(57)【要約】本発明は、ベアリング表面（２４）と嵌合された工具ホルダ（１０）と、前記ベアリング表面（２４）と協働し、それによってインサート（１２）を工具ホルダ（１０）上に位置決めすることができるように設計された底面（４２）と嵌合された、焼結材料製の工具インサート（１２）と、インサートを工具ホルダ上に固定するための手段（１４）とを備える、切削工具に関する。本発明の工具のベアリング表面（２４）および底面（４２）はそれぞれ、前記構造の一方を他方に挿入することができるように相補する形状である、平行に配置された溝群（３２、５６）によって形成された、長手方向に方向付けられた構造を有する。工具ホルダ（１０）を修正することさえもなく、インサート（１２）を工具ホルダ（１０）に堅固に確実に固定するために、前記構造の一方は、長手方向に陥凹を備え、それによって２つの構造の溝（３２、５６）の少なくとも端部が互いに接触する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリング表面（２４）を備える工具ホルダ（１０）と、前記ベアリング表面（２４）と協働してインサート（１２）を工具ホルダ（１０）上に位置決めするように意図された底面（４２）を備える焼結材料製の機械加工インサート（１２）と、インサートを工具ホルダに固定する手段（１４）とを備え、工具内で前記ベアリング表面（２４）および前記底面（４２）がそれぞれ、構造を互いに係合することを可能にするために相補する形状である、互いに平行に配置された溝群（３２、５６）で形成された、長手方向に方向付けられた構造を有する切削工具であって、
前記構造の少なくとも１つが、長手方向に陥凹を有し、それによって２つの構造の溝（３２、５６）の少なくとも端部が互いに接触することを特徴とする工具。
【請求項２】
インサート（１２）の構造が、前記陥凹を有することを特徴とする、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
前記陥凹が、前記構造の長さ（Ｌ）の０．２％程度の撓み（ｆ）によって画定されることを特徴とする、請求項２に記載の工具。
【請求項４】
インサート（１２）および工具ホルダ（１０）がそれぞれ、２つの円筒形の孔（５２、５４）を備え、孔の軸がそれぞれ底面（４２）およびベアリング表面（２４）に対して垂直であり、前記溝に対してアラインメントされていること、および前記固定手段が、２本のねじ（１４）で形成され、それぞれが、インサート（１２）と工具ホルダ（１４）のうちの一方に係合されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の工具。
【請求項５】
ねじ（１４）の頭部（１４ａ）が、円錐形の皿頭タイプであり、インサートが有する孔（５２、５４）が、ねじ頭部（１４ａ）と協働して前記工具ホルダ（１０）上でインサート（１２）を長手方向に位置決めするように設計された円錐形の部分（５２ｂ、５４ｂ）を有することを特徴とする、請求項４に記載の工具。
【請求項６】
前記孔（５２、５４）の軸が、前記底面（４２）の構造の長さ（Ｌ）の半分におよそ等しい量（ｌ）だけ互いに分離され、この構造の中点に関して対称的に配置されていることを特徴とする、請求項４および５のいずれか一項に記載の工具。
【請求項７】
前記インサート（１２）の底面（４２）が、焼結によって直接形成された表面を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿着型切削工具に関する。より具体的には、本発明は、ベアリング表面を備える工具ホルダと、前記ベアリング表面と協働してインサートを工具ホルダ上に位置決めするように意図された底面を備える焼結材料製の機械加工インサートと、インサートを工具ホルダに固定する手段とを備える切削工具に関する。この工具では、ベアリング表面および底面はそれぞれ、互いに係合することを可能にするために相補する形状である、互いに平行に配置された溝群で形成された、長手方向に方向付けられた構造を有する。
【背景技術】
【０００２】
炭化タングステンなどの焼結材料製のインサートは、その物理的特性が影響を受けることなく高温に耐える。したがって、高い切削速度で、かつかなりの通過量で動作することが可能である。これらの材料は、不運なことに、壊れやすく、比較的高価である。このため、工具ホルダは、より弾力性があり、機械加工が容易で、コストが低い、たとえば鋼などの別のタイプの材料から作製される。
【０００３】
インサートは、それらを互いに固定するためにインサート内および工具ホルダ内に作製された孔に係合された１本または２本のねじを用いて、その底面によって工具ホルダのベアリング表面に固定されている。
【０００４】
これらの工具は、できる限り短い時間で維持作業を行うことが必要である工業用生産機械で、よく使用される。このため、工具は、構造を互いに係合することによって、インサートを工具ホルダ上に正確に固定することを可能にする位置決め手段を備える。すなわち、ねじは底面の溝をベアリング表面の溝の中へ押入し、それによってインサートを方向付け、インサートを工具ホルダ内の定位置に保持する。
【０００５】
最適な機械加工状態を保証するために、底面の切削表面は研削されている。所望の精度および所望の表面仕上げを得るために、切削表面の研削が必要である。
【０００６】
