JP2016501734A - 軸方向位置調整装置を有する切削工具 - Google Patents

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Abstract

切削工具(100)は複数の切削部分(108)を有し、複数の切削部分(108)はフライス外周面(106)に沿って配置され、フライス側面(104)間で交互に存在し、切削インサート(112)が各切削部分(108)内に保持される。少なくとも1つの切削部分(108)が主要凹部(114)を有し、主要凹部(114)は、各切削インサート(112)が配置されるフライス側面と反対側のフライス側面(104)に形成される。主要凹部(114)は凹部弧状面(116)および凹部支持面(118)を有する。また切削部分(108)はカム部材(124)を有し、カム部材(124)はカム弧状面(126)と、カム枢軸(P)の異なる側に配置されたカム支持面(128)とを有する。カム部材(124)は主要凹部(114)内に配置され、カム弧状面(126)は凹部弧状面(116)に隣接し、カム支持面(128)は凹部支持面(118)に隣接する。切削部分(108)は中立位置(図5)と調整位置(図6)の間で移動可能であり、調整位置において、切削インサート(112)の軸方向位置は調整され、このときカム部材(124)はカム枢軸(P)の周りを回転する。

Description

発明の分野
本発明は、概して、円周方向に複数の切削インサートが保持される切削工具に関し、詳細には、切削インサートの軸方向位置を調整するための装置を有するそのような切削工具に関する。
発明の背景
溝フライスなどの切削工具は、その円周上に複数の切削インサートが配置されている。切削インサートは、切削工具の外周に沿って配置可能であり、工具本体の異なる側面間で交互に存在する。そのような切削工具は切削幅を有し、これは2つの隣接する切削インサートの切れ刃の軸方向の範囲によって決定される。従って、各切削インサートの軸方向位置を制御することによって切削工具の切削幅を制御することが可能である。
上記のように配置された切削インサートを有する、または切削インサートの位置を制御するための手段を有する切削工具は、例えば、独国特許公開第3936243号、独国特許公開第10011113号、米国特許第4,780,029号、米国特許第6,056,484号、米国特許第6,497,537号、米国特許第7,121,769号、米国特許第7,802,945号、および米国特許第8,061,937号に示されている。
切削インサートの軸方向位置を調整するため、および切削工具の切削幅を制御するための装置を有する改善された新規切削工具を提供することが本出願の主題の目的である。
発明の概要
本出願の主題によれば、回転軸を有し、かつ、
2つのフライス側面、およびそれらの間に延在するフライス外周面を有するフライス本体と、
フライス外周面に沿って配置された、複数の円周方向に離間された切削部分であって、各切削部分が、切削インサートを保持するためのインサートポケットを含み、2つの隣接する切削部分のインサートポケットが、異なるフライス側面上に交互に形成される、切削部分とを含み
少なくとも1つの前記切削部分が、
各インサートポケットの反対側のフライス側面に形成され、凹部弧状面と、凹部弧状面の向かい側に配置された凹部支持面とを有する主要凹部と、
カム弧状面と、カム枢軸の異なる側に配置されたカム支持面とを有するカム部材を含む軸方向位置調整装置であって、カム部材は、カム弧状面が凹部弧状面に隣接しカム支持面が凹部支持面に隣接した状態で主要凹部内に配置される、軸方向位置調整装置と
を含み、
少なくとも1つの切削部分は中立位置と調整位置の間で移動可能であり、少なくとも1つの切削部分の1つの調整位置において、切削インサートの軸方向位置は調整され、このときカム部材はカム枢軸の周りを第1の方向に回転される、を含む切削工具が提供される。
本出願の実施形態によれば、上記の切削工具において、少なくとも1つの切削部分のそれぞれにおいて、
締付ねじ穴が、フライス外周面および主要凹部の間に延在し、かつそれらに開口し、凹部支持面から離間され、
締付ねじがねじ軸に沿って締付ねじ穴の中に配置され、
調整位置において、締付ねじがねじ軸に沿って締付ねじ穴の中へ前進している。
本出願のさらなる実施形態によれば、切削部分の1つの調整位置において、カム支持面が凹部支持面を圧迫し、各切削インサートの軸方向移動を誘発する。
図面の簡単な説明
