JP2005074623A - 調整可能なプレート座を備えたフライス工具 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな歯数と調整可能なカッティングプレートとを備えたフライス工具を提供する。
【解決手段】工具ボディ３に形成された、底面６と、側面と、上面７とを有するカッティングプレート２を収容するための少なくとも１つのプレート座５が設けられており、該プレート座が、楔プレート載着面１９を有しており、楔プレート１６が設けられており、該楔プレートが、カッティングプレートの底面に接触する載着面１７と、該載着面に対して鋭角を成して配置されたベース面１８とを有しており、該ベース面が、楔プレート載着面に接触しており、楔プレートが、カッティングプレートの底面とプレート座の楔プレート載着面との間に移動可能に配置されており、楔プレートをカッティングプレートと工具ボディとに対して適切に移動させるための調整装置２７が設けられているようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、フライス工具であって、当該フライス工具が、調整可能に支承された少なくとも１つのカッティングプレートを有している形式のものに関する。

特に正確な加工を行うことができるフライス工具では、個々のカッティングプレートの位置を調整することができ、これによって、同じ面を加工する複数のカッティングプレートのカッティングエッジがフライス工具の回転時に共通の面を規定することがしばしば所望される。たとえば、円筒フライスまたはディスクフライスの周面カッティングエッジは同じ円筒面に位置していることが望ましい。工具ボディの一方の端面に位置するカッティングエッジは可能な限り共通の平面に位置していることが望ましい。

カッティングプレートを、たとえば調節可能なカートリッジによって工具ボディに調節可能に支承することが知られている。このような解決手段の例は、ヨーロッパ特許第０４９９２８０号明細書から知ることができる。調整可能なカッティングプレートは、それぞれほぼ直方体状のカートリッジに支承されている。カートリッジを収容するためには、工具ボディが、傾けられた底面を備えたカートリッジ座を有している。このカートリッジ座がディスク状の工具ボディの一方の端面に配置されている場合には、該当する底部が端面に対して傾けられている。これに対して、該当するカートリッジ座がディスク状の工具ボディの外周面に配置されている場合には、カートリッジ座の底部が工具ボディの接線に対して傾けられている。したがって、カートリッジ座でのカートリッジの移動は、第１の事例では、カッティングプレートの軸方向調節を生ぜしめ、第２の事例では、カッティングプレートの半径方向調節を生ぜしめる。カートリッジは、必要に応じて緩めることができる固定ねじによって工具ボディに位置固定されている。カートリッジの移動は楔によって生ぜしめられる。この楔はカートリッジの端面側の端部に向かって押圧され、この端部に対応配置された固有の調整ねじによって操作される。

カートリッジは著しいスペース需要を有している。これによって、連続して続くカッティングプレートの間隔が最小寸法を下回ることができない。このことは歯数を制限する。

高い切削性能を備えた効率的な工具を求めて、高い歯数が目標とされる。他方では、特にフライス削り過程時に仕上げ加工にさらされている面に対する高い加工精度が目標とされる。均一なカッティングプレート摩耗およびカッティングエッジ摩耗に関しても、仕上げ加工過程に関与しないカッティングエッジの正確な調整が目標とされるので、関与する全てのカッティングプレートが可能な限り同じチップ厚さをすくい取る。
ヨーロッパ特許第０４９９２８０号明細書

ここから出発して、本発明の課題は、大きな歯数と調整可能なカッティングプレートとを備えたフライス工具を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、工具ボディが設けられており、該工具ボディが、回転駆動される作業スピンドルに結合するための少なくとも１つの固定手段を有しており、工具ボディに形成された、底面と、側面と、上面とを有するカッティングプレートを収容するための少なくとも１つのプレート座が設けられており、該プレート座が、楔プレート載着面を有しており、楔プレートが設けられており、該楔プレートが、カッティングプレートの底面に接触する載着面と、該載着面に対して鋭角を成して配置されたベース面とを有しており、該ベース面が、楔プレート載着面に接触しており、楔プレートが、カッティングプレートの底面とプレート座の楔プレート載着面との間に移動可能に配置されており、楔プレートをカッティングプレートと工具ボディとに対して適切に移動させるための調整装置が設けられているようにした。

