特表 2022-540581 フライス加工のための両面切削インサート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-16

(54)【発明の名称】フライス加工のための両面切削インサート

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/20 20060101AFI20220909BHJP

   B23C 5/06 20060101ALI20220909BHJP

【ＦＩ】

B23C5/20

B23C5/06 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022500678

(86)(22)【出願日】2020-06-23

(85)【翻訳文提出日】2022-03-01

(86)【国際出願番号】 AT2020060250

(87)【国際公開番号】W WO2021003506

(87)【国際公開日】2021-01-14

(31)【優先権主張番号】GM74/2019

(32)【優先日】2019-07-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500005837

【氏名又は名称】セラティチット オーストリア ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】110003317

【氏名又は名称】特許業務法人山口・竹本知的財産事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100169627

【弁理士】

【氏名又は名称】竹本 美奈

(72)【発明者】

【氏名】バーチャー，ペーター

【テーマコード（参考）】

3C022

【Ｆターム（参考）】

3C022HH01

3C022HH05

3C022HH12

3C022HH18

3C022LL01

3C022LL02

(57)【要約】

上側面（２）と、下側面（４）と、周囲側面（６）と、上側面（２）から周囲側面（６）への移行部に形成された第１の切削エッジ（８）と、下側面（４）から周囲側面（６）への移行部に形成された第２の切削エッジ（１０）と、対称軸（Ｓ）であってそれに関して切削インサートが４回回転対称を有する対称軸（Ｓ）と、対称軸（Ｓ）に対して垂直に延び、切削インサートを２つの半部に分割する、基準面(Ｒ)と、を有するフライス加工のための両面切削インサートが提供される。第１の切削エッジ（８）および第２の切削エッジ（１０）はそれぞれ、交互に配置された主刃（１２）および平刃（１４）を有し、これらは、それぞれ隆起切削コーナー（１６）と、この隆起切削コーナー（１６）よりも基準面（Ｒ）からの距離が小さい下降切削コーナー（１８）と、の間に延びる。周囲側面（６）は、それぞれ平刃（１４）に沿って延びる平逃げ面（２４）を有し、当該平逃げ面（２４）は、割り当てられた平刃（１４）からの距離が増加するにつれて、対称軸（Ｓ）に近づく。周囲側面（６）は、それぞれ主刃（１２）に沿って延びる主逃げ面（２２）を有し、当該主逃げ面（２２）は、割り当てられた主刃（１２）からの距離が増加するにつれて対称軸（Ｓ）から離れる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フライス加工用両面切削インサートであって、
上側面（２）と、
下側面（４）と、
周囲側面（６）と、
前記上側面（２）から前記周囲側面（６）への移行部に形成された第１の切削エッジ（８）と、
前記下側面（４）から前記周囲側面（６）への移行部に形成された第２の切削エッジ（１０）と、
対称軸（Ｓ）であって、前記対称軸（Ｓ）に関して前記切削インサートが４回回転対称を有する前記対称軸（Ｓ）と、
前記対称軸（Ｓ）に対し垂直に延び、前記切削インサートを２つの半部に分割する、基準面（Ｒ）と、
を有し、
前記第１の切削エッジ（８）および前記第２の切削エッジ（１０）はそれぞれ、
交互に配置された主刃（１２）および平刃（１４）を有し、
これらは、それぞれ隆起切削コーナー（１６）と、この隆起切削コーナー（１６）よりも前記基準面（Ｒ）からの距離が小さい下降切削コーナー（１８）と、の間に延び、
前記周囲側面（６）は、それぞれ前記平刃（１４）に沿って延びる平逃げ面（２４）を有し、当該平逃げ面（２４）は、割り当てられた前記平刃（１４）からの距離が増加するにつれて、前記対称軸（Ｓ）に近づき、
前記周囲側面（６）は、それぞれ前記主刃（１２）に沿って延びる主逃げ面（２２）を有し、当該主逃げ面（２２）は、割り当てられた前記主刃（１２）からの距離が増加するにつれて前記対称軸（Ｓ）から離れる、
フライス加工用両面切削インサート。

【請求項2】

前記切削インサートは、前記上側面（２）を平面図で見たときに傾斜角を有するほぼ正方形の基本形状を有し、前記主刃（１２）は前記正方形の基本形状の主側面に沿って延び、前記平刃（１４）は前記傾斜角に沿って延びる、請求項１に記載の切削インサート。

【請求項3】

前記第１の切削エッジ（８）および前記第２の切削エッジ（１０）はそれぞれ、前記隆起切削コーナー（１６）および前記下降切削コーナー（１８）を介して互いに接続されている４つの前記主刃（１２）と４つの前記平刃（１４）とによって形成される、請求項１または２に記載の切削インサート。

【請求項4】

前記主刃（１２）は、前記上側面（２）もしくは前記下側面（４）を平面図で見たときにそれぞれ、隣り合う前記平刃（１４）と１３０°～１４０°の範囲の内角（α、α'）を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の切削インサート。

【請求項5】

前記平逃げ面（２４）は、それぞれ平坦面として、前記平刃（１４）全体に沿って隆起切削コーナー（１６）から下降切削コーナー（１８）まで延びる、請求項１から４のいずれか１項に記載の切削インサート。

【請求項6】

前記主逃げ面（２２）は、それぞれ平坦面として、前記主刃（１２）全体に沿って隆起切削コーナー（１６）から下降切削コーナー（１８）まで延びる、請求項１から５のいずれか１項に記載の切削インサート。

【請求項7】

前記上側面（２）および前記下側面（４）はそれぞれ、前記主刃（１２）に隣接して、主すくい面斜面（３２）と、前記平刃（１４）に隣接して平すくい面斜面（３４）と、を備えている、請求１から６のいずれか１項に記載の切削インサート。

【請求項8】

前記平すくい面斜面（３４）の名目上の面取り角（β）は、前記主すくい面斜面（３２）の名目上の面取り角（γ）よりも小さい、請求項７に記載の切削インサート。

【請求項9】

前記平すくい面斜面（３４）の前記名目上の面取り角（β）は、前記主すくい面斜面（３２）の前記名目上の斜面角（γ）よりも、少なくとも８°小さく、好ましくは少なくとも１０°小さい、請求項８に記載の切削インサート。

