JP4164116B2 - インサートチップ - Google Patents

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Description

本発明は鋼や鋳鉄の加工時に使用されるインサートチップに関するものであり、より詳細にはインサートチップに形成されたボルト孔の内部に余裕部をおいてカッター本体とインサートチップを結合させるボルトがボルト孔に傾いて締結されるようにすることによってカッター本体にさらに多くのインサートチップが装着されるようにしたものである。
一般にインサートチップは鋼や鋳鉄の加工に使用されるカッターの構成要素として超軽合金からなる。インサートチップはボルトなどを通じて鋼からなるカッター本体と結合してカッターの回転により被削材を切削するようになる。
以下、従来のインサートチップを図1〜図7を参照して簡略に説明する。
図1は従来のインサートチップが用いられたカッターを概略的に示した斜視図である。示された通り、従来カッターは本体をなすカッター本体(10)とカッター本体(10)に結合するインサートチップ(20)で構成される。カッターが回転することによってカッター本体(10)に結合したインサートチップ(20)が被削材を切削する。
図2は従来のインサートチップの一例を示した斜視図であり、図3は図2の平面図であり、図4は図3のIII-III線断面図であり、インサートチップがカッター本体と結合した状態を示す。
まず、図2に示したインサートチップは両刃インサートチップ(20a)であり、略六面体の形状を有する。両刃インサートチップ(20a)は上下面の各コーナー部毎に備えられた刃線を用いて被削材を切削する。両刃インサートチップ(20a)の中央部位にはボルト孔(21)が形成されてカッター本体(10)と両刃インサートチップ(20a)を結合させるボルト(30)が収容される。
ボルト孔(21)の内部はボルト(30)の頭部分が挿入できるように中央に行くほど狭くなるように形成される。
この時、両刃インサートチップ(20a)は上面の刃線を使用する場合もあり、これをひっくり返して下面の刃線を使用する場合もあるので、ボルト孔(21)の内部はその中央を中心として上下対称に形成される。
図5は従来のカッターを構成するインサートチップの他の例を示した斜視図であり、図6は図5の平面図であり、図7は図6のIV-IV線断面図であり、インサートチップがカッター本体と結合した状態を示す。
図5に示したインサートチップは片刃インサートチップ(20b)であり、上面の4つのコーナー部にのみそれぞれ刃線が備えられ、これを用いて被削材を切削する。片刃インサートチップ(20b)の中央部位にはボルト孔(21)が形成されてカッター本体(10)と片刃インサートチップ(20b)を結合させるボルト(30)が収容される。
また、片刃インサートチップ(20b)は上面の刃線のみを使用するためひっくり返して結合させる必要がなく、両刃インサートチップ(20a)とは異なりボルト孔(21)の内部が上下対称になされる必要がない。
上記のように構成された従来のインサートチップ(20)では、ボルト(30)のレンチ挿入口(31)にレンチ(図示せず)を挿入してボルト(30)を回転させてカッター本体(10)とインサートチップ(20)を結合させた後、カッターを回転させて被削材を切削するようになる。
しかし、このような従来のインサートチップ(20)ではいくつかの問題がある。鋼や鋳鉄のように硬度が高い被削材を加工する場合、カッターに装着されたインサートチップ(20)の数が不足して加工時間が長くかかり、加工面が美しくなくて照度が低い。さらにインサートチップの各角に備えられた刃線にチッピングが発生するようになる。
また、従来のインサートチップ(20)には回転方向の切削力(F)とこの切削力(F)に対応する反力(F1)が作用するようになるが、この反力(F1)を単にカッター本体(10)とインサートチップ(20)を締結させるボルト(30)の締結力(F2)のみで耐えなければならない。この場合、十分な締結力を確保し難い。不十分な締結力のため、カッター本体(10)とインサートチップ(20)の結合が堅固でなくなる。
このように、カッター本体(10)とインサートチップ(20)の結合が堅固でなければ、インサートチップ(20)の一側に応力が集中して加工過程のうち、インサートチップ(20)が破断され得る。
上記の問題を解決するために、本発明は被削材の加工時間が短くて照度が高く、ボルトの締結力のみでカッター本体とインサートチップが強固に結合するカッター用インサートチップを提供することにその目的がある。
添付された図面に示された例を参考にして本発明の望ましい実施の形態を説明する。図面で同一または類似する要素には同一の参照番号が付与されている。
以下、図8〜図17を参照して本発明の実施の形態によるインサートチップを詳細に説明する。
