JPH0259205A - 切削工具保持器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、切削工具アセンブリに関し、この場合交換可
能な切削インサートが、工Ａｆｆｌ持器に形成されたイ
ンサート・シートに取り外し可能に締結される。

発明の背景 公知の切削工具アセンブリは、交換可能な切削インサー
トが、一般に指標付は可能な形式であり、そしてそのた
め、各切削縁が位置に指標付けされる時、前の縁によっ
て占有されたと正確に同一の位置を占めるべきであると
いうことが、締結配置のための重要な要求である。さら
に、締結配置は、切削中生産されたチップの制御されｌ
；流れに望ましくない干渉を含んではならない如くであ
る。

発明の要約 切削工具アセンブリにおいて、締結配置を提供すること
が、本発明の目的であり、この場合上記の必要物が、大
きな程度に達成される。

本発明により、切削工具アセンブリにおいて、切削イン
サートを工具保持器に締結するための締結配置が提供さ
れ、この場合該工具保持器は端部において形成され、イ
ンサート・シートが、基部面と横側面によって規定され
る。取り付はビンは該工具保持器に固定され、かつ該基
部面から伸長して、中央が開いた切削インサートを取り
付ける。

ボール案内溝が、該工具保持器において形成される。複
数の締結ボールが、線溝に位置する。線溝の上方開口は
、インサート・シートに隣接した工具保持器の上面にお
いて長さに沿って伸長し、該締結ボールの線溝への容易
な導入を許容する。線溝の第１の内側端部は、該締結ボ
ールの最内部の軸受は表面を構成する。線溝の第２の外
側端部は、該横側面に開き、そして該締結ボールの最外
部の直径よりも小さな横寸法を有する。溝基部は、最内
部締結ボールの直径よりも小さな第１の量だけ、該第１
＠部の領域において該上面から間隔をあけられ、そして
該第２端部の領域において、第１の量よりも大きな第２
の量だけ間隔をあけられる。

ボール変位部材は、該工具保持器に関節連結され、かつ
線溝に関して並置され、該最内部締結ボールと変位手段
に支持され、該部材を該工具保持器の方に変位させ、該
最外部締結ボールを変位させ、そのため該側部表面に関
して外側に該最内部締結ボールを変位させる。これによ
り該ピンに取り付けられかつ該基部面に位置するインサ
ートは、該ピンに対して締め付けにより押し付けられ、
そして旋回により該側部及び基部面に関して締結連結さ
れる。

実施態様 発明は、添付の図面に関連して読む時、特定の実施態様
の次の説明から最も良く理解されるであろう。

注意は、まず第１−３図に向けられ、これらに関連して
発明の好ましい実施態様が記載される。

第１図と第２図は、切削インサート１２を支持しかつ硬
直に固定するために設計された、新保持器ＩＯの側面図
と頂面図である。また、第３図は、保持器ｌＯとインサ
ート１２の拡張された等角印である。総ての図面におい
て、同様の要素は、同様の番号によって指定される。

保持器ＩＯは、シートを構成する凹部１３（第３図参照
）を有し、そしてビン支持形式である。

それは、一般に円筒形であり、インサート１２を支持す
るために設計された、以後第１表面と呼ばれる平坦表面
１６に垂直に上方に伸長する。後者は、切削縁１２ａ−
１２ｃを有する正三角形の形状において示され、そして
インサートの頂面１９から底面２１に垂直に伸長する中
央穴又は空洞１７を有し、底面は表面１６に載せられる
。インサート１２の如く三角形の形状のインサートを支
持するために、凹部１３は、一般に三角形であり、その
結果表面１６は、インサートの切削縁、例えば、１２ａ
１が載せられる前方先端１６ｔから、保持器の側壁２２
が上方に伸長する後方縁に伸長する。

インサート１２が、表面１６に載せられ、縁１２ａが、
切削縁として向けられる時、切削縁１２ｂと１２ｃの間
に伸長するインサートの側面２３は、以後単に側面２２
と呼ばれる側壁２２に隣接し、かつ実質的に平行に置か
れる。ロック力が、インサートに適用されない限り、そ
れは、ピン１４の回りで表面１６において自由に支持さ
れ、部分的に旋回し、かつビンに関して移動し、また同
様に表面１６から外される。

本発明により、ロック力は、回転力又はトルクをインサ
ートに適用するためにインサートの側面２３を押す側面
２２から突出可能な要素によりインサート１２に適用さ
れる。結果的に、インサートは、第２図の矢印２５によ
って表された如く、ピン１４の回りで旋回する。側面２
３は側面２２に非常に接近しているために、インサート
が旋回する時、それは最終的に側面２２に突き当り、こ
のようにしてインサートの旋回運動を終了させる。

