(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサートホルダ（１；１０１；２０１；３０１）と、切削加工用切削インサート（３；１０３；２０３；３０３）と、前記切削インサート（３；１０３；２０３；３０３）をインサートホルダ（１；１０１；２０１；３０１）のインサート座（７；１０７；２０７；３０７）へ固定するための固定用部材（５；１０５；２０５；３０５）とを具備する、切削加工用工具であって、
切削インサート（３；１０３；２０３；３０３）は雄型部分（９；１０９；２０９；３０９）を有しており、前記雄型部分（９；１０９；２０９；３０９）は第一接触平面（１２；１１２；２１２；３１２）が配置されているフィンガ（１０；１１０；２１０；３１０）を具備しており、
インサート座（７；１０７；２０７；３０７）は、第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）が配置されている若干数の可撓性部分（１３；１１３；２１３；３１３）を有しており、
切削インサート（３；１０３；２０３；３０３）がインサート座（７；１０７；２０７；３０７）に装着されたとき、第一接触平面（１２；１１２；２１２；３１２）が第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）に接触する、切削加工用工具において、
前記可撓性部分（１３；１１３；２１３；３１３）が、該可撓性部分（１３；１１３；２１３；３１３）の底面に一つ以上のノッチ（１４；１１４；２１４；３１４）を有する前記インサート座（７；１０７；２０７；３０７）によって得られることを特徴とする、切削加工用工具。
【請求項２】
一つの同じフィンガ（１０；１１０；２１０；３１０）に配置されている第一接触平面（１２；１１２；２１２；３１２）が、切削インサート（３；１０３；２０３；３０３）の切削ボディ（４；１０４；２０４；３０４）からの方向で互いの方に集束することを特徴とする、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
インサート座（７；１０７；２０７；３０７）の第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）が、ペアになって互いに対向して配置されていることと、第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）のこれらのペアが、インサートホルダ（１；１０１；２０１；３０１）の中への方向で互いの方に集束していることとを特徴とする、請求項１または２に記載の工具。
【請求項４】
第一接触平面（１２；１１２；２１２；３１２）及び第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）の両方が、工具の中心軸（Ｃ−Ｃ）に沿った拡がりを有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の工具。
【請求項５】
インサート座が交換可能要素（３０７）からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の工具。
【請求項６】
切削加工用切削インサート（３；１０３；２０３；３０３）の受け入れのためのインサート座（７；１０７；２０７；３０７）を具備するインサートホルダ（１；１０１；２０１；３０１）であって、前記インサート座（７；１０７；２０７；３０７）が、若干数の可撓性部分（１３；１１３；２１３；３１３）と、前記可撓性部分（１３；１１３；２１３；３１３）に配置されている第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）とを有しており、
前記可撓性部分（１３；１１３；２１３；３１３）が、該可撓性部分（１３；１１３；２１３；３１３）の底面に一つ以上のノッチ（１４；１１４；２１４；３１４）を有する前記インサート座（７；１０７；２０７；３０７）によって得られること、
インサート座（７；１０７；２０７；３０７）の第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）が、ペアになって互いに対向して配置されていること、及び
第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）のこれらのペアが、該インサートホルダ（１；１０１；２０１；３０１）の中への方向で互いの方に集束していること、を特徴とするインサートホルダ（１；１０１；２０１；３０１）。
【請求項７】
第二接触平面（１６；１１６；２１６；３１６）が、工具の中心軸（Ｃ−Ｃ）に沿った拡がりを有していることを特徴とする、請求項６に記載のインサートホルダ。
【請求項８】
