JP5746734B2 - カッターバーを備えた傘歯車切削工具及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、傘歯車（ベベルギヤ：bevel gear）を平削りするための傘歯車切削工具（傘歯車フライス工具）、並びに、軟質材の−及び硬質材の歯車切削におけるかかる工具の使用、に関する。

「カッターバーを備えた傘歯車切削工具」の名称で２００７年５月１６日に寄託（デポジット：deposit）されたドイツ実用新案デポジション（deposition）ＤＥ ２０ ２００７ ００７０６３．２の優先権が主張される。

傘歯車を機械加工するための様々な工具がある。所謂、正面フライスカッター（face mill cutter）を用いた機械加工は、今日では特に、若干数の棒状の切刃（bar cutting blade）を装備したものが好まれる。これら棒状切刃は、正面フライスカッターの軸方向に突出し、傘歯車のツースギャップ（tooth gap）のフランク（flank）面が機械加工されるように構成され配列される。典型的には、各棒状切刃で１つのツースギャップのフランク面の一方のみが切削される。

ドイツのクリンゲルンバーグ社（Klingelnberg GmbH）のツインブレード（TWIN Blade：登録商標）の場合には、１つの棒状切刃が２つの同等の切削エッジを備えており、これら２つのエッジが、１つのツースギャップの凹状および凸状のフランク面を同時に機械加工する。

その代わりに、今日では、いわゆる総形刃（フォームブレード：form blade）を備えたカッターヘッドも用いられている。これら総形刃は、棒状切刃とは異なった形状を有し、ブレスト（breast）部分で再研磨されるだけである。切刃を再研磨するのに何ら特別な研磨機を要しないことは、総形刃を備えた傘歯車フライスの利点である。既知のジクロ・パロイド法（Zyklo-Palloid method）は、螺旋状の傘歯車を製作するのに、例えば、かかる総形刃を用いる。

総形刃は，典型的には、高速度鋼（ＨＳＳ材料）や硬質金属（ハードメタル：hard metal（ＨＭ））で製作される。しかしながら、ハードメタル製の総形刃は、衝撃感受性が高いという不利益を招来する。大モジュール（large-module）の傘歯車を製作するのにハードメタル製の総形刃が用いられる場合、当該総形刃はそれぞれ、かなり大きく重く、そして特に高価なものとなろう。

それ故、本発明は、大モジュールの傘歯車の切削、特にフライス加工のための工具であって、既知の解決法に比してよりコスト効果の高い工具、を提供するという目的に基づいたものである。

総形刃を取り外し、再研磨し、再び取り付けるのに要する時間を減縮せしめることも、本発明の更なる目的である。

これらの目的は、請求項１に係る装置による発明、及び請求項１２に係る使用による発明、に従って達成される。

この目的は、本発明に従って、一体構造のバー若しくは総形刃に代えて、幾つかのカッターバーを備えた幾つかの新規なベースホルダ（base holder）を担持するカッターヘッドが用いられる方法で達成される。本発明によれば、これらカッターバーは、クリアランス面（clearance face）の領域に配置されている、すなわち、前記ベースホルダの側方に伸長している。

前記カッターバーは、好ましくは、ハードメタル、又は立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ：cubic crystal boron nitride）メッキした金属で製作されている。

従前のハードメタル製の工具よりもかなり安価であることが、本発明に従った工具の利点である。しかも、それにも拘わらず、高い精度と長い工具寿命とを提供する。

カッターバーは、何らの再研磨を要することなく、何回にもわたって使用可能であることも、本発明に従った工具の利点である。この目的のために、カッターバーは、ベースホルダ内で再び固定されることができるように、逆向きにされる。

