(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面（１７）を有する基体（３）と、クランピングシュー（１３）によって保持されるブレードプレート（１１）とを具備し、切屑を除去しつつ、硬質金属からなる工作物を加工するツールであって、
前記ブレードプレート（１１）の前面（４５）には、前記クランピングシュー（１３）が係合する締付溝（２５）が形成され、前記ブレードプレート（１１）は、先端側に刃（１９）を有し、上から見て三角形に形成されているツールにおいて、
前記締付溝（２５）は、刃（１９）の近くで、前記ブレードプレート（１１）の全幅に亘って、ツールの中心軸（２７）と平行に延び、また、ツール（１）の前記基体（３）は、前記ブレードプレート（１１）の領域で、前記周面（１７）を超えて突出している突出部を有し、この突出部は、前記ブレードプレート（１１）の後面側を支持する支持手段（３９）として用いられ、基体（３）の周面に沿って円弧状に延びていること、を特徴とするツール。
【請求項２】
前記締付溝（２５）は、横断面では、前記ブレードプレート（１１）の前記前面（４５）と約８°乃至約１２°角度を形成する側面を有すること、を特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記締付溝（２５）は、横断面では、前記ブレードプレート（１１）の前記前面（４５）と約１０°角度を形成する側面を有すること、を特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項４】
前記クランピングシュー（１３）は、ほぼ前記締付溝（２５）の長さに対応している幅を有しかつ前記ブレードプレート（１１）の内接円の内側に位置しているクランピングリップ（２３）を有すること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のツール。
【請求項５】
前記ツール（１）の前記基体（３）は、一体的に形成されていること、を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のツール。
【請求項６】
前記クランピングシュー（１３）は、三角柱状に形成されていること、を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載のツール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の、切屑を除去しつつ高力な材料を加工するツールに関する。以下、「高力な材料」という表現は、元来高い強度を有する材料のみならず、特別な加工法によって高い強度及び／又は硬度を有する材料、特に、硬化鋼のような硬化された材料をも意味する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで述べたタイプのツールは知られている。これらのツールは、工作物の表面、特に、高力な材料からなる工作物の孔の表面を加工するために用いられる。切屑を除去するために、工作物、詳しくは加工される表面は導かれてツールのブレードプレートの傍を通過する。それ故に、ブレードプレートは工作物の表面から切屑を除去する。孔の表面を加工する際、工作物は回転され、リーマとも呼ばれる固定式のツールが孔に挿入される。高力な材料を加工する際に、がたつきをもたらす振動がしばしば生じることが、明らかになった。このことによって、工作物の加工された表面は特に良好な表面仕上がり状態を有しない。すなわち、多くの場合に甘受することができない溝及び波形が認められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題はこれらの欠点を有しないツールを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために請求項１に記載のツールは、
周面を有する基体と、クランピングシューによって保持されるブレードプレートとを具備し、切屑を除去しつつ、硬質金属からなる工作物を加工するツールであって、
前記ブレードプレートの前面には、前記クランピングシューが係合する締付溝が形成され、前記ブレードプレートは、先端側に刃を有し、上から見て三角形に形成されているツールにおいて、
