JP2011255497A - インサート着脱式切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】被削材の加工時に上顎部が被削材と干渉するのを防止することができる切削工具を提供する。
【解決手段】この切削工具は、切削インサートと、切削インサートを保持するホルダとを備える。ホルダには、切削インサートを取り付けられるインサート取付座と、切削インサートを挟持する上顎部３３及び下顎部３４とが設けられている。インサート取付座は、上顎部３３の下面及び下顎部３４の上面にそれぞれ設けられる。上顎部３３及び下顎部３４の先端側から見て一方の側面に、湾曲した凸状湾曲外側面が設けられ、他方の側面には、湾曲した凹状湾曲内側面３３Ｃ、３４Ｃが設けられる。切削インサートがインサート取付座に固定された状態において、上顎部３３の凹状湾曲内側面３３Ｃは、下顎部３４の凹状湾曲内側面３４Ｃに沿って延びる円弧面Ｓａよりも半径方向外方へ後退した位置に配される。
【選択図】図９

Description

本発明は、インサート着脱式切削工具に関する。

下記の特許文献１には、端面の溝入れ加工用に用いられるインサート着脱式切削工具が開示されている。この切削工具は、図１５に示すように、切削インサート１００が着脱可能に取り付けられるヘッド部材本体１０１に、切削インサート１００を上下方向から挟持して固定する上顎部１０２と下顎部１０３とが設けられている。互いに対向する上顎部１０２の下面および下顎部１０３の上面には、それぞれ切削インサート取付用のインサート取付座１０４が設けられている。上顎部１０２及び下顎部１０３の先端側から見て一方の側面に湾曲した凸状湾曲外側面１０５と、上顎部１０２及び下顎部１０３の他方の側面に湾曲した凹状湾曲内側面１０６とがそれぞれ設けられることで、上顎部１０２及び下顎部１０３が先端側から見て弓形に形成されている。
なお、図１５において、Ｘａは切削インサート１００の切刃の内側コーナ部１００ａをとおる被削材の軌跡、Ｘｂは切削インサート１００の切刃の外側コーナ部１００ｂをとおる被削材の軌跡を示し、これら軌跡Ｘａ，Ｘｂの間が溝加工される。また、Ｏａは被削材の回転中心を示す。

特開２００７―１６８０４４号公報

ところで、前述したインサート着脱式切削工具では、図１５に示すように、上顎部の凹状湾曲内側面１０６ａと下顎部の凹状湾曲内側面１０６ｂとはそれぞれＯａを中心とする同一の円弧面Ｓ上に形成されるのが通例であった。つまり、上顎部の凹状湾曲内側面１０６ａと被削材の軌跡Ｘａと間のクリアランスＣ１と、下顎部の凹状湾曲内側面１０６ｂと被削材の軌跡ＸａとのクリアランスＣ２は同じ値に設定されるのが一般的である。
ところで、実際の切削加工時には、切削インサート１００の切れ刃に対して切削荷重Ｆがかかるため、切削インサート１００はこの切削荷重Ｆを受けて、図１６中に矢印ＡＦで示すように、この切削荷重Ｆの加わる方向（図１５において左下方向）へ変位する。これに伴い、上顎部１０２および下顎部１０３も同じ方向へ変形する。図１６では、切削加工時における切削インサート１００の切刃の内側コーナ部１００ａをとおる被削材の軌跡をＸｃ、切削加工時における切削インサート１００の切刃の外側コーナ部１００ｂをとおる被削材の軌跡をＸｄで示す。

前述したインサート着脱式切削工具では、実際の切削加工時において図１６に示すように、下顎部の凹状湾曲内側面１０６ｂと被削材の軌跡Ｘｃとの間のクリアランスＣ４は比較的広く保たれるものの、上顎部の凹状湾曲内側面１０６ａと被削材の軌跡Ｘｃとの間のクリアランスＣ３は狭くなってしまう。そして、極端な場合には、上顎部の凸状湾曲内側面１０６ｂが被削材と干渉してしまう可能性がある。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであって、非加工時は勿論、切削加工時においても上顎部が被削材と干渉するのを避けることができるインサート着脱式切削工具を提供することを目的とする。

本発明のインサート着脱式切削工具は、切刃を有する切削インサートと、前記切削インサートを保持するホルダとを備える。ホルダは、前記切削インサートを離脱可能に取り付けられるインサート取付座と、前記切削インサートを挟持して固定するための上顎部および下顎部とを有する。前記インサート取付座は、前記上顎部の下面および前記下顎部の上面にそれぞれ設けられる。前記上顎部及び前記下顎部の先端側から見て一方の側面に、湾曲した凸状湾曲外側面が設けられ、前記上顎部及び前記下顎部の他方の側面には、湾曲した凹状湾曲内側面が設けられる。前記切削インサートが前記インサート取付座に固定された状態において、前記上顎部の前記凹状湾曲内側面は、前記下顎部の前記凹状湾曲内側面に沿って延びる円弧面よりも半径方向外方へ後退した位置に配される。

