JPH10309615A - 切削工具 - Google Patents

切削工具

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JPH10309615A
JPH10309615A JP10100947A JP10094798A JPH10309615A JP H10309615 A JPH10309615 A JP H10309615A JP 10100947 A JP10100947 A JP 10100947A JP 10094798 A JP10094798 A JP 10094798A JP H10309615 A JPH10309615 A JP H10309615A
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JP
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cartridge
notch
cutting
saw
recess
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JP10100947A
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Guenter Wermeister
ヴェルメスター ギュンター
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Sandvik AB
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Sandvik AB
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は回転自在の長軸を有しかつ軸方向に
複数の離隔凹部を有する工具本体、および締付け手段に
より前記凹部内へ着脱自在に固定される切削インサート
を担持するカートリッジから成る、前記カートリッジの
位置調整を可能にする金属加工チップ用の切削工具に関
する。 【解決手段】 カートリッジの１側面は鋸歯切欠きを有
し、かつ工具本体はその鋸歯切欠きに隣接する位置にキ
ー要素を受けるための対応する湾曲凹部を有し、キー要
素は端部にカートリッジの鋸歯切欠きに対応する鋸歯切
欠きを有し、それによりキー要素のカートリッジの鋸歯
切欠きおよび工具本体の凹部への挿入に伴うキー要素の
回転によりカートリッジそして切削インサートの調整を
可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は凹部および前記凹部
内に受けられる切削インサート（cutting insert) 即ち
バイト用チップを担持するカートリッジを有する回転工
具本体から成り、前記カートリッジが工具本体へ着脱自
在に固定される切削工具に関する。本発明は前記工具本
体に対して前記カートリッジの移動を可能にする新規手
段を提供する。
【０００２】
【従来の技術】仕上位置へかかる切削インサートを係止
する前に切削インサートの位置調整を可能にするための
偏心要素またはセットねじ等調整手段を装備した回転フ
ライスは既知である。かかる調整を可能にする手段は、
しばしば、偏心要素がその回転軸取付け時に降伏する欠
点を有する。ただし、かかる調整要素は軸荷重を受けて
も降伏し始める。このことは高い仕上精度が要求される
場合の困難性に繋がる。
【０００３】更に、調整ウエッジ部材を有するフライス
が知られている。しかし、かかるウエッジ部材の用途は
軸調整に使用される場合、軸方向に付加的スペースを必
要とする。従って、最小限のスペースで、軸方向および
半径方向の荷重に耐える改良された調整手段を具備した
回転切削工具に対する要求がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上述
の問題を解決する切削工具を提供することを課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、一定方向へ回
