JPH11503371A - 切削インサートを締結するための工具ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 工具ホルダはインサート支承面とクサビ支承面を有している。ピンはインサート支承面から上方へ突出して、インサート支承面に着座したインサートの貫通孔に進入する。クサビ支承面はインサート支承面に隣接した前面部と当該前面部から斜め上方へ延在する後面部とを含む。クサビは前、後面部の両方と接触し、そしてクサビを貫通し且つ前面部に進入する固定ネジによって固定確保される。クサビは前位係合隆起、並びに前面部と接触し且つ隆起よりもピンに近い配位の枢軸線を規定する下位ヒールを含む。ネジを締めるや、クサビは（ａ）クサビ支承面の後面部によってインサートの方へ押されることによってインサートをピンに対して押し付け、そして（ｂ）隆起の僅かな下方動作を生み出す方向へ枢軸線に関して旋回させられる。

Description

【発明の詳細な説明】 切削インサートを締結するための工具ホルダ 背景 本発明はインサート支承面が当接するインサート座を含んで成る切削インサー ト締結用のクランプ組体（アレンジメント）に関する。割付け可能（インデキシ ャブル）切削インサートやネジ切り切削インサート等の締結された切削インサー トのインサート孔に進入するピンはインサート座から上方へ突出している。クラ ンプ組体は張力付与クサビの形式の締結具として、これが切削インサートのフラ ンク面の１つを押圧し、それによって切削インサートをピンに対して締めつける ようにする斯ゝる締結具を含んで成る。 種々異なるタイプのクサビ式クランプ組体が存在していて、いずれも通常は次 の事実、即ち切削インサートを押圧するクサビの当接面が固定ネジの締付けの際 に切削インサートの支承面に向けて降下させられることを特徴としている。この 種の組体は例えば、SE-C-334 789、米国特許第3,192,602 号、米国特許第3,339, 256 号、及び米国特許第4,334,807 号に開示されている。クサビの移動方向は性 質的には正しいが、量的には過大である。従って、切削インサートはその後端で 過剰に押圧され、この過剰押圧が以下の理由から望ましくない。即ち、インサー トはほんの僅かでも不均質であれば、容易に幾分かしぐので、その前部がその支 持手段から持上げられる可能性がある。 上記不都合を回避するために、クサビ式クランプ組体は米国特許第3,905,081 号に開示されており、当該特許によれば切削インサートに対するクサビの当接面 は降下動せず、むしろ締め付けの際に僅 かに上向きに動く。しかしながら、実際にはインサートの支承面とインサート座 の支承面の間に隙間が生まれることから、これは不満足なものになってしまう。 再び、振動と破損が起こり易くなる。 発明の要旨 従って、本発明の目的は切削インサートの支承面とインサート座の支承面との 間の完全に遊びの無い当接、即ちギャップフリー当接を達成することにある。 換言すれば、本発明の基本目的は切削インサートの支承面とインサート座の支 承面との間の当接を、インサートがその前部、後部いずれでも持ち上がることな く、実現させることにある。 これらの目的並びに追加の目的は切削インサート用の工具ホルダによって達成 される。当該工具ホルダは本体、ピン、及びクサビ（楔）を含んで成る。当該本 体は切削インサートを支持するようにしたインサート支承面とクサビを支持する ようにしたクサビ支承面を形成している。当該クサビ支承面は該インサート支承 面の近くに配位した前部と、当該前部に対して鈍角度で上方へ延在している後部 とを含む。該ピンはインサート支承面から上方へ突出し、切削インサートの貫通 孔に入るようになっている。クサビ支承面の後面部は概してピンの方へ向いてい る。該クサビはクサビ支承面によって支持され、クサビをクサビ支承面の前面部 に固定確保する固定ネジを受容する貫通孔を含む。クサビは固定ネジを締めつけ たときにピンの方へクサビを移動させるためにインサート支承面の後部に当接す る後位接触面を含む。クサビは後位接触面とは反対側に配位した前位接触面を含 む。