JP2002263919A

JP2002263919A - 工具ホルダ

Info

Publication number: JP2002263919A
Application number: JP2002021090A
Authority: JP
Inventors: Per Hansson; ハンソンペル
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2002-09-17
Also published as: US20020109061A1; US6769843B2; EP1226890A1; SE522490C2; KR20020063824A; DE60200450D1; DE60200450T2; CN1267223C; EP1226890B1; CN1369343A; SE0100252D0; SE0100252L

Abstract

(57)【要約】【課題】チップ除去機械加工の切削インサート用の工
具ホルダに関する。【解決手段】この工具ホルダはヘッド（２、２′）と
側面（１１ａ、１１ｂ、１１′ａ、１１′ｂ）とを含
み、切削インサート（２６）が工具ホルダ内に取り付け
られる時に切削インサート（２６）の側縁がその側面
（１１ａ、１１ｂ、１１′ａ、１１′ｂ）に突き当たる
ことが意図されており、その側面の１つ（１１ａ、１
１′ａ）は可撓性であり、工具ホルダは切削インサート
（２６）のための締付け部材（２９）を受け入れるため
の部材（２７、２８）、または、切削インサートの締付
けのための部材を有する。本発明による工具ホルダの特
徴は、２つの側面（１１ａ、１１ｂ）が、ヘッド（２）
上に着脱自在に取り付けられているプレート形部材
（９）上に配置されているということである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップ除去機械加
工用の切削インサートのための工具ホルダに関し、この
工具ホルダはヘッドと側面とを含み、切削インサートが
その工具ホルダ内に取り付けられる時に切削インサート
の側縁がその側面に突き当たることが意図されており、
その側面の１つは可撓性であり、工具ホルダは切削イン
サートのための締付け部材を受け入れるための部材、ま
たは、切削インサートの締付けのための部材を有する。

【０００２】

【従来の技術】イスカル（Iscar）社からの印刷物であ
る「イスカル社の倣い工具の心締結装置」（Iscar’s N
ew Clamping System for Profiling Tools）には、この
明細書の図１０と図１１に示されている通常の従来技術
と、この明細書の図１２に示されている従来技術からの
改良型とが示されている。

【０００３】図１０と図１１から分かるように、通常の
従来技術では、これは３点突合せの問題である。右から
作用する力Ｆｃ１を切削インサートＳが受ける場合には
（図１０を参照されたい）、切削インサートＳは、より
堅い側面に対して２箇所で突き当たり、かつ、より弾力
的な側面に対して１箇所で突き当たる。このことが、切
削インサートＳとより弾力的な側面との間に形成される
角度δ１によって図１０に示されている。切削インサー
トＳ上に作用する力Ｆｃ２が左から加わる場合には（図
１１を参照されたい）、切削インサートＳは、より堅い
側面に対して１箇所で突き当たり、かつ、より弾力的な
側面に対して２箇所で突き当たる。このことが、切削イ
ンサートＳとより堅い側面との間に形成される角度δ２
によって図１１に示されている。通常は、切削インサー
トＳの締付けが、おそらくは上部クランプと組み合わさ
れた、いわゆる支点ピンによってもたらされる。これが
幾つかの用途においては不十分であることが判明してお
り、すなわち、切削インサートの位置が十分に高い度合
いの精度で工具ホルダ内に固定されることがない。これ
は、例えば倣い旋削中の場合のように切削インサートが
変動する方向からの変動する荷重を受ける際に切削イン
サートの大きな動きが生じる、この細長い切削インサー
トに特に当てはまる。

【０００４】図１２に示す従来技術から分かるように、
インサート座には、切削インサートの側面に突き当たる
自己調整くさびが備えられており、このくさびは移動可
能であり、４点突合せが得られるように切削インサート
に対してそのくさび自体を調整する。この自己調整くさ
びが移動可能なので、この場合にも用途によってはイン
サート座内での切削インサートの固定が不適切になるだ
ろう。

