(57)【要約】【課題】  機械加工または作業品質を低下させることなく、さほど熟練していない者によって実行することができ、工具交換が簡単である、工具と切削インサートの製造、及び切削インサートを装着する方法を提供する。【解決手段】  加工物の機械加工用工具がさまざまな旋盤加工作業によって小さい加工物を自動的に加工するユニバーサル装置に設けられる。固定ねじ（１９）によって切削インサート（１３）を工具ホルダ（１４）内に固定する。切削インサート（１３）は、可逆プレートとして構成され、固定ねじ（１９）の円錐形グリップヘッド（２５）用の２つの円錐形受け部を有する。この可逆プレートは、溝付け、プランジ及びターン、ねじ切り、フロントターン、バックターン及び切り離しなどの幾つかの可能な用途を有する。切削インサートの中央開口（３０）は、スロット（３６）によって切削インサートの狭い台形表面（３５）につながっており、スロット（３６）は、固定ねじ（１９）のシャンクにはめ付けることがきる十分な幅を有する。【選択図】  図３
2005144572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械加工する工具、たとえば特に旋盤加工によってユニバーサル装置で加工物（４０）を機械加工する工具において、
ａ）シャンク部分（２２）及びそれより厚いグリップヘッド（２４）を有する固定部材（１９）を備えた工具ホルダ（１２）と、
ｂ）それに固定される切削インサート（１３）とを備えており、
ｃ）該切削インサートは、少なくとも１つのブレード（３９）と、
ｄ）前記固定部材（１９）用の開口（３０）と、
ｅ）前記グリップヘッド（２４）と協働する少なくとも１つのグリップ表面（３３）とを有しており、
ｆ）前記工具ホルダ（１２）は、固定部材（１９）用のテンション手段を有する、機械加工する工具であって、
ｇ）前記切削インサートは、前記開口（３０）を前記切削インサート（１３）の外縁部（３５）につなぐスロット（３６）を有し、
ｈ）該スロットは、前記シャンク部分（２２）の厚さ以上の幅を有することを特徴とする工具。
【請求項２】
前記固定部材（１９）は、前記工具ホルダ（１２）の、前記切削インサート（１３）と反対側の背面（４８）から、また好ましくは両側から、締め付け及び緩めの目的で動作することができることを特徴とする請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記切削インサートは、可逆プレートとして構成されており、特に前記開口の両側にグリップ表面が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の工具。
【請求項４】
前記固定部材（１９）は、好ましくは両端面に内部キー表面（２６、４４）を設けたねじであることを特徴とする先行の請求項のいずれか１項に記載の工具。
【請求項５】
前記切削インサート（１３）は、少なくとも１つの向き付け面（３８）を有し、前記工具ホルダ（１２）は、該向き付け面（３８）と協働する少なくとも１つのストップ面（１７）を有しており、特に前記スロット（３６）の両側で、好ましくは開口（３０）の外側に、脚部（３７）を画定する向き付け面（３８）が設けられており、それらの間隔は、開口（３０）から離れるのに伴って減少することを特徴とする先行の請求項のいずれか１項に記載の工具。
【請求項６】
特に旋盤加工によってユニバーサル装置で加工物（４０）を機械加工する工具用であって、シャンク部分（２２）及びグリップヘッド（２４）を備えた固定部材（１９）で工具ホルダ（１２）に固定され、また、少なくとも１つのブレード（３９）と、前記固定部材（１９）用の開口（３０）と、前記グリップヘッド（２４）用のグリップ表面（３３）とを有する切削インサートであって、前記開口（３０）を該切削インサート（１３）の外縁部（３５）につなぐスロット（３６）を有し、該スロットは、前記シャンク部分（２２）の幅以上の幅を有することを特徴とする切削インサート。
【請求項７】
三角形であって、ほぼ中央の開口（３０）と、１つの隅部に設けられたスロット（３６）とを有しており、好ましくは残りの２つの隅部にブレード（３９）を設けていることを特徴とする請求項６に記載の切削インサート。
【請求項８】