本発明をより深く理解するために、および本発明がどのように実行され得るかを示すために、次に添付の図面を参照する。
開示された技術の実施形態による切削工具の概略図である。 図1の切削工具の側面図である。 図1の切削工具の周囲図である。 図1の切削工具の切削部分の分解斜視図である。 中立位置にある、図1の切削工具の切削部分の部分透視側面図である。 調整位置にある、図1の切削工具の切削部分の部分透視側面図である。 図1の切削工具の切削部分の別の側面図である。 図1の切削工具のカム部材の斜視図である。 図8のカム部材の上面図である。 開示された技術の別の実施形態による切削工具の斜視図である。 開示された技術のさらなる実施形態による切削工具の概略図である。
説明を簡略化および明確にするために、図面に示される要素は必ずしも一定の縮尺比で描かれていないことは認識されよう。例えば、一部の要素の寸法は、明確にするために他の要素に対して誇張されている場合があり、またはいくつかの物理的構成要素が1つの機能的ブロックまたは要素の中に含まれている場合がある。さらに、適切と考えられる場合、対応する要素または類似の要素を示すために参照番号はいくつかの図面を通して繰り返される場合がある。
発明の詳細な記載
以下の記載中、本発明の様々な態様が記載される。説明を目的として、特定の構成および詳細が、本発明の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、本明細書に提示された特定の詳細なしに本発明を実行できることも当業者には明白である。さらに、本発明を曖昧にしないように、周知の特徴は省略または簡略化される場合がある。
図1および2を参照する。図1および2は、本発明による切削工具100の斜視側面図を示す。切削工具100は回転軸Rを有し、スロット切削などの金属切削作業に使用されるとき、切削工具100は回転軸Rの周りを回転する。切削工具100はフライス本体102を含み、フライス本体102は2つのフライス側面104と、それらの間に延在するフライス外周面106とを有する。フライス本体102はディスク状であり、切削工具100はディスク状溝フライスである。しかしながら、本発明は、図10〜11に示され、かつそれらを参照して詳述されるような他の種類の工具で同様に使用可能である。本明細書中で使用される用語「溝フライス(slotting cutter)」は、そのような切削工具に対して金属切削分野において使用できる他の用語、例えば「溝ミリングカッター(slot milling cutter)」、「溝削りフライス(slitting cutter)」、「溝入れフライス(grooving cutter)」、「溝ミルカッター(slot mill cutter)」、「溝入れミリングカッター(groove milling cutter)」、「側フライス(side milling cutter)」、「ディスクフライス(disk milling cutter)」等で置き換え可能であることを留意されたい。
複数の円周上に離間された切削部分108が、フライス外周面106に沿って配置され、異なるフライス側面104上に交互に存在する。各切削部分108はインサートポケット110を有し、インサートポケット110は工具側面104の第1の面に形成され、切削インサート112を中に受け入れて保持するのに適している。
さらに図1〜3を参照すると、切削インサート112は、例えば、インサートねじ穴152と相互作用するインサートねじ150によってインサートポケット110にしっかり保持される。インサートねじ穴152は、(図1および2に示されるように)インサートポケット110の反対側のフライス側面104に開口し得る。切削インサート112は切れ刃113を有する。切削インサート112がインサートポケット110に保持されるとき、切れ刃113は軸方向位置を取る、すなわち回転軸Rと平行な方向に存在する。
切削部分108の少なくとも1つは、軸方向位置調整装置122を含む。図1〜7に示されるように、切削工具100の切削部分108の全ては、軸方向位置調整装置122を含む。しかしながら、代替的に、フライス側面104のうち選択された面に配置されたインサートポケット110を有する切削部分108だけが、軸方向位置調整装置122を含んでもよい(すなわち、インサートポケット110はフライス側面104の同じ選択された面に配置されている)ことを理解すべきである。さらに代替的に、選択された切削部分108だけが軸方向位置調整装置122を含んでもよい。