【０００５】交換可能な割出し可能インサートを有する
旋削工具がドイツ特許第３７１４０５５号から既に知ら
れている。ドイツ特許第３７１４０５５号による旋削工
具の幾つかの実施形態（図４、図４ａ、図５を参照され
たい）では、割出し可能インサートに突き当たる平くさ
びは対向するスロットを備えており、このスロットの開
放端部は平くさびの縦方向の側縁を通って開口する。平
くさびは２つの接触点で割出し可能インサートに突き当
たる。この既知の旋削工具の欠点は、当該の旋削工具と
一体化されているインサート座の側面が損傷を受けるか
摩耗する場合に、旋削工具全体が交換されなければなら
ないということであり、このことはコストの観点から不
利である。割出し可能インサートから平くさびの２つの
接触点に伝達される力に関しては、この力はスロットの
開放端部を通過し、このことはスロットがその開放端部
の区域内で圧縮されるということを意味する。したがっ
て、平くさびが外れ、このために、インサート先端に作
用する外力のために切削インサートが旋回しようとする
時には、この平くさびが切削インサートに対する有効な
支持を全く与えないだろう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題、及び課題を解決するた
めの手段】本発明の第１の目的は、例えば、倣い旋削中
に切削インサートが荷重の変化及び／または荷重方向の
変化を受けるにも係わらず、インサート座内での切削イ
ンサートの極めて正確な締付けが得られる上述の種類の
工具ホルダを記載することである。この結果として、こ
の工具ホルダの使用によって寸法精度が増大する。

【０００７】本発明の別の目的が、切削インサートがい
わゆる４点突合せによってインサート座の中に固定され
るということである。

【０００８】本発明のさらに別の目的が、切削インサー
トがその付属のインサート座内に固定される時に、イン
サート座が切削インサートに対して自動的に整合しなけ
ればならないということである。

【０００９】少なくとも本発明の第１の目的が、後述の
独立特許請求項１に示されている特徴を有する工具ホル
ダによって実現される。本発明の好ましい実施態様が従
属特許請求項に示されている。

【００１０】以下では、本発明による工具ホルダの好ま
しい実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態、実施例、及び発明の効果】図１に
示す本発明による工具ホルダはシャフト１を含み、この
シャフト１はその一方の端部にヘッド２を有し、このヘ
ッド２内に固定配置位置３が配置されている。固定位置
３は、底面５と、底面５内に位置した第１の雌ねじ中心
穴６と、第１の側面７ａと、第２の側面７ｂとを含む。
本発明による工具ホルダは、さらに、凹所１０を有する
着脱自在なインサート座プレート９を含み、凹所１０は
第３の側面１１ａと第４の側面１１ｂによって画定され
ている（図４を参照されたい）。側面１１ａ、１１ｂの
各々が凹所８ａ、８ｂを有し、この凹所の各々は側面１
１ａ、１１ｂを２つの接触区域に分割する（図５−７に
関連した説明も参照されたい）。側面１１ａ、１１ｂは
互いの間に鋭角を画定する。凹所１０に加えて、インサ
ート座プレート９は、平面図において、インサート座プ
レート９が上に取り付けられることが意図されているヘ
ッド２の部分の平面図における形状に一致する形状を有
する。

【００１２】図２から分かるように、インサート座プレ
ート９は、ヘッド２に面しているその側面上に第１の鋸
歯１２を備えており（図２を参照されたい）、この第１
の鋸歯１２は、ヘッド２上にインサート座プレート９が
取り付けられている状態では、概ねシャフト１の縦方向
に延びる。

