JP3997518B2

JP3997518B2 - スローアウェイフライス

Info

Publication number: JP3997518B2
Application number: JP2002306014A
Authority: JP
Inventors: 浩大関
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2022-10-21
Also published as: JP2004136428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スローアウェイフライスに関するものであり、より詳細には、スローアウェイチップの刃先振れ調整機構を備えたスローアウェイフライスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
切刃を有する複数の超硬合金製スローアウェイチップを備えたスローアウェイフライスが知られている。スローアウェイチップは、金属製工具本体の先端面外周部に着脱可能に取付けられる。スローアウェイチップを工具本体に固定する方法として、スローアウェイチップを工具本体のチップ取付座に嵌込んだ後、チップの隣に楔を嵌込み、楔を締付けてチップを固定する楔方式と、スローアウェイチップを工具本体のチップ取付座に嵌込んだ後、チップを工具本体に螺子で締付けるスクリューオン方式とが知られている。
【０００３】
研削機本体の主軸に取付けらたスローアウェイフライスは、主軸の作動により高速回転し、チップの切刃で被加工部材を切削加工する。良好な切削加工精度を維持するには、フライスの主軸取付面と各チップの切刃との間の距離が均一であり、主軸回転軸線と各チップの切刃との間の距離が均一であることが重要であり、このため、各チップの取付位置を厳密に管理する必要がある。仮に、チップ取付誤差により比較的大きな切刃振れが生じると、一部のチップが被切削部材に接触せず、切削加工に全く関与しない状況が生じる。例えば、従来構造のスローアウェイフライスにおいては、主軸回転軸線からチップ取付位置までの距離（径方向距離）に±０．０５mm程度の誤差が生じ、チップ自体の寸法に±０．０８mm程度の誤差が生じることがある。このため、切削加工時に最大±０．１３mmの範囲（絶対値で最大０．２６mm）で径方向の切刃振れが生じる可能性がある。これに対し、フライス加工の切削送り寸法は、通常は、チップ一枚当たり、０．１〜０．３mmであるので、絶対値０．２６mmの切刃振れが生じた場合、一部のチップが被切削部材に接触せず、切削に全く寄与しない状態が生じる。
【０００４】
一般に、工具交換の時期は、最も磨耗が著しいチップの寿命で決定されるが、このような切刃振れが生じた状態で切削加工を継続した場合、一部のチップのみが早期に磨耗するので、チップを頻繁に交換せざるを得ない。
【０００５】
特開平５−５０３２１号公報（特許文献１）には、このようなスローアウェイフライスにおいて、チップ取付位置を調整する作業、即ち、切刃振れ調整作業を容易且つ正確に実施可能にするように構成されたスローアウェイフライスが開示されている。このスローアウェイフライスは、板状シート部材を介してチップをチップ取付座に取付けるように構成されており、切刃位置は、シート部材の厚さ変更により調節される（特許文献１、段落［００１０］［００１２］）。また、このような構成によれば、サポータや固定楔を省略し、部品点数を削減し得るかもしれない（特許文献１、段落［００２３］）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−５０３２１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チップ振れ対策のために適切なシート部材を振れ調整時に適宜選択し、チップを工具本体の軸線方向及び径方向に精度良く位置決めするためには、選択可能な多種の厚さを有する多数のシート部材を予め製作しなければならない（特許文献１、段落［００２１］）。このため、シート部材の厚さ変更による切刃振れ調整方法を採用した場合、多数のシート部材を予め用意する必要が生じ、この結果、装置全体の部品点数が増加してしまうという問題が生じた。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を増加することなく、チップ先端の振れ精度を向上して工具の寿命を延長し、チップ交換の頻度を低減することができるスローアウェイフライスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記目的を達成すべく、本発明は、回転軸線を中心に回転する工具本体の先端面外周部に複数のチップ取付溝を周方向に所定間隔を隔てて配設し、平板状のスローアウェイチップを前記取付溝に着脱可能に取付けたスローアウェイフライスにおいて、
