JP2005536368A - 切削加工工具 - Google Patents

Abstract

本発明は切削加工工具に係わり、特別にはドリルバータイプのものであり、保持デバイス（１０）を具備しており、前記保持デバイスの一方の端部が固定シャフトを備えている一方で、それの他方の端部は取り外し可能な切削部材（１６）のための座部（１２）を備える。該切削部材は、固定された状態の座部（１２）に少なくとも部分的に係合する、支持部分（１８）及び機械加工部分（２０）を含む。支持部分（１８）は固定部分（２２）により座部（１２）にクランプ状態で固定可能である。座部（１２）は設置領域（２８）を具備する。切削部材は、座部（１２）が設置領域（２８）に加えて押圧領域（３０）を具備することにより、支持部分を使用してより大きな固定範囲にわたり座部に確実に固定可能であり、該２つの領域（２８，３０）はお互いに向かってあるいはお互いから離れるように移動可能であるので、固定部分（２２）により切削部材（１６）を固定又は取り外しして、更に確実な固定及び支持が、支持部分の外周に配置される３つの平らな領域により実現される。

Description

本発明は、切削加工のための工具に係り、特には、一方の端部に固定用柄（シャンク）を有し、他方の端部には交換可能な切削要素のための座部（シート）を有する、ホルダーを有するドリルロッド（穿孔棒）の形のもの（工具）であって、更に前記ドリルロッドは、少なくとも部分的に前記座部に固定された状態で係合する支持構成要素と、機械加工構成要素とを有しており、固定構成要素により、前記座部にクランプされる（挟持される）ことにより、前記支持構成要素を、固定可能である。

ＤＥ4102529A1は、切削工具を回転させるための工具ホルダーを開示しており、特には、それは回転軸線の方向に伸張していて且つチャックの工具座部に導入可能なロッド（棒部）を有するものであって、更に前記ロッドの一方の端部に偏心して設置される切削要素を有しており、回転軸線に対して調整可能な偏心度の工具座部は切削工具の作動半径の調節のために搭載される。この目的で、開示される工具ホルダーの外側ブッシングにおいて、このブッシングの軸線から偏心した円形開口が具備されており、更にこの開口において、内側ブッシングは、切削工具のための開口の中心軸線に対して偏心した回転調整可能な座部を有する。切削工具のための座部と、そこに内側ブッシングが着座させられる外側ブッシングの開口の中心軸線との間の偏心度の範囲は、前述の開口の中心軸線と外側ブッシングとの間の偏心度の範囲と概略同じ程度である。開示される工具ホルダーでは、チャックの形状のホルダーにより、それのためにロッドに設置された切削要素を交換することだけが可能であり、その一方で切削要素自体は、チャック内に導入されても良いロッドの自由な前表面に従来は偏心して設置されていた。多数の構成要素のため、開示されるこの工具ホルダーは構造的に複雑であり、従って高価であり、結局、問題のホルダーを使用しての高精度の機械加工もまた可能ではない。

ＤＥ10052016A1により１つの一般的な工具（ツール）が開示される。開示されるその工具は、特には回転フライス加工に使用されており、ホルダーとして回転軸線を形成するシャフトを有する。このホルダーは、回転駆動装置に連結されても良く、その自由端に頭部（ヘッドピース）を有しており、その頭部には、切削要素が搭載形態で取り外し可能に接続されており、その搭載形態において、切削要素の切削エッジ（角部）は所望の切削円直径に対応する回転軸線からの半径距離に配置される。切削要素の半分の要素の機能を実行する頭部上の支持構成要素は調整軸線の周りで回転可能なように設置されており、その調整軸線はシャフトの回転軸線に平行に伸張し、且つこの軸線から偏心してオフセットして（偏って）おり、機械加工構成要素としての切削要素の切削エッジを、調整軸線から所定の半径方向の距離オフセットして設置することが可能である。更に、開示された解決案の場合において、停止機構が開示されており、切削要素が停止機構により、選択された回転位置において頭部と固定されても良く、その選択された回転位置は切削要素の切削エッジの所望の切削円の直径に対応する。

