JP2021504153A - スリッティングカッターおよびそれと組み合わされるツールキー - Google Patents

Abstract

スリッティングカッターは、円周方向に間隔を置いて配置された複数のインサート受容部分、およびそこに保持された複数のカッティングインサートを備えたディスク形状のカッター本体を有する。各インサート受容部分は、インサート受容スロットだけ離れた第１および第２のクランピングジョーを有し、第１のクランピングジョーは、弾性的に変位可能で、かつ弾性回転軸を有する。スリッティングカッターに弾性的にクランプされたカッティングインサートの数は、複数の弾性回転軸によって定義された内側切削直径に０．１５と０．３０との間の間隔係数を乗じた値である。第１および第２のキープロングを有するツールキーは、スリッティングカッターと組み合わせて使用される。第２のキープロングは、凹状プロファイルのスラスト面を有する。スリッティングカッターの部分的に組み立てられた位置で、スラスト面は、それぞれのカッティングインサートの２つの離間した第１および第２のコーナー面のうちの少なくとも１つに接触する。【選択図】図４

Description

本発明は、一般に金属切削プロセスで使用するための、特にスリッティング作業のための、スリッティングカッターおよびそれと組み合わされるツールキーに関する。

本明細書および特許請求の範囲の目的のために、用語「スリッティングカッター」は、スリッティングまたはスロッティング用途のために構成されたツールを含むことが意図される。

スリッティングカッターの分野では、複数の刃を有する一体型スリッティングカッターの例が数多くある。図１および図２は、６３ｍｍの外側切削直径ＤＯ、１ｍｍの切削幅ＷＣ、および複数の４８個の切削刃１４２を有する、先行技術による一体型スリッティングカッター１２０を示す。このようなスリッティングカッターは、ばね鋼などのワークピース材料でのスリッティング作業で約１２６０ｒｐｍの最大回転速度に制限される場合があり、チップ生成能力のない単純な刃の設計になっているため、関連する高い切削抵抗に起因して１刃当たりの送り速度が約０．４μｍに制限される場合がある。このような制限の結果、１回転当たりの送り速度は約０．０２ｍｍ、１分当たりの送り速度は２５〜３０ｍｍになる。一体型スリッティングカッターのさらなる欠点は、ライフサイクルが短く、再研磨後の再現性が低下することである。

通常、スリッティングカッターよりも広い切削幅を有するスロッティングカッターの分野では、カッティングインサートの挿入および抜き取りを支援するためにツールキーを使用する、カッター本体の周りに円周方向に間隔を置いて配置された複数のインサート受容部分と、そこに着脱可能に保持された複数のカッティングインサートと、を有するディスク状のカッター本体の例が多数ある。

特許文献１は、２〜６ｍｍの範囲の厚さを有するディスクと、その周囲の周りに円周方向に配置された複数のインサート受容シートと、を有するスロットフライス工具を開示し、各インサート受容シートは、２つのカッティングスロットによって定義される弾性的弾力突起によってその中に保持されるカッティングインサートを有し、２つのスロットの内側端は、インサート受容シートの半径方向かなり内側に配置されている。

特許文献１はまた、カッティングインサートの挿入および抜き取りのために、スロットフライス工具と組み合わせて使用される工具を開示している。カッティングインサートの挿入および抜き取りに使用する工具は、２つの円筒形ピンを有しり、そのうちの１つはインサート受容シートに隣接する穴に挿入され、もう１つはスロットのうちの１つの外側端に形成された開口部に挿入される。穴内のピンによって形成された支点の周りに工具を回転させると、もう一方のピンが弾性的弾力突起を持ち上げ、それぞれのカッティングインサートの挿入または抜き取りのための十分なスペースを提供する。

改善されたスリッティングカッターが当該分野で必要とされている。

また、１回転当たりの高い送り速度を有する改良されたスリッティングカッターが当該分野で必要とされている。

長いライフサイクルと高いレベルの再現性とを有する改良されたスリッティングカッターが当該分野でさらに必要とされている。

改良されたスリッティングカッターと組み合わせて使用されるツールキーが当該分野でさらに必要とされている。

米国特許第６，１１６，８２３号明細書

本発明によれば、当該分野における前述の必要性のうちの１つまたは複数を満たすために設計された特徴を有するスリッティングカッターが提供される。本発明の一態様では、スリッティングカッターは、
カッター回転軸の周りに回転方向を定義するカッター回転軸、対向する第１および第２の本体側面、およびそれらの間に延在する本体周面、を有するディスク形状のカッター本体と、
本体周面の周りに円周方向に間隔を置いて配置された複数のインサート受容部分、およびそこに着脱可能に保持された複数のカッティングインサートであって、
第１および第２の本体側面の少なくとも半径方向外側部分は、それぞれ第１および第２の基準面に含まれ、第１および第２の基準面は本体幅だけオフセットされ、
各インサート受容部分は、インサート受容スロットだけ離れた第１および第２のクランピングジョーを有し、第１のクランピングジョーは、第２のクランピングジョーに対して弾性的に変位可能で、かつ弾性回転軸を有し、
各カッティングインサートは、それぞれのインサート受容スロットに弾性的にクランプされ、第１および第２の基準面と交差する刃先を有する、
複数のインサート受容部分および複数のカッティングインサートと、を含み、
複数の刃先は、外側切削直径を有する外側仮想円を規定し、複数の弾性回転軸は、内側切削直径を有する内側仮想円を規定し、
スリッティングカッターに弾性的にクランプされたカッティングインサートの数Ｎは、ミリメートル単位の内側切削直径に間隔係数を掛けた値であり、
間隔係数は０．１５と０．３０との間である。

