(57)【要約】本発明は、超硬合金製の切削インサート（10）ならびに、高回転速度において好ましく逃げ溝切り又は倣い旋削に用いられる前記インサートの使用法に関する。切削インサートは、堅固な接続を形成するように超硬合金とは相違する切削材料からなる切削体（3）が挿入される、少なくとも１つの凹部（2）を有し、前記切削体上には切削縁が形成される。高温域において小さな寸法であっても高度な機械的強度を有する前記切削インサートを利用できるように、セラミック切削材料から成り、少なくとも一部分は前記凹部の形状と合同である幾何学的形状を有する前記切削体が提案される。好ましくは、前記セラミック製切削体は円形の切頭円錐の形状を有する。
2005527385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超硬合金とは相違する切削材料から成る切削体（3）を挿入して、堅固な接続を形成するための少なくとも１つの凹部（2）を有し、前記切削体（3）上に切削縁（4）が形成され、前記切削体（3）はセラミック切削材料から成り、少なくとも一部分が前記凹部（2）の幾何学的形状と合同である幾何学的形状を備えることを特徴とする、超硬合金製の切削インサート（10）。
【請求項２】
前記セラミック切削体（3）が切頭円錐の形状を備えることを特徴とする、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
前記セラミック切削体（3）が、前記凹部（2）の底（7）に取り付けられる、より小さいベース表面を有し、前記切削縁（4）が前記切頭円錐のより大きいベース表面の露出する円弧に形成され、部分円状に延在することを特徴とする、請求項２に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記切頭円錐が、軸に垂直に裁断された切頭円錐であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の切削インサート。
【請求項５】
前記切削縁（4）が少なくとも２００度の部分円からなることを特徴とする、請求項３又は４に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記切削縁（4）が２３０度以下の部分円からなる、請求項５に記載の切削インサート。
【請求項７】
クリアランス角度（α）が１０度未満であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の切削インサート。
【請求項８】
クリアランス角度（α）が７±２度であることを特徴とする、請求項７に記載の切削インサート。
【請求項９】
前記切削体（3）が前記凹部（2）内に接合又はろう付けされることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の切削インサート。
【請求項１０】
工具ホルダに対して前記切削インサートを締め付けるために、少なくとも１つの溝（5）が前記切削インサート（10）の長手軸（Ｌ）の横断方向に延在することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の切削インサート。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの溝（5）が、前記溝に平行して延在する隆起部分（6）によって一方の側を画定されることを特徴とする、請求項１０に記載の切削インサート。
【請求項１２】
インデックス可能なインサートとして構成されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の切削インサート。
【請求項１３】
前記インデックス可能なインサートに２つから４つの切削体（3）が嵌め込まれることを特徴とする、請求項１２に記載の切削インサート。
【請求項１４】
前記切削体（3）の最大径が４±０．０５ミリメートルから１０±０．０５ミリメートルであることを特徴とする、請求項２から１３のいずれか１項に記載の切削インサート。
【請求項１５】
特に高回転速度における逃げ溝切り又は倣い旋削に用いられる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の切削インサートの使用法。
【請求項１６】
軽合金工作物、特にアルミニウム又はアルミニウム合金から成る工作物の逃げ溝切り又は倣い旋削に用いられる、請求項１５に記載の使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの凹部を有する超硬合金製切削インサートに関し、この凹部には、超硬合金と相違する切削材料から成り、切削縁が形成された切削体が挿入され、堅固な接続を形成する。
【背景技術】
【０００２】