当該前位接触面はピンに対して当接してインサートを押すためのインサート 係合面部を含む。前位接触面はインサート係合面部よりもピンの軸線の近くに配 位した箇所でクサビ支承面 の前面部に当接するための支持ヒールを含む。 好ましくは、インサート係合面部は湾曲隆起を含んで成る。 支持ヒールは好ましくはクサビ支承面の前面部に当接する下縁を含む。 ピンは好ましくは、上方向に進むに従って広くなっていて、インサート孔の対 応形状部分と係合するようになっている部分を含む。 更に本発明は上述の工具ホルダと切削インサートの組合せとして、インサート がピンと接触する箇所の上方にある箇所においてクサビが切削インサートに当接 している斯ゝる組合せを含む。 図面の簡単な説明 非限定的図解目的のために、本発明は図面に示す好適実施例を参照して更に記 述される。その図面はこゝに簡潔に呈示される。 図１は本発明の第１実施例の上からの斜視分解図である。 図２は２本のロックピンの中心軸線を含む平面に沿って切られた図１に係る実 施例の断面図である。 図３は図１に係る実施例の頂面図ある。 図４は図１に対して相対的に幾分変更した実施例の分解図である。 図５は２本のロックピンの中心軸線を含む平面に沿って切られた図４に係る実 施例の顔面図である。 図６は図１に係る実施例の側面部分図である。 図７は本発明に係る締結クサビの正面図である。 好適発明例の詳細な説明 図には、ネジ切りインサート１に関する実施例が示される。このインサートは 三角基本形を有し、未被覆セメンテッドカーバイド製 である。このネジ切りインサートはインサート工具ホルダ２の本体に形成された インサート支承面３４を含むインサート座に固定確保される。このホルダは旋削 バーの形状を有しているが、本発明は原理的にはフライスや穿削等の他のタイプ の切削工作にも適用可能であり、従って図示のもの以外の切削インサートで以っ て使用される。ホルダは後面部２０と前面部２１を含むクサビ支承面を含む。 インサートは中心貫通孔３を有し、その外形は図２において一層明瞭に見るこ とが出来る。この中心孔の中に中心ピン４が延在し、その下端はホルダの軸孔５ に導入される。原理的には、中心ピンと軸孔５は滑らかなものであり得る。しか し、好ましくは中心ピンはネジ付き下部１２を備え、その場合には軸孔は勿論こ れに対応したネジ付きのものに形成される。 切削インサートの支承底面１Ａはインサート支承面３４に直接的に支承され得 るが、原理的にはホルダ保護のためにシム６を切削インサートとホルダの間に設 置し、それによってインサートをインサート支承面３４によって間接的に支承す るようにする。シム６の安定化のために、ホルダ２は当接肩７を備えるように形 成される。 シム６を固定確保するために、中心ピン４はシムの貫通孔１０の中で協同する リング形肩９に対して当接するカラー８を具備することが出来る。 １方でピンを軸方向上の底位置に位置決めすること及び他方でピンを固定する ことの両方を同時に実行するために、ピンは円滑な円筒上部１１が円筒下部より 大径を有する直径の変化した形態に形成する。なお、後者の円筒下部は上述の通 りにネジ切られている。また、軸孔５は貫通孔として、中心ピンを押し上げか及 び／或いは下側から回動させることが出来るようにすることも可能である。後者 の目的のために、中心ピンは非円形凹所１３、例えば所謂６角キー を受容する６角形凹所、を具備することが出来る。勿論、中心ピンの上端面も凹 所１３に対応する凹所を具備することも可能である。 切削インサートを軸方向で（即ち、中心ピン４の軸方向で）固定確保するため に、中心ピンはカラー８を含み、中心ピンのカラー８より上にある包絡面１４は 下方に先細りした円錐台形として形成され得る。このコーン部分の頂角αは比較 的広い範囲で変動させ得るし、インサート孔の対応した部分１５も対応するよう に変動させることが出来る。概して、αが大きくなれば、それだけ切削インサー トの軸方向上の係留（ロック）は安全度が増す。例えば、αは１と４０°の間で 変動させ得るが、好ましくは２と２０°、更に好ましくは３と１２°の間で変動 させることが出来る。 