JP6300737B2 - 加圧クーラントを搬送するように構成された突切りブレードおよびブレードホルダ - Google Patents
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Description
本出願の主題は、クーラントを搬送するように構成された切削工具アセンブリに関し、詳細には、加圧クーラントを突切りブレードの切削部分に搬送するように構成された、突切りブレードとブレードホルダとを含む切削工具アセンブリに関する。
その名が示唆するように、突切りブレードは、「刃(blade)」形状を有すると考えることができる。より詳細には、突切りブレードは、金属切削作業、特に突切りおよび溝削り作業用に構成された薄く細長い本体を有することができる。そのような突切りブレードは切削部分を含む。切削部分は、切削部分に形成されたインサート座部に取外し可能にまたは永久的に取り付けられる突切りブレード切削インサートの一部であることができる切刃と関連付けられるか、あるいは切刃は突切りブレード自体の本体に一体的に形成することができる。
本出願の主題の第1の態様によれば、ホルダ流路を含むブレードホルダが提供される。ホルダ流路は、ブレードホルダのホルダ出口開口と関連付けられた減速チャンバを含む。減速チャンバは、それを通して搬送されるクーラントの速度を低減するように構成される。
A.クーラントは任意の適切な流体種のもの、例えば水、油またはそれらの混合物であることができる。
B.切削工具アセンブリおよびその構成要素は、20バールを超える圧力でクーラントを搬送するように構成することができる。流体の搬送が増大すると、冷却を増強することができる、例えば切削工具アセンブリおよびその構成要素は、120バール以上の圧力でクーラントを搬送するように構成できることが理解される。
C.切削工具アセンブリは簡単な構造のものであることができる、すなわち、例えば以下の記載において数えられるような、制限された数の部品を含む。
D.切削工具アセンブリは、空間節約的な構造のものであることができる。例えば、切削工具アセンブリまたはその構成要素は、細長い構造を有することができる。
E.ブレードホルダ中で流路が転回する回数は、単一の転回であることができる。突切りブレード中で流路が転回する回数は、単一の転回であることができる。クーラントが突切りブレードに入る場所だけに単一の転回は存在することができる。
F.ホルダ出口開口は、減速チャンバからのクーラントの速度を維持またはさらに低減するように構成された断面領域を含むことができる。例えば、ホルダ出口開口の断面領域は、ホルダ出口開口に隣接するクーラント経路に対して垂直に延びる減速チャンバの断面領域と一致することができる。あるいは、クーラント経路に対して垂直に延びる減速チャンバの断面領域は、ホルダ出口開口への近接性が増すとともに増大することもできる。そのような増大は、理論上、クーラント流速をさらに低減することができる。
G.ブレードホルダは、突切りブレードを、その周囲に沿ってのみ保持するように構成することができる。
H.突切りブレードの本体は、一体型ワンピース構造であることができる(すなわち、用語「本体」は切削インサートおよびシーリング装置を含まない)。
I.突切りブレードのブレード出口開口は、突切りブレードのインサート座部から固定された距離にあることができる。
J.突切りブレードのブレード出口開口は、切削部分の、第1端縁部より第1長手方向取付け縁部に近い部分に配置することができる。
K.突切りブレードのブレード流路が、それを通って延びるクーラント経路に対して垂直な一様の断面形状を有することができるとき、簡素化された製造を達成することができる。あるいはブレード流路は、最大および最小断面領域を有することができる。最大断面領域は大きさがより大きく、最小断面領域よりブレード入口開口の近くにあることができる。最大断面領域の大きさは、最小断面領域の大きさの2倍未満であることができる。
L.突切りブレードは、側面の少なくとも一方に形成された追加のブレード入口開口から、追加の切削部分に形成された追加の単一のブレード出口開口まで延びる、クーラントを搬送するように構成された追加のブレード流路を含むことができる。
M.ブレード入口開口は、第1および第2の側面の両方に開口することができる。
N.突切りブレードは、第1および第2の側面の両方に開口するブレード入口開口に隣接するシーリング開口を含むことができる。
O.突切りブレードは、追加の切削部分を含むことができる。追加の切削部分は、第2の長手方向取付け縁部および第2端縁部に関連付けることができる。
P.突切りブレードは、第1および第2の側面と平行に延びかつそれらから等しく間隔を空けられた二等分面の周りで対称であることができる。突切りブレードは、第1および第2の側面の中心を通り、かつそれらに対して垂直な方向に延びるブレード軸の周りで180度回転対称を有することができる。
Q.突切りブレードは、第1および第2の側面に対して垂直に延び、かつ反対側の第1および第2の端縁部の中間に配置された横面の周りで鏡面対称を有することができる。そのような構造の結果、両頭(double-ended)の突切りブレードがもたらされ得、両頭の突切りブレードは、第1および第2の側面の中心を通り、かつそれらに対して垂直な方向に延びるブレード軸の周りで回転対称でない。
