(57)【要約】      （修正有）【課題】ねじ切りヘッドを改良し、ねじ切りヘッドの耐用期間を増加するとともに、追加の調整作業なしに、個々のチップの交換が簡単かつ迅速に行えるようにする。【解決手段】環状のねじ切りヘッド１が記載され、このねじ切りヘッド１は、その周縁部から突出し、第１平面内の凹部内に取付けられ、かつねじ切りヘッド１に直接連結されるスローアウェイチップを有している。複数のスローアウェイチップは、スローアウェイチップ面を凹部のベアリング面上に配置して横たわり、スローアウェイチップは、個別に利用可能であり、かつ締結要素により容易に組立および分解可能となっている。複数の使用されたスローアウェイチップにより、スローアウェイチップ毎に生じる削りくずが最小化され、ねじ切りヘッド１の耐用年数または性能が増加する。【選択図】図１
2008073843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋盤のツールスピンドルに固定され、回転軸（５）周りに回転可能な環状のねじ切りヘッド（１）において、
内側縁（１１）を有する貫通孔（１０）と、
前記回転軸（５）方向に放射状に向く複数のチップとを備え、
前記チップは、少なくとも１つの切断端（３１）を有する少なくとも１つのカッター（３０）を有し、
前記チップは、前記内側縁（１１）から前記回転軸（５）方向に放射状に突出して、少なくとも１つの前記切断端（３１）がワークピース（６）に沿って材料除去するように案内されるように配置され、
ワークピーススピンドル（６１）に設けられた前記ワークピースは、前記貫通孔（１０）内で直線動作するように案内可能であるとともに、前記カッター（３０）に沿って回転するように案内可能であり、
これにより固体材料からなる前記ワークピース（６）に様々な形状からなる外ねじ部（６０）がねじ切られるようになっており、
複数の鏡面対象なスローアウェイチップ（３）が用いられ、各個別のスローアウェイチップ（３）は、直接に連結されるとともに直接ポジティブ結合および非ポジティブ結合によりねじ切りヘッド（１）に取付けられ、
個々の自由利用可能な凹部（２）のベアリング面（２０）上に配置されたスローアウェイチップ面（３２）を有する各スローアウェイチップ（３）は、前記ねじ切りヘッド（１）の前記回転軸（５）に垂直な第１平面（７）内に設けられ、凹部（２）の第１側壁（２１）と第２側壁（２２）との間に放射状に配置され、それぞれ締結要素により固定され、
ねじ切りヘッド（１）の外周に沿ったスローアウェイチップ（３）の距離は、同時に常に１つを上回る前記切断端（３１）が前記ワークピース（６）に当接するように選択されることを特徴とするねじ切りヘッド。
【請求項２】
前記スローアウェイチップ（３）は、菱形であることを特徴とする請求項１に記載のねじ切りヘッド。
【請求項３】
前記スローアウェイチップ（３）は、前記切断端（３１）領域内に削りくず案内段部（３３）を有し、これにより削りくずの除去および取り除きを簡単にすることを特徴とする請求項１に記載のねじ切りヘッド。
【請求項４】
前記締結要素は、垂直にねじ込まれ、前記スローアウェイチップ（３）の貫通孔（３４）内を横切り、前記凹部（２）のねじ穴（２３）内にねじ込み可能なねじであることを特徴とする請求項１に記載のねじ切りヘッド。
【請求項５】
直接にかつ直接ポジティブ結合および非ポジティブ結合によりねじ切りヘッド（１）に取付けられた複数の鏡面対象なスローアウェイチップ（３）は、前記回転軸（５）に垂直かつ前記第１平面（７）と平行に配置された第２平面（８）内で、前記凹部（２）内に個々に取付可能であることを特徴とする請求項１に記載のねじ切りヘッド。
【請求項６】
