JP2009061548A - カッタヘッドおよびカッタヘッドシステム - Google Patents

Abstract

【課題】アーバに強固に保持されるカッタヘッドおよびカッタヘッドとアーバとの結合を強固に維持できるカッタヘッドシステムを提供する。
【解決手段】一方の側に設けられインサートチップ６が取り付けられた切削刃５と、他方の側に設けられ工作機械の主軸に取付可能なアーバ２に一体化するために突出する結合部４と、結合部と切削刃との間に設けられ結合部の軸心の延長上に軸心を有する円柱の周面として形成された切削刃の心振れを確認するための面１５と、を有し、結合部は、突出する先端側の雄ネジと、雄ネジに直接または間接に連続し先端側から一方の側に向かうにしたがって一定の割合で外径が大きくなるテーパ付き凸型インロー部８と、からなるカッタヘッド。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マシニングセンタ等で用いられるカッタヘッドおよびカッタヘッドとアーバとが一体化され工作機械に取り付けられるカッタヘッドシステムに関する。

マシニングセンタでは、回転して被切削物を削るカッタヘッドは、アーバに保持されて回転する主軸に取り付けられる。
カッタヘッドをアーバに保持させる方式の１つに、ネジ固定方式がある。
このようなネジ固定方式では、従来、凸型インロー部および孔型インロー部は、それぞれの外径および内径を略等しくし、いずれも軸方向において一定のストレート形状とするのが一般的であった（特許文献１）。
特開２００５−１４２０５号公報

しかしながら、ネジ固定方式において、凸型インロー部の外径および孔型インロー部の内径を軸方向において一定とすると、凸型インロー部は孔型インロー部により保持されず、密着している両端面だけで保持されるため、カッタヘッドとアーバとの結合力に限界がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、アーバに強固に保持されるカッタヘッドおよびカッタヘッドとアーバとの結合を強固に維持できるカッタヘッドシステムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係るカッタヘッドは、一方の側に設けられインサートチップが取り付けられた切削刃と、他方の側に設けられ工作機械の主軸に取付可能なアーバに一体化するために突出する結合部と、前記結合部と前記切削刃との間に設けられ前記結合部の軸心の延長上に軸心を有する円柱の周面として形成された前記切削刃の心振れを確認するための面と、を有し、前記結合部は、突出する先端側の雄ネジと、前記雄ネジに直接または間接に連続し前記先端側から前記一方の側に向かうにしたがって一定の割合で外径が大きくなるテーパ付き凸型インロー部と、からなる。

本発明に係るカッタヘッドシステムは、カッタヘッドとアーバとからなり、前記カッタヘッドは、一方の側に設けられインサートチップが取り付けられた切削刃および他方の側に設けられ前記切削刃の心振れを確認するための前記切削刃の軸心を中心とする断面円形の周面を備える本体と、前記本体の他方の側に突出しその先端側に雄ネジおよび前記雄ネジに直接または間接に連続し前記雄ネジ側から前記本体側に向かうにしたがって一定の割合で外径が大きくなるテーパ付き凸型インロー部とを備える結合部と、を有し、前記アーバは、一方の端面に開口し全長に渡り前記テーパ付き凸型インロー部の前記雄ネジ側の始点における外径と略等しい内径の孔である孔型インロー部と、前記孔型インロー部の深部に前記孔型インロー部に直接または間接に連続し前記雄ネジに螺合可能な雌ネジと、を有し、前記雄ネジと前記雌ネジとを螺合させたときに前記本体における前記他方の側の端面と前記アーバにおける前記一方の端面とが密着可能に構成される。

好ましくは、前記カッタヘッドには、前記結合部の先端側の端面に開口し前記切削刃の刃先に切削液を供給するための内部流路が設けられており、前記アーバには、
前記雌ネジに前記雄ネジが螺合されたときに前記内部流路に連通する切削液供給路が設けられている。

