JP5469866B2 - 孔および孔表面を切削加工する方法とその複合工具並びに複合工具における切刃体 - Google Patents

Description

本発明は、孔並びにその孔表面を切削加工するための、特にバルブガイドおよびその弁座を切削加工するための複合工具とその加工法に関する。その複合工具は工具本体を備え、この工具本体は、孔加工するための回転切削工具に対する軸方向に延びるチャック並びにプレート状切刃体を受けるための中心長手軸線から半径方向に間隔を隔てられた少なくとも１つのプレート座を有している。その切刃体は孔表面を加工するために利用され、狭小面（幅狭面）を介して互いに接続された両側の底面を有している。そのプレート座は底面接触設置面を有しており、据付け状態において切刃体の底面がこの底面接触設置面に締付け固定される。また本発明は、かかる複合工具に対するプレート状切刃体に関する。

その複合工具は、特に自動車のシリンダヘッドの弁座並びにバルブガイドの中間加工および最終加工に使われる。かかる加工過程に対する複合工具は、例えば国際公開第０３／０１３７７１号パンフレットや独国特許出願公開第１９６５４３４６号明細書で知られている。

自動車エンジンの燃焼室における所定の流入特性および流出特性をエンジン寿命期間にわたって永続的に保証するためにも、吸入弁や排気弁と協働するシリンダヘッドの面は、最小公差で精密に加工されねばならない。シリンダヘッド製造時、通常、アルミニウム製あるいは鋳造製シリンダヘッドの相応した空所に、ガイドブッシュ並びに弁座リングがはめ込まれる。これらの部品は、通常、二段階の加工工程で、まず中間加工され、続いて、精密加工される。そのために、複合工具が利用され、バルブガイドを形成するガイドブッシュの円筒状表面並びに弁座リングの一般に円錐状の表面がそれぞれ、その複合工具で加工される。バルブガイドを加工するために、通常、回転切削工具としてリーマが使用される。弁座を加工するために、通常、複合工具の円周に分布された複数の切刃プレートが使用され、これらの切刃プレートは、アキシャル軸線に対して部分的に異なった円錐角で配置され、これにより、弁座は断面で見て複数の円錐角を有し、湾曲表面の形に形成されている。

要求される精密加工を達成するために、複合工具の高精度の真円回転が必要とされる。この場合、個々の工具、即ち、回転切削工具（リーマ）並びに切刃体の中心軸線は、回転軸線と正確に一致していなければならない。弁座における円錐角の調整時における非常に高い角度精度も必要とされる。特に大量生産におけるシリンダヘッドの加工時に複数の複合工具が並行して使用され、同時に送りが行われるので、複合工具相互の高精度の正確な軸方向配置が必要である。

本発明の課題は、バルブガイドおよびそれに隣接する弁座の高精度の加工を可能にすることにある。

この課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴を有する複合工具によって解決される。それに応じて、弁座加工に利用されるプレート状切刃体は、接線方向配置形切刃プレートとして形成されている。ここで、接線方向配置とは、切刃体がプレート座に押し付けられる切刃体の接触設置面が、加工すべき表面に対して平行にあるいはほぼ平行に方向づけられることを意味する。この配置によって、切刃プレートの狭小面が、回転切削工具の切削方向および円周方向において前方に向けて方向づけられ、これによって、切削加工中に生ずる切削力が接触設置面に対して平行に、従って、プレート座の底面接触設置面に対して平行に工具に伝えられる。これによって、切刃体の非常に精確且つ安定した案内が達成され、これにより、表面が精密加工される。接線方向配置における特別な利点は、弁座の場合に円錐内周面として形成される加工すべき表面に関して、切刃プレートが非常に精確に調節されることにある。従って、切刃プレートは工具長手軸線に対して円錐角を成して方向づけられねばならない。この角度は、接線方向配置の場合、軸方向に関する底面接触設置面の方向づけによって決定される。この場合、軸方向に対する底面接触設置面の傾きは、製造技術的に非常に精確に設定できる。その特別な利点は、（半径方向配置形切刃プレートと異なり）切刃プレートの遊び条件上および公差条件上の位置決めが、設定すべき位置に対して幾らかずれた回転位置であっても、高精度の角度調節にほんの僅かな影響しか与えないことにある。複合工具において一般的な切刃プレートの従来の半径方向配置では、そのプレートの幅広面（底面）が切削方向に前方に方向づけられ、設定すべき位置からの切刃プレートの僅かな回転方向偏差が、弁座の加工すべき円錐内周面の大きな公差偏差を生じさせる。

