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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024178196
(43)【公開日】2024-12-24
(54)【発明の名称】金属切削のための旋削インサート
(51)【国際特許分類】
   B23B 27/14 20060101AFI20241217BHJP
   B23B 27/22 20060101ALI20241217BHJP
【FI】
B23B27/14 C
B23B27/22
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024147898
(22)【出願日】2024-08-29
(62)【分割の表示】P 2021550187の分割
【原出願日】2020-02-03
(31)【優先権主張番号】19159960.4
(32)【優先日】2019-02-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】520333435
【氏名又は名称】エービー サンドビック コロマント
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ヨハンソン, アダム
(72)【発明者】
【氏名】レフ, ロニー
(72)【発明者】
【氏名】トゥルオン, ジョー
(57)【要約】      (修正有)
【課題】切り屑のブレイキングを改善できる、3つのノーズ部位を含む旋削インサートを提供する。
【解決手段】第1の切削エッジは、第1のサブ部位と、第2のサブ部位と、を含み、ノーズ切削エッジから第1のサブ部位までの距離は、ノーズ切削エッジから第2のサブ部位までの距離より短く、第1のサブ部位から基準面までの距離は、ノーズ切削エッジから遠ざかるほど短くなり、第2のサブ部位から基準面までの距離は、ノーズ切削エッジから遠ざかるほど長くなり、底面は、回転防止手段を含むことを特徴とする、旋削インサート。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面(8)と、
反対側の底面(9)と、
前記上面(8)と前記底面(9)とを接続する側面(13)と、
前記上面(8)と前記底面(9)との間に並列に位置する基準面(RP)と、
前記基準面(RP)に鉛直に伸長して前記基準面(RP)と交差する中心軸(A1)と、
前記中心軸(A1)を中心に対称に形成された3つのノーズ部位(15、15’、15’’)と、
を含み、
各ノーズ部位(15、15’、15’’)はそれぞれ、第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と、第2の切削エッジ(12、12’、12’’)と、前記第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と前記第2の切削エッジ(12、12’、12’’)とを接続する凸状のノーズ切削エッジ(10、10’、10’’)と、を含み、
上面図において、同じ前記ノーズ部位(15)上にある前記第1の切削エッジ(11)と前記第2の切削エッジ(12)とは、互いに対して25°から50°のノーズ角(α)を形成する旋削インサート(1)であって、
前記第1の切削エッジ(11)は、第1のサブ部位(111)と、第2のサブ部位(112)と、を含み、
前記ノーズ切削エッジ(10)から前記第1のサブ部位(111)までの距離は、前記ノーズ切削エッジ(10)から前記第2のサブ部位(112)までの距離より短く、
前記第1のサブ部位(111)から前記基準面(RP)までの距離は、前記ノーズ切削エッジ(10)から遠ざかるほど短くなり、
前記第2のサブ部位(112)から前記基準面(RP)までの距離は、前記ノーズ切削エッジ(10)から遠ざかるほど長くなり、
前記底面(9)は、回転防止手段(40、40’、40’’、41、42、43、44)を含むことを特徴とする、旋削インサート(1)。
【請求項2】
前記第1の切削エッジ(11)は、第3のサブ部位(113)を含み、
前記第3のサブ部位(113)は、前記第1のサブ部位(111)と前記第2のサブ部位(112)との間にあり、
前記第3のサブ部位(113)は、側面図において凹状である、
請求項1に記載の旋削インサート(1)。
【請求項3】
前記第3のサブ部位(113)は、側面図において、前記第1の切削エッジ(11)の最低部位である、請求項2に記載の旋削インサート(1)。
【請求項4】
前記回転防止手段は、3つの溝(40、40’、40’’)の形態であり、
各溝(40、40’、40’’)はそれぞれ、隣接する前記第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と前記第2の切削エッジ(12、12’、12’’)との間に位置するバイセクタ(7)に沿う主エクステンションを有する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項5】
前記第1及び第2の切削エッジ(11、12)は、上面図において、線形又は真っ直ぐである、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項6】
前記バイセクタ(7)は、前記第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と前記第2の切削エッジ(12、12’、12’’)とのペアのそれぞれから等距離に伸長し、
前記バイセクタ(7)はそれぞれ、前記中心軸(A1)と交差し、
前記第1及び第2の切削エッジ(11、12)は、それぞれの側面図において、前記バイセクタ(7)に対して対称又は実質的に対称である、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項7】
前記バイセクタ(7)は、前記第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と前記第2の切削エッジ(12、12’、12’’)とのペアのそれぞれから等距離に伸長し、
前記バイセクタ(7)はそれぞれ、前記中心軸(A1)と交差し、
前記上面(8)は、前記バイセクタ(7)に沿うエクステンションを有する突起(30)を含み、
前記突起(30)は、前記第1の切削エッジ(11)に対向する第1の切り屑ブレーカ壁(34)と、前記第2の切削エッジ(12)に対向する第2の切り屑ブレーカ壁(35)と、を含む、
請求項1から請求項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)は、前記バイセクタ(7)に沿うエクステンションを有する第2の突起(50)を含み、
前記第2の突起(50)は、前記ノーズ切削エッジと前記突起(30)との間にあり、
側面図において、前記第2の突起の上面は、前記突起(30)の上面より低い、
請求項7に記載の旋削インサート(1)。
【請求項9】
前記突起(30)の前記上面と前記第1の切削エッジ(11)の最低点との間の、前記基準面(RP)に鉛直する面において測定される距離(61)は、0.36mmから0.7mmである、請求項7又は請求項8に記載の旋削インサート(1)。
【請求項10】
上面図において、前記第2のサブ部位(112)から前記第1の切り屑ブレーカ壁(34)までの距離は、前記ノーズ切削エッジ(10)から遠ざかるほど短くなる、請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項11】
前記ノーズ切削エッジ(10)と前記第1の切削エッジ(11)の前記最低点との間の、前記基準面(RP)に鉛直する面において測定される距離(60)は、0.05mmから0.4mmである、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項12】
請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)と、
ツールボディ(2)と、
を含む旋削ツール(3)であって、