【００１３】図１から分かるように、インサート座プレ
ート９を受け入れることが意図されているヘッド２の部
分の主要部分は第２の鋸歯１３を備えており、この鋸歯
１３も概ねシャフト１の縦方向に延びる。第１の側面７
ａの付近に位置しているヘッド２のより小さい部分１４
は鋸歯を備えておらず、この理由に関しては後述する。
図２から分かるように、第１の鋸歯１２と第２の鋸歯１
３は、インサート座プレート９がヘッド２上に取り付け
られる時に協働する。図１−３から分かるように、イン
サート座プレート９は幾つかの第２の貫通穴１５を備え
ており、インサート座プレート９をヘッド２に固定する
ために第１のねじ１６がその第２の貫通穴１５の中に受
け入れられることが意図されている。この目的のため
に、ヘッド２は幾つかの第３の雌ねじ穴１７を備えてお
り、これらの第３の雌ねじ穴１７は、インサート座プレ
ート９がヘッド２上に取り付けられている状態では、第
２の穴１５に対してちょうど向かい合っている。図２に
は、どのように第１のねじ１６が第２の穴１５の内に取
り付けられようとしているかが示されている。第１のね
じ１６が最終的に第３の穴１７の中に取り付けられる時
に、第１の鋸歯１２と第３の鋸歯１３はそれぞれに互い
に係合しており、それによってインサート座プレート９
の極めて安全で正確な固定がヘッド２上で実現され、す
なわち、この固定はインサート座プレート９とヘッド２
との間で力を伝達する極めて優れた能力を有する。図に
示す実施形態では、インサート座プレート９は２つの第
２の穴１５を有し、これに対応する形でヘッド２は２つ
の第３の穴１７を備えている。

【００１４】図３から最も明瞭に分かるように、インサ
ート座プレート９はスロット１８を備えており、このス
ロット１８は概ね湾曲した形状を有し、および、インサ
ート座プレート９の第３の側面１１ａに隣接して位置し
ており、さらに、インサート座プレート９は第４の側面
１１ｂも有する（図４を参照されたい）。スロット１８
は概ね第３の側面１１ａに沿って延び、スロット１８の
湾曲は、スロット１８の端部がスロット１８の中間部分
よりも第３の側面１１ａから遠く離れているような湾曲
である。スロット１８がその全長に沿って一定不変の幅
を有することが好ましい。スロット１８は、可撓性の側
面１１ａの長さよりも短い長さを有し、さらに、スロッ
ト１８が可撓性側面１１ａに関して中心に位置すること
が好ましく、すなわち、スロット１８の中間部分が可撓
性側面１１ａの中間部分のちょうど反対側にある。図３
と図４から分かるように、通路３０がスロット１８と第
３の側面１１ａの間に配置されている。この図示する実
施形態では、通路３０はスロット１８のほぼ中央でスロ
ット１８に繋がる。スロット１８と通路３０の両方はイ
ンサート座プレート９の全高に沿った長さを有する。付
属の通路３０を有するスロット１８の構成が第３の側面
１１ａの可撓性を増大させる。

【００１５】インサート座プレート９はノッチ１９も含
み、このノッチ１９は凹所１０の中に通じる。ノッチ１
９はインサート座プレート９の全高に等しい長さを有す
る。インサート座プレート９の第１の指状部分２０と第
２の指状部分２１とが凹所１０とノッチ１９とによって
画定されており、これらはインサート座プレート９内の
中央に位置している。スロット１８は第１の指状部分２
０内に位置しており、したがってスロット１８は第１の
指状部分２０の第３の側面１１ａに沿った長さを有す
る。

【００１６】インサート座プレート９が最終的にヘッド
２上に取り付けられる時に、シムプレート２５と割出し
可能インサート２６とが固定位置３に取り付けられ、最
初に、シムプレート２５が、そのシムプレート２５を底
面５に対して突合せ状態にすることによって取り付けら
れる。その次に、割出し可能インサート２６が取り付け
られ、それによってシムプレート２５内の第２の中心穴
２７が割出し可能インサート２６内の第２の中心穴２８
に対して概ね向かい合わせになっていることが確実にさ
れるが、第１の中心穴２７が第２の中心穴２８に対して
幾分かずれていることが好ましく、これについては７ペ
ージの１８行から３１行で後述する。シムプレート２５
と割出し可能インサート２６は、第２および第３の中心
穴２７、２８の中を通って底面５内の中心穴６の中に延
びる第３のねじ２９によって固定位置３に固定される。
それによって、割出し可能インサート２６はインサート
座プレート９の凹所１０の中に適切な形で固定され、割
出し可能インサート２６はインサート座プレート９の第
３の側面１１ａと第４の側面１１ｂとの両方に対して突
き当たる。切削インサート２６が、インサート座プレー
ト９の高さ／厚さに等しい高さを有することが好まし
い。ここで説明する実施形態で例示する切削インサート
２６は、倣い旋盤に使用することが意図されている菱形
切削インサートである。これに関連して、図５に示す角
度εｒは３０°＜εｒ＜６０°の範囲内にあることが適
切である。

