JP2008137117A - Cutting edge replaceable self clamp cutting tool - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、工具本体に設けたクランプ溝に切れ刃チップを圧入し、この切れ刃チップを工具本体に設けた押圧部の弾性復元力で固定するいわゆるセルフクランプ方式の刃先交換式切削工具(この発明では、これを刃先交換式セルフクランプ切削工具と言う)に関する。 This invention is a so-called self-clamping blade-tip-replaceable cutting tool that press-fits a cutting edge tip into a clamp groove provided in a tool body and fixes the cutting edge tip with an elastic restoring force of a pressing portion provided in the tool body (this In the invention, this is referred to as a blade-exchangeable self-clamp cutting tool).
刃先交換式セルフクランプ切削工具の従来技術としては、例えば、下記特許文献1〜3に開示されたものなどがある。
As a prior art of a blade-tip-exchange-type self-clamp cutting tool, for example, there are those disclosed in
特許文献1が開示している工具は、フライス削り工具であって、円板状工具本体(支持手段)の外周にクランプ溝(座部)を有する。そのクランプ溝は、切れ刃チップ(以下では単にチップという)の反すくい面側の面を支持する座面と、その座面に対向した押圧部を備えており、その座面と押圧部間にチップ(挿入体)を圧入して取り付ける。この工具の押圧部は、回転方向前後の半径方向スリット(スロット)によって画される弾性変形可能な突起を設けてその突起の鼻部分によって形成しており、この押圧部が前記突起の弾性復元力でチップに押し付けられてチップのクランプがなされる。
The tool disclosed in
特許文献2、3が開示している工具は、いずれもバイトである。板状ホルダの先端部に
、ホルダの先端面と両側面に開口する外広がりテーパ状のチップ取付座を形成し、そのチップ取付座の下あご(底面壁)と弾性変形可能な上あご(上面壁)間に楔状のチップを圧入し、上あごの弾性復元力で下あごとの間にチップを挟みつけるようにしてある。なお、類似のクランプ構造を採用したセルフクランプ方式のバイトは、特許文献2、3以外にも多数の提案がなされている。
前掲の特許文献1が開示しているチップのクランプ構造は、弾性変形した突起が復元力でチップを押圧するときに突起の押圧部(鼻部分)がチップの一部分としか接触しない。そのために、チップの固定は、クランプ溝の座面とその座面に支持されるチップの背面との摩擦力に依存するところが大きく、安定したチップ固定が望み難い。また、突起とチップの接触面積を広げようとすると、相互接触面に高精度が要求される。
In the chip clamp structure disclosed in the above-mentioned
一般的なチップは焼結体であって、コスト低減の観点から焼結肌を残した状態で提供されるものが多い。その焼結肌を残したチップは特に、寸法精度、形状精度が低くなりがちである。押圧部を構成する突起の鼻部分も加工状況によっては寸法精度、形状精度が低下する。
また、突起の弾性変形は根元を支点にして起こり、この変形で突起の押圧面の向き(座面とのなす角度)が変化する。チップの圧入終点で押圧面とチップの被クランプ面の向きが完全に一致するようにチップや突起を加工するのは極めて難しく、これらが原因でチップと突起の接触がクランプ溝の内径側や外径側での部分接触(線接触に近い接触)となるため、チップの固定は、背面と座面との摩擦力に大きく依存したものになり、クランプの安定性と固定力が不十分になる。
A general chip is a sintered body, and many chips are provided with a sintered skin left in view of cost reduction. In particular, chips that leave the sintered skin tend to have low dimensional accuracy and shape accuracy. The dimensional accuracy and shape accuracy of the nose portion of the protrusion that constitutes the pressing portion also decreases depending on the processing situation.
Further, the elastic deformation of the protrusion occurs with the root as a fulcrum, and the deformation changes the direction of the pressing surface of the protrusion (angle formed with the seat surface). It is extremely difficult to machine the tip and protrusion so that the direction of the pressing surface and the clamped surface of the tip is completely aligned at the end of press-fitting of the tip. Because it is a partial contact on the radial side (contact close to line contact), the tip fixing greatly depends on the frictional force between the back surface and the seating surface, and the stability and fixing force of the clamp are insufficient. .
