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JP3535616B2 - 切削用インサート - Google Patents

切削用インサート

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Publication number
JP3535616B2
JP3535616B2 JP18652595A JP18652595A JP3535616B2 JP 3535616 B2 JP3535616 B2 JP 3535616B2 JP 18652595 A JP18652595 A JP 18652595A JP 18652595 A JP18652595 A JP 18652595A JP 3535616 B2 JP3535616 B2 JP 3535616B2
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JP
Japan
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cutting
land
chip
cutting insert
chip groove
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JP18652595A
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カール・カトビー
トマス・バーナディック
ブレンダン・ブロケット
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バレナイト・インコーポレイテッド
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/04—Cutting-off tools
    • B23B27/045—Cutting-off tools with chip-breaking arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/23—Cutters, for shaping including tool having plural alternatively usable cutting edges
    • Y10T407/235—Cutters, for shaping including tool having plural alternatively usable cutting edges with integral chip breaker, guide or deflector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T407/24—Cutters, for shaping with chip breaker, guide or deflector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T407/25—Cutters, for shaping including cut off tool

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属切削用の切削用イン
サートに関し、詳しくはインサートに形成可能であると
ころの切屑制御のための幾何形状にして、広範なパラメ
ーター及び更に広い用途範囲に渡る切削圧力の低減及び
切屑制御を提供する幾何形状を有する切削用インサート
に関する。
【０００２】
【従来技術】金属切削業界でのスローアゥエイ型の切削
用インサートの使用が知られている。これらインサート
はホルダーに脱着自在にクランプされ、鈍ったりチッピ
ングを生じたりした場合には廃棄される。スローアゥエ
イ型のインサートは通常リバーシブルであるので少なく
とも２つの切れ刃を設け、各切れ刃を選択的に切削位置
に位置付けている。従来のインサート設計形状では、切
れ刃及びインサート取り付け面に沿ってかなりの量を研
削する必要がある。こうした研削作業はインサート製造
プロセスに於ける高コスト作業であることに加え、この
研削作業によっては剪断のための正角を有する切断用ラ
ンドを具備する切れ刃を形成することも出来ない。これ
らのインサート及び前述の幾何形状を使用した場合、イ