【請求項10】

切削インサートを収容するための少なくとも１つの座部（１０２）と、この座部（１０２）に配置された請求項１から９のいずれか１項に記載の少なくとも１つの切削インサート（１）と、を有する基体（１０１）を備えるフライス工具（１００）。

【請求項11】

前記座部（１０２）は、前記基準面（Ｒ）に平行に延びる前記切削インサート（１）の主載置面（２６）を支持するための主当接面（１０３）を有し、この主当接面（１０３）が負の軸方向設置角度（δ）および負の半径方向設置角度（Φ）で延び、前記半径方向設置角度（Φ）は前記軸方向設置角度（δ）よりも少なくとも１０°小さく、好ましくは少なくとも１５°小さい、請求項１０に記載のフライス工具。

【請求項12】

前記軸方向設置角度（δ）は－１°～－５°の範囲、好ましくは－２°～－４°の範囲にある、請求項１１に記載のフライス工具。

【請求項13】

前記半径方向設置角度（Φ）は－１５°～－２１°の範囲、好ましくは－１７°～－１９°の範囲にある、請求項１１または１２に記載のフライス工具。

【請求項14】

前記切削インサート（１）は、アクティブな主刃（１２）が１６°～２４°、好ましくは１８°～２２°の範囲の実質上の軸方向角度（θ）で延びるように配置されている、請求項１０から１３のいずれか１項に記載のフライス工具。

【請求項15】

前記切削インサートは、前記アクティブな主刃（１２）に形成される実質上の主逃げ角が８°～１２°の範囲にあり、前記アクティブな平刃（１４）に形成される実質上の平逃げ角（τ）が８°～１２°の範囲にあるように配置されている、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のフライス工具。

【請求項16】

前記切削インサート（１）は、平すくい面面取り部（３４）と主すくい面面取り部（３２）とを備え、前記平すくい面面取り部（３４）の実質上の面取り角度と主すくい面面取り部（３２）の実質上の面取り角度とが設置状態でほぼ同じ大きさになるように配置されている、請求項１０から１５のいずれか１項に記載のフライス工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フライス加工のための両面切削インサート、および、少なくとも１つの切削インサートを備えたフライス工具、に関する。

【背景技術】

【0002】

特には金属材料の、切削加工のために、１つの切削インサートまたは複数の切削インサートを備えた担支体を有するフライス工具がしばしば使用される。この場合、切削インサートは通常は交換可能であり、発生する摩耗に基づいて、ある程度規則的な間隔で交換されなければならない。切削インサートをいわゆる転換切削インサート（インデクサブル切削インサート“indexable cutting interts“）として形成することが知られており、この切削インサートは同一に形成された複数の切削エッジ部を有し、これらのエッジ部は、順次連続的に、フライス工具の担体に対する切削インサートの相対的な向き（割り出し（英：indexing））の変化により、被加工材の切削加工を実施するアクティブ位置に、もたらされ得る。この場合、それぞれの非アクティブな切削エッジ部は、被加工材には干渉せず、例えば、以前のアクティブな切削エッジの摩耗後に、アクティブ位置にもたらされ得る。このようにして、互いに無関係に使用可能な複数の切削エッジ部が用意され、当該切削エッジ部は、切削インサートの効率的な使用を可能にする。この場合、フライス工具上での配置においてそれぞれアクティブな切削位置にある主刃はアクティブな主刃と呼ばれ、アクティブな切削位置にある平刃はアクティブな平刃と呼ばれる。割り出しによって使用することができる他の主刃および平刃は、非アクティブな主刃または非アクティブな平刃と呼ばれる。

【0003】

交換可能な切削インサートは、通常は、特に硬質金属（超硬合金）、サーメット、または切削セラミックなどの、硬質かつ耐摩耗性の材料から形成され、さらには耐摩耗性の硬質材料コーティングを備えることもできる。担体は、典型的には、特に鋼などの、より靭性の高い材料から形成され、部分的に、例えばより靭性の高い硬質金属または他の材料も使用される。

【0004】

切削インサートを可能な限り効率的に使用するために、両面切削インサートを使用すること、が知られており、当該両面切削インサートは上側面と周囲側面との間の移行部と、下側面と周囲側面との間の移行部との両方にそれぞれ、互いに独立して使用可能な多数の切削エッジ部を有する切削エッジを、備えている。

【0005】

特に平フライス加工のために、いわゆるＳ型（square、正方形）の転換切削板がしばしば使用されるが、これは切削エッジごとに、４つの主刃を有する正方形のベース形状を有しており、当該主刃は正方形のほぼ各辺に沿って延びている。この場合、隣接する主刃の間には、－隆起切削コーナーと下降切削コーナーを介して－、後続の平刃が配置されており、これらの平刃は例えば典型的には主刃に対して約１３５°の角度で延びることができる。この場合、切削インサートがフライス工具に取り付けられた状態では、平刃は通常フライス工具の回転軸に対してほぼ垂直に配置されており、表面を平滑にする切刃として作用する。フライス工具に対して半径方向外側で隆起切削コーナーを介して平刃に隣接する主刃は、主として切屑を除去する切刃として作用する。

【0006】

作動中におけるフライス工具の回転に関して後方にある両面切削インサートの切削エッジの摩耗もしくは損傷を回避するために、切削インサートはフライス工具内で以下のように傾けて配置されなければならない、すなわち、被加工材に係合するアクティブな平刃の後方に位置する他方の切削エッジの非アクティブな平刃を保護するために、この切削インサートは、軸方向に関しては、負の軸方向設置角度で前方に向かって傾けられており、被加工材に係合するアクティブな主刃の後方に位置する他方の切削エッジの非アクティブな主刃を保護するために、半径方向に関しては、負の半径方向設置角度で傾けられいるように、配置されなければならない。軸方向および／または半径方向の著しい傾斜は、作用する切削力および切屑の形成の両方に関して問題を引き起こすおそれがある。

