(57)【要約】  上面（８）と、反対側の底面（９）と、上面（８）および底面（９）に対して平行に、これらの面間に位置する基準面（ＲＰ）と、基準面（ＲＰ）に対して垂直に延び、基準面（ＲＰ）、上面（８）、および底面（９）と交差する中心軸（Ａ１）とを備える旋削インサート（１）。側面（１３、１３’、１３”）が、上面（８）および底面（９）を連結する。３つのノーズ部（１５、１５’、１５”）が、中心軸（Ａ１）に対して対称的に形成される。各ノーズ部（１５、１５’、１５”）は、第１の切れ刃（１１）と、第２の切れ刃（１２）と、第１の切れ刃（１１）および第２の切れ刃（１２）を連結する凸状ノーズ切れ刃（１０）とを備える。上面図において、同じノーズ部（１５）上の第１の切れ刃（１１）および第２の切れ刃（１２）は、互いに対して２５〜５０°のノーズ角（α）を形成する。第１の切れ刃（１１）から基準面（ＲＰ）までの距離は、ノーズ切れ刃（１０）からの距離が増大するにつれて減少するように変化する。【選択図】図１６ａ
2018529535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋削インサート（１）であって、
上面（８）と、
反対側の底面（９）と、
前記上面（８）および前記底面（９）を連結する側面（１３、１３’、１３”）と、
前記上面（８）および前記底面（９）に対して平行に、前記上面（８）と前記底面（９）との間に位置する基準面（ＲＰ）と、
前記基準面（ＲＰ）に対して垂直に延び、前記基準面（ＲＰ）と交差する中心軸（Ａ１）と、
前記中心軸（Ａ１）の周りに対称的に形成された３つのノーズ部（１５、１５’、１５”）であって、
各ノーズ部（１５、１５’、１５”）は、第１の切れ刃（１１、１１’、１１”）と、第２の切れ刃（１２、１２’、１２”）と、前記第１の切れ刃（１１、１１’、１１”）および前記第２の切れ刃（１２、１２’、１２”）を連結する凸状ノーズ切れ刃（１０、１０’、１０”）とを備える、３つのノーズ部とを備える、旋削インサートにおいて、
上面図において、前記同じノーズ部（１５）上の前記第１の切れ刃（１１）および第２の切れ刃（１２）が、互いに対して２５〜５０°のノーズ角（α）を形成し、
前記第１の切れ刃（１１）から前記基準面（ＲＰ）までの距離が、前記ノーズ切れ刃（１０）からの距離が増大するにつれて減少することを特徴とする、旋削インサート。
【請求項２】
前記第１および第２の切れ刃（１１、１２）が、上面図において線形または直線的である、請求項１に記載の旋削インサート（１）。
【請求項３】
二等分線（７、７’、７”）が、第１の切れ刃（１１、１１’、１１”）および第２の切れ刃（１２、１２’、１２”）の各対から等距離に延び、
各二等分線（７、７’、７”）は、前記中心軸（Ａ１）と交差する、請求項１または２に記載の旋削インサート（１）。
【請求項４】
くぼみ（１７、１７’、１７”）が、ノーズ切れ刃（１０、１０’、１０”）の各対の間の各側面（１３、１３’、１３”）内に形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項５】
前記上面（８）が、前記二等分線（７）に沿って延長部を有する突起部（３０）であって、前記第１の切れ刃（１１）を向く第１の切りくず破壊壁（３４）と、前記第２の切れ刃（１２）を向く第２の切りくず破壊壁とを備える、突起部（３０）を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項６】
前記基準面ＲＰに対して垂直な平面において測定される、前記突起部（３０）の上面と前記第１の切れ刃（１１）の最低点との間の距離（Ｄ１）が、０．２８〜０．３５ｍｍである、請求項１から５のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項７】
上面図において、前記第１の切れ刃（１１）から前記第１の切りくず破壊壁（３４）までの距離が、前記ノーズ切れ刃（１０）から離れるにつれて増大する、請求項１から６のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項８】
第１の側面（１３）が、前記第１の切れ刃（１１）に隣接する第１の逃げ面（２１）と、第３の逃げ面（２３）と、前記第１の逃げ面（２１）と前記第３の逃げ面（２３）との間に位置する第２の逃げ面（２２）とを備え、前記第３の逃げ面（２３）は、前記第１の切れ刃（１１）に対して垂直な平面において測定される、前記底面に関連する角度εを形成し、前記第２の逃げ面（２２）は、前記第１の切れ刃（１１）に対して垂直な平面において測定される、前記底面（９）に関連する角度σを形成し、前記第１の逃げ面（２１）は、前記第１の切れ刃（１１）に対して垂直な平面において測定される、前記底面（９）に関連する角度γを形成し、σ＞εであり、各ノーズ部（１５、１５’、１５”）の前記側面（１３、１３’、１３”）は、前記基準面（ＲＰ）に対して垂直であり、前記二等分線（７）を含む平面に関連して対称的に構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項９】
前記底面（９）が、回転防止手段（４０、４０’、４０”、４１、４２、４３、４４）を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１０】
前記底面（９）が、３つの溝（４０、４０’、４０”）の形態の回転防止手段を備え、各溝（４０、４０’、４０”）は、隣接する第１の切れ刃（１１、１１’、１１”）と第２の切れ刃（１２、１２’、１２”）との間に位置する前記二等分線（７、７’、７”）に沿って主延長部を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１１】
前記上面（８）および底面（９）が同一であり、前記回転防止手段が、表面（４１、４２、４３、４４）の組の形態であり、各表面（４１、４２、４３、４４）は、前記基準面（ＲＰ）に関連して５〜６０°の角度を形成する平面内を延びる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１２】
前記上面（８）が、前記二等分線（７）に沿って延長部を有する突起部（３０）であって、前記第１の切れ刃（１１）を向く第１の切りくず破壊壁（３４）を備える、突起部（３０）を備え、前記上面（８）は、隆起部（８０）を備え、前記隆起部（８０）は、前記二等分線（７）と前記第１の切れ刃（１１）との間に形成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１３】
前記ノーズ角（α）が、３５°未満であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１４】
側面図において、前記第１の切れ刃（１１）が、前記基準面（ＲＰ）に対して１〜４°の角度を形成し、それにより、前記第１の切れ刃（１１）から前記基準面（ＲＰ）までの距離は、前記ノーズ切れ刃（１０）から離れるにつれて連続的に減少する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１５】
前記第１の切れ刃（１１）が、上面図において、前記第１の切れ刃（１１）が、前記ノーズ切れ刃（１０）に連結された第１の端点から、ノーズ切れ刃（１０、１０’、１０”）の対間の側面（１３、１３’、１３”）に形成されたくぼみ（１７、１７’、１７”）と前記第１の切れ刃（１１）が交差する第２の端点まで、線形または直線的であり、
前記第１の切れ刃（１１）から前記基準面（ＲＰ）までの距離が、前記第１の端点から前記第２の端点まで連続的に減少する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）と、工具本体（２）とを備える旋削工具（３）であって、前記工具本体（２）は、前端（４４）および反対側の後端と、長手方向軸（Ａ２）に沿って前記前端（４４）から前記後端まで延びる主延長部と、前記前端（４４）内に形成されたインサートシートであって、有効なノーズ部（１５）の二等分線（７）が前記工具本体（２）の前記長手方向軸（Ａ２）に関連して３５〜５５°の角度θを形成するように前記旋削インサート（１）が装着可能である、インサートシートとを有する、旋削工具（３）。
【請求項１７】
前記角度θおよび前記角度αの半分の合計が、５０°以上であり、かつ７０°以下である、請求項１６に記載の旋削工具（３）。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）を用いて金属加工品（５０）を機械加工する方法であって、
前記金属加工品（５０）を第１の端部（５４）にクランプするステップと、
前記金属加工品（５０）を回転軸（Ａ３）の周りで回転させるステップと、
有効なノーズ部（１５）の第１の切れ刃（１１）を、前記第１の切れ刃（１１）が、前記金属加工品（５０）の前記回転軸（Ａ３）に対して、第２の切れ刃（１２）が前記金属加工品（５０）の前記回転軸に対して形成する角度より小さい角度を形成するように位置決めするステップと、
前記第２の切れ刃（１２）が有効であるように、前記旋削インサート（１）を前記回転軸（Ａ３）に対して垂直に、前記回転軸（Ａ３）から離れる方向に移動させるステップとを含む、方法。
【請求項１９】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）を用いて金属加工品（５０）を機械加工する方法であって、
