JP2018508373A - 機械リーマ工具、交換可能ヘッドおよび機械リーマ工具用シャンク - Google Patents

Abstract

機械リーマ工具は、シャンク（２）とシャンク（２）に組み付けられる交換可能ヘッド（１）とを備える。それにより、交換可能ヘッド（１）は、シャンク（２）に面する側に、少なくとも１つのヘッド溝部（１２）および少なくとも１つのヘッド隆起部（１３）を備え、シャンク（２）は、交換可能ヘッド（１）に面する側に、少なくとも１つのシャンク溝部（２２）および少なくとも１つのシャンク隆起部（２３）を備え、組み付け状態で、少なくとも１つのヘッド溝部（１２）は少なくとも１つのシャンク隆起部（２３）に係合し、少なくとも１つのシャンク溝部（２２）は少なくとも１つのヘッド隆起部（１３）に係合する。【選択図】 図１

Description

本発明は、それぞれの独立請求項の前文による、機械リーマ工具、交換可能ヘッド、および機械リーマ工具用のシャンクに関する。

機械リーマ工具または機械リーマは、円筒穴の精密機械加工に使用される。個々の刃はそれぞれ、主切れ刃またはリーディングカット部と副切れ刃またはガイド部とを含む。リーディングカット部は切削加工を行い、ガイド部は穴の中で工具を案内する働きをする。あらゆる機械加工条件下で信頼できる案内を確保するには、例えば穴から斜めに出て行く場合、ガイド部の長さは、リーディングカット部の軸線方向の長さの複数倍である。したがって、ガイド部の長さは、直径を例えば約１５ミリメートルとすると、１０ミリメートル以上である。ガイド部の刃は、直線状溝付きカッタ（インサート）の場合、工具の回転軸線に対して平行に走る。ガイド部の刃は、螺旋状溝付きカッタの場合、工具の回転軸線に対して斜めに走る。同一出願人の米国特許出願公開第２００７／０６７９７９号明細書は、厚さ（したがって、ガイド部の対応する長さ部分の厚さ）が６ｍｍ未満の交換可能ヘッドを有するモジュール式機械リーマ工具を記述している。この種の交換可能ヘッドの直径は、少なくとも１０ｍｍまたは１２ｍｍとすべきである。

米国特許第２，３０３，４８７号明細書は、交換可能ヘッドを有するリーマ工具を開示しており、これに関して、シャンクは溝部を備え、交換可能ヘッドは突出隆起部を備える。組み付け状態で、隆起部は溝部に係合し、交換可能ヘッドに駆動モーメントを伝達する。しかし、隆起部および溝部は交換精度に寄与せず、交換精度は中心円筒連結部によって確保される。しかしその結果、達成可能な交換精度は制限される。

そのようなモジュール式システムに関して、シャンクから交換可能ヘッド上への力の伝達を確保するという問題は、交換可能ヘッドの直径がますます小さくなることで起こる。米国特許第２，３０３，４８７号明細書にあるように正の力の伝達が役に立つが、正の力の伝達は、簡単に引き起こすことができ、同時に高い交換（相互交換）精度を可能にしなければならない。これは、既知のシステムでは不可能である。

欧州特許第１７３９８４９号明細書は、センタリングおよびモーメント伝達のために溝部およびウェブが存在する交換可能ヘッド付きエンドミルを開示している。溝部およびウェブは互いに直角に走り、それぞれ長方形断面を有する。互いにできるだけ垂直に走る表面がこのように存在し、したがって精密製造が単純化されることが強調されるべきである。しかし、位置決め精度、特に相互交換精度または繰返し精度は制限されることが分かっている。直角断面のために、特定の最小公差が、シャンクおよびヘッドを組み立てることができるように存在していなければならない。この所要公差は交換精度を制限する。

米国特許出願公開第２００８／０１９３２３８号明細書は、交換可能ヘッドの自己締付け式締め具を有するドリルを開示している。ヘッドおよびシャンク上の突出部およびくぼみが、ある種のバヨネットクロージャを形成し、ヘッドは、他の締結手段を用いずにバヨネットクロージャでシャンクに組み付けることができる。

欧州特許第１５０６０６９号明細書は、異なる工具タイプの取り違えを回避することに関する。切削板が、ホルダに連結するための三軸突出リブ（それぞれ互いに対して１２０°の角度をなす）を有する平坦面を備え、ホルダは対応する溝部を備える。リブまたは溝部のサイドフランクが、トルク伝達のための駆動体表面を形成し、上記の平坦面に対して斜めに走る。切削板の支持はこれらの表面によって行われ、切削板の平坦面とホルダの対向環状面との間に小さい遊びが残る（段落［００１５］を参照）。しかし、高精密な製造は、リブおよび溝部を配置するために不可能であるかまたは非常に費用がかかる。

独国特許第１０２００９０３０４７０号明細書は、例えばリーマ工具用のシャンクおよび駆動体付き交換可能ヘッドを開示している。

したがって、本発明の目的は、上述した欠点を克服する機械リーマ工具、交換可能ヘッド、および最初に言及したタイプの機械リーマ工具用シャンクを提供することである。

別の目的は、既知のシステムに比べて交換精度を高めることである。

別の目的は、従来そうであったよりも小さい直径を有する交換可能ヘッドを実現することである。

これらの目的のうちの少なくとも１つは、それぞれの独立特許請求項の特徴を有する、機械リーマ工具、交換可能ヘッドおよび機械リーマ工具用シャンクによって達成される。

機械リーマ工具は、シャンクとシャンクに組み付けられる交換可能ヘッドとを備える。この場合、
交換可能ヘッドは、シャンクに面する側に、少なくとも１つのヘッド溝部および少なくとも１つのヘッド隆起部を備え、
シャンクは、交換可能ヘッドに面する側に、少なくとも１つのシャンク溝部および少なくとも１つのシャンク隆起部を備え、
組み付け状態で、少なくとも１つのヘッド溝部は少なくとも１つのシャンク隆起部に係合し、少なくとも１つのシャンク溝部は少なくとも１つのヘッド隆起部に係合する。

