JP2008503361A - 切屑除去によるワーク切削工具 - Google Patents

Abstract

本発明は切屑除去によるワーク切削工具に関する。ワークの切削の間に回転する基体には、基体にねじ止めされるカートリッジが備えられる。本発明によれば、軸受け面を含む固定手段によってねじ止め手段が工具基体上に支持されるように、ねじ止め手段が工具基体に配置されることにより、カートリッジ固定の間に、好適な力の分散が達成される。

Description

本発明はワーク切削工具に関する。

切屑除去を行うためのワーク切削工具、特にミリングヘッドは通常、切削手段がその周縁に分散させられた状態で配置される。切削手段はしばしば、ＰＣＤ（多結晶ダイアモンド）、超硬合金等の切削プレートであり、カートリッジに固定され、このカートリッジは更にミリングヘッドの凹部に配置される。

特に工業生産において生じる高い力の下では、切削手段及び工具基体間の連結部は高荷重を受けて、結果的に切削手段の工具基体との相対的な位置変化が生じると共に、これに付随して切削誤差を伴う所定位置からの逸脱が生じてしまう。

連結部での荷重は一方では高い送り速度及び切削される強靭な又は硬質の材料によって生じ、また他方では工具の高い速度によって生じさせられる。従って、単に遠心力に起因して、３００００ｒｐｍの速度で約一トンの荷重が既に、切削手段のカートリッジ及び工具基体間の連結部に作用する。

本発明の目的は、上述した種類の工具に対する信頼性を向上させると共に、切削精度を増加させることにある。

本目的は、請求項１及び請求項２の特長によって達成される。また、本発明の有利な実施形態は、従属性請求項から明白である。
本発明は、請求項１のプリアンブルに係る工具に関する。本発明は、切削手段カートリッジを固定するねじ止め手段が、支持面を含む固定手段によって工具基体上に支持される点で特徴付けられる。

この効果としては特に、切削手段を基体に固定する場合に比較して、工具基体へのねじ連結固定領域におけるより好適な力の分散が、ねじによって達成される。
この目的のために、ねじ止め手段は、工具基体に効果的な状態で半径方向に配置される。ここで、ねじ止め手段の固定手段は好適には、カートリッジの位置と相対的に半径方向内側に配置される。この利点としては、ねじ頭部が工具基体と相互作用する固定手段を形成するように、ねじ止め手段の比較的簡単な実施形態、例えば頭部状に太くされた部分を備えたねじである点である。このねじ頭部は明らかに、支持部分、例えばシム等を拡大する更なる手段の使用により、一層有利に広げられる。

しかしながら、頭部状に太くされると共に、工具基体の支持部分に特別に適合させられた部分を有する固定手段も考えられる。頭部状に太くされたねじ止め部分は、この目的のために必ずしも円柱形状を有している必要はなく、例えば湾曲板のように構成されてもよい。支持部分は例えば、工具基体の視差凹部の半径に従って整形される。これにより、ねじ止め手段の支持部分及び工具基体の間の至るところに、略均一に分散された力成分を伴う最適な面が得られる。

開口は工具基体に半径方向に形成され、開口は最も簡単な場合ではドリル加工穴である
。
変形実施形態において、ねじ止め手段の半径方向に整列させられた開口は、軸方向に延びる開口長穴として構成され、長穴はねじ止め手段が工具基体の端面に軸方向に挿入されるのを可能にする。これはまた同時に、切削体の軸方向の位置決めを可能にする。

工具基体に長穴状に形成されたねじ止め手段の開口は有利には、工具の操作の間に生じる揺動モーメントが、切削手段の位置決めに不利益な影響を持たないように構成される。例えばこれは、工具基体に形成される十分に長い長穴によって、或いは凹部によって達成され、頭部状に太くされたねじ止め手段の部分は、皿穴構成を有する。生じさせられる揺動モーメントに対する適切な支持を保証すると共に、十分に大きい面を備えて構成される支持部分も考えられる。

ねじが備えられたねじ止め手段の部分は、カートリッジに配置されたねじと直接係合すると共に、相互作用する。しかしながら、例えば雄ねじ、ナット、又は第１支持部分に対応して対抗すると共に、カートリッジを工具基体に固定する別の支持部分を伴う別のねじ止め等の場合のように、ねじに作用する更なるねじ止め手段も考えられる。これは例えば、ねじ止め手段が雌ねじを有する場合である。