しかし、ロック力はまた、空洞１７の１つ以上の表面点
がピン１４を押し付けるまで、インサートを僅かに前方
に押す。こうして、インサートは、初期旋回を引き起こ
す要素によって押し付けられるほかに、少なくとも２つ
の間隔をあけられた点において押し付けられることによ
り、保持器にロック又は固定される。即ち、インサート
は、側面２２と、ピン１４と、旋回させる要素に対して
押し付けられる。

インサートを保持器にさらに硬直に固定するために、側
面２２は、好ましくは、僅かに前方に傾斜され、その結
果第１Ａ図のＲ１によって表された如く、側面２２と２
３の間の接点が、Ｒ２によって表された如く、ピン１４
と穴１７の間の接点よりもより高いレベル又は平面にあ
る時という事実の結果として、ロック力がインサートに
適用される時、第１Ａ図の矢印２４によって表された下
方方向のモーメントが生成される。このモーメントは、
保持器表面１６の前方部分に対して、インサートをしっ
かりと押し付け、そしてこうして、切削される加工部材
によってインサートの切削縁に適用されｌ２力により、
インサートが保持器に関して移動する可能性を縮小させ
る。

以後記載される如く、新保持器１０において、インサー
トを保持器にロックするために、インサートにロック力
を適用するための一意的なロック配置が使用される。一
意的なロック配置により、ロック力は、インサートをア
ンロックするために、迅速かつ容易に解放される。−旦
ロツクを外されると、インサートは、引き上げられ、切
削位置において別の切削縁を位置付けるために回転させ
る。

同様に、一方のインサートは、別のインサートに容易に
交換される。新保持器により、切削動作のために適正に
指標付けられるならば、切削位置における切削縁の交換
は、指標付けに影響を与えず、各新しく位置付けられた
切削縁は、以前に位置付けられた切削縁によって占有さ
れた切削位置における正確な位置を取る。

認められる如く、一般に金属の加工部材に切削を行う時
、しばしばチップと呼ばれる金属のリボンが、動作中除
去される。切削動作を妨げないように切削縁からリボン
を除去するために、種々のインサートが開発された。１
つのそのようなインサートは、米国特許第３．１８７．
４０６号において示される。述べられた如く、金属リボ
ンの流れに干渉しないために、インサートの頂部におい
て締結要素の使用は、完全に除去されないとしても、最
小化されるべきである。以後指摘されかつ説明される如
く、一意的な締結配置に関する本発明の新工具保持器に
おいて、インサートは、締結目的のために頂部を押す要
素を全く使用せずにロックされる。しかし、さらに指摘
される如く、所望時には、一意的な配置は、金属リボン
の流れに干渉することなしに、締め付は力をインサート
頂部に適用するために配置可能であ・る。技術において
、そのような金属リボンはチップと呼ばれる。そのよう
な締め付は力は、矢印２４によって表された下方向きの
モーメントによって提供された力のほかに、工具表面１
６に対するインサートの押し付けをさらに増大させるた
めに提供される。そのような付加力は、特に、極めて困
難な条件、例えば、超硬合金、断続的切削、又は不安定
条件の時、インサートを保持器にさらに固定するために
望ましいことが、見いだされる。

注意は今再び第１−３図、そして特に一意的なロック締
結配置が記載される第３図に向けられる。

保持器側面２２の頂部から、第２表面２６が、表面１６
から離れる方向において伸長する。縦溝１８が、表面２
６から側面２２に伸長するように形成される。劃１８は
、軸受は形式の数個の硬化金属のボールを収容するため
に設計されたボール案内溝を構成する。図において、た
だ２つのボール３１と３２が示される。縦溝は、ボール
が移動するために十分な幅である。以後頂端部と呼ばれ
る表面２６から露呈された縦溝端部は、ボールが縦溝に
挿入されるために十分な大きさであり、方以後底端部と
呼ばれる側面２２から露呈された縦溝端部は、ボール直
径よりも狭い。このようにして、ボールは、縦溝底端部
から出ない。しかし、底端部に最も接近したボールの部
分、例えば、ボール３２は、縦溝から外部に伸長する。