R.突切りブレードの第1および第2の側面は平坦であることができる。
S.ブレード流路の幅WYは、突切りブレードの幅WPの50%超、または64%超でさえあってもよい(WY>0.5WP;WY>0.64WP)。より大きなクーラント流れは、冷却に有利であり得ることが理解される。いくつかの実施形態では、ブレード流路の幅WYは、突切りブレードの幅WPの70%未満であってもよく(WY<0.7WP)、それにより構造強度が突切りブレードに提供され得る。
T.かなりの減速をもたらすいくつかの実施形態では、減速チャンバの断面領域は、先行部分の断面領域の少なくとも1.5倍の大きさであることができる。減速チャンバの容量または断面領域を増大することによりクーラントの減速を増大できることが理解される。減速チャンバの断面領域は、先行部分の断面領域の少なくとも2倍の大きさであることができ、さらに言えば、1つの試験された実施形態によれば、先行部分の断面領域の少なくとも2.6倍の大きさであることができる。明細書および請求項のため、反対のことを言及しない限り、流路の断面領域の考察は、それを通る流れの経路に対して垂直である断面領域に関する。
U.減速チャンバはホルダ出口開口に開口することができる。
V.ブレードホルダのクーラント経路は、ホルダ入口開口からホルダ出口開口までの方向の変化を含むことができる。ホルダ入口開口からホルダ出口開口までの方向の変化は、直角であることができる。ホルダ入口開口からホルダ出口開口までの方向の変化は、減速チャンバで発生することができる。方向の変化は、ブレードホルダのクーラント経路の唯一の方向の変化であることができる。
W.ホルダ出口開口は、ホルダ出口断面領域を有することができ、ホルダ出口断面領域は、クーラント経路に対して垂直に延在し、かつ方向変化後のクーラント経路に沿ったある地点でクーラント経路に対して垂直に延在する減速チャンバの出口断面領域と同じ大きさを有する。
X.ホルダ接続面は、ホルダ出口開口を囲むシーリング要素凹部を備えて形成することができる。シーリング要素はシーリング要素凹部に取り付けることができる。(a)シーリング要素凹部、(b)シーリング要素凹部に嵌まるように構成されたシーリング要素、および(c)ホルダ出口開口、の1つまたはそれ以上は、ブレードホルダの長手方向に沿って細長い形状であることができ、好ましくは楕円形であることができる。
Y.シーリング要素凹部とホルダ出口開口の間に画定されているのはホルダ出口開口壁であることができる。そのような壁は、場合によっては、特定圧力を超えるシーリング要素を保護することができる。
Z.シーリング要素凹部に取り付けられたシーリング要素は、シーリング要素凹部のすべての表面と同時に接触するように構成することができる。
AA.シーリング要素凹部に取り付けられたシーリング要素は、その外周面と内周面の間で測定できる凹部距離に等しい断面寸法を有することができる。
BB.シーリング要素凹部に取り付けられたシーリング要素は、その外周面と内周面の間で測定できる凹部距離より大きい断面寸法を有することができる。
CC.シーリング要素凹部に取り付けられたシーリング要素は、非圧縮状態において、通常は円形の断面を有することができる。
DD.シーリング要素はシーリング要素凹部に取り付けられると、ホルダ接続面から離れる方向に突出する突出部分を含むことができる。
EE.シーリング要素凹部の凹部深さは、シーリング要素の直径の約78%であることができる。
FF.シーリング要素凹部に取り付けられたシーリング要素は、突切りブレードを、ホルダ接続面と平行な向きから傾けるのに十分にシーリング要素凹部から突き出ることができる。
GG.減速チャンバの最小の寸法は、移行領域からバリア面まで延びることができる。前記寸法を低減する場合、バリア面の効果を増大できることが理解される。クーラント経路の方向変化は、バリア面でクーラント経路を偏向することによって発生させることができる。
HH.切削工具アセンブリは、ブレードホルダ中で突切りブレードを移動するように構成できるが、移動はシーリング要素および突切りブレードの位置によって制限される。移動は、突切りブレードの1つまたは複数のシーリング開口の位置に対して制限することができる。
II.切削工具アセンブリは、ブレードに形成されるシーリング開口ごとに、取外し可能なシーリング装置を含むことができる。
JJ.切削工具アセンブリは、突切りブレードをホルダ接続面に押し付けるように構成されたクランプ要素を含まないことができる。
KK.長手方向ジョーは、ホルダ接続面から外へ向かう方向において、ブレードホルダの最も外側の部分であることができる。
本出願の主題をより深く理解するために、および実際にそれをどのように実行できるかを示すために、次に添付の図面を参照する。
図面を参照すると、金属工作物(不図示)を突切りまたは溝削りするように構成された切削工具アセンブリ10が示されている。これについて最初に簡単に説明し、その稼働の一般的な意味解釈を提供する。