特許文献2、3が開示しているクランプ構造も、特許文献1と同様の問題を有する。チップ取付座の口の開き角がチップの取付け部の楔角よりも大きい場合には、チップに対してホルダの上あごが部分的に接触することになる。チップ取付座の口の開き角がチップの取付け部の楔角と同一である場合も、チップの圧入によってチップ取付座の口の開き角が変化するため同様の状況が起こり、チップに対する上あごの接触面積が小さくてチップのクランプの安定性と固定力が低下する。
The clamp structures disclosed in
この発明は、チップや工具本体に設ける押圧部の精度を高めなくても、精度誤差が自然に吸収されてチップと押圧部の接触が広範な領域でなされるようにして、セルフクランプ切削工具のチップのクランプの安定性と固定力を向上させることを課題としている。 Even if the accuracy of the pressing portion provided on the tip or the tool main body is not increased, the present invention allows the accuracy error to be naturally absorbed and the contact between the tip and the pressing portion to be made in a wide range of areas. The problem is to improve the stability and fixing force of the clamp of the chip.
上記の課題を解決するため、この発明においては、チップと、そのチップの背面を受け支える主座面及びその主座面に対向させた弾性変形可能な押圧部を具備するクランプ溝を設けた板状工具本体とからなり、前記チップを、前記クランプ溝の主座面と弾性復元によって押圧力を発生する前記押圧部との間に挟みつけて固定する刃先交換式セルフクランプ切削工具を改善の対象にし、この切削工具の工具本体に、前記押圧部の根元のぬすみ部に向かって開口して前記押圧部の内端側をスリット幅方向に弾性変形可能となすスリットを
、前記押圧部の押圧面よりもクランプ溝から離れた位置に前記押圧面に沿うように形成した。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a plate provided with a clamp groove having a chip, a main seating surface for supporting the back surface of the chip, and an elastically deformable pressing portion opposed to the main seating surface. A blade-type replaceable self-clamp cutting tool that is fixed between the main seating surface of the clamp groove and the pressing portion that generates a pressing force by elastic restoration. And a slit that opens toward the base portion of the pressing portion and allows the inner end side of the pressing portion to be elastically deformed in the slit width direction on the tool body of the cutting tool. It was formed so as to be along the pressing surface at a position further away from the clamp groove.
この工具のクランプ溝は、主座面に対して押圧部の押圧面がクランプ溝の入り口側で溝幅が広がる方向に角度α傾斜した溝にすると好ましい。 It is preferable that the clamp groove of the tool is a groove inclined at an angle α with respect to the main seat surface so that the pressing surface of the pressing portion is widened on the entrance side of the clamp groove.
この工具の具体例としては、駆動軸に装着して回転させる板状工具本体の外周に、クランプ溝と、前記スリットと、各クランプ溝に対応させた切屑ポケットを周方向に間隔をあけて複数設けて構成される刃先交換式メタルソーが挙げられ、このほかに、板状ホルダを本体として備えたバイトも考えられる。 As a specific example of this tool, a plurality of clamp grooves, slits, and chip pockets corresponding to each clamp groove are provided in the circumferential direction on the outer periphery of a plate-shaped tool body that is mounted on a drive shaft and rotated. A cutting edge exchange type metal saw is provided, and a cutting tool including a plate holder as a main body is also conceivable.
刃先交換式メタルソーとして構成される工具は、外端を切屑ポケットに開口させ、内端を押圧部よりも径方向内側に入り込ませた第2のスリットを前記スリットよりも工具本体の回転方向前方にさらに設け、前記押圧部を、前記クランプ溝と第2のスリットとの間に残された工具本体とのつなぎ部を支点にして弾性変形可能となしたものが好ましい。 A tool configured as a blade-exchange-type metal saw has an outer end opened in a chip pocket, and a second slit having an inner end inserted inward in the radial direction from the pressing portion is more forward in the rotational direction of the tool body than the slit. Further, it is preferable that the pressing portion be elastically deformable with a connecting portion between the clamp body and the tool body left between the clamp groove and the second slit as a fulcrum.
