JP2009516599A - 切削工具アセンブリ - Google Patents

Abstract

前後方向を規定する工具長手方向軸Ｔを有すると共に、工具シャンク（２４）にねじにて固定される切削工具ヘッドを備える。切削ヘッドは、三つの開始位置（４０）、三つのヘッドのねじ山（３８）を有するねじ付きヘッド結合部とを備え、シャンク前方部を有する工具シャンクは、三つの開始位置（６６）、三つのシャンクねじ山（６４）を有するねじ付きシャンク結合部備える。本発明において、切削工具アセンブリの位置決め再現性、心出しは、切削ヘッドとシャンクとのねじ結合によって提供される。

Description

本発明は、切削工具アセンブリに関し、特に、工具のシャンクに、解放可能に交換式の切削ヘッドを固定するために、ねじ結合を用いる切削工具アセンブリに関する。

このような切削工具アセンブリは周知であり、例えば、米国特許第６，４８５，２２０号には、長手方向の軸Ａを有すると共に、雄部材と雌部材とを備える切削工具が開示されている。雄部材及び雌部材のそれぞれは、ねじ結合部と、長手方向の軸Ａと直交して配置された環状の当接面と、環状の肩部とねじ結合部との間に延在している円錐台状の心出し部とで形成されている。円錐台状の心出し部と雄部材の環状の当接面が、雌部材の円錐台状の心出し部と環状の当接面とに当接するまで、雄部材は雌部材に搭載され、かつそれに対して相対的に回転可能となっている。

米国５，１１４，２８６号は、交換可能な切削工具配置および雄結合器を有する第１のも工具セグメントと雌結合器を有する第２の工具セグメントとを備える位置決めシステムを開示している。雄結合器は、パイロット、雄ねじ、および同軸アライナを備える。雌結合器は、パイロット穴、雌ねじ、同軸穴を備える。雄ねじが完全に雌ねじに係合するとき、パイロットはパイロット穴内に延出し、同軸アライナは、同軸穴内に延出する。第１および第２の工具セグメントの軸の配列ミスを防止する手段を提供するために、同軸アライナおよびパイロットの直径の寸法の決定は、同軸穴とパイロット穴のそれとがそれぞれ一致していなければならない。同軸ボアへの同軸アライナの精密嵌合およびパイロット穴に対するパイロットの精密嵌合は、基本的には、工具の回転軸の周りの配列された工具セグメントの配列誤差を発生させる可能性のある曲げモーメントを防ぐ。

米国特許第５，１１４，２８６号公報

本発明の目的は、溝結合によって軸方向に切削ヘッドとシャンクが軸方向に配列された切削工具アセンブリを提供することにある。この目的は、クレームに基づく主題によって達成される。

本発明に従い、前後方向を規定する工具の長手方向の軸Ｔを有すると共に、工具シャンクにねじにて固定された切削工具アセンブリを有する切削ヘッドが提供される。切削ヘッドは、３つの開始位置と、三つのヘッドのねじ山を有する、ねじの形成された結合部を有している。工具シャンクは、三つの開始位置と、三つのシャンクねじ有するねじ付きシャンク結合部とを備えるシャンク前方部を有している。

好ましくは、切削ヘッドは、後方に面している切削ヘッド肩を有する前方切削部を有し、工具シャンクは、切削ヘッド肩に当接している、前方に面している連結肩を有するシャンク前方部を備える。

さらに好ましくは、切削ヘッドおよびシャンク肩は、工具長手軸Ｔと直交している。

さらに好ましくは、切削ヘッドおよび工具シャンク肩は、環状形状を有すると共に工具の長手方向軸Ｔにおいて回転方向において対称である。

代表的な例としては、３つのヘッドのねじがそれぞれねじ山の始まりを有している。３つのヘッドのねじ山は、ヘッドねじ山開始角σ_Ｈによって互いに環状に離れている。３つのシャンクねじ山は、それぞれ一つのねじ山の始まりを有している。軸ねじの始まりは、シャンクねじ開始角度σ_Ｓによって互いに環状に離れている。ヘッドおよびシャンクねじ開始角σ_Ｈ，σ_Ｓは、１２０度である。

好ましくは、三つのヘッドねじのそれぞれは、後端に結合しているヘッドに隣接する各ヘッドで始まり、かつ隣接している切削ヘッド肩を仕切るために、前方に延出している。

必要に応じて、シャンク前方部は、シャンク連結部と結合するために、工具長手方向軸と同軸の工具シャンク肩から後方へと延出している円筒状のリリーフ穴を備え、前方ギャップがリリーフ穴とヘッド結合部との間に存在する。

必要に応じて、シャンク結合部は、後方ギャップは、ヘッドとシャンク結合後端との間に存在している。

本発明は、以下の好ましい利点を提供する。すなわち、切削ヘッドのねじ結合およびセンタリング手段および同軸配列手段としてのシャンクを用いることにより、位置決めの再現性および切削工具アセンブリのシャンクに関連する切削ヘッドの同軸配列を提供し、それによって、切削ヘッドおよびシャンクの製造を単純化を提供する。