ヘッド溝部は、ヘッド端面の凹部と見なすことができ、ヘッド隆起部は、ヘッド端面を越えて突出するものと見なすことができ、ヘッド端面は、機械リーマ工具および交換可能ヘッドの回転軸線または縦軸線に垂直に走る。この場合、ヘッド端面は、ヘッド溝部、ヘッド隆起部および穴で複数の部分表面に細分することができる。

シャンク溝部は、シャンク端面の凹部と見なすことができ、シャンク隆起部は、シャンク端面を越えて突出するものと見なすことができ、シャンク端面は、機械リーマ工具およびシャンクの回転軸線または縦軸線に垂直に走る。この場合、シャンク端面は、シャンク溝部、シャンク隆起部および穴で複数の部分表面に細分することができる。

複数の部分表面が交差しかつ／または互いに交差する場合、あるいは複数の部分表面が穴と交差する場合、シャンクおよびヘッド上の隆起部および溝部はそれぞれ、部分隆起部または部分溝に細分することができる。例えば、ヘッド隆起部は、２つの部分隆起部に分けることができる。隆起部の側壁（ヘッド隆起部の機能が側壁により回転軸線に垂直な方向の交換可能ヘッドの位置を画定するのに決定的に重要である）は、別個の部分表面に分けることもできるが、部分表面はそれぞれ同一面内にある。部分表面は共に、ヘッド隆起部の接触面として機能を果たす。このことは、ヘッド溝部、シャンク溝部、およびシャンク隆起部にも同様に当てはまる。

隆起部または溝部の上述した部分表面は、部分表面が同一面内にあるため１回の運転で同じ工具によるグラウンドであり得る。この相互位置（同一面内にある）は、このようにして高精度で製造することができ、例えば、互いに１２０°の角度で位置する表面とは対照的である。

ヘッド隆起部およびシャンク溝部は、交換可能ヘッドとシャンクとの間の第１の方向（ヘッド隆起部およびシャンク溝部の方向に垂直な方向）の相対位置を画成する。ヘッド溝部およびシャンク隆起部は、第２の方向（ヘッド溝部およびシャンク隆起部の方向に垂直な方向）の相対位置を画成する。一実施形態では、第１の方向および第２の方向は回転軸線に垂直である。一実施形態では、第１の方向および第２の方向は互いに垂直である。

部品（交換可能ヘッドまたはシャンク）の一方が溝部だけを備え、他方が隆起部だけを備えることがあれば、溝部だけを有する部品は、最大限に伝達できるトルクに対して脆弱化することになる。最大限に伝達できるトルクは、全体として、両部品が溝部ならびに隆起部を備えるために高くなる。

組み付け状態で、ヘッド端面は、シャンクのシャンク端面に向かって回転軸線に平行な方向に締結要素で押すことができる。したがって、端面は、互いに向かってこの方向に押されるが、互いに接触しないことが好ましい。

実施形態では、交換可能ヘッドおよびシャンク上の溝部および隆起部がそれぞれ、傾斜側壁を備え、組み付け状態で、交換可能ヘッドをシャンクに向かって一方向に（通常は工具の回転軸線の方向に）押す締結要素が、ヘッド溝部の傾斜側壁をシャンク隆起部の傾斜側壁に押し付けるとともに、ヘッド隆起部の傾斜側壁をシャンク溝部の傾斜側壁に押し付ける。

壁または平面は、壁または平面が回転軸線に対して垂直でも平行でもない場合に「傾斜している」と示される。平面と回転軸線との間の角度は、ゼロより大きくかつ９０°より小さい。

互いに押し付けられている表面相互間の少なくとも１つの線接触が、側壁が傾斜していることによって実現され得る。位置決め精度は、このことによって改善される。例えば、最初に言及した欧州特許第１７３８８４９号明細書の場合、点接触のみが回転軸線と平行に走る側壁で実現される。

溝部または隆起部の「方向」または「軸線」は、溝部または隆起部の縦軸線と理解されるべきである。（溝部の）側面および基面ならびに（隆起部の）端面はそれぞれ、溝部および隆起部の縦軸線に沿って母線（表面線とも呼ばれる）を変位させることにより形成される略円筒の外側面の一部である。特に、略円筒は、角柱、特に直線状の角柱とすることができる。

実施形態では、
ヘッド溝部の２つの内側壁は、ヘッド溝部の基面の方向へと溝幅が小さくなるテーパを付けられ、２つのヘッド溝部接触面を形成し、ヘッド隆起部の２つの外側壁は、ヘッド隆起部の端面の方向へと壁厚が小さくなるテーパを付けられ、２つのヘッド隆起部接触面を形成し、
シャンク溝部の２つの内側壁は、シャンク溝部の基面の方向へと溝幅が小さくなるテーパを付けられ、２つのシャンク溝部接触面を形成し、シャンク隆起部の２つの外側壁は、シャンク隆起部の端面の方向へと壁厚が小さくなるテーパを付けられ、２つのシャンク隆起部接触面を形成し、
組み付け状態で、ヘッド溝部接触面はシャンク隆起部接触面上に位置し、ヘッド隆起部接触面はシャンク溝部接触面上に位置する。