開口（３０）を設けた切削インサート（１３）を工具ホルダ（１２）に対して固定するか、または取り外す方法において、シャンク部分（２２）及び該シャンク部分より厚いグリップヘッド（２４）を備えた固定部材（１９）が、緩め位置及びグリップ位置間を移動することができるようにした方法であって、前記固定部材（１９）が緩め位置にある時、前記固定部材（１９）の前記シャンク部分（２２）に対して、それの延在方向に直交する方向に、前記切削インサート（１３）をはめ付けるか、取り外すことができることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工する工具、特に旋盤加工によってユニバーサル装置で加工物を機械加工する工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
工具は、シャンク部分及びそれより厚いグリップヘッドを有する固定部材を備えた工具ホルダと共に、それに固定される切削インサートを備えており、切削インサートは、少なくとも１つのブレード、通常は２つのブレードと、固定部材用の開口と、グリップヘッドと協働する少なくとも１つのグリップ表面とを有する。工具ホルダは、固定部材用のグリップ装置を有する。
【０００３】
そのような工具は独国特許第３６ ３２ ２９６Ａ号及び独国特許第４２ １４ ３５５Ａ号により既知である。独国特許第４２ １４ ３５５Ａ号の工具の場合、固定部材が、締め付けねじを備え、それは、三角形または台形の切削インサートの、円錐形ランドを有する丸形穴を通過して突出する。
【０００４】
特に、非常に小型の精密な機械加工物、たとえば、クロックやウォッチのスピンドルなどを加工するユニバーサルまたは自動装置の場合、切削インサート及び工具ホルダの両方が非常に小さい。そのようなユニバーサル装置は、工具が非常に接近して並置された状態で収容されている線形またはタレット状工具交換機を有し、そのような装置は通常、３交代で連続運転されており、熟練した作業者だけが、それ以外は自動化された作業の監視を行うので、工具の破損などのために工具を交換しなければならない場合、問題が生じる。この場合、通常は、工具を交換するセッタ、すなわち、整備管理士を待つ必要がある。
【特許文献１】独国特許３６ ３２ ２９６Ａ
【特許文献２】独国特許４２ １４ ３５５Ａ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の課題は、機械加工または作業品質を低下させることなく、さほど熟練していない者によって実行することができることから、工具交換が簡単である、工具と切削インサートの製造、及び切削インサートを装着する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、切削インサートであって、開口を切削インサートの外縁部につなぐスロットを有し、スロットが固定部材のシャンク部分の厚さ以上の幅を有する切削インサートを備えた工具によって、前述の課題を解決する。
【０００７】
このようにして、固定部材、すなわち、ほとんどの場合は固定ねじを工具ホルダから完全に分離させるか、またはねじって外すことなく、固定部材を緩めた後、切削インサートを工具ホルダの長手延在方向に直交する方向、すなわち、通常は上向きに抜き取ることができる。特に、小型で接近が困難な工具ホルダの場合、このことが重要な利点となる。好都合なことに、固定部材を工具ホルダ上につなぎ留めた状態で配置することができ、それにより、それが削屑入れに落下することがなくなり、また、通常は削屑入れから回収することはできない。この解決策はまた、ねじ以外の固定部材、たとえば、カム／クランプ固定具を選択することもできる。
【０００８】
締め付け及び緩めの目的のために、工具ホルダの、切削インサートと反対側から、好ましくは両側から固定部材を動作させることができれば、さらなる重要な利点が得られる。したがって、特に、たとえば、ねじシャンク内に内部グリップ表面（六角リセス、六角ソケットヘッドなど）が設けられているので、切削インサートを後側から緩めることが可能である。切削インサートが工具ホルダに固定されている側では、通常は装置チャックによって接近が阻まれるため、これらの内部キー表面は、対応の工具を後側から作動させることができるようにする。
