(57)【要約】  本発明は切り屑除去加工用の転削工具に関し、詳しくは幾何中心軸のまわりで回転可能な基本ボディーと、外周方向に間隔をあけた複数の着脱可能な切削インサートであって、基本ボディーに形成された切り屑排出部に隣接するインサート・ポケットに別々に固定されることができ、少なくとも一つの切れ刃（１９）が切削インサートの上面の切り屑面と切削インサートの外周側面に沿った逃げ面との間に形成されている切削インサートと、を含み、個々のインサート・ポケットが個々の切削インサートを切り屑面が中心軸に対して正の傾斜角をなして傾斜する位置で固定するように配置されるという意味で工具の幾何形状は顕著にポジティブである転削工具。本発明の特徴は、切り屑面と中心軸の間の傾斜角（θ）が２５〜２８゜の範囲内にあり、切れ刃（１９）は、断面視、曲率半径が５〜２０μｍの範囲内にある円弧形状を有し、切削インサートの逃げ面（１８）には、逃げ面傾斜部（１８ａ）が形成され、逃げ面傾斜部が切れ刃（１９）から切削インサートの底面（１２）の方向に延びて主逃げ面部（１８ｂ）に変化し、逃げ面傾斜部（１８ａ）の逃げ角（γ）は０゜より大きく、３゜より小さく、主逃げ面部（１８ｂ）の逃げ角（ω）は逃げ面傾斜部（１８ａ）の逃げ角（γ）より大きく、切れ刃（１９）から主逃げ面部（１８ｂ）までの逃げ面傾斜部（１８ａ）の幅は０．０５〜０．３０ｍｍの範囲内にあり、切り屑面（１７）には強化傾斜部（１７ａ）が形成され、強化傾斜部が切れ刃（１９）から切削インサートの中心の方向に延びて主切り屑部（１７ｂ）に変化し、中心軸に対する強化傾斜部（１７ａ）の傾斜角（ψ）が−５゜より大きく、＋５゜より小さく、切れ刃（１９）から主切り屑部（１７ｂ）までの強化傾斜部（１７ａ）の幅が０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内にあるということである。本発明は、また、別々に、転削インサート、並びに一体型転削工具に関する。
2008512252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り屑除去加工用の転削工具であって、
幾何中心軸（Ｃ）のまわりに回転可能な基本ボディー（１）と、
外周方向に間隔をあけた複数の着脱可能な切削インサート（３）であって、前記基本ボディーに形成された切り屑排出部に隣接するインサート・ポケット（５）に別々に固定可能であり、個々の切削インサートには少なくとも一つの切れ刃（１９）が前記切削インサートの上面（１１）の切り屑面（１７）と前記切削インサートの外周側面（１３，１４）に沿った逃げ面（１８）との間に形成されている切削インサート（３）と、を含み、
個々の前記インサート・ポケットは個々の前記切削インサートを前記切り屑面（１７）が中心軸（Ｃ）に対して正の傾斜角をなして傾斜する位置で固定するように配置されているという意味で工具の幾何形状は顕著にポジティブである転削工具において、
前記切り屑面と前記中心軸の間の傾斜角（θ）が２５゜〜２８゜の範囲内にあり、
前記切れ刃（１９）は、断面視、曲率半径が５〜２０μｍの範囲内にある円弧形状を有し、
前記切削インサートの前記逃げ面（１８）には、逃げ面傾斜部（１８ａ）が形成され、該逃げ面傾斜部が前記切れ刃（１９）から前記切削インサートの底面（１２）の方向に延びて主逃げ面部（１８ｂ）に変化し、
前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の逃げ角（γ）は０゜より大きく３゜より小さく、
前記主逃げ面部（１８ｂ）の逃げ角（ω）は前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の前記逃げ角（γ）より大きく、
前記切れ刃（１９）から前記主逃げ面部（１８ｂ）までの前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の幅は０．０５〜０．３０ｍｍの範囲内にあり、
前記切り屑面（１７）には強化傾斜部（１７ａ）が形成され、該強化傾斜部が前記切れ刃（１９）から前記切削インサートの中心の方向に延びて主切り屑部（１７ｂ）に変化し、前記中心軸に対する前記強化傾斜部（１７ａ）の傾斜角（ψ）が−５゜より大きく＋５゜より小さく、
前記切れ刃（１９）から前記主切り屑部（１７ｂ）までの前記強化傾斜部（１７ａ）の幅が０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内にある、
ことを特徴とする転削工具。
【請求項２】
前記曲率半径が少なくとも８μｍであることを特徴とする請求項１に記載の転削工具。
【請求項３】
前記曲率半径が大きくても１２μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の転削工具。
【請求項４】
前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の逃げ角（γ）が少なくとも１゜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の転削工具。
