JP3597534B2 - 割出可能なインサート用の工具ホルダ - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、金属材料の削り加工に用いる中心開口型の割出可能なインサート用の工具ホルダに関する。
割出可能なインサートは通常、鼻部点（ノーズポイント）が角度60゜より小さく形成され、通常は、倣い加工に用いられる。菱形、長斜方形、三角形インサート等の鼻部点の角度が55゜の色々の形式の割出可能なインサートに用いる種々の工具ホルダがあり、上記菱形、長斜方形、三角形インサートはインサートの周りの角度が全て等しく形成されている。そして、これらのインサートに用いられる材料は通常、超硬合金材料又はセラミック材料である。
このような割出可能なインサート用の通常のロック機構は、ホルダにおいて上方にインサート受承用ポケットに向けて延長したピンを具備し、該ピンは該ポケット内に配設されたインサートの孔に係合するように設けられ、また上記ロック機構は該ピンが内向きに該ホルダに向かう枢動作用を受けるように付勢する手段を具備し、該付勢手段は、前記ピンの下部を作動するように配置され、かくしてピンとインサートとの両者を該ホルダに形成された上方に向けて延長する壁面に向けて該インサート受承用ポケットの後方で押圧するようになっている。この種の工具ホルダは、米国特許第3,314,126号公報に開示されている。然しながら、このような工具ホルダの欠点は、切削用インサートの前方鼻部が該インサートの下に配置したシム板から分離する傾向を有し、このために時にはインサートの故障につながる点である。
従って、本発明の目的は、インサートを受承ポケット内にきちんとクランプ固定する新規な構成を提供し、クランプがインサートの頂面および中心孔壁の両者に作用して下方および側方に作用するクランプ力でインサートを所定位置にしっかりと安全に、かつ下側の支持面から分離動作する傾向がないようにすることを確実に達成し得るようにすることである。
発明の開示
本発明によれば、工具ホルダは中心孔を有したインサートを受承するポケットを有し、クランプが設けられ、同クランプは前端、後端および両端間に延在されて下方に向けて伸長すると共にホルダ本体に螺合したクランプボルトとを有し、該クランプの前端は二つのクランプ表面を備え、二つの表面の一方の表面はインサートの孔壁の一部に係合するように設けられ、他方の表面は上記のインサートの孔とインサート受承用ポケットの後方に設けた直立支持壁との間に配置されるインサートの上部表面に衝合するように配設される。
本発明の好ましい実施形態では、クランプの後端はホルダ本体に設けられる前方および上方に傾斜したカム表面に衝合するのに適している。
以下、本発明を添付図面に示す好ましい実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明による工具ホルダの側面図、
図２は、図１に示した工具ホルダの平面図、そして
図３は、本発明の別の実施形態の側面図である。
図１、２を参照すると、旋回作動する切削工具の一部が図示されており、同工具は、一部が図示された左周り回転用の工具ホルダ10を具備し、その前方鼻部（ノース）には多角形々状を有した割出し可能な切削用インサート11を受承するためのポケットを備えている。このインサートは、菱形基本形状を有し、その鼻部の先端点状部は60゜より小さい角度を有している。インサートは上部平面12と、該上部平面に平行な下部平面13を有している。また、同インサートは四つの側面を有し、これらの側面は上記の上部平面、下部平面12、13と垂直な面を成し、該４側面の中の二面は、インサート受承ポケットにおける２つの直立した支持表面16、17に面衝合するように設けられ、また該下部平面13はインサート受承ポケットの底支持面15に着座するように設けられている。インサートの中心孔は参照番号14で指示されている。上記底支持面15は工具ホルダ自体の部分的な表面部分であっても良く、また該ホルダのインサート受承ポケットに別のシム板として設けたものであっても良い。
クランプ18が設けられ、ホルダ10のポケット内にインサートを固定する。該クランプはクランプねじ20によって作動させ得るもので、該ねじ20は該クランプを貫通してホルダ10の孔19中に螺合され、同ねじの中心軸線S1はインサートの中心孔14の中心軸線と平行に延在している。該クランプの前端は下方かつ内側に傾斜した第一の突出部21の形状を有し、上記の中心孔14の下向き孔壁に、該インサートの上部平面12から下方に離れた接触点22において内側からホルダ側に向うようにして係合している。
上記クランプの反対側の端部は、第二の突起23の形状をしており、ホルダ10の凹所24内に受承され、該第二突起23の端面25は、平坦面形状又は、好ましくは横方向に隔たった２つの凸面形状をして上記凹所24の平坦接触表面26に面衝合し、該表面26は、クランプねじ20の中心軸線S1に関して角度αだけ傾いている。
図３は、本発明の別の実施形態を示している。この実施形態では、クランプ18の後端部分の衝合面25は好ましくは横方向に隔てた２つの平坦面として形成されてホルダの対応する平坦面26と面衝合するようになっている。そして、該クランプの平坦面25はインサートの上面12と平行に形成されている。この場合に、クランプ作動ねじ20は、円錐形状の頭部27を有し、該頭部の中心軸線S1は、クランプの凹所28の中心軸線に対して横方向にずれている。特に、該ねじの中心軸線S1は該凹所28の中心軸線S2に対比して内向きにホルダに向けて偏心的にずらされており、それによってクランプ18を固定するとき、該ねじを締め付け、ホルダ本体10の対応のねじ孔19中に下動、螺合させると、クランプ18はホルダ側に内向きに固定されることになる。
クランプ18は、第一の突起21とクランプねじ20の位置との間に配設された平坦な下表面30を有して上面12の表面一部分に平坦な面衝合をするように構成され、該表面一部分は直立した側部支持表面17と中心孔14との間に配設される。好ましい実施形態では、上記の下表面30は支持表面17と孔14との間に配設された上記上面12の表面の大部分と平坦な面衝合をするような寸法に形成されている。
図１、図２に示した実施形態では、クランプ18の前端は突起21の形状に形成され、該突起は角度αより幾分小さいか略等しい角度βで下方、内向きに延長する対称軸線Ｚを有している。図１、２の工具ホルダは更にヘリカルばね31を備え、ねじ20を緩めると、該クランプが上方に向けて押圧されるようになっている。このばね31はホルダ本体の円筒座ぐり孔32内に部分的に受承されており、かつクランプ下底部の同様な円筒座ぐり孔内に部分的に受承されている。
ねじ20を螺動により、締め付け作動せることによってクランプ18を作動させると、クランプ18は下方に押動され、従って表面又は横に隔てた表面25が接触面26に沿って下方、内向きに摺動し、同時に下方クランプ面29は上記頂面12と平坦な面衝合をして、かつ前記前方部21はインサートの孔14に上記頂面12から下方に離れた点22で係合する。上述した角度αの傾斜面26を設けることによって良好なくさび作用が得られ、これによって該インサートに対して作用する効果的な縦方向および横方向のクランプ力を付与することができる。ここで、角度αの値は15゜から50゜に選定すべきであり、好ましくは20〜40゜の範囲に選定される。

