JP7158387B2 - 切削インサートおよび肩削りフライス工具 - Google Patents

Description

本発明は、肩削りフライス工具用の切削インサートに関する。本発明は更に、肩削りフライス工具に関する。

１つまたは複数の切削インサートが肩削りフライス工具に固定される。肩削りフライス加工作業では、肩削りフライス工具を回転させて工作物内へと供給する。１つまたは複数の切削インサートそれぞれの切削刃は、工作物との切削係合に至る。

切削インサートは、様々な異なる形状で利用可能であり、その形状のうちほとんどは割送り可能であり、即ち、１つを超える切削刃を備え、肩削りフライス工具に対して異なる割送り位置で固定されてもよい。３つの約９０度の角を備えるほぼ六角形の形状を有する切削インサートは、三方晶形状の切削インサートとしても知られる。

ＷＯ２０１５／１７４２００は、六角形の形状をそれぞれ有し、背中合わせに配設された第１の表面および第２の表面と、第１の表面および第２の表面に連なる側面と、第１の表面および側面が交差する位置の稜線によって、また第２の表面および側面が交差する位置の稜線によってそれぞれ形成される、切削刃とを備える、三方晶形状の切削インサートを開示している。座面は、平行に配設され、第１の表面および第２の表面のインサート中心側にそれぞれ形成され、第１の表面に連なる側面と第２の表面に連なる側面とを分離する窪みを備える。切削刃は、第１の切削刃および第２の切削刃で形成される。第１の切削刃は第２の切削刃よりも長い。第１の切削刃の端部は座面よりも高い位置にある。

本発明の１つの目的は、切削インサートの不要な摩耗を引き起こさず、特に切削深さが浅いときに、工作物と切削インサートとの間にチップが挟まるリスクもない、切削チップの流れを提供する、肩削りフライス加工用の切削インサートを提供することである。したがって、本発明の１つの目的は、肩削りフライス工具で切削深さが浅いときの、制御された／所望のチップの流れまたはチップの除去を達成することである。

本発明の一態様によれば、目的は、三方晶形状を有し、切削インサートを通って延在するメジアン面を有する、肩削りフライス工具用の切削インサートによって達成される。切削インサートは、第１の表面と、反対側の第２の表面と、第１の表面と第２の表面との間を延在する円周面とを備え、第１および第２の表面はメジアン面の両側を延在する。切削インサートは、第１の表面と円周面との交点に沿って延在する少なくとも１つの切削刃を備え、切削刃は、第１の表面に向かう方向で見て、切削インサートの角に沿って延在する。少なくとも１つの切削刃はそれぞれ、主切削刃と、角切削刃と、表面ワイピング（ｓｕｒｆａｃｅ－ｗｉｐｉｎｇ）副切削刃とを備え、主切削刃は角切削刃に隣接し、角切削刃は表面ワイピング副切削刃に隣接する。表面ワイピング副切削刃は、メジアン面までの距離が角切削刃に向かう方向で減少するように、メジアン面に対して傾斜している。角切削刃は、メジアン面に沿うとともに主切削刃に向かう方向の側面図で見て、凹曲線を備える。メジアン面に沿うとともに主切削刃に向かう方向の前記側面図では、角切削刃の凹曲線は、凹曲線の最下点が表面ワイピング副切削刃よりも主切削刃の近くに位置するように形成されてもよい。

表面ワイピング副切削刃は、チップに対して力成分を提供して切削インサートの中央表面から離れるように方向付けて、切削インサートの摩耗を回避するために、メジアン面までの距離が角切削刃に向かう方向で減少するようにメジアン面に対して傾斜しており、角切削刃部分の凹曲線は、切削チップが切削インサートの円周面と工作物との間に挟まるリスクがある主切削刃に向かって外側に切削チップが流れるのを防ぎ、それにより、切削チップが、表面ワイピング副切削刃から離れる方向（即ち、肩削りフライス工具における軸線方向上方）であって主切削刃とほぼ平行な方向へと方向付けられる、集合的効果が達成される。結果として、制御された軸線方向のチップ除去という上述の目的が、特に、主に表面ワイピング副切削刃および角切削刃がアクティブであるときの、小さい／浅い切削深さにおいて達成される。主切削刃の実質的な部分または増加していく部分がアクティブになる、より深い切削深さでは、表面ワイピング副切削刃および角切削刃がチップの流れる方向に対して及ぼす影響は少なくなる。

切削インサートは、本明細書では、代替として単にインサートと呼ばれることがある。切削インサートは肩削りフライス工具の座部に固着される。したがって、肩削りフライス工具は、工作物に９０度の肩を切削するように構成されるが、プランジ加工にも、即ち、肩削りフライス工具の軸線方向で工作物の切削を行うのにも使用されてもよい。メジアン面は、第１と第２の表面との間の中央を延在し、円周面と交差する仮想面である。主切削刃は、肩削りフライス工具の軸線方向で延在しており、肩削りフライス工具の径方向で延在するとともに肩削りフライス工具の軸線方向に対して垂直に延在する工作物表面の表面ワイピング向けに構成された、表面ワイピング副切削刃に対して、９０度の肩または壁を工作物に切削するように構成される。凹曲線は、主切削刃に向かう方向でメジアン面に沿った側面図から見た曲線である。メジアン面に沿った側面図は、主切削刃に対して垂直に延在する方向に沿って見たものである。肩削りフライス工具用の切削インサートの三方晶形状は、第１の表面と円周面との交点に沿って延在する３つの切削刃を提供することができ、３つの切削刃はそれぞれ、インサートの角に沿って延在する。切削インサートは、好ましくは、少なくとも１つの更なる切削刃（明らかに、３つの更なる切削刃が提供されるのが有益である）が第２の表面と円周面との交点に沿って延在する、両面切削インサートである。換言すれば、両面の三方晶形状は、有利には、肩削りフライス加工に使用される計６つの割送り可能な切削刃を提供することができる。

