JP2012006086A - 加工工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 要求される条件に応じて材質が異なる少なくとも二つの部材を長手方向に接続した加工工具等を提供する。
【解決手段】 棒状のシャンク部１とその先端方に加工部（刃部）２を備えた加工工具Ａであり、前記シャンク部１を、第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂとの二つの部材から構成し、長手方向に第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂの各軸長手方向が一直線状になるよう並設した該第１の部材１Ａの基端部１ａと該第２の部材１Ｂの先端部１ｂのいずれか一方の端部に、軸長手方向に延びる挿入穴１ｈを形成するとともに、他方の端部に軸長手方向に延びる棒状の挿入部１ｅを形成し、該挿入穴１ｈの穴底に錐体状の突起１ｐを形成し、前記挿入部１ｅの先端に突起１ｐに対応した形状の穴１ｍを形成し、該挿入穴１ｈに挿入部１ｅを、前記穴１ｍに突起１ｐが当接して拡径側に変形するように圧入することによって、第１の部材１Ａに対して第２の部材を嵌着した。
【選択図】 図１２

Description

本願発明は、旋盤やフライス盤、マシニングセンター等の工作機械に使用される切削工具等の加工工具に関する。

従来より、種々の加工工具、例えば、切削バイトが提供されている。かかる切削バイトは、シャンク部とその先端方に被加工物を加工するべく加工部となる刃部を有する。そして、前記シャンク部の基端部には工作機械の刃物台等に取着される取着部位を有する。また、前記刃部には、例えば、交換式の超硬合金製のチップ等が着脱自在に取着される。

そして、前記シャンク部には、切削加工の際に、刃部（先端）で生じる切削抵抗等に起因して曲げモーメント等が作用し、特に重切削をおこなう場合には、大きな曲げモーメント等が作用することになる。
かかる曲げモーメント等に対して、シャンク部が十分な剛性を備えていないと、該曲げモーメントの変化等に起因する振動により所謂「ビビリ」現象が発生して、平滑な加工面や高精度の加工をすることができない。
特に、近年、工作機械の切削速度がより高速化し又より重切削がおこなわれるようになると、前記「ビビリ」現象に起因する問題がより顕在化する。

前述のように加工表面の平滑化や加工精度が低下するということは、工作機械の特長とも言える精密加工が実施できないことになる。

このため、一般的には、前記シャンク部の剛性を高めたり高強度の材料を使用して、前記「ビビリ」現象やシャンク部の撓みを改善することがなされている。
具体的には、前記シャンク部や刃部の断面二次モーメントを大きくするべく断面積を大きくしたり、材質的にニッケルクロム鋼（ＳＮＣ）、ニッケルモリブデン鋼（ＳＮＭ）、ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）等の強度、剛性やじん性のより高い材料を使用して、対応している。

また、前記防止策の他にも、シャンク部の内部に制振部材を組み込んで前記「ビビリ」を防止しようとしたものもある（特許文献１）。
特許平０３−８６４０４号公報。

ところが、加工の形態によっては、つまり、穴の内周面の加工や、凹凸のある箇所等のスペース的に狭い箇所の切削では、被切削物に切削バイトが干渉（当接）することから、断面積の大きな切削バイトを使用することができない。また、単に材質的に前述した剛性やじん性の高い材料を使用しても対応できない場合がある。

本発明は、このような状況に鑑みておこなわれたもので、断面積を大きくすることなく、前記「ビビリ」現象等を防止しあるいは低減させることができる加工工具を提供することを目的とする。

本第１の発明にかかる加工工具は、棒状のシャンク部とその先端方に被加工物を加工するべく加工部を備えた加工工具において、
前記シャンク部を、少なくとも第１の部材と第２の部材との二つの部材から構成し、
長手方向に前記第１の部材と第２の部材の各軸長手方向が一直線状になるように並設した該第１の部材の基端部と該第２の部材の先端部のいずれか一方の端部に、他方の端部を収容する前記軸長手方向に延びる挿入穴を形成するとともに、該他方の端部に前記挿入穴に挿入可能な前記長手方向に延びる棒状の挿入部を形成し、
前記挿入部の長さを前記挿入穴の深さより短く構成し、該挿入穴の穴底に開口側を向けて錐体状の突起を形成するとともに、前記挿入部の先端に前記突起に対応した形状を有し該突起の高さより深さの浅い且つ締結時に当接する穴を形成し、
前記挿入穴に前記挿入部を、前記穴に突起が当接して挿入部の先端部が拡径側に変形するように、圧入することによって、前記第１の部材に対して第２の部材を嵌着したことを特徴とする。