各個々のスローアウェイチップ（３）は、個々の自由にアクセス可能な凹部（２）のベアリング面（２０）上の前記スローアウェイチップ面（３２）に取付可能であり、それぞれ締結要素により固定可能であることを特徴とする請求項５に記載のねじ切りヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤のツールスピンドルに固定され、回転軸周りに回転可能な環状のねじ切りヘッドにおいて、内側縁を有する貫通孔と、回転軸方向に放射状に向く複数のチップとを備え、チップは、少なくとも１つの切断端を有する少なくとも１つのカッターを有し、チップは、内側縁から回転軸方向に放射状に突出して、少なくとも１つの切断端がワークピースに沿って材料除去するように案内されるように配置され、ワークピーススピンドルに設けられたワークピースは、貫通孔内で直線動作するように案内可能であるとともに、カッターに沿って回転するように案内可能であり、これにより固体材料からなるワークピースに様々な形状からなる外ねじ部がねじ切られるようになっているねじ切りヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医療技術のような特定の技術分野において、切削機械によるワークピース表面に対する外ねじの形成について高い要求が課せられている。移植（implants）の領域において、ねじを切る際に鋭利な端部が生じることがなく、生成されたねじにはバリがあってはならず、このため移植用ねじは、これまでかなりの期間ねじ切りによって製造されている。移植は、通常錆びないステンレス、チタン、またはチタン合金からなり、このような方法を用いて最大限正確に製造されるであろう。
【０００３】
この方法において、旋盤のツールスピンドルに締められ、固定されたねじ切りヘッドが高速で回転され、またほとんどゆっくり同一方向に回転するツールスピンドルに把持されたワークピースは、ねじ切りヘッド内の貫通孔内に導かれる。この方法において、ワークピースは規定数のカッターと、ねじ切りヘッドの貫通孔内に突出する切断端とを有するチップに沿って案内され、これは、外ねじが切断端部のフライス加工により固体金属に形成され、したがって外ねじは一度の通過（作業工程）で作製されることを意味する。
【０００４】
カッターの外形の選択、ねじ切りヘッドの列すなわちワークピースに対するチップの列、およびワークピースの動作のプログラミングによって、様々なねじ形状が製造される。またテーパーねじは、ワークピーススピンドルをねじ切りヘッドに対して相対的に移動することにより製造され、ねじ切りにより作製される全てのねじは、ねじ表面に鋭利な構造がないという高い品質により優れている。
【０００５】
いくつかのリングにより構成されたねじ切りヘッドが、ＥＰ１，２８７，９３２Ａ１に記載され、これはいくつかの細長いチップを有し、このチップは、ベースの貫通孔からねじ切りヘッドの回転軸を向いて配置されている。この細長いチップの利点は、最大２０回までこれらを再研磨することによりこれらを再利用できることにある。
【０００６】
このチップは、ねじ切りヘッドのベース上の平面内に横たわるとともに、同じくベース上にある中間リングのスロット内に導入される。外側リングのベースに対するチャック固定は、チップを堅固にベース表面上にしっかり押圧し、これによりチップをベース上で回転軸方向に固定することによる。この挿入されたチップは、外側リングを通過してベース内の小孔に係合するいくつかのねじを使用することにより固定され、ベース上に横たわるとともに中間リングのスロット内に横たわる。
【０００７】
ねじ山を有するピンが、各個別のチップの半径方向の位置決め用に挿入され、このピンは中間リングの内側ねじ内に係合し、各個別のチップの各切断端の半径方向距離の設定は、各チップの切断端から離れた方の側面に接触することにより可能とされる。
【０００８】
しかしながらチップは、外側リングのチャック固定によってベースに対して保持され、個々にアクセス可能でなくかつ個々にベースに固定されていないので、個々のチップを簡単かつ迅速に交換することが難しい。ねじ切りヘッドを完全に分解しなければならないので、大変な作業を伴い、また再取付けにも時間を要する。仮に個々または全てのチップが再研磨されたとすると、回転軸に対するチップの半径方向距離を各チップについて個別に再調整する必要がある。この手順もまた時間がかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ねじ切りヘッドを改良し、ねじ切りヘッドの耐用期間を増加するとともに、追加の調整作業なしに、個々のチップの交換が簡単かつ迅速に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は請求項１の特徴を有する装置により達成される。
