JP5320400B2 - 軸方向着座ピン - Google Patents

Description

本発明は、インサートを受容するためのポケットを有する機械切削工具、より詳細には、インサートを支持するための着座ピンに関する。

金属被加工物を機械加工するとき、金属を所望の形状に成形するために切削工具が使用される。切削工具の種類は様々であるが、被加工物から金属を取り除くための工具の切削歯として機能するインサートと交換可能なインサートを有する特殊工具を含むことができる。インサートは、ポケットと呼ばれる予め定められた位置で工具本体に固定される。

いくつかの用途では、インサートの半径方向及び軸方向の位置決めを制御するために、インサートをポケットで調整することができる。調整可能なインサートピンのこのような１つの例は、「切削工具用のクランプ及び調整装置（ＣＬＡＭＰＩＮＧ ＡＮＤ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ Ａ ＣＵＴＴＩＮＧ ＴＯＯＬ）」という表題の米国特許第７，０１４，３９３号明細書であり、この特許には、工具本体３に対し半径方向及び軸方向の両方に調整できる切削インサート２を有する切削工具が記載されている。半径方向及び軸方向の調整は、インサートと、インサート２が取り付けられるポケットの半径方向壁との間に位置決めされるウェッジピン１２を使用して達成される。

上述のように、ピン又はウェッジは、インサートの位置を調整するために使用されてきたが、工具本体にインサートを支持するための改良装置が必要とされる。従来、切削工具インサートは、本体に形成されたポケットの壁部によって支持される。次に図１を参照すると、先行技術の切削工具１００の拡大斜視図が示されている。より詳細には、切削工具１００は、切削インサート（図示せず）を受容するポケット１２２を有する。ポケット１２２は、インサートを支持する半径方向壁１２６と、インサートが切削工具１００に接続される主座面１２４と、切削工具１００の一部として形成された軸方向壁１２５とを有する。軸方向壁１２５は、インサートを支持して、インサートが軸方向に移動することを防止するように設計されるが、軸方向壁１２５は、切削工具１００が被加工物を加工するときに、望ましくない破損又は屈曲を受ける。したがって、軸方向壁が直面する問題を解決することが望ましい。

本発明は、軸線を有する本体を有する切削工具に関する。ポケットは、主座面と、本体の表面に形成された半径方向壁とを有する。インサートは、主座面のポケットに取り外し可能に接続され、半径方向壁に隣接して位置決めされる。軸方向着座ピンは、本体に取り外し可能に接続され、本体の軸線に対し略垂直の角度で延在する。軸方向着座ピンは、インサートの一面に接触して作業中にインサートが軸方向に移動することを防止する当接面を有する。

インサートを受容するための先行技術のポケットの拡大斜視図である。 工具本体に配置された軸方向着座ピンの斜視図である。 工具本体における軸方向着座ピンの拡大斜視図である。 軸方向着座ピンの側面図である。 切削工具に接続されるときに配置される軸方向着座ピン及び締結具の平面図である。 インサートが取り除かれる箇所の切削工具のポケット及び軸方向着座ピンの拡大斜視図である。

一般に図２〜図６、より詳細には図２を参照すると、軸線２０を有する切削工具１０の斜視図が示されている。切削工具１０は、特定の切削作業時に軸線２０に対し概して平行の角度で被加工物と初期接触する軸方向切削端１４を有する。同様に、軸線２０に対し概して垂直の角度で被加工物と初期接触できる切削工具１０の半径方向の外周切削側面１５がある。本体１２は、その表面に形成された１つ以上の溝１６を有する。溝１６は、切削工具１０の軸線２０に対し平行に延びる。図２は、螺旋状にかつ切削工具１０の軸線２０に対し平行に延在する各溝１６を示しているが、事実上任意の種類のパターンを使用することができる。

