(57)【要約】【課題】複数溝リーマ及びそのための切削インサートを提供する。【解決手段】複数溝リーマは、前方端と後方端とを有する切削部分と、チップガッシュ開口部を有するチップ溝と、切削部分に取り付けられた切削インサートとを含む。先端エッジが、頂面と半径方向外側側面との間の交差部に形成され、前方エッジが、頂面と前方側面との間の交差部に形成される。切削インサートは、先端エッジと前方エッジとの間の交差部に形成された丸い先端切削エッジを含み、頂面は、半径Ｒで形成された底面を有するチップブレーカを含む。【選択図】図１
2012106334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方端及び後方端と、前記前方端と前記後方端との間の周辺面とを有する切削部分であって、切削セクションが、前記前方端から後方に延在するチップ溝を含む、切削部分と、
前記切削部分に取り付けられた切削インサートであって、前記切削インサートの全長Ｌにわたって延在するチップブレーカを有する頂面を含む切削インサートと、
を備える複数溝リーマであって、
前記チップブレーカが、半径Ｒを有する底面で形成され、
前記チップブレーカが、前記切削部分の長手方向中心軸線の方向に延在する、複数溝リーマ。
【請求項２】
前記切削インサートが、さらに、底面と、半径方向内側側面と、前方側面と、半径方向外側側面と、後方側面とを含む、請求項１に記載のリーマ。
【請求項３】
前記切削インサートが、さらに、前記頂面と前記前方側面との間の交差部に形成された前方エッジを含む、請求項２に記載のリーマ。
【請求項４】
前記頂面と前記半径方向外側側面との交差部に形成された先端エッジをさらに備える、請求項３に記載のリーマ。
【請求項５】
前記切削インサートの前記頂面が、さらに、前記先端エッジと前記チップブレーカとの間に延在するすくい面を含む、請求項４に記載のリーマ。
【請求項６】
前記切削インサートが、さらに、前記先端エッジと前記前方エッジとの間の交差部に半径Ｒ１で形成された丸い先端切削エッジを含む、請求項４に記載のリーマ。
【請求項７】
前記切削インサートが、さらに、一次逃げ面及び二次逃げ面を含み、前記一次逃げ面が、前記丸い先端切削エッジと前記二次逃げ面との間に延在し、また前記二次逃げ面が前記底面から前記一次逃げ面に延在する、請求項６に記載のリーマ。
【請求項８】
前記チップブレーカの前記底面の部分がＴランド表面を含む、請求項１に記載のリーマ。
【請求項９】
前記チップ溝が、前記切削部分の前記後方端から前記前方端に向かって延在するチップガッシュ開口部を含む、請求項１に記載のリーマ。
【請求項１０】
前記チップガッシュ開口部が、窪んだ底面と、半径Ｒ２で形成された前壁と、対向する側壁とによって画定される、請求項９に記載のリーマ。
【請求項１１】
前方端及び後方端と、前記前方端と前記後方端との間の周辺面とを有する切削部分を備える複数溝リーマであって、前記切削セクションが、前記前方端から後方に延在するチップ溝を含み、前記チップ溝が、前記切削部分の前記後方端から前記前方端に向かって延在するチップガッシュ開口部を含み、かつ前記チップガッシュ開口部が、窪んだ底面と、半径Ｒ２で形成された前壁と、対向する側壁とによって画定される、複数溝リーマ。
【請求項１２】
前記切削部分に取り付けられた切削インサートをさらに備え、前記切削インサートが、前記切削インサートの全長Ｌにわたって延在するチップブレーカを有する頂面を含み、前記チップブレーカが、半径Ｒを有する底面で形成され、また前記チップブレーカが、前記切削部分の長手方向中心軸線の方向に延在する、請求項１０に記載のリーマ。
【請求項１３】
前記切削インサートが、さらに、底面と、半径方向内側側面と、前方側面と、半径方向外側側面と、後方側面とを含む、請求項１１に記載のリーマ。
【請求項１４】
前記切削インサートが、さらに、前記頂面と前記前方側面との間の交差部に形成された前方エッジを含む、請求項１２に記載のリーマ。
【請求項１５】
前記頂面と前記半径方向外側側面との交差部に形成された先端エッジをさらに備える、請求項１３に記載のリーマ。
【請求項１６】
前記切削インサートの頂面が、さらに、前記先端エッジと前記チップブレーカとの間に延在するすくい面を含む、請求項１４に記載のリーマ。
【請求項１７】
前記切削インサートが、さらに、前記先端エッジと前記前方エッジとの間の交差部に半径Ｒ１で形成された丸い先端切削エッジを含む、請求項１４に記載のリーマ。
