JP2004515372A - 振動減衰手段を有する金属切削用工具 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの切断インサート（１２）を前端に位置決めした工具本体（１１）を含む、金属材料の加工用工具であって、工具本体が１つ又は幾つかの減衰要素（１８）を備える工具に関する。その特徴は、減衰要素（１８）及び工具本体（１１）の間の空間は、切削中、工具本体（１１）及び減衰要素（１８）の相対運動が可能であるように、互いに配置されることである。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、金属材料の加工用穿孔工具に関し、より正確には、加工品を加工するために露出された、少なくとも１つの切断インサートを有する工具本体を含むタイプの工具に関する。工具は、例えば、長手方向に伸長する溝を有するドリルとして形成されても良く、その溝は、切り屑放出用のグルーブ（ｇｒｏｏｖｅ；溝）として役立つために、それぞれ外側及び内側インサートに接合する。
【０００２】
本発明は、工具本体に配置するのに適した減衰装置にも関する。
【０００３】
金属材料内に孔を作る際に、機械音及び加工の振動によって引き起こされる高い騒音レベルにより、問題が生じる。従来使用されたドリルは、適切な騒音減衰及び振動減衰が実現可能であるように形成された内蔵／付加減衰装置を備えていなかった。本質的な事項は、耳に不快感を与える範囲で大部分の振動音が除去可能なことである。できれば、機械音、及び普通通常なら７４〜７６ｄＢに達する不可避な切り屑のがたがた鳴る音のみが、残るべきである。しかしながら、減衰がなければ、１３０ｄＢに至るレベルが測定されることは珍しくない。本来の機械音は、耳にとってより静かに感じられる。
【０００４】
例えば、ＳＥ−Ｂ−４６８９３０により、長手方向に形成された、ドリルの切り屑流路の溝内で用いられた、部分的な騒音減衰材料を有する穿孔工具を形成することが、既に公知である。しかしながら、ＳＥ−Ｂ−４６８９３０に従って用いられた超硬合金縁部は、いかなる適切な騒音消去も示す結果にならなかった。
【０００５】
（発明の開示）
このような状況において、本発明の目標は、上記問題に解決策を提供することである。本発明に従えば、工具は、金属材料の切り屑加工切削のために設けられ、加工物の有効なフライス削りのための少なくとも１つの切断インサートを支持する、ホルダ本体を含み、ホルダ本体は、ホルダ本体と別の、又は同じ材料製の少なくとも１つの減衰要素を備える。工具は、切断インサートを備える部分を前端に有する。減衰要素及びホルダ本体は、切削中にホルダ本体及び減衰要素の相対運動が可能になるように互いに配置される。
【０００６】
問題は、切断インサートを前端に備えたホルダ本体を有する工具に配置するのに適した減衰装置によっても解決された。減衰装置は、ホルダ本体に解放可能又は、解放不可能に接続された環状部材として形作られる。
【０００７】
これにより、穿孔、及びフライス削り又は例えば内部旋盤に有用な、実質的に改良された騒音及び振動減衰を有する工具のための装置が得られる。この結果、この新規な工具は、加工物の適切な金属加工によって引き起こされる騒音レベルの実質的な減少を可能にする。同時に、かかる工具は、切断力の変化によって生じる、振動に影響されにくくなる。
【０００８】
（詳細な説明）
図１に示す実施例は、ドリル本体１１、並びにドリルの周縁部に位置する外側切断インサート１２及びドリルの中心により近くに位置する内側切断インサート１３を含む本発明による減衰要素１８を有するドリル１０である。
好ましくは、切断インサートは、硬質セメント炭化物（ｈａｒｄ ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃａｒｂｉｄｅ）で作られる。２つの切断板は、その作業領域が互いに重なるように、ドリルの軸Ａからの異なる半径方向の距離に位置する。同時に、前記切断板は、図７に示すように、工具の周縁方向に約１８０°離れて位置する。切断板１２及び１３は、ドリル本体１１内の対応する切断ポケット内に、公知の方法で、例えば中央螺子によって固着される。ドリル本体１１は、実質的に円筒形の基本的外形を有し、かつ鋼製である。