前記金属加工品（５０）を第１の端部（５４）にクランプするステップと、
前記金属加工品（５０）を回転軸（Ａ３）の周りで回転させるステップと、
有効なノーズ部（１５）の第１の切れ刃（１１）を、前記第１の切れ刃（１１）が、前記金属加工品（５０）の前記回転軸（Ａ３）に対して、第２の切れ刃（１２）が前記金属加工品（５０）の前記回転軸に対して形成する角度より小さい角度を形成するように位置決めするステップと、
前記第１の切れ刃（１１）が有効であるように、前記旋削インサート（１）を前記回転軸（Ａ３）に対して平行に、前記第１の端部（５４）から離れる方向に移動させるステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属切削の技術分野に属する。より詳細には、本発明は、ＣＮＣ機などの機械における金属切削に使用される旋削インサートの分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、請求項１のプリアンブルによる旋削インサート、そのような旋削インサートを備える旋削工具、およびそのような旋削工具を使用して金属加工品を機械加工する方法に言及する。金属加工品の旋削において、金属加工品は、中心軸周りを回転する。金属加工品は、１つまたは複数のチャックまたはジョーなどの回転可能なクランプ手段によって一方の端部においてクランプされる。クランプされた加工品の端部は、クランプ端または駆動端と呼ばれ得る。安定してクランプするために、金属加工品のクランプ端または駆動端は、金属加工品の反対側端部より大きい直径を有することができ、および／またはクランプ端と反対側端部との間に位置する金属加工品の一部のより大きい直径を有する。あるいは、金属加工品は、機械加工作業、すなわち金属切削作業前に一定の直径を有することができる。旋削インサートは、金属加工品に関連して移動される。この相対移動は送りと呼ばれる。旋削インサートの移動は、金属加工品の中心軸に対して平行な方向であることができ、これは、一般的には、長手方向送りまたは軸方向送りと呼ばれる。旋削インサートの移動は、さらに、金属加工品の中心軸に対して垂直な方向であることもでき、これは、一般的には、径方向送りまたは面削りと呼ばれる。他の移動角度、または送り方向も可能であり、これは、一般的には、複製または複製旋削として知られている。複製では、送りは軸方向および径方向の両方の成分を有する。旋削インサートの相対移動中、金属加工品からの材料は、切りくずの形態で除去される。切りくずは、好ましくは短く、および／または切りくずの詰まりを防止する形状または移動方向を有し、および／または機械加工された表面の表面仕上げを損なわないものである。
【０００３】
幅広い範囲の送り方向に使用することができる旋削インサートの一般的な形状は、三角形の旋削インサートである。そのようなインサートは、上面図、すなわち読み手方向のすくい面において、３辺すべてが等しい長さのものであり、ノーズ角が６０°である三角形の形状を有する。三角形のコーナは、ノーズ切れ刃の形態であり、これは、通常、０．２〜２．０ｍｍの範囲内の曲率半径を有する。そのような旋削インサートの例は、ＩＳＯ規格によって一般的に設計されたＴＮＭＧおよびＴＣＭＴであり、一般的には、コーティングされたまたはコーティングされていない超硬合金または立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）またはセラミックまたはサーメットから少なくとも部分的に作製される。
【０００４】
径方向旋削において、送り方向は、金属加工品の回転軸に対して垂直に、この回転軸に向かうものである。これは面削りと呼ばれる。外面削りとしても知られている金属加工品の回転軸から離れる径方向旋削は、特定の構成要素を機械加工するときに有利になり得るが、ＴＮＭＧまたはＴＣＭＴなどの一般的な旋削インサートを使用すると、不十分な切りくず制御などの欠点を与える。
【０００５】
米国特許第４６３２６０８号の旋削インサートは、外面削りにおける欠点を克服するよう意図されている。インサートは、３つのノーズ部を備える。１つの実施形態では、ノーズ部は円形状を有する。円形状の切れ刃の一部が、外面削りにおける唯一の有効な切れ刃である。別の実施形態では、各ノーズ部の周囲は、いくつかの反りが付けられたセグメントからなり、この場合ノーズ角は６０°である。外面削りにおけるこの実施形態の場合、直線的な切れ刃の一部および凸状に湾曲したノーズ切れ刃の一部が、外面削りにおける唯一の有効な切れ刃である。米国特許第４６３２６０８号の旋削インサートは、両方が金属加工品内に外部９０°コーナを形成する２つの壁を機械加工するために使用することができ、この場合、回転軸からより遠い距離にある１つの壁は、回転軸に対して垂直であり、回転軸からより近い距離にある１つの円筒状壁は、回転軸に対して平行であり、２つの壁は、円形または湾曲したセグメントによって連結される。この文脈における外部９０°コーナは、金属加工品の外面もしくは外側表面上にまたは外面もしくは外側表面において、円筒状壁または円筒状表面が回転軸から外方を向くように形成された９０°コーナである。これは、回転軸と同軸の孔の内側にある内面もしくは内側表面上にまたは内面もしくは内側表面において形成され得る任意のコーナと対比する。
円形または湾曲したセグメントは、回転軸を含む平面における断面において、円の４分の１の形状、またはほぼ円である形状の４分の１の形状の弧の形状であり、旋削インサートのノーズ切れ刃と同じ曲率半径を有する。円形または湾曲したセグメントは、代替的には、旋削インサートのノーズ切れ刃より大きい曲率半径を有する。より詳細には、米国特許第４６３２６０８号では、外部９０°コーナを形成する２つの壁の機械加工は、軸方向旋削作動によって行われ、その後外面削り作動が続き、この場合有効なノーズ部の同じ部分が、両方の作動において有効である。金属加工品のクランプ端に向かい、金属加工品の回転軸に対して垂直であるコーナの壁に向かう上記で述べた軸方向旋削作動において、本発明者は、回転軸からより遠い距離に回転軸に対して垂直に延びる上記で述べた壁に旋削インサートが近づくにつれて、切りくず制御が低減されることを見出した。
【発明の概要】
【０００６】
本発明者は、金属加工品において外部９０°コーナを形成する２つの壁面を機械加工する代替方法が、インサート磨耗および／または切りくず破壊および／または切りくず制御に関してより効果的であり、新しい旋削インサートが、これまでに知られている旋削インサートと比較してさらなる改良を与えることを見出した。
【０００７】
本発明の目的は、金属加工品において外部９０°コーナを形成する２つの壁面を機械加工するのに適した３つのノーズ部を備える旋削インサートであって、外面削り作動において、すなわち金属加工品の回転軸から、この回転軸に対して垂直な方向に旋削または送るとき、改良された切りくず破壊および／または切りくず制御を有する、旋削インサートを提供することである。別の目的は、インサートを回転軸に対して平行に、すなわち軸方向送りで、金属加工品のクランプ端から離れるように移動させるとき、改良された切りくず破壊および／または切りくず制御および／または工具寿命を与える旋削インサートを提供することである。さらに別の目的は、両方向の軸方向送りおよび両方向の径方向送りの両方に使用することができる、表面を生成する有効なノーズ切れ刃を有効なノーズ部上または有効なノーズ部に有する旋削インサートを提供することであり、この場合、同じ有効なノーズ部を、旋削インサートのノーズ切れ刃と同じ曲率半径を有する湾曲したセグメントによって連結された２つの壁によって形成された９０°コーナを機械加工するために、旋削インサートを再配向させずに使用することができる。さらに別の目的は、送り方向に関して、および再配向させずに単一の旋削インサートによって生み出すことができる構成要素のタイプに関して多様である旋削インサートを提供することである。
【０００８】
少なくとも主要な目的は、最初に定義した旋削インサートであって、上面図において、同じノーズ部上および同じノーズ部における第１および第２の切れ刃が、互いに対して２５〜５０°のノーズ角αを形成し、第１の切れ刃から基準面ＲＰまでの距離が、ノーズ切れ刃からの距離が増大するにつれて減少することを特徴とする、旋削インサートを用いて達成される。そのような旋削インサートにより、本発明者は、切りくず破壊および／または切りくず制御および／または工具寿命、すなわちインサート磨耗が、外面削り、および金属加工品のクランプ端から離れる軸方向旋削において改善されることを見出した。そのような旋削インサートにより、外部９０°コーナを形成する２つの壁を、１つの位置または配向にある１つの旋削インサートの１つのノーズ部を用いて、外面削り、および加工品のクランプ端から離れる軸方向旋削、すなわち金属加工品の回転軸に対して垂直に延びる壁から離れる軸方向旋削によって効率的に機械加工することができる。この文脈における外部９０°コーナは、回転軸からより遠い距離にあり、回転軸に対して垂直である１つの壁と、回転軸からより近い距離にあり、回転軸に対して平行である１つの円筒状壁とを備え、この場合２つの壁は、円形または湾曲したセグメントによって連結される。この文脈における外部９０°コーナは、金属加工品の外面もしくは外側表面上にまたは外面もしくは外側表面において、円筒状壁または円筒状表面が回転軸から外方を向くように形成された９０°コーナである。これは、回転軸と同軸の孔の内側にある内面もしくは内側表面上にまたは内面もしくは内側表面において形成され得るいずれのコーナとも対比する。
