CN103826783A - 头部交换式切削工具用刀座及头部交换式切削工具 - Google Patents

Abstract

该头部交换式切削工具用刀座（1）具备：刀座主体（2）及筒状的连结部件（3），该连结部件容纳于在刀座主体（2）上形成的安装孔（4），且由比刀座主体（2）低硬度的金属材料构成。安装孔（4）的内周面上形成有凹部，连结部件（3）的外周面紧贴安装孔（4）的内周面而与凹部卡合，且该连结部件（3）上形成有与在交换式切削头（10）上形成的头部侧螺纹部（13）螺合的安装螺纹部（3E）。

Description

头部交换式切削工具用刀座及头部交换式切削工具

技术领域

本发明涉及一种可装卸地装配具有刃部的交换式切削头而构成头部交换式切削工具的头部交换式切削工具用刀座及该刀座上装配有切削头的头部交换式切削工具。

背景技术

作为这种头部交换式切削工具的刀座，专利文献1中提出有如下刀座，即钢部通过钎焊固定于由硬质合金形成的刀柄部，且在装卸自如地装配有该钢部的切削刃部件（切削头）的一侧的端面形成有凹坑部，其里面形成有将切削刃部件在轴向上固定的内螺纹部。并且，专利文献2、3中提出将由硬质合金形成的切削头螺纹紧固在由钢构成的刀座前端部时，为了防止因应力集中而引起的硬质合金的螺纹牙的缺损，采用螺纹牙不对称的特殊形状的技术。

专利文献1：日本专利公开2003-251540号公报

专利文献2：日本专利公开2007-290120号公报

专利文献3：美国专利第7713004号说明书

然而，如专利文献1中记载，由硬质合金形成的刀柄部的前端钎焊钢部而安装切削头的刀柄中，难以确保这些刀柄部与钢部之间的接合部的强度，并有可能产生因切削阻力引起的折损。

并且，由于切削头与刀柄部之间存在钢部，因此有可能因工具整体的刚性下降而导致颤振和加工精度的下降，并且在使用后不容易分类回收钎焊的硬质合金和钢。另一方面，如专利文献2、3所示，难以在硬质合金上直接形成螺纹牙，尤其若要形成如专利文献2、3中所述的特殊形状的螺纹牙，则无法避免成本的大幅上升。

发明内容

本发明是在这种背景下构成的，其目的在于提供一种低成本且能够进行分类回收，并且强度和刚性较高且不发生折损和颤振，并由能够进行高精度的加工的硬质合金等硬质材料形成的头部交换式切削工具用刀座及在该刀座上装配有切削头的头部交换式切削工具。

本发明的头部交换式切削工具用刀座为在安装孔可装卸地装配具有刃部的交换式切削头而构成头部交换式切削工具的头部交换式切削工具用刀座，其具备：刀座主体及筒状连结部件，该连结部件容纳于在上述刀座主体上形成的上述安装孔，且由比上述刀座主体低硬度的金属材料构成，上述安装孔的内周面上形成有凹部，上述连结部件的外周面紧贴上述安装孔的内周面而与上述凹部卡合，且上述连结部件上形成有与在上述交换式切削头上形成的头部侧螺纹部螺合的安装螺纹部。

并且，关于本发明的头部交换式切削工具，在如此构成的头部交换式切削工具用刀座上，上述交换式切削头也可通过上述头部侧螺纹部螺合于上述安装螺纹部而安装于上述安装孔。

上述结构的头部交换式切削工具用刀座及头部交换式切削工具中，容纳于在刀座主体上形成的安装孔内的连结部件通过与安装孔内周面的凹部卡合而与刀座主体一体化，且在该连结部件上形成有螺合于交换式切削头的头部侧螺纹部的安装螺纹部。因此，即使刀座主体由硬质合金、金属陶瓷及陶瓷等硬质材料形成，连结部件也由比其更低硬度但韧性较高的不锈钢和模具钢等形成，从而能够防止发生螺纹牙的缺损，并且不再需要安装螺纹部的螺纹牙为特殊形状而能够防止成本上升。

并且，通过像这样将筒状的连结部件设为比刀座主体低硬度，从而能够使其易于塑性变形，因此例如在配置于形成有安装孔的凹部的部分的连结部件的原材料的内周部压入具有比其内径大的外径的压入部件而使整个连结部件以直径变大的方式塑性变形，由此能够使其外周部嵌入凹部而使外周面紧贴安装孔的内周面，使连结部件可靠地与凹部卡合而与刀座主体牢固地一体化。另外，连结部件也可具有其内周部被打通的贯穿孔，并且即使在如此压入压入部件的情况下，只要压入该压入部件的一侧被开口，则也可为内周部为盲孔状的有底的筒状。

另一方面，如此通过塑性变形等卡合的连结部件与钎焊等不同，通过机械结合与刀座一体化，因此能够通过使用夹具等使过大的拉伸力发挥作用而从刀座主体拔出，能够例如在因产生破损等而变得无法使用的刀座中，实现材质不同的刀座主体和连结部件的分类回收。

并且，交换式切削头本身螺合于其头部侧螺纹部如此卡合于凹部的连结部件的安装螺纹部，并且安装于在比该连结部件高硬度的刀座主体上形成的安装孔，因此头部交换式切削工具整体能够确保较高的刚性和强度，且能够防止产生折损和颤振，并且能够进行高精度的切削加工。

另外，形成于安装孔的内周面的上述凹部为例如形成于该内周面的环状槽、沿安装孔的中心线方向的直线槽或螺旋槽及散布的凹坑等，并为形成有朝向安装孔的孔底侧的壁部和朝向围绕上述中心线的圆周方向的壁部中的至少一个的凹部，且连结部件的外周面抵接于该壁部而紧贴，由此连结部件与凹部卡合而与刀座主体一体化，但尤其当刀座主体由如上述的硬质烧结材料形成时，通过调整烧结前的原材料中的安装孔内周面的粗糙度和烧结条件等，将烧结后的内周面也可设为最大高度粗糙度Rz为5μm以上且200μm以下的凹凸面，且该凹凸面的凹坑本身作为凹部而使连结部件的外周部的至少一部分沿该凹凸面塑性变形，且使连结部件外周面紧贴安装孔内周面而卡合。当然，也可以是具备这种凹凸面和如上述的壁部双方的凹部。

