(57)【要約】【課題】チッピングのリスク及びクラックの傾向を効率的に改善できる切屑除去加工用の工具及びそのための切削インサートを提供する。【解決手段】２つの交換可能な切削インサート２，３は、境界線によって画定されたゾーンで互いに重なり合い、この境界線に沿って、第１の切削インサート２の主切れ刃によって形成された表面が、ある時間遅れて、後続の第２の切削インサート３の主切れ刃によって横断される。第２の切削インサート３の主切れ刃は、第１及び第２の切屑面部分を含む切屑面に沿って形成され、第１及び第２の切屑面部分は、すでに形成された表面を横断するように配置された第１の部分切れ刃と、第２の補強された部分切れ刃とを形成するために、主切れ刃に沿って異なる断面形状を有する。【選択図】図１
2008080483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、２つの交換可能な切削インサートとを備える切屑除去加工用の切削工具であって、
各切削インサートが、切屑面と逃げ面との間に位置して切屑を除去する主切れ刃を含み、前記２つの交換可能な切削インサートの内の第１の切削インサートが被削材の加工中に第２の切削インサートに先行し、前記２つの交換可能な切削インサートは、境界線によって画定されたゾーンで互いに重なり合い、前記境界線に沿う表面は、前記第１の切削インサートの前記主切れ刃によって形成され、ある時間遅れて、後続する前記第２の切削インサートの前記主切れ刃によって横断され、
すでに形成された前記表面をその後に横断する前記第２の切削インサートの前記主切れ刃が、第１及び第２の切屑面部分を含む切屑面に沿って形成され、前記第１及び前記第２の切屑面部分が、第１の部分切れ刃と、すでに形成された前記表面を横断するように配置され、補強された第２の部分切れ刃とを形成するために、前記主切れ刃に沿って異なる断面形状を有する工具。
【請求項２】
前記工具が回転可能であり、前記２つの交換可能な切削インサートが、回転面の境界線が円形である前記回転面を形成するように配置されている、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記工具が、前記基体であるドリルボディと、前記２つの交換可能な切削インサートである中心切削インサート及び外周切削インサートとを含むドリルであり、前記中心切削インサート及び前記外周切削インサートが、前記ドリルボディの前端に形成された２つのポケットに装着され、前記ポケットから、切屑溝がドリルボディに沿って後方に延び、前記ドリルの回転中、前記２つの交換可能な切削インサートの前記主切れ刃が、リング状の重なり合っているゾーンで互いに重なり合う、請求項２に記載の工具。
【請求項４】
前記切屑面が前記外周切削インサートに含まれ、かつ切り屑を除去する前記主切れ刃に接続され、前記主切れ刃が、前記切削インサートのコーナに配置され、機能上協働して表面を仕上げる第２の切れ刃に移行し、前記第１の部分切れ刃が、前記第２の切れ刃と前記第２の部分切れ刃との間に配置される、請求項３に記載の工具。
【請求項５】
前記外周切削インサートが正方形の基本形状を有し、かつ対が平行で中心から等距離に位置する４つの主切れ刃と、コーナに位置する４つの第２の切れ刃とを含み、前記第２の切れ刃の稜線がアーチ状であり、かつ所定の前記主切れ刃に含まれる前記第１の部分切れ刃の稜線と、隣接する前記主切れ刃に含まれる第２の部分切れ刃の稜線との間で境界形成する、請求項４に記載の工具。
【請求項６】
前記主切れ刃に接続している前記第１の切屑面部分の表面部分と逃げ面との間の第１の角度(α)が、前記主切れ刃に接続している前記第２の切屑面部分の表面部分と逃げ面との間の第２の角度（β）よりも小さいように、前記主切れ刃に最も近く位置する前記切削インサートの前記切屑面の前記第１の切屑面部分と前記第２の切屑面部分の表面部分が、前記逃げ面と共に異なる大きさの角度（α、β）を形成する、請求項１に記載の工具。
【請求項７】
前記第２の角度（β）が、前記第１の角度（α）よりも少なくとも２°大きい、請求項６に記載の工具。
【請求項８】
前記第１の角度（α）が最大８５°である、請求項６に記載の工具。
【請求項９】
前記第２の角度（β）が少なくとも８５°である、請求項６に記載の工具。
【請求項１０】
