JP2016528055A

JP2016528055A - 弾性クランプを備えた取外し可能な切削工具セグメントおよびそのための切削工具

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Publication number: JP2016528055A
Application number: JP2016537427A
Authority: JP
Inventors: ヘクト，ギル
Original assignee: イスカルリミテッド
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: KR20160045701A; EP3038777A1; EP3038777B1; JP6366715B2; RU2016111111A3; RU2016111111A; CA2922395C; US9211596B2; CA2922395A1; RU2655487C2; CN105473263B; CN105473263A; US20150056026A1; WO2015029008A1

Abstract

切削工具セグメント（１００）は、切削工具（１５０）のセグメントポケット（１５４）内に取外し可能に取り付けることができる。各切削工具セグメント（１００）は、前後方向（ＤＦ、ＤＲ）に延びる長手方向セグメント軸（Ａ）を有し、および上端部（１０２）と下端部（１０４）とを有し、それらはセグメント軸（Ａ）の両側に配置されている。下端部（１０４）は、２つの離間した下部当接面（１０８、１１０）を有する。インサート保持部分（１１２）が、切削工具セグメント（１００）の前端部（１１４）において上端部（１０２）に形成される。弾性保持アーム（１１６）が上端部（１０２）に形成され、インサート保持部分（１１２）から後方に離間される。保持アーム（１１６）は上部当接面（１１８）を有する。切削工具セグメント（１００）の側面図において、上部および下部当接面（１１８、１０８、１１０）は直線状である。工具ホルダ本体（１５２）の周囲面（１５６）に形成されたセグメントポケット（１５４）内に取外し可能に取り付けられた少なくとも１つのそのような切削工具セグメント（１００）を含む切削工具（１５０）も特許請求される。

Description

発明の分野
[001]本発明は、概して、円周方向に保持された切削インサートを有する切削工具に関し、詳細には、切削インサートを保持する取外し可能なセグメントを有するそのような切削工具に関する。

発明の背景
[002]溝削りカッターおよびソーなどの切削工具は、それらの周囲面に保持される複数の切削インサートを有する。切削インサートは切削工具要素内に保持可能であり、切削工具要素は工具ホルダ本体から分離可能である。そのような切削工具要素は様々な形態で工具ホルダ本体と結合されることが知られている。切削インサートまたは切削工具要素の中には、それらの位置を維持するカムによって、各ポケットまたは凹部内に保持されるものもある。

[003]上に記載したような切削工具セグメントまたは切削インサートを有する切削工具は、例えば、以下の米国特許公開：米国特許第４，６０４，００４号、米国特許第４，８９８，０５４号、米国特許第６，３２５，５７４号、米国特許第４，４９２，１４０号、米国特許第３，８８７，９７５号、米国特許第２，８６０，８６３号、米国特許第３４１，１８７号および米国特許第２０７，００３号、ならびに独国特許公開、独国実用新案第８５１３３５０Ｕ１号および独国特許出願公開第１００１０２２３Ｂ４号に示されている。

[004]改良された新規切削工具セグメントを提供することが本出願の主題の目的であり、この改良された新規切削工具セグメントは、切削工具セグメント内に切削インサートを保持しているにもかかわらず、工具ホルダ本体内に弾性的に保持され、および工具ホルダ本体から取外し可能である。

発明の概要
[005]本出願の主題によれば、切削工具セグメントであって、前後方向に延びる長手方向セグメント軸を有し、且つ、
セグメント軸の両側に配置された上端部および下端部であって、下端部が２つの離間した下部当接面を有する上端部および下端部と、
切削工具セグメントの前端部で上端部に形成されたインサート保持部分と、
上端部に形成され、インサート保持部分から後方に離間された弾性保持アームであって、上部当接面を有する弾性保持アームと
を含み、
切削工具セグメントの側面図において、上部および下部当接面が直線状である、切削工具セグメントが提供される。

