JP2000500076A - 切削機械の工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、切削機械の工具と切削部品に関する。作業において、工具は好ましくは長手方向の中心軸の回りを回転する。工具は、工具本体（12）と切削部品（11）とを具備する。工具本体は前面（24）を、切削部品は支持面（16）を有しており、互いの接触を解除できるようにされている。この前面と支持面とは、協働する凸部（60）と凹部（50）とを具備しており、バヨネット結合により機械作業中に生じる切削力を伝達するようにされている。本発明は、切削部品を工具本体に取り付ける方法と同時に、切削部品と工具本体にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】 切削機械の工具 本発明は、工具本体と切削部品とよりなる回転式切削機械の工具に関する。工 具本体は前面を有し、切削部品は実質的に周平面で互いの接触と解除できるよう にされた支持面を有している。工具本体と切削部品とは、互いに保持するのに協 働する手段を具備している。本発明は、切削部品を工具本体に取り付ける方法と 同時に、切削部品と工具本体にも関するものである。 従来技術 特に製造中の金属加工品において、切削機械の異なる型の工具に交換可能な切 れ刃を用いることは、従来公知である。しかしながら、この技術は、長軸の回り を回転しているフライス削りや穴明け工具では、操作のためのまだ実際上の制約 がある。 独国特許第367,010号(DE−PS−367,010)と米国特許第2,259,611号(US−Ａ−2, 259,611)により、ドリルチップがそれぞれあり継ぎ形状の助けと押圧による嵌合 とによって保持されている、取り付け可能なドリルチップをもつドリルは、従来 公知である。しかしながら、この公知の工具は、有害なねじりの伝達や取り付け と取り外しが扱いにくいといったような欠点をもっている。 本発明は、交換可能な切れ刃をもつ穴あけ及びフライス削り工具の構造を提供 することを目的としており、これにより公知の技術がもっている問題をなくすこ とができる。 本発明の別の目的は、バヨネット結合により切削部品と工具本体とを協働させ ている、穴あけ又はフライス削りにとって好ましいし っかりとした工具を提供することである。 本発明の別の目的は、切削部品を、ねじ込むとかハンダ付けするとかの時間を 費やすことなく、手で簡単に交換できる、穴あけ又はフライス削りにとって好ま しいしっかりとした工具を提供することである。 本発明の別の目的は、自身で心出しする切削部品をもつ工具を提供することで ある。 これらの及び他の目的は、図面を参照して請求の範囲に記載されているような 工具及びドリルチップによって達成される。 図面の説明 図１は、本発明によるドリル工具の分解図である。図２は、本発明による切削 部品の下面図である。図３は、図２の線III−IIIで切断した切削部品の断面図で ある。図３Ａは、下から見た切削部品の斜視図である。図４は、本発明による工 具本体の前端図の上面図である。図５は、図４の、線VI−VIで切断したドリル軸 の断面図である。図６，７，８は、工具のバヨネット結合の断面図である。図９ は、図１の工具の拡大図である。 発明の詳細な説明 図１に示された本発明による工具10の実施の形態は、いわゆるねじれドリルで あり、切削部品又はドリルチップ11とドリル本体12とを具備している。ドリルは 回転方向Ｒを有する。 ドリルチップ11は、ドリル本体12から離れて面している端部で、ドリルチップ 11の前端に少くとも１つの切れ刃19が与えられており、このチップは適用する領 域によって異なる構造が与えられている。 ドリルチップ11は、硬い材料、好ましくは超硬合金、また最も好ましいのは射 出成型による超硬合金により製造され、かつ、２つの上部逃げ（クリアランス） 面15と、それらと同様に第１の曲り面41と第２の曲り面18とを結び付けている支 持面16とを具備している。これら全ての面及び関連した縁部がまとっまってドリ ルチップとなっており、しばしば同じ材料、例えば好ましくは射出成型された超 硬合金で作られる。第２の曲り面又は切り屑溝18と逃げ（クリアランス）面15と の交線は、好ましくは図示されていない面取り面を強化することにより、主切れ 刃を形成している。第１の曲り面41と切り屑溝18との交線は、第２の切れ刃を形 成している。この切り屑溝は、直線状切り屑溝をもつドリル本体に、代って適用 されてもよい。切り屑溝間の半径方向の外部部分は、突出するランド部41よりな り、その各々は外周長さＧを有している。ドリルチップの細大の直径は、第２の 切れ刃の径方向の最先端間の直径方向の距離である。ドリルチップの高さは、そ のチップの最大直径と実質的に同じであり、ドリルチップとドリル本体間の連結 部での切り屑からの摩損を最少にしている。回転軸22に実質的に平行な、洗浄用 の穴23が、支持面16からドリルチップを通って、それぞれの上部逃げ（クリアラ ンス）面15の開口まで延びている。 図２，３と３Ａによれば支持面16は、実質的に平坦であるが、支持面と各々の ランド部41の覆い面との間の移行点で、凹部50を具備している。