JP4860875B2 - ホルダと工具部品との間に傾斜取付け面を有する工具 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の技術分野
本発明は、ホルダと、切屑除去機械加工のための少なくとも１つの切削インサートとを支持し且つこのホルダに連結されている工具ヘッドとを含み、このホルダと工具ヘッドとは、連続して配置されている力伝達部材を有する協働連結表面によって互いに連結されており、且つこの工具は、工具ヘッドをホルダに連結するための部材を有する切屑除去機械加工のための工具に関する。本発明は、さらに、工具ヘッドとホルダとに別々に関する。
【０００２】
従来の技術
旋削工具が国際出願第９３／１０９２９号に開示されており、この旋削工具は、円筒形シャフトと、切屑除去機械加工のための切削インサートが取り付けられているヘッドとを有する。このヘッドと円筒形シャフトとは、互いに平行な割出面によって連結されており、これらの割出面は鋸歯状であり、且つ、工具の縦方向の中心軸線に対して傾斜している。この工具の組立て状態では、互いに平行な割出面は、工具の側面図で見た場合に、工具の縦方向の中心軸線に対して傾斜している界接面を形成する。この傾斜した界接面の目的は、工具上に作用する力が上記界接面によって最適な形で吸収されることが可能であることを確実にすることである。
【０００３】
発明の目的と特徴
本発明の主要な目的は、本明細書の導入部で定義された種類の工具及び工具ヘッドを提供することであり、比較的少数の装置、すなわちホルダと工具ヘッドとのそれぞれでもって、例えば機械加工の形式と送り方向とに関して、本発明したがう組立て工具においては多数の組合せ可能性をもたらす。
【０００４】
本発明の別の目的は、ホルダと工具ヘッドとの連結が使用者に都合よくなければならないということと、且つ、切屑除去機械加工中に作用する力が適切な仕方で処理されることを確実にすることである。
【０００５】
本発明のさらに別の目的は、損傷が工具ヘッドにおいて生じる場合に工具の一部分だけの交換を可能にすることである。
【０００６】
少なくとも本発明の主要な目的が、後述の独立特許請求項において定義されている特徴を有する工具及び工具ヘッドによって実現される。本発明の好ましい実施態様が従属特許請求項において定義されている。
【０００７】
以下では、発明の好ましい実施形態が説明され、次の添付図面が参照される。
【０００８】
発明の好ましい実施形態の詳細な説明
図１〜４に示されている第１のホルダ１は、右向きの工具の中に収容されるようになっており、その一方の端部に継手部分３を有し、この継手部分３は、図示されている実施形態では、商標名COROMANT CAPTO^TMで市販されている工具システムに含まれている円錐多角形から成る。上記継手部分３は締結装置内に受け入れられるようになっており、この締結装置も工具システムCOROMANT CAPTO^TMに備わっている。
【０００９】
さらに、第１のホルダ１は、工具交換時に第１のホルダ１を取り扱わなければならない把持装置のための溝／凹み７を有する中間部分５も含む。第１のホルダは、さらに、継手部分３に対して反対側に向いた連結部分９も有し、この連結部分９は、切屑除去機械加工のための少なくとも１つの切削インサートを支持する工具ヘッドに連結されるようになっている。これについては、さらに詳細に後述する。
【００１０】
連結部分９の自由端部は、鋸歯状である第１の連結表面１０から成り、且つ特に図１３及び図１７を参照して、以後に規定する方向配置を有する。鋸歯状表面の溝は、図４の紙面に対して平行に延びる。図１〜４に示すように、鋸歯状表面１０は、雌ねじ付きの第１の中央穴１１と、図示している実施形態では中央穴１１に対して対称に配置されている４つの第２の穴１２とを備えている。上記それぞれの穴１１、１２の機能は後述の説明から明らかにする。
【００１１】
図５〜８に示されている本発明による第２のホルダ１′は、図１〜４による第１のホルダ１に対して鏡像の関係である。他の点では、第２のホルダ１′と第１のホルダ１は互いに同一に形成されている。第１のホルダ１′は右向きの工具に含まれるようになっている。第２のホルダ１′の詳細部分に関する参照記号は第１のホルダ１に関する参照記号と同一の番号を有するが、第２のホルダ１′の詳細部分に関する参照記号にはプライム記号が付けられている。
