(57)【要約】【課題】特にピストンリングの精密な外側輪郭を製造するために特に適した安価な切削工具を提供する。【解決手段】本発明に基づく切削工具（１）は、前縁（１４）に第１の主切刃（１５）およびこの第１の主切刃（１５）を中断するＵ形の切り込み溝（１８）が配置されている刃板（３）を有し、その切り込み溝（１８）の側辺（１９、２０）がそれぞれ副切刃を形成し、切り込み溝（１８）の底辺（２１）が送り方向（Ｖ）において第１の主切刃（１５）の後ろにずらされた第２の主切刃（２２）を形成している。刃板（３）は少なくとも２つの別個の刃板部材（４ａ、４ｂ）で形成され、その各刃板部材（４ａ、４ｂ）が切り込み溝（１８）の一部を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　前縁（１４）に第１の主切刃（１５）と該刃（１５）を中断するＵ形の切り込み溝（１８）が配置されている刃板（３）を備えた切削工具（１）において、切り込み溝（１８）の側辺（１９、２０）が夫々副切刃を形成し、切り込み溝（１８）の底辺（２１）が送り方向（Ｖ）において第１の主切刃（１５）の後ろにずれた第２の主切刃（２２）を形成し、刃板（３）が少なくとも２つの別個の刃板部材（４ａ、４ｂ）で形成され、その各刃板部材（４ａ、４ｂ）が切り込み溝（１８）の一部を有することを特徴とする切削工具。
【請求項２】
　第１の主切刃（１５）が、隣接する側辺（１９、２０）と鋭角を成すことを特徴とする請求項１記載の工具。
【請求項３】
　第１の主切刃（１５）が、送り方向（Ｖ）に対し垂直に向いた直線を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の工具。
【請求項４】
　第２の主切刃（２２）が、第１の主切刃（１５）に対し平行に延びることを特徴とする請求項１から３の１つに記載の工具。
【請求項５】
　各刃板部材（４ａ、４ｂ）が、互いに平行に延びる側縁（１１、１３）を有することを特徴とする請求項１から４の１つに記載の工具。
【請求項６】
　側縁（１１、１３）が、送り方向（Ｖ）に対して鋭角に向けられたことを特徴とする請求項５記載の工具。
【請求項７】
　各刃板部材（４ａ、４ｂ）が、送り方向（Ｖ）に対し垂直の後縁（６）を有することを特徴とする請求項１から６の１つに記載の工具。
【請求項８】
　第１の刃板部材（４ａ）が切り込み溝（１８）の片側側辺（２０）を有し、第２の刃板部材（４ｂ）が切り込み溝（１８）の底辺（２１）並びに反対側側辺（１９）を有することを特徴とする請求項１から７の１つに記載の工具。
【請求項９】
　刃板部材（４ａ、４ｂ）が同形に形成されたことを特徴とする請求項１から８の１つに記載の工具。
【請求項１０】
　少なくとも１つの刃板部材（４）が、その面中心（２５）に対し点対称の基礎面を有することを特徴とする請求項１から９の１つに記載の工具。
【請求項１１】
　工具ホルダ（２）を有し、該ホルダ（２）が、刃板（３）に対する支持面（５）と、刃板（３）の後縁（６）と共働する後方ストッパ（７）と、刃板（３）の側縁（１１ａ）と共働する横側ストッパ（１０）とを有することを特徴とする請求項１から１０の１つに記載の工具。
【請求項１２】
　刃板（３）が、ねじ結合によって工具ホルダ（２）で保持されたことを特徴とする請求項１から１１の１つに記載の工具。
【請求項１３】
　刃板（３）が、クランプによって工具ホルダ（２）で保持されたことを特徴とする請求項１から１１の１つに記載の工具。
【請求項１４】
　クランプジョー（３２）が、刃板（３）の使用されていない切刃（２３ａ′、２４ａ′、２３ｂ′、２３ｂ）を覆うことを特徴とする請求項１３記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、特にピストンリングを加工するために利用される切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