中心ピンに切削インサートを設置する仕方を簡単にするために、ピンの頂部を 上方へ先細るテーパ状に形成するのが有利になり得る。従って、図解例によれば 、中心ピンの頂部は円錐台形２３として形成されている。 中心ピンの上部はインサート孔３に導入出来なければならないので、当該上部 、即ちカラー８から上方に配位する部分、の最大径はインサート孔の最小径（こ れは通常は孔の下端径）より小さい。当該インサート孔の最小径は通常は２と１ ０ｍｍの間の値であり、好ましくは３と７ｍｍの間の値である。それ故に、ギャ ップ（隙間）Ｇは切削インサートの作動コーナへ向かう方向上において中心ピン とインサート孔の間に形成される。このギャップに対して直径線上の反対側にあ るインサート孔部分において、中心ピンはインサート孔の壁１５に接触させられ 、当該壁の部分１５Ａは好ましくは、縦断面視（図２）から分るように、丸味を 与えられる。こゝの圧力は新規の形状を有する締結クサビ１６を起動させること によって与えられる。 三角形切削インサートの場合には、切削インサートの内接円ＩＣ（所謂ＩＣ− measure，in mm）の直径とインサート孔の最小直径の直径比は適切には1.5 と3. 0 、更に好ましくは2.0 と2.7 の間の値である。 締結クサビ１６は実質的に平行六面体の基本形を有し、前位接触面或いはフラ ンク面１７と後位接触面或いはフランク面１８を含んで成る。後位接触面は好ま しくは頂から底まで丸く、即ち縦断面において見えるように丸く、且つ軸線に対 して角度付けられている。後位接触面がそのように形状付けられるのは、後位接 触面がホルダにおけるクサビ支承面の平坦な後面部２０に対して当接し且つ当該 後面部に沿って移行することが、当該後面部と線接触しながら出来るようにする ためである。適切な態様では、ホルダにおける当該後面部２０は支承面の前面部 ２１に対して６５と８５°の間の、好ましくは７０と８０°の間の角度β（鈍角 度）に角度付けられている。このようにすると、締結クサビは固定ネジ１９がネ ジ締めされるときにインサート１の方へ向けて横に移動させられて、中心ピン４ に対してインサートをクランプする、即ち締結する。インサートに対して均一且 つ集中した圧力を掛けるために、締結クサビの前位フランク面はこれに隣接した インサート１のフランク面に対して押圧する長尺の突出した加圧用隆起２２を備 えるように形成される。 本発明によれば、締結クサビの前位フランク面１７の底面部は長尺の突出した 「リップ」或いは支持ヒール２３として、当該ヒールの下縁２３Ａが締結クサビ 旋回用の枢軸線Ａを規定している斯ゝる支持ヒールを含んで成る。当該枢軸線Ａ はインサートと隆起２２との接触線よりもピン４の軸線に近い位置にある。即ち 、軸線Ａはこの接触線から前方に距離Ｄだけ離間配位している（図６）。ネジ１ ９の締付けの際に、締結クサビ１６はクサビ支承面の前面部２１の 方へ押し下げられて後面部２０と係合し、当該後面部が中心ピン４の方へ（即ち 、図６において左方へ）クサビ１６を横に移動させる。従って、クサビの隆起２ ２はインサート１と接触し、そしてインサートをピン４に対して押し付ける。そ の結果として、ヒール２３の下縁は図６に示すように、前面部１２と接触するが 、クサビの底面１６Ａの残余の部分は当該前面部２１の上方へ離間させられる（ 当該底面１６Ａは傾く、即ちこれが図６で分かるようにクサビの貫通孔２４の中 心軸線Ｂに対して鈍角度をなす）。ネジの最後の締めによって、クサビは図６に 示す時計方向ＣＤに当該下縁の周りで旋回、即ち軸線Ａに関して枢軸回動させら れる。この種の枢軸回動は隆起２２をネジ締めの際に僅かに下方へ移動させる。 従って、ロックネジ１９の締付けはインサートに対する締結クサビ１６の横移動 の外に、例えばSE-C-367 332とは反対に加圧用隆起２２の下向き移動をもたらす 結果となる。しかしながら、この降下変位は最小限度のものであり、これはカッ ト切削インサートの前部、即ち作動インサートコーナ、を立ち上げることはない 。 隆起２２が時計方向ＣＤに回動するとき、クサビ１６は最終位置に達するまで 図６において左方へ移動を続ける。