其中，安装孔的内周面的最大高度粗糙度Rz小于5μm时，内周面变得过于平滑，有可能无法使连结部件牢固地与刀座主体一体化。

另一方面，相反地若最大高度粗糙度Rz大于200μm，则通过如上述将压入部件压入连结部件的内周部而使其塑性变形，由此使其外周部嵌入凹部而使外周面紧贴安装孔的内周面时，为了不损坏连结部件便可使其塑性变形而将其外周部可靠地嵌入作为凹部的凹凸面，必须减少所嵌入的连结部件原材料的外周部的外径和安装孔内周面的内径之差，所以有可能在塑性变形之前将连结部件原材料插入安装孔变得困难。

并且，上述安装螺纹部可为外螺纹部，且交换式切削头的头部侧螺纹部可为内螺纹部，但将上述安装部为内螺纹部时，能够使在上述连结部件上形成该内螺纹部的范围和上述外周面紧贴上述安装孔的内周面的范围在上述安装孔的中心线方向上重叠，且在外周部卡合于安装孔内周面的凹部的连结部件的内周面侧附近，能够承受从交换式切削头作用于头部侧螺纹部的切削力。

另外，关于上述安装孔的开口部侧，与该安装孔的中心线正交的截面呈以该中心线为中心的圆形，且成为与形成于上述交换式切削头的安装部嵌合的嵌合部，由此在该嵌合部上也能够承受作用于交换式切削头的切削力，能够在头部交换式切削工具中确保更高的刚性和强度。这尤其在如上述将安装部作为内螺纹部而使在连结部件上形成内螺纹部的范围和上述外周面紧贴安装孔的内周面的范围在安装孔的中心线方向上重叠时有效。

尤其，若将该嵌合部为随着朝向上述安装孔的开口部侧内径逐渐变大的锥状，则通过将交换式切削头的安装部也为随着朝向该安装部的基端侧外径逐渐变大的相等倾斜角度的锥状，从而将这些安装外周面所成的锥面无偏移且均匀地推压于嵌合部内周面所成的锥面而进行锥嵌合，并且通过楔效应在锥面之间产生较大的摩擦阻力，能够获得更高的工具刚性和工具强度。

另一方面，作用于连结部件的安装螺纹部的切削力和螺纹的拧紧转矩能够减轻，因此无需使连结部件对安装孔的卡合力为大于所需以上便能够防止连结部件脱离的情况，并且即使在实现如上述分类回收刀座主体和连结部件时，也能够比较轻松地从刀座主体拔出连结部件。另外，通过如此将嵌合部与安装部为锥状，从而能够使刀座主体的安装孔的中心线与交换式切削头的安装部的中心线高精度地一致，且通过根据该安装部的中心线形成交换式切削头的刃部等，能够进行更高精度的切削加工。

另外，如此成为锥状的上述嵌合部相对于上述中心线的倾斜角度，若该倾斜角度过大，则无法充分获得基于锥嵌合的较高的刚性和强度，另外，相反地若该倾斜角度过小，则基于楔效应在锥面之间产生的摩擦阻力变得过大而在拆卸交换式切削头时需要较大的力。因此，该倾斜角度优选设在1°～20°的范围内，更优选设在1°～5°的范围内，进一步优选设在1°～3°的范围内。

另外，在上述安装孔的最里部形成与该安装孔的中心线正交的截面具有呈直线状的壁面的凹座，并且在上述连结部件形成具有与上述壁面对置而能够抵接的侧面且容纳于上述凹座的止转部。由此，即使预料之外的过大的切削力从交换式切削头作用于连结部件，也通过该止转部的侧面抵接于凹座的壁面来限制连结部件的旋转。因此，能够防止连结部件在安装孔内空转而脱离与凹部的卡合，连带切削头一同脱落等情况发生。另外，上述侧面可从一开始与上述壁面对置而抵接来限制连结部件的旋转，并且也可与上述壁面隔开间隔对置，在连结部件欲空转时与上述壁面抵接而限制其旋转。

如以上说明，根据本发明能够将形成有安装部的连结部件为比刀座主体低硬度且韧性较高的材质，因此容易形成螺纹牙且不发生崩碎，从而能够降低成本。另一方面，刀座主体由硬质材料形成且为高刚性、高强度，能够与连结部件分类回收的同时牢固地一体化，通过在该刀座主体的安装孔安装交换式切削头，防止折损和颤振的发生而能够进行高精度的切削加工。

附图说明

图1是表示本发明的头部交换式切削工具用刀座的一实施方式的侧剖视图。

图2的（a）是表示图1所示的实施方式的刀座主体的侧剖视图，（b）是（a）的ZZ剖视图。

图3的（a）是表示图1所示的实施方式的连结部件的图且为塑性变形之前的原材料的立体图，（b）是使（a）的原材料塑性变形而形成安装螺纹部之后的连结部件的立体图（即，将容纳于刀座的安装孔而一体化的连结部件视为单体的图）。

图4是说明在图1所示的实施方式中使连结部件塑性变形的情况的图。

图5是表示在图1所示的实施方式中安装了交换式切削头的本发明的头部交换式切削工具的一实施方式的侧剖视图。

图6是表示图5所示的实施方式的变形例的侧剖视图。

图7的（a）是表示图1所示的实施方式的变形例的图且为相当于刀座主体的图2的（a）的ZZ剖视图的图，（b）是使连结部件塑性变形之前的原材料的立体图，（c）是使（b）的原材料塑性变形而形成安装部之后的连结部件的立体图（即，将容纳于刀座的安装孔而一体化的连结部件视为单体的图）。

具体实施方式

图1～图4为表示本发明的头部交换式切削工具用刀座的一实施方式的图，图5是表示在该实施方式中安装了交换式切削头的本发明的头部交换式切削工具的一实施方式的图。该头部交换式切削工具为将本发明适用于头部交换式立铣刀中的工具。

本实施方式的头部交换式切削工具用刀座1由刀座主体2和连结部件3构成。刀座主体2为硬质合金、金属陶瓷或陶瓷等硬质材料，且尤其在本实施方式中由将原料粉末压粉成型之后加热烧结的烧结材料形成，另一方面连结部件3由比刀座主体2低硬度，但韧性较高的不锈钢和模具钢等钢材形成。