・移行領域88における減速チャンバ22の比較的より大きい断面領域は、バリア領域90における減速を補完し得る。
・減速チャンバ22の開始点における減速は、減速チャンバ22の後続部分で速度の上昇があるとしても、流れが先行部分21の速度まで上昇する十分な時間を提供しない速度まで流れを減速し得る;別の言い方をすると、先行部分21の後ろの減速チャンバ22の断面領域は全てその断面領域より小さい可能性がある;あるいは、減速チャンバ22が先行部分21のサイズに対応する断面領域を有していたとしても、減速チャンバ22は流れが先行部分21の速度まで上昇しないようにサイズ決めされ得る(例えば、流路方向の長さが十分に短い)。
Claims (49)
- ブレードホルダであって、
ホルダ接続面と前記ホルダ接続面の両側に配置された第1及び第2の長手方向ジョーとを含むブレード座部であって、前記第1及び第2の長手方向ジョーのそれぞれが傾斜した付勢面を含む、ブレード座部と、
クーラントを搬送するように構成されたホルダ流路であって、ホルダ入口開口から前記ホルダ接続面に形成されたホルダ出口開口まで前記ホルダ流路を通って延びるクーラント経路を含み、前記クーラント経路が前記ホルダ入口開口から前記ホルダ出口開口までの方向の変化を含む、ホルダ流路と、を含み、
前記ホルダ流路が、先行部分と、前記先行部分より前記ホルダ出口開口に近い減速チャンバと、前記先行部分が前記減速チャンバに変形する移行領域とを含み、
前記移行領域の前記先行部分において、前記ホルダ流路が、前記クーラント経路に対して垂直に延在する先行部分断面領域を有し、
前記移行領域の前記減速チャンバにおいて、前記ホルダ流路が、前記クーラント経路に対して垂直に延在する減速チャンバ断面領域を有し、
前記減速チャンバが、前記移行領域において前記先行部分の前記クーラント経路に面するバリア面を含み、
前記ホルダ接続面が、前記ホルダ出口開口を囲むシーリング要素凹部を備えて形成され、
シーリング要素が前記シーリング要素凹部に取り付けられ、
20バールを超える圧力でクーラントを搬送するように構成された、ブレードホルダ。 - 前記減速チャンバの断面領域が、前記先行部分の断面領域の少なくとも1.5倍の大きさである、請求項1に記載のブレードホルダ。
- 前記減速チャンバが前記ホルダ出口開口に開口する、請求項1または2に記載のブレードホルダ。
- 前記ホルダ入口開口から前記ホルダ出口開口までの前記方向の変化が直角である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 前記ホルダ入口開口から前記ホルダ出口開口までの前記方向の変化が、前記減速チャンバで生じる、請求項1〜4のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 前記ブレードホルダの前記クーラント経路における前記方向の変化は、一回の方向の変化である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 前記シーリング要素凹部および前記ホルダ出口開口の一方または両方が、前記ブレードホルダの長手方向に沿って細長い形状である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 前記シーリング要素凹部と前記ホルダ出口開口の間に画定されるのがホルダ出口開口壁である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 前記シーリング要素が、前記シーリング要素凹部の全ての表面と同時に接触するように構成される、請求項1〜8のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 前記シーリング要素が、前記シーリング要素凹部の外周面と内周面の間で測定できる凹部距離に等しい又は該凹部距離より大きい断面寸法を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 前記シーリング要素が、前記ホルダ接続面から離れる方向に突出する突出部分を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 前記減速チャンバの最小寸法が前記移行領域から前記バリア面まで延びる、請求項1〜11のいずれか一項に記載のブレードホルダ。
- 120バール以上の圧力でクーラントを搬送するように構成された、請求項1〜12のいずれか1項に記載のブレードホルダ。
- 2つのホルダ出口開口、2つのシーリング要素凹部および2つのシーリング要素を更に含み、各シーリング要素凹部に1つのシーリング要素が取り付けられている、請求項1〜13のいずれか1項に記載のブレードホルダ。
- 前記第1の長手方向ジョーは、前記第2の長手方向ジョーを除く前記ブレードホルダの残りの部分とともにワンピース一体構造を有し、
前記第2の長手方向ジョーは、前記第2の長手方向ジョーおよび前記ブレードホルダに形成された少なくとも1つの取付け穴を介して前記ブレードホルダの残りの部分に取り付けられ、且つ、ねじで固定され、
