JP2021164983A - 刃先交換式切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】刃先交換式ラフィング切削工具である刃先交換式切削工具において、切刃を再研磨して切削インサートを再利用するのに専用の砥石を要することなく、正確に切刃を再研磨前の形状と一致させて加工精度を維持する。【解決手段】軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転される工具本体１の第１の端部１１Ａに複数のインサート取付座１３Ａが形成されて第１の切削インサートＡ１、Ｂ１が着脱可能に取り付けられ、第１の切削インサートＡ１、Ｂ１はすくい面２と逃げ面３と切刃４を備え、逃げ面３は工具回転方向Ｔに向かうに従い第１の端部１１Ａから突出する方向に傾斜し、すくい面２には半径方向に向けて凹凸する波状部９が形成されて工具回転方向Ｔから見て波形に形成され、この波形は周方向に異なる位置に取り付けられた第１の切削インサートＡ１、Ｂ１同士で位相がずらされている。【選択図】図１０

Description

本発明は、軸線回りに工具回転方向に回転される工具本体の軸線方向における端部に形成された複数のインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられ、工具本体が上記軸線方向に送り出されることにより上記切削インサートによって切削加工を行う刃先交換式切削工具に関するものである。

このような刃先交換式切削工具として、例えば特許文献１には、軸線を中心として工具回転方向に向けて回転される工具本体を有し、この工具本体の軸線方向を向く端面に形成された取付座に、円弧状の切刃を備えたインサートが、この切刃がなす円弧を軸線上に中心を有する球面上に位置するようにして着脱可能に装着されており、工具本体には、切刃の工具本体径方向位置を調整する第１調整機構と、工具回転方向前方側から見て工具本体径方向と交差する他の方向における切刃の位置を調整する第２調整機構とが設けられたものが記載されている。

また、特許文献２にも、外形が多角形平板状をなして、２つの多角形面とこれら多角形面に交差する側面とを有しており、一の多角形面がすくい面とされ、この一の多角形面には、該多角形面の外周側に向けて凸曲されるとともにすくい面に対向する側から見て互いに対称に配置された一対の円弧稜線部が形成され、該円弧稜線部に円弧状切刃が設けられた球面カッタ用インサートが装着されて、ワークに設けられた空洞部に球面状の座繰り部を形成する球面カッタである刃先交換式切削工具であって、軸線を中心として回転される工具本体を有し、この工具本体に、軸線方向を向く両端面にそれぞれ取付座が形成され、この取付座には、円弧状切刃を位置決めするための当接面が形成されたものが記載されている。

これら特許文献１、２に記載された刃先交換式切削工具は、工具本体が軸線回りに工具回転方向に回転させられつつ、軸線方向に沿って送り出されることにより、工具本体の軸線方向を向く端面に形成された取付座に取り付けられた切削インサートにより切削加工を行う、いわゆるプランジ加工用の刃先交換式切削工具である。

特開２００８−０００８２９号公報 特開２００８−００６５６７号公報

ところで、このような刃先交換式切削工具では、特に荒加工に使用されるものとして、切削インサートの切刃が工具回転方向から見て波形に形成されて、工具本体の周方向に隣接する切削インサート同士で、軸線回りの回転軌跡における波形の位相がずらされた刃先交換式のラフィング切削工具が知られている。

通常、このような刃先交換式ラフィング切削工具においては、切削インサートの逃げ面に、工具本体の軸線に対する半径方向に向けて工具本体の軸線方向に凹凸する波状部が工具回転方向に延びるように形成されることにより、すくい面との交差稜線部に形成される切刃が工具回転方向から見て波形となるようにされている。

しかしながら、そのような刃先交換式ラフィング切削工具では、切刃を再研磨して切削インサートを再利用しようとすると、逃げ面に形成された波状部をすくい面の内側に追い込むように再研磨を行わなければならない。このため、再研磨に使用する砥石を、逃げ面の波状部に合わせた形状のものとしなければならず、切削インサートごとに専用の砥石が必要となるとともに、切刃を再研磨前の形状と正確に一致させることが困難となって荒加工とはいえ加工精度が損なわれるおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、このような切削インサートの切刃が工具回転方向から見て波形に形成された刃先交換式ラフィング切削工具である刃先交換式切削工具において、切刃を再研磨して切削インサートを再利用するのに専用の砥石を要することなく、正確に切刃を再研磨前の形状と一致させて加工精度を維持することが可能な刃先交換式切削工具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、軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体の上記軸線方向における第１の端部に複数の第１のインサート取付座が周方向に間隔をあけて形成されていて、これらの第１のインサート取付座に第１の切削インサートがそれぞれ着脱可能に取り付けられており、上記工具本体が上記軸線方向に送り出されることにより上記第１の切削インサートによって切削加工を行う刃先交換式切削工具であって、上記第１の切削インサートは、上記工具回転方向に向けられるすくい面と、上記第１の端部から上記軸線方向に突出する方向に向けられる逃げ面と、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される切刃とを備えて、上記逃げ面は上記工具回転方向に向かうに従い上記第１の端部から突出する方向に向かうように傾斜しており、上記第１の切削インサートの上記すくい面に、上記軸線に対する半径方向に向けて上記工具回転方向と上記工具回転方向とは反対側とに凹凸する波状部が、上記第１の切削インサートの上記逃げ面と交差して上記第１の端部とは反対の上記工具本体の第２の端部側に延びるように形成されることにより、上記第１の切削インサートにおいて上記切刃は上記工具回転方向から見て波形に形成されていて、上記第１の切削インサートの上記切刃がなす波形は、上記工具本体の周方向に異なる位置に形成された上記第１のインサート取付座に取り付けられた上記第１の切削インサート同士で、上記軸線回りの回転軌跡における位相がずら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切削工具においては、逃げ面に波状部を形成するのではなく、すくい面に、軸線に対する半径方向に向けて工具回転方向と工具回転方向とは反対側とに凹凸する波状部を、第１の端部とは反対の工具本体の第２の端部側に延びるように形成しており、逃げ面が工具回転方向に向かうに従い第１の端部から突出する方向に向かうように傾斜して、第１の切削インサートがポジティブタイプの切削インサートとされることにより、切刃が工具回転方向から見て波形に形成されている。