図8は本発明の実施の形態によるインサートチップが使用されたカッターを示した斜視図である。示された通り、カッターは本体をなすカッター本体(100)とカッター本体(100)に結合するインサートチップ(200)で構成される。カッターが回転することによってカッター本体(100)に結合したインサートチップ(200)が被削材を切削する。
図9は本発明の一実施の形態によるインサートチップの一例を示した斜視図であり、図10は図9の平面図であり、図11は図9に示したインサートチップの他の例を示した平面図であり、図12は図10のVIII-VIII線断面図であり、カッター本体とインサートチップがボルトにより結合した状態を示す。
図9に示したインサートチップは両刃インサートチップ(200a)であり、略六面体の板状を有する。両刃インサートチップ(200a)は上下面の各コーナー部(212)毎に備えられた引線を用いて被削材を切削するように上下対称からなる。
両刃インサートチップ(200a)の中央部位には、カッター本体(100)と両刃インサートチップ(200a)を結合させるボルト(300)が嵌められるように、両刃インサートチップの上下面を互いに連通させるボルト孔(210)が形成される。
ボルト孔(210)の内側面には余裕部(211)が形成され、ボルト(300)は両刃インサートチップ(200a)の底と接するカッター本体(100)の垂直線を基準としてカッター本体(100)に向かって所定の角度で傾いてボルト孔(210)に締結され得る。
図10に示した通り、ボルト(300)が両刃インサートチップ(200a)の各コーナー部(212)から反対側コーナー部(212)に向かってカッター本体(100)に所定角度(α)で傾いて締結される場合、ボルト(300)とボルト孔(210)の干渉が防止されるようにボルト孔(210)の内側面中両刃インサートチップ(200a)の各コーナー部(212)に向かうボルト孔(210)の内側面に余裕部(211)がそれぞれ形成される。
また、両刃インサートチップ(200a)は上面に備えられた刃線を使用する場合もあり、下面に備えられた刃線を使用する場合もあるので、ボルト孔(210)の内部はその中央を中心として上下対照を成すように形成されることが望ましい。
本発明の一実施の形態によるインサートチップ(200a)において、ボルト(300)は両刃インサートチップ(200a)が被削材を切削するようになる両刃インサートチップ(200a)のコーナー部(212)から反対側コーナー部(212)に向かってボルト(300)とボルト孔(210)の干渉が防止された状態で、所定角度(α)で傾いてカッター本体(100)に締結される。ボルト(300)の締結に必要なカッター本体(100)の空間が減るので、従来のカッターの直径と同一の直径を有するカッターで従来の両刃インサートチップより多い数の両刃インサートチップ(200a)を装着することができる。
また、ボルト(300)は両刃インサートチップ(200a)が被削材を切削するようになるインサートチップ(200a)のコーナー部(212)から反対側コーナー部(212)に向かってボルト(300)とボルト孔(210)の干渉が防止された状態で所定角度(α)で傾いてカッター本体(100)に締結できるので、切削加工時の切削力(F)による反力(F1)に対応し、カッター本体(100)と結合した両刃インサートチップ(200)には垂直方向の締結力(F2)だけでなく側面方向の圧力(F3)が共に作用するので、カッター本体(100)と両刃インサートチップ(200a)の結合力が増大する。
特に、ボルト(300)がカッター本体(100)に締結される角度(α)が8゜未満である場合、両刃インサートチップ(200a)に作用する側面圧力(F3)があまりにも弱くなる。ボルト(300)がカッター本体(100)に締結される角度(α)が20゜以上である場合、両刃インサートチップ(200a)に作用する垂直方向の締結力(F2)が不十分になって、カッター本体(100)と両刃インサートチップ(200a)の結合が堅固でなくなる。従って、余裕部(211)はボルト(300)の傾斜した角度(α)が8゜〜20゜の範囲内にあるようにボルト孔(210)の内側面の各コーナー部毎に凹状に形成されることが望ましい。
図11は両刃インサートチップ(200a)のボルト孔(210)に形成された他の余裕部(211)を示した平面図である。余裕部(211)はボルト(300)の大きさ及び形態、またはボルト(300)の傾斜した程度などによって多様な形状を有することができる。
一方、本発明によるインサートチップの他の例であり、余裕部はインサートチップの下部にのみ形成されることができる。
即ち、図13に示したような片刃インサートチップ(200b)には上面の4つのコーナー部(212)にのみ引線が備えられるので、ひっくり返して使用する必要がない。従って、余裕部(221)はボルト孔(220)の下部にのみ形成される。
図16は図13に示したインサートチップの他の例を示した背面斜視図であり、図17は図16の背面図である。余裕部(221)はボルト孔(220)の一部だけでなく、ボルト孔(220)の下部に全体的に形成されることができる。
