(57)【要約】  本発明は、上面（８）と、反対側の底面（９）と、上面（８）および底面（９）を連結する側面（１３、１３’）と、２つの対向するノーズ部（１５、１５’）とを備える旋削インサート（１）に関する。各ノーズ部（１５、１５’）は、凸状ノーズ切れ刃（１０、１０’）と、第１の切れ刃（１１、１１’）と、第２の切れ刃（１２、１２’）とを備える。凸状ノーズ切れ刃（１０、１０’）は、第１の切れ刃（１１、１１’）および第２の切れ刃（１２、１２’）を連結する。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）は基準面（ＲＰ）に対して垂直に延びる。二等分線（７）が、第１の切れ刃（１１）および第２の切れ刃（１２）から等距離に延びる。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７０〜８５°のノーズ角（α）を形成する。各ノーズ部（１５、１５’）は、第１の切れ刃（１１）に隣接する第３の凸状切れ刃（６０）と、第３の切れ刃（６０）に隣接する第４の切れ刃（６１）とを備える。上面図において、第４の切れ刃（６１）は、二等分線（７）に対して０〜３４°の角度（β）を形成する。第４の切れ刃（６１）から基準面（ＲＰ）までの距離は、ノーズ切れ刃（１０）から離れるにつれて減少する。【選択図】図７ａ
2018534159.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’）と、
２つの対向するノーズ部（１５、１５’）であって、各ノーズ部（１５、１５’）は、凸状ノーズ切れ刃（１０、１０’）を備える、対向するノーズ部と、
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る中心軸（Ａ１）とを備える、旋削インサートにおいて、
各ノーズ部（１５、１５’）が、第１の切れ刃（１１、１１’）と、第２の切れ刃（１２、１２’）とを備え、
前記凸状ノーズ切れ刃（１０、１０’）が、前記第１の切れ刃（１１、１１’）および第２の切れ刃（１２、１２’）を連結し、
二等分線（７）が、前記第１の切れ刃（１１）および第２の切れ刃（１２）から等距離に延び、
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７０〜８５°のノーズ角（α）を形成し、
各ノーズ部（１５、１５’）が、前記第１の切れ刃（１１）に隣接する第３の凸状切れ刃（６０）と、前記第３の凸状切れ刃（６０）に隣接する第４の切れ刃（６１）とを備え、
上面図において、前記第４の切れ刃（６１）が、前記二等分線（７）に対して０〜３４°の角度（β）を形成し、
前記第４の切れ刃（６１）から前記基準面（ＲＰ）までの距離が、前記ノーズ切れ刃（１０）から離れるにつれて減少することを特徴とする、旋削インサート（１）。
【請求項２】
前記旋削インサート（１）が、前記第２の切れ刃（１２）に隣接する第５の凸状切れ刃（６２）と、前記第５の切れ刃（６２）に隣接する第６の切れ刃（６３）とを備え、
前記第６の切れ刃（６３）が、上面図において前記二等分線（７）に対して０〜３４°の角度を形成する、請求項１に記載の旋削インサート（１）。
【請求項３】
前記第１、第２、および第４の切れ刃（１１、１２、６１）が、上面図において線形または直線である、請求項１または２に記載の旋削インサート（１）。
【請求項４】
二等分線（７、７’）が、その各々が前記中心軸（Ａ１）と交差するように共通の方向に延び、各ノーズ部（１５、１５’）が、前記二等分線（７、７’）について対称であり、前記旋削インサート（１）が、１８０°対称のものであり、角度βが１０〜２０°である、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】
上面図において、前記第３の切れ刃（６０）の曲率半径が、前記ノーズ切れ刃（１０）の曲率半径より大きい、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】
前記第１の切れ刃（１１、１１’）から前記基準面（ＲＰ）までの距離が、前記ノーズ切れ刃（１０、１０’）からの距離が増大するにつれて減少する、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】
前記第３の切れ刃（６０）から前記基準面（ＲＰ）までの距離が、前記ノーズ切れ刃（１０）の距離が増大するにつれて減少する、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】
前記上面（８）が、前記第４の切れ刃（６１）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、前記第４の切れ刃（６１）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４の切れ刃（６１）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８のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１０】
隆起部（８０）が前記上面（８）に形成され、前記隆起部（８０）は、前記第４の切れ刃（６１）から距離を離して位置し、前記隆起部（８０）は、前記第４の切れ刃（６１）と前記第１の切りくず破壊壁（３４）との間に位置し、前記隆起部（８０）は、前記第４の切れ刃（６１）に対して垂直、またはほぼ垂直の方向に主延長部を有する、請求項８または９に記載の旋削インサート（１）。
【請求項１１】
隆起部（８０）が前記上面（８）に形成され、前記隆起部（８０）の少なくとも１つは、前記第３の切れ刃（６０）に対して垂直に位置し、前記第３の切れ刃（６０）に対して垂直な方向に主延長部を有し、前記隆起部（８０）の少なくとも１つは、前記第１の切れ刃（１１）に対して垂直に位置し、前記第１の切れ刃（１１）に対して垂直な方向に主延長部を有する、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）および底面（９）が同一であり、前記上面（８）および底面（９）は、前記基準面（ＲＰ）から前記切れ刃（１０、１１、１２、６０、６１、６２、６３）までの距離よりも、前記基準面（ＲＰ）から遠い距離に位置するシート面を備える、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】
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）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）と、反対側の後端と、長手方向軸（Ａ２）に沿って前記前端（４４）から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（４）であって、上面図において、有効なノーズ部（１５）の前記第４の切れ刃（６１）から前記工具本体の前記長手方向軸（Ａ２）までの距離が、有効なノーズ部（１５）の前記第２の切れ刃（１２）から前記工具本体の前記長手方向軸（Ａ２）までの距離より短くな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（４）とを備え、有効なノーズ部の前記第４の切れ刃（６１）が、前記工具本体の長手方向軸（Ａ２）について４５〜８０°の角度を形成する、旋削工具（３）。
【請求項１４】
