JP5453425B2 - 二方向調整機構を有する切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切削インサートをカートリッジ内に保持することができ、切削インサートの場所が、カートリッジの場所の二方向調整によって調整されるタイプの切削工具に関する。

滑らかな表面仕上げを必要とし、複数の切削インサートを有するフライス削りカッターが使用される金属切削作業では、切削インサートを、特に軸方向において最大限可能な正確性を有して配置させる必要がある。切削インサートの軸方向の位置決めが正確でないと、軸方向の逃げが生じ、これは表面仕上げの質の劣化および切削インサートの寿命の短縮を引き起こす。

各々の切削インサートが、カッター本体にクランプ締めされた取り換え可能なカートリッジに固定されたフライス削りカッターでは、切削インサートのすべての作動している切れ刃が共通平面内に存在するまでカートリッジの軸方向の位置を調整することによって、切削インサートの軸方向位置を調整することができる。そのようなカートリッジの位置を調整する最も簡単な方法は、カートリッジをカッター本体からクランプ締め解除し、カートリッジを所望の位置に手動で再度位置決めし、次いでカートリッジをカッター本体に再度クランプ締めすることによるものである。この工程は、時間がかかり、また、再度クランプ締めを行う間カートリッジが移動するために、常に正確ではない。

米国特許第５，１０２，２６８号明細書 米国特許第５，９５７，６２８号明細書

特許文献１は、カッター本体の外側周囲の周りに円周方向に離間された、切削インサートを保持する複数のカートリッジを有するフライス削りカッターを開示している。各々のカートリッジのための調整機構は、カッター本体内の対応する傾いた貫通孔にねじ込まれる調整ねじを含む。調整ねじおよび貫通孔の軸は、カッター本体の中心から延びる半径と一致している。調整ねじの頭部は傾斜した貫通孔内に突出し、それにより、調整ねじを回転させたとき、ねじの頭部が貫通孔の内面を支持してカートリッジを軸方向に変位させる。止めねじが、カートリッジが調整された後でこれを所定位置に固定するために締め付けられる。調整ねじの頭部を貫通孔内に収容するために、貫通孔は、ねじの頭部より大きく寸法設定される必要があり、緩みを作り出す。

特許文献２は、カッター本体の外側周囲の周りに円周方向に離間された、切削インサートを保持する複数のカートリッジを有するフライス削りカッターを開示している。各々のカートリッジのための調整機構は、カッター本体内の対応する孔にねじ込まれた調整ねじを含む。調整ねじの軸は、カッター本体の軸にほぼ平行である。ねじの頭部は、カートリッジの軸方向の調整をもたらすために、カートリッジ内の溝部内に係合する。ねじの頭部を溝部と係合させるために、溝部は、ねじの頭部より大きく寸法設定される必要があり、遊びまたは緩みを生じさせる。

本発明の目的は、カッター本体の外側周囲の周りに円周方向に離間された、切削インサートを保持する複数のカートリッジを備えたカッター本体を有する切削工具であって、各々のカートリッジが、カートリッジの調整方向に方向付けられた調整ねじを有する調整機構によって調整可能である、切削工具を提供することである。調整ねじは、可撓性フランジと調整ねじの頭部との間に環状のくぼみを有する。カートリッジから突出する突起部が、環状くぼみと締まりばめによって係合し、それによって遊びまたは緩みを解消する。

次に、本発明をより良好に理解するために、また本発明を実際に実施することができる方法を示すために、添付の図を参照する。
本発明の実施形態による切削工具の斜視図である。 １つだけのカートリッジおよび関連する調整機構を示す、図１の切削工具の分解図である。 図１の切削工具の部分底面図である。 図３の線ＩＶ−ＩＶに沿って切り取られた切削インサートの断面図である。 調整機構を図示する、本発明の部分切り取り図である。 図３の線ＶＩ−ＶＩに沿って切り取られた切削インサートの断面図である。 図４に示されたものと類似するが本発明の別の実施形態の断面図である。

