JP2013063507A

JP2013063507A - 精度調整器を備える適応型カートリッジ

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Publication number: JP2013063507A
Application number: JP2012205657A
Authority: JP
Inventors: Yevgeny Kocherovsky; コチェロフスキーエフゲニー; Curt Holbrook; ホルブルックカート; Gregor Weber; ベーバーグレゴール
Original assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2013-04-11
Also published as: US20130071193A1; CN103008707A; US8985916B2; EP2570212B1; KR20130030733A; EP2570212A1

Abstract

【課題】工具カートリッジにおいて、高い調整分解能と、切削力に対する接触応力の低減と、低減されたクランプねじの応力と、より利用しやすい調整ねじ及び簡略化された調整手順と、を提供する。
【解決手段】材料除去工作機械のための工具カートリッジであって、特にカートリッジ本体と、凹部であって、第１側面から第２側面へのそのカートリッジ本体の少なくとも一部、そのカートリッジ本体の長軸線に対して平行ではないその凹部の長軸線、及び、そのカートリッジ本体の底面にあるその凹部の開口部の少なくとも一部、を通って延在する凹部と、工具カートリッジ本体のその第２端部の近傍にあると共にそのクランプねじのための開口部及び切削工作機械インサートのためのその座部の少なくとも一部間で長手方向に位置する差動ねじのためのねじ切り開口部と、を有する工具カートリッジ。
【選択図】図４Ａ

Description

本開示は、切削工作機械、特に、金属を切削するための、とりわけ精密機械加工のための接触面を提供するため、構造的特徴と技術的特徴とを組み合わせた工具カートリッジに関する。

工具カートリッジは、概して差動ねじ及び楔機構の結合された機能に基づくと共に最適領域において切削力支持を提供する精密調整機構を有し、該精密調整機構は、調整ループにおけるバックラッシを低減し又は取り除き、システムに応力制御を提供する。

以下の技術的背景の説明において、特定の構造及び／又は方法について説明する。しかしながら、以下の説明は、これらの構造及び／又は方法が先行技術を構成することと認めるものとして解釈されるべきではない。出願人は、こうした構造及び／又は方法が先行技術に値しないことを説明する権利を明らかに有する。

従来の工具カートリッジ、特に仕上げ処理のためのＩＳＯ工具カートリッジには、切削インサートを支承して切削運転のために望ましい設置位置に保持するためのねじを備える工具カートリッジがある。図１Ａは、従来の「ねじ込み式」工具カートリッジ１０の実施例を示す。従来の工具カートリッジ１０において、例えば図１ＡのＹ軸線方向における径方向調整は、ねじ切り開口部１２（ねじ切り開口部１２は、見やすいように断面図にて示される）に位置する穴付き止めねじ（図示せず）によって行われる。ねじの一端には、従来通りレンチと係合するため適した接合形状を有する駆動六角穴がある。ねじの他端は、工具カートリッジの品質によって、研磨された玉、（最高級設計において）楕円面、又は、（低廉版において）単純平面を有する。

米国特許第５０６６１７３号明細書米国特許第７７５３６２６号明細書

従来の工具カートリッジ１０は、本質的に剛構造である本体１４を有する。使用時において、切削インサート１８の頂点１６を持ち上げるために２つの可能性のうちの１つが実行されなければならず、１）クランプねじが緩められなければならず、調整が実行され、クランプねじが締められ、調整がチェックされなければならず、且つ、工程が完了する前に任意の修正が実行される。又は、２）調整範囲を設けるためにクランプねじを十分に伸長させるべく、クランプねじは裁量で仮締めされていなければならない。１）及び２）の両方の方法は、作業現場の工作機械オペレーターによって批判されている。

従来の設計の別の問題は、分解能不足である。図１Ｂは、図１Ａの従来の工具カートリッジ１０の線描画を示す。調整ねじのためのねじ切り開口部１２の従来の軸線配置が図１Ｂに示されている。図示された従来の工具カートリッジ１０は、約１：１．５となる切削端の頂点の距離（Ｌ２）に対する調整ねじの距離（Ｌ１）の割合を有する。これは、ねじ切り開口部１２における調整ねじの小さなダイアルの移動が、頂点１６に配置された切削端において１．５倍に増幅されることを意味する。参考として軸線方向は、図１Ａ及び図１ＢのＸ軸線方向である。

