JP4426031B2 - フライス工具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中心軸に関して回転可能な本体を含む種類のフライス工具に関し、本体は互いに反対方向に向いた端面の間に延びている周囲を包囲する面を有し、そこに外向きに開いている包囲する面の凹部を備えていて、その凹部の各々は前方壁面、後方壁面及び底部壁面によって規定され、機械加工要素を受ける目的を有し、その機械加工要素は切削インサート及び機械加工要素を固定する凹部に配置した少なくとも１つの締め付けくさびを有し、その締め付けくさびは本体の底部壁面に開いているねじ穴に係合する締め付けねじの手段で締め付け、凹部の後方壁面は機械加工要素の後方側面上の類似した第２の波状部(serration) と協働するように配置した第１の波状部を有し、その一方、前方壁面は締め付けくさび上の類似した平滑な前方表面と協働するため平滑であり、締め付けくさび上の後方接触表面及び機械加工要素上の前方接触表面は共に平滑であることで、その締め付けについて機械加工要素に関する締め付けくさびの本質的に径方向の変位を可能にしている。
【０００２】
【従来の技術】
概して上述した種類のフライス工具は、従来よりSE-9103724-2から知られている。この場合、取り外し可能な切削インサートを有するカセットの形状である個々の機械加工要素は、本体又はカッタヘッドのどちら側からも付属の凹部に挿入でき、締め付けくさびを最終的に締め付ける前に手動で微調整することでカセットを所望の位置に確定する。凹部の底部壁面にあるさら穴(countersink) に係合するように、カセットの内側に位置決めピンを適用することの可能性について確かに説明されているが、このさら穴の直径は位置決めピンより大きいので、これを凹部に据え付けるのであれば、カセットの予定した正確に規定してある軸方向の開始位置が得られない。組立品と関連してカセットを手動で正確に調整する作業は困難で時間を消費する。従来の工具の設計における他の不便な点は、切削インサートと合わさったカセットが瞬間的な衝撃又は衝撃負荷を受けたときに容易に発生する種類の、小規模な破損に対して耐える能力が限られていることにある。従って、全体的な破損を避けることができても、特に廃棄しまた取り替えなければならないカセットに、頻繁な多くの損傷が発生する。その上、各々の個々の切削インサートはねじ頭を含むねじの手段で付属のカセットに取り付けられ、そのねじは切削インサートに貫通した穴を通って延びていて、カセットのねじ穴に締め付けられている。カセットを固定する締め付けくさびだけでなく、カセットに切削インサートを固定する特別な締め付けねじを含む設計であることは、実際において、一方の、回転軸と共に工具本体と、他方の、複数の切削インサートのそれぞれ１つの間での一連の公差が大規模になることを意味する。このことは、特に、工具本体に関して切削インサートを調節する精度（実際には1/100mm 以下）が、例えば、切削インサートを取り替えたり向きを変える際、又は何かの理由でカセットを取り外したり取り替える際に、容易に失われ、不十分になるということを意味する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来より知られているフライス工具における上述の不便を回避し、改良した工具を提供することを目的とする。従って本発明の主な目的は、機械加工要素、特に取り外し可能な切削インサートを有するカセットの形状であるような機械加工要素が、組立品についての本体に関して正確に規定した作業位置に容易な方法で配置できるフライス工具を提供することにある。言い換えれば、機械加工要素を必ずしも手動で精密に調整することなしに早く据え付けることができるべきである。他の目的は、発生する可能性のある瞬間的な特性の衝撃又は衝撃負荷に関連した破損を引き起こす、少なくとも小規模なことに耐える良好な能力を有するフライス工具を提供することである。特に、機械加工要素又はカセットが、著しく損傷したり、その基準位置からずれることなしにそのような負荷に耐えることが可能であるべきである。本発明の他の目的は、非常に高速な回転速度、例えば20000 〜30000 回転／分の範囲までの様々な回転速度での作業に適したフライス工具を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも主要な目的は請求項１の特徴部分で規定した特徴により達成される。本発明の好ましい実施態様は更に従属請求項で規定する。
すなわち、本発明は以下の構成を要旨とする。
（１）中心軸に関して回転可能な本体１を含むフライス工具において、前記本体は互いに反対方向に向いた端面3,4 の間に延びている、周囲を包囲する面２を有し、前記包囲する面には外向きに開いている、包囲する面の凹部５を備えていて、前記凹部の各々は、前方壁面８、後方壁面９及び底部壁面10によって規定され、かつ切削インサートを収容するカセット6,6'及び該カセットを固定する前記凹部に配置した少なくとも１つの締め付けくさび７を有していて、前記締め付けくさびは前記底部壁面10に開いている前記本体１のねじ穴12と係合する締め付けねじ11によって締め付けることができ、前記凹部５の前記後方壁面９は前記カセットの後方側面上の類似した第２の波状部15と協働するように配置した第１の波状部14を有し、前記前方壁面８は前記締め付けくさび７上の類似した平滑な前方表面18と協働するように平滑であり、かつ前記締め付けくさび上の後方接触表面19及び前記カセット上の前方接触表面20は共に平滑であることで、その締め付けについて前記カセットに関して前記締め付けくさびの実質的に半径方向の変位を可能にしているフライス工具において、前記個々の凹部５の前記底部壁面10を、前記回転軸から異なる半径方向の距離にある少なくとも２つの部分壁面10',10''に分割し、前記部分壁面は、前記凹部５の前記後方壁面９にある前記波状部14に関してある角度で延びる第１の突合わせ面21により間隔を空け、かつ前記カセット上の類似した第２の突合わせ面22と協働することにより、前記工具本体１に関して正確に規定した位置に前記カセットを保持することを特徴とするフライス工具。
【０００５】
（２）前記第１の突合わせ面21と、前記凹部５の前記後方壁面９にある前記波状部14の間の上記角度が直角であり、前記第２の突合わせ面22と、前記カセットの前記波状部15の間の角度が同様に直角であることを特徴とする（１）に記載のフライス工具。
