JP2009527368A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

工具ホルダー（１４）のアダプター（１８）に着脱可能に保持される切削ヘッド（１２）を有する切削工具（１０）。切削ヘッド（１２）の交換時において、アダプター（１８）は、工具ホルダー内に固定状態で保持される。

Description

この発明は、交換可能な切削ヘッドを有する切削工具に関する。

この種の切削工具において、切削ヘッドの配置の際の低い再現性は、切削精度に影響を及ぼす。

加えて、切削時において、切削ヘッドに作用する切削力が、切削ヘッドを移動させる。

この発明は、上述した欠点を顕著に減少させるか、克服できるようにした切削工具を提供することを目的とするものである。

この発明の目的は、特許請求の範囲に記載された発明の主題によって達成される。

この発明によれば、工具軸を有し、工具ホルダーに着脱可能に取り付けられる切削ヘッドを備える切削工具が提供され、工具軸は、前後方向軸と前後方向軸の周りの接線方向を定義する。

工具ホルダーは、シャンクとアダプターを含み、シャンクは、前方端に開口する中空部を含み、アダプターは、シャンクの中空部と螺合する。

切削ヘッドは、前方の切削部と後方の固定部を含み、固定部においてアダプターと螺合する。

好ましくは、固定部は、切削部と一体的に形成される。

典型的には、工具ホルダーは、シャンクの中空部内に固定される保持要素を含み、保持要素の少なくとも一部は、アダプター部分間に配置される。

好ましくは、保持要素の少なくとも一部は、アダプター部分間に接線方向に配置される。

望むならば、保持要素は、シャンクの中空部内に螺合される。

この発明によれば、また、次の工程を含む切削工具の組立方法が提供される。

中空部を含むシャンクを用意する工程、
ほぼボア軸に沿って延びるボアを含み、ほぼボア軸と直交する方向に伸びるアダプターを用意する工程、
ほぼフック軸に沿って延びるフックを含む保持要素を用意する工程、
フック軸に沿って見た場合、フックの少なくとも一部が中空部の少なくとも一部の上方に位置するまで、フック軸とボア軸に沿って、保持要素とアダプターとを軸方向に整列させる工程、
フック軸に沿って、フックの少なくとも一部がボアに配置されるまで、保持要素を押し進める工程、
アダプターと保持要素とをシャンク中空部内に螺合し、アダプターに切削ヘッドを螺合する工程。

この発明によれば、また、工具軸を有し、工具ホルダーと切削ヘッドを含む切削工具が提供され、
工具ホルダーは、シャンク、アダプターおよび保持要素を含み、
シャンクは、軸方向に延びる中空部を含み、
アダプターは、シャンクの中空部内に螺合され、
保持要素は、アダプター部分内で、工具軸と直交する方向に延びて、工具軸の周りのアダプターの動きを制限しており、
切削ヘッドは、アダプターによって工具ホルダー内に軸方向に保持される。

好ましくは、軸方向において切削ヘッドを保持するアダプターは、工具ホルダー内で、シャンク中空部とのみ軸方向に接する。

この発明によれば、以下のような優れた利点が得られる。シャンク中空部内におけるアダプターの螺合により、アダプターとそれに続く切削ヘッドとが切削工具内で強固に締結される。保持要素は、切削ヘッドを交換する際、アダプターが回転し、工具ホルダーから外れてしまうのを防止する。そして、アダプターは保持要素と係合していないとき、切削ヘッドの位置合わせにおいて、もしあるとしても、限定された影響を及ぼす。

前後の軸方向を規定する長手方向の工具軸Ａと、その周りの接線方向Ｔを有するリーマ１０を示す、図１および図２に、最初に注意が引かれる。リーマ１０は、前方の切削ヘッド１２と、シャンク１６、アダプター１８および保持要素２０を含む、後方の工具ホルダー１４とを有しており、これらは全て、リーマ１０が組立てられたとき、工具軸Ａの周りに配置される。

切削ヘッド１２は、タングステンカーバイドのようなカーバイド粉から作られた、型プレスされ焼結された、硬い金属体からなるか、工具ホルダー１４のシャンク１６、アダプター１８および保持要素２０のように、機械加工された鋼材または他の硬い材料から形成される。

この発明は、ここではリーマ１０を参照して説明されるが、当業者であれば、切削ヘッド１２の脱着可能な装着が要求される、各種の回転または非回転工具に適用されることは明らかである。