[006]本出願の主題によれば、工具ホルダ本体であって、その周囲面に形成された少なくとも１つのセグメントポケットを有する工具ホルダ本体と、少なくとも１つのセグメントポケット内に保持される、上に記載されるような少なくとも１つの切削工具セグメントとを含む、切削工具が提供される。

[007]切削工具の工具ホルダ本体において、各セグメントポケットは上部ポケット面と、反対側の下部ポケット面とを有し、上部ポケット面は上部クランプ面を有し、且つ下部ポケット面は２つの離間した下部クランプ面を有し、切削工具セグメントの上部当接面はセグメントポケットの上部クランプ面と当接し、切削工具セグメントの下部当接面はセグメントポケットの下部クランプ面と当接し、且つ保持アームはセグメント軸の方に弾性的に押される。少なくとも１つの切削インサートが、少なくとも１つの切削工具セグメントのインサート保持部分内に保持される。

図面の簡単な説明
[008]本出願をより良く理解するため、および本出願を実際にどのように実行できるかを示すため、次に添付図面を参照する。

本発明の実施形態による切削工具の概略的な説明側面図である。図１の切削工具の一部の斜視図である。図２の切削工具の一部の側面図である。図２の切削工具の一部の分解側面図である。本発明の別の実施形態による切削工具の一部の側面図である。図５の切削工具の一部の分解側面図である。本発明のさらなる実施形態による切削工具の一部の側面図である。

[009]説明を簡単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、参照番号は図面を通して繰り返される場合がある。

発明の詳細な説明
[010]以下の記載において、本発明の様々な態様が記載される。説明のため、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、本発明は本明細書に示した特定の詳細なしに実行できることも当業者には明らかであろう。さらに、周知の特徴は、本発明を曖昧にしないように、省略または単純化される場合がある。

[011]次に、本発明の実施形態による切削工具１５０の様々な図を示す図１〜４を参照する。切削工具１５０は工具ホルダ本体１５２を含み、工具ホルダ本体１５２は２つの本体側面１５５と、それらの間に延在する周囲面１５６とを有する。複数のセグメントポケット１５４が、工具ホルダ本体１５２の周囲面１５６に形成される。切削工具１５０はまた、複数の切削工具セグメント１００を含み、各切削工具セグメント１００は、各セグメントポケット１５４に取外し可能に保持される。切削工具１５０は、中心回転軸Ｂを有する回転切削工具として示されている。作動中、切削工具１５０は中心軸Ｂの周りでワークピースに対して回転し、ワークピースから材料を切り取る。

[012]特に図３〜４を参照すると、各セグメントポケット１５４は、上部ポケット面１５８と、反対側の下部ポケット面１６０とを有する。ポケット後面１７８が上部ポケット面１５８と下部ポケット面１６０との間に延在する。上部ポケット面１５８は上部クランプ面１６２を有し、下部ポケット面１６０は２つの離間した下部クランプ面１６８、１７０を有する。

[013]切削工具セグメント１００は、前後方向Ｄ_Ｒ、Ｄ_Ｆに延びる長手方向セグメント軸Ａを有する。切削工具セグメント１００は、上端部１０２と下端部１０４とを含み、それらはセグメント軸Ａの両側に配置されている。下端部１０４は、２つの離間した下部当接面１０８、１１０を有する下部面１０６を有する。切削工具セグメント１００は、２つのセグメント側面１０７と、それらの間に延在するセグメント周囲面１０９とを有する。セグメント後面１３４が、切削工具セグメント１００の後側において下部面１０６と弾性保持アーム１１６の後部との間に延在する。

[014]インサート保持部分１１２が、切削工具セグメント１００の前端部１１４において上端部１０２に形成される。弾性保持アーム１１６は上端部１０２に形成され、上部当接面１１８を有する。保持アーム１１６はインサート保持部分１１０から後方に離間される。