明らかに、ボール３２の半分よりも小さな部分だけが、
縦溝から外に伸長する。

縦溝長さとボールのサイズは、ボルル３２が可能な最大
程度に外部に伸長する時も、ボール３１の部分は、表面
２８から突出し、かつ上に露呈される如く選択される。

さらに、縦溝は、大きな下方力がボール３１に適用され
る時も、その中心は、常にボール３２の中心の実質的に
上にあることを保証するように形状付けられる。こうし
て、ボール３１は、常にボール３２の上に部分的に載り
、かつボール３２を押す。この見地は、第４図に最良に
示され、参照が行われる。後者は、第２図においてライ
ン４−４に沿った断面図である。

示された如く、縦溝２８の底部は、棚２８ｘを提供され
、矢印３５によって示された如く、下方力がボール８１
に適用される時でさえも、ボール３１がボール３２のレ
ベルまで下降するのを防止する。ボール３１における下
方力は、以後外部力３５又はロック力３５と呼ばれる。

実際には、２つのボール３１と３２は、頂端部により縦
溝２８に挿入される。ボールは、縦溝にとどまり、モし
て底端部は、ボール３２の直径よりも狭いために、保持
器側面２２において底端部を出ることができない。しか
し、ボール３２の部分は、底端部から露呈され、一方ボ
ール３１の部分は、表面２６において頂端部から露呈さ
れる。

ボール３１において外部力３５のない場合には、ボール
３１によってボール３２に適用される唯一の力は、重力
による。こうして、ボールは、縦溝２８に緩くはめ込ま
れる。ボール３２の部分が縦溝から外に伸長したとして
も、それは、表面Ｉ６に支持されるビン１４上における
インサートの配置に干渉しない。

インサート１２が表面１６に支持される時、インサート
側面２３は、保持器側面２２及び突出するボール３２の
表面に接近する。下方外部力３５が、ボール３１に適用
される時、それは、力をポル３２に及ぼし、後者を縦溝
底端部からさらに伸長させる。後者の幅は、ボール３２
の直径より小さいために、ボール３２の半分より小さい
部分が、縦溝から突出する。外部力３５がボール３１に
適用される時、ボール３２は、縦溝から外部にさらに伸
長し、そして最終的にインサート側面２３に接触する。

ボール３１における力３５が十分に大きい時、ボール３
２は、前述の如く、インサート１２を旋回させ、かつ保
持器においてロックさせるために十分な程度に外部に駆
り立てられる。

このようにして、ボール３１における力３５は、ボール
３２に伝達され、ボール３２は、代わってロック力をイ
ンサートに提供する。単にボール３１から力３５を軽減
することにより、インサートにおけるロック力は、除去
され、そして別の切削縁を所望の切削位置に位置付ける
か、又は交換を行うために、インサートはピンの上に持
ち上げられる。

前述から、本発明により、インサートのロックは、イン
サートのロックを達成するためのインサート自身以外の
要素に外部力を適用することによって達成可能である。

さらに、力は、インサート頂面１９から離れた点におい
て適用される。こうして、後者は、締結要素によって全
く妨げられず、そしてこのため、任意の手段が、自由に
、金属リボン又はチップを切削位置から正確に方向付け
る。

本発明により、締め付けとして作用し、かつ以後締結部
材又は単に部材４０として呼ばれる座金状の部材が提供
される。部材４０は、平坦な底面４２（第６図参照）を
有し、中央穴４４は、ポルト４５を伸長させるために、
底面４２から頂部に伸長する。締結部材４０は、保持器
１０に対しで押し付けられ、また保持器表面２６におけ
るねじ穴４７内にしっかりとねじ込まれるポルト４５に
よってボール３１に対して押し付けられる。アラン・ラ
ンチを収容するためにアラン形状の（ａｌｌａｎ−ｓｈ
ａｐｅｄ）空洞を有するボルト４５の平頭を使用する時
に、穴４４の頂端部は、ボルトの平頭を収容するために
外側に開く。

部材４０が表面２６の方にボルト４５によって締め付け
られる時、部材４０の外側寸法は、突出するボール３１
と接触するために十分に大きく選ぶことができることは
、明かである。ボール３１は、常に表面２６から突出す
るために、部材の底面４２は、決して表面２６に対して
平坦に置かれない。しかし、角度をおいて配置された時
でさえも、側面４２は、表面２６の方に駆り立てられる
時、ボール３１を押し付け、そしてさらに、表面２６に
接触する。ボール３１に対して押し付けられることによ
り、部材４０は、前述の如く、ボール３２をさらに外側
に押し、かつこうしてインサートをロックするために必
要な外部力３５をボール３１に有効に適用する。