（３）前記第１の突合わせ面21が、前記凹部５の底部の領域において、本質的に前記凹部の全幅に渡り延びていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のフライス工具。
【０００６】
（４）前記フライス工具が手段27,38 を含むことで、必要に応じて、前記工具本体１に関して前記カセット6,6'の位置を微調整することを可能にし、より正確には、前記２つの突合わせ面21,22 が互いに接触している時に前記カセット６が占める開始位置から、前記波状部14,15 が互いに軸方向に変位することによるものであり、上記手段が、前記カセット６を本質的に半径方向に貫く円形断面の穴28と、前記回転軸からの半径方向の距離が最大の位置にある前記底部の部分壁面10''にあるさら穴31、円形断面を有するシャフト29及びその自由端の偏心体30を含む分離した調節要素27を含み、前記穴に挿入できることで、前記偏心体(30)が前記さら穴(31)に係合していて、かつ前記締め付けくさび(7) がゆるく締まっているだけの状態で、前記穴に関して回転することにより、前記穴に関して回転することにより、上記開始位置からの前記カセットの軸方向変位を保証することを特徴とする（１）から（３）のいずれか１項に記載のフライス工具。
【０００８】
（５）前記凹部５の前記後方壁面９にある前記波状部14と係合する波状部15を有する分離した支持要素36が、前記カセット６の軸方向の拡張で配置され、第２の締め付けくさび7aが前記支持要素を締め付けるように配置され、上記微調整手段が前記支持要素36における貫通したねじ穴37に配置したねじ38を含むことを特徴とする（４）に記載のフライス工具。
【０００９】
（６）前記支持要素36が雄／雌型41,42 の機械的接合を介して前記工具本体１と協働し、前記カセット６の可能な微調整と関連した前記支持要素が、前記第２の締め付けくさび7aの締め付けの程度に依存しない固定の末端位置をとることを保証していることを特徴とする（５）に記載のフライス工具。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１において、カッタヘッドの形状の本体は概して１で示し、中心軸（図示せず）周りに回転可能になっている。実施例において、本体１は互いに反対方向に向いた端面３、４の間に延びる周囲の包囲するような面２で境界を定められ、端面３は切削インサートの近傍にある前面側からなり、端面４は適当な方法で回転スピンドルなど（図示せず）を接続する後方側からなる。
【００１１】
外向きに開いている凹部５は包囲する面２に備わっていて、この凹部の目的はカセット６及び少なくとも１つの締め付けくさび７を収容することである。各々の分離している凹部５（図４〜６も参照のこと）は前方壁面８、後方壁面９及び概して10で示した底部壁面により境界が定められる。締め付けくさび７は、凹部５の底部壁面10に開いているねじ穴12と係合するねじ11の手段で協働し締め付けることができる。より正確には、ねじ11はくびれ部分を介して分けられている右ねじ及び左ねじを含む種類のものである。このねじについて、一方は工具本体の穴12と係合し、他方は締め付けくさび７の貫通したねじ穴13と係合する。ねじ11の２つの雄ねじは穴12、13の雌ねじと関連してある量のあそび(play)を有する。ねじ11に２つのねじがあることで、本質的に知られた方法において機能を発揮することができ、それによりねじの回転に関してそのどちらの向きにも、単一の簡素なねじと比較して早さが増して、例えば２倍の早さで、締め付けくさび７を本体に関して変位できる。
【００１２】
凹部５の後方壁面９は、概して14で示した第１の波状部を有し、その第１の波状部はカセット６の後方側面上の類似した第２の波状部15と協働するように配置されている。このことに関して、「前方」及び「後方」壁面という概念はそれぞれ、矢印Ａで示した工具の回転方向に関係するということを指摘しておくべきであろう。従って、工具の回転方向で見て、波状部15はカセットの後方側面に備わっていて、それは切削インサート17の台座(seat)16が備わっている前方側面と反対向きである。
【００１３】
個々の凹部５の前方壁面８は（少なくとも一部は）滑らかであり適度に平坦にすることで、締め付けくさび７上の同様に滑らかで平坦な前方の表面18と協働する。締め付けくさび７の後方接触表面19（図４〜６も参照のこと）を同様に滑らかで平坦にすることで、カセット６上の前方の平坦で滑らかな接触表面20と協働する。上記表面８、18、19及び20が滑らかであるという事実により、カセットを締め付けるように、締め付けくさびを工具本体及びカセットに関して本質的に半径方向に変位することが困難なくできる。
【００１４】
波状部14、15は有利な態様においては知られている種類のものであるが、それらは介在する溝により間隔を空けたうね状部(ridge) として一般的に形成されているということは指摘するに値する。図１と４を参照すると、個々の波状部又は歯状表面は長く狭く直線状で相互に平行なうね状部の組を含み、そのうね状部は第２の波状部の溝と係合する。うね状部及び溝は三角形の断面形状で、波状部を互いに係合するように組み合わせたときに、協働する溝の底部にうね状部が接触しないように、うね状部の頂部(free cams of ridges) は面取りしてある。一方の波状部での各々の分離したうね状部は、他方の波状部でのそれを囲むうね状部の対の間で非常に確実に締め付けられることを、このことは意味する。言い換えれば、多数のくさび接合をカセットと工具本体の間の界面で得ている。実際には、個々のうね状部の斜面の間での先頭部の角度（及び個々の溝の側面の間での対応する角度）は約65°に達するであろう。必ずしも必要ではないが有利な態様においては、波状部14は凹部５の軸方向長さの全てに渡って、すなわち端面３、４の間に渡って延びていて、同様に、波状部15はカセット６の全長さに渡って延びている。
【００１５】
図面に示したフライス工具についてここまで記載したことに関しては、同様のことは全て本質的であり、SE 9103724-2から従来より知られている。
形式として、本発明に特有な工具の特徴をより詳細に記載する前に、図２及び３に示した切削インサートの２種類の異なる実施態様を、同時に図１に示してあることを指摘すべきであろう。より正確には、図２による切削インサート17はカセット６と共に示してあり、そのカセット６は、図３に示した種類の切削インサート17' を収容する２つのカセット６とある外観が異なっている。実際には、フライス工具には１種類の同じ型のカセット及び切削インサートのみを使用するが、紙面の都合で、２つの異なる種類の切削インサート及びカセットを１つの同じ図に描いた。
