CN114080288A - 头更换式切削工具、切削头及工具主体 - Google Patents

Abstract

该头更换式切削工具在围绕轴线(O)沿工具旋转方向(T)旋转的轴状的工具主体(1)的前端部上能够拆卸地安装有具备切削刃(12)的切削头(11)，工具主体(1)和切削头(11)通过工具主体(1)的前端面的主体侧抵接面(5)与切削头(11)的后端面的头侧抵接面(17)抵接并贴合来安装，在切削头(11)的后端面和工具主体(1)的前端面上形成有凹部(16)和能够插入该凹部(16)内的凸部(4)，凹部(16)和凸部(4)以随着趋向相对于轴线(O)的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

Description

头更换式切削工具、切削头及工具主体

技术领域

本发明涉及在围绕轴线沿工具旋转方向旋转的轴状的工具主体的前端部上能够拆卸地安装有具备切削刃的切削头的头更换式切削工具、在该头更换式切削工具中的工具主体的前端部上能够拆卸地安装的切削头、以及该头更换式切削工具中的切削头能够拆卸地安装在前端部上的、围绕轴线沿工具旋转方向旋转的轴状的工具主体。

本申请根据2019年8月9日在日本申请的专利申请2019-147893号要求优先权，在此引用其内容。

背景技术

作为这样的头更换式切削工具，例如在专利文献1中记载有如下的内容：通过使贯通在设置于更换刀具(切削头)的轴心上的螺钉插通孔中的安装螺钉与设置在保持架(工具主体)的轴心上的螺钉孔螺合，从而该更换刀具以可拆卸的方式一体安装在该保持架的前端部，另一方面，具备使保持架与更换刀具以不能相对旋转的方式卡合的止转卡合部，所述止转卡合部由键那样的卡合凸部和键槽那样的卡合凹处构成，通过更换刀具与保持架一起围绕轴心旋转驱动，从而利用更换刀具进行规定的加工。

该专利文献1中记载的头更换式切削工具具有：圆柱形状的嵌合轴部，在上述安装螺钉之中跨越更换刀具和保持架而设置的部分一体设置；圆筒形状的刀具侧嵌合孔，设置在更换刀具的螺钉插通孔中，并通过间隙与嵌合轴部嵌合，从而使更换刀具与嵌合轴部同心定位；以及圆筒形状的保持架侧嵌合孔，设置在保持架的前端开口的螺钉孔的开口部分，并通过间隙与嵌合轴部嵌合，从而使保持架与嵌合轴部同心定位。

专利文献1：日本特开2007-167977号公报

然而，在该专利文献1中记载的头更换式切削工具、切削头及工具主体中，如上所述那样构成止转卡合部的卡合凸部和卡合凹部是如该专利文献1的图2及图3所示的与长度方向呈直角的截面形状大致呈长方形的键和键槽，其以朝向相对于工具主体的轴线的直径方向以规定的宽度延伸的方式形成。

因此，特别是在通过切削加工时的切削扭矩而较大的旋转力矩发挥作用的切削头的外周侧上，切削头的安装强度和安装刚性可能会不足。因此，在切削加工时，如果较大的切削负荷作用于切削头的切削刃，则切削头会产生晃动，有可能导致加工精度和加工面粗糙度的降低。

发明内容

本发明是在这样的背景下完成的，其目的在于提供一种头更换式切削工具、切削头及工具主体，该头更换式切削工具、切削头及工具主体即使在切削加工时较大的切削负荷作用于切削头的切削刃，也能够防止切削头产生晃动，能够得到较高的加工精度和优异的加工面粗糙度。

为了解决上述课题，达到这样的目的，本发明的一个方案的头更换式切削工具，在围绕轴线沿工具旋转方向旋转的轴状的工具主体的前端部上，能够拆卸地安装有具备切削刃的切削头，其特征在于，所述工具主体和所述切削头通过所述工具主体的前端面的主体侧抵接面与所述切削头的后端面的头侧抵接面抵接并贴合来安装，在所述切削头的后端面和所述工具主体的前端面上形成有凹部和能够插入所述凹部内的凸部，所述凹部和所述凸部以随着趋向相对于所述轴线的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

本发明的一个方案的切削头，能够拆卸地安装到这种头更换式切削工具中的围绕轴线沿工具旋转方向旋转的轴状的工具主体的前端部上，其特征在于，所述切削头具备切削刃，并且在所述切削头的后端面上形成有：与所述工具主体的前端面的主体侧抵接面抵接并贴合的头侧抵接面；和供形成在所述工具主体的前端面上的凸部插入的凹部或插入到形成在所述工具主体的前端面上的凹部中的凸部，所述凹部或所述凸部以随着趋向相对于所述轴线的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

对于本发明的一个方案的工具主体来说，如上所述的头更换式切削工具中的切削头能够拆卸地安装到所述工具主体的前端部上，所述工具主体为围绕轴线沿工具旋转方向旋转的轴状的工具主体，其特征在于，在所述工具主体的前端面上形成有：与所述切削头的后端面的头侧抵接面抵接并贴合的主体侧抵接面；和插入到形成在所述切削头的后端面上的凹部中的凸部或供形成在所述切削头的后端面上的凸部插入的凹部，所述凸部或所述凹部以随着趋向相对于所述轴线的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

