JP2014151432A - インナフライス - Google Patents

Abstract

【課題】インナフライスを提供する。
【解決手段】工具ホルダ（１０）に着脱可能に取り付けられた交換可能な切削インサート（１６、１８）を有する工具ホルダ（１０）を備える、半径に終端する凹部を工作物に形成するための、特にクランクシャフトをフライス加工するためのインナフライス。半径を形成するために、複数の第１の交換可能な切削インサート（１６）が設けられ、これらの切削インサート（１６）は、切削方向（Ｓ）に連続して配置され、半径の相補的な部分を形成する切削エッジ（２８）を有し、半径を形成するための第１の交換可能な切削インサート（１６）は同一に構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、工具ホルダ、およびこれに着脱可能に取り付けられた交換可能な切削インサートを備える、半径に終端する凹部を工作物に形成するためのインナフライスであって、半径を形成するために、複数の第１の交換可能な切削インサートが切削方向に連続して配置され、半径の相補的な部分を形成する切削エッジを有するインナフライスに関する。

インナフライスは環状のフライスであり、この内周には、交換可能な切削インサートに一般に設けられる複数の切削エッジが配置される。工作物を加工するために、切削エッジが凹部を工作物に切削形成できるように、加工すべき工作物の当該領域でリングの内周が半径方向内側に移動されるべく、回転リングが空間で移動される。

インナフライスは、クランクシャフトの製造に、例えば、軸受座部を加工するために使用される。主軸受用の座部およびピン軸受用の座部の両方を加工することができる。ここでは、インナフライスは、例えば、余分な材料を除去して本質的に最後の所望の寸法にするように荒削りするために使用される。

偏心して取り付けられた工作物、例えばクランクシャフトのピン軸受の場合、インナフライスは、フライスの中心点を中心とするスピン（このスピンは切削力を発生させるために必要である）に加えて、工作物を中心として円形経路で移動し、工作物の周辺全体を加工することもできる。適切な制御システムにより、工作物を偏心運動で回転させて、フライス加工工程を補助することも可能である。

フライスの内周には、一般に、交換可能な切削インサートの複数の群が取り付けられる。特定の軸方向部分を形成するために、交換可能な切削インサートの各々が、フライスによって工作物に切削形成された凹部に割り当てられる。

図１および図２には、従来技術から知られているインナフライス用の交換可能な切削インサートの各々が示されている。図１は、インナフライスの工具ホルダの部分を示しており、この部分には、工作物に切削形成されかつ図２に示した周辺を形成する交換可能な切削インサートＡ−Ｄの群が備えられる（線Ｓ参照）。

図１に示した切削インサートＡ〜Ｄの群は、フライスの周辺に沿って同一の組立および配向で繰り返される。このような群の切削インサートの正確な数、およびフライスの周辺にわたる群の数は、当然、加工すべき工作物に、特に、インナフライスの寸法に依存する。

フライスによって工作物に切削形成されかつ周線Ｌを有する周面（図２の断面図に図示）は、工具ホルダの周方向に見て、図１の交換可能な切削インサートＡ−Ｄの群の切削エッジのアセンブリによって得られる。図２では、全ての切削インサートＡ−Ｄは概略的にはそれらの軸方向位置から半径方向平面に回転される。これによって、図示した群の全ての交換可能な切削インサートの組立断面線を認識できる。

図２では、インナフライスによって形成された凹部が、画定された湾曲の半径において、インナフライスの周縁に対応する両側に終端することが理解できる。この半径は、複数の交換可能な切削インサートＡ、Ｂ、Ｃの相互作用によって形成される。この場合、半径は、３つの個々の切削インサートＡ、Ｂ、Ｃの切削エッジによってそれぞれ切削形成される。工具が切削方向Ｓに半径方向に前進したとき、例えば、最初に、交換可能な切削インサートＡが工作物と接触し、次に、交換可能な切削インサートＢの横方向外側の切削エッジが工作物と接触し、最後に、交換可能な切削インサートＣの横方向外側の切削エッジが工作物と接触する。半径用の図１に示した輪郭Ｌは、交換可能な切削インサートを組み合わせることによって切削形成される。