前記締付溝は、刃の近くで、前記ブレードプレートの全幅に亘って、ツールの中心軸と平行に延び、また、ツールの前記基体は、前記ブレードプレートの領域で、前記周面を超えて突出している突出部を有し、この突出部は、前記ブレードプレートの後面側を支持する支持手段として用いられ、基体の周面に沿って円弧状に延びていること、を特徴とする。  このような構成を有することにより、クランピングシューはブレードプレートをツールすなわちツールの基体にしっかりと押す。ブレードプレートが締付溝を有することによって、ブレードプレートを、工作物の、振動の少ない加工を可能にする、ツールの所定の位置、そこに取り付けることができることが、保証される。
【０００５】
ツールの基体が支持手段として用いられる突出部を有すること、を特徴とする、ツールの実施の形態は、好ましい。突出部は、ブレードプレートを、ブレードプレートの裏面全体に亘って、すなわちクランピングシューから離隔している側で、支持するように、形成されている。このことは、ブレードプレートが特に確実にツールに保持されて、振動が回避されること、をもたらす。
【０００６】
ツールが一体的に形成されていることを特徴とする、ツールの実施の形態は、特に好ましい。このことはツールの特別な安定性を、従ってまた振動のない使用をもたらす。特にこのことによって、切屑を除去しつつ工作物を加工する際に、がたつきが確実に回避される。他の実施の形態は他の従属請求項から生じる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳述する。図１に示したツール１は、ツール１を工作機械のツール保持具又はアダプタ、中間ピース等に取り付けるために用いられる、シャフト５を備えた基体３を有する。このシャフト５は、基体３の隣接領域よりも小さい直径を有するので、シャフト５を取り囲む平面７が形成される。この平面は、好ましくは環状であり、嵌め込まれた状態では、ツール１が保持手段、例えば中間ピース、アダプタ等に確実に接触しているために、用いられる。
【０００８】
シャフトに反対の側では、基体の領域９が設けられている。この領域の外径は、ツール１の、領域９とシャフト５との間にある部分よりも小さい。領域９には、図で上から見て３角形のブレードプレート１１が設けられている。このブレードプレートは、クランピングシュー(Spannpratze)１３によってツール１の基体３にしっかり取り付けされる。十字１５によって、クランピングシュー１３が締付ねじによって基体３に固定されていることが示唆されている。ブレードプレート１１のほぼ３分の１がツール１の領域９の周面１７から突出しており、最も遠くに突出している領域で、刃１９を有する。ハッチングによって、ここでは、刃１９の領域には、特別な硬度及び耐磨耗性を特徴とするインサート２１が設けられていることができることが示唆されている。このインサートはセラミック、ダイアモンド又はＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）からなることができる。
【０００９】
前記ブレードプレート１１は、刃１９の領域で丸くなっている。ここでは２．２ｍｍ乃至２．７ｍｍの曲率半径が存する。特に約２．５ｍｍの曲率半径が適切であることが認められた。この曲率半径は、ブレードプレートが非常に安定性があり、破損し難くて、特に、高力な材料からからなる工作物が加工されるときに、余り振動を引き起こさないことを特徴とする。刃１９の領域での丸み付けによって、更に、断続的な穴の面の加工の際に刃１９が損傷を受けないことが保証されている。
【００１０】
クランピングシュー１３の、十字１５から離隔した領域は、クランピングリップ２３とも呼ばれており、ブレードプレート１１の、観察者に向いている前面にある。この前面は、クランピングリップ２３との接触領域で、好ましくは連続的な締付溝２５を有する。締付溝２５はブレードプレート１１を形状係合で保持するために用いられる。締付溝を、研磨工程によって、ブレードプレート１１に容易に形成することができる。
【００１１】
締付溝２５は、ツール１の中心軸２７に対し上から見て実質的に平行に延びており、振動の可能性を減少させるために、刃１９の、出来る限り近くに設けられている。締付溝２５とクランピングリップ２３との間の協働によって、ブレードプレート１１が捩れのないようにツール１の基体３に保持されること、が保証されている。このことによって、一度予備設定された切削特性が確実に維持され、がたつき及び振動が回避される。
【００１２】
基体３の領域９は、ブレードプレート１１と反対の側で、加工される孔にツール１を挿入することを容易にする斜面２９を有する。
【００１３】
図１には、基体３に形成された流路３３の流出口３１も示唆されている。流出口は、最後に、ここでは基体３の中心軸線２７に共軸に延びている孔３５に通じている。このことはここでは示されていない。この孔へは、圧力下にある空気が適切な方法で供給され、空気はツール１の作動中に流出口３１から出て、ブレードプレート１１の加工領域から切屑を運び出す。