開示された工具の場合において、座部は支持領域の集中支持表面を有しており、その集中支持表面は支持構成要素の対応する集中接触表面に接触するように形成されても良い。クランプ式接続部がホルダーの座部の支持構成要素を固定するために使用されており、固定構成要素として六角ソケットネジが具備されており、その六角ソケットネジはホルダーの座部の外側周囲壁を通り伸張しているため、機械加工要素は座部の支持領域の支持表面に対して押圧する。この形態は、ホルダー内の切削要素の非常に良好な調整を可能にするが、問題の固定が更に改善されて高精度機械加工を実現可能にすることが、切削要素による高精度機械加工にとって、不可欠なものとして所望される。

基本的には汎用工具において、本発明は、高精度機械加工のために、工具のホルダーにより、切削要素による機械加工により発生する振動の目標の吸収を実施し、且つそれらをオフセットすると共に、費用効果があって作動信頼性のある切削要素のための固定性能を提供することを目的とする。上記の目的は、その全体が特許請求項１に規定された特徴を有する切削による機械加工のための工具により実現される。

請求項１の特徴部分に定義したように、工具において、座部は前記支持領域（部分）に加えて、調整領域（部分）を有しており、更に前記２つの領域は、前記切削要素の固定又は交換の作業工程を実行する目的のために、前記固定構成要素によりお互いから離れてあるいはお互いに向かって移動しても良い。切削要素をホルダーの座部に固定する工程のための点から点への力の導入を有する、開示された六角ソケットネジは、座部の可動な調整領域を有する２次元の支持により置換される。従って、切削要素は、座部の支持構成要素により、より大きな固定領域にわたり、より信頼可能に固定されても良く、全体的に、信頼性のある固定及び支持は、支持構成要素の外側周囲の３つの表面領域の基づいて実現される。機械加工構成要素による機械加工において、広い表面領域においてホルダー内に発生する振動の目標の消去を実施することが可能になるので、公差（トレランス）は改善された支持及び接触状態に基づいて大幅に低減される。

本発明の請求項に記載の工具は、フライス削り工具あるいはドリル工具（ツール）等の回転式機械加工工具として使用されても良い。しかし、工具自体は静止しているが被工作物が静止した工具に対向する加工軸線に沿って回転する、回転式工具を形成することも可能である。特別な機械加工方法のための工具と被工作物の相対的動きもまた可能である。

本発明の請求項に記載の工具の特に好適な１つの実施の形態において、前記支持領域及び前記調整領域を形成する目的のために、前記座部は前記固定柄の方向においてスロット（裂け目）が設けられており、更に前記２つの領域のお互いに対する弾性的相対運動は、前記問題のスロットにより可能にされており、前記スロットはその一方の側部において外部に連絡する。従って、該工具は、長期間の使用のために設計されているので、ホルダーは加工工具に留まり、切削要素の機械加工構成要素は、磨耗して、新しい切削要素によりこの要素と共に直ぐに交換される可能性がある。前記切削要素は、例えば、DE100 52 016A1に開示されるような、従来の硬質金属製切削工具として形成されることが好ましい。

本発明の請求項に記載の工具の別の好適な実施の形態において、前記支持領域はお互いに向かって収束する支持面を有しており、その支持面は前記支持構成要素において対応して収束するように形成された接触面と接しても良く、更に調整面を有する前記調整領域は、前記支持領域の前記支持面に対して横に伸張しており、従って前記支持構成要素における別の接触面に作用するように、追加的に形成される。それぞれの形態は、平面的な接触を確保するので、力が広い領域でホルダーに導入されて、調整面は、切削要素の支持構成要素を、ホルダーの座部内の収束する支持面の方向において楔のように押す。六角ソケットネジを含む開示の解決案において発生するようなクランプ力の傾斜する又は斜めの導入は、それぞれの形態により信頼可能に防止される。