前記ツールボディ(2)は、
前端(44)と、
反対側の後端と、
前記前端(44)から前記後端まで伸長する、縦方向軸(A2)に沿う主エクステンションと、
前記旋削インサート(1)が載置可能であり、有効なノーズ部位(15)のバイセクタ(7)が、前記ツールボディ(2)の前記縦方向軸(A2)に関して、35°から55°の角度θを形成するようになっている、前記前端(44)に形成されたインサートシートと、
を有する、旋削ツール(3)。
【請求項13】
前記角度θと、角度αの半分の角度と、の合計は、50°以上70°以下である、請求項12に記載の旋削ツール(3)。
【請求項14】
請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)を用いて金属ワークピース(50)を加工する方法であって、
第1の端(54)にて前記金属ワークピース(50)をクランプすることと、
回転軸(A3)を中心に前記金属ワークピース(50)を回すことと、
有効なノーズ部位(15)の前記第1の切削エッジ(11)を、前記第1の切削エッジ(11)が、前記金属ワークピース(50)の前記回転軸に関して前記第2の切削エッジ(12)により形成される角度よりも小さな角度を、前記金属ワークピース(50)の前記回転軸(A3)に関して形成するように位置決めすることと、
前記旋削インサート(1)を、前記回転軸(A3)に鉛直して離れる方向に、前記第2の切削エッジ(12)が有効となるように移動させることと、
を含む、方法。
【請求項15】
請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)を用いて金属ワークピース(50)を加工する方法であって、
第1の端(54)にて前記金属ワークピース(50)をクランプすることと、
回転軸(A3)を中心に前記金属ワークピース(50)を回すことと、
有効なノーズ部位(15)の前記第1の切削エッジ(11)を、前記第1の切削エッジ(11)が、前記金属ワークピース(50)の前記回転軸に関して前記第2の切削エッジ(12)により形成される角度よりも小さな角度を、前記金属ワークピース(50)の前記回転軸(A3)に関して形成するように位置決めすることと、
前記旋削インサート(1)を、前記回転軸(A3)に並列する方向に、前記第1の端(54)から離れて、前記第1の切削エッジ(11)が有効となるように移動させることと、
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関する。より具体的には、本発明は、コンピュータ数値制御(computer numerical control又はCNC)機械などの加工ツールでの金属切削のために使用される旋削インサートの分野に関する。
【背景技術】
【0002】
本発明は、請求項1のプリアンブルに係る旋削インサートと、そのような旋削インサートを含む旋削ツールと、そのような旋削ツールを使用して金属ワークピースを加工する方法と、に言及する。換言すると、本発明は、旋削インサートに関する。旋削インサートは、上面と、反対側の底面と、上面と底面とを接続する側面と、上面と底面との間に並列に位置する基準面と、基準面に鉛直に伸長して基準面と交差する中心軸と、中心軸を中心に対称に形成された3つのノーズ部位と、を含む。ノーズ部位はそれぞれ、第1の切削エッジと、第2の切削エッジと、第1の切削エッジと第2の切削エッジとを接続する凸状のノーズ切削エッジと、を含む。上面図において、同じノーズ部位上にある第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、互いに対してノーズ角を形成する。
【0003】
金属ワークピースの旋削において、金属ワークピースは、中心軸を中心に回転する。金属ワークピースは、1つ又はそれ以上のチャック又はジョーなどの回転可能なクランピング手段により、一端にてクランプされる。このクランプされた、ワークピースの一端は、クランピング端又はドライビング端と呼ぶことができる。安定したクランピングのために、金属ワークピースのクランピング端又はドライビング端は、金属ワークピースの反対側の端が有する直径よりも大きな直径を有してよい、及び/又は、クランピング端と反対側の端との間に位置する、金属ワークピースの一部位に、大きな直径を有してよい。代替的に、金属ワークピースは、加工作業、つまり、金属切削作業の前に一定の直径を有してよい。旋削インサートは、金属ワークピースに関して動かされる。この相対運動は、送りと呼ばれる。旋削インサートの移動は、金属ワークピースの中心軸に並列な方向とすることができる。これは一般的に、縦方向の送り又は軸方向の送りと呼ばれる。旋削インサートの移動はさらに、金属ワークピースの中心軸に鉛直する方向とすることができる。これは一般的に、半径方向の送り又はフェイシングと呼ばれる。他の角度又は送り方向での移動もまた可能である。これは一般的に、コピイング又はコピー旋削として知られる。コピイングでは、送りは、軸方向の成分と半径方向の成分との双方を有する。旋削インサートの相対運動中、切り屑の形態にて、金属ワークピースから材料が除去される。切り屑は好ましくは、切り屑の詰まりを防ぐ、及び/又は、加工された表面の表面仕上げが不十分にならないように短く、及び/又は、そのような形状若しくは移動の方向を有する。
【0004】
広い範囲の送り方向に使用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、つまり、見る人に面するすくい面において、すべての3つの側面の長さが等しく、ノーズ角が60°である三角形の形状を有する。三角形の隅はそれぞれ、ノーズ切削エッジの形態にあり、これは典型的には、0.2mmから2.0mmの範囲の曲率半径を有する。そのような旋削インサートの例としては、ISO規格に準拠して一般的に設計されたTNMG及びTCMTがあり、これらは一般的に、コーティングされている又はコーティングされていない焼結炭化物、又は、立方晶窒化ホウ素(cubic boron nitride又はCBN)、又は、セラミック、又は、サーメットから少なくとも部分的に作られる。
【0005】
半径方向の旋削では、送り方向は、金属ワークピースの回転軸に鉛直してこれに向かう。これはフェイシングと呼ばれる。金属ワークピースの回転軸から遠ざかる半径方向の旋削はアウトフェイシングとしても知られ、これは、特定のコンポーネントを加工する際には好適となり得るが、TNMG又はTCMTなどの一般的な旋削インサートを使用することは、切り屑の制御が不十分となるなど、不都合な点を呈する。
【0006】
US4632608での旋削インサートは、アウトフェイシングにおける欠点を克服することが意図されている。このインサートは、3つのノーズ部位を含む。1つの実施形態では、ノーズ部位は円形状を有する。アウトフェイシングにおいて、円形状の切削エッジの一部位は、唯一の有効な切削エッジである。さらなる実施形態では、各ノーズ部位の外縁は、ノーズ角が60°である、多数の、キャンバーのあるセグメントからなる。この実施形態について、アウトフェイシングにおいて、真っ直ぐな切削エッジの一部位と、凸状に湾曲したノーズ切削エッジの一部位と、は、アウトフェイシングにおいて、唯一の有効な切削エッジである。US4632608での旋削インサートは、金属ワークピースにおいて、90°の出隅を形成する2つの壁を加工することに使用できる。ここでは、回転軸から遠い距離にある1つの壁は回転軸に鉛直しており、回転軸から近い距離にある1つの円筒状の壁は回転軸に並列している。ここでは、2つの壁は、円形又は湾曲したセグメントにより接続される。このコンテキストにおける90°の出隅は、円筒状の壁又は円筒状の表面が、回転軸から離れて対向するよう、金属ワークピースの外側の面又は外面の上、又はそこに形成された90°の隅である。これは、回転軸と同心のボア内部の内側の面又は内面の上、又はそこに形成され得るいずれの隅とは対照的である。
【0007】