このため、切刃を再研磨して第１の切削インサートを再利用するには、逃げ面を、その傾斜のまま軸線方向に平行に追い込むように研磨すればよく、波状部の形状に合わせた専用の砥石が必要となることがない。また、こうして逃げ面を研磨することにより、予めすくい面に形成された波状部の形状に合わせて切刃を波形に形成することができるので、切刃を正確に再研磨前の形状と一致させることができ、加工精度を維持することが可能となる。

また、これらの第１の切削インサートの上記切刃がなす波形は、上記工具本体の周方向に異なる位置に形成された上記第１のインサート取付座に取り付けられた上記第１の切削インサート同士で、上記軸線回りの回転軌跡における位相がずらされているので、周方向に隣接する上記第１の切削インサート同士で波形が重なり合うことがなく、切屑を分断しつつ生成して切削抵抗を低減しながら連続した加工面を荒加工することが可能となる。

ここで、上記第１の切削インサートの上記切刃を、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有して上記第１の端部側に凸となる第１の凸球面に沿うように配設することにより、特許文献１、２に記載された刃先交換式切削工具と同じように、ワークに設けられた空洞部に球面状の座繰り部を形成することができる。

また、上記工具本体に、上記第１の切削インサートの上記軸線方向の位置を調整する位置調整機構を備えることにより、上述のように逃げ面を研磨して切刃を再研磨した際に、切刃の軸線方向の位置が再研磨前の位置から後退しても、この位置調整機構によって第１の切削インサートの軸線方向の位置を前進させることにより、切刃を再研磨前の位置に容易に戻すことができる。

また、特にこのような位置調整機構を備えた場合には、上記第１の切削インサートの上記すくい面に、上記軸線方向に延びる溝部を形成し、上記第１の切削インサートを、上記工具本体にねじ込まれて上記溝部の底面に当接するクランプネジによって上記第１のインサート取付座に着脱可能に取り付けることにより、位置調整機構によって第１の切削インサートの軸線方向の位置を調整した場合でも、軸線方向に延びる上記溝部の底面に常にクランプネジを当接させて第１の切削インサートを確実に取り付けることが可能となる。

一方、上記構成の刃先交換式切削工具は、上記工具本体に、上記軸線方向における上記第２の端部にも複数の第２のインサート取付座が周方向に間隔をあけて形成されていて、これらの第２のインサート取付座に第２の切削インサートがそれぞれ着脱可能に取り付けられており、上記工具本体が上記軸線方向に送り出されることにより上記第２の切削インサートによっても切削加工を行う刃先交換式切削工具であってもよい。

そして、このような場合において、上記第２の切削インサートは、上記工具回転方向に向けられるすくい面と、上記第２の端部から上記軸線方向に突出する方向に向けられる逃げ面と、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される切刃とを備えて、上記逃げ面は上記工具回転方向に向かうに従い上記第２の端部から突出する方向に向かうように傾斜しており、上記第２の切削インサートの上記すくい面に、上記軸線に対する半径方向に向けて上記工具回転方向と上記工具回転方向とは反対側とに凹凸する波状部が、上記第２の切削インサートの上記逃げ面と交差して上記第１の端部側に延びるように形成されることにより、上記第２の切削インサートにおいて上記切刃は上記工具回転方向から見て波形に形成されていて、上記第２の切削インサートの上記切刃がなす波形は、上記工具本体の周方向に異なる位置に形成された上記第２のインサート取付座に取り付けられた上記第２の切削インサート同士で、上記軸線回りの回転軌跡における位相がずらされていることが望ましい。