[015]図３および図４に示されるように、切削工具セグメント１００の側面図において、上部および下部当接面１１８、１０８、１１０は直線状である。切削工具セグメント１００の側面図において、上部当接面１１８は上部ラインＩ１に沿って位置し、下部当接面１０８、１１０は下部ラインＩ２に沿って位置する。いくつかの実施形態では、上部ラインＩ１および下部ラインＩ２は、切削工具１５０のいくつかの位置において（例えば、切削工具セグメント１００がセグメントポケット１５４に取り付けられるとき）、互いに平行であり得る。そのような上部および下部当接面１１８、１０８、１１０（すなわち側面図において直線状）は、例えば側面図において湾曲した当接面と比べて、製造しやすいことに注目すべきである。さらに、そのような当接面は、湾曲した当接面と比べて、より研削しやすい。上部および下部当接面１１８、１０８、１１０は、切削工具セグメント１００とセグメントポケット１５４との間の確実な当接のために、Ｖ字形面であり得ることは認識されよう。下部当接面１０８、１１０は、単一の直線状面、すなわち下部面１０６の２つの離間したセクションであり得ることがさらに注目される。

[016]切削工具１５０において、少なくとも１つの切削工具セグメント１００のそれぞれは、各セグメントポケット１５４に取外し可能に保持され、その結果、切削工具セグメント１００の上部当接面１１８はセグメントポケット１５４の上部クランプ面１６２に当接する。さらに、切削工具セグメント１００の下部当接面１０８、１１０は、それぞれセグメントポケット１５４の下部クランプ面１６８、１７０と確実に当接する。切削工具セグメント１００がセグメントポケット１５４の中へ後方に進められるとき、保持アーム１１６はセグメント軸Ａの方に弾性的に押される。保持アーム１１６の移動は、それに隣接して形成される弾性間隙１１７によって起こり得る。確実な摩擦嵌合が、切削工具セグメント１００の上部および下部当接面１１８、１０８、１１０の間に、それぞれセグメントポケット１５４の上部および下部クランプ面１６２、１６８、１７０によって形成される。

[017]切削工具セグメント１００のそれぞれにおいて、切削インサート１２２がインサート保持部分１１２に保持される。インサート保持部分１１２は、切削インサート１２２を保持するためのいずれかの構成を含み得る。本出願の図に示される切削工具セグメント１００は、摩擦嵌合によって（すなわち、その内容が参照により組み込まれる米国特許第７，１６３，３６１号で見られるものなど、ねじ等としての締結部材なしに）切削インサート１２２を保持するための摩擦嵌合弾性保持部分を含む。従って、インサート保持部分１１２は、切削インサートを保持するためのクランプねじまたは他のクランプを受け入れるためのねじ穴がない。しかしながら、他のいずれかの種類のインサート保持が利用されてもよく、例えば、そのようなものには、その内容が参照により組み込まれる米国特許第７，０９０，４４３号で見られるものなどの締結部材が含まれる。

[018]いずれの場合においても、弾性保持アーム１１６は、インサート保持部分１１２から後方に離間される。従って、セグメントポケット１５４内でその保持によって切削工具セグメント１００に適用される力は、インサート保持部分１１２内の切削インサート１２２の保持によって適用される力に寄与せず、およびその力と干渉しない。従って、切削工具セグメント１００を切削工具本体１５２に取り付けた状態で切削インサート１２２を取り外し、および切削工具セグメント１００に取り付けることが可能である。

[019]本発明の別の実施形態を示す図５〜６をさらに参照する。この実施形態では、切削工具１５０は、切削工具本体１５２と、少なくとも１つの切削工具セグメント１４０とを含む。切削工具セグメント１４０は切削工具セグメント１００に類似しているが、切削工具セグメント１４０の下部面１０６は、下部当接面１０８、１１０の間に形成された固定用凹部１２４を有する。固定用凹部１２４は下部面１０６からセグメント軸Ａの方に窪められ、固定用部材１２６を部分的に受け入れるように適合される。

