JP2000135619A - チップブレ―ク機械加工用工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 締め付けくさびにより、カートリッジの台座
に固定することができる、取り外し可能な切削インサー
トを有する工具を提供する。 【解決手段】 フライス工具は複数の周囲の凹部(5) を
含み、その各々の１つは取り外しが可能な切削インサー
ト(17)用の台座を有するカートリッジと、締め付けねじ
(11)により締め付けることができる締め付けくさび(7)
を収容する。締め付けくさび(7) は、カートリッジの第
２の前方当接表面(20)と協働する、第１の後方当接表面
(19)を有する。第１の当接表面(19)から半径方向に、そ
れと傾斜して、切削インサート(17)を締め付ける第２の
当接表面(27)を備える。第１の工程において、締め付け
くさびは仮にカートリッジ(6) のみを固定するために締
め付け、その後内側の末端の位置まで更に締め付けるこ
とにより切削インサートも固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切り粉を分断する
(chip-breaking：チップブレーク) 機械加工用を意図し
た工具に関連し、その工具は、中心軸周りに回転可能な
本体を含み、上記本体は周囲を包囲する面を有し、そこ
に、底部壁面及び前方と後方の壁面により範囲を定める
１又は複数の凹部を備えていて、それは底部壁面から外
向きに広がっていて、上記凹部の各々の１つは別々に、
カートリッジの台座(seat)備えてある切削インサートを
有するカートリッジと、カートリッジを固定するための
締め付けくさびとを収容する目的を有し、上記くさび
は、本体の底部壁面で末端となるねじ穴と係合する締め
付けねじにより締め付けることができ、第１の波状部(s
erration) を有する凹部の後方壁面を、切削インサート
と反対側のカートリッジの後方側面上の類似した第２の
波状部と協働するように配置し、その一方、凹部の前方
壁面は、締め付けくさび上の同様に平滑な前方表面と協
働するように平滑であり、締め付けくさび上の後方当接
表面(bearing surface) 及びカートリッジ上の前方当接
表面は共に平滑であることで、互いに接触したときに、
その締め付けについてカートリッジに関する締め付けく
さびの実質的な半径方向の変位を可能にしている。

【０００２】本発明は、限定ではないが、特に、例えば
直角肩削りフライス(square shoulder facemills) 、正
面フライス、溝削りカッタなどのフライス工具に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】概して上述したような種類のフライスカ
ッタの形状で理解されている工具は、従来よりSE 91037
24-2から知られている。この場合、個々のカートリッジ
は、工具本体の前方又は後方のどちら側からも付属の凹
部に導入でき、凹部に対するカートリッジの軸方向位置
は、カートリッジの下方側に備えた半径方向に向いたピ
ン(pin) により調節することで決定し、そのピンは、凹
部の底部壁面に形成したくぼみ(depression)に係合する
ように配置され、そのくぼみはピンより大きい直径を有
する。その上、各々の個々の切削インサートは、切削イ
ンサートを貫通した穴を通って延びている、頭を有する
ねじにより付属のカートリッジに固定し、カートリッジ
のねじ穴に締め付けられている。本質的にカートリッジ
のみを固定する締め付けくさびだけでなく、カートリッ
ジに切削インサートを固定する特別な締め付けねじを含
む構造であることは、実際において、一方の工具本体及
び回転軸と、他方の、複数の切削インサートのそれぞれ
１つの間での公差の連鎖(tolerance chain) が長くなる
ことを意味する。とりわけこのことは、工具本体に関し
て切削インサートを配置する精度（実際には1/100mm 以
下であるべき）が、例えば、切削インサートを取り替え
たり向きを変える際、又は何かの理由でカートリッジを
取り外したり据え付ける際に、容易に失われ、不十分に
なるという状況をもたらす。それに加えて、工具本体に
関して切削インサート及び付属のカートリッジを正確に
微調整する作業は困難で時間を消費する。インサートの
切れ刃の寿命を制限する、フライス工具を高速回転で及
び／又は靱性のある材料で運転する際、特に困難となる
ことは、それによって切削インサートを取り替えたり又
は向きを変えることが頻繁に必要になることである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、問題となっ
ている種類の従来より知られている工具の上述の不便を
回避し、改良した工具、特にフライス工具を提供するこ
とを目的とする。従って、本発明の主要な目的は、工具
本体の周囲の凹部にカートリッジを固定するのに使用す
る、締め付けくさび以外の手段を使用することなく、付
属のカートリッジの台座に固定することができる、取り
外し可能な切削インサートを有する工具を提供すること
である。更なる目的は、個々のカートリッジ及び付属の
切削インサートが、一方の凹部のカートリッジと、他方
のカートリッジの台座の切削インサートについて、工具
本体に関して正確に規定した作業位置を容易にとること
ができる工具を提供することにある。他の目的は、例え
ば、瞬間的なまた不意の衝撃又は衝撃負荷に関連した、
少なくとも小規模な破損に耐える良好な能力を有する工
具を提供することである。特に、カートリッジは、著し
く損傷したり、その基準位置からずれることなしにその
ような負荷に耐えることが可能であるべきである。更に
本発明の他の目的は、特にフライスに使用することを意
図した工具を提供することで、それは、例えば20000 〜
30000rpmの範囲までの、非常に高速な回転速度で作業で
きる。本発明の１つの特定の態様においては、工具が非
常に高速で回転しても、切削インサートが信頼性のある
方法で遠心力に対して固定されている工具を提供するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも主要な目的は請求項１の特徴部分で規定した特徴に
より達成される。本発明の有利な態様を更に従属請求項
で規定する。すなわち、本発明は以下の構成を要旨とす
る。 （１）チップブレーク機械加工用を意図した工具であっ
て、前記工具は中心軸周りに回転可能な本体1 を含み、
上記本体は周囲を包囲する面2 を有し、前記周囲を包囲
する面には、底部壁面10、及び前記底部壁面から外向き
に広がっている前方と後方の壁面8,9 によって範囲を定
める１又は複数の凹部5 を備えていて、上記凹部の各々
の１つは別々に、カートリッジ6 の台座16に備えてある
切削インサート17を有するカートリッジ6 と、前記カー
トリッジを固定するための締め付けくさび7 とを収容
し、上記くさびは、前記本体1 の前記底部壁面で末端と
なるねじ穴12と係合する、締め付けねじ11により締め付
けることができ、第１の波状部14を有する前記凹部5 の
前記後方壁面9 を、前記切削インサートと反対側の前記
カートリッジ6 の後方側面上の類似した第２の波状部15
と協働するように配置してあって、前記凹部の前記前方
壁面8 は、前記締め付けくさび7 の同様に平滑な前方表
面18と協働するように平滑であり、かつ前記締め付けく
さびの後方当接表面19及び前記カートリッジ6 の前方当
接表面20は共に平滑であることで、互いに接触した際
に、前記カートリッジの締め付けについて前記カートリ
ッジに関する前記締め付けくさびの実質的な半径方向の
変位を可能にしている工具において、前記締め付けくさ
び7 の上記前方と後方の表面18,19 が互いに平行で、前
記締め付けくさび7 が、上記後方当接表面19を備える内
側部分7'に加えて、第２の当接表面27を有する外側部分
7'' を含み、前記第２の当接表面は上記後方当接表面19
に対して後方に変位していて、前記カートリッジ上の前
記前方当接表面20は、前記台座16及び切削インサート17
の内側に位置する、前記カートリッジの内側部分に備
え、かつ上記波状部14,15 が相互に係合したときに、上
記凹部の前記前方壁面8 に平行に延び、それにより、前
記締め付けねじ11を締めることにより、前記締め付けく
さびの前記内側部分7'を、前記カートリッジの前記当接
表面20と前記凹部の前記前方壁面8 の間の空間に挿入で
き、そのため、一方の、カートリッジ6 を固定してい
る、すなわち前記締め付けくさびの前記第２の当接表面
27が、前記切削インサート17に対して押さえることな
く、前記２つの波状部14,15 が互いに係合することで、
仮の外側位置をとることができ、かつ他方の、前記締め
付けくさびの前記第２の当接表面27が前記切削インサ−
トの上側表面21に対して押さえつけ、かつ付属の台座16
に固定する、内側の最終的に締め付けた末端の位置をと
ることができることを特徴とする工具。