軸方向位置調整装置122を有する少なくとも1つの切削部分108はまた、各インサートポケット110(すなわち同じ切削部分108のインサートポケット110)の反対側でフライス側面104に形成された主要凹部114を有する。主要凹部114は、凹部弧状面116および反対側の凹部支持面118を有する。主要凹部114は、インサートポケット110から回転軸Rの方に離間されている。弾性部分162が主要凹部114とフライス外周面106の間に配置される。締付ねじ穴120が、フライス外周面106と主要凹部114の間に延在し、かつそれらに開口し、凹部支持面118から離間される。締付ねじ穴120はねじ軸Sに沿って延在する。
各軸方向位置調整装置122は、カム部材124および締付ねじ130を含む。締付ねじ130は、ねじ軸Sに沿って締付ねじ穴120の中に配置される。調整装置122のそれぞれはさらに、レバーピン136を含んでもよい。カム部材124は、切削工具100の回転軸Rと平行なカム枢軸Pを有する。カム部材124はカム弧状面126および反対側のカム支持面128を有する。カム弧状面126は、第1角度α(図5参照)に対する円弧である。特定実施形態では、第1角度αは約85°の角度であってもよい。しかしながら、第1角度αは異なる角度であってもよく、利用できる空間ならびに切削工具およびカム部材の構造に従って決定されてもよい。カム枢軸Pはカム弧状面126の中心(すなわち弧状面126の円弧の中心)に配置されてもよい。凹部弧状面116は、カム弧状面126が嵌まるのに適切な形状および寸法で形成される。
さらに図8および9を参照すると、カム部材126は、2つのカム側面154と、それらの間に延在するカム外周面156とを有する。カム側面154はカム枢軸Pに沿って互いに離間される。カム支持面128はカム外周面156の一部である。いくつかの実施形態では、カム支持面128は、カム枢軸Pに沿って、カム外周面156の一部に沿って延在する。カム支持面128に隣接するカム外周面156の部分は、カム枢軸Pの方に窪みを付けられ、カム支持窪み部分158を形成する。このように、カム支持面128は、主要凹部114が形成されるフライス側面104に隣接して凹部支持面118と接触する。これは、このフライス側面104にできるだけより密接に力を適用する命令であり、これは、これ以降本明細書で考察されるように、弾性部分162の軸方向たわみをより誘発し得る。
さらに、カム部材124は第1端部132および第2端部134を有し、それらはカム枢軸Pを横切る方向において離間される。カム弧状面126およびカム支持面128は、第1端部132においてカム外周面156に配置される。レバー接触面160は、第2端部134においてカム外周面156に形成される。平坦部分157がカム支持面128とレバー接触面160の間に配置される。カム部材126はさらに、カム枢軸Pと平行に延在し、かつカム側面154の一方または両方に開口するカムグリップ開口142を有してもよい。図8の実施形態では、カムグリップ開口142は、カム枢軸Pに沿って延在し、かつカム側面154の両方に開口する。
さらに図5および6を参照する。図5および6は切削工具100の切削部分108の1つを示す。切削工具100の各切削部分108は、中立位置(図5)と調整位置(図6)の間で移動可能である。カム部材124は主要凹部114内に配置されるが、このとき、カム弧状面126が凹部弧状面116に対向して置かれ、およびカム支持面128が凹部支持面118に対向して置かれている。レバーピン136は、締付ねじ130と主要凹部114の間でねじ軸Sに沿って締付ねじ穴120の中に配置される。
中立位置(図5)において、締付ねじ130は力をカム部材124の第2端部134に適用しない。従って、切削部分108の弾性部分162および切削インサート112もまたそれらの中立(すなわち非調整)軸方向位置にある。
切削工具100は金属工作物の切削に利用される。切削の幅W(すなわち、スロット幅W、図3)は、2つの隣接する切削インサート112の切れ刃113の軸方向延伸によって(すなわち、回転軸Rと平行な方向において)決定される。切削工具100の切削幅Wを制御することは、各切れ刃113の軸方向位置を調整することによって達成可能である。切削部分108の1つの調整位置(図6)において、切削インサート112の軸方向位置は、カム部材124がカム枢軸Pの周りで回転されるとき調整され、これはこれ以降本明細書で詳述される。各切削部分108が軸方向位置調整装置122を含むとしても全ての切削インサート112の軸方向位置を調整することは義務でない(すなわち、切削インサート112の一部の軸方向位置を調整することが可能である)ことに留意すべきである。