本発明によるフライス工具は工具ボディを有している。この工具ボディには複数のカッティングプレートが保持されている。これらのカッティングプレートは、有利には側面プレートまたは接線方向プレートとして組み付けられている。すなわち、プレートの固定孔がほぼ軸方向（側面プレート）にまたは半径方向（接線方向プレート）に向けられている。カッティングプレートの固定孔が鉛直方向に延びているカッティングプレート底面と、工具ボディの相応の楔プレート載着面との間には、楔プレートが配置されている。この楔プレートは固定孔に対して横方向に移動可能である。楔プレートの移動によって、楔プレート載着面からのカッティングプレートの底面の間隔ひいてはカッティングプレートのカッティングエッジの位置を変えることができる。したがって、接線方向プレートの場合には、カッティングプレートの半径方向調整が行われる。側面カッティングプレートの場合には、カッティングプレートの軸方向調整が行われる。カッティングプレートの位置変更は固定孔の方向への調節に制限される。その他の点では、カッティングプレートはベースボディまたは工具ボディに対して然るべき場所にとどまっている。

楔プレートを移動させるためには、連続して続くカッティングプレートの間に僅かにスペースが必要となる。したがって、カッティングプレートの間隔を極めて僅かに保つことができる。これによって、高い歯数が得られる。カッティングプレートの側面の支持は直接工具ボディの支持部で行うことができる。

カッティングプレートと工具ボディとに対して移動可能な楔プレートによるカッティングエッジ調整の主要な利点は、たとえばスローアウェイチップの転回時の繰返し精度にある。カッティングプレートはそのプレート座から解離することができ、再度の位置調整が必要となることなしに、再びプレート座に組み付けることができる。十分に正確に製造されたカッティングプレートでは、カッティングプレート交換を楔プレートの再度の位置調整なしに行うこともできる。カッティングプレートの底面と楔プレート載着面との間に嵌められた移動可能な楔プレートと、工具ボディの当付け面に対するカッティングプレートの側面の、その他の点で直接的な当付けとのコンセプトによって、カッティングプレートの緊締時の高い繰返し精度が得られる。

有利には、カッティングプレートも楔プレートも開口を備えている。この開口はただ１つの緊締ねじによって貫通されている。この緊締ねじはカッティングプレートを楔プレートに対して緊締し、この楔プレートを楔プレート載着面に対して緊締する。楔プレートの調節は、緊締ねじが幾分緩められている場合にしか行うことができない。緊締ねじが締め付けられている場合には、緊締ねじはカッティングプレートも楔プレートも固く緊締している。

楔プレート載着面は、有利には仮想基準面に対して数度（たとえば１゜〜１０゜）傾けられている。この仮想基準面にはカッティングプレート孔が鉛直方向に延びている。また、仮想基準面はカッティングプレートの底面に対して平行に位置決めされている。該当する鋭角は楔プレートの楔角に相当している。この楔プレートの移動によって、カッティングプレートの高さ調節が行われる。カッティングプレートの調節範囲は、有利には２０μｍ〜３０μｍｍの範囲に規定されている。しかし、必要な場合には、より大きなまたはより小さな調節範囲が規定されてもよい。

カッティングプレートの底面と楔プレートの載着面とは、有利には平面である。しかし、必要な場合には、この平面が、楔プレートの移動方向で長手方向に延びる異形成形部、たとえばリブまたは溝を備えていてもよい。相応のことが楔プレートのベース面と工具ボディの楔プレート載着面とに当てはまる。平面は、生ぜしめられる均一な圧力分配のため優遇される。

カッティングプレートの側方の支持のために働く当付け面は、有利には直接工具ボディに形成されている。これによって、一方では、カッティングプレートの極めて剛性的な支承が可能となり、他方では、僅かなプレート間隔ひいては高い歯数が可能となる。