【0007】

本技術分野では、例えば逃げ角、すくい角などの特定の用語を、一方では切削インサートに関しては「名目上」のものとして定義することができ、他方ではフライス工具における切削インサートの被加工材への設置状態に関しては（これとは異なる）「実質上」のものと定義することができることに留意されたい。本明細書の文脈では、名目上の角度仕様が切削インサートの説明で使用され、一方実質上の角度仕様は切削インサートが取り付けられたフライス工具に関して使用される。

【0008】

特に両面切削インサートを備えたフライス工具では、フライス加工プロセスの安定性は、実現された実質上のすくい角および実質上の逃げ角に非常に敏感に依存し、その際、切削インサートの両面形成は、形状の遊び範囲を極めて制限する。

【0009】

特許文献１には、平フライス加工用の両面切削インサートと、複数のこのような切削インサートを備える平フライス加工用のフライス工具とが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】欧州特許出願公開ＥＰ ２ ７４７ ９２５ Ａ１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の課題は、特に平フライス加工中に、格別に滑らかな切削および格別に安定したフライス加工プロセスを可能にする、フライス加工のための改良された両面切削インサートと、少なくとも１つのそのような切削インサートを有する改良されたフライス工具と、を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

課題は、請求項１に記載のフライス加工のための両面切削インサートによって解決される。有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

【0013】

フライス加工のための両面切削インサートは、上側面と、下側面と、周囲側面と、上側面から周囲側面への移行部に形成されている第１の切削エッジと、下側面から周囲側面への移行部に形成されている第２の切削エッジと、切削インサートが４回回転対称性を有する対称軸と、この対称軸に垂直に延びる基準面であって切削インサートを２つの半部に分割する基準面と、を有する。第１の切削エッジおよび第２の切削エッジはそれぞれ、交互に配置された主刃および平刃を有し、これらの切刃はそれぞれ、隆起切削コーナーと、この隆起切削コーナーよりも基準面に対してより短い距離にある下降切削コーナーと、の間に延びる。周囲側面は、それぞれ平刃に沿って延びる平逃げ面を有し、当該平逃げ面は割り当てられた平刃からの距離が増加するにつれて対称軸に近づく。周囲側面は、それぞれ主刃に沿って延びる主逃げ面を有し、当該主逃げ面は割り当てられた主刃からの距離が増加するにつれて対称軸から離れる。

【0014】

一方では平逃げ面は、割り当てられた平刃からの距離が増加するにつれて対称軸に近づき、すなわち平逃げ面は正の名目上の平逃げ角度を有して形成されており、また、他方では主逃げ面は、割り当てられた主刃からの距離が増加するにつれて対称軸から離れ、すなわち主逃げ面は負の名目上の主逃げ角度を有して形成されているので、この組み合わせで、平フライス加工のためのフライス工具における両面切削インサートの設置状態が可能になり、当該拙著状態では、量的に比較的小さい負の軸方向設置角度、すなわちごくわずかに負の軸方向設置角度での、および、量的にはるかに大きい負の半径方向設置角度、すなわちはるかに強い負の半径方向設置角度での、設置が可能になる。この組み合わせは、設置状態での主刃に非常に大きな正の実質上の軸方向角度を提供することを可能にし、それを用いて、非常に滑らかな剥離性の切削挙動、および、非常に良好な切屑排出、を達成することができる。負の名目上の主逃げ角により、この場合、極端な設置状態にもかかわらず、主刃での安定した切削ウェッジと、被加工材料のための最適な逃げ角とが可能となり、また後背側の非アクティブな主刃および平刃は摩耗から確実に保護される。

【0015】

さらなる発展によれば、切削インサートは、上側面を平面図で見たときに傾斜角を有するほぼ正方形の基本形状を有し、主刃は正方形の基本形状の主側面に沿って延び、平刃は傾斜角に沿って延びる。この構成により、アクティブな主刃とアクティブな副刃との最適な位置合わせが可能になる。好ましくは、第１の切削エッジおよび第２の切削エッジは、それぞれ、４つの主刃および４つの平刃によって形成され、これらは隆起切削コーナーおよび下降切削コーナーを介して互いに接続されている。

【0016】

さらなる発展によれば、主刃は、上側面または下側面を平面図で見たときに、それぞれ隣接する平刃と１３０°～１４０°の範囲の内角を有する。この場合、主刃と下降切削コーナーを介してこれに隣り合う平刃との間の内角は、例えば主刃と隆起切削コーナーを介してこれに隣り合う平刃との間の内角に等しくてもよく、または、２つの内角は互いに異なっていてもよく、この場合、それぞれ内角は１３０°と１４０°との間の範囲にあるべきである。この構成により、平フライス加工における主刃と平刃との特に有利な位置合わせが達成される。

【0017】

さらなる発展によれば、平逃げ面は、それぞれ平坦面として、平刃全体に沿って隆起切削コーナーから下降切削コーナーまで延びる。この場合、格別に滑らかに加工された被加工材表面を達成することができる。平刃は隆起切削コーナーから下降切削コーナーまで延びる。この場合、平刃は、隆起切削コーナーから下降切削コーナーまで単調に下降して基準面に接近してもよい。

【0018】

好ましくは、平刃は、上側面を平面図で見たときに、直線的に形成されていてもよい。

【0019】

さらなる発展によれば、主逃げ面はそれぞれ、平坦面として、主刃全体に沿って隆起切削コーナーから下降切削コーナーまで延びる。この場合、切削のために利用可能な格別に長い主刃が、可能となる。主刃は、隆起切削コーナーから下降切削コーナーまで延びる。特に、主刃は、隆起切削コーナーから下降切削コーナーまで、単調に下降して基準面に接近してもよい。

