(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）にして、前記ヘッドの軸に沿って延在し外周上に均一に分散されることで、３つの溝がキャリブレーションヘッド（１）の軸（６）を中心とした回転において１２０°の角度だけ互いから隔てられる３つの溝（２０、２１、２２）を備え、溝が、穴あけ作業中の切り屑の排出および潤滑剤の通過のために使用され、溝の各々が、キャリブレーションヘッドの後方に向かって溝の長さに沿って縮小される深さを有し、かつ調節カートリッジを利用して溝内で位置が調節される機械加工インサートを備えるキャリブレーションヘッド（１）であって、
キャリブレーションヘッド（１）が、キャリブレーションヘッド（１）の前方端部に相当する区域（２３）内でキャリブレーションヘッドの外側表面に配置された少なくとも１つの前方ガイドパッド（３６、３７、３８）と、前記キャリブレーションヘッドの後方区域を画定する第２の区域（２４）内で前記ヘッド（１）の外側表面に配置される少なくとも１つの後方ガイドパッド（２５、２６、２５’）とを備え、１つの後方ガイドパッド（２６）または各々の後方ガイドパッドが、前方ガイドパッドと同一の軸に沿って１つの前方ガイドパッド（３７）または各々の前方ガイドパッドの後ろに配置され、前方ガイドパッドおよび後方ガイドパッドが、所定の距離だけ分離されることを特徴とする、シャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項２】
キャリブレーションヘッド（１）の前方端部を画定する区域（２３）内に位置する３つの前方ガイドパッドを備え、３つの前方ガイドパッド（３６、３７、３８）が、キャリブレーションヘッド（１）の外側表面に均一に配置されることで、それらはキャリブレーションヘッド（１）の軸（６）を中心とした回転において１２０°の角度だけ互いから隔てられることを特徴とする、請求項１に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項３】
キャリブレーションヘッド（１）の外側表面上の前方ガイドパッド（３６、３７、３８）および溝（２０、２１、２２）の位置は、キャリブレーションヘッドの円周に沿って溝に続く各々の前方ガイドパッド（３６、３７、３８）の間の角度が、キャリブレーションヘッド（１）の軸（６）を中心とした回転において６０°の角度を形成するように交互に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項４】
キャリブレーションヘッドの後方区域を画定する第２の区域（２４）内で前記ヘッド（１）の外側表面に配置される複数の後方ガイドパッド（２５、２６、２５’）を備え、２つの後方ガイドパッド（２５、２５’）が、キャリブレーションヘッド（１）の軸（６）を中心として互いに対して対称的に配置され、そのうちの少なくとも１つの後方ガイドパッド（２５’）が、前方ガイドパッド（３８）から軸（６）の回転方向にずらされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項５】
キャリブレーションヘッドの後方区域を画定する第２の区域（２４）内で前記ヘッド（１）の外側表面に配置される４つの後方ガイドパッド（２５、２６、２５’）を備え、２つの後方ガイドパッド（２５、２５’）が、キャリブレーションヘッドの軸を中心として互いに対して対称的に配置され、２つの他方の後方ガイドパッド（２６）の各々が、前方ガイドパッドの後ろに配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項６】
特定の数と厚さを有しキャリブレーションヘッドの外側表面に配置される１セットのガイドパッド（３６、３７、３８、２５、２６、２５’）を備えることで、摩擦を最小限にしつつ最小限の潤滑剤の流れを維持することができることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項７】
１つの溝が最終仕上げインサートを中に含み、２つの溝の各々が粗い機械加工インサートを中に含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項８】