本発明のインサート着脱式切削工具用のホルダは、ホルダ本体と、前記ホルダ本体に設けられ、切刃を有する切削インサートを離脱可能に取り付けられるインサート取付座と、前記切削インサートを挟持して固定するための上顎部および下顎部とを備える。前記インサート取付座は、前記上顎部の下面および前記下顎部の上面にそれぞれ設けられる。前記上顎部及び前記下顎部の先端側から見て一方の側面に、湾曲した凸状湾曲外側面が設けられ、前記上顎部及び前記下顎部の他方の側面には、湾曲した凹状湾曲内側面が設けられる。前記上顎部の前記凹状湾曲内側面は、前記切削インサートが前記インサート取付座に固定された状態において前記下顎部の前記凹状湾曲内側面に沿って延びる円弧面よりも半径方向外方へ後退した位置に配されるように形成されている。

本発明のインサート着脱式切削工具用のホルダは、前記インサート取付座、前記上顎部および下顎部を有するヘッド部材を備え、前記ヘッド部材は前記ホルダ本体から分離可能であってもよい。

本発明のインサート着脱式切削工具用のヘッド部材は、切刃を有する切削インサートを離脱可能に取り付けられるインサート取付座と、前記切削インサートを挟持して固定するための上顎部および下顎部とを備える。前記インサート取付座は、前記上顎部の下面および前記下顎部の上面にそれぞれ設けられる。前記上顎部及び前記下顎部の先端側から見て一方の側面に、湾曲した凸状湾曲外側面が設けられ、前記上顎部及び前記下顎部の他方の側面には、湾曲した凹状湾曲内側面が設けられる。前記上顎部の前記凹状湾曲内側面は、前記切削インサートが前記インサート取付座に固定された状態において前記下顎部の前記凹状湾曲内側面に沿って延びる円弧面よりも半径方向外方へ後退した位置に配されるように形成されている。
本発明において、前記上顎部の前記凹状湾曲内側面の前記円弧面からの後退量は、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍであってもよい。

本発明によれば、切削インサートがインサート取付座に固定された状態において、上顎部の凹状湾曲内側面が、下顎部の凹状湾曲内側面に沿って延びる円弧面よりも半径方向外方へ後退した位置に配される。つまり、上顎部の凹状湾曲内側面と切削インサート切れ刃の内側コーナ部をとおる被削材の軌跡との間のクリアランスが、下顎部の凹状湾曲内側面と切削インサート切れ刃の内側コーナ部をとおる被削材の軌跡との間のクリアランスよりも大きい。これにより、実際に被削材の切削を行うとき、荷重を受けてヘッド部材が変形し切削インサートが変位としても、上顎部が被削材と干渉するのを避けることができる。
なお、上顎部の凹状湾曲内側面と切削インサート切れ刃の内側コーナ部をとおる被削材の軌跡との間のクリアランスに限らず、下顎部の凹状湾曲内側面と切削インサート切れ刃の内側コーナ部をとおる被削材の軌跡との間のクリアランスを予め大きく設定することも考えられるが、この場合、上顎部および下顎部双方の厚さが薄くなってしまい、所望の剛性が得られなくなる。

上顎部の前記凹状湾曲内側面の前記円弧面からの後退量を、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲に設定してもよい。この範囲であると、切削加工時においても上顎部が被削材と干渉するのを十分に回避できる。
上顎部の凹状湾曲内側面の前記円弧面からの後退量が０．２ｍｍよりも小さい場合には、切削条件が厳しい場合に、上顎部が被削材と干渉してしまう可能性が残る。また、上顎部の凹状湾曲内側面の前記円弧面からの後退量が０．７ｍｍよりも大きい場合には、上顎部が被削材と干渉するのを充分回避できるものの、上顎部の厚みが薄くなってしまう。そのため、上顎部の剛性が低くなり、所望の加工精度が得にくくなる。

本発明によれば、所望の剛性を維持しつつ、切削加工時において上顎部が被削材と干渉するのを避けることができる。

本発明の一実施形態のヘッド部材を先端上方側かつ先端側から向かって右側から見た斜視図である。 図１に示す実施形態のヘッド部材を先端上方側かつ先端側から向かって左側から見た斜視図である。 図１に示す実施形態のヘッド部材を後端下方側かつ後端側から向かって右側から見た斜視図である。 図１に示すヘッド部材が装着される本発明の一実施形態の切削工具を、先端上方側かつ先端側から向かって右側から見た分解斜視図である。 図１に示すヘッド部材が装着される本発明の一実施形態の切削工具を、先端上方側かつ先端側から向かって左側から見た分解斜視図である。 図１に示すヘッド部材に切削インサートを組み付けた状態を表す斜視図である。 切削インサートを組み付けられたヘッド部材を、図６中の矢印VIIの方向から見た図である。 切削インサートを組み付けられたヘッド部材を、図６中の矢印VIIIの方向から見た図である。 図１に示す実施形態のヘッド部材と被削材との関係を示す図である。 図１に示す実施形態のヘッド部材の切削加工時における被削材との関係を示す図である。 本発明の他の実施形態のヘッド部材を先端上方側かつ先端側から向かって左側から見た斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態のヘッド部材を先端上方側かつ先端側から向かって右側から見た斜視図である。 本発明の切削工具の別の態様を示す斜視図である。 本発明の切削工具の別の態様を、図１３とは異なる方向から見た斜視図である。 従来のヘッド部材の一例を示す図である。 従来のヘッド部材の切削加工時における被削材との関係を示す図である。