【０００９】
上面は、すくい面を備える。底面は、シート面を備える。基準面は、ノーズ切れ刃が位置する平面に対して平行である。ノーズ切れ刃は、好ましくは、基準面から最大距離に位置する切れ刃である。ノーズ切れ刃は、中心軸から等距離に位置する。中心軸は、インサートの幾何学的中心を通り抜ける。好ましくは、中心軸は、クランプねじ用の貫通穴の中心に位置する。
【００１０】
ノーズ部は、中心軸周りに対称的に形成され、すなわち各ノーズ部は、互いのノーズ部に対して１２０°の角度を形成する。
【００１１】
ノーズ部は、旋削インサートの中心に関連して、旋削インサートの遠位部である。１つのノーズ部の少なくとも一部が、有効であり、すなわち機械加工中、金属加工品と接触する。各ノーズ部は、少なくとも上面に隣接して、またはこの上面と境を接する切れ刃を備える。旋削インサートは、両面型または可逆式でよく、すなわち、底面は、上面に類似する、または同一の組の切れ刃を備える。ノーズ切れ刃は、旋削インサートの最も遠位部を形成し、換言すれば、ノーズ切れ刃は、旋削インサートの、旋削インサートの中心軸から最大距離に位置する部分である。ノーズ部は、旋削インサートの周囲部分であり、この場合すくい面が、第１の切れ刃、第２の切れ刃、およびノーズ切れ刃の間の上面上にまたは上面において形成される。ノーズ切れ刃は、好ましくは、第１の切れ刃と第２の切れ刃との間に中心を有する円形の弧または一部の形状を有し、この場合円形は、好ましくは、０．２〜２．０ｍｍの半径を有する。あるいは、ノーズ切れ刃は、楕円形の弧の形状を有することができる。あるいは、ノーズ切れ刃は、上面図において凸状であるノーズ切れ刃を一緒になって形成する、円形の１つまたは複数の弧または楕円形の弧と、直線的な部分との組み合わせの形状を有することができる。上面図は、上面が読み手を向き、底面が読み手から外方を向く図である。第１および第２の切れ刃は、好ましくは上面図において直線的である。第１および第２の切れ刃が、たとえばわずかに凸状またはわずかに凹状などのように上面図において直線的でない場合、ノーズ角は、第１および第２の切れ刃それぞれの端点間の直線的な線を使用して測定される。第１および第２の刃がわずかに凸状またはわずかに凹状である場合、第１および第２の切れ刃の曲率半径は、ノーズ切れ刃の曲率半径の５倍を上回り、好ましくは１０倍を上回って大きい。あるいは、２５〜５０°のノーズ角は、２５〜５０°の角度の円弧の形状を有するノーズ切れ刃に等しい。第１および第２の切れ刃は、好ましくは、２．０〜２０．０ｍｍの等しい長さを有する。第１の切れ刃から基準面までの距離は、ノーズ切れ刃からの距離が増大するにつれて減少するように変化する。換言すれば、第１の切れ刃から基準面までの距離は、少なくとも第１の切れ刃の一部に対して、ノーズ切れ刃から離れるにつれて減少する。代替的に考えると、基準面から第１の切れ刃の第１の部分までの距離は、基準面から第１の切れ刃の第２の部分の距離より大きく、この場合第１の切れ刃の第１の部分は、ノーズ切れ刃と第１の切れ刃の第２の部分との間に位置する。換言すれば、第１の切れ刃の少なくとも一部は、側面図において、底面および基準面に向かって、ノーズ切れ刃から離れながら傾斜する。たとえば、ノーズ切れ刃に隣接する第１の切れ刃の第１の点は、基準面から距離を離して位置し、この距離は、第１の切れ刃の第１の点よりもノーズ切れ刃からより遠い距離に位置する第１の切れ刃の第２の点から基準面までの距離より大きい。すべてのノーズ切れ刃は、好ましくは、基準面に対して平行な共通平面内に位置する。切れ刃は、すくい面、およびリリーフ面としても知られている逃げ面と境を接する旋削インサートの刃である。ノーズ切れ刃の弧長は、第１��切れ刃および第２の切れ刃両方の長さより短い。旋削インサートは、両方向の軸方向送りおよび両方向の径方向送りに適しており、この場合同じ有効なノーズ部を、旋削インサートのノーズ切れ刃と同じ曲率半径を有する湾曲したセグメントによって連結された２つの壁面によって形成された９０°コーナを機械加工するために使用することができる。各ノーズ部は、互いのノーズ部に対して中心軸周りに１２０°の角度を形成する。旋削インサートは、片面型、すなわち、上面の境界部のみにある切れ刃、または両面型、すなわち上面の境界部および底面の境界部にある切れ刃でよい。好ましくは、旋削インサートは、上面の領域が底面の領域より大きいような片面型であり、この場合上部領域および底部領域は、基準面ＲＰ上に投影される。旋削インサートは、好ましくは、コーティングされた、またはコーティングされない焼結された超硬合金またはサーメットの部片から少なくとも部分的に作製される。あるいは、旋削インサートは、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）またはセラミックから少なくとも部分的に作製される。旋削インサートは、たとえばねじまたはクランプを用いることによって工具本体内に取り外し可能に装着可能である。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、第１および第２の切れ刃は、上面図において線形または直線的である。そのような旋削インサートにより、切削力方向および／または切りくず流れ方向は、切削深さ、すなわち切削の深さにあまり依存しない。この文脈では、２００ｍｍより大きい凹状または凸状の曲率半径は、直線的または線形とみなされる。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、二等分線が、第１および第２の切れ刃の各対から等距離に延び、各二等分線は、中心軸と交差する。そのような旋削インサートにより、垂直となり得る２つの方向に機械加工するとき、有効でないノーズ切れ刃による干渉のリスクは低減される。そのような旋削インサートにより、両端においてクランプされた金属加工品にこのインサートを使用することが可能である。換言すれば、同じノーズ部上または同じノーズ部に形成された第１および第２の切れ刃は、二等分線から等距離に位置する。したがって、二等分線は、第１の切れ刃と第２の切れ刃との間に位置する。第１および第２の切れ刃は、二等分線の両側上にまたは両側に位置する。各二等分線は、任意の他の二等分線に対して１２０°の角度を形成する。各二等分線は、中心軸と交差する。各二等分線は、第１の切れ刃および第２の切れ刃と同じノーズ部上またはノーズ部に形成されたノーズ切れ刃の中心と交差する。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、くぼみが、ノーズ切れ刃の各対間の各側面内に形成される。そのような旋削インサートにより、第１の切れ刃または第２の切れ刃のみを使用してより大きい切削深さが可能である。くぼみ、または切欠部が、インサート内にこうして形成される。くぼみは、上面図において、ノーズ切れ刃の各対の間に各対から等しい長さに位置する旋削インサートの部分が存在しないように形成される。換言すれば、旋削インサートは、等しい長さの凹状側部を有する対称三角形である形状を有する。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、上面は、二等分線に沿って延長部を有する突起部であって、第１の切れ刃を向く第１の切りくず破壊壁と、第２の切れ刃を向く第２の切りくず破壊壁とを備える突起部を備える。そのような旋削インサートにより、切りくず破壊および／または切りくず制御は、さらに改良される。１つのさらなる効果は、切りくずが機械加工された表面にあたり、それによって機械加工された金属加工品、すなわち構成要素の表面品質を低減し得るリスクが低減されることである。突起部は、上面の周囲部分よりも、基準面からさらに離れて延びることができる。すくい面が、突起部と切れ刃との間に形成される。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、基準面ＲＰに対して垂直な平面において測定される、突起部の上面と第１の切れ刃の最低点との間の距離は、０．２８〜０．３５ｍｍである。
【００１７】
換言すれば、側面図において、突起部の上面、すなわち最高点と、第１の切れ刃の最低点との間の高さ相違は、０．２８〜０．３５ｍｍである。そのような旋削インサートにより、切りくず破壊および／または切りくず制御は、さらに改良される。１つのさらなる効果は、切りくずが機械加工された表面にあたり、それによって機械加工された金属加工品、すなわち構成要素の表面品質を低減し得るリスクが低減されることである。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、上面図において、第１の切れ刃から第１の切りくず破壊壁までの距離は、ノーズ切れ刃から離れるにつれて増大する。そのような旋削インサートにより、切りくず制御は、さらに改良される。たとえば、切りくずの詰まりまたは切りくずが金属加工品にあたるリスクが、低減される。この距離は、第１の切れ刃に対して垂直な方向に、基準面に対して平行な平面において、第１の切りくず破壊まで測定される。突起部、したがって第１の切りくず破壊壁は、必ずしも第１の切れ刃の全長に沿って延びる必要はない。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、第１の側面は、第１の切れ刃に隣接する第１の逃げ面と、第３の逃げ面と、第１の逃げ面と第３の逃げ面との間に位置する第２の逃げ面とを備え、第３の逃げ面は、第１の切れ刃に対して垂直な平面において測定される、底面に関連する角度εを形成し、第２の逃げ面は、第１の切れ刃に対して垂直な平面において測定される、底面に関連する角度σを形成し、第１の逃げ面は、第１の切れ刃に対して垂直な平面において測定される、底面に関連する角度γを形成し、角度σは、角度εより大きく、各ノーズ部の側面は、基準面ＲＰに対して垂直であり、二等分線を含む平面に関連して対称的に構成される。