JP2017136670A - 刃先交換式バイト用ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】上顎部の剛性を損なうことなく十分なクランプ力を得るとともに、切削インサートの着脱を繰り返しても上顎部に摩耗が生じるのを防いで、ホルダ寿命の延長を図る。【解決手段】ホルダ本体の板状のインサート取付部２にインサート取付座３とスリット４が形成され、インサート取付座３の２つの内側面のうち一方は着座面３Ａ、他方は押圧面３Ｂとされ、インサート取付部２の着座面３Ａが形成された側は下顎部２Ａ、押圧面３Ｂが形成された側は弾性変形可能な上顎部２Ｂとされ、上顎部２Ｂには、押圧面３Ｂよりも後端側のスリット４の上顎部側内側面４Ｂに、板厚方向から見て上顎部側内側面４Ｂから円弧状に凹む凹部５が形成され、下顎部２Ａには、板厚方向から見て弧状をなし、凹部５側を向く内壁面６Ａと凹部５の中心との距離が後端から先端に向かうに従い漸次小さくなる弧状溝６が形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、溝入れ・突っ切り加工用の切削インサートが着脱可能に取り付けられる刃先交換式バイト用ホルダに関するものである。

このような刃先交換式バイト用ホルダとして、特許文献１〜３には、板状のホルダ本体先端部にインサート取付座を形成することによって上顎部と下顎部とを形成し、２つのピンが突出したレンチによって上顎部を下顎部に対して離間するように弾性変形させた状態で溝入れ・突っ切り加工用の切削インサートをインサート取付座に着座させた後、元の状態に戻すことにより切削インサートを押圧してクランプするようにしたものが記載されている。

ここで、特許文献１に記載された刃先交換式バイト用ホルダでは、上顎部にレンチの一方のピンが挿入される孔が形成されるとともに、下顎部には他方のピンが挿入される長楕円形状の溝が形成されている。また、特許文献２、３に記載された刃先交換式バイト用ホルダでは、下顎部に孔が形成されるとともに、上顎部のインサート取付座よりも後端側に溝が形成されている。孔側を向く溝の内壁面は先端側に向けて孔の中心との距離が漸次小さくなるように形成されており、レンチを一方のピン回りに先端側に回転させることによって他方のピンを溝の上記内壁面に摺接させて上顎部を押し上げ、下顎部に対して離間するように弾性変形させる。

特表２００１−５１７５５５号公報 特開２０００−３４３３０４号公報 特許第３６５７６１３号公報

しかしながら、上顎部は弾性変形を可能とするため、その上面と切削インサートを押圧する押圧面との間の肉厚が小さいので、特許文献１に記載された刃先交換式バイト用ホルダのように上顎部に孔を形成すると上顎部の剛性が必要以上に低下してしまい、切削インサートをクランプするクランプ力も不十分となるおそれがある。また、特許文献２、３に記載された刃先交換式バイト用ホルダでは、レンチの他方のピンが摺接する溝の内壁面は上顎部側に形成されることになるため、切削インサートの着脱を繰り返すうちには、この内壁面の先端側が摩耗してしまい、上顎部を十分に弾性変形させることができなくなってホルダ寿命が短縮する結果となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上顎部の剛性を損なうことがなく、十分なクランプ力を得ることができるとともに、切削インサートの着脱を繰り返しても上顎部に摩耗が生じるのを防いで、ホルダ寿命の延長を図ることが可能な刃先交換式バイト用ホルダを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、ホルダ本体に設けられた板状のインサート取付部に、このインサート取付部の先端部に開口して溝入れ・突っ切り加工用の切削インサートが着脱可能に取り付けられるインサート取付座が該インサート取付部の板厚方向に貫通するように形成されるとともに、このインサート取付座の後端部には、該インサート取付座に連通して後端側に延びるスリットが形成されており、上記スリットを間にして対向する上記インサート取付座の２つの内側面のうち、一方の内側面は上記切削インサートが着座させられる着座面とされるとともに、他方の内側面は上記切削インサートを上記着座面側に押圧する押圧面とされ、上記インサート取付部のうち、上記着座面が形成された側は下顎部とされるとともに、上記押圧面が形成された側は上記下顎部に対して離間する方向に弾性変形可能な上顎部とされ、上記上顎部には、上記押圧面よりも後端側の上記スリットの上顎部側内側面に、上記板厚方向から見てこの上顎部側内側面から円弧状に凹む凹部が形成されるとともに、上記下顎部には、上記板厚方向から見て弧状をなし、上記凹部側を向く内壁面と該凹部の中心との距離が後端から先端に向かうに従い漸次小さくなる弧状溝が形成されていることを特徴とする。