また、本発明によれば、ツールキーと組み合わされるスリッティングカッターであって、
スリッティングカッターは、カッター回転軸の周りに回転方向を定義するカッター回転軸、対向する第１および第２の本体側面、およびそれらの間に延在する本体周面、を有するディスク形状のカッター本体と、
本体周面の周りに円周方向に間隔を置いて配置された複数のインサート受容部分、およびそこに着脱可能に保持された複数のカッティングインサートであって、
第１および第２の本体側面の少なくとも半径方向外側部分は、それぞれ第１および第２の基準面に含まれ、第１および第２の基準面は、本体幅だけ互いに間隔を置いて配置され、
各インサート受容部分は、インサート受容スロットだけ離れた第１および第２のクランピングジョーを有し、第１のクランピングジョーは、第２のクランピングジョーに対して弾性的に変位可能であり、
各カッティングインサートは、それぞれのインサート受容スロットに弾性的にクランプされ、第１および第２の基準面と交差する刃先を有する、
複数のインサート受容部分および複数のカッティングインサートと、を含み、
ツールキーは、対向する第１および第２の係合側面を備えた第１の端部と、それぞれ第１および第２のキー軸に沿って第１の係合側面から突出する第１および第２のキープロングと、を含み、
第２のキープロングは、スラスト面を有し、スラスト面は、第２のキー軸を含む第４の基準面で取られた断面において凹状プロファイルを有し、
ツールキーが係合しているスリッティングカッターの部分的に組み立てられた位置で、
第１のキープロングは、インサート受容スロットの１つに隣接するキー凹部に係合し、
スラスト面は、それぞれのカッティングインサートの第１および第２の２つのコーナー面のうちの少なくとも１つと接触する、
ツールキーと組み合わされるスリッティングカッターが提供される。

より良い理解のために、本発明は、一点鎖線が部材の部分図のカットオフ境界を表す添付図面を参照して、例としてのみここで説明される。

図１は、従来技術によるスリッティングカッターの斜視図である。 図２は、図１に示すスリッティングカッターの側面図である。 図３は、本発明のいくつかの実施形態によるスリッティングカッターの斜視図である。 図４は、図３に示すスリッティングカッターの側面図である。 図５は、図３に示すスリッティングカッターの詳細な分解斜視図である。 図６は、図３に示すスリッティングカッターの詳細な周辺図である。 図７は、線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って取られた、図４に示すスリッティングカッターの部分断面図である。 図８は、部分的に組み立てられた位置にあるスリッティングカッターおよびそれに係合したツールキーの斜視図である。 図９は、図８に示すスリッティングカッターおよびツールキーの詳細な斜視図である。 図１０は、図８に示すスリッティングカッターおよびツールキーの詳細な側面図である。 図１１は、線ＸＩ−ＸＩに沿って取られた、図１０に示すスリッティングカッターおよびツールキーの部分断面図である。 図１２は、図１１に示す部分断面図の詳細図である。 図１３は、完全に組み立てられた位置にあるスリッティングカッターおよびそれに係合したツールキーの詳細な斜視図である。

図３〜図６に示すように。本発明は、カッター回転軸ＡＣの周りの回転方向Ｒを規定するカッター回転軸ＡＣ、２つの対向する第１および第２の本体側面２４ａ、２４ｂ、およびそれらの間に延在する本体周面２６を有する、ディスク形状のカッター本体２２を含むスリッティングカッター２０に関する。

複数のインサート受容部分２８は、本体周面２６の周りに円周方向に間隔を置いて配置され、その中に複数のカッティングインサート３０が着脱可能に保持される。

本発明のいくつかの実施形態では、複数のカッティングインサート３０は、複数のインサート受容部分２８と数が等しくてよい。

本発明のいくつかの実施形態では、カッティングインサート３０は、適切には硬い材料によって、好ましくはタングステンカーバイドなどの超硬合金をプレス成形および焼結することによって製造してもよく、カッター本体２２も超硬合金または鋼などの硬度の低い材料から製造してもよい。

図６に示すように、第１および第２の本体側面２４ａ、２４ｂの少なくとも半径方向外側部分は、それぞれ、第１および第２の基準面Ｐ１、Ｐ２に含まれ、第１および第２の基準面Ｐ１、Ｐ２は、本体幅ＷＢだけオフセットされる。

本発明のいくつかの実施形態では、本体幅ＷＢは、少なくとも０．４０ｍｍ、最大で１．２０ｍｍ、すなわち、０．４０ｍｍ≦ＷＢ≦１．２０ｍｍであってよい。

図４および図５に示すように、各インサート受容部分２８は、インサート受容スロット３６によって離間された第１および第２のクランピングジョー３２、３４を有し、第１のクランピングジョー３２は、第２のクランピングジョー３４に対して弾性的に変位可能であり、弾性回転軸ＡＲを有する。

