JP2007168044A - Holder for end surface grooving work and cutting tool using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属材料等の切削加工において、端面溝入れ加工に使用するホルダおよびこれを用いた切削工具に関する。 The present invention relates to a holder used for end face grooving in cutting of a metal material or the like, and a cutting tool using the holder.
一般に、金属材料等の切削加工において、溝入れ加工に使用するホルダおよびこれを用いた切削工具として、ホルダの先端から切削インサートの切刃を突出させた構成のものが知られている。詳細には、一般的な溝入れ加工用切削工具の構成として、ホルダの先端面から後端側に向かって形成されたスリットと、スリットの上方に位置して切削インサートを押圧するための上顎部と、スリットの下方に位置してホルダの先端部に形成された下顎部と、上顎部を締付けるための固定ボルトとを備えている。そして、下顎部に形成されたインサート取付部に切刃を有する切削インサートを載置し、上顎部の一部を切削インサートの上面に押圧し、さらに固定ボルトで締付けて切削インサートを挟持固定する構成である。 Generally, in a cutting process of a metal material or the like, as a holder used for grooving and a cutting tool using the same, a structure in which a cutting blade of a cutting insert protrudes from the tip of the holder is known. Specifically, as a configuration of a general grooving cutting tool, a slit formed from the front end surface of the holder toward the rear end side, and an upper jaw portion for pressing the cutting insert above the slit And a lower jaw portion that is located below the slit and formed at the tip of the holder, and a fixing bolt for fastening the upper jaw portion. And the structure which mounts the cutting insert which has a cutting blade in the insert attachment part formed in the lower jaw part, presses a part of upper jaw part to the upper surface of the cutting insert, and also clamps and fixes the cutting insert with a fixing bolt It is.
また、特許文献1に開示されているような被削材の端面に円形の溝を加工するための切削工具については、切削インサートとともに該切削インサートを上下から挟持固定している上顎部と下顎部とが共に円形の溝に挿入されなければならないため、上顎部と下顎部の側面はホルダ先端視で湾曲した構成となっている。
しかしながら、特許文献1で開示されているような従来の端面溝入れ加工用ホルダでは、溝入れ加工時の切削負荷を受ける下顎部の側面が上述のとおりホルダ先端視で弓形に湾曲していることから、下顎部の高さ方向の肉厚が十分に確保できず、ホルダ剛性が不十分であった。特に小径の円形溝を加工するためのホルダでは下顎部の肉厚がさらに薄くなってしまってホルダ剛性が低下するため、インサート取付部の基端部に応力が集中してクラックが発生してしまったり、あるいは早期に下顎部が破損してしまったりで、ホルダを頻繁に交換しなければならないというような不具合が生じていた。
However, in the conventional end surface grooving holder as disclosed in
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、端面溝入れ加工に用いられる切削ホルダにおいて、ホルダ剛性が高く、工具寿命の長い溝入れ加工用切削ホルダを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a cutting holder for grooving that has a high holder rigidity and a long tool life in a cutting holder used for end face grooving. The purpose is to do.
前記課題を解決するため、本発明の端面溝入れ加工用切削ホルダは、略棒状のシャンク部と、該シャンク部の一端側に配置され且つ一体的に形成されたヘッド部と、からなり、 該ヘッド部は、切削インサートを上下方向で挟持固定するための上顎部と下顎部とを具備しており、前記上顎部には、前記切削インサートの上方から該切削インサートを押圧するための上クランプ面が配設されているとともに、前記下顎部には前記切削インサートの載置面となる下クランプ面が配設されており、前記上顎部と前記下顎部のうち、少なくとも下顎部は、先端視にて左右の側面が湾曲した凸状湾曲側面と凹状湾曲側面とを具備し、前記下顎部は、前記凸状湾曲側面と前記下クランプ面との間に平坦側面を具備した構成となっている。 In order to solve the above-described problem, an end surface grooving cutting holder according to the present invention includes a substantially rod-shaped shank portion and a head portion which is disposed on one end side of the shank portion and is integrally formed. The head portion includes an upper jaw portion and a lower jaw portion for sandwiching and fixing the cutting insert in the vertical direction, and an upper clamp surface for pressing the cutting insert from above the cutting insert on the upper jaw portion. And a lower clamp surface serving as a mounting surface for the cutting insert is disposed on the lower jaw part, and at least the lower jaw part of the upper jaw part and the lower jaw part is in front view. The left and right side surfaces are curved with convex curved side surfaces and concave curved side surfaces, and the lower jaw portion has a flat side surface between the convex curved side surface and the lower clamp surface.