例示を簡単に明確にするために、図に示す要素は、必ずしも正確にまたは原寸に比例して描かれる必要がないことが理解されよう。たとえば、要素の一部の寸法を、明確にするために他の要素に対して誇張することができ、またはいくつかの物理的構成要素を１つの機能ブロックまたは要素内に含むことができる。さらに、適切と考えられるところでは、対応するまたは類似の要素を示すために、参照番号を図間で反復することができる。

以下の説明では、本発明のさまざまな態様が、説明される。説明のために、特有の構成および詳細が、本発明の完璧な理解をもたらすために記載される。しかし、本発明を本明細書で提示された特有の詳細無しに実施できることも当業者に明白になるであろう。さらに、本発明を不明瞭にしないために、よく知られている特徴を省略または簡易化することができる。

回転軸Ａを備え、本発明の実施形態による調整機構を有する切削工具１０を示す図１および２に参照がなされる。切削工具１０、たとえばフライス削りカッターは、カートリッジ１８を解放可能に保持するためにカッター本体１２の外側の周囲表面１６内に形成された円周方向に離間されたカートリッジポケット１４を備えたカッター本体１２を有する。カートリッジポケット１４は、ボルト２４によってカッター本体１２に固定されたカバー２２が嵌合された切削工具１０の前面２０に向かって開放している。

特有のカートリッジポケット１４およびそのカートリッジポケット１４に関連付けられた部材に参照がなされる。カートリッジポケット１４は、基部面２６、第１の側面２８、および第２の側面３０を含む。一部の実施形態では、基部面２６は、径方向に外向きに面していてよく、第１の側面２８は軸方向に面していてよい。第１の側面および第２の側面２８、３０は、互いにおよび基部面２６に対して直角に向けられている。基部面２６には、固定ナットポケット３４と連通するカートリッジポケット貫通孔３２が設けられる。一部の実施形態では、カートリッジポケット貫通孔３２は、径方向に方向付けられてよい。固定ナットポケット３４は、前面２０に向かって開放している。溝部３６が、基部面２６および第２の側面３０によって画定され、カートリッジポケット１４に向かって開放している。一部の実施形態では、溝部３６は、軸方向に方向付けられてよく、第２の側面３０は、切削工具１０の前面２０に向かって開放してもよい。

カートリッジ１８は、切削インサート４０を解放可能に保持するための切削インサートポケット３８を有する。カートリッジ１８は、基部面２６内に開放する皿穴４３を有するカートリッジ貫通孔４２を有する。カートリッジ貫通孔４２は、カートリッジ１８がカートリッジポケット１４内に保持されたときにカートリッジポケット貫通孔３２とほぼ重なる。カートリッジ貫通孔４２およびカートリッジポケット貫通孔３２は、必ずしも同じ形状を有する必要がなく、したがって重なりは部分のみでよい。

以下でより詳細に説明するように、カートリッジ１８は、頭部４５を有するカートリッジブッシング４４によってカートリッジポケット１４に固定される。カートリッジブッシング４４は、固定ナット４８が固定ナットポケット３４内に位置するときに固定ナット４８のナットねじ穴４６内にねじ込み式に受け入れられる。切削インサート４０は、切削インサートポケット３８内に保持され、また、切削インサート貫通孔５２内に位置し、カートリッジブッシング４４内にねじ込み式に受け入れられた固定ねじ５０によって切削インサートポケット３８に固定される。カートリッジ１８の場所の調整、その結果としての切削インサート４０の場所の調整は、一方ではカートリッジ１８と係合し、他方ではカッター本体１２とねじ込み式に直接係合することによって、またはカッター本体１２内に位置するカッター本体ブッシング５６とねじ込み式に係合することによってカッター本体１２とねじ込み式に連通する調整ねじ５４を用いて実施される。調整ねじ５４は、一部の実施形態によれば、切削工具１０の回転の軸Ａと平行になり得るねじ回転の軸Ｂを有する。