　ピストンリングは、例えば自動車用内燃機関の大量生産品として採用されている。ピストンリングの製造は、通常切削加工によって行われている。その製造は、特にピストンリングが一般にその外周面に精密な組織を持つ表面を有するため非常に煩雑である。即ち、普通のピストンリングは、通常、環状の心出しリブや間隔リブを備えている。それらリブのピストンリング軸線に関する軸方向寸法は僅か数ｍｍである。そのような精密な外側輪郭は、通常切削工具をピストンリングの外周に沿ってピストンリングに対し軸方向並びに半径方向に送ることで発生される。しかしそのような方法は非常に時間がかかり、そのために、大量生産には条件付きでしか適さない。
【０００３】
　ピストンリングを製造するために用いられる、特許文献１で公知の切削工具の場合、切削工具は原形素材の円周において軸方向に送られ、その際にまず、原形素材の片側端面だけで半輪郭を切削加工する。ピストンリングを仕上げるために、第２の加工工程が必要であり、その加工工程において、原形素材の第２端面の加工が行われる。
【０００４】
　また特許文献２と３に、特にフライス加工に利用される刃板が開示されている。特許文献２で、単一構造の刃板に、湾曲或いは段付き輪郭を持つ切刃を設けることが公知である。しかしかかる刃板の製造は、特にその輪郭が精密な組織、特に縁や切り込み溝を有さねばならないとき、非常に経費がかかる。ワークの表面輪郭を切削加工すべく、共通のフライスヘッドの円周に分布した２つの刃板を利用することが、特許文献３で知られている。その場合、フライスヘッドの回転中に各刃板によりワークの半輪郭が夫々加工される。
【特許文献１】米国特許第４４０６１９２号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１０３３２１０号明細書
【特許文献３】独国実用新案第２９８０４４１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　本発明の課題は、特にピストンリングの精密な外側輪郭を製造するのに特に適した切削工具を提供することにある。その場合、特に切削工具の製造および連続運転も、経済的に行なえるようにしようとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　この課題は本発明に基づき、請求項１に記載の特徴により解決される。それに伴い、本発明に基づく切削工具は、前縁に配置されＵ形の切り込み溝で中断された第１の主切刃を備えた刃板を有する。その切り込み溝の側辺は夫々副切刃を形成する。切り込み溝の底辺は送り方向において第１の主切刃の後ろにずらされた第２の主切刃を形成している。その刃板は少なくとも２つの別個の刃板部材から成り、その各刃板部材は切り込み溝の一部、即ち対応した切刃を有している。
【０００７】
　本発明の基本的な考えは、外側輪郭の製造が、ワーク軸線に対して半径方向の送り行程に沿って一回の作業工程で外側輪郭を切削加工する工具によって非常に単純化されると言うことにある。この単純化された製造方法は、精密な切り込み溝を備えた刃板により行なえる。しかしかかる刃板の単一品としての製造は非常に煩雑である。即ち、刃板の切り込み溝内に位置する縁に、研摩工具を接近させられないか難しく、このため、切刃の設置が妨げられる。これに対し刃板の問題のない製造は、公知のように、刃板を多分割構造に形成し、刃板の互いに隣接する刃板部材間における分割線を切り込み溝の範囲に位置させたときに可能である。かくして、刃板の各刃板部材を別個に研摩し、その際、各切刃への研摩工具の支障ない接近が保証される。精密な外側輪郭を発生するために必要な切り込み溝は、従って、個々の刃板部材を互いに突き合わせた後で初めて生ずる。
【０００８】
　第１の主切刃と該主切刃に隣接する切り込み溝の側辺との間に鋭角が形成され、これによって、切り込み溝の内のり幅が刃板中心に向かって、即ち、所定の送り方向と逆向きに広がっていると有利である。これは、側辺に配置された副切刃に対する十分な逃げを保証する。第１の主切刃は直線を形成するとよい。また、第２の主切刃が第１の主切刃に対し平行に延びていてもよい。この形状形成は、外周に断面矩形の心出しリブ・間隔リブを設けた通常のピストンリングを製造する上で特に目的に適う。必要に応じ、第１の主切刃および／又は第２の主切刃は送り方向に対し同じに傾斜させる。また、湾曲した第１および／又は第２の主切刃によって、湾曲した外側輪郭も形成できる。同様に、非対称的な段付き外側輪郭を発生すべく、両刃板部材の前縁を互いに平行にずらして配置してもよい。
