JP2005103708A - 刃振れ調整機構付き回転切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】同一工具で荒加工と仕上げ加工を安定して行なえ、また、刃振れ精度が要求される場合には構造の簡単な機構で短時間に確実な刃振れ調整が行なえる回転切削工具を提供する。
【解決手段】カッタ本体１の先端外周に複数の刃溝５を設け、その刃溝５の各々にスローアウェイチップ２をクランプ手段３で固定して装着する。また、カッタ本体１の刃溝形成部に軸方向にねじ込まれた刃振れ調整ねじ４を設ける。各刃溝５には、スローアウェイチップ２を３方向に位置決めして拘束する３つの座面を備えさせ、刃振れ調整ねじ４の頭頂面を刃溝の軸方向位置決め用座面５ｃの位置から前後に変位させてスローアウェイチップ２の軸方向位置決めを座面５ｃと刃振れ調整ねじの頭頂面のどちらでも行えるようにし、刃振れ調整を必要なときに必要な刃のみについて行なうことを可能ならしめた。
【選択図】図２

Description

この発明は、刃振れ調整機構を有する正面フライスや隅削りフライスなどの回転切削工具に関する。

仕上げフライス加工では、高精度の刃先位置精度が要求される。各刃の振れ精度が悪いと、仕上げ面粗さの悪化、加工中のいわゆるびびり、ばりの発生、工具寿命の短縮などの弊害が出る。

そこで、スーアウエイカッタ用の刃振れ調整機構が種々考案されている。その刃振れ調整機構に関する文献としては、例えば、下記特許文献１〜４などがある。
特開２００１−２５２８１３号公報 実開平７−２７７１９号公報 実用新案登録第３０６４３２４号 特表２００２−５１６７６２号公報

特許文献１の正面フライスは、スローアウェイチップ（以下単にチップとも云う）の背面と工具中心側の側面を工具本体の先端外周に設けたチップ取付け座に着座させ、チップの工具基端側の側面を調整ねじで押し動かす押圧ピンで受ける構造にしている。しかしながら、押圧ピンが工具軸方向に動くこの構造では、チップの工具軸方向の位置基準が定まらず、チップを交換したり切れ刃の位置を入れ替えたりする度に全てのチップについて刃振れ調整を行なう必要があり、調整時間が長くなる。類似の調整機構として楔のテーパ面を変位させてチップを工具軸方向に迫り出させるものもあるが、これも同様の欠点を有している。

また、特許文献２のカッタは、楔で本体に固定する調整駒に弾性変形部を設けてその弾性変形部をチップの工具軸方向の位置基準とし、これを調整駒にねじ込んだボルトで弾性変形させて刃振れ調整を行なうようにしているが、この構造は、チップの後退を弾性変形部の弾性復元力で行なうので後退変位については信頼性がなく、調整がし難い。また、降伏点を越した弾性変形部の変形や長期使用による弾性変形部の疲労が考えられ、それにより、弾性変形部が元に戻らなくなったり破損したりする虞もある。

さらに、特許文献３、４が開示している溝フライスの刃振れ調整機構は、チップを装着するポケット（刃溝）壁の一部を弾性変形可能となし、その一部のポケット壁を調整ねじの力を受けるボールで加圧して弾性変形させ、壁面に接したチップの刃先を変位させるようにしているが、これも特許文献２の弾性変形部と同様、ポケット壁の復元に関する信頼性に欠ける。変形が残ってポケット壁が元の位置に完全に戻らなかった場合、次回の刃振れ調整では前回と同じ調整量を確保するために余分な加圧が必要になり、これが繰り返されるとついには降伏点を越えてポケット壁が復元不能になったり、破損したりする可能性がある。

加えてこの構造は、弾性変形させる部位の厚みを厳密に管理しないと弾性変形のための加圧力が各刃毎に変化し、従って、非常に高度な難度の高い加工が強いられ、加工時間等も多く費やすことになる。

また、従来の刃振れ調整機構付きカッタは、荒加工時にチップに加わる負荷を調整機構で受けるとチップ固定の信頼性が不十分になり、また、軸方向基準面（変位可能な面）の位置がばらつくため、荒加工に利用する場合にも基準面の位置調整を強いられるケースが出てくるなどの問題があり、荒加工には適していなかった。