【００１１】
本発明によるねじ切りヘッドの更なる有利な構成態様であってねじ切りヘッドの効果を更に増加するものは、その従属項に開示されている。
【００１２】
本発明は、以下に図面と組合わせて説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による環状のねじ切りヘッド１は、貫通孔１０と内側縁１１とを有している。このねじ切りヘッド１は、旋盤のツールスピンドル１２上の旋盤チャックにより固定されていても良い。ねじ切りの際、ねじ切りヘッド１は、ねじ切りヘッド１の円筒軸と一致する回転軸５の周囲を高回転速度で回転する。
【００１４】
ワークピース６が配置されたワークピーススピンドル６１は、ねじ切りによって内部で固体材料から外ねじ６０を作成するものであり、ツールスピンドル１２の反対側に横たわって配置されている。ワークピーススピンドル６１は、ワークピース６の長軸６２周りを低回転速度で回転するとともに、直線状に移動可能となっている。コンピュータ制御の旋盤により、ねじ切りの全工程において、完全に自動化されソフトウェア制御された作業が可能となり、これにより、全く中断なくかつ更なる介入作業なしに一度の通過で所望の外ねじ６０を作成することができる。
【００１５】
複数の鏡面対象なスローアウェイチップ３は、ねじ切りヘッド１の外面に沿って分配して配置され、凹部２内の平面７内に固定され、回転軸５から半径方向の距離が形成されている。各個別のスローアウェイチップ３は、スローアウェイチップ面３２が凹部２のベアリング面２０上となるように配置され、これによりカッター３０および少なくとも１つの切断端３１が、回転軸５方向にねじ切りヘッド１の内側縁１１上に突出する。
【００１６】
図１に示すように、各個別の凹部２の各個別のベアリング面２０は、回転軸５に垂直な第１平面７内に配置されている。各ベアリング面２０は、第１側壁２１および第２側壁２２によって画定され、これにより導入されたスローアウェイチップ３が横方向に変位しないように固定され、また、スローアウェイチップ３の取付方向は、第１壁および第２壁によって固定されることにより定められる。ここに例として示されるスローアウェイチップ３は平行６面体式に構成されたもので、凹部２の一部がそれと適合される必要がある。
【００１７】
用いられるスローアウェイチップ３は、スローアウェイチップ３の両側部に少なくとも２つのカッター３０を有し、両カッター３０は少なくとも１つの切断端３１を有している。しかしながら、１つのカッター３０あたり１つを上回る切断端３１を有するスローアウェイチップ３を用いても良い。ねじ切りの際、スローアウェイチップ３の削りくずの長さを減少させるため、図２に示すように、削りくずを取り除くための削りくず案内段部３３が設けられている。
【００１８】
スローアウェイチップ３は締結要素により固定され、この締結要素の可能な一例としてねじを用いることができる。また、締結要素がスローアウェイチップ３をねじ切りヘッド１の凹部２内にクランプ方式で固定することもできる。
【００１９】
ここに示す実施の形態において、ねじは、それぞれ各個々のベアリング面２０内のねじ穴２３内へ導かれ、それぞれ各スローアウェイチップ３中央に設けられた貫通孔３４内を通り、ベアリング面２０に対して垂直にねじ込まれかつ皿穴に埋め込まれる。このようにして、各スローアウェイチップ３は、それぞれ１つの凹部にポジティブ結合および非ポジティブ結合(a positive and non-positive fit)により連結され、これによりねじ切りヘッド１に直接的に連結されて回転軸５に垂直な第１平面７内に横たわる。
【００２０】
