JP2010228052A - 転削工具および転削工具用ホルダならびにそれらを用いた被削加工物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削インサートに対する拘束力に優れ、かつ耐欠損性に優れた転削工具を提供する。
【解決手段】切削インサート２の側面２３上には、上面２１から下面に向かうにしたがって立ち上がる第一の傾斜面と、該第一の傾斜面に連続し、上面から下面に向かうにしたがって立ち下がる第二の傾斜面とで形成される凸部が形成されており、ホルダ３の前記切削インサート装着部３１は、前記ホルダの回転方向に沿って形成される載置部と、前記ホルダの回転方向後方側に形成される拘束部とを有し、前記拘束部は、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾くとともに、前記切削インサートの前記第一の傾斜面と当接するような第一の拘束面を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、転削工具および転削工具用ホルダならびにそれらを用いた被削加工物の製造方法に関する。

従来、板状体の切削インサートをホルダに装着して用いる転削工具において、耐久性の観点から、転削工具の回転方向に対して、切削インサートの厚みを大きくすることが検討されている。例えば、特許文献１では、切削インサートの主面（上面）がホルダの外周面を向くように、ホルダのインサート装着部に装着することが行われている。

このような特許文献１のホルダのインサート装着部は、底部に切削インサートを保持するためのネジ止め部を設けた載置部と、回転方向後方側に位置する内壁側面に切削インサートの回転方向後方への移動を抑制するための拘束部とが設けられており、切削インサートは、拘束部に切削インサートの側面を当接させ、そして切削インサートの上面からネジで載置部に固定される。しかし、特許文献１の場合、拘束部に当接される切削インサートの面（側面）の面積は小さいため、この側面を支持するホルダの拘束部面積が十分にとれず、拘束力が弱くなるという問題がある。

国際公開第９７／１７１５７号パンフレット

本発明の目的は、切削インサートに対する拘束力に優れ、かつ耐欠損性に優れた転削工具を提供することにある。

本発明の転削工具は、上面視で略多角形状をなす板状体であって、上面と側面との交差稜線部に切刃を備える切削インサートと、略円柱状であって、前記切削インサートの上面が外方を向くように装着可能なインサート装着部を有するホルダと、を備える転削工具であって、前記切削インサートの側面上には、上面から下面に向かうにしたがって立ち上がる第一の傾斜面と、上面から下面に向かうにしたがって立ち下がる第二の傾斜面とで形成される凸部が形成されており、前記ホルダの前記切削インサート装着部は、前記ホルダの回転方向に沿って形成される載置部と、前記ホルダの回転方向後方側に形成される拘束部とを有し、前記拘束部は、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾くとともに、前記切削インサートの前記第一の傾斜面と当接するような第一の拘束面を有することを特徴とする。

ある実施態様においては、前記拘束部は、さらに、第一の拘束面よりも軸心側にあり、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向後方に、軸心側が回転方向前方となるように傾くとともに、前記切削インサートの前記第二の傾斜面と当接するような第二の拘束面を有することを特徴とする。

ある実施態様においては、前記第一の傾斜面は、前記上面と前記下面との中間線より上面側に配置されることを特徴とする。

ある実施態様においては、前記第一の傾斜面と、前記第二の傾斜面とは、前記上面と前記下面との中間線に対して対称であることを特徴とする。

ある実施態様においては、前記第一の傾斜面の上面側端部は、上面側の前記切刃に比べて内方に位置することを特徴とする。

本発明はまた、略円柱状であるとともに、上面視で略多角形状をなす板状体であって、上面と側面との交差稜線部に切刃を備える切削インサートが装着可能な転削工具用のホルダを提供し、このホルダは、前記ホルダの回転方向に沿って形成される載置部と、前記ホルダの回転方向後方側に形成される拘束部とを有し、前記拘束部は、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾く第一の拘束面を有することを特徴とする。

本発明はまた、被削加工物の製造方法を提供し、この方法は、上記転削工具を回転させて被削材に近づける工程と、被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、を包含する。

本発明の転削工具によれば、回転方向に対して、切削インサートの厚みが大きくなるように、切削インサートがホルダに装着されるとともに、切削インサートのホルダとの回転方向後方側の当接面の少なくとも一部が、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾いている。そのため、転削工具の回転によって、切削インサートが軸心側に引き込まれながら拘束され、回転方向後方側の当接面が小さい場合であっても、優れた拘束力を有する。さらに、当接面を上記のように傾けることによって、当接面積が大きくなるため、さらに拘束力に優れる。

