JP2011522711A

JP2011522711A - 切削工具および切削工具用カートリッジ

Info

Publication number: JP2011522711A
Application number: JP2011513402A
Authority: JP
Inventors: ヒチョイ，チャン; ギュパク，チャン
Original assignee: デグテックエルティーディー
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: BRPI0822883A2; JP5350470B2; IL209646A0; WO2009151168A1; US8696258B2; US20110097165A1; KR20110004881A; KR101211893B1; CN102056695B; EP2291258A1; EP2291258B1; CN102056695A; CA2727589A1; EP2291258A4

Abstract

【課題】金属素材を加工するための切削工具とこの切削工具に切削インサートを装着するための切削工具用カートリッジを提供する。
【解決手段】１つ以上の切削部を有し、切削部はカートリッジと切削工具の本体上に形成されているカートリッジ装着用のカートリッジポケットとを備える。カートリッジポケットは、鋸歯状の突出部を備える上部面と後方支持面と下部支持面とを備え、カートリッジは、切削インサートを収容するインサートポケットと、カートリッジポケットの鋸歯状の突出部に接触する上部面とカートリッジポケットの後方支持面と接触する第１の側面と、カートリッジポケットの下部支持面と接触する下部面とを備える。前記カートリッジ上部面は、カートリッジがカートリッジポケットに装着されている状態で、カートリッジポケットの上部面の突出部と接触する外向き傾斜面と、カートリッジポケットの突出部と遊びを介して位置する内向き傾斜面とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、金属素材などを加工するための切削工具と、この切削工具に切削インサートを装着するための切削工具用カートリッジに関する。

切削インサートを装着したカートリッジを備える従来の切削工具は、カートリッジをカッター本体に固定するための様々な手段を用いる。一部の切削工具では、ネジボアがカッター本体に設けられており、これに対応する貫通ボアがカートリッジに設けられている。カートリッジは、スクリュによってカッター本体に直接固定される。しかし、このような方式では、カッター本体にあるネジボアを製造するために様々な金属切削の作業が求められるだけでなく、ネジボアによってカッター本体が弱くなる不都合がある。また、切削工具の損傷の際は、スクリュの破損部分がカッター本体のネジボア内に入り込む不都合がある。

他の従来の技術として、ウェッジを用いてカートリッジを固定する構造がある。大韓民国特許出願公開第２００５−４９５３０号は、ウェッジとセレーションとを用いるカートリッジを備える切削工具に関するものである。図１は、このような従来の技術における切削工具を示す。カッター本体１は板状であり、外周面に等間隔で配列されている複数の溝２を備える。各溝２には、切削インサート３を装着するためのカートリッジ４が収容される。スクリュ６がカッター本体に設けられているネジ孔５にネジ締結された後、溝２にスクリュ６の外部部分が収容され、カートリッジ４は、スクリュの回転に伴ってカッター本体の軸方向に微細に調整できる。カートリッジ４の位置が決められると、スクリュ７によってウェッジ８を締めることによって、カートリッジはクランプされる。

このような従来の技術の構造では、カートリッジの半径方向位置がカートリッジの下部にあるセレーション９によって決定され、カートリッジの半径方向内側面とカートリッジが収容されるカッター本体の内側面との間に間隙が存在する。このような間隙がなければ、２つの部品、すなわち、カートリッジと切削工具の本体との間に干渉が発生する不都合がある。よって、カートリッジはその上部面および下部面によってのみ支持され、半径方向では十分に支持されない。すなわち、このような従来の技術によれば、カートリッジを十分なクランプ力で固定することができないという問題がある。

また、セレーション９の部位が装着の基準位置となるため、カートリッジ４の製作が難しく、セレーション９の加工誤差および組立誤差によって調整後のカートリッジの半径方向位置が一定ではなく、切削加工の精度が落ちるという問題がある。

本発明の目的は、前に言及された短所を克服するか、非常に減少させるカートリッジとこのための切削工具を提供することにある。

本発明に係る切削工具は、１つ以上の切削部を有し、前記１つ以上の切削部は、カートリッジと、前記切削工具の本体上に形成されている前記カートリッジ装着用のカートリッジポケットとを備える。前記カートリッジポケットは、１つ以上の鋸歯状の突出部を備える上部面と、後方支持面と、下部支持面とを備える。前記カートリッジは、切削インサートを収容するインサートポケットと、前記カートリッジポケットの１つ以上の鋸歯状の突出部に接触する上部面と、前記カートリッジポケットの後方支持面と接触する第１の側面と、前記カートリッジポケットの下部支持面と接触する下部面とを備える。前記カートリッジ上部面は、カートリッジがカートリッジポケットに装着されている状態で、前記カートリッジポケットの上部面の１つ以上の突出部と接触する１つ以上の外向き傾斜面と、前記カートリッジポケットの上部面の１つ以上の突出部と遊びを介して位置する１つ以上の内向き傾斜面とを備える。

