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▶ サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグの特許一覧

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-20
(45)【発行日】2022-10-28
(54)【発明の名称】金属切削のための旋削ツール及び方法
(51)【国際特許分類】
   B23B 29/24 20060101AFI20221021BHJP
   B23B 27/02 20060101ALI20221021BHJP
   B23B 1/00 20060101ALI20221021BHJP
【FI】
B23B29/24 B
B23B27/02 C
B23B1/00 Z
【請求項の数】 14
(21)【出願番号】P 2020514211
(86)(22)【出願日】2018-03-21
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-11-19
(86)【国際出願番号】 EP2018057164
(87)【国際公開番号】W WO2019052693
(87)【国際公開日】2019-03-21
【審査請求日】2021-01-22
(31)【優先権主張番号】17191355.1
(32)【優先日】2017-09-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】507226695
【氏名又は名称】サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ
(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
【審査官】中川 康文
(56)【参考文献】
【文献】西独国特許出願公開第02830403(DE,A1)
【文献】欧州特許出願公開第02050529(EP,A2)
【文献】特開平05-154703(JP,A)
【文献】実開平07-031204(JP,U)
【文献】特開平09-267201(JP,A)
【文献】特開2007-075933(JP,A)
【文献】特開2008-207292(JP,A)
【文献】特表2015-529569(JP,A)
【文献】独国特許出願公開第04214355(DE,A1)
【文献】欧州特許出願公開第03153260(EP,A1)
【文献】米国特許第05503509(US,A)
【文献】米国特許出願公開第2010/0209203(US,A1)
【文献】独国実用新案第202013102510(DE,U1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23B 1/00-25/06
B23B 27/00-29/34
B23B 51/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属ワークピース(18)の内部旋削のための旋削ツール(1)であって、
後端(3)と、
反対側の前方端(4)と、
それらの間に伸長する長手方向の中心軸(A1)と、
関連付けられた第1のすくい面(16)を有する、第1の半径方向の末端点(10)を含む第1のノーズ切削エッジ(5)であって、第1の前方の切削エッジ(12)と、第1の後方の切削エッジ(14)と、を分離及び接続する、第1のノーズ切削エッジ(5)と、を含む旋削ツール(1)において、
前記旋削ツール(1)は、関連付けられた第2のすくい面(17)を有する、第2の半径方向の末端点(11)を含む第2のノーズ切削エッジ(6)を含み、
前記第2のノーズ切削エッジ(6)は、第2の前方の切削エッジ(13)と、第2の後方の切削エッジ(15)と、を分離及び接続し、
前記第1及び第2の半径方向の末端点(10、11)はそれぞれ、前記長手方向の中心軸(A1)に対して反対側に位置し、
前記第1及び第2のすくい面(16、17)はそれぞれ、反対方向を向いており、
前記第2の半径方向の末端点(11)は、前記第1の半径方向の末端点(10)の前方に位置し、
前記第1の前方の切削エッジ(12)は、鋭角の、第1の切り込み角(α)を形成し、
前記第2の前方の切削エッジ(13)は、鈍角の、第2のバック逃げ角(β)を形成し、
前記第2の後方の切削エッジ(15)は、鋭角の、第2の切り込み角(δ)を形成し、
前記旋削ツール(1)は、更に
ツールボディ(2)と、
第1の旋削インサート(18)と、
第2の旋削インサート(19)と、をさらに含み、
前記ツールボディ(2)は、外周面(9)を含み、
前記外周面(9)は、前記長手方向の中心軸(A1)に対して鉛直する断面図において、円形又は実質的に円形である一部位を含み、
前記ツールボディ(2)は、第1のインサートシート(20)と、前記長手方向の中心軸(A1)に対して前記第1のインサートシート(20)の反対側にある第2のインサートシート(21)と、を含み、
前記第1及び第2のインサートシート(20、21)は離れており、
前記第1の旋削インサート(18)は、前記第1のインサートシート(20)内に位置し、
前記第2の旋削インサート(19)は、前記第2のインサートシート(21)内に位置し、
前記第1の旋削インサート(18)は、
前記第1のノーズ切削エッジ(5)と、
前記第1のすくい面(16)と、
前記第1の前方の切削エッジ(12)と、
前記第1の後方の切削エッジ(14)と、を含み、
前記第1の旋削インサート(18)は、
前記第1のすくい面(16)を含む第1の上面(26)と、
反対側の第1の底面(28)と、を含み、
前記第2の旋削インサート(19)は、
前記第2のノーズ切削エッジ(6)と、
前記第2のすくい面(17)と、
前記第2の前方の切削エッジ(13)と、
前記第2の後方の切削エッジ(15)と、を含み、
前記第2の旋削インサート(19)は、
前記第2のすくい面(17)を含む第2の上面(27)と、
反対側の第2の底面(29)と、を含み、
前記第2のノーズ切削エッジ(6)は、前記旋削ツール(1)の単一の、軸方向に前方の端点を画定する、軸方向に前方の末端点(30)を含み、
第2のバイセクタ(B2)は、前記第2の前方の切削エッジ(13)と、前記第2の後方の切削エッジ(15)と、の間の中間に伸長し、
前記軸方向に前方の末端点(30)及び前記第2の半径方向の末端点(11)はそれぞれ、前記第2のバイセクタ(B2)の反対側に位置し、
前記ツールボディ(2)は、前記軸方向に前記第1のインサートシート(20)に隣り合う第1の切り屑ポケット(22)と、前記軸方向に前記第2のインサートシート(21)に隣り合う、前記長手方向の中心軸(A1)に対して前記第1の切り屑ポケット(22)の反対側にある第2の切り屑ポケット(23)と、を含み、
前記第1及び第2の切り屑ポケット(22、23)は離れており、
前記第1及び第2の切り屑ポケット(22、23)は、前記前方端(4)に向かって開いており、
前記第1の旋削インサート(18)と、前記第2の旋削インサート(19)とは、前記長手方向の中心軸(A1)により画定される前記長手方向に部分的に重なる、
旋削ツール(1)。
【請求項2】
前記第1の後方の切削エッジ(14)は、鋭角の、第1のバック逃げ角(γ)を形成する、請求項1に記載の旋削ツール(1)。
【請求項3】
前記鋭角の、第1の切り込み角(α)は、4から40°である、請求項1又は2に記載の旋削ツール(1)。
【請求項4】
前記鈍角の、第2のバック逃げ角(β)は、91から120°である、請求項1から3のいずれか一項に記載の旋削ツール(1)。
【請求項5】
前記鋭角の、第2の切り込み角(δ)は、4から80°である、請求項1から4のいずれか一項に記載の旋削ツール(1)。
【請求項6】
前記第1のノーズ切削エッジ(5)は、鈍角の、前記第1の前方の切削エッジ(12)と、前記第1の後方の切削エッジ(14)と、の間の角度により画定される第1のノーズ角(ε)を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の旋削ツール(1)。
【請求項7】
前記第1の旋削インサート(18)は、上面図において、90°又は180°の角度にて対称であり、
前記第1の旋削インサート(18)は、前記第1の上面及び底面(26、28)にて開いている第1のスクリュ孔(24)を含み、
第1のバイセクタ(B1)は、前記第1の前方の切削エッジ(12)と、前記第1の後方の切削エッジ(14)と、の間の中間に伸長し、
前記第1の後方の切削エッジ(14)は、上面図において、前記第1のノーズ切削エッジ(5)に隣り合う第1の端と、反対側の第2の端と、の間にて直線状である、
請求項1から6のいずれか一項に記載の旋削ツール(1)。