【請求項５】
前記切れ刃（１９）から前記主逃げ面部（１８b）までの前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の幅が少なくとも０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の転削工具。
【請求項６】
前記個々の切れ刃（１９）に隣接する前記切り屑面（１７）の前記強化傾斜部（１７ａ）が全体として平面状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の転削工具。
【請求項７】
前記個々の切れ刃（１９）に隣接する前記逃げ面（１８）の前記逃げ面傾斜部（１８ａ）が全体として平面状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の転削工具。
【請求項８】
多角形の基本形状と一般的にポジティブな切削幾何形状を有する割り出し可能な転削インサートであって、
上面（１１）と、底面（１２）と、４つの外周側面（１３，１４）であって、該外周側面の内の一対の第１の互いに対向する側面（１３）は一対の第２の互いに対向する側面（１４）とコーナ（１５，１６）で出会う４つの外周側面とを含み、さらに前記上面の切り屑面（１７）と前記外周側面に沿った逃げ面（１８）との間に形成された二つの切れ刃（１９）を含む、割り出し可能な転削インサートにおいて、
前記切り屑面（１７）は前記底面（１１）に平行な中立面（Ｎ）に対して第１の方向に傾斜し、すなわち、前記中立面と前記切り屑面に付随する切れ刃（１９）から最も遠くに位置する前記切り屑面の端との間の距離が、前記中立面と前記切り屑面の他の部分との間の距離よりも小さくなるように傾斜し、
前記第１の方向における前記切り屑面（１７）の前記中立面（Ｎ）に対する傾斜角（α）は３゜〜１５゜の範囲内にあり、
前記切れ刃（１９）は、断面視、曲率半径が５〜２０μｍの範囲内にある円弧形状を有し、
前記該逃げ面（１８）には逃げ面傾斜部（１８ａ）が形成され、該逃げ面傾斜部は前記切れ刃（１９）から前記底面（１２）の方向に延びて主逃げ面部（１８ｂ）に変化し、
前記中立面（Ｎ）に直角で前記切れ刃（１９）に接触する基準平面（Ｐ２）に対する前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の傾斜角（ε）は１０゜より大きく２８゜より小さく、
前記切れ刃に接触する前記基準平面（Ｐ２）に対する前記主逃げ面部（１８ｂ）の逃げ角（Ω）は、前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の前記逃げ角（ε）より大きく、
前記切れ刃（１９）から前記主逃げ面部（１８ｂ）までの前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の幅は０．０５〜０．３０ｍｍの範囲内にあり、
前記切り屑面（１７）には強化傾斜部（１７ａ）が形成され、該強化傾斜部が前記切れ刃（１９）から前記切削インサートの中心の方向に延びて主切り屑部（１７ｂ）に変化し、前記中立面（Ｎ）に対する前記強化傾斜部（１７ａ）の傾斜角（φ）は−３０゜より大きいが−５゜より小さく、
前記切れ刃（１９）から前記該主切り屑部（１７ｂ）までの前記強化傾斜部（１７ａ）の幅は０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内にある、
ことを特徴とする転削インサート。
【請求項９】
前記曲率半径が少なくとも８μｍになることを特徴とする請求項８に記載の転削インサート。
【請求項１０】
前記曲率半径が大きくて１２μｍになることを特徴とする請求項８又は９に記載の転削インサート。
【請求項１１】
前記切り屑面（１７）の傾斜角（σ）が少なくとも８゜になることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の転削インサート。
【請求項１２】
前記切り屑面（１７）の傾斜角（σ）が大きくて１２゜になることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の転削インサート。
【請求項１３】
前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の逃げ角（ε）が少なくとも１３゜であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の転削インサート。
【請求項１４】
前記切れ刃（１９）から前記主逃げ面部（１８ｂ）までの前記逃げ面傾斜部（１８ａ）の幅が少なくとも０．１０ｍｍであることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の転削インサート。
【請求項１５】
前記個々の切れ刃（１９）に隣接する前記切り屑面（１７）の前記強化傾斜部（１７ａ）が全体として平面状であることを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１項に記載の転削インサート。
