特表 2023-509863 インサート及びこれを含む切削工具組立体

(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】2023-03-10

(54)【発明の名称】インサート及びこれを含む切削工具組立体

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/20 20060101AFI20230303BHJP

   B23B 27/14 20060101ALI20230303BHJP

   B23C 5/10 20060101ALI20230303BHJP

【ＦＩ】

B23C5/20

B23B27/14 C

B23C5/10 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022538442

(86)(22)【出願日】2020-11-25

(85)【翻訳文提出日】2022-06-21

(86)【国際出願番号】 KR2020016755

(87)【国際公開番号】W WO2021145554

(87)【国際公開日】2021-07-22

(31)【優先権主張番号】16/743,172

(32)【優先日】2020-01-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508151781

【氏名又は名称】デグテック エルティーディー

(74)【代理人】

【識別番号】100123674

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 亮

(74)【代理人】

【識別番号】100097559

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 浩司

(72)【発明者】

【氏名】パク，チャンギュ

(72)【発明者】

【氏名】キム，ジェソン

【テーマコード（参考）】

3C022

3C046

【Ｆターム（参考）】

3C022KK03

3C022KK06

3C022KK12

3C022LL01

3C022LL02

3C022LL03

3C046CC06

(57)【要約】

被削材を切削するための工具に組み立てられるように構成されたインサートは、互いに垂直な第１仮想垂直軸及び第１仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４上側コーナー部を含む上面と、互いに垂直な第２仮想垂直軸及び第２仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４下側コーナー部を含み、高さ方向で上面の下側に形成される下面とを含む。高さ方向の下側に突出する下側リッジ部が下面に形成され、下面の中心に対して対称の第２及び第４下側コーナー部を横切る。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被削材を切削するための工具に組み立てられるように構成されたインサートにおいて、
互いに垂直な第１仮想垂直軸及び第１仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４上側コーナー部を含む上面と、
互いに垂直な第２仮想垂直軸及び第２仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４下側コーナー部を含み、高さ方向で前記上面の下側に形成される下面と、を含み、
前記第１上側コーナー部及び前記第１下側コーナー部は、前記工具の長手方向での上側及び前記工具の半径方向での内側にそれぞれ配置され、
前記第１乃至第４上側コーナー部は、前記第１上側コーナー部に対して反時計方向に順に配置され、
前記第１乃至第４下側コーナー部は、前記第１下側コーナー部に対して反時計方向に順に配置され、
前記高さ方向の下側に突出する下側リッジ部が前記下面に形成され、前記下面の中心に対して対称の前記第２及び第４下側コーナー部を横切る、
インサート。

【請求項2】

切削エッジが前記第１乃至第４上側コーナー部のそれぞれに形成される、
請求項１に記載のインサート。

【請求項3】

前記高さ方向の上側に突出する上側リッジ部が前記上面に形成され、前記上面の中心に対して対称の前記第１及び第３上側コーナー部を横切る、
請求項１に記載のインサート。

【請求項4】

第１メイン切削エッジが前記第１及び第３上側コーナー部のそれぞれに形成され、前記被削材の表面に対して傾斜をなす第１ランピング切削エッジが前記第２及び第４上側コーナー部のそれぞれに形成される、
請求項３に記載のインサート。

【請求項5】

前記上面及び前記下面は、前記高さ方向に垂直で前記高さ方向での中心を通る長手方向の中心線の上側及び下側にそれぞれ形成され、
前記長手方向の中心線と前記第１及び第３上側コーナー部との間の第１厚さは、前記長手方向の中心線と前記第２及び第４上側コーナー部との間の第２厚さより大きい、
請求項４に記載のインサート。

【請求項6】

前記上側リッジ部を通る延長線と前記第１仮想水平軸との間の角度は３０°～５０°の間である、
請求項３に記載のインサート。

【請求項7】

第２ランピング切削エッジが前記第１及び第３下側コーナー部のそれぞれに形成され、前記被削材の表面に対して傾斜をなす第２メイン切削エッジが前記第２及び第４下側コーナー部のそれぞれに形成される、
請求項４に記載のインサート。

【請求項8】

前記第２及び第４上側コーナー部は、第１及び第２平面部をそれぞれ含み、前記第１及び第２平面部のそれぞれは平らな表面からなり、
前記第１及び第３下側コーナー部は、第３及び第４平面部をそれぞれ含み、前記第３及び第４平面部のそれぞれは平らな表面からなる、
請求項７に記載のインサート。

【請求項9】

前記下面は、前記下側リッジ部の両側に形成されて前記高さ方向の上側に傾いた第１及び第２下側支持面を含み、
前記第１下側支持面から延びた延長線と前記第２下側支持面から延びた延長線との間の角度は１３０°～１５０°の間である、
請求項１に記載のインサート。