【００１２】
図９に示されるように、第１の工具ヘッド１３が第１のホルダ１上に取り付けられることができ、この第１の工具ヘッド１３は、切削インサート（図示されていない）、好ましくはスロット用工具のための切削座１４を有する。さらに、第１の工具ヘッド１３は４つの第３の穴１５を有し、これらの第３の穴１５は、第１の工具ヘッド１３が端面１０上に適正に取り付けられる時にその第３の穴１５が雌ねじ付きの第２の穴１２の直前に位置させられるように配置されている。第１のホルダ１に対向している第１の工具ヘッド１３の第２の連結表面２は鋸歯状であり（上記表面２は図９では見えない）、このホルダと工具ヘッドの鋸歯状表面１０、２は、第１の工具ヘッド１３が第１のホルダ１に連結される時にこれらの鋸歯状表面が互いに対して嵌り合うように形成されている。
【００１３】
第１の工具ヘッド１３を第１のホルダ１と連結するために、４つの第１のねじ１６が貫通穴１５の中に入れられ、上記第１のねじ１６は雌ねじ付きの第２の穴１２の中に固定される。それによって、第１の工具ヘッド１３は、協働する鋸歯によって適切に第１のホルダ１に連結され、すなわち、第１の工具ヘッド１３と第１のホルダ１との間の連結が、その連結部が被る応力に耐える。
【００１４】
図１０〜１３には、本発明による第１の工具が示されており、この第１の工具は、第１の工具ヘッド１３が第１のホルダ１と連結される時に実現される。この連結において、ホルダ１の鋸歯状表面１０は工具ヘッド１３の鋸歯状表面２に当接することになり、互いに対して鋸歯状である上記表面２、１０は割出面４を形成する。図１１では、工具の第１の基面Ｂｐ１と第２の基面Ｂｐ２とが導入され、上記基面は互いに直角を形成する。主として第２の基面Ｂｐ２に関するより詳細な定義を、図１９の説明に関連して後述する。
【００１５】
上記基面Ｂｐ１、Ｂｐ２は、図１１の紙面に対して垂直である延長部を有する。図１３では第２の基面Ｂｐ２だけが見えており、この第２の基面Ｂｐ２は図１３の紙面に対して垂直な延長部を有する。図１３に示すように、第１の工具の第２の基面Ｂｐ２は第１の工具ヘッド１３及びホルダ１の鋸歯状表面２、１０に対して４５°の角度を形成する。さらに、これは、第２の基面Ｂｐ２が割出面４に対して４５°の角度を形成すると表現することもできる。
【００１６】
三角切削インサート１８を保持する第２の工具ヘッド１７が、どのように第１のホルダ１に連結されるのかが図１４〜１８に示されている。それによって、本発明にしたがう第２の工具が形成される。さらに、第２の工具ヘッド１７は、貫通した雌ねじ付きの第４の穴１９を有し、この貫通穴１９は、円錐形端部２１を備えている第２のねじ２０を収容されるようになっている。さらに、上記第２の工具ヘッド１７は、傾斜した鋸歯状表面２２（図１４には見えない）を有し、この鋸歯状表面２２は、第２の工具ヘッド１７が第１のホルダ１に連結される時に、図１７に示すように，第２の工具の第２の基面Ｂｐ２に対して４５°の角度を形成する。図１４に示されている第１のホルダ１と第２の工具ヘッド１７との位置では、鋸歯状表面１０、２２の鋸歯が互いに平行に延びる。
【００１７】
分解図に示されるように、雄ねじ付きの端部を有する中央プラグ２３が、第１の中央穴１１の中にねじ込まれるようになっており、これに関しては、第１のホルダ１に挿入された中央プラグ２３を示す図１８も参照する。上記中央プラグ２３は互いに直径方向に反対側に位置した２つの円錐形皿穴２４を有し、この皿穴の１つは、図１８に示すように、第２の工具ヘッド１７が第１のホルダ１に連結される時に、第２のねじ２０の円錐形端部２１を収容する。第２の工具ヘッド１７を第１のホルダ１に連結する準備として、中央プラグ２３が雌ねじ付き穴１１の中にねじ込まれており、このねじ込みにおいては、互いに反対側の円錐形皿穴２４が、端面１０の鋸歯が延びる方向に対して上記皿穴の縦方向の中心線が垂直に延びる形で方向付けられるように、注意が払われなければならない。第２の工具ヘッド１７を第１のホルダ１に実際に連結する時には、上記第２の工具ヘッド１７は中央プラグ２３の突出部分上に挿入される。鋸歯状表面１０、２２が互いに係合状態になっている時には、第２のねじ２０は、図１８に示すように，そのねじ２０の円錐形部分２１が中央プラグ２３の皿穴の１つと係合し終わるまで、穴１９の中にねじ込まれる。