JP2004148498A - 割り出し可能な旋削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 様々な加工作業に対する利用性を高めた割り出し可能な旋削工具を提供する。
【解決手段】 切屑生成加工用の割り出し可能な旋削工具は、交換可能なインサート３、５、７を受容する複数のインサートポケットを備えたホルダ１と、工作機械に受容されるための固定部分９とを備えている。交換可能なインサート３、５、７の少なくとも一つは、工具の軸線方向に対して側方に延びる主面を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、交換可能なインサートを受容するためのインサートポケットを備えたホルダと、工作機械に受容されるための固定部分とを備える切屑生成加工用旋削工具に関する。本発明の旋削工具は、好ましくは、金属加工のためのものである。

２００２年９月に発行されたＭａｐａｌ社のパンフレットから、工具の長手軸線方向から側方に延びるように配置された複数のインサートを有した切屑生成加工用フライス工具、すなわちインサートがフライス工具の前面に配置されている切屑生成加工用フライス工具が公知となっている。これに関し、このフライス工具は回転切削工具であり、よって、その複数のインサートに作用する力は旋削工具上の１つのインサートに作用する力と比較することはできない。

本発明の主たる目的は、様々な加工作業に対する利用可能性を高める上述のタイプの旋削工具を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、例えば旋削やねじ切り加工といった様々なタイプの加工作業間の段取り時間を減少させることにある。

少なくとも本発明の主たる目的は、固定部分とホルダとを含んだ工具本体を備えた割り出し可能な旋削工具によって達成される。ホルダは、交換可能な切削インサートをそれぞれ受容する複数のポケットを備えている。各ポケットは、工具本体をホルダの長手方向中心軸線周りに割り出し回転することによりインサートのうちの一つを有効切削位置（切削機能を果たし得る位置）に位置させるように配置されている。インサートのうちの一つはホルダの中心軸線に対して側方に延びるように配置された主面を有している。

以下、図面を参照して、本発明による工具の幾つかの実施形態を説明する。
本発明は旋削工具に関し、本発明の「旋削工具」とは、例えば突切り作業、溝入れ、旋削フライス加工などを行うことができる非回転工具と理解されたい。旋削工具は、長手方向中心軸線周りに割り出し可能であり、複数の交換可能な切削インサートのうちの一つを有効切削位置に配置させることができる。さらに、各切削インサートはそれ自体が割り出し可能になっている。

図１に示されている本発明の工具は工具本体を備え、この工具本体は、ホルダ１と、固定部分９とを備えている。ホルダ１は、その自由端部に、交換可能且つ割り出し可能なインサート３、５、７を受容するための複数のインサートポケット（インサート用凹部）を備えている。示されている実施形態では、これらポケット及びインサートの数は三つである。

インサート３、５、７は全て、それらの主面Ｐがそれぞれホルダ１の長手方向中心軸線ＣＬに対して側方（横方向又は長手方向中心軸線を横切る方向）に延びる向きに配置されている。「主面」とは、インサートの底面と一致する平面と理解されたい。

図１に示されているように、ホルダ１は、工作機械にしっかりと締め付けられるための工具本体の固定部分９上において、中心に設けられていない（すなわち、偏心して設けられている）。ホルダ１の偏心配置が可能な理由は、本発明の工具が旋削工具であり、よって、作業の際に自身は回転しないからである。しかしながら、有効切削位置（切削機能を果たし得る位置）に新しいインサートを送り移動させるために、工具を割り出し回転させること、すなわち割り出し軸線周りに固定部分９を回転させることは可能である。工具の割り出し回転は、割り出し軸線を規定するホルダ１の長手方向中心軸線ＣＬ周りにホルダ１を回転させることによって行われ得る。それに代えて若しくはそれに加えて、割り出し回転は、割り出し軸線を規定する固定部分９の長手方向中心軸線ＣＬ′周りに固定部分９を回転させることによって行われ得る。

図２には、インサート３、５、７がより詳細に示されている。図２では、インサート３は、その主面Ｐがホルダ１の中心軸線ＣＬに対して垂直な方向に向けられた垂直方向基準面と鋭角αをなすように傾けられており、この鋭角αは、接線方向基準面、すなわちホルダの半径に対して概ね接線方向に延びる向きの平面内に位置する。このような傾きは、例えばインサート３の中心軸線Ｅ（中心軸線Ｅについては図２を参照のこと）を通るホルダ１の半径によって規定される軸線Ａ周りに図１のインサート３を回転させることによって得られる。図２から、インサート３の前方切削面の軸線方向最前隅部からインサート３の中心軸線Ｅを通って主面Ｐと平行に延びる線Ｌ１が、垂直方向基準面内に位置し且つインサート３の中心軸線Ｅを通り抜けインサート３の前方切削面の軸線方向最前隅部の両方を通り抜ける基準線Ｒ１と角度αをなすことが分かる。角度αは、その角度を基準線Ｒ１から測定したとき、−４５°≦α≦＋４５°の範囲の値を有することが適している。ここで、角度αは、基準線Ｒ１の上方で正であり、基準線Ｒ１の下方で負であるとする。

