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特許6184734ミーリング工具およびミーリング工具に用いるミーリングインサートセット
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6184734
(24)【登録日】2017年8月4日
(45)【発行日】2017年8月23日
(54)【発明の名称】ミーリング工具およびミーリング工具に用いるミーリングインサートセット
(51)【国際特許分類】
B23C 5/08 20060101AFI20170814BHJP
B23C 5/20 20060101ALI20170814BHJP
【ＦＩ】
B23C5/08 A
B23C5/20
【請求項の数】13
【外国語出願】
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2013-96712(P2013-96712)
(22)【出願日】2013年5月2日
(65)【公開番号】特開2013-233646(P2013-233646A)
(43)【公開日】2013年11月21日
【審査請求日】2016年3月2日
(31)【優先権主張番号】1250448-6
(32)【優先日】2012年5月4日
(33)【優先権主張国】SE
(73)【特許権者】
【識別番号】507226695
【氏名又は名称】サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100102819
【弁理士】
【氏名又は名称】島田 哲郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100153084
【弁理士】
【氏名又は名称】大橋 康史
(74)【代理人】
【識別番号】100160705
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 健太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100133008
【弁理士】
【氏名又は名称】谷光 正晴
(72)【発明者】
【氏名】トマス ソグストローム
【審査官】
永石 哲也
(56)【参考文献】
【文献】
特開昭５０−０７７９８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭６２−１６６９２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭５０−１３００９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭６１−０５０６２１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
特表２００７−５３４５０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−０５８２０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０３３２０６５５（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２３Ｃ ５／０８
Ｂ２３Ｃ ５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
溝削り用のミーリング工具（１）において、
回転軸（Ｃ１）を規定する工具本体と、
円周方向に分離され、ルートインサートのインサート座を形成し、かつ、回転軸（Ｃ１）のまわりに延在する第１のライン（Ｌ１）に沿って工具本体の中に順に配置されている、複数の第１のインサート座（１１）と、
円周方向に分離された複数のフランクインサートのインサート座であって、ルートインサートのインサート座の一次側（６）で回転軸（Ｃ１）のまわりに延在する第２のライン（Ｌ２）に沿って順に配置されている複数の第２のインサート座（１２）と、ルートインサートのインサート座の２次側（７）で回転軸（Ｃ１）のまわりに延在する第３のライン（Ｌ３）に沿って順に配置されている複数の第３のインサート座（１３）を含み、各々底部表面（１６）、内側表面（１７）および外側表面（１８）を含んでいるフランクインサートのインサート座と、を含むミーリング工具であって、
各ルートインサートのインサート座が、交換可能なルートインサート（２１）を含み、
各フランクインサートのインサート座が、交換可能なフランクインサート（２２）を含み、
各ルートインサート（２１）が、下部側（３１）と、下部側（３１）の反対側に位置してすくい面を形成する上部側（３２）と、上部側（３２）と下部側（３１）を連結する円周方向エッジ側（３３）と、そして互いに向かって収束するエッジ側（３３）が上部側（３２）と遭遇する場所に形成されている少なくとも１つの一次主切れ刃（３６）及び二次主切れ刃（３７）と、を含み、一次主切れ刃（３６）と二次主切れ刃（３７）の間に横方向端部切れ刃（３８）が延在し、
各フランクインサート（２２）が、下部側（５１）と、下部側（５１）の反対側に位置する上部側（５２）と、上部側（５２）と下部側（５１）とを連結する円周方向エッジ側（５３）と、を含み、
各フランクインサート（２２）は、フランクインサート（２２）の上部側（５２）と下部側（５１）を通って延在する中心軸（Ａ）を規定しており、