更なる有益な態様が、従属請求項に示されている。

硬質材加工に用いる、本発明に従った第１の工具の概略的な断面図である。 軟質材加工に用いる、本発明に従った第２の工具の概略的な断面図である。 カッターバーを備えた総形刃の概略的な正面図である。 図３Ａに応じた前記総形刃の概略的な側面図である。 図３Ａに応じた前記総形刃の斜視図である。 ３つのカッターバーを備えた、本発明に従った第１の総形刃の概略的な正面図である。 図４Ａに応じた前記総形刃の概略的な側面図である。 図４Ａに応じた前記総形刃の斜視図である。 １つのカッターバーを備えた更なる総形刃の概略的な正面図である。 図５Ａに応じた前記更なる総形刃の概略的な側面図である。 図５Ａに応じた前記更なる総形刃の斜視図である。 ２つのカッターバーを備えた、本発明に従った第２の総形刃の概略的な正面図である。 図６Ａに応じた本発明に従った更なる総形刃の概略的な側面図である。 図６Ａに応じた本発明に従った更なる総形刃の斜視図である。 ２つのカッターバーを備えた、本発明に従った第３の総形刃の概略的な正面図である。 図７Ａに応じた本発明に従った前記第３の総形刃の概略的な側面図である。 図７Ａに応じた本発明に従った前記第３の総形刃の斜視図である。 図７Ａに応じた本発明に従った前記第３の総形刃の平面図である。 図７Ａに応じた本発明に従った前記第３の総形刃の更なる斜視図である。 総形刃を備えた幾つかのベースホルダを受容する、本発明に従った７グループのカッターヘッドの斜視図である。 図８Ａに応じた本発明に従った前記カッターヘッドの平面図である。 総形刃を備えた幾つかのベースホルダを受容する、本発明に従った７グループのカッターヘッドの斜視図である。 図９Ａに応じた本発明に従った前記カッターヘッドの平面図である。 本発明に従った第４の総形刃の斜視図である。 本発明に従ったカッターバーの斜視図である。 矩形の基本形状を有する、本発明に従ったカッターバーの正面側を上方に向けた概略的な平面図である。 図１２Ａに応じた本発明に従ったカッターバーの背面側を上方に向けた概略的な平面図である。 図１２Ａに応じた本発明に従ったカッターバーの背面側を上方に向けて軸Ｒ３廻りに回転させた概略的な平面図である。 図１２Ａに応じた本発明に従ったカッターバーの正面側を上方に向けて軸Ｒ３廻りに回転させた概略的な平面図である。 斜方形の基本形状を有する、本発明に従ったカッターバーの正面側を上方に向けた概略的な平面図である。 図１３Ａに応じた本発明に従ったカッターバーの正面側を上方に向けて軸Ｒ３廻りに回転させた概略的な平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
用語は、本記載と関連して用いられ、それらは関連する刊行物や特許においても用いられている。しかしながら、そのような用語の使用は、単により良い理解のために過ぎないことに、留意されるべきである。発明の思想およびクレームの保護範囲は、用語の特定の使用による解釈において制限されるべきものではない。本発明は、他の用語のシステム及び／又は専門領域に容易に適用し得るものである。用語は、他の専門領域において類似して適用されるべきものである。

本発明の第１の実施形態が図１に示されている。図１は、好ましくは硬質材加工（hard machining）に用いられる、本発明に従った第１の工具１００の模式的な断面図を示したものである。この工具１００は、素材（ワークピース：work piece）のツースギャップ（tooth gap）を機械加工するために示されている。
工具１００は、図１では模式的にのみ示されているカッターヘッド（cutter head）４０を備えている。該カッターヘッド４０は、工具１００がその廻りに回転する工具軸線Ａを備えている。カッターヘッド４０は、その周囲に沿って幾つかのグループの工具を担持している。各工具グループは、この場合、２個の総形刃（フォームブレード：form blade）２０を備えている。
図１は、かかる総形刃２０の一つのみを示している。各総形刃２０はベース本体部（ベースボディ：base body）２１を備えており、該ベース本体部には、カーターヘッド４０への取付のためのクランプ本体（クランプボディ：clamping body）２１.１が、備えられ或いは設けられている。該クランプ本体２１.１は、接線方向における様々の位置決めと、例えば、締め付けネジ部材により、或いは、図１に示されるように蟻継（dovetail）の固定システム２２により、ベース本体部２１をしっかりと固定（クランプ：clamp）することを許容している。

前記カッターヘッド４０は、軟質材加工および硬質材加工に対して、等しく役目を果たし得る。総形刃１０又は２０は、好ましくは、それぞれの加工形状に調整されている。軟質材加工においては、好ましくは、その切削エッジ（カッティングエッジ：cutting edge）を再研磨することができない硬質金属製のカッターバー１３.１から１３.３が、本発明に従って用いられる。総形刃を取り外し，再研磨し，蘇生して取り付けるのに今まで要していた時間は、本発明に従って、その発生を回避することができる。

立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ：cubic crystal boron nitride）メッキしたカッターバー１３.１から１３.３は、本発明に従って、好ましくは硬質材加工に用いられる。それらは再研磨することができる。

更に、第１切削体（カッティングボディ：cutting body）に対して第１取付領域１２.１が設けられている。第１切削体とは、ここでは第１カッターバーと指称されるカッターバー１３.１である。

本特許出願では、用語カッターバーは、横長の平坦な切削体を表している。本発明に従ったカッターバー１３.１は、典型的には、図１１に示されるように、幅Ｂ及び厚さＤよりも大きい長さＬを有している。このことは、次の関係が成り立つことを意味している：
Ｌ＞＞Ｂ、且つ、Ｌ＞＞Ｄであり、しばしばＢ＞Ｄ
カッターバー１３.１は、その寸法が以下のグリッド（grid）に入っていることが特に好ましい：
Ｌ／Ｂの比が、１.５から５の間、好ましくは、１.７から４.７の間；
Ｌ／ＨＧの比が、４から１０の間、好ましくは、５から７の間。
更に、Ｂ／Ｈの比は、１.２から３の間、好ましくは、１.２５から２.９の間、を取り得る。Ｂ／Ｈの比についてのこれら詳細は、随意（オプショナル：optional）である。カッターバー１３.２の寸法は、カッターバー１３.１の寸法とは異なっている。厚さＤ及び幅Ｂは、典型的には、カッターバー１３.１の幅Ｂ及び厚さＤと同じであるが、長さは僅かに短い。カッターバー１３.２は、１.１から１.５の間のその長さＬが、カッターバー１３.１の長さよりも短いことが、特に好ましい。