カートリッジを工具基体に固定するために、凹部がカートリッジに設けられ、この凹部は、カートリッジから突出することなく、カートリッジへ進入できるように、ねじ止め手段を操作するための接近を可能にする。

特別の実施形態において、少なくとも２個の部品を含むカートリッジも提供される。各カートリッジは移動面、好適には移動平面上において相対移動可能であると共に、ねじ止め手段によって、ねじ止め手段が締結された時に、２個のカートリッジ部品に反対方向に作用する力成分が移動平面において両方のカートリッジ部品に生じさせられるように、力成分が少なくとも２部品に作用する状態で、工具基体に固定される。固定手段は本目的のために、例えば移動平面に位置する楔面によって相対移動させられると共に凹部の壁を押圧する楔手段として構成される。

これによれば、例えば一体型カートリッジの場合よりも一層安定した状態で、カートリッジは基体に固定される。
この目的のために、停止面が少なくとも１個のカートリッジ部品に設けられ、停止面は固定手段の固定状態において、各カートリッジのために工具基体に形成された凹部の壁を支持する。特に、切削手段はこれらのカートリッジ部品の少なくとも１個に配置される。従って、この利点としては、切削手段が円周方向に正確且つ明確に位置決めされる。ねじ止め手段の頭部はこの場合、本質的に半径方向外側又は内側に配置される。

更に有利な実施形態において、カートリッジのための凹部の断面は、半径方向外方へ一方向に減少させられる。これによれば、別の楔形状がもたらされ、生じさせられた遠心力が工具基体のカートリッジの楔止めを生じさせると共に、楔要素が常に与えられた凹部の横壁を支持するように、楔の先端は基体と半径方向外方に整列させられる。

原則的に、ねじ止め手段はばね作用を特にその軸方向の延長に有し、その長手方向への拡張は、速度に依存する遠心力の関数として予め決められる。従って切削手段は、特定の操作速度において生じるねじ止め手段の長手方向への拡張を考慮しつつ位置決めされる。これは、切削手段を支持するカートリッジは工具の組み立ての間に、用途のために特定された速度でワークを切削するために、正しい切削寸法が得られる範囲で予め張力が付与されることを意味する。

本発明の例証実施形態を、更なる効果及び詳細の表示を伴い、図面に更に説明する。
図１は本発明の可能な実施形態を一例として示す。ここでは、工具１は工具基体２を含み、工具基体２において、切削手段を含むカートリッジ３が、カートリッジホルダ４に配置される。カートリッジホルダ４は、カートリッジ３を保持するために設けられると共に、ねじ止め手段５によって固定される。工具基体２は半径方向外側に配置される工具基体部２Ａと、半径方向内側に配置される第２工具基体部２Ｂとから成る。工具基体部２Ａには、カートリッジ３用カートリッジホルダ４が形成される。第２工具基体部２Ｂには、ねじ止め手段５が支持されており、その支持面６Ａが、ねじ止め手段の締結状態において固定手段６に形成される。ここで、支持面は頭部状に太くされたねじ止め手段５の部分７に形成されると共に、基体部２Ｂと対向する。ねじ止め手段５はねじ止め手段軸８の周りを、カートリッジ３を固定或いは解放するために、矢印９によって示される両方の回転方向へ回転させられる。

ねじ止め手段５は工具基体２に配置された凹部１０内を回転させられると共に、駆動手段、ここではソケット頭部１１によって挿入させられる。一例として示されているソケット頭部は任意で、ねじ止め手段の端面に、工具基体の半径方向内部及び／又は半径方向外部に配置される。

ねじ１２をねじ止め手段の軸８の周りを回転させることにより、ねじ１２は締められたり、緩められる。この目的のために、雄ねじがねじ止め手段５に形成されると共に、同雄ねじに対応する雌ねじがカートリッジ３のカセット部３Ａに形成される。

