JP2794340B2 - 改良された工具ホールダー組立体 - Google Patents

改良された工具ホールダー組立体

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JP2794340B2
JP2794340B2 JP6506237A JP50623793A JP2794340B2 JP 2794340 B2 JP2794340 B2 JP 2794340B2 JP 6506237 A JP6506237 A JP 6506237A JP 50623793 A JP50623793 A JP 50623793A JP 2794340 B2 JP2794340 B2 JP 2794340B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は一般に改良された工具ホールダー組立体と方
法に関し、特に冷却剤の流れを有利に再指向させるため
のノズル組立体を含み、相対的に回転する作業片に深い
切削が行われる時に、潤滑、熱の除去及びチップの除去
を最適化する改良された工具ホールダー組立体に関す
る。
液体の冷却剤の流れを切削界面に向けるための開口部
を有する工具ホールダー組立体は従来技術において知ら
れている。このような工具ホールダーの組立体は一般
に、いくつかの切削インサートの中の１つを取外し可能
に取付けるための１つの側面上のクランピングの配設
と、回転する作業片に溝を切り、ねじを切り、又は切削
するために作業片に関して工具ホールダーを動かす機械
加工機構に工具ホールダー組立体を取外し可能に取付け
るための他の側面上のシャンクと、インサートの切削刃
と作業片の間の界面に液体の冷却剤の流れを向けるため
のインサートを保持するクランプに面する工具ホールダ
ーの１つの側面上の冷却剤の開口部とを有する工具ホー
ルダー本体より成る。用いられた液体の冷却剤は一般に
水に溶ける油であって、インサートの切削刃と作業片の
間の界面を有利に潤滑するのに役立ち、並びに切削イン
サートの摩耗を促進し切削を妨げ切削の品位を低下させ
る熱と金属チップを除去するのに有利に役立つ。
冷却剤を向ける工具本体の中の開口部は冷却剤の孔又
は通路を通って加圧された冷却剤の源に一般的に接触さ
れ、この冷却剤の通路は工具ホールダー本体及び、シャ
ンクを通って伸び、このシャンクは機械加工の機構に接
続されている。
このような通常の工具ホールダー組立体において、冷
却剤の開口部は、作業片の回転の軸と直角及び平行な両
方の方向の要素を有する角度に冷却剤流れを向け、この
方向の要素は今度は冷却剤の流れを作業片の回転軸に関
して斜めの角度で切削インサートと作業片の間の界面に
衝突させる。
本申請人は、このような斜めの冷却剤の流れが、比較
的浅い切削が作業片に行われている時は、適当に潤滑
し、冷却し、且つ金属チップを取除くが、このような斜
めの角度をもった冷却剤の流れは切削インサートが作業
片の中により深く切削する程、切削のどちら側かの金属
の肩が切削界面上の冷却剤の流れの直接の衝突を妨げる
傾向にあるので、次第に効果的でなくなると云うことを
観察した。
冷却剤の殆んどではなくとも若干のものが作業片の中
に邪魔する肩を越えて流れることができ、切削界面の中
にちょろちょろ流れ落ちても、このような冷却剤のちょ
ろちょろした流れは、冷却剤の直接の衝突する流れが行
うような潤滑、発熱の除去及びチップの除去作用を与え
るのには決定的に効果が少ない。従って作業片の中で結
果として生ずる切削の品位はひどく損われ且つ切削イン
サートの摩耗は増大される。
明らかに、必要なことは、通常の工具ホールダー組立
体を改造して、切削の深さに拘らず切削インサートと作
業片の間の界面に直接衝突することができるように、工
具ホールダー本体の中の冷却剤の開口部からの冷却剤の
流れを向け直す手段である。理想的にはこのような改造
された機構は、作業片の回転の軸に関して直角な平面の
中のみでなく、色々な形をもつ色々な切削インサートに
対して界面の中に直接衝突する冷却剤の流れを射出する
ことができるように、この軸に沿っても又冷却剤の流れ
の角度を調整することが可能であるべきである。最後に
改造された機構が構造において簡単であり、最小の量の
機械加工で且つ組立体の操作性がひどく損なわれないよ