実施形態では、下記の３つの特徴のうちの少なくとも１つ、特に全部が組み付け状態で存在する。
ヘッド端面およびシャンク端面は互いに接触しない。
ヘッド隆起部の端面およびシャンク溝部の基面は互いに接触する。
ヘッド溝部の基面およびシャンク隆起部の端面は互いに接触しない。

実施形態では、
ヘッド溝部の２つの内側壁は平坦であり、ヘッド溝部の２つの内側壁が位置する２つの平面は、回転軸線と交差しかつ回転軸線に垂直に位置するラインで交差し（このラインと回転軸線の交点は、回転軸線のヘッド側にある部分上に位置する）、
ヘッド隆起部の２つの外側壁は平坦であり、ヘッド隆起部の２つの外側壁が位置する２つの平面は、回転軸線と交差しかつ回転軸線に垂直に位置するラインで交差し（このラインと回転軸線の交点は、回転軸線のシャンク側にある部分上に位置する）、
シャンク溝部の２つの内側壁は平坦であり、シャンク溝部の２つの内側壁が位置する２つの平面は、回転軸線と交差しかつ回転軸線に垂直に位置するラインで交差し（このラインと回転軸線の交点は、回転軸線のシャンク側にある部分上に位置する）、
シャンク隆起部の２つの外側壁は平坦であり、シャンク隆起部の２つの外側壁が位置する２つの平面は、回転軸線と交差しかつ回転軸線に垂直に位置するラインで交差する（このラインと回転軸線の交点は、回転軸線のヘッド側にある部分上に位置する）。

そうではないと考えると、ヘッド溝部およびヘッド隆起部、同様にシャンク溝部およびシャンク隆起部は、機械リーマ工具の回転軸線または縦軸線に垂直に走り、それぞれ、回転軸線の周りを１８０°回転するのに関して対称である。

実施形態では、シャンク隆起部は長手方向のスロット、したがってシャンク隆起部が走る方向に平行なスロットを備える。これにより、（非組み付け状態に対して）組み付け状態で、シャンク隆起部の外側壁は互いに押し付けられ、シャンク隆起部は変形し、スロットは狭くなる。

縦軸線の方向に沿った幾何学的重複画成は、普通なら隆起部と溝部の２つの連結部を介してシャンクとヘッドを連結すると存在し得るが、この変形によってなくすことができる。

実施形態では、ヘッド溝部およびヘッド隆起部は互いに垂直に走り、シャンク溝部およびシャンク隆起部は互いに垂直に走る（いずれの場合も回転軸線に沿った突出部で検討される）。

交換可能ヘッドの小直径に特に適している実施形態では、締結要素は、軸線方向に中心のある押えねじである。

実施形態では、シャンク上に配置される冷却材供給部はそれぞれ、交換可能ヘッドの刃の前のチップポケットにつながる。この場合、特に冷却材供給部の数は刃の数に等しい。

実施形態による刃、特に主切れ刃またはリーディングカット部の区分は、下記の基準ができるだけ満たされるように選択される。
冷却材供給部と交換可能ヘッドに対する分離箇所との間の壁は、シャンクにおいてできるだけ脆弱化しないようにする。特に、シャンク隆起部と冷却材供給部との間の距離は最小値を下回らない。
交換可能ヘッドは、回転軸線の周りを１８０°回転する形でシャンク上に当てることもできる。言い換えると、シャンクに対する刃およびチップポケットの配置は、交換可能ヘッドがシャンクに組み付けられる２つの可能な位置と無関係である。
区分は必ずしも同じではない。これは運転中の振動を打ち消す。
直線状溝付き刃および螺旋状溝付き刃を有する交換可能ヘッドは、同じシャンクに組み付けることができるべきである。

この場合、刃の区分は、交換可能ヘッドの直径に依存することができる。したがって、本発明は、個々の機械リーマ工具が異なる直径を有する１組の機械リーマ工具とすることもでき、同数の刃が存在する場合でも、この直径に応じて、冷却材供給部の異なる区分が機械リーマ工具のシャンク上に存在し、刃の異なる区分が機械リーマ工具のヘッド上に存在する。

冷却材供給部は、シャンクの穴で実現することができる。冷却材供給部は、シャンクの周縁上の溝として実現することができ、冷却材供給部の外壁を形成するスリーブがシャンクの周囲に配置される。

機械リーマ工具用の交換可能ヘッドは回転軸線を含み、
シャンクへの組付けを想定した側に、交換可能ヘッドは少なくとも１つのヘッド溝部および少なくとも１つのヘッド隆起部を備える。

交換可能ヘッドの他の特徴については、工具に関連して全体として既に説明済みである。下記は、特に交換可能ヘッドに適用可能である。

交換可能ヘッドの実施形態では、ヘッド溝部およびヘッド隆起部はそれぞれ、傾斜側壁を備える。特に、
ヘッド溝部の２つの内側壁は、ヘッド溝部の基面の方向へと溝幅が小さくなるテーパを付けられ、２つのヘッド溝部接触面を形成し、ヘッド隆起部の２つの外側壁は、ヘッド隆起部の端面の方向へと壁厚が小さくなるテーパを付けられ、２つのヘッド隆起部接触面を形成する。