このように構成された刃先交換式バイト用ホルダにおいては、上述のような２つのピンが突出したレンチの一方のピンを上記凹部に挿入するとともに他方のピンは弧状溝の後端部に挿入し、一方のピン回りにレンチを先端側に回転させることによって上顎部を押し上げて弾性変形させる。ここで、凹部の中心との距離が後端から先端に向かうに従い漸次小さくなって他方のピンが摺接する内壁面を備えた弧状溝は下顎部に形成されているので、上顎部が摩耗することは少なく、長いホルダ寿命を得ることができる。

そして、レンチの一方のピンが挿入される凹部は、上顎部の上記押圧面よりも後端側のスリットの上顎部側内側面から円弧状に凹むように形成されているので、円形の孔を形成する場合のように上顎部が大きく切り欠かれることはなく、また押圧面の面積が小さくなることもない。このため、上顎部の剛性が低下するのを抑えるとともに押圧面の面積を大きく確保することができ、切削インサートを十分なクランプ強度で取り付けることが可能となる。

また、こうして一方のピンが挿入される凹部を円弧状に凹むように形成した場合には、この凹部と上顎部の上面との間の幅も大きく確保することができる。このため、上顎部の剛性を損なわない範囲で、上記インサート取付部の少なくとも上記上顎部にクーラント孔を穿設し、凹部と上顎部の上面との間を通して該上顎部の先端部に開口させることができ、切削インサートの切刃の効率的な冷却や潤滑を図ることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、上顎部の摩耗によるホルダ寿命の短縮や剛性低下によるクランプ強度不足を防いで、長期に亙って切削インサートを確実にクランプして安定した溝入れ・突っ切り切削加工を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態における切削インサートを取り付けた状態の斜視図である。 図１に示す状態の側面図である。 図１に示す状態のインサート取付部の拡大側面図である。 本発明の一実施形態における切削インサートを取り外した状態の斜視図である。 図４に示す状態の側面図である。 図１ないし図５に示す実施形態において切削インサートを着脱するのに用いるレンチの（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、（ｃ）正面図である。

図１ないし図５は本発明の一実施形態を示すものであり、図６はこの実施形態において切削インサートＩを着脱するのに用いるレンチＷを示すものである。このうち、レンチＷは、そのレンチ本体Ｗ１が鋼材等により本実施形態では図６に示すように断面正六角形の軸状に形成され、このレンチ本体Ｗ１の先端部（図６（ａ）〜（ｃ）において上側部分）には、レンチ本体Ｗ１の長手方向に垂直かつ互いに平行に突出する２つの同形同大の円柱状のピンＰ１、Ｐ２が上記長手方向に間隔をあけて形成されている。

本実施形態の刃先交換式バイト用ホルダは、そのホルダ本体１が鋼材等により略長方形の薄板状に形成されていて、この長方形状をなす２つの側面１Ａと、この長方形の長手方向（図１、図３、および図５において左右方向）を向いて該長方形の短辺に沿う２つの端面１Ｂと、該長方形の長辺に沿う２つの細長面１Ｃとを備えている。また、ホルダ本体１は、側面１Ａがなす長方形の中心を通ってホルダ本体１の板厚方向（図１、図３、および図５において図面に直交する方向）に延びる中心線回りに１８０°回転対称形状とされている。

