JP4116549B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

本発明は切削工具に関し、特にドリルホールを形成するために、工具ホルダーに工具を固定するための取付部分と、工具ホルダーから離れて取付部分の側面に隣接し且つ取付部分に対して断面が先細りになるネック部分と、ネック部分の方向において、その表面に隣接する切削刃を先端に備えた一体の切削部分とを有している。

本発明と比較しうる切削工具は、EP-B-0 385 280に開示されている。そこに開示された解決手段は、例えば、ドリルホール壁に周方向の溝を切削する目的や、仕上げ旋盤によっドリルホール壁を正確に機械加工する目的や、ボアホール等にねじ切りする目的のために、ドリルホールの内表面を機械加工するための内面カッターに関する。

工具の切削刃は、ドリルホールの内部の壁を機械加工する際の切削中に半径方向に移動する。加工プロセスにおいて、切削刃は、半径方向に平行に伸びる各直径方向の平面内において、可能な限り最大限正確に位置決めしなければならない。このように正確に位置決めされた切削刃のみによって、最適のクリアランス角度が得られる。直径方向の平面から切削刃が離間すると、工具の振動のように、金属除去において好ましくない結果を招くクリアランス角度になる。

そのため、荷重が工具に付加されるとき、工具ホルダーの中の工具には非常に正確な回転位置が確保されなければならず、工具の位置は容易に感知できる程度に変化してはいけない。このように、切削刃と直径方向の平面との間の距離は機械加工される小さな直径のドリルホールの場合は特に重要である。ゼロから僅かにその距離が変化しても、クリアランス角度は大きく変化する。

そのような事態を防ぐために、ヨーロッパの先行文献に開示された切削工具は、少なくともある程度まで互いに収束する取付表面をその取付部分に有している。切削工具は、取付表面によって旋盤のような加工機械に固定することができる。それによって、工具ホルダーの対応する接触表面に接触する表面がもたらされる。

開示された把持工具の正確に特定された回転位置に関する型閉鎖手段によって、工具ホルダーに対する切削工具の回転位置は、取付表面を付加することで、容器の孔を半径方向に拡大する動作を確実にするので、この取付手段の作用によって、工具ホルダーの台座凹部が半径方向に拡張したり、把持工具の軸成分が半径方向に突出するということはなく、切削工具を半径方向に正確に突出させて、切削工具が接触する表面を半径方向に拡張し、荷重が工具に付加されるとき、直径方向の平面に対して垂直の方向に切削位置が変化するということは防止される。

極めて小さな直径のドリルホールを機械加工できることを可能にするために、一ピースの把持工具を形成するのに有利な解決手段が示されている。把持工具が切削用合金からなる場合、切削用合金の大きな弾性係数のために、比較的高い荷重のもとに置かれても、切削刃は正確に最初の位置に留まるので、切削目的に対する多くの利点が得られ、荷重が付加されても、直径方向の平面に対する切削位置の変化は事実上なくなる。

しかしながら、０．７mmのように、１ミリメートル未満の極めて小さな直径のドリルホールが機械加工されるとき、開示された手段にも関わらず、開示された切削工具では、その加工限界に接近していることが分かった。有利な工具保持手段、工具の集合配置、および切削用合金材料を使用するという条件にも関わらず、開示された手段では、所望の機械加工特性を有する１mm未満の直径の孔を加工することはできない。

EP-A-0 947 267は、ねじ接続によって３つの切削刃を有するプレートが固定されたホルダーを備えた一般的な工具を開示している。切削工具が据え付けられるホルダーの自由端は、補強リブが形成される凹部を有している。凹部を形成するために切り欠かれることによってホルダー部分が減少するにも関わらず、そのような補強リブは機械加工中の機械加工特性に有害である振動を吸収し、ホルダーを補強する。ホルダーの端部に３つの切削刃を有するプレートを水平方向で使用し、且つネジ接続によって固定されるために、機械加工刃の誤調整が生じるかもしれない。さらに、開示された解決手段の形状が非常に大きいので、極めて小さい直径のドリルホールに適用することはできない。

以上のような従来技術に鑑みて、本発明の目的は、切削工具の利点を保持しつつ、高品質基準を維持しつつ、１mmよりかなり小さいような極めて小さな直径のドリルホールを機械加工することを可能にするために、従来の切削工具を改良した、改良切削工具を提供することにある。

請求項１記載の特徴を組み合わせることによって、この目的は達成される。

高度の補強が切削工具のネック部分のために成し遂げられ、且つその自由端に装着された切削刃を有する切削部分は、請求項１の前文に記載されているように、保持部分が、切削刃の平面に対して横方向に伸びている補強リブのような２つの補強部分を有し、補強リブは切削部分の方向において収束するように先細りであり、補強リブは保持部分において互いに完全に向き合って位置し、補強リブはシャンク部分へと移り変わる位置で幅が最大である。