本発明に係る切削工具は、前記カートリッジポケットの上部面の上部には、前記切削工具に一体に形成されるネジ孔と、前記ネジ孔に沿って形成されるスロットとを備える。
本発明に係る切削工具のカートリッジポケットの上部面の突出部は、カートリッジポケットの外側に位置する第１の鋸歯と、前記第１の鋸歯の内側に位置して第１の鋸歯と異なる傾斜角を有する複数の第２の鋸歯とを備える。

本発明に係る切削工具のカートリッジポケットの上部面に位置する第１の鋸歯の内向き傾斜面は、カートリッジポケットの下部支持面と０〜１５度の角度をなし、第２の鋸歯の内向き傾斜面は、カートリッジポケットの下部支持面と３０〜４５度の角度をなす。

本発明に係る切削工具のカートリッジ下部面は、カートリッジポケットの下部支持面と接する第１の平坦面および第２の平坦面と、前記第１の平坦面と第２の平坦面との間に位置する凹面とからなり、前記凹面には、カートリッジポケット内で前記カートリッジが滑走可能であるように調節できるスクリュが装着される。

本発明に係る切削工具のカートリッジは、切削インサートを支持するためにカートリッジ上部面とインサートポケットとの間に位置する第１の支持壁と、インサートポケット内で切削工具の軸方向の一側に位置する第２の支持壁とを備える。

本発明に係る切削工具用カートリッジは、切削工具のカートリッジポケットの外側に位置する切削インサートが装着されるインサートポケットと、前記カートリッジポケットの上部面と結合する鋸歯状の突出部を備える上部面と、前記カートリッジポケットの後方支持面と接触する第１の側面と、前記カートリッジポケットの外部に位置する第２の側面と、前記カートリッジポケットの下部支持面と接触する下部面とを備え、前記カートリッジ上部面の前記鋸歯状の突出部は、前記第２の側面側に位置する第１の鋸歯と、前記第１の鋸歯と第１の側面との間に位置して第１の鋸歯と異なる傾斜角を有する複数の第２の鋸歯とを備える。

本発明に係る切削工具用カートリッジは、カートリッジ上部面に位置する第１の鋸歯の外向き傾斜面は、カートリッジ下部面と０〜１５度の角度をなし、第２の鋸歯の外向き傾斜面は、カートリッジ下部面と３０〜４５度の角度をなす。

本発明によれば、切削インサートを装着するカートリッジは、上部面と下部面と第１の側面とによって３面支持され、カートリッジ下部面に形成されているセレーションを用いる従来の技術よりはるかに安定した装着を誘導することができ、十分なクランプ力を提供することができる。

また、本発明によれば、ウェッジを用いる従来の技術に比較して少ない部品を用いてカートリッジを安定的に装着することができる。

また、本発明によれば、切削刃の位置調整が、カッター幅調節のスクリュによって手軽に且つ正確に行うことができる。

また、本発明によれば、カートリッジの第１の側面がカートリッジポケットに完全に密着して基準面の役割をするため、切削刃の位置が常に固定されるように制御するのが容易であり、これにより、切削加工の精度が極めて高くなる。

従来の技術に係る切削工具を示す図である。本発明に係る切削工具を示す斜視図である。本発明に係るカートリッジを示す斜視図である。本発明に係るカートリッジを示す斜視図である。本発明に係るカッター本体にカートリッジが装着される前の状態を示す斜視図である。本発明に係るカッター本体に全ての部品が装着されている状態を示す正面図である。本発明に係るカッター本体を示す側面図である。本発明に係るカッター本体のカッター幅の中心における断面図である。本発明に係るカッター本体にカートリッジが装着される前の状態におけるカートリッジポケットを拡大した図である。本発明に係るカッター本体にカートリッジが装着される前の状態におけるカートリッジポケットの周囲の断面図である。本発明に係るカートリッジに切削インサートが装着されることを示す図である。本発明に係るカートリッジの支持力を示す図である。本発明の他の実施の形態に係るカッター本体の断面図である。

