(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースを機械加工するためのツール（１０）であって
切削インサート（１２）と、
本体（１５）、上側締付フィンガ（１６）および下側締付フィンガ（１８）を有するツールホルダ（１４）とを備えており、
前記本体（１５）が長手方向（ｘ）に沿ってホルダ側端部（２２）からワークピース側端部（２４）まで延びており、
前記下側締付フィンガ（１８）の少なくとも一部分が前記本体（１５）の前記ワークピース側端部（２４）を越えて延びており、
前記上側締付フィンガ（１６）と前記下側締付フィンガ（１８）とが組み合わさって前記切削インサート（１２）を受けるための受け具を形成しており、前記上側締付フィンガ（１６）がその上側締付面（３０）を介して前記切削インサート（１２）に締付力を加えるように前記切削インサート（１２）を前記受け具内に固定可能である、ツールにおいて、
前記上側締付面（３０）の少なくとも前記長手方向（ｘ）に沿った一部分が前記本体（１５）の前記ワークピース側端部（２４）と前記ホルダ側端部（２２）との間に配置され、また、前記締付力の合成ベクトル（４４）が、前記本体（１５）の前記ワークピース側端部（２４）と前記ホルダ側端部（２２）との間に位置する前記長手方向（ｘ）に沿った領域内に作用するように構成されており、
前記下側締付フィンガ（１８）の突出部が正面から見た場合に三日月形状またはアーク形状の断面を有していることを特徴とするツール。
【請求項２】
前記上側締付面（３０）の少なくとも前記長手方向（ｘ）に沿った半分が前記本体（１５）の前記ワークピース側端部（２４）と前記ホルダ側端部（２２）との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のツール（１０）。
【請求項３】
前記上側締付面（３０）の前記長手方向（ｘ）に沿った全体が前記本体（１５）の前記ワークピース側端部（２４）と前記ホルダ側端部（２２）との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のツール（１０）。
【請求項４】
前記切削インサート（１２）が、前記長手方向（ｘ’）に沿って前記切削インサート（１２）のホルダ側端部（４８）から前記切削インサート（１２）のワークピース側端部（４６）まで延び、切削面（５４）を有するワークピース側領域（５０）と、前記上側締付フィンガ（１６）の前記上側締付面（３０）と対接させるために前記切削インサート（１２）の頂面に配置される上側座面（３２）および前記下側締付フィンガ（１８）の下側締付面（３６）と対接させるために前記上側座面（３２）とは反対側にある前記切削インサート（１２）の底面に配置される下側座面（３４）を有するホルダ側領域（５２）とを備えていることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載のツール（１０）。
【請求項５】
前記下側座面（３４）が、前記長手方向（ｘ’）に沿って前記ワークピース側領域（５０）および前記ホルダ側領域（５２）における前記切削インサート（１２）の底面全体にわたって延び、前記上側座面（３２）が、前記長手方向（ｘ）に沿って前記ホルダ側領域（５２）における前記切削インサート（１２）の前記頂面の一部分にのみわたって延びていることを特徴とする請求項４に記載のツール（１０）。
【請求項６】
前記切削インサート（１２）の前記ホルダ側領域（５２）において、前記上側座面（３２）と前記下側座面（３４）との間の距離（７０）が前記長手方向（ｘ’）に沿って前記切削インサート（１２）の前記ホルダ側端部（４８）の方向に進むにつれて大きくなっていくことを特徴とする請求項４または５に記載のツール（１０）。
【請求項７】
前記切削インサート（１２）が前記ワークピース側領域（５０）において前記下側座面（３４）とは反対側に位置する前記切削インサート（１２）の頂面にチップガイド部（５６）を有しており、該チップガイド部（５６）が、傾斜面として構成されているとともに、前記切削インサート（１２）の前記長手方向（ｘ’）に対して５°〜１５°の角度で前記切削インサート（１２）の前記ホルダ側端部（４８）の方向に向かって開いていることを特徴とする請求項４乃至６のうちのいずれか一項に記載のツール（１０）。
【請求項８】
前記切削インサート（１２）の長手方向（ｘ’）に沿った側面視において、前記下側座面（３４）から上の前記チップガイド部（５６）の最大高さ（６０）が、前記下側締付フィンガ（１８）の前記下側締付面（３６）から上の前記上側締付フィンガ（１６）の前記上側締付面（３０）とは反対側の頂面の最小高さ（６２）よりも大きくなっていることを特徴とする請求項７に記載のツール（１０）。
【請求項９】
前記本体（１５）が、前記上側締付フィンガ（１６）と前記下側締付フィンガ（１８）との間の領域に前記切削インサート（１２）の前記ホルダ側端部（４８）を停止させるための停止面（６４）を有しており、該停止面（６４）と前記上側締付フィンガ（１６）のワークピース側端部と間の前記本体（１５）の前記長手方向（ｘ）に沿った距離（６６）が、前記チップガイド部（５６）のホルダ側端部と前記切削インサート（１２）の前記ホルダ側端部（４８）との間の前記切削インサート（１２）の前記長手方向（ｘ’）に沿った距離（６８）よりも小さいことを特徴とする請求項７または８に記載のツール（１０）。
【請求項１０】
前記長手方向（ｘ’）に対する横断方向に沿った断面において、前記切削インサート（１２）が、前記上側座面（３２）の領域にプリズム形状の断面を有しており、前記上側座面（３２）が、前記上側締付フィンガ（１６）に対接するための２つの相互に角度を成して傾斜する上側脚面（７４）から形成されるように構成されていることを特徴とする請求項４乃至９のうちのいずれか一項に記載のツール（１０）。
【請求項１１】
前記長手方向（ｘ’）に対する横断方向に沿った断面において、前記切削インサート（１２）が、前記下側座面（３４）の領域にプリズム形状の断面を有しており、前記下側座面（３４）が、前記下側締付フィンガ（１８）に対接するための２つの相互に角度を成して傾斜する下側脚面（７２）から形成されるように構成されていることを特徴とする請求項４乃至１０のうちのいずれか一項に記載のツール（１０）。
【請求項１２】