前記切屑面が凹状の基本形状を有し、前記切屑面の前記第１の切屑面部分及び前記第２の切屑面部分の少なくとも１つが前記主切れ刃に隣接するチャンファ面を含む、請求項１に記載の工具。
【請求項１１】
前記切屑面の前記第１の切屑面部分及び前記第２の切屑面部分がチャンファ面を含み、また前記第２の切屑面部分に含まれる前記チャンファ面が、前記第１の切屑面部分に含まれる前記チャンファ面の最大幅よりも小さい幅を有する、請求項１０に記載の工具。
【請求項１２】
個々の前記チャンファ面が、長さ延長部の主部分に沿って等しい広さである、請求項１０に記載の工具。
【請求項１３】
前記第１の切屑面部分及び前記第２の切屑面部分が略等しい長さである、請求項１１に記載の工具。
【請求項１４】
前記主切れ刃に最も近く位置する前記第１の切屑面部分の表面部分及び前記第２の切屑面部分の表面部分と前記逃げ面との間の角度（α、β）が等しい大きさである、請求項１に記載の工具。
【請求項１５】
前記切屑面の前記第２の切屑面部分に沿った部分切れ刃稜線が、前記第１の切屑面部分に沿った部分切れ刃稜線よりも低いレベルに位置する、請求項１に記載の工具。
【請求項１６】
逃げ面と切屑面との間に位置する稜線を有して切屑を除去する主切れ刃を備える切削インサートであって、
前記切屑面が、第１の部分切れ刃と、補強された第２の部分切れ刃とを形成するために、異なる断面で異なる断面形状を有する第１の切屑面部分及び第２の切屑面部分の形態の２つの切屑面部分を含む切削インサート。
【請求項１７】
前記インサートがドリル切削インサートである、請求項１６に記載の切削インサート。
【請求項１８】
前記インサートが外周切削インサートであり、前記切削インサートの前記主切れ刃が、前記切削インサートのコーナに隣接し、機能上協働して表面を仕上げる第２の切れ刃に移行し、前記主切れ刃の前記第１の部分切れ刃が、前記第２の切れ刃と前記第２の部分切れ刃との間に配置される、請求項１７に記載の切削インサート。
【請求項１９】
前記インサートが正方形の基本形状を有し、対が平行で、中心から等距離に位置する４つの主切れ刃と、コーナに位置する４つの第２の切れ刃とを含み、前記第２の切れ刃の前記稜線がアーチ状であり、隣接する前記主切れ刃の第１の部分切れ刃に沿った前記稜線と、隣接する前記主切れ刃の前記第２の部分切れ刃に沿った前記稜線との間に境界を個々に形成する、請求項１８に記載の切削インサート。
【請求項２０】
前記稜線に接続している前記第１の切屑面部分の表面部分と前記逃げ面との間の第１の角度（α）が、前記第２の切屑面部分の表面部分と前記逃げ面との間の第２の角度（β）よりも小さいように、前記稜線に最も近く位置する前記第１の切屑面部分の表面部分及び第２の切屑面部分の表面部分と前記逃げ面とが成す角度が、異なる大きさの角度（α、β）を形成する、請求項１６に記載の切削インサート。
【請求項２１】
前記第２の角度（β）が、前記第１の角度（α）よりも少なくとも２°大きい、請求項２０に記載の切削インサート。
【請求項２２】
前記第１の角度（α）が最大８５°である、請求項２０に記載の切削インサート。
【請求項２３】
前記第２の角度（β）が少なくとも８５°である、請求項２０に記載の切削インサート。
【請求項２４】
前記２つの切屑面部分と前記逃げ面との間の角度（α、β）が等しい大きさである、請求項１６に記載の切削インサート。
【請求項２５】
前記切屑面が凹状の基本形状を有し、前記２つの切屑面部分の少なくとも１つが前記稜線に隣接するチャンファ面を含む、請求項１６に記載の切削インサート。
【請求項２６】
前記２つの切屑面部分がチャンファ面を含み、前記第２の切屑面部分に含まれる前記チャンファ面が、前記第１の切屑面部分に含まれる前記チャンファ面の最大幅よりも大きな幅を有する、請求項１６に記載の切削インサート。
【請求項２７】
個々の前記チャンファ面が、長さ延長部の主部分に沿って等しい広さである、請求項２６に記載の切削インサート。
【請求項２８】
前記２つの切屑面部分が略等しい長さである、請求項２６に記載の切削インサート。
【請求項２９】
個々の前記チャンファ面が平らである、請求項２５に記載の切削インサート。
【請求項３０】
