(57)【要約】回転軸（Ａ）を中心に回転可能なマルチコンポーネント歯車切削工具（２）。歯車切削工具は、第１の端部（８）と第２の端部（１０）との間で軸方向に長さ方向に延びる工具本体（４）を含み、工具本体は第１の材料を含む。歯車切削工具は、第１の端部および第２の端部のうちの一方で工具本体に取り付けられた切削チップ（６）をさらに含む。切削チップは、外側の軸方向に面する切削端（１５）を含み、切削端は、複数の切削面（２２）を有する。切削チップは、第１の材料とは異なる第２の材料を含み、切削チップは、ろう付けによって工具本体に取り付けられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車切削工具であって、前記歯車切削工具が、回転軸を中心に回転可能であり、
第１の端部と第２の端部との間で軸方向に長さ方向に延びる工具本体であって、前記工具本体が第１の材料を含む、工具本体と、
前記第１の端部および前記第２の端部のうちの一方で前記工具本体に取り付けられた切削チップであって、前記切削チップが外側の軸方向に面する切削端を有し、前記切削端が複数の切削を有し、前記切削チップが前記第１の材料とは異なる第２の材料を含み、
前記切削チップがろう付けによって前記工具本体に取り付けられている、切削チップと、を備える、歯車切削工具。
【請求項２】
前記工具本体が、鉄ベースの合金を含む、請求項１に記載の歯車切削工具。
【請求項３】
前記工具本体が、析出硬化鉄ベースの合金を含む、請求項２に記載の歯車切削工具。
【請求項４】
前記工具本体が、鋼を含む、請求項２に記載の歯車切削工具。
【請求項５】
前記切削チップが、カーバイドを含む、請求項１に記載の歯車切削工具。
【請求項６】
前記切削チップが、超硬合金を含む、請求項５に記載の歯車切削工具。
【請求項７】
前記切削チップが、切削インサートを含む、請求項１に記載の歯車切削工具。
【請求項８】
前記切削インサートが、多結晶ダイヤモンドを含む、請求項７に記載の歯車切削工具。
【請求項９】
前記歯車切削工具が、パワースカイビングカッターを含む、請求項１に記載の歯車切削工具。
【請求項１０】
前記歯車切削工具が、シェーピングカッターを含む、請求項１に記載の歯車切削工具。
【請求項１１】
前記複数の切削面が、摩耗コーティングを含む、請求項１に記載の歯車切削工具。
【請求項１２】
前記摩耗コーティングが、物理蒸着コーティングを含む、請求項１１に記載の歯車切削工具。
【請求項１３】
前記工具本体が、前記第１の端部および前記第２の端部のうちの一方で少なくとも１つの軸方向突出部分を含み、前記切削チップが、前記少なくとも１つの軸方向突出部分の挿入に対応するように位置決めされた少なくとも１つの開口部を含み、前記少なくとも１つの軸方向突出部分が、前記開口部内に延びる、請求項１に記載の歯車切削工具。
【請求項１４】
歯車切削工具を製造する方法であって、
第１の端部と第２の端部との間で軸方向に長さ方向に延びる工具本体を提供することであって、前記工具本体が第１の材料を含む、提供することと、
外側の軸方向に面する切削端を有する切削チップを提供することであって、前記切削端が複数の切削面を含み、前記切削チップが前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む、提供することと、
前記切削チップを、前記工具本体の前記第１の端部および前記第２の端部のうちの一方にろう付けすることと、を含む、方法。
【請求項１５】
前記工具本体が、鉄ベースの合金を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記切削チップが、カーバイドを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削工具、特にパワースカイビングまたはシェーピング用のマルチコンポーネント歯車切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワースカイビングおよびシェーピングは、平歯車および斜歯歯車の内歯および外歯を製造するためのよく知られたプロセスである。パワースカイビングでは、歯車状の工具がワークに噛み合いながら、工具をワークの軸方向に軸方向に押して噛み合わせながら歯車を切削する。切削速度は、ワークの軸と工具の軸との間の傾斜または「軸間」角度によって発生させられる。
【０００３】
歯車シェーピングでは、外歯車の形の切削工具が上下に往復してワークの歯を切削する。同時に、工具およびワークは、噛み合っている２つの歯車の回転をエミュレートする、それぞれの歯数の比率（すなわち、歯車の比率）に従って回転する。
【０００４】
一般に、パワースカイビングプロセスおよびシェーピングプロセスの両方で、工具の前面が刃先で構成された状態の外歯車の形の切削工具を主に利用する。一部の工具では、工具全体が超硬合金（例えば、コバルトバインダ中の炭化タングステン）などの単一の固体材料で形成されている。他の工具は、超硬工具本体に機械的に（例えば、中心ボルトを介して）固定された交換可能な超硬切削チップを含む。ただし、カーバイド材料は高価で機械加工が難しく、ボルトで切削チップを工具本体に取り付けると、特定の公差要件を満たすことができないことがある。