円形のセグメント又は湾曲したセグメントは、回転軸を含む面における断面において、旋削インサートのノーズ切削エッジと同じ曲率半径を有する、円弧の形状、四分の一の円の形状、又は、実質的な円の形状の四分の一である。円形のセグメント又は湾曲したセグメントは、代替的に、旋削インサートのノーズ切削エッジよりも大きい曲率半径を有する。より具体的には、US4632608では、90°の出隅を形成する2つの壁を加工することは、軸方向の旋削作業と、それに続くアウトフェイシング作業と、により行われる。ここでは、有効なノーズ部位の同じ部位が、双方の作業において有効である。上述する軸方向の旋削作業では、金属ワークピースのクランピング端に向かい、金属ワークピースの回転軸に鉛直する、隅の壁に向かう。
【0008】
EP3153260A1では、回転軸に鉛直に伸長して、回転軸から遠い距離にある、上述する壁の近くに旋削インサートが移動すると、切り屑の制御が低下すると言われている。
【0009】
EP3153260A1では、金属ワークピースにおいて、90°の出隅を形成する2つの壁面を加工する代替的な方法が、インサートの摩耗、及び/又は、切り屑のブレイキング、及び/又は、切り屑の制御に関してより効果的であり、新たな旋削インサートが、既知の旋削インサートと比較して、さらなる改善をもたらすことがわかっている。
【発明の概要】
【0010】
EP3153260A1においては、切り屑のブレイキングを改善できることを、発明者達は見いだした。
【0011】
本発明の目的は、10°と45°との間の切り込み角にて加工する際の切り屑のブレイキングを改善する、金属ワークピースにおいて、90°の出隅を形成する2つの壁面を経済的に加工することに適した、3つのノーズ部位を含む旋削インサートを提供することである。
【0012】
本目的は、はじめに画定された旋削インサートと共に達成される。これは、第1の切削エッジは、第1のサブ部位と、第2のサブ部位と、を含み、ノーズ切削エッジから第1のサブ部位までの距離は、ノーズ切削エッジから第2のサブ部位までの距離より短く、第1のサブ部位から基準面までの距離は、ノーズ切削エッジから遠ざかるほど短くなり、第2のサブ部位から基準面までの距離は、ノーズ切削エッジから遠ざかるほど長くなり、底面は、回転防止手段を含むことを特徴とする。
【0013】
上面は、すくい面を含む。底面は、座面を含む。基準面は、ノーズ切削エッジがそれぞれ位置する面に並列である。ノーズ切削エッジはそれぞれ、好ましくは、基準面から最も遠い距離に位置する切削エッジである。ノーズ切削エッジはそれぞれ、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る。好ましくは、中心軸は、クランピングスクリュのための貫通孔の中心にある。ノーズ部位はそれぞれ、中心軸を中心に対称に形成されている。つまり、ノーズ部位はそれぞれ、他のノーズ部位のそれぞれに対して120°の角度を形成する。ノーズ部位は、旋削インサートの中心に関して、旋削インサートの遠位部位である。1つのノーズ部位の少なくとも一部位は、加工中に有効となっている。つまり、金属ワークピースと接触する。ノーズ部位はそれぞれ、上面に少なくとも隣接する、又は、共通の境界を有する切削エッジを含む。旋削インサートは、両面性又はリバーシブルであってよい。つまり、底面が、上面と同様又は同一の一式の切削エッジを含んでよい。ノーズ切削エッジはそれぞれ、旋削インサートの最遠部位を形成する。換言すると、ノーズ切削エッジはそれぞれ、旋削インサートの中心軸から最も遠い距離に位置する、切削インサートの一部である。ノーズ部位は、切削インサートの周辺部位である。ここでは、第1の切削エッジと、第2の切削エッジと、ノーズ切削エッジとの間の上面上、又はそこに、すくい面が形成される。ノーズ切削エッジは、好ましくは、第1の切削エッジと第2の切削エッジとの間にその中心を有する円弧又は円の一部位の形状を有する。ここでは、円は、好ましくは、0.2mmから2.0mmの半径を有する。代替的に、ノーズ切削エッジは、楕円の円弧の形状を有してよい。代替的に、ノーズ切削エッジは、1つ又はそれ以上の、円の円弧、又は、楕円の円弧、同様に、真っ直ぐな部位の組み合わせの形状を有してよい。これらは共に、上面図において、凸状であるノーズ切削エッジを形成する。上面図は、上面が見る人に面しており、底面が見る人に面していない図である。第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、好ましくは、上面図において真っ直ぐである。第1の切削エッジと第2の切削エッジとが上面図において真っ直ぐでない場合、例えば、少し凸状又は少し凹状である場合、ノーズ角は、第1の切削エッジと第2の切削エッジとのそれぞれの端点の間の直線を使用して測定される。第1のエッジと第2のエッジとが少し凸状又は少し凹状である場合、第1の切削エッジと第2の切削エッジとについての曲率半径は、ノーズ切削エッジについての曲率半径の5倍超、好ましくは、10倍超である。代替的に、25°から50°のノーズ角は、25°から50°の角度の円弧の形状を有するノーズ切削エッジに等しい。すべてのノーズ切削エッジは、好ましくは、基準面に並列な共通面内に位置する。切削エッジは、すくい面と、起伏面としても知られる逃げ面と、を隔てる、旋削インサートのエッジである。ノーズ切削エッジの円弧の長さは、第1の切削エッジと第2の切削エッジとの双方の長さより短い。好ましくは、旋削インサートは片面性であり、上面の面積が底面の面積より広く、上エリアと底エリアとの双方が、基準面RP上に突き出ているようになっている。旋削インサートは、好ましくは、一片のコーティングされている又はコーティングされていない超硬焼結炭化物又はサーメットから少なくとも部分的に作られる。代替的に、旋削インサートは、立方晶窒化ホウ素(cubic boron nitride又はCBN)、多結晶ダイヤモンド(poly crystalline diamond又はPCD)、又はセラミックから少なくとも部分的に作られてよい。旋削インサートは、例えば、スクリュ又はクランプを用いて、ツールボディに取り外し可能に載置可能である。好ましくは、上面と底面との間に貫通孔が伸長する。
【0014】
好ましくは、第1のサブ部位は、1°から5°、さらにより好ましくは、2°から4°の角度にて傾斜する。第1のサブ部位は、側面図において下方に、つまり、基準面に向かって、ノーズ切削エッジから離れて傾斜する。好ましくは、第2のサブ部位は、1°から5°、さらにより好ましくは、2°から4°の角度にて傾斜する。第2のサブ部位は、側面図において上方に、つまり、基準面から離れて、ノーズ切削エッジから遠ざかる方向に傾斜する。
【0015】
好ましくは、第1のサブ部位の、上面図において見た長さは、1.0mmから6.0mm、さらにより好ましくは、1.5mmから4.0mmである。好ましくは、第2のサブ部位の、上面図において見た長さは、1.0mmから6.0mm、さらにより好ましくは、1.5mmから4.0mmである。好ましくは、第1の切削エッジの、上面図において見た長さは、2.5mmから10.0mmである。好ましくは、第1の切削エッジの、上面図において見た長さは、2つのノーズ切削エッジ間の距離の10%から40%である。
【0016】
底面は、回転防止手段を含む。そのような旋削インサートにより、旋削インサートがツールボディに置かれた際の、向かい合う方向での半径方向の旋削、及び/又は、向かい合う方向での軸方向の旋削が改善される。さらに、インサートの配置が改善され、これは、接触面として機能する側面の必要性を減らす。これにより、送り方向に関する旋削ツールの汎用性を改善できる。回転防止手段は、1つ又はそれ以上のリッジ、溝、突起、又はキャビティ、又は、そのような特徴の組み合わせの形態とすることができる。回転防止手段は、旋削インサートを取り外し可能にクランプできる、ツールボディにおいて対応する構造、又は、ツールボディに置かれたシムと接触することによる相互作用に適している。回転防止手段は、旋削インサートの中心軸を中心とする、2つの向かい合う方向への旋削インサートの回転又は移動を防ぐ、又は、これを少なくとも減らす。
【0017】
1つの実施形態によると、第1の切削エッジは、第3のサブ部位を含む。第3のサブ部位は、第1のサブ部位と第2のサブ部位との間にある。第3のサブ部位は、側面図において凹状である。