在如此构造的头更换式切削工具、切削头及工具主体中，由于在切削头的后端面和工具主体的前端面上形成的凹部和能够插入该凹部内的凸部以随着趋向相对于所述轴线的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成，因此特别是在因切削加工时的切削扭矩而较大的旋转力矩发挥作用的切削头的外周侧上，能够确保较高的安装强度和安装刚性来安装切削头。

因此，不仅能够将切削头止转安装到工具主体上，而且在切削加工时，即使较大的切削负荷作用于切削头的切削刃，也能够防止切削头产生晃动，因此能够得到较高的加工精度和优异的加工表面粗糙度。

在所述切削头的后端面上形成有上述凹部，并且在所述工具主体的前端面上形成有所述凸部的情况下，优先地，所述凸部的朝向所述工具旋转方向的壁面和所述凹部的朝向所述工具旋转方向的相反侧的壁面沿着相对于所述轴线的半径方向延伸。另外，与此相反，在切削头的后端面上形成有所述凸部，并且在所述工具主体的前端面上形成有所述凹部的情况下，优选地，所述凸部的朝向所述工具旋转方向的相反侧的壁面和所述凹部的朝向所述工具旋转方向的壁面沿着相对于所述轴线的半径方向延伸。

这些壁面成为承受基于切削扭矩的旋转力矩的承受面，但通过将这些壁面形成为沿着相对于所述轴线的半径方向延伸，从而在使该壁面抵接的状态下，将切削头安装到工具主体的前端部上进行切削加工时，即使过大的切削负荷作用于切削刃，也能够抑制将切削头向相对于轴线的径向外周侧拉伸那样的拉伸应力和反过来将切削头压缩到相对于轴线的径向内周侧那样的压缩应力起作用。因此，能够防止由于这样的拉伸应力和压缩应力而切削头产生破损的情况。

同样，在所述切削头的后端面上形成有所述凹部，并且在所述工具主体的前端面上形成有所述凸部的情况下，优选地，所述凹部和所述凸部也以随着趋向所述工具主体和所述切削头的后端侧而在圆周方向上变宽的方式形成，与此相反，在所述切削头的后端面上形成有所述凸部，并且在所述工具主体的前端面上形成有所述凹部的情况下，优选地，所述凹部和所述凸部也以随着趋向所述工具主体和所述切削头的前端侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

由此，在远离切削刃的工具主体的前端面的主体侧抵接面与切削头的后端面的头侧抵接面抵接并贴合的部分中，能够以较高的安装强度和安装刚性支撑切削头，能够更确实地防止切削头的晃动。此外，由于还能够防止切削头和工具主体因凹部而切除得过大，因此能够确保更高的刚性，能够进行更高精度的切削加工。

所述切削刃也可以是仅形成在所述切削头的朝向外周侧的部分上的、如专利文献1所记载的头更换式切削工具那样的切削用丝锥或T型槽铣刀的切削刃，但也可以是具备朝向该切削头的外周侧的部分和朝向该切削头的前端侧的部分的立铣刀的切削刃。

在所述切削头上，沿着所述轴线形成有在所述头侧抵接面上开口的贯通孔，并且在所述工具主体上沿着所述轴线形成有螺钉孔，所述切削头在通过具备头部并插通所述贯通孔的夹紧螺钉拧入所述螺钉孔从而能够拆卸地安装到所述工具主体上的情况下，通过将所述凹部和所述凸部以与所述贯通孔的开口部和所述螺钉孔的开口部隔开间隔的方式形成在相对于所述轴线的径向外周侧，从而能够避免夹紧螺钉与凹部和凸部干涉。

在这种情况下，所述贯通孔被形成为以所述轴线为中心的规定内径的剖面圆形，并且在所述切削头的前端侧上形成有与该贯通孔连通并在所述切削头的前端侧上开口的沉孔，在所述工具主体的前端部中，所述螺钉孔的朝向所述主体侧抵接面的开口部上形成有以所述轴线为中心的剖面圆形的安装孔，所述安装孔具有与所述贯通孔相等的规定内径，所述夹紧螺钉具备：收容到所述沉孔中的圆板状的所述头部、在该头部的后端侧上延伸并嵌入所述贯通孔和所述安装孔中的圆柱状的轴部、以及在该轴部的后端侧上延伸并拧入所述螺钉孔中的外螺纹部时，能够避免嵌入这些贯通孔和安装孔中的夹紧螺钉的轴部与凹部和凸部之间的干涉，因此更优选。

优选地，通过夹紧螺钉将切削头能够拆卸地安装到工具主体上的情况下，将所述切削头的维氏硬度设为A，将所述工具主体的维氏硬度设为B，将所述夹紧螺钉的维氏硬度设为C时，处于A＞B≥C或A≥B＞C的关系。由此，由于夹紧螺钉必须为比切削头的维氏硬度低的软质材料，因此能够对夹紧螺钉赋予弹性，能够提高切削头的安装强度。

如上所述，根据本发明，不仅能够将切削头止转安装在工具主体上，而且在因切削加工时的切削扭矩而较大的旋转力矩发挥作用的切削头的外周侧上能够确保较高的安装强度和安装刚性来安装切削头，因此即使在切削加工时较大的切削负荷作用于切削头的切削刃上，也能够防止切削头产生晃动，能够得到较高的加工精度和优异的加工面粗糙度。