本発明によると、アーバに強固に保持されるカッタヘッドおよびカッタヘッドとアーバとの結合を強固に維持できるカッタヘッドシステムを提供することができる。

図１は本発明に係るカッタヘッド１の正面図、図２はカッタヘッド１が保持されるアーバ２の正面断面図である。
カッタヘッド１は、本体３、および結合部４からなる。
本体３は、一端側にインサートチップ６がネジ止めされている切削刃５，５，５を有する。
結合部４は、本体３の他端側の端面７から軸方向の外方に突出し、他端側の端面７から続くテーパ付き凸型インロー部８と、テーパ付き凸型インロー部８に連続し雄ネジが設けられた雄ネジ部９とからなる。

テーパ付き凸型インロー部８は、軸心に直交する断面が円形であり、本体３の端面７に接続される一端の外径（「後端径」という）ｄ１が雄ネジ部９に連続する他端の外径（「先端径」という）ｄ２よりも大きくなっている。また、テーパ付き凸型インロー部８は、その外径が雄ネジ部９から本体３に向かうにしたがって一定の割合で大きくなり、その外周面１０が傾斜するテーパ状になっている。
外周面１０のテーパ状の程度は、図１の正面図において外周面１０の傾斜角度θが軸心に対して０（度）＜θ≦０．５（度）の範囲である。また、テーパ付き凸型インロー部８の長さは、先端径ｄ２の１倍未満である。

なお、後端径ｄ１および先端径ｄ２は、テーパ付き凸型インロー部８の外周面１０における軸心を含む断面で直線となる部分の後端における直径および先端における直径である。例えば、テーパ付き凸型インロー部８と本体３の他端側の端面７とが接続される部分に隅肉部があるときは、後端径ｄ２は、この隅肉部の先端側の終点における外径である。
カッタヘッド１内には、切削刃５，５，５のそれぞれの刃先に切削液を供給するための流路１１が設けられている。流路１１は、ネ雄ジ部９の先端面１２における開口部分から結合部４の軸心を通って本体３内に延び、本体３内で複数に分岐して、それぞれが切削刃５，５，５に設けられた吐出口１３，１３，１３に続いている。

また、カッタヘッド１には、本体３の端面７から切削刃５側に長さ数ｍｍの間、結合部４の軸心の延長上に軸心を有する円柱の周面を周面とする（軸心に流路が設けられた）円筒状の円筒部１４が設けられている。円筒部１４は、カッタヘッド１が切削工具の主軸に取り付けられて切削作業に使用されるときの振れを確認する目的で、カッタヘッド１がアーバ２に取り付けられたのちにその周面１５にダイヤルゲージを当てるためのものである。
アーバ２は、テーパシャンク部１６、カッタ取付部１７およびフランジ部１８からなる。また、アーバ２には、軸心を貫通する貫通孔１９が設けられている。

テーパシャンク部１６は、端面２０を上面（面積の小さい面）とする円錐台（テーパ形状）の形状を呈する。テーパシャンク部１６は、カッタヘッド１を保持するアーバ２を、例えばマシニングセンタの主軸に取り付けるためのものである。テーパシャンク部１６の内方における貫通孔１９の端面２０側は、プルスタッド取付部２１となっている。
プルスタッド取付部２１は、その内周面に、挿入されたプルスタッドを螺合させるための雌ネジが設けられている。
カッタ取付部１７は、その内方における貫通孔１９が径大となっており、径大となった貫通孔１９には、アーバ２の他方の端面２２における開口部分に向かって順に雌ネジ２３および孔型インロー部２４が設けられている。

孔型インロー部２４は、開口部分がカッタヘッド１の挿入を容易にするために若干径大となっている他は、全長に渡りカッタヘッド１におけるテーパ付き凸型インロー部８の先端径ｄ２に略等しい内径を有する。孔型インロー部２４は、軸方向におけるその長さがテーパ付き凸型インロー部８の長さに等しいかまたはそれよりも若干長く形成される。
フランジ部１８は、マシニングセンタにおいて主軸に取り付けるカッタヘッド１を交換するときに、マニピュレータがアーバ２を掴むための部分として設けられている。
カッタヘッド１のアーバ２への取り付けは、次のようにして行われる。