キャリブレーションヘッド（１）の軸（６）に対して対称的に位置決めされた２つの後方ガイドパッド（２５、２５’）の一方が、粗い機械加工インサート（３０、３５）または最終仕上げインサート（３２）から３０°のところに配置されることを特徴とする、請求項４に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項９】
各々の溝が±１０％の範囲内で２５°に等しい角度で先細にされることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項１０】
キャリブレーションヘッドの軸に沿った溝の長さが、キャリブレーションヘッドの長さの５０％を超えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【請求項１１】
各々の機械加工インサートが、調節カートリッジを利用して切刃を選択するように構成することができる３つの刃部を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシャフト（４）を穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッド（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、シャフト、特にタービンシャフトを穴あけするためのキャリブレーションヘッドに関する。詳細には本発明の分野は、優れた真直度、大きな安定性および優れたリーマ仕上げ精度を提供するように適合されたキャリブレーションヘッドの構造に関係する。
【背景技術】
【０００２】
タービンシャフトのキャリブレーション作業は、表面状態、一定のシャフトの直径、特に機械加工されるシャフトの厚さ、厚さのばらつき、すなわち厚さ変化を保証するために数百ミリメートル程の低い公差でのリーマ仕上げの真直度などの極めて限定的な寸法の制約を考慮する必要のある特有の方法である。
【０００３】
１つの難題は、それが見えない状態で行われる、換言すると部品の内側でかなりの長さにわたって場合のリーマ仕上げを行うことにある。
【０００４】
一般に、キャリブレーション作業は、一端でキャリブレーションヘッドに嵌合されたバーを備えた穴あけ機械を使用して行なわれる。この作業は、いわゆる「繰る（ｒｅｃｅｓｓｉｎｇ）」（この用語は通常、工具の伸張および後退を指すのに使用される）穴あけヘッドを備えた「ボトル」タイプの形状を使用して行われる最終仕上げ作業を左右する。
【０００５】
キャリブレーションヘッドは、穴あけ工具の特にデリケートな部分を形成しており、それは厳格なシャフトの穴あけ制約を満たすように設計されるべきである。一般に、最高技術によるキャリブレーションヘッドは、前記ヘッドの外側表面を囲むように配置された機械加工インサートおよびガイドパッドを使って取り付けられる。機械加工インサートは、荒削り機械加工インサートおよび／または最終仕上げインサートに関する場合がある。
【０００６】
ヘッド表面でのガイドパッドおよび機械加工インサートの分散、およびそれぞれの調節装置の位置決めの精度は、穴あけ作業中に直線の誘導が可能であることにより機械加工作業が保証され、その一方で寸法の制限を守るために表面の欠陥を最小限にすることができるようにする必要がある。
【０００７】
図１は、シャフト４の穴あけ用の一例の工具を示している。工具は、操作シャフト２と、回転軸６を有する操作シャフト２の一端に固定されキャリブレーションヘッド１とを備える。工具はあらかじめ、事前較正のために穴あけされるべきシャフト内の空洞に挿入される。
【０００８】
穴あけされるべきシャフトは通常、穴あけされるべきシャフトから大部分の材料を除去することで、第１の空洞５および第２の空洞３を前記シャフト内に穴あけすることができるように事前穴あけ作業中に事前に穴あけされる。
【０００９】
事前穴あけ作業および事前較正作業を利用して、キャリブレーションヘッドを備える工具を使用して最終仕上げ段階の準備を最適化する。
【００１０】
キャリブレーションヘッドの前方に位置する２つのパッドを使用する誘導によってヘッドの安定性がもたらされることはなく、よって振動が生じ表面状態の低下が生じる結果となることがわかっている。ガイドパッドの配置が最適化されないことにより他の欠陥も生じる可能性がある。具体的には潜在的な劣化には、かき傷、同心性の欠陥および加工硬化された表面の欠陥などが含まれる。