本発明の請求項に記載の工具のこれとは別の特に好適な実施の形態において、前記固定構成要素は、内側ネジを有する固定スリーブの形状であり、その固定スリーブは、前記ホルダーの外側ネジにねじ込まれて係合しても良く、前記座部の前記それぞれのスロットはその外側ネジに連絡する。
好適な形態においては、前記固定スリーブは、外側ネジにねじ込まれた場合に、クランプ面を形成しており、前記クランプ面は、前記切削要素の前記機械加工構成要素に向かってそれが収束するに従い狭くなっており、このクランプ面は、前記座部の前記スロット（３２）に係合していて且つ前記座部の対応して狭くなる、円周面と相互作用する。問題の固定スリーブは、支持領域に対する調整領域の調整の動きが、この固定スリーブにより、ごく小さな力の適用により実施されることを可能にしており、対応するネジによりホルダーに固定スリーブをねじ回すことにより、手動でそれぞれの固定方法を実施することもまた可能になる。クランプはその後、固定スリーブをネジ回して緩めることにより、及び支持構成要素によりホルダーから手で切削要素取り外すことにより、開放されても良い。作業工程において、固定スリーブはホルダー上に留まっても良い。しかし、固定スリーブの固定又は開放は、記述した状態で、レンチ等の従来の手操作工具を使用してこのスリーブの外周箇所に力を作用することにより可能であることが好ましい。

本発明の請求項に記載の工具の特に好適な１つの実施の形態において、切削要素の支持構成要素に対面する前記調整領域の少なくとも前記内面は、頂部で載るように形成された凸状のクランプ面をそれの長手方向において有する。結局、座部内の長手方向の工具の任意の傾斜は、凸状のクランプ面により排除されても良く、従って作用されるクランプ力を増大することも可能である。

本発明の請求項に記載の工具のこれとは別の好適な実施の形態において、固定スリーブはその中央領域において、その内側ネジにより、座部の外側ネジに載っており、更にその自由端部において、座部の前部外側円周（５４）とホルダーの前部領域との両者に載ており、それ（ホルダーの前部領域）の後部領域は固定柄において終了する。従って、固定スリーブは追加的にそれの前及び後の端部において支持されており、機械加工中に切削要素の切削エッジに導入された力は従って、座部により固定スリーブ内へ放散しても良い。固定スリーブは、多数の支持のオプション（選択肢）により、導入された力のための信頼性のある支持部を提供する。

本発明の請求項に記載の工具のこれとは別の特に好適な実施の形態において、調整領域の調整面は、曲げられて凹状に形成されており、更に切削要素の支持構成要素の他方の接触面の曲率（曲面）は、支持構成要素が相互作用する調整面の凹状の曲率（曲面）に比べて、より大きな凸状に形成されている。結局、工具の長手方向において、曲面により、上記した頂部で載るように形成された接触の可能性に加えて、自己調整するクランプ力は、ホルダー内の座部内部の支持領域の収束する支持面の方向で実現される。

支持領域の収束する支持面は、接続領域によりそれらの対面する端部において相互接続されており、それ（接続領域）の壁厚は、その支持面の領域における支持領域のために選定された壁厚に比べてより薄いように好適な形態が形成される。従って、クランプ力の導入の弾性的な状態が、対応する回復力により、切削要素が支持構成要素により座部に固定されてしまうと直ぐに、支持領域に接続領域が設けられることにより得られる。座部は、断面において、支持領域により概略２／３の範囲まで、更に前記調整領域により１／３の範囲まで形成されるような好適な形態が形成されても良い。

本発明に記載の切削による加工のための工具の例示の実施の形態は、以下に説明する図面を参照して詳細に説明される。

本発明の請求項に記載される工具（ツール）は、切削による機械加工に使用され、特にはドリルロッド（穿孔棒）として形成されるものである。工具はホルダー１０を有しており、図１から３を一連に見ると、そのホルダー１０は、それの後部端部の方向において、固定柄（シャンク）（全体は図示されていない）に固定されており、それにより工具はマシンツール、ドリル等の機械加工工具に固定されても良い。対向する端部において、即ち図１から３の方向で見た際に読者に面している端部において、ホルダー１０は座部１２（図３と４を参照）内に導入されており、その座部１２の前部端部は外部と連絡し、それの他方の後部端部においてホルダー１０の前側の内面１４（図４参照）により区切られる。座部１２の目的は、支持構成要素１８を有する交換可能な切削要素１６を収容することであり、その支持構成要素１８は、固定された状態にある場合に（図１と２参照）座部１２内に少なくとも部分的に導入される。その対向する端部において、切削要素１６は機械加工構成要素２０を有しており、支持構成要素１８を座部１２内に、その全体が２２で指示される固定構成要素により、より詳細が以下で説明されるように、固定することが出来る。硬質金属工具として形成された切削要素１６は、その機械加工構成要素２０の前端部において切削エッジ（角部）２４を有しており、切削エッジ２４はシャフト構成要素２６により支持構成要素１８と一体化される。問題のシャフト構成要素２６は切削要素１６の支持構成要素１８の上部角部の領域に設置される。この種類の切削要素は従来技術（例えば、前出のDE10052016A1参照）において既知である。

