(57)【要約】【課題】カンチレバー部材を含む溝フライスを提供する。【解決手段】溝フライスが、ディスク状のカッター本体であってそのカッター本体の平面に垂直な中心軸上において所定の方向に回転可能なカッター本体を含む。複数の切削インサート受け入れポケットと、それに合致する個数のウェッジ受け入れポケットとが本体の周囲に形成される。切削インサートは、カッター本体の各インサート受け入れポケット内に取り替え可能に装着され、クランプウェッジがカッター本体の各ウェッジ受け入れポケット内に取り替え可能に装着される。各インサート受け入れポケットとそれぞれのウェッジ受け入れポケットとの間には、切削インサートをカッター本体内に確実に保持するためのカンチレバー部材が配備される。【選択図】図１
2011156656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状のカッター本体であって、前記カッター本体の平面に垂直な中心軸上において所定の方向に回転可能なカッター本体と、
前記カッター本体の周囲に形成される複数の切削インサート受け入れポケットと、
前記カッター本体の周囲に形成される複数のウェッジ受け入れポケットと、
前記カッター本体の前記各切削インサート受け入れポケット内に取り替え可能に装着される切削インサートと、
前記カッター本体の前記各ウェッジ受け入れポケット内に取り替え可能に装着されるクランプウェッジと、
前記各インサート受け入れポケットおよび前記各ウェッジ受け入れポケットとの間に配備されるカンチレバー部材と、
を含む、溝フライス。
【請求項２】
前記カンチレバー部材が、前記カンチレバー部材の厚さｔ１を低減するアンダーカット形状部分を含む、請求項１に記載の溝フライス。
【請求項３】
前記カンチレバー部材が、複数の溝の形態であって前記溝の間に複数の隆起を形成する形態のラック形状部分を含む、請求項１に記載の溝フライス。
【請求項４】
前記カンチレバー部材が、前記クランプウェッジと係合する上面と、前記切削インサートと係合する下面とを含む、請求項１に記載の溝フライス。
【請求項５】
前記カンチレバー部材の上面が、前記クランプウェッジの下面に対して相補的な形状を有する、請求項４に記載の溝フライス。
【請求項６】
前記カンチレバー部材の下面が、前記切削インサートの上面に対して相補的な形状を有する、請求項４に記載の溝フライス。
【請求項７】
前記インサート受け入れポケットが、後部壁面と、底面と、前記後部壁面および前記底面の交差部における丸み部分とによって画定される、請求項４に記載の溝フライス。
【請求項８】
前記ウェッジ受け入れポケットが、後部壁面と、前記クランプウェッジと係合する上部壁面とによって画定される、請求項４に記載の溝フライス。
【請求項９】
前記ウェッジ受け入れポケットの上部壁面が、前記カンチレバー部材の上面に対してテーパ角度を有するように形成される、請求項８に記載の溝フライス。
【請求項１０】
前記ウェッジ受け入れポケットおよび前記インサート受け入れポケットから前記カッター本体の中に半径方向の内側の方向に延びる、前記カンチレバー部材が上向きまたは下向き方向に撓むことができるようにするための一対のスロットをさらに含む、請求項１に記載の溝フライス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
溝フライスは、キー溝および同類のものの切削用として、また、種々の幅のスロットを有する加工物部品の加工用として知られている。
【背景技術】
【０００２】
溝フライスは、カッターが、通常、その周囲に切削インサートを装着したディスク状の部材を用いるという点でフライスに幾分似ている。フライスにおいては、切削インサートは一般的に軸方向に装備されるが、溝フライスにおいては、切削インサートが、支持ディスクから半径方向に突き出ており、従って加工物に対して半径方向に位置している。
【０００３】
スロットを迅速かつ効率的に形成するために、切削インサートは、カッター本体に強固に支持されると共に、材料が加工物から除去されるので、インサートの切削刃とカッター本体との間に適切なすき間を有することが求められる。インサートが強固に支持されかつカッター本体と切削刃との間に十分なすき間が確保されることによって、溝フライスは、相当な荷重に耐え、きわめて迅速に、障害なくかつ正確に切削することが可能になる。
【０００４】