従って、固定ネジ１９の動力測定法的締付け によって締結クサビ１６を締めると、切削インサートと加圧用隆起２２の間の接 触線が下方向へ／前方へ（従って、下方且つ図２において左方へ）の動きを描く 。それによって、インサートの後部における良好な接触が保証される。更に、イ ンサートと隆起２２の間の接触線は、中心ピン３とインサート孔３の間の接触点 より距離ｈだけ上方に配位し（図５参照）、この配位が作動切削コーナを下方へ 押す運動量をもたらす。この運動量（モーメント）はインサートの支承面全体と の接触が保証されるように、このシステム（系）に均衡をもたらす量のもにすべ きである。し たがって、締結クサビのＤとその他の尺度との関係は誇張されるべきではない。 誇張は加圧用隆起２２とインサートの間の垂直下向きの力が過大になり、そして 作動インサートコーナが持ち上がる事態を招きかねない。適切な態様では、ｈ／ Ｄの比は1.5 と6.0 の間にあり、更に好ましくは2 と5 の間にあり、最も好まし くは2.5 と4.0の間にある。 更に、インサート孔の最小径と距離ｈとの比は2 と10の間にあるべきでああり 、さらに好ましくは3 と8 の間にある。 前面部２１とヒール２３の下縁２３Ａの間の良好な接触を確保するために、当 該下縁２３Ａは図７に示すように両端間のＲの個所に凹所を形成され、それによ って前面部２１と接触するはずの下縁２３Ａの長さが中断される。これはインサ ートが前面部２１と線接触する事態を容易に可能にする。 クランプ組体をシム６を用いずに使用するならば、インサートの締結クサビに 対面した下部に凹所が支持ヒール２３を受容するために（加圧や研削によって） 形成され得る。これは、先に留意したように、支持ヒール２３が加圧用隆起２２ の方へよりも、インサート孔３の中心軸線に一層近付く方へ延在することによる 。 締結クサビを切削インサート１の方向へ横移動させることが出来るようにする ために、締結クサビの中心孔２４は全体的に丸くなく、むしろ幾分長円形にする 。更に、中心孔２４の上部は下部に比べて拡大され、それによって固定ネジ１９ の頭（ヘッド）のさら穴加工が可能になる。それ故に、なかんずく、突出してい るネジ頭が切粉（チップ）の流れを攪乱する事態が回避される。拡張部分に形成 された肩２６、２７はネジ頭の下面を支承する支承面として機能する。静的に厳 格に規定され且つ明確な当接が締結クサビの異なる傾きで保証されているので、 この肩は特別の仕方で形作られるのが好 ましい。従って、この肩はフランク面１７の方へ仕向けられた前面部２６として 、当該前面部が正に接触面を構成し且つ当該前面部上にネジ頭との当接面或いは 当接点が配位する斯ゝる前面部面を含んで成る。更に、当該肩は後位フランク面 １８の方へ仕向けられた後面部２７として、当該後面部がネジ頭と接触すること のない自由面を構成している斯ゝる後面部を含んで成る。択一的には、これらの 前、後面部２６、２７はネジ頭が孔肩の後面部を押圧するように押圧し、且つ前 位肩部分が自由面を構成するように、逆配置にすることが可能である。 クサビ１６の取付け、取外しの際の当該クサビのハンドリングを簡単なものに するために、螺旋バネ２８を固定ネジ１９の周囲に配置し、そして締結クサビの 下位拡大孔部分に上向きに嵌合せ、それによってバネがその下端でインサートホ ルダの軸孔２９に設けた肩３０に載置する。このようにすると、締結クサビ１６ は上方へ偏倚され、即ち付勢され、そして固定ネジ１９を緩めたときに当該ネジ の初期上方動作に参加させられるので、締結クサビのアクセス具合とハンドリン グを単純にする。 固定ネジ１９は、上からと下からの両方からネジを起動出来るようにするため に（後者は勿論孔２９が貫通孔である場合にのみ可能である）、回転非対称（非 円形）形の凹所３１、３１’を頂部と底部に具備している。更に、製造上の理由 から固定ネジ１９はネジのねじ山の制作を簡単にする胴体くびれ部分（ウエスト 部分）３３を備えるように形成することが出来る。 固定ネジは螺旋バネ２８を具備する代わりに、図４、５に従ってネジのウエス ト部分３３に装着される係留（ロック）ワッシャ３６を具備することが出来る。 