しかして、前述のように構成された本第１の発明にかかる加工工具によれば、前記第１の部材と第２の部材は、それらいずれか一方に形成された挿入部を他方に形成された挿入穴に挿入することによって、該第１の部材と第２の部材を嵌着することができる。加えて、前記挿入穴の底面から突設された突起と前記挿入部の先端に形成された対応する穴とが前記挿入過程（嵌着過程）において当接して、該挿入部の先端部が径方向に拡がった状態となるため、第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂとが、さらに強固に嵌着させられた状態となる。

そして、前述のように、第１の部材と第２の部材とが、溶接等を用いることなく、機械的構成によって接続されるため、従来のように溶接等との材質間の相性を配慮することなく、これら第１の部材と第２の部材に、用途に合わせて最適な材質を自由に選択して使用することができる。従って、じん性の高いチタン合金等を加工工具の１つの部材として使用しチタン合金と溶接不可能な材質のものを他の部材として使用することが可能となる。

また、加工に際して、刃部に外力が作用し、かかる外力によって曲げモーメントや剪断力等が作用し、さらに、これら曲げモーメント等の外力が切削工程において刻々変化することから、該刃部で振動が発生するが、前記第１の部材とその基端方の第２の部材とが、前述のように、固有振動数の異なる別の材質のもので構成されていることから、前記振動は、基端方に伝達される際に、かかる接続部分で吸収される。また、前記第１の部材と第２の部材の外周部分を通って伝達される振動と、軸芯部分をとおって第１の部材から第２の部材へ伝達される振動とは、振動の位相等が異なり、且つ伝達経路の長さおよび伝達する部分の剛性等が異なることから、互いの振動を有効に打ち消し合う。
この結果、切削バイトＡの断面積を大きくすることなく、所謂「ビビリ」現象が可及的に防止できることになる。

また、前記加工工具において、前記挿入穴の穴長手方向の少なくとも一部が断面非円形の穴であり、前記挿入部の、前記挿入穴の断面非円形に形成されている部位に対応した部位が、該断面非円形の穴形状に対応した断面非円形の軸形状をしていると、前記刃部で発生した外力に起因して、第１の部材と第２の部材との接続部分で回転方向の応力が作用するが、かかる構成によって回転方向の応力を吸収することができる。

また、前記加工工具において、前記挿入穴の内周面の前記突起先端近傍に、外径方に後退した係合凹部を形成しておくと、前記嵌着時に、拡径した挿入部が該係合凹部に食い込むことによって、第１の部材と第２の部材を軸方向にも（係合凹部の形態によっては軸方向及び周方向にも）固定することが可能となる。

また、前記加工工具において、前記第１の部材と前記第２の部材とが、材質的に異なる部材から構成されていると、それぞれ固有振動数が異なることから、伝達される振動を低減し且つ打ち消し合う作用が助長される。例えば、前記第１の部材をチタン合金で構成し、第２の部材を一般工具鋼や高速工具鋼等で構成すると、第１の部材と第２の部材とで固有振動数及び剛性及び金属組織の方向性等が異なるため、加工工具全体として、共振し難い構造となり、所謂「ビビリ」現象は、可及的に防止できることになる。

また、前記加工工具において、前記第１の部材の基端部と該第２の部材の先端部の外周方に、該外周方から覆うようにパイプ状の超硬合金製の締結部材を嵌着させた構成とすると、接続がさらに強固におこなわれるとともに、さらに振動の伝達経路が複雑になり、各伝達経路からの振動が互いに振動が打ち消し合われることになる。

また、別の発明として、棒状のシャンク部とその先端方に被加工物を加工するべく加工部を備えた加工工具において、
前記シャンク部を、少なくとも第１の部材と第２の部材との二つの部材から構成し、
長手方向に前記第１の部材と第２の部材の各軸長手方向が一直線状になるように並設した該第１の部材の基端部と該第２の部材の先端部の外周方に、該外周方から覆うようにパイプ状の超硬合金製の締結部材を嵌着させて、これら第１の部材と第２の部材を接続して一体状のシャンク部を形成した構成とすることができる。