【０００９】
切断インサートの後ろ側に位置するドリル本体１１の部分で、ドリル本体は、軸方向に伸長する、半径方向に外部に開放する溝１４及び１５を備え、該溝は、断面において、凹形に曲げられ、かつそれぞれの切断板１２及び１３に別々に接合する。前記溝１４、１５は、切り屑流路として役立つことを目的とし、かつ円筒形包絡面を有する棒１６及び１７は、その間に位置する。図１〜６に図解した実施例において、前記切り屑流路１４、１５は、螺旋状である。あるいは、切り屑流路１４、１５は、一直線のデザイン又はその組み合わせを有しても良い。切断板１２、１３の軸方向に後ろ側に距離を置いて、減衰要素は、対応する窪み内の棒１６の上の凹部に、図１では置かれる。減衰要素１８は、ドリル本体１１の密度とは異なるの密度の材料から構成されても良い。減衰要素１８が、棒１６の凹部に配置され、加工中に、要素１８及びドリル本体１１の相対運動が、可能となること、及び減衰要素１８の接続は、包絡面が、問題の加工物３の工具内での孔の所望の貫通を実質的に妨げないことは、重要である。
【００１０】
図１の実施例は、減衰要素１８の上面が、隣接するドリル本体１１の外側表面と同じ高さで、かつ同じ外形で位置するようになっている。減衰要素１８は、その外側包絡面の外形に、全体的又は部分的に対応する外形を有する。減衰要素１８は、例えば、１つ又は幾つかの螺子１９、２０によってドリルシャンク１１に固着されても良い。あるいは、減衰要素１８は、接着又は加硫によってドリル本体１１に接続されても良い。あるいは、減衰要素１８は、それらが、ドリル本体の上面に形成されたダブテール形のキャビティ（ｄｏｖｅ−ｔａｉｌ ｃａｖｉｔｙ）内に完全又は部分的に密閉されるように形作られても良い。ドリル本体１１は、その軸方向の後部側部分に、後部分２２に変わる円錐部分２１の外形の後部区間厚大部分により、一般的な方法で形成される。
【００１１】
図２の実施例において、減衰要素１８は、延長部が棒１６の一部を構成するように、軸方向で、螺旋状の該延長部を有するが、同時に切り屑流路１４のサイズを減少させないように形成される。この場合も、減衰要素１８は、１つ又は幾つかの螺子１９、２０によってドリル本体１１に接続されるか、又は接着若しくは加硫によってドリル本体１１に接続されても良い。
【００１２】
図１の実施例に関するのと同じように、減衰要素１８の上面は、棒１６の包絡面に対応する。減衰要素１８の形状が、棒１６の外形に完全に接続することは、必要でない。反対に、減衰要素１８は、例えば棒１６内の対応する窪み内で幾分窪んでいても良い。図３Ａによる実施例において、減衰要素１８は、ドリル本体の前面へ完全に伸長する。
【００１３】
図４〜５の実施例において、図４の減衰要素が、面が溝の境界面のそれに対応するように、溝１４の１つの窪みに収容される板１８ａの外形を有する代替的実施例である。図５の減衰要素１８ａは、棒の包絡面の円周方向に窪んだ板の外形を有する。減衰要素は、棒の包絡面に実質的に対応する凸形包絡面を有する。
【００１４】
図６〜７の実施例において、要素１８ｂは、接着又は加硫によりドリル本体１１内の対応するキャビティに固着されたピン又は管の外形を有する。あるいは、係止部材がキャビティに導入され、係止部材は、要素１８がキャビティから飛び出すことを妨げ、同時に要素がキャビティ内部に移動することを可能にする。
【００１５】
図３Ｂ〜３Ｃは、螺子止めされる減衰要素を示し、螺子１９、２０は、ドリル本体に接続され、同時にそれぞれ減衰要素１８及びドリル本体１１の相対運動を可能にする。
【００１６】
ピン１８ｂを収容するのに適したキャビティは、例えば、工具内に配置された冷却水路の前端であっても良い。減衰要素１８及び工具本体の間に、例えばエラストマ、重合体、生ゴム又は接着化合物及び封止化合物の材料が存在しても良い。これらの材料の組み合わせも可能である。
【００１７】
