(57)【要約】  側面及び正面フライス工具のためのフライスインサート（１）であって、該フライスインサート（１）は、上方延在面を画定する上側（２）と、下方延在面を画定する下側（３）であって、上方と下方延在面とを通って中心軸（Ｃ１）が延びている、下側（３）と、上側と下側との間でフライスインサートの外周に延在する側面（４）であって、主径方向逃げ面（６）、対向する２つの軸方向逃げ面（５）、及び２つのコーナー逃げ面（１４ａ，１４ｂ）を含む、側面（４）と、上側と側面との間の遷移部に形成された少なくとも１つの切れ刃（９）であって、各切れ刃が、主径方向逃げ面の上方に延在する主切れ刃（１０）、及び、コーナー逃げ面の上方に延在する主切れ刃の両側の２つのコーナー切れ刃（１１ａ，１１ｂ）を含む、少なくとも１つの切れ刃（９）と、を含み、側面図で見ると、主切れ刃が、主切れ刃の中点に向かって下方に傾斜しており、上面図で見ると、主切れ刃及び主径方向逃げ面が、コーナー切れ刃から中点に向かって外方向に傾斜している。【選択図】図１
2020531297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面及び正面フライス工具（２０）のためのフライスインサート（１）であって、該フライスインサート（１）は、
すくい面（７）を含み上方延在面（ＰＵ）を画定する、上側（２）と、
上側（２）に対向し、且つ下方延在面（ＰＬ）を画定する、下側（３）であって、上方延在面（ＰＵ）及び下方延在面（ＰＬ）を通って直角に中心軸（Ｃ１）が延びている、下側（３）と、
上側（２）と下側（３）との間でフライスインサート（１）の外周に延在する、側面（４）であって、主径方向逃げ面（６）、対向する２つの副軸方向逃げ面（５）、及び、主径方向逃げ面（６）と副軸方向逃げ面（５）との間に延在する２つのコーナー逃げ面（１４ａ，１４ｂ）を含む、側面（４）と、
上側（２）と側面（４）との間の遷移部に形成された少なくとも１つの切れ刃（９）であって、各切れ刃（９）が、すくい面（７）と主径方向逃げ面（６）との間の遷移部に形成された主切れ刃（１０）、及び、すくい面（７）とコーナー逃げ面（１４ａ，１４ｂ）との間の遷移部に形成された２つのコーナー切れ刃（１１ａ，１１ｂ）を含む、少なくとも１つの切れ刃（９）と
を含み、
フライスインサート（１）の側面図で見たときに、主切れ刃（１０）が、コーナー切れ刃（１１ａ，１１ｂ）から主切れ刃（１０）の中点（ｐｍｉｄ）に向かって下方に傾斜しており、フライスインサートの上面図で見たときに、主切れ刃（１０）及び主径方向逃げ面（６）が、コーナー切れ刃（１１ａ，１１ｂ）から主切れ刃（１０）中点（ｐｍｉｄ）に向かって外方向に傾斜していることを特徴とする、フライスインサート（１）。
【請求項２】
上面図で見たときの主切れ刃（１０）の形状と、中心軸（Ｃ１）に対して直角の任意の断面で見たときの主径方向逃げ面（６）の少なくとも上方部分の形状とが、同一であるか本質的に同一である、請求項１に記載のフライスインサート。
【請求項３】
フライスインサート（１）の上面図で見たときに、主切れ刃（１０）が凸状である、請求項１又は２に記載のフライスインサート。
【請求項４】
少なくとも１つの切れ刃（９）が、コーナー切れ刃（１１ａ，１１ｂ）に隣接する対向する２つの副切れ刃（１２ａ，１２ｂ）を更に含み、各副切れ刃（１２ａ，１２ｂ）が、すくい面（７）と副軸方向逃げ面部分（１３ａ，１３ｂ）との間の遷移部に形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項５】
各副切れ刃（１２ａ，１２ｂ）が、隣接するコーナー切れ刃（１１ａ，１１ｂ）から下方に傾斜している、請求項４に記載のフライスインサート。
【請求項６】
主径方向逃げ面（６）に少なくとも１つの凹部（１６）が形成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項７】
すくい面（７）の中央部分が主切れ刃（１０）に対して凹んでいる、請求項１から６のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項８】
フライスインサート（１）が、主切れ刃（１０）の中点（ｐｍｉｄ）と中心軸（Ｃ１）とを含む垂直面に対して対称である、請求項１から７のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項９】
各軸方向逃げ面（５）が、下方延在面（ＰＬ）に対し鈍角な内角ηをなしている、請求項１から８のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項１０】