【００１７】スロット１８と通路３０を有するインサー
ト座プレート９の形状は、第３の側面１１ａが幾分かの
可撓性を有することを確実にする。このことが図５−７
に概略的に示されている。最初に、切削インサート２６
が第１の指状部分２０の第３の側面１１ａと第２の指状
部分２１の第４の側面１１ｂとに対して突合い状態にさ
れる時に、図５に示されている状態が生じ、すなわち、
第２の指状部分２１が、互いから相対的に離れた位置に
ある２つの接触点ＣＰ１、ＣＰ２において切削インサー
ト２６を支持し、かつ、第１の指状部分２０が、互いに
相対的に近接した位置にある２つの接触点ＣＰ３、ＣＰ
４において切削インサート２６を支持する。切削インサ
ート２６の追加の締付けのために、接触点ＣＰ３、ＣＰ
４が互いから遠ざけられ（図６、図７を参照された
い）、図７は、切削インサート２６がインサート座プレ
ート９の凹所１０の中に最終的に固定されている時の状
態を示す。当然のことながら、接触点ＣＰ３、ＣＰ４を
互いから遠ざけるのは、スロット１８と通路３０によっ
てもたらされる側面１１ａの可撓性のためである。

【００１８】割出し可能インサート２６とインサート座
プレート９の第３の側面１１ａおよび第４の側面１１ｂ
のそれぞれとの間で適切な突合せ状態が生じることを確
実にするために、底面５内の第１の中心穴６が、切削イ
ンサート２６がインサート座プレート９の凹所１０の中
に取り付けられる時に切削インサート２６の第３の中心
穴２８が第１の中心穴２８に対して幾分かずれているよ
うに、配置されている。こうして、第１の中心穴６は切
削インサート２６内の第３の中心穴２８よりもノッチ１
９に対して幾分かより離れて配置されており、したがっ
て、切削インサートが第３のねじ２９によってインサー
ト座プレート９の凹所１０内に固定される時に内向きの
プレストレス力が切削インサート２６上で生じさせられ
る。

【００１９】これに関連して、インサート座プレート９
がヘッド２上に取り付けられる時に第３の側面１１ａに
隣接した位置にあるより小さい部分１４が、鋸歯を備え
ていないということに留意されたい。こうして、このよ
り小さい部分１４はスロット１０の下方に位置させられ
ており、したがって、より小さい部分１４に突き当たる
インサート座プレート９の鋸歯１２の一部分が、平面で
あるその部分１４に対して相対的に移動させられること
が可能なので、側面１１ａの位置調整が行われることが
可能である。

【００２０】図８に示すインサート座プレート９′の第
２の別の実施形態が、スロット１８′が通路３０を持た
ないという点でインサート座プレート９とは原理的に異
なっており、そのために付属の側面１１′の可撓性が幾
分を低下することになる。

【００２１】図９には、より小さい部分１４′、すなわ
ち、鋸歯の無い部分が側面７′ａ全体に沿って延びる、
ヘッド２′の別の設計が示されている。

【００２２】上述の実施形態では、ヘッド２、２′のよ
り小さい部分１４、１４′は鋸歯を備えてはおらず、一
方、より小さい部分１４、１４′に突き当たるインサー
ト座プレート９、９′の部分は鋸歯１２を備えている。
しかし、本発明の範囲内では、より小さい部分１４、１
４′に突き当たるインサート座プレート９、９′の部分
に鋸歯が無いことも可能であり、この場合には２つの平
面部分が互いに突き当たる。これに関連して、これらの
部分が互いに係合状態になく、可撓性の側面１１ａ、１
１′ａが位置調整されることに関連して互いに相対的に
移動させられることが可能であるということが重要であ
る。

【００２３】さらに、本発明の範囲内において、インサ
ート座プレート９、９′が、第１の指状部分２０の区域
内とヘッド２、２′に面している側面上とにおいて、鋸
歯を備えていないより小さい部分を有し、かつ、ヘッド
２、２′が、インサート座プレート９、９′に面してい
る側面全体上に鋸歯を有することが可能である。