さらに、別の発明として、棒状のシャンク部とその先端部に被加工物を加工するべく加工部を備えた加工工具において、
前記シャンク部を、少なくとも第１の部材と第２の部材との二つの部材から構成し、
前記第１の部材と第２の部材の接続部分に接続穴を形成し、
長手方向に前記第１の部材の接続穴と第２の部材の接続穴が一直線状になるように並設し、該第１の部材の接続穴と該第２の部材の接続穴に、棒状の超硬合金製の締結部材を嵌挿させて、これら第１の部材と第２の部材を接続して一体状のシャンク部を形成した構成とすることができる。

しかして、前述のように構成された各発明にかかる加工工具によれば、前記第１の部材と第２の部材は、前記超硬合金製の締結部材を介して接続されるため、第１の部材からの振動は該締結部材によって減衰された状態で第２の部材に伝達されることになり、また、加工工具は第１の部材と第２の部材及び前記締結部材とで固有振動数がそれぞれ異なることから、加工工具全体が加工に起因する振動に対して共振することはない。従って、所謂「ビビリ」現象は、可及的に防止できることになる。
また、加工工具の各部材を機械的な結合でのみ組立てる構成とすると、材質によってろう付け等の溶接等が不可能な材質をも各部材の１つとして選択することができ、従って、じん性の高いチタン合金等を加工工具を構成する１つの部材として使用することも可能となる。

また、前記加工工具において、前記第１の部材と前記第２の部材とが、材質的に異なる部材から構成されていると、例えば、前記第１の部材がチタン合金で構成され、第２の部材が一般工具鋼等で構成されていると、第１の部材と第２の部材及び前記締結部材とで固有振動数及び剛性及び金属組織の方向性等が異なるため、加工工具全体として、共振し難い構造となり、所謂「ビビリ」現象は、可及的に防止できることになる。

また、前記加工工具において、前記第１の部材の基端部と前記第２の部材の先端部のいずれか一方に、挿入穴を形成するとともに、他方に前記挿入穴に嵌入される挿入部を形成し、該第１の部材の基端部と第２の部材の前記接続に際して、前記挿入部が前記挿入穴に挿入されるように構成されていると、加工工具の接続部分及び全体の剛性が増加することから、また、振動の伝達経路が複数形成されることから、共振し難い構造となり、所謂「ビビリ」現象は、可及的に防止できることになる。

また、前記加工工具において、前記挿入穴が断面非円形の穴であり、前記挿入部が前記挿入穴に対応した断面非円形の軸形状をしていると、加工において、加工工具の長手方向の軸を中心に回転させるような外力が作用しても、この外力に抗する能力が向上することになる。

また、前記加工工具において、前記挿入部の長さが前記挿入穴の深さより短く構成し、該挿入穴の穴底に開口側を向けて円錐状又は角錐状の突起が形成されるとともに、前記挿入部の先端に前記突起に対応した形状を有し該突起の高さより深さの浅い穴が形成されていると、挿入により突起の先端が拡径する方に変形してより嵌着状態となるため、挿入穴と挿入部での嵌着がより強固におこなえ、このため、加工工具の接続部分及び全体の剛性が増加する。このため、共振し難い構造となり、所謂「ビビリ」現象は、可及的に防止できることになる。

また、前記加工工具において、前記超硬合金製の締結部材の、前記第１の部材及び第２の部材と接触する接触面（前記パイプ状の締結部材の内周面又は前記棒状の締結部材の外周面）に、長手方向に溝筋が延びるスプライン状の溝と山が形成され、かかる山の頂部が前記第１の部材及び第２の部材の接触面と干渉する高さに構成されていると、前記嵌着や嵌挿の際に、第１の部材及び第２の部材の表面の一部を削り取るような状態でおこなわれるため、締結部材による第１の部材と第２の部材との接続がより強固な状態でおこなわれる点で好ましい構成となる。

前述のように構成された加工工具によると、断面積を大きくすることなく、前記「ビビリ」現象等を可及的に防止しあるいは低減させることができる加工工具を提供することができる。

