(57)【要約】【課題】本発明は、コーナに配置されるノーズ切れ刃とこのノーズ切れ刃に接続する二つの主切れ刃を含む切れ刃を有し、切り屑を案内する第１のフランク面が、二つの主切れ刃の間の二等分線に沿うノーズ切れ刃の後方に配置され、一対の第２のフランク面が主切れ刃の内側に配置されている多角形旋削インサートに関する。【解決手段】第１のフランク面（２１）が、下側境界線（２２）によって凸状に湾曲して区画形成され、下側境界線（２２）は、ノーズ切れ刃（１２）に対向し、二等分線（Ｂ）に沿って配置された頂点（ＡＰ）を有すると共に、二つの対称的な湾曲線（２２ａ）を含み、湾曲線（２２ａ）は、頂点（ＡＰ）から互いに反対側に位置する一対の端点（ＥＰ）まで延び、端点（ＥＰ）は直線の基準線（ＲＬ）に沿って配置され、基準線（ＲＬ）は一対の端点（ＥＰ）の間の中間点（ＭＰ）において直角に二等分線（Ｂ）に交差する。【選択図】図９
2013067004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形旋削インサートであって、
基準面（ＲＰ）に略平行な上面（５ａ）と、下面（５ｂ）と、上面（５ａ）及び下面（５ｂ）との間の複数の逃げ面（９，１０）と、を備え、
切れ刃（１１）が、少なくとも上面（５ａ）に沿って形成され、三つの切れ刃部分（１３）、すなわち、切り屑面（１５）と逃げ面（９，１０）との間においてコーナ（Ｊ１〜Ｊ４）に配置されたノーズ切れ刃（１２）及びノーズ切れ刃に接続する二つの主切れ刃（１３）を有し、
個々の切れ刃部分に関する切り屑案内面、すなわち、第１のフランク面（２１）が、二つの主切れ刃（１３）の間の二等分線（Ｂ）に沿ってノーズ切れ刃（１２）の後方に配置され、
一対の第２のフランク面（１６）が個々の主切れ刃（１３）の内側に配置され、
個々のフランク面（１６，２１）が下側境界線（１９，２２）から上方に向かって傾斜している多角形旋削インサートにおいて、
第１のフランク面（２１）が、凸状に湾曲して形成されると共に湾曲した下側境界線（２２）によって区画形成され、
下側境界線（２２）は、ノーズ切れ刃（１２）に対向し、二等分線（Ｂ）に沿って配置された頂点（ＡＰ）を有すると共に、二つの対称的な湾曲線（２２ａ）を含み、
湾曲線（２２ａ）は、頂点（ＡＰ）から互いに反対側に位置する一対の端点（ＥＰ）まで延び、端点（ＥＰ）は直線の基準線（ＲＬ）に沿って配置され、基準線（ＲＬ）は一対の端点（ＥＰ）の間の中間点（ＭＰ）において直角に二等分線（Ｂ）に交差し、
中間点（ＭＰ）と個々の端点（ＥＰ）との間の距離（ＨＡ３）が、中間点（ＭＰ）と頂点（ＡＰ）との間の距離（ＨＡ１）より大きく、
中間点（ＭＰ）を通る任意の垂直断面において、第１のフランク面（２１）の傾斜角（α）が、二等分線（Ｂ）に沿う部分領域（ＸII−ＸII）内の最も大きい値から個々の端点（ＥＰ）を通る部分領域（ＸＶ−ＸＶ）内の最も小さい値まで減少する、
ことを特徴とする旋削インサート。
【請求項２】
第１のフランク面（２１）の最も大きい傾斜角（α1）が、最も小さい傾斜角（α4）の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１に記載の旋削インサート。
【請求項３】
第１のフランク面（２１）の最も大きい傾斜角（α1）が、大きくても５０゜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の旋削インサート。
【請求項４】
第１のフランク面の最も小さい傾斜角（α4）が、少なくとも５゜であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の旋削インサート。
【請求項５】
第１のフランク面（２１）は、基準面（ＲＰ）に平行な平面及び基準面に垂直な平面において、凸状に湾曲して形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋削インサート。
【請求項６】
第１のすくい面（２１）が一つの瘤（２０）を含み、この瘤が二つの第２のすくい面（１６）を含むランド（６）から分離していることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の旋削インサート。
【請求項７】
瘤（２０）が、ノーズ切れ刃（１２）に対向する第１のすくい面（２１）及びこの第１のすくい面のように凸状に湾曲した後面（２４）によって、長円形で帽子状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の旋削インサート。
【請求項８】
一対の端点（ＥＰ）の間の瘤（２０）の長さ（Ｌ１）が、二等分線（Ｂ）に沿う瘤（２０）の長さ（Ｌ２）よりも少なくとも３０％長いことを特徴とする請求項７に記載の旋削インサート。