そのような旋削インサートにより、インサート強度の低下を低減しながら、より小さい加工品直径から外面削りを行うことができる。本発明者は、より小さい直径における外面削りの際、より大きい逃げ角が必要であるが、側面に沿った一定の角度による逃げ角の増大は、インサートの強度の低減を与えることを見出した。第１の逃げ面および第３の逃げ面に関連して比較的小さい逃げ角を有する第２の逃げ面は、インサートの強度を増大させる目的を有する。第３の逃げ面は、好ましくは、底面に隣接する。逃げ面が形成する角度は、底面に関連して、または代替的には底面と交差する基準面に対して平行な平面に関連して測定される。好ましくは、角度γは、角度εより大きい。好ましくは、角度σは、角度γより大きい。好ましくは、第１の切れ刃から第１の逃げ面の下側境界線までの距離、すなわち底面の最も近くに位置する第１の逃げ面の境界線までの距離は、ノーズ切れ刃から離れるにつれて減少する。好ましくは、角度γは、８０〜８８°である。好ましくは、角度εは、７５〜８８°である。好ましくは、角度σは、８５〜９０°である。好ましくは、第３の逃げ面は、第１の切れ刃に対して垂直な平面で見て凸状であり、好ましくは１０ｍｍを上回る曲率半径を有する。好ましくは、第１の逃げ面の、基準面に対して垂直な方向の高さは、第１の切れ刃の強度をさらに増大させるために、第２の逃げ面の高さ未満である。好ましくは、第１の逃げ面の高さは、第１の切れ刃の最大のフランク磨耗に合致するために少なくとも０．３ｍｍである。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、底面は、回転防止手段を備える。そのような旋削インサートにより、旋削インサートが工具本体に着座しているとき、両方向の径方向旋削および／または両方向の軸方向旋削が、改良される。回転防止手段は、１つまたは複数の凸部、溝、突起部、もしくは空洞、またはそのような特徴の組み合わせの形態であることができる。回転防止手段は、旋削インサートが取り外し可能にクランプされ得る、工具本体内の対応する構造または工具本体内に着座したシムとの接触によって相互作用するのに適している。回転防止手段は、旋削インサートの中心軸周りの２つの両方向における旋削インサートの回転または移動を防止するか、または少なくとも低減する。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、底面は、３つの溝の形態の回転防止手段を備え、各溝は、隣接する第１の切れ刃と第２の切れ刃との間に位置する二等分線に沿って主延長部を有する。そのような旋削インサートにより、インサートは、同じインサートシート内の３つの位置に割り付け可能である。溝の配向は、両方向の軸方向旋削および両方向の径方向旋削（面削りおよび外面削り）の両方において十分な回転防止が存在するように、第１および第２の切れ刃に関連して対称的に配向される。換言すれば、各ノーズ部において、第１の切れ刃と第２の切れ刃との間に位置する二等分線は、同じノーズ部内のインサートの底面内の溝の主延長部と同じ延長部を有する。その結果、３つのすべての溝は、旋削インサートの中心軸に向かう方向に主延長部を有する。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、上面および底面は同一であり、回転防止手段は、表面の組の形態であり、各表面は、基準面に関連して５〜６０°の角度を形成する平面内を延びる。そのような構成により、旋削インサートは、両面型となり、回転防止手段を備えることができる。両面型または可逆式の旋削インサートとは、旋削インサートが先述の底面をすくい面として用いて使用できることを意味する。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、上面は、二等分線に沿って延長部を有する突起部であって、第１の切れ刃を向く第１の切りくず破壊壁を備える、突起部を備え、上面は、隆起部を備え、隆起部は、二等分線と第１の切れ刃との間に形成される。
【００２４】
隆起部または突起部は、上面から突起する。少なくとも１つの隆起部、好ましくは複数の隆起部またはすべての隆起部は、好ましくは、上面図において０．３〜０．５ｍｍの幅および上面図において０．６〜１．４ｍｍの長さを有し、この場合長さは、幅に対して垂直であり、幅は、隣接する、すなわち関連する第１の切れ刃に対して平行に測定される。隆起部は、二等分線および第１の切れ刃それぞれから離間されて置かれるように、二等分線と第１の切れ刃との間に形成される。隆起部は、好ましくは、上面図において、第１の切れ刃と隆起部との間の距離が０．４〜０．５ｍｍであるように置かれる。前記距離は、上面図において第１の切れ刃に対して垂直に、第１の切れ刃に最も近い各それぞれの隆起部の部分まで測定される。
【００２５】
そのような旋削インサートにより、隆起部は、低送り速度における切りくず破壊および／または切りくず制御を改良する。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、ノーズ角αは、３５°未満である。そのような旋削インサートにより、旋削インサートの多様性が改良される。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、側面図において、第１の切れ刃は、基準面に対して１〜４°の角度を形成し、それにより、第１の切れ刃から基準面までの距離は、ノーズ切れ刃から離れるにつれて連続的に減少する。換言すれば、側面図において、第１の切れ刃は、上面が上方向であり、底面が下方向であり、基準面が水平であるところのノーズ切れ刃から離れながら、下方向に１〜４°傾斜する。したがって、第１の切れ刃のどの部分も、ノーズ切れ刃から離れながら上方向に傾斜しない。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、第１の切れ刃は、上面図において、第１の切れ刃が、ノーズ切れ刃に連結された第１の端点から、ノーズ切れ刃の対間の側面に形成されたくぼみと第１の切れ刃が交差する第２の端点まで、線形または直線的であり、第１の切れ刃から基準面までの距離は、前記第１の端点から前記第２の端点まで連続的に減少する。換言すれば、第２の端点から基準面までの距離は、第１の端点から基準面までの距離より短い。
【００２９】
そのような旋削インサートにより、切りくず制御は、特により大きい切削深さにおいてさらに改良される。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、旋削工具は、本発明による旋削インサートと、工具本体とを備え、工具本体は、前端および反対側の後端と、長手方向軸Ａ２に沿って前端から後端まで延びる主延長部と、前端内に形成されたインサートシートであって、有効なノーズ部の二等分線が工具本体の長手方向軸Ａ２に関連して３５〜５５°の角度θを形成するように旋削インサートが装着可能である、インサートシートとを有する。そのような旋削工具により、旋削インサートは、より大きい範囲の送り方向が可能であるように位置決めされ、または着座する。そのような旋削工具により、同じノーズ部において、第１の切れ刃を軸方向旋削に使用し、第２の切れ刃を外面削りに使用することができ、それにより、両方の作動、すなわち送り方向に対して有効でない、すなわち磨耗しないノーズ切れ刃の一部が存在する。そのような旋削工具により、金属加工品のクランプ端から離れる軸方向旋削を行うときの第１の切れ刃の進入角は、４５°未満であり、少なくとも１０°である。本発明者は、そのような進入角が、インサートが金属加工品のクランプ端から離れる方向に移動するように軸方向旋削を行うときにインサートの磨耗を低減することを見出した。そのような切削工具により、外面削り、すなわち金属加工品の回転軸から垂直に離れるように送るときの第２の切れ刃の進入角は、４５°未満であり、少なくとも１０°である。本発明者は、そのような進入角が、外削りを行うときにインサート磨耗を低減することを見出した。有効なノーズ部は、装着状態において、工具本体の後端に関連して、および工具本体の長手方向軸に関連して最も遠位にある旋削インサートの部分であるノーズ切れ刃を備えるノーズ部である。有効なノーズ部の第１の切れ刃が工具本体の長手方向軸に関連して形成する角度は、有効なノーズ部の第２の切れ刃が工具本体の長手方向軸に関連して形成する角度より大きい。工具本体の長手方向軸は、好ましくは、金属加工品の回転軸に対して垂直である。装着状態における旋削インサートの中心軸は、工具本体の長手方向軸に関連してほぼ垂直（７０°から１１０°）である。工具本体のインサートは、好ましくは、旋削インサートの底面内に形成されたインサート回転手段に対応するインサート回転手段を備える。工具本体の後端は、有効なノーズ切れ刃から最大距離に位置する工具本体の部分である。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、角度θおよび角度αの半分の合計は、５０°以上であり、かつ７０°以下である。換言すれば、５０°≦θ＋（α／２）≦７０°である。そのような旋削工具により、切りくず破壊および／または切りくず制御が、外面削りおよび金属加工品のクランプ端から離れる軸方向旋削においてさらに改良される。そのような旋削工具により、９０°外部コーナを金属加工品内に機械加工することができ、この場合コーナの１つの壁面は、金属加工品の回転軸に対して垂直であり、コーナの１つの壁面は、金属加工品の回転軸に対して平行であり、２つの壁面は、旋削インサートのノーズ切れ刃と同じ曲率半径を有する表面によって連結される。そのような旋削工具により、第１の切れ刃の進入角は、金属加工品のクランプ端から離れる軸方向旋削を行うとき、２０°から４０°の間であり、本発明者は、そのような進入角がインサートの磨耗を低減することを見出した。そのような旋削工具により、第２の切れ刃の進入角は、外面削りを行うとき、２０°から４０°の間であり、本発明者は、そのような進入角がインサートの磨耗を低減することを見出した。
