JP2021084138A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切削工具において、自由度の高い冷却用の回路を構成し、工具の冷却性を向上する。【解決手段】この切削工具１は、ホルダ２と、インサート３と、スローアウェイチップ４と、を備えている。ホルダ２は、取付面２１ａを有するチップ固定部２１が先端部に設けられ、取付面２１ａに冷却流体を導く供給通路２４を有する。インサート３は、チップ固定部２１の取付面２１ａに装着され、取付面２１ａに接触する底面３ａと、底面３ａと逆側の表面３ｂと、ホルダ２に接触しない開放面３ｅ，３ｆと、を有している。そして、インサート３は、供給通路２４からの冷却流体を底面３ａで受けて、表面３ｂ及び開放面３ｅ，３ｆに導く複数の排出通路３１を内部に有する。スローアウェイチップ４はインサート３の表面３ｂに着脱可能に固定されている。【選択図】図１

Description

本発明は切削工具に関する。

金属等を加工するために切削工具が用いられる。切削工具によって切削加工を行う場合、ワークと工具の刃先との間に熱が発生する。このため、工具の劣化を防ぎ、長寿命化を図るためには、工具の刃先を冷却することが重要である。

例えば、特許文献１に示された切削工具では、ホルダに、冷却流体であるクーラントを供給するための通路が形成されている。そして、この通路から供給されたクーラントが工具の刃先に向けて噴射されるようになっている。

特開２０１８−１１１２０５号公報

一般に、工具の側面とワークとのなす角度（逃げ角）は狭く、かつ切削点での工具温度は非常に高くなっている。このため、工具の刃先に噴射されたクーラントは沸騰して水蒸気状態になっていると考えられ、十分な冷却効果が得られていないのが現状である。

本発明の課題は、自由度の高い冷却用の回路を構成し、切削工具の冷却性を向上することにある。

（１）本発明に係る切削工具は、ホルダと、インサートと、スローアウェイチップと、を備えている。ホルダは、取付面を有するチップ固定部が先端部に設けられ、取付面に冷却流体を導く供給通路を有する。インサートは、チップ固定部の取付面に装着され、取付面に接触する底面と、底面と逆側の表面と、ホルダに接触しない開放面と、を有している。そして、インサートは、供給通路からの冷却流体を底面で受けて、表面及び開放面に導く複数の排出通路を内部に有する。スローアウェイチップはインサートの表面に着脱可能に固定されている。

この切削工具では、ホルダ内部の供給通路を通じて、ホルダの取付面に冷却流体が供給される。この冷却流体は、取付面に装着されたインサートの底面から、内部の排出通路を介してインサートの表面及び開放面に供給される。そして、表面に供給された冷却流体によって、インサートの表面に固定されたスローアウェイチップが冷却される。また、開放面から噴出された冷却流体によって、スローアウェイチップの全体と刃先が冷却される。

ここでは、インサートに複数の排出通路が形成され、この排出通路によってインサートの表面及び開放面に冷却流体が供給されるので、スローアウェイチップを効率よく冷却でき、冷却性が向上する。

（２）好ましくは、複数の排出通路のすべては、インサートの内部で連通している。このため、底面に開口した一部の排出通路に冷却流体を供給すれば、表面及び開放面に開口するすべての排出通路に冷却流体を導くことができる。

（３）好ましくは、インサートは、スローアウェイチップの底面と接触する接触部と、接触部から外部に突出する突出部と、を有している。この場合、突出部には排出通路からの冷却流体を噴射する噴射口が形成されている。

ここでは、突出部の噴射口から噴射された冷却流体によって、スローアウェイチップの刃先を冷却することができる。

（４）好ましくは、噴射口はスローアウェイチップの切れ刃に向かって冷却流体を噴射する。

（５）好ましくは、インサートは、ホルダの供給通路からの冷却流体を受けて複数の排出通路に導く溜まり部を底面に有する。

ここでは、複数の排出通路の一部がつながっていない場合であっても、ホルダからの冷却流体をいったん溜まり部に溜め、溜まり部を介して複数の排出通路に冷却流体を導くことができる。

以上のような本発明では、自由度の高い冷却用の回路を構成でき、工具の冷却性を向上することができる。

本発明の一実施形態による切削工具の外観斜視図。 切削工具のホルダの外観斜視図。 インサートの外観斜視図。 インサートの底面図。 図４のＶ−Ｖ線断面図。 スローアウェイチップの外観斜視図。