図１から図３は本発明のヘッド部材の一実施形態を示し、図４から図８はこの実施形態のヘッド部材がホルダ本体に装着された本発明のインサート着脱式切削工具の一実施形態を示す。

図４および図５に示すように、本実施形態のインサート着脱式切削工具は、回転する被削材に対して溝入れ加工を行うインサート着脱式の旋削工具（バイト）である。この切削工具は、工作機械の刃物台に保持されるホルダ１０と、ホルダ１０の先端にクランプされる切削インサート５０とを備えている。ホルダ１０は、概略四角柱状をなすホルダ本体１０Ａと、このホルダ本体１０Ａの先端に装着されるヘッド部材３０とを含んでいる。

ホルダ本体１０Ａは鋼材等の素材により形成されて、互いに対向する上面１１および下面１２と一対の側面１３Ａ，１３Ｂとを有する概略正四角柱状をなしている。ホルダ本体１０Ａの後端側（図４において右上側、図５において左上側）が上記正四角柱の中心軸線Ｏに沿って延びるシャンク部１４とされている。ホルダ本体１０Ａの先端側（図４において左下側、図５において右下側）には、ホルダ本体１０Ａの上面１１から上方に向けて突出した突出部１５が形成されている。突出部１５が形成されたホルダ本体１０Ａの先端部には、上記ヘッド部材３０を装着するための装着部１６が設けられている。

装着部１６は、ホルダ本体１０Ａの先端面と先端部の一方の側面１３Ａ側の部分とを切り欠くように凹状に形成されている。装着部１６は、第１受け面１７と、第２受け面１８と、第３受け面１９とを備えている。第１受け面１７は、ホルダ本体１０Ａの側面１３Ａと平行に延びる平面状をなす。第２受け面１８は、第１受け面１７と直交する方向に延びるとともに軸線Ｏと直交する平面状をなし、ホルダ本体１０Ａの先端側を向いている。第３受け面１９は、第１、第２受け面１７，１８と直交する方向に延びる上向きの平面状をなす。

第１受け面１７は、側面１３Ａから側面１３Ｂ側に凹んで上記突出部１５の上端にまで延びるように形成されている。そして、この第１受け面１７には、本実施形態では３つの第１固定ネジ孔２０Ａ〜２０Ｃが、それぞれ当該第１受け面１７に直交する方向に穿設されている。第１固定ネジ孔２０Ａ〜２０Ｃは、軸線Ｏ方向に、すなわちホルダ本体１０Ａの前後方向に並び、図４に示すように上下に扁平した上向きに凸となる不等辺三角形の各頂点の位置に開口している。

また、第２受け面１８は、第１受け面１７の軸線Ｏ方向先端側に面取り部を介して直交する方向に配置されており、上記突出部１５の先端面よりも後端側に凹むようにして、先端側から見てＬ字状をなすように形成されている。この第２受け面１８には、やはり当該第２受け面１８に直交する方向に穿設された２つの第２固定ネジ孔２１Ａ，２１Ｂが、軸線Ｏと直交して第１受け面１７と平行に延びる方向に並ぶように、すなわち、本実施形態ではホルダ本体１０Ａの上下方向に並んで開口している。

さらに、第３受け面１９は、側面１３Ｂ側に凹んだ第１受け面１７とホルダ本体１０Ａの先端部の側面１３Ａ側を向く側面との間に配置され、第１受け面１７に直交して軸線Ｏと平行に延びるように形成されている。この第３受け面１９はその先端側で上記第２受け面１８と面取り部を介して直交する方向に延びている。なお、凹状をなす装着部１６は、その後端側が上記側面１３Ａに対向する方向から見て先端側に開口している。第１、第３受け面１７，１９はこの後端側の部分にまで延設されていて、上記第１固定ネジ孔２０Ａ〜２０Ｃのうち最も後端側の第１固定ネジ孔２０Ｃはこの後端側の部分に穿設されている。

また、上記第１固定ネジ孔２０Ａ〜２０Ｃのうち最も先端側の第１固定ネジ孔２０Ａと上記第２固定ネジ孔２１Ａ，２１Ｂは、軸線Ｏに直交して第１受け面１７と平行に延びる方向、すなわち本実施形態では上下方向において、それぞれ異なる位置となるように配置されている。本実施形態では、図４に示すように上下に配置された２つの第２固定ネジ孔２１Ａ，２１Ｂの間に、先端側の上記第１固定ネジ孔２０Ａが配置されている。

