JP2015024445A - 刃先交換式回転切削工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の溝を同時に高能率に加工することができる刃先交換式の回転切削工具を提供する。
【解決手段】ボデー2と、ロケータ3と、切削インサート4と、押圧部材5と、から構成される刃先交換式回転切削工具である。ボデー2の外周面には羽根部7が一体的に設けられており、羽根部7は1列につき複数個並ぶように複数列にわたって外周面に並列されており、ロケータ3は羽根部7に装着されている。ロケータ3の切削インサート4と当接する面には凸部14が形成されており、切削インサート4のロケータ3と当接する面には凹部21が形成されており、切削インサート4の凹部21がロケータ3の凸部14に嵌っている。ロケータ3の凸部14のロケータ先端側の側面と切削インサート4の凹部21の対応する内側側面とは当接しており、ロケータ3の基端側壁面と切削インサート4のボデー2側の側面との間には隙間αが設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】ボデー2と、ロケータ3と、切削インサート4と、押圧部材5と、から構成される刃先交換式回転切削工具である。ボデー2の外周面には羽根部7が一体的に設けられており、羽根部7は1列につき複数個並ぶように複数列にわたって外周面に並列されており、ロケータ3は羽根部7に装着されている。ロケータ3の切削インサート4と当接する面には凸部14が形成されており、切削インサート4のロケータ3と当接する面には凹部21が形成されており、切削インサート4の凹部21がロケータ3の凸部14に嵌っている。ロケータ3の凸部14のロケータ先端側の側面と切削インサート4の凹部21の対応する内側側面とは当接しており、ロケータ3の基端側壁面と切削インサート4のボデー2側の側面との間には隙間αが設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、刃先交換式回転切削工具に関する。特には、本発明は、複数の溝を同時に加工することが可能な溝入れ加工用の刃先交換式回転切削工具に関する。
従来から、溝入れ加工用の刃先交換式回転切削工具として、ソリッド工具のサイドカッタと、刃先交換式のサイドカッタとが存在する。ソリッド工具のサイドカッタは、刃部とボデーとが超硬合金などの同一材料で一体的に形成された回転切削工具である。刃先交換式のサイドカッタは、ボデーに刃部として切削インサートを機械的に装着可能な構造を有する回転切削工具である。
昨今においては、以上のようなサイドカッタにおいて、今まで以上の高能率加工と低コスト化が求められている。そのような要求に応えるサイドカッタとして、特許文献1には複数の円板状部材を備えたソリッド工具のサイドカッタが開示されている。このサイドカッタは、複数の円板状部材に設けられた複数の切れ刃によって複数の溝を同時に加工することができる。また、このサイドカッタは刃部とボデーとが一体的に形成されたソリッド工具であるため、刃先交換式のように刃部の固定が不安定になることがない。
しかしながら、特許文献1のサイドカッタは刃部と工具とが一体的に形成されているソリッド型であるため、刃部が摩耗又は損傷した場合には工具全体を新しいものに取り換える必要があり、経済的でない。また、摩耗した刃部を再研削するとしても手間がかかり費用が高いため、やはり経済的ではない。そのため、コスト効果と高能率加工の両方を実現することができる刃先交換式のサイドカッタが求められている。
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、複数の溝を同時に高能率に加工することができる刃先交換式の回転切削工具を提供することを目的とする。
本発明は、略円形をなす2つの端面とそれら端面間を接続する外周面とを有するボデー2と、ボデー2に装着されたロケータ3と、ロケータ3に装着された切削インサート4と、切削インサート4をロケータ3に向けて押圧するためにボデー2に装着された押圧部材5と、から少なくとも構成される刃先交換式回転切削工具である。ボデー2の外周面には複数の羽根部7がボデー2と一体的に設けられており、複数の羽根部7は1列につき複数個並ぶように複数列にわたって外周面に並列されており、ロケータ3は羽根部7に接するように装着されている。ロケータ3の切削インサート4と当接する面には少なくとも1つの凸部14が形成されており、切削インサート4の前記ロケータ3と当接する面には少なくとも1つの凹部21が形成されており、切削インサート4は凹部21がロケータ3の凸部14に嵌るようにロケータ3に装着されている。ロケータ3の凸部14のロケータ先端側の側面と切削インサート4の凹部21の対応する内側側面とは当接しており、ロケータ3の基端側壁面と切削インサート4のボデー2側に位置していている側面との間には隙間αが設けられている。