これに関連して、図１８に示すように、第２のねじ２０の円錐形部分２１が円錐形皿穴２４の一方の側と接触し、このことが、第２の工具ヘッド１７の鋸歯状表面２２が第１のホルダ１の鋸歯状表面１０に対して当接するように押し付けられて、図１７、１８に示ように、本発明による第２の工具の割出面２５が形成されることを意味する。それによって第２の工具ヘッド１７は第１のホルダ１に適切に連結され、すなわち、上記連結は、切屑除去機械加工作業が本発明による第２の工具によって行われなければならない時に作用する力に耐える。図１５〜１８では、第２の工具が装着状態で示されており、図１６には第１の基面Ｂｐ１と第２の基面Ｂｐ２とが導入され、これらの基面は図１６の紙面に対して垂直な延長部を有する。第２の基面Ｂｐ２も図１７に導入されており、上記第２の基面Ｂｐ２は図１７の紙面に対して垂直な延長部を有する。図１７から見てとれるように、第２の基面Ｂｐ２は、本発明による第２の工具の割出面２５に対して４５°の角度を形成する。
【００１８】
図１９では、図１７による工具が２つの異なる実施形態の形で示されており、この場合に、上記工具はその２つの実施形態において互いに異なるタイプの機械加工を行うことができる。図１９の右側の実施形態では、底切削工具が示されており、Ｐ_fは送り平面を示し、この送り平面はISO 3002/1-1982(E)で規定されている。底切削工具では、第２の基面Ｂｐ２は送り平面Ｐ_fに対して平行である。矢印で示されたｆは、図１９の右側の実施形態にしたがう工具の付属の送り方向を示す。
【００１９】
図１９の左側の実施形態では、ホルダ１は、その縦方向の中心軸線を中心として１８０°回転させられており、一方、工具ヘッド１７は図１９の右側の実施形態の場合と同じ位置に維持されている。ホルダ１の上記回転において、ホルダ１の縦方向の中心軸線は９０°回転させられることになり、このことは図１９の２つの実施形態を注目することによって理解される。
【００２０】
図１９の左側の工具の実施形態は側部切削工具(side-cutting tool)を表し、上記左側の実施形態の付属の送り平面Ｐ_fが図に示されている。矢印で示されたｆは、図１９の左側の実施形態による工具の付属の送り方向を示す。したがって、側部切削工具では、第２の基面Ｂｐ２は送り平面Ｐ_fに対して平行である。図１９に示す両方の実施形態では、割出面２５が第２の基面Ｂｐ２に対して４５°の角度を形成するということが一般的に当てはまる。
【００２１】
図２０〜２２には、ホルダと工具ヘッドとの間の割出面の第１の連結表面の３つの別の実施形態が示されている。すなわち、図２０は、第１の連結表面１０″を有するホルダ１″を示し、この第１の連結表面１０″は、図２０に描かれている第１の基面Ｂｐ１に対して平行な延長部を有する横断方向のくさび形の溝２６″を備えている。くさび形の溝２６″の底部内には、２つの雌ねじ付き穴２７″が配置されており、これらの穴２７″は、工具ヘッド上に配置されたくさびのねじを収容し、且つくさびねじは上記くさび形の溝２６″内に収容されるようになっている。このねじを穴２７″の中に固定することによって、ホルダ１″と付属の工具ヘッド（図示されていない）との間の連結が実現され、この連結は、通常生じる応力を伝達する働きをする。図２０には、さらに第２の基面Ｂｐ２も描かれており、第１の連結表面１０″と、第１の連結表面１０″が中に含まれている割出面とが、上述の実施形態と同様の仕方で第２の基面Ｂｐ２に対して４５°の角度を形成する。
【００２２】
図２１に示されている本発明によるホルダ１′″の別の実施形態は、十字を形成する２つのくさび形溝２６′″、２８′″を第１の連結表面１０′″が有するという点で、図２０によるホルダ″とは原理的に異なる。さらに、１つだけの雌ねじ付き溝２７′″が、くさび形溝２６′″、２８′″が互いに交差する第１の連結表面１０′″内に配置されている。付属の工具ヘッド（図示されていない）は、互いに交差する２つのくさびを備えており、これらのくさびは、付属の工具ヘッドがホルダ１′″に連結されることに関連して、くさび形溝２６′″、２８′″内に収容されるようになっている。さらに、その付属の工具ヘッドは中央ねじを備えており、この中央ねじは、その付属の工具ヘッドがホルダ′″に連結されることに関連して、穴２７′″の中に収容されられるようになっている。図２１には、第１の基面Ｂｐ１と第２の基面Ｂｐ２が示されており、これらの基面は互いに直角を形成する。くさび形溝２６′″は基面Ｂｐ１と平行であり、くさび形溝２８′″は第２の基面Ｂｐ２と平行である。第１の連結表面１０′″と、上記第１の連結表面１０′″が中に含まれる割出面とが、上述の実施形態と同様の仕方で第２の基面Ｂｐ２に対して４５°の角度を形成する。