【請求項１８】
前記切削インサートが、さらに、一次逃げ面及び二次逃げ面を含み、前記一次逃げ面が、前記丸い先端エッジと前記二次逃げ面との間に延在し、かつ前記二次逃げ面が前記底面から前記一次逃げ面に延在する、請求項１６に記載のリーマ。
【請求項１９】
前記チップブレーカの底面の部分がＴランド表面を含む、請求項１１に記載のリーマ。
【請求項２０】
複数溝リーマであって、
前方端及び後方端と、前記前方端と前記後方端との間の周辺面とを有する切削部分であって、前記切削セクションが、前記前方端から後方に延在するチップ溝を含み、前記チップ溝が、前記切削部分の前記後方端から前記前方端に向かって延在するチップガッシュ開口部を含み、前記チップガッシュ開口部が、窪んだ底面と、半径Ｒ２で形成された前壁と、対向する側壁とによって画定される、切削部分と、
前記切削部分に取り付けられた切削インサートであって、前記切削インサートが、頂面と、底面と、半径方向内側側面と、前方側面と、半径方向外側側面と、後方側面とを含み、先端エッジが、前記頂面と前記半径方向外側側面との間の交差部に形成され、前方エッジが、前記頂面と前記前方側面との間の交差部に形成され、前記切削インサートが、さらに、前記先端エッジと前記前方エッジとの間の交差部に半径Ｒ１で形成された丸い先端切削エッジを含み、かつ前記頂面が、半径Ｒで形成された底面を有するチップブレーカを含む、切削インサートと、
を備える複数溝リーマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数溝リーマ及びそのための切削インサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
リーマ加工を実行するための公知の回転切削工具は、典型的に、回転軸線を有する切削ヘッドを備える。切削ヘッドは、前方端と、前方端から後方に延在する周辺面とを有する。周辺面は、少なくとも２つの切削インサート又は前方端から後方に延在するワイパパッドと、切削操作中に発生するチップを排出するためのチップ溝とを有する。
【０００３】
従来のリーマの１つの不都合は、切削操作中に発生するチップがチップ溝内に直接流れ、したがって、切削操作中のチップの形状及び排出を制御する機能を欠くことである。結果として、チップは、工具シャンクで絡まる及び／又は切削操作中に機械加工された孔に留まる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
複数溝リーマのチップ形成を制御する問題は、切削インサートのすくい面に沿って丸い面取り部とチップ破壊特徴部（chip breaking feature)とを有する切削インサートを含むこと、及びチップ排出溝の裏側を拡大することによって解決される。
【０００５】
一形態において、複数溝リーマは、前方端及び後方端と、それらの間の周辺面とを有する切削部分を備える。切削セクションは、前方端から後方に延在するチップ溝を含む。切削インサートは切削部分に取り付けられる。切削インサートは、切削インサートの全長Ｌにわたって延在するチップブレーカを有する頂面を含む。チップブレーカは、半径Ｒを有する底面（５８）で形成される。チップブレーカは、切削部分の長手方向中心軸線の方向に延在する。
【０００６】
他の形態において、複数溝リーマは、前方端及び後方端と、それらの間の周辺面とを有する切削部分を備える。切削セクションは、前方端から後方に延在するチップ溝を含み、チップ溝は、切削部分の後方端から前方端に向かって延在するチップガッシュ開口部(chip gash opening)を含み、かつチップガッシュ開口部は、窪んだ底面と、半径Ｒ２で形成された前壁と、対向する側壁とによって画定される。
【０００７】
他の形態において、複数溝リーマは、前方端及び後方端と、それらの間の周辺面とを有する切削部分を備える。切削セクションは、前方端から後方に延在するチップ溝を含む。チップ溝は、切削部分の後方端から前方端に向かって延在するチップガッシュ開口部を含み、チップガッシュ開口部は、窪んだ底面と、半径Ｒ２で形成された前壁と、対向する側壁とによって画定される。切削インサートは切削部分に取り付けられる。切削インサートは、頂面と、底面と、半径方向内側側面と、前方側面と、半径方向外側側面と、後方側面とを含み、先端エッジは、頂面と半径方向外側側面との間の交差部に形成され、前方エッジは、頂面と前方側面との間の交差部に形成され、切削インサートは、さらに、先端エッジと前方エッジとの間の交差部に半径Ｒ１で形成された丸い先端切削エッジ(rounded lead cutting edge)を含み、かつ頂面は、半径Ｒで形成された底面を有するチップブレーカを含む。