【請求項１６】
前記個々の切れ刃（１９）に隣接する前記逃げ面（１８）の前記逃げ面傾斜部（１８ａ）が全体として平面状であることを特徴とする請求項８〜１５のいずれか１項に記載の転削インサート。
【請求項１７】
切り屑除去加工用の一体型転削工具であって、
幾何中心軸（Ｃ）のまわりで回転可能な基本ボディー（１）を含み、該ボディーに外周方向に間隔をあけた複数の切り屑排出部（１０２）が形成され、各切り屑排出部には、付随する切れ刃（１１９）が切り屑面（１１７）と前記転削工具の外周側面（１１３）に沿った逃げ面（１１８）との間に形成され、前記切り屑面（１１７）が前記中心軸（Ｃ）に対して正の傾斜角をなして傾斜しているという意味で工具の幾何形状は顕著にポジティブである、一体型転削工具において、
前記切り屑面（１１７）と前記中心軸の間の傾斜角（θ）が２５゜〜２８゜の範囲内にあり、
前記切れ刃（１１９）は、断面視、曲率半径が５〜２０μｍの範囲内、適切には８〜１２μｍの範囲内にある円弧形状を有し、
前記逃げ面（１１８）には逃げ面傾斜部（１１８ａ）が形成され、該逃げ面傾斜部が前記切れ刃（１１９）から前記転削工具の外周方向に延びて主逃げ面部（１１８b）に変化し、
前記逃げ面傾斜部（１１８ａ）の逃げ角（γ）は０゜より大きく３゜より小さく、
前記主逃げ面部（１１８b）の逃げ角（ω）は、前記逃げ面傾斜部（１１８ａ）の前記逃げ角（γ）より大きく、
前記切れ刃（１１９）から前記主逃げ面部（１１８ｂ）までの前記逃げ面傾斜部（１１８ａ）の幅は０．０５〜０．３０ｍｍの範囲内にあり、
前記切り屑面（１１７）には強化傾斜部（１１７ａ）が形成され、該強化傾斜部が前記切れ刃（１１９）から半径方向内側へ前記転削工具の中心の方向に延びて主切り屑部（１１７ｂ）に変化し、前記中心軸に対する前記強化傾斜部（１１７ａ）の傾斜角（ψ）は−５゜より大きいが＋５゜より小さく、
前記切れ刃（１１９）から前記主切り屑部（１１７ｂ）までの前記強化傾斜部（１１７ａ）の幅は０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内にある、
ことを特徴とする一体型転削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
第一の様態で、本発明は切り屑を排出する加工のために意図された転削工具であって、幾何中心軸のまわりで回転可能な基本ボディーと、外周方向で間隔をあけた複数の着脱可能な切削インサートを含み、切削インサートは、基本ボディーに形成された切り屑排出部に隣接するインサート・ポケットに別々に固定でき、個々の切削インサートには切削インサートの上面の切り屑面と切削インサートの逃げ面の間に少なくとも一つの切れ刃が形成され、個々のインサート・ポケットは切り屑面が中心軸に対して傾斜して正の傾斜角を形成する位置に個々の切削インサートを固定するように配置されているという意味で工具の幾何形状が顕著にポジティブである転削工具に関する。
第二の様態で、本発明は転削工具のための転削インサートに関する。
第三の様態で、本発明は一体型転削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削又は切り屑除去加工の分野には、いくつかの各種転削工具が見られ、特に金属の被削材がそれらによって機械加工される。上記の一般的な種類の転削工具、いわゆるルータ・タイプの転削工具は、通常、被削材に比較的薄い壁で画定されるポケット又は中空スペースを設けるために用いられる。このような転削工具は、しばしば、アルミニウムを機械加工して航空機を建造するために用いられる種類の軽量枠組みコンポーネントを提供する目的で使用される。それに関連して、転削工具とその切削インサートにはいろいろな要求が課せられるが、それらの要求のうちでも最も重要なものの一つがチップ除去能力の高さである。
【０００３】
問題としているテクノロジー分野の内部では、より速い切削プロセスという方向に開発が強力に進められている。アルミニウムの転削においては、今日の機械加工は１０，０００ｍ／ｍｉｎのオーダーに達する切削速度又は周速で行うことができ、ミーリングカッターの回転数は２５，０００ｒｐｍを超える。高い切削速度、したがって、高いミーリング速度、に対する通常の制約は転削工具が取り付けられるスピンドルで利用できるパワーである。高い切削速度を達成するためには、ミーリングスピンドルで利用できるパワーに制限がある場合、以前から知られているやり方は、切れ刃の断面の円弧形状の曲率半径を小さくすること、並びに、転削工具の幾何中心軸（これは通常、転削工具の回転軸と一致する）に対する切り屑面の傾斜角を大きくすることである。しかし、これらの二つの手段は、切れ刃の強度に有害な影響を及ぼし、したがって、転削工具の使用寿命を制限する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の欠点をなくし、最初に述べたタイプの改良された転削工具を提供することを目的とする。すなわち、本発明の第一の目的は、従来知られている工具に比べて切り屑除去能力を改善できる転削工具を提供することである。別の目的は、特に比較的低い弾性率の材料、例えばアルミニウムなどの材料の機械加工において切り屑除去性能の改善が可能な転削工具を提供することである。本発明のさらに別の目的は、従来知られている工具に比べて切れ刃の強度を維持しながら切削が容易な幾何形状を有する転削工具を提供することである。