すなわち、このように第２の切削インサートを形成することにより、第１の切削インサートと同様に、切刃を再研磨して第２の切削インサートを再利用する際に、波状部の形状に合わせた専用の砥石が必要となることがなく、切刃を正確に再研磨前の形状と一致させることができて、加工精度を維持することが可能となる。

また、特に上述のように、上記第１の切削インサートの上記切刃が、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有して上記第１の端部側に凸となる第１の凸球面に沿うように配設されている場合に、こうして第２の切削インサートによっても切削加工を行う場合には、この第２の切削インサートの上記切刃も、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有して上記第２の端部側に凸となる上記第１の凸球面と等しい半径の第２の凸球面に沿うように配設することにより、工具本体を軸線方向に往復するように送りを与えることによって、ワークに設けられた空洞部の軸線方向を向く内面の両端部に、これら第１、第２の切削インサートによって球面状の座繰り部を形成することが可能となる。

なお、この場合には、第１の切削インサートと同様に、上記工具本体には、上記第２の切削インサートの上記軸線方向の位置を調整する位置調整機構が備えられていてもよく、また上記第２の切削インサートの上記すくい面には、上記軸線方向に延びる溝部を形成して、上記第２の切削インサートも、上記工具本体にねじ込まれて上記溝部の底面に当接するクランプネジによって上記第２のインサート取付座に着脱可能に取り付けられていてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、切削インサートの切刃が工具回転方向から見て波形に形成された刃先交換式ラフィング切削工具である刃先交換式切削工具において、切刃を再研磨して切削インサートを再利用するのに波形に合わせた形状の専用の砥石を要することがなく、正確に切刃を再研磨前の形状と一致させて加工精度を維持することが可能となる。

本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態に取り付けられる第１の切削インサートのうち一方の切削インサートをすくい面に対向する方向から見た平面図である。 図１に示す一方の切削インサートを逃げ面に対向する方向から見た正面図である。 図１における矢線Ｙ方向視の側面図である。 図１におけるＺＺ断面図である。 本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態に取り付けられる第１の切削インサートのうち他方の切削インサートをすくい面に対向する方向から見た平面図である。 図５に示す他方の切削インサートを逃げ面に対向する方向から見た正面図である。 図５における矢線Ｙ方向視の側面図である。 図５におけるＺＺ断面図である。 本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示す斜視図である。 図９に示す実施形態を軸線方向に第１の端部側から見た正面図である。 図１０における矢線Ｘ方向視の平面図である。 図１０における矢線Ｙ方向視の側面図である。 図１０におけるＺＺ断面図である。 図１２におけるＺＺ断面図である。 図９〜図１４に示す実施形態により、ワークに設けられた空洞部に球面状の座繰り部を形成する場合を軸線方向から見た一部破断正面図である。

図１〜図４は、本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態に取り付けられる第１の切削インサートのうちの一方の切削インサートＡ１を示すものであり、図５〜図８は、この実施形態に取り付けられる第１の切削インサートのうちの他方の切削インサートＢ１を示すものである。

また、図９〜図１４は、この第１の切削インサートＡ１、Ｂ１と第２の切削インサートＡ２、Ｂ２と、仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２とが取り付けられた本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示すものであり、図１５は、この一実施形態の刃先交換式切削工具を軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転しつつ軸線Ｏ方向に送り出すことにより、ワークに設けられた空洞部に球面状の座繰り部を形成する場合を示すものである。

本実施形態の刃先交換式切削工具に取り付けられる第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２と仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２は、超硬合金等の硬質材料により形成された図１〜図８に示すような四角形の板状のインサート本体１を備えている。第１、第２の切削インサートの一方の切削インサートＡ１、Ａ２と他方の切削インサートＢ１、Ｂ２と仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２のインサート本体１は、外形寸法が略同形同大とされている。

ここで、このインサート本体１の四角形面は、長方形または正方形の１つの辺（図１および図５における左側の辺）を、この１つの辺に交差する２つの辺のうち一方の辺（図１および図５における下側の辺）から他方の辺（図１および図５における上側の辺）に向かうに従い、これら２つの辺の長手方向に突出するように略１／４凸円弧状に切り欠いた概略台形状に形成されている。

上記第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２および仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２においては、このインサート本体１の上記四角形面のうち、図８〜図１１に示すように工具回転方向Ｔに向けられる四角形面がすくい面２とされるとともに、このすくい面２と上記凸円弧状に切り欠かれた１つの辺を介して交差する側面が逃げ面３とされ、これらすくい面２と逃げ面３とが交差する交差稜線部である上記凸円弧状に切り欠かれた上記１つの辺に切刃４が形成される。なお、すくい面２は、後述する波状部と溝部を除いて平面状に形成されている。

従って、逃げ面３は、図１および図５に示すように切刃４に沿った凸円筒面状とされるとともに、図３および図７に示すように、すくい面２に近づくに従い一定の傾斜角で漸次突出するように傾斜して形成されている。これにより、これら第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２および仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２はポジティブタイプの切削インサートとされている。