本実施形態のホルダ本体１では、側面１Ａがなす長方形の１つの対角線上に位置する２つの角部（図２および図５において左上と右下の角部）に、ホルダ本体１と同じく板状をなすインサート取付部２がそれぞれ形成されている。なお、これらの角部において、上記細長面１Ｃには、上記板厚方向から見て凹円弧状に切り欠かれた切欠部１Ｄが形成されている。また、この切欠部１Ｄから長手方向に僅かに間隔をあけた位置から反対側では、細長面１Ｃは長手方向に直交する断面において凸Ｖ字状に形成されている。

各インサート取付部２には、それぞれのインサート取付部２の先端部（図３において左上側部分）に開口するインサート取付座３が、ホルダ本体１の板厚方向と同じインサート取付部２の板厚方向に貫通するように形成されている。インサート取付座３は、ホルダ本体１の長手方向におけるインサート取付部２の後端側（図３において右側）に向かうに従い、インサート取付部２が形成された角部が位置するホルダ本体１の細長面１Ｃから反対側の細長面１Ｃに向けて傾斜している。また、インサート取付座３の後端部には、該インサート取付座３に連通してインサート取付部２の後端側に延びるスリット４が形成されている。

従って、インサート取付座３には、スリット４を間にして互いに対向する２つの内側面が形成されることになり、このうちインサート取付部２が形成された角部側を向く一方の内側面は切削インサートＩが着座させられる着座面３Ａとされるとともに、他方の内側面は切削インサートＩを着座面３Ａ側に押圧する押圧面３Ｂとされている。なお、これら着座面３Ａと押圧面３Ｂは、切削インサートＩが取り外された状態では図５に示すように略平行に延びているとともに、この着座面３Ａと押圧面３Ｂが延びる方向に直交する断面においては凸Ｖ字状に形成されている。

また、これら着座面３Ａと押圧面３Ｂとの間のインサート取付座３の後端部には、着座面３Ａに対しては鋭角に交差する方向で、押圧面３Ｂに対しては鈍角に交差する方向に延びる当接面３Ｃが着座面３Ａおよび押圧面３Ｂと間隔をあけて先端側を向くように形成されている。さらに、インサート取付座３の着座面３Ａと当接面３Ｃとの間には円形孔が形成されて逃げ部３Ｄとされている。

このようなインサート取付座３と上記スリット４によって分けられたインサート取付部２の２つの部分うち、着座面３Ａが形成された側は下顎部２Ａとされるとともに、押圧面３Ｂが形成された側は上顎部２Ｂとされる。ここで、上記端面１Ｂに沿った方向の上顎部２Ｂの幅は下顎部２Ａの幅よりも十分に小さくされており、上顎部２Ｂはスリット４の後端側を中心に下顎部２Ａに対して離間する方向に弾性変形可能とされている。

また、上記スリット４は、インサート取付座３の当接面３Ｃと押圧面３Ｂの間から後端側に向けて、押圧面３Ｂに対して急角度で着座面３Ａから離間する方向に短く延びた後、同じ方向にこれよりも緩やかな角度で長く延びるように曲折して略一定の幅で形成されるとともに、スリット４の後端にはこのスリット４の幅よりも大きな直径の円形孔４Ａが形成されている。さらに、スリット４の互いに対向する２つの内側面のうち上記上顎部２Ｂ側の内側面は、スリット４と同様に曲折する上顎部側内側面４Ｂとされる。

そして、この上顎部側内側面４Ｂには、上記板厚方向から見て上顎部側内側面４Ｂから円弧状に凹む凹部５が形成されている。本実施形態における凹部５は、上述のようにスリット４と同様に曲折した上顎部側内側面４Ｂが曲折する部分に略半円状に凹むように形成されており、従ってインサート取付座３の押圧面３Ｂよりもインサート取付部２の後端側に形成される。この半円状をなす凹部５の内径は、レンチＷの円柱状のピンＰ１、Ｐ２が嵌合可能な大きさとされている。