【0020】

好ましくは、主刃は、上側面を平面図で見たときに、直線的に形成さていてもよい。

【0021】

さらなる発展によれば、上側面および下側面はそれぞれ、主刃に隣接して、主すくい面面取り部と、平刃に隣接して、平すくい面面取り部と、を備える。このようにして、切削インサートの格別に堅牢な設計が可能になる。主すくい面面取り部および平すくい面面取り部は、この場合、好ましくは、それぞれ０．１～０．４ｍｍの範囲の（主刃もしくは平刃に垂直に測定した）幅を有する。この場合、平すくい面面取り部の幅および主すくい面斜面の幅は、好ましくは少なくともほぼ同じであるとよい。

【0022】

さらなる発展によれば、平すくい面面取り部の名目上の面取り角度は、主すくい面面取り部の名目上の面取り角度よりも小さい。このように形成すると、大きな負の半径方向設置角度および小さな負の軸方向設置角度での設置状態において、アクティブな主刃およびアクティブな平刃の両方を、確実に保護することを可能にし、また、同時に主刃および平刃を被加工材に最適に適合させることを可能にする。好ましくは、平すくい面面取り部の名目上の（すなわち切削インサート上で測定した）面取り角度は、主すくい面面取り部の名目上の（切削インサート上で測定した）面取り角度よりも、少なくとも８°小さくすることができる。例えば主すくい面面取り部の名目上の面取り角度は正とし、平すくい面面取り部の名目上の面取り角は負としてもよく、または例えば両方が負であってもよいことに留意されたい。特に好ましくは、平すくい面面取り部の名目上の面取り角度は、主すくい面面取り部の名目上の面取り角度よりも少なくとも１０°小さくすることができる。好ましくは、平すくい面面取り部の名目上の面取り角度は、その際、主すくい面面取り部の名目上の面取り角度よりも最大で２０°小さい。

【0023】

本発明の課題は請求項１０に記載のフライス工具によっても解決される。有利なさらなる発展は従属請求項に記載されている。

【0024】

フライス工具は基体を有しており、当該基体は、切削インサートを収容するための少なくとも１つの座部と、この座部に配置された前述の請求項の１つによる少なくとも１つの切削インサートとを有している。このフライス工具によって、両面切削インサートに関して上述した利点が得られる。好ましくは、フライス工具の基体は、同様の切削インサートを収容するために、基体の周囲に分配された複数の座部を有することができる。この場合、好ましくは、複数の切削インサートが座部に固定されていてもよい。好ましくは、切削インサートは同じ向きで座部に固定されていてもよい。フライス工具は、好ましくは特に平フライス工具として形成される。切削インサートは、この場合アクティブな平刃がフライス工具の回転軸に対してほぼ垂直に延びるように、配置される。正確に垂直な配置からわずかにずらすことも可能であるが、特に平刃はフライス工具の回転軸の方向にわずかに軸方向に後方に傾けられていてもよい。

【0025】

さらなる発展によれば、座部は、基準面に対して平行に延びる切削インサートの主載置面を支持するための主当接面を有し、また、この主当接面は、負の軸方向設置角度および負の半径方向設置角度で延び、半径方向設置角度は軸方向設置角度よりも少なくとも１０°小さい。これは、軸方向設置角度および半径方向設置角度の両方がそれぞれ負であるが、半径方向設置角度は軸方向設置角度よりもはるかに負であることを意味する。負の軸方向設置角度とこれよりはるかに負の半径方向設置角度との組み合わせは、設置状態での主刃にて非常に大きな正の実質上の軸方向角度を実現することを可能とし、それにより非常に滑らかな剥離性の切削加工挙動および非常に良好な切屑排出を達成され、また同時に、後背側の非アクティブな主刃および平刃を確実に保護することを可能にする。好ましくは、半径方向の取り付け角度は、軸方向の取り付け角度よりも少なくとも１５°小さくてもよい。その場合、半径方向の取り付け角度は、好ましくは軸方向の取り付け角度よりも最大で２０°小さく、それにより切削インサートは頑丈で安定した形状で形成され得る。

【0026】

好ましくは軸方向設置角度は－１°～－５°の範囲にあってもよく、特に好ましくは－２°～－４°の範囲にあるとよく、その結果一方では、非アクティブな主刃および副刃の十分な保護が達成され、他方では非常に滑らかな切削が可能になる。

【0027】

好ましくは半径方向設置角度は－１５°～－２１°の範囲にあってもよく、特に好ましくは－１７°～－１９°の範囲にあるとよい。この場合、半径方向設置角度と比較してほんの僅かに負である軸方向設置角度での設置が可能になり、これにより主刃の格別に滑らかな切削が可能になる。

【0028】

さらなる発展によれば、切削インサートは、アクティブな主刃が１６°～２４°、好ましくは１８°～２２°、の範囲の実質上の軸方向角度で延びるように、配置されている。この場合、非常に滑らかな剥離性の切削加工挙動および非常に良好な切屑の排出が達成される。

【0029】

さらなる発展によれば、切削インサートは、アクティブな主刃に形成される実質上の主逃げ角が８°～１２°の範囲にあり、アクティブな平刃に形成される実質上の平逃げ角が同様に８°～１２°の範囲にあるように、フライス工具に配置されている。この場合、切削インサートの長い耐用年数で同時に特に有利な切屑形成が達成される。

【0030】

さらなる発展によれば、切削インサートは、平すくい面面取り部および主すくい面面取り部を備え、平すくい面面取り部の実質上の面取り角および主すくい面面取り部の実質上の面取り角度が設置時にほぼ同じ大きさになるように、配置される。「ほぼ同じ大きさ」とは、差が５°未満、好ましくは３°未満であることと理解すべきである。この場合、格別に有利な切削挙動が達成される。

【0031】

本発明のさらなる利点および合目的性は、添付の図面を参照した実施例の以下の説明から明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】一実施形態による両面切削インサートの概略的な斜視図である。

【図2】図１の切削インサートの概略的な平面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図4】図２のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【図5】切削インサートの対称軸に対して垂直な観察方向における主逃げ面上の切削インサートの概略的な側面図である。

