(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の本体を通して延びる中心軸線を有する前記本体を備える切削インサートであって、前記切削インサートが、前記中心軸線を中心に前記切削インサートを回転させることによって工作物を機械加工するように意図され、前記本体が、
ａ）頂面及び底面と、
ｂ）直径を有しかつ前記頂面と前記底面との間の前記本体を通して延びる中央ボアと、
ｃ）前記頂面と前記底面との間の前記本体の周りに延びる壁部と、
ｄ）少なくとも１つの側面と前記頂面との交差部に沿って延びる切削刃と、
ｅ）前記本体の前記頂面から前記中央ボアを中心に延びる中央プラトーであって、前記本体の前記中央ボアからのクーラント用の経路を提供するために、前記頂面を横切ってかつ前記中央プラトーの幅に沿って半径方向の水平スロットを含む中央プラトーと、
を有する切削インサート。
【請求項２】
前記本体の前記壁部が、ツールホルダのポケット内に受け入れられるために円筒状であるか又はなだらかに先細りされる、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項３】
ねじ付き端部を有する保持ボルトをさらに含み、前記保持ボルトが前記中央ボア内に嵌合し、ヘッドを有し、直径を有するシャンクを有し、また前記シャンクの直径が、前記中央ボアの長さに沿って前記シャンクと前記中央ボアとの間のクーラント間隙を画定する程度に、前記中央ボアの直径よりも十分に小さい、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項４】
前記中央ボアの長さに沿った前記保持ボルトの前記シャンクがねじ切りされない、請求項３に記載の切削インサート。
【請求項５】
前記保持ボルトのヘッドが、一般的に平坦な下側を有し、面一な嵌合を提供するために前記中央プラトーの前記頂面に接触する、請求項３に記載の切削インサート。
【請求項６】
前記中央プラトーの前記頂面が平坦である、請求項５に記載の切削インサート。
【請求項７】
前記底面から前記頂面の方向の前記中央ボアが前記中央プラトーの領域で分岐する、請求項１に記載の切削インサート。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の切削インサートを保持するためのツールホルダであって、前記ツールホルダが、本体を通して延びる中心軸線を有する前記本体を備え、前記本体が、
ａ）前記切削インサートを受け入れるための前記ツールホルダの頂部内に延びるポケットであって、ポケット床部を画定するフープと、内側フープ壁と、外側フープ壁とによって取り囲まれるポケットと、
ｂ）前記ポケット床部を通して下方に中央クーラントボアに延びるねじ付き保持ボアであって、ねじ付き保持ボルトを受容するように適合されるねじ付き保持ボアと、
ｃ）前記ねじ付き保持ボアからオフセットされるが、前記中央クーラントボアと前記ポケット床部とを流体接続し、これによって、前記ねじ付き保持ボルトが前記ねじ付き保持ボアを塞ぐときに前記中央クーラントボアと前記ポケットとの間にクーラントを供給できる少なくとも２つのバイパスポートと、
を備えるツールホルダ。
【請求項９】
前記少なくとも２つのバイパスポートの各々が、前記ねじ付き保持ボアに隣接する前記ツールホルダの本体を通る円筒形ボアである、請求項８に記載のツールホルダ。
【請求項１０】
前記少なくとも２つのバイパスポートが、前記中心軸線からオフセットされる中心軸線を有する、請求項９に記載のツールホルダ。
【請求項１１】
前記切削インサートの前記底面の周りにクーラントを受け入れて、分配するために、前記ねじ付き保持ボアに隣接する前記ポケット床部内に凹設されたマニホールドをさらに備える、請求項９に記載のツールホルダ。
【請求項１２】
前記マニホールドが円錐形状の凹部である、請求項１１に記載のツールホルダ。
【請求項１３】
前記少なくとも２つのバイパスポートを流体接続するために前記少なくとも２つのバイパスポートの間の前記ポケット床部内に延びる溝をさらに備える、請求項８に記載のツールホルダ。
【請求項１４】
前記少なくとも２つのバイパスポートのサイズが同様であり、前記本体の中心軸線を中心に半径方向に対称であり、前記ツールホルダが回転用途のために使用される、請求項８に記載のツールホルダ。
【請求項１５】
ツールホルダ本体と、前記ツールホルダ本体内に取り付けられた円形切削インサートとを備えるツールホルダシステムであって、
ａ）前記ツールホルダ本体が、
ｉ）ボアを通して延びる中心軸線に沿った前記ボアと、
ｉｉ）前記円形切削インサートを受け入れるための前記ツールホルダ本体の頂部内に延びるポケットであって、ポケット床部を画定するフープと、内側フープ壁と、外側フープ壁とによって取り囲まれるポケットと、
ｉｉｉ）前記ポケット床部を通して下方に中央クーラントボアに延びるねじ付き保持ボアであって、ねじ付き保持ボルトを受容するように適合されるねじ付き保持ボアと、