【請求項９】
切り屑面（１５）と上面に平行である基準面（ＲＰ）との間のすくい角（γ）が、二等分線（Ｂ）に沿う断面内の最も大きい値（γ1）から横断方向の基準線（ＲＬ）に沿う断面内の最も小さい値（γ4）まで連続的に減少し、
第１のフランク面（２１）と周囲の切り屑面（１５）との間の谷角（β）が、二等分線（Ｂ）に沿う断面内の最も小さい値（β1）から横断方向の基準線（ＲＬ）に沿う断面内の最も大きい値（β4）まで増加する、より詳細には、第１のフランク面（２１）の傾斜角（α）の連続的な減少によって、比例的関係の増加以上に連続的に増加することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の旋削インサート。
【請求項１０】
瘤（２０）は、旋削インサートの切れ刃稜線が配置される仮想平面（ＲＰＯ）内に配置されていることを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載の旋削インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準面に対して略平行な上面と、下面と、上面と下面との間の複数の逃げ面とを備えた多角形旋削インサートにして、少なくとも上面に沿って形成されると共に三つの切れ刃部分、すなわち、コーナに配置されたノーズ切れ刃とノーズ切れ刃に接続する二つの主切れ刃とを有する切れ刃を備え、個々の切れ刃部分が切り屑面と逃げ面との間に形成され、更に、個々の切れ刃部分で切削された切り屑を案内するフランク面、すなわち、二つの主切れ刃の間の二等分線に沿ってノーズ切れ刃の後方に配置された第１のフランク面と、主切れ刃の内側に配置された一対の第２のフランク面とを備え、個々のフランク面が下側境界線から上方に向かって傾斜している多角形旋削インサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明を理解しやすくするために、添付の図１〜４が参照される。図１は被削材を通常の方法で加工中の旋削工具を示す。図２〜４は、排出される切り屑を案内する態様の異なる条件を示す。
【０００３】
図１では、被削材２を加工している旋削工具１が示されている。工具１は、ホルダ３と旋削インサート４（本発明の）とを備えている。この場合において、被削材２は回転し、工具１が被削材の中心軸Ｃに平行な長手方向、より詳細には矢印Ｆの方向に送られる。１回転当たりの長手方向の送りはｆで示され、切込みはａpで示される。長手方向の送りと旋削インサートの主切れ刃との間の設定角度はκで示される。示された例において、κは９５゜になる。更に、旋削インサート４は、菱形の基本形状を有し、８０゜の角度を有する二つの鋭角コーナと１００゜の角度を有する二つの鈍角コーナとを備える。このようにして、５゜の逃げ角σが旋削インサートと被削材の加工面との間に得られる。
【０００４】
図２〜４において、ＣＥはポジの切れ刃幾何学形状を有する切れ刃を示し、切り屑面ＣＳと逃げ面ＣＬＳとの間で区画形成されている。面ＣＳとＣＬＳとは鋭角で互いに出会う。したがって、切れ刃のすくい角ＲＡは９０゜より小さくなる。例において、約１５゜である。支持面としての上面ＳＳは、境界線ＢＬを介して、切り屑面ＣＳへの移行部を形成する底Ｂに向かって傾斜するすくい面ＦＳに移行する。境界線ＢＬと切れ刃ＣＥの切れ刃稜線との間の長さはＬで示される。切れ刃ＣＥにより除去される切り屑は、弧線ＣＨの形態で示される。
【０００５】
旋削加工を含む金属の切り屑除去加工においては、切り屑は「湾曲」して生成するというルールがある。すなわち、切り屑が生成すると直ぐに、切り屑は湾曲する。切り屑の形状、特に、切り屑の曲率半径は幾つかのファクタによって決定される。旋削に関してその最も重要なものは、工具の送り、切れ刃のすくい角（rake angle）、切り込みである。切削後の切り屑は、切れ刃の微小部分に対して垂直に動く。もし切れ刃が直線であるならば、切り屑は平坦で断面形状が矩形になるが、切れ刃が全体的又は部分的に湾曲しているならば、切り屑は断面形状が全体的に又は部分的に湾曲する。
【０００６】
図２では、切り屑ＣＨがフランク面ＦＳに当たらずにどのようにして形成されるかが示されている。これは、切り屑が案内されずに生成することを意味する。このような切り屑は、しばしば長くカールし、電話コード状に捻れ、とりわけ、被削材の生成面に当たり、工具及び／又は機械に絡まり、時々、周囲に損傷を与える危険がある。図２による例において、支持面ＳＳと切れ刃ＣＥとの間の高低差Ｈ１、又は切れ刃ＣＥより長さＬだけ離れて切れ刃の上にあるフランクＦＳの高さは、切り屑がフランク面ＦＳに接触するのにあまりにも小さい。フランク面ＦＳは、所定の曲率半径を有する切り屑が当たるように、切れ刃ＣＥから長い長さ離れて配置されることができる。