【００３２】
本発明の一実施形態によれば、金属加工品を機械加工する方法が、本発明による旋削インサートを使用して実施される。方法は、金属加工品を第１の端部にクランプするステップと、金属加工品を回転軸Ａ３の周りで回転させるステップと、有効なノーズ部の第１の切れ刃を、第１の切れ刃が、金属加工品の回転軸Ａ３に対して、第２の切れ刃が金属加工品のその回転軸に対して形成する角度より小さい角度を形成するように位置決めするステップと、第２の切れ刃が有効であるように、旋削インサートを回転軸Ａ３に対して垂直に、この回転軸から離れる方向に移動させるステップとを含む。有効なノーズ部は、切削中、金属加工品から切りくずを切削する少なくとも１つの切れ刃を備えるように位置決めされたノーズ部である。有効なノーズ部は、他方の、すなわち有効でないノーズ部より、金属加工品の回転軸の近く、および金属加工品の第１の端部の近くに位置決めされる。「第２の切れ刃が有効である」という表現は、第２の切れ刃が金属加工品から切りくずを切削することを意味する。さらに、有効な第２の切れ刃に隣接するノーズ切れ刃の一部は、有効である。第２の切れ刃と同じノーズ部上またはノーズ部に形成された第１の切れ刃は、第２の切れ刃が有効であるときは有効でない。旋削インサートのこの移動は、通常、送り、代替的には外面削りとして知られている。第２の切れ刃は、好ましくは、２０〜４０°の第２の進入角κ２において有効である。進入が２０°未満である場合、切りくずの幅は、広くなりすぎて切りくず制御を低減し、振動のリスクが増大する。進入角が４０°を超える場合、インサート磨耗が増大する。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、金属加工品を機械加工する方法は、本発明による旋削インサートを使用して実施される。方法は、金属加工品を第１の端部にクランプするステップと、金属加工品を回転軸の周りで回転させるステップと、有効なノーズ部の第１の切れ刃を、第１の切れ刃が、金属加工品の回転軸Ａ３に対して、第２の切れ刃が金属加工品のこの回転軸に対して形成する角度より小さい角度を形成するように位置決めするステップと、第１の切れ刃が有効であるように、旋削インサートを回転軸Ａ３に対して平行に、第１の端部から離れる方向に移動させるステップとを含む。有効なノーズ部は、切削中、金属加工品から切りくずを切削する少なくとも１つの切れ刃を備えるように位置決めされたノーズ部である。有効なノーズ部は、他方の、すなわち有効でないノーズ部より、金属加工品の回転軸の近く、および金属加工品の第１の端部の近くに位置決めされる。「第１の切れ刃が有効である」という表現は、第１の切れ刃が金属加工品から切りくずを切削することを意味する。さらに、有効な第１の切れ刃に隣接するノーズ切れ刃の一部は、有効である。第１の切れ刃と同じノーズ部上または同じノーズ部に形成された第２の切れ刃は、第１の切れ刃が有効であるときには有効でない。旋削インサートのこの移動は、長手方向の旋削作動である。第１の切れ刃は、好ましくは、２０〜４０°の第１の進入角κ１において有効である。進入が２０°未満である場合、切りくずの幅は、広くなりすぎて切りくず制御を低減し、振動のリスクが増大する。進入角が４０°を超える場合、インサート磨耗が増大する。
【００３４】
次に、本発明を、本発明のさまざまな実施形態の説明によって、および添付の図を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の旋削インサートを用いた円筒状表面の従来の旋削を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態による旋削インサートによる円筒状表面の旋削を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態による旋削インサートを用いた金属加工品の軸方向旋削および外面削りを含む、旋削を示す概略図である。
【図４】第１の実施形態による旋削インサートを用いた金属加工品の外面削りを含む旋削を示す概略図である。
【図５】第１の実施形態による旋削インサートのノーズ部の上面の上面図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩ、ＶＩＩ−ＶＩＩ、およびＶＩＩＩ−ＶＩＩＩそれぞれに沿った詳細なセクションの図である。
【図７】図５の線ＶＩ−ＶＩ、ＶＩＩ−ＶＩＩ、およびＶＩＩＩ−ＶＩＩＩそれぞれに沿った詳細なセクションの図である。
【図８】図５の線ＶＩ−ＶＩ、ＶＩＩ−ＶＩＩ、およびＶＩＩＩ−ＶＩＩＩそれぞれに沿った詳細なセクションの図である。
【図９】図５のノーズ部の側面図である。
【図１０】第１の実施形態による旋削インサートによる９０°コーナの旋削を示す概略図である。
【図１１】従来の旋削からの磨耗を示す、従来の旋削インサートのノーズ部の概略上面図である。
【図１２】図１０の旋削からの磨耗を示す、一実施形態のノーズ部の概略上面図である。
【図１３ａ】第２の実施形態による旋削インサートを示す斜視図である。
【図１３ｂ】図１３ａの旋削インサートの前面図である。
【図１３ｃ】図１３ａの旋削インサートの側面図である。
【図１３ｄ】図１３ａの旋削インサートの上面図である。
【図１４】部分的な工具本体内に位置決めされた図１３ａの旋削インサートを示す斜視図である。
【図１５】図１４の旋削インサートおよび工具本体を示す分解図である。
【図１６ａ】第１の実施形態による旋削インサートを示す斜視図である。
【図１６ｂ】図１６ａの旋削インサートの前面図である。
【図１６ｃ】図１６ａの旋削インサートの側面図である。
【図１６ｄ】図１６ａの旋削インサートの上面図である。
【図１７】図１６ａの旋削インサートおよび工具本体を示す斜視図である。
【図１８ａ】図１６ａの旋削インサートの底面を示す斜視図である。
【図１８ｂ】図１６ａの旋削インサートの底面を示す別の斜視図である。
【図１９ａ】第３の実施形態による旋削インサートを示す斜視図である。
【図１９ｂ】図１９ａの旋削インサートの側面図である。
【図１９ｃ】図１９ａの旋削インサートの上面図である。
【図１９ｄ】図１９ａの旋削インサートの右底部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
すべての旋削インサートの図は、一定の縮尺で描かれている。
【００３７】
従来の旋削インサート１を使用した旋削による従来の金属切削作業を示す図１を参照する。金属加工品５０は、ＣＮＣ機または旋削盤などのモータ（図示せず）を備える機械に連結されたクランプジョー５２によってクランプされる。クランプジョーは、金属加工品５０の第１の端部５４、またはクランプ端において外面を押しつける。金属加工品５０の反対側の第２の端部５５は、自由端である。金属加工品５０は、回転軸Ａ３の周りを回転する。旋削インサート１は、工具本体２内のインサートシートまたはポケット内に固定式にかつ取り外し可能にクランプされる。工具本体２は、後端から、インサートシートまたはポケットが位置する前端まで延びる長手方向軸Ａ２を有する。工具本体２および旋削インサート１は、一緒になって旋削工具３を形成する。旋削工具３は、金属加工品５０に関連して移動され、これは、一般的に示される送りである。図１では、送りは軸方向、長手方向とも呼ばれる送りであり、すなわち、送りの方向は、長手方向軸Ａ３に対して平行である。このようにして、円筒状表面５３が形成される。旋削インサート１は、主切れ刃と副切れ刃との間の角度として定義された、８０°であるノーズ角αを有する有効なノーズを有する。回転軸Ａ３に対して垂直である壁面に旋削インサート１が近づくにつれ、切りくず制御は不十分になり、その理由は、切りくずを切削ゾーンから出すための空間がそれほどないためである。また、切りくずが機械加工された表面にあたる、または損傷を与えるリスクもある。主切れ刃は、ノーズ切れ刃の後方にある。換言すれば、主切れ刃の侵入角度は９０°を超え、図１では約９５°である。進入角は、切れ刃と送り方向との間の角度として定義される。図１に示す旋削方法では、バック逃げ角は、約５°である。バック逃げ角は、後刃である副切れ刃と、送り方向に対して反対、すなわちこの送り方向に関連して１８０°の角度として定義される。
【００３８】