また、突出部１５には、その上端部から下方に向けて、軸線Ｏと直交する平面内において下方に向かうに従い上記第１受け面１７に対して所定の角度で離間するように傾斜するクランプネジ孔２２が穿設されている。このクランプネジ孔２２の上端開口部の周りには、該クランプネジ孔２２よりも大きく開口した段付の凹部２３が形成されており、この凹部２３の側面１３Ａ側は第１受け面１７の上端部と交差して該第１受け面１７に開口されている。さらに、この凹部２３の段付き面２４は、クランプネジ孔２２の中心線に垂直とされ、側面１３Ａに向かうに従い漸次下方へと後退するように第１受け面１７に対して鈍角をなして傾斜している。

このようなホルダ本体１０Ａの装着部１６に装着される本実施形態のヘッド部材３０は、ヘッド部材本体３０Ａと、インサート取付座３５と、上顎部３３および下顎部３４とを備えている。ヘッド部材本体３０Ａ、インサート取付座３５、上顎部３３および下顎部３４は、鋼材を切削加工することにより一体に形成されている。図１から図３に示すように、ヘッド部材本体３０Ａは、先端側の顎部（図１において左側の部分）に対して肉厚とされた後端部３１と、後端部３１の前端において前側から見て左側方へ突出する突壁部３２と、前端側の互いに対をなす上側の上顎部３３および下側の下顎部３４からなる顎部を備える。

後端部３１においては、ホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態において該ホルダ本体１０Ａの上記側面１３Ａと同じ側を向くヘッド部材本体３０Ａの一方の側面（図１において右側の側面）３１Ａと、これとは反対の他方の側面（図２において左側の側面）３１Ｂとが平行に配置されている。また、後端部３１の下端面３１Ｃは、一方の側面および他方の側面に直交し、かつヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態において軸線Ｏに平行となるように配置されている。また、このヘッド部材本体３０Ａでは、前記側面３１Ａにおける上顎部３３および下顎部３４の後方へのせり出し位置Ｚが、側面３１Ｂの前端よりも後方となるように設定されている。

前記突壁部３２はヘッド部材本体３０Ａと一体に形成されている。突壁部３２の後端側を向く背面３２Ａは、ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態において軸線Ｏに垂直な方向に延びるようにされている。なお、突壁部３２を除いたヘッド部材本体３０Ａの後端部における側面３１Ｂは、上記上下面視において平面状とされている。

一方、ヘッド部材本体３０Ａの先端部には、ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態においてホルダ本体１０Ａの上記側面１３Ａに沿うように先端側に向けて延びる、上顎部３３および下顎部３４からなる顎部が形成されている。顎部は、切削インサート５０を上下方向から挟持して固定する。上顎部３３には切削インサート５０を上方から押圧する押圧面３３Ａが設けられるとともに、下顎部３４には上記押圧面３３Ａと対向配置される台座面３４Ａが設けられている。本実施形態ではこれら押圧面３３Ａと台座面３４Ａとによって、図１に示すような先端側に開口する凹状をなすインサート取付座３５が形成されている。なお、図７にも示すように、先端側から見て台座面３４Ａの外形は上方に向けて凸となる逆Ｖ字状をなし、押圧面３３Ａの外形は下方に向けて凸となるＶ字状をなしている。

上顎部３３及び下顎部３４の先端側から見て一方の側面には、円筒体の外周面の一部をなす湾曲した凸状湾曲外側面３３Ｂ，３４Ｂが、上顎部３３及び下顎部３４の他方の側面には円筒体の内周面の一部をなす湾曲した凹状湾曲内側面３３Ｃ，３４Ｃがそれぞれ設けられている。そして、凸状湾曲外側面３３Ｂ，３４Ｂおよび凹状湾曲内側面３３Ｃ，３４Ｃによって、上顎部３３及び下顎部３４は、先端側から見て連続する弓形に形成されている。

上顎部３３は、図８にも示すように、側方から見て前端が上方に向かうに従い漸次後方へ後退するように傾斜して形成されている。また、上顎部３３の後端は、上方に向かうに従い若干前方へ前進するように傾斜して形成されている。一方、下顎部３４の前端は、下方にも向かうに従い漸次後方へ後退するように円弧状に形成されている。また、下顎部３４の後端は、下方に向かうに従い若干前方へ前進するように円弧状に形成されている。

図９に示すように、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃは、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃに沿って延びる仮想の円弧面Ｓａよりも半径方向外方へ後退して形成されている。具体的は、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの円弧中心と下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃの円弧中心とは同じ点であって、被削材の回転中心Ｏａである。ただ、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの曲率半径は、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃの曲率半径よりも大に設定されている。すなわち、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃは、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃに沿って延びる円弧面Ｓａよりも、それらの曲率半径の差Ｙだけ半径方向外方へ後退して形成されている。

そして、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの曲率半径と下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃの曲率半径との差Ｙ、言い換えれば、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの前記円弧面Ｓａからの後退量は０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲に設定されている。