本発明によれば、刃先交換式の回転切削工具でありながらも複数の溝を同時に切削加工することができるとともに、高能率加工を目的として工具を高速回転させても安定的に高精度で切削を行うことが可能となる。
以下、本発明の刃先交換式回転切削工具1の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
最初に、本実施形態の刃先交換式回転切削工具1を構成する各部材について説明する。図1に示されているように、本実施形態の刃先交換式回転切削工具1は、ボデー2と、ボデー2に装着されたロケータ3と、ロケータ3に装着された切削インサート4と、切削インサート4をロケータ3に固定するための押圧部材5と、から基本的に構成されている。以後、押圧部材5をくさび部材5と呼ぶ。
ボデー2は、図2に示されているように、2つの略円形の端面とそれら端面間を接続する外周面とから形成された略円筒形状部分6と、外周面から突出した複数の羽根部7と、を有する。ボデー2の両端面の中央には両端面間を貫通するボア8が設けられている。このボア8により工作機械の主軸へ回転切削工具1が取り付けられる。羽根部7は、ロケータ3を支持するための薄板状の部材であり、ボデー2に一体的に形成されている。また、羽根部7は、ロケータ3と当接する側(すなわち、工具回転方向K前方側)がロケータ3の形状に沿った直線状に形成されている。その逆側であるくさび部材5と当接する側(すなわち、工具回転方向K後方側)は、先端付近が凹曲線状に形成され、基端付近が直線状に形成され、この直線状部分がくさび部材5と当接する。そして、羽根部7は、ボデー2の外周面の回転方向に沿って一定間隔で複数個配置されることで列を形成している。本実施形態においては、1つの列に並んでいる羽根部7の数は8つであり、これら8つの羽根部7は等間隔に配置されている。このように本実施形態では1つの列における羽根部7の数が8つであるが、複数個であれば幾つでも構わない。好ましくは、1つの列における羽根数7の数は偶数である。また、本実施形態においては、羽根部7の列がボデー2の外周面の幅方向に4つ並んでいる。それら4つの列をなしている羽根部7は、ボデー2を端面側から見てそれぞれの列の羽根部7が重なり合うように規則正しく配置されている。このように本実施形態では列の数が4つであるが、幾つであっても構わない。好ましくは、列の数は偶数である。また、ボデー2を端面側から見て、それぞれの羽根部7のロケータ3と当接する直線状部分は、ボデー2と接続している点におけるボデー2の接線を基準として工具回転方向K側に傾斜している。羽根部7の形状に関しては、上記実施形態に限定されず、確実にロケータ3及びくさび部材5と当接し、それらを保持することができる形状であれば他の形状であっても構わない。
また、ボデー2には、ボア8から外周面にかけて貫通穴が複数設けられている。この貫通穴はクーラントが流れる通路である。
ロケータ3は、図3に示されているように、切削インサート4と当接する着座部9と、ロケータ3をボデー2に固定するための固定部10と、から構成されている。着座部9は、ボデー2の羽根部7と同等の厚さを有する平板状であり、切削インサート4と当接する側と、その反対側にあるボデー2の羽根部7と当接する側とで形状が異なっている。羽根部7と当接する側は直線状に形成されており、羽根部7と確実に広い面積で当接することができる。切削インサート4と当接する側は、ロケータ3の側面視において、固定部10側から先端に向けて、羽根部7と当接する側へと傾斜した後に直線状部分が先端まで続く構成となっている。これらの外郭形状に関しては、この実施形態に限定されず他の形状であってもよい。
本実施形態のロケータ3においては、切削インサート4と当接する直線状部分に、ロケータ3と当接する側に窪んだ3つの凹部が形成されている。これより、これら3つの凹部を、ロケータの先端側から順に第1の凹部11、第2の凹部12、第3の凹部13と呼称する。第1の凹部11と第2の凹部12との間には、結果として凸部14が形成されている。本実施形態において、第1の凹部11は、ロケータ3側面視において、前述した直線状部分の中央点よりもロケータ3先端側に配置されている。つまり、第1の凹部11は、直線状部分の上半分の位置に形成されている。第2の凹部12は、直線状部分の中央点付近に配置されている。