中心軸（Ｃ１）に対して直角の任意の断面で見たときに、主径方向逃げ面（６）の少なくとも上方部分が、全体が少なくとも１つの曲率で連続的に湾曲して延在する、請求項１から９のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項１１】
フライスインサートの側面図で見たときに、主切れ刃（１０）が、上方延在面（ＰＵ）に対して内角βで形成された傾斜を有し、３°≦β≦１０°である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項１２】
フライスインサートの上面図で見たときに、主切れ刃（１０）の中点（ｐｍｉｄ）と主切れ刃（１０）の第１の終点（ｐｅｎｄ１）又は第２の終点（ｐｅｎｄ２）との間に、第１の線が画定され、第１の終点（ｐｅｎｄ１）と第２の終点（ｐｅｎｄ２）との間に第２の線が画定され、第１の線は第２の線（Ｌ）に対して角度αで延在し、０．３°≦α≦３°である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項１３】
フライスインサート（１）が矩形の基本形状を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のフライスインサート。
【請求項１４】
フライスインサート（１）は、上側（２）と側面（４）との間の遷移部に形成された同一且つ交互使用可能な２つの切れ刃（９）により割り出し可能である、請求項１３に記載のフライスインサート。
【請求項１５】
フライス盤（２４）と、請求項１から１４のいずれか一項に記載の少なくとも１つのフライスインサート（１）とを含み、少なくとも１つのフライスインサート（１）の各々が、フライス盤（２４）のインサート座（２６）に取り外し可能に装着される、側面及び正面フライス工具（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルによる、側面及び正面フライス工具のためのフライスインサートに関する。本発明は、請求項１５による側面及び正面フライス工具にも関する。
【背景技術】
【０００２】
（多目的）側面及び正面フライス工具は、溝入れ、突切り、肩、面、及びギャングミリングなど種々の用途で用いられ得る。側面及び正面フライス工具は、フライスインサートを装備したフライス盤を有する。フライスインサートにより、フライス盤の外周および両側に切れ刃が提供される。外周および両側に切れ刃を有するフライス盤は、溝入れ（又は突切り）及びギャングミリング用途に用いられるのが典型的である。これにより工作物に、互いに平行な２つの平坦な側面と底面とを持つ溝を加工することができる。溝の底面は、フライス盤の外周に沿って延在する、フライスインサートの主切れ刃で加工されるが、溝の側面は、主切れ刃に対して直角に、フライス盤の側部に沿って延在する、副ワイパー切れ刃で加工される。溝の底面と側面との間の角部は、フライスインサートの主切れ刃と副ワイパー切れ刃との間に延在するコーナー切れ刃によって、加工される。よって、幾つかの溝を同時にギャングミリングするために、アーバー（シャフト）上に幾つかのフライス盤が設けられ得る。単一の溝を加工するために、アーバー（シャフト）の自由（前）端に単一のフライス盤が設けられることもある。このような側面及び正面フライス工具は、肩及び正面（正面又は背面）ミリング用途のために、フライス盤の一方の側のみに沿って副ワイパー切れ刃を備えたフライスインサートを必要とし得る。
【０００３】
米国特許第５４５４６７１号は、側面及び正面フライス工具用のフライスインサートを開示している。このフライスインサートは、上側と下側とが側面でつながった矩形の基本形状を有する。上側と側面との遷移部に切れ刃が形成されており、主径方向逃げ面の上方に直線状の主切れ刃が延在している。主切れ刃の各側には、コーナー切れ刃と副切れ刃が延在する。このフライスインサートは中央平面の周囲において対称であるので、フライス盤のいずれの側でも使用できる。
【０００４】
米国特許第５４５４６７１号に開示のフライスインサートの性能は、特に工具寿命において、特にステンレス鋼、チタン、及び耐熱超合金材料の加工における寿命を改善できる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の主な目的は、側面及び正面フライス工具のフライスインサートであって、ステンレス鋼、チタン、耐熱超合金材料に特に適しており、且つ上述の先行技術によるフライスインサートに比べて工具寿命、及びこれらの工作物材料にける靭性挙動が向上したフライスインサートを実現することである。具体的には、高品質な被加工面を保証しつつ工具寿命及び靭性が向上したフライスインサートを実現することが目的である。このフライスインサートが達成する更なる目的は、製造コストパフォーマンスであり得る。