【０００７】
図３において、示されている旋削インサートは、支持面ＳＳと切れ刃ＣＥとの間の高低差Ｈ２（フランク面の高さ）が前の例よりも大きく、フランク面ＦＳは切り屑面ＣＳまで境界部Ｂの方に向かって急勾配で傾斜している。これは、切り屑ＣＨが、大きな力でフランク面、より詳細にはフランク面のより小さな領域へ潜り込もうとすることを意味する。これは、大量の熱を接触領域に生じさせ、同時に、旋削インサートの切れ味を鈍くする。更に、切り屑の材料が、フランク面ＦＳに溶着することがあり、支持面ＳＳに溶着することもある。所定時間の使用後、フランク面に摩耗による損傷が生じる。従って、図３による実施形態は好ましい切り屑コントロールもたらさない。
【０００８】
図４には、好ましい切り屑コントロールの条件が改善された実施形態を示す。この場合において、フランク面の高さ、すなわち、支持面ＳＳと切れ刃ＣＥとの間の高低差Ｈ３は、切り屑ＣＨが支持面ＳＳに最も接近する上側領域内でフランク面ＦＳに当たるように設定されている。これにより、熱の発生と溶着とが減少し、旋削インサートの良好な切削特性が維持される。切り屑は適度の力でフランク面ＦＳに当たり、また、切れ刃とフランク面に対して切り屑が当たる接触点との間の長さが図３よりも長くなり、適度な熱の発生をもたらし、熱い切り屑の温度を減少させる時間を有する。支持面と切れ刃との間の高低差が、図４に示すように、適切な方法で選択されるとき、好ましい切り屑コントロールが行われる。
【０００９】
上述したポジティブの幾何学形状を有する切れ刃とネガティブ幾何学形状を有する切れ刃との違いは、前者が切り屑と生成面との間で楔作用によって切り屑を持ち上げるのに対して、後者は切り屑を剪断変形させながら切り屑の前面を押すことである。一般に、ポジティブの切れ刃は、ネガティブの切れ刃より切削を容易に行い、曲率半径の大きな切り屑を生成する。
【００１０】
（従来技術）
旋削の技術分野において、しばしば、荒旋削加工、中仕上げ旋削加工、精密仕上げ旋削加工のために、、切り込みに関係なく良好な切り屑コントロールを得ながら、一つの同じ旋削インサートを使用することが望まれている。このため、最初に述べた種類の多数の旋削インサートが開発され、すなわち、個々のノーズ切れ刃の後方に配置された第１の切り屑案内フランク面と、ノーズ切れ刃で出会う二つの主切れ刃の内側に配置された二つの第２のフランク面とを有している。このような旋削インサートの例は、特許文献１〜３で開示されている。
【００１１】
しかしながら、開発の試みに関わらず、以前の周知の旋削インサートは、種々の作業条件下において良好な切り屑コントロールを保証することに関して、汎用性に劣ったものである。したがって、ある旋削インサートは、切込みが浅く、送りが大きく、薄い切り屑を生ずるときは許容できる結果をもたらすが、切込みや送りが大きくなり、厚い切り屑を生じるときには許容できない結果を生じる。他の旋削インサートは、切込みや送りが大きい荒旋削加工には適するが、仕上げ旋削には適さない。汎用性に関する欠如は、一つの同じ加工中で切込みが変化するとき、特に困らせるものとなる。
【００１２】
特許文献１による旋削インサートにおいて、第１のフランク面は、極端に狭く、細長い領域内に含まれ、二つの主切れ刃の間の二等分線に沿って延びている。第１のフランク面が小さいことは、浅い切込みで薄い切り屑が、フランク面に当たることなくフランク面を通過する危険があることを意味する。特許文献２による旋削インサートは、切り屑が確実にあたるように、切り屑のための十分に広い第１のフランク面を含んでいる。更なる改良のため、フランク面は凹形状に形成されている。しかしながら、切込みがノーズ半径より大きくなり、切り屑の幅が増加すると、第１のフランク面の端部の一部が、切り屑に部分的に力を作用して突然に切り屑を変形させようとすることによって切り屑の形成を妨害する。特許文献１による旋削インサートは、ノーズ切れ刃後方の豆状の瘤の使用に基づいており、汎用性のある良好な切り屑コントロールを保証しない。薄く、細い切り屑が、瘤の長さ延長部分において中央の溝で捕捉されるときでさえ、切込みが増加するとすぐに、瘤の高い側面は切り屑の生成を妨害する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許番号第５３７２４６３号明細書
【特許文献２】米国特許番号第５７４３６８１号明細書