附图说明

图1是表示本发明的头更换式切削工具的第一实施方式的立体图。

图2是从轴线方向前端侧观察图1所示的实施方式的俯视图。

图3是从图2中的箭头W方向观察的侧视图。

图4是图3中的YY剖视图。

图5是图4中的A部分的放大剖视图。

图6是从图2中的箭头X方向观察的侧视图。

图7是图6中的ZZ剖视图。

图8是图7中的B部分的放大剖视图。

图9是图1所示的实施方式的分解立体图。

图10是图1所示的实施方式的另一分解立体图。

图11是图1所示的实施方式的分解侧视图。

图12是表示安装在图1所示的实施方式中的本发明的切削头的第一实施方式的立体图。

图13是从轴线方向前端侧观察图12所示的实施方式的俯视图。

图14是从图13中的箭头W方向观察的侧视图。

图15是从图13中的箭头X方向观察的侧视图。

图16是从轴线方向后端侧观察图12所示的实施方式的仰视图。

图17是表示图1所示的实施方式中的本发明的工具主体的第一实施方式的立体图。

图18是从轴线方向前端侧观察图17所示的实施方式的俯视图。

图19是从图18中的箭头W方向观察的侧视图。

图20是表示本发明的头更换式切削工具的第二实施方式的立体图。

图21是图20所示的实施方式的侧视图。

图22是从轴线方向后端侧观察安装在图20所示的实施方式中的本发明的切削头的第二实施方式的立体图。

图23是图22所示的实施方式的侧视图。

图24是从轴线方向后端侧观察图22所示的实施方式的仰视图。

图25是图20所示的实施方式的分解立体图。

图26是图20所示的实施方式的另一分解立体图。

具体实施方式

图1～图11示出本发明的头更换式切削工具的一个实施方式，图12～图16示出该实施方式中安装的本发明的切削头的一个实施方式，图17～图19示出安装该实施方式切削头的工具主体的一个实施方式。

在本实施方式中，工具主体1由钢材等金属材料如图17～图19所示那样被形成为以轴线O为中心的圆柱轴状。此外，切削头11由硬度比工具主体1硬度高的硬质合金等如图12～图16所示那样被形成为以轴线O为中心的圆盘状。

这样的头更换式切削工具，在切削头11安装到工具主体1的前端部上的基础上，工具主体1的后端部被机床的主轴把持，在围绕轴线O沿工具旋转方向T旋转的同时向与该轴线O交叉的方向进给，从而由在切削头11上形成的切削刃12对工件实施切削加工。

在工具主体1的前端面(图1、图3～图4、图6～图7、图9～图11、图17及图19中上侧的端面)的中央部形成有以轴线O为中心的规定内径且剖面圆形的安装孔2和从该安装孔2的底部向轴线O方向后端侧(在图1、图3～图4、图6～图7、图9～图11、图17及图19中的下侧)延伸的比上述安装孔2更小直径且以轴线O为中心的螺钉孔3。

在本实施方式中，在工具主体1的上述前端面上形成有凸部4。在本实施方式的工具主体1中，在圆周方向上隔开间隔(等间隔)形成有多个(四个)凸部4。这些凸部4的形状及大小彼此相同，并且以与安装孔2的开口部隔开间隔的方式形成在相对于轴线O的径向外周侧，所述凸部4的朝向该安装孔2的开口部侧的侧面4a如图19所示那样随着趋向轴线O方向后端侧而向相对于轴线O的径向内周侧倾斜，并且所述凸部4的朝向轴线O方向前端侧的前端面4b如图7和图19所示那样位于与轴线O垂直的平面上。

如图19所示，这些凸部4的朝向工具旋转方向T的壁面4c在沿相对于轴线O的半径方向的方向上延伸。与此相对，如图19所示，凸部4的朝向工具旋转方向T相反侧的壁面4d以随着趋向轴线O方向后端侧而朝向工具旋转方向T相反侧并且远离朝向工具旋转方向T的上述壁面4c的方式以规定的角度倾斜。因此，由此而凸部4以随着趋向相对于轴线O的径向外周侧和轴线O方向后端侧而如图17和图18所示那样在圆周方向上变宽的方式形成。也就是，凸部4的前端面4b的圆周方向的长度和凸部4的底面(位于工具主体1的前端面的虚拟面)的圆周方向的长度分别以随着趋向相对于轴线O的径向外周侧而变长的方式形成。

在工具主体1的上述前端面中，除去这些凸部4和安装孔2的开口部外的部分为与轴线O垂直的平面状，是本实施方式中的上述前端面的主体侧抵接面5。因此，该主体侧抵接面5的外周缘5a位于以轴线O为中心的圆周上。另外，上述凸部4的朝向相对于轴线O的径向外周侧的侧面4e被形成为与工具主体1的外周面为同一面的圆筒面状。

在安装到这样的工具主体1的前端部上的上述切削头11的中央部的后端侧(图12、图14及图15中的下侧)上，如图4、图7及图16所示那样形成有沿轴线O且以轴线O为中心的规定内径的贯通孔13。该贯通孔13的内径与工具主体1的安装孔2的内径大致相等。

在切削头11的中央部的前端侧(图12、图14及图15中的上侧)上，如图4、图7、图12及图13所示那样形成有沉孔14，上述沉孔14与上述贯通孔13连通并在切削头11的前端侧上开口，上述沉孔14的直径比贯通孔13的直径大且以轴线O为中心，而且上述沉孔14的内径恒定或者随着趋向切削头11的前端侧而内径略微扩径。如果将沉孔14的内周面设为锥状，则成为如后所述那样通过使用模具的粉末压制成型而成型切削头11时的拔模角度，从而能够提高成型性。