前記インサートシート（４）が、前記有効なノーズ部に位置する前記第６の切れ刃（６３）に隣接する逃げ面（１３）を向く側壁（７０）を備える、請求項１３に記載の旋削工具（３）。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の旋削インサート（１）または旋削工具（３）を用いて金属加工品（５０）上に円筒状表面（５３）を生成する方法であって、
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）の回転軸（Ａ３）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の切れ刃が、有効であり、前記旋削インサート（１）の移動方向に、表面を生成するノーズ切れ刃（１０）の前方にあるように、また、第４の切れ刃（６１）が１０〜４５°の第１の進入角（κ１）において有効であるように、前記旋削インサート（１）を前記回転軸（Ａ３）に対して平行な方向に移動させるステップとを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１３または１４に記載の旋削工具（３）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、
前記工具本体（２）の長手方向軸（Ａ２）を前記金属加工品（５０）の前記回転軸（Ａ３）に対して垂直に位置決めするステップと、
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、有効なノーズ部（１５）の第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、
有効なノーズ部（１５）の前記第１の切れ刃（１１）を、有効なノーズ部（１５）の前記第２の切れ刃（１２）から前記工具本体（２）の前記長手方向軸（Ａ２）までの距離よりも、前記工具本体（２）の前記長手方向軸（Ａ２）から短い距離に位置決めするステップと、
ノーズ切れ刃（１０）を、前記旋削インサート（１）の他のすべての部分よりも、前記金属加工品（５０）の前記回転軸（Ａ３）の近くに、かつ前記工具本体（２）の前記長手方向軸（Ａ２）から遠くに位置決めするステップと、
前記第１の切れ刃が、有効であり、前記旋削インサート（１）の移動の方向に、前記表面を生成するノーズ切れ刃（１０）の前方にあるように、また、第４の切れ刃（６１）が１０〜４５°の第１の進入角（κ１）において有効であるように、前記旋削インサート（１）を前記回転軸（Ａ３）に対して平行な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に言及する。そのような旋削インサートが、米国特許第４６３２６０８号に開示される。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、チャックもしくはジョーによって、または回転する他の手段によって１つ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し、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。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。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、ひし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、ひし形の形状を有する。互いから最大距離に位置するひし形の２つのコーナは、ノーズ切れ刃を形成し、これは、通常、０．２〜２．０ｍｍの範囲内の曲率半径を有する。これらの２つのコーナは、５５°のノーズ角を有することができる。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はＤＮＭＧおよびＤＣＭＴと示され、一般的には、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一般的には、送り方向は、金属加工品の回転軸に向かうものである。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、理論的には、特定の構成要素を機械加工するときに有利であるが、ＤＮＭＧまたはＤＣＭＴなどの一般的な旋削インサートが使用されるようなことがある場合、不十分な切りくず制御および早期のインサート磨耗が起こる。
【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、三角形およびひし形形状を有し、この場合ひし形形状インサートは、４つのノーズ部を備え、この場合２つの対向するノーズ部は、ひし形の鋭角に位置し、少なくとも１８０°である角度の円弧の形状の切れ刃を備える。円弧の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。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、１つの壁は、回転軸に対して垂直であり、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、円形セグメントによって連結される。
【０００６】
一般的には、金属加工品の回転軸に対して平行である、金属加工品内の外部９０°コーナの壁面を機械加工するときの軸方向旋削では、送り方向は、金属加工品の回転軸に対して垂直である壁面に向かうものである。米国特許第４６３２６０８号の旋削インサートもこのように使用される。
【発明の概要】
【０００７】
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。より詳細には、本発明者は、軸方向旋削、すなわち金属加工品の回転軸に対して平行に、加工品のクランプ端から離れる、および／または外部９０°コーナから離れる送りが、インサート磨耗を低減し、切りくず破壊および／または切りくず制御を改良することを見出した。クランプ端から離れるように送るとき、表面を生成するノーズ切れ刃は、送り方向に有効な主切れ刃の後方にあり、これは、表面を生成するノーズ切れ刃が送り方向に有効な主切れ刃の前方にある従来の軸方向旋削とは反対である。
【０００８】
本発明者は、この目的のための新しい旋削インサートが、知られている旋削インサートに対するさらなる改良を与えることを見出した。
【０００９】
本発明の目的は、金属加工品内に外部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、２つのノーズ部を備える旋削インサートであって、軸方向旋削、すなわち金属加工品の回転軸に対して平行に、加工品のクランプ端から離れる、および／または外部９０°コーナから離れる送りにおいて、インサート磨耗を低減し、ならびに／または切りくず破壊および／または切りくず制御を改良した、旋削インサートを提供することである。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使用することができる。
【００１０】
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、各ノーズ部が第１の切れ刃と、第２の切れ刃とを備え、凸状ノーズ切れ刃が第１および第２の切れ刃を連結し、二等分線が第１および第２の切れ刃から等距離に延び、上面図において、同じノーズ部上の第１および第２の切れ刃が、互いに対して７５〜８５°のノーズ角αを形成し、各ノーズ部が、第１の切れ刃に隣接する第３の凸状切れ刃と、第３の凸状切れ刃に隣接する第４の切れ刃とを備え、上面図において、第４の切れ刃が、二等分線に対して０〜３４°の角度βを形成し、第４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減少することを特徴とする、旋削インサートによって達成される。