前記切屑面の前記第２の切屑面部分に沿った部分切れ刃稜線が、前記第１の切屑面部分に沿った部分切れ刃稜線よりも低いレベルに位置する、請求項１６に記載の切削インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、基体と、２つの交換可能な切削インサートとを含むタイプの切屑除去加工用の切削工具であって、切削インサートが、切屑面と逃げ面との間に位置して切屑を除去する主切れ刃を個々に含み、切削インサートの内の第１の切削インサートが被削材の加工中に第２の切削インサートに先行し、切削インサートが、境界線によって画定されたゾーンで互いに重なり合い、この境界線に沿う表面が、第１の切削インサートの主切れ刃によって形成され、ある時間遅れて、後続する第２の切削インサートの主切れ刃によって横断される、切削工具に関する。本発明はまた、工具用の切削インサートに関する。
【０００２】
（関連する出願の相互参照）
本出願は、合衆国法典第３５巻第１１９条の下に、その開示全体が参考として本出願に組み込まれている２００６年９月２５日に出願されたスウェーデン特許出願第０６０２０１３−５号に対する優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
特に金属被削材を加工するためのドリルの形態の回転可能な工具に関連する問題は、本発明の基礎を形成する。より正確には、問題は、国際特許公報第０３／０９９４９４号及び第０３／０９９４９５に開示されかつ商標名ＣｏｒｏＤｒｉｌｌ８８０（登録商標）の下に商業的に入手可能である割り出し可能なインサート工具のタイプに観測されている。まさにこのタイプの割り出し可能なインサートドリルでは、被削材は、中心切削インサートの個々の主切れ刃に含まれる半径方向外側の部分切れ刃によって最初に切り込まれ、部分切れ刃は、被削材内のリング状の溝の形態の回転面を形成する。この溝の各々の最小部分がその後に、すなわちドリルの半回転のさらなる回転後に、外周切削インサートによって横断され、この切削インサートは、作製すべき孔の断面全体を完全に加工するために、中心切削インサートの掃引領域に部分的に重なり合い、すなわち、外周切削インサートの作用主切れ刃の内部は、すでに形成された溝内に、ある距離延びる。
【０００４】
公知のドリルの中心切削インサートは、主切れ刃で、より正確には４つの主切れ刃で形成され、それらの各々は、２つの相互に変位させられた部分切れ刃を含むＺ字状の形状を有し、それらの半径方向最外側の部分切れ刃は、工具の軸方向送り方向で観測して最内側に位置する部分切れ刃の前に、ある距離に配置される。しかしながら、一般に、中心切削インサートの外側部分切れ刃の後、しかしその内側部分切れ刃の前の段階に、被削材に切り込んで加工する個々の外周切削インサートは、実際には、直線の主切れ刃で形成され、その稜線は、切削インサートのコーナに隣接して表面を仕上げる第２の切れ刃の間に直線的に延びる。切削インサートは、一般に、稜線の内部に位置決めされた切屑面、ならびにおそらくは生じるチャンファ面（補強ベベル）が切削インサートの逃げ面と共に鋭角を形成するように、ポジ型切削形状を有する。
【０００５】
前述の問題は、チッピング及びクラックが、外周切削インサートに、すなわち、その後に、中心切削インサートの外側部分切れ刃によってすでに形成された溝形状の回転面を横断する切削インサートに生じることに現れる。このようなクラック形成は、時にはドリルの破壊に発展する可能性がある。
【０００６】
チッピング及びクラック形成に関する問題はまた、他のタイプの切削工具、特に、順次に動作する２つ以上の切削インサートを含むタイプの特に回転可能な切削工具に確認でき、その掃引領域は、より正確には、先行する切削インサートによってすでに形成された表面をある時間遅れて横断する後続の切削インサートで互いに重なり合う。このような工具の非限定的な実施例、円筒状カッタの形態のフライス及び穴開け工具が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決すること、したがって、改良された切削工具及び改良された切削インサートを提供することを目的とする。したがって、本発明の主な目的は、切削工具に適切な切削インサートを提供することであり、その幾何学的設計は、チッピングのリスク及びクラックの傾向を効率的に改善できるような特徴を有する。この関連で、切削インサートの材料の選択に基づくよりもむしろ、切削インサートの幾何学的設計に基づく所望の解決方法の重要性が強調される。言い換えれば、ドリル切削インサートは、それ自体クラックの傾向がより小さいより可鍛性の材料からでなく、硬質の、したがって長い寿命を有する耐摩耗性の材料からなお製造できるべきである。