インサート座が交換可能要素（３０７）からなることを特徴とする、請求項６または７に記載のインサートホルダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工用の工具に関するものであり、この工具は、インサートホルダ、切削加工用の切削インサート、及びインサートホルダのインサート座の中に切削インサートを固定するための部材を具備している。本発明は、切削インサートにも単独で、又インサートホルダにも単独で関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
工具カップリングは、既に特許文献１から公知であり、上記文献で明らかにされた前文による切削加工用工具は、その文書で開示された実施例により以前から公知である。その結果、工具に含まれる切削加工用切削インサートも、既に公知であり、又工具に含まれるインサートホルダも既に公知である。切削加工用切削インサートは、その底部側に雄型部分を有しており、そしてインサートホルダが雄型部分に対応する雌型部分を有している。雄型部分は、軸方向と半径方向の両方向に拡がりを有する若干数の歯を具備している。雌型部分は若干数の凹部を具備していて、前記凹部は、雄型部分の歯を受け入れるように作られている。雄型部分と雌型部分は一般的に円錐状である。
【０００３】
【特許文献１】
国際公開第０１／８７５２３号パンフレット
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、上で明らかにされた種類の工具はもとより、工具に含まれる切削インサート、及び工具に含まれるインサートホルダも提供することであり、それによって切削インサートの、インサートホルダへの固定が非常に堅固になるはずである。これに関連して、切削インサートが、変化し易くて様々な方向から作用する力に耐えられることと、実際の作業状況中に生じる温度変化によって固定が実質的に影響されないこととが重要である。
【０００５】
本発明の別の目的は、材質の特性が最適に利用されるそのような材質をインサートホルダ及び切削インサートに使用することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の少なくとも主要な目的は、独立請求項１で規定された特徴を示す、上で明確にされた種類の工具によって実現される。他の独立請求項は、切削加工用切削インサートの特徴と、インサートホルダの特徴とを規定している。工具、切削インサート、及びインサートホルダの好適な実施例は従属請求項で規定されている。
【０００７】
本発明のいくつかの実施例が、添付図を参照しながら説明される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明による工具の分解図が示されている。このように工具は、インサートホルダ１、切削加工用切削インサート３、及び切削インサート３をインサートホルダ１のインサート座７に固定するための、固定ねじ５の形をした固定用部材を具備している。固定ねじ５は円錐頭６を有している。固定ねじ５と、切削インサート３と、インサート座７との共通中心軸が、図１にＣ−Ｃで示されている。
【０００９】
図１及び図２で見られるように、切削加工用切削インサート３は、固定ねじ５を受け入れるための貫通第一穴２をもっている。切削インサート３は、その底面に雄型部分９を備えており、前記雄型部分９は切削インサート３の切削ボディ４と一体に形作られている。雄型部分９は、切削インサート３の中心から放射状に延びる数個のフィンガ１０を具備しており、実施例で示されるフィンガ１０の数は六である。若干数の第一凹部１１が、フィンガ１０の間に形成され、第一凹部１１も雄型部分９に含まれる。フィンガ１０及び第一凹部１１は、中心軸Ｃ−Ｃの縦方向に若干の軸方向の伸長をもっている。第一接触平面１２が、隣接する第一凹部１１への移行部において、フィンガ１０に形作られており、従って前記第一平坦接触面１２は、中心軸Ｃ−Ｃに対して概ね半径方向と軸方向の両方向の拡がりを有する面に存在する。図示された実施例では、雄型部分９の各々のフィンガ１０は、通常は切削ボディ４からの方向に先細になっており、一つの同じフィンガ１０に設けられた第一平坦接触面１２は、切削ボディ４からの方向で互いに向かって集束している。相応して、各々の第一凹部１１は、切削ボディ４からの方向で概ね拡大する形状を有している。
【００１０】
図３に詳細が示されたインサート座７は、インサート座７の中心の方に延びる若干数の可撓性部分１３を具備しており、この可撓性部分１３は、インサート座７の中に形作られたノッチ１４を有する、可撓性部分１３の底面によって画成されている（特に図５と７を参照のこと）。可撓性部分１３は合計で六になる。可撓性部分１３の間に、若干数の第二凹部１５が形成されており、この第二凹部１５も合計で六になる。可撓性部分１３は、その自由端の領域に第二接触平面１６を備えており、この第二接触平面１６は、可撓性部分１３の概ね放射状の拡がりを有する部分に配置されている。可撓性部分１３と第二凹部１５とは、中心軸Ｃ−Ｃの縦方向に、軸方向のいくらかの拡がりを有しているが、そのためにフィンガ１０と可撓性部分１３との軸方向の拡がりが等しくある必要はない。