次に、図３から５に対してさらに参照がなされる。調整ねじ５４は、その後端５８に隣接して、調整ねじの頭部６２とフランジ６４の間に位置する環状くぼみ６０を有する。調整ねじの頭部６２は、溝部３６内に位置する。調整ねじ５４は、その前端６６に、ねじ切りされた部分６８を有する。カートリッジ１８の後面７０からは、突起部７２が突起することができる。突起部７２は、カートリッジ１８との単一の一体構造を有する。しかし、突起部７２は、カートリッジ１８の他の部分から突起してよい。突起部７２は、環状くぼみ６０内に受け入れられ、それによって調整ねじ５４はカートリッジ１８と係合する。フランジ６４は、可撓性であり、突起部７２および環状くぼみ６０は、たとえば締まりばめによって突起部７２を環状くぼみ６０内にぴったりと嵌合させることができるように寸法設定され、それによって調整ねじ５４をカートリッジ１８に結合させる。フランジ６４は、一方では突起部７２を環状くぼみ６０内に受け入れることを可能にし、他方では突起部７２を調整ねじの頭部６２とフランジ６４の間に強固に保つようにする程度の可撓性を有するように選択される。したがって、突起部７２と環状くぼみ６０の間に遊びまたは緩みは存在しない。その結果、調整ねじ５４とカートリッジ１８の間に遊びまたは緩みは存在しない。

カートリッジ１８の場所の調整、その結果としての切削インサート４０の場所の調整は、調整ねじ５４をねじ回転の軸Ｂの周りでねじ回転させることによって達成される。調整ねじ５４がねじ回転されるとき、調整ねじ５４は、ねじ回転の軸Ｂに沿って移動し、それと一緒にカートリッジ１８を移動させるが、これは、突起部７２が調整ねじ５４の環状くぼみ６０内にしっかりと位置するという事実のためである。ねじ回転の軸Ｂが切削工具１０の回転の軸Ａと平行である場合、調整ねじ５４は、ねじ回転されるにつれて切削工具１０の軸方向に移動し、その結果、カートリッジ１８の場所の軸方向の調整がもたらされる。

明確には、調整機構は二方向のものである。調整ねじ５４を、内向きにねじ回転させてカッター本体１２内に進めて切削工具１０の前面２０から離してよく、または調整ねじ５４を、外向きにねじ回転させて切削工具１０の前面２０に向かって進めてもよい。いずれの場合も、切削インサート４０は、カートリッジ１８が移動する同じ方向にカートリッジ１８と共に移動することになる。言い換えれば、調整ねじ５４をねじ回転の軸Ｂの周りで反対方向にねじ回転させると、ねじ回転の軸Ｂの方向における反対方向（すなわち二方向）のカートリッジ１８の位置の調整がもたらされる。明確にするために、「ねじ回転の軸Ｂの方向に」は、ねじ回転の軸Ｂに沿ってだけではなくねじ回転の軸Ｂと平行な任意の線に沿ってを意味するものとして理解されるべきであることが指摘される。

一部の実施形態によれば、図４および５に示すように、調整ねじ５４のねじ切りされた部分６８は、カッター本体１２内に位置するカッター本体ブッシング５６とねじ込み式に係合する。言い換えれば、一部の実施形態によれば、調整ねじ５４は、溝部３６内に部分的に位置し、カッター本体ブッシング５６とねじ込み式に係合する。カッター本体ブッシング５６を使用することは、カッター本体内に雌ねじを作製することが難しいケース、たとえばカッター本体１２がアルミニウム製である場合に有用である。カッター本体ブッシング５６は、雄ねじを有するように示されているが、アルミニウムで使用されるとき、これは、ねじ切りされていない孔に強制的にねじ込まれても、または非常に粗いねじ山が、カッター本体ブッシング５６を所定の位置に導くためだけに作製された孔内にねじ込まれてもよい。明確には、そのような場合、カッター本体ブッシング５６はまた、所定位置に接着させる必要がある。

次に、図６に対して参照がなされる。切削インサート４０がカートリッジ１８内に固定して保持され、カートリッジ１８がカートリッジポケット１４内に固定して保持される状態で、カートリッジポケット１４の基部面２６は、カートリッジ１８の底部表面７４に当接し、固定ナット４８の上面７６は、固定ナットポケット３４の上部内面７８に当接する。一部の実施形態によれば、固定ナットポケット３４の上部内面７８は、径方向に内向きに面し、固定ナット４８の上面７６は、径方向に外向きに面する。