【００１４】
締付溝２５の領域での、クランピングシュー１３の幅は、クランピングリップ２３が実際にブレードプレート１１の全幅に亘ってブレードプレートの前面に載っているように、選択されていることは、図１の描写から明らかである。従って、ツール１の基体３でのブレードプレート１１の最適な位置決めと、クランピングシュー１３の高い剛性とが保証される。この場合、クランピングリップ２３の適切な構成によって、クランピングシュー１３がブレードプレート１１から横に出ないことも保証される。ここでは、クランピングリップ２３の幅は、クランピングリップがブレードプレート１１の内接円の内側に位置しているように、選択されている。
【００１５】
図２は図１に示したツール１の平面図を示している。それ故に、観察者は、ここでは上からブレードプレート１１を見る。図１を参照して既に説明した部品は、同一の参照符号を有するので、前の説明を参照するよう指示することができる。図２は、基体３とブレードプレート１１との間に中間層３７が設けられていることができること、を示している。この中間層自体は、適切な方法で、例えば、この中間層３７を貫通してツール１の基体３に係合するボルトによって、ツール１の基体３に取り付けられている。中間層３７の輪郭がブレードプレート１１の輪郭に適合されていることは好ましい。従って、ここでは、実質的に３角形の中間層３７が選択されている。中間層の寸法は実際にブレードプレート１１の寸法に対応しているので、このブレードプレートは、刃１９の領域まで、全面に中間層３７に支持されることができる。中間層３７は、ブレードプレート１１と反対の側で、周面１７を越えて突出している支持手段３９によって支持される。この支持手段は、刃１９による工作物の加工の際にブレードプレート１１に導入される力を受け取って、ツール１の基体３に導くこと、を保証する。
【００１６】
図２に示した平面図は、ブレードプレート１１の全幅がツール１の周面１７から突出している訳ではないこと、を示している。ブレードプレート１１の、ツール１の端面４１から離隔した側で、基体３の部分４３がブレードプレート１１から出ていることが、認められる。
【００１７】
図２に示した平面図は、ブレードプレート１１の前面４５が中心軸線２７に対し平行に延びておらず、中心軸線とは、端面４１からシャフト５の方向に開きかつ好ましくは４°乃至８°、特に約６°の範囲にある鋭角を、形成することも示している。この鋭角によって、工作物を加工する際には、種々の振動を最小限に減少するほどの切屑の流れが保証される。図２は、ブレードプレート１１の刃１９が、中心軸線２７と交差する平面上にあること、をも示す。
【００１８】
中心軸線２７の上方では、ブレードプレート１１の領域にかつ左に隣接して、切屑ポケット４７として用いられる開口部が、ツール１の基体３に設けられている。この領域へは、工作物から除去される切屑が入る。クランピングシュー１３が、それが切屑ポケット４７へ突入せず、切屑の排出口を酷く損なわない程に下げて、ツール１の基体３に設けられていることは好ましい。
【００１９】
図1及び２からは、クランピングシュー１３が三角柱状に形成されていることが明らかである。クランピングシューは、十字１５によって示された締付ねじから始まって、鋭角に延びている２つの側面４９及び５１を有する。これらの側面は、クランピングシュー１３を、きつく締めた状態で、ツール１の基体３に捩れのないように固定し、従って、形状係合で保持されたブレードプレート１１の所定の整列を保証するために、用いられる。
【００２０】
図３に示すようにツール１の端面４１を上から見た図では、ツールの複数の部分は除かれている。かくて、クランピングシュー１３のクランピングリップ２３がブレードプレート１１の前面４５に載っていることが、良く認められる。
【００２１】
図３には、２つのねじ部分を有する締付ねじ５３が明瞭に認められる。第1のねじ部分はクランピングシュー１３に係合し、第２のねじ部分はツール１の基体３に係合する。これらのねじ部分が逆方向のねじ山を有するのは好ましい。このことは基本的に知られている。締付ねじ５３は、ブレードプレート１１を確実に基体３に固定するために、想像上の垂直線Ｖに対し鋭角で延びている。ブレードプレートは、図３から明らかな如く、ブレードプレートの刃１９が、垂直線Ｖのように中心軸線２７と交差する想像上の水平線Ｈに接するように、設けられている。平面図は、ブレードプレート１１が、水平線Ｈと一致する平面上に完全には位置していないこと、を示している。ブレードプレートは、むしろ、４°乃至８°、好ましくは約６°の鋭角で傾斜しているので、前面４５は、刃１９を除いて、水平線Ｈの上方に設けられている。この配置も、工作物の加工の際に切屑の最適な運び出しを保証し、がたつき及び振動を回避するために用いられる。