【００１１】
そのようなインサートにより、本発明者は、旋削インサートを金属加工品のクランプ端から離れるようにおよび／または２つの壁面によって形成された外部９０°コーナから離れるように軸方向に送るとき、インサート磨耗が低減され、切りくず破壊および／または切りくず制御が改良されることを見出した。比較的大きいノーズ角は、ノーズ切れ刃においてインサート磨耗の低減を与える。ノーズ角は、９０°コーナを機械加工することができるように十分に小さく、８５°以下である。第４の切れ刃は、二等分線に関連して０〜３４°の角度を形成するように配置される。外部９０°コーナの機械加工中の第１および第２の切れ刃は、境界部として外部９０°コーナの壁面を有するセクタの内側に配置される。第１および第２の切れ刃は、金属加工品の回転軸に向かってこの軸に対して垂直に送るとき、および金属加工品のクランプ端に向かって軸方向に送るときに、少なくとも３°であるが好ましくは少なくとも８°の十分な逃げ角をもたらすように配置される。第４の切れ刃は、クランプ端および／または９０°コーナから離れるように軸方向に旋削するとき、主切れ刃になるように、すなわち金属加工品の材料の大部分を除去するように配置される。そのような作動では、第４の切れ刃は、２０°〜４０°の進入角を形成するように配置される。第４の切れ刃から基準面までの距離が、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で、切りくず制御をさらにいっそう改良するさらなる効果を与える。第４の切れ刃は、好ましくは、基準面に対して３〜５°の角度を形成する。
【００１２】
上面はすくい面を備える。底面はシート面を備える。換言すれば、底面の少なくとも一部は、工具本体のシート面または工具本体のシート内に位置するシムと接触するように配置される。基準面は、上面上のノーズ切れ刃が位置する平面に対して平行である。基準面は、基準面から上面および底面までの距離が等しくなるように上面と底面との間にある。上面および底面は平坦でよい。上面は、好ましくは平坦ではない。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。好ましくは、中心軸は、上面および底面内に開口部を有する貫通穴の中心軸と一致する。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、切削インサートの、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形成される。ノーズ切れ刃は、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。換言すれば、ノーズ切れ刃は、好ましくは、０．２〜２．０ｍｍの曲率半径を有する凸状切れ刃である。７０〜８５°のノーズ角は、９０°コーナ、すなわち互いに垂直である２つの壁面を旋削インサートの１つのノーズ部を用いて、旋削インサートを再配向させずに機械加工することができるという利点を与える。あるいは、７０〜８５°のノーズ角は、７０〜８５°の角度の円弧の形状を有するノーズ切れ刃に等しい。ノーズ切れ刃は、完全な円弧からわずかに逸脱した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真っ直ぐである。第１および第２の切れ刃が真っ直ぐでない、たとえばわずかに凸状、わずかに凹状、または鋸歯形状である場合、角度は、第１および第２の切れ刃それぞれの端点間の真っ直ぐな線を使用して測定される。第１および第２の切れ刃は、好ましくは、０．５〜２０．０ｍｍ、さらにより好ましくは１．０〜３．０ｍｍの長さを有する。第４の切れ刃は、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。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、および逃げ面と境を接する切削インサートの刃である。旋削インサートのすべての部分は、第１および第２の切れ刃の延長部を境界部として有するセクタの内側に位置する。これは、旋削インサートを再配向させずに９０°コーナの壁面を機械加工するという利点を与える。２つのノーズ部は、互いの反対側にあり、すなわち、各ノーズ部は、他方のノーズ部に関連して中心軸周りに１８０°の角度を形成する。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、旋削インサートは、さらに、第２の切れ刃に隣接する第５の凸状切れ刃と、第５の切れ刃に隣接する第６の切れ刃とを備え、第６の切れ刃は、上面図において二等分線に対して０〜３４°の角度を形成する。
【００１４】
そのような旋削インサートにより、外面削りにおいて振動のリスクの低減および切りくずの詰まりのリスクの低減が、達成される。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、第１、第２および第４の切れ刃は、上面図において線形または直線である。
【００１６】
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。
【００１７】
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、真っ直ぐまたは線形とみなされる。第１、第２、および第４の切れ刃のいずれかが、２００ｍｍより大きい曲率半径を有する場合、この曲率半径は、第３の切れ刃の曲率半径よりかなり大きく、または１０倍を上回って大きい。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、二等分線は、各々が中心軸Ａ１と交差するように共通の方向に延び、各ノーズ部は、二等分線について対称であり、旋削インサートは、１８０°対称のものであり、角度βは１０〜２０°である。
【００１９】
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。
【００２０】
各ノーズ部は、したがって、二等分線について対称であり、すなわち、各ノーズ部は、基準面に対して垂直であり、二等分線を含む平面内で鏡像にされる形状を有する。換言すれば、二等分線の一方の側に位置するノーズ部の半分は、二等分線の反対側に位置するノーズ部の他の半分の鏡形状である。この意味における対称性とは、切れ刃の形状および延長部、ならびに上面の地形、たとえば切りくず破壊部の構造である。旋削インサートは、１８０°対称のものであり、換言すれば、旋削インサートが中心軸Ａ１の周りで１８０°回転したとき、旋削インサートは同一である。換言すれば、２つの対向するノーズ部は、同一である。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、上面図において、第３の切れ刃の曲率半径は、ノーズ切れ刃の曲率半径より大きい。
【００２２】
そのような旋削インサートにより、インサート磨耗、特に第３の切れ刃における磨耗が低減される。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、第１の切れ刃から基準面ＲＰ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。
【００２４】
そのような旋削インサートにより、切りくず制御は、特に第１の切れ刃が有効であるように軸方向に旋削するときの小さい切削深さにおいてさらに改良される。
【００２５】