ンサートは切削中の被削材に加える圧力によって急速に
摩耗してしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】様々な作業パラメータ
に対する融通性がある一方で製造コストの小さい、切削
のための幾何寸法を具備する切削用インサートを提供す
ることであり。溝切り作業後の廃棄を容易化するべくカ
ット幅よりも薄く且つ送り量寸法よりも厚く、ワッシャ
ーバネ形状の切屑を発生する切削用インサートを提供す
ることであり、切れ刃を具備し、前方端部壁と、側方部
と、上面及び底面とを含み、上面と前方端部壁との交差
部が切屑形成中に被削材と係合する切れ刃を構成してな
る多角形のインサートを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、全体的
に多角形状であり、前方端部壁（１６）、側方部（１
８）、上面（２０）及び底面（２２）を含む切削端（１
４）を有し、該上面（２０）と前方端部壁（１６）及び
上面（２０）と側方部（１８）との各交差部分が切れ刃
（２４）を形成する切削用インサート（１０）であっ
て、 前記上面（２０）が、 前記切れ刃（２４）から内側
下方に傾斜する切削用ランド（２６）と、 該切削用ラン
ドと交差状態で相接し且つ切削用ランドから内側に伸延
し、前記切れ刃よりも下方の高さに配設される平坦な切
屑溝領域（２８）と、 上方に傾斜するチップブレーカ部
分（３０）にして、前記前方端部壁（１６）に沿って前
記切れ刃（２４）から内側下方に傾斜する切削用ランド
（２６）の内側で、前記平坦な切屑溝領域（２８）と相
接する部分から上昇し、また、前記側方部（１８）に沿
った部分が前記切削用ランド（２６）から上昇し、前記
切れ刃（２４）及び切屑溝領域（２８）よりも高い高さ
に配設された平坦面（３２）に達し、前記側方部（１
８）間で前記上面（２０）を２等分する線（Ｌ−Ｌ）を
中心として対称的に形成され、前記線（Ｌ−Ｌ）により
２等分され後方に後退された後退領域（３６）の各側に
あり且つ該後退領域と連続する、前方に伸延する指状突
出部（３４）を含むチップブレーカ部分と、 を含んでい
る切削用インサートが提供される。型押しの切れ刃が、
切削圧力を減少させ且つインサート寿命を延ばす、剪断
のための正角を提供する幾何形状を切削用ランド上に有
し、また前記幾何形状が、切削用インサートを、ダクタ
イルや超硬合金に溝切りするためのより広い用途範囲に
使用可能とする。本発明の切削用インサートは、要求さ
れる取り付け面を画定する上でこれまで必要とされてい
た研削作業を省略可能であり、溝切り及び倣い削り作業
中のクランプ圧力を最小化する状態での最大インサート
保持力を向上させる幾何寸法形状を有する。 チップブレ
ーカ部分は直線状に傾斜して切屑溝領域と鈍角を形成す
る。１具体例では切削用ランドは全体的に直線状に傾斜
して切屑溝領域との間に鈍角を形成する。別の具体例で
は切削用ランドは凸状に湾曲される。
【０００５】
【実施例】図面を参照して詳しく説明するに、参照番号
１０はダクタイル及び超硬合金材料を低中の切削速度及
び低中の送り速度に於て切断、溝切り、旋削するための
切削用工具と共に使用するための切削用インサートの全
体を示している。図１から６には、斯界に周知のホルダ
ーにクランプ取り付けされるようになっている、全体に
多角形状のインサート１０が示されている。インサート
１０は、本体部分の各端部に１つの計２つの切削端１４
を設けた本体部１２を含んでいる。各切削端１４には前
方端部壁１６と、側方部１８と、上面２０及び底面２２
とが含まれ、上面２０と前方端部壁１６と側方部１８と
の交差部に切れ刃２４が形成される。
【０００６】図１から図５には本発明の１具体例が例示
され、インサート１０は切れ刃２４から内側下方に直線
状に傾斜する切削用ランド２６を有し、平坦な切屑溝領
域２８がこの切削用ランド２６に隣接し且つ切削用ラン
ドから内側方向に伸延している。切屑溝領域２８は切れ
刃２４よりも低い位置にある。切削用ランド２６と切屑
溝領域２８との間に形成される角度Ａは鈍角であり、一
般には１６３°乃至１７３°の間とされる。この幾何形
状が、切れ刃２４の高い強度を維持しつつ切削用ランド
２６のための剪断角度を比較的正角とする。
【０００７】切削用ランド２６のこの角度が、溝切り及
び倣い削り中のインサート１０の前方端部壁１６と側方
部１８に沿っての力の配分を小さくし、また発生する切
屑をインサート１０の中心に向けて配向し、折り曲げ、