【請求項10】

前記上面の前記第１仮想水平軸に沿う長さは、前記上面の前記第１仮想垂直軸に沿う長さより長く、
前記下面の前記第２仮想水平軸に沿う長さは、前記下面の前記第２仮想垂直軸に沿う長さより長い、
請求項１に記載のインサート。

【請求項11】

切削工具組立体において、
被削材を切削するように構成されたインサートと、
インサートポケットを有する工具ホルダーであって、前記インサートが前記インサートポケットに安着するように前記工具ホルダーの端部に前記インサートポケットが形成される、前記工具ホルダーと、
前記インサートを前記インサートポケットに固定させるように構成されたスクリューと、を含み、
前記インサートは、
互いに垂直な第１仮想垂直軸及び第１仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４上側コーナー部を含む上面と、
互いに垂直な第２仮想垂直軸及び第２仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４下側コーナー部を含み、高さ方向で前記上面の下側に形成される下面と、を含み、
前記第１上側コーナー部及び前記第１下側コーナー部は、前記工具ホルダーの長手方向での上側及び前記工具ホルダーの半径方向での内側にそれぞれ配置され、
前記第１乃至第４上側コーナー部は、前記第１上側コーナー部に対して反時計方向に順に配置され、
前記第１乃至第４下側コーナー部は、前記第１下側コーナー部に対して反時計方向に順に配置され、
前記インサートは、前記下面が前記インサートポケットに向かうように配置され、
前記高さ方向の下側に突出する下側リッジ部が前記下面に形成され、前記下面の中心に対して対称の前記第２及び第４下側コーナー部を横切る、
切削工具組立体。

【請求項12】

前記工具ホルダーは回転軸を中心に回転するように構成され、
前記インサートポケットは、前記工具ホルダー内で前記回転軸から半径方向の外側に形成され、
前記インサートが前記インサートポケットに固定された状態で、前記第３上側コーナー部は、前記第２上側コーナー部より半径方向の外側に配置される、
請求項１１に記載の切削工具組立体。

【請求項13】

前記インサートポケットは、前記下側リッジ部を収容するように形成されたリッジ溝を含み、
前記インサートポケットは、前記リッジ溝の両側に形成されて前記高さ方向の上側に傾いた第１及び第２底面をさらに含み、
前記インサートポケットは、前記高さ方向で前記第１及び第２底面の上側に形成された半径方向面及び軸方向面をさらに含む、
請求項１１に記載の切削工具組立体。

【請求項14】

前記下面は、前記下側リッジ部の両側に形成されて前記高さ方向の上側に傾いた第１及び第２下側支持面を含み、
前記第１下側支持面は、前記第１底面と接触するように構成され、
前記第２下側支持面は、前記第２底面と接触するように構成され、
前記インサートの前記第１及び第２上側コーナー部の間の第１側面は、前記半径方向面と接触するように構成され、
前記インサートの前記第１及び第４上側コーナー部の間の第２側面は、前記軸方向面と接触するように構成される、
請求項１３に記載の切削工具組立体。

【請求項15】

ミリング加工時に、前記インサートに作用する移送分力は、前記第１底面と前記半径方向面によって支持される、
請求項１３に記載の切削工具組立体。

【請求項16】

ランピング切削加工時に、前記インサートに作用する移送分力は、前記第１底面と前記軸方向面によって支持される、
請求項１３に記載の切削工具組立体。

【請求項17】

長方形の切削インサートにおいて、
第１乃至第４上側コーナー部を含み、前記第１乃至第４上側コーナー部は、前記第１上側コーナー部に対して反時計方向に順に配置される上面と、
前記切削インサートの高さ方向で前記上面の下側に形成され、前記高さ方向で前記第１乃至第４上側コーナー部のうち対応する１つの下側にそれぞれある第１乃至第４下側コーナー部を含む下面と、
前記第１及び第３上側コーナー部に形成されるメイン切削エッジと、
前記第２及び第４上側コーナー部に形成されるランピング切削エッジと、
前記上面及び前記下面を連結する第１乃至第４側面と、
前記切削インサートの１８０°の回転対称の中心となる高さ方向の中心線を有し前記上面及び前記下面の間で貫通する開口と、を含み、
前記下面は、
前記高さ方向で下側に突出して前記第２及び第４下側コーナー部の間で対角線方向に延びる下側リッジ部と、
前記下側リッジ部の対向する側に形成され、前記下側リッジ部から前記高さ方向で上側に傾斜して前記下側リッジ部に沿って鈍角を限定する第１及び第２下側支持面と、を含む、
長方形の切削インサート。

【請求項18】

前記下側リッジ部に沿って前記第１及び第２下側支持面によって限定される前記鈍角は１３０°～１５０°の間である、
請求項１７に記載の長方形の切削インサート。

【請求項19】

前記切削インサートは両面型で、
前記切削インサートは、
前記第２及び第４下側コーナー部に形成されるメイン切削エッジと、
前記第１及び第３下側コーナー部に形成されるランピング切削エッジと、
前記高さ方向で上側に突出して前記第１及び第３上側コーナー部の間で対角線方向に延びる上側リッジ部と、
前記上側リッジ部の対向する側に形成され、前記上側リッジ部から前記高さ方向で下側に傾斜して前記上側リッジ部に沿って鈍角を限定する第１及び第２上側支持面と、を含む、
請求項１８に記載の長方形の切削インサート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、インサート及びこれを含む切削工具組立体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