リーマのような回転工具の場合、長手方向の工具軸Ａは、また、接線方向Ｔに類似する回転方向を有する長手方向の回転工具軸として参照される。

リーマ１０の各部分は、ここでは、組み立てられたリーマ１０内における、それゆえに、工具軸Ａ、前方、後方、接線Ｔ方向に関する、それぞれの位置で説明される。明細書、特許請求の範囲を通して見られる、例えば、“前方”、“後方”、“接線”などの方向を示す用語は（それらから派生するものも）、説明のためのものでしかなく、添付された特許請求の範囲の範囲を限定することは意図されないことが、留意される。

図３に注意が引かれる。切削ヘッド１２は工具軸Ａに沿って延びており、切削部２２および締結部２４を有する。切削部２２は、その前方端（図２に最もよく現れる。）の前方に面するヘッド面２６、後方端の後方に面する環状ヘッド面２８、これらの間の、軸方向に延びる、周方向のヘッド面３０を有する。複数の溝３２が、工具軸Ａの周りに、対称的に配置され、周方向のヘッド面３０に沿って延び、切削部２２の前方端および後方端に開口している。各々の溝３２は、その前方端に、その上にろう付けされた切削インサート３４を有する。各々の切削インサート３４は、例えば、螺子によって各々の溝３２に着脱可能に固定され、または、それと共に一体に形成される。

固着部２４は、支持部３６と螺合部３８を有している。支持部３６は、環状ヘッド面２８から後方に延び、後方に向かって傾斜する円錐形の周面または円筒形の周面上にある周方向ヘッド支持壁４０を有する。螺合部３８は支持部３６の後方端から後方に延び、切削ヘッド１２の後方端に配置される、その後方に面する環状面４２に至る。螺合部３８は、その周面上に形成された外ねじを有する。切断ヘッド１２は、工具軸Ａに沿ってそこを通って延び、ヘッド面２６および環状面４２に開口するヘッドチャネル４４を有する。

図４に注意が引かれる。シャンク１６は、工具軸Ａに沿って延びる、軸方向に延びる円筒型の本体と、その前方端に配置される前方に面したシャンク環状面４６とを有する。加えて、シャンク１６は、その内部に形成された、シャンク中空部４８とシャンク通路５０とを有する。シャンク中空部４８は、開口部５２を経てシャンク環状面４６に開口し、工具軸Ａに沿ってそこから後方に延びる。シャンク通路５０は、シャンク中空部４８の後方端から後方に延び、それと同軸上にある。

シャンク中空部４８は、その間に、支持セクション５４、保持セクション５６および中間セクション５８を有する。支持セクション５４は、後方に向かって傾斜する円錐形の周面または円筒形の周面上に位置する周方向シャンク支持壁６０を有する。中央セクション５８は、軸方向に延びる円筒形状をなし、中間直径Ｄ_Mを有する。保持セクション５６は、保持壁６２と停止壁６４を有する。保持壁６２は、中央セクション５８後方端から後方に延び、円筒形の周面上に位置する。保持螺子６６が保持壁６２に形成される。停止壁６４は、保持壁６２から後方に伸び、後方に向かって傾斜した截頭円錐形の周面に位置する。

図５および図６に注意が引かれる。アダプター１８は工具軸Ａに沿って延び、前方の第一セクション６８、後方の第二セクション７０、および、その間のネック部７２を有する。第一セクション６８は、前方に面した第一表面７４と、軸方向に沿って延び、直径Ｄ_Aを有する円筒型ボディと、工具軸Ａに沿ってその中に形成された第一中空部７６を有する。アダプター直径Ｄ_Aは、シャンク中空部４８の中間セクション５８の中間直径Ｄ_Mより小さい。第一中空部７６は、円筒形に形成されて軸方向に延び、第一螺子８０を有する第一壁７８を有する。

アダプター１８の第二セクション７０は、工具軸Ａに沿って軸方向に延び、後方に面するセクション面８４に至る、概ね円筒形の第二周面８２を有する。第二周面８２は、アダプター直径Ｄ_Aより小さい第二直径Ｄ_sと、その上に形成された第二螺子８６を有する。工具軸Ａと直交するボア軸Ｂを有するボア８８が第二セクション７０に形成されている。アダプター１８は、工具およびボア軸Ａ、Ｂを含む第一平面Ｐ１に対して鏡面対称である。ボア８８は、ボア軸Ｂに沿って延び、第二表面８２の対向面に開口する、広大部分９０および狭小部分９２を有する。狭小部分９２は、さらに、セクション面８４に開口し、広大部分９０に通じている。