交換可能ヘッドの実施形態では、
ヘッド溝部の２つの内側壁は平坦であり、ヘッド溝部の２つの内側壁が位置する２つの平面は、回転軸線と交差しかつ回転軸線に垂直に位置するラインで交差する（このラインと回転軸線の交点は、回転軸線のヘッド側にある部分上に位置する）。
ヘッド隆起部の２つの外側壁は平坦であり、ヘッド隆起部の２つの外側壁が位置する２つの平面は、回転軸線と交差しかつ回転軸線に垂直に位置するラインで交差する（このラインと回転軸線の交点は、回転軸線のヘッド側にある部分上に位置する）。

交換可能ヘッドの実施形態では、
ヘッド溝部の内側壁および／またはヘッド隆起部の外側壁は、回転軸線に対して１０°〜４０°の角度だけ、特に２０°の角度だけ傾いている。

交換可能ヘッドの実施形態では、交換可能ヘッドの直径は、５ｍｍ〜２０ｍｍ、特に６ｍｍ〜１６ｍｍである。

交換可能ヘッドの実施形態では、ヘッド隆起部を含む交換可能ヘッドの厚さは、１０ｍｍ未満、特に８ｍｍ未満、特に６ｍｍ未満である。

交換可能ヘッドの実施形態では、冷却材供給部はそれぞれ、これらの供給部が溝として実現されるか穴として実現されるかに関係なく、チップポケットにつながる。チップポケット（工具の移動方向に見られる）はそれぞれ刃の前に配置される。したがって、シャンク上の冷却材供給部の数は、典型的には交換可能ヘッド上の刃の数に等しい。

交換可能ヘッドは、典型的には穴をリーマ仕上げするためのリーミングヘッドである。交換可能ヘッドは、典型的には硬質金属（カーバイド）もしくはサーメットまたは類似の材料からなる。

機械リーマ工具用のシャンクは回転軸線を含み、
シャンクは、交換可能ヘッドへの組付けを想定した側に、少なくとも１つのシャンク溝部および少なくとも１つのシャンク隆起部を備える。

シャンクの他の特徴については、工具に関連して全体として既に説明済みである。

シャンクの実施形態では、シャンク隆起部は長手方向の（したがって、シャンク隆起部が走る方向に平行な）スロットを備え、前記スロットは、シャンク隆起部の端面から進む態様でシャンク隆起部の中に延びる。

シャンクの実施形態では、スロットの深さは、シャンク隆起部が立ち上がっているシャンク端面を越える、シャンク隆起部の高さと少なくとも同程度である。このシャンク端面は、通常、シャンク溝部が凹部を形成しているシャンク端面でもある。

シャンクの実施形態では、シャンクは、少なくとも、シャンク隆起部が（通常はシャンク端面も）形成されている連結領域が鋼鉄で製造される。鋼鉄は、典型的には合金工具鋼である。合金工具鋼は、合金工具鋼の特性に関して、少なくとも１つの合金元素で特徴付けられ、合金元素の構成比は、ＤＩＮ１００２０による特定限度の上に位置する。この場合、したがって、シャンクは、工具ヘッドの材料とは異なる材料、特に硬質金属またはサーメットではない材料からなる。

シャンクは全体として鋼鉄で製造することができる。あるいは、シャンクは、連結領域を硬質金属で製造することができ、鋼鉄のみで製造することもできる。このため、鋼鉄製連結片が、別の材料、例えば硬質金属でなるシャンクの後部上に、例えばはんだ付けすることにより固定することができる。これに伴い、シャンク隆起部の圧縮性は、硬質金属に比べて比較的柔らかい鋼鉄によって確保することができる。

これにより、１０マイクロメートルまたは６マイクロメートルの交換精度、特に４マイクロメートルの交換精度を達成することが可能である。

他の好ましい実施形態は、従属特許請求項から導出される。ここで、機械リーマ工具の特徴は、全体として、個々に検討される交換可能ヘッドおよびシャンクの特徴と組み合わせることができ、逆も同様である。

本発明の主題について、添付図面に示されている好ましい実施形態例として以下でより詳細に説明する。

機械リーマ工具の分解図である。 シャンクのヘッド側端部の図である。 交換可能ヘッドの図である。 図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、交換可能ヘッド用のブランクの図である。 図５ａおよび図５ｂは、工具のヘッド領域の図である。 図６ａ、図６ｂ、図６ｃ、図６ｄ、図６ｅおよび図６ｆは、交換可能ヘッドとシャンクとの間の連結部の詳細図である。 図７ａおよび図７ｂは、シャンクおよび交換可能ヘッドの正面図および横断面図である。 図８ａおよび図８ｂは、４つの冷却材流路を有するシャークの図である。 図９ａおよび図９ｂは、１つの冷却材流路を有するシャークの図である。 冷却材溝を有するシャークの図である。 図１１ａ、図１１ｂおよび図１１ｃは、冷却材および刃の一区分の図である。 図１２ａ、図１２ｂおよび図１２ｃは、冷却材および刃の別の区分の図である。 図１３ａ、図１３ｂおよび図１３ｃは、冷却材および刃の別の区分の図である。 図１４ａ、図１４ｂおよび図１４ｃは、冷却材および刃の別の区分の図である。 図１５ａ、図１５ｂおよび図１５ｃは、冷却材および刃の別の区分の図である。