前記長手方向（ｘ’）に対する横断方向に沿った断面において、前記切削インサート（１２）が、前記上側座面（３２）の領域にプリズム形状の断面を有しており、前記上側座面（３２）が、前記上側締付フィンガ（１６）に対接するための２つの相互に角度を成して傾斜する上側脚面（７４）から形成されるように構成され、
前記長手方向（ｘ’）に対する横断方向に沿った断面において、前記切削インサート（１２）が、前記下側座面（３４）の領域にプリズム形状の断面を有しており、前記下側座面（３４）が、前記下側締付フィンガ（１８）に対接するための２つの相互に角度を成して傾斜する下側脚面（７２）から形成されるように構成され
前記上側脚面（７４）が前記下側脚面（７２）から前記長手方向（ｘ’）に対する横断方向に沿ってオフセットされていることを特徴とする請求項４乃至９のうちのいずれか１項に記載のツール（１０）。
【請求項１３】
前記ツール（１０）が軸方向に溝加工を行うように構成されており、前記下側締付フィンガ（１８）の前記突出部が三日月形状の断面を有していることを特徴とする請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載のツール（１０）。
【請求項１４】
前記三日月形状の断面が外側半径（１９）と内側半径（２１）とを有しており、前記内側半径（２１）が前記外側半径（１９）よりも大きく、前記内側半径（２１）に割り当てられる円の中心点が前記外側半径（１９）に割り当てられる円の中心点と重ならないことを特徴とする請求項１３に記載のツール（１０）。
【請求項１５】
前記切削インサート（１２）がアクチュエータ部材（２０）により前記受け具に固定可能であり、前記アクチュエータ部材（２０）が締付ネジとして構成され、該締付ネジが、前記上側締付フィンガ（１６）の凹部を介して本体（１５）のネジ山と係合するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１４のうちのいずれか一項に記載のツール（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削インサートとツールホルダとを備え、ツールホルダが、本体と、上側締付フィンガと、下側締付フィンガとを有し、本体が実質的に長手方向（ｘ）に沿ってホルダ側端部からワークピース側端部まで延びる、ワークピースを機械加工とくに軸方向溝加工するためのツールに関するものである。下側締付フィンガの少なくとも一部分は本体のワークピース側端部を越えて突出している。上側締付フィンガと下側締付フィンガとが組み合わさって切削インサート用の受け具を形成している。切削インサートは、
上側締付フィンガが当該上側締付フィンガに形成される上側締付面を介して切削インサートに締付力を加えるように、アクチュエータ部材によって受け具内に固定されている。
【背景技術】
【０００２】
現在のタイプのツールは、金属加工の用途、とくに旋盤加工に用いられるのが一般的である。この場合、切削インサートはツールホルダにより保持されるようになっているのが一般的である。ツールホルダは適切な固定機構または保持装置により工作機械に接続されており、ワークピースへの移動が可能となっている。この場合、ワークピースは切削インサートに対して回転させられるのが一般的であるため、切削インサートはワークピースと接触すると当該ワークピースから材料を取り除くことができるようになっている。
【０００３】
軸方向溝加工（ａｘｉａｌ  ｇｒｏｏｖｉｎｇ）とは、ワークピースの回転軸に対して平行に当該ワークピースを機械加工することを表し、ツールまたはワークピースの送り込みは通常軸方向に沿って行われ、たとえば環状の溝が旋削加工または凹加工により形成される。軸方向溝加工は長手方向旋削溝加工とも呼ばれる。 
【０００４】
コストおよび調達時間を節約すべく、機械加工ツールの分野におけるトレンドは、できるだけ広範囲の用途に用いることができるツールである。特に、軸方向溝加工やさらなる旋削法において、ツールの安定性の問題または振動が頻繁に生じて、それによって押込量（ｐｌｕｎｇｅ  ｄｅｐｔｈ）や切削速度（ｃｕｔｔｉｎｇ  ｓｐｅｅｄ）が制限されてしまう。このため、安定性に優れたツールの構造が必要とされている。高強度の切削インサートは条件付きのみで使用可能である。さらなる効果および経済性は、切削インサートを保持するツールホルダの最適化により、とくに切削インサートを支持する部材を提供することにより実現されることが多い。とくに比較的幅狭でかつ比較的大きな押込量を必要とする用途においては、ツールの安定性は非常に重要なものである。ツールの安定性が高ければ高いほど加工がよりスムーズなものとなり、工具寿命、送出速度または切削速度に対してプラスの効果を与えることができるようになる。
【０００５】
このような溝加工用の以前のバージョンのツールでは、ツールホルダは切削インサートを受けるための上側締付フィンガおよび下側締付フィンガが設けられている本体を備えていることが普通である。一般的にいえば、切削インサートは、上側締付フィンガと下側締付フィンガとの間に挟まれ、上側締付フィンガが切削インサートに対して締付力を加えることにより固定されるようになっている。切削インサートの堅固な取付けを担保するためには締付力の強度が十分である必要がある。
【０００６】
しかしながら、高い締付力の欠点は、支持部材とも呼ばれる下側締付フィンガを切削インサートを介して作用してくる締付力を吸収することができるように適切に安定させる必要があるという点にある。しかしながら、用途によって、安定した支持は、達成することが困難な場合もあれば、または、さまざまな理由から達成するのが不可能な場合もある。
【０００７】