次いで被削材の壁面から遠ざけての切屑折断を開始させ
る。加うるに、切れ刃２４に対する切屑溝領域２８の高
さが低いこと、及びその高さの差が一般に０．００４及
び０．００６インチ（約０．１０１及び０．１５２ｍ
ｍ）の間の範囲であるので、発生する切屑が切削用ラン
ド２６の下方部分と接触するようになりこれが、浅い溝
切り作業中の低い送り速度での切屑制御を助長する。
【０００８】更に図１乃至６を参照するに、インサート
１０は、前方端部壁１６に沿って切れ刃２４から内側下
方に傾斜する切削用ランド２６の内側で、前記平坦な切
屑溝領域２８と相接する部分から上昇し、また、前記側
方部１８に沿った部分が前記切削用ランド２６から上昇
する、上方に傾斜するチップブレーカ部分３０を具備し
ている。このチップブレーカ部分３０は、切れ刃２４及
び切屑溝領域２８よりも高い位置に配設した平坦面３２
まで伸延する。チップブレーカ部分３０の、切れ刃２４
からの高さの差の範囲は０．０１４乃至０．０１６イン
チ（約０．３５５乃至０．４０６ｍｍ）、切屑溝領域２
８からの高さの差の範囲は０．０１９乃至０．０２１イ
ンチ（約０．４８２乃至０．５３３ｍｍ）である。図２
及び７に示すように、チップブレーカ部分３０は各側方
部１８間で上面２０を２等分する線Ｌ−Ｌを中心として
対称的に構成され、この線Ｌ−Ｌによって２等分され後
方に後退された後退領域３６の各側に有り且つこの後退
領域３６と連続する、前方に伸延する指状突出部３４を
含んでいる。後退領域３６は全体的に円形であり且つ
“Ｃ”形状であるのが好ましい。
【０００９】切屑溝領域２８が平坦であることから、チ
ップブレーカ部分３０と接触する以前に於ける切屑内部
の応力／歪みが増大する。チップブレーカ部分３０は直
線状に傾斜し、この切屑溝領域との間に、一般には１３
０乃至１５０°の範囲である鈍角Ｂを形成する。切屑
は、切削用ランド２６から切屑溝領域２８に向けて移動
するに際し反らせ作用を受ける。この反らせ作用がチッ
プブレーカ部分３０を、通過切屑によるクレータ、チッ
ピング発生から保護する。
【００１０】チップブレーカ部分３０は切屑溝領域２８
に対し急勾配とされていることから、高低何れの送り速
度及び溝深さでも、溝切り作業中の切屑折断能力が最大
化される。低い送り速度及び浅い溝深さでの溝切りに際
しては、チップブレーカ部分３０と切屑溝領域との間の
鈍角Ｂを小さくすることにより、発生する切屑の反らせ
作用を最大化することが出来る。早い送り速度でのずっ
と深い溝切り作業中に鈍角Ｂを減少させることにより、
チップブレーカ部分３０でのチップウオッシュ（チップ
によるえぐれ）／クレータリング発生に対する保護が最
大化される。もしチップブレーカ部分３０にチップウオ
ッシュ／クレータリングが発生すると、インサートは通
常の摩耗特性を示す以前に切屑制御性の低下を来す。
【００１１】図２及び７を参照するに、チップブレーカ
部分３０の形状が、溝切り作業中の切屑に対する最大の
折断を提供する。発生する切屑は先ず、指状突出部３４
と接触し、形成されるべき溝の壁から離れる方向で内側
に向けて折り曲げられ、次いで後退領域３６に入る。発
生する切屑は、このように折り曲げられることによりそ
の内部での応力や歪みが増大しそれによって折断し或は
カールする。指状突出部３４の幅が比較的広いことと後
退領域３６の曲率が比較的大きいことから、チップブレ
ーカ部分３０はチップウオッシュに対し保護される。一
方、インサート１０の側方部１８に沿って切削用ランド
２６から上昇させることで、切削用ランド２６の下方部
分が側方部１８に沿った切れ刃２４に対して接近するこ
とから、切り屑が切削用ランド２６の下方部分に接触す
るようになり、かくしてチップブレーカ部分３０の旋削
作業中の切屑制御性が増大される。
【００１２】図６から１０には本発明の別態様が例示さ
れ、切削用インサート１０がここでは凸状に湾曲した形
状の切削用ランド２６’を含んでいる。この具体例で
は、図１及び５の具体例と同様の部分には同じ参照番号
を付記する。図６から１０の具体例に於ける切削用ラン
ド２６’は、前述の如く凸状に湾曲した形状を有するこ
とにより、切れ刃２４の強度を最大に維持しつつ、切削
用ランド幅をもっと小さくしている。こうすることによ
り、ずっと低速での送り速度に於ける切屑制御が、切屑
制御特性上の妨害を受けることなく最大化される。切削
用ランド２６’は円形形状に形成するのが好ましい。従