刀座主体2呈外形以中心线O为中心的大致圆柱状，但是其前端侧（图1、图2、图3的（a）及图5中的左侧）的部分为相对于后端侧（图1、图2、图3的（a）及图5中的右侧）的刀柄部成为外径稍微小一些的圆筒面状的颈部2A。并且，在该刀座主体2的前端面2B上，安装孔4以朝向后端侧凹陷的方式以中心线O为中心形成，并且比安装孔4直径小的贯穿孔5从刀座主体2的后端面2C以朝向该安装孔4的孔底连通的方式沿中心线O形成。

倒角部4A、嵌合部4B、退刀部4C、卡合部4D及凹座4E从前端侧朝向后端侧依次形成于安装孔4中。倒角部4A形成于与前端面2B的交叉棱线部，嵌合部4B从倒角部4A向后端侧延伸。退刀部4C设为比嵌合部4B的后端侧的内径略微大的内径，卡合部4D设为比退刀部4C和嵌合部4B的后端侧的内径小一些的内径。凹座4E设为与中心线O正交的截面比该卡合部4D更小，上述贯穿孔5在朝凹座4E的前端侧的底面开口。

其中，除上述凹座4E以外的安装孔4的倒角部4A、嵌合部4B、退刀部4C、卡合部4D及贯穿孔5为与中心线O正交的截面呈以该中心线O为中心的圆形。其中退刀部4C、卡合部4D及贯穿孔5具有其内径设为分别遍及中心线0方向恒定的圆筒面状的内周面。因此，退刀部4C与卡合部4D之间且在该卡合部4D的开口部的周围形成朝向前端侧的圆环状的壁部4F。

与此相对，本实施方式中不仅上述倒角部4A，连嵌合部4B也为其内周面以中心线O为中心且随着朝向安装孔4的开口部侧内径逐渐变大的凹圆锥面的锥状。其中，成为锥状的嵌合部4B的内周面在沿中心线O的截面上相对于该中心线O所成的倾斜角度比倒角部4A的倾斜角度小，在本实施方式中设为1°～20°的范围内的恒定角度。另外，朝向该嵌合部4B的后端侧的上述退刀部4C的开口部的内径设为比嵌合部4B的内径稍大。

并且，在该安装孔4的上述卡合部4D的内周面形成有凹部。该凹部在烧结形成由如上述的烧结材料形成的刀座主体2之后，通过机械加工等形成围绕中心线O的环状槽和沿中心线O方向的直线槽或螺旋槽及散布的凹坑等，从而形成朝向安装孔4的孔底侧的壁部和朝向围绕上述中心线O的圆周方向的壁部中的至少一个。本实施方式中，通过如此调节将刀座主体2压粉成型而烧结时的条件等，将卡合部4D的内周面的表面粗糙度设为JIS B0601:2001（ISO42887:1997）所规定的最大高度粗糙度Rz为5μm以上且200μm以下的凹凸面，并且将该凹凸面作为上述凹部。

即，由这种烧结材料形成的刀座主体2，通过冲压成型模具将原料粉末压缩而成型压坯，并对其进行加热、烧结并根据需要实施研磨等精加工来制造。因此，成型该压坯时，对上述卡合部4D的内周面进行烧结之后以成为如上述的表面粗糙度的方式实施加工，或调整烧结时的加热温度和时间，或通过烧结后的研磨调整表面粗糙度，或者相反地省略卡合部4D的内周面的研磨而保持烧结表面原样，从而能够将该卡合部4D的内周面成为如上述的表面粗糙度。

当然，可通过这些方法中的一个来调整卡合部4D的内周面的表面粗糙度，或者也可适当组合两个以上的方法来进行调整。另外，通过如此调整卡合部4D的内周面的表面粗糙度来形成凹凸面，并且形成如上述的槽和凹坑来形成朝向安装孔4的孔底侧的壁部和朝向围绕上述中心线O的圆周方向的壁部中的至少一个，也可组合这些作为凹部。尤其，在形成例如沿中心线O方向的直线槽的情况等，在成型压坯时有时也可通过冲压成型模具来成型槽等。

另一方面，在本实施方式中，如图2的（b）所示，关于位于安装孔4的最里部的凹座4E，与其中心线O正交的截面为在相对于中心线O的直径方向上具有长轴的椭圆状，且以保持该椭圆状的恒定截面原样在中心线O方向上延伸的方式形成。因此，在隔着该长轴的两侧，在与中心线O正交的截面上呈直线状的一对壁面4G，以与中心线O平行且相互也平行地延伸的方式形成。

另外，在本实施方式中，关于安装孔4上的各部在中心线O方向的长度，卡合部4D为最长，其次是嵌合部4B为较长。接着，凹座4E为较长，退刀部4C为其次长，倒角部4A为最短。但是，也可不形成倒角部4A。并且，留在该安装孔4的开口部的周边的刀座主体2的前端面2B设为与中心线O垂直的平面状。

连结部件3容纳于如此构成的刀座主体2的安装孔4中。如图3的（b）所示，该连结部件3呈外形以中心线O为中心的多节的大致圆筒状，依从前端侧（图3中的下侧）朝向后端侧（图3中的上侧）的顺序，容纳于安装孔4的退刀部4C的凸肩部3A、容纳于卡合部4D的被卡合部3B及容纳于凹座4E的止转部3C以外径递减的方式一体形成。

其中，凸肩部3A具有比安装孔4的卡合部4D的内径大，且比嵌合部4B的后端侧的内径稍小的外径，中心线O方向的长度也设为比退刀部4C稍小，且在连结部件3安装于刀座主体2的状态下，从前端侧抵接于安装孔4的上述壁部4F。并且，止转部3C呈与中心线O正交的截面能够与安装孔4的凹座4E卡合的形状、大小的椭圆状，因此在隔着该椭圆的长轴的两侧，在与中心线O正交的截面上呈直线状的一对侧面3D，以与中心线O平行且相互也平行的方式形成，在上述安装状态下与凹座4E的上述壁面4G隔开间隔对置。

另外，连结部件3的内周部沿中心线O贯穿，其中前端侧形成有内螺纹部3E，并且为本实施方式中的安装部。该内螺纹部3E具有比贯穿至连结部件3的内周部后端侧的上述止转部3C的贯穿孔部3F大的内径，在上述安装状态下从连结部件3的前端侧延设至比被卡合部3B的后端更靠前端侧的，例如相当于超过上述卡合部4D的中心线O方向的长度的1/2的部分。另外，被卡合部3B的中心线O方向的长度设为比卡合部4D的中心线O方向的长度稍小，在上述安装状态下，在该被卡合部3B的后端突出的上述止转部3C穿过卡合部4D而容纳于上述凹座4E。