切刃プレートの接線方向配置の他の特別な利点は、切刃プレートの長手方向あるいは横方向の広がりが（半径方向配置の場合と異なって）軸方向長手軸線に対して半径方向に向けられず、従って、半径方向において非常に僅かな場所しか必要とされないことにある。半径方向配置の場合、半径方向における所要場所が比較的大きく、加工すべき表面の直径が特に小さい場合、窮屈な場所的状況のために三角形切刃プレートが使用される。ここで述べた接線方向配置の場合、好適には、工具コストを安価にするために、正方形あるいは多角形の切刃プレートが使用される。

さらに、本発明の課題は、本発明に基づいて特許請求の範囲の請求項２に記載の特徴を有する複合工具によって解決される。それに応じて、複合工具のチャックは、締付け部位を有し、締付け力が締付け部位において環状に一様に半径方向に作用し、チャックに横に設けられた締付け機構によって調整できるように形成されている。従って、この形態によって、締付け力は回転切削工具（リーマ）の締め付けるべきシャンクに全面に一様に作用する。これによって、工具中心軸線に対してずれた回転切削工具の偏心的締付けが防止される。この形態によって、高精度の精密な真円回転が保証され、これによって、表面の高精度の加工が保証される。同時に、横に配置された締付け機構によって、回転切削工具の締付け固定および交換が、複合工具が工作機械のスピンドルに据え付けられている場合でも可能である。即ち、回転切削工具を交換するために、複合工具を工作機械から取り外す必要がない。

この場合、チャックは締付け力を発生するための環状隙間状圧力室を有する液圧膨張式チャックであることが目的に適っている。この圧力室は、特に円筒状締付け部位の内部における外側ブッシュと内側ブッシュとの間の隙間である。その内側ブッシュは外側ブッシュに比べてかなり弱く形成され、これによって、圧力室内部の液体の圧力上昇時、与えられた液圧が内側ブッシュを狭め、これによって、回転切削工具のシャンクを環状に一様に締め付ける。この場合、液圧膨張式チャックは特に国際公開第２００５／０９７３８３号パンフレットに記載された液圧膨張式チャックのように形成されている。好適には、その液圧膨張式チャックは、回転切削工具を軸方向に調節するための軸方向調整機構を有している。ここでも、その調整機構はチャックに横に設けられた調整要素を介して作動できる。軸方向可調整性によって、特に複数の弁座を同時加工するために工作機械において複数の複合工具を並行利用する際、個々の複合工具を相互に軸方向に正確に調節するための単純な方式が可能となる。かかる調節によって、共通して送りを行う場合にすべての複合工具が同時に加工すべき表面に食い込むことが達成される。つまり、そうでない場合には、共通の送り機構において不均一で非対称的な力が導入されてしまい、その結果、表面品質を悪化させてしまう。

有利な様式で、半径方向に一様に環状に作用する締付け力を有するチャック、特に横側調整要素付き液圧式チャックが、切刃プレートの接線方向配置と組み合わされる。締付け力を環状に一様に分布されたチャック並びに切刃プレートの接線方向配置は、切削加工時に生ずる力が複合工具本体に均質に確実に伝達されるように作用し、これによって、全体として高精度の表面加工が達成される。

切刃プレートの接線方向配置において目的に適って、底面接触設置面は軸方向に対して２０°〜８０°の範囲の円錐角を成して方向づけられている。

切刃プレートの単純な交換および単純な組立を可能にするために、切刃プレートは、好適には、カセットに配置され、このカセットは軸方向に延びるカセット本体を有し、その前方端面にプレート座が配置されている。従って、プレート座の軸方向に傾斜した方向づけによって、端面が、少なくともプレート座が形成されている部位が、軸方向に対して斜めに配置されている。