【０００６】（２）前記カートリッジの前記前方当接表
面20が、傾斜した面取り面28に変わり、前記締め付けく
さびを前記カートリッジ6 と前記凹部5 の前記前方壁面
8 の間の上記空間に導入することに関して、前記締め付
けくさびの前記内側の当接表面19近傍の内側端部29が、
前記面取り面に沿って滑ることができることを特徴とす
る（１）に記載の工具。

【０００７】（３）前記締め付けくさびの内側の末端部
29が、上記内側の当接表面19に対して傾斜している、面
取り面30を形成していることを特徴とする（２）に記載
の工具。 （４）前記締め付けくさびの前記第２の当接表面27が、
８〜25°、適当には10〜20°、好ましくは11〜15°の範
囲の角度で、前記内側の当接表面19に対して傾斜してい
ることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載
の工具。

【０００８】（５）前記締め付けくさび7 の前記第２の
当接表面27が、前記締め付けくさびの前記外側部分7''
の後方側から突出したかかと部36上に備わっていて、か
つ前記切削インサートの前記上側表面21においてＶ形状
の断面を有する溝33の２つの側面33' の１つと協働する
ことを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の
工具。

【０００９】（６）前記締め付けねじ11が、右ねじと、
前記右ねじと分離した左ねじを含み、前記ねじの１つは
前記締め付けくさび7 のねじ穴13と係合し、他方は前記
工具本体1 のねじ穴12と係合し、前記２つの雄ねじは、
協働する雌ねじに関してある相互のあそびを有し、締め
付けねじ11を締める際、前記締め付けくさびの前記内側
の後方当接表面19が前記カートリッジの前記前方当接表
面20と接触するようになる地点まで、前記締め付けくさ
び7 は、前記工具本体の前記ねじ穴12の中心線B に沿っ
て直線的に動くことができ、それにより、前記締め付け
くさびは、前記締め付けくさびの前記前方表面18の押さ
えつけを受けて、前記凹部5 の前記前方壁面8 と完全に
表面接触するように、内向きに／前方に強制的に回転さ
せられ、前記締め付けくさびの上記の回転運動は、上記
ねじのあそびにより調節され、前記締め付けくさびの前
記内側部分7'は、前記カートリッジの前記内側の当接表
面20と前記凹部の前記前方壁面8 の間が平行であるた
め、上記接触地点から、内側の切削インサートを固定す
る末端位置に軸方向に移動可能となっていることを特徴
とする（１）から（５）のいずれかに記載の工具。

【００１０】（７）本質的に知られている方法の上記波
状部14,15 の各々の１つは、介在する溝により分けられ
た、細長く直線状で相互に平行なうね状部の組を含み、
前記うね状部及び前記溝は三角形の断面形状で、かつ前
記波状部を互いに係合するように組み合わせたときに、
協働する溝の底部に前記うね状部が接触しないように、
前記うね状部の頂部が面取りされていることを特徴とす
る（１）から（６）のいずれかに記載の工具。

