械加工表面に高度な表面仕上げをもたらして最小限のバリ、かき傷、およびフリッタ（ｆｒｉｔｔｅｒ）を提示するので、エンジンブロックを正面フライス加工する際に、特に適切である。比較的小さい切込み角はまた、より高い生産性をもたらす高送りフライス加工（ｈｉｇｈ  ｆｅｅｄ  ｍｉｌｌｉｎｇ）を可能にするのに有効である。これにより、切れ刃は、（超硬合金の）接線切削インサート上にろう付けされる、ＰＣＤまたはＣＢＮ材料で作られたチップに形成され得る。そのようなＰＣＤおよびＣＢＮ材料は、比較的軽量かつ頑丈なエンジンブロックを製造するのにますます使用されているアルミニウム材料を正面フライス加工する際に、特に適切である。
【００２２】
接線切削インサートのさらなる実施形態では、ワイパ刃および主切れ刃は、連続的な弓形の切れ刃を形成している。このようにして、切れ刃は、機械加工表面を破損する／削り取るかまたは引っ掻く可能性のある鋭いコーナーを伴わずに、ワイパ刃と主切れ刃との間に滑らかな移行部を形成している。したがって、このさらなる実施形態は、頑丈な切れ刃、および高度な表面仕上げを提供する。頑丈な切れ刃を提供することは、超硬合金と比較すると硬くて脆い材料であるＰＣＤまたはＣＢＮ材料のろう付けチップを使用する場合に、特に重要である。ワイパ刃の曲率半径は、典型的には主切れ刃の曲率半径よりも大きい。さらに、主切れ刃の曲率半径は、その範囲に沿って変化し得る。
【００２３】
以下、例として添付の図面を参照しながら、本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態による正面フライス工具の斜視図である。
【図１ａ】第１の実施形態による正面フライス工具の正面端面図（ｆｒｏｎｔ  ｅｎｄ  ｖｉｅｗ）である。
【図１ｂ】第１の実施形態による正面フライス工具の側面図である。
【図１ｃ】第１の実施形態による正面フライス工具の分解組立図である。
【図２】座、および座に取り付けられる接線切削インサートを示す、正面フライス工具の拡大された一部分の図である。
【図２ａ】接線切削インサートを含む座の分解組立図である。
【図２ｂ】座に取り付けられた接線切削インサートの２つの断面図Ａ−ＡおよびＢ−Ｂを含む、本発明の第２の実施形態による正面フライス工具の正面図である。
【図３】本発明の接線切削インサートの軸方向前面斜視図である。
【図３ａ】接線切削インサートの軸方向裏面斜視図である。
【図３ｂ】接線切削インサートの別の軸方向裏面斜視図である。
【図３ｃ】接線切削インサートの軸方向裏面図である。
【図３ｄ】接線切削インサートのすくい面を向いた前面図である。
【図３ｅ】接線切削インサートの軸方向前面図である。
【図３ｆ】接線切削インサートの裏面図である。
【図３ｇ】接線切削インサートの長手方向側面図である。
【図３ｈ】接線切削インサートの長手方向側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１〜１ｃは、本発明による切りくず除去式機械加工のための正面フライス工具１の第１の実施形態を開示する。正面フライス工具は、中央回転軸Ｃ１の周りで意図された回転方向Ｒに回転可能である工具本体２を備える。工具本体２は、中央回転軸Ｃ１と同心である包絡面３、および、中央回転軸Ｃ１を横断して延在する軸方向前端面４を備える。軸方向前端面４は、複数の接線切削インサート１０が取り付けられるいくつかの座５を備える。
【００２６】
第１の実施形態では、交換式輪状部材２ａが座５を備え、この交換式輪状部材２ａは、工具本体２に取り付けられて、工具本体の軸方向前端面４上に座５の環状部／トラックを形成する。輪状部材２ａは、フライス工具１の中央回転軸Ｃ１と同心であり、かつ、ねじ２ｂにより工具本体２に取り付けられて、工具本体２の軸方向前端面４上に座５の環状部／トラックを形成する。輪状部材２ａは、輪状部材２ａを支持するための軸方向および径方向の肩面２ｃ、２ｄを有して形成されている工具本体の環状肩部内に取り付けられる。
【００２７】