并且，在上述安装状态下，上述被卡合部3B以其外周面紧贴卡合部4D的内周面而嵌入上述凹部的方式卡合。即，该凹部为如上述表面粗糙度的凹凸面的本实施方式中，被卡合部3B的外周面为如效仿该凹凸面的凸凹面而紧贴卡合部4D的内周面，且卡合于该凹部。但是，该被卡合部3B的外周面也可不通过将该卡合部4D的内周面所成的凹凸面保持原样翻转而全面地紧贴上述凹部，只要能够确保连结部件3的安装强度，则外周面嵌入至凹部的深度的中途而卡合也可。

如此为了使连结部件3的被卡合部3B外周面紧贴于安装孔4的卡合部4D内周面而使其卡合于凹部，将被卡合部3B的外径设为比卡合部4D的内径稍小的如图3的（a）所示的连结部件3的多节圆筒状的原材料6通过上述不锈钢等形成并容纳于图4所示的安装孔4内。并且，将具有比该原材料6的内径稍大的外径的压入部件（冲头）7压入该原材料6的内周部而以扩大原材料6的直径的方式塑性变形，由此将被卡合部3B的外周面压入卡合部4D的内周面而嵌入凹部（凹凸面）即可。

其中，关于上述原材料6，相对于图3的（a）及图4中以括号表示的连结部件3的各部，在中心线O方向的长度大致相等，并且凸肩部3A与止转部3C为其外径、截面形状及大小也相等。但是，该原材料6的内周部未形成内螺纹部3E，在中心线O方向上位于内周部前端侧的上述凸肩部3A的部分为直径稍微大于贯穿比其更靠后端侧的止转部3C的压入孔部6A的阶梯孔，且该压入孔部6A设为比通过塑性变形被卡合部3B卡合于卡合部4D的状态的连结部件3的贯穿孔部3F的内径稍微小例如0.2mm～1.0mm左右的恒定的内径。另外，原材料6中的被卡合部3B部分的外径为比安装孔4的卡合部4D的内径小例如0.1mm～0.5mm。

并且，压入部件7由比形成连结部件3及原材料6的上述不锈钢等更硬质的材料形成，并且形成为和与中心线O同轴配置的压入轴线X正交的截面呈圆形的轴状。该压入部件7的压入于原材料6的一侧（图4中右侧）的突端部7A形成为炮弹状，该突端部7A的后端具有大径部7B，且以经由随着从该大径部7B朝向压入部件7的基端侧（图4中左侧）外径稍微缩径的锥部7C，到达装配于未图示的压入装置的基端部7D的方式形成。另外，上述大径部7B与成为锥部7C后端侧的小径的部分之间的外径之差为例如20μm～200μm左右。

并且，上述大径部7B的外径设为比原材料6上的压入孔部6A的内径大。其中，该大径部7B的外径与压入孔部6A的内径之差设为将压入部件7压入于压入孔部6A时原材料6超出弹性变形的范围而产生塑性变形的大小以上。但是，若该径之差过大，则原材料6直径变得过大而有可能在刀座主体2上产生破裂，因此考虑这种情况而设定该径之差的上限值，且设为与上述的压入孔部6A与上述贯穿孔部3F的内径之差大致相等的例如0.2mm～1.0mm左右的大小。

因此，如图4所示，将原材料6容纳于安装孔4中而固定刀座主体2，并且如上述将压入部件7的压入轴线X与中心线O同轴配置，且通过上述压入装置将压入部件7如在图4中以箭头线表示的那样插入原材料6的内周部。如此，首先压入部件7的突端部7A抵接于压入孔部6A的开口部而原材料6挤进刀座主体2的后端侧，凸肩部3A部分抵接于安装孔4的上述壁部4F，并且止转部3C部分容纳于凹座4E，从而原材料6在中心线O方向的移动受到限制。

接着，使压入部件7进一步前进而逐渐压入于压入孔部6A中，则原材料6的被卡合部3B部分通过大径部7B以直径变大的方式发生塑性变形，且由此该被卡合部3B部分的外周面以紧贴卡合部4D内周面而嵌入上述凹部的方式被推压，并与该凹部卡合。因此，通过例如大径部7B到达被卡合部3B部分的后端，若使压入部件7后退而从压入孔部6A拔出，则原材料6安装于安装孔4中而与刀座主体2牢固地一体化，并且由于压入孔部6A的直径变大而形成上述贯穿孔部3F，因此之后在该贯穿孔部3F的前端侧形成以中心线O为中心的预定的内径的螺纹底孔3G和内螺纹部3E，从而能够获得上述结构的头部交换式切削工具用刀座1。另外，若不存在压入部件7干涉刀座主体2的可能，则可进行压入直至大径部7B从压入孔部6A的后端脱落。

如此构成的头部交换式切削工具用刀座1通过在其前端部如图5所示的那样连结交换式切削头10而被安装，由此构成为本实施方式的头部交换式切削工具，刀座主体2装配于机床中而使用于工件的切削加工中。该交换式切削头10在前端部具有刃部11，并且在该刃部11的后端侧形成安装于刀座主体2的安装孔4的安装部12，另外在其后端侧以中心线O为中心设置有作为头部侧螺纹部的螺合于作为连结部件3的安装螺纹部的上述内螺纹部3E的外螺纹部13。

其中，作为头部交换式立铣刀的本实施方式的头部交换式切削工具中，在刃部11的前端侧部分以将刀座主体2的中心线O为中心的方式形成有多个切削刃11A，并且在刃部11的后端部外周形成有旋转部11B，该旋转部在装卸交换式切削头10时，通过扳手等作业用工具卡合而被旋转。该旋转部11B为如相对于中心线O平行，且相互也平行那样的至少一对平行面，且形成为切开圆板状的刃部11后端部。

并且，上述旋转部11B与刃部11的后端面11C隔开间隔而形成，由此，在这些旋转部11B与后端面11C之间形成以中心线O为中心而向径向外侧突出的凸缘部11D。另外，后端面11C设为其外径与刀座主体2的前端面2B大致相等，且设为如与中心线O垂直的平坦面。