【０００６】
少なくとも、上記の主要な目的は、最初に定義したフライスインサートであって、請求項１の特徴部分に定義された特徴をもつフライスインサートによって達成される。本発明の別の態様によれば、少なくとも、上記の主要な目的は、請求項１５に定義される特徴をもつ側面及び正面フライス工具によって達成される。
【０００７】
本発明によるフライスインサートは、下記を含む。
すくい面を含み且つ上方延在面を画定する、上側と、
上側に対向し且つ下方延在面を画定する、下側であって、上方及び下方延在面を通って直角に中心軸が延びている、下側と、
上側と下側との間でフライスインサートの外周に延在する、側面であって、主径方向逃げ面、対向する２つの副軸方向逃げ面、及び、主径方向逃げ面と副軸方向逃げ面との間に延在する２つのコーナー逃げ面を含む、側面と、
上側と側面との間の遷移部に形成された少なくとも１つの切れ刃であって、各切れ刃が、すくい面と主径方向逃げ面との間の遷移部に形成された主切れ刃、及び、すくい面とコーナー逃げ面との間の遷移部に形成された２つのコーナー切れ刃を含む、少なくとも１つの切れ刃。
【０００８】
該フライスインサートは、フライスインサートの側面図で見たときに、主切れ刃が、コーナー切れ刃から主切れ刃の中点に向かって下方に傾斜しており、フライスインサートの上面図で見たときに、主切れ刃及び主径方向逃げ面が、コーナー切れ刃から主切れ刃の中点に向かって外方向に傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
本発明による側面及び正面フライス工具は、フライス盤と、提示されたフライスインサートのうちの少なくとも１つとを含み、少なくとも１つのフライスインサートの各々は、フライス盤のインサート座に、取り外し可能に装着される。好ましくは、少なくとも１つのフライスインサートが、フライス盤の右側に位置するインサート座に装着され、少なくとも１つのフライスインサートが、フライス盤の左側に位置するインサート座に装着される。
【００１０】
側面図で見ると、主切れ刃は全体として凹形状であり、隣接するコーナー切れ刃に近い主切れ刃の終点と比較すると凹んだ中点を有している。主切れ刃が下方に傾斜していることで、特にステンレス鋼、チタン、及び耐熱超合金材料の加工中の切削力の低減に役立ち、工具の延命につながる。更に、少なくとも１つの要因として、直線状（線形）で傾斜のない主切れ刃を有するフライスインサートに比べて、傾斜した主切れ刃は加工中に工作物に徐々に入り込むので、フライスインサートの靭性挙動が向上する。同時に、上面図で見たときの主切れ刃の外方向の傾斜によって、すなわち、主切れ刃の中点が、中心軸に対して、主切れ刃の２つの終点間に引いた線の外側に位置していることで、（溝内の）平坦な（底）面がもたらされ得る。これにより、好ましくは、主切れ刃が凸状であって少なくとも１つの曲率で連続的に湾曲している。上面図で見たときの切れ刃の形状によって、工作物に凸状の（底）面がもたらされるはずのところ、側面図で見たときの凹形状が補償される。
【００１１】
上面図で見たときの主切れ刃の外方向の傾斜、ある実施形態では凸状の形状は、製造公差の結果としてフライスインサートの装着時に起こり得る角度誤差による影響を低減するように機能する。そのような角度誤差は、フライスインサートが正面フライス加工に用いられる際に、工作物の側壁面に段が生じてしまうことになり得る。したがって、主切れ刃の形状により、肩フライス加工中に工作物の壁面に段が生じることなく、より平滑な側壁面の作成することができる。溝フライス加工中にも、溝の底面に段が生じることを防ぐ。
【００１２】
更には、主径方向逃げ面も外方向の傾斜を有しており、好ましくは凸状であり少なくとも１つの曲率で連続的に湾曲しているので、フライスインサートの生産において、主切れ刃を含む主径方向逃げ面の外周を研削する研削工程、及びシングルパスでの研削工程に要する数を低減することができる。したがって、該フライスインサートは形状の制御及び製造公差が向上しており、費用効率よく生産できる。フライスインサートのそのような研削によって、工作物における表面の優れた品質と寸法形状上の許容誤差も可能となる。
【００１３】
主径方向逃げ面は、主切れ刃と下側との間の全体にわたって延在する表面として形成されるのが好ましい。これにより、主切れ刃の下のすべての表面において、費用効果の高いシングルパス研削工程により形状および許容誤差が向上する。割り出し（刃先設定）可能なフライスインサートであって、主径方向逃げ面の（下方）部分が径方向支持面も形成しているフライスインサートの精度／許容誤差において、これは特に有益である。あるいは、フライスインサートが、異なる逃げ角で形成された２つ以上の径方向逃げ面部分、すなわち、上方及び下方主径方向逃げ面部分を有していてもよい。この場合、上方主径方向逃げ面部分がシグルパス研削工程を施され、下方主径方向逃げ面部分は研削されずにおかれるか、或いは別の研削工程を施され得る。フライスインサートにおける十分な精度は、例えば、研削工程において、下方部分を参照として用いて上方主径方向逃げ面部分のみを研削することによって、達成され得る。割り出し可能なフライスインサートにおいては、フライスインサートがフライス盤本体に装着される際の径方向支持を意図した下方部分に、別の研削工程を用いることも好ましい。