【特許文献３】米国特許番号第７３７４３７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、従来の旋削インサートの上述した欠点を取り除き、旋削インサートを改良することを目的とする。したがって、本発明の第１の目的は、浅い切込みでの精密仕上げ旋削だけでなく、切込みが変化して、切込みが大きくなったときも良好な切り屑コントロールを提供できる旋削インサートを提供する。特に、一つの同じ加工中において切り屑の幅が変化するときでさえ、切り屑が案内されることを可能にする。更に、容易で、費用のかからない方法で製造することができ、片面だけでなく両面使用可能な旋削インサートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によると、少なくとも第１の目的は、凸形に湾曲して形成され、湾曲した下側境界線によって区画形成された第１のフランク面によって達成される。下側境界線は、ノーズ切れ刃に対向し、二等分線に沿って配置された頂点を有し、二つの対称の湾曲線部分を含む。二つの湾曲線部分は、頂点から、二つの端点間の中間点に直角な二等分線に交差する直線基準線に沿って配置された一対の反対側の端点まで延び、中間点と個々の端点との間の距離は中間点と頂点との間の距離よりも長く、中間点を通る任意の垂直断面内の第１のフランク面の傾斜角が、二等分線に沿う断面内の最も大きな値から個々の端点を通る断面内の最も小さな値まで減少する。この第１のフランク面によって、良好な切り屑コントロールは、仕上げ旋削で得られる薄い切り屑だけでなく、切込みが大きなときに得られる幅広の切り屑に関して保証される。従って、第１のフランク面は、幅広で硬い切り屑が生成するときに、切り屑コンとロールを損なったり妨害したりすることなく、細く、曲がった切り屑に関して良好な切り屑コントロールを提供する。
【００１６】
本発明の一実施形態において、第１のフランク面の最も大きな傾斜角は、最も小さい角度の少なくとも２倍大きい。実際に、最も大きな傾斜角は、５０°を超えない。これは、５０°を超えると切り屑とフランク面の接触が過度に強くなるためである。他方、最も小さい角度は５°より小さくない。つまり、最も小さい角度が５°より小さくなると、フランク面の切り屑案内効果が失われるためである。
【００１７】
他の実施形態において、旋削インサートが反転可能（両面使用可能）である場合、第１のフランク面は、第２のフランク面が含まれる後方のランドから分離している一つの瘤に形成される。本実施形態の効果は、後方のランドに含まれる平坦な支持面上で金属の溶着を生ずることなく、瘤が加工中に摩耗することである。旋削インサートが交換されるとき、支持面は平坦な状態にあり、旋削インサートの安定した支持が保証される。更に、一つの瘤上の第１のフランク面の形成は、旋削インサートが超硬合金からつくられるとき、旋削インサートのプレス成形を容易にする。
【００１８】
第１のフランク面が一つの瘤に形成されるとき、瘤は、長円形で帽子状に、より詳細には、ノーズ切れ刃に対向する第１のフランク面だけでなく、凸形に湾曲した後方側面によって瘤を区画形成することによって形成される。このようにして、瘤は、比較的幅広の切り屑によって生じる摩耗に対して抵抗力を持つ。切り屑は、瘤や、後方のランド上の第２のフランク面によって案内される。
【００１９】
反対側の端点の間で、長円形で細長い瘤の長さは、二等分線に沿う延長部よりも少なくとも３０％大きいことが好ましい。このようにして、第１のフランク面には、切り屑の流出方向が二等分線から分離するときでさえ、薄く、細い切り屑が当たることを保証する。
【００２０】
図面に例示されている別の実施形態において、切り屑面と上面に平行な基準面との間のすくい角は、二等分線に沿う最も大きな値から横断方向の基準線に沿う部分の最も小さい値まで減少する。これに関して、第１のフランク面と周囲の切り屑面との間の鈍角の谷の角度は、二等分線に沿う最も大きな値から横断方向の基準線に沿う部分の最も小さい値まで増加する。より詳細には、第１のフランク面の傾斜角の連続的な減少によって、比例的関係の増加以上に連続的に増加する。このようにして、浅い切込みでの薄く細い切り屑を案内するために旋削インサートの性能が、より深い切込みでの幅広の切り屑を案内する性能と組み合わされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】被削材を加工中の旋削インサートの図である。
【図２】異なる条件で除去される切り屑を案内する一例を示す説明図である。
【図３】異なる条件で除去される切り屑を案内する他の一例を示す説明図である。
【図４】異なる条件で除去される切り屑を案内する他の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の旋削インサートの斜視図である。
【図６】図５による旋削インサートを上からみた平面図である。
【図７】旋削インサートの側面図である。
【図８】旋削インサートのコーナの拡大詳細図である。
