JP2020511322A - 工具システム - Google Patents

Abstract

工具ホルダ（２）を有する工具システム（１）であって、工具ホルダ（２）は、凹部（７）を備えた切削インサート（６）を取り付けるためのインサートシート（１７）を有しており、さらに緊締部材（４）が設けられており、緊締部材（４）は、緊締手段（１５）を受容するための開口（２６）と突出部（５）とを有しており、さらに、緊締部材（４）の直線運動を制限する機構（機能寸法Ｆｘ）が設けられている。これにより、スローアウェイチップ（６）の紛失不能で反復可能な緊締が保証される。

Description

本発明は、工具システムであって、工具ホルダが設けられており、工具ホルダは、凹部を備えた切削インサートを取り付けるためのインサートシートと、このインサートシートから離れて、インサートシートに隣接する工具ホルダの表面に対して鈍角に傾斜した面とを有しており、さらに、緊締部材が設けられており、緊締部材は、緊締手段を受容するための、ストッパを備えた開口と、面と、突出部とを有しており、緊締部材のノーズは環状面を有しており、切削インサートの凹部は環状面を有している、工具システムに関する。

切削インサートを工具ホルダに緊締する場合には、複数の要求を満たすことが必要である。例えばワークの加工には、切削インサートを工具ホルダに精密に位置固定して保持することが必要である。この場合、切削インサートの取付け空間、インサートシートは、切削インサートが摩耗した場合に大した追加の手間なく、交換すべき切削インサートの同じ位置に正確に位置決めすることができるように形成されていることが望ましい。切削インサート位置の再現は、工具ホルダのインサートシートに対する不可欠の要求である。さらに必要とされているのは、切削インサートの本来の緊締プロセス、すなわち工具ホルダ内での切削インサートの固定的な緊締を可能な限り簡単にすることである。なぜなら、製造中は切削インサートへのアプローチが困難な状況が生じ得るからである。これには、複数の工具ホルダが１つの工具支持体に配置されており、工具ホルダのうちの１つにおいて切削インサートを交換しなければならないときが当てはまることがある。切削インサートを「頭上で」交換することが必要とされる可能性もあり得る。

従来技術では、切削インサートの様々な配置および取付けの可能性が開示されている。例えば、クランプの対応部材が係合する凹部を有する切削インサートを緊締することが知られている。対応部材は、クランプと一体であってもよいし、またはやはりクランプと協働する押圧板に配置されていてもよい。

凹部無しの切削インサートを、その平らな表面を介して緊締することも知られている。この場合、クランプまたは対応する押圧部材も、平らに形成された緊締面を有している。

上述した各緊締法の組合せも開示されている。そこで、従来技術では、切削インサートの凹部と同時に上面を介した、切削インサートの取付けを説明する。

国際公開第２００３０１３７７０号に開示される切削インサートは、「ドーナッツ」形の緊締凹部を有している。緊締凹部には、押圧部材の円形リングが係合する。押圧部材は、切削インサートとは反対の側に成形部材を有しており、この成形部材は、対応するクランプの成形部材と協働する。緊締ねじを締めると、クランプおよび支持体工具の斜面を介して、押圧部材およびクランプの成形部材ならびに押圧部材の円形リングに関連して、支持体工具における切削インサートの緊締が保証される。この場合、押圧部材の円形リングと切削インサートの緊締凹部との間に点状または線状の接触が生じる。切削インサートに対するこの点状または線状の接触による力の作用は、切削インサートが破断するほど法外な場合がある。これは特に、極めて脆いセラミック材料の場合に当てはまり得る。

国際公開第２００７０８０１５１号から公知の切削工具システムは主に、切削インサートを取り付けるための切欠きを有する支持体工具から成っている。切削インサートには緊締凹部が設けられている。切削インサートは、緊締部材によって支持体工具に保持される。緊締部材もやはり、緊締ねじを介して支持体工具に取り付けられている。緊締部材の、切削インサートに面した下面には係合部材が配置されており、係合部材は、緊締作用を以て緊締凹部に接触しており、これにより切削インサートを支持体工具に係止している。緊締部材は、支持体工具の斜面を介してガイドされており、緊締ねじを締めると、緊締部材は支持体工具に引き寄せられる。