うに工具ホールダー組立体の作業輪郭を妨げることを最
少にして公知の技術の工具ホールダーの本体を改装する
ことができるならば好ましいことであろう。
発明の概略 一般的に云って本発明は、インサートに関して回転す
る作業片を切削する刃をもつ切削インサートと、相対回
転の軸と平行な素子の運動をもつ方向の、切削刃と作業
片の間の界面に液体の冷却剤の流れを向ける開口部に終
る冷却剤導入孔を有する工具ホールダー本体を含むタイ
プの改良された工具ホールダー組立体であって、この改
良は、相対回転の軸に関して実質的に垂直な途の中で界
面に向って冷却剤の流れを指向させるノズル組立体を含
む。
ノズル組立体は相対回転の軸に関して実質的に垂直な
平面の中に両方の流れの角度を調節し、並びに相対回転
の軸に沿って流れの途を調節する手段を含むことが好ま
しい。ノズル組立体の調節手段は、相対回転の軸に平行
な方向の工具ホールダーの中のねじを切られた開口部の
中で回転できるように動くことのできる１端をもつねじ
を切られたベースを含む。ねじを切られたベースの多端
は冷却剤の流れを向けるためのノズルヘッドを含み、相
対回転の軸に関して垂直と平行な両方の方向のノズルヘ
ッドの動きは、工具ホールダー本体のねじを切られた開
口部に関して時計方向又は半時計方向にノズル組立体の
ねじを切られたベースを単にねじ込むことによって達成
される。
可能なところでは、ねじを切られた開口部はもともと
の冷却剤開口部と１体に形成されて、通常の工具ホール
ダー本体の中にノズル組立体を改装するのを容易にして
いる。ロックナットの形式のロッキング手段は選ばれた
角度の方向にノズル組立体のヘッドを固定するためにね
じを切られたベースのまわりに、且つ作業片と工具ホー
ルダー組立体の間の相対回転の軸に沿って選ばれた点に
設けられるのが好ましい。更にねじを切られたベース上
にあるねじ山のピッチは、ノズルヘッドの位置に対する
数多くのこまかい調整の存在を保証するために１回転当
り1mm以上ではないことが好ましい。
本発明の方法において、通常の工具ホールダー組立体
の工具ホールダー本体は、ノズル組立体のねじを切られ
たベースを受け入れることのできる、ホールダーの中の
冷却剤を導く孔と連通する、本体の中にねじを切られた
開口部を創設することによって改造される。ねじを切ら
れた開口部の位置は、完成された工具ホールダー組立の
操作性を妨げることを最小にして、ノズルヘッドの手動
によるアクセスを可能とするように選ばれる。工具ホー
ルダー本体の中央と切削インサートを取付けるクランピ
ング組立体の間の凹んだ部分を有するタイプの工具ホー
ルダーにおいて、ねじを切られた開口部は、ノズル組立
体が工具本体の凹んだ部分の中に位置するように工具本
体の側面に位置される。
本発明の方法の１つの実施例において、ねじを切られ
た孔は通常の工具ホールダー本体の中に、ノズル組立体
のねじを切られたベースを受け入れることができるよう
に、現在ある冷却剤の開口部の端を拡げてねじを切るこ
とによって形成される。この方法のもう１つの実施例に
おいては、現在ある冷却剤の開口部を栓をされ、ねじを
切られたものは工具ホールダー上別の位置におかれる。
この方法の引続いての段階において、ノズルヘッドの位
置は、この冷却剤の流れが相対回転の軸に関して直角な
平面の中で切削インサートと作業片の間の界面を打つよ
うに冷却剤の流れの方向を調整される。このような調整
はノズル組立体のねじを切られたベースを工具ホールダ
ー本体の中のねじを切られた開口部の中へ又はこれから
ねじることによって行われる。
両方の改良された工具ホールダー組立体と関連する方
法は作業片の中の比較的深い切り込みの何れかの側の肩
が斜めの方向の冷却剤の流れを妨げる場所で溝切り、ね
じ切り、又は切削作業をするための切削インサートを有
する工具ホールダー組立体と組合わせて用いられた時特
に有効である。本発明の方法によって通常の工具ホール
ダー組立体を本発明の装置に適合して改造されたものに
急速に変換することを容易にし、この改造された装置
は、切削インサートが如何に深く作業片を切削するかに
関係なく、余分な熱と金属チップを両方とも除去する
間、切削作業を有効に且つ効率よく潤滑する冷却剤の流
れを有利に与えるものである。更に加えて、結果生じた
改造された組立体の輪郭は、組立体の操作性を大きく妨
げるようなやり方では変更されていない。