【0018】
1つの実施形態によると、第3のサブ部位は、側面図において、第1の切削エッジの最低部位である。
【0019】
換言すると、基準面から第3のサブ部位までの距離は、基準面から第1の切削エッジのすべての他の部位までの距離より短い。
【0020】
1つの実施形態によると、回転防止手段は、3つの溝の形態である。溝はそれぞれ、隣接する第1の切削エッジと第2の切削エッジとの間に位置するバイセクタに沿う主エクステンションを有する。
【0021】
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における3つの位置におけるインデックスが可能である。溝の向きは、向かい合う方向での軸方向の旋削と、向かい合う方向での半径方向の旋削(フェイシングとアウトフェイシングと)の双方において回転を十分に防ぐように、第1の切削エッジと第2の切削エッジとに関して対称に向いている。換言すると、ノーズ部位のそれぞれに対して、第1の切削エッジと第2の切削エッジとの間に位置するバイセクタは、同じノーズ部位における、インサートの底面における溝の主エクステンションと同じエクステンションを有する。その結果として、すべての3つの溝は、旋削インサートの中心軸に向かう方向に主エクステンションを有する。好ましくは、溝のペアの間のその角度は、基準面が見る人の視点に鉛直する底面図にて見た際に、120°である。
【0022】
1つの実施形態によると、第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、上面図において、線形又は真っ直ぐである。
【0023】
そのような旋削インサートにより、切削力の方向及び/又は切り屑フローの方向は、切削深さ、つまり、切削の深さにあまり依存しなくなる。このコンテキストにおいて、200mmを超える凹状又は凸状の曲率半径は、真っ直ぐ又は線形と考えられる。
【0024】
1つの実施形態によると、バイセクタはそれぞれ、第1の切削エッジと第2の切削エッジとのペアのそれぞれから等距離に伸長する。バイセクタはそれぞれ、中心軸と交差する。第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、それぞれの側面図において、バイセクタのそれぞれに対して対称又は実質的に対称である。
【0025】
そのような旋削インサートにより、鉛直であり得る2つの方向への加工の際に、有効でないノーズ切削エッジによる干渉のリスクが減る。そのような旋削インサートにより、向かい合う端にてクランプされた金属ワークピースに対して、そのインサートを使用することができる。換言すると、同じノーズ部位の上、又はそこに形成された第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、バイセクタから等距離に位置する。したがって、バイセクタは、第1の切削エッジと第2の切削エッジとの間に位置する。第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、バイセクタの向かい合う側の上、又はそこに位置する。バイセクタはそれぞれ、いずれの他のバイセクタに対して120°の角度を形成する。バイセクタはそれぞれ、中心軸と交差する。バイセクタはそれぞれ、第1の切削エッジ及び第2の切削エッジと同じノーズ部位の上、又はそこに形成されたノーズ切削エッジの中心と交差する。
【0026】
第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、それぞれの側面図において、バイセクタに対して対称又は実質的に対称である。換言すると、第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、バイセクタに関して対称である。好ましくは、ノーズ部位は、バイセクタに関して対称である。そのような旋削インサートにより、インサートは、右側のツール及び左側のツールにおいて使用できる。したがって、旋削インサートが混合することを減らすことができる。
【0027】
1つの実施形態によると、バイセクタはそれぞれ、第1の切削エッジと第2の切削エッジとのペアのそれぞれから等距離に伸長する。バイセクタはそれぞれ、中心軸と交差する。上面は、バイセクタに沿うエクステンションを有する突起を含む。突起は、第1の切削エッジに対向する第1の切り屑ブレーカ壁と、第2の切削エッジに対向する第2の切り屑ブレーカ壁と、を含む。
【0028】
そのような旋削インサートにより、切り屑のブレイキング及び/又は切り屑の制御がさらに改善される。1つのさらなる効果は、加工した金属ワークピース、つまり、コンポーネントの表面品質を損ない得る、加工された表面に切り屑があたるリスクが減ることである。突起は、上面の周辺部位よりも、基準面から遠く離れて伸長してよい。突起と切削エッジとの間には、すくい面が形成される。
【0029】
好ましくは、旋削インサートの上面は、第1の切削エッジと第1の切り屑ブレーカ壁との間に沈んでいる。換言すると、第1の切削エッジと第1の切り屑ブレーカ壁との間にある、旋削インサートの上面は、第1の切削エッジと第1の切り屑ブレーカ壁との隣接する部位と比較して、基準面からより近い距離に位置する。このコンテキストにおける隣接する部位は、上面図において、第1の切削エッジに鉛直する線に沿う部位として理解されるべきである。
【0030】
上面は、バイセクタの少なくとも1つに沿うエクステンションを有する突起を含む。
【0031】
1つの実施形態によると、上面は、バイセクタに沿うエクステンションを有する第2の突起を含む。第2の突起は、ノーズ切削エッジと突起との間にある。側面図において、第2の突起の上面は、突起の上面より低い。
【0032】
そのような旋削インサートにより、切り屑のブレイキングが、特に、ノーズ切削エッジのみが有効である際などの浅い切削の深さにて、さらに改善される。
【0033】
第2の突起は、バイセクタに沿うエクステンションを有する。換言すると、第2の突起は、上面図において、バイセクタと交差する。第2の突起は、第1の切削エッジに対向する第1の切り屑ブレーカ壁と、第2の切削エッジに対向する第2の切り屑ブレーカ壁と、を含む。
【0034】
第2の突起の上面から基準面までの距離は、突起の上面から基準面までの距離より短い。
【0035】
好ましくは、ノーズ切削エッジから基準面までの距離は、第2の突起の上面から基準面までの距離より短い。
【0036】
好ましくは、第2の突起は、上面図においてU字形状である。ここでは、第2の突起の凸状の部位は、ノーズ切削エッジに対向する。凹状の部位はしたがって、上面図において円弧形状又は円弧のようなものであり、その円弧は、150°から220°である。
【0037】
1つの実施形態によると、突起の上面と第1の切削エッジの最低点との間の、基準面に鉛直する面において測定される距離は、0.36mmから0.7mmである。
【0038】
そのような旋削インサートにより、切り屑のブレイキング及び/又は切り屑の制御がさらに改善される。
【0039】
その距離は、側面図におけるものである。好ましくは、その距離61は、0.40mmから0.55mmである。その距離は、突起の上面、好ましくは、側面図において見た、旋削インサートの最高点まで測定される。
【0040】
好ましくは、突起の高さは、ノーズ切削エッジに向かう方向に低くなっている。
【0041】
1つの実施形態によると、上面図において、第2のサブ部位から第1の切り屑ブレーカ壁までの距離は、ノーズ切削エッジから遠ざかるほど短くなる。
【0042】
そのような旋削インサートにより、切り屑のブレイキング及び/又は切り屑の制御がさらに改善される。
【0043】
異なって形成されたものでは、第1の切り屑ブレーカ壁の上部境界線から第2のサブ部位までの距離は、ノーズ切削エッジから遠ざかる方向に短くなっている。その距離は、上面図において、第2のサブ部位に鉛直する方向に測定される。好ましくは、及び上面図において、第1の切り屑ブレーカ壁の上部境界線と第2のサブ部位との間に形成される角度は、2°から20°、さらにより好ましくは、5°から15°である。その角度は、上面図において測定される。