【００１４】
フライスインサートは、主径方向逃げ面の上方部分が主切れ刃と下側との間で部分的に延在するように形成されてもよく、該上方部分は、主径方向逃げ面の下方部分に対して突出している。これにより上方部分の研削が簡略化でき、この場合下方部分が研削を必要としないか或いは別の形状に研削され得る。
【００１５】
一実施形態によれば、上面図で見たときの主切れ刃の形状と、中心軸に対して直角の任意の断面で見たときの主径方向逃げ面の少なくとも上方部分の形状とは、同一であるか本質的に同一である。これにより、主径方向逃げ面と主切れ刃をシングルパス研削工程で研削できる。本書において「本質的に同一」とは、製作公差を考慮したうえで可能な限り同一であることをいう。「任意の断面」とは、主径方向逃げ面の上方部分における中心軸に沿った任意の点で取った断面をいう。
【００１６】
好ましくは、中心軸に対して直角の任意の断面で見たときの主径方向逃げ面の形状は、該断面の中心軸に沿った位置とは独立したものである。このように、研削ホイールを使用して、主径方向逃げ面をシングルパスで作成することができる。さらには、（割り出し可能なフライスインサート上の）稼働していない主切れ刃の下方の研削した主径方向逃げ面を、径方向支持面として用いることで、該研削面により、フライス盤本体とフライスインサートとの間の接点の制御／精度が向上する。このように、フライス工具におけるフライスインサートの支持がより安定的かつ精密なものとなる。
【００１７】
一実施形態によれば、フライスインサートの上面図で見たときに、主切れ刃が凸状である。この実施形態で、主切れ刃は、鋭角な角部なしに連続的に湾曲している。
【００１８】
一実施形態によれば、少なくとも１つの切れ刃は、コーナー切れ刃に隣接する、対向する２つの副切れ刃を更に含み、各副切れ刃は、すくい面と副軸方向逃げ面部分との間の遷移部に形成されている。フライス盤の両側に位置する少なくとも２つのフライスインサートを含む側面及び正面フライス工具を用いて作成された溝において、副切れ刃は、互いに平行な側面を加工するように構成されている。正面又は肩ミリング中、副切れ刃のうちの１つを用いて、工作物に表面を作成する。副切れ刃は線形であり得るか、或いは好ましくは大きな曲率で湾曲しており、工作物表面の表面ワイピング工程では、上面図でわずかに凸状にみえる。
【００１９】
一実施形態によれば、各副切れ刃は、隣接するコーナー切れ刃から下方に傾斜している。好ましくは、各副切れ刃は、上方延在面に対して５〜２５°の内角γで下方に傾斜している。主切れ刃によって作成した表面と副切れ刃によって作成した表面との間での９０°の角度のフライス加工中、副切れ刃が下方に傾斜していることで、（割り出し可能な）フライスインサートの軸方向側面と加工した工作物表面との間の十分なクリアランスが容易に作成される。
【００２０】
一実施形態によれば、主径方向逃げ面に、少なくとも１つの凹部が形成されている。凹部は好ましくは、境界端で区切られており、境界端は、上端で繋がった対向する２つの側端を有する。凹部は、フライスインサートがフライス盤本体に装着されると、凹部の対向する側端において主径方向逃げ面上の２つの点での径方向支持を実現するような寸法形状である。凹部は、主径方向逃げ面がコーナー逃げ面から外方向に湾曲しているか傾斜している場合でも、フライス盤本体の安定的な支持の達成を容易にする。これは、上側に沿って延在する２つの対向する切れ刃を有した割り出し可能なフライスインサートにおいて特に有用であり、現時点では稼働していない主切れ刃の下方に、径方向支持が提供される。この場合、主径方向逃げ面に１つずつの２つの凹部が形成される。凹部は、研削の前のプレス及び焼結工程において形成可能であるので、凹部を研削することなく安定的な支持が保証される。該凹部に隣接する側面の部分は、主径方向逃げ面の部分を形成しているので、凹部の上端の上方の主径方向逃げ面の上方部分と同じ曲率で湾曲していてよい。このように、凹部が主径方向逃げ面の下方部分に形成される。好ましくは、凹部の上端と主切れ刃の中点との間の距離が、少なくとも１ｍｍであるべきである。
【００２１】