かかるカッターバー１３.１，１３.２は、全ての実施形態において用いられる。

本発明に従ったカッターバー１３.１は、好ましくは、平面視で長方形もしくは殆ど長方形の形状を有しており、各長方形は、図１２Ａから図１２Ｄに示されるように、長さＬ及びＢの縁部（エッジ：edge）によって規定されている。本発明に従ったカッターバー１３.１は、また、斜方形の形状を有することもでき、この斜方形の側縁部は、図１３Ａから図１３Ｂに示されるように、長さＬ及びＢによって規定される。

カッターバー１３.１，１３.２及び１３.３は、それら各々が４つの切削エッジを有するように配置されているものであることが、特に好ましい。４つの切削エッジ１８.１から１８.４を備えた長方形状のカッターバー１３.１が、図１２Ａから図１２Ｄに示されている。このカッターバー１３.１は、３本の軸Ｒ１，Ｒ２及びＲ３の廻りに回転させられることができる。他の切削エッジは、これらの軸廻りの回転によって使用される。
図１２Ａでは、切削エッジ１８.１は、当該切削エッジ１８.１が切削するように配列されている。カッターバー１３.１が、ベース本体部１１から取り外されて、軸Ｒ１の廻りに回転させられると、図１２Ｂに示されるように、切削エッジ１８.２が用いられる。
−切削エッジ１８.２は、カッターバー１３.１の後部側で、切削エッジ１８.１の反対側に斜め方向に配置されている。カッターバー１３.１が、ベース本体部１１から取り外されて、軸Ｒ３の廻りに回転させられると、図１２Ｃに示されるように、切削エッジ１８.３が用いられる。切削エッジ１８.３は、切削エッジ１８.２と共に、カッターバー１３.１の後部側に位置している。カッターバー１３.１が、ベース本体部１１から取り外されて、軸Ｒ２の廻りに回転させられると、図１２Ｄに示されるように、切削エッジ１８.４が用いられる。切削エッジ１８.４は、切削エッジ１８.１と共に、カッターバー１３.１の前部側に位置している。

カッターバー１３.１は、また、それら各々が２つの切削エッジを有するように構成されたものも、好適である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、２つの切削エッジ１８.１及び１８.２を備えた斜方形状のカッターバー１３.１を示している。このカッターバー１３.１は、軸Ｒ３の廻りに回転させられることができる。図１３Ａでは、切削エッジ１８.１は、当該切削エッジ１８.１が切削するように配列されている。カッターバー１３.１が、ベース本体部１１から取り外されて、軸Ｒ３の廻りに回転させられると、図１３Ｂに示されるように、切削エッジ１８.２が用いられる。切削エッジ１８.２は、カッターバー１３.１の同じ側（前部側）で、切削エッジ１８.１の反対側に斜め方向に配置されている。

２つ若しくはそれ以上の切削エッジを備えたかかるカッターバーは、全ての実施形態において用いられる。

本発明に従った工具１００は、更に、ベース本体部２１上に第２取付領域１２.２（例えば図４Ａ参照）を備えている。該第２取付領域１２.２は、第２カッターバー１３.２を取り付けるために配置されている。
本発明によれば、第１取付領域１２．１と第２取付領域１２．２とは、ベース本体部２１上で、空間的にずれる（オフセットする：offset）ように配置されている。この空間的なオフセットは、機械加工中に生成する切削屑（チップ：chip）の厚さとサイズを決定付ける。切削屑スペース（チップスペース：chip space）１６のサイズは、それに応じて計画することができる（かかるチップスペース１６は、例えば、図７Ｂ或いは図１０に示されている）。

空間的なオフセットは、切削方向Ｓ（例えば図７Ｂ参照）において見たとき、第１カッターバー１３.１が、ベース本体部１１上で第２カッターバー１３.２の前にあることを意味している。第１カッターバー１３.１は、好ましくは、第２カッターバー１３.２よりも長く（Ｌがより長い）、第１カッターバー１３.１が主切刃（main cutting blade）１８.１を与える一方、第２カッターバー１３.２は第二次的な切刃（secondary cutting blade）１８.５を与える（例えば図７Ｅ参照）。

本特許出願では、用語ベース本体部１１，２１は、カッターバー１３.１から１３.４に対する支持体を規定するために用いられるべきものである。好ましくは、ベース本体部１１，２１は、錐体状（ピラミッド状：pyramidal）或いは先細の形状を有している。かかるベース本体部１１，２１は、全ての実施形態において用いられる。

本発明の第２の実施形態が図２に示されている。
図２は、好ましくは軟質材加工（soft machining）に用いられる、本発明に従った第２の工具１００の模式的な断面図を示したものである。この工具１００は、未だ硬化処理されていないワークピースのツースギャップを機械加工するために示されている。工具１００は、図２では模式的にのみ示されているカッターヘッド４０を備えている。該カッターヘッド４０は、工具１００がその廻りに回転する工具軸線Ａを備えている。カッターヘッド４０は、その周囲に沿って幾つかのグループの工具を備えている。各工具グループは、この場合、２個の総形刃１０を備えている。
図２は、かかる総形刃１０の一つのみを示している。各総形刃１０はベース本体部１１を備えており、該ベース本体部には、カーターヘッド４０への挿入のための結合領域1１.１が設けられている。該結合領域１１.１は、好ましくは、ベース本体部１１の一体的な要素である。結合領域１１.１は、ねじ込むことができ、溶接することもでき、或いは、他の如何なる方法でもベース本体部１１に固定することができる。