【００１１】（８）前記個々の凹部5 の前記底部壁面10
は、前記回転軸から異なる半径方向の距離にある、少な
くとも２つの部分壁面10',10''に分割してあり、前記部
分壁面は、前記切削インサート17の方に向いた第１の突
合わせ面40により分割されていて、上記突合わせ面は、
前記凹部の前記後方壁面9 にある前記波状部14に対して
傾斜して延びていて、かつ前記カートリッジ6 上の類似
した第２の突合わせ面41と協働する目的を有し、それに
より、前記カートリッジ6 及び前記付属の切削インサー
トを、前記工具本体1 に関して正確に規定した基準調節
位置に保持できることを特徴とする（１）から（７）の
いずれかに記載の工具。

【００１２】（９）前記個々の切削インサート17の前記
上側表面21上に、前記第２の当接表面27を有する前記締
め付けくさびのかかと部36を受ける第１の窪み33を備
え、かつ前記切削インサートの下側表面22に、前記台座
16の前記底部表面25の適当な雄の手段及び／又は雌の凹
部と協働するための、雌の凹部34及び／又は雄の手段を
備えていることで、遠心力に対して前記切削インサート
を前記台座に固定することを特徴とする（１）から
（８）のいずれかに記載の工具。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１において、参照符号１は、概
して、中心軸（図示せず）周りに回転可能なフライスカ
ッタヘッドの形状の本体を示す。実施例において、本体
１は互いに反対方向に向いた端面(opposed gable surfa
ces)3,4 の間に延びる周囲の包囲するような面２で境界
を定められ、端面３を工具の切削インサートが近傍にあ
る前面側で構成し、端面４を適当な方法で回転可能なス
ピンドルなど（図示せず）に接続する後方側で構成す
る。

【００１４】カートリッジ6,6a及び少なくとも１つの締
め付けくさび７を収容する目的を有する、外向きに広が
る凹部５は、包囲する面２に形成されている。各々の個
々の凹部５（図４〜６も参照のこと）は、前方壁面８、
後方壁面９及び概して10で示した底部壁面により境界が
定められる。締め付けくさび７は、凹部５の底部壁面10
に通したねじ穴12と係合するねじ11と協働し、またそれ
により締め付けることができる。より明確には、ねじ11
は、くびれ部分を介して互いに分けられている、右ねじ
及び左ねじの両方を含む種類のものである。このねじの
一方は工具本体の穴12と係合し、他方のねじは締め付け
くさび７の貫通したねじ穴13と係合する。ねじ11の２つ
の雄ねじは穴12,13 の雌ねじに関してある量のあそび(p
lay)を有する。ねじ11に２つのねじがあることで、本質
的に知られた方法において、ねじの回転に関してそのど
ちらの向きにも、単一のねじと比較して早さが増して、
例えば２倍の早さで、締め付けくさび７を動かすことが
できる。

【００１５】凹部５の後方壁面９は、概して14で示した
第１の波状部を有し、その第１の波状部はカートリッジ
６の後方側面上の類似した第２の波状部15と協働するよ
うに配置されている。このことに関して、「前方」及び
「後方」壁面という用語はそれぞれ、矢印Ａで示した工
具の回転方向に関係するということを指摘しておくべき
であろう。従って、工具の回転方向で見て、波状部15は
カートリッジの後方側面に形成されていて、それは切削
インサート17用に台座(seat)16が備わる前方側面と反対
向きである。

【００１６】個々の凹部５の前方壁面８（図４〜６も参
照のこと）は（少なくとも一部は）滑らかであり適度に
平坦にすることで、締め付けくさび７上の同様に滑らか
で平坦な前方表面18と協働する。締め付けくさび７上の
後方当接表面19は同様に滑らかでまた平坦であること
で、カートリッジ６上の前方の平坦で滑らかな当接表面
20と協働する。上記表面８、18、19及び20が滑らかであ
るという事実により、カートリッジの締め付けに関し
て、締め付けくさびを工具本体及びカートリッジに関し
て実質的に半径方向に動かすことが困難なくできる。

【００１７】波状部14、15は有利な態様においては知ら
れている種類のものであるが、それらは介在する溝(gro
ove)により分けられたうね状部(ridge) を一般的に形成
していることは指摘するに値する。図１と４を参照する
と、個々の歯状部(toothing)又は波状部は、細長く直線
状で相互に平行なうね状部の組を含み、そのうね状部は
他の波状部の溝と係合する。有利な態様においては、う
ね状部及び溝の両方は三角形の断面形状で、波状部を互
いに係合するように組み合わせたときに、協働する溝の
底部にうね状部が接触しないように、うね状部の頂部は
先を切ってある。一方の波状部での各々の個々のうね状
部は、他方の波状部での隣り合ううね状部の対の間で非
常に堅く締め付けられることを、このことは意味する。
言い換えれば、多数のくさび接合(wedge joint) をカー
トリッジと工具本体の間の境界で得ている。実際には、
個々のうね状部の斜面の間での先頭部の角度（また対応
する個々の溝の側面の間での角度）は約65°に達するで
あろう。必ずしも必要ではないが有利な態様において
は、波状部14は凹部５の軸方向長さの全長に渡って、す
なわち端面3,4 の間に渡って延びていて、波状部15はカ
ートリッジ６の全長に渡って延びている。