ねじ１２が締結された時に、カートリッジ部３Ａは、工具基体２に対して矢印１３の方向へ、半径方向内方に引っ張られる。ここで、カートリッジ部３Ａは移動面１４と接した状態で第２カートリッジ部３Ｂを、ねじ止め手段軸８に対して９０度から１８０度の角度で押圧する。この角度は傾斜した支持面の上昇をもたらし、カートリッジ部３Ａ，３Ｂがカセットホルダ４の対応する内面に押圧されて、その外面が図の平面と略直角に延びると共に、カセットホルダ４の横壁と対向するように、移動面１４はこの支持面に位置すると共に、ねじ止め手段５の固定作用の下で、両方のカートリッジ部３Ａ，３Ｂはこの支持面に沿って相対移動させられる。カートリッジ部３Ａの移動方向は、カートリッジ３が固定された時には、矢印１５によって示されると共に、カートリッジ部３Ｂの移動方向は矢印１６によって示される。

ねじ止め手段５は、本例証実施形態では、内側から工具基体２の凹部１０を通り外側へ半径方向に案内される。ここでねじ止め手段は、工具基体部２Ｂ及び工具基体部２Ａの底部分を貫通した後に、そのねじ止め部分によってカートリッジホルダ４を貫通する。次にねじ止め手段は、凹部１０を通り半径方向外側へ案内され、凹部はカートリッジ部３Ｂにも形成されており、最終的には上記固定工程が完了するまで、カートリッジ部３Ａの雄ねじと係合する。

本ねじ止め手段ホルダの変形実施形態は、例えば長穴形状に構成される凹部１０によって提供され、長穴は工具例えばミリングヘッドの端面に開口しており、その結果ねじ止め手段は、必要であれば両方のカートリッジ部３Ａ，３Ｂと共に、端面からミリングヘッドに挿入される。

しかしながら、長穴が円周を通り閉鎖する孔として構成されることも考えられ、即ち凹部１０への接近は半径方向外側から或いは内側からのみ可能である。ねじ止め手段５の頭部７は、本例証実施形態では縦方向に構成されており、この場合両方の縦側面は互いに非常に近くに位置するので、頭部７は外側から長穴状凹部１０を通り工具基体２に挿入され
る。頭部７は、工具基体部２Ｂの半径方向内側に位置させられた工具基体２の中空部分に到達した後に、図１に示されるように、対応する配置が首尾よくいくように９０度回転させられる。本実施形態は特に、比較的小さい外径を備えた工具において考えられる。

カートリッジ３を工具基体２に形成されたねじ止め手段５によって固定する時に、力の伝達を向上させるために、工具基体部２Ｂは工具基体部２Ａよりも抵抗性のある材料から製造される。その結果、支持面６Ａを介するねじ止め手段５から工具基体部２Ｂへの力の伝達は、より一層効果的に吸収される。

図２は、本発明に係るカートリッジ固定手段による、工具基体２への複数のカートリッジ３の配置を示す。ここでは、中心のカートリッジのみが示されており、下側の断面図に、結合されたねじ止め手段５及びねじ止め手段５を包囲する工具基体２の部分を備える。図２のこの部分を除く境界面１７の左側及び右側の残りの要素は、ミリングヘッドの端面視で示されている。例えばＰＣＤのような形状をなす切削手段には、本目的のために符号１８が付されると共に、切屑除去部分には符号１９が付されている。

本図に明確に示されているように工具１は、工具基体２の周縁に複数のカートリッジ３を備えて嵌合される。半径方向内部は、工具即ちミリングヘッドの長手軸周りに形成されており、この場合では、材料を有することなく即ち中空状に、軸方向延長部の向こう側に形成される。

対応するように、ねじ止め手段５は上述した方法で、内部から外部へ凹部１０を通り半径方向に挿入される。図面中心部の左側及び右側に示されるカートリッジ３は、結合されたねじ止め手段５と共に、長穴状凹部１０に向かい合って配置され、一緒にねじ止めされたカートリッジ部３Ａ，３Ｂの取り外し式ユニット及びねじ止め手段５が、ミリングヘッドの端面に挿入された後に固定されるように、長穴は工具端面に向けて開口する。

