JP2001524882A - 超精密加工工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明の超精密加工工具は心棒（２）と、周囲に少なくとも一つの剛性切刃（１６）とを有し、周囲には少なくとも一つのガイドリブ（３０）が設けられる。さらに、あるいは選択的に、切刃（１６）および／または少なくとも一つのガイドリブ（３０）が軸（２）と一体的に一体工具として形成され得る。導桿ないしガイドリブが設けられることによって、高回転数および／または工作物の高硬度にもかかわらず、工具の静かで安定した走行が得られる。極めて有利なことに、この工具は一体工具として、例えば一体硬質合金として製造される。

Description

【発明の詳細な説明】 超精密加工工具 この発明は、心棒と、周囲に少なくとも一つの剛性切刃、ならびに少なくとも 一つのガイドリブと、さらに切削直径がそれによって調整可能な円錐ねじとを備 える、超精密加工工具に関するものである。 そのような工具は特にリーマとして使用される。 ＣＨ−ＰＳ ４４９ ３９０より、冷却剤供給装置を備えるリーマが知られる ところとなったが、この工具本体には、切削頭部に達する縦方向の中央穿孔が設 けられ、この穿孔から、刃の間から外部につながる複数の横方向穿孔が外部に向 けて斜めに延びる。これらの穿孔を通って冷却剤および潤滑剤が供給され、切削 過程において切削頭部を冷却、ないしそれに注油する。 ＤＥ ３２ ３４ ２３８ Ａに記載された、後調整が可能な切削頭部を備え るリーマには中央冷却剤穿孔が設けられ、この穿孔は、緩やかな角度で円錐ねじ の軸に沿って延びる二つの分割穿孔に分岐する。円錐の長さは前方切削領域のみ にまたがるものであり、したがって位置調整の際にはリーマの前方領域のみが拡 張される。 ＥＰ ０ ２１５ １４４ Ｂの円錐ねじによって拡大可能な切削頭部を備え るリーマには、リーマの心棒を通って軸方向に延びる冷却剤導管が設けられるが 、前記導管は、円錐ねじのねじ軸を受容するねじ穿孔となり、さらにこれに続い て、切削頭部を備えるリーマの心棒の、前記円錐ねじによって拡大可能な中空円 筒状部分となる。中空円筒状心棒部分と円錐ねじとの間にはリング導管が挟み込 まれ、この導管は円錐ねじ内の軸に平行な冷却剤導管を介して軸方向の冷却剤導 管と接続される。リング導管の内少なくとも一つの導管が切刃の間に達するが、 この導管は３０°から４５°の角度で前方に向けられ得る。 ＣＨ−ＰＳ ６４５ ０５１は、円錐ねじを備える後調整可能な機械リーマに 関するものであり、このリーマは、切刃とガイドリブとのリーマの軸からの距離 を同じように、かつほぼ同じ程度変更するための後調整手段を有する。調整円錐 の長さは同様に、前方切削領域のみにまたがるものである。 この発明の課題は、多方面に利用可能で、極めて精確な切削を行い、かつ低コ ストで製造可能な超精密加工工具を提供することである。 この発明によるとこの課題は、請求項１の特徴を備える超精密加工工具におい て解決する。この発明の超精密加工工具をさらに有利に発展させるのが、従属項 の目的である。 この発明の超精密加工工具はしたがって、心捧と、周囲に少なくとも一つの剛 性切刃、ならびに少なくとも一つのガイドリブと、さらに切削直径がそれによっ て調整可能な円錐ねじとを有する。円錐ねじの円錐領域は少なくとも切刃と同じ 長さである。 ここで用いられる円錐ねじの概念は、直径が変化して所望の拡張を達成するそ の他の拡張部材および配置をも含むものである。円錐ないし円錐領域が長く延び ることによって、拡張領域が拡大される。その結果、切刃および／またはガイド リブを軸に平行に拡張することが可能であり、したがって、軸に対するそれらの 配向は変わらず、超精密加工工具のテーパが維持される。直径が変わってもテー パが同じであるため、工具の優れた表面品質は変わらない。 切削直径を調整する際の拡張捕助部材として、心棒には適当な形の空隙が設け られるのが有効である。 ガイドリブによって、超精密加工工具は高回転数および／または工作物の強硬 度にもかかわらず、その全直径領域に渡って静かで安定した走行が可能となる。 この発明の超精密加工工具においては、切刃につき少なくとも一つのガイドリブ が設けられるのが有効である。さらにガイドリブは、対応する切刃に対して軸方 向に変位されて配置され得る。 切刃および／または少なくとも一つのガイドリブは心棒とともに一つの一体工 具として形成され得る。工具を一体工具として、例えば一体硬質合金として製造 するのが極めて有利である。切刃および／またはガイドリブは組み込み可能であ るし、切刃はまたはんだづけも可能である。切削材料およびガイドリブ材料は、 工具本体とは関わりなくそれぞれの利用条件に合わせて選択可能である。例えば 最小限の注油および高回転数におけるガイドリブは、ダイヤモンドで形成される のが有効である。 ある種の円錐ねじは、様々な円錐角の円錐セグメントを有する。このようにし て、直径の拡張を段階的に実施することができる。円錐ねじはまた複数部材から 構成され得る。 この発明の超精密加工工具の有利な実施例における円錐ねじは、工具心棒内の プレスばめにはまる円筒状セグメントを、ねじ領域に続いて有し得る。これによ って、円錐ねじの案内および位置調整ができ、したがって必要とあれば、極めて 精確に中心を合わせてねじ領域を拡張することができる。 この発明の超精密加工工具には、特に切削領域に導かれる冷却剤および／また は潤滑剤のための内部冷却装置が設けられ得る。この内部冷却装置は例えば、冷 却剤および／または潤滑剤のための、軸方向の中央冷却剤穿孔として工具の心棒 内に設けられる。軸方向の中央冷却剤穿孔からは、その前方領域において少なく とも一つの分岐穿孔が外側に向かって延びる。この分岐穿孔は、内部冷却装置の 一実施形態においては同軸供給穿孔に合流するが、この穿孔の少なくとも一部は 切削領域に渡って軸方向に延び、かつその穿孔から少なくとも一つの排出穿孔が 切削領域に達する。