基本的に、同じまたは同様に機能する部分には、図に同じ参照番号が与えられている。

図１は、交換可能ヘッド１とシャンク２とシャンク２上に交換可能ヘッド１を固定するための押えねじ３とを有する機械リーマ工具の分解図を示す。交換可能ヘッド１がシャンク２を圧迫する箇所は分離箇所とも呼ばれる。工具の回転軸線３１は、シャンク２および交換可能ヘッド１の回転軸線３１と全く同じであり、これらの部分の縦軸線ならびに対称軸線でもある。

図２は、シャンク２のヘッド側端部を示す。シャンク２は、シャンク溝部２２とシャンク溝部２２に垂直に走るシャンク隆起部２３とを備える。シャンク端面２１を基準とすると、シャンク溝部２２は凹部と見なすことができ、シャンク隆起部２３は突出部と見なすことができる。シャンク溝部２２およびシャンク隆起部２３は回転軸線３１に垂直に走る。穴、特にねじ穴２４は、シャンク溝部２２およびシャンク隆起部２３が互いに交差する領域内を回転軸線３１の方向に走る。

シャンク溝部２２は、この溝部２２の両側に２つの内側壁を備える。２つの内側壁は傾斜しており、したがって回転軸線３１と平行ではなく、シャンク端面２１から進むと、シャンク溝部２２の基面２２２の方向へと溝幅が小さくなるテーパを付けられる。

シャンク隆起部２３は、この隆起部２３の両端に２つの外側壁を備える。これらの外側壁は傾斜しており、シャンク端面２１から進むと、シャンク隆起部２３の端面２３２の方向へと壁厚が小さくなるテーパを付けられる。

シャンク溝部２２の内側壁およびシャンク隆起部２３の外側壁はそれぞれ、シャンク溝部２２の接触面２２１およびシャンク隆起部２３の接触面２３１を形成し、交換可能ヘッド１は対応する形状の接触面で接触面２２１および２３１を圧迫する。

シャンク隆起部２３はスロット２３３を備え、スロット２３３は、シャンク隆起部２３に沿ってかつシャンク２の回転軸線３１と平行に隆起部端面２３２からシャンク２の中に延びる。この場合、スロット２３３は、シャンク端面２１の平面よりもさらにシャンク２の中に延びることができる。シャンク隆起部２３は、スロット２３３のおかげで圧縮することができる、すなわち、シャンク隆起部２３は、交換可能ヘッド１が当てられると弾性的に変形することができ、これにより、交換可能ヘッド１の接触面とシャンク２の接触面の相互位置の不正確さを相殺することができる。

シャンク２は、冷却材流路２５をさらに備える。

図３は交換可能ヘッド１を示す。交換可能ヘッド１は、ヘッド溝部１２とヘッド溝部１２に垂直に走るヘッド隆起部１３とを備える。ヘッド端面１１を基準とすると、ヘッド溝部１２は凹部と見なすことができ、ヘッド隆起部１３は突出部と見なすことができる。ヘッド溝部１２およびヘッド隆起部１３は回転軸線３１に垂直に走る。押えねじ３を受容するための穴は、ヘッド溝部１２とヘッド隆起部１３が互いに交差する領域内を回転軸線３１の方向に走る。

ヘッド溝部１２は、ヘッド溝部１２の両側に２つの内側壁を備える。２つの内側壁は傾斜しており、したがって回転軸線３１と平行ではなく、ヘッド端面１１から進むと、ヘッド溝部１２の基面１２２の方向へと溝幅が小さくなるテーパを付けられる。

ヘッド隆起部１２は、ヘッド隆起部１３の両端に２つの外側壁を備える。２つの外側壁は傾斜しており、ヘッド端面１１から進むと、ヘッド隆起部１３の端面１３２の方向へと壁厚が小さくなるテーパを付けられる。

ヘッド溝部１２の内側壁およびヘッド隆起部１３の外側壁はそれぞれ、ヘッド溝部１２の接触面１２１およびヘッド隆起部１３の接触面１３１を形成し、シャンク２は対応する形状の接触面で接触面１２１および１３１を圧迫する。

交換可能ヘッド１は、交換可能ヘッド１の周縁の周りに分散された複数の刃１６を備え、刃１６はそれぞれ、工具、特にリーマ工具のリーディングカット部１７および案内部１８を形成している。

図４ａ〜図４ｃは、交換可能ヘッド用のブランクの図を示す。図３に関連して説明した要素は、切れ刃を除いて存在する。

図５ａおよび図５ｂは、工具のヘッド領域の分解された状態の図を示す。下側図では、工具の各要素は、上側図に対して回転軸線３１を中心に９０°だけ回転されている。

図６ａ〜図６ｆは、交換可能ヘッドとシャンクとの間の連結部の詳細を示しており、
図６ａおよび図６ｄはそれぞれ、図５ａおよび図５ｂのものに対応しているが、組み立てられた状態であり、
詳細図６ｂおよび図６ｅは、交換可能ヘッド１およびシャンク２が互い接触する直前の図であり、
図６ｃおよび図６ｆは、交換可能ヘッド１およびシャンク２が組み立てられ互いに押し付けられた状態の図である。

交換可能ヘッド１およびシャンク２の相対位置は、
ａ）一方では、ヘッド溝部１２の接触面１２１およびシャンク隆起部２３の接触面２３１の相互位置によって画成され、
ｂ）他方では、ヘッド隆起部１３の接触面１３１およびシャンク溝部２２の接触面２２１の相互位置によって定義される。