また、インサート本体１の逃げ面３とは反対側の側面５と、切刃４が円弧状に突出する方向側に位置する側面６とは、互いに垂直な方向に延びるとともに、すくい面２に直交する平面状とされている。これに対して、上記側面６とは反対の切刃４が円弧状に凹む方向側に位置する側面７は、図２、図４および図６、図８に示すように、逃げ面３と同様にすくい面２に近づくに従い一定の傾斜角で漸次突出するように形成されている。

さらに、すくい面２とは反対側のインサート本体１の底面８はすくい面２に平行な平面状とされている。さらにまた、この底面８と側面５、６との交差稜線部、側面５、６同士の交差稜線部、および側面５、７同士の交差稜線部にはチャンファー状の面取りが施されている。

そして、第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２においては、すくい面２に、上記切刃４が延びる方向に向けて、すくい面２から凹む方向とすくい面２に向けて凸となる方向とに凹凸する波状部９が、逃げ面３と交差して逃げ面３から離れる方向に延びるように形成されている。従って、切刃４は、この波状部９の表面と逃げ面３との交差稜線部に形成される。

ここで、逃げ面３は、上述のようにすくい面２に近づくに従い一定の傾斜角で漸次突出するように傾斜して形成されているので、この逃げ面３と波状部９との交差稜線部に形成される切刃４は、すくい面２に対向する方向から見て図１および図５に示すように、凸となる部分が凹となる部分に対して上記２つの辺の長手方向に突出する波形に形成されることになる。

なお、本実施形態における波状部９は、逃げ面３に対向する方向から見て図２および図６に示すように、第１の切削インサートにおいて一方の切削インサートＡ１と他方の切削インサートＢ１とで、同形同大の複数の二等辺三角形状の山型を底辺が一直線状に延びるように並べた鋸歯状の波形の上記山型の頂部９ａと隣接する山型の間の谷部９ｂとが凹凸円弧等の曲線によって丸められた形状とされている。また、こうして丸められた山型の頂部９ａは、図２および図６に示すようにすくい面２の平面状の部分の延長面上に延びている。

従って、この波状部９の波のピッチは一定とされるとともに、第１の切削インサートにおける一方の切削インサートＡ１と他方の切削インサートＢ１同士でも等しいピッチとされている。ただし、一方の切削インサートＡ１の波状部９には３つの谷部９ｂが形成されているのに対し、他方の切削インサートＢ１の波状部９には４つの谷部９ｂが形成されており、これらの谷部９ｂの側面５側の端部の位置は、図１および図５に示すように側面７側の谷部９ｂほど側面５側に位置するように段差が与えられている。

さらに、第１の切削インサートの一方の切削インサートＡ１における上記側面６から波状部９の最も側面６側の上記谷部９ｂの谷底までの間隔は、第１の切削インサートの他方の切削インサートＢ１における上記側面６から波状部９の最も側面６側の上記頂部９ａまでの間隔と等しくされている。

従って、これら一方の切削インサートＡ１と他方の切削インサートＢ１とを、互いの側面６が１つの平面上に位置するように重ね合わせたときには、一方の切削インサートＡ１の頂部９ａと他方の切削インサートＢ１の谷部９ｂとが互いに重なり合い、また一方の切削インサートＡ１と谷部９ｂと他方の切削インサートＢ１の頂部９ａとが互いに重なり合うように、波状部９の位相がずらされる。

さらにまた、すくい面２には、これらの波状部９よりも側面５側に、溝部１０が形成されている。この溝部１０は、すくい面２に対向する方向から見て図１および図５に示すように側面６、７が延びる方向に延びるＤ字状に形成されており、図４および図８に示すように側面６側から側面７側に向かうに従いすくい面２から一定の傾斜で漸次凹む底面１０ａと、この底面１０ａに垂直に底面１０ａから立ち上がってすくい面２に達する壁面１０ｂとを備えている。

壁面１０ｂは、側面７側の逃げ面３側と側面５側の部分とが１／４凹円筒面状に形成されており、これによって溝部１０は上述のようにすくい面２に対向する方向から見てＤ字状に形成されている。なお、これらの１／４凹円筒面状部分の間の部分と、底面１０ａとすくい面２との交差稜線部との間の溝部１０の幅は一定である。

さらに、第２の切削インサートの一方の切削インサートＡ２におけるインサート本体１は、第１の切削インサートの一方の切削インサートＡ１におけるインサート本体１をすくい面２と底面８に関して表裏反転対称とした形状に形成されている。同じく、第２の切削インサートの他方の切削インサートＢ２におけるインサート本体１は、第１の切削インサートの他方の切削インサートＢ１におけるインサート本体１をすくい面２と底面８に関して表裏反転対称とした形状に形成されている。

さらにまた、仕上げ用の第１の切削インサートＣ１のインサート本体１は、波状部９が形成されていないこと以外は第１の切削インサートＡ１、Ｂ１のインサート本体１と同様の構成とされている。同じく、仕上げ用の第２の切削インサートＣ２のインサート本体１は、波状部９が形成されていないこと以外は第２の切削インサートＡ２、Ｂ２のインサート本体１と同様の構成とされている。従って、これら仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２の切刃４は、波形ではなく略１／４凸円弧状に形成される。