本願発明のさらなる理解のため、および実際にどのように実施されるかを示すために、添付の図面によって説明を行う。

図１において、切削工具アセンブリ２０は、切削ヘッド２２を工具シャンク２４へ交換可能に固定することによって形成される。切削工具アセンブリ２０は、前後方向を規定する工具の長手方向軸Ｔを有している。切削ヘッド２２は、好ましくは、超硬合金または他の適当な素材（セラミックスまたはサーメット等）により構成される。

切削ヘッド２２は、結合部２８と一体的に形成され、かつ結合部２８から前方へと突出する切削部２６を有している。切削部２６およびヘッド結合部２８は同軸であり、共通のヘッドの長手方向軸Ｈを有している。切削部２６は、ヘッドの長手方向軸Ｈについて回転方向に対称であり、かつそれに垂直である、後方に面する環状の切削ヘッド肩部３０を有している。ヘッド結合部２８は切削ヘッド肩部３０から、ヘッドの長手方向軸Ｈと同軸方向に向けて、ヘッド結合後端３６へと延出している。

ヘッド結合部２８は、三つの開始位置と、ねじ付きの円筒状のステムとを有し、三つの独立した、実質的に同一の、平行な外向きのねじ山、すなわち雄ねじ３８’，３８’’，３８’’’を有している。三つのヘッドねじ山３８’，３８’’，３８’’’のそれぞれは、ヘッド結合部後端３６に隣接した開始位置４０’，４０’’，４０’’’で始まり、切削ヘッド肩部３０に隣接するヘッドのねじ山の端部で終端となるように、前方へと延在する。ヘッドねじの開始位置４０’，４０’’，４０’’’は、１２０度（図２参照）のヘッドねじ山開始角度σ_Ｈ円周方向において離れている。

工具シャンク２４は、シャンク前方部５２から後方へと延在するシャンク本体部５０を有している。シャンク本体部５０は、金属切削機（図示せず）に取り付けられるのに適合するシャンク本体後端（図示せず）で終端する。工具シャンク２４，シャンク本体部５０およびシャンク前方部５２は同軸であり、共通のシャンク長手方向軸Ｓを有している。シャンク前方部５２は、軸方向前方に面している工具シャンク肩部５４において終端している。溝付き円筒状の穴の形態で、シャンク結合部５６は、円筒状のリリーフ穴５７を通じて工具シャンク肩部５４と合体し、かつそこから後方へと延出し、シャンク結合後端６０で終端となる。リリーフ穴５７およびシャンク結合部５６はシャンク長手方向軸Ｓと同軸である。工具シャンク肩５４は、環状形状であり、リリーフ穴５７からシャンク前方周辺面６２へと径方向外側に延在し、かつシャンク長手方向軸Ｓに関して回転法于において対称であり、かつそこに対して直交しいてる。

シャンク結合部５６は、形状および寸法においてヘッド結合部２８と一致しており、ヘッド結合部２８とねじによって協働するよう設計されている。シャンク結合部５６は、実質的に同一の平行なシャンクねじ山６４’，６４’’，６４’’’である三つの内側ねじ、すなわち雌ねじを有している。ヘッドおよびシャンクのねじ山３８’，３８’’，３８’’’，６４’，６４’’，６４’’’は、台形のねじ山である。シャンクねじ山６４',６４'',６４'''のそれぞれは、工具シャンク肩５８に隣接するシャンクねじ山開始位置６６’，６６’’，６６’’’で始まり、かつシャンク結合後端６０（図１においては一つのシャンクねじ山終端６８’’’が開示されている）に隣接するシャンクねじ山終端６８’，６８’’，６８’’’において終端となるように後方に延出している。シャンク溝開始位置６６’，６６’’，６６’’’は、１２０°のシャンクねじ山開始位置角度σ_Ｓ（図３）だけ円周方向において互いに離間している。

図４において、切削工具アセンブリ２０を配置するために、切削ヘッド２２は、ヘッド結合部２８がリリーフ穴５７を通過し、シャンク結合部５６に入るように、工具シャンク２４へと軸方向後方へと運ばれる。それから、切削ヘッド２２は工具シャンク２４に対して回転し、ヘッド溝３８’，３８’’，３８’’’はシャンク溝６４’，６４’’，６４’’’に係合する。切削ヘッド２２の回転は、切削ヘッドが工具シャンクホルダ５４に当接するまで継続する。切削ヘッドと工具シャンク肩３０，５４の間の当接は、軸支持部を有する切削ヘッド２２を提供する。