締付ねじ130が締付ねじ穴120とねじ係合するとき、レバーピン136をねじ軸Sに沿って押す。続いてレバーピン136がカム部材124をその第2端部134で押す。これはカム部材124がカム枢軸Pの周りを第1の方向Dに回転することを誘発し、その結果、カム支持面128が凹部支持面118に押し付けられる。続いてカム支持面128が、ねじ軸Sと平行な力成分Fを有する力を凹部支持面118に適用する。
凹部支持面118に適用された力は、弾性部分162およびインサートポケット110の、従って切削インサート112の軸方向たわみを誘発する。このたわみは図3の矢印Aによって示される。主要凹部114はフライス側面104の一方だけに形成され(すなわち、これは貫通凹部でない)、このフライス側面104は脆弱化され、それを機械的な力の下でより可撓性にする。さらに、いくつかの実施形態では、主要凹部114は、反対側の弾性凹部138を形成する(すなわちカム部材124の第1および第2端部132、134に隣接する)2つの反対側の延伸部を有してもよい。これら弾性凹部138はまた、軸方向にたわむために、弾性部分162に可撓性を提供する。
締付ねじ130とカム部材124の間に配置されたレバーピン136は、カム部材124に達しかつそれを直接押すであろう長い締付ねじの代わりに、より短い締付ねじ130の使用を可能にすることに留意されたい。さらに、調整位置(図6)において、レバーピン136の一部は主要凹部114の空間に曝される。長い締付ねじが使用されるとき、そのねじの一部が主要凹部114に曝される。締付ねじのねじ端部に対する起こり得る損傷(例えば破損、除去された金属切屑との接触等)を防ぐために、レバーピン136が加えられ、それにより締付ねじ130の全ねじ部分を、締付ねじ穴120の中で保護された状態に維持する。
切削部分122のそれぞれはさらに、フライスグリップ開口140を含んでもよく、フライスグリップ開口140は、インサートポケット110に隣接するフライス側面104および主要凹部114に開口する。カム部材124は、カム枢軸Pと平行に延在するカムグリップ開口142を有する。カム部材124が主要凹部114内にあるとき、フライスグリップ開口140もカム枢軸Pと平行に延在し、かつカムグリップ開口142に向かって開口する。フライスグリップ開口140はカムグリップ開口142より大きい。カム部材124が主要凹部114から落下することを防止するために、ヘッド部分146およびグリップ部分148を有するグリップピン144がフライスグリップ開口140に挿入され、その結果、グリップ部分148はカムグリップ開口142に挿入される。グリップ部分148はカムグリップ開口142と圧力嵌めを形成し、それによりカム部材124をしっかり掴む。そのような圧力嵌めは、例えば、グリップ部分148の直径が少なくともそのいくつかの部分においてカムグリップ開口142の直径よりわずかに大きいとき可能である。特に、グリップ部分148は同じ半径を有する3つの弧状部分から形成可能であり、丸みを帯びた三角形状を形成し、これはカムグリップ開口142と3点圧力嵌めを達成するのに適している。グリップピン144のヘッド部分146の直径はフライスグリップ開口140より大きく、その結果、ヘッド部分146は、主要凹部114の反対側のフライス側面104にぶつかって止められる。
カム部材124が回転されると、曲げトルク力がグリップピン144に適用される可能性がある。グリップピン144はそのようなトルク力の下で、特に小さい寸法で形成されるとき、曲折または破断する傾向がある可能性がある。このため、カムグリップ開口142およびフライスグリップ開口140は、添付図面に示されるように、カム枢軸Pに沿って(すなわちそれと同軸に)配置されてもよい。この場合、グリップピン144はカム部材124と一緒に回転し、グリップピン144に適用されたトルクは排除され、軸方向位置調整装置122にさらなる耐久性を提供する。
カム枢軸Pに沿って見られたカム部材124の側面が、図5に示されている。本発明の実施形態によれば、およびこの図に示されるように、レバー接触面160は、平坦部分157に対して第2角度βだけ傾けられてもよく、カム枢軸Pの方に傾いている。具体的には、第2角度βは15°の角度であってもよい。締付ねじ130が直接またはレバーピン136を介してレバー接触面160を押し下げると、レバー接触面160は、カム部材124を第1の方向Dに回転させるために、十分な力成分があることを保証するように傾けられる。レバー接触面160はレバーピン136をカム枢軸Pの方に案内する働きもし、それにより、カム部材124が回転するとき、レバーピン136がカム枢軸Pから離れる方向に滑らないようにする。