したがって、凸部14は直線状部分の上半分の位置、すなわちロケータ3の先端側よりに偏って配置されている。第3の凹部13は、直線状部分の基端に配置されている。第1の凹部11及び第2の凹部12は、ロケータ3側面視において、入口側から末端側に向けて幅が狭くなり、末端部が円弧状に形成されている。第3の凹部13は、入口側から末端側に向けて同じ幅であり、末端部が円弧状に形成されている。凸部14は、第1の凹部11及び第2の凹部12の側面形状にならった側面形状を有している。また、本実施形態において、凸部14の凸形状先端部は、他の直線部分よりも、ロケータ3側面視において外方に突き出している。すなわち、凸部14の凸形状先端部が、他の直線部分よりもロケータ3の外方に向かって突出している。しかし、凸部14はこの形状に限定されることはなく、凸形状の先端部が他の直線状部分と同位であってもよいし、逆に他の直線状部分よりもロケータ3内方側へ引っ込んでいてもよい。各凹部11、12、13や凸部14の形状や寸法は、上記に限定されることはなく、本発明の趣旨に適合する範囲において適宜設定することが可能である。また、第3の凹部13は任意で設けられるものである。通常、第3の凹部13はロケータ3を製造する際における加工上の都合によって形成される。
本実施形態の刃先交換式回転切削工具1においては、図4に示されているように、上述した凸部14の配置とは異なる配置をしたロケータ3を併用することが可能である。すなわち、ロケータ3側面視において、凸部14が図3に記載のものと比較してより基端側(固定部10側)に近い箇所に配置されている。本発明の刃先交換式回転切削工具1においては、以上のような2種類のロケータ3を使用することが可能である。このような2種類のロケータ3は、右勝手の切削インサート用ロケータと、左勝手の切削インサート用ロケータである。どちらか一方の種類のロケータ3が必ず右勝手用又は左勝手用のいずれかに限定されることはない。すなわち、凸部14がより先端側にあるロケータ3が右勝手用の場合では他方が左勝手用になり、凸部14がより基端側にあるロケータ3が右勝手用の場合では他方が左勝手用となる。本実施形態では、凸部14がより先端側にあるロケータ3(すなわち、図3に記載されているロケータ)が左勝手用のロケータであり、凸部14がより基端側にあるロケータ3(すなわち、図4に記載されているロケータ)が右勝手用のロケータである。どちらがどの勝手になるのかは、切削インサート4との兼ね合いで決定される。
また、ロケータ3の切削インサート4と当接する側の側面には、内側に向かって切りかかれたV字溝15が形成されている。このV字溝15は、各凹部11、12、13と凸部14を除いて、この側面の長手方向全長にわたって形成されている。
ロケータ3の固定部10は、図3に示されているように、略直方形の全体形状をしており、前述した着座部9と一体的に形成されている。着座部9は、固定部10の一方の側面側に偏って配置されている。そして、着座部9に隣接して取り付け穴が形成されている。この取り付け穴にねじを螺入することで、ロケータ3はボデー2に確実に固定される。
切削インサート4は、図5で示されているように、略船形の形状をなしている。具体的には、すくい面を構成する上面と、ロケータ3と当接する下面と、長細い略台形形状の側面16と、側面16に対向するように配置されており且つ側面16とほぼ同形状の側面17と、上面と下面と側面16と側面17とを接続する2つの側面と、から形成されている。切削インサート4の側面16側からの端面視において、側面16及び側面17における略台形形状の短い方の長辺18側の面(下面)は、ロケータ3と当接する部分である。略台形形状の長い方の長辺19側の面(上面)と2つの短辺20側の側面との交差稜線には、切れ刃が形成されている。よって、この切削インサート4は、左右逆に付け替えることで2つのコーナを切削に使用することができる。上面の切れ刃付近の部分は、すくい面として機能する。このすくい面は、切削インサート4の内方に向かって傾斜した面より構成されている。短辺20側の側面、側面16及び側面17は逃げ面として機能する。また、切削インサート4を長い方の長辺19側に位置している上面から見たとき、側面17側の長い方の長辺19が側面16側の長い方の長辺19よりも短い。そのため、両方の切れ刃には側面16側から側面17側に向けて傾斜部分が設けられている。この構成によって、本実施形態の切削インサート4では、右勝手と左勝手という種別が生じる。切削インサート4を左右逆に付け替えることで、右勝手と左勝手を切り替えることができる。