その第2のスリットを有するメタルソーは、第2のスリットを、クランプ溝側に中心を有する円弧のスリット、または、クランプ溝の主座面に対して内端側が主座面から離反する方向に角度γの傾きをもつスリットにすると好ましい。 In the metal saw having the second slit, the second slit is angled in the direction in which the inner end side is separated from the main seat surface with respect to the arc slit having the center on the clamp groove side or the main seat surface of the clamp groove. A slit having a slope of γ is preferable.
なお、第2のスリットを有するメタルソーは、第2のスリットを形成した部分に、工具本体の中心側に向けて圧入されて押圧部をその押圧部が弾性復元する方向に押すクランプねじを設けることができる。 In addition, the metal saw having the second slit is provided with a clamp screw that is press-fitted toward the center side of the tool body and pushes the pressing portion in a direction in which the pressing portion is elastically restored in a portion where the second slit is formed. Can do.
この発明の工具は、押圧部の押圧面がクランプ溝の入り口側でのみチップに押し付けられるような状況が生じたときには、押圧部が根元側を支点にしてクランプ溝が口を開くように弾性変形し、それにより、チップに対する押圧面の接触領域が広がってクランプの安定性が高まる。この作用、効果は特許文献2、3が開示している工具でも得られるが、押圧面がクランプ溝の奥端側でのみチップに押し付けられるような状況が生じたときにそれを修正する機能は従来の工具にはない。
The tool of the present invention is elastically deformed so that when the pressing surface of the pressing portion is pressed against the chip only on the entrance side of the clamp groove, the pressing groove opens the mouth with the root side serving as a fulcrum. As a result, the contact area of the pressing surface with respect to the chip is expanded, and the stability of the clamp is increased. Although this operation and effect can be obtained with the tools disclosed in
これに対し、この発明では、押圧部の押圧面よりもクランプ溝から離れた位置に、押圧部の内端よりも内側部分に設けたぬすみ部に向かって開口するスリットを押圧面に沿うように形成したので、押圧面が内端側(クランプ溝の奥端側)でのみチップに押し付けられるような状況が生じたときには押圧面の内端側部分がスリットの外端近傍を支点にして弾性変形して逃げ、このために押圧面の外端側もチップに接触するようになって押圧部とチップの接触領域が広がり、押圧面の各部が平均的な力でチップに押し当てられるようになる。 On the other hand, in the present invention, a slit that opens toward the sag portion provided at the inner side of the inner end of the pressing portion is located along the pressing surface at a position farther from the clamp groove than the pressing surface of the pressing portion. As a result, when the situation where the pressing surface is pressed against the chip only on the inner end side (the far end side of the clamp groove), the inner end side portion of the pressing surface is elastically deformed with the vicinity of the outer end of the slit as a fulcrum. For this reason, the outer end side of the pressing surface also comes into contact with the chip, the contact area between the pressing portion and the chip is expanded, and each portion of the pressing surface is pressed against the chip with an average force. .
押圧部の押圧面の外端側のみ、或いは内端側のみがチップに接触する状況は、チップや押圧部の寸法精度、形状精度が十分でないときに起こるが、この発明の工具は、その両方の状況に上記スリットを設ける方法で対応できるため、チップや押圧部の寸法精度、形状精度を高めることが要求されなくなる。 The situation where only the outer end side or only the inner end side of the pressing surface of the pressing part contacts the chip occurs when the dimensional accuracy and shape accuracy of the chip and the pressing part are not sufficient. Therefore, it is not necessary to increase the dimensional accuracy and shape accuracy of the chip and the pressing portion.
なお、クランプ溝を、入り口側で溝幅が広がる形状にしたものは、溝の楔効果によってクランプ溝の奥端側でも押圧力が強く作用し、押圧面の各域により均等に面圧をかけることができる。 In addition, if the clamp groove has a shape in which the groove width is widened on the entrance side, the pressing force acts strongly on the back end side of the clamp groove due to the wedge effect of the groove, and the surface pressure is evenly applied to each area of the pressing surface. be able to.