【００１８】図面に示したフライス工具についてここま
で記載したことに関しては、本質的にSE 9103724-2から
従来より知られている。明確にするため、本発明による
工具の顕著な特徴をより詳細に記載する前に、図２及び
３に示した切削インサートの２種類の異なる実施態様
を、同時に図１に示してあることを指摘すべきであろ
う。より明確には、図２による切削インサート17はカー
トリッジ６と組み合わせて示してあり、そのカートリッ
ジ６は、図３に示した種類の切削インサート17' を収容
する２つのカートリッジ6aとある点が異なっている。実
際には、フライス工具には１種類の同じ型の切削インサ
ートを有するカートリッジのみを使用するが、紙面の都
合で、２つの異なる種類の切削インサート及びカートリ
ッジを１つの同じ図に描いた。

【００１９】図2,4,5 及び６を参照すると、図１の左側
に示したカートリッジ６を適用して本発明を説明してい
る。この場合、切削インサート17は、実質的に平坦な上
側及び下側の面21,22 と複数の斜めの逃げ面(oblique r
elief surfaces)23 により範囲を定めている点に関し
て、簡素な種類のものである。上側の面21と個々の逃げ
面23の間に切れ刃24が形成されている。カートリッジ６
の台座16は当然切削インサートの形状に適した形状を有
する。従って台座は、平坦な底部表面25及び互いに垂直
に延びる２つの側面26により境界を定め、その側面は底
部表面25に関して、切削インサートの逃げ面23と下側の
面22の間の角度と同じ角度で傾斜している。

【００２０】締め付けくさび７は、上述の後方当接表面
19を形成する内側部7'に加えて、初めに述べた当接表面
19に関して後方にずれた第２の当接表面27を有する外側
部7'' を含むことが、本発明の特徴である。言い換えれ
ば、第２の当接表面27は、表面19を真っ直ぐに拡張した
仮想平面の後方にある。その上、カートリッジ６上の前
方当接表面20は、台座16の半径方向内側に位置するカー
トリッジの内側部分6'上に形成されている。当接表面20
は切削インサートの上側表面21及び台座の底部表面25の
それぞれについてある制限された角度で傾斜している。
図６によると、カートリッジと切削インサートは固定し
た状態で示されていて、αは凹部５の前方壁面８と切削
インサートの上側表面21の間の角度を示す。この状態
で、当接表面20は壁面８と平行であり、当接表面20と台
座の底部表面25の間の傾斜した角度は、角度αと同じで
あるということになる。具体的な実施例によると、この
角度は12°に達する。実際には角度αは変更可能である
が、８〜25°、適当には10〜20°、好ましくは11〜15°
の範囲にあるべきである。

【００２１】締め付けくさび７上の第２の突き合わせ面
27もまた、後方の当接表面19に対してある制限された角
度、すなわち上記角度αで延びている。半径方向外側の
端部で、カートリッジ６の前方の突き合わせ面20は傾斜
した面取り表面(chamfer surface)28 に変わり、カート
リッジと凹部の前方壁面８の間の空間に導入されること
に関して、それに沿って締め付けくさびの内側端部29は
滑る。有利な態様においては、この内側端部29もまた、
締め付けくさびの後方当接表面19に関して鋭角に傾斜し
た面取り面30を有して形成してもよい。

【００２２】図４において、締め付けくさび７は締め付
けていない状態で示してある。幾何学的中心線をＢで示
し、図４の状態において、それはねじ11及び、それぞれ
工具本体と締め付けくさびの２つのねじ穴12,13 につい
て共通である。この状態で、締め付けくさびの前方表面
18は、凹部の前方壁面８に関していくらか、より明確に
はβで示した角度で傾斜している。実際においては角度
βは約３°に達するであろう。

【００２３】本発明の機能は図4,5 及び６を比較するこ
とから明らかになる。図４に示した状態において、切削
インサート17はカートリッジ６から離れており、また、
ねじ11に据え付けられていて、かつ内側ねじは穴12に仮
締めされているため工具に対して固定されたままであ
る、締め付けくさび７に影響されることなく、カートリ
ッジを凹部５に挿入する。ねじ11を締めることにより
（それは例えば六角形のキー(key) により締め付けくさ
びの外側から行う）、第１の工程において、図５に示し
た位置に締め付けくさびを動かす。ここで、２つの面取
り面28,30 が互いに滑り、互いに通過した後に、締め付
けくさびの後方当接表面19がカートリッジの前方当接表
面20に接する限りにおいて、締め付けくさびは引っ張ら
れる。面取り面30が面取り面28を通過する時に関して、
カートリッジの波状部15を工具本体の波状部14と明確に
係合するようになる、くさび効果(wedging effect)を達
成する。それと同時に、締め付けくさびは、壁面８と、
凹部５と工具本体の包囲する面２の間の湾曲した面32と
の間の直線状の端部31により作られるてこ(fulcrum) の
周りを反時計回りに回転する。より明確には、前方表面
18が凹部の前方壁面８に対して完全に表面接触するよう
に、締め付けくさびは強制的に回転する。このことは確
かに、図５においてＣで示した締め付けくさびのねじ穴
13の幾何学的中心軸が、ねじ穴12の中心軸Ｂについてβ
°だけ回転することを必要とするが、実際において、こ
の角の変化は、ねじ11の雄ねじと雌ねじを切った穴12,1
3 の間の上述のあそびにより、非常によく調整される。

【００２４】締め付けくさび７が図５に示した位置をと
るときには、カートリッジは本質的に、波状部14,15 の
間のくさび接合により信頼性のある方法で固定されてい
る。しかしながら、第２の当接表面27と台座の底部25の
間の距離は切削インサートの厚みよりいくらか大きいの
で、切削インサート17はまだ台座16へまたそこから自由
に動くことができる。実際において、図５でＤで示した
この寸法の差は、全体的な構造に依存して0.2 〜0.4mm
に達する。