そのカセットは、好適には、工具本体における側壁に加工されカセット受けを形成する溝の中に配置されている。その溝底は軸方向に対して正確に平行に向けられている。

また、目的に適った他の実施態様において、カセットはそこに固定された切刃プレートと共に、第１調節要素によって軸方向に調整できる。この調節要素はカセット背面壁と溝背面壁との間に締付け固定されている。従って、この調節要素は軸方向において溝背面壁に当接支持されている。この実施態様は、切削加工時に軸方向送りに基づいて生ずる軸方向に作用する力が工具本体に確実に伝達される、という特別な利点を有する。調節要素が軸方向に締付け固定されているので、軸方向遊びは生ぜず、これにより、大きな軸方向力の場合でも、切刃プレートの刃先の正確な設定位置が保たれる。

その調節要素は、好適には、締付けくさびとして形成され、この締付けくさびは、ねじの形態で形成された調整要素によって、この調整要素の長手軸線の方向に移動できる。この場合、締付けくさびは横側のくさび面を有し、締付けくさびはそのくさび面で、一方ではカセットに作用し、他方では溝背面壁に作用する。その調整要素は、好適には、半径方向あるいはほぼ半径方向に、即ち、軸方向に対して垂直に向けられている。従って、この形態によって、くさびの締付けが、調整要素の長手軸線の方向におけるくさびの変位によって達成される。この場合、くさびの回転運動は必要とされない。この場合、調整要素は、目的に適って、２つの逆向きのねじ部を有する二重ねじ棒として形成され、その前方ねじ部は工具本体のねじ孔にねじ込まれ、後方ねじ部は締付けくさびにねじ込まれる。これによって、そのねじ棒の回転において、溝底と締付けくさびとの相対位置が変化し、即ち、締付けくさびが調整ねじの長手軸線の方向に移動される。一方は締付けくさびと溝背面壁間の、他方は締付けくさびとカセット背面壁間の２つの締付け面対は、締付けくさびによる調整運動によって溝背面壁とカセット背面壁との間にくさび作用が発生されるように配置されている。その代わりにあるいはそれと組み合わせて、締付けくさびの側面を、両側あるいは片側だけを、あるいは溝背面壁および／又はカセット背面壁の対向面を、くさびの形態で斜めに形成することもできる。

全体として、第１調節要素によって、切刃プレートの軸方向における単純で高精度の調節が可能となる。回転切削工具の軸方向調節と無関係なこの軸方向調節も、複数の複合工具の並行運転中において特に有利である。

さらに、有利な他の実施態様において、カセットを据付け状態において半径方向に調整できる第２調節要素が設けられている。この半径方向調節可能性によって、特に複数の切刃プレートが円周に分布されている場合、これらの切刃プレートを円軌道上に正確に調節することができる。

その第２調節要素は特に調節ねじとして形成され、この調節ねじはカセットのねじ孔にねじ込まれ、工具本体に当接支持される。従って、カセットはこの調節ねじによって、カセット受けの溝底に対して押し離される。両調節要素は、好適には、遠心力止めして形成されている。

加工済み表面が品質要件を満たすために、請求項１２〜１４に記載されているような特別に形成された切刃プレートが利用される。これらの切刃プレートは特にここで述べた複合工具に対して利用するために形成されているが、これとは無関係に、特に切刃プレートの接線方向配置が考慮されている他の工具に対しても使用できる。

本発明に基づく第１の実施態様において、プレート状切刃体（切刃プレート）は、狭小面を介して互いに接続された両側の底面を有するプレート本体を有している。通常は硬質金属から成っているプレート本体上に、２つの層から成る被覆構造が設けられている。この被覆構造は狭小面上に配置されている。この被覆構造は特に硬質金属層から成り、この硬質金属層上に、例えばＣＢＮ（cubic boron nitride＝立方晶窒化ホウ素）あるいはダイヤモンドのような切削材料から成る層が設けられている。この被覆構造は、通常、焼結体として形成され、即ち、まず圧縮され、続いて焼結される。完成焼結体はそれからプレート本体上に特にろう付けによって固定される。この被覆構造の硬質金属層は、プレート本体と切削材料層との間の接着仲介層として用いられる。切削材料層の厚さは、通常、僅か0.1ｍｍの数倍である。狭小面上への被覆構造の配置によって、切刃プレートの接線方向配置の場合には、加工すべき表面への切刃プレートの深い食い込み（切削深さ）に際しても、切削材料のみが加工すべき表面に接触することが保証される。これは、接線方向配置に基づいて、切刃プレートがその狭小面で表面に先に食い込むからである。