国際公開第２０１３０６０７５２号には、高度な切削データおよび送り速度に適した工具システムが開示されており、この場合、緊締部材は、互いに平行な緊締部材ガイドにより、溝内に可動に保持されており、緊締部材には、緊締ねじ用の緊締部材孔が配置されており、切削インサートの緊締状態において、緊締部材孔の、切削インサートに面した壁が、緊締ねじに当接するようになっており、緊締部材の係合部材が、切削インサートの切刃縁部から見て、緊締凹部の中心の正面で緊締凹部に形状結合式に係合するようになっている。

本発明の根底を成す課題は、請求項１の上位概念に記載の工具システムを改良して、切削インサートの位置正確で、確実かつ反復可能な緊締を可能にすることにある。

この課題は、本発明によると、請求項１記載の特徴によって解決される。

本発明は、工具システムであって、工具ホルダと、緊締部材ノーズを備えた緊締部材と、切削インサート上面に凹部を備えたワーク切削加工用の切削インサートとを有する工具システムに関する。凹部は、環状面を経て切削インサートの上面に移行する凹部底部を有している。特別な実施形態では、凹部内に隆起部が配置されていてよく、隆起部の先端は、切削インサート上面に対して間隔をあけて終わっている。緊締部材または緊締部材に配置された押圧板のノーズまたはヘッダは、緊締状態において切削インサートの凹部に係合し、これにより切削インサートを支持体工具または保持部材に緊締する。

本発明による緊締機構は、緊締部材の中心の外側に配置された緊締手段を特徴とする。緊締部材の一方の端部に所定の角度で配置された滑動面は、緊締過程中、工具ホルダの、所定の角度で配置された面と作用結合した状態にある。これにより緊締部材は、工具システムに位置固定されて配置された工具ホルダに対して移動し、切削インサートを工具ホルダのインサートシートに反復可能に、正確な位置に緊締する。緊締部材の水平方向の相対移動は、緊締手段のガイド部分がストッパ、すなわち緊締部材の壁に当接することにより、制限される。本発明に基づき、ストッパと、切削インサートの凹部または緊締部材のノーズの中心との間の距離は、最大許容トルクにおいて、緊締部材のノーズと切削インサートの凹部との間に完全に面状の形状結合が生じるように規定されている。これを保証するために、緊締部材のノーズと凹部とは両方とも、環状面を有している。工具システムの緊締状態において、両環状面は作用結合した状態にある。

緊締手段は、緊締部材の中心の外側に配置されている。好適には、緊締部材は、中心から緊締部材長さの半分の３０％の距離だけずらされて配置されている。特に好適には、緊締手段は滑動面の方向にずらされて配置されている。

環状面、滑動面および緊締手段の本発明による配置に基づき、環状面同士の面状の接触領域が形成される。この接触領域は、各環状面全体を完全に覆うように延在しているため、３６０度の範囲において、切削インサートへの力の導入が生じることになる。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

工具ホルダ、切削インサート、緊締部材および緊締手段を有する工具システムを部分的に示す概略断面図である。 図１に示した切削インサートの凹部を部分的に示す概略横断面図である。 図２の概略平面図である。 切削インサートの本発明による凹部の代替的な形状を部分的に示す概略横断面図である。 下から見た緊締部材を示す概略図である。 突出部を備えた緊締部材の第１の端部を部分的に示す概略図である。 切削インサートの本発明による凹部を部分的に示す概略平面図である。 凹部と突出部とのペアを部分的に示す概略図である。 押圧板を備えた緊締部材の代替的な実施形態を部分的に示す概略図である。 図９に示した緊締部材を下から見た図である。 図９に示した緊締部材の代替的な構成を示す図である。

