JP4885713B2 - ミーリングカッタ及びそれに使用するためのインサートを支持するカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、ミーリングカッタ及びミーリングカッタに使用可能であるインサートを支持するカートリッジに関する。

周知のミーリングカッタは、軸回りを回転可能であり、ミーリングボディの外周で周方向に間隔を開けて配置される複数の切削インサートを支持するミーリングボディを備えている。

インサートをホルダに取り付け、ねじでミーリングボディに取り付けられるくさびによってこのホルダを適所で固定することが提案されている。しかしながら、くさびは堅く動かないように固定されがちである。また、ホルダを受け入れるためにミーリングボディに形成されたポケットは、くさびを受け入れるように拡大されなければならない。これは、ミーリングボディが弱められると共に（ポケットを形成すべく、より多くの材料を除去するために）、ミーリングボディに取り付けられるインサートの数を減らすことにもなる。

内臓されたカートリッジによってロータリボディに切削インサートを取り付けることが知られている。すなわち、カートリッジは、自身の固定機構によってそれらを支える。例えば、米国特許番号第６５００１３号及び米国特許番号第４０９７１７４号は、頂部のインサート座と底へ延びるセンタースロットを有するカートリッジを開示する。スロットは、堅固な切削部分と、スロットを垂直に貫通して延びる穴にねじ込まれた開きねじによって、各支点回りを切削部分から離れる方向に弾性的に開くことができる一対の脚部とに、カートリッジを分割する。これによって、脚部が離れて広がり、カートリッジがポケット内で摩擦により保持されるべく、脚部のボトムエンドがカートリッジを受け入れるポケットの各壁部に堅く接触することができる。この構成の欠点は、カートリッジとポケットとの間の係合が、本質的にカートリッジ（脚部によって規定された）の底面における２つの点で生じ、サポートされていない切削部分が離れ、”遊び”が可能になるということである。すなわち、カートリッジとポケットとの間の許容される製造誤差に等しい量によって動くことが可能になる。

また、米国特許番号第６５００１３号及び第４０９７１７４号に開示されているカートリッジは、切削深さを調整可能とするものではない。

したがって、改良されたインサートカートリッジを提供することが望まれている。

また、取り扱いが容易であり、ポケット内に固定されているカートリッジに移動を生じさせないカートリッジを提供することが望まれている。

さらに、容易に調整可能であるカートリッジを提供することが望まれている。

びびりを生じることがあまりなく、より長いカッタ寿命を示すカートリッジを提供することが望まれている。

本発明は、ミーリングカッタのためのカートリッジ、さらにカートリッジを支持するミーリングカッタに関する。カートリッジは、互いに離れて対向する第１及び第２の端面、第１及び第２の端面の間に延びると共に互いに離れて対向する前及び後側面、前及び後側面に交差すると共に互いに離れて対向する内及び外側面を含むボディを備えている。切削インサートのためのインサート座は、第２の端面に隣接する前側面に形成されている。スロットは、内側面から外側面にボディを貫通し、前側面及び後側面の一つに対して、堅固な底部と弾性を有する開き可能部分にボディを分割する。底部はインサート座を含んでいる。開き可能部分は、この開き可能部分が底部に対して弾性的に拡張できる支点を規定するために底部と一体的である。開き可能部分は、支点及び第１の端面から離れた当接部分を含んでいる。孔は、開き可能部分を弾性的に開くと共に、当接部分を底部から離して配置するために、くさびを受け入れるボディに形成されている。

好ましくは、調整ねじは、第１の端面に螺合されている。調整ねじは、ねじ部と大きい頭部とを含んでいる。頭部は、ねじ回し工具を受け入れるために、ねじの回転軸に対して垂直に延びる孔を有している。

本発明の目的及び効果は、同類の符号が同類の要素を示す添付されている図面に関連して、その好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかにされる。

図１に示されているものは、回転中心軸Ａを規定するボディ１２を備えるミーリングカッタである。円周方向に間隔を開けて配置される複数のポケットは、インサートを支える個々のカートリッジ１８を受け入れるために、ボディ１２の外周面に形成されている。各ポケットは、ボディの回転方向Ｄに反する方向を向く誘導壁２０と、回転方向Ｄを向く後壁２２とを含んでいる。誘導壁は、ミーリング中に切削物を受け入れるための、ボディの前面に交差するポケットの端部に配置された大きい切り屑スペース２４を含んでいる。さらに、ポケット１４は、ボディ１２によって、より好ましくは、ボディに取り付けられたバックアップリング１９によって形成されることができる軸方向を向く底面１７を含んでいる。