【0044】
1つの実施形態によると、ノーズ切削エッジと第1の切削エッジの最低点との間の、基準面に鉛直する面において測定される距離は、0.05mmから0.4mmである。
【0045】
そのような旋削インサートにより、切り屑のブレイキング及び/又は切り屑の制御がさらに改善される。
【0046】
その距離は、側面図におけるものである。好ましくは、その距離は、0.08mmから0.25mmである。その距離は、突起の上面、好ましくは、側面図において見た、旋削インサートの最高点まで測定される。
【0047】
本発明の1つの実施形態によると、上面と底面とは同一である。回転防止手段は、一式の表面の形態である。表面はそれぞれ、基準面に関して5°から60°の角度を形成する面において伸長する。
【0048】
そのような構成により、旋削インサートを両面性とでき、回転防止手段を含むことができる。両面性、又はリバーシブルな旋削インサートとは、旋削インサートを、すくい面としての前方底面と共に使用できることを意味する。
【0049】
本発明の1つの実施形態によると、旋削ツールは、本発明に係る旋削インサートと、ツールボディと、を含む。ツールボディは、前端と、反対側の後端と、前端から後端まで伸長する、縦方向軸A2に沿う主エクステンションと、旋削インサートが載置可能であり、有効なノーズ部位のバイセクタが、ツールボディの縦方向軸A2に関して、35°から55°の角度θを形成するようになっている、前端に形成されたインサートシートと、を有する。
【0050】
そのような旋削ツールにより、旋削インサートは、より広い範囲の送り方向が可能なように位置する又は置かれる。そのような旋削ツールにより、同じノーズ部位について、第1の切削エッジを、軸方向の旋削に使用でき、第2の切削エッジを、アウトフェイシングに使用でき、ノーズ切削エッジの、有効でない一部位があり、つまり、双方の作業、つまり、双方の送り方向に対して摩耗がないようにできる。そのような旋削ツールにより、金属ワークピースのクランピング端から遠ざかる軸方向の旋削の際の第1の切削エッジの切り込み角は、45°未満、少なくとも10°未満である。そのような切り込み角は、インサートが、金属ワークピースのクランピング端から遠ざかる方向に移動するような軸方向の旋削の際に、インサートの摩耗を減らすことを、発明者達は見いだした。そのような旋削ツールにより、アウトフェイシング、つまり、金属ワークピースの回転軸から鉛直に離れる送りの際の第2の切削エッジの切り込み角は、45°未満、少なくとも10°未満となる。そのような切り込み角は、アウトフェイシングの際にインサートの摩耗を減らすことを、発明者達は見いだした。有効なノーズ部位は、載置された状態にて、上面図において、ツールボディの後端に関して、及び、ツールボディの縦方向軸に関して最遠である、旋削インサートの一部であるノーズ切削エッジを含むノーズ部位である。有効なノーズ部位の第1の切削エッジが、ツールボディの縦方向軸に関して形成する角度は、有効なノーズ部位の第2の切削エッジが、ツールボディの縦方向軸に関して形成する角度より大きい。ツールボディの縦方向軸は、好ましくは、金属ワークピースの回転軸に鉛直する。載置された状態での旋削インサートの中心軸は、ツールボディの縦方向軸に関して、実質的に鉛直(70°から110°)する。ツールボディのインサートシートは、好ましくは、旋削インサートの底面に形成されるインサート回転手段に対応するインサート回転手段を含む。ツールボディの後端は、有効なノーズ切削エッジから最も遠い距離に位置する、ツールボディの一部である。
【0051】
本発明の1つの実施形態によると、角度θと、角度αの半分の角度と、の合計は、50°以上70°以下である。換言すると、50°≦θ+(α/2)≦70°である。
【0052】
そのような旋削ツールにより、切り屑のブレイキング及び/又は切り屑の制御が、アウトフェイシングにおいて、及び、金属ワークピースのクランピング端から遠ざかる軸方向の旋削において、さらに改善される。そのような旋削ツールにより、金属ワークピースにおいて、90°の出隅を加工できる。ここでは、隅の1つの壁面は、金属ワークピースの回転軸に鉛直し、隅の1つの壁面は、金属ワークピースの回転軸に並列する。2つの壁面は、旋削インサートのノーズ切削エッジと同じ曲率半径を有する表面により接続される。そのような旋削ツールにより、第1の切削エッジの切り込み角は、金属ワークピースのクランピング端から遠ざかる軸方向の旋削の際に、20°と40°との間にある。そのような切り込み角は、インサートの摩耗を減らすことを、発明者達は見いだした。そのような旋削ツールにより、第2の切削エッジの切り込み角は、アウトフェイシングの際に、20°と40°との間にある。そのような切り込み角は、インサートの摩耗を減らすことを、発明者達は見いだした。
【0053】
本発明の1つの実施形態によると、金属ワークピースを加工する方法は、本発明に係る旋削インサートを使用して行われる。この方法は、第1の端にて金属ワークピースをクランプすることと、回転軸A3を中心に金属ワークピースを回すことと、有効なノーズ部位の第1の切削エッジを位置決めし、第1の切削エッジが、金属ワークピースの回転軸に関して第2の切削エッジにより形成される角度よりも小さい角度を、金属ワークピースの回転軸A3に関して形成するようにすることと、旋削インサートを、回転軸A3に鉛直して離れる方向に、第2の切削エッジが有効となるように移動させることと、を含む。有効なノーズ部位は、切削中、このノーズ部位が、金属ワークピースから切り屑を切り出す、少なくとも1つの切削エッジを含むように位置するノーズ部位である。有効なノーズ部位は、他の、つまり、有効でないノーズ部位よりも、金属ワークピースの回転軸の近く、及び、金属ワークピースの第1の端の近くに位置する。「第2の切削エッジが有効」という表現は、第2の切削エッジが、金属ワークピースから切り屑を切り出すことを意味する。さらに、有効な第2の切削エッジに隣接する、ノーズ切削エッジの一部位は、有効となっている。第2の切削エッジと同じノーズ部位の上、又はそこに形成された第1の切削エッジは、第2の切削エッジが有効となると同時に無効となる。旋削インサートを移動させることは、一般的に送りとして知られており、代替的に、アウトフェイシングとして知られている。第2の切削エッジは、好ましくは、20°から40°の第2の切り込み角κ2にて有効となる。切り込みが20°未満の場合、切り屑の幅が広くなりすぎて、切り屑の制御が不十分となり、振動のリスクが高まる場合がある。切り込み角が40°超の場合、インサートの摩耗が増える場合がある。
【0054】
本発明の1つの実施形態によると、金属ワークピースを加工する方法は、本発明に係る旋削インサートを使用して行われる。この方法は、第1の端にて金属ワークピースをクランプすることと、回転軸を中心に金属ワークピースを回すことと、有効なノーズ部位の第1の切削エッジを位置決めし、第1の切削エッジが、金属ワークピースの回転軸に関して第2の切削エッジにより形成される角度よりも小さい角度を、金属ワークピースの回転軸A3に関して形成するようにすることと、旋削インサートを、回転軸A3に並列する方向に、第1の端から離れて、第1の切削エッジが有効となるように移動させることと、を含む。有効なノーズ部位は、切削中、このノーズ部位が、金属ワークピースから切り屑を切り出す、少なくとも1つの切削エッジを含むように位置するノーズ部位である。有効なノーズ部位は、他の、つまり、有効でないノーズ部位よりも、金属ワークピースの回転軸の近く、及び、金属ワークピースの第1の端の近くに位置する。「第1の切削エッジが有効」という表現は、第1の切削エッジが、金属ワークピースから切り屑を切り出すことを意味する。さらに、有効な第1の切削エッジに近い、ノーズ切削エッジの一部位は、有効となっている。第1の切削エッジと同じノーズ部位の上、又はそこに形成された第2の切削エッジは、第1の切削エッジが有効となると同時に無効となる。旋削インサートの移動は、縦方向の旋削作業である。第1の切削エッジは、好ましくは、20°から40°の第1の切り込み角κ1にて有効となっている。切り込みが20°未満の場合、切り屑の幅が広くなりすぎて、切り屑の制御が不十分となり、振動のリスクが高まる場合がある。切り込み角が40°超の場合、インサートの摩耗が増える場合がある。