【０００８】
一実施形態において、本発明は、基体と、２つの交換可能な切削インサートとを含む切屑除去加工用の工具を提供する。各インサートは、切屑面と逃げ面との間に位置して切屑を除去する主切れ刃を含み、２つの交換可能なインサートの内の第１のインサートは被削材の加工中に第２のインサートに先行する。二つの切削インサートは、境界線によって画定されたゾーンで互いに重なり合い、この境界線に沿う表面が、第１の切削インサートの主切れ刃によって形成され、ある時間遅れて、後続の第２の切削インサートの主切れ刃によって横断される。すでに形成された表面をその後に横断する第２の切削インサートの主切れ刃は、第１及び第２の切屑面部分を含む切屑面に沿って形成され、切屑面は、すでに形成された表面を横断するように配置された第１の部分切れ刃と、補強された第２の部分切れ刃とを形成するために、主切れ刃に沿って異なる断面形状を有する。
【０００９】
他の実施形態において、本発明は、逃げ面と切屑面との間に位置する稜線を有して切屑を除去する主切れ刃を含む切削インサートを提供する。切屑面は、第１の部分切れ刃と、補強された第２の部分切れ刃とを形成するために、異なる断面の異なる形状を有する第１の切屑面部分及び第２の切屑面部分の形態の２つの切屑面部分を含む。
【００１０】
本発明は、特に、回転可能な切削工具に、主にドリルに、しかしフライスにも適用できる。しかし、本発明の一般的な構想を、固定装着されたリーマ工具又は旋削工具のような不動の切削工具に適用する可能性も、除外されない。
【００１１】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図は、本発明の好ましい実施形態を示しており、上に示した一般的説明及び以下に示した詳細な説明と共に、本発明の特徴の説明に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１と図２に示した工具は、ドリルボディ１の形態の基体と、２つの交換可能な切削インサートとを含み、切削インサートの一方は中心切削インサート２であり、その他方は、外周切削インサート３である。ドリルボディ１は、シャンクの形態の前部４と、後部５とを含み、後部５は、この場合、前部４よりも厚く、工具を回転させることができる機械に装着するためにある。切削インサート２、３は、ドリルボディの前端６に配置される。ドリルボディ１は、固体であり、例えば鋼から製造されることが可能であるが、そうである必要はなく、一方、切削インサート２、３は、焼結炭化物のようなより硬質かつより耐摩耗性の材料から製造される。
【００１３】
個々の各切削インサートは、ポケット７に装着される。個々のポケット７から後方に切屑溝８が延び、この場合、切屑溝は螺旋状であり、凹状のアーチ形状の限定面によって境界付けられている。２つの切屑溝は、２つの棒状体９の間に位置し、その外装面は円筒状である。切屑溝８は、他の形状、例えば直線形状を有してもよい。切削インサート及び切屑を冷却し、切削インサートからの切屑排出を補助する目的で、ドリルボディの前端６に出て、切削インサート及び切屑溝に液体を搬送するチャネル１０がドリルボディ１の内部に走る。
【００１４】
切削インサート２、３は、図１には示されていないが、図３と図４に示されているねじ１１によって付随するポケット７に固定される。
【００１５】
さらに、工具は、Ｃで示した中心軸の周りに、特に回転方向Ｒに回転可能である。図２では、Ｐ１とＰ２は、互いに直角に横断して、工具の断面を４つの四分円に分割する想像上の基準面を示している。外周切削インサート３全体は、平面Ｐ１の横に位置し、中心切削インサート２の主部分は平面Ｐ１の反対側に位置している。切削インサートの主切れ刃は、平面Ｐ２にまたはその近くに位置している。
【００１６】
次に、タイプＣｏｒｏＤｒｉｌｌ８８０（登録商標）の公知のドリルの操作を示している図３〜図６を参照する。
【００１７】