【０００５】
より正確で、より安価で、より簡単に製造できる歯車切削工具が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、回転軸を中心に回転可能な歯車切削工具に関する。歯車切削工具は、第１の端部と第２の端部との間で軸方向に長さ方向に延びる工具本体を備え、工具本体は第１の材料を含む。歯車切削工具は、第１の端部および第２の端部のうちの一方で工具本体に取り付けられた切削チップをさらに備える。切削チップは、外側の軸方向に面する切削端を含み、切削端は複数の切削面を有する。切削チップは、第１の材料とは異なる第２の材料を含み、切削チップは、ろう付けによって工具本体に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明によるマルチコンポーネント歯車切削工具を例証する。
【図２】本発明のマルチコンポーネント切削工具の組み立てられていないコンポーネントの断面図である。
【図３】図２の切削端の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で使用される「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｅ  ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、および「本発明（ｔｈｅ  ｐｒｅｓｅｎｔ  ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本明細書の主題のすべて、および以下の任意の特許請求項を広く指すことを意図する。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載された主題を限定するもの、または以下の任意の特許請求項の意味もしくは範囲を限定するものと理解されるべきではない。さらに、本明細書は、本出願のいかなる特定部分、段落、記述、または図面においても、あらゆる請求項によってカバーされる主題を説明または限定しようと努めるものではない。本主題は、本明細書全体、すべての図面、および以下のあらゆる請求項を参照することによって理解されるべきである。本発明は、他の構成が可能であり、様々な方法で実施されるか、または実行されることが可能である。また、本明細書で使用される表現および用語は、説明のためのものであり、限定的であると見なされるべきではないことが理解される。
【０００９】
ここで、本発明の詳細を、単に例として、本発明を例証する添付図面を参照して考察する。図面において、類似の特徴またはコンポーネントは、同様の参照番号によって言及される。
【００１０】
本明細書での「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、ならびにこれらの変形の使用は、その後に列挙される項目およびその等価物、ならびに追加の項目をも包含することを意味する。以下に、図面を説明する際、上部、下部、上方、下方、後方、底部、頂部、前、後などの方向に言及する場合があるが、これらの言及は、便宜上、図面に対して（通常、見られるように）示されている。これらの方向は、文字通りに解釈されること、またはいかなる形でも本発明を限定することを意図しない。加えて、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、説明の目的で本明細書に使用されており、重要性または意義を示すまたは暗示することを意図するものではない。
【００１１】
図１〜図３は、軸Ａを中心に回転可能で、工具本体４と切削チップ６とを有するパワースカイビング工具２を示す。工具本体４は、工作機械（図示せず）のスピンドルの相補的な形状の開口部に適合するように工具本体４の長さの部分１１が先細になっている、第１の端部８と第２の端部１０とを含む。第１の端部８は、当業者によってよく理解されるように、工具２を工作機械のスピンドルに固定するか、または工具２をスピンドルから緩めるための工作機械ドローロッド（図示せず）を接続するための好適に構成された開口部２０を含む。
【００１２】
第２の端部１０は、好ましくは軸Ａを中心に位置付けされかつ中心とした突出部分１６を含む。工具本体４の隣接直径に対する突出部分１６の縮径は、半径方向表面１７を画定し、突出部分１６の軸方向長さは、軸方向表面１８を画定する。
【００１３】
切削チップ６は、本体１２を中心に位置付けされた複数の切削歯１４を有するチップ本体１２を含み、各切削歯１４は、切削面２２および刃先２３を有する（図３）。切削面２２は、切削インサートを含み得る。切削歯１４は、外端１５で終端している。まとめると、切削歯１４は、概して、歯車の片側が鋭利にされた外歯車の形（２２、２３）を有し、それにより、パワースカイビングまたはシェーピング中にワークを通って移動することができる。
【００１４】
切削歯１４の特定の配置および向きは、切削プロセスのタイプ（例えば、パワースカイビングまたはシェーピング）、ワークのタイプ（例えば、平歯車、斜歯歯車など）、および当業者によって理解され得るものとして機械加工されるワークの形状を含む要因に依存する。切削歯の詳細は、それ自体、本発明の一部を形成せず、本発明を完全に理解するために、その追加の議論を要しない。