フランクインサート（２２）のエッジ側（５３）がすくい面を形成し、
ルートインサート（２１）のすくい面が、一次主切れ刃（３６）と二次主切れ刃（３７）と横方向端部切れ刃（３８）とを含む延長平面（Ｐ１）内に延在し、
延長平面（Ｐ１）が、第１のライン（Ｌ１）が延長平面（Ｐ１）と交差する場所において第１のライン（Ｌ１）の接線に対して平行な法線を有し、その法線が、少なくともルートインサート（２１）の前記切れ刃（３６、３７、３８）の近辺においてエッジ側（３３）と鋭角の逃げ角（α）を形成し、こうしてルートインサート（２１）がポジティブの切削幾何形状を得るようになっていることを特徴とするミーリング工具（１）。
回転軸（Ｃ１）を規定する工具本体と、
円周方向に分離され、ルートインサートのインサート座を形成し、かつ、回転軸（Ｃ１）のまわりに延在する第１のライン（Ｌ１）に沿って工具本体の中に順に配置されている、複数の第１のインサート座（１１）と、
円周方向に分離された複数のフランクインサートのインサート座であって、ルートインサートのインサート座の一次側（６）で回転軸（Ｃ１）のまわりに延在する第２のライン（Ｌ２）に沿って順に配置されている複数の第２のインサート座（１２）と、ルートインサートのインサート座の２次側（７）で回転軸（Ｃ１）のまわりに延在する第３のライン（Ｌ３）に沿って順に配置されている複数の第３のインサート座（１３）を含み、各々底部表面（１６）、内側表面（１７）および外側表面（１８）を含んでいるフランクインサートのインサート座と、を含むミーリング工具であって、
各ルートインサートのインサート座が、交換可能なルートインサート（２１）を含み、
各フランクインサートのインサート座が、交換可能なフランクインサート（２２）を含み、
各ルートインサート（２１）が、下部側（３１）と、下部側（３１）の反対側に位置してすくい面を形成する上部側（３２）と、上部側（３２）と下部側（３１）を連結する円周方向エッジ側（３３）と、そして互いに向かって収束するエッジ側（３３）が上部側（３２）と遭遇する場所に形成されている少なくとも１つの一次主切れ刃（３６）及び二次主切れ刃（３７）と、を含み、一次主切れ刃（３６）と二次主切れ刃（３７）の間に横方向端部切れ刃（３８）が延在し、
各フランクインサート（２２）が、下部側（５１）と、下部側（５１）の反対側に位置する上部側（５２）と、上部側（５２）と下部側（５１）とを連結する円周方向エッジ側（５３）と、を含み、
各フランクインサート（２２）は、フランクインサート（２２）の上部側（５２）と下部側（５１）を通って延在する中心軸（Ａ）を規定しており、
フランクインサート（２２）のエッジ側（５３）がすくい面を形成し、
ルートインサート（２１）のすくい面が、一次主切れ刃（３６）と二次主切れ刃（３７）と横方向端部切れ刃（３８）とを含む延長平面（Ｐ１）内に延在し、
延長平面（Ｐ１）が、第１のライン（Ｌ１）が延長平面（Ｐ１）と交差する場所において第１のライン（Ｌ１）の接線に対して平行な法線を有し、その法線が、少なくともルートインサート（２１）の前記切れ刃（３６、３７、３８）の近辺においてエッジ側（３３）と鋭角の逃げ角（α）を形成し、こうしてルートインサート（２１）がポジティブの切削幾何形状を得るようになっていることを特徴とするミーリング工具（１）。
【請求項2】
エッジ側（５３）が、上部側（５２）と共にそれぞれすくい面およびそれぞれのフランクインサートエッジ（５５ａ、５５ｂ）を形成する複数のエッジ側区分（５３ａ、５３ｂ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のミーリング工具。
【請求項3】
各フランクインサート（２２）の上部側（５２）と下部側（５１）の間の距離が、中心軸（Ａ）と交差する方向に沿ったフランクインサート（２２）の上部側（５２）の最短の長さよりも短かいことを特徴とする請求項１又は２に記載のミーリング工具。
【請求項4】
各フランクインサート（２２）が、上部側（５２）と下部側（５１）を通って延在する締結用孔（５８）を有す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ミーリング工具。
【請求項5】
各フランクインサート（２２）が、締結用孔（５８）を通って工具本体（２）内に延在し、かつ、フランクインサート（２２）をフランクインサートのインサート座（１２、１３）に対して押込み力によって圧迫する固定用ネジ（５９）を用いて、そのフランクインサートのインサート座（１２、１３）にそれぞれ取付けられていることを特徴とする請求項４に記載のミーリング工具。
【請求項6】
固定用ネジ（５９）が、フランクインサート（２２）の下部側（５１）を前記押込み力の主要力成分により底部表面（１６）に対して圧迫し、前記押込み力の第１のより小さい力成分により外側表面（１８）に対してエッジ側区分（５３ａ、５３ｂ）の１つを圧迫することを特徴とする請求項５に記載のミーリング工具。
【請求項7】
固定用ネジが同様に、前記押込み力の第２のより小さい力成分により内側表面（１７）に対してフランクインサート（２２）の別のエッジ側表面区分（５３ｃ、５３ｄ）を圧迫することを特徴とする請求項６に記載のミーリング工具。
【請求項8】
第２のより小さい力成分が、第１のより小さい力成分よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載のミーリング工具。