【００２５】図６に示した最後の第３の工程において、
ねじ11及び締め付けくさび７は最終的に締まっている。
それにより、締め付けくさび上の第２の当接表面27は切
削インサートに関して半径方向内向きに徐々に動き、最
終的に切削インサ−トの上側表面21に対して押しつけ締
め付ける。この状態において、締め付けくさびはカート
リッジ６だけでなく、切削インサート17も固定してい
る。

【００２６】切削インサート17の交換又は向きの変更(i
ndexing)に関して、このことは、図５に示した、第２の
当接表面27が切削インサートの上側表面から離れている
位置に、僅かにねじ及び締め付けくさびをゆるめるとい
う簡単な調整で、素早くまた容易にカートリッジから取
り外すことができる。この状態において、カートリッジ
６は依然として付属の凹部に確実に固定されており、よ
り明確には、締め付けくさびは、最内のうね状部の外側
の位置で波状部14に当たるような生じた力Ｒ（図６参
照）でカートリッジを依然として押さえている。

【００２７】台座から切削インサートを取り外すことに
関して、カートリッジを取り外し、再び取り付ける必要
のない、カートリッジ及び切削インサートの両方を固定
するための１つの同じ手段、すなわち締め付けくさびを
使用できることは、工具の実用的な使用に関して、一方
の公差の誤差(tolerance errors)の危険が減少するとい
う観点において、また他方の切削インサートの交換及び
向きの変更が簡素になるという観点において、著しく有
利である。本発明の他の利点は、締め付けくさびとカー
トリッジの当接表面19,20 のあいだの接触点が、付属の
凹部に深く位置する接合部を形成し、その接合部は、切
削インサートが大きな接線方向の力を受けた時の状況に
関して、カートリッジ及び切削インサートが傾くという
起こり得る傾向を効果的に防ぐことである。当接表面1
9,20 の間の凹部に深く位置した接触箇所により、制限
された半径方向の高さで締め付けくさびを形成する可能
性ももたらされる。言い換えれば、締め付けくさびの外
向きに面する表面は、切削インサートの作用する切れ刃
に関して凹部内に比較的深く位置することができ、その
一方、切削インサートの上側表面に隣り合った切り粉除
去(chip removal)のための大きな空間を得る。この点に
関して、切削インサート用の締め付けねじがないこと
は、セラミックスなどの硬質で脆い材料の切削インサー
トを使用する条件を改良することも言及すべきである。

【００２８】実際において、図１に示した工具構造によ
り、アルミニウム又は他の軽い材料でできたような本体
１を可能にし、一方カートリッジ及び締め付けくさびを
鋼又は類似した材料で作ってもよい。カートリッジ及び
締め付けくさびと比較して容量の大きい工具本体を与え
ることで、工具全体の重量を基本的に減少でき、一方で
は、頻繁に繰り返す作業の開始及び停止に関して、加速
と減速の時間を短くでき、他方では、非常に高速の回転
で、例えば20000 〜30000rpmの範囲で運転できる。

【００２９】実際において、平坦な上側及び下側の表面
を有する切削インサートをもつ図2,4,5 及び６に関連し
て記載した実施態様は、中間の速さの回転速度、例えば
10000 〜20000rpmの範囲で運転するのに適しており、著
しく高速の回転ではやや劣る。図３及び７から９と図１
の右側において、特に高速の回転で作業することが望ま
れる際に有利に使用できる、本発明の実施態様を示す。
図３から分かるように、この実施態様は切削インサート
17' を含み、その上側表面21に、インサートの２つの反
対向きの刃の間に延びる、実質的にＶ型の溝の形状を有
する第１の窪み(depression)33を形成している。より明
確には、Ｖ溝33は２つの平坦な側面33'により範囲を定
めている。図３において、Ｖ溝33がどのように２つの反
対向きの切れ刃に関してある鋭角で延びているかも理解
できる（フライス工具が直角肩削り用であることを見越
し、この目的に適した全体的な形状を有するという単純
な理由のため）。その上概して34で示した雌の凹部が、
切削インサート17' の底部表面で末端となっている。実
際において、この凹部は比較的浅く、回転対称の形状、
例えば基本的な円錐台形の形状を有する。

【００３０】図１の右側部分と図７〜９より分かるよう
に、雄の手段35を切削インサートの台座の底部表面25に
備えることで、切削インサートの雌の凹部34と係合す
る。実際においては、雄の手段は凹部34と同じ基本的な
形状を有するが、全ての表面は凹部より小さいことで、
雄の手段の外側面が雌の凹部の内側面に通常接触しない
ようになる。

【００３１】図７〜９より、この場合締め付けくさび７
の第２の当接表面27がいかにして、締め付けくさび上の
特別なかかと部(heel)36に備わっているかを理解でき
る。より明確には、このかかと部36は37で示した表面上
に備わり、その表面は締め付けくさびの後方の主要な当
接表面19に対してある適度な角度で延びている。図９に
おいてλで示した、Ｖ溝33の個々の側面33' と上側表面
21の間の角度は、約８°に達するであろう。第２の当接
表面27は同じ角度λ、すなわち８°で表面37に対して傾
斜している。当然、角λは正確な８°から外れてもよい
が、実際においては６〜12°の範囲内にあるべきであ
る。