図２および２ａは、座５、および座５内に取り付けられる接線切削インサートの様々な図を開示する。座は、接線切削インサート１０を回転的に係止しかつ支持するためのいくつかの支持面５ａ、５ｂ、５ｃを備える。支持面のうちの１つは、工具本体の中央回転軸Ｃ１によって画定された軸方向Ａ１において接線切削インサート１０を支持するための、平坦軸方向支持面５ａである。平坦軸方向支持面５ａは、中央回転軸Ｃ１に垂直に延在しており、かつ、座５において軸方向最前部に位置している。座の平坦軸方向支持面５ａは、軸方向前端面４と同一平面に配置され、この場合、座５は、平坦軸方向支持面５ａに対する凹部６を備える。凹部６は、底面６ａおよび側壁６ｂを備える。側壁６ｂは、接線切削インサート１０を回転的に係止しかつ軸方向Ａ１に垂直な方向において（正面フライス工具の径方向および接線方向において）接線切削インサート１０を支持するための、非真円側部支持面５ｂ、５ｃを形成している。より正確には、側壁における非真円側部支持面５ｂ、５ｃは、互いに対向しかつ工具本体２の回転方向Ｒとは反対の方向において相互に収束する、２つの（平面的な）側部支持面５ｂ、５ｃによって形成される。収束する側部支持面間の角度は、この特定の実施形態では、３４°である。
【００２８】
接線切削インサート１０は、座の平坦軸方向支持面５ａに当接する平坦軸方向接触面１２を有している軸方向裏面１１を備える。接線切削インサートの裏面は、平坦軸方向接触面１２から軸方向に延在する突出部材１３を備える。突出部材１３は、非真円側部支持面５ｂ、５ｃに当接するための非真円側部接触面１３ｂ、１３ｃを形成する、円周側面１３ａを備える。より正確には、非真円側部接触面は、工具本体２の意図された回転方向Ｒとは反対の方向において相互に収束するように（すなわち、側部支持面５ｂ、５ｃと同様に）延在する、２つの平面的な側部接触面１３ｂ、１３ｃによって形成される。収束する側部接触面間の角度は、この特定の実施形態では、３４°である。
【００２９】
図２ｂは、座５内に取り付けられた接線切削インサート１０の２つの断面図Ａ−ＡおよびＢ−Ｂを含む、本発明の第２の実施形態による正面フライス工具１の正面図を開示する。正面フライス工具１の第２の実施形態は、工具本体２が一体成形されるという点においてのみ、第１の実施形態とは異なる。したがって、工具本体２は、交換可能な輪状部材２ａを有さない。座５の平坦軸方向支持面５ａは、一体成形された工具本体２の軸方向前端面４上で軸方向最前部に位置する。
【００３０】
断面図Ａ−ＡおよびＢ−Ｂでは、凹部６の底面６ａと突出部材１３の軸方向後端面１３ｄとの間に間隙７が設けられることが分かる。言い換えれば、突出部材１３の軸方向の範囲は、接線切削インサート１０の明確な軸方向支持のために、突出部材１３が凹部の底面６ａに接触しないこと、および、平坦軸方向支持／接触面５ａ、１２のみが互いに当接することを確実にするように、凹部６の軸方向の範囲（深さ）未満である。
【００３１】
凹部６の側壁６ｂは、２つの側部支持面５ｂ、５ｃ間に遊隙空間８をさらに形成している（図２および２ａも参照）。したがって、側部支持面５ｂ、５ｃは、凹部６の側壁６ｂから突き出ており、この場合、遊隙空間８は、側部支持／接触面５ｂ、５ｃ、１３ｂ、１３ｃのみが互いに当接することを確実にするために、２つの側部接触面１３ｂ、１３ｃ間に延在する突出部材１３の円周側面１３ａの一部分を収容している。これにより、突出部材１３の円周側面１３ａの他の部分が凹部６の側壁６ｂの残りの部分に接触しないことを遊隙空間８が確実にするので、切削インサート１０のための明確な回転のおよび径方向／接線方向の支持が達成される。
【００３２】
接線切削インサート１０は、凹部６の底面６ａにあるねじ穴９に係合するねじ２０により、座５内に取り付けられる。接線切削インサートは、軸方向前面１４から軸方向裏面１１まで接線切削インサートを軸方向に貫通するねじ穴１９を備える。ねじ穴１９は、突出部材１３の内部で延在しており、かつ、突出部材１３の軸方向後端面１３ｄにおいて開口する。接線切削インサート１０は、平坦軸方向接触面１２および側部接触面１３ｂ、１３ｃがそれぞれ平坦軸方向支持面５ａおよび側部支持面５ｂ、５ｃに押し付けられるように、凹部の底面６ａにあるねじ付き穴９にねじ２０をねじ込むことによって取り付けられる。これにより、ねじ穴１９の中心Ｃ２と側部接触面１３ｂ、１３ｃとの間の距離は、鋼で作られているねじ２０がその弾性により側部接触面１３ｂ、１３ｃを側部支持面５ｂ、５ｃに押し付けるばね付勢（ｓｐｒｉｎｇ  ｂｉａｓ）を提供するように、ねじ付き穴９の中心Ｃ３と側部支持面５ｂ、５ｃとの間の距離よりもわずかに大きくされ得る。言い換えれば、ねじ穴１９の中心軸Ｃ２およびねじ付き穴の中心軸Ｃ３は、取付けねじ２０のばね付勢を提供するために、わずかに（典型的には、数分の１ミリメートルだけ）オフセットしている。