【００２４】ヘッド２、２′上の縦方向の鋸歯とインサ
ート座プレート９、９′上の縦方向の鋸歯とを協働させ
るという構成が好ましい実施形態であっても、インサー
ト座プレート９、９′とヘッド２、２′との間での必要
な力の伝達を生じさせるための様々な代案が本発明の範
囲内に存在する。幾つかのタイプの応用例では、鋸歯が
完全に省略されてもよく、すなわち、インサート座プレ
ート９、９′とヘッド２、２′との間で力を伝達するた
めにはねじ継手で十分であり、すなわち、互いに突き当
たるインサート座プレート９、９′の表面とヘッド２、
２′の表面が基本的に平面である。別の代案では、鋸歯
にピンが追加されることが実現可能であり、このピンは
インサート座プレート９、９′とヘッド２、２′との間
の境界面を繋ぐ。これに関連して、このピンは、鋸歯の
縦方向に作用する力を吸収するという目的を有し、それ
によってインサート座プレート９、９′とヘッド２、
２′との間の相互の方向配置に関する精度が改善され
る。鋸歯は、十字形に構成されるように形成されてもよ
く、すなわち、鋸歯はチェックパターンを形成する。そ
れによって、鋸歯は互いに垂直な２つの方向の力を吸収
し、さらに、この場合には、インサート座プレート９、
９′とヘッド２、２′との間の相互位置決めに関する精
度が改善される。ヘッドとインサート座プレートとの間
における力を伝達する協働を実現するさらに別の方法
は、ヘッドとインサート座プレートとの間における必要
な力の伝達を生じさせるキー溝装置による。インサート
座プレート９、９′とヘッド２、２′との間における力
を伝達する協働を実現するための装置の上述の具体例の
すべては、事例として示されているものであって、本発
明の範囲を限定することは意図されていない。

【００２５】上述の実施形態では、割出し可能インサー
ト２６は、その割出し可能インサート２６の中心穴の中
に受け入れられる第３のねじ２９によってインサート座
プレート９の凹所１０の中に固定されることが意図され
ている。しかし、本発明の原理は、割出し可能インサー
トが他の部材によって固定される工具ホルダにも適用可
能であり、すなわち、こうした他の部材を例示する非限
定的な手段としては、様々なタイプの上部クランプを挙
げることができる。

【００２６】上述の実施形態では、シムプレート２５が
固定位置３に取り付けられる。しかし、本発明の範囲内
において、工具ホルダが固定位置とシムプレートとを持
たず、すなわち、切削インサート２６が上に載る底面
が、インサート座プレート９、９′を受けるヘッド２、
２′の表面と同じ高さにあることも可能である。

【００２７】本発明による工具ホルダは主として菱形の
いわゆる倣いインサート用であることが意図されてい
る。しかし、本発明の範囲内において、本発明の原理
は、三角形および正方形の切削インサートに対しても適
用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による工具ホルダと、この工具ホルダの
インサート座の中に受け入れられることが意図されてい
るシムプレートを有する切削インサートとの斜視分解図
である。