傾斜した表面ワイピング副切削刃の上述の配置、および角切削刃部分の凹曲線の配置は、特に、肩のフライス加工の間、切削チップを主切削刃とほぼ平行に方向付けるのに有効であり、それにより、所望の軸線方向のチップの流れおよびチップの除去が、肩削りフライス工具において達成される。特に、小さい／浅い切削深さの場合、この効果が達成される。換言すれば、主に表面ワイピング副切削刃および角切削刃がアクティブのとき、効果は特に明白である。所望の軸線方向のチップの流れはまた、より大きい切削深さのときにも、主切削刃の部分がアクティブになるので達成されるが、表面ワイピング副切削刃および角切削刃がチップの流れに対して及ぼす影響は、切削深さが増加するにつれて徐々に減少する。

一実施形態によれば、表面ワイピング副切削刃は、メジアン面に対して１～６度の範囲内の平均角度で、またはメジアン面に対して２～５度の範囲内の平均角度で、またはメジアン面に対して約３．５度の角度で延在する。傾斜角度に関するこの範囲によって、肩削りフライス工具において所望の軸線方向のチップの流れを達成するために、チップに対する径方向外向きの適切な力成分が提供される。

一実施形態によれば、第１の表面は、少なくとも１つの切削刃に隣接したすくい面を備える。すくい面は、少なくとも１つの切削刃に沿って延在する主要ランドを備え、主要ランドは、少なくとも１つの切削刃に垂直に延在する幅を有する。主要ランドは、主切削刃に隣接した第１の主要ランド部分と、角切削刃に隣接した角主要ランド部分と、表面ワイピング副切削刃に隣接した第２の主要ランド部分とを備える。角主要ランド部分は、第１の主要ランド部分および第２の主要ランド部分よりも狭い幅を有する。このようにして、角主要ランド部分も、角切削刃の凹曲線と同じようにして、切削チップを径方向内側に方向付ける力成分に寄与することができる。より正確には、傾斜した表面ワイピング副切削刃と幅の狭い角主要ランド部分との組み合わせによって、浅い切削深さにおける肩のフライス加工の間、主切削刃とほぼ平行な方向で切削チップが方向付けられる。角主要ランドは、その結果、第１および第２の主要ランド部分から角主要ランド部分の中央部における最小幅まで、連続して減少する幅を示してもよい。チップに対する前記内向きの力成分は、第１の主要ランド部分を第２の主要ランド部分と等しい幅で提供することによって強化されてもよい。

別の実施形態によれば、第１の表面は、主切削刃に隣接する傾斜した主すくい面へと変化する平坦な中央表面を備え、主切削刃全体および傾斜した主すくい面は、平坦な中央表面よりもメジアン面から遠い距離で延在する。このようにして、切削チップは、主切削刃および主すくい面から平坦な中央表面に向かって下向きに方向付けることによって、主切削刃に沿って簡単に形成される。中央表面に対する面取りフライス加工したチップブレーカーまたは実質的な方向の変化は、主切削刃から平坦な中央表面に向かって移動するカールしたチップを形成する際に不要であり、したがって、主切削刃によって切削されたチップが形成され、第１の表面に沿って実質的に妨げられずに流れる。この結果、切削力を低減することができ、一方でカールしたチップが形成され、面取りフライス加工したチップのチップブレーカーを備える切削インサートと比較して、ならびに／あるいは平坦な中央表面の少なくとも一部が主切削刃の上方に配置された場合と比較して、チップの流れは妨げられず、それにより、切削インサートが、カールしたチップが挟まり、有効に除去されなくなることがあるトポグラフィを示す。更に、第１の表面上にチップブレーカーが不要なので、平坦な中央表面は第１の表面のより大きい部分を形成してもよい。更なる実施形態によれば、平坦な中央表面はまた、表面ワイピング副切削刃に隣接する傾斜した副すくい面へと変化してもよく、表面ワイピング副切削刃全体および傾斜した副すくい面は、平坦な中央表面よりもメジアン面から遠い距離に配置される。このようにして、表面ワイピング副切削刃からチップを形成する実質的な方向のいかなる変化も回避され、チップブレーカーが不要であり、それにより、平坦な中央表面は、傾斜した主すくい面および主切削刃の配置に対応する形で、第１の表面の比較的大きい部分を形成してもよい。

切削インサートは、好ましくは、第２の表面と円周面との交点に沿って延在する更なる切削刃を備えた、両面切削インサートであってもよく、第１および第２の表面はそれぞれ、肩削りフライス工具の支持底面に当接する平坦な中央表面を備える。特に、上述の実施形態との組み合わせで、両面切削インサートを、比較的大きい平坦な中央表面によって、第１および第２の表面それぞれの上でしっかりと支持することができる。

更に別の実施形態によれば、主切削刃は、メジアン面までの距離が角切削刃から離れる方向で減少するように、メジアン面に対して傾斜している。これによって主切削刃の正の傾斜が提供され、それにより、インサートが肩削りフライス工具内で負の軸線方向すくい角で装着されていても、最初に角切削刃の最も近くで主切削刃が工作物と係合し、その後、主切削刃の残りの部分が徐々に入ることができる。したがって、主切削刃によって、角切削刃から正の傾斜の主切削刃に沿って離れる方向で、チップが工作物から切削されて、スムーズカット動作を提供する。主切削刃における正の傾斜によって、更に、比較的深い切削深さでも軸線方向のチップの除去を達成する、チップに対する軸線方向力成分が提供される。主切削刃は、この結果、メジアン面に対して６～１４度の範囲内の平均角度で、またはメジアン面に対して９～１１度の範囲内の平均角度で、またはメジアン面に対して約９．５度の角度で延在してもよい。

更なる実施形態では、円周面は、主切削刃に沿って延在する逃げ面を備え、主切削刃に沿った逃げ面は、メジアン面に対して鋭角で延在して、逃げ面が負の公称逃げ角を形成している。かかる逃げ面により、正の公称逃げ角を有する切削刃と比較して、主切削刃における強度が増加する。主切削刃に沿った逃げ面は、この結果、メジアン面に対して８３～８７度の範囲内の鋭角で延在してもよい。