特には図３に示されるように、座部１２はホルダー１０の前端部において支持領域（部分）２８を有しており、図３の方向で見ると、それ（支持領域２８）に対向して調整領域（部分）３０を有する。２つの領域２８，３０は、固定構成要素２２による切削要素１６の固定又は交換の工程のために、お互いに向かってあるいは離れるように移動させられても良い。問題の支持領域２８及び調整領域３０を形成する目的で、座部１２はホルダー１０の固定柄の方向でスロットが切られており、２つのスロット３２は従って長手方向のスロット（裂け目）として形成されており更にホルダー１０において同じ深さに達しており、その長手方向のスロットはホルダー１０の長手方向の軸線に対して横に、共通平面において伸張する。２つの領域２８，３０の弾性的な相対運動は問題の２つのスロット３２により可能となる。

支持領域２８はお互いに収束する支持面３４（図３参照）を有しており、その支持面３４は従って、図３の方向で見た場合に仮説的に下方向に先細り（テーパー）している。それぞれの支持面３４は、支持構成要素１８における収束する接触面３６に接しても良く（図１と２参照）、調整領域３０は順に調整面３８を有しても良く、調整面３８は支持領域２８の支持面３４に対して横に伸張しており、従って切削要素１６の支持構成要素１８の別の接触面４０においてクランプ状態で作用しても良い。

固定構成要素２２は、内側ネジ４４（図４参照）を有する概略円筒状の固定スリーブ４２を有しており、内側ネジ４４は関連する場所において、ホルダー１０の外側ネジ４６にねじ込まれても良く、この外側ネジ４６の前端部（図３参照）は、座部１２の２つの対向するスロット３２を通り伸張する。図４で示されるように、それ（外側ネジ４６）が固定スリーブにねじ込まれた後に、切削要素１６の機械加工構成要素２０の方向で収束的に先細り（テーパー）するクランプ面４８を形成する。このクランプ面４８は、座部１２の対応するように先細の円周面５０と相互作用しており、その円周面５０は座部１２のスロット３２において係合する。それが切削要素１６の支持構成要素１８の上部側に、固定された後に、クランプ力が固定スリーブ４２により適用される場合にだけ、これは、翼として前方に伸張する調整面３８により固定スリーブ４２に作用する。もし固定スリーブ４２がホルダー１０から対応するように緩められるか又はねじ回して外される場合には、切削要素１６の機械加工構成要素２０の上部側の調整面３８は調整領域３０の弾性的な回復作用の結果として開放されるので、円周面５０もまたそれと共に移動して、支持構成要素１８は対応して動けるようになり開放状態になる。その後切削要素１６は、もしそれが磨耗したならば、切削要素１６を新しいものと交換する目的で座部１２から取り外されても良い。クランプ力はその後、関連するホルダー１０への固定スリーブ４２の再ねじ込みの結果として再度適用されるので、従って切削要素１６は、座部１２に固定される。

少なくとも調整領域３０の内面５２及び従って支持構成要素１８に対面する調整面３８の一部分は、頂部で載って少なくとも工具の長手方向において凸状のクランプ面を形成するように構成されることが図４で分かる。切削要素１６に作用するクランプ力は従って、固定状態でこの方法で増大させられても良く、更に、ホルダー１０が機械加工状態にある場合に、工具の長手方向において、力が集中して、作用するように形成されても良い。