螺旋バネ２８の場合と比較したときの必須の違いは、締結クサビ１６を緩められ た固定ネジ１９を引張るこ とによって取外し得るように、ワッシャ３６が固定ネジを締結クサビに係留する ことにある。 基本的には、上記締結クサビを作ることによって、これまで達成出来なかった 均一な接触が得られ、当該均一接触によって切削インサートのその前部や後部に おけるかしぎ(tipping)の危険が実際上解消されるに至った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．切削インサートを支持するようにしたインサート支承面とクサビを支持す るようにしたクサビ支承面とを形成した本体であって、当該クサビ支承面が当該 インサート支承面に隣接した前面部と当該前面部に対して鈍角度で上方へ延在す る後面部とを含む斯ゝる本体； 該インサート支承面から上方へ突出し、切削インサートの貫通孔に進入するよ うになっているピンであって、該クサビ支承面の該後面部が当該ピンの方へ概し て向いている斯ゝるピン；及び 該クサビ支承面によって支持されるクサビであって、当該クサビはこれを該ク サビ支承面の該前面部に固定確保する固定ネジを受容する貫通孔を含み、当該ク サビは該固定ネジが締められたときに該クサビ支承面の該後面部に当接すること によって当該クサビを該ピンの方へ移動させる後位接触面を含み、当該クサビは 当該後位接触面とは反対側に配位した前位接触面を含み、当該前位接触面が該ピ ンに対して当接して押すためのインサート係合部分を含み、当該前位接触面が更 に当該インサート係合部分よりも該ピンの軸線に近い個所において該クサビ支承 面の該前面部に当接するための支持ヒールを含む、斯ゝる構成のクサビ； を含んで構成された切削インサート用の工具ホルダ。 ２．該インサート係合部分が湾曲隆起を含んで成る、請求項１に係る工具ホル ダ。 ３．該支持ヒールが該クサビ支承面の該前面部に当接する下縁を含み、当該下 縁が凹所を含む、請求項１に係る工具ホルダ。 ４．該ピンが上方へ進むに従って幅広になり、且つインサート孔の対応する部 分と係合するようになっている部分を含む、請求項１ に係る工具ホルダ。 ５．該クサビの該後位接触面が該クサビ支承面の該後面部と線接触するために 、当該接触面の上位部分から下位部分に至るまで丸くなっている、請求項１に係 る工具ホルダ。 ６．更に、該クサビを上方へ偏倚するバネを含んで成る、請求項１に係る工具 ホルダ。 ７．更に、該固定ネジを除去するや上方力を該クサビに付与するため該クサビ の下側で該固定ネジに取り付けられた係留ワッシャを含む、請求項１に係る工具 ホルダ。 ８．貫通孔を有する切削インサートと組合された工具ホルダであって、これが ： 切削インサートを支持するようにしたインサート支承面とクサビを支持するよ うにしたクサビ支承面とを形成した本体であって、当該クサビ支承面が当該イン サート支承面に隣接した前面部と当該前面部に対して鈍角度で上方へ延在する後 面部とを含む斯ゝる本体； 該インサート支承面から上方へ突出し、切削インサートの貫通孔に進入するよ うになっているピンであって、該クサビ支承面の該後面部が当該ピンの方へ概し て向いている斯ゝるピン；そよび 該クサビ支承面によって支持されるクサビであって、当該クサビはこれを該ク サビ支承面の該前面部に固定確保する固定ネジを受容する貫通孔を含み、当該ク サビは該固定ネジが締められたときに該クサビ支承面の該後面部に当接すること によって当該クサビを該ピンの方へ移動させる後位接触面を含み、当該クサビは 当該後位接触面とは反対側に配位した前位接触面を含み、当該前位接触面が該ピ ンに対して当接して押すためのインサート係合部分を含み、当該前位接触面が更 に当該インサート係合部分よりも該ピンの軸線に近い個所において該クサビ支承 面の該前面部に当接するための支持ヒー ルを含み、当該クサビは該インサートが該ピンと接触する個所より上方の個所に おいて該インサートに凭れ掛かる斯ゝる構成のクサビ； を含んで構成された斯ゝる貫通孔を有する切削インサートと組合された工具ホル ダ。