第１の実施形態による旋削インサートを備える旋削工具を使用する、旋削作業を示す図２を参照する。図１と同様に、金属加工品は、金属加工品の第１の端部５４にある、またはこの端部に隣接する外面に押しつけられたクランプジョー（図示せず）によってクランプされる。金属加工品の反対側の第２の端部５５は、自由端である。金属加工品は、回転軸Ａ３の周りを回転する。上面図で見たときの旋削インサートは、ねじ６を用いることによって工具本体２内のインサートシートまたはポケット内に固定式に、かつ取り外し可能にクランプされる。工具本体２は、後端から、インサートシートまたはポケットが位置する前端４４との間を延びる長手方向軸Ａ２を有する。図２では、この送りは、最大範囲において、軸方向の、長手方向とも呼ばれる送りであり、すなわち、送りの方向は、回転軸Ａ３に対して平行である。このようにして、外部円筒状表面５３が形成される。各切削の進入時、または軸方向送りの直前、送りは、旋削インサートが円弧に沿って移動するような径方向成分を有する。
【００３９】
旋削インサートは、有効なノーズ切れ刃１０を備える有効なノーズ部１５を備える。有効なノーズ部１５は、さらに、回転軸Ａ３に対して平行な軸方向旋削中、１０〜４５°、好ましくは２０〜４０°の範囲内になるように選択された進入角κ１を有する、有効な第１の切れ刃を備える。作業において主切れ刃である第１の切れ刃は、軸方向の送り方向にノーズ切れ刃１０の前方にある。換言すれば、第１の切れ刃は前刃である。有効なノーズ部１５上にまたはここに形成された第２の切れ刃は、副切れ刃または後刃である。送り方向が、回転軸Ａ３に対して垂直に、この回転軸から離れるように径方向である場合、第２の切れ刃は進入角κ２において有効である。二等分線７が、第１および第２の切れ刃によって画定される。換言すれば、二等分線は、第１の切れ刃と第２の切れ刃との間に形成される。第１および第２の切れ刃は、旋削インサートの外側の一点に集束する。有効なノーズ部１５の二等分線は、長手方向軸Ａ２に対して４０〜５０°の角度θを形成する。旋削インサートは、２つの有効でないノーズ切れ刃１０’、１０”を備える２つの有効でないノーズ部を備える。軸方向の旋削作業では、旋削インサートのすべての部分は、送り方向に有効なノーズ切れ刃１０の前方にある。軸方向の旋削作業では、切りくずを円滑に金属加工品から離れるように向けることができる。機械加工ステップでは、旋削インサート１は、ノーズ切れ刃１０が円弧に沿って移動するように金属加工品５０に進入する。旋削インサート１は、進入中の切りくずの厚さが一定またはほぼ一定になるように加工品５０に進入するか、切削し始める。進入時、切削深さは、ゼロの切削深さから増大する。そのような好ましい進入は、インサートの磨耗、特にノーズ切れ刃１０における磨耗を低減する。切りくず厚さは、送り速度に進入角を掛けたものとして定義される。したがって、進入中の旋削インサートの送り速度および移動および／または方向を選択および／または変更することにより、切りくず厚さを一定またはほぼ一定にすることができる。進入中の送り速度は、好ましくは、０．５０ｍｍ／回転以下である。進入中の切りくず厚さは、好ましくは、後続の切削または機械加工中の切りくず厚さ以下である。
【００４０】
図１および２のノーズ切れ刃によって少なくとも部分的に生成または形成された円筒状表面５３、または回転対称面は、小さい頂部および谷部を有する波形状を有し、この波形状は、ノーズ半径曲率および送り速度によって少なくとも部分的に影響を受ける。波形の高さは、０．１０ｍｍ未満、好ましくは０．０５未満である。ねじ山プロファイルは、この意味では円筒状表面５３ではない。
【００４１】
図３および４では、代替的な機械加工作業における図２の旋削インサートおよび工具本体を見ることができ、旋削工具の、特に送り方向に関する多様な応用領域を示している。
【００４２】
図３は、６つのステップにおける機械加工順序を示す。ステップ１は、切り下げ作業である。ステップ２は、金属加工品の第１の端部５４またはクランプ端から離れる軸方向旋削である。ステップ３は、軸方向および径方向両方の成分を有する送りの形態の、円錐または円錐台、すなわちテーパにされた表面を生成するならい削り作業である。ステップ４は、作業２に類似する作業である。ステップ５は、金属加工品の回転軸Ａ３に対して垂直な平面内に位置する平坦な表面を生成する、外面削り作業である。ステップ６は、金属加工品の第２の端部５５または自由端における外面削り作業である。
【００４３】
図４は、２つの機械加工ステップ、ステップ１およびステップ２を示す。ステップ１では、径方向送りは、回転軸Ａ３に対して垂直であり、この回転軸に向かうものである。２では、径方向送りは、回転軸Ａ３に対して垂直であり、この回転軸から離れるものであり、ここで回転軸Ａ３に対して垂直な平坦な表面５６が、生成される。いずれの場合も、第２の切れ刃は１０〜４５°、好ましくは２０〜４０°の範囲内である進入角κ２において有効である。回転軸Ａ３周りの金属加工品の回転方向は、ステップ１および２に対して相反する方向である。ステップ２では、回転方向は図１〜図３と同じである。
【００４４】
図５は、凸状ノーズ切れ刃１０によって連結された第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２を備える、第１の実施形態による旋削インサートのノーズ部１５の上面図である。同じノーズ部１５上または同じノーズ部１５における第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２は、互いに対して２５〜５０°のノーズ角αを形成し、第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２は、旋削インサートの外側の一点（図示せず）に集束する。二等分線７が、第１の切れ刃１１と第２の切れ刃１２との間に、これらの刃から等距離に位置する。二等分線７は、ノーズ切れ刃１０とその中心において交差する。突起部３０が、旋削インサートの上面内に形成され、この突起部は、二等分線に沿ってその主延長部を有する。突起部は、第１の切れ刃の方を向く第１の切りくず破壊壁３４と、第２の切れ刃を向く第２の切りくず破壊壁とを備える。第１の切れ刃１１に対して垂直な方向に、かつ基準面ＲＰに対して平行な平面において、第１の切れ刃１１から第１の切りくず破壊壁３４までの測定される距離は、ノーズ切れ刃１０から離れるにつれて増大する。これにより、特に図２のような旋削作業において改良された切りくず制御が与えられる。突起部３０、したがって第１の切りくず破壊壁３４は、第１の切れ刃１１より短い延長部を有する。
【００４５】
図９は、図５のノーズ部の側面図を示す。底面９は、上面の反対側に位置する。基準面ＲＰは、上面と底面９との間に、これらの面から等距離に位置する。上面および底面は平坦ではないが、基準面ＲＰは、３つのノーズ切れ刃と交差する平面に対して平行であるように位置決めされ得る。側面１３は、上面および底面９を連結する。側面１３は、第１の切れ刃１１に隣接する第１の逃げ面２１と、底面９に隣接する第３の逃げ面２３と、第１の逃げ面２１と第３の逃げ面２３との間に位置する第２の逃げ面２２とを備える。第１の切れ刃１１から第１の逃げ面２１の下側境界線、すなわち底面９の最も近くに位置する第１の逃げ面２１の境界線までの距離は、ノーズ切れ刃から離れるにつれて減少する。第１の逃げ面２１の基準面ＲＰに対して垂直な方向の高さは、第１の切れ刃１１の強度をさらに高めるために、第２の逃げ面２２の高さより小さい。第１の逃げ面２１の高さは、第１の切れ刃１１のフランク面の磨耗を補償するために少なくとも０．３ｍｍである。第１の切れ刃１１は、底面９および基準面ＲＰに向かって、ノーズ切れ刃１０から離れながら傾斜する。第１の切れ刃１１から基準面ＲＰまでの距離は、少なくとも第１の切れ刃１１の一部分に関して、ノーズ切れ刃１０からの距離が増大するにつれて減少するように変化する。基準面ＲＰからノーズ切れ刃１０に隣接して位置する第１の切れ刃１１の第１の部分までの距離は、基準面ＲＰから、ノーズ切れ刃１０からさらに離れて位置する第１の切れ刃１１の第２の部分までの距離より大きい。第１の切れ刃１１のそのような配向により、切りくず制御は、たとえば、図２に見られる作業のような、クランプ端から離れる軸方向の旋削において改良される。距離Ｄ１は、基準面ＲＰに対して垂直な方向に測定され、突起部３０の上面と第１の切れ刃１１の最低点との間の距離を表す。Ｄ１は、０．２８〜０．３５ｍｍである。これにより、切りくず破壊および／または切りくず制御は、図２に見られる作業においてさらに改良される。
【００４６】
図６〜図８は、図５の線ＶＩ−ＶＩ、ＶＩＩ−ＶＩＩおよびＶＩＩＩ−ＶＩＩＩそれぞれに沿ったセクションを示す。このセクションは、基準面ＲＰに対して垂直な平面において第１の切れ刃１１に対して垂直である。図６〜図８では、第１、第２、および第３の逃げ面２１、２２、２３が、基準面ＲＰに対して平行であり平面に関連して、底面９と交差して形成する角度が、γ、σ、εそれぞれで示される。角度σは、角度εより大きい。これにより、インサート強度の低下を低減させながら、小さい加工品直径から外面削りを行うことができる。直径が小さくなるにつれてより大きい逃げ角が必要であるが、大きく一定である逃げ角は、インサートの強度を低減させる。第２の逃げ面２２は、インサートの強度を増大させる目的を有する。第３の逃げ面２３は、底面に隣接する。角度γは、角度εより大きい。角度σは、γより大きい。第３の逃げ面２３は、図６〜図８の断面で見て凸状またはほぼ凸状であり、それによって下限直径範囲、すなわち旋削インサートが、インサートの強度の低減を最小限に抑えて外面削り作業において機能することができる最少直径をさらに改良する。
【００４７】
第２の切れ刃１２、および第２の切れ刃１２に隣接する側面１３の構成は、上記で図５〜図８に関連して説明した、第１の切れ刃１１および第１の切れ刃１１に隣接する側面１３の構成によるものである。
