JP5079690B2 - カッティングインサート - Google Patents

Description

本発明は、特にクランク軸をフライス加工するための、ディスク状またはストリップ状の工具本体に緊締するためのカッティングインサートであって、カッティングインサートが、大体において直方体状であり、２つのフロント面を備えており、これらのフロント面の間隔が、カッティングインサートの幅を規定し、切削面として役立つ２つの側面を備えており、２つの側面の間隔が、カッティングインサートの厚さを規定し、上位および下位の側面を備えており、フロント面と上下の側面との間に、それぞれ凸状の端面が配置されており、上下の側面および凸状の端面が、切削面として役立つ側面と相俟って、カッティングエッジを形成しており、カッティングエッジが、側方で刃角隅部まで延びている形式のものに関する。

クランク軸の支承箇所加工に際して９０°肩部を形成するために、円筒面がいわゆる直径チップ（Durchmesserplatte）によって後加工されるまえに、支承部は、先ず第１のカッティングチップで前加工する必要がある。この加工過程に、それぞれ４つのカッティングエッジを備えた異なる２つのスローアウェイチップを使用すると、生産性が比較的小さくなる。

ドイツ連邦共和国特許第１９７０４９３１号明細書には、ほぼ立方体の基本体を有するカッティングインサートが開示されており、カッティングインサートは、使用可能な８つのカッティングチップを備えたスローアウェイチップとして形成されている。このカッティングインサートは、互いに平行に配置された２つの平面と、取付孔の貫通する比較的大きな面と、これに隣接する４つの側面とを備えており、つまり互いに平行に位置する端面側の比較的小さな２つの終端面と、それぞれ縦軸線に沿って中央で突出し、かつ工具支持体にカッティングインサートを緊締する際に支持面として役立つウェブを有する比較的大きな縦面とを備えている。比較的大きな面は、丸み付けされたエッジを介して、比較的小さな終端面に移行するので、長辺側に、ほぼ４分の１円形に形成されたカッティングエッジが、各隅領域における端部面に対する境界線として形成される。比較的大きな面とそれぞれ隣接する面との間の境界線としてのカッティングエッジは、アーチ状に湾曲しているので、縦中央平面および横中央平面に対して鏡面対象的な本体が得られる。それぞれ端部を有する長いカッティングエッジと、まるみづけされたエッジとが、端部面と比較的大きな面との間に７０°〜９０°の角度を成す。この８つのカッティングエッジにもかかわらず、そのようなカッティングインサートでは、９０°肩部を切削することはできない。なぜならば副刃部が、９０°肩部の顎部を後切削するからである。したがってこのようなカッティングチップの使用も、４つのカッティングエッジの使用に制限されている。

本発明の課題は、９０°肩部を加工するために必要な全ての切削作業を実施するのに適した、同時にできるだけ多くの有効カッティングエッジを備えた、９０°肩部を加工するためのスローアウェイチップを提供することである。

この課題は、請求項１に記載のカッティングインサートによって解決される。

本発明によれば、このようなカッティングインサートで、凸状の端面に、内向きに低下する面が続いており、内向きに低くなる面によって、刃部角隅部が突出する。さらにフロント面において内向きに低くなる面の間で扁平な支持面の両側に、外縁に向かって低くなる面取部が設けられている。カッティングインサートの幅と厚さとは、最大で２０％異なっていて、有利には同じ長さを有している。このようにすることによって、本発明によるカッティングインサートの副刃部が露出しているので、副刃部は、クランク軸の顎部で後切削することはない。規定のカッティングインサートは、ほぼ同じ大きさの厚さおよび幅に基づいて、９０°肩部の加工にも、クランク軸のジャーナル直径加工に使用することができるので、本発明によるカッティングインサートは、一般的に使用される２種類のスローアウェイチップを代用する。これによって工具保管コストもカッティングインサートの製造コストも削減され、総じて使用可能な比較的多数の刃部に起因して、製造コストが削減される。本発明の別の実施形態は、従属請求項に記載した。

