JP5711804B2 - ボーリングヘッド - Google Patents

Description

本発明は、工具本体と、前記工具本体に取り外し可能に取り付けられ、互いに１８０度オフセットされて配置され、カッターを半径方向に調整するために摺動可能にクランプ面に取り付けられた２つのカッターホルダーと、カッターホルダーをクランプ面に対して締め付け固定するクランプ手段と、カッターホルダーを半径方向に調整する調整手段とを備えるボーリングヘッドに関する。

この種のボーリングヘッドは従来技術で随分前から知られている。ここで、例えば欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０９９０４７７号、スイス特許第６２７，６７６号、および同第６１１，１９０号を参照されたい。このようなツインカッターボーリングヘッドは、孔の粗機械加工に特に適している。単一カッター器具と比較すると、互いに１８０度オフセットされて配置されたツインカッターは２倍の送り速度を可能にする。原則として、３種類の粗加工が可能である。二重オフセット粗加工の際は、２つのカッターは軸方向と半径方向にオフセットされる。回転対称性粗加工の際は、２つのカッターは軸方向または半径方向のいずれにもオフセットされない。これは最も頻繁に使用される設定である。全輪郭の粗加工の際は、２つのカッターは、相当程度正反対にオフセットされている。粗加工の場合、特に高い安定性要件がこのようなボーリングヘッドに課される。したがって、軸方向および半径方向に個々に調整可能なカッターホルダーは、トルクの伝達のために工具本体に特に安定して支持されなければならない。カッターを軸方向にオフセットするには、これまで、対応する中間部品または調整ねじが使用されてきた。しかしながら、このような中間部品または調整ねじはボーリングヘッドの安定性を低下させるため、特に粗加工作業にとって不都合である。

本発明の目的は、安定性に優れ、しかも低コストで製造できる冒頭で述べた種類のボーリングヘッドを提供することにある。

この目的は、カッターホルダーの半径方向の位置を設定するストッパーとなる、工具本体に固定され１８０度回転した位置にある各ホルダーにそれぞれ取り付けられる２つの止めねじを備え、この止めねじとホルダーとが、カッターホルダーの下面に形成された対応する凹部内に配置されるボーリングヘッドによって達成される。
本発明に係るボーリングヘッドのクランプ面は、一方のカッターホルダーのための第１の部分クランプ面および他方のカッターホルダーのための第２の部分クランプ面を備えることができ、これらの２つの部分クランプ面が、一定程度軸方向にオフセットされ、２つのカッターホルダーが、この程度に従ってカッターに対して異なる高さを有し、２つのカッターホルダーを、任意選択で第１の部分クランプ面または第２の部分クランプ面に取り付け、このクランプ面に対して半径方向に調整することができる、前述の種類のボーリングヘッドで達成される。ボーリングヘッドは、追加の部品を使用せずに前記粗加工作業に使用することができる。ボーリングヘッドを回転対称の粗加工から二重オフセット荒加工に変更するには、単に２つのカッターホルダーを交換するだけである。また、工具本体とカッターホルダーとの間の噛み合いが本発明によるボーリングヘッドで可能であることが極めて重要である。このような噛み合いは、それ自体が従来技術、例えばスイス特許第６１１，１９０号で周知である。しかしながら、カッターの軸方向のオフセットでの粗加工は、これまでこのような噛み合いでは不可能であった。しかしながら、本発明は、２つのカッターホルダーが延伸したブリッジ様本体工具に配置されたボーリングヘッドで極めて単純に実現できる。ブリッジ様ボーリングヘッドは、中国特許出願第２００９−２６２３０７号による従来技術に開示されている。しかしながら、このボーリングヘッドは二重オフセット粗加工を可能にしていない。