本発明の更なる目的は、切削インサートの不要な摩耗を引き起こさず、工作物と切削インサートとの間に切削チップが挟まるリスクもない切削チップの流れを提供し、それによって制御された軸線方向のチップの除去が達成される、肩削りフライス工具を提供することである。

本発明の更なる態様によれば、この目的は、インサート座部に配置された、本明細書で考察する態様および／または実施形態のいずれか１つによる、切削インサートを受け入れるインサート座部を備えた工具本体を備える、肩削りフライス工具によって達成される。

本発明の更なる特徴、および本発明による利点が、添付の特許請求の範囲および以下の詳細な説明を検討することで明白となるであろう。

本発明の様々な態様は、本発明の特定の特徴および利点を含めて、以下の詳細な説明および添付図面で考察する例示的な実施形態によって容易に理解されるであろう。

一実施形態による切削インサートを示す様々な図である。 図１ａ～１ｄの切削インサートを示す更なる図である。 図１ａ－１ｄの切削インサートを示す上面図である。 切削インサートの３つの部分断面図である。 一実施形態による肩削りフライス工具を示す図である。 図４ａ－４ｂの肩削りフライス工具のインサート座部を示す図である。

以下、本発明の態様について更に十分に記載する。全体を通して、類似の参照番号は類似の要素を指す。簡潔さおよび／または明瞭さのため、良く知られている機能または構造については、必ずしも詳細に記載しない。

図１ａ～１ｄは、一実施形態による切削インサート２の様々な図を示している。切削インサート２は、肩削りフライス工具で使用するように構成される。しかしながら、切削インサート２はプランジ加工にも使用されてもよい。切削インサート２は両面式で６回割送り可能であり、即ち、切削インサート２は合計６つの同一の切削刃を備えるので、切削インサート２を、６つの異なる割送り位置で肩削りフライス工具に装着して、工作物をフライス加工するのに一度に１つのアクティブな切削刃を提供することができる。切削インサート２は、切削インサートを肩削りフライス工具にねじ止めして装着するための貫通穴３を備え、貫通穴３は、切削インサート２の中央を通って延在する。

切削インサート２は、好ましくは、超硬合金材料から製造されるが、例えば、セラミックス、立方晶窒化ホウ素、多結晶ダイアモンド、および／またはサーメットのうち１つもしくは複数を含む材料から製造されてもよい。切削インサート２はまた、好ましくは、例えば、窒化チタン、炭窒化チタン、および／または酸化アルミニウムなどの表面コーティングで被覆される。

切削インサート２は、三方晶形状を有するとともに、切削インサート２を通って延在する仮想メジアン面４を有する。メジアン面４は、貫通穴３の中心軸５に対して垂直に延在する。図１ｄは、メジアン面４に沿ったインサート２の断面を示している。メジアン面４に向かう方向で見て、三方晶形状は、３つの角度約９０度の角６と、角度約９０度の角６の間にある３つの角度約１５０度の角８とを有する。約６０度の角度１０は、２つの異なる角度約９０度の角６の辺１２の間に形成される。

インサート２は、第１の表面１４と、第１の表面１４とは反対側の第２の表面１６と、第１の表面１４と第２の表面１６との間を延在する円周面１８とを備える。第１および第２の表面１４、１６は、メジアン面４の両側を延在する。メジアン面４は、第１および第２の表面１４、１６の間の中央を延在し、円周面１８と交差する。言い換えると、メジアン面４はインサート２の中間を延在し、インサート２のそれぞれ半分がメジアン面４のそれぞれの側にある。第１および第２の表面１４、１６はそれぞれ、図１ｄを参照して上述したメジアン面４の三方晶形状に実質的に対応する、三方晶形状も有する。メジアン面４、ならびに第１および第２の表面１４、１６の角は、実質的に位置合わせされる。

切削刃２０は、第１の表面１４と円周面１８との交点に沿って延在する。切削刃２０は、第１の表面１４に向かう方向で見て（図１ｂを参照）、インサート２の角２２に沿って延在する。角２２は、四角い肩のフライス加工用に構成され、直角または少なくとも約９０度の角を形成しており、図１ｄに示されるメジアン面４における約９０度の角６の１つに配置される。図１ｂの図に見られる角２２は、例えば０．８ｍｍ、１．２ｍｍ、または１．６ｍｍの半径など、工作物に標準的な角の半径を形成する、切削インサートの角の半径を有してもよい。切削刃２０は、主切削刃２４、角切削刃２６、および表面ワイピング副切削刃２８という３つの部分を備える。主切削刃２４は角切削刃２６に隣接し、角切削刃２６は表面ワイピング副切削刃２８に隣接する。

肩削りフライス工具に配置されたとき、主切削刃２４は、肩削りフライス工具の軸線方向で延在し、肩削りフライス工具の径方向で、工作物を切削するように供給される。表面ワイピング副切削刃２８は、肩削りフライス工具の径方向で延在し、肩削りフライス工具の軸線方向で、工作物に供給されうる。従来の肩のフライス加工（ランピングなし）の間に９０度の肩が工作物にフライス加工されるとき、供給は径方向であるが、プランジ加工の間は、工作物内への供給はフライス工具の軸線方向である。肩のフライス加工作業では、主切削刃２４が工作物の主な切削を実施し、表面ワイピング副切削刃２８は、浅い平面のスムージングカットのみを実施する。プランジ加工の間、表面ワイピング副切削刃２８は、肩削りフライス工具の軸線方向で、肩のフライス加工作業中よりも深い工作物の切削を実施する。プランジ加工の間、主切削刃２４も、工作物の実質的な切削を実施してもよい。