【００３２】締め付けくさび７を図９による位置に最終
的に締め付けると、突起35及びかかと部36は、遠心力に
より半径方向外向きに飛び出す危険性から切削インサー
トを保護する。図９による固定した位置において、切削
インサートは、先に概して記載した方法に従って締め付
けくさび７により締め付けた状態にするが、雄のかかと
部36がＶ溝33の形状の雌の窪みに機械的に係合するとい
う違いがある。しかしながらこの状態において突起35は
通常作用しておらず、凹部34の内側面と接触しない。極
度の場合においてのみ、突起35は作用し、すなわち、非
常に高速の回転で加工する際に切削インサートが、衝撃
負荷及び／又は特に大きな遠心力を受けるときである。
この場合、問題となっているＶ溝の上記表面が第２の当
接表面27に対して滑る傾向を示したとしても、切削イン
サートが台座から離れないように、突起が保証する。図
７〜９による遠心力に対して切削インサートを固定した
実施態様において、切削インサートの取り替え又は向き
変えに関して、切削インサートは、台座の底部表面から
かなりの距離で離さなければならない。このことは、切
削インサートの近傍から締め付けくさび７を取り除く必
要があることも意味する。このため、締め付けくさび７
は第２の締め付けくさび38の支持を備え、第２の締め付
けくさびは第１に挙げた締め付けくさびの軸方向の拡張
で配置し、カートリッジを固定する単一の目的を有す
る。この第２の締め付けくさび38は第２の２重にねじを
切ったねじ39により締め付けができる。作用している最
終の締め付け状態において、２つの締め付けくさび7,38
は協働することで、カートリッジを連携して締め付ける
が、締め付けくさび７のみが同時に、カートリッジの台
座に切削インサートも締め付ける。

【００３３】切削インサートをカートリッジから取り除
く際には、カートリッジをその与えられた調節した位置
から動かすことなく、すなわち第２の締め付けくさび38
が依然波状部14,15 を互いに係合した不変の状態で保
ち、切削インサートを台座から取り外せる程度に、第１
の締め付けくさび７を取り外す。本発明の好ましい実施
態様によると、個々の凹部５の底部壁面10は、工具本体
の回転軸から異なる半径方向の距離にある、少なくとも
２つの部分壁面10' ，10''に分割してあり、部分壁面は
切削インサートの方に向いた第１の突合わせ面40により
間隔を空けている。この突合わせ面40は、凹部の後方壁
面にある波状部14に対して傾斜して、適当には垂直に延
びていて、カートリッジ6aの類似した第２の突合わせ面
41と協働する目的を有する。この第２の突き合わせ面
は、カートリッジの波状部15に対応して適当には垂直に
延びている（実際には、うね状部及び溝の軸方向の延び
に対して垂直に）。

【００３４】カートリッジ６を凹部に据え付ける際、そ
の位置は、突合わせ面41が突合わせ面40に接するまで、
波状部14,15 を互いに滑らせて動かすという簡単な調整
により、簡単に予定した基準位置に確定できる。工具本
体の突合わせ面40（また工具本体がアルミニウムからな
る場合）及びカートリッジの突合わせ面41（通常、鋼）
が高い精度で形成してあるので、カートリッジを正確に
規定した基準調節位置に簡単な方法で据え付けられ、そ
れは容易に繰り返され、全てのカートリッジ及び工具の
凹部に一貫している。

【００３５】工具は本体に関してカートリッジを微調整
できる手段を備えていてもよい。図１において、そのよ
うな手段が、カートリッジを貫通した円筒形の穴43に挿
入できる、分離したキー(separate key)42の形状で示さ
れている。キー42は円筒形状のシャフト44を含み、それ
は自由端において、底部の部分壁面10''の細長い窪み46
と係合するようになっている偏心体(eccentric body)45
に変わっている。従って、キーを回すことによって、カ
ートリッジに工具本体に関しての微妙な軸方向の動きを
与えることができ、一方において２つの締め付けくさび
は控えめに(moderately)締まっている。公差の偏りが製
造に関連して発生する場合、また例えば衝撃負荷のた
め、カートリッジが不意にその基準位置から変位した場
合に、カートリッジの位置の微妙な調節、例えば1/100
0、又は1/100mm の調節を可能にすることは重要とな
る。

【００３６】完全なものにするために、底部の部分壁面
10' に関して半径方向に突出している部分壁面10''は、
締め付けねじ39のねじ穴47が末端となっている、角度に
おいて２つに折れている部分壁面10''' に変わる。この
部分壁面10''' は凹部の前方壁面８に垂直に延びてい
て、同時に部分壁面10''もまた、前方壁面８に対して鋭
角に（例えば、25〜35°の範囲）延びる、波状部14を備
えた後方壁面９に垂直に延びている。

【００３７】図10において、非常に薄い平板形状の工具
本体１を含む種類の溝削りカッタにも、いかにして本発
明を有利に適用するかについて示してある。この場合、
１つの単一の締め付けくさび７が同時にカートリッジ６
及び切削インサート17を保持し、それは、切削インサー
トを取り替える又は向きを変える時にも、カートリッジ
をその調節した位置に締め付け保持することが、先に記
載した方法で可能である。

【００３８】本発明は単に記載し図面に示した実施態様
に限らない。従って、切削インサート及びカートリッジ
に付属の台座は、正方形、又は概して四角形以外の任意
の基本的形状を有することができる。切削インサート
は、例えば円形又は任意の多角形の基本的形状を有して
もよい。本発明をフライス工具に関連して明確に説明し
てきたが、取り外しができるカートリッジを使用する種
類のチップブレーク機械加工用の他の種類の回転工具に
も適用できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明により、主として、工具本体の周
囲の凹部にあるカートリッジを固定するのに使用する、
締め付けくさび以外の手段を使用することなく、付属の
カートリッジの台座に固定することができる、取り外し
可能な切削インサートを有する工具を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による工具の一部を示した斜視分解図
で、より明確にはフライス工具の形状で、工具に付属す
るいくつかのカートリッジ及び切削インサートを工具の
本体から間隔をあけて示した図。