楔プレートは、有利には、カッティングプレートの、その都度調整したいカッティングエッジに対して平行に方向付けられた方向に移動させられる。これによって、特に僅かなカッティングプレート間隔を得ることができる。楔プレートを適切に調節するための調整装置として、たとえば差動ねじを使用することができる。この差動ねじは、一方のねじ山で楔プレートに嵌められていて、他方のねじ山で工具ボディに嵌められている。ねじ山ピッチが互いに異なっている場合には、このねじのねじりによって、楔プレートの移動が生ぜしめられる。移動方向は、有利にはカッティングプレートに対して横方向である。単純な固定ねじも使用することができる。この固定ねじは、締め付けられる場合に楔プレートを一方向にしか移動させることができない。前述した両事例では、該当するねじが楔プレートに対して長手方向に方向付けられている。また、ねじを楔プレートに対して横方向に方向付け、たとえば楔プレートを移動させる偏心頭部がねじに設けられていることも可能である。

本発明の有利な構成のさらなる詳細は、図面の簡単な説明、明細書または特許請求の範囲の対象である。図面には、本発明の実施例が示してある。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、フライス工具１が示してある。このフライス工具１はディスクフライスとして形成されていて、接線方向に配置された多数のカッティングプレート２を有している。フライス工具１にはディスク状の工具ボディ３が所属している。この工具ボディ３は中心に作業スピンドルのための、たとえば取付け孔４の形の固定装置を備えている。カッティングプレート２は工具ボディ３の外周面で相応のプレート座５に配置されている。このプレート座５は互いに同様に形成されている。明瞭にするために、以下、関連した図２〜図６を参照されたい。図示のカッティングプレート２は、底面６（図３参照）と、この底面６に対してほぼ平行な上面７と、側面８，９，１０，１１（図５参照）とを有している。側面９と上面７との間にはカッティングエッジ１２が形成されている。このカッティングエッジ１２の、回転軸線に対する半径方向間隔は調整することができる。カッティングエッジ１２は、たとえば軸方向に延びている。底面６と上面７とに対して直角に固定孔１３がカッティングプレート２を貫通している。固定孔１３は固定ねじ１４を収容するために働く。この固定ねじ１４は、図３には一点鎖線１５によってしか示していない。

プレート座５には楔プレート１６が所属している。この楔プレート１６は、カッティングプレート２に面した、有利には平らな載着面１７を有している。楔プレート１６の下側の面に設けられたベース面１８も同じく、有利には平らに形成されている。このベース面１８はベースボディ３の楔プレート載着面１９に接触している。載着面１７とベース面１８とは、特に図７に示したように、互いに鋭角を成している。この鋭角は数度、たとえば３゜に設定されている。この場合、載着面１７は、有利には固定孔１３の軸線に対して垂直に位置決めされているのに対して、ベース面１８ひいては楔プレート載着面１９は固定孔１３の軸線と９０゜と異なる角度を成している。この場合、楔プレート１６は全体的に平らなプレートを形成している。このプレートの厚さはカッティングプレート２の高さよりも少なく寸法設定されている。楔プレート１６は、カッティングプレート２のための高さ調節可能な載着面を提供するためにしか働かない。楔プレート１６は、特に図４に認めることができるように、プレート座５内に嵌め込まれている。すなわち、楔プレート１６の載着面１７は、ベースボディまたは工具ボディ３に設けられた当付け面２１と一緒にプレート座５を形成している。この場合、楔プレート１６と、この楔プレート１６の載着面１７とは、カッティングプレート２の側面９を越えて延びている。ここでは、載着面１７がチップ室２３の底部を形成している。このチップ室２３は、有利には段部なしにベースボディまたは工具ボディ３の、湾曲させられた面２４に続いている。

さらに、楔プレート１６は貫通開口２５を備えている。この貫通開口２５は、図６によれば、長孔として形成されている。貫通開口２５の長い方の延在長さはカッティングエッジ１２に対してほぼ平行、すなわち、楔プレート１６の調節方向に対してほぼ平行に延びている。この楔プレート１６は固定ねじ１４によって貫通されている。この固定ねじ１４はベースボディ３のねじ山付き孔２６にねじ込まれている。