【００２３】
図２２に示されている本発明によるホルダ″″の別の実施形態は、原則的に滑らかである第１の連結表面１０″″を有し、すなわち、図示されていない工具ヘッド上の対応する連結表面と協働するようになっている係合部材を全く持たず、及び、前述の連結表面も原則的に滑らかであることが好ましい。ホルダ１″″と工具ヘッド（図示されていない）との間での必要な力伝達係合が、２つの雌ねじ付き穴２７″″が備えられている第１の連結表面１０″″によって生じ、これらの雌ねじ付き穴２７″″の中に付属の工具ヘッド（図示されていない）のねじが収容されるようになっている。したがって、ホルダ１″″と工具ヘッド（図示されていない）との間での必要な力伝達を実現するのは上記ねじであり、すなわち、この場合には、ホルダと工具ヘッドとの間の力伝達部材は、ホルダと工具ヘッドとを互いに連結するための部材と同一である。図２２には、第１の基面Ｂｐ１と第２の基面Ｂｐ２が示されており、これらの基面は互いに直角を形成する。第１の連結表面１０″″と、上記第１の連結表面１０″″が中に含まれる割出面とが、上述の実施形態と同様に、第２の基面Ｂｐ２に対して４５°の角度を形成する。
【００２４】
発明の実施可能な変更
本発明による工具ヘッドは、一方では複数の異なる方法で形成されてもよく、且つ他方では異なるタイプの切削インサートがその工具ヘッドに取り付けられてもよい。したがって、上述の実施形態は、本発明の範囲内の具体例を構成するにすぎない。
【００２５】
ホルダの継手部分の設計に関しては、締結装置によってホルダを連結するための異なる原理を有する幾つかの工具システムが常に製品として存在するので、この継手部分も複数の異なる形で形成されることが可能である。
【００２６】
工具ヘッド及び継手部分のタイプに関わりなく、当該の種類の工具すべては、図１９に関して上述した定義による第２の基面Ｂｐ２を原則的に有し、ＩＳＯ規格によって規定されている送り平面Ｐｆと第２の基面Ｂｐ２との間の関係は、当然のことながら、底切削または側部切削が係わっているかどうかを考慮して与えられる。
【００２７】
ホルダと工具ヘッドとを互いに連結するための上述の様々な部材に関しては、これらは本発明の範囲内の具体例を構成するにすぎない。これに対応して、ホルダと工具ヘッドとの間の割出面における協働平面の上述の設計は、本発明の範囲内の具体例を構成するにすぎない。しかし、これに関連して、鋸歯状表面が最も重要な実施形態を構成するということを指摘しておかなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、右向きの本発明による第１のホルダの斜視図を示す。
【図２】 図２は、図１によるホルダの正面図を示す。
【図３】 図３は、図１によるホルダの側面図を示す。
【図４】 図４は、図１によるホルダの平面図を示す。
【図５】 図５は、左向きの本発明によるホルダの斜視図を示す。
【図６】 図６は、図５によるホルダの正面図を示す。
【図７】 図７は、図５によるホルダの側面図を示す。
【図８】 図８は、図５によるホルダの平面図を示す。
【図９】 図９は、右向きの第２のホルダと、立削工具のための第１の工具ヘッドと、ねじの形の締付け固定部材との分解斜視図を示す。
【図１０】 図１０は、本発明による第１の工具の斜視図を示す。
【図１１】 図１１は、図１０による工具の正面図を示す。
【図１２】 図１２は、図１０による工具の側面図を示す。
【図１３】 図１３は、図１０による工具の平面図を示す。
【図１４】 図１４は、本発明による第２の工具の分解斜視図を示す。
【図１５】 図１５は、組立て状態にある第２の工具の斜視図を示す。
【図１６】 図１６は、図１５による工具の正面図を示す。
【図１７】 図１７は、図１５による工具の平面図を示す。