【０００５】
本発明によれば、少なくとも第一の目的は、請求項１の特徴部分で規定される転削工具によって達成される。本発明による転削工具の好ましい実施形態は従属請求項２〜７で詳しく規定される。
【０００６】
第二の様態で、本発明は請求項８で規定される特徴を有する転削インサートに関する。本発明による転削インサートの好ましい実施形態は従属請求項９〜１６で詳しく規定される。
【０００７】
第三の様態で、本発明はまた、請求項１７に記載された特徴を有する一体型転削工具に関する。
【０００８】
本発明の基礎を成す最近得られた知見は、一方では、請求項１によって規定される傾斜と幅寸法を有する強化傾斜部を設け、他方では、請求項１によって規定される傾斜と幅寸法を有する逃げ面傾斜部を設けることによって、切れ刃の強度を維持しつつ５〜２０μｍという小さな曲率半径を有する断面円弧形状の切れ刃を設計できることを示している。言い換えると、強度を低下させることなく切れ刃をよりシャープに設計することができる。同様に、これも本発明の基礎を成すものであるが、最近得られた知見は、切り屑面と中心軸の間の傾斜角を２５゜〜２８゜の範囲内に設定して上記の特徴と組み合わせると非常に切削が容易であり、低い弾性率の材料、例えばアルミニウム、の機械加工に好適な工具の幾何形状が得られることを示している。すなわち、切削が容易なこの幾何形状は、転削工具を取り付けようとするスピンドルのパワーが限られていても高いミーリング速度を可能にする。
【０００９】
強化傾斜部、逃げ面傾斜部、断面が円弧形状の切れ刃、及び切り屑面の傾斜角の存在は、切り屑除去加工の分野では従来から別々に知られている特徴である。したがって、本発明はこれらの特徴の新しいユニークな組み合わせに基づくものであり、それらの特徴が一緒になって本発明の工具に、公知の転削工具と比べてきわめて高い改善された切り屑除去速度をもたらしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１には、本発明の好ましい一実施形態に係わる転削工具が示されており、回転対称な基本形を有する基本ボディー１を含み，それは前端面４４と、基本ボディー１を駆動スピンドルに結合するための手段、例えば凹み４６を含む後端面４５を有する。基本ボディーは、幾何的中心軸Ｃのまわりに回転できる。基本ボディー１の包絡面には、二つの切り屑排出部２が形成されている。これらの切り屑排出部の一つに、本発明の一実施形態に係わる転削インサート３が取り付けられている。図２には、切削インサート３が底面に、溝で隔てられた複数の平行な隆起を含むタイプの、テーパーがついた形の断面を有する少なくとも一つの接続面４を有することが見られる。この接続面は、基本ボディー１に配置されて、切り屑排出部２のインサート・ポケット５又はシートを形成している同様の、隆起を備えた接続面５と協同して動作するようになっている。ここで既に、これは切削インサート３をインサート・ポケットに固定するための可能な一つのやり方に過ぎないということを指摘しなくてはならない。切削インサート３を固定するための、例えばクランプを用いるなどの、オプションとしての他の好都合な方法も、本発明の範囲内で当然利用できる。
【００１１】
次に図３〜６を参照すると、これらは本発明のある好ましい実施形態に係わる転削インサートの設計を詳細に図示したものである。切削インサートは、多面体の基本形を有し、一般的に１１と記された上面、底面１２、及び外周側面１３，１４を有する。これらの外周側面のうち、第１の対向する側面１３の対は、第二の互いに対向する側面１４の対と、二つの鋭角コーナ１５，並びに二つの鈍角コーナ１６で出会う。切削インサートの上面にある切り屑面１７と外周側面に沿った逃げ面１８の間に、一般的に１９と記された切れ刃が形成される。以下では、これらは１次切れ刃と呼ばれる。各個別切れ刃は、主切れ刃部２０，並びに鋭角コーナに隣接して形成され、著しく丸い、例えば部分的に円形の、形を有する副切れ刃部２１を含む。主切れ刃部２０は、第１の又は前方端点２２から後方端点２３まで延びている。丸い副切れ刃部２１は主切れ刃部２０の延長部分で、詳しくは点２２から点２４まで延びている。
【００１２】
さらに、ここで指摘しておかなければならないことであるが、個々のインサート・ポケットは、切り屑面１７が中心軸Ｃに対して正の傾斜角をなして傾斜するような位置に個々の切削インサート３を固定するように配置される、すなわち、取り付けた状態で、切削インサート３は中心軸に対して顕著な半径方向角度を有する、という意味で工具の幾何形状は顕著にポジティブである。図１〜１０で示された実施形態では、取り付けた状態で、切削インサート３はまた中心軸に対して顕著な軸方向角度を有する。軸方向角度と半径方向角度は、転削工具の基本ボディー１の回転軸Ｃに対するインサート・ポケット又は接続面５の角度によって決定される。好ましい実施形態では、接続面５の軸方向角度は１０〜１５゜という範囲内にあり、半径方向角度は１０〜２５゜という範囲内にある。すなわち、取り付けた状態で、切れ刃１９の主切れ刃部２０は中心軸Ｃと実質的に同じ長手方向に延びている。