【図２】工具の一部を形成する個々の切削インサートの
斜視図。

【図３】切削インサートの他の実施態様を示した斜視
図。

【図４】第１の機能状態にあるカートリッジ、切削イン
サート及び締め付けくさびを示した部分側面図。

【図５】図４に対応して、第２の作用状態にある上記部
品を示した側面図。

【図６】第３の作用状態を示した第３の側面図。

【図７】他の実施態様の切削インサートを有する、図４
に類似した側面図。

【図８】他の実施態様の切削インサートを有する、図５
に類似した側面図。

【図９】他の実施態様の切削インサートを有する、図６
に類似した側面図。

【図１０】本発明の工具の他の実施態様、すなわち溝削
りカッタの形状の一部の平面図。

【符号の説明】

１…本体 ２…周囲の面 ３…前面側の端面 ４…後面側の端面 ５…凹部 ６，６ａ…カートリッジ ７…締め付けくさび ８…凹部の前方壁面 ９…凹部の後方壁面 １０，１０' ，１０''，１０''' …凹部の底部壁面 １１…ねじ １２…凹部のねじ穴 １３…締め付けくさびを貫通したねじ穴 １４…後方壁面の第１の波状部 １５…カートリッジの後方側面の第２の波状部 １６…カートリッジの台座 １７，１７' …切削インサート １８…締め付けくさびの前方表面 １９…締め付けくさびの第１の後方当接表面 ２０…カートリッジの前方当接表面 ２１…切削インサートの上側表面 ２２…切削インサートの下側表面 ２３…切削インサートの逃げ面 ２４…切削インサートの切れ刃 ２５…台座の底部表面 ２６…台座の側面 ２７…締め付けくさびの第２の当接表面 ２８…カートリッジの面取り面 ２９…締め付けくさびの内部端部 ３０…締め付けくさびの面取り面 ３１…前方壁面と湾曲した面の間の直線状の端部 ３２…凹部と周囲の面の間の湾曲した面 ３３，３３' …切削インサートのＶ溝 ３４…切削インサートの凹部 ３５…台座の雄の手段 ３６…締め付けくさびのかかと部 ３７…かかと部が備わる面 ３８…第２の締め付けくさび ３９…ねじ ４０…凹部の第１の突き合わせ面 ４１…カートリッジの第２の突き合わせ面 ４２…キー ４３…カートリッジを貫通した穴 ４４…キーのシャフト ４５…キーの偏心体 ４６…凹部のくぼみ ４７…凹部のねじ穴 α…凹部の前方壁面と切削インサートの上側表面の間の
角度 β…締め付けくさびの前方表面と凹部の前方壁面の間の
角度 λ…Ｖ溝の側面と上側表面の間の角度 Ａ…工具の回転方向 Ｂ…ねじ及び工具本体のねじ穴12の中心軸 Ｃ…締め付けくさびのねじ穴の中心軸 Ｄ…第２の当接表面と台座の底部の間の距離と切削イン
サートの厚みとの差