さらに、切削インサート4の側面16側からの端面視において、短い方の長辺18側には切削インサート内方に陥没する凹部21が設けられている。この凹部21は、入口側から末端側に向けた2つの側面と、それら側面と接続する末端面とから形成されている。そして、側面と末端面との接続部は曲線状に形成されている。2つの側面同士は平行の関係にある。しかし、凹部21の形状は、以上のものに限定されず適宜変更することができる。さらに、本実施形態においては、この凹部21は、切削インサート4の側面16側からの端面視において、短い方の長辺18側を上で長い方の長辺19側を下として考えるときに、短い方の長辺18の中央点よりも右側に偏って設けられている。本実施形態では、勝手と凹部21の位置の組み合わせが以上のようになっているが、これ以外の組み合わせでも構わない。すなわち、凹部21は中央点より右に偏っていてもよいし、左に偏っていてもよい。このように本実施形態では凹部21の配置箇所を中央点からずらしているが、凹部21を短い方の長辺21の中央点に設けることも可能である。しかし、後述するように、凹部21の配置箇所を中央点からずらすことが好ましい。
また、切削インサート4を短辺20側の側面から見たとき、短い方の長辺18側に位置している下面は外方に向かって突出したV字形状に形成されていることが好ましい。この切削インサート4の突出したV字形状の下面22は、前述したロケータのV字溝15と対応する形状である。
また、切削インサートの側面16側からの端面視において、短辺20側の側面と長い方の長辺19側の上面とは鋭角で交差していることが好ましい。そして、長い方の長辺19側の上面には、切れ刃から一定距離離れた後に切削インサート4の外方に向かって突出し一定距離にわたって直線状となった平坦区間が形成されている。この直線状の平坦区間はくさび部材5と当接する箇所である。
本実施形態の切削インサート4は、超硬合金、コーティングされた超硬合金、サーメット、セラミック、又はダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素を含有する超高圧焼結体といった硬質材料からなる。また、図に示されてはいないが、すくい面を構成する上面には、切りくず処理性の向上などを目的としてチップブレーカを形成することも可能である。チップブレーカの形状は、切削する被削材の種類や切削インサートの材種などの要素を考慮して、適宜決定することができる。また、切れ刃の強度向上を目的として、切れ刃にホーニングやランドを形成することも可能である。ホーニングやランドの形状に関しても、切削する被削材の種類や切削インサートの材種などの要素を考慮して、適宜決定することができる。
以上説明してきた切削インサート4は、左右の勝手が存在するタイプである。しかしながら、本発明はこれに限定されることはなく、勝手の存在しない一般的な総形タイプの切削インサート、すなわち、上面側からみて長手方向の基準線に対して対称形状の切削インサートを使用することも可能である。だが、本発明おいては、後述するように、左右の勝手がある切削インサートを使用する方が好ましい。
くさび部材5は、図6に示されているように、切削インサート4を押圧する押圧部23と、くさび部材5をボデー2に固定するための固定部24と、から構成されている。押圧部23は、ボデー2の羽根部7と同等の厚さを有する平板状であり、切削インサート4と当接する側と、その反対側にある羽根部7と当接する側とで形状が異なっている。羽根部7と当接する側は直線状に形成されており、羽根部7と確実に広い面積で当接することができる。切削インサート4と当接する側は、くさび部材5側面視において、切削インサート4の長い方の長辺19側の上面にある平坦区間を押圧することができるように平坦状に形成された部分と、その部分よりもくさび部材5内方へ向かって一段低く形成された逃げ部分と、から構成されている。この逃げ部分は、切削に関与していない切れ刃とくさび部材5とが接触することによって、切れ刃が傷ついてしまうのを防止するために設けられている。
くさび部材5の固定部24は、略直方形の全体形状をしており、押圧部23と一体的に形成されている。押圧部23は、固定部24の一方の側面側に偏って配置されている。そして、押圧部23に隣接して取り付け穴が形成されている。この取り付け穴にねじを螺入することで、ロケータ3はボデー2に確実に固定される。
また、図に示されてはいないが、くさび部材5をボデー2に固定するねじには、その中心軸を通るように貫通穴を設けることができる。この貫通穴はクーラントが流れる通路となる。また、押圧部材はくさび部材5に限定されることは、切削インサート4を適切に押圧固定することができるものであれば、他のものであってもよい。