この場合、目的に適って、切刃プレートは好ましくは（底面に）４個の刃先を備えた切削インサートとして形成されている。

２つの狭小面が互いに隣接する隅部位において、切削材料がすべての箇所で外側表面を形成することを保証するために、目的に適った他の実施態様において、その被覆層は、突き合わせ縁が留め継ぎ（斜め接合）の形で突き合わされている。即ち、狭小面に設けられた被覆構造は、終端側がそれぞれ例えば４５°の傾斜の枠縁の形、いわゆる留め継ぎの形となっており、これによって、互いに隣接する２つの枠縁は互いに突き合わせ接合とはなっていない。

異なった実施態様において、被覆構造はプレート本体の底面に全面的に設けられ、その場合、中央に特に中央取付け孔が設けられ、この取付け孔を通して、プレート座に切刃プレートを固定するための取付けねじが設けられる。従って、被覆構造（焼結体）は、プレート本体上にろう付けされる孔開きプレートとして形成される。

本発明の課題は、さらに本発明に基づいて、上述した複合工具によって、１回の作業工程で孔並びにその孔表面を切削加工する、特にバルブガイドおよびその弁座を切削加工する方法によって解決される。複合工具について述べた利点および有利な実施態様は、本発明に基づく方法にも同じ意味で適用される。

以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお各図において同一作用部分には同一符号が付されている。

図１Ａ〜図１Ｃの実施例における複合工具は、液圧膨張式チャック４が一体化された細長いコンパクトな構造の工具本体２を有している。この複合工具は後方接続部材６で工具スピンドルに結合される。膨張チャック４はその前端に円筒形締付け部位８を有している。この締付け部位８は回転切削工具特にリーマ（図示せず）を受けるために使われる。溝の形をした全部で３個のカセット受け１２が工具本体２に、締付け部位８のそばで横に、複合工具の中心長手軸線１０から半径方向に間隔を隔てて円周方向に分布して加工されている。各カセット受け１２にそれぞれ交換可能なカセット１４が取り付けられ、その各カセット１４はその前端面に底面接触設置面１８付きプレート座１６を有している。その各底面接触設置面１８に、それぞれ切刃プレート２０における以下において接触設置面２２と呼ぶ底面が締付け固定される。その締付け固定のために、切刃プレート２０の中心を貫通して導かれた締付けねじ２４が利用されている。円周方向に等間隔で分布された各切刃プレート２０は、それぞれ（図１Ｃに示されているように）中心長手軸線１０に対して異なった円錐角αで傾斜され、詳しくは、この実施例において３個の切刃プレート２０がそれぞれ長手軸線１０に対して３０°、４５°、７０°の角度で傾斜されている。これによって、加工すべき弁座リング２８の弁座２６は、図１Ｃから理解できるようにほぼ湾曲した表面となっている。この場合、３個の各切刃プレートはそれぞれ円錐内周面の一部を形成する。図１Ｃでは、３個の切刃プレートが図解のためだけに重ねて示されている。

複合工具は軸方向２９に延びている。軸方向２９に対して垂直に半径方向３１が規定される。そしてまた、半径方向３１並びに軸方向２９に対して垂直に、円周方向あるいは接線方向３０が規定される。

図１Ａ〜図１Ｃの実施例において、各切刃プレート２０はそれぞれ接線方向に配置されている。ここで接線方向配置とは、接触設置面２２がほぼ接線方向３０に方向づけられていることを意味する。接触設置面２２は逃げ角を形成する小さな角度だけ厳密な接線方向に対して傾けて配置されている。従って、接触設置面２２の位置は、一方では、中心長手軸線１０に関して円錐角αを成した方向づけによって、他方では、接線方向３０における方向づけによって規定される。切刃プレート２０のこのような接線方向配置において、切刃プレート２０はその回転方向あるいは切削方向３４において前方に向けられた狭小面（幅狭面）３２で切削する（特に図１Ａ参照）。従って、接線方向配置において、切屑（チップ）は狭小面３２に沿って排出される。切削力は接線方向３０に作用する。切刃プレート２０が接線方向３０にその長手寸法を有するので（通常は接触設置面が狭小面の約３〜５倍の長さである）、切削力は切刃プレート２０によって、振動を生ずることなしに問題なく受けとめられる。また、切刃プレート２０はその後方の狭小面並びに横側の狭小面がそれぞれプレート座１６の側壁に接している。