【００４８】
図１１は、従来の旋削の原理を示し、この場合Ｃ１は図１の送り方向を表し、Ｄ１は、そのような作業からの、ノーズ部上またはノーズ部における磨耗を表す。Ｃ３は、従来の面削り作業を表し、すなわち回転軸Ａ３に対して垂直に、この回転軸に向かう送りを表し、Ｄ３は、そのような作業からの、ノーズ部上またはノーズ部における磨耗を表す。第２の切れ刃１２は、Ｃ１送り方向の主切れ刃である。第１の切れ刃１１は、Ｃ３送り方向の主切れ刃である。凸状ノーズ切れ刃１０は、第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２を連結する。遷移点Ｔ１、Ｔ２は、ノーズ切れ刃１０と第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２それぞれとの間の遷移を表す。磨耗Ｄ１、Ｄ３は、切削深さおよび送り速度の両方に依存する。しかし、Ｄ１およびＤ３が重複し、その結果、ノーズ切れ刃１０において、または少なくともノーズ切れ刃１０の中心部分において高い磨耗を生じさせることは明確である。
【００４９】
図１２は、本発明および代替的な旋削方法の原理を示す。Ｃ２は、図２の主送り方向、または図１０のパス２、４、６および８の主送り方向、すなわち金属加工品のクランプ端から離れる、軸方向送り方向を表す。Ｄ２は、そのような作業からの、ノーズ部上またはノーズ部における磨耗を表す。Ｃ４は、外面削り作業、すなわち図１０のパス１、３、５、および７の主送り方向に見られるように、回転軸Ａ３に対して垂直に、この回転軸から離れる送りを表す。Ｄ４は、そのような作業からの、ノーズ部上またはノーズ部における磨耗を表す。第２の切れ刃１２は、Ｃ４送り方向における主切れ刃である。第１の切れ刃１１は、Ｃ２送り方向における主切れ刃である。凸状ノーズ切れ刃１０は、第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２を連結する。遷移点Ｔ１、Ｔ２は、ノーズ切れ刃１０と第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２それぞれとの間の遷移を表す。磨耗Ｄ２、Ｄ４は、切削深さおよび送り速度の両方に依存する。しかし、Ｄ２およびＤ４が重複せず、少なくとも図１１の程度よりは重複せず、その結果、ノーズ切れ刃１０における磨耗が低減され、または少なくともノーズ切れ刃１０の中心部分における磨耗が低減されることが明確である。第１および第２の切れ刃１１、１２の磨耗の範囲はより広く、すなわち、図１１と比較してより長い距離にわたって分散される。しかし、送りＣ２およびＣ４の進入角は、Ｃ１およびＣ３のより大きい進入角と比較して小さいため、図１２の切りくず厚さは、より薄くなり、そのため、磨耗は比較的小さくなる。一定の送り速度および切削深さにおいて、Ｄ２の面積はＤ３の面積に等しく、Ｄ１の面積はＤ４の面積に等しい。
【００５０】
図１０は、第１の実施形態による旋削インサートを使用する機械加工順序の例を示す。左手は、金属加工品のクランプ端である。円筒状表面５３および平坦表面５６を備える９０°コーナが、旋削によって形成される。ステップ１〜８の順序が示される。各ステップの進入は、各ステップの主送り方向に対して垂直であるように示される。ステップ１、３、５、および７の主送り方向は、回転軸Ａ３に対して垂直に、この回転軸から離れるものである。ステップ２、４、６および８の主送り方向は、回転軸Ａ３に対して平行に、クランプ端から離れるものである。各切削の進入は、好ましくは図２に関連して説明した通りである。図１０に示すステップの順序後の旋削インサート１の磨耗は、図１２に示す磨耗に類似し、またはこの磨耗と同一である。
【００５１】
図１６ａ〜図１８ｂは、さらに、第１の実施形態による旋削インサート１、ならびに旋削インサート１および工具本体２を備える旋削工具３を説明する。旋削インサート１は、すくい面である、またはすくい面を備える上面８と、シート面として機能する反対側の底面９とを備える。基準面ＲＰが、上面８および底面９に対して平行に、これらの面間に位置する。中心軸Ａ１が、基準面ＲＰに対して垂直に延び、基準面ＲＰ、上面８、および底面９と交差する。上面８および底面９内に開口部を有する、ねじ用の穴は、中心軸Ａ１と同軸である。旋削インサート１は、逃げ面として機能し、上面８および底面９を連結する側面１３、１３’、１３”を備える。
【００５２】
３つのノーズ部１５、１５’、１５”は、中心軸Ａ１に対して対称的に、またはこの周りに形成される。ノーズ部１５、１５’、１５”は、同一である。各ノーズ部１５、１５’、１５”は、第１の切れ刃１１と、第２の切れ刃１２と、第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２を連結する凸状ノーズ切れ刃１０とを備える。ノーズ切れ刃１０、１０’、１０”は、中心軸Ａ１から最大距離に、すなわち旋削インサートの他のすべての部分よりも、中心軸Ａ１から遠い距離に位置する。図１６Ｄに見られる上面図では、同じノーズ部１５上のまたは同じノーズ部１５における第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２は、互いに対して２５〜５０°のノーズ角αを形成し、図１６ｄでは、ノーズ角αは３５°である。図１６ｂなどの側面図では、各ノーズ部１５、１５’、１５”上のまたは各ノーズ部１５、１５’、１５”における第１および第２の切れ刃１１、１２の少なくとも一部は、底面に向かって傾斜し、それにより、側面図では、第１および第２の切れ刃１１、１２は、同じノーズ部１５上または同じノーズ部１５においてノーズ切れ刃１０と境を接する最高点を有する。換言すれば、第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２から基準面ＲＰまでの距離は、ノーズ切れ刃１０からの距離が増大するにつれて減少するように変化する。第１および第２の切れ刃１１、１２は、上面図では、線形もしくは直線的、またはほぼ線形もしくは直線的である。二等分線７、７’、７”が、第１の切れ刃１１、１１’、１１”および第２の切れ刃１２、１２’、１２”の各対から等距離に延びる。各二等分線７、７’、７”は、中心軸Ａと交差する。くぼみ１７、１７’、１７”が、ノーズ切れ刃１０、１０’、１０”の各対間に形成される。図１８ａおよび１８ｂに見られる底面９は、旋削インサート１が切削中、中心軸Ａ１周りを回転する傾向を低減する目的で、３つの溝４０、４０’、４０”の形態の回転防止手段を備え、各溝４０、４０’、４０”は、最も近い第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２に隣接して位置する二等分線７、７’、７”と同じ方向に主延長部を有する。各溝４０、４０’、４０”は、好ましくは、互いに関連して鈍角１００〜１６０°に２つのシート面を備える。旋削インサート１は、図１７に見られるように、ねじまたは上部クランプなどのクランプ手段によって、工具本体２の前端に位置するインサートシート４内に固定式にクランプされるよう意図される。次に、インサートシート４と旋削インサートとの間の接触を、図１８ｂおよび図１７の影をつけた領域を見ながら説明する。有効なノーズ切削部１５は、溝４０が図１８ｂに位置するインサートの部分である。溝４０の２つのシート面は、インサートシート４の底部内の凸部９０の２つの表面と接触している。各々の他の溝４０’、４０”の１つの表面、有効なノーズ切れ刃１０から最大距離に位置する表面は、インサートシート４の底部内の底面９３、９４と接触している。有効なノーズ切れ刃１０から最大距離にある側面１３の少なくとも一部は、インサートシート４の後端に形成された後方シート面９１、９２と接触することができる。
【００５３】
図１３ａ〜図１５は、第２の実施形態による旋削インサート１、ならびに旋削インサート１および工具本体２を備える旋削工具３を示す。旋削インサート１は、すくい面である、またはすくい面を備える上面８と、シート面として機能する反対側の底面９とを備える。上面８および底面９は同一である。これは、第１の位置にある間、上面８はすくい面として機能し、インサートが上下逆さまになったとき、同じ表面は、次にシート面として機能することを意味する。基準面ＲＰは、上面８および底面９に対して平行に、これらの面間に位置する。中心軸Ａ１が、基準面ＲＰに対して垂直に延び、基準面ＲＰ、上面８、および底面９と交差する。上面８および底面９内に開口部を有する、ねじ用の穴は、中心軸Ａ１と同軸である。旋削インサート１は、逃げ面として機能し、上面８および底面９を連結する側面１３、１３’、１３”を備える。３つのノーズ部１５、１５’、１５”は、中心軸Ａ１に対して対称的に、またはこの周りに形成される。ノーズ部１５、１５’、１５”は、同一である。各ノーズ部１５、１５’、１５”は、第１の切れ刃１１と、第２の切れ刃１２と、第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２を連結する凸状ノーズ切れ刃１０とを備える。ノーズ切れ刃１０、１０’、１０”は、中心軸Ａ１から最大距離に、すなわち旋削インサートの他のすべての部分よりも、中心軸Ａ１から遠い距離に位置する。図１３ｄに見られる上面図では、同じノーズ部１５上のまたは同じノーズ部１５における第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２は、互いに対して２５〜５０°、この場合では４５°のノーズ角αを形成する。