【００１１】
図２は、最新技術によるキャリブレーションヘッドの前方図を示しており、キャリブレーションヘッド１の端部からわずかに後退された２つの荒削り機械加工インサート１２、１３と、最終仕上げインサート１４とを示している。前方ガイドパッド１１および１５も示されており、これらはキャリブレーションヘッドの前方に位置しており、換言すると穴あけされるべきシャフトの内腔に最初に挿入されるヘッドの部分に位置している。
【００１２】
２つの後方パッドもまた近くに示されているが、それらは参照されていない。
【００１３】
それでもやはり、目下のところ、キャリブレーションヘッドは、それらが長い距離にわたってシャフトを穴あけするのに使用される場合多くの欠点を有する。
【００１４】
既存のキャリブレーションヘッドの場合の最初の問題は、それらが切削および誘導力の不当な分散を誘発する点である。パッドの数が不十分であるように思われるが、パッドの数を増やすことは摩擦を増大させる可能性がある。
【００１５】
その結果、キャリブレーションヘッド自体の劣化がいちはやく生じる可能性があり、特に割れる可能性のある前方ガイドパッド上で生じる可能性がある。
【００１６】
既存の解決策では難しい第２の問題は、荒削り機械加工インサートおよび最終仕上げインサートおよびガイドパッドの調節が極めて難しい点である。
【００１７】
荒削り機械加工インサートおよび最終仕上げインサートに関して、装着ボルト穴の周辺を囲むようにスケーリングが生じる場合がある。この現象は、無作為な梱包が原因であり、これはこのタイプの穴あけ作業に関して十分に正確な調節システムが存在しないためである。
【００１８】
全体的に極めて小さい最終仕上げインサートの切削角度の位置より生じる第３の問題もある。調節装置が荒削り機械加工インサートの調節に応じて調節されない場合、および後者の調節が十分に正確でない場合、穴あけ作業中の振動が増幅される場合がある。穴あけ作業中の工具およびキャリブレーションヘッドの安定性に対する振動の影響は、シャフトの内側表面に対する異常や劣化を招く可能性がある。
【００１９】
その結果、最新技術によるキャリブレーションヘッドは、いくつかの欠点を有するため、シャフトは、十分な穴あけ精度、穴あけ作業中の安定性および穴あけ方向の真直度を保証して穴あけすることができない。これらの欠点はまた、劣化する可能性のあるヘッド自体にも適用される。
【００２０】
様々な行為によって、例えば極めて高価であり得る部品や工具を交換することなどによってこれらの制約の影響を制限することが必要である。
【００２１】
さらに穴あけされ拒否されるシャフトの比率が高い。１つの問題がタービンの分野にはあり、特に航空分野において、その部品が極めて高価であり大型であり、かつ特に部品を機械加工する際に過剰な誤差を許容することができないために問題となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上記に挙げた欠点を解決することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の目的は、シャフトを穴あけするための円筒形のキャリブレーションヘッドである。本発明によるキャリブレーションヘッドは、外周上に均一に分散されることで、それらがキャリブレーションヘッドの軸を中心とした回転において１２０°の角度だけ互いから隔てられる３つの溝を備え、溝は、穴あけ作業中の切り屑の排出および潤滑剤の通過のために使用されており、溝の各々は、位置が調節カートリッジを利用して溝内で調節される機械加工インサートを中に含んでいる。
【００２４】
有利には、キャリブレーションヘッドは、ヘッドの前方端部に対応する区域内でヘッドの外側表面に配置された少なくとも１つの前方ガイドパッドと、前記ヘッドの後方区域を画定する第２の区域内で前記ヘッドの外側表面に配置された少なくとも１つの後方ガイドパッドとを備え、一方または各々の後方ガイドパッドが、前方ガイドパッドと同一の軸に沿って一方または各々の前方ガイドパッドの後ろに配置されている。
【００２５】
有利にはキャリブレーションヘッドは、キャリブレーションヘッドの前方端部を画定する区域内に位置する３つの前方ガイドパッドを備え、３つのパッドは、ヘッドの外側表面に均一に配置されることで、それらはキャリブレーションヘッドの軸を中心とした回転に対して１２０°の角度だけ互いから隔てられる。