【図９】旋削のノーズに含まれる瘤を示す拡大詳細図である。
【図１０】瘤の幾何学的データを示す平面図である。
【図１１】瘤に含まれる第１のフランク面と基準面との間の角度αを規定する部分の拡大図である。
【図１２】図９のＸII−ＸIIに沿って切断した断面図である。
【図１３】図９のＸIII −ＸIII に沿って切断した断面図である。
【図１４】図９のＸIV−ＸIVに沿って切断した断面図である。
【図１５】図９のＸＶ−ＸＶに沿って切断した断面図である。
【図１６】回転する被削材の加工中に旋削インサートを示す斜視図である。
【図１７】切込みが小さいときに生成する切り屑を示す拡大詳細図である。
【図１８】図１７における切り屑流出方向を示す図である。
【図１９】図１７との比較において、切込みが大きいときに生成する切り屑を示す拡大詳細図である。
【図２０】図１９における切り屑流出方向を示す図である。
【図２１】図１７との比較において、切込みが更に大きいときに生成する切り屑を示す拡大詳細図である。
【図２２】図２０における切り屑流出方向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を詳細に説明する前に、当業者は、異なる幅／厚みを有する切り屑が異なる曲げ性を有するという事実に留意されるべきである。従って、薄く細い切り屑は草の弱い葉に例えられ、厚い切り屑は硬い葦に例えられる。草の弱い葉と同様に、厚い切り屑は、それが近傍に位置する急傾斜のフランク面の形態である障害物に当たる場合には、実質的な困難性を無くして曲がり、厚い葦状の切り屑が破断する。これは、高い音を発生したり、大きな切削力を生じたり、工具寿命を短くしたり、高熱を生じて溶着をもたらすことがある。
【００２３】
図５〜７において、旋削インサート４は、多角形の基本形状を有し、上面５ａと下面５ｂとを備えている。示される好ましい実施形態において、旋削インサートは、上面と下面とが同一形態であるため、両面使用可能である。このため、以降は上面５ａのみが詳細に説明される。
【００２４】
上面５ａには、複数の、より詳細には四つのランド６が含まれている。個々のランドは平面を含み、その平面は、旋削インサートの上下面をひっくり返すときに、工具ホルダ３（図１参照）のインサート座に当接する支持面として作用する。四つの支持面７は、共通の平面に配置され、上面５ａ及び下面５ｂは、支持面の平面によって規定され、互いに対して、また、上面と下面との間で中立面を形成する基準面ＲＰ（図７参照）に対して平行である。個々の支持面７は、Ｖ字の輪郭形状を有し、無端の境界線８によって区画形成されている。
【００２５】
具体例において、旋削インサートは、菱形であり、互いに対を成して向かい会う四つのコーナＪ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４を含んでいる。旋削インサートのコーナＪ１，Ｊ２は鋭角であり、コーナＪ３，Ｊ４は鈍角である。コーナ角は変化し得るが、この場合、鋭角は８０°であり、鈍角は１００°である。上面５ａと下面５ｂとの間で、外周逃げ面が延びている。外周逃げ面は、複数の面部分、すなわち、四つの平面９を含んでいる。この平面９は、四つの凸形状の面部分１０を有する一対のコーナの間を延びている。面部分１０は、隣接する平坦な逃げ面９との間の移行部を形成する。図６において、ＢはコーナＪ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４との間の仮想二等分線を示す。以前から、旋削インサートの大きさを区別するために使用される内接円はＩＣで示される。実際に、旋削インサートのＩＣの数値は６〜２５ｍｍの範囲内である。対向する支持面７の間の距離として規定される旋削インサートの厚みｔ（図７参照）は、旋削インサートのＩＣの数値の半分より小さい。
【００２６】
個々の上面と下面に沿って、符号１１で示される四つの切れ刃が形成されており、個々の切れ刃は三つの切れ刃部分、すなわち、ノーズ切れ刃１２と、ノーズ切れ刃に接続する二つの主切れ刃１３を有している。少なくとも切込みに依存する切り屑の大部分の除去は、個々の切れ刃によって提供され、ノーズ切れ刃１２は小さい切込みで作用し、二つの主切れ刃の内の一つが作用して生成された面を仕上げる。旋削インサートが一つの同じ工具ホルダ３（図１参照）で使用されるとき、鋭角コーナＪ１，Ｊ２の切れ刃のみが利用される。
【００２７】
図５〜７において、旋削インサートは中心にある貫通孔１４を含み、その幾何学的中心軸はＣで示される。二つのコーナＪ１，Ｊ２は中心軸から等しい距離離れていることは明らかである。また、中心軸Ｃと二つのコーナＪ３，Ｊ４との間の半径方向距離は等しく、コーナＪ１，Ｊ２に対する距離よりも小さい。
【００２８】