また、刃先交換式メタルソーとして構成された工具で、工具本体に上記の第2のスリットをさらに設けたものは、第2のスリットの大きさ、形状、設置点などによって押圧部の弾性復元力が変化するので、押圧力の調整がしやすくなる。 Moreover, the tool comprised as a blade-tip-exchange-type metal saw which further provided the second slit in the tool body has an elastic restoring force of the pressing portion depending on the size, shape, installation point, etc. of the second slit. Since it changes, it becomes easy to adjust the pressing force.
例えば、第2のスリットがクランプ溝側に中心を有する円弧のスリットであるものは、押圧部の寸法(工具周方向の寸法)が押圧部の根元側で小さくなるため、押圧部の弾性復元力を小さくして押圧部を弾性変形し易いものにすることができ、一方、第2のスリットがクランプ溝の主座面に対して内端側が主座面から離反する方向に角度γの傾きをもつものは、押圧部の寸法が押圧部の根元側で大きくなるため、押圧部の弾性復元力を大きくしてチップの固定力を高めることができる。 For example, when the second slit is an arc slit having a center on the clamp groove side, the dimension of the pressing part (dimension in the tool circumferential direction) becomes smaller on the root side of the pressing part, so that the elastic restoring force of the pressing part The second slit is inclined at an angle γ in the direction in which the inner end side is separated from the main seat surface with respect to the main seat surface of the clamp groove. Since the dimension of the pressing portion increases on the base side of the pressing portion, the elastic restoring force of the pressing portion can be increased to increase the fixing force of the chip.
さらに、第2のスリットを有するメタルソーで、第2のスリットを形成した部分にクランプねじを設けたものは、押圧部によるチップの押圧をクランプねじの締め込みで助勢してチップの固定力を増大させることができる。 Furthermore, a metal saw having a second slit, which is provided with a clamp screw at the portion where the second slit is formed, assists the pressing of the chip by the pressing part by tightening the clamp screw, thereby increasing the fixing force of the chip. Can be made.
以下、添付図面の図1〜図9に基づいてこの発明の刃先交換式セルフクランプ切削工具の実施の形態を説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a blade edge replaceable self-clamp cutting tool according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1〜図7は、この発明を刃先交換式メタルソーに適用した例を示している。図示の刃先交換式メタルソー1は、図1に示すように、円板状工具本体2の外周に設けた複数のクランプ溝3にそれぞれチップ(切れ刃チップ)20を装着してなる。
FIGS. 1-7 has shown the example which applied this invention to the blade-tip-exchange-type metal saw. As shown in FIG. 1, the illustrated blade-tip-
チップ20は、図8に示すように、すくい面22と逃げ面23が交差した部分の稜線で切れ刃21を形成したものであって、すくい面22に連なる取付部の前面24と背面25を、逃げ面23側から見た状態で2つの平面が角度θ(図4参照)で交わってV溝が形成される面にしている。例示のチップ20の前面24と背面25は、V溝の溝底を平行にしているが、クランプ溝3を外広がりの楔溝にするときにはその溝に対応させたテーパを取り付け部に付してもよい。
As shown in FIG. 8, the