切削ヘッド２２および工具シャンク２４は、切削工具アセンブリ２０の適正な機能を確保するために、同軸に配置される。本発明において、同軸配列は、切削ヘッド２２と工具シャンク２４のねじ結合によって提供される。切削ヘッド２２および工具シャンク２４は、ねじ結合されるに伴って、三つのシャンク溝６４’，６４’’，６４’’’のそれぞれは、対応するヘッド溝３８’，３８’’，３８’’’に連通し、ヘッド結合部２８を後方へとシャンク連結部５６へ向けて引き込む。各断面において、ねじ係合したヘッドとシャンク係合部２８，５６を通過する工具長手方向軸Ｔと直交する各断面において、雄ねじと雌ねじが当接する三つの接触領域がある。各接触領域では、各雌ねじ６４’，６４’’，６４’’’が、当接する雄ねじ３８’，３８’’，３８’’’上にクランプ力を発生する。

雄ねじ雌ねじ３８’，３８’’，３８’’’，６４’，６４’’，６４’’’の台形形状に従って、各クランプ力は、各横断面の面において接触領域から工具長手軸Ｔに向けて延在する求心的なクランプ部品を有する。従って、ヘッドとシャンクねじ山３８’，３８’’，３８’’’，６４’，６４’’，６４’’’の相互の係合は、ヘッド結合部２８とシャンク結合部５６の各横断面における心出しを行い、同軸配置および工具長手方向軸Ｔの形成が行われ、切削工具アセンブリ２０の適正な機能を確保することができる。

切削ヘッド２２が工具シャンク２４に固定されるとき、前方ギャップ７０は、ヘッド結合部２８と円筒状リリーフ穴５７との間に存在し、後方ギャップ７２は、ヘッド結合後方端３６とシャンク結合後端６０との間に存在し、その結果、工具長手軸Ｔを伴う軸配列に悪影響を与える、切削ヘッドとシャンク結合部との間の好ましくない接触が防止される。

本発明は、詳細な説明に記載されているが、種々の置換、変更が、特許請求の範囲に記載されている本発明の精神および範囲から逸脱することなしに作成され得ることが理解されるであろう。

本発明に係る切削工具アセンブリの交換可能な切削ヘッドおよび切削工具アセンブリの工具シャンクの部分側断面図である。 図１に示される切削ヘッドの後面図である。 図１に示すシャンクの前面図である。 交換切削ヘッドおよび図１に示す節足工具の工具シャンクの部分側断面図である。

Claims (8)

1. 前後方向を規定する工具長手方向軸Ｔを有すると共に、工具シャンクにねじにて固定される切削工具ヘッドを備える、切削工具アセンブリであって、
   三つの開始位置と、三つのねじ山を有するねじ付きヘッド結合部を備える切削ヘッドと、
   三つの開始位置と、三つのシャンクねじ山を有するねじ付きシャンク結合部と、を備えるシャンク前方部を有する工具シャンクと、
   を備える切削工具アセンブリ。
2. 前記切削ヘッドは、後方に面する切削ヘッド肩を有する前方切削部を備え、
   前記工具シャンクは、前記切削ヘツド肩に当接している前方に面するシャンク結合肩を有するシャンク前方部を備えることを特徴とする請求項１に記載の切削工具アセンブリ。
3. 前記切削ヘッドおよび工具シャンク肩は、前記工具長手方向軸Ｔと直交することを特徴とする請求項２に記載の切削工具アセンブリ。
4. 前記切削ヘッドおよび工具シャンク肩は、環状形状を有するとも共に、前記工具長手方向軸Ｔに対して回転方向に対称であることを特徴とする請求項２に記載の切削工具アセンブリ。
5. 前記三つのヘッドのねじ山は、各ヘッドねじ開始位置を有し、前記三つのヘッドのねじ山の開始位置は、円周方向においてヘッドねじ開始位置角度σ_Ｈ毎に互いに離れており、
   前記三つのシャンクねじ山は、それぞれ各シャンクねじ開始位置を有し、前記シャンクねじ開始位置は、円周方向においてヘッドねじ開始位置角度σ_Ｓ毎に互いに離れており、
   前記ヘッドおよびシャンクねじ開始角度σ_Ｈ，σ_Ｓは１２０°であることを特徴とする請求項１に記載の切削工具アセンブリ。
6. 前記三つのヘッドのねじ山のそれぞれは、ヘッド結合後端に隣接する各ヘッドねじ山開始位置で始まり、前記切削ヘッド肩に隣接して終端となるように前方に延出していることを特徴とする請求項５に記載の切削工具アセンブリ。
7. 前記シャンク前方部は、前記シャンク結合部に結合するために、工具長手方向軸Ｔと同軸の工具シャンク肩部から後方に延出する円筒状のリリーフ穴を備え、かつ
   前方ギャップは、前記リリーフ穴と前記ヘッド結合部との間に存在することを特徴とする請求項２に記載の切削工具アセンブリ。
8. 前記シャンク結合部は、シャンク結合後方端へと後方に向けて延在し、かつ
   前記後方ギャップは、前記ヘッドとシャンク結合後端との間に存在することを特徴とする請求項６に記載の切削工具アセンブリ。

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