更に、第１切削体に対して第１取付領域１２.１が設けられている。第１切削体とは、ここでは第１カッターバーと指称されるカッターバー１３.１である。本発明に従った工具１００は、更に、ベース本体部１１上に第２取付領域１２.２（例えば図７Ｄ参照）を備えている。該第２取付領域１２.２は、第２カッターバー１３.２を取り付けるために配置されている。本発明によれば、第１取付領域１２．１と第２取付領域１２．２とは、ベース本体部１１上で、お互いに関して空間的にオフセットするように（in a spatially offset manner）配置されている。

切削屑スペース（チップスペース）１６として用いられる空洞部がベース本体部１１，２１に設けられている実施形態が、特に好ましい。このような特に好ましい実施形態の詳細が、図１０に示されている。かかるチップスペース１６は全ての実施形態において設けることができ、金属の切り屑が、工具１００の過熱を何ら伴うことなく、容易に除去できるという利点をもたらす。この空洞部は、内側に面する凹所，窪み或いは切欠部を形成するように選定される。

カッターバー１３.１を備えた総形刃１０が、図３Ａから図３Ｃに示されている。
図３Ａは総形刃１０の正面図を、図３Ｂは総形刃１０の左方からの側面図を、また、図３Ｃは総形刃１０の全体図を、それぞれ示している。総形刃１０は、図示された実施形態においてはカッターバー１３.１を受容するように構成されたベース本体部１１（プレートホルダ１）を備えている。ベース本体部１１及びカッターバー２は、従来の総形刃に代わるものとして一緒に用いられ、従って、ここでは、やはり総形刃１０と指称される。
この総形刃１０には、２つの刃先（切削エッジ）が設けられている。それらは、主カッターと、通常はヘッドカッター（head cutter）と呼ばれる第二次的なカッターである。図１３Ａにおいては、これらのカッターは、参照符号１８.１で明示され、太線で模式的に示されている。

このカッターバー１３.１は、ベース本体部１１の浮き彫り（レリーフ：relief）面１５の領域に配置されている、すなわち、ベース本体部１１の側部に張り出している。

カッターバー１３.１は、硬質金属（ハードメタル）で製作され、長手方向側部に沿ってヘッド領域４まで延びるグラウンド（ground）刃先（グラウンド切削エッジ）を備えている。切削エッジ１３.１は、好ましくは、大モジュールの傘歯車の端部加工（エンドマシーニング：end machining）のためのグラウンドイン突起部（ground-in protuberance）を備えている。切削エッジ１８.１のエッジ長さは、様々のサイズのモジュールに好適であり、このことは、カッターバー１３.１が、異なるモジュールの傘歯車のギヤ加工に使用し得ることを意味している。

本発明に従った第１の実施形態が図４Ａから図４Ｃに示されている。図４Ａは新規な総形刃１０の正面図を、図４Ｂは前記総形刃１０の左方からの側面図を、また、図４Ｃは前記総形刃１０の全体図を、それぞれ示している。総形刃１０は、図示された例においては３つのカッターバー１３.１，１３.２及び１３.３を受容するように設計されたベース本体部１１を備えている。

カッターバー１３.１，１３.２及び１３.３の特別な種類の配置の結果、傘歯車のツースギャップのフライス加工中、所謂カッティング・ディビジョン（cutting division）が生じる。このカッティング・ディビジョンは、例えば、カッターバー１３.１の一つが主カッター１８.１を与える一方、第２のカッターバー１３.２が第二次的なカッター１８.５を与えるようにして得られる。

この実施形態は、大モジュールの傘歯車に対する荒加工に特に好適である。

焼結構造の硬質金属製カッターバー１３.１，１３.２及び１３.３は、廉価であるので、本実施形態においては特に好ましい。

カッターバー１３.１，１３.２及び１３.３は、好ましくは、それら各々が、図１２Ａから図１２Ｄに関連して説明されるように、４つの切削エッジを備えるように設計されている。後部のカッティングバー１３.３は、異なるピッチ円半径を橋渡しするために、接線方向の調整可能性を有していなければならない。各々のピッチ円半径は、カッターヘッド４０の軸線に関するカッターバー１３.１，１３.２及び１３.３の距離から得られる。接線方向の調整可能性は、図示された実施形態では、図４Ｂ及び図４Ｃに示されように、ベース本体部１１に長手方向の溝部５が設けられるようにして、達成される。

更なる総形刃１０が図５Ａから図５Ｃに示されている。
図５Ａは前記総形刃１０の正面図を、図５Ｂは前記総形刃１０の左方からの側面図を、また、図５Ｃは前記総形刃１０の全体図を、それぞれ示している。総形刃１０は、図示された例においてはカッターバー１３.１を受容するように構成されたベース本体部１１を備えている。図３Ａから図３Ｃ及び図４Ａから図４Ｃに示された総形刃１０とは対照的に、ここでは、カッターバー１３.１の下側の領域に配置された偏向要素（エキセントリック・エレメント：eccentric element）６が用いられている。

図５Ｂに示されるように、偏向要素６はネジ部６.１を備えることができる。偏向アーム６.２（図５Ａ参照）は、ネジ６.１を回すことによって動かされる。前記偏向アーム６.２は、カッターバー１３.１の底端部と相互作用しており、図５Ｃにおいて往復矢印Ｈで示されるように、カッターバー１３.１の底端部の高さ位置を変位させることができる。