本発明の実施形態によれば、緊締状態で、フロント面に対して垂直に位置する孔を貫通する取付ねじが、カッティングエッジよりも短くなっている。このようにすることによって過剰長さ寸法を有する取付ねじが回避される。

有利には、フロント面が、２つのフェイスの間で、扁平な支持面を備えており、相互間隔を有する両方のフロント面の支持面が、精確に互いに平行に位置する。

本発明の別の実施形態では、支持面に対する内向きに低下する面の傾斜が、１°から１０°まで、有利には５°である。支持面の平面に対する面取部の傾斜は、１５°から３０°まで、有利には２５°である。

確実な支持を提供するために、支持面が、フロント面において、扁平に形成されていて、取付ねじを収容するための孔の両側に位置する。支持面と、凸状の端面に位置し、最も突出する線とは、支持平面を成す１平面上に位置する。

カッティングエッジに沿った切削角が、有利にはプラスに選択され、２０°まで、有利には１０°から１５°までである。カッティングエッジ安定化のために、カッティングエッジに沿って、フェイスが、有利には０°から−１５°のフェイス角で配置されている。本発明の別の実施形態では、凸状の端面の曲率半径が、１ｍｍから１．５ｍｍまで、有利には１．２ｍｍである。

カッティングインサートの別の実施形態ならびに別の利点は、以下の図面の説明から判る。

次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。

直方体（平行六面体）状のカッティングインサートは、それぞれ反対側に位置するフロント面１０，１１を備えており、フロント面１０，１１は、上方で、凸状の端面１によって、上位または下位の側面５に移行する。切削面は、側面６によって形成され、側面６は、フロント面１０，１１を相互結合する。側面６は、上位および下位の面５と凸状の端面１とによって形成されたカッティングエッジ７によって制限されており、カッティングエッジ７は、角隅領域７’で９０°の角度で張出し、内向きに傾斜した副刃部を備えており、副刃部は、端面１に続く、内向きに低く延びる、つまり降下する面２によって形成される。この面２は、カッティングインサートの厚さ３全体にわたって延びていて、副刃部が露出するように働くので、副刃部は、切削工具が工作物に直角に進入する際に、後切削することがない。さらに両方のフロント面１０，１１は、それぞれ偏平な支持面８を備えており、支持面８は、互いに平行に位置する。支持面には、取付用孔９が設けられており、取付用孔９に緊締ねじ１２が収容される。偏平な支持面８の両側で、内向きに延びる面２（上下）の間に、面取部１３，１４が配置されている。カッティングインサートの幅４と厚さ３とは、ほぼ同じ長さである。取付ねじ１２は、カッティングエッジ７の真っ直ぐに延びる区分よりも長くてはならず、これによって過大長さ寸法を有するねじは回避される。カッティングインサートは、工具保持体に組み込まれるので、カッティングインサートは、精確に９０°の角度で工作物に進入して、精確に９０°の肩部を切削する。有利には、カッティングインサートは、クランク軸加工に際してあらゆる箇所で使用することができ、そこでは、オイルカラー（Oelbund）が、対向する刃部の後切削しない、もしくは露出する高さを有している。

本発明の、図３および図４に示した別の実施例では、図１および図２に示した実施例と同じ構成部材には、同じ符号を付した。図３〜図６に示したカッティングインサートもまたほぼ直方体状であり、図４から看取される、実質的にカッティングエッジ角隅部７’の間隔によって特定される、カッティングインサートの幅４は、カッティングインサートの厚さ３よりも約２０％大きくなっている。取付用孔９に、図３においてそれぞれ両側で上下に、大体において台形に形成された比較的小さな支持面８が続いており、支持面８は、図４から判るように、線１５で１平面上に位置する。湾曲した面１への、内向きに低くなる面２の移行部を形成する線１５は、図４から看取されるように、面８の位置する１平面上で、確実な支持部を形成する。図５から判るように、カッティングエッジ７に対する垂線に対して副刃部１７が内向きに傾斜する角度αは、５°である。カッティングエッジに沿って、フェイス１８は、（−）１５°の角度βで延びている（図６参照）。切削角γは、１２°〜１５°である。