若干の図面の簡単な説明 第1A図は作業片に溝を切削する公知の技術の工具ホー
ルダー組立体の平面図であって、ここでは冷却剤の流れ
は溝によって規定された作業片中の肩によって、切削イ
ンサートと作業片の間の界面に直接衝突することを妨げ
られている。
第1B図は第1A図に示された公知の技術の工具ホールダ
ー組立体の線1B−1Bに沿った端面図である。
第2A図は本発明の改良された工具ホールダー組立体の
１つの実施例の平面図であって、改良された工具ホール
ダー組立体と作業片の間の相対的回転の軸に関して実質
的に垂直な途の中で、切削インサートと作業片の間の界
面に冷却剤の流れを指向させるノズル組立体を利用して
いる。
第2B図は第2A図の改良された工具ホールダー組立体の
線2B−2Bに沿った端面図である。
第３図は第2A図及び第2B図に示された改良された工具
ホールダー組立体に用いられたノズル組立体の側面、断
面図である。
第4A図は本発明の改良された工具ホールダー組立体の
もう１つの実施例の側面図であって、同様にノズル組立
体を用いて冷却剤の流れを、作業片と工具ホールダー組
立体の間の相対的な回転軸に関して直角に向ける切削作
業を行うように用いられるタイプのものである。
第4B図は第4A図に示された改良された工具ホールダー
組立体の端面図である。
好ましい実施例の詳細な説明 本発明の構造と利点が両方ともより完全に評価される
ように、本願発明が説明する前に第1A図と第1B図に示さ
れた公知の技術の工具ホールダー組立体について簡単に
説明する。このような公知の技術の工具ホールダー組立
体１は通常鋼から機械加工された工具ホールダー本体３
より成り、その中間部分にグリップ溝４と、片側にテー
パーのついたシャンク５と、反対の側面にクランピング
組立体７を含んでいる。グリップ溝はロボット状グリッ
パーが、作業片に溝を掘り、ねじを切り又は切削するた
めにテーパーのついたシャンク５を機械加工機構（図示
されていない）に挿入又はこれから引抜くことを可能と
する。クランピング組立体７は切削インサート８を工具
ホールダー本体３に取外し可能に取付け、この切削イン
サート８は作業片11の中に溝10を切削するための切削刃
９を有する。公知の技術の現在の実例においては、作業
片11はパイプ状であり、機械加工機構は工具ホールダー
の組立体１を作業片11の内径の中に押し込み、一方作業
片11は、その内径のまわりに溝10を切削するための線Ｒ
に平行な軸のまわりに旋盤（図示されていない）によっ
て回転される。
冷却剤の開口部14は、クランピング組立体７と切削イ
ンサート８に面する工具ホールダー本体３の側面に設け
られる。この冷却剤開口部14は、回転の軸に関して斜め
を向いた、工具ホールダー本体３の中の孔15によって部
分的に形成された冷却剤通路（図示されていない）の末
端である。この孔15と冷却剤開口部14とは両方とも加圧
された冷却剤源16に接続され、この冷却剤は例えば水溶
性の油であって、冷却剤開口部14は作業片11の中の溝10
の底とインサート８の切削刃９の間の界面20に向って冷
却剤17の加圧された流れを放出する。
溝切り作業又は切削作業を始める時に、結果として生
ずる溝が浅いならば、斜めに向いた冷却剤の流れ17は、
インサート８の刃９と溝10の底の間の界面20に衝突し、
これによってインサートの切削刃９を効果的に潤滑し冷
却し、一方希望されない金属チップ22の除去を助ける。
しかし乍ら溝10が作業片11の中により深く侵入すると、
溝10の何れかの側に規定される金属の環状の肩18a、ｂ
は溝10の底に関して益々高くなり遂には切削インサート
８と冷却剤開口部14との間に配置された肩18aは遂に冷
却剤の流れ17が作業片11と切削刃９の間の界面20に直接
衝突するのを完全に妨げる迄になる。若干の冷却剤は肩
18aを越えて流れ、溝10の中にしたたりおりるが、その
ような冷却剤のしたたりおちる流れは、インサート８と
作業片11の間の界面20を潤滑し冷却するのにあまり効果
的でなく、溝掘り作業の結果として作り出される金属チ
ップ22を除去するのには更に効果的でない。この結果イ
ンサートの切削刃９は冷却剤の流れが界面20に直接衝突
した場合よりもずっと早く鈍くなり、このためにインサ
ートをもっとしばしば交換することが必要となります。
更に加えて、冷却剤の流れ17が金属チップ22を除去する