本発明の実施形態によれば、主要凹部114の内側に配置されるカム側面154は、カム部材124の第1端部132に隣接して延在する第1側部164と、カム部材124の第2端部134に隣接して延在する第2側部166とを含む。カム側面154は互いに実質的に平行であり、それらの間のカム部材厚さを決定する。図9に示されるように、カム部材は、第1端部132に(すなわち、第1側部164と他方カム側面154の間に)第1カム部材厚さT1を有し、第2端部134に(すなわち、第2側部166と他方カム側面154の間に)第2カム部材厚さT2を有する。第2カム部材厚さT2は第1カム部材厚さT1より大きく(すなわち、T2>T1)、その結果、カム部材124の第2端部134は第1端部134より厚く、カム突出部168を形成する。カム部材124の第2端部134を厚くすることは、より大きいレバー接触面160を可能にし、これは、レバーピン136によってその上に適用される力の下でカム部材124の耐久性に寄与する。
この後者の実施形態において、および図5〜7に示されるように、開口170がフライス本体102に形成され、これは主要凹部114および反対側のフライス側面104に開口する。開口170は締付ねじ穴120に隣接して配置され、カム枢軸Pと平行に延在する。開口170は、軸方向位置調整装置122の中立位置および調整位置において、カム部材124の突出部168が挿入できるように形成される。
本発明の軸方向位置調整装置122は、様々な種類の切削工具で使用可能である。図10および11を参照すると、それら図は様々な切削工具で使用される本発明を示す。図10では、切削工具200はフランジ型溝フライスであり、フライス本体202およびフランジ部分204を有する。フライス本体202およびフランジ部分204は、ワンピース一体構造で一体的に形成される。フライス本体202は複数の切削部分108を有し、その少なくとも1つは、本発明の第1実施形態を参照して本明細書において上に記載したような軸方向位置調整装置122を有する。
図11では、切削工具300はT字形溝フライスであり、これはフライス本体302およびシャンク部分304を有する。フライス本体302およびシャンク部分304は、ワンピース一体構造で一体的に形成される。フライス本体302は複数の切削部分108を有し、その少なくとも1つは、本発明の第1実施形態を参照して本明細書において上に記載したような軸方向位置調整装置122を有する。
1つまたは複数の特定実施形態を参照して本発明を記載してきたが、本記載は総じて例であることが意図され、示される実施形態に本発明を限定するものと解釈すべきでない。本明細書に特に示されないが本発明の範囲内にある様々な修正形態を当業者は思い付く可能性があることが認識される。

Claims (13)

  1. 切削工具(100)であって、回転軸(R)を有し、かつ、
    2つのフライス側面(104)、およびそれらの間に延在するフライス外周面(106)を有するフライス本体(102)と、
    前記フライス外周面(106)に沿って配置された、複数の円周方向に離間された切削部分(108)であって、各切削部分(108)が、切削インサート(112)を保持するためのインサートポケット(110)を含み、2つの隣接する切削部分(108)の前記インサートポケット(110)が、異なるフライス側面(104)上に交互に形成される、切削部分(108)とを含み、
    少なくとも1つの切削部分(108)が、
    前記各インサートポケット(110)の反対側のフライス側面(104)に形成され、凹部弧状面(116)と、前記凹部弧状面(116)の向かい側に配置された凹部支持面(118)とを有する主要凹部(114)と、
    カム弧状面(126)と、カム枢軸(P)の異なる側に配置されたカム支持面(128)とを有するカム部材(124)を含む軸方向位置調整装置(122)であって、前記カム部材(124)は、前記カム弧状面(126)が前記凹部弧状面(116)に隣接し前記カム支持面(128)が前記凹部支持面(118)に隣接した状態で前記主要凹部(114)内に配置される、軸方向位置調整装置(122)とを含み、