従来の設計の更なる問題は、調整によって引っ張られるクランプねじ２０の高い引張り応力、及び、カートリッジ本体１４の剛構造を曲げようとする調整ねじの高い圧縮応力である。応力状態も理想的ではない。

特許文献１は、中ぐり棒(boring bar)であって、クランプねじ及び調整ねじにおける応力を低減するため、カートリッジの前部が十分に適応性を有することを可能とするべく、凹部を備える溝が当該中ぐり棒へと案内された中ぐり棒について記載している。しかしながら、この設計の不利な点は、切削部本体に属する（カートリッジそのものではない）ねじ及び調整ねじのねじピッチにのみ依存する低い調整分解能である。

特許文献２は差動ねじ機構を有するカートリッジについて記載している。しかしながら、このカートリッジは、上述した片持ち梁の問題及びクランプねじの問題に対処しない。

本発明に係る開示された調整機構の実施形態の利点は、以下の１つ又は複数を有するが、限定するものではなく、１）調整の際、調整機構の重心軸線(centroid axis)及びカートリッジ本体の長軸線間に導入された角度によって向上される高い調整分解能、２）より長いレバーを実現すると共に片持ち梁の問題を低減するため切削先端の下で更に前方にある接触領域調整横軸、３）切削力に対するよりよい支持及び調整機構における接触応力の低減、４）低減されたクランプねじの応力、及び、５）より利用しやすい調整ねじ及び簡略化された調整手順である。

付加的な実施形態において、ねじ近傍の調整キットの単純化された製造は、標準メートルねじ及びインチねじ（imperial threads）の組合せを用いて製造される。非標準ねじを使用せず、近似した径に基いた近似しつつも異なったピッチを使用するため、大きな経済的効果を付与される。

材料除去工作機械のための工具カートリッジの例示的実施形態は、カートリッジ本体と、そのカートリッジ本体の第１端部において軸線調整ねじと、そのカートリッジ本体の第１端部の近傍にあるクランプねじのための開口部と、そのカートリッジ本体の第２端部において切削工作機械インサートのための座部と、凹部であって、第１側面から第２側面へのそのカートリッジ本体の少なくとも一部、そのカートリッジ本体の長軸線に対して平行ではないその凹部の長軸線、及び、そのカートリッジ本体の底面にあるその凹部の開口部の少なくとも一部、を通って延在する凹部と、前記第２端部の近傍にあると共にそのクランプねじのための開口部及びその座部の少なくとも一部間で長手方向に位置する差動ねじのためのねじ切り開口部と、を具備し、その差動ねじのためのねじ切り開口部のねじの軸線が、そのカートリッジ本体の長軸線に対して角度Ｇとなる。

材料除去工作機械の例示的実施形態は、本体と、複数の工具カートリッジとを具備する。工具カートリッジは、カートリッジ本体と、そのカートリッジ本体の第１端部において軸線調整ねじと、そのカートリッジ本体の第１端部の近傍にあるクランプねじのための開口部と、そのカートリッジ本体の第２端部において切削工作機械インサートのための座部と、凹部であって、第１側面から第２側面へのそのカートリッジ本体の少なくとも一部、そのカートリッジ本体の長軸線に対して平行ではないその凹部の長軸線、及び、そのカートリッジ本体の底面にあるその凹部の開口部の少なくとも一部、を通って延在する凹部と、その第２端部の近傍にあると共にそのクランプねじのための開口部及びその座部の少なくとも一部間で長手方向に位置する差動ねじのためのねじ切り開口部と、を具備し、その差動ねじのためのねじ切り開口部のねじの軸線が、そのカートリッジ本体の長軸線に対して角度Ｇとなる。