次に、以上説明した各部材の組み合わせについて説明する。図1に示されているのが、各部材を組み合わせて構成された刃先交換式回転工具1である。
ロケータ3は、図1に示されているように、ボデー2の羽根部7と当接するように羽根部7の工具回転方向K前方側に取り付けられている。より詳細には、ロケータ3は、凸部14が設けられている側とは反対の直線状部分がボデー2の羽根部7のロケータ当接部と接するように固定されている。その際、ロケータ3の固定部10に設けられているねじ穴にねじを螺入することによって、ロケータ3はボデー2の外周面に確実に固定される。そして、ロケータ3は羽根部7の1つの列において1つ飛ばしで配置されている。本実施形態の場合、1つの列における羽根部7の数は8つであるので、1つの列につき4つのロケータ3が装着されることになる。さらに、ロケータ3は、勝手の違いがある場合、1つの列において右勝手用のものと左勝手用のものとが交互に配置されている。すなわち、凸部14がより先端側にあるロケータ3と、凸部14が前述のものよりも基端側にあるロケータ3とが交互に配置されている。また、羽根部7の各列間において、ロケータ3は互い違いに配置されている。すなわち、ボデー2の端面側から見て、ロケータ3は同位相において列を1つ飛ばしで配置されている。本実施形態の場合、列の数は4つであるので、ボデー2の端面側から見て、1列目と3列目のロケータ3の配置が同じであり、2列目と4列目のロケータ3の配置が同じとなる。この際、同じ位相にある2つのロケータ3は互いに異なる勝手を有するように構成されている。本実施形態の場合、同じ位相において、1列目のロケータ3が右勝手用の場合は3列目のロケータ3は左勝手用となる。ロケータ3がボデー2に取り付けられるときには、ロケータ3の固定部10間の干渉を避けるため、固定部10同士が反対側を向くように配置される。なお、このロケータの配置順序は、本実施形態に限定されない。右勝手用と左勝手用とを同じ位相にする配置や交互にする配置は、他の配置順序でも可能である。
切削インサート4は、図7に示されているように、その突出したV字形状下面22がロケータ3のV字溝15と嵌め合うようにロケータ3に確実に取り付けられる。その際、切削インサート4は、ロケータ3の凸部14のロケータ先端側の側面と、切削インサート4の凹部21の対応する内側側面とが当接するようにロケータ3に配置される。このように切削インサート4がロケータ3に取り付けられたとき、切削に関与する側の短辺の稜線はロケータ3の先端稜線の延長線とほぼ同一の位置にある。反対側の短辺の稜線は、ロケータ3の着座部9の固定部10側(ボデー2側)側面と接触していない。すなわち、切削インサート4は、短辺の稜線とロケータ3の着座部9との間に隙間αが確保されるように配置されている。さらに、好ましくは、ロケータ3の凸部14のロケータ基端側の側面と、切削インサート4の凹部21の対応する内側側面とは、接触していない。すなわち、ロケータ3の凸部14のロケータ基端側の側面と、切削インサート4の凹部21の対応する内側側面との間には、隙間βが確保されている。
このとき、右勝手のロケータ3には右勝手の切削インサート4が取り付けられ、左勝手のロケータ3には左勝手の切削インサート4が取り付けられている。本実施形態の場合、左勝手用のロケータ3においては凸部14がより先端側に設けられているため、図7に示されているように、左勝手の切削インサート4をそのロケータ3に取り付けると、切削インサート3の切削に関与する側の短辺の稜線がロケータ3の先端稜線の延長線とほぼ同一の位置にくる。これは右勝手用のロケータ3と右勝手の切削インサート4においても同様である。
くさび部材5は、図8に示されているように、押圧部23が切削インサート4と当接するように配置される。より具体的には、押圧部23の平板状部分が切削インサート4の長い方の長辺側にある平坦区間と当接するように、くさび部材5はボデー2に固定される。そのため、くさび部材5が切削インサート4の使用されていない方の切れ刃と当接することがない。くさび部材5の固定部24に設けられているねじ穴にねじを螺入することによって、くさび部材5はボデー2の外周面に確実に固定される。くさび部材5がボデー2に取り付けられるときには、くさび部材5の固定部24間の干渉を避けるため、固定部24同士が反対側を向くように配置される。
前述したように、くさび部材5をボデー2に固定するねじには貫通穴が設けられている。この貫通穴はクーラントを噴出するための通路であり、クーラントはボデー2の内部から供給される。クーラントを噴出するための油穴はこれに限定されることはなく、従来のようにボデー2に設けられているものが他にもあってよい。
次に、本実施形態の刃先交換式回転切削工具1の作用・効果について説明する。
