JP2007506562A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

本発明は、植刃チップを有する切削工具であって、
長手軸Ｘ−Ｘを定義する平行溝（２０）が設けられ、かつ１つの孔（１８）が開けられた支持部（１４）を備えるチップ・ホルダ（１０）と、
中央部分（２４）と前記中央部分（２４）の両側に配置されて各々が機械加工機能を供するように設計された２つのウィング（２６ａ、２６ｂ）とを備える機械加工チップ（２２）と、から構成される切削工具に関する。チップの中央部分（２４）は補強され、チップ・ホルダ（１０）は中央部分（２４）を収容するための凹部（１６）とを備える。

Description

本発明は機械加工に関し、具体的には、チップ・ホルダと、例えばタングステンカーバイトで作られたセラミック製の機械加工チップと、チップをチップ・ホルダに取り付けるための手段とを備えるタイプの、植刃チップを有する切削工具に関する。

機械加工チップ（以下、チップという）を作るために使用されるセラミックは、非常に高い温度においてもその物理的性質を保持し、これによって極めて高い切削速度で作業を行うことが可能になる。
しかしながらセラミックは脆くて高価である。したがって、チップ・ホルダは、より弾性で機械加工し易く、かつより安価である他の材料、例えば焼入れした鋼で作られている。

本出願人がした国際特許出願ＰＣＴ／ＣＨ００／００３３５に示すように、チップ・ホルダは一般に、チップを受け入れるためのハウジングを備え、前記ハウジングの１つの壁に、長手軸Ｘ−Ｘに対して平行な溝を設けた台座が形成されている（特許文献１を参照）。

チップは、中央部分と該中央部分の両側に配置された２つのウィングとから構成され、機械加工機能を供するように設計されている。中央部分は、複数の平坦面、１つの支持面及び１つの上面を有し、これらの面は互いに平行であり、これらの面間の距離がチップの厚さとなる。なお前記支持面には、台座の溝と相互作用してチップをチップ・ホルダに対して位置付けるように設計された溝状のくぼみが形成されている。

前記中央部分には１つまたは２つの孔が形成され、この孔は、長手軸Ｘ−Ｘや支持面や上面に対して直角な軸に沿って真っ直ぐに貫通する。

チップをチップ・ホルダに取り付けるための手段は、チップに形成されている各孔の中に係合されるねじによって構成され、このねじは、チップ・ホルダのタッピングスレッドと相互作用して、チップとチップ・ホルダを共に固定する。

チップは燒結によって製造される。そして十分な精度を達成するために、台座の溝が支持面の溝状のくぼみに対して確実に対向するよう、チップを研磨することが必要である。

この作業には費用がかかるため、本出願人は、欧州特許出願ＥＰ０１８１０２５４．１に記載の、長手方向の凹面を備えたベースを有するチップ構造を開発した（特許文献２を参照）。このチップ構造によれば、突出部と凹部の底との間の接触が確実になり、結果として信頼性の高い再現可能な位置決めが得られる。
しかしながら、前記長手方向の凹面によってチップの中央部は弱くなるので、１つのねじのみを使用してチップをチップ・ホルダに取り付けた場合には、チップが破壊する虞がある。そのため、支持点の近くに位置する２個のねじを使用してチップを固定していたが、その場合、チップの容積が比較的大きくなり、チップの価格が高くなるといった問題点があった。
国際公開第０１／００３６０号パンフレット 欧州特許出願公開第１２４０９６１号明細書

本発明の目的は、堅固さと精度に影響することなくチップの価格を下げることである。

本発明による切削工具は、チップ・ホルダと、機械加工チップと、チップ取付用の単一のねじとから構成され、
・前記チップ・ホルダは、１つの凹部と、長手軸Ｘ−Ｘを定義する平行な溝とが設けられ、かつ１つの孔が開けられた台座を備え、
・前記機械加工チップは、中央部分と、前記中央部分の両側に配置されて各々が機械加工機能を供するように設計された２つのウィングとを備えるとともに、さらに前記中央部分が、
平坦な表面を有する１つの支持面と、前記表面に平行な１つの平坦な上面とを備え、前記表面と前記上面との間の距離がプレートの最大厚を画定するとともに、
長手軸Ｘ−Ｘや前記支持面や上面に対して直角な軸Ｙ−Ｙを有し、中央部分を真っ直ぐに貫通して、前記チップ・ホルダの前記孔に対向して配置される孔と、
前記支持面に形成され、前記溝を受け入れて前記チップ・ホルダ上に前記チップを位置付けるように設計された溝状くぼみと、
前記支持面側に形成され、前記孔が開口して、前記凹部に対向して置かれる表面を有する平坦な中間区画と、
前記中間区画から延び、前記溝状くぼみが形成されている２つの側部区画とを備え、
・前記チップ取付用の単一のねじは、前記２つの孔に係合されるものである。