楔プレート１６の適切な移動または調節のためには、調整装置２７が設けられている。この調整装置２７は、有利にはチップ室２３の下方、すなわち、楔プレート１６の、緊締ねじ１４によって固く緊締される領域の外部に配置されている。調整装置２７には管状の区分２８が所属している。この区分２８は楔プレート１６と一体に形成されていて、主として、カッティングプレート２によってカバーされた領域の外部に位置している。言い換えると、楔プレート載着面１９はカッティングプレート２の底面６とほぼ同じ大きさに形成されている。回転方向（矢印Ｐ参照）で見て楔プレート載着面１９の前方に溝状の切欠きが形成されている。この切欠きは管状の区分２８を少ない遊びを備えて収容している。さらに、区分２８は調整ねじ２９を収容している。このためには、区分２８が相応の孔、たとえばねじ山付き孔を備えている。この孔に対して整合して、ベースボディまたは工具ボディ３に別のねじ山付き孔３１が形成されている。このねじ山付き孔３１内には調整ねじ２９が延びている。有利には、ねじ山が区分２８にかつねじ山付き孔３１に互いに異なるピッチを有している。したがって、調整ねじ２９のねじりによって、楔プレート１６の軸方向移動が生ぜしめられる。

カッティングエッジ１２の半径方向位置の調整ひいてはカッティングプレート２の半径方向の調整は以下のように行われる。

ベースボディ３にカッティングプレート２が装着された後、このカッティングプレート２の固定ねじ１４がまず軽く締め付けられる、すなわち、あまり固く締め付けられない。その後、ベースボディ３が測定装置内に収容される。連続してカッティングプレート２がいま以下のように調整される。カッティングエッジ１２が感触され、このカッティングエッジ１２の、回転軸線に対する間隔が測定される。この間隔が目標値から逸脱している場合には、調整ねじ２９が適宜な方向にねじられ、これによって、楔プレート１６がカッティングプレート２および工具ボディ３に対して移動させられる。図７で見て左方への楔プレート１６の移動によって、刃部半径が増加させられるのに対して、図７で見て右方への楔プレート１６の移動によって、刃部半径は減少させられる。目標寸法が達成されている場合には、固定ねじ１４が固く締め付けられる。この過程は、必要となる正確な刃部位置決めが達成されるまで、全てのカッティングプレート２において繰り返される。したがって、フライス工具１が使用可能となる。図１に認めることができるように、フライス工具１は、カッティングプレート２の間の僅かな間隔のため、高い切削性能を許容している。カッティングプレート２の間の間隔は１つのカッティングプレートの長さよりも僅かに寸法設定されている。間隔は、必要となるチップ室２３のサイズと、ベースボディ３に形成された、当付け面２１を有する支持部３２の最小の幅とによってしか規定されない。したがって、２つのカッティングプレート２の間には、それぞれ１つのチップ室２３および１つの支持部３２しか位置していない。

カッティングプレート２は交換可能に保持されている。交換のためには、固定ねじ１４だけが緩められ、カッティングプレート２が交換される。十分に正確なカッティングプレート製造時（たとえばカッティングプレートが同じ装入量から製作される場合）には、再度の位置調整は不要となる。図８に示したように、カッティングプレートがスローアウェイチップとして形成されている場合には、楔プレート１６の再度の位置調整なしにカッティングプレート２の転回も可能となる。図８に示したカッティングプレート２はスローアウェイチップである。このスローアウェイチップの側面８，１０は、底面６に対して、合致する傾きを有している。個々のプレート座は、ベースボディ３へのカッティングプレート２の装着後に半径方向に位置調整されるので、カッティングエッジは全て同じ直径にある。カッティングエッジが消耗した場合には、固定ねじ１４が緩められ、各カッティングプレート２がそのプレート座で転回させられ、再び固定される。再度の位置調整は不要となり、しかも、個々のカッティングプレート２がその製造誤差に基づき互いに再度の位置調整なしに交換することができない場合でも不要となる。