本体１２はまた、取外し可能なインサート２８を受容するために本体の表面に形成された１つ以上のポケット２２、２２’を有する。ポケット２２は、切削端１４に隣接して配置され、ポケット２２’の一部である軸方向面３５を含まないという点で、ポケット２２’とは異なる。ポケット２２、２２’は、軸線２０に対し平行の列に一般に配置され、各列は１つ以上のポケットを含む。図２は、各列のそれぞれのポケット２２、２２’に位置決めされた複数列のインサート２８、２８’’、２８’’’、２８’’’’を示している。第１列のインサート２８は、ポケット２２に接続され、かつ本体１２の切削端１４に隣接して位置決めされる。インサート２８’’、２８’’’、２８’’’’は、それぞれ第２、第３及び第４列を形成し、それらのそれぞれのポケット２２’に接続される。図２は４列の切削インサートを示しているが、切削工具１０は、より多いか又は少ない数の列を有することができる。さらに、各列は、１つ以上のインサートを有する１つ以上のポケット２２、２２’を有することができる。このように、本発明の範囲は、特定の切削工具にある列、ポケット又はインサートの数に限定されない。

ポケット２２、２２’の各々は、インサート２８、２８’’、２８’’’、２８’’’’を受容するためのポケット２２、２２’の一部を形成する主座面２４及び半径方向壁２６を有する。インサート２８、２８’’、２８’’’、２８’’’’は、締結具３１を使用してそれらのそれぞれの主座面２４に締結され、締結具３１は、それぞれのインサートを通して延在し、主座面２４に形成された開口３３に接続する。上述のように、第２、第３及び第４列のポケット２２’の各々は軸方向面３５を含み、一方、第１列のポケット２２は含まない。軸方向面３５は、第１列のポケット２２に存在しないが、この理由は、第１列のインサート２８が、２つの切削刃、すなわち軸方向切削刃２７及び半径方向切削刃２９を有するからである。２つの切削刃が記載されているが、インサート２８に２つ以上の切削刃を有することは、本発明の範囲内にある。軸方向切削刃２７は、軸方向切削端１４が最初に被加工物に対して移動するような作業時に、軸方向切削端１４において被加工物と最初に接触する切削面である。半径方向切削刃の切削刃は、半径方向の外周切削刃１５が被加工物と初期接触するような切削作業時に、半径方向の外周切削刃１５において被加工物と初期接触する。

軸方向切削刃２７の存在により、切削端１４が被加工物（図示せず）に対し移動するとき、力が軸方向においてインサート２８に加えられる。この軸方向の力は、軸方向切削刃２７から軸方向においてインサート２８を押圧する。第２、第３及び第４列のインサート２８’’、２８’’’、２８’’’’は、半径方向切削刃２９のみを有し、軸方向面３５によってそれらのそれぞれのポケット２２’内にさらに支持される。このように、インサート２８’’、２８’’’、２８’’’’が直接軸方向力を受けない理由の一つは、軸方向面３５が存在するためである。１つの切削刃が記載されているが、同様に、インサート２８’’、２８’’’、２８’’’’に１つ以上の切削刃を有することは、本発明の範囲内にある。

図６は、インサート２８を取り除いて示した切削工具１０のポケット２２の拡大斜視図を示している。この特定の図面は、軸方向壁１２５の代わりに軸方向着座ピン３２を使用して、軸方向壁１２５に生じる可能性がある望ましくない破損又は屈曲を排除するという点で、図１に示した先行技術の図面とは異なる。

軸方向着座ピン３２は、切削工具１０の軸線２０に対し概して垂直の角度で延在し、切削作業中にインサート２８を支持するために、インサート２８の面３０に当接する当接面３６を有する。軸方向着座ピン３２はまた、予め定められた様式で輪郭が付けられるか又は角度が付けられる面３８を有する。面３８は、隣接するインサート２８’’、２８’’’、２８’’’’へのアクセスが妨げられないように、レンチ又は工具のクリアランスの提供を含む複数の目的に役立つ。面３８はまた、他の列に取り付けられたインサート２８’’、２８’’’、２８’’’’によって被加工物から剪断されたチップのクリアランスを提供する。例えば、図２に示したように、軸方向着座ピン３２の面３８は、第２列のインサート２８’’から取り除かれるチップのクリアランスを提供する。軸方向着座ピン３２が、軸方向着座ピン３２により支持されるインサートを支持する適切な強度を提供するのに十分な厚ささえあれば、面３８の角度は、事実上任意の形状又は角度を有することができる。

