(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースの加工用工具であって、前記工具が、
湾曲し且つ非線形の穴として形成される第１内部クーラント穴（16a、16b）と、第１正面端部に第１接続面（22）とを備える第１工具構成部材（12）であって、前記第１接続面（22）が接合材料の取り付けのための第１端面（28）と前記第１端面（28）から突出する細長いフェザーキー（32）とを備え、該細長いフェザーキー（32）は直線状に延伸して、半径方向に少なくとも前記第１工具構成部材（12）の幅の大部分にわたって延伸し、前記第１端面（28）を略同じ大きさの２つの第１部分端面（28a、28b）に分割し、前記第１内部クーラント穴（16a、16b）の第１クーラント開口（20a、20b）が前記細長いフェザーキー（32）に配置されている第１工具構成部材（12）と、
湾曲し且つ非線形の穴として形成される第２内部クーラント穴（18a、18b）と、第２正面端部に第２接続面（26）とを備える第２工具構成部材（14）であって、前記第２接続面（26）が該接合材料の取り付けのための第２端面（34）と前記第２端面（34）に設けられる細長い溝（38）とを備え、該細長い溝（38）は直線状に延伸して、半径方向に少なくとも前記第２工具構成部材（14）の幅の大部分にわたって延伸し、前記第２端面（34）を同じ大きさの２つの第２部分端面（34a、34b）に分割し、前記第２内部クーラント穴（18a、18b）の第２クーラント開口（24a、24b）が前記細長い溝（38）に配置されている第２工具構成部材（14）とを備え、
前記第１工具構成部材（12）と前記第２工具構成部材（14）とが、前記第１クーラント開口（20a、20b）が前記第２クーラント開口（24a、24b）に位置合わせされるように、前記第１及び第２端面（28、34）に取り付けられる該接合材料により接合され、
前記第１工具構成部材（12）が第１位置合わせ面（44a）を備え、前記第２工具構成部材（14）が前記第１位置合わせ面（44a）に対応する第２位置合わせ面（46a）を備え、前記第１位置合わせ面（44a）から前記第１クーラント開口（20a、20b）までの距離が、前記第２位置合わせ面（46a）から前記第２クーラント開口（24a、24b）までの第２距離と同じである、工具。
【請求項２】
前記第１工具構成部材（12）がさらに第３位置合わせ面（44b）を備え、前記第１及び前記第３位置合わせ面（44a、44b）が前記第１工具構成部材（12）の外周（48）の対向する面に配置されるとともにそれぞれ前記第１端面（28）に対して横方向に延伸し、前記第２工具構成部材（14）がさらに第４位置合わせ面（46b）を備え、前記第２及び前記第４位置合わせ面（46a、46b）が前記第２工具構成部材（14）の外周（50）の対向する面に配置されるとともに前記第２端面（34）に対して横方向に延伸する、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記第１及び前記第３位置合わせ面（44a、44b）の少なくとも一部が前記フェザーキー（32）の対向する端部に配置され、前記第２及び前記第４位置合わせ面（46a、46b）の少なくとも一部が前記溝（38）の対向する端部に配置される、請求項２に記載の工具。
【請求項４】
前記第２クーラント開口（24a、24b）が前記溝（38）の溝底部（40）に配置され、前記第１クーラント開口（20a、20b）が前記フェザーキー（32）の上面（42）に配置され、これが２つの前記工具構成部材（12、14）の接続された状態では前記溝底部（40）に接触する、請求項１に記載の工具。
【請求項５】
前記第１及び／または前記第２クーラント穴（16a、16b、18a、18b）が、らせん状の穴として形成されている、請求項１に記載の工具。
【請求項６】
前記第１工具構成部材（12）に複数の第１内部クーラント穴（16a、16b）が設けられており、前記第２工具構成部材（14）に複数の第２クーラント穴（18a、18b）が設けられており、前記第１内部クーラント穴（16a、16b）はそれぞれ、前記細長いフェザーキー（32）に配置される対応する第１クーラント開口（20a、20b）に開口し、前記第２内部クーラント穴（18a、18b）はそれぞれ、前記細長い溝（38）に配置される対応する第２クーラント開口（24a、24b）に開口し、前記第１クーラント開口（20a、20b）及び前記第２クーラント開口（24a、24b）がいずれも中心から外れて、すなわち各前記工具構成部材（12、14）に中心的にではなく配置されており、２つの前記工具構成部材（12、14）の接続された状態では、前記第１クーラント開口（20a、20b）が前記第２クーラント開口（24a、24b）と位置合わせされている、請求項１に記載の工具。
【請求項７】
前記第１工具構成部材（12）と前記第２工具構成部材（14）とが前記第１及び前記第２接続面（22、26）で、はんだ付けまたは接着されており、これに対応して該接合材料は、はんだまたは接着材料のいずれかを備える、請求項１に記載の工具。
【請求項８】
前記工具（10）が穴開け、回転、フライス削り、フェザーキー溝のブローチ加工またはリーミング用の工具である、請求項１に記載の工具。
【請求項９】
前記第１または前記第２工具構成部材（12，14）が超硬合金製であり、他方の前記工具構成部材が鋼製である、請求項１に記載の工具。
【請求項１０】
前記第１または前記第２工具構成部材（12、14）が工具シャンクとして形成され、他方の前記工具構成部材（12、14）が、切削インサート（54）用の受容手段を備える接続部品として形成される、請求項１に記載の工具。
【請求項１１】
ワークピースの加工用工具（10）の製造方法であって、前記方法が、