このような第１、第２の切削インサートが着脱可能に取り付けられる本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態における工具本体１１は、鋼材等の金属材料により軸線Ｏを中心とする概略多段の円筒状に形成されている。工具本体１１の両端部１１Ａ、１１Ｂは、軸線Ｏを中心とする円盤状に形成されており、これら両端部１１Ａ、１１Ｂの軸線Ｏ方向外側を向く端面は、第１、第２の切削インサートのインサート本体１における切刃４がなす凸円弧と等しい半径で軸線Ｏ上に中心を有する凸球面状に形成されている。

また、この工具本体１１の両端部１１Ａ、１１Ｂの上記端面よりも軸線Ｏ方向の内側の部分は軸線Ｏを中心とする円板状に形成されるとともに、これらの両端部１１Ａ、１１Ｂの間の工具本体１１の中央部１１Ｃは両端部１１Ａ、１１Ｂの円板状の部分よりも小径の円筒状に形成されている。ただし、この中央部１１Ｃには軸線Ｏを中心とする円の接線方向に延びる面取り状の切欠部１１Ｄが形成されている。

さらに、工具本体１１の内周部には、両端部に軸線Ｏ方向の内側に向かうに従い漸次縮径するテーパー面１１ａが形成されるとともに、中央部には互いに平行かつ軸線Ｏにも平行に延びるキー面１１ｂが形成されている。また、本実施形態の工具本体１１は、上記中央部１１Ｃの軸線Ｏ方向の中心を通る軸線Ｏに垂直な平面に関して面対称形状に形成されている。

本実施形態の工具本体１１においては、上記両端部１１Ａ、１１Ｂのうち第１の端部１１Ａに、図１〜図４に示した第１の切削インサートの一方の切削インサートＡ１と図５〜図８に示した他方の切削インサートＢ１と、さらに仕上げ用の第１の切削インサートＣ１とが取り付けられる。また、第２の端部１１Ｂには、上述した第２の切削インサートの一方の切削インサートＡ２と他方の切削インサートＢ２と、さらに仕上げ用の第２の切削インサートＣ２とが取り付けられる。

工具本体１１の両端部１１Ａ、１１Ｂには、上記端面を軸線Ｏに対する径方向外周側と工具回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い反対の端部１１Ｂ、１１Ａ側に向かう平面によって切り欠くようにして複数のチップポケット１２が周方向に間隔をあけて形成されており、これらのチップポケット１２の工具回転方向Ｔとは反対側の縁部に、上記両端部１１Ａ、１１Ｂの端面と外周面とに開口して軸線Ｏ方向と軸線Ｏに対する半径方向とに延びるスリット状の第１、第２のインサート取付座１３Ａ、１３Ｂが形成されている。本実施形態では、両端部１１Ａ、１１Ｂに４つずつのチップポケット１２と第１、第２のインサート取付座１３Ａ、１３Ｂとが周方向に等間隔に形成されている。

第１、第２のインサート取付座１３Ａ、１３Ｂは、工具回転方向Ｔとは反対側を向く壁面１３ａが図１１および図１２に示すように軸線Ｏに沿った平面上に位置するとともに、工具回転方向Ｔを向く壁面１３ｂは上記壁面１３ａとの間隔が、インサート本体１のすくい面２と底面８とが摺接して挿入可能な大きさとされている。

また、これらの壁面１３ａ、１３ｂの間に位置する第１、第２のインサート取付座１３Ａ、１３Ｂの軸線Ｏ方向を向く底面１３ｃには、工具本体１１の両端部１１Ａ、１１Ｂと中央部１１Ｃとの段差部から形成されたネジ孔１３ｄが開口しており、このネジ孔１３ｄには、本実施形態におけるインサート本体１の軸線Ｏ方向の位置を調整する位置調整機構としての調整ネジ１４がねじ込まれている。

さらに、第１、第２のインサート取付座１３Ａ、１３Ｂの工具回転方向Ｔとは反対側を向く壁面１３ａには、工具本体１１の両端部１１Ａ、１１Ｂの外周面から工具回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い工具本体１１の内周側に向かうように僅かに傾斜したネジ孔１３ｅが形成されており、このネジ孔１３ｅにはクランプネジ１５がねじ込まれて、インサート本体１の溝部１０の底面１０ａに垂直に当接可能とされている。

このような工具本体１１の第１の端部１１Ａに形成された第１のインサート取付座１３Ａに、上記第１の切削インサートの一方の切削インサートＡ１と他方の切削インサートＢ１および仕上げ用の第１の切削インサートＣ１は、工具回転方向Ｔに向けて図１０に示すように一方の切削インサートＡ１、仕上げ用の切削インサートＣ１、他方の切削インサートＢ１、および仕上げ用の切削インサートＣ１の順に取り付けられる。