    前記少なくとも1つの切削部分(108)が中立位置と調整位置の間で移動可能であり、前記カム部材(124)が前記カム枢軸(P)の周りを第1の方向(D)に回転すると前記切削インサート(112)の軸方向位置が調整される、切削工具(100)。
  2. 前記少なくとも1つの切削部分(108)のそれぞれにおいて、締付ねじ穴(120)が、前記フライス外周面(106)および前記主要凹部(114)の間に延在し、かつそれらに開口し、前記凹部支持面(118)から離間され、締付ねじ(130)がねじ軸(S)に沿って前記締付ねじ穴(120)の中に配置され、
    前記調整位置において、前記締付ねじ(130)が前記ねじ軸(S)に沿って前記締付ねじ穴(120)の中へ前進している、請求項1に記載の切削工具(100)。
  3. 前記少なくとも1つの切削部分(108)の1つの前記調整位置において、前記カム支持面(128)が前記凹部支持面(118)を圧迫し、前記各切削インサート(112)の軸方向移動を誘発する、請求項1または2に記載の切削工具(100)。
  4. 前記カム枢軸(P)が前記カム弧状面(126)の中心に位置付けられる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の切削工具(100)。
  5. 前記カム枢軸(P)が前記回転軸(R)と平行である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の切削工具(100)。
  6. 切削部分(108)であって、前記フライス側面(104)のうちの選択された1つにそれらのインサートポケット(110)が配置された切削部分(108)の全てが、軸方向位置調整装置(122)を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の切削工具(100)。
  7. 前記切削工具(100)の前記切削部分(108)の全てが、軸方向位置調整装置(122)を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の切削工具(100)。
  8. 前記フライス本体(102)がディスク状である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の切削工具(100)。
  9. 各軸方向位置調整装置(122)において、
    前記カム部材(124)が第1端部(132)および第2端部(134)を有し、前記カム弧状面(126)および前記カム支持面(128)が前記第1端部(132)に位置付けられ、
    前記少なくとも1つの切削部分(108)の1つの前記調整位置において、その切削部分(108)の前記締付ねじ(130)が、前記カム部材(124)の前記第2端部(134)を前記回転軸(R)の方へ押し、前記カム部材(124)を前記カム枢軸(P)の周りで前記第1の方向(D)に回転させる、請求項2に記載の切削工具(100)。
  10. 各軸方向位置調整装置(122)がさらに、前記締付ねじ(130)と前記カム部材(124)の間に前記ねじ軸(S)に沿って前記締付ねじ穴(120)の中に配置されたレバーピン(136)を含む、請求項2または9に記載の切削工具(100)。
  11. 前記少なくとも1つの切削部分(108)のそれぞれにおいて、前記主要凹部(114)が前記凹部支持面(118)の反対側に2つの延伸部分を有し、反対側の弾性凹部(138)を形成する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の切削工具(100)。
  12. 前記少なくとも1つの切削部分(108)のそれぞれがさらに、前記インサートポケット(110)の前記フライス側面(104)に、および前記主要凹部(114)に開口し、前記カム枢軸(P)と平行に延在するフライスグリップ開口(140)を含み、
    各カム部材(124)が、前記カム枢軸(P)と平行に延在するカムグリップ開口(142)を有し、
    グリップ部分(148)を有するグリップピン(144)が前記フライスグリップ開口(140)を通過し、前記カムグリップ開口(142)と圧力嵌めを形成する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の切削工具(100)。
  13. 前記フライスグリップ開口(140)が前記カム枢軸(P)に沿って位置付けられる、請求項12に記載の切削工具(100)。
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