JP4218233B2

JP4218233B2 - 内径加工工具用ホルダ

Info

Publication number: JP4218233B2
Application number: JP2001244582A
Authority: JP
Inventors: 知良坂本; 典夫麻生
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP2003053603A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸状の内径加工工具を取り付けて工作機械の刃物台に装着される内径加工工具用ホルダ（以下、単にホルダと称する。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークの加工穴内径部を加工する内径加工工具は、この加工する穴の内径が小さくなると工具自体も細径の軸状となって、直接工作機械の刃物台に装着することができなくなるので、これをホルダに取り付けた上で刃物台に装着される。図６ないし図８は、従来のこのようなホルダを示すものであって、このホルダにおいては、外形略円柱状をなすホルダ本体１の中心軸線Ｏに沿ってその先端面２から断面円形の取付凹所３が形成されるとともに、この取付凹所３に向けては上記軸線Ｏに対する径方向にネジ孔４，５が形成されてクランプネジ６，７がねじ込まれており、さらにホルダ本体１の上下の外周面にはこのネジ孔４，５の中心線Ｃ，Ｃに垂直な方向に面取り部８，９が形成されている。
【０００３】
このようなホルダに取り付けられる内径加工工具は、例えば図９ないし図１１に示すように、上記取付凹所３内に嵌挿可能な外径の概略円柱の軸状をなすシャンク１１の両端部に切刃部１２，１２が設けられるとともに、このシャンク１１の上下の外周面には該シャンク１１の中心軸線Ｘに平行かつ互いにも平行に面取り部１３，１４が形成されたものであって、切刃部１２においてはすくい面１５がこれら面取り部１３，１４に平行に軸線Ｘに略沿うように形成され、このすくい面１５の先端側稜線部に切刃１６が形成されている。なお、これら図９ないし図１１に示すのは上記切刃部１２がワークの内径を拡げるボーリング用の内径加工工具であるが、これ以外にも例えば図１２に示すようにワークの内径部に溝加工を施す切刃部１２を有する溝入れ加工用のものや、図１３に示すようにワークの内径部に雌ねじを形成する切刃部１２を有するねじ切り加工用のものも用いられる。
【０００４】
かかる内径加工工具は、その一方の切刃部１２のすくい面１５を上記クランプネジ６，７側に向けて上記面取り部１３，１４とともにホルダ本体１の面取り部８，９と平行とした上で、この一方の切刃部１２がホルダ本体１の先端面２から突出するようにしてシャンク１１が上記取付凹所３に挿入され、クランプネジ６，７をねじ込むことによってこのシャンク１１が取付凹所３内で中心線Ｃ，Ｃ方向に押し付けられることにより、上記ホルダに取り付けられる。そして、こうして内径加工工具が取り付けられたホルダは、さらに図１４および図１５に示すように、工作機械の刃物台２１の底面２２に下側の面取り部９が着座させられた上で上側の面取り部８がこの刃物台２１のクランプネジ２３，２４により押し付けられて該刃物台２１に固定され、同じく工作機械の回転チャック２５に取り付けられて上記軸線Ｘに平行な中心線Ｙ回りに回転されるワークＷの加工穴Ｈの内径部を加工してゆく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようにワークＷの加工穴Ｈの内径が小径であって、内径加工工具も細径の軸状となる場合、工具取付剛性を確保するために、ホルダ本体１の先端面２からの内径加工工具の切刃部１２の突出量は、加工穴Ｈの深さに応じた必要最小限にしなければならない。ところがその一方で、内径加工工具をホルダ本体１に確実に取り付けるには、上記クランプネジ６，７がねじ込まれるネジ孔４，５に十分な長さを確保しなければならず、その結果外形略円柱状をなすホルダ本体１の外径およびその先端面２の外径も大きくなってしまうため、内径加工の特に加工穴Ｈ最深部の加工を行うときには、図１４および図１５に示したようにこの外径の大きなホルダ本体１の先端面２が加工穴Ｈの開口部を塞ぐような状態となり、図１４に符号Ｆで示すような加工時の切刃１６により生成される切屑の流れを先端面２が遮ってスムーズに切屑を排出することができなくなるとともに、図１５に符号Ｇで示すように切刃１６による切削部位に工作機械側から切削液を供給しようとしても、ホルダ本体１の先端部が障害となって刃先に切削液を効率的に噴射することが困難となる。