また本発明によれば、前記平坦な中間区画が前記孔の全周に延在し、ソリッドリング部を形成する。

本発明による切削工具はまた、下記の特徴のいずれかを含む。すなわち、
・前記チップは、中央区画に隣接する傾斜部を有し、この傾斜部は前記孔の軸Ｙ−Ｙに平行な軸に対して傾斜し、前記溝状くぼみの底に連結されており、一方、前記チップ・ホルダは、前記長手軸Ｘ−Ｘに整列された前記溝を前記凹部の底に連接する傾斜部を有し、この傾斜部は、前記孔の軸Ｙ−Ｙに平行な軸に対してチップの場合と同様な傾斜を有する。
・前記傾斜が約２０°である。
・前記チップの傾斜部は、前記中央のリング部に隣接している。
・前記チップは、前記リング部に連結された部分に丸くなった部分を有する。
・溝の壁と溝状くぼみの壁とが、前記支持面と約４５°の角度をなす。

以下、本発明による切削工具の利点と特徴について、図面を参照して説明する。

図１は、全体的に細長い平行六面体の形状を呈する焼入れ鋼からなる棒形状のチップ・ホルダ１０を示し、細長の平行六面体形状における大きな面側が長手軸Ｘ−Ｘに平行となっている。このホルダ１０には、その隅の１つに、チップを受け入れるためのハウジング１２が設けられている。

前記ハウジング１２は長手方向壁を備え、その壁の一つである符号１４で示される部位は台座として作用する。この台座は、長手軸Ｘ−Ｘに沿って考慮される中央部分に、長手前記軸Ｘ−Ｘに直角な軸Ｙ−Ｙを有する凹部１６とねじ孔１８とを備える。

台座１４には、凹部１６の両側に３つの平行な溝２０が形成されている。そして前記溝２０は、幅にわたって規則的に配置され、軸Ｘ−Ｘに沿って配向されている。また中間の溝が、ねじ孔１８の中心を通過するように形成されている。また、前記溝２０にはリム２１が形成され、台座形状の如き形状（ハーフ・シート）をなしている。

チップ・ホルダに面して示されているチップ２２は、中央部分２４と、前記中央部分２４の両側に配置されている２つのウィング２６ａ，２６ｂとを備える。各ウィング２６には、その自由端に、機械加工を目的とする切削刃が設けられている。

中央部分２４は、支持面２８と支持面に平行な上面３０とを有する。これらの面は、チップ２２の最大厚ｅを画定する距離だけ互いに離れている。

固定用ねじを受け入れるための円筒状の孔３２は、上面３０から支持面２８にかけて、チップ２１を真っ直ぐに貫通している。

中央部分２４は、その支持面側に、孔３２があけられている平坦な中間区画３４と、中間区画３４から長手方向に延びる２つの側部区画３６ａ及び３６ｂとを有する。

孔３２を囲む中間区画３４の部分は概して環状であるが、側部は概して矩形であり、軸Ｘ−Ｘに沿ってサイズは環状部分の外径の３分の２と実質的に同じである。

３つの溝状くぼみ３８が側部区画３６に作られ、各溝状くぼみは溝２０の１つを受け入れるように設計されている。溝状くぼみ３８のいずれの側部にも斜面４０があり、これらの斜面はリム２１と相互作用するように設計されている。

溝状くぼみ３８の側壁は、中間区画３４の表面と同レベルにある平坦な表面によって連結されている。これによって、中間区画３４の両側に、長手方向に延びる歯が形成される。

軸Ｘ−Ｘと軸Ｙ−Ｙに沿った断面を示す図２を参照すると、孔３２が上面３０側に円錐形の皿穴３２ａを有することを見ることができる。
ねじ４２が、孔３２の中に係合されて、ねじ孔１８の中にねじ込まれ、その円錐形ヘッド４２ａは皿穴３２ａに支えられ、チップ２２の上に力を行使し、この力はチップをチップ・ホルダ１０に確実に取り付けることになる。

凹部１６は、これに向かい合う中間区画３４がチップ・ホルダ１０と接触しないように、十分に深く形成されている。

特に軸Ｘ−Ｘに整列した溝状くぼみ３８は（図２を参照）、傾斜した平面４４を介して中間区画３４に連結され、この傾斜した平面４４はこの軸と約２０°の角度をなす。
中間区画３４の側部で溝状くぼみの端部の境界を定めるる壁の上部分は、その高さの約３分の１にわたって丸みがつけられている。

さらにまた、軸Ｘ−Ｘに整列した溝２０を凹部１６の底に連接する傾斜部４６もまた、この軸に対して約２０°傾斜している。

図３は、組み立てられた工具の側面図である。
リム２１の端部の傾斜部と、中間区画３４の矩形部分の傾斜部とが、軸Ｘ−Ｘに対して４５°の角度をなすことを示している。このようにしたことによって、チップ・ホルダ１０とチップ２２との間が最適に封止され、凹部１６の底と中間区画３４との間の空間に削りくずや旋盤切削くずが入ることを防止する。