一方、下顎部２Ａには、上記板厚方向から見て凹部５がなす半円の中心を略中心とした円弧状の弧状溝６が、インサート取付座３と間隔をあけて、上記長手方向において凹部５と略等しい位置から後端側に延びるように形成されている。この弧状溝６の溝幅はレンチＷのピンＰ１、Ｐ２の直径よりも僅かに大きな一定幅とされているが、弧状溝６の互いに対向する２つの内壁面のうち凹部５側を向く内壁面６Ａは、この凹部５の中心との距離が弧状溝６の後端から先端に向かうに従い漸次小さくなるように形成されている。

具体的に、この弧状溝６は、その後端における溝幅の中心と上記凹部５の中心との距離がレンチＷの２つのピンＰ１、Ｐ２の中心同士の間の距離と等しく設定されている。従って、図１および図２に示したようにレンチＷの先端側のピンＰ１を凹部５に嵌合させるとともに、後端側のピンＰ２を弧状溝６の後端に挿入した状態で、このピンＰ２と弧状溝６の２つの内壁面との間に僅かな間隔があけられる。

これに対して、弧状溝６の先端においては、凹部５の中心と弧状溝６の凹部５側を向く上記内壁面６Ａとの距離が、レンチＷの２つのピンＰ１、Ｐ２の中心同士の間の距離とピンＰ２の半径との和よりも僅かに小さくなるように設定されており、すなわち厳密には弧状溝６がなす円弧の中心は凹部５がなす半円の中心に対して偏心している。従って、図１および図２に示した状態からピンＰ１を中心にレンチＷを先端側に回転させて、図４および図５に示すようにピンＰ２を弧状溝６の先端に移動させると、ピンＰ２が上記内壁面６Ａに摺接してピンＰ１により上顎部２Ｂが押し上げられ、上述のように下顎部２Ａに対して離間する方向に弾性変形させられる。

さらに、インサート取付部２には、図３に破線で示すように少なくとも上顎部２Ｂにクーラント孔７が穿設されており、このクーラント孔７は上顎部２Ｂの先端部に開口している。本実施形態のクーラント孔７においては、ホルダ本体１の１つの側面１Ａに垂直に有底のクーラント供給孔７Ａが形成され、このクーラント供給孔７Ａから上記長手方向にインサート取付部２の先端側に向けて第１クーラント供給路７Ｂが穿設されて下顎部２Ａの端面１Ｂに達している。ただし、この第１クーラント供給路７Ｂの端面１Ｂにおける開口部は埋め栓７Ｃによって封止されている。

一方、下顎部２Ａ側のホルダ本体１の細長面１Ｃからは、第１クーラント供給路７Ｂに交差する第２クーラント供給路７Ｄが、反対の上顎部２Ｂ側の細長面１Ｃ側に向かうに従いインサート取付部２の先端側に向かうように延びて、この上顎部２Ｂ側の細長面１Ｃの手前に達している。なお、この第２クーラント供給路７Ｄの下顎部２Ａ側の細長面１Ｃにおける開口部も埋め栓７Ｃによって封止されている。

そして、上顎部２Ｂ側の細長面１Ｃ手前における第２クーラント供給路７Ｄの端部からは、この上顎部２Ｂ側の細長面１Ｃとスリット４の円形孔４Ａおよび上記凹部５との間に間隔をあけて、上顎部側クーラント吐出孔７Ｅがインサート取付部２の先端側に向かうに従い僅かに下顎部２Ａ側に向かうように傾斜して上顎部２Ｂに穿設されており、この上顎部側クーラント吐出孔７Ｅは上記切欠部１Ｄに開口している。また、本実施形態では、下顎部２Ａにも、第１クーラント供給路７Ｂの先端部から先端側に向かうに従い上顎部２Ｂ側に傾斜して延びる下顎部側クーラント吐出孔７Ｆが穿設されていて、インサート取付座３の着座面３Ａ近傍の端面１Ｂに開口している。