本発明のいくつかの実施形態では、第２のクランピングジョー３４は、第１のクランピングジョー３２よりも大きい剛性を有してよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、各弾性回転軸ＡＲは、カッター回転軸ＡＣと平行であってよい。

さらに、本発明のいくつかの実施形態では、各第１のクランピングジョー３２は細長くてよく、その弾性回転軸ＡＲから半径方向外向きに延びてよい。

このような実施形態の場合、各第１のクランピングジョー３２は、末端幅ＷＴよりも大きい半径方向長さＬＲを有することにより細長くなり、末端幅ＷＴは、図１０に示すように、弾性回転軸ＡＲの近くにスリッティングカッター２０の側面図で測定される。

図３〜図６に示すように、各第１のクランピングジョー３２は、補助スロット３８によって、円周方向に隣接するインサート受容部分２８の第２のクランピングジョー３４から離間されていてよい。

本発明のいくつかの実施形態では、各補助スロット３８は、同じインサート受容部分に関連するインサート受容スロット３６の回転方向前方に配置されてよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、各補助スロット３８は、占有されなくてもよい。

図３〜図６に示すように、各インサート受容スロット３６および各補助スロット３８は、本体周面２６のチップ排出凹部４０と連通してよい。

本発明のいくつかの実施形態では、各チップ排出凹部４０は、それぞれの弾性回転軸ＡＲの半径方向外側に全体的に配置されてよい。

本発明のそのような実施形態の場合、各チップ排出凹部４０は、本体外周面２６の周りに円周方向に間隔を空けることができるインサート受容部分２８の数を制限することなく、スリッティング作業中にインサート当たり最適な送り速度でチップを効率的に排出するのに十分な容積を有してよい。

図４および図１０に示すように、スリッティングカッター２０の側面図において、各インサート受容スロット３６は、半径方向最内側の受容スロット点ＮＲを有し、補助スロット３８は、半径方向最内側の補助スロット点ＮＡを有し、弾性回転軸ＡＲは、半径方向最内側の受容スロット点ＮＲと、半径方向最内側の補助スロット点ＮＡとの間に配置されてよい。

本発明のいくつかの実施形態では、弾性回転軸ＡＲは、半径方向最内側の受容スロット点ＮＲと、半径方向最内側の補助スロット点ＮＡとの間の中間に位置してよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、半径方向最内側の補助スロット点ＮＡは、半径方向最内側の受容スロット点ＮＲの半径方向内側に配置されてもよい。

図６に示すように、各カッティングインサート３０は、それぞれのインサート受容スロット３６に弾性的にクランプされ、第１および第２の基準面Ｐ１、Ｐ２と交差する刃先４２を有する。

各刃先４２は、本体幅ＷＢよりも大きい刃幅ＷＣに及んでもよく、各刃先４２は、「完全に効果的」であると説明されてもよいことを理解されたい。

また、各カッティングインサート３０は、第１のクランピングジョー３２の弾性および第２のクランピングジョー３４の剛性に依存し、ねじ、カム、ウェッジなどの追加のいかなる非一体型インサート保持部材もないため、自己保持方式でそれぞれのインサート受容スロット３６内にクランプされることを理解されたい。

さらに、スリッティングカッター２０の最大回転速度は、それぞれのカッティングインサート３０をそれに作用する遠心力に抗して弾性的に保持する各インサート受容スロット３６の容量と、許容できる安全率とによって制限される場合があることを理解されたい。

６３ｍｍの外側切削直径ＤＯを有する本発明のそのような実施形態の場合、最大回転速度は、ばね鋼などのワークピース材料でのスリッティング作業のために約１４４０ｒｐｍであり得る。

図４に示すように、複数の刃先４２は、外側切削直径ＤＯおよび外側切削円周π＊ＤＯを有する外側仮想円ＣＯを規定する。

また、図４に示すように、複数の弾性回転軸ＡＲは、内側切削直径ＤＩおよび内側切削円周π＊ＤＩを有する内側仮想円Ｃ１を規定する。内側仮想円Ｃ１と外側仮想円ＣＯとの間には、環状の切削部４４が形成される。

本発明のいくつかの実施形態では、環状切削部４４は、カッター回転軸ＡＣの周りに回転対称性を示してよい。

図５に示すように、各カッティングインサート３０は、対向する上面４６および下面４８と、それらの間に延在するインサート外周面５０とを有してよく、インサート外周面５０は、対向する第１および第２のインサート側面５６ａ、５６ｂによって離間した対向する前面５２および背面５４を有してよい。

本発明のいくつかの実施形態では、刃先４２は、上面４６と前面５２との交差部に形成されてよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、各カッティングインサート３０は、割り出し不可能でもよく、ただ１つの刃先４２を有してよい。

図５に示すように、各インサートの上面４６は、刃先４２に隣接するチップ形成面５８を含んでよい。

チップ形成面５８は、チップの流れを制御し、カッティングインサート３０に作用する切削力を低減し、したがって、インサート当たりの高い送り速度、例えば、そのようなばね鋼としてのワークピース材料における４．０μｍでのスリッティング作業を可能にするように構成され、そしてそれは、上述した従来技術による一体型スリッティングカッター１２０の歯当たりの送り速度よりも１０倍大きいことを理解されたい。