【請求項9】
ルートインサート（２１）の一次主切れ刃（３６）と前記第２のインサート座（１２）内のフランクインサート（２２）のフランクインサートエッジ（５６ｂ）が、互いに交差または重複する区分を含むそれぞれの共通ラインに沿って突出する形で延在し、ルートインサート（２１）の二次主切れ刃（３７）と前記第３のインサート座（１３）内のフランクインサート（２２）のフランクインサートエッジ（５６ａ）が、互いに交差または重複する区分を含むそれぞれの共通ラインに沿って突出する形で延在していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のミーリング工具。
【請求項10】
ルートインサート（２１）および異なるフランクインサート（２２）が、円周方向に関して交互に配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のミーリング工具。
【請求項11】
交互の順序は、ルートインサート（２１）のうちの１つの後に一次側（６）および二次側（７）のうちの一方の側のフランクインサート（２２）が続き、この後に今度は、一次側（６）と二次側（７）のうちのもう一方の側のフランクインサート（２２）が続くような順序であることを特徴とする請求項１０に記載のミーリング工具。
【請求項12】
交互に配置される順序は、ルートインサート（２１）のうちの１つの後に一次側（６）および二次側（７）のうちの一方の側のフランクインサート（２２）が続き、この後に今度はルートインサート（２１）が続き、次にこの後に、一次側（６）と二次側（７）のうちのもう一方の側のフランクインサート（２２）が続くような順序であることを特徴とする請求項１０に記載のミーリング工具。
【請求項13】
各ルートインサート（２１）が、第１のライン（Ｌ１）の接線に対し垂直な対称ライン（Ｓ）を含み、一次主切れ刃（３６）および二次主切れ刃（３７）が対称ライン（Ｓ）に関して対称であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のミーリング工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溝削り用ミーリング工具に関する。ミーリング工具は、直線または斜めのスロットの切削、特にスプラインの製造のためのいわゆるスロットカッターまたはスリット形成用カッターとして形成されてよいが、ミーリング工具を歯車の製造のために使用することも可能である。より厳密には、本発明は、請求項１の序文に係るミーリング工具および請求項１６の序文に係るミーリングインサートセットに関する。
【背景技術】
【0002】
非特許文献１は、序論として標示されているタイプのミーリング工具を示す。この公知のミーリング工具は、スプロケットホイールのミーリング用に形成されている。ミーリング工具は、回転軸を画定する工具本体と、円周方向に分離され、ルートインサートのインサート座を形成しかつ、回転軸のまわりに延在する第１のラインに沿って工具本体の中に相次いで配置されている、複数の第１のインサート座と、円周方向に分離された複数のフランクインサートのインサート座であって、ルートインサートのインサート座の一次側で回転軸のまわりに延在する第２のラインに沿って相次いで配置されている複数の第２のインサート座と、ルートインサートのインサート座の２次側で回転軸のまわりに延在する第３のラインに沿って相次いで配置されている複数の第３のインサート座を含むフランクインサートのインサート座と、を含む。各フランクインサートのインサート座は、底部表面、内側表面および外側表面を含んでいる。各ルートインサート座は、交換可能な半径方向に装着されるルートインサートを含む。各フランクインサート座は、交換可能な半径方向に装着されるフランクインサートを含む。
【0003】
さらに、この公知のミーリング工具の各ルートインサートは、下部側と、下部側の反対側に位置してすくい面を形成する上部側と、上部側と下部側を連結する円周方向エッジ側と、互いに向かって収束するエッジ側が上部側と遭遇する場所に形成されている少なくとも１つの一次主切れ刃と二次主切れ刃と、を含む。各フランクインサートは、下部側と、下部側の反対側に位置する上部側と、上部側と下部側とを連結する円周方向エッジ側と、を含み、各フランクインサートは、フランクインサートの上部側と下部側を通って延在する中心軸を規定している。フランクインサートの上部側はすくい面を形成し、エッジ側は逃げ面を形成する。
【0004】
非特許文献１に示されているタイプの半径方向に装着されるフランクインサートは、工具本体内で大きな空間を必要とするという欠点を有する。このことは特に、大型のミーリング工具にあてはまる。したがって、工具本体は脆化し、大きな応力が発生する。別の問題は、形成した切り屑を適切に処理するための空間を作り出すのが困難であるという点にある。さらに、特に切れ刃の正しい軸方向位置を達成するために、この半径方向フランクインサート用のインサート座を製造することも困難である。
【0005】