図３には、別のホルダ１０１上の対応するインサート１０３が角度βで傾けられ、主面Ｐが、垂直方向基準面、すなわちホルダ１０１の中心軸線ＣＬに対して垂直方向に向いた平面と角度βをなすようになっている様子が示されている。ここで、角度βは、軸線方向基準面、すなわちホルダ１０１の中心軸線ＣＬを包含する平面内に位置する。角度βは、例えば（ｉ）ホルダ１の半径に対して接線方向に延び且つ（ｉｉ）インサート３の中心軸線Ｅを通って延びる軸線Ｆ周りに図１のインサート３を回転させることによって形成され得る。インサート１０３の前方切削面の軸線方向最後隅部からインサート１０３の中心軸線Ｅを通ってインサート１０３の主面と平行に延びる線Ｌ２が、垂直方向基準面内に位置し且つインサート１０３の中心軸線Ｅを通り抜けインサート１０３の前部切削面の軸線方向最後隅部の両方を通り抜ける基準線Ｒ２と角度βをなしていることが分かる。インサート１０３の前方切削面の軸線方向最後隅部はホルダの中心軸線ＣＬの近傍に位置する。角度βは、その角度を基準線Ｒ２から測定するときに、−４５°≦β≦＋４５°の範囲の値を有することが適している。ここで、角度βは、基準線Ｒ２の上方で正であり、基準線Ｒ２の下方で負であるとする。

本発明の技術的範囲内において角度α及びβの両方についてインサートを傾けることができることは了解されよう。

本発明の重要な特徴は、インサート３；１０３、５、７の各々の主面がホルダ１；１０１の軸線方向ＣＬに対して側方に延びる寸法を有していることである。なお、本発明によれば、インサート３；１０３が所定角度で傾いている場合でも、インサート３；１０３は軸線方向ＣＬを横切って側方に延びているとみなされる。概括して、この「側方に」という表現は、インサートが軸線方向ＣＬに垂直な平面内に設けられている場合だけでなく、インサートが指示された角度範囲内で傾いている場合も含むように解釈される。

図４に示されている実施形態では、他のホルダ２０１上のインサート２０３が残余のインサート５及び７に対して軸線方向ＣＬに所定距離δだけ変位させられている。これにより、切屑生成加工を行うときにワークに対する工具の利用性を向上させる。図４に示されているように、インサート２０３、５、７の各々は、軸線ＣＬに対してほぼ垂直な方向に延びる向きに配置されている。しかしながら、本発明の制限の範囲内で、インサート２０３、５、７の一部を図２及び／又は図３に示されているように傾けるようにした配置を行うこともできる。

図５では、本発明による工具の実施形態を使用する方法が示されている。ここでは、ホルダ３０１は固定部分３０９に対して中心に（同軸に）配置されている。図５は、三つのインサート３０３、３０５、３０７のうちの一つ、より正確には倣い加工用インサート３０５でワークＡ３を加工する方法を略図で示している。

図６には、図５の工具のインサートのさらに詳細が示されている。図６では、これらインサートがインサートの典型的なセッティングを表している。図６から、ホルダ３０１が重負荷加工（重切削加工）のための旋削加工用インサート３０３、倣い加工用インサート３０５、及びねじ切り加工用インサート３０７を備えていることが分かる。これらインサート３０３、３０５、３０７は、上述したように、所定の角度α及び／又はβで傾けられていてもよい。

図５には、様々な力がどのように倣い加工用インサート３０５に作用しているかが示されている。ここで、ＦＴは接線方向の力を、ＦＡは軸線方向の力を、ＦＲは半径方向の力を示している。インサートに影響を与える絶対値が最も大きな力は接線方向の力ＦＴであり、接線方向の力ＦＴは図５の実施形態ではホルダ３０１の長手軸線方向に沿った方向を有している。このことは、接線方向の力ＦＴがホルダ３０１に目立ったたわみを引き起こさせることなくホルダ３０１によって吸収されることを意味する。図５に示されているような力の状況は、従来の旋削工具よりも振動を生じさせる傾向を小さくする。

図７には、ねじ切り加工用インサート３０７を使用して回転するワークＡ３にねじ部を生成させるために本発明による工具を使用する方法が示されている。

図８には、本発明による工具の他の実施形態が示されている。図８に示されているように、二つの交換可能且つ割り出し可能なインサート４０３及び４０５が、ホルダ４０１に対して本発明の原理に従った向きに配置されている、すなわちインサート４０３及び４０５の主面が工具の軸線方向ＣＬに対して側方に延びるように配置されている。図８の工具の第３のインサート４０７はホルダ４０１上で従来のように配置されている。図８に示されている実施形態では、インサート４０３は旋削加工用インサートである一方、インサート４０５は倣い加工用インサートを構成している。インサート４０３及び４０５は、一般に、異なるタイプの加工を行う。すなわち、インサート４０３は重負荷加工（重切削加工）を行う一方、倣い加工用インサート４０５は仕上げ加工を行う。

図９は、回転するワークＡ４を加工するときに図８の工具を使用する方法の例を示している。図９に示されているように、インサート４０７の従来通りの配置はこのインサートを例えば内側旋削（内径加工）に有用とならしめる。