この場合にも、ボルト(300)が片刃インサートチップ(200b)の底と接するカッター本体(100)面の垂直線を基準としてカッター本体(100)に向かって所定角度(α)で傾いて嵌められるように余裕部(221)が形成され、上記角度(α)は8゜〜20゜の範囲内にあることが望ましい。
このように構成された本発明のインサートチップ(200)はボルト(300)の頭部分に形成されたレンチ挿入口(310)に挿入してボルト(300)を回転させてカッター本体(100)とインサートチップ(200)を結合させた後、カッターを回転させて被削材(図示せず)を切削することができる。
本発明によれば、ボルト(300)がカッター本体(100)に所定角度(α)で傾いて締結されるように余裕部(211,221)がインサートチップ(200)のボルト孔(210,220)に形成されている。ボルト(300)の締結に必要なカッター本体(100)の空間が減るようになって、従来のカッターの直径と同一の直径を有するカッターに従来と比べてより多くの数のインサートチップ(200)を装着することができる。また、カッター本体(100)とインサートチップ(200)の結合力が増大することができる。
また、ボルト(300)が余裕部(211,221)を通じてカッター本体(100)に締結されるので、インサートチップ(200)がカッター本体(100)に装着される位置を正確に決定することができる。
本発明のインサートチップは次のような利点がある。カッター本体とインサートチップを結合させるボルトがカッター本体に傾いて締結され、ボルトがインサートチップに形成されたボルト孔内に傾いて収容されるので、従来のカッターと同一の直径を有するカッターに従来と比べて多くの数のインサートチップが装着でき、被削材を加工するのにかかる時間が短縮されて生産性が向上する。被削材の加工面が均一であるので、照度が向上してインサートチップの刃線にチッピングが発生することを防止することができる。
また、カッター本体とインサートチップの結合時のインサートチップに作用する反力に対応する側面圧力が加えられるので、切削抵抗に対する締結力を十分に確保され、インサートチップがカッター本体により強固に結合でき、インサートチップが破断される現象を防止することができる。
また、ボルトが余裕部を通じてカッター本体に締結されるので、インサートチップの位置決めが容易になる。
従来のインサートチップが用いられたカッターを示した斜視図である。 従来のインサートチップの一例を示した斜視図である。 図2の平面図である。 図3のIII-III線断面図であり、インサートチップがカッター本体と結合した状態を示した図である。 従来のインサートチップの他の例を示した斜視図である。 図5の平面図である。 図6のIV-IV線断面図であり、インサートチップがカッター本体と結合した状態を示した図である。 本発明の実施の形態によるインサートチップが用いられたカッターを示した斜視図である。 本発明の実施の形態によるインサートチップの一例を示した斜視図である。 図9の平面図である。 図9に示したインサートチップの他の例を示した平面図である。 図10のVIII-VIII線断面図であり、インサートチップがカッター本体と結合した状態を示した図である。 本発明の異なる実施の形態によるインサートチップを示した背面斜視図である。 図13の背面図である。 図14のX-X線断面図であり、インサートチップがカッター本体と結合した状態を示した図である。 図13に示したインサートチップの他の例を示した背面斜視図である。 図16の背面図である。

Claims (4)

  1. 刃線が備えられた板状の本体上下面を連通させるボルト孔が形成され、上記ボルト孔に嵌められるボルトによりカッター本体に結合するインサートチップにおいて、
    上記ボルト孔の内側面のうち、上記本体の角に形成される各コーナー部に向かう部位にのみ、上記ボルトが加工がなされる上記インサートチップのコーナー部から反対側コーナー部に向かって傾いて締結される時、上記ボルト孔と上記ボルトの干渉を防止する余裕部が形成されたことを特徴とするインサートチップ。
  2. 上記余裕部は上記インサートチップの底と接する上記カッター本体の垂直線を基準として上記ボルトが上記カッター本体に向かって8゜〜20゜で傾いて装着できるように各コーナー部毎に凹状に形成されたことを特徴とする請求項1に記載のインサートチップ。
  3. 上記余裕部は上記ボルト孔の上下部に対称に形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のインサートチップ。
  4. 上記余裕部は上記ボルト孔の下部にのみ形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のインサートチップ。
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