JP2009142943A - 刃具ホルダとそれを用いた刃先交換式バイト - Google Patents

Abstract

【課題】ホルダ本体の先端に刃先交換式チップを押え金で押圧して取付ける刃具ホルダであり、押え金に押圧されるチップの被押圧部が曲面であってもそのチップを安定して確実にクランプできるようにすることを課題としている。
【解決手段】チップ座６に着座させた刃先交換式チップ２０を押え金３で押圧し、その押え金３の下面に設けてホルダ本体２に設けられた斜面９に当接させた滑り面１３の滑り作用でチップ２０をチップ座６の座側面６ｂに引きつけてクランプする刃具ホルダにおいて、チップ押圧部１１を２個の半球状突起で構成し、前記斜面９を滑り面１３の滑り方向に見た図でＶ字状に形成し、さらに、滑り面１３を半球状突起の球面で構成して前記斜面９に２点で接触させるようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、先端のチップ座に装着する刃先交換式チップのクランプ構造に工夫を凝らした刃具ホルダと、それを用いた刃先交換式バイトに関する。

首記の刃具ホルダの従来例として、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１が開示しているその刃具ホルダは、締付けボルトで締付ける押え金に、刃先交換式切刃チップ（以下、単にチップとも言う）の中心の取付穴に係合させる突起と、チップの上面に押し当てる押圧面と、押え金の幅方向両端でホルダ本体に設けた斜面に当接する滑り面を設け、前記押圧面でチップを押圧してチップ座の座底に押付け、同時に前記滑り面の滑り作用で押え金に引き込み力を生じさせてその力でチップをチップ座の座側面に押し当てるように構成されている。

なお、押え金に形成される前記押圧面はフラットになっており、このフラットな押圧面によってチップの上面の平坦部が押圧される。
特開２０００−２４６５１４号公報

押え金によるチップのクランプのための押圧は、上述したように、チップの上面に押え金の平坦な押圧面を押し当てて行なわれる。そのために、チップの上面には、通常、平坦部が形成される。上面にチップブレーカを設けるチップも、上面の中央部にランド部を設けてそのランド部の上面を平坦にしている。そのようなチップであれば、特許文献１が開示している刃具ホルダでも安定してクランプすることが可能である。

ところが、昨今、チップブレーカの多様化に伴って図７に示すようなチップが開発され、これを安定してクランプできる刃具ホルダが要求されるようになった。図７のチップ２０は、上面の中央にランド部が存在せず、３次元方向に湾曲した曲面の溝面を有するブレーカ溝２１が上面に形成されて中央の取付穴２２の位置まで至っている。

このようなチップを従来の刃具ホルダに設けられている押え金で押圧してクランプしようとすると、曲面の溝面を押え金の平坦な押圧面で押圧することになり、そのときの溝面に対する押え金の当たりが不安定になって安定したクランプが望めない。

切削工具の刃具となすチップは焼結体が多用されている。その焼結体のチップは、焼結肌を残したものが安価であるが、焼結肌を残したものは研摩仕上げをしたチップに比べて寸法精度に劣るため、上面が曲面になっているものは特に、押え金の当たりが片当たりになり易く、このようなチップはクランプの安定性が損なわれやすい。

前掲の特許文献１が開示している刃具ホルダは、押え金の後部の幅方向両端に設けた２つの滑り面がホルダ本体に設けた斜面に当接して拘束されるため、ホルダ本体側の斜面に対する２つの滑り面の当接状態を維持しようとする力（押え金の姿勢変動を阻止する力）が強く働く。そのために、押圧面が片当たりになってもそれを修正する機能が発揮されず、チップの上面の形状や精度によってはクランプが不安定になることを避けられない。

この発明は、上記の不具合をなくすること、すなわち、押え金に押圧される部分（以下では被押圧部と言う）が曲面になっているチップやその被押圧部の平坦度が低いチップなども安定して確実にクランプでき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、特許文献１が開示しているような刃具ホルダ、具体的には、取付穴を有する刃先交換式チップをホルダ本体の先端のチップ座に着座させ、その刃先交換式チップを締付ボルトに締付けられる押え金で押圧し、さらに、前記押え金の先端に設けた凸部を取付穴の内側に係止させ、前記ホルダ本体の上面に設けた斜面に押え金の下面に設けた滑り面を当接させ、その滑り面の前記斜面上での滑り作用で刃先交換式チップを前記チップ座の座側面に引きつけてクランプする刃具ホルダにおいて、
前記押え金のチップ押圧部を２個の半球状突起で構成し、前記斜面を前記滑り面の滑り方向に見た図でＶ字状に形成し、さらに、前記滑り面を半球状突起の球面で構成してこの球面の滑り面を前記Ｖ字状斜面に２点で接触させた。

この刃具ホルダは、前記凸部と前記滑り面を平面視で押え金の中心線上に配置し、さらに、前記チップ押圧部を構成する２個の半球状突起を、前記中心線基準で対称状態に配置したものが好ましい。