当然のことながら、前述の従来の説明及び以下の詳細な説明は、共に、例示且つ説明のためのものであり、特許請求された本発明の更なる説明が提供される。

以下の詳細な説明は、同等の番号が同等の要素を示す添付された図面と関連して参照され得る。

従来の「ねじ込み式」工具カートリッジを示す。従来の「ねじ込み式」工具カートリッジを示す。材料除去工作機械のための工具カートリッジの例示的実施形態の分解図を示す。材料除去工作機械のための工具カートリッジの例示的実施形態の様々な図を示す。材料除去工作機械のための工具カートリッジの例示的実施形態の様々な図を示す。材料除去工作機械のための工具カートリッジの例示的実施形態の様々な図を示す。カートリッジ本体の第２端部を含み、特に、カートリッジ本体の内部のいくつかの特徴及びいくつかの角度関係を示す拡大図を示す。カートリッジ本体の第２端部を含み、特に、カートリッジ本体の内部のいくつかの特徴及びいくつかの角度関係を示す拡大図を示す。工具カートリッジの例示的実施形態における調整支持点及び制御点間の空間関係を示す。工具カートリッジの例示的実施形態における調整支持点及び制御点間の空間関係を示す。カートリッジ本体の第２端部を含みカートリッジ本体の内部のいくつかの特徴を示す別の拡大図を示す。固有の回転防止特性を備え得るパッドのいくつかの可能な断面形状を示す。カートリッジ本体の例示的実施形態における応力状態のＦＥＡ解析の例を示す。適した工具を使用する差動ねじの調整を示す。差動ねじを調整するための技術を示したものである。差動ねじを調整するための技術を示したものである。差動ねじを調整するための技術を示したものである。差動ねじを調整するための技術を示したものである。組み込まれた複数の工具カートリッジを備える材料除去工作機械の例示的実施形態を示す。組み込まれた複数の工具カートリッジを備える材料除去工作機械の別の例示的実施形態を示す。例示的材料除去工作機械において実行された工学的計算結果を示す。

図２は、材料除去工作機械１００のための工具カートリッジの例示的実施形態の分解図を示す。例示的工具カートリッジ１００は、カートリッジ本体１０２を有する。カートリッジ本体１０２は、任意の適した形状を有することができる。図示された実施例において、カートリッジ本体１０２は、概して６つの公称側面を有する略長方形であり、第１端面１０４は、第２端面１０６に略対向しており、上面１０８は、底面１１０に略対向しており、第１側面１１２は、第２側面１１４に略対向している。上面１０８、底面１１０、第１側面１１２及び第２側面１１４は、第１端面１０４及び第２端面１０６と概して相互に連結し、長軸線１１６を有する中実本体を形成している。略長方形を有するように概して図示されてもいるが、前述したカートリッジ本体１０２への用語の使用及び６面の割り当ては、任意の名称化された面において不規則面、切欠き領域又は他の特徴を除外するものではない。こうした特徴の実施例が以下で更に説明される。

例示的工具カートリッジ１００の他の特徴は、カートリッジ本体１０２の第１端部１２２において軸線調整ねじ１２０を有することである。図２に示す例示的実施形態において、調整ねじ１２０は、第１端面１０４に開口されたねじ切り開口部１２４内に配置されている。運転時、軸線調整ねじは、工具カートリッジ１００を、従来構成においてＸ軸線方向である軸線１１６に沿って、横断する方向に移動させる。概して、軸線１１６の方向における調整は、工具カートリッジ１００の座部における切削インサートの制御点のＹ軸線方向における位置において影響がない。しかしながら、Ｙ方向軸線における調整は、Ｘ軸線方向において制御点の位置を変更する。従って、Ｙ軸線方向に沿った径方向調整の次にＸ軸線方向に沿った軸線調整を行うと概して好適である。

例示的工具カートリッジ１００の他の特徴は、クランプねじ１３２のための開口部１３０をも有することである。図２に示された例示的実施形態において、開口部１３０は、カートリッジ本体１０２の第１端部１２２の近傍にあり、上面１０８から底面１１０へと延在している。図示されたように、開口部１３０近傍の上面１０８は、カートリッジ本体１０２の他の領域の上面１０８に対して傾斜している。ワッシャー１３４は、クランプねじと共に図示されている。