非特許文献１は同様に、接線方向に装着されるルートインサートの例も示している。例えばｐ１４を参照のこと。このようなルートインサートには、連続するルートインサートに対して異なる方向から横力が作用するという欠点がある。こうして、横力は交互に方向を変え、それによりミーリング工具の不均衡を生成する。このことはそれ自体、ワークの劣悪な表面および高い騒音レベルを生み出す。このような接線方向に装着されるルートインサートのさらなる欠点は、異なるミーリングインサートの切れ刃が互いに重複せざるを得ず、こうしてワーク内に溝を形成する危険性があるということにある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Ｇｅａｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｏｏｌｓ ｆｒｏｍ Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ，ｐ．２１，２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、上述の問題を取り除くことにある。本発明は、工具本体が高い強度を有し、加工済みワークに優れた表面を保証する、溝削り用ミーリング工具を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この目的は、フランクインサートのエッジ側がすくい面を形成することを特徴とする最初に記したミーリング工具によって達成される。
【0009】
本発明に係るミーリング工具においては、例えばワークの２つの隣接する歯の間などで、スロットのルートつまり底面部域を機械加工するルートインサートは、半径方向に装着されている。一方、ワークの２つの隣接する歯などのスロットの外部フランクを機械加工するフランクインサートは、接線方向に装着される。「半径方向」および「接線方向」に装着されるという表現は、本発明の技術分野において認知されている定義づけであり、当業者に対して工具本体内でミーリングインサートがいかに位置づけられているかを示す。半径方向に装着されるミーリングインサートにおいては、すくい面はミーリングインサートの後部エッジから切れ刃に向かって外向きに、半径方向またはほぼ半径方向に延在する。接線方向に装着されるミーリングインサートにおいては、すくい面は、ミーリングインサートの後部エッジから切れ刃に向かって外向きに、接線方向またはほぼ接線方向に延在する。これらの表現は、ミーリングインサートが工具の回転軸との関係においてそれぞれ正確に半径方向および接線方向に延在することを意味していない。
【0010】
フランクインサートのこの接線方向の装着により、工具の回転軸に関して軸方向でのフランクインサートの延長部分は比較的短かくなり、半径方向そして好ましくは同様に接線方向におけるその延長部分は、比較的長くなる。工具本体内において軸方向でフランクインサートに必要とされる空間は、半径方向に装着されるフランクインサートに比べ相対的に短かく（上述の非特許文献１を参照のこと）、このことは工具本体の高い強度に寄与する。これはまた、ワークと係合状態にあるフランクインサートの作用切れ刃を比較的長くすることができるということをも意味し、このことはワークの機械加工された表面の高い表面平滑度に寄与する。
【0011】
半径方向に装着されるルートインサートでは、一次主切れ刃および二次主切れ刃は、ワーク内のスロットのそれぞれの側を機械加工する。ルートインサートの半径方向の装着により、ルートインサートの一次主切れ刃および二次主切れ刃も同様に、同時にワークと係合状態になる。このようにして、切削力が、一次および二次主切れ刃の間で均一に分布し、不均等なまたは変動する荷重が発生することは一切ないということが保証される。こうして、振動が全く無いかまたはわずかしか発生しない状態で、かつ低い騒音レベルで、機械加工を行なうことができる。
【0012】
本発明の一実施形態によると、エッジ側は、上部側と共にそれぞれすくい面およびそれぞれのフランクインサートエッジ、そして場合によっては下部側と共にそれぞれのすくい面およびそれぞれのフランクインサートエッジを形成する複数のエッジ側区分を含む。有利には、エッジ側は、２個または４個のエッジ側区分を含んでよく、その各々が１個または２個のフランクインサートエッジを形成する。このようなフランクインサートは、中心軸上でフランクインサートを回転させることによって、２つまたは４つの位置に刃先割出し可能である。中心に対し垂直な軸のまわりで刃先を割出しすることにより、８つの位置、ひいては８つのフランクインサートエッジが利用可能となる。
【0013】
本発明のさらなる実施形態によると、各フランクインサートの上部側と下部側の間の距離は、本質的に、中心軸と交差する方向に沿った、すなわち上部側に対して平行な任意の方向に沿ったフランクインサートの上部側の最短の長さよりも短かい。有利には、上部側と下部側の間の距離は、エッジ側全体に沿って一定、または本質的に一定である。しかしながら、上部側と下部側の間の距離を、中心軸と交差する方向、例えばフランクインサートエッジから延在する第１の方向に沿ったフランクインサートの上部側の最短の長さと同じかまたはそれより長くすることも同様に可能である。しかしながら、第１の方向に対して垂直に延在する第２の方向に沿った長さは、上部側と下部側の間の距離よりも長い場合がある。
【0014】