【０００９】
グリップヘッド及び対応のグリップ表面は、ほぼ円錐形にすることができる。スロット幅が好ましくはグリップヘッドの横寸法より小さいので、スロットがあっても、固定部材を締め付けた時、切削インサートの自己調心が行われる。
【００１０】
切削インサートは好ましくは、ギャップを画定する少なくとも１つの脚部を有し、この脚部はギャップに向かって傾斜している。切削インサートが対称構造を有する場合、ギャップを画定する２つの脚部が、ウェッジ形の向き付け表面を与え、これが工具ホルダの対応の傾斜表面と協働することによって、工具ホルダに対する切削インサートの正確な向き付けが行われる。この構造はまた、ギャップにも係わらず、切削インサートに大きい力が作用する場合でも、２つのフォーク形の脚部が広がる傾向を持たないようにすることができる。それらは、クリップまたはクランプと同様にして、ホルダ上の対応のストップ面によって、合わせた状態に保持される。切削インサートは好ましくは、可逆またはフリッププレートの形であって、それに対応して、切削インサートを工具ホルダ上で逆向きにすることによって使用できるようになる２つの面削りブレードを有する。したがって、切削インサートは、その開口の両側に対応の円錐表面を有する。
【００１１】
切削インサートを工具ホルダの対応のストップ面上にプレテンションをかけた状態で確実に押し付けるために、固定部材の中心軸及び開口またはそれに設けられたグリップ表面の対応軸は、ストップまたは向き付け表面からの距離または間隔が、固定部材の締め付け時に切削インサートがストップ面の方向に作用する力を発生できるような寸法に定められている。このために、ストップ面からグリップヘッド中心軸までの間隔が、対応のグリップ表面の中心軸及び向き付け表面間の間隔より幾分小さくなっている。しかし、これらは、何分の１ミリメートルにすぎないが、それでも自動締め付けを確実に行うことができるようにする。
【００１２】
本発明はまた、機械加工用の工具用の切削インサートであって、開口を切削インサートの外縁部につなぐスロットを有し、そのスロット幅がシャンク部分の幅以上である切削インサートを提供する。それは好ましくは三角形であって、ほぼ中央の開口と、１つの隅部に設けられたスロットとを有しており、好ましくは残りの２つの隅部にブレードを設けている。
【００１３】
本発明によって提供される、切削インサートを工具ホルダに対して固定するか、または取り外す方法は、固定部材が緩め位置にある時、固定部材のシャンク部分に対して、それの延在方向に直交する方向に、切削インサートをはめ付けるか、取り外すことができるようにする。固定部材は、ねじ付け作用によって緩め及び締め付け位置間を移動することができ、固定部材をつなぎ留め状態にするために、緩め位置は、さらなる緩めを確実に防止することができる。
【００１４】
上記及びさらなる特徴は、請求の範囲、詳細な説明及び図面から推論することができ、個々の特徴は、単独及び幾つかの組み合わせの形の両方において、本発明の実施形態及び他の分野で実行することができ、ここで保護を請求する好都合で独立的に保護可能な構造を表すことができる。出願を個別の部分及び小見出しに分割することが、それに基づく記述の全体的有効性を制限することはまったくない。
【実施例】
【００１５】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１６】
図１〜図４は、工具１１を大きく拡大した形で示す。それは、小型で通常は精密な機械部品を１回の設定で仕上げようとするユニバーサル装置または自動旋盤に使用されることが予定される。これは、内側及び外側旋削、溝削り、ねじ切り及び他の作業を含み、最後に自動チャックによって案内されたロッドから加工物を切り離す。これらの作業はすべて、装置で自動制御式に実行され、それにより、装置は完全に自動的に作動する。このために、装置は、変位可能な線形レジスタの形か、またはタレットヘッドとして提供することができるさまざまな切削工具の完全なレジスタを有する。これらの工具の各々は、加工物に加工状態で係合することができる特殊な輪郭を有するブレードを備えている。予定されている装置形式に従って、これらの工具は「スイスツールズ(Swiss Tools)」としても知られる。