【請求項8】
前記第2の旋削インサート(19)は、前記第2の上面及び底面(27、29)にて開いている第2のスクリュ孔(25)を含み、
第2のバイセクタ(B2)は、前記第2の前方の切削エッジ(13)と、前記第2の後方の切削エッジ(15)と、の間の中間に伸長し、
前記第2のバイセクタ(B2)、又は、前記第2のバイセクタ(B2)の延長線は、前記第2のスクリュ孔(25)の第2の中心軸(C2)から離れており、
前記第2の後方の切削エッジ(15)から前記第2の底面(29)までの距離は、前記第2のノーズ切削エッジ(6)から離れるにしたがって減少しており、
前記第2の前方の切削エッジ(13)から前記第2の底面(29)までの距離は、前記第2のノーズ切削エッジ(6)から離れるにしたがって減少している、
請求項に記載の旋削ツール(1)。
【請求項9】
孔(31)を含む金属ワークピース(18)を提供することと、
コンピュータ化された数値制御旋盤を提供することと、
請求項1から請求項のいずれか一項に記載の旋削ツール(1)を提供することと、
前記コンピュータ化された数値制御旋盤により、前記金属ワークピース(18)をクランピングすることと、
前記旋削ツール(1)を、前記コンピュータ化された数値制御旋盤の加工インターフェース(30)に接続することと、
前記金属ワークピース(18)を、その回転軸(A2)を中心とする回転方向(R1)に回転させることと、
前記旋削ツール(2)の前記長手方向の中心軸(A1)を、前記回転軸(A2)に対して平行に配置することと、
前記旋削ツール(1)を、前記回転軸(A2)に対して平行の第1の送り方向(F1)に移動させ、前記第1の前方の切削エッジ(12)が有効となるようにし、そして、第1の内面(32)が、前記第1のノーズ切削エッジ(5)により形成されるようにして、前記孔(31)を加工することと、
を含む、加工方法。
【請求項10】
前記金属ワークピース(18)を、前記回転方向(R1)に回転させることと、
前記旋削ツール(1)を、前記回転軸(A2)に関して傾斜した第2の送り方向(F2)に移動させ、前記第2のノーズ切削エッジ(6)が有効となるようにして、前記孔(31)を加工することと、
をさらに含む、請求項に記載の加工方法。
【請求項11】
前記金属ワークピース(18)を、前記回転方向(R1)に回転させることと、
前記旋削ツール(1)を、前記第1の送り方向(F1)に対して反対側の第3の送り方向(F3)に移動させ、前記第2の後方の切削エッジ(15)が有効となるようにし、前記第1のノーズ切削エッジ(5)により形成される、前記第1の内面(32)の少なくとも一部位が切削されるようにし、そして、第2の内面(33)が、前記第2のノーズ切削エッジ(6)により形成されるようにして、前記孔(31)を加工することと、
をさらに含む、請求項又は10に記載の加工方法。
【請求項12】
前記旋削ツール(1)を位置決めし、前記第2の半径方向の末端点(11)から第1の加工された表面(32)までの距離が、前記第1の半径方向の末端点(10)から前記第1の加工された表面(32)までの距離より短くなるようにすることと、
前記旋削ツール(1)を、前記第1の送り方向(F1)に対して反対側の第4の送り方向(F4)に移動させ、前記旋削ツール(1)が、前記孔(31)から切り屑を出すようにすることと、
前記旋削ツール(1)が、軸方向の距離(37)の分だけ、前記孔(31)の完全に外側にある場合に、前記旋削ツール(1)の前記移動を停止させることと、
をさらに含む、請求項から11のいずれか一項に記載の加工方法。
【請求項13】
前記コンピュータ数値制御旋盤により実行されると、前記コンピュータ数値制御旋盤に、請求項から12のいずれか一項に記載の方法を行わせる命令を有する、コンピュータプログラム。
【請求項14】
請求項13に記載のコンピュータプログラムを保存しているコンピュータ可読媒体。
【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(つまり、computer numerical control又はCNC)機械などの機械での金属切削のための、内部旋削のための旋削ツールの分野に関する。
【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ツールに言及する。換言すると、本発明は、金属ワークピースの内部旋削のための旋削ツールに関する。この旋削ツールは、後端と、反対側の前方端と、それらの間に伸長する長手方向の中心軸と、関連付けられた第1のすくい面を有する、第1の半径方向の末端点を含む第1のノーズ切削エッジと、を含む。第1のノーズ切削エッジは、第1の前方の切削エッジと、第1の後方の切削エッジと、を分離及び接続する。
【0003】
そのような旋削ツールは、米国特許公報第2007/0081867A1号から既知である。その既知の旋削ツールは、穴あけバー、又は、内部旋削のための旋削ツールである。その旋削ツールは、シャンクと、旋削インサートと、を含む。内部の長手方向の旋削では、旋削ツールは、ワークピースの孔の底に向かう送り方向に移動される。切り込み角は、90°より大きい。旋削ツールは、旋削インサートを1つのみ含む。旋削ツールは、孔の底に向かう1つの方向のみでの旋削のために使用される。切り屑のフロー方向、及び、孔からの切り屑のスムーズな排出に関する問題を、クーラントノズルからのクーラントのフローにより改善すると主張している。旋削ツールは、孔の内側の90°のコーナーの加工に使用され得る。旋削ツールは、止まり孔の加工に使用され得る。
【発明の概要】
【0004】
孔内への長手方向の旋削のための既知の旋削ツールを、特に、旋削インサートのノーズ半径又はコーナー半径以下の切削深さにて使用する場合に、切り屑のブレイキングが不十分となり、これにより、例えば、切り屑の排出が不十分となることを、発明者達は見いだした。既知の旋削ツールの旋削インサートの摩耗を減らす必要があることを、発明者達は見いだした。孔の長手方向の旋削は、多くの場合に、好ましくは、粗削りのための第1のパスと、それに続く第2の仕上げパスと、といった、2回又はそれ以上のパスにて行われてよいことを、発明者達は見いだした。ツールの切削部は、好ましくは、粗削りの際には、仕上げに比較して異なるべきであることを、発明者達は見いだした。そのような場合では、2つの別個の旋削ツールを使用することは、コスト効率を下げ、より多くの時間がかかり、さらには他の欠点があることを、発明者達は見いだした。
【0005】
本発明の目的は、内部の長手方向の旋削に適切であり、特に、一定の直径を有する内面の生成に適切であり、金属ワークピースの孔内への送りの際に、高い送り速度が使用され得る旋削ツールを提供することである。さらなる目的は、金属ワークピースの孔からの切り屑の排出を改善することである。依然としてさらなる目的は、粗削り及び仕上げの双方に使用できる旋削ツールを提供することである。
【0006】
上記の目的の少なくとも1つは、はじめに定義した旋削ツールにより達成される。この旋削ツールは、関連付けられた第2のすくい面を有する、第2の半径方向の末端点を含む第2のノーズ切削エッジを含むことを特徴とする。第2のノーズ切削エッジは、第2の前方の切削エッジと、第2の後方の切削エッジと、を分離及び接続する。第1及び第2の半径方向の末端点はそれぞれ、長手方向の中心軸に対して反対側又は実質的に反対側に位置する。第1及び第2のすくい面はそれぞれ、反対方向又は実質的に反対方向を向いている。第2の半径方向の末端点は、第1の半径方向の末端点の前に位置する。第1の前方の切削エッジは、鋭角の、第1の切り込み角を形成する。第2の前方の切削エッジは、鈍角の、第2のバック逃げ角を形成する。第2の後方の切削エッジは、鋭角の、第2の切り込み角を形成する。
【0007】
そのような旋削ツールにより、粗削り又は小さな切り込み角での加工と、仕上げ又は大きな切り込み角での加工と、の双方を、1つのツールで行うことができる。
【0008】
そのような旋削ツールにより、金属ワークピースの回転軸又は中心線の反対側それぞれでの、反対方向への長手方向の送りが、金属ワークピースが回転方向に回転している間に、可能である。このようにすることで、孔加工におけるサイクルタイムを、孔に入る際と、孔を出る際と、の双方での加工により、最適化すること、又は、減らすことができる。そのような旋削インサートにより、第1のノーズ切削エッジにより生成された、一定の直径を有する、表面の少なくとも一部位が、第2のノーズ切削エッジにより加工され得る。
【0009】
孔の底に向かう送りの際に、鋭角の切り込み角は、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。したがって、ツール寿命が改善される。代替的に、送り速度を速くしてよい。