以下、本明細書に添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図２は、本発明に係る切削工具の斜視図である。カッター本体(ｃｕｔｔｅｒｂｏｄｙ)１１には、カートリッジ１２を収容するための溝またはカートリッジポケット(ｃａｒｔｒｉｄｇｅｐｏｃｋｅｔ)が外周縁に沿って複数個形成される。カートリッジ１２には、切削インサート１３がインサート締結用スクリュ１４によって固定される。また、カートリッジ１２は、カッター本体１１にカートリッジ固定用スクリュ１５によって固定される。カートリッジ固定用スクリュ１５とカートリッジポケットとの間にはスロット１６が形成され、カートリッジ１２の組立を容易にする。カートリッジの下部とカッター本体との間には、カッター幅調節用スクリュ１７が挿入される。カッター幅調節用スクリュ１７の回転に伴って、カートリッジは切削工具の軸方向Ａに移動するのが可能である。本明細書を通じて、切削工具の「軸方向」は図２においてＡで示す軸方向を意味し、「半径方向」はカッター本体の中心から外周縁に向かう方向を意味する。

カートリッジには左勝手インサートと右勝手インサートが交互に配置されることができる。この場合、カッター幅調節用スクリュの調節によって、様々な厚さの溝加工が可能になる。

図３および図４は、それぞれ本発明に係るカートリッジ１２を示す斜視図である。カートリッジ１２は、カッター本体の中心側に接する半径方向内側面２１と、鋸歯状の突出部を備える上部面２２と、下部面に形成されている２つの平坦面２３、２４および１つの凹面２５と、カッター本体の中心と反対方向に位置する半径方向外側面２６と、切削インサートが装着される空間であるインサートポケット４０とを備える。インサートポケット４０は、インサート安着面４１と、インサート締結用スクリュが装着されるホール４２と、第１および第２のインサート支持壁４３、４４とを備える。インサート安着面４１は、左勝手インサート用および右勝手インサート用が相違する形状に製作されており、インサートの誤装着が防止される。カートリッジ上部面２２は、少なくとも１つの鋸歯状の突出部を備えるように形成される。本発明に係るカートリッジには、３つの鋸歯状の突出部が形成される。しかし、鋸歯状の突出部の数はこれに制限されない。各鋸歯状の突出部は、半径方向内向き傾斜面３１、３４、３７と、上側面取り面３２、３５、３８と、半径方向外向き傾斜面３３、３６、３９とを備える。図１２に示すように、カートリッジ締結用スクリュによってカートリッジポケット内にカートリッジが装着される場合、カートリッジ上部面における鋸歯状の突出部の３つの面のうち、半径方向外向き傾斜面３３、３６、３９のみがカートリッジポケットと接触するようになる。すなわち、鋸歯状の突出部の３つの面のうち少なくとも１つ以上の面で接触がなされ、接触がなされない残りの面では微細な遊びを維持することによって、カートリッジは半径方向内側面２１および下部面２３、２４で完全な面接触がなされる。本発明における半径方向外向き傾斜面３３、３６、３９のうち、第１の外側傾斜面３３と第２の外側傾斜面３６は、カートリッジ下部面２３、２４と４５度の角度をなし、第３の外側傾斜面３９は、カートリッジ下部面２３、２４と１５度の角度をなす。第１および第２の外側傾斜面３３、３６は、カートリッジ下部面２３、２４と３０度〜４５度の角度をなすことが好ましい。この角度が３０度より小さければ、カートリッジの半径方向内側への密着が完全になされず、切削工具の回転時にカートリッジが離脱しやすい。また、この角度が４５度より大きければ、ネジ孔とスロットとを用いたカートリッジポケットの上部面との接触が円滑になされない。

図５は、本発明に係るカッター本体にカートリッジが装着される前の状態を示す斜視図である。図４に最もよく示すように、カートリッジ１２の下部には凹面２５があって、カッター幅調節用スクリュ１７がこの空間に収容される。カートリッジ１２は、カッター幅調節用スクリュ１７の回転によって、カートリッジポケット内の平坦面上で滑走しながら移動する。切削インサート１３は、カートリッジの締結前および締結後にいつでも組立および解体が可能である。所望の位置にカートリッジ１２が置かれると、カートリッジ締結用スクリュ１５によってカートリッジは固定される。図６は、本発明に係るカッター本体に全ての部品が装着されている状態を示す正面図である。