図２ａ～２ｃは、図１ａ～１ｄの切削インサート２の図を示している。特に、切削刃２０は、図２ａ～２ｃに更に詳細に示されている。図２ａおよび２ｂは、切削インサート２の２つの異なる側からの、メジアン面４に沿った切削刃２０を示している。図２ｃおよび２ｄは、切削刃２０の部分の部分拡大図を示している。

表面ワイピング副切削刃２８は、メジアン面４までの距離が角切削刃２６に向かう方向で減少するように、メジアン面４に対して傾斜している。したがって、図２ａに示されるように、角切削刃２６に近い表面ワイピング副切削刃２８とメジアン面４との間の第１の距離Ｄ１は、角切削刃２６から遠い表面ワイピング副切削刃２８とメジアン面４との間の第２の距離Ｄ２よりも短い。表面ワイピング副切削刃２８のかかる傾斜により、切削チップは、第１の表面１４の中央部分から離れて主切削刃２４に向かう方向に方向付けられる。したがって、切削チップは第１の表面１４の摩耗を引き起こさない。特に、第１の表面１４にある更なる切削刃２０’、２０’’に影響を及ぼす恐れがある、第１の表面１４の摩耗が回避される。

メジアン面４に沿って主切削刃２４に向かう、即ち図２ｃのような方向で見て、角切削刃２６は、主切削刃２４に隣接した凹曲線３４を備える。凹曲線３４は、切削インサート２の側面図で、即ちメジアン面と平行な方向で、かつ主切削刃２４に垂直な方向に沿って見た、角切削刃２６の曲線である。凹曲線３４の特定を容易にするために、基準線ＲＬが図２ｃに示されている。基準線ＲＬは、主切削刃２４から角切削刃２６への遷移点３０と、角切削刃２６から表面ワイピング副切削刃２８への遷移点３２との間を延在する。角切削刃２６の凹曲線３４のこの配置によって、切削チップが主切削刃２４から離れる方向に方向付けられる。第１の表面１４の中心へと内側に向かう切削チップの方向は、この配置によって提供される。

図２ｄは、角切削刃２６の（二等分線に沿った）中点に向かう、メジアン面４に平行な（沿った）別の側面図を示している。この側面図でも、凹曲線３４は明確に見えている。やはり、基準線ＲＬは、主切削刃２４から角切削刃２６への遷移点３０と、角切削刃２６から表面ワイピング副切削刃２８への遷移点３２との間を延在する。角切削刃２６の凹曲線３４は、主切削刃にスムーズに接続するために、遷移点３０で主切削刃２４に接続して凸曲線を形成する。角切削刃２６は、表面ワイピング副切削刃と角切削刃の凹曲線３４との間にスムーズな接続を提供するために、表面ワイピング副切削刃２８への遷移点３２の隣に別の凸曲線３３を形成する。

切削チップは、上述の表面ワイピング副切削刃２８によって主切削刃２４に向かって方向付けられるので、また切削チップは、角切削刃２６の上述した曲率によって、主切削刃２４から離れて第１の表面１４に向かって内側に方向付けられるので、集合的効果として、肩削りフライス工具の切削インサート２を使用する、特に小さい／浅い切削深さのフライス加工の間、切削チップが実質的に主切削刃２４と平行に、即ち実質的に上向きに方向付けられる。切削チップの流れの全体的な方向が矢印２７で示されている、図１ａおよび１ｂを参照。したがって、切削チップは、主切削刃２４の円周面と工作物との間に挟まらず、切削インサート２の他の切削刃２０’、２０’’の不要な摩耗も引き起こさない。図１ａを参照。特に、肩のフライス加工の間、傾斜した表面ワイピング副切削刃２８と角切削刃２６の上述の凹状曲率との組み合わせは、主切削刃２４と平行なチップの流れの方向に寄与し、それにより、チップを軸線方向で除去するとともに、かかる小さい切削深さの間、肩削りフライス工具内にある三方晶形状のインサート２のアクティブな主切削刃２４と隣接した非アクティブな表面ワイピング副切削刃２８’との間の領域に、切削インサート２を残すことができる。

図２ａに戻ると、図示される実施形態によれば、表面ワイピング副切削刃２８は、メジアン面４に対して１～６度の範囲内の平均角度ａで、またはメジアン面４に対して２～５度の範囲内の平均角度ａで、またはメジアン面４に対して約３．５度の平均角度ａで延在する。上述の範囲内、またはメジアン面４に対して約３．５度の平均角度ａは、切削チップの適切な方向を提供する。平均角度ａは、メジアン面４と、角切削刃２６と表面ワイピング副切削刃２８との交点３６と、表面ワイピング副切削刃２８の角切削刃２６とは反対側の端部３８との間を延在する線との角度によって定義されてもよい。表面ワイピング副切削刃２８はわずかに湾曲していてもよい。

単なる一例として言及するが、表面ワイピング副切削刃２８は、約１．３ｍｍの長さを有してもよく、図２ａの図で見て、約３３０ｍｍの半径で凸状に湾曲していてもよい。表面ワイピング副切削刃２８の接線とメジアン面４との角度は、角切削刃２６の近くで３．６度、角切削刃２６から離れたところで３．４度であってもよく、平均角度ａは約３．５度となる。

図３は、図１ａ～１ｄの切削インサート２の上面図を示している。図３ａ～３ｃは、図３の線ＩＩＩａ－ＩＩＩａ、ＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ、およびＩＩＩｃ－ＩＩＩｃに沿った、切削インサート２の３つの部分断面を示している。第１の表面１４は、切削刃２０に隣接したすくい面４０を備え、すくい面４０は、切削刃２０に沿って延在する主要ランド４２’～４２’’’を有する。主要ランド４２’～４２’’’は、切削刃２０に対して垂直に延在する幅Ｗ１～Ｗ３を有する。主要ランド４２’～４２’’’は、主切削刃２４に隣接した第１の主要ランド部分４２’と、角切削刃２６に隣接した角主要ランド部分４２’’と、表面ワイピング副切削刃２８に隣接した第２の主要ランド部分４２’’’とを備える。角主要ランド部分４２’’は、第１の主要ランド部分４２’の幅Ｗ１および第２の主要ランド部分４２’’’の幅Ｗ３よりも狭い幅Ｗ２を有する。第１および第２の主要ランド部分の幅Ｗ１、Ｗ３よりも狭い角主要ランド部分４２’’の幅Ｗ２は、切削チップを切削刃２０から第１の表面１４に向かって内側に方向付けるのに寄与する。やはり、この結果、傾斜した表面ワイピング副切削刃２８とともに、切削チップを主切削刃２４と平行に方向付けることができる。特に、小さい切削深さでの肩のフライス加工の間、傾斜した表面ワイピング副切削刃２８と角主要ランド部分４２’’の狭い幅Ｗ２との組み合わせは、主切削刃２４と平行なチップの流れの方向に寄与する。