使用される冷却ないし潤滑剤として特に適しているのは、１ ０％以上の油を含んだ乳剤である。 この発明の超精密加工工具の構造によって、工具の心棒が例えば円錐ねじによ って拡張可能であろうと、あるいは複数の切刃または調整可能な切刃が設けられ ようと、冷却および潤滑剤を切削領域に供給することが可能である。冷却および 潤滑剤を導く穿孔は前方ないし切削領域において、場合によっては存在する円錐 ねじも、その受容導管も通らないので、この箇所において材料の弱化が生じるこ とはない。前記穿孔はむしろ切削領域を同軸で延び、半径方向においては、冷却 されるべき、または注油されるべき切削縁およびガイドリブの近くを通る。導管 が簡単に形成されることによって穿孔の形状も極めて簡単なものとなり、したが って様々な種類の研磨工具、穴あけ工具、およびボーリング工具を、円錐ねじな しでも低コストで実現することができる。さらに、冷却剤を工具の心棒を介して 供給する同軸穿孔の冷却効果が利用され得る。 特に、この発明の穿孔配置によって、そのような工具のガイドリブをも冷却な いし注油することが可能となり、その結果滑らかでスムーズな工具の走行が保証 される。そこで有効なのは、ガイドリブにそれぞれ排出口を配備することである 。 それによって冷却および潤滑剤が適切に供給され、かつガイドリブの間の空間に 残る削りくず等がうまく清掃され得る。 同軸供給穿孔の長さは切削領域全体に渡るのが好ましい。このようにして冷却 および潤滑剤を全切削領域に渡って分配することができ、かつ所望の箇所におい て排出口を介して切削縁またはガイドリブに供給することができる。 この発明の超精密加工工具において、軸方向に変位された複数の排出口が設け られると、極めて優れた冷却および潤滑効果が得られる。排出口の数および軸方 向の配置はその場合、切削領域において予測される機械的負荷および温度負荷に 応じて選択され得る。 排出口は所属する切刃の削りくずスペースに合流するのが有効である。このよ うにして、冷却されるべき切刃に直接冷却剤および潤滑剤が到達し、削りくずは はがされて運び去られ得る。 この発明の超精密加工工具の有利な実施例においては、ガイドリブに配備され た排出口が回転方向においてガイドリブの前に外側に向かう。したがって冷却剤 および潤滑剤は直接、対応するガイドリブに到達する。 分岐穿孔は好ましくは斜め前方に向けられる。冷却および潤滑剤の噴射はこの ようにして極めて容易に切削先端部に達し得る。 この発明の超精密加工工具の一実施形態においては、ガイドリブに属する分岐 および／または排出口が、切刃より小さな直径を有する。これによって、機械的 により強度の負荷がかかる切刃に、ガイドリブよりも多くの潤滑剤が供給される 。 この発明の超精密加工工具には一つまたは複数の剛性切刃が設けられ得る。こ の工具はまた、一つまたは複数の交換可能な、かつ／または坦体上に装着される 切刃を有する。これら複数の、または少なくとも一つの切刃は位置調整可能であ り、したがって前切削段階が設けられ得る。 周囲に設けられる一つまたは複数の切刃の他に、正面切刃または正面切削領域 が設けられ得る。 円錐ねじはそのねじ端部によって軸方向の導管を密封し得る。これによって、 冷却導管用の中央穿孔が円錐穿孔まで達する連続した穴として形成されるので、 工具の製造が容易となる。 円錐ねじが様々な円錐角度の円錐セグメントを有し、円錐ねじに好ましくは様 々な圧力点が設けられることによって、様々な切削および案内能力の形成に適合 させることができる。切刃およびガイドリブはしたがって厳密に位置調整され得 る。 この発明の超精密加工工具に内部冷却装置が設けられる場合、軸方向の冷却剤 穿孔は、工具先端部に相対する円錐ねじの端部の前で、分岐穿孔を有する分配リ ングに合流し得る。 この発明の超精密加工工具の切刃に適した材料は例えば硬質合金、サーメット 、セラミックス、多結晶の天然または合成ダイアモンドの薄いフィルムおよび厚 いフィルム、あるいは立体晶系窒化硼素である。 ガイドリブは例えば、硬質合金、サーメット、セラミックス、多結晶の天然ま たは合成ダイアモンドからなり得、被覆される場合とされない場合がある。 この発明の超精密加工工具においては、切削頭部が交換可能で有る場合も考え られる。これによって、工具を極めて多方面に利用することが可能である。 この発明の有利な一実施例においては、切削頭部が差込継手によって、あるい は円錐ねじによって工具の心棒に固定される。当然、その他のアダプタ接続もま た可能である。 この発明の超精密加工工具は一つ、二つ、三つまたは複数の切刃を有し得る。 切刃毎に少なくとも一つのガイドリブが設けられるのが有利である。穴あけお よび研磨切削工具の一実施例においては、切刃につき二つのガイドリブが設けら れる。 ガイドリブは周囲の切刃の間に設けられるのが有効である。しかしながらまた ガイドリブをそれが属する切刃に対して軸方向に変位して配置することも可能で ある。このようにして、比較的大きな切削数にもかかわらず、切削縁毎のガイド リブの数と所望のガイド効果を維持することができ、したがって高回転数および ／または工作物の高硬度にも関わらず静かで安定した工具の走行が保証され得る 。 次に、さらに実施例および図面を参考に、この発明が説明される。以下の説明 はただこの発明を解説するためのものであり、個々において、ならびに従属項の 特徴との関連において、この発明を限定するために援用されるものではない。 図１Ａは、円錐ねじと、切刃と、さらに三つのガイドリブとを備える、一体材 料からなるこの発明の超精密加工工具の第１の好ましい実施例の正面図である。 図１Ｂは、円錐ねじと、切刃と、さらに二つのガイドリブとを備える、一体材 料からなるこの発明の超精密加工工具の第２の好ましい実施例の正面図である。 図２Ａは、円錐ねじと、はんだづけされた切刃と、さらに組み込まれた三つの ガイドリブとを備える、この発明の超精密加工工具の第３の好ましい実施例の正 面図である。 