ｉｖ）前記ねじ付き保持ボアからオフセットされるが、前記中央クーラントボアと前記ポケット床部とを流体接続し、これによって、前記ねじ付き保持ボルトが前記ねじ付き保持ボアを塞ぐときに前記中央クーラントボアと前記ポケットとの間にクーラントを供給できる少なくとも２つのバイパスポートとを有し、
ｂ）円形切削インサートが、
ｉ）円形本体を通して延びる中心軸線を有する前記円形本体と、
ｉｉ）頂面及び底面と、
ｉｉｉ）直径を有しかつ前記頂面と前記底面との間の前記円形本体を通して延びる中央ボアと、
ｉｖ）前記頂面と前記底面との間の前記円形本体の周りに延びる壁部と、
ｖ）前記壁部と前記頂面との交差部に沿って延びる切削刃と、
ｖｉ）前記円形本体の前記頂面から前記中央ボアを中心に延びる中央プラトーであって、前記円形本体の前記中央ボアからのクーラント用の経路を提供するために、前記頂面を横切ってかつ前記中央プラトーの幅に沿って半径方向の水平スロットを含む中央プラトーとを有し、
ｃ）前記ねじ付き保持ボルトがヘッド及びシャンクを有し、前記シャンクの部分が前記ねじ付き保持ボアとねじ式に係合し、前記ヘッドが前記円形切削インサートを前記ポケット内に維持し、前記円形切削インサートの領域の前記シャンクの直径が、前記少なくとも２つのバイパスポートと前記円形切削インサートの前記半径方向の水平スロットとを流体接続する間隙が前記シャンクと前記中央ボアとの間に存在するように、前記中央ボアの直径よりも十分に小さい、ツールホルダシステム。
【請求項１６】
前記円形切削インサートの前記壁部が円筒状又は先細り状であり、かつ前記内側フープ壁が円筒状又は先細り状であり、前記円形切削インサートと前記ポケットとの間に締まりばめがあるように寸法決めされる、請求項１５に記載のツールホルダシステム。
【請求項１７】
前記中央クーラントボアが前記ねじ付き保持ボアに延びる、請求項１６に記載のツールホルダシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも２つのバイパスポートの各々が、前記ねじ付き保持ボアに隣接する前記ツールホルダ本体を通る円筒形ボアである、請求項１７に記載のツールホルダシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも２つのバイパスポートが、前記中心軸線からオフセットされる中心軸線を有する、請求項１８に記載のツールホルダシステム。
【請求項２０】
前記円形切削インサートが、前記ポケットの平坦な底床部と面一である平坦な底面を有し、前記円形切削インサートと前記ポケットの前記底床部との間に流体シールが設けられる、請求項１７に記載のツールホルダシステム。
【請求項２１】
前記円形切削インサートが、前記ツールホルダ本体の端部と面一である前記壁部の下に肩部を有し、前記円形切削インサートと前記ツールホルダ本体の端部との間に流体シールを設ける、請求項１７に記載のツールホルダシステム。
【請求項２２】
前記円形切削インサートの前記底面の周りにクーラントを受け入れて、分配するために、前記ねじ付きクーラントボアに隣接する前記ポケット床部内に凹設されたマニホールドをさらに含む、請求項１７に記載のツールホルダシステム。
【請求項２３】
前記マニホールドが円錐形状の凹部である、請求項２２に記載のツールホルダシステム。
【請求項２４】
前記バイパスポートを流体接続するために前記少なくとも２つのバイパスポートの間の前記ポケット床部内に延びる溝をさらに含む、請求項２２に記載のツールホルダシステム。
【請求項２５】
前記円形切削インサートの領域の前記保持ボルトのシャンクの部分がねじ切りされない、請求項１５に記載のツールホルダシステム。
【請求項２６】
前記ねじ付き保持ボルトのヘッドの下側が平坦であり、前記中央プラトーの前記頂面と面一である、請求項１５に記載のツールホルダシステム。
【請求項２７】
前記中央プラトーの前記頂面が平坦である、請求項２６に記載のツールホルダシステム。
【請求項２８】
前記少なくとも２つのバイパスポートのサイズが同様であり、前記円形本体の中心軸線を中心に半径方向に対称であり、前記ツールホルダ本体が回転用途のために使用される、請求項１５に記載のツールホルダシステム。
【請求項２９】
円形の本体を通して延びる中心軸線を有する前記本体を備える切削インサートであって、前記切削インサートが工作物を機械加工するように意図され、前記本体が、
１）頂面及び底面と、
２）直径を有しかつ前記頂面と前記底面との間の前記本体を通して延びる中央ボアと、
３）前記頂面と前記底面との間の前記本体の周りに延びる壁部であって、内壁内の直径方向に対向した２つの窪部のみが、ツールホルダ本体に対する前記切削インサートの相対的な回転を防止するために前記ツールホルダ本体内のポケットの前記内壁内の突出部に係合するように適合される壁部と、