図４に示すように、環状切削部４４は、外側切削直径ＤＯと内側切削直径ＤＩとの間の差の半分に等しい第１の半径方向範囲ＥＲ１、すなわちＥＲ１＝（ＤＯ−ＤＩ）／２を有し、第１の半径方向範囲ＥＲ１の大きさは、外側切削直径ＤＯではなく、インサート受容部分２８の構成にしたがって変化し得る。

また、図４に示すように、各カッティングインサート３０は、外側仮想円ＣＯの半径方向内側にある第２の半径方向範囲ＥＲ２に位置する半径方向最内側の挿入点ＮＩを有し、第２の半径方向範囲ＥＲ２は、第１の半径方向範囲の半分よりも大きく、すなわちＥＲ２＞ＥＲ１／２でもよい。

本発明のいくつかの実施形態では、第２の半径方向範囲ＥＲ２は、第１の半径方向範囲ＥＲ１の３分の２よりも大きく、すなわちＥＲ２＞ＥＲｌ＊２／３でもよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、半径方向最内側の挿入点ＮＩは、インサートの背面５４上に配置されてもよい。

本発明の第１の態様によれば、スリッティングカッター２０に弾性的にクランプされたカッティングインサート３０の数Ｎは、内側切削直径ＤＩにほぼ比例する。より具体的には、数Ｎは、０．１５と０．３０との間の間隔係数ＦＳを乗じた内側切削直径ＤＩ（ｍｍ）、すなわち、ＤＩ＊０．１５＜Ｎ＜ＤＩ＊０．３０によって決定される。したがって、隣接するインサート受容スロット３６間の角度間隔α_Ｓ（度）は、内側切削直径ＤＩにほぼ反比例し、３６０°／（ＤＩ＊０．３０）＜α_Ｓ＜３６０°／（ＤＩ＊０．ｌ５）の範囲内に入る。

明細書および特許請求の範囲を通して、間隔係数ＦＳは１／ｍｍの単位を有し、内側切削直径ＤＩがミリメートルで測定される場合、内側切削直径ＤＩに対するカッティングインサート３０の数Ｎの比が適用されることを理解されたい。

また、ＦＳが０．１５と０．３０との間にあり、ＤＩ＊０．１５＜Ｎ＜ＤＩ＊０．３０である本発明の実施形態では、最高の回転速度およびインサート当たり高い値の送り速度で実行されるスリッティング作業全体を通じて、各第１のクランピングジョー３２は適切なレベルの弾性を維持し、各第２のクランピングジョー３４は適切なレベルの剛性を維持することも理解されたい。

さらに、ＦＳが０．１５と０．３０との間にあり、ＤＩ＊０．１５＜Ｎ＜ＤＩ＊０．３０であり、環状切削部４４が比較的小さい第１の半径方向範囲ＥＲ１、例えば、ＥＲ１＜１０ｍｍを有する本発明の実施形態では、外側切削直径ＤＯに対するカッティングインサート３０の数Ｎ、したがって１回転当たりの送り速度は、有利に高くなり得る。

例えば、６３ｍｍに等しい外側切削直径ＤＯおよび４７ｍｍに等しい内側切削直径ＤＩを有する本発明の実施形態の場合、スリッティングカッター２０に弾性的にクランプされた複数の１２個のカッティングインサート３０があってよく、有利には、ばね鋼などのワークピース材料のスリット加工では、１回転当たりの送り速度は約０．０４８ｍｍ、１分当たりの送り速度は約７０ｍｍの結果となる。

本発明のいくつかの実施形態では、間隔係数ＦＳは、０．２０と０．３０との間、すなわち、ＤＩ＊０．２０＜Ｎ＜ＤＩ＊０．３０であってよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、環状切削部４４は、カッター回転軸ＡＣの周りにＮ回回転対称性（Ｎ−ｆｏｌｄ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を示してもよい。

図４に示すように、カッター本体２２は、開口直径ＤＡを有する、カッター回転軸ＡＣと同軸の中央開口６０を含んでよい。

本体幅ＷＢが少なくとも０．４０ｍｍ、最大１．２０ｍｍである本発明の実施形態の場合、外側切削直径ＤＯは、開口直径ＤＡよりも１２０ｍｍ以上大きくない、すなわちＤＯ≦ＤＡ＋１２０ｍｍ。

さまざまな実施形態では、外側切削直径ＤＯは、３０ｍｍから２００ｍｍの範囲にあってよく、一方、内側切削直径ＤＩは、１２ｍｍから１８５ｍｍの範囲にあってよい。本体幅ＷＢに対する内側切削直径ＤＩの直径−幅比Ｒ_ＤＷは、通常、１０＜Ｒ_ＤＷ＜２４０の範囲にある。

本発明の追加の態様によれば、図８〜図１２に示すように、ツールキー６２がスリッティングカッター２０と組み合わせて使用される。

図８〜図１０に示すように、ツールキー６２は、対向する第１および第２の係合側面７０ａ、７０ｂを備えた第１の端部６４と、それぞれ第１および第２のキー軸Ｋ１、Ｋ２に沿って第１の係合側面７０ａから突出する第１および第２のキープロング６６、６８を有する。