前記チップに当接する第１及び第２テーパローラを備え、
前記第１テーパローラは、円錐台形状の周面を有し、該周面は、前記工具本体の径方向内側に位置する前記チップの側面に摺接し、前記第１テーパローラの中心軸線は、該中心軸線に沿う第１テーパローラの移動に相応して前記チップを前記工具本体の径方向外方に押圧するように配向され、
前記第２テーパローラは、円錐台形状の周面を有し、該周面は、前記先端面と反対の側に位置する前記チップの側面に摺接し、前記第２テーパローラの中心軸線は、該中心軸線に沿う第２テーパローラの移動に相応して前記チップを前記工具本体の回転軸線方向に押圧するように配向され、
前記第１及び第２テーパローラは夫々、螺子を備え、前記第１及び第２テーパローラの各中心軸線の交差部には連結部材が配置され、該連結部材は、各々の前記テーパローラがその軸芯を中心に回転するように各テーパローラの螺子と夫々螺合する螺子を備えており、前記連結部材の螺子は、少なくとも一方が雄螺子であり、前記テーパローラは、該テーパローラの回転によって前記連結部材に対して相対変位し、前記チップの位置は、前記テーパローラの移動によって調節されることを特徴とするスローアウェイフライスを提供する。
本発明の上記構成によれば、工具本体の径方向におけるチップの位置は、第１テーパローラの位置により規制され、工具本体の回転軸線方向におけるチップの位置は、第２テーパローラの位置により規制される。従って、多種の寸法調節部材を予め用意することなく、第１及び第２テーパローラの位置調節により切刃振れ調整作業を行った後に各チップをチップ取付溝に位置決めし且つ固定することにより、優れた振れ精度でフライス工具の段取り替えを完了することができる。また、第１及び第２テーパローラの位置の調節によりチップ位置を確実に調節することができるので、チップ先端の振れ精度は向上し、これに伴い、工具寿命は延長し、チップ交換頻度は低下する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態によれば、第１テーパローラの周面は、連結部材に向かって拡径する円錐台形状に形成され、第２テーパローラの周面は、連結部材に向かって縮径する円錐台形状に形成される。更に好ましくは、テーパローラは、チップの側面と工具本体のローラ摺接面との間に介挿され、第１テーパローラの周面は、ローラ摺接面に対して、回転軸線と平行に摺接し、第２テーパローラの周面は、ローラ摺接面に対して、工具本体の径方向に沿って摺接する。
【００１１】
【実施例】
図１は、本発明の好適な実施例に係るスローアウェイフライスの全体構成を示す縦断面図であり、図２は、図１に示すスローアウェイフライスのＡ−Ａ線断面図である。
【００１２】
研削機本体の主軸（図示せず）に取付け可能なスローアウェイフライス１が図１及び図２に示されている。フライス１は、主軸の回転軸線と一致する回転軸線５０を有し、研削機本体の作動時に回転軸線５０を中心に高速回転する。図２に示す如く、複数（本例では８箇所）のチップ取付溝３が、周方向に所定間隔を隔てて工具本体２の先端面外周部に形成される。チップ取付座４が、各取付溝３内に形成される。超硬合金製チップ５が各取付座４に着座し、固定楔６がチップ５を取付溝３に固定するように溝３内に締付けられる。
【００１３】
図１に示す如く、雄螺子１１を備えた第１テーパローラ１０が、チップ５の内側面５ｂと工具本体２のローラ摺接面７との間に配置され、雌螺子２１を備えた第２テーパローラ２０が、チップ５の上側面５ａと工具本体２のローラ摺接面８との間に配置される。ローラ１０は、軸芯１５を中心に回転し、ローラ２０は、軸芯２５を中心に回転する。軸芯１５、２５は拡大中空部９内で交差し、雄螺子３１及び雌螺子３２を備えた連結部材３０が拡大中空部９に配置される。
【００１４】