さらなる有利な特徴は、従属請求項、以下の説明、および図面の通りである。

本発明の例示的な実施形態は、図面を参照して以下に詳細に説明する。

本発明によるボーリングヘッドの立体図である。 ２つのカッターホルダーが対称性粗加工用に配置された、図１によるボーリングヘッドの側面図である。 ２つのカッターホルダーが軸方向にオフセットされた粗加工用に配置された、図２による図である。 図として分かりやすくするために個々の部品が展開された配置で示されている、本発明によるボーリングヘッドの立体図である。 変更形態による歯状部が異なる２つのカッターホルダーの側面図である。 変更形態による歯状部が異なる２つのカッターホルダーの側面図である。 クランプ面の歯状部が異なる工具ホルダーの側面図である。 クランプ面の歯状部が異なる工具ホルダーの側面図である。 本発明によるボーリングヘッドの変更形態の立体図である。 図９によるボーリングヘッドの側面図である。 図として分かりやすくするために個々の部品が展開された配置で示されている、図９によるボーリングヘッドの立体図である。 中間部品が断面で示されている図１０による図である。

図１に示されているボーリングヘッドは、工具本体２を備え、この工具本体２の下側に締め付けペグ８があり、この締め付けペグ８で、それ自体周知の方法でボーリングヘッド１を駆動機構に取り付けることができる。締め付けペグ８を横断方向に貫通するボルト９が、回転防止ロックの役割を果たしている。カッターホルダー３および４は、半径方向に移動可能に工具本体２に取り付けられている。カッターインサート５が、いずれも締め付けねじ６によって２つのカッターホルダー３および４に取り付けられ、カッターインサート５は、いずれも端面１７を軸方向に越えて延出している。カッターインサート５は、刃先交換式インサート（Wendeplatten）として設計することができる。

２つのカッターホルダー３および４はそれぞれ、クランプねじ７によって工具本体２に取り付けられている。クランプねじ７はそれぞれ、長円形の孔１８を通り、それぞれ工具本体２のねじ穴（ここでは不図示）に挿入されている。クランプねじ７を緩めれば、２つのカッターホルダー３および４を、長円形孔１８が許容する範囲で、いずれも互いに独立して半径方向に移動させることができる。所望の位置はそれぞれ、いずれも止めねじ１５によって形成された図４のストッパーによって設定される。これらの止めねじ１５は、１８０度回転した位置にある各ホルダー１６に取り付けられている。対応する凹部（ここでは不図示）が、これらの止めねじ１５およびホルダー１６のためにカッターホルダー３および４の下面に形成されている。２つのカッターホルダー３および４は、噛み合い部１０によって本体２に連結されている。この噛み合い部は、工具本体２のクランプ面１１の歯状部１２および２つのカッターホルダー３および４の歯状部１３を含む。歯状部１２および１３は、互いに対応するように設計されているため、これらは対応して噛み合っている。

クランプ面１１の歯状部１２は、半円型設計で互いに軸方向にオフセットされた２つの部分クランプ面１１ａおよび１１ｂを有する。図５〜図８では、この軸方向のオフセットが図として分かりやすくするために誇張されて示されている。実際は、このオフセットの程度は相当小さく、例えば０．２ｍｍである。したがって、図８によると、２つの高さｈ１およびｈ２が示されており、これらはいずれも工具本体のクランプ面１９から部分クランプ面１１ａおよび１１ｂまでの距離を表している。高さｈ１は、例えば２８．１ｍｍであり、高さｈ２は、２８．３ｍｍである。図６によると、２つのカッターホルダー３および４は軸方向の異なる高さを有する。これらの高さは、ｈ３およびｈ４で示されている。この場合も同様に、高さｈ３と高さｈ４との間の差が誇張されて示されており、実際には例えば０．２ｍｍである。この場合、高さｈ３は２０．４ｍｍであり、高さｈ４は２０．２ｍｍである。したがって、ｈ１とｈ２の差はｈ３とｈ４の差と同一である。高さｈ３およびｈ４はいずれも歯状部１３とカッターインサート５の刃先との間の距離に関係している。

図５および図７に示されているボーリングヘッド１’は、クランプ面１１の形状または２つの部分クランプ面１１ａ’および１１ｂ’の形状、ならびに２つのカッターホルダー３’および４’の歯状部１３’の形状の点だけがボーリングヘッド１と異なっている。図から分かるように、工具ホルダー２’に設けられた歯状部１２’は矩形の断面を有しており、歯状部１３’に対応するように設計されている。前記軸方向の高さの差はこのボーリングヘッド１’にも設けられている。したがって、歯状部は異なるように設計することができる。