全ての図面が、本発明を部分的に示す概略図を含んでおり、本発明の例示的な説明に利用される。本発明の特別な実施形態は、これらの図面とは異なっていてよい。

図１に概略的に示す工具システム１は、工具ホルダ２と、凹部７を有する切削インサート６と、ノーズ５を備えた緊締部材４とを有しており、ノーズ５は工具システム１の緊締状態において、切削インサート６の凹部７に係合している。２つの広幅側の平坦面２１，２１’および２つの狭幅側の平坦面３３，３４を有しており、実質的に直方体の形状に相当する緊締部材４は、緊締手段１５によって工具ホルダ２に取り付けられている。上面１０に凹部７を有する切削インサート６が、好適にはいわゆるスローアウェイチップとしても形成可能でありかつ形成されている。スローアウェイチップ６において、上面１０および下面１１には凹部７が形成されている。２つの凹部は同一であるため、切削インサート６を１８０度回動させて工具ホルダ２のインサートシート１７に位置決めすることが可能である。ノーズ５は、直方体形の緊締部材４の第１の端部１８に配置されている。ノーズ５の形状および機能形式については、後で説明する。緊締部材４の第２の端部１９に、緊締部材４は所定の角度で配置された面２０を有している。好適には、この面２０は工具ホルダ２の上面の表面５３と共に、１２０〜１７０度、特に好適には１４５〜１６５度の範囲の鈍角γを形成している。切削インサート６の上面１０は、好適には表面５３に平行に向けられている。

工具ホルダ２は、緊締部材４の面２０の領域に、面２０に一致する面２２を有している。２つの面２０，２２は、１つの傾斜面を形成する。工具ホルダ２は、工作機械（図示せず）上に位置固定されて保持される。工具ホルダ２に対する緊締部材４の取付け過程において、すなわちトルクを発生させ、緊締手段１５を回転させる（締める）と、緊締部材４の面２０が、工具ホルダ２の面２２上を（図１では右下に向かって）滑動する。この緊締機構により、緊締部材４が工具ホルダ２に対して移動すると共に、ノーズ５と切削インサート６の凹部７との結合部を介して切削インサート６をインサートシート１７内へ引き込んで緊締する。面２０および２２の表面の質は、これらの面同士の滑動が支援されるように構成されている。

図１に示す実施例では、緊締手段１５は緊締ねじとも呼ばれるねじとして形成されている。ねじ１５は、頭の形態の取付け部分２３と、実質的に円筒形に形成された緊締部分２４と、ガイド部分２５とを有している。緊締部分２４は、ねじ山として、例えば工具ホルダ２に設けられた対応部分、例えば雌ねじ山と協働する雄ねじ山として形成されていてよい。ねじ１５のガイド部分２５は、緊締部材４の直線運動、図１では水平方向運動を制限するためのストッパとして使用することができる。この運動は、ねじ１５のガイド部分２５とストッパ、すなわち緊締部材４を工具ホルダ２に取り付けるようにねじ１５が係合する、緊締部材４の開口２６の壁２７との協働によって制限される。この制限により、緊締に際して極度に高いトルクＭによって切削インサート６が損傷することが防止される。加えて、この制限により、緊締に際して緊締部材４のノーズ５の環状面３６が切削インサート６の凹部７から滑り出ることが防止される。開口２６は、例えば円形の孔として形成されていてよい。この開口２６の別の形状、例えばスリット形または楕円形の開口等も可能である。開口２６の全ての形状は、当接手段２８および壁２７を有している。当接手段２８は、当接面の形状で形成されていてよく、ねじ１５の取付け手段２３と協働する。開口２６の壁２７は、緊締手段１５のガイド部分２５と協働する。緊締部分２４の雄ねじ山と工具ホルダ２の雌ねじ山との間に設けられた遊びは、製造誤差の補償に用いることができる。この遊びは、好適にはあらゆる方向における０．１〜０．２ｍｍの範囲の動きを可能にする。

図１には、緊締機構の横断面が示されている。この実施例では、緊締手段１５による力の導入が、緊締部材４の中心の外側、ひいては緊締機構の中心の外側で行われる。緊締部材４の中心は、緊締部材４の第１の端部１８と第２の端部１９との間の距離Ｅ_ｘの１／２である。好適には、緊締手段は、第２の端部１９からＥ_ｘ／２よりも小さな距離に配置されている。本発明では、力の導入部は、Ｅ_ｘ／２から２０〜４０％の範囲で、好適にはＥ_ｘ／２から３０％離れて、緊締部材４の第２の端部１９と中心との間に配置されている。個々の部材の誤差に基づき、切削インサート６の特性（引張り応力および圧縮応力に対する壊れやすさ）に関して、緊締機構は、切削インサート６を損傷することなく、工具座１７に切削インサート６をより確実に反復可能に取り付けるために、高い要求を満たす必要がある。