特に図２に示されるように、固定スリーブ４２がその中央部においてそれの内側ネジ４４の座部１２の外側ネジ４６への搭載だけではなく、固定スリーブ４２はまたその２つの自由端部により、座部の前部外側円周５４上及びホルダー１０の外側円周上の後部において、特には凹状の環状面５６の部分において支持される。外側円周の概略対応する部分５４，４６及び５６（図２参照）は、対応する環状凹部５８により軸方向においてお互いに分離される。従って、固定スリーブ４２により受けられる固定力は従って、傾斜する広い領域にわたって自由に、ホルダー１０に作用して更にホルダー１０から分配されても良い。加えて、図１に示されるように、固定スリーブ４２は、手動操作可能にするグリップ（把持部）６０を有してもよいが、しかしまた図示されない六角ソケットネジレンチ等を使用するように変更されても良い。好ましくは、しかし本発明の請求項に記載される工具は、固定スリーブ４２が手動でホルダー１０にねじ込み又は外されても良いように形成される。図５に示すように、調整面３８は、座部１２の方向で工具の前から見る場合に、曲げられて凹状に形成されており、切削要素１６の支持構成要素１８の別の接触面４０は、この領域において、問題の調整面３８の凹状曲率に比べてより大きな凹状に曲げられる。

既に説明され且つ図４に図解される翼状の調整領域３０の、頂部で載る形態に加えて、力の直線的な導入は従って、ホルダー１０の前出の説明のクランプ（挟みつけ）により達成されており、切削要素１６はその支持構成要素１８により支持領域２８の楔（ウェッジ）形状の座部に導入されても良く、そこで自己調整される。

支持領域（部分）２８の２つの収束する支持面３４は、接続領域（部分）６２により、お互いに対面するそれらの端部において相互接続するように形成されており、接続領域６２の壁厚は支持面３４の領域における支持領域２８のために選択された壁厚に比べてより薄い。支持面３４の領域はまた問題の接続領域６２により階段状に形成されて、図５の方向で見た場合に見えるように、切削要素１６は、壁側における下端部において、支持面３４により支持されるが、この点において丸い接続領域６２の上部側によっては支持されない。これにより、座部１２におけるその支持構成要素１８により、切削要素１６の信頼性のある芯出し（中心化）を可能にする。同時に、接続領域６２は、支持構成要素１８を楔形状の支持面３４に押圧する弾性的な工程において少しオフセットする（偏る）ので、これは、弾性的楔状接続部を形成する。これは追加的に、円周により支持されており、座部１２（図５参照）は、断面で見ると、支持領域２８により概略２／３の範囲まで、更に調整領域３０により１／３の範囲まで形成されるように示される。

もし図１で示すように、それ（切削要素）が磨耗してしまった後に切削要素１６の交換が要望されるならば、固定構成要素２２は、固定スリーブ４２の円錐形ガイドにおけるクランプが緩められるまで固定スリーブ４２をねじ回すことにより、ホルダー１０から開放される。切削要素１６はその後、その支持構成要素１８により座部１２から取り外されても良く、切削要素１６の形の新しい機械加工工具が、支持構成要素１８の後端部がホルダー１０の座部１２の前内面１４に接するまで、座部１２内に挿入される。固定スリーブ４２はその後、反対方向でホルダー１０へねじ回されて戻されて、調整領域３０は、固定スリーブ４２の内側と支持調整領域２８，３０の外側円周側との間の先細の形態の結果として、支持領域２８に対してクランプされる。そしてこの方法で、切削要素１６の支持構成要素１８は、お互いに対面する断面において三角形状の表面領域に沿ってクランプすることにより固定される。固定された状態において、切削要素１６は、信頼可能に且つ能動的に中心が設定（芯出し）されており、加えて、強い機械加工力が切削エッジ２４によりシャフト構成要素２６及びその後支持構成要素１８内に放散される、切削による機械加工においてさえも、振動はもはや発生せず、このことは工具による高精度の機械加工に寄与する。

図１は１／４のスケールの工具の前側の立体図であり、切削要素が取り外されていて且つホルダーにスリーブが固定されている状態の１つの形態を示す。 図１は１／４のスケールの工具の前側の立体図であり、切削要素が固定スリーブなしでホルダーに導入された状態の別の形態を示す。 図１は１／４のスケールの工具の前側の立体図であり、ホルダーの前部分に固定スリーブがなく且つ切削要素のない状態の第３の形態を示す。 図４は、図１に示される工具の前部の長手方向の断面であり、スケールは１／４である。 図５は、図１に示される工具の前部の頂面図であり、スケールは同じである。

Claims (10)