ボア８８の広大部分９０は、第一平面Ｐ１の対向する側に、概ね平行な二つの主表面９４を有し、ボア８８の狭小部分９２は、第一平面Ｐ１の対向する側に、概ね平行な二つの副表面９６を有する。主表面９４は、広大幅Ｗ₁で離隔して配置されており、副表面９６は、広大幅Ｗ₁より小さい狭小幅Ｗ₂で離隔して配置されている。アダプターチャネル９８は、工具軸Ａに沿って延びる、軸方向に延びる円筒形を有しており、第一中空部７６およびボア８８の主ボア部分９０と連通している。ボア軸Ｂに平行に延びるキー溝１００が、アダプター１８の第一セクション６８の第一表面７４に形成されている。

図７および図８に注意が引かれる。保持要素２０は、工具軸Ａに沿って延び、前方フック１０２、後方筒１０４、および、その間の隆起部１０６を有する。フック１０２は、前方口金１０８、後方ステム１１０、および、工具軸Ａに直交するフック軸Ｈを有する。保持要素２０は、工具軸Ａおよびフック軸Ｈを含む第二平面Ｐ２に対して鏡面対称である。口金１０８は、前方に面する口金表面１１２、後方に面する背面１１４、その間で第二平面Ｐ２の対向する側に延びる二つの口金側面１１６を有する。ステム１１０は、口金１０８の背面１１４から後方に延び、第二平面Ｐ２の対向側に位置するほぼ平行な二つのステム側面１１８を有する。口金１０８およびステム１１０は、フック軸Ｈに沿って延び、口金側面１１６は、口金幅Ｗ_1′で離隔して配置されており、ステム側面１１８は、口金幅Ｗ_1′より小さいステム幅Ｗ_2′で離隔して配置されている。さらに、口金幅Ｗ_1′は、ボア８８の広大幅Ｗ₁より小さく、ステム幅Ｗ_2′は、ボアの狭小幅Ｗ₂より小さくされており、その結果、フック１０２は、アダプター１８のボア８８中にスライドする（この点については後述される。）。

隆起部１０６は、隆起周面１２０を有する、軸方向に延びるほぼ円筒形を有する。隆起部螺子１２２が隆起周面１２０に形成される。筒１０４は、軸方向に延びる円筒形を有し、その後方端で後方に面する筒面１２４を有する。工具軸Ａに沿って保持要素２０中に形成される円筒形の保持チャネル１２６が、口金表面１１２および筒面１２４に開口する。

どのようにして工具ホルダー１４が組み立てられるかを示す、図９および図１０に注意が引かれる。最初に、アダプター１８および保持要素２０からなる中間組立体が組み立てられる。保持要素２０およびアダプター１８が、手動により配置され、その結果、口金表面１１２および第一表面７４がほぼ同一方向に面し、フック軸Ｈおよびボア軸Ｂがほぼ平行とされ、フック軸Ｈに沿って見た場合、フック１０２の口金１０８が、ボア８８の主ボア部分９０の上方に位置する。この位置から、手動により、保持要素２０の口金１０８がアダプター１８のボア８８の主ボア部分９０中に配置されるまで、保持要素２０を、フック軸２０に沿って押し込むことによって、中間組立体が得られる。

それから、中間組立体は、保持要素２０の隆起部螺子１２２が、シャンク中空部４８の保持螺子６６に接触するまで、保持要素２０を先導に、開口部５２を通して、シャンク中空部４８内に配置される。それから、アダプター１８およびその結果として保持要素２０は、アダプター１８のキー溝１００に合ったキー（図示されない。）によって、接線方向Ｔの反対の方向に回転される。その結果、保持要素２０の隆起部螺子１２２は、アダプター１８の第二螺子８６に追随され、保持要素２０の筒面１２４が、シャンク中空部４８停止壁６４に接するまで、保持螺子６６に螺入し、工具ホルダー１４の組立状態が得られる。