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し、すなわち、第１の切れ刃のさまざまな点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の切れ刃は、側面図において基準面に向かって傾斜する。換言すれば、ノーズ切れ刃は、第１の切れ刃の少なくとも大部分よりも、基準面から遠い距離に位置する。
好ましくは、第１の切れ刃は、基準面に対して１〜３°の角度を形成する。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、第３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。
【００２７】
好ましくは、第３の切れ刃は、基準面に対して１〜３°の角度を形成する。
【００２８】
そのような切削インサートにより、切りくず制御は、さらに改良される。
【００２９】
本発明の一実施形態によれば、上面は、第４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、第４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。
【００３０】
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。
【００３１】
突起部は、上面の周囲の部分よりも、基準面からさらに離れて延びる。突起部は、好ましくは、二等分線に沿って延長部を有する。突起部は、好ましくは、第６の切れ刃を向く第２の切りくず破壊壁を備える。第４の切れ刃から第１の切りくず破壊壁までの距離は、第４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の切りくず破壊壁まで測定される。突起部、したがって第１の切りくず破壊壁は、必ずしも第４の切れ刃の全長に沿って延びる必要はない。
【００３２】
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４の切れ刃の最低点との間の距離Ｄ１は、０．２８〜０．３５ｍｍである。
【００３３】
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。
【００３４】
したがって、側面図における、突起部の上面、すなわち最高点と、第４の切れ刃の最低点との間の高さの相違は、０．２８〜０．３５ｍｍである。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、隆起部が上面に形成され、この隆起部は、第４の切れ刃から距離を離して位置し、隆起部は、第４の切れ刃と第１の切りくず破壊壁との間に位置し、隆起部は、第４の切れ刃に対して垂直、またはほぼ垂直な方向に主延長部を有する。
【００３６】
そのような旋削インサートにより、第４の切れ刃が、１０〜４５°の進入角において有効であるとき、切りくずは、広く薄いものになり、隆起部の結果として細長い溝を含む底面を有する。これは切りくずをより安定させ、第１の切りくず破壊壁に押しつけて破壊するのをより容易にする。隆起部の主延長部は、隆起部の磨耗が切りくずに対する隆起部の効果を低減するまでの時間を増大させる効果を与える。
【００３７】
隆起部または突起部は、周囲領域に関連して基準面から離れて延びる上面の部分である。上面図において、隆起部は、好ましくは、長円またはほぼ長円形状を有する。上面図において、主延長部は、第４の切れ刃に対して垂直またはほぼ垂直な方向である。隆起部は、互いから分離される。隆起部は、好ましくは、互いから一定の距離に位置する。隆起部は、好ましくは、第４の切れ刃から一定の距離またはほぼ一定の距離に位置する。隆起部は、好ましくは、第４の切れ刃から０．３〜０．６ｍｍの距離に位置する。隆起部は、好ましくは、０．８〜３．０ｍｍの範囲内の隣接する切れ刃に対して垂直な長さと、０．２〜１．５ｍｍの範囲内の、隣接する切れ刃に対して平行である、長さより小さい幅とを有する細長い突起部である。第４の切れ刃に対してほぼ垂直とは、第４の切れ刃に対して垂直から＋／−２０°以内を意味する。
【００３８】
本発明の一実施形態によれば、隆起部が上面に形成され、隆起部の少なくとも１つは、第３の切れ刃に対して垂直に位置し、この切れ刃に対して垂直な方向に主延長部を有し、隆起部の少なくとも１つは、第１の切れ刃に対して垂直に位置し、この切れ刃に対して垂直な方向に主延長部を有する。
【００３９】
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、特により小さい切削深さにおいて、すなわち切削深さが、第１の切れ刃が有効であり、第４の切れ刃が有効でないようなものであるとき、さらに改良される。そのような小さい切削深さにおいて、切りくずは、第１の切れ刃による小さい進入角によって非常に薄く、隆起部は切りくず破壊部として機能する。隆起部の主延長部は、隆起部の磨耗が切りくずに対する隆起部の効果が低減するまでの時間を増大させる効果を与える。
【００４０】
隆起部または突起部は、周囲領域に関連して基準面から離れて延びる上面の部分である。上面図において、隆起部は、好ましくは、長円またはほぼ長円形状を有する。隆起部は、互いから分離される。隆起部は、好ましくは、互いから一定の距離に位置する。
【００４１】
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、上面および底面は、基準面ＲＰから切れ刃までの距離よりも、基準面ＲＰから遠い距離に位置するシート面を備える。
【００４２】
そのような旋削インサートにより、旋削インサートの使用期限を設定する切削時間を増大させることができる。
【００４３】
シート面は、好ましくは、突起部の上面を備える。
【００４４】
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、前端と、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、上面図において、有効なノーズ部の第４の切れ刃から工具本体の長手方向軸までの距離が、有効なノーズ部の第２の切れ刃から工具本体の長手方向軸Ａ２までの距離より短くな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備え、有効なノーズ部の第４の切れ刃は、工具本体の長手方向軸Ａ２に関連して４５〜８０°の角度を形成する。
【００４５】
換言すれば、第４の切れ刃は、旋削工具が工具本体の長手方向軸Ａ２に対して垂直な方向に移動するとき、１０〜４５°の進入角κ１を形成する。
【００４６】
そのような旋削工具により、旋削工具が、工具本体の長手方向軸に対して垂直に、かつ金属加工品の回転軸に対して平行に、クランプ端および／または９０°コーナから離れるように移動し、切削深さが、第４の切れ刃が有効であるような十分な深さであるとき、パフォーマンスはさらに改良される。進入が１０°未満である場合、切りくずの幅は、広すぎて切りくず制御は不十分となり、振動のリスクが増大する。また、切削深さを満たさない場合もある。進入角が４５°を超える場合、インサート磨耗が増大する。
【００４７】
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。有効なノーズ部の第４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６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。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である。工具本体のインサートシートは、旋削インサートが装着可能である開放空洞または切欠部である。インサートを装着するための手段の例は、ねじおよび上部クランプを含む。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。