図３及び図４は、チップ５、テーパローラ１０、２０及び連結部材３０の構造を示す縦断面図である。また、図５は、図３における "Ｂ" 矢視図である。チップ５、テーパローラ１０、２０及び連結部材３０の断面構造が図３に示され、チップ５、テーパローラ１０、２０及び連結部材３０の側面及び正面形態が図４及び図５に示されている。
【００１５】
図３に示す如く、ローラ摺接面７は、回転軸線５０と平行に配向され、ローラ摺接面８は、回転軸線５０と直交するように配向される。チップ５は、角部を面取加工した概ね正方形の側面形状を有し、チップ５の縦軸線５１及び横軸線５２は、回転軸線５０に対して所定角度をなして傾斜する。チップの側面は、図５に示す如く、固定楔６に当接し、楔固定用螺子６１の締付力により楔６及びチップ取付座４の間に挟持される。
【００１６】
図３及び図４に示す如く、第１テーパローラ１０は、上方に向かって拡径した円錐台形状の外周面１２を有する。ローラ１０の外周面１２は、工具本体２の径方向内側に位置するチップ５の内側面５ｂに摺接するとともに、チップ取付溝３のローラ摺接面７に摺接する。テーパローラ１０の軸芯１５は、回転軸線５０に対して所定角度をなして傾斜する。下側（先端面側）に開放したローラ１０の小径端面１３には、六角レンチと係合可能な六角穴１６が形成される。六角穴１６及び雄螺子１１の中心は、軸芯１５上に位置し、六角穴１６に作用するトルクは、ローラ１０を回転させる。雄螺子１１は、軸芯１５を中心にローラ１０の大径端面１４から一体的に上方に延び、連結部材３０の雌螺子３２内に螺入する。
【００１７】
連結部材３０は、拡大中空部９の頂壁９ａ及び側壁９ｂに当接する上端面３３及び内側面３４を備える。連結部材３０の雄螺子３１は、連結部材３０の外側面３６から軸芯２５を軸芯に延出し、テーパローラ２０の雌螺子２１内に螺入する。
【００１８】
第２テーパローラ２０は、工具本体２の内方に向かって縮径した円錐台形状の外周面２２を有する。ローラ２０の外周面２２は、工具本体２の先端面と反対の側に位置するチップ５の上面５ａに摺接するとともに、チップ取付溝３のローラ摺接面８に摺接する。テーパローラ２０の軸芯２５は、軸芯１５と直交し、ローラ摺接面８に対して所定角度をなして傾斜する。外側に開放したローラ２０の大径端面２３には、六角レンチに係合可能な六角穴２６が形成され、六角穴２６は雌螺子２１に連通する。六角穴２６及び雌螺子２１の中心は、軸芯２５上に位置し、ローラ２０は、六角穴２６に作用するトルクにより、軸芯２５を中心に回転する。
【００１９】
軸芯１５、２５は、連結部材３０の中心部において直交する。テーパローラ１０は、軸芯１５を中心とした回転により、工具本体２の回転軸線５０に沿って変位し、テーパローラ２０は、軸芯２５を中心とした回転により、工具本体２の径方向内方又は外方に変位する。
【００２０】
図６及び図７は、テーパローラ１０、２０の回転によるチップ５の変位を例示する縦断面図である。
図６に示す如く、テーパローラ１０を雄螺子１１の弛緩方向（矢印方向）に回転させると、ローラ１０は、下方に移動し、ローラ１０の外周面１２は、チップ５とローラ摺接面７との間の領域を拡開し、チップ５を外方に押圧する。チップ５は、図６に矢印で示す如く、ローラ２０の外周面２２に沿って移動する。逆に、テーパローラ１０を雄螺子１１の締結方向に回転させると、ローラ１０は、上方に移動し、ローラ１０の外周面１２は、チップ５とローラ摺接面７との間の領域を縮小する。
【００２１】
図７に示す如く、テーパローラ２０を雌螺子２１の締結方向（矢印方向）に回転させると、ローラ２０は、内方に移動し、ローラ２０の外周面２２は、チップ５とローラ摺接面８との間の領域を拡開し、チップ５を下方に押圧する。チップ５は、図７に矢印で示す如く、ローラ１０の外周面１２に沿って移動する。逆に、テーパローラ２０を雌螺子２１の弛緩方向に回転させると、ローラ２０は、外方に移動し、ローラ２０の外周面２２は、チップ５とローラ摺接面８との間の領域を縮小する。
【００２２】
以上の如く、チップ５の位置は、直交する軸芯１５、２５を中心に回転するテーパローラ１０、２０の位置により規制される。段取り替え等の時期に切刃振れ調整を行う場合、テーパローラ１０、２０の位置を調節した後、チップ５をテーパローラ１０、２０の外周面１２、２２に当接せしめ、テーパローラ１０、２０を基準にチップ５を位置決めし且つ固定すれば良く、従って、切刃振れ調整作業は、大幅に簡素化し、振れ調整の精度は、向上する。このような振れ調整機構によれば、多数のシート部材等を振れ調整用に予め用意する必要がないので、部品点数は増加せず、また、チップ先端の振れ精度が向上するので、チップの寿命が延び、チップ交換の頻度は低下する。