図５では、中心切削インサート２、ならびに外周切削インサート３は、切り屑を除去する４つの主切れ刃１２、１９を含むことが理解される。中心切削インサート２の各々の主切れ刃１２は、切屑面３８と逃げ面３９（図１参照）との間に形成され、また相互に変位させられて、中間切れ刃１５を介して互いの中に移行する２つの部分切れ刃１３、１４を含む。切削インサートの４つのコーナで、個々の部分切れ刃１３は、部分切れ刃１４の斜めの部分１６に移行する。部分１６は、コーナ切れ刃１７を介して隣接する主切れ刃に移行する。図５には、工具は、下方に方向付けられる送りＭで示されている。この状態で、１２ａで示した下方の主切れ刃が作用しており、一方、他方の主切れ刃１２は作用していない。図５に明らかに見られるように、第１の部分切れ刃１３は、部分切れ刃１４に対しある距離だけ軸方向に突出し、このことは、実際には、部分切れ刃１３が部分切れ刃１４の前に被削材に切り込んで、加工することを意味する。軸方向前部の部分切れ刃１３は、部分切れ刃１４の外側に半径方向に位置している。チャンファ面又は補強ベベル１８は、切れ刃の稜線１８ａに隣接して設けられる。
【００１８】
中心切削インサート２と異なり図５の後ろから示されている外周切削インサート３は、正方形の基本形状を有し、また４つの直線の主切れ刃１９を含み、これらの主切れ刃は１対で互いに平行であり、かつ切削インサートの隣接するコーナの１対の第２の切れ刃２０の間に個々に延びる。下方の作用主切れ刃１９ａは、第２の切れ刃２０ａが形成された孔面に表面仕上げ効果を及ぼす間に、主切れ刃１９ａが切屑を除去する切れ刃として機能するように、接続する半径方向外側の第２の切れ刃２０ａと機能上協働する。さらに、切削インサートが中心軸線Ｃに対し鋭角に傾けられることを指摘したい。より正確には、コーナ切れ刃２０ａから後方に軸方向に延びる非作用の外側主切れ刃１９は、中心軸線Ｃと共に約２°の角度を形成する。言い換えれば、外側主切れ刃１９は、形成された円筒状の孔面に対しコーナ切れ刃２０ａから逆方向に、あるクリアランスを有する。
【００１９】
図５では、Ｐ３は、中心軸線Ｃに対し直角に延びる想像上の平面を示している。平面Ｐ３に対し、中心切削インサート２の部分切れ刃１３ａは、前方方向に突出し、一方、外周切削インサート３の作用主切れ刃１９ａの内部は、ほぼ平面Ｐ３に配置される。さらに、中心切削インサートの半径方向内側の部分切れ刃１４ａは、送り方向Ｍで観測したように平面Ｐ３の背後に位置する。切れ刃のこの配置の結果、被削材は、最初に、中心切削インサートの半径方向外側の部分切れ刃１３ａによって、次に外周切削インサート３の作用主切れ刃１９ａによって、最後に中心切削インサートの内側部分切れ刃１４ａによって切り込まれる。この機能はまた、図６に示されており、中心切削インサートの部分切れ刃１３ａが、被削材内の溝２１の形態の回転面を形成する方法を概略的に示している（図３も参照）。図６の左に、外周切削インサート３の作用主切れ刃１９ａによって形成された溝形状の回転面２３が、実線によって示されている。図６の右に破線で示した位置で、半回転の回転（同時の軸方向送り）の後、外周切削インサートが図の平面の溝面２１を通過するとき、外周切削インサートの主切れ刃１９ａは、点２４で示した境界線に沿って溝面２１を横断し、この場合、主切れ刃１９ａの半径方向内側部分は、溝２１の底部からある距離「ｓ」で空気中に移動し、また主切れ刃１９ａの限定された半径方向外側部分のみにより、切屑の除去が行われる。言い換えれば、切削インサートの２つの主切れ刃１２、１９は、共通のリング形状の掃引領域で互いに重なり合い、この掃引領域の半径方向外側の限界は、点２４が回転するときに形成される想像上の円形境界線である。図５では、重なり合うゾーンはＺ１で示され、主切れ刃１９ａが実際上切屑を除去するリング形状のゾーンは、Ｚ２で示されている。
【００２０】
この関連で、同一のタイプの中心及び外周切削インサートは、それぞれ、示した間隔内の異なる直径を有する孔を開けるために、異なる直径を有するドリルボディに使用することが可能である。ドリル直径に応じて、このようにして、交点２４は、外周切削インサートの主切れ刃１９ａに沿って異なる位置に配置される。
【００２１】