本実施形態の転削工具１の全体斜視図である。 図１に示す転削工具１に装着された切削インサート２の平面図である。 図１に示す切削インサート２の側面図である。 図２に示すＡ−Ａ断面図である。 ホルダ３の拘束部の第２の実施形態を示す断面図である。 転削工具１による被削加工物の製造方法を説明するための工程図である。

＜転削工具＞
以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態である転削工具１について説明する。

図１において、転削工具１は、切削インサート２と、ホルダ３とを備える。切削インサート２は、上面視で略多角形状をなす板状体であって、上面２１と側面２３との交差稜線部に切刃２４を備えている。他方、ホルダ３は、略円柱状であり、ホルダ３の外周部に複数のインサート装着部３１が形成されている。そして、インサート装着部３１内に切削インサート２の上面２１が外方を向くように取り付けられる。具体的には、インサート２は、回転方向に側面（すくい面）を向けて最外周に切刃２４が位置するとともに、インサート２は、ホルダ３に対して少なくとも下面（着座面）および回転方向後方側の側面で当接するように装着されている。転削工具１は、ホルダ３を回転させることによって切刃２４により切削が行われる。

切削インサート２（以下、単にインサート２という）は、略多角形板状の本体部を備えている。この本体部は、逃げ面として機能する上面２１と、着座面として機能する下面２２と、上面２１および下面２２に接続する側面２３とで構成されている。側面２３は、回転方向に向く面はすくい面として機能し、他方、回転方向後方側を向く面は、ホルダ３の拘束部と当接する当接面として機能する。さらに、上面２１と側面２３との交差稜線に切刃２４が形成されている。図１においては、インサート２は、回転方向の厚みが従来の回転方向の厚み（すなわちインサートの上面から下面の厚み）より大きくなるように、側面を回転方向に向けて装着されている。インサート２の厚みの大きな部分が転削工具１の回転方向に沿うように装着されている。図１〜図３に示すインサート２は、側面２３のいずれの面もすくい面として使用可能なネガティブ形のインサートである。さらに、下面２２と側面２３との交差稜線においても切刃２４が形成されている。なお、この下面側の切刃２４を用いる場合、下面２３を逃げ面、上面２２を着座面として使用する。

インサート２の本体部の多角形の形状は、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形などの当業者が通常インサートに使用する形状であればよく、特に制限されない。図１〜図３においては、４つの長辺を有する略四角形の形状が用いられている。すなわち、インサート１は４コーナー使いのインサートである。全ての辺を切刃として使用する観点から、各辺の長さが等しいこと（例えば、正方形、正五角形）が好ましい。正五角形の場合、切刃長さを確保しつつ、切刃を多く設けることができる。正三角形および正五角形の場合、側面の一の面をすくい面とした場合に、回転方向後方の面として二面使用することができるので、これらの面を拘束面と使用すれば、インサートの拘束力をより高めることができる。

図２に示すように、上面２１の略中央部には、下面２２に貫通する取付孔２５が形成されており、この取付孔２５に取付ねじが挿入されている。この取付孔２５は、インサート２をホルダに固定する目的で形成され、取付孔２５に取付ねじを挿入してホルダ３にねじ込むことによって固定することができる。

側面２３は、上述のように、インサート２をホルダ３に装着した時に、転削工具１の回転方向に向く場合は、すくい面として使用される。他方、回転方向後方を向く場合は、ホルダ３との当接面として使用される。

側面２３には、図３および図４に示すように、凸部２６が形成されている。この凸部２６は、側面２３上に、上面２１から下面２２に向かうにしたがって立ち上がる第一の傾斜面２６ａと、該第一の傾斜面２６ａに連続し、上面２１から下面２２に向かうにしたがって立ち下がる第二の傾斜面２６ｂとで形成されている。なお、凸部２６の頂部は平坦であってもよい。この場合、例えば、第一の傾斜面２６ａと第二の傾斜面２６ｂとを平坦部を介して接続すればよい。