［構成］
図１に本発明の一実施形態による切削工具１を示している。この切削工具１は、ホルダ２と、インサート３と、スローアウェイチップ（以下、単に「チップ」と記載する場合もある）４と、を備えている。

図２は、インサート３及びチップ４を取り外したホルダ２のみを示している。図１及び図２に示すように、ホルダ２は、断面矩形の棒状に形成されており、先端部にチップ固定部２１が形成されている。チップ固定部２１は、ホルダ２の先端角部に、表面から所定の深さで凹むように形成されている。チップ固定部２１は、底面である取付面２１ａと、インサート３及びチップ４の２つの側面がそれぞれ接触する第１固定面２１ｂ及び第２固定面２１ｃと、を有している。第１固定面２１ｂ及び第２固定面２１ｃと対向する側は開放されている。取付面２１ａには、固定ボルト５が装着されるネジ孔２２が形成されている。

また、取付面２１ａには、所定の深さの供給孔２３が形成されている。ホルダ２の内部には、冷却流体としてのクーラントが供給される供給通路２４が形成されている。この供給通路２４の先端が、供給孔２３に連通している。これにより、供給通路２４及び供給孔２３を介して、クーラントがチップ固定部２１の取付面２１ａに供給される。

ホルダ２の表面には、クランプ固定用のネジ孔２５が形成されている。このネジ孔２５に装着されるクランプ６によって、チップ固定部２１に、インサート３及びチップ４が保持されている。

インサート３は、図３〜図５に示すように、矩形状であって所定の厚みを有しており、例えば鉄系合金で形成されている。図４はインサート３の底面図、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。インサート３は、チップ固定部２１の取付面２１ａに、チップ４とともに固定ボルト５により固定されている。

インサート３は、取付面２１ａに接触する底面３ａと、底面３ａと逆側の表面３ｂと、第１側面３ｃと、第２側面３ｄと、第３側面３ｅと、及び第４側面３ｆと、を有している。第１側面３ｃはチップ固定部２１の第１固定面２１ｂに接触し、第２側面３ｄはチップ固定部２１の第２固定面２１ｃに接触している。また、第３側面３ｅ及び第４側面３ｆは、ホルダ２には接触せず、開放された開放面となっている。

インサート３は、複数の排出通路３１と、固定用の貫通孔３２と、を有している。固定用の貫通孔３２は、インサート３の中央部を、表面３ｂから底面３ａに上下方向に貫通している。

複数の排出通路３１は、それぞれ複数の縦通路３１ａと、第１横通路３１ｂと、第２横通路３１ｃと、を有している。縦通路３１ａは、インサート３の底面３ａから表面３ｂに貫通している。第１横通路３１ｂは、第２側面３ｄ及び第３側面３ｅから縦通路３１ａに連通している。第２横通路３１ｃは、第１側面３ｃ及び第４側面３ｆから縦通路３１ａに連通している。すなわち、第１横通路３１ｂは開放面である第３側面３ｅに開口を有し、第２横通路３１ｃは開放面である第４側面３ｆに開口を有する。

なお、第１横通路３１ｂ及び第２横通路３１ｃのうちの両端部の２つは、直線状に延び、４つの縦通路３１ａに連通している。したがって、すべての縦通路３１ａと、第１横通路３１ｂ及び第２横通路３１ｃと、は連通している。このような構成のインサート３は、３Ｄプリンタによって容易に形成することができる。

インサート３の底面３ａには、図４及び図５に示すように、所定の深さの溜まり部３３が形成されている。溜まり部３３は、インサート３の周縁部と、貫通孔３２の周囲と、を除く領域において、表面側に窪む部分である。すなわち、溜まり部３３は、底面３ａから所定の深さで形成されている。複数の縦通路３１ａの先端は、この溜まり部３３に開口している。また、溜まり部３３は、チップ固定部２１の供給孔２３に平面視で重なっている。したがって、ホルダ２の供給通路２４及び供給孔２３からのクーラントは、インサート３の溜まり部３３に供給され、その後、縦通路３１ａ、第１横通路３１ｂ、及び第２横通路３１ｃに供給される。