【００１６】
本発明によると、個々の凹部５の底部壁面10は、工具本体の回転軸から異なる半径方向の距離にある、少なくとも２つの部分壁面10' 、10''に分割してあり、部分壁面は切削インサートの方に向いた第１の突合わせ面21により間隔を空けている。上記突合わせ面21は、凹部の後方壁面にある波状部14に対して適度に垂直に傾斜して延びていて、カセット６の類似した第２の突合わせ面22と協働する目的を有する。それはまた、部分壁面10' に垂直に延びている。第２の突合わせ面22は、一方ではカセットの波状部15に垂直に（厳密にいえば、うね状部及び溝の軸方向の延びに対して垂直に）、また他方ではカセットの内側の第１の平坦な面23及びその第２の平坦な面24（図５参照）に垂直に対応するように延びている。上記第１の突合わせ面21は凹部５の底部の領域の全幅に渡り延びている。類似した方法で、第２の突合わせ面22はカセット内側でその全幅に渡り延びている。
【００１７】
示した実施態様においては、底部の部分壁面10''は傾斜した部分壁面10''' に変わる。この傾斜した部分壁面10''' は凹部の前方壁面８に垂直に延びていて、同時に、部分壁面10''は波状部14を備えた後方壁面９に垂直に延びている。前方及び後方壁面８、９の間の角度は実際には25〜35°の範囲にあるべきである。このことから部分壁面10''及び10''' の間の角度は145 〜155 °の範囲にあるということになる。ねじ穴25が部分壁面10''' に開いていて、この穴は第２の締め付けくさび7aへの締め付けねじ26のためのもので、その第２の締め付けくさびはカセット６を締め付けるだけの目的であり、切削インサート17でない。
【００１８】
カセット６を凹部５に据え付ける際、突合わせ面22が突合わせ面21に押しつけられるまで、波状部14、15を互いに滑らせて動かすという簡単な調整により、早くて簡単に予定した基準位置にカセットを配置することができる。実際に、工具本体の突合わせ面21（またこれがアルミニウムからなる場合）及びカセットの突合わせ面22（多くの場合鋼）が高い精度で形成してあり、カセットを正確に規定した基準位置に簡単な方法で据え付けられ、それは容易に繰り返され、全てのカセット及び工具の凹部に一貫している。本発明の他の本質的な利点は、図６によると、締め付けた状態のカセットが、波状部14、15の多数の大きな面を有するくさび接合によるだけでなく、突合わせ面21、22が比較的大きく、互いに完全に表面接触していることにより、極めて良好な安定性を保っていることである。従って、波状部14、15は有効な方法で、カセットの半径方向変位の傾向を打ち消し、それと同時に締め付けくさびはカセットが傾く傾向を打ち消し、また突合わせ面21、22はカセットが仮想の半径方向に向いた幾何学軸周りに回転する傾向をうち消す。
【００１９】
フライス工具は本体に関してカセットを微調整できる手段を備えていてもよい。図１において、そのような手段が、調整要素として働く分離したキー(separate key)27の形状で示されていて、それはカセットを貫通した円筒形の穴28に挿入できる。キーは円筒形状のシャフト29を含み、それは自由端において、底部の部分壁面10''の細長いさら穴31と係合するようになっている偏心体(eccentric body)30に変わっている。従って、キーを回すことによって、カセットに工具本体に関して微妙な軸方向の移動を与えることができ、一方において２つの締め付けくさびは適度に締まっている。公差の偏りが製造に関連して見つかる場合、また例えば衝撃負荷の結果、カセットが不意にその基準位置から変位する場合に、カセットの微妙な調節、例えば1/1000、又は1/100mm の調節を可能にするために、上記のことは重要となる。
【００２０】
図４〜６において、発明の好ましい実施態様が説明され、切削インサート17はカセット６の台座16に取り外し可能に据え付けられている。より正確には、切削インサートは、カセット６を固定するのに使用したのと同じ締め付けくさび７で、台座に締め付ける。このことを可能にするため、締め付けくさびは外側の第２の接触表面32を備えていて、それはカセット６の対応する接触表面20と協働する内側の接触表面19に関して後方に位置する。図４において、締め付けくさび７は、カセット６及び切削インサート17が凹部５から取り外せるような、外側の作用しない位置に示してある。図５において、締め付けくさび７は、締め付けくさびの内側の接触表面19がカセットの接触表面20に載っている、仮の締め付けの中間位置に示してある。この状態において、カセット６は、波状部14、15が互いに締め付け合っていることで、与えられた位置に固定されている。しかしながら切削インサート17はまだ台座16にゆるく挿入されているにすぎない。図６において、締め付けくさび７は最終の締め付けを受け、内側の端の位置にあり、第２の接触表面32は切削インサートの平坦な前方の面に対して押さえつけている。
【００２１】
図３に示してある切削インサート17' は図２による簡素な切削インサートと異なっていて、それは、Ｖの形状で横断する縦溝(flute)33 でその前方の面にさら穴を有し、そこに第２の接触表面32を有する締め付けくさび上に備えた雄の突起（図示せず）が係合する。切削インサートの裏面には雌の凹部34が円錐台の形状で備わっている。凹部34より小さい直径を有する雄の要素35（図１右側参照）がそこに係合する。さら穴33及び凹部34とそこに係合する２つの雄の要素が合わさった手段で、切削インサート17' を遠心力に対して確実に締め付ける。言い換えれば、フライス工具を非常に高速の回転速度で運転する場合に、切削インサートが付属の台座からはずれる危険にさらされる状況が確実になくなるであろう。
【００２２】
本発明の他の実施態様を説明している図７を参照すると、6'で示したカセットはカセットを拡張する分離した支持要素36と協働する。図７によると、支持要素36は、概して、先に記載したカセット６と短いカセット6'との長さの差に相当する長さを有する（カッタヘッドの与えられた厚みに関して）。カセット6'のように支持要素36は、波状部14と係合する後方の波状部15を有する。ねじ38用のねじを切った貫通した穴37は支持要素36を軸方向に貫いて延びている。カセット6'に向いているその端部で、ねじ38は平坦な頭39を有する。その反対側の端部には、キー、例えばアランキー(Allan key) を受ける多角形の断面形状を有する台座40がある。支持要素36の内側には雄の要素41が備わっていて、それは円筒状の鋲の形状を有し、部分壁面10''の雌の凹部42と協働することを意図している。この凹部42はより正確には細長い形状をしている。