この総形刃１０は、偏向要素６を介して高さ調節が可能であることにより容易な調節機能が付与されているので、荒加工および仕上げ加工に特に好適である。偏向要素６は、全ての他の実施形態においても同様に使用することができる。個々の高さ調節機能のために、カッターバー１３.１，１３.２，１３.３の一つが幾つかの偏向要素６を備えているか、或いは、全てのカッターバー１３.１，１３.２，１３.３が一つの偏向要素６を備えている。

更なる実施形態が図６Ａから図６Ｃに示されている。
図６Ａは新規な総形刃１０の正面図を、図６Ｂは前記総形刃１０の左方からの側面図を、また、図６Ｃは前記総形刃１０の全体図を、それぞれ示している。総形刃１０は、図示された例においてはカッターバー１３.１を受容するように構成されたベース本体部１１を備えている。他の実施形態とは対照的に、ここでは、カッターバー１３.１の下側の領域に配置された支持板１７が用いられている。この支持板１７には、前記偏向要素６よりも堅固であるという利点がある。

この総形刃１０も、支持板１７を介して高さ調節が可能であることにより容易な調節機能が付与されているので、荒加工および仕上げ加工に特に好適である。支持板１７は、全ての他の実施形態においても同様に使用することができる。

支持板１７は、単なる支持作用に加えて、切削エッジを備えることもできる。支持板１７が切削エッジを備えている場合には、図６Ａから図６Ｃに示された実施形態においても、カッターバー１３.１と支持板１７との間でカッティング・ディビジョンが在る。

本発明の実施形態は、（複数の）カッターバー１３.１，１３.２，１３.３がベース本体部１１に接線方向にクランプされているものが、特に好ましい（この場合、「接線方向に」は切削速度の方向に略対応している；換言すれば、「接線方向」は、ここでは、工具の直径またはカッターヘッドの直径の接線に対応している）。この接線方向にクランプすることは、切削中（複数の）カッターバー１３.１，１３.２，１３.３がそれぞれの取付領域１２.１，１２.２，１２.３に押し付けられているので、非常に堅固である。

しかも、ベース本体部１１の自由表面（free surface）３上にクランプすることは、それぞれの取付領域１２.１，１２.２，１２.３における（複数の）カッターバー１３.１，１３.２，１３.３の広い接触面をもたらす。この広い接触面の結果として、傘歯車のフライス加工中に発生する力は、ベース本体部１１内によりうまく導かれて分散される。

（複数の）カッターバー１３.１，１３.２，１３.３は、好ましくは、ネジでベース本体部１１に結合されている。図３Ｂ及び図３Ｃは、参照数字符号１９を伴った各ネジ穴を示している。図４Ｂ，４Ｃ，５Ｂ，５Ｃ，６Ｂ，６Ｃ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ及び１１は、類似した穴部を示している。それらは、図の明瞭化のために、参照数字符号を伴った表示はされていない。

図７Ａから図７Ｅは、特に軟質材加工用に構成された特に好ましい実施形態を示している。
カッターヘッド４０に挿入されるべき全ての総形刃１０は、カッターヘッド４０内への挿入用の結合領域１１.１を有するベース本体部１１を備えている（図２も参照）。第１切削体として用いられる第１カッターバー１３.１がベース本体部１１に結合されている。ベース本体部１１の第２取付領域１２.２は、第２カッターバー１３.２を受容して結合させるために用いられる。
チップスペース１６として用いられる空洞部が、好ましくは２つのカッターバー１３.１，１３.２の間に設けられている。図示された実施形態では、チップスペース１６として用いられる空洞部は、２つのカッターバー１３.１，１３.２が、その上端がベース本体部１１の領域を僅かに越えて突き出るようにして得られる。このようにして、チップスペース１６として用いられる中間の空間部が、突出したカッターバー１３.１，１３.２の間に得られる。前記チップスペース１６は、また、ベース本体部に（つまり、ベース本体部１１の素材に）凹所が設けられるようにして形成される（或いは、追加して形成される）こともできる（例えば、図１０参照）。

カッターバー１３.１，１３.２，１３.３用の取付領域は、第１カッターバー１３.１及び第２カッターバー１３.２が空間的にオフセットするようにして配置され、チップスペース１６が第１カッターバー１３.１と第２カッターバー１３.２との間の領域に設けられるようにして、ベース本体部１１上に配設される。

図７Ｅには、軸Ｒ１，Ｒ２及びＲ３が示されている。カッターバー１３.１は、他の切削エッジ１８.１，１８.２，１８.３若しくは１８.４の各々を使用するために、前記３つの軸廻りに回転または絡まされることができる。切削エッジ１８.３は、反対側に在るので、図７Ｅには表示されていない。切削エッジ１８.１，１８.２及び１８.４は、太い黒線で概略的に表示されている。軸Ｒ１は、切削方向Ｓと略一致している。

図８Ａ及び図８Ｂは、７つの総形刃１０のグループを収容することができる第１のカッターヘッド４０を示している。この場合、各グループは、２つの総形刃１０を備えている。半径方向に指向させられた１４のガイド溝４１がカッターヘッド４０上に設けられ、これらガイド溝は外側の円筒面４２に開口している。ベース本体部１１又は２１の結合領域１１.１又は２１.１は、外側の円筒面４２からガイド溝４１内へ挿入することができる。ベース本体部１１，２１は、半径方向に指向したガイド溝４１内において、個々にそして連続的に、半径方向に位置して固定することができる。