図２Ｂは、円錐ねじと、はんだづけされた切刃と、さらに二つの組み込まれた ガイドリブとを備える、この発明の超精密加工工具の第４の好ましい実施例の正 面図である。 図３Ａは、円錐ねじと、拡張補助部材と、はんだづけされた切刃と、さらに三 つの組み込まれたガイドリブとを備える、この発明の超精密加工工具の第５の好 ましい実施例の正面図である。 図３Ｂは、円錐ねじと、拡張補助部材と、はんだづけされた切刃と、さらに二 つの組み込まれたガイドリブとを備える、この発明の超精密加工工具の第６の好 ましい実施例の正面図である。 図４Ａは、円錐ねじと、二つの切刃と、さらに四つのガイドリブとを備える、 一体材料からなるこの発明の超精密加工工具の第７の好ましい実施例の正面図で ある。 図４Ｂは、円錐ねじと、二つのはんだづけされた切刃と、さらに四つの組み込 まれたガイドリブとを備える、この発明の超精密加工工具の第８の好ましい実施 例の正面図である。 図４Ｃは、円錐ねじと、拡張補助部材と、二つのはんだづけされた切刃と、さ らに四つの組み込まれたガイドリブとを備える、この発明の超精密加工工具の第 ９の好ましい実施例の正面図である。 図５Ａは、三つの切刃と、三つのガイドリブとを備える、一体材料からなるこ の発明の超精密加工工具の第１０の好ましい実施例の正面図である。 図５Ｂは、三つのはんだづけされた切刃と、三つの組み込まれたガイドリブと を備える、この発明の超精密加工工具の第１１の好ましい実施例の正面図である 。 図５Ｃは、円錐ねじと、三つのはんだづけされた切刃と、さらに三つの組み込 まれたガイドリブとを備える、この発明の超精密加工工具の第１２の好ましい実 施例の正面図である。 図５Ｄは、円錐ねじと、拡張捕助部材と、三つのはんだづけされた切刃と、さ らに三つの組み込まれたガイドリブとを有する、この発明の超精密加工工具の第 １３の好ましい実施例の正面図である。 図６Ａは、六つの切刃と円錐ねじとを備えるこの発明の超精密加工工具の第１ ４の実施例の、図６Ｂの線Ａ−Ａに沿った横断面図である。 図６Ｂは、図６Ａの超精密加工工具の縦断面図である。 図７Ａは、三つの切刃と、円錐ねじと、拡張補助部材ならびに三つのガイドリ ブとを備えるこの発明の超精密加工工具の第１５の実施例の、図７Ｂの線Ａ−Ａ に沿った横断面図である。 図７Ｂは、図７Ａの超精密加工工具の縦断面図である。 図８Ａは、三つの切刃と、円錐ねじと、拡張補助部材ならびに六つのガイドリ ブとを備えるこの発明の超精密加工工具の第１６の実施例の、図８Ｂの線Ａ−Ａ に沿った横断面図である。 図８Ｂは、図８Ａの超精密加工工具の縦断面図である。 図９から図１１はそれぞれ、図６から図８と同様ではあるが、規定された圧力 点を得るために異なる規定の装置表面を備えるこの発明の超精密加工工具の第１ ７から第１９の実施例の縦断面図である。 図１２Ａは、六つの切刃と、軸に平行な切刃調整装置を備えた円錐ねじとを備 えるこの発明の超精密加工工具の第２０の実施例の、図１２Ｂの線Ａ−Ａに沿っ た横断面図である。 図１２Ｂは、図１２Ａの超精密加工工具の縦断面図である。 図１３Ａは、三つの切刃と、軸に平行な切刃調整装置を備えた円錐ねじと、拡 張補助部材ならびに三つのガイドリブとを備えるこの発明の超精密加工工具の第 ２１の実施例の、図１３Ｂの線Ａ−Ａに沿った横断面図である。 図１３Ｂは、図１３Ａの超精密加工工具の縦断面図である。 図１４Ａ図は、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第２ ２の実施例の部分縦断面図である。 図１４Ｂ図は、図１４Ａの超精密加工工具の、図１４Ａの線Ａ−Ａに沿った横 断面図である。 図１４Ｃは、図１４Ａの超精密加工工具の、図１４Ａの線Ｂ−Ｂに沿った横断 面図である。 図１５は、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第２３の 実施例の部分縦断面図である。 図１６Ａは、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第２４ の実施例の部分縦断面図である。 図１６Ｂは、図１６Ａの超精密加工工具の、図１６Ａの線Ａ−Ａに沿った横断 面図である。 図１７Ａは、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第２５ の実施例の部分縦断面図である。 図１７Ｂは、図１７Ａの超精密加工工具の、図１７Ａの線Ａ−Ａに沿った横断 面図である。 図１７Ｃは、図１７Ａの超精密加工工具の、図１７Ａの線Ｂ−Ｂに沿った横断 面図である。 図１８Ａは、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第２６ の実施例の部分縦断面図である。 図１８Ｂは、図１８Ａの超精密加工工具の、図１８Ａの線Ａ−Ａに沿った横断 面図である。 図１８Ｃは、図１８Ａの超精密加工工具の、図１８Ａの線Ｂ−Ｂに沿った横断 面図である。 図１９は、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第２７の 実施例の部分縦断面図である。 図２０Ａは、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第２８ の実施例の部分縦断面図である。 図２０Ｂは、図２０Ａの超精密加工工具の、図２０Ａの線Ａ−Ａに沿った横断 面図である。 図２０Ｃは、図２０Ａの超精密加工工具の、図２０Ａの線Ｂ−Ｂに沿った横断 面図である。 図２１Ａは、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第２９ の実施例の部分縦断面図である。 図２１Ｂは、図２１Ａの超精密加工工具の、図２１Ａの線Ａ−Ａに沿った横断 面図である。 図２２は、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第３０の 実施例の部分縦断面図である。 