【００２３】
図８において、ねじの頭39が支持要素の端面44にあるさら穴43に収容されているような作用しない状態で調節ねじ38が示されていて、それはカセット6'の向かい合う端面45に向いている。この状態において、カセットの突合わせ面22は凹部の底部壁面にある突合わせ面21に対して押しつけられており、すなわちカセットはその基準位置を採っている。
【００２４】
例えば破損などの結果、カセット及び切削インサート17を微調整する必要が生じたとき、ねじ38をこの目的で使用する。作動すると、鋲41は台座42の一端に明らかに接触すると同時に、第２の締め付けくさび7aが支持要素36を締め付けることを確実にする。仮の状態でカセット6'を締め付けただけでは、第１の締め付けくさび７はゆるく締め付けているだけなので、カセットはねじ38を回すことで軸方向に変位させることができる。図９において明瞭にするため誇張してこのことを示した。しかしながら実際において、ねじをわずかに回転するだけで、数百分の１、又は数十分の１mm、又はより正確にねじを軸方向に動かすことが疑問である場合が多い。この目的のため、ねじ38は小さいピッチのものであるべきである。カセットを所望の正確な位置に調節した時には、付属する切削インサートと共にカセットを固定する一方、締め付けくさび７を最終的に再び締め付ける。
【００２５】
本発明は単に図面に示した実施態様に制限されるものではない。従って、本発明は切削インサート17又は同様の切削インサート要素、例えばダイヤモンド片を含むような機械加工要素を適用してもよく、そのダイヤモンド片はカセット状のキャリアでまとめたものである。言い換えれば、そのような場合、切削インサート要素は、例えばはんだ付けにより、キャリアに永久に接合している。本質的なことは機械加工要素が切れ刃を含むということである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、主として、機械加工要素、特に取り外し可能な切削インサートを有するカセットの形状であるような機械加工要素が、組立品についての本体に関して正確に規定した作業位置に容易な方法で配置できるフライス工具を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフライス工具の一部を示した斜視分解図で、工具に付属するいくつかのカセット及び切削インサートを工具の本体から間隔をあけて示した図。
【図２】工具に含まれる個々の切削インサートの斜視図。
【図３】切削インサートの他の実施態様を示した斜視図。
【図４】第１の作用状態にあるカセット、切削インサート及び締め付けくさびの概略を示した部分側面図。
【図５】図４に対応して、第２の作用状態にある上記構成要素を示した側面図。
【図６】第３の作用状態を示した第３の側面図。
【図７】図１に対応して、本発明の他の実施態様を示した斜視分解図。
【図８】第１の位置をより詳細に示し、カセットを微調整する手段を示した拡大詳細図。
【図９】図８に対応して、第２の作用状態での調整手段を示した詳細図。
【符号の説明】
１…本体
２…本体の周囲の面
３…本体の前面
４…本体の後面
５…本体の凹部
６，６' …カセット（機械加工要素）
７，７ａ…締め付けくさび
８…凹部の前方壁面
９…凹部の後方壁面
１０，１０' ，１０''，１０''' …凹部の底部壁面
１１…ねじ
１２…ねじ穴
１３…締め付けくさび７を貫通したねじ穴
１４…第１の波状部
１５…カセットの第２の波状部
１６…インサートの台座
１７，１７' …切削インサート
１８…締め付けくさびの前方の表面
１９…締め付けくさびの後方の表面
２０…カセットの前方の表面
２１…凹部の第１の突合わせ面
２２…カセットの第２の突合わせ面
２３…カセット内側の第１の面
２４…カセット内側の第２の面
２５…ねじ穴
２６…ねじ
２７…キー
２８…カセットを貫通した穴
２９…キーのシャフト
３０…キー自由端の偏心体
３１…底部壁面のさら穴
３２…締め付けくさびの第２の接触表面
３３…切削インサートの縦溝
３４…切削インサートの凹部
３５…切削インサートの凹部と係合する雄の要素
３６…支持要素
３７…支持要素を貫通したねじ穴
３８…ねじ
３９…ねじ頭
４０…キーを受ける台座
４１…支持要素内側の雄の要素
４２…底部壁面の凹部
４３…支持要素のさら穴
４４…支持要素の端面
４５…カセットの端面
【発明の属する技術分野】
本発明は、中心軸に関して回転可能な本体を含む種類のフライス工具に関し、本体は互いに反対方向に向いた端面の間に延びている周囲を包囲する面を有し、そこに外向きに開いている包囲する面の凹部を備えていて、その凹部の各々は前方壁面、後方壁面及び底部壁面によって規定され、機械加工要素を受ける目的を有し、その機械加工要素は切削インサート及び機械加工要素を固定する凹部に配置した少なくとも１つの締め付けくさびを有し、その締め付けくさびは本体の底部壁面に開いているねじ穴に係合する締め付けねじの手段で締め付け、凹部の後方壁面は機械加工要素の後方側面上の類似した第２の波状部(serration) と協働するように配置した第１の波状部を有し、その一方、前方壁面は締め付けくさび上の類似した平滑な前方表面と協働するため平滑であり、締め付けくさび上の後方接触表面及び機械加工要素上の前方接触表面は共に平滑であることで、その締め付けについて機械加工要素に関する締め付けくさびの本質的に径方向の変位を可能にしている。
【０００２】
【従来の技術】
概して上述した種類のフライス工具は、従来よりSE-9103724-2から知られている。この場合、取り外し可能な切削インサートを有するカセットの形状である個々の機械加工要素は、本体又はカッタヘッドのどちら側からも付属の凹部に挿入でき、締め付けくさびを最終的に締め付ける前に手動で微調整することでカセットを所望の位置に確定する。凹部の底部壁面にあるさら穴(countersink) に係合するように、カセットの内側に位置決めピンを適用することの可能性について確かに説明されているが、このさら穴の直径は位置決めピンより大きいので、これを凹部に据え付けるのであれば、カセットの予定した正確に規定してある軸方向の開始位置が得られない。組立品と関連してカセットを手動で正確に調整する作業は困難で時間を消費する。従来の工具の設計における他の不便な点は、切削インサートと合わさったカセットが瞬間的な衝撃又は衝撃負荷を受けたときに容易に発生する種類の、小規模な破損に対して耐える能力が限られていることにある。