軸方向着座ピン３２は、本体１２の接続点４０に滑り込むように構成されるシャンク３４を有する。シャンク３４は、軸方向着座ピン３２の軸線に沿って軸方向に延在し、軸方向着座ピン３２のリップ４６に終端する。リップ４６は、接続点４０において軸方向着座ピン３２を本体１２に取り付けるか又は締結するために使用される。接続点４０は、本体１２内に形成された開口１８を有する。必須ではないが、作業中に被加工物と接触する可能性がある本体１２の表面から接続点４０が離れるように、一つの溝１６に開口１８を形成することは、有利である。開口１８は、シャンクを受容し、かつリップ４６に接触して軸方向着座ピン３２を適所に保持する締結具４４を受容するための締結具受容部４２を有する。締結具受容部４２は、開口１８の一部として形成されてもよいし、あるいは本体１２にある別個の開口又はねじであってもよい。

図５は、工具の本体１２を部分的に透視図で示した軸方向着座ピン３２及び締結具４４の俯瞰図を示している。図面に示すように、締結具４４は、軸方向着座ピン３２のリップ４６に寄せ掛け、軸方向着座ピン３２を切削工具１０の本体１２に対し適所に保持する。軸方向着座ピン３２が破損するか又は摩滅した場合、あるいは状況によって、軸方向着座ピン３２が異なる輪郭又は角度の面３８を有することが必要な場合、軸方向着座ピン３２を容易に取り除いて、新しい軸方向着座ピンで置き換えることができる。軸方向着座ピン３２はまた、カーバイド又はチタンコーティングで被覆して、軸方向着座ピン３２をさらに強化するか又はその寿命を延ばすことができる。軸方向着座ピン３２を使用することにより、切削工具１０の寿命が高められるが、この理由は、軸方向着座ピンにより、工具本体１２の一部であるポケット２２の壁部に生じる可能性がある損傷が排除されるからである。図１を参照して上述したように、軸方向着座ピン３２を使用する前に、切削工具１００の本体のポケット１２２は、工具本体と一体である軸方向壁１２５を有した。軸方向壁１２５が破損した場合、切削工具１００全体を取り替えなければならなかった。今や、軸方向着座ピン３２を使用することにより、軸方向着座ピン３２のみを取り替えればよく、切削工具１０の本体１２はそのままにされる。

他の列のインサート２８’’、２８’’’、２８’’’’は、被加工物が切削工具１０に対し移動するときに直接軸方向力を常に受けることはないが、力の振動によって、これらのインサート２８’’、２８’’’、２８’’’’が望ましくない軸方向に移動させられることもあるので、連続した列のインサート２８’’、２８’’’、２８’’’’を支持することが有益であり得る。したがって、本発明のいくつかの実施態様では、軸方向着座ピン３２を使用して、インサート２８’’、２８’’’、２８’’’’を支持することができる。図２は、一つのインサート２８’’’を支持する透視図で示した軸方向着座ピン３２を有する別の配置を示している。図２は、１つの追加の軸方向着座ピン３２のみを示しているが、より多いか又は少ない数のピンは本発明の範囲内にある。

本発明の説明は、本質的に単に例示的なものに過ぎず、したがって、本発明の主旨から逸脱しない変形例は本発明の範囲内に含まれるように意図される。このような変形例は、本発明の趣旨および範囲からの逸脱と見なされるべきではない。

Claims (15)