【００４８】
本発明の一実施形態によれば、インサートシートは、有効なノーズ部に位置する第６の切れ刃に隣接する逃げ面を向く側壁を備える。
【００４９】
旋削インサートが、シート内に装着されたとき、または少なくとも、第４の切れ刃が有効であるときの機械加工中、有効なノーズ部に位置する第６の切れ刃に隣接する逃げ面を向くインサートシートの側壁は、前記逃げ面と接触している。
【００５０】
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備える旋削工具を使用して実施される。方法は、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回転軸Ａ３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、有効であり、旋削インサートの移動方向に、表面を生成するノーズ切れ刃の前方にあるように、また、第４の切れ刃が１０〜４５°の第１の進入角κ１において有効であるように、旋削インサートを回転軸Ａ３に対して平行に移動させるステップとを含む。
【００５１】
円筒状表面は、金属加工品の回転軸に沿って延長部を有し、金属加工品の回転軸から一定の距離に位置する表面である。一定の距離は、波形の高さが０．１０ｍｍ未満である波形表面を意味する。有効なノーズ部は、切削中、このノーズ部が、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、反対側の有効でないノーズ部よりも、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４の切れ刃が有効であるとは、第４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。第１の切れ刃は有効である。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は有効でない。旋削インサートの移動は、送り、この場合では軸方向送りとして一般的に知られている。軸方向送りは、好ましくは、金属加工品のクランプ端から離れる方向である。
【００５２】
本発明の実施形態によれば、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備える旋削工具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、工具本体の長手方向軸Ａ２を金属加工品の回転軸Ａ３に対して垂直に位置決めするステップと、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、有効なノーズ部の第２の切れ刃が金属加工品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、有効なノーズ部の第１の切れ刃を、有効なノーズ部の第２の切れ刃から工具本体の長手方向軸Ａ２までの距離よりも、工具本体の長手方向軸Ａ２から短い距離に位置決めするステップと、ノーズ切れ刃を、旋削インサートの他のすべての部分よりも、金属加工品の回転軸Ａ３の近くに、かつ工具本体の長手方向軸Ａ２から遠くに位置決めするステップと、第１の切れ刃が、有効であり、旋削インサートの移動の方向に、表面を生成するノーズ切れ刃の前方にあるように、また、第４の切れ刃が１０〜４５°の第１の進入角κ１において有効であるように、旋削インサートを回転軸Ａ３に対して平行な方向に移動させるステップとを含む。
【００５３】
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。第１の切れ刃と同じノーズ部上に形成された第２の切れ刃は、第１の切れ刃が有効であるときは有効でない。旋削インサートの移動は、送りとして、この場合では軸方向送りまたは長手方向送りとして一般的に知られている。
【００５４】
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】
【００５５】
【図１】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による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】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５】図６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６】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７ａ】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７ｂ】図７ａの旋削インサートの前面図である。
【図７ｃ】図７ａの旋削インサートの側面図である。
【図７ｄ】図７ａの旋削インサートの上面図である。
【図７ｅ】図７ａの旋削インサートおよび工具本体の上面図である。
【図７ｆ】図７ｅの工具本体の上面図である。
【図８】工具本体に着座した図７ａの旋削インサートを示す斜視図である。
【図９】図７ａ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１０】旋削インサートおよび図８の工具本体を示す上面図である。
【図１１ａ】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１１ｂ】図１１ａの旋削インサートの上面図である。
【図１１ｃ】図１１ａの旋削インサートの底面図である。
【図１１ｄ】図１１ａの旋削インサートの側面図である。
【図１１ｅ】図１１ａの旋削インサートの正面上面図である。
【図１２ａ】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１２ｂ】図１２ａの旋削インサートの上面図である。
【図１２ｃ】図１２ａの旋削インサートの底面図である。
【図１２ｄ】図１２ａの旋削インサートの側面図である。
【図１２ｅ】図１２ａの旋削インサートの正面上面図である。
【図１３ａ】第４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上面図である。
【図１３ｃ】図１３ａの旋削インサートの底面図である。
【図１３ｄ】図１３ａの旋削インサートの側面図である。
【図１３ｅ】図１３ａの旋削インサートの正面上面図である。
【図１４ａ】第５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１４ｂ】図１４ａの旋削インサートの上面図である。
【図１４ｃ】図１４ａの旋削インサートの底面図である。
【図１４ｄ】図１４ａの旋削インサートの側面図である。
【図１４ｅ】図１４ａの旋削インサートの正面上面図である。
【図１５ａ】第６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１５ｂ】図１５ａの旋削インサートの上面図である。
【図１５ｃ】図１５ａの旋削インサートの底面図である。
【図１５ｄ】図１５ａの旋削インサートの側面図である。
【図１５ｅ】図１５ａの旋削インサートの正面上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
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。