例えば、軸方向溝加工では、支持部材が実質的に三日月形状またはアーク形状の構造を有し、また、この円弧の半径が所望の環状の溝の半径に一致しなければならない。支持部は、環状の溝の前もって決められた寸法が達成可能であるというだけでなく、異なる内部半径と外部半径とを有している必要がある。それにより、さまざまな半径を有する環状の溝を達成することができるようになる。多くの場合、そのことは柔軟に使用可能なツールを提供するという視点から望ましいものである。支持部は、三日月形状の設計構造を有し、加工作業（ｃｈｏｉｃｅ）に応じて支持部の寸法決めをすることができず、安定に設計されている（ｓｔａｂｌｙ  ｄｅｓｉｇｎｅｄ）。支持部材または下側締付フィンガの安定性と上側締付フィンガにより加えられる締付力の大きさとの間にバランスが得られている。とくに小さな半径および比較的大きな押込量を有する軸方向溝加工では、このバランスは非常に重要なものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、ワークピースを機械加工するためのツールの最適化にあり、さらに具体的にいえば、小さな半径および／または大きな押込量の場合であっても軸方向溝加工が可能となるようにツールを最適化することにある。加えて、本発明のさらなる目的は、ワークピースを機械加工するためのツールの安定性を向上させ、このツールの用途の範囲を広げて経済効率を上げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上述の目的は導入部に記載のタイプのツールにより達成することができる。かかるツールは、上側締付面の長手方向に沿った少なくとも一部分が本体のワークピース側端部とホルダ側端部との間に配置され、締付力合成ベクトルが本体のワークピース側端部とホルダ側端部との間に位置する長手方向に沿った領域内に作用するように構成され、 下側締付フィンガの突出部が実質的に三日月形状またはアーク形状の断面を有している。
【００１０】
本発明は、軸方向溝加工用のツールに限定されず、他の旋削ツールにとっても有益な場合もある。すでに述べられているように、切削インサートはツールホルダの上側締付フィンガと下側締付フィンガとの間に固定、すなわち狭持されている。この狭持を達成するために、２つの締付フィンガを互いに近づくように移動させることを可能とするアクチュエータ部材が設けられている。切削インサートは、ワークピースへの押し込みまたは進入を達成するために、少なくともツールホルダの本体を越えて突出していなければならない。切削インサートのうちの本体を長手方向に沿って越えるこの突出部の長さによって押込量が制限されることになる。
【００１１】
ワークピースの機械加工時、切削インサートは、機械加工される材料および操作される供給速度に応じた力からの作用を受ける。この力は、ツールホルダにより吸収されなければまたは取り除かれなければならず、とくに下側締付フィンガに作用する。ワークピースの機械加工時に切削インサートに作用する力に加えて、上側締付フィンガは、当該上側締付フィンガの上側締付面を介して締付力を切削インサートにさらに作用させる。次いで、この締付力によってもたらされる力は切削インサートにより下側締付フィンガに加えられる。この合成力が下側締付フィンガのどの部位に作用するかに応じて、下側締付フィンガ、とくにその突出部、すなわち支持部に作用するさらなる負荷が得られる。
【００１２】
それにもかかわらず、下側締付フィンガまたは支持部の寸法を小さくすることを可能とするために、本発明は、上側締付面のうちの長手方向に沿った少なくとも一部分が本体のワークピース側端部とホルダ側端部との間に配置されることを特定している。締付力は、上側締付フィンガから切削インサートに領域的に（ａｒｅａｌｙ）作用し、切削インサートから下側締付フィンガに領域的に作用する。本発明によれば、切削インサートに作用する締付力の少なくとも一部は、下側締付フィンガの突出部、すなわち支持部に作用せず、切削インサートを迂回して直接ホルダの本体に作用するようになっている。このことは、上側締付面が、下側締付フィンガの突出部に全体的に完全に重なっているのではなく、少なくとも部分的には本体の範囲にまで延びているという事実に起因する。従って、上側締付面は、下側締付フィンガから、とくに下側締付フィンガの突出部から長手方向に後退している。従って、切削インサートに加えられた締付力は、切削インサートから下側締付フィンガの突出部へと一部のみが伝達されるようになっている。むしろ、締付力のほとんどは本体に直接伝達されるようになっている。
【００１３】
さらに、本発明によれば、締付力合成ベクトルは、本体のワークピース側端部とホルダ側端部との間に位置する長手方向に沿った領域内に作用するようになっている。本発明によれば、締付力を統合して合成力のベクトルを求めた場合、この合成力ベクトルが下側締付フィンガの突出部ではなく下側締付フィンガのうちの本体の範囲内に位置する部分に作用するようになっているので、安定性が高くなる。合成力ベクトルは、領域的に作用する締付力の合計に相当する想像上の力ベクトルを表したものである。従って、合成力ベクトルが直接本体に作用することにより、下側締付フィンガの突出部に対する負荷が削減される。上側締付力が切削インサートの上側座面に対して異なる力分布を加えることが可能である。たとえば、上側締付面の半分を超える部分が下側締付フィンガの突出部の上方に位置するものの、突出部の上方に位置する領域ではなくさらに後側にある本体の上方に位置する領域に力がすべて作用するので、合成力ベクトルが本体の範囲内の領域に作用することが可能である。
【００１４】
従って、ツール、とくにツールホルダの進歩性のある設計により、下側締付フィンガの突出部、すなわち支持部の寸法を小さくすることが可能となる。その結果、軸方向溝加工では、安定性が問題になることなく、半径をさらに小さくし、かつ／または、押込量を大きくすることが可能となる。 
【００１５】
それに加えて、上述の上側締付面および上述の合成力ベクトルを備えたツールホルダの進歩性のある設計は、適用可能な用途に対する柔軟性を高めることができるという利点をさらに有している。従って、作用する締付力が支持部よりむしろ本体に作用するので下側締付フィンガおよび／または切削インサートを従来のツールと比較して安定性を下げて設計することができるので、たとえば支持部を小さくすることが可能となる。支持部をより小さくすることにより、軸方向溝加工が可能なツールにさまざまな半径をカバーさせることが可能となる。従って、このことは経済的な利点を提供することができる。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、上側締付面の長手方向に沿った少なくとも半分は、本体のワークピース側端部とホルダ側端部との間に配置されるようになっている。
【００１７】
従って、この実施形態では、締付力の合成力ベクトルが本体のワークピース側端部とホルダ側端部との間に位置する領域に作用するだけでなく、さらに、上側締付面の少なくとも半分が下側締付フィンガの突出部を越えず、本体の範囲内、すなわち下側締付フィンガのうちの本体の範囲内に位置する部分の上方にあることが特定されている。それにより、下側締付フィンガに対する締付力の影響がさらに弱まることにより、進歩性のある効果が高められることとなる。
