JP2006517153A

JP2006517153A - 異なる種類の切削加工のための工具

Info

Publication number: JP2006517153A
Application number: JP2006502793A
Authority: JP
Inventors: ピンガー，フランツ; レシュライター，ブラシウス
Original assignee: サンドビックインテレクチュアルプロパティーハンデルスボラーグ
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2006-07-20
Also published as: SE0300296L; EP1590117B1; US20040177491A1; CN1747805B; SE526037C2; US7121176B2; SE0300296D0; CN1747805A; KR20050123093A; DE602004027601D1; KR101037880B1; WO2004069455A1; ATE470523T1; EP1590117A1

Abstract

本発明は、切削加工用工具に関するものである。前記工具は、交換可能な挿入型切削刃物５、７Ａ〜７Ｃを取付ける為の切削用シートを備える工具ヘッド１を、工作機械に取り付けるための締結部９と同様に、備えている。前記工具ヘッド１は、一つ以上のチップポケット１０を有し、そこには二つの交換可能な前記挿入型切削刃物５、７Ａ〜７Ｃが配備されている。前記挿入型切削刃物５、５Ａ〜７Ｃは、異なる種類の加工を目的とし、その刃面を互いに対向して有する。本発明による前記工具の特徴は、全ての挿入型切削刃物５、７Ａ〜７Ｃ、１０５、１０７Ａ〜１０７Ｄが、前記工具ヘッド１、１０１の円周に沿って配列されていること、そして、前記チップポケット１０又は１１０の中の第一挿入型切削刃物５又は１０５は、その半径方向最外側部が、前記工具の半径方向において、前記チップポケット１０又は１１０の中の第二挿入型切削刃物７Ａ又は１０７Ａの半径方向最外側部の、外側（Ｒ１＞Ｒ２）に位置することである。

Description

本発明は、交換可能な挿入型切削刃物を取付ける為の切削用シートを備える工具ヘッドを、工作機械に取り付けるための締結部と同様に、備え、前記工具ヘッドは、一つ以上のチップポケットを有し、そこには二つの交換可能な前記挿入型切削刃物が、配備されていて、前記挿入型切削刃物は異なる種類の加工を目的とし、その刃面を互いに対向して有する、切削加工用工具に関するものである。本発明による前記工具は、金属加工用として、好ましい。

ＤＥ３７３３２９８Ｃ２により、以前より知られている切削加工用の組合せ工具は、実施形態によれば、二つのインデックス（フライス加工）自在の挿入型切削刃物を、同一チップポケット内に持ち、その挿入型切削刃物は、工具の円周方向に離れて位置している。挿入型切削刃物の一つは、中心にある切削用の挿入型刃物で、第二の挿入型切削刃物は、円周上の挿入型切削刃物である。前記組合せ工具によって、たとえばターニング加工（ワーク回転加工）、フライス加工（工具回転加工）及び穴あけ加工（工具回転加工）等の異なる種類の切削加工が、可能と考えられる。

ＥＰ１１８６３６７Ａ１により、一つの工具が、以前より知られているが、その工具によれば、ターニング加工とフライス加工が可能である。そこでは、工具に配備された挿入型切削刃物がどの種類の加工を行うのか、の区分が明確でなく、同一の挿入型切削刃物が、例えば、フライス加工及びターニング加工の双方で、使われている。さらに、一つのチップポケットの中に配備された、前記二つの挿入型切削刃物は、ターニング加工に使われている。

本発明の主要目的は、序説で述べられているような種類の切削加工用工具、すなわち、同じ工具で複数の異なる作業、例えば、切削加工におけるフライス加工（工具回転加工）とターニング加工を行うことを目的とする工具を、提供することである。

本発明の追加的目的は、複数の交換可能な挿入型切削刃物が、異なる種類の切削加工において、互いに干渉しないように、該切削刃物を配列することである。

少なくとも本発明の主目的は、添付の独立請求項１の中に明確に示されている特徴を持つ工具により、実現される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項の中に明示されている。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１〜３に示す本発明に係る前記工具は、交換可能な挿入型切削刃物５と７Ａ〜７Ｃを取付けるための多数の切削用シートを持つ工具ヘッド１を、その工具ヘッドと一体化されて、工作機械に取付けることを目的とする締結部９と同様に、備えている。その締結部９は、その自由端（工具ヘッドの反対側）に、例えばＣＡＰＴＯ（登録商標）のカップリングを備えることも出来る。該カップリングは、カップリングがその工作機械において方向に関する配置を自在とするように、適切に形成されていなければならない。すなわち、工作機械において、その工具の方向に関する配置が判るような方法でのみ、工作機械に装着が可能でなければならない。