能力が減少されたために、切削作業中に高価な中断を起
させる。
今第2A図及び2B図を参照すると、本願発明の改良され
た工具ホールダー組立体25は、冷却剤開口部14がノズル
組立体27で置き換えられていることを除いては上述した
公知の組立体１と同じ部品を凡て含んでいる。ノズル組
立体27はねじを切られたベース29を有し、このベース29
は円筒状のコンヂット30から形成されて、その末端迄通
してずっと伸びるスクリューのねじ山31を有する。ノズ
ルヘッド33は円筒状のコンヂット30の近い方の端の上に
１体に形成される。ノズルヘッド33は冷却剤開口部37を
有する平らな円筒形部材35を含み、この冷却剤開口部37
は公知の工具ホールダー組立体１の工具ホールダー本体
３の中に組入れられた冷却剤開口部14の断面積と略同じ
断面積である。冷却剤開口部37はねじを切られた開口部
38と連通し、この中にノズル組立体27の円筒形コンヂッ
ト30の末端のねじを切られた外面が液密の係合でねじ込
まれる。好ましい実施例において、円筒形のコンヂット
30の外径は6mmであって、ねじを切られた外面のねじ山
のピッチは今後明らかとなる目的のために１回転当り1.
0mm（0.39インチ）である。最後にロックナット39は又
ベース29のねじを切られた外面31のまわりに設けられ
て、ノズルヘッド33を、（第2B図に示されたように）軸
線Ｒに垂直な平面の中に位置する角度Ａに関して放射方
向に且つ第2A図に矢印Ｂで示されたＲに関して軸方向に
所除の位置にノズルヘッド33を固定する。
運転時には、ノズル組立体27は、先ず側壁13とクラン
ピング組立体７の間に位置する工具ホールダー本体３の
凹んだ部分43の中に取付けられている。このことは軸Ｒ
に平行な方向に工具ホールダー本体３の中のねじを切ら
れた開口部の中にノズル組立体27のねじを切られた外面
31の末端をねじ込むことによって達成される。ノズル組
立体27は、インサート８の切削刃９と作業片11の間の界
面20とノズル開口部37が一直線に揃う迄回転される（第
2A図において矢印Ｂによって示されたように）。次にオ
ペレーターは、第2B図に調整角Ａによって一般に示され
たように、開口部37が放射方向で界面20と一直線に揃う
迄ノズルヘッド33を回転させる。ねじを切られた外面31
の1mmのスクリューのピッチは、ノズルヘッド33の放射
方向の調整が線Ｂに沿ったノズルヘッド33の軸方向の調
節を実質的変更しないようにするのに十分なこまかいピ
ッチである。このような調整手段の結果冷却剤の流れ41
の放出は、改良された工具ホールダー組立体25と作業片
11の間の相対的な回転軸Ｒに関して垂直であり、インサ
ート８の切削刃９と、溝掘り作業中に発生される金属チ
ップ22の真下の作業片との間の界面20の中に直接衝突す
る。
勿論本発明は円筒形の作業片の外径に溝を掘ることに
も同様用いることができる。好ましくはないが、冷却剤
の流れを調整不良とし分散させるような遠心力を発生し
ないよう相対回転が十分に遅いならば、工具ホールダー
組立体１が定置された作業片11に関して軌道を描くよう
回転される作業に応用されることができることが考えら
れる。
第4A及び4B図は本発明の改良された工具ホールダー組
立体の第２の実施例45を示し、ここでは工具ホールダー
本体３は、線R1に平行な軸のまわりを回転する作業片12
に切削作業を行うインサート支持部材47にクランプする
よう設計されたタイプのものである。第2A及び3B図に示
された工具ホールダー組立体25の場合のように、ノズル
組立体33は結果生ずる工具ホールダー組立体の輪郭を出
来るだけ妨げないように、工具ホールダー本体３の凹み
部分43の中に取付けられている。ノズル組立体27のノズ
ルヘッド33に対する長手方向と放射方向の両方の調整
は、第2A及び2B図に示された本発明の実施例に関して説
明されたように正確に行われている。
本発明の方法の１つの実施例において、本発明の改良
された工具ホールダー組立体は従来技術の工具組立体か
ら、冷却剤の孔15が工具組立体１と作業片11の間の相対
回転の軸に平行であるように、現存する冷却剤の孔15を
再穿孔し且つタッピングすることによって形成される。
ノズル組立体27のねじを切られたベース29は、これを工
具ホールダー本体３に取付けるために、このようなねじ