切削工具は、主に鉄系または非鉄系金属の切削に用いられ、使用時に、様々な工作機械に固定される。切削工具を用いて金属を切削する方式として、例えば、回転する金属製の被削材に切削工具の切削エッジを接触させて切削が行われる方式が知られている。もう１つの方式として、切削エッジを有する切削インサートを工具ホルダーに固定させ、工具ホルダーを工作機械に固定させた後、工具ホルダーの回転を通じて切削インサートを回転させながら予め固定された被削材に切削インサートを接触させて被削材を所望の形状に切削する方式が知られている。

【0003】

被削材と直接的に接触する切削インサートは、切削加工において重要な要素の１つである。また、切削インサートの材質及び形状が切削工具の寿命及び加工品質に影響を及ぼす。また、切削インサートを用いて被削材の作業対象の部分を切削して除去させる際、チップの形で発生する金属片を切削領域から安全に排出させる必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の多様な実施例は、上面のリッジ部と下面のリッジ部が対角線方向で互いに交差するように形成されたインサート、及びこれを含む切削工具組立体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面による実施例は、被削材を切削するための工具に組み立てられるように構成されたインサートに関わる。例示的な実施例によるインサートは、互いに垂直な第１仮想垂直軸及び第１仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４上側コーナー部を含む上面と、互いに垂直な第２仮想垂直軸及び第２仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４下側コーナー部を含み、高さ方向で上面の下側に形成される下面とを含む。第１上側コーナー部及び第１下側コーナー部は、工具の長手方向での上側及び工具の半径方向での内側にそれぞれ配置される。第１乃至第４上側コーナー部は、第１上側コーナー部に対して反時計方向に順に配置される。第１乃至第４下側コーナー部は、第１下側コーナー部に対して反時計方向に順に配置される。高さ方向の下側に突出する下側リッジ部が下面に形成され、下面の中心に対して対称の第２及び第４下側コーナー部を横切る。

【0006】

一実施例において、切削エッジが第１乃至第４上側コーナー部のそれぞれに形成される。

【0007】

一実施例において、高さ方向の上側に突出する上側リッジ部が上面に形成され、上面の中心に対して対称の第１及び第３上側コーナー部を横切る。

【0008】

一実施例において、第１メイン切削エッジが第１及び第３上側コーナー部のそれぞれに形成され、被削材の表面に対して傾斜をなす第１ランピング切削エッジが第２及び第４上側コーナー部のそれぞれに形成される。

【0009】

一実施例において、上面及び下面は、高さ方向に垂直で高さ方向での中心を通る長手方向の中心線の上側及び下側にそれぞれ形成される。長手方向の中心線と第１及び第３上側コーナー部との間の第１厚さは、長手方向の中心線と第２及び第４上側コーナー部との間の第２厚さより大きい。

【0010】

一実施例において、上側リッジ部を通る延長線と第１仮想水平軸との間の角度は３０°～５０°の間である。

【0011】

一実施例において、第２ランピング切削エッジが第１及び第３下側コーナー部のそれぞれに形成され、被削材の表面に対して傾斜をなす第２メイン切削エッジが第２及び第４下側コーナー部のそれぞれに形成される。

【0012】

一実施例において、第２及び第４上側コーナー部は、第１及び第２平面部をそれぞれ含み、第１及び第２平面部のそれぞれは平らな表面からなる。また、第１及び第３下側コーナー部は、第３及び第４平面部をそれぞれ含み、第３及び第４平面部のそれぞれは平らな表面からなる。

【0013】

一実施例において、下面は、下側リッジ部の両側に形成されて高さ方向の上側に傾いた第１及び第２下側支持面を含む。第１下側支持面から延びた延長線と第２下側支持面から延びた延長線の間の角度は１３０°～１５０°の間である。

【0014】

一実施例において、上面の第１仮想水平軸に沿う長さは上面の第１仮想垂直軸に沿う長さより長い。下面の第２仮想水平軸に沿う長さは下面の第２仮想垂直軸に沿う長さより長い。