在切削头11的前端部的圆周方向上隔开间隔(等间隔)而形成有多个(六个)凹槽状的容屑槽15，上述容屑槽15也与沉孔14的开口部隔开间隔，在这些容屑槽15的朝向工具旋转方向T的壁面的边棱部上形成有上述切削刃12。

如图14所示，从工具旋转方向T观察时，本实施方式中的切削刃12是从切削头11的前端内周侧向后端外周侧大致呈1/4圆弧状的圆弧头立铣刀的刃角状的切削刃，所述切削刃12具备朝向切削头11的外周侧的外周刃12a的部分和朝向切削头11的前端侧的底刃12b的部分。

切削头11的后端部的外周面被形成为随着趋向后端侧而缩径的圆锥台状。进而，在切削头11的后端面上，在圆周方向上隔开间隔(等间隔)而形成有与上述凸部4的数量相等(四个)的凹部16，所述凹部16在切削头11的后端部的外周面上开口，在这些凹部16内可收容工具主体1的各凸部4。即，这些凹部16的形状和大小也彼此相同，但是形成为比凸部4稍大一圈，这些凹部16以与切削头11的后端面中的贯通孔13的开口部隔开间隔的方式形成在相对于轴线O的径向外周侧。

这些凹部16的贯通孔13的开口部侧的内壁面16a随着趋向轴线O方向后端侧而向相对于轴线O的径向内周侧倾斜，并且朝向轴线O方向后端侧的底面16b如图14及图15所示那样位于与轴线O垂直的平面上。另外，凹部16的朝向工具旋转方向T相反侧的壁面16c如图14～图16所示那样以沿着相对于轴线O的半径方向延伸的方式形成。

凹部16的朝向工具旋转方向T的壁面16d如图16所示那样以随着趋向轴线O方向后端侧而朝向工具旋转方向T的相反侧，并且远离朝向工具旋转方向T的相反侧的上述壁面16c的方式以规定的角度倾斜。因此，由此而凹部16也与凸部4同样如图12及图14～图16所示那样以随着趋向相对于轴线O的径向外周侧和轴线O方向后端侧而在圆周方向上变宽的方式形成。也就是，凹部16的底面16b的圆周方向的长度和凹部16的前端面(位于切削头11的后端面的虚拟面)的圆周方向的长度分别以随着趋向相对于轴线O的径向外周侧而变长的方式形成。

在切削头11的后端面之中，除去这些凹部16和贯通孔13的开口部外的部分为与轴线O垂直的平面状，是本实施方式中的上述后端面的头侧抵接面17。因此，切削头11的圆锥台状的后端部中的后端面的头侧抵接面17的外周缘17a位于以轴线O为中心的圆周上。此外，沉孔14的朝向轴线O方向前端侧的底面14a与该头侧抵接面17平行，或者该底面14a在沿轴线O的剖面上以5°以下的角度相对于头侧抵接面17随着趋向切削头11的内周侧而朝向后端侧倾斜。

由这种硬质合金等的硬质材料形成的切削头11是根据粉末冶金技术的基本工序制造的。即，在切削头11为硬质合金制的情况下，首先使用颗粒状的造粒粉末进行使用模具的粉末压制成型，其中所述造粒粉末将碳化钨粉末和钴粉末作为主成分，并且根据需要将铬或钽等作为副成分。

得到的压制成型体可通过在控制为适当的气氛和温度的烧结炉内烧结规定的时间，从而制造成为切削头11的烧结体。切削头11的基本形状通过上述模具的设计来反映。进而，为了实现切削头11的贯通孔13的内径和刀尖形状的高精度化，有时也根据需要实施使用切削工具和磨削砂轮的机械加工。

这样的切削头11通过由工具主体1的主体侧抵接面5与头侧抵接面17抵接并贴合，从而关于轴线O同轴安装。在这样安装的状态下，这些主体侧抵接面5和头侧抵接面17如图5所示那样头侧抵接面17的外周缘17a比主体侧抵接面5的外周缘5a向相对于轴线O的径向外周侧更突出。这里，在本实施方式中，该头侧抵接面17的外周缘17a相对于主体侧抵接面5的外周缘5a的相对于轴线O的径向突出量P在0.05mm～0.8mm的范围内。

为了将切削头11关于轴线O同轴安装到工具主体1上，在本实施方式中，使用图4、图7及图9～图11所示的夹紧螺钉21。该夹紧螺钉21与形成切削头11的硬质合金等相比硬度低，通过如硬度与工具主体1同等或硬度比工具主体1的硬度低的钢材那样的金属材料以轴线O为中心而形成，该夹紧螺钉21具备圆板状的头部22、在该头部22的后端侧延伸的圆柱状的轴部23、和在该轴部23的更后端侧延伸的外螺纹部24。

头部22的外径为可收容在切削头11的沉孔14中的大小，是比贯通孔13大的外径，并且轴部23的外径为可嵌入到彼此大致相等内径的切削头11的贯通孔13和工具主体1的安装孔2中的外径，外螺纹部24可拧入工具主体1的螺钉孔3。另外，在头部22的前端面上形成有可与扳手等作业用工具卡合的卡合孔22a。此外，头部22的外周面可以是以轴线O为中心的圆筒面状，也可以是随着趋向前端侧而略微扩径的锥状。通过将这样的头部22设为锥状，头部22的拆卸变得容易。