開口２６の壁２７と、ノーズ５または凹部７の中心、すなわちセンターとの間の距離は、機能寸法Ｆ_ｘとして表される。本発明では、この寸法は、最大許容トルクＭにおいてノーズ５またはその環状面３６が凹部７またはその環状面３１と共に完全に面状の形状結合部を形成すると共に互いに当接し合うように、選択される。この場合、当接領域は、両環状面３１および３６の３６０度にわたり延在している。工具システムの緊締状態において、環状面３１および３６の間に間隔は一切存在していない。

緊締機構の一部は、図２に示す切削インサート６の凹部７である。切削インサート６の凹部７は、切削インサート６の上面１０または下面１１の中心に配置されている。以下に説明する凹部７は、切削インサート６の上面１０に配置されている。この説明は、切削インサート６の下面１１に配置された凹部７にも対応して当てはまる。凹部７は、切削インサート６に窪みとして設けられており、深さＴを有している。凹部７は、平らな底部３０を有していてよい。底部３０は、切削インサート６の上面１０と平行に配置されていてよく、角度αで配置された環状面３１を経て上面１０に移行している。環状面３１と底部３０との間の角度αは、１３５〜１５５度の範囲の鈍角αであり、好適にはこの角度αは、１４０〜１５０度の範囲を有している。これにより、９０〜１３０度の範囲、好適には１００〜１２０度の範囲の、凹部７の開放角度βが生じる。凹部７の底部３０の断面積Ｑ１は、凹部７の開口３２の断面積Ｑ２よりも小さくなっている（図３）。凹部は、底部３０に直径ｍ１を有しており、開口３２に直径ｍ２を有している。直径ｍ１は、直径ｍ２よりも小さくなっている。底部３０と環状面３１との間の移行部および上面１０と環状面３１との間の移行部は、丸みを付けて形成されていてよい。これらの移行部の半径は、０．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内であり、好適には０．６ｍｍ、特に好適には２．０ｍｍである。よって、凹部７は、底部３０、環状面３１、開口３２ならびに丸みの付いた各移行部から成っている。

特別な実施例では、凹部７の底部３０が湾曲して、アール３０’またはポリジーン曲線またはスプラインの形状で形成されていてよい（図４）。切削インサート６の上面１０から見て、アール３０’によって形成された底部３０は、凹形状を有していてよい。特に有利に形成された本発明による凹部７は、もっぱら丸みの付いた移行部ｒだけを有しており、したがって鋭利な角は全く有していない。丸みの付いた凹部７は、切削インサート６に亀裂や亀裂の結果の破断が生じる恐れがあるという危険なしに、大きな力の導入を可能にする。それぞれ異なる面形状の間の移行部には、特別な要求が課されている。これらは、好適には亀裂が生じる恐れがあると事前に予測される箇所である。したがって、本発明では、これらの移行部ｒは、好適には丸みを付けて形成されている。

特別な実施形態（図示せず）では、凹部の中心に隆起部が配置されていてよい。この隆起部は、凹部の底部３０，３０’から上面１０に向かって延在し、この上面の下側で終わっている。

図５には、緊締部材４をその広幅側の平坦面２１の下面側から見たところが示されている。下面２１で示された緊締部材４の平坦面は、工具システム１の緊締状態において、切削インサート６および工具ホルダ２に対向して位置している。緊締部材４の第１の端部１８には、突出部の形態のノーズ５が配置されている。平坦面２１を起点として、突出部５は平坦面２１から離反する方向に隆起している。突出部は高さｈ１を有している（図６）。平坦面２１からの間隔ｈ２のところで、突出部５は山形に配置された環状面３６に移行する。環状面３６がその全周において一定の値を有する高さが、Ｈで示される。直径ｍ３を起点として、環状面３６は直径ｍ４、すなわち突出部５の端部に到るまで延在している。この場合、ｍ３はｍ４よりも大きくなっている。ｍ３とｍ４との間の距離は、突出部５の高さＨである。環状面３６は、平坦面３４に対して鈍角φで配置されている。この角度φは、好適には環状面３１と切削インサート６の上面１０との間の角度αに等しくなっている。