湾曲し且つ非線形の穴として形成される第１内部クーラント穴（16a、16b）と第１正面端部に第１接続面（22）とを備える第１工具構成部材（12）を設けるステップであって、前記第１接続面（22）が接合材料の取り付けのための第１端面（28）と前記第１端面（28）から突出する細長いフェザーキー（32）とを備え、該細長いフェザーキー（32）は直線状に延伸して、半径方向に少なくとも前記第１工具構成部材（12）の幅の大部分にわたって延伸し、前記第１端面（28）を略同じ大きさの２つの第１部分端面（28a、28b）に分割し、前記第１内部クーラント穴（16a、16b）の第１クーラント開口（20a、20b）が前記細長いフェザーキー（32）に配置され、前記第１工具構成部材（12）は第１位置合わせ面（44a）を備えているステップと、
湾曲し且つ非線形の穴として形成される第２内部クーラント穴（18a、18b）と第２正面端部に第２接続面（26）とを備える第２工具構成部材（14）を設けるステップであって、前記第２接続面（26）が該接合材料の取り付けのための第２端面（34）と前記第２端面（34）に設けられる細長い溝（38）とを備え、該細長い溝（38）は直線状に延伸して、半径方向に少なくとも前記第２工具構成部材（14）の幅の大部分にわたって延伸し、前記第２端面（34）を同じ大きさの２つの第２部分端面（34a、34b）に分割し、前記第２内部クーラント穴（18a、18b）の第２クーラント開口（24a、24b）が前記細長い溝（38）に配置され、前記第２工具構成部材（14）は前記第１位置合わせ面（44a）に対応する第２位置合わせ面（46a）を備え、前記第１位置合わせ面（44a）から前記第１クーラント開口（20a、20b）までの距離が、前記第２位置合わせ面（46a）から前記第２クーラント開口（24a、24b）までの第２距離と同じであるステップと、
前記第１及び／または前記第２端面（28；34）に接合材料を設けるステップと、
前記第１クーラント開口（20a、20b）が前記第２クーラント開口（24a、24b）と位置合わせされているように前記第１工具構成部材（12）を前記第２工具構成部材（14）に対して位置合わせするステップと、
前記第１工具構成部材（12）の前記第１接続面（22）を前記第２工具構成部材（14）の前記第２接続面（26）に該接合材料によって接続するステップと、を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークピースの加工用工具に関し、工具は、接合材料により相互に接合される２つの構成部材を備える。本発明は特に、工具の２つの構成部材の間の接続タイプに関するものである。さらに、本発明は、ここに提示する工具の個々の工具構成部材に関する。また、本発明は、ここに提示する工具の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、穴開け、回転、フライス削り、フェザーキー溝のブローチ加工またはリーミング用の工具を含むこれらの種類の工具は、工具の製造時に恒久的に相互に接合される異なる個々の工具構成部材から製造されることが多い。上述の異なる工具構成部材は、例えば工具シャンクや工具シャンクに固定的に接続される切削インサートを受けるための中間部品である。工具の製造時に上記の工具構成部材は、特にはんだ付けまたは接着方法による接合工程により固定的に相互に接合される。
このようなはんだ付け及び接着方法は既に広く知られているものではあるが、工具が組み立てられた状態で相互に位置合わせされているべき１つまたは複数の内部クーラント穴をそれぞれが備える構成部材である場合は、２つの工具構成部材の接合は難しいものとされている。２つの工具構成部材の間の接触面に塗布される接合材料（例えばはんだまたは接着材料）は、クーラント穴の中へ入ってしまい、詰まりが生じ、その結果として製造される工具のクーラント穴が機能しなくなってしまうことが多くある。
【０００３】
クーラント穴の接合材料による詰まりは、接合工程の際に接合される接続面を均一に接合材料で覆うために、接合される２つの構成部材が相互に対して相対的に手動または機械的に動かされることに起因することが多い。この場合、接続面に配置される内部クーラント穴のクーラント開口の上へも接合材料が広がってしまう。その結果、その後の製造過程において、詰まったクーラント穴が再度開けられなくてはならない。しかしながら２つの工具構成部材のうちの１つまたは両方が超硬合金から製造されている場合は、内部クーラント穴の直径は元の直径より小さくなってしまい、これにより内部クーラント穴の有効断面は最終的に不都合にも縮小されてしまう。
【０００４】
接合工程におけるさらなる問題は、２つの工具構成部材の内部クーラント穴を相互に位置合わせすることである。工具構成部材のクーラント開口は、工具の組み立てられた状態では、他方の工具構成部材のクーラント開口と正確に位置合わせされていなくてはならない。接合工程においてこれを確実にするため、例えばワイヤまたはその他の補助が一方の工具構成部材のクーラント穴を通って他方の工具構成部材のクーラント穴に挿入される。その後にはしかし、接合材料の接触面への被覆を向上させるための上述のような相対運動は、もはや不可能となってしまう。これ以外にも、ほとんどの場合、接合工程後にワイヤまたはその他の補助をクーラント穴から再び取り外すことが困難であると思われる。また、接合されるべき工具構成部材のクーラント穴は、内部クーラント穴が直線状の穴である場合にのみ、このような形で相互に位置合わせが可能である。しかし、少なくとも一方のクーラント穴が湾曲した、またはらせん状の穴である場合には、このような形での２つの工具構成部材の位置合わせは不可能である。
【０００５】