なお、図９において、Ｘａは切削インサート５０の切刃の内側コーナ部５２ａをとおる被削材の軌跡、Ｘｂは切削インサート５０の切刃の外側コーナ部５２ｂをとおる被削材の軌跡を示す。図９からわかるように、この実施形態では、切削加工前の状態において、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃが下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃに沿って延びる円弧面Ｓａよりも半径方向外方へ後退して形成されている。そのため、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃと被削材の前記軌跡Ｘａと間のクリアランスＣ５は、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃと被削材の軌跡ＸａとのクリアランスＣ６よりも大になっている。この実施形態では、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃの曲率半径が６０ｍｍに設定されるとともに、クリアランスＣ５が０．７ｍｍ、クリアランスＣ６が０．３ｍｍにそれぞれ設定されている。

図１に示すように、前記押圧面３３Ａと台座面３４Ａとの間の後端側の、インサート取付座３５の奥には、その台座面３４Ａ側に、ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態において軸線Ｏに垂直に先端側を向く当接面３７が形成されている。また、この当接面３７と押圧面３３Ａとの間からは、ヘッド部材本体３０Ａの上記後端部３１と顎部との重なった部分を、側面３１Ａ，３１Ｂに垂直に貫通し、軸線Ｏに平行にさらに後端側に向けて延びるスリット３８が形成され、上顎部３３は、このスリット３８後端の下顎部３４との接続部３９を支点として下顎部３４側に向けて撓むように弾性変形可能とされている。
スリット３８の前端には、上顎部３３側に円弧状の切欠３８Ａが、また下顎部３４側に円弧状の切欠３８Ｂがそれぞれ形成されていて、切刃インサートが挿入してクランプされる際に、切削インサート５０の後端角部が上下の顎部と干渉しないようになっている。

さらにまた、上記下顎部３４は、図１および図２に示すように、上顎部３３よりも先端側に突出するとともに、その下端が、ヘッド部材本体３０Ａの上記後端部における下端面３１Ｃよりも下方かつ突壁部３２の下端よりも上方に位置して該突壁部３２とつながっている。なお、この後端部における下端面３１Ｃは側面３１Ａ，３１Ｂに垂直な平面状とされて、ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態において軸線Ｏに平行に延設されている。

このようなヘッド部材３０は、そのヘッド部材本体３０Ａの上記後端部をホルダ本体１０Ａ先端の凹状の装着部１６に装入させ、この後端部の上記側面３１Ｂを装着部１６の第１受け面１７に、突壁部３２の上記背面３２Ａを第２受け面１８に、後端部の上記下端面３１Ｃを第３受け面１９にそれぞれ密着させるようにして着座している。ここで、このヘッド部材本体３０Ａの後端部と上記突壁部３２とには、こうしてヘッド部材３０が着座した状態で、上記第１固定ネジ孔２０Ａ〜２０Ｃおよび第２固定ネジ孔２１Ａ，２１Ｂに対応する位置に、それぞれ３つの第１挿通孔４０Ａ〜４０Ｃと２つの第２挿通孔４１Ａ，４１Ｂとが形成されている。

これら第１、第２挿通孔４０Ａ〜４０Ｃ，４１Ａ，４１Ｂは、それぞれ上記後端部および突壁部３２を貫通するように、断面が円形に形成されている。ただしその孔底側は後述する固定ネジ４２の頭部裏面が当接するように縮径している。また、上述のようにヘッド部材３０が装着部１６に着座した状態で、第１挿通孔４０Ａ〜４０Ｃの中心は、第１固定ネジ孔２０Ａ〜２０Ｃの中心に対し、第３受け面１９から離間して第２受け面１８側に接近するように、ホルダ本体１０Ａの先端側かつ上方側に斜めに僅かに偏心している。第２挿通孔４１Ａ，４１Ｂの中心は、第２固定ネジ孔２１Ａ，２１Ｂの中心に対し、ホルダ本体１０Ａの下面１２から離間して第１受け面１７に接近するように、側面１３Ａ側かつ上方側に斜めに僅かに偏心している。

従って、こうしてヘッド部材３０が装着部１６に着座した状態で、図４および図５に示すように、第１、第２挿通孔４０Ａ〜４０Ｃ，４１Ａ，４１Ｂに固定ネジ４２を挿通して、第１、第２固定ネジ孔２０Ａ〜２０Ｃ，２１Ａ，２１Ｂにねじ込む。これにより、ヘッド部材３０は、そのヘッド部材本体３０Ａの後端部の上記側面３１Ｂが第１受け面１７に押し付けられるとともに、突壁部３２の背面３２Ａが第２受け面１８に押し付けられる。さらに後端部の下端面３１Ｃが第３受け面１９に押し付けられて固定され、装着部１６に取り付けられる。
すなわち、このヘッド部材３０では、互いに直交する後端部の側面３１Ｂ、突壁部の背面３２Ａおよび後端部の下端面３１Ｃが、当該ヘッド部材３０をホルダ本体１０Ａの装着部１６へ取り付ける際に第１〜第３受け面１７，１８，１９にそれぞれ当接される当接基準面となる。