【００２２】
図３からは、支持手段３９が周面１７から半径方向に突出している突出部によって形成されることが明らかである。この突出部は周面１７を覆うようにしてしかも約９０°の範囲に亘って円弧状に延びている。支持手段３９は特に頑丈であり、工作物の加工の際に生じる力を確実にかつ振動なしに基体３に誘導するように形成されている。
【００２３】
中間層３７がねじＳによってツール１の基体３にすなわち支持手段３９の領域に固定されていることが、図３で破線で示されている。中間層３７によって吸収された力は、支持手段３９を介して確実にかつ振動なしに基体３に導入される。
【００２４】
図３に示した縮小図では、締付溝２５は容易に認められない。従って、ここでは、図４に示した拡大詳細図を参照するよう指示する。この拡大詳細図は、図３のように、ブレードプレート１１の正面図を示している。締付溝２５がブレードプレート１１の前面４５に対し傾斜した側面Ｆを有することは重要である。この側面は図４に示した描写では左から右に上がっており、前面４５とは約６°乃至１２°、好ましくは約１０°角度を形成する。この側面Ｆによって、ブレードプレート１１の前面４５に作用する、クランピングシュー１３の力は分配されて、ブレードプレート１１の第1の力の成分はブレードプレート１１を中間層３７及び支持手段３９に押圧して、それ故に、ブレードプレート１１はツール１の基体３に確実に保持される。第２の力の成分はツール１の中心軸線２７の方向に作用するので、ブレードプレート１１は予備設定された位置に回転不能に固定され得る。
【００２５】
ブレードプレート１１の拡大図からは、ブレードプレートが締付溝２５によって実際に弱体化されないことが明らかとなる。ブレードプレート１１は、更に、他の出願では通常の締付ねじ用の貫通孔を有しないので、非常に安定的である。このことは、同様に、工作物の振動の少ない加工をもたらし、寿命を著しく増大させる。
【００２６】
ここでは、ツール１の基体３が一体的に形成されていることをはっきりと指摘しよう。すなわち、シャフト５は、より大きな外径を特徴とする、ツールの中間部分を通って、ブレードプレート１１が取り付けられている縮径された領域９へと移行する。ツール１を一体的に形成することによって保証されるのは、ブレードプレート１１を用いた工作物の加工の際に力を特に少ない振動でツール１の保持手段に導入することができるので、ツールの加工中にがたつき及び振動を極めて確実に回避されることができることである。従って、ブレードプレート１１は非常に安定的であり、工作物の加工の際に非常に振動が少ない。何故ならば、ブレードプレートは、ブレードプレートを貫通するねじによってでなく、クランピングシューによって保持されるからである。
【００２７】
図１乃至４を参照して説明したツール１は、工作物の加工された表面の損傷及び寿命の持続的な短縮をもたらすであろう振動が生じることなく、高力な材料からなる工作物をブレードプレート１１によって加工することを可能にする、特別な構成を特徴とする。種々の措置の協働、すなわち、ツール１の一体的な形成、支持手段３９の上面での、場合によっては中間層３７によるブレードプレート１１の確実な支持、及び支持手段３９が基体３の周面１７から突出しているという事実、最後に、ツール１の基体３においてブレードプレート１１を耐捩り性をもって保持することは、特に、工作物が高力な材料からなるときに、素晴らしい加工結果を生じさせる。加工の際に非常に熱くなるツール１の、ブレードプレート１１の及び加工された工作物の材料特性を酷く損なわないためには、発生する切屑は、冷却剤及び／又は潤滑剤によってではなく、過剰圧力下にあり流出口３１から加工領域へ導かれる空気によって運び出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ツールの側面図を示している。
【図２】図１に示したツールの拡大平面図を示している。
【図３】ツールの正面図を示している。
【図４】ブレードプレートの拡大詳細図を示している。
【符号の説明】
１  ツール
３  基体
１１  ブレードプレート
１３  クランピングシュー
２３  クランピングリップ
２５  締付溝
３９  支持手段
４５  前面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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