図８〜９による実施例において、減衰要素は、接着、加硫等によって半径方向のボア２３ａ、２３ｂ内部に接続される円筒形要素１８ｃの外形を与えられている。あるいは、接続は、要素に沿った又は要素を横切るペグ装置によって行われる。ペグ装置は、１つ又は幾つかの完全又は部分的に貫通するペグを含んでも良い。
【００１８】
図１０の実施例において、減衰要素は、ドリル棒１６、１７の前部分内で、円錐状に外側に伸長するボア内に収容される、一直線の円筒形で、管状のピン１８ｄの外形を有する。管ピン１８ｄは、その時、図１０から明白なように、ドリル本体の前面から距離を置いて窪むようになるように収容される。あるいは、例えば係止部材が、窪みに導入され、係止部材は、要素１８がキャビティから飛び出すことを妨げるが、同時に、要素が窪み内部に移動することを可能にする。
【００１９】
図１１Ａ〜１１Ｂによる実施例において、減衰要素１８は、溝１５の軸方向前部分を密閉する、部分的に円筒壁要素の外形を有する。その時、デザインは、要素１８の軸方向延長部が、内側切断インサート１３を収容するインサートポケットの軸方向に後ろ側に距離を置いて仕上げられるようになる。あるいは、要素１８は、ドリルの前面までずっと伸長しても良い。
【００２０】
図１２Ａ〜１２Ｂによる実施例において、減衰要素１８は、以上に記載した方法に従って、螺子１９、２０によってドリル本体に接続される。
【００２１】
図１３に、６つのインサート位置２７を有するフライス本体２６を大まかに示す。各インサート位置に、切断インサート２８及びシム２９が、設けられ、固定螺子３０によってインサート位置に締め付けられる。切断インサートは、この場合に、フライス本体内の正の軸角により機能上、傾斜している。回転方向において、各インサートの前に、フライス削りがなされた切り屑ポケット３１が設けられる。フライス本体２６の包絡面に、多数の減衰要素１８が、フライス削りの作業中に要素１８及びフライス本体２６の相対運動を可能にする、螺子要素３２、３３によって付着されている。見られるように、要素１８は、切断インサートの位置の後ろ側に軸方向に距離を置いて所定の位置で、フライス本体に付着されていことがわかる。減衰要素１８は、環状減衰要素の断続的に形成された区間を構成する。
【００２２】
図１４に示す実施例において、内部回転のために、工具は、棒３４、及び棒の前端に配置された切断ヘッド３５の形状のホルダ本体から構成される。切断ヘッド３５は、半径方向に調整可能であり、かつ示した実施例において、棒３４の対応するタップ又は舌片３７を包含するダブテールスロット３６を備える。切断ヘッドは、締め付け要素３９によって固着された切断インサート３８を備える。減衰要素１８は、切断ヘッドの外面に付着されるか、その中に位置決めされる（図６〜１０比較参照）。あるいは、減衰体は、工具に対して運動を行うことがそれぞれ可能になる砂、粒状体、又は複数の小塊を含んでも良い。減衰体、又は砂若しくは粒状体は、剛体、液体又は気体媒体によって完全又は部分的に取り囲まれても良い。
【００２３】
図１５Ａは、半径方向に配置される螺子４０を備えたドリル本体１１を示す。円柱面４２、及び環状の軸方向に向けられた面４４を有するフランジは、環状に形成される減衰要素１８の受座を構成する（図１５Ｂ参照）。螺子は、ドリル本体に対して固着されるが、減衰要素がドリル本体に対して運動を行うことを可能にする。
【００２４】
図１６Ａは、２つの半径方向に配置された螺子４０を含む半環状減衰要素１８ｅを備えたドリル本体１１を示す。
【００２５】
図１６Ｂは、ドリル本体の対応する窪み又は貫通孔に導入するのに適した、半径方向に向けられた突起４４を備える減衰要素１８ｅを半分示す。突起４４は、好ましくは、螺子４０の間に中心に配置される。
【００２６】
図１６Ｃは、環状減衰要素１８を共に形成する減衰要素１８ｆの他方の半分を含むドリル本体１１を示す。また半分１８ｆは、そこに対応する窪み又は貫通孔４６に導入される、対応する突起を有する。両方の半分が所定の位置に置かれる時、それらは、螺子４０によって互いに接続される。しかしながら減衰要素は、突起４４が窪み又は貫通孔４６より小さく、そのようにして幾らかの遊びを許しているために、ドリル本体に対して運動を行うことが可能にされる。