前記ホルダ出口開口は、前記第2の長手方向ジョーより前記第1の長手方向ジョーの近くに位置付けられる、請求項1〜14のいずれか1項に記載のブレードホルダ。 - 前記少なくとも1つの取付け穴が前記減速チャンバの方に向けられている、請求項15に記載のブレードホルダ。
- 前記少なくとも1つの取付け穴は、止まり穴である、請求項16に記載のブレードホルダ。
- 前記減速チャンバ断面領域は、前記先行部分断面領域より大きい、請求項1〜17のいずれか1項に記載のブレードホルダ。
- 細長い突切りブレードであって、
平行な第1および第2の長手方向取付け縁部の間、および前記長手方向取付け縁部に対して横方向に延びる、反対側の第1および第2の端縁部の間に延在する反対側の第1および第2の側面と、
前記第1の長手方向取付け縁部および前記第1の端縁部に関連付けられ、インサート座部を含む切削部分と、
クーラントを搬送するように構成されたブレード流路と
を含み、
前記第1および第2の長手方向取付け縁部のそれぞれは、前記突切りブレードの長手方向の摺動を促進するように構成されたテーパ形状を有し、
前記ブレード流路は、前記側面の少なくとも一方に形成されたブレード入口開口から、前記切削部分に位置付けられたブレード出口開口まで延び、
前記ブレード出口開口は、クーラントがすくい面の上を通過して前記切削部分に形成されたインサート座部に装着された切削インサートの切刃に直接向かうように構成され、
20バールを超える圧力でクーラントを搬送するように構成された、細長い突切りブレードと、
請求項1〜18のいずれか一項に記載のブレードホルダ
を組み合わせて含む切削工具アセンブリであって、前記突切りブレードの前記ブレードホルダに対する摺動を可能にするように構成された、切削工具アセンブリ。 - 前記ブレードホルダ中の前記突切りブレードの移動が、前記シーリング要素および前記突切りブレードの位置によって制限される、請求項19に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記長手方向ジョーが、前記ホルダ接続面から外側に向かう方向において前記ブレードホルダの最も外側の部分である、請求項19又は20に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記シーリング要素が、前記突切りブレードを、前記ホルダ接続面と平行な向きから傾けるのに十分に前記ブレードホルダから突き出る、請求項19〜21のいずれか1項に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記突切りブレードは、前記突切りブレードに形成された少なくとも1つのシーリング開口と、前記シーリング開口のための取外し可能なシーリング装置とをさらに含み、
前記取外し可能なシーリング装置は、ブレード入口開口の上に延在して該ブレード入口開口を密閉することでそこからクーラントが流出することを防止するように構成される、請求項19〜22のいずれか1項に記載の切削工具アセンブリ。 - 前記切削工具アセンブリの最も外側に突き出る部分がシーリング装置である、請求項19〜23のいずれか1項に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記シーリング装置は、ねじ切り部を含む、請求項23又は24に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記シーリング装置は、ねじおよび環状シールである、請求項23〜25のいずれか1項に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記ねじは、前記環状シールを貫通して延びる、請求項26に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記突切りブレードは、120バール以上の圧力でクーラントを搬送するように構成された、請求項19に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記ブレード出口開口が、前記切削部分の、前記第1の端縁部より前記第1長手方向取付け縁部に近い部分に配置される、請求項19または28に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記ブレード流路が、前記ブレード流路を通って延びるクーラント経路に対して垂直な一様な断面領域を有する、請求項19、28又は29に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記ブレード入口開口が、前記第1および第2の側面の両方に開口する、請求項19、28、29又は30に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記第1および第2の側面の中心を通り、かつ前記第1および第2の側面に対して垂直な方向に延びるブレード軸の周りで180度回転対称をさらに有し、または、前記第1および第2の側面に対して垂直に延び、かつ前記反対側の第1および第2の端縁部の中間に配置された横面の周りで鏡面対称をさらに有し、それにより両頭の突切りブレードがもたらされ、前記両頭の突切りブレードは、前記第1および