図３は本発明の別の実施形態を示しており、ねじ止め手段５は差動ねじを備えたねじ込みボルトとして構成されている。差動ねじは２個のねじ部２０，２０から成り、これらのねじ部は異なるピッチを有する。これにより、ねじ込みボルトの形態をなすねじ止め手段５がねじ入れられ、且つカートリッジ３が工具基体２に半径方向に固定された時に、カートリッジ３及び工具基体２の間の相対移動が生じる。本例のカートリッジは少なくとも２個の楔形状部３Ａ及び３Ｂから形成されているので、既に上述されている楔効果がカートリッジホルダ４に得られる。

図３は、ねじ込みボルトの形態をなし、カートリッジ３にそのより大きな外径Ｇ１を備えると共に、工具基体２に係合するより小さな直径Ｇ３を備えるねじ止め手段５を示す。しかしながら、本構成は必ずしも必要とされない。より大きな外径Ｇ１はまた、ねじ込みボルトが半径方向内側から外側へねじ止められるように、工具基体に配置されてもよい。所謂ねじ込みボルトの「頭部」は次に、その形状に依存する大型部分が工具１回転軸の半径方向により近い状態で配置される。これは特に、より大きな外径Ｇ１を備えた工具の場合に有利である。

これらの例証実施形態において、ねじ止め手段５はまた、内側から及び／又は外側からのいずれかから操作されるように、工具基体２に形成されてもよく、このために一例として両方のソケット頭部１１が考えられる。

カートリッジ支持切削手段がねじ止め手段によって工具基体に固定されている、切屑除去によるワーク切削工具の断面図。 様々な平面における図１の断面図の拡大図。 図１に対して変形させられた実施形態を示す図。

符号の説明

１…工具、２…工具基体、２Ａ…工具基体部、２Ｂ…工具基体部、３…カートリッジ、３Ａ…カートリッジ部、３Ｂ…カートリッジ部、４…カートリッジホルダ、５…ねじ止め手段、６…固定手段、６Ａ…支持面、７…頭部、８…ねじ止め手段軸、９…矢印、１０…凹部、１１…ソケット頭部、１２…ねじ、１３…矢印、１４…移動面、１５…矢印、１６…矢印、１７…境界面、１８…切削手段、１９…切屑除去部分、２０…ねじ込み部、２１…ねじ込み部。

Claims (11)

1. 切屑除去のためのワーク切削工具（１）であって、ワーク切削の間に回転する工具基体（２）を含み、切削手段を有すると共にねじ止め手段によって該工具基体（２）に固定されるカートリッジ（３）を備え、該ねじ止め手段（５）は支持面（６Ａ）を有する固定手段（６）によって該工具基体（２）上で支持されることを特徴とする工具。
2. 前記カートリッジ（３）は少なくとも２個の部品を含み、該少なくとも２個のカートリッジ部（３Ａ，３Ｂ）各々は、移動面（１４）上で相対移動可能であり、且つ前記ねじ止め手段（５）が締結された時に、該移動面（１４）において反対方向に作用する力成分が両方のカートリッジ部（３Ａ，３Ｂ）に生じさせられるように、該少なくとも２個のカートリッジ部（３Ａ，３Ｂ）に力成分が作用する状態で、該ねじ止め手段（５）によって前記工具基体（２）に固定されることを特徴とする請求項１に記載の工具。
3. 前記ねじ止め手段（５）は前記工具基体（２）に半径方向に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の工具。
4. 前記ねじ止め手段（５）の固定手段（６）は、前記カートリッジ（３）の位置に対して半径方向内側に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の工具。
5. 前記固定手段（６）は頭部状に太くされたねじ止め手段（５）の部分（７）を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の工具。
6. 前記ねじ止め手段（５）は前記工具基体（２）に半径方向に挿入されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の工具。
7. 前記ねじ止め手段（５）は前記工具基体（２）に軸方向に挿入されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の工具。
8. 前記ねじ止め手段（５）は操作のために、前記カートリッジ（３）の凹部から接近可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の工具。
9. 前記ねじ止め手段（５）は２個の異なるねじ（２０，２１）を備えた差動ねじ込みボルトとして構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の工具。
10. 少なくとも１個のカートリッジ部には、ねじ止め手段が締結された時に、各カートリッジ（３）のために前記工具基体（２）に形成される凹部（４）の壁を支持する停止面が設けられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の工具。
11. 前記カートリッジ（３）の前記凹部（４）断面は、半径方向外方向へ減少させられることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の工具。

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