例示的工具カートリッジ１００の他の特徴は、更にカートリッジ本体１０２の第２端部１４２において切削工作機械インサート（図２に図示せず）のための座部１４０を有することである。図２に示された例示的実施形態において、座部１４０は、切削インサートの側面を支持するための２つの面１４４、１４６と、切削インサートの底面を支持するための面１４８と、を有する。面１４８に、切削工作機械インサートのために例えばねじ切り締結部の取付機構を支持するための開口部１５０がある。

例示的工具カートリッジ１００の付加的特徴は、凹部１６０を有することである。図２に示された例示的実施形態において、凹部１６０は、第１側面１１２から第２側面１１４へと少なくともカートリッジ本体１０２の一部を通って延在する。凹部１６０の長軸線１６２は、カートリッジ本体１０２の長軸線１１６に対して平行ではない。少なくとも凹部１６０の一部は、カートリッジ本体１０２の底面１１０で開口している。

例示的工具カートリッジ１００の更なる特徴は、差動ねじ１７２のためのねじ切り開口部１７０を有することである。図２に示された例示的実施形態において、ねじ切り開口部１７０は、カートリッジ本体１０２の第２端部１４２の近傍にあり、クランプねじ１３２のための開口部１３０と少なくとも座部１４０の一部との間で（カートリッジ本体１０２の長軸線１１６に対して）長手方向に位置している。ねじ切り開口部は軸線１７４を有する。

図３Ａから図３Ｃは、材料除去工作機械のための工具カートリッジ１００の例示的実施形態の様々な図を示す。図３Ａは、主として上面１０８及び第１側面１１２を示す上面前方斜視図を示し、図３Ｂは、主として底面１１０及び第２側面１１４を示す底面後方斜視図を示し、図３Ａは、主として第１側面１１２を示す側面図を示す。それぞれ図３Ａから図３Ｃにおいて、切削工作機械インサート２００は、座部１４０に位置しており、開口部１５０において締結部２０２によって固定されている。

図４Ａは、カートリッジ本体１０２の第２端部１４２を含み、カートリッジ本体１０２の内部のいくつかの特徴を示す拡大図を示す。図４Ａに示された例示的実施形態において、ねじ切り開口部１７０と、カートリッジ本体１０２の回転中心３００と、工具カートリッジ１００の座部１４０に位置する切削工作機械インサート２００の制御点３０２と、の配置間の空間関係が図示されている。例示的実施形態において、差動ねじ１７２のためのねじ切り開口部１７０の軸線１７４は、軸線Ｘに対して角度Ｇの状態にある。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、仮想半径３０６の端部にある設置された切削工作機械インサート２００の制御点３０２は、調整中、回転中心３００を中心として（第１位置３０２ａから第２位置３０２ｂへの制御点３０２の位置の変化を参照）周方向に移動する。制御点３０２の径方向調整は、Ｙ軸線に対して角度τ上に配置された速度３０４の仮想ベクトルを生じる。同様にこれは、軸線方向において制御点３０２の変位Δを与える。これは、上述したように、軸線調整ねじが、好適にも誤差Δの補償のため調整サイクルの最後に使用されるためである。

軸線１７４は、カートリッジ本体１０２の底面１１０において角度Ｇを形成する。これは、差動ねじの軸線１７４の方向における全ての単一移動が、以下の関係式に従って１／ｓｉｎ（Ｇ）倍に減少されることを可能とし、Ｈ_eff＝Ｈｓｉｎ（Ｇ）ここで、Ｈ_effは、移動の有効調整ベクトルであり、Ｈは、（軸線１７４と関連する）差動ねじ１７２の移動のベクトルである。

例として、Ｇ＝６０度の場合、Ｈ_eff＝Ｈ（０．８６６）であり、これは、１５％だけＧ＝９０度より繊細な調整分解能となる。４５度の角度Ｇにおいて、調整分解能の改善は、４１％更に正確になる。０度に向かう角度Ｇの減少は、カートリッジ本体の設計包絡線(design envelop)に基いた幾何学的制約を有する。概して、Ｇｍｉｎ＞ＡＴＡＮ（Ｆ／Ｌ）となる。例示的実施形態において、８９°＞Ｇ＞３０°である。