上述のこの問題を克服するために、接合工程の際に内部クーラント管に接合材料が充塞しないように空気を吹き込む試みがされることもある。しかしこの方法でも、接触面に接合材料を配分するための２つの工具構成部材間の相対運動はわずかにしか行うことができない。するとここでも、パージ空気の供給の結果、内部クーラント穴に接合材料の一部が吹き込まれ、接合材料が内部クーラント穴に吹き込まれてしまい、クーラント穴の内面に接合材料が接着して、詰まりやクーラント穴の有効断面が不都合にも低減してしまうことにつながってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の背景に対して、本発明の目的は、接合材料により相互に接合される少なくとも２つの工具構成部材を備え、この２つの工具構成部材間の接続面が改良されているワークピースの加工用工具を提供することである。工具構成部材間の接続面は、製造時に上述の問題が生じることなく２つの構成部材をより簡単に接合することが可能になるように改良される。２つの工具構成部材の改良された接続面によって、工具構成部材内を通る内部クーラント穴の詰まりが特に接合工程の際に回避されることとなる。さらに、改良された接続面は、製造時において２つの工具構成部材の相互に対する位置合わせを容易にして、接合工程後に２つの工具構成部材の各クーラント開口が相互に正確に位置合わせされることが確実になる。また、本発明の目的は、工具の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係り、ワークピースの加工用工具が提供され、この工具は、
第１内部クーラント穴と、第１正面端部に第１接続面とを備える第１工具構成部材であって、第１接続面が接合材料の取り付けのための第１端面と第１端面から突出する凸部とを備え、第１内部クーラント穴の第１クーラント開口が凸部に配置されている第１工具構成部材と、
第２内部クーラント穴と、第２正面端部に第２接続面とを備える第２工具構成部材であって、第２接続面が接合材料の取り付けのための第２端面と、第２端面に設けられる凹部とを備え、第２内部クーラント穴の第２クーラント開口が凹部に配置されている第２工具構成部材とを備え、
第１工具構成部材と第２工具構成部材とは、第１クーラント開口が第２クーラント開口と位置合わせされるように、第１及び第２端面に取り付けられる接合材料により相互に接合される。
【０００８】
本発明の別の態様に係り、ワークピースの加工用工具の工具構成部材が提供され、この工具構成部材は、
第１内部クーラント穴と、
工具構成部材の第１正面端部に配置されるとともに、工具構成部材を別の工具構成部材に接続するために用いられる第１接続面とを備え、
第１接続面は、他方の工具構成部材への接続用の接合材料の取り付けのための第１端面と、第１端面から突出する凸部とを備え、第１内部クーラント穴の第１クーラント開口は凸部に配置されている。
【０００９】
本発明のさらに別の態様に係り、ワークピースの加工用工具の構成部材が提供され、この工具構成部材は、
第２内部クーラント穴と、
工具構成部材の第２正面端部に配置されるとともに、工具構成部材を別の工具構成部材に接続するために用いられる第２接続面とを備え、
第２接続面は、他方の工具構成部材への接続用の接合材料の取り付けのための第２端面と、第２端面に設けられる凹部とを備え、第２内部クーラント穴の第２クーラント開口は凹部に配置されている。
【００１０】
さらに、本発明の別の態様に係り、ワークピースの加工用工具の製造方法が提供され、この方法は、
第１内部クーラント穴と第１正面端部に第１接続面とを備える第１工具構成部材を設けるステップであって、第１接続面が接合材料の取り付けのための第１端面と第１端面から突出する凸部とを備え、第１内部クーラント穴の第１クーラント開口が凸部に配置されている、ステップと、
第２内部クーラント穴と第２正面端部に第２接続面とを備える第２工具構成部材を設けるステップであって、第２接続面が接合材料の取り付けのための第２端面と第２端面に設けられる凹部とを備え、第２内部クーラント穴の第２クーラント開口が凹部に配置されている、ステップと、
第１及び／または第２端面に接合材料を設けるステップと、
第１クーラント開口が第２クーラント開口と位置合わせされているように第１工具構成部材を第２構成部材に対して位置合わせするステップと、
第１工具構成部材の第１接続面を第２工具構成部材の第２接続面に接合材料によって接続するステップとを、備える。
【００１１】
本発明はしたがって、ワークピースの加工用工具、工具の個々の構成部材、ならびにこの工具の製造方法に関する。
【００１２】
本発明の実施形態は従属請求項に記載する。従属請求項に記載される特徴は、工具自体にのみ関するものではなく、請求項１３、１４に記載の工具構成部材及び請求項１５に記載の方法にも同様に該当することは明らかである。
【００１３】
本発明に係る工具は、特に工具の２つの工具構成部材の接続用の改良された接続面によって特徴付けられる。このためにいずれの工具構成部材も相互に対応する接続面を備え、これを第１又は第２接続面とする。相互に対応する上記の２つの接続面は、同等の対応部品として機能し、工具の製造時にはんだ付け、接着またはその他の接合方法によって相互に接合される。いずれの場合もこれらの接続面は、接続材料を取り付けるための少なくとも１つの端面を備え、これは他方の工具構成部材の接続面の端面に対応し、工具の完成した状態ではこれに接続されている。上記の端面に加えて、第１工具構成部材の接続面（第１接続面と呼ぶ）は、端面（第１端面と呼ぶ）から突出する凸部を備え、この凸部に第１工具構成部材を通るクーラント穴のクーラント開口が配置される。これに対応して、第２工具構成部材の接続面（第２接続面と呼ぶ）は、端面（第２端面と呼ぶ）に設けられる凹部を備え、第２工具構成部材を通るクーラント穴のクーラント開口がこの凹部に配置される。第１工具構成部材の端面から突出する凸部と、第２工具構成部材の端面に設けられる凹部とは、舌部と溝部のように相互作用するが、本件の場合は「舌部」、「溝部」とは舌または溝の個別の断面形状を特定するものではない。