工具本体2は、キー溝のついた軸穴4を中心に有し、その軸穴4に加工機の駆動軸(図示せず)を係合させてその駆動軸で回転駆動するようにしている。この工具本体2の外周には、上記のクランプ溝3と、各クランプ溝3に対応させた切屑ポケット5と、クランプ溝3に連ならせて押圧部の根元部に設けたぬすみ部6と、この発明を特徴付けるスリット7を周方向に定ピッチで設けている。
The
各クランプ溝3は、チップの背面25を支持する主座面3aと、その主座面3aに対向させた押圧部3bと、チップの端面26を受け支えてチップ20を工具径方向に位置決めする副座面3cを有している。チップ20の工具径方向の位置決めは、押圧部3bの外径面に突き当たる突起をチップ20に設けて行うこともでき、そのときには、副座面3cは不要である。
Each
図2、図4に示すように、主座面3aは、チップの背面25のV溝に対応させて山形をなす面にしている。また、押圧部3bは工具本体2と一体に形成しており、この押圧部の押圧面3dも、チップの前面24のV溝に対応させて山形をなす面にしている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
なお、主座面3aとその主座面に着座させるチップの背面25及び押圧部3bの押圧面3dとチップの前面24をV字嵌合するように形成することは、チップのセンタリングや工具軸方向へのシフトを防止する上で好ましいことであるが、必須の要件ではない。チップのセンタリングやシフトの防止は、V溝以外の溝とその溝に係合するピンなどを設けて行うこともできる。
The
押圧部3bの押圧面3dは、主座面3aに対して平行であってもよいが、図3に示すように、その押圧面3dを主座面3aに対してクランプ溝3の入り口側で溝幅が広がる方向に角度α傾斜さると、クランプ溝3が楔効果を生じるものになってクランプ溝3の奥端側でも押圧力が強く作用し、押圧面3dの各域により均等に面圧をかけることができる。なお、αの適正値は2≦1°程度である。
The
押圧部3bと切屑ポケット5は、クランプ溝3よりも工具の回転方向前方に配置している。また、ぬすみ部6は、クランプ溝3に連なる位置で押圧部3bの内端よりも工具中心側部分をえぐるような状態にして設けている。
The
スリット7は、押圧部3bの押圧面3dよりもクランプ溝3から離れた位置に押圧面3dに沿うように形成している。このスリット7は、外端が押圧部3bの径方向途中にあり、その内端はぬすみ部6に開口している。このスリット7は、図3に示すように、押圧面3dに対して角度βの傾きをもつもの(傾きの方向は図3とは逆も可)、押圧面3dに対して平行なもののどちらであってもよい。
The
工具本体2には、外端を切屑ポケット5に開口させ、内端を押圧部3bよりも径方向内側に入り込ませた第2のスリット8を、スリット7よりも回転方向前方に位置させてさらに設けている。この第2のスリット8があると、押圧部3bが工具本体とのつなぎ部11を支点にして弾性変形可能となり、押圧部3bの弾性復元力(即ち、押圧力)の調整がし易くなる。
In the
この第2のスリット8は、図1、図3では、主座面3aに対して内端側が主座面3aから離反する方向に角度γの傾きをもつ直線のスリットにしたが、図5、図6に示すように、クランプ溝3側に中心を有する半径Rの円弧のスリットにしてもよい。
In FIG. 1 and FIG. 3, the
図1、図3に示す形状の第2のスリット8は、押圧部3bの寸法(工具周方向の幅)が押圧部の根元側で大きくなるため、押圧部3bの弾性復元力を大きくしてチップの固定力を高めることができ、一方、図5、図6に示す形状の第2のスリット8は、押圧部3bの寸法が押圧部の根元側で小さくなるため、押圧部3bを弾性変形し易いものにすることができる。
The
以上の構成とした図示の刃先交換式メタルソー1は、工具本体2の外周の各クランプ溝3にチップ20を圧入により装着して使用する。圧入したチップ20の取り外しは、工具を使用してクランプ溝3を強制的に押し広げて行う。
The illustrated blade-tip replaceable metal saw 1 configured as described above is used by inserting a
例示の刃先交換式メタルソー1は、押圧部3bの押圧面3dがクランプ溝3の入り口側でのみチップ20に押し付けられるような状況が生じると、図3に示すように、F1の荷重による最大応力は、つなぎ部11よりも押圧部3bの外径側部分(L1の部位)に作用し、そのために、押圧部3bがつなぎ部11を支点にしてクランプ溝が口を開くように弾性変形し、また、押圧面3dがクランプ溝3の奥端側でのみチップ20に押し付けられるような状況が生じたときには、F2の荷重が押圧部3bの内端からスリット7の外端までの部分(L2の部位)に作用して押圧部3bの内端側がスリット7の外端付近を支点にしてスリット7の口が閉じる方向に弾性変形して逃げ、この自己修正作用で押圧面3dの外径側もチップ20に接触するようになって接触領域が広がり、押圧面の各部が平均的な力でチップに押し当てられるようになる。
When the situation where the
なお、第2のスリット8を設けるメタルソーは、図7に示すように、第2のスリット8を形成した部分にねじ孔9を設けて先細のテーパ頭部10aを有するクランプねじ10をそのねじ孔9にねじ込む構造にすることもできる。この構造は、クランプねじ10を締め付けると、そのクランプねじ10の頭部の楔作用によって押圧部3bが弾性復元する方向に加圧される。これにより、押圧部3bによる押圧が助勢されてチップの固定力が増大し、クランプの安定性がより高まる。
In the metal saw provided with the