在切削头11中，工具主体1的凸部4插入各凹部16中，从而凸部4的朝向工具旋转方向T的壁面4c与凹部16的朝向工具旋转方向T的相反侧的壁面16c抵接，并且如上所述那样工具主体1的主体侧抵接面5与头侧抵接面17抵接并贴合的状态下，穿过沉孔14和贯通孔13插入的夹紧螺钉21通过与上述卡合孔22a卡合的作业用工具而旋转，从而上述外螺纹部24拧入工具主体1的安装孔2的螺钉孔3中而能够拆卸地安装到工具主体1的前端部上。

在如此构成的头更换式切削工具、切削头11及工具主体1中，由于形成在工具主体1的前端面上的凸部4和形成在供该凸部4插入的切削头11的后端面上的凹部16以随着趋向相对于上述轴线O的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成，因此特别是在因切削加工时的切削扭矩而较大的旋转力矩发挥作用的切削头11的外周侧上，能够确保较高的安装强度和安装刚性来安装切削头11。

因此，不仅能够将切削头11止转安装到工具主体1上，而且即使在切削加工时较大的切削负荷作用于切削头11的切削刃12，也能够防止切削头11产生晃动。因此，根据上述结构的头更换式切削工具、切削头11及工具主体1，能够得到较高的加工精度和优异的加工面粗糙度。

在本实施方式中，在切削头11的后端面上形成有凹部16，并且在工具主体1的前端面上形成有凸部4，这些凸部4的朝向工具旋转方向T的壁面4c和凹部16的朝向工具旋转方向T的相反侧的壁面16c以沿着相对于轴线O的半径方向延伸的方式形成，这些壁面4c、16c成为在切削加工时承受由作用于切削头11的切削刃12的切削扭矩引起的旋转力矩的承受面。

因此，通过将这些壁面4c、16c以沿着相对于轴线O的半径方向延伸的方式形成，从而在使壁面4c、16c抵接的状态下进行切削加工时，即使过大的切削负荷作用于切削刃12，也能够避免使切削头11向相对于轴线O的径向外周侧拉伸的拉伸应力或反过来使切削头11向相对于轴线O的径向内周侧压缩的压缩应力起作用。

因此，根据本实施方式，能够防止由于这样的拉伸应力或压缩应力而切削头11产生破损。此外，所谓壁面4c、16c沿着相对于轴线O的半径方向延伸，只要壁面4c、16c位于包含轴线O的平面上，或者壁面4c、16c相对于该平面以规定的角度随着趋向轴线O方向后端侧而略微向工具旋转方向T侧倾斜并，从而在与轴线O垂直的任意剖面中壁面4c、16c具有沿着相对于轴线O的半径方向延伸的部分即可。

在本实施方式中，在切削头11的后端面上形成有凹部16，并且在工具主体1的前端面上形成有凸部4，这些凹部16和凸部4以随着趋向工具主体1和切削头11的后端侧也在圆周方向上变宽的方式形成。

因此，由于在工具主体1的前端面的主体侧抵接面5与切削头11的后端面的头侧抵接面17抵接并贴合的部分中，能够以较高的安装强度和安装刚性来支撑切削头11，因此根据本实施方式，能够进一步确实地防止切削头11的晃动，能够得到更高加工精度和优异的精加工面粗糙度。另外，由于还能够防止切削头11因凹部16而切除得过大，因此也能够对切削头赋予更高的刚性，由此也能够进行更高精度的切削加工。

在本实施方式中，切削头11的切削刃12是具有朝向切削头11的外周侧的外周刃12a的部分和朝向切削头11的前端侧的底刃12b的部分的立铣刀(圆弧头立铣刀)的切削刃12。因此，通过这样的切削刃12，例如能够进行模具的壁面和底面的切削加工。

在本实施方式中，在切削头11上沿着轴线O形成有在头侧抵接面17上开口的贯通孔13，并且在工具主体1上沿着轴线O形成有螺钉孔3，通过将具备头部22并插通贯通孔13的夹紧螺钉21拧入螺钉孔3，切削头11能够拆卸地安装到工具主体1上。

在本实施方式中，由于凹部16和凸部4以与上述贯通孔13的开口部和螺钉孔3的开口部(安装孔2的开口部)隔开间隔的方式形成在相对于轴线O的径向外周侧，因此与例如像专利文献1所述的头更换式切削工具那样键和键槽以与贯通孔和螺钉孔交叉的方式形成相比，能够防止夹紧螺钉21与凹部16和凸部4干涉。

在本实施方式中，上述贯通孔13被形成为以轴线O为中心的规定内径的剖面圆形，并且在工具主体1的前端部中，螺钉孔3的朝向主体侧抵接面5的开口部上形成有以轴线O为中心的剖面圆形的安装孔2，所述安装孔2具有与贯通孔13大致相等的规定内径，夹紧螺钉21具备嵌入这些贯通孔13和安装孔2中的圆柱状的轴部23，通过将该轴部23嵌入贯通孔13和安装孔2中从而切削头11与工具主体1的轴线O同轴安装。

由于凹部16和凸部4以与这些贯通孔13的开口部和作为螺钉孔3的开口部的安装孔2的开口部隔开间隔的方式形成在相对于轴线O的径向外周侧，因此嵌入这些贯通孔13和安装孔2中的夹紧螺钉21的轴部23能够避免与凹部16和凸部4干涉。因此，在确保切削头11的安装强度和安装刚性的同时，能够将切削头11确实地同轴安装在工具主体1上。此外，安装孔2的内径和贯通孔13的内径也可以不严格相等，可以具有数μm级的公差，如果在这个公差的范围内，也可以是稍微不同的大小。