カセット受け１２を形成するために、工具本体２に円周方向に等間隔で分布して軸方向２９に延びる３個の溝が設けられている。図１Ｃから理解できるように、カセット受け１２は断面がほぼＬ字形に形成され、即ち、端面側に前方に向けて開き、その背面に溝背面壁３６を有している。カセット１４自体はその前方部位に、同時にプレート座１６をも規定する傾斜端面を有している。

カセット１４はカセット受け１２内にほぼ半径方向に向けられた取付けねじ３８によって固定される。後方部位にカセット１４に接して締付けくさび４０が続き、この締付けくさび４０はカセット１４と溝背面壁３６との間に締付け固定されている（特に図１Ａ参照）。締付けくさび４０はカセット１４を軸方向２９において調節するために用いられる。また、カセット１４の傾斜端面が始まる前におけるカセット１４の前方３分の１の部位に、半径方向調節ねじ４２が設けられている。この調節ねじ４２によって、工具本体２に対してカセット１４を半径方向３１に調節することができる。調節ねじ４２はカセット受け１２の溝底に当接支持される。

液圧膨張式チャック４は中央内部に位置する締付けブッシュ４４を有し、この締付けブッシュ４４はそれを取り囲む工具本体２の部位に対して、最大０．２ｍｍの半径方向幅を有する環状隙間４６を形成している。この環状隙間４６は圧力室を形成し、圧力系の一部となっている。この圧力室には加圧液が封入されている。圧力調整ねじ４８によってプランジャ（図示せず）が作動され、これによって、圧力室内の圧力を圧力調整ねじ４８の回転によって変化することができる。その圧力調整ねじ４８は膨張式チャック４の横側に設けられ、そこからアクセスできる。回転切削工具（リーマ）を締付け固定するために、この回転切削工具はそのシャンクが締付けブッシュ４４の中に差し込まれ、続いて、圧力調整ねじ４８の回転によって、圧力系、従って、環状隙間４６における圧力が高められ、これによって、締付けブッシュ４４は全面が半径方向にシャンクに対して締め付けられる。この場合、液圧系の利用によって、一様な圧力付与が行われ、これによって、工具本体２の中心長手軸線１０に対する回転切削工具の中心長手軸線のずれが生ずることなしに、中心長手軸線１０に沿った回転切削工具の精確な配置が自動的に行われる。

追加的に、リーマに対する軸方向の調節も可能である。このために、同様に横からアクセスできる調整ねじ５０（図１Ｃ参照）が、軸方向に移動可能な調整ピン（図示せず）に作用する。締付け固定状態において、リーマはその調整ピンに突き当たっている。その調整ピンは、調整ねじ５０と協働する終端部位に、好適には、調整ねじ５０のねじが係合する歯を有している。

図１Ａ〜図１Ｃで説明した複合工具は、特に以下にもう一度要約した特徴の組合せによって、弁座２６のバルブガイドの高精密加工に適している。即ち、
− 液圧膨張式チャック４の利用によって、中心長手軸線１０に沿ったリーマの正確な方 向づけが保証される。この構成原理は、同時に非常にコンパクトで場所を節約した構造 を提供し、これにより、エンジンブロックの加工時、かかる複数の複合工具が並行して 使用できる。
− リーマの軸方向可調整性によって、特に複数の複合工具の並行利用時に軸方向におけ る精確な調整が可能となる。締付け機構（圧力調整ねじ４８）並びに軸方向調整機構（ 調整ねじ５０）がチャック４の横側からアクセスできるので、工具交換が複合工具を機 械から分解する必要なしに問題なく行える。また、リーマを装着した状態で、軸方向調 整が可能となる。
− 接線方向に向けられた切刃プレート２０の配置によって、切削力は確実に振動無しに 受けとめられる。
− 切刃プレート２０の接線方向配置によって、プレート座１６の内部における切刃プレ ート２０の設定すべき位置からの公差に関する回転ずれが、円錐角αに関する切刃プレ ート２０の刃先の方向づけに、全くあるいはほとんど影響を与えない。即ち、その接線 方向配置は、弁座２６の円錐角の形成時に、その角度精度に関して比較的鈍感である。 これは、弁座２６に対して例えば角度±５分の極めて高い精度が要求されるので特に有 利である。
− 溝状に形成されたカセット受け１２へのカセット１４の固定によって、追加的に確実 な案内が保証され、切削時に生ずる力は確実に工具本体２に伝達され、振動が生ずるこ とはない。
− 切刃プレート２０の軸方向２９における調節は締付けくさび４０によって可能とされ 、この調節は複数の複合工具の並行使用時に特に有利である。
− カセット１４とカセット受け１２との間における締付けくさび４０の締付け固定によ って、軸方向位置が確実に固定され、軸方向における調節不良が回避される。
− また、必要に応じてカセット１４の半径方向の可調整性によって、特に円錐角αも調 節できる。即ち、締付けねじ２４に続く前方３分の１の部位における半径方向調節ねじ ４２の配置に基づいて、その調節ねじ４２の作動時、カセット１４の傾きが生じ、これ により、切刃プレート２０の円錐角αが変化する。