この凸部２６を構成する各傾斜面は、側面２３をホルダ３のインサート装着部３１の拘束部３３と当接させる場合には、当接面４として使用される。例えば、図４に示すように、インサート２の下面２２をホルダの載置部３２と当接させる場合、ホルダ３の拘束部３３をインサート２の第一の傾斜面２６ａに当接させることによって、切削インサート２のホルダ３との当接面４が、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾くように構成される。そのため、転削工具が回転すると、切削インサートが軸心側に引き込まれながら拘束されるため、優れた拘束力が得られる。この場合、拘束力が高い観点から、第一の傾斜面２６ａは、下面２２から離れて配置されることが好ましく、例えば、第一の傾斜面が、上面２１と下面２２との中間線より上面側に配置されることが好ましい。なお、第二の傾斜面２６ｂが存在せず、第一の傾斜面２６ａと下面２２とが連続する場合には、十分な拘束力が得られない場合があるとともに、第一の傾斜面２６ａと下面２２との間の端部がホルダ３に当たってしまい、破損する可能性が高い。この場合、第一の傾斜面２６ａの上面側端部２７ａは、上面側の切刃２４に比べて内方（インサートの中心側）に位置することとなる。

さらに、図５に示すように、インサート２の第一の傾斜面２６ａに加えて、第二の傾斜面２６ｂをホルダ３の拘束部に当接させる場合には、インサートの側面の当接面積を大きくとることができるため、さらなる拘束力が期待できる。

他方、側面２３をすくい面として使用する場合には、この凸部２６を構成する傾斜面のうち、切刃２４に近接する傾斜面をブレーカー壁として使用することが可能である。なお、切削抵抗を低減する観点から、切刃２４と凸部２６の立ち上がり面との間の面は、切刃側が高くなるように傾斜していてもよい。

上記第一の傾斜面２６ａの立ち上がり角および第二の傾斜面２６ｂの立ち下がり角は、特に制限されないが、当接面として使用する場合には、角度が大きい程、転削工具１を回転させた場合に拘束力が高くなる傾向となる。上面２１側の切刃２４と下面側の切刃２４の両面を同様に使用する点を考慮すると、第一の傾斜面２６ａおよび第二の傾斜面２６ｂは、上面２１と下面２２との中間線に対して対称であることが好ましい。

このように、凸部２６は、側面の向きに応じて、ブレーカー壁あるいはホルダ３の拘束部との当接面といった役割を果たす。そのため、各側面に同様に形成されていることが好ましい。例えば、上面視において、本体部の厚み方向に垂直に延びる中心線に関して回転対称となるように各側面に配置されることが好ましい。

＜ホルダ＞
ホルダ３は、図１に示すように、略円柱状であり、ホルダ３の外周部に複数のインサート装着部３１が形成されている。そして、インサート装着部３１内に切削インサート２の上面２１が外方を向くように取り付けられる。

インサート装着部３１には、インサート２を固定するために取り付けネジ孔が設けられた載置部３２と、ホルダの回転方向後方側に位置する、載置部３２と外周壁との間の側部内壁に形成される拘束部３３とからなる。

拘束部３３は、少なくともインサート２の側面に形成される第一の傾斜面２６ａと当接される第一の拘束面３３ａを有している。この第一の拘束面３３ａは、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾いている。そして、インサート２の第一の傾斜面２６ａに当接される。

拘束部３３は、さらに、第二の傾斜面２６ｂと当接される第二の拘束面３３ｂを有していることが好ましい。この第二の拘束面３３ｂを設けることによって、インサート２とホルダ３との当接面積を大きくすることができる。

載置部３２と拘束部３３との間には、インサート２を装着するに際して、インサート２の下面２２側の切刃２４が破損することを抑制するために溝部３４が設けられている。この溝部３４の形状は、インサート２を装着する際に下面側の切刃が接触しない程度の大きさであればよい。

転削工具１は、図１に示すように、ホルダ３にインサート２が装着される。そして、インサート２のホルダ３との回転方向後方の当接面は、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾くように設けられる。このような構成にすることで、取付ねじで固定した際に、インサート２がこの当接面に沿ってホルダ３の軸心側に引き込まれながら拘束されるので、当接面積が小さい場合であっても、十分な拘束力が得られる。

＜被削加工物の製造方法＞
本発明に係る被削加工物の製造方法は、上記転削工具を回転させて被削材に近づける工程と、被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、を包含する。具体的な工程図を図６に示す。