【００２６】
有利には、キャリブレーションヘッドの外側表面上の前方ガイドパッドおよび溝の位置は、キャリブレーションヘッドの円周に沿って溝の後に続く各々の前方ガイドパッドの間の角度が、キャリブレーションヘッドの軸を中心とした回転に対して６０°の角度を形成するように交互に配置される。
【００２７】
有利には、キャリブレーションヘッドは、ヘッドの後方区域を画定する第２の区域内で前記ヘッドの外側表面に配置される複数の後方ガイドバッドを備える。複数のパッドは４つの後方パッドに対応してよい。２つの後方パッドはこのとき、ヘッドの軸を中心として互いに対して対称的に配置される。一実施形態によると、少なくとも１つの後方パッドは、前方パッドから軸方向にずらされている。
【００２８】
本実施形態の別の一致する実施形態によると、２つの他の後方ガイドパッドの各々は前方パッドの後ろに位置している。
【００２９】
有利には、キャリブレーションヘッドは、特定の数および厚さを備えヘッドの外側表面に配置された１セットのガイドパッドを備えることで、摩擦を最小限にしつつ最小限の潤滑剤の流れを維持することができる。
【００３０】
有利には、１つの溝は中に最終仕上げインサートを含み、２つの溝の各々は荒削り機械加工インサートを中に含んでいる。
【００３１】
一実施形態によると、ヘッドの軸に対して対称的に位置決めされる２つの後方パッドの一方は、荒削り機械加工インサートまたは最終仕上げインサートから３０°のところに配置される。
【００３２】
有利には各々の溝は、１０％の範囲内でおよそ２５°に等しい角度で先細にされる。
【００３３】
有利には溝は、穴あけされるべきシャフト内でのキャリブレーションヘッドにおいて１５％の範囲内で１５バールの圧力の場合、１５％の範囲内で３８０Ｌ／分の潤滑剤の流れの噴射を可能にするように大きさが決められる。
【００３４】
有利にはキャリブレーションヘッドの軸に沿った溝の長さは、キャリブレーションヘッドの長さの５０％を超える。
【００３５】
有利には、各々の機械加工インサートは、調節カートリッジを利用して切刃を選択するように構成することができる３つの刃部を有する。
【００３６】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な記載を読むことで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術によるキャリブレーションヘッドを備える穴あけ工具を示す図である。
【図２】機械加工インサートと、ガイドパッドとを含むキャリブレーションヘッドの前方図である。
【図３】本発明によるキャリブレーションヘッドを備える穴あけ工具を示す図である。
【図４】本発明によるキャリブレーションヘッドの前方図である。
【図５】本発明によるキャリブレーションヘッドにおける溝の斜視図である。
【図６】本発明によるキャリブレーションヘッドの荒削り機械加工インサートを示す図である。
【図７】本発明によるキャリブレーションヘッドの前方および後方区域の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
記載の残りの部分において、「穴あけの真直度」は、シャフトがこれに沿って穴あけされる直線で固定された方向を指す。真直度の要件は、特にシャフト内で固定された方向に沿って真直ぐ穴あけすることが可能である場合に考慮される。
【００３９】
記載の残りの部分において、我々は、キャリブレーションヘッドの全体の形状はおおよそ円筒形であると考える。平均的な円筒は、キャリブレーションヘッドの軸６に対応する中心軸を備える。
【００４０】
記載の残りの部分において、「厚さ」は、内径と外径の間の差を指している。「厚さ変化」はこのとき、この厚さにおけるばらつきに相当する。
【００４１】
本発明によるキャリブレーションヘッドは、穴あけ作業中のヘッドのいかなる不均衡も防ぐことを目的としたキャリブレーションヘッドの外側表面での機械加工インサートの配置を開示している。
【００４２】