【０００６】
また、このホルダ本体１に内径加工工具を取り付ける際にも、上記従来のホルダでは、ホルダ本体１の断面円形をなす取付凹所３に概略円柱状の内径加工工具のシャンク１１を嵌挿した上でクランプネジ６，７により押し付ける構造であるため、図８において矢線Ｔで示す方向にシャンク１１が取付凹所３内で回転しやすく、切刃部１２のすくい面１５をホルダ本体１の面取り部８，９と平行にすることができなくなる。そして、これに伴いすくい面１５を刃物台２１の底面２２と平行になるようにホルダ本体１を取り付けることもできなくなるため、内径加工時の切刃１６の刃先位置が所定の位置からずれてしまって加工精度を損なったり、切刃１６のすくい角や逃げ角も当初の設定と異なるものとなって切削抵抗の増大等を招いたりするおそれがある。さらに、こうしてシャンク１１が取付凹所３内で回転した状態での内径加工工具のホルダへの取り付けが繰り返し行われると、シャンク１１の面取り部１３と外周面との角部にクランプネジ６，７の先端が押し付けられることによってこのクランプネジ６，７の先端に図１６に示すような変形が生じ、これにより切刃１６の刃先位置が一層ずれやすくなってしまって、クランプネジ６，７の交換を余儀なくされることにもなる。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたもので、第１には内径加工時に切屑の排出や切削液の供給を阻害することのないホルダを提供し、また第２には内径加工工具の切刃の刃先位置のずれを防ぐことができるホルダを提供して、長期に亙って円滑かつ安定した内径加工を可能とすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、まず上記第１の目的を達成するために、本発明は、柱状に延びるホルダ本体の先端部に、先端に切刃が形成された軸状の内径加工工具が取り付けられる取付凹所を上記ホルダ本体の側面に長手方向に沿って形成し、上記ホルダ本体の先端部に、上記取付凹所に開口し、取付凹所が形成された前記側面に対向する他の側面側に平面状に延びるスリットを、他の側面との間に間隔を残して上記長手方向に形成することにより、他の側面側を中心として取付凹所側のスリットの幅を拡縮する方向に弾性変形可能な平板状の可撓部を形成するとともに、この可撓部を上記スリットに垂直な方向に押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする。従って、このようなホルダにおいては、取付凹所がスリットによって分断されてその半分が平板状の可撓部側に形成されており、このような取付凹所に上記内径加工工具を挿入した上で、上記押圧手段によって可撓部を押圧してスリットを縮幅するように弾性変形させることにより、内径加工工具はホルダ本体側と可撓部側とに挟まれるようにして取付凹所に固定される。このため、上記可撓部は、こうして内径加工工具を挟み込んで固定するのに十分な厚さであればよく、これにより、ホルダ本体の先端面から突き出された内径加工工具の切刃部の後方に、切屑を排出し、かつ切削液を供給するのに十分な空間を確保することができる。