図２３Ａは、交換可能な切削頭部を備えるこの発明の超精密加工工具の第３１ の実施例の部分縦断面図である。 図２３Ｂは、図２３Ａの超精密加工工具の、図２３Ａの線Ａ−Ａに沿った横断 面図である。 図２４Ａは、六つの切刃と一つの円錐ねじとを備えるこの発明の超精密加工工 具の第３２の実施例の正面図である。 図２４Ｂは、図２４Ａの超精密加工工具の部分縦断面図である。 図２５は、六つの切刃と一つの円錐ねじ、ならびに拡張補助部材を備えるこの 発明の超精密加工工具の第３３の実施例の正面図である。 図２６は、六つの切刃と一つの円錐ねじ、ならびに拡張補助部材および六つの ガイドリブを備えるこの発明の超精密加工工具の第３４の実施例の正面図である 。 図２７Ａは、六つの切刃と一つの円錐ねじ、ならびに拡張補助部材を備えるこ の発明の超精密加工工具の第３５の実施例の正面図である。 図２７Ｂは、図２７Ａの超精密加工工具の部分縦断面図である。 図２８Ａは、六つの切刃と一つの円錐ねじ、ならびに拡張補助部材を備えるこ の発明の超精密加工工具の第３６の実施例の正面図である。 図２８Ｂは、図２８Ａの超精密加工工具の部分縦断面図である。 図２９は、六つの切刃と一つの円錐ねじ、ならびに拡張補助部材を備えるこの 発明の超精密加工工具の第３７の実施例の縦断面図である。 図３０は、六つの切刃と一つの円錐ねじ、ならびに拡張補助部材を備えるこの 発明の超精密加工工具の第３８の実施例の縦断面図である。 図３１は、六つの切刃と一つの円錐ねじ、ならびに拡張補助部材を備えるこの 発明の超精密加工工具の第３９の実施例の縦断面図である。 図３２は、六つの切刃と一つの円錐ねじ、ならびに拡張補助部材を備えるこの 発明の超精密加工工具の第４０の実施例の縦断面図である。 図３３は、１２の切刃、ならびに拡張補助部材を備えるこの発明の超精密加工 工具の第４１の実施例の正面図である。 図において、同じ部材には常に同じ参照番号が付される。 まず始めに図１Ａを参照する。図１Ａは、この発明の超精密加工工具の第１の 実施例である、心棒２と、円錐ねじ６と、切刃１６’と、削りくずスペース１８ と、さらに三つのガイドリブ３０’とを備える、一体材料（硬質合金）からなる 研磨および穴あけ切削工具を示す。ガイドリブ３０’は１２０°の角度距離で配 置される。この切削工具には内部冷却装置が装備される場合とされない場合があ る。そのような内部冷却装置は、一つの中央冷却材導管と二つ以上の冷却剤導管 とを有し得る。 図１Ｂの第２の実施例が第１の実施例と異なるのは、ガイドリブ３０’の数と 配置のみである。ガイドリブ３０’はここでは互いに向き合うように配置される 。 同様に一つの切刃が設けられた、図２Ａの第３の実施例においては、切刃１６ がはんだづけされ、例えば硬質合金からなる三つのガイドリブ３０が組み込まれ る。この工具の心棒２は例えば鋼鉄からなる。図２Ｂは図１Ｂと同様に、互いに 向き合う二つのガイドリブ３０を備える例を示す。 図３Ａおよび図３Ｂには、この発明の超精密加工工具の第５および第６の実施 例が示される。これらの実施例が図２Ａおよび図２Ｂの実施例と異なるのは、拡 張補助部材が設けられる点である。この補助部材は図示された実施例においては 、合成樹脂の栓で閉じられた、あるいは例えば流し込んで埋められた穿孔２００ である。穿孔２００の代わりにスリットを入れることも可能であり、場合によっ てはこれを穿孔と組み合わせることも可能である。拡張捕助部材の課題は、切削 頭部をその位置調整のために拡張することによって生じる、材料のわずかな弱化 である。 図４Ａ、４Ｂおよび４Ｃは、二つの切刃を備えるこの発明の超精密加工工具の 第７、第８および第９の実施例の正面図であり、図１Ａ、２Ａおよび３Ａに対応 する。したがってここでは個々には説明されない。 図５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄには、三つの切刃を備えるこの発明の超精密加 工工具の第１０から第１３の実施例がそれぞれ示される。図５Ａおよび図５Ｂは 図１Ａおよび図２Ａと同様の図である。図5Cの実施例は拡張補助部材を一切備え ない。図５Ｄの実施例は、図３Ａの実施例とは異なる拡張捕助部材を有する。こ の拡張補助部材は、スリット２０４と組み合わされたより小さな穿孔２０２を含 む。 次に、六つの切刃と円錐ねじとを備えるこの発明の超精密加工工具の第１４の 実施例が図６を参考に説明される。この超精密加工工具が含む心棒２の内、図示 されるのは前方端部のみであるが、この前方端部は直径が拡大された部分２ａを 有する。心棒２はその前方領域に、前方円錐部分６ａと、円筒部分６ｂとさらに ねじ部分６ｃならびに、袋ねじクランクのための六面角開口部６ｄとを備える円 錐ねじ６を受容するための複数のセグメントを備える中央正面穿孔４を有する。 円錐ねじ６’の円筒部分６ｂ’がプレスばめにはまり、それによってねじが中心 点に合わせられる。円錐ねじをねじ込むことによって切削領域の心棒２が徐々に 拡大され、このようにして切削直径が調整され得る。心棒２の前方部分２ａには 周知の方法で、硬質合金、ダイアモンド、またはその他の適切な材料によるダイ アモンド切刃１６が削りくずスペース１８とともに組み込まれる。 図７Ｂにはもう一つの円錐ねじが示されるが、このねじにおいては円錐部分６ ａ’がピッチの異なる三つのセグメント６^I、６^II、６^III（図の拡大率は一定で はない）にさらにわかれる。このようにして切削頭部の位置調整を基本的に所望 の切削ないし接触領域において行うことができる。様々な円錐角の円錐ねじを選 択することによって、それぞれ切刃およびガイドリブの長さにしたがった圧力点 を切刃またはガイドリブの適切な軸方向領域に置くことができる。これに関して は、図９から図１１を参照して以下により詳細に説明される。 心棒２の後部部分においては、冷却および潤滑剤のための軸方向穿孔２０がが 切削頭部の方向に向けて延びる。この軸方向穿孔２０は、正面穿孔４の前で分岐 穿孔２２に分岐し、この分岐穿孔２２は斜め外側に向けて延び、次に前方へ向け て延びる。