４）前記壁部と前記頂面との交差部に沿って延びる切削刃と、
を有する切削インサート。
【請求項３０】
前記窪部が前記底面から前記切削インサートの前記壁部の上に延びる、請求項２９に記載の切削インサート。
【請求項３１】
前記壁部が円筒状であるか、又は前記頂面から前記底面に内側に先細りされる、請求項２９に記載の切削インサート。
【請求項３２】
前記切削インサートの前記底面が平坦かつ平らである、請求項３１に記載の切削インサート。
【請求項３３】
前記頂面から下方に延びる側面と、前記側面に隣接する内側に延びる肩部とをさらに含み、前記肩部を利用して、前記切削インサートをポケット内に軸方向に配置することが可能である、請求項３１に記載の切削インサート。
【請求項３４】
円形切削インサートを保持するためのツールホルダであって、前記円形切削インサートが工作物を機械加工するように意図され、前記ツールホルダが、本体を通して延びる中心軸線を有する前記本体を備え、前記本体が、
ａ）前記円形切削インサートを受け入れるための前記ツールホルダの頂部内に延びるポケットであって、ポケット床部を画定するフープと、内側フープ壁と、外側フープ壁とによって取り囲まれるポケットを備え、
ｂ）前記フープが、フープ直径を有し一般的に円形であるが、前記フープの半径方向の膨張に対する可撓性を提供するために、円筒を画定する半径を中心とする振動する蛇行経路に追従する、
ツールホルダ。
【請求項３５】
前記蛇行経路が、前記内側フープ壁から形成された内部スライスと、前記外側フープ壁から形成された外部スライスとを備える、請求項３４に記載のツールホルダ。
【請求項３６】
前記内部スライス及び前記外部スライスが湾曲し、前記内側フープ壁及び前記外側フープ壁を中心に円弧を形成する、請求項３５に記載のツールホルダ。
【請求項３７】
前記内部スライス及び前記外部スライスが、平坦面又は湾曲面を有する形状を有することが可能である、請求項３６に記載のツールホルダ。
【請求項３８】
前記内側フープ壁が直径を有し、前記外側フープ壁が直径を有し、前記内部スライス及び前記外部スライスの間のフープ壁がそれぞれの直径を維持する、請求項３５に記載のツールホルダ。
【請求項３９】
前記内部スライスが、前記フープの円周を中心に前記外部スライスと交互になる、請求項３５に記載のツールホルダ。
【請求項４０】
前記内側フープ壁の前記内部スライスが、前記ポケット床部内に延びる円筒形穴を備え、前記円筒形穴の中心軸線が、前記内側フープ壁への前記円筒形穴の突出部が円弧であるように、前記内側フープ壁から離間している、請求項３５に記載のツールホルダ。
【請求項４１】
前記ポケットから半径方向内側に延びる少なくとも２つの突出部をさらに備え、前記突出部が、前記ポケット内に取り付けられた前記円形切削インサートの側面から整合窪部に係合するように適合される、請求項３４に記載のツールホルダ。
【請求項４２】
前記突出部が前記ポケット床部に隣接して位置する、請求項４１に記載のツールホルダ。
【請求項４３】
前記突出部が前記内側フープ壁と前記ポケット床部との交差部に位置する、請求項４２に記載のツールホルダ。
【請求項４４】
前記突出部が、前記内部スライスと関連付けられた前記円筒形穴から上方に延びるピンであり得る、請求項４０に記載のツールホルダ。
【請求項４５】
前記ポケットの前記内側フープ壁が円筒状であるか、又は前記ポケット床部から内側に上方に先細りされ、また前記円形切削インサートの円筒状又は先細りの壁部に係合するように適合される、請求項３４に記載のツールホルダ。
【請求項４６】
円形の本体を通して延びる中心軸線を有する前記本体を備える前記円形切削インサートをさらに備え、前記本体が、
ａ）頂面及び底面と、
ｂ）直径を有しかつ前記頂面と前記底面との間の前記本体を通して延びる中央ボアと、
ｃ）前記頂面と前記底面との間の前記本体の周りに延びる壁部であって、前記壁部内に直径方向に対向した２つの窪部のみが存在する壁部と、
ｄ）前記壁部と前記頂面との交差部に沿って延びる切削刃とを有し、
ｅ）前記円形切削インサートの側面の前記対向した窪部が、前記ツールホルダの本体に対する前記円形切削インサートの相対的な回転を防止するために前記ツールホルダの前記ポケットの前記内側フープ壁内の突出部に係合する、
請求項３４に記載のツールホルダ。
【請求項４７】
前記円形切削インサートの前記壁部が円筒状又は先細り状であり、かつ前記内側フープ壁が円筒状又は先細り状であり、前記壁部が互いに噛合して、締まりばめを形成する、請求項４６に記載のツールホルダ。
【請求項４８】
前記円形切削インサートの前記底面が前記ポケットの床部に当接して、前記円形切削インサートを前記ツールホルダの本体内に軸方向に配置する、請求項４７に記載のツールホルダ。
【請求項４９】
前記円形切削インサートが、前記壁部の下に内側に延びる肩部をさらに含み、前記肩部が前記ツールホルダの端部に当接して、前記円形切削インサートを前記ツールホルダの本体内に軸方向に配置する、請求項４７に記載のツールホルダ。