【０００９】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、このような構成のホルダにおいて、さらに、上記取付凹所を、上記ホルダ本体側に形成される底面とこの底面に対向して上記可撓部側に設けられる天井面とを備えて上記長手方向視に断面略方形状に形成したことを特徴とする。すなわち、上記構成のホルダにおいては、上述のように内径加工工具をホルダ本体側と可撓部側とで挟み込むようにして取付凹所に固定するので、従来のようにこの取付凹所に向けて長さが確保されたネジ孔を形成する必要はなく、従ってこの取付凹所をホルダ本体の中心軸線に沿ってその中央部に形成する必要もなくなって、上記構成のようにホルダ本体の側面に設けることが可能となり、これに伴って該取付凹所の断面形状も従来のように断面円形に限定されることなく、上述のような底面と天井面とを備えた略方形状に形成することが容易に可能となる。従って、これら底面と天井面とに内径加工工具のシャンクの上記面取り部を密着させて取り付けることができるので、取付凹所内で内径加工工具が回転して切刃の刃先位置がずれてしまうようなことがなく、しかも内径加工工具が面接触で取付凹所に固定されるので、取付剛性が高い。なお、上記可撓部を弾性変形させる押圧手段としては、例えば上記スリットに垂直な方向に上記可撓部に係合可能に挿通されて上記ホルダ本体にねじ込まれるクランプネジを用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５は、本発明の一実施形態を示すものである。ただし、本実施形態のホルダに取り付けられる内径加工工具、およびこうして内径加工工具を取り付けたホルダが装着される工作機械は、図９ないし図１１や図１４および図１５に示したものと同じであるので、その各部についてはこれらの図面と同一の符号を配して説明を省略する。
【００１１】
本実施形態においてホルダ本体３１は、その上面３２の先端部が一段肉厚とされている以外は断面略方形の四角柱状をなし、この上面３２先端部の肉厚とされた部分が可撓部３３とされる。ここで、上記上面３２とこれに直交する側面３４との交差稜線部には、ホルダ本体３１の後端から先端側に向けて該ホルダ本体３１の長手方向視にＬ字状をなす切欠部３５が形成されており、この切欠部３５は段差部３６を介してホルダ本体３１の先端面３７にまで達していて、この段差部３６よりも先端側の切欠部３５の底面が、本実施形態における取付凹所３８の底面３９とされている。なお、この底面３９は、ホルダ本体３１の上記上面３２および下面４０と平行とされている。
【００１２】
一方、上記可撓部３３側には、この底面３９に平行とされた天井面４１を有してやはり上記長手方向視にＬ字状をなす切欠部が形成されており、この切欠部と上記切欠部３５の先端側部分とにより、上記取付凹所３８が、上記長手方向視にホルダ本体３１の上記１の側面３４に「コ」字状に開口するように形成される。なお、この取付凹所３８の底面３９と天井面４１との間の間隔は、上記内径加工工具のシャンク１１の両面取り部１３，１４間の部分が嵌挿可能な大きさとされている。また、この取付凹所３８の上記側面３４側を向く壁面４２は、底面３９側と天井面４１側とで該側面３４に平行な同一平面上に延びるように形成され、従って底面３９と天井面４１とに直交するように形成されるとともに、側面３４からこの壁面４２までの取付凹所３８の深さは、上述のように底面３９と天井部４１との間にシャンク１１を嵌挿して該シャンクの一方の側面を壁面４２に当接させた状態で、このシャンク１１の他方の側面が側面３４と略面一となる程度とされている。
【００１３】
さらに、この可撓部３３とホルダ本体３１との間には、上記取付凹所３８の壁面４２に開口し、ホルダ本体３１の上下面３２，４０および取付凹所３８の底面３９や天井面４１に平行にホルダ本体３１の他の側面４３側に延びる平面状のスリット４４が形成されている。このスリット４４は、平面状に延びる該スリット４４に垂直な方向（図３において上下方向）の幅が当該スリット４４の全体に亙って均一とされたものであって、このスリット４４に垂直な方向においては上面３２よりも僅かに上方に位置するように配置され、かつ上記長手方向にはホルダ本体３１の先端面３７から可撓部３３の後端にまで達するように、また取付凹所３８から上記他の側面４３側に向けての幅方向においては、この他の側面４３との間に僅かな間隔を残すように形成されており、これにより上記可撓部３３は、このスリット４４と他の側面４３との間に残された部分を中心として該スリット４４の取付凹所３８側の部分の幅が拡縮するように弾性変形可能とされ、かつ該スリット４４からの上記垂直な方向の厚さが上記長手方向や幅方向の長さよりも小さくされた平板状に形成されている。