本実施形態の刃先交換式回転切削工具1においては、羽根部7が4列あるため、刃先交換式でありながらも、4つの溝を同時に切削加工することが可能である。この羽根部7の列数は前述したように2列以上であればよいため、本発明は本質的に複数の溝を同時に切削加工できるという高能率加工を実現するものである。刃先交換式であるので、刃部が損傷又は摩耗した場合には切削インサート4を取り換えればよいため、ソリッド工具と比較して非常に経済的である。
本実施形態の刃先交換式回転切削工具1においては、ロケータ3の凸部14のロケータ先端側の側面と切削インサート4の凹部21の対応する内側側面とが当接するようにして、切削インサート4がロケータ3に取り付けられている。それと同時に、切削インサート4の切削に関与していない側の切れ刃側(すなわち、ボデー2側)に位置している側面と、ロケータ3の基端側壁面と、の間に隙間αが確保されている。これによって、切削インサート4をロケータ3に取り付けた際の振れ精度が大きく向上している。すなわち、従来においては、切削インサート4の切削に関与していない切れ刃側の側面をロケータ3の基端側壁面に接触させることによって切削インサート4の位置決めをしていたが、本実施形態はその位置決めの位置をより切れ刃に近い位置(すなわち、ロケータ3の凸部14のロケータ先端側の側面)にしている。そのため、切削インサート4及びロケータ3の製造ばらつきによって生じる振れ精度への悪影響を極力抑制することが可能である。したがって、加工精度を大幅に向上することができる。複数溝を同時に切削する高能率加工の際には、加工精度に問題があった場合にやり直しをすると被削材を大きく無駄にすることになるので、このような加工精度の向上は高能率可能を安定的に行うために非常に有利な効果である。さらに、好ましくは、ロケータ3の凸部14のロケータ基端側の側面と、切削インサート4の凹部21の対応する内側側面との間に隙間βが設けられていることで、切削インサート4及びロケータ3の製造ばらつきによる影響をさらに吸収することが可能となる。これによって、上記振れ精度の悪化をさらに抑制することができる。
さらに、ロケータ3の凸部14が切削インサート4の凹部21によって挟まれる構成となっていることによって、工具の高速回転に由来する遠心力によって切削インサート4が飛散することが防止される。すなわち、高能率を求めて刃先交換式回転切削工具1を高速回転させたときに、誤ってくさび部材5による切削インサート4への押圧力が高速回転の遠心力に負けたとしても、ロケータ3の凸部14のロケータ基端側の側面と切削インサート4の凹部21の対応する内側側面とが当接することで、切削インサート4がロケータ3から外れて飛び出すことを防止できる。したがって、高速回転時における安全性が大きく向上した安定的な切削が実現される。これは、高能率加工を行うために回転切削工具を高速回転させることが前提の溝入れ加工において有利な効果である。
このとき、切削インサート4にV字形状下面22を設け、ロケータ3にV字溝15を設けることが好ましい。V字形状下面22とV字溝15とが係合するように、切削インサート4はロケータ3に取り付けられることで、切削インサート3は横方向の動きが規制され、V字溝15に沿った方向のみにガイドされる。したがって、前述した振れ精度向上効果及び飛散防止効果を確実に実現することが可能となる。
また、羽根部7の1つの列においては、切削インサート4の数が偶数であり、右勝手の切削インサート4と左勝手の切削インサート4が交互に配置されていることが好ましい。すなわち、1つの加工する溝に対して切れ刃が千鳥状に配置されていることが好ましい。この場合、1種類の総形の切削インサートを使用して加工する場合と比較し、1つの切削インサート4あたりの切削抵抗が低く抑えられる。そのため、切削インサート4の損傷や摩耗、さらにはびびりを大きく抑制することが可能である。また、切削インサート4は、ボデー2を端面側から見て、切削インサート4が、同じ位相において1つ飛ばしの列で配置されていることが好ましい。これによって、一度に被削材に食い込む切削インサート4の数は羽根部7の全列のうち半分の列に配置されているものだけになり、回転切削工具全体にかかる切削抵抗を大きく軽減することができる。さらに、同じ位相において列を1つ飛ばしで配置されている各々の切削インサート4は、その同じ位相において隣接している他の切削インサートとは勝手が異なることが好ましい。すなわち、同じ位相において右勝手の切削インサート4と左勝手の切削インサート4とが交互に配置されていることが好ましい。この場合、一度に被削材に食い込む複数の切削インサート4は、右勝手のものと左勝手のものとが同数である。