前記高さの差を除いて、カッターホルダー３と４または３’と４’は同一の設計である。したがって、これらは相互に交換することができる。前記高さの差のために、カッターインサート５は図２に従って回転対称に配置されるか、または図３に従って少なくとも軸方向にオフセットされて配置される。図３による配置では、カッターホルダー３のカッター５は高さＨ１に配置され、カッターホルダー４のカッターインサート５は高さＨ２に配置されている。この場合、高さの差は部分クランプ面１１ａと１１ｂとの間の高さの差と２つのカッターホルダー３と４との間の高さの差の合計である。したがって、図示されている例では、この差は０．４ｍｍである。同じことが図５および図７によるボーリングヘッドにも当てはまる。この場合、２つのカッターインサート５の刃先も関係している。

回転対称性粗加工は、図２によるボーリングヘッドを１用いることで可能となる。この回転対称性粗加工は、材料の比較的小さい削り代から平均的な削り代、例えば最終直径の１０％の削り代の機械加工に特に適している。この場合、高い切削速度で高い送り速度が可能である。この場合、比較的高い程度に半径方向にオフセットされたカッターの配置で、「全輪郭の粗加工」も可能である。

図３によるカッターの配置では、オフセット、特に二重オフセットの粗加工が可能である。原則として、この場合、切削インサート５は直径および高さ、すなわち軸方向の両方でオフセットされている。これは、特に半分の送り速度値で２倍の材料の削り代の機械加工および優れたクランプ制御を可能する。この場合、材料の削り代は、例えば最終直径の２０％である。図２および図３に示されている２つの設定間でボーリングヘッド１を交換するには、工具ホルダー２からクランプねじ７を取り外し、２つのカッターホルダー３および４を交換し、そして再び挿入して２つのクランプねじ７を締めるだけである。噛み合い部１０は安定性に関しては有利であるが、必須ではない。したがって、噛み合い部１０を平らな表面に置き換えることもできる。

図９に示されているボーリングヘッド２０は、大きい直径、例えば２００〜６００ｍｍに適している。ボーリングヘッド２０は、同様に上述の種類の粗加工に適している。ボーリングヘッド２０は、延伸したブリッジベース２１を有し、この上に２つの中間部品２７および２８が取り付けられている。２つの中間部品２７および２８は、締め付けねじ３３でベース２１の上面３７に締め付け固定されている。締め付けねじ３３およびベース２１のねじ穴３６は、このために設けられている。加えて、ベース２１の孔３５に係合するピン（ここでは不図示）も、中間部品２７および２８の下面に設けられている。ねじ穴３６および孔３５は、異なる直径位置のための格子を形成するように配置されている。図９によると、２つの中間部品２７および２８は本質的に間に空間なく配置するか、または大きい直径を機械加工できるように互いに距離を置いて配置することができる。前記ピンは大きい直径でも十分な安定性を可能にする。ベース２１と２つの中間部品２７および２８が、工具本体を形成する。

２つの中間部品２７および２８はそれぞれ、上部に溝２９および３０を備えており、これらの溝は、互いに整合しそれぞれカッターホルダー２２および２３を取り付けるために設けられている。止めねじ３２はそれぞれ、カッターホルダー２２および２３の半径方向のストッパーとして溝２９および３０内に配置されている。これらのカッターホルダー２２および２３はそれぞれ２つの細長い孔２５を備え、これらの孔の中にクランプねじ２４を挿入することができ、前記クランプねじ２４はそれぞれ中間部品２７および２８にカッターホルダー２２および２３を固定するために、ねじ穴３１に挿入することができる。クランプねじ２４を緩めれば、２つのカッターホルダー２２および２３をそれぞれ、長円形の孔２５に従って互いに独立して半径方向に調整することができる。所望の位置は、止めねじ３２によって設定される。

特に図１２に示されているように、中間部品２７および２８はそれぞれ部分クランプ面２６ａおよび２６ｂを備え、これらの部分クランプ面に対してカッターホルダー２２または２３をそれぞれ締め付け固定することができる。図１２によると、これらの部分クランプ面２６ａおよび２６ｂはベース２１の上面３７に対して異なる高さを有する。したがって、部分クランプ面２６ａは高さｈ１を有し、部分クランプ面２６ｂは、高さｈ２を有する。この場合も、高さの差は０．２ｍｍである。図１２では、この高さの差が図として分かりやすくするために誇張されている。図示されている例示的な実施形態では、高さｈ１は１５．６ｍｍであり、高さｈ２は１６ｍｍである。