「規則的な配置」は、インサートまたは溝、すなわちこれらのインサートまたは溝の配置を指すことで、キャリブレーションヘッドの幾何学的な重心が、少なくともおおよそキャリブレーションヘッドの重心と一致するように作製される。キャリブレーションヘッド上でのインサートまたは溝の規則的な配置は、パッドの配置を考慮に入れることによって検討される場合、あるいはそれらを考慮に入れないで検討される場合がある。
【００４３】
詳細には、ヘッドの軸の所与の位置においてヘッド表面に分散されるパッドの数が、溝または機械加工インサートの数の倍数でない場合、このときヘッド上の溝またはインサートの規則的な配置は、ガイドパッドの分散、数および配置を考慮に入れない。
【００４４】
機械加工インサートを適切に分散させることによって、真直ぐな穴あけ、ヘッドの端部の範囲までの必要な潤滑剤の流れ、材料の切削屑の十分な排出を可能にすることができる。最終的に適切な穴あけ圧力と、必要な潤滑剤の流れとのバランスが改善される。
【００４５】
図３は、本発明によるキャリブレーションヘッド１を示す。このヘッドは、図４のヘッドの前方図にも示される３つの溝２０、２１、２２を備える。溝は好ましくは幾何学的におおよそ同一である。
【００４６】
本発明によるキャリブレーションヘッドは、キャリブレーションヘッドの端部において機械加工され、ヘッドの回転軸６の方向に沿ってヘッドの後方に向かって延在する。溝は、それらが前記ヘッドの外周上に互いから均等な距離で分散されるように機械加工される。３つの溝は、各々の溝における同一の位置をそれぞれ採る３つの地点を考慮すると軸６に対して垂直な面内に正三角形を形成する。
【００４７】
軸方向の分散もまた対称的であり、３つの溝は、おおよそ同一の長さと深さを有する。
【００４８】
したがってキャリブレーションヘッドの重量が対称的に分散され、軸６を中心に円形の対称な特性を備えた重心を画定する。
【００４９】
軸方向に対称な構成において、対称の基準軸としてヘッドの軸６を考慮すると溝は互いから１２０°に配置される。
【００５０】
この構成において、荒削り機械加工インサートおよび最終仕上げインサートを含めた機械加工インサートは、それらが溝の各々の所定の場所に保持されるように配置される。それらは好ましくは、それらが結合される溝の各々の同一の側で所定の場所に保持される。この構成の場合、ヘッドの均一な対称性は、最適な重量の分散に関して考慮することができる。キャリブレーションヘッドの幾何学的な重心は、その重心とおおよそと一致する。
【００５１】
装着および調整手段が設けられることで、インサートはしっかりと固定され、その一方で切刃を交換するためにインサートを交換する、またはその向きを修正するための簡単な解体方法を可能にする。
【００５２】
一実施形態において、装着および調節手段は、刃部の切削角度および溝から突出する高さの微細な調節を可能にする調節カートリッジである。さらに調節カートリッジは、機械加工インサート３０、３２、３５を所定の位置に保持するための支持体として作用することができる。図４は、インサートを溝内の所定の位置に保持する調節カートリッジ３１、３３、３４を示す。
【００５３】
穴あけされるべきシャフトを切削する効率を上げるためのキャリブレーションヘッドの１つの構成によると、荒削り機械加工インサートまたは最終仕上げインサートの迎え角は高く、例えばヘッドの軸６の半径の軸から２０°を超える場合がある。
【００５４】
調節カートリッジの利用は、穴あけ作業時間を通して一定の切削力を維持するのに貢献する。
【００５５】
本発明によるキャリブレーションヘッドはまたガイドパッドも含む。キャリブレーションヘッド上のガイドパッドは、ヘッドの前方端部に対応する区域においてヘッドの外側表面に存在する３つの前方パッドを含む。
【００５６】
パッドは、ヘッドの外側表面に存在しており、１から２ｍｍ程の厚さである。好ましい一実施形態において、パッドの厚さは１ｍｍである。３０％の範囲内の１ｍｍのこの厚さは、摩擦を制限し、その一方でキャリブレーションヘッドの外側表面を囲むように潤滑剤の流れが循環することを可能にするのに特に有利である。
【００５７】
本発明によると、３つの前方ガイドパッド３６、３７、３８が、均衡するように分散されてヘッドの外側表面の外周上に分散される。前方ガイドパッドはこのとき、キャリブレーションヘッドの中心軸６に対して互いから１２０°の角度の間隔で配置される。それらはまた、軸６に垂直な面内に二等辺三角形を形成する。各々の前方ガイドパッドは、他の前方ガイドパッドから等距離である。