また、図示は略するが、第２の端部１１Ｂに形成された第２のインサート取付座１３Ｂにも、上記第２の切削インサートの一方の切削インサートＡ２と他方の切削インサートＢ２および仕上げ用の第２の切削インサートＣ２が、工具回転方向Ｔに向けて一方の切削インサートＡ２、仕上げ用の切削インサートＣ２、他方の切削インサートＢ２、および仕上げ用の切削インサートＣ２の順に取り付けられる。

このとき、インサート本体１は、すくい面２を工具回転方向Ｔに向けるとともに、上記側面６と底面８を第１、第２のインサート取付座１３Ａ、１３Ｂの軸線Ｏに対する外周側を向く底面１３ｆと工具回転方向Ｔを向く壁面１３ｂとにそれぞれ摺接させて挿入され、ネジ孔１３ｅにねじ込まれたクランプネジ１５が溝部１０の底面１０ａに当接させられて側面６と底面８側に押し付けられることにより固定される。

さらに、インサート本体１の軸線Ｏ方向の位置は、ネジ孔１３ｄにねじ込まれた調整ネジ１４のねじ込み量を調整することにより、この調整ネジ１４にインサート本体１の側面５が当接することによって調整される。このインサート本体１の軸線Ｏ方向の位置は、両端部１１Ａ、１１Ｂにおいて、それぞれ第１、第２の切削インサートの一方の切削インサートＡ１、Ｂ１と他方の切削インサートＡ２、Ｂ２のすくい面２に対向する方向から見て波形をなす切刃４の上記頂部９ａの突端が、軸線Ｏ回りの回転軌跡において仕上げ用の切削インサートＣ１、Ｃ２の円弧状の切刃４上に位置するように調整される。

このように構成された本実施形態の刃先交換式切削工具は、図示されない工作機械のアームに上記中央部１１Ｃが把持されて図１５に示すデファレンシャルギアケースのようなワークＷに設けられた空洞部Ｈに収容され、工具本体１１の内周部の上記テーパー面１１ａに密着するテーパー部と上記キー面１１ｂに嵌合するキー部とが形成されたやはり図示されない２つの回転軸が軸線Ｏ方向の両側から工具本体１１の内周部に挿入されることにより支持される。

そして、この回転軸を回転させて工具本体１１を工具回転方向Ｔに回転させつつ軸線Ｏ方向に送り出すことにより、この空洞部Ｈの内面に凹球面状の座繰り部Ｓを形成する。本実施形態においては、工具本体１１の両端部１１Ａ、１１Ｂに第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２と仕上げ用の切削インサートＣ１、Ｃ２とが取り付けられているので、軸線Ｏ方向の両端部１１Ａ、１１Ｂにおいて空洞部Ｈの両端部に座繰り部Ｓを形成することができる。

このように構成された刃先交換式切削工具では、第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２のインサート本体１のすくい面２に、切刃４が延びる方向に向けて、すくい面２から凹む方向とすくい面２に向けて凸となる方向とに凹凸する波状部９が形成されており、この波状部９は刃先交換式切削工具においては、軸線Ｏに対する半径方向に向けて工具回転方向Ｔと工具回転方向Ｔとは反対側とに凹凸することになる。

このため、切刃４に摩耗が生じたときにインサート本体１を再研磨して再利用する場合には、すくい面２に近づくに従い一定の傾斜角で漸次突出するように傾斜して形成された逃げ面３を、その傾斜のまま側面６、７が延びる方向すなわち軸線Ｏ方向に平行に追い込むように研磨すればよい。従って、波状部９の形状に合わせた専用の砥石が必要となるようなことがなく、効率的である。

また、こうして逃げ面３を研磨することにより、予めすくい面２に形成された波状部９の形状に合わせて切刃４を波形に形成することができるので、切刃４を正確に再研磨前の形状と一致させることが可能となる。このため、再研磨の前後で加工精度を容易に維持することができる。

さらに、工具本体１１の周方向に異なる位置に形成された第１のインサート取付座１３Ａに取り付けられた第１の切削インサートの一方の切削インサートＡ１と他方の切削インサートＢ１、および工具本体１１の周方向に異なる位置に形成された第２のインサート取付座１３Ｂに取り付けられた第２の切削インサートの一方の切削インサートＡ２と他方の切削インサートＢ２とは、切刃４がなす波形の位相が重なり合うことなくずらされているので、切屑を確実に分断しつつ生成して切削抵抗を低減しながら連続した加工面を荒加工することが可能となる。

特に、本実施形態では、工具本体１１の周方向において第１の切削インサートの一方の切削インサートＡ１と他方の切削インサートＢ１、および第２の切削インサートの一方の切削インサートＡ２と他方の切削インサートＢ２との間に、切刃４が１／４凸円弧状のままとされた仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２が配設されており、第１、第２の切削インサートの波形の切刃４によって荒加工された加工面を、工具本体１１の軸線Ｏ方向への送りに伴い、仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２の切刃４によって仕上げ加工することができる。