【0055】
本発明の様々な実施形態、及び、添付の図面を参照して、本発明を、以下にさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0056】
図1図1は、第1の実施形態に係る旋削インサートを示す斜視図である。
図2図2は、図1に示す旋削インサートのノーズ部位の斜視図である。
図3図3は、図1の旋削インサートの上面図又は前面図である。
図4図4は、図3の線B-Bに沿う断面図である。
図5図5は、図3の線C-Cに沿う断面図である。
図6図6は、図1の旋削インサートの側面図である。
図7図7は、旋削インサートによる円筒状の表面の旋削を示す模式図である。
図8図8は、図1の旋削インサートのためのツールボディを示す斜視図である。
図9a図9aは、図1の旋削インサートの底面を示す斜視図である。
図9b図9bは、図1の旋削インサートの底面を示すさらなる斜視図である。
図10図10は、図1の旋削インサートを使用する旋削からの切り屑を示す切り屑のチャートである。
図11図11は、最新の旋削インサートを使用する旋削からの切り屑を示す切り屑のチャートである。
【0057】
すべての旋削インサートの図は、縮尺して描かれている。
【発明を実施するための形態】
【0058】
第1の実施形態に係る旋削インサート1を、図1から図3図6図9a、及び図9bを参照して説明する。旋削インサート1は、すくい面を含む上面8と、座面として機能する反対側の底面9と、を含む。基準面RPは、上面8と底面9との間に並列に位置する。中心軸A1は、基準面RPに鉛直に伸長して、基準面RPと、上面8と、底面9と、交差する。上面8と底面9とに開口を有する、スクリュのための穴は、中心軸A1と同心である。旋削インサート1は、逃げ面として機能し、上面8と底面9とを接続する側面13を含む。
【0059】
3つのノーズ部位15、15’、15’’は、中心軸A1に対して対称に、又は、これを中心に形成されている。ノーズ部位15、15’、15’’は同一である。ノーズ部位15、15’、15’’はそれぞれ、第1の切削エッジ11と、第2の切削エッジ12と、第1の切削エッジ11と第2の切削エッジ12とを接続する凸状のノーズ切削エッジ10と、を含む。ノーズ切削エッジ10、10’、10’’は、中心軸A1から最も遠い距離、つまり、中心軸A1から、旋削インサートのすべての他の部分より遠い距離に位置する。図3に見られる上面図において、同じノーズ部位15の上、又はそこにある第1の切削エッジ11と第2の切削エッジ12とは、互いに対して25°から50°のノーズ角αを形成する。図3では、ノーズ角αは35°である。
【0060】
第1及び第2の切削エッジ11、12は、図3に見られるように、上面図において、線形若しくは真っ直ぐ、又は実質的に線形若しくは真っ直ぐである。バイセクタ7はそれぞれ、第1の切削エッジ11、11’、11’’と第2の切削エッジ12、12’、12’’とのペアのそれぞれから等距離に伸長する。バイセクタ7はそれぞれ、中心軸A1と交差する。インデンテーション17、17’、17’’はそれぞれ、ノーズ切削エッジ10、10’、10’’のペアのそれぞれの間に形成されている。第1の切削エッジ11は、第1のサブ部位111と、第2のサブ部位112と、第1のサブ部位111と第2のサブ部位112との間にあってこれらを接続する第3のサブ部位113と、を含む。第1のサブ部位111は、ノーズ切削エッジ10と接する。ノーズ切削エッジ10から第1のサブ部位111までの距離は、ノーズ切削エッジ10から第2のサブ部位112までの距離より短い。図6に見られるように、第1のサブ部位111から基準面RPまでの距離は、ノーズ切削エッジ10から遠ざかるほど短くなる。換言すると、第1のサブ部位111は、側面図において、ノーズ切削エッジ10から離れて下方に傾斜する。第2のサブ部位112から基準面RPまでの距離は、ノーズ切削エッジ10から遠ざかるほど長くなる。換言すると、第2のサブ部位112は、側面図において、ノーズ切削エッジ10から離れて上方に傾斜する。第3のサブ部位113は、側面図において、図6のように、凹状である。第3のサブ部位113は、側面図において、第1の切削エッジ11の最低部位である。第1及び第2の切削エッジ11、12は、バイセクタ7に関して対称である。したがって、第2の切削エッジ12は、第1の切削エッジ11について説明するような、対応するサブ部位を含む。
【0061】
図9a及び図9bに見られる底面9は、回転防止手段を含む。この目的は、切削中、旋削インサート1が、中心軸A1を中心に回る傾向を減らすことである。この形態は、3つの溝40、40’、40’’である。溝40、40’、40’’はそれぞれ、最も近い第1の切削エッジ11と第2の切削エッジ12とに隣接して位置するバイセクタ7と同じ方向に主エクステンションを有する。溝40、40’、40’’はそれぞれ、2つの座面を、好ましくは、互いに関して100°から160°の鈍角にて含む。旋削インサート1は、図7に見られるように、ツールボディ2の前端に位置するインサートシート4に、スクリュ又はトップクランプなどのクランピング手段により確実にクランプされることが意図されている。インサートシート4と旋削インサート1との間の接触を、図8図9a、及び図9bの斜線エリアを参照して説明する。有効なノーズ切削部位15は、図9bの溝40がある、インサートの一部である。溝40の2つの座面は、インサートシート4の底にあるリッジ90の2つの表面と接触する。他の溝40’、40’’のそれぞれの1つの表面は、有効なノーズ切削エッジ10から最も遠い距離に位置する表面であり、インサートシート4の底において底面93、94と接触する。有効なノーズ切削エッジ10から最も遠い距離に位置する側面13の少なくともいくつかの部位は、インサートシート4の後端に形成された後座面91、92と接触してよい。
【0062】
上面は、突起30を含む。突起30は、第1の切削エッジ11に対向する第1の切り屑ブレーカ壁34と、第2の切削エッジ12に対向する第2の切り屑ブレーカ壁35と、を含む。上面8は、バイセクタ7に沿うエクステンションを有する第2の突起50を含む。ここで、第2の突起50は、ノーズ切削エッジと突起30との間にある。図6に見られるような側面図において、第2の突起の上面は、突起30の上面より低い。例えば、図2に見られるように、第2の突起は、第1の切削エッジ11に対向する第1の切り屑ブレーカ壁と、第2の切削エッジ12に対向する第2の切り屑ブレーカ壁と、を含む。
【0063】
図6に見られるような側面図において、突起30の上面と第1の切削エッジ11の最低点との間に、基準面RPに鉛直する面において測定される距離61を画定することができる。その距離61は、0.36mmから0.7mmである。ノーズ切削エッジ10と第1の切削エッジ11の最低点との間に、基準面RPに鉛直する面において測定される距離60を画定することができ、これは、0.05mmから0.4mmである。
【0064】
基準面RPは、上面と底面9との間に、これらから等距離に位置する。上面と底面とは平坦ではないが、基準面RPは、3つのノーズ切削エッジ10と交差する面に並列となるよう位置できる。
【0065】
図3に見られるような上面図において、第2のサブ部位112から第1の切り屑ブレーカ壁34までの距離は、ノーズ切削エッジ10から遠ざかるほど短くなる。第1の切り屑ブレーカ壁34の上部境界線と第2のサブ部位112との間に形成された角度λは、2°から20°、さらにより好ましくは、5°から15°である。
【0066】
側面13は、上面と底面9とを接続する。図4及び図5はそれぞれ、図3の線B-B及び線C-Cに沿う断面図を示す。断面C-Cは、基準面RPに鉛直する面において、第2の切削エッジ12’’に鉛直する。
【0067】
インデンテーション17、17’、17’’はそれぞれ、ノーズ切削エッジ10、10’、10’’のペアのそれぞれの間の側面13に形成されている。