【００５７】
一実施形態による旋削インサート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図示されないモータ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、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り、換言すれば、進入角度は９０°を超え、図１では約９５°である。
【００５８】
第１の実施形態による旋削インサートを使用する、旋削を示す図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、またはクランプ端にある外面に押しつけられた図示されないクランプジョー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まで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。旋削インサートは、旋削インサート１の中心軸周りに互いに対して１８０°で形成された２つの対向する同一のノーズ部１５、１５’を備える。各ノーズ部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。対向する有効でないノーズ部１５’より回転軸Ａ３の近くに位置する１つのノーズ部１５は、有効である。有効とは、金属加工品５０から切りくずを切削するために使用することができるように置かれたノーズ部を意味する。二等分線７が、第１の切れ刃１１および第２の切れ刃１２から等距離に延び、ノーズ切れ刃１０の中心および旋削インサートの中心軸Ａ１と交差する。第１および第２の切れ刃１１、１２は、旋削インサートの外側の図示しない一点に集束する。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。
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７０〜８５°、図２では８０°であるノーズ角αを形成する。第３の凸状切れ刃６０が、第１の切れ刃１１に隣接して形成される。第４の切れ刃６１が、第３の切れ刃６０に隣接して、ノーズ切れ刃１０からさらに離れて形成される。第５の凸状切れ刃６２が、第２の切れ刃１２に隣接して形成される。第６の切れ刃６３が、第５の切れ刃６２に隣接して、ノーズ切れ刃１０からさらに離れて形成される。図２のような上面図において、第１、第２、第４、および第６の切れ刃１１、１２、６１、６３は、線形もしくは真っ直ぐ、またはほぼ線形もしくは真っ直ぐである。図２の右に向かう主送り方向は、回転軸Ａ３に対して平行に、金属加工品５０の第１の端部５４またはクランプ端から離れるものである。前記送り方向では、第４の切れ刃６１は、１０〜４５°、好ましくは２０〜４０°、図２では３０°の進入角κ１において有効である。第４の切れ刃６１は、前記送り方向の主切れ刃であり、すなわち、切りくずの大部分が、少なくとも中程度から大きい切削深さで第４の切れ刃６１によって切削される。より小さい程度では、第３の切れ刃６０、第１の切れ刃１１、およびノーズ切れ刃１０も有効である。第１の切れ刃は、前記軸方向送り方向にノーズ切れ刃１０の前方にある。旋削インサートのすべての部分は、前記送り方向に有効なノーズ切れ刃１０の前方にある。有効なノーズ部１５上に形成された第２の切れ刃１２は、有効でない。
【００５９】
軸方向旋削作動において、特に送りがクランプ端および壁面に向かう図１に示す機械加工と比較して、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。図２の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。
【００６０】
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６の切れ刃６３は、１０〜４５°、好ましくは２０〜４０°の進入角κ２において有効である。
【００６１】
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。
【００６２】
図３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。６つのステップにおける機械加工順序が示される。ステップ１は、切り下げ作業であり、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、円錐または円錐台表面を生成するならい削り作業である。ステップ４は、ステップ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。
【００６３】
図４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、ノーズ部上の磨耗を表す。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、ノーズ部上の磨耗を表す。第２の切れ刃１２は、Ｃ１送り方向の有効な切れ刃である。第１の切れ刃１１は、Ｃ３送り方向の有効な切れ刃である。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。
【００６４】
図５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６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、ノーズ部上の磨耗を表す。Ｃ４は、外面削り作業、すなわち図６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、ノーズ部上の磨耗を表す。第２の切れ刃１２は、Ｃ４送り方向における有効な切れ刃である。第１の切れ刃１１は、Ｃ２送り方向における有効な切れ刃である。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４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の磨耗の範囲は図１１と比較してより広い。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５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。
【００６５】
図６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５に示す磨耗に類似し、またはこの磨耗と同一である。
【００６６】
図７ａ〜ｆおよび図８〜１０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１４である、またはすくい面１４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穴は、中心軸Ａ１と同軸である。
【００６７】
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を備える。２つの対向するノーズ部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’は、同一である。各ノーズ部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。各ノーズ部１５、１５’は、さらに、第１の切れ刃１１に隣接して形成された第３の凸状切れ刃６０と、第３の切れ刃６０に隣接して、ノーズ切れ刃１０からさらに離れて形成された第４の切れ刃６１とを備える。各ノーズ部１５、１５’は、さらに、第２の切れ刃１２に隣接して形成された第５の凸状切れ刃６２と、第５の切れ刃６２に隣接し、ノーズ切れ刃１０からさらに離れて形成された第６の切れ刃６３とを備える。図７ｄに示すような上面図では、第１、第２、第４、および第６の切れ刃１１、１２、６１、６３は、線形もしくは真っ直ぐ、またはほぼ線形もしくは真っ直ぐである。