突出部５の高さＨは、凹部７の深さＴと相関関係にあり、これらは同じ値を有していてよいが、互いに異なっていてもよい。例えば、ＨはＴよりも大きくてよい。突出部５の直径ｍ３は、凹部７の直径ｍ２と相関関係にある。直径ｍ３とｍ２とは同じ値を有していてよいが、互いに異なっていてもよい。例えば、ｍ３はｍ２よりも大きくてよい。

本発明による工具システムでは、角度αとφの値は等しく、１３５〜１５５度の範囲内であり、好適にはこれらの角度は１４０〜１５０度の範囲内である。これにより、緊締部材４のノーズ５と切削インサート６の凹部７との間の環状面全体（３６０度）に精密な形状結合が生じる。角度αとφとが等しいと、本発明では次の構成が可能である。
ｍ３＞ｍ２の場合はＨ＞Ｔ、またはＨ＝Ｔ、またはＨ＜Ｔ
ｍ３＝ｍ２の場合はＨ＝Ｔ、またはＨ＜Ｔ
ｍ３＞ｍ１の場合はＨ＜Ｔ、またはＨ＝Ｔ、またはＨ＞Ｔ

上述したような凹部７を備えた切削インサート６と、上述したような緊締機構に関して上述したような突出部５を備えた緊締部材４とを有する工具システムでは、凹部７の環状面３１の全体に力が作用する（図７および図８）。力は、環状面３１の全周に作用する。完全に面状の形状結合部が、ノーズ５の環状面３６と凹部７の環状面３１との間に生じる。環状面３１および３６は、平らに形成されていてよい。この場合、緊締部材４の力Ｆ_Spannelementの導入は、複数の力のベクトルＦ_ｎｘを介して行われる。これらの力のベクトルは、環状面３１の全周に均等に配置されている。緊締時に緊締部材４の面２０が工具ホルダ２の面２２上を滑動することによって生じる、工具ホルダ２に対する緊締部材４の相対運動と、これによって生じる力Ｆ_Rueckzugとに基づき、力のベクトルＦ_ｎｘ１の値は、力のベクトルＦ_ｎｘ２の値よりも大きくなっている。この場合、緊締部材の戻り運動と平行に作用する力のベクトルＦ_ｎｘ１は、最高値を有している。力のベクトルＦ_ｎｘ１のこの値から出発して、環状面３１に作用する力のベクトルの値は、力のベクトルＦ_ｎｘ２まで連続的に低下する。力のベクトルＦ_ｎｘ１が作用する方向は、力のベクトルＦ_ｎｘ２が作用する方向とは反対の方向である。これら２つの力のベクトル間で、環状面３１には別の複数の力のベクトルが作用している。

凹部の大きさ、直径、深さ、角度αおよび力Ｆ_Spannelementは、切削インサートの大きさおよび例えば加工しようとする材料、送り速度等のプロセスパラメータに応じて選択することができる。