在本实施方式中，夹紧螺钉21由与工具主体1相同硬度或硬度低的钢材等金属材料形成，并且切削头11由硬度比钢材硬度高的硬质合金形成，将切削头11的维氏硬度设为A，将工具主体1的维氏硬度设为B，将夹紧螺钉21的维氏硬度设为C时，A＞B≥C。

夹紧螺钉21的材料为比切削头11软质的材料，由此在通过夹紧螺钉21按压切削头11进行夹紧时，能够对夹紧螺钉21赋予弹性，因此通过这种弹性能够提高切削头11的安装强度。

在本实施方式中，由钢材形成工具主体1，将工具主体1的维氏硬度B相对于硬质合金制的切削头11的维氏硬度A设为A＞B，但也可以将工具主体1也由硬质合金形成并将相对于夹紧螺钉21的维氏硬度C设为A＝B＞C。在这种情况下，由钢材形成工具主体1的螺钉孔3的周围，并通过焊接或压入、铆接等安装到工具主体1上来形成螺钉孔3即可。

另一方面，在专利文献1所记载的头更换式切削工具中，如该专利文献1的图1所示那样切削头的后端面和工具主体的前端面以圆形形成为相同大小的外形。然而，在这种情况下，当切削头的后端面相对于工具主体的前端面稍微偏移安装的情况下，如果过大的切削负荷作用于切削头，则硬度低的工具主体的前端面有可能被切削头的后端面的外周缘按压，从而以凹陷或突出的方式受到损伤。

如果工具主体的前端面以凹陷或突出的方式受到损伤，则在更换切削头时，新安装的切削头的后端面与该凹陷或突出的部分抵接，这个新的切削头在工具主体的安装精度和安装强度有可能受损。因此，伴随此，工件的加工精度和加工面粗糙度也受到损伤。如上所述，这在工具主体为硬质合金制时也同样。

与此相对，在本实施方式的头更换式切削工具、切削头11及工具主体1中，切削头11的头侧抵接面17的外周缘17a比工具主体1的主体侧抵接面5的外周缘5a向相对于轴线O的径向外周侧更突出，或者主体侧抵接面5的外周缘5a比头侧抵接面17的外周缘17a向相对于轴线O的径向内周侧更后退。

因此，如图5所示那样头侧抵接面17以相对于工具主体1的前端部外伸的状态安装。即，如果该头侧抵接面17的外周缘17a在比主体侧抵接面5的外周缘5a突出的范围内，则即使切削头11偏移安装，主体侧抵接面5的外周缘5a也不会从头侧抵接面17的外周缘17a伸出到外周侧。

因此，如本实施方式那样，在切削头11由硬度比工具主体1的硬度高的材料形成的情况下、或由硬度与工具主体1的硬度相同的材料形成的情况下，当在切削加工时过大的负荷作用于切削头11的切削刃12时，头侧抵接面17的外周缘17a也不会咬入并凹陷到主体侧抵接面5中，或该咬入部分的外周侧被挤出而使主体侧抵接面5突出而受到损伤。

因此，在更换了切削头11时，能够防止由于这样的主体侧抵接面5的凹陷或突出而损坏新的切削头11在工具主体1的安装精度和安装强度。因此，能够确保由该新的切削头11带来的工件的加工精度和加工面粗糙度。

在本实施方式中，由于头侧抵接面17的外周缘17a相对于主体侧抵接面5的外周缘5a的相对于轴线O的半径方向的突出量(主体侧抵接面5的外周缘5a相对于头侧抵接面17的外周缘17a向相对于轴线O的径向内周侧的后退量)P在0.05mm～0.8mm的范围内，因此能够将主体侧抵接面5的外周缘5a确实地包含在头侧抵接面中，并且成为能够容许在主体侧抵接面5的外周缘5a与头侧抵接面17的外周缘17a齐平的情况下的工具主体1的挠度的范围，能够确实地维持这样的新的切削头11的安装精度和安装强度的同时，进行高精度且顺利的切削加工。

如果该突出量P低于0.05mm，则根据切削头11的偏移量，有可能无法防止由于头侧抵接面17的外周缘17a的咬入等而损伤主体侧抵接面5。另一方面，如果该突出量P大到高于0.8mm，则在切削加工时的切削负荷之中，由与轴线O垂直的分力引起的工具主体1的挠度有可能过大，或者有可能因振动的产生而导致工件的加工精度和加工面粗糙度降低，并且通过切削加工生成的切屑有可能被较大地突出到外周侧的头侧抵接面17的外周缘17a卡住而妨碍顺利的切削加工。

在本实施方式中，主体侧抵接面5的外周缘5a和头侧抵接面17的外周缘17a都位于以上述轴线O为中心的圆周上，即配置在同心圆周上，在工具主体1的前端面和切削头11的后端面的整周确保了上述的突出量P。因此，即使头侧抵接面17的外周缘17a偏移到相对于轴线O的径向方向的任意外周侧上安装，也能够防止主体侧抵接面5受到损伤，进而能够确实地维持切削头11的安装精度和安装强度。

在本实施方式中，如上所述，在切削刃12具备朝向切削头11的前端侧的底刃12b的部分的情况下，在切削头11上形成有与上述贯通孔13连通并在切削头11的前端侧开口的沉孔14，并且夹紧螺钉21具有收容到该沉孔14中的头部22。