本発明のいくつかの実施形態では、第１および第２のキー軸Ｋ１、Ｋ２は、第１の係合側面７０ａに対して垂直であってよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、第１のキープロング６６は、円筒形であってよく、１〜２ｍｍの直径を有してよい。

さらに、本発明のいくつかの実施形態では、図１１に示すように、第１の端部６４は、第１および第２のキー軸Ｋ１、Ｋ２に垂直な第３の基準面Ｐ３に関して鏡面対称を示してよい。

そのような実施形態の場合、第１の端部６４は、左巻きおよび右巻きの両方として説明されてよい。

第２のキープロング６８は、狭められたネック部６８ｃを介してヘッド部６８ｂに接続されたベース部６８ａを含む。狭められたネック部６８ｃは、スラスト面７２を有する。図１１および図１２に示すように、第２のキー軸Ｋ２を含む第４の基準面Ｐ４で取られた断面において、スラスト面７２は凹状の輪郭を有する。

図８〜図１２に示すように、スリッティングカッター２０がそれに係合したツールキー６２と部分的に組み立てられた位置において、第１のキープロング６６は、インサート受容スロット３６の１つに隣接するキー凹部７４と係合する。さらに、カッティングインサート３０の前面５２は、狭くなったネック部６８ｃに受け入れられ、スラスト面７２は、それぞれのカッティングインサート３０の２つの離間した第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂうちの少なくとも１つに接触する。

そのような配置では、第１の係合側面７０ａは、第１および第２の本体側面２４ａ、２４ｂのうちの１つと接触してよい。

本発明のいくつかの実施形態では、図１１および図１２に示すように、第４の基準面Ｐ４で取られた断面において、第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂは湾曲していてもよい。

図６に示すように、第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂは、前面５２と第１および第２のインサート側面５６ａ、５６ｂとの交差部にそれぞれ形成されてもよい。

本発明のいくつかの実施形態では、キー凹部７４は、第１および第２の本体側面２４ａ、２４ｂと交差してもよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、キー凹部７４は、関連するインサート受容スロット３６の回転方向後方に配置されてもよい。

スラスト面７２は、軸方向に隣接する第１および第２の２つのフランク面７８ａ、７８ｂを有してよく、図１１および図１２に示すように、第４の基準面Ｐ４で取られた断面において、第１および第２のフランク面７８ａ、７８ｂは、第２のキー軸Ｋ２から離れて分かれてよい。

本発明のいくつかの実施形態では、第１および第２のフランク面７８ａ、７８ｂの２つのうちの少なくとも１つは、第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂの２つのうちの少なくとも１つと接触してもよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、第１のフランク面７８ａは、第２のフランク面７８ｂよりも第１の係合側面７０ａから軸方向に離れて配置されてよく、第１のフランク面７８ａは、第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂの２つのうちの１つに接触してもよい。

第１のフランク面７８ｂのみが第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂの２つのうちの１つのみと接触する実施形態（図示せず）では、第１の係合側面７０ａは、カッティングインサート３０の横方向の支持、したがって、各カッティングインサート３０をそれぞれのインサート受容スロット３６に押し込むための安定したかつ反復可能な手段を提供してよい。

さらに、本発明のいくつかの実施形態では、第１および第２のフランク面７８ａ、７８ｂは両方とも、第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂにそれぞれ接触してもよい。

各インサートの刃先４２が比較的薄い切削幅ＷＣ、例えば１ｍｍにわたる本発明の実施形態では、第２のキープロングの凹状スラスト面７２とそれぞれのインサートの第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂとの間の上記の２点接触は、各カッティングインサート３０をそれぞれのインサート受容スロット３６に押し込むための安定したかつ反復可能な手段を有利に提供することが理解されるべきである。

本発明のいくつかの実施形態では、同じツールキー６２が、第２のキープロングの凹状スラスト面７２と、本体幅ＷＢが少なくとも０．４０ｍｍ、最大１．２０ｍｍであるスリッティングカッター２０用のそれぞれのインサートの第１および／または第２のコーナー表面７６ａ、７６ｂとの間に１点または２点接触を提供するのに適していることも理解されたい。

図１１および図１２に示すように、第４の基準面Ｐ４で取られた断面において、第１および第２のフランク面７８ａ、７８ｂは、外部くさび角α１を形成してもよく、くさび角α１は、少なくとも７０°、最大１３０°、すなわち、７０°≦α１≦１３０°であってもよい。

明細書および特許請求の範囲を通して、「外角」という用語の使用は、これらの表面構成要素が形成される部材の外部で測定される２つの表面構成要素間の角度を指すことを理解されたい。

くさび角α１が少なくとも７０°、最大１３０°である本発明の実施形態では、第１および第２のフランク面７８ａ、７８ｂは、各インサートの第１および第２のコーナー面７６ａ、７６ｂを係合するための安定したかつ反復可能な手段を有利に提供できることも理解されたい。

本発明のいくつかの実施形態では、第１および第２のフランク面７８ａ、７８ｂの各々は、截頭円錐形状を有してよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、第１および第２のフランク面７８ａ、７８ｂは、移行溝８０によって離間されていてもよい。