次に、本発明の実施形態による外周切削インサートを示す図７〜図１１を参照する。一般に、切削インサートは、正方形の輪郭形状を有する平らな表面２５によって表されるような上面と、下面２６（図５参照）と、切削インサートの４つの主切れ刃１９に隣接する４つの逃げ面２７とを含む。個々の主切れ刃１９の稜線は一般に２８で示されている。切削インサートの各稜線と平らな上面２５との間に、この場合凹状の基本形状を有する切屑面２９が形成される。個々の逃げ面２７は平らであることが適切であり、稜線に沿って延びかつ切削インサートの中心軸線Ｃ１に対し平行である想像上の平面と共に、ある適度な角度を形成する。実際は、この逃げ角は５〜１５°であることができる。このように、逃げ面と切屑面との間に境界付けられた切れ刃は比較的鋭い。この関連で、凸状の逃げ面２２も、切削インサートのアーチ状のコーナ切れ刃２０に隣接して形成され、隣接する平らな逃げ面２７の間に境界を形成する。
【００２２】
上面２５と下面２６との間に、付随する固定ねじ１１用の貫通孔４０が延びる。中心軸Ｃ１を有する孔４０は同心であり、中立面の切削インサートの表面延長部の大きな部分を占める。このように、孔の内部と４つの主切れ刃１９と逃げ面（中心軸線Ｃ１から等距離に離間）との間の材料（焼結炭化物）の量は、小さい。言い換えれば、切削インサートは比較的もろい。
【００２３】
問題の種類の以前に知られている外周切削インサートでは、個々の主切れ刃の稜線及び主切れ刃の内部に位置決めされた切屑面は、稜線の一方の端部から他方の端部に途切れずに延び、すなわち、切れ刃は、その全長に沿って同一の鋭い形状（ポジ型切削形状）を有していた。
【００２４】
図７〜図１１に示した本発明による切削インサートの特徴は、切削インサートの切屑面２９の各々が、異なる特性を有する２つの部分切れ刃１９ａ、１９ｂを形成するように異なる断面形状を有する２つの異なる切屑面部分２９ａ、２９ｂで形成されることである。この場合、２つの切屑面部分２９ａ、２９ｂの異なる断面形状は、逃げ面２７と共に異なる大きさの角度を形成する稜線２８に最も近く位置決めされた切屑面部分の表面部分によって設けられてきた。このように、第１の切屑面部分２９ａに沿って稜線２８ａ（図９も参照）に最も近く位置する表面部分３４は、逃げ面２７と共に第１の鋭角を形成し、一方、第２の切屑面部分２９ｂ及び逃げ面２７に沿った対応する表面部分３５（図１０も参照）は、最初に述べた角度αよりも大きな第２の角度βを相互に形成する。言い換えれば、第１の切屑面部分２９ａに沿った部分切れ刃１９ａは、従来の方法で、最適な切屑の除去を提供するためにかなり鋭く、切削が容易であり、一方、第２の切屑面部分２９ｂに沿った部分切れ刃１９ｂは、それほど鋭くなく、これによってより強い。
【００２５】
図７には、円弧線３０によって離間した切屑面部分２９ａ、２９ｂが示されており、２つの追加の円弧線３１、３２は、一般に、２つの切屑面部分の長さ延長部をマークする。しかし、円弧線３０、３１、３２は仮であり、２つの切屑面部分２９ａ、２９ｂのおよその長さをマークするために、ならびにこの場合の切屑面が凹状の基本形状を有することを明確にするために使用されている。実際には、円弧線は、切削インサートに存在しないが、この理由は、円周の切屑面２９が、境界線３３を介して上面２５に対し接続された切屑面の部分に、同一の凹状の基本形状を有するからである。しかし、異なる切屑面部分２９ａ、２９ｂは、以下により詳細に説明するような稜線の近傍の異なる断面形状を有する。
【００２６】
切屑面部分２９ａの部分切れ刃１９ａが比較的鋭いとしても、部分切れ刃は、稜線２８ａに隣接するチャンファ面３４を含む（例えば図９参照）。このチャンファ面３４は、稜線に最も近く位置する切屑面部分２９ａの表面部分を形成し、従来のいわゆる補強ベベルとして機能する。実際に、チャンファ面３４は平らであり、また比較的狭く、例えば０．１ｍｍのオーダの幅を有する。
【００２７】
第２の切屑面部分２９ｂに沿った部分切れ刃１９ｂ（図１０参照）はまた、稜線２８ｂに隣接するチャンファ面３５を含む。しかし、このチャンファ面３５は、チャンファ面３４よりも著しく広く、同時に、チャンファ面３４よりも逃げ面２７と共により大きな角度βを形成する。このように、チャンファ面３５の切れ刃補強効果は、狭いチャンファ面３４の対応する効果よりも著しく大きい。
【００２８】
図１０には、第１の部分切れ刃１９ａの断面形状が、破線３７によって示されている。したがって、切屑面部分２９ｂに沿って行われた切れ刃形状の修正は、より広いチャンファ面３５と破線３７との間に含まれる材料が切屑面部分２９ｂで除去されていることを含む。このように、切屑面部分２９ｂに沿って延びる主切れ刃１９の部分１９ｂは、一般に、切屑面部分２９ａに沿って延びる部分１９ａよりも鈍角であり、かつより強い。