ほとんどの溝フライスは、インサートを、「ソーカット（ｓａｗ−ｃｕｔ）」クランプ構造を有するインサートポケットと、僅かなテーパ角度を有するインサートとによってカッター本体内にクランプする。この「ソーカット」構造によって、インサートが載せられた時にインサートポケットの部分が拡大して開くことが可能になり、それによって、インサートに対するスプリング状のテーパクランプ効果が作り出される。溝フライスの半径方向の振れを最小化するために、通常、付加的なシート面の形状部分をポケット領域に付け加える。このシート面は確実方式のストッパを形成し、それによって、この形状部分がなければ存在する可能性がある半径方向の累積振れが最小化される。このシート面は、また、半径方向の切削力を溝フライスの本体の中に分布させ、それによって、インサートポケットがさらに拡大して開くことが防止される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存のポケット構造は、インサートを固定してクランプするカッター本体のスプリング容量に完全に依拠しており、また、ポケットの摩耗、あるいは、インサートおよびポケットの製作時の寸法変動を許容できない。ポケットの摩耗、あるいは、インサートおよびポケットの製作時の寸法変動を吸収できないという欠点を克服する構造を提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様において、溝フライスが、ディスク状のカッター本体であってそのカッター本体の平面に垂直な中心軸上において所定の方向に回転可能なカッター本体を含む。この本体の周囲に、複数の切削インサート受け入れポケットが形成され、さらに、複数のウェッジ受け入れポケットがカッター本体の周囲に形成される。切削インサートは、カッター本体の各インサート受け入れポケット内に取り替え可能に装着され、クランプウェッジがカッター本体の各ウェッジ受け入れポケット内に取り替え可能に装着される。各インサート受け入れポケットとそれぞれのウェッジ受け入れポケットとの間には、カンチレバー部材が配備される。クランプウェッジがウェッジ受け入れポケットの中に押し込まれると、カンチレバー部材が切削インサートに対して付勢力を加え、切削インサートをインサート受け入れポケット内に確実に保持する。
【０００７】
一実施形態においては、カンチレバー部材が、一対の対向する溝の形態のアンダーカット形状部分を含む。１つの溝は上面にあり、もう一方の溝は下面にあって、カンチレバー部材の厚さを低減している。
【０００８】
別の一実施形態においては、カンチレバー部材が、複数の溝およびその間の複数の隆起の形態のラックピニオンの形状部分を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態によるカンチレバー部材を含む溝フライスの斜視図である。
【図２】図１の溝フライスのウェッジ受け入れポケット、インサート受け入れポケットおよびカンチレバー部材の、切削インサートおよびウェッジを取り外した状態の部分拡大側面斜視図である。
【図３】本発明の別の実施形態による溝フライスのウェッジ受け入れポケット、インサート受け入れポケットおよびカンチレバー部材の、切削インサートおよびウェッジを取り外した状態の部分拡大側面斜視図である。
【図４】カンチレバー部材が切削インサートに対して付勢力を加えて、切削インサートをインサート受け入れポケット内に確実に保持するように、工具がクランプウェッジをウェッジ受け入れポケットの中に押し込んでいることを示している、図３の溝フライスの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の種々の実施形態を説明するが、提示される特定の実施形態は、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更および修正をなし得ることが想定されている。
【００１１】
図１および図２を参照すると、本発明の一実施形態による溝フライス１０が示されている。溝フライス１０はディスク状のカッター本体１２を有し、このカッター本体１２は、支持軸受け入れ穿孔１６を備えた中心のハブ領域１４を有する。溝フライス１０は、カッター本体１２の平面１７に垂直な中心軸１５上において所定の方向（矢印１９で示される）に回転する。中心のハブ領域１４には、場合によって、駆動キーを受け入れるキー溝を設けることもある（図示なし）。