チップ４は、矩形状であって所定の厚みを有しており、例えば超硬合金で形成されている。チップ４は、中央部に上下方向に貫通する固定用の貫通孔４１を有している。この貫通孔４１を貫通する固定ボルト５によって、チップ４はインサート３とともにホルダ２のチップ固定部２１に固定され、クランプ６によって保持されている。したがって、チップ４はホルダ２に対して着脱可能である。

チップ４は、逃げ面４ａと、すくい面４ｂと、を有する、逃げ面４ａとすくい面４ｂとの稜線が切れ刃４ｃとなっている。この切れ刃４ｃの角部によって、ワークが切削される。

チップ４は、インサート３よりも小さく形成されている。このため、図１及び図３に示すように、インサート３の表面は、チップ４の底面と接触する接触部３ｇと、チップ４に接触しない突出部３ｈと、を構成している。突出部３ｈは、チップ４の表面において、第３側面３ｅ側の端部と、第４側面３ｆ側の端部と、に形成されている。そして、この突出部３ｈに、一部の縦通路３１ａの先端が開口している。すなわち、突出部３ｈには、クーラントが噴射される噴射口が形成されている。

［冷却動作］
この切削工具１を冷却する場合は、ホルダ２の供給通路２４に外部からクーラントを供給する。供給通路２４に供給されたクーラントは、供給孔２３を介してインサート３の溜まり部３３に供給される。そして、クーラントは、溜まり部３３に開口している縦通路３１ａを介して、第１横通路３１ｂ及び第２横通路３１ｃに供給される。

縦通路３１ａに供給されたクーラントは、インサート３の表面３ｂに接触しているチップ４の全体を冷却する。また、縦通路３１ａのうちのインサート３の突出部３ｈに開口している縦通路３１ａからは、チップ４の切れ刃４ｃに向かってクーラントが噴射され、この噴射されたクーラントによって、切削部が冷却される。

また、第１横通路３１ｂに供給されたクーラントは、第３側面３ｅの開口から噴射される。さらに、第２横通路３１ｃに供給されたクーラントは、第４側面３ｆの開口から噴射される。これらの開口から噴射されたクーラントによっても、切削部が冷却される。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）チップ４及びインサート３の形状、材料については、前記実施形態に限定されない。例えば、三角形のチップ及びインサートにおいても、本発明と同様に適用することができる。

（ｂ）インサート３に形成された排出通路の形状、個数については、前記実施形態に限定されない。例えば、インサート３の第１側面３ｃと第２側面３ｄから縦通路３１ａにつながる横通路は形成しなくてもよい。

（ｃ）チップ及びインサートをホルダに固定するための構成は、前記実施形態に限定されない。

（ｄ）前記実施形態では、インサートの底面に溜まり部を設けたが、溜まり部を設けることなく、すべての排出通路が連通するようにしてもよい。

１ 切削工具
２ ホルダ
２１ チップ固定部
２１ａ 取付面
２４ 供給通路
３ インサート
３ａ 底面
３ｂ 表面
３ｅ 第３側面（開放面）
３ｆ 第４側面（開放面）
３ｇ 接触部
３ｈ 突出部
３１ 排出通路
３３ 溜まり部
４ スローアウェイチップ

Claims (5)

1. 取付面を有するチップ固定部が先端部に設けられ、前記取付面に冷却流体を導く供給通路を有するホルダと
   前記チップ固定部の取付面に装着され、前記取付面に接触する底面と、前記底面と逆側の表面と、前記ホルダに接触しない開放面と、を有し、前記供給通路からの冷却流体を前記底面で受けて前記表面及び開放面に導く複数の排出通路を内部に有するインサートと、
   前記インサートの表面に着脱可能に固定されたスローアウェイチップと、
   を備えた切削工具。
   
2. 前記複数の排出通路のすべては、前記インサートの内部で連通している、請求項１に記載の切削工具。
   
3. 前記インサートは、前記スローアウェイチップの底面と接触する接触部と、前記接触部から外部に突出する突出部と、を有しており、
   前記突出部には前記排出通路からの冷却流体を噴射する噴射口が形成されている、
   請求項１又は２に記載の切削工具。
   
4. 前記噴射口は前記スローアウェイチップの切れ刃に向かって冷却流体を噴射する、請求項３に記載の切削工具。
   
5. 前記インサートは、前記ホルダの供給通路からの冷却流体を受けて前記複数の排出通路に導く溜まり部を前記底面に有する、請求項１から４のいずれかに記載の切削工具。

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