なお、ヘッド部材本体３０Ａの後端部３１の後端面３１Ｄは、側面３１Ａ，３１Ｂに垂直とされて、図３に示すように、上記側面３１Ａに対向する側面視において後端側に向けて階段状をなしつつ下端面３１Ｃ側に向かうように形成されている。このうち最も後端側の段部と下端面３１Ｃとにより形成される方形状の凸部が、装着部１６後端側の上述した先端側に開口する凹部に収容されている。この凸部に、第１挿通孔４０Ａ〜４０Ｃのうち最後端の第１挿通孔４０Ｃが形成されている。ただし、この後端面３１Ｄは、ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態において装着部１６の先端側を向く壁面とは接触しないように間隔があけられている。また、最先端の第１挿通孔４０Ａは、３つの挿通孔４０Ａ〜４０Ｃのうち最も下端面３１Ｃ側にあって、突壁部３２の上記背面３２Ａ寄りに開口している。

さらに、これらの第１挿通孔４０Ａ，４０Ｃの間にあって３つの第１挿通孔４０Ａ〜４０Ｃのうち最も上顎部３３側に位置する第１挿通孔４０Ｂは、上記側面視において上記凸部より１つ先端上側の段部の内側に形成されている。最先端の第１挿通孔４０Ａとの間隔は最後端の第１挿通孔４０Ｃとの間隔よりも大きくされている。また、同側面視においてこの第１挿通孔４０Ｂの側面３１Ａ側の開口部は、その上縁部が上記スリット３８の下側面の延長線と接するか、または交差するように配置されている。

一方、このスリット３８の後端部は、図２および図３に示すように、後端側に向かうに従い上方の上顎部３３側に膨らむ大径円弧部３８Ｃとされており、この大径円弧部３８Ｃの後部側が上記接続部３９とされている。

ここで、この接続部３９は、上記第１挿通孔４０Ｂが形成された段部の先端上側の角隅部近傍にあって、この第１挿通孔４０Ｂの前上方に位置している。本実施形態では上顎部３３の上記押圧面３３Ａの後端側への延長線上か、それよりもやや低い位置に配置されている。
なお、この大径円弧部３８Ｃにおける上記円弧の径方向の幅は軸線Ｏに平行に延びるスリット３８の幅より大に設定されている。

また、上顎部３３には、その上面と上記側面３１Ｂとに開口する座グリ部４３が上記接続部３９よりも先端側に形成されている。この座グリ部４３は、ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態においてホルダ本体１０Ａの突出部１５上面に開口する凹部２３と連通して、クランプネジ孔２２の中心線を中心とした断面円形をなすように傾斜して形成されている。さらに、この座グリ部４３の底面４３Ａは、図２および図３に示すように円弧状に形成され、ヘッド部材本体３０Ａの側面３１Ａ側と後端側とに向かうに従い漸次下方へと後退するようにして側面３１Ｂに鋭角をなして傾斜している。ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態において、底面４３Ａはクランプネジ孔２２の中心線方向を向いて凹部２３の段付き面２４より一段突出するように配置される。

このようなヘッド部材３０のインサート取付座３５に取り付けられる溝入れ加工用の切削インサート５０は、超硬合金等の硬質材料により外形が断面略方形の角棒状に形成されたインサート本体５１を備える。ただしその下面および上面中央部はどちらも、長さ方向に沿うＶ溝状に形成されており、外形が凸なＶ字状をなす押圧面３３Ａおよび台座面３４Ａに互いのＶ字の二等分線を一致させるようにして当接可能とされている。また、上面の両端部には、中央部よりも一段後退した位置にそれぞれすくい面が形成され、これらのすくい面の両端縁部に溝入れ加工や突っ切り加工に使用される切刃５２が形成されている。

このような切削インサート５０は、ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに取り付けられた状態とされたヘッド部材３０に対し、その１つの切刃５２を先端側に向けるとともにＶ溝状の下面と上面中央部とを台座面３４Ａと押圧面３３Ａとに対向させるようにして、先端側からインサート取付座３５に挿入されている。そして、後端側を向くインサート本体５１の端面が上記当接面３７に当接したところで、切削インサート５０が軸線Ｏ方向に位置決めされる。

そして、図４および図５に示すように、ホルダ本体１０Ａの突出部１５に穿設されたクランプネジ孔２２にクランプネジ４７をねじ込むことにより、このクランプネジ４７の頭部によってヘッド部材本体３０Ａの座グリ部４３の底面４３Ａが押し付けられる。これにより、上顎部３３が接続部３９を支点として下顎部３４側に撓むように弾性変形し、その押圧面３３Ａがインサート本体５１を台座面３４Ａ側に押圧して切削インサート５０がクランプされる。以上のようにして、本実施形態のインサート着脱式切削工具が構成される。

前記のように構成されたインサート着脱式切削工具のヘッド部材３０によれば、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃが、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃに沿って延びる円弧面Ｓａよりも半径方向外方へ後退して形成されている。つまり、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃと切削インサート５０の切刃の内側コーナ部５２ａをとおる被削材の軌跡Ｘａとの間のクリアランスＣ５を、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃと切削インサート５０の切刃の内側コーナ部５２ａをとおる被削材の軌跡Ｘａとの間のクリアランスＣ６よりも大きく確保している。