転自在の長軸を有しかつ軸方向に延在する複数の離隔凹
部を有する工具本体、および締付け手段により前記凹部
内へ着脱自在に固定される切削インサートを担持するカ
ートリッジから成り、前記凹部が前記工具本体の長手方
向に延在するガイド壁面により形成された、前記カート
リッジの位置調整を可能にする金属工作物を加工するチ
ップ用の切削工具に関する。本発明の切削工具におい
て、前記カートリッジの１側面は鋸歯切欠きを有し、か
つ前記工具本体は前記鋸歯切欠きに隣接する位置にキー
要素を受けるための対応する湾曲凹部を有し、前記キー
要素の前端部は前記カートリッジの鋸歯切欠きに対応す
る鋸歯切欠きを形成した周面を有し、それにより前記キ
ー要素の前記鋸歯切欠きおよび前記凹部への挿入および
係合後の前記キー要素の回転運動により前記カートリッ
ジが前記工具本体に対して移動しかつそれにより調整さ
れることを特徴とする。本切削工具は、更に、その調整
後の位置へ前記カートリッジを係止する係止手段を含
む。
【０００６】好適形態において、前記カートリッジの基
部と前記凹部内の半径方向内支持面との間にウエッジ
（くさび）要素が設けられ、前記ウエッジ要素の１側面
は鋸歯切欠きを有し、かつ前記工具本体は対応する鋸歯
切欠きを有するキー要素を受けるための隣接凹部を有
し、それにより前記キー要素の回転運動が前記ウエッジ
要素の長手方向移動を可能にしかつそれにより前記カー
トリッジおよびその切削インサートの半径方向調整を可
能にする。
【０００７】好適形態において、前記カートリッジは前
壁、後壁、および下壁により画定された概ね半径方向に
延在する凹部内に着脱自在に固定され、前記各壁は前記
工具本体の中心軸に事実上平行かつ相互に対して実質的
垂直に配置されている。好適形態において、前記カート
リッジは、前記カートリッジから半径方向に延在して前
記工具本体へ螺合される２つの離隔ねじ切りボルトによ
り前記工具本体へ着脱自在に固定され、それにより前記
カートリッジの前記１側面の鋸歯切欠きと前記工具本体
内の隣接凹部は同一半径方向へ延在する。
【０００８】好適形態において、前記工具本体は立て削
り切削工具であり、相互に隣接する切削インサートは前
記工具本体の両側から突出する構成であり、かつ前記カ
ートリッジの半径方向内角領域上に鋸歯切欠きが形成さ
れ、かつこの鋸歯切欠きに隣接して終端する円筒形ボア
が形成され、対応する鋸歯切欠き周面部を有するキー要
素がその鋸歯切欠きと係合自在であり、前記キー要素を
受けるボアは前記凹部の後壁の延在する方向に対して傾
斜する方向に延在する。
【０００９】好適形態において、各前記カートリッジは
ボルトにより着脱自在に固定された切削インサート担持
要素を具備した座を有し、前記ボルトは前記切削インサ
ート担持要素を通って前記カートリッジへ螺合自在であ
り、前記切削インサート担持要素の周面部に更に鋸歯切
欠きが形成されていて、それにより対応する鋸歯切欠き
を有するキー要素の前記切削インサート担持要素の鋸歯
切欠きへの挿入および回転により前記切削インサート担
持要素の微調整ができる構成である。
【００１０】好適形態において、前記キー要素の端部の
周面は第１の一連の偶数、好ましくは６個の離隔した半
円筒面、および前記第１の半円筒面と交互に接して滑ら
かに融合した第２の一連の半円筒面から成り、前記各カ
ートリッジの１側面の一部は対応する設計の鋸歯切欠き
を有する。好適形態において、前記第２半円筒面の曲率
半径は前記第１半円筒面のそれの２倍を越える。
【００１１】好適形態において、前記第１半円筒面の半
径方向最大寸法と前記第２半円筒面の半径方向最小寸法
との差は前記第１半円筒面の曲率半径の略５０％を越え
る。好適形態において、前記第１半円筒面の半径方向最
大寸法と前記第２半円筒面の半径方向最小寸法との差は
前記半径方向最大寸法の２０〜３０％である。好適形態
において、前記カートリッジは鋸歯切欠き領域に隣接す
る凹領域を有し、前記凹領域の直径は前記キー要素の歯
車形前部のの外頂点と接触する円の直径よりも若干大き