【００１２】
溝フライス１０には、カッター本体１２の周囲に形成される複数の切削インサート受け入れポケット２０が設けられる。カッター本体１２の周囲に、被切削加工物の所要の材料およびカッター本体１２の直径に応じて、全く任意の適当な個数のポケット２０を形成し得ることが理解されるであろう。図示の実施形態では、溝フライス１０は、カッター本体１２の周囲に等間隔に配置された７個のポケット２０を有する。
【００１３】
溝フライス１０には、カッター本体１２の周囲に形成される複数のウェッジ受け入れポケット２２も設けられる。ウェッジ受け入れポケット２２の個数は、インサート受け入れポケット２０の個数に一致する。各インサート受け入れポケット２０と、それぞれのウェッジ受け入れポケット２２との間に、カンチレバー部材２４が配備される。
【００１４】
図１に示すように、切削インサート２６は、カッター本体１２の各インサート受け入れポケット２０内に取り替え可能に装着され、クランプウェッジ２８は、カッター本体１２の各ウェッジ受け入れポケット２２内に取り替え可能に装着される。以下に詳述するように、カンチレバー部材２４とクランプウェッジ２８との組み合わせはロック機構を含んでおり、このロック機構によって、切削インサート２６がカッター本体１２内に確実に保持される。
【００１５】
図１および図２に示すように、インサート受け入れポケット２０は、後部壁面３０と、底面３２と、後部壁面３０および底面３２の交差部における丸み部分３４とによって画定される。後部壁面３０は、切削インサート２６の端面２６ｃ、２６ｄ用のストッパとして機能し、切削インサート２６をインサート受け入れポケット２０内に装着した場合、それがさらに半径方向の内側に移動するのを防止する。底面３２は、切削インサート２６の上面および下面２６ａ、２６ｂの少なくともいずれかに対して相補的な形状を有する。図示の実施形態では、底面３２は、切削インサート２６の下面２６ｂに対して相補的な形状を有する。図示の実施形態では、底面３２は、一対の傾斜側壁３２ｂ、３２ｃを分離するほぼ平坦な中央部分３２ａを含む。別の実施形態では、底面３２はほぼＶ字形であり、中央部分３２ａは省かれている。
【００１６】
ウェッジ受け入れポケット２２は、後部壁面３６と、クランプウェッジ２８と係合する上部壁面３８とによって画定される。後部壁面３６は、クランプウェッジ２８の端面２８ｃ、２８ｄ用のストッパとして機能し、クランプウェッジ２８をウェッジ受け入れポケット２２内に装着した場合、それがさらに半径方向の内側に移動するのを防止する。ウェッジ受け入れポケット２２の上部壁面３８は、クランプウェッジ２８の上面２８ａに対して相補的な形状とすることが可能なパッド４０を含む。一実施形態においては、パッド４０は、一対の傾斜側壁４０ｂ、４０ｃを分離するほぼ平坦な中央部分４０ａによって画定される。別の実施形態では、パッド４０はほぼＶ字形であり、中央部分４０ａは省かれている。パッド４０は、また、半径方向において、大きな曲率半径Ｒによって画定される。
【００１７】
ウェッジ受け入れポケット２２の上部壁面３８は、カンチレバー部材２４の上面４４に対してあるテーパ角度４１を有するように形成される。このテーパ角度４１は、約１°および約２０°の間の範囲内、好ましくは約５°および約１５°の間の範囲内、最も好ましくは約５°および約１０°の間の範囲内にすることができる。図示の実施形態では、テーパ角度４１は約５°である。上部壁面３８の前端もしくは半径方向の最外端は、クランプウェッジ２８をウェッジ受け入れポケット２２の中に容易に挿入し得るように、丸められた表面４２を有する。
【００１８】
カンチレバー部材２４は、クランプウェッジ２８と係合する上面４４と、切削インサート２６と係合する下面４６とを含む。カンチレバー部材２４の上面４４はウェッジ受け入れポケット２２の底面を画定し、カンチレバー部材２４の下面４６はインサート受け入れポケット２０の上部壁面を画定することも認められる。一般的に、カンチレバー部材２４の上面４４は、クランプウェッジ２８の下面２８ｂに対して相補的な形状を有する。一実施形態においては、上面４４は、一対の傾斜側壁４４ｂ、４４ｃを分離するほぼ平坦な中央部分４４ａを含む。別の実施形態では、上面４４はほぼＶ字形であり、中央部分４４ａは省かれる。
【００１９】