【0010】
孔の底に向かう送りの際に、鈍角の切り込み角に比較して、鋭角の切り込み角は、切り屑を、孔から出る方向に向ける程度がより大きく、これにより、切り屑の排出を改善できることを、発明者達は見いだした。
【0011】
孔内への長手方向の旋削の際に、特に、ノーズ切削エッジの半径以下の切削深さにて、鈍角の切り込み角を有する場合に、切り屑のブレイキングが不十分となり、これにより、例えば、切り屑の排出が不十分となることを、発明者達は気づいた。この問題は、鋭角の切り込み角を有することにより減らすことができることを、発明者達は見いだした。
【0012】
旋削ツールが、鈍角の、第2のバック逃げ角を形成する第2の前方の切削エッジを含むよう、旋削ツールを配置することにより、及び、第1の半径方向の末端点の前に第2の半径方向の末端点を配置することにより、90°のコーナーが形成され得、90°のコーナーの表面の1つが、金属ワークピースの回転軸に対して鉛直する平面であり、及び、90°のコーナーの第2の表面が、金属ワークピースの回転軸と表面同心であることを、発明者達は見いだした。
【0013】
旋削ツールは、好ましくはスチール製のツールボディと、好ましくはツールボディよりも耐摩耗性の高い材料製の、好ましくは超硬合金製の、少なくとも1つの、好ましくは2つの旋削インサートと、を好ましくは含んでよい。単一の旋削インサート又は複数の旋削インサートは、好ましくは、1つ又はそれ以上のクランピングスクリュを用いて、ツールボディにクランプされる。
【0014】
旋削ツールは、2つの向かい合うノーズ切削エッジを有する、金属切削のための、超硬合金の、又は、いずれの他の適切な耐摩耗材料の単一のピースからなってよい。
【0015】
旋削ツールは、旋削インサートを1つのみ含んでよい。この旋削インサートは、ツールボディに取り付けられてよく、又は、これに取り付け可能であってよく、旋削ツールを共に画定する。
【0016】
旋削ツールは、金属ワークピースの内部旋削のためにある。より具体的には、旋削ツールは、金属切削により、金属ワークピースの回転軸と同心の内面を生成するためにある。金属ワークピースは、回転軸と同心又は実質的に同心の孔を含む。この孔は、好ましくは止まり孔、又は、代替的に、貫通孔の形態であってよい。金属ワークピースは、好ましくは、スチール製であってよい。
【0017】
旋削ツールは、後端を含む。この後端は、工作機械、好ましくはコンピュータ化された数値制御旋盤の加工インターフェースに直接的又は間接的にクランプされるよう適合されている。
【0018】
旋削ツールは、孔の加工中に孔の内側に位置する、反対側の前方端を含む。
【0019】
旋削ツールの長手方向の中心軸は、前端と後端との間に伸長し、前端に向かう前方向又は前方方向と、反対側の後方向又は後方方向と、を画定する。旋削ツールは、好ましくは、部分的に円筒状又は実質的に円筒状の形状である。より具体的には、旋削ツールは、好ましくは、長手方向の中心軸と部分的に同心又は実質的に同心である。
【0020】
後端は、円形又は実質的に円形であってよく、又は、代替的に、内部の長手方向の旋削のための、CNC旋盤の加工インターフェースへの接続に適切ないずれの他の形状であってよい。そのような代替的な形状は、国際標準化機構(International Organization for Standardization又はISO)の標準26623に説明する形状を含む。
【0021】
旋削ツールは、第1のノーズ切削エッジを含む。第1のノーズ切削エッジは、長手方向の旋削において、つまり、ワークピースの回転軸に対して平行な送り方向にて、第1の表面生成エッジ又は表面ワイピングエッジとして適切である。第1のノーズ切削エッジは、上面図において、凸状である。好ましくは、第1のノーズ切削エッジは、上面図において、凸状の曲面である。
【0022】
旋削ツールは、第1及び第2の半径方向の末端点、つまり、遠位端点を含む。
【0023】
仮想面は、第1及び第2の半径方向の末端点の間の中間に位置し、旋削ツールを、2つの部分、又は、前面図における2つの半円形状に分割する。
【0024】
第1の半径方向の末端点は、旋削ツールのそれらの部分の内の1つの点であり、その点は、長手方向の中心軸から大きく離れた距離に位置する。
【0025】
第2の半径方向の末端点は、旋削ツールのそれらの部分の内の他の1つの点であり、その点は、長手方向の中心軸から大きく離れた距離に位置する。
【0026】
半径方向の末端点及び第1のノーズ切削エッジは、関連付けられた第1のすくい面を有する。すくい面又は切削面は、使用中、つまり、切削中に、除去される切り屑と接触する、旋削ツールの面である。すくい面は、好ましくは、旋削インサートの上面、又は、旋削インサートの上面の一部位である。この上面は、好ましくは1つ又はそれ以上の突起の形態での、切り屑ブレイキング手段又は切り屑形成手段を含む。
【0027】
第1のノーズ切削エッジは、第1の前方の切削エッジと、第1の後方の切削エッジと、を分離及び接続する。第1の前方の切削エッジは、前方方向に、第1のノーズ切削エッジの前にある。
【0028】
第1のバイセクタは、第1の前方の切削エッジと、第1の後方の切削エッジと、の間の中間に伸長する。
【0029】
第1の前方の切削エッジは、好ましくは、上面図において、直線状又は実質的に直線状である。長手方向の旋削において、つまり、金属ワークピースの回転軸に対して平行な、前方方向での、つまり、孔内への送り方向において、第1の前方の切削エッジは、メイン切削エッジ又はリーディングエッジとして機能するよう配置されている。第1のノーズ切削エッジは、表面生成切削エッジとして機能するよう配置されている。第1の後方の切削エッジは、セカンダリ切削エッジ、リリーフ切削エッジ、又はトレーリングエッジとして機能するよう配置されている。ノーズ切削エッジは、長手方向の旋削において、円筒状の、又は、金属ワークピースの回転軸と同心の表面を生成するよう配置されている。
【0030】
旋削ツールは、金属ワークピースから切削された切り屑と接触するよう配置された、関連付けられた第2のすくい面又は切削面を有する、第2の半径方向の末端点を含む、上面図において、好ましくは、凸状又は凸状の曲面の第2のノーズ切削エッジを含む。
【0031】
第2のノーズ切削エッジは、好ましくは、上面図において直線状又は実質的に直線状の、第2の前方の切削エッジと、好ましくは、上面図において直線状又は実質的に直線状の、第2の後方の切削エッジと、を分離及び接続する。
【0032】
第2のバイセクタは、第2の前方の切削エッジと、第2の後方の切削エッジと、の間の中間に伸長する。
【0033】
長手方向の旋削において、つまり、金属ワークピースの回転軸に対して平行な、後方方向での、つまり、孔外への送り方向において、第2の前方の切削エッジは、セカンダリ切削エッジ、リリーフ切削エッジ、又はトレーリングエッジとして機能するよう配置されている。第2のノーズ切削エッジは、表面生成切削エッジとして機能するよう配置されている。第2の後方の切削エッジは、メイン切削エッジ又はリーディング切削エッジとして機能するよう配置されている。ノーズ切削エッジは、長手方向の旋削において、円筒状の、又は、金属ワークピースの回転軸と同心の表面を生成するよう配置されている。
【0034】
第1及び第2の半径方向の末端点はそれぞれ、長手方向の中心軸に対して反対側又は実質的に反対側に位置し、旋削ツールの前面図において、第1及び第2の半径方向の末端点の間の角度が、180°+/-20°、好ましくは+/-5°になっている。
【0035】
第1及び第2の半径方向の末端点はそれぞれ、長手方向の中心軸から離れている。好ましくは、切り屑を孔外に出して、又は、引き摺り出して、切り屑を除去する、旋削ツールの機能を改善するために、長手方向の中心軸から第2の半径方向の末端点までの距離は、長手方向の中心軸から第2の半径方向の末端点までの距離より長く、好ましくは、1から25%長い。
【0036】
第1及び第2のすくい面はそれぞれ、反対方向又は実質的に反対方向を向いている。換言すると、前面図に見て、第1のすくい面が下を向いている場合、第2のすくい面は、上を向いているか、又は、実質的に上を向いている。
【0037】
第2の半径方向の末端点は、第1の半径方向の末端点の前、つまり、その前方にあり、好ましくは、0.5から10mmの距離にあり、さらにより好ましくは、1.0から5mmの距離にある。
【0038】
第2のノーズ切削エッジは、第1のノーズ切削エッジの前にある。
【0039】
第1の前方の切削エッジは、鋭角の、つまり、90°未満の、第1の切り込み角を形成する。その第1の切り込み角は、第1の前方の切削エッジが、孔内への、つまり、前方方向への長手方向の旋削における送り方向に関して形成する角度として画定される。