【００１４】
また、ホルダ本体３１の先端部には、こうして弾性変形可能とされた可撓部３３を、上記スリット４４に垂直な方向に押圧する押圧手段４５が設けられている。この押圧手段４５は、本実施形態ではこのスリット４４に垂直な方向に上記可撓部３３に係合可能に挿通されてホルダ本体３１にねじ込まれるクランプネジ４６であり、すなわち可撓部３３には、その上記長手方向および幅方向の略中央に、スリット４４側が一段小径とされた段付穴４７が該スリット４４に垂直な方向に可撓部３３を貫通するように形成されているとともに、スリット４４よりも下面４０側のホルダ本体３１には、可撓部３３の非変形状態においてこの段付穴４７と同軸となるようにネジ孔４８がやはり該ホルダ本体３１を貫通するように形成されており、可撓部３３側から段付穴４７を通してこのネジ孔４８に頭部を有する上記クランプネジ４６をねじ込むことにより、この頭部が段付穴４７の段部に係合して可撓部３３を上記垂直な方向に押圧し、これによってスリット４４が縮幅する方向に可撓部３３が弾性変形させられる。
【００１５】
このように構成されたホルダに、上記内径加工工具は、上記クランプネジ４６を緩めて可撓部３３を非変形とした状態で、内径加工工具の一方の切刃部１２のすくい面１５を可撓部３３側にして、この一方の切刃部１２をホルダ本体３１の先端面３７から必要な長さ突出させるとともに、該一方の切刃部１２のすくい面１５とは反対側を向くシャンク１１の面取り部１４を取付凹所３８の底面３９に密着させて、その上記中心軸線Ｘをホルダ本体３１の上記長手方向に沿わせて取付凹所３８に挿入されて収容される。なお、この収容状態で、可撓部３３はシャンク１１の長手方向略中央に位置し、かつこれよりも他方の切刃部１２側は上記切欠部３５に位置させられている。そして、この状態から押圧手段４５としての上記クランプネジ４６をねじ込むことによって可撓部３３を押圧してスリット４４の幅が縮幅されるように弾性変形させることにより、この可撓部３３側の取付凹所３８の天状面４１が上記面取り部１４の反対側の面取り部１３に密着しながらシャンク１１が押し付けられて取付凹所３８に固定され、図１ないし図３に示したように内径加工工具がホルダに取り付けられる。さらに、このように内径加工工具が取り付けられた上記ホルダは、図４および図５に示すようにその下面４０が工作機械の刃物台２１の底面２２に着座させられた上で、上面３２がこの刃物台２１のクランプネジ２３，２４により押し付けられて固定され、やはり工作機械の回転チャック２５に取り付けられて内径加工工具の軸線Ｘに平行な中心線Ｙ回りに回転されるワークＷの加工穴Ｈの内径部を、この内径加工工具の上記一方の切刃部１２の切刃１６によって加工してゆく。
【００１６】
しかして、上記構成のホルダにおいては、まず上述のように、内径加工工具をその取付凹所３８に取り付けて固定するに際し、ホルダ本体３１先端部に、この取付凹所３８に開口して平面状に延びるスリット４４を形成することにより、該スリット４４の幅を拡縮する方向に弾性変形可能な可撓部３３を形成し、押圧手段４５としてのクランプネジ４６によってこの可撓部３３をスリット４４に垂直な方向に押圧することにより、取付凹所３８もそのホルダ本体３１側の底面２２と可撓部３３側の天井面４１とが接近するように変形させられ、これによって内径加工工具のシャンク１１が挟み込まれて固定されるようになされている。このため、従来のホルダのようにクランプネジ６，７をねじ込んでシャンク１１を固定するために大きな外径をホルダ本体１に確保したりする必要はなく、弾性変形させられる可撓部３３には、こうして弾性変形させられて内径加工工具のシャンク１１を固定するのに十分な厚さが確保されていればよくなって、この可撓部３３を上述のように平板状に形成することが可能となり、これによって内径加工工具の突出させられた上記一方の切刃部１２の後方側に大きな空間を確保することができる。
【００１７】