【００１８】
本発明にかかるツールのさらなる実施形態によれば、長手方向に沿った上側締付面全体が、本体のワークピース側端部とホルダ側端部との間に位置することが特定されている。
【００１９】
従って、この実施形態では、上側締付面全体が、本体の高さ位置又は本体内に位置している。上側締付フィンガの最先端部は、ツールホルダの本体のワークピース側端部から長手方向に沿って後退している。それに合わせて、締付力合成ベクトルも本体のワークピース側端部から後方に向かってホルダ側端部の方向にオフセットされた領域に作用するようになっている。それにより、下側締付フィンガまたは支持部が受ける負荷がさらに少なくなる。
【００２０】
さらなる実施形態では、切削インサートが当該切削インサートのホルダ側端部から当該切削インサートのワークピース側端部まで長手方向に沿って実質的に延びている。さらに、切削インサートはワークピース側領域とホルダ側領域とを有している。切削インサートのワークピース側、すなわち正面側領域には、少なくとも１つの刃先を有する切削面が配置されている。切削インサートは、ホルダ側、すなわち後端側領域には、切削インサートの頂面に配置される上側締付フィンガの上側締付面に対接させるための上側座面と、切削インサートの底面に配置される上側座面とは反対側に位置する下側締付フィンガの下側締付面に対接させるための下側座面とを有している。
【００２１】
好ましくは、実質的に立方形状を有し、横断方向、すなわち垂直方向よりも長手方向に長く延びている切削インサートが用いられる。切削インサートの長手方向の軸は、ツールホルダの本体の長手方向の軸または長手方向と同方向であり、ツールの送り方向と一致する。切削インサートの垂直方向、すなわち切削インサートの垂直軸は、切削インサートがツールホルダ内に固定されている締付状態で、上側締付フィンガにより切削インサートに下側締付フィンガの方向に向けて加えられる締付力に対して実質的に平行な軸を表す。この垂直方向は、通常は同様に、切断方向、すなわちチップが除去される方向に一致する。
【００２２】
それに加えて好ましくは、下側座面が長手方向の軸に沿って切削インサートのワークピース側領域およびホルダ側領域の実質的に底面全体にわたって延びており、上側座面が長手方向に沿って切削インサートのホルダ側領域の頂面の一部のみにわたって延びている。
【００２３】
従って、下側座面が上側座面よりも長手方向に長くなっていることが好ましい。また、下側座面が、切削インサートの全長にわたって長手方向に沿って延び、下側締付フィンガのうちの突出部および下側締付フィンガのうちの本体の範囲内にある部分と対接するようになっていることが好ましい。また、切削インサート全体が超硬合金からなっていることが好ましい。本発明によれば、切削インサートは、１つの切削面のみが設けられるいわゆる単一歯カッターとして構成されている。
【００２４】
さらなる実施形態では、切削インサートのホルダ側領域では、上側座面と下側座面との間の距離が長手方向に沿って切削インサートのホルダ側端部の方向に進むにつれて長くなっていることがさらに特定されている。
【００２５】
換言すれば、切削インサートが後側にいくにつれて広くなっている。切削インサートのホルダ側端部が広くなっているので、切削インサートの機械的な復帰移動が防止（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｒｅｔｕｒｎ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ）される。従って、上側締付フィンガがたとえば長手方向に沿って上昇する面に対して作用し、下側締付フィンガが切削インサートの長手方向軸に対して実質的に平行な面に作用するようになっている。このことは、切削インサートが摩擦力に起因して隣接する締付フィンガに対して長手方向移動ができなくなっているだけでなく、ワークピース側端部の方向に向けた切削インサートまたはツールホルダの長手方向移動がＶ字形の構造により阻止されるという結果をもたらす。
【００２６】
さらなる実施形態では、切削インサートがワークピース側領域内の下側座面とは反対側にある頂面にチップガイド部を有しており、当該チップガイド部が、実質的に傾斜面として構成され、切削インサートの長手方向の軸に対して５°〜１５°の角度を形成して切削インサートのホルダ側端部の方向に向けて開いているということが特定されている。
【００２７】
従って、チップガイド部は、その滑らかな上昇によって良好なチップの流れを可能とするように構成されている。その領域における１２°の角度が非常に有利であることが証明されている。この角度は、切削インサートのホルダ側端部の方向に進むにつれて垂直方向に切削インサートが広くなっていくことを表している。従って、切削インサートは、そのチップガイド部の領域において、切削面から、すなわちワークピース側端部からホルダ側端部の方向に進むにつれて垂直方向に厚くなっている。
【００２８】
さらなる有利な実施形態では、切削インサートの長手方向の軸に沿った側面視において、下側座面から上方のチップガイド部までの最大高さが、下側締付フィンガの下側締付面から上方の上側締付フィンガの上側締付面からそれている頂面までの最小高さより大きいといことが特定されている。
【００２９】
下側座面から上方のチップガイド部の「最大高さ」とは、チップガイド部と下側座面との間の最大距離、すなわち下側座面とチップガイド部のうちの下側座面から最大距離を有する部分との間の距離のことを意味する。チップガイド部の最大高さとは切削インサートの垂直方向の最大距離のことである。下側締付面から上方の上側締付フィンガの頂面の「最小高さ」とは、締付状態における、下側締付面と上側締付フィンガの頂面のうちの下側締付面に最も近い部分との間の距離のことを意味する。
【００３０】
チップガイド部は、切削インサートの長手方向に沿った側面視において、一種ののこぎり歯形状を有している。通常、上側締付フィンガは、チップガイド部の後側（ワークピースから切削インサートのホルダ側端部の方向に向けてそれている）に直接対接するようになっている。この用語では、上側座面は常にチップガイド部の後側に位置している。上側締付フィンガはこの上側座面に対接するようになっている。チップガイド部の最大高さが上側締付フィンガの最小高さより大きくなっているので、切削くず（ｃｕｔｔｉｎｇｓ）が自由に流れ去ることができる。