【００１１】
通常、第二凹部１５は、インサート座７の中への方向で次第に狭くなる形状を有しており、また可撓性部分１３と第二凹部１５との間の移行部に隣接して、対向したペアとして配置されている第二接触平面１６は、インサート座７の中への方向で互いの方に集束している。
【００１２】
インサート座７は、固定ねじ５の雄ねじ部分を受け入れることが意図されている雌ねじの第二穴１７も備えている。
【００１３】
切削インサート３をインサートホルダ１へ取り付ける際に、切削インサート３の雄型部分９は、インサート座７の中に受け入れられるようにもってこられ、雄型部分９のフィンガ１０が、インサート座７の第二凹部１５に受け入れられる。これに関連して、第一接触平面１２及び第二接触平面１６は、切削インサート３がインサート座７に取り付けられたとき、第一接触平面１２及び第二接触平面１６が互いに接触するような方法で配置される。ここで固定ねじ５が切削インサート３の第一穴２に導入されて、固定ねじ５の雄ねじ部分が、インサートホルダ１の雌ねじの第二穴１７に受け入れられる。固定ねじ５の締め付けの際に、固定ねじ５の円錐頭６が、切削インサート３の円錐接触面８に接触するようになる（図７参照）。固定ねじ５を継続して締め付けると、切削インサート３は、軸方向力Ｆの作用を受けるようになり、前記軸方向力Ｆは、切削インサート３をインサート座７の方への方向に移動させる。フィンガ１０の先細の形状と、第二凹部１５の相互に作用する拡大する形状とによって、第一接触平面１２及び第二接触平面１６はそれぞれ相互に接触するようになる。切削インサート３の、インサート座７の方への方向への移動は、フィンガ１０も同じ方向に移動されることを意味する。第一接触平面１２と第二接触平面１６との相互の接触は、可撓性部分１３が、同じ、即ち第二穴１７の方への方向で、変位／たわみを与えられることも必然的に伴う。可撓性部分１３のこの変位は、可撓性部分１３に確実な可撓性を与えるノッチ１４によって可能にされる。可撓性部分１３のたわみは図７に示されており、そこでたわみは、角度αによって表され、前記αは、可撓性部分１３の上面が、第二凹部１５の半径方向外側に接触面１８と成す角度である。実際には、０°３０′＜α＜１２°である。図７に見られるように、切削インサート３の底面は接触面１８に接触し、このことが、第一接触平面１２と第二接触平面１６との相互の接触と協働して、切削インサート３のインサートホルダ１における非常に良好な固定を保証する。
【００１４】
図８に示される本発明による工具の第一代替実施例では、工具がインサートホルダ１０１と、切削加工用の三角形の切削インサート１０３と、切削インサート１０３をインサートホルダ１０１のインサート座１０７に固定するための固定用部材１０５とを具備している。この実施例における固定用部材１０５は、クランプ１２０と固定ねじ１２１とを具備しており、クランプ１２０はインサートホルダ１０１に対して固定ねじ１２１によって固定され、前記固定ねじ１２１は、クランプ１２０の貫通第三穴１２２と、インサートホルダ１０１の第四ねじ穴１２３との中に受け入れられる。
【００１５】
図８に見られるように、切削インサート１０３は雄型部分１０９を具備しており、この雄型部分１０９は切削インサート１０３の底面に付与されている。図示された実施例では、雄型部分１０９は三つのフィンガ１１０を具備しており、フィンガ１１０は、それら自身の間に全てのフィンガ１１０に関して好適に等しく大きい角度を形成している。中心軸Ｃ−Ｃに対して半径方向と軸方向の両方向に拡がりを有するフィンガ１１０の境界面に第一接触平面１１２が設けられている。フィンガ１１０は、切削ボディ１０４からの方向に概ね先細りの形状のものである。このことは、一つの同じフィンガ１１０に配置された第一接触平面１１２は、平行ではないが、切削ボディ１０４からの方向で互いの方に集束しているということを意味している。
【００１６】
インサート座１０７は、若干数の可撓性部分１１３を具備しており、前記可撓性部分１１３は、この部分１１３の底面側に形作られたノッチ１１４により画成されていて、該ノッチは、前述のノッチ１４と基本的には同様の構造のものである。可撓性部分１１３は合計で三になる。可撓性部分１１３の間に、若干数の第二凹部１１５が形成されており、前記第二凹部１１５も合計で三になる。可撓性部分１１３と第二凹部１１５との間の移行部に第二接触平面１１６が設けられていて、この第二接触平面１１６は従って、インサート座１０７の中心軸Ｃ−Ｃに対して半径方向と軸方向の両方向の拡がりを通常は有している可撓性部分１１３の一部に配置されている。第二接触平面１１６は、通常互いに対向してペアになっており、前記対向している第二接触平面１１６は、互いに平行ではないが、インサートホルダ１０１の中への方向で互いの方に集束している。可撓性部分１１３及び第二凹部１１５は、中心軸Ｃ−Ｃに対する軸方向にいくらかの拡がりを有しているが、そのためにフィンガ１１０及び可撓性部分１１３の軸方向の拡がりが等しい必要はない。