図９Ａ及び図９Ｂは、図８Ａ及び図８Ｂに係るカッターヘッド４０を、当該カッターヘッドが総形刃１０を完全に装備した状態で示している。７つのグループの各々は、（創成されるべき歯間の内側および外側のフランク面のための）内側カッターと外側カッターとを備えている。図７は、内側カッターとして使用される各総形刃１０を示している。

図面は、更に、カッターバー１３.１，１３.２，１３.３の底部端末に、例えば丸穴９の形態で凹所を備えることができる（図３Ｂ，３Ｃ，４Ｂ，４Ｃ，５Ｂ，５Ｃ，６Ｂ，６Ｃ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｅ参照）。この凹所は、各カッターバー１３.１，１３.２，１３.３の各尖ったエッジ部を受容するのに用いられる。この方法の結果、ベース本体部１１の取付領域１２.１，１２.２，１２.３の精度は、より低くて済む。各凹所の適用は随意的なものである。

更なる随意的な特徴が、図３Ｃ，４Ｃ及び６Ｃに示されている。カッターバー１３.１，１３.２，１３.３の底部端末に、カッターバー１３.１，１３.２，１３.３及び／又は支持板１７が、窪み又は背面側に向かってオフセットした背面側を備えていてもよい。これらの随意的な方法は、ベース本体部１１上へのカッターバー１３.１，１３.２，１３.３のより良好な着座を確かなものとする。背面側が窪んでいたり背面側に向かってオフセットしていれば、各カッターバーは、もはや他の切削エッジの使用のために回転したり向きを変えたりすることはできない。

カッターバー１３.１，１３.２，１３.３の研磨の品質および幾何学的な精度は、傘歯車のワークピースの製作品質を達成するために非常に重要である。

本発明に従ったカッターバー１３.１，１３.２，１３.３は、既に述べたように、硬質金属で製作されている。カッターバー１３.１，１３.２，１３.３は、特に、少なくとも部分的に被覆加工されていることが好ましい。

本発明に従ったカッターバー１３.１，１３.２，１３.３は、高速度鋼（ＨＳＳ）で製作することもできる。

本発明の工具１０は、軟質材加工あるいは大モジュールの傘歯車に、特に好適である。
−また、この工具は、典型的には小さいモジュールの傘歯車が使用されるのであるが、例えば自動車産業での使用にも好適である。

本発明に従った工具１０は、ジクロ・パロイド（Zyklo-Palloid）螺旋状傘歯車を機械加工するのに、特に好適である。

本発明の工具１０は、傘歯車の乾式機械加工用に設計することもできる。

前記カッターバー１３.１，１３.２，１３.３は、好ましくは、本発明に従った硬質金属で製作され、メインの切刃からヘッドの切刃に収束する、少なくとも１つのグランド・切削エッジ１８.１を備えている。

焼結された形態の硬質金属製のカッターバー１３.１，１３.２，１３.３は、軟質材加工に特に好ましい。

ベース本体部１１及び１２は、好ましくは、本発明に従った表面硬化で硬化された鋼で製作される。

図に示され説明されたカッターヘッド４０は、柔軟性をもって各総形刃１０を装備することができ、また、１つの同じカッターヘッド４０を、種々の調整および設定の結果、異なるモジュール範囲に対して使用し得る点で、特徴付けられる。非常に柔軟に使用することのできる標準的な工具システムが提供される。

本発明は、ベース本体部とカッターバーの形態に応じて、歯車の軟質材加工と硬質材加工とに用いることができる、新しい工具システムを提供するものである。工具１００でもって生産性を顕著に高めることができる。しかも、他の対比できる解決法と比較して、コストをかなり低減することができる。

本発明の好ましい態様を、以下に述べる。
［１］
カッターヘッド（４０）と幾つかのグループの工具とを備え、各グループの工具は、第１切削体のための第１取付領域（１２.１）と、カッターヘッド（４０）内での挿入のための結合領域（１１.１）と、第１切削体と、を備えたベース本体部（１１；２１）を有している、工具（１００）であって、
−第１切削体としての役割を果たす第１カッターバー（１３.１）と、
−第２カッターバー（１３.２）のための、前記ベース本体部（１１；２１）上の第２取付領域（１２.２）と、
−第２カッターバー（１３.２）と、
−切削屑スペース（１６）としての役割を果たすキャビティ部と、を備え、
第１カッターバー（１３.１）と第２カッターバー（１３.２）とが互いに空間的にオフセットし、前記切削屑スペース（１６）が第１カッターバー（１３.１）と第２カッターバー（１３.２）の間の領域に配置されるように、前記第１取付領域（１２.１）と第２取付領域（１２.２）とが前記ベース本体部（１１；２１）上に位置決めされている、
ことを特徴とする工具（１００）。