このような刃先交換式バイト用ホルダに着脱可能に取り付けられる溝入れ・突っ切り加工用の上記切削インサートＩは、ホルダ本体１よりも高硬度の超硬合金等の硬質材料により形成された、図４および図５に示すような略偏六角形の厚肉板状のインサート本体１１を備えている。このインサート本体１１の６つの端面のうち、互いに背を向けた２つの端面は後端側に向かうに従い間隔が僅かに広くなるように角度がつけられており、その一方はインサート取付座３の着座面３Ａに着座させられる取付面１１Ａとされるとともに、他方は押圧面３Ｂによって押圧される被押圧面１１Ｂとされ、それぞれ着座面３Ａと押圧面３Ｂに当接可能な断面凹Ｖ字状に形成されている。また、これらの取付面１１Ａと被押圧面１１Ｂとの間の間隔は、切削インサートＩが取り外された状態の着座面３Ａと押圧面３Ｂとの間隔よりも僅かに大きく設定されている。

また、こうして取付面１１Ａを着座面３Ａに着座させるとともに被押圧面１１Ｂが押圧面３Ｂによって押圧されて切削インサートＩがインサート取付座３に取り付けられた状態で、インサート取付部２の先端側に向けられるインサート本体１１の２つの端面のうち、被押圧面１１Ｂに連なる上顎部２Ｂ側の端面はすくい面１１Ｃとされるとともに、取付面１１Ａに連なる下顎部２Ａ側の端面は逃げ面１１Ｄとされ、これらすくい面１１Ｃと逃げ面１１Ｄとの交差稜線部にはホルダ本体１の板厚よりも長い切刃１２が形成されている。さらに、この取付状態において、被押圧面１１Ｂに連なってインサート取付部２の後端側に向けられる端面はインサート取付部２の上記当接面３Ｃに当接され、取付面１１Ａに連なってインサート取付部２の後端側に向けられる端面は逃げ部３Ｄに収容される。

このような切削インサートＩを上記実施形態の刃先交換式バイト用ホルダに取り付けるには、上述のようにレンチＷのピンＰ１を凹部５に嵌合させるとともにピンＰ２を弧状溝６の後端に挿入し、レンチ本体Ｗ１をピンＰ１回りにインサート取付部２の先端側に回転させてピンＰ２を弧状溝６の凹部５側を向く内壁面６Ａに摺接させることにより、上顎部２Ｂを押し上げて弾性変形させる。このときのインサート取付座３の着座面３Ａと押圧面３Ｂとの間の間隔はインサート本体１１の取付面１１Ａと被押圧面１１Ｂとの間の間隔よりも大きく設定されており、取付面１１Ａを着座面３Ａに着座させて当接面３Ｃに当接するまで、インサート本体１１をインサート取付部２の先端側からインサート取付座３に挿入することができる。

そして、この状態からレンチ本体Ｗ１を上記とは逆に後端側に回転させてピンＰ２を弧状溝６の後端に戻すと、弾性変形していた上顎部２Ｂも元の状態に戻ってインサート本体１１の被押圧面１１Ｂが押圧面３Ｂにより押圧され、着座面３Ａと押圧面３Ｂとの間にインサート本体１１が挟み込まれて切削インサートＩがクランプされる。また、切削インサートＩを取り外すときには、上記と同様に上顎部２Ｂを押し上げて弾性変形させ、インサート本体１１をインサート取付座３から抜き出せばよい。

このように構成された刃先交換式バイト用ホルダにおいては、上顎部２Ｂを押し上げて弾性変形させる際にピンＰ２が摺接する内壁面６Ａが形成された弧状溝６は、インサート取付部２の幅広の下顎部２Ａに形成されているので、切削インサートＩの着脱を繰り返してもピンＰ２の摺接によって幅狭の上顎部２Ｂは摩耗することが少ない。このため、弾性変形によって切削インサートＩを押圧する押圧面３Ｂが形成される上顎部２Ｂの損傷を抑えて、ホルダ寿命の延長を図ることができる。