上述した関係及び位置によって、差動ねじ１７２は、差動楔機構のように機能し、材料除去工作機械において切削工作機械インサート２００の位置の調整のためにより繊細な制御を提供する。例えば、角度Ｇは、差動ねじ１７２及び他の関連する構成要素のような変換機構の主要項目として位置付けられ、それによって、差動ねじ１７２のねじ長さにより、工具カートリッジ本体１０２（及び取付けられた任意の関連する切削工作機械インサート）の第２端部１４２の基本線Ｂに対する（例えばＹ軸線方向における）鉛直移動が減少される。これによって、工具カートリッジのそれらの部分の位置のより小さな鉛直移動及びより繊細な増分制御が可能となる。

図５Ａ及び図５Ｂは、工具カートリッジ１００の例示的実施形態における調整支持点４００及び制御点３０２間の空間関係を示す。差動ねじ１７２の軸線１７４のための角度の使用は、調整支持点４００、例えば差動ねじ１７２の力が基本線Ｂに対して負荷される点、概して工具カートリッジを収納する空洞部のような材料除去工作機械の部分を、軸線１１６に沿ったＸ軸線方向において制御点３０２近傍に移動させる。例えば、図５Ａの距離Ｌ３は、従来の「ねじ込み式」工具カートリッジの相互に関連する距離より短い。

図５Ｂは、材料除去工作機械の一部の略図である。図５Ｂは、回転中心３００から調整支持点４００までの距離（実施例においてＤ１は２１．０９ｍｍに等しい）及び回転中心３００から制御点３０２までの距離（実施例においてＤ２は２６．５ｍｍに等しい）の数値の実際的実施例を示す。ＳＴＦＣＲ−１２ＣＡ−１６Ｍカートリッジの公知技術との比較において、図５Ｂに図示された距離は、分解能が１４％向上している。

開示された工具カートリッジの別の態様は、凹部１６０による回転中心３００周りの工具カートリッジ本体１０２の適応性と、クランプねじ１３２及び差動ねじ１７２のねじ部において応力の顕著な低減を可能とする差動楔機構の制御機能と、の両方を組み込んでいる。

例えば、例示的工具カートリッジ１００の更なる特徴は、カートリッジ本体１０２の底面１１０において差動ねじ１７２のためねじ切り開口部１７０内に位置するパッド５００を有することである。この特徴は、例えば図２及び図３Ｂに示される。カートリッジ本体１０２の第２端部１４２を含む別の拡大図であると共にカートリッジ本体の内部１０２のいくつかの特徴を示す図６を参照すると、例示的パッド５００は、楔のような形状を有すると共に、差動ねじ１７２の運動を変換してカートリッジ本体１０２の底面１１０に対するパッド５００の面５０４の突出位置を変化させるため、第１端部５０２において、差動ねじ１７２と作用的に連通（operative communication）している。変換運動は、図６の矢印Ｍによって図示されている。

例示的実施形態において、差動ねじ１７２は、一端に配置されると共にカートリッジ本体１０２の傾斜底面のねじ切り開口部１７０に位置する第１ねじ部においてピッチＰ１のおねじを有する。差動ねじ１７２の他端は、ピッチＰ２及び等しいリードのおねじを備える第２ねじ部を有し、ピッチＰ１を有するパッド５００の第１ねじ部のめねじと係合されている。

様々なピッチの使用は、非標準ねじを使用することなく調整分解能を向上させ得る。差動ねじの両端にメートルねじのみ又はインチねじのみが使用される場合、調整分解能は、ねじのピッチ間の差として比較的粗くなる。例えば、一端が標準のＭ１０×１．５であり、細目ねじのピッチがＭ１０×１．２５の場合、ピッチの差は１．５−１．２５＝０．２５ｍｍとなる。結果、差動ねじの一回転は、インサートの基準点の位置を約０．２５ｍｍ調整する。一方、標準のＭ１０×１．５ねじが、標準の３／８”−１６ねじ（ピッチ＝２５．４ｍｍ／１６＝１．５８７５ｍｍ）と組み合わされた場合、ピッチの差は、１．５８７５−１．５＝．０８７５ｍｍとなる。これは、先ほどの場合よりも２．９倍、より繊細（又はより高精度）であり、調整分解能を向上させる。