い。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
を更に詳細に説明する。図１から４は、通常、炭化物ま
たはセラミック等の耐磨耗性材料により形成された切削
インサート１３を各々が装備した複数のカートリッジ１
２を受ける概ね軸方向に延在する複数の凹部１１を周辺
に有する回転工具本体１０を示す。選択的に、各切削イ
ンサート１３はダイアモンド形またはキュービック形に
窒化硼素で形成された切削エッジを有する１以上の切刃
１３ａを有する一体物であってよい。工具本体１０は中
心軸ＣＬを中心にＲ方向へ回転する構成である。凹部１
１は工具本体１０の周辺に均一に分布されている。各凹
部１１はＵ形であって、軸ＣＬと平行かつ相互に対して
実質的垂直でありかつ対応するカートリッジ１２を全方
向運動に対して確実に固定する機能を有するガイド壁面
１１ａ，１１ｂおよび１１ｃにより画定されている。各
カートリッジ１２はそのガイド壁に対して設置されかつ
２つの間隔を置いた固定ボルト１４および１５により保
持される。固定ボルト１４および１５は一部ねじ切りさ
れており、カートリッジ１２内に形成された対応する孔
１６および１７を通過し、それにより工具本体１０内の
ねじ切りボア１８，１９と螺合する。
【００１３】２つのボルト１４，１５位置間でカートリ
ッジ１２の中間部に、より具体的には、凹部１１のガイ
ド壁１１ａと面対面で接触するカートリッジ１２の側壁
２１の一部に、その側壁２１の半径方向内部上に半径方
向に延在する鋸歯切欠き２０が形成されている。キー要
素２３の円筒部に対して間隙を形成するために凹域２０
ｂを形成することは重要であり、キー要素２３の前端部
は鋸歯切欠き２０と係合する歯車形の面を有する。換言
すれば、キー要素２３の円筒部はそのキー要素の前端部
の歯車形面の歯の外頂点と接する円の直径よりも若干大
きい直径を有する。鋸歯切欠き２０はカートリッジ１２
の長手に垂直の半径方向へ延在する。鋸歯切欠き２０の
形状例は図３に更に明瞭に示されている。鋸歯切欠き２
０の位置に隣接して、ガイド壁１１ａと交差するように
円形凹部２２が工具本体１０に形成されている。凹部２
２の軸位置はカートリッジ１２上に形成された鋸歯切欠
き２０の軸位置と略同一である。鋸歯切欠き２０および
凹部２２の形成目的は、鋸歯切欠き２０の形状に対応す
る面設計の周面で構成された端部２４を有するキー要素
２３を受けるためである。
【００１４】図４は本発明の他の形態、更に具体的に
は、カートリッジ１２および組合せたウエッジ要素２５
を具備する面フライスを示す。更に具体的に、ウエッジ
要素２５はカートリッジ１２と組合せた工具本体１０と
の間に半径方向のスペーサ要素として設けられている。
カートリッジ１２は工具本体１０の半径方向へ延在する
第１鋸歯切欠き２０を有し、かつ工具本体１０内に図１
の形態と同様の隣接対応凹部２２が設けられている。た
だし、ウエッジ要素２５の１側面においてその半径方向
に第２鋸歯切欠き２６が付加的に形成されている。鋸歯
切欠き２６に隣接して工具本体１０には円形凹部２７が
形成され、ＴＯＲＸキー等のキー要素２３の挿入または
係合によりキー回転時の長手移動、上方または下方移動
を可能にする。これによりカートリッジ１２の半径方向
調整および切削インサート１３の位置決めを可能にす
る。鋸歯切欠き２８の形態の付加的調整手段が、ボルト
３０によってカートリッジ１２の座に固定された要素２
９を担持する切削インサート内に形成されている。ボル
ト０は要素２９を通ってカートリッジ１２に螺合する。
鋸歯切欠き２８に適合する歯車形周面を有するキー要素
を要素２９上の凹部へ挿入することによって、切削イン
サート１３の微調整を行うことができる。これにより、
使用者は切刃の軸方向および半径方向における設定のみ
ならず、所定中心線に対して要求される角度に関して切
削インサート１３の第２切刃の調整を行うことができ
る。
【００１５】図５から７において、立て削り切削工具と
して他の回転切削工具が示されている。この切削工具は
中心軸を中心にＲ方向へ回転するように構成されかつそ