この発明は、同一工具で荒加工と仕上げ加工を安定して行なえ、また、刃振れ精度が要求される場合には構造の簡単な機構で短時間に確実な調整が行なえるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、先端外周に複数の刃溝を設けたカッタ本体と、前記刃溝の各々に装着して切れ刃を構成するスローアウェイチップと、そのスローアウェイチップをカッタ本体に着脱自在に固定するクランプ手段と、各スローアウェイチップの刃振れ調整ねじとを備えさせて回転切削工具を構成した。また、各刃溝にはスローアウェイチップの背面と隣り合う２側面とを着座させてスローアウェイチップを工具回転方向、径方向および軸方向に位置決めする３つの座面を備えさせ、前記刃振れ調整ねじをカッタ本体の刃溝形成部に軸方向にねじ込み、この刃振れ調整ねじの一端を前記刃溝の軸方向位置決め用座面の位置から前後に変位させて刃溝の前記軸方向位置決め用座面によるスローアウェイチップの軸方向位置決めと刃振れ調整ねじの一端によるスローアウェイチップの軸方向位置決めを行えるようにした。

この回転切削工具は、刃振れ調整ねじの頭部に当該ねじの回転操作部を設け、この回転操作部を外部に露出させて刃振れ調整ねじを頭部が前になる向きにしてカッタ本体に前側からねじ込み、この刃振れ調整ねじの頭頂面をスローアウェイチップの工具基端側の側面に当接させるようにしたものが好ましい。

この発明の回転切削工具は、刃溝の軸方向位置決め用座面と調整ねじを使い分けてスローアウェイチップの軸方向位置決めを行えるので、荒加工では刃振れ調整ねじを後退させてチップの位置決めを刃溝の座面で行い、仕上げ加工では刃振れ精度の悪いチップのみについて調整ねじを操作して軸方向の刃振れ調整を行なうことができる。

この回転切削工具は、荒加工では刃先の位置決めが刃溝の座面によってなされ、調整機構による基準面の位置調整（基準面の位置のばらつきを吸収するための調整）を必要としない。また、チップの３面を刃溝で拘束するので、荒加工を安定して行なうことができる。

一方、仕上げ加工では、刃溝の座面でチップを仮位置決めして刃振れを確認し、振れ精度の悪いチップがあればそのチップを調整ねじで変位させて刃振れを調整する。仮位置決め時に刃溝の座面が軸方向の位置基準になるため、最先端に位置する刃先に対して規定値を越えて後退している刃だけを調整ねじで前方に迫り出させればよく、全刃にわたって調整する必要がない。また、調整ねじを軸方向の位置基準となすので、弾性変形部材を用いるときに問題となる復帰の信頼性なども確保され、調整を短時間で確実に行なえる。調整ねじによる刃振れ調整であるので調整機構も複雑にならない。

このほか、荒加工と仕上げ加工の両方に利用できるため、２種類のカッタを使用する必要がなく、経費削減、工具管理の面でも有利になる。

以下、この発明の回転切削工具の実施形態を図１乃至図６に基づいて説明する。図１乃至図４は、第１実施形態を示している。この回転切削工具（図のそれは隅削りフライス）は、カッタ本体１と、スローアウェイチップ２と、このスローアウェイチップ２をカッタ本体１に固定するクランプ手段３と、刃振れ調整用の調整ねじ４とで構成されている。

カッタ本体１の先端外周には、スローアウェイチップ２を装着する刃溝５が周方向に間隔を開けて複数設けられている。その刃溝５は、図４に示すように、チップを工具回転方向、径方向、軸方向の３方向に位置決めして拘束する３つの座面を備えるもの、即ち、スローアウェイチップ２の背面２ａを着座させる座面５ａと、工具中心側に置かれる側面２ｂを着座させる座面５ｂと、工具基端側に置かれる側面２ｃを着座させる座面５ｃを備えるものにしてある。

クランプ手段３は、スローアウェイチップ２の中心穴に通して頭部を中心穴の入口部に係止させる皿頭のクランプねじ３ａと、座面５ａの位置に開けたねじ孔３ｂ（図４参照）とから成る。クランプねじ３ａをねじ孔３ｂにねじ込み、刃溝５の座面に着座させたスローアウェイチップ２をクランプねじ３ａで締めつけてカッタ本体１に固定するようにしている。なお、スローアウェイチップ２の中心穴とその穴に通すクランプねじ３ａとの間には、刃振れ調整に必要な隙間ｇ（図５参照）を生じさせている。

調整ねじ４には、頭頂面４ａと頭部外周の双方にそれぞれ回転操作部（スパナ係合溝）４ｂ、４ｃを設けており、この調整ねじ４を頭部が前になる向きにしてカッタ本体１の刃溝形成部に前側から軸方向にねじ込み、ねじを回転させて頭頂面４ａを座面５ｃを切り欠いた位置から座面５ｃの前後に変位させられるようにしている。この調整ねじ４は、必要があれば工具の軸心に対して若干傾け、頭頂面４ａがスローアウェイチップ２の側面２ｃに密着するようにしておくのがよい。