【００３３】
さらに、ねじ穴１９の中心軸Ｃ２は、２つの側部接触面１３ｂ、１３ｃに対するねじ穴の中心軸Ｃ２の位置が２つの側部支持面５ｂ、５ｃに対するねじ付き穴９の中心軸Ｃ３の位置に対応する接線切削インサート１０の唯一の取付け配向を提供するために、突出部材１３の幾何学的中心Ｇからずらされる。より正確には、唯一の取付け配向は、接線切削インサート１０が切れ刃１８を回転方向Ｒに向けてすくい面１６を有するような配向である。言い換えれば、工具本体の誤った／意図されていない回転方向に面するように接線切削インサートを取り付けることはできない。
【００３４】
図３から３ｈは、接線切削インサート１０の様々な図を開示する。接線切削インサートは、ねじ穴１９の中心軸Ｃ２および正面フライス工具１の軸方向Ａ１の両方と一致する軸方向Ａ２を備える。接線切削インサート１０は、軸方向Ａ２に垂直に延在する平坦軸方向接触面１２を有している軸方向裏面１１を備える。軸方向裏面１１上の突出部材１３は、平坦軸方向接触面１２に対して軸方向に延在している。突出部材１３は、軸方向Ａ２に垂直な方向において（すなわち、正面フライス工具の径方向および接線方向において）接線切削インサートを回転的に係止しかつ支持するために、非真円（この場合では平面的な）側部接触面１３ｂ、１３ｃを形成する円周側面１３ａを備える。これにより、突出部材１３の円周側面１３ａは、軸方向Ａ２に垂直な断面において多角形を形成している。より正確には、多角形は、凸状三角形の断面の２つの凸状の辺に沿って形成されている２つの平面的な側部接触面１３ｂ、１３ｃを含む、凸状の円弧三角形（ルーローの三角形）の形態を有する。これにより、理解され得るように、裏面１１は、中央に配置された単一の突出部材１３を備え、平坦接触面１２は、中央に配置された突出部材１３の（フライス工具の回転方向で見たときの）前方および後方の両方において延在する。突出部材１３は、突出部材１３の平坦軸方向接触面１２から離れて軸方向後端面１３ｄへ向かう軸方向範囲において先が細くなった形状を備え、軸方向後端面１３ｄは、平面的な表面である。
【００３５】
接線切削インサート１０の軸方向前面１４が、平坦軸方向接触面１２の反対側の軸方向逃げ面１５を形成している。これにより、外周側面１７が、平坦軸方向接触面１２と軸方向逃げ面１５との間に延在しており、すくい面１６が、外周側面１７内に配置され、単一の切れ刃１８が、すくい面１６と軸方向逃げ面１５との交差部に形成される。正の軸方向逃げ角αが、切れ刃１８から延在するにつれて平坦軸方向接触面１２に向かって傾斜している軸方向逃げ面１５によって与えられる（特に図３ｇおよび３ｈ参照）。平坦軸方向支持／接触面５ａ、１２が軸方向Ａ１、Ａ２に垂直に延在しているので、傾斜している軸方向逃げ面は、正面フライス加工の際に切れ刃の後方に軸方向遊隙を設けるのに必要である。これにより、軸方向逃げ面１５は、接線切削インサートの長手方向側面図に沿って全範囲において傾斜している（図３ｇおよび３ｈ参照）。しかし、最も重要な逃げ角αは、必要な軸方向遊隙を切れ刃１８の後方に設けるために、切れ刃１８の直ぐ後ろに与えられる。
【００３６】
切れ刃１８は、主切れ刃１８ｂに接続されたワイパ刃１８ａを含む（特に図３ｄおよび３ｆ参照）。主切れ刃１８ｂは、ワイパ刃１８ａに対して傾けられており、かつ、最大でも１０°の切込み角で延在している。これにより、理解され得るように、ワイパ刃１８ａおよび主切れ刃１８ｂは、連続的な弓形の切れ刃１８を形成しており、ワイパ刃１８ａの曲率半径は、主切れ刃１８ｂの曲率半径よりも大きい。さらに、本実施形態の接線切削インサートは、超硬合金で作られ、かつ、ＰＣＤまたはＣＢＮ材料のろう付けチップを備え、このチップは、切れ刃１８、ならびにすくい面１６および逃げ面１５の一部分を形成している。そのようなＰＣＤまたはＣＢＮのチップを組み込むことは、アルミニウムでの正面フライス加工の際に特に有益である。