【００１７】
工具１１は、工具ホルダ１２と、切削インサート１３とを備えている。工具ホルダは、鋼製であるが、装置に締め付けるためのシャンク１４に穴が形成され、それに硬質の金属バー１５がはめ込まれている。上記独国特許第４２  １４  ３５５Ａ号に記載されているように、金属バー１５は防振の役目を果たし、これは、それの材料構造と、特に硬質金属の高い弾性率に帰することができる。
【００１８】
工具ホルダの反対端部にリセス１６が設けられて、切削インサート１３用の受け部を形成している。このリセスに２つのストップ面１７が形成されており、これらは、リセスの中心に向かって開くように傾斜している。工具ホルダに直角をなす軸１８を有し、ねじの形をしている固定部材１９が、それを通過して突出して、工具ホルダのねじ山２０にねじ込まれている。
【００１９】
工具ホルダは、切削インサートを担持している領域に、側方に突出した突出部分２１を備え、それの深い窪み２３にねじシャンク２２が、やはり締め付け状態（図４）にはめ込まれている。
【００２０】
固定部材１９は、円錐形グリップヘッド表面２５を備えたグリップヘッド２４と、締め付けキー２７用の内部キー表面２６とを有する。キー表面は、六角リセスまたは六角ソケットヘッドグリップ表面のように構成することができる。グリップヘッドは、シャンクに向かって幾分収縮しているが、その外径は、設けられているねじ山を含めたねじシャンクより大きい。
【００２１】
ねじシャンク２２の端部で、サークリップ２８が溝に挿入されており、固定部材１９が図３に示された緩め位置にある時、サークリップが窪み２３の底面２９に当接することによって、その部材がねじ山２０から完全に抜け落ちないように固定する。
【００２２】
切削インサート１３は、比較的厚い台形の小型硬質金属プレートの形をしている。それの中心に開口３０が設けられており、中心軸３１を中心にした円形状に通っている。開口はそれぞれ、切削インサートの両側部３２に対称的に向かう円錐形の窪みを有し、その結果、グリップ表面３３が形成され、これらは、固定部材のグリップヘッド表面２５に一致する角度及び直径を有する状態に構成されている。細い円筒形の開口部分３４が、２つの円錐形グリップ表面３３の間に設けられている。
【００２３】
スロット３６が、切削インサートの短い台形表面３５から開口まで通っており、それの幅は、ねじシャンクの上にはまるような寸法である。それの直径は、ねじシャンクよりわずかに広いだけである、すなわち、２／１０〜３／１０ から１〜２ミリメートルである。しかし、それは、グリップヘッド２４と協働する程度に、グリップ表面３３の外径より狭くなっている。したがって、それは、締め付け状態において円錐形グリップ表面で調心することができ、スロットに引き込まれない。
【００２４】
切削インサートは、三角形ヨークを形成しており、それの開口の両側の脚部３７が、外面に向き付け面３８を有し、それの角度及び寸法は、ストップ面１７に一致している。
【００２５】
台形ヨークの２つの外縁部が、切削インサートのブレード３９を形成しており、ブレードは、予定の用途に従って切削または輪郭付けが行われる。完全に対称的な構造である結果として、切削インサートは、小型可逆プレートとして使用することができ、それにより、それぞれの場合に２つのブレード３９の一方を加工物４０に係合させることができる。
【００２６】
工具ホルダ内のリセス１６は、切削インサート１３が係合する内側ストップ面４１を有する。
【００２７】
図５は、比較的長く細いブレード３９を有する切削インサート１３用に構成された工具１１を示し、これは、たとえば、大径の工具ピースの切り離しに適している。この切削インサートは、１つのブレードを有するだけであり、したがって、逆向きにされない。それ以外では、上記工具のすべての特徴を備えているが、向き付け及びストップ面３８、１７の構造が幾分異なっている。固定部材１９が断面図で示されている。
【００２８】