【００１７】
切削インサート１０３の、インサート座１０７への装着において（図９参照）、フィンガ１１０は第二凹部１１５の中に受け入れられ、それによって雄型部分１０９の第一接触平面１１２がインサート座１０７の第二接触平面１１６に接触するようになる。前記接触平面１１２と１１６との間に接触が確立される理由は、前記接触平面１１２と１１６とが同一方向に集束しているからである。インサートホルダ１０１に切削インサート１０３をクランプする際、これは、クランプ１２０と固定ねじ１２１とを具備する固定用部材１０５を使って実行される。これに関連して、一体化された雄型部分１０９を持った切削インサート１０３は、インサート座１０７へ更に押し込まれて、接触平面１１２と１１６との間の接触圧力が増大する。切削インサート１０３に作用するクランプ力が十分大きい場合、可撓性部分１１３の変位／たわみが、図１〜７による実施例に関して前述された様態と同じ様態で生じる。これに関連して、切削インサート１０３の底面がインサートホルダ１０１に接触するようになって、切削インサート１０３の非常に良好な固定が得られる。
【００１８】
図１０及び１１に示された本発明による工具の第二代替実施例において、工具に含まれる切削インサート２０３が、その底面に雄型部分２０９を備えているのが見られ、前記雄型部分２０９が、正反対に配置された二つのフィンガ２１０と概ね円形の中央部分２２５とを具備している。図示された実施例において、フィンガ２１０及び中央部分２２５は切削ボディ２０４と一体で作られている。更にフィンガ２１０及び中央部分２２５は相互に一体で形作られている。切削インサート２０３は中央貫通第一穴２０２を有している。一般的に、中心軸Ｃ−Ｃに対する半径方向と軸方向の両方向に拡がりを有している、フィンガ２１０の境界面に第一接触平面２１２が設けられている。フィンガ２１０は、通常切削ボディ２０４からの方向で先細りの形をしているものである。このことは、一つの同じフィンガ２１０に設けられた第一接触平面２１２は、平行ではないが、切削ボディ２０４からの方向で互いの方に集束していることを意味している。更に図１０及び１１による実施例では、第三接触面２２６が、中心軸Ｃ−Ｃに対して軸方向と半径方向の両方向の拡がりを有する中央部分２２５の境界面に設けられている。前記第三接触面２２６は、中心軸Ｃ−Ｃに関して正反対にペアで配置されていて、切削ボディ２０４からの方向でペアになって互いの方に集束している。第三接触面２２６は、平面ではないが、中央部分２２５の形状をしており、換言するとそれらは湾曲している。
【００１９】
インサート座２０７が、正反対に配置された二つの第二凹部２１５と、正反対に配置された二つの第三凹部２３０とを具備しており、前記第二凹部２１５はフィンガ２１０を受け入れることが意図されていて、前記第三凹部２３０は切削インサート２０３の中央部分２２５の一部を受け入れることが意図されている。凹部２１５と２３０との間に、インサート座２０７は若干数の可撓性部分２１３をもっており、前記可撓性部分２１３は、若干数のノッチ２１４をもつインサート座２０７によって画成されている。可撓性部分２１３の自由端、即ち中心軸Ｃ−Ｃに対しての直交方向と軸方向の両方の拡がりの面に、若干数の第二接触面２１６及び第四接触面２１７がそれぞれ配置されている。第二接触面２１６は平面であり、そして第二凹部２１５においてペアになって互いに概ね対向していて、それによって前記対向している平らな第二接触面２１６は、互いに平行ではないが、インサートホルダ２０１の中への方向で互いの方に集束している。第四接触面２１７はインサート座２０７の中央領域に配置されている。前記第四接触面２１７は、平面ではないが、それらが前記第三接触面２２６と相互に作用するように、第三接触面２２６に合うような形状を有している。
【００２０】
切削インサート２０３をインサート座２０７に装着する際（図１１参照）、フィンガ２１０は第二凹部２１５の中に受け入れられ、また中央部分２２５の一部が第三凹部２３０に受け入れられる。その結果雄型部分２０９の、第一接触平面２１２及び第三接触面２２６が、インサート座２０７の、第二接触面２１６及び第四接触面２１７にそれぞれ接触するようになる。基本的に前記接触面間の相互作用は、前述の実施例に関して前述された様態と同じ様態で生じる。この相互作用の結果として、可撓性部分２１３の変位／たわみが、図１〜９による実施例に関して記載された様態と同様に生じる。これに関連して、切削インサート２０３の底面は２０１に接触するようになり、そして切削インサート２０３の非常に良好な固定が得られる。