【０００８】
本発明の様々な実施形態が例示されているが、図示した特定の実施形態が特許請求の範囲を限定すると解釈されるべきでない。本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正をなし得ることが予想される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の例示的な実施形態によるチップ破壊特徴部を有する複数溝リーマの斜視図である。
【図２】図１のチップ破壊特徴部を有する複数溝リーマの側面図である。
【図３】図１のチップ破壊特徴部を有する複数溝リーマの端面図である。
【図４】本発明の実施形態によるチップブレーカを有する切削インサートの拡大斜視図である。
【図５】図２の線５−５に沿った複数溝リーマ及び切削インサートの断面図である。
【図６】本発明の切削インサートのチップブレーカの拡大断面図である。
【図７】本発明の切削インサートの丸みが付けられた切削エッジ(radiused cutting edge)の拡大図である。
【図８】図７の線８−８に沿った丸い先端切削エッジの断面図である。
【図９】図２の線９−９に沿った複数溝リーマ及びチップガッシュ開口部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、複数溝リーマ及びそのための切削インサートの変形例について図示しかつ説明する。しかし、複数溝リーマ及び切削インサートを特定の用途に適するように構成してもよく、図面の例にのみ限定されないことが指摘される。
【００１１】
同様の参照番号が同様の要素を表している図１〜図３を参照すると、本発明の実施形態による複数溝リーマが全体的に１０で示されている。一般に、複数溝リーマ１０は、切削部分１２及び取付部分１４を含む。切削部分１２は、前方端１６及び後方端１８を含む。切削部分１２は、長手方向中心軸線２０と、画定された回転方向２２とを中心に回転する。
【００１２】
切削部分１２は、前方端１６と後方端１８との間に延在する周辺側面２４を含む。周辺側面２４は、周辺側面に取り付けられた複数の切削インサート２６を含み、このインサートは、前方端１６から後方端１８に向かって延在する。図示した実施形態では、リーマ１０は、６つの切削インサート２６を含む。しかし、本発明が切削インサートの数によって限定されないこと、及び本発明が、リーマの切削直径のような設計パラメータ等に応じて、望ましい任意の数の切削インサートで実施できることが認識されるであろう。チップ溝又はチップガッシュ２８は、切削部分１２の前方端１６から後方端１８に向かって後方に延在する。チップ溝２８は、切削インサート２６を越えて後方に延在し、切削インサート２６によって形成されたチップが、切削操作中にリーマ１０の切削部分１２を出ることを可能にする。
【００１３】
次に図４を参照すると、各々の切削インサート２６の形状は全体的に長方形であり、頂面３０と、頂面３０の反対側の底面３２と、半径方向内側側面３４と、前方側面３６と、半径方向外側側面３８と、後方側面４０とを含む。バックテーパを有する先端エッジ４２は、頂面３０と半径方向外側側面３８との間の交差部に形成される。半径方向外側側面３８が、先端エッジ４２から第２のファセット表面(facet surface)４９に延在する第１のファセット表面４８を含むことが可能である。第１のファセット表面４８の幅は、約０．１ｍｍ〜約０．４ｍｍの範囲にあることができる。図示した実施形態では、第２のファセット表面４９は、第１のファセット表面４８から底面３２に延在する。
【００１４】
前方エッジ５６が、頂面３０と前方側面３６との間の交差部に形成される。前方エッジ５６が使用されているとき、前方側面３６は、逃げ面を切削インサート２６に付与する。さらに、リーマ１０の前方端１６は、適切な遊びを切削インサート２６に付与するために、切削インサート２６に隣接する逃げ面１５と、周辺側面２４に隣接する丸みが付けられた端面１７とを含む。逃げ面１５は、前方側面３６によって形成されたリーマ１０の前方端１６に対する逃げ角（図示せず）に等しいか又はそれよりも大きくあるべきである逃げ角１９を画定する。