図６〜図９は、本発明に従った切削インサートの構造を明確に示している。正確な構造に関しては、これらの図面を参照されたい。切削インサートは、小型でコンパクトであるが、非常に安定していることがわかるであろう。大きさ及び切削力が作用するモーメントの腕に比べてグリップ及び固定表面が非常に大きく、また、ブレードに近接している。硬質金属焼結プロフィールまたは焼結部品からそれを製造することは容易であり、切削による加工が必要なだけである。このことは、２つのねじを備えた従来型切削インサートに比べて非常に好都合である。その場合には取り付けの欠点以外にも、切削インサートが比較的長く、あまり安定せず、したがって振動しやすい。
【００２９】
図１０及び図１１は、図５とほぼ同様に工具ホルダ１２及び切削インサート１３を備えた工具１１を平面図で示している。固定部材１９のグリップヘッド２４及び対応の円錐形グリップ表面３３間に、円錐形の環状ディスク５０が配置されており、これの形状及び幅が、グリップヘッド表面に、従って切削インサート１３の対応のグリップ表面３３にも適応していることに注意されたい。それは、ワッシャとして作用し、グリップ表面３３を中断させるスロット３６の縁部によってグリップヘッド表面２５が破損を受けないように保護する。それは遊嵌状態にあり、図１１に示されているように、グリップヘッド２４と一緒に引き離すことができ、それによって、切削インサートを上方へ取り外すことができる。
【００３０】
図１０及び図１１に示された固定部材１９（キャップねじ）及び締め付けキー３７の実施形態では、図３に示された形状のサークリップ２８をねじシャンク２２上に設ける必要がない。締め付けキーの輪郭部分４２、４３は、ねじシャンク２２内の内部キー表面４４に対応した側が六角ソケットヘッド輪郭を有し、輪郭部分４３の端部から所定距離ａの位置に、ストップ５１を形成するディスクが固定されており、これは、ねじ１９を緩める時に工具ホルダ１２の背面４８に当接することができる十分な大きさである。締め付けキー２７に取り付けられたリングの形である代わりに、ストップ５１は、スリーブか、または、キー表面４３の端部から距離ａにある、締め付けキーシャンクの対応の肉厚部によって形成することができる。
【００３１】
工具ホルダに対して切削インサート１３を着脱する方法が、図１〜図４からわかる。
【００３２】
固定部材は、締め付けキー２７によって動作させる。図３からわかるように、締め付けキー２７は、一方側に六角ソケットヘッド状輪郭部分４２を有し、これは、グリップヘッド２４内の大きい内部キー表面２６と一致し、また、そのＬ字形曲がりシャンクの他方側には、同一形式であるが、小径のキー表面４３が設けられ、これは、ねじシャンク２２の端面４５の内部キー表面４４と一致する。
【００３３】
図３は、固定部材１９を緩め位置に示しており、この場合、グリップヘッド２４が開口３０から突出しており、グリップ表面２５、３３が相互係合状態にない。固定部材１９は、サークリップ２８が底面２９に当接するまで、工具ホルダ１４から緩められ、したがって、ねじの紛失が防止される。
【００３４】
図２に示されたように、切削インサートは、この位置で上方に、すなわち、工具ホルダ１４の長手延在方向に直交する方向に抜き出すことができ、それにより、別のねじによって交換するか、１８０°回転させた後、反対側のブレード３９を使用できるように再挿入することができる。
【００３５】
挿入に続いて、固定部材は、（グリップヘッドから考えて）ねじ込むことによってグリップまたは締め付け位置に戻され、これは、図１及び図４に示されている。この位置では、グリップ表面３２がグリップヘッド表面２５に係合して、切削インサートの一方の側面３２をストップ面４１に押し付ける。円錐形グリップ表面３３の結果として、切削インサートは自己調心され、固定部材及び開口の軸１８及び３１間の軸方向変位によって補助され、向き付け面３８でストップ面１７に押し付けられる。したがって、切削インサートは、長手方向位置及び向きと共に、その横方向の向きにおいても、工具ホルダに固定される。
【００３６】