の周辺に複数の間隔をおいた凹部１１’を有し、各凹部
１１’は前壁３１、後壁３２および下壁３３により画定
されている。一部ウエッジ形のカートリッジ１２’が各
凹部１１’内に設置されている。各カートリッジ１２’
の幅はディスク形工具本体の幅よりも明らかに小さい。
各カートリッジ１２’は炭化物または同様の耐磨耗性材
料による切削インサート１３を担持する。各第２切削イ
ンサートの１部は工具本体の１側面から側方に突出し、
かつその間の各切削インサートの同様部は工具本体１０
の反対側面から側方へ突出している。これらの切削イン
サートは工具本体１０の中心面と重合する充分な幅を有
する。カートリッジ１２’の締付け手段はカートリッジ
１２’上の切削インサート１３内に半径方向に配置され
た締付けウエッジ３４である。このウエッジは締付けね
じ３５によりカートリッジ１２’の半径方向内部へ向け
て締付けられ、締付けねじ３５はウエッジ３４を通って
工具本体１０内の対応するボアと螺合する。凹部１１’
の後壁３２はカートリッジ１２’の後壁内の鋸歯切欠き
に対応する軸方向直線上に鋸歯切欠き３２’および３
２”の形成された部に沿っている。締付けウエッジ３４
は一部に鋸歯切欠きを有する後壁３２から離れた凹部１
１’の壁と、カートリッジ１２’の半径方向内部との間
で作用する。
【００１６】カートリッジ１２’は半径方向の最も内側
の角の１つに、更に具体的には下壁３３と後壁３２間の
移行領域に位置する角に、凹部１１’の後壁３２の方向
に対して斜角に配向された円筒ボア３９へ受ける係止キ
ー要素３８の内端部３７と係合する構成の鋸歯切欠き面
３６を有する。キー要素３８の回転は鋸歯切欠き面３６
との係合後にカートリッジ１２’の軸移動を可能にし、
それにより工具本体１０に対する切削インサート１３の
軸調整を可能にする。キー要素３８用の傾斜ボア３９の
設計はカートリッジ１２’背後の鋸歯切欠きの完全支持
を可能にし、カートリッジ１２’背後の後支持壁の剛性
および強度を弱めるようなキー要素用挿入ボアの形成を
必要としない。キー要素３８の端部を示す図８から更に
明らかなように、この端部は６つの間隔を置いた第１の
一連の半円筒形面４０をにより一部が形成されている。
第２の一連の６つの間隔を置いた半円筒形面４１は面４
０と交互に滑らかに接線方向で融合している。第２の一
連の面４１の曲率半径は面４０の曲率半径よりも相当に
大きく、好ましくは、２倍以上である。更に、図８から
明らかなように、第１の一連の面の最大径（全体の直
径）４２は中間面４１を横切る最小径４３よりも大き
い。間隔４４は面４０により形成される突出部間の溝の
深さを表し、かつこの間隔は面４０の半径方向の最大寸
法と面４１の半径方向の最小寸法間の差異に相当する。
この差異は最大半径の２０〜３０％であるのが好まし
い。更に好ましくは、この間隔は第１の一連の面４０の
半径の略５０％を越える長さである。
【００１７】キー要素２３，３８の外形は図８に詳細に
示したものを特に好適形態として説明したが、特許請求
の範囲内で、カートリッジ１２，１２’の側面のマッチ
プロファイルの形状と同様に、前記キー要素の係合端部
に他の形態が選択できる。図９に示された形態におい
て、工具頭部と係合する円筒形工作物Ａの長軸と同軸の
軸Ｌを中心に回転する工具頭部へ固定されたカートリッ
ジ１２およびウエッジ要素２５から成る工具ホルダが示
されている。かかる回転工具頭部は米国特許第５，３５
３，６６８号に示されており、ここで参考にされてい
る。円形重質インサート４５はカートリッジ１２上で基
本的に三角形の仕上切削インサート４６の前に軸方向に
所定間隔を置いて設けられる。円形切削インサート４５
は工作物Ａの所定の切込み深さまでの荒削りを行い、他
方、仕上切削インサート４６は切込み深さｈ２の工作物
の面を形成する。切削インサート４５，４６による全切
込み深さはｈ１で示されている。切削インサート４５，
４６の位置の半径方向調整はカートリッジ１２の１傾斜
側壁と交差するように円形凹部４７をカートリッジ１２
内に形成することにより可能になる。凹部４７の位置に