第2の側面の中心を通り、かつ前記第1および第2の側面に対して垂直な方向に延びるブレード軸の周りで回転対称でない、請求項19、28、29、30又は31に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記ブレード流路の幅WYが、前記突切りブレードの幅WPの50%より大きい(WY>0.5WP)、請求項19、28、29、30、31又は32に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記突切りブレードは、それぞれの切削部分に位置付けられた単一のブレード出口開口を有する、請求項19、28、29、30、31、32又は33に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記ブレード流路は、前記ブレード入口開口まで延びる真直ぐな第1の副流路と、前記ブレード出口開口を起点とし前記第1副流路まで延びる真直ぐな第2の副流路を含む、請求項19、28、29、30、31、32、33又は34に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記第2副流路は、鈍角で前記第1副流路と交差する、請求項35に記載の切削工具アセンブリ。
- それぞれのテーパ形状は、傾斜面を含む、請求項19、28、29、30、31、32、33、34、35又は36に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記ブレード入口開口は、前記第1および第2の長手方向取付け縁部の間に位置付けられている、請求項19、28、29、30、31、32、33、34、35、36又は37に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記突切りブレードは、一体型ワンピース構造をさらに有する、請求項19、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37又は38に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記ブレード入口開口は、前記第1の長手方向取付け縁部よりも前記第2の長手方向取付け縁部の近くに位置付けられる、請求項19、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38又は39に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記突切りブレードのブレード出口開口は、前記突切りブレードの前記インサート座部から固定された距離にある、請求項19、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39又は40に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記突切りブレードは、前記第1および第2の側面の両方に開口する前記ブレード入口開口に隣接するシーリング開口をさらに含む、請求項19、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39又は41に記載の切削工具アセンブリ。
- 前記シーリング開口は、ねじ切りされている、請求項42に記載の切削工具アセンブリ。
- 請求項1に記載のブレードホルダを使用する方法であって、
20バールを超える圧力で前記ホルダ流路を通ってクーラント搬送することを含む、ブレードホルダを使用する方法。 - 120バール以上の圧力で前記ホルダ流路を通ってクーラントを搬送することを含む、請求項44に記載のブレードホルダを使用する方法。
- 前記ブレードホルダが請求項1〜18のいずれか1項にしたがって構成されたものである、請求項44又は45に記載のブレードホルダを使用する方法。
- 突切りブレードと、請求項44に記載のブレードホルダとを含む切削工具アセンブリを使用する方法であって、
前記突切りブレードは、
平行な第1および第2の長手方向取付け縁部の間、および前記長手方向取付け縁部に対して横方向に延びる、反対側の第1および第2の端縁部の間に延在する反対側の第1および第2の側面と、
前記第1の長手方向取付け縁部および前記第1の端縁部に関連付けられ、インサート座部を含む切削部分と、
クーラントを搬送するように構成され、前記側面の少なくとも一方に形成されたブレード入口開口から前記切削部分に位置付けられたブレード出口開口まで延びるブレード流路と、を含むものであり、
前記方法は、20バールを超える圧力で前記アセンブリを通ってクーラントを搬送することを含む、切削工具アセンブリを使用する方法。 - 120バール以上の圧力で前記アセンブリを通ってクーラントを搬送することを含む、請求項47に記載の切削工具アセンブリを使用する方法。
- 前記アセンブリが請求項19〜27のいずれか1項にしたがって構成されたものである、請求項47又は48に記載の切削工具アセンブリを使用する方法。
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