差動ねじ１７２が回転されたとき、差動ねじは、ねじ切り開口部１７０の中へと移動し且つねじ切り開口部１７０の外へと移動する。軸線１７４に沿ったこの変換運動は、調整支持点４００においてパッド５００を介して駆動すると共に反作用の力Ｆ_effを生じる力Ｆを生じさせる。この反作用の力Ｆ_effは、カートリッジ本体１０２に曲げを生じさせ、例えばクランプねじ１３２において応力を生じさせる。この点について、パッド５００の形状は、以下の等式によって、低減されて加えられた工具カートリッジを曲げる力Ｆを提供し、Ｆ＝Ｆ_eff ｓｉｎ（Ｇ）Ｇ＝６０度の場合、力の低減は１５％となる。

別の態様において、パッド５００の面５０４は、大きな径を有する。この大きな径は点接触を線接触へと変換することによって接触応力及び変形を低減し、同様にカートリッジ１００の構成要素の耐用年数を向上させる。

パッド５００は、回転を防ぐために開口部１７０において固定され得る。例えば、例として図２及び図３Ｂに示されたように、パッド５００は、回転防止のため、パッド５００の本体の開口部７０２及びカートリッジ本体１０２の溝７０４に挿入されたピン７００によって位置決めされる。ピン７００は、ばね式、中実式又は他の適した形式とすることも可能である。例えば図７に示されたようにパッド５００の断面形状も、固有の回転防止特性を備える幾何学的形状６００とすることができる。更なる実施形態において、パッド５００の本体の少なくとも一部の断面形状は、パッド５００の回転を抑制する形状とすることができる。

ロゴ又は他の識別性のある情報がパッド５００の面５０４上に組み込まれ得る。例えば、面５０４を含む、パッド５００又はその一部は、固有の形状によってトルクを伝達する又は回転を防止する任意の公知の多角形形式の断面又は他の形状形式の断面を有する押し出された多角形で製造され得る。回転防止形状の実施例は、ＣｏｒｏｍａｎｔＣａｐｔｏ（登録商標）のような印刷されたロゴを備える又は備えないトリローブ形状(tri-lobe shape)６０２とすることもできる。

凹部１６０は、カートリッジ本体１０２の適応性に貢献する。凹部１６０の大きさ及び位置の適したパラメーターは、有限要素解析（ＦＥＡ）を使用して向上され得る。図８は、ＦＥＡ解析におけるカートリッジ本体１０２の応力状態の例である。凹部の適した位置の実施例は、先に、例えば図５Ｂにおいて示されている。

図９は、適した工具７００を使用する回転Ｒによる差動ねじ１７２の調整を示す。適した道具は、例えば、Ｔ型レンチ又は六角レンチ（Allan wrench）を含む。ダイアル７０２は、制御点３０２の位置を決定すること等による切削工作機械インサート２００の測定のため使用され得る。

図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ及び図１１Ｂは、差動ねじ１７２を調整するための他の技術をまとめて示す。例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、マーク７２０は、カートリッジ本体１０２の面に配置されてもよい。マークはエッチング、印刷又は他の適した技術によってそこに配置されてもよい。マーク７２０の例示的配置は、ねじ切り開口部１７０の近傍であるが、任意の適した配置も使用され得る。ねじ切り開口部１７０近傍においてマーク７２０を使用することによって、差動ねじ１７２を調整するためにレーザービーム又は他の位置指示装置のような光投影装置が使用され得る。図１１Ａ及び図１１Ｂは、差動ねじ１７２を調整すると共にマーク７２０を使用するためのレーザービーム７４２を組み込むドライバー又はレンチ７４０の変形例を示す。図１１Ｂに示された変形例は、拡張部７４４を組み込んでいる。図１１Ａ及び図１１Ｂはドライバー又はレンチ７４０から投影するレーザービームを示し、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されたように点又は線７２２としてカートリッジ本体１０２の面に投影される。これは、使用者が差動ねじ１７２の位置又は差動ねじ１７２に与えられた回転量を測定するためにマーク７２０を使用しながら差動ねじ１７２を回転させることをも可能とする。マーク７２０は、制御点３０２、上面１０８又は制御点３０２の位置の測定を可能とする、他の適した基準特徴部（reference feature）のような工具カートリッジ１００又は工具カートリッジ１００に取付けられたインサート２００の基準特徴部の変換のために校正され得る。