【００１３】
図示された好ましい実施形態では、切削インサートは菱形の基本形を有し、二つの主切れ刃部２０は切削インサートの長辺１３に沿って延びている。図５と７では、切削インサートが、第１の座標軸又はＸ軸と第２の座標軸又はＹ軸を有する想定された座標系に挿入されて示されている。切削インサートの形は、二つの座標軸に関して対称である。
【００１４】
図５で、この好ましい実施形態では、切削インサートが二つの接続面４を有し、それらは切削インサートの中心貫通孔２５の両側に配置されていることが見られる。二つの接続面の各々は、溝によって隔てられた互いに平行な複数の隆起を含む。前記隆起と溝はＸ軸と平行である。二つの接続面は、孔から間隔があいている、すなわち、孔から一定の距離で終わる。
【００１５】
個々の主切れ刃部２０は、Ｘ軸に対して一般に斜め方向に延び、前方端点２２が後方端点２３よりもＸ軸から大きな距離のところにある。この例では、個々の主切れ刃部２０とＸ軸の間の傾斜角α（図７参照）は、１．８゜である。
【００１６】
図３〜１０に示されている実施形態では、切れ刃１９の主切れ刃部２０はアーチ状になっている。この円弧形状は、主切れ刃部２０に結合している逃げ面１８の一部がわずかに認められる凸の曲率で形成されていることによる。しかし、この曲率は非常に小さいので、主切れ刃部２０の円弧形状は、図３〜１０においては肉眼で認められない。
【００１７】
図６では、中立面Ｎが破線で示されており、この平面は接続面４に含まれる隆起の頂部、すなわち頂面で表される切削インサートの底面と平行である。
【００１８】
次に図３と４を参照すると、切れ刃１９は切り屑面１７と共に境界状の外周部分に形成され、それに対して谷状の表面２６が沈み込んでいる。この谷状表面は平面であり、中立面Ｎと平行である。谷状表面２６の中央に、隆起部２７が形成されている。この例では、切削インサートが中央の孔２５と共に形成されており、隆起部２７は無端状のカラーの形になり、そこに固定用ねじ２９（図８参照）の頭をさら穴に埋めて保護した状態で収容できる。したがって、図８に見られるように、ねじを締めたときにねじの頭２８の上面は周囲のカラー２７の平らなトップ表面３０よりも低い位置にある。カラーの平らな頂面３０から、側面３１が谷状表面２６の方へ下向き／外向きに斜めに延びている。この側面は無端状であり、実際には個々の作用切れ刃１９によって除去される切れ刃に対してチップブレーカーとして働く。図示した実施形態では、切削インサートが菱形の基本形を有し、カラー２７は細長い卵形になり、本質的に切削インサートの鈍角コーナの間の方向に対角線状に延びている（図７参照）。
【００１９】
図３と４でさらに見られるように、個々の逃げ面１８は切れ刃１９から下向きに３２と表されている肩まで延びている。肩３２は本来の逃げ面の下の狭くなったベース表面３３を規定している。このベース表面３３は逃げ面１８よりも大きな面積を有することが有利である。言い換えると、逃げ面は比較的狭い。このような理由により、逃げ面は簡単で効率的な仕方でグラウンドになることができ、狭くなったベース表面が逃げ面を形成し所望の形の切れ刃を形成するためのより大きな自由度を与える。
【００２０】
前に述べたように、二つの切れ刃１９は１次切れ刃を形成する。これらの１次切れ刃及び付随する切り屑面１７の間で、谷状表面２６のまわりの境界状部分が皿形に広がっている。詳しく言うと、二つの２次切れ刃３５に隣接する二つの２次切り屑面３４が切り屑面１７に対して落ち込んでいる。
【００２１】
個々の１次切れ刃１９をシャープにする、もっと正確には、必ずしも必要ではないが、切り屑面１７並びに逃げ面１８を研磨することによってシャープにすることが−有利である。これに関連して、個々の切り屑面１７は全体が平面であり、中立面Ｎに対して二つの異なる方向で傾斜しているということを指摘しなくてはならない。
【００２２】
第１の実質的な半径方向では、切り屑面１７は、中立面Ｎと付随する切れ刃１９から最も遠くにある切り屑面の端、すなわち、中立面ＮとＸ軸の最も近くにある端との間の距離が中立面と切り屑面の他の部分との間の距離よりも小さくなるように傾斜している。この傾斜角はσで表される。本発明の基礎を成す最近得られた知見によれば、機械加工のさいに、最適な加工性能のためにはすくい角は２５〜２８゜での間になければならない。本発明によれば、これは、インサート・ポケット５が切削インサート３を、工具の中心軸Ｃに対する切り屑面の傾斜角が２５〜２８゜までの間になる位置に固定することによって行われる。図９では、この傾斜角がθで示されている。この角度は、一方では工具の中心軸に対するインサート・ポケット５の傾斜又はスロープ、他方では切削インサートの底面と平行な中立面Ｎに対する切り屑面１７の傾斜、の結果であるということを理解しなくてはならない。このように、結果としての転削工具のすくい角は、インサート・ポケットと切り屑面のそれぞれの傾斜の多数の組み合わせによって得られる。