【００１４】
第１接続面に配置される凸部及び第２接続面に配置される対応する凹部によって、いずれの場合も両工具構成部材のクーラント穴のクーラント開口が、接合材料の取り付けられる端面から離れているという長所が生じる。第１端面から突出する凸部は、第２端面に設けられる凹部に正確に嵌るのが好ましいので、２つの工具構成部材の接合に使用される接合材料は２つの工具構成部材のクーラント穴内へは入ることができない。工具の製造時に２つの工具構成部材は、接合材料を可能な限り良好に接続面の２つの端面に分配するために、凸部または凹部により案内されて振動されながら相互に対して動かされることも可能である。接続面に設けられる凸部または凹部によって、第１工具構成部材のクーラント穴の第１クーラント開口が第２工具構成部材のクーラント穴の第２クーラント開口と位置合わせされるように、２つの工具構成部材が相互に対してより簡単に配置されることが可能である。結果として、工具の製造はより簡単に行うことができる。工具製造時におけるクーラント穴の詰まりの問題だけでなく、比較的困難である２つの工具構成部材の正確な位置合わせの問題も解決される。
【００１５】
前述の目的はこれによって完全に達成される。
【００１６】
一実施形態に従って、第１工具構成部材は第１位置合わせ面を備え、第２工具構成部材は第１位置合わせ面と対応する第２位置合わせ面を備え、第１位置合わせ面から第１クーラント開口までの距離は、第２位置合わせ面から第２クーラント開口までの第２の距離と同じである。
【００１７】
上記の位置合わせ面によって、第１工具構成部材に設けられる第１クーラント開口が、第２工具構成部材に設けられる第２クーラント開口に対して位置合わせされているように、２つの工具構成部材の相互の位置合わせが可能になる。このためには、２つの位置合わせ面（第１及び第２位置合わせ面）のみが相互に対して同一平面上で位置合わせされればよい。これは例えば、手動または工具を用いて機械的に行うことが可能である。第１及び第２位置合わせ面は好適には、各工具構成部材の外周に配置される平面として構成される。第１位置合わせ面と第１クーラント開口との間の距離（第１距離）は第２位置合わせ面と第２クーラント開口との間の距離（第２距離）と同じであることから、２つの位置合わせ面が相互に同一平面上で位置合わせされると２つのクーラント開口は自動的に位置合わせされることとなる。
【００１８】
従って、工具の製造の際、接合材料はまず２つの端面のいずれかに塗布され、続いて２つの工具構成部材は、２つの端面が相互に接触し、第１端面から突出する凸部が第２端面の凹部に係合するように接合される。接合材料を端面の表面全体に分配するために、２つの工具構成部材は、凸部または凹部の長手方向に沿って相互に対して動かされる。このために第１及び第２端面は好適には平面として構成されている。接合材料が十分に分配されると、クーラント開口は位置合わせ面によって上述の通り相互に面一になるように位置合わせされる。
【００１９】
別の態様に係り、第１工具構成部材はさらに第３の位置合わせ面を備え、第２工具構成部材は第３位置合わせ面に対応する第４の位置合わせ面を備え、第１及び第３位置合わせ面は、第１工具構成部材の外周上の対向する面に配置され、それぞれ第１端面に対して横方向に延伸し、第２及び第４位置合わせ面は第２工具構成部材の外周上の対向する面に配置され、第２端面に対して横方向に延伸する。
【００２０】
ここでは、各工具構成部材は、他方の工具構成部材の２つの対応する位置合わせ面に対応する２つの位置合わせ面をそれぞれ備える。これによって、２つの工具構成部材の相互に対する位置合わせがさらに単純にされる。位置合わせのために２つの工具構成部材は、第１位置合わせ面が第２位置合わせ面と同一平面上にあり、第３位置合わせ面が第４位置合わせ面と同一平面上にあるように相互に位置合わせされる。第１位置合わせ面は好適には第３位置合わせ面と平行である。同様に、第２位置合わせ面は好適には第４位置合わせ面と平行である。位置合わせ面は各工具構成部材の対向する面に配置されるため、第１位置合わせ面はしたがって第３位置合わせ面から離れており、第２位置合わせ面は第４位置合わせ面から離れている。第１工具構成部材に配置される第１と第３位置合わせ面との間の距離は、第２工具構成部材に配置される第２と第４位置合わせ面との間の距離と同じである。ここでは「横方向に」というのは「平行ではない」ということを指し、第１及び第３位置合わせ面は好適には第１工具構成部材に設けられる第１端面に対して垂直に延伸する。同様に、第２及び第４位置合わせ面は好適には第２工具構成部材に設けられる第２端面に対して垂直に延伸する。これらの２つの接続面はしたがって、相互に対応する対称的な接続面であるのが好ましい。
【００２１】