半径は、この場合、インナフライスの両方の周辺側面で同一であるが、当然、鏡像で構成される。

全ての３つの交換可能な切削インサートＡ、Ｂ、Ｃはそれらの幾何学的形状およびサイズに関連して異なるように構成される。したがって、異なるタイプの３つの交換可能な切削インサートは半径を形成するためにのみ使用される。

２つの半径間にあるインナフライスによって工作物に切削形成されたラインの当該部分は、交換可能な切削インサートＡ、ＢおよびＣとは異なる形状を有する別のタイプの５つの交換可能な切削インサートＤによって形成される。

本発明の目的は、交換可能な切削インサートを有するインナフライスをより簡単かつより安価に設計することである。

本発明によれば、このことは、工具ホルダ、およびこれに着脱可能に取り付けられた交換可能な切削インサートを備える、半径に終端する凹部を工作物に形成するための、特にクランクシャフトをフライス加工するためのインナフライスであって、半径を形成するために、複数の第１の交換可能な切削インサートが切削方向に連続して配置され、半径の相補的な部分を形成する切削エッジを有し、半径を形成するための第１の交換可能な切削インサートが同一に構成され、すなわち同一の部分が使用されるインナフライスによって達成される。したがって、既知の解決策とは対照的に、半径を形成するために複数のタイプの交換可能な切削インサートを必要とせず、半径の全ての個々の部分が、同一の交換可能な切削インサートによって切削形成される。これらの交換可能な切削インサートを、異なる位置および配向で工具ホルダに配置して、互いを補完し、所望の半径を形成することができる。

好ましくは、半径は、相補的な切削エッジを有する２つの第１の交換可能な切削インサートによって形成される。正確に２つの交換可能な切削インサートへの低減は、従来技術に関する交換可能な切削インサートの節約を意味する。

半径を形成する２つの第１の交換可能な切削インサートは、工具ホルダの周縁の一方に配置され、特に、側面からおよびそこに向かって軸方向に最も遠くに配置される工具ホルダに存在する当該の交換可能な切削インサートであることが好ましい。

第１の交換可能な切削インサートはディスク状の構成であり、第１の交換可能な切削インサートの端面の一方は切削方向に対してほぼ直角に配向されることが好ましい。したがって、周縁を切削エッジとして使用することができる。さらに、交換可能な切削インサートを非常に対称的に成形することができ、これにより、多くの切削エッジを切削インサートに構成することが可能になる。

交換可能な切削インサートを工具ホルダに締結することは、好ましくは、中央締結ねじが周方向に対してほぼ平行に工具ホルダに係合するように実現され、従来の解決策のように、締結開口部および締結ねじがインナフライスの半径方向に対してほぼ平行に配向されるようには実現されない。

このような配向は、例えば、交換可能な切削インサートの幾何学的形状により、焼結材料から切削インサートを製造する際に、プレス工具でプレス中に、端面の形状をプレス工具で本質的に予め画定することができるという利点を提供する。このようにして、交換可能な切削インサートの取り付け状態において、例えば、交換可能な切削インサートの焼結後に実質的な再加工を必要とすることなく、工作物に対する正の切削角度を達成することができる。

第１の交換可能な切削インサート用の適切な幾何学的形状は、例えば、丸い周辺部および真っ直ぐな周辺部を有する種類のもの、特に、平坦な周辺部を有する円形ディスクである。

交換可能な切削インサートの周辺に沿った丸い部分および真っ直ぐな部分は交互になることが好ましい。例えば、３つの丸い部分および３つの真っ直ぐな部分をそれぞれ設けることができる。