従って、このようなホルダに取り付けられた内径加工工具によってワークＷの加工穴Ｈの内径加工を行う場合に、ホルダ本体３１の先端面３７を加工穴Ｈの開口部に接近させても、図４に示すように切屑の流れＦを妨げることがなくなり、また図５に示すように切削液の供給Ｇも工作機械側からこの可撓部３３の上方を通して切刃１６による切削部位に円滑かつ確実に行うことが可能となる。このため、上記構成のホルダによれば、切屑が加工穴Ｈ内に詰まりを生じたり内径加工工具やホルダに絡まってりして円滑な内径加工が妨げられるような事態を未然に防止することができるとともに、切削熱がこもりやすい内径加工にあっても切削液の確実な供給によって切削部位を冷却・潤滑してより安定した加工を行うことが可能となる。
【００１８】
また、このような構成のホルダでは、上述のように可撓部３３を弾性変形させて上記取付凹所３８内に挿入・収容された内径加工工具のシャンク１１を固定する構造であって、取付凹所３８の周囲に従来のクランプネジ６，７をねじ込むネジ孔４，５を形成するような肉厚部を確保する必要がないために、この取付凹所３８をホルダ本体３１の側面３４に隣接して該側面３４に開口するように形成することができる。従って、内径加工工具の上記一方の切刃部１２の後方には、上記可撓部３３の上方に大きな空間が確保されるとともに、この側面３４側にもさらに大きな空間が確保されることとなり、従って図４に示すようにこの側面３４側に切刃１６が位置するように内径加工工具を取り付けて切屑の流れＦを該側面３４側の上記空間に案内することにより、一層確実に安定した切屑の排出を図ることができる。
【００１９】
そして、さらにこのように取付凹所３８がホルダ本体３１の側面３４に隣接して設けられることにより、上記ホルダでは、この取付凹所３８の断面を、従来のような円形に限定されることなく、平坦な底面３９と天井面４１とを備えた「コ」字状、あるいは方形状に形成したりすることができる。すなわち、従来のホルダのように取付凹所３をホルダ本体１の中心軸線Ｏに沿ってその中央部に形成する場合、その断面が円形であればドリルによって比較的容易に形成することができるのに対し、この取付凹所３を本実施形態のように断面「コ」字状あるいは方形状に形成しようとすると、ブローチなどを用いるか、あるいは放電加工などによらなければならず、取付凹所３の形成が甚だ困難となることが避けられない。ところが、取付凹所３８がホルダ本体３１の側面３４に隣接する本実施形態においては、この取付凹所３８を断面「コ」字状あるいは方形状に形成するにしても、スロットカッターやエンドミルによって上記長手方向に溝を形成すればよく、通常の切削加工によって極めて容易に取付凹所３８を形成することができる。
【００２０】
しかして、このように取付凹所３８が断面「コ」字状あるいは方形状とされてホルダ本体３１側の底面３９と可撓部３３側の天井面４１とを備えていることにより、本実施形態によれば、これら底面３９と天井面４１とにシャンク１１の面取り部１３，１４を密着させて内径加工工具を取付凹所３８に取り付けることができ、すなわちシャンク１１が面接触によって取付凹所３８に固定されるので、従来のクランプネジ６，７による点接触に比べて取付剛性が高く、取付凹所３８内で内径加工工具が回転して切刃１６の刃先位置がずれてしまったりするようなことがない。従って、内径加工工具のシャンク１１の上記面取り部１３，１４を常に安定して工作機械の刃物台２１の底面２２と平行とし、従ってこの面取り部１３，１４と平行とされた切刃部１２のすくい面１５もこの刃物台２１の底面２２に確実に平行とすることができて当初設定した通りのすくい角や逃げ角を上記切刃１６に与えることができ、すくい角や逃げ角が相違することによって切削抵抗が増大してしまったりするような事態を未然に防止することができる。また、このように取付凹所３８の底面３９と天井面４１とが面取り部１３，１４に面接触してシャンク１１を固定するため、これら底面３９や天井面４１に変形が生じたりすることもなく、これによりホルダの寿命の延長を図って、長期に亙って安定した内径加工工具の保持を行うことが可能となる。
【００２１】