図で見ることができるように、カートリッジ１８は、カートリッジ貫通孔４２内に位置するカートリッジブッシング４４、すなわちカートリッジ貫通孔４２の皿穴４３内に位置するカートリッジブッシング４４の頭部４５によって、カートリッジポケット１４に固定される。カートリッジブッシング４４は、固定ナット４８のナットねじ穴４６内にねじ込み式に受け入れられ、切削インサート４０は、切削インサート貫通孔５２内に位置し、カートリッジブッシング４４内にねじ込み式に受け入れられた固定ねじ５０によって切削インサートポケット３８に固定される。

カートリッジ１８の場所の調整中、調整ねじ５４が移動し、それと一緒にカートリッジ１８を移動させるとき、カートリッジ１８は、カートリッジブッシング４４によってカートリッジポケット１４に固定されているため、固定ねじ４８もまたカートリッジ１８と一緒に移動する。カートリッジポケット１４の基部面２６が、カートリッジ１８の底部表面７４に当接し、固定ナット４８の上面７６が、固定ナットポケット３４の上部内面７８に当接するという事実を鑑みて、調整ねじ５４によってかけられた力は、これらの当接表面間に作用する摩擦力に打ち勝つのに十分なものである必要がある。

次に、調整ねじ５４が、カッター本体１２と直接係合する実施形態を示す図７に対して参照がなされる。この実施形態では、カッター本体１２には、ねじ穴８０が設けられ、調整ねじ５４のねじ切りされた部分６８は、図４の実施形態で見るように、カッター本体ブッシング５６の代わりにねじ穴８０とねじ込み式に係合する。その結果、一部の実施形態によれば、調整ねじ５４は、溝部３６内に部分的に位置し、カッター本体内のねじ穴８０とねじ込み式に係合する。全般的に、調整ねじ５４は、溝部３６内に部分的に位置し、カッター本体１２とねじ込み式に連通する。

本発明を、切削インサートの場所の軸方向の調整に関して説明してきた。しかし、調整方向に対して固有の限定は存在しない。故に、たとえば調整ねじ５４のねじ回転の軸Ｂが径方向になるように調整ねじ５４を方向付けることができ、それによって切削インサート４０の径方向場所を調整するための二方向調整機構が生み出される。同様に、たとえば調整ねじ５４のねじ回転の軸Ｂが、軸方向と径方向の間の任意の所与の中間の方向にあるように調整ねじ５４を方向付けることができ、それによって切削インサート４０の場所を所与の中間方向において調整するための二方向調整機構が生み出される。全般的に、本発明は、調整ねじ５４が調整方向に方向付けられる切削インサートの場所の調整のための調整機構を有する切削工具に関する。故に、たとえば軸方向の調整に関しては、調整ねじ５４は軸方向に方向付けられ、一方で径方向の調整に関しては、調整ねじ５４は、径方向に方向付けられる。明確には、溝部３６もまた、径方向に適切に方向付けられる必要があり、突起部７２の位置が適切に変更される必要がある。同様に、固定ナット４８および固定ナットポケット３４の場所および方向において明らかな変更を加える必要がある。

本発明を１つまたは複数の特有の実施形態を参照して説明してきたが、説明は、全体的に例示的であることを意図しており、本発明を図示する実施形態に限定するものと解釈されないものとする。本明細書には詳細には示さないが、それにもかかわらず本発明の範囲内に含まれるさまざまな改変形態が、当業者に想定され得ることが理解される。

Claims (14)