【００３１】
上側締付フィンガは、ツールホルダの本体の長手方向軸に沿った側面視においてくさび形状に構成されているのが一般的である。しかしながら締付力を加えるにあたって、上側締付フィンガがその最先端部において垂直方向に十分な幅を有していることが通常必要である。上側締付フィンガのこの正面側の端部がワークピース側から見たチップの流れの妨げまたは遅延を防止するために、切削インサートの上述の構造が設けられるようになっている。
【００３２】
さらなる実施形態によれば、本体は、上側締付フィンガと下側締付フィンガとの間の領域に、切削インサートのホルダ側端部を停止する停止面を有している。停止面と上側締付フィンガのワークピース側端部との間の本体の長手方向に沿った距離は、切削インサートのチップガイド部のホルダ側端部と切削インサートのホルダ側端部との間の長手方向に沿った距離よりも小さいことが好適である。
【００３３】
停止面はツールホルダに対する切削インサートの長手方向の変位を防止する。ツールがワークピースの方向（送り方向）に向けて移動されると、力は、切削インサートまたはツールホルダの長手方向軸の方向に沿って加えられる。この加えられた力に座面が対抗する。好ましくは、停止面は、下側締付フィンガの位置に置かれ、長手方向に対する横断方向に向いた配置となっている。上述の距離関係は、切削インサートが停止面に対接すること、チップガイド部、とくにチップガイド部のうちのワークピースとは反対側が上側締付フィンガと接触しないことを意味する。切削インサートおよびツールホルダの長手方向に沿った側面視において、チップガイド部により形成されたくさびまたはのこぎり歯と上側締付フィンガとの間にある距離が存在している。このことは、長手方向に働く力が、本体に直接伝達され、上側締付フィンガには伝達されないことを意味する。 
【００３４】
さらなる実施形態によれば、長手方向に対する横断方向に沿った断面視において、切削インサートは、上側座面の領域にプリズム形状の断面を有しており、この上側座面は上側締付フィンガに対接させるための２つの相互に角度を成して傾斜する上側脚面から形成されている。また、長手方向に対する横断方向に沿った断面視において、切削インサートは、下側座面の領域にプリズム形状の断面をさらに有しており、この下側座面は、下側締付フィンガに対接させるための２つの相互に角度を成して傾斜する下側脚面から形成されている。
【００３５】
プリズム形状の断面とは多角形の形状の断面のことである。このプリズム形状の断面は、とくに上側座面に面する側で、２つの相互に角度を成して傾斜する脚面を有し、これらの脚面は上側座面の脚面に該当する。従って、上側座面および下側座面は、それぞれ、少なくとも２つの（部分）面からなっている。これらの２つの脚面は、挟角を形成している。好ましくは、上側座面および下側座面の領域の断面は、それぞれ、二等辺四辺形の形状に一致する。ツールホルダの上側締付フィンガと下側締付フィンガとは対応する断面を有しているのが一般的である。
【００３６】
本明細書で特筆すべきことは、切削インサートは下側座面の領域にのみまたは上側座面の領域にのみプリズム形状の断面を有するようになっていてもよいという点にある。しかしながら、プリズム形状の断面が両方の領域に設けられ、切削インサートの後側領域（ワークピース側領域）の断面がダブルプリズム形状を有していることが好ましい。
【００３７】
切削インサートの長手方向に対する横断方向に沿った断面視において、上側脚面が下側脚面に対して長手方向に対する横断方向に沿ってオフセットされていることが好ましい。
【００３８】
上側脚面によって形成される台形の面および下側脚面によって形成される台形の面が横断方向に沿って相互にオフセットされているという事実によって高い安定性が可能になることが明らかになっている。このようなオフセットはせん断力（ｓｈｅａｒｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）を生じさせる。その結果、切削インサートをツールホルダ内に極めて堅固に取り付けることができるようになる。
【００３９】
好ましい実施形態によれば、ツールが軸方向溝加工用に構成され、下側締付フィンガの突出部（支持部）が実質的に三日月形状の断面を有するようになっている。
【００４０】
先に記載のように、支持部の寸法をできるだけ小さくすることが、とくにツールが軸方向溝加工に用いられる場合には有利であり、また、支持部が三日月形状の構造を有していることが必要である。三日月形状の断面の半径は旋削される環状の溝の半径と一致するので、環状の溝が小さいと、半径の小さな円弧を必要とするので、支持部の安定性が低下してしまうことになる。
【００４１】
さらなる実施形態では、三日月形状の断面は外側半径と内側半径とを有し、内側半径が外側半径よりも大きく、内側半径に割り当てられる円の中心点は外側半径に割り当てられる円の中心点と重ならない。
【００４２】
先に記載したのと同様に、このことにより、支持部の断面の内側半径の半径および外側半径の半径によって実質的に規定される半径領域において環状の溝を凹加工することができるようになる。内側半径とは、断面視において、ワークピースの中心の長手方向軸（回転軸）に面する側面に支持部が形成する半径のことである。それに対して、外側半径は、ワークピースの中心の長手方向軸とは反対側の側面に支持部が形成する半径のことである。
【００４３】
好ましい実施形態では、アクチュエータ部材は、上側締付フィンガの凹部を通って本体のネジ山と係合する締付ネジとして構成されるように付与されることが好ましい。
【００４４】
この締付ネジにより、上側締付フィンガを下側締付フィンガの方向に向かって引き寄せることが可能となる。このことにより、簡単でかつ交換可能という締付デバイスの利点が提供され、切削インサートを上側締付フィンガと下側締付フィンガとの間に固定することが可能となる。締付ネジを迅速かつ容易に取り外すことができるので、とくに摩耗した場合など切削インサートを交換することができるようになる。
【００４５】
明らかなように、上述の構成要件および後述の構成要件は、本発明の技術範囲から逸脱することなく、記載の組み合わせのみでなく他の組み合わせであってもまたは単独であっても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
以下には、選択された例示的な実施形態および添付の図面に基づいて本発明が詳細に記載、説明されている。