したがって、図1に示されているように、一度に被削材に食い込む切削インサート4は、全体で左右対称の配置となっている。これによって、複数の切削インサート4が被削材に食い込むときの切削バランスが良好となり、被削材に形成された溝と溝の間の壁部に対して横方向に働く不適切な力を減少させることができるので、壁部の倒れや変形を抑制することが可能となる。この効果は、溝と溝の間の壁部の幅が薄い加工物を作成する際において非常に有利である。また、上記してきた種々の効果は、高能率加工を目指して回転切削工具を高速回転させるときにおいて、特に効果を発揮する。なぜならば、回転切削工具を高速回転させると、切削インサート4にかかる切削抵抗及び切削インサート4の配列による被削材への影響が、従来の回転速度の場合と比較して顕著に大きくなるからである。
また、切削インサート4に勝手がある場合は、ロケータ3の凸部14は、右勝手用の場合と左勝手用とで先端からの距離をずらして配置されていることが好ましい。この場合、切削インサート4の凹部21も、短い方の長辺18の中央点からずらされた対応する位置に配置されている。このように構成すると、ロケータ3の勝手と切削インサート4の勝手とが正しく組み合わされないとき、例えば左勝手用のロケータ3に右勝手の切削インサート4を装着しようとしても、ロケータ3に切削インサート4が正しく装着されない。つまり、装着できなかったり、切削に関与する切れ刃側の側面がロケータ3の先端から大きく飛び出したりする。したがって、勝手を間違ってロケータ3に切削インサート4が装着される間違いを防止することができる。
また、ロケータ3を分割構成とすることが好ましい。複数の切削インサート4を1つのロケータ3で固定すると、それぞれの切削インサート4の製造ばらつきによって、押圧力にばらつきが生じる。1つの切削インサート4につき1つのロケータ3を使用することで、各々の切削インサート4に由来する悪影響に他の切削インサート4が影響されることがなくなる。また、例えば、ある切削インサート4にびびりが生じていたとしても、それがロケータ3を介して他の切削インサート4に伝達されることが少なくなる。したがって、高速切削においてしばしば生じる切削インサート4に由来する悪影響を抑制することができる。同時に、ロケータ3を個別に位置調整することが可能であるので、ボデー2の外周面の幅方向における切れ刃の高精度管理が可能となり振れ精度が向上する。
また、くさび部材5をボデー2に固定するねじにクーラントを噴出するための貫通穴が設けられていることが好ましい。これによって、くさび部材5の周囲にクーラント穴を設けられない場合と比べて、切れ刃に近い場所からクーラントを噴射することが可能となる。回転工具を高速回転させる高能率加工においては、多くの熱が発生するので、このような構成は非常に有利である。また、ノズルなどを用いた場合、確かに切れ刃の近くからクーラントを供給できるが、部品点数が増えてコストが増加する。これに対し、本実施形態では、ねじに穴をあけるだけで済むのでコストを抑制することも可能である。
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は種々の変更が可能であり、本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、置換、変更が可能である。
1 刃先交換式回転切削工具
2 ボデー
3 ロケータ
4 切削インサート
5 押圧部材(くさび部材)
6 略円筒形状部分
7 羽根部
8 ボア
9 着座部(ロケータ)
10 固定部(ロケータ)
11 第1の凹部
12 第2の凹部
13 第3の凹部
14 凸部
15 V字溝
16 側面
17 側面
18 短い方の長辺
19 長い方の長辺
20 短辺
21 凹部
22 V字形状下面
23 押圧部(くさび部材)
24 固定部(くさび部材)
2 ボデー
3 ロケータ
4 切削インサート
5 押圧部材(くさび部材)
6 略円筒形状部分
7 羽根部
8 ボア
9 着座部(ロケータ)
10 固定部(ロケータ)
11 第1の凹部
12 第2の凹部
13 第3の凹部
14 凸部
15 V字溝
16 側面
17 側面
18 短い方の長辺
19 長い方の長辺
20 短辺
21 凹部
22 V字形状下面
23 押圧部(くさび部材)
24 固定部(くさび部材)
Claims (9)
- 略円形をなす2つの端面と該端面間を接続する外周面とを有するボデー(2)と、該ボデー(2)に装着されたロケータ(3)と、該ロケータ(3)に装着された切削インサート(4)と、該切削インサート(4)を該ロケータ(3)に向けて押圧するために該ボデー(2)に装着された押圧部材(5)と、から少なくとも構成される刃先交換式回転切削工具において、