一実施形態によれば、すくい面の中央部分は、主切れ刃に対して凹んでいる。よって、すくい面の中央部分は、コーナー切れ刃、及びコーナー切れ刃に隣接する副切れ刃に対しても凹んでいる。これにより、すくい面の凹んだ中央部分が、切れ刃のすくい面において正のすくい角をなし、切削力の低減によって平滑な切り屑形成に寄与しており、フライス加工中の振動（びびり）の可能性を低減している。
【００２２】
一実施形態によれば、フライスインサートは、主切れ刃の中点及び中心軸を含む垂直面に対して対称である。したがってコーナー切れ刃及びオプションの副切れ刃は互いに同一であり、主切れ刃は、同一の左側部分と右側部分とに分けられる。これは、該フライスインサートがフライス盤のいずれの側でも使用できることを意味する。
【００２３】
一実施形態によれば、各軸方向逃げ面が、下方延在面に対し鈍角な内角ηをなしてする。よって、フライスインサートはいわゆる正の形状を有する。軸方向逃げ面が中心軸に向かって内側に傾斜しているためである。換言すれば、軸方向逃げ面は、フライスインサートにおいて正の軸方向逃げ角を形成している。フライスインサートは、同一の上側と下側を有した両面型に作製されてもよい。すなわち、切れ刃（一又は複数）が下側の周りにも延在している。この場合、フライスインサートは胴部を備え、軸方向逃げ面に沿った正の形状を維持し得る。しかし、フライスインサートは、中心軸と平行な側面を有する負の形状を有していてもよい。どちらの場合でも、主径方向逃げ面は好ましくは下方延在面に対し直角の内角をなす。しかし、少なくとも、主切れ刃に隣接する主径方向逃げ面の上方部分において負の径方向逃げ角が得られるように、鋭角な内角で形成されてもよい。主切れ刃の下方の主径方向逃げ面における負の又はゼロの逃げ角により、主切れ刃の靭性／強度が向上する。これは、該凹部が主径方向逃げ面の該下方部分に設けられる場合に特に有益である。
【００２４】
一実施形態によれば、主径方向逃げ面の少なくとも上方部分は、中心軸に対して直角の任意の断面で見たときに、全体が少なくとも１つの曲率で連続的に湾曲している。換言すれば、この実施形態で、主径方向逃げ面の上方部分は滑らかに湾曲した表面として記載できる。主径方向逃げ面、及び主切れ刃は、上面図、又は中心軸に対して直角の任意の断面で見たときに、幾つかの曲率で形成され得る。主径方向逃げ面の（下方）部分が、フライスインサートの径方向支持の安定性向上のために該凹部を備えている場合、凹部が主径方向逃げ面の下方部分に端部を形成するのは明らかであろう。しかしながら、凹部のいずれの側でも、下方主径方向逃げ面が、主径方向逃げ面の上方部分と同様に好ましくは連続的に湾曲している。このように、主径方向逃げ面（凹部を除く）全体が、少なくとも１つの曲率で連続的に湾曲した研削経路を含んだシングルパス研削工程を施され得る。曲率は、幾つかの曲率を含んでもよい。例えば、主切れ刃の左側部分と右側部分とともに少なくとも主径方向逃げ面の上方部分が、同じ曲率で形成されて、中間部分がより小さい曲率で形成される。この場合、これら部分間に遷移部が形成されるので、主切れ刃及び主径方向逃げ面が連続的に湾曲しており滑らかである。
【００２５】
一実施形態によれば、側面図で見ると、主切れ刃は、上方延在面に対して内角βで形成された傾斜を有し、３°≦β≦１０°である。好ましくは、４°≦β≦８°である。ここで、角度βは側面図において、上方延在面に平行な線と、主切れ刃の右側部分又は左側部分の主要な延在にしたがう線との間で測定されたものである。上述の範囲は、  例えばフライスインサートのコーナーにおける刃先欠損の可能性を高めることなく、主切れ刃の切削力の低減と靭性挙動の向上をもたらすのに十分な範囲である。
【００２６】
一実施形態によれば、上面図で見たときに、主切れ刃の中点と、主切れ刃の第１の終点及び第２の終点との間に第１の線が画定され、主切れ刃の第１の終点と第２の終点との間に第２の線が画定され、第１の線は第２の線に対して角度αで延在し、０．３°≦α≦３°である。好ましくは、０．７°≦α≦２°である。この角度は、主切れ刃の終点に対する中点の突出に影響を及ぼす。上述の範囲内で、側面図で見たときの主切れ刃の凹形状が十分に補償されて、フライス加工された溝において平坦な底面が得られる。十分な補償のため、角度α及び角度βは、互いに独立して設定され得る。過補償が望ましい場合、或いは、フライスインサートがフライス盤本体においてより負の径方向角度（径方向チップイン角度）で装着される場合、角度αは例えば、該範囲の上方部分とされ得る。
【００２７】
一実施形態によれば、フライスインサートは矩形の基本形状を有する。この実施形態で、フライスインサートは正方形であるか、或いは好ましくは長細く、長細の矩形フライスインサートの両短辺に２つの主切れ刃が延在し得る。長細の矩形フライスインサートの長辺に沿って主切れ刃を配置することも可能である。