隣接してウエッジ要素２５の隣接接触面内に鋸歯切欠き
４８が形成されている。鋸歯切欠き４８および凹部４７
の形成目的は、鋸歯切欠き４８の形状、即ち、図３に示
されたような面構成に完全に対応する面設計の端部を周
辺に有するキー要素２３と同一タイプのキー要素の受容
を可能にすることにある。かかるキー要素２３を凹部４
７と鋸歯切欠き４８に係合させて回転することにより、
キー要素２３作動時のウエッジ要素２５の長手移動の結
果として切削インサートの半径方向の調整が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカートリッジの軸調整手段を具備
したフライスと組立てたキャリッジの側面を示す。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図であ
る。
【図３】調整キーとカートリッジ間の係合を示す拡大図
である。
【図４】本発明によるカートリッジの軸および半径方向
の調整手段を具備したフライスと組立てたカートリッジ
の側面を示す。
【図５】本発明によるディスク形フライスの側面図であ
る。
【図６】図５のフライスの端面図である。
【図７】図５のキー要素とカートリッジの係合面を示す
拡大図である。
【図８】図７のキー要素の外形の拡大図である。
【図９】カートリッジに担持された切削インサートの調
整用手段を具備したカートリッジ１２を装備したバール
（ｂａｒ）表面処理工具用工具ホルダの上面図である。
【符号の説明】
１０…工具本体 １２…カートリッジ １３…切削インサート ２０，２６，２８，４８…鋸歯切欠き ２２，２７，４７…凹部 ２３，３８…キー要素

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転方向（Ｒ）へ回転自在の長軸（Ｃ
    Ｌ）を有しかつ軸方向へ延在する複数の離隔凹部（１
    １）を有する工具本体（１０）、および締付け手段によ
    り前記凹部内へ着脱自在に固定される切削インサート
    （１３）を担持するカートリッジ（１２）から成り、前
    記凹部が前記工具本体の長手方向に延在するガイド壁面
    （１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）により形成された、前記カ
    ートリッジの位置調整を可能にする金属工作物を加工す
    るチップ用の切削工具において、前記カートリッジの１
    側面は鋸歯切欠き（２０）を有し、かつ前記工具本体は
    前記鋸歯切欠きに隣接する位置にキー要素（２３）を受
    けるための対応する湾曲凹部（２２）を有し、前記キー
    要素の前端部は前記カートリッジの鋸歯切欠きに対応す
    る鋸歯切欠きを形成した周面を有し、それにより前記キ
    ー要素の前記鋸歯切欠き（２０）および前記凹部（２
    ２）への挿入および係合後の前記キー要素の回転運動に
    より前記カートリッジが前記工具本体に対して移動しか
    つそれにより調整される、かつその調整後の位置へ前記
    カートリッジを係止する係止手段（１６，１７）を含む
    ことを特徴とする切削工具。
  2. 【請求項２】 前記カートリッジ（１２）の基部と前記
    凹部（１１）内の半径方向内支持面との間にウエッジ要
    素（２５）が設けられ、前記ウエッジ要素の１側面は鋸
    歯切欠き（２６）を有し、かつ前記工具本体（１０）は
    対応する鋸歯切欠きを有するキー要素を受けるための隣
    接凹部（２７）を有し、それにより前記キー要素の回転
    運動が前記ウエッジ要素（２５）の長手方向移動を可能
    にしかつそれにより前記カートリッジおよびその切削イ
    ンサート（１３）の半径方向調整を可能にすることを特
    徴とする、請求項１の切削工具。
  3. 【請求項３】 各カートリッジ（１２）は前壁（１１
    ａ）、後壁（１１ｃ）、および下壁（１１ｂ）により画
    定された概ね半径方向に延在する凹部内に着脱自在に固
    定され、前記各壁は前記工具本体（１０）の中心軸（Ｃ