【請求項５０】
前記円形切削インサートの中央ボアを通過し、かつ前記ツールホルダの本体のねじ付き保持ボア内にねじ式に固定された保持ボルトをさらに備え、前記保持ボルトのヘッドが、前記円形切削インサートの本体の頂面と接触して、前記円形切削インサートの本体を前記ポケット内に維持する、請求項３４に記載のツールホルダ。
【請求項５１】
前記ツールホルダの要素が互いに対称的な関係にあり、前記ツールホルダが回転用途のために使用される、請求項３４に記載のツールホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属加工作業に関し、より詳細には、金属加工作業中に中心軸線を中心に切削インサートを回転させるためのアセンブリに関する。本発明はまた、切削インサートそれ自体、インサートを切削するためのツールホルダ、及びクーラントを切削インサートに供給するための設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定したインサートが回転する工作物に対して付勢される旋盤作業のような金属加工作業中、工作物に作用するインサートの切削刃は、作業が完了するまで、又は切削刃がクレータ摩耗又は塑性変形のような故障メカニズムによって破損し始めるまで、工作物によって加熱される。これらの故障モードを回避し、かつ切削インサートのより効率的な動作を可能にするために、過去において、円形切削インサートが、その中心軸線を中心に自由に回転できるようにツールホルダに取り付けられてきた。次に、特定の切削インサートが工作物に向けられ、例えば旋盤における工作物の回転運動により、切削インサートに対しその接線方向に作用する力が付与されるように方向付けられた。工作物の運動は切削インサートに対し作用して、工作物が機械加工されるのみならず、さらに、切削インサートの切削刃を連続的に更新されるように円形切削インサートが回転された。その結果、理想的な条件下で、切削刃のどの部分も、工作物に対し長時間にわたって露出されることがなかった。さらに、切削刃はより低い温度で操作され、これによって切削力を高めかつ金属加工作業の効率を向上させることができた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このタイプの回転するインサートは、驚くべき速度で著しく長い工具寿命を示すことが可能である。しかし、この回転するインサートは、切削条件がわずかに変わると、あるいは回転用に切削インサートによって使用されるカートリッジ軸受が劣化し始めると、同じように劇的に不具合になる可能性がある。
【０００４】
金属加工作業中に切削インサートをそれ自体の軸線を中心に回転させることができる方法及びアセンブリが必要とされ、この場合、回転速度及び回転方向は、工作物それ自体の回転によって決定されず、切削インサートに作用する無関係の力によって決定される。これと関連して、クーラントを切削インサートに効率的に導入し得る設計が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態において、切削インサートは、円形本体を通して延びる中心軸線を有する円形本体を備える。インサートは、工作物を機械加工するように意図される。本体は、直径を有する中央ボアを有する頂面と底面を有し、中央ボアは頂面と底面との間の本体を通して延びる。少なくとも１つの側面が頂面と底面との間の本体の周りに延びる。切削刃は、少なくとも１つの側面と頂面との交差部に沿って延びる。中央プラトーが本体の頂面から中央ボアを中心に延びる。プラトーは、本体の中央ボアからのクーラント用の経路を提供するために、頂部を横切ってかつプラトーの幅に沿って半径方向の水平スロットを含む。
【０００６】
本発明の他の実施形態は、円形切削インサートを保持するためのツールホルダに関する。インサートは、中心軸線を中心にインサートを回転させることによって工作物を機械加工するように意図される。ツールホルダは、本体を通して延びる中心軸線を有する本体を備える。本体は、円形インサートを受け入れるためのツールホルダの頂部内に延びるポケットを備える。ポケットは、ポケット床部を画定するフープ、内側フープ壁、及び外側フープ壁によって取り囲まれる。ねじ付き保持ボアは、ポケット床部を通して下方に中央クーラントボアに延びる。ねじ付き保持ボアは、ねじ付き保持ボールを受容するように適合される。少なくとも２つのバイパスポートはねじ付き保持ボアからオフセットされるが、中央クーラントボアとポケット床部とを流体接続し、これによって、保持ボルトがねじ付き保持ボアを塞ぐときに中央クーラントボアとポケットとの間にクーラントを供給できる。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、ツールホルダ本体と、ツールホルダ本体内に取り付けられた円形切削インサートとを備えるツールホルダシステムに関する。