レーザービーム７２２のような光投影装置を有するドライバー又はレンチ７４０のような工具は、工具カートリッジ１００に取付けられた切削工作機械インサートの制御点３０２を調整するために使用され得る。従って、使用者は、工具７４０で差動ねじ１７２を回転させ、カートリッジ本体１０２の面の１又は複数のマーク７２０を基準として光投影装置から光を投影させることができる。この技術の使用によって、工作機械に取付けられたまま、プリセッターを使用せずに微調整が直接工具カートリッジに実施され得る。

図１２は、ここで開示されたようなマーク７２０を有する工具カートリッジ１００を組み込む材料除去工作機械７６０の例示的実施形態を示す。マーク７２０上のレーザービーム７２２の実施例も示されている。

別の態様において、工具カートリッジ１００の微調整のため、遠心力が考慮され得る。図１３は、本体８０４の空洞部(bore section)８０２に組み込まれた複数の工具カートリッジ１００を備える材料除去工作機械８００を示す。材料除去工作機械は、切削運転中、主軸速度で軸線８０６中心に回転する。ダイヤモンド切削端を用いた例えばアルミニウムのような非鉄材料の切削運転の間、回転速度は、７０００ｍ／ｍｉｎを超え得る。中ぐりヘッド(boring head)の比較的小さな径のため、この回転速度は高いＲＰＭ値に変換され得る。遠心力ＦはＮ２に比例し（下式参照）、Ｆ＝０．０１０９７ＭＲＮ²、ここで、Ｍ＝質量（ｋｇ）、Ｒ＝質量中心の半径（メートル）、及び、Ｎ＝一分間あたりの回転数（ｒｐｍ）である。

この情報を用いて径Φ７０．０ｍｍの中ぐり棒の例示的材料除去工作機械において工学的計算が実行された。これらの計算の結果は、図１４に示され、８０００ｒｐｍの主軸速度まで安全運転（２倍の安全率に基づく）が実現される得ることを明らかにした。

好適な実施形態と関連して説明されたが、添付の請求項に添付された定義のような本発明の精神と範囲から逸脱することなく詳細に説明されていない付加、削除、変更及び置換が行われてもよいことは、当業者にとって当然のことである。

１０工具カートリッジ
１２ねじ切り開口部
１４本体
１６頂点
１８切削インサート
２０クランプねじ
１００工具カートリッジ
１０２カートリッジ本体
１０４第１端面
１０６第２端面
１０８上面
１１０底面
１１２第１側面
１１４第２側面
１１６長軸線
１２０軸線調整ねじ
１２２第１端部
１２４ねじ切り開口部
１３０開口部
１３２クランプねじ
１３４ワッシャー
１４０座部
１４２第２端部
１４４面
１４６面
１４８面
１５０開口部
１６０凹部
１６２長軸線
１７０ねじ切り開口部
１７２差動ねじ
１７４軸線
２００切削工作機械インサート
２０２締結部
３００回転中心
３０２制御点
３０２ａ第１位置
３０２ｂ第２位置
３０４速度
３０６仮想半径
４００調整支持点
５００パッド
５０２第１端部
５０４面
６００幾何学的形状
６０２トリローブ形状
７００ピン、工具
７０２開口部、ダイアル
７０４溝
７２０マーク
７２２レーザービーム
７４０ドライバー又はレンチ
７４２レーザービーム
７４４拡張部
７６０材料除去工作機械
８００材料除去工作機械
８０２空洞部
８０４本体
８０６軸線
Ｌ１調整ねじの距離
Ｌ２切削端の頂点の距離
Ｌ３距離
Δ 誤差
τ 角度
Ｈ_eff 移動の有効調整ベクトル
Ｈ（軸線１７４と関連する）差動ねじ１７２の移動のベクトル
Ｂ基本線
Ｇ角度
Ｇ’ 角度
Ｇ_min 最小角度
Ｆ力
Ｆ_eff 反作用の力
Ｄ１距離
Ｄ２距離
Ｍ矢印
Ｒ回転方向