かかる構成によれば、前記凸状湾曲側面と前記下クランプ面との間に平坦側面を備えることで、前記下顎部の剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷や切削インサートのクランプ時にかかる応力にも十分耐えることができ、結果的に下顎部の破損やクラックの発生などの不具合を抑制することができる。 According to this configuration, by providing a flat side surface between the convex curved side surface and the lower clamp surface, the rigidity of the lower jaw portion is increased, and the stress applied during cutting load during grooving and clamping of the cutting insert is increased. As a result, problems such as breakage of the lower jaw and occurrence of cracks can be suppressed.
また、前記下クランプ面と前記平坦側面とが垂直な位置関係にあることが、被削材の加工された円形の溝壁面に工具が干渉しない範囲で下顎部の剛性を最も高めることができる点で望ましい。 In addition, the fact that the lower clamp surface and the flat side surface are in a vertical positional relationship can maximize the rigidity of the lower jaw within a range in which the tool does not interfere with the circular groove wall surface processed with the work material. Is desirable.
さらに、前記下顎部の先端視で、前記凸状湾曲側面の接線上に前記平坦側面が配置されていることが、下顎部の剛性低下を抑制するとともに、切削負荷や切削インサートのクランプ応力が集中してクラック等の起点となることを防止することができる点で望ましい。 Furthermore, the flat side surface is arranged on the tangent line of the convex curved side surface in the front end view of the lower jaw portion, and the rigidity of the lower jaw portion is suppressed from being reduced, and the cutting load and the clamping stress of the cutting insert are concentrated. Thus, it is desirable in that it can be prevented from becoming a starting point of cracks and the like.
また、前記平坦側面の高さ方向の幅Tと前記凸状湾曲側面の曲率半径Rとの関係が、0.02≦(T/R)≦0.1を満たすことが、下顎部の剛性を最適化できる点で望ましい。 Further, the relationship between the width T in the height direction of the flat side surface and the radius of curvature R of the convex curved side surface satisfies 0.02 ≦ (T / R) ≦ 0.1. This is desirable because it can be optimized.
さらには、前記下顎部の高さ方向の厚みが、前記ヘッド部の先端側から前記シャンク部側に向かうにつれて漸増すべく、前記下クランプ面が前記シャンク部の軸線方向に対して傾斜していることが、下顎部の剛性が高まり、特にインサート取付部の基端部へのクラックの発生や下顎部の破損などを抑制することができる点で望ましい。 Furthermore, the lower clamp surface is inclined with respect to the axial direction of the shank portion so that the thickness in the height direction of the lower jaw portion gradually increases from the front end side of the head portion toward the shank portion side. This is desirable in that the rigidity of the lower jaw portion is increased, and in particular, the occurrence of cracks in the proximal end portion of the insert mounting portion and the breakage of the lower jaw portion can be suppressed.
また、前記端面溝入れ加工用ホルダにおける下クランプ面に、切刃が前方に向かって突出するように切削インサートを装着した切削工具によれば、前記下クランプ面が傾斜しているホルダ構成により前記インサート取付部近傍のホルダ剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷に十分耐えることができ、インサート取付部の基端部へのクラックの発生や下顎部の破損などの不具合が抑制され、工具寿命の長い切削工具を得ることが出来る。 Further, according to the cutting tool in which the cutting insert is mounted on the lower clamp surface of the end surface grooving holder so that the cutting edge protrudes forward, the holder structure in which the lower clamp surface is inclined is used. The holder rigidity in the vicinity of the insert mounting part is increased, it can sufficiently withstand the cutting load during grooving, and the occurrence of cracks in the base end part of the insert mounting part and damage to the lower jaw is suppressed, resulting in a tool life A long cutting tool can be obtained.
本発明の端面溝入れ加工用ホルダは、前記凸状湾曲側面と前記下クランプ面との間に平坦側面を備えることで、前記下顎部の剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷や切削インサートのクランプ時にかかる応力にも十分耐えることができ、結果的に下顎部の破損やクラックの発生などの不具合を抑制することができる。 The end face grooving holder of the present invention has a flat side surface between the convex curved side surface and the lower clamp surface, so that the rigidity of the lower jaw portion is increased, and the cutting load and cutting insert during grooving are increased. It is possible to sufficiently withstand the stress applied at the time of clamping, and as a result, problems such as breakage of the lower jaw and occurrence of cracks can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1および図2は、本発明の端面溝入れ加工用ホルダ(以下、ホルダと略す。)の実施形態を示すものであり、図1は本発明の一実施形態によるホルダの先端視図、図2は図1のホルダの側面図である。また、図3は、図1の端面溝入れ加工用切削ホルダに切削インサートを装着した切削工具の側面図である。 1 and 2 show an embodiment of an end face grooving holder (hereinafter abbreviated as a holder) of the present invention, and FIG. 1 is a front view of the holder according to an embodiment of the present invention. 2 is a side view of the holder of FIG. FIG. 3 is a side view of a cutting tool in which a cutting insert is mounted on the end face grooving cutting holder of FIG.