1. カートリッジ（１８）が開放可能に中に保持される少なくとも１つのカートリッジポケット（１４）を有するカッター本体（１２）と、
   ねじ回転の軸（Ｂ）を有し、環状くぼみ（６０）およびねじ切りされた部分（６８）を含む調整ねじ（５４）と、
   前記カートリッジ（１８）から突起する突起部（７２）であって、前記環状のくぼみ（６０）内にぴったりと嵌合され、それによって前記調整ねじ（５４）を前記カートリッジ（１８）に結合させ、前記調整ねじ（５４）は、前記カッター本体（１２）とねじ込み式に連通する、突起部（７２）とを備える切削工具（１０）であって、それによって、前記調整ねじ（５４）をねじ回転の前記軸（Ｂ）周りで反対方向にねじ回転させると、ねじ回転の前記軸（Ｂ）の方向の前記カートリッジ（１８）の位置の二方向調整がもたらされ、
   前記カッター本体（１２）には固定ナットポケット（３４）が設けられ、
   前記カートリッジポケット（１４）の基部面（２６）には前記固定ナットポケット（３４）と連通するカートリッジポケット貫通孔（３２）が設けられ、
   前記カートリッジ（１８）は前記固定ナットポケット（３４）内に位置する固定ナット（４８）のナットねじ穴（４６）内にねじ込み式に受け入れられたカートリッジブッシング（４４）によって、前記カートリッジポケット（１４）に固定され、
   前記固定ナットポケット（３４）は、前記軸（Ｂ）の方向に、延在し且つ開放していることを特徴とする切削工具（１０）。
2. 前記軸（Ｂ）の方向は前記切削工具（１０）の回転の軸（Ａ）と平行であることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 前記カートリッジポケット（１４）は、第１の側面（２８）と、第２の側面（３０）とを更に備え、前記第１の側面および第２の側面（２８、３０）は、互いにかつ前記基部面（２６）に対して直角に向けられており、前記基部面（２６）および前記第２の側面（３０）によって画定された溝部（３６）が、前記カートリッジポケット（１４）に向けて開放しており、前記調整ねじ（５４）は、前記溝部（３６）内に少なくとも部分的に位置することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
4. 前記カートリッジ（１８）は、カートリッジ貫通孔（４２）を有し、また、前記カートリッジブッシング（４４）は、前記カートリッジ貫通孔（４２）内に位置することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
5. 切削インサート（４０）は、切削インサートポケット（３８）内に保持され、また、切削インサート貫通孔（５２）内に位置し且つ前記カートリッジブッシング（４４）内にねじ込み式に受け入れられた固定ねじ（５０）によって、前記切削インサートポケット（３８）に固定されることを特徴とする請求項４に記載の切削工具。
6. 前記カートリッジポケット（１４）の前記基部面（２６）は、前記カートリッジ（１８）の底面（７４）に当接し、前記固定ナット（４８）の上面（７６）は、前記固定ナットポケット（３４）の上部内面（７８）に当接することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
7. 前記固定ナットポケット（３４）の前記上部内面（７８）は、径方向に内向きに面し、前記固定ナット（４８）の前記上面（７６）は、径方向に外向きに面することを特徴とする請求項６に記載の切削工具。
8. 前記基部面（２６）は、径方向に外向きに面しており、前記第１の側面（２８）は、軸方向に面しており、前記溝部（３６）は、軸方向に向けられることを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
9. 前記溝部（３６）は、前記切削工具（１０）の前面（２０）に向かって開放することを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
10. 前記カートリッジポケット貫通孔（３２）は、径方向に向けられることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
11. 前記固定ナットポケット（３４）は、前記切削工具（１０）の前面（２０）に向かって開放することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
12. 前記調整ねじ（５４）は、前記カッター本体（１２）とねじ込み式に係合することによって前記カッター本体（１２）とねじ込み式に直接的に連通することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
13. 前記カッター本体（１２）には、ねじ穴（８０）が設けられ、前記調整ねじ（５４）のねじ切りされた部分（６８）は、前記ねじ穴（８０）とねじ込み式に係合することを特徴とする請求項１２に記載の切削工具。
14. 前記調整ねじ（５４）は、前記カッター本体（１２）内に位置するカッター本体ブッシング（５６）とねじ込み式に係合することによって前記カッター本体（１２）とねじ込み式に連通することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。

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