各々の凹部50は 、覆い面に外周で接触している第１の開放面51を具備しており、この第１の開放 面は外周で第２の開放面52に接続し、次にこの第２の開放面は図６に示されるよ うに第１の案内面53とで鋭角αを形成し、この第１の案内面は、回転軸22に平行 な第２の案内面54に接続し、この第２の案内面は、隅の丸み面又は面取り面55を 経て支持面16に接続している。凹部50は、図３Ａに示 されるように止め面56を有しており、この止め面56は、軸22に平行で、この軸と 交差する軸平面内にある。凹部50は、切り屑溝18から接線方向に、関連したラン ド部41の円周長さＬの半分程まで延在している。 ドリル本体は、超硬合金よりも低いヤング率をもつ材料で作られる。ドリル本 体は、ねじ状の切り屑溝18又は直線状の切り屑溝を有し、それらは本体全体又は その一部に沿って延びている。ドリル本体12は、ドリルチップ11の方に面してい る端部に前面24が与えられ、その前面は、ドリルチップ11の支持面16に接するよ うにされている。支持面の最大直径は、その前面の最大直径より大きくされてお り、これによりドリルチップとドリル本体間の連結部での切り屑からの摩損を最 少にしている。その前面24は、実質的に平坦であるが、前面と各々のランド部41 の覆い面との間の移行点で凸部60を具備している。凸部の高さは、凹部50の深さ よりもやや低い。各々の凸部60は、覆い面に外周で接続している第１の開放面61 を具備しており、前記第１の開放面は外周で第２の開放面62に接続しており、次 に第２の開放面は第１の案内面63と鋭角πを形成しており、第１の案内面は、回 転軸22に平行な第２の案内面64に接続しており、第２の案内面64は隅の丸み面65 を経て前面24に接続している。凸部60は、図９に示されるように、軸22に平行で 、この軸に交差する軸平面内にある止め面66を有している。前面の最少直径は、 ドリルチップの最大直径よりも小さいが、ドリルチップの最少直径よりは大きい 。凸部60は、切り屑溝18から接線方向に、関連したランド部41の円周長さＧの半 分程まで延在している。 止め面56と66は、最善のモーメントの伝達のためにそれぞれ回転軸から出来る だけ遠くに、即ち、直径方向に互いに対向して配置されている。ドリルチップは 、変化する応力においても工具の同心性 を保持するように、即ちドリルチップがドリル本体に対し中心を保つように、対 称的に形成されなければならない。凸部60と凹部50とは、工具の回転方向Ｒにお いて関連した切れ刃19から及び実質的その後方に、間隔があけられて置かれてい る。 ドリル本体12へのドリルチップの取り付けは、以下のようになされる。ドリル チップ11は、ドリル本体12の方に運ばれ、各々の凸部60が関連した切り屑溝に達 し、支持面16が前面24に接する。そのとき、ドリルチップは、ドリル本体に対し 360°より小さい、好ましくは60°よりも小さい角度φ内で回転方向Ｒの方向に 回動され、それにより凸部は、それぞれ止め面56と66に接するまで、凹部内を摺 動して嵌合させられる。ここにおいてドリルチップ11は、ドリル本体12に満足す べき方法で固定されている。こうして、切り屑溝の予め形成された空間が、バヨ ネット結合の入口と出口として用いられる。 ドリルチップ11が交換される場合、この取り付け手順の逆になる。そのときは 、ドリルチップ11がドリル本体12から取り外されて、交換され、好ましくはドリ ルチップの切り屑溝と係合する適当なキーの助けをかりて行われる。前記キー及 びキーグリップは、好ましくは取り付けにおいてもまた用いられる。 穴あけ作業中に係合していなくてはならない表面は、支持面16と前面24と同様 に表面53と63である。表面53と63はドリルチップを保持するのに協働していて、 例えば工具の引っ込みで送り方向に緩るむことはない。表面53と63とは、好まし くは、それらの協働作用が、摺動嵌合による凸部60のいくらかの弾性的な変形に より生ずるような構造とされている。54と64との間は部分的に接触してもよい。 しかしながら後者は、隅の丸み面65で増加したモーメントを必要とする。ドリル チップは、工具本体に自分で心出しをする。例えば、 もし機械作業中に交換されたならば、ドリルチップの軸が回転軸22と同心になる ように、ドリルチップは動く。表面55は、工具本体のかなり大きな隅の丸み面65 を許容する。表面52と62とは、機械作業中、互いに係合状態にない。それは、延 長された表面53を有することによって達成される。間隙面51と61は、機械作業中 、互いに係合状態になく、それ故、それらの間には常に間隙Ｐが生じている。間 隙Ｐは、0.1〜1.0mmである。支持面16は、機械作業中、前面24への送り力により 強制され、そのことは、凸部の弾性な変形がやや減少しがちであることを意味す るが、凸部が、送り力によって前面24を押すことにより、半径方向で、内方に曲 げられることにより、打ち消される。 本発明は、フライス削りカッターとしても用いることができる。ドリルチップ は、好ましくは、例えばAl₂O₃，TiN及び／又はTiCNのような層で覆われる。ある 場合では、CBN又はPCDのような超硬材料を切れ刃上に付けることが、よく見られ る。別にセラミック材料が、ドリルチップの射出成型に用いられる。 