逃げ面部分９，１０を含む外周逃げ面の内側において、符号１５で示される外周切り屑面が形成されている。一般的に、切れ刃部分１２，１３は、一方の切り屑面１５と他方の逃げ面部分９，１０との間で区画形成されている（切れ刃稜線と補強ベベルはそれらの面の間で移行部を形成する）。個々のランド６は、一対のフランク面１６と共に形成され、二つの直線主切れ刃１３に略平行になっている。これらのフランク面１６は、共通の胸面１７に移行する。フランク面１６及び胸面１７は、いわゆる、半径移行部、すなわち、溝状の底面１８（図１２参照）を形成する凹形状に湾曲した面を介して、切り屑面１５に移行する。フランク面１６及び胸面１７は、支持面７を区画形成する上側境界線８から下側境界線１９まで下方に傾斜する。これらの面は１６，１７は半径移行部又は溝状底面１８に移行する。
【００２９】
好ましい実施形態において、ノーズ切れ刃１２と後方のランド６との間で、一つの瘤２０が形成されている。そして、フランク面２１が、ノーズ切れ刃１２の方に向かう前方で瘤２０に含まれている。異なるフランク面を区別するために、以降は、面２１が「第１のフランク面」として示され、フランク面１６は「第２のフランク面」として示される。示された例において、瘤２０がランド６から分離されるとき、胸面１７は「第３のフランク面」を形成する。
【００３０】
本発明は、瘤２０に含まれる第１のフランク面２１の特徴的な形状に基づいている。フランク面２１をより詳細に説明するために、図１０〜１５を参照する。
【００３１】
図９及び１０に示されるように、瘤２０は、下側無端境界線２２によって区画形成され、周囲の溝又は半径移行部２２に移行し、部分的にノーズ切れ刃１２に隣接する切り屑面１５によって囲まれている。瘤２０は、帽子状であり、第１のフランク面２１だけでなくその後面２４が凸形状に湾曲した形状である。図１０の平面図に示されるように、瘤は長円形状の輪郭を有する（けれども、正確な長円ではない）。より詳細には、長円境界線２２は、ノーズ切れ刃の方を向き、二等分線上に配置された頂点ＡＰを有する。頂点ＡＰから、二つの鏡像対称の湾曲線２２ａが二つの対向する端点ＥＰまで延びている。これらの端点ＥＰは、直角に二等分線Ｂに交差する、より詳細には、端点ＥＰの間の中間に配置された点ＭＰで交差する基準線ＲＬに沿って配置されている。言い換えると、細長い瘤及び第１のフランク面２１は二等分線Ｂを横断する。
【００３２】
前側の第１のフランク面２１のように、瘤の後面２４は、二つの湾曲線２２ｂによって区画形成されている。これらは、端点ＥＰから二等分線Ｂに沿って配置された交点ＣＰの共通の点まで延びる。瘤は、二つの端点ＥＰ間の最も長い長さＬ１と頂点ＡＰと交点ＣＰとの間の最も短い長さＬ２とを有することに留意されるべきである。更に、第１のフランク面２１が、後面２４を区画形成する湾曲線の距離ＨＡ２よりも長い距離ＨＡ１（ＡＰとＭＰとの間の距離）を有するということに留意すべきである。これは、瘤の輪郭形状が基準線ＲＬに対して非対称であるが、二等分線Ｂに対しては対称であること意味し、中点ＭＰから端点ＥＰまでの距離ＨＡ３は等しい大きさである。
【００３３】
瘤の前側のフランク面２１のように、後面２１は湾曲形成され、微少の傾斜角が二等分線Ｂに沿う最も大きな値から基準線ＲＬに沿う最も小さい値まで減少する。
【００３４】
瘤の幾何学形状又は帽子形状を明確にするために、図１１及び図１２〜１５を参照する。図１１では、凸形状のフランク面２１が、どのように境界線２２を介して凹形状の半径移行部２３に移行するかを示す。線ＴＬに沿って境界線２２が配置され、凹形状の面及び凸形状の面に対して共通する接線を形成する。この接線ＴＬは、基準線ＲＰに対して角度αを形成する。図１２〜１５から明らかであるように、角度αは瘤を通る異なる部分で第１のフランク面２１の傾斜を規定する。
【００３５】
図９において、瘤２０の中点ＭＰに交差する３０°の等しいピッチを有する四つの先端部分がある。より詳細には、二等分線Ｂに沿う第１の領域部分ＸII−ＸII、二つの中間領域部分ＸIII −ＸIII とＸIV−ＸIVと、基準線ＲＬに沿う第４の領域部分ＸＶ−ＸＶを有する。図１２〜１５の間の比較によって示されるように、第１のフランク面２１の傾斜角は、領域部分ＸII−ＸIIにおいて最も大きな値α1を有し、領域部分ＸＶ−ＸＶにおいて最も小さい値α4に減少する。具体例において、α1は４４°であり、α2は４１°、α3は３１°、α4は１７°になる。
【００３６】