したがって、実際の切削加工時に、荷重Ｆを受けてホルダ本体１０Ａが変形するのに伴い、図１０中に矢印ＡＦで示すように、上顎部３３の上端部であって被削材の回転中心Ｏａ側の部分が被削材の軌跡から離間するように、より具体的には切削インサート５０へ近づくようにヘッド部材３０が変形する。その変形に伴い、切削インサート５０が切削荷重Ｆの加わる方向へ移動する。このとき、前述したように、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃと切削インサート５０の切刃の内側コーナ部をとおる被削材の軌跡と間のクリアランスＣ５を大きく設定しているので、上顎部３３が被削材と干渉するのを避けることができる。

つまり、図１０に示すように、前述したインサート着脱式切削工具にあっては、実際の切削加工時に、切削荷重Ｆを受けて切削インサート５０が図１０中に矢印ＡＦで示すように、切削荷重Ｆの加わる方向（図１０において左下方向）へ変位するとともに、ヘッド部材の上顎部３３および下顎部３４も同じ方向へ変形する。このとき、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃと切削インサート５０の切刃の内側コーナ部５２ａをとおる被削材の軌跡ＸｃのクリアランスＣ８は比較的広く保たれるものの、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃと前記被削材の軌跡ＸｃのクリアランスＣ７は狭くなってしまう。しかしながら、前述したように、予め、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃと切削インサート５０の切刃の内側コーナ部をとおる被削材の軌跡Ｘａと間のクリアランスＣ５を大きく設定しているので、上顎部３３が被削材と干渉するのを避けることができる。

また、前記上顎部の前記凹状湾曲内側面３３Ｃの前記円弧面Ｓａからの後退量は０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲内に設定している。この範囲であると、切削加工時においても上顎部が被削材と干渉するのを十分に回避できる。
なお、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの前記円弧面Ｓａからの後退量が０．２ｍｍよりも小さい場合には、切削条件が厳しい場合に、上顎部３３が被削材と干渉してしまう可能性が残る。また、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの前記円弧面Ｓａからの後退量が０．７ｍｍよりも大きい場合には、上顎部３３が被削材と干渉するのを充分回避できるものの、上顎部３３の厚みが薄くなってしまい、その分上顎部３３の剛性が低くなり、所望の加工精度が得にくくなる不具合が生じる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、本実施形態では、ホルダ本体の先端に装着されるヘッド部材として、所定形状の鋼材から切削加工を施して形成することにより得られた例を挙げて説明した。ところで、ヘッド部材を、図１１および図１２に示すように、鋼材の原料微粉末と樹脂等のバインダーを混練して流動性を持たせた素材を、ヘッド部材本体の形状を反転させた分割金型内に射出成形した後、加熱によりバインダーを除去して原料微粉末を焼結する、ＭＩＭ（Metal Injection Molding）法によって製造することもできる。

図１１に示す例では、ヘッド部材６０の後端部６１に多数の凹所６２を備えており、この凹所６２が、周回りに連続した内壁面６３と、この内壁面６３にその全周に亙って連なる底面６４とを有する。凹所６２とヘッド部材本体の上面や後端面、下端面３１Ｃとの間には、該凹所６２の底面に対して屹立、突出するリブ状部６５が形成される。そして、溝入れ・突っ切り加工の際に切削インサートの先端側に向けられた切刃からインサート本体に発生した振動は、ヘッド部材からホルダ本体に伝播するときにこのような複数のリブ状部６５を介して分散することになり、このため振動が直接ホルダ本体に伝播することがなくなってビビリ振動等が発生するのを抑制することができる。また、この凹所６２によってヘッド部材本体の軽量化を図ることができるので、振動自体が減衰し易く、これによってもビビリ振動の発生を抑えることが可能となる。
なお、このヘッド部材６０でも、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃは、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃに沿って延びる円弧面Ｓａよりも半径方向外方へ後退して形成されている。

また、図１２に示すヘッド部材７０では、上顎部７１の前端部分を大きく切欠くことによって側面視凹曲状部７２が形成され、これにより、上顎部７１の上部前端が座グリ部４３の近傍まで至るように後退している。これにより、切削時において、切削インサートの前端上部に大きなスペースを確保することができ、このスペースを利用して切屑の良好な排出性を確保することができる。
なお、このヘッド部材７０でも、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃは、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃに沿って延びる円弧面Ｓａよりも半径方向外方へ後退して形成されている。

また、前記実施形態では、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃを、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃに沿って延びる仮想の円弧面Ｓａよりも半径方向外方へ後退して形成するものとして、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの円弧中心と下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃの円弧中心とは同じ点とし、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの曲率半径を、下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃの曲率半径よりも大に設定した例を挙げて説明した。ところで、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの曲率半径を下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃの曲率半径と同じに設定し、上顎部の凹状湾曲内側面３３Ｃの円弧中心を下顎部の凹状湾曲内側面３４Ｃの円弧中心に対してずらしてもよい。これにより、上顎部の凹状湾曲内側面を、下顎部の凹状湾曲内側面に沿って延びる円弧面よりも半径方向外方へ後退して形成する構成のものにも本発明は適用可能である。