このような被削加工物の製造方法は、上述のように、インサート２とホルダ３との拘束力が高い転削工具１を用いて加工されるため、切削時にインサートが振動することが少なく、良好な切削が得られる。

具体的には、まず、ホルダ３にインサート２を装着する。このとき、ホルダ３の同一円周上に沿って、インサート１を、使用する切刃２４がある側面２３を回転方向に向けるとともに、回転方向後方に位置する側面を、ホルダ３の拘束部３２に当接するようにして取り付ける。取り付け方法は、例えば、インサート１の逃げ面である上面２１に形成される中央部のねじ穴に、ねじを挿入することによって行われる。

次いで、ホルダ３にインサート２を取り付けた後、図６（ａ）に示すように、ホルダ３の軸心を中心にＡ方向に回転させ、転削工具１の切刃を被削材１００に近づけ（Ｂ方向）、接触させることによって、被削材を切削する。例えば、図６（ｂ）に示すように、転作工具１は、被削材の表面を略平行（Ｃ方向）に切削することが可能である。

その後、図６（ｃ）に示すように、被削材から転削工具１を離間させる（Ｄ方向）。切削加工を継続する場合には、切削工具を回転させた状態を保持して、被削材の異なる箇所を転削工具１の切刃２４に接触させる工程を繰り返せばよい。

以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨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言うまでもない。

１ 転削工具
２ 切削インサート
２１ 上面
２２ 下面
２３ 側面
２４ 切刃
２５ 取付孔
２６ 凸部
２６ａ 第一の傾斜面
２６ｂ 第二の傾斜面
２７ａ 第一の傾斜面の上面側端部
３ ホルダ
３１ インサート装着部
３２ 載置部
３３ 拘束部
３４ 溝部
４ 当接面

Claims (7)

1. 上面視で略多角形状をなす板状体であって、上面と側面との交差稜線部に切刃を備える切削インサートと、
   略円柱状であって、前記切削インサートの上面が外方を向くように装着可能なインサート装着部を有するホルダと、
   を備える転削工具であって、
   前記切削インサートの側面上には、上面から下面に向かうにしたがって立ち上がる第一の傾斜面と、上面から下面に向かうにしたがって立ち下がる第二の傾斜面とで形成される凸部が形成されており、
   前記ホルダの前記切削インサート装着部は、前記ホルダの回転方向に沿って形成される載置部と、前記ホルダの回転方向後方側に形成される拘束部とを有し、
   前記拘束部は、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾くとともに、前記切削インサートの前記第一の傾斜面と当接するような第一の拘束面を有することを特徴とする、転削工具。
2. 前記拘束部は、さらに、第一の拘束面よりも軸心側にあり、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向後方に、軸心側が回転方向前方となるように傾くとともに、前記切削インサートの前記第二の傾斜面と当接するような第二の拘束面を有することを特徴とする、請求項１に記載の転削工具。
3. 前記第一の傾斜面は、前記上面と前記下面との中間線より上面側に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の転削工具。
4. 前記第一の傾斜面と、前記第二の傾斜面とは、前記上面と前記下面との中間線に対して対称であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかの項に記載の転削工具。
5. 前記第一の傾斜面の上面側端部は、上面側の前記切刃に比べて内方に位置することを特徴とする、請求項１から４のいずれかの項に記載の転削工具。
6. 略円柱状であるとともに、上面視で略多角形状をなす板状体であって、上面と側面との交差稜線部に切刃を備える切削インサートが装着可能な転削工具用のホルダであって、
   前記ホルダは、切削インサートの上面が外周面側を向くように装着可能なインサート装着部を有し、
   前記切削インサート装着部は、前記ホルダの回転方向に沿って形成される載置部と、前記ホルダの回転方向後方側に形成される拘束部とを有し、
   前記拘束部は、軸心方向から見て回転方向に直行する面に対して、外周側が回転方向前方に、軸心側が回転方向後方となるように傾く第一の拘束面を有することを特徴とする、転削工具用ホルダ。
7. 請求項１から５のいずれかの項に記載の転削工具を回転させて被削材に近づける工程と、
   被削材の表面に前記切削工具の切刃を接触させて前記被削材を切削する工程と、
   前記被削材から前記切削工具を離間させる工程と、
   を包含する、被削加工物の製造方法。

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