【００６８】
ノーズ切れ刃１０、１０’は、中心軸Ａ１から最大距離、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。
【００６９】
図７ｄのような上面図では、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７５〜８５°のノーズ角αを形成し、図７ｄでは、ノーズ角αは８０°である。図７ｃなどの側面図では、各ノーズ部１５、１５’上の第４および第６の切れ刃６１、６３の少なくとも一部分は、底面９に向かって傾斜し、それにより、側面図において、第４および第６の切れ刃６１、６３は、同じノーズ部１５上のノーズ切れ刃１０のより近くに最高点を有する。換言すれば、第４の切れ刃６１および第６の切れ刃６３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。さらに、第１、第２、第３、および第５の切れ刃１１、１２、６０、６２は、対応する方法で底面９に向かって傾斜し、それにより、底面９に関連して、ノーズ切れ刃１０は、第１および第２の切れ刃１１、１２よりさらに離れ、第１および第２の切れ刃は、次いで、第３および第５の切れ刃６０、６２よりさらに離れ、第３および第５の切れ刃は、次いで、第４および第６の切れ刃６１、６３よりさらに離れる。二等分線７、７’が、第１の切れ刃１１、１１’および第２の切れ刃１２、１２’の各対から等距離に延びる。各二等分線７、７’は、中心軸Ａと交差し、これらは、共通の方向に延びる。底面９は、上面８と同一である。図７ｄのような上面図では、第４の切れ刃６１は、二等分線７に対して０〜３４°、図７ｄでは１０〜２０°の角度βを形成する。上面８は、第４の切れ刃６１を向く第１の切りくず破壊壁３４を備える突起部３０を備える。第４の切れ刃６１から第１の切りくず破壊壁３４までの距離は、ノーズ切れ刃１０から離れるにつれて増大する。突起部３０は、シート面として機能するよう意図され、各突起部の上面は、平坦であり、基準面ＲＰに対して平行である。突起部３０は、基準面ＲＰから最大距離に位置する旋削インサート１の部分である。突起部は、第６の切れ刃を向く第２の切りくず破壊壁を備える。第４の切れ刃６１から第１の切りくず破壊壁３４までの距離は、第４の切れ刃６１に対して垂直な方向に、基準面ＲＰに対して平行な平面において、第１の切りくず破壊壁３４まで測定される。突起部３０、したがって第１の切りくず破壊壁３４は、必ずしも、第４の切れ刃６１の全長に沿って延びる必要はない。それでも、第４の切れ刃６１から第１の切りくず破壊壁３４までの距離は、第４の切れ刃６１の、第１の切りくず破壊壁３４が第４の切れ刃６１に対して垂直に延びる部分において増大していく。
【００７０】
基準面ＲＰに対して垂直な平面において、突起部３０の上面と第４の切れ刃６１の最低点との間で測定される距離Ｄ１は、０．２８〜０．３５ｍｍである。
【００７１】
隆起部８０、または突起部が、上面８内に形成される。隆起部８０は、第４の切れ刃６１から０．３ｍｍより大きく、かつ３．０ｍｍ未満の距離に位置する。隆起部８０は、第４の切れ刃６１と第１の切りくず破壊壁３４との間に位置する。隆起部８０は、上面図では非円形の形状を有し、それにより、隆起部の０．８〜３．０ｍｍである主延長部は、第４の切れ刃６１に対してほぼ垂直または垂直な方向である。主延長部に対して垂直な隆起部の副延長部は、０．５〜２．０ｍｍである。隆起部８０または突起部は、周囲領域に関連して基準面から離れて延びる上面８の部分である。図７ｄのような上面図では、隆起部８０は、好ましくは、長円形またはほぼ長円形状を有する。隆起部８０は、互いから分離される。隆起部８０は、好ましくは、互いから一定の距離に位置する。隆起部８０は、好ましくは、第４の切れ刃６１から一定の距離に位置する。第１の実施形態では、第４の切れ刃に隣接する５つの隆起部が存在する。第４の切れ刃に隣接して２〜１０個の隆起部を有することが好ましい。
【００７２】
少なくとも１つの別の隆起部８０、第１の実施形態では２〜３つの隆起部８０が、第３の切れ刃６０に対して垂直に位置し、この切れ刃に対して垂直な方向に主延長部を有し、少なくとも１つの別の隆起部８０、第１の実施形態では１から２つの隆起部８０が、第１の切れ刃１１に対して垂直に位置し、この切れ刃に対して垂直な方向に主延長部を有する。
【００７３】
第１の実施形態による旋削インサート１は、二等分線７、７’の両側で鏡対称である。したがって、隆起部８０は、第２、第５、および第６の切れ刃１２、６２、６３から距離を離して対応する方法で形成される。
【００７４】
そのような旋削インサート１により、切りくず破壊および／または切りくず制御は、特により小さい切削深さにおいて、すなわち切削深さが、第１の切れ刃１１が有効であり、第４の切れ刃６１が有効でないようなものであるときにさらに改良される。そのような小さい切削深さでは、第１の切れ刃１１による進入角が小さいため、切りくずは非常に薄く、第１の切れ刃１１に最も近い隆起部または複数の隆起部８０が、切りくず破壊部として機能する。隆起部８０の主延長部は、隆起部８０の磨耗が切りくずに対する隆起部８０の効果が低減するまでの時間を増大させる効果を与える。
【００７５】
次に、第１の実施形態による旋削インサート１および工具本体２を備える旋削工具３を示す図２および７ｅ〜１０を参照する。工具本体２は、前端と、反対側の後端とを備え、長手方向軸Ａ２に沿って前端４４から後端まで延びる主延長部を有する。旋削インサート１が装着可能であるインサートシート４が、前端４４内に形成される。工具本体２は、断面図において２５ｍｍの幅と、２５ｍｍの高さとを有する角軸である。長手方向軸は、そのような断面の中心に位置する。工具本体は、代替的には、異なる形状、たとえばＣＮＣ機内の工具主軸内にクランプされるのに適した円錐または円錐台の後部を備える形状を有する。そのような場合では、長手方向軸Ａ２は、そのような円錐の中心に位置する。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。有効なノーズ部１５の第４の切れ刃６１から工具本体の長手方向軸Ａ２までの距離は、同じ有効なノーズ部１５の第２の切れ刃１２から工具本体の長手方向軸Ａ２までの距離より短い。軸方向旋削作動において、すなわち旋削工具が回転軸Ａ３に対して平行な方向に移動し、第４の切れ刃６１が、図２に見られるように１０〜４５°の進入角κ１において有効である場合、切削力は、旋削インサートをその中心軸Ａ１の周りで時計回りに回転させる傾向があり、これは図２のような上面図に見られる。このリスクを低減するために、インサートシート４は、図７ｆおよび９に明確に見られる側壁７０を備え、この側壁は、有効なノーズ部に位置する第６の切れ刃６３に隣接する逃げ面１３を向く。旋削インサート１が工具本体２のインサートシート４内に装着されたとき、側壁７０は、有効なノーズ部に位置する第６の切れ刃６３に隣接する逃げ面１３と接触する。旋削インサート１は、図８〜１０に見られるようなクランプ９５などのクランプ手段によってインサートシート４内に固定式にクランプされるか、または位置する。旋削インサート１内の中央の貫通穴を通って延びるクランプねじなどの他のクランプ手段も可能である。
【００７６】