図９には、緊締部材４の代替的な実施形態が示されている。この緊締部材が上述した緊締部材と同一である限りは、同一符号が適用される。上述した緊締部材４が一体に形成されているのに対し、図９に示す緊締部材４は、少なくとも２つの部分から成っており、基体４０と、押圧板１６と、取付け手段４７とを有している。図９に示した緊締部材４の第１の端部１８には、押圧板１６が可動に配置されている。この押圧板１６は、耐摩耗性の材料、例えば超硬合金またはセラミック等から製造されていてよい。これにより、緊締部材４の第１の端部１８を、緊締部材４の基体４０よりも耐摩耗性が高く形成することができる。この耐摩耗性の向上により、プロセス中に生じるチップによって緊締部材４に発生する恐れのある損傷が低減され、好適には完全に回避される。緊締部材４に押圧板１６を取り付けるために、緊締部材は、当接面４２、切抜き部３９およびガイド面４３を備えた取付け空間４１を有している（図１０）。当接面４２は、平らに形成されておりかつ平坦面２１と平行に配置されていてよい。当接面４２には、切抜き部３９が組み込まれていてもよい。ガイド面４３が配置されている領域は、溝４４の形態で形成されていてよいと共に、狭幅部を有していてよい。溝４４の開口４５の間隔Ａ１は、好適には溝４４内の間隔Ａ２よりも小さくなっている。間隔Ａ２は、間隔Ａ１よりも第１の端部１８から遠くに離れて配置されている。溝４４の形状に基づき、基体４０は、フィンガ４８の形態の突出部を有している。フィンガ４８の外面４９は、基体４０の外面と一致していてよいが、部分的にまたは完全にその形状が異なっていてもよく、基体の中心軸線の方に曲がって配置されていてもよい。図１０では、フィンガはその端部領域５２を中心軸線の方に曲がって配置されており、この領域では緊締部材４の基体４０の外形と異なっている。フィンガの内側４３は溝４４のガイド面に相当し、当接面４２および切抜き部３９の領域と共に、溝４４の取付け空間を形成している。内向きに配置されたフィンガ４８により、いわゆるアンダカットが形成される。溝４４と相関関係にあり、溝４４に係合するキー４６を有する押圧板１６は、アンダカットに基づき、開口４５の範囲の狭幅部から第１の端部１８の方向に抜け出ることはない。追加的な位置固定手段３８が、切抜き部３９と当接面４２との間に段部を形成している。この切抜き部３９に基づき、緊締部材４の基体４０の平坦面２１から切抜き部３９の底部まで測定した溝の高さは、緊締部材４の基体４０の平坦面２１から当接面４２まで測定した距離よりも大きくなっている。キー４６の領域が切抜き部３９の内部に延在している場合には、切抜き部３９の、当接面４２への移行部が位置固定手段３８を形成し、位置固定手段３８は追加的に、基底板１６の水平方向の運動の自由を制限する。緊締部材４の溝４４および押圧板１６のキー４６の形状に基づき、押圧板１６は、緊締部材４の水平運動方向において、紛失不能に保持される。本発明では、押圧板１６と緊締部材４との間の結合部は、遊びを有している。この遊びは、軸方向では０．１〜０．５ｍｍ、好適には０．３ｍｍであり、半径方向では最大５度、好適には２度である。この場合、軸方向は平坦面２１と平行に配置されており、半径方向は開口４１の全周に配置されている。この（軸方向および半径方向の）遊びに基づき、工具システムの個々の部品の製造に基づき生じる製造誤差を補償するという、追加的な可能性が生じる。押圧板１６は、取付け手段４７、例えば円筒ピンにより、緊締部材４の基体４０に形成された開口５１内に可動に保持される。

押圧板１６に配置され、その形状が切削インサート６の凹部７と相関関係にあるノーズ５には、上で説明したことが相応に当てはまる。緊締手段１５によって生じた力が、押圧板１６のノーズ５の環状面３６を介して、切削インサート６の凹部７の環状面３１全体に作用する。

図１１には、緊締部材４の第１の端部１８の別の実施例が示されている。図１０に示した緊締部材４と同じ特徴に関する限りは、同じ符号およびここまでの説明が適用される。図１０に示す緊締部材４は、その第１の端部１８に変更された溝４４’を有している。突出部４８’は直線的に形成されており、図１０に示した実施例の場合のように内側に向かって曲げられてはいない。溝４４’の内側のガイド面４３’は、互いに平行に配置されている。これにより、間隔Ａ１およびＡ２が等しい大きさの溝４４’が形成される。開口４５の領域における溝４４’の幅は、開口から間隔をあけて配置された領域の幅と同じ大きさである。これによりこの溝４４’は、アンダカットを有していない。溝４４’に一致するキー４６を有する押圧板１６の水平方向での可動性は、もっぱら位置固定手段３８のみによって制限される。キー４６は、ポケットの形態で形成された切抜き部３９に係合する。押圧板１６は取付け手段１７により、緊締部材４に可動に保持される。図１１には、本発明による工具システムに対する要求を満たす緊締部材４の第１の端部１８の単純化された形状が示されている。