ウェッジ形向き付け面３８がストップ面１７の対応のウェッジ形受け部内に把持または締め付けられることによって、グリップヘッド２４によって加えられて脚部３７に作用する力が、スロット３６の拡大をもたらすことがないようにすることができる。したがって、加工物４０に対するブレードの正確な位置合わせを損なうことなく、対応の正確に切削された切削インサートを逆向きにするか、または別の対応の切削インサートと交換することができる。したがって、測定またはセットアップ作業を必要とせず、特に工具ホルダ１４を装置から分解する必要なく、切削インサートを未熟者が交換することができる。これは特に、キー表面４４に締め付けキー２７を挿入して、工具ホルダの、グリップヘッド及び切削インサート１３と反対側の背面４８から固定部材１９に接近して動作させることができることによって可能になる。
【００３７】
図１０及び図１１は、締め付けキーを両側から当てることができるようにした工具を示している。実際には、一方側からだけ使用される。図１０には、円錐形環状ディスク５０が、グリップ表面３３及びグリップヘッド表面２５間に配置され、したがってグリップヘッド表面２５を切削インサート１３の縁部５２（図６及び図８を参照）に対する焼き付きまたは一定の切断作用による損傷から保護することが示されている。固定部材１９は、締め付けキー、及びグリップヘッドにはまるそれの六角ソケットヘッド輪郭部分４２によって、完全に緩められるため、環状ディスクを迅速に交換することができる。
【００３８】
上述したように、実際には、固定部材１９は常に、工具ホルダ背面４８から下がった位置にねじ付けられる。この目的から、ストップ面５１と締め付けキー輪郭部分４３の端部との間の間隔ａは、工具ホルダ１２内のねじ山２０より短くなるように寸法が定められている。したがって、図１０に示されているように、締め付けキー２７は、対応の内部キー表面４４に係合して、固定ねじ１９を締め付け位置（図１０）及び解放位置（図１１）間で回転させることができる。しかし、固定ねじ１９がねじ山２０から完全に抜け落ちる前に、ストップ５１が工具ホルダ背面４８に接触するため、締め付けキー２７は、ねじシャンク２２内のグリップ表面輪郭部分４４から引き離され、そのため、ねじはそれ以上に緩められず、従って、ねじ山２０から抜け落ちない。これによって、固定部材１９の紛失を自動的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】切削インサートが固定状態にある、本発明による工具の側面図である。
【図２】切削インサートが工具ホルダから取り外された状態にある同様な側面図である。
【図３】切削インサートがはめ込まれているが、締め付けられてない状態にある工具ホルダの詳細断面図である。
【図４】切削インサートが締め付け状態にある図３と同様な図である。
【図５】大きく突出したブレードを有する片側切削インサートを備えた工具ホルダを示す図である。
【図６】切削インサートの斜視図である。
【図７】図６の切削インサートの平面図である。
【図８】図６の切削インサートの側面図である。
【図９】図６の切削インサートのブレードの正面図である。
【図１０】切削インサートが締め付け状態にある工具の一部断面で示す平面図である。
【図１１】切削インサートが締め付け解除状態にある工具の一部断面で示す平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  工具
１２  工具ホルダ
１３  切削インサート
１４  シャンク
１５  金属バー
１６  リセス
１７  ストップ面
１９  固定部材
２０  ねじ山
２１  突出部分
２２  ねじシャンク
２４  グリップヘッド
２５  円錐形グリップヘッド表面
２６  内部キー表面
２８  サークリップ
３１  中心軸
３３  円錐形グリップ表面
３６  スロット
３９  ブレード
４０  加工物
４８  工具ホルダ背面
５０  円錐形環状ディスク
５１  ストップ面
【図１】
2005144572.tif 000003
【図２】
2005144572.tif 000004
【図３】
2005144572.tif 000005
【図４】
2005144572.tif 000006
【図５】
2005144572.tif 000007
【図６】
2005144572.tif 000008
【図７】
2005144572.tif 000009
【図８】
2005144572.tif 000010
【図９】
2005144572.tif 000011
【図１０】
2005144572.tif 000012
【図１１】
2005144572.tif 000013