カッタヘッドの結合部４がアーバ２のカッタ取付部１７に設けられた孔型インロー部２４に挿入される。続いて結合部４の雄ネジがカッタ取付部１７の雌ネジ２３に螺合され、その他端側の端面７がカッタ取付部１７の端面２２に密着するまで締め付けられる。このようにして、カッタヘッド１は、アーバ２と一体化される。
ここで、テーパ付き凸型インロー部８の先端径ｄ２が孔型インロー部２４の内径と略等しく、かつテーパ付き凸型インロー部８の外径が本体３側に向かうほど徐々に大きくなっている。したがって、カッタヘッド１は、アーバ２に締め付けられる時に、テーパ付き凸型インロー部８の外周面１０が孔型インロー部２４の内周面を強く押圧し、アーバ２に強固に固定される。また、カッタヘッド１およびアーバ２のそれぞれの端面７，２２が密着するまで締め込まれるので、カッタヘッド１の端面７はアーバ２の端面２２でその動きが強く拘束される。

なお、カッタヘッド１がアーバ２に取り付けられると、カッタヘッド１の内部の流路１１は、アーバ２における貫通孔１９に連通され、マシニングセンタ等から供給される切削液は、切削刃５，５，５に設けられた吐出口１３，１３，１３から吐出可能となる。
その他、カッタヘッド１およびアーバ２、ならびにカッタヘッド１およびアーバ２の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、マシニングセンタ等で用いられるカッタヘッドおよびカッタヘッドとアーバとが一体化され工作機械に取り付けられるカッタヘッドシステムに利用することができる。

図１は本発明に係るカッタヘッドの正面図である。 図２はカッタヘッドが保持されるアーバの正面断面図である。

符号の説明

１ カッタヘッド
２ アーバ
３ 本体
４ 結合部
５ 切削刃
６ インサートチップ
７ （本体の他端側の）端面
８ テーパ付き凸型インロー部
９ 先端側の雄ネジ（雄ネジ部）
１１ 内部流路（流路）
１２ 結合部の先端側の端面（先端面）
１５ 振れを確認するための面、周面（周面）
１９ 切削液供給路（貫通孔）
２２ 一方の端面（カッタ取付部側の端面）
２３ 雌ネジ
２４ 孔型インロー部

Claims (3)

1. 一方の側に設けられインサートチップが取り付けられた切削刃と、
   他方の側に設けられ工作機械の主軸に取付可能なアーバに一体化するために突出する結合部と、
   前記結合部と前記切削刃との間に設けられ前記結合部の軸心の延長上に軸心を有する円柱の周面として形成された前記切削刃の心振れを確認するための面と、を有し、
   前記結合部は、
   突出する先端側の雄ネジと、
   前記雄ネジに直接または間接に連続し前記先端側から前記一方の側に向かうにしたがって一定の割合で外径が大きくなるテーパ付き凸型インロー部と、からなる
   ことを特徴とするカッタヘッド。
2. カッタヘッドとアーバとからなり、
   前記カッタヘッドは、
   一方の側に設けられインサートチップが取り付けられた切削刃および他方の側に設けられ前記切削刃の心振れを確認するための前記切削刃の軸心を中心とする断面円形の周面を備える本体と、
   前記本体の他方の側に突出しその先端側に雄ネジおよび前記雄ネジに直接または間接に連続し前記雄ネジ側から前記本体側に向かうにしたがって一定の割合で外径が大きくなるテーパ付き凸型インロー部を備える結合部と、を有し、
   前記アーバは、
   一方の端面に開口し全長に渡り前記テーパ付き凸型インロー部の前記雄ネジ側の始点における外径と略等しい内径の孔である孔型インロー部と、
   前記孔型インロー部の深部に前記孔型インロー部に直接または間接に連続し前記雄ネジに螺合可能な雌ネジと、を有し、
   前記雄ネジと前記雌ネジとを螺合させたときに前記本体における前記他方の側の端面と前記アーバにおける前記一方の端面とが密着可能に構成された
   ことを特徴とするカッタヘッドシステム。
3. 前記カッタヘッドには、
   前記結合部の先端側の端面に開口し前記切削刃の刃先に切削液を供給するための内部流路が設けられており、
   前記アーバには、
   前記雌ネジに前記雄ネジが螺合されたときに前記内部流路に連通する切削液供給路が設けられている
   請求項２に記載のカッタヘッドシステム。

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