このため、本実施形態によれば、１度の切削加工によって平滑な座繰り部Ｓを形成することができ、効率的である。ただし、このような仕上げ用の第１、第２の切削インサートＣ１、Ｃ２を配設せずに、第１の切削インサートの一方の切削インサートＡ１と他方の切削インサートＢ１、および第２の切削インサートの一方の切削インサートＡ２と他方の切削インサートＢ２とを周方向に交互に配設して、仕上げ加工は別の工程で行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２と仕上げ用の切削インサートＣ１、Ｃ２の切刃４がなす波形が、上記軸線Ｏ回りの回転軌跡において軸線Ｏ上に中心を有する凸球面に沿うように配設されており、これにより特許文献１、２に記載された刃先交換式切削工具と同じように、ワークＷに設けられた空洞部Ｈに球面状の座繰り部Ｓを形成することができる。

さらに、本実施形態では、工具本体１１に、第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２と仕上げ用の切削インサートＣ１、Ｃ２の軸線Ｏ方向の位置を調整する位置調整機構として調整ネジ１４が備えられており、上述のように逃げ面３を研磨して切刃４を再研磨した際に、切刃４の軸線Ｏ方向の位置が再研磨前の位置から後退しても、この位置調整機構によってインサート本体１の軸線Ｏ方向の位置を前進させることにより、切刃４を再研磨前の位置に容易に戻すことができる。

また、特にこのような位置調整機構を備えた場合において、本実施形態では、第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２と仕上げ用の切削インサートＣ１、Ｃ２のインサート本体１のすくい面２に、側面６、７が延びる方向すなわち軸線Ｏ方向に延びる溝部１０が形成されており、これら第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２および仕上げ用の切削インサートＣ１、Ｃ２は、工具本体１１にねじ込まれて溝部１０の底面１０ａに当接するクランプネジ１５によって第１、第２のインサート取付座１３Ａ、１３Ｂに着脱可能に取り付けている。

このため、位置調整機構によって第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２や仕上げ用の切削インサートＣ１、Ｃ２の軸線Ｏ方向の位置を調整した場合でも、軸線Ｏ方向に延びる溝部１０の底面１０ａに常にクランプネジ１５を当接させることができ、インサート本体１を確実に取り付けることが可能となる。

一方、本実施形態では、工具本体１１に、上記軸線Ｏ方向における上記第２の端部１１Ｂにも複数の第２のインサート取付座１３Ｂが周方向に間隔をあけて形成されていて、これらの第２のインサート取付座１３Ｂに第２の切削インサートＡ２、Ｂ２がそれぞれ着脱可能に取り付けられており、上述のように工具本体１１が上記軸線Ｏ方向に第２の端部１１Ｂ側に送り出されることにより第２の切削インサートＡ２、Ｂ２によっても切削加工を行うことができる。

そして、このような場合においても、本実施形態においては、上記第２の切削インサートＡ２、Ｂ２が、すくい面２に波状部９が形成されるとともに、逃げ面３が工具回転方向Ｔに向かうに従い第２の端部１１Ｂから突出する方向に向かうように傾斜しているので、第１の切削インサートと同様に切刃４を再研磨する際には逃げ面３を研磨すればよく、波状部９の形状に合わせた専用の砥石が必要となることがなくなるとともに、切刃４を正確に再研磨前の形状と一致させることができて、加工精度を維持することが可能となる。

ただし、本実施形態では、このように工具本体１１の第２の端部１１Ｂにも第２の切削インサートＡ２、Ｂ２が取り付けられていて、工具本体１１を軸線Ｏ方向に第２の端部１１Ｂ側に送り出すことにより第２の切削インサートＡ２、Ｂ２によっても切削加工を行うことが可能とされているが、工具本体１１を軸線Ｏ方向に第１の端部１１Ａ側に送り出すだけで切削加工を行う刃先交換式切削工具に本発明を適用することも可能であり、この場合には、工具本体１１の第２の端部１１Ｂは、工作機械の主軸に把持されるシャンク部であってもよい。

また、本実施形態では、第１、第２の切削インサートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２と仕上げ用の切削インサートＣ１、Ｃ２の切刃４が、軸線Ｏ回りの回転軌跡が軸線Ｏ上に中心を有して第１、第２の端部１１Ａ、１１Ｂ側に凸となる凸球面に沿うように配設されて、ワークＷに設けられた空洞部Ｈに球面状の座繰り部Ｓを形成する球面カッタに本発明を適用した場合について説明したが、工具本体１１が軸線Ｏ方向に送り出されることによって切削加工を行う、いわゆるプランジ加工用の刃先交換式切削工具であれば、切刃４の形状が限定されることはない。