ツールホルダ本体は、ボアを通して延びる中心軸線に沿ったボアと、円形インサートを受け入れるためのツールホルダの頂部内に延びるポケットとを備える。ポケットは、ポケット床部を画定するフープ、内側フープ壁、及び外側フープ壁によって取り囲まれる。ねじ付き保持ボアは、ポケット床部を通して下方に中央クーラントボアに延びる。ねじ付き保持ボアは、ねじ付き保持ボルトを受容するように適合される。少なくとも２つのバイパスポートはねじ付き保持ボアからオフセットされるが、中央クーラントボアとポケット床部とを流体接続し、これによって、保持ボルトがねじ付き保持ボアを塞ぐときに中央クーラントボアとポケットとの間にクーラントを供給できる。円形切削インサートは、円形本体を通して延びる中心軸線を有する円形本体と、頂面と、底面とを有する。中央ボアは直径を有し、頂面と底面との間の本体を通して延びる。少なくとも１つの側面が頂面と底面との間の本体の周りに延びる。切削刃は、少なくとも１つの側面と頂面との交差部に沿って延びる。中央プラトーが本体の頂面から中央ボアを中心に延びる。プラトーは、本体の中央ボアからのクーラント用の経路を提供するために、頂部を横切ってかつプラトーの幅に沿って半径方向の水平スロットを含む。保持ボルトはヘッド及びシャンクを有し、この場合、シャンクの部分はねじ付き保持ボアとねじ式に係合し、ヘッドは切削インサートをポケット内に維持する。切削インサートボアの領域のシャンク直径は、少なくとも２つのバイパスポートと切削インサートの半径方向の水平スロットとを流体接続する間隙が切削インサートボアと中央ボアとの間に存在するように、中央ボアの直径よりも十分に小さい。
【０００８】
本発明のさらに他の実施形態は、円形本体を通して延びる中心軸線を有する円形本体を備える切削インサートに関する。本体は、直径を有する中央ボアを有する頂面と底面を有し、中央ボアは頂面と底面との間の本体を通して延びる。側面が頂面と底面との間の本体の周りに延びる。側面内の直径方向に対向した２つの窪部のみが、ツールホルダ本体に対するインサートの相対的な回転を防止するためにツールホルダ本体内のポケットの内壁内の突出部に係合するように適合される。切削刃は、少なくとも１つの側面と頂面との交差部に沿って延びる。
【０００９】
本発明のさらに他の実施形態は、円形切削インサートを保持するためのツールホルダに関する。ツールホルダは、本体を通して延びる中心軸線を有する本体を備える。本体は、円形インサートを受け入れるためのツールホルダの頂部内に延びるポケットを備える。ポケットは、ポケット床部を画定するフープ、内側フープ壁、及び外側フープ壁によって取り囲まれる。フープは、フープ直径を有し一般的に円形であるが、フープの半径方向の膨張に対する可撓性を提供するために、円筒を画定する半径を中心とする振動する蛇行経路に追従する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による回転する工作物で動作する回転可能なインサートを有するツールホルダの斜視図である。
【図２】本発明による図１に示したツールホルダシステムの斜視図である。
【図３】図２に示した装置の分解斜視図である。
【図４Ａ】本明細書に説明したツールホルダに使用し得る切削インサートの底面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線「４Ｂ−４Ｂ」に沿って示した切削インサートの側面図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示した切削インサートの頂面図である。
【図５Ａ】本発明によるツールホルダの断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの矢印「５Ｂ−５Ｂ」に沿った断面図である。
【図５Ｂ−２】図５Ｂの拡大バージョンである。
【図５Ｃ】図５Ａに示したツールホルダの頂面図である。
【図６】図５Ａに示したツールホルダと同様のツールホルダの断面図であるが、保持ボルトでポケットに固定されたツールホルダのポケット内の切削インサートを含む。
【図７】図６に示した装置の分解斜視図である。
【図８】図６に示した装置の組立分解斜視図である。