【０００９】
　本発明の有利な実施態様では、各刃板部材の側縁は互いに平行に延びている。従って、個々の刃板部材の側縁と、異なった刃板部材の側縁とは、所定の送り方向に対し常に同じ角度を成し、この結果、工具ホルダの接触面および隣接する刃板部材間の接触面として利用される。その場合、側縁は送り方向に対し傾けるとよい。送り方向に対し垂直な各刃板部材の後縁にて、刃板部材の工具ホルダへの特に簡単な調整性が得られる。また後縁は、送り中にワークから刃板部材に伝わる力を補償する、安定した平らなストッパとして使われる。しかし側縁と後縁は原理的には任意の形状に形成できる。上述した利点を部分的に確保するため、刃板部材を相互に且つ工具ホルダの対応した接触面に密に当てることを保証するだけでよい。
【００１０】
　刃板を２分割構造とし、その両刃板部材間の分割面が、一方の刃板部材が切り込み溝の片側側辺を有し、他方の刃板部材が底辺と反対側側辺を有するように延びていると有利である。この実施態様の利点は、特に両刃板部材が切削工程中に機械的に負荷されないＵ形切り込み溝の角点で互いに突き当たり、その結果突き当たり個所での切刃の早期の摩耗が回避可能な点にある。またこの実施態様では、切刃を特に簡単に研摩できる。
【００１１】
　刃板部材を同形に形成し、特に平面的に一致させる実施態様が特に有利である。この実施態様では、各刃板部材の両側縁に、各々反対側の側縁におけるＵ形切り込み溝の切欠き面や切り端面を補足する部分を形成する切欠き面或いは切り端面を設ける。これに伴い、そのような同形の刃板部材の突き合わせにより、自動的に切り込み溝が完成する。同形の刃板部材の作成は、刃板の製造とその利用を単純化する。即ち唯一の形状の刃板部材しか製造ないし保管する必要がない。別の大きな利点は、刃板部材が反転刃板の形で交換できることにあり、その場合、従来側縁に置かれていた刃板の切刃は再び、未使用の新たな切刃を備えた同形のＵ形切り込み溝を形成する。
【００１２】
　かかる利点は、刃板部材の面中心に対し点対称な刃板部材の形成により得られる。かくして、各刃板部材の対角線的に対向する両側の角点が同じ切刃装置を有し、この結果、反転プレートの形で面中心を中心に１８０°回転した際、使用済み切刃を同形の新たな切刃に置換できる。刃板部材を平面的に同形に且つ点対称に形成したとき、２つの刃板部材毎に４つの同形の配置が存在する。従って、切刃材料を特に効果的に利用できる。
【００１３】
　本発明に基づく刃板に特に適した工具ホルダは、刃板に対する支持面と、刃板の後縁と共働する後方ストッパと、刃板の側縁と共働する横側ストッパとを備える。本発明の工具ホルダは、刃板部材を簡単に且つ大きな安定性にもって組立できる。刃板部材はねじによって工具ホルダに固定するが、クランプにより固定するとよい。その際、刃板の部材をクランプジョーで工具ホルダのストッパに押し付け、もって自動的に調整するとよい。その際、複数の又は各クランプジョーを、各々の刃板部材の使用されていない切刃を覆い、これにより削り屑による損傷から保護するように配置すると有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。各図において同一部分には同一符号を付している。
【実施例１】
【００１５】
　図１に示す切削工具１は、工具ホルダ２とこのホルダ２に取り付けられた刃板３を含んでいる。この刃板３は各々基礎面が平行四辺形をなす同形の２つの刃板部材４ａ、４ｂから成っている。これら刃板部材４ａ、４ｂは、所定の送り方向Ｖに見て、工具ホルダ２の正面に設けた段部５の上に置かれ、各刃板部材４ａ、４ｂはその工具ホルダ２側の後縁６ａ、６ｂが段部５の背面壁７に接している。この結果、その背面壁７は刃板部材４ａ、４ｂに対する後方ストッパを形成する。段部５は工具ホルダ２の横側端８に向けて保持突起９により境界づけられ、該突起９の内側壁１０は刃板部材４ａに対する横側ストッパを形成する。そのため内側壁１０は背面壁７と、平行四辺形状刃板部材４ａの平行四辺形鈍角に相当する鈍角を成している。この結果、刃板部材４ａの側縁１１ａは内側壁１０に平面的に接する。内側壁１０と背面壁７との接点の範囲で工具ホルダ２に設けられた切欠き１２は、内側壁１０と背面壁７への刃板部材４ａの接触性を向上する。第１の刃板部材４ａの側縁１１ａと反対側の側縁１３ａは、隣接する第２の刃板部材４ｂの側縁１１ｂに対する接触面として使われる。その第２刃板部材４ｂは、第１刃板部材４ａに対し平行にずらされ、同様に段部５の上に置かれている。