図示される実施形態によれば、第２の主要ランド部分４２’’’は、幅Ｗ１を有する第１の主要ランド部分４２’に等しい幅Ｗ３を有する。したがって、主要ランド部分４２’’’は、表面ワイピング副切削刃２８において、主切削刃２４における主要ランド部分４２’と同じ幅を有する。この配置も、切削チップが主切削刃２４の円周面と工作物との間に挟まるのを防ぐことに寄与する。

単なる一例として言及するが、工作物に０．８ｍｍの半径を提供する角２２を有する切削インサート２の場合、第１の主要ランド部分４２’の幅Ｗ１、および第２の主要ランド部分４２’’’の幅Ｗ３は、０．１ｍｍ～０．１５ｍｍの範囲内であってもよく、角主要ランド部分４２’’の幅Ｗ２は、その最も狭い部分で、０．０８ｍｍ～０．１４ｍｍの範囲内であってもよい。更に、主要ランド部分、特に角主要ランド部分４２’’は、メジアン面（またはメジアン面に平行な上側基準面）に対して負の角度で提供されてもよい。角主要ランド部分４２’’は、好ましくは、その幅Ｗ２が範囲のうち下側で選ばれた場合、更に負の傾斜となる。好ましくは、第１の主要ランド部分４２’の比較的広い幅Ｗ１と角主要ランド部分４２’’の最小幅Ｗ２との間、ならびに角主要ランド部分４２’’の最小幅Ｗ２と第２の主要ランド部分４２’’’の比較的広い幅Ｗ３との間は徐々に遷移する。

図１ａ～１ｃを参照すると、第１の表面１４は、主切削刃２４に隣接する傾斜した主すくい面４０’へと変化する平坦な中央表面４４を備え、主切削刃２４全体および傾斜した主すくい面４０’は、平坦な中央表面４４よりもメジアン面４から遠い距離に延在する。主切削刃２４全体および主すくい面４０’は、平坦な中央表面４４よりもメジアン面４から遠い距離に延在するので、切削チップが主切削刃２４に沿って簡単に形成される。切削チップは、主切削刃２４および主すくい面４０’から、平坦な中央表面４４に向かって下向きに方向付けられる。中央表面に対して面取りフライス加工したチップブレーカー、または実質的な方向の変化は、主切削刃２４から平坦な中央表面４４に向かって移動するカールしたチップを形成する際に不要であり、したがって、主切削刃２４からのチップの流れが形成され、流れは第１の表面１４に沿って実質的に妨げられない。したがって、切削力を低減することができ、一方でカールしたチップが形成され、面取りフライス加工したチップのチップブレーカーを備える切削インサートと比較して、ならびに／あるいは平坦な中央表面４４の少なくとも一部が主切削刃の上方に配置されることによって、カールしたチップが挟まって有効に除去されなくなることがあるトポグラフィを切削インサートが示す場合と比較して、チップの流れは妨げられない。更に、第１の表面１４上にチップブレーカーが不要なので、平坦な中央表面４４は第１の表面１４のより大きい部分を形成してもよい。両面切削インサート２が、第１の表面１４が肩削りフライス工具のインサート座部に面するように、上下逆にされると、平坦な中央表面４４の少なくとも一部分が当接面を形成する。したがって、例えば、図５を参照して後述するように、平坦な中央表面４４が肩削りフライス工具のインサート座部の支持面に当接すると、インサート座部における切削インサート２のより安定した支持が提供されてもよい。適切には、平坦な中央表面４４の径方向外側部分が、肩削りフライス工具のインサート座部の支持底面に対する当接面を形成する。

図３～３ｃを参照すると、第１の表面１４は、表面ワイピング副切削刃２８に隣接する傾斜した副すくい面４０’’へと変化する平坦な中央表面４４を備え、表面ワイピング副切削刃２８全体および傾斜した副すくい面４０’’は、平坦な中央表面４４よりもメジアン面４から遠い距離に配置される。このようにして、表面ワイピング副切削刃２８からチップを形成する実質的な方向の変化が回避され、チップブレーカーが不要であり、平坦な中央表面４４は、傾斜した主すくい面４０’および主切削刃２４の配置に対応する形で、第１の表面１４の比較的大きい部分を形成してもよい。

平坦な中央表面４４はメジアン面４と平行に延在してもよく、または平坦な中央表面４４は貫通穴３に向かってわずかに傾いていてもよく、即ち、平坦な中央表面４４の周囲において安定した支持／当接を確保する（即ち、ねじ穴周りでの不安定な支持を防ぐ）ために、全体的にわずかに凹状または円錐状の形状を有してもよい。インサート２を製造する間、隆起した切削刃２０～２０’’のため、平坦な中央表面４４に研削作業を施すことはできず、必然的に、製造公差によって厳密に平坦な表面との偏差を含むことになる。かかる製造公差は、一般的に、平坦な中央表面４４における何らかの全体的に凹状／円錐状の形状とは別に、平坦な中央表面の１ｃｍ２の範囲内で見られる０．２ｍｍのばらつきを超えない不均一性をもたらす。かかる不均一性は、加圧成形および焼結が関与する、切削インサート２の製造プロセスから生じる。製造プロセスはまた、切削インサートの焼結前に切削インサートを加圧成形する加圧成形工具において相殺されない限り、貫通穴３の周りにわずかに凹状の形状をもたらすこともある。