本発明のさらなる実施形態によると、各フランクインサートは、上部側と下部側を通って延在する締結用孔を有する。有利には、各フランクインサートはこのとき、締結用孔を通って工具本体内に延在しかつフランクインサートをフランクインサートのインサート座に対して押込み力によって圧迫する固定用ネジを用いて、そのそれぞれのフランクインサートのインサート座の中に取付けられていてよい。このような固定用ネジは、比較的大きい押込み力によって信頼度の高い形でフランクインサートを締結できるようにする。フランクインサートの下部側がフランクインサートのインサート座の底部表面に対し圧迫されているおかげで、フランクインサートの軸方向位置ひいては作用フランクインサートエッジの軸方向位置を高い精度で保証することができる。
【0015】
本発明のさらなる実施形態によると、固定用ネジは、取付け方向の他の方向成分よりも著しく大きい軸方向成分を有する取付け方向に延在している。さらに、各フランクインサートのインサート座は、底部表面、外側表面および内側表面を有していてよい。有利には、固定用ネジはこのとき、フランクインサートの下部側（５１）を前記押込み力の主要力成分によりインサート座表面に対して圧迫し、前記押込み力の第１のより小さい力成分により外側表面に対してエッジ側区分の１つを圧迫してよい。
【0016】
本発明のさらなる実施形態によると、固定用ネジは同様に、前記押込み力の第２のより小さい力成分により内側表面に対してフランクインサートの別のエッジ側表面区分を圧迫する。有利には、第２のより小さい力成分は、第１のより小さい力成分よりも小さくてよい。ただし、第１のより小さい力成分および第２のより小さい力成分が、同等の、または本質的に同等の大きさを有していてよいということを指摘しておくべきである。しかしながら、これとは独立して、フランクインサートが３つの表面に対し圧迫されていることが有利であり、これは、フランクインサートの位置の非常に高い精度に寄与する。
【0017】
本発明のさらなる実施形態によると、ルートインサートの一次主切れ刃と前記第２のインサート座内のフランクインサートのフランクインサートエッジは、互いに交差または重複する区分を含むそれぞれの共通ラインに沿って突出する形で延在する。同様にして、ルートインサートの二次主切れ刃と前記第３のインサート座内のフランクインサートのフランクインサートエッジは、互いに交差または重複する区分を含むそれぞれの共通ラインに沿って突出する形で延在している。
【0018】
本発明のさらなる実施形態によると、ルートインサートおよび異なるフランクインサートは、円周方向に関して交互の順序で配置されている。例えば、ルートインサートの後には、ルートインサートの各々の側に１つずつの２つのフランクインサートが続いていてよく、次にこのシーケンスが、ミーリング工具の全周で反復される。同様にミーリングインサート１つおきにルートインサートがあり、ミーリング工インサート１つおきにフランクインサートがあるようにすることもできる。他の交互順序も可能である。
【0019】
本発明のさらなる実施形態によると、ルートインサートすくい面は、一次主切れ刃と二次主切れ刃を含む延長平面（Ｐ1）内に延在し、各ルートインサートの延長平面（Ｐ1）は、第１のラインが延長平面と交差する場所において第１のラインの接線に対して平行な法線を有している。ルートインサートのこのような位置づけは、ミーリングすべきスロットについて目標とされる誤差レベルおよび切削加工に関してきわめて有利である。
【0020】
さらなる実施形態によると、各ルートインサートは、第１のラインの接線に対し垂直な対称ラインを含み、一次主切れ刃および二次主切れ刃は対称ラインに関して対称である。対称ラインは、一次主切れ刃と二次主切れ刃の各々と角度βを成す。特に、ギヤミーリングにおいて、角度βは１８〜３２°の範囲内にあってよく、例えば角度βは２０°または３０°であってよい。
【0021】
目的は同様に、フランクインサートエッジ側がすくい面を形成することを特徴とする、最初に記した溝削り用のミーリング工具のミーリングインサートによっても達成される。このようなセットは、溝削り用のミーリング工具のために有利である。これらのミーリングインサートにより、ミーリング工具は、上述の要領で利用され、上述の技術的利点に寄与することができる。セット内のルートインサートの数およびフランクインサートの数は変動してよく、そのセットが形成される対象であるミーリング工具に適応されてよい。
【0022】
本発明のさらなる実施形態によると、各ルートインサートは、一次主切れ刃と二次主切れ刃の間に延在する横方向端部切れ刃を含む。端部切れ刃は、直線であってよく、あるいはそれぞれ一次主切れ刃および二次主切れ刃に向かって小さな曲率半径を伴う遷移エッジを有する直線区分を含んでいてもよい。
【0023】
本発明のさらなる実施形態によると、ルートインサートのすくい面は、一次主切れ刃と二次主切れ刃を含む延長平面内に延在し、延長平面に対する法線は、少なくともルートインサートの前記切れ刃の近辺においてエッジ側と鋭角の逃げ角を形成し、こうしてルートインサートは正の切削幾何形状を得るようになっている。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】溝削り用工作機械の一部の斜視図を示す。
【図9】溝削り用の修正されたミーリング工具の一部分の正面図を示す。
【図22】別の実施形態に係るミーリング工具を下から見た斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図１は、切削加工、より厳密にはワークＷの溝削り用に形成されたミーリング工具１を有する工作機械Ｍを概略的に示している。ミーリング工具１は、例えばスプライン、歯車、ラックなどの、１つ以上のスロットが所望される一定数の異なるワークＷの切削加工に好適である。