【図6】切削インサートの対称軸に対して垂直な観察方向における副逃げ面上の切削インサートの概略的な側面図である。

【図7】フライス工具の回転軸に対して垂直な観察方向における一実施形態によるフライス工具の基体の概略的な側面図である。

【図8】回転軸に沿った観察方向における図７の基体の概略的な端面図である。

【図9】フライス工具の回転軸に対して垂直な観察方向における切削インサートが取り付けられた実施形態によるフライス工具の概略的な側面図である。

【図10】回転軸に沿った観察方向における図９のフライス工具の概略的な端面図である。

【図11】フライス工具の概略的な斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下に図面を参照して一実施形態を説明する。まずフライス加工用の両面切削インサート１について図１～図６を参照して説明し、次にこの切削インサートが配置されたフライス工具１００について説明する。切削インサート１およびフライス工具１００は、平フライス加工用に形成されている。

【0034】

図１～図６に見られるように、両面切削インサート１は、特に図２に示される平面図に見られるように、コーナーが面取りされたほぼ正方形の基本形状を有する。

【0035】

切削インサート１は、上側面２と、これと反対側にある下側面４と、上側面２と下側面４との間に延びる周囲側面６と、を有する。上側面２から周囲側面６への移行部には、第１の切削エッジ８が形成されており、この第１の切削エッジ８は図示の実施形態では全周にわたって延びている。同様に、下側面４から周囲側面６への移行部には、第２の切削エッジ１０が形成されており、この第２の切削エッジ１０は図示の実施形態では同様に全周にわたって延びている。

【0036】

切削インサート１をフライス工具の座部に取り付けることができる取り付けボルトを収容するための貫通孔３が、切削インサート１の対称軸Ｓに沿って、上側面２から下側面４まで延びている。基準面Ｒは対称軸Ｓに垂直に延び、切削インサート１を（仮想的に）２つの同一の半体に分割する。切削インサート１は、対称軸Ｓに関して４回回転対称性を有し、すなわち対称軸Ｓを中心にそれぞれさらに９０°回転することによって、同じ形状のものに移行することができる。切削インサート１はまた対称軸Ｓと基準面Ｒとの交点に関して点対称であり、その結果、第１の切削エッジ８および第２の切削エッジ１０は互いにほぼ同一に形成されている。

【0037】

特に図１および図２に見られるように、上側面２および下側面４はそれぞれ基準面Ｒに対して平行に延びる主載置面２６を備える。主載置面２６はそれぞれ貫通孔３を取り囲んでいる。第１の切削エッジ８と主載置面２６との間には、すくい面５を有する上側面２が設けられ、このすくい面は第１の切削エッジ８からの距離が大きくなるにつれて基準面Ｒに近づく。これに対応して、下側面４において第２の切削エッジ１０と主載置面２６との間には、すくい面５が形成されており、このすくい面は第２の切削エッジ１０からの距離が大きくなるにつれて基準面Ｒに近づく。

【0038】

第１の切削エッジ８および第２の切削エッジ１０はそれぞれ、交互に配置された主刃１２および平刃１４を有する。主刃１２は、平フライス加工時に主に切屑を取り出すように形成され、平刃１４は作成された表面を平滑化するために使用される。主刃１２は、切削インサート１のほぼ正方形の基本形状の長い側面エッジに沿って延びている。平刃１４は、切削インサート１のほぼ正方形の基本形状の傾斜したコーナーに沿って延びている。

【0039】

特に図５および図６に見られるように、第１の切削エッジ８および第２の切削エッジ１０は、基準面Ｒからより大きな距離にある隆起切削コーナー１６と、基準面Ｒからより少ない距離にある下降切削コーナー１８と、を交互に有する。主刃１２は、それぞれ隆起切削コーナー１６から下降切削コーナー１８まで延びている。平刃１４は、それぞれ下降切削コーナー１８から隆起切削コーナー１６まで延び、これを越えて隣り合う主刃１２へ移行している。平刃１４と、隆起切削コーナー１６を介して隣り合う主刃１２と、はそれぞれ切削エッジ部を形成しており、これは以下により詳細に説明するように、平フライス加工のためのアクティブな切削位置にもたらすことができる。主刃１２はそれぞれ下降切削コーナー１８を介して隣り合う切削エッジ部の平刃１４に境接しており、この切削エッジ部はその後割り出しによって使用することができる。

【0040】

対称軸Ｓに沿った観察方向では、平刃１４と、隆起切削コーナー１６を介してこれに隣り合う主刃１２とは、それぞれ１３０°～１４０°の範囲の内角α‘を互いに囲っている。主刃１２は、対称軸Ｓに沿った観察方向において、下降切削コーナー１８を介して隣り合う平刃１４と１３０°～１４０°の範囲の内角αを囲っている。なお内角αおよびα’は例えば同じであってもよく、特に例えば１３５°であってもよく、または互いに異なっていてもよい。

【0041】

主刃１２は、隆起切削コーナー１８からの距離が増大するにつれて基準面Ｒに近づくように、延びている。主刃１２は、図５および図６に示すように、好ましくは単調に下降して基準面Ｒに近づくことができる。図示の実施形態では、主刃１２は、上側面２または下側面４を平面図で見たときに、ほぼ直線状に延びている。この実施形態では、主刃１２は、対称軸Ｓに垂直な側面図においても、ほぼ直線状に延びている。しかし主刃１２は、上側面２または下側面４の平面図および側面図の両方において、わずかに湾曲した形状を有することもできることに留意されたい。

【0042】

平刃１４は、この実施形態では同様に、それが隆起切削コーナー１６からの距離が増大するにつれて基準面Ｒに近づくように、延びる。平刃１４はまた、好ましくは単調に下降して、基準面Ｒに接近することができる。平刃１４は、この実施形態では同様に、上側面２または下側面４の平面図および対称軸Ｓに垂直な側面図の両方において、ほぼ直線状に延びている。平刃１４は、わずかに湾曲した形状を有することもできることに留意されたい。

【0043】

特に図１および図３に見られるように、主刃１２に直接隣接して主すくい面面取り部３２が形成されており、これは切削くさびを狙って補強するために使用される。主すくい面面取り部３２は０．１～０．４ｍｍの範囲の（主刃に対して垂直に測定した）幅ｂ１を有する。主すくい面面取り部３２は、この実施形態では、図３に見られるように、負の名目上の面取り角度γを有する。しかし正の名目上の面取り角度も可能であることに留意されたい。