図１２〜１５において、γは、基準面ＲＰに平行で、切れ刃１１の切れ刃稜線が配置されている仮想基準面ＲＰＯに対する切り屑面１５の傾斜を規定するすくい角を示す。切り屑面１５と第１のフランク面２１との間で、鈍角βが形成されており、この角度は、以下で谷角を表すものとする。傾斜角αが最も大きな角度α1から最も小さな角度α4に減少するという結果として、谷角は二等分線Ｂに沿う最も小さな角度β1から基準線ＲＬに沿う最も大きな角度β4に増加する。谷角は、すくい角γが切れ刃に沿って一定であるときでさえ増加する。しかしながら、図１２〜１５に示されるように、すくい角γは、領域部分ＸII−ＸIIの最も大きな値から領域部分ＸＶ−ＸＶの最も小さい値まで連続的に減少する。例において、γ1は１８．２°、γ2は１７．７°、γ3は１５．３°、γ4は８．５°である。すくい角γがこのように連続的に減少することによって、鈍角である谷角βの増加が強調される。言い換えると、谷角βは、第１のフランク面の傾斜角αの連続する減少によって、比例的関係の増加以上に連続して増加する。したがって、例において、β1は約１１８°、β2は１２１°、β3は１３４°、β4は１５５°になる。
【００３７】
言葉で表現すると、第１のフランク面２１は、領域部分ＸII−ＸIIにおいて最も大きな急傾斜を有する。すなわち、ノーズ切れ刃１２の後方で、第１のフランク面２１は、領域部分ＸＶ−ＸＶの方に向かって除々に平坦になる。最後に述べた部分において、フランク面２１だけでなく切り屑１５が最も平坦になり、すなわち、傾斜が小さくなる。角度βによって規定される谷のＶ字形状は、ノーズ切れ刃１２の直ぐ後方で最も深くなり、領域部分ＸＶ−ＸＶの方に向かって除々に連続して浅くなる。
【００３８】
図１２〜１５において、帽子状の瘤２０は、旋削インサートの切れ刃稜線が位置する平面ＲＰＯの下方に配置される。これに関して、図７を参照する。ランド６の支持面７は旋削インサートの切れ刃稜線のやや上に配置されている。これは、支持面７と瘤２０の最も高い点との間の高低差は、面ＲＰＯに対と瘤の最も高い点との間の高低差より大きい。面ＲＰＯの下に瘤の頂点を下げることによって、瘤上での金属の溶着を伴う熱の発生と旋削中における雑音を小さくする。
【００３９】
実際に、上述の傾斜角α1〜α4は、所定の範囲内で変化可能である。しかしながら、最も大きな傾斜角α1は、最も小さい傾斜角α4の少なくとも２倍、多くても１０倍であるが、最も大きな傾斜角α1は、５０°を超えるべきでない。最も小さい傾斜角α4は５°より小さくすべきでない。傾斜角α1は傾斜角α4の５〜８倍であることが好ましい。
【００４０】
明細書や従属請求項で使用される「凸形状に湾曲した」という主旨の概念は、主に、第１のフランク面の曲率に関係している。すなわち、その面に沿い、下側の境界線２２に平行な仮想的な任意の母線（generatrices）は湾曲している。しかしながら、瘤の頂点の方に向かう下側境界線から描かれた母線は、湾曲しているか、直線であるかのどちらかである。図１１で最も良く示されるように、フランク面２１は、例示された実施形態において、境界線２２からの母線が上方に向かって湾曲することによって、２つの座標軸の方向に湾曲している。本発明の範囲内において、フランク面２１は、下側境界線２２から上方に描かれた直線の母線を有する円錐状である。最後に述べた場合において、例示されるように、瘤の頂点は円錐台形状のように平面であり、帽子状ではない。
【００４１】
第２のフランク面１６に沿う部分の谷角（不図示）は、谷角β4（図１５参照）とは異なって非常に小さい。従って、例において、フランク面１６の傾斜角は、約１７゜であり、同じ部分のすくい角は１０゜になる。これは、個々の主切れ刃の内側の谷角が１５３゜になることを意味する（領域部分ＸＶ−ＸＶの１５５゜と比較される）。
【００４２】
（発明の作用及び効果）
部分的に斜視図である図１６〜２２は、旋削加工の三つの異なるケース、すなわち、本発明に旋削インサートによる精密仕上げ旋削加工、中仕上げ旋削加工、荒旋削加工を示す。図１６において、被削材２を加工している旋削インサート４が示されている。被削材２は回転方向Ｒに回転し、旋削インサートが装着された工具（図１参照）は矢印Ｆの方向で被削材の長手方向に送られる。これによって、円柱形状を有する滑らかな加工面Ｓを生成しながら、切り屑ＣＨが除去される。
【００４３】
図１７及び１８には、精密仕上げ旋削加工が示されている。切込みａpは非常に小さい。旋削インサートのコーナ半径が０．８ｍｍと仮定すると、切込みａpも０．８ｍｍになる。すなわち、コーナ半径と切込みが等しい大きさになる。したがって、全ての切り屑除去はコーナによって行われ、主切れ刃は作用しない。精密仕上げ旋削においては、中程度の送りが選択される。これは、生成する切り屑ＣＨが薄く、細いことを意味する。被削材から切り屑を除去すると直ぐに、切り屑は矢印Ｇ１（図１８参照）の方、すなわち、上述した二等分線Ｂの方向で真っ直ぐ後方に動く。切り屑は薄く細いため、切り屑は曲がり易くなっている（草の葉のように）。
【００４４】