【００３７】
前述のように、本発明は、平坦軸方向支持面５ａが中央回転軸Ｃ１に垂直に延在する共通平面に位置することになるように軸方向前端面４上の座５を単一平面研削作業に曝すことにより、平坦軸方向支持面間の軸方向位置のいかなるずれにも対処することを可能にする。
【００３８】
フライス工具の最終的な軸振れはまた、インサート公差に依存する。やはり前述したように、接線切削インサート１０からの軸振れの寄与もまた、裏面１１上の平坦軸方向接触面１２、および／または前面１４上のその軸方向逃げ面１５を含む切れ刃１８を研削して、接線切削インサート１０上の切れ刃１８と平坦軸方向接触面１２との間の軸方向距離のずれを最小限に抑える／なくすことにより、容易に対処される。これにより、本実施形態のワイパ刃１８ａは、接線切削インサート１０の軸方向前面１４で軸方向最前部に（または、平坦軸方向接触面１２から最も遠くに）位置する（主切れ刃１８ｂは、ワイパ刃１８ａに関して取付け角を形成している）。これにより、切削インサートの軸振れは、切削インサート１０を研削して、接線切削インサート１０の平坦軸方向接触面１２とワイパ刃１８ａとの間の距離の変化を最小限に抑える／なくすことにより、容易に対処される（すなわち、最小限に抑えられる／なくなる）。他のインサート公差は、正面フライス工具の最終的な軸振れに寄与しない。
【００３９】
本実施形態は、いわゆるバイメタルエンジンブロック（一部の部品がアルミニウム製であり、他の部品が鋳鉄製である）の正面フライス加工のために特に開発された。これにより、本実施形態は、バイメタルエンジンブロックにおけるかき傷、機械加工されたアルミニウム部品のバリ、および鋳鉄縁部の剥離／フリッタリングに関する問題を軽減する。しかし、本発明は、一般に、フライス工具の軸振れを軽減する／なくすことにより表面仕上げの改善を達成することができる正面フライス加工に適用可能である。
【００４０】
本発明は、上記で説明されかつ図面に示された実施形態に限定されるものではない。したがって、軸方向逃げ面１５は、切削インサートの長手方向側面図に沿ったその全範囲において傾斜を有する必要はない。その代わりに、軸方向逃げ面１５は、切れ刃の後方の一部分でのみ傾斜してもよく、その場合、残りの軸方向逃げ面は、例えば、平坦軸方向接触面に平行して延在する。本実施形態の接線切削インサートは、軸方向前面上に配置された単一の切れ刃を含む片面切削インサートである。しかし、接線切削インサートは、接線切削インサートの裏面上にも単一の切れ刃を含む両面のものであってもよい。この場合、軸方向逃げ面の一部分は、軸方向前面上の切れ刃が使い古されたときに、接線切削インサートがひっくり返されて軸方向前面上の平坦軸方向接触面を座内の平坦軸方向支持面に接触させて取り付けられ得るように、必然的に平坦軸方向接触面として形成される。切れ刃はまた、突出部材上に形成されて、切れ刃／すくい面を持つ一方の側と座の側部支持面に当接するための側部接触面を備える反対側とを有する突出した切削ヘッドを形成してもよい。そのような突出した部材／切削ヘッドは、接線切削インサートの前面上および軸方向裏面上の両方において軸方向に延在してもよく、その場合、軸方向裏面上の突出した部材／切削ヘッドは、取り付けられた状態では、座内に埋め込まれる。
【図１】
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【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
2019534166.tif 000009
【図２ｂ．Ａ−Ａ】
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【図２ｂ．Ｂ−Ｂ】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図３ｈ】
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【国際調査報告】
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