来設計での小さい曲率４０を切削用ランド２６’と切屑
溝領域２８との相接する部分に設けても良い。再度図１
及び６を参照するに、インサートの本体部には、各切削
端１４間において、切削用インサート位置決め用の上側
面４４と下側面４６とを含み、これら各面には逆Ｖ字型
の、長手方向に伸延する凹所４８が形成されている。凹
所４８は相互に対向されていることにより、溝切り及び
倣い削り中のクランプ圧力を最小とする状態での保持力
を最大化し、インサート１０の性能を増長させる。以上
本発明を具体例を参照して説明したが、本発明の内で多
くの変更を成し得ることを理解されたい。
【００１３】
【発明の効果】１）．上方に傾斜するチップブレーカ部
分３０を、前方端部壁１６に沿って前記切れ刃２４から
内側下方に傾斜する切削用ランド２６の内側で、前記平
坦な切屑溝領域２８と相接する部分から上昇させたこと
により、切屑が、指状突出部３４を含めてチップブレー
カ部分３０と接触する以前に曲折されるようになりかく
して、段落（０００９）にも記載されるように、チップ
ブレーカ部分３０と接触する以前に於ける切屑内部の応
力／歪みが増大するようになる。 ２）．チップブレーカ部分３０をインサート１０の側方
部に沿って切削用ランド２６から上昇させる構成とした
ことにより、旋削作業中の切屑制御性が増大される他
に、比較的幅広の指状突出部３４と、比較的曲率の大き
い後退領域３６とが創出され、かくしてチップブレーカ
部分３０が、前記１）の効果と相俟ってチップウオッシ
ュに対し有効に保護されるようになる他、インサート１
０の側方部１８に沿って切削用ランド２６から上昇させ
ることで、切削用ランド２６の下方部分が側方部１８に
沿った切れ刃２４に対して接近することから、切り屑が
切削用ランド２６の下方部分に接触するようになり、か
くしてチップブレーカ部分３０の旋削作業中の切屑制御
性が増大される。 ３）．様々な作業パラメータに対する融通性があり、製
造コストの小さい、切削のための幾何寸法を具備する切
削用インサートが提供される。 ４）．溝切り作業後の廃棄を容易化するべくカット幅よ
りも薄く且つ送り量寸法よりも厚く、ワッシャーバネ形
状の切屑を発生する切削用インサートが提供される。 ５）．前方端部壁と、側方部と、上面及び底面とを含む
切削端を有し、上面と前方端部壁との交差部が切屑形成
中に被削材と係合する切れ刃を構成してなる多 角形のイ
ンサートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う構造の切削用インサートの斜視図
である。
【図２】図１の部分平面図である。
【図３】図２を線３−３で切断した側方断面図である。
【図４】図２を線４−４で切断した側方断面図である。
【図５】図２を線５−５で切断した断面図である。
【図６】本発明に従う構造の別態様での切削用インサー
トの斜視図である。
【図７】図６の切削用インサートの一方の端部の部分平
面図である。
【図８】図７を線８−８で切断した断面図である。
【図９】図７を線９−９で切断した断面図である。
【図１０】図７を線１０−１０で切断した断面図であ
る。
【符号の説明】
１０ インサート １２ 本体部 １４ 切削端 １６ 前方端部壁 １８ 側方部 ２０ 上面 ２２ 底面２４ 切れ刃 ２６ 切削用ランド ２８ 切屑溝領域 ３０ チップブレーカ部分 ３４ 指状突出部 ３６ 後退領域 ３８ 前縁部４４ 上側面 ４６ 下側面
フロントページの続き (72)発明者 トマス・バーナディック アメリカ合衆国ミシガン州マディソン・ ハイツ、タングルウッド782 (72)発明者 ブレンダン・ブロケット アメリカ合衆国ミシガン州ディアボンハ イツ、ヘイゼルトン8652 (56)参考文献 特開 平２−284805（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−154101（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23B 27/04,27/22

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 全体的に多角形状であり、前方端部壁
    （１６）、側方部（１８）、上面（２０）及び底面（２
    ２）を含む切削端（１４）を有し、該上面（２０）と前
    方端部壁（１６）及び上面（２０）と側方部（１８）と
    の各交差部分が切れ刃（２４）を形成する切削用インサ