【0040】
第1の切り込み角は、長手方向の旋削において、0.2mmの切削深さにて画定される。
【0041】
第2の前方の切削エッジは、鈍角の、つまり、90°を超える、第2のバック逃げ角又はリリーフ角を形成する。換言すると、第2の前方の切削エッジは、孔から出る長手方向の旋削の際、及び、第2の後方の切削エッジが有効となっている際に、加工された表面に関しての、90°を超える逃げ角を形成する。
【0042】
第2の後方の切削エッジは、鋭角の、つまり、90°未満の、第2の切り込み角を形成する。その第2の切り込み角は、第2の後方の切削エッジが、孔外への、つまり、後方方向への長手方向の旋削における送り方向に関して形成する角度として画定される。第2の切り込み角は、長手方向の旋削において、1.0mmの切削深さにて画定される。
【0043】
1つの実施形態によると、第2のノーズ切削エッジは、旋削ツールの単一の、軸方向に前方の端点を画定する、軸方向に前方の末端点を含む。第2のバイセクタは、第2の前方の切削エッジと、第2の後方の切削エッジと、の間の中間に伸長する。軸方向に前方の点及び第2の半径方向の末端点はそれぞれ、第2のバイセクタの反対側に位置する。
【0044】
そのような旋削ツールにより、90°のコーナーの内側を加工する能力が、さらに改善される。例えば、止まり孔の内側の、90°のコーナーの内側を加工する能力が、さらに改善される。
【0045】
例えば、そのような旋削ツールにより、相対的に大きな直径を有する、止まり孔の底面を、第2の前方の切削エッジがメイン切削エッジとなるようにして加工することができる。その底面は、金属ワークピースの回転軸に対して鉛直している。
【0046】
第2のノーズ切削エッジは、軸方向に前方の末端点、つまり、遠位端点を含む。これは、旋削ツールの単一の、軸方向に前方の端点を画定する。換言すると、軸方向に前方の遠位端点は、旋削ツールの他のすべての部分の前方にある。
【0047】
第2のノーズ切削エッジは、好ましくは、上面図において、凸状の曲面である。つまり、第2のノーズ切削エッジは、好ましくは、アーク形状である。第2のノーズ切削エッジは、好ましくは、0.1から2.0mm、より好ましくは、0.15から1.3mmの範囲にある曲率半径を有する。
【0048】
1つの実施形態によると、第1の後方の切削エッジは、鋭角の、第1のバック逃げ角を形成する。
【0049】
そのような旋削ツールにより、旋削ツールのツール寿命がさらに改善される。特に、第1のノーズ切削エッジの摩耗が、さらに減ることとなる。
【0050】
第1の後方の切削エッジは、第1の前方の切削エッジが有効となる際の、孔内への長手方向の旋削における、加工された表面に対する、鋭角の、第1のバック逃げ角を形成する。好ましくは、鋭角の、第1のバック逃げ角は、1から20°、より好ましくは、2から20°、さらにより好ましくは、2から10°である。
【0051】
1つの実施形態によると、鋭角の、第1の切り込み角は、4から40°である。
【0052】
そのような旋削ツールにより、旋削ツールのツール寿命がさらに改善される。特に、第1の前方の切削エッジの摩耗が、さらに減ることとなる。
【0053】
好ましくは、鋭角の、第1の切り込み角は、4から38°である。
【0054】
1つの実施形態によると、鈍角の、第2のバック逃げ角は、91から120°である。
【0055】
そのような旋削ツールにより、旋削ツールのツール寿命がさらに改善される。特に、第2のノーズ切削エッジの摩耗が、さらに減ることとなる。
【0056】
好ましくは、鈍角の、第2のバック逃げ角は、92から100°である。
【0057】
1つの実施形態によると、鋭角の、第2の切り込み角は、4から80°である。
【0058】
好ましくは、鋭角の、第2の切り込み角は、4から44°である。
【0059】
1つの実施形態によると、第1のノーズ切削エッジは、鈍角の、第1の前方の切削エッジと、第1の後方の切削エッジと、の間の角度により画定される第1のノーズ角を有する。
【0060】
そのような旋削ツールにより、旋削ツールのツール寿命がさらに改善される。特に、第1のノーズ切削エッジの摩耗が、さらに減ることとなる。
【0061】
好ましくは、第1のノーズ角は、100から160°、より好ましくは、120から160°、さらにより好ましくは、135から155°である。
【0062】
1つの実施形態によると、旋削ツールは、ツールボディと、第1の旋削インサートと、第2の旋削インサートと、を含む。ツールボディは、外周面を含む。外周面は、長手方向の中心軸に対して鉛直する断面図において、円形又は実質的に円形である一部位を含む。ツールボディは、第1のインサートシートと、反対側の第2のインサートシートと、を含む。ツールボディは、第1のインサートシートに隣り合う第1の切り屑ポケットと、第2のインサートシートに隣り合う反対側の第2の切り屑ポケットと、を含む。第1及び第2のインサートシートは離れている。第1及び第2の切り屑ポケットは離れている。第1及び第2の切り屑ポケットは、前方端に向かって開いている。第1の旋削インサートは、第1のインサートシート内に位置する。第2の旋削インサートは、第2のインサートシート内に位置する。第1の旋削インサートは、第1のノーズ切削エッジと、第1のすくい面と、第1の前方の切削エッジと、第1の後方の切削エッジと、を含む。第1の旋削インサートは、第1の上面と、反対側の第1の底面と、を含む。第2の旋削インサートは、第2のノーズ切削エッジと、第2のすくい面と、第2の前方の切削エッジと、第2の後方の切削エッジと、を含む。第2の旋削インサートは、第1のすくい面を含む第2の上面と、第2のすくい面を含む反対側の第2の底面と、を含む。第1の旋削インサート及び第2の旋削インサートは、長手方向の中心軸により画定される長手方向に、部分的に重なる。
【0063】
交換可能な2つの旋削インサートを有するそのような旋削ツールにより、旋削ツールは、より経済的となる。そのような旋削ツールにより、例えば、第1及び第2の旋削インサートを、異なる材料製とできるようにして、性能を改善できる。
【0064】
旋削ツールはしたがって、好ましくは、スチール製の、又は、スチールを含むツールボディを有する旋削ツールである。旋削ツールは、それぞれが、ツールボディよりも耐摩耗の高い材料製、好ましくは超硬合金製の、第1及び第2の旋削インサートを含む。
【0065】
ツールボディは、外周面を含む。外周面の一部位は、長手方向の中心軸に対して鉛直する断面図において、円形又は実質的に円形である。ツールボディはしたがって、孔又はボア、特に、円形の孔又はボアの加工のために配置されている。
【0066】
ツールボディは、第1のインサートシートと、長手方向の中心軸に関して反対側の第2のインサートシートと、を含む。つまり、ツールボディは、インサート受容ポケットを含む。ここでは、第1及び第2のインサートシートのそれぞれは、好ましくは、底面及び側面の形態での座面を含む。
【0067】
ツールボディは、第1のインサートシートに隣り合う第1の切り屑ポケット又は第1の切り屑空間と、長手方向の中心軸に関して、第2のインサートシートに隣り合う、反対側の第2の切り屑ポケット又は切り屑空間と、を含む。これらの切り屑ポケットは、ツールボディ内に形成された、リセス又は切り欠きの形態である。
【0068】
好ましくは、1つ又はそれ以上のフルードチャネルが、ツールボディの内側に配置されている。好ましくは、単一のフルードチャネル又は複数のフルードチャネルは、好ましくは、第1の切り屑ポケット内に開いている、第1のクーラントノズルの形態での、第1の出口を含む。好ましくは、単一のフルードチャネル又は複数のフルードチャネルは、好ましくは、第2の切り屑ポケット内に開いている、第2のクーラントノズルの形態での、第2の出口を含む。
【0069】
第1及び第2のインサートシートは離れており、好ましくは、それぞれが、長手方向の中心軸から離れている。
【0070】
第1の旋削インサートは、トップクランプ又はクランピングスクリュなどのクランピング手段により、第1のインサートシート内に位置する。
【0071】
第2の旋削インサートは、同様のクランピング手段により、第2のインサートシート内に位置する。
【0072】
第1の旋削インサートは、第1のノーズ切削エッジと、第1のすくい面と、第1の前方の切削エッジと、第1の後方の切削エッジと、第1の上面と、反対側の第1の底面と、を含む。第1の上面は、第1のすくい面を含む。第1の上面は、好ましくは1つ又はそれ以上の突起を含む切り屑ブレイキング手段及び/又は切り屑形成手段を好ましくは含む。
【0073】