【００２１】
図１２に示された本発明による工具の第三代替実施例において、インサート座３０７は、交換可能ユニットの形を有しており、また概ね円筒状の外面を有している。交換可能ユニット３０７は、インサートホルダ３０１に装着でき、又インサートホルダ３０１から取り外せる。図１２による実施例では、このことは止めピン３３１により実現され、前記止めピン３３１は、インサートホルダ３０１の第五穴３３２の中に差し込まれて、交換可能ユニット３０７の周縁部で溝３３３と相互に作用する。図１３では、交換可能ユニット３０７と止めピン３３１とがどのように方向を定められるかが、インサートホルダ３０１に装着されるべき交換可能ユニット３０７に関連して示されている。切削インサート３０３の雄型部分３０９は、基本的に切削インサート３の雄型部分９と同様の構造を有しているが、雄型部分３０９はより多くのフィンガ３１０を具備している。インサート座／交換可能ユニット３０７については、これは、インサートホルダ１のインサート座７と基本的に同じ構造のものであるが、交換可能ユニット３０７は、より多くの可撓性部分３１３を具備している。図１２及び１３による工具の機能については、それは、図１〜７による工具の機能に基本的に同じであるので、本明細書の該当する部分の記載が参照される。
【００２２】
本発明の実行可能な修正
好適な実施例によると、上述の工具に包含される切削インサート３；１０３；２０３；３０３の雄型部分９；１０９；２０９；３０９は、切削インサートと同じ材料、即ち通常は超硬合金から作られている。このことは、雄型部分９；１０９；２０９；３０９が基本的に圧縮ひずみのみを受けるので、妥当なことである。しかしながら、本発明の範囲のなかで、雄型部分９；１０９；２０９；３０９が切削ボディ４；１０４；２０４；３０４とは異なる材料から作られて、雄型部分９；１０９；２０９；３０９と切削ボディ４；１０４；２０４；３０４とが適切な様態で相互に連結されることも考えることができる。
【００２３】
通常、上述の実施例全てに関して、雄型部分９；１０９；２０９；３０９の軸方向の拡がりは、可撓性部分１３；１１３；２１３；３１３の軸方向の拡がりと同じである必要はない。
【００２４】
雄型部分のフィンガ１０；１１０；２１０；３１０の形状と第二凹部１５；１１５；２１５については、これらは相互に相補的である必要はない。第一接触平面１２；１１２；２１２；３１２と第二接触平面１６；１１６；２１６；３１６とが、切削インサート３；１０３；２０３；３０３がインサート座７；１０７；２０７；３０７に装着されたとき、前記接触平面の間に接触が確立されるように、相互に方向を定められれば十分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による工具の分解斜視図である。
【図２】図２は、工具の中に含まれた切削加工用切削インサートの下からの斜視図である。
【図３】図３は、本発明による工具に含まれるインサートホルダのインサート座の上からの斜視図である。
【図４】図４は、図３によるインサート座の平面図である。
【図５】図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図６は、切削インサートがインサートホルダの中に収められたところの工具の一部の平面図である。
【図７】図７は、図６のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図８は、本発明による工具の第一代替実施例の分解斜視図である。
【図９】図９は、切削インサートがインサートホルダに装着されたときの、図８による工具の斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明による工具の第二代替実施例の分解斜視図である。
【図１１】図１１は、切削インサートがインサートホルダに装着されたときの、図１０による工具の斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明による工具の第三代替実施例の分解斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２のよる工具の分解斜視図であり、工具に含まれる部品が装着姿勢で方向を合わせられている図である。
【符号の説明】
１…インサートホルダ
３…切削インサート
４…切削ボディ
７…インサート座
９…雄型部分
１０…フィンガ
１２…第一接触平面
１３…可撓性部分
１４…ノッチ
１６…第二接触平面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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