ここまでは工具構成部材ごとに１つの内部クーラント穴がある場合について簡単に述べてきたが、第１及び第２工具構成部材はそれぞれ相互に対応する複数の内部クーラント穴を備えることが可能であることは明らかである。一実施形態に係り、複数の（特に２つの）第１内部クーラント穴が第１工具構成部材に設けられ、複数の（特に２つの）第２クーラント穴が第２工具構成部材に設けられ、第１内部クーラント穴はいずれも凸部に配置される第１クーラント開口へ開口し、第２内部クーラント穴はいずれも凹部に配置される第２クーラント開口へ開口し、第１クーラント開口及び第２クーラント開口のいずれも各工具構成部材に中心から離れて配置され、２つの工具構成部材の接続された状態では第１クーラント開口は第２クーラント開口と対をなして位置合わせされている。「中心から離れて」とは、「中心的ではない」ということを指しており、各工具構成部材の長手方向軸に正確に一致しているのではないということである。「対をなして位置合わせされる」というのはここでは、第１内部クーラント穴のクーラント開口の１つがそれぞれ第２クーラント穴のクーラント開口の１つと位置合わせされているということである。したがって、第１位置合わせ面から第１工具構成部材に設けられるクーラント穴のクーラント開口までの距離はそれぞれ、第２位置合わせ面から第２工具構成部材に設けられる内部クーラント穴のクーラント開口までの距離と同じである。したがって同様に、第３位置合わせ面から第１工具構成部材に設けられる内部クーラント穴のクーラント開口までの距離は、第４位置合わせ面から第２工具構成部材に設けられる内部クーラント穴のクーラント開口までの距離と同じである。
【００２２】
別の実施形態に係り、凸部はフェザーキーとして形成されており、少なくとも第１工具構成部材の幅の大部分にわたって延伸し、第１端面を略同じ大きさの２つの第１部分端面に分割する。これに基づき、上記の実施形態に係る凹部は溝として形成され、少なくとも第２工具構成部材の幅の大部分にわたって延伸し、第２端面を同じ大きさの２つの第２部分端面に分割する。
【００２３】
第１工具構成部材に設けられるフェザーキー及び第２工具構成部材に設けられる溝は好適には、直線状のフェザーキーまたは溝として形成され、各工具構成部材の端面の大部分にわたって直径方向に延伸する。第１工具構成部材に配置されるフェザーキーはしたがって、第１工具構成部材の半径方向と一致する長手方向に沿って延伸する。同様に、第２工具構成部材に配置される溝の長手方向は、第２工具構成部材の半径方向に合致する。工具の製造時に、接合材料の分配のためこれらの２つの工具構成部材は相互に対して振動されて溝またはフェザーキーの長手方向に沿って動かされることが可能であり、その際溝またはフェザーキーは係合されたままである。したがって、接合材料は溝の中に流れ込んで内部クーラント穴のクーラント開口を詰まらせることなく、部分端面上に留まっている。「略同じ大きさの端面」とはここでは、好適には正確に同じ大きさの部分端面を指すが、製造要件に応じて、ある程度大きさが違っていてもよい。溝またはフェザーキーの断面形状は重要ではない。基本的には、長方形の断面に加えて、三角形、円形または多角形の断面を有する溝またはフェザーキーも考えられる。
【００２４】
上述のように第１端面にわたって半径方向または直径方向に延伸するフェザーキー、及び第２端面に半径方向または直径方向に設けられる溝のかわりに、第１端面の中央に配置される円筒形のフェザーキー、及び第２端面に設けられる円筒形の溝も考えられる。この接続において唯一重要な点は、さね継ぎによって２つの工具構成部材の１つの、好適には１つのみの自由度の運動が可能にされることである。この自由度により接合材料の分配が容易になる。これ以外にも、２つの工具構成部材はこの自由度においてのみ位置合わせ面によって相互に位置合わせされればよい。
【００２５】
半径方向に延伸する細長い直線状の溝またはフェザーキーの長所はしかし、円筒形の溝またはフェザーキーの場合より簡単に、ほぼ自動的に正確にクーラント穴の相互の位置合わせが可能であるという点である。円筒形の溝またはフェザーキーの場合は、上述のようなクーラント穴の位置合わせは基本的には、中央に配置される単一のクーラント穴の場合は２つの構成部材間の接続によって自動的にされるが、中心から離れた（中心的でない）配置の複数のクーラント穴の場合は自動的に位置合わせはされない。
【００２６】
別の実施形態に係り、第１及び第３位置合わせ面の少なくとも一部はフェザーキーのそれぞれ対向する端部に配置される。同様に、この実施形態に係り、第２及び第４位置合わせ面の少なくとも一部は、溝のそれぞれ対向する端部に配置される。
【００２７】
２つの工具構成部材を相互に対して位置合わせするため、溝またはフェザーキーの端部と直接協働するプライヤ状の工具を使用することが可能である。これによって２つの工具構成部材の相互に対する位置合わせが極めて簡単かつ正確になり、これにより第１クーラント開口が第２クーラント開口に正確に位置合わせされることがより簡単になる。
【００２８】
本発明の好適な実施形態に係り、第２クーラント開口は溝の溝底部に配置され、第１クーラント開口はフェザーキーの上面に配置され、２つの工具構成部材が接続された状態ではこれは溝底部に接触している。
【００２９】
クーラント開口をこのように配置することにより、クーラント開口が各接続面のそれぞれの端面から最大限可能な距離を空けることが確実にされる。この最大限可能な距離によって、溝底部またはフェザーキーの上面に配置されるクーラント開口に接合材料が接触することが回避される。
【００３０】
本発明の別の実施形態に係り、第１及び／または第２クーラント穴は、湾曲した非直線状の穴、特にらせん状の穴として形成される。
【００３１】
本発明に係る工具の２つの工具構成部材間のこの接続形式は、このように穴が湾曲している場合に正確で有利であることが分かっている。導入部に記載したような、内部クーラント穴の後からの穴開けが必要となる接続技術は、このように湾曲した穴の場合は使用することができない。既述のさね継ぎ及び相互に対応する１つまたは２つの位置合わせ面により２つの工具構成部材を位置合わせが可能であることによって、湾曲した内部クーラント穴を有する２つの工具構成部材の接続が可能である。この場合も、各工具構成部材の内部クーラント穴のクーラント開口は、接合材料による詰まりが生じることなく相互に位置合わせされることが可能である。
【００３２】