如本实施方式那样，由于通过将该夹紧螺钉21的头部22形成为以轴线O为中心的圆板状，从而能够减小沉孔14的内径，因此能够减小在切削头11的前端部开口的沉孔14的开口部。因此，能够在朝向上述切削刃12的前端侧的底刃12b的部分确保较长的切削刃长度，并且在该底刃12b的部分附近也不会存在切削头11变薄的情况，因此还能够防止切削头11从这样的部分破损。

夹紧螺钉21的头部22被形成为圆板状，并且在本实施方式中，沉孔14的底面14a与头侧抵接面17平行，或者在沿轴线O的剖面中只是以5°以下的较小的角度相对于头侧抵接面17随着趋向切削头11的内周侧而朝向后端侧倾斜。因此，通过夹紧螺钉21的拧入，只有向大致轴线O方向后端侧的夹紧力作用于切削头11。

因此，不会出现如下的问题：例如像专利文献1所记载的头更换式切削工具那样，通过圆锥台状的夹紧螺钉的头部按压锥状的沉孔来夹紧切削头的情况下，除了朝向工具主体1的轴线O方向后端侧的夹紧力之外，向相对于轴线O的径向外周侧的分力作用于切削头11。

因此，由于不会因这样的向径向外周侧的分力而导致切削头11以扩径的方式变形来改变工件的加工直径，或者不会在由夹紧螺钉21带来的夹紧力产生径向偏差，因此能够进行更高精度的切削加工。

图20～图26示出本发明的头更换式切削工具、切削头11及工具主体1的第二实施方式，在与图1～图19所示的第一实施方式共同的部分分配了相同的附图标记。在第一实施方式中，在工具主体1的前端面上形成有凸部4，并且供该凸部4插入的凹部16形成在切削头11的后端面上，与此相反，在第二实施方式中，在工具主体1的前端面上形成有凹部16，并且插入该凹部16中的凸部4形成在切削头11的后端面上。

这些凹部16和凸部4也以随着趋向相对于轴线O的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成。即，凹部16和凸部4的底面和前端面的圆周方向的长度分别以随着趋向相对于轴线O的径向外周侧而变长的方式形成。另外，在切削头11的后端面上形成有凸部4，并且在工具主体1的前端面上形成有凹部16的第二实施方式中，与第一实施方式相反，凸部4的朝向工具旋转方向T相反侧的壁面4d与凹部16的朝向工具旋转方向T的壁面16d抵接的状态下，切削头11被安装到工具主体1上，这些壁面4d、16d以沿着相对于轴线O的半径方向延伸的方式形成。

在切削头11的后端面上形成有凸部4，并且在工具主体1的前端面上形成有凹部16的第二实施方式中，与第一实施方式相反，凹部16和凸部4以随着趋向工具主体1和切削头11的前端侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

在该第二实施方式中，凹部16以与工具主体1的螺钉孔3的开口部(安装孔2的开口部)隔开间隔的方式形成在相对于轴线O的径向外周侧，并且凸部4以与切削头11的贯通孔13的开口部隔开间隔的方式形成在相对于轴线O的径向外周侧。此外，形成在切削头11上的凸部4的朝向相对于轴线O的径向外周侧的侧面4e与呈圆锥台状的切削头11的后端部的外周面形成为同一面。

在这样的第二实施方式的头更换式切削工具、切削头11及工具主体1中，由于凹部16和凸部4也以随着趋向相对于轴线O的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成，因此与第一实施方式同样，在因切削加工时的切削扭矩而较大的旋转力矩发挥作用的切削头11的外周侧上，能够确保较高的安装强度和安装刚性。因此，即使在切削加工时较大的切削负荷作用于切削刃12，也能够防止切削头11产生晃动，能够得到较高的加工精度和优异的加工面粗糙度。

由于这些凸部4和凹部16相互抵接的壁面4d、16d以沿着相对于轴线O的半径方向延伸的方式形成，因此即使过大的切削负荷作用于切削刃12，也能够避免相对于轴线O的径向的拉伸应力或压缩应力作用于切削头11，能够防止切削头11产生破损。

形成在工具主体1上的凹部16和形成在切削头11上的凸部4也以随着趋向工具主体1和切削头11的前端侧而在圆周方向上变宽的方式形成，因此能够确保更高的安装强度和安装刚性，能够确实地防止切削头11晃动，得到更高的加工精度和优异的加工面粗糙度。

由于凹部16以与工具主体1的螺钉孔3的开口部(安装孔2的开口部)隔开间隔的方式形成在相对于轴线O的径向外周侧，并且凸部4以与切削头11的贯通孔13的开口部隔开间隔的方式形成在相对于轴线O的径向外周侧，因此能够避免这些凸部4和凹部16干涉夹紧螺钉21和夹紧螺钉21的轴部23。

根据本发明，不仅能够将切削头止转安装到工具主体上，而且在因切削加工时的切削扭矩而较大的旋转力矩发挥作用的切削头的外周侧上，能够确保较高的安装强度和安装刚性来安装切削头，因此即使在切削加工时较大的切削负荷作用于切削头的切削刃，也能够防止切削头产生晃动，能够得到较高的加工精度和优异的加工面粗糙度。

附图标记的说明

1 工具主体

2 安装孔

3 螺钉孔

4 凸部

4c 凸部4的朝向工具旋转方向T的壁面

4d 凸部4的朝向工具旋转方向T的相反侧的壁面

5 主体侧抵接面

5a 主体侧抵接面5的外周缘

11 切削头

12 切削刃

12a 外周刃(切削刃12之中朝向切削头11的外周侧的部分)