図１１から図１３に注意が引かれる。ここに記載されたリーマ１０において、保持要素２０のフック１０２は、ボア８８の部分間において接線方向に配置されており、換言すると、フック１０２は、工具軸Ａに垂直の方向であるフック軸Ｈに沿ってアダプター１８のボア８８の部分間に延びている。加えて、ボア８８の狭小幅Ｗ₂とフック１０２のステム幅Ｗ_2′との差は、ボア８８の広大幅Ｗ₁とフック１０２の口金幅Ｗ_1′との差より小さく、その結果、工具軸Ａ周りのアダプター１８の回転は、フック１０２のステム側面１１８とボア８８の副表面９６との接線方向での接触を導く。しかしながら、接線方向での接触は、フック１０２の口金側面１１６とボア８８の主表面９４との間で選択的に生じるようにも設計されることが理解される。

リーマ１０において、アダプター１８は、保持要素２０との関係において、正の位置、中立位置、負の位置を有する。正の位置において、接線方向Ｔに面するボア８８の副表面９６の部分は、接線方向Ｔと反対方向に面するフック１０２のステム側面１１８の部分と接する（図１１）。中立位置において、ボア８８の副表面９６は、フック１０２のステム側面１１８と接しない（図１２）。負の位置において、接線方向Ｔと反対方向に面するボア８８の副表面９６の部分は、接線方向Ｔに面するフック１０２のステム側面１１８の部分と接する（図１３）。

それゆえ、保持要素２０は、とりわけ、正の位置と負の位置との間で、接線方向Ｔでのアダプター１８の動きを制限するために使用されるが、これは、接線方向Ｔと反対の方向の螺子込み力、接線方向Ｔの螺子外し力を受けた際に、アダプター１８が、保持螺子６６内でほぼ固定された位置を保持することを意味する。シャンク中空部４８内に固定され、アダプター１８の部分間で接線方向に配置される、他の部材が、接線方向Ｔに沿ったアダプター１８の動きを制限するために使用されることが留意される。工具軸Ａと垂直の方向でシャンク１６とボア８８を通過するピン（図示されない。）は、そのような部材の一例である。リーマ１０にそのような部材が使用されるなら、保持要素２０はもはや不要であり、アダプター１８のボア８８は、セクション面８４に開口しない形を有する。

図２に戻って、付加的に注意が引かれる。正と負の位置の間で、アダプター１８と保持要素２０とが軸方向で接しなければ、浮遊状態と定義される。浮遊状態において、シャンク中空部４８内のアダプター１８の軸方向支持は、この技術分野において知られているように、保持螺子６６と自由に噛合わされた第二螺子８６によってのみ影響される。浮遊状態において、この自由状態は、シャンク中空部４８内に保持部材が存在するとき、アダプター１８の位置を若干調整することを許容する。加えて、シャンク中空部４８内におけるアダプター１８の螺合保持は、工具軸Ａに沿ってその後作用する力に対して、アダプター１８を強固にグリップすることが留意される。

切削ヘッド１２が、工具ホルダー１４における固定位置にある、リーマ１０の組み立て位置が、これから記載される。組み立て位置に置くために、切削ヘッド１２は、切削ヘッド１２の環状面４２が、アダプター１８の第一螺子８０と触れるまで、まず、螺合部３８を先にして、開口部５２を通してシャンク中空部４８内に置かれる。この位置から、切削ヘッド１２は、接線方向Ｔと反対方向に回転され、切削ヘッド１２が、固定位置に達するまで、切削ヘッド１２の螺合部３８を、アダプター１８の第一螺子８０に螺合する結果をもたらす。固定位置において、ヘッド支持壁４０および環状ヘッド面２８は、それぞれ、シャンク支持壁６０およびシャンク環状面４６と接することにより、工具ホルダー１４内において切削ヘッド１２を整列させる。アダプター１８が浮遊状態にあるとき、工具ホルダー１４内における切削ヘッド１２の軸方向の整列に対して、アダプター１８は、もしあっても、小さな影響を与えることが留意される。

組み立てられたリーマ１０を通して、シャンクチャネル５０、保持チャネル１２６、ボア８８の主ボア部分９０、アダプターチャネル９８、第一中空部７６およびヘッドチャネル４４によって、連通路が工具軸に沿って形成される。この連通路を通して冷却液が切削ヘッド１２に供給される。