本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲の限定の 範囲内で自由に変更できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．製造中の金属加工品に対する回転式切削機械の工具において、この工具が 、 軸部分（40）と、前面（24）及び切り屑溝（18）とを有する工具本体（12）と 、 この前面に対する接触を解除できるようにされている支持面（16）を有する切 削部品（11）と、 を含んでいて、工具本体と切削部品とが一緒に保持されるために協働する手段を 具備するものであって、 前記手段が、バヨネット結合を形成するために切削部品の工具本体への取付に 関連して、お互いに対して回動されるようにされている、協働する凸部（60）と 凹部（50）とを具備していて、前記回動が角度（φ）の範囲内で起き、かつ切り 屑溝（18）の予め形成された空間が、バヨネット結合の入口と出口として用いら れること、 を特徴とする回転式切削機械の工具。 ２．協働する凸部（60）と凹部（50）が、切削部品と工具本体の周辺部に関連 して設けられ、角度（φ）が360°よりも小さく、好ましくは60°よりも小さい こと、 を特徴とする請求項１に記載の回転式切削機械の工具。 ３．協働する凸部（60）と凹部（50）とが、工具の回転軸（22）に対し傾斜し た面（53，63）を具備し、工具の送り方向で前方に向けられた力を受けるように されていること、 を特徴とする請求項１又は２に記載の回転式切削機械の工具。 ４．工具本体（12）が切削部品（11）よりも低いヤング率を有していて、取付 と機械作業に関連して、凸部（60）が工具の半径方向に弾性的に曲げられるよう にされており、かつ凸部（60）と凹部（ 50）とが、工具の回転方向（Ｒ）で関連した切れ刃（19）から及び切れ刃の実質 的に後方に離れていること、 を特徴とする請求項１，２又は３に記載の回転式切削機械の工具。 ５．凸部（60）と凹部（50）とが、切り屑溝（18）から周方向に関連したラン ド部（41）の周方向の長さ（Ｇ）の約半分まで延在していること、 を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転式切削機械の工具。 ６．隙間（Ｐ）が、切削部品と工具本体の最大の周平面（51，61）の間で与え られ、前記面が対向していること、 を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転式切削機械の工具。 ７．切り屑を排出する回転式機械の切削部品であって、切削部品（11）が、切 削部品（11）にとって不可欠であり、かつ切れ刃から離れて面している端部に支 持面（16）が設けられている円形の基体と少くとも１つの切れ刃（19）とを有し ているものにおいて、 前記切削部品が、少くとも１つの切り屑溝（18）を具備していて、 切削部品の支持面（16）が、角度（φ）の範囲内で回動されるように設けられ ているバヨネット結合の一部を構成するための手段を具備しており、かつその手 段が切り屑溝（18）から周方向に延在していること、 を特徴とする切削部品。 ８．前記手段が、切削部品の周囲に関して直径方向に対向して設けられた凸部 （60）又は凹部（50）よりなり、かつ前記手段が切り屑溝（18）から周方向に、 関連したランド部（41）の周方向の長さ（Ｇ）の約半分まで延在しており、かつ 角度（φ）が360°より小 さく、好ましくは60°より小さいこと、 を特徴とする請求項７に記載の切削部品。 ９．切り屑を排出する回転式機械の工具用の工具本体であって、前記工具本体 が、軸部分（40）と、切り屑溝（18）及び前面（24）とを含み、中心軸（22）を 有しているものにおいて、 工具本体の前面（24）が、バヨネット結合の一部を構成するための手段（60） を具備しており、かつこの手段が、関連した切り屑溝（18）から周方向に延在し ていること、 を特徴とする工具用の工具本体。 10．前記手段が、工具本体の周囲に関して直径方向に対向して設けられた凸部 （60）又は凹部（50）よりなること、 を特徴とする請求項９に記載の工具用の工具本体。 11．製造中の金属加工品に対する回転式切削機械の工具を形成するために、切 削部品を工具本体に取り付ける方法において、前記工具が、 軸部分（40）と、前面（24）及び切り屑溝（18）とを有する工具本体（12）と 、 この前面に対する接触を解除できるようにされている支持面（16）を有する切 削部品（11）と、 を含んでいて、工具本体と切削部品とが一緒に保持されるために協働する手段を 具備するものであって、 前記方法が以下の段階、 − 切削部品（11）と工具本体（12）に互いに補足し合う凸部（60）と凹部（50 ）を設ける段階、 − 工具本体（12）の方に切削部品（11）を持ってきて、各々の凸部（60）が対 向した切り屑溝（18）の中に達し、支持面（16）が前面（24）に接する段階、 − 工具本体に対し切削部品（11）を方向Ｒで角度（φ）の範囲内で回動し、各 々の凸部が、関連した凹部内に摺動されて、各々の凸部と凹部の止め面（56，66 ）が互いに接するまで回動する段階、 を具備することを特徴とする切削部品を工具本体に取り付ける方法。