【００２７】
図１５Ａ〜１５Ｂ及び１６Ａ〜１６Ｃに示した減衰要素１８、１８ｅ、１８ｆは、当然にドリル本体１１に取り外し可能に配置され得るが、しかしながらドリル本体に対する運動は、可能になるように配置される。この場合１つ又は複数の螺子４０は、例えばリベット、接着部又は加硫の代わりにされる。
【００２８】
当然に、減衰要素１８は、図１６Ａ〜１６Ｃに示すように、２つ以上の部品を含んでも良い。
【００２９】
図１７は、図１３によるフライス本体２６を示すが、減衰要素１８及びフライス本体２６の所望の相対運動が、達成されるように、フライス本体２６内の取り付け孔の螺子山に対して螺子山の半径方向の遊びを可能にする螺子３２によってフライス本体２６に付着された環状減衰要素１８を有する。
【００３０】
図１８は、図１４に示した回転棒に対応する回転棒を示すが、減衰要素１８が、環状外形を有し、かつ切断ヘッド３５の包絡面の周りに配置されるという相違点を有する。減衰要素１８は、切断ヘッド３５及び減衰要素１８の相対運動が達成されるように、図１７に関連した議論に対応する方法で配置される。
【００３１】
図１９は、図１５Ｂに示した種類のドリル工具を示すが、交換モジュール５０が、ドリル本体１１に取り外し可能に付着される、すなわち交換モジュール５０が、ドリル本体１１に対する運動を行うことができないという相違点を有する。交換モジュールは、１つ又は複数の減衰要素１８を備える。本発明によれば、１組の交換モジュール５０に、ドリル工具の異なる標準サイズのための異なる半径方向延長部及び／又は異なる内径が備えられる。
【００３２】
更に、交換モジュールは、異なる減衰度及び／又は減衰頻度を達成するために、異なる数の減衰要素１８、及びその異なる寸法をそれぞれ備える。
【００３３】
図１〜１２及び１４〜１６に示したドリル本体は、あるいは同様に細長い円柱基本的外形を有する、エンドミルを含んでも良い。
【００３４】
当然に、本発明の範囲内で、１つの減衰要素又は複数の減衰要素１８の位置は、それぞれフライス本体、ドリル本体、及び回転棒の上で、又はこれらの内部で変化しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】
工具の第１の実施例の側面図を示す。
【図２】
工具の第２の実施例の側面図を示す。
【図３Ａ】
工具の第３の実施例の側面図を示す。
【図３Ｂ】
工具の第４の実施例の側面図を示す。
【図３Ｃ】
図３Ｂの実施例の端面図を示す。
【図４】
工具の第５の実施例の側面図を示す。
【図５】
工具の第６の実施例の側面図を示す。
【図６】
工具の第７の実施例の側面図を示す。
【図７】
図６の実施例の端面図を示す。
【図８】
もう一つの実施例の側面図を示す。
【図９】
図８によるドリルの線Ａ−Ａに沿った断面を示す。
【図１０】
代替的実施例を示す。
【図１１Ａ】
同じく代替的実施例を示す。
【図１１Ｂ】
図１１Ａの端面図を示す。
【図１２Ａ】
もう一つの代替的実施例を示す。
【図１２Ｂ】
図１２Ａの端面図を示す。
【図１３】
本発明によるフライス工具を示す。
【図１４】
本発明による回転棒の側面図を示す。
【図１５Ａ】
本発明による穿孔工具を示す。
【図１５Ｂ】
本発明による穿孔工具を示す。
【図１６Ａ】
本発明による穿孔工具のもう一つの実施例を示す。
【図１６Ｂ】
本発明による穿孔工具のもう一つの実施例を示す。
【図１７】
図１３のフライス工具のもう一つの実施例を示す。
【図１８】
回転棒のもう一つの実施例を示す。
【図１９】
穿孔工具のもう一つの実施例を示す。

Claims (17)

1. ホルダ本体（１１）が、そのホルダ本体（１１）とは別の、又は同じ材料の少なくとも１つの減衰要素（１８）を備える加工物の有効なフライス削りのための少なくとも１つの切断インサートを支持するホルダ本体（１１、２６、３５）を含む金属材料の切り屑除去用工具であって、
   − その工具は、切断インサートを備える部分を前端に有し、