フライス工具１の簡単な構成では、互い異なるねじ山を備えた調整ねじ２９（図６参照）の代わりに、管状の区分２８を遊びを備えて貫通しかつねじ山付き孔３１にねじ込まれたただ１つのねじ山を備えた調整ねじが設けられている。この場合、この調整ねじの締付けによって、一方向への楔プレート１６の調節を行うことができる。この場合、この調節は、所望の目標量が達成された場合に終了する。この場合、楔プレート１６の戻し運動は、固定ねじ１４を十分に緩めかつ楔プレート１６を手で押し戻すことによってしか可能とならない。この簡単な構成は、はるかに多くの使用事例に対して十分である。

図９には、フライス工具１ａが示してある。このフライス工具１ａでは、カッティングプレート２が、軸方向に調整可能な側面プレートとして設けられている。このためにベースボディへ３の平面に配置されたプレート座５も同じく、カッティングプレート２の高さ位置（ここでは軸方向位置）を調節するための楔プレート１６を有している。その他の点では、同じ符号をふまえて前記説明を参照されたい。

楔プレート１６が、前述した実施例では、楔に対してほぼ平行に延びる、楔プレートの楔区分に並んで配置された調整ねじ２９によって調節されたのに対して、調整装置２７は楔プレート１６の楔区分の前方にまたは後方に一列に設けられていてもよい。構造的にまたは機能的に同じ部材またはエレメントが前記説明を参照して同じ符号を備えている図１０に示した実施例では、楔プレート１６が鳩尾状ガイドのように形成されている。この鳩尾状ガイドの厚さ増加の方向はやはり運動方向に対して横方向にかつカッティングプレート（図示せず）のカッティングエッジに対して平行に方向付けられている。明瞭にするために、ベースボディ３の回転によって設定された運動方向は図１０に矢印３３によって示してある。本来のプレート座５に並んでベースボディまたは工具ボディ３に縦孔３４が形成されている。この縦孔３４には、楔プレート１６の延長部３５が延びている。この延長部３５は当付け面２２の下方に押し込まれる。延長部３５は長孔３６を備えている。この長孔３６は、楔に対して長手方向に延びる調節方向３７に対して横方向に方向付けられている。長孔３６には調整ねじ２９が対応配置されている。この調整ねじ２９は、ここでは、偏心頭部３８を備えている。この偏心頭部３８は、組み付けられた状態で長孔３６内に嵌められていて、この長孔３６の、調節方向３７に測定された幅に相当する直径を有している。したがって、調整ねじ２９のねじりによって、楔プレート１６の長手方向調節ひいては載着面１７の高さの調節が行われる。相応して、カッティングプレートが接線方向プレートまたは側面プレートとして使用されるかどうかに応じて、カッティングプレートの半径方向位置または軸方向位置が調節される。

高い歯数および良好な精度を備えたフライス工具はプレート座５を有している。このプレート座５の載着面１７は楔プレート１６に形成されている。この楔プレート１６はプレート座５の内部で工具ボディ３およびカッティングプレート２に対して調節可能である。固定ねじ１４はカッティングプレート２も楔プレート１６も貫通していて、両プレート２，１６を工具ボディ３に対して緊締している。調整ねじ２９は、楔プレート１６の適切な調節ひいてはカッティングプレート２のもしくはカッティングエッジ１２の高さ調整のために働く。