さらに、本発明のいくつかの実施形態では、第２のフランク面７８ｂは、第１の係合側面７０ａのクリアランスチャネル８１に部分的に配置されてもよい。

そのような実施形態の場合、クリアランスチャネル８１は、インサートの刃先４２の横方向に延びる部分を非接触で収容するのに十分な深さを有してよい。

図１１および１２に示すように、第４の基準面Ｐ４で取られた断面において、第２のキー軸Ｋ２に垂直で、かつスラスト面７２の半径方向最内側の周点ＮＰを含む仮想の第１の直線Ｌ１が、第１のコーナー面７６ａと第２のコーナー面７６ｂとの間の中間に位置してもよい。

図８〜図１２に示すように、スリッティングカッター２０の部分的に組み立てられた位置において、第１のクランピングジョー３２の第１のクランピング面８２は、それぞれのインサートの上面４６の上方留め部８４と部分的に接触してよく、第２のクランピングジョー３４の第２のクランピング面８６は、それぞれのインサートの下面４８の下方留め部８８と部分的に接触してよい。

本発明のいくつかの実施形態では、図４および図５に示すように、第１および第２のクランピング面８２、８６は、インサート受容スロット３６に沿って半径方向に延びてよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、第１のキー軸Ｋ１周りの取り付け方向ＤＭでのツールキー６２の回転は、スリッティングカッター２０においてカッティングインサートの最終的に組み立てられた位置が達成されるまで、関連するカッティングインサート３０をインサート受容スロット３６内に押し込むことができる。このプロセスは、スリッティングカッター２０の最終的な組み立てが達成されるまで、対応するインサート受容スロット３６への各カッティングインサート３０について繰り返されてよいことが理解される。

スリッティングカッター２０の最終的に組み立てられた位置では、図３〜図７および図１３に示すように、第１のクランピング面８２は、それぞれのインサートの上面４６の上方留め部８４と完全に接触してもよく、第２のクランピング面８６は、それぞれのインサートの下面４８の下方留め部８８と完全に接触してもよい。

図７に示すように、インサート受容スロット３６の１つを横切る第５の基準面Ｐ５で取られた断面において、第１および第２のクランピング面８２、８６は、Ｖ字形であってよく、それぞれの上方および下方留め部８４、８８は、対応するＶ字形であってもよい。

スリッティングカッター２０の最終的に組み立てられた位置では、図３〜図５および図１３に示すように、各インサートの上面４６の肩面９０は、それぞれの第１のクランピングジョー３２の半径方向外向きのストッパ面９２と接触していてよい。

本発明のいくつかの実施形態では、図５に示すように、肩面９０は、チップ形成面５８とインサートの上面４６の上方留め部８４との間に配置されてよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、各インサートの背面５４は、半径方向内向きに面してよく、カッター本体２２と接触していなくてもよい。

図４および図１３に示すように、スリッティングカッター２０の最終的に組み立てられた位置では、各インサートの背面５４は、抜き取り凹部９３を形成するために、それぞれのインサート受容スロット３６の半径方向最内側の受容スロット点ＮＲから離間していてもよい。

本発明のいくつかの実施形態では、図８〜図１０に示すように、ツールキー６２は、対向する第３および第４の係合側面９５ａ、９５ｂ、ならびに、それぞれ第３および第４のキー軸Ｋ３、Ｋ４に沿って第３の係合側面９５ａから突出する第３および第４のキープロング９６、９８を備えた、第２の端部９４を有してよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、第２の端部９４は、第１の端部６４から離間されていてもよい。

本発明の他の実施形態（図示せず）では、第３および第４のキープロング９６、９８は、第１の端部６４の第２の係合側面７０ｂから突出してもよい。

図１３に示すように、抜き取り凹部９３は、第３のキープロング９６を受容するように構成されてよく、第４のキープロング９８は、本体周面２６と接触してもよい。

そのような構成では、第３の係合側面９５ａは、第１および第２の本体側面２４ａ、２４ｂのうちの１つと接触してもよい。

本発明のいくつかの実施形態では、第１および第３の係合側面７０ａ、９５ａは、同一平面上にあってもよい。

また、本発明のいくつかの実施形態では、第３および第４のキープロング９６、９８は、それぞれ円筒形であってよく、１〜２ｍｍの直径を有してよい。いくつかの実施形態では、第３および第４のキープロング９６、９８は、全長にわたって円筒形であってよく、したがって両方とも、第２のキープロング６８に関して上述した種類の狭められたネック部６８ｃおよびスラスト部７２が無くてもよい。

インサートの最終的に組み立てられた位置において、各インサート受容スロット３６の半径方向最内側の受容スロット点ＮＲが、それぞれのインサートの背面５４の内側の短い半径方向距離、例えば、第３のキープロング９６の直径の２倍未満の距離に位置する本発明の実施形態では、環状切削部４４は、比較的小さい第１の半径方向範囲ＥＲ１、例えば、ＥＲ１＜１０ｍｍ、を有してよいことが理解されるべきである。

また、本発明のいくつかの実施形態では、図１３に示すように、第４のキー軸Ｋ４周りの取り外し方向ＤＤでのツールキー６２の回転は、スリッティングカッター２０の最終的に分解される位置が達成されるまで、カッティングインサート３０をインサート受容スロット３６から外に押し出すことができる。

本発明をある程度詳細に説明してきたが、以下に請求する本発明の精神または範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および修正を加えることができることを理解されたい。