   − 前記減衰要素（１８）及び前記ホルダ本体（１１、２６、３５）は、切削中に、ホルダ本体及び減衰要素の相対運動が可能にされるように互いに配置されることを特徴とする工具。
2. 前記減衰要素（１８）及び前記ホルダ本体（１１）の間の空間に、接合部又は境界層が、ホルダ本体及び減衰要素の相対運動が可能にされるように設けられることを特徴とする請求項１に記載の工具。
3. 前記工具は、少なくとも１つの切断インサート（１２、１３）、及び１つ又は幾つかの管（１８ａ）又はピン（１８ｂ）が各々の内部に配置された多数の冷却水路を有するドリル本体（１１）を含む細長いドリル工具として形作られることを特徴とする請求項１に記載の工具。
4. 前記包絡面は、その包絡面が実質的に問題の加工物内に発生した孔内の工具の所望の貫通を妨げないように、減衰要素（１８）が配置される窪みを備えており、前端に位置決めされる１つ以上の切断インサート（１２、１３）を有するドリル本体（１１）を含むことを特徴とする請求項１に記載の工具。
5. 前記減衰要素（１８、１８ａ）は、棒（１６）の１つの、部分を形成し、かつ同時に溝の境界面の部分を構成するように形作られ、かつドリルに接続される、切断インサート（１２、１３）、及び棒（１６、１７）が間に形成される軸方向に伸長する溝（１４、１５）を前端に備える、ドリル本体（１１）を含む請求項１に記載の工具。
6. ピン（１８ｂ）又は管（１８ａ）の形状の減衰要素は、前記ドリル本体内の対応するキャビティに収容される、切断インサート（１２、１３）を前端に、かつ半径方向に、軸方向に、又は他のあらゆる方法で方向付けられた溝（１４、１５）をドリル本体内に備える前記ドリル本体（１１）を含む請求項１又は２に記載の工具。
7. 前記工具本体は、その工具本体の内部又は面上に配置された１つ以上の減衰要素（１８）を有するのに適する切刃が取り付けられた工具本体（２６）の外形を有することを特徴とする請求項１に記載の工具。
8. 前記減衰要素が、切断インサート（２８）の位置の軸方向後ろ側に距離を置いた位置で、工具本体（２６）に配置されることを特徴とする請求項７に記載の工具。
9. 前記減衰要素が、溝（１５）の軸方向部分を密閉する一部円筒壁要素（１８）として形作られたホルダ本体に沿って形成された切断インサート（１２、１３）及び溝（１４）を前縁に備えたドリル本体として、形作られることを特徴とする請求項１に記載の工具。
10. 前記減衰要素は、前記ホルダ本体に解放可能に、又は解放不可能に接続された環状部材（１８）として形作られる、切断インサート（１２、１３）を前縁に備えたドリル本体として、形作られることを特徴とする請求項１に記載の工具。
11. 環状に形成された減衰要素（１８）は、実質的に前記溝を貫通することなく、ドリルシャフトに配置される、切断インサート（１２、１３）及び少なくとも１つの、ドリルシャフトに沿って配置された前縁からの溝（１４）を前縁に備えたドリル本体として、形作られることを特徴とする請求項１に記載の工具。
12. 前記減衰要素は、相対運動を行うことが可能にされる砂、粒状体、又は複数の小塊を含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の工具。
13. 前記切断インサート（１２、１３）を前縁に備えたホルダ本体を有する工具に配置するのに適した減衰装置であって、前記ホルダ本体に解放可能又は解放不可能に接続された環状部材（１８）として形作られることを特徴とする減衰装置。
14. 接続された状態で、前記環状部材を形成する少なくとも２つの区間（１８ｅ、１８ｆ）を含むことを特徴とする請求項１３に記載の減衰装置。
15. 単独の環状減衰要素を含むことを特徴とする請求項１３に記載の減衰装置。
16. 相対運動を行うことが可能にされる砂、粒状体、又は複数の小塊を含むことを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載の減衰装置。
17. 複数の環状交換モジュール（５０）を含み、各該交換モジュールが少なくとも１つの減衰装置（１１）を備え、前記交換モジュールは、標準寸法のホルダ本体に嵌め込むのに適している、１組の部品。