【００１５】
本発明の一形態は、頂面３０が、前方側面３６から後方側面４０に延在するチップブレーカ４４を含むことである。チップブレーカ４４は、切削操作中のチップの形状の制御を可能にする。図示した実施形態では、チップブレーカ４４は、前方側面３６から後方側面４０に切削インサート２６の全長Ｌにわたって延在する。言い換えれば、チップブレーカ４４は、リーマ１０の切削部分１２の長手方向中心軸線２０と同一方向に延在する。しかし、本発明は、切削インサート２６の長さＬに沿って部分的に延在するチップブレーカ４４により実施できることが認識されるであろう。頂面３０はまた、先端エッジ４２とチップブレーカ４４との間に延在するすくい面４６を含む。チップブレーカ４４は、切削インサート２６の全長にわたって延在するので、すくい面４６も、前方側面３６から後方側面４０に全長にわたって延在する。
【００１６】
次に図５と図６を参照すると、チップブレーカ４４は、半径Ｒ及びランド幅Ｗを有する底面５８で形成される。底面５８は、頂面３０に対する前方深さ(front depth)Ｄ１（すなわち、半径方向外側）がチップブレーカ４４の後方深さ(rear depth)Ｄ２（すなわち、半径方向内側）未満であるように扇形にされる。例えば、チップブレーカ４４の後方深さＤ２は、前方深さＤ１よりも大きい約０．１３５ｍｍでもよい。しかし、ランド幅Ｗの寸法は、チップブレーカ４４の深さＤ１とＤ２よりも大きい。例えば、ランド幅Ｗは、約０．５０ｍｍ、前方深さＤ１は、約０．１０ｍｍ、後方深さＤ２は、約０．２３５ｍｍとし得る。チップブレーカ４４は、約１度及び約１５度の範囲、特に約７度の正の切削インサートすくい角６０を形成する。
【００１７】
チップブレーカ４４の前部部分は、長さＬを有するＴランド表面６４を含む。Ｔランド表面６４は、切削操作中の切削インサート２６に対する応力を低減し、切削インサート２６の性能を大幅に改善する。Ｔランド表面６４は、約０．２５度〜約１．２５度の範囲の負のすくい角６６を形成する。一実施形態において、正のすくい角６６は約０．６５度である。
【００１８】
リーマ１０の切削部分１２に取り付けられると、切削インサート２６のすくい面４６は、正の外周すくい角(radial rake angle)６８を画定する。外周すくい角６８は、約０度〜約１２度の範囲にあることができる。一実施形態において、外周すくい角６８は約５度である。切削インサート２６はまた、逃げ角(relief angle、clearance angle)７０を画定する。逃げ角７０は、約１０度〜約２５度の範囲にあることができる。一実施形態において、逃げ角７０は約１６度である。
【００１９】
次に図７と図８を参照すると、本発明の他の形態は、切削インサート２６が、半径方向オフセット７６を有する、半径Ｒ１を有する丸い面取り部の形態の丸い先端切削エッジ５０を含むことである。丸い先端切削エッジ５０は、切削操作中のチップ形状の制御を可能にする。本発明は半径Ｒ１の大きさによって限定されないこと、及び本発明は特定のタイプの切削操作に適切な半径で実施できることが認識されるであろう。例えば、一実施形態では、半径Ｒ１は約０．４である。
【００２０】
図示した実施形態では、丸い先端切削エッジ５０の一方の端部は、リーマ１０の前方端１６に対し接線方向にあるが、他方の端部は、先端エッジ４２に対し接線方向にない。このように、丸い先端切削エッジ５０は、先端エッジ４２に対し半径方向オフセット７６だけ半径方向にオフセットされる。半径方向オフセット７６は、切削インサート２６をリーマ１０の切削部分１２に適切に位置決めするためにより大きな余裕を付与する。一実施形態において、半径方向オフセット７６は、約１パーセント〜約１５パーセントの範囲にある。例えば、丸い先端切削エッジ５０は、約０．０６の半径方向オフセット（半径の約１０％）を有する約０．６の半径で形成することができる。一実施形態において、距離７６は約０．０４ｍｍである。より大きな半径では、半径方向オフセットは、より優れた寸法公差を切削インサート２６に付与するために、より小さく、例えば５パーセント以下であることができる。本発明は、半径方向オフセット７６の大きさによって限定されないこと、及び本発明は、リーマ１０の切削直径に応じて望ましい任意の半径方向オフセットで実施できることが認識されるであろう。
【００２１】