従って、全体的な破損を避けることができても、特に廃棄しまた取り替えなければならないカセットに、頻繁な多くの損傷が発生する。その上、各々の個々の切削インサートはねじ頭を含むねじの手段で付属のカセットに取り付けられ、そのねじは切削インサートに貫通した穴を通って延びていて、カセットのねじ穴に締め付けられている。カセットを固定する締め付けくさびだけでなく、カセットに切削インサートを固定する特別な締め付けねじを含む設計であることは、実際において、一方の、回転軸と共に工具本体と、他方の、複数の切削インサートのそれぞれ１つの間での一連の公差が大規模になることを意味する。このことは、特に、工具本体に関して切削インサートを調節する精度（実際には1/100mm 以下）が、例えば、切削インサートを取り替えたり向きを変える際、又は何かの理由でカセットを取り外したり取り替える際に、容易に失われ、不十分になるということを意味する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来より知られているフライス工具における上述の不便を回避し、改良した工具を提供することを目的とする。従って本発明の主な目的は、機械加工要素、特に取り外し可能な切削インサートを有するカセットの形状であるような機械加工要素が、組立品についての本体に関して正確に規定した作業位置に容易な方法で配置できるフライス工具を提供することにある。言い換えれば、機械加工要素を必ずしも手動で精密に調整することなしに早く据え付けることができるべきである。他の目的は、発生する可能性のある瞬間的な特性の衝撃又は衝撃負荷に関連した破損を引き起こす、少なくとも小規模なことに耐える良好な能力を有するフライス工具を提供することである。特に、機械加工要素又はカセットが、著しく損傷したり、その基準位置からずれることなしにそのような負荷に耐えることが可能であるべきである。本発明の他の目的は、非常に高速な回転速度、例えば20000 〜30000 回転／分の範囲までの様々な回転速度での作業に適したフライス工具を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも主要な目的は請求項１の特徴部分で規定した特徴により達成される。本発明の好ましい実施態様は更に従属請求項で規定する。
すなわち、本発明は以下の構成を要旨とする。
（１）中心軸に関して回転可能な本体１を含むフライス工具において、前記本体は互いに反対方向に向いた端面3,4 の間に延びている、周囲を包囲する面２を有し、前記包囲する面には外向きに開いている、包囲する面の凹部５を備えていて、前記凹部の各々は、前方壁面８、後方壁面９及び底部壁面10によって規定され、かつ切削インサートを収容するカセット6,6'及び該カセットを固定する前記凹部に配置した少なくとも１つの締め付けくさび７を有していて、前記締め付けくさびは前記底部壁面10に開いている前記本体１のねじ穴12と係合する締め付けねじ11によって締め付けることができ、前記凹部５の前記後方壁面９は前記カセットの後方側面上の類似した第２の波状部15と協働するように配置した第１の波状部14を有し、前記前方壁面８は前記締め付けくさび７上の類似した平滑な前方表面18と協働するように平滑であり、かつ前記締め付けくさび上の後方接触表面19及び前記カセット上の前方接触表面20は共に平滑であることで、その締め付けについて前記カセットに関して前記締め付けくさびの実質的に半径方向の変位を可能にしているフライス工具において、前記個々の凹部５の前記底部壁面10を、前記回転軸から異なる半径方向の距離にある少なくとも２つの部分壁面10',10''に分割し、前記部分壁面は、前記凹部５の前記後方壁面９にある前記波状部14に関してある角度で延びる第１の突合わせ面21により間隔を空け、かつ前記カセット上の類似した第２の突合わせ面22と協働することにより、前記工具本体１に関して正確に規定した位置に前記カセットを保持することを特徴とするフライス工具。
【０００５】
（２）前記第１の突合わせ面21と、前記凹部５の前記後方壁面９にある前記波状部14の間の上記角度が直角であり、前記第２の突合わせ面22と、前記カセットの前記波状部15の間の角度が同様に直角であることを特徴とする（１）に記載のフライス工具。
（３）前記第１の突合わせ面21が、前記凹部５の底部の領域において、本質的に前記凹部の全幅に渡り延びていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のフライス工具。
【０００６】
（４）前記フライス工具が手段27,38 を含むことで、必要に応じて、前記工具本体１に関して前記カセット6,6'の位置を微調整することを可能にし、より正確には、前記２つの突合わせ面21,22 が互いに接触している時に前記カセット６が占める開始位置から、前記波状部14,15 が互いに軸方向に変位することによるものであり、上記手段が、前記カセット６を本質的に半径方向に貫く円形断面の穴28と、前記回転軸からの半径方向の距離が最大の位置にある前記底部の部分壁面10''にあるさら穴31、円形断面を有するシャフト29及びその自由端の偏心体30を含む分離した調節要素27を含み、前記穴に挿入できることで、前記偏心体(30)が前記さら穴(31)に係合していて、かつ前記締め付けくさび(7) がゆるく締まっているだけの状態で、前記穴に関して回転することにより、前記穴に関して回転することにより、上記開始位置からの前記カセットの軸方向変位を保証することを特徴とする（１）から（３）のいずれか１項に記載のフライス工具。
【０００８】
（５）前記凹部５の前記後方壁面９にある前記波状部14と係合する波状部15を有する分離した支持要素36が、前記カセット６の軸方向の拡張で配置され、第２の締め付けくさび7aが前記支持要素を締め付けるように配置され、上記微調整手段が前記支持要素36における貫通したねじ穴37に配置したねじ38を含むことを特徴とする（４）に記載のフライス工具。
【０００９】
（６）前記支持要素36が雄／雌型41,42 の機械的接合を介して前記工具本体１と協働し、前記カセット６の可能な微調整と関連した前記支持要素が、前記第２の締め付けくさび7aの締め付けの程度に依存しない固定の末端位置をとることを保証していることを特徴とする（５）に記載のフライス工具。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１において、カッタヘッドの形状の本体は概して１で示し、中心軸（図示せず）周りに回転可能になっている。実施例において、本体１は互いに反対方向に向いた端面３、４の間に延びる周囲の包囲するような面２で境界を定められ、端面３は切削インサートの近傍にある前面側からなり、端面４は適当な方法で回転スピンドルなど（図示せず）を接続する後方側からなる。