図７は、本発明に係るカッター本体の側面図である。図７に示すように、本発明のカッター本体には、左勝手インサート５１と右勝手インサート５２が交互に配置され得る。このような配置によって、溝加工が可能であり、カッター幅調節用スクリュ１７によってカートリッジの位置を容易に調節することができるため、様々な厚さの溝加工が可能である。

図８は、本発明に係るカッター本体のカッター幅中心における断面図である。図８に示すように、カートリッジは、カートリッジポケットと、第１および第２の平坦面２３、２４と、半径方向内側面２１と、鋸歯状の上部面２２とで接触し、カッター本体に固定される。

図９および図１０は、本発明に係るカッター本体にカートリッジが装着される前の状態におけるカートリッジポケット６１を示す図である。カートリッジが安着するカートリッジポケット６１の上部には、カートリッジ締結用スクリュが挿入される孔６２とスロット６３が配置される。カートリッジポケットは、カートリッジが安着する２つの平坦な下部支持面６４、６５と後方支持面６６を備える。本発明に係るカートリッジポケット６１においては、後方支持面６６は、下部支持面６４、６５と直角をなす。２つの平坦な下部支持面６４、６５間には、カッター幅調節用スクリュが締結されるネジ山部が設けられている締結ホール６７が配置される。カートリッジポケットの上部面には、１つ以上の鋸歯状の突出部を有する上部面６８が配置される。カートリッジが装着された後、カートリッジ締結用スクリュによってカートリッジを固定させる場合、鋸歯状の上部面によってカートリッジを加圧する。

図１１は、本発明に係るカートリッジ７２に切削インサート７３が装着されることを示す図である。切削インサートは、インサート締結用スクリュ７４によってカートリッジ内のインサートポケット７１に装着される。インサートポケット７１には、第１および第２の支持壁７５、７６が形成され、切削作業時に被切削物との接触によって発生する切削力によってスクリュ７４に加えられる荷重を分担して支持する。

図１２は、本発明に係るカートリッジの支持力を示す。カートリッジ上部面で発生する締結力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、カートリッジ半径方向内側面に垂直な分力Ｐ１およびカートリッジ下部面に垂直な分力Ｐ２を生成する。Ｐ１は、カートリッジをカッター本体の内側に密着させ、切削工具の回転時に遠心力によってカートリッジが離脱することを防止する。Ｐ２は、カートリッジ下部面の密着を可能にする。このように、本発明に係るカートリッジは、上部面と下部面と半径方向内側面とによって３面支持され、図１に示すように、カートリッジ下部面に形成されているセレーションを用いる従来の技術よりはるかに安定した装着を誘導することができ、十分なクランプ力を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るカートリッジは、Ｆ１とＦ２の方向が同一であるが、Ｐ１とＰ２の適切な分配のためには、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の方向を互いに異なって調節することができる。すなわち、カッター本体と接触する３つの半径方向外向き傾斜面３３、３６、３９がそれぞれカートリッジ下部面となす角度が相違することがある。

また、図１に示す従来の技術の場合、カートリッジの下部に形成されているセレーションの加工誤差および組立誤差によって調整後のカートリッジの半径方向の位置が一定ではなく、切削加工の精度が落ちるという問題があったが、本発明の場合、カートリッジの半径方向内側面にカートリッジポケットが完全に密着して基準面の役割をするため、切削加工の精度が極めて高くなる。

図１３は、本発明の他の実施の形態に係るカッター本体の斜視図である。本実施の形態に係るカートリッジは、図２〜図１２に示す実施の形態におけるカートリッジと全ての構成が同一であり、単にカートリッジ上部面の形状にのみ違いがある。本実施の形態に係るカートリッジは、カートリッジ上部面の鋸歯のうち、カッター本体の中心から最も離れている第１の鋸歯の接触面がカートリッジ下部面と平行であることを特徴とする。よって、図１３に示すように、Ｆ３はカートリッジ下部面に垂直な方向に作用することになり、Ｆ３によってカートリッジ下部面との密着がさらに確実になる。また、本実施の形態に係るカートリッジは、図２〜図１２に示す実施の形態と比較して、インサート支持壁８１が厚く、切削インサートの支持が強化される。