図9は、溝入れ加工や突っ切り加工などを行うバイトにこの発明を適用した例を示している。図示のバイト30は、板状工具本体(ホルダ)2の先端の上側コーナ部にクランプ溝3を設けている。このクランプ溝3は、上述したメタルソーのクランプ溝と同様に構成された溝であり、主座面(下あご)3aと、押圧面3dを有する押圧部(上あご)3bと、副座面3cを有する。また、クランプ溝3の奥端部にそのクランプ溝3に連ならせたぬすみ部6を有し、そのぬすみ部6に開口するスリット7を押圧部3bの押圧面3dよりもクランプ溝3から離れた位置に押圧面3dに沿うように形成している。
FIG. 9 shows an example in which the present invention is applied to a cutting tool that performs grooving or parting. The illustrated
バイトに採用するチップ20は、必要に応じてチップブレーカとなる突起などをすくい面22に設けることがあるが、基本的な構成は図8のチップと大差のないものになる。
The
この図9のバイト30も、クランプ溝3に圧入したチップ20に対して押圧面3dがクランプ溝3の奥端側でのみ押し付けられるような状況が生じたときに押圧部3bの内端からスリット7の外端までの部分がスリット7の口が閉じる方向に弾性変形して逃げ、そのために、チップ20に対する押圧部3bの接触領域が広がってクランプの安定性が高まる
。なお、このバイト30は、ぬすみ部6から工具本体2の上部の縁までの寸法を変化させて押圧部3bの弾性復元力を調整することができるので、第2のスリットは不要である。
9 is also slit from the inner end of the
1 刃先交換式メタルソー
2 工具本体
3 クランプ溝
3a 主座面
3b 押圧部
3c 副座面
3d 押圧面
4 軸穴
5 切屑ポケット
6 ぬすみ部
7 スリット
8 第2のスリット
9 ねじ孔
10 クランプねじ
10a テーパ頭部
11 つなぎ部
20 チップ
21 切れ刃
22 すくい面
23 逃げ面
24 前面
25 背面
26 端面
30 バイト
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記工具本体(2)に、前記押圧部(3b)の根元のぬすみ部(6)に向かって開口して前記押圧部(3b)の内端側をスリット幅方向に弾性変形可能となすスリット(7)を、前記押圧部(3b)の押圧面(3d)よりもクランプ溝(3)から離れた位置に前記押圧面(3d)に沿うように形成したことを特徴とする刃先交換式セルフクランプ切削工具。 Clamping groove comprising a cutting edge tip (20), a main seating surface (3a) for supporting the back surface (25) of the cutting edge tip, and an elastically deformable pressing portion (3b) opposed to the main seating surface ( 3) and a pressing tool (3b) for generating a pressing force by elastic recovery of the cutting edge tip (20) and the main seating surface (3a) of the clamp groove. A self-clamp cutting tool with a replaceable blade tip that is sandwiched between and fixed,
A slit (opened in the tool main body (2) toward the base thin portion (6) of the pressing portion (3b) so that the inner end side of the pressing portion (3b) can be elastically deformed in the slit width direction. 7) is formed so as to be along the pressing surface (3d) at a position farther from the clamping groove (3) than the pressing surface (3d) of the pressing portion (3b). Cutting tools.
、または、前記主座面(3a)に対して内端側が主座面から離反する方向に角度γの傾きをもつスリットにした請求項4に記載の刃先交換式セルフクランプ切削工具。 The second slit (8) is an arc slit having a center on the clamp groove (3) side, or an angle γ in a direction in which the inner end side is separated from the main seat surface with respect to the main seat surface (3a). The blade-tip-exchange-type self-clamp cutting tool according to claim 4, wherein the slit has an inclination of 5 mm.
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