【図９】クーラント流体の流路を強調表示した図８に示したアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、矢印２０で示した方向に中心線１５を中心に回転する工作物１０を示しており、例えば、工作物１０は旋盤に取り付けられる。ツールホルダ５０の上には切削インサート１００が取り付けられる。切削インサート１００は中心軸線１０５を有する。インサート１００は、ツールホルダ５０の回転が切削インサート１００の回転に直接変換されるように、回転しないようにツールホルダ５０に固定される。一例として、インサート１００及びツールホルダ５０は、矢印１１０で示した方向に回転可能である。ツールホルダ５０は、アダプタ７５内に固定することが可能であり、アダプタ７５は、スピンドルに取り付けられている。次に、アダプタ７５は、所望の方向にかつ所望の予め定められた回転速度でアダプタ７５を回転させることができる工作機械に取り付けられるであろう。ツールホルダ５０は、回転工具の当業者に公知の任意の数の技術を使用してアダプタ内に固定してもよい。しかし、図１に示したように、アダプタ７５は、ツールホルダ５０を受け入れる内部ボア７６を内部に有し、内部ボア７６は、アダプタ７５の本体にねじ式に固定されかつツールホルダ５０をアダプタ内部で付勢する例えばロックナット８０を利用してツールホルダ５０をアダプタ７５内に固定する。ツールホルダ５０をアダプタ７５内に固定するための機構は、コレット又はロックスクリューを含む多くの異なる機構の１つでもよく、このような機構は回転工具の当業者には周知である。
【００１２】
ツールホルダアセンブリは、部分的に、図２、図３、及び図４Ａ〜図４Ｃに詳細に示した切削インサート１００を備える。切削インサート１００は、円形本体１０２を通して延びる中心軸線１０５を有する円形本体１０２を備える。インサート本体１０２は頂面１０７と底面１０９を有する。直径Ｄ１を有する中央ボア１１２は、頂面１０７と底面１０９との間の本体１０２を通して延びる。側面１１４は頂面１０７から下方に延び、５〜３０°の逃げ角Ａで傾斜している。肩部１１６は、側面１１４から一般的に垂直の壁部１１８に半径方向内側に延びる。壁部は、底面１０９と交差する面取り部１１９に下方に延びる。面取り部１１９は、ツールホルダポケットへのインサート１００の挿入を容易にするために、０〜３０°の角度Ｙを有してもよい。
【００１３】
切削刃１１５は、側面１１４と頂面１０７との交差部に沿って延びる。
【００１４】
一般的に垂直の壁部１１８は完全に垂直でもよいか、あるいは壁部１１８が下方に延びて、円筒形状を有するツールホルダポケットと噛合するときに内側に先細りしてもよく、あるいはポケットが深くなるときに内側に先細りしてもよい。
【００１５】
特に興味深いのは、中央プラトー１２０は本体１０２の頂面１０７から中央ボア１１２を中心に延びることである。プラトー１２０は、頂面１０７を横切ってかつプラトー１２０の幅Ｗ１に沿って半径方向の水平スロット１２２を含む。説明するように、これらのスロット１２２は、本体１０２の中央ボア１１２を通して供給されるクーラント流体用の経路を提供する。
【００１６】
図３に戻ると、切削インサート１００は、ねじ付き部分１３４を有するシャンク１３２を有する保持ボルト１３０をさらに含み得る。図３に示したように、さらに図６に示したように、保持ボルト１３０は中央ボア１１２内に嵌合し、ヘッド１３６を有する。シャンク１３２は、中央ボア１１２の長さに沿ってシャンク１３２と中央ボア１１２の壁部１１３との間のクーラントギャップ１４０を画定する程度に、中央ボア１１２の直径Ｄ１よりも十分に小さい直径Ｄ２を有する。図６に示したように、中央ボア１１２の長さに沿ったボルト１３０の部分１４２は、ねじ切りしなくてもよい。
【００１７】
さらに図６に示したように、ボルトヘッド１３６は、一般的に平坦な下側１４４を有し、面一な嵌合を提供するために中央プラトー１２０の頂部１２１に接触する。さらに図３と図６に示したように、中央プラトー１２０の頂部１２１は、半径方向の水平スロット１２２を除いて平坦でもよい。さらに、底面１０９から頂面１０７の方向のインサートボア１１２は、中央プラトー１２０の領域で分岐してもよい。
【００１８】
図３〜図６は、本体１５０を通して延びかつ切削インサートの中心軸線１０５と同軸の中心軸線１５２を有する本体１５０を備えるツールホルダ５０を示している。本体１５０は、切削インサート１００を受け入れるためのツールホルダ本体１５０の頂部内に延びるポケット１５５を有する。ポケット１５５は、ポケット床部１５９を画定するフープ１５７、内側フープ壁１６１、及び外側フープ壁１６３によって取り囲まれる。図５Ａと図６に示したように、ねじ付き保持ボア１６５は、ねじ付き保持ボルト１３０を受容するように適合される。
【００１９】
典型的に、ツールホルダを通して移動するクーラントは中央ボアの全長を移動し、ツールホルダの端部で排出される。しかし、本発明の設計では、保持ボルト１３０は、ツールホルダの中央ボア１６７に対する障害として作用する。この障害を克服するために、図７と図８に目を向けると、バイパスポート１６９ａ、１６９ｂは、ねじ付き保持ボア１６５からオフセットされるが、保持ボルト１３０がねじ付き保持ボア１６５を塞ぐときに中央クーラントボア１６７とポケット１５５との間にクーラントを供給するために、ツールホルダ本体１５０の中央クーラントボア１６７に流体接続される。
【００２０】