上述した本発明の実施形態は、例示的な目的で提示されたものであり、このような具体的な手順と形態で発明を制限しようとするのではなく、これに基づいては多くの変形および修正が加えられることができる。本発明は、例えば、孔加工や旋削加工のようなカートリッジが使用可能な様々な機械加工に使用されることができる。

Claims

１つ以上の切削部を有する切削工具であって、
前記１つ以上の切削部は、カートリッジと、前記切削工具の本体上に形成されている前記カートリッジ装着用のカートリッジポケットとを備え、
前記カートリッジポケットは、１つ以上の鋸歯状の突出部を備える上部面と、後方支持面と、下部支持面とを備え、
前記カートリッジは、切削インサートを収容するインサートポケットと、前記カートリッジポケットの１つ以上の鋸歯状の突出部に接触する上部面と、前記カートリッジポケットの後方支持面と接触する第１の側面と、前記カートリッジポケットの下部支持面と接触する下部面とを備え、
前記カートリッジ上部面は、カートリッジがカートリッジポケットに装着されている状態で、前記カートリッジポケットの上部面の１つ以上の突出部と接触する１つ以上の外向き傾斜面と、前記カートリッジポケットの上部面の１つ以上の突出部と遊びを介して位置する１つ以上の内向き傾斜面とを備える、
切削工具。
前記カートリッジポケットの上部面の上部には、前記切削工具に一体に形成されるネジ孔と、前記ネジ孔に沿って形成されるスロットとを備える、請求項１に記載の切削工具。
前記カートリッジポケットの上部面の突出部は、カートリッジポケットの外側に位置する第１の鋸歯と、前記第１の鋸歯の内側に位置して第１の鋸歯と異なる傾斜角を有する複数の第２の鋸歯とを備える、請求項１または２に記載の切削工具。
前記カートリッジポケットの上部面に位置する第１の鋸歯の内向き傾斜面は、カートリッジポケットの下部支持面と０〜１５度の角度をなす、請求項３に記載の切削工具。
前記カートリッジポケットの上部面に位置する第２の鋸歯の内向き傾斜面は、カートリッジポケットの下部支持面と３０〜４５度の角度をなす、請求項３に記載の切削工具。
前記カートリッジ下部面は、カートリッジポケットの下部支持面と接する第１の平坦面および第２の平坦面と、前記第１の平坦面と第２の平坦面との間に位置する凹面からなる、請求項１または２に記載の切削工具。
前記凹面には、カートリッジポケット内で前記カートリッジが滑走可能であるように調節できるスクリュが装着される、請求項６に記載の切削工具。
前記カートリッジは、切削インサートを支持するためにカートリッジの上部面とインサートポケットとの間に位置する第１の支持壁と、インサートポケット内で切削工具の軸方向の一側に位置する第２の支持壁とを備える、請求項１または２に記載の切削工具。
切削工具に設けられているカートリッジポケットに装着されるカートリッジであって、
前記切削工具のカートリッジポケットの外側に位置する切削インサートが装着されるインサートポケットと、
前記カートリッジポケットの上部面と結合する鋸歯状の突出部を備える上部面と、
前記カートリッジポケットの後方支持面と接触する第１の側面と、
前記カートリッジポケットの外部に位置する第２の側面と、
前記カートリッジポケットの下部支持面と接触する下部面とを備え、
前記カートリッジ上部面の前記鋸歯状の突出部は、前記第２の側面側に位置する第１の鋸歯と、前記第１の鋸歯と第１の側面との間に位置して第１の鋸歯と異なる傾斜角を有する複数の第２の鋸歯とを備える、
切削工具用カートリッジ。
前記カートリッジ上部面に位置する第１の鋸歯の外向き傾斜面は、カートリッジ下部面と０〜１５度の角度をなす、請求項９に記載の切削工具用カートリッジ。
前記カートリッジ上部面に位置する第２の鋸歯の外向き傾斜面は、カートリッジ下部面と３０〜４５度の角度をなす、請求項９に記載の切削工具用カートリッジ。
前記カートリッジ下部面は、前記カートリッジポケットの下部支持面と接する第１の平坦面および第２の平坦面と、前記第１の平坦面と第２の平坦面との間に位置する凹面とからなる、請求項９に記載の切削工具用カートリッジ。
前記カートリッジは、切削インサートを支持するためにカートリッジ上部面とインサートポケットとの間に位置する第１の支持壁と、インサートポケット内で切削工具の軸方向一側に位置する第２の支持壁とを備える、請求項９に記載の切削工具用カートリッジ。