本発明の実施例にかかる加工工具の一種である切削バイトの接続部分を含む略全体の構成を示す一部断面しない部分を有する断面図である。 図１に示す切削バイトのII-II矢視断面図である。 図１，図２に示す切削バイトの第１の部材、第２の部材及び締結部材を断面して示した分解図である。 図１〜図３とは異なる実施例にかかる切削バイトの接続部分を含む略全体の構成を示す一部断面しない部分を含む断面図である。 図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。 図１〜図５とは異なる実施例にかかる切削バイトの接続部分を含む略全体の構成を示す断面図である。 図６のＶII−ＶII矢視断面図である。 図１〜図７とは異なる実施例にかかる切削バイトの接続部分を含む略全体の構成を示す断面図である。 図８のIＸ−IＸ矢視断面図である。 図１〜図９とは異なる実施例にかかる切削バイトの接続部分を含む略全体の構成を示す断面図である。 図１０のＸI−ＸI矢視断面図である。 本発明の実施例にかかる加工工具の一種である切削バイトの接続部分を含む略全体の構成を示す一部断面しない部分を有する断面図である。 図１２の接続部分の構成を拡大して示す部分拡大図である。 図１２に示す切削バイトのIVX-IVX 矢視断面図である。 図１，図２に示す切削バイトの第１の部材、第２の部材を断面して示した分解図である。 第１の部材を先端方からみて挿入部の構成を示す図１５のVIX-VIX 矢視図である。 第２の部材を基端方からみて挿入穴の構成を示す図１５のVIIX-VIIX 矢視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
図１２において、Ａは旋盤等に使用される加工工具の一種の切削バイトで、この切削バイトＡは、シャンク部１と、その先端方（図１２，１３，１５において左端方をいう）に加工部である刃部２とを有する。前記刃部２には、被切削物を切削するための超硬合金製のチップ１０が配設されている。

かかる切削バイトＡは、この実施例の場合、前記シャンク部１の中央部に接続部分が位置するように、２つの部材、つまり、旋盤等の刃物台方（基端方：図１２，１３，１５において右端方をいう）に取着される第２の部材１Ｂと、その先端方に長手方向に一体に接続され先端部に前記刃部２が一体に設けられた第１の部材１Ａとを有する。このように、切削バイトＡは、この実施例では２つの部材によって構成されているが、３つの部材あるいは３つ以上の部材によって、切削バイトを構成してもよいことはいうまでもない。
例えば、この実施例では前記刃部２がシャンク部１の一部を形成する前記第１の部材１Ａに一体に形成されているが、これに代えて、刃部２をさらに別の部材（第３の部材）にすることも可能である。

ところで、この実施例では、前記２つの部材を以下のように機械的な構成によって接続している。つまり、図１５〜図１７に図示するように、前記第１の部材１Ａの基端部１ａに挿入部１ｅが突設され、前記第２の部材１Ｂの先端部１ｂに前記挿入部１ｅが嵌入される挿入穴１ｈが形成されている。

そして、この実施例では、前記挿入穴１ｈの穴断面（図１７参照）と、前記挿入部１ｅの軸断面（図１６参照）とは、該挿入穴１ｈの先端部１ｂと前記挿入部１ｅの先端部１ｃとを除いて、ともに円形断面に形成されている。
また、前記挿入穴１ｈの先端部１ｂは、図１５，図１７に図示する如く、非円形断面、つまり、ロータリーエンジンのロータのような所謂「おむすび形状」をした非円形断面の穴が形成されるとともに、その基端方に位置する基端部１ｄは、該「おむすび形状」の外周に略内接する、正確には内接する「より小径」の円形断面の穴に形成されている。一方、前記挿入部１ｅ基端部１ｃには、図１５，図１６に図示する如く、前記「おむすび形状」の穴断面形状に対応した且つ極く少しだけ寸法的に大きい「おむすび形状」の軸断面をした非円形断面の軸部が形成され、その基端方に位置する基端部１ｆには前記円形断面の穴に対応した且つ極く少しだけ寸法的に大きい円形の軸断面をした軸部が形成されている。前記「極く少しだけ寸法的に大きい」とは、ここでは、圧入による挿入が可能で且つ挿入することにより両者が嵌着可能な寸法に形成されていることを言う。具体的には、１/１０００ｍｍ〜３／１０００ｍｍ程度に構成されている。また、寸法的に大きい軸断面を有する挿入部１ｅを寸法的に小さい穴断面を有する挿入穴１ｈに圧入可能とするために、前記挿入部１ｅの基端と段部の各角部あるいは挿入穴１ｈの先端と段部の各角部に面取りがおこなわれている。
そして、前述のように、「おむすび形状」のような非円形形状にすることによって、切削に伴って、前記第１の部材１Ａに回転方向の外力（モーメント）が作用しても、刃物台に取着された前記第２の部材１Ｂによって、その回転方向の外力に抗することが可能な構成となる点で好ましい。