この種の切削インサートは、例えば、米国特許においては第３，３６９，２８３号及び第４，２０１，５０１号、ヨーロッパ特許においてはＥＰ−Ｂ１−０４３１００９号が既知である。
【０００３】
これらの従来の切削インサートは、多くの場合、炭化タングステン、コバルト、ニッケル及び／又は鉄のような硬質成分のバインダ金属をベースとする超硬合金から成る。さらに、切削インサートの凹部に挿入される切削体は、例えば、ダイアモンド又は立方窒化ホウ素のような多結晶材料から成る。多結晶材料は、適切な接着剤による補助又はろう付けによって切削インサートの凹部に接合される。適切な接着剤及びろう付け材料は市販されている。
【０００４】
超硬合金のみ、又はセラミック切削材料のみのいずれかから成る切削インサートは、これまでも長い間既知であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セラミック切削インサートは基本的に、高温下での利用、すなわち高速域における工作物の金属切削などに用いられるときは、超硬合金切削インサートより適切であるものの、切削インサートの寸法が小さくなればなるほど、セラミック切削インサートの抗折強度（transverse rupture strength）は顕著に低下し、悪化する。このために、高速域での倣い旋削に用いられる非常に小さな切削幅又は非常に小さな半径を有する工具を耐高温性能を有するセラミック材料から製造することは、これまでのところ不可能であった。一方、むくの超硬合金から成り、非常に小さな寸法であると同時に高度に複雑な形状を有する有用なインデックス可能（indexable）インサートを製造することも、これまでは不可能であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記に基づいて、本発明の目的は、高速の金属切削作業に特に適切な切削インサート、すなわち、特に耐熱性を有する一方、非常に高い機械的強度を備えていて、非常に小さな寸法又は非常に小さな半径を有し、十分な工具寿命を有する切削体の製造を可能とするインサートを提供することである。
【０００７】
この目的は、本文頭で言及された種の切削インサートにおいて、切削体がセラミック切削材料から成り、少なくともその一部分が凹部（recess）の幾何学的形状と合同となる幾何学的形状を有するとする本発明に基づいて達成される。
【０００８】
本発明に基づく切削インサートにおいては、セラミック切削体の高温特性と硬い超硬合金の担体の有利な点とが結びつけられる。オス型成形体として構成されるセラミック切削体の幾何学的形状と、それに適合されるメス型成形体として構成される超硬合金の凹部の幾何学的形状とが、特別に相互に合されることによって、２つの物体が形成する複合構造の高度な機械的剛性が得られ、これは高温及び超高温下での工作物の高速機械加工に特に有利な効果を有する。
【０００９】
本発明に基づく切削インサートの、特に好ましい実施例においては、セラミック切削体は切頭円錐、好ましくは軸に垂直に裁断した切頭円錐の形状を備える。この形状によって、超硬合金切削インサート内のセラミック切削体の錐形台座は特に安定し、したがって、相違する材料からなる２つの物体の最適な支持及び連結が得られる。
【００１０】
好ましくは、セラミック切削体は、凹部の底に取り付けられるより小さいベース表面を有する一方、切頭円錐のより大きいベース表面の露出した円弧には切削縁（端縁）が形成されて部分円状に広がる。この設計は、すくい（レーキ）面及び逃げ面間の最適な比率を実現するものであり、したがって、多様な用途を有し、非常に小さな切削幅又は非常に小さな半径を有する工具に特に適合するインデックス可能インサートを製造するための切削インサートに優れた適合性をもたらす。
【００１１】
切削縁は、好ましくは、少なくとも２００度の、しかし２３０度未満である部分円からなる。もし切削縁が位置する部分円が２００度未満に制限されると、切削縁の有効全長は一般的な目的に用いるためには短すぎて、一方で部分円が２３０度を越えると、２つの物体に機械的な結合及び接続を付与する切頭円錐の横領域の残りの残余表面が小さすぎて、複合構造の十分な機械的強度を確保することができない。
【００１２】
切頭円錐の円錐の角度は、好ましくは、切削縁下方のクリアランス角度（α）が１０度未満、特に好ましくは７±２度になるように選択される。
【００１３】
切削体は、好ましくは凹部内に接合又はろう付けされる。エポキシ樹脂又はアクリル樹脂系の適切な接着剤、又は他の耐熱接着剤が既知であって、当業者には熟知されている。
【００１４】
本発明に基づく切削インサートの好ましい実施例においては、従来的な工具ホルダに切削インサートを締め付けるために、切削インサートの長手軸を横断して延在する少なくとも１つの溝が設けられる。工具ホルダにおける切削インサートの不動かつ幾何学的に正確に画定可能な着座を得るために、平行して延びる隆起部分によって、少なくとも１つの溝がいずれかの側に画定されることにより、工具ホルダに設けられる締め具とのポジティブな係合がされる点は有利である。