よって、本発明による旋削工具は、複数の交換可能なインサート（好ましくは、異なるタイプのインサート）を支持し、これにより、工具を割り出し回転することによって異なる種類の旋削加工作業間で簡単且つ迅速にこの旋削工具の調整を行うことができるようにする。

本発明の想到可能な改変は以下の通りである。
上述の実施形態において、本発明による工具は三つの異なるタイプのインサートを備え、これにより、三つの異なる種類の加工作業において工具を利用できるようにしている。しかしながら、本発明の制限範囲内において、工具が一つのタイプのみ又は二つのタイプの相互交換可能なインサートを備え、これらタイプのインサートが様々な数で提供されるようにすることができる。

通常、本発明による工具の上述の全ての実施形態において、各インサートは中央ねじによってインサート用ポケットに留められる。このことは当然の従来技術であるので、これらのねじについてはより詳しく説明しない。本発明の制限の範囲内において、他の締め付け手段によって相互交換可能なインサートを各インサートポケットに固定することができる。制限を意味するものではないが、一つの例として、上部締め付け部分の使用が挙げられる。

本発明による割り出し可能な旋削工具の実施形態を斜視図で示している。 図１の工具の切削ヘッドの詳細を示しており、切削ヘッドが三つの交換可能なインサートを備えている。 本発明による工具の他の切削ヘッドの詳細を示している。 他の切削ヘッドの詳細を示している。 本発明による工具の他の実施形態を斜視図で示しており、工具がワークに係合し、力が工具に作用している。 図５の工具の切削ヘッドの詳細を示している。 図５の工具をねじ切り加工に使用する方法を示している。 本発明による他の工具を斜視図で示しており、二つの交換可能なインサートが本発明の原理に従った向きに配置されている。 回転するワークを加工する際の図８の工具を斜視図で示している。

符号の説明

１…ホルダ
３…インサート
５…インサート
７…インサート
９…固定部分
１０１…ホルダ
１０３…インサート
２０１…ホルダ
２０３…インサート
３０１…ホルダ
３０３…インサート
３０５…インサート
３０７…インサート
３０９…固定部分
４０１…ホルダ
４０３…インサート
４０５…インサート
４０７…インサート
４０９…固定部分

Claims (14)

1. 固定部分と該固定部分から突出するホルダとを含む工具本体を備え、該ホルダが交換可能な切削インサートをそれぞれ受容する複数のポケットを備え、該ポケットは、前記工具本体を割り出し軸線周りに割り出し回転させることにより、前記切削インサートのうちの一つを有効切削位置に位置させるように配置されており、前記切削インサートのうちの一つは前記ホルダの長手方向中心軸線に対して側方に延びるように配置された主面を有していることを特徴とする割り出し可能な旋削工具。
2. 前記切削インサートのうちの少なくとも一つの切削インサートの主面は前記ホルダの中心軸線と垂直に配置された垂直方向基準面と鋭角αをなし、該鋭角αは前記ホルダの半径に対して概略接線方向に延びるように向いた平面内に位置する、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
3. 前記鋭角αは、−４５°≦α≦＋４５°の範囲である、請求項２に記載の割り出し可能な旋削工具。
4. 前記切削インサートのうちの少なくとも一つの切削インサートは、前記ホルダの中心軸線と垂直に配置された垂直方向基準面と鋭角βをなし、該鋭角βは前記ホルダの中心軸線を含む平面内に位置する、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
5. 前記鋭角βは、−４５°≦β≦＋４５°の範囲である、請求項４に記載の割り出し可能な旋削工具。
6. 複数の切削インサートは、それぞれ、前記ホルダの中心軸線に対して側方に延びるように配置された主面を有しており、一つの切削インサートが前記ホルダの中心軸線に沿って前記複数の切削インサートからオフセットされている、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
7. 前記前記複数の切削インサートのうちの一つの切削インサートが前記固定部分に向かう方向に前記複数の切削インサートのうちの残余の切削インサートからオフセットされている、請求項６に記載の割り出し可能な旋削工具。
8. 前記複数の切削インサートのうちの別な少なくとも一つの切削インサートは、前記ホルダの中心軸線に対して側方に延びるように配置された主面を有しており、主面が前記ホルダの中心軸線に対して側方に延びるように配置されている前記切削インサート同士は互いに異なる構成を有している、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
9. 前記切削インサートのうちの少なくとも一つの切削インサートの主面は前記ホルダの中心軸線と概略平行に延びるように配置されている、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
10. 前記切削インサートは前記ホルダの中心軸線周りに周方向に間隔をおいて配置された三つの切削インサートから構成されている、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
11. 前記ホルダの中心軸線からの前記切削インサートのそれぞれの半径方向距離は互いに異なる、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
12. 前記切削インサートは、前記ホルダに対して割り出し可能であり且つ互いに対して割り出し可能である、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
13. 前記ホルダの中心軸線は、前記固定部分の長手方向中心軸線に対して偏心配置されている、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。
14. 前記ホルダの中心軸線は、前記固定部分の長手方向中心軸線と一致している、請求項１に記載の割り出し可能な旋削工具。

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