另外，安装部12嵌合于安装孔4的嵌合部4B而被安装，且该嵌合部4B的内周面为随着朝向该安装孔4的开口部侧内径逐渐变大的锥状的本实施方式中，安装部12也为随着朝向该安装部12的基端侧（交换式切削头10的前端侧。图5的左侧）呈与嵌合部4B相等的倾斜角度及大小且以外径逐渐变大的中心线O为中心的圆锥台状的锥状。

另外，这些刃部11及安装部12，若考虑刃部11的切削刃11A的强度和安装部12对头部交换式切削工具用刀座1的安装刚性，则优选与刀座主体2同样地由硬质合金、金属陶瓷或陶瓷等硬质材料形成。

另一方面，作为头部侧螺纹部的外螺纹部13，若考虑螺纹牙的缺口和形成外螺纹部13的简易性，则优选与上述连结部件3同样地由比刃部11及安装部12低硬度的金属材料，例如比上述硬质材料韧性更高的不锈钢和模具钢等钢材形成。

因此，如此在刃部11及安装部12上安装由不同材质形成的外螺纹部13，与在上述实施方式的头部交换式切削工具用刀座1上在刀座主体2安装连结部件3是相同的。即，在由如上述的硬质材料一体形成的刃部11及安装部12上形成内周面具有凹部的头部侧安装孔，将作为由形成外螺纹部13的不锈钢等形成的头部侧连结部件的外螺纹部件容纳于该头部侧安装孔中，且使其外周面紧贴头部侧安装孔内周面而卡合于上述凹部即可。

更具体而言，在刃部11及安装部12以沿中心线O的方式形成上述头部侧安装孔，在其内周面形成由最大高度粗糙度Rz为5μm以上且200μm以下的凹凸面构成的凹部和形成有朝向头部侧安装孔的孔底侧（交换式切削头10的前端侧）的壁部，及朝向围绕中心线O的圆周方向且例如向中心线O方向延伸的平面状的壁部中的至少一个的凹部。另一方面，外螺纹部件形成为具有容纳于头部侧安装孔的部分的内径设为比形成外螺纹部13的部分的内径直径小的内周部的圆筒状。

并且，将该外螺纹部件的其内径为小径的部分容纳于头部侧安装孔中而固定于上述孔底侧的基础上，与在上述实施方式中将压入部件7压入连结部件3的原材料6中的情况相同地，在其内周部压入压入部件（冲头）而使外螺纹部件塑性变形。由此，若使该小径的部分的外周面以紧贴头部侧安装孔的内周面而使其嵌入其凹部的方式卡合，则如上述能够得到刃部11及安装部12由硬质材料形成且外螺纹部13由比该硬质材料低硬度的材料形成的交换式切削头10。

另外，同样与上述实施方式相同地，压入前的外螺纹部件的内径小径部分比压入后的相同部分的内径及压入部件的大径部的外径小0.2mm～1.0mm左右，并且压入前的外螺纹部件的该内径小径部分的外径比形成头部侧安装孔的凹部的部分的内径小例如0.1mm～0.5mm左右，另外压入部件的大径部与成为其后端侧的小径的部分的外径之差设为例如20μm～200μm左右。并且，外螺纹部13可形成于压入后外螺纹部件的内径成为大径的部分的外周，但若该大径部分的内径比压入部件的大径部直径大，则该大径部分不会塑性变形，因此也可预先形成外螺纹部13后进行压入。

如此构成的交换式切削头10在上述实施方式的头部交换式切削工具用刀座1上将上述外螺纹部13螺合于内螺纹部3E中而旋入，且安装部12滑动接触于安装孔4的嵌合部4B之后，作业用工具卡合于上述旋转部11B而旋转。由此，锥状的嵌合部4B上紧贴相同锥状的安装部12而被推压，从而连结并被安装。另外，优选在如此安装交换式切削头10的状态下，上述刃部11的后端面11C抵接于刀座主体2的前端面2B而紧贴。

另外，作为如此构成的立铣刀的本实施方式的头部交换式切削工具，如上述头部交换式切削工具用刀座1的刀座主体2后端部装配于机床，绕中心线O旋转的同时向与该中心线O交叉的方向送出，并通过交换式切削头10的刃部11切削加工工件。其中，上述内外螺纹部3E、13的旋入方向设为相对于该切削加工时的头部交换式切削工具的旋转方向为相反方向。

上述结构的头部交换式切削工具用刀座1中，如此后端部装配于机床，并且在前端部安装有交换式切削头10的刀座主体2由硬质合金、金属陶瓷及陶瓷等硬质材料形成，从而能够确保较高的强度和刚性，因此作为头部交换式切削工具在切削加工中使用时能够防止产生折损和颤振，并且能够获得较高的加工精度。尤其，本实施方式的头部交换式切削工具中，安装于头部交换式切削工具用刀座1上的交换式切削头10的刃部11及安装部12也由同样的硬质材料形成，因此作为切削工具整体能够设为高刚性、高强度，并能够实现加工精度的进一步提高。

另一方面，形成成为连结该交换式切削头10的安装部的内螺纹部3E的连结部件3的硬度比形成刀座主体2的硬质材料的硬度低。然而其反面，以由韧性较高的不锈钢等钢材构成的金属材料形成，因此易于形成内螺纹部3E，并且作为通常的形状的螺纹牙也不会产生缺损等，与如上述在硬质材料上直接形成安装螺纹部相比能够防止成本上升。这与在本实施方式的头部交换式切削工具的交换式切削头10中，将如上述成为头部侧螺纹部的外螺纹部13形成为比形成刃部11及安装部12的硬质材料低硬度的外螺纹部件（头部侧连结部件）的情况相同。

并且，如此设为比刀座主体2低硬度且高韧性的连结部件3其被卡合部3B的外周面紧贴刀座主体2的安装孔4的卡合部4D的内周面，以嵌入形成于该内周面的凹部的方式卡合，即在被卡合部3B外周面以形成嵌入凹部的凸部的方式卡合有连结部件3。

因此，能够将该连结部件3牢固地安装于安装孔4中而与刀座主体2一体化，且通过在其内螺纹部3E螺合外螺纹部13而安装的交换式切削头10进行切削加工时，也不会因切削时的负载等而在交换式切削头10上产生松动，与刀座主体2高刚性、高强度这点相结合能够促进稳定的切削加工。