【００５８】
よって３つのガイドパッドは、キャリブレーションヘッドの重量、およびキャリブレーションヘッドが回転する際にそれに対して加えられる力を均衡させる。
【００５９】
本発明の改良された一実施形態において、３つの前方パッドおよび３つの溝は、軸６を中心とした回転の方向に沿ってヘッドの外周上に交互にかつ連続して分散される。キャリブレーションヘッドの外周上にガイドパッドに続く溝は、ヘッドの軸６を中心とした回転において前記パッドとおおよそ６０°に等しい角度を形成する。
【００６０】
よってキャリブレーションヘッドの前方端部で外側表面にある溝と前方ガイドパッドとの配置によって、ヘッドの重量の均衡した分散を可能にし、穴あけ作業中の振動の発生を防ぐ。
【００６１】
２つの荒削り機械加工インサートの位置は、切削力を均衡させることができ、これによりそれらが最終仕上げインサートおよびガイドパッドと均衡するようにヘッドの重量を分散させるように配置されるようにする必要がある。機械加工インサートは、互いから１２０°の角度付きの位置に配置されるが、これはそれらがヘッドの溝内の所定の位置に保持されるためである。それらは、それら自体１２０°の間隔のところにある前方ガイドパッドの円周方向の位置と交互に配置される。
【００６２】
最終仕上げインサートが低い位置にあるとき、ヘッドの軸６に直交する切削面内で０°に等しい基準角度を考慮すると、本発明によるキャリブレーションヘッドは、６０°毎に前方ガイドパッドと荒削り機械加工インサートを交互に分散させることができる。この構成によって３つのパッドと３つの機械加工インサートを完璧に分散させることが可能になる。
【００６３】
一実施形態において、溝内の内面に位置する各々の機械加工インサートは、装着手段と嵌合した調節カートリッジによってその面内に保持される。２つの荒削り機械加工インサートの各々の切刃は、ヘッドの軸６に沿ってヘッドの端部から均等な距離に位置している。一方、最終仕上げインサートの切刃は、荒削り機械加工インサートの切刃から数ミリメートルに等しい距離だけわずかに後退させられている。本発明の好ましい一実施形態において、最終仕上げインサートの切刃と、荒削り機械加工インサートの切刃の間の距離は、おおよそ８ｍｍに等しい。
【００６４】
「切刃」は、それが穴あけされるべきシャフト内で除去すべき材料と接触するように位置決めされる刃部である。
【００６５】
機械加工インサートの位置および角度は、
−基準軸から０．０１ｍｍ未満のばらつきの真直度
−０．０２ｍｍ未満のばらつきの機械加工される直径を保証するように調節することができる。
【００６６】
これらの２つのパラメータは、許容可能な公差の範囲内でおおよそ一定の厚さ変化を保証することで、機械加工される部品を廃棄する必要がない。
【００６７】
キャリブレーションヘッドは、ヘッドの安定性を高め、穴あけ圧力と穴あけ作業中ヘッドの端部に噴射されるべき必要な潤滑剤の流れの比率を改善する幾何学形状を有する溝を備える。
【００６８】
詳細には、拡大した溝の断面は、潤滑剤の流れをその前方端部により容易に運ぶことができる。流れはより適切に制御され、穴あけ作業時間を通して潤滑剤を連続して、かつ規則的に移動させることができる。特有の最適化された「漏斗」形状によって、特に機械加工インサートに対してさらに優れた冷却作用を提供し、穴あけ作業中の切り屑による目詰まりを阻止する。
【００６９】
キャリブレーションヘッドの円周における溝の幅は、その深さより大きく、溝の深さはヘッドの軸６に平行しており、前記ヘッド軸６に対して可能な限り近づけて配置される。図５は、斜視図を示しており、そこでは深さ４６が、切り屑の排出および潤滑剤の分散を容易にする角度４５に相当するテーパと共に示されている。
【００７０】
一変形形態において、深さは、溝の長さ全体にわたってばらつく可能性があり、例えば均一性を低下させる。よって深さ４６は、溝の長さに沿ってキャリブレーションヘッド１の後方に向かって縮小されることで、ヘッドの前方に向かう潤滑剤の移動の効率を特に改善させることができる。平均的なテーパ角度４５は、一例の実施形態によって１０°から３５°の間である。後の実施形態と組み合わせることができる一例の実施形態によると、溝に沿った深さ４６のばらつきは、最大の深さの５から３０％までばらつく可能性がある。
【００７１】