【００２３】
既に指摘したように、好ましい実施形態では、接続面／インサート・ポケット５の半径方向角度は１０〜２５゜の範囲にある。２５〜２８゜の範囲にある最適なすくい角を達成するために、好ましい実施形態では、問題の角度σは３〜１５゜の範囲内にあることが好ましい。角度σは８〜１２゜の範囲内にあることが適当であり、その場合インサート・ポケットの半径方向角度は１３〜２０゜という範囲内にあることが適当である。この例では、角度σは１０゜になり、インサート・ポケットの半径方向角度は１６゜になる。
【００２４】
第２の実質的な軸方向では、切り屑面１７は、副切れ刃部２１に隣接する切り屑面の前方部分が中立面Ｎから、その後方部分よりも大きな距離にあるように傾斜している。図６では、この軸方向傾斜角はβで表されている。角度βは１〜１０゜の範囲にあり、３〜５゜が適当であり、この例では４゜になる。
【００２５】
１次切り屑面１７並びに２次切り屑面３４は内部的に遷移面３６に変化し、それが谷状表面２６の方へ斜めに下向き／内向きに延びているということを指摘しておかなければならない。同じ遷移面３６は凹面にカーブさせることが有利である。１次切れ刃１９をシャープにするかどうかに関わりなく、望むならば、２次切れ刃３５は研磨しないままにしてもよい。しかし、２次切れ刃３５は片側だけ、詳しくは逃げ面３７だけを研磨することができる。切り屑面３４は凹面にカーブした形にすることが有利であり、それは圧縮成形に伴って直接に実施することができる。
【００２６】
次に図８〜１０を参照する。図９には、図８の主切れ刃部２０に沿って切断して得られた断面図から円で囲まれた部分が拡大概略図（必ずしも実寸大ではない）で示されている。この図は、切れ刃１９に密接に関連した部分を示している。図９で、切れ刃１９は円弧形状の断面を有することがはっきりと見られる。この円弧形状の曲率半径が小さいほど、切れ刃１９はシャープになる。本発明による切れ刃１９の曲率半径は５〜２０μｍの範囲にあり、少なくとも８μｍで、大きくても１２μｍであることが適当である。この例では、切れ刃半径ＥＲ（当業者は通常、切れ刃の丸みと呼ぶ）は１０μｍになる。
【００２７】
切り屑面１７には、強化傾斜部１７ａが形成され、それが切れ刃１９から切削インサートの中心の方向に、すなわち、図５及び図７に示されたＸ軸の方向、又は穴２５の方への内向きの方向に延びている。強化傾斜部１７ａは主切り屑部１７ｂに変化する。本発明によれば、強化傾斜部１７ａは非常に狭く形成される。切れ刃１９から主切り屑部１７ｂまでの強化傾斜部の幅が０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内にあることが有利である。この例では、主切り屑部の幅は０．１０ｍｍである。
【００２８】
上記第１の実質的な半径方向では、切り屑面の強化傾斜部１７ａも、中立面Ｎと付随する切れ刃１９から最も遠い位置にある又はＸ軸に最も近い位置にある強化傾斜部の端との間の距離が、中立面Ｎと強化傾斜部の他の部分との間の距離よりも大きくなるように傾斜している。この傾斜角はφ（ファイ）で表される、図８を参照されたい。本発明の基礎を成す別の最近得られた知見によれば、機械加工において、最適な加工性能のためには強化傾斜部１７ａの傾斜角は−５゜よりも大きく、しか＋５゜よりも小さくなければならない。本発明によれば、これはインサート・ポケット５が切削インサート３を、工具の中心軸Ｃに対する強化傾斜部１７ａの傾斜角が−５〜＋５゜の範囲になるように固定することで達成される。図９では、この傾斜角はψ（プサイ）で表されている。この角度も、一方では工具の中心軸に対するインサート・ポケット５の傾斜又はスロープ、他方では切削インサートの底面と平行な中立面Ｎに対する強化傾斜部１７ａの傾斜、の結果であるということを理解しなければならない。このように、結果としての転削工具の強化傾斜部の傾斜角は、インサート・ポケットと強化傾斜部のそれぞれの傾斜の多数の組み合わせによって得られる。
【００２９】
既に指摘したように、好ましい実施形態では、接続面／インサート・ポケット５の半径方向の角度は１０〜２５゜という範囲内にある。−５〜＋５゜の範囲内にある強化傾斜部の最適な傾斜角を達成するためには、好ましい実施形態で、問題の角度φは好ましくは−３０〜−５゜の範囲内にある。角度φは−２５〜−８゜の範囲内にあることが適当であり、インサート・ポケットの半径方向角度はその場合１３〜２０゜の範囲内にあることが適当である。この例では、角度φは−１６゜になり、上述のようにインサート・ポケットの半径方向角度は１６゜になる。したがって、この例では、得られる角度ψ（プサイ）は０゜である。
【００３０】
図９で、さらに、個々の逃げ面には逃げ面傾斜部１８ａが形成され、それが切れ刃１９から切削インサートの底面１２の方向に延び、主クリアランス部分１８ｂに変化することが見られる。本発明によれば、逃げ面傾斜部も非常に狭く形成される。切れ刃１９から主逃げ面部１８bまでの逃げ面傾斜部の幅Ｂは０．０５〜０．３０ｍｍの範囲にあることが有利であり、少なくとも０．１０ｍｍであることが適当である。この例では、この幅は０．２０ｍｍである。