まず、図1および図2において、本発明の一実施形態によるホルダ1は、工作機械の刃物台(図示せず。)に取付固定されるための略棒状のシャンク部2と、該シャンク部2の一端側に一体的に形成されたヘッド部3と、から構成されている。そして前記ヘッド部3は、被削材(図示せず。)を加工するための切刃を有する切削インサート4(以下、インサートと略す。)を取付けるために、前記ヘッド部3の先端側に開口するように配設されたインサート取付部5を具備するとともに、前記ヘッド部3の先端側から前記シャンク側に向かって形成されたスリット6により分割され、且つ、図1に示すように、円形の溝に挿入可能となるように先端視で略円形に湾曲した上顎部7と下顎部8とを具備している。さらに、前記インサート取付部5では、前記インサート4の上面を押圧するための上クランプ面9が前記上顎部7に形成されているとともに、前記インサート4の載置面となる下クランプ面10が前記下顎部8に形成されており、これら上クランプ面9と下クランプ面10とでインサート4を上下方向に挟み、前記上顎部7に形成された貫通穴に固定ボルト11を挿入して前記下顎部8に形成されたねじ穴に前記固定ボルト11を螺合することで上顎部7が下顎部8側に徐々に弾性変形していき、最終的にインサート4が挟持固定される(図3参照)。ここで、前記下顎部8は、図1に示すように、ホルダ先端視にて左右の側面が湾曲した凸状湾曲側面13と凹状湾曲側面14とを具備し、前記下顎部8に、前記凸状湾曲側面13と前記下クランプ面10との間に平坦側面15を具備している。このような構成にすれば、下クランプ面10が凸状湾曲側面13と隣接した構成に比べて、前記下顎部8の剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷や切削インサートのクランプ時にかかる応力にも十分耐えることができ、結果的に下顎部の破損やインサート取付部の基端部へのクラックの発生などの不具合をも抑制することができる。特に、下クランプ面10と平坦側面15とが垂直関係にあるので、被削材の加工された円形の溝壁面に工具が干渉しない範囲で下顎部の剛性をより高めることができている。
1 and 2, a
また、下顎部の先端視で、前記凸状湾曲側面13の接線上に前記平坦側面15が配置されている、すなわち、前記平坦側面15と前記凸状湾曲側面13との境界部を滑らかに繋いでいるので、下顎部の剛性低下を抑制することができる。当該境界部に角を構成するようなエッジが存在すると、当該部分に切削負荷や切削インサートのクランプによる応力集中が生じやすく、結果的にクラック等の起点となりやすいからである。
In addition, the
さらに、下顎部の剛性をより最適な状態で維持するためには、前記平坦側面15の高さ方向の幅Tと前記凸状湾曲側面13の曲率半径Rとを、0.02≦(T/R)≦0.1の関係を満たすように調整すればよい。T/Rが0.02未満であったり、0.1を超える場合であったりすると、下顎部の剛性が不十分となりやすく、また被削材に加工される円形の溝内壁面との干渉しやすくなるという不具合も生ずる。
Further, in order to maintain the rigidity of the lower jaw in a more optimal state, the width T in the height direction of the
また、本発明の他の実施形態によるホルダの側面図を図4に示す。ここで、下顎部8の高さ方向の厚みhが、ホルダ先端側からシャンク側に向かうにつれて漸増するように、シャンク部の軸線方向に対して下クランプ面10が傾斜させているが、このような構成により、下顎部8の高さ方向の肉厚が先端側からシャンク側に向かうにつれて厚くなっているので、ホルダ剛性、特に下顎部8の剛性が増すことになり、溝入れ加工時に下顎部8が受ける切削負荷に十分耐えることができ、インサート取付部5の基端部5aへのクラックの発生や下顎部8の破損などの不具合が抑制される。
FIG. 4 shows a side view of a holder according to another embodiment of the present invention. Here, the
また、本実施形態においては、図4に示すように、下クランプ面10の傾斜に伴い、スリット6も傾斜角度α3で傾斜した構成にしている。スリット6をこのように傾斜させることで、上顎部7を固定ボルト11で徐々に弾性変形させてインサート4を挟持固定する際に、スリット6が、ホルダ1の基準面となるシャンク部2の上面2aに平行に形成されている場合よりも上顎部7を弾性変形させやすい、すなわち上顎部7を比較的小さい力で容易に弾性変形させることができる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
さらに、本実施形態においては、クランプの開放状態において、上クランプ面9の傾斜角度α2が下クランプ面10の傾斜角度α1より小さくなるような構成にしている。これにより、上顎部7が弾性変形してインサート4を押圧しようとする際に、上クランプ面9とインサート4の上面とが効果的に面当接することになるので、インサート4をより安定拘束させることができる。
Further, in the present embodiment, the tilt angle α 2 of the
また、固定ボルト11は、シャンク部2の上面2aに垂直な方向に対して、固定ボルト11の頭部がホルダ先端側へ傾斜角度βで傾くように配設しているが、このような構成によれば、シャンク部2の上面2aに垂直な方向に固定ボルト11を締めこんだ場合に比べて、上顎部7の弾性変形をより効果的に生じさせることができる。
