JP4339785B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に関し、特には、請求項１の前提部分に記載されるような、長手軸を備えたシャフト状のホルダ及び切削プレートを有するフライス加工機に関する。

この種の工作機械は開示されている。ＤＥ３４４８０８６Ｃ２号は、回転するワークを内側で加工するための切刃を有する工具を開示する。切削プレートに作用する切削抵抗は、シャフト状ホルダに対する作動トルクを生じさせ、作動トルクは駆動面によってホルダと切削プレートとの間を伝達される。フライス加工機のような、シャフト状ホルダが駆動スピンドルに接続される回転式工作機械の場合は、切削力を生じさせる作動トルクは、駆動面によってシャフト状ホルダから切削プレートに伝達される。

この種の工作機械は多くの場合、高精度に行うべき機械加工プロセスに使用される。切削プレートをホルダのシート上に確実かつ高精度に位置決めすることは、要求される狭い許容差及び高品質の仕上面の形成の確保において非常に重要である。この点で、駆動面及び支持面に隣接する切削プレートの領域の形状を可能な限り高精度に形成することに特に留意しなければならない。このことは、切削プレートの材料の性質のために高コストにつながる。硬質合金製切削プレートを形成する焼結素材は加工が困難だからである。ＷＯ０１／８７５２３号が開示する工作機械は、ホルダに多角形形状の凹部を有し、その多角形の溝形状の凹部は凸状に湾曲した進路面を有する。それに対応する多角形の突起が、ホルダの凹部に係合するように切削プレート上に形成され、故に切削プレートは汎用のねじ接続によってホルダに固定可能である。また、請求項１の特徴記載部分における工作機械に関し、多角形形状にて構成された駆動面及び支持面が側壁の限定された要素面によって形成され、残りの面はそれらの要素面から引き込まれてリブと溝の壁との間に空間を形成することが開示されている（ＷＯ０１／８７５２３号の図９参照）。

この先行技術の記載に基づき、本発明の目的は、ホルダと切削プレートとの接続を改善することである。さらなる目的は、請求項１にその全体が規定される特徴を有する工作機械によって達成される。

本発明においてこの目的は、上述のような工作機械の場合は、溝の側壁の限定された要素面から駆動面及び支持面が構成されるとともに、駆動面及び支持面の他の面はそれら要素面から引き込まれてリブと溝の側壁との間に空間を形成することにより達成されることが述べられている。

本発明について述べられるように、ホルダのシートの溝の側壁上の要素面のみが当接面を形成する。当接面において、切削プレートはシート上に配置されるとともに固定ねじで固定され、その結果、製造が簡単になる。切削プレートのリブとホルダのシートの溝との間の領域全体にわたって接触する場合に比べ、狭い許容差が要求されるのは当接面領域のみだからである。換言すれば、シート上の切削プレートの位置決め精度は、限定された当接領域の外側で生じ得るいかなる表面誤差（その誤差が当接領域の外側の引き込まれた面に生じた場合であっても）にも影響されない。駆動面及び支持面を形成する、シートの溝の要素面の予め定めた寸法は、切削プレートのリブの側面が、好ましくはリブの半径方向外側の領域にいくらか直線的に当接するような寸法である。それにより、工具の長手軸から半径方向に大きく離れた位置において、切削力の作用により生じた作動トルクの伝達のための適当な軸方向の空間が形成される。択一的又は付加的に、溝の側壁の進路が、外側の端部から長手軸に隣接する内側の端部に向けて僅かに逸れる構成であってもよい。それにより、半径方向内側領域の側壁の間の隙間は溝の外側領域より大きくなり、かつ切削プレートのリブの幅より大きくなる。このような構成においては、溝の外側の複数の端部領域は、互いとの距離が短く配置され、当接領域として作用する要素面を常に形成する。当接領域に対して、より半径方向内側に配置された複数の壁の領域は、切削プレートのリブの側面の進路が僅かに逸れているために、互いにより離れて配置される。

特に好適な例示的実施形態において、リブとして突出するリブ状要素は、当接要素面として、当接領域から半径方向内側に僅かに逸れた溝の側壁の進路に沿って、溝の外側端部に設けられる。

好ましくは、切削プレートのリブの側面、及び当接領域を形成するホルダのシートの溝の要素面の形状及び寸法は、切削プレートがホルダのシートに接触したときに、切削プレートの端面とそれに面するホルダのシートの前面との間に隙間が形成されるように選定される。それにより、切削プレート及びホルダのシートの当接領域の外側に位置する切削プレートの領域に存するいかなる表面欠陥も意味のないものとなる。