并且，上述结构的头部交换式切削工具用刀座1中，为了使连结部件3的被卡合部3B外周面卡合于安装孔4的卡合部4D内周面的凹部，连结部件3被设为筒状，并且设为比刀座主体2低硬度、高韧性。该头部交换式切削工具用刀座1中，使用如上述将被卡合部3B部分的外径设为比卡合部4D的内径小的连结部件3的原材料6，在该原材料6内周的压入孔部6A压入具有比其内径大的外径的压入部件7，从而以将原材料6扩径的方式塑性变形而紧贴卡合部4D内周面，能够使连结部件3的被卡合部3B部分卡合于凹部。

因此，以将原材料6的外周面均匀且全面地向卡合部4D的内周面推压的方式紧贴，且将塑性变形的外周面遍布嵌入于形成在该卡合部4D的凹部而能够可靠地卡合。并且，之后通过在该原材料6的压入孔部6A上形成内螺纹部3E而成为连结部件3，从而能够将该连结部件3进一步牢固地与刀座主体2一体化。

然而，另一方面，如此与凹部卡合而与刀座主体2一体化的连结部件3与通过钎焊等的接合不同，仅机械性地与刀座主体2结合，因此通过使用例如夹具等而在连结部件3上作用超出与凹部的卡合力的过大的拉伸力，从而能够将连接部件3从刀座主体2拔出而分离。因此，在万一产生破损等而变得无法使用的头部交换式切削工具用刀座1中，也能够分类回收材质不同的刀座主体2和连结部件3，且能够使它们的再利用变得容易。

并且，本实施方式中，形成于安装孔4的卡合部4D内周面的凹部，通过将该内周面设为最大高度粗糙度Rz为5μm以上且200μm以下的凹凸面，从而将该凹凸面的凹坑本身为凹部。因此，在卡合部4D的内周面整体形成凹部，在这种凹部上紧贴如上述塑性变形的连结部件3的被卡合部3B外周面而卡合，由此在卡合部4D内周面与被卡合部3B外周面之间产生较大的摩擦力，因此能够进一步稳定且牢固地将连结部件3与刀座主体2一体化。

例如，将刀座主体2的安装孔4的卡合部4D内周面的最大高度粗糙度Rz调整为7.0μm，且将形成于连结部件3的上述原材料6的被卡合部3B部分的外周面的最大高度粗糙度Rz调整为2.0μm，并如上述实施方式在容纳于卡合部4D的原材料6压入压入部件7而与刀座主体2一体化之后，破坏刀座主体2而测定原材料6的被卡合部3B部分的外周面的表面粗糙度的结果，确认到最大高度粗糙度Rz变化为5.5μm，由此可知如上述沿卡合部4D内周面的凹凸面而原材料6的外周面塑性变形。另外，上述Rz为JIS B0601：2001（ISO4287：1997）所规定的最大高度粗糙度，为在基准长度：0.8mm、截止值λs=0.0025mm、λc=0.8mm的评价条件下测定的结果。

并且，形成刀座主体2的硬质材料是如硬质合金、金属陶瓷及陶瓷这种烧结材料时，在烧结前的压坯中，以成为卡合部4D的内周面的面进行烧结之后成为如上述的表面粗糙度的方式实施加工，或调整烧结时的加热温度和加热时间，或通过烧结后对卡合部4D内周面实施研磨减小表面粗糙度，或相反地使表面变得粗糙而增大表面粗糙度，或者当烧结后的卡合部4D的内周面为上述范围的表面粗糙度时，省略对该卡合部4D的研磨而保持烧结表面原样，从而能够将该卡合部4D的内周面准确地调整为如上述的表面粗糙度。

其中，尤其形成刀座主体2的烧结材料为如WC-Co基硬质合金那样作为粘合剂含有Co的材料，相对于该刀座主体2的安装孔4的卡合部4D在烧结后不实施研磨而保持烧结表面原样来调整为上述范围的表面粗糙度时，在该卡合部4D的内周面表面形成较多地含有Co的富钴区域。该富钴区域为在烧结材料的烧结工序中通过对上述压坯进行加热而在卡合部4D的内周面表面显现的区域，Co作为主成分并具有0.5μm～5μm左右的厚度，因此上述凹凸面也可含有这种富钴区域而形成。

另外，若该安装孔4的卡合部4D内周面的最大高度粗糙度Rz小于5μm，则无法产生充分的摩擦力而有可能无法使连结部件3与刀座主体2牢固地一体化。并且，相反若最大高度粗糙度Rz大于200μm，则为了使上述原材料6塑性变形时可靠地使被卡合部3B部分的外周面卡合于设为凹部的凹凸面，不得不使该卡合部4D内周面的内径和原材料6的被卡合部3B部分的外径之差变得极小，且有可能难以将该原材料6插入安装孔4中。

并且，本实施方式中，形成于如此卡合的连结部件3的安装螺纹部为内螺纹部3E，且螺合于作为形成于可交换切削头10的头部侧螺纹部的外螺纹部13。并且，本实施方式中，在连结部件3卡合于安装孔4的上述卡合部4D而安装于刀座主体2的上述安装状态下，该螺纹部3E从连结部件3的前端侧延设至超出卡合部4D的中心线O方向的长度的1/2附近，即能够使在连结部件3的内外周形成该内螺纹部3E的范围与被卡合部3B卡合于卡合部4D的范围在中心线O方向上重叠。

因此，在与安装孔4的卡合部4D卡合的连结部件3的被卡合部3B的内周侧附近，外螺纹部13螺合于内螺纹部3E而安装交换式切削头10。因此，即使切削时发挥作用的切削力从该交换式切削头10的刃部11传递至外螺纹部13，也能够将该切削力经内螺纹部3E的外周附近的被卡合部3B由卡合部4D来承受，能够更稳定地支承交换式切削头10而实现流畅的切削加工。

并且，本实施方式中，如此头部交换式切削工具用刀座1侧的安装螺纹部为内螺纹部3E，交换式切削头10的头部侧螺纹部为外螺纹部13，但也能够与此相反地将刀座侧的安装螺纹部为外螺纹部，且将头部侧螺纹部为内螺纹部。此时，与在交换式切削头10的刃部11及安装部12上安装由不同材料构成的外螺纹部件的情况相同，将在前端部外周形成螺纹部的圆筒状的连结部件容纳于安装孔4的卡合部4D，并通过向其内周部压入压入部件而使该连结部件塑性变形来将外周部卡合于卡合部4D即可。