前記挿入型切削刃物５及び７Ａ〜７Ｃは、適切な方法でそれぞれの切削用シートに固定されている。すなわち、本実施形態の中では、挿入型切削刃物５が、センターボルトにより、また挿入型切削刃物７Ａ〜７Ｃが、センターボルトとレバー装置により固定されている。本発明による前記工具は、金属加工用が好ましい。

図１及び図２に見られるように、前記工具ヘッドは、４つのフライス加工用挿入型切削刃物５を、３つのターニング加工用挿入型切削刃物７Ａ〜７Ｃと同様に、装備している。前記ターニング加工用挿入型切削刃物が、個々の符番７Ａ、７Ｂ及び７Ｃを、付けられている理由は、前記挿入型切削刃物が異なったタイプであって、挿入型切削刃物７Ａはねじ切り加工を目的とし、挿入型切削刃物７Ｂは仕上げ加工を目的とし、挿入型切削刃物７Ｃは荒削り加工を目的としているからである。一つのフライス加工用挿入型切削刃物５を除いて、複数の挿入型切削刃物５、７Ａ〜７Ｃは組のグループとなっている。その結果、組の挿入型切削刃物５及び７Ａ〜７Ｃは、同一チップポケット１０の中に組となって位置し、その組の挿入型切削刃物５および７Ａ〜７Ｃは、共通のチップポケット１０の中でその刃面を互いに対向して有している。切削加工部を有するそれぞれの挿入型切削刃物の表面は、用語としては“作用面（刃面）”であり、その挿入型切削刃物が、インデックス（フライス加工）自在型であれば、一つの挿入型切削刃物が、二つのそのような表面を持つことがある、と言うことを認識すべきである。

図１〜３に示すように、その工具がフライス加工に使われているとき、ターニング加工用挿入型切削刃物７Ａ〜７Ｃが、フライス加工用挿入型切削刃物５に干渉しないように、フライス加工用挿入型切削刃物５は、ターニング加工用挿入型切削刃物７Ａ〜７Ｃを越えて軸方向に、突出している。一方、工具の軸方向は、工具の中心線ＣＬで定義されている。図３では、同一チップポケットの中に配備された、二つの挿入型切削刃物５と７Ａの軸方向位置の差が、示されている。前記の差は、図３において、符号δで示されている。例示はするが限定しない意図で、δは標準的には０.２ｍｍ＜δ＜１ｍｍの間にある、と提示しておく。同じ目的で、半径方向で最外側に位置するターニング加工用挿入型切削刃物７Ａ〜７Ｃの先端は、半径方向で最外側に位置するフライス加工用挿入型切削刃物５の先端に対して、中心線ＣＬに、より近接して位置する。図２では、この先端とその工具の中心線ＣＬとの間の距離は、ターニング加工用挿入型切削刃物７Ｃに関して、符号Ｒ２で図示されている。一方、フライス加工用挿入型切削刃物５の、これに対応する距離は、符号Ｒ１で図示されている。この関係については、関係式Ｒ１＞Ｒ２は効果的である。例示はするが限定しない意図で、Ｒ１−Ｒ２は、標準的に距離は０.２ｍｍ＜Ｒ１−Ｒ２＜２ｍｍの間にある、と提示しておく。

図２において、ターニング加工用挿入型切削刃物７Ａ〜７Ｃの切削刃１１は、その工具の回転中心ＣＬを通る第一の基準線Ｌ１に対して、一定の距離を転位した所に位置する。Ｌ１はその工具の回転中心を通る線であり、工具の回転軸ＣＬはその工具の中に位置する。前記回転軸ＣＬは図２の紙面に垂直な、延長線をもっている。挿入型切削刃物７Ａの切削刃１１Ａは、第一基準線Ｌ１から距離ａの所に位置する。そして挿入型切削刃物７Ｂの切削刃１１Ｂは、第一基準線Ｌ１から距離ｂの所に位置する。その距離ａ及びｂは、図２の紙面の中で計測されるものである。

図３において、本発明による工具が、どのようにワークＡを加工するか、より正確に言えば、ターニング加工用挿入型切削刃物７Ｂが、どのようにワークＡを加工するか、が示されている。この点について図３に示すように、その工具を押し付ける時、すなわち挿入型切削刃物７Ａおよび７Ｂが、ワークＡを加工する時、第一基準線Ｌ１はワークＡの中心軸／回転軸ＣＬ１と、平行でなければならない、と言うことを指摘しなければならない。これは、挿入型切削刃物７Ａと７Ｂの切削刃１１Ａと１１Ｂが、ワークＡとの関係で、例えば切削及びクリアランスに関して、それぞれ正確な方向に関する配置を持つ為に必要なことである。図３に示されるケースでは、第一基準線Ｌ１は、ワークの回転軸ＣＬ１に対して、横方向に距離ｂの転位をしている。その第一基準線Ｌ１の転位は、一般的には図２と図３で示されている前記工具の前面を区画形成する平面の中で行われる。