本発明に係り、クーラント開口はいずれの場合も相互に位置合わせされていることを指摘しておかなければならない。それに対して、内部クーラント穴、すなわちその長手方向軸は、工具の組み立てられた状態において相互に位置合わせされていることは必ずしも必要ではない。例えば、一方の工具構成部材のクーラント穴は直線状のクーラント穴として設けられ、他方の工具構成部材のクーラント穴は湾曲したクーラント穴として設けられることが可能であり、これによって相互に接続点において必ず位置合わせされていなくてはならない訳ではない。唯一重要な点は、クーラント穴のクーラント開口だけは相互に位置合わせされている、すなわち互いに重なっていてクーラントの損失なしに一方の工具構成部材から他方の工具構成部材へクーラントが移されることである。
【００３３】
上述のように、上記の接続形式により多様な潜在的な接合工程の使用が可能になる。２つの工具構成部材またはその接続面は相互に好適にははんだ付けまたは接着される。したがって接合材料は好適にははんだまたは接着材料である。上記のさね継ぎの長所に加えて、この接続形式は、２つの工具構成部材間の極めて安定した接続を可能にし、高トルクが伝達可能であるという長所を有する。２つの工具構成部材間の上記の接続形式はワークピース加工用の多様な工具で使用可能である。本発明に係る工具はしたがって、例えば穴開け、回転、フライス削り、フェザーキー溝のブローチ加工またはリーミング用の工具として構成可能である。
【００３４】
工具構成部材はほとんどの場合、一方で工具のシャンク、他方で切削インサートを受けるための接続部品である。この場合、２つの工具構成部材のうち一方は好適には超硬合金製であり、他方の工具構成部材は鋼製である。例えば、本発明に係る工具の第１工具構成部材は、超硬合金製の穴開け、回転、フライス削り、フェザーキー溝のブローチ加工またはリーミング用の工具の工具シャンクとして形成されており、第２工具構成部材は交換可能な切削インサート用の受容手段を備える鋼製の接続部品として形成されている。基本的には凸部または凹部（溝または舌部）は、両方の工具構成部材に配置可能であるため、ここでは第２工具構成部材とする工具構成部材は超硬合金製の工具シャンクを含むことも可能であり、したがって第１工具構成部材が鋼製の接続部品を含むことが可能である。
【００３５】
上記の特徴及び以下に述べる特徴は、それぞれ記載された組み合わせのみでなく、本発明の範囲から逸脱することなくその他の組み合わせまたは単独で使用されることが可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明の例示的な実施形態を図面に示すとともに以下に詳細に説明する。
【図１】本発明に係る工具の２つの工具構成部材の接続された状態における斜視図である。
【図２】図１の２つの工具構成部材の分離した状態における斜視図である。
【図３】第１工具構成部材の第１接続面の斜視図（図３a）及び上面図（図３b）である。
【図４】第２工具構成部材の第２接続面の斜視図（図４a）及び上面図（図４b）である。
【図５】２つの工具構成部材内に配置される内部クーラント穴を示すための、本発明に係る工具の２つの工具構成部材の組み立てられた状態における透視図である。
【図６】本発明に係る工具の穴開け工具としての実施形態を示す斜視図である。
【図７】工具を製造するための本発明に係る方法を示す簡略化されたフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１及び図２は、ワークピースの加工用の本発明に係る工具10の２つの工具構成部材12、14を示す。図１は２つの工具構成部材12、14の組立状態を、図２は２つの工具構成部材12、14の分離した状態を示している。本発明は基本的に２つの工具構成部材12、14の接続形式に関するため、２つの工具構成部材12、14は図1から図5において概略的に示しているのみである。なお、本発明に係る工具10は、図示されていないさらなる工具構成部材も備えている。図１から図５に示される工具構成部材12、14は、例えば最終的な完成品10を製造するための製造時のさらなる加工工程においてさらに加工される半製品である。図１から図５の２つの工具構成部材12、14の抽象的な表示は、本発明に係る、以下で説明する２つの工具構成部材12、14間の接続が、ワークピース加工用の様々な工具10で使用可能であるからである。本発明に係る工具は例えば、穴開け、回転、フライス削り、フェザーキー溝のブローチ加工またはリーミング用の工具であることが可能である。
【００３８】
いずれの場合も工具構成部材12、14は、１つまたは複数の内部クーラント穴を備える工具構成部材である。２つの工具構成部材12、14間の接続形式によって、特に上記内部クーラント穴が工具10の製造時に相互に対して容易に位置合わせされることが確実にされる。さらに、本発明に係る解決策により、工具10の製造時に２つの工具構成部材12、14を恒常的に接続するために使用される接合材料によって内部クーラント穴が不必要に詰まってしまうことが回避される。
【００３９】
図５から分かるように、本発明に係る実施形態では、両工具構成部材12、14はそれぞれ２つの内部クーラント穴16a、bまたは18a、bを備える。第１工具構成部材12の内部クーラント穴16a、bは、ここでは第１クーラント穴16a、bとされる。それに対して第２工具構成部材14の内部クーラント穴18a、bは、ここでは第２クーラント穴18a、bとする。
【００４０】
工具10が組み立てられた状態では、第１内部クーラント穴16aは第２内部クーラント穴18aに合流する。同様に、第１内部クーラント穴16bは、第２内部クーラント穴18bに合流する。図示される実施例ではそれぞれ２つの内部クーラント穴16a、bまたは18a、bが設けられているが、各工具構成部材12、14につき１つのみ、または２つより多くの内部クーラント穴16、18を設けることが可能であることは明らかである。