[020]セグメントポケット１５４の下部ポケット面１６０は、下部クランプ面１６８、１７０の間に形成されたポケット凹部１６６を有する。切削工具セグメント１４０がセグメントポケット１５４内に配置されるとき、ポケット凹部１６６は切削工具セグメント１００の固定用凹部１２４に面する。ポケット凹部１６６および固定用凹部１２４は、従って、それを通して固定用部材１２６を受け入れるように適合された固定用開口１７２をともに形成する。固定用開口１７２は内側面１７６を有する。固定用部材１２６はカム部材であってもよく、カム部材は、セグメント軸Ａを横切るカム軸Ｃの周りでカム部材が回転されるとき、各切削工具セグメント１００をそのセグメントポケット１５４内に確実に固定する。

[021]カム部材１２６の一部は、部分的外形（portion contour）１７４（例えば、らせん状外形または楕円形外形）を有し、部分的外形１７４は、カム軸Ｃの周りで回転されるとき、固定用開口１７２の内側面１７６の一部と相互作用する、すなわちポケット凹部１６６および固定用凹部１２４と同時に相互作用する。カム部材１２６がカム軸Ｃの周りで回転されるとき、その部分的外形１７４は、固定用凹部１２４およびポケット凹部１６６の壁の各部分を押す。これにより切削工具セグメント１００とセグメントポケット１５４との間により確実な保持が形成される。

[022]切削工具セグメント１００、１４０はさらに、セグメント側面１０７の少なくとも１つに開口するセグメントキー開口１３２を有し得、およびホルダ本体１５２は、本体側面１５５の少なくとも１つに開口するホルダキー開口１６４を有する。セグメントおよびホルダキー開口１３２、１６４は、作動キーの各突起を同時に受け入れるように適合され、作動キーは切削工具セグメント１００、１４０をセグメントポケット１５４の中へおよび外へ進める役割を果たす。作動キーは、第１の方向に回転されるとき、切削工具セグメント１００、１４０を、セグメントポケット１５４の方へ進め、反対方向に回転されるとき、切削工具セグメント１００、１４０を引き抜くように構成される。第２実施形態が使用されるとき（図５〜６）、切削工具セグメント１４０はセグメントポケット１５４の中へ進められ、続いて固定用部材１２６が固定用開口１７２に配置され、次に切削工具セグメント１００をセグメントポケット１５４内に締結するために、カム軸Ｃの周りで回転される。

[023]切削工具セグメント１００、１４０はさらに、その前端部１１４に配置されたストッパ部分１２８を含み得る。ストッパ部分１２８は、セグメント軸Ａから離れる方向に、切削工具セグメント１００、１４０の下部面から突出する。ストッパ部分１２８は、セグメント軸Ａに対して横方向に延在する実質的に後方に面するストッパ面１３０を有する。切削工具１５０を組み立てると、切削工具セグメント１００、１４０は、ストッパ面１３０が工具ホルダ本体１５２の周囲面１５６に当接するまで、各セグメントポケット１５４の中に進められる。切削工具セグメント１００、１４０およびセグメントポケット１５４は、切削工具セグメント１００、１４０とセグメントポケット１５４のポケット後面１７８との接触がないように形成され、すなわち、切削工具セグメント１００、１４０は、セグメント後面１３４がポケット後面１７８と接触する前に停止される。

[024]切削工具１５０は、例えば図１に示されるような回転切削工具１５０中に、複数の切削工具セグメント１００、１４０を、従って複数の切削インサート１２２を有する。効果的な切削動作を保証するために、全ての切削インサート１２２の切れ刃を、切削工具１５０の中心軸Ｂから同様の距離のところに有することが望ましい。全ての切削工具セグメント１００、１４０がストッパ部分１２８を有するとき、それらは中心軸Ｂから同様の距離のところで工具ホルダ本体１５２の周囲面１５６で停止される。このようにして、ストッパ部分１２８は、中心軸Ｂに対して切れ刃を均一に配置する。切削工具セグメント１００、１４０を、ポケット後面１７８（その位置が様々なセグメントポケット１５４間で変わり得る）に対して停止する代わりに、周囲面１５６に対して停止することによって、切れ刃の位置を定めることがより簡単であることは認識されよう。