このように上述および図２及び３に見られるように、切削刃１１Ａは、第一基準線Ｌ１から距離ａの所に位置し、一方、切削刃１１Ｂは、第一基準線Ｌ１から距離ｂの所に位置する。それにより、切削刃１１Ａ、１１Ｂは、第一基準線Ｌ１の両側に、位置することになる。この配置は、ターニング加工用挿入型切削刃物７ＢがワークＡを加工している時、ターニング加工用挿入型切削刃物７ＡがワークＡに干渉しないために、なされるものである。このことは、切削刃１１Ａと１１Ｂが、互いにａ+ｂの距離を置いて、位置していることを意味する（図３参照）。これによって、ターニング加工用挿入型切削刃物７Ｂが、ワークＡの切削加工を行う時、ターニング加工用挿入型切削刃物７Ａが、ワークＡに干渉しないことが、保証される。図３において“間隙”即ち挿入型切削刃物７ＡのワークＡとの関係における安全余裕は、ｃと指定される。

下記は、間隙ｃの関数として、転位量ａを、算出する式の誘導の説明である。このケースではａ＝ｂと仮定されている。

ａ＝オフセットｍｍ全オフセット＝２ａ
ｒ＝ワークの半径ｍｍ
ｃ＝安全余裕ｍｍ
ピタゴラスの定理から
ｒ^２＋（２ａ）^２＝（ｒ＋ｃ）^２すなわちｒ^２＋４ａ^２＝ｒ^２＋ｃ^２＋２ｒｃ
式の両側からｒ^２を引いて４で割る。そして得られた式の平方根をもとめれば次の関係式が得られる。

このようにして、上述の式の誘導からワークの半径の関数として転位量ａが定義される関係式が得られる。ここでは、異なる間隙／安全余裕ｃが、選定される。

図４と５に、本発明による別の工具を示す。その工具は８つの挿入型切削刃物、より正確に言えば、４つのフライス加工用挿入型切削刃物１０５と４つのターニング加工用挿入型切削刃物１０７Ａ〜１０７Ｄを装着している。前記ターニング加工用挿入型切削刃物１０７Ａ〜１０７Ｄは、それらが行うべき加工により異なる型のものでも良い。

フライス加工用挿入型切削刃物１０５の数がターニング加工用挿入型切削刃物１０７Ａ〜１０７Ｄの数と同じであることから、図４と５に示された実施形態の中のすべての挿入型切削刃物は組のグループになる。すなわち一つのフライス加工用挿入型切削刃物１０５と一つのターニング加工用挿入型切削刃物１０７Ａ〜１０７Ｄは、同じ挿入型切削刃物ポケット１１０の中に配置されている。

同様に、図１〜３に示された実施形態では、直径方向に対向する複数のターニング加工用挿入型切削刃物は、それらが非作業位置にある時、不適切にワークに干渉しない様、相互に転位させられている。図５で最もよく分かるように、図５に示される工具におけるターニング加工用挿入型切削刃物１０７Ａと１０７Ｂは、第一基準線Ｌ１に関して、一定の距離を転位させられている。より正確に言えば、挿入型切削刃物１０７Ａは、第一基準線Ｌ１から距離ａを明けて位置し、一方、挿入型切削刃物１０７Ｂは、第一基準線Ｌ１に対して距離ｂを明けて位置する。挿入型切削刃物１０７Ａと１０７Ｂは、第一基準線Ｌ１の両側に位置する。また直径方向に位置する挿入型切削刃物１０７Ｃと１０７Ｄは、同様に第二基準線Ｌ２からはなれて位置している。挿入型切削刃物１０７Ｃは、距離ｃを明けて位置し、一方、挿入型切削刃物１０７Ｄは、距離ｄを明けて位置している。挿入型切削刃物１０７Ｃと１０７Ｄは、第二基準線Ｌ２の両側に位置する。その工具のインデックス、すなわち、例えばワークに対する挿入型切削刃物１０７Ｃの押し付け（pressing）、における基準線Ｌ２の方向に関する配置については、図３の記述で前記線Ｌ１に関して述べたことと同じことが効果的である。

また挿入型切削刃物１０５、１０７Ａ〜１０７Ｄの半径方向における配置に関しては、工具の中心線との関係で、上述の実施形態と同じ、すなわち、Ｒ１＞Ｒ２であることが、効果的である。