また、この実施例では、前記挿入部１ｅの長さＬ１が前記挿入穴１ｈの深さＬ２より短く構成されているとともに、該挿入穴１ｈの底部から開口側に向けて高さがｈ１の錐体状（この実施例では「円錐体状」、しかし「角錐体状」であってもよい）の突起１pが形成されている。
一方、前記挿入部１ｅの基端には、前記突起１pに当接する、該突起１pに対応した、深さがｈ２の錐体状（この実施例では「円錐体状」、しかし「角錐体状」であってもよい）の穴１ｍが、形成されている。そして、前記突起１pの高さより、前記穴１ｍの深さが浅く構成されている。つまり、寸法的に、ｈ１＜ｈ２に構成されている。
そして、前記挿入穴１ｈ内に挿入部１ｅが挿入（圧入）された状態、つまり前記第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂとの嵌着が完了した状態において、前記挿入穴１ｈの底面側と挿入部１ｅの先端側とは、前記突起１p部分と穴１ｍ部分が当接し軸方向に押圧されて、前記挿入部１ｅの先端部が径方向に拡がった状態、即ち、挿入部１ｅの外周部が外径方に変形させられた状態となる。このため、第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂとを、さらに強固に嵌着させた状態が得られることになる。

前記構成において、さらに好ましい付加的な構成として、図１３〜図１５，図１７に図示するように、前記挿入穴１ｈの穴底に近い内周面に、換言すると、挿入穴１ｈの内周面の、軸方向において前記突起１p先端が位置する近傍に、外径方へ後退した係合凹部１ｙを形成しておくと、前記圧入に際して、該係合凹部１ｙに前記挿入部１ｅの一部が変形して入り込む。このため、軸方向への外力が作用しても、第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂの軸方向及び径方向の位置関係がさらに強固に維持できる構成となる。もっとも、軸方向の外力にのみ抗すればよい場合には、前記係合凹部１ｙを挿入穴１ｈの内周面に内周にわたるリング状に形成してもよい。

ところで、材質的には、この実施例の場合には、前記第１の部材１Ａが高いじん性を有するチタン合金製で、前記第２の部材１Ｂが一般工具鋼製となっている。しかし、前記第１の部材１Ａと前記第２の部材１Ｂとしては、超硬合金、サーメット、高速工具鋼、ニッケルクロム鋼（ＳＮＣ）、ニッケルモリブデン鋼（ＳＮＭ）、ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）、チタン合金やその他の材質のものを、適宜選択して使用することができる。いずれにしても、本発明にかかる加工工具の場合には、２つあるいは３つ又はそれ以上の数の部材を「溶接」によって接続するのではなく、機械的な構成によって接続することができるため、溶接の相性等を気にすることなく、最適な材質を用途に合わせて選択することができる。また、前述のように、機械的な構成によって接続されるため、量産した場合にも、高い信頼性を維持することができる。

しかして、このように構成された本実施例にかかる切削バイトＡによれば、以下のような作用効果を奏する。つまり、
かかる切削バイトＡの先端部に設けられている前記チップ１０により被切削物（図示せず）が切削されることによって、かかるチップ１０を含む刃部２に外力が作用する。かかる外力によって、シャンク部１や刃部２の各部位に、曲げモーメントや剪断力等が作用する。そして、かかる曲げモーメント等の外力が切削工程において切削量の変化等に伴って刻々変化することから、該刃部２で振動が発生し、かかる振動は基端方に伝達されるが、刃部２の基端方に位置する前記第１の部材１Ａとその基端方の第２の部材１Ｂとが、前述のように、固有振動数や金属組織の異なる別の材質のもので構成されていることから、かかる接続部分（締結部分）で振動が減衰する。加えて、前記第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂの外周部分を通って伝達される振動と、軸芯部分をとおって第１の部材１Ａから第２の部材１Ｂへ伝達される振動とは、伝達経路長さおよび伝達部分の構造や剛性等が異なることから、互いの振動が打ち消し合って、振動が有効に減衰することになる。