一般的に設計されたリテーナーの場合、切削部分の補強リブは、切削部分へ導入された機械加工力を保持部分経由でシャンク部分へ吸収し、その後、機械に組み込まれた把持部分で吸収する。特に、本発明の補強リブは、機械加工中に切削部分で生じる振動を抑制し、また、切削部分を所望の機械加工平面に正確に保持する。本発明の補強リブは、切削刃を有する切削部分の平面に対して垂直に伸びているので、構造上のスペースをほとんど占めず、本発明の補強リブは収束するように配置されているために、小さな直径のドリルホールでさえ、切削部分が係合することが可能になる。

本発明の補強リブは、好ましくは、研削プロセスによってネック部分から得られ、且つ本発明の補強リブは、切削部分の方向において異なる曲率半径の好ましくは凹面状である２つの異なる研削パターンを常に有することにより、非常に高い支持力が切削部分のために得られ、そして、本発明の補強リブのために必要な構造上のスペースは適正化される。その結果、高硬度が幾何学的に小さな補強リブで達成され、さらに、その直径が１mm未満、特にその直径が０．７mmのものを機械加工するためにドリルホールで切削部分が係合することが可能にする。

本発明の切削工具の他の有利な実施形態は、追加の従属する請求項に記載されている。

本発明の有利な実施形態は、非常に拡大した図形の中に例示されており、典型的な実施形態に関して下記に詳細に記述する。

図面で示された切削工具は、孔直径１mm未満、好ましくは０．７mmであるドリルホールを形成するために使用される。

切削工具は、工具ホルダー（図示せず）の中に工具を固定するために取付部分１０を備えている。例えば、本出願人に対して特許された欧州特許EP-0 385 280に記載されているような工具ホルダーが使用できる。工具ホルダーから離間している取付部分１０の側面はネック部分１２に隣接しており、ネック部分１２は取付部分１０に対して先細りであり、そのようなネック部分１２は、ネック部分１２の方向において切削部分１４の表面１８に隣接する切削刃１６を外端部に備えた切削部分１４と一体である。工具による機械加工の方向は、図１〜３において、矢印Ｘで示されている。

特に、図２に示されるように、ネック部分１２は、切削刃１６を有する平面に沿って、その平面を横切るように伸びる２つの補強リブ２０と２２の形状をしている２つの補強部分を有している。２つの補強リブ２０、２２は、切削部分１４の方向において収束するように先細りになっている。さらに、２つの補強リブ２０、２２は、特に切削工具の長軸２４に関して、ネック部分１２において互いに完全に向き合って位置している。ネック部分１２は、多かれ少なかれ、長軸２４のまわりにおいて回転対称となるように伸び、また、２つの補強リブ２０、２２はネック部分１２に沿って長軸２４の両側に翼のように伸びる。さらに、補強リブ２０、２２は、切削工具のシャンクまたはシャンク部分と呼ばれる取付部分１０へと移り変わる位置で幅が最大である。

切削工具の他の幾何学的な形状と同様に、２つの補強リブ２０、２２は研削プロセスによって特に得られ、ネック部分１２から得られた補強リブ２０、２２は、各々、切削部分１４の方向において異なる曲率半径の好ましくは凹面状である２つの異なる研削パターンを示す。切削刃１６に高度の係合深さを確保するために、２つの補強リブ２０、２２に選択された研削パターンは、取付部分１０の方向よりも切削刃１６の方向において大きく湾曲している。

機械加工の方向Ｘにおいて、端部に位置している切削部分１４の自由表面２６は、垂直から角度Ａだけ、好ましくは５゜だけ後方へ傾斜している（図２参照）。切削部分の自由表面２６が角度Ｂだけ、好ましくは８゜だけ後方へ傾斜している（図３参照）。さらに、図２に示すように、表面１８は、特に、取付部分またはシャンク部分１０の方向に、水平から角度Ｃだけ、好ましくは５゜だけ後方へ傾斜している。さらに、切削刃１６は、機械加工の方向Ｘにおいて機械加工の方向Ｘと平行に伸びる支持表面２８（図２、図３参照）に自由端が移り変わり、支持表面２８の外周面は超過量Ｅだけネック部分１２を越えて突出している。従って、超過量Ｅの分だけ、支持表面および切削刃はネック部分１２に対して一種のフック工具を形成する。