切削インサート２は、更なる切削刃２０’’’が第２の表面１６と円周面１８との交点に沿って延在する、両面切削インサートである。第１および第２の表面１４、１６はそれぞれ、肩削りフライス工具の支持底面に当接する平坦な中央表面４４を備える。図５に関連する後述も参照。図１ａおよび１ｂでは、第１の表面１４の平坦な中央表面４４のみが示されている。第２の表面１６は対応する平坦な中央表面を備える。

図２ｂを参照すると、主切削刃２４は、メジアン面４までの距離が角切削刃２６から離れる方向で減少するように、メジアン面４に対して傾斜している。したがって、図２ｂに示されるように、角切削刃２６に近い主切削刃２４とメジアン面４との間の第３の距離Ｄ３は、角切削刃２６から遠い主切削刃２４とメジアン面４との間の第４の距離Ｄ４よりも長い。主切削刃２４のかかる正の傾斜により、インサート２が肩削りフライス工具内で負の軸線方向すくい角で装着されていても、最初に角切削刃２６の最も近くで主切削刃２４が工作物と係合し、その後、主切削刃２４の残りの部分が徐々に入る。したがって、主切削刃２４によって、角切削刃２６から正の傾斜の主切削刃２４に沿って離れる方向で、切削チップが工作物から切削されて、スムーズカット動作を提供する。

図示される実施形態によれば、主切削刃２４は、メジアン面４に対して６～１４度の範囲内の平均角度ｂで、より正確にはメジアン面４に対して９～１１度の範囲内の平均角度ｂで、またはメジアン面４に対して約９．５度の角度ｂで延在する。上述の範囲内の、またはメジアン面４に対して約９．５度の平均角度ｂにより、主切削刃２４が、角切削刃２６から主切削刃２４に沿って離れて、適切に徐々に係合する。平均角度ｂは、メジアン面４と、角切削刃２６と主切削刃２４との交点４６と、角切削刃２６とは反対側の主切削刃２４の端部４８との間を延在する線との角度によって定義されてもよい。単なる一例として言及するが、主切削刃２４の接線とメジアン面４との角度は、角切削刃２６の近くで約８度、角切削刃２６から最も遠い端部４８で約１２度であってもよく、この場合の平均角度ｂは約９．５度であってもよい。

図３ａを参照すると、円周面１８は、主切削刃２４に沿って延在する逃げ面５０を備える。主切削刃２４に沿った逃げ面５０は、メジアン面４に対して鋭角ｃで延在するので、主切削刃２４に沿った逃げ面５０は、負の公称逃げ角αを形成している。かかる逃げ面は、正の公称逃げ角を有する切削刃と比較して、主切削刃に対する強度が増加する。

図示される実施形態によれば、主切削刃２４に沿った逃げ面１８は、メジアン面４に対して８３～８７度の範囲内の鋭角ｃで延在する。このようにして、３～７度の範囲内の負の公称逃げ角αが提供される。より正確には、実施形態によれば、主切削刃２４に沿った負の公称逃げ角αは約５度であり、即ち、鋭角ｃは、主切削刃２４全体に沿って約８５度である。

公称逃げ角αは、メジアン面４の法線に対して、切削インサート２自体において測定した逃げ面５０の逃げ角である。機能上の逃げ角は、切削インサート２が肩削りフライス工具に固定されたときに形成される。図４ａおよび４ｂを参照。機能上の逃げ角は、常に正であり、肩削りフライス工具の切削面に対して測定される。

切削インサート２は、第１の表面１４と円周面１８との交点に沿って延在する、本明細書で考察した前記少なくとも１つの切削刃２０と同じ種類の計３つの切削刃２０、２０’、２０’’、ならびに第２の表面１６と円周面１８との交点に沿って延在する、前記少なくとも１つの切削刃２０と同じ種類の３つの切削刃２０’’’、２０’’’’、２０^Ｖを備える。図１ａおよび１ｃを参照。このようにして、切削インサート２は、肩削りフライス工具において６回割送り可能であり、それにより、切削インサート全体が摩滅するまで、６つの切削刃２０～２０^Ｖそれぞれを一度に１つずつ使用することができる。

図４ａおよび４ｂは、一実施形態による肩削りフライス工具６０を示している。肩削りフライス工具６０は、上述した切削インサート２を受け入れるインサート座部６４を備えた、工具本体６２を備える。したがって、肩削りフライス工具６０は、インサート座部６４に配置された切削インサート２を備える。切削インサート２は、切削インサート２の貫通穴３を通って延在するねじ６６を用いて、インサート座部６４の工具本体６２に固定される。ねじ６６は、工具本体６２の雌ねじ６７と係合する。切削インサート２を肩削りフライス工具６０に固定する他の手段が使用されてもよい。

肩削りフライス工具６０は、一般的に、１つを超える切削インサート２を備える。この実施形態では、工具本体６２は、肩削りフライス工具６０の６つのインサート座部６４に配置された、６つの切削インサート２を備える。肩削りフライス工具６０は、矢印７０によって示される方向で、中心回転軸６８を中心にして回転可能であり、切削インサート２は、主切削刃が肩削りフライス工具の軸線方向で延在し、表面ワイピング副切削刃が径方向で延在している状態で、工作物を切削するように装着される。肩削りフライス工具６０は、プランジ加工にも、即ち、フライス工具６０の軸線方向でフライス加工するのにも使用することができる。単なる一例として言及するが、肩削りフライス工具６０は、３２～２５０ｍｍの範囲内の直径を有してもよい。明らかに、インサート座部および切削インサート２の数は、例えば、肩削りフライス工具の直径、および／または動作条件（例えば、動作の安定性、出力消費、および工作物の材料）に応じて変わってもよい。