【0044】

図１および図４に見られるように、平刃１４に直接隣接して平すくい面面取り部３４が形成されている。平すくい面面取り部３４は０．１～０．４ｍｍの範囲の幅ｂ２（平刃１４に垂直に測定）を有する。この場合、平すくい面面取り部３４の幅は特に、例えば主すくい面面取り部３２の幅に対応することができる。平すくい面面取り部３４は、図４から分かるように、負の名目上の面取り角度βを有する。平すくい面面取り部３４の名目上の面取り角度βは、主すくい面面取り部３２の名目上の面取り角度γよりも小さい。本実施形態では、平すくい面面取り部３４の名目上の面取り角度βは、主すくい面面取り部３２の名目上の面取り角度γよりも、少なくとも８°、好ましくは少なくとも１０°、小さい。例えば一例においては、主すくい面面取り部３２の名目上の面取り角度γは、約－２．５°とすることができ、平すくい面面取り部３４の名目上の面取り角度βは、約－１３°とすることができる。

【0045】

主刃１２に沿って、特に図１、図５および図６に見られるように、周囲側面６には主逃げ面２２が形成されている。図示の実施形態では、主逃げ面２２はそれぞれ平坦面として形成され、この面は隆起切削コーナー１６から下降切削コーナー１８まで割り当てられた主刃１２全体に沿って延びている。主逃げ面２２は、割り当てられた主刃１２からの距離が増大するにつれて、対称軸Ｓから遠ざかる。換言すれば、主逃げ面２２は、図３から分かるように、負の名目上の主逃げ角εで延びている。第１の切削エッジ８の主刃１２に割り当てられている主逃げ面２２は、ほぼ基準面Ｒまで延び、そこで、第２の切削エッジ１０の主刃１２に割り当てられた主逃げ面２２に、合流する。負の名目上の主逃げ角εに基づいて、第１の切削エッジ８および第２の切削エッジ１０の隣り合う主逃げ面２２は、図３に見られるように、互いに１８０°より大きい外角を囲む。この実施形態では、主逃げ面２２はそれぞれほぼ基準面Ｒまで延び、そこで反対側にある切削エッジの主逃げ面２２に合流するが、例えばこれらの間において周囲側面６に１つまたは複数の追加の面を設けることも可能である。

【0046】

平刃１４に沿って、特に図１、図５および図６に見られるように、平逃げ面２４が周囲側面６に形成されている。図示の実施形態では、平逃げ面２４は、それぞれ平坦面として形成されており、割り当てられた平刃１４全体に沿って隆起切削コーナー１６から下降切削コーナー１８まで延びている。平逃げ面２４は、割り当てられた平刃１４からの距離が増加するにつれて、対称軸Ｓに近づく。換言すれば、平逃げ面２４は、図４に見られるように、正の名目上の平逃げ角ηで延びる。第１の切削エッジ８の平刃１４に割り当てられている平逃げ面２４は、ほぼ基準面Ｒまで延び、そこで第２の切削エッジ１０の平刃１４に割り当てられている平逃げ面２４に合流する。正の名目上の平逃げ角ηに基づいて、第１の切削エッジ８および第２の切削エッジ１０の隣り合う平逃げ面２４は、この場合図４に見られるように、互いに、鈍角の外角、すなわち１８０°より小さい角度を囲む。この実施形態では、平逃げ面２４はそれぞれほぼ基準面Ｒまで延び、そこで反対側にある切削エッジの平逃げ面２４に合流するが、例えばその間の周囲側面６に１つまたは複数の追加の面を設けることも可能である。

【0047】

主逃げ面２２および平逃げ面２４の上述した構成に基づいて、周囲側面６はしたがって、主刃１２および主逃げ面２２の領域において、外側に向かって凸状に湾曲に形成されており、これに対し、周囲側面６は平刃１４および平逃げ面２４の領域では内側に向かって凹状に引っ込むように形成されている。

【0048】

平フライス加工のためのフライス工具１００を図７から図１１を参照して以下に説明するが、まず図７および図８を参照してフライス工具１００の基体１０１を説明する。

【0049】

フライス工具１００は、加工機械のスピンドルとの接続のためのインターフェースを備える第１の端部１０５を有する基体１０１を、有する。反対側にある他端では、基体１０１は、上述した両面切削インサート１を収容するための複数の座部１０２を備えて形成されている。図中では、全部で７つのこのような座部１０２を備えた基体１０１が一例として図示されているが、基体１０１が７つより多いまたは７つより少ない座部１０２を有する構成も可能である。座部１０２は、基体１０１の周囲に渡って分配して配置されており、以下により詳細に説明するように、それぞれ同じ向きで両面切削インサート１を収容するように、形成されている。

【0050】

特に図７に見られるように、各座部１０２は主当接面１０３を有し、当該主当接面１０３は両面切削インサート１がその主載置面２６の１つでこれに支持されるように形成されている。座部１０２はさらに、複数の側方の当接面１０４を有し、当該側方の当接面１０４は切削インサート１が主逃げ面２２でこれに支持されるように形成されている。この場合、側方の当接面１０４は、切削インサート１が上側面２の主載置面２６で座部の主当接面１０３に当接しているときに、切削インサート１が下側面４に割り当てられた主逃げ面２２で支持されるように、またはその逆に、形成されている。負の名目上の主逃げ角εにより、このようにして、切削インサート１を座部１０２に固定する際の形状結合的な構成要素が達成される。各座部１０２には、取り付けボルト２００のねじ部分を収容するためのねじ穴１０６が形成されており、当該取り付けボルト２００を用いて両面切削インサート１を座部１０２に取り付けることができる。