前記実施形態では、主にホルダ本体、ヘッド部材および切削インサートの三つの部品からなる切削工具について説明したが、本発明の切削工具は、上記のような三つの部品からなる切削工具に限らない。例えば、図１３および図１４に示すように、ヘッド部材３０がホルダ本体１０Ａに一体化されたホルダ１０、およびホルダ１０の先端に取り付けられる切削インサート５０の二つの部品からなる切削工具にも適用可能である。

本発明は、インサート着脱式切削工具の一部を構成するヘッド部材、およびそのヘッド部材を含むインサート着脱式切削工具に関する。
本発明によれば、所望の剛性を維持しつつ、切削加工時において上顎部が被削材と干渉するのを避けることができる。

１０…ホルダ、
１０Ａ…ホルダ本体、
１６…装着部、
３０，６０，７０…ヘッド部材、
３０Ａ…ヘッド部材本体、
３１…後端部、
３１Ｂ…側面、
３１Ｃ…下端面、
３２…突壁部、
３２Ａ…背面、
３３…上顎部、
３３Ａ…押圧面、
３３Ｂ，３４Ｂ…凸状湾曲外側面、
３３Ｃ，３４Ｃ…凹状湾曲内側面、
３４…下顎部、
３４Ａ…台座面、
３５…インサート取付座、
５０…切削インサート、
５２…切刃、
Ｓａ…下顎部の前記凹状湾曲内側面に沿って延びる（仮想の）円弧面

Claims (7)

1. 切刃を有する切削インサートと、
   前記切削インサートを離脱可能に取り付けられるインサート取付座と、前記切削インサートを挟持して固定するための上顎部および下顎部とを有するホルダとを備え、
   前記インサート取付座は、前記上顎部の下面および前記下顎部の上面にそれぞれ設けられ、
   前記上顎部及び前記下顎部の先端側から見て一方の側面に、湾曲した凸状湾曲外側面が設けられ、
   前記上顎部及び前記下顎部の他方の側面には、湾曲した凹状湾曲内側面が設けられ、
   前記切削インサートが前記インサート取付座に固定された状態において、前記上顎部の前記凹状湾曲内側面は、前記下顎部の前記凹状湾曲内側面に沿って延びる円弧面よりも半径方向外方へ後退した位置に配されるインサート着脱式切削工具。
2. 前記上顎部の前記凹状湾曲内側面の前記円弧面からの後退量は０．２ｍｍ〜０．７ｍｍである請求項１に記載のインサート着脱式切削工具。
3. インサート着脱式切削工具用のホルダであって、
   ホルダ本体と、
   前記ホルダ本体に設けられ、切刃を有する切削インサートを離脱可能に取り付けられるインサート取付座と、
   前記切削インサートを挟持して固定するための上顎部および下顎部とを備え、
   前記インサート取付座は、前記上顎部の下面および前記下顎部の上面にそれぞれ設けられ、
   前記上顎部及び前記下顎部の先端側から見て一方の側面に、湾曲した凸状湾曲外側面が設けられ、
   前記上顎部及び前記下顎部の他方の側面には、湾曲した凹状湾曲内側面が設けられ、
   前記上顎部の前記凹状湾曲内側面は、前記切削インサートが前記インサート取付座に固定された状態において前記下顎部の前記凹状湾曲内側面に沿って延びる円弧面よりも半径方向外方へ後退した位置に配されるように形成されているホルダ。
4. 前記インサート取付座、前記上顎部および下顎部を有するヘッド部材を備え、
   前記ヘッド部材は前記ホルダ本体から分離可能である請求項３に記載のインサート着脱式切削工具用のホルダ。
5. 前記上顎部の前記凹状湾曲内側面の前記円弧面からの後退量は０．２ｍｍ〜０．７ｍｍである請求項３または４に記載のインサート着脱式切削工具用のホルダ。
6. インサート着脱式切削工具用のヘッド部材であって、
   切刃を有する切削インサートを離脱可能に取り付けられるインサート取付座と、前記切削インサートを挟持して固定するための上顎部および下顎部とを備え、
   前記インサート取付座は、前記上顎部の下面および前記下顎部の上面にそれぞれ設けられ、
   前記上顎部及び前記下顎部の先端側から見て一方の側面に、湾曲した凸状湾曲外側面が設けられ、
   前記上顎部及び前記下顎部の他方の側面には、湾曲した凹状湾曲内側面が設けられ、
   前記上顎部の前記凹状湾曲内側面は、前記切削インサートが前記インサート取付座に固定された状態において前記下顎部の前記凹状湾曲内側面に沿って延びる円弧面よりも半径方向外方へ後退した位置に配されるように形成されているヘッド部材。
7. 前記上顎部の前記凹状湾曲内側面の前記円弧面からの後退量は０．２ｍｍ〜０．７ｍｍである請求項６に記載のインサート着脱式切削工具用のヘッド部材。

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