【００４１】
２つの第１クーラント穴16a、bはそれぞれ第１工具構成部材12の第１接続面22に配置されるクーラント開口20a、20bに開口する。第２内部クーラント穴18a、bは、第２工具構成部材14の第２接続面26に配置される第２クーラント開口24a、bにそれぞれ開口する。２つの接続面22、26はいずれの場合も、接合のため工具構成部材12、14の正面端部に配置されている。
【００４２】
工具10が組み立てられた状態では、図１及び図５に示されるように、２つの接続面22、26は、クーラント開口20a、b及び24a、bがそれぞれ相互に重ねられているように、または相互に位置合わせされているように接合されている。第１工具構成部材12に配置される第１接続面22は、２つの部分端面28a、bに分けられる第１端面28を備える。この第１端面28、または上述の第１部分端面28a、bは、接合材料を第１接続面22に取り付けるためのものである。接合材料（不図示）は、例えば、はんだまたは接着材料である。さらに、第１接続面22は、第１端面28から突出する凸部30を備え、これはここではフェザーキー32として形成されている。これに対応して、第２工具構成部材14に設けられる第２接続面26は、２つの部分端面34a、bに分けられる第２端面34を備える。第２接続面26のこの部分端面34a、bは好適には、第１接続面22の部分端面28a、bと同じ形状及び大きさを備える。第１接続面22に配置される凸部30に対応して、第２接続面26は、第２端面34に設けられる凹部36を備える。この凹部36はここでは細長い溝38として形成されている。
【００４３】
工具10が組み立てられた状態では、第１工具構成部材12に設けられるフェザーキー32は、第２工具構成部材14に配置される溝38にぴったり嵌合するように係合するのが好ましい。従って、フェザーキー32の断面形状及び大きさは、溝38の断面形状及び大きさとぴったり一致するのが好ましい。図１から図５に示す実施形態では、フェザーキー32及び溝38はそれぞれ長方形の断面形状を有する。しかし基本的には、断面が相互に適合している限りは、多様な断面（円形、三角形または多角形の断面）が考えられる。
【００４４】
本発明の主要な特徴は、第２工具構成部材14内を延伸する第２クーラント穴18a、bの第２クーラント開口24a、bが、溝38の溝底部40に配置されていることである。これに対応して、第１工具構成部材12内を延伸する第１内部クーラント穴16a、bのクーラント開口20a、bは、工具10が組み立てられた状態では溝38の溝底部40に接触するフェザーキー32の上面42に配置される。２つの工具構成部材12、14を接続するために使用される接合材料（はんだまたは接着）はしたがって、端面28、34に塗布されることが可能である。フェザーキー32と溝38とが嵌合されているため、接合材料は溝38の溝底部40内へ流入することはできず、クーラント開口20a、bまたは24a、bを詰まらせることもない。よって、接合材料は好適には、まず第１端面28または第１部分端面28a、bにのみ塗布される。
【００４５】
さらに、２つの接続面22、26はそれぞれ少なくとも１つの位置合わせ面44a、bまたは46a、bを備え、これは工具10の製造時に２つの工具構成部材12、14の相互に対する位置合わせのために用いられる。基本的には１つの工具構成部材12、14につき１つの位置合わせ面44a、bまたは46a、bで十分ではあるが、図１から図５に示す実施形態では２つの工具構成部材12、14はそれぞれ２つの位置合わせ面44a、bまたは46a、bを備えている。第１工具構成部材12に配置される位置合わせ面44a、bはここでは、第１位置合わせ面44a及び第３位置合わせ面44bとされる。これに対応して、第２工具構成部材に配置される位置合わせ面46a、bは、第２位置合わせ面46a及び第４位置合わせ面46bとされる。好適には4つの位置合わせ面44a、bまたは46a、bはすべて、第１工具構成部材12の外周48に、または第２工具構成部材14の外周50に配置される平面として形成される。第１及び第３位置合わせ面はそれぞれフェザーキー32の対向する端面に配置される。これらは好適には相互に平行に、かつフェザーキー32の上面42に対して垂直に延伸する。第２及び第４端面46a、bはそれぞれ溝38の対向する端面に配置される。これらも相互に平行に、かつ好適には溝38の溝底部40に対して垂直に延伸する。
【００４６】
上述の位置合わせ面44a、bまたは46a、bによって、工具10の製造の際、第１クーラント開口20a、bが第２クーラント開口24a、bと位置合わせされているように、２つの工具構成部材12、14を相互に対して位置合わせすることが比較的簡単に可能になる。これは、例えばプライヤ状の工具により実行可能である。２つの工具構成部材12、14の位置合わせのためには、単に第１位置合わせ面44aを第２位置合わせ面46aに、そして第３位置合わせ面44bを第４位置合わせ面46bに位置合わせすればよい。これは、第１位置合わせ面44aが第２位置合わせ面46aに対して同一平面に位置合わせされ、第３位置合わせ面44bが第４位置合わせ面46bに対して同一平面に位置合わせされるということである。
【００４７】
このような位置合わせ後に第１クーラント開口20a、bが確実に第２クーラント開口24a、bに位置合わせされているためには、位置合わせ面44a、bまたは46a、bから各クーラント開口20a、bまたは24a、bまでの距離が対応するように確定されていればよい。本発明に係り、第１位置合わせ面44aから各第１クーラント開口20a、bへの距離は従って、第２位置合わせ面46aから各第２クーラント開口24a、bへの距離と同じである。同様に、第３位置合わせ面44bから各第１クーラント開口20a、bへの距離は従って、第４位置合わせ面46bから各第２クーラント開口24a、bへの距離と同じである。