第2の旋削インサートは、第2のノーズ切削エッジと、第2のすくい面と、第2の前方の切削エッジと、第2の後方の切削エッジと、第2の上面と、反対側の第2の底面と、を含む。第2の上面は、第2のすくい面を含む。第2の上面は、好ましくは1つ又はそれ以上の突起を含む切り屑ブレイキング手段及び/又は切り屑形成手段を好ましくは含む。
【0074】
第1の切削インサートの形状は、好ましくは、第2の旋削インサートの形状とは異なる。
【0075】
第1の旋削インサートは、好ましくは、第1の旋削インサートが、所定の角度の回転後に使用可能となるよう、2つ又はそれ以上のセットの切削エッジを含む。
【0076】
第2の旋削インサートは、1つ又はそれ以上のセットの切削エッジを含む。
【0077】
好ましくは、第1の切削インサートは、第2の切削インサートより多くのセットの切削エッジを含む。
【0078】
第1の旋削インサート及び第2の旋削インサートは部分的に重なり、第2の旋削インサートの軸方向に前方の点が、第1の旋削インサートの軸方向に前方の点の前になるようになっており、第2の旋削インサートの軸方向に後方の点が、第1の旋削インサートの軸方向に前方の点の後ろになるようになっている。「前方に(forward)」、「前に(ahead)」、及び「後に(behind)」とは、長手方向の中心軸により画定される長手方向に見た場合を指す。
【0079】
1つの実施形態によると、第1の旋削インサートは、上面図において、90°又は180°の角度にて対称である。第1の旋削インサートは、第1の上面及び底面にて開いている第1のスクリュ孔を含む。第1のバイセクタは、第1の前方の切削エッジと、第1の後方の切削エッジと、の間の中間に伸長する。第1の後方の切削エッジは、上面図において、第1のノーズ切削エッジに隣り合う第1の端と、反対側の第2の端と、の間にて直線状又は実質的に直線状である。
【0080】
そのような旋削ツールにより、経済性がさらに改善される。なぜなら、第1の旋削インサートを、1つを超える位置に配することができるからである。
【0081】
第1の旋削インサートは、上面図において、90°又は180°の角度にて対称である。換言すると、第1の旋削インサートの上面は、2つ又は4つの同一又は実質的に同一のセットの切削エッジを含む。
【0082】
第1の旋削インサートは、好ましくは第1の上面及び底面にて開いている貫通孔の形態での、第1のスクリュ孔を含む。第1のスクリュ孔は、好ましくは、その第1の中心軸に対して鉛直する断面図において、円形である。
【0083】
1つの実施形態によると、第2の旋削インサートは、第2の上面及び底面にて開いている第2のスクリュ孔を含む。第2のバイセクタは、第2の前方の切削エッジと、第2の後方の切削エッジと、の間の中間に伸長する。第2のバイセクタ、又は、第2のバイセクタの延長線は、第2のスクリュ孔の第2の中心軸から離れている。第2の後方の切削エッジから第2の底面までの距離は、第2のノーズ切削エッジから離れるにしたがって減少している。第2の前方の切削エッジから第2の底面までの距離は、第2のノーズ切削エッジから離れるにしたがって減少している。
【0084】
そのような旋削ツールにより、切り屑の排出をさらに改善できる。
【0085】
第2の旋削インサートは、好ましくは第2の上面及び底面にて開いている貫通孔の形態での、第2のスクリュ孔を含む。第2のバイセクタ、又は、第2のバイセクタの延長線は、好ましくは、上面図に見られるように、第2のスクリュ孔の第2の中心軸から、0.5から5mmの距離だけ離れている。
【0086】
第2のスクリュ孔は、好ましくは、第2のスクリュ孔の第2の中心軸と同心又は実質的に同心である。
【0087】
第2の後方の切削エッジから第2の底面までの距離は、第2のノーズ切削エッジから離れるにしたがって減少している。換言すると、第2の後方の切削エッジ又はその一部位には、側面図に見られるように、第2のノーズ切削エッジから離れて下向きにスロープが付いている。
【0088】
第2の前方の切削エッジから第2の底面までの距離は、第2のノーズ切削エッジから離れるにしたがって減少している。換言すると、第2の前方の切削エッジ又はその一部位には、側面図に見られるように、第2のノーズ切削エッジから離れて下向きにスロープが付いている。
【0089】
第2の前方の切削エッジ及び第2の後方の切削エッジはそれぞれ、好ましくは、上面図に見られるように、直線状又は実質的に直線状である。上面図において、第2の前方の切削エッジは、好ましくは第2の後方の切削エッジより長く、好ましくは、その3倍から12倍長い。
【0090】
好ましくは、第2の上面は、突起を含む。この突起は、上面図において、第2のバイセクタと交差する。
【0091】
第2の旋削インサートは、1つのセットの切削エッジのみを含んでよい。第2の旋削インサートは3つのセットの切削エッジを含み、その第2の旋削インサートが、上面図において、120°の角度にて対称となっていてよい。
【0092】
1つの実施形態によると、第2の前方の切削エッジの少なくとも一部位は、ツールボディの前方端の長手方向に前方にある。
【0093】
そのような旋削ツールにより、止まり孔の底面であって、金属ワークピースの回転軸に対して鉛直している、その止まり孔の底面に隣り合う表面の加工に第2のノーズ切削エッジを使用することに対して、旋削ツールは、さらにより適切となる。
【0094】
第2の前方の切削エッジの少なくとも一部位は、ツールボディの前方端の長手方向の中心軸に沿って測定した、長手方向に前方にある。好ましくは、第1の旋削インサートの一部位は、ツールボディの前方端の長手方向に前方にある。
【0095】
1つの実施形態によると、旋削ツールは、厳密に2つの旋削インサートを含む。2つの旋削インサートは、形状が異なっている。
【0096】
厳密に2つの旋削インサートを含む、そのような旋削ツールにより、旋削ツールは、3つ又はそれ以上の旋削インサートを含む旋削ツールに比較して、より経済的とすることができる。
【0097】
2つの旋削インサート、つまり、第1の旋削インサートと、第2の旋削インサートと、は、上面図にて見た形状が異なっている。
【0098】
1つの実施形態によると、加工方法は、孔を含む金属ワークピースを提供することと、コンピュータ化された数値制御旋盤を提供することと、本発明又は本発明の実施形態に係る旋削ツールを提供することと、金属ワークピースを、コンピュータ化された数値制御旋盤によりクランピングすることと、旋削ツールを、コンピュータ化された数値制御旋盤の加工インターフェースに接続することと、金属ワークピースを、その回転軸を中心とする回転方向に回転させることと、旋削ツールの長手方向の中心軸を、回転軸に対して平行に配置することと、旋削ツールを、回転軸に対して平行又は実質的に平行な第1の送り方向に移動させ、第1の前方の切削エッジが有効となるようにし、そして、第1の内面が、第1のノーズ切削エッジにより形成されるようにして、孔を加工することと、を含む。
【0099】
そのような加工方法により、孔の第1の内面であって、回転軸に同心又は実質的に同心の、その第1の内面を形成する際に、インサートの摩耗及び/又は切り屑の排出が改善される。
【0100】
加工方法は、金属切削方法である。金属ワークピースは、1つの金属バーのピースの形態であってよい。ここでは、孔は、削孔作業などにより形成されている。その孔は、貫通孔の形態、又は、好ましくは、止まり孔の形態であってよい。代替的に、金属ワークピースは、1つの中空バーのピース、チューブ、又はパイプの形態であってよい。
【0101】
その孔は、好ましくは、金属ワークピースの回転軸を中心とする同心又は実質的に同心である。その孔は、好ましくは、直径を有する。この直径は、5から500mm、より好ましくは、12から150mmの範囲にある。この孔の直径は、好ましくは、一定又は実質的に一定である。
【0102】
コンピュータ化された数値制御旋盤、つまり、CNC旋盤の形態での工作機械が提供される。CNC旋盤は、金属ワークピースをクランプするよう配置されたジョーなどのクランピング手段を含む。CNC旋盤は、金属ワークピースを、その回転軸を中心として回転させるよう配置されたモータを含む。
【0103】
旋削ツールは、CNC旋盤の加工インターフェースに接続又はクランプされている。加工インターフェースは、好ましくは、旋削ツールの後端又は後の部位がその内側に位置するキャビティを含む。
【0104】
クランピング手段及び加工インターフェースは、好ましくは、金属ワークピースの反対側に位置する。
【0105】
加工方法は、金属ワークピースを、回転軸を中心とする所定の回転方向に回転させることを含む。
【0106】