個々のカートリッジ１８は、第１及び第２の端面３２，３４と、互いに反する方向を向き端面に交差する前側面及び後側面３６，３８と、互いに反する方向を向き、端面３２，３４に交差し、前側面及び後側面３６，３８に交差する内側面及び外側面４０，４２を有するカートリッジボディ３０を備えている（図２〜５参照）。前側面３６は、カートリッジ１８がボディに挿入されたとき、回転方向Ｄの方向を向き、ポケットの導入壁２０に対向する。後側面３８は、後壁２２に対向すると共に、カートリッジをより堅固に固定するために、鋸歯状又は鳩尾状に形成されることができる。外側面４２は、カートリッジが挿入されたときに半径方向外側を向いている。

凹みは、切削インサート４６を受け入れるためのインサート座４４を定めるべく、第２の端面３４に隣接する前側面３６に形成される。インサート４６は、インサートの貫通孔を通って延びる締付けねじ４８によって保持され、ねじはボディ３０に形成されたねじ孔５０に螺合する（図３及び４）。

一般に、Ｌ形状のスロット５６は、外側面４２から内側面４０までボディを貫通して形成されている。スロット５６は、堅固な底部５８と弾性を有する開き可能部分６０とにボディを分ける。底部５８はインサート座４４を含み、開き可能部分６０は、スロット５６の第１の端部６３に配置された支点回りで底部５８に対して弾性的に撓み可能である。開き可能部分は、支点６２及び第１、第２の端面から離れた当接部３６ａを含んでいる。当接部３６ａは、前側面３６によって定められている。第１のスロット端部６３は、第１の端面３２及び前側面、後側面３６，３８から離れている。

スロット５６は、インサート座４４と第１の端面３２の間の位置で前側面３６に交差する第２の端部６４を含んでいる。第１のスロット端部６３は、第２のスロット端部６４より第１の端面３２により近接した状態にある。

スロット５６は、スロット端部６３，６４の間で、外側面４２から内側面４０までスロット５６を通って延びるテーパ孔６８を含んでいる。孔は、図３に示されることができるように、Ｌ形状スロットの２つの相対的に傾いた脚部６５ａ，６５ｂの間に形成された頂点（交差部）に配置されている。テーパ孔６８は、開きねじ７０が一方向に回転されたときに、開き可能部分６０を底部５８から弾性的に離すためのテーパ状の開きねじ７０の形態をなすくさびを受け入れるねじ孔である。結果として、開き可能部分６０の当接部３６ａは、底部から離れて配置され、ミーリングボディ１２の各ポケットの誘導壁２０を押圧する。これによって、堅固な底部５８の後側面３８をポケットの後壁２２に対して堅く押されるようにする。これによって、カートリッジ１８は、強い摩擦力によってポケットに保持される。

この方法でカートリッジを固定することによって、後側面は後壁に対して堅固に押され、インサートは、安定化し、カートリッジが底面の２点で単に固定される場合よりもびびりに対してより強くなる。結果的に、切削インサートの寿命は長くなる。

開き可能部分の拡張は、大きい丸孔部分としての第１のスロット端部を形成することによって助長される。

第２の端面３４は、切削インサート４６から僅かに傾いている。例えば、約６゜の大きさを持つ逃げ角で傾斜している。同様にして、外側面４２の部分４２ａは、切削インサート４６から約１０゜の逃げ角で傾斜している。

カートリッジ１８が個々のポケット１４に最初に挿入されたとき、カートリッジ１８は、バックアップリング１９（図６参照）によって規定される底面１７の部分６９に当たる。切削インサートを回転軸に沿う方向で調節可能にするために、第１の端面３２に螺合するステム７１を有する調節ねじ７２が設けられている。調節ねじ７２は、複数の半径方向の孔、すなわち、調整ねじを回転すべく工具を受け入れるためにステム７１に対して垂直に延びる孔が形成された頭部を有している。調整ねじの頭部は、個々のポケット１４（図３）の底面１７の凹み７７の床７５に支えられている。その結果、調整ねじ７２が緩められ、カートリッジボディ３０（及び切削インサート４６）が軸Ａに沿う方向に配置される。これは、ポケットからカートリッジを取り外すことなしに行われることができる。

後側面３８は、内側面３６に対して鋭角θ（図５）で傾斜している。ポケット１４の後壁２２も、同様にして傾斜している。これによって、面３８，２０は、軸Ａに対して半径方向に延長しない。したがって、アンダーカットをしている際に、ミーリング中に外側に向かう力によって、カートリッジがミーリングボディから半径方向外側に飛ばされることに耐える。

