JP4049400B2 - 切削工具アセンブリ及びそのための切削インサートによる旋削方法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は旋削加工のための切削工具アセンブリの分野に存在する。本発明はなかでも、段付き正方形ショルダーを旋削するための切削工具アセンブリ及びそのための切削インサートに関する。
発明の背景
工作物上の段付き正方形ショルダーを旋削するためには、切削工具アセンブリは鋭角の加工可能インサートの切削かど、その加工不能な切削縁上の工具の後方の隙間角度ｋ_n及びその加工可能な切削縁上の鈍角の侵入角度ｋを要する。このような侵入角度はショルダーを正方形に切削するための外側方向への送り出し運動、特に外側の縦方向の旋削加工の場合には外側に向いた半径方向の送り出し運動、及び外側の半径方向の旋削加工の場合には外側に向いた軸方向の送り出し運動を可能にする。
これらの制限を考慮すると、段付き正方形ショルダーを旋削するための切削インサートは斜方形又は三角形のどちらかであり、それにより一重面の場合にはそれぞれ２又は３個の割り出し可能なインサート旋削かどを有する。このような切削インサートは例えば、欧州特許第０ １６２ ０２９号に具体的に示され、説明されており、各インサート切削かどが中央部をへこませたインサートの辺の間の接合部に突き出した鼻部分として形成されている。切削インサートは好ましくは二重面を有して、そのためそれぞれ４又は６個の割り出し可能なインサート旋削かどを伴って形成されている。
発明の要約
段付き正方形ショルダーを旋削するための切削工具アセンブリで、より割り出し可能性のインサート切削かどを伴って形成された切削インサートを使用するようになっている切削工具アセンブリを提供することが本発明の目的である。
本発明の広範な態様に従うと、工作物上の段付き正方形ショルダーを旋削するための切削工具アセンブリが提供され、切削工具アセンブリが、実質的にへこんだ、加工可能切削縁と加工不能な切削縁の接合部に、鋭角のインサート切削かどを与える切削インサートを、置き換え可能に受納するための工具ホールダーを含んでなり、
前記の切削インサートが実質的に正方形の形状をもち、そして切削工具アセンブリの上面図において、前記切削縁上の当距離地点において、前記の加工可能切削縁と段付き正方形ショルダーの第１面との間の隙間が、前記の加工不能切削縁と段付き正方形ショルダーの第２面との間の隙間よりも小さく、それにより、前記の第１の面からの最小の隙間がある加工可能な切削縁上の位置が、切削工具アセンブリの切削最大深度を切削インサートの辺（side）の長さより小さく制限するようになっていることを特徴とする。
本発明は、へこんだ辺の縁を有する十分に割り出し可能な、実質的に正方形の切削インサートを、切削工具アセンブリの最初の送り出し方向に実質的に横方向の最大の所望切削深度が切削インサートの辺の長さより短いような場合に、工作物上の段付き正方形ショルダーを施削するために使用することができるという事実に基づいている。
本発明のその他の態様に従うと、実質的に正方形の上面、下面及び、それぞれ隣接する横方向の部分の間の中央部を有する４本の実質的にへこんだ辺の縁において前記の上面と交わっている側面、を含んでなる切削インサートが提供され、隣接する横方向部分の各組み合わせが鋭角のインサート切削かどで交わり、
前記の中央部分それぞれが実質的に真っすぐであり、前記の鋭角のインサート切削かどそれぞれの角度が約８３°±５°の範囲内にあることを特徴とする。
しかし、請求の範囲第４項の前似て特徴を示す部分に従う切削インサートは、切削縁の全長が加工可能であることを要する掘削用途に対して、米国特許第５，５０３，５０９号の図３において具体的に示され、説明されている。示されるように、切削インサートの辺の縁は実質的に真っすぐな中央部をもたず、そして更に「ｃ」で表されたその鋭角のインサート切削かどそれぞれの角度が７０°の範囲内にある。
本発明の切削インサートは、その辺の縁それぞれが実質的に真っすぐな中央部を有すること及びその鋭角のインサート切削かどそれぞれの角度が８３°±５°の範囲内にあることを特徴としている。この構成は一方では、切削インサートの強度が、そのインサートの切削かど及び、その交差面積が最小な、その最も弱い部分、すなわちその貫通孔、の両者において最大にされ、そして他方では、切削インサートを工具ホールダーに適切に固定する時に、加工可能なインサートの切削かどの角度が鋭角を維持することを確保する。