【００２８】
したがって、フライスインサートは、上側と側面との間の遷移部に形成された、同一且つ交互利用可能な２つの切れ刃で割り出し可能である。この場合、フライスインサートは矩形であり、切れ刃は中心軸の両側の短辺に延在する。これにより、単一の切れ刃を有するフライスインサートに比べてフライスインサートの工具寿命が倍増する。加えて、上述のように切削インサートが対称である場合、切削インサートはフライス盤の左側でも右側でも使用できる。
【００２９】
フライスインサートは、ねじ、クランプ、又は同様の形態の締結部材を用いて、側面及び正面フライス工具のインサート座に直接装着されるが、カセットに装着されてもよく、カセットがフライス盤本体に装着され、フライスインサートに支持を提供する。フライスインサートの底部支持を形成するシムプレートに装着されてもよく、シムプレートはフライス盤本体によって支持される。
【００３０】
本発明の更なる特徴及び利点は、下記の発明を実施するための形態において明らかとなろう。
【００３１】
以下に添付図面を例示として参照し、本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態によるフライスインサートの斜視図を示す。
【図２】図１のフライスインサートの別の斜視図を示す。
【図３】図１のフライスインサートの側面図を示す。
【図４】図１のフライスインサートの別の側面図を示す。
【図５】図１のフライスインサートの上面図を示す。
【図６】図３の線ＶＩ-ＶＩに沿った断面を示す。
【図７】本発明の第２の実施形態によるフライスインサートの斜視図を示す。
【図８】本発明によるフライス工具の斜視図を示す。
【図９】図８のフライス工具の端面図を示す。
【図１０】図８のフライス工具の側面図を示す。
【図１１】図８のフライス工具の細部を示す。
【図１２】図１０の線ＸＩＩ-ＸＩＩに沿った断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１〜６は、本発明の第１の実施形態による、側面及び正面フライス加工に適したフライスインサート１を示す。フライスインサート１は矩形の基本形状を有し、上側２と下側３とが外周側面４によって繋がっている。外周側面４は、軸方向逃げ面５を形成する対向する２つの長側面部分と、主径方向逃げ面６を形成する対向する２つの短側面部分とを有する。上側２は上方延在面ＰＵを画定し、下側３は、上方延在面ＰＵに平行な下方延在面ＰＬを画定している。上方及び下方延在面ＰＵ，ＰＬを直角に通って中心軸Ｃ１が延びており、フライスインサート１をフライス工具のフライス盤に締結するための中央ねじ孔が設けられている。
【００３４】
図示の実施形態で、フライスインサート１は片側型であり、中心軸Ｃ１の周囲で回転対称である。上側２にはすくい面７が設けられており、下側３は、下方延在面ＰＬに延在する平坦な底面８を含む。底面８はフライス工具内の支持面に位置するよう意図されている。フライスインサート１の上側２と側面４との間の遷移部に、対向する２つの同一の切れ刃９が設けられている。よって、フライスインサート１は２つの割り出し位置で割り出し可能である。理解を容易にするために、本書では割り出し位置のうちの１つと切れ刃９のうちの１つについてのみ記載することにする。
【００３５】
各切れ刃９は、主切れ刃１０、２つのコーナー切れ刃１１ａ，１１ｂ、及び２つの副切れ刃１２ａ，１２ｂを含む。主切れ刃１０は、すくい面７の中央部分に対して隆起しており、主径方向逃げ面６とすくい面７との間の遷移部において延在する。２つの副切れ刃１２ａ，１２ｂは、関連する軸方向逃げ面部分１３ａ，１３ｂとすくい面７との間の遷移部に延在する。コーナー切れ刃１１ａ，１１ｂの各々は、副切れ刃１２ａ，１２ｂのうちの１つを主切れ刃１０に繋げている。コーナー切れ刃１１ａ，１１ｂの直下に、コーナー逃げ面１４ａ，１４ｂが延在し、主径方向逃げ面６を軸方向逃げ面部分１３ａ，１３ｂの各々に繋げている。
【００３６】
フライスインサート１は、主切れ刃１０の中点ｐｍｉｄ及び中心軸Ｃ１を含む垂直面に対して鏡面対称であり、垂直面は切れ刃９を、主切れ刃１０の左側部分１５ａを含む左側部分と、右側部分１５ｂを含む右側部分とに分けている。側面及び正面フライス工具で使用される場合、フライスインサート１は右側部分及び左側部分のいずれにも装着でき、アクティブな（稼働できる）切れ刃を形成する。多目的側面及び正面フライス工具を示す下記の図８-１２でより詳細に説明する。
【００３７】
主径方向逃げ面６は、下方延在面ＰＬに対して直角に延在するが、軸方向逃げ面５は下方延在面ＰＬに対して鈍角な内角ηで傾斜している。内角ηは典型的には９５°〜１１０°の範囲内であるべきである。図３及び６に見られるように、軸方向逃げ面部分１３ａ，１３ｂは更に、軸方向逃げ面５の主要部分に対してわずかに傾斜している。