Claims (24)

1. スリッティングカッター（２０）であって、
   カッター回転軸（ＡＣ）の周りに回転方向（Ｒ）を定義するカッター回転軸（ＡＣ）、対向する第１および第２の本体側面（２４ａ、２４ｂ）、およびそれらの間に延在する本体周面（２６）、を有するディスク形状のカッター本体（２２）と、
   前記本体周面（２６）の周りに円周方向に間隔を置いて配置された複数のインサート受容部分（２８）、およびそこに着脱可能に保持された複数のカッティングインサート（３０）であって、
   前記第１および第２の本体側面（２４ａ、２４ｂ）の少なくとも半径方向外側部分は、それぞれ第１および第２の基準面（Ｐ１、Ｐ２）に含まれ、前記第１および第２の基準面（Ｐ１、Ｐ２）は本体幅（ＷＢ）だけオフセットされ、
   各インサート受容部分（２８）は、インサート受容スロット（３６）だけ離れた第１および第２のクランピングジョー（３２、３４）を有し、前記第１のクランピングジョー（３２）は、前記第２のクランピングジョー（３４）に対して弾性的に変位可能で、かつ弾性回転軸（ＡＲ）を有し、
   各カッティングインサート（３０）は、それぞれのインサート受容スロット（３６）に弾性的にクランプされ、前記第１および第２の基準面（Ｐ１、Ｐ２）と交差する刃先（４２）を有する、
   複数のインサート受容部分（２８）および複数のカッティングインサート（３０）と、を含み、
   前記複数の刃先（４２）は、外側切削直径（ＤＯ）を有する外側仮想円（ＣＯ）を規定し、前記複数の弾性回転軸（ＡＲ）は、内側切削直径（ＤＩ）を有する内側仮想円（Ｃｌ）を規定し、
   前記スリッティングカッター（２０）に弾性的にクランプされたカッティングインサート（３０）の数Ｎは、ミリメートル単位の内側切削直径（ＤＩ）に間隔係数（ＦＳ）を掛けた値であり、
   前記間隔係数（ＦＳ）は０．１５と０．３０との間である、
   スリッティングカッター（２０）。
2. 前記間隔係数（ＦＳ）は０．２０と０．３０との間である、
   請求項１に記載のスリッティングカッター（２０）。
3. 前記本体幅（ＷＢ）は、少なくとも０．４０ｍｍ、最大で１．２０ｍｍである、
   請求項１または２に記載のスリッティングカッター（２０）。
4. 各第１のクランピングジョー（３２）は、補助スロット（３８）によって円周方向に隣接するインサート受容部分（２８）の前記第２のクランピングジョー（３４）から離間している、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のスリッティングカッター（２０）。
5. 各補助スロット（３８）は、同じインサート受容部分（２８）に関連する前記インサート受容スロット（３６）の回転方向前方に配置される、
   請求項４に記載のスリッティングカッター（２０）。
6. 前記スリッティングカッター（２０）の側面図において、
   各インサート受容スロット（３６）は、半径方向最内側の受容スロット点（ＮＲ）を有し、
   前記補助スロット（３８）は、半径方向最内側の補助スロット点（ＮＡ）を有し、
   前記弾性回転軸（ＡＲ）は、半径方向最内側の前記受容スロット点（ＮＲ）と、半径方向最内側の前記補助スロット点（ＮＡ）との間に配置される、
   請求項４または５に記載のスリッティングカッター（２０）。
7. 半径方向最内側の前記補助スロット点（ＮＡ）は、半径方向最内側の前記受容スロット点（ＮＲ）の半径方向内側に配置されている、
   請求項６に記載のスリッティングカッター（２０）。
8. 各インサート受容スロット（３６）および各補助スロット（３８）は、前記本体周面（２６）のチップ排出凹部（４０）と連通する、
   請求項４〜７のいずれか１項に記載のスリッティングカッター（２０）。
9. 各チップ排出凹部（４０）は、それぞれの前記弾性回転軸（ＡＲ）の半径方向外側に全体的に配置される、
   請求項８に記載のスリッティングカッター（２０）。
10. 前記第２のクランピングジョー（３４）は、前記第１のクランピングジョー（３２）よりも高い剛性を有する、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載のスリッティングカッター（２０）。
11. 各第１のクランピングジョー（３２）は、細長く、その弾性回転軸（ＡＲ）から半径方向外向きに延びる、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスリッティングカッター（２０）。
12. 前記内側切削直径（ＤＩ）は、１２ｍｍから１８５ｍｍの範囲であり、
    前記本体幅（ＷＢ）は、０．４０ｍｍからｌ．２０ｍｍの範囲であり、
    前記本体幅（ＷＢ）に対する前記内側切削直径（ＤＩ）の比率は、１０と２４０との間である、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載のスリッティングカッター（２０）。
13. ツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）であって、
    前記スリッティングカッター（２０）は、カッター回転軸（ＡＣ）の周りに回転方向（Ｒ）を定義するカッター回転軸（ＡＣ）、対向する第１および第２の本体側面（２４ａ、２４ｂ）、およびそれらの間に延在する本体周面（２６）、を有するディスク形状のカッター本体（２２）と、
    前記本体周面（２６）の周りに円周方向に間隔を置いて配置された複数のインサート受容部分（２８）、およびそこに着脱可能に保持された複数のカッティングインサート（３０）であって、
    前記第１および第２の本体側面（２４ａ、２４ｂ）の少なくとも半径方向外側部分は、それぞれ第１および第２の基準面（Ｐ１、Ｐ２）に含まれ、前記第１および第２の基準面（Ｐ１、Ｐ２）は、本体幅（ＷＢ）だけ互いに間隔を置いて配置され、