1. 軸線を有する本体と、
   前記本体の表面に形成されたポケットであって、主座面と半径方向壁とを有するポケットと、
   前記主座面に取り外し可能に接続され、前記半径方向壁に隣接して位置決めされたインサートと、
   前記本体に取り外し可能に接続され、前記軸線に対し略垂直の角度で延在する軸方向着座ピンであって、前記インサートの面に接触して前記インサートが軸方向に移動することを防止する当接面と、前記当接面と反対側にクリアランスを提供するために輪郭が付けられるか又は角度が付けられた面と、を有する軸方向着座ピンと、
   を備える切削工具。
2. 前記当接面が、前記主座面に隣接して位置決めされ、前記主座面に対し垂直に延在する、請求項１に記載の切削工具。
3. 前記本体と前記軸方向着座ピンとの間の接続点をさらに備え、前記接続点が、前記軸方向着座ピンが前記本体に固定されかつ取り外し可能に接続されることを可能にする、請求項１に記載の切削工具。
4. 前記本体に形成された開口内に滑り込むように構成され、前記軸方向着座ピンの一部を形成するシャンクと、
   前記シャンクから延在するリップと、
   前記開口とは別個に形成されるか又は前記開口の一部を形成する締結具受容部と、
   前記締結具受容部に接続可能であり、かつ前記リップの一部に接触して、前記軸方向着座ピンを前記本体に固定するように構成された締結具と、
   をさらに備える、請求項３に記載の切削工具。
5. 前記本体に１つ以上の溝をさらに備え、前記軸方向着座ピンが、前記１つ以上の溝に形成された接続点を通して前記本体に接続される、請求項１に記載の切削工具。
6. 軸線を有する本体と、
   前記本体の軸方向切削端と、
   各々が主座面と半径方向壁とを有するように形成された２つ以上のポケットの第１列であって、前記第１列が前記本体の前記軸方向切削端に隣接する第１列と、
   ２つ以上のポケットを有する第２列であって、前記２つ以上のポケットの各々が主座面と半径方向壁とを有する第２列と、
   前記第１列の前記２つ以上のポケットの各々に取り外し可能に接続された２つ以上のインサートであって、各々のインサートが前記２つ以上のポケットの前記主座面に取り外し可能に接続される２つ以上のインサートと、
   前記第１列の各ポケットと動作可能に結合される軸方向着座ピンであって、前記軸方向着座ピンが前記本体に取り外し可能に接続されかつ前記軸線に対し略垂直の角度で延長され、かつ前記インサートの一面に接触するが、前記インサートの切削刃の反対側に配置される当接面と、前記当接面と反対側にクリアランスを提供するために輪郭が付けられるか又は角度が付けられた面と、を有する軸方向着座ピンと、
   を備える切削工具。
7. 前記当接面が、前記主座面に隣接して位置決めされ、前記主座面に対し垂直に延在する、請求項６に記載の切削工具。
8. 前記本体と前記軸方向着座ピンとの間の接続点をさらに備え、前記接続点が、前記軸方向着座ピンが前記本体に固定されかつ取り外し可能に接続されることを可能にする、請求項６に記載の切削工具。
9. 前記接続点が、前記本体に形成された開口と、前記本体に形成された締結具受容位置とを含み、
   開口内に滑り込むように構成され、前記軸方向着座ピンの一部を形成するシャンクと、
   前記シャンクから延在するリップと、
   前記締結具受容部に接続可能であり、かつ前記リップの一部に接触して、前記軸方向着座ピンを前記本体に固定するように構成された締結具と、
   をさらに含む、請求項８に記載の切削工具。
10. 前記本体に１つ以上の溝をさらに備え、前記軸方向着座ピンが、前記１つ以上の溝に形成された接続点を通して前記本体に接続される、請求項６に記載の切削工具。
11. 軸線と軸方向切削端とを有する本体と、
    １つ以上のポケットを各々が有する２つ以上の列であって、前記２つ以上の列の１つが前記本体の前記軸方向切削端に隣接して位置決めされ、前記１つ以上のポケットの各々が、前記１つ以上のポケットに取り外し可能に接続されたインサートを有する２つ以上の列と、
    前記本体に接続され、かつ前記１つ以上のポケットと動作可能に構成される１つ以上の軸方向着座ピンであって、前記インサートの一面に接触して前記インサートが軸方向に移動することを防止する当接面と、前記当接面と反対側にクリアランスを提供するために輪郭が付けられるか又は角度が付けられた面と、を有する軸方向着座ピンと、
    を備える切削工具。
12. 前記当接面が、前記主座面に隣接して位置決めされ、前記主座面に対し垂直に延在する、請求項１１に記載の切削工具。
13. 前記本体と前記１つ以上の軸方向着座ピンとの間の接続点をさらに備え、前記接続点が、前記１つ以上の軸方向着座ピンが前記本体に固定されかつ取り外し可能に接続されることを可能にする、請求項１１に記載の切削工具。
14. 前記本体に形成された開口内に滑り込むように構成され、前記１つ以上の軸方向着座ピンの一部を形成するシャンクと、
    前記シャンクから延在するリップと、
    前記開口とは別個に形成されるか又は前記開口の一部を形成する締結具受容部と、
    前記締結具受容部に接続可能であり、かつ前記リップの一部に接触して、前記１つ以上の軸方向着座ピンを前記本体に固定するように構成された締結具と、
    をさらに備える、請求項１３に記載の切削工具。
15. 前記本体に１つ以上の溝をさらに備え、前記軸方向着座ピンが、前記１つ以上の溝に形成された接続点を通して前記本体に接続される、請求項１１に記載の切削工具。

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