適切な遊びを丸い先端切削エッジ５０に付与するために、切削インサート２６は、一次逃げ面５２及び二次逃げ面５４を含む。一次逃げ面５２は、丸い先端切削エッジ５０と二次逃げ面５４との間に延在する。図示した実施形態において、二次逃げ面５２は、底面３２から一次逃げ面５０に延在する。一次逃げ面５２は、約１度〜約１０度の範囲の一次逃げ角７２を画定する。一実施形態において、一次逃げ角７２は約５度である。さらに、二次逃げ面５４は、約５度〜約２５度の範囲の二次逃げ角７４を画定する。一実施形態において、二次逃げ角７４は約１６度である。
【００２２】
図２と図９を参照すると、本発明の他の形態は、リーマ１０のチップ溝２８（又はチップガッシュ）が、全体的に７８で示したチップガッシュ開口部を含むことである。チップガッシュ開口部７８は、切削操作中にチップ溝２８からのチップの排出を促進する。チップガッシュ開口部７８は、切削部分１２の後方端１８から前方端１６に向かって延在する。チップガッシュ開口部７８は、窪んだ底面８０と、半径Ｒ２で形成された前壁８２と、対向する側壁８４、８６とによって画定される。丸みが付けられた前壁８２は、リーマ１０の切削部分１２の後端部１８から予め定められた距離８８に配置される。チップガッシュ開口部７８は、切削部分１２の周辺側面２４に対し深さ９０を有する。側壁８６は、チップ溝２８の底面９４から予め定められた距離９２に配置される。図２に見られるように、チップガッシュ開口部７８は、切削部分１２の後方端１８の近くで拡大する（すなわち、後方端１８の遠くで狭くなる）。
【００２３】
上述のように、本発明の複数溝リーマ１０及び切削インサートは、従来の回転切削工具と比較して、多くの明確な利点を提供する。１つの明確な利点は、切削操作中のチップ形成を制御する機能である。この機能は、切削部分１２の長手方向中心軸線２０の方向に延在する丸みが付けられた底面５８と、先端エッジ４２と前方エッジ５６との間の交差部に形成された丸い先端エッジとを有するチップブレーカ４４によって達成される。
【００２４】
他の明確な利点は、切削操作中に適切にチップを排出する機能である。この機能は、リーマ１０の切削部分１２の後方端１８の近くで拡大するチップガッシュ開口部７８を含むチップ溝２８によって達成される。
【００２５】
本明細書に引用した特許及び文献は、参考として本出願に組み込まれている。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明は、添付の特許請求の範囲内で具体化することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  複数溝リーマ
１２  切削部分
１４  取付部分
１５  逃げ面
１６  前方端
１７  丸みが付けられた端面
１８  後方端
１９  逃げ角
２０  長手方向中心軸線
２２  回転方向
２４  周辺側面
２６  切削インサート
２８  チップ溝
３０  頂面
３２  底面
３４  半径方向内側側面
３６  前方側面
３８  半径方向外側側面
４０  後方側面
４２  先端エッジ
４４  チップップブレーカ
４６  すくい面
４８  第１のファセット表面
４９  第２のファセット表面
５０  丸い先端切削エッジ
５２  一次逃げ面
５４  二次逃げ面
５６  前方エッジ
５８  底面
６０  正の切削インサートすくい角
６４  Ｔランド表面
６６  すくい角
６８  外周すくい角
７０  逃げ角
７２  一次逃げ角
７４  二次逃げ角
７６  半径方向オフセット
７８  チップガッシュ開口部
８０  窪んだ底面
８２  前壁
８４、８６  側壁
８８  予め定められた距離
９０  深さ
９２  予め定められた距離
９４  底面
Ｄ１  前方深さ
Ｄ２  後方深さ
Ｌ  切削インサート２６の長さ
Ｒ  半径
Ｒ１  半径
Ｒ２  半径
Ｗ  ランド幅
【図１】
2012106334.tif 000003
【図２】
2012106334.tif 000004
【図３】
2012106334.tif 000005
【図４】
2012106334.tif 000006
【図５】
2012106334.tif 000007
【図６】
2012106334.tif 000008
【図７】
2012106334.tif 000009
【図８】
2012106334.tif 000010
【図９】
2012106334.tif 000011