Claims

材料除去工作機械のための工具カートリッジであって、
カートリッジ本体と、
該カートリッジ本体の第１端部において軸線調整ねじと、
前記カートリッジ本体の前記第１端部の近傍にあるクランプねじのための開口部と、
前記カートリッジ本体の第２端部において切削工作機械インサートのための座部と、
凹部であって、第１側面から第２側面への前記カートリッジ本体の少なくとも一部、前記カートリッジ本体の長軸線に対して平行ではない当該凹部の長軸線、及び、前記カートリッジ本体の底面に対して開いている当該凹部の少なくとも一部、を通って延在する凹部と、
前記第２端部の近傍にあると共に前記クランプねじのための前記開口部及び前記座部の少なくとも一部間で長手方向に位置する差動ねじのためのねじ切り開口部と、を具備する工具カートリッジにおいて、
前記差動ねじのための前記ねじ切り開口部のねじの軸線が、当該工具カートリッジの長軸線に対して或る角度Ｇをなしている工具カートリッジ。
当該工具カートリッジが、前記カートリッジ本体の前記底面において、前記差動ねじのため前記ねじ切り開口部に位置するパッドを有する請求項１に記載の工具カートリッジ。
前記パッドが、前記差動ねじの運動を変換して前記カートリッジ本体の前記底面に対する前記パッドの面の突出位置を変化させるため、第１端部において、前記差動ねじと作用的に連通している請求項２に記載の工具カートリッジ。
前記差動ねじがピッチＰ１のおねじを備える第１ねじ部を有すると共にピッチＰ２のおねじを備える第２ねじ部を有し、前記パッドがピッチＰ２のめねじを備える第１ねじ部を有し、前記差動ねじの前記第２ねじ部が、前記パッドの前記第１ねじ部と係合している請求項２又は請求項３のいずれか１つに記載の工具カートリッジ。
前記パッドが、回転防止のため、前記パッドの本体の開口部及び前記カートリッジ本体の溝に挿入されたスプリングピンによって位置決めされた請求項２に記載の工具カートリッジ。
前記パッドの本体の少なくとも一部の断面形状が、前記パッドの回転を抑制する請求項２に記載の工具カートリッジ。
前記差動ねじのための前記ねじ切り開口部が、前記カートリッジ本体の上面から前記カートリッジ本体の底面へと延在する請求項１に記載の工具カートリッジ。
前記角度Ｇが３０度以上であって、９０度より小さい請求項１に記載の工具カートリッジ。
前記カートリッジ本体の面に複数のマークを有し、該マークが、当該工具カートリッジ又は当該工具カートリッジに取付けられたインサートの基準特徴部の変換のために校正された請求項１に記載の工具カートリッジ。
前記基準特徴部が制御点である請求項９に記載の工具カートリッジ。
前記基準特徴部が前記カートリッジ本体の上面である請求項９に記載の工具カートリッジ。
本体と、
請求項１に記載の複数の工具カートリッジと、を具備する材料除去工作機械。
請求項１に記載の工具カートリッジの差動ねじを回転させるための工具であって、光投影装置を有する工具。
請求項９に記載の工具カートリッジに取付けられた切削工作機械インサートの制御点を調整する方法であって、
光投影装置を備える工具で前記差動ねじを回転させることと、
前記カートリッジ本体の前記面の前記１又は複数のマークを基準として前記光投影装置から光を投影することと、を有する方法。