【００３１】
本発明の基礎を成す別の最近得られた知見によれば、機械加工において、最適な加工性能のためには逃げ面傾斜部１８ａの傾斜角は０゜よりも大きく、しかし３゜よりも小さくなければならない。本発明によれば、これはインサート・ポケット５が切削インサート３を、工具の中心軸Ｃと平行で工具の周縁に接触する基準平面Ｐに対する逃げ面傾斜部１８ａの傾斜角が０〜−３゜の範囲になるように固定することで達成される。図９では、この傾斜角はγで表されている。この角度も、一方では工具の中心軸に対するインサート・ポケット５の傾斜又はスロープ、他方では切削インサートの底面と平行な中立面Ｎと直角な基準平面Ｐ２（図１０参照）に対する逃げ面傾斜部１８ａの傾斜、の結果であるということが理解されなくてはならない。このように、結果としての転削工具の逃げ面傾斜部の逃げ角は、インサート・ポケットと逃げ面傾斜部のそれぞれの傾斜の多くの組み合わせによって得られる。
【００３２】
既に指摘したように、好ましい実施形態では、接続面／インサート・ポケット５の半径方向の角度は１０〜２５゜という範囲内にある。０〜ー３゜の範囲内にある逃げ面傾斜部の最適な逃げ角を達成するために、好ましい実施形態で、基準平面Ｐ２に対する逃げ面傾斜部１８ａの傾斜角εは好ましくは１０〜２８゜の範囲内にある。角度εは１３〜２３゜の範囲内にあることが適当であり、その場合インサート・ポケットの半径方向角度は１３〜２０゜の範囲内にあることが適当である。この例では、角度εは１７゜になり、既に上述したように、インサート・ポケットの半径方向角度は１６゜であり、こうして得られる逃げ面傾斜部１８ａの逃げ角γは１゜になる。
【００３３】
さらに、本発明によれば、主逃げ面部の逃げ角は逃げ面傾斜部の逃げ角よりも大きくなければならない。中立面Ｎに直角な基準平面Ｐ２に対する主逃げ面部１８ｂの逃げ角Ω（図１０参照）は１５゜よりも大きいことが有利であり、２０゜よりも大きいことが適当である。この例では、逃げ角Ωは２５゜になり、その結果主逃げ面部１８ｂの逃げ角ωは９゜になる。
【００３４】
角度σが１０゜に成ると、それに応じて主切れ刃部１９に隣接する表面１７，１８の間（すなわち、主切り屑部１７ｂと主逃げ面部１８ｂの間）の鋭角は５５゜になる。言い換えると、切削インサートは非常にポジティブな切削幾何形状を有する。
【００３５】
次に接続面４，５の性質を詳しく示している図２と１０を参照する。切削インサートの底面に存在する二つの間隔をおいた接続面４のそれぞれは、複数の長く狭い互いに平行な隆起３８を含み、それらは溝３９によって隔てられている。個々の隆起は断面でテーパーがついた形を有する。詳しく言うと、個々の隆起は、頂面４０と互いに６０゜の角度で傾斜している二つの側面４１によって規定される。同様に、基本ボディー１に形成される接続面５も、溝４３によって隔てられた複数の平行な隆起４２を含み、それも対応して頂面と側面によって規定される。これに関連して、切削インサート３（それは通常の超硬合金から成る）の材料は、通常、転削工具の基本ボディー（これは鋼、アルミニウム、などから成る）の材料に比べてかなり硬いということを指摘しておかなければならない。ここで、切削インサートはまた、隆起が設けられた接続面を有する中間シム・プレートに取り付けられることもあることにも注意しておきたい。
【００３６】
以下では、本発明に係わる転削インサートのある実施形態を、具体的な寸法や角度データに基づいて説明する。切削インサートは長さＬ（図７参照）が３０ｍｍ、幅Ｗが１６ｍｍ、厚さＴ（図１０参照）が５ｍｍになる。切削インサートの鋭角コーナのそれぞれにおける個々の副切れ刃部２１の半径Ｒは５ｍｍである。これに関連して、個々の２次切れ刃３５（これは真直である）とＹ軸との間の傾斜角は２８゜になる。既に上で述べたように、角度αは１．８゜になり、角度βは４゜になり、角度δは１０゜になり、角度Ωは２５゜になる。中央の回転対称な形の穴２５は切削インサートの上側から底面への方向にテーパーがついている。穴の最大直径Ｄ1は８ｍｍになり、最小直径Ｄ2は５．７ｍｍになる。締めたとき、ねじの頭２８の円錐形表面は穴の凸にカーブした肩面４７に圧しつけられる。
【００３７】
以上では、図１〜１０を参照して、切れ刃がそこに配置される複数の着脱可能な切削インサートを備えた転削工具という形で本発明の実施形態を説明した。図１１には、一体型転削工具という形の本発明の別の実施形態が示されている。一体型工具は、図１〜１０に示された実施形態のように基本ボディーに着脱可能に固定できる切削インサートに切れ刃を取り付けるのではなく、基本ボディーにその一体化された部分として切れ刃が直接形成されているという点で、図１〜１０に示された実施形態と異なっている。したがって、一体型転削工具は、一つの同じブランクから、好ましくは通常の超硬合金から一体的に製造される。すなわち、本発明に係わる一体型転削工具は、回転対称な基本形を有する基本ボディー１０１を備え、それは前端面１４４と、基本ボディー１０１を駆動スピンドルに結合するための手段、例えば凹み１４６を含む後端面１４５を有する。この基本ボディーは幾何中心軸Ｃのまわりで回転可能である。基本ボディー１０１の包絡表面に、二つの切り屑排出部１０２が形成されている。