切削インサートは好ましくは二重面を有し、それにより合計で８個の割り出し可能なインサートの切削かどを伴って形成される。切削インサートはへこんだ又は２個の出っ張りをもつ逃げフランク構造をもつことができる。代替的には切削インサートは一重で、１個の突き出した逃げフランクの構造をもつことができる。
図の簡単な説明
本発明のより良い理解のためそして本発明を実地にいかに実施することができるかを示すために今度は、以下の図について説明され、そこで、
図１は本発明の第１の態様に従う、工作物上の段付き正方形ショルダーの外側の縦の旋削のための切削工具アセンブリの平面図であり、
図２は図１の切削工具アセンブリの加工可能なインサートの切削かどの接写図であり、
図３及び４はそれぞれ図１の切削工具アセンブリの側面及び末端図であり、
図５は本発明の第２の態様に従う、工作物上の段付き正方形ショルダーの外側面の旋削のための切削工具アセンブリの平面図であり、
図６は図５の切削工具アセンブリの加工可能なインサートの切削かどの接写図であり、
図７は図１及び図５の切削工具アセンブリにおける使用のための切削インサートの平面図であり、そして
図８〜１０は線Ｅ−Ｅに沿った図７の切削インサートの種々の可能な横断面である。
図の詳細な説明
今度は図１〜４について見ると、切削工具アセンブリ１は以下に説明されるように、制限された半径方向の切削深度まで、回転軸Ａの周りに回転可能な、工作物Ｗ上の段付き正方形ショルダーＳを外側の縦方向に旋削するようになっている。
切削工具アセンブリ１は締め付け装置５（図示されていない）により固定された二重面の切削インサート４を置き換え可能に受納するための、その導入末端にインサート受納ポケット３を有する、２個のへこんだレーキの工具ホールダー２を含み、該切削インサート４は図７〜９に示された種類のものである。
切削工具アセンブリ１は工作物Ｗに鋭角の加工可能なインサートの切削かど７を提供し、加工可能なインサート切削かど７が加工不能のへこんだ切削縁８及び加工可能なへこんだ切削縁１０との接合部にあり、切削縁１０は加工可能なインサートの切削かど７に隣接した横の部分１０Ａを有する。
図２に示されるように、切削インサート４は、切削縁８及び１０上の等距離Ｘにおいて、切削縁１０とショルダーの末端面との間の隙間ｄ₁が、切削縁８とショルダーの円筒状の面との間の隙間ｄ₂よりも小さくなるようになっており、正方形ショルダーの末端面及び円筒状の面はそれぞれその第１面及び第２面を構成している。
このように、本配列においては、加工不能な切削縁の後方末端８Ｂはショルダーの円筒状の面からの後方隙間Ｃを有し、一方加工可能な切削縁の横の部分１０Ａは、外側に向かう半径方向の送り出し運動Ｐを可能にする鈍角の侵入角ｋの限界を定める。
図１及び２に示されるように、加工可能な切削縁１０のへこみにより、その上にショルダーの末端面から最小の隙間がある場所が存在する。これが、方向Ｐに段付きショルダーを正方形に切削する場合に、切削工具アセンブリ１の半径方向の最大切削深度を、切削インサートの辺の長さよりも短く制限する。
図３及び４それぞれに示されるように、工具ホールダー２により与えられる具体的なすくい角は、切削縁８の露出された側面９上に逃げを与えるためのいわゆる「へこんだ後方のすくい角」α₁及び、工作物から切削縁１０の露出側面１１上に逃げを与えるためのいわゆる「へこんだ側面のすくい角」α₂である。すくい角の具体値は以下である、α₁≒α₂≒６°。
今度は図５及び６において、同様な切削インサート４を有する切削工具アセンブリ１’は、回転軸Ｂの周りを回転可能な工作物Ｗ’上の段付き正方形ショルダーＳ’の外側を旋削するようになっている。この配置においては、切削インサート４は、切削縁８’と１０’上の等距離Ｘにおいて、加工可能な切削縁８’とショルダーの円筒状の面との間の隙間ｄ₃が、加工不能な切削縁１０’とショルダーの末端面との間の隙間ｄ₄よりも小さいようになっており、正方形ショルダーの円筒状の面及び末端面がそれぞれ、その第１及び第２面を構成している。