底面を研削することによって、インサートを工具ホルダにしっかりと押圧し、工具ホルダが、その溝をその全長にわたってベアリング表面の溝と確実に接触させることが可能になる。焼結によって直接形成されたインサートではこれを保証することができない。完全に機械加工された金型を使用してさえも起こることであるが、焼結作業中インサートがわずかに変形することがある。変形によってインサートが凸状になり、底面の中央部分のみしかベアリング表面と接触しなくなるとき、このことは特に有害である。このような場合、インサートの活動領域の位置決めを保証することができず、ねじの高さ変動による高さ変動が、最初に制限される。
【０００７】
工具が１本のねじのみを有するとき、かなりの振動のリスクがあり、このことによって、切削速度がかなり制限され、インサートの寿命が短縮する。ここで、底面を研削するこの作業は、インサートのコストにかなり貢献する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、このような工具の製造における単純化を可能にすることである。この目的のために、本発明による工具は、構造の少なくとも１つが、長手方向に陥凹を有し、それによって、２つの構造の溝の少なくとも端部が、互いに接触することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ベアリング表面を備える工具ホルダと、前記ベアリング表面と協働してインサートを工具ホルダ上に位置決めするように意図された底面を備える焼結材料製の機械加工インサートと、インサートを工具ホルダに固定する手段とを備え、工具内で前記ベアリング表面および前記底面がそれぞれ、構造を互いに係合することを可能にするために相補する形状である、互いに平行に配置された溝群で形成された、長手方向に方向付けられた構造を有する切削工具であって、前記構造の少なくとも１つが、長手方向に陥凹を有し、それによって２つの構造の溝の少なくとも端部が互いに接触するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
有利には、陥凹を有するのはインサート構造である。この陥凹は、追加の機械加工を行う必要なしに、成形作業中に直接得ることができる。
【００１１】
構造の長さの０．２％程度の撓みによって設計された陥凹が、焼結後の効果を得るために十分であることが実際に見出された。
【００１２】
インサートを工具ホルダに固定するために、これら２つのアイテムはそれぞれ、２つの円筒形の孔を備え、孔の軸は、底面およびベアリング表面にそれぞれ垂直であり、溝に対してアラインメントされている。その後、固定手段が２つのねじで形成され、それぞれがインサート内および工具ホルダ内の孔のうちの１つに係合される。
【００１３】
ねじの頭部は、円錐形の皿頭タイプであり、インサートが有する孔は、ねじ頭部と協働して、インサートを工具ホルダ上で長手方向に位置決めするように設計された、円錐形の部分を有する。
【００１４】
有利には、孔の軸は、底面構造の長さの半分におよそ等しい量だけ互いに離され、底面の中点に関して対称的に配置されている。
【００１５】
その底面が焼結によって直接形成されたインサートを有することによって、粗度がより大きくなり、したがってより高い摩擦係数が得られるため、工具ホルダ上でのその把持力が強化されることが、実用上見出された。
【００１６】
本発明のその他の利点および特徴を、添付の図面を参照にして、以下の説明から明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示す工具は、工具ホルダ１０と、たとえば炭化タングステンなどの焼結材料製のインサート１２と、インサート１２を工具ホルダ１０に固定するための手段として働く、円錐状の皿頭１４ａの付いたねじ１４とを備える。
【００１８】
工具ホルダ１０は、平行六面体の本体１６と、その隅の１つに作製され、受け部１８として働く切欠きを有する本体のフェイス１６ａで形成されている。２つのねじ切りされた穴２０および２２が、ねじ１４を取り込むように意図されており、本体１６を通過して、受け部１８内に出現する。これらは、量ｌだけ離れている。長手方向軸Ａ−Ａが、図１および２に示されており、穴２０および２２の軸と直角に交差している。
【００１９】
受け部１８は、その表面がフェイス１６ａに平行であり、ベアリング表面２４を画定する端部壁面を有する。受け部１８はまた、フェイス１６ａに対して垂直な壁面２６および２８と、壁面２６および２８を分離する溝３０を備える。
【００２０】
ベアリング表面２４は、互いに平行に配置されたその全幅を占める溝群３２で形成された、長手方向に方向付けられた構造を有する。溝群３２は、ベアリング表面２４に垂直な平面に関して対称的に配置され、軸Ａ−Ａを通過する。溝は、二等辺の断面を有し、その頂角はおよそ直角であり、稜線は切り取られている。
【００２１】
壁面２８が、溝３２と連続しており、軸Ａ−Ａと約４５°の角度を成している。この壁面および溝３０の機能を、以下で特定する。
【００２２】
工具ホルダ１０の本体１６は、有利には、たとえば硫黄、マンガンおよび鉛を含む鋼などの工具鋼製であり、当業者に周知の方法を使用して硬化および黒染される。
【００２３】
機械加工インサート１２は、角柱形の全体形状である。より具体的には、インサート１２は、コア３４と、２つのフランジ３６および３８を備える。コア３４は平行六面体状であり、上側フェイス４０、底面４２、２つの横側面４４および４６および２つの端部側面４８および５０を有する。フランジ３６および３８は、端部側面４８および５０にそれぞれ固定され、そこから延びている。