【００１６】
　各刃板部材４ａ、４ｂの、後縁６ａ、６ｂと反対側の各前縁１４ａ、１４ｂは互いに一直線上に並び、送り方向Ｖに対し垂直に向いた第１の主切刃１５を一緒に形成している。この主切刃１５はワーク１６を切削加工するために使われる。主切刃１５は、少なくともワーク１６と接触する箇所に研摩面１７を持つ。主切刃１５は両刃板部材４ａ、４ｂ間の突き合わせ範囲で、切り込み溝１８により中断されている。該溝１８は、例えば角張ったＵ字形をなしている。切り込み溝１８は両側の側辺１９、２０を含み、両側辺１９、２０は送り方向Ｖに対し主切刃１５から９０°より幾分小さな鋭角を成し、副切刃を形成すべく研摩されている。また、切り込み溝１８は、両側の側辺１９、２０を結合し、第１主切刃１５に対し平行に延びる底辺２１を含む。辺２１は送り方向Ｖにおいて第１主切刃１５に対し後ろにずれた第２の主切刃２２を形成し、この目的のため同様に研摩されている。
【００１７】
　切り込み溝１８は刃板部材４ａ、４ｂに関して、一方の刃板部材４ａが片側側辺１９と底辺２１とを有し、他方の刃板部材４ｂが反対側の側辺２０を有するように配置されている。換言すれば、両刃板部材４ａ、４ｂの分割線は、この分割線がちょうど側辺２０と底辺２１との移行部で切り込み溝１８に突き当たるように延びている。図から解るように、一方の刃板部材４ａは側縁１３ａと前縁１４ａとの間に形成された角部に、鋭角な切欠き面２３ａが設けられ、この面２３ａの研摩された辺が、側辺１９と底辺２１を形成している。これに対し他方の刃板部材４ｂは、その側縁１１ｂに、該側縁に対し鈍角を成して延びる研摩された切り端面２４ｂを有し、この端面２４ｂが側辺２０を形成している。
【００１８】
　特に、刃板部材４ａ、４ｂは同形に形成され、その一方の刃板部材４ａがその側縁１１ａに相応した切り端面２４ａを備える。刃板部材４ｂも同様にその側縁１３ｂに鋭角な切欠き面２３ｂを有している。例えば切欠き面２３ａと切り端面２４ｂの範囲に配置された切刃の摩耗後に刃板部材４ａ、４ｂを交換する際、図１に示す刃板３は同形に再生される。その場合、切り込み溝１８は切欠き面２３ｂと切り端面２４ａにより形成される。この結果、刃板部材４ａ、４ｂは反転形刃板の原理に応じて数回利用できる。同様に、刃板部材４ａ、４ｂと同形の別の刃板部材を、図示しない方式で刃板部材４ｂに、切り込み溝１８と同形の複数の切り込み溝が並んで配置されるように当てることもできる。
【００１９】
　工具ホルダ２に刃板部材４ａ、４ｂを固定するため、各刃板部材４ａ、４ｂにその平行四辺形状基本形の面中心２５ａ、２５ｂに対し中心に置いた孔２６ａ、２６ｂを設けてある。刃板部材４ａ、４ｂは、孔２６ａ、２６ｂにより工具ホルダ２に図示しない方式でねじ結合されている。
【００２０】
　ワーク１６は加工前には破線で示すリング状の原形素材２７をなしている。このワーク１６を加工するため、切削工具１はそのリング中心線２９を中心に回転する原形素材２７の外周２８に向けて送り方向Ｖに進められる。その際、唯一の切削加工工程で、ワーク１６は実線で示す段付き輪郭に切削加工される。切り込み溝１８の送り方向Ｖと逆向きに広がった形状により、副切刃として用いる側辺１９、２０の必要な逃げが保証される。
【実施例２】
【００２１】