另一方面，为了更可靠地承受如上述作用于交换式切削头10的切削力，在本实施方式中安装孔4的开口部侧形成有嵌合部4B。关于该嵌合部4B，与刀座主体2的中心线O即安装孔4的中心线O正交的截面呈以该中心线为中心的圆形，且和同样地与中心线O正交的截面呈圆形的交换式切削头10的安装部12嵌合。因此，如此通过嵌合部4B与安装部12嵌合也能够承受上述切削力，能够实现作为头部交换式切削工具的刚性和强度的进一步提高。

并且，本实施方式中，该嵌合部4B为随着朝向安装孔4的开口部侧内径逐渐变大的锥状。成为随着外径朝向基端侧以与该嵌合部4B相等的倾斜角度逐渐变大的锥状的安装部12与嵌合部4B锥嵌合，交换式切削头10安装于头部交换式切削工具用刀座1上。

因此，随着将交换式切削头10的外螺纹部13旋入头部交换式切削工具用刀座1的内螺纹部3E，安装部12的外周面所成的锥面均匀地推压嵌合部4B的内周面所成锥面，并且使安装部12扩张嵌合部4B而产生楔效应，由此在两个锥面间产生较大的摩擦阻力，因此即使过大的切削力作用于交换式切削头10的刃部11，也能够仅在该锥面间承受该切削力。另外，本实施方式的头部交换式切削工具中，形成嵌合部4B的刀座主体2与交换式切削头10的安装部12由硬质合金等硬质材料形成，这些硬质材料彼此直接接触而嵌合，因此能够以更高的刚性、强度支承交换式切削头10。

并且，如此由于能够承受切削时由嵌合部4B与安装部12所作用的切削力等，因此能够减轻作用于连结部件3的内螺纹部3E的切削力，或通过安装交换式切削头10时将外螺纹部13旋入内螺纹部3E，从而在连结部件3产生的拉力和转矩，因此不必将连结部件3的基于塑性变形的向卡合部4D的卡合力设为大于所需以上。因此，例如如上述分类回收刀座主体2和连结部件3时，也能够比较轻松地从刀座主体2卸下连结部件3。

另外，如上述，在安装有交换式切削头10的状态下，若使其刃部11的后端面11C抵接于刀座主体2的前端2B而紧贴，则能够通过这些前后端面2B、11C以及呈锥形的嵌合部4B与安装部12的内外周面的抵接、紧贴，以所谓2面限制安装交换式切削头10。并且，此时本实施方式中这些前后端面2B、11C形成于由硬质材料形成的刀座主体2与交换式切削头10的刃部11上，因此能够通过硬质材料彼此的直接接触来进一步牢固地支承交换式切削头10。

并且，如此嵌合部4B与安装部12分别为以中心线O为中心的锥状并嵌合，由此能够使安装于头部交换式切削工具用刀座1时的交换式切削头10的中心线准确地与刀座主体2的安装孔4的中心线O一致。因此，交换式切削头10中，通过基于其安装部12所成的锥状的中心线形成刃部11的切削刃11A，从而该切削刃11A也能够准确地将刀座主体2的中心线O为中心，对头部交换式切削工具来说能够促进更高精度的切削加工。

另外，若如此成为锥状的嵌合部4B与安装部12的内周面相对于中心线O所成的倾斜角度过大，则有可能无法充分发挥如上述的楔效应而无法牢固地安装交换式切削头10，另一方面，相反地若该倾斜角度过小，则楔效应变得过强，摩擦阻力也变得过大，拆卸交换式切削头10时需要较大的力。因此，如本实施方式，上述倾斜角度优选设在1°～20°的范围内，更优选设在1°～5°的范围内，进一步优选设在1°～3°的范围内，最佳倾斜角度为约2°。

本实施方式中，如此将嵌合部4B和安装部12为内外径直径随着分别朝向安装孔4的开口部侧和安装部12的基端侧逐渐变大的以中心线O为中心的锥状。但是，若以能够使交换式切削头10旋转而将外螺纹部13旋入内螺纹部3E的方式，与中心线O正交的截面呈以该中心线O为中心的圆形，则例如如图6所示的变形例，也可为嵌合部4B与安装部12的内外周面能够相互嵌合的以中心线O为中心的圆筒面状。另外，该图6所示的变形例和接下来叙述的图7所示的变形例中，在与上述实施方式共同的部分标以相同的符号并省略说明。

其中，该图6所示的变形例中，嵌合部4B和安装部12的内外周面为例如能够在配合公差的范围内相互嵌合，因此虽不发生楔效应，但是交换式切削头10能够关于中心线O与头部交换式切削工具用刀座1正确地同轴安装。另外，此时通过旋入交换式切削头10，其刃部11的后端面11C与刀座主体2的前端面2B抵接而紧贴、推压，并支承交换式切削头10。

另外，本实施方式中，在安装孔4的最里部形成凹座4E，并且在连结部件3的后端部形成有止转部3C，在这些凹座4E与止转部3C上形成有与中心线O正交的截面呈直线状的壁面4G和侧面3D。并且，在安装了连结部件3的上述安装状态下，这些壁面4G与侧面3D对置而止转部3C容纳于凹座4E中，因此连结部件3即使绕中心线O旋转，且通过该止转部3C的侧面3D抵接于凹座4E的壁面4G，围绕中心线O的旋转也被限制，并且切削加工时即使从交换式切削头10向连结部件3作用过大的切削力，也能够防止通过连结部件3在安装孔4内进行空转而与凹部的卡合脱离，从而与交换式切削头10一起脱落的现象。

另外，本实施方式中，将止转部3C形成为截面椭圆状并将一对上述侧面3D形成为相互平行且也与中心线O平行，从而使这些侧面3D与同样形成为截面椭圆状的凹座4E的一对壁面4G对置而抵接。因此，如图7的（a）所示的变形例，使凹座4E形成为与中心线O正交的截面为大致正方形而形成在圆周方向上邻接的壁面彼此相互正交的两对壁面4G，并且对于止转部3C也如图7的（b）、（c）所示的变形例，以在圆周方向上邻接的壁面彼此相互正交的方式形成两对侧面3D，也可通过使这些侧面3D与壁面4G对置抵接而限制连结部件3的旋转。