分岐穿孔２２は外側に向けては栓２２ａによって閉じられる。心棒の 軸から半径方向に、円筒状ケーシング１２の外径よりも大きい距離をおいて、分 岐穿孔２２は同軸供給穿孔２４に移行し、この供給穿孔２４の正面側端部は栓２ ４ａによって閉ざされる。同軸供給穿孔２４は、図示された実施例においては、 おおよそその中央領域から正面領域にかけて三つの排出口２６を有し、これらの 排出口はそれぞれ削りくずスペース１８に合流する。 冷却剤および潤滑剤導管のこのような構造によって、切削領域内の心棒２自体 が同軸供給穿孔２４によって冷却される。供給穿孔２４の同軸配置によって、排 出口２６の位置を工具の条件に従って定め、かつその数を必要に応じて決めるこ とが可能となる。その結果、切刃を直接噴射によって効果的に、しかも所望の軸 方向領域において冷却することができる。さらに、削りくずスペースの洗浄およ び浄化もこのようにして工作物材料に応じて最適化することができる。 図７に示されたこの発明の超精密加工工具の第１５の実施例では、上に説明さ れた第１４の実施例のように切刃およびガイドリブが構成される。 図８に示された、この発明の第１６の実施例による超精密加工工具が上記の第 １５の実施例と異なるのは、軸方向において切刃１６に対してそれぞれ後方に変 位されたさらなるガイドリブ３２である。 図９から図１１は、図７との関連で既に説明された、円錐ねじを備えるこの発 明の超精密加工工具の実施例を具体的に説明するものであり、円錐ねじの装置表 面が様々な工具実施例においてそれぞれどのように配置かつ形成されるか示すも のである。ここに示された第１７から第１９の実施例の円錐ねじ６’は、必要と される圧力領域を形成するためにそれぞれ異なるピッチを有し、したがってそれ ぞれ異なる直径および軸方向の長さを有する。圧力領域はしたがって円錐ねじの 様々な直径および軸方向位置に置くことができ、したがって支持リブ３０、３２ によって切刃１６を厳密に位置調整することができる。円錐圧力点の直径は加工 例に合わせられる。したがって短い切刃には、前方の、場合によっては第二の圧 力点のみが設けられ、一方長い切刃およびガイドリブには例えば四つまでの圧力 点が設けられ得る。これによって、長い切刃およびガイドリブの場合、それらに も弾力的に外側に向けて圧力をかけることが可能となる。 圧力点はまた、円錐ねじの一部の領域を球形に、または空隙として形成するこ とによって得られ、その結果、拡張を引き起こす圧力リングないし圧力点と、圧 力がかからず、拡張が引き起こされない領域６^I、６^II、６^III、６^IVとが生じる 。 図９に図示された実施例においては、短い切刃およびガイドリブに応じて圧力 点６００のみが円錐ねじ６’の最も前方に設けられる。 図１０の実施例は比較的長い切刃１６とガイドリブ３０とを有し、円錐ねじの 長さに渡って三つの圧力点６０２、６０４および６０６が分散配置される。 さらに多くの圧力点、すなわち四つの圧力点（６００、６０２、６０４、６０ ６）が図１１の実施例においては設けられる。この円錐ねじ６’はしたがって比 較的長い。 図１２に図示された第２０の実施例が前述の実施例と本質的に異なるのは、円 錐ねじの形状と、したがって超精密加工工具の心棒２におけるその受容部とであ る。中央正面穿孔４は円錐ねじ６の円筒部分６ｂの高さにおいて円筒状受容開口 部に拡大される。円錐ねじ６の円錐部分６ａおよび円筒状部分６ｂの前方領域は 、内壁および凹面の外壁を有し、二つの部分からなるジャケット入れ子８によっ て受容される。その際、ジャケット入れ子８の前方部分８ａは、円錐ねじの円錐 部分６ａの形に応じて内側が円錐形に拡大され、かつ前方部分８ａおよび後方部 分８ｂはスリット１０によって互いに分離される。スリット１０の幅は、ねじ部 分６ｃのために設けられた正面穿孔４の依然として自由な領域に、すなわちねじ 領域を軸に平行に精確に拡張するための円錐ねじの送り領域に、ほぼ対応する。 ジャケット入れ子８は、その全長に渡って延びる凸面の内壁を有する円筒状ケー シング１２によって受容される。円錐ねじ６が精密拡張領域を越えてさらにねじ 込まれると、切削領域が前方円錐の係合部を越えて大きく拡張される。ジャケッ ト入れ子８の後方部分８ｂは心棒２内のピン１４によって位置を合わせられる。 この工具のその他の点についてはこれ以上説明されないが、上記の説明を参照さ れたい。 図１３には、この発明の超精密加工工具の第２１の実施例が示される。この工 具は三つの切刃１６を備えるが、それ以外については基本的に第２０の実施例と 同じ構造（同じ円錐ねじのタイプ）を有する。さらに、切削領域より長く延びる 、硬質合金からなる三つのガイドリブが組み込まれる。 さらに中央冷却剤穿孔２０はまた穿孔４の中にまで貫通し得、そこではめ合い 領域６ｂ’によって密閉封鎖される。 この発明の超精密加工工具は様々な受容システムに適応可能であり、例えば複 数のシリンダ心棒を有する中空でないシステムや、全ての従来のシステムおよび 特殊受容システムに適合可能である。以下においては、交換可能な切削頭部を有 するいくつかの実施例が具体的に説明される。 図１４Ａは、交換可能な切削頭部１００を有するこの発明の超精密加工工具の 第２２の実施例の部分縦断面図である。心棒２は軸方向の冷却剤穿孔２０を有す る。心棒２の前方端部には内部穿孔３００があり、その中に切削頭部１００の棒 状端部１０１が収まる。この中に二つの縦方向グルーブ１０３が冷却および潤滑 剤用の供給穿孔２４’として設けられる。棒状部材１０１は差込配置１０７のた めの安全ピン１０５によって心棒２内に固定される。 図１５に示された第２３の実施例が上記の実施例と異なるのは、中央冷却剤穿 孔２０がさらに前方に向けて延び、切削頭部１００のすぐ手前で供給穿孔２４’ に分岐する点である。 図１６に図解された実施例もまた同様の構造である。差し込み安全装置の代わ りに切削頭部１００は安全ピン１０５によってアダプタ部材内に固定される。 