図１および図４の例は、取付部分１０が、取付部分１０の底部３２の方向において互いに収束し、半円の屋根形状３６へと変化する２つの取付表面３０を本質的に有していることを示す。このように、詳細に示されない調節ねじによって取付部分の対応する台座に取付部分１０を固定することもできる。このような取付部分は、EP-B-0 385 280に、非常に詳しく記載されているので、これに関してさらに説明しない。

２つの取付表面３０によって制限される取付部分１０の領域では、冷却液供給経路３８が機械加工の方向Ｘと平行に伸びている。特に、冷却潤滑剤は、機械加工される工具（図示せず）と切削刃１６の係合方向に冷却液供給経路３８を経て供給することができる。冷却液供給経路３８が開放されて空になる点において、ネック部分１２は完全に反対側の切削工具の頂部３４に比べて十分な長さだけ明確に取付部分１０の方向に引っ込んでいる（図３参照）。図２で例示されるように、切削刃１６を有する切削部分１４の一種のドーム状サポートは、少なくとも一つの直径方向の平面において、切削工具の外形に適合した研削パターン２３、２５と共に、それぞれの形状に基づいて生産される。

ＭＧ１２、ＴＮ３５、ＴＩ２５またはＴＦ４５のような硬い合金は、特によく適合していることが分かった。図示された切削工具の形状は、右手用の実施形態であり、提案された図の鏡像形状が対応する左手用の実施形態をもたらし、そのようなことが機械加工のために必要である。

本発明の切削工具の斜視図である。 図１に示された切削工具の底面図である。 図１に示された切削工具の一部である、正面と頭部をさらに拡大した図である。 図３の線I−Iに沿った断面図である。 図３の線II−IIに沿った断面図である。

符号の説明

１０ 取付部分
１２ ネック部分
１４ 切削部分
１６ 切削刃
１８ 表面
２０ 補強リブ
２２ 補強リブ
２３ 研削パターン
２４ 長軸
２５ 研削パターン
２６ 自由表面
２８ 支持表面
３０ 取付表面
３２ 底部
３４ 頂部
３６ 屋根形状
３８ 冷却液供給経路

Claims (8)

1. ドリルホールを形成するための切削工具であって、
   工具ホルダーに工具を固定するための取付部分（１０）と、
   取付部分（１０）の側面から延びるロッド状のネック部分（１２）であって、断面が先細りであるネック部分（１２）と、
   ネック部分（１２）に連結された切削部分（１４）であって、外端部に切削刃（１６）を備えるとともにネック部分（１２）の長手方向に一致するすくい面（１８）を備えた切削部分（１４）とを有し、
   ネック部分（１２）は、外端部に切削刃（１６）を備えた切削部分（１４）を有する平面を長軸方向に対して直角方向に横切るように伸びるとともに切削部分（１４）に向かって先細り状になるように伸びる一方の補強リブ（２０）と他方の補強リブ（２２）を備え、
   上記取付部分（１０）は、一方の側（３２）において先細り状に収束し、他方の側（３４）においてドーム状の屋根形状（３６）のふもとから頂部に至る外形を定める曲面の曲率がふもとから頂部にかけて変化する２つの取付表面（３０）を有し、
   一方の補強リブ（２０）と他方の補強リブ（２２）は互いに完全に向き合うように位置し、一方の補強リブ（２０）と他方の補強リブ（２２）は取付部分（１０）へと移り変わる位置において幅が最大となり、一方の補強リブ（２０）と他方の補強リブ（２２）はネック部分（１２）を研削することによって形成され、一方の補強リブ（２０）の研削面と他方の補強リブ（２２）の研削面は異なる曲率半径の凹面状であることを特徴とする切削工具。
2. 研削面が有する曲率半径は、取付部分（１０）に近い側の曲率半径よりも切削部分（１４）に近い側の曲率半径の方が大きい請求項１に記載の切削工具。
3. 最先端に位置する切削部分（１４）の逃げ面（２６）の逃げ角は５°である請求項１または２に記載の切削工具。
4. 最先端に位置する切削部分（１４）の逃げ面（２６）の切込み角は８°である請求項１または２に記載の切削工具。
5. 切削部分（１４）のすくい面（１８）のすくい角は５°である請求項１ないし４のいずれかに記載の切削工具。
6. 切削部分（１４）は、すくい面側から見て長軸に対して直角方向に突出している部分を有する請求項１ないし５のいずれかに記載の切削工具。
7. ２つの取付表面（３０）によって画定される取付部分（１０）の領域で長軸方向と平行に伸びている冷却液供給経路（３８）を有する請求項１ないし６のいずれかに記載の切削工具。
8. ネック部分（１２）から取付部分（１０）へと移り変わるようにネック部分（１２）の後方に取付部分（１０）があり、その移り変わる点において冷却液供給経路（３８）は開放されている請求項７記載の切削工具。

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