表面２６におけるねじ穴４７と側面２２の間の距離が、
穴からボール３１の頂部への距離よりも小さいならば、
所望ならば、部材４０は、切り詰められ、切り影線４０
ｘを形成し、かつボルト４５によって押し付は又は締結
された時、それがボール３１を押し付けたとしても、保
持器側面２２を超えて伸長しない如く整合され、ロック
可能なインサート上に突出しない。これは、切削位置に
おける切削縁の交換又はインサート交換を容易にする。

しかし、以後指摘される如く、部材４０は、２つの締結
位置のいずれかを取るように設計され、一方は、切り形
部材縁４０ｘにより、側面２２を超えて突出せず、そし
てこうしてインサートを超えて伸長せず、そしてもう一
方は、部材の底面４２の部分が、実際にインサートを押
し付けず、付加的固定力を提供する。

実際に行われた１つの実施態様において、保持器ｌＯは
、頂面５１と、頂面２６の縁にある湾曲面５２を有する
棚５０を有するように形状付けられる。湾曲面５２は、
カムとして作用し、そしてこのためカム５２と呼ばれる
。部材４０は、カム５２に従うように設計された２つの
カム従動側面又は面５５と５６を有するように形状付け
られる。

簡単には、面５５と５６は、穴４４の方に内側に凹状の
部材４０の側面に形成され、その結果部材頂部の部分は
、外側に伸長する棚５８を規定する。

面５５は、切り影線４０ｘに対向して有効に位置付けら
れ、その結果面５５がカム５２に従う時、部材４０の切
り影線４０ｘは、側壁２２と有効に平行になる。即ち、
部材４０は、第１図と第２図に示された如く、インサー
トを超えて伸長しない。

この位置において、部材４０は、ボール３１を押し付け
、かつこうして上に載るほかに、保持器表面２６と棚５
０に対して押し付けられる。他方、面５６がカム５２に
従い、そして部材４０が、ボルト４５によって保持器１
０に締め付は時、面５６に対向した切り影線４０ｘの端
部は、インサートの頂面に有効に接触し、そして第５図
と第６図に示された如く、下方の締結力を適用する。こ
の位置において、ボルト４５が締め付けられる時、部材
４０は、実質的に３つの接触点に対して押し付けられる
。１つは、頂部ボール３１であり、第２は、インサート
の頂面１９であり、そして第３は、棚５０の面５１と５
２の間の縁又は縁の近くにある。こうして、部材は、３
つの間隔をあけられた点に対して押し付けられることに
より確実に保持され、１つの点は、外部力が部材によっ
て適用され、そしてボール３２により、ロック力をイン
サートに適用させるボール３１の頂部である。

実際に行われた実施態様において、部材４０における穴
４４は、ボルト４５を収容するほかに、頭の下でボルト
に固定されるバネ座金６２を収容するように形状付けら
れる（第６図参照）。このようにして部材４０は、ボル
ト頭の下に緩くはめ込まれる。ボルト４５が穴４７にね
じ込まれる時、緩い部材４０は、ボルトの回りに整合さ
れ、その結果カム従動面５５は、カム５２に対して突き
当り、そして縁４０ｘは、側面２２に実質的に平行にな
る。ボルトがさらに締め付けられる時、頭と部材４０の
間の摩擦により、後者は、ボルトに関して回転する傾向
がある。結果的に、面５５ではす＜、カム従動面５６が
、カム５２に対して突き当たる傾向がある。こうして、
ボルトが穴４７にしっかりとねじ込まれる時、部材４０
は、第５図と第６図に示された如く、位置を取る。即ち
、縁４０ｘの端部は、インサート１２を直接に押し付け
、これにより付加的な締結力を提供する。

前に指摘された如く、この付加的な締結力は、インサー
トを保持器に固定するために大部分の機械加工動作に対
して必要ではなく、前者は、ボール３２によって提供さ
れたロック力によって十分に固定される。しかし、困難
な条件において動作する時の如く、付加的な力が必要又
は望ましいと考えられる時、付加的な力は、部材４０に
よって提供され、インサートの制限された表面領域にの
み頂部締結として作用する。

しかし、付加的な力が必要でないならば、操作員は、ボ
ルト４５を締め付ける時、指を部材の切り影線４０ｘに
対して置き、そしてこうしてボルト４５の回転する頭を
押し付けることにより、部材４０が受けた回転力に打ち
勝つ。こうして、そのような場合、カム従動面５５は、
カム５２に対して突き当り、そして部材４０は、ボール
３１、表面２６、及び棚面５１と５２の間の縁に締結さ
れる。しかし、それは、インサートに接触しない。