図１７に示された切削頭部１００においては、二つの互いに相対する領域にキ ー表面１０９が設けられる。これに対応するアダプタ部材ないし工具の心棒２に も同様にキー表面１０９が設けられる。切削頭部１００がねじ込まれる（１１３ を参照）。内部冷却装置は中央冷却剤導管２０と、分岐供給穿孔２４’とを含む 。 図１８に図解された第２６の実施例においては、切削頭部の棒状部材１０１の 端部領域が面取りされる。心棒２はここでも安全ピン１０５によって固定される 。内部冷却装置は上記の実施例と同様である。 図１９には、二つのキー表面１０９を備える実施例が図示される。ここでは切 削頭部１００が円錐端部セグメント１１１を有し、これを通ってさらに中央冷却 剤穿孔２０が、供給穿孔２４’に分岐するまで延びる。円錐セグメント１１１に よって、切削頭部の中心を心棒２内においてうまく合わせることができる。 図２０の実施例は円錐形中心合わせ装置とピン固定装置とを有する。内部冷却 装置は軸方向に敷設される。切削頭部１００に至って初めて供給穿孔２４’が設 けられる。これは製造面から見て低コストである。 図２１の実施例においては、導管がまたグルーブ１０３として棒状セグメント １０１内に設けられる。切削頭部１００を心棒内に安全に固定するために安全ピ ン１０５が設けられる。 図２２に図解された切削頭部は円錐ねじ６を含む。それ以外の点では、この工 具は図２０と同様である。 図２３に示された実施例においてはグルーブ１０３が棒状セグメント１０１に ではなく、心棒２の内壁に設けられる。安全装置としてはここでも安全ピンが設 けられる。 図２４から図３２には交換可能な切削頭部の例が示される。これらの切削頭部 には全て円錐ねじ６または円錐リング６”が設けられる。図２１から図２５では 安全装置としてナット７がねじ固定されるが、これらのナットは同時にねじ込み の過程において円錐を介して切削頭部を拡張ないし固定する。センタボルト１４ によって切削頭部の精確な受容が可能となる。内部冷却装置は心棒２全体に渡る 中央供給路２０を有する。図２５においては圧力片と、同様に心棒端部とが円錐 形であり、これによって固定鉗子の効果が得られる。 図２９および図３０には、段の付いた、部分的に円錐形の中央栓６’”が示さ れ、これを介して中心が合わせられる。その中央円筒形セグメントは、上述の円 錐ねじの円筒形セグメント６ｂのようにプレスばめに収まる。同様にねじセグメ ントが設けられる。 図３１および図３２に図解された実施例においては、中央冷却剤穿孔２０の端 部が分配リング２１となり、そこから供給穿孔２４’が発する。図示されたよう に、中央栓６’”を固定するために半径方向の穿孔１１５が設けられ得る。 図３３は、１２の切刃を備えるこの発明の超精密加工工具の第４１の実施例の 切削頭部の正面図である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１２月１４日（１９９８．１２．１４） 【補正内容】 ＥＰ ０ ２１５ １４４ Ｂの円錐ねじによって拡大可能な切削頭部を備え るリーマには、リーマの心棒を通って軸方向に延びる冷却剤導管が設けられるが 、前記導管は、円錐ねじのねじ軸を受容するねじ穿孔となり、さらにこれに続い て、切削頭部を備えるリーマの心棒の、前記円錐ねじによって拡大可能な中空円 筒状部分となる。中空円筒状心棒部分と円錐ねじとの間にはリング導管が挟み込 まれ、この導管は円錐ねじ内の軸に平行な冷却剤導管を介して軸方向の冷却剤導 管と接続される。リング導管の内少なくとも一つの導管が切刃の間に達するが、 この導管は３０°から４５°の角度で前方に向けられ得る。 ＣＨ−ＰＳ ６４５ ０５１は、円錐ねじを備える後調整可能な機械リーマに 関するものであり、このリーマは、切刃とガイドリブとのリーマの軸からの距離 を同じように、かつほぼ同じ程度変更するための後調整手段を有する。調整円錐 の長さは同様に、前方切削領域のみにまたがるものである。 ＦＲ ４６０ １７３ Ａに記載された超精密加工工具は、切刃より長い、拡 大可能な円錐差込を有する。この円錐差込は工具の心棒の軸方向の袋状穿孔に収 まり、かつその正面側には円筒状の空隙を有する。この正面側から半径方向のス リットがほぼ袋状穿孔の端部の高さにまで延びる。切刃とこの半径方向のスリッ トとの間には、円錐差込と接触する放射状のねじがある。このねじの回転は、こ の箇所において材料が弱化した心棒の局所的な非対称変形を引き起こし、したが って切削直径が変わり得る。この配置によって可能となるのは、局所的な直径の 調整のみであり、さらなる製造処理方法および部材が必要となる。さらにこの配 置は、調整可能な切削領域が短い切刃にのみ適する。 この発明の課題は、多方面に利用可能で、極めて精確な切削を行い、かつ低コ ストで製造可能な超精密加工工具を提供することである。 この発明によるとこの課題は、請求項１の特徴を備える超精密加工工具におい て解決する。この発明の超精密加工工具をさらに有利に発展させるのが、従属項 の目的である。 この発明の超精密加工工具はしたがって、心棒と、周囲に少なくとも一つの剛 性切刃、ならびに少なくとも一つのガイドリブと、さらに切削直径がそれによっ て調整可能な円錐ねじとを有する。円錐ねじの円錐領域は少なくとも切刃と同じ 長さであり、円錐ねじは様々な圧力点を有する。 ここで用いられる円錐ねじの概念は、直径が変化して所望の拡張を達成するそ の他の拡張部材および配置をも含むものである。円錐ないし円錐領域が長く延び ることによって、拡張領域が拡大される。その結果、切刃および／またはガイド リブを軸に平行に拡張することが可能であり、したがって、軸に対するそれらの 配向は変わらず、超精密加工工具のテーパが維持される。直径が変わってもテー パが同じであるため、工具の優れた表面品質は変わらない。 円錐ねじの様々な圧力点によって、切刃およびガイドリブを厳密に調整するこ とができる。