本発明が説明する工具システム１は、凹部７を備えた切削インサート６を取り付けるためのインサートシート１７を有する工具ホルダ２と、緊締手段１５を受容するための開口２６と突出部５とを有する緊締部材４と、緊締部材４の直線運動を制限する機構（機能寸法Ｆ_ｘ）とを備えている。これにより、スローアウェイチップ６の紛失不能で反復可能な緊締が保証されている。

切削インサートの緊締状態において、ねじ１５のガイド部分２５が開口２６の壁のストッパ２７に摩擦結合式に当接していることにより、工具ホルダ２に設けられたインサートシートに対する切削インサート６の緊締力の自動的な制限が達成されている。

１ 工具システム
２ 工具ホルダ
４ 緊締部材
５ ４のヘッダ、突出部、ノーズ
６ 切削インサート
７ ６の凹部
１０ ６の上面
１１ ６の下面
１５ 緊締手段、ねじ
１６ 押圧板
１７ インサートシート
１８ ４の第１の端部
１９ ４の第２の端部
２０ 面
２１，２１’ ４の平坦面
２２ ２の面
２３ １５の取付け部分
２４ １５の緊締部分
２５ １５のガイド部分
２６ 開口、孔
２７ ストッパ、２６の壁
２８ ４の当接面
３０，３０’ ７の底部
３１ ７の環状面
３２ ７の開口
３３，３４ ４の狭幅側の平坦面
３６ ５の環状面
３８ 位置固定手段
３９ 切抜き部
４０ ４の基体
４１ 取付け空間
４２ ストッパ面
４３，４３’ ガイド面、内側
４４，４４’ 溝
４５ 開口
４６ キー
４７ 取付け手段
４８，４８’ 突出部、フィンガ
４９ ４８の端部領域
５１ ４０の開口
５２ ４８の端部領域
５３ ２の上面
Ｑ１ ３０の横断面積
Ｑ２ ３２の横断面積
Ｔ ７の深さ
Ｈ ３６の高さ
ｍ１ ３０，３０’の直径
ｍ２ ３２の直径
ｍ３ ３６の直径
ｍ４ ３６の直径
Ａ１ ４５の間隔

本発明は、工具システムであって、切削インサートと工具ホルダとを有しており、工具ホルダは、凹部を有する切削インサートを受容するインサートシートを有しており、インサートシートに隣接した工具ホルダの表面は、前記インサートシートから離れた側に鈍角で傾斜した面を有しており、工具システムはさらに、緊締部材を有しており、緊締部材は、ストッパを有する開口を有しており、開口内には、ガイド部分を有する緊締ねじが受容されており、工具システムはさらに、面および突出部を有しており、緊締部材の突出部は、環状面を有しており、切削インサートの凹部は、環状面を有しており、緊締部材の環状面と切削インサートの環状面とは、切削インサートが緊締されているときには互いに結合するように当接し合っており、かつ緊締部材を工具ホルダに取り付けるプロセスの間、すなわち緊締ねじを回転させてトルクを発生させると、緊締部材の面は工具ホルダの面上を滑動し、その結果、緊締部材は工具ホルダに対して相対的に移動し、切削インサートをインサートシート内へ引き込んで緊締することになる、工具システムに関する。

国際公開第２０１３０６０７５２号には、高度な切削データおよび送り速度に適した工具システムが開示されており、この場合、緊締部材は、互いに平行な緊締部材ガイドにより、溝内に可動に保持されており、緊締部材には、緊締ねじ用の緊締部材孔が配置されており、切削インサートの緊締状態において、緊締部材孔の、切削インサートに面した壁が、緊締ねじに当接するようになっており、緊締部材の係合部材が、切削インサートの切刃縁部から見て、緊締凹部の中心の正面で緊締凹部に形状結合式に係合するようになっている。
一般文献の国際公開第２０１６１１０５９６号には、請求項１の上位概念に記載の全ての特徴を有する工具システムが記載されている。
独国特許出願公開第１０２０１００２９６１６号明細書に記載の、結合・摩擦式の切削インサート緊締システムは、ねじれ防止装置を有している。
欧州特許出願公開第１５９５６４８号明細書には、２つの部分から成る緊締部材が記載されている。

本発明の目的は、請求項１の上位概念に記載の工具システムを改良して、切削インサートを精密に位置決めするように、確実かつ反復可能な緊締を可能にし、これにより切削インサートの損傷を防止することにある。