【0015】

本開示の一側面による実施例は、切削工具組立体に関わる。例示的な実施例による切削工具組立体は、被削材を切削するように構成されたインサートと、インサートポケットを有する工具ホルダーであって、インサートがインサートポケットに安着するように工具ホルダーの端部にインサートポケットが形成される工具ホルダーと、インサートをインサートポケットに固定させるように構成されたスクリューと、を含む。インサートは、互いに垂直な第１仮想垂直軸及び第１仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４上側コーナー部を含む上面と、互いに垂直な第２仮想垂直軸及び第２仮想水平軸で区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４下側コーナー部を含み、高さ方向で上面の下側に形成される下面とを含む。第１上側コーナー部及び第１下側コーナー部は、工具の長手方向での上側及び工具の半径方向での内側にそれぞれ配置される。第１乃至第４上側コーナー部は、第１上側コーナー部に対して反時計方向に順に配置される。第１乃至第４下側コーナー部は、第１下側コーナー部に対して反時計方向に順に配置される。インサートは下面がインサートポケットに向かうように配置される。高さ方向の下側に突出する下側リッジ部が下面に形成され、下面の中心に対して対称の第２及び第４下側コーナー部を横切る。

【0016】

一実施例において、工具ホルダーは回転軸を中心に回転するように構成され、インサートポケットは、工具ホルダー内で回転軸から半径方向の外側に形成される。インサートがインサートポケットに固定された状態で、第３上側コーナー部は、第２上側コーナー部より半径方向の外側に配置される。

【0017】

一実施例において、インサートポケットは、下側リッジ部を収容するように形成されたリッジ溝を含む。インサートポケットは、リッジ溝の両側に形成されて高さ方向の上側に傾いた第１及び第２底面をさらに含む。インサートポケットは、高さ方向で第１及び第２底面の上側に形成された半径方向面及び軸方向面をさらに含む。

【0018】

一実施例において、下面は、下側リッジ部の両側に形成されて高さ方向の上側に傾いた第１及び第２下側支持面を含む。第１下側支持面は、第１底面と接触するように構成される。第２下側支持面は、第２底面と接触するように構成される。インサートの第１及び第２上側コーナー部の間の第１側面は、半径方向面と接触するように構成される。インサートの第１及び第４上側コーナー部の間の第２側面は、軸方向面と接触するように構成される。

【0019】

一実施例において、ミリング加工時に、インサートに作用する移送分力は、第１底面と半径方向面によって支持される。

【0020】

一実施例において、ランピング切削加工時に、インサートに作用する移送分力は、第１底面と軸方向面によって支持される。

【発明の効果】

【0021】

本開示の多様な実施例によれば、インサートの下面のV状の突出部(下側リッジ部)により、ミーリングカッターの回転方向の切削、半径方向の切削、及び軸方向の切削のような３次元切削においても、インサートは安定的に工具ホルダーに締結され得る。これにより、インサートで高速移送(ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｆｅｅｄｉｎｇ)及び高傾斜切削(ｈｉｇｈ ａｎｇｌｅ ｃｕｔｔｉｎｇ)を可能にし、被削材切削の生産性が向上し得る。

【0022】

本開示の多様な実施例によれば、上面に形成されたリッジ部または下面に形成されたリッジ部によりインサートが工具ホルダーに安定的に締結され得る。従って、高速移送または高傾斜切削を行っても、工具ホルダー内でインサートの位置変化を最小化することができ、インサート自体の破損と工具ホルダーからインサートが離脱することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

本明細書に含まれ本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示の各実施例を例示する。

【0024】

【図1】本開示の一実施例による切削工具組立体を示す斜視図である。

【0025】

【図2】図１に示す切削工具組立体の分解斜視図である。

【0026】

【図3】図２の方向とは異なる方向から見た、図１に示す切削工具組立体の構成を示す分解斜視図である。

【0027】

【図4】図１に示す切削工具組立体が加工に用いられる際、インサートが受ける力を示す図である。

【0028】

【図5】図１に示す切削工具組立体を一般切削加工に用いる状態を示す図である。

【0029】

【図6】ランピング切削加工に用いられる、図１に示す切削工具組立体を示す図である。

【0030】

【図7】本開示の一実施例によるインサートを示す斜視図である。

【0031】

【図8】図７に示すインサートの上面を示す上面図である。

【0032】

【図9】図７に示すインサートの下面を示す斜視図である。

【0033】

【図10】図７に示すインサートの側面を示す側面図である。

【0034】

【図11】対角線方向から見た、図７に示すインサートを示す側面図である。

【0035】

【図12】図１における工具ホルダーに締結されたインサートの拡大斜視図である。

【0036】

【図13】図１２に示すインサートの下面が工具ホルダー内で支持される構成を説明するための図である。

【0037】

【図14A】比較例による切削工具組立体の性能と本開示の一実施例による切削工具組立体の性能を比較するための図である。

【0038】

【図14B】比較例による切削工具組立体の性能と本開示の一実施例による切削工具組立体の性能を比較するための図である。

【0039】

【図15】本開示のもう１つの実施例によるインサートを示す斜視図である。

【0040】

【図16】図１５に示すインサートの下面を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

本開示の実施例は、本開示の技術的思想を説明する目的で例示されたものである。本開示による権利範囲が以下に提示される実施例やこれら実施例に対する具体的説明に限定されるわけではない。