［２］
前記ベース本体部（１１；２１）は、鋼、好ましくは軟質鋼で成り、カッターバー（１３.１から１３.３）は、高速度鋼（ＨＳＳ）又は硬質金属（ＨＭ）で成る、ことを特徴とする第１の態様に記載の工具（１００）。
［３］
前記取付領域（１２.１，１２.２）は、各々、支持面，ストップ面および固定手段（１７；１９）を備えている、ことを特徴とする第１又は第２の態様に記載の工具（１００）。
［４］
前記カッターバー（１３.１から１３.３）は、旋回可能に構成され、少なくとも２つの切削エッジ（１８.１，１８.２）を備えている、ことを特徴とする第１から第３の態様の何れか一に記載の工具（１００）。
［５］
前記カッターバー（１３.１から１３.３）は、４つの切削エッジ（１８.１から１８.４）を備え、好ましくは矩形の基本形状を有している、ことを特徴とする第４の態様に記載の工具（１００）。
［６］
第１カッターバー（１３.１）は第２カッターバー（１３.２）よりも長く、前記第１カッターバー（１３.１）は、切削方向（Ｓ）に見た場合に第２カッターバー（１３.２）より前側に、ベース本体部（１１；２１）上に配置されて、一次カッター（１８.１）を提供し、一方、前記第２カッターバー（１３.２）は二次カッター（１８.５）を提供する、ことを特徴とする第１から第５の態様の何れか一に記載の工具（１００）。
［７］
円筒の外周面（４２）に開口し半径方向に指向させられたガイド溝（４１）がカッターヘッド（４０）に在り、前記ベース本体部（１１；２１）の結合領域（１１.１；２１.１）は、前記円筒外周面（４２）からガイド溝（４１）内へ挿入可能である、ことを特徴とする第１から第６の態様の何れか一に記載の工具（１００）。
［８］
前記カッターバー（１３.１から１３.３）は、一次カッターとして用いられる第１切削エッジ（１３.１）と、ヘッドカッターとして用いられる第２切削エッジとを備えている、ことを特徴とする第１から第７の態様の何れか一に記載の工具（１００）。
［９］
前記ベース本体部（１１；２１）はレリーフ面（１５）を備えており、前記第１カッターバー（１３.１）は、前記レリーフ面（１５）の領域に配置されている、ことを特徴とする第１から第８の態様の何れか一に記載の工具（１００）。

［１０］
歯車素材、好ましくは傘歯車素材を軟質材加工するための、第１から第９の態様の何れか一に記載の工具（１００）の使用であって、
前記工具（１００）は、総形刃および硬質金属（ＨＭ）で成るカッターバー（１３.１，１３.２，１３.３）として用いられる、ことを特徴とする工具（１００）の使用。
［１１］
前記傘歯車素材は、大モジュールの傘歯車の製作に関するものである、ことを特徴とする第１０の態様に記載の工具（１００）の使用。
［１２］
前記総形刃は、二番取り研削加工又はアンダーカット加工されている、ことを特徴とする第１０の態様に記載の工具（１００）の使用。
［１３］
硬化工程の後に、歯車素材、好ましくは傘歯車素材を硬質材加工するための、第１から第９の態様の何れか一に記載の工具（１００）の使用であって、
前記カッターバー（１３.１，１３.２，１３.３）は、高速度鋼（ＨＳＳ）で成り、好ましくは、ＣＢＮコーティングされている、ことを特徴とする工具（１００）の使用。

本発明は、傘歯車を切削加工するための傘歯車フライス工具として、有効に利用することができる。

１０ 軟質材加工用の工具（総形刃）
１１ 軟質材加工用のベース本体部
１１.１ 結合領域
１２.１ 第１取付領域
１２.２ 第２取付領域
１３.１ 第１カッターバー
１３.２ 第２カッターバー
１３.３ 第３カッターバー
１５ 自由表面
１６ 切削屑スペース
１７ 結合手段（支持板）
１８.１，１８.２，１８.３，１８.４，１８.５ 切削エッジ
１９ ネジ部材
２０ 硬質材加工用の工具
２１ 硬質材加工用のベース本体部
２１.１ 硬質材加工用のクランプ本体（結合領域）
２２ 蟻継クランプシステム
４０ カッターヘッド
４１ 半径方向に指向したガイド溝
４２ 円筒外周面
４３ 工具スピンドル受け
１００ 工具
Ａ 工具スピンドル軸
Ｂ 幅
Ｄ 厚さ
Ｌ 長さ
Ｓ 切削方向
Ｒ１ 軸
Ｒ２ 軸
Ｒ３ 軸

Claims (17)