【0026】
ミーリング工具１の第１の実施形態は、図２〜８により詳細に示されている。ミーリング工具１は、鋼で製造してよい工具本体２と、鋼よりも硬い材料、例えば超硬合金で製造されてよい多数の交換可能なミーリングインサート２１、２２を含む。工具本体２は、回転軸Ｃ1を画定し、一次側６および相対する二次側７を有する。回転軸Ｃ1は、一次側６と二次側７を通って延在する。
【0027】
ミーリング工具１は同様に、例えばＤＩＮ１３８にしたがったロッドまたは駆動シャフト１０を収容するための直線溝９を有する軸方向貫通孔８をも含んでいる。ロッド１０は、フライス盤または多機能作業機械であり得る工作機械Ｍの工具スピンドル内にミーリング工具１を取付けるように形成される。工具本体２は、回転方向Ｒ1で回転軸Ｃ1上で回転可能である。ワークＷは好適な形、つまり不動な形または可動な形で固定される。ワークＷは、下向きミーリングのためには送り方向Ｆ1に沿って、そして上向きミーリングのためには送り方向Ｆ2で、ミーリング工具１との関係において移動可能である。当然のことながら、この代りに、ワークＷを停止させた状態でミーリング工具１の移動によって送り動作を提供してもよい。
【0028】
工具本体１は、円周方向に分離された複数の第１のインサート座１１、円周方向に分離された複数の第２のインサート座１２、および円周方向に分離された複数の第３のインサート座１３を含む。第１のインサート座１１はルートインサートのインサート座を形成し、回転軸Ｃ1のまわりに延在する第１のラインＬ1（図４および８参照）に沿って工具本体１内で相次いで配置されている。第２のインサート座１２（図４参照）は、回転軸Ｃ1のまわりで一次側６に延在する第２のラインＬ2に沿って相次いで配置されるフランクインサートのインサート座を形成する。第３のインサート座１３（図６参照）は、回転軸Ｃ1のまわりで二次側７に延在する第３のラインＬ3に沿って相次いで配置されるフランクインサートのインサート座を形成する。
【0029】
第１のインサート座１１の各々は、底部表面１４および内部支持表面１５を含む（図６参照）。第２のインサート座１２および第３のインサート座１３は、同一であるが、第１のインサート座１１すなわちルートインサートのインサート座の各々の側に対称的に配置されている。各フランクインサートのインサート座すなわち第２のインサート座１２および第３のインサート座１３の各々は、底部表面１６、内側表面１７および外側表面１８を含む（図６参照）。
【0030】
第１のインサート座１１の各々は、交換可能なルートインサート２１を含み、各フランクインサートのインサート座、すなわち第２のインサート座１２の各々および第３のインサート座１３の各々は、交換可能なフランクインサート２２を含む。第２のインサート座１２および第３のインサート座１３用のフランクインサート２２は、有利には同一であってよいが、必ずしもそうである必要はない。
【0031】
第１のインサート座１１各々の底部表面１４は、好ましくは、特に半径方向または本質的に半径方向に底部表面１４から外向きに延在する半径方向の細長い尾根１９の形状を有する隆起を含む（図６参照）。細長い尾根１９は、細長い尾根１９の上部表面と底部表面１４の間に延在する２つの傾斜フランク表面を有する。２つのフランク表面は互いに鈍角を成している。この角度は、９０°〜１４０°、例えば１２０°であってよい。上部表面は、平面で底部表面１４に平行である。
【0032】
各ルートインサート２１（図１０〜１６参照）は、下部側３１、すくい面を形成する相対する上部側３２、および上部側３２と下部側３１を連結する円周方向エッジ側３３を含む。各ルートインサート２１の下部側３１は、細長い谷３４の形状を有する陥凹を含む。細長い谷３４は、平面でかつ下部側３１に対して平行であってよい底部表面とルートインサート２１の下部側との間に延在する２つの傾斜フランク表面を有する。さらに各ルートインサート２１は、一次主切れ刃３６、二次主切れ刃３７および一次主切れ刃３６と二次主切れ刃３７の間に延在する横方向端部切れ刃３８を形成するかまたは含む。切れ刃３６、３７および３８は、エッジ側３３が上部側３２と遭遇する場所で形成される。
【0033】
一次主切れ刃３６および二次主切れ刃３７は互いに向かって収束する。ルートインサート２１のすくい面は、延長平面Ｐ1内に延在し、この延長平面は、図示された実施形態において、一次主切れ刃３６および二次主切れ刃３７を含むかまたはこれに対し平行である。さらに各ルートインサート２１は、第１のラインＬ1の接線に対して垂直である対称ラインＳを含む。細長い谷３４は同様に、対称ラインＳに対して平行に延在する。一次主切れ刃３６と二次主切れ刃３７は、対称ラインＳに関して対称である。端部切れ刃３８は、対称ラインＳに対し垂直であってよいが、必ずしもそうである必要はない。図示された実施形態において、エッジ側３３は同様に、対称ラインに対して垂直に、かつ端部切れ刃３８に対し平行に延在する後部側３９を形成する。
【0034】