并且，只要侧面3D与壁面4G能够通过在与中心线O正交的截面上呈直线状而相互对置抵接来限制连结部件3的旋转，则可以是一个、三个或五个以上，另外也可以是随着朝向后端侧而朝向中心线O侧的倾斜平面和弯曲面。另外，本实施方式中，向连结部件3的原材料6的压入孔部6A压入压入部件7时，在压入孔部6A的上述被卡合部3B后端附近终止压入大径部7B并拔出，以免该压入部件7的大径部7B到达容纳于凹座4E的止转部3C，侧面3D不抵接于壁面4G，圆周方向的位置对准且隔开间隔对置，连结部件3进行空转时抵接而止转，但若如上述不存在压入部件7干涉刀座主体2的可能性，则压入至大径部7B从压入孔部6A的后端脱离，原材料6的止转部3C部分也塑性变形而直径变大，由此也可从一开始侧面3D紧贴壁面4G而抵接。

另外，上述实施方式及图7所示的其他变形例中，在连结部件3的最后端形成止转部3C并容纳于形成在安装孔4的最里部的凹座4E，且使这些止转部3C、形成于凹座4E的侧面3D及壁面4G抵接。因此，例如在连结部件3的被卡合部3B形成与中心线O平行延伸的平面状的侧面，并且安装孔4的卡合部4D上形成有与该侧面对置且仍然与中心线O平行的延伸的平面状的壁面，使连结部件3的原材料6塑性变形时，通过这些侧面与壁面紧贴而抵接，从而能够实现连结部件3的止转。

另外，如上述在交换式切削头10中，由硬质材料形成的刃部11及安装部12上形成有以沿中心线O的方式在内周面具有凹部的头部侧安装孔，并且将作为由形成外螺纹部13的不锈钢等构成的头部侧连结部件的内螺纹部件容纳于该头部侧安装孔，且通过向其压入孔部压入压入部件来使外周面紧贴头部侧安装孔内周面而卡合于上述凹部时，该交换式头10上形成有头部侧安装孔及压入孔部。因此，若形成与它们连通地在刃部11的表面开口的冷却液孔，则能够从机床侧经头部交换式切削工具用刀座1上的刀座主体2的贯穿孔5、凹座4E、连结部件3的贯穿孔部3F及内螺纹部3E供给冷却液，从而能够实现有效地冷却刃部11的切削刃11A。

其中，在本实施方式中连结部件3形成为具有贯穿孔部3F且内周部被打通的筒状，以能够如上供给冷却液，但也可成为孔部3F被后端侧的止转部3C封闭的盲孔的有底筒状的连结部件。此时，如上述向连结部件3的原材料6的压入孔部6A压入压入部件7时，在中途终止并拔出即可，以免该压入部件7的大径部7B到达被封闭的止转部3C。这与在切削头10中的头部侧安装孔上卡合外螺纹部件的情况相同。

产业上的可利用性

本发明涉及一种在安装孔可装卸地装配具有刃部的交换式切削头而构成头部交换式切削工具的头部交换式切削工具用刀座。根据本发明，能够不发生折损和颤振而进行高精度的加工。

符号说明

1         头部交换式切削工具用刀座

2         刀座主体

3         连结部件

3B        被卡合部

3C        止转部

3D        止转部3C的侧面

3E        内螺纹部（安装螺纹部）

4         安装孔

4B        嵌合部

4D        卡合部

4E        凹座

4G        凹座4E的壁面

5         贯穿孔

6         连结部件3的原材料

6A        压入孔部

7         压入部件

10        交换式切削头

11        刃部

11A       切削刃

12        安装部

13        外螺纹部（头部侧螺纹部）

O         刀座主体2的中心线（安装孔4的中心线）

Claims (9)

1.一种头部交换式切削工具用刀座，在安装孔内可装卸地装配有具有刃部的交换式切削头而构成头部交换式切削工具，所述头部交换式切削工具用刀座具备：

刀座主体；及

筒状连结部件，容纳于在上述刀座主体上形成的上述安装孔，且由比上述刀座主体低硬度的金属材料构成，

上述安装孔的内周面上形成有凹部，

上述连结部件的外周面紧贴上述安装孔的内周面而与上述凹部卡合，

上述连结部件上形成有与在上述交换式切削头上形成的头部侧螺纹部螺合的安装螺纹部。

2.根据权利要求1所述的头部交换式切削工具用刀座，其中，

上述凹部为最大高度粗糙度Rz为5μm以上且200μm以下的凹凸面，上述连结部件构成为其外周部的至少一部分沿上述凹凸面塑性变形，由此上述外周面紧贴上述安装孔的内周面而与上述凹部卡合。

3.根据权利要求1或2所述的头部交换式切削工具用刀座，其中，

上述凹部为形成有朝向上述安装孔的孔底侧的壁部和朝向围绕上述安装孔的中心线的圆周方向的壁部中的至少一个的凹部。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的头部交换式切削工具用刀座，其中，

上述安装螺纹部为内螺纹部，且上述连结部件中形成该内螺纹部的范围和上述外周面紧贴上述安装孔的内周面的范围在上述安装孔的中心线方向上重叠。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的头部交换式切削工具用刀座，其中，

上述安装孔的开口部侧的与该安装孔的中心线正交的截面呈以该中心线为中心的圆形，且上述安装孔的开口部侧成为与在上述交换式切削头上形成的安装部嵌合的嵌合部。

6.根据权利要求5所述的头部交换式切削工具用刀座，其中，

上述嵌合部为随着朝向上述安装孔的开口部侧内径逐渐扩大的锥状。

7.根据权利要求6所述的头部交换式切削工具用刀座，其中，

成为锥状的上述嵌合部相对于上述中心线的倾斜角度设定在1°～20°的范围内。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的头部交换式切削工具用刀座，其中，

在上述安装孔的最里部形成有凹座，该凹座具有与该安装孔的中心线正交的截面呈直线状的壁面，并且上述连结部件上形成有止转部该，该止转部具有能够与上述壁面对置而抵接的侧面且容纳于上述凹座。

9.一种头部交换式切削工具，其中，

在权利要求1至8中的任一项所述的头部交换式切削工具用刀座中，上述交换式切削头通过上述头部侧螺纹部螺合于上述安装螺纹部而安装于上述安装孔。

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