Claims (6)

1. 工具ホルダ（10）は、底面（15）と該底面（15）から直立した少なくとも一つの側方支持表面（17）とによって形成されるポケット内に切削用インサート（11）を保持し、
   該インサートは、頂面（12）、下面（13）と、中央貫通孔（14）と、前記頂面と下面とに交叉する切刃面とを有し、
   前記工具ホルダは、前記工具ホルダに取着した前部突起と後部突起とを備え、且つクランプねじ（20）により該インサートに対して作動するクランプ（18）を備えてなり、かつ
   該クランプねじ（20）は、前記クランプを完全に貫通して延在すると共に前記工具ホルダの孔に螺合してなる、
   工具ホルダ（10）であって、
   前記クランプの前端部は、前記中央貫通孔（14）の孔壁と係合する接触面を有した前部突起（21）の形状を備え、かつ
   前記クランプの後端部の後部突起（23）は、前記ホルダ（10）の傾斜接触表面（26）に面衝合するように形成される、
   工具ホルダ（10）において、
   前記クランプ（18）の前端部の前部突起（21）は、前記中央貫通孔（14）の孔壁に対して、下方且つ前記クラン プねじ（20）の中心軸線（S1）側へと角度βで傾斜した対称軸線（Ｚ）を有し、且つ前記前部突起（21）は、前 記クランプねじ（20）の中心軸線（S1）側の、前記中央貫通孔（14）の孔壁に、前記インサートの頂面（12）から離して設けた点（22）で係合し、
   前記クランプねじ（20）を締め付けるときに前記前部突起（21）が、前記頂面から離して設けた前記中央貫通孔（14）の孔壁の上部の前記点（22）だけで接触するようになり、且つ前記クランプ（18）の下方接触面（30）の部分が、前記中央貫通孔（14）と、前記ホルダの直立する側方支持表面（17）と接触する前記切刃面との間の位置で、前記インサートの頂面（12）と平坦な面衝合する寸法に形成されることを特徴とする工具ホルダ。
2. 前記後部突起（23）は前記工具ホルダの凹所（24）内に受承され、該突起は、前記クランプねじ（20）を下向きに作動して該クランプを前記工具ホルダに向けて押圧し、該インサートを前記底面（15）と前記側方支持表面（17）とに当接せしめるときに、前記工具ホルダの前記凹所（24）の傾斜接触表面（26）に接触係合するように設けられている請求項１に記載の工具ホルダ。
3. 前記クランプ（18）の後部突起（23）の端面（25）は、凹所（24）の傾斜接触表面（26）と平行に横方向に隔てた２つの凸型接触曲面の形状に形成されて前記凹所（24）の傾斜接触表面（26）に衝合するように設けられている請求項２に記載の工具ホルダ。
4. 前記クランプねじ（20）は円錐型の頭部（27）を有し、該頭部はクランプの対応する部分円錐凹所（28）に受承され、以て前記クランプねじの頭部の軸線S1はクランプの凹所（28）の中心軸線S2に対して該工具ホルダに向けて内向きに偏心的にずれて設けられ、前記クランプねじ（20）を前記工具ホルダ（10）の孔（19）にねじ係合させるように締め付けるとき、前記クランプと前記インサートとを内向きに前記ホルダに向けて付勢するクランプ力を作用させる請求項１に記載の工具ホルダ。
5. 前記クランプ（18）の下方接触面（30）は、前記インサートの頂面（12）に平坦に面衝合し、該インサートの頂面（12）は前記インサートの孔（14）と前記インサート受承ポケットの隣接した側方支持表面（17）との間に配設されている請求項１〜４に記載の工具ホルダ。
6. 前記クランプの前記後部突起（23）は凹所24の傾斜接触表面（26）と平行に横方向に隔てた２つの平坦な端面（25）を備えており、平坦な該端面（25）は、インサート（11）の頂面（12）と平行で平坦な前記ホルダの傾斜接触表面（26）に面衝合するように形成されている請求項４に記載の工具ホルダ。

Images