    Ｌ）に事実上平行かつ相互に対して実質的垂直に配置さ
    れていることを特徴とする、請求項１または２の切削工
    具。
  4. 【請求項４】 前記カートリッジ（１２）は、前記カー
    トリッジから半径方向に延在して前記工具本体（１０）
    へ螺合される２つの離隔ねじ切りボルト（１４，１５）
    により前記工具本体へ着脱自在に固定され、それにより
    前記カートリッジの前記１側面の鋸歯切欠き（２０）と
    前記工具本体内の隣接凹部（２２）は同一半径方向へ延
    在することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１
    の切削工具。
  5. 【請求項５】 前記工具本体（１０）は立て削り切削工
    具であり、相互に隣接する切削インサート（１３）は前
    記工具本体の両側から突出する構成であり、かつ前記カ
    ートリッジ（１２’）の半径方向内角領域上に鋸歯切欠
    き（３６）が形成され、かつこの鋸歯切欠きに隣接して
    終端する円筒形ボア（３９）が形成され、対応する鋸歯
    切欠き周面部を有するキー要素（３８）が前記鋸歯切欠
    き（３６）と係合自在であり、前記キー要素を受けるボ
    ア（３９）は前記凹部（１１）の後壁（３２）の延在す
    る方向に対して傾斜する方向に延在することを特徴とす
    る、請求項１から４のいずれか１の切削工具。
  6. 【請求項６】 各カートリッジ（１２）はボルト（３
    ０）により着脱自在に固定された切削インサート担持要
    素（２９）を具備した座を有し、前記ボルトは前記切削
    インサート担持要素を通って前記カートリッジへ螺合自
    在であり、前記切削インサート担持要素の周面部に更に
    鋸歯切欠き（２８）が形成されていて、対応する鋸歯切
    欠きを有するキー要素の前記切削インサート担持要素の
    鋸歯切欠き（２８）への挿入および回転により前記切削
    インサート担持要素の微調整ができることを特徴とす
    る、請求項１から４のいずれか１の切削工具。
  7. 【請求項７】 前記キー要素（２３，３８）の端部の周
    面は第１の一連の偶数、好ましくは６個の離隔した半円
    筒面（４０）、および前記第１の半円筒面（４０）と交
    互に接して滑らかに融合した第２の一連の半円筒面（４
    １）から成り、前記各カートリッジの１側面の一部は対
    応する設計の鋸歯切欠き（２０，２６，３６）を有する
    ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１の切削
    工具。
  8. 【請求項８】 前記第２半円筒面（４１）の曲率半径は
    前記第１半円筒面（４０）のそれの２倍を越えることを
    特徴とする、請求項７の切削工具。
  9. 【請求項９】 前記第１半円筒面（４０）の半径方向最
    大寸法と前記第２半円筒面（４１）の半径方向最小寸法
    との差（４４）は前記第１半円筒面の半径の略５０％を
    越えることを特徴とする、請求項８または９の切削工
    具。
  10. 【請求項１０】 前記第１半円筒面（４０）の半径方向
    最大寸法と前記第２半円筒面（４１）の半径方向最小寸
    法との差（４４）は前記半径方向最大寸法の２０〜３０
    ％であることを特徴とする、請求項７から９のいずれか
    １の切削工具。
  11. 【請求項１１】 前記カートリッジは鋸歯切欠き領域
    （２０ａ）に隣接する凹領域（２０ｂ）を有し、前記凹
    領域（２０ｂ）の直径は前記キー要素（２３，３８）の
    歯車形前部のの外頂点と接触する円の直径よりも若干大
    きいことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１
    の切削工具。
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