【００１５】
本発明に基づく切削インサートは、好ましくは、インデックス可能なインサートとして構成され、特に好ましい実施例においては、このようなインデックス可能なインサートは２〜４つの切削体を備える。
【００１６】
本発明の特に有利な実施例においては、切削体の最大径は約４±０．０５ミリメートル〜約１０±０．０５ミリメートルであるが、機械的な強度及び剛性に関して要求される最低値を下回ることなく、セラミック切削体の材料の寸法又は厚みを約２ミリメートルの値に減らすことができる。セラミック切削体の厚みは、好ましくは、締付け溝周りの隆起部分以外の切削インサートの厚みの概ね半分に対応する。
【００１７】
本発明に基づく切削インサートは、特に高速回転及び／又は高温下における逃げ溝切り（recessing）又は倣い旋削（copy-turning）用の、特に非常に小さい切削幅及び非常に小さい半径を有する切削インサートにおいて、特別に有利に用いられる。本発明に基づく切削インサートは、軽合金工作物の逃げ溝切り又は倣い旋削に特に適切であり、具体的には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる工作物が、例えば、軽合金のリム及び他の部品の場合には自動車セクタにおいて見出されているように適切である。
本発明は、図面を参照しながら以下にさらに詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
切削インサート１０は超硬合金（コバルト結合炭化タングステン）から成るベース本体１を含み、この切削インサートは１組のセラミック切削体３を備えるインデックス可能なインサートとして設計される。
【００１９】
２つのセラミック切削体３は軸に垂直に裁断された切頭円錐の形状を有し、切頭円錐のより小さいベース表面を凹部の底７に堅固に結合させる高温接着手段によって、ベース本体１内のあらかじめ形成された凹部２に結合され、切頭円錐の円錐曲面の一部分も、それと合同の凹部２の円錐形壁面に対して結合する。切削縁４は、２つのセラミック切削体３の各切頭円錐の、より大きいベース表面が露出する円弧上に形成される。切頭円錐のより大きいベース表面の部分円、すなわち、凹部２内部に延在していない、露出する部分円は、少なくとも２００度であるが、２３０度未満でもある（いずれも真円の３６０度に対してである）。
【００２０】
図示された実施例においては、切削縁４下方のクリアランス角度αは、約７度である。
【００２１】
溝５は、既知の工具ホルダに対して切削インサートを締め付けるために切削インサートの長手軸Ｌを横断して延在する。溝５は、溝に沿って平行に延びる隆起部分６によっていずれかの側に画定され、断面形状はしばしば「ドッグボーン（犬の骨）」と呼ばれる。溝５は、切削インサートが意図されたように用いられるとき、工具ホルダ（図示せず）に相補的に形成されるつめによって係合される。
【００２２】
セラミック切削体３の切頭円錐のより大きいベース表面の最大径は、好ましくは、±０．０５ミリメートルの標準偏差を伴って約４、６又は８ミリメートルであり、セラミック切削体３の材料の厚みＳは、好ましくは約２．５ミリメートルである。
【００２３】
本発明に基づく切削インサートが、切頭円錐以外の形状、例えば、正方形、立方体、菱面体、又は他の平行六面体の形状を有するセラミック切削体をさらに含むことは、当業者には明白である。
【００２４】
本発明の特に好ましい実施例は、添付の図面の図１及び図２に示されるように「ドッグボーン」構成を有する切削インサートである。この実施例は以下の特徴との組み合わせを示す。
堅固な接続を形成するために、超硬合金とは相違する切削材料から成る切削体を挿入するための少なくとも１つの凹部を有する、超硬合金製の切削インサート、
切削縁が形成された切削体、
セラミック切削材料から成り、円形の切頭円錐の形状を有し、少なくともその一部分が凹部の形状と合同である切削体、
少なくとも１つの溝であって、該溝と平行に延在する隆起部分によって一方の側が画定されて、工具ホルダに対して切削インサートを締め付けるために切削インサートの長手軸を横断して延在する該溝。
【００２５】
本発明の好ましい実施例の利点は、切削体の最大径が４〜１０±０．０５ミリメートルほどのときの抗折強度に関して、もっとも明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明に基づく切削インサートの実施例の斜視図である。
【図２】図２は、図１に基づく切削インサートの部分的な断面図（非実寸）である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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