丸い部分の各々は有利には切削エッジを形成するので、このタイプの交換可能な切削インサートは、少なくとも３つの切削エッジを有するか、さらには、割り出し可能な切削インサートとして構成された場合に６つの切削エッジを有する。

半径を形成するためのこれまで使用されてきた交換可能な切削インサートと比較してより対称的な形状であることにより、切削インサート毎により多い数の切削エッジを実現することができる。

工具ホルダには、有利には、交換可能な切削インサートを位置決めして割り出すための少なくとも１つの接触面が設けられ、接触面は、特に、真っ直ぐな周辺部に当接することができる。接触面の位置および配向によって、半径を形成するための第１の交換可能な切削インサートの正確な位置決めおよび配向を容易に予め設定することができ、その結果、第１の交換可能な切削インサートの切削エッジは、常に正確に、半径の対応する部分を成形するために必要な位置にある。

第１の交換可能な切削インサートの周辺の幾何学的形状が対称的に設計された場合、交換可能な切削インサートを割り出すために、接触面も同時に使用することができる。

第１の交換可能な切削インサートの丸い部分のそれぞれが、形成すべき半径に対応する湾曲を有すると有利である。湾曲部を画定する真っ直ぐな部分は、同時に、それぞれの第１の交換可能な切削インサートによって切削形成された半径セグメントも画定することが好ましい。

半径に隣接する凹部の部分を工作物に切削形成するために、第１の交換可能な切削インサートの側面に対して、さらに、第２の交換可能な切削インサートを工具ホルダに設けることができ、全ての第２の交換可能な切削インサートは同一に構成されることが好ましい。第２の交換可能な切削インサートの幾何学的形状は標準的であるが、第１の交換可能な切削インサートの幾何学的形状とは異なる。好ましくは、第２の交換可能な切削インサートとして、例えば正方形断面のディスク状またはプレート状の従来の切削インサート（好ましくは従来の切削インサートの狭い側面が切削方向に設置される）が使用されるので、従来の切削インサートの端面はインナフライスに対して半径方向内側に向いている。このようにして、異なるタイプの２つのみの交換可能な切削インサートが全体で必要となる。

半径が工作物の凹部の両方の軸方向端部に構成されるように、工具ホルダの両方の周縁に半径を形成するための第１の交換可能な切削インサートを配置することが可能である。この場合、半径を形成する第１の切削インサートは、有利には、工作物との接触時に、交換可能な切削インサートに対して均一な負荷を達成するために、切削方向に互いにオフセットされるように工具ホルダの両方の周縁に配置される。

第２の交換可能な切削インサートによって、２つの半径間の凹部の部分のみを切削形成することができる。他方、第１の交換可能な切削インサートは、半径を切削形成するためにのみ使用されることが好ましい。

交換可能な切削インサートの説明した群は、通常、工具ホルダの周辺に沿って同一の幾何学的形状および配置で繰り返される。このような群では、例えば、４つの第１の交換可能な切削インサートが設けられ、すなわち、２つの第１の交換可能な切削インサートが工具ホルダの各周縁に設けられ、ならびに、例えば、第１の交換可能な切削インサートの間の工具ホルダの表面に配置される８つの第２の交換可能な切削インサートが設けられる。

好ましい実施形態によれば、工具ホルダは主体および複数のカセットを備え、これらのカセットは主体に着脱可能に締結され、これらのカセットには、少なくとも１つの交換可能な切削インサートがそれぞれ締結される。カセットを使用することにより、切削インサートまたは切削インサートの群の取り替えをより迅速に行うことが可能になり、インナフライスの耐用年数が延びる。

好ましくは、第１の交換可能な切削インサートの各々は、取り替え可能なカセットに締結される。したがって、特に、交換可能な切削インサートが主体に挿入される前に、この交換可能な切削インサートの配向および位置決めが調整可能である。