【図２】工具ホルダのインサート座プレートを取り付け
る際の、図１とは別の方向から見た本発明による工具ホ
ルダの斜視図である。

【図３】図２によるインサート座プレートの斜視図であ
る。

【図４】図３によるインサート座プレートの平面図であ
る。

【図５】図５によるインサート座プレート内に切削イン
サートを装着する時の初期状態を示す略平面図である。

【図６】切削インサートの装着の中間状態における図５
と同様の図である。

【図７】切削インサートの装着の最終状態における図５
と同様の図である。

【図８】インサート座プレートの第２の別の実施形態を
有する工具ホルダの平面図である。

【図９】インサート座プレートの図示されている実施形
態と協働することが意図されているヘッドの別の実施形
態の平面図である。

【図１０】工具ホルダ内に切削インサートを締め付ける
際に切削インサートが力を受ける時の、通常の従来技術
に関する原理の概略平面図である。

【図１１】図１０に示されている従来技術の概略平面図
であり、切削インサートが反対方向に向けられる力をい
かに曝されるかを示す。

【図１２】工具ホルダ内に切削インサートを締付け固定
する際の従来技術のもうひとつの改良型原理の概略平面
図である。

【符号の説明】

１…シャフト２…ヘッド３…固定位置５…底面６…第１の雌ねじ中心穴７ａ…第１の側面７ｂ…第２の側面８ａ…凹所８ｂ…凹所９…インサート座プレート１０…凹所１１ａ、１１′ａ…第３の側面１１ｂ、１１′ｂ…第４の側面１２…第１の鋸歯１３…第２の鋸歯１４、１４′…より小さい部分１５…第２の貫通穴１６…第１のねじ１７…第３の穴１８、１８′…スロット１９…第２のスロット２０、２０′…第１の指状部分２１、２１′…第２の指状部分２５…シムプレート２６…割出し可能インサート２７…第２の中心穴２８…第３の中心穴２９…第３のねじ３０…通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チップ除去機械加工用の切削インサート
（２６）のための工具ホルダであって、ヘッド（２、２′）と側面（１１ａ、１１ｂ、１１′
ａ、１１′ｂ）とを含み、前記切削インサート（２６）
が前記工具ホルダ内に取り付けられる時に前記切削イン
サート（２６）の側縁が前記側面（１１ａ、１１ｂ、１
１′ａ、１１′ｂ）に突き当たることが意図されてお
り、前記側面の１つ（１１ａ、１１′ａ）は可撓性であ
り、前記工具ホルダは、前記切削インサート（２６）の
ための締付け部材（２９）を受け入れるための部材（２
７、２８）、または、前記切削インサートの締付けのた
めの部材を有し、前記プレート形部材（９、９′）は２
つの指状部分（２０、２１、２０′、２１′）を有し、
および、互いに対向した前記２つの指状部分の側面が前
記切削インサート（２６）のための前記側面（１１ａ、
１１ｂ、１１′ａ、１１′ｂ）を構成する工具ホルダに
おいて、前記２つの側面（１１ａ、１１ｂ、１１′ａ、
１１′ｂ）に対して直角に延びる前記切削インサート
（２６）を支持するための支持表面（２５）が、前記プ
レート形部材（９、９′）上に配置されていることと、
前記側面（１１ａ、１１ｂ、１１′ａ、１１′ｂ）の各
々が、凹所を有することと、スロット（１８、１８′）
が、前記可撓性の側面（１１ａ、１１′ａ）に沿って延
びることとを特徴とする工具ホルダ。
【請求項２】前記スロット（１８、１８′）は、前記
プレート形部材（９、９′）の平面図で見た場合に、前
記スロットの末端が前記スロット（１８、１８′）の中
間部分よりも前記可撓性の側面（１１ａ、１１′ａ）か
ら遠く離れた位置にあるような湾曲を有することを特徴
とする請求項１に記載の工具ホルダ。
【請求項３】通路（３０）が前記スロット（１８）と
前記可撓性の側面（１１ａ）との間に配置されており、
前記通路（３０）は前記スロット（１８）の中間部分に
連結されていることを特徴とする請求項１または２に記
載の工具ホルダ。
【請求項４】前記プレート形部材（９、９′）が、第
１の鋸歯（１２）を有することと、前記ヘッド（２、
２′）が、第２の鋸歯（１３）を有し、前記第２の鋸歯
は、前記プレート形部材（９、９′）が前記ヘッド
（２、２′）上に取り付けられる時に前記第１の鋸歯
（１２）と協働することが意図されていることとを特徴
とする請求項１から３のいずれか一項に記載の工具ホル
ダ。
【請求項５】ノッチ（１９）が、前記指状部分（２
０、２１）の間に分離空間を形成することを特徴とする
請求項１から４のいずれか一項に記載の工具ホルダ。
【請求項６】前記インサート座プレート（９、９′）
に面した前記ヘッド（２、２′）の側面が、鋸歯（１
３）を備えていない部分（１４、１４′）を有すること
を特徴とする請求項４に記載の工具ホルダ。
【請求項７】前記ヘッド（２、２′）に面した前記イ
ンサート座プレート（９、９′）の側面が、鋸歯（１
２）を備えていない部分を有することを特徴とする請求
項４に記載の工具ホルダ。