12b 底刃(切削刃12之中朝向切削头11的前端侧的部分)

13 贯通孔

14 沉孔

14a 沉孔14的底面

16 凹部

16c 凹部16的朝向工具旋转方向T的相反侧的壁面

16d 凹部16的朝向工具旋转方向T的壁面

17 头侧抵接面

17a 头侧抵接面17的外周缘

21 夹紧螺钉

22 夹紧螺钉21的头部

23 夹紧螺钉21的轴部

24 夹紧螺钉21的外螺纹部

O 工具主体1的轴线

T 工具旋转方向

P 相对于主体侧抵接面5的外周缘5a的头侧抵接面17的外周缘17a的相对于轴线O的半径方向的突出量

Claims (11)

1.一种头更换式切削工具，在围绕轴线沿工具旋转方向旋转的轴状的工具主体的前端部上，能够拆卸地安装有具备切削刃的切削头，其特征在于，

所述工具主体和所述切削头通过所述工具主体的前端面的主体侧抵接面与所述切削头的后端面的头侧抵接面抵接并贴合来安装，

在所述切削头的后端面和所述工具主体的前端面上形成有凹部和能够插入所述凹部内的凸部，

所述凹部和所述凸部以随着趋向相对于所述轴线的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

2.根据权利要求1所述的头更换式切削工具，其特征在于，

在所述切削头的后端面上形成有所述凹部，在所述工具主体的前端面上形成有所述凸部，

所述凸部的朝向所述工具旋转方向的壁面和所述凹部的朝向所述工具旋转方向的相反侧的壁面沿着相对于所述轴线的半径方向延伸。

3.根据权利要求1或2所述的头更换式切削工具，其特征在于，

在所述切削头的后端面上形成有所述凹部，在所述工具主体的前端面上形成有所述凸部，

所述凹部和所述凸部以随着趋向所述工具主体和所述切削头的后端侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

4.根据权利要求1所述的头更换式切削工具，其特征在于，

在所述切削头的后端面上形成有所述凸部，在所述工具主体的前端面上形成有所述凹部，

所述凸部的朝向所述工具旋转方向的相反侧的壁面和所述凹部的朝向所述工具旋转方向的壁面沿着相对于所述轴线的半径方向延伸。

5.根据权利要求1或4所述的头更换式切削工具，其特征在于，

在所述切削头的后端面上形成有所述凸部，在所述工具主体的前端面上形成有所述凹部，

所述凹部和所述凸部以随着趋向所述工具主体和所述切削头的前端侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的头更换式切削工具，其特征在于，

所述切削刃具备朝向所述切削头的外周侧的部分和朝向该切削头的前端侧的部分。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的头更换式切削工具，其特征在于，

在所述切削头上，沿着所述轴线形成有在所述头侧抵接面上开口的贯通孔，

在所述工具主体上沿着所述轴线形成有螺钉孔，

通过具备头部并插通所述贯通孔的夹紧螺钉拧入所述螺钉孔，所述切削头能够拆卸地安装到所述工具主体上，

所述凹部和所述凸部以与所述贯通孔的开口部和所述螺钉孔的开口部隔开间隔的方式形成在相对于所述轴线的径向外周侧。

8.根据权利要求7所述的头更换式切削工具，其特征在于，

所述贯通孔被形成为以所述轴线为中心的规定内径的剖面圆形，

在所述切削头的前端侧形成有与该贯通孔连通并在所述切削头的前端侧开口的沉孔，

在所述工具主体的前端部中，所述螺钉孔的朝向所述主体侧抵接面的开口部上形成有以所述轴线为中心的剖面圆形的安装孔，所述安装孔具有与所述贯通孔相等的规定内径，

所述夹紧螺钉具备：收容到所述沉孔中的圆板状的所述头部、在所述头部的后端侧上延伸并嵌入所述贯通孔和所述安装孔中的圆柱状的轴部、以及在所述轴部的后端侧上延伸并拧入所述螺钉孔中的外螺纹部。

9.根据权利要求7或8所述的头更换式切削工具，其特征在于，

将所述切削头的维氏硬度设为A，将所述工具主体的维氏硬度设为B，将所述夹紧螺钉的维氏硬度设为C时，处于A＞B≥C或A≥B＞C的关系。

10.一种切削头，能够拆卸地安装到权利要求1至9中任一项所述的头更换式切削工具中的围绕轴线沿工具旋转方向旋转的轴状的工具主体的前端部上，其特征在于，

所述切削头具备切削刃，

并且在所述切削头的后端面上形成有：

与所述工具主体的前端面的主体侧抵接面抵接并贴合的头侧抵接面；和

供形成在所述工具主体的前端面上的凸部插入的凹部或插入到形成在所述工具主体的前端面上的凹部中的凸部，

所述凹部或所述凸部以随着趋向相对于所述轴线的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

11.一种工具主体，权利要求1至9中任一项所述的头更换式切削工具中的切削头能够拆卸地安装到所述工具主体的前端部上，所述工具主体为围绕轴线沿工具旋转方向旋转的轴状的工具主体，其特征在于，

在所述工具主体的前端面上形成有：

与所述切削头的后端面的头侧抵接面抵接并贴合的主体侧抵接面；和

插入到形成在所述切削头的后端面上的凹部中的凸部或供形成在所述切削头的后端面上的凸部插入的凹部，

所述凸部或所述凹部以随着趋向相对于所述轴线的径向外周侧而在圆周方向上变宽的方式形成。

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