延長平面Ｐ1に対する法線は、少なくとも一次主切れ刃３６および二次主切れ刃３７の近辺でまたはこれらに沿ってエッジ側３３と鋭角の逃げ角αを形成して、ルートインサート２１が正の切削幾何形状を得るようにしている。有利には、同じく端部切れ刃３８に沿ってエッジ側３３と鋭角の逃げ角αが形成され、ルートインサート２１が、端部切れ刃３８に関しても正の切削幾何形状を得るようになっている。ただし、少なくとも一部の利用分野においては端部切れ刃３８がワークＷと切削機械加工状態にないという点に留意すべきである。同様に、端部切れ刃３８に沿った逃げ角αが、一次主切れ刃３６および二次主切れ刃３７に沿った逃げ角とは別のサイズを有する場合があるという点にも留意すべきである。
【0035】
各ルートインサート２１は、第１のインサート座において、下部側３１が底部表面１４に対して当接するような形で配置されている。ルートインサート２１が第１のインサート座１１の中に装着された場合、細長い尾根１９は、ルートインサート２１の下部側３１の細長い谷３４と係合状態になり、こうして回転軸Ｃ1に対するルートインサート２１の軸方向回転が保証される。ルートインサート２１が第１のインサート座１１内に装着された場合、細長い尾根１９のフランク表面は、細長い谷３４のフランク表面の各々１つに対して当接する。有利には、尾根１９の上部表面と谷３４の底部表面の間には間隙が存在してよい。さらに、ルートインサート２１の後部側３９は、回転軸Ｃ1との関係におけるルートインサート２１の半径方向位置を保証する内部支持表面１５に対して当接する。
【0036】
示された実施形態において、各ルートインサート２１は、ルートインサート２１の上部側３２に対し当接しかつ底部表面１４および内部支持表面１５に対してルートインサート２１を圧迫するくさび形ブロック４０を用いて、それぞれの第１のインサート座１１の中にしっかりと固定される。くさび形ブロック４０は、このブロックを通って延在しそれと係合状態にある二条ネジ４１（図６参照）と、工具本体２１内のネジ孔（図示せず）を用いて、ルートインサート２１に対して締付けられる。ルートインサート２１は同様に、他の方法、例えばルートインサート２１内の孔を通って工具本体２内に延在する固定用ネジを用いてしっかりと固定されてもよいという点に留意すべきである。
【0037】
各フランクインサート２２（図１７〜２０参照）は、下部側５１、相対する上部側５２および上部側５２と下部側５１を連結する円周方向エッジ側５３を含む。下部側５１と上部側５２は各々、互いに平行である延長平面を画定している。各フランクインサート２２は、その上部側５２と下部側５１を通って延在する中心軸Ａを画定している。各フランクインサート２２の上部側５２と下部側５１の間の距離は、示された実施形態において、中心軸Ａと直交する任意の方向に沿ったフランクインサート２２の上部側５２または下部側５１の最短長さよりも、本質的に短かい。例えば、前記距離は、最大でフランクインサート２２の上部側５２の前記最短長さの８５％、より詳細には最大で最小のインサート幅の８５％であってよい。
【0038】
フランクインサート２２のエッジ側５３は、すくい面を形成し、４つのエッジ側区分を含む。示された実施形態において、エッジ側５３は、上部側５２と共にそれぞれのすくい面をおよびそれぞれのフランクインサートエッジ５５ａ、５５ｂを形成する２つのエッジ側区分５３ａおよび５３ｂを含む。上述のインサート幅は、フランクインサートエッジ５５ａ、５５ｂの長さに対応する。示された実施形態において、フランクインサート２２は相応して、中心軸Ａ上で１８０°回転することにより割出し可能である。示された実施形態において、フランクインサート２２はさらに、中心軸Ａに対し垂直である軸上で１８０°回転することにより刃先割出し可能である。このような割出しによって、２つのエッジ側区分５３ａのおよび５３ｂは、下部側５１と共にそれぞれのフランクインサートエッジ５６ａ、５６ｂを形成する。
【0039】
示された実施形態において、各フランクインサート２２は相応して４つのフランクインサートエッジ５５ａ、５５ｂ、５６ａおよび５６ｂを有し、これらは割出しにより、作用フランクインサートエッジを形成することができる。こうして、示された実施形態において、エッジ側５３は、上部側５２および下部側５１といかなる切れ刃も形成しない２つのエッジ側区分５３ｃおよび５３ｄを含む。しかしながら、前記４つのエッジを同様に、フランクインサートエッジとして形成してもよく、フランクインサート２２は、中心軸Ａの方向に見られる二次形状を得る、ということに留意すべきである。
【0040】
各フランクインサート２２は、上部側５２と下部側５１を通って延在する締結用孔５８を有する。各フランクインサート２２は、底部表面１６を通って工具本体２内に延在するネジ孔６０の中に締結用孔５８を通って延在する固定用ネジ５９（図６参照）を用いて、そのそれぞれの第２または第３のインサート座１２、１３の中に取付けられ、しっかりと固定される。固定用ネジ５９を用いて、フランクインサート２２の下部側５１または上部側５２は、押込み力によってインサート座１２、１３の底部表面１６に対し圧迫される。
【0041】
固定用ネジ５９は、取付け方向の他の方向成分よりも著しく大きい軸方向成分を有する取付け方向に延在する。固定用ネジ５９は、前記押込み力の主要な力成分により底部表面１６に対してフランクインサート２２の下部側５１または上部側５２を圧迫する。同時に、前記押込み力の第１のより小さい力成分により、エッジ側区分５３ａ、５３ｂの１つが外側表面１８に対して圧迫される。さらに、固定用ネジ５９は同様に、前記押込み力の第２のより小さい力成分により内側表面１７に対してフランクインサート２２のエッジ側区分５３ｃおよび５３ｄの１つを圧迫する。好ましくは、第２のより小さい力成分は、第１のより小さい力成分よりも小さい。