交換可能ヘッド１およびシャンク２の回転軸線３１に沿った相互位置、ならびに、ヘッド溝部１２の方向またはシャンク隆起部２３の方向に垂直に走る、典型的には回転軸線３１にも垂直に走る軸線に沿った相互位置は、ａ）に従って接触面によって画成される。ヘッド溝部１２またはシャンク隆起部２３の方向の相互位置は画成されない。

交換可能ヘッド１およびシャンク２の回転軸線３１に沿った相互位置、ならびに、ヘッド隆起部１３の方向またはシャンク溝部２２の方向に垂直に走る、典型的には回転軸線３１にも垂直に走る軸線に沿った相互位置は、ｂ）に従って接触面によって画成される。ヘッド隆起部１３またはシャンク溝部２２の方向のシャンク溝部２２の相互位置は画成されない。

したがって、回転軸線３１に沿った相互位置は２回画成され、したがって静的に重複画成される。接触面のシステムの要素のうちの１つが、この静的重複画成のために問題につながり得る不正確さを相殺するのに適合した方法で実現される。本実施例では、この要素は、例えば、既に説明されているようにシャンク隆起部２３に沿って走るスロット２３３としてのシャンク隆起部２３である。シャンク隆起部２３の２つの接触面２３１は、これにより互いに弾性的に変形可能である。

図６ｅおよび図６ｆは、シャンク２に交換可能ヘッド１を押し付けたときのシャンク隆起部２３の変形を示す。連結部には、図６ｅではまだ荷重がかかっておらず、図６ｆでは、スロット２３３によって互いに分離されているシャンク隆起部２３の二等分部分は、圧着された交換可能ヘッド１によって変形させられる。二等分部分およびスロット２３３の内側２３４は、この変形により互いに向かって動かされる。

図６ｅは、ヘッド溝部１２の接触面１２１の第１の勾配が（非荷重状態で）シャンク隆起部２３の接触面２３１の第２の勾配とは異なり得ることも示す。この場合、勾配は、それぞれの接触面の平面と回転軸線３１との間の角度である。第１の勾配は、第２の勾配より幾分大きくてもよい。第２の勾配は、シャンク隆起部２３が変形すると大きくなり、第１の勾配に適合する。

交換可能ヘッド１およびシャンク２の製造に関して、前述の第１の勾配と第２の勾配との差は、通常そうであるように第１の勾配がマイナス公差で製造されるが、第２の勾配がプラス公差で製造されることによって達成することができる。

これは、第１の勾配の公称角度は、例えば１０°〜４０°、特に２０°に等しく、０°〜−０．０６°の公差を有し、第２の勾配の公称角度は第１の勾配と同じであるが、０°〜＋０．０６°の公差を有することを意味することができる。

図７ａおよび図７ｂはそれぞれ、シャンクおよび交換可能ヘッドの正面図および横断面図を示す。シャフト２の軸線方向穴２６が既述の要素に加えて見ることができ、この穴２６を通じて冷却材を１つまたは複数の冷却材流路２５に導くことができる。押えねじ３は、シャンク２のねじ穴２４にねじ込まれ、交換可能ヘッド１をシャンク２に押し付ける。図７ｂの横断面図は、４つの冷却材流路２５を有する図８ａおよび図８ｂによる実施形態に、または、ただ１つの冷却材流路２５を有する図９ａおよび図９ｂによる実施形態に対応することができる。各刃１６は、４つの冷却材流路２５がある場合は個々に供給することができる。この場合、冷却材を（切りくずと共に）リーム仕上げされる穴から放出することが想定される。

６個以上の刃が存在する場合、通常は同数の６個以上の冷却材供給部がそれぞれ、刃の前の切削空間に導かれる。

ただ１つの、または場合により２つの冷却材流路２５を有する実施形態は、止まり穴にとって好都合である。というのは、この場合、１つまたは複数の冷却材流路２５によって供給されない交換可能ヘッド１の周縁に沿った領域が冷却材を（切りくずと共に）を戻す働きをすることができるからである。

図１０はシャンク２の側面図を示し（分離箇所の隆起部および溝部は描かれていない）、冷却材流路２５は冷却材溝２７の中に走り出る。冷却材溝２７は、シャンクの外周縁上を長手方向に、交換可能ヘッドまたは分離箇所の方向に走る。冷却材溝２７は、シャンクの周りに円筒形スリーブが配置された場合に交換可能ヘッド１まで冷却材供給部を形成する。

図１１〜図１５は、異なる直径に対する冷却材供給部および刃の異なる区分を示す。これらの区分は、最初に言及した基準を最適化する。直径に関して、区分はブランクの公称直径であり、ブランクから異なる切削直径を有する仕上げカッタ（インサート）を製造することができ、これが基礎と見なされる。異なる直径に対する最適区分が表されている。いずれの場合も、冷却材供給導管または刃の指定位置は、±２°または±５°異なることができる。ここに示されている冷却材供給部は冷却材溝２７で実現されるが、シャンク内の流路で実現することもできる。シャンク隆起部と冷却材供給部との間の距離もまた、いずれの場合もミリメートルで描かれ明記されている。各図のａで示されている部分は当該シャンクのための区分を示す。各図のｂで示されている部分は、直線状溝付き刃を有する交換可能ヘッドのための区分を示す。各図のｃで示されている部分は、螺旋状溝付き刃（特に、左螺旋状溝付き刃）を有する交換可能ヘッドのための区分を示す。分離箇所の溝部または隆起部の位置は、角度の仕様に関する基準である。角度は、シャンク溝部またはヘッド隆起部の対称線を発端として、それぞれ、シャンクまたはヘッド上への外観図で半時計回り方向に明記されている。