【0042】

本開示における全ての技術的用語及び科学的用語は、特に定義されない限り、本技術分野において通常の知識を有する者に一般に理解される意味または定義を含む。本開示における全ての用語は、本開示をさらに明確に説明する目的で選択されたものであり、本開示の範囲を制限するために選択されたわけではない。

【0043】

本開示で用いられる「含む」、「備える」、「有する」等の表現は、当該表現が含まれる語句または文章において異なって言及されない限り、他の実施例を含む可能性を有する開放型用語(ｏｐｅｎ-ｅｎｄｅｄ ｔｅｒｍｓ)として理解されるべきである。

【0044】

本開示で記述された単数形の表現は異なって言及しない限り複数形の表現を含み得、これは請求の範囲に記載された単数形の表現にも同様に適用される。

【0045】

本開示の多様な実施例で見られる、「第１」、「第２」等の表現は、複数の構成要素を相互区分するために用いられ、当該構成要素の順序または重要度を限定するわけではない。

【0046】

ここで用いられた「上側」、「上」等の方向用語は、添付図面において上面が下面に対して位置する方向に基づく。「下側」、「下」等の方向用語は上側方向または上方向の反対方向を意味する。添付図面に示す切削インサートは異なって配向することもあり、前記方向用語は、それに合わせて解釈され得る。

【0047】

以下、添付図面を参照して、本開示の実施例を説明する。添付図面で、同一または対応する構成要素には同一の参照符号が付与されている。以下の実施例の説明において、同一または対応する構成要素を重複して記述することが省略される。しかし、構成要素の技術が省略されても、そのような構成要素が一実施例に含まれないものとして意図されるわけではない。

【0048】

図１は、本開示の一実施例による切削工具組立体１を示す斜視図である。図２は、図１に示す切削工具組立体１の分解斜視図である。図３は、図２の方向とは異なる方向から見た、図１に示す切削工具組立体の構成を示す分解斜視図である。

【0049】

切削工具組立体１はミリングマシンに用いられ得る。切削工具組立体１はミリングマシンに設けられ、それ自体で回転しながら被削材を切削するように構成され得る。切削工具組立体１は工具ホルダー２０と、インサート１００と、スクリュー３０と、を含み得る。

【0050】

工具ホルダー２０は、例えば、回転体の形状を有し得、回転軸ＲＡを中心に回転するように構成され得る。工具ホルダー２０の端部には少なくとも１つのインサートポケット２００が形成され得る。インサートポケット２００は工具ホルダー２０内で回転軸ＲＡから半径方向の外側に延びるように形成され得る。インサート１００はスクリュー３０によってインサートポケット２００に安着し得る。スクリュー３０はインサート１００を貫通してインサートポケット２００の底部に締結され得る。

【0051】

図１～図３を参照すると、３つのインサートポケット２００が工具ホルダー２０の端部に形成され得、３つのインサート１００がこれに対応するように提供され得る。インサートポケット２００は周方向に互いに１２０°の角度差を置いて配置され得る。インサート１００はメイン切削エッジ(ｍａｉｎ ｃｕｔｔｉｎｇ ｅｄｇｅ)と、被削材の表面に対して傾斜をなすランピング切削エッジ(ｒａｍｐｉｎｇ ｃｕｔｔｉｎｇ ｅｄｇｅ)を有し得る。インサートポケット２００にインサート１００が固定された状態では、メイン切削エッジがランピング切削エッジより半径方向の外側に向かうように配置され得る。これに関わる詳細は、後述する。

【0052】

図４は、図１に示す切削工具組立体１が加工に用いられる際、インサート１００が受ける力を示す図である。図５は、図１に示す切削工具組立体１を一般切削加工に用いる状態を示す図である。図６は、ランピング切削加工に用いられる、図１に示す切削工具組立体１を示す図である。インサート１００は回転軸ＲＡを中心に回転しながら被削材Ｗを切削することができる。

【0053】

図６を参照すると、回転軸ＲＡに平行な方向は工具ホルダー２０の長手方向ＬＤと定義され得る。また、回転軸ＲＡに垂直な方向は工具ホルダー２０の半径方向ＲＤと定義され得る。

【0054】

図５に示す座標系を参照すると、一般切削加工(ｇｅｎｅｒａｌ ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ)では、切削工具組立体１が回転軸ＲＡに垂直なＸ軸またはＹ軸方向には移動するが、回転軸ＲＡに平行なＺ軸方向には移動しない。ここで、Ｘ軸方向は切削工具組立体１の移送方向(ｆｅｅｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ)になり得る。従って、被削材Ｗはインサート１００のメイン切削エッジと主に接触するようになり、ランピング切削エッジと接触する比率が少ない。図４を参照すると、メイン切削エッジに作用するメイン切削力(ｍａｉｎ ｃｕｔｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ)Ｆ１が、ランピング切削エッジに作用するランピング切削力(ｒａｍｐｉｎｇ ｃｕｔｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ)Ｆ２より大きいこともある。