たとえば図１３ｂのような側面図では、各ノーズ部１５、１５’、１５”上のまたは各ノーズ部１５、１５’、１５”における第１および第２の切れ刃１１、１２の少なくとも一部は、底面に向かって傾斜し、それにより、側面図では、第１および第２の切れ刃１１、１２は、同じノーズ部１５上または同じノーズ部１５においてノーズ切れ刃１０に隣接する最高点を有する。換言すれば、第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２から基準面ＲＰまでの距離は、ノーズ切れ刃１０からの距離が増大するにつれて減少するように変化する。第１および第２の切れ刃１１、１２は、上面図では、線形もしくは直線的、またはほぼ線形もしくは直線的である。二等分線７、７’、７”が、第１の切れ刃１１、１１’、１１”および第２の切れ刃１２、１２’、１２”の各対から等距離に延びる。各二等分線７、７’、７”は、中心軸Ａと交差する。くぼみ１７、１７’、１７”が、隣接するノーズ切れ刃１０、１０’、１０”の各対間に形成される。旋削インサート１は、表面４１、４２、４３、４４の組の形態の回転防止手段を備え、この場合各表面４１、４２、４３、４４は、基準面ＲＰに関連して５〜６０°の角度を形成する平面内を延びる。表面４１、４２、４３、４４の組は、中央のリング形状突起部３０において形成され、中心軸Ａ１の周りを延びる。そのような構成により、旋削インサート１は、両面型または可逆式に作製することができ、可能な用途を広げる。第１の切りくず破壊壁３４は、表面４１、４２、４３、４４の組の一部であることができる。代替的な解決策（図示せず）は���第１の切りくず破壊壁３４を別の突起部（図示せず）の一部として中心軸Ａ１からより遠い距離に配置することである。図１４は、インサートを押さえつけ、工具本体２のインサートシート４内に保つ、クランプ９５を用いることによる旋削インサート１の１つの可能なクランプモードを示す。
【００５４】
図１５は、第２の実施形態による旋削インサート１をたとえば上部クランプ９５を用いることによって装着することができるインサートシート４を示す。有効なノーズ切れ刃１０から最大距離に位置する側面１３は、インサートシート４の後面９１、９２に押さえつけられる２つの表面を備える。表面４１、４２、４３、４４の組は、インサートシート４の底部の前部９０の表面と接触する２つの前面４１、４２を備える。この文脈での前部は、中心軸Ａと有効なノーズ切れ刃１０との間である。表面４１、４２、４３、４４の組は、さらに、２つの後面４３、４４を備え、この後面は、インサートシート４の底面内の、前部９０とインサートシート４の後面９１、９２との間に位置する後底面９３、９４に押さえつけられる２つの後面４３、４４を備える。
【００５５】
図１９ａ〜図１９ｄは、すくい面である、またはすくい面を備える上面８と、シート面として機能する反対側の底面９とを備える第３の実施形態による旋削インサート１を示す。底面９は、たとえば図１８ａおよび１８ｂに示すような第１の実施形態と同一の回転防止手段（図示せず）を備える。第３の実施形態による旋削インサート１は、上面８に関してのみ、第１の実施形態による旋削インサートとは異なる。切れ刃の形状および位置、ならびに工具本体における旋削インサートの使用および装着を含む他のすべての態様では、第３の実施形態による旋削インサートは、第１の実施形態による旋削インサートと同一であり、この旋削インサートと同一の方法で使用されるよう意図される。突起部３０が、旋削インサート１の上面８内に形成され、この突起部３０は、二等分線７に沿って主延長部を有する。より正確には、各ノーズ部１５、１５’、１５”の上面８は、上面図において各それぞれ二等分線７、７’、７”に沿って延びる突起部３０を備える。突起部３は、ノーズ切れ刃１０から離間されて置かれる。突起部３０の幅は、ノーズ切れ刃１０から離れるにつれて増大し、この場合前記幅は、上面図において二等分線７に対して垂直に測定される。第３の実施形態によるインサート１の場合、各ノーズ部１５、１５’、１５”上に形成された突起部３０は、上面図において、円形またはリング形状の突起セグメントを用いることによって連結され、それによって単一の突起部３０を形成する。あるいは、各ノーズ部１５、１５’、１５”上に形成された突起部３０は、離間されて置かれてよい。図１９ｄに見ることができるように、突起部３０は、第１の切れ刃１１の方を向く第１の切りくず破壊壁３４と、第２の切れ刃１２を向く第２の切りくず破壊壁とを備える。第１の切れ刃１１に対して垂直な方向にかつ基準面ＲＰに対して平行な平面において、第１の切れ刃１１から第１の切りくず破壊壁３４まで測定される距離は、ノーズ切れ刃１０から離れるにつれて増大する。これにより、特に図２のような旋削作動において切りくず制御が改良される。突起部３０の上面と第１の切れ刃１１の最低点との間の距離を表す、基準面ＲＰに垂直な方向に測定される距離は、０．２８〜０．３５ｍｍである。これにより、切りくず破壊および／または切りくず制御は、図２に見られるような作動においてさらに改良される。
【００５６】
突起部３０と第１の切れ刃１１との間には、複数の隆起部８０、すなわち突起部が形成される。隆起部８０または突起部は、上面図において、好ましくは０．３０から０．６０ｍｍ、より好ましくは０．４０〜０．５０ｍｍの距離だけ、第１の切れ刃１１から離間されて置かれる。基準面ＲＰに対して垂直な方向に、隆起部８０の上面と、第１の切れ刃１１の関連する部分、すなわち最も近い部分との間で測定される距離は、０．０４〜０．０７ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．０６ｍｍである。各隆起部８０は、したがって、第１の切れ刃１１の関連する部分、すなわち最も近い部分に関連して持ち上げられており、それにより、隆起部８０の上面の少なくとも一部から基準面ＲＰまでの距離は、基準面ＲＰから、第１の切れ刃１１の関連する部分、すなわち最も近い部分までの距離より大きい。対応する方法で、突起部３０は、隆起部８０に関連して持ち上げられる。少なくとも１つの隆起部８０、好ましくは複数の隆起部８０は、第１の切りくず破壊壁３４と交差する。各関連する第１の切れ刃１１に隣接する隆起部８０の数は、好ましくは、３〜１０個、さらに好ましくは４〜８つである。図１９ｄに見ることができる第３の実施形態では、関連する第１の切れ刃１１に隣接する隆起部８０の数は、６つである。隆起部８０の少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の隆起部８０は、図１９ｃに最適に見られるように上面図において長円形状、もしくはほぼ長円形状であり、または細長いものである。隆起部８０の少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の隆起部８０は、上面図において、第１の切れ刃１１に対して垂直であり、または実質的に、すなわち２０°以内で、垂直な主延長部を有する。
【００５７】
各ノーズ部１５、１５’、１５”の上面８は、上面図において、それぞれの二等分線７、７’、７”に関して、対称的に形成され、または鏡像にされる。したがって、突起部３０と第２の切れ刃１２との間には、別の複数の隆起部８０が形成され、この別の複数の隆起部８０は、対応する方法で配置される。
【００５８】
本発明は、開示する実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で変更および改変されてよい。
【図１】
2018529535.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018529535.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018529535.tif 000007
【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】
2018529535.tif 000012
【図１１】
2018529535.tif 000013
【図１２】
2018529535.tif 000014
【図１３ａ】
2018529535.tif 000015
【図１３ｂ】
2018529535.tif 000016
【図１３ｃ】
2018529535.tif 000017
【図１３ｄ】
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【図１４】
2018529535.tif 000019
【図１５】
2018529535.tif 000020
【図１６ａ】
2018529535.tif 000021
【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
2018529535.tif 000023
【図１６ｄ】
2018529535.tif 000024
【図１７】
2018529535.tif 000025
【図１８ａ】
2018529535.tif 000026
【図１８ｂ】
2018529535.tif 000027
【図１９ａ】
2018529535.tif 000028
【図１９ｂ】
2018529535.tif 000029
【図１９ｃ】
2018529535.tif 000030
【図１９ｄ】
2018529535.tif 000031
【国際調査報告】
2018529535.tif 000032
2018529535.tif 000033
2018529535.tif 000034