【００１１】
外向きに開いている凹部５は包囲する面２に備わっていて、この凹部の目的はカセット６及び少なくとも１つの締め付けくさび７を収容することである。各々の分離している凹部５（図４〜６も参照のこと）は前方壁面８、後方壁面９及び概して10で示した底部壁面により境界が定められる。締め付けくさび７は、凹部５の底部壁面10に開いているねじ穴12と係合するねじ11の手段で協働し締め付けることができる。より正確には、ねじ11はくびれ部分を介して分けられている右ねじ及び左ねじを含む種類のものである。このねじについて、一方は工具本体の穴12と係合し、他方は締め付けくさび７の貫通したねじ穴13と係合する。ねじ11の２つの雄ねじは穴12、13の雌ねじと関連してある量のあそび(play)を有する。ねじ11に２つのねじがあることで、本質的に知られた方法において機能を発揮することができ、それによりねじの回転に関してそのどちらの向きにも、単一の簡素なねじと比較して早さが増して、例えば２倍の早さで、締め付けくさび７を本体に関して変位できる。
【００１２】
凹部５の後方壁面９は、概して14で示した第１の波状部を有し、その第１の波状部はカセット６の後方側面上の類似した第２の波状部15と協働するように配置されている。このことに関して、「前方」及び「後方」壁面という概念はそれぞれ、矢印Ａで示した工具の回転方向に関係するということを指摘しておくべきであろう。従って、工具の回転方向で見て、波状部15はカセットの後方側面に備わっていて、それは切削インサート17の台座(seat)16が備わっている前方側面と反対向きである。
【００１３】
個々の凹部５の前方壁面８は（少なくとも一部は）滑らかであり適度に平坦にすることで、締め付けくさび７上の同様に滑らかで平坦な前方の表面18と協働する。締め付けくさび７の後方接触表面19（図４〜６も参照のこと）を同様に滑らかで平坦にすることで、カセット６上の前方の平坦で滑らかな接触表面20と協働する。上記表面８、18、19及び20が滑らかであるという事実により、カセットを締め付けるように、締め付けくさびを工具本体及びカセットに関して本質的に半径方向に変位することが困難なくできる。
【００１４】
波状部14、15は有利な態様においては知られている種類のものであるが、それらは介在する溝により間隔を空けたうね状部(ridge) として一般的に形成されているということは指摘するに値する。図１と４を参照すると、個々の波状部又は歯状表面は長く狭く直線状で相互に平行なうね状部の組を含み、そのうね状部は第２の波状部の溝と係合する。うね状部及び溝は三角形の断面形状で、波状部を互いに係合するように組み合わせたときに、協働する溝の底部にうね状部が接触しないように、うね状部の頂部(free cams of ridges) は面取りしてある。一方の波状部での各々の分離したうね状部は、他方の波状部でのそれを囲むうね状部の対の間で非常に確実に締め付けられることを、このことは意味する。言い換えれば、多数のくさび接合をカセットと工具本体の間の界面で得ている。実際には、個々のうね状部の斜面の間での先頭部の角度（及び個々の溝の側面の間での対応する角度）は約65°に達するであろう。必ずしも必要ではないが有利な態様においては、波状部14は凹部５の軸方向長さの全てに渡って、すなわち端面３、４の間に渡って延びていて、同様に、波状部15はカセット６の全長さに渡って延びている。
【００１５】
図面に示したフライス工具についてここまで記載したことに関しては、同様のことは全て本質的であり、SE 9103724-2から従来より知られている。
形式として、本発明に特有な工具の特徴をより詳細に記載する前に、図２及び３に示した切削インサートの２種類の異なる実施態様を、同時に図１に示してあることを指摘すべきであろう。より正確には、図２による切削インサート17はカセット６と共に示してあり、そのカセット６は、図３に示した種類の切削インサート17' を収容する２つのカセット６とある外観が異なっている。実際には、フライス工具には１種類の同じ型のカセット及び切削インサートのみを使用するが、紙面の都合で、２つの異なる種類の切削インサート及びカセットを１つの同じ図に描いた。
【００１６】
本発明によると、個々の凹部５の底部壁面10は、工具本体の回転軸から異なる半径方向の距離にある、少なくとも２つの部分壁面10' 、10''に分割してあり、部分壁面は切削インサートの方に向いた第１の突合わせ面21により間隔を空けている。上記突合わせ面21は、凹部の後方壁面にある波状部14に対して適度に垂直に傾斜して延びていて、カセット６の類似した第２の突合わせ面22と協働する目的を有する。それはまた、部分壁面10' に垂直に延びている。第２の突合わせ面22は、一方ではカセットの波状部15に垂直に（厳密にいえば、うね状部及び溝の軸方向の延びに対して垂直に）、また他方ではカセットの内側の第１の平坦な面23及びその第２の平坦な面24（図５参照）に垂直に対応するように延びている。上記第１の突合わせ面21は凹部５の底部の領域の全幅に渡り延びている。類似した方法で、第２の突合わせ面22はカセット内側でその全幅に渡り延びている。
【００１７】
示した実施態様においては、底部の部分壁面10''は傾斜した部分壁面10''' に変わる。この傾斜した部分壁面10''' は凹部の前方壁面８に垂直に延びていて、同時に、部分壁面10''は波状部14を備えた後方壁面９に垂直に延びている。前方及び後方壁面８、９の間の角度は実際には25〜35°の範囲にあるべきである。このことから部分壁面10''及び10''' の間の角度は145 〜155 °の範囲にあるということになる。ねじ穴25が部分壁面10''' に開いていて、この穴は第２の締め付けくさび7aへの締め付けねじ26のためのもので、その第２の締め付けくさびはカセット６を締め付けるだけの目的であり、切削インサート17でない。
【００１８】