図１１は、仕上げカッタの直径が約７ｍｍ未満の場合の、公称直径７ｍｍを有する交換可能ヘッドのための各区分を示す。

図１２は、仕上げカッタの直径が約８．１ｍｍ〜６．９ｍｍの場合の、公称直径８ｍｍを有する交換可能ヘッドのための各区分を示す。

図１３は、仕上げカッタの直径が約１０．１ｍｍまたは９．６ｍｍ〜８．１ｍｍの場合の、公称直径１０ｍｍを有する交換可能ヘッドのための各区分を示す。

図１４は、仕上げカッタの直径が約１１．１ｍｍ〜９．６ｍｍの場合の、公称直径１１ｍｍを有する交換可能ヘッドのための各区分を示す。

図１５は、仕上げカッタの直径が約１３．１ｍｍ〜１１．１ｍｍの場合の、公称直径１３ｍｍを有する交換可能ヘッドのための各区分を示す。

４刃付き交換可能ヘッドの場合のシャンクの各区分の角度は下表のとおりである。

当該交換可能ヘッドの各区分の角度は下表のとおりである。

６刃付き交換可能ヘッドの場合のシャンクの各区分の角度は下表のとおりである。

当該交換可能ヘッドの区分の角度は下表のとおりである。

Claims (17)