その結果、図６に示されるように、切削縁の後方末端１０’Ｂはショルダーの末端面からの隙間Ｃ’を有し、一方加工可能なインサート切削かど７’に隣接する加工可能な切削縁の横の部分８’Ａは、外側に向いた軸方向の送り出し運動Ｑを可能にする鋭角の侵入角ｋの限界を定める。
このように、図５に示されるように、この場合には加工可能な切削縁８’のへこみにより、ショルダーの円筒状の面から最小の隙間がある場所がその上に存在する。これが方向Ｑへの段付きショルダーの正方形の切削の際に、切削工具アセンブリ１’の軸方向の最大切削深度を、切削インサートの辺の長さよりも短く制限する。
今度は図７において、概括的に正方形の切削インサート１３は中央の貫通孔１４及び４辺の縁１６を有する上面１５を有し、隣接する辺の縁１６の各組み合わせはインサートの切削かど１７で交わる。
各辺の縁１６は、その平面図において切削インサート１３がその中に描かれている想像の正方形２０の１辺を形成している長さｌの想像線１９に対してくぼんでいる。
各辺の縁１６は隣接する横の部分２２の間に真っすぐな中央部２１を有し、横の部分２２は切削工具アセンブリ１及び１’それぞれの横の部分１０Ａ及び８’Ａを形成している。隣接する横の部分２２の接合部は８３°の鋭角のインサート切削かどの角度Ｂを区画している。
各中央部２１は貫通孔１４と同延性（coextensive）で、中央に描かれた想像の円２３に接している。
切削インサート１３は、それにより合計８個のインサート切削かどが形成される２重面の切削インサートにすることができ、そしてそのために適切になっているポケットを伴う、切削工具アセンブリ１又は１’のどちらかに使用のための、へこんだ逃げフランク構造１３Ａ（図８を参照されたい）又は２個の突き出た逃げ構造１３Ｂ（図９を参照されたい）にすることができる。
代替的には、切削インサート１３を１重面のでっぱった切削インサート１３Ｃ（図１０を参照されたい）にして、それにより４個のインサート切削かどを伴って形成し、α₁≒α₂≒０°を有する直角の工具ホールダー中に設置するための逃げフランク構造に構成され、そして半径方向又は軸方向の制限された最大切削深度に、段階的正方形ショルダーを旋削するようにすることができる。
代替的には、このようなインサートは、それによりでっぱった種類の工具ホールダー上に設置することができるような、大きな逃げ角度を有することができる。
本発明は限定された数の態様につき説明されたが、本発明の多数の変法、修飾及びその他の使用法を実施できることが認められるであろう。従って前記に示され、説明されたような外部加工に加えて、同様な切削工具アセンブリを、段付き正方形ショルダーの内部の孔あけに適用することができる。更に同様な切削インサートを旋削加工において右側及び左側の両方向に同様に使用することができる。一方、切削インサートはその鋭角のインサート切削かどの角度βが８３°±５°の範囲内にあるように変更することができる。

Claims (1)

1. 回転軸と、垂直に配置された第１及び第２面を有する段付き正方形ショルダーを旋削するための方法であって、
   切削インサートを有する工具ホールダーを具備する切削工具アセンブリを提供すること、
   該切削インサートが、実質的に正方形の上方表面と、底面と、４つの実質的にへこんだ側部切削縁において該上方表面と交差している側面とを有し、隣接する対をなす切削縁が、４つの鋭いインサート切削かどを形成し、該切削インサートの平面図において、長さＬの仮想正方形側部を描くこと、
   作動インサート切削かどが、工作物の段付き正方形ショルダーに接触し、作動切削縁が、該第１面に対向し、非作動切削縁が、該第２面に対向し、該工具アセンブリの平面図において、該作動切削縁と該第１面との間の第１のゼロでない隙間が、該作動不能な切削縁と該第２面との間の第２のゼロでない隙間よりも小さく、該第１及び第２のゼロでない隙間が、該第１及び第２面の交差部からの等しい間隔で取られるように、該工作物に対して該切削工具アセンブリを位置付けること、
   該工作物を、回転軸の回りに回転して、該工作物に対する該工具ホールダーの送り出し方向における、上記長さＬよりも大きくない最大切削深度で該段付正方形ショルダーを切削すること
   を含むことを特徴とする方法。

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