２つのカッターホルダー２２および２３も同様に異なる高さを有する。したがって、図１２に示されている高さｈ３は３４ｍｍであり、高さｈ４は３４．４ｍｍである。したがって、図１０による配置に対応する図１２に示されている配置では、カッターホルダー２３のカッターは、カッターホルダー２２のカッター５から０．８ｍｍオフセットされている。２つのカッターホルダー２２と２３を交換すると、前記軸方向のオフセットが０になる。したがって、このカッターの配置では、回転対称性粗加工または全輪郭の粗加工が可能である。他方、図１０および図１２によるカッターの配置では、オフセット粗加工が可能である。この場合は、カッターを半径方向にもオフセットすることができる。したがって、ボーリングヘッド２０は同様に、上述の種類の粗加工を可能にする。この場合、カッターの配置を同様に、極めて単純な方法で交換することができる。比較的大きい直径であっても、高い安定性が確保される。ボーリングヘッド２０は、それ自体既知の方法で駆動機構に取り付けることができる。このために、ベース２１を貫通する３つの締め付けねじ３４が設けられている。

また、本明細書に開示された発明は以下の各項目１〜１０のような構成とすることができる。
１．工具本体（２、３８）と、前記工具本体（２、３８）に取り外し可能に取り付けられ、互いに１８０度オフセットされて配置され、カッター（５）を半径方向に調整するために摺動可能にクランプ面（１１、２６）に取り付けられた２つのカッターホルダー（３、４；２２、２３）と、前記カッターホルダー（３、４；２２、２３）を前記クランプ面（１１、２６）に対して締め付け固定するクランプ手段（７、２４）と、前記カッターホルダー（３、４；２２、２３）を半径方向に調整する調整手段（１５、３２）とを備えるボーリングヘッドにおいて、
前記クランプ面（１１、２６）が１つの前記カッターホルダー（３、４；２２、２３）のための第１の部分クランプ面（１１ａ、２６ａ）および他方の前記カッターホルダー（３、４；２２、２３）のための第２の部分クランプ面（１１ｂ、２６ｂ）を有し、
これら２つの部分クランプ面（１１ａ、１１ｂ；２６ａ、２６ｂ）が一定程度軸方向にオフセットされ、
前記２つのカッターホルダー（３、４；２２、２３）が、この程度によって前記カッター（５）に対して異なる高さを有し、
前記２つのカッターホルダー（３、４；２２、２３）を任意選択で前記第１の部分クランプ面（１１ａ、２６ａ）または前記第２の部分クランプ面（１１ｂ、２６ｂ）に取り付け、このクランプ面に対して半径方向に調整することができることを特徴とするボーリングヘッド。
２．前記器具本体（２）が実質的に回転形態に設計され、前記２つの部分クランプ面（１１ａ、１１ｂ）が、実質的に半円型の設計であることを特徴とする、上記項目１に記載のボーリングヘッド。
３．前記２つのカッターホルダー（３、４）がそれぞれ、前記工具本体（２）の噛み合い部（１０）で半径方向に移動可能に案内されることを特徴とする、上記項目１または２に記載のボーリングヘッド。
４．前記噛み合い部（１０）が、互いに平行に延在する溝およびリブを有することを特徴とする、上記項目３に記載のボーリングヘッド。
５．前記本体（３８）が、延伸したデザインであることを特徴とする、上記項目１に記載のボーリングヘッド。
６．前記２つのカッターホルダー（２２、２３）がそれぞれ、延伸したデザインであり、溝（２９、３０）内を半径方向に移動可能に案内されることを特徴とする、上記項目５に記載のボーリングヘッド。
７．前記工具本体（２）が、２つの中間部品（２７、２８）を備え、これらの中間部品の上に、前記２つのカッターホルダー（２２、２３）が１つずつ半径方向に移動可能に案内されることを特徴とする、上記項目５または６に記載のボーリングヘッド。
８．前記２つの中間部品（２７、２８）が所定の格子に従って前記工具本体（２）の異なる半径方向位置に取り付けられることを特徴とする、上記項目６または７に記載のボーリングヘッド。
９．前記工具本体（２）が、この格子に従った複数の孔（３５、３６）を有することを特徴とする、上記項目８に記載のボーリングヘッド。
１０．前記中間部品（２７、２８）がそれぞれ、前記２つの部分クランプ面（２６ａ、２６ｂ）の１つを有し、これら２つの部分クランプ面が前記工具本体の部品（２１）の表面（３７）に対して異なる高さを有することを特徴とする、上記項目７〜９のいずれか一項に記載のボーリングヘッド。