回転切削工具の刃振れは、刃先の位置誤差が１０μｍ以内、より好ましくは５μｍ以内に納まることが望まれ、調整ねじ４による刃振れ調整であればその要求に応えることができる。

このように構成した例示の回転切削工具は、各調整ねじ４の頭頂面４ａを座面５ｃから幾分か後退した位置に引き込んでおく。そして、この状態でスローアウェイチップ２を、そのチップの背面２ａと隣合う２側面２ｂ、２ｃを座面５ａ〜５ｃで位置決めして各刃溝５にセットし、チップの中心穴に通したクランプねじ３ａを締めつけてそのスローアウェイチップ２をカッタ本体１に固定する。座面５ｃによるスローアウェイチップ２の軸方向位置決めに支障がなければ、調整ねじ４の頭頂面４ａはチップの側面２ｃに接触していても差し支えない。

荒加工は、この状態の工具を用いて行なう。また、仕上げ加工で高い刃振れ精度が要求される場合には、スローアウェイチップ２を３つの座面で５ａ〜５ｃで仮位置決めして刃溝５に取り付けた後、各刃の振れを確認する。そして、最先端の刃を基準にしてその基準刃よりも後退した位置にある刃をクランプを緩めて調整ねじ４で迫り出させ、刃振れが修正された位置で再クランプを行なう。振れが生じていない刃は調整の必要がなく、複数の刃の中の１枚のみ精度が悪ければ１刃のみの調整でよい。

図６は、クランプ手段３としてクランプ駒（楔）３ｃを用いた例を示す。スローアウェイチップ２を固定するクランプ手段は、推進ねじ３ｄで進退させる図示のクランプ駒などであってもよく、また、この発明は図６の正面フライスなどにも適用できる。

さらに、例示の工具は、調整ねじ４を工具の前側で操作するものにしたが、カッタ本体１の形状によっては調整ねじ４を本体の基端側（後部側）から操作可能となすことができる。

このほか、図１のスローアウェイチップ２は、母材にダイヤモンド焼結体２ｄを鑞付けしたものになっているが、使用するスローアウェイチップ２は、ダイヤモンド焼結体２ｄに代えてｃＢＮ焼結体を接合したものや図３に示す超硬チップなどであってもよく、特に限定されない。

この発明の回転切削工具の一例を示す側面図 図１の工具の正面図 図１の工具の一部を示す斜視図 図１の工具の一部をスローアウェイチップを外した状態にして示す斜視図 図３の状態をカッタ本体を省いて示す斜視図 他の実施形態の一部を示す斜視図

符号の説明

１ カッタ本体
２ スローアウェイチップ
２ａ 背面
２ｂ、２ｃ 側面
３ クランプ手段
３ａ クランプねじ
３ｂ ねじ孔
３ｃ クランプ駒
４ 調整ねじ
４ａ 頭頂面
４ｂ、４ｃ 回転操作部
５ 刃溝
５ａ、５ｂ、５ｃ 座面

Claims (2)

1. 先端外周に複数の刃溝を設けたカッタ本体と、前記刃溝の各々に装着して切れ刃を構成するスローアウェイチップと、そのスローアウェイチップをカッタ本体に着脱自在に固定するクランプ手段と、各スローアウェイチップの刃振れ調整ねじとを具備し、前記刃溝はスローアウェイチップの背面と隣り合う２側面とを着座させてスローアウェイチップを工具回転方向、径方向および軸方向に位置決めする３つの座面を有し、前記刃振れ調整ねじがカッタ本体の刃溝形成部に軸方向にねじ込まれ、この刃振れ調整ねじの一端を前記刃溝の軸方向位置決め用座面の位置から前後に変位させて刃溝の前記軸方向位置決め用座面によるスローアウェイチップの軸方向位置決めと刃振れ調整ねじの一端によるスローアウェイチップの軸方向位置決めを行えるようにした刃振れ調整機構付き回転切削工具。
2. 前記刃振れ調整ねじの頭部に当該ねじの回転操作部を設け、この回転操作部を外部に露出させて刃振れ調整ねじを頭部が前になる向きにしてカッタ本体に前側からねじ込み、この刃振れ調整ねじの頭頂面をスローアウェイチップの工具基端側の側面に当接させるようにした請求項１に記載の刃振れ調整機構付き回転切削工具。

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