本発明はある程度詳細に説明されたが、以下特許請求の範囲に記載された発明の範囲から離れることなく、種々の変更、改良がなされ得ることが理解される。

この発明をよりよく理解するため、発明の実施態様を示すため、以下の添付図面が参照される。

この発明によるリーマの側面図である。 図１の面における、リーマの長手方向断面図である。 切削ヘッドの底面斜視図である。 図１における、シャンクの長手方向断面図である。 アダプターの上面斜視図である。 アダプターの図５におけるＶＩ−ＶＩ面断面図である。 保持要素の上面斜視図である。 保持要素の図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ面断面図である。 アダプターと保持要素の上面斜視図である。 工具ホルダーの図１の面における長手方向断面図である。 図２におけるＭ−Ｍ線に沿ったリーマの断面図であって、アダプターが保持要素と正の位置関係にある場合の断面図である。 図２におけるＭ−Ｍ線に沿ったリーマの断面図であって、アダプターが保持要素と中立の位置関係にある場合の断面図である。 図２におけるＭ−Ｍ線に沿ったリーマの断面図であって、アダプターが保持要素と負の位置関係にある場合の断面図である。

Claims (8)

1. 工具軸（Ａ）を有し、工具ホルダー（１４）に着脱可能に固定される工具ヘッド（１２）、前後方向軸を規定する工具軸（Ａ）、および、その周りの接線方向（Ｔ）を含む切削工具（１０）であって、
   工具ホルダー（１４）は、シャンク（１６）およびアダプター（１８）を含み、シャンク（１６）は、その前方端に開口するシャンク中空部（４８）およびシャンク中空部（４８）に螺合されるアダプター（１８）を含み、
   切削ヘッド（１２）は、前方の切削部（２２）および後方の締結部（２４）を含み、締結部（２４）がアダプター（１８）に螺合される切削工具（１０）。
2. 締結部（２４）が切削部（２２）と一体に形成されている、請求項１記載の切削工具（１０）。
3. 工具ホルダー（１４）は、シャンク中空部（４８）に固定され、保持要素（２０）の少なくとも一部分が、アダプター（１８）の部分間に位置する、保持要素（２０）を含む請求項１記載の切削工具（１０）。
4. 保持要素（２０）の少なくとも一部分が、アダプター（１８）の部分間に接線方向に配置される、請求項３記載の切削工具（１０）。
5. 保持要素（２０）が、シャンク中空部（４８）に螺合される、請求項３記載の切削工具（１０）。
6. 切削工具（１０）の組立て方法であって、
   切削ヘッド（１２）を用意する工程、
   シャンク中空部（４８）を含むシャンク（１６）を用意する工程、
   ボア（８８）が、ボア軸（Ｂ）に沿ってほぼ延び、アダプター（１８）が、ボア軸（Ｂ）に対し直交する方向にほぼ延びる、ボア（８８）を含むアダプター（１８）を用意する工程、
   フック（１０２）がフック軸（Ｈ）に沿ってほぼ延びる、フック（１０２）を含む保持要素（２０）を用意する工程、
   フック軸（Ｈ）に沿ってみたとき、フック（１０２）の少なくとも一部が、ボア（８８）の少なくとも一部の上方に位置するまで、フック、ボア軸（Ｈ、Ｂ）に沿って、保持要素（２０）とアダプター（１８）を、軸方向に整列させる工程、
   フック（１０２）の少なくとも一部がボア（８８）内に配置されるまで、フック軸（Ｈ）に沿って保持要素（２０）を押し進める工程、
   シャンク中空部（４８）内で、アダプター（１８）と保持要素（２０）とを螺合させ、切削ヘッド（１２）とアダプター（１８）とを螺合させる工程、
   を含むことを特徴とする切削工具（１０）の組立て方法。
7. 工具軸（Ａ）を有し、工具ホルダー（１４）および切削ヘッド（１２）を含む切削工具（１０）であって、
   工具ホルダー（１４）は、シャンク（１６）、アダプター（１８）および保持要素（２０）を含み、
   シャンク（１６）は、軸方向に延びるシャンク中空部（４８）を含み、
   アダプター（１８）は、シャンク中空部(４８)内に螺合されており、
   保持要素（２０）は、アダプター（１８）の部分間で、工具軸（Ａ）に対して直交する方向に延び、工具軸（Ａ）周りのアダプター（１８）の動きを制限しており、
   切削ヘッド（１２）は、アダプター(１８)により、工具ホルダー（１４）内で軸方向に保持される切削工具（１０）。
8. 工具ホルダー（１４）内で切削ヘッド（１２）を軸方向に保持するアダプター（１８）が、軸方向において、シャンク中空部（４８）とのみ接している請求項７記載の切削工具（１０）。

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