１、 ボーリングヘッド
２、 工具本体
３、 カッターホルダー
４、 カッターホルダー
５、 カッターインサート
６、 締め付けねじ
７、 クランプねじ
８、 締め付けペグ
９、 ボルト
１０、 噛み合い部
１１、 クランプ面
１１ａ、部分クランプ面
１１ｂ、部分クランプ面
１２、 歯状部
１３、 歯状部
１４、 孔
１５、 止めねじ
１６、 ホルダー
１７、 端面
１８、 長円形の孔
１９、 クランプ面
２０、 ボーリングヘッド
２１、 ブリッジ
２２、 カッターホルダー
２３、 カッターホルダー
２４、 クランプねじ
２５、 長円形の孔
２６、 クランプ面
２６ａ、部分クランプ面
２６ｂ、部分クランプ面
２７、 中間部品
２８、 中間部品
２９、 溝
３０、 溝
３１、 孔
３２、 止めねじ
３３、 締め付けねじ
３４、 締め付けねじ
３５、 孔
３６、 ねじ穴
３７、 上面
３８、 工具本体

Claims (8)

1. 工具本体（２、３８）と、前記工具本体（２、３８）に取り外し可能に取り付けられ、互いに１８０度オフセットされて配置され、カッター（５）を半径方向に調整するために摺動可能にクランプ面（１１、２６）に取り付けられた２つのカッターホルダー（３、４；２２、２３）と、前記カッターホルダー（３、４；２２、２３）を前記クランプ面（１１、２６）に対して締め付け固定するクランプ手段（７、２４）と、前記カッターホルダー（３、４；２２、２３）を半径方向に調整する調整手段（１５、３２）とを備えるボーリングヘッドにおいて、
   前記調整手段が、それぞれ前記カッターホルダー（３、４；２２、２３）の半径方向の位置を設定するストッパーとなる、前記工具本体（２、３８）に固定され、１８０度回転した位置にある各ホルダー（１６）にそれぞれ取り付けられる２つの止めねじ（１５、３２）からなり、この止めねじ（１５、３２）とホルダー（１６）とが、前記カッターホルダー（３、４；２２、２３）の下面に形成された対応する凹部内に配置されることを特徴とするボーリングヘッド。
2. 前記２つのカッターホルダー（３、４；２２、２３）が、それぞれがクランプねじ（７、２４）によって前記工具本体（２、３８）に固定され、それぞれが独立して半径方向に移動可能である、請求項１に記載のボーリングヘッド。
3. 前記本体（３８）が、延伸したデザインであることを特徴とする、請求項１に記載のボーリングヘッド。
4. 前記２つのカッターホルダー（２２、２３）がそれぞれ、延伸したデザインであり、溝（２９、３０）内を半径方向に移動可能に案内されることを特徴とする、請求項３に記載のボーリングヘッド。
5. 前記止めねじ（１５）は、それぞれ前記溝（２９、３０）内に配置される、請求項４に記載のボーリングヘッド。
6. 前記工具本体（２）が、２つの中間部品（２７、２８）を備え、これらの中間部品の上に、前記２つのカッターホルダー（２２、２３）が１つずつ半径方向に移動可能に案内されることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか一項に記載のボーリングヘッド。
7. 前記２つの中間部品（２７、２８）が所定の格子に従って前記工具本体（２）の異なる半径方向位置に取り付けられることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載のボーリングヘッド。
8. 前記工具本体（２）が、この格子に従った複数の孔（３５、３６）を有することを特徴とする、請求項７に記載のボーリングヘッド。

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