Claims (15)

1. 工具システム（１）であって、工具ホルダ（２）が設けられており、該工具ホルダ（２）は、凹部（７）を備えた切削インサート（６）を取り付けるためのインサートシート（１７）と、該インサートシート（１７）から離れて、該インサートシート（１７）に隣接する前記工具ホルダ（２）の表面（５３）に対して鈍角（γ）に傾斜した面（２２）とを有しており、さらに緊締部材（４）が設けられており、該緊締部材（４）は、緊締手段（１５）を受容するための、ストッパ（２７）を備えた開口（２６）と、面（２０）と、突出部（５）とを有しており、前記緊締部材（４）のノーズ（５）は環状面（３６）を有しており、前記切削インサート（６）の前記凹部（７）は環状面（３１）を有している、工具システム（１）において、
   前記切削インサート（６）の緊締状態において、前記環状面（３６）と前記環状面（３１）とは、互いに形状結合式に当接し合っていることを特徴とする、工具システム。
2. 前記環状面（３１）と前記環状面（３６）とが互いに当接し合う範囲は、３６０度を有している、請求項１記載の工具システム。
3. 前記環状面（３１，３６）は、平らに形成されている、請求項１または２記載の工具システム。
4. 前記緊締部材（４）は、第１の端部（１８）と第２の端部（１９）とを有しており、前記第１の端部の領域には前記ノーズ（５）が、かつ前記第２の端部の領域には前記面（２０）が、互いに距離Ｅ_ｘをおいて配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の工具システム。
5. 前記緊締部材（４）の前記開口（２６）は、前記第２の端部（１９）からＥ_ｘ／２よりも小さな距離に配置されている、請求項４記載の工具システム。
6. 前記緊締部材（４）の前記開口（２６）は、前記第２の端部（１９）からＥ_ｘ／２の２０〜４０％の距離、好適には３０％の距離に配置されている、請求項４または５記載の工具システム。
7. 緊締状態において、前記緊締手段（１５）によって生じる力は、前記凹部（７）の前記環状面（３１）の全周に作用するようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の工具システム。
8. 前記緊締部材（４）の前記第２の端部（１９）の方向に作用する力のベクトル（Ｆ_ｎｘ１）は、前記緊締部材（４）の前記第１の端部（１８）の方向に作用する力のベクトル（Ｆ_ｎｘ２）よりも大きな値を有している、請求項４から７までのいずれか１項記載の工具システム。
9. 前記緊締部材（４）は、前記突出部（５）が形成された押圧板（１６）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の工具システム。
10. 前記押圧板（１６）は、耐摩耗性の材料、好適には超硬合金またはセラミックから形成されている、請求項９記載の工具システム。
11. 前記緊締部材（４）は溝（４４）を有しており、該溝（４４）内には前記押圧板（１６）が半径方向および直進方向の遊びを備えて保持されている、請求項９または１０記載の工具システム。
12. 前記押圧板（１６）と前記緊締部材（４）との間の前記遊びは、直進方向では０．１〜０．５ｍｍ、好適には０．３ｍｍであり、かつ／または、前記押圧板（１６）と前記緊締部材（４）との間の前記遊びは、半径方向では最大５度、好適には２度である、請求項１１記載の工具システム。
13. 当該工具システムは、前記凹部（７）のセンターと前記開口（２６）の前記ストッパ（２７）との間に機能寸法Ｆ_ｘを有しており、これにより、前記緊締部材（４）の直線運動が制限されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の工具システム。
14. 当該工具システムは、前記凹部（７）のセンターと前記開口（２６）の前記ストッパ（２７）との間に機能寸法Ｆ_ｘを有しており、該機能寸法Ｆ_ｘの値は、前記緊締手段（１５）の最大許容トルクＭにおいて前記ノーズ（５）またはその環状面（３６）が前記凹部（７）またはその環状面（３１）と共に完全に面状の形状結合部を形成するように選択されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の工具システム。
15. 前記切削インサート（６）の緊締状態において、前記ねじ（１５）のガイド部分（２５）は、前記開口（２６）の壁の前記ストッパ（２７）に摩擦結合式に当接している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の工具システム。

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