このため、刃部２で発生した振動が大幅に減衰させられ、この結果、切削バイトＡの断面積を大きくすることなく、所謂「ビビリ」現象が可及的に防止できることになる。
（実施例２）
次に、本発明にかかる別の実施例（実施例２）にかかる切削バイトＡについて説明する。図１〜３において、Ａは旋盤等に使用される加工工具の一種の切削バイトで、この切削バイトＡはシャンク部１と、その先端方に加工部である刃部２とを有する。前記刃部２には、被切削物を切削するための超硬合金製のチップ１０が配設されている。

前記シャンク部１は、少なくとも二つの部材、この実施例の場合には二つの部材、つまり、旋盤等の刃物台方に取着される第２の部材１Ｂと、その先端方に長手方向に一体に接続される第１の部材１Ａとを有する。
この実施例では、前記第１の部材１Ａの基端部１ａと、前記第２の部材１Ｂの先端部１ｂには、同じ径の縮径部１Ｃが形成されている。
そして、これらの縮径部１Ｃには、図１あるいは図２に図示するように、パイプ状の締結部材３が外周方から覆うように嵌着される。

そして、前記第１の部材１Ａの基端部には、挿入穴１ｈが形成されるとともに、対応する前記第２の部材１Ｂの先端部には、前記挿入部１ｅが突設されている。この実施例では、前記挿入穴１ｈの穴断面と、前記挿入部１ｅの軸断面は、ともに円形に形成されている。しかし、かかる円形に限定されるものでなく、図９に図示する如く非円形の形態でよく、かかる非円形である場合には、第１の部材１Ａに回転方向の外力が作用しても、第２の部材１Ｂによって、その回転方向の外力に抗することが可能な構成となる点で好ましい。

また、この実施例では、前記挿入穴１ｈ内に挿入部１ｅが挿入（嵌入）された状態において、該挿入部１ｅの先端と挿入穴１ｈの穴底との間には、隙間１ｆが形成されるように構成されている。

ところで、前記挿入穴１ｈの底面には、前記第２の部材１Ｂに向けて円錐体状又は角錐体状の突起１ｐが形成されるとともに、該第２の部材１Ｂの挿入部１ｅの先端面に前記突起１ｐに対応した形状を有し且つ該突起の高さより深さの浅い穴１ｍが形成されている。
かかる構成によって、前記第２の部材１Ｂの挿入部１ｅが前記第１部材１Ａの挿入穴１ｈに挿入されると、該第１部材１Ａの突起１ｐが第２の部材１Ｂの穴１ｍ（図３参照）に当接して、前記挿入部１ｅの外径が拡径する側に変形する。このため、第２の部材１Ｂの挿入部１ｅが前記第１部材１Ａの挿入穴１ｈと嵌着されて、第１部材１Ａと第２の部材１Ｂとが強固に接続されることになる。
また、前記挿入部１ｅの外周面には、溝と山が交互に周方向に形成されてなるスプライン状の溝と山が形成されて、この山の部分の外径は、前記挿入穴１ｈの内径と同じか又は若干大きめに構成されている。

また、材質的には、この実施例の場合には、前記締結部材３が超硬合金製で、前記第１の部材１Ａがチタン合金製で、前記第２の部材１Ｂが一般工具鋼製となっている。しかし、前記第１の部材１Ａが一般工具鋼製で、前記第２の部材１Ｂがチタン合金製であってもよい。また、前記第１の部材１Ａと前記第２の部材１Ｂとしては、サーメット、高速工具鋼、ニッケルクロム鋼（ＳＮＣ）、ニッケルモリブデン鋼（ＳＮＭ）、ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）やその他の材質のものを選択的して使用することができる。いずれにしても、前記締結部材３が超硬合金製であればよく、前記第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂが超硬合金製を含む種々の材質であればよく、好ましくは、該第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂが別の種類の材質のものによって構成されていることである。さらに好ましいのは、前記締結部材３が超硬合金製で、前記第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂがそれぞれ別の材質のもので構成されているのが好ましい。