【００３８】
一般的に１１９で表される切れ刃が、上記切り屑排出部に隣接して、基本ボディーにその一体化された部分として直接組み込まれて配置される。これらの切れ刃は、切削パーツの上側の切り屑面１１７と外周側面としての逃げ面１１８の間に形成される。以下では、同じエッジ１１９が１次切れ刃と呼ばれる。個々の１次切れ刃１１９は、実質的に中心軸と同じ方向に延びる主切れ刃部、並びに鋭角コーナ１１５に隣接して形成された、顕著に丸い、部分的に円形の形を有する副切れ刃部を含む。
【００３９】
工具の幾何形状は顕著にポジティブであり、切り屑面１１７が中心軸Ｃに対して正の傾斜角をなして傾斜し、傾斜角は好ましくは２５から２８゜の間になる。この例では、図９でθと表されている同じ傾斜角は２６゜になる。
【００４０】
切れ刃１１９の断面のデザイン及び切れ刃１１９に隣接する切り屑面１１７及び逃げ面１１８のデザインは図９に示されている切れ刃１１９のデザインと同様である（理解を容易にするために、図１１による実施形態に対応する参照符号が図９に挿入されている）。
【００４１】
したがって、切れ刃１１９の断面は円弧形状になる。この円弧形状の曲率半径が小さいほど、切れ刃１１９はシャープになる。本発明に係わる切れ刃１１９の曲率半径は５〜２０μｍの範囲内にあり、少なくとも８μｍで大きくて１２μｍであることが適当である。この例では、当業者が、一般的に切れ刃の丸みと呼んでいる切れ刃半径ＥＲは１０μｍになる。
【００４２】
切り屑面１１７には、強化傾斜部１１７ａが形成され、それは切れ刃１１９から工具中心軸の方向に延びている。強化傾斜部１１７ａは主切り屑部１１７ｂに変化する。本発明によれば、強化傾斜部は非常に狭く形成される。切れ刃１９から主切り屑部分１７bまでの強化傾斜部の幅は０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にある。この例では、主切り屑部の幅Ａは０．１０ｍｍになる。
【００４３】
切り屑面の強化傾斜部１１７ａは中心軸Ｃに対して傾斜している。この傾斜角はψで表され（図９参照）、−５゜より大きいが＋５゜より小さいことが有利である。この例では、ψは０゜になる。
【００４４】
図９では、さらに個々の逃げ面１１８に逃げ面傾斜部１１８ａが形成され、それは切れ刃１１９から工具周縁方向に延び、主逃げ面部１１８ｂに変化することが見られる。本発明によれば、逃げ面傾斜部は非常に狭く形成される。切れ刃１１９から主逃げ面１１７ｂまでの逃げ面傾斜部の幅Ｂは０．０５〜０．３０ｍｍの範囲にあり、少なくとも０．１０ｍｍであることが適当である。この例では、この幅は０．２０ｍｍになる。
【００４５】
工具の中心軸Ｃに平行で工具の外周に接触する基準平面Ｐに対する逃げ面傾斜部１１８ａの傾斜角は０〜３゜の範囲にあることが有利である。図９では、この傾斜角はγで表され、この例では１゜になる。
【００４６】
さらに、主逃げ面部の逃げ角は、逃げ面傾斜部の逃げ角よりも大きい。基準平面Ｐに対する主逃げ面部１１８ｂの逃げ角ω（図９参照）は、５゜よりも大きいことが有利である。この例では、逃げ角ωは９゜になる。したがって、切れ刃に隣接する表面１１７ｂ，１１８ｂの間の鋭角は５５゜になり、一体型転削工具は非常にポジティブな幾何形状を有する。
【００４７】
（本発明の実行可能な変更）
本発明は上で説明し図示した実施形態に限定されない。本発明に係わる転削工具、切削インサート、並びに一体型転削工具は、アルミニウムなどの軟質材料の機械加工の適用に関して説明したが、鋼、チタンなど、その他の適当な金属材料の機械加工にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係わる転削工具を示す斜視図である。
【図２】その転削工具に含まれる切削インサートを転削工具の端の方から見た一部分を拡大した端面図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係わる転削インサートを上から斜めに、短辺側から見た斜視図である。
【図４】図３に示された切削インサートを長辺側から見た斜視図である。
【図５】同じ切削インサートを下から見た平面図である。
【図６】その切削インサートの側面図である。
【図７】同じ切削インサートを上から見た平面図である。
【図８】この切削インサートを固定ねじと合わせて示す断面図である。
【図９】図８の細部の拡大断面図である。
【図１０】その切削インサートの端面図である。
【図１１】本発明の好ましい一実施形態に係わる一体型転削工具を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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