ツール６をワークピーススピンドル６１内にチャック固定した後、ワークピース６はその回転軸６２周囲を低回転速度で回転し、また長手軸６２方向に直線的に前進することによりねじ切りヘッド１の貫通孔１０内に導入され、かつ長手軸６２に直交する方向に移動することにより、ねじ切りヘッド１の切断端３１と接触する。ねじ切りにおいて、ツールスピンドル１２およびワークピーススピンドル６１の回転方向を同一方向または反対方向に選択することができる。個々の切断端３１のツール６上面との切断接触と、プログラムされた前進動作およびねじ切りヘッド１の回転軸に直交する動作とにより、望む結果に応じて、設定可能な呼び径６０１、谷径６０２、およびピッチ６０３を有する外ねじ６を作製することができる。
【００２１】
複数のスローアウェイチップ３が設けられているので、連続的に設けられた個々のスローアウェイチップ３はワークピース６と短時間切断接触するのみであり、これは、個々のスローアウェイチップ３毎に生じる削りくずが少ないことを意味し、また各個々のスローアウェイチップ３への負荷を低減する。１つを上回る切断端３１、場合によっては所望の谷径６０２の選択により３つの切断端３１でさえ、同時にワークピース６に接触するので、これにより旋盤の動作の円滑さを向上させることができる。本発明によるねじ切りヘッド１により、ねじ切りの際により良い性能を達成することができ、これにより外ねじ６０を一度の通過で短い時間間隔で作製することができる。上述したような改良により、ねじ切りヘッド１の耐用年数をより高く実現することができる。
【００２２】
スローアウェイチップ３が個々の凹部２内に容易に利用可能かつ簡単に分解可能に取付けられているので、仮に個々のスローアウェイチップ３が摩耗した場合でも、特有の構成により、スローアウェイチップ３の交換が先端技術と比較して著しく簡単になり、これにより再取付時間を低減することができる。スローアウェイチップ３は、各締結要素を取り除いた後、第１側壁２１および第２側壁間のベアリング面２０から単に取外すだけで良い。上述した凹部２によって、スローアウェイチップ３を割り出し（indexing）および再取付した後、スローアウェイチップ３を位置決めおよび整列する不要がない。
【００２３】
その構造により、本発明の範囲を拡張し、追加的に複数のスローアウェイチップ３が、回転軸５に直交する第２平面８内に取付けられ、かつ第１平面７と平行に配置されていても良い。第１平面７内および第２平面８内に凹部２を有するねじ切りヘッド１が、図３に示されている。ねじ切りヘッド１におけるスローアウェイチップ３の方向決めおよび直接固定は、上述したように行なわれるが、さらにこの場合、スローアウェイチップ３の簡単かつ迅速な組立および分解を確実に行なうことができる。さらにまた、第１平面７および第２平面８に配置されているスローアウェイチップ３を用いることにより、ねじ切りヘッド１が１回通過することで多重の外ねじ６０を作製することも可能である。旋盤の制御は、実現しようとする多重の外ねじ６０またはピッチ６０３に、ワークピーススピンドル６１の前進が適合するよう、アプリケーションによってプログラムされる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１平面内に凹部を有する、本発明によるねじ切りヘッドを示す斜視図。
【図２】スローアウェイチップを有するねじ切りヘッドを示す平面図。
【図３】第１平面内および第２平面内に凹部を有するねじ切りヘッドを示す斜視図。
【図４】ねじ切りヘッドおよびツールスピンドルの平面図であって、ねじ切りヘッドの領域を一部断面とした図。
【符号の説明】
【００２５】
１    ねじ切りヘッド
１０  貫通孔
１１  内側縁
１２  ツールスピンドル
２    凹部
２０  ベアリング面
２１  第１側壁
２２  第２側壁
２３  ねじ穴
３    スローアウェイチップ
３０  カッター
３１  切断端
３２  スローアウェイチップ面
３３  削りくず案内段部
３４  貫通孔
５    （ねじ切りヘッド）の回転軸
６    ワークピース
６０  外ねじ
６０１  呼び径
６０２  谷径
６０３  ピッチ
６１  ワークピーススピンドル
６２  長軸
７    第１平面
８    第２平面
【図１】
2008073843.tif 000003
【図２】
2008073843.tif 000004
【図３】
2008073843.tif 000005
【図４】
2008073843.tif 000006