【図１】本発明の一実施形態に従って機械加工するためのツールを示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるツールの一実施形態を示す正面図である。
【図３】ツールの長手方向に沿った側面から見た上側締付フィンガにより加えられる締付力を示す略図である。
【図４】長手方向に沿った側面から見た本発明にかかるツールの第２の実施形態を示す図である。
【図５】長手方向に沿った側面から見た本発明にかかるツールの第３の実施形を示す図である。
【図６】本発明にかかるツールに用いられる切削インサートを示す斜視図である。
【図７】長手方向に沿った側面から見た本発明にかかるツール内に固定された切削インサートを示す図である。
【図８】切削インサートを側面、および２つの正面から見た図である。
【図９】本発明にかかるツールの長手方向に対する横断方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１には、ワークピースを機械加工するためのツールの第１の例示的な実施形態１０が示されている。ツール１０は切削インサート１２を備え、当該切削インサート１２はツールホルダまたは締付ホルダ１４に交換可能に固定することができる。ツールホルダ１４は、本体１５と、上側締付フィンガ１６と、下側締付フィンガ１８とを有している。下側締付フィンガ１８は、本体１５から突出する部分を有し、この部分は支持部と呼ばれる。
【００４８】
切削インサート１２は、上側締付フィンガ１６と下側締付フィンガ１８との間に受け入れられる。ツール１０はアクチュエータ部材２０をさらに備え、このアクチュエータ部材２０により、切削インサート１２をツールホルダ１４の適切な部位に固定または留めることができる。例示的な本実施形態では、アクチュエータ部材２０は締付ネジとして構成され、この締付ネジは上側締付フィンガ１６の凹部を通って本体１５のネジ山と係合するようになっている。しかしながらいうまでもなく、上側締付フィンガ１８は、セルフクランピング構造（ｓｅｌｆ−ｃｌａｍｐｉｎｇ  ｄｅｓｉｇｎ）を有し、個別のアクチュエータ部材２０を必要としない構造となっていてもよい。この場合、たとえば切削インサート１２が摩耗して交換する場合、ツールキーを用いて上側締付フィンガ１８を開くことができる。 
【００４９】
本体１５またはツール１０の全体は実質的に長手方向ｘに沿って延びている。締付状態では、切削インサート１２の長手方向または軸ｘ’は、本体１５の長手方向ｘに対して平行に配置されていることが好ましい。本体１５はホルダ側端部２２とワークピース側端部２４とを有している。加工時、ワークピース側端部２４はツールに面しており、ホルダ側端部２２はツールホルダ１４を受ける工作機械の対応する保持装置に面している。
【００５０】
図１に示されているツール１０は溝加工、とくに軸方向溝加工用に構成されている。この場合、ツール１０は長手方向ｘに沿ってワークピースまで移動するようになっている。切削インサート１２においてチップの除去が起こる。溝加工時、送り方向はワークピースの長手方向の軸に対して平行であることが好ましい。
【００５１】
いわゆる支持部と呼ばれる下側締付フィンガ１８の一部分は、本体１５のワークピース側端部２４を越えて突出するようになっている。支持部の長さ２６は、締付状態で本体１５から突出する切削インサート１２の部分の長さに最大限対応するようになっている。この部分によりツール１０の最大押込量が決まる。
【００５２】
図２には、ワークピース側から見たツール１０の正面図が示されている。下側締付フィンガ１８は、とくに本体１５から突出した部分では三日月形状に構成されている。このことにより、軸方向溝加工において環状の溝を加工することが可能となる。環状の溝の最小幅は切削インサート１２の幅によって前もって決まっている。溝加工方向に対する横断方向にツール１０を移動させることにより環状の溝を広げることができる。従って、本図では、溝加工は、ワークピースの回転軸に対して平行なｘ方向に実現され、また、環状の溝を幅広にすることはｙ方向に沿ってツール１０を移動させることによって実現される。凹加工される（ｒｅｃｅｓｓｅｄ）環状の溝の半径は支持部の半径により下方向および上方向に制限されている。
【００５３】
図２からさらに分かるように、支持部の断面は外側半径１９と、それとは異なる内側半径２１とを有している。有利には、内側半径２１は外側半径１９より大きくなっている。ツール１０により加工された環状の溝は、支持部の外側半径１９により下方向の半径範囲が制限され、支持部の内側半径２１により上方向の半径範囲が制限されている。従って、下側締付フィンガ１８の支持部とツールとの衝突を回避するために、支持部の内側半径２１よりも大きな半径かつ外側半径１９よりも小さな半径を凹加工することはできない。 
【００５４】
その一方、下側締付フィンガ１８の突出部は切削インサート１２用の力支持部を形成している。支持部の寸法が狭ければ狭いほどシステム全体がより不安定となり、ツール１０の破損の危険がより大きくなる。また、支持部が長過ぎると（すなわち、下側締付フィンガ１８が本体１５のワークピース側端部２４を越えてｘ方向に突出し過ぎると）同様に、不安定になるので、大きな押込量にとって重要な支持部のｘ方向長さは規制されている。 
【００５５】
図３には、本体１５の長手方向ｘに沿った側面視における本発明にかかるツール１０を示す図が示されている。上側締付フィンガ１６は、それに形成された上側締付面３０を介して切削インサート１２に対して締付力を加えるようになっている。この締付力は切削インサート１２の上側座面３２を介して切削インサート１２に伝達され、次いで、切削インサート１２の下側座面３４を介して下側締付フィンガ１８の下側締付面３６に作用する。この締付力は、領域的に、下側締付フィンガ１８の突出部および下側締付フィンガ１８のうちの本体１５の範囲内に位置する部分に伝達され、本体１５へと伝達される。 
【００５６】
締付ネジ２０による切削インサート１２の締付けまたは固定の際、上側締付フィンガ１６の正面領域またはワークピース側領域３８は、まず切削インサート１２と接触する。さらに締め付けると、上側締付フィンガ１６の正面領域３８が、当該上側締付フィンガ１６の後側領域またはホルダ側領域４０が切削インサート１２と接触するまで弾性変形される。従って、上側締付フィンガの正面領域３８は曲がるように設計されている。このようにして、上側締付フィンガ１６の正面領域３８内の力の影響を相対的に小さいものとすることによって、下側締付フィンガ１８の突出部の曲げを防止することができるようになっている。このことにより、上側締付フィンガ１６と切削インサート１２の頂面との間の接触面において、図３に概略的に示される力プロファイル４２がもたらされる。