【００２９】
図示した実施例では、チャンファ面３４は、境界線３０、３１の間の距離によって決定されるように、チャンファ面３４の全長Ｌａに沿って等しい狭さである。チャンファ面３４の長さＬｂの主部分に沿って、より広いチャンファ面３５も等しい狭さである。しかし、チャンファ面３４に対するチャンファ面３５の接続部で、チャンファ面３５は連続して先細りする。
【００３０】
実際に、２つのチャンファ面３４、３５は平らであり、ほぼ等しい長さであることが可能である。しかし、チャンファ面の少なくとも一方、特にチャンファ面３５は、平面以外の形状を有してもよい。このように、チャンファ面３５は、大きな曲率半径によって決定される僅かに凸状の形状を有してもよい。
【００３１】
図７、図８と図１１に見られるように、切屑面の扇形の凹状部分２９ｃは、２つの隣接する切屑面部分２９ａと２９ｂの間に境界を形成する。この切屑面部分２９ｃは、隅縁切れ刃２０の補強チャンファ面３６に接続する。図１１では、コーナチャンファ面３６はチャンファ面３４よりも幾分広く、チャンファ面３５よりも狭いことが理解される。
【００３２】
図９では、Ｗａはチャンファ面３４の幅を示し、一方、図１０のＷｂはチャンファ面３５の幅を示している。チャンファ面の幅の間の差は、切削インサートの適用に応じて変更可能である。しかし、チャンファ面３５の幅Ｗｂは、チャンファ面３４の幅Ｗａよりも少なくとも１．５倍大きくなければならない。図示した実施例では、比率Ｗｂ：Ｗａ＝０．２１４：０．１００である。しかし、切屑面部分２９ａが補強チャンファ面３４を含む場合、チャンファ面３５の幅Ｗｂは、チャンファ面３４の幅Ｗａよりも、大きくても最大１０倍でなければならない。
【００３３】
さらに、角度βは、角度αよりも少なくとも２°大きくなければならない。図示した実施例では、逃げ面２７の逃げ角が１１°である場合、角度αは８４．０°であり、一方、角度βは８８．５°である。実際に、角度αは、８５°を越えてはならず、角度βは、８５°未満であるべきでない。
【００３４】
切削インサートの図示した実施形態では、補強チャンファ面３５は、チャンファ面３４に対し「下方に折り曲げられる」ことによって提供されている。このことは、チャンファ面３５が接続する部分切れ稜線２８ｂが、チャンファ面３４に沿った対応する部分切れ稜線２８ａよりも低いレベルに配置されることを意味する。部分切れ稜線２８ａ、２８ｂは、チャンファ面３５の先細り部分に隣接する最も短い部分切れ刃稜線を介して互いの中に移行する（図７参照）。
【００３５】
本発明の利点は、後続の切削インサートの作用主切れ刃、この場合、外周切削インサートが、先行する切削インサートによって形成された回転面（その形成に関連して歪み硬化される）を主切れ刃が横断する領域で、強力な補強を獲得することである。言い換えれば、交点２４は、作動中のドリル回転時に、強く補強された第２の部分切れ刃１９ｂに沿って配置される。このように、主切れ刃のこの部分の切屑又はクラック形成の傾向が効率的に対処される。
【００３６】
本発明の形成に関連して行われた試験は、以前に知られている切削インサートのクラック形成の問題が、工具が作動中に振動するときに特に顕著になったことを示している。本発明による切削インサートの使用時、ドリルが集中的な振動を受けているときでさえも、チッピング又はクラックをまったく観測できなかった。さらに、本発明の予想しない利点は、長い切屑材料、例えば低炭素成分を有する鋼の加工に関連して、切屑形成が改良されることであることが分かった。
【００３７】
本発明の基礎を形成する問題は、原理的に異なる２つの方法で解決することができる。図７〜図１１に示した解決方法は、本質的に、補強された第２の切れ刃が、切れ刃角度、すなわち、チャンファ面３５と逃げ面２７との間の角度βを増加することによって提供されるという事実に基づいている。図１２と図１３には、本発明による切削インサートの代替実施形態が示されており、この実施形態では、チャンファ面と逃げ面との間の角度を識別することなく、第１のチャンファ面３４よりも第２のチャンファ面３５に、より大きな幅を付与することによって、所望の補強が提供される。したがって、図１２と図１３では、チャンファ面３４と逃げ面２７との間の角度αは、チャンファ面３５と逃げ面２７との間の角度βと同じ大きさであり、補強された部分切れ刃のチャンファ面３５の幅Ｗｂは、チャンファ面３４の幅Ｗａよりも大きい。この実施例では、Ｗｂは、Ｗａよりも約３倍大きく、αとβは約８５°である。