【００３８】
図３のフライスインサートは側面図で示されており、主径方向逃げ面６及び主切れ刃１０が見えている。この図で見たとき、主切れ刃１０は凹形状を有する。したがって、主切れ刃１０の左側及び右側部分１５ａ，１５ｂは、隣接するコーナー切れ刃１１ａ，１１ｂから中点ｐｍｉｄへと下方に傾斜しており、上方延在面ＰＵに対して鋭角な内角βを形成している。好ましくは、角度βは３〜１０°の範囲内であり、より好ましくは４〜８°である。図示の実施形態で、角度βは５°である。ここで、角度βは、上方延在面ＰＵに平行な線と、主切れ刃１０の中点ｐｍｉｄと主切れ刃１０終点ｐｅｎｄ２との間の線と、の間で測定されたものである。この実施形態で、主切れ刃１０の左側及び右側部分１５ａ，１５ｂは、側面図で見たときに本質的に直線であり、湾曲した中間部分１５ｃが左側及び右側部分１５ａ，１５ｂを繋いでいる。
【００３９】
図５に示す上面図で、主切れ刃１０は凸状であり、中点ｐｍｉｄは、主切れ刃１０の終点ｐｅｎｄ１，ｐｅｎｄ２間の仮想の線Ｌの外側に位置している。すなわち、上面図で見たときに、主切れ刃１０は、コーナー切れ刃１１ａ，１１ｂから中点ｐｍｉｄへと外方向に傾斜している。角度αは、主切れ刃の中点ｐｍｉｄと終点のうちの１つｐｅｎｄ１とをつなぐ線と、仮想の線Ｌと、の間で測定され、好ましくは０．３〜３°の範囲内、又はより好ましくは０．７〜２°の範囲内にあるべきである。図示の実施形態で、α＝１．７°である。
【００４０】
上面図で見たときに、主切れ刃１０は、左側部分１５ａと右側部分１５ｂとが約１００ｍｍの同じ曲率で形成され、連続的に湾曲しているが、中間部分１５ｃは、約２５ｍｍのより小さい曲率で形成されている。部分１５ａ，１５ｂ，１５ｃの間に遷移部が形成されているので、主切れ刃１０は連続的に（スムーズに）湾曲している。
【００４１】
図６に示すように、中心軸Ｃ１に対して直角の任意の断面で見たときに、主径方向逃げ面６も凸状である。換言すれば、主径方向逃げ面は、コーナー逃げ面１４ａ，１４ｂから主切れ刃１０の中点ｐｍｉｄを通って延在する、中心軸Ｃ１に平行な仮想の線（図示せず）へと外方向に傾斜している。該任意の断面で見たときに、主径方向逃げ面６の少なくとも上方部分は、主切れ刃１０が上面図で有するのと同じ曲率で同じ形状を有している。したがって、主径方向逃げ面６は、約１００ｍｍという共通の曲率を有した左側部分６ａと右側部分６ｂ、及び、約２５ｍｍという曲率を有する中間部分６ｃを有する。当然ながら、主径方向逃げ面６及び主切れ刃１０が、単一の曲率で形成されるか、或いは幾つかの曲率で異なる湾曲の凸状部分を形成していてもよい。
【００４２】
各主径方向逃げ面６には、凹部１６が形成されており、主径方向逃げ面６の下方部分において、下側から主切れ刃１０に向かう距離の半分よりも多く延在している。下記でさらに詳しく述べるが、凹部１６は、フライスインサート１がフライス工具に装着される際に安定的な径方向支持がもたらされるように構成されている。凹部１６は、境界端１７で区切られている。境界端１７は、対向する２つの側端１８ａ，１８ｂと、側端１８ａ，１８ｂを繋いでいる上端１８ｃとを有する（図３を参照）。
【００４３】
図４の側面図で見たとき、各コーナー切れ刃１１ａ，１１ｂ及び副切れ刃１２ａ，１２ｂは、コーナー切れ刃１１ａ，１１ｂの二等分線から、上方延在面ＰＵに対して１５°という共通の内角γで、下方に傾斜している。
【００４４】
図７は、本発明によるフライスインサート１の第２の実施形態を示す。このフライスインサート１の、図１〜６に示す第１の実施形態によるフライスインサート１との相違は、副切れ刃を含まないことのみである。各切れ刃９は、主切れ刃１０と２つのコーナー切れ刃１１ａ，  １１ｂとのみを含む。よって、軸方向逃げ面５は、対向するコーナー逃げ面１４ａ，１４ｂの間に延在する平坦な表面の形態である。
【００４５】
図８-１２に、本発明の実施形態による多目的側面及び正面フライス工具２０（以下、フライス工具という）を示す。フライス工具２０は、シャフト２２を有する工具本体２１を含む。シャフト２２は、長手軸Ｃ２に沿って延びており、シャフト２２の周囲で、工具本体２１が回転方向Ｒに回転可能である。工具本体２１の後端２３は、工具スピンドル又は同様のものに装着されるように構成されており、工具本体２１の前端２５にフライス盤２４が提供される。フライス盤２４の外周に、図１-６に示す実施形態よる複数のフライスインサート１が、フライス盤２４のインサート座２６に取り外し可能に装着される。フライスインサート１は、主切れ刃１０の左及び右側部分１５ａ，１５ｂがフライス加工工程においてアクティブであるように構成され交互に装着される。フライスインサート１の回転方向Ｒの前方に、チップポケット２７が設けられている。