スロット５６は、前側面３６に交差するということが好ましく、その結果、開き可能部分がカートリッジをポケットの後壁２２に押し付け、後壁に向かって作用する切削力に効果的に耐えることができる。しかしながら、代わりに、スロットは、後側面３８に交差する形態で曲げられることもできる。これによって、開き可能部分は、カートリッジをポケットの後壁２０に対して押し付ける。スロットは、図示された形態とは異なる形態を持つこともできる。

テーパねじを有する孔６８の代わりに、開きねじの円柱状ねじ部分を受け入れる円柱状ねじ部分を持つこともできる。ねじの他の部分は、例えば、頭部は、カートリッジの開き可能部分を広げるために、円錐状又は他のくさび形状を持つことができる。

開きねじがカートリッジに螺合して取り付けられることは好ましいけれども、その代わりに、開きねじを受け入れるねじ孔が、カートリッジの内側面４０が当接するポケット１４の壁に面している半径方向外側で配置されることも考えられることである。この場合、ねじはカートリッジのねじが形成されていない貫通孔に挿入されると共に、開き可能部分を開くためにくさび部分を有する。もちろん、このような構成の場合、軸方向でカートリッジを調整するための機能は、カートリッジと軸に沿うねじとの間のある種の相対的移動を許容するために形成されたカートリッジ内のねじ収容孔がない場合には、制限されるものとなる。

本発明は、好ましい実施形態に関係して説明されているけれども、特に説明されていない追加、削除、変更及び代替が、添付されたクレームに規定されているように、本発明の精神と範囲から逸脱することなしになすことができるということが、当業者によって理解されるものである。

本発明によるカートリッジを含むミーリング工具を前側からみた斜視図である。 取り付けられたインサートを有するカートリッジの斜視図である。 細線で示されているミーリングボディの部分を有するカートリッジの外側面に面する側面図である。 カートリッジの前側面に面する側面図である。 インサートが配置されている端部とは反対側のカートリッジの端部の方を向いている図である。 ミーリングカッタボディのポケットに取り付けられたカートリッジの底面を示す部分拡大図である。

Claims (19)