１ インサート本体
２ すくい面
３ 逃げ面
４ 切刃
９ 波状部
１０ 溝部
１０ａ 溝部１０の底面
１１ 工具本体
１１Ａ 工具本体１１の第１の端部
１１Ｂ 工具本体１１の第２の端部
１３Ａ 第１のインサート取付座
１３Ｂ 第２のインサート取付座
１４ 調整ネジ（位置調整機構）
１５ クランプネジ
Ａ１ 第１の切削インサートの一方の切削インサート
Ｂ１ 第１の切削インサートの他方の切削インサート
Ａ２ 第２の切削インサートの一方の切削インサート
Ｂ２ 第２の切削インサートの他方の切削インサート
Ｃ１ 仕上げ用の第１の切削インサート
Ｃ２ 仕上げ用の第２の切削インサート
Ｏ 工具本体１１の軸線
Ｔ 工具回転方向
Ｗ ワーク
Ｈ 空洞部
Ｓ 座繰り部

Claims (8)

1. 軸線回りに工具回転方向に回転させられる工具本体の上記軸線方向における第１の端部に複数の第１のインサート取付座が周方向に間隔をあけて形成されていて、これらの第１のインサート取付座に第１の切削インサートがそれぞれ着脱可能に取り付けられており、上記工具本体が上記軸線方向に送り出されることにより上記第１の切削インサートによって切削加工を行う刃先交換式切削工具であって、
   上記第１の切削インサートは、上記工具回転方向に向けられるすくい面と、上記第１の端部から上記軸線方向に突出する方向に向けられる逃げ面と、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される切刃とを備えて、上記逃げ面は上記工具回転方向に向かうに従い上記第１の端部から突出する方向に向かうように傾斜しており、
   上記第１の切削インサートの上記すくい面に、上記軸線に対する半径方向に向けて上記工具回転方向と上記工具回転方向とは反対側とに凹凸する波状部が、上記第１の切削インサートの上記逃げ面と交差して上記第１の端部とは反対の上記工具本体の第２の端部側に延びるように形成されることにより、上記第１の切削インサートにおいて上記切刃は上記工具回転方向から見て波形に形成されていて、
   上記第１の切削インサートの上記切刃がなす波形は、上記工具本体の周方向に異なる位置に形成された上記第１のインサート取付座に取り付けられた上記第１の切削インサート同士で、上記軸線回りの回転軌跡における位相がずらされていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
2. 上記第１の切削インサートの上記切刃は、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有して上記第１の端部側に凸となる第１の凸球面に沿うように配設さ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。
3. 上記工具本体には、上記第１の切削インサートの上記軸線方向の位置を調整する位置調整機構が備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刃先交換式切削工具。
4. 上記第１の切削インサートの上記すくい面には、上記軸線方向に延びる溝部が形成されており、上記第１の切削インサートは、上記工具本体にねじ込まれて上記溝部の底面に当接するクランプネジによって上記第１のインサート取付座に着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式切削工具。
5. 上記工具本体には、上記軸線方向における上記第２の端部にも複数の第２のインサート取付座が周方向に間隔をあけて形成されていて、これらの第２のインサート取付座に第２の切削インサートがそれぞれ着脱可能に取り付けられており、上記工具本体が上記軸線方向に送り出されることにより上記第２の切削インサートによっても切削加工を行う刃先交換式切削工具であって、
   上記第２の切削インサートは、上記工具回転方向に向けられるすくい面と、上記第２の端部から上記軸線方向に突出する方向に向けられる逃げ面と、これらすくい面と逃げ面との交差稜線部に形成される切刃とを備え、上記逃げ面は上記工具回転方向に向かうに従い上記第２の端部から突出する方向に向かうように傾斜しており、
   上記第２の切削インサートの上記すくい面に、上記軸線に対する半径方向に向けて上記工具回転方向と上記工具回転方向とは反対側とに凹凸する波状部が、上記第２の切削インサートの上記逃げ面と交差して上記第１の端部側に延びるように形成されることにより、上記第２の切削インサートにおいて上記切刃は上記工具回転方向から見て波形に形成されていて、
   上記第２の切削インサートの上記切刃がなす波形は、上記工具本体の周方向に異なる位置に形成された上記第２のインサート取付座に取り付けられた上記第２の切削インサート同士で、上記軸線回りの回転軌跡における位相がずらされていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の刃先交換式切削工具。
6. 上記第１の切削インサートの上記切刃は、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有して上記第１の端部側に凸となる第１の凸球面に沿うように配設されているとともに、上記第２の切削インサートの上記切刃も、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有して上記第２の端部側に凸となる上記第１の凸球面と等しい半径の第２の凸球面に沿うように配設されていることを特徴とする請求項５に記載の刃先交換式切削工具。
7. 上記工具本体には、上記第２の切削インサートの上記軸線方向の位置を調整する位置調整機構が備えられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の刃先交換式切削工具。
8. 上記第２の切削インサートの上記すくい面には、上記軸線方向に延びる溝部が形成されており、上記第２の切削インサートは、上記工具本体にねじ込まれて上記溝部の底面に当接するクランプネジによって上記第２のインサート取付座に着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項５から請求項７のうちいずれか一項に記載の刃先交換式切削工具。

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