図示される実施形態によれば、インサート座部６４は、インサート座部６４に配置された切削インサート２のメジアン面４に対して負の軸線方向すくい角γｐを提供するように構成される。インサート座部６４は、この結果、１～１１度の範囲内、より正確には４～８度、または約６度の負の軸線方向すくい角γｐを提供するように構成される。負の軸線方向すくい角γｐは、切削インサート２のメジアン面４と、回転軸６８と平行に延在する線７２（肩削りフライス工具の軸線方向）との間で測定され、フライス加工の間、表面ワイピング副切削刃の逃げ面と工作物との間に軸線方向の逃げを提供する。

実施形態によれば、インサート座部６４はまた、インサート座部６４に配置された切削インサート２のメジアン面４に対して負の径方向すくい角γｆを提供するように構成される。インサート座部６４は、８～２０度の範囲内、より正確には１１～１７度、または約１４度の負の径方向すくい角γｆを提供するように構成される。負の径方向すくい角γｆは、切削インサート２のメジアン面４と、回転軸６８から径方向に延在する線７４（肩削りフライス工具６０の径方向）との間で測定される。図３ａを参照して上述した、主切削刃２４の負の公称逃げ角αとの組み合わせで、主切削刃の機能上の正の逃げ角が、径方向すくい角γｆによって形成される。例えば、例示的な約５度の負の逃げ角αおよび約１４度の負の径方向すくい角γｆで、約９度の主切削刃の機能上の逃げ角となる。

表面ワイピング副切削刃２８は、例えば図２ａを参照して上述したように、メジアン面４に対して傾斜している。インサート座部６４に配置された切削インサート２のメジアン面４に対する負の径方向すくい角γｆによって、径方向に延在する線７４に対する表面ワイピング副切削刃２８の傾斜がより大きくなる。メジアン面４に対する例示的な約３．５度の傾斜を、約１４度の例示的な負の径方向すくい角γｆと併せて、径方向に延在する線７４に対する表面ワイピング副切削刃２８の傾斜は約１７．５度となる。

図５は、図４ａおよび４ｂの肩削りフライス工具６０のインサート座部６４を示している。インサート座部６４は、支持底面７６と、第１の支持側面７８と、第２の支持側面８０と、第３の支持側面８２とを備える。第１および第２の支持側面７８、８２は、図４ａにも示されている。支持底面７６は、図５にハッチング面として示されている。図から分かるように、支持底面７６のハッチング面は、平坦な中央表面４４の周囲において安定した支持／当接を確保する（ねじ穴の回りの不安定な当接を回避する）ため、座部の隆起した周囲部分を提供する。インサート座部６４は、明らかに、インサート座部６４に固定されたとき、切削インサートのアクティブな主切削刃を露出させる径方向開口部８４と、切削インサートのアクティブな表面ワイピング副切削刃を露出させる軸線方向開口部８６とを備える。

第１の支持面７８、第２の支持面８０、および第３の支持面８２は、支持底面７６に対して約９０度の角度で配置される。第１および第２の支持面は、軸線方向開口部８６とは反対側のインサート座部の端部において、互いに約９０度の角度で配置され、第３の支持面８２は、軸線方向開口部８６に近いインサート座部６４の端部に配置される。第１の支持面は径方向開口部８４に面する。第２の支持面８０は径方向開口部８４から離れる方向に面する。第３の支持面８２は径方向開口部８４に面する。

インサート座部６４で固定されたとき、切削インサート２は、均一な当接面４４（図１ａを参照）の少なくとも一部が支持底面７６に当接している状態で配置される。円周面１８（図１ａを参照）に設けられる腰のそれぞれの部分は、第１の支持面７８、第２の支持面８０、および第３の支持面８２に当接する。

肩削りフライス工具６０の使用中、第１および第２の支持側面７８、８０は、切削インサートの軸線方向支持面を形成し、第１および第３の支持側面７８、８２は、切削インサートの径方向支持面を形成し、支持底面７６は切削インサートの接線方向支持面を形成する。

切削インサート２は、肩削りフライス工具で安定して支持される。図１ａ～１ｃおよび３～３ｃを参照して上述したように、平坦な中央表面４４が切削刃２０の下方に提供され、チップブレーカーが存在しないことにより、比較的大きい平坦な当接面が、インサート穴の中心軸５から比較的大きい距離に、即ちインサート座部６４の支持底面７６に当接する、平坦な中央表面４４の周囲に形成される。

上記は様々な例示的実施形態の例証であり、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ定義されることが理解されるべきである。当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって定義されるような、本発明の範囲から逸脱することなく、例示的実施形態が修正されてもよく、例示的実施形態の異なる特徴が組み合わされて、本明細書に記載した以外の実施形態を作り出してもよいことを理解するであろう。

Claims (15)