【００２３】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能であり、そのような変形例又は変更例も又、本発明の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【００２４】
例えば、上記実施例における雄螺子及び雌螺子の組合せや、連結部材の構造等は、振れ調整機構の機能に適応したものに適宜設計変更することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明の上記構成によれば、部品点数を増加することなく、チップ先端の振れ精度を向上して工具の寿命を延長し、チップ交換の頻度を低減することができるスローアウェイフライスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係るスローアウェイフライスの全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すスローアウェイフライスのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】チップ、テーパローラ及び連結部材の構造を示す縦断面図である。
【図４】チップ、テーパローラ及び連結部材の構造を示す縦断面図である。
【図５】矢印 "Ｂ"方向（図３）の矢視図である。
【図６】第１テーパローラ回転時のチップの変位を例示する縦断面図である。
【図７】第２テーパローラ回転時のチップの変位を例示する縦断面図である。
【符号の説明】
１スローアウェイフライス
２工具本体
３チップ取付溝
４チップ取付座
５チップ
６固定楔
７、８ローラ摺接面
１０第１テーパローラ
１１雄螺子
２０第２テーパローラ
２１雌螺子
３０連結部材
３１雄螺子
３２雌螺子
１５、２５軸芯（中心軸線）
５０回転軸線

Claims

回転軸線を中心に回転する工具本体の先端面外周部に複数のチップ取付溝を周方向に所定間隔を隔てて配設し、平板状のスローアウェイチップを前記取付溝に着脱可能に取付けたスローアウェイフライスにおいて、
前記チップに当接する第１及び第２テーパローラを備え、
前記第１テーパローラは、円錐台形状の周面を有し、該周面は、前記工具本体の径方向内側に位置する前記チップの側面に摺接し、前記第１テーパローラの中心軸線は、該中心軸線に沿う第１テーパローラの移動に相応して前記チップを前記工具本体の径方向外方に押圧するように配向され、
前記第２テーパローラは、円錐台形状の周面を有し、該周面は、前記先端面と反対の側に位置する前記チップの側面に摺接し、前記第２テーパローラの中心軸線は、該中心軸線に沿う第２テーパローラの移動に相応して前記チップを前記工具本体の回転軸線方向に押圧するように配向され、
前記第１及び第２テーパローラは夫々、螺子を備え、前記第１及び第２テーパローラの各中心軸線の交差部には連結部材が配置され、該連結部材は、各々の前記テーパローラがその軸芯を中心に回転するように各テーパローラの螺子と夫々螺合する螺子を備えており、前記連結部材の螺子は、少なくとも一方が雄螺子であり、前記テーパローラは、該テーパローラの回転によって前記連結部材に対して相対変位し、前記チップの位置は、前記テーパローラの移動によって調節されることを特徴とするスローアウェイフライス。
前記第１テーパローラの周面は、前記連結部材に向かって拡径する円錐台形状に形成され、前記第２テーパローラの周面は、前記連結部材に向かって縮径する円錐台形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイフライス。
前記テーパローラは、前記チップの側面と前記工具本体のローラ摺接面との間に介挿され、前記第１テーパローラの周面は、前記ローラ摺接面に対して、前記回転軸線と平行に摺接し、前記第２テーパローラの周面は、前記ローラ摺接面に対して、前記工具本体の径方向に沿って摺接することを特徴とする請求項１又は２に記載のスローアウェイフライス。