旋削ツール(2)の長手方向の中心軸(A1)は、回転軸(A2)に対して平行に配置されている、設定されている、位置する、又は、向けられている。この相対的な向きは、好ましくは、すべての加工ステップを通して一定である。
【0107】
孔の加工は、旋削ツールを、孔内へ、回転軸に対して平行又は実質的に平行の第1の送り方向に移動させ、第1の前方の切削エッジが有効となるようにし、そして、第1の内面が、第1のノーズ切削エッジにより形成されるようにして行われる。
【0108】
加工方法は、好ましくは、金属ワークピースを、第1の前方の切削エッジにより、孔の開口にて切り込ませることを含む。
【0109】
この第1の内面は、回転軸と+/-0.2mm以内にて同心の、加工された表面である。加工中の、つまり、第1の送り方向への送り速度は、好ましくは、0.1から1.0mm/回転の範囲内にある。加工中の切削深さは、好ましくは、0.5から5mmの範囲内にある。加工中の切削深さは、好ましくは一定である。加工中の切削速度は、好ましくは、40から400m/分の範囲内にある。加工中の切削速度は、好ましくは一定である。
【0110】
孔が、底を含む止まり孔の形態である場合、好ましくは、孔の底から0.5から10mmの距離にて加工が停止する。
【0111】
1つの実施形態によると、この加工方法は、金属ワークピースを回転方向に回転させることと、旋削ツールを、回転軸に関して傾斜した第2の送り方向に移動させ、第2のノーズ切削エッジが有効となるようにして、孔を加工することと、をさらに含む。
【0112】
そのような加工方法により、特に、止まり孔を加工する場合に、孔の加工をさらに行うことができる。
【0113】
ここに説明したさらなる加工ステップは、上記の加工ステップの後に行われ、金属ワークピースを、上記の加工ステップでの回転方向と同じ回転方向に回転させることを含み、上記の加工ステップでの孔と同じ孔を、上記の加工ステップでの旋削ツールと同じ旋削ツールを用いて加工することを含む。
【0114】
孔の加工は、旋削ツールを、回転軸に対して傾斜した第2の送り方向に移動させ、第2のノーズ切削エッジが有効となるようにして行われる。したがって、第2のノーズ切削エッジが切削を始める。
【0115】
この方法は、好ましくは、第2のノーズ切削エッジを、金属ワークピースの、第1のノーズ切削エッジにより形成された第1の内面から離れている表面に切り込ませることを含む。
【0116】
旋削ツールの長手方向の軸は、回転軸に対して平行である。第2の送り方向は、回転軸に対して鉛直であってよい。
【0117】
1つの実施形態によると、この加工方法は、金属ワークピースを回転方向に回転させることと、旋削ツールを、第1の送り方向に対して反対側の第3の送り方向に移動させ、第2の後方の切削エッジが有効となるようにし、第1のノーズ切削エッジにより形成された、第1の内面の少なくとも一部位が切削されるようにし、そして、第2の内面が、第2のノーズ切削エッジにより形成されるようにして、孔を加工することと、をさらに含む。
【0118】
そのような加工方法により、例えば、孔内への送りの際に第1のパスを加工することと、これに続く、孔外への送りの際にさらなるパスを加工することと、により、孔の加工を速く行うことができる。
【0119】
ここに説明したさらなる加工ステップは、金属ワークピースを、上記の加工ステップでの回転方向と同じ回転方向に回転させることを含み、上記の加工ステップでの孔と同じ孔を、上記の加工ステップでの旋削ツールと同じ旋削ツールを用いて加工することを含む。
【0120】
孔の加工は、旋削ツールを、回転軸に対して鉛直し、第1の送り方向に対して反対側の第3の送り方向に移動させ、第2のノーズ切削エッジが有効となるようにし、そして、第1のノーズ切削エッジにより形成された、第1の内面の少なくとも一部位が加工されるようにして行われる。
【0121】
第2のノーズ切削エッジにより加工された、又は、形成された表面は、第1の内面の直径より大きい直径を有する第2の内面である。
【0122】
1つの実施形態によると、この加工方法は、旋削ツールを位置決めし、第2の半径方向の末端点から第1の加工された表面までの距離が、第1の半径方向の末端点から第1の加工された表面までの距離より短くなるようにすることと、旋削ツールを、第1の送り方向に対して反対側又は実質的に反対側の第4の送り方向に移動させ、旋削ツールが、孔から切り屑を出すようにすることと、旋削ツールが、軸方向の距離の分だけ、孔の完全に外側にある場合に、旋削ツールの移動を停止させることと、をさらに含む。
【0123】
そのような加工方法により、少なくとも第2の後方の切削エッジにより切り屑を出すことにより、切り屑を孔から排出、つまり、除去することができる。特に、孔の内側にある、第1の送り方向への切削中に切削された切り屑を除去することができる。
【0124】
旋削ツールを位置決めすることがしたがって、第2の半径方向の末端点から回転軸までの距離が、第1の半径方向の末端点から回転軸までの距離より長くなるよう行われる。旋削ツールを、第1の送り方向に対して反対側又は実質的に反対側の第4の送り方向に移動させることは、退縮運動である。ここでは、旋削ツールが無効となっている。換言すると、切削エッジは切削しない。この運動の目的は、孔外に切り屑を出す又は引き摺り出すことにより、孔の内側にある切り屑を除去することである。
【0125】
金属ワークピースは、好ましくは、回転軸を中心として回転する。しかしこれは必須ではない。
【0126】
この方法は、第2の後方の切削エッジにより、孔外に切り屑を出すことを含む。
【0127】
この方法は、第2の半径方向の末端点を、第1の加工された表面から、一定又は実質的に一定の距離、好ましくは、0.4から3mmの距離の分だけ移動させることを含む。
【0128】
旋削ツールの、軸方向に後方の方向への、つまり、孔外への方向への移動は、旋削ツールが、軸方向の距離の分だけ、孔の完全に外側に位置するまで停止しない。その軸方向の距離は、多くの要因に依存して異なる寸法及び形状を有してよい切り屑が、重力によって落下することに対して十分に長い。この軸方向の距離は、好ましくは、少なくとも5mmであり、好ましくは10から100mmの範囲にある。この軸方向の距離は、軸方向に、つまり、回転軸に対して平行に、孔の開口から、旋削ツールの前端まで、測定される。
【0129】
1つの実施形態によると、コンピュータプログラムは、コンピュータ数値制御旋盤により実行されると、そのコンピュータ数値制御旋盤に、この方法を行わせる命令を有する。
【0130】
このコンピュータプログラムは、CNC旋盤により実行され、1つの実施形態に係る加工方法を行い得る、予めプログラムされた、マシンコントロールコマンドのシーケンスを含む。
【0131】
1つの実施形態によると、コンピュータ可読媒体が、そのようなコンピュータプログラムを保存している。
【0132】
コンピュータプログラムを保持するこのコンピュータ可読媒体は、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(compact disc read-only memory又はCD-ROM)ディスクなどの、データを保持するいずれのコンピュータ可読メモリの形態であってよい。
【0133】
1つの実施形態によると、データストリームは、そのようなコンピュータプログラムを表す。
【0134】
このデータストリームは、情報を送信するために使用される、デジタル的にコード化された、コヒーレントな信号のシーケンスである。
【0135】
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】
【0136】
図1図1は、第1及び第2の旋削インサートを含む、第1の実施形態に係る旋削ツールの上面図である。
図2図2は、図1の旋削ツールの前面図である。
図3図3は、図1の旋削ツールの詳細な斜視図である。
図4図4は、図1の旋削ツールのさらなる詳細な斜視図である。
図5図5は、図1の旋削ツールの詳細な上面図である。
図6図6は、図1の旋削ツールの詳細な斜視図である。
図7図7は、図1の旋削ツールのさらなる詳細な斜視図である。
図8図8は、図1の旋削ツールの詳細な底面図である。
図9図9は、図1の第1の旋削インサートの上面図である。
図10図10は、図9の旋削インサートの側面図Aである。
図11図11は、図9の旋削インサートの前面図Bである。
図12図12は、図11の旋削インサートの側面図Aである。
図13図13は、図11の旋削インサートの前面図Bである。
図14図14は、図12の旋削インサートの第2の側面図である。
図15図15は、第1の実施形態に係る旋削ツールを第1の送り方向に移動させる加工方法の概略図である。
図16図16は、第1の実施形態に係る旋削ツールを第2の送り方向に移動させる加工方法の概略図である。