【0055】

図６に示す座標系を参照すると、ランピング切削加工(ｒａｍｐｉｎｇ ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ)では、切削工具組立体１が回転軸ＲＡに垂直なＸ軸またはY軸方向にも移動し、回転軸ＲＡと平行なZ軸方向にも移動する。例えば、ランピング切削時にランピング角度は１°～２°の間になり得る。即ち、切削工具組立体１がＸ軸に移動する速度に比べてZ軸に移動する速度が顕著に低い。従って、被削材Ｗはインサート１００のランピング切削エッジと主に接触するようになり、被削材Ｗのメイン切削エッジと接触する比率が低くなる。図４を参照すると、メイン切削エッジに作用するメイン切削力Ｆ１が、ランピング切削エッジに作用するランピング切削力Ｆ２より大きいこともある。

【0056】

図７は、本開示の一実施例によるインサート１００を示す斜視図である。図８は、図７に示すインサート１００の上面を示す上面図である。図９は、図７に示すインサート１００の下面を示す斜視図である。図１０は、図７に示すインサート１００の側面を示す側面図である。図１１は、対角線方向から見た、図７に示すインサート１００を示す側面図である。

【0057】

図７を参照すると、インサート１００は両面型(ｄｏｕｂｌｅ-ｓｉｄｅｄ)インサートから構成され得、上面１０１と、下面１０２と、第１乃至第４側面１０３，１０４，１０８，１０９とを含み得る。インサート１００は幅方向中心を通る高さ方向の中心線Ｍ１と、高さ方向中心を通る長手方向の中心線Ｍ２とを有し得る。高さ方向の中心線Ｍ１と長手方向の中心線Ｍ２とが交差する地点は、インサート１００の質量の中心になり得る。上面１０１及び下面１０２は長手方向の中心線Ｍ２の上側及び下側にそれぞれ形成される。インサート１００は高さ方向の中心線Ｍ１に沿って貫通した開口１５０を有し得る。図２に示すスクリュー３０が開口１５０を貫通し得る。

【0058】

図８を参照すると、上面１０１は、互いに垂直な第１仮想水平軸ＨＡ１及び第１仮想垂直軸ＶＡ１に区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４上側コーナー部１１０，１２０，１３０，１４０を含み得る。上面１０１の第１仮想水平軸ＨＡ１の方向に沿った長さは、上面１０１の第１仮想垂直軸ＶＡ１の方向に沿った長さより長いこともある。上面１０１の中心に対して対称の第１及び第３上側コーナー部１１０，１３０を横切り、高さ方向で上側に突出する上側リッジ部１０５が上面１０１に形成され得る。

【0059】

図８を参照すると、インサート１００において、第１側面１０３は、第１及び第２上側コーナー部１１０，１２０間に形成された側面を称し、第２側面１０４は、第１及び第４上側コーナー部１１０，１４０間に形成された側面を称し、第３側面１０８は、第３及び第４上側コーナー部１３０，１４０間に形成された側面を称し、第４側面１０９は、第２及び第３上側コーナー部１２０，１３０間に形成された側面を称する。

【0060】

一方、インサート１００がインサートポケット２００に固定されている際(図５参照)、第２及び第３上側コーナー部１２０，１３０は、第１及び第４上側コーナー部１１０，１４０より工具ホルダー２０の端部に近く位置し得る。また、第３上側コーナー部１３０は、第２上側コーナー部１２０より半径方向の外側に配置され得る。

【0061】

図９を参照すると、下面１０２は上面１０１に対して高さ方向で下側に形成される。下面１０２は、互いに垂直な第２仮想垂直軸ＶＡ２及び第２仮想水平軸ＨＡ２に区分されたそれぞれの四分面に形成された第１乃至第４下側コーナー部１６０，１７０，１８０，１９０を含み得る。下面１０２の第２仮想水平軸ＨＡ２の方向に沿った長さは、下面１０２の第２仮想垂直軸ＶＡ２の方向に沿った長さより長いこともある。下面１０２の中心に対して対称の第２及び第４下側コーナー部１７０，１９０を横切り、高さ方向の下側に突出する下側リッジ部１０６が下面１０２に形成され得る。

【0062】

第１乃至第４上側コーナー部１１０，１２０，１３０，１４０のそれぞれの高さ方向の下側には、第１乃至第４下側コーナー部１６０，１７０，１８０，１９０が順に位置する。従って、インサート１００の上側または下側から見た方向を基準に、上側リッジ部１０５と下側リッジ部１０６は対角線方向に交差する。

【0063】

図５を参照すると、第１上側コーナー部１１０と第１下側コーナー部１６０は、工具ホルダー２０の長手方向ＬＤでの上側と工具ホルダー２０の半径方向ＲＤでの内側にそれぞれ配置される。第１乃至第４上側コーナー部１１０，１２０，１３０，１４０は、第１上側コーナー部１１０に対して反時計方向に順に配置される。第１乃至第４下側コーナー部１６０，１７０，１８０，１９０は、第１下側コーナー部１６０に対して反時計方向に順に配置される。