その曲げ性により、切り屑は、除去は直ぐに、領域部分ＸII−ＸII（図１２参照）の深い谷に潜り込み、第１のフランク面２１に当たる。これは、薄い切り屑が図４に示される理想的な方法で曲がることを意味する。切り屑が第１のフランク面を押すと、切り屑は曲がり、破断して細かくなる。二等分線を横断する方向で所定長さを有する長円形の瘤によって、切り屑流出方向が二等分線から少し逸れたときでも、切り屑は第１のフランク面２１に高い確率で当たる。
【００４５】
図１９及び２０には、中仕上げ旋削加工を行う旋削インサートが示されている。ここで、切込みａpは最初のケース（精密仕上げ旋削加工）の切込みよりも大きく、より詳細には、約２倍の１．６ｍｍとなる。中仕上げ旋削加工では、送りもまた増加するのが一般的である。これは、切り屑が、図１７で示される切り屑よりも幅広で厚くなることを意味する。同時に、切り屑流出方向Ｇ２が変化し、切り屑は湾曲したノーズ切れ刃１２だけでなく、これに接続する直線の主切れ刃１２の部分によっても除去される。これは、切り屑が瘤２０（図１５参照）の平面部分と、ランド６の前側の胸面１７に当たることを意味する。胸面１７の傾斜角（不図示）は、図１５の角度α4と実質的に同じ大きさである。図１９及び２０による中仕上げ旋削においても、切り屑ＣＨはカールし、逃げ面９に当たるように横に案内され、破断して細かくなる。
【００４６】
図２１及び２２には、前述した加工における切込みより大きな切込みで行う荒旋削加工が示されている。例において、切込みａpは５ｍｍであると仮定されている。この場合において、切り屑流出方向Ｇ３は変化し、ほとんど主切れ刃１３に垂直になる。更に、送りも高くなる。これは、切り屑が前の場合よりもより厚く硬くなり、葦の藁のようになることを意味する。このような相対的に硬い切り屑は強い力と高い熱を生じ（図３参照）、フランク面に潜り込まないため、緩やかな傾斜のフランク面に当たる。本発明による旋削インサートは、切り屑ＣＨ（図２１による）の大部分は、切り屑面の部分が当たる瘤の作用目標領域が平坦形状をしていることにより、瘤２０と同時に、ランド６のフランク面１６と胸面１７とに当たる。
【００４７】
上述したことから、旋削インサートは、精密仕上げ旋削加工において薄い切り屑が生じる場合だけでなく、切込みが変わる場合においても、適切な切り屑コントロールを行うことができる。従って、瘤の第１のフランク面は、瘤細く曲がりやすい切り屑に関して効率的に切り屑コントロールを行うことができ、幅広で硬い切り屑が増えるときには瘤が切り屑コントロールを妨げることもない。
【００４８】
これに関して、切り屑の幅は必ずしも一定ではないことが指摘されるべきである。従って、被削材の面に凹凸がある場合は、加工中に切り屑の幅が変化する。
【００４９】
本発明による瘤及び第１のフランク面は、コーナＪ１，Ｊ２においてのみ説明されているが、類似の瘤は鈍角コーナＪ３，Ｊ４に配置することもできる。後方のランド６はＶ字形状を有しているが、鈍角コーナの瘤はコーナＪ１，Ｊ２の瘤と同じように作用する。
【００５０】
（本発明の実施可能な変更）
本発明は、これまで説明され、図面に示された旋削インサートに制限されるものではない。好ましい実施形態においては、旋削インサートが、両面使用可能で、上面と下面とが同一であるが、上面において一つ以上の切れ刃を有する片面のみ使用可能な旋削インサートを作ることもできる。更に、旋削インサートは、中心孔を有さず、ねじ以外の手段でクランプされるようにしてもよい。更に、第１のフランク面は、後方のランドから分離された一つの瘤に必ずしも形成する必要はない。従って、旋削インサートの主切れ刃に関する二つの第２のフランク面を含むランドを、ノーズの前方方向に狭い幅で延長形成し、第１のフランク面と一緒に形成してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
５ａ    上面
５ｂ    下面
６    ランド
９，１０    逃げ面
１１    切れ刃
１２    ノーズ切れ刃
１３    主切れ刃
１５    切り屑面
１６    第２のフランク面
１９，２２    下側境界線
２０    瘤
２１    第１のフランク面
２４    後方面
ＡＰ    頂点
ＥＰ    端点
Ｂ    二等分線
ＨＡ１    距離
Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４    コーナ
ＭＰ    中間点
ＲＰ    基準面
α    傾斜角
β    谷角
γ    すくい角
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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