【0068】
図7を参照する。これは、旋削インサート17を含む旋削ツールを使用する旋削作業を示す。金属ワークピース50は、CNC機械又は旋盤などの、モータ(図示せず)を含む機械(図示せず)に接続されたクランピング手段(図示せず)によりクランプされる。クランピング手段は、好ましくは、金属ワークピース50の第1の端54、又は、クランピング端にて、その外面を押す。金属ワークピース50の反対側の第2の端55は、自由端である。金属ワークピースは、回転軸A3を中心に回る。上面図に見られる旋削インサートは、ツールボディ2におけるインサートシート又はポケットに、スクリュ6を用いて確実に、取り外し可能にクランプされる。ツールボディ2は、後端と、インサートシート又はポケットが位置する前端44と、の間に伸長する縦方向軸A2を有する。図7では、送りはできるかぎり軸方向であり、これはまた、縦方向の送りとも呼ばれる。つまり、送りの方向は、回転軸A3に並列である。このようにして、外側の円筒状の表面53が形成される。各切削の切り込み、又は、軸方向の送りの直前には、送りは、旋削インサートが、円の円弧に沿って移動するよう、半径方向の成分を有する。
【0069】
旋削インサートは、有効なノーズ切削エッジ10を含む有効なノーズ部位15を含む。有効なノーズ部位15は、回転軸A3に並列な軸方向の旋削中、10°から45°、好ましくは、20°から40°の範囲にて選ばれる切り込み角κ1を有する有効な第1の切削エッジをさらに含む。作業中は主切削エッジである第1の切削エッジは、軸方向の送り方向においてノーズ切削エッジ10の前にある。換言すると、第1の切削エッジは、リーディングエッジである。有効なノーズ部位15の上、又はそこに形成された第2の切削エッジは、セカンダリ切削エッジ又はトレーリングエッジである。送り方向が、回転軸A3から離れて鉛直するような、送り方向が半径方向となる場合、第2の切削エッジは、切り込み角κ2にて有効となる。バイセクタ7は、第1の切削エッジと第2の切削エッジとにより画定される。換言すると、バイセクタは、第1の切削エッジと第2の切削エッジとの間に形成される。第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、旋削インサートの外側の点にて収束する。有効なノーズ部位15のバイセクタは、縦方向軸A2に対して40°から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削エッジ10’、10’’を含む2つの有効でないノーズ部位を含む。軸方向の旋削作業では、旋削インサートのすべての部分が、送り方向において、有効なノーズ切削エッジ10の前にある。軸方向の旋削作業では、トラブルのなく、切り屑を、金属ワークピースから遠ざかる方向に向けることができる。加工ステップでは、旋削インサート1は、ノーズ切削エッジ10が、円の円弧に沿って移動するよう、金属ワークピース50に切り込む。旋削インサート1は、切り込み中の切り屑の厚さが、一定、又は、実質的に一定となるよう、金属ワークピース50に切り込む、又は、この切削に入る。切り込みでは、切削の深さは、ゼロの切削の深さから深くなる。そのような好ましい切り込みは、インサートの摩耗、特に、ノーズ切削エッジ10での摩耗を減らす。切り屑の厚さは、切り込み角により乗算される送り速度として画定される。したがって、切り込み中の旋削インサートの送り速度、並びに、移動及び/又は方向を選択することにより、及び/又は、これらを異ならせることにより、切り屑の厚さを、一定、又は、実質的に一定にすることができる。切り込み中の送り速度は、好ましくは、0.50mm/回転以下である。切り込み中の切り屑の厚さは、好ましくは、後続の切削又は加工中の切り屑の厚さ以下である。
【0070】
図1及び図2のノーズ切削エッジにより少なくとも部分的に生成又は形成された円筒状の表面53、又は、合理的な対称表面は、ピーク及び谷が低い波形状を有する。この波形状は、ノーズの曲率半径及び送り速度により少なくとも部分的に影響を受ける。波の高さは0.10mm未満、好ましくは、0.05mm未満である。この場合、円筒状の表面53にスレッドプロファイルはない。
【0071】
図7の旋削インサートは、EP3153260A1に示す旋削インサートである。しかし、本発明に係る旋削インサートが同様に使用される。
【0072】
図10及び図11は、旋削、より具体的には、縦方向の旋削からの切り屑のチャートを示す。ここでは、第1の切削エッジの切り込み角は、図7に示すように、30°であるが、切削の円弧形状の切り込みはない。切り屑のチャートは、同一条件下にて作成されている。ここでは、ワークピース材料は、欧州規格EN10025-2に準拠するタイプS355J2の炭素マンガン鋼である。図10では、旋削インサートは、図1から図3図6図9a、及び図9bに見られるような、本発明に係るものである。図11では、旋削インサートは、EP3153260A1の図16aから図16dに示すインサートと同様又は同一の、最新のものである。
【0073】
切り屑のチャートはそれぞれ、20の異なる切削条件からの切り屑を示す。水平に示すものは、回転毎にmmでの送り速度である。左から右へ、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5となっている。垂直に示すものは、mmでの切削の深さ、つまり、切削深さである。下から上へ、0.5、1、2、3となっている。対応する条件からの切り屑を比較する際に見ることができるように、図10の切り屑は、典型的には、図11の切り屑と比較して、より短い、又は、より好適な形状である。
【0074】
第2の実施形態(図示せず)によると、上面と底面とは同一である。これは、最初の位置では、上面8はすくい面として機能し、インサートが裏返しにされると、同じ表面が今度は座面として機能することを意味する。基準面は、上面と底面との間に並列に位置する。中心軸は、基準面に鉛直に伸長して、基準面と、上面8と、底面と、に交差する。上面と底面とに開口を有する、スクリュのための孔は、中心軸と同心である。旋削インサートは、逃げ面として機能し、上面と底面とを接続する側面を含む。3つのノーズ部位は、中心軸に対して対称に、又は、これを中心に形成される。ノーズ部位は同一である。ノーズ部位はそれぞれ、第1の切削エッジと、第2の切削エッジと、第1の切削エッジと第2の切削エッジとを接続する凸状のノーズ切削エッジと、を含む。ノーズ切削エッジは、中心軸から最も遠い距離、つまり、中心軸から、旋削インサートのすべての他の部分より遠い距離に位置する。上面図において、同じノーズ部位の上、又はそこにある第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、互いに対して25°から50°のノーズ角を形成する。側面図において、第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、第1の実施形態に係る旋削インサートに対応するように形成される。第1の切削エッジと第2の切削エッジとは、上面図において、線形又は真っ直ぐである、又は、実質的に線形又は真っ直ぐである。バイセクタはそれぞれ、第1の切削エッジと第2の切削エッジとのペアのそれぞれから等距離に伸長する。バイセクタはそれぞれ、中心軸と交差する。旋削インサートは、一式の表面の形態の回転防止手段を含む。ここでは、表面はそれぞれ、基準面に関して5°から60°の角度を形成する面において伸長する。一式の表面はそれぞれ、好ましくは、EP3153260A1の図13aから図13dに示すような、中心軸を中心に伸長する、中央リング形状の突起の一部として、好ましくは形成される。そのような構成により、旋削インサートは、両面性又はリバーシブルとでき、使用の可能性が広がる。
【0075】
本発明は、これらの開示された実施形態に限定されず、以下に記載の特許請求の範囲内での変形及び変更が可能である。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9A
図9B
図10
図11
【手続補正書】