1. 互いに反する方向を向く第１の端面及び第２の端面、両端面の間で延び、互いに反する方向を向く前面及び後面、該前面及び該後面に交差し、互いに反する方向を向く内側面及び外側面を含み、切削インサートを受け入れるためのインサート座が前記第２の端面に隣接する前記前面に形成されているボディと、
   前記内側面から前記外側面まで前記ボディを貫通して延び、前記前面及び前記後面に対して底部と開き可能部分とに前記ボディを分けるためのスロットであって、前記底部は前記インサート座を含み、前記開き可能部分は、該開き可能部分が前記底部に対して弾性的に開くことができる支点を規定する前記底部に一体化され、かつ、前記支点及び前記第１の端面から離れた当接部を含み、該当接部は前記スロットが延びている前記前面及び前記後面の一方の面によって規定されているスロットと、
   前記開き可能部分を弾性的に開くためのくさびを受け入れるための前記ボディに形成され、前記当接部を前記底部から離して配置し、前記前面及び前記後面の他方の面から離れている孔と、
   を備えたミーリングカッタのためのカートリッジ。
2. 前記孔は、前記外側面から前記内側面までスロットを通って延びる請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記孔はねじ孔であり、
   さらに、前記孔に受け入れられるねじを有するくさびと、前記ねじの回転に応じて前記開き可能部分を開くためのくさび部分を含む請求項１に記載のカートリッジ。
4. 前記孔はテーパ孔であり、前記ねじはテーパねじを備える請求項３に記載のカートリッジ。
5. 前記孔は前記ボディを貫通して延びている請求項３に記載のカートリッジ。
6. 前記第１の端面に螺合する調整ねじを含んでいる請求項１に記載のカートリッジ。
7. 前記調整ねじはねじ部と頭部を含み、該頭部は前記ねじの回転軸に対して垂直に延びる孔を含んでいる請求項６に記載のカートリッジ。
8. 前記インサート座は、前記前面に形成された凹みによって規定されている請求項１に記載のカートリッジ。
9. 前記スロットが前記前面まで延びている請求項１に記載のカートリッジ。
10. 前記当接部は、前記第１の端面と前記第２の端面との間の中間に配置されている請求項１に記載のカートリッジ。
11. 互いに反する方向を向く第１の端面及び第２の端面、両端面の間で延び、互いに反する方向を向く前面及び後面、該前面及び該後面に交差し、互いに反する方向を向く内側面及び外側面を含み、切削インサートを受け入れるためのインサート座が前記第２の端面に隣接する前記前面に形成されているボディと、
    前記内側面から前記外側面まで前記ボディを貫通して延びるスロットであって、第１のスロット端部及び第２のスロット端部を含み、前記第１のスロット端部は第２のスロット端部より前記第１の端面に近く、かつ、前記第１の端面と前記前面と前記後面とから離れて位置し、前記第２のスロット端部は前記第１の端面及び前記第２の端面との間で前記前面に交差し、前記スロットは底部と開き可能部分とにボディを分割し、前記底部は前記インサート座を含み、前記開き可能部分は、前記底部に一体化され、かつ、前記第１のスロット端部に配置された支点回りで前記底部に対して弾性的に開くことができるスロットと、
    前記外側面と前記内側面とを貫通し、前記ボディを通って延びる孔と、
    前記孔に螺合し、その回転に応じて前記底部から離れている前記開き可能部分を弾性的に開くためのくさび部分を含む開きねじと、
    を備えたミーリングカッタのためのカートリッジ。
12. 前記スロットは、前記第１のスロット端部及び前記第２のスロット端部からそれぞれ延びる第１及び第２の脚部を備えるＬ字形状であり、前記ねじ孔が前記第１の脚部及び前記第２の脚部の間の頂点に形成されている請求項１１に記載のカートリッジ。
13. 前記第１のスロット端部が円形の孔によって規定されている請求項１１に記載のカートリッジ。
14. 前記第２のスロット端部が、前記第１の端面より前記インサート座に接近して位置している請求項１１に記載のカートリッジ。
15. 回転軸を規定し、円周方向に間隔を開けた複数のポケットが形成されている外周面を含み、個々のポケットは、前記軸に対して平行に延びる方向に長く形成されると共に半径方向外側に開口し、回転方向に反する方向を向く誘導壁と、回転方向に向かう方向を向く後壁と、軸方向の順方向を向く底面とを含む、ホルダと、
    個々のポケットに取り付けられている、ボディを備える複数のカートリッジであって、前記ボディが、互いに反する方向を向く第１の端面及び第２の端面を備え、前記第１の端面は前記ポケットの底面に面しており、さらに前記ボディが、両端面の間で延び、互いに反する方向を向く前面及び後面を備え、前記前面は前記誘導壁に面し、前記後面は前記後壁に面しており、さらに前記ボディが、該前面及び該後面に交差し、互いに反する方向を向く内側面及び外側面を備え、前記外側面は半径方向外側を向いており、さらに、前記ボディに切削インサートを受け入れるためのインサート座が前記第２の端面に隣接して形成されている複数のカートリッジと、
    前記内側面から前記外側面まで前記ボディを貫通して延びるスロットであって、第１のスロット端部及び第２のスロット端部を含み、前記第１のスロット端部は第２のスロット端部より前記第１の端面に近く、かつ、前記第１の端面と前記前面と前記後面とから離れて位置し、前記第２のスロット端部は前記インサート座と前記第１の端面との間で前記前面及び前記後面の一方の面に交差しており、底部と、前記第１のスロット端部に配置された支点回りで前記底部に対して弾性的に変形可能である開き可能部分とにボディを分割するスロットと、
    前記ボディに形成された孔と、
    前記孔に螺合し、くさび部分を含む開きねじであって、前記くさび部分は、前記開き可能部分が前記底部から離れるとともに、前記前面又は前記後面の他方の面から離れるように弾性的に開き、前記ポケットの前記誘導壁及び前記後壁のいずれか一方の壁部に接触して、前記誘導壁及び前記後壁の他方の壁部と摩擦接触する方向に前記底部を押すように回転可能である開きねじと、
    を備えるミーリング工具。
16. 前記スロットが前記前面と交差し、前記開き可能部分の開きは、前記後面が前記ポケットの前記後壁に対して強く押されることでもたらされる請求項１５に記載のミーリング工具。
17. 前記ホルダは、前記インサートによって切削された切り屑を受け入れるために個々のインサート座の反対側の前記外周面に形成された切り屑開口をさらに含む請求項１５に記載のミーリング工具。
18. 前記カートリッジは、前記第１の端面に螺合するシャンクと、その回転に応じて前記回転軸に沿って前記カートリッジを調整するために前記ポケットの底面に係合する頭部とを有する調整ねじをさらに含む請求項１５に記載のミーリング工具。
19. 前記頭部は、前記調整ねじを回転すべくねじ回し工具を受け入れるために回転軸に対して垂直に延びる孔を含む請求項１８に記載のミーリング工具。

Images