【００４８】
従って、工具構成部材12、14間のさね継ぎ32、38によって、一方でクーラント開口20a、bまたは24a、bの望ましくない詰まりを回避し、他方でクーラント開口20a、bまたは24a、bが相互に対して位置合わせされている、またはその中心点が互いに正確に重なるように、２つの工具構成部材12、14を互いに正確に位置合わせすることが可能にされる。
【００４９】
工具10の製造又は２つの工具構成部材12、14の接合工程は従って、図７に図式的に示す方法の順序で、以下に説明するように行われる。
【００５０】
この方法の最初の２つのステップS10及びS12では、２つの工具構成部材12、14に上述の特徴が設けられる。
【００５１】
続いて、方法のステップS14で第１及び／または第２端面28、34に接合材料（はんだ又は接着材料）が塗布される。第２端面34に接合材料を塗布すると２つの工具構成部材12、14の接合前に接合材料が溝38内へ流入する虞れがあるため、接合材料は好適には第１端面28にのみ塗布される。
【００５２】
次のステップS16では、第１工具構成部材12に配置されるフェザーキー32が第２工具構成部材14に配置される溝38に係合するように２つの工具構成部材12、14が相互に接合される。このフェザーキー及び溝の接合によって、接合材料とクーラント開口20a、bまたは24a、bとが接触することはない。
【００５３】
続くステップS18では、２つの工具構成部材12、14はフェザーキー32の長手方向52または溝38の長手方向52’に沿って相互に対して相対的に動かされるのが好ましい。フェザーキー32または溝38のこの長手方向52、52’は位置合わせ面44a、bまたは46a、bに対して垂直に延伸するのが好ましい。上述の振動運動は、端面28、34または部分端面28a、bまたは34a、bに接合材料を分配するためである。
【００５４】
接合材料が十分に分配されると直ぐに、第１工具構成部材12のクーラント開口20a、bが第２工具構成部材14のクーラント開口24a、bに位置合わせされるように、２つの工具構成部材12、14が相互に対して上述の通り、位置合わせ面44a、bまたは46a、bによって位置合わせされる。これは機械的に、または手動で行われることが可能である。最終的に、２つの接続面22、26が接合材料により恒久的に接合される。接合材料がはんだの場合は、２つの工具構成部材12、14はステップS20で互いにはんだ付けされる。接着材料が使用される場合は、ステップS20は接着材料の硬化工程も含む。
【００５５】
上述の方法のステップは単に２つの工具構成部材12、14の接合に関するものであることは明らかである。これに続くステップには通常、工具10の仕上げが含まれ、工具の表面または輪郭が工具構成部材12、14に取り込まれる。
【００５６】
図６は、本発明に係るワークピースの加工用工具10の一例として穴開け工具を示しており、この穴開け工具は、上述の方法で互いに接合された２つの工具構成部材12、14を備える。ここでは第１工具構成部材12は、切削インサート54を交換可能に受けることができる受容手段を備える接続部品として構成されている。これに対して第２工具構成部材14は、穴開け工具のシャンクである。この工具シャンク（第２工具構成部材14）及び切削インサート54は好適には超硬合金製であり、接続部品（第１工具構成部材12）は好適には鋼製である。したがってこれら部品の上述の形の接続によって、この穴開け工具10の場合は、工具シャンク内の内部クーラント穴のクーラント開口が、接続部品内の内部クーラント穴のクーラント開口と確実に位置合わせされる。上述の理由によって、クーラント穴は製造時に詰まることはない。これは穴開け工具10の２つの工具構成部材12、14のクーラント穴16a、bまたは18a、bが軸方向に平行ではない穴であるため特に有利である。図５に示すように、第２内部クーラント穴18a、bはらせん状の穴として形成されているのに対して、第１内部クーラント穴16a、bは直線状の穴として形成されている。上記の方法がなければ、２つの工具構成部材12、14の位置合わせは比較的困難であろう。さらに、上記の長所によって、ここで示した２つの工具構成部材12、14間のさね継ぎはさらにトルク伝達も可能にするが、これはここで提示する解決策の主要な目的ではない。
【００５７】
最後に、上述の接続技術は機械加工用のその他の工具にも応用可能であることを述べておかなければならない。よって図６に示される穴開け工具は可能な一例として挙げられているものである。さらに、第１クーラント開口20a、bの直径は必ずしも第２クーラント開口24a、bに合致していなければならない訳ではない。２つの工具構成部材12、14の位置合わせされた状態では、第１クーラント開口20a、bの中心点のみが第２クーラント開口24a、bの中心点と一致していればよい。第１内部クーラント穴16a、bの中心軸を第２内部クーラント穴18a、bの中心軸に位置合わせすることも必要ではない。また、第１及び第２内部クーラント穴16a、bまたは18a、bは、いずれも直線的な穴及びらせん状または湾曲した穴として形成されることが可能である。
【図１】
0006762234.tif 000002
【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
0006762234.tif 000009
【図７】
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