【0051】

図７は、基体１０１の回転軸Ｚに対して垂直で、座部１０２の主当接面１０３の面基準線に対して垂直な観察方向から見た基体１０１の側面図である。図７に見られるように、主当接面１０３は、負の軸方向設置角度δで延びるように、配向される。この場合、軸方向設置角度δは、回転軸Ｚに対して垂直にかつ主当接面１０３の面基準線に対して垂直に見たときに、主当接面１０３が基体１０１の回転軸Ｚと共に取り囲む角度である。したがって主当接面１０３は、基体１０１もしくはフライス工具１００の回転軸Ｚに関して回転方向にわずかに前方に傾斜している。本実施形態では、軸方向設置角度δは、－１°～－５°の範囲、好ましくは－２°～－４°の範囲にあるように、選択される。したがって、軸方向設置角度δはこの実施形態では負であるように選択され、これにより非アクティブな副刃１４および主刃１２を確実に保護することが可能になる。他方では軸方向設置角度δはごく僅かに負に選択されるだけであり、これは以下により詳細に説明するように、アクティブな主刃１２の方向付けに極めて有利に作用する。

【0052】

主当接面１０３は更に、特に図８に見られるように、負の半径方向設置角度φで延びるように配置されている。座部１０２での切削インサート１の設置状態では、フライス工具１００の回転軸Ｚと、座部１０２に固定された切削インサート１のアクティブな隆起切削コーナー１６、すなわちアクティブな主刃１２とアクティブな副刃１８との間に位置する隆起切削コーナー１６と、を通って、図１０の右側に示す板状の座部１０２に例示するように、面ＺＸが架け渡される。この場合、半径方向設置角度φは、図８に示すように、この座部１０２に対して、主当接面１０３とこの面ＺＸとの間で測定される。したがって主当接面１０３は、半径方向に関して後方に傾斜している。この実施形態では半径方向設置角度φは、－１５°～－２１°の範囲、好ましくは－１７°～－１９°の範囲にあるように、選択される。したがって半径方向設置角度φはこの実施形態でも負であるが、この場合著しく負であり、すなわち軸方向設置角度δよりも小さい。半径方向設置角度φは、この実施形態では、軸方向設置角度δよりも少なくとも１０°小さく、好ましくは少なくとも１５°小さくできる。

【0053】

次に、図９から図１１を参照して、少なくとも１つの切削インサート１が基体１０１の座部１０２に取り付けられた場合に実現されるフライス工具１００について説明する。切削エッジに生じる位置合わせは、切削インサート１が取り付けられた座部１０２の例を用いて以下に説明され、この状況は他の座部１０２に取り付けられた切削インサート１にも対応することは自明である。

【0054】

切削インサート１は、取り付けボルト２００を用いて座部１０２に、以下のように、取り付けられる、すなわち、（上側面２または下側面４のいずれかの）主載置面２６が座部１０２の主当接面１０３に支持され、２つの主逃げ面２２が側方の当接面１０４に支持されるように、取り付けられる。

【0055】

この設置状況では、切削インサート１の平刃１４は、基体１０１から軸方向に突出するように、配向される。この場合、平刃１４は、図９に見られるように、ほぼ基体１０１の回転軸Ｚに対して垂直な面に延びている。回転軸Ｚに関して半径方向外側では、主刃１２が隆起切削コーナー１６を介してこの平刃１４に接続されている。この平刃１４と隆起切削コーナー１６を介してこれに接続された主刃１２は、アクティブな平刃１４とアクティブな主刃１２とを形成し、これらが被加工材に係合するようにこれらは配置されている。他の平刃１４と主刃１２は、「非アクティブ」な平刃と主刃を形成し、これらは被加工材とは係合せず、アクティブな切削エッジ部が摩耗したときに割り出しによって使用できるようにされる。

【0056】

切削インサート１自体に実現される個々の面の前述の名目上の角度および形状を、座部１０２の向きによって生じる角度および向きと、組み合わせることにより、この実施形態において、被加工材料に対するアクティブな主刃１２およびアクティブな副刃１４の格別に有利な実質上の配置がもたらされる。これを図９と図１０を参照して以下により詳細に説明する。

【0057】

設置状態では、アクティブな主刃１２は、特に図９に見られるように、非常に大きな実質上の軸方向角度θで延びている。実質上の軸方向角度θは、この実施形態では、１６°～２４°の範囲、好ましくは１８°～２２°の範囲にある。これにより、平フライス加工時に特に滑らかな切削が可能になる。この場合、実質上の軸方向角度θは、回転軸Ｚが隆起切削コーナー１６に隣接するアクティブな主刃１２の端部と交差する半径方向の視野方向において、アクティブな主刃１２とフライス工具１００の回転軸Ｚとの間で、決定される。

【0058】

アクティブな平刃１４に形成される実質上の平逃げ角τは、特に図９に見られるように、設置状態では、８°～１２°の範囲にある。強く負の半径方向の設置状態に基づいて、アクティブな主刃１２に形成される実質上の主逃げ角も８°～１２°の範囲にある。この場合、好ましくは、例えば実質上の平逃げ角と実質上の主逃げ角は、ほぼ同じ大きさにすることができる。この場合、実質上の主逃げ角は、アクティブ主刃１２に割り当てられた主逃げ面２２と、フライス工具１００が回転軸Ｚを中心に回転するときに主刃１２が生成する包絡線と、の間で測定される。

【0059】

平すくい面面取り部３４の上述の構成と、切削インサート１に実現されたその名目上の面取り角度との組み合わせ、主すくい面面取り部３２の上述の構成と、切削インサートに実現された名目上の面取り角度との組み合わせ、および、軸方向と半径方向に傾斜した設置位置、により、設置状態において、平すくい面面取り部３４の実質上の面取り角度と主すくい面面取り部３２の実質上の面取り角度とがほぼ同じ大きさになる。

【0060】

記載された特徴の組み合わせにより、両面切削インサートとしての切削インサートを実現することによって課される制限にもかかわらず、平フライス加工の際に、非常に滑らかな切削、および、格別に安定したフライス加工プロセス、を可能にすることが達成される。