作動中の加工残留物の進入によって隙間のかじりが生じる危険性を低減するために、ホルダのシートの周縁の前面から僅かに突出する端部領域が、切削プレートの端面とそれに面するホルダのシートの前面との間の隙間の外周部を部分的に減少させてもよい。本発明の例示的実施形態を以下に詳細に述べる。

本発明は、フライス加工機の形態の工作機械の例示的実施形態を参照しつつ説明される。フライス加工機の切削プレート１は、概略円形の中心体５から半径方向に突出する４つの切刃３を有する。中心体５は固定ねじ（図示せず）のための中央孔７を有し、固定ねじによって切削プレート１はシート９に固定可能である。シート９は、長手軸１３を備えたフライス加工軸の形態で、ホルダ１１の前端部に形成される。シート９は、切削プレート１を固定する固定ねじ（図示せず）のための、長手軸１３と同軸のねじ孔１５を有する。この固定ねじは円錐形の部位を有し、円錐形の部位は、孔７の外側端部領域の近くに設けられて孔７を外側に拡張するテーパ面１７と協働して、ホルダ１１のシート９上の切削プレート１の心出しに寄与する。

本発明は、示された回転式フライス加工機形態の例示的実施形態よりも、例えば回転するワークの内側を加工するような非回転式工作機械の形態であってもよい。その場合工作機械が有する切削プレートは、例えば、１つのみの切刃を備える。いずれの場合であっても、ホルダ１１のシート９及び切削プレート１の相互作用によって長手軸１３の周りに作用する作動トルクは、伝達されるべきものである。

トルクの伝達及び軸方向配置のために、切削プレート１は、ホルダ１１に面するその端面１９（図３）に、軸方向に突出する３つのリブ２１を備えた連結要素を有する。３つのリブは、互いに対して同じ中心角を形成するとともに、中央孔７から切削プレート１の中心体５上の端面１９の周縁に向けて半径方向に延びる。特に図３に示すように、リブ２１はテーパを備えた側面２５及び２７（図３及び図５参照）を有する。これらの側面２５及び２７の傾斜角は互いに異なり、また側面２７の傾きは側面２５のそれよりも急である。

ホルダ１１のシート９は、軸１３に垂直な半径方向の法平面内に位置する前面２９において、前面２９においてリブ２１と相補的な３つの溝３１を有し、これらの溝の側壁は３５及び３７で示される。側壁３５及び３７の傾きは、切削プレート１のリブ２１の側面２５及び２７の傾きに一致する。溝３１の溝底面は、３９で示される（図２及び図５参照）。

図４に示されるように、溝３１はその内側端部において、軸１３に対して半径方向に延びる外側端部より極僅かに広い。外側端部の領域内において、側壁３５及び３７の各々は、リブの形状にて僅かに突出するリブ状要素４１及び４３を有する。これらのリブ状要素４１及び４３は、互いに整合配置されて局地的に僅かに狭い溝３１の付加的部分を形成する。これらのリブ状要素４１及び４３により形成される要素面から、側壁３５及び３７の他の面が引き込まれるようになっている。リブ状要素４１及び４３の要素面は、切削プレート１のリブ２１の一部が当接する支持面シート９の支持面のみとして表される。溝３１の半径方向外側端部及び溝内に導かれるリブ２１の外側端部を図示する図５に特に示すように、リブ２１の側面２７は突出するリブ状要素４３に当接し、リブ２１の側面２５は溝３１の突出するリブ状要素４１に当接する。溝底部３９とリブ２１の上面２３との間には空間が形成される。

側面２７は、リブ２１のより急な側面を表す。側面２７に隣接するリブ状要素４３は、切削力により生じる作動トルクを伝達するための駆動面を形成する（矢印４５を参照）。溝３１の突出する反対側のリブ状要素４１は、当接領域に属する要素面を形成し、付加的な支持面として機能する。

溝３１の残りの側壁要素は、半径方向内側に逸れた溝３１の側壁３５及び３７の進路によって、リブ２１の側面２５及び２７からさらに大きく引き込まれる。

図５に最もよく示すように、側面２５及び２７が溝３１の当接領域に当接したときに、中心体５上の端面１９とシート９上の前面２９との間には隙間４７が形成される。軸方向に僅かに突出してシートの前面２９の周縁を囲む端部４９は、かじりの原因となる物体の進入を防止するために、隙間を部分的に減らす効果を有する。

突出するリブ状要素４１及び４３により形成された溝３１の当接要素面により、リブ状要素４３は駆動面を形成しリブ状要素４１はリブ２１のための支持面を形成する。これらの当接要素面は、当接領域としてのみ機能する限定された要素面を形成する異なる構造の溝３１の側壁３５及び３７に置換可能である。従って、要素面の当接領域を画定する限定された要素面は、溝の側壁の逸れた構造、すなわち突出するリブ状要素４１及び４３を用いない構造によって排他的に形成可能である。