Further, the
さらに、固定ボルト11の傾斜角度βを、下クランプ面10の傾斜角度α1より大きく設定することにより、上顎部7の弾性変形をさらに効果的に生じさせ、インサート4をより安定して拘束することができる。
Furthermore, by setting the inclination angle β of the
また、図3に示すように、本発明の実施形態によるホルダ1におけるインサート取付部5に、切刃が前方に向かって突出するようにインサート4を装着した切削工具によれば、上述したように、下顎部8の、凸状湾曲側面13と下クランプ面10との間に平坦側面15を配設した構成であるので、下クランプ面10が凸状湾曲側面13と隣接した構成に比べて、下顎部8の剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷や切削インサートのクランプ時にかかる応力にも十分耐えることができ、結果的に下顎部の破損やインサート取付部の基端部へのクラックの発生などの不具合をも抑制することができ、工具寿命の長い切削工具を得ることが出来る。
Further, as shown in FIG. 3, according to the cutting tool in which the
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was illustrated, this invention is not limited to the said embodiment, It cannot be overemphasized that it can be made arbitrary, unless it deviates from the objective of invention.
1 端面溝入れ加工用ホルダ(ホルダ)
2 シャンク部
2a シャンク部の上面
3 ヘッド部
4 切削インサート(インサート)
5 インサート取付部
5a インサート取付部の基端部
6 スリット
7 上顎部
8 下顎部
9 上クランプ面
10 下クランプ面
11 固定ボルト
12 切削工具
13 凸状湾曲側面
14 凹状湾曲側面
15 平坦側面
T 平坦側面の高さ方向の幅
R 凸状湾曲側面の曲率半径
α1 下クランプ面の傾斜角度
α2 上クランプ面の傾斜角度
α3 スリットの傾斜角度
β 固定ボルトの傾斜角度
h 下顎部の高さ方向の厚み
1 End face grooving holder (holder)
2
5 Insert mounting
Claims (6)
略棒状のシャンク部と、該シャンク部の一端側に配置され且つ一体的に形成されたヘッド部と、からなり、
該ヘッド部は、切削インサートを上下方向で挟持固定するための上顎部と下顎部とを具備しており、
前記上顎部には、前記切削インサートの上方から該切削インサートを押圧するための上クランプ面が配設されているとともに、前記下顎部には前記切削インサートの載置面となる下クランプ面が配設されており、
前記上顎部と前記下顎部のうち、少なくとも下顎部は、先端視にて左右の側面が湾曲した凸状湾曲側面と凹状湾曲側面とを具備し、
前記下顎部は、前記凸状湾曲側面と前記下クランプ面との間に平坦側面を具備していることを特徴とする端面溝入れ加工用ホルダ。 An end face grooving holder for performing circular grooving on the end face of the work material,
A substantially rod-shaped shank portion, and a head portion that is disposed on and integrally formed with one end of the shank portion,
The head portion includes an upper jaw portion and a lower jaw portion for sandwiching and fixing the cutting insert in the vertical direction,
The upper jaw part is provided with an upper clamp surface for pressing the cutting insert from above the cutting insert, and the lower jaw part is provided with a lower clamp surface serving as a mounting surface for the cutting insert. Has been established,
Of the upper jaw and the lower jaw, at least the lower jaw includes a convex curved side surface and a concave curved side surface with curved left and right side surfaces when viewed from the distal end.
The lower grooving holder is characterized in that the lower jaw portion has a flat side surface between the convex curved side surface and the lower clamp surface.
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