【００５７】
本発明によれば、上側締付フィンガ１６の上側締付面３０の長手方向ｘに沿ったと考えられる少なくとも一部分が本体１５のワークピース側端部２４とホルダ側端部２２との間に位置することが付与されている。従って、上側締付面３０の一部は下側締付フィンガ１８の突出部（支持部）の上方に位置しておらず、本体１５の範囲内に位置するかまたは本体１５のワークピース側端部２４の後ろ側に位置している。
【００５８】
もちろん、本発明にかかるツール１０の他の寸法および他の幾何学形状から、図３に概略的に表わされている力プロファイル以外の力プロファイルが得られてもよい。図３に表わされている力プロファイル４２は例示のみを意図したものであると理解されるべきである。しかしながら、本発明によれば、領域的に作用している締付力の合計または積分から得られる合成力ベクトル４４が切削インサート１２のうちの本体１５のワークピース側端部２４とホルダ側端部２２との間を延びる長手方向ｘの領域に作用するということが重要である。従って具体的にいえば、合成力ベクトル４４は、本体１５の範囲内に作用し、下側締付フィンガ１８の突出部、すなわち支持部に直接作用するわけではない。このことは、支持部に作用する力をできるだけ小さく保つという長所を有している。その結果、支持部の寸法は最小限に小さく抑えることができるようになる。
【００５９】
さらに、チップ形成プロセス時の上側締付フィンガ１６の第１の領域３８の弾性変形は利点を有している。たとえばチップ形成プロセスにおいて、切削力（通常表わされているｚ方向の向きとは反対方向の向き）が切削インサート１２に作用する場合、切削インサートは下側締付フィンガ１８の突出部と一緒に下方に向けて（ｚ方向に沿って）「曲がる」。従って、切削インサート１２も負荷の掛かった状態では（すなわち、チップ形成プロセス時には）上側締付フィンガ１６の最先端部（ワークピース側）までガイドされることになる。
【００６０】
図４には、本発明にかかるツール１０の第２の実施形態の側面を示す図が示されている。この実施形態では、長手方向ｘに沿って考えると、本体１５のワークピース側端部２４とホルダ側端部２２と間に上側締付面３０の一部のみが位置するのではなく、少なくともその半分が位置している。先の場合と同様に、締付力合成ベクトルは依然として本体１５内、すなわちそのワークピース側端部２４とそのホルダ側端部２２との間に位置している。
【００６１】
図５には、本発明にかかるツール１０の第３の実施形態が示されている。上側締付フィンガ１６の上側締付面３０全体が本体１５内、すなわちそのワークピース側端部２４とそのホルダ側端部２２との間に位置している。これによって、合成力ベクトル４４がどの場合にも（力分布に関係なく）本体１５内に作用することが担保される。従って、上側締付フィンガ１６により切削インサート１２を通って下側締付フィンガ１８の突出部上へ加えられる締付力に基づいて得られる力の影響がさらに弱められることになる。従って、全締付力がツールホルダ１４の本体１５に直接伝達されるので、支持部の寸法を比較的小さく選択することができるようになる。
【００６２】
図６には切削インサート１２を表す斜視図が示されている。先の場合と同様に、切削インサート１２は実質的に長手方向ｘ’に沿ってワークピース側端部４６からホルダ側端部４８まで延びている。切削インサート１２は実質的にワークピース側領域５０とホルダ側領域５２とを有している。ワークピース側領域５０は、実際のチップの除去が生じる切断面５４を有している。好ましくは、切削インサート１２全体は超硬合金からなっている。それに対して、ツールホルダ１４は、超硬合金ではなく通常鋼からなっているのが好ましい。
【００６３】
切削インサート１２は、そのホルダ側領域５２に、上側締付フィンガ１６を支えるための上側座面３２を有している。この上側座面３２の反対側に位置するのは下側座面３４である。例示的な本実施形態では、下側座面３４は切削インサート１２の底面全体にわたって延びており、下側締付フィンガ１８の突出部と下側締付フィンガ１８のうちの本体１５の範囲内に位置する部分とを支えるようになっている。締付力は、上側座面３２と切削インサート１２とを介して、下側座面３４、ひいては下側締付フィンガ１８に作用するようになっている。
【００６４】
有利なことには、切削インサート１２は、そのワークピース側領域５０にチップガイド部５６を有している。このチップガイド部５６は、実質的に傾斜面として構成され、好ましくは切削インサート１２の長手方向の軸ｘ’に対して５°〜１５°の角度を有する構成となっている。このチップガイド部５６により、切削面で切除されたチップが除去されるようになっている。具体的にいえば、１２°の角度はこの点において有利であることが証明されている。平坦なチップガイド部５６により、チップがすぐに細かく砕けてしまうことなくかつ曲がったりすることなくチップがスムーズに流れることが可能となる。とくに軸方向溝加工による環状の溝を凹加工する際において、軸方向の溝にたまってしまった切削くずによるツールのジャミングを防止するためにチップの均一な流れが必要となる。 
【００６５】
図７には、側面視における本発明にかかるツール１０のある実施形態が示されている。切削インサート１２のチップガイド部５６が上側締付フィンガ１６の正面に位置する側面５８と連続していることがさらに有利であることが証明されている。それにより、チップの流れがさらに助けられる。このようにすることにより、切削くずはまずチップガイド部５６を通り、次いで上側締付フィンガ１６の正面に位置する側面５８を通るようになる。チップのスムーズな流れを可能とするために、締付状態において、切削インサート１２の下側締付面３６から上方のチップガイド部５６までの最大高さ６０が、下側締付面３４から上方の上側締付フィンガ１６の上側締付面３０とは反対側の頂面までの最小高さ６２より大きいことが通常必要である。具体的にいえば、この実施形態では、チップガイド部５６を介して取り除かれる切削くずが上側締付フィンガ１６に取り込まれないようになっていることが有利な点である。従って、上側締付フィンガ１６の正面に位置する縁部５８は、ワークピースの方向に向けて先細りとなっており、また、チップガイド部５６の最先端部の下方に位置するポイントで終端する。