この刃具ホルダの先端のチップ座に、刃先交換式チップを装着し、その刃先交換式チップの上面を、刃具ホルダの押え金に設けられた２個の半球状突起からなるチップ押圧部で押圧して刃具ホルダに固定する。この発明は、このように構成された刃先交換式バイトも併せて提供する。

この刃先交換式バイトは、曲面の被押圧部を有する刃先交換式チップを使用するときに特に顕著な効果が得られるが、被押圧部がフラット面のチップをクランプするときにもその有効性が発揮される。

この発明の刃具ホルダは、押え金のチップ押圧部を２個の半球状突起で構成したので、
チップの上面の被押圧部が湾曲していたり、被押圧部の平坦度が悪かったりしても、２個の半球状突起が被押圧部に接触して押え金の片当たりが防止される。

２個の半球状突起は、両者間においてチップの上面が膨らんだり、反り上がったりしていても膨らみ部や反り上がり部を跨いでそれぞれの突起が被押圧部に接触する。また、２個の半球状突起が接触するチップ側の被押圧部の高さ位置が不揃いになっている場合にも、押え金が傾いて２個の半球状突起がチップの上面に２点で接触する。押え金の下面の滑り面を半球状突起の球面で構成したことによって押え金はローリングし易いものになっており、上記の高低差がある場合には、その高低差が吸収されるところまで傾く。これにより、２個の半球状突起はチップの上面に確実に２点で接触し、チップの上面の２箇所が均等に押圧されてクランプの安定性が高まる。

また、ホルダ本体に設けられる斜面をＶ字状に形成し、そのＶ字状に形成された斜面に球面の滑り面を２点で接触させるようにしたので、押え金が幅方向にがたつくこともなく、強固で位置精度のよいチップクランプがなされる。

なお、先端の凸部と後部の滑り面を平面視で中心線上に配置し、さらに、チップ押圧部を構成する２個の半球状突起を中心線基準で対称状態に配置した押え金を使用すると、クランプ力をバランスよくチップに加えることができる。

以下、添付図面の図１〜図６に基づいて、この発明の刃具ホルダと、それを用いた刃先交換式バイトの実施の形態を説明する。

図１及び図２に示す刃具ホルダ１は、ホルダ本体（シャンク）２と、押え金３と、その押え金３を締付ける締付けボルト４と、アンクランプ時に押え金３を押し上げるばね５を組み合わせて構成されている。この刃具ホルダ１にチップ（刃先交換式チップ）２０を装着すると、図示の刃先交換式バイト３０が得られる。

ホルダ本体２の上面の先端には、座底６ａと、互いの向きが異なる座側面６ｂ、６ｂを有するチップ座６が設けられている。このチップ座６の座底６ａは、ホルダ本体２に対して取付けねじ７で固定した敷板８によって構成されており、敷板交換による傷んだ座底の再生が可能になっているが、敷板８は好ましい要素に過ぎない。

ホルダ本体２の上面には、チップ座６から所定距離を保った位置に、チップ座６から遠ざかる側が下になる方向に傾いた斜面９（図２、図３参照）が設けられている。その斜面９は、チップ座６の２つの座側面６ｂ、６ｂが交差してできるコーナのコーナ角の２等分線Ｃ１上に中心があり、また、後述する滑り面１３の滑り方向（図２の矢視Ａ方向）に見た図でＶ字状に形成されている（図４参照）。

押え金３は、図１、図２、図６に示すように、垂下した凸部１０を先端下部に有し、さらに、その凸部１０よりも後方の下面にチップ押圧部１１を有する。また、長手方向中間付近に長孔の座付きボルト孔１２を有し、後部下面に下向きに突出した滑り面１３を有している。

凸部１０と座付きボルト孔１２と滑り面１３は、図１の平面視で押え金３の中心線Ｃ２上に配置されている。また、チップ押圧部１１は、押え金３の中心線Ｃ２基準で対称状態に配置された２個の半球状突起によって構成され、さらに、斜面９に当接させる滑り面１３は半球状突起の球面で構成されている。

締付けボルト４は、押え金の座付きボルト孔１２に挿通されてホルダ本体２に設けられたねじ穴１４にねじ込まれる。また、ばね５は、締付けボルト４の外周に嵌めて押え金３の下面とホルダ本体２との間に縮設される。

チップ２０は、図７で述べたものであって、上面にブレーカ溝２１を有し、また、上面中央部に取付穴２２を有している。例示のチップ２０は平面視正方形であって、４箇所のコーナ部間に側面視でコーナ間中央部が最大に窪むブレーカ溝２１がそれぞれ設けられている。そのブレーカ溝２１は、３次元方向に湾曲した曲面の溝面を有しており、その曲面の溝面がチップの切れ刃となる直線の辺に沿った部位から取付穴２２の設置部にまで至っている。

このチップ２０を、図１、図２に示すようにホルダ本体２の先端のチップ座６に着座させ、押え金３の先端の凸部１０を取付穴２２に入り込ませて穴面に係合させる。そして、この状態で締付けボルト４を締付け、２個の半球状突起によって構成された押え金３の下面のチップ押圧部１１でチップ２０の上面に形成されたブレーカ溝２１の曲面の溝面を押圧する。