カセット６を凹部５に据え付ける際、突合わせ面22が突合わせ面21に押しつけられるまで、波状部14、15を互いに滑らせて動かすという簡単な調整により、早くて簡単に予定した基準位置にカセットを配置することができる。実際に、工具本体の突合わせ面21（またこれがアルミニウムからなる場合）及びカセットの突合わせ面22（多くの場合鋼）が高い精度で形成してあり、カセットを正確に規定した基準位置に簡単な方法で据え付けられ、それは容易に繰り返され、全てのカセット及び工具の凹部に一貫している。本発明の他の本質的な利点は、図６によると、締め付けた状態のカセットが、波状部14、15の多数の大きな面を有するくさび接合によるだけでなく、突合わせ面21、22が比較的大きく、互いに完全に表面接触していることにより、極めて良好な安定性を保っていることである。従って、波状部14、15は有効な方法で、カセットの半径方向変位の傾向を打ち消し、それと同時に締め付けくさびはカセットが傾く傾向を打ち消し、また突合わせ面21、22はカセットが仮想の半径方向に向いた幾何学軸周りに回転する傾向をうち消す。
【００１９】
フライス工具は本体に関してカセットを微調整できる手段を備えていてもよい。図１において、そのような手段が、調整要素として働く分離したキー(separate key)27の形状で示されていて、それはカセットを貫通した円筒形の穴28に挿入できる。キーは円筒形状のシャフト29を含み、それは自由端において、底部の部分壁面10''の細長いさら穴31と係合するようになっている偏心体(eccentric body)30に変わっている。従って、キーを回すことによって、カセットに工具本体に関して微妙な軸方向の移動を与えることができ、一方において２つの締め付けくさびは適度に締まっている。公差の偏りが製造に関連して見つかる場合、また例えば衝撃負荷の結果、カセットが不意にその基準位置から変位する場合に、カセットの微妙な調節、例えば1/1000、又は1/100mm の調節を可能にするために、上記のことは重要となる。
【００２０】
図４〜６において、発明の好ましい実施態様が説明され、切削インサート17はカセット６の台座16に取り外し可能に据え付けられている。より正確には、切削インサートは、カセット６を固定するのに使用したのと同じ締め付けくさび７で、台座に締め付ける。このことを可能にするため、締め付けくさびは外側の第２の接触表面32を備えていて、それはカセット６の対応する接触表面20と協働する内側の接触表面19に関して後方に位置する。図４において、締め付けくさび７は、カセット６及び切削インサート17が凹部５から取り外せるような、外側の作用しない位置に示してある。図５において、締め付けくさび７は、締め付けくさびの内側の接触表面19がカセットの接触表面20に載っている、仮の締め付けの中間位置に示してある。この状態において、カセット６は、波状部14、15が互いに締め付け合っていることで、与えられた位置に固定されている。しかしながら切削インサート17はまだ台座16にゆるく挿入されているにすぎない。図６において、締め付けくさび７は最終の締め付けを受け、内側の端の位置にあり、第２の接触表面32は切削インサートの平坦な前方の面に対して押さえつけている。
【００２１】
図３に示してある切削インサート17' は図２による簡素な切削インサートと異なっていて、それは、Ｖの形状で横断する縦溝(flute)33 でその前方の面にさら穴を有し、そこに第２の接触表面32を有する締め付けくさび上に備えた雄の突起（図示せず）が係合する。切削インサートの裏面には雌の凹部34が円錐台の形状で備わっている。凹部34より小さい直径を有する雄の要素35（図１右側参照）がそこに係合する。さら穴33及び凹部34とそこに係合する２つの雄の要素が合わさった手段で、切削インサート17' を遠心力に対して確実に締め付ける。言い換えれば、フライス工具を非常に高速の回転速度で運転する場合に、切削インサートが付属の台座からはずれる危険にさらされる状況が確実になくなるであろう。
【００２２】
本発明の他の実施態様を説明している図７を参照すると、6'で示したカセットはカセットを拡張する分離した支持要素36と協働する。図７によると、支持要素36は、概して、先に記載したカセット６と短いカセット6'との長さの差に相当する長さを有する（カッタヘッドの与えられた厚みに関して）。カセット6'のように支持要素36は、波状部14と係合する後方の波状部15を有する。ねじ38用のねじを切った貫通した穴37は支持要素36を軸方向に貫いて延びている。カセット6'に向いているその端部で、ねじ38は平坦な頭39を有する。その反対側の端部には、キー、例えばアランキー(Allan key) を受ける多角形の断面形状を有する台座40がある。支持要素36の内側には雄の要素41が備わっていて、それは円筒状の鋲の形状を有し、部分壁面10''の雌の凹部42と協働することを意図している。この凹部42はより正確には細長い形状をしている。
【００２３】
図８において、ねじの頭39が支持要素の端面44にあるさら穴43に収容されているような作用しない状態で調節ねじ38が示されていて、それはカセット6'の向かい合う端面45に向いている。この状態において、カセットの突合わせ面22は凹部の底部壁面にある突合わせ面21に対して押しつけられており、すなわちカセットはその基準位置を採っている。
【００２４】
例えば破損などの結果、カセット及び切削インサート17を微調整する必要が生じたとき、ねじ38をこの目的で使用する。作動すると、鋲41は台座42の一端に明らかに接触すると同時に、第２の締め付けくさび7aが支持要素36を締め付けることを確実にする。仮の状態でカセット6'を締め付けただけでは、第１の締め付けくさび７はゆるく締め付けているだけなので、カセットはねじ38を回すことで軸方向に変位させることができる。図９において明瞭にするため誇張してこのことを示した。しかしながら実際において、ねじをわずかに回転するだけで、数百分の１、又は数十分の１mm、又はより正確にねじを軸方向に動かすことが疑問である場合が多い。この目的のため、ねじ38は小さいピッチのものであるべきである。カセットを所望の正確な位置に調節した時には、付属する切削インサートと共にカセットを固定する一方、締め付けくさび７を最終的に再び締め付ける。
【００２５】
本発明は単に図面に示した実施態様に制限されるものではない。従って、本発明は切削インサート17又は同様の切削インサート要素、例えばダイヤモンド片を含むような機械加工要素を適用してもよく、そのダイヤモンド片はカセット状のキャリアでまとめたものである。言い換えれば、そのような場合、切削インサート要素は、例えばはんだ付けにより、キャリアに永久に接合している。本質的なことは機械加工要素が切れ刃を含むということである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、主として、機械加工要素、特に取り外し可能な切削インサートを有するカセットの形状であるような機械加工要素が、組立品についての本体に関して正確に規定した作業位置に容易な方法で配置できるフライス工具を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフライス工具の一部を示した斜視分解図で、工具に付属するいくつかのカセット及び切削インサートを工具の本体から間隔をあけて示した図。