さらに、上記構成の刃先交換式バイト用ホルダでは、レンチＷのピンＰ１が挿入されて嵌合する凹部５は、上記押圧面３Ｂよりも後端側のスリット４における上顎部側内側面４Ｂから円弧状に凹むように形成されている。従って、上顎部２Ｂに円形の孔を開けてピンＰ１を嵌合させるのに比べて上顎部２Ｂが切り欠かれる部分を小さくすることができるとともに押圧面３Ｂの面積が小さくなることもないので、上顎部２Ｂの剛性が低下するのを抑えつつ押圧面３Ｂの面積を確保することができ、切削インサートＩを十分なクランプ力で押圧してインサート取付部２に取り付けて安定した溝入れ・突っ切り加工を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、このようにレンチＷのピンＰ１が挿入されるのが上顎部側内側面４Ｂから円弧状に凹む凹部５であるので、この凹部５と上顎部２Ｂの上面（本実施形態では切欠部１Ｄ）との間にある程度の幅を確保することができる。そして、これに併せて本実施形態では、少なくとも上顎部２Ｂにクーラント孔７を穿設して、その上顎部側クーラント吐出孔７Ｅを上顎部２Ｂ先端部の上記切欠部１Ｄに開口させている。

このため、上顎部２Ｂの剛性を必要以上に損なうことなく、切削加工時にこの上顎部側クーラント吐出孔７Ｅから切削油剤等のクーラントを切削インサートＩのすくい面１１Ｃに沿って切刃１２に供給することができ、この切刃１２や被削材の切削部位を効率的に冷却、潤滑することができる。しかも、本実施形態では、インサート取付座３近傍の端面１Ｂにも下顎部側クーラント吐出孔７Ｆが開口しているので、さらに確実な冷却、潤滑を図ることができる。

なお、上記凹部５は、本実施形態のようにホルダ本体１の板厚方向から見て中心角が１８０°の半円状である必要はなく、例えば中心角１８０°未満の半円状であってもよい。また、本実施形態では、ホルダ本体１そのものが板状とされていて、これに伴いインサート取付部２も板状に形成されているが、例えば円筒状の被削材の内周面に溝入れ加工を行う内径加工用の刃先交換式バイト用ホルダの場合には、軸状のホルダ本体の先端部にホルダ本体の軸線に垂直に板状のインサート取付部２を設けてもよい。

１ ホルダ本体
２ インサート取付部
２Ａ 下顎部
２Ｂ 上顎部
３ インサート取付座
３Ａ 着座面
３Ｂ 押圧面
４ スリット
４Ｂ スリット４の上顎部側内側面
５ 凹部
６ 弧状溝
６Ａ 弧状溝６の凹部５側を向く内壁面
７ クーラント孔
１１ インサート本体
１１Ａ インサート本体１１の取付面
１１Ｂ インサート本体１１の被押圧面
１２ 切刃
Ｗ レンチ
Ｐ１、Ｐ２ ピン
Ｉ 切削インサート

Claims (2)

1. ホルダ本体に設けられた板状のインサート取付部に、このインサート取付部の先端部に開口して溝入れ・突っ切り加工用の切削インサートが着脱可能に取り付けられるインサート取付座が該インサート取付部の板厚方向に貫通するように形成されるとともに、このインサート取付座の後端部には、該インサート取付座に連通して後端側に延びるスリットが形成されており、
   上記スリットを間にして対向する上記インサート取付座の２つの内側面のうち、一方の内側面は上記切削インサートが着座させられる着座面とされるとともに、他方の内側面は上記切削インサートを上記着座面側に押圧する押圧面とされ、
   上記インサート取付部のうち、上記着座面が形成された側は下顎部とされるとともに、上記押圧面が形成された側は上記下顎部に対して離間する方向に弾性変形可能な上顎部とされ、
   上記上顎部には、上記押圧面よりも後端側の上記スリットの上顎部側内側面に、上記板厚方向から見てこの上顎部側内側面から円弧状に凹む凹部が形成されるとともに、上記下顎部には、上記板厚方向から見て弧状をなし、上記凹部側を向く内壁面と該凹部の中心との距離が後端から先端に向かうに従い漸次小さくなる弧状溝が形成されていることを特徴とする刃先交換式バイト用ホルダ。
2. 上記インサート取付部の少なくとも上記上顎部にはクーラント孔が穿設されていて、該上顎部の先端部に開口していることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式バイト用ホルダ。

Images