前記ボデー(2)の外周面には、複数の羽根部(7)が該ボデー(2)と一体的に設けられており、
前記複数の羽根部(7)は、1列につき複数個並ぶように複数列にわたって前記外周面に並列されており、
前記ロケータ(3)は、前記羽根部(7)に接するように装着されており、
前記ロケータ(3)の前記切削インサート(4)と当接する面には、少なくとも1つの凸部(14)が形成されており、
前記切削インサート(4)の前記ロケータ(3)と当接する面には、少なくとも1つの凹部(21)が形成されており、
前記切削インサート(4)は、前記凹部(21)が前記ロケータ(3)の凸部(14)に嵌るように前記ロケータ(3)に装着されており、
前記ロケータ(3)の凸部(14)のロケータ先端側の側面と前記切削インサート(4)の凹部(21)の対応する内側側面とは当接しており、前記ロケータ(3)の基端側壁面と前記切削インサート(4)のボデー(2)側に位置していている側面との間には隙間(α)が設けられていることを特徴とする刃先交換式回転切削工具。 - 前記ロケータ(3)の凸部(14)のロケータ基端側の側面と前記切削インサート(4)の凹部(21)の対応する内側側面との間には隙間(β)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の刃先交換式切削工具。
- 前記切削インサート(4)は、前記ロケータ(3)と当接する側に、外方に突出するV字形状下面(22)を有しており、
前記ロケータ(3)は、前記切削インサート(4)と当接する側に、内方に窪んだV字溝(15)を有しており、
前記切削インサート(4)のV字形状下面(22)と前記ロケータ(3)のV字溝(15)とが係合していることを特徴とする請求項1又は2に記載の刃先交換式回転切削工具。 - 前記羽根部(7)は1列につき偶数個配置されており、
前記切削インサート(4)は、1つの列につき右勝手のものと左勝手のものとが交互に配列されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具。 - 前記羽根部(4)は偶数列配置されており、
前記切削インサート(4)は、前記ボデー(2)を端面側から見たときに、同じ位相において列を1つ飛ばしで配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具。 - 前記切削インサート(4)は、同じ位相において隣接している他の切削インサート(4)とは異なる勝手を有していることを特徴とする請求項5に記載の刃先交換式回転切削工具。
- 前記ロケータ(3)の凸部(14)は、右勝手用と左勝手用とでロケータ先端から距離をずらして配置されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具。
- 1つの前記切削インサート(4)につき1つの前記ロケータ(3)が使用されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具。
- 前記押圧部材(5)を前記ボデー(2)に固定するためのねじには、クーラントを噴出するための貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具。
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JP2011252385A JP2015024445A (ja) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 刃先交換式回転切削工具 |
Publications (1)
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JP2015024445A true JP2015024445A (ja) | 2015-02-05 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011252385A Pending JP2015024445A (ja) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | 刃先交換式回転切削工具 |
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2011
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