当然、代わりに、複数の交換可能な切削インサート、例えば、第１および第２の交換可能な切削インサートの説明した群全体でさえ、単一のカセットに配置することも可能であり、その結果、例えば群全体を共に取り替えることができる。

本発明によるインナフライスを使用して、例えば、船舶用ディーゼルエンジンのクランクシャフト、特に、このようなクランクシャフトの主軸受およびピン軸受を加工することができる。他の目的の使用も当然考えられる。同様に、より小さなまたはより大きな寸法のインナフライスのために、本発明を使用することができる。

添付図面を参照して例示的な実施形態に基づき、本発明について以下により詳細に説明する。

従来のインナフライスの、交換可能な切削インサートを有する工具ホルダの概略詳細斜視図を示す。 図１による工具ホルダの半径方向断面図を示す。 交換可能な切削インサートを有する本発明によるインナフライスの工具ホルダの概略詳細斜視図を示す。 図３の工具ホルダの拡大詳細図を示す。 図３によるフライスの半径方向断面図を示す。

インナフライス（さらに詳細には図示しない）の工具ホルダ１０（図３に図示）は、周方向Ｕに閉じられるリングの形状に構成される主体１４を有する。工具ホルダ１０の半径方向内側には、凹部を工作物１５（図５参照）に切削形成するのに役立つ切削インサートが備えられる。切削方向Ｓは、例えば、インナフライスの、したがって工具ホルダ１０の回転方向によって決定される。これに関連して、インナフライスは、図１および図２に関連して上述したインナフライスに対応する。

しかし、図示したインナフライスの場合、異なるタイプの２つのみの切削インサート、すなわち、半径を凹部の縁部に形成するための第１のタイプの交換可能な切削インサート１６、および半径間の工作物１５の領域を加工する第２のタイプの交換可能な切削インサート１８が設けられる。

図３には、交換可能な切削インサート１６、１８の群が示されており、この群は、凹部の軸方向幅にわたって工作物１５の凹部の各領域を加工するために必要な全ての切削インサートを有する。

図示した群は、工具ホルダ１０の周方向Ｕに沿って数回繰り返され、工具ホルダ１０の全周Ｕには、切削インサートが可能な限り均一に備えられる。船舶用ディーゼルエンジンのクランクシャフトを加工するためのインナフライスのために、例えば、このような１８個の群が、インナフライスの周辺にわたって分配される。

交換可能な切削インサートの群において、複数の第１の交換可能な切削インサート１６（すなわち、第１のタイプの交換可能な切削インサート）は、工具ホルダ１０の２つの周縁２６に沿って配置される。さらに、複数の第２の交換可能な切削インサート１８（すなわち、第２のタイプの交換可能な切削インサート）は、第１の交換可能な切削インサート１６に並んで軸方向Ａに配置される。

この実施例では、全ての第２の交換可能な切削インサート１８（明瞭にするために図３には１つのみの参照番号が付されている）は、主体１４に直接締結される。締結は、中央開口部２０を通して案内されたねじ（ここでは図示せず）によって実現される。主体の対応するねじ山開口部はほぼ半径方向に延びる。

他方、全ての第１の交換可能な切削インサート１６は、同様に中央開口部２４を通って入るねじによって、専用のカセット２２にそれぞれ締結される。次に、カセット２２は主体１４（ここでは詳細には図示せず）にねじ込まれる。

全ての交換可能な切削インサート１６、１８は着脱可能かつ取り替え可能であるように設計される。カセット２２の全ても着脱可能かつ取り替え可能であるので、各タイプの両方の個々の交換可能な切削インサート１６、１８、および個々のカセット２２を主体１４から取り外し、そこに再び取り付けることができる。

第１の交換可能な切削インサート１６は、インナフライスによって工作物１５に切削形成された輪郭Ｌ（図５に図示）で示したように、半径を形成するのに役立つ。このために、工具ホルダ１０の各周縁２６には、相補的な切削エッジ２８を有する複数の、この場合それぞれ２つの第１の交換可能な切削インサート１６が配置され、両方の切削エッジ２８が共に周縁２６に沿って、半径（図５に図示）を工作物１５に切削形成する。