　図２は、本発明に基づく切削工具１の異なった実施例を示す。ここでは、刃板部材４ａ、４ｂの形状形成が図１に示す実施例と異なっている。ここでも同形の刃板部材４ａ、４ｂの後縁６ａ、６ｂに追加的に研摩面３０を設けている。即ち、一方の刃板部材４ａは、面中心２５ａに関して切欠き面２３ａに対して点対称位置にもう１つの切欠き面２３ａ′を備えている。また刃板部材４ａは面中心２５ａに関して切り端面２４ａに対して点対称位置にもう１つの切り端面２４ａ′を備えている。これによって、刃板部材４ａは点対称になっている。同じことは、刃板部材４ｂにも当てはまる。
【００２２】
　その形状に伴い、刃板部材４ａ、４ｂの材料利用率を改善でき、特に各刃板部材４ａ、４ｂは、面中心２５ａ、２５ｂを中心として１８０°回転することで、初期位置と同形の位置に移行する。従ってこれらの刃板部材４ａ、４ｂによれば、４つの組合せで、各々同形の切刃装置を備えた切り込み溝１８が得られる。
【００２３】
　図３は、第１の主切刃１５と側辺２０の間に形成された角部位を拡大して詳細に示す。ここで明らかなように、完成したワーク１６における尖った角の発生を防止すべく、角部位３１に丸みをつけている。同形の丸みは、第１の主切刃１５と側辺１９との間に形成された角部位にも存在している。その角部位３１は、丸みをつける代わりに、所謂面取りした角、即ち主切刃１５に対し４５°の角度を成す傾斜面にすることもできる。
【実施例３】
【００２４】
　図４に示す切削工具１の実施例は、図２に示す実施例と、刃板部材４ａ、４ｂをねじ結合に代えて夫々クランプジョー３２ａ、３２ｂにより工具ホルダ２に固定した点で異なっている。各クランプジョー３２ａ、３２ｂは、特に図５の断面図から解るように、支持脚３３で工具ホルダ２に接触支持され、他方では保持脚３４で刃板部材４ａ、４ｂにあるＶ形の溝３５ａ、３５ｂに係合している。各クランプジョー３２ａ、３２ｂはねじ３６ａ、３６ｂにより工具ホルダ２に押し付けられ、かくして刃板部材４ａ、４ｂを工具ホルダ２に保持する。Ｖ形溝３５ａ、３５ｂの傾斜壁３７への保持脚３４の押し付けに伴い、刃板部材４ａ、４ｂは、ねじ軸線３８の方向にだけでなく、それに対して垂直方向にも、クランプジョー３２ａ、３２ｂの長手方向に向けられた力Ｆを与えられる。これは特に、図４に示すように、クランプジョー３２ａ、３２ｂが工具ホルダ２に対して対角線的に配置され、その結果背面壁７と内側壁１０又は側縁１３ａに対し同じ角度を成しているときに有利である。その場合、ねじ３６ａ、３６ｂを締め付けた際、刃板部材４ａ、４ｂは力Ｆにより対応したストッパに押し付けられ、この結果自動的に調整される。またクランプジョー３２ａ、３２ｂは、これが利用されていない切欠き面２３ａ′、２３ｂ′および切り端面２４ａ′、２４ｂを覆い、切り屑による損傷から保護すべく配置されている。
【００２５】
　図４と５に示す刃板３の実施例では、前縁１４ａ、１４ｂを全長に亘り研摩している。これは後縁６ａ、６ｂにも当てはまる。背面壁７の後縁６ａ、６ｂの平面接触を保証すべく、この実施例では、背面壁７を研摩面の逃げ角に相当した角度で傾斜させている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】工具ホルダと２分割構造の刃板とを備えた切削工具および加工されるワーク特にピストンリングの平面図。
【図２】切削工具の異なった実施例の図１に相当した図。
【図３】図２における部分ＩＩＩの拡大詳細図。
【図４】切削工具の更に異なった実施例の図１に相当した図。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１　切削工具、２　工具ホルダ、３　刃板、４　刃板部材、５　段部、６　後縁、７　背面壁、８　横側端、９　保持突起、１０　内側壁、１１、１３　側縁、１２　切欠き、１４　前縁、１５、２２　主切刃、１６　ワーク、１７、３０　研摩面、１８　切り込み溝、１９、２０　側辺、２１　底辺、２３　切欠き面、２４　切り刃、２５　面中心、２６　孔、２７　原形素材、２８　外周、２９　リング軸線、３１　角部、３２　クランプジョー、３３　支持脚、３４　保持脚、３５　Ｖ形溝、３６　ねじ、３７　Ｖ形溝壁
【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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