よって切り屑は、それらがシャフト内で切削された後、キャリブレーションヘッドの後方に向かって移動される。キャリブレーションヘッドはこのようにして、目詰まりする構成を防止する。潤滑剤もまた、自然に前方に向かって流れ、それは遠心力の作用の下にキャリブレーションヘッド１の外側刃部に向かって運ばれる。
【００７２】
３つの溝の形状は全く同じである。図５は、本発明によるキャリブレーションヘッドの溝の簡素化された斜視図を示す。溝の各々は、キャリブレーションヘッド１の長さの半分２３だけ突き出る長さ４７を有する。一方、それらはもっぱらキャリブレーションヘッドの長さの第２の半分２４の半分の範囲まで延在している。この特徴は、ヘッドによって穴あけされるべきシャフトに加えられる圧力と、ヘッドの前方に運ばれることができる潤滑剤の流れの比率を改善するのに貢献している。溝が潤滑を促進することで、工具の耐用年数を達成することができ、切り屑を排出することができる。
【００７３】
潤滑剤の移動の流れは、毎分３５０Ｌを超えてよく、継続的に毎分４２０Ｌ程であってよく、その一方で１５バール程の穴あけ圧力を維持している。
【００７４】
本発明によるキャリブレーションヘッドは、２０％の範囲内で１５バールの圧力の場合２０％の範囲内で約毎分３８０Ｌの潤滑剤の流れを保証する。
【００７５】
ヘッドの周辺を囲む溝のテーパは、３つのカートリッジの調節および配置を容易にすることで各々の機械加工インサートを支持し維持する。
【００７６】
３つの機械加工インサートおよび３つのガイドパッドを円周方向および軸方向に分散させることで、ヘッドの長さにわたる機械加工の安定性を高めることができる。これにより振動をなくす、および／または減らす。
【００７７】
一実施形態において、最終仕上げインサートは、それをシャフトの事前に較正された空洞内の低い位置に位置決めするのに使用される付属品を備えており、図１の部分３を参照されたい。有利には最終仕上げインサートは好ましくはキャリブレーションヘッドの対称的な挿入を可能にするように配置され、シャフトの事前較正空洞３の中に位置決めされるバカ除けシステムを利用している。この最初の構成は、工具の配置を改善することで真直度を改善し穴あけ作業中の振動を抑える。
【００７８】
本発明によるキャリブレーションヘッドはまた、図３および図４に見ることができ、前記ヘッドの後方に配置されたパッドのための後方ガイドパッド参照番号２５、２６、２５’を備える。後方ガイドパッドの機能は、穴あけ作業中の誘導を維持することである。それらは穴あけ作用の真直度を改善することができる。それらはまた、振動の一部を吸収し、キャリブレーションヘッドの前方端部を一直線に維持することもできる。最終的に前方ガイドパッドおよび後方ガイドパッドは、摩擦を抑え穴あけ圧力を改善する。
【００７９】
一実施形態によると、本発明によるキャリブレーションヘッドは、図３に示されるようにヘッドの後方に配置された４つのガイドパッドを備える。
【００８０】
１つの有利な分散は以下の通りである：
−第１および第２の後方ガイドパッドが、前方ガイドパッドと同一の軸に沿って配置され、１２０°の角度が第１および第２の後方ガイドパッドの軸を隔てており、好ましくは２つの前方ガイドパッドと、２つの後方ガイドパッドが、最終仕上げインサートが内部に保持される溝の各々の側にある。
−２つの他方の後方ガイドパッドが、キャリブレーションヘッドの円周を対称的に囲むように前記ヘッドの軸に沿って同じ長さで配置される。
【００８１】
本発明によるキャリブレーションヘッドは、良好な表面状態を維持することが可能である。さらに切削速度が向上し、１回転当たり０．２５ｍｍ程の速度が可能である。穴あけされるべきシャフトを機械加工する際かなりの時間の節約が可能である。
【００８２】
キャリブレーションヘッドは、例えば６０から１２０ｍｍほどの大きな直径を有する、大きな寸法のシャフトを穴あけするのに特に有効である。
【００８３】
本発明はまた、キャリブレーションヘッドに固定することができる荒削り機械加工インサートおよび最終仕上げインサートにも適用される。図６は、荒削り機械加工インサートの一例の形状３０を示す。この荒削り機械加工インサートは、最終仕上げインサートと同一の材料等級であってよく、換言するとそれは同一の冶金学的塑性を有することができ、変更されるのは、最終仕上げインサートおよび荒削り機械加工インサートに関して異なるインサートの形状である。１つの特定の有利な形状は、インサートを交換せずに複数の部品を機械加工するのに使用することができる３つの切刃５０、５１、５２を備えた特定の形状である。刃部が摩耗または損傷した場合に必要なことは、機械加工インサートの向きを変え、それを調節カートリッジの中に戻すことである。