を切られた孔の中にねじ込まれる。冷却剤開口部37の方
向は第2A及び2B図に示された実施例に関して記述された
ように調節される。この代りに従来技術の工具ホールダ
ー本体３の冷却剤の開口部14が側壁13の上に位置し、ノ
ズル組立体27を取付けることが不可能又は非常に困難で
ある場合には、冷却剤開口部14はふさがれ、且つ新らし
い冷却剤を導く孔の組が工具ホールダー本体３を通って
ドリルされて、工具ホールダー３の側面13上に位置され
て、結果生ずる工具ホールダー組立体の輪郭と操作性を
実質的に妨げることなくノズルヘッド33に手で近接でき
るねじを切られた開口部38を作り出す。
本願発明は勿論本発明の精神と本質的な特徴から離れ
ることなくここに規定したものと異なった方法で実施さ
れ得るものである。従って本実施例はあらゆる点におい
て例示的であってこれに制限するものではないと考えら
れ、付帯する請求項の意味と同等の範囲内の凡ての変更
はこの中に含まれるように意図されるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 27/10 B23B 29/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】軸のまわりに当該インサート（８）に関し
    て回転して動く作業片（11）を切削する刃（９）を有す
    るレーキ面のある切削インサート（８）を有し、当該作
    業片（11）の中に加えられた切削は当該作業片（11）の
    中に少なくとも１つの肩部分（18）を規定し、更に当該
    切削刃（９）と当該作業片（11）の間の境界面（20）に
    液体の冷却剤の流れ（41）を向けるための開口部（14）
    を有して当該境界面（20）を潤滑し且つ冷却し、当該切
    削の結果として形成されるチップを除去し、当該流れは
    回転の軸と平行な運動の成分を有する工具ホールダー本
    体（３）を含むタイプの改良された工具ホルーダー組立
    体（25）において、当該流れ（41）が、当該レーキ面が
    面している方向から、当該境界面（20）に衝突して境界
    面を潤滑し冷却し、当該作業片（11）の中の切削によっ
    て規定される何等かの肩部分（18）からの妨害なしに当
    該チップを取除くように、当該回転軸に関して実質的に
    垂直な平面の中で、当該インサート（８）の切削刃
    （９）に向って、当該レーキ面に関して角度（Ａ）に当
    該冷却剤の流れ（17）を再指向させるために、当該工具
    ホールダー本体（３）の中の当該開口部（14）に取外し
    可能に接続できるノズル組立体（27）を含み、当該ノズ
    ル組立体（27）は、当該流れ（17）の角度（Ａ）と、工
    具ホールダー本体（３）の中のねじを切られた開口部
    （28）の中を回転して動くことのできる１端と、ノズル
    ヘッド（33）に接続された第２の端とを有するねじを切
    られたベースを含む当該回転軸に平行な当該流れの位置
    とを両方調整する手段を有することを特徴とする工具ホ
    ールダー組立体。
  2. 【請求項２】請求項１記載の工具ホールダー組立体にお
    いて、 当該調整手段は更に当該工具ホルーダー本体（３）に関
    して選ばれた深さに且つ選ばれた角度方向に当該ノズル
    組立体（27）のねじを切られたベース（29）を固定する
    ためのロックナット（39）を含み、当該冷却剤の流れ
    （41）が、当該平面の中の所望の角度（Ａ）で且つ当該
    境界面（20）の所望の点に指向されるように当該ノズル
    ヘッド（33）を指向させることを特徴とする工具ホルー
    ダー組立体。
  3. 【請求項３】請求項１記載の工具ホルーダー組立体にお
    いて、 当該ねじを切られたベース（29）は１回転当り1.0mmよ
    り大きくないピッチを有するねじ山を含むことを特徴と
    する工具ホールダー組立体。
JP6506237A 1992-08-26 1993-06-14 改良された工具ホールダー組立体 Expired - Lifetime JP2794340B2 (ja)

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