1. 特にはホルダー（１０）を有するドリルロッドの形態の切削機械加工のための工具において、
   前記ホルダー（１０）は、その端部の一方において固定柄を有し、支持構成要素（１８）及び機械加工構成要素（２０）を有する、交換可能な切削要素（１６）のための座部（１２）を他方の端部において有しており、前記支持構成要素（１８）は固定状態にある場合に、前記座部（１２）に少なくとも部分的に係合しており、
   前記支持構成要素（１８）を前記座部（１２）内に、固定構成要素（２２）によりクランプすることにより、固定可能であり、前記座部（１２）は支持領域（２８）を有しており、
   該工具において、
   前記座部（１２）は前記支持領域（２８）に加えて調整領域（３０）を有することと、
   前記２つの領域（２８，３０）は、前記切削要素（１６）の固定又は交換の作業工程を実行する目的のために、前記固定構成要素（２２）によりお互いから離れてあるいはお互いに向かって移動しても良いことと、
   を特徴とする工具。
2. 前記支持領域（２８）及び前記調整領域（３０）を形成する目的のために、前記座部（１２）には前記固定柄の方向においてスロットが設けられており、更に
   前記２つの領域（２８，３０）のお互いに対する弾性的相対運動は、前記それぞれのスロット（３２）により可能にされており、前記スロット（３２）の一方の自由端部は外部に連絡する、請求項１に記載の工具。
3. 前記支持領域（２８）はお互いに向かって収束する支持面（３４）を有しており、その支持面（３４）は前記支持構成要素（１８）において、対応して収束するように形成された接触面（３６）と接しても良く、更に
   調整面（３８）を有する前記調整領域（３０）は、前記支持領域（２８）の前記支持面（３４）に対して横に伸張しており、従って前記支持構成要素（１８）における別の接触面（４０）に作用する、請求項１又は２のいずれかに記載の工具。
4. 前記固定構成要素（２２）は、内側ネジ（４４）を有する固定スリーブ（４２）を有しており、その固定スリーブ（４２）は、前記ホルダー（１０）の外側ネジ（４６）にねじ込まれて係合しても良く、前記座部（１２）の前記それぞれのスロット（３２）はその外側ネジ（４６）に連絡する、請求項２又は３のいずれかに記載の工具。
5. 前記固定スリーブ（４２）は、ねじ込まれた後に、クランプ面（４８）を形成しており、前記クランプ面（４８）は、前記切削要素（１６）の前記機械加工構成要素（２０）に向かってそれが収束するに従い狭くなっており、そのようなクランプ面（４８）は、前記切削要素（１６）が前記ホルダー（１０）内にクランプされる際に、前記座部（１２）の対応して狭くなる円周面（５０）と相互作用しており、前記座部（１２）の前記スロット（３２）は前記円周面（５０）を通り伸張する、請求項４に記載の工具。
6. 内面（５２）はそれの長手方向において、前記調整領域（３０）の少なくとも内面（５２）に対面しており、前記調整領域（３０）の少なくとも前記内面（５２）は、頂部に載せる凸状のクランプ面を形成するように形成された前記切削要素（１６）の前記支持構成要素（１８）に対面する、請求項５に記載の工具。
7. 前記固定スリーブ（４２）の中央領域は、その内側ネジ（４４）により、前記座部（１２）の外側ネジ（４６）に載っており、更に
   その自由端部において、前記座部（１２）の前部外側円周（５４）と前記ホルダー（１０）の前部領域（５６）との両者に載る、
   請求項４から６のいずれか一項に記載の工具。
8. 前記調整領域（３０）の前記調整面（３８）は、曲げられて凹状に形成されており、更に
   前記切削要素（１６）の前記支持構成要素（１８）の他方の接触面（４０）は、接触しても良く且つ凹状に曲げられた前記調整面（３８）に比べて、より大きく凸状に曲げられている、
   請求項３から７のいずれか一項に記載の工具。
9. 前記支持領域（２８）の前記収束する支持面（３４）は、接続領域（６２）によりお互いに対向するそれらの端部において相互接続されており、前記接続領域（６２）の壁厚は、その支持面（３４）の領域における支持領域（２８）のために選定された壁厚に比べてより薄い、請求項３から８のいずれか一項に記載の工具。
10. 前記座部（１２）は、断面で見る場合に、前記支持領域（２８）により概略２／３の範囲まで、更に前記調整領域（３０）により1／３の範囲まで形成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の工具。

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