カセット１４の構造および締付けくさび４０との協働作用は、特に図２Ａ〜２Ｄから理解できる。締付けくさび４０は２つの逆向きのねじ部を有する二重ねじ棒５２を備えている。据付け状態において、この二重ねじ棒５２はその前方ねじ部が工具本体２におけるねじ孔にねじ込まれ、後方ねじ部が締付けくさび４０にねじ込まれている。二重ねじ棒５２は、カセット背面壁５６に対して傾斜して向けられた長手軸線５４に沿って方向づけられている。締付けくさび４０はくさび面でカセット背面壁５６に接している。締付けくさび４０は平たいくさび面とは反対側が、円錐外周面の形に湾曲して形成されている。締付けくさび４０は円錐外周面が工具本体２における相応した受け部にぴったりはまり込み溝背面壁３６に接している。二重ねじ棒５２の調整時、締付けくさび４０は長手軸線５４に沿って変位され、これによって、軸方向２９におけるカセットの位置が変化される。

図２Ａ〜２Ｄの実施例において、切刃プレート２０における刃先５８が示され、加工工程中に切刃プレート２０はその刃先５８でワークに食い込む。図１Ａ〜１Ｃの実施例において、全部で４個の刃先５８があることが分かる。これらの刃先５８は、通常、硬質切削物質から成る被覆特にＣＢＮ被覆を有している。

図２Ｃから理解できるように、切刃プレート２０は接線方向３０に対して正確には平行に向けられておらず、その接線方向３０に対して、例えば３〜１０°の範囲にある逃げ角βを成している。この実施例の場合、逃げ角βは５°である。

図３の比較例において、複合工具に対して同様に、図１Ａ〜図１Ｃで説明した膨張式チャック４が使用されている。しかしここでは、図１Ａ〜図１Ｃにおける実施例と異なって、切刃プレート２０が半径方向に配置された通常のカセット６０が使用されている。切刃プレートとして、ここでは特に三角形の切削インサートが使用されている。特に小さな弁座２６の場合には、場所的理由から四角形以上の多角形の切削インサートは利用できない。この複合工具の構造は、切刃プレート２０の半径方向配置を除いて、図１Ａ〜図１Ｃで説明した複合工具の構造に相当している。カセット６０の特別な構造は図４Ａ〜図４Ｃから理解できる。三角形切刃プレート２０は締付け爪６２によって締付け固定されている。図４Ｂから理解できるように、円錐角αは、刃先を形成する三辺のうちの一辺の向きによって決定される。

図５〜図７には異なって形成された切削インサート２０が示され、特に接線方向に配置されたプレート座１６を備えた上述した複合工具において利用される。すべての切刃プレート２０は２つの層から成る被覆構造を備えている。その外側層６４は切削材料特にＣＢＮあるいはダイヤモンドから成っている。その下側の内側層６６は、好適には、硬質金属から成っている。これらの両層６４、６６から成る層構造は、プレート本体６８上に設けられ、特にろう付けされている。その被覆構造は予め焼結体として製造されている。さらに、すべての切刃プレート２０は、締付けねじ２４が通される中央取付け孔６８を有している。

外側層の層厚ｄ１は、数ｍｍの１０分の１の範囲、例えば０．３〜０．８ｍｍの範囲にある。内側層６６の層厚ｄ２は類似した大きさにある。この実施例において、外側ＣＢＮ層の層厚ｄ１は０．７ｍｍであり、内側硬質金属層６６の層厚ｄ２は０．６ｍｍである。この実施例において、全体として、両側位置の刃先７２は約１２ｍｍの範囲の間隔ａを有している。プレート厚ｄ３は約６．４ｍｍである。