[025]次に、本発明のさらなる実施形態による切削工具１５０’の一部を示す図７を参照する。切削工具１５０’はセグメントポケット１５４’を有する。この実施形態によれば、切削工具セグメント１００’は切削工具セグメント１００に類似しているが、切削工具セグメント１００’はストッパ部分１２８を備えずに形成される。代わりに、切削工具セグメント１００’がセグメントポケット１５４’に取り付けられるとき、切削工具セグメント１００’のセグメント後面１３４が、セグメントポケット１５４’のポケット後面１７８に当接する。この実施形態では、切削インサート１２２の切れ刃の位置は、セグメントポケット１５４’のポケット後面１７８に対して切削工具セグメント１００’を停止することによって定められる。

[026]図１をさらに参照すると、切削工具１５０は、複数のセグメントポケット１５４と切削工具セグメント１００とを有するディスク状回転溝削りカッターとして示されている。しかしながら、本発明による切削工具は、他のいずれかの種類のカッターであってもよく、また、切削インサートをその中に保持する少なくとも１つの切削工具セグメントを含んでもよく、例えば、単一セグメントポケットとその中に保持される単一切削工具セグメントとを有する旋削カッターを含んでもよい。

[027]本発明による切削工具本体１５２は、鋼から構成されてもよい。切削工具セグメント１００、１４０も鋼から構成されてよい。切削インサート１２２は、超硬合金等など、金属の切削に適した硬質材料から構成されるであろう。

[028]本発明を１つまたは複数の特定の実施形態を参照して記載してきたが、本記載は全体として説明に役立つことを目的とし、示される実施形態に本発明を限定するように本記載を解釈すべきでない。本明細書に特に示さないが、本発明の範囲内にある様々な修正形態を当業者が想到し得ることが認識される。