図１に示すように、カンチレバー部材２４の下面４６は切削インサート２６の上面２６ａに対して相補的な形状を有する。一実施形態においては、下面４６は、一対の傾斜側壁４６ｂ、４６ｃを分離するほぼ平坦な中央部分４６ａを含む。別の実施形態では、下面４６はほぼＶ字形であり、中央部分４６ａは省かれる。図２に見られるように、上面４４および下面４６は互にほぼ平行であり、従って、カンチレバー部材は、その全長に沿ってほぼ一様な厚さｔ１を有する。カンチレバー部材２４の厚さｔ１は、カンチレバー部材２４の可撓性の程度を変えるように選択的に調節できる。さらに、カンチレバー部材２４の下面４６およびインサート受け入れポケット２０の底面３２は、刃先交換式（インデクサブル）切削インサート２６をインサート受け入れポケット２０内に装着し得るように互にほぼ平行である。
【００２０】
図示の実施形態では、カンチレバー部材２４が、一対の対向する溝の形態のアンダーカット形状部分４８を含む。１つの溝４８ａは上面４４にあり、もう一方の溝４８ｂは下面４６にある。アンダーカット形状部分４８は、カンチレバー部材２４に沿う適切な位置で、カンチレバー部材２４の厚さｔ１を、それより薄い厚さｔ２に低減する。図示の実施形態では、アンダーカット形状部分４８が、インサート受け入れポケット２０の後部壁面３０とほぼ同じ中心軸１５からの半径方向距離の位置に設けられる。アンダーカット形状部分４８は、カンチレバー部材２４をヒンジとして作用させて、カンチレバー部材２４の下面４６が切削インサート２６の全上面２６ａと一層容易にかつ一様に係合することを可能にする。
【００２１】
カンチレバー部材２４の可撓性の程度は、アンダーカット形状部分４８の厚さｔ２を変えることによって選択的に調節することが可能である。さらに、カンチレバー部材２４の可撓性の程度を、アンダーカット形状部分４８とカッター本体１２との間のカンチレバー部材２４の厚さｔ３を変えることによって選択的に調節することが可能である。一実施形態においては、厚さｔ３は厚さｔ２より大きいが厚さｔ１より小さい。別の実施形態では、厚さｔ３は厚さｔ２より大きくかつ厚さｔ１にほぼ等しい。さらに別の実施形態では、厚さｔ３は厚さｔ１および厚さｔ２のいずれよりも大きい。
【００２２】
カンチレバー部材２４が、矢印５４で示すように上向きおよび／または下向き方向に撓むことができるようにするため、アンダーカット形状部分４８に加えて、一対のスロット５０、５２が、ウェッジ受け入れポケット２２の後部壁面３６およびインサート受け入れポケット２０の後部壁面３０から、カッター本体１２の中に半径方向の内側の方向に延びている。各スロット５０、５２は、幅Ｗおよび長さＬを有する。
【００２３】
運転中は、切削インサート２６がインサート受け入れポケット２０の中に差し込まれ、クランプウェッジ２８がウェッジ受け入れポケット２２の中に差し込まれる。スパナレンチ（図示なし）のような周知の工具を用いて、クランプウェッジ２８を、溝フライス１０の中心ハブ領域１４の方向に半径方向の内側に向けて動かす。クランプウェッジ２８が半径方向の内側に動くにつれて、カンチレバー部材２４の上面４４に対してウェッジ受け入れポケット２２の上部壁面３８が形成する角度４１のために、カンチレバー部材２４が切削インサート２６に対して矢印５４の方向に下向きに押し込まれ、切削インサート２６がインサート受け入れポケット２０内に確実に保持される。アンダーカット形状部分４８があるために、カンチレバー部材２４の下面４６がヒンジ式に変形して切削インサート２６の全上面２６ａとさらに容易に係合することが可能になり、切削インサート２６が、従来型の溝フライスに比べて、さらに確実にインサート受け入れポケット２０内に保持される。
【００２４】
図１および図２に示す実施形態では、各切削インサート２６に、切削刃２６ｅ、２６ｆが設けられる。従って、各切削インサート２６は２つの切削刃２６ｅ、２６ｆを有しており、これらの切削刃２６ｅ、２６ｆを選択的に作業位置にセットすることが可能である。この選択的なセットは、ウェッジ２８を弛めて切削インサート２６を取り外し、切削インサート２６を垂直軸の回りに１８０°回転させ、続いて、再度切削インサート２６をカッター本体１２内にクランプすることによって行う。
【００２５】