そのような締結部材位置は、第１図と第２図に示される
。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１、切削工具アセンブリにおける切削インサートを工具
保持器に締結するための締結配置において、該工具保持
器は端部に基部面と横側面によって規定されたインサー
ト・シートを備えており、取り付けるビンが、該工具保
持器に固定され、かつ中央に開いた切削インサートを取
り付けるために該基部面から延びており、ボール案内溝
が、該工具保持器に形成されており、複数の締結ボール
が、線溝に位置し、線溝の上方開口が、インサート・シ
ートに隣接した工具保持器の上面において長さに沿って
延びており、該締結ボールの線溝への容易な導入を許容
し、線溝の第１の内側端部は、該締結ボールの最内部の
軸受は表面を構成し、線溝の第２の外側端部は、該横側
面に開き、かつ該締結ボールの最外部の直径よりも小さ
な横寸法を有し、溝基部は、最内部締結ボールの直径よ
りも小さな第１の量だけ、該第１端部の領域において該
上面から間隔をあけられ、そして該第２端部の領域にお
いて、第１の量よりも大きな第２の量だけ間隔をあけら
れ、ボール変位部材は、該工具保持器に関節連結され、
かつ線溝に関して並置され、該最内部締結ボールと、該
部材を該工具保持器の方に変位させるための変位手段に
支持され、そのため該最外部締結ボールを変位させるこ
とにより、該側部表面に関して外側に該最内部締結ボー
ルを変位させ、これにより該ビンに取り付けられかつ該
基部面に載せられたインサートは、該ビンに対して締め
付けにより押し付けられ、そして旋回されて、該側部及
び基部面に関して締結連結されることを特徴とする締結
配置。

２６該ポ一ル変位部材が、該ボール案内溝の上の該工具
保持器に取り付けられた円板形の座金を含む上記ｌに記
載の締結配置。

３、該座金が、該インサートから離れているように形状
付けられる上記２に記載の締結配置。

４、該変位手段が、該座金を通って保持器におけるねじ
穴に伸長するねじボルトを含む上記２に記載の締結配置
。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は発明の一つの実施態様の側面図。 第１Ａ図は、発明の詳細な説明する際に役立つ部分的な
断面図。 第３図は、拡張された等角印。 第４図は、第２図においてライン４−４に沿った断面図
。 第５図は、別の頂面図。 第６図は、発明の幾つかの見地を説明する際に役立つ組
合わせの側面図と断面図。 ｌＯ・・・保持器 １２・・・インサート １３・・・凹部 ｌ６・・・平坦表面 １７・・・空胴 １８・・・縦溝 １９・・・頂面 ２２・・・側面 ２６・・・保持器表面 ２３・・・側面 ３１．３２・・・ボール ４０・・・締結部材 ５０・・・棚 ５２・・・カム Ｆｉｇ、ｌＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、切削工具アセンブリにおける切削インサートを工具
   保持器に締結するための締結配置において、該工具保持
   器は端部に基部面と横側面によって規定されたインサー
   ト・シートを備えており、取り付けるピンが、該工具保
   持器に固定され、かつ中央に開いた切削インサートを取
   り付けるために該基部面から延びており、ボール案内溝
   が、該工具保持器に形成されており、複数の締結ボール
   が、該溝に位置し、該溝の上方開口が、インサート・シ
   ートに隣接した工具保持器の上面において長さに沿って
   延びており、該締結ボールの該溝への容易な導入を許容
   し、該溝の第１の内側端部は、該締結ボールの最内部の
   軸受け表面を構成し、該溝の第２の外側端部は、該横側
   面に開き、かつ該締結ボールの最外部の直径よりも小さ
   な横寸法を有し、溝基部は、最内部締結ボールの直径よ
   りも小さな第１の量だけ、該第１端部の領域において該
   上面から間隔をあけられ、そして該第２端部の領域にお
   いて、第１の量よりも大きな第２の量だけ間隔をあけら
   れ、ボール変位部材は、該工具保持器に関節連結され、
   かつ該溝に関して並置され、該最内部締結ボールと、該
   部材を該工具保持器の方に変位させるための変位手段に
   支持され、そのため該最外部締結ボールを変位させるこ
   とにより、該側部表面に関して外側に該最内部締結ボー
   ルを変位させ、これにより該ピンに取り付けられかつ該
   基部面に載せられたインサートは、該ピンに対して締め
   付けにより押し付けられ、そして旋回されて、該側部及
   び基部面に関して締結連結されることを特徴とする締結
   配置。