Claims

切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）であって、前後方向（Ｄ_Ｒ、Ｄ_Ｆ）に延びる長手方向セグメント軸（Ａ）を有し、且つ、
前記セグメント軸（Ａ）の両側に配置された上端部（１０２）および下端部（１０４）であって、前記下端部（１０４）が２つの離間した下部当接面（１０８、１１０）を有する上端部（１０２）および下端部（１０４）と、
前記切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）の前端部（１１４）で前記上端部（１０２）に形成されたインサート保持部分（１１２）と、
前記上端部（１０２）に形成され、前記インサート保持部分（１１２）から後方に離間された弾性保持アーム（１１６）であって、上部当接面（１１８）を有する弾性保持アーム（１１６）と
を含み、
前記切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）の側面図において、前記上部および下部当接面（１１８、１０８、１１０）が直線状である、切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）。
前記切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）の側面図において、前記上部当接面（１１８）および前記下部当接面（１０８、１１０）が互いに平行である、請求項１に記載の切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）。
前記インサート保持部分（１１２）が、切削インサート（１２２）を受け入れ且つ摩擦嵌合によって前記切削インサート（１２２）を保持するように適合されたインサートポケット（１２０）を含む、請求項１または２に記載の切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）。
前記下端部（１０４）がさらに、前記下部当接面（１０８、１１０）の間に配置された固定用凹部（１２４）を有し、前記固定用凹部（１２４）が固定用部材（１２６）を部分的に受け入れるように適合されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削工具セグメント（１００）。
前記切削工具セグメント（１００、１４０）の前記前端部（１１４）に配置されたストッパ部分（１２８）をさらに含み、前記ストッパ部分（１２８）が、前記セグメント軸（Ａ）に対して横方向に延在する後方に面するストッパ面（１３０）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削工具セグメント（１００、１４０）。
工具ホルダ本体（１５２）であって、その周囲面（１５６）に形成された少なくとも１つのセグメントポケット（１５４、１５４’）を有する工具ホルダ本体（１５２）と、
前記少なくとも１つのセグメントポケット（１５４、１５４’）内に保持される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の少なくとも１つの切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）と
を含む、切削工具（１５０、１５０’）。
請求項６に記載の切削工具（１５０、１５０’）であって、
前記工具ホルダ本体（１５２）において、各セグメントポケット（１５４、１５４’）が上部ポケット面（１５８）と、反対側の下部ポケット面（１６０）とを有し、前記上部ポケット面（１５８）が上部クランプ面（１６２）を有し、且つ前記下部ポケット面（１６０）が２つの離間した下部クランプ面（１６８、１７０）を有し、
各切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）において、前記上部当接面（１１８）が前記各セグメントポケット（１５４）の前記上部クランプ面（１６２）と当接し、前記下部当接面（１０８、１１０）が前記各セグメントポケット（１５４、１５４’）の前記下部クランプ面（１６８、１７０）と当接し、且つ前記保持アーム（１１６）が前記セグメント軸（Ａ）の方に弾性的に押され、および
少なくとも１つの切削インサート（１２２）が、前記少なくとも１つの切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）の前記インサート保持部分（１１２）内に保持される、切削工具（１５０、１５０’）。
前記少なくとも１つの切削工具セグメント（１００、１４０）がさらに、前記少なくとも１つの切削工具セグメント（１００、１４０）の前記前端部（１１４）に配置されたストッパ部分（１２８）を含み、前記ストッパ部分（１２８）が、前記セグメント軸（Ａ）に対して横方向に延在する後方に面するストッパ面（１３０）を有し、
前記ストッパ面（１３０）が前記工具ホルダ本体（１５２）の前記周囲面（１５６）と当接する、請求項６または７に記載の切削工具（１５０）。
前記少なくとも１つの切削工具セグメント（１００）の前記下端部（１０４）がさらに、前記下部当接面（１０８、１１０）の間に配置された固定用凹部（１２４）を有し、
前記少なくとも１つのセグメントポケット（１５４）の前記下部ポケット面（１６０）が、前記下部クランプ面（１６８、１７０）の間に形成されたポケット凹部（１６６）を有し、前記ポケット凹部（１６６）が前記固定用凹部（１２４）に面し且つそれとともに固定用開口（１７２）を形成し、前記固定用開口（１７２）はそれを通して固定用部材（１２６）を受け入れるように適合されている、請求項６〜８のいずれか一項に記載の切削工具（１５０）。
前記固定用部材（１２６）がカム部材であり、前記カム部材は、前記セグメント軸（Ａ）を横切るカム軸（Ｃ）の周りで回転されると、前記各切削工具セグメント（１００）をそのセグメントポケット（１５４）内に確実に固定する、請求項９に記載の切削工具（１５０）。
前記カム部材（１２６）が部分的外形（１７４）を有し、前記部分的外形（１７４）は、前記カム部材が前記カム軸（Ｃ）の周りで回転されると、前記固定用開口（１７２）の内側面（１７６）と相互作用する、請求項１０に記載の切削工具（１５０）。
前記切削工具セグメント（１００、１４０、１００’）がそれに形成されたセグメントキー開口（１３２）を有し、および前記ホルダ本体（１５２）がそれに形成されたホルダキー開口（１６４）を有し、前記セグメントおよびホルダキー開口（１３２、１６４）は作動キーの各突起を同時に受け入れるように適合されている、請求項６または７に記載の切削工具（１５０、１５０’）。
前記切削インサートが摩擦嵌合によって前記インサート保持部分（１１２）内に保持される、請求項６〜１２のいずれか一項に記載の切削工具（１５０、１５０’）。