半径方向に調整可能なカッティングプレートと高い歯数とを備えたフライス工具の部分的な斜視図である。

図１に部分的な斜視図で示したフライス工具を異なる縮尺で示す図である。

図１に示したフライス工具の部分的な側面図である。

図３に示したフライス工具をカッティングプレートなしで示す図である。

図１および図３に示したフライス工具の半径方向図である。

図５に示したフライス工具をカッティングプレートなしでかつ部分的に断面して示す図である。

図５に示したフライス工具をＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って断面して示す図である。

図７に示したフライス工具の変更された構成を示す図である。

軸方向に調節可能な側面プレートを備えたフライス工具の概略的な正面図である。

楔プレートと、プレート座を調節するための偏心ねじとを備えたフライス工具の変更された構成の部分的な分解図である。

符号の説明

１，１ａ フライス工具、 ２ カッティングプレート、 ３ 工具ボディ、 ４ 取付け孔、 ５ プレート座、 ６ 底面、 ７ 上面、 ８，９，１０，１１ 側面、 １２ カッティングエッジ、 １３ 固定孔、 １４ 固定ねじ、 １５ 一点鎖線、 １６ 楔プレート、 １７ 載着面、 １８ ベース面、 １９ 楔プレート載着面、 ２１，２２ 当付け面、 ２３ チップ室、 ２４ 面、 ２５ 貫通開口、 ２６ ねじ山付き孔、 ２７ 調整装置、 ２８ 区分、 ２９ 調整ねじ、 ３１ ねじ山付き孔、 ３２ 支持部、 ３３ 運動方向、 ３４ 縦孔、 ３５ 延長部、 ３６ 長孔、 ３７ 調節方向、 ３８ 偏心頭部、 Ｐ 回転方向

Claims (10)

1. フライス工具（１）において、
   工具ボディ（３）が設けられており、該工具ボディ（３）が、回転駆動される作業スピンドルに結合するための少なくとも１つの固定手段を有しており、
   工具ボディ（３）に形成された、底面（６）と、側面（８，９，１０，１１）と、上面（７）とを有するカッティングプレート（２）を収容するための少なくとも１つのプレート座（５）が設けられており、該プレート座（５）が、楔プレート載着面（１９）を有しており、
   楔プレート（１６）が設けられており、該楔プレート（１６）が、カッティングプレート（２）の底面（６）に接触する載着面（１７）と、該載着面（１７）に対して鋭角を成して配置されたベース面（１８）とを有しており、該ベース面（１８）が、楔プレート載着面（１９）に接触しており、楔プレート（１６）が、カッティングプレート（２）の底面（６）とプレート座（５）の楔プレート載着面（１９）との間に移動可能に配置されており、
   楔プレート（１６）をカッティングプレート（２）と工具ボディ（３）とに対して適切に移動させるための調整装置（２７）が設けられている
   ことを特徴とする、フライス工具。
2. カッティングプレート（２）が、固定孔（１３）を備えており、該固定孔（１３）が、カッティングプレート（２）の底面（６）をほぼ鉛直方向に貫通しており、固定孔（１３）に、楔プレート（１６）に形成された貫通開口（２５）と、工具ボディ（３）に形成されたねじ山付き孔（２６）とが対応配置されている、請求項１記載のフライス工具。
3. 貫通開口（２５）のサイズが、カッティングプレート（２）のための固定ねじ（１４）の直径を上回っている、請求項２記載のフライス工具。
4. 底面（６）と載着面（１７）とが平面である、請求項１記載のフライス工具。
5. ベース面（１８）と楔プレート載着面（１９）とが平面である、請求項１記載のフライス工具。
6. ベース面（１８）と載着面（１７）とによって形成された鋭角が、１゜〜１０゜に設定されている、請求項１記載のフライス工具。
7. 工具ボディ（３）に設けられたプレート座（５）に、カッティングプレート（２）の１つの側面（１０，１１）を支持するための少なくとも１つの当付け面（２１，２２）が形成されている、請求項１記載のフライス工具。
8. 調整装置（２７）に、楔プレート（１６）を貫通する調整機構（２９）が所属している、請求項１記載のフライス工具。
9. 調整機構（２９）が、調整ねじであり、該調整ねじが、楔プレート（１６）に側方で一体成形された管区分（２８）を貫通するようになっている、請求項８記載のフライス工具。
10. 調整機構（２９）が、偏心頭部（３８）を備えた調整ねじであり、偏心頭部（３８）が、楔プレート（１６）に形成された長孔（３６）を貫通するようになっている、請求項８記載のフライス工具。

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