【図１８】 図１８は、図１５による工具の部分断面斜視図を示す。
【図１９】 図１９は、本発明による２つの工具がどのように被加工物の機械加工を行うかを示す。
【図２０】 図２０は、本発明によるホルダの別の実施形態の斜視図を示す。
【図２１】 図２１は、本発明によるホルダの別の代案の実施形態の斜視図を示す。
【図２２】 図２２は、本発明によるホルダのさらに別の代案の実施形態の斜視図を示す。

Claims (7)

1. ホルダ（１；１′）と、切屑除去機械加工のため少なくとも１つの切削インサート（１８）を支持し且つ前記ホルダに連結されている工具ヘッド（１３；１７）と、を含む切屑除去機械加工のための工具であって、
   前記ホルダ（１；１′）と前記工具ヘッドとは、連続して配置されている力伝達部材を有する協働連結表面（１０、２；１０、２２）によって互いに連結されており、及び、前記工具は前記工具ヘッド（１３；１７）を前記ホルダ（１；１′）に連結するための部材（１２、１５、１６；１１、２０、２３）を含む切屑除去機械加工のための工具において、
   ホルダの中心軸上で直角に交差し、かつ、該中心軸をそれぞれ含む第１の基面及び第２の基面を有し、前記ホルダ（１；１′）の第１の連結表面（１０；１０′）と前記工具ヘッド（１３；１７）の前記第２の連結表面（２；１２２）とによって形成される割出面（４；２５）が、前記工具の第２の基面（Ｂｐ２）に対して４５°の角度を形成すると共に、工具の第１の基面（Ｂｐ１）に対して９０°の角度を形成し、第１の基面が工具の基準面となる、ことを特徴とする工具。
2. 前記ホルダ（１；１′）の前記第１の連結表面（１０；１０′）は鋸歯状であり、且つ一つの第１の中央穴（１１；１１′）と４つの第２の穴（１２、１２′）とを備えており、前記４つの第２の穴（１２、１２′）は前記第１の穴（１１；１１′）に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の工具。
3. 前記工具ヘッド（１３；１７）の前記第２の連結表面（２；２２）は鋸歯状であり、且つ１つの中央穴（１１）または４つの第２の穴（１２）を備えていることを特徴とする請求項２に記載の工具。
4. 前記連結部材は中央プラグ（２３）を含み、前記中央プラグ（２３）は前記中央穴（１１）内に収容されるようになっていること、及び前記中央プラグ（２３）は前記工具ヘッド（１７）の固着部材（２０）と協働するための部材（２４）を有すること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の工具。
5. 前記連結部材は４つのねじ（１６）を含み、前記４つのねじは、前記ホルダ（１；１′）の前記第１の連結表面（１０；１０′）の前記４つの第２の穴（１２）の中に収容されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の工具。
6. 前記工具ヘッド（１３、１７）と前記ホルダ（１；１′）との前記鋸歯状表面（２、１０；２２、１０′）は、平行な溝を有することを特徴とする請求項２または３に記載の工具。
7. 切屑除去機械加工用の工具を形成するために工具ヘッドに連結されるようになっているホルダ（１；１′；１″；１′″；１″″）であって、
   前記ホルダ（１；１′；１″；１′″；１″″）は、前記工具ヘッドの対応する第２の連結表面に対して当接するようになっている第１の連結表面（１０；１０′；１０″；１０′″；１０″″）を備えているホルダ（１；１′；１″；１′″；１″″）において、
   ホルダの中心軸上で直角に交差し、かつ、該中心軸をそれぞれ含む第１の基面及び第２の基面を有し、前記ホルダ（１；１′；１″；１′″；１″″）の前記第１の連結表面（１０；１０′；１０″；１０′″；１０″″）は、前記工具ヘッドが前記ホルダ（１０；１０′；１０″；１０′″；１０″″）に連結される時の位置において、前記工具の第２の基面（Ｂｐ２）に対して４５°の角度を形成すると共に、前記工具の第１の基面（Ｂｐ１）に対して９０°の角度を形成し、連結表面が互いに平行な複数の溝を含み、個々の溝が第１の基面（Ｂｐ１）に対して平行に延びることを特徴とするホルダ。

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