【００６６】
さらに、本体１５は、上側締付フィンガ１６と下側締付フィンガ１８との間の領域に、締付状態において切削インサート１２のホルダ側端部４８を支える停止面６４を有している。この停止面６４は、本体１５に対してｘ方向に切削インサート１２が変位できないようにすることを必要とされている。従って、ツール１０が送り方向ｘに向けてワークピースの中へと押し込まれた場合、切削インサート１２を介して力が停止面６４に作用するようになっている。ツール１０の本実施形態では、停止面６４は下側締付フィンガ１８の領域に設けられているが、下側締付フィンガ１８の突出部として形成されてもよい。しかしながら他の実施形態では、停止面６４が上側締付フィンガ１６の位置に置かれてもよい。
【００６７】
更に、本発明に従って、停止面６４と上側締付フィンガ１６のワークピースに面する端部との間の本体１５の長手方向ｘに沿った距離６６が、チップガイド部５６のホルダ側端部と切削インサート１２のホルダ側端部４８との間の切削インサート１２の長手方向ｘ’に沿った距離６８よりも小さいことが付与されている。従って締付状態で、切削インサート１２は、そのホルダ側端部４８でのみ本体１５に対して長手方向ｘに対する横断方向に対接するようになっている。チップガイド部５６の端部には、上側締付フィンガ１８との当接点または接触点は存在していない。
【００６８】
図８には、長手方向ｘ’に沿って中央の位置に切削インサート１２の側面を示す図が示されている。本発明の好ましい実施形態では、切削インサート１２は、ホルダ側領域５２において、ホルダ側端部４８の方向に進むにつれて垂直方向ｚに広くなっている。従って、上側座面３２と下側座面３４との間の距離７０が切削インサート１２のワークピース側端部４６からホルダ側端部４８への方向に進むにつれて大きくなっている。切削インサート１２のホルダ側領域５２におけるこの拡大の結果、復帰移動が防止される。
【００６９】
図８の左側には、ワークピース側から見た（ｘ’方向の向きとは反対方向の向きに向かって見た）切削インサート１２の正面が示されている。具体的にいえば、図８の左側にある正面を示す図は、切削インサート１２のワークピース側領域５０またはワークピース側端部４６の断面を示している。切削インサート１２はその下側（下側座面３４）にプリズム形状の断面を有している。この底面、すなわち下側座面３４は、１つの面から構成されているのではなく、２つの相互に角度を成して傾斜する下側脚面７２からなっている。本発明の有利な構成では、これらの下側脚面７２は、それに対応する形状を有する下側締付フィンガ１８の下側締付面と対接するようになっている。このことは、とくに切削インサート１２のｙ方向である横断方向の変位（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を防止する効果または横変位をより困難にするという効果を有している。その結果、切削インサート１２をツールホルダ１４内に安定して取り付けることができる。
【００７０】
図８の右側には、ツールホルダ１４側からの切削インサート１２の対応する正面が示されている。従ってこの図は切削インサート１２のホルダ側端部４８を示している。具体的にいえば、切削インサート１２のホルダ側領域５２の断面が示されている。このホルダ側領域５２では、切削インサート１２は、先の場合と同様に、上側座面３２の領域にプリズム形状の断面を有している。このプリズム形状の断面では、上側座面３２は上側締付フィンガ１６に対接させるための２つの相互に角度を成して傾斜する上側脚面７４からなっている。先に記載の下側締付フィンガ１８の領域のプリズム形状の断面に類似して、このプリズム形状の断面は、切削インサート１２のｙ方向である横断方向の変位に対抗するようになっている。
【００７１】
下側座面３４の領域のプリズム形状の断面は、有利なことに切削インサート１２の全長にわたって形成されているが、上側座面３２の領域のプリズムの断面は、切削インサート１２のホルダ側端部５２の領域のみに形成されている。
【００７２】
現在の例示的な実施形態は、上側脚面７４および下側脚面７２が外側のプリズムとして設計されたものが示されている。本発明のさらなる実施形態では、内側プリズムまたは他面プリズムとしての他の実施形態も考えられている。内側プリズムまたは他面プリズムの実施形態でも、上側脚面および下側脚面は、それらに対応させて設計される上側締付フィンガ１６および下側締付フィンガ１８の上側締付面および下側締付面との相互作用により同様の効果を達成することが可能である。
【００７３】
有利な実施形態では、上側脚面７４は、横断方向であるｙ方向に下側脚面７２に対して１０分のいくつかだけオフセットされるようになっている。このオフセットにより、切削インサート１２のより安定した取り付けが可能となるせん断力が生成される。
【００７４】
図９には、切削インサート（図示せず）が上側締付フィンガ１６と下側締付フィンガ１８との間に支えられる領域におけるツール１０の長手方向ｘ断面が示されている。右側には、左側でマークしてある領域を拡大したものが示されている。具体的にいえば、上側締付フィンガ１６および下側締付フィンガ１８が類似するプリズム形状の断面を有していることが明らかである。このことにより、プリズムまたはダブルプリズムの形状として構成された切削インサートを当該切削インサートの上側座面および下側座面の領域で受けることが可能となる。
【００７５】
図９に示されているように、上側締付フィンガ１６および下側締付フィンガ１８の受け領域７６を横断方向であるｙ方向に相互にオフセットするように構成してもよい。こうすることにより、切削インサート１２をツールホルダ１４内にさらに安定して取り付けることが可能となる。
【図１】
0006496744.tif 000002
【図２】
0006496744.tif 000003
【図３】
0006496744.tif 000004
【図４】
0006496744.tif 000005
【図５】
0006496744.tif 000006
【図６】
0006496744.tif 000007
【図７】
0006496744.tif 000008
【図８】
0006496744.tif 000009
【図９】
0006496744.tif 000010