1. カッターヘッド（４０）と幾つかのグループ工具とを備え、各グループ工具は内側の歯フランク面を切削する総形刃と外側の歯フランク面を切削する総形刃とを有し、前記各総形刃は、第１切削体のための第１取付領域（１２.１）と、カッターヘッド（４０）内への挿入のための結合領域（１１.１）とを備えたベース本体部（１１；２１）を有している、工具（１００）であって、
   −前記ベース本体部（１１；２１）は、前記カッターヘッド（４０）から、当該カッターヘッド（４０）の工具軸線（Ａ）と平行に伸長しており、
   −前記第１切削体としての役割を果たす第１カッターバー（１３.１）と、
   −第２カッターバー（１３.２）と、
   −前記第２カッターバー（１３.２）のための、前記ベース本体部（１１；２１）上の第２取付領域（１２.２）と、
   −前記第１カッターバー（１３.１）と前記第２カッターバー（１３.２）とのカッターバー対のための一つの前記ベース本体部（１１；２１）と、
   −切削屑スペース（１６）としての役割を果たすキャビティ部と、を備え、
   第１カッターバー（１３.１）と第２カッターバー（１３.２）とが同一の前記ベース本体部（１１；２１）上で互いにベース本体部周面に沿う方向にオフセットし、前記切削屑スペース（１６）が前記第１カッターバー（１３.１）と前記第２カッターバー（１３.２）の間の領域の前記ベース本体部（１１；２１）上に配置されるように、前記第１取付領域（１２.１）と前記第２取付領域（１２.２）とが前記ベース本体部（１１；２１）上に位置決めされているとともに、前記結合領域（１１．１）が前記カッタヘッド（４０）内に挿入され、
   前記第１カッターバー（１３.１）が内側又は外側の歯フランク面を切削するための主切刃（１８．１）をなし、前記ベース本体部（１１；２１）の前記第２カッターバー（１３.２）が前記主切刃（１８．１）により切削された前記歯フランク面と同一側の歯フランク面を切削するための第二次的な切刃（１８．５）をなす、
   ことを特徴とする工具（１００）。
2. 前記ベース本体部（１１；２１）は鋼で成る、ことを特徴とする請求項１に記載の工具（１００）。
3. 前記ベース本体部（１１；２１）は軟質鋼で成り、カッターバー（１３.１から１３.３）は、高速度鋼（ＨＳＳ）又は硬質金属（ＨＭ）で成る、ことを特徴とする請求項１に記載の工具（１００）。
4. 前記取付領域（１２.１，１２.２）は、各々、支持面，ストップ面および固定手段（１７；１９）を備えている、ことを特徴とする請求項１から３の何れか一に記載の工具（１００）。
5. 前記カッターバー（１３.１から１３.３）は、旋回可能に構成され、少なくとも２つの切削エッジ（１８.１，１８.２）を備えている、ことを特徴とする請求項１から４の何れか一に記載の工具（１００）。
6. 前記カッターバー（１３.１から１３.３）は、４つの切削エッジ（１８.１から１８.４）を備えている、ことを特徴とする請求項５に記載の工具（１００）。
7. 前記カッターバー（１３.１から１３.３）は矩形の基本形状を有している、ことを特徴とする請求項６に記載の工具（１００）。
8. 第１カッターバー（１３.１）は第２カッターバー（１３.２）よりも長く、前記第１カッターバー（１３.１）は、切削方向（Ｓ）に見た場合に第２カッターバー（１３.２）より前側に、ベース本体部（１１；２１）上に配置されて、一次カッター（１８.１）を提供し、一方、前記第２カッターバー（１３.２）は二次カッター（１８.５）を提供する、ことを特徴とする請求項１から７の何れか一に記載の工具（１００）。
9. 円筒の外周面（４２）に開口し半径方向に指向させられたガイド溝（４１）がカッターヘッド（４０）に在り、前記ベース本体部（１１；２１）の結合領域（１１.１；２１.１）は、前記円筒外周面（４２）からガイド溝（４１）内へ挿入可能である、ことを特徴とする請求項１から８の何れか一に記載の工具（１００）。
10. 前記カッターバー（１３.１から１３.３）は、一次カッターとして用いられる第１切削エッジ（１３.１）と、ヘッドカッターとして用いられる第２切削エッジとを備えている、ことを特徴とする請求項１から９の何れか一に記載の工具（１００）。
11. 前記ベース本体部（１１；２１）はレリーフ面（１５）を備えており、前記第１カッターバー（１３.１）は、前記レリーフ面（１５）の領域に配置されている、ことを特徴とする請求項１から１０の何れか一に記載の工具（１００）。
12. 歯車素材を軟質材加工するための、請求項１から１１の何れか一に記載の工具（１００）の使用方法であって、前記工具（１００）は、総形刃および硬質金属（ＨＭ）で成るカッターバー（１３.１，１３.２，１３.３）として用いられる、ことを特徴とする工具（１００）の使用方法。
13. 傘歯車素材を軟質材加工するための、請求項１から１１の何れか一に記載の工具（１００）の使用方法であって、前記工具（１００）は、総形刃および硬質金属（ＨＭ）で成るカッターバー（１３.１，１３.２，１３.３）として用いられる、ことを特徴とする工具（１００）の使用方法。
14. 前記総形刃は、二番取り研削加工又はアンダーカット加工されている、ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の工具（１００）の使用方法。
15. 硬化工程の後に、歯車を硬質材加工するための、請求項１から１１の何れか一に記載の工具（１００）の使用方法であって、前記カッターバー（１３.１，１３.２，１３.３）は高速度鋼（ＨＳＳ）で成る、ことを特徴とする工具（１００）の使用方法。
16. 硬化工程の後に、傘歯車を硬質材加工するための、請求項１から１１の何れか一に記載の工具（１００）の使用方法であって、前記カッターバー（１３.１，１３.２，１３.３）は高速度鋼（ＨＳＳ）で成る、ことを特徴とする工具（１００）の使用方法。
17. 前記カッターバー（１３.１，１３.２，１３.３）はＣＢＮコーティングされている、ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の工具（１００）の使用方法。

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