    ート（１０）であって、 前記上面（２０）が、 前記切れ刃（２４）から内側下方に傾斜する切削用ラン
    ド（２６）と、 該切削用ランドと交差状態で相接し且つ切削用ランドか
    ら内側に伸延し、前記切れ刃よりも下方の高さに配設さ
    れる平坦な切屑溝領域（２８）と、上方に傾斜するチップブレーカ部分（３０）にして、前
    記前方端部壁（１６）に沿って前記切れ刃（２４）から
    内側下方に傾斜する切削用ランド（２６）の内側で、前
    記平坦な切屑溝領域（２８）と相接する部分から上 昇
    し、また、前記側方部（１８）に沿った部分が前記切削
    用ランド（２６）から上昇し、前記切れ刃（２４）及び
    切屑溝領域（２８）よりも高い高さに配設された平坦面
    （３２）に達し、前記側方部（１８）間で前記上面（２
    ０）を２等分する線（Ｌ−Ｌ）を中心として対称的に形
    成され、前記線（Ｌ−Ｌ）により２等分され後方に後退
    された後退領域（３６）の各側にあり且つ該後退領域と
    連続する、前方に伸延する指状突出部（３４）を含むチ
    ップブレーカ部分と、 を含んでいる切削用インサート。
  2. 【請求項２】 チップブレーカ部分（３０）が全体的に
    直線状に傾斜して切屑溝領域（２８）と鈍角を形成して
    なる請求項１の切削用インサート。
  3. 【請求項３】 チップブレーカ部分（３０）と切屑溝領
    域（２８）との間に形成される鈍角が１３０乃至１５０
    °の範囲である請求項２の切削用インサート。
  4. 【請求項４】 切削用ランド（２６）が全体的に直線状
    に傾斜して切屑溝領域と鈍角を形成してなる請求項３の
    切削用インサート。
  5. 【請求項５】 チップブレーカ部分と切屑溝領域との間
    に形成される鈍角が１６３乃至１７３°の範囲である請
    求項４の切削用インサート。
  6. 【請求項６】 切れ刃（２４）と切屑溝領域との間の高
    さの差が一般に０．００４及び０．００６インチ（約
    ０．１０１及び０．１５２ｍｍ）の間の範囲である請求
    項４の切削用インサート。
  7. 【請求項７】 切れ刃（２４）と平坦面（３２）との間
    の高さの差が一般に０．０１４及び０．０１６インチ
    （約０．３５５乃至０．４０６ｍｍ）の間の範囲である
    請求項６の切削用インサート。
  8. 【請求項８】 平坦面と切屑溝領域との間の高さの差が
    ０．０１９及び０．０２１インチ（約０．４８２乃至
    ０．５３３ｍｍ）の間の範囲である請求項７の切削用イ
    ンサート。
  9. 【請求項９】 切削用ランド（２６）が凸状に湾曲した
    形状を有する請求項３の切削用インサート。
  10. 【請求項１０】 切削用ランドが凸状に湾曲した形状が
    円形である請求項９の切削用インサート。
  11. 【請求項１１】 切れ刃と切屑溝領域との間の高さの差
    が一般に０．０１１及び０．０１３インチ（約０．２７
    ６及び０．３２６ｍｍ）の間の範囲である請求項９の切
    削用インサート。
  12. 【請求項１２】 切れ刃と平坦面との間の高さの差が一
    般に０．００７及び０．００９インチ（約０．１７５及
    び０．２２５ｍｍ）の間の範囲である請求項１１の切削
    用インサート。
  13. 【請求項１３】 平坦面と切屑溝領域との間の高さの差
    が一般に０．０１９及び０．０２１インチ（約０．４７
    ６及び０．５２７ｍｍ）の間の範囲である請求項１２の
    切削用インサート。
  14. 【請求項１４】 切削用インサートが、多角形の本体部
    分の各端部に於て２つの切れ刃を具備する請求項１の切
    削用インサート。
  15. 【請求項１５】 切削用インサートの本体部が上面（２
    ０）及び底面（２２）を含み、該上面及び底面には長手
    方向に伸延する凹所（４８）が形成され、該凹所の各前
    記切れ刃間に於ける各表面がインサート位置決め用の表
    面である請求項１４の切削用インサート。
JP18652595A 1994-07-05 1995-06-30 切削用インサート Expired - Fee Related JP3535616B2 (ja)

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