【００３８】
本発明は、上述し及び図面に示した実施形態のみに限定されない。このように、切削インサートの幾何学的形状は、本発明の範囲内で変更可能である。例えば、図示した実施例では、切屑面の２つの切屑面部分は、互いの延長部に、すなわち、略直線の主切れ刃に隣接して配置される。しかし、このことは、斜めの又は不連続の切れ刃を有する割り出し可能なインサートのドリル切削インサートにも、本発明が適用可能であることを排除しない。さらに、共通の直線の稜線に隣接して２つの異なる切屑面部分を形成することが実行可能である。この場合、材料は、上に実証したように（図１０参照）、補強された第２の部分切れ刃を提供するように第２の切屑面部分に、除去される代わりに「蓄積される」。図示した実施例の切屑面の第２の切屑面部分に沿った補強チャンファ面は、顕著な長さ延長部を有するという事実の結果、主切れ刃の交点が主切れ刃の鋭くかつもろい部分切れ刃に沿って終わる危険を冒すことなしに、異なる直径を有するドリルボディに同一の外周切削インサートを使用することができる。しかし、主切れ刃が、同一の所定箇所で形成された回転面を常に横断する場合、切削が容易な切屑を除去する部分切れ刃の最適な長さを維持しつつ、補強された部分切れ刃の長さを著しく短縮できる。さらに、例示したチャンファ面の幾何学的形状を顕著に変更できる。このように、チャンファ面の限界線は、直線のみならず、最も複雑な構造のアーチ形でもよい。さらに、切削インサートの主切れ刃に隣接する逃げ面は、必ずしも連続的な平らな表面である必要はない。このように、個々の逃げ面も、付随する部分切れ刃に隣接する部分に分割することが可能であり、２つの部分は異なる逃げ角を有する。
【００３９】
本発明は、ドリルのみでなく、他の切断工具、特に回転可能な工具に適用できる。このように、本発明はまた、円筒状カッタ（切削インサートは、半径方向の代わりに軸方向に重なり合う）のようなフライスに適用できる。他の実行可能な切削工具は、回転可能であるか又は不動であるかどうかにかかわらず、リーマ工具である。旋削工具等のような純粋に固定した切削工具に、本発明を適用することさえも実行可能である。
【００４０】
ある好ましい実施形態を参照して、本発明を開示してきたが、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物に規定されるように、記載した実施形態に対する多数の修正、改変及び変更が、本発明の領域及び範囲から逸脱することなしに可能である。したがって、本発明は、記載した実施形態に限定されず、本発明の全体の範囲は次の特許請求の範囲の言語によって規定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態による割り出し可能なインサート工具の形態の切削工具の斜視図である。
【図２】図１の工具の前端を示した端面図である。
【図３】被削材の加工中の工具の中心切削インサートを示した部分斜視図である。
【図４】工具の半回転のさらなる回転後の操作時の外周切削インサートを示した同様の斜視図である。
【図５】中心切削インサートの頂面及び外周切削インサートの下側を示し、工具の幾何学的な中心軸線に対する切削インサートの位置を示した概略図である。
【図６】それぞれの切削インサートによって形成された回転面の輪郭形状を示した概略図である。
【図７】本発明の実施形態による外周切削インサートの斜視図である。
【図８】図７のフライスインサートの上からの平面図である。
【図９】図８の断面Ａにおける切削インサートの幾何学的設計を示した概略図である。
【図１０】図８の断面Ｂにおける切削インサートの幾何学的設計を示した概略図である。
【図１１】図８の断面Ｃにおける切削インサートの幾何学的設計を示した概略図である。
【図１２】本発明による切削インサートの代替実施形態の同様の断面Ａの図面である。
【図１３】本発明による切削インサートの代替実施形態の同様の断面Ｂの図面である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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