    各インサート受容部分（２８）は、インサート受容スロット（３６）だけ離れた第１および第２のクランピングジョー（３２、３４）を有し、前記第１のクランピングジョー（３２）は、前記第２のクランピングジョー（３４）に対して弾性的に変位可能であり、
    各カッティングインサート（３０）は、それぞれのインサート受容スロット（３６）に弾性的にクランプされ、前記第１および第２の基準面（Ｐ１、Ｐ２）と交差する刃先（４２）を有する、
    複数のインサート受容部分（２８）および複数のカッティングインサート（３０）と、を含み、
    前記ツールキー（６２）は、対向する第１および第２の係合側面（７０ａ、７０ｂ）を備えた第１の端部（６４）と、それぞれ第１および第２のキー軸（Ｋ１、Ｋ２）に沿って前記第１の係合側面（７０ａ）から突出する第１および第２のキープロング（６６、６８）と、を含み、
    前記第２のキープロング（６８）は、スラスト面（７２）を有し、前記スラスト面（７２）は、前記第２のキー軸（Ｋ２）を含む第４の基準面（Ｐ４）で取られた断面において凹状プロファイルを有し、
    前記ツールキー（６２）が係合している前記スリッティングカッター（２０）の部分的に組み立てられた位置で、
    前記第１のキープロング（６６）は、前記インサート受容スロット（３６）の１つに隣接するキー凹部（７４）に係合し、
    前記スラスト面（７２）は、それぞれのカッティングインサート（３０）の第１および第２の２つのコーナー面（７６ａ、７６ｂ）のうちの少なくとも１つと接触する、
    ツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
14. 各カッティングインサート（３０）は、対向する上面および下面（４６、４８）と、それらの間に延在するインサート外周面（５０）とを有し、
    前記インサート外周面（５０）は、対向する第１および第２のインサート側面（５６ａ、５６ｂ）によって間隔を置いて配置された対向する前面および背面（５２、５４）と、前記上面（４６）と前記前面（５２）との交差部に形成される刃先（４２）と、を有する、
    請求項１３に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
15. 第１および第２のコーナー面（７６ａ、７６ｂ）は、前記前面（５２）とそれぞれ第１および第２の前記インサート側面（５６ａ、５６ｂ）との交差部に形成される、
    請求項１４に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
16. 第１のキー軸（Ｋ１）周りの取り付け方向（ＤＭ）への前記ツールキー（６２）の回転は、前記スリッティングカッター（２０）内のカッティングインサートの最終的に組み立てられた位置が達成されるまで、前記カッティングインサート（３０）の関連する１つを前記インサート受容スロット（３６）に押し込む、
    請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
17. 前記スラスト面（７２）は、軸方向に隣接する第１および第２の２つのフランク面（７８ａ、７８ｂ）を有し、
    前記第４の基準面（Ｐ４）で取られた断面では、第１および第２のフランク面（７８ａ、７８ｂ）は、前記第２のキー軸（Ｋ２）から離れて分かれ、
    第１および第２の２つのフランク面（７８ａ、７８ｂ）のうちの少なくとも１つは、第１および第２の２つのコーナー面（７６ａ、７６ｂ）のうちの少なくとも１つと接触する、
    請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
18. 第１のフランク面（７８ａ）は、前記第２のフランク面（７８ｂ）よりも前記第１の係合側面（７０ａ）から軸方向に離れて配置され、
    第１のフランク面（７８ｂ）は、前記第１および第２の２つのコーナー面（７６ａ、７６ｂ）のうちの１つと接触する、
    請求項１７に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
19. 第１および第２のフランク面（７８ａ、７８ｂ）は、それぞれ、第１および第２のコーナー面（７６ａ、７６ｂ）と接触する、
    請求項１７または１８に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
20. 前記第４の基準面（Ｐ４）で取られた断面において、
    第１および第２のフランク面（７８ａ）は、外部くさび角（α１）を形成し、
    くさび角（α１）は、少なくとも７０°、最大１３０°である、
    請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
21. 前記第２のフランク面（７８ｂ）は、前記第１の係合側面（７０ａ）のクリアランスチャネル（８１）に部分的に配置されている、
    請求項１７〜２０のいずれか１項に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
22. 前記第４の基準面（Ｐ４）で取られた断面において、第１および第２のコーナー面（７６ａ、７６ｂ）は湾曲している、
    請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
23. 前記第１の係合側面（７０ａ）は、前記第１および第２の本体側面（２４ａ、２４ｂ）のうちの１つと接触している、
    請求項１７〜２２のいずれか１項に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。
24. 前記本体幅（ＷＢ）は、少なくとも０．４０ｍｍ、最大１．２０ｍｍである、
    請求項１３〜２３のいずれか１項に記載のツールキー（６２）と組み合わされるスリッティングカッター（２０）。

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