【0064】

上面１０１で、第１及び第３上側コーナー部１１０，１３０には、それぞれメイン切削エッジ１１１，１３１が形成され得、第２及び第４上側コーナー部１２０，１４０には、それぞれランピング切削エッジ１２１，１４１が形成され得る。下面１０２で、第２及び第４下側コーナー部１７０，１９０には、それぞれメイン切削エッジ１７１，１９１が形成され得、第１及び第３下側コーナー部１６０，１８０には、それぞれランピング切削エッジ１６１，１８１が形成され得る。また、上側リッジ部１０５はメイン切削エッジ１１１，１３１にわたって形成され得、下側リッジ部１０６はメイン切削エッジ１７１，１９１にわたって形成され得る。

【0065】

第２及び第４上側コーナー部１２０，１４０は、それぞれ第１及び第２平面部１２２，１４２を含み得、第１及び第２平面部のそれぞれは平らな表面からなり得る。第１及び第３下側コーナー部１６０，１８０は、それぞれ第３及び第４平面部１６２，１８２を含み得、第３及び第４平面部のそれぞれは平らな表面からなり得る。従って、第１及び第２平面部１２２，１４２が高さ方向で第１及び第３上側コーナー部１１０，１３０の下側に位置し得る。また、第３及び第４平面部１６２，１８２が高さ方向で第２及び第４下側コーナー部１７０，１９０の上側に位置し得る。

【0066】

図８を参照すると、上側リッジ部１０５を通る延長線Ｌ１と第１仮想水平軸ＨＡ１の間の角度Ａ１は３０°～５０°の間であることもある。これと同様に、下側リッジ部１０６を通る延長線Ｌ２と第２仮想水平軸ＨＡ２の間の角度Ａ２は３０°～５０°の間であることもある。

【0067】

図８及び図９を参照すると、上側リッジ部１０５を通る延長線Ｌ１と下側リッジ部１０６を通る延長線Ｌ２は異なる方向に(即ち、交差方向に)配置され得る。図８に示す矢印は、一般ミリング加工で大きな力がメイン切削エッジ１３１に加えられる状況を示す。延長線Ｌ１と延長線Ｌ２が同一方向に配置されれば、下面１０２の円形の部分C１はリッジ形状または谷間形状を有し、この場合、一般ミリング加工時の安定性が減少し得る。これに対して、本開示の一実施例によれば、延長線Ｌ１と延長線Ｌ２が互いに交差する方向に配置されるので、また、下面１２０の円形の部分C１が概ね平らな表面からなるので、インサート１００は工具ホルダー２０によって安定的に支持され得る。従って、一般ミリング加工における安定性が向上する。

【0068】

図１０を参照すると、長手方向の中心線Ｍ２と第１及び第３上側コーナー部１１０，１３０との間の第１厚さＴ１は、長手方向の中心線Ｍ２と第２及び第４上側コーナー部１２０，１４０との間の第２厚さＴ２より大きいこともある。従って、インサート１００はランピング切削加工時にランピング角度に対応してより円滑に切削を実行することができる。

【0069】

図９を参照すると、下面１０２は、下側リッジ部１０６の両側に形成され高さ方向の上側に傾いた第１及び第２下側支持面１５１，１５２を含み得る。図１１を参照すると、第１下側支持面１５１から延びた延長線Ｌ３と第２下側支持面１５２から延びた延長線の間の角度Ｂは１３０°～１５０°の間であることもある。

【0070】

図１２は、インサート１００が図１における工具ホルダーに締結された状態を示す拡大斜視図である。図１３は、図１２に示すインサート１００の下面１０２が工具ホルダー内で支持される構成を説明するための図である。

【0071】

インサートポケット２００はインサート１００と接触する底面２１０を含み得る。底面２１０には下側リッジ部１０６を収容するように形成されたリッジ溝２１５が形成され得る。底面２１０は、リッジ溝２１５の両側に形成され高さ方向の上側に傾いた第１及び第２底面２１１，２１２をさらに含み得る。また、インサートポケット２００は高さ方向で第１及び第２底面２１１，２１２の上側に形成された半径方向面(ｒａｄｉａｌ ｓｕｒｆａｃｅ)２１３及び軸方向面(ａｘｉａｌ ｓｕｒｆａｃｅ)２１４をさらに含み得る。

【0072】

インサート１００の第１下側支持面１５１はインサートポケット２００の第１底面２１１と接触するように構成され得る。インサート１００の第２下側支持面１５２はインサートポケット２００の第２底面２１２と接触するように構成され得る。インサート１００がスクリュー３０によってインサートポケット２００に固定されている際、インサート１００の第１側面１０３はインサートポケット２００の半径方向面２１３と接触するように構成され得、インサート１００の第２側面１０４はインサートポケット２００の軸方向面２１４と接触するように構成され得る。