図５および図６の実施例において、被覆構造は、プレート本体６８の狭小面３２上に設けられた細長い枠縁として予め作られている。この場合、図５Ａ〜図５Ｃにおける実施例において、被覆構造の個々の枠縁は、留め継ぎ（斜め接合）の形に切削加工され、これにより、外側層６４は狭小面３２を取り囲む外側縁を形成する。これと異なって、図６Ａ〜図６Ｃにおける実施例の場合、個々の枠縁は互いに突き合わせ接合され、このために、内側層６６も部分的に外側面に露出する。

図５と図６に示された切刃プレート２０はそれぞれ４個の刃先７２を有している。狭小面はプレート垂線７４に対して角度γを成して傾斜されている。この角度は例えば約１０〜１５°の範囲にある。図６Ａ〜図６Ｃの実施例に替わる単純な形態では、切削インサート２０は両側位置の２個の刃先７２のみで構成されている。

狭小面に被覆構造が配置され、切刃プレート２０が接線方向配置の場合、切屑は狭小面を介して運び出される。即ち、切屑は狭小面において外側層６４に沿って滑る。その切削深さは、接線方向配置の場合、加工すべきワークにおける切刃プレート２０の食い込み深さによって決定され、詳しくは、主にプレート垂線７４の方向における食い込み深さによって決定される。従って、狭小面３２における被覆構造の配置に基づいて、切削深さと無関係に常に、外側層６４が加工すべきワークに食い込む。

図７の実施例では、図５と図６の実施例と異なって、被覆構造はプレート本体６８の両側底面に設けられ、狭小面に設けられていない。この場合、被覆構造が、中央取付け孔７０しか存在しない通しプレートとして形成されることが特に重要である。

図７Ａ〜図７Ｃにおける実施例において、切削インサート２０は、全部で８個の刃先７２を備えた両面切削インサートとして形成されている。逃げ角を形成する角度γは、特に図７Ｃから明らかなように、プレート状被覆構造の端面側傾斜によって得られる。プレート本体６８自体は、この特別な構造のために傾斜部を有していない。両面切削インサート２０の代わりに、被覆構造が片側面にしか設けられないようにすることも勿論できる。

また、プレート本体６８は取付け孔６８の周りに配置された中央心出しリング７６を有し、この心出しリング７６は、多角形の輪郭、この実施例では八角形の輪郭を有している。これに対応して、被覆構造も多角形の内側輪郭を有し、これによって、プレート本体６８上に設置すべきプレートは正しい回転位置に配置される。

液圧膨張式チャックと接線方向配置の切削インサートとを備えた複合工具の斜視図。 図１Ａにおける複合工具の端面の正面図。 図１ＢにおけるＡ−Ａ線に沿った断面図。 図１Ａ〜図１Ｃにおける複合工具に使用されるカセットの締付けくさびで固定される状態を示す側面図。 図２Ａにおけるカセットの別の方向から見た斜視図。 図２Ｂにおけるカセットの９０°ずれた方向から見た斜視図。 図２Ａにおけるカセットのプレート側端面の正面図。 液圧膨張式チャックと半径方向配置の切削インサートとを備えた複合工具の側面図。 切削インサートの半径方向配置に対するカセットの側面図。 図４Ａにおけるカセットの９０°ずれた方向から見た斜視図。 図４Ａにおけるカセットのプレート側端面の正面図。 切削インサートの第１実施例の斜視図。 図５Ａにおける切削インサートの底面の平面図。 図５ＢにおけるＡ−Ａ線に沿った断面図。 切削インサートの異なった実施例の斜視図。 図６Ａにおける切削インサートの底面の平面図。 図６ＢにおけるＡ−Ａ線に沿った断面図。 二重切削インサートの斜視図。 図７Ａにおける切削インサートの底面の平面図。 図７ＢにおけるＡ−Ａ線に沿った断面図。

符号の説明

２ 工具本体
４ チャック
８ 締付け部位
１０ 中心長手軸線
１２ カセット受け
１４ カセット
１６ プレート座
１８ 底面接触設置面
２０ プレート状切刃体（切刃プレート、切削インサート）
２２ 底面
２６ 弁座
２９ 軸方向
３１ 半径方向
３２ 狭小面（幅狭面）
４０ 第１調節要素
４２ 第２調節要素
４６ 圧力室
４８ 締付け機構（圧力調整ねじ）
５０ 調整要素
６０ カセット
６４ 層
６６ 層
６８ プレート本体
７２ 刃先