【提出日】2024-09-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面(8)と、
反対側の底面(9)と、
前記上面(8)と前記底面(9)とを接続する側面(13)と、
前記上面(8)と前記底面(9)との間に並列に位置する基準面(RP)と、
前記基準面(RP)に鉛直に伸長して前記基準面(RP)と交差する中心軸(A1)と、
前記中心軸(A1)を中心に対称に形成された3つのノーズ部位(15、15’、15’’)と、
を含み、
各ノーズ部位(15、15’、15’’)はそれぞれ、第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と、第2の切削エッジ(12、12’、12’’)と、前記第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と前記第2の切削エッジ(12、12’、12’’)とを接続する凸状のノーズ切削エッジ(10、10’、10’’)と、を含み、
上面図において、同じ前記ノーズ部位(15)上にある前記第1の切削エッジ(11)と前記第2の切削エッジ(12)とは、互いに対して25°から50°のノーズ角(α)を形成する旋削インサート(1)であって、
前記第1の切削エッジ(11)は、第1のサブ部位(111)と、第2のサブ部位(112)と、を含み、
前記ノーズ切削エッジ(10)から前記第1のサブ部位(111)までの距離は、前記ノーズ切削エッジ(10)から前記第2のサブ部位(112)までの距離より短く、
前記第1のサブ部位(111)から前記基準面(RP)までの距離は、前記ノーズ切削エッジ(10)から遠ざかるほど短くなり、
前記第1のサブ部位(111)は側面図から見て、1°から5°の角度にて傾斜し、
前記第2のサブ部位(112)から前記基準面(RP)までの距離は、前記ノーズ切削エッジ(10)から遠ざかるほど長くなり、
前記第2のサブ部位(112)は側面図から見て、1°から5°の角度にて傾斜し、
前記底面(9)は、回転防止手段(40、40’、40’’)を含み、
バイセクタ(7)は、前記第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と前記第2の切削エッジ(12、12’、12’’)とのペアのそれぞれから等距離に伸長し、
前記バイセクタ(7)はそれぞれ、前記中心軸(A1)と交差し、
前記第1及び第2の切削エッジ(11、12)は、上面図において、前記バイセクタ(7)に対して対称又は実質的に対称である、
ことを特徴とする、旋削インサート(1)。
【請求項2】
前記第1の切削エッジ(11)は、第3のサブ部位(113)を含み、
前記第3のサブ部位(113)は、前記第1のサブ部位(111)と前記第2のサブ部位(112)との間にあり、
前記第3のサブ部位(113)は、側面図において凹状である、
請求項1に記載の旋削インサート(1)。
【請求項3】
前記第3のサブ部位(113)は、側面図において、前記第1の切削エッジ(11)の最低部位である、請求項2に記載の旋削インサート(1)。
【請求項4】
前記回転防止手段は、3つの溝(40、40’、40’’)の形態であり、
各溝(40、40’、40’’)はそれぞれ、隣接する前記第1の切削エッジ(11、11’、11’’)と前記第2の切削エッジ(12、12’、12’’)との間に位置するバイセクタ(7)に沿う主エクステンションを有する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項5】
前記第1及び第2の切削エッジ(11、12)は、上面図において、線形又は真っ直ぐである、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項6】
前記上面(8)は、前記バイセクタ(7)に沿うエクステンションを有する突起(30)を含み、
前記突起(30)は、前記第1の切削エッジ(11)に対向する第1の切り屑ブレーカ壁(34)と、前記第2の切削エッジ(12)に対向する第2の切り屑ブレーカ壁(35)と、を含む、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項7】
前記上面(8)は、前記バイセクタ(7)に沿うエクステンションを有する第2の突起(50)を含み、
前記第2の突起(50)は、前記ノーズ切削エッジと前記突起(30)との間にあり、
側面図において、前記第2の突起の上面は、前記突起(30)の上面より低い、
請求項6に記載の旋削インサート(1)。
【請求項8】
前記突起(30)の前記上面と前記第1の切削エッジ(11)の最低点との間の、前記基準面(RP)に鉛直する面において測定される距離(61)は、0.36mmから0.7mmである、請求項6又は請求項7に記載の旋削インサート(1)。
【請求項9】
上面図において、前記第2のサブ部位(112)から前記第1の切り屑ブレーカ壁(34)までの距離は、前記ノーズ切削エッジ(10)から遠ざかるほど短くなる、請求項6から請求項8のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)。
【請求項10】
前記ノーズ切削エッジ(10)と前記第1の切削エッジ(11)の前記最低点との間の、前記基準面(RP)に鉛直する面において測定される距離(60)は、0.05mmから0.4mmである、請求項8に記載の旋削インサート(1)。
【請求項11】
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)と、
ツールボディ(2)と、
を含む旋削ツール(3)であって、
前記ツールボディ(2)は、
前端(44)と、
反対側の後端と、
前記前端(44)から前記後端まで伸長する、縦方向軸(A2)に沿う主エクステンションと、
前記旋削インサート(1)が載置可能であり、有効なノーズ部位(15)のバイセクタ(7)が、前記ツールボディ(2)の前記縦方向軸(A2)に関して、35°から55°の角度θを形成するようになっている、前記前端(44)に形成されたインサートシートと、
を有する、旋削ツール(3)。
【請求項12】
前記角度θと、前記ノーズ角(α)の半分の角度と、の合計は、50°以上70°以下である、請求項11に記載の旋削ツール(3)。
【請求項13】
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)を用いて金属ワークピース(50)を加工する方法であって、
第1の端(54)にて前記金属ワークピース(50)をクランプすることと、
回転軸(A3)を中心に前記金属ワークピース(50)を回すことと、
有効なノーズ部位(15)の前記第1の切削エッジ(11)を、前記第1の切削エッジ(11)が、前記金属ワークピース(50)の前記回転軸に関して前記第2の切削エッジ(12)により形成される角度よりも小さな角度を、前記金属ワークピース(50)の前記回転軸(A3)に関して形成するように位置決めすることと、
前記旋削インサート(1)を、前記回転軸(A3)に鉛直して離れる方向に、前記第2の切削エッジ(12)が有効となるように移動させることと、
を含む、方法。
【請求項14】
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の旋削インサート(1)を用いて金属ワークピース(50)を加工する方法であって、
第1の端(54)にて前記金属ワークピース(50)をクランプすることと、
回転軸(A3)を中心に前記金属ワークピース(50)を回すことと、
有効なノーズ部位(15)の前記第1の切削エッジ(11)を、前記第1の切削エッジ(11)が、前記金属ワークピース(50)の前記回転軸に関して前記第2の切削エッジ(12)により形成される角度よりも小さな角度を、前記金属ワークピース(50)の前記回転軸(A3)に関して形成するように位置決めすることと、
前記旋削インサート(1)を、前記回転軸(A3)に並列する方向に、前記第1の端(54)から離れて、前記第1の切削エッジ(11)が有効となるように移動させることと、
を含む、方法。
【外国語明細書】