切刃およびガイドリブの長さにしたがって、円錐ねじの様々な直径 および軸方向の位置に、したがって切刃またはガイドリブの適切な軸方向領域に 圧力点を置くことができる。 切削直径を調整する際の拡張補助部材として、心棒には適当な形の空隙が設け られるのが有効である。 ガイドリブによって、超精密加工工具は高回転数および／または工作物の強硬 度にもかかわらず、その全直径領域に渡って静かで安定した走行が可能となる。 この発明の超精密加工工具においては、切刃につき少なくとも一つのガイドリブ が設けられるのが有効である。さらにガイドリブは、対応する切刃に対して軸方 向に変位されて配置され得る。 切刃および／または少なくとも一つのガイドリブは心棒とともに一つの一体工 具として形成され得る。工具を一体工具として、例えば一体硬質合金として製造 するのが極めて有利である。切刃および／またはガイドリブは組み込み可能であ るし、切刃はまたはんだづけも可能である。切削材料およびガイドリブ材料は、 上具本体とは関わりなくそれぞれの利用条件に合わせて選択可能である。例えば 最小限の注油および高回転数におけるガイドリブは、ダイヤモンドで形成される のが有効である。 ある種の円錐ねじは、様々な円錐角の円錐セグメントを有する。このようにし 分岐穿孔は好ましくは斜め前方に向けられる。冷却および潤滑剤の噴射はこの ようにして極めて容易に切削先端部に達し得る。 この発明の超精密加工工具の一実施形態においては、ガイドリブに属する分岐 および／または排出口が、切刃より小さな直径を有する。これによって、機械的 により強度の負荷ががかる切刃に、ガイドリブよりも多くの潤滑剤が供給される 。 この発明の超精密加工工具には一つまたは複数の剛性切刃が設けられ得る。こ の工具はまた、一つまたは複数の交換可能な、かつ／または坦体上に装着される 切刃を有する。これら複数の、または少なくとも一つの切刃は位置調整可能であ り、したがって前切削段階が設けられ得る。 周囲に設けられる一つまたは複数の切刃の他に、正面切刃または正面切削領域 が設けられ得る。 円錐ねじはそのねじ端部によって軸方向の導管を密封し得る。これによって、 冷却導管用の中央穿孔が円錐穿孔まで達する連続した穴として形成されるので、 工具の製造が容易となる。 円錐ねじが様々な円錐角度の円錐セグメントを有することによって、様々な形 態の切削およびガイドリブに適合させることができる。切刃およびガイドリブは したがって厳密に位置調整され得る。 この発明の超精密加工工具に内部冷却装置が設けられる場合、軸方向の冷却剤 穿孔は、工具先端部に相対する円錐ねじの端部の前で、分岐穿孔を有する分配リ ングに合流し得る。 請求の範囲 １．心棒（２）と、周囲に少なくとも一つの剛性切刃（１６）、ならびに少なく とも一つのガイドリブ（３０）と、さらに切削直径の調整がそれによって可能な 円錐ねじ（６）とを備える超精密加工工具、特にリーマであって、円錐ねじ（６ ）の円錐領域が少なくとも切刃（１６）と同じ長さであり、かつ円錐ねじ（６） が様々な圧力点（６００，６０２，６０４，６０６）を有することを特徴とする 、超精密加工工具。 ２．心棒（２）に拡張補助部材として空隙（２０２，２０４）が設けられること を特徴とする、超精密加工工具。 ３．円錐ねじ（６）が様々な円錐角を有する円錐セグメントを有することを特徴 とする、請求項１または２に記載の超精密加工工具。 ４．円錐ねじ（８）が複数の部材から構成されることを特徴とする、請求項１か ら３のいずれかに記載の超精密加工工具。 ５．円錐ねじ（６）がねじ領域（６ａ）に続いて、工具の心棒（２）のプレスば めに収まる円筒形セグメント（６ｂ）を有することを特徴とする、請求項１から ４のいずれかに記載の超精密加工工具。 ６．冷却剤および／または潤滑剤のための軸方向中央冷却剤穿孔（２０）が工具 の心棒（２）内に設けられることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記 載の超精密加工工具。 ７．軸方向の冷却剤穿孔（２０）からその前方領域において少なくとも一つの分 岐穿孔（２２）が外側に向かって延び、 分岐穿孔（２２）が、軸方向において少なくとも部分的に切削領域に渡って延 びる同軸供給穿孔（２４）に合流し、さらに、 同軸供給穿孔（２４）から少なくとも一つの排出口（２６）が切削領域に達す ることを特徴とする、請求項６に記載の超精密加工工具。 ８．ガイドリブ（３０）に少なくとも一つの排出目（２６）を配備されることを 特徴とする、請求項６または７のいずれかに記載の超精密加工工具。 ９．同軸供給穿孔（２４）が切削領域の全長に渡って延びることを特徴とする、 請求項６から８のいずれかに記載の超精密加工工具。 １０．複数の排出口（２６）が軸方向に変位されて設けられることを特徴とする 、請求項６から９のいずれかに記載の超精密加工工具。 １１．排出口（２６）が対応する切刃（１６，１６０）の削りくずスペースに合 流することを特徴とする、請求項６から１０のいずれかに記載の超精密加工工具 。 １２．ガイドリブ（３０）に配備された排出目（２６）が回転方向においてガイ ドリブの前で外側に延びることを特徴とする、請求項６から１１のいずれかに記 載の超精密加工工具。 １３．分岐穿孔（２４）が斜め前方に向けられることを特徴とする、請求項６か ら１２のいずれかに記載の超精密加工工具。 １４．ガイドリブ（３０）に配備された分岐および／または排出口（２４，２６ ）が、切刃（１６，１６０）に配備された穿孔よりも小さな直径を有することを 特徴とする、請求項６から１３のいずれかに記載の超精密加工工具。 １５．円錐ねじ（６）がそのねじ端部によって軸方向の導管（２０）を閉鎖する ことを特徴とする、請求項６から１４のいずれかに記載の超精密加工工具。 １６．軸方向冷却剤穿孔（２０）が、工具先端部に向き合う円錐ねじ（６）の端 部の前において、分岐穿孔（２４’）がそこから発する分配リング（２１）に合 流することを特徴とする、請求項６から１５のいずれかに記載の内部冷却装置を 備える超精密加工工具。 １７．正面切刃または正面切削領域が設けられることを特徴とする、請求項１か ら１６のいずれかに記載の超精密加工工具。 １８．切刃（１６）および／またはガイドリブが硬質合金、サーメット、セラミ ックス、多結晶性天然または合成ダイアモンドの薄いフィルムまたは厚いフィル ムから、あるいは立方晶系窒化硼素（被覆された、またはされない合成ダイアモ ンド）からなることを特徴とする、請求項１から１７のいずれがに記載の超精密 加工工具。 １９．切削頭部（１００）が交換可能であることを特徴とする、請求項１から１ ８のいずれかに記載の超精密加工工具。 ２０．切削頭部が差込接続（１０３，１０５）によって工具の心棒（２）に固定 されることを特徴とする、請求項１９に記載の超精密加工工具。 ２１．切削頭部が円錐ねじ（６’”）によって工具の心棒（２）に固定されるこ とを特徴とする、請求項１９に記載の超精密加工工具。 ２２．二つ、三つまたは複数の切刃（１６）を有することを特徴とする、請求項 １から２１のいずれかに記載の超精密加工工具。 【手続補正書】 【提出日】平成１１年１１月１６日（１９９９．１１．１６） 【補正内容】 （１） 第１７図ＢおよびＣを別紙のとおり補正する。 （２） 重複する第３３図の一方を削除する。 【図１７】 【図１８】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．心棒（２）と、周囲に少なくとも一つの剛性切刃（１６）、ならびに少なく とも一つのガイドリブ（３０）と、さらに切削直径の調整がそれによって可能な 円錐ねじ（６）とを備える超精密加工工具、特にリーマであって、円錐ねじ（６ ）の円錐領域が少なくとも切刃（１６）と同じ長さであることを特徴とする、超 精密加工工具。 ２．心棒（２）に拡張補助部材として空隙（２０２，２０４）が設けられること を特徴とする、超精密加工工具。 ３．円錐ねじ（６）が様々な円錐角を有する円錐セグメントを有することを特徴 とする、請求項１または２に記載の超精密加工工具。 ４．円錐ねじ（６）が様々な圧力点（６００，６０２，６０４，６０６）を有す ることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の超精密加工工具。 ５．円錐ねじ（８）が複数の部材から構成されることを特徴とする、請求項１か ら４のいずれかに記載の超精密加工工具。 ６．円錐ねじ（６）がねじ領域（６ａ）に続いて、工具の心棒（２）のプレスば めに収まる円筒形セグメント（６ｂ）を有することを特徴とする、請求項１から ５のいずれかに記載の超精密加工工具。 ７．冷却剤および／または潤滑剤のための軸方向中央冷却剤穿孔（２０）が工具 の心棒（２）内に設けられることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記 載の超精密加工工具。 ８．軸方向の冷却剤穿孔（２０）からその前方領域において少なくとも一つの分 岐穿孔（２２）が外側に向かって延び、 分岐穿孔（２２）が、軸方向において少なくとも部分的に切削領域に渡って延 びる同軸供給穿孔（２４）に合流し、さらに、 同軸供給穿孔（２４）から少なくとも一つの排出口（２６）が切削領域に達す ることを特徴とする、請求項７に記載の超精密加工工具。 ９．ガイドリブ（３０）に少なくとも一つの排出口（２６）を配備されることを 特徴とする、請求項７または８のいずれかに記載の超精密加工工具。 １０．同軸供給穿孔（２４）が切削領域の全長に渡って延びることを特徴とする 、請求項７から９のいずれかに記載の超精密加工工具。 １１．複数の排出口（２６）が軸方向に変位されて設けられることを特徴とする 、請求項７から１０のいずれかに記載の超精密加工工具。 １２．排出口（２６）が対応する切刃（１６，１６０）の削りくずスペースに合 流することを特徴とする、請求項７から１１のいずれかに記載の超精密加工工具 。 １３．ガイドリブ（３０）に配備された排出目（２６）が回転方向においてガイ ドリブの前で外側に延びることを特徴とする、請求項７から１２のいずれかに記 載の超精密加工工具。 １４．分岐穿孔（２４）が斜め前方に向けられることを特徴とする、請求項７か ら１３のいずれかに記載の超精密加工工具。 １５．ガイドリブ（３０）に配備された分岐および／または排出口（２４，２６ ）が、切刃（１６，１６０）に配備された穿孔よりも小さな直径を有することを 特徴とする、請求項７から１４のいずれかに記載の超精密加工工具。 １６．円錐ねじ（６）がそのねじ端部によって軸方向の導管（２０）を閉鎖する ことを特徴とする、請求項７から１５のいずれかに記載の超精密加工工具。 １７．軸方向冷却剤穿孔（２０）が、工具先端部に向き合う円錐ねじ（６）の端 部の前において、分岐穿孔（２４’）がそこから発する分配リング（２１）に合 流することを特徴とする、請求項７から１６のいずれかに記載の内部冷却装置を 備える超精密加工工具。 １８．正面切刃または正面切削領域が設けられることを特徴とする、請求項１か ら１７のいずれかに記載の超精密加工工具。 １９．切刃（１６）および／またはガイドリブが硬質合金、サーメット、セラミ ックス、多結晶性天然または合成ダイアモンドの薄いフィルムまたは厚いフィル ムから、あるいは立方晶系窒化硼素（被覆された、またはされない合成ダイアモ ンド）からなることを特徴とする、請求項１から１８のいずれかに記載の超精密 加工工具。 ２０．切削頭部（１００）が交換可能であることを特徴とする、請求項１から１ ９のいずれかに記載の超精密加工工具。 ２１．切削頭部が差込接続（１０３，１０５）によって工具の心棒（２）に固定 されることを特徴とする、請求項２０に記載の超精密加工工具。 ２２．切削頭部が円錐ねじ（６’”）によって工具の心棒（２）に固定されるこ とを特徴とする、請求項２０に記載の超精密加工工具。 ２３．二つ、三つまたは複数の切刃（１６）を有することを特徴とする、請求項 １から２２のいずれかに記載の超精密加工工具。