Claims (13)

1. 孔並びに孔表面を切削加工するための複合工具であって工具本体（２）を備え、
   該工具本体（２）は、
   孔加工するための回転切削工具の軸方向に延びるチャック（４）と、
   孔表面を加工するために使用されるプレート状切刃体（２０）と、
   中心長手軸線（１０）から半径方向に間隔を隔てられて配置された、前記プレート状切刃体（２０）を受けるための少なくとも１つの交換可能なカセット（１４、６０）と、
   を有し、
   前記カセット（１４、６０）は、
   軸方向に延在するカセット本体と、
   前記カセット本体の前方端面に設けられた、プレート状切刃体（２０）を受けるためのプレート座（１６）と、
   を備え、
   前記プレート座（１６）には、前記プレート状切刃体（２０）がその底面（２２）において固定される底面接触設置面（１８）が、加工すべき表面に対して平行に方向づけられるように形成されている
   複合工具。
2. 工具本体（２）に、軸方向（２９）に延びる溝がカセット（１４、６０）に対するカセット受け（１２）として設けられていることを特徴とする請求項１に記載の複合工具。
3. 前記チャック（４）が、締付け部位（８）を有し、締付け力が締付け部位（８）において環状に一様に半径方向（３１）に作用し且つチャック（４）の横に設けられた締付け機構（４８）によって調整できるように形成され、且つ
   チャック（４）が、締付け力を発生するための環状隙間状圧力室（４６）を有する液圧膨張式チャックであることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合工具。
4. チャック（４）が、回転切削工具を軸方向（２９）に調節するための軸方向調整機構を有し、該軸方向調整機構がチャックの横に設けられた調整機構（５０）を介して作動できることを特徴とする請求項３に記載の複合工具。
5. 底面接触設置面（１８）が、軸方向（２９）に対して２０°〜８０°の範囲の円錐角（α）を成して方向付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の複合工具。
6. カセット（１４、６０）が、該カセット（１４、６０）と工具本体（２）との間に締付け固定された第１調節要素（４０）によって、据付け状態において軸方向（２９）に調節できることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合工具。
7. 第１調節要素（４０）が締付けくさび（４０）として形成されており、この締付けくさび（４０）が調整要素（５２）によって該調整要素（５２）の長手軸線（５４）の方向に移動できることを特徴とする請求項６に記載の複合工具。
8. カセット（１４、６０）が、第２調節要素（４２）によって据付け状態において半径方向（３１）に調節できることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の複合工具。
9. 第２調節要素（４２）が調節ねじとして形成されており、この調節ねじがカセット（１４、６０）のねじ孔にねじ込まれ工具本体（２）に当接支持されることを特徴とする請求項８に記載の複合工具。
10. 請求項１ないし９のいずれか１つに記載の工具に配置するためのプレート状切刃体（２０）であって、
    狭小面（３２）を介して互いに接続された両側の底面（２２）を有するプレート本体（６８）を備え、該プレート本体（６８）の狭小面（３２）に、狭小面（３２）と底面（２２）との間に刃先（７２）を形成するための２つの層（６４、６６）から成る被覆構造が設けられていることを特徴とするプレート状切刃体（２０）。
11. 互いに隣接する２つの狭小面（３２）が被覆構造を備え、該被覆構造の層（６４、６６）の突き合わせ縁が、互いに留め継ぎ（斜め接合）で突き合わされていることを特徴とする請求項１０に記載のプレート状切刃体（２０）。
12. 請求項１ないし９のいずれか１つに記載の工具に配置するためのプレート状切刃体（２０）であって、
    狭小面（３２）を介して互いに接続された両側の底面（２２）を有するプレート本体（６８）を備え、該プレート本体（６８）の底面（２２）に、狭小面（３２）と底面（２２）との間に刃先（７２）を形成するための２つの層（６４、６６）から成る被覆構造が設けられていることを特徴とするプレート状切刃体（２０）。
13. 請求項１ないし９のいずれか１つに記載の複合工具によって、１回の作業工程で孔並びに孔表面を切削加工することを特徴とする孔並びに孔表面を切削加工する方法。

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