【００２４】
コア３４は、２つの孔２０および２２を離隔する距離に等しい量ｌだけ互いに離隔された２つの孔５２および５４が開けられており、その軸は、フェイス４０および底面４２に対して垂直である。孔５２および５４は、文字ａとｂによってそれぞれ識別される円筒形の部分と円錐形の部分を有し、円錐形の部分ｂは、上側フェイス４０へ開いている。図面を理解しやすくするために、孔５２および５４の軸に平行であり、それらの中間に配置された軸Ｂ−Ｂが示されている。
【００２５】
フランジ３６および３８、より具体的にはそれらの刃形の端部３６ａおよび３８ａは、インサート１２の活動部分を構成している。これらは、これから行う予定の機械加工作業によって指示された精度でその形状を画定するために、一般に研削作業を受ける。
【００２６】
一般に、２つのフランジ３６および３８は同一であり、このことは、インサート１２が、軸Ｂ−Ｂに関して対称的な構造を有することを意味している。インサートは、受け部１８内に配置されたとき、フランジ３６が工具ホルダ１０から突き出るような寸法にされている。そのカッティング・エッジ３６ａは、そのとき加工物内に係合することができる。フランジ３８は、それと対照的に、受け部１８の内部に配置され、そのカッティング・エッジ３８ａは、工具ホルダ１０と接触することなく溝３０内に配置される。カッティング・エッジはこのようにして保護される。
【００２７】
フランジ３６のカッティング・エッジ３６ａが磨耗したとき、ねじ１４を取り外し、インサート１２を軸Ｂ−Ｂの回りに１８０°回転させて、フランジ３８をフランジ３６と交換し、ねじ１４を再び嵌め込むだけでよい。カッティング・エッジ３８ａが、その後機能する。
【００２８】
インサート１２を工具ホルダ１０上に位置決めするために、底面４２は、溝群３２を相補する形状である互いに平行な溝群５６で形成された、それによって互いに係合する長手方向に方向付けられた構造を有する。そのとき、ねじ１４は、それぞれ、孔２０および５２、２２および５４内に係合することができる。ねじ１４の皿頭１４ａは、孔５２および５４の円錐形部分５２ｂおよび５４ｂと協働し、このことによって、インサート１２の長手方向の位置決めが保証され、インサート１２と工具ホルダ１０の間の剛性の接続が提供される。
【００２９】
図３を見ればわかるように、溝群５６によって形成された構造が、Ｂ−Ｂに関して対称的に分布する、およそ２ｌに等しい長さＬにわたって延びている。この構造は、凹型の形状を有し、その撓みｆは、図面を見やすくするために誇張されているが、０．００２Ｌ程度である。したがって、Ｌが２０ｍｍに等しい工具では、撓みは、有利には０．０４ｍｍであり、これは、焼結によって保証することができる平面度の精度におよそ対応する。すなわち、実際には、撓みは、０から０．０８ｍｍの間である。このようにして、インサート１２を工具ホルダ１０上で完全に保持することを保証することが可能である。
【００３０】
図２は、インサートが公差幅で許される最大の陥凹を有する場合、溝３２が溝５６とどのように接触しているかを示している。接触領域５８はハッチングされている。この図では、インサートは点線で示されている。これらの領域５８が、溝３２の端部から、孔２０および２２の軸の他方の側にまで延びていることがわかる。すなわち、ねじ１４は、インサート１２が工具ホルダ１０と接触している領域に、その固定力を加える。このような構成は、インサート１２を破壊する原因となり得るインサート１２内での過度の引張力を避けるため、１本の中央ねじを使用するよりも有利である。インサートが極めて肉厚であるとき、この問題は生じない。
【００３１】
このような形状では、インサート１２の底面４２を研削することはもはや必要ない。その結果、この底面４２は、焼結によって直接形成された表面を有する。このような表面が、研削された表面よりも顕著に高い摩擦係数を有することが、経験により示されている。その結果、インサート１２がその底面４２の表面全体にわたってベアリング表面２４と接触していないにもかかわらず、工具の剛性は、底面が研削されたインサートで得られる剛性よりも必ずしも大きいわけではないが、少なくとも等しい。
【００３２】
陥凹は、インサート１２上ではなく工具ホルダ１０上にも等しく作製することができる。そのとき、その底面はおよそ平面状である。しかし、このことは、工具ホルダ１０を製造するとき、より複雑な機械加工を伴い、溝軍を形成するミリング・カッタは、直線よりもむしろ円弧状に運動しなければならない。
【００３３】
ベアリング表面２４および底面４２の両方を凹状にすることさえも可能であり、そのとき撓みｆはそれら２つの間で分散される。
【００３４】
上記に示した説明は、旋削で使用する工具のような旋盤工具に関する。言うまでもなく、他のタイプの旋盤工具または旋削カッタに同一の原理を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による工具の分解図である。
【図２】接触領域を示す、実線での工具ホルダ、および点線でのインサートを示す図である。
【図３】離されて示された、工具ホルダおよびインサートの側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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