添付された請求項の中では、ある挿入型切削刃物は、フライス加工を目的とし、ある挿入型切削刃物は、ターニング加工を目的としていることを明示している。このことは、当該挿入型切削刃物が、基本的にそれぞれフライス加工とターニング加工に使われる様に、作られていると理解されるべきである。しかし、例えば基本的にフライス加工を目的とする挿入型切削刃物が、ある条件のもとでは、ターニング加工に使うこともできる、と言うことに関して問題はない。

概略的には、本発明による工具は、全く同一の工具で、複数の異なる種類の切削加工を行う事の可能性を、使用者に提供する、と言う事がその効果である。

上述の実施形態において、直径方向に位置するターニング加工用挿入型切削刃物７Ａ、７Ｂ又は、１０７Ａ、１０７Ｂ又は、１０７Ｃ、１０７Ｄは、共通の基準線Ｌ１又はＬ２から、ある距離はなれた所に位置し、該挿入型切削刃物は、基準線の両側に位置する。これは、非作業時の挿入型切削刃物がワークＡに干渉しないよう、充分な安全を与える実施形態である。しかし一つの挿入型切削刃物が、共通の基準線Ｌ１又はＬ１、Ｌ２から、ある距離はなれて位置していれば、原則として充分である。この状況で興味があるのは、直径方向に対向している複数の挿入型切削刃物の間の相互の距離、すなわちａ+ｂ又は、ａ+ｂもしくはｃ＋ｄである。もちろん、もし非作業時の挿入型切削刃物がワークに干渉しないためには、ｂが充分に大きければａは、例えばゼロでも良いと言うことは理解されよう。

本発明による工具の第一の実施形態の斜視図を示す。図１の前記工具の前面図を示す。図１の前記工具が、ワークと接触している時の側面図を示す。本発明による工具の第二の実施形態の斜視図を示す。図４の前記工具の前面図を示す。

符号の説明

１又は１０１工具ヘッド
５又は１０５交換可能な挿入型切削刃物
７Ａ〜７Ｃ又は１０７Ａ〜１０７Ｄ交換可能な挿入型切削刃物
９又は１０９締結部
１０又は１１０チップポケット
１１Ａ、１１Ｂ又は１１１Ａ〜１１１Ｃ切削刃
ＣＬ中心線
ＣＬ１回転軸
Ｌ１第一基準線
Ｌ２第二基準線
Ｒ１第一半径方向距離
Ｒ２第二半径方向距離

Claims

交換可能な挿入型切削刃物(５，７Ａ〜７Ｃ；１０５，１０７Ａ〜１０７Ｄ)を取付ける為の切削用シートを備える工具ヘッド（１；１０１）を、工作機械に取り付けるための締結部（９；１０９）と同様に、備え、
前記工具ヘッド（１；１０１）は、一つ以上のチップポケット（１０；１１０）を有し、そこには二つの交換可能な前記挿入型切削刃物(５，７Ａ〜７Ｃ；１０５，１０７Ａ〜１０７Ｄ)が配備されていて、
前記挿入型切削刃物(５，７Ａ〜７Ｃ；１０５，１０７Ａ〜１０７Ｄ)は異なる種類の加工を目的とし、その刃面を互いに対向して有する、切削加工用工具であって、
前記工具ヘッド（１；１０１）は一つ以上のチップポケット（１０；１１０）を有し、前記チップポケット（１０；１１０）の中の第一の挿入型切削刃物(５；１０５)は、その半径方向最外側部を持ち、前記工具の半径方向において、前記チップポケット（１０；１１０）の中の第二の挿入型切削刃物(７Ａ；１０７Ａ)の前記半径方向最外側部の、外側（Ｒ１＞Ｒ２）に位置することを特徴とする切削加工用工具。
前記第一の挿入型切削刃物(５；１０５)が前記工具の軸方向において、前記第二の挿入型切削刃物(７Ａ；１０７Ａ)を越えて突出していることを特徴とする請求項１に記載の切削加工用工具。
前記挿入型切削刃物(５，７Ａ〜７Ｃ；１０５，１０７Ａ〜１０７Ｄ)の前記切削刃面が前記工具ヘッド（１；１０１）の外周に関連付けられて配列されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の切削加工用工具。
前記第一の挿入型切削刃物(５；１０５)が、工具回転による加工を目的とし、前記第二の挿入型切削刃物(７Ａ；１０７Ａ)が、ターニングによる加工を目的とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の切削加工用工具。
前記工具が少なくとも二つのチップポケット（１０；１１０）を有し、該チップポケットは前記工具ヘッド(１；１０１)の上で直径方向に配列されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の切削加工用工具。
複数の前記第一の挿入型切削刃物(５；１０５)が、同一のものであることを、特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の切削加工用工具。