1. シャンク（２）と前記シャンク（２）に組み付けられる交換可能ヘッド（１）とを備える機械リーマ工具において、
   前記交換可能ヘッド（１）が、前記シャンク（２）に面する側に、少なくとも１つのヘッド溝部（１２）および少なくとも１つのヘッド隆起部（１３）を備え、
   前記シャンク（２）が、前記交換可能ヘッド（１）に面する側に、少なくとも１つのシャンク溝部（２２）および少なくとも１つのシャンク隆起部（２３）を備え、
   組み付け状態で、前記少なくとも１つのヘッド溝部（１２）が前記少なくとも１つのシャンク隆起部（２３）に係合しており、前記少なくとも１つのシャンク溝部（２２）が前記少なくとも１つのヘッド隆起部（１３）に係合している
   ことを特徴とする、機械リーマ工具。
2. 前記交換可能ヘッド（１）および前記シャンク（２）上の前記溝部および前記隆起部がそれぞれ、傾斜側壁を備え、組み付け状態で、前記交換可能ヘッド（１）を前記シャンク（２）に向かう方向に押す締結要素（３）が、前記ヘッド溝部（１２）の前記傾斜側壁を前記シャンク隆起部（２３）の前記傾斜側壁に押し付けており、前記ヘッド隆起部（１３）の前記傾斜側壁を前記シャンク溝部（２２）の前記傾斜側壁に押し付けている、請求項１に記載の機械リーマ工具。
3. 前記ヘッド溝部（１２）の２つの内側壁が、前記ヘッド溝部（１２）の基面（１２２）の方向へと溝幅が小さくなるテーパを付けられ、２つのヘッド溝部接触面（１２１）を形成しており、前記ヘッド隆起部（１３）の２つの外側壁が、前記ヘッド隆起部（１３）の端面（１３２）の方向へと壁厚が小さくなるテーパを付けられ、２つのヘッド隆起部接触面（１３１）を形成しており、
   前記シャンク溝部（２２）の２つの内側壁が、前記シャンク溝部（２２）の基面（２２２）の方向へと溝幅が小さくなるテーパを付けられ、２つのシャンク溝部接触面（２２１）を形成しており、前記シャンク隆起部（２３）の２つの外側壁が、前記シャンク隆起部（２３）の端面（２３２）の方向へと壁厚が小さくなるテーパを付けられ、２つのシャンク隆起部接触面（２３１）を形成しており、
   組み付け状態で、前記ヘッド溝部接触面（１２１）が前記シャンク隆起部接触面（２３１）に位置しており、前記２つのヘッド隆起部接触面（１３１）が前記シャンク溝部接触面（２２１）に位置している、請求項１または２に記載の機械リーマ工具。
4. 前記ヘッド溝部（１２）の前記２つの内側壁が平坦であり、前記ヘッド溝部の前記２つの内側壁が位置する２つの平面が、回転軸線（３１）と交差しかつ前記回転軸線（３１）に垂直に位置するラインで交差しており、
   前記ヘッド隆起部（１３）の前記２つの外側壁が平坦であり、前記ヘッド隆起部（１３）の前記２つの外側壁が位置する２つの平面が、前記回転軸線（３１）と交差しかつ前記回転軸線（３１）に垂直に位置するラインで交差しており、
   前記シャンク溝部（２２）の前記２つの内側壁が平坦であり、前記シャンク溝部（２２）の前記２つの内側壁が位置する２つの平面が、前記回転軸線（３１）と交差しかつ前記回転軸線（３１）に垂直に位置するラインで交差し、
   前記シャンク隆起部（２３）の前記２つの外側壁が平坦であり、前記シャンク隆起部（２３）の前記２つの外側壁が位置する２つの平面が、前記回転軸線（３１）と交差しかつ前記回転軸線（３１）に垂直に位置するラインで交差している、請求項３に記載の機械リーマ工具。
5. 前記シャンク隆起部（２３）が長手方向のスロット（２３３）を備え、前記スロット（２３３）により、非組み付け状態に対して組み付け状態では、前記シャンク隆起部（２３）の前記外側壁が互いに向けて押されており、前記シャンク隆起部（２３）が変形しており、前記スロット（２３３）が狭くなっている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の機械リーマ工具。
6. 前記ヘッド溝部（１２）および前記ヘッド隆起部（１３）が互いに垂直に走っており、前記シャンク溝部（２２）および前記シャンク隆起部（２３）が互いに垂直に走っている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の機械リーマ工具。
7. 回転軸線（３１）を含む機械リーマ工具用の交換可能ヘッド（１）であって、
   シャンクへの組付けを想定した側に、前記交換可能ヘッド（１）が少なくとも１つのヘッド溝部（１２）および少なくとも１つのヘッド隆起部（１３）を備える、交換可能ヘッド（１）。
8. 前記ヘッド溝部（１２）および前記ヘッド隆起部（１３）がそれぞれ、傾斜側壁を備え、特に、
   前記ヘッド溝部（１２）の２つの内側壁が、前記ヘッド溝部（１２）の基面（１２２）の方向へと溝幅が小さくなるテーパを付けられ、２つのヘッド溝部接触面（１２１）を形成しており、前記ヘッド隆起部（１３）の２つの外側壁が、前記ヘッド隆起部（１３）の端面（１３２）の方向へと壁厚が小さくなるテーパを付けられ、２つのヘッド隆起部接触面（１３１）を形成している、請求項７に記載の交換可能ヘッド（１）。
9. 前記ヘッド溝部（１２）の前記２つの内側壁が平坦であり、前記ヘッド溝部（１２）の前記２つの内側壁が位置する２つの平面が、前記回転軸線（３１）と交差しかつ前記回転軸線（３１）に垂直に位置するラインで交差しており、
   前記ヘッド隆起部（１３）の前記２つの外側壁が平坦であり、前記ヘッド隆起部（１３）の前記２つの外側壁が位置する２つの平面が、前記回転軸線（３１）と交差しかつ前記回転軸線（３１）に垂直に位置するラインで交差している、請求項８に記載の交換可能ヘッド（１）。
10. 前記ヘッド溝部（１２）の前記内側壁および／または前記ヘッド隆起部（１３）の前記外側壁が、前記回転軸線（３１）に対して１０°〜４０°の角度だけ、特に２０°の角度だけ傾いている、請求項８または９に記載の交換可能ヘッド（１）。
11. ４刃付き、直径６ｍｍ〜８ｍｍであり、かつ前記刃が直線状溝を有し、それにより、前記刃相互間の角度の区分が下記角度を有する、すなわち、
    前記ヘッド隆起部（１３）〜第１の刃：３０°、
    前記第１の刃〜第２の刃：９２°、
    前記第２の刃〜第３の刃：８８°、
    前記第３の刃〜第４の刃：９５°、
    である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の交換可能ヘッド（１）。
12. ４刃付き、直径６ｍｍ〜８ｍｍであり、かつ刃が螺旋状溝を有し、それにより、前記刃相互間の角度の区分が下記角度を有する、すなわち、
    前記ヘッド隆起部（１３）〜第１の刃：２５°、
    前記第１の刃〜第２の刃：９２°、
    前記第２の刃〜第３の刃：８８°、
    前記第３の刃〜第４の刃：９５°、
    である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の交換可能ヘッド（１）。
13. ６刃付き、前記刃相互間の角度の区分が下記角度を有する、すなわち、
    第１の刃〜第２の刃：６３°、
    前記第２の刃〜第３の刃：角度６１°、
    前記第３の刃〜第４の刃：５６°、
    前記第４の刃〜第５の刃：６０°、
    前記第５の刃〜第６の刃：５５°、
    であり、直径ｄ、溝ｖ、および前記ヘッド隆起部（１３）と前記第１の刃との間の角度ｗの下記組合せ、すなわち、
    ｄ＝８ｍｍ〜１０ｍｍ、ｖ＝直線状、ｗ＝４７°、
    ｄ＝８ｍｍ〜１０ｍｍ、ｖ＝螺旋状、ｗ＝３５°、
    ｄ＝９ｍｍ〜１１ｍｍ、ｖ＝直線状、ｗ＝５０°、
    ｄ＝９ｍｍ〜１１ｍｍ、ｖ＝螺旋状、ｗ＝４０°、
    ｄ＝１１ｍｍ〜１３ｍｍ、ｖ＝直線状、ｗ＝５０°、
    ｄ＝１１ｍｍ〜１３ｍｍ、ｖ＝直線状、ｗ＝４０°、
    のうちの１つを有する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の交換可能ヘッド（１）。
14. 回転軸線（３１）を含む機械リーマ工具用のシャンク（２）であって、
    前記シャンク（２）が、交換可能ヘッドへの組付けを想定した側に、少なくとも１つのシャンク溝部（２２）および少なくとも１つのシャンク隆起部（２３）を備える、シャンク（２）。
15. 前記シャンク隆起部（２３）が長手方向のスロット（２３３）を備え、前記スロットが、前記シャンク隆起部（２３）の端面（２３２）から進む態様で前記シャンク隆起部（２３）の中に延びている、請求項１４に記載のシャンク（２）。
16. 前記スロット（２３３）の深さが、前記シャンク隆起部（２３）が立ち上がっているシャンク端面（２１）を越える、前記シャンク隆起部（２３）の高さと少なくとも同程度である、請求項１５に記載のシャンク（２）。
17. 前記シャンク隆起部（２３）が形成されている連結領域が鋼鉄で製造されており、前記シャンク（２）の後部が、別の材料、特に硬質金属で製造されている、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のシャンク（２）。

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