図１のＹ−Ｙ線に沿った位置での押圧状態を図５に示す。隣り合うブレーカ溝２１，２１の溝面が互いに交差してチップの上面の対角線と重なる位置に稜線２３ができており、従って、この部分を平坦なチップ押圧面を有する押え金で押圧すると、チップ押圧面は稜線２３の部分に点接触することになって安定したクランプがなされない。

これに対し、この発明の刃具ホルダに採用した押え金３は、チップ押圧部１１を２個の半球状突起で構成しているので、チップ押圧部１１が確実に２点でチップ２０に接触し、その２箇所の接触点に押圧力が均等に作用する。このときのチップ押圧部１１の２点での接触は、今図５において、チップ２０の上面の２箇所の被押圧部の高さ位置が不揃いになっていると仮定すると、高低差のある２箇所の被押圧部に２個の半球状突起が接触するところまで押え金３が傾くことによってなされる。この傾き（ローリング）は、押え金の後部の滑り面１３を半球状突起の球面で構成したことによって許容されるものであり、これによって、被押圧部の平坦度が悪いときにも２個の半球状突起の被押圧部に対する確実な接触が保証される。

また、滑り面１３を支えるホルダ本体側の斜面９がＶ字状に形成されているため、図４に示すように滑り面１３が２点で斜面９に接触して押え金幅方向へのがたつきが防止される。

さらに、滑り面１３が、締付けボルト４の締付けに伴って斜面９上を滑り下り、これにより押え金３が図２において右方に引きつけられ（座付きボルト孔１２と締付けボルト４との間には、押え金３の引きつけを許容する融通がある）、チップ２０の隣り合う２側面がチップ座６の座側面６ｂ、６ｂに押し当てられる。これらのことが有効に作用してチップ２０の強固で安定したクランプがなされる。

なお、この発明は、正方形以外の平面視形状、例えば、三角形や菱形などのチップを使用する刃具ホルダや刃先交換式バイトにも適用することができる。

この発明の刃具ホルダと刃先交換式バイトの実施の形態を示す平面図 図1のＸ−Ｘに沿った断面図 図1の刃具ホルダのホルダ本体の平面図 ホルダ本体に設けた斜面を図２の矢視Ａ方向に見た図 図1のＹ−Ｙに沿った断面図 （ａ）押え金の平面図、（ｂ）同上の押え金の側面図、（ｃ）同上の押え金の側面図、（ｄ）同上の押え金の断面図、（ｅ）同上の押え金の底面側を示す斜視図 （ａ）この発明の刃具ホルダで保持するチップの一例を示す平面図、（ｂ）同上のチップの側面図

符号の説明

１ 刃具ホルダ
２ ホルダ本体
３ 押え金
４ 締付けボルト
５ ばね
６ チップ座
６ａ 座底
６ｂ 座側面
７ 取付けねじ
８ 敷板
９ 斜面
１０ 凸部
１１ チップ押圧部
１２ 座付きボルト孔
１３ 滑り面
１４ ねじ穴
２０ 刃先交換式チップ
２１ ブレーカ溝
２２ 取付穴
２３ 稜線
３０ 刃先交換式バイト

Claims (4)

1. 取付穴（２２）を有する刃先交換式チップ（２０）をホルダ本体（２）の先端のチップ座（６）に着座させ、その刃先交換式チップ（２０）を締付けボルト（４）に締付けられる押え金（３）で押圧し、さらに、前記押え金（３）の先端に設けた凸部（１０）を取付穴（２２）の内側に係止させ、前記ホルダ本体（２）の上面に設けた斜面（９）に押え金（３）の下面に設けた滑り面（１３）を当接させ、その滑り面（１３）の前記斜面（９）上での滑り作用で刃先交換式チップ（２０）を前記チップ座（６）の座側面（６ｂ）に引きつけてクランプする刃具ホルダにおいて、
   前記押え金（３）のチップ押圧部（１１）を２個の半球状突起で構成し、前記斜面（９）を前記滑り面（１３）の滑り方向に見た図でＶ字状に形成し、さらに、前記滑り面（１３）を半球状突起の球面で構成してこの球面の滑り面（１３）を前記Ｖ字状斜面（９）に２点で接触させたことを特徴とする刃具ホルダ。
2. 前記凸部（１０）と前記滑り面（１３）を平面視で押え金の中心線（Ｃ２）上に配置し、さらに、前記チップ押圧部（１１）を構成する２個の半球状突起を、前記中心線（Ｃ２）基準で対称状態に配置した請求項１に記載の刃具ホルダ。
3. 請求項１又は２に記載の刃具ホルダ（１）の先端のチップ座（６）に、刃先交換式チップ（２０）を装着し、その刃先交換式チップ（２０）の上面を、前記押え金（３）に設けられた２個の半球状突起からなるチップ押圧部（１１）で押圧して刃具ホルダ（１）に固定した刃先交換式バイト。
4. 上面の被押圧部が曲面になっている刃先交換式チップ（２０）を前記チップ座（６）に装着し、前記曲面の被押圧部を前記２個の半球状突起からなるチップ押圧部（１１）で押圧した請求項３に記載の刃先交換式バイト。

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