カンチレバー部材２４は、切削インサートに対して十分な付勢力を供給するような任意の適切な構造にできること、および、本発明は、上記の特定のカンチレバー部材２４の構造に限定されないことが理解されるであろう。例えば、カンチレバー部材２４の上面４４は、図３および図４に示すように、複数の溝５８ａの形態であってその溝の間に複数の隆起５８ｂを形成する形態のラック形状部分５８を含むことができる。図示の実施形態では、ラック形状部分５８は全部で５個の溝５８ａと４個の隆起５８ｂとを含んでいる。しかし、本発明は、切削インサート２６に対して十分な付勢力を供給する任意の所要個数の溝および隆起で実施できることが理解されるであろう。
【００２６】
この実施形態の場合は、クランプウェッジ２８の半径方向の外側の方向への想定外の動きを防止するために、ウェッジ受け入れポケット２２の上部壁面３８の前端もしくは半径方向の外側の端部が、リップ５６の形態のウェッジ保持形状部分を含む。
【００２７】
図３に見られるように、カンチレバー部材２４の前部部分もしくは半径方向の外側の部分の厚さｔ１は、カンチレバー部材２４の後部部分もしくは半径方向の内側の部分の厚さｔ２よりも大きい。カンチレバー部材２４の厚さｔ１およびｔ２は、カンチレバー部材２４の可撓性の程度を変えるために選択的に調節できる。
【００２８】
運転する場合には、Ｔｏｒｘ（登録商標）スプラインレンチ、ＴｏｒｘＰｌｕｓ（登録商標）スプラインレンチなどのようなラックピニオン式のスプラインレンチ６０を用いて、図４に示すように、クランプウェッジ２８を、溝フライス１０の中心ハブ領域１４の方向に半径方向の内側に向けて動かす。クランプウェッジ２８が半径方向の内側に動くにつれて、カンチレバー部材２４の上面４４に対してウェッジ受け入れポケット２２の上部壁面３８が形成するテーパ角度４１のために、カンチレバー部材２４が切削インサート２６に対して矢印５４の方向に下向きに押し込まれ、切削インサート２６がインサート受け入れポケット２０内に確実に保持される。
【００２９】
図３および図４の実施形態では、各切削インサート２６に一対の切削刃２６ｅ、２６ｆが設けられる。１つの切削刃２６ｅは上面２６ａの端部にあり、もう一方の切削刃２６ｆは下面２６ｂの端部に位置している。従って、各切削インサート２６は２つの切削刃２６ｅ、２６ｆを有しており、これらの切削刃２６ｅ、２６ｆを選択的に作業位置にセットすることが可能である。この選択的なセットは、ウェッジ２８を弛めて切削インサート２６を取り外し、切削インサート２６を垂直軸および水平軸両者の回りに１８０°回転させ、続いて、再度切削インサート２６をカッター本体１２内にクランプすることによって行う。
【００３０】
上記のように、本発明の溝フライス１０は、切削インサート２６に対して付勢力を加えるためのクランプウェッジ２８とカンチレバー部材２４との組み合わせを備えたクランプ機構を含んでおり、これによって、機械加工中に、切削インサート２６がインサート受け入れポケット２０内に確実に保持される。ウェッジ受け入れポケット２２の上部壁面３８がカンチレバー部材２４の上面４４に対してテーパ角度４１を含むことを強調しておかなければならない。これによって、切削インサート２６がほぼ平行な上面および下面２６ａ、２６ｂを有することが可能になる。このほぼ平行な面２６ａ、２６ｂのために、切削インサートがテーパ角度を含む従来型の溝フライスとは異なって、切削インサートを、インサート受け入れポケット２０内に刃先交換可能（インデクサブル）方式で装着することが可能になる。
【００３１】
テーパ角度をインサートからこの付加的なクランプ機構に移し変えたことによって、ポケットの摩耗またはインサートの寸法的な変動が存在する場合でも、インサートを適切にクランプすることが可能になる。この付加的なクランプ機構は確実方式のストッパを包含していないので、付加的なクランプ移動／力を利用できるようになり、これは既存の構造に対する改善になる。インサートからクランプ用のテーパが取り除かれるので、本発明は、また、両側インサートの可能性を提供し、従って、インサートを新しい切削刃に刃先交換（インデックス）することができ、付加的な工具寿命が得られる。
【００３２】
現時点で好ましい実施形態を説明したが、本発明は、添付の特許請求の範囲内において他の態様で実施することができる。
【図１】
2011156656.tif 000003
【図２】
2011156656.tif 000004
【図３】
2011156656.tif 000005
【図４】
2011156656.tif 000006