【0042】
図１〜９に示された実施形態において、第１のラインＬ1ならびに第２および第３のラインＬ2およびＬ3は、相互にかつ回転軸Ｃ1に垂直な平面に対して平行に延在する。さらに、示された実施形態において、各ルートインサート２１の延長平面Ｐ1は、第１のラインＬ1が延長平面Ｐ1と交差する場所における第１のラインＬ1の接線に対して平行な法線を有する。ただし、前記法線を前記接線に対して傾斜させることも可能である。
【0043】
図１〜８に示された実施形態において、ルートインサート２１の一次主切れ刃３６および前記第２のインサート座１２内のフランクインサート２２のフランクインサートエッジ５６ｂは、それぞれの共通ラインに沿って突出する形で延在し、これらは、互いに重複し共通の方向に延在する区分を含む（図５参照）。同じようにして、ルートインサート２１の二次主切れ刃３７および前記第３のインサート座１３内のフランクインサート２２のフランクインサートエッジ５６ａは、それぞれの共通ラインに沿って突出する形で延在し、これらは、互いに重複し共通の方向に延在する区分を含む（図５参照）。
【0044】
図９に示された実施形態において、ルートインサート２１の一次主切れ刃３６および前記第２のインサート座１２内のフランクインサート２２のフランクインサートエッジ５６ｂは、それぞれの共通ラインに沿って突出する形で延在し、これらは、互いに交差し鈍角を成す区分を含む。同じようにして、ルートインサート２１の二次主切れ刃３７および前記第３のインサート座１３内のフランクインサート２２のフランクインサートエッジ５６ａは、それぞれの共通ラインに沿って突出する形で延在し、これらは、互いに交差し鈍角γを成す区分を含む。図９において、フランクインサート２２のフランクインサートエッジ５６ａは、ルートインサート２１の二次主切れ刃３７の隣りで突出している。
【0045】
図１〜９示された実施形態において、ラインＬ1、Ｌ2およびＬ3は、回転軸Ｃ1が直交する軸方向平面内に延在する。このようなミーリング工具は、スプラインおよびラック内にスロットをミーリングするために特に好適である。
【0046】
図２２〜２４では、ラインＬ1、Ｌ2およびＬ3が回転軸Ｃ1と一定の角度を成す別の実施形態が例示されている。より厳密には、これらのラインは、一定のピッチを有するらせん状のラインを形成する。ピッチ角δは１〜１０°であってよい。他の点では図１〜９中のミーリング工具と同じ設計を有するこのようなミーリング工具は、歯車切削に特に好適であり、ホブまたはその一部であってよい。この場合、図２２〜２４に示されたタイプの複数のミーリング工具１を互いに並べて配置し、ラインＬ1、Ｌ2およびＬ3がホブ工具のそれぞれの一定のピッチを形成するような形で互いとの関係において固定してよい。この実施形態においては、ルートインサート２１のすくい面が、一次主切れ刃３６と二次主切れ刃３７を含む延長平面Ｐ1内に延在していることも同様に有利である。切削すべき歯、特に歯のインボリュートに高い精度を得る目的で、各ルートインサート２１の延長平面Ｐ1は、第１のラインＬ1が延長平面Ｐ1と交差する場所において第１のラインＬ1の接線に対して平行な法線を有していることが有利である。このような設計は、図１〜９に示された実施形態においても同様に有利であるかもしれない。
【0047】
示された実施形態におけるルートインサート２１には、延長平面Ｐ1および／または主切れ刃３６、３７および端部切れ刃３８の上または下に延びる切り屑生成または切り屑破断手段が具備されていてよい、ということに留意すべきである。
【0048】
ルートインサート２１が、いわゆる突出部を提供するため端部切れ刃３８の近辺に一次および二次主切れ刃３６、３７のエッジを含んでいてよい、ということに留意されたい。こうして、これらの外部エッジたわみは、延長平面Ｐ1内またはそれに平行に延在し得る突出切れ刃を形成する。同じ突出切れ刃は、ワークＷ内のスロットの底部表面の近辺の切り出しをより深いまたはより広いものにすることができる。
【0049】
本発明は、示された実施形態に限定されず、後続するクレームの範囲内で変更および修正される場合がある。
【符号の説明】
【0050】
１ ミーリング工工具２ 工具本体
６ 一次側
７ 二次側
８ 軸方向孔
９ 溝
１０ ロッド
１１ 第１のインサート座
１２ 第２のインサート座
１３ 第３のインサート座
１４ 底部表面
１５ 内部支持表面
１６ 底部表面
１７ 内側表面
１８ 外側表面
１９ 細長い尾根
２１ ルートインサート
２２ フランクインサート
３１ 下部側
３２ 上部側
３３ エッジ側
３４ 細長い谷
３６ 一次主切れ刃
３７ 二次主切れ刃
３８ 端部切れ刃
３９ 後部側
４０ くさび形ブロック
４１ ２条ネジ
５１ 下部側
５２ 上部側
５３ エッジ側
５３ａ〜５３ｄ エッジ側区分
５５ａ、５５ｂ フランクインサートエッジ
５６ａ、５６ｂ フランクインサートエッジ
５８ 締結用孔
５９ 固定用ネジ
６０ ネジ孔
Ｍ 工作機械
Ｗ ワーク
Ｃ1 回転軸
Ｒ1 回転方向
Ｆ1 送り方向
Ｆ2 送り方向
Ｌ1 第１のライン
Ｌ2 第２のライン
Ｌ3 第３のライン
Ｐ1 延長平面
α 逃げ角
Ｓ 対称ライン
Ａ 中心軸
δ ピッチ角
β 角度
γ 突出角度