ここで、第１の交換可能な切削インサート１６はディスク状の構成であり、切削インサート１６の端面の一方は切削方向Ｓにまたは周方向Ｕに対してほぼ直角に配向される。反対側に向いた端面はカセット２２に当接する。

交換可能な各切削インサート１６は、丸い周辺部および真っ直ぐな周辺部を交互に有し、丸い周辺部が切削エッジ２８を形成する。真っ直ぐな周辺部２９は工作物１５と接触しないように配向される。切削エッジ２８の各々および真っ直ぐな周辺部２９の各々は、この実施例において、約６０°の角度にわたって延在する。当然、周辺部の異なる幾何学的形状を選択することもできる。

ここで、交換可能な切削インサート１６の２つの端面は同一に構成されるので、この切削インサート１６は反転されることができ、したがって、利用可能な６つの切削エッジ２８を有する。形状は、１２０°回転した場合に対称的である。カセット２２のまたは主体１４の接触面３０に割り出すために、真っ直ぐな周辺部２９を使用することができる。

他方、全ての第２の交換可能な切削インサート１８は、この実施例において、狭い側面の１つが切削方向Ｓに向いておりかつ２つの端面が半径方向ｒに対してほぼ直角に位置するように工具ホルダ１０に取り付けられるほぼ正方形の断面の従来のプレート状の切削インサートと同様である。

図４は、第１の交換可能な切削インサート１６を有するカセット２２の１つの拡大図を示している。ここで、鋭角を成しかつ真っ直ぐな周辺部２９のそれぞれ１つの全面が当接する２つの接触面３０が設けられることが明らかである。後端面の全面はカセット２２に当接する。このようにして、第１の交換可能な切削インサート１６はその位置に画定され、ねじれに抗して固定され、複数の領域に支持される。この交換可能な切削インサート１６の他の切削エッジ２８を使用すべきである場合、切削インサート１６が緩められ、１２０°回転され、再びねじ止めされる。

簡略化して示すために、交換可能な切削インサート１６の端面はここでは平坦に示されている。しかし、工作物１５に対して所望の正の切削角度が達成されるように切削エッジ２８の形状を画定する多様なチップブレーカの表面または凹部を、端面にそれぞれ構成することが有利である。

切削エッジ２８の湾曲は、工作物１５に形成すべき半径の湾曲に対応する。この実施例では、切削エッジ２８の各々が円弧を形成する。

半径は、工具ホルダ１０の周辺に沿って互いに背後に直接配置された２つの第１の交換可能な切削インサート１６によって切削形成される。図３に示した切削インサートの群の場合、図３の右側に配置された周縁２６において、最初に、２つの第１の交換可能な切削インサート１６の下部の作動中の頂部切削エッジ２８が工作物１５と接触し始め、工作物１５の凹部に対してより低い半径の部分を切削形成する。次に、２つの第１の交換可能な切削インサート１６の上部が工作物１５と接触し、切削インサート１６の作動中の切削エッジ２８が、工作物１５の凹部に対してより低い半径の隣接部を切削形成する。これらの２つの交換可能な切削インサート１６の２つの作動中の切削エッジ２８は互いにねじれるように位置決めされるので、図５に示したように、切削エッジ２８の切削効果は互いに相補的である。

工具ホルダ１０の左側周縁２６において、第１の交換可能な切削インサート１６の鏡像配置が選択される。しかし、第１の交換可能な切削インサート１６は、切削インサートの群の右側および左側の周縁２６において、周方向Ｕにそれぞれ互いにオフセットされるように配置される。