本発明に係る例示的実施形態をフライス加工機の形態で示す側面図である。 ホルダのシートから引き起こされた切削プレートを備えた例示的実施形態の前面を図１よりも大縮尺で示す部分斜視図であって、切削プレートをシート上に軸方向に固定する中央の固定ねじ分が省略された図である。 図２に類似する斜視図であるが、ホルダのシートに面する切削プレートの端面を見た図である。 例示的実施形態のホルダのシートを専ら示す、図２及び図３よりも拡大された平面図である。 図１においてＶで示した部位の拡大図である。

Claims (6)

1. 長手軸（１３）を備えたシャフト状のホルダ（１１）を有する工作機械であって、前記ホルダ（１１）の前面には、前記ホルダ（１１）に取付け可能な切削プレート（１）のためのシート（９）が設けられ、前記切削プレート（１）は、中心体（５）から半径方向に突出する少なくとも１つの切刃（３）を有し、前記中心体（５）は、前記長手軸（１３）と同軸であって前記切削プレート（１）を前記ホルダ（１１）の前記シート（９）に軸方向に固定する固定ねじのための孔（７）を有し、前記切削プレート（１）は、前記ホルダ（１１）の前記シート（９）上に取付けられるための、３つのリブ（２１）を備えた連結要素を有し、前記リブ（２１）は、前記ホルダ（１１）に面する前記中心体（５）の端面（１９）から軸方向に突出するとともに半径方向に延び、前記リブ（２１）は、前記ホルダ（１１）の前記シート（９）上に形成された相補的な溝（３１）に係合するように構成され、駆動面及び支持面を形成する前記溝（３１）の側壁（３５、３７）は、対応する前記リブ（２１）の側面（２７、２５）と協働して作動トルクの伝達又は軸方向の位置決めを行う、工作機械において、
   前記駆動面及び前記支持面は、前記溝（３１）の前記側壁（３７、３５）の限定された要素面（４３及び４１）により形成され、前記駆動面及び前記支持面の他の面は前記要素面（４３及び４１）から引き込まれ、それにより前記リブ（２１）と前記溝（３１）との間に空間が形成されることと、全ての要素面が突出するリブ状要素（４１、４３）の形状であり、前記リブ状要素（４１、４３）は互いに反対側に整合配置され、前記ホルダ（１１）の前記シート（９）の前記溝（３１）の両側壁（３５、３７）上に設けられることと、を特徴とする工作機械。
2. 前記ホルダ（１１）の前記シート（９）上の、前記駆動面及び前記支持面を形成する前記溝（３１）の前記要素面（４３、４１）は、前記長手軸（１３）から半径方向に適当に離れた位置において、前記切削プレート（１）の前記リブ（２１）の半径方向外側の端部領域に直線的に当接するように構成される、請求項１に記載の工作機械。
3. 前記溝（３１）の前記側壁（３５、３７）は、前記外側の端部から前記長手軸（１３）に隣接する内側の端部に向けて僅かに逸れた進路上を延び、それにより半径方向内側領域の前記側壁（３５、３７）の間の隙間は、前記溝（３１）の内側領域における隙間より大きく、かつ対応する前記切削プレート（１）の前記リブ（２１）の幅よりも大きい、請求項１又は２に記載の工作機械。
4. 前記切削プレート（１）の前記リブの前記側面（２５、２７）が前記ホルダ（１）の前記溝（３１）の関連する前記要素面（４１、４３）に当接したときに、前記切削プレート（１）の前記端面（１９）と前記ホルダ（１１）の前記シート（９）の前記前面（２９）との間に隙間（４７）が形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の工作機械。
5. 前記ホルダ（１１）の前記シート（９）の前記前面（２９）から軸方向に短距離突出する、前記シート（９）の周縁上の端部（４９）が、前記切削プレート（１）の前記端面（１９）と前記ホルダ（１１）の前記シート（９）の前記前面（２９）との間の前記隙間（４７）を周縁にて部分的に減らすように形成されることを特徴とする、請求項４に記載の工作機械。
6. 前記切削プレート（１）の前記リブ（２１）の前記側面（２５、２７）及び前記ホルダ（１１）の前記溝（３１）の前記側壁（３５、３７）は、前記長手軸（１３）に垂直な面に対し異なる角度にて傾斜する進路に沿って延び、作動トルクを伝達するための前記駆動面を形成する側の傾斜角の方が前記支持面を形成する側の傾斜角よりも急角度である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の工作機械。

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