1. 三方晶形状を有し、切削インサート（２）を通って延在するメジアン面（４）を有する、肩削りフライス工具（６０）用の切削インサート（２）であって、第１の表面（１４）と、反対側の第２の表面（１６）と、前記第１の表面（１４）と前記第２の表面（１６）との間を延在する円周面（１８）とを備え、前記第１および第２の表面（１４、１６）が前記メジアン面（４）の両側を延在し、
   前記切削インサート（２）が、前記第１の表面（１４）と前記円周面（１８）との交点に沿って延在する少なくとも１つの切削刃（２０）を備え、前記少なくとも１つの切削刃（２０）が、前記第１の表面（１４）に向かう方向で見て、前記切削インサート（２）の角（２２）に沿って延在し、
   前記少なくとも１つの切削刃（２０）が、主切削刃（２４）と、角切削刃（２６）と、表面ワイピング副切削刃（２８）とを備え、前記主切削刃（２４）が前記角切削刃（２６）に隣接し、前記角切削刃（２６）が前記表面ワイピング副切削刃（２８）に隣接する、切削インサート（２）であって、
   前記表面ワイピング副切削刃（２８）が、前記メジアン面（４）までの距離が前記角切削刃（２６）に向かう方向で減少するように、前記メジアン面（４）に対して傾斜しており、
   前記メジアン面（４）に沿うとともに前記主切削刃（２４）に向かう方向の側面図で見て、前記角切削刃（２６）が凹曲線（３４）を備える、切削インサート（２）。
2. 前記表面ワイピング副切削刃（２８）が、前記メジアン面（４）に対して１から６度の範囲内の平均角度（ａ）で、または前記メジアン面（４）に対して２から５度の範囲内の平均角度（ａ）で、または前記メジアン面（４）に対して約３．５度の角度（ａ）で延在する、請求項１に記載の切削インサート（２）。
3. 前記第１の表面（１４）が、前記少なくとも１つの切削刃（２０）に隣接したすくい面（４０）を備え、
   前記すくい面（４０）が、前記少なくとも１つの切削刃（２０）に沿って延在する主要ランド（４２’、４２’’、４２’’’）を備え、前記主要ランド（４２’、４２’’、４２’’’）が、前記少なくとも１つの切削刃（２０）に垂直に延在する幅を有し、
   前記主要ランド（４２’、４２’’、４２’’’）が、前記主切削刃（２４）に隣接した第１の主要ランド部分（４２’）と、前記角切削刃（２６）に隣接した角主要ランド部分（４２’’）と、前記表面ワイピング副切削刃（２８）に隣接した第２の主要ランド部分（４２’’’）とを備え、
   前記角主要ランド部分（４２’’）が、前記第１の主要ランド部分（４２’）および前記第２の主要ランド部分（４２’’’）よりも狭い幅（Ｗ２）を有する、請求項１または２に記載の切削インサート（２）。
4. 前記第１の主要ランド部分（４２’）が、前記第２の主要ランド部分（４２’’’）の幅（Ｗ３）に等しい幅（Ｗ１）を有する、請求項３に記載の切削インサート（２）。
5. 前記第１の表面（１４）が、前記主切削刃（２４）に隣接する傾斜した主すくい面（４０’）へと変化する平坦な中央表面（４４）を備え、前記主切削刃（２４）全体および前記傾斜した主すくい面（４０’）が、前記平坦な中央表面（４４）よりも前記メジアン面（４）から遠い距離で延在する、請求項１から４のいずれか一項に記載の切削インサート（２）。
6. 前記平坦な中央表面（４４）が、前記表面ワイピング副切削刃（２８）に隣接する傾斜した副すくい面（４０’’）へと変化しており、前記表面ワイピング副切削刃（２８）全体および前記傾斜した副すくい面（４０’’）が、前記平坦な中央表面（４４）よりも前記メジアン面（４）から遠い距離に配置される、請求項５に記載の切削インサート（２）。
7. 前記切削インサート（２）が、更なる切削刃（２０’’’）が前記第２の表面（１６）と前記円周面（１８）との交点に沿って延在する、両面切削インサート（２）であり、前記第１および第２の表面（１４、１６）がそれぞれ、肩削りフライス工具（６０）の支持底面に当接する平坦な中央表面（４４）を備える、請求項５または６に記載の切削インサート（２）。
8. 前記主切削刃（２４）が、前記メジアン面（４）までの距離が前記角切削刃（２６）から離れる方向で減少するように、前記メジアン面（４）に対して傾斜している、請求項１から７のいずれか一項に記載の切削インサート（２）。
9. 前記主切削刃（２４）が、前記メジアン面（４）に対して６から１４度の範囲内の平均角度（ｂ）で、または前記メジアン面（４）に対して９から１１度の範囲内の平均角度（ｂ）で、または前記メジアン面（４）に対して約９．５度の角度（ｂ）で延在する、請求項８に記載の切削インサート（２）。
10. 前記円周面（１８）が、前記主切削刃（２４）に沿って延在する逃げ面（５０）を備え、前記主切削刃（２４）に沿った前記逃げ面（５０）が、前記メジアン面（４）に対して鋭角で延在して、前記逃げ面（５０）が負の公称逃げ角（α）を形成している、請求項１から９のいずれか一項に記載の切削インサート（２）。
11. 前記主切削刃（２４）に沿った前記逃げ面（５０）が、前記メジアン面（４）に対して８３から８７度の範囲内の鋭角（ｃ）で延在する、請求項１０に記載の切削インサート（２）。
12. 前記切削インサート（２）が、前記第１の表面（１４）と前記円周面（１８）との前記交点に沿って延在する、請求項１から１１のいずれか一項で定義された前記少なくとも１つの切削刃（２０）と同じ種類の計３つの切削刃（２０、２０’、２０’’）と、前記第２の表面（１６）と前記円周面（１８）との交点に沿って延在する、請求項１から１１のいずれか一項で定義された前記少なくとも１つの切削刃（２０）と同じ種類の３つの切削刃（２０’’’、２０’’’’、２０^Ｖ）とを備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の切削インサート（２）。
13. 切削インサート（２）を受け入れるインサート座部（６４）を備えた工具本体（６２）を備える、肩削りフライス工具（６０）であって、
    前記インサート座部（６４）に配置された、請求項１から１２のいずれか一項に記載の切削インサート（２）を備える、肩削りフライス工具（６０）。
14. 前記インサート座部（６４）が、前記インサート座部（６４）に配置された前記切削インサート（２）の前記メジアン面（４）に対して負の軸線方向すくい角（γｐ）を提供するように構成され、前記インサート座部（６４）が、１から１１度の範囲内、または４から８度の範囲内、または約６度の負の軸線方向すくい角（γｐ）を提供するように構成されている、請求項１３に記載の肩削りフライス工具（６０）。
15. 前記インサート座部（６４）が、前記インサート座部（６４）に配置された前記切削インサート（２）の前記メジアン面（４）に対して負の径方向すくい角（γｆ）を提供するように構成され、前記インサート座部（６４）が、８から２０度の範囲内、または１１から１７度の範囲内、または約１４度の負の径方向すくい角（γｆ）を提供するように構成されている、請求項１３または１４に記載の肩削りフライス工具（６０）。

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