【符号の説明】

【0061】

２ 上側面
４ 下側面
６ 周囲側面
８ 切削エッジ
１０ 切削エッジ
１２ 主刃
１４ 平刃
１６ 切削コーナー
１８ 切削コーナー
２２ 主逃げ面
２４ 平逃げ面
３２ 主すくい面面取り部
３４ 平すくい面面取り部
１０１ 基体
１０２ 座部
１０３ 主当接面
Ｓ 対称軸
Ｒ 基準軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2022-05-20

【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】

フライス加工用両面切削インサートであって、
上側面（２）と、
下側面（４）と、
周囲側面（６）と、
前記上側面（２）から前記周囲側面（６）への移行部に形成された第１の切削エッジ（８）と、
前記下側面（４）から前記周囲側面（６）への移行部に形成された第２の切削エッジ（１０）と、
対称軸（Ｓ）であって、前記対称軸（Ｓ）に関して前記切削インサートが４回回転対称を有する前記対称軸（Ｓ）と、
前記対称軸（Ｓ）に対し垂直に延び、前記切削インサートを２つの半部に分割する、基準面（Ｒ）と、
を有し、
前記第１の切削エッジ（８）および前記第２の切削エッジ（１０）はそれぞれ、
交互に配置された主刃（１２）および平刃（１４）を有し、
これらは、それぞれ隆起切削コーナー（１６）と、この隆起切削コーナー（１６）よりも前記基準面（Ｒ）からの距離が小さい下降切削コーナー（１８）と、の間に延び、
前記周囲側面（６）は、それぞれ前記平刃（１４）に沿って延びる平逃げ面（２４）を有し、当該平逃げ面（２４）は、割り当てられた前記平刃（１４）からの距離が増加するにつれて、前記対称軸（Ｓ）に近づき、
前記周囲側面（６）は、それぞれ前記主刃（１２）に沿って延びる主逃げ面（２２）を有し、当該主逃げ面（２２）は、割り当てられた前記主刃（１２）からの距離が増加するにつれて前記対称軸（Ｓ）から離れる、
フライス加工用両面切削インサート。

【請求項2】

前記切削インサートは、前記上側面（２）を平面図で見たときに傾斜角を有するほぼ正方形の基本形状を有し、前記主刃（１２）は前記正方形の基本形状の主側面に沿って延び、前記平刃（１４）は前記傾斜角に沿って延びる、請求項１に記載の切削インサート。

【請求項3】

前記第１の切削エッジ（８）および前記第２の切削エッジ（１０）はそれぞれ、前記隆起切削コーナー（１６）および前記下降切削コーナー（１８）を介して互いに接続されている４つの前記主刃（１２）と４つの前記平刃（１４）とによって形成される、請求項１または２に記載の切削インサート。

【請求項4】

前記主刃（１２）は、前記上側面（２）もしくは前記下側面（４）を平面図で見たときにそれぞれ、隣り合う前記平刃（１４）と１３０°～１４０°の範囲の内角（α、α'）を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の切削インサート。

【請求項5】

前記平逃げ面（２４）は、それぞれ平坦面として、前記平刃（１４）全体に沿って前記隆起切削コーナー（１６）から前記下降切削コーナー（１８）まで延びる、請求項１から４のいずれか１項に記載の切削インサート。

【請求項6】

前記主逃げ面（２２）は、それぞれ平坦面として、前記主刃（１２）全体に沿って前記隆起切削コーナー（１６）から前記下降切削コーナー（１８）まで延びる、請求項１から５のいずれか１項に記載の切削インサート。

【請求項7】

前記上側面（２）および前記下側面（４）はそれぞれ、前記主刃（１２）に隣接して、主すくい面斜面（３２）と、前記平刃（１４）に隣接して平すくい面斜面（３４）と、を備えている、請求項１から６のいずれか１項に記載の切削インサート。

【請求項8】

前記平すくい面斜面（３４）の名目上の面取り角（β）は、前記主すくい面斜面（３２）の名目上の面取り角（γ）よりも小さい、請求項７に記載の切削インサート。

【請求項9】

前記平すくい面斜面（３４）の前記名目上の面取り角（β）は、前記主すくい面斜面（３２）の前記名目上の斜面角（γ）よりも、少なくとも８°小さい、請求項８に記載の切削インサート。

【請求項10】

切削インサートを収容するための少なくとも１つの座部（１０２）と、この座部（１０２）に配置された請求項１から９のいずれか１項に記載の少なくとも１つの切削インサート（１）と、を有する基体（１０１）を備えるフライス工具（１００）。

【請求項11】

前記座部（１０２）は、前記基準面（Ｒ）に平行に延びる前記切削インサート（１）の主載置面（２６）を支持するための主当接面（１０３）を有し、この主当接面（１０３）が負の軸方向設置角度（δ）および負の半径方向設置角度（Φ）で延び、前記半径方向設置角度（Φ）は前記軸方向設置角度（δ）よりも少なくとも１０°小さい、請求項１０に記載のフライス工具。

【請求項12】

前記軸方向設置角度（δ）は－１°～－５°の範囲にある、請求項１１に記載のフライス工具。

【請求項13】

前記半径方向設置角度（Φ）は－１５°～－２１°の範囲にある、請求項１１または１２に記載のフライス工具。

【請求項14】

前記切削インサート（１）は、アクティブな主刃（１２）が１６°～２４°の範囲の実質上の軸方向角度（θ）で延びるように配置されている、請求項１０から１３のいずれか１項に記載のフライス工具。

【請求項15】

前記切削インサートは、アクティブな主刃（１２）に形成される実質上の主逃げ角が８°～１２°の範囲にあり、アクティブな平刃（１４）に形成される実質上の平逃げ角（τ）が８°～１２°の範囲にあるように配置されている、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のフライス工具。

【請求項16】

前記切削インサート（１）は、平すくい面面取り部（３４）と主すくい面面取り部（３２）とを備え、前記平すくい面面取り部（３４）の実質上の面取り角度と主すくい面面取り部（３２）の実質上の面取り角度とが設置状態でほぼ同じ大きさになるように配置されている、請求項１０から１５のいずれか１項に記載のフライス工具。

【国際調査報告】