【0073】

切削抵抗は、切削が進められる際にインサートが受ける抵抗を意味する。切削抵抗は互いに垂直な３つの分力(主分力、移送分力、及び背分力)として作用し得る。主分力が最も大きく、背分力は主分力より小さく、移送分力は背分力より小さい。主分力は切削方向に平行な分力として参照され得、移送分力は切削工具組立体の移送方向に反対となる方向に作用する分力として参照され得、背分力は切削深さの反対方向の分力として参照され得る。

【0074】

インサートの下面が平らな表面だけで構成される場合には、ミーリングカッター(ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｕｔｔｅｒ)の半径方向に作用する力が工具ホルダーの半径接触面(ｒａｄｉａｌ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｕｒｆａｃｅ)により支持され、加工中にインサートの工具ホルダーに対する締結を堅固に維持することができる。しかし、ランピング切削加工等の状況でミーリングカッターの半径方向の逆方向に作用する力に対しては別途の支持面が存在しない。インサートがスクリューだけで支持されるので、スクリューの変形、破損、インサートの脱落等の問題が発生し得る。本開示の実施例によれば、インサート１００の下面１０２がこの平らな表面だけで構成されない。従って、前記のような問題点の解決が可能である。

【0075】

インサート１００が一般ミリング加工で用いられる際、インサート１００に作用する主分力は、第１底面２１１及び第２底面２１２によって支持され得る。インサート１００に対して切削工具の半径方向に作用する力である移送分力は、第２底面２１２によって主に支持され、半径方向面２１３によって追加で支持され得る。一方、インサート１００に作用する背分力は、第２底面２１２及び軸方向面２１４によって支持され得る。

【0076】

インサート１００をランピング切削加工で用いる場合、インサート１００に作用する主分力は、一般ミリング加工の場合と同様に、第１底面２１１及び第２底面２１２によって支持され得る。一般ミリング加工とは異なって、インサート１００に対して切削工具の半径方向に作用する力である移送分力は、第１底面２１１及び軸方向面２１４によって支持され得る。一方、インサート１００に作用する背分力は、第２底面２１２及び軸方向面２１４によって支持され得る。

【0077】

図１４Ａ及び図１４Ｂは、比較例による切削工具組立体の性能と本開示の一実施例による切削工具組立体１の性能を比較するための図である。

【0078】

図１４Ａは、比較例による切削工具組立体のスクリュー応力(σ)及び総変形量(ｔｏｔａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ)を示し、図１４Ｂは、本開示の一実施例による切削工具組立体１のスクリュー応力(σ)及び総変形量(ｔｏｔａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ)を示す。スクリュー応力(σ)はスクリューに作用する負荷を示し、総変形量はインサートが初期位置から移動した程度を示す。

【0079】

本開示の一実施例による切削工具組立体１のスクリュー応力が比較例による切削工具組立体のスクリュー応力に比べて略３０％程度減少したことが確認できる。従って、スクリューに作用する負荷が飛躍的に減少する。従って、長時間高強度の加工を行ってもスクリューの破損を防止することができる。

【0080】

本開示の一実施例による切削工具組立体１の総変形量が比較例による切削工具組立体の総変形量に比べて略４０％程度減少したことが確認できる。従って、加工中に総変形量が飛躍的に減少し得る。従って、長時間高強度の加工を行っても切削の精密性を維持することができる。

【0081】

図１５は、本開示のもう１つの実施例によるインサート３００を示す斜視図である。図１６は、図１５に示すインサート３００の下面を示す斜視図である。前述の実施例で説明した内容に対する重複説明は省略する。

【0082】

インサート３００は単面型インサートから構成され得る。インサート３００は、上面３０１から下面３０２まで貫通する開口３５０を有し得る。従って、インサート３００の上面３０１にだけ切削エッジが形成され得、下面３０２には切削エッジが形成されていないこともある。一方、上面３０１の第１乃至第４上側コーナー部３１０，３２０，３３０，３４０のそれぞれには切削エッジが形成され得る。

【0083】

下面３０２は工具ホルダー２０のインサートポケット２００に安着する機能を行うことができる。下面３０２は、第１乃至第４下側コーナー部３６０，３７０，３８０，３９０を含み得る。第２下側コーナー部３６０及び第４下側コーナー部３９０を横切る下側リッジ部３０６が形成され得る。下面３０２は、下側リッジ部３０６の両側に形成され高さ方向の上側に傾いた第１及び第２下側支持面３５１，３５２を含み得る。

【0084】

一部実施例が説明されたものの、これらの実施例は単に例として提示され、本開示の範囲を制限するようには意図されない。実際に、ここに説明された実施例は各種の他の形態で具現され得る。また、本開示の思想から逸脱せず、ここに説明された実施例の形態における多様な省略、置換及び変更が行われ得る。添付の請求項及びその等価物は、本開示の思想内にあるこのような形態または修正をカバーするように意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】