第１の実施形態による旋削インサート１は、両面型であり、または上面および底面８、９が同一であるように上下逆の位置で使用可能である。上面および底面８、９の領域のサイズは等しい。
【００７７】
次に、第２、第３、第４、および第５の実施形態による旋削インサートをそれぞれ示す図１１〜１４ａ〜ｅを参照する。これらの実施形態は、底面および側面に関してのみ第１の実施形態とは異なる。
【００７８】
したがって、図１１〜１４ａ〜ｅそれぞれに示す第２、第３、第４、および第５の実施形態による旋削インサート１は、上面８、基準面ＲＰ、ねじ穴、第１の切れ刃１１、ノーズ切れ刃１０、第２の切れ刃１２、第３の切れ刃６０、第４の切れ刃６１、第５の切れ刃６２、第６の切れ刃６３、ノーズ角α、二等分線７、角度β、すくい面１４、突起部３０、第１の切りくず破壊壁３４、第２の切りくず破壊壁、距離Ｄ１および隆起部８０に関して、第１の実施形態と同じまたは同一の形状、形態、寸法、値、および特徴と要素間の相互関係を有する。
【００７９】
図１１〜１４ａ〜ｅにそれぞれ見られるような第２、第３、第４、および第５の実施形態による旋削インサートは、第１の側面１３が、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、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とを備えるように形成される。
【００８０】
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、第２の逃げ面２２が底面９に関連して形成する角度は、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、第３の逃げ面２３が底面に関連して形成する角度より大きい。
【００８１】
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、第２の逃げ面２２が底面９に関連して形成する角度は、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、第１の逃げ面２１が底面に関連して形成する角度より大きい。
【００８２】
各ノーズ部１５、１５’の側面１３、１３’は、基準面ＲＰに対して垂直であり、二等分線７を含む平面について対称に構成される。
【００８３】
第２の切れ刃１２に隣接する逃げ面は、対応する方法で形成されるか、または配置される。
【００８４】
この逃げ面配置の利点は、外面削りを小さい金属加工品直径において実施することができ、外面削りにおいて、より大きい切削深さが可能であることである。
【００８５】
次に、第２の実施形態による旋削インサート１を示す図１１ａ〜ｅを参照する。底面９は、機械加工中、インサートシート４に対する旋削インサート１の移動を低減するために、回転防止手段４０を備える。回転防止手段４０は、共通の主延長部を有する２つの溝４０、４０’の形態であり、この主延長部は、二等分線７、７’の延長部に対応する。
【００８６】
次に、第３の実施形態による旋削インサート１を示す図１２ａ〜ｅを参照する。底面９は、機械加工中、インサートシート４に対する旋削インサート１の移動を低減するために、回転防止手段４０を備える。回転防止手段４０は、共通の主延長部を有する２つの溝４０、４０’の形態であり、この主延長部は、二等分線７、７’の延長部に対応する。各溝４０、４０’は、互いに関連して１００〜１６０°の範囲内の鈍角を形成する２つの表面を備える。
【００８７】
次に、第４の実施形態による旋削インサート１を示す図１３ａ〜ｅを参照する。底面９は、機械加工中、インサートシート４に対する旋削インサート１の移動を低減するために、回転防止手段４０を備える。回転防止手段４０は、共通の主延長部を有する２つ凸部４０、４０’の形態であり、この主延長部は、二等分線７、７’の延長部に対応する。
【００８８】
次に、第５の実施形態による旋削インサート１を示す図１４ａ〜ｅを参照する。底面９は、基準面ＲＰに対して平行である平坦な表面９を備える。
【００８９】
次に、第６の実施形態による旋削インサート１を示す図１５ａ〜ｅを参照する。底面９は、基準面ＲＰに対して平行な平坦な表面９を備える。平坦な表面９は、旋削インサートの中心軸周りのリング形状である。
【００９０】
第１の側面１３は、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とを備える。第３の逃げ面２３は、底面９と境を接する。
【００９１】
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、第１の逃げ面２１が底面９に関連して形成する角度は、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、第３の逃げ面２３が底面に関連して形成する角度より大きい。
【００９２】
第２の切れ刃１２に隣接する逃げ面は、対応する方法で形成されるか、または配置される。
【００９３】
この逃げ面配置の利点は、外面削りを小さい金属加工品直径において実施することができ、外面削りにおいて、より大きい切削深さが可能であることである。
【００９４】
突起部３０は、突起部３０の上面内に形成された溝を備える。溝は、二等分線７に対して垂直な主延長部を有する。
【００９５】
すべての実施形態に関して、第１の切れ刃１１と第２の切れ刃１２との間の角度であるノーズ角αは、７５〜８５°であり、角度βは１０〜２０°であり、ノーズ切れ刃１０の上面図における曲率半径は、第３の切れ刃の曲率半径より小さい。すべての切れ刃間の遷移は、平滑であり、鋭敏なコーナを有さない。比較的大きいノーズ角αを有することにより、ノーズ切れ刃１０の強度は増大し、その結果、磨耗が減少する。比較的大きいノーズ角αを有することにより、第１の切れ刃１１の進入角は、比較的小さく、２．５〜７．５°であり、これは第１の切れ刃の磨耗の低減を与える。ノーズ切れ刃１０の比較的小さい曲率半径を有することにより、構成要素上の小さい半径を機械加工することができ、旋削インサート１を使用して幅広い範囲の形状を機械加工することができる。１０〜２０°の角度βを有することにより、第１の切れ刃１１の進入角、すなわち振動の傾向は、より大きい切削深さにおいて、第１の切れ刃１１が有効である場合に低減される。
【００９６】
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】
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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７ａ】
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【図７ｂ】
2018534159.tif 000010
【図７ｃ】
2018534159.tif 000011
【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１２ｅ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１３ｄ】
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【図１３ｅ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１５ｅ】
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【国際調査報告】
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