さらに、本実施形態では、可撓部３３を弾性変形させる押圧手段４５が、スリット４４に垂直な方向に可撓部３３に係合可能に該可撓部３３の上記段付穴４７に挿通されてホルダ本体３１のネジ孔にねじ込まれるクランプネジ４６であり、このクランプネジ４６によって可撓部３３全体が弾性変形してその天井面４１がシャンク１１の面取り部１３に密着させられる。このため、従来のように複数のクランプネジ６，７をねじ込まずとも、本実施形態のようにこのクランプネジ４６を可撓部３３の長手方向略中央に１つだけ配置することにより、天井面４１を均等な圧力で面取り部１３に密着させてシャンク１１を押し付け、取付凹所３８に固定することができるので、本実施形態によれば、内径加工工具の着脱操作が容易であり、しかも取付安定性の向上を図ることもできるという効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ホルダ本体の先端部に形成された取付凹所に開口するようにスリットを形成して可撓部を設け、この可撓部を押圧手段によって押圧して弾性変形させることにより、上記取付凹所に内径加工工具を固定するようにしているので、内径加工工具の加工に供される切刃部の後方に大きな空間を確保することができ、内径加工時に生成される切屑の流れを阻害することなく円滑な切屑排出を促すことができるとともに、工作機械側からの切削液の供給も遮られることなく切削部位に確実に噴射することが可能となる。また、この取付凹所をホルダ本体の側面に設けるとともに、底面と天井面とを備えた断面方形状とすることにより、切刃部後方に一層大きな空間を確保することができ、しかも内径加工工具の取付剛性の向上を図ることができて、さらに円滑かつ安定した内径加工を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す実施形態の側面図である。
【図３】図１に示す実施形態の正面図である。
【図４】図１に示す実施形態を刃物台２１に取り付けた状態を示す平面図である。
【図５】図１に示す実施形態を刃物台２１に取り付けた状態を示す側面図である。
【図６】従来の内径加工工具用ホルダを示す平面図である。
【図７】図６に示す従来例の一部破断側面図である。
【図８】図６に示す従来例の正面図である。
【図９】ボーリング用の内径加工工具の平面図である。
【図１０】図９に示す内径加工工具の側面図である。
【図１１】図９に示す内径加工工具の正面図である。
【図１２】溝入れ用の内径加工工具の切刃部１２の平面図である。
【図１３】ねじ切り用の内径加工工具の切刃部１２の平面図である。
【図１４】図６に示す従来例を刃物台２１に取り付けた状態を示す平面図である。
【図１５】図６に示す従来例を刃物台２１に取り付けた状態を示す側面図である。
【図１６】図６に示す従来例においてクランプネジ６，７に変形が生じた状態を示す、図７におけるＺＺ断面図である。
【符号の説明】
３１ホルダ本体
３３可撓部
３４ホルダ本体３１の側面
３８取付凹所
３９取付凹所３８の底面
４１取付凹所３８の天井面
４３他の側面
４４スリット
４５押圧手段
４６クランプネジ

Claims

柱状に延びるホルダ本体の先端部に、先端に切刃が形成された軸状の内径加工工具が取り付けられる取付凹所が上記ホルダ本体の側面に長手方向に沿って形成されていて、上記ホルダ本体の先端部には、上記取付凹所に開口し、前記取付凹所が形成された前記側面に対向する他の側面側に平面状に延びるスリットが、前記他の側面との間に間隔を残して上記長手方向に形成されることにより、前記他の側面側を中心として前記取付凹所側のスリットの幅を拡縮する方向に弾性変形可能な平板状の可撓部が形成されるとともに、この可撓部を上記スリットに垂直な方向に押圧する押圧手段が設けられていることを特徴とする内径加工工具用ホルダ。
上記取付凹所は、上記ホルダ本体側に形成される底面とこの底面に対向して上記可撓部側に設けられる天井面とを備えた上記長手方向視に断面略方形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内径加工工具用ホルダ。
上記押圧手段は、上記スリットに垂直な方向に上記可撓部に係合可能に挿通されて上記ホルダ本体にねじ込まれるクランプネジであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内径加工工具用ホルダ。