しかして、このように構成された本実施例にかかる切削バイトＡによれば、以下のような作用効果を奏する。つまり、
前記チップ１０によって被切削物（図示せず）が切削されることによって、かかるチップ１０を含む刃部２に外力が作用して、かかる外力によって曲げモーメントが作用する。そして、かかる曲げモーメントが刻々変化することから、刃部２で振動が発生するが、かかる振動は基端方に伝達されるが、刃部２の基端方に位置する前記第１の部材１Ａとその基端方の第２の部材１Ｂとが、前述のように、超硬合金製の締結部材３により締結されているため、かかる締結部分で振動が吸収されるとともに、かかる締結部材３から第２の部材１Ｂへ伝達される振動と、軸芯部分をとおって第１の部材１Ａから第２の部材１Ｂへ伝達される振動とは、振動数が異なり、且つ伝達長さおよび伝達する部分の剛性等が異なることから、互いの振動を打ち消し合うことになる。特に、この実施例のように、第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂが、軸芯部分で挿入穴１ｈと挿入部１ｅが嵌着するような状態で接続されているため、且つ、外周部分で前記締結部材３によって締結されているため、互いの振動を打ち消し合うことになる。
また、前述のように、前記第１の部材１Ａ、第２の部材１Ｂおよび前記締結部材３の材質がそれぞれ異なることから、それらの各固有振動数がそれぞれ異なるため、それぞれが振動を打ち消し合うことになる。このため、刃部２で発生した振動は減衰させられることになる。この結果、切削バイトＡの断面積を大きくすることなく、所謂「ビビリ」現象が可及的に防止できることになる。
（実施例３）
前記実施例１，２に代えて、図４，図５に図示するように、前記スプライン状の溝と山とを、締結部材３の内周面に形成してもよい。かかる場合には、第１の部材１Ａと第２の部材１Ｂとの切削に起因する回転方向の応力をより強力に防止することができる。
また、この実施例２のように、前記第１の部材１Ａ側に挿入部１ｅを設け、第２の部材１Ｂ側に挿入穴１ｈを形成してもよい。

このように構成した場合にも、前記実施例１で説明したと同じ作用効果を得ることができることは言うまでもない。

実施例２の切削バイトＡ１の構成を示す図４，図５において、実施例２と同じ構成については、説明が重複するため、実施例１と同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
（実施例４）
前記実施例１〜３に代えて、図６，図７に図示するように、前記第１の部材１Ａの軸芯部分の基端面をフラット状にし、第２の部材１Ｂの軸芯部分の先端面をフラット状に構成してもよい。

このように構成すると、実施例１および２と比べて、構造をよりシンプルにすることができる点で、好ましい構成となる。

実施例４の切削バイトＡ２の構成を示す図６，図７において、実施例２および３と同じ構成については、説明が重複するため、実施例２および３と同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
（実施例５）
前記実施例１〜４に代えて、この実施例にかかる切削バイトＡ３においては、図８，図９に図示するように、締結部材１０３として、棒状の超硬合金製のものを用いるとともに、前記第１の部材１Ａの基端面と前記第２の部材１Ｂの先端面に軸芯が一直線状になるような接続穴１ｊ，１ｋを対向してそれぞれ設けている。また、この実施例では、前記接続穴１ｋの基端部の穴底部分の穴断面をおむすび状にし、対応する前記締結部材１０３の基端部をおむすび状の軸断面に構成している。また、前記接続穴１ｊと接続穴１ｋの開口端部１ｒの各穴断面は円形に形成されている。そして、前記締結部材１０３の、前記接続穴１ｊと前記接続穴１ｋの開口端部に対応する部位１０３ｓの軸断面は円形に形成されている。

また、前記締結部材１０３の、前記接続穴１ｊと接続穴１ｋの開口端部１ｒに挿入される部分の外周面には、前述したと同じスプライン状の溝と山とが形成され、かかる山の部分の外径は、前記接続穴１ｊの内径と同じか又は若干大きめに構成されている。

ところで、前記接続穴１ｋの底面には、前記第１の部材１Ａに向けて円錐状又は角錐状の突起１ｐが形成されるとともに、前記締結部材３の先端面に前記突起１ｐに対応した形状を有し該突起の高さより深さの浅い穴１０３ｈが形成されている。

しかして、このように構成された切削バイトＡ３は、基本的には本願発明と同じ作用効果を奏するとともに、前記第１の部材１Ａの基端面と前記第２の部材１Ｂの接続面が外周に露呈していることから、この部分をろう付け等によっても接続することが可能となる。
そして、このように、前記締結部材１０３によって締結するのに加えて、前記のようにろう付けによっても、第１の部材１Ａの基端面と前記第２の部材１Ｂの先端面とを接続すると、剛性の高い接続が可能となるとともに、前記締結部材１０３とろう付けとの接続部分から伝達される振動が異なったものとなるため、振動を打ち消し合うのに好ましい構成となる。