【００４６】
図１１は、フライスインサート１のうちの１つがどのようにしてフライス盤２４にねじ２８を用いて装着されるかを示す。フライスインサート１の底面８は、インサート座２６に設けられた接線方向支持面２９に対向するように構成されており、フライスインサート１に、フライス工具１の接線方向、すなわち、回転方向Ｒの支持を提供している。接線方向支持面２９は、フライス工具２０の長手軸Ｃ２に対して、且つフライス工具２０の径方向に対して、傾斜している。径方向チップイン（ｔｉｐｐｉｎｇ−ｉｎ）角度θｒ、すなわち、フライスインサート１の上方延在面ＰＵと、フライス工具２０の径方向における線ｒとの間の角度は、負の角度であるので、主切れ刃１０の後方で十分な径方向クリアランスが達成される。図示の実施形態で、径方向チップイン角度θｒは−１５°であるが、例えば、−５°から−２０°、好ましくは−７°から−１５°の間で変化し得る。軸方向チップイン角度θａ、すなわち、フライスインサート１の上方延在面ＰＵとフライス工具２０の中央回転軸Ｃ２との間の角度は、左側切れ刃の稼働及び右側切れ刃の稼働について交互に配置されており、フライスインサート１の軸方向逃げ面５は下方延在面ＰＬに対して傾斜している。図示の実施形態で、軸方向チップイン角度θａは５°という正の値を有するが、０°から２０°、好ましくは４°から１０°の間で変化し得る。
【００４７】
図１１で、インサート座２６は、フライス加工工程において主切れ刃１０の左側部分１５ａ、左側コーナー切れ刃１１ａ、及び左側副切れ刃１２ａが稼働する状態でフライスインサートの装着されるよう、構成されている。軸方向支持面３０が、フライス盤２４に設けられている。軸方向支持面３０は、フライスインサート１の稼働しない側を支持し、フライスインサート１の稼働しない軸方向逃げ面５が軸方向支持面３０に対向する。フライス工具２０の径方向にフライスインサート１を支持するのに、径方向支持面３１が設けられている。図示の実施形態で、径方向支持面３１は、フライスインサート１の稼働しない径方向逃げ面６を、図１２の断面で示すように凹部１６の高さにおいて支持するように構成されている。図１２では、フライスインサート１及びインサート座２６がねじを除去した状態で示されている。フライスインサート１と径方向支持面３１との間の接点は、フライスインサート１がねじ２８を用いて装着されるとわずかに変化するであろう。フライスインサート１の中心軸Ｃ１は、フライス盤２４に設けられたねじ孔の軸Ｃ３に一致するように調整される。実際の接点は、凹部１６の境界端１７の側端１８ａ，１８ｂに位置することになる。稼働していない径方向逃げ面６は湾曲しているので、凹部１６は、安定的な径方向支持がなされることを保証する。当然ながら、フライス盤の径方向支持面に凹部を設けることでも同じ効果が得られる。
【００４８】
図示のフライス工具２０を用いて工作物に溝を加工する際、主切れ刃１０が溝の底面を作成し、副切れ刃１２ａ，１２ｂが溝内の側面を作成する。側面図で見たときの主切れ刃１０の下方向の傾斜により、主切れ刃１０が徐々に工作物に進入するので、切削力が低減する。主切れ刃１０の終点ｐｅｎｄ１，ｐｅｎｄ２が、工作物に最初に進入する稼働コーナー切れ刃１１ａ，１１ｂに最も近い。上面図で見たときの主切れ刃１０の凸形状によって、主切れ刃１０の傾斜が補償される。溝の中間部分から材料を除去することで、加工された底面が平坦になる。
【００４９】
本発明によるフライスインサート１は、粉末冶金工程でプレス及び焼結によって製造されたインサートブランクから得られ得る。フライスインサートブランクはその後、外周を研削されて、切れ刃９、及び湾曲した径方向逃げ面６を含む側面４が作成される。本発明によるフライスインサートの利点は、切れ刃９及び側面４がシングルパスの研削工程で研削可能であり、丸みを帯びた主切れ刃１０と丸みを帯びた径方向逃げ面６とを同時に生産できることである。
【００５０】
当然ながら、本発明は本開示の実施形態に限定されず、下記の特許請求の範囲の範囲内において変形及び修正がなされ得る。例えば、フライスインサートのサイズに応じて、フライスインサートを、主切れ刃がフライスインサートの長側面部分の上方を延びるように作製することも可能である。カセット及び／又はシムプレートを用いてフライスインサートをフライス盤で支持することも可能である。
【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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【国際調査報告】
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