図５Ｃに示したように、バイパスポート１６９ａ、１６９ｂの各々は、ねじ付き保持ボア１６５に隣接するツールホルダ本体１５０を通した円筒形ボアでもよい。図８に示したように、各々のバイパスポート１６９ａ、１６９ｂは、ツールホルダの中央ボア１６７の中心軸線１５２からオフセットされる中心線１７０ａ、１７０ｂを有する。
【００２１】
バイパスポート１６９ａ、１６９ｂは、ポケット１５５内の特定の位置のみにおいてクーラントをポケット１５５に供給するので、ツールホルダ１５０は、切削インサート１００の中央ボア１１２の周りにクーラントを受け入れて、分配するために、ねじ付きクーラントボア１６７に隣接するポケット床部１５９内のマニホールド１７２（図５Ａと図６）をさらに含んでもよい。マニホールド１７２は、円錐形状の凹部であり得る。さらに、図５Ｃに示したように、バイパスポート１６９ａ、１６９ｂは、マニホールド１７２と完全に交差しない。バイパスポート１６９ａ、１６９ｂからの妨害のない流れを可能にするために、溝１７１ａ、１７１ｂは、ポケット床部１５９を横切って、バイパスポート１６９ａ、１６９ｂとマニホールド１７２とを完全に接続する。
【００２２】
内部にインサート１００を有するツールホルダ本体５０は、高速回転用途のために使用し得るので、バイパスポート１６９ａ、１６９ｂのサイズは同様であり、本体の中心軸線１５２を中心に半径方向に対称であり得る。
【００２３】
図９は、ツールホルダの中央ボア１６７からバイパスポート１６９ａ、１６９ｂを通してマニホールド１７２内へ、間隙１４０を通して、次にクーラントが排出される半径方向の水平スロット１２２を通る、クーラントの経路を示す経路ライン１７４を示している。
【００２４】
本発明の一実施形態において、切削インサート１１０の壁部１１８は円筒状であり、ポケット１５５の内側フープ壁１６１は円筒状であり、またポケット１５５の切削インサート壁１１８と内側フープ壁１６１との間に締まりばめがある。
【００２５】
図８に戻ると、保持ボルト１３０の結果、ツールホルダ本体の中央クーラントボアが、ねじ付き保持ボア１６５までのみ延び得ることが明白である。さらに図８に示したように、バイパスポート１６９ａ、１６９ｂは、ツールホルダ本体１５０の中心軸線１５２からオフセットされる中心線１７０ａ、１７０ｂを有する。切削インサート１００の底面１０９は、ポケット１５５の平坦な床部１５９と面一であって、軸方向にインサート１００を配置して、切削インサートと床部との間に流体シールを設ける。しかし、肩部１１６は、ツールホルダ本体１５０の端部１５３（図３と図８）と当接して、軸方向に切削インサート１００をポケット１５５内に配置し、切削インサートと床部との間に流体シールを設けることも可能である。
【００２６】
これまで説明してきたことは、中央に配置された保持ボルトを使用して、回転するツールホルダ本体に回転する切削インサートが固定されるとき、回転する切削インサートの切削領域にクーラントを供給するための設計である。
【００２７】
本発明の他の実施形態において、切削インサート１００をツールホルダ本体１５０内に固定するために、他の設計特徴により保持ボルト１３０が補完され及び／又は置き換えられる。
【００２８】
図３及び図５Ａ〜図５Ｃに目を向けると、ツールホルダ本体１５０のフープ１５７は、フープ直径Ｄ３を有し一般的に円形であるが、フープ１５７の半径方向の膨張に対する可撓性を提供するために、フープ直径Ｄ３に追従する半径Ｒ３を中心とする振動する蛇行経路１７６に追従する。この半径方向の可撓性は、ある余裕を提供して、切削インサート１００をツールホルダ５０と噛合させるための必要性を低減する。図５Ｂと５Ｂ‐２に目を向けると、蛇行経路１７６は、内側フープ壁１６１から形成された内部スライス１７８と、外側フープ壁１６３から形成された外部スライス１８０とを備える。内部スライス１７８及び外部スライス１８０は、それぞれ円弧角Ａ１、Ａ２を有するそれぞれの内側フープ壁１６１及び外側フープ壁１６３を中心に円弧１８１を形成することが可能である。内部スライス１７８及び外部スライス１８０の目的は、フープ１５７の半径方向の膨張に対する可撓性を提供することである。湾曲スライス１７８、１８０のサイズ及び位置は変更してもよい。スライス１７８、１８０の形状は湾曲して示されているが、長方形、Ｃ字形、又はＵ字形を含む任意の数の形状を有することが可能である。しかし、内側に面する鋭い縁部又は隅部を形成するであろう任意の表面を丸くして、このような鋭い縁部又は隅部によって引き起こされる任意の応力集中を低減することが重要である。さらに、内側フープ壁１６１と外側フープ壁１６３との間の厚さに応じて、スライス１７８、１８０は円形形状を有してもよく、これによって、円の一部分のみが厚みを貫通しない。内側フープ壁１６１は内側フープ直径Ｄ４を有し、外側フープ壁１６３は外側フープ直径Ｄ５を有し、この場合、湾曲スライス１７８、１８０の間のフープ壁１６１、１６３がそれらのそれぞれの直径を維持する。図５Ｂに示したように、内部湾曲スライス１７８は、フープ１５７の円周を中心とする外部湾曲スライス１８０と交互になる。