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップブレーク機械加工用を意図した工
   具であって、前記工具は中心軸周りに回転可能な本体
   (1) を含み、上記本体は周囲を包囲する面(2)を有し、
   前記周囲を包囲する面には、底部壁面(10)、及び前記底
   部壁面から外向きに広がっている前方と後方の壁面(8,
   9) によって範囲を定める１又は複数の凹部(5) を備え
   ていて、上記凹部の各々の１つは別々に、カートリッジ
   (6) の台座(16)に備えてある切削インサート(17)を有す
   るカートリッジ(6) と、前記カートリッジを固定するた
   めの締め付けくさび(7) とを収容し、上記くさびは、前
   記本体(1) の前記底部壁面で末端となるねじ穴(12)と係
   合する、締め付けねじ(11)により締め付けることがで
   き、第１の波状部(14)を有する前記凹部(5) の前記後方
   壁面(9) を、前記切削インサートと反対側の前記カート
   リッジ(6) の後方側面上の類似した第２の波状部(15)と
   協働するように配置してあって、前記凹部の前記前方壁
   面(8) は、前記締め付けくさび(7) の同様に平滑な前方
   表面(18)と協働するように平滑であり、かつ前記締め付
   けくさびの後方当接表面(19)及び前記カートリッジ(6)
   の前方当接表面(20)は共に平滑であることで、互いに接
   触した際に、前記カートリッジの締め付けについて前記
   カートリッジに関する前記締め付けくさびの実質的な半
   径方向の変位を可能にしている工具において、前記締め
   付けくさび(7) の上記前方と後方の表面(18,19) が互い
   に平行で、前記締め付けくさび(7) が、上記後方当接表
   面(19)を備える内側部分(7')に加えて、第２の当接表面
   (27)を有する外側部分(7'') を含み、前記第２の当接表
   面は上記後方当接表面(19)に対して後方に変位してい
   て、前記カートリッジ上の前記前方当接表面(20)は、前
   記台座(16)及び切削インサート(17)の内側に位置する、
   前記カートリッジの内側部分に備え、かつ上記波状部(1
   4,15) が相互に係合したときに、上記凹部の前記前方壁
   面(8) に平行に延び、それにより、前記締め付けねじ(1
   1)を締めることにより、前記締め付けくさびの前記内側
   部分(7')を、前記カートリッジの前記当接表面(20)と前
   記凹部の前記前方壁面(8) の間の空間に挿入でき、その
   ため、一方の、カートリッジ(6) を固定している、すな
   わち前記締め付けくさびの前記第２の当接表面(27)が、
   前記切削インサート(17)に対して押さえることなく、前
   記２つの波状部(14,15) が互いに係合することで、仮の
   外側位置をとることができ、かつ他方の、前記締め付け
   くさびの前記第２の当接表面(27)が前記切削インサ−ト
   の上側表面(21)に対して押さえつけ、かつ付属の台座(1
   6)に固定する、内側の最終的に締め付けた末端の位置を
   とることができることを特徴とする工具。
2. 【請求項２】 前記カートリッジの前記前方当接表面(2
   0)が、傾斜した面取り面(28)に変わり、前記締め付けく
   さびを前記カートリッジ(6) と前記凹部(5)の前記前方
   壁面(8) の間の上記空間に導入することに関して、前記
   締め付けくさびの前記内側の当接表面(19)近傍の内側端
   部(29)が、前記面取り面に沿って滑ることができること
   を特徴とする請求項１に記載の工具。
3. 【請求項３】 前記締め付けくさびの内側の末端部(29)
   が、上記内側の当接表面(19)に対して傾斜している、面
   取り面(30)を形成していることを特徴とする請求項２に
   記載の工具。
4. 【請求項４】 前記締め付けくさびの前記第２の当接表
   面(27)が、８〜25°、適当には10〜20°、好ましくは11
   〜15°の範囲の角度で、前記内側の当接表面(19)に対し
   て傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいず
   れか１項に記載の工具。
5. 【請求項５】 前記締め付けくさび(7) の前記第２の当
   接表面(27)が、前記締め付けくさびの前記外側部分
   (7'') の後方側から突出したかかと部(36)上に備わって
   いて、かつ前記切削インサートの前記上側表面(21)にお
   いてＶ形状の断面を有する溝(33)の２つの側面(33') の
   １つと協働することを特徴とする請求項１から４のいず
   れか１項に記載の工具。
6. 【請求項６】 前記締め付けねじ(11)が、右ねじと、前
   記右ねじと分離した左ねじを含み、前記ねじの１つは前
   記締め付けくさび(7) のねじ穴(13)と係合し、他方は前
   記工具本体(1) のねじ穴(12)と係合し、前記２つの雄ね
   じは、協働する雌ねじに関してある相互のあそびを有
   し、締め付けねじ(11)を締める際、前記締め付けくさび
   の前記内側の後方当接表面(19)が前記カートリッジの前
   記前方当接表面(20)と接触するようになる地点まで、前
   記締め付けくさび(7) は、前記工具本体の前記ねじ穴(1
   2)の中心線(B) に沿って直線的に動くことができ、それ
   により、前記締め付けくさびは、前記締め付けくさびの
   前記前方表面(18)の押さえつけを受けて、前記凹部(5)
   の前記前方壁面(8) と完全に表面接触するように、内向
   きに／前方に強制的に回転させられ、前記締め付けくさ
   びの上記の回転運動は、上記ねじのあそびにより調節さ
   れ、前記締め付けくさびの前記内側部分(7')は、前記カ
   ートリッジの前記内側の当接表面(20)と前記凹部の前記
   前方壁面(8)の間が平行であるため、上記接触地点か
   ら、内側の切削インサートを固定する末端位置に軸方向
   に移動可能となっていることを特徴とする請求項１から
   ５のいずれか１項に記載の工具。
7. 【請求項７】 本質的に知られている方法の上記波状部
   (14,15) の各々の１つは、介在する溝により分けられ
   た、細長く直線状で相互に平行なうね状部の組を含み、
   前記うね状部及び前記溝は三角形の断面形状で、かつ前
   記波状部を互いに係合するように組み合わせたときに、
   協働する溝の底部に前記うね状部が接触しないように、
   前記うね状部の頂部が面取りされていることを特徴とす
   る請求項１から６のいずれか１項に記載の工具。
8. 【請求項８】 前記個々の凹部(5) の前記底部壁面(10
   ）は、前記回転軸から異なる半径方向の距離にある、
   少なくとも２つの部分壁面(10',10'')に分割してあり、
   前記部分壁面は、前記切削インサート(17)の方に向いた
   第１の突合わせ面(40)により分割されていて、上記突合
   わせ面は、前記凹部の前記後方壁面(9)にある前記波状
   部(14)に対して傾斜して延びていて、かつ前記カートリ
   ッジ(6)上の類似した第２の突合わせ面(41)と協働する
   目的を有し、それにより、前記カートリッジ(6) 及び前
   記付属の切削インサートを、前記工具本体(1) に関して
   正確に規定した基準調節位置に保持できることを特徴と
   する請求項１から７のいずれか１項に記載の工具。
9. 【請求項９】 前記個々の切削インサート(17)の前記上
   側表面(21)上に、前記第２の当接表面(27)を有する前記
   締め付けくさびのかかと部(36)を受ける第１の窪み(33)
   を備え、かつ前記切削インサートの下側表面(22)に、前
   記台座(16)の前記底部表面(25)の適当な雄の手段及び／
   又は雌の凹部と協働するための、雌の凹部(34)及び／又
   は雄の手段を備えていることで、遠心力に対して前記切
   削インサートを前記台座に固定することを特徴とする請
   求項１から８のいずれか１項に記載の工具。