本図に示した実施例では、半径方向断面の半径間のインナフライスによって工作物１５に切削形成されたラインの部分が真っ直ぐに構成されるが、第２の交換可能な切削インサート１８の適切な配置および形状によって、他の形状も実現することができるであろう。

１０ 工具ホルダ
１４ 主体
１５ 工作物
１６ 切削インサート
１８ 切削インサート
２０ 中央開口部
２２ カセット
２４ 中央開口部
２６ 周縁
２８ 切削エッジ
２８ 頂部切削エッジ
２９ 周辺部
３０ 接触面
Ａ 切削インサート
Ｂ 切削インサート
Ｃ 切削インサート
Ｄ 切削インサート
Ｌ 輪郭
Ｓ 切削方向
Ｕ 周方向
ｒ 半径方向

Claims (13)

1. 工具ホルダ（１０）、および前記工具ホルダ（１０）に着脱可能に取り付けられた交換可能な切削インサート（１６、１８）を備える、半径に終端する凹部を工作物に形成するための、特にクランクシャフトをフライス加工するためのインナフライスであって、前記半径を形成するために、複数の第１の交換可能な切削インサート（１６）が切削方向（Ｓ）に連続して配置され、前記半径の相補的な部分を形成する切削エッジ（２８）を有するインナフライスにおいて、前記半径を形成するための前記第１の交換可能な切削インサート（１６）が同一に構成されることを特徴とするインナフライス。
2. 前記半径が、相補的な切削エッジ（２８）を有する２つの第１の交換可能な切削インサート（１６）によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のインナフライス。
3. 前記第１の交換可能な切削インサート（１６）がディスク状の構成であり、前記第１の交換可能な切削インサート（１６）の端面の一方が前記切削方向（Ｓ）に対してほぼ直角に配向されることを特徴とする請求項１または２に記載のインナフライス。
4. 前記第１の交換可能な切削インサート（１６）の周辺が、丸い周辺部および真っ直ぐな周辺部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインナフライス。
5. 前記周辺に沿った丸い部分および真っ直ぐな部分が交互になることを特徴とする請求項４に記載のインナフライス。
6. 前記工具ホルダ（１０）には、前記交換可能な切削インサート（１６）を位置決めして割り出すための少なくとも１つの接触面（３０）が設けられ、前記接触面（３０）が、特に、真っ直ぐな周辺部（２９）に当接することを特徴とする請求項４または５に記載のインナフライス。
7. 前記丸い部分が、形成すべき前記半径に対応する湾曲を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のインナフライス。
8. 前記半径に隣接する前記凹部の部分を前記工作物に切削形成するために、前記第１の交換可能な切削インサート（１６）の側面に対して、さらに第２の交換可能な切削インサート（１８）が前記工具ホルダ（１０）に設けられ、全ての第２の交換可能な切削インサート（１８）が同一に構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のインナフライス。
9. 前記工具ホルダ（１０）の両方の周縁（２６）には、半径を形成するための第１の交換可能な切削インサート（１６）が配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のインナフライス。
10. 前記２つの半径が同一であり、前記半径を形成する第１の交換可能な切削インサート（１６）の群が、前記切削方向（Ｓ）に互いにオフセットされるように前記工具ホルダ（１０）の両方の周縁（２６）に配置されることを特徴とする請求項９に記載のインナフライス。
11. 前記２つの半径間の前記凹部の前記部分が、第２の交換可能な切削インサート（１８）によってのみ形成されることを特徴とする請求項８、９または１０に記載のインナフライス。
12. 前記工具ホルダ（１０）が主体（１４）および複数のカセット（２２）を備え、前記複数のカセット（２２）が前記主体に着脱可能に締結され、前記複数のカセット（２２）には少なくとも１つの交換可能な切削インサート（１６）がそれぞれ締結されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のインナフライス。
13. 前記第１の交換可能な切削インサート（１６）の各々が、前記工具ホルダ（１０）に着脱可能に締結されたカセット（２２）に締結されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のインナフライス。

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