【００１５】
切削チップ６は、開口部１９への突出部分１６の挿入に対応するためにサイズ決めされた中央開口部１９をさらに含む。切削チップ６は、ろう付け、好ましくは、突出部１６の軸方向表面１８と開口部１９の軸方向内面２１との間にろう付けを適用することにより、工具本体４に取り付けられる。好ましくは、ろう付け材料は、切削歯１４およびその一部、すなわち切削面２２および縁部２３への摩耗コーティングの適用において遭遇する熱および／または真空条件に耐えるのに好適なタイプのものである。適切なろう付け材料は市販されており、高熱および真空条件での劣化に対する耐性を高める亜鉛、カドミウム、またはスズが存在しないことを特徴とし得る。好適なろう付け材料の一例は、Ｌｕｃａｓ−Ｍｉｌｈａｕｐｔ  Ｉｎｃ．から市販されている銀−銅−インジウム組成物である、ＰＲＥＭＡＢＡＲＺＥ６１６である。
【００１６】
切削チップが摩耗して鋭利にならなくなった場合は、加熱してろう付け材料を溶かすことによって切削チップを取り外してもよい。別の切削チップを工具本体４にろう付けしてもよい。
【００１７】
摩耗コーティングの適用に関して、そのようなコーティング適用プロセスの１つの例は、物理蒸着（ＰＶＤ）である。切削歯に好ましい摩耗コーティングは、アルミニウム−窒化クロム（ＡｌＣｒＮ）を含むが、例えばチタン、アルミニウム、クロム、バナジウム、シリコンなどの金属コンポーネントを含む窒化物または炭化物組成物などの任意の好適な摩耗コーティングを利用し得る。
【００１８】
単一の一体構造および材料のパワースカイビングおよびシェーピング工具はよく知られているが、本発明の切削工具は、工具本体４および切削チップ６に異なる材料を使用することを可能にする。例えば、工具本体４は、鋼または他の鉄ベースの合金、特に、例えば、ＢｏｈｌｅｒによるＭＣ９０  Ｉｎｔｅｒｍｅｔなどの析出硬化合金から生成され得る。多くの鋼および鉄ベースの合金は、柔らかい状態で簡単に機械加工でき、その後熱処理して硬化し、必要に応じて研削を終了する。
【００１９】
切削チップ６は、好ましくは、超硬合金（コバルトバインダ中の炭化タングステン、ＷＣ−ＣＯ）などのカーバイド材料から作製される。切削チップ６はまた、カーバイド材料または多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）のいずれかの切削インサートを含み得る。
【００２０】
本発明のマルチコンポーネント（例えば２つの部品）切削工具では、工具本体４が別の材料から作製されているとき、カーバイド材料の総量が減少する。その結果、工具のコストは、完全にカーバイドで作製された工具と比較して低くなる。
【００２１】
重要なことに、ろう付けによる切削チップ６の工具本体４への取り付けは、１つ以上のボルトまたは他の機械的手段などによって工具本体と切削チップを一緒に機械的に固定することと比較して、より正確なコンポーネントの組み立てを提供する。機械的固定では、研ぎ直した後に摩耗コーティングを再適用するために、切削チップを工具本体から取り外す必要がある。これは、機械的に組み立てられた工具では、汚染物質が、例えば、工具本体４と切削チップ６との間、またはボルトと切削チップとの間などのコンポーネント間のインターフェースに入る可能性があるためである。切削工具を正常に再コーティングするためには、汚染物質がないように工具を完全に洗浄する必要がある。ただし、工具のインターフェースに存在する汚染物質を完全に洗い流すことはできないため、必要なコンポーネントを適切に洗浄して再コーティングする前に汚染物質がなくなるように、機械的に組み立てられた工具を分解する必要がある。分解と再組み立てでは、最初に製造された工具に存在していた正確なカッター公差を繰り返して維持することは、不可能ではないにしても困難である。
【００２２】
しかしながら、本発明のようにろう付けによって互いに取り付けられた工具本体４および切削先端６などの切削工具コンポーネントでは、ろう付け材料は、工具本体４と切削先端６との間のインターフェースを充填およびシールする。したがって、汚染物質はインターフェースに入ることができず、これにより、洗浄および再コーティングの前に本発明のマルチコンポーネント工具を分解する必要はない。
【００２３】
本発明は、１つの突出部分１６および１つの開口部１９に関して説明および例証されてきたが、本発明はそれに限定されない。複数の突出部分は、工具本体４の第１または第２の端部（８、１０）に含まれ得、対応する数の開口部１９は、切削チップ６に含まれ、複数の突出部分および開口部は、切削工具を組み立てる際に並べて挿入するように適切にサイズ決めされ、適切に位置決めされる。
【００２４】
本発明は、好ましい実施形態を参照しながら説明されてきたが、本発明は、これらの特定の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲を逸脱することなく、本主題が属する、当業者にとっては明らかであると思われる修正を含むことが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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