図17図17は、第1の実施形態に係る旋削ツールを第3の送り方向に移動させる加工方法の概略図である。
図18図18は、第1の実施形態に係る旋削ツールを第4の送り方向に移動させる加工方法の概略図である。
図19図19は、旋削ツールの、第4の送り方向への移動後の終了位置を示す、第1の実施形態に係る旋削ツールを使用する加工方法の概略図である。
図20図20は、第1及び第2の旋削インサートを含む、第2の実施形態に係る旋削ツールの上面図である。
図21図21は、図20の旋削ツールの詳細な斜視図である。
図22図22は、図20の旋削ツールのさらなる詳細な斜視図である。
図23図23は、図20の旋削ツールの前面図である。
図24図24は、図20の第1の旋削インサートの斜視図である。
図25図25は、図24の第1の旋削インサートの上面図である。
図26図26は、図25の第1の旋削インサートの側面図「A」である。
図27図27は、図20の第2の旋削インサートの斜視図である。
図28図28は、図27の第2の旋削インサートの上面図である。
図29図29は、図28の第2の旋削インサートの側面図「A」である。
図30図30は、図20の旋削ツールの詳細な上面図である。
図31図31は、図20の旋削ツールの詳細な底面図である。
【0137】
すべての旋削ツール及び旋削インサートの図面又は図は正寸である。
【発明を実施するための形態】
【0138】
第1の実施形態に係る旋削ツール1を示す、図1から図8をここで説明する。
【0139】
旋削ツール1は、後端3と、反対側の前方端4と、それらの間に伸長する長手方向の中心軸A1と、を含む。
【0140】
後端3は、数値制御旋盤(図示せず)などの工作機械の加工インターフェース30にクランプされている。旋削ツール1は、ツールボディ2と、第1の旋削インサート18と、第2の旋削インサート19と、を含む。ツールボディ2は、長手方向の中心軸A1に対して鉛直する断面図において、円形又は実質的に円形である一部位を含む外周面9を含む。ツールボディ2は、第1のインサートシート20と、反対側の第2のインサートシート21と、第1のインサートシート20に隣り合う第1の切り屑ポケット22と、第2のインサートシート21に隣り合う反対側の第2の切り屑ポケット23と、を含む。
【0141】
第1及び第2のインサートシート20及び21は離れている。第1及び第2の切り屑ポケット22及び23は離れている。第1及び第2の切り屑ポケット22及び23は、前方端4に向かって開いている。第1の旋削インサート18は、第1のインサートシート20内に位置する。第2の旋削インサート19は、第2のインサートシート21内に位置する。第1及び第2の旋削インサート18及び19のそれぞれは、スクリュ(図示せず)の形態でのクランピング手段のそれぞれにより、インサートシート20及び21のそれぞれ内にクランプ可能である。
【0142】
例えば図1に見ることができるように、第1の旋削インサート18と、第2の旋削インサート19と、は、長手方向の中心軸A1により画定される長手方向に部分的に重なる。
【0143】
上記のすべては、図20から図23に示す第2の実施形態に係る旋削ツールに対してもまたあてはまる。
【0144】
例えば図9から図11に見られるように、第1の実施形態に係る旋削ツールの一部である第1の旋削インサート18は、第1のすくい面16を含む第1の上面26と、反対側の第1の底面28と、第1のノーズ切削エッジ5と、第1の前方の切削エッジ12と、第1の後方の切削エッジ14と、を含む。
【0145】
第1のノーズ切削エッジ5は、第1の旋削インサート18が第1のインサートシート20内に載置された場合に、第1の半径方向の末端点10を含む。第1のノーズ切削エッジ5は、第1の前方の切削エッジ12と、第1の後方の切削エッジ14と、を分離及び接続する。これらのエッジ5、12、及び14は、第1の上面26と第1の側面との間の交点にて形成されている。第1の側面は、上面及び底面26及び28を接続する。
【0146】
図5に見ることができるように、第1の前方の切削エッジ12は、長手方向の旋削において、鋭角の、第1の切り込み角αを、図15に示す第1の送り方向F1に形成する。第1の後方の切削エッジ14は、鋭角の、第1のバック逃げ角γを形成する。鋭角の、第1の切り込み角αは、好ましくは、4から40°の範囲内にある。鋭角の、第1のバック逃げ角γは、2から10°の範囲内にある。第1のノーズ切削エッジ5は、第1の前方の切削エッジ12と第1の後方の切削エッジ14との間の角度により画定される、鈍角の、好ましくは、100から160°の範囲内にある、第1のノーズ角εを有する。
【0147】
第2の旋削インサート19は、第2のすくい面17を含む第2の上面27と、反対側の第2の底面29と、を含む。第2の旋削インサート19は、第2の前方の切削エッジ13及び第2の後方の切削エッジ15を分離及び接続する第2のノーズ切削エッジ6を含む。第2のノーズ切削エッジ6は、第2の半径方向の末端点11を含む。
【0148】
例えば図1に見ることができるように、第2の半径方向の末端点11は、第1の半径方向の末端点10の前に位置する。
【0149】
第2の前方の切削エッジ13は、鈍角の、好ましくは、92から100°の範囲内にある、第2のバック逃げ角βを形成する。
【0150】
第2の後方の切削エッジ15は、鋭角の、好ましくは、4から44°の範囲内にある、第2の切り込み角δを形成する。
【0151】
図8に見られるように、第2のノーズ切削6エッジは、第2のノーズ切削エッジ6と第2の前方の切削エッジ13との間の角度により画定される、鋭角の、好ましくは、40から75°の範囲内にある第2のノーズ角ζを有する。
【0152】
図8に見られるように、第2のノーズ切削エッジ6は、旋削ツール1の単一の、軸方向に前方の端点を画定する、軸方向に前方の末端点30を含む。軸方向に前方の点30及び第2の半径方向の末端点11はそれぞれ、第2のバイセクタB2の反対側に位置する。第2のバイセクタB2は、図12に見られるように、第2の前方の切削エッジ13と第2の後方の切削エッジ15との間の中間に伸長する。
【0153】
図2に見られるように、第1及び第2の半径方向の末端点10及び11はそれぞれ、長手方向の中心軸A1に対して反対側又は実質的に反対側に位置する。図2に示すような、旋削ツールの前面図において、第1及び第2の半径方向の末端点の間の角度は、180°+/-20°、好ましくは、+/-5°である。
【0154】
仮想面34は、第1及び第2の半径方向の末端点10及び11の間の中間に位置し、2つの部分35及び36、又は、前面図において、2つの半円形状に、旋削ツール1を分割する。第1の半径方向の末端点10は、長手方向の中心軸A1から大きく離れた距離に位置する、旋削ツール1のその部分の1つ35の点である。第2の半径方向の末端点11は、長手方向の中心軸A1から大きく離れた距離に位置する、旋削ツール1のその部分の他の1つ36の点である。
【0155】
第1及び第2のすくい面16及び17はそれぞれ、反対方向又は実質的に反対方向を向いている。
【0156】
図9に見られるように、第1の旋削インサート18は、上面図において、180°の角度にて対称である。第1の旋削インサート18は、第1の上面及び底面26及び28にて開いている第1のスクリュ孔24を含む。第1のバイセクタB1は、第1の前方の切削エッジ12と第1の後方の切削エッジ14との間の中間に伸長する。第1のバイセクタB1、又は、第1のバイセクタB1の延長線は、第1のスクリュ孔24の第1の中心軸C1から離れている。第1の後方の切削エッジ14は、上面図において、第1のノーズ切削エッジ5に隣り合う第1の端と、反対側の第2の端と、の間にて直線状である。図10及び図11に見られるように、第1の前方の切削エッジ12から第1の底面28までの距離は、第1のノーズ切削エッジ5から離れるにしたがって減少している。換言すると、その第2の端から第1の底面28までの距離は、その第1の端から第1の底面28までの距離よりも短い。
【0157】
第1の上面26は、平面ではない。第1の上面は、切り屑ブレーカ又は切り屑フォーマとして機能する、2つの突起を含む。
【0158】
図12から図14に見られるように、第2の旋削インサート19は、第2の上面及び底面27及び29にて開いている第2のスクリュ孔25を含む。第2のバイセクタB2、又は、第2のバイセクタB2の延長線は、第2のスクリュ孔25の第2の中心軸C2から離れている。図13に最良に見られるように、第2の後方の切削エッジ15から第2の底面29までの距離は、第2のノーズ切削エッジ6から離れるにしたがって減少している。図14に最良に見られるように、第2の前方の切削エッジ13から第2の底面29までの距離は、第2のノーズ切削エッジ6から離れるにしたがって減少している。