また、前記ろう付け等で接続しない場合、つまり、締結部材１０３のみによって接続した構成とすると、この接続部分での振動が略遮断される状態となり、またこの部分での剛性が低くなることから、ある特定の回転数による切削や、ある特定の材質の切削には、好ましい構成となる。
（実施例６）
前記実施例５に代えて、図１０，図１１に図示するように、前記第１の部材１Ａと前記第２の部材１Ｂに形成される接続穴１ｊ，１ｋを、同じ径の、穴断面が円形の穴で構成してもよい。また、前記締結部材１０３もストレート状の棒状の超硬合金製のもので構成してもよい。そして、前記締結部材１０３の外周面の先端から基端にわたって、前記スプライン状の溝と山を形成してもよい。勿論、前記山の部分の外径は、前記接続穴１ｊ，１ｋの内径と同じか又は若干大きめに構成する。また、前記第１の部材１Ａの基端面と前記第２の部材１Ｂの先端面とを必要に応じてろう付溶接等で接続してもよい。

しかして、このように構成された切削バイトＡ４は、前記実施例４と同じ構成を具備する点において基本的に同じ作用効果を奏するとともに、全体の構成がシンプルになることから、製造が容易となる。

ところで、この実施例では、加工工具として、旋盤等で使用される切削バイトを例に挙げて説明したが、本発明にかかる加工工具としては、切削バイトに限定されるものでなく、他の加工工具（例えばエンドミル等）にも適用できることは言うまでもない。

また、前記実施例では、第１の部材と第２の部材の二つの部材を接続する場合を例に挙げて説明したが、第１の部材、第２の部材、第３の部材の三つの部材、あるいはそれ以上の数の部材を長手方向に接続する場合も、同様に適用できることは言うまでもない。

また、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づく範囲において種々の形態で実施することが可能となることは言うまでもない。

本発明にかかる加工工具の接続方法は、切削バイトやその他の加工工具のシャンク部等に広く利用できる。

Ａ…切削バイト（加工工具）
１…シャンク部
１Ａ…第１の部材
１Ｂ…第２の部材
１ａ…第１の部材の基端部
１ｂ…第２の部材の先端部
１ｅ…挿入部
１ｈ…挿入穴
１ｐ…突起
１ｍ…穴
２…刃部（加工部）

Claims (5)

1. 棒状のシャンク部とその先端方に被加工物を加工するべく加工部を備えた加工工具において、
   前記シャンク部を、少なくとも第１の部材と第２の部材との二つの部材から構成し、
   長手方向に前記第１の部材と第２の部材の各軸長手方向が一直線状になるように並設した該第１の部材の基端部と該第２の部材の先端部のいずれか一方の端部に、他方の端部を収容する前記軸長手方向に延びる挿入穴を形成するとともに、該他方の端部に前記挿入穴に挿入可能な前記長手方向に延びる棒状の挿入部を形成し、
   前記挿入部の長さを前記挿入穴の深さより短く構成し、該挿入穴の穴底に開口側を向けて錐体状の突起を形成するとともに、前記挿入部の先端に前記突起に対応した形状を有し該突起の高さより深さの浅い且つ締結時に当接する穴を形成し、
   前記挿入穴に前記挿入部を、前記穴に突起が当接して挿入部の先端部が拡径側に変形するように、圧入することによって、前記第１の部材に対して第２の部材を嵌着したことを特徴とする加工工具。
2. 前記挿入穴の穴長手方向の少なくとも一部が断面非円形の穴であり、
   前記挿入部の、前記挿入穴の断面非円形に形成されている部位に対応した部位が、該断面非円形の穴形状に対応した断面非円形の軸形状をしていることを特徴とする請求項１記載の加工工具。
3. 前記挿入穴の内周面の前記突起先端近傍に、外径方に後退した係合凹部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の加工工具。
4. 前記第１の部材と前記第２の部材とが、材質的に異なる部材から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の項に記載の加工工具。
5. 前記第１の部材の基端部と該第２の部材の先端部の外周方に、該外周方から覆うようにパイプ状の超硬合金製の締結部材を嵌着させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の項に記載の加工工具。

Images