切削面１６に切削成形要素を設けることができ、この場合隆起部または窪み部としての、従来技術から公知の構成を用いることができる。切削成形要素は、特に切削屑の持ち上げ、ならびに切削屑の破断に役立つ。

本発明によるカッティングインサートは、硬質合金またはサーメットボディから形成することができ、カッティングインサートは、層形成しないか、または単層もしくは多層のコーティングを設けることができる。カッティングインサートならびにコーティングの材料選択は、主に切削しようとする工作物（非鉄金属、鉄または鋳造材料であってよい）、たとえばクランク軸に応じて調整される。さらに材料選択は、方法パラメータによって特定され、この場合クランク軸フライス加工の際に、内側フライスおよび外側フライスが行われ、有利には１６０ｍ／ｍｉｎ〜３００ｍ／ｍｉｎの高い平均速度が所望される。

本発明によるカッティングインサートの第１実施例を示す図である。 本発明によるカッティングインサートの第１実施例を別の角度で示す図である。 カッティングインサートの別の実施例を正面からみて示す図である。 図３に示したカッティングインサートの側面を示す図である。 図４のＢの詳細図である。 図４のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。

Claims (10)

1. カッティングインサートが、全体形状が直方体状で、一対の、平行に対向するフロント面(１０、１１）と、
   前記フロント面(１０、１１）を互いに接続させる、一対の側面（６）と、
   前記フロント面(１０、１１）と、前記側面（６）を互いに接続させる、一対の端面（５）と、
   複数の凸状のエッジ面（１）であって、各エッジ面は前記フロント面(１０、１１）及び端面（５）に連絡し、
   切削エッジ（７）が、前記凸状のエッジ面（１）と側面（６）との交差位置に形成され、
   前記フロント面(１０、１１）は一対の斜めの面（２）を備え、前記一対の斜めの面（２）は、前記側面（６）間でカッティングインサートの全幅に延び、前記斜めの面（２）はそれぞれ前記凸状のエッジ面（１)からもう一方の斜めの面（２）に向かって低下するように内向きに延び、
   一対の平坦な傾斜面（１３、１４）が側面（６）に沿って延びるとともに、外縁に向かって低くなり、前記一対の斜めの面（２）を互いに連結し、
   一対の平坦な支持面（８）が、前記一対の斜めの面（２）と、一対の平坦な傾斜面（１３、１４）と、カッティングインサートの締め付け穴（９）と間に延びる、カッティングインサート。
2. 前記カッティングインサートの厚さと幅が略等しい、請求項１記載のカッティングインサート。
3. 前記凸状のエッジ面が９０度以上の中心角を有する、請求項１または２記載のカッティングインサート。
4. 前記一対の平坦な支持面が互いに平行である、請求項１から３のいずれか１項に記載のカッティングインサート。
5. さらに、少なくとも一部が前記締め付け穴に受け入れられ、カッティングインサートの前記幅より短い、取り付けボルトを備える、請求項１から４までのいずれか１項記載のカッティングインサー
   ト。
6. 前記一対の斜めの面の傾斜が、前記平坦な支持面に対して１-１０度の角度である、請求項１から５までのいずれか１項記載のカッティングインサート。
7. 前記切削エッジが面取り部によって形成され、面取り部の角度が０-１５度である、 請求項１から６までのいずれか１項記載のカッティングインサート。
8. 前記凸状のエッジ面の曲率半径が１−１．５ｍｍである、請求項１から７までのいずれか１項記載のカッティングインサート。
9. 前記切削エッジに沿った切削角度が凸状で、約２０度である、請求項１から８までのいずれか１項記載のカッティングインサート。
10. 更に、前記斜めの面（２）と側面(６)との交差位置に形成され、前記切削エッジに連続する第２の切削エッジを備える、請求項１から９までのいずれか１項記載のカッティングインサート。

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