図４は、工具の先端を正面に向けて表わした図である。図４に示すように、溝状くぼみと溝は、これらの傾斜部が互いに単に相互作用するように寸法決めされている。これらの傾斜部は、中間区画の平坦な表面に対して４５°傾斜している。

こうして、チップ２２がチップ・ホルダ１０に取り付けられると、ねじ４２の締付けによって軸方向の力が加えられ、チップをチップ・ホルダ１０に対して押圧し、溝状くぼみと溝の横方向の傾斜部は互いに相互作用して横方向の位置決めを確実に行う。
なお、チップ・ホルダ１０上におけるチップ２２の位置決め精度を向上させるような長手方向の力がかかるように、孔３２の軸をねじ４２の軸に対して僅かにずらすようにしてチップの寸法を決めてもよい。

このような厚い中間区画によって、締付け中または機械加工中に壊れ易い部分においてチップが強化される。つまり、チップは良好な剛性を有する。また位置決め手段も、チップをチップ・ホルダに確実にくさび締めするので、中間区画をチップの幅の約１．５倍と非常に短くすることができる。
すなわち、周知のチップにおける位置決め精度と剛性とを維持したまま、周知のチップと比較してチップ容積を著しく減らすことができる。

本発明による工具のためのチップ・ホルダとチップの斜視図である。 本発明による工具の縦断面図である。 本発明による工具の側面図である。 組み立てられた工具の先端を正面にして示した図である。

符号の説明

１０ チップ・ホルダ
１２ ハウジング
１４ 台座
１６ 凹部
１８ ねじ孔
２０ 溝
２１ リム
２２ 機械加工チップ（チップ）
２４ 中央部分
２６ａ，２６ｂ ウィング
２８ 支持面
３０ 上面
３２ 孔
３４ 中間区画
３６ａ，３６ｂ 側部区画
３８ 溝状くぼみ
４０ 斜面
４２ ねじ

Claims (6)

1. チップ・ホルダ（１０）と、機械加工チップ（２２）と、チップ取付用の単一のねじ（４２）とから構成されるタイプの植刃チップを有する切削工具であって、
   ・前記チップ・ホルダ（１０）は、１つの凹部（１６）と、長手軸Ｘ−Ｘを定義する平行な溝（２０）とが設けられ、かつ１つの孔（１８）が開けられた台座（１４）を備え、
   ・前記機械加工チップ（２２）は、中央部分（２４）と、前記中央部分（２４）の両側に配置されて各々が機械加工機能を供するように設計された２つのウィング（２６ａ、２６ｂ）とを備えるとともに、さらに前記中央部分（２４）が、
   平坦な表面を有する１つの支持面（２８）と、前記表面に平行な１つの平坦な上面（３０）とを備え、前記表面と前記上面との間の距離がプレートの最大厚（ｅ）を画定するとともに、
   長手軸Ｘ−Ｘや前記面（２８、３０）に対して直角な軸Ｙ−Ｙを有し、中央部分（２４）を真っ直ぐに貫通して、前記チップ・ホルダの前記孔（１８）に対向して配置される孔（３２）と、
   前記支持面（２８）に形成され、前記溝（２０）を受け入れて前記チップ・ホルダ（１０）上に前記チップ（２２）を位置付けるように設計された溝状くぼみ（３８）と、
   前記支持面（２８）側に形成され、前記孔（３２）が開口して、前記凹部（１６）に対向して置かれる表面を有する平坦な中間区画（３４）と、
   前記中間区画（３４）から延び、前記溝状くぼみ（３８）が形成されている２つの側部区画（３６ａ、３６ｂ）とを備え、
   ・前記チップ取付用の単一のねじ（４２）は、前記２つの孔（１８、３２）に係合されるものであって、
   前記平坦な中間区画（３４）が前記孔（３２）の全周に延在し、ソリッドリング部を形成することを特徴とする切削工具。
2. 前記チップ（２２）は、中央区画に隣接する傾斜部を有し、この傾斜部は前記孔（３２）の軸Ｙ−Ｙに平行な軸に対して傾斜し、前記溝状くぼみの底に連結されており、
   一方、前記チップ・ホルダ（１０）は、前記長手軸Ｘ−Ｘに整列された前記溝（２０）を前記凹部の底に連接する傾斜部を有し、この傾斜部は、前記孔（１８）の軸Ｙ−Ｙに平行な軸に対してチップの場合と同様な傾斜を有することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 前記傾斜が約２０°であることを特徴とする請求項２に記載の切削工具。
4. 前記チップの傾斜部は、前記中央のリング部に隣接していることを特徴とする請求項２に記載の切削工具。
5. 前記チップは、前記リング部に連結された部分に丸くなった部分を有することを特徴とする請求項４に記載の切削工具。
6. 前記溝（２０）の壁と前記溝状くぼみ（３８）の壁とが、前記支持面（２８）と約４５°の角度をなすことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の切削工具。

Images