【００８４】
図７は、ヘッド１の軸方向６に沿った同一の位置合わせで前方ガイドパッドの後ろに位置決めされた後方ガイドパッドを表す一実施形態を示している。この図面は、図３を参照して上記に記載した実施形態を明確にしている。
【００８５】
キャリブレーションヘッド１の簡素化された図が、溝がなく機械加工インサートもない状態で示されている。２つの断面が示されており、区域２３における第１の断面ＡＡ’は、キャリブレーションヘッド１の前方端部を画定しており、区域２４における第２の断面ＢＢ’は、キャリブレーションヘッド１の後方端部を画定している。これらの区域は、それらがキャリブレーションヘッド１の長さのおおよそ半分に及ぶように図３でのように示されている。
【００８６】
区域２３に位置する断面ＡＡ’において、前方パッド３７および３８は、１２０°におおよそ等しい角度だけ円周方向に離間されている。区域２４内に位置する断面ＢＢ’において、後方パッド２６および２７もまた、１２０°におおよそ等しい角度だけ円周方向に離間されている。前方パッド３７および後方パッド２６は、互いに位置合わせされ、一方が他方の後ろにある。パッドの位置合わせは、ヘッド１の軸６に平行していることに留意されたい。同様に、前方パッド３８および後方パッド２７も一方が他方の後ろに配置されて互いに位置合わせされ、ヘッド１の表面に配置されている。
【００８７】
このような配置は、図３における配置と全く同じであるが、図３ではこの位置合わせは、パッド３８および２７に関して示される訳ではない。
【００８８】
このような構成の技術的な１つの効果は、穴あけの際、特に穴あけされるべき区域内にヘッドを挿入する際、その長さにわたるキャリブレーションヘッドの誘導を改善することができる点である。
【００８９】
単一のパッドがヘッドの全長にわたって延在する構成と比較した１つの利点は、ヘッドの製造法において大きさが節約され精度が高まる点である。
【００９０】
図３および図７に示される実施形態では、２つの前方パッドは、穴あけされるべき区域内でのヘッドの正確な位置決めを可能にする１２０°の角度だけ円周方向に離間されている。
【００９１】
一変形形態では、１つの前方パッドが存在し、例えばパッド３７は、区域２３内でヘッドの表面に配置される。このパッドはこのとき、後方パッド２６と一直線である。この実施形態では、単一の前方パッドと、前方パッドと一直線になる単一の後方パッドを画定することができる。
【００９２】
前方および後方において互いに一直線になる２つのパッドのみを使用するこの構成は、図４に示されるように他方の後方パッドと必ずしも一直線にならない他方の前方パッド（前方パッド２５および２５’）と組み合わせられる場合もある。
【００９３】
一変形形態によると、図４における後方パッド２５’は、対称的に配置された、換言するとキャリブレーションヘッド１の後方で対角線上に対向して配置された第２の後方パッド２５と組み合わされる。この配置によって、この構成に付加される前方パッドおよび溝の配置の最適な均衡が可能になる。
【００９４】
パッド２５’は理想的には、図４に示されるように時計回りの方向でおおよそ３０°で、荒削り機械加工インサート３０または３５あるいは最終仕上げインサート３２に角度を付けて近接するように配置される。この配置は、ヘッドを所定の位置に保持するが、その固有の重量を受けてヘッドは、それが停止される際にたわむことになり、その結果ヘッドが除去される際、詳細にはヘッドが停止される際に軸方向のかき傷を防止する。
【００９５】
一例によると、パッド２５’は、図４によって時計回りの方向に回転する際、最終仕上げインサート３２からおおよそ３０°の角度に配置されることで潤滑剤が溝２０から逃げるのを阻止する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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