【００２９】
図３と図５Ｃに目を向けると、内部湾曲スライス１７８は、ポケット床部１５９内に延びる円筒形穴１８２を備え、この場合、円筒形穴の中心線１８４は、内側フープ壁１６１への円筒形穴１８２の突出部が前述したように円弧１８１であるように、内側フープ壁１６１から離間している。
【００３０】
図４Ａ及び図５Ａ〜図５Ｃに目を向けると、ツールホルダ本体１５０は、さらに、ポケット１５５から半径方向内側に延びる少なくとも２つの突出部１８６ａ、１８６ｂを含み、この場合、突出部１８６ａ、１８６ｂは、ポケット１５５内に取り付けられた切削インサート１００の壁部１１８内の２つの整合窪部（ｍａｔｃｈｉｎｇ  ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎｓ）１９５ａ、１９５ｂ（図４Ａ）に係合するように適合される。図４Ａ〜図４Ｃに目を向けると、切削インサート本体１０２の壁部１１８は、ツールホルダ本体１５０に対する切削インサート１００の相対的な回転を防止するために、ツールホルダ本体１５０のポケット１５５の内側フープ壁１６１内の突出部１８６ａ、１８６ｂに係合するように適合された壁部１１８内の直径方向に対向した少なくとも２つの窪部１９５ａ、１９５ｂを含む。切削インサート１００の２つの突出部１８６ａ、１８６ｂに係合するために、２つの窪部１９５ａ、１９５ｂのみを有することで済む。しかし、図３は、切削インサート１００の周囲全体の周りに窪部を有する切削インサート１００を示している。これにより、より少ない材料が本体１０２から取り除かれるので、インサート本体１０２に追加の強度及び剛性が提供される。図４Ｂに示したように、窪部１９５ａ、１９５ｂは、底面１０９から部分的にインサート本体１０２の側面１１４の上に延びる。他の実施形態において、内部スライス１７８によって形成された穴１７９内に、支柱（図示せず）を挿入でき、これらの支柱は、インサート１００の壁部１１６内の窪部１９５ａ、１９５ｂに係合するであろう。これらの支柱により、ただいま説明した突出部１８６ａ、１８６ｂが置き換えられるであろう。
【００３１】
図５Ａに再び目を向けると、突出部１８６ａ、１８６ｂは、ポケット床部１５９に隣接して位置し、内側フープ壁１６１とポケット床部１５９との交差部に配置してもよい。図５Ｂに目を向けると、突出部１８６ａ、１８６ｂは、内側フープ壁１６１の全長に沿って上向きに延びることが可能である。図９に示したように、インサート本体１０２の壁部１１８は、内側フープ壁１６１と噛合して、締まりばめを形成することが好ましい。フープ１５７の蛇行経路１７６は、ツールホルダ５０への切削インサート１００の挿入が比較的容易であるように、十分な半径方向の可撓性を提供するべきである。しかし、補助するために、面取り部１１９を壁部１１８に隣接して導入してもよい。一例として、１４ｍｍの呼び径を有する端部を有するツールホルダでは、締めしろ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）は０〜０．０５ｍｍにあり得る。可撓性フープ５７の設計の結果、保持ボルト１３０のヘッド１３６が切削インサート本体１０２に付与して、切削インサート本体をポケット内に付勢する力は、インサート本体１０２が可撓性フープ１５７によってポケット１５５内に維持されるのでより小さくてもよい。さらに、図６に示したように、インサート本体１０２の底面１０９は、ポケット１５５の床部１５９に当接して、切削インサート本体１０２をツールホルダ本体１５０内に軸方向に配置する。前述したように、インサート１００の肩部１１６がツールホルダ本体１５０の端部１５３と当接して、切削インサート本体１０２をツールホルダ本体１５０内に軸方向に配置することも可能である。
【００３２】
回転用途に関してツールホルダ５０について説明してきたが、同様のポケット構造を有するツールホルダ５０又は他のツールホルダが回転しない用途のために同様に有効であり得、また本発明の使用が回転用途のみに決して限定されないことを認識すべきである。
【００３３】
本発明の特定の実施形態について詳細に説明してきたが、それらの詳細に対する様々な修正及び代替形態を本開示の全体的な教示に鑑み発展させることができることが当業者によって認識されるであろう。本明細書に記載した本発明の好ましい実施形態は、例示目的に過ぎず、添付の特許請求の範囲及びそのすべてのあらゆる等価物の完全な幅が与えられるべき本発明の範囲に関し限定するものでないと意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0005870099.tif 000009
【図５Ｂ−２】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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