【0159】
第2の前方の切削エッジ13及び第2の後方の切削エッジ15のそれぞれは、実質的に直線状である。第2の上面27は、突起を含む。この突起は、図12に見られるように、上面図において、第2のバイセクタB2と交差する。
【0160】
第2の旋削インサート19は、厳密に1つのセットの切削エッジを含む。
【0161】
ここで、第2の実施形態に係る旋削ツール1に注目する。これは、ツールボディ2と、第1の旋削インサート18と、第2の旋削インサート19と、を含む。それぞれが有する形状は、第1の実施形態に係る旋削ツールに比較して異なる。第2の実施形態に係る旋削ツールを、図20から図23に示す。図24から図26に見られるように、第1の旋削インサート18は、上面図において、90°の角度にて対称であり、第1の上面及び底面26及び28にて開いている第1のスクリュ孔24を含む。第1のバイセクタB1は、第1の前方の切削エッジ12と第1の後方の切削エッジ14との間の中間に伸長する。この第1のバイセクタB1は、第1のスクリュ孔24の第1の中心軸C1と交差する。
【0162】
第1の後方の切削エッジ14は、図24に見られるように、上面図において、実質的に直線状である。第1の上面26は、切り屑ブレーカ又は切り屑フォーマとして機能する突起を含む。
【0163】
図27から図29に見られるように、第2の旋削インサート19は、3つのセットの切削エッジを含む。第2の旋削インサート19は、図28に見られるように、上面図において、120°の角度にて対称である。図29に最良に見られるように、第2の後方の切削エッジ15から第2の底面29までの距離は、第2のノーズ切削エッジ6から離れるにしたがって減少している。同様に、図29に示すように、第2の前方の切削エッジ13から第2の底面29までの距離は、第2のノーズ切削エッジ6から離れるにしたがって減少している。
【0164】
第2の実施形態に係る旋削ツール1の図から、具体的には、図20から図23及び図30から図31から見ることができるように、旋削インサート18及び19は、それぞれのクランピングスクリュを用いて、ツールボディ2にしっかりとクランプされている。
【0165】
ここで、図15から図19に注目する。これらは、加工方法、又は、旋削作業、より具体的には、加工ステップ若しくはシーケンスを示す。図15から図19に示す旋削ツールは、第1の実施形態に係る旋削ツール1である。しかし、第2の実施形態に係る旋削ツール1が、対応する様式にて、代替的に使用されてよい。図15から図19は、孔31を含む金属ワークピース18を示す。その金属ワークピース18は、コンピュータ化された数値制御旋盤(図示せず)により、図の左側にクランプされている(図示せず)。図15から図19では、孔31は、止まり孔の形態である。旋削ツール1は、コンピュータ化された数値制御旋盤の加工インターフェース(図示せず)に接続されている。
【0166】
金属ワークピース18は、回転軸A2を中心とする回転方向R1に回転可能である。旋削ツール1の長手方向の軸A1は、回転軸A2に対して平行である。
【0167】
図15では、金属ワークピース18は、回転軸A2を中心とする回転方向R1に回転する。孔31の加工は、旋削ツール1を、回転軸A2に平行の第1の送り方向F1に移動させ、第1の前方の切削エッジ12が有効となるようにし、そして、第1の内面32が、第1のノーズ切削エッジ5により形成されるようにして行われる。旋削ツール1を第1の送り方向F1に移動させることは、旋削ツール1を、孔31内へより深く移動させるようにして行われる。換言すると、旋削ツール1の前方端4から、孔31の、旋削ツールが孔に入る開口までの距離が長くなる。
【0168】
図15では、切削の切り込みが、孔31の開口にて始まる。第1の送り方向F1への旋削ツール1の移動は直線運動である。
【0169】
ここで、図16に注目する。これは、好ましくは、図15に示すステップの後に行われる加工ステップを示す。金属ワークピース18は、回転軸A2を中心とする回転方向R1に回転する。孔31の内面の加工は、旋削ツール1を、回転軸A2に関して傾斜した第2の送り方向F2に移動させ、第2のノーズ切削エッジ6が有効となるよう、つまり、切削を開始するよう、そして、第1のノーズ切削エッジ5が無効となるようにして行われる。図16に見られるように、第2の送り方向F2は、回転軸A2に対して鉛直している。より具体的には、図16は、第2のノーズ切削エッジ6が切削を開始する前の、旋削ツール1の位置を示す。第2の送り方向F2への旋削ツール2の移動は、好ましくは、第1の内面32の直径より大きい直径にて、第1の内面32から離れて停止する。
【0170】
第2の送り方向F2への、旋削ツール1の移動は直線運動あってよく、又は、代替的に、円形セグメントに沿うような、曲線運動であってよい。
【0171】
ここで、図17に注目する。これは、好ましくは、図15に示すステップの後の、好ましくは、図16に示すステップの後に行われる加工ステップを示す。図15及び図16に示すように、金属ワークピース18は、回転軸A2を中心とする回転方向R1に回転し、旋削ツール1の長手方向の軸A1が、回転軸A2に対して平行になる。孔31の加工は、旋削ツール1を、第1の送り方向F1に対して反対側の第3の送り方向F3に移動させ、第2の後方の切削エッジ15が有効となるようにし、そして、第1のノーズ切削エッジ5により形成された、第1の内面32の少なくとも一部位が切削されるようにして行われる。旋削ツール1が、第3の送り方向F3に、孔外への方向に移動されると、第2の内面33が、第2のノーズ切削エッジ6により形成される。第2の内面は、第1の内面32の直径より大きい直径を有する。第3の送り方向F3は、直線運動である。第3の送り方向F3への、切削中の切削深さは、好ましくは、第1の送り方向F1への、切削中の切削深さよりも浅い。
【0172】
ここで、図18から図19に注目する。これらは、旋削ツール1を位置決めし、第2の半径方向の末端点11から第1の加工された表面32までの距離が、第1の半径方向の末端点10から第1の加工された表面32までの距離より短くなるようにするステップを示す。このステップは、第1の送り方向F1への加工の場合に説明したステップの後に行われる。
【0173】
第2の半径方向の末端点11は、第1の加工された表面32から、好ましくは、0.4から3mmの距離に離れている。
【0174】
図18に見られるように、旋削ツール1は、切削を行うことなく、第1の送り方向F1に対して反対側又は実質的に反対側の第4の送り方向F4に移動され、旋削ツール1が、孔31外に切り屑(図示せず)を出すことができるようにする。
【0175】
図19に見られるように、旋削ツール1が、軸方向の距離37の分だけ、孔31の完全に外側にある場合に、この運動は停止する。
【0176】
旋削ツール1の長手方向の軸A1は、このステップ中、回転軸A2に対して平行になっている。
【0177】
第1の送り方向F1へのステップが最初に行われる。好ましくは、次のステップは、第4の送り方向F4へのステップであり、好ましくは、第2の送り方向F2へのステップがこれに続き、さらには、好ましくは、第3の送り方向F3へのステップがこれに続く。
【0178】
説明した旋削ツール1は、好ましくは、内部旋削のために使用されるが、外部旋削及び化粧仕上げなどの、他の種類の旋削のためにもまた使用されてよい。換言すると、旋削ツール1は、多目的旋削ツールである。
【0179】
本出願において、「含む(including)」などの語句の使用は制約のないものであり、「含む(comprising)」などの語句と同じ意味を有することを意図しており、他の構造、材料、又は行為の存在を除外しない。同様に、「できる(can)」又は「してよい(may)」などの語句の使用は、制約をなくし、構造、材料、又は行為が不要であることを反映することを意図している。そのような語句の誤用があったとしても、それは、構造、材料、又は行為が必須であることを反映することを意図していない。構造、材料、又は行為が現在のところにおいて必須となるものと考えられる限りにおいては、それらはそのようであると認められる。「上方(upper)」、「下方(lower)」、「上(top)」、「底(bottom)」、「前方(forward)」、「前(front)」、「後方(rearward)」、及び「後(rear)」などの語句は、現図面に示すような、当業者が認識する特徴を指す。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
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