【図２】工具に含まれる個々の切削インサートの斜視図。
【図３】切削インサートの他の実施態様を示した斜視図。
【図４】第１の作用状態にあるカセット、切削インサート及び締め付けくさびの概略を示した部分側面図。
【図５】図４に対応して、第２の作用状態にある上記構成要素を示した側面図。
【図６】第３の作用状態を示した第３の側面図。
【図７】図１に対応して、本発明の他の実施態様を示した斜視分解図。
【図８】第１の位置をより詳細に示し、カセットを微調整する手段を示した拡大詳細図。
【図９】図８に対応して、第２の作用状態での調整手段を示した詳細図。
【符号の説明】
１…本体
２…本体の周囲の面
３…本体の前面
４…本体の後面
５…本体の凹部
６，６' …カセット（機械加工要素）
７，７ａ…締め付けくさび
８…凹部の前方壁面
９…凹部の後方壁面
１０，１０' ，１０''，１０''' …凹部の底部壁面
１１…ねじ
１２…ねじ穴
１３…締め付けくさび７を貫通したねじ穴
１４…第１の波状部
１５…カセットの第２の波状部
１６…インサートの台座
１７，１７' …切削インサート
１８…締め付けくさびの前方の表面
１９…締め付けくさびの後方の表面
２０…カセットの前方の表面
２１…凹部の第１の突合わせ面
２２…カセットの第２の突合わせ面
２３…カセット内側の第１の面
２４…カセット内側の第２の面
２５…ねじ穴
２６…ねじ
２７…キー
２８…カセットを貫通した穴
２９…キーのシャフト
３０…キー自由端の偏心体
３１…底部壁面のさら穴
３２…締め付けくさびの第２の接触表面
３３…切削インサートの縦溝
３４…切削インサートの凹部
３５…切削インサートの凹部と係合する雄の要素
３６…支持要素
３７…支持要素を貫通したねじ穴
３８…ねじ
３９…ねじ頭
４０…キーを受ける台座
４１…支持要素内側の雄の要素
４２…底部壁面の凹部
４３…支持要素のさら穴
４４…支持要素の端面
４５…カセットの端面
Claims (6)
- 中心軸に関して回転可能な本体(1) を含むフライス工具において、前記本体は互いに反対方向に向いた端面(3,4) の間に延びている、周囲を包囲する面(2) を有し、前記包囲する面には外向きに開いている、包囲する面の凹部(5) を備えていて、前記凹部の各々は、前方壁面(8) 、後方壁面(9) 及び底部壁面(10)によって規定され、かつ切削インサートを収容するカセット(6,6')及び該カセットを固定する前記凹部に配置した少なくとも１つの締め付けくさび(7) を有していて、前記締め付けくさびは前記底部壁面(10)に開いている前記本体(1) のねじ穴(12)と係合する締め付けねじ(11)によって締め付けることができ、前記凹部(5) の前記後方壁面(9) は前記カセットの後方側面上の類似した第２の波状部(15)と協働するように配置した第１の波状部(14)を有し、前記前方壁面(8) は前記締め付けくさび(7) 上の類似した平滑な前方表面(18)と協働するように平滑であり、かつ前記締め付けくさび上の後方接触表面(19)及び前記カセット上の前方接触表面(20)は共に平滑であることで、その締め付けについて前記カセットに関して前記締め付けくさびの実質的に半径方向の変位を可能にしているフライス工具において、前記個々の凹部(5) の前記底部壁面(10)を、前記回転軸から異なる半径方向の距離にある少なくとも２つの部分壁面(10',10'')に分割し、前記部分壁面は、前記凹部(5) の前記後方壁面(9) にある前記波状部(14)に関してある角度で延びる第１の突合わせ面(21)により間隔を空け、かつ前記カセット上の類似した第２の突合わせ面(22)と協働することにより、前記工具本体(1) に関して正確に規定した位置に前記カセットを保持することを特徴とするフライス工具。
- 前記第１の突合わせ面(21)と、前記凹部(5) の前記後方壁面(9) にある前記波状部(14)の間の上記角度が直角であり、前記第２の突合わせ面(22)と、前記カセットの前記波状部(15)の間の角度が同様に直角であることを特徴とする請求項１に記載のフライス工具。
- 前記第１の突合わせ面(21)が、前記凹部(5) の底部の領域において、本質的に前記凹部の全幅に渡り延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフライス工具。
- 前記フライス工具が手段(27,38) を含むことで、必要に応じて、前記工具本体(1) に関して前記カセット(6,6')の位置を微調整することを可能にし、より正確には、前記２つの突合わせ面(21,22) が互いに接触している時に前記カセット(6) が占める開始位置から、前記波状部(14,15) が互いに軸方向に変位することによるものであり、
上記手段が、前記カセット(6) を本質的に半径方向に貫く円形断面の穴(28)と、前記回転軸からの半径方向の距離が最大の位置にある前記底部の部分壁面(10'')にあるさら穴(31)、円形断面を有するシャフト(29)及びその自由端の偏心体(30)を含む分離した調節要素(27)を含み、前記穴に挿入できることで、前記偏心体(30)が前記さら穴(31)に係合していて、かつ前記締め付けくさび(7) がゆるく締まっているだけの状態で、前記穴に関して回転することにより、上記開始位置からの前記カセットの軸方向変位を保証することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフライス工具。 - 前記凹部(5) の前記後方壁面(9) にある前記波状部(14)と係合する波状部(15)を有する分離した支持要素(36)が、前記カセット(6) の軸方向の拡張で配置され、第２の締め付けくさび(7a)が前記支持要素を締め付けるように配置され、上記微調整手段が前記支持要素(36)における貫通したねじ穴(37)に配置したねじ(38)を含むことを特徴とする請求項４に記載のフライス工具。
- 前記支持要素(36)が雄／雌型(41,42) の機械的接合を介して前記工具本体(1) と協